KR20200144372A - 선박용 연료전지 가스공급장치 - Google Patents

선박용 연료전지 가스공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박용 연료전지 가스공급장치에 관한 것으로, 본 발명에서는 선박용 BWTS(Ballast Water Treatment System) 측 전기분해 셀 및 선박용 발전시스템 측 연료전지를 가스의 유통이 가능해지도록 상호 연결시키면서, 그 연결경로 상에, <배관을 통해 전기분해 셀과 연결된 상태에서, 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 저장/처리할 수 있는 가스저장 탱크>, <배관을 통해 가스저장 탱크, 연료전지 등과 연결된 상태에서, 가스저장 탱크에 저장되어 있던 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 연료전지 측에 배출/제공할 수 있는 컴프레셔>, <각 배관에 설치된 밸브, 컴프레셔 등을 선택적으로 제어하여, 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 부산물 가스가 가스저장 탱크에 저장될 수 있도록 유도함과 아울러, 가스저장 탱크에 저장되어 있던 부산물 가스가 컴프레셔의 동작에 의해 연료전지 측으로 배출/공급될 수 있도록 유도할 수 있는 가스공급 컨트롤러> 등을 체계적으로 배치/제공하고, 이를 통해, 전기분해 셀로부터 출력되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스) 측에서, 별다른 조치 없이, 외기로 배출/폐기되는 무모한 절차가 아니라, 연료전지 측으로 공급/제공되어, 해당 연료전지 측의 전력생산에 소스가스로 기여하는 일련의 재활용 절차를 융통성 있게 겪도록 유도함으로써, 결국, 선박 운영주체 측에서, 부산물 가스 배출배관의 추가 설치에 기인한 각종 문제점뿐만 아니라, 소스 가스(예를 들어, H2 가스)의 지속적인 구매/소비에 기인한 각종 문제점까지도 효과적으로 회피할 수 있도록 가이드 할 수 있다.

Description

선박용 연료전지 가스공급장치{The apparatus for supplying a gas to the fuel cell for a ship}
본 발명은 선박용 연료전지에 가스를 공급해주는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선박용 BWTS(Ballast Water Treatment System) 측 전기분해 셀 및 선박용 발전시스템 측 연료전지를 가스의 유통이 가능해지도록 상호 연결시키면서, 그 연결경로 상에, <배관을 통해 전기분해 셀과 연결된 상태에서, 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 저장/처리할 수 있는 가스저장 탱크>, <배관을 통해 가스저장 탱크, 연료전지 등과 연결된 상태에서, 가스저장 탱크에 저장되어 있던 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 연료전지 측에 배출/제공할 수 있는 컴프레셔>, <각 배관에 설치된 밸브, 컴프레셔 등을 선택적으로 제어하여, 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 부산물 가스가 가스저장 탱크에 저장될 수 있도록 유도함과 아울러, 가스저장 탱크에 저장되어 있던 부산물 가스가 컴프레셔의 동작에 의해 연료전지 측으로 배출/공급될 수 있도록 유도할 수 있는 가스공급 컨트롤러> 등을 체계적으로 배치/제공하고, 이를 통해, 전기분해 셀로부터 출력되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스) 측에서, 별다른 조치 없이, 외기로 배출/폐기되는 무모한 절차가 아니라, 연료전지 측으로 공급/제공되어, 해당 연료전지 측의 전력생산에 소스가스로 기여하는 일련의 재활용 절차를 융통성 있게 겪도록 유도함으로써, 결국, 선박 운영주체 측에서, 부산물 가스 배출배관의 추가 설치에 기인한 각종 문제점뿐만 아니라, 소스 가스(예를 들어, H2 가스)의 지속적인 구매/소비에 기인한 각종 문제점까지도 효과적으로 회피할 수 있도록 가이드 할 수 있는 선박용 연료전지 가스공급장치에 관한 것이다.
최근, 선박에 대한 수요가 급증하면서, 선박용 평형수처리장치(BWTS: Ballast Water Treatment System) 관련 기술, 선박용 발전시스템 관련 기술 등 또한 빠른 발전을 거듭하고 있다.
예를 들어, 대한민국공개특허 제10-2015-8235호(명칭: 평형수 처리장치)(2015.01.22.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2015-48138호(명칭: 연속적 생물부착 제어로 선박평형수를 처리하는 시스템 및 방법)(2015.05.06.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2017-52027호(명칭: 선박 평형수 처리 시스템)(2017.05.12.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2012-128528호(명칭: 선박의 발전 시스템)(2012.11.27.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2016-34439호(명칭: 에너지 저장 시스템을 이용한 선박내 발전기 구동장치)(2016.03.30.자 공개), 대한민국공개특허 제10-2014-9631호(명칭: 풍력, 태양광 및 디젤엔진을 이용한 하이브리드선박 복합발전장치)(2014.01.23.자 공개) 등에는 이러한 종래의 선박용 BWTS 관련 기술, 선박용 발전시스템 관련 기술 등의 일례가 좀더 상세하게 개시되어 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 선박용 BWTS는 해수공급펌프(1), 전기분해 셀(2), 평형수 탱크(3) 등이 조합된 구성을 취하게 된다(편의 상, 선박용 BWTS를 이루는 다른 구성요소들의 세부적인 설명/도시는 생략 함).
이 상황 하에서, 해수공급펌프(1) 측에서는 외부의 해수(Sea water)를 공급받은 후, 공급 완료된 해수를 전기분해 셀(2) 측으로 펌핑/출력시키는 역할을 수행하게 되며, 전기분해 셀(2) 측에서는 일련의 전기분해 공정을 진행시켜, 해수공급펌프(1)로부터 펌핑/출력되는 해수를 전기 분해하고, 이를 통해, Cl2 가스를 생성한 후, 생성 완료된 Cl2 가스를 평형수 탱크(3) 측으로 공급/주입하는 역할을 수행하게 된다.
이렇게 하여, 전기분해 셀(2) 측으로부터 Cl2 가스가 공급/주입되는 상황 하에서, 평형수 탱크(3) 측에서는 공급/투입 완료된 Cl2 가스를 토대로 하여, 불필요한 미생물의 번식을 안정적으로 차단시키면서, 일련의 평형수 저장 역할을 정상적으로 수행할 수 있게 된다.
이러한 종래의 BWTS 체제 하에서, 상술한 바와 같이, 전기분해 셀(2) 측에서는 일련의 전기분해 공정을 통해, 해수공급펌프(1)로부터 펌핑/출력되는 해수를 전기 분해하고, 이를 통해, Cl2 가스를 생성한 후, 생성 완료된 Cl2 가스를 평형수 탱크(3) 측으로 공급/주입하게 되는 바, 이 경우, 전기분해 셀(2) 측으로부터는 Cl2 가스 이외에도, 전기분해 공정의 부산물로써, H2 가스가 추가로 생성되게 된다.
종래 에서는 이러한 H2 가스의 처리를 위하여, 전기분해 셀(2)과 외기를 연결하는 부산물 가스 배출배관(4)을, 예를 들어, 작업자가 접근하기 어려운 높은 곳에 추가 설치하고, 이 부산물 가스 배출배관(4)을 통해, 전기분해 셀(2) 측으로부터 추가 생성되는 H2 가스를 외기로 배출하는 조치를 강구하게 된다.
그러나, 이처럼, 부산물 가스 배출배관(4)을 작업자가 접근하기 어려운 높은 곳에 추가로 설치/운영하게 되는 경우, 선박 운영주체 측에서는 부산물 가스 배출배관(4)의 설치 자체에 난항을 겪을 수밖에 없을 뿐만 아니라, 해당 배관(4)의 추가 설치에 기인하여, 불필요한 비용지출 문제점, 불필요한 인력소모 문제점 등까지도 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 선박용 발전시스템은 발전기(6), 연료전지(5) 등이 조합된 구성을 취하게 된다(편의 상, 선박용 발전시스템을 이루는 다른 구성요소들의 세부적인 설명/도시는 생략 함).
이 상황 하에서, 연료전지(5) 측에서는 외부로부터 소스 가스, 예를 들어, H2 가스를 공급받은 후, 일련의 전기분해 공정을 통해, H2 가스를 전기 분해하고, 이를 통해 전력을 생산한 후, 생산 완료된 전력을 발전기(6) 측으로 공급함으로써, 발전기(6)가 자신에게 주어진 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 지원하게 된다.
그러나, 이러한 종래의 체제 하에서, 상술한 바와 같이, 연료전지(5) 측에서는, 일련의 전력을 발전기(6)에 정상적으로 공급하기 위하여, 외부로부터 공급된 소스 가스(예를 들어, H2 가스)를 지속적으로 소비하여야만 하는 바, 이 경우, 선박 운영주체 측에서는 고가의 소스 가스(예를 들어, H2 가스)를 지속적으로 구매/공급하여야 함으로써, 전체적인 선박 운용비용이 소스 가스(예를 들어, H2 가스)의 소모에 비례하여 대폭 상승하는 피해를 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다.
요컨대, 종래의 체제 하에서, 선박 운영주체 측에서는 선박용 BWTS, 선박용 발전시스템 등을 운영할 시, 별도의 조치가 취해지지 않는 한, 부산물 가스 배출배관(4)의 설치에 기인한 각종 문제점뿐만 아니라, 소스 가스(예를 들어, H2 가스)의 지속적인 구매/소비에 기인한 각종 문제점까지도 고스란히 감수할 수밖에 없게 되는 것이다.
대한민국공개특허 제10-2015-8235호(명칭: 평형수 처리장치)(2015.01.22.자 공개) 대한민국공개특허 제10-2015-48138호(명칭: 연속적 생물부착 제어로 선박평형수를 처리하는 시스템 및 방법)(2015.05.06.자 공개) 대한민국공개특허 제10-2017-52027호(명칭: 선박 평형수 처리 시스템)(2017.05.12.자 공개) 대한민국공개특허 제10-2012-128528호(명칭: 선박의 발전 시스템)(2012.11.27.자 공개) 대한민국공개특허 제10-2016-34439호(명칭: 에너지 저장 시스템을 이용한 선박내 발전기 구동장치)(2016.03.30.자 공개) 대한민국공개특허 제10-2014-9631호(명칭: 풍력, 태양광 및 디젤엔진을 이용한 하이브리드선박 복합발전장치)(2014.01.23.자 공개)
따라서, 본 발명의 목적은 선박용 BWTS 측 전기분해 셀 및 선박용 발전시스템 측 연료전지를 가스의 유통이 가능해지도록 상호 연결시키면서, 그 연결경로 상에, <배관을 통해 전기분해 셀과 연결된 상태에서, 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 저장/처리할 수 있는 가스저장 탱크>, <배관을 통해 가스저장 탱크, 연료전지 등과 연결된 상태에서, 가스저장 탱크에 저장되어 있던 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 연료전지 측에 배출/제공할 수 있는 컴프레셔>, <각 배관에 설치된 밸브, 컴프레셔 등을 선택적으로 제어하여, 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 부산물 가스가 가스저장 탱크에 저장될 수 있도록 유도함과 아울러, 가스저장 탱크에 저장되어 있던 부산물 가스가 컴프레셔의 동작에 의해 연료전지 측으로 배출/공급될 수 있도록 유도할 수 있는 가스공급 컨트롤러> 등을 체계적으로 배치/제공하고, 이를 통해, 전기분해 셀로부터 출력되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스) 측에서, 별다른 조치 없이, 외기로 배출/폐기되는 무모한 절차가 아니라, 연료전지 측으로 공급/제공되어, 해당 연료전지 측의 전력생산에 소스가스로 기여하는 일련의 재활용 절차를 융통성 있게 겪도록 유도함으로써, 결국, 선박 운영주체 측에서, 부산물 가스 배출배관의 추가 설치에 기인한 각종 문제점뿐만 아니라, 소스 가스(예를 들어, H2 가스)의 지속적인 구매/소비에 기인한 각종 문제점까지도 효과적으로 회피할 수 있도록 가이드 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 제 1 밸브가 설치된 제 1 배관을 통해 전기분해 셀과 연결되면서, 상기 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 부산물 가스를 저장하는 가스저장 탱크와; 제 2 밸브가 설치된 제 2 배관을 통해 상기 가스저장 탱크와 연결됨과 아울러, 제 3 밸브가 설치된 제 3 배관을 통해 연료전지와 연결되는 컴프레셔와; 상기 제 1 밸브 내지 제 3 밸브와 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 밸브 내지 제 3 밸브 및 상기 컴프레셔를 선택적으로 제어하여, 상기 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 상기 부산물 가스가 상기 가스저장 탱크에 저장될 수 있도록 함과 아울러, 상기 가스저장 탱크에 저장되어 있던 상기 부산물 가스가 상기 컴프레셔의 동작에 의해 상기 연료전지 측으로 공급될 수 있도록 하는 가스공급 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료전지 가스공급장치를 개시한다.
본 발명에서는 선박용 BWTS 측 전기분해 셀 및 선박용 발전시스템 측 연료전지를 가스의 유통이 가능해지도록 상호 연결시키면서, 그 연결경로 상에, <배관을 통해 전기분해 셀과 연결된 상태에서, 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 저장/처리할 수 있는 가스저장 탱크>, <배관을 통해 가스저장 탱크, 연료전지 등과 연결된 상태에서, 가스저장 탱크에 저장되어 있던 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 연료전지 측에 배출/제공할 수 있는 컴프레셔>, <각 배관에 설치된 밸브, 컴프레셔 등을 선택적으로 제어하여, 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 부산물 가스가 가스저장 탱크에 저장될 수 있도록 유도함과 아울러, 가스저장 탱크에 저장되어 있던 부산물 가스가 컴프레셔의 동작에 의해 연료전지 측으로 배출/공급될 수 있도록 유도할 수 있는 가스공급 컨트롤러> 등을 체계적으로 배치/제공하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 전기분해 셀로부터 출력되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스) 측에서는, 별다른 조치 없이, 외기로 배출/폐기되는 무모한 절차가 아니라, 연료전지 측으로 공급/제공되어, 해당 연료전지 측의 전력생산에 소스가스로 기여하는 일련의 재활용 절차를 융통성 있게 겪을 수 있게 되며, 결국, 선박 운영주체 측에서는, 부산물 가스 배출배관의 추가 설치에 기인한 각종 문제점뿐만 아니라, 소스 가스(예를 들어, H2 가스)의 지속적인 구매/소비에 기인한 각종 문제점까지도 효과적으로 회피할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 선박용 BWTS의 일부 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 2는 종래의 기술에 따른 선박용 발전시스템의 일부 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 선박용 연료전지 가스공급장치의 배치 패턴을 개념적으로 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 선박용 연료전지 가스공급장치의 세부적인 구성을 개념적으로 도시한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 선박용 연료전지 가스공급장치를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 체제 하에서, 선박용 BWTS는 해수공급펌프(11), 전기분해 셀(12), 평형수 탱크(13) 등이 조합된 구성을 취하게 된다(편의 상, 선박용 BWTS를 이루는 다른 구성요소들의 세부적인 설명/도시는 생략 함).
물론, 이러한 본 발명의 체제 하에서도, 해수공급펌프(11) 측에서는 외부의 해수(Sea water)를 공급받은 후, 공급 완료된 해수를 전기분해 셀(12) 측으로 펌핑/출력시키는 역할을 수행하게 되며, 전기분해 셀(12) 측에서는 일련의 전기분해 공정을 진행시켜, 해수공급펌프(11)로부터 펌핑/출력되는 해수를 전기 분해하고, 이를 통해, Cl2 가스를 생성한 후, 생성 완료된 Cl2 가스를 평형수 탱크(13) 측으로 공급/주입하는 역할을 수행하게 된다.
이렇게 하여, 전기분해 셀(12) 측으로부터 Cl2 가스가 공급/주입되는 상황 하에서, 평형수 탱크(13) 측에서는 공급/투입 완료된 Cl2 가스를 토대로 하여, 불필요한 미생물의 번식을 안정적으로 차단시키면서, 일련의 평형수 저장 역할을 정상적으로 수행할 수 있게 된다.
이러한 본 발명을 채용한 BWTS 체제 하에서도, 상술한 바와 같이, 전기분해 셀(12) 측에서는 일련의 전기분해 공정을 통해, 해수공급펌프(11)로부터 펌핑/출력되는 해수를 전기 분해하고, 이를 통해, Cl2 가스를 생성한 후, 생성 완료된 Cl2 가스를 평형수 탱크(13) 측으로 공급/주입하게 되는 바, 이 경우에도, 전기분해 셀(12) 측으로부터는 Cl2 가스 이외에도, 전기분해 공정의 부산물로써, H2 가스가 추가로 생성되게 된다.
상술한 바와 같이, 종래 에서는 이러한 H2 가스의 처리를 위하여, 전기분해 셀과 외기를 연결하는 부산물 가스 배출배관을, 예를 들어, 작업자가 접근하기 어려운 높은 곳에 추가 설치하고, 이 부산물 가스 배출배관을 통해, 전기분해 셀 측으로부터 추가 생성되는 H2 가스를 외기로 배출하는 조치를 강구하였었다.
그러나, 이처럼, 부산물 가스 배출배관을 작업자가 접근하기 어려운 높은 곳에 추가로 설치/운영하게 되는 경우, 선박 운영주체 측에서는 부산물 가스 배출배관의 설치 자체에 난항을 겪을 수밖에 없을 뿐만 아니라, 해당 배관의 추가 설치에 기인하여, 불필요한 비용지출 문제점, 불필요한 인력소모 문제점 등까지도 고스란히 감수할 수밖에 없었다.
한편, 본 발명의 체제 하에서도, 선박용 발전시스템은 발전기(16), 연료전지(15) 등이 조합된 구성을 취하게 된다(편의 상, 선박용 발전시스템을 이루는 다른 구성요소들의 세부적인 설명/도시는 생략 함).
물론, 본 발명의 체제 하에서도, 연료전지(15) 측에서는 소스 가스, 예를 들어, H2 가스를 기반으로 하는 일련의 전기분해 공정을 통해, H2 가스를 전기 분해하고, 이를 통해 전력을 생산한 후, 생산 완료된 전력을 발전기(16) 측으로 공급함으로써, 발전기(16)가 자신에게 주어진 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 지원하게 된다.
당연히, 이 상황 하에서도, 연료전지(15) 측에서는, 일련의 전력을 발전기(16)에 정상적으로 공급하기 위하여, 소스 가스(예를 들어, H2 가스)를 지속적으로 소비하여야만 하는 바, 이 경우, 선박 운영주체 측에서는 별도의 조치가 취해지지 않는 한, 고가의 소스 가스(예를 들어, H2 가스)를 지속적으로 구매/공급하여야 함으로써, 전체적인 선박 운용비용이 소스 가스(예를 들어, H2 가스)의 소모에 비례하여 대폭 상승하는 피해를 고스란히 감수할 수밖에 없게 된다.
이러한 민감한 상황 하에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 전기분해 셀(12)과 연료전지(15)를 연결하는 가스 유통경로 상에, 본 발명 고유의 선박용 연료전지 가스공급장치(20)를 추가로 설치하는 조치를 강구하게 된다.
물론, 이러한 본 발명에 따른 선박용 연료전지 가스공급장치(20)의 추가 설치 상황 하에서, 전기분해 셀(123)로부터 출력되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스) 측에서는, 별다른 조치 없이, 외기로 배출/폐기되는 무모한 절차가 아니라, 연료전지(15) 측으로 공급/제공되어, 해당 연료전지(15) 측의 전력생산에 소스가스로 기여하는 일련의 재활용 절차를 융통성 있게 겪을 수 있게 된다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 선박용 연료전지 가스공급장치(20)는 <제 1 밸브(28a)가 설치된 제 1 배관(26)을 통해 전기분해 셀(12)과 연결되면서, 상기 전기분해 셀(12) 측으로부터 배출되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 저장하는 가스저장 탱크(22)>, <제 2 밸브(28b)가 설치된 제 2 배관(24)을 통해 가스저장 탱크(22)와 연결됨과 아울러, 제 3 밸브(28c)가 설치된 제 3 배관(28c)을 통해 연료전지(15)와 연결되는 컴프레셔(23)>, <제 1 밸브(28a), 제 2 밸브(28b), 제 3 밸브(28c) 등과 전기적으로 연결되면서, 제 1 밸브(28a), 제 2 밸브(28b), 제 3 밸브(28c), 컴프레셔(23) 등을 선택적으로 제어하여, 전기분해 셀(12) 측으로부터 배출되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스)가 상기 가스저장 탱크(22)에 안정적으로 저장/보관될 수 있도록 가이드 함과 아울러, 상황에 따라, 상기 가스저장 탱크(22)에 저장되어 있던 부산물 가스(예컨대, H2 가스)가 컴프레셔(23)의 동작에 의해 상기 연료전지(15) 측으로 공급될 수 있도록 가이드 하는 가스공급 컨트롤러(21)> 등이 체계적으로 조합된 구성을 취하게 된다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 가스저장 탱크(22)에는 <제 4 밸브(28d)를 구비한 상태로, 상기 가스저장 탱크(22)로부터 인출되면서, 가스공급 컨트롤러(21)에 의한 제 4 밸브(28d)의 제어에 따라, 가스저장 탱크(22)에 저장되어 있던 상기 부산물 가스를 외부로 배출시키는 제 4 배관>이 추가로 포함된다.
이러한 기반환경 하에서, 가스공급 컨트롤러(21) 측에서는 전기분해 셀(12)이 작동하여, 해당 전기분해 셀(12) 측으로부터 부산물 가스(예컨대, H2 가스)가 배출되면, 그 즉시, 일련의 밸브 컨트롤 신호를 출력시켜, 제 1 밸브(28a)를 개방시키고, 이를 통해, 전기분해 셀(12) 측으로부터 배출되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스)가 제 1 배관(26)을 경유하여, 가스저장 탱크(22) 내에 안정적으로 저장/보관될 수 있도록 조치하게 된다(도 4 참조).
이렇게 하여, 전기분해 셀(12) 측으로부터 배출되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스)가 제 1 배관(26)을 경유하여, 가스저장 탱크(22) 내에 안정적으로 저장/보관되는 상황 하에서, 연료전지(15)의 구동이 필요한 시점이 도래하게 되면, 가스공급 컨트롤러(21) 측에서는 그 즉시, 일련의 밸브 컨트롤 신호를 출력시켜, 제 2 밸브(28b)를 개방시키고, 이를 통해, 가스저장 탱크(22) 내에 저장/보관되어 있던 부산물 가스(예컨대, H2 가스)가 제 2 배관(24)을 경유하여, 컴프레셔(23)로 유입될 수 있도록 조치하게 된다(도 4 참조).
상술한 절차를 통해, 가스저장 탱크(22) 내에 저장/보관되어 있던 부산물 가스(예컨대, H2 가스)가 제 2 배관(24)을 경유하여, 컴프레셔(23)로 유입되면, 가스공급 컨트롤러(21) 측에서는 그 즉시, 일련의 밸브 컨트롤 신호를 출력시켜, 제 3 밸브(28c)를 개방시킴과 아울러, 일련의 컴프레셔 컨트롤 신호를 출력시켜, 컴프레셔(23)를 구동시키고, 이를 통해, 가스저장 탱크(22) 내에 저장/보관되어 있던 부산물 가스(예컨대, H2 가스)가 컴프레셔(23), 제 3 배관(25) 등을 경유하여, 연료전지(15) 측으로 출력/공급될 수 있도록 조치하게 된다(도 4 참조).
물론, 이처럼, 가스저장 탱크(22) 내에 저장/보관되어 있던 부산물 가스(예컨대, H2 가스)가 컴프레셔(23), 제 3 배관(25) 등을 경유하여, 출력/공급되게 되면, 연료전지(15) 측에서는 소스 가스의 별도 공급이 이루어지지 않더라도, 별다른 어려움 없이, 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 기반으로 하는 일련의 전기분해 공정을 통해, 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 전기 분해하고, 이를 통해 전력을 정상 생산한 후, 생산 완료된 전력을 발전기(16) 측으로 융통성 있게 공급할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 선박용 BWTS 측 전기분해 셀 및 선박용 발전시스템 측 연료전지를 가스의 유통이 가능해지도록 상호 연결시키면서, 그 연결경로 상에, <배관(26)을 통해 전기분해 셀(12)과 연결된 상태에서, 전기분해 셀(12) 측으로부터 배출되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 저장/처리할 수 있는 가스저장 탱크(22)>, <배관(24,25)을 통해 가스저장 탱크(22), 연료전지(15) 등과 연결된 상태에서, 가스저장 탱크(22)에 저장되어 있던 부산물 가스(예컨대, H2 가스)를 연료전지(15) 측에 배출/제공할 수 있는 컴프레셔(23)>, <각 배관(26,24,25)에 설치된 밸브(28a,28b,28c), 컴프레셔(23) 등을 선택적으로 제어하여, 전기분해 셀(12) 측으로부터 배출되는 부산물 가스가 가스저장 탱크(22)에 저장될 수 있도록 유도함과 아울러, 가스저장 탱크(22)에 저장되어 있던 부산물 가스가 컴프레셔(23)의 동작에 의해 연료전지(15) 측으로 배출/공급될 수 있도록 유도할 수 있는 가스공급 컨트롤러(21)> 등을 체계적으로 배치/제공하기 때문에, 본 발명의 구현환경 하에서, 전기분해 셀(12)로부터 출력되는 부산물 가스(예컨대, H2 가스) 측에서는, 별다른 조치 없이, 외기로 배출/폐기되는 무모한 절차가 아니라, 연료전지(15) 측으로 공급/제공되어, 해당 연료전지(15) 측의 전력생산에 소스가스로 기여하는 일련의 재활용 절차를 융통성 있게 겪을 수 있게 되며, 결국, 선박 운영주체 측에서는, 부산물 가스 배출배관의 추가 설치에 기인한 각종 문제점뿐만 아니라, 소스 가스(예를 들어, H2 가스)의 지속적인 구매/소비에 기인한 각종 문제점까지도 효과적으로 회피할 수 있게 된다.
이러한 본 발명은 연료전지의 효율적인 활용이 필요한 여러 분야에서, 전반적으로 유용한 효과를 발휘한다.
그리고, 앞에서, 본 발명의 특정한 실시 예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.
이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위 안에 속한다 해야 할 것이다.
1,11: 해수공급펌프
2,12: 전기분해 셀
3,13: 평형수 펌프
4: 부산물 가스 배출배관
5,15: 연료전지
6,16: 발전기
20: 선박용 연료전지 가스공급장치
21: 가스공급 컨트롤러
22: 가스저장 탱크
23: 컴프레셔
24: 제 2 배관
25: 제 3 배관
26: 제 1 배관
27: 제 4 배관
28a: 제 1 밸브
28b: 제 2 밸브
28c: 제 3 밸브
28d: 제 4 밸브

Claims (3)

  1. 제 1 밸브가 설치된 제 1 배관을 통해 전기분해 셀과 연결되면서, 상기 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 부산물 가스를 저장하는 가스저장 탱크와;
    제 2 밸브가 설치된 제 2 배관을 통해 상기 가스저장 탱크와 연결됨과 아울러, 제 3 밸브가 설치된 제 3 배관을 통해 연료전지와 연결되는 컴프레셔와;
    상기 제 1 밸브 내지 제 3 밸브와 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 밸브 내지 제 3 밸브 및 상기 컴프레셔를 선택적으로 제어하여, 상기 전기분해 셀 측으로부터 배출되는 상기 부산물 가스가 상기 가스저장 탱크에 저장될 수 있도록 함과 아울러, 상기 가스저장 탱크에 저장되어 있던 상기 부산물 가스가 상기 컴프레셔의 동작에 의해 상기 연료전지 측으로 공급될 수 있도록 하는 가스공급 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료전지 가스공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 4 밸브를 구비한 상태로, 상기 가스저장 탱크로부터 인출되며, 상기 가스공급 컨트롤러에 의한 상기 제 4 밸브의 제어에 따라, 상기 가스저장 탱크에 저장되어 있는 상기 부산물 가스를 외부로 배출하는 제 4 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 연료전지 가스공급장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 부산물 가스는 H2 가스인 것을 특징으로 하는 선박용 연료전지 가스공급장치.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120128528A (ko) 2011-05-16 2012-11-27 삼성중공업 주식회사 선박의 발전 시스템
KR20140009631A (ko) 2012-07-12 2014-01-23 이창성 풍력, 태양광 및 디젤엔진을 이용한 하이브리드선박 복합발전장치
KR20150008235A (ko) 2013-07-11 2015-01-22 현대중공업 주식회사 평형수 처리장치
KR20150048138A (ko) 2012-08-30 2015-05-06 셈바왕 쉽야드 피티이 엘티디 연속적 생물부착 제어로 선박평형수를 처리하는 시스템 및 방법
KR20160034439A (ko) 2014-09-19 2016-03-30 현대중공업 주식회사 에너지 저장 시스템을 이용한 선박내 발전기 구동장치
KR20170052027A (ko) 2015-11-03 2017-05-12 삼성중공업 주식회사 선박 평형수 처리 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120128528A (ko) 2011-05-16 2012-11-27 삼성중공업 주식회사 선박의 발전 시스템
KR20140009631A (ko) 2012-07-12 2014-01-23 이창성 풍력, 태양광 및 디젤엔진을 이용한 하이브리드선박 복합발전장치
KR20150048138A (ko) 2012-08-30 2015-05-06 셈바왕 쉽야드 피티이 엘티디 연속적 생물부착 제어로 선박평형수를 처리하는 시스템 및 방법
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