KR102673468B1 - 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에 관한 것으로, 운송 챔버에는 사용 후 배터리를 보관하는 보관 룸의 상부에는 소방수를 주입하는 주입 수로관, 사용 후 배터리의 발열 여부를 감지하는 적어도 하나 이상의 열감지센서, 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서 및 소방수를 배출하는 온도자동밸브가 구비되고, 보관 룸의 하부에는 사용 후 배터리를 고정하여 안착하는 안착부, 소방수를 배출하는 배수 밸브가 구비되고, 복수의 운송 챔버가 적층되는 운송 어셈블리에 관한 것이다.

Description

사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리{Transportation chamber for transporting of spent battery and transportation assembly comprising the same}
본 발명은 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에 관한 것으로, 육상 및 해상으로의 운송 과정에서 발생할 수 있는 열폭주에 의한 화재를 미연에 방지하기 위한 소방 안전 장치가 구비되는 운송 챔버와 이를 이용한 운송 어셈블리에 관한 것이다.
현대사회에서 필수 불가결하게 사용되고 있는 각종 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있는 배터리는 모바일 기기의 사용량 증가 및 복잡화, 전기자동차 등의 개발로 인해 요구되는 용량이 증가되고 있다. 특히, 전기자동차 등에는 다수개의 배터리 셀을 전기적으로 연결하는 배터리 모듈과 다수개의 배터리 모듈을 구비한 배터리 팩이 사용된다.
이러한 전기자동차용 배터리 팩은 일정 사용기간이 경과하면 배터리의 성능 저하로 이어지고, 이후 전기자동차에서 분리되어 재사용 또는 재활용의 절차를 거치고 된다.
사용 후 배터리 팩의 보관 및 운송 과정에서 배터리 팩에 남아 있는 잔류 용량으로 인해 항상 폭발이나 화재의 위험이 도사리고 있다.
현재 전기자동차의 사용 후 배터리에 대한 보관 및 운송에 대한 규정이 환경부에서 고시되어 있으나 이를 해결하기 위한 구체적인 해결 방안이 제시되고 있지 않은 실정이다.
사용 후 배터리를 운송하는 경우 도로 환경에 따라 배터리의 흔들림이 최소화되어야 하며, 햇빛, 눈, 비 등과 같은 외부 환경으로부터 보호되어야 하며, 운송 중 사고나 기타 원인으로 인해 화재가 발생하는 경우 화재 소화가 가능한 구조를 가지고 있어야 한다.
또한 사용 후 배터리에 대한 이송 및 보관 과정에서 수시로 확인할 수 있는 모니터링 시스템이 구비될 필요가 있다. 하지만, 종래에는 단순히 사용 후 배터리의 운송을 위한 컨테이너의 이동 경로 및 상태 정보를 감시하는 모니터링에만 집중하고 있으나, 운송과정에서 능동적으로 발생하는 위험 상황에 대해 대처하는 제어 프로그램 및 이를 종합적으로 관제하는 시스템이 구비되어 있지 않다.
특히, 해상을 통해 사용 후 배터리를 운송하기 위해서는 별도의 컨테이너 내부에 복수개의 사용 후 배터리를 탑재하여야 하나, 항만을 통한 운송 과정에서 컨테이너의 선적μ양하 과정에서의 충격이나 외부 환경 특히, 내부 온도 상승이나 습도 등으로 인해 화재가 발생할 수 있고, 이 경우 사용 후 배터리의 특성상 열 폭주로 인해 화재가 확산될 위험이 항상 도사리고 있다.
특허문헌 1은 사용 후 배터리 운반용 컨테이너에 관한 것으로, 지게차를 이용하여 사용 후 배터리를 간편하게 적재시키고, 사용 후 배터리 운반용 컨테이너를 이동시켜 보관할 수 있으며, 사용 후 배터리의 폭발 화재를 감지하고 초기에 진압할 수 있는 사용 후 배터리 운반용 컨테이너에 관한 것이다.
하지만, 배터리에서 화재가 발생할 경우, 단순히 종래의 소화제 기반의 소화장치로만 화재를 진압할 뿐 소방수에 의한 화재를 진압하는 설비가 구비되어 있지 않아 열폭주에 의한 화재를 신속하게 소화할 수 없는 문제점이 있다.
특허문헌 2는 본 출원인이 특허등록받은 사용 후 배터리의 성능 검사용 시험 챔버에 관한 것으로, 운송이나 성능 시험 과정에서 발생할 수 있는 화재 및 폭발 사고를 미연에 방지하기 위한 안전 장치가 구비되는 이동 가능한 시험 챔버에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술인 특허문헌 2에 개시된 챔버에 관한 것으로, 도 1(a)은 수조를 포함하는 챔버의 사시도이고, 도 1(b)는 수조를 포함하지 않는 챔버의 사시도이다.
도 1(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 챔버는 개폐가 가능한 양문형 도어(11)를 포함하는 하우징(10)으로 이루어진다.
철제 컨테이너의 형태로 이루어지는 직육면체의 형태의 하우징(10)은 내부 공간이 구비되어 있고, 이 내부 공간에는 운송하거나 성능 검사를 위한 사용 후 배터리가 고정되어 안착될 수 있다.
또한, 도어(11)는 힌지를 통해 하우징(10)에 체결되고, 도어(11)의 상부에는 상부 도어고정부(12) 및 하부에는 하부 도어 고정부(13)를 포함하고 부가적으로 열폭주에 의한 폭발로부터 안전하게 도어(11)를 보호하기 위한 방폭부가 도어(11) 내부에 구비되는 특징이 있다.
또한, 하우징(10)의 외부에는 사용 후 배터리에 구비된 케이블을 외부에서 연결하는 커넥터부(16) 및 검사 룸의 상태 정보를 모니터링하는 유무선 통신 수단을 구비한 제어부(17)를 구비하고 있다.
한편, 도 1(a)에는 미도시되어 있으나, 하우징(10)에는 검사 룸의 상부에 위치하고 방수재질로 이루어지는 화재 진압용 수조 탱크가 구비되어 있고, 이 수조 탱크에는 검사 룸내부에 화재가 발생할 경우 진화하기 위한 소방수가 채워져 있다. 또한 소방수를 주입하기 위한 주입 밸브(14) 및 분사된 소방수를 배출하는 배출 밸브(15)를 포함하고 있다.
하지만 특허문헌 2는 챔버 내부에 구비된 수조 탱크에 저장된 소방수만으로 화재 진압이 가능하므로 수조탱크에 의한 공간을 추가로 확보하여야 하고, 특히, 복수개의 챔버가 적층되는 경우에는 확률적으로 모든 챔버에 수조 탱크를 구비할 필요가 없으므로 수조 탱크로 인한 공간 및 비용의 낭비가 심한 문제점이 있다. 또한 인용발명 2에는 챔버 내부의 수조탱크를 공유하는 수단이 전혀 개시되어 있지 않다.
한국 공개특허공보 제10-2023-0030680호 한국 등록특허공보 제10-2538695호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에 관한 것으로, 육상 및 해상으로의 운송 과정에서 발생할 수 있는 열폭주에 의한 화재를 미연에 방지하기 위한 소방 안전 장치가 구비되는 운송 챔버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 복수의 운송 챔버가 적층될 경우, 별도의 수조를 구비하여 소방수를 서로 공유하여 운송 챔버를 소형화하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리는 사용 후 배터리의 이송을 위해 도어를 포함하는 하우징으로 구성된 운송 챔버에 있어서, 하우징 내부에는 상기 사용 후 배터리를 보관하는 보관 룸(300)이 구비되는데, 보관 룸(300)의 상부에는 소방수를 주입하는 주입 수로관(142), 사용 후 배터리의 발열 여부를 감지하는 적어도 하나 이상의 열감지센서(310), 보관 룸(300)의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서(320) 및 주입 수로관(140)에 연결되어 소방수를 배출하는 온도자동밸브(330)가 구비되고, 보관 룸(300)의 하부에는 상기 사용 후 배터리를 고정하여 안착하는 안착부(340), 및 소방수를 배출하는 배수관(151)이 구비되고, 하우징 외부에는 상기 보관 룸의 상태 정보를 모니터링하는 유무선 통신 수단을 구비한 IoT 제어부,주입 수로관(142)의 일측 또는 양측의 끝단에 연결되어 돌출되는 주입 커플러(141), 배수관(151)에 연결되어 돌출되는 배수 밸브(150)가 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에서, 상기 주입 수로관(142)은 이중 격벽 구조를 갖는 상기 하우징의 상측의 상기 격벽 구조 내부에 위치하거나 또는 상기 보관 룸(300)의 상부에 노출되어 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에서, 상기 IoT 제어부는 상기 열감지센서(310) 및 상기 온습도센서(320)로부터 측정된 신호를 주기적으로 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에서, 상기 온도자동밸브(330)은 소정의 온도 이상인 경우 자동 개방되거나 상기 IoT 제어부로부터의 수신된 신호에 의해 개방되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에서, 상기 하우징 상부에 상기 소방수를 보관하는 수조통(700)이 구비되고, 수조통(700)은 상기 소방수를 급수하는 상부 급수 밸브(710), 소방수를 배수하는 적어도 하나 이상의 하부 배수 밸브(720), 소방수의 적재량을 측정하는 수조 게이지(730) 및 하우징에 고정하는 하부 고정홈(740)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에서, 상기 하부 배수 밸브(720)와 상기 하우징의 일측에 구비된 주입 커플러(141)는 수조 연결 파이프부(600)를 통해 서로 체결되고, 수조통(700)에 구비된 상기 소방수는 상기 수조 연결 파이프부(600)를 통해 주입 수로관(142)으로 급수되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에서, 상기 수조 연결 파이프부(600)는 적어도 하나 이상의 'L'형 또는 'T'형 엘보(610) 및 적어도 하나 이상의 파이프(620)로 구성되고, 엘보(610)는 파이프(620)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리는 사용 후 배터리의 이송을 위해 도어를 포함하는 하우징으로 구성된 운송 챔버에 있어서, 하우징 내부에는 상기 사용 후 배터리를 보관하는 보관 룸(300) 및 상기 보관 룸의 상부에 위치하고 방수재질로 이루어지는 화재 진압용 수조 탱크가 구비되고, 보관 룸(300)에는 상기 사용 후 배터리의 발열 여부를 감지하는 적어도 하나 이상의 열감지센서(310), 보관 룸(300)의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서(320) 및 수조 탱크에 연결되어 소방수를 배출하는 온도자동밸브(330)가 구비되고, 보관 룸(300)의 하부에는 상기 사용 후 배터리를 고정하여 안착하는 안착부(340) 및 소방수를 배출하는 배수관(151)이 구비되고, 하우징 외부에는 상기 보관 룸의 상태 정보를 모니터링하는 유무선 통신 수단을 구비한 IoT 제어부, 수조 탱크에 상기 소방수를 공급하는 주입 밸브, 수조 탱크의 하부에 위치하고 외부로 소방수를 공급하기 위한 급수 커플러(121) 및 배수관(151)에 연결되어 돌출되는 배수 밸브(150);가 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에서, 상기 하우징 외부에는 탈 부착이 가능한 이동통신 장치(500)를 포함하되, 이동통신 장치(500)는 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신부(510) 및 위성통신 또는 원거리 이동통신을 위한 무선 인터페이스를 포함하는 이동 통신부(520)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에서, 상기 하우징의 상면에는 적어도 하나 이상의 상면 돌출부와 상기 하우징의 하부 바닥면에는 상기 상면 돌출부에 고정 체결되는 하부 고정홈이 구비되어 복수의 상기 하우징을 적층하여 고정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리는 적어도 둘 이상 수직으로 적층된 제1항의 운송 챔버 및 적층된 운송 챔버의 최상부에는 수조통(700)이 구비되고, 수조통(700) 및 상기 적층된 운송 챔버는 수조 연결 파이프부(600)를 통해 서로 체결되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버에 의하면, 운송 과정에서 열폭주에 의해 화재가 발생하면 소화액에 의한 화재 진압이 아닌 배터리 전체를 소방수로 채워 근본적으로 화재를 진압하여 화재 확산 방지 및 안전한 운송이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에 의하면, 별도의 수조통을 구비하여 복수로 적층된 운송 챔버에 소방수를 공급할 수 있어 운송 챔버의 크기를 소형화하는 장점이 있다.
게다가, 본 발명에 따른 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버 및 이를 포함하는 운송 어셈블리에 의하면, 운송 챔버를 수직 또는 수평으로 다양한 형태로 적층 가능한 구조를 가지므로 해상 운송과정에서 컨테이너 내부에 복수개의 운송 챔버를 다양한 형태로 적층할 수 있어 운송 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따라 사용후 배터리의 챔버 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 수조를 포함하지 않는 운송 챔버의 사시도이다.
도 3는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 수조를 포함하지 않는 운송 챔버의 내부 보관 룸을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 수조를 포함하는 운송 챔버의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 수조를 포함하는 운송 챔버의 내부 보관 룸을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1,2실시예에 따른 운송 챔버의 도어를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직인 제1실시예에 따른 수조통을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직인 제1실시예에 따른 수조통을 포함한 운송 챔버의 수직 적층 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직인 제1실시예에 따른 운송 챔버와 제2실시에에 따른 운송 챔버를 수평적으로 연결한 운송 어셈블리의 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직인 일실시예에 따른 운송 챔버들을 수직으로 적층한 운송 어셈블리의 구조를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직인 일실시예에 따른 수조통을 포함한 운송 챔버를 복합적으로 적층한 운송 어셈블리의 구조를 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 바람직인 일실시예에 따른 컨테이너 내부에서의 적층되는 다양한 형태의 운송 챔버의 적층 방식을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 바람직인 일실시예에 따른 복수의 운송 챔버의 제어 및 원격 관제를 위한 연결 구조를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 바람직인 일실시예에 따른 IoT 제어부 및 이동통신 장치의 기능을 도시한 블럭도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 사용 후 배터리의 운송을 위한 이동 가능한 챔버를 첨부한 도면들을 참고하면서 설명하기로 한다. 여기서, 사용 후 배터리는 바람직하게는 전기자동차용 사용 후 배터리 팩 또는 배터리 모듈을 의미하나, 다양한 형태, 크기 및 용도에 따라 다양한 형태의 배터리일 수 있으므로 특별히 제한을 두지 않는다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 수조를 포함하지 않는 운송 챔버의 사시도이고, 도 3는 도 2의 F-F 단면을 도시한 도면으로, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 수조를 포함하지 않는 운송 챔버의 내부 보관 룸을 도시한 도면이다.
또한 도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 수조를 포함하는 운송 챔버의 사시도이고, 도 5는 도 4의 F-F 단면을 도시한 도면으로 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 수조를 포함하는 운송 챔버의 내부 보관 룸을 도시한 도면이다.
이하 도 2 내지 도5를 참조하면서 운송 챔버의 구조를 자세히 설명하기로 한다.
도 2 및 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 운송 챔버는 개폐가 가능한 도어(200)를 포함하는 철제 컨테이너의 형태로 이루어지는 직육면체의 형태의 하우징(100)으로 구성되는데 이러한 하우징(100)은 도 2의 수조 미탑재형 하우징(100A)과 도 4의 수조 탑재형 하우징(100B)로 구분된다.
하우징(100)은 외부에 방수 코팅 된 외부 철판, 내화성 및 내열성 재질로 코팅된 내부 철판 및 외부 철판과 내부 철판 사이에 불연재가 포함되는 이중 격벽 구조로 이루어진다 또한, 도어(200)도 이와 같은 동일한 이중 격벽 구조를 가질 수 있다.
또한, 하우징(100)의 내부에는 보관 룸(300)이 구비되고, 보관 룸(300)에는 운송을 위한 사용 후 배터리(P)가 고정되어 안착된다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 하우징(100)에서 도어(200)가 구비되는 타측에는 보관 룸(300)의 내부에 구비되는 각종 센서들로부터 측정데이터를 수집하거나 각종 밸브를 제어하기 위한 근거리 무선통신(블루투스, 지그비, 와이파이 등) 또는 유선통신 수단을 구비한 IoT(사물인터넷) 제어부(110) 및 IoT 제어부(110)에서 수집된 각종 정보를 취합하기 위한 근거리 무선통신 인터페이스 및 외부로 원거리 무선통신을 위한 무선 인터페이스를 구비한 이동통신 장치(500)가 구비될 수 있다. 다만, 이동통신 장치(500)는 운송 챔버의 적층 등을 고려하여 다양한 위치에 선택적으로 배치될 수 있도록 탈부착이 가능한 형태로 이루어진다.
또한, IoT 제어부(110)는 보관 룸(300) 내부의 각종 센서들의 정보들을 디스플레이하는 표시수단이 구비될 수 있고, 하우징(100)의 외부에 고정되거나 또는 탈부착이 가능하다.
또한, 하우징(100)의 일측에는 도어(200)가 배치되고, 하나 이상의 힌지를 통해 하우징(100)에 체결된다. 여기서, 도어(200)는 바람직하게는 단방향으로 개폐되는 단문형 도어이지만 양문형 도어 형태로도 가능하므로 이에 제한을 두지 않는다.
또한, 하우징(100)의 상부 및 하부에는 적층을 위한 고정수단이 구비되는데, 상부에는 두 개의 상부 돌출부(160)가 구비되고, 각각의 상부 돌출부(160)는 하우징(100)의 하부에 구비된 두 개의 하부 고정홈(170)에 삽입되어 고정된다. 특히, 하부 고정홈(170)은 상부 돌출부(160)와 지게차 덧발이 삽입될 정도의 공간을 확보하면 충분하다.
여기서, 상부 돌출부(160) 및 하부 고정홈(170)은 복수의 하우징(100)을 적층하는데 있어 고정하는 역할을 담당하면 충분하므로 통상의 기술자 수준에서 다양한 변형이 가능하므로 특별히 그 형태에 대해 제한을 두지 않는다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 수조 탱크(400)가 구비되지 않은 수조 미탑재형 하우징(100A)은 도 4의 수조 탱크(400) 대신에 외부로부터 소방수를 공급받기 위한 주입부(140) 및 보관 룸(300) 내부로 방사된 소방수를 배출하기 위한 배수관(151)에 연결된 배수밸브(150)를 포함한다,
주입부(140)는 도 2의 확대도에 도시된 바와 같이, 주입 커플러(141) 및 주입 수로관(142)으로 구성되는데, 주입 커플러(141)는 소방수를 공급하기 위한 하나의 파이프를 누수없이 결합하기 위한 하나의 연결 소켓으로 일반적인 상태에서는 밀폐되어 있으나 파이프의 연결시에만 소방수가 배출될 수 있는 구조라면 충분하고, 이러한 수단은 통상의 기술자라면 공지/공연된 수단으로부터 충분히 선택이 가능하므로 그 자세한 구조에 대한 설명은 본 발명에서는 생략한다.
또한, 주입부(140)는 보관 룸(300)의 상부의 중앙에 노출되어 배치될 수도 있지만 철판으로 이중 격벽 구조를 갖는 하우징(100)의 내부에 위치할 수도 있다. 이는 통상의 기술자 수준에서 다양하게 설계μ변경할 수 있으므로 특별히 제한을 두지 않는다.
주입 수로관(142)은 보관 룸(300) 상부에 위치하여 적어도 하나 이상 구비되는 온도자동밸브(330)에 연결되어 주입 수로관(142)을 통해 공급되는 소방수를 보관 룸(300)으로 배출하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 주입 커플러(141)는 도 3에는 일측 끝단에 위치하여 하우징(100)의 외부로 돌출되는 것으로 도시되어 있지만 주입 수로관(142)의 양측 끝단 모두에 위치할 수도 있어 특별히 제한을 두지 않는다.
한편, 수조 미탑재형 하우징(100A)의 내부 구조를 도 3을 참조하여 설명하면, 보관 룸 (300) 내부에는 열감지센서(310), 온습도센서(320), 온도자동밸브(330) 및 안착부(340)가 구비될 수 있다.
열감지센서(310)는 바람직하게는 비접촉식 적외선 기반 열감지센서일 수 있고, 보관 룸(300)의 상부에 위치하는데 보관 룸(300)의 상부와 안착부(340)에 고정되는 사용 후 배터리와의 간격을 고려하여 복수개(311,312)로 구비될 수 있다. 또한, 열감지센서(310)는 사용 후 배터리에서 발생하는 열을 감지하고 측정된 온도를 주기적으로 IoT 제어부(110)에 유선 또는 무선으로 전송할 수 있다.
온습도센서(320)는 보관 룸(300)의 내부 온도 및 습도를 측정하는 센서로, 운송과정에서 외부 환경에 따른 온도 변화나 특히 해상 운송을 위해 공기 순환이 용이하지 않은 컨테이너 내부에 운송 챔버가 위치할 경우에 따른 온도 및 습도의 변화를 측정하여 주기적으로 IoT 제어부(110)에 유선 또는 무선으로 전송할 수 있다.
온도자동밸브(330)는 보관 룸(300) 내부에 화재가 발생할 경우 이를 소화하기 위해 주입 수로관(142)을 통해 공급되는 소방수를 분사하는 역할을 담당할 수 있다. 화재가 발생할 정도의 소정 온도 이상 이상일 경우 자동적으로 소방수를 분사할 수도 있지만, 이하에서 설명하겠지만 IoT 제어부(110)에서 열감지센서(310) 및 온습도센서(320)에서 측정된 온도를 판단하여 개방을 명령하는 신호에 의해 온도자동 밸브(330)가 자동으로 개방될 수도 있다.
한편, 온도자동밸브(330)의 개방에 의해 방사된 소방수는 일정시간 동안 누수되지 않아야 하므로 하우징(100)과 도어(200) 사이는 밀폐구조로 이루어지고, 인위적으로 배수밸브(121)의 개방에 의해 소방수의 방류가 가능하다.
특히, 복수의 운송 챔버를 적층하여 운송할 경우, 화재 발생시에 미치는 영향을 고려하여 화재가 발생하지 않더라도 화재의 개연성이 충분하면 사전에 소방수를 분사하여 화재를 미연에 방지할 수 있도록 소방수 개방을 위해 유연하게 임계치를 변경 또는 조정할 수 있다.
도 3을 참조하면, 보관 룸(300) 하부에는 사용 후 배터리가 고정하는 안착부(340)가 구비되는데 이하 도 5에서 자세히 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5는 수조 탑재형 하우징(100B)에 관한 것으로, 도 2 및 도 3의 수조 미탑재형 하우징(100A) 구조와 동일한 부분에 대해서는 자세한 설명은 중복되므로 생략한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 수조 탑재형 하우징(100B) 내부의 보관 룸(300) 상부에는 방수재질로 이루어지는 화재 진압용 수조 탱크(400)가 구비되고, 이 수조 탱크(400)에는 보관 룸(300) 내부에 화재가 발생할 경우 진화하거나 다른 운송 챔버로 소방수를 공급하는 위한 소방수가 채워질 수 있다.
또한, 수조 탑재형 하우징(100B)에는 수조 탱크(400)에 소방수를 주입하기 위한 주입밸브(130) 및 화재 진압으로 인해 수조 탱크(400)로부터 분사된 소방수를 배출하는 보관 룸(300) 하부에 위치하여 관통되는 배수관(151)에 돌출되어 연결되는 배수 밸브(150)를 포함한다.
한편, 도4의 확대도에 도시된 바와 같이, 수조 탱크(400)에 보관된 소방수는 인접한 운송 챔버로 공급이 가능하도록 별도로 외부로 배출하는 급수부(120)를 포함할 수 있다. 급수부(120)는 급수 커플러(121) 및 수조 탱크(200)와 연결하는 급수 홈(122)로 구성되는데, 급수 커플러(121)는 앞서 설명한 급수 커플로 (141)의 구조와 동일하다.
도 5를 참조하면, 안착부(340)는 하부판(341), 하부판(341)을 지지하는 지지대(342), 사용 후 배터리를 양측면에서 고정하는 가변형 고정부(343)로 이루어진다.
하부판(341)은 상부에 배터리 팩(P)을 안착시키는 하나의 철제소제를 갖는 판으로 구성되고, 하부에는 지지대(342)를 통해 하우징 바닥면에 고정된다.
한편 전기자동차의 배터리가 회사별, 차종별로 다양한 크기를 가지므로 이러한 배터리 팩(P)을 고정하기 위해서는 다양한 크기를 고정할 수 있는 가변형 고정부(343)가 필요하다. 비록 가변형 고정부(343)가 도면에서는 배터리 팩(P)을 양측면에서 밀착되는 형태인 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예시에 불과하고, 통상의 기술자 수준에서 다양한 형태로 변형이 가능하므로 이 형태를 제한하지 않는다.
배터리 팩(P) 운송 과정에서 진동이나 충격에 의한 움직임을 방지하기 위해 추가로 불연성 소재를 갖는 고정벨트(345)를 더 부가할 수 있다.
또한 배터리 팩(P)의 온도를 측정하는 온도센서(343)가 하부판(341)의 중앙 부분에 추가로 포함할 수 있고, 이를 통해 배터리 팩(P)의 온도 변화를 실시간 측정할 수 있다.
도 3 및 도 5에는 미도시되어 있으나, 보관 룸(300) 내부에 규정된 압력을 초과하면 유체를 방출하여 압력을 자동적으로 낮추는 적어도 하나 이상의 압력 안전밸브를 포함할 수 있고, 압력 안전밸브의 위치 및 수량은 특별히 제한을 두지 않는다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1,2실시예에 따른 하우징의 도어를 도시한 도면이다.
도 6(a)는 수조 미탑재형 하우징(100A)의 일측에 구비되는 도어(200)와 도어(200) 상부에 주입부(140)를 도시하고 있고, 도 6(b)는 수조 탑재형 하우징(100B)의 일측에 구비되는 도어(200)와 도어(200) 상부에 수조 탱크(400)로부터 소방수를 급수하는 급수부(120)를 도시하고 있다.
도어(200)는 단문형의 도어로 구비되나, 양문형의 도어로도 가능하므로 도어(200)의 형태는 제한을 두지 않는다.
또한 도어(200)는 하우징(100) 내부의 보관 룸(300)에 소방수가 주입되더라도 도어(200)와 하우징(100) 사의 빈틈으로 소방수가 외부로 누수되지 않게 방수 기능을 구비할 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직인 제1실시예에 따른 수조통을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 수조통(700)은 소방수를 보관하는 용기로, 상부에는 소방수를 주입하기 위한 적어도 하나 이상의 상부 급수 밸브(710)와 하부에는 소방수를 운송 챔버에 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 하부 배수 밸브(720) 및 소방수의 양을 측정할 수 있는 수조 게이지(730)로 구성되고, 운송 챔버에 적층되어 고정되기 위한 복수개의 하부 고정홈(740)이 구비된다.
수조통(700)은 크기나 형태에 제한이 없으며 하우징(100)의 상부에 고정되어 위치할 수 있으면 충분하고, 스테인리스나 철제와 같은 금속성 재질이나 FRP(Fiber Reinforced Plastics), 폴리에틸렌 등의 재질일 수 있으나 이에 제한을 두지 않고 다양한 재질을 채용할 수 있다.
수조 게이지(730)는 측정된 소방수의 양을 외부에서 볼 수도 있으나, 근거리 무선통신 기능을 구비하여 IoT 제어부(110)로 측정양을 전송하여 원격에서도 소방수의 양을 실시간 확인하여 보충 여부를 확인할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 바람직인 제1실시예에 따른 운송 챔버들을 수직으로 적층한 운송 어셈블리의 구조를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 수조 미탑재형 하우징(100A)들이 차례로 적층되고, 최상부에는 수조통(700)이 위치할 수 있다.
수조 미탑재형 하우징(100A)과 수조통(700)의 연결을 설명하면, 먼저 수조통(700)의 하부 배수밸브(720)와 복수의 수조 미탑재형 하우징(100A)에 구비되는 주입커플러(141)가 수조연결 파이프부(600)로 서로 연결된다.
만약, 보관 룸(300) 내부에 화재가 발생할 경우 온도자동밸브(330)가 자동으로 개방되면서 수조통(700)의 소방수가 수조연결 파이프부(600)를 통해 보관 룸(300) 내부의 주입 수로관(142)을 통해 분출된다.
여기서, 수조연결 파이프부(600)는 'L'형, 'T'형 등 다양한 형태를 갖는 엘보(610)와 파이프(620)로 구성되는데, 파이프(620)는 엘보(610)들을 연결하거나 엘보(610)와 급수 커플러(121) 또는 주입 커플러(141)를 연결할 수 있다.
여기서, 파이프(620)는 스테인리스 혹은 철제와 같은 금속성의 재질일 수 있고, 플라스틱이나 고무처럼 탄성이나 휨이 가능한 유연한 재질로 구성될 수 있다.
특히, 수조연결 파이프부(600)는 운송 챔버 안으로 소방수를 주입 또는 배출하는데 있어서 누수가 발생하지 않는 구조라면 다양한 형태로 구성될 수 있어 도 7에 도시된 형태와 모양으로 한정하는 것은 아니면 통상의 기술자 수준에서 다양하게 변경이 가능할 것이다. 또한, 통상적인 수도 배관의 연결에 관련된 수단으로부터 쉽게 인용하여 구성할 수 있으므로 세부 연결 구조에 대해서는 자세한 설명을 생략한다.
도 9는 본 발명의 바람직인 제1실시예에 따른 운송 챔버와 제2실시예에 따른 운송 챔버를 수평적으로 연결한 운송 어셈블리의 구조를 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 하나의 수조통(700)과 적어도 둘 이상의 수조 미포함형 하우징(100A)을 수평적으로 연결한 구조로, 측면에 인접한 수조 미포함형 하우징(100A)에 구비된 주입부(140)들을 수조 연결 파이프부(600)로 연결할 수 있다. 여기서, 수조 연결 파이프부(600)에는 별도의 엘보(610)없이 파이프(620)로만 연결이 가능하다.
도 9는 도어(200)의 앞방향에 위치하는 수조 미포함형 하우징(100A)과의 연결을 도시하고 있으나, 수조연결 파이프부(600)는 다양한 형태로 변형이 가능하여 도어(200)의 옆면에 수조 미포함형 하우징(100A)이 위치할 수도 있으므로 이에 제한을 두지 않는다.
도 10은 본 발명의 바람직인 일실시예에 따른 운송 챔버들을 수직으로 적층한 운송 어셈블리의 구조를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 8에서처럼 적층된 수조 미탑재형 하우징(100A)의 최상부에 위치하는 수조통(700) 대신에 수조 탑재형 하우징(100B)이 적층될 수 있다.
수조 탑재형 하우징(100B)과 수조 미탑재형 하우징(100A)의 연결을 설명하면, 수조 탑재형 하우징(100B)에 구비되는 수조 탱크(400) 내부의 소방수를 급수하는 급수 커플러(121)와 수조 미탑재형 하우징(100A)의 주입커플러(141)가 수조연결 파이프부(600)에 연결되어 수조 탑재형 하우징(100B)의 수조탱크(400)내의 소방수가 공급될 수 있다. 여기서, 수조연결 파이프부(600)는 도 9와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명의 바람직인 일실시예에 따른 수조통을 포함한 운송 챔버를 복합적으로 적층한 운송 어셈블리의 구조를 도시한 도면이다.
도 11은 도 8에 도시된 수직적 적층 구조와 도 9의 수평적 적층 구조를 혼합한 형태로서, 하나의 수조통(700)만으로 복수의 운송 챔버들을 다양한 형태로 적층 가능하게 할 수 있다. 또한, 수조통(700) 대신 수조 탑재형 하우징(100B)을 탑재할 수도 있다. 이는 차량의 화물칸 구조나 다양한 크기의 컨테이너에 효율적으로 적층 가능한 장점이 있다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 바람직인 일실시예에 따른 컨테이너 내부에서의 적층되는 다양한 형태의 운송 챔버의 적층 방식을 도시한 도면이다.
도 12 및 도 13은 도 8의 수직으로 적층한 운송 어셈블리의 구조를 독립적으로 복수개로 배열한 방식을 나타낸 것이고, 최상부에 위치하는 수조통(700) 대신 수조 탑재형 하우징(100B)을 대신 위치시킬 수 있다.
도 14를 참조하면, 도 11에서의 수평 및 수직적 적층 구조를 복수개로 연결하여 배열한 방식을 도시한 것으로, 각각의 수조통(700)마다 9개의 운송 챔버가 수평 및 수직적으로 연결시킨 것을 도시하고 있다.
도 12 내지 도 14는 하나의 예시에 불과한 것으로, 이외에도 통상의 기술자라면 다양한 형태로 적층 가능할 것이므로 이에 제한을 두지 않는다.
도 15는 본 발명의 바람직인 일실시예에 따른 복수의 운송 챔버의 제어 및 원격 관제를 위한 연결 구조를 도시한 도면이고, 도 16은 본 발명의 바람직인 일실시예에 따른 IoT 제어부 및 이동통신 장치의 기능을 도시한 블럭도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 하우징(100) 내부의 보관 룸(300)에 구비되는 각종 센서들로부터 상태 및 측정정보를 수집하는 IoT 제어부(110)와 복수의 IoT 제어부(110)로부터 수집된 정보를 취합하여 위성통신망 혹은 이동통신망을 통해 원격관제서버(800)로 전송하는 이동통신 장치(500)로 이루어진다.
한편, 원격 관제서버(800)는 폐기물에 해당하는 사용 후 배터리 운반에 이용되는 차량이나 선박의 운행 기록 데이터 수집 및 분석을 통해 안전한 운송체계를 수립할 수 있다.
도 16을 참조하면, IoT 제어부(110)은 센싱정보 수집부(111), 센싱 제어부(112) 및 무선전송부(113)으로 구성된다.
센싱정보 수집부(111)는 하우징(100) 내부의 보관 룸(300)에 구비되는 온습도센서(310), 열감지센서(320)로부터 주기적으로 센싱된 측정값을 수집하여 센싱 제어부(112)로 전송할 수 있다.
센싱 제어부(112)는 센싱정보 수집부(111)로부터 센싱된 측정값이 사전에 지정된 임계범위를 벗어나는지를 판단한 후 위험 정도를 분석하여 무선전송부(113)를 통해 이동통신 장치(500)로 상태정보를 전송할 수 있다.
특히, 컨테이너는 환기가 되지 않은 밀폐형 구조를 가지다 보니 내부 온도의 상승 원인이 외부 환경에 따른 온도의 상승인지 아니면 사용 후 배터리에서 발생하는 열에 의한 온도 상승이지를 판단할 필요가 있고, 이를 감지하는 제어 수단이 추가로 구비될 수 있다.
또한, 센싱 제어부(112)는 열감지센서(320)에서 측정된 온도가 화재가 발생할 가능성이 있는 임계 온도에 이를 경우 온도자동밸브(330)를 개방하여 소방수를 보관 룸(300) 내부로 분사하여 사전에 열폭주에 의한 화재 발생을 억제할 수 있다.
도 16을 참조하면, 이동통신 장치(500)는 GPS 수신부(510) 및 이동 통신부(520)로 이루어지며, 적어도 하나 이상의 IoT 제어부(110)로부터 수신된 상태 정보를 원격 관제서버(800)로 전송한다.
여기서 GPS 수신부(510)는 실시간 혹은 주기적으로 GPS 좌표신호를 수신하여 운송 챔버의 이동 위치 및 동선을 추적이 가능하게 하고, GPS 좌표신호 및 IoT 제어부(110)에서 수신된 상태정보 및 경보를 이동 통신부(520)를 통해 원격 관제서버(800)로 전송할 수 있다.
또한, 도 16에는 미도시되어 있으나, 이동통신 장치(500)에는 추가적으로 수조 게이지(730)로부터 수조통에 채워져 있는 소방수의 양을 측정하는 원격 관제서버(800)로 전송할 수 있다.
이동 통신부(520)는 육상에서의 운송은 기존의 이동통신(LTE, 5G 등) 수단을 통해 통신이 가능하지만, 해상 운송의 경우는 별도의 위성 통신이나 운송 선박에 구비되는 원격통신 수단에 접속할 수 있는 이동통신 수단이 구비될 수 있다.
지금까지 본 발명에 대해 구체적인 실시예들을 참고하여 설명하였다. 그러나, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
100: 하우징
100A: 수조 미탑재형 하우징
100B: 수조 탑재형 하우징
110: IoT 제어부 111: 센싱정보 수집부
112: 센싱 제어부 113: 무선전송부
120: 급수부
121: 급수 커플러 122: 급수홈
130: 주입 밸브
140: 주입부
141: 주입 커플러 142: 주입 수로관
150: 배수 밸브 151: 배수관
160: 상부 돌출부
170, 740: 하부 고정홈
200: 도어
300: 보관 룸 310: 열감지센서
320: 온습도센서 330: 온도자동밸브
340: 안착부 341: 하부판
342: 지지대 343: 가변형 고정부
344: 온도센서 345: 고정벨트
400: 수조 탱크
500: 이동통신 장치
510: GPS 수신부 520: 이동 통신부
600: 수조연결 파이프부
610: 엘보 620: 파이프
700: 수조통
710: 상부 급수밸브 720: 하부 배수밸브
730: 수조 게이지
800: 원격 관제서버
P: 사용 후 배터리
C: 컨테이너

Claims (14)

  1. 사용 후 배터리의 이송을 위해 도어를 포함하는 하우징으로 구성된 운송 챔버에 있어서,
    상기 하우징 내부에는 상기 사용 후 배터리를 보관하는 보관 룸이 구비되는데,
    상기 보관 룸의 상부에는 소방수를 주입하는 주입 수로관;
    상기 사용 후 배터리의 발열 여부를 감지하는 적어도 하나 이상의 열감지센서;
    상기 보관 룸(300)의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서; 및
    상기 주입 수로관에 연결되어 소방수를 배출하는 온도자동밸브가 구비되고,
    상기 보관 룸(300)의 하부에는 상기 사용 후 배터리를 고정하여 안착하는 안착부(340); 및
    상기 소방수를 배출하는 배수관이 구비되고,
    상기 하우징 외부에는 상기 열감지센서 및 상기 온습도센서로부터 측정된 신호를 주기적으로 수신하는 유무선 통신 수단을 구비한 IoT 제어부;
    상기 주입 수로관의 양측의 끝단에 연결되어 돌출되는 주입 커플러; 및
    상기 배수관에 연결되어 돌출되는 배수 밸브가 구비되되,
    상기 주입 수로관은 상기 하우징의 상부에 위치하는 외부 철판 및 내부 철판 사이를 관통하여 외부로 노출되고,
    상기 온도자동밸브는 소정의 온도 이상인 경우 자동 개방되거나 상기 IoT 제어부로부터의 수신된 신호에 의해 개방되는 것을 특징으로 하는 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 상부에 상기 소방수를 보관하는 수조통이 구비되고,
    상기 수조통은 상기 소방수를 급수하는 상부 급수 밸브;
    상기 소방수를 배수하는 적어도 하나 이상의 하부 배수 밸브;
    상기 소방수의 적재량을 측정하는 수조 게이지 및
    상기 하우징에 고정하는 하부 고정홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하부 배수 밸브와 상기 하우징의 일측에 구비된 주입 커플러는 수조 연결 파이프부를 통해 서로 체결되고,
    상기 수조통에 구비된 상기 소방수는 상기 수조 연결 파이프부를 통해 주입 수로관 일측으로 급수되고,
    상기 주입 수로관의 타측으로도 배수되는 것을 특징으로 하는 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수조 연결 파이프부는 적어도 하나 이상의 'L'형 또는 'T'형 엘보 및 적어도 하나 이상의 파이프로 구성되고,
    상기 엘보는 파이프에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 외부에는 탈 부착이 가능한 이동통신 장치를 포함하되,
    상기 이동통신 장치는 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신부; 및
    위성통신 또는 원거리 이동통신을 위한 무선 인터페이스를 포함하는 이동 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 챔버.
  10. 삭제
  11. 적어도 둘 이상 수직으로 적층된 제1항의 운송 챔버; 및
    상기 적층된 운송 챔버의 최상부에는 수조통이 구비되고,
    상기 수조통 및 상기 적층된 운송 챔버는 수조 연결 파이프부를 통해 서로 체결되는 것을 특징으로 하는 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 어셈블리.
  12. 적어도 둘 이상 수평적으로 인접하는 제1항의 운송 챔버; 및
    상기 인접된 운송 챔버 중 적어도 하나의 상부에는 수조통이 구비되고,
    상기 수조통 및 상기 운송 챔버는 수조 연결 파이프부를 통해 서로 체결되는 것을 특징으로 하는 사용 후 배터리의 이송을 위한 운송 어셈블리.
  13. 삭제
  14. 삭제
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