KR20150137895A

KR20150137895A - 수소저장용기 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20150137895A
Application number: KR1020140066532A
Authority: KR
Inventors: 정낙신; 이광민; 이준모; 변윤철; 오준; 박상진
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-09
Also published as: KR101583419B1

Abstract

수소저장용기 및 그 제조방법에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부 밀폐 공간에 수소저장합금이 내장되는 다수 개의 카트리지와, 상기 다수 개의 카트리지를 수납하는 외부 용기와, 상기 다수 개의 카트리지와 상기 외부 용기 사이에 구비되는 엠보싱부재를 포함하는 수소저장용기를 제공할 수 있다.

Description

수소저장용기 및 그 제조방법{HYDROGEN STORAGE CYLINDER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 수소저장용기 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수소저장합금을 저장하기 위한 수소저장용기의 제작상 안전성과 생산성을 높이고 동시에 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 수소저장용기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 수소저장용기는 그 내부에 수소저장합금이 수납되는 카트리지를 원형의 용기 형태로 제작하여, 그 내부에 적정량의 수소저장합금을 수납한다.

상기와 같이 제조된 다수의 카트리지들을 상하로 적층하여 원통형 저장용기에 삽입하여 보관한다.

도 1은 일반적인 수소저장용기 카트리지가 적층된 모습과, 외부 용기에 담아 보관된 모습을 보여준다.

도 1의 (a) 및 (b)를 참조하면, 수소저장합금(H)이 수납된 다수 개의 카트리지(10)는 상하로 적층된 형태로 제공된다.

상기 다수 개의 카트리지(10)는 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 원통형 몸체(31)와, 이의 상하부를 밀봉하는 캡(32, 33)을 포함하여 구성되는 외부 용기(30)에 담아 보관되었다.

다만, 수소저장용기의 제작상 안전성과 생산성을 높일 수 있으며, 열전달 효율까지 향상시킬 수 있는 방안이 절실히 요청된다.

수소저장합금 보관용 실린더 구조 및 수소저장합금 보관용 실린더 제작 방법(대한민국 공개특허공보 제10-2013-0051137호)

본 발명은 수소저장합금을 저장하기 위한 수소저장용기의 제작상 안전성과 생산성을 높이고 동시에 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 수소저장용기 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부 밀폐 공간에 수소저장합금이 내장되는 다수 개의 카트리지; 상기 다수 개의 카트리지를 수납하는 외부 용기; 및 상기 다수 개의 카트리지와 상기 외부 용기 사이에 구비되는 엠보싱부재;를 포함하는 수소저장용기를 제공할 수 있다.

상기 엠보싱부재는, 금속 재질로 이루어지며, 적어도 1겹 이상 구비될 수 있다.

또한, 상기 엠보싱부재는, 상기 카트리지의 외주를 둘러 감쌀 수 있는 크기의 판상 또는 실린더 형상으로 제공될 수 있다.

또한, 상기 엠보싱부재는, 상기 다수 개의 카트리지의 외주면에 접합되거나, 또는 상기 외부 용기의 내주면에 접합될 수 있다.

상기 수소저장용기는 잠수함 또는 수중함에 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 내부 밀폐 공간에 수소저장합금이 내장되는 다수 개의 카트리지를 적층하는 카트리지 적층단계; 상기 적층된 다수 개의 카트리지의 둘레를 감싸도록 엠보싱부재를 결합하는 엠보싱부재 결합단계; 및 상기 엠보싱부재가 결합된 상기 다수 개의 카트리지를 외부 용기에 수납하는 외부 용기 수납단계;를 포함하는 수소저장용기 제조방법을 제공할 수 있다.

상기 엠보싱부재 결합단계에서, 상기 엠보싱부재는 금속 재질로 이루어지며, 적어도 1겹 이상 구비되도록 결합시킬 수 있다.

또한, 상기 엠보싱부재 결합단계에서, 상기 엠보싱부재는 상기 카트리지의 외주를 둘러 감쌀 수 있는 판상 또는 실린더 형상으로 제공될 수 있다.

또한, 상기 엠보싱부재 결합단계에서, 상기 엠보싱부재는 상기 다수 개의 카트리지의 외주면에 용접 결합될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 외부 용기의 내주면으로 엠보싱부재를 결합하는 엠보싱부재 결합단계; 내부 밀폐 공간에 수소저장합금이 내장되는 다수 개의 카트리지를 적층하는 카트리지 적층단계; 상기 적층된 다수 개의 카트리지를 상기 엠보싱부재가 결합된 외부 용기에 수납하는 외부 용기 수납단계;를 포함하는 수소저장용기 제조방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 엠보싱부재 결합단계에서, 상기 엠보싱부재는 상기 카트리지의 외주를 둘러 감쌀 수 있는 크기의 판상 또는 실린더 형상으로 제공될 수 있다.

또한, 상기 엠보싱부재 결합단계에서, 상기 엠보싱부재는 상기 외부 용기의 내주면으로 용접 결합될 수 있다.

본 발명인 수소저장용기 및 그 제조방법에 의하면, 수소저장용기의 제작상 안전성과 생산성을 높이고 동시에 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

특히, 수소저장합금이 수납된 다수 개의 카트리지와 외부 용기 사이에 적어도 1겹 이상의 엠보싱부재를 구비시켜, 수소저장합금을 담고 있는 카트리지의 구조적 안정성을 확보하며, 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 수소저장용기를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장용기를 간략히 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엠보싱부재의작용 효과를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 수소저장용기 제조방법을 간략히 도시한 순서도.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 수소저장용기 제조방법의 공정도.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 수소저장용기 제조방법을 간략히 도시한 순서도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 수소저장용기 제조방법의 공정도.
도 8은 잠수함을 개략적으로 도시한 도면.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 수소저장용기 및 그 제조방법에 관하여 자세히 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소저장용기를 간략히 도시한 구성도이다.

도 2를 참조하면, 수소저장용기는 도 2의 (a)에 도시된 다수 개의 카트리지(100), 도 2의 (b)에 도시된 엠보싱부재(200), 및 도 2의 (c)에 도시된 외부 용기(300)를 포함한다.

다수 개의 카트리지(100)는 내부 밀폐 공간으로 수소저장합금(H)을 내장하며, 서로가 상하로 적층되는 구조로 제공될 수 있다.

외부 용기(200)는 상기 다수 개의 카트리지(100)를 적층된 상태로 담아 보관할 수 있도록 구성되며, 예컨대, 원통형상으로 제공될 수 있다. 구체적인 예로서, 중공을 갖는 원통형 몸체(330)와, 상기 원통형 몸체(330)의 상하로 구비되는 캡(310, 350)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.

엠보싱부재(200)는 상기 다수 개의 카트리지(100)와 상기 외부 용기(200) 사이에 구비될 수 있다.

상기 엠보싱부재(200)는 금속 재질인 것이 좋으며, 이외에도 다양한 소재를 이용하여 제작될 수 있다.

그리고 상기 엠보싱부재(200)는 상기 다수 개의 카트리지(100)와 상기 외부 용기(200) 사이에 적어도 1겹 이상으로 구비될 수 있다.

예컨대, 상기 엠보싱부재(200)는 상기 적층된 다수의 카트리지(100)의 외주를 둘러 감쌀 수 있는 크기의 판상 또는 실린더 형상으로 제공될 수 있다.

한편, 상기 엠보싱부재(200)는 상기 다수 개의 카트리지(100)의 외주면에 용접 등에 의해 접합되어 결합될 수 있으며, 반대로 상기 외부 용기(300)외 내주면에 용접 등에 의해 미리 접합되거나 억지 끼움 등의 방식으로 삽입 배치될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엠보싱부재의 작용 효과를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 3의 (a)를 참조하면, 도시된 수소저장용기의 단면을 통해 수소활성화 이전의 모습을 보여준다.

가장 바깥쪽에 외부 용기(300)가 외벽을 형성하며, 그 안쪽으로 적어도 1겹 이상(도 3에서는 2겹)으로 엠보싱부재(200)가 구비되어 있다. 그리고 엠보싱부재(200)의 내측으로 다수 개의 카트리지(100)가 적층되며, 각각의 카트리지(100) 내부에 수소저장합금(H)이 수납되어 있다.

도 3의 (b)는 수소저장용기 내부에서 수소활성화가 이루어진 이후의 모습을 보여준다.

수소활성화에 의해 수소저장합금(H)과 이를 수납하는 다수의 카트리지(100)가 균일하게 팽창하게 되며, 이로 인해 상기 엠보싱부재(200)는 외부 용기(300) 쪽에 완벽하게 밀착되게 된다.

만일, 국부적인 불균일 팽창의 경우에도 상기 엠보싱부재(200)는 상기 수소저장요기의 구조를 안전하게 지지하고 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여 전술한 수소저장용기의 제조방법에 관하여 2가지 실시예로 나누어 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 수소저장용기 제조방법을 간략히 도시한 순서도이며, 도 5는 공정도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 수소저장용기 제조방법은 카트리지 적층단계(S100), 엠보싱부재 결합단계(S200), 외부 용기 수납단계(S300)를 포함한다.

먼저, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 내부 밀폐 공간에 수소저장합금이 내장되는 다수 개의 카트리지(100)를 상하로 쌓아 적층하는 카트리지 적층단계(S110)를 실시한다.

다음으로, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 이전 단계에서 적층된 다수 개의 카트리지(100)의 둘레를 감싸도록 엠보싱부재(200)를 결합하는 엠보싱부재 결합단계(S120)를 실시한다.

이 단계에서, 상기 엠보싱부재(200)는 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 적어도 1겹 이상 구비되도록 결합될 수 있다.

그리고 이 단계에서, 상기 엠보싱부재(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 엠보싱부재(200)는 상기 적층된 다수의 카트리지(100)의 외주를 둘러 감싸도록 판 형상을 용접 등의 방법으로 결합될 수 있다. 또 다른 방식으로 상기 엠보싱부재(200)를 실린더 형상으로 제작하여 카트리지의 둘레를 감싸도록 하여 끼움 배치시킬 수 있다.

그 다음으로, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 이전 단계에서 상기 엠보싱부재(200)를 결합시킨 다수 개의 카트리지(100)를 외부 용기(300)에 수납하는 엠보싱부재 수납단계(S130)를 실시한다.

예컨대, 상기 외부 용기(300)는 원통형상으로 제공될 수 있다. 구체적인 예로서, 중공을 갖는 원통형 몸체(330)와, 상기 원통형 몸체(330)의 상하로 구비되는 캡(310, 350)을 포함하는 구조를 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 수소저장용기 제조방법을 간략히 도시한 순서도이며, 도 7은 공정도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 수소저장용기 제조방법은, 엠보싱부재 결합단계(S210), 카트리지 적층단계(S220), 외부 용기 수납단계(S230)를 포함한다.

먼저, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 외부 용기(300)의 내주면으로 엠보싱부재(200)를 결합하는 엠보싱부재 결합단계(S210)를 실시한다.

그리고 이 단계에서, 상기 엠보싱부재(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 엠보싱부재(200)는 상기 외부 용기(300)의 내주면에 용접 등의 방법으로 결합하거나 미리 실린더 형상으로 제작하여 끼움 배치시킬 수 있다.

다음으로, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 다수의 카트리지(100)를 상하로 적층하는 카트리지 적층단계(S220)를 실시한다.

그 다음으로, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 이전 단계에서 적층된 다수 개의 카트리지를 상기 엠보싱부재가 미리 결합된 외부 용기(300)에 수납하는 외부 용기 수납단계를 실시한다.

한편, 도 8은 잠수함을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 8을 참조하면, 전술한 수소저장용기는 잠수함(1000)(또는 수중함)에 구비되어 연료전지(H)에 적용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면 수소저장용기의 제작상 안전성과 생산성을 높이고 동시에 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

지금까지 본 발명인 수소저장용기 및 그 제조방법에 관하여 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였다.

전술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

H: 수소저장합금
100: 카트리지
200: 엠보싱부재
300: 외부 용기
310, 350: 캡
330: 원통형 몸체

Claims

내부 밀폐 공간에 수소저장합금이 내장되는 다수 개의 카트리지;
상기 다수 개의 카트리지를 수납하는 외부 용기; 및
상기 다수 개의 카트리지와 상기 외부 용기 사이에 구비되는 엠보싱부재;를 포함하는 수소저장용기.
제1항에 있어서,
상기 엠보싱부재는,
금속 재질로 이루어지며, 적어도 1겹 이상 구비되는 수소저장용기.
제1항에 있어서,
상기 엠보싱부재는,
상기 카트리지의 외주를 둘러 감쌀 수 있는 크기의 판상 또는 실린더 형상으로 제공되는 수소저장용기.
제1항에 있어서,
상기 엠보싱부재는,
상기 다수 개의 카트리지의 외주면에 접합되거나, 또는 상기 외부 용기의 내주면에 접합되는 수소저장용기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수소저장용기는 잠수함 또는 수중함에 구비되는 것을 특징으로 하는 수소저장용기.
내부 밀폐 공간에 수소저장합금이 내장되는 다수 개의 카트리지를 적층하는 카트리지 적층단계;
상기 적층된 다수 개의 카트리지의 둘레를 감싸도록 엠보싱부재를 결합하는 엠보싱부재 결합단계; 및
상기 엠보싱부재가 결합된 상기 다수 개의 카트리지를 외부 용기에 수납하는 외부 용기 수납단계;를 포함하는 수소저장용기 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 엠보싱부재 결합단계에서,
상기 엠보싱부재는 금속 재질로 이루어지며, 적어도 1겹 이상 구비되도록 결합시키는 수소저장용기 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 엠보싱부재 결합단계에서,
상기 엠보싱부재는 상기 카트리지의 외주를 둘러 감쌀 수 있는 판상 또는 실린더 형상으로 제공되는 수소저장용기 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 엠보싱부재 결합단계에서,
상기 엠보싱부재는 상기 다수 개의 카트리지의 외주면에 용접 결합되는 수소저장용기 제조방법.
외부 용기의 내주면으로 엠보싱부재를 결합하는 엠보싱부재 결합단계;
내부 밀폐 공간에 수소저장합금이 내장되는 다수 개의 카트리지를 적층하는 카트리지 적층단계;
상기 적층된 다수 개의 카트리지를 상기 엠보싱부재가 결합된 외부 용기에 수납하는 외부 용기 수납단계;를 포함하는 수소저장용기 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 엠보싱부재 결합단계에서,
상기 엠보싱부재는 금속 재질로 이루어지며, 적어도 1겹 이상 구비되도록 결합시키는 수소저장용기 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 엠보싱부재 결합단계에서,
상기 엠보싱부재는 상기 카트리지의 외주를 둘러 감쌀 수 있는 크기의 판상 또는 실린더 형상으로 제공되는 수소저장용기 제조방법.
제10항에 있어서,
상기 엠보싱부재 결합단계에서,
상기 엠보싱부재는 상기 외부 용기의 내주면으로 용접 결합되는 수소저장용기 제조방법.