KR20230147796A - 액화 수소 저장 장치 - Google Patents

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KR20230147796A
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오현진
길도원
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한화에어로스페이스 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 액화 수소가 저장되는 액화 수소 탱크와, 상기 액화 수소 탱크로부터 나온 수소 기체를 가열하는 적어도 하나의 가열부와, 상기 가열부로부터 열을 전달받은 수소 기체로부터 상기 액화 수소 탱크로 열을 전달하는 열전달부와, 상기 열전달부에서 나온 수소 기체가 이동하는 배출 관로부를 포함하는 액화 수소 저장 장치를 제공한다.

Description

액화 수소 저장 장치{Liquid hydrogen storage apparatus}
본 발명은 액화 수소 저장 장치에 대한 것이다.
수소는 물로부터 생성할 수 있기 때문에 미래의 친환경 연료로 주목받고 있다. 그러나 수소는 보관과 수송이 어려운데, 이를 위해 수소를 고압으로 압축하는 방안, -253℃로 액화하여 액화수소로 저장하는 방안, 수소 저장 합금을 이용하는 방안 등이 사용되고 있다.
한편, 액화된 액화수소를 사용하기 위해서는 일반적으로 기화 과정이 필요하다. 즉, 기체 상태의 수소를 이용하여야 하기에 액체를 기체로 상변환시키는 기화 과정이 필요한데, 그러한 기화 과정을 위해서는 상용의 기화기가 사용될 수 있다.
등록특허공보 10-2302059호에는, 연결구에 기화기를 연결하여 액화수소를 외기와 열교환시켜 기화를 수행하는 기술이 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기화 기능을 포함하는 액화 수소 저장 장치를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 액화 수소가 저장되는 액화 수소 탱크;와, 상기 액화 수소 탱크로부터 나온 수소 기체를 가열하는 적어도 하나의 가열부;와, 상기 가열부로부터 열을 전달받은 수소 기체로부터 상기 액화 수소 탱크로 열을 전달하는 열전달부;와, 상기 열전달부에서 나온 수소 기체가 이동하는 배출 관로부를 포함하는 액화 수소 저장 장치를 제공한다.
여기서, 상기 액화 수소 탱크는, 내부에 액화 수소가 저장되는 내부 케이스와, 상기 내부 케이스의 바깥쪽에 위치하는 외부 케이스를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 열전달부는, 상기 가열부로부터 열을 전달받은 수소 기체가 이동하는 열전달 관로부와, 상기 열전달 관로부를 설치하는 관로 설치부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 액화 수소 저장 장치는 상기 배출 관로부에 설치되는 배출 관로 밸브부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 액화 수소 저장 장치는, 상기 가열부가 설치되는 메인 관로부;와, 일단은 상기 메인 관로부에 연결되고, 타단은 상기 배출 관로부에 연결되는 보조 관로부;와, 상기 메인 관로부에 설치된 메인 관로 밸브부;와, 상기 보조 관로부에 설치된 보조 관로 밸브부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 액화 수소 탱크 내부의 수소 기체의 압력을 측정하여 미리 설정된 압력보다 낮으면 상기 가열부가 구동될 수 있다.
여기서, 상기 배출 관로부 내부의 수소 기체의 압력을 측정하여 미리 설정된 압력보다 낮으면 상기 가열부가 구동될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 액화 수소 저장 장치는, 별개의 기화기가 없어도 액화 수소 탱크에 저장된 액화 수소의 기화를 촉진할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 액화 수소 저장 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 개략적인 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 대한 액화 수소 저장 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략하며, 도면에는 이해를 돕기 위해 크기, 길이의 비율 등에서 과장된 부분이 존재할 수 있다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 액화 수소 저장 장치를 도시한 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 개략적인 확대 단면도이다.
본 실시예에 따른 액화 수소 저장 장치(100)는 수소가 이용되는 곳이면 제한 없이 적용될 수 있다. 예를 들면 본 실시예에 따른 액화 수소 저장 장치(100)는 수소 연료 전지에 수소 기체를 공급하기 위해 적용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액화 수소 저장 장치(100)는, 액화 수소 탱크(110), 메인 관로부(120), 가열부(130), 열전달부(140), 배출 관로부(150)를 포함한다.
액화 수소 탱크(110)는 그 내부에 액화 수소(LH2)가 저장된다. 액화 수소 탱크(110)의 내부에 액화 수소가 저장되어 있기 때문에, 소정 시간이 지나면 액화 수소가 기화된 수소 기체(GH2)도 액화 수소 탱크(110)의 내부에 존재하게 된다.
액화 수소 탱크(110)는 내부 케이스(111)와 외부 케이스(112)를 포함한다.
내부 케이스(111)는 내부에 액화 수소가 저장되며, 외부 케이스(112)는 내부 케이스(111)의 바깥쪽에 위치하게 된다. 내부 케이스(111)와 외부 케이스(112) 사이에는 진공이 유지되게 된다.
본 실시예에 따른 액화 수소 탱크(110)는 내부 케이스(111)와 외부 케이스(112)를 포함한 2중 케이스로 구성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 액화 수소 탱크(110)는 단일의 케이스로 구성되거나 3개 이상의 케이스를 포함하여 구성될 수 있다.
메인 관로부(120)는 수소 기체를 열전달부(140)로 이송시키는 관로인데, 이를 위해 메인 관로부(120)의 일단이 내부 케이스(111)의 내부로 배치되고, 메인 관로부(120)의 타단은 열전달부(140)에 연통되도록 설치된다.
한편, 가열부(130)는 액화 수소 탱크(110)로부터 나온 수소 기체를 가열한다. 이를 위해 가열부(130)는 히터로 구성되며, 가열부(130)는 메인 관로부(120)에 설치된다. 여기서 「메인 관로부(120)에 설치된다」는 의미는, 가열부(130)에서 발생된 열이 메인 관로부(120)의 내부에 흐르는 수소 기체로 전달될 수 있도록 설치된다는 의미이다. 따라서 가열부(130)는 메인 관로부(120)에 직접 접촉하여 열전도의 방식으로 열을 전달할 수 있고, 그와 달리 가열부(130)는 메인 관로부(120)에 이격되어 배치되되 열복사나 열대류의 방식, 즉 비접촉 방식으로 열을 전달할 수도 있다.
또한, 본 실시예에 따른 가열부(130)는 단일의 히터로 구성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 가열부의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 본 발명에 따른 가열부의 개수는 복수개로 구성될 수 있다.
가열부(130)로부터 열을 전달받은 수소 기체는 열전달부(140)로 이동하여 액화 수소 탱크(110)로 열을 전달한다.
한편, 열전달부(140)는 열전달 관로부(141)와 관로 설치부(142)를 포함한다.
열전달 관로부(141)는 가열부(130)로부터 열을 전달받은 수소 기체가 이동하는 관로로서, 열전달 관로부(141)의 일단은 메인 관로부(120)의 타단과 연통되어 있고, 열전달 관로부(141)의 타단은 배출 관로부(150)의 일단과 연통되어 있다.
열전달 관로부(141)는 내부 케이스(111)의 둘레를 감도록 설치된다. 열전달 관로부(141)는 내부 케이스(111)의 외부 표면(111a)에 설치된다.
본 실시예에 따르면 열전달 관로부(141)는 내부 케이스(111)의 둘레를 감도록 설치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 열전달 관로부(141)는 내부 케이스(111)의 외부 표면(111a)을 통해 내부 케이스(111)로 열을 전달할 수 있는 구조이면 되고, 그 외에 특별한 제한은 없다. 예를 들면 열전달 관로부(141)는 내부 케이스(111)의 둘레를 감지 않고 내부 케이스(111)의 외부 표면(111a)의 일부에만 접촉하도록 설치될 수도 있다.
관로 설치부(142)는 열전달 관로부(141)를 내부 케이스(111)의 외부 표면(111a)에 설치한다. 관로 설치부(142)는 열전도성이 뛰어나고 열전달 관로부(141)를 내부 케이스(111)의 외부 표면(111a)에 설치하기 용이한 소재를 이용하여 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 관로 설치부(142)의 소재로 열전도성이 뛰어난 합성 수지, 금속, 금속 합금 등이 사용될 수 있다.
배출 관로부(150)는 열전달부(140)로부터 나온 수소 기체가 이동하는 관로이다. 이를 위해 배출 관로부(150)는 열전달부(140)의 타단과 연통되어 있다.
배출 관로부(150)에는 압력계(151)와 배출 관로 밸브부(152)가 설치될 수 있다.
압력계(151)는 배출 관로부(150)에 존재하는 수소 기체의 압력을 측정하는데, 기계식 압력계, 전자식 압력계 등이 사용될 수 있다.
배출 관로 밸브부(152)는 유량 조절 밸브로서 배출 관로부(150)에 흐르는 수소 기체의 유동을 제어한다.
사용자 또는 제어부(미도시)는 압력계(151)에서 측정된 수소 기체의 압력에 따라 가열부(130)와 배출 관로 밸브부(152)의 제어를 수행한다.
이상과 같은 본 실시예에 따른 액화 수소 저장 장치(100)의 작동에 대해 설명한다.
사용자 또는 제어부(미도시)는 압력계(151)를 통해 배출 관로부(150)에 존재하는 수소 기체의 압력을 측정하여, 미리 설정된 압력 이상인 경우 배출 관로 밸브부(152)를 개방하여 수소 기체를 공급한다.
이 때 배출 관로부(150)의 수소 기체 압력이 미리 설정된 압력보다 낮거나 사용으로 인해 수소 기체의 압력이 떨어지게 되면, 가열부(130)를 구동시킨다.
가열부(130)가 구동되면 메인 관로부(120)를 흐르는 수소 기체에 열이 전달되고, 열이 전달된 수소 기체는 열전달부(140)로 이동하게 된다. 열전달부(140)의 열전달 관로부(141)에 흐르는 수소 기체의 열은, 내부 케이스(111)로 전달되고, 이어 내부 케이스(111)의 내부에 있는 액화 수소에도 열이 전달되어 기화가 촉진되게 된다. 그렇게 되면 내부 케이스(111)의 내부에는 수소 기체가 많아지게 되고, 더 많은 수소 기체가 메인 관로부(120)와 배출 관로부(150)로 흐르게 된다.
배출 관로부(150)에서 나온 수소 기체는 다음 단계로 이동하게 된다. 예를 들어 액화 수소 저장 장치(100)가 연료 전지에 수소 공급을 위해 사용된다면, 배출 관로부(150)에서 나온 수소 기체는 연료 전지로 공급되게 된다.
이 때 지나치게 많은 수소 기체가 생성되어 배출 관로부(150)의 압력이 지나치게 높게 되면 사용자는 가열부(130)의 구동을 중단시켜 기화 촉진을 중지하게 된다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 액화 수소 저장 장치(100)는 가열부(130)와 열전달부(140)를 이용하여 수소 기체의 열을 액화 수소 탱크(110)로 전달하여 기화를 촉진시키기 때문에, 별개의 기화기가 없어도 기화 촉진이 가능하다. 따라서 복잡한 기화기의 존재가 필요 없게 되므로, 설치비용이 줄어들고, 고장도 줄게 되어 유지비용도 줄게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 액화 수소 저장 장치(100)는 기본적 구성을 포함하고 있지만, 실제는 더 다양한 장치들이 추가되어 구성될 수 있다. 이하에서는 도 3을 참조로 하여 본 실시예의 변형예로서 액화 수소 저장 장치(200)를 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 대한 액화 수소 저장 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 액화 수소 저장 장치(200)는 수소 기체를 연료 전지(B)로 공급하는 장치로서, 액화 수소 탱크(210), 메인 관로부(220), 가열부(230), 열전달부(240), 배출 관로부(250), 공급 관로부(260), 보조 관로부(270), 제어부(280)를 포함한다.
액화 수소 탱크(210)는 그 내부에 액화 수소(LH2)가 저장된다. 액화 수소 탱크(210)의 내부에 액화 수소가 저장되어 있기 때문에, 소정 시간이 지나면 액화 수소가 기화된 수소 기체(GH2)도 액화 수소 탱크(210)의 내부에 존재하게 된다.
액화 수소 탱크(210)는 단일의 케이스로 구성되며, 강도를 높이기 위해 탄소 섬유 등을 포함하여 제조될 수 있다.
액화 수소 탱크(210)에는 압력계(211)가 설치되어 액화 수소 탱크(210) 내부의 압력을 측정할 수 있다. 압력계(211)는 기계식 압력계, 전자식 압력계 등이 사용될 수 있다.
메인 관로부(220)는 수소 기체를 열전달부(140)로 이송시키는 관로인데, 이를 위해 메인 관로부(220)의 일단이 액화 수소 탱크(210)의 내부로 배치되고, 메인 관로부(220)의 타단은 열전달부(240)에 연통되도록 설치된다.
메인 관로부(220)에는 메인 관로부(220)에 흐르는 수소 기체의 유량을 제어하는 메인 관로 밸브부(221)가 설치된다. 메인 관로 밸브부(221)는 기계식 유량 밸브, 전자식 유량 밸브 등이 사용될 수 있다.
한편, 가열부(230)는 액화 수소 탱크(210)로부터 나온 수소 기체를 가열한다. 이를 위해 가열부(230)는 히터로 구성되며, 가열부(230)는 메인 관로부(220)에 설치된다. 여기서 「메인 관로부(220)에 설치된다」는 의미는 가열부(230)에서 발생된 열이 메인 관로부(220)의 내부에 흐르는 수소 기체로 전달될 수 있도록 설치된다는 의미이다. 따라서 가열부(230)는 메인 관로부(220)에 직접 접촉하여 열전도의 방식으로 열을 전달할 수 있고, 그와 달리 가열부(230)는 메인 관로부(220)에 이격되어 배치되되 열복사나 열대류의 방식, 즉 비접촉 방식으로 열을 전달할 수도 있다.
또한, 본 변형예에 따른 가열부(230)는 단일의 히터로 구성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 가열부의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 본 발명에 따른 가열부의 개수는 복수개로 구성될 수 있다.
가열부(230)로부터 열을 전달받은 수소 기체는 열전달부(240)로 이동하여 액화 수소 탱크(210)로 열을 전달한다.
한편, 열전달부(240)는 열전달 관로부(241)와 관로 설치부(미도시)를 포함한다.
열전달 관로부(241)는 가열부(230)로부터 열을 전달받은 수소 기체가 이동하는 관로로서, 열전달 관로부(241)의 일단은 메인 관로부(220)의 타단과 연통되어 있고, 열전달 관로부(241)의 타단은 배출 관로부(250)의 일단과 연통되어 있다.
열전달 관로부(241)는 액화 수소 탱크(210)의 둘레를 감도록 설치된다. 열전달 관로부(241)는 액화 수소 탱크(210)의 외부 표면에 설치된다.
본 변형예에 따르면 열전달 관로부(241)는 액화 수소 탱크(210)의 둘레를 감도록 설치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 열전달 관로부(241)는 액화 수소 탱크(210)의 외부 표면을 통해 열을 전달할 수 있는 구조이면 되고, 그 외에 특별한 제한은 없다. 예를 들면 열전달 관로부(241)는 액화 수소 탱크(210)의 둘레를 감지 않고 액화 수소 탱크(210)의 외부 표면의 일부에만 접촉하도록 설치될 수도 있다.
관로 설치부(미도시)에 대한 설명은, 전술한 관로 설치부(142)의 설명과 대동소이하므로, 여기서 자세한 설명은 생략한다.
배출 관로부(250)는 열전달부(240)로부터 나온 수소 기체가 이동하는 관로이다. 이를 위해 배출 관로부(250)는 열전달부(240)의 타단과 연통되어 있다.
배출 관로부(250)에는 압력계(251), 배출 관로 밸브부(252), 체크 밸브부(253), 추가 가열부(254), 온도계(255)가 설치될 수 있다.
압력계(251)는 배출 관로부(250)에 존재하는 수소 기체의 압력을 측정하는데, 기계식 압력계, 전자식 압력계 등이 사용될 수 있다.
배출 관로 밸브부(252)는 유량 조절 밸브로서 배출 관로부(250)에 흐르는 수소 기체의 유량을 제어하고, 체크 밸브부(253)는 배출 관로부(250)에 흐르는 수소 기체의 역류를 방지한다.
추가 가열부(254)는 히터로 구성되어 배출 관로부(250)에서 배출되는 수소 기체의 온도를 올리기 위해 배출 관로부(250)에 설치되고, 온도계(255)는 배출 관로부(250)에서 배출되는 수소 기체의 온도를 측정한다.
한편, 공급 관로부(260)는 액화 수소 탱크(210)의 내부에 액화 수소를 공급하는 관로인데, 공급 관로부(260)에는 공급 관로 밸브부(261)가 설치되어 공급되는 액화 수소의 유량을 조절할 수 있다.
보조 관로부(270)는 열전달부(240)로 이동하는 수소 기체의 유량을 조절하는데, 보조 관로부(270)의 일단은 메인 관로부(220)에 연결되고, 보조 관로부(270)의 타단은 배출 관로부(250)에 연결되어 있다.
보조 관로부(270)에는 보조 관로 밸브부(271)와 체크 밸브(272)가 설치될 수 있다.
보조 관로 밸브부(271)는 유량 조절 밸브로서 보조 관로부(270)에 흐르는 수소 기체의 유량을 제어하고, 체크 밸브부(272)는 보조 관로부(270)에 흐르는 수소 기체의 역류를 방지한다.
제어부(280)는, 메인 관로 밸브부(221), 배출 관로 밸브부(252), 공급 관로 밸브부(261), 보조 관로 밸브부(271), 가열부(230), 추가 가열부(254)를 제어하며, 압력계(211)(251), 온도계(255)로부터 측정 결과를 받아 연산을 수행한다. 이를 위해 제어부(280)는 여러 데이터를 처리할 수 있는 전기 회로 기판, 집적 회로칩 등의 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 등을 포함하여 이루어질 수 있고, 사용자 또는 제어 알고리즘의 제어를 받아 구동된다.
이상과 같은 본 실시예의 변형예에 따른 액화 수소 저장 장치(200)의 작동에 대해 설명한다.
제어부(280)는 액화 수소 탱크(210)의 내부에 배치된 수위계 센서(미도시)로부터 액화 수소의 수위에 대한 신호를 받아 연산을 하여, 액화 수소 수위가 미리 결정된 수위에 미치지 못하는 경우, 공급 관로 밸브부(261)를 개방하여 액화 수소를 액화 수소 탱크(210)의 내부로 공급하고, 액화 수소 수위가 미리 결정된 수위에 도달하면 공급 관로 밸브부(261)를 닫음으로써, 액화 수소 탱크(210)의 내부의 액화 수소의 수위를 일정한 상태로 유지한다.
액화 수소 탱크(210)에 보관되어 있는 액화 수소는 일정 시간이 지나면서 자연적으로 기화를 시작하며, 액화 수소 탱크(210)의 내부 상부에는 수소 기체가 존재하게 되고, 제어부(280)는 압력계(211)를 통해 액화 수소 탱크(210)의 내부의 압력 측정 결과를 받게 된다.
연료 전지(B)로 수소 기체를 공급하라는 지시가 내려지면, 제어부(280)는 액화 수소 탱크(210)의 내부 압력이 미리 설정된 기준에 해당되는지 판단한다. 제어부(280)가 액화 수소 탱크(210)의 내부 압력이 미리 설정된 기준에 부합한다고 판단하면, 메인 관로 밸브부(221)와 배출 관로 밸브부(252)를 닫고, 보조 관로 밸브부(271)를 개방하여 수소 기체를 보조 관로부(270)를 통해 연료 전지(B)로 공급한다.
여기서 내부 압력의 기준 값은, 연료 전지(B)를 정상적으로 구동하는데 필요한 압력이다. 즉 연료 전지(B)를 정상적으로 구동하려면 소정 양 이상의 수소 기체가 필요한데, 충분한 압력이 유지되지 않으면 연료 전지(B)로 공급되는 수소 기체의 양이 줄게 된다. 연료 전지(B)의 크기, 종류, 형식에 따라 필요한 수소 기체의 양이 다르기 때문에 내부 압력의 기준이 되는 압력도 각각 다를 수 있다.
제어부(280)의 판단 결과 액화 수소 탱크(210)의 내부 압력이 충분하지 않거나 액화 수소 탱크(210)의 내부 압력이 충분하다 하더라도 사용이 점차 많아져 액화 수소 탱크(210)의 내부 압력이 기준 압력 값보다 작아지게 되면, 보조 관로 밸브부(271)를 닫고 메인 관로 밸브부(221)와 배출 관로 밸브부(252)를 개방하고 가열부(230)를 가동시킨다.
그렇게 되면 가열부(230)에서 열을 전달받은 수소 기체가 열전달부(240)로 이동하고, 이어 열전달부(240)에서 액화 수소 탱크(210)로 열이 이동하게 됨으로써, 액화 수소 탱크(210) 내부에 배치된 액화 수소에도 열이 전달된다. 그렇게 되면 액화 수소의 기화가 촉진되어 수소 기체의 생성 속도가 증가하게 되고 액화 수소 탱크(210) 내부의 압력이 증가하게 되어 연료 전지(B)로의 수소 기체의 공급량이 증가하게 된다.
제어부(280)는 압력계(211)(251)를 모니터링하고 있다가, 미리 결정된 압력범위를 초과하게 되면, 시스템의 안정화를 위해 메인 관로 밸브부(221)와 배출 관로 밸브부(252)를 닫고, 보조 관로 밸브부(271)를 개방하여 수소 기체를 보조 관로부(270)를 통해 연료 전지(B)로 공급한다. 이상의 제어 과정을 반복하여 연료 전지(B)로의 수소 기체 공급을 안정적으로 수행한다.
한편, 연료 전지(B)로 공급되는 수소 기체의 온도는 적정 온도 범위를 유지해야 하는데, 제어부(280)는 온도계(255)의 측정 온도를 모니터링하고 있다가 적정 온도 범위보다 낮은 경우 추가 가열부(254)를 구동하여 연료 전지(B)로 공급되는 수소 기체의 온도를 적절히 조절한다.
본 실시예의 변형예에 따른 액화 수소 저장 장치(200)는 이상과 같은 방식으로 수소 기체를 연료 전지(B)에 안정적으로 공급할 수 있다. 즉, 액화 수소 저장 장치(200)는 필요한 경우 가열부(230)와 열전달부(240)를 이용하여 수소 기체의 열을 액화 수소 탱크(210)로 전달하여 기화를 촉진시키기 때문에, 별개의 기화기가 없어도 기화 촉진이 가능하다. 따라서 복잡한 기화기의 존재가 필요 없게 되므로, 설치비용이 줄어들고, 고장도 줄게 되어 유지비용도 줄게 된다.
또한, 본 실시예의 변형예에 따른 액화 수소 저장 장치(200)는 메인 관로부(220)와 보조 관로부(270)를 포함하여 구성되기 때문에, 액화 수소 저장 장치(200)의 액화 수소 탱크(210) 및 관로들의 압력 제어가 용이하며, 따라서 수소 기체를 연료 전지(B)에 공급함에 있어 안전성을 극대화할 수 있다.
본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 액화 수소 저장 장치의 제조 및 그와 관련된 사업에 이용될 수 있다.
100, 200: 액화 수소 저장 장치 110, 210: 액화 수소 탱크
120, 220: 메인 관로부 130, 230: 가열부
140, 240: 열전달부 150, 250: 배출 관로부
260: 공급 관로부 270: 보조 관로부
280: 제어부

Claims (7)

  1. 내부에 액화 수소가 저장되는 액화 수소 탱크;
    상기 액화 수소 탱크로부터 나온 수소 기체를 가열하는 적어도 하나의 가열부;
    상기 가열부로부터 열을 전달받은 수소 기체로부터 상기 액화 수소 탱크로 열을 전달하는 열전달부; 및
    상기 열전달부에서 나온 수소 기체가 이동하는 배출 관로부를 포함하는, 액화 수소 저장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액화 수소 탱크는, 내부에 액화 수소가 저장되는 내부 케이스와, 상기 내부 케이스의 바깥쪽에 위치하는 외부 케이스를 포함하는, 액화 수소 저장 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열전달부는, 상기 가열부로부터 열을 전달받은 수소 기체가 이동하는 열전달 관로부와, 상기 열전달 관로부를 설치하는 관로 설치부를 포함하는, 액화 수소 저장 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배출 관로부에 설치되는 배출 관로 밸브부를 더 포함하는, 액화 수소 저장 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열부가 설치되는 메인 관로부;
    일단은 상기 메인 관로부에 연결되고, 타단은 상기 배출 관로부에 연결되는 보조 관로부;
    상기 메인 관로부에 설치된 메인 관로 밸브부; 및
    상기 보조 관로부에 설치된 보조 관로 밸브부를 더 포함하는, 액화 수소 저장 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액화 수소 탱크 내부의 수소 기체의 압력을 측정하여 미리 설정된 압력보다 낮으면 상기 가열부가 구동되는, 액화 수소 저장 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 배출 관로부 내부의 수소 기체의 압력을 측정하여 미리 설정된 압력보다 낮으면 상기 가열부가 구동되는, 액화 수소 저장 장치.
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