KR20210026358A - Device for preventing differential pressure of hydrogen tanks - Google Patents

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Abstract

The present invention is to provide an apparatus for preventing differential pressure of hydrogen tanks, which evenly distributes and flows the low-temperature running wind blowing from the front to a plurality of hydrogen tanks while a fuel cell vehicle is driving, or evenly distributes the exhaust air flowing through the exhaust line directly to the plurality of hydrogen tanks to flow, thereby maintaining a constant temperature between the plurality of hydrogen tanks and, accordingly, easily preventing the differential pressure from occurring between the plurality of hydrogen tanks due to temperature variations.

Description

수소탱크의 차압 방지 장치{Device for preventing differential pressure of hydrogen tanks}Device for preventing differential pressure of hydrogen tanks

본 발명은 수소탱크의 차압 방지 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 차량에 탑재되는 복수개의 수소탱크 간에 차압이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한 수소탱크의 차압 방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for preventing differential pressure in a hydrogen tank, and more particularly, to an apparatus for preventing differential pressure in a hydrogen tank capable of preventing a differential pressure from being generated between a plurality of hydrogen tanks mounted on a fuel cell vehicle.

수소 연료전지 차량에 탑재되는 연료전지 시스템은 전기에너지를 발생시키는 연료전지 스택과, 연료전지 스택에 연료인 수소를 공급하는 수소공급장치와, 연료전지 스택에 전기화학반응에 필요한 산화제인 공기(산소)를 공급하는 공기(산소)공급장치 등을 포함한다.The fuel cell system mounted on a hydrogen fuel cell vehicle includes a fuel cell stack that generates electric energy, a hydrogen supply device that supplies hydrogen as fuel to the fuel cell stack, and air (oxygen), which is an oxidizing agent required for electrochemical reactions to the fuel cell stack. It includes an air (oxygen) supply device that supplies ).

도 1을 참조하면, 상기 수소공급장치의 일 구성으로서 연료전지 스택에 대한 수소 공급원인 수소탱크(10)가 연료전지 차량의 후방 소정 위치(예를 들어, 리어 서스펜션 근처)에 탑재되고 있다.Referring to FIG. 1, as a component of the hydrogen supply device, a hydrogen tank 10, which is a source of hydrogen for a fuel cell stack, is mounted at a predetermined position at the rear of a fuel cell vehicle (for example, near a rear suspension).

바람직하게는, 상기 수소탱크(10)는 도 1에서 보듯이 수소 연료의 충분한 충전 및 공급을 위하여 복수개의 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)로 구성되고, 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)는 차량의 전후방향을 따라 나란히 배열된다.Preferably, the hydrogen tank 10 is composed of a plurality of first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 for sufficient charging and supply of hydrogen fuel, as shown in FIG. The hydrogen tanks 11, 12, 13 are arranged side by side along the front and rear directions of the vehicle.

이때, 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 저부는 차량의 언더커버에 의하여 감싸여져 보호된다.At this time, the bottom portions of the first to third hydrogen tanks 11, 12 and 13 are wrapped and protected by the undercover of the vehicle.

한편, 연료전지 차량의 전방 공간(예를 들어, 내연기관 차량의 엔진룸) 및 실내공간의 플로어 하부공간 등에는 발열부품(20)이 장착된다.On the other hand, the heating part 20 is mounted in the front space of the fuel cell vehicle (for example, the engine room of the internal combustion engine vehicle) and the space under the floor of the interior space.

예를 들어, 상기 발열부품은 연료전지 차량의 전방 공간(예를 들어, 내연기관 차량의 엔진룸)에 장착되는 연료전지 스택 및 연료전지 스택에서 생산된 전력을 기반으로 구동하는 주행용 모터, 그리고 연료전지 스택에서 생산된 전기가 충전되도록 실내공간의 플로어 하부공간에 장착되는 배터리 모듈 등을 들 수 있다.For example, the heating component includes a fuel cell stack mounted in a front space of a fuel cell vehicle (for example, an engine room of an internal combustion engine vehicle) and a driving motor driven based on power generated from the fuel cell stack, and A battery module installed in a space under the floor of an indoor space to charge electricity generated from the fuel cell stack may be mentioned.

상기와 같은 수소탱크 및 발열부품 배치 구조로 인하여 다음과 같은 문제점이 발생되고 있다.The following problems arise due to the arrangement structure of the hydrogen tank and heating parts as described above.

차량의 주행 중 전방으로부터 불어오는 저온 주행풍(예, 약 5 ℃ ~ 35 ℃)이 상기 발열부품(20)을 경유하여 온도가 상승되어 고온 주행풍(예, 약 36 ℃ ~ 80 ℃)으로 전환된 후 제1수소탱크(11)에 먼저 닿고, 제1수소탱크(11)를 지나면서 고온 주행풍의 온도가 점차 하강되면서 순차적으로 제2수소탱크(12)와 제3수소탱크(13)에 닿게 됨으로써, 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13) 간의 온도 편차가 발생하게 된다.The low-temperature running wind blowing from the front while the vehicle is running (eg, about 5°C to 35°C) increases the temperature through the heating element 20 and is converted to a high-temperature running wind (eg, about 36°C to 80°C). After that, it first touches the first hydrogen tank 11, and as the temperature of the high-temperature running wind gradually decreases as it passes through the first hydrogen tank 11, it contacts the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13 in sequence. As a result, a temperature difference between the first to third hydrogen tanks 11, 12, and 13 occurs.

즉, 상기 제1수소탱크(11)의 온도(T1)가 가장 높고, 제2수소탱크(12)의 온도(T2)가 그 다음으로 높으며, 제3수소탱크(13)의 온도(T3)가 가장 낮게 되는 온도 편차가 발생하게 된다.That is, the temperature T1 of the first hydrogen tank 11 is the highest, the temperature T2 of the second hydrogen tank 12 is the next highest, and the temperature T3 of the third hydrogen tank 13 is The lowest temperature deviation occurs.

이에, 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13) 내에 충전된 수소가 점차 소모되는 동시에 각 수소탱크의 온도가 점차 낮아지더라도, 제1수소탱크(11)의 온도가 가장 높은 상태이므로 온도 하강속도가 가장 늦게 된다.Thus, even if the hydrogen charged in the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 is gradually consumed and the temperature of each hydrogen tank gradually decreases, the temperature of the first hydrogen tank 11 is the highest. Therefore, the rate of temperature decrease is the slowest.

이와 같이, 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13) 간의 온도 편차가 발생하면, 각 수소탱크 간의 차압 발생으로 인한 내부 리크 및 소음이 발생하는 문제점이 따르게 된다.In this way, when a temperature deviation occurs between the first to third hydrogen tanks 11, 12, and 13, there is a problem in that internal leakage and noise are generated due to the occurrence of differential pressure between the respective hydrogen tanks.

예를 들어, 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 출구에 장착된 솔레노이드 밸브(미도시됨)가 연료전지 스택으로의 수소 공급을 위해 열림 작동될 때, 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)가 연통되는 상태가 되므로, 상기와 같이 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13) 간의 온도 편차가 발생하여 각 수소탱크(11,12,13) 간에 차압이 발생하면, 각 수소탱크로의 수소가 이동하는 내부 리크 현상 및 내부 리크로 인한 소음이 발생하는 문제점이 따르게 된다.For example, when a solenoid valve (not shown) mounted at the outlet of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 is opened to supply hydrogen to the fuel cell stack, the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 Since the three hydrogen tanks (11, 12, 13) are in communication, a temperature difference between the first to third hydrogen tanks (11, 12, 13) occurs as described above, and each hydrogen tank (11, 12, 13) When a differential pressure occurs between the two, there is a problem of an internal leak phenomenon in which hydrogen moves to each hydrogen tank and noise due to the internal leakage occurs.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 연료전지 차량의 주행 중 전방에서 불어오는 저온 주행풍을 직접 복수의 수소탱크로 고르게 분배하여 흐르게 하거나, 배기라인을 흐르는 배기공기를 직접 복수의 수소탱크로 고르게 분배하여 흐르게 하여, 복수의 수소탱크 간의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 함으로써, 복수의 수소탱크 간에 온도 편차로 인한 차압이 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있도록 한 수소탱크의 차압 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, and the low-temperature running wind blown from the front during driving of a fuel cell vehicle is directly distributed evenly to a plurality of hydrogen tanks to flow, or exhaust air flowing through an exhaust line is supplied. A hydrogen tank that can be distributed evenly and flowed directly to a plurality of hydrogen tanks so that the temperature between a plurality of hydrogen tanks can be kept constant, thereby easily preventing the occurrence of differential pressure due to temperature deviation between a plurality of hydrogen tanks. The purpose of this is to provide a device for preventing differential pressure.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1구현예는: 연료전지 차량의 후방 소정 위치에 장착된 복수개의 수소탱크 간의 온도 편차 및 차압 발생을 방지하기 위한 수소탱크의 차압 방지 장치에 있어서, 상기 복수개의 수소탱크의 저부를 받쳐주는 언더커버에 제1수소탱크로 저온 주행풍을 집중 안내하는 주행풍 가이드 장치를 설치하되, 상기 주행풍 가이드 장치는 언더커버에 회전 가능하게 장착되어 주행풍에 의하여 열림 작동되는 개폐판과, 개폐판의 회전축과 언더커버 간에 연결되어 개폐판의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치를 제공한다.A first embodiment of the present invention for achieving the above object is: In a hydrogen tank differential pressure prevention apparatus for preventing temperature deviation and differential pressure between a plurality of hydrogen tanks mounted at a predetermined position behind a fuel cell vehicle, the A running wind guide device for intensively guiding the low-temperature running wind to the first hydrogen tank is installed on the undercover that supports the bottoms of the plurality of hydrogen tanks, and the running wind guide device is rotatably mounted on the undercover and is driven by the running wind. It provides a device for preventing differential pressure of a hydrogen tank, characterized in that it is composed of an opening and closing plate operated to be opened, and a return spring connected between a rotating shaft of the opening and closing plate and an undercover to provide an elastic restoring force in the closing direction of the opening and closing plate.

바람직하게는, 상기 복수개의 수소탱크는 연료전지 차량의 후방 소정 위치에 전후로 나란히 장착되는 제1 내지 제3수소탱크를 포함하되, 상기 제3수소탱크의 후방 차체패널에는 주행풍 배출장치가 더 설치되되, 이 주행풍 배출장치는 후방 차체패널에 회전 가능하게 장착되어 배출되는 주행풍에 의하여 열림 작동되는 배출판과, 배출판의 회전축과 후방 차체패널 간에 연결되어 배출판의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the plurality of hydrogen tanks include first to third hydrogen tanks that are mounted front and rear in a predetermined position at the rear of the fuel cell vehicle, and a driving wind discharge device is further installed on the rear body panel of the third hydrogen tank. However, this traveling wind discharge device is rotatably mounted on the rear body panel and opened by the discharged traveling wind, and is connected between the rotation shaft of the discharge plate and the rear body panel to provide elastic restoring force in the closing direction of the discharge plate. It characterized in that it consists of a return spring to provide.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2구현예는: 연료전지 차량의 후방 소정 위치에 장착된 복수개의 수소탱크 간의 온도 편차 및 차압 발생을 방지하기 위한 수소탱크의 차압 방지 장치에 있어서, 상기 복수개의 수소탱크의 양측부에 각 수소탱크로 주행풍을 안내하는 주행풍 분배관을 장착하여, 주행풍이 주행풍 분배관을 통하여 각 수소탱크로 고르게 분배되도록 하되, 상기 주행풍 분배관은: 전후로 관통된 구조로 구비되어 상기 복수개의 수소탱크의 양측부에 배치되는 메인 분배관과; 상기 메인 분배관으로부터 복수개의 수소탱크로 각각 분기되는 분기 분배관; 으로 구성된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치를 제공한다.A second embodiment of the present invention for achieving the above object is: In a hydrogen tank differential pressure prevention apparatus for preventing temperature deviation and differential pressure between a plurality of hydrogen tanks mounted at a predetermined rear position of a fuel cell vehicle, the A running wind distribution pipe guiding the running wind to each hydrogen tank is installed on both sides of the plurality of hydrogen tanks so that the running wind is evenly distributed to each hydrogen tank through the running wind distribution tube, and the running wind distribution tube is: A main distribution pipe provided in a penetrating structure and disposed at both sides of the plurality of hydrogen tanks; Branch distribution pipes each branching from the main distribution pipe to a plurality of hydrogen tanks; It provides a device for preventing differential pressure of a hydrogen tank, characterized in that consisting of.

바람직하게는, 상기 복수개의 수소탱크는 연료전지 차량의 후방 소정 위치에 전후로 나란히 장착되는 제1 내지 제3수소탱크를 포함하되, 상기 주행풍 분배관은 전후로 관통된 구조로 구비되어 상기 제1 내지 제3수소탱크의 양측부에 배치되는 메인 분배관과, 메인 분배관으로부터 제1 내지 제3수소탱크로 각각 분기되는 분기 분배관으로 구성된 것을 특징으로 한다.Preferably, the plurality of hydrogen tanks include first to third hydrogen tanks that are mounted front and rear at a predetermined position at the rear of the fuel cell vehicle, wherein the driving wind distribution pipe is provided in a structure that penetrates forward and backward, so that the first to It is characterized by consisting of a main distribution pipe disposed on both sides of the third hydrogen tank, and a branch distribution pipe each branching from the main distribution pipe to the first to third hydrogen tanks.

특히, 상기 제1수소탱크의 전면부에는 주행풍을 차단하는 차폐막이 설치된 것을 특징으로 한다.In particular, a shielding film is installed on the front side of the first hydrogen tank to block the running wind.

또한, 상기 차폐막의 전면부에는 주행풍을 메인 분배관쪽으로 방향 전환하여 안내하는 방향 전환 가이드가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, a direction change guide protruding from the front portion of the shielding film to guide the driving wind toward the main distribution pipe is formed.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3구현예는: 연료전지 차량의 후방 소정 위치에 전후 방향으로 나란히 장착되는 제1 내지 제3수소탱크를 포함하는 복수개의 수소탱크 간의 온도 편차 및 차압 발생을 방지하기 위한 수소탱크의 차압 방지 장치에 있어서, 연료전지 스택의 배기가스 파이프에 연결되어 상기 복수개의 수소탱크의 양측부로 연장되는 배기가스 분배관; 상기 배기가스 분배관에 회전 가능하게 장착되어 배기가스 압력에 의하여 복수개의 수소탱크 중 제2수소탱크를 향하여 열림 작동되는 안내판; 및 다수의 유량 분배홀이 관통된 파이프 형태로서, 상기 배기가스 분배관 간에 연결되어 상기 안내판을 통과한 배기가스를 각 유량 분배홀을 통해 상기 복수개의 수소탱크 중 제2수소탱크를 향하여 안내하는 유량 분배파이프; 을 포함하고, 상기 복수개의 수소탱크 중 제1수소탱크가 발열부품을 경유한 고온 주행풍에 의하여 온도 상승될 때, 상기 안내판 및 유량 분배파이프를 통과한 고온 배기가스에 의하여 상기 제2수소탱크 및 제3수소탱크의 온도도 함께 상승되도록 한 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치를 제공한다.A third embodiment of the present invention for achieving the above object is: Temperature difference and differential pressure generation between a plurality of hydrogen tanks including first to third hydrogen tanks mounted side by side in a front-rear direction at a predetermined position behind a fuel cell vehicle. An apparatus for preventing differential pressure of a hydrogen tank for preventing the system, comprising: an exhaust gas distribution pipe connected to an exhaust gas pipe of a fuel cell stack and extending to both sides of the plurality of hydrogen tanks; A guide plate rotatably mounted on the exhaust gas distribution pipe and operated to open toward a second hydrogen tank among a plurality of hydrogen tanks by exhaust gas pressure; And a pipe form through which a plurality of flow distribution holes are passed, and a flow rate that is connected between the exhaust gas distribution pipes and guides the exhaust gas passing through the guide plate toward a second hydrogen tank among the plurality of hydrogen tanks through each flow distribution hole. Distribution pipe; Including, When the temperature of the first hydrogen tank among the plurality of hydrogen tanks is increased by the high-temperature running wind passing through the heating part, the second hydrogen tank and the second hydrogen tank by the high-temperature exhaust gas that has passed through the guide plate and the flow distribution pipe. It provides a device for preventing differential pressure in a hydrogen tank, characterized in that the temperature of the third hydrogen tank is also increased.

바람직하게는, 상기 안내판의 회전축과 배기가스 분배관 간에는 안내판의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링이 연결된 것을 특징으로 한다.Preferably, a return spring for providing an elastic restoring force in the closing direction of the guide plate is connected between the rotation shaft of the guide plate and the exhaust gas distribution pipe.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4구현예는: 연료전지 차량의 후방 소정 위치에 전후 방향으로 나란히 장착되는 제1 내지 제3수소탱크를 포함하는 복수개의 수소탱크 간의 온도 편차 및 차압 발생을 방지하기 위한 수소탱크의 차압 방지 장치에 있어서, 연료전지 스택의 배기가스 파이프에 연결되어 상기 제1 내지 제3수소탱크의 양측부로 연장되는 배기가스 분배관; 상기 배기가스 분배관으로부터 제2수소탱크 및 제3수소탱크를 향하여 분기되는 배기가스 분기관; 을 포함하고, 상기 제1수소탱크가 발열부품을 경유한 고온 주행풍에 의하여 온도 상승될 때, 상기 배기가스 분기관을 통과한 고온 배기가스에 의하여 상기 제2수소탱크 및 제3수소탱크의 온도도 함께 상승되도록 한 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치를 제공한다.A fourth embodiment of the present invention for achieving the above object is: Temperature difference and differential pressure generation between a plurality of hydrogen tanks including first to third hydrogen tanks mounted side by side in a front-rear direction at a predetermined position behind a fuel cell vehicle. An apparatus for preventing differential pressure of a hydrogen tank, comprising: an exhaust gas distribution pipe connected to an exhaust gas pipe of a fuel cell stack and extending to both sides of the first to third hydrogen tanks; An exhaust gas branch pipe branching from the exhaust gas distribution pipe toward the second hydrogen tank and the third hydrogen tank; Including, When the temperature of the first hydrogen tank is raised by the high-temperature running wind passing through the heating part, the temperature of the second hydrogen tank and the third hydrogen tank by the high-temperature exhaust gas passing through the exhaust gas branch pipe It also provides a device for preventing differential pressure of a hydrogen tank, characterized in that it is raised together.

특히, 본 발명의 제4구현예에 따른 차압 방지 장치는 상기 배기가스 분기관 내에 회전 가능하게 장착되어 배기가스 압력에 의하여 제2수소탱크 및 제3수소탱크를 향하여 열림 작동되는 안내판과, 상기 배기가스 분배관의 말단부에 장착되어 제어기의 제어신호에 의하여 개폐되는 온/오프 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In particular, the differential pressure prevention device according to the fourth embodiment of the present invention is rotatably mounted in the exhaust gas branch pipe and opened toward the second hydrogen tank and the third hydrogen tank by the exhaust gas pressure, and the exhaust gas It characterized in that it further comprises an on/off valve mounted on the end of the gas distribution pipe and opened and closed by a control signal from the controller.

바람직하게는, 상기 안내판의 회전축과 배기가스 분기관 간에는 안내판의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링이 연결된 것을 특징으로 한다.Preferably, a return spring for providing an elastic restoring force in the closing direction of the guide plate is connected between the rotation shaft of the guide plate and the exhaust gas branch pipe.

한편, 상기 제1 내지 제3수소탱크의 외곽이 탱크 밀폐체로 감싸여지는 경우, 상기 배기가스 분배관으로부터 분기된 배기가스 분기관을 제1수소탱크를 향하게 형성하고, 상기 탱크 밀폐체의 후부에 배가스가스 토출구를 형성하여, 배기가스가 제1 내지 제3수소탱크 순으로 고르게 흐르도록 한 것을 특징으로 한다.On the other hand, when the outer peripheries of the first to third hydrogen tanks are wrapped with a tank seal, an exhaust gas branch pipe branched from the exhaust gas distribution pipe is formed toward the first hydrogen tank, and the rear portion of the tank seal is It is characterized in that the exhaust gas discharge port is formed so that the exhaust gas flows evenly in the order of the first to third hydrogen tanks.

상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-described problem solving means, the present invention provides the following effects.

첫째, 연료전지 차량의 주행 중 전방에서 불어오는 저온 주행풍을 직접 복수의 수소탱크로 고르게 분배하여 흐르게 함으로써, 제1 내지 제3수소탱크를 포함하는 복수의 수소탱크 간의 온도를 일정하게 유지시키는 동시에 복수의 수소탱크 간에 온도 편차로 인한 차압이 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있고, 기존의 차압 발생으로 인한 수소탱크 내부 리크 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.First, while the fuel cell vehicle is driving, the low-temperature running wind blown from the front is evenly distributed and flowed directly to the plurality of hydrogen tanks, thereby maintaining a constant temperature between the plurality of hydrogen tanks including the first to third hydrogen tanks. It is possible to easily prevent the occurrence of differential pressure due to temperature difference between a plurality of hydrogen tanks, and prevent the occurrence of internal leakage and noise in the hydrogen tank due to the existing differential pressure generation.

둘째, 발열부품을 경유한 고온 주행풍에 의하여 가장 앞쪽의 제1수소탱크 온도가 제2 및 제3수소탱크의 온도에 비하여 상승하더라도, 고온의 배기가스를 제1수소탱크 뒤쪽의 제2 및 제3수소탱크쪽으로 향하도록 하여 제2 및 제3수소탱크의 온도를 제1수소탱크의 온도 수준으로 상승하게 함으로써, 복수의 수소탱크 간에 온도 편차 및 차압이 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있고, 기존의 차압 발생으로 인한 수소탱크 내부 리크 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Second, even if the temperature of the first hydrogen tank at the front is increased compared to the temperature of the second and third hydrogen tanks by the high-temperature running wind through the heating part, the high-temperature exhaust gas is transferred to the second and second hydrogen tanks behind the first hydrogen tank. 3 By facing the hydrogen tank and raising the temperature of the second and third hydrogen tanks to the temperature level of the first hydrogen tank, it is possible to easily prevent temperature deviation and differential pressure from occurring between a plurality of hydrogen tanks. It is possible to prevent leakage and noise inside the hydrogen tank due to the occurrence of differential pressure in

도 1은 연료전지 차량에 복수의 수소탱크가 탑재된 위치 및 수소탱크 간의 온도 편차가 발생하는 것을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 수소탱크의 차압 방지 장치를 도시한 측단면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 수소탱크의 차압 방지 장치를 도시한 평단면도,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 수소탱크의 차압 방지 장치를 도시한 평단면도,
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 수소탱크의 차압 방지 장치를 도시한 평단면도,
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 수소탱크의 차압 방지 장치를 도시한 평단면도.
1 is a schematic diagram showing a location where a plurality of hydrogen tanks are mounted in a fuel cell vehicle and a temperature deviation between the hydrogen tanks;
2 is a side cross-sectional view showing an apparatus for preventing differential pressure of a hydrogen tank according to a first embodiment of the present invention;
3 is a plan sectional view showing an apparatus for preventing differential pressure of a hydrogen tank according to a second embodiment of the present invention;
4 is a plan sectional view showing an apparatus for preventing differential pressure in a hydrogen tank according to a third embodiment of the present invention;
5 is a plan sectional view showing an apparatus for preventing differential pressure of a hydrogen tank according to a fourth embodiment of the present invention;
6 is a plan sectional view showing a device for preventing differential pressure in a hydrogen tank according to a fifth embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1실시예Embodiment 1

첨부한 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 수소탱크의 차압 방지 장치를 도시한 측단면도이다.2 is a side cross-sectional view showing an apparatus for preventing differential pressure of a hydrogen tank according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1실시예는 저온 주행풍을 제1수소탱크(고온 주행풍에 의하여 제2 및 제3수소탱크에 비하여 온도가 가장 높게 상승됨)로 집중 안내하여 복수의 수소탱크 간의 온도를 균일하게 해줌으로써, 각 수소탱크 간의 온도 편차로 인한 차압이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.In the first embodiment of the present invention, a low-temperature running wind is intensively guided to the first hydrogen tank (the temperature is higher than that of the second and third hydrogen tanks by the high-temperature running wind) to uniformly maintain the temperature between the plurality of hydrogen tanks. By doing so, the main point is to prevent the occurrence of differential pressure due to temperature variation between each hydrogen tank.

도 2를 참조하면, 연료전지 스택에 대한 수소 공급원으로서 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)를 포함하는 복수의 수소탱크(10)가 연료전지 차량의 후방 소정 위치(예를 들어, 리어 서스펜션 근처)에 탑재되고, 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 저부는 차량의 언더커버(30)에 의하여 감싸여져 보호된다.Referring to FIG. 2, a plurality of hydrogen tanks 10 including first to third hydrogen tanks 11, 12, and 13 as a hydrogen supply source for the fuel cell stack are disposed at predetermined positions at the rear of the fuel cell vehicle (for example, , Near the rear suspension), and the bottom portions of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 are wrapped and protected by the undercover 30 of the vehicle.

차량의 주행 중 전방으로부터 불어오는 저온 주행풍(예, 약 5 ℃ ~ 35 ℃)이 상기 발열부품(20)을 경유하여 온도가 상승되어 고온 주행풍(예, 약 36 ℃ ~ 80 ℃)으로 전환된 후 제1수소탱크(11)에 먼저 닿고, 제1수소탱크(11)를 지나면서 고온 주행풍의 온도가 점차 하강되면서 순차적으로 제2수소탱크(12)와 제3수소탱크(13)에 닿게 됨으로써, 상기 제1수소탱크(11)의 온도(T1)가 가장 높고, 제2수소탱크(12)의 온도(T2)가 그 다음으로 높으며, 제3수소탱크(13)의 온도(T3)가 가장 낮게 되는 온도 편차가 발생하게 된다.The low-temperature running wind blowing from the front while the vehicle is running (eg, about 5°C to 35°C) increases the temperature through the heating element 20 and is converted to a high-temperature running wind (eg, about 36°C to 80°C). After that, it first touches the first hydrogen tank 11, and as the temperature of the high-temperature running wind gradually decreases as it passes through the first hydrogen tank 11, it contacts the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13 in sequence. As a result, the temperature T1 of the first hydrogen tank 11 is the highest, the temperature T2 of the second hydrogen tank 12 is the next highest, and the temperature T3 of the third hydrogen tank 13 is The lowest temperature deviation occurs.

이러한 각 수소탱크(11,12,13) 간의 온도 편차를 방지하기 위하여 상기 언더커버(30)에 제1수소탱크(11)로 저온 주행풍을 집중 안내하는 주행풍 가이드 장치(100)가 설치된다.In order to prevent the temperature deviation between each of the hydrogen tanks 11, 12, 13, a running wind guide device 100 is installed in the undercover 30 for intensively guiding the low temperature running wind to the first hydrogen tank 11 .

상기 주행풍 가이드 장치(100)는 언더커버(30)에 회전 가능하게 장착되어 주행풍에 의하여 열림 작동되는 개폐판(102)과, 개폐판(102)의 회전축과 언더커버(30) 간에 연결되어 개폐판(102)의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링(104)으로 구성된다.The running wind guide device 100 is rotatably mounted on the undercover 30 and is connected between the opening and closing plate 102 operated by the running wind and the rotation shaft of the opening and closing plate 102 and the undercover 30. It consists of a return spring 104 that provides an elastic restoring force in the closing direction of the opening and closing plate 102.

또한, 상기 제3수소탱크(13)의 후방 차체패널에는 주행풍 배출장치(110)가 더 설치되되, 이 주행풍 배출장치(110)는 후방 차체패널에 회전 가능하게 장착되어 배출되는 주행풍에 의하여 열림 작동되는 배출판(112)과, 배출판(112)의 회전축과 후방 차체패널 간에 연결되어 배출판(112)의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링(114)으로 구성된다.In addition, a traveling wind discharge device 110 is further installed on the rear body panel of the third hydrogen tank 13, and this traveling wind discharge device 110 is rotatably mounted on the rear body panel to prevent the discharged traveling wind. It is composed of a discharge plate 112 that is opened by the discharge plate 112, and a return spring 114 that is connected between the rotation shaft of the discharge plate 112 and the rear body panel to provide an elastic restoring force in the closing direction of the discharge plate 112.

따라서, 차량의 주행 중 전방으로부터 불어오는 저온 주행풍(예, 약 5 ℃ ~ 35 ℃)으로 인하여 상기 주행풍 가이드 장치(100)의 개폐판(102)이 열리게 되고, 저온 주행풍이 제1수소탱크(11)로 집중 안내된 다음, 제2수소탱크(12)와 제3수소탱크(13)를 경유한 후, 주행풍의 배출 압력으로 열림 작동되는 배출판(112)을 통하여 외부로 빠져나가게 된다.Therefore, the opening/closing plate 102 of the traveling wind guide device 100 is opened due to the low-temperature running wind (eg, about 5° C. ~ 35° C.) blowing from the front while the vehicle is running, and the low-temperature running wind is the first hydrogen tank. After being guided intensively to (11), after passing through the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13, it is discharged to the outside through the discharge plate 112 that is opened by the discharge pressure of the running wind.

이때, 상기 발열부품(20)을 경유하여 온도가 상승된 고온 주행풍으로 인하여 상기 제1수소탱크(11)의 온도(T1)가 가장 높아진 상태이고, 제2수소탱크(12)의 온도(T2)가 그 다음으로 높으며, 제3수소탱크(13)의 온도(T3)가 가장 낮은 상태가 되더라도, 위와 같이 주행풍 가이드 장치(100)의 개폐판(102)이 열려서 저온 주행풍이 제1수소탱크(11)로 집중 안내된 다음, 제2수소탱크(12)와 제3수소탱크(13)를 차례로 경유하게 됨으로써, 제1수소탱크(11)의 온도가 빠르게 낮아지게 되고, 제2 및 제2수소탱크(12,13)의 온도는 더디게 낮아지게 되어, 결국 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13) 간의 온도를 균일한 수준으로 만들어줄 수 있다.At this time, the temperature T1 of the first hydrogen tank 11 is the highest due to the high-temperature running wind in which the temperature is increased via the heating part 20, and the temperature T2 of the second hydrogen tank 12 ) Is the next highest, and even when the temperature T3 of the third hydrogen tank 13 is the lowest, the opening/closing plate 102 of the traveling wind guide device 100 is opened as described above, so that the low-temperature running wind is reduced to the first hydrogen tank. After being intensively guided to (11), the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13 are sequentially passed, so that the temperature of the first hydrogen tank 11 is rapidly lowered, and the second and second hydrogen tanks 11 are rapidly lowered. The temperature of the hydrogen tanks 12 and 13 is lowered slowly, so that the temperature between the first to third hydrogen tanks 11, 12 and 13 can be made to a uniform level.

이와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의하면 복수의 수소탱크(11,12,13) 간에 온도 편차로 인한 차압이 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있고, 기존의 차압 발생으로 인한 수소탱크 내부 리크 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to easily prevent the occurrence of differential pressure due to temperature difference between the plurality of hydrogen tanks 11, 12, 13, and leak inside the hydrogen tank due to the occurrence of the existing differential pressure. And noise can be prevented.

제2실시예Embodiment 2

첨부한 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 수소탱크의 차압 방지 장치를 도시한 평단면도이다.3 is a plan cross-sectional view showing an apparatus for preventing differential pressure in a hydrogen tank according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2실시예는 발열체 부품을 통과하여 고온이 된 고온 주행풍을 제1 내지 제3수소탱크를 포함하는 복수의 수소탱크에 고르게 분배하여 복수의 수소탱크 간의 온도를 균일하게 해줌으로써, 각 수소탱크 간의 온도 편차로 인한 차압이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.The second embodiment of the present invention uniformly distributes the high-temperature running wind, which has become high temperature through the heating element component, to a plurality of hydrogen tanks including the first to third hydrogen tanks, thereby making the temperature between the plurality of hydrogen tanks uniform, One point is to prevent the occurrence of differential pressure due to temperature variation between each hydrogen tank.

이를 위해, 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 양측부에 각 수소탱크(11,12,13)로 주행풍을 각각 안내하는 주행풍 분배관(200)을 장착하여, 고온 주행풍이 주행풍 분배관(200)을 통하여 각 수소탱크(11,12,13)로 고르게 분배되도록 한다.To this end, a running wind distribution pipe 200 for guiding running wind to each of the hydrogen tanks 11, 12, 13 is mounted on both sides of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13, respectively, The high-temperature running wind is evenly distributed to the hydrogen tanks 11, 12, and 13 through the running wind distribution pipe 200.

상기 주행풍 분배관(200)은 전후로 관통된 구조로 구비되어 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 양측부에 배치되는 메인 분배관(202)과, 메인 분배관(202)으로부터 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)로 각각 분기되는 분기 분배관(204)으로 구성된다.The running wind distribution pipe 200 is provided in a structure that penetrates back and forth, and is disposed on both sides of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13, and a main distribution pipe 202 and a main distribution pipe 202 ) From the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13, respectively, and branch distribution pipes 204 branched.

특히, 상기 제1수소탱크(11)의 전면부에는 고온 주행풍이 제1수소탱크(11)에 먼저 닿지 않도록 고온 주행풍 차단하는 차폐막(210)이 설치되고, 이 차폐막(210)의 전면부에는 고온 주행풍을 양쪽 메인 분배관(202)의 입구쪽으로 방향 전환하여 안내하는 방향 전환 가이드(212)가 돌출 형성된다.In particular, a shielding film 210 is installed on the front side of the first hydrogen tank 11 to block the high temperature running wind so that the high temperature running wind does not first hit the first hydrogen tank 11, and the front side of the shielding film 210 A direction change guide 212 protrudes to guide the high-temperature running wind toward the inlet of both main distribution pipes 202 and guides.

따라서, 상기 발열부품(20)을 경유하여 온도가 상승된 고온 주행풍이 차폐막(210)에 막혀 제1수소탱크(11)로 직접 흐르지 않게 되고, 상기 방향 전환 가이드(212)에 의하여 양쪽 메인 분배관(202)의 입구로 흐르게 된다.Therefore, the high-temperature running wind having an elevated temperature via the heating part 20 is blocked by the shielding film 210 and does not flow directly to the first hydrogen tank 11, and both main distribution pipes are provided by the direction change guide 212. It flows to the entrance of 202.

연이어, 고온 주행풍이 메인 분배관(202)을 통해 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)로 각각 분기된 분기 분배관(204)을 경유한 후, 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)로 고르게 분배되어 흐르게 된다.Subsequently, after the high-temperature running wind passes through the branch distribution pipes 204 branched respectively to the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 through the main distribution pipe 202, the first to third hydrogen tanks ( 11, 12, 13) is distributed evenly and flows.

이에, 고온 주행풍이 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13) 중 하나에 집중적으로 닿지 않고, 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13) 마다 고르게 닿게 됨에 따라, 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 온도가 함께 상승하게 되고, 결국 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 온도를 균일한 수준으로 맞추어주는 효과를 얻을 수 있게 되므로, 복수의 수소탱크(11,12,13) 간에 온도 편차로 인한 차압이 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있고, 기존의 차압 발생으로 인한 수소탱크 내부 리크 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, as the high-temperature running wind does not intensively reach one of the first to third hydrogen tanks 11, 12, and 13, but evenly reaches each of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13, the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 Since the temperature of the third hydrogen tanks 11, 12, 13 rises together, it is possible to obtain the effect of adjusting the temperature of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 to a uniform level, It is possible to easily prevent the occurrence of differential pressure due to temperature deviation between the plurality of hydrogen tanks 11, 12, 13, and prevent the occurrence of internal leakage and noise in the hydrogen tank due to the occurrence of the existing differential pressure.

제3실시예Embodiment 3

첨부한 도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 수소탱크의 차압 방지 장치를 도시한 평단면도이다.FIG. 4 is a cross-sectional plan view showing an apparatus for preventing differential pressure in a hydrogen tank according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제3실시예는 고온 주행풍에 의하여 제1수소탱크(11)의 온도가 제2 및 제3수소탱크(12,13)에 비하여 상승된 상태에서 고온 배기가스를 이용하여 제2 및 제3수소탱크(12,13)의 온도를 제1수소탱크(11)의 온도 수준으로 높여주도록 함으로써, 결과적으로 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 온도가 균일하게 조절되도록 한 점에 주안점이 있다.The third embodiment of the present invention uses the high-temperature exhaust gas in a state in which the temperature of the first hydrogen tank 11 is increased compared to the second and third hydrogen tanks 12 and 13 by the high-temperature running wind. By raising the temperature of the third hydrogen tanks 12 and 13 to the temperature level of the first hydrogen tank 11, as a result, the temperature of the first to third hydrogen tanks 11, 12 and 13 is uniformly controlled. There is a focus on one point.

이를 위해, 연료전지 스택의 배기가스 파이프(40)에 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 양측부로 연장되는 배기가스 분배관(300)이 연결된다.To this end, exhaust gas distribution pipes 300 extending to both sides of the first to third hydrogen tanks 11, 12 and 13 are connected to the exhaust gas pipe 40 of the fuel cell stack.

또한, 상기 배기가스 분배관(300)에 배기가스 압력에 의하여 제2수소탱크(12)를 향하여 열림 작동되는 안내판(302)이 회전 가능하게 장착된다.In addition, a guide plate 302 that is opened toward the second hydrogen tank 12 by the exhaust gas pressure is rotatably mounted on the exhaust gas distribution pipe 300.

바람직하게는, 상기 안내판(302)의 회전축과 배기가스 분배관(300) 간에는 안내판(302)의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링(304)이 연결된다.Preferably, a return spring 304 that provides an elastic restoring force in the closing direction of the guide plate 302 is connected between the rotation shaft of the guide plate 302 and the exhaust gas distribution pipe 300.

특히, 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 양측부로 연장되는 배기가스 분배관(300)은 차체 폭방향으로 배열되는 유량 분배파이프(310)에 의하여 연통 가능하게 연결되는 바, 이 유량 분배파이프(310)는 다수의 유량 분배홀(312)이 관통된 파이프 형태로서 상기 배기가스 분배관(300) 간에 연결되어 상기 안내판(302)을 통과한 배기가스를 각 유량 분배홀(312)을 통해 제2수소탱크(12)를 향하여 안내하는 역할을 한다.In particular, the exhaust gas distribution pipes 300 extending to both sides of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 are connected to be communicated with each other by flow distribution pipes 310 arranged in the width direction of the vehicle body. , This flow distribution pipe 310 is a pipe shape through which a plurality of flow distribution holes 312 are passed, and is connected between the exhaust gas distribution pipes 300 to pass the exhaust gas passing through the guide plate 302 to each flow distribution hole ( It serves to guide toward the second hydrogen tank 12 through 312).

따라서, 상기 발열부품(20)을 경유하여 온도가 상승된 고온 주행풍으로 인하여 상기 제1수소탱크(11)의 온도가 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)의 온도에 비하여 높아질 때, 연료전지 스택의 배기가스 파이프(40)로부터 배출되는 고온의 배기가스(예, 미반응 수소 퍼지가스 등)가 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 양측부로 연장되는 배기가스 분배관(300)으로 흐르게 된다.Therefore, the temperature of the first hydrogen tank 11 is higher than the temperature of the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13 due to the high-temperature running wind in which the temperature is increased via the heating part 20. When high, high-temperature exhaust gas (eg, unreacted hydrogen purge gas, etc.) discharged from the exhaust gas pipe 40 of the fuel cell stack extends to both sides of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 It flows through the exhaust gas distribution pipe 300.

연이어, 상기 안내판(302)이 배기가스 압력에 의하여 열리는 동시에 배기가스가 차체 폭방향으로 배열된 유량 분배파이프(310)로 들어간 후, 유량 분배파이프(310)에 형성된 다수의 유량 분배홀(312)을 통해 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)를 향하여 흐르게 된다.Subsequently, after the guide plate 302 is opened by the exhaust gas pressure and the exhaust gas enters the flow distribution pipe 310 arranged in the width direction of the vehicle body, a plurality of flow distribution holes 312 formed in the flow distribution pipe 310 Through this, it flows toward the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13.

이에, 상기 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)의 온도가 고온 배기가스에 의하여 상승하게 된다.Accordingly, the temperatures of the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13 are increased by the high temperature exhaust gas.

이와 같이, 상기 제1수소탱크(11)가 발열부품(20)을 경유한 고온 주행풍에 의하여 온도 상승될 때, 상기 안내판(302) 및 유량 분배파이프(310)를 통과한 고온 배기가스에 의하여 상기 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)의 온도도 함께 상승되도록 함으로써, 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 온도를 균일한 수준으로 맞추어줄 수 있게 되어, 결국 복수의 수소탱크(11,12,13) 간에 온도 편차로 인한 차압이 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있고, 기존의 차압 발생으로 인한 수소탱크 내부 리크 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In this way, when the temperature of the first hydrogen tank 11 is raised by the high-temperature running wind passing through the heating element 20, the high-temperature exhaust gas passing through the guide plate 302 and the flow distribution pipe 310 By increasing the temperature of the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13 together, the temperature of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 can be adjusted to a uniform level. In the end, it is possible to easily prevent the occurrence of differential pressure due to temperature deviation between the plurality of hydrogen tanks 11, 12, 13, and prevent the occurrence of internal leakage and noise in the hydrogen tank due to the existing differential pressure. .

제4실시예Embodiment 4

첨부한 도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 수소탱크의 차압 방지 장치를 도시한 평단면도이다.5 is a cross-sectional plan view showing an apparatus for preventing differential pressure in a hydrogen tank according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명의 제4실시예는 제3실시예와 같이 고온 주행풍에 의하여 제1수소탱크(11)의 온도가 제2 및 제3수소탱크(12,13)에 비하여 상승된 상태에서 고온 배기가스를 이용하여 제2 및 제3수소탱크(12,13)의 온도를 제1수소탱크(11)의 온도 수준으로 높여주도록 함으로써, 결과적으로 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 온도가 균일하게 조절되도록 한 점에 주안점이 있다.In the fourth embodiment of the present invention, as in the third embodiment, high-temperature exhaust gas is generated when the temperature of the first hydrogen tank 11 is increased compared to the second and third hydrogen tanks 12 and 13 by the high-temperature running wind. By increasing the temperature of the second and third hydrogen tanks 12 and 13 to the temperature level of the first hydrogen tank 11, as a result, the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 The main point is to ensure that the temperature is uniformly controlled.

이를 위해, 연료전지 스택의 배기가스 파이프(40)에 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 양측부로 연장되는 배기가스 분배관(400)이 연결된다.To this end, exhaust gas distribution pipes 400 extending to both sides of the first to third hydrogen tanks 11, 12 and 13 are connected to the exhaust gas pipe 40 of the fuel cell stack.

또한, 상기 배기가스 분배관(400)에는 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)를 향하여 각각 분기되는 배기가스 분기관(410)이 연결된다.In addition, the exhaust gas distribution pipe 400 is connected to an exhaust gas branch pipe 410 branching toward the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13, respectively.

이때, 상기 배기가스 분기관(410) 내에는 배기가스 압력에 의하여 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)를 향하여 열림 작동되는 안내판(412)이 회전 가능하게 장착된다.At this time, a guide plate 412 which is opened toward the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13 by the exhaust gas pressure is rotatably mounted in the exhaust gas branch pipe 410.

바람직하게는, 상기 안내판(412)의 회전축과 배기가스 분기관(410) 간에는 안내판(412)의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링(414)이 연결된다.Preferably, a return spring 414 that provides an elastic restoring force in the closing direction of the guide plate 412 is connected between the rotation shaft of the guide plate 412 and the exhaust gas branch pipe 410.

특히, 상기 배기가스 분배관(400)의 말단부에는 제어기의 제어신호에 의하여 개폐되는 온/오프 밸브(420)가 장착된다.In particular, an on/off valve 420 that is opened and closed by a control signal from a controller is mounted at an end of the exhaust gas distribution pipe 400.

바람직하게는, 상기 온/오프 밸브(420)는 상기 제1수소탱크(11)의 온도가 제2 내지 제3수소탱크(12,13)의 온도보다 높거나(예를 들어, 약 2 ℃ 이상), 제2수소탱트(12)의 온도가 제3수소탱크(13)의 온도보다 높으면(예를 들어, 약 2 ℃ 이상), 제어기의 제어 신호에 의하여 일정 시간 동안 닫힘 작동된다.Preferably, the on/off valve 420 has a temperature of the first hydrogen tank 11 higher than the temperature of the second to third hydrogen tanks 12 and 13 (eg, about 2° C. or more). ), when the temperature of the second hydrogen tank 12 is higher than the temperature of the third hydrogen tank 13 (for example, about 2° C. or higher), it is closed for a certain period of time by a control signal from the controller.

따라서, 상기 발열부품(20)을 경유하여 온도가 상승된 고온 주행풍으로 인하여 상기 제1수소탱크(11)의 온도가 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)의 온도에 비하여 높아질 때, 연료전지 스택의 배기가스 파이프(40)로부터 배출되는 고온의 배기가스(예, 미반응 수소 퍼지가스 등)가 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 양측부로 연장되는 배기가스 분배관(400)으로 흐르게 된다.Therefore, the temperature of the first hydrogen tank 11 is higher than the temperature of the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13 due to the high-temperature running wind in which the temperature is increased via the heating part 20. When high, high-temperature exhaust gas (eg, unreacted hydrogen purge gas, etc.) discharged from the exhaust gas pipe 40 of the fuel cell stack extends to both sides of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 It flows through the exhaust gas distribution pipe 400.

연이어, 상기 안내판(412)이 배기가스 압력에 의하여 열리는 동시에 배기가스가 배기가스 분기관(410)을 통과하여 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)를 향하여 흐르게 된다.Subsequently, the guide plate 412 is opened by the exhaust gas pressure, and the exhaust gas passes through the exhaust gas branch pipe 410 and flows toward the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13.

이때, 상기 온/오프 밸브(420)가 일정 시간 동안 닫힘 상태로 유지됨에 따라, 배기가스가 외기로 배출되지 않고, 배기가스 분기관(410)을 통과하여 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)를 향하여 집중적으로 흐르게 된다.At this time, as the on/off valve 420 is maintained in a closed state for a certain period of time, the exhaust gas is not discharged to the outside air, and passes through the exhaust gas branch pipe 410 and passes through the second hydrogen tank 12 and the third It flows intensively toward the hydrogen tank (13).

이에, 상기 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)의 온도가 고온 배기가스에 의하여 상승하게 된다.Accordingly, the temperatures of the second hydrogen tank 12 and the third hydrogen tank 13 are increased by the high temperature exhaust gas.

이와 같이, 상기 제1수소탱크(11)가 발열부품(20)을 경유한 고온 주행풍에 의하여 온도 상승될 때, 상기 배기가스 분기관(410)를 통과한 고온 배기가스에 의하여 상기 제2수소탱크(12) 및 제3수소탱크(13)의 온도도 함께 상승되도록 함으로써, 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 온도를 균일한 수준으로 맞추어줄 수 있게 되어, 결국 복수의 수소탱크(11,12,13) 간에 온도 편차로 인한 차압이 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있고, 기존의 차압 발생으로 인한 수소탱크 내부 리크 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In this way, when the temperature of the first hydrogen tank 11 is raised by the high-temperature running wind passing through the heating element 20, the second hydrogen is generated by the high-temperature exhaust gas passing through the exhaust gas branch pipe 410. By allowing the temperature of the tank 12 and the third hydrogen tank 13 to rise together, it is possible to adjust the temperature of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 to a uniform level. It is possible to easily prevent the occurrence of differential pressure due to temperature deviation between the hydrogen tanks 11, 12, 13, and prevent the occurrence of internal leakage and noise in the hydrogen tank due to the existing differential pressure generation.

제5실시예Embodiment 5

첨부한 도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 수소탱크의 차압 방지 장치를 도시한 평단면도이다.6 is a cross-sectional plan view showing an apparatus for preventing differential pressure in a hydrogen tank according to a fifth embodiment of the present invention.

본 발명의 제5실시예는 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 외곽이 탱크 밀폐체(500)로 완전히 감싸여져 보호되는 경우, 배기가스를 이용하여 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 온도를 균일하게 맞추어줄 수 있도록 한 점에 주안점이 있다. In the fifth embodiment of the present invention, when the outer peripheries of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 are completely enclosed and protected by the tank seal 500, the first to third hydrogen tanks are used by using exhaust gas. There is an emphasis on one point so that the temperature of the tanks 11, 12, and 13 can be uniformly adjusted.

이를 위해, 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 외곽이 탱크 밀폐체(500)로 감싸여진 경우, 연료전지 스택의 배기가스 파이프(40)에 연결되는 배기가스 분배관(510)을 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 일측 또는 양측으로 연장 배열시키고, 배기가스 분배관(510)에 제1수소탱크(11)를 향하는 배기가스 분기관(520)을 연결하며, 또한 상기 탱크 밀폐체(500)의 후부에 배기가스의 외부 배출을 위한 배기가스 토출구(530)를 형성한다.To this end, when the outer periphery of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 is wrapped with the tank sealing body 500, an exhaust gas distribution pipe connected to the exhaust gas pipe 40 of the fuel cell stack ( An exhaust gas branch pipe 520 facing the first hydrogen tank 11 in the exhaust gas distribution pipe 510 by extending 510 to one or both sides of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 In addition, an exhaust gas discharge port 530 for external discharge of exhaust gas is formed at the rear of the tank sealing body 500.

이에, 상기 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13) 간에 온도 편차가 발생하더라도, 상기 배기가스 분기관(520)을 통하여 고온의 배기가스가 제1수소탱크(11)를 거쳐 제2 및 제3수소탱크(12,13)를 경유한 후, 배가스가스 토출구(530)로 빠져나가도록 함으로써, 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13) 순으로 고르게 접촉하는 고온 배기 가스에 의하여 제1 내지 제3수소탱크(11,12,13)의 온도가 균일하게 조절될 수 있ㄱ고, 따라서 복수의 수소탱크(11,12,13) 간에 온도 편차로 인한 차압이 발생하는 것을 용이하게 방지할 수 있고, 기존의 차압 발생으로 인한 수소탱크 내부 리크 및 소음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, even if a temperature deviation occurs between the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13, the high-temperature exhaust gas through the exhaust gas branch pipe 520 passes through the first hydrogen tank 11 to the second And after passing through the third hydrogen tanks (12, 13), by passing through the exhaust gas discharge port 530, the first to third hydrogen tanks (11, 12, 13) in order to evenly contact the high-temperature exhaust gas Accordingly, the temperature of the first to third hydrogen tanks 11, 12, 13 can be uniformly adjusted, and therefore, it is easy to generate a differential pressure due to temperature deviation between the plurality of hydrogen tanks 11, 12, 13 This can be prevented, and leakage and noise inside the hydrogen tank due to the occurrence of the existing differential pressure can be prevented.

10 : 수소탱크
11 : 제1수소탱크
12 : 제2수소탱크
13 : 제3수소탱크
20 : 발열부품
30 : 언더커버
40 : 배기가스 파이프
100 : 주행풍 가이드 장치
102 : 개폐판
104 : 리턴스프링
110 : 주행풍 배출장치
112 : 배출판
114 : 리턴스프링
200 : 주행풍 분배관
202 : 메인 분배관
204 : 분기 분배관
210 : 차폐막
212 : 방향 전환 가이드
300 : 배기가스 분배관
302 : 안내판
304 : 리턴스프링
310 : 유량 분배파이프
312 : 유량 분배홀
400 : 배기가스 분배관
410 : 배기가스 분기관
412 : 안내판
414 : 리턴스프링
420 : 온/오프 밸브
500 : 탱크 밀폐체
510 : 배기가스 분배관
520 : 배기가스 분기관
530 : 배기가스 토출구
10: hydrogen tank
11: first hydrogen tank
12: second hydrogen tank
13: third hydrogen tank
20: heating parts
30: under cover
40: exhaust gas pipe
100: traveling wind guide device
102: opening and closing plate
104: return spring
110: running wind discharge device
112: discharge plate
114: return spring
200: running wind distribution pipe
202: main distribution pipe
204: branch distribution pipe
210: shielding film
212: direction change guide
300: exhaust gas distribution pipe
302: information board
304: return spring
310: flow distribution pipe
312: flow distribution hole
400: exhaust gas distribution pipe
410: exhaust gas branch pipe
412: information board
414: return spring
420: on/off valve
500: tank seal
510: exhaust gas distribution pipe
520: exhaust gas branch pipe
530: exhaust gas discharge port

Claims (11)

연료전지 차량의 후방 소정 위치에 장착된 복수개의 수소탱크 간의 온도 편차 및 차압 발생을 방지하기 위한 수소탱크의 차압 방지 장치에 있어서,
상기 복수개의 수소탱크의 저부를 받쳐주는 언더커버에 제1수소탱크로 저온 주행풍을 집중 안내하는 주행풍 가이드 장치를 설치하되,
상기 주행풍 가이드 장치는:
상기 언더커버에 회전 가능하게 장착되어 주행풍에 의하여 열림 작동되는 개폐판과;
상기 개폐판의 회전축과 언더커버 간에 연결되어 개폐판의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링;
으로 구성된 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
In the apparatus for preventing differential pressure of a hydrogen tank for preventing temperature deviation and differential pressure between a plurality of hydrogen tanks mounted at a predetermined position behind a fuel cell vehicle,
A running wind guide device for intensively guiding the low temperature running wind to the first hydrogen tank is installed on the undercover supporting the bottoms of the plurality of hydrogen tanks,
The driving wind guide device is:
An opening/closing plate rotatably mounted on the undercover and operated to be opened by a running wind;
A return spring connected between the rotating shaft of the opening/closing plate and the undercover to provide an elastic restoring force in the closing direction of the opening/closing plate;
A device for preventing differential pressure of a hydrogen tank, characterized in that consisting of.
청구항 1에 있어서,
상기 복수개의 수소탱크는 연료전지 차량의 후방 소정 위치에 전후로 나란히 장착되는 제1 내지 제3수소탱크를 포함하되, 상기 제3수소탱크의 후방 차체패널에는 주행풍 배출장치가 더 설치되고, 이 주행풍 배출장치는 후방 차체패널에 회전 가능하게 장착되어 배출되는 주행풍에 의하여 열림 작동되는 배출판과, 배출판의 회전축과 후방 차체패널 간에 연결되어 배출판의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
The method according to claim 1,
The plurality of hydrogen tanks include first to third hydrogen tanks mounted side by side in a predetermined position at the rear of the fuel cell vehicle, and a running wind discharge device is further installed on the rear body panel of the third hydrogen tank, and the driving The wind discharge device is rotatably mounted on the rear body panel and opened by the discharged running wind, and the return spring is connected between the rotation shaft of the discharge plate and the rear body panel to provide elastic restoring force in the closing direction of the discharge plate. A device for preventing differential pressure of a hydrogen tank, characterized in that consisting of.
연료전지 차량의 후방 소정 위치에 장착된 복수개의 수소탱크 간의 온도 편차 및 차압 발생을 방지하기 위한 수소탱크의 차압 방지 장치에 있어서,
상기 복수개의 수소탱크의 양측부에 각 수소탱크로 주행풍을 안내하는 주행풍 분배관을 장착하여, 주행풍이 주행풍 분배관을 통하여 각 수소탱크로 고르게 분배되도록 하되,
상기 주행풍 분배관은:
전후로 관통된 구조로 구비되어 상기 복수개의 수소탱크의 양측부에 배치되는 메인 분배관과;
상기 메인 분배관으로부터 복수개의 수소탱크로 각각 분기되는 분기 분배관;
으로 구성된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
In the apparatus for preventing differential pressure of a hydrogen tank for preventing temperature deviation and differential pressure between a plurality of hydrogen tanks mounted at a predetermined position behind a fuel cell vehicle,
At both sides of the plurality of hydrogen tanks, running wind distribution pipes for guiding the running wind to each hydrogen tank are mounted so that the running wind is evenly distributed to each hydrogen tank through the running wind distribution tube,
The running wind distribution pipe is:
A main distribution pipe provided in a structure that penetrates forward and backward and disposed on both sides of the plurality of hydrogen tanks;
Branch distribution pipes each branching from the main distribution pipe to a plurality of hydrogen tanks;
A device for preventing differential pressure of a hydrogen tank, characterized in that consisting of.
청구항 3에 있어서,
상기 복수개의 수소탱크는 연료전지 차량의 후방 소정 위치에 전후로 나란히 장착되는 제1 내지 제3수소탱크를 포함하되, 상기 제1수소탱크의 전면부에는 주행풍을 차단하는 차폐막이 설치된 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
The method of claim 3,
The plurality of hydrogen tanks include first to third hydrogen tanks mounted in a front and rear side at a predetermined position behind the fuel cell vehicle, wherein a shielding film is installed on the front side of the first hydrogen tank to block running wind. A device for preventing differential pressure in hydrogen tanks.
청구항 4에 있어서,
상기 차폐막의 전면부에는 주행풍을 메인 분배관쪽으로 방향 전환하여 안내하는 방향 전환 가이드가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
The method of claim 4,
A device for preventing differential pressure of a hydrogen tank, wherein a direction change guide protruding from the front portion of the shielding film to guide the driving wind toward the main distribution pipe.
연료전지 차량의 후방 소정 위치에 전후 방향으로 나란히 장착되는 제1 내지 제3수소탱크를 포함하는 복수개의 수소탱크 간의 온도 편차 및 차압 발생을 방지하기 위한 수소탱크의 차압 방지 장치에 있어서,
연료전지 스택의 배기가스 파이프에 연결되어 상기 복수개의 수소탱크의 양측부로 연장되는 배기가스 분배관;
상기 배기가스 분배관에 회전 가능하게 장착되어 배기가스 압력에 의하여 복수개의 수소탱크 중 제2수소탱크를 향하여 열림 작동되는 안내판; 및
다수의 유량 분배홀이 관통된 파이프 형태로서, 상기 배기가스 분배관 간에 연결되어 상기 안내판을 통과한 배기가스를 각 유량 분배홀을 통해 상기 복수개의 수소탱크 중 제2수소탱크를 향하여 안내하는 유량 분배파이프;
을 포함하고,
상기 복수개의 수소탱크 중 제1수소탱크가 발열부품을 경유한 고온 주행풍에 의하여 온도 상승될 때, 상기 안내판 및 유량 분배파이프를 통과한 고온 배기가스에 의하여 상기 제2수소탱크 및 제3수소탱크의 온도도 함께 상승되도록 한 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
A device for preventing differential pressure of a hydrogen tank for preventing temperature deviation and differential pressure between a plurality of hydrogen tanks including first to third hydrogen tanks mounted side by side in a front-rear direction at a predetermined position behind a fuel cell vehicle,
An exhaust gas distribution pipe connected to the exhaust gas pipe of the fuel cell stack and extending to both sides of the plurality of hydrogen tanks;
A guide plate rotatably mounted on the exhaust gas distribution pipe and operated to open toward a second hydrogen tank among a plurality of hydrogen tanks by exhaust gas pressure; And
In the form of a pipe through which a plurality of flow distribution holes are passed, flow distribution is connected between the exhaust gas distribution pipes and guides the exhaust gas that has passed through the guide plate toward the second hydrogen tank among the plurality of hydrogen tanks through each flow distribution hole. pipe;
Including,
When the temperature of the first hydrogen tank among the plurality of hydrogen tanks is increased by the high-temperature running wind passing through the heating part, the second and third hydrogen tanks are caused by the high-temperature exhaust gas that has passed through the guide plate and the flow distribution pipe. A device for preventing differential pressure in a hydrogen tank, characterized in that the temperature of the hydrogen tank is also increased.
청구항 6에 있어서,
상기 안내판의 회전축과 배기가스 분배관 간에는 안내판의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링이 연결된 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
The method of claim 6,
A device for preventing differential pressure in a hydrogen tank, characterized in that a return spring for providing an elastic restoring force in the closing direction of the guide plate is connected between the rotation shaft of the guide plate and the exhaust gas distribution pipe.
연료전지 차량의 후방 소정 위치에 전후 방향으로 나란히 장착되는 제1 내지 제3수소탱크를 포함하는 복수개의 수소탱크 간의 온도 편차 및 차압 발생을 방지하기 위한 수소탱크의 차압 방지 장치에 있어서,
연료전지 스택의 배기가스 파이프에 연결되어 상기 제1 내지 제3수소탱크의 양측부로 연장되는 배기가스 분배관;
상기 배기가스 분배관으로부터 제2수소탱크 및 제3수소탱크를 향하여 분기되는 배기가스 분기관;
을 포함하고,
상기 제1수소탱크가 발열부품을 경유한 고온 주행풍에 의하여 온도 상승될 때, 상기 배기가스 분기관을 통과한 고온 배기가스에 의하여 상기 제2수소탱크 및 제3수소탱크의 온도도 함께 상승되도록 한 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
A device for preventing differential pressure of a hydrogen tank for preventing temperature deviation and differential pressure between a plurality of hydrogen tanks including first to third hydrogen tanks mounted side by side in a front-rear direction at a predetermined position behind a fuel cell vehicle,
An exhaust gas distribution pipe connected to the exhaust gas pipe of the fuel cell stack and extending to both sides of the first to third hydrogen tanks;
An exhaust gas branch pipe branching from the exhaust gas distribution pipe toward the second hydrogen tank and the third hydrogen tank;
Including,
When the temperature of the first hydrogen tank is raised by the high-temperature running wind passing through the heating part, the temperature of the second hydrogen tank and the third hydrogen tank are also increased by the high-temperature exhaust gas that has passed through the exhaust gas branch pipe. A device for preventing differential pressure in a hydrogen tank, characterized in that one.
청구항 8에 있어서,
상기 배기가스 분기관 내에 회전 가능하게 장착되어 배기가스 압력에 의하여 제2수소탱크 및 제3수소탱크를 향하여 열림 작동되는 안내판과, 상기 배기가스 분배관의 말단부에 장착되어 제어기의 제어신호에 의하여 개폐되는 온/오프 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
The method of claim 8,
A guide plate rotatably mounted in the exhaust gas branch pipe and operated to open toward the second and third hydrogen tanks by exhaust gas pressure, and a guide plate mounted at the end of the exhaust gas distribution pipe and opened and closed by a control signal from the controller. A device for preventing differential pressure of a hydrogen tank, characterized in that it further comprises an on/off valve.
청구항 9에 있어서,
상기 안내판의 회전축과 배기가스 분기관 간에는 안내판의 닫힘 방향으로 탄성복원력을 제공하는 리턴스프링이 연결된 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
The method of claim 9,
A device for preventing differential pressure in a hydrogen tank, characterized in that a return spring for providing an elastic restoring force in a closing direction of the guide plate is connected between the rotation shaft of the guide plate and the exhaust gas branch pipe.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 내지 제3수소탱크의 외곽이 탱크 밀폐체로 감싸여지는 경우, 상기 배기가스 분배관으로부터 분기된 배기가스 분기관을 제1수소탱크를 향하게 형성하고, 상기 탱크 밀폐체의 후부에 배가스가스 토출구를 형성하여, 배기가스가 제1 내지 제3수소탱크 순으로 고르게 흐르도록 한 것을 특징으로 하는 수소탱크의 차압 방지 장치.
The method of claim 8,
When the outer peripheries of the first to third hydrogen tanks are wrapped with a tank seal, an exhaust gas branch pipe branched from the exhaust gas distribution pipe is formed to face the first hydrogen tank, and exhaust gas is formed at the rear of the tank seal. An apparatus for preventing differential pressure in a hydrogen tank, characterized in that a discharge port is formed so that the exhaust gas flows evenly in the order of the first to third hydrogen tanks.
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KR100514534B1 (en) * 2002-11-15 2005-09-13 기아자동차주식회사 Intercooler system in automobile
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