KR20090114552A - 차량용 수소저장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부에서 충전된 수소저장시스템 전체를 리어 언더플로어의 상부에 카트리지식으로 설치함으로써, 탈착 및 재장착이 용이한 차량용 수소저장장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해, 본 발명은 외부에서 충전된 수소저장체를 수용하며, 퀵커넥턱를 이용하여 탈부착이 용이한 구조로 차량에 설치된 수소저장용 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 수소저장장치를 제공한다.

수소탱크, 케이스, 레귤레이터

Description

차량용 수소저장장치{Hydrogen storage apparatus for vehicle}

본 발명은 차량용 수소저장장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량에 탈장착이 용이한 구조로 이루어진 차량용 수소저장장치에 관한 것이다.

연료인 수소의 저장 방식은 액체 수소저장, 고압압축방식 및 수소저장재료(금속수산화물, 다공성 나노재료)를 이용한 수소저장방식 등이 있다.

현재 상용화에 가장 근접한 기술은 고압압축방식이며, 수소저장재료를 이용한 방식도 매우 활발히 연구되고 있다.

고압압축방식에 의한 수소공급장치는 수소충전소에서 고압수소탱크에 수소를 충전하고, 고압 레귤레이터 및 저압 레귤레이터를 통해 압력을 조절하여 필요할 때 마다 고압수소탱크로부터 스택(연료전지스택)에 수소를 공급하게 된다.

이때, 상기 고압수소탱크의 일단부에는 솔레노이드밸브가 설치되고, 그 타단부에는 엔드 플러그(마개)가 설치되어, 솔레노이드밸브를 통해 가스를 충전하고, 상기 솔레노이드밸브에 작동신호를 보내어 밸브가 온오프 되게 된다.

한편, 종래의 연료전지차량에서 수소공급장치는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 언더플로어(101) 하부에 복수의 고압수소저장탱크(100)가 장착된 상태로 재충전가능하게 설치되어 있다.

이에 상기 차량 하부에 고압수소저장탱크(100)가 장착된 상태에서 수소를 충전하므로, 고압수소저장탱크(100)를 탈착 및 재장착 하지 않아도 되며, 시스템 정비 및 필요시에만 차량을 올리고 하부에서 탈착한다. 미설명 부호 102는 타이어이다.

그러나, 현재 언더플로어 하부에 고압수소저장탱크를 장착하는 구조는 탈착 및 재장착이 용이하지 않은 구조이다.

왜냐하면, 고압수소저장탱크가 언더플로어에 장착된 이상 차량에 고정시키기 위한 볼트와 같은 다수의 체결수단이 필요하고, 탈착 및 재장착시 체결수단을 풀거나 재조립해야 하며, 고압수소저장탱크의 갯수가 증가하면 할 수록 체결수단을 풀거나 재조립하는 시간이 증가하게 되므로, 작업시간의 증가 및 작업의 번거로움이 있다.

또한, 상기 고압수소저장탱크가 차량하부에 설치되므로, 탈착 및 재장착시 차량을 지면에서 일정 높이 이상 올린 상태에서 작업을 해야 한다. 따라서, 차량을 리프트시키기 위한 장비가 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 외부에서 충전된 수소저장시스템 전체를 리어 언더플로어의 상부에 카트리지식으로 설치함으로써, 탈착 및 재장착이 용이한 차량용 수소저장장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량용 수소저장장치에 있어서,

외부에서 충전된 수소저장체를 수용하며, 퀵커넥턱를 이용하여 탈부착이 용이한 구조로 차량에 설치된 수소저장용 케이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 수소저장체는 배관 및 연결구를 통해 연결된 수소탱크인 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 수소탱크는 수소저장용 케이스의 내부에 수직 또는 수평방향, 또는 여러층으로 적층된 형태로 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수소저장용 케이스는 리어 언더플로어 상부에 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수소저장용 케이스는 수소탱크의 수소를 일정한 압력으로 외부에 공급하기 위한 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수소저장용 케이스는 트렁크 룸을 통해 탈부착 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 수소저장장치에 의하면, 외부장비에서 수소를 재충전한 수소저장시스템(예,수소탱크)을 카트리지 형태로 장착함으로써, 부피당 수소의 저장밀도를 높일 수 있고 차량 하부에 스페어 타이어의 공간을 확보하여 상품성을 증대시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 수소저장장치를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 도 1의 수소저장장치가 차량에 장착된 상태를 나타내는 개략도이다.

본 발명의 일실시예는 종래의 문제점을 개선하기 위해 기본적으로 수소저장시스템 예를 들어 수소탱크(10)를 차량 하부보다는 차량 뒤쪽에 설치한다.

상기 수소탱크(10)를 종래와 같이 차량 하부에 위치하도록 한 경우에 수소탱크(10)에 수소 재충전시 리프트 장비를 이용하여 차량을 일정 높이 이상 올려야 하고, 수소탱크(10)를 체결수단으로 고정시켜야 하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 수소저장시스템의 설치위치를 차량의 하부를 제외한 곳에 설치함으로써, 차량을 들어올릴 필요가 없고 다수의 볼트를 풀거나 재조립하여야 하는 번거로움을 없앨 수 있는 방법을 제안한다.

먼저, 차량에서 일정한 저장공간을 갖는 수소저장시스템(또는 수소저장체), 본 발명에서는 일례로 수소탱크(10)를 외부에서 충전 또는 재충전한다.

외부에서 충전된 수소탱크(10)를 탈착 및 재장착이 용이한 구조로 차량 뒤쪽에 장착한다.

본 발명의 일실시예에 따른 탈부착이 용이한 수소저장장치는 박스형 케이스(11), 케이스(11) 내부에 설치된 복수의 수소탱크(10), 수소탱크(10)의 압력을 일정하게 유지하여 외부로 보내는 레귤레이터(14), 레귤레이터(14)를 통해 일정한 압력으로 수소를 공급하는 밸브 및 수소탱크(10)를 포함한 케이스(11) 전체를 차량에 탈부착이 용이하도록 설치된 퀵커넥터(16)를 포함한다.

상기 박스형 케이스(11)는 특별한 형태로 제한되지 않고 하나이상의 수소탱크(10)를 수용할 수 있는 공간을 가지면서 수소탱크(10)의 운반이 용이하도록 사방이 막힌 구조이다. 이때, 수소탱크(10)를 내부에 설치하기 위해 케이스(11)의 일면이 개폐될 수 있는 구조로 이루어진다.

본 발명의 일실시예에 따른 박스형 케이스(11)의 상면에는 손잡이(12)가 설치되어 운반이 용이한 장점이 있다.

상기 수소탱크(10)는 원통형과 반구형의 조합인 기존의 봄베형태일 수 있고, 다른 형태도 적용가능하며, 수소탱크(10)의 수도 수요자의 수요에 따라 변경가능하고, 수소탱크(10)는 충전을 위한 유입구와 탱크 간의 연결을 위한 연결구를 구비한다.

이때, 수소탱크(10)를 배관이 연결하게 되고, 수소탱크(10)는 배관을 통해 일정한 압력으로 수소를 케이스(11) 바깥으로 배출하게 되며, 수소탱크(10) 내부의 압력을 감지하기 위한 수소센서(15)가 탱크마다 장착되어 있다. 또한, 상기 수소탱크(10)는 비가역적인 반응으로 수소를 저장한다.

여기서, 상기 수소탱크(10)의 압력을 일정하게 조절하기 위해 케이스(11) 내부에는 레귤레이터(14)가 설치되어 있고, 레귤레이터(14)에 의해 조절된 일정한 압력으로 케이스(11) 외부로 배출되며, 케이스(11) 하부에는 배관과 연통된 유량조절밸브가 설치되어 있다.

상기 케이스(11)의 하부에는 리어 언더플로어(13)의 상부에 설치가능하도록 퀵커넥터(16)가 부착되어 있다. 상기 퀵커넥터(16)는 공구나 장치 없이 손으로도 손쉽게 교체가능하도록 된 상용화된 부품으로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

리어 언더플로어(13)는 RV 차량이나 SUV 차량의 경우 3열 시트부 뒤쪽을 가리키며, 트렁크 룸을 통해 케이스(11)를 탈착 및 재장착 가능하다.

상기와 같이 수소탱크(10)를 포함하는 케이스(11)는 리어 언더플로어(13)의 상부에 퀵커넥터(16)만 손으로 풀면 탈착이 가능하고, 재장착시에도 퀵커넥터(16)만 작동시켜 조립하면 되므로, 탈착 및 재장착이 용이하다.

수소탱크(10)는 케이스(11) 내부에서 병렬로 배관 및 연결구로 피팅되므로 마지막 수소탱크(10)에 저장된 수소가 모두 외부로 배출될 때까지 사용가능하며, 수소탱크(10)의 수소를 모두 사용한 경우에 외부에서 충전된 수소탱크(10)를 포함하는 케이스(11)만을 교체하면 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 수소저장장치를 설명하기 위한 개략도,

도 2는 도 1의 수소저장장치가 차량에 장착된 상태를 나타내는 개략도,

도 3은 종래의 수소저장시스템의 장착상태를 설명하기 위해 차량 하부에서 본 저면도,

도 4는 도 3을 측면에서 바라본 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 수소탱크 11 : 케이스

12 : 손잡이 13 : 리어 언더플로어

14 : 레귤레이터 15 : 수소센서

16 : 퀵커넥터

Claims (6)

1. 차량용 수소저장장치에 있어서,

   외부에서 충전된 수소저장체를 수용하며, 퀵커넥턱를 이용하여 탈부착이 용이한 구조로 차량에 설치된 수소저장용 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 수소저장장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 수소저장체는 배관 및 연결구를 통해 연결된 수소탱크인 것을 특징으로 하는 차량용 수소저장장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 수소탱크는 수소저장용 케이스의 내부에 수직 또는 수평방향, 또는 여러층으로 적층된 형태로 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 수소저장장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 수소저장용 케이스는 리어 언더플로어 상부에 설치된 것을 특징으로 하 는 차량용 수소저장장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 수소저장용 케이스는 수소탱크의 수소를 일정한 압력으로 외부에 공급하기 위한 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 수소저장장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 수소저장용 케이스는 트렁크 룸을 통해 탈부착 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 수소저장장치.

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