KR101851684B1 - Testing device for hydrogen jet flame and testing method for hydrogen jet flame using that - Google Patents

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엄석화
최성준
이재훈
김광석
김부근
김보경
정해관
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한국가스안전공사
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Abstract

The present invention comprises: a wall body structure dividing a testing space unit and the outside to protect a testing apparatus from flame; a storage tank installed in the wall body structure, wherein hydrogen gas is compressed and stored; a hydrogen injection control unit for constantly injecting the hydrogen gas supplied from the storage tank at predetermined pressure; an ignition unit for starting combustion operation by providing the hot hydrogen gas discharged from the hydrogen injection control unit for the flame; and a flame display unit for spraying salty water to hydrogen jet flame sprayed from the hydrogen injection control unit to check and observe the hydrogen jet flame with naked eyes so as to provide the hydrogen jet flame for colors.

Description

수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법 {TESTING DEVICE FOR HYDROGEN JET FLAME AND TESTING METHOD FOR HYDROGEN JET FLAME USING THAT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a hydrogen jet flame combustion test apparatus and a hydrogen jet flame combustion test apparatus using the same,

본 발명은 수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수소 저장용기가 저장기능을 상실하면서 발생되는 수소제트화염을 모사할 수 있고, 수소제트화염의 특성을 관찰 및 분석할 수 있는 충분한 공간을 제공할 수 있으며, 수소가 연소되면서 발생되는 화염을 육안으로 확인할 수 있도록 화염에 색상을 공급하여 밝은 낮 시간 야외에서도 수소제트화염 연소실험을 진행할 수 있고, 화염의 길이 및 형상을 명확히 측정할 수 있는 수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to an apparatus for testing a hydrogen jet flame combustion, and more particularly, to a hydrogen jet flame combustion apparatus using a hydrogen jet flame It is possible to provide a sufficient space for observing and analyzing the characteristics of the hydrogen flame, and it is possible to conduct the hydrogen jet flame combustion test even in the bright daylight hours by supplying the flame to the naked eye so that the flame generated by the hydrogen combustion can be visually confirmed The present invention relates to a hydrogen jet flame combustion experimental apparatus capable of clearly measuring the length and shape of a flame, and to an experimental method of combustion of a hydrogen jet flame using the same.

일반적으로 자동차는 연료를 연소하여 발생하는 에너지를 이용하여 이동하는 장치로서, 화석연료가 주로 사용되고 있으며, 최근에는 태양열이나, 수소연료 등을 사용하는 친환경 자동차가 개발되어 사용되고 있다.BACKGROUND ART Generally, automobiles are devices that move using energy generated by combustion of fuels, and fossil fuels are mainly used. In recent years, environmentally friendly vehicles using solar heat or hydrogen fuel have been developed and used.

이러한 친환경 자동차 중 수소연료를 사용하는 자동차는, 수소 또는 연료전지로 사용되는 수소가 대기 중으로 누출될 경우 폭발의 위험성이 있으며, 이에 따라 수소연료의 확산 및 연소 특성에 대한 연구가 요구되고 있다.Among such environmentally friendly vehicles, automobiles using hydrogen fuel have a risk of explosion when hydrogen used as hydrogen or fuel cell leaks into the atmosphere, and therefore research on diffusion and combustion characteristics of hydrogen fuel is required.

더욱이 수소 또는 연료전지 자동차가 지하 주차장과 같은 밀폐된 공간에 장시간 주, 정차될 경우 누출된 수소가 모여 폭발할 수 있다. 따라서 지하 주차장 등의 밀폐된 공간에는 누출된 수소의 확산성 및 연소성에 대한 파악을 위한 실험모델이 필요하나, 아직까지 이를 위한 실험모델이나 실험방법에 대한 연구 개발이 미비한 실정이다.Furthermore, when hydrogen or a fuel cell vehicle is stopped for a long time in an enclosed space such as an underground parking lot, leaked hydrogen may collect and explode. Therefore, an experimental model is needed to grasp the diffusivity and combustibility of leaking hydrogen in a closed space such as an underground parking lot. However, there is not yet a research and development on an experimental model or an experimental method for this.

상기한 문제점을 해결하기 위해 수소 확산성 및 연소성 실험장치가 개발되었으며, 종래기술에 따른 실험장치는, 수소가스의 확산 및 연소성을 측정하기 위한 수소 확산성 및 연소성 실험장치이며, 환기구가 관통되어 형성되고, 환기구의 개폐된 크기의 조절이 가능하게 슬라이딩 개폐되고 내부 환기를 위하여 도어부를 포함하는 환기부를 적어도 하나 이상 포함하고 주변이 밀폐된 계를 형성하는 챔버와 챔버에 연결되어 수소가스를 공급하는 공급부와, 챔버에 설치되며 공급된 수소가스를 점화시키는 점화플러그와, 챔버 내의 온도 및 압력을 측정하는 온도센서 및 압력센서와, 공급부 또는 점화플러그를 제어하는 제어부를 포함한다.
In order to solve the above problems, an experimental apparatus for hydrogen diffusivity and combustibility has been developed. The experimental apparatus according to the prior art is a hydrogen diffusivity and combustibility test apparatus for measuring the diffusion and combustibility of hydrogen gas, A chamber which is slidably opened and closed to adjust the size of the opening of the ventilation hole and which includes at least one ventilation part including a door part for ventilation, An ignition plug installed in the chamber for igniting the supplied hydrogen gas, a temperature sensor and a pressure sensor for measuring the temperature and pressure in the chamber, and a control portion for controlling the supply portion or the spark plug.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1129377호(2012년 03월 22일 공고, 발명의 명칭 : 수소 확산성 및 연소성 실험장치)에 개시되어 있다.
BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1129377 (published on Mar. 22, 2012, entitled " Hydrogen diffusivity and combustibility test apparatus ").

종래기술에 따른 실험장치는, 밀폐공간에서 발생되는 수소 화염을 측정하기 때문에 수소차량 등에 설치되는 수소 저장용기가 폭발하여 발생되는 수소제트화염을 모사할 수 있는 공간을 확보하기 어렵고, 수소제트화염을 구현하기 위해 야외에서 실험을 진행하는 경우에는 밝은 낮 시간에 화염의 크기 및 형상을 육안으로 확인하기 어려운 문제점이 있다.The experimental apparatus according to the related art measures a hydrogen flame generated in a closed space, it is difficult to secure a space for simulating a hydrogen jet flame generated by explosion of a hydrogen storage container installed in a hydrogen vehicle or the like, There is a problem that it is difficult to visually confirm the size and shape of the flame in bright daytime.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.Therefore, there is a need for improvement.

본 발명은, 수소 저장용기가 저장기능을 상실하면서 발생되는 수소제트화염을 모사할 수 있고, 수소제트화염의 특성을 관찰 및 분석할 수 있는 충분한 공간을 제공할 수 있으며, 수소가 연소되면서 발생되는 화염을 육안으로 확인할 수 있도록 화염에 색상을 공급하여 밝은 낮 시간 야외에서도 수소제트화염 연소실험을 진행할 수 있고, 화염의 길이 및 형상을 명확히 측정할 수 있는 수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention can provide a sufficient space for the hydrogen storage vessel to simulate the hydrogen jet flame generated while the storage function is lost and to observe and analyze the characteristics of the hydrogen jet flame, A hydrogen jet flame combustion test device capable of conducting a hydrogen jet flame combustion test even in the bright daytime and providing a color to the flame so that the flame can be visually confirmed, and the length and shape of the flame can be clearly measured, and a hydrogen jet The purpose of this study is to provide a flame combustion test method.

본 발명은, 실험공간부와 외부를 구획하며, 화염으로부터 실험장치를 보호하는 벽체구조물; 상기 벽체구조물 내부에 설치되고, 수소가스가 압축저장되는 저장탱크; 상기 저장탱크로부터 공급되는 수소가스를 설정 압력으로 일정하게 분사시키는 수소분출제어부; 상기 수소분출제어부로부터 토출되는 고압의 수소가스에 화염을 제공하여 연소작업을 개시하는 점화부; 수소제트화염을 육안으로 확인하여 관찰할 수 있도록 상기 수소분출제어부로부터 분사되는 수소제트화염에 염수를 비산시켜 수소제트화염에 색상을 제공하는 화염표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a wall structure for partitioning an experimental space part and an outside part and protecting an experimental device from a flame; A storage tank installed in the wall structure for compressing and storing hydrogen gas; A hydrogen injection control unit for uniformly injecting hydrogen gas supplied from the storage tank at a predetermined pressure; An ignition unit for providing a flame to the high-pressure hydrogen gas discharged from the hydrogen discharge control unit to start a combustion operation; And a flame display unit for spraying brine into the hydrogen jet flame sprayed from the hydrogen discharge control unit so that the hydrogen jet flame can be visually observed and observed to provide hue to the hydrogen jet flame.

또한, 본 발명의 상기 벽체구조물은, 상기 수소분출제어부에 대향되고 간격을 유지하도록 설치되고, 다양한 재료의 실험 대상물이 수소제트화염에 노출되도록 거치되는 방호벽체; 상기 방호벽체가 안착되는 실험공간부와 외부를 구획하도록 실험공간부의 테두리를 따라 시공되는 외벽부재; 상기 저장탱크를 감싸도록 시공되어 수소제트화염이 상기 저장탱크에 접촉되는 것을 방지하는 제1보호벽체; 및 상기 수소분출제어부를 감싸도록 시공되어 수소제트화염이 상기 수소분출제어부에 접촉되는 것을 방지하는 제2보호벽체를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the wall structure of the present invention is provided with a protective wall facing the hydrogen ejection control portion and installed so as to be spaced apart and to be exposed to the hydrogen jet flame, an experiment object of various materials; An outer wall member installed along the rim of the test space to partition the test space where the barrier wall is placed and the outside; A first protective wall installed to surround the storage tank to prevent the hydrogen jet flame from contacting the storage tank; And a second protection wall constructed to surround the hydrogen ejection control unit to prevent the hydrogen jet flame from contacting the hydrogen ejection control unit.

또한, 본 발명의 상기 수소분출제어부는, 상기 저장탱크로부터 상기 방호벽체 측으로 연장되는 수소분출라인; 상기 수소분출라인에 설치되고, 수소가스 공급을 개시 또는 차단하는 메인밸브; 상기 수소분출라인에 설치되고, 분출되는 수소가스의 유량을 측정하는 유량계; 상기 수소분출라인을 통해 분출되는 수소가스의 압력을 일정하게 유지시키는 정압기; 상기 정압기를 통해 공급되는 수소가스를 일정 공간에 모으는 공급매니폴드; 및 상기 공급매니폴드에 설치되고, 수소가스를 복수의 유로로 분산시켜 분사시키는 복수 개의 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the hydrogen ejection control unit of the present invention may further comprise: a hydrogen ejection line extending from the storage tank to the protection wall side; A main valve installed in the hydrogen ejection line for starting or stopping supply of hydrogen gas; A flow meter installed in the hydrogen spray line for measuring a flow rate of the hydrogen gas to be sprayed; A regulator for maintaining the pressure of the hydrogen gas ejected through the hydrogen ejection line constant; A supply manifold for collecting the hydrogen gas supplied through the regulator into a predetermined space; And a plurality of nozzle units provided in the supply manifold for spraying hydrogen gas in a plurality of flow paths.

또한, 본 발명의 상기 점화부는, 상기 노즐부 측으로 연장되고, 연소공정의 연료를 공급하는 연료공급라인; 상기 연료공급라인에 설치되는 개폐밸브; 및 상기 연료공급라인에 설치되고, 화염이 발생되도록 불꽃을 제공하는 점화장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ignition portion of the present invention may further comprise: a fuel supply line extending toward the nozzle portion side and supplying fuel for the combustion process; An on-off valve installed in the fuel supply line; And an ignition device installed in the fuel supply line and providing a flame to generate a flame.

또한, 본 발명의 상기 화염표시부는, 상기 노즐부 일측에 설치되고, 염수가 저장되는 염수탱크; 상기 염수탱크로부터 상기 노즐부 측으로 연장되는 염수공급라인; 상기 염수공급라인에 설치되는 펌프; 및 상기 염수공급라인에 설치되고, 상기 펌프의 작동에 의해 염수가 수소제트화염 측으로 공급되면 수소가스를 비산시키는 비산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The flame display unit of the present invention may further include: a brine tank installed at one side of the nozzle unit and storing brine; A salt water supply line extending from the salt water tank to the nozzle portion side; A pump installed in the brine supply line; And a scattering portion provided in the brine supply line and scattering the hydrogen gas when brine is supplied to the hydrogen jet flame side by the operation of the pump.

또한, 본 발명은, 상기 비산부의 타측에 배치되고, 상기 비산부의 작동에 의해 채색되는 수소제트화염의 길이 및 형상을 촬영하여 저장하는 카메라; 및 상기 방화벽체 배면에 설치되고, 수소제트화염에 의해 발생되는 열량을 측정하는 열방출량측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is a camera comprising: a camera disposed on the other side of the scattering portion, for photographing and storing the length and shape of the hydrogen jet flame to be colored by the operation of the scattering portion; And a heat emission amount measuring unit installed on the back surface of the firewall to measure a heat amount generated by the hydrogen jet flame.

또한, 본 발명은, (a) 제1저장탱크 및 제2저장탱크에 수소가스를 압축하여 저장하는 단계; (b) 상기 제1저장탱크 및 상기 제2저장탱크로부터 연장되는 수소분출라인에 연결되는 정압기의 작동에 의해 상기 제1저장탱크 및 상기 제2저장탱크로부터 공급되는 수소가스를 설정 압력으로 일정하게 분사시키는 단계; (c) 상기 수소분출라인의 단부에 설치되는 노즐부 일측에 설치되는 점화부의 작동에 의해 고압으로 분사되는 수소가스에 불꽃을 제공하여 수소제트화염을 발생시키는 단계; (d) 염소가 연소되면서 수소제트화염을 채색시키도록 상기 노즐부로부터 제공되는 수소제트화염에 염수를 비산시키는 단계; 및 (e) 상기 노즐부로부터 분사되는 수소제트화염의 길이 및 형상을 확인하여 데이터로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(A) compressing and storing hydrogen gas in the first storage tank and the second storage tank; (b) hydrogen gas supplied from the first storage tank and the second storage tank by the operation of a regulator connected to the hydrogen discharge line extending from the first storage tank and the second storage tank is constantly set to a set pressure Spraying; (c) generating a hydrogen jet flame by providing a flame to hydrogen gas injected at a high pressure by an operation of an igniter provided at one side of a nozzle portion provided at an end of the hydrogen gas discharge line; (d) splashing the brine into a hydrogen jet flame provided from the nozzle portion to color the hydrogen jet flame while the chlorine is burned; And (e) checking the length and shape of the hydrogen jet flame sprayed from the nozzle unit and storing the data as data.

또한, 본 발명의 상기 (e) 단계는, 실험공간부 외벽을 이루고, 실험공간부의 일측에 시공되는 외벽부재에 구비되는 눈금과, 상기 노즐부를 중심으로 상기 눈금과 반대 측에 설치되고, 상기 노즐부로부터 분사되는 수소제트화염을 상기 눈금과 비교하여 길이를 인지할 수 있도록 수소제트화염과 상기 눈금을 동시에 촬영하는 카메라에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In addition, the step (e) of the present invention may include a scale provided on an outer wall member formed on an outer wall of the test space part and formed on one side of the test space part, and a scale provided on the opposite side of the scale with respect to the nozzle part, And a camera for photographing the hydrogen jet flame and the scale at the same time so that the length of the hydrogen jet flame injected from the nozzle can be recognized by comparing with the scale.

본 발명에 따른 수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법은, 수소화염을 제공하기 위해 수소를 공급하는 수소분출라인에 공급 압력을 일정하게 유지시키는 정압기가 연결되므로 노즐부를 통해 분사되는 수소가 일정 속도 이상의 고압으로 일정하게 분사되면서 수소제트화염을 발생시킬 수 있어 수소충전소 화재사고 시에 발생되는 수소제트화염을 측정할 수 있는 이점이 있다.The apparatus for testing a hydrogen jet flame combustion according to the present invention and the method for testing a hydrogen jet flame combustion using the same are characterized in that a regulator for maintaining a supply pressure constant is connected to a hydrogen jet line for supplying hydrogen to provide hydrogen flame, The hydrogen jet flame can be generated by uniformly injecting hydrogen at a high pressure of a predetermined speed or higher, which is advantageous in that it can measure the hydrogen jet flame generated at the time of a fire accident at the hydrogen filling station.

또한, 본 발명에 따른 수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법은, 노즐부로부터 발생되는 수소제트화염에 염수를 비산시켜 화염의 색상을 표시하는 화염표시부가 구비되므로 수소제트화염의 길이 및 형상을 육안으로 명확히 확인하며 측정할 수 있는 이점이 있다.The hydrogen jet flame combustion experimental apparatus and the hydrogen jet flame combustion experimental apparatus according to the present invention include a flame display unit that displays the color of the flame by scattering the brine into the hydrogen jet flame generated from the nozzle unit, The length and the shape of the sample can be visually confirmed and measured.

또한, 본 발명에 따른 수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법은, 수소제트화염에 대향되는 방호벽체가 구비되므로 수소가스 충전소에 사용되는 벽체 샘플을 방호벽체에 안착시켜 수소가스 충전소 벽체로 적합한 구조물을 용이하게 선정할 수 있는 이점이 있다.The hydrogen jet flame combustion test device and the hydrogen jet flame combustion test device according to the present invention are provided with a barrier wall opposed to the hydrogen jet flame, so that the wall sample used for the hydrogen gas filling station is placed on the protective wall, There is an advantage in that the structure suitable for the wall can be easily selected.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제트화염 연소실험장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제트화염 연소실험장치가 도시된 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제트화염 연소실험장치의 유로가 도시된 회로도이다.
1 is a perspective view illustrating an apparatus for testing a hydrogen jet flame combustion according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic block diagram showing an apparatus for testing a hydrogen jet flame combustion according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram showing a flow path of the hydrogen jet flame combustion experimental apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법의 일 실시예를 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the hydrogen jet flame combustion test apparatus and the hydrogen jet flame combustion test method using the same will be described with reference to the accompanying drawings.

이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제트화염 연소실험장치가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제트화염 연소실험장치가 도시된 개략적인 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제트화염 연소실험장치의 유로가 도시된 회로도이다.FIG. 1 is a perspective view showing an apparatus for testing a hydrogen jet flame combustion according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic block diagram showing an apparatus for testing a hydrogen jet flame combustion according to an embodiment of the present invention, 3 is a circuit diagram showing the flow path of the hydrogen jet flame combustion experimental apparatus according to one embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제트화염 연소실험장치는, 실험공간부와 외부를 구획하며, 화염으로부터 실험장치를 보호하는 벽체구조물(90)과, 벽체구조물(90) 내부에 설치되고, 수소가스가 압축저장되는 저장탱크(12, 32)와, 저장탱크(12, 32)로부터 공급되는 수소가스를 설정 압력으로 일정하게 분사시키는 수소분출제어부(10)와, 수소분출제어부(10)로부터 토출되는 고압의 수소가스에 화염을 제공하여 연소작업을 개시하는 점화부(70)와, 수소제트화염을 육안으로 확인하여 관찰할 수 있도록 수소분출제어부(10)로부터 분사되는 수소제트화염에 염수를 비산시켜 수소제트화염에 색상을 제공하는 화염표시부(80)를 포함한다.1 to 3, an apparatus for testing a hydrogen jet flame combustion according to an embodiment of the present invention includes a wall structure 90 for partitioning an experimental space and an outside and protecting an experimental apparatus from a flame, A hydrogen injection control unit 10 for injecting hydrogen gas supplied from the storage tanks 12 and 32 at a predetermined pressure constantly; , An ignition part (70) for providing a flame to the high-pressure hydrogen gas discharged from the hydrogen injection control part (10) to start a combustion operation, and a control part And a flame display unit 80 that disperses the brine into the injected hydrogen jet flame to provide color to the hydrogen jet flame.

벽체구조물(90) 외측으로 연장되는 공급라인을 통해 저장탱크(12, 32)에 수소가스를 충진시키고, 수소분출제어부(10)에 구동신호를 송신하면 저장탱크(12, 32)로부터 공급되는 수소가스가 수소분출라인(50)을 따라 노즐부(58)로 공급되어 수소가스가 분산된다.When hydrogen gas is filled in the storage tanks 12 and 32 through a supply line extending outside the wall structure 90 and a drive signal is transmitted to the hydrogen injection control unit 10, the hydrogen supplied from the storage tanks 12 and 32 The gas is supplied to the nozzle portion 58 along the hydrogen injection line 50 to disperse the hydrogen gas.

이때, 수소분출제어부(10)의 작동에 의해 수소가스는 설정 압력 이상으로 고압 분사되고, 노즐부(58) 일측에 설치되는 점화부(70)의 작동에 의해 불꽃이 제공되어 고압으로 분사되는 수소가스에 제트화염이 발생된다.At this time, hydrogen gas is injected at a higher pressure than the set pressure by the operation of the hydrogen ejection control unit 10, and the hydrogen gas is injected at a high pressure by the flame provided by the operation of the ignition unit 70 provided at one side of the nozzle unit 58 A jet flame is generated in the gas.

상기한 바와 같이 생성되는 수소제트화염은 벽체구조물(90)의 일부분에 대향되게 분사되므로 실험공간부 외측으로 수소제트화염이 분사되는 것을 방지함과 동시에 벽체구조물(90)에 실험대상물을 안착시키면 수소제트화염에 견디는 재질을 선별하는 연소실험을 행할 수 있게 된다.Since the hydrogen jet flame generated as described above is sprayed so as to oppose a part of the wall structure 90, the hydrogen jet flame is prevented from being injected outside the experimental space and the test object is placed on the wall structure 90, It becomes possible to carry out a combustion experiment for selecting a material resistant to the jet flame.

또한, 본 실시예는, 수소제트화염에 색상을 제공하는 화염표시부(80)가 구비되므로 화염표시부(80)로부터 비산되는 염수가 수소제트화염에 의해 연소되면서 주황색으로 채색되어 작업자의 육안 또는 카메라(100)의 촬영에 의해 수소제트화염의 길이 및 형상을 확인할 수 있게 된다.In this embodiment, since the flame display unit 80 for providing hue to the hydrogen jet flame is provided, the brine scattered from the flame display unit 80 is burned by the hydrogen jet flame and is colored orange, 100), it is possible to confirm the length and shape of the hydrogen jet flame.

또한, 노즐부(58) 일측과, 방호벽체(92) 배면에 설치되는 열방출량측정부(102)에 의해 수소제트화염에 의해 발생되는 열량을 측정할 수 있게 된다.It is also possible to measure the amount of heat generated by the hydrogen jet flame by one side of the nozzle portion 58 and the heat emission amount measuring portion 102 provided on the back surface of the protection wall body 92.

본 실시예의 벽체구조물(90)은, 수소분출제어부(10)에 대향되고 간격을 유지하도록 설치되고, 다양한 재료의 실험 대상물이 수소제트화염에 노출되도록 거치되는 방호벽체(92)와, 방호벽체(92)가 안착되는 실험공간부와 외부를 구획하도록 실험공간부의 테두리를 따라 시공되는 외벽부재(94)와, 저장탱크(12, 32)를 감싸도록 시공되어 수소제트화염이 저장탱크(12, 32)에 접촉되는 것을 방지하는 제1보호벽체(96)와, 수소분출제어부(10)를 감싸도록 시공되어 수소제트화염이 수소분출제어부(10)에 접촉되는 것을 방지하는 제2보호벽체(98)를 포함한다.The wall structure 90 of the present embodiment includes a protective wall 92 opposed to the hydrogen injection control portion 10 and provided so as to be spaced apart and to be exposed to the hydrogen jet flame, The outer wall member 94 is installed to surround the test space so as to partition the outer space and the experimental space in which the hydrogen jet flames are mounted to the storage tanks 12 and 32 A second protective wall 98 for preventing the hydrogen jet flame from contacting the hydrogen ejection control unit 10 so as to surround the hydrogen ejection control unit 10, .

실험공간부의 테두리를 따라 외벽부재(94)가 시공되어 실험공간부와 외부를 구획하고, 노즐부(58)에 대향되고 간격을 유지하며 방호벽체(92)가 설치되어 수소제트화염에 의해 실험 대상물이 변형되거나 파손되는지 판단하는 연소실험이 이루어질 수 있게 된다.The outer wall member 94 is installed along the rim of the test space to divide the test space and the outside, and the barrier wall 92 is provided opposite to the nozzle unit 58 and spaced apart, A combustion test can be performed to determine whether the fuel cell is deformed or broken.

따라서 수소가스 충전소에 시공되는 벽체, 구조물 등의 재료를 수소제트화염 연소실험을 통해 결정할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to determine the materials such as the wall and the structure to be installed in the hydrogen gas filling station through the hydrogen jet flame combustion test.

저장탱크(12, 32)는, 제1저장탱크(12)와, 제2저장탱크(32)를 포함하여 이루어지며, 제1저장탱크(12) 및 제2저장탱크(32)는 수직방향으로 간격을 유지하며 설치되고, 제1저장탱크(12)와 제2저장탱크(32)를 감싸도록 노즐부(58)에 대향되는 방향으로 'ㄴ'모양으로 굴곡되는 제1보호벽체(96)가 시공된다.The storage tanks 12 and 32 include a first storage tank 12 and a second storage tank 32. The first storage tank 12 and the second storage tank 32 are arranged in a vertical direction And a first protective wall 96 which is bent in a 'C' shape in a direction opposite to the nozzle unit 58 so as to surround the first storage tank 12 and the second storage tank 32 Construction.

상기한 바와 같이 복수 개의 저장탱크(12, 32)가 구비되므로 수소가스의 저장용량을 증가시킬 수 있게 된다.As described above, since the plurality of storage tanks 12 and 32 are provided, the storage capacity of the hydrogen gas can be increased.

노즐부(58)와 수소분출제어부(10) 사이에는 'ㄴ'모양의 제2보호벽체(98)가 시공되어 수소분출제어부(10)를 수소제트화염으로부터 보호할 수 있게 된다.The second protective wall 98 is formed between the nozzle unit 58 and the hydrogen ejection control unit 10 so that the hydrogen ejection control unit 10 can be protected from the hydrogen jet flame.

수소분출제어부(10)는, 저장탱크(12, 32)로부터 방호벽체(92) 측으로 연장되는 수소분출라인(50)과, 수소분출라인(50)에 설치되고, 수소가스 공급을 개시 또는 차단하는 메인밸브(52)와, 수소분출라인(50)에 설치되고, 분출되는 수소가스의 유량을 측정하는 유량계(54)와, 수소분출라인(50)을 통해 분출되는 수소가스의 압력을 일정하게 유지시키는 정압기(56)와, 정압기(56)를 통해 공급되는 수소가스를 일정 공간에 모으는 공급매니폴드(57)와, 공급매니폴드(57)에 설치되고, 수소가스를 복수의 유로로 분산시켜 분사하는 복수 개의 노즐부(58)를 포함한다.The hydrogen ejection control unit 10 includes a hydrogen ejection line 50 extending from the storage tanks 12 and 32 to the side of the protective wall 92 and a hydrogen ejection line 50 provided in the hydrogen ejection line 50, A main valve 52, a flow meter 54 installed in the hydrogen gas discharge line 50 for measuring the flow rate of the hydrogen gas to be ejected, and a pressure sensor 54 for maintaining the pressure of the hydrogen gas ejected through the hydrogen gas discharge line 50 constant A supply manifold 57 for collecting the hydrogen gas supplied through the regulator 56 into a predetermined space and a supply manifold 57 provided in the supply manifold 57 for distributing the hydrogen gas to a plurality of flow paths, (Not shown).

따라서 메인밸브(52)가 개방되면 저장탱크(12, 32)에 압축 저장되었던 수소가스가 수소분출라인(50)을 통해 배출되고, 수소분출라인(50)에 설치되는 정압기(56)의 작동에 의해 수소가스는 일정한 압력으로 다수 개의 노즐부(58)를 통해 실험공간부에 분사된다.Therefore, when the main valve 52 is opened, the hydrogen gas, which has been stored in the storage tanks 12 and 32, is discharged through the hydrogen discharge line 50 and the hydrogen gas is discharged to the operation of the regulator 56 installed in the hydrogen discharge line 50 The hydrogen gas is injected into the test space through the plurality of nozzle units 58 at a constant pressure.

메인밸브(52)는, 공압에 의해 원격 작동되며 수소가스 분출시험을 개시하거나 종료할 수 있게 되고, 수소분출라인(50)을 통해 분출되는 수소가스의 유량을 유량계(54)에 의해 측정할 수 있게 된다.The main valve 52 is remotely actuated by pneumatic pressure and can initiate or terminate the hydrogen gas ejection test and can measure the flow rate of the hydrogen gas ejected through the hydrogen ejection line 50 by the flow meter 54 .

정압기(56)의 전방 및 후방에 각각 압력센서가 설치되며, 정압기(56)의 전방에 설치되는 제1압력센서에서는 저장탱크(12, 32)에서 공급되는 수소가스의 압력을 측정하고, 제2압력센서에서는 정압기(56)를 통과하여 일정한 압력으로 제어되는 수소가스의 압력을 측정하게 된다.A pressure sensor is provided in front of and behind the pressure regulator 56. The pressure of the hydrogen gas supplied from the storage tanks 12 and 32 is measured by a first pressure sensor provided in front of the pressure regulator 56, In the pressure sensor, the pressure of the hydrogen gas, which is controlled to a constant pressure, is measured through the regulator 56.

따라서 수소가스의 분출압력은 제2압력센서에서 측정되는 압력값이 설정 압력을 유지하도록 정압기(56)에 의해 조절된다.Therefore, the pressure of the hydrogen gas is adjusted by the pressure regulator 56 so that the pressure value measured by the second pressure sensor maintains the set pressure.

또한, 수소분출라인(50)에는 수소가스가 역류하는 것을 방지하는 제2체크밸브(57a)가 설치된다.In addition, a second check valve 57a for preventing the reverse flow of the hydrogen gas is provided in the hydrogen ejection line 50. [

제1저장탱크(12)로부터 연장되는 수소분출라인(50)에는 제1삼방밸브(14)가 설치되어 제1수소공급라인(16)과 연결되고, 제2저장탱크(32)로부터 연장되는 수소분출라인(50)에는 제2삼방밸브(34)가 설치되어 제2수소공급라인(36)과 연결된다.A first three-way valve 14 is provided in the hydrogen sparging line 50 extending from the first storage tank 12 and connected to the first hydrogen supply line 16, A second three-way valve 34 is provided in the spray line 50 and connected to the second hydrogen supply line 36.

제1삼방밸브(14)에 연결되는 제1수소공급라인(16)에는 제1체크밸브(18a)가 설치되어 수소가스가 제1수소공급라인(16)을 따라 역류되는 것을 방지하고, 제1수소공급라인(16)과 제2수소공급라인(36)을 연결하여 외부로 연장되는 테스트배출라인(42)과, 대기배출라인(44)이 설치된다.A first check valve 18a is provided in the first hydrogen supply line 16 connected to the first three-way valve 14 to prevent hydrogen gas from flowing back along the first hydrogen supply line 16, A test discharge line 42 and an atmospheric discharge line 44 extending outward from the hydrogen supply line 16 and the second hydrogen supply line 36 are provided.

따라서 제2수소공급라인(36)을 통해 공급되는 수소가스가 설정 압력으로 일정하게 공급되는지를 테스트배출라인(42)으로 수소가스를 분출시키면서 테스트할 수 있고, 제1수소공급라인(16) 및 제2수소공급라인(36)의 압력이 필요 이상으로 상승하는 경우에는 대기배출라인(44)을 개방하여 압력을 대기 중으로 배출시킬 수 있게 된다.Therefore, it is possible to test whether or not the hydrogen gas supplied through the second hydrogen supply line 36 is constantly supplied to the set discharge pressure while spraying the hydrogen gas to the test discharge line 42, When the pressure of the second hydrogen supply line 36 rises more than necessary, the air discharge line 44 can be opened to discharge the pressure to the atmosphere.

테스트배출라인(42) 및 대기배출라인(44)에는 제1수동밸브(42a) 및 제2수동밸브(44a)가 설치되어 에어밸브의 오작동에 의해 개폐작동이 이루어지지 않을 때에는 작업자가 제1수동밸브(42a) 또는 제2수동밸브(44a)를 조작하여 테스트배출라인(42) 또는 대기배출라인(44)을 개폐할 수 있게 된다.When the first manual valve 42a and the second manual valve 44a are provided in the test discharge line 42 and the atmospheric discharge line 44 and the opening and closing operation is not performed due to the malfunction of the air valve, The test discharge line 42 or the atmospheric discharge line 44 can be opened or closed by operating the valve 42a or the second manual valve 44a.

본 실시예의 제1삼방밸브(14) 및 제2삼방밸브(34)는 별도로 설치되는 질소공급라인으로부터 제공되는 공압에 의해 작동이 이루어지고, 제1삼방밸브(14) 및 제2삼방밸브(34)가 정방향으로 구동되어 제1수소공급라인(16) 및 제2수소공급라인(36)이 제1저장탱크(12) 및 제2저장탱크(32)와 연결되면 제1저장탱크(12) 및 제2저장탱크(32)에 수소가스를 주입할 수 있게 된다.The first three-way valve 14 and the second three-way valve 34 of the present embodiment are operated by a pneumatic pressure provided from a separately provided nitrogen supply line, and the first three-way valve 14 and the second three- When the first hydrogen supply line 16 and the second hydrogen supply line 36 are connected to the first storage tank 12 and the second storage tank 32, So that hydrogen gas can be injected into the second storage tank 32.

또한, 제1삼방밸브(14) 및 제2삼방밸브(34)가 역방향으로 구동되어 제1저장탱크(12) 및 제2저장탱크(32)와 수소분출라인(50)이 연결되면 제1저장탱크(12) 및 제2저장탱크(32)로부터 배출되는 수소가스가 수소분출라인(50)을 따라 노즐부(58) 측으로 공급되어 분사되고, 점화부(70)로부터 제공되는 화염에 의해 수소제트화염이 발생된다.When the first three-way valve 14 and the second three-way valve 34 are driven in the reverse direction and the first storage tank 12 and the second storage tank 32 are connected to the hydrogen ejection line 50, The hydrogen gas discharged from the tank 12 and the second storage tank 32 is supplied to the nozzle portion 58 side along the hydrogen spraying line 50 and is sprayed and discharged by the flame provided from the ignition portion 70, A flame is generated.

본 실시예의 점화부(70)는, 수소분출라인(50)에 설치되는 노즐부(58) 측으로 연장되고, 연소공정의 연료를 공급하는 연료공급라인(72)과, 연료공급라인(72)에 설치되는 개폐밸브(74)와, 연료공급라인(72)에 설치되고, 화염이 발생되도록 불꽃을 제공하는 점화장치를 포함한다.The ignition portion 70 of the present embodiment is provided with a fuel supply line 72 extending to the nozzle portion 58 side provided in the hydrogen injection line 50 and supplying fuel for the combustion process, An on / off valve 74 to be installed, and an ignition device installed in the fuel supply line 72 and providing a flame to generate a flame.

따라서 수소제트화염 연소실험이 개시되면 노즐부(58)를 통해 고압의 수소가스가 배출되고, 이때, 연료공급라인(72)을 따라 제공되는 연료가 토출될 때에 점화장치로부터 불꽃이 제공되어 수소가스에 연소를 개시하게 되고, 고압으로 토출되는 수소가스에 의해 수소제트화염이 발생하게 된다.Accordingly, when the hydrogen jet flame combustion test is started, high pressure hydrogen gas is discharged through the nozzle unit 58. At this time, when the fuel provided along the fuel supply line 72 is discharged, a flame is supplied from the ignition device, And the hydrogen jet flame is generated by the hydrogen gas discharged at a high pressure.

이때, 화염표시부(80)에서는 염수가 비산되므로 수소제트화염과 염수가 반응하여 수소제트화염에 주황색의 색상을 제공하게 된다.At this time, in the flame display unit 80, since the brine is scattered, the hydrogen jet flame and the salt water react with each other to provide an orange color to the hydrogen jet flame.

본 실시예의 화염표시부(80)는, 노즐부(58) 일측에 설치되고, 염수가 저장되는 염수탱크(82)와, 염수탱크(82)로부터 노즐부(58) 측으로 연장되는 염수공급라인(84)과, 염수공급라인(84)에 설치되는 펌프(86)와, 염수공급라인(84)에 설치되고, 펌프(86)의 작동에 의해 염수가 수소제트화염 측으로 공급되면 수소가스를 비산시키는 비산부(88)를 포함한다.The flame display unit 80 of this embodiment includes a salt water tank 82 that is provided at one side of the nozzle unit 58 to store the salt water and a salt water supply line 84 extending from the salt water tank 82 toward the nozzle unit 58 A pump 86 installed in the brine supply line 84 and a brine pipe 92 installed in the brine supply line 84 and supplied with saline water to the hydrogen jet flame side by the operation of the pump 86, (88).

따라서 수소제트화염이 발생되면 펌프(86)의 작동에 의해 염수탱크(82)에 담겨진 염수가 염수공급라인(84)을 따라 공급되고, 비산부(88)를 통해 수소제트화염 측으로 비산되면서 연소되어 주황색의 화염을 제공하게 된다.Therefore, when the hydrogen jet flame is generated, the salt water contained in the salt water tank 82 is supplied along the salt water supply line 84 by the operation of the pump 86, and is scattered toward the hydrogen jet flame side via the scattered portion 88, It will provide an orange flame.

또한, 본 실시예는, 비산부(88)의 타측에 배치되고, 비산부(88)의 작동에 의해 채색되는 수소제트화염의 길이 및 형상을 촬영하여 저장하는 카메라(100)와, 방화벽체 배면에 설치되고, 수소제트화염에 의해 발생되는 열량을 측정하는 열방출량측정부(102)를 더 포함하므로 작업자가 육안으로 수소제트화염의 길이 및 형상을 확인할 수 있고, 카메라(100)의해 촬영되는 영상데이터를 통해 수소제트화염의 길이, 크기 및 형상을 확인할 수 있게 된다.
The present embodiment also includes a camera 100 that is disposed on the other side of the scattering portion 88 and captures and stores the length and shape of the hydrogen jet flame to be colored by the operation of the scattering portion 88, And the heat discharge amount measuring unit 102 for measuring the amount of heat generated by the hydrogen jet flame, so that the operator can visually confirm the length and shape of the hydrogen jet flame, and the image captured by the camera 100 The data can be used to identify the length, size and shape of the hydrogen jet flame.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 수소제트화염 연소실험방법을 살펴보면 다음과 같다.The test method of the hydrogen jet flame combustion according to one embodiment of the present invention will be described as follows.

본 발명의 일 실시예에 따른 수소제트화염 연소실험방법은, 제1저장탱크(12) 및 제2저장탱크(32)에 수소가스를 저장하는 단계와, 제1저장탱크(12) 및 제2저장탱크(32)로부터 연장되는 수소분출라인(50)에 연결되는 정압기(56)의 작동에 의해 제1저장탱크(12) 및 제2저장탱크(32)로부터 공급되는 수소가스를 설정 압력으로 일정하게 분사시키는 단계와, 수소분출라인(50)의 단부에 설치되는 노즐부(58) 일측에 설치되는 점화부(70)의 작동에 의해 고압으로 분사되는 수소가스에 불꽃을 제공하여 수소제트화염을 발생시키는 단계와, 노즐부(58)로부터 제공되는 수소제트화염에 염수를 비산시켜 염소가 연소되면서 수소제트화염을 채색되게 하는 단계와, 노즐부(58)로부터 분사되는 수소제트화염의 길이 및 형상을 확인하여 데이터로 저장하는 단계를 포함한다.The hydrogen flame combustion test method according to an embodiment of the present invention includes the steps of storing hydrogen gas in the first storage tank 12 and the second storage tank 32 and storing the hydrogen gas in the first storage tank 12 and the second storage tank 32 The hydrogen gas supplied from the first storage tank 12 and the second storage tank 32 is supplied to the hydrogen gas discharge line 50 extending from the storage tank 32 by a predetermined pressure And a spark is provided to the hydrogen gas injected at a high pressure by the operation of the ignition part 70 provided at one side of the nozzle part 58 provided at the end of the hydrogen spraying line 50, And a step of spraying brine into the hydrogen jet flame provided from the nozzle unit (58) to color the hydrogen jet flame while the chlorine is burned, and a step of forming the hydrogen jet flame from the nozzle unit (58) And storing the data as data.

먼저, 제1저장탱크(12) 및 제2저장탱크(32)에 수소가스를 충진시키고, 수소분출제어부(10)를 구동시키면 정압기(56)의 작동에 의해 수소가스가 설정 압력으로 일정하게 노즐부(58)를 통해 분출되고, 점화장치로부터 제공되는 불꽃에 의해 수소제트화염이 발생된다.First, when the hydrogen gas is filled in the first storage tank 12 and the second storage tank 32 and the hydrogen injection control unit 10 is driven, the hydrogen gas is uniformly supplied to the nozzle And the hydrogen jet flame is generated by the flame provided from the ignition device.

펌프(86)의 구동에 의해 염수가 비산부(88)를 통해 비산되고 연소되어 수소제트화염을 주황색으로 채색시키며, 카메라(100)의 구동에 의해 화염의 길이 및 형상이 촬영되어 영상데이터로 저장된다.The brine is scattered and burned through the scattering portion 88 by driving the pump 86 to color the hydrogen jet flame to orange. The length and shape of the flame are photographed by the driving of the camera 100 and stored as image data do.

수소제트화염의 길이 및 형상을 확인하여 데이터로 저장하는 단계는, 실험공간부 외벽을 이루고, 실험공간부의 일측에 시공되는 외벽부재(94)에 구비되는 눈금과, 노즐부(58)를 중심으로 눈금과 반대 측에 설치되고, 노즐부(58)로부터 분사되는 수소제트화염을 눈금과 비교하여 길이를 인지할 수 있도록 수소제트화염과 눈금을 동시에 촬영하는 카메라(100)에 의해 이루어진다.The step of confirming the length and the shape of the hydrogen jet flame and storing the data as the data comprises the steps of providing the outer wall member 94 formed on one side of the experimental space and forming the outer wall of the experimental space, And a camera 100 installed at the opposite side of the scale for simultaneously photographing the hydrogen jet flame and the scale so that the length of the hydrogen jet flame injected from the nozzle unit 58 can be compared with the scale.

수소제트화염에 대향되는 외벽부재(94)에는 눈금이 구비되어 영상데이터에 화염과 같이 저장되므로 작업자는 영상을 확인할 때에 눈금을 확인하면서 화염의 길이를 정확히 인지할 수 있게 된다.Since the outer wall member 94 opposed to the hydrogen jet flame is provided with a scale and stored in the image data as a flame, the operator can accurately recognize the length of the flame while confirming the scale when checking the image.

이로써, 수소 저장용기가 저장기능을 상실하면서 발생되는 수소제트화염을 모사할 수 있고, 수소제트화염의 특성을 관찰 및 분석할 수 있는 충분한 공간을 제공할 수 있으며, 수소가 연소되면서 발생되는 화염을 육안으로 확인할 수 있도록 화염에 색상을 공급하여 밝은 낮 시간 야외에서도 수소제트화염 연소실험을 진행할 수 있고, 화염의 길이 및 형상을 명확히 측정할 수 있는 수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법을 제공할 수 있게 된다.Thereby, the hydrogen storage vessel can simulate the hydrogen jet flame generated while the storage function is lost, can provide sufficient space for observing and analyzing the characteristics of the hydrogen jet flame, and can provide the flame A hydrogen jet flame combustion test device capable of conducting a hydrogen jet flame combustion test even in the bright daylight hours by supplying a color to the flame so that it can be visually confirmed, and the length and shape of the flame can be clearly measured, and a hydrogen jet flame combustion It is possible to provide an experimental method.

본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. .

또한, 수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 수소제트화염 연소실험장치 및 이를 이용하는 수소제트화염 연소실험방법이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 실험장치 및 이를 이용하는 실험방법이 사용될 수 있다.Although the hydrogen flame combustion test apparatus and the hydrogen jet flame combustion test method using the apparatus have been described as an example, the present invention is merely an example and the present invention is not limited to the hydrogen jet flame combustion test apparatus and other products The experimental apparatus of the present invention and the experimental method using the same can be used.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

10 : 수소분출제어부 12 : 제1저장탱크
14 : 제1삼방밸브 16 : 제1수소공급라인
18 : 질소퍼지용 수동밸브 18a : 제1체크밸브
32 : 제2저장탱크 34 : 제2삼방밸브
36 : 제2수소공급라인 38 : 수소퍼지용 수동밸브
42 : 테스트배출라인 42a : 제1수동밸브
44 : 대기배출라인 44a : 제2수동밸브
50 : 수소분출라인 52 : 메인밸브
54 : 유량계 56 : 정압기
57a : 제2체크밸브 58 : 노즐부
70 : 점화부 72 : 연료공급라인
74 : 개폐밸브 80 : 화염표시부
82 : 염수탱크 84 : 염수공급라인
86 : 펌프 88 : 비산부
90 : 벽체구조물 92 : 방호벽체
94 : 외벽부재 96 : 제1보호벽체
98 : 제2보호벽체 100 : 카메라
102 : 열방출량측정부
10: hydrogen injection control unit 12: first storage tank
14: first three-way valve 16: first hydrogen supply line
18: Manual valve for nitrogen purge 18a: First check valve
32: second storage tank 34: second three-way valve
36: second hydrogen supply line 38: manual valve for hydrogen purging
42: test discharge line 42a: first manual valve
44: atmospheric exhaust line 44a: second manual valve
50: hydrogen spouting line 52: main valve
54: Flow meter 56: Regulator
57a: second check valve 58: nozzle portion
70: ignition part 72: fuel supply line
74: opening / closing valve 80: flame indicator
82: brine tank 84: brine supply line
86: Pump 88:
90: wall structure 92: protective wall
94: outer wall member 96: first protective wall
98: second protective wall 100: camera
102: Heat emission measurement unit

Claims (8)

실험공간부와 외부를 구획하며, 화염으로부터 실험장치를 보호하는 벽체구조물;
상기 벽체구조물 내부에 설치되고, 수소가스가 압축저장되는 저장탱크;
상기 저장탱크로부터 공급되는 수소가스를 설정 압력으로 일정하게 분사시키는 수소분출제어부;
상기 수소분출제어부로부터 토출되는 고압의 수소가스에 화염을 제공하여 연소작업을 개시하는 점화부;
수소제트화염을 육안으로 확인하여 관찰할 수 있도록 상기 수소분출제어부로부터 분사되는 수소제트화염에 염수를 비산시켜 수소제트화염에 색상을 제공하는 화염표시부를 포함하고,
상기 벽체구조물은,
상기 수소분출제어부에 대향되고 간격을 유지하도록 설치되고, 다양한 재료의 실험 대상물이 수소제트화염에 노출되도록 거치되는 방호벽체;
상기 방호벽체가 안착되는 실험공간부와 외부를 구획하도록 실험공간부의 테두리를 따라 시공되는 외벽부재;
상기 저장탱크를 감싸도록 시공되어 수소제트화염이 상기 저장탱크에 접촉되는 것을 방지하는 제1보호벽체; 및
상기 수소분출제어부를 감싸도록 시공되어 수소제트화염이 상기 수소분출제어부에 접촉되는 것을 방지하는 제2보호벽체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소제트화염 연소실험장치.
A wall structure separating the experimental space and the exterior and protecting the experimental device from the flame;
A storage tank installed in the wall structure for compressing and storing hydrogen gas;
A hydrogen injection control unit for uniformly injecting hydrogen gas supplied from the storage tank at a predetermined pressure;
An ignition unit for providing a flame to the high-pressure hydrogen gas discharged from the hydrogen discharge control unit to start a combustion operation;
And a flame display unit for spraying brine into the hydrogen jet flame sprayed from the hydrogen discharge control unit so as to visually confirm and observe the hydrogen jet flame to provide hue to the hydrogen jet flame,
The wall structure comprises:
A protective wall facing the hydrogen ejection control portion and installed so as to be spaced apart and to be exposed to a hydrogen jet flame in an experiment object of various materials;
An outer wall member installed along the rim of the test space to partition the test space where the barrier wall is placed and the outside;
A first protective wall installed to surround the storage tank to prevent the hydrogen jet flame from contacting the storage tank; And
And a second protective wall constructed to surround the hydrogen ejection control unit to prevent the hydrogen jet flame from contacting the hydrogen ejection control unit.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 수소분출제어부는,
상기 저장탱크로부터 상기 방호벽체 측으로 연장되는 수소분출라인;
상기 수소분출라인에 설치되고, 수소가스 공급을 개시 또는 차단하는 메인밸브;
상기 수소분출라인에 설치되고, 분출되는 수소가스의 유량을 측정하는 유량계;
상기 수소분출라인을 통해 분출되는 수소가스의 압력을 일정하게 유지시키는 정압기;
상기 정압기를 통해 공급되는 수소가스를 일정 공간에 모으는 공급매니폴드; 및
상기 공급매니폴드에 설치되고, 수소가스를 복수의 유로로 분산시켜 분사시키는 복수 개의 노즐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소제트화염 연소실험장치.
2. The hydrogen generator according to claim 1,
A hydrogen ejection line extending from the storage tank to the protection wall side;
A main valve installed in the hydrogen ejection line for starting or stopping supply of hydrogen gas;
A flow meter installed in the hydrogen spray line for measuring a flow rate of the hydrogen gas to be sprayed;
A regulator for maintaining the pressure of the hydrogen gas ejected through the hydrogen ejection line constant;
A supply manifold for collecting the hydrogen gas supplied through the regulator into a predetermined space; And
And a plurality of nozzle units provided in the supply manifold for spraying hydrogen gas in a plurality of flow paths.
제3항에 있어서, 상기 점화부는,
상기 노즐부 측으로 연장되고, 연소공정의 연료를 공급하는 연료공급라인;
상기 연료공급라인에 설치되는 개폐밸브; 및
상기 연료공급라인에 설치되고, 화염이 발생되도록 불꽃을 제공하는 점화장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소제트화염 연소실험장치.
The ignition device according to claim 3,
A fuel supply line extending toward the nozzle portion side and supplying fuel for the combustion process;
An on-off valve installed in the fuel supply line; And
And an ignition device installed in the fuel supply line for providing a flame to generate a flame.
제4항에 있어서, 상기 화염표시부는,
상기 노즐부 일측에 설치되고, 염수가 저장되는 염수탱크;
상기 염수탱크로부터 상기 노즐부 측으로 연장되는 염수공급라인;
상기 염수공급라인에 설치되는 펌프; 및
상기 염수공급라인에 설치되고, 상기 펌프의 작동에 의해 염수가 수소제트화염 측으로 공급되면 수소가스를 비산시키는 비산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소제트화염 연소실험장치.
The apparatus according to claim 4,
A brine tank installed at one side of the nozzle unit for storing brine;
A salt water supply line extending from the salt water tank to the nozzle portion side;
A pump installed in the brine supply line; And
And a scattering part installed in the brine supply line and scattering hydrogen gas when salt water is supplied to the hydrogen jet flame side by the operation of the pump.
제5항에 있어서,
상기 비산부의 타측에 배치되고, 상기 비산부의 작동에 의해 채색되는 수소제트화염의 길이 및 형상을 촬영하여 저장하는 카메라; 및
상기 방화벽체 배면에 설치되고, 수소제트화염에 의해 발생되는 열량을 측정하는 열방출량측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수소제트화염 연소실험장치.
6. The method of claim 5,
A camera disposed on the other side of the scattering portion for photographing and storing the length and shape of the hydrogen jet flame to be colored by the operation of the scattering portion; And
Further comprising a heat emission amount measuring unit installed on the back surface of the fire wall to measure the amount of heat generated by the hydrogen jet flame.
(a) 제1저장탱크 및 제2저장탱크에 수소가스를 압축하여 저장하는 단계;
(b) 상기 제1저장탱크 및 상기 제2저장탱크로부터 연장되는 수소분출라인에 연결되는 정압기의 작동에 의해 상기 제1저장탱크 및 상기 제2저장탱크로부터 공급되는 수소가스를 설정 압력으로 일정하게 분사시키는 단계;
(c) 상기 수소분출라인의 단부에 설치되는 노즐부 일측에 설치되는 점화부의 작동에 의해 고압으로 분사되는 수소가스에 불꽃을 제공하여 수소제트화염을 발생시키는 단계;
(d) 염소가 연소되면서 수소제트화염을 채색시키도록 상기 노즐부로부터 제공되는 수소제트화염에 염수를 비산시키는 단계; 및
(e) 상기 노즐부로부터 분사되는 수소제트화염의 길이 및 형상을 확인하여 데이터로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소제트화염 연소실험방법.
(a) compressing and storing hydrogen gas in the first storage tank and the second storage tank;
(b) hydrogen gas supplied from the first storage tank and the second storage tank by the operation of a regulator connected to the hydrogen discharge line extending from the first storage tank and the second storage tank is constantly set to a set pressure Spraying;
(c) generating a hydrogen jet flame by providing a flame to hydrogen gas injected at a high pressure by an operation of an igniter provided at one side of a nozzle portion provided at an end of the hydrogen gas discharge line;
(d) splashing the brine into a hydrogen jet flame provided from the nozzle portion to color the hydrogen jet flame while the chlorine is burned; And
(e) checking the length and shape of the hydrogen jet flame sprayed from the nozzle unit and storing the data as data.
제7항에 있어서,
상기 (e) 단계는, 실험공간부 외벽을 이루고, 실험공간부의 일측에 시공되는 외벽부재에 구비되는 눈금과, 상기 노즐부를 중심으로 상기 눈금과 반대 측에 설치되고, 상기 노즐부로부터 분사되는 수소제트화염을 상기 눈금과 비교하여 길이를 인지할 수 있도록 수소제트화염과 상기 눈금을 동시에 촬영하는 카메라에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 수소제트화염 연소실험방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the step (e) comprises the steps of: providing a scale on an outer wall member formed on an outer wall of the test space, forming an outer wall of the test space, and a hydrogen sensor disposed on an opposite side of the scale to the hydrogen sensor, And a camera for photographing the hydrogen jet flame and the scale at the same time so as to recognize the length by comparing the jet flame with the scale.
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