KR20160148269A - 잠수함의 수소 공급 시스템 및 그 운용 방법 - Google Patents

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Abstract

잠수함의 수소 공급 시스템 및 이의 운용 방법에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 잠수함 내에 구비되며 연료를 저장하는 연료탱크와, 연료탱크로부터 연료를 공급받아 수소를 발생시키는 연료개질기와, 연료개질기에서 수소와 함께 발생된 이산화탄소를 액화산소와 열교환시키는 열교환기와, 열교환기를 거쳐 액화된 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 저장용기;를 포함하는 잠수함의 수소 공급 시스템을 제공한다.

Description

잠수함의 수소 공급 시스템 및 그 운용 방법{HYDROGEN SUPPLY SYSTEM OF SUBMARINE AND MANAGEMENT METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예는 잠수함의 수소 공급 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료개질기에서 생산된 개질 가스 내의 이산화탄소를 처리함에 있어서 액화산소의 저온에너지를 이용하여 이산화탄소를 액화시켜 저장할 수 있는 잠수함의 수소 공급 시스템 및 그 운용 방법에 관한 것이다.
잠수함은 수중을 잠항할 수 있으며, 이를 위해 함내의 전원을 공급받아 동작하는 추진모터 등에 의해 회전력이 발생되고, 이 회전력이 프로펠러까지 전달되어 추진력을 발생시킨다.
한편, 연료전지를 사용하는 잠수함의 경우, 연료개질기(Reformer)에서 수소가 생산되는 경우가 있다.
여기서, 연료개질기는 탄화수소 및 알코올 계열 연료와 수증기 및 산소와 반응하여 수소를 생산하는 장치를 말한다.
그런데 연료개질기를 통한 수소 생산 과정에서는 부산물로 이산화탄소가 발생하고, 잠수함과 같이 제한된 공간에 상기 연료개질기를 적용할 경우 반드시 이산화탄소를 함 외부로 배출시키거나 처리할 수 있는 장치가 있어야 한다.
종래의 경우, 연료개질기로부터 발생된 이산화탄소의 경우 해수에 용해시켜 함 외부로 배출시키거나 또는 가스형태로 저장하였다.
그런데 함 외부로 이산화탄소를 배출시킬 경우 잠수함의 은닉성을 저하시키는 요인이 되었으며, 이와 달리 가스형태로 저장할 경우 대용량 부피의 저장용기가 필요하여 배치효율을 저하시키는 원인이 되었다.
따라서, 연료개질기에서 발생되는 이산화탄소를 액화시켜 고압상태로 저장할 수 있는 기술적 해결방안이 요청된다.
잠수함(대한민국 공개특허공보 제10-2009-0101089호)
본 발명은 연료개질기에서 생산된 개질 가스 내의 이산화탄소를 처리함에 있어서 액화산소의 저온에너지를 이용하여 이산화탄소를 액화시켜 저장할 수 있는 잠수함의 수소 공급 시스템 및 그 운용 방법을 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, 잠수함 내에 구비되며 연료를 저장하는 연료탱크; 상기 연료탱크로부터 연료를 공급받아 수소를 발생시키는 연료개질기; 상기 연료개질기에서 수소와 함께 발생된 이산화탄소를 액화산소와 열교환시키는 열교환기; 및 상기 열교환기를 거쳐 액화된 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 저장용기;를 포함하는 잠수함의 수소 공급 시스템을 제공한다.
상기 열교환기는, 일측을 통해 상기 연료개질기로부터 발생된 이산화탄소를 공급받는 한편, 타측을 통해 산소 저장탱크로부터 액화산소를 공급받도록 형성되며, 상기 이산화탄소 및 액화산소 사이의 열교환에 의해, 상기 이산화탄소는 액화되고, 상기 액화산소는 산소로 기화될 수 있다.
상기 열교환기를 거쳐 기화된 산소는 잠수함 내의 연료전지 및 연소장치로 공급되어 소비될 수 있다.
상기 열교환기를 거쳐 액화된 이산화탄소는 이산화탄소 저장용기로 보내져 저장되되, 상기 이산화탄소 저장용기는 고압, 저온 상태로 액화된 이산화탄소를 저장할 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기의 잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법으로서, (a) 상기 연료탱크로부터 연료를 공급받아 상기 연료개질기에서 수소를 발생시키는 단계; (b) 상기 연료개질기에서 발생된 이산화탄소를 열교환기로 보내어 액화산소와 열교환시키는 단계; 및 (c) 상기 열교환기에서 액화된 이산화탄소를 이산화탄소 저장용기에 저장하는 단계;를 포함하는 잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법을 제공한다.
상기 (a) 단계에서, 상기 연료개질기에서 발생된 수소는 상기 연료전지로 공급되어 사용될 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 상기 열교환기에서는 일측을 통해 상기 연료개질기로부터 발생된 이산화탄소를 공급받는 한편, 타측을 통해 산소 저장탱크로부터 액화산소를 공급받으며, 상기 이산화탄소 및 액화산소 사이의 열교환에 의해, 상기 이산화탄소는 액화되며, 상기 액화산소는 기화될 수 있다.
상기 (c) 단계에서, 상기 열교환기를 거쳐 액화된 이산화탄소는 고압, 저온 상태로 액화된 이산화탄소를 저장할 수 있는 구조로 이루어진 상기 이산화탄소 저장용기 내에 저장할 수 있다.
상기 (c) 단계 이후에, 상기 연료개질기의 효율 감소로 인해 상기 이산화탄소의 발생량이 증가함에 따라 상기 열교환기를 통해 액화되지 못한 이산화탄소를 별도의 이산화탄소 처리장치에서 처리할 수 있다.
본 발명에 의하면, 연료개질기의 개질 가스 내의 이산화탄소를 처리함에 있어, 액화산소의 저온에너지를 이용하여 이산화탄소를 액화시킨 다음 고압의 저온탱크에 다량 보관할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 이산화탄소를 해수에 용해시켜 함 외부로 배출시켰던 경우에 비해 잠수함의 은닉성을 보장할 수 있는 장점이 있으며, 가스형태로 저장하였던 경우에 비해 액화상태로 저장할 수 있어 배치효율이 향상되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템을 간략히 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법을 간략히 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법의 변형예를 설명하기 위해 나타낸 개념도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템 및 이의 운용 방법에 관하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템을 간략히 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 이에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템은 연료탱크(110), 연료개질기(120), 연료전지(130), 액화산소 저장탱크(140), 연소장치(150) 및 이산화탄소 저장용기(160)를 포함한다.
연료탱크(110)는 잠수함 내에 구비되며, 연료를 저장하는 역할을 담당한다.
여기서, '연료'라 함은, 후술될 연료개질기(120)에서 수소를 발생시키기 위해 필요한 원료를 말하며, 이에 한정되지 않는다.
연료개질기(120)는 탄화수소 및 알코올 계열 연료와 수증기 및 산소와 반응하여 수소를 생산하는 장치를 말한다.
상기 연료개질기(120)는 상기 연료탱크(110)로부터 연료를 공급받아 수소를 발생시키는 데, 발생된 수소를 연료전지(130)에 공급하여 사용할 수 있도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 연료개질기(120)에서는 상기 연료탱크(110)에서 공급된 연료를 이용하여 수소를 발생시키는 과정에서 그 부산물의 형태로서 이산화탄소를 함께 발생시킨다.
종래의 경우, 연료개질기로부터 발생된 이산화탄소의 경우 해수에 용해시켜 함 외부로 배출시키거나 또는 가스형태로 저장하였다. 그런데 함 외부로 이산화탄소를 배출시킬 경우 잠수함의 은닉성을 저하시키는 요인이 되었으며, 이와 달리 가스형태로 저장할 경우 대용량 부피의 저장용기가 필요하여 배치효율을 저하시키는 원인이 되었다.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 연료개질기(120)에서 발생된 이산화탄소를 액화시켜 보다 효율적으로 보관하는 방식을 채용하였다.
구체적인 예로서, 상기 연료개질기에서 수소와 함께 발생된 이산화탄소를 액화산소와 열교환시키는 열교환기(150)를 포함한다.
예컨대, 상기 열교환기(150)는 일측을 통해 상기 연료개질기로부터 발생된 이산화탄소를 공급받는 한편, 타측을 통해 산소 저장탱크로부터 액화산소를 공급받도록 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이와 같은 구조에 따라, 상기 상대적으로 고온 상태인 이산화탄소와 상대적으로 저온 상태인 액화산소는 열교환기(150) 내부에서 상호 열교환이 이루어져, 기체상태의 이산화탄소는 액화되고, 액화산소는 기체상태인 산소로 기화될 수 있다.
그리고 액화된 이산화탄소(즉 액화이산화탄소)는 이산화탄소 저장용기(160)로 보내어져 저장될 수 있다.
예를 들어, 상기 이산화탄소 저장용기(160)는 고압, 저온 상태로 액화된 이산화탄소를 안정적으로 저장할 수 있는 구조로 이루어질 수 있으며, 특정 형태로 제한할 필요는 없다.
한편, 상기 열교환기(150)를 거쳐 기화된 산소는 잠수함 내에 구비된 연료전지(130) 및 연소장치(160)로 보내어져 적절하게 소비될 수 있다.
이와 같이, 본 발명인 잠수함의 수소 공급 시스템에 의하면, 연료개질기(120)에서 발생된 이산화탄소를 처리함에 있어, 액화산소의 저온 에너지를 이용하여 이산화탄소를 액화시킨 형태로 고압, 저온 용기에 다량 보관할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 종전과 같이 이산화탄소를 해수에 용해시켜 함 외부로 배출시켰던 경우에 비해 잠수함의 은닉성을 보장할 수 있으며, 기체 상태로 저장하였던 경우에 비해 저장용기의 부피를 줄일 수 있어 잠수함 배치효율 향상에 도움이 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법을 간략히 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법은 수소 발생단계(S100), 이산화탄소 액화단계(S200), 그리고 액화이산화탄소 저장단계(S300)를 포함한다.
수소 발생단계(S100)
본 단계는 수소 발생단계로서, 잠수함 내에서 연료를 공급받아 연료개질기에서 수소를 발생시키는 단계를 말한다.
이 단계에서, 상기 연료개질기에서 발생된 수소는 상기 연료전지로 공급되어 사용될 수 있다.
이산화탄소 액화단계(S200)
본 단계는 이산화탄소 액화단계로서, 상기 연료개질기에서 수소와 함께 발생된 이산화탄소를 열교환기로 보내어 액화산소와 열교환을 시키는 단계를 말한다.
이 단계에서, 상기 열교환기의 일측으로는 상기 연료개질기로부터 발생된 이산화탄소가 공급되는 한편, 상기 열교환기의 타측으로는 산소 저장탱크(즉, 액화산소 저장탱크)로부터 액화산소가 공급될 수 있다.
그 결과, 상기 이산화탄소 및 액화산소 사이에는 열교환이 이루어지며, 상기 이산화탄소는 액화되고 상기 액화산소는 기화된다.
액화이산화탄소 저장단계(S300)
본 단계는 액화이산화탄소 저장단계로서, 상기 열교환기에서 액화된 이산화탄소를 이산화탄소 저장용기에 저장하는 단계를 말한다.
이 단계에서 상기 열교환기를 거쳐 액화된 이산화탄소는 고압, 저온 상태로 액화된 이산화탄소를 저장할 수 있는 구조로 이루어진 이산화탄소 저장용기 내에 저장될 수 있다. 한편, 상기 열교환기를 거쳐 기화된 산소는 잠수함 내에 구비된 연료전지 및 연소장치로 보내어져 적절하게 소비될 수 있다.
한편, 액화된 이산화탄소를 이산화탄소 저장용기에 저장함과 동시에 열교환기를 통해 액화되지 못한 이산화탄소를 별도의 이산화탄소 처리장치(예: 해수 용해 또는 고체화 등)에서 처리하는 변형예를 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법의 변형예를 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 연료전지(130)의 부하가 감소할 경우, 연료개질기(120)의 효율이 감소하여 이산화탄소 발생량이 증가함과 동시에 산소 소모량을 감소하는 현상이 나타날 수 있다. 이때, 증가된 이산화탄소를 제거하기 위해서는 산소와 열교환을 통해 액화된 이산화탄소는 이산화탄소 저장용기(160)에 저장하고, 액화되지 못한 기체, 즉 이산화탄소는 별도의 이산화탄소 처리장치(180)에서 처리될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 연료개질기의 개질 가스 내의 이산화탄소를 처리함에 있어, 액화산소의 저온에너지를 이용하여 이산화탄소를 액화시킨 다음 고압의 저온탱크에 다량 보관할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 이산화탄소를 해수에 용해시켜 함 외부로 배출시켰던 경우에 비해 잠수함의 은닉성을 보장할 수 있는 장점이 있으며, 가스형태로 저장하였던 경우에 비해 액화상태로 저장할 수 있어 배치효율이 향상되는 장점이 있다.
지금까지 본 발명인 잠수함의 수소 공급 시스템 및 그 운용 방법에 관하여 바람직한 실시예들을 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.
110: 연료탱크
120: 연료개질기
130: 연료전지
140: 산소 저장탱크(또는 액화산소 저장탱크)
150: 열교환기
160: 이산화탄소 저장용기(또는 고압저온탱크)
170: 연소장치

Claims (9)

  1. 잠수함 내에 구비되며 연료를 저장하는 연료탱크;
    상기 연료탱크로부터 연료를 공급받아 수소를 발생시키는 연료개질기;
    상기 연료개질기에서 수소와 함께 발생된 이산화탄소를 액화산소와 열교환시키는 열교환기; 및
    상기 열교환기를 거쳐 액화된 이산화탄소를 저장하는 이산화탄소 저장용기;를 포함하는,
    잠수함의 수소 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환기는,
    일측을 통해 상기 연료개질기로부터 발생된 이산화탄소를 공급받는 한편, 타측을 통해 산소 저장탱크로부터 액화산소를 공급받도록 형성되며,
    상기 이산화탄소 및 액화산소 사이의 열교환에 의해, 상기 이산화탄소는 액화되고, 상기 액화산소는 산소로 기화되는 것을 특징으로 하는,
    잠수함의 수소 공급 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열교환기를 거쳐 기화된 산소는 잠수함 내의 연료전지 및 연소장치로 공급되어 소비되는 것을 특징으로 하는,
    잠수함의 수소 공급 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 열교환기를 거쳐 액화된 이산화탄소는 이산화탄소 저장용기로 보내져 저장되되,
    상기 이산화탄소 저장용기는
    고압, 저온 상태로 액화된 이산화탄소를 저장할 수 있는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    잠수함의 수소 공급 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법으로서,
    (a) 상기 연료탱크로부터 연료를 공급받아 상기 연료개질기에서 수소를 발생시키는 단계;
    (b) 상기 연료개질기에서 발생된 이산화탄소를 열교환기로 보내어 액화산소와 열교환시키는 단계;
    (c) 상기 열교환기에서 액화된 이산화탄소를 이산화탄소 저장용기에 저장하는 단계;
    잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 연료개질기에서 발생된 수소는 상기 연료전지로 공급되어 사용되는 것을 특징으로 하는,
    잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 열교환기에서는 일측을 통해 상기 연료개질기로부터 발생된 이산화탄소를 공급받는 한편, 타측을 통해 산소 저장탱크로부터 액화산소를 공급받으며, 상기 이산화탄소 및 액화산소 사이의 열교환에 의해, 상기 이산화탄소는 액화되며, 상기 액화산소는 기화되는 것을 특징으로 하는,
    잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서, 상기 열교환기를 거쳐 액화된 이산화탄소는 고압, 저온 상태로 액화된 이산화탄소를 저장할 수 있는 구조로 이루어진 상기 이산화탄소 저장용기 내에 저장하는,
    잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 (c) 단계 이후에, 상기 연료개질기의 효율 감소로 인해 상기 이산화탄소의 발생량이 증가함에 따라 상기 열교환기를 통해 액화되지 못한 이산화탄소를 별도의 이산화탄소 처리장치에서 처리하는
    잠수함의 수소 공급 시스템의 운용 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180078695A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 대우조선해양 주식회사 수중함 내의 이산화탄소 제거 장치
KR20180108014A (ko) * 2017-03-23 2018-10-04 대우조선해양 주식회사 포름산 직접 연료전지 잠수함

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090101089A (ko) 2008-03-20 2009-09-24 호발츠벨케 도이췌 벨프트 게엠베하 잠수함

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090101089A (ko) 2008-03-20 2009-09-24 호발츠벨케 도이췌 벨프트 게엠베하 잠수함

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180078695A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 대우조선해양 주식회사 수중함 내의 이산화탄소 제거 장치
KR20180108014A (ko) * 2017-03-23 2018-10-04 대우조선해양 주식회사 포름산 직접 연료전지 잠수함

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