KR100906942B1 - 이동형 저온연료 공급장치 - Google Patents

Abstract

이동형 저온연료 공급장치는 연료를 저장하는 저장 탱크, 저장 탱크의 내면을 따라 구비되며 냉매를 공급받아 저장 탱크에 저장된 연료를 냉각시키는 냉각 튜브, 저장 탱크 내에 구비되어 저장 탱크에 저장된 연료를 교반시키는 교반기, 및 저장 탱크를 지지하며 이동 가능하게 구비되는 지지부를 포함한다. 본 발명에 따른 이동형 저온연료 공급장치는 장소의 제약 없이 연료를 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연료의 냉각에 소요되는 시간 및 비용을 절감시킬 수 있으며, 저장된 연료를 균일하게 냉각시킬 수 있다.

Description

이동형 저온연료 공급장치 {MOVABLE LOW TEMPERATURE FUEL SUPPLY APPARATUS}

본 발명은 이동형 저온연료 공급장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 장소의 제약 없이 연료를 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연료의 냉각에 소요되는 시간 및 비용을 절감시킬 수 있는 이동형 저온연료 공급장치에 관한 것이다.

항공기용 엔진의 저온시동시험을 위해서는 엔진에 저온의 공기 및 저온의 연료를 공급하여야 한다. 저온시동시험에 있어 가장 중요한 시점은 연소기가 점화되는 시점이며, 엔진의 연소기는 저온의 연료가 공급되는 상황하에서도 점화가 성공적으로 이루어져야 한다. 따라서, 연소기의 점화 시에 공급되는 연료의 온도를 원하는 정도의 저온 상태로 유지 공급하는 것은 저온시동시험에 있어 매우 중요한 사항이다. 이에 따라 저온시동시험에 있어 연소기의 점화 성능을 판단하기 위해서는 실험자가 원하는 온도의 저온연료를 공급하는 것이 매우 중요하다.

엔진에 저온의 연료를 공급하기 위한 종래 방법으로 일반적으로 큰 부피를 가지는 연료 탱크 내의 연료를 직접 냉각시킨 후 배관을 통해 엔진에 공급하는 방식이 있다. 상기 방식의 경우 연료 탱크 내의 많은 연료를 냉각시켜야 하므로 필요 이상의 연료가 냉각되어야 하며, 이에 따라 연료의 냉각 시간이 증가될 뿐만 아니라, 많은 양의 냉매가 사용되어야 한다. 또한, 연료의 냉각을 위한 장비가 연료 탱크 내에 추가로 설치되어야 하며, 연료 탱크의 큰 용적으로 인해, 상기 냉각 장비 또한 대형화되어야 한다. 아울러, 연료 탱크는 일반적으로 엔진과 멀리 떨어진 장소에 위치하기 때문에 배관을 통한 저온연료의 공급 과정에서 상기 저온연료의 온도가 상승한다는 문제가 있다. 이에 따라 시험자가 원하는 온도의 저온연료를 엔진에 공급하기 어렵다는 문제가 있다.

엔진에 저온의 연료를 공급하기 위한 다른 방법으로, 상기와 같은 온도 상승의 문제를 해결하기 위해 연료가 순환될 수 있는 순환라인을 엔진 전단에 설치하고 연료 펌프를 통해 상기 연료를 순환시켜 저온연료를 생성하는 방식이 있다. 상기 방식의 경우 온도 상승의 문제를 해결할 수는 있지만, 모든 배관을 연료의 온도와 동일한 온도로 냉각시켜야 하기 때문에 온도를 맞추기 위한 준비시간이 매우 길다는 문제가 있으며, 많은 비용이 소요된다는 문제가 있다. 또한, 배관의 길이가 매우 길기 때문에 냉각된 배관의 온도를 유지하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다. 아울러, 일반적으로 배관이 고정된 상태로 설치되기 때문에 배관이 설치된 특정 위치에서만 상기 방식의 사용이 가능하며, 새로운 위치에서 저온연료를 공급하기 위해서는 배관 공사를 새로 하여야 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 일 과제는 장소의 제약 없이 연료를 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라 배관을 통한 연료의 공급과정에서 냉각된 연료의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있는 이동형 저온연료 공급장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 과제는 저장된 연료가 균일하게 냉각될 수 있을 뿐만 아니라, 저장된 연료가 고른 온도 분포로 냉각될 수 있는 이동형 저온연료 공급장치를 제공하는 것이다.

아울러, 본 발명의 또 다른 과제는 연료의 냉각에 소요되는 시간 및 비용을 최소화할 수 있는 이동형 저온연료 공급장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이동형 저온연료 공급장치는 연료를 저장하는 저장 탱크, 저장 탱크의 내면을 따라 구비되며 냉매를 공급받아 저장 탱크에 저장된 연료를 냉각시키는 냉각 튜브, 저장 탱크 내에 구비되어 저장 탱크에 저장된 연료를 교반시키는 교반기, 및 저장 탱크를 지지하며 이동 가능하게 구비되는 지지부를 포함한다.

여기서, 상기 이동형 저온연료 공급장치는 저장된 연료의 온도를 측정하는 온도센서 및 온도센서에서 측정된 온도 값에 따라 교반기의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉각 튜브는 상기 저장 탱크의 내면을 따라 나선형으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 냉매는 액체질소일 수 있다. 아울러, 상기 교반기는 상기 저장 탱크 내에서 회전 운동하는 임펠러를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 저장 탱크의 일측에는 상기 저장 탱크 내의 가스를 배출하기 위한 통기공이 구비될 수 있으며, 상기 저장 탱크에는 상기 연료를 공급받기 위한 연료 유입구 및 상기 연료를 배출하기 위한 연료 배출구가 구비될 수 있다. 또한, 상기 저장 탱크에는 상기 냉매를 공급받기 위한 냉매 유입구 및 상기 냉매를 배출하기 위한 냉매 배출구가 구비될 수 있으며, 상기 냉각 튜브는 상기 냉매 유입구 및 상기 냉매 배출구를 연결하도록 구성될 수 있다.

상기 지지부는 상기 저장 탱크와 연결되어 상기 저장 탱크를 지지하는 프레임, 상기 프레임의 일측에 구비되는 손잡이, 및 상기 프레임의 하측에 구비되는 바퀴를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 이동형 저온연료 공급장치는 지지부를 통해 이동 가능하게 구성됨으로써 어느 곳에서나 자유롭게 연료를 냉각시킬 수 있으며, 엔진과 저온연료 공급장치를 연결하는 배관의 길이를 최소화하여 배관을 통한 연료의 공급과정에서 저온연료의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이동형 저온연료 공급장치는 냉각 튜브가 저장 탱크의 내면을 따라 저장 탱크의 내부 공간을 에워싸도록 구성됨으로써 저장된 연료가 균일하게 냉각될 수 있으며, 교반기가 저장 탱크에 저장된 연료를 교반시킴으로써 저장된 연료가 고른 온도 분포로 냉각될 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 이동형 저온연료 공급장치는 저온시동시험에서 필요로 하는 정도의 연료가 저장되도록 저장 탱크가 구성됨으로써 필요 이상의 연료를 냉각시키기 위해 사용되는 시간 및 냉매의 사용량을 감소시킬 수 있으며, 연료를 냉각시키기 위해 사용되는, 냉각 튜브와 같은 냉각 장비를 소형화시킬 수 있다. 이에 따라 연료를 빠르게 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연료의 냉각에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치(100)는 저장 탱크(110), 냉각 튜브(120), 교반기(130) 및 지지부(140)를 포함하여 구성된다.

저장 탱크(110)에는 엔진에 공급될 연료가 저장될 수 있다. 상기 저장 탱크(110)는 저온시동시험 동안 엔진에 연료를 공급할 수 있을 정도의 용적을 갖도록 형성될 수 있다. 다만, 상기 저장 탱크의 용적이 이에 한정되는 것은 아니며, 이동 가능하게 구성될 수 있는 정도의 용적이면 본 실시예에 따른 저장 탱크에 채용될 수 있다.

한편, 상기 저장 탱크(110)는 외부로부터 연료를 공급받을 수 있으며, 이를 위해 상기 저장 탱크(110)에는 연료를 공급받기 위한 연료 유입구(111)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 저장 탱크(110)에는 냉각된 저온연료를 배출하기 위한 연료 배출구(112)가 구비될 수 있다. 아울러, 상기 연료 유입구(111) 및 연료 배출구(112)에는 각각 제어 밸브(미도시)가 구비될 수 있으며, 제어 밸브의 개폐에 따라 연료의 유입 및 배출이 조절될 수 있다. 이외에도 본 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치(100)에는 냉각된 저온연료를 배출시키기 위한 펌프 또는 압축기(미도시)가 더 구비될 수 있다. 본 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치(100)는, 상기 연료 배출구(112)를 배관 등을 통해 저온시동시험을 위한 엔진에 연결하고 펌프 또는 압축기를 사용함으로써 저장 탱크(110) 내에서 냉각된 저온연료를 상기 엔진에 공급할 수 있다.

상기와 같이, 저장 탱크(110)를 구성함으로써 연료의 냉각에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있으며, 연료의 냉각에 사용되는 냉매의 사용량을 절감시킬 수 있다. 즉, 상기 저장 탱크(110)에는 저온시동시험에 필요한 정도의 연료가 저장됨으로써, 필요 이상의 연료를 냉각시키기 위해 사용되는 시간 및 냉매 사용량을 감소시킬 수 있다. 또한, 연료를 냉각시키기 위해 사용되는, 냉각 튜브와 같은 냉각 장비를 소형화시킬 수 있다. 이에 따라 연료를 빠르게 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니 라, 연료의 냉각에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.

한편, 상기 저장 탱크(110)의 일측에는 상기 저장 탱크(110) 내의 가스를 배출하기 위한 통기공(113)이 구비될 수 있다. 이러한 통기공(113)의 외측에는 개폐에 따라 통기공(113)의 개폐를 제어하는 제어 밸브(114)가 더 구비될 수 있다. 상기 통기공(113)을 통해 연료 증기 등의 가스를 대기 중으로 방출시킬 수 있으며, 이에 따라 저장 탱크(110) 내의 압력이 필요 이상으로 증가되는 것을 방지할 수 있다.

냉각 튜브(120)는 냉매를 공급받아 저장 탱크(110) 내에 저장된 연료를 냉각시키는 구성요소이다. 본 실시예에 있어, 상기 냉각 튜브(120)는 상기 저장 탱크(110)의 내면을 따라 나선형으로 구비될 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 냉각 튜브(120)는 상기 저장 탱크(110)의 내면 형상에 대응하여 나선형으로 상기 저장 탱크(110)의 내부 공간을 에워싸도록 구성될 수 있다.

상기와 같이 냉각 튜브(120)가 저장 탱크(110)의 내부 공간을 에워쌈으로써 저장된 연료가 균일하게 냉각될 수 있다. 다만, 본 실시예에 따른 냉각 튜브가 상기와 같은 구성으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 저장 탱크의 내면 형상에 대응되도록 구성되어 저장 탱크 내의 연료를 균일하게 냉각시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 본 실시예에 따른 냉각 튜브에 채용될 수 있다.

한편, 상기 저장 탱크(110)에는 상기 냉매를 공급받기 위한 냉매 유입구(116) 및 상기 냉매를 배출하기 위한 냉매 배출구(117)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 냉각 튜브(120)는 상기 냉매 유입구(116) 및 상기 냉매 배출구(117)를 연결하 도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 냉매 유입구(116) 및 냉매 배출구(117)에는 각각 제어 밸브(미도시)가 구비될 수 있으며, 제어 밸브의 개폐에 따라 냉매의 유입 및 배출이 조절될 수 있다.

여기서, 상기 냉매로는 일반적으로 액체질소가 사용될 수 있다. 다만, 상기 냉매가 액체질소로 한정되는 것은 아니며, 저장된 연료를 저온시동시험에 필요한 온도로 냉각시킬 수 있는 냉각제이면 본 실시예에 따른 냉매로 사용될 수 있다.

교반기(130)는 상기 저장 탱크(110) 내에 구비되어 상기 저장 탱크(110)에 저장된 연료를 교반시키는 역할을 수행한다. 이러한 교반기(130)는 회전 운동을 통해 저장된 연료를 교반시키는 임펠러(132)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 교반기(130)는 상기 임펠러(132)를 회전시키기 위한 구동부(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치(100)는 교반기(130)를 포함하여 구성됨으로써 저장된 연료를 고른 온도 분포로 냉각시킬 수 있다.

지지부(140)는 저장 탱크(110)를 지지하도록 구성되며, 본 실시예에 따른 저온연료 공급장치가 이동 가능하도록 구성된다. 이러한 지지부(140)는 저장 탱크(110)와 연결되어 저장 탱크(110)를 지지하는 프레임(142), 프레임(142)의 일측에 구비되는 손잡이(144) 및 프레임(142)의 하측에 구비되는 바퀴(146)를 포함하여 구성될 수 있다. 다만, 지지부의 구성이 상기에 한정되는 것은 아니며, 저장 탱크(110)를 지지하되 저장 탱크(110)를 이송시킬 수 있는 구성이면 본 실시예에 따른 지지부에 채용될 수 있다.

본 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치(100)는 지지부(140)를 통해 이동 가능하게 구성됨으로써 어느 곳에서나 자유롭게 연료를 냉각시킬 수 있다. 또한, 이동형으로 구성되어 엔진과 가까운 위치에 저온연료 공급장치를 위치시킬 수 있어 엔진과 저온연료 공급장치를 연결하는 배관의 길이를 최소화할 수 있으며, 이에 따라 배관을 통한 연료의 공급과정에서 저온연료의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치(100)는, 저장된 연료의 온도를 측정하는 온도센서(미도시) 및 온도센서에서 측정된 온도 값에 따라 교반기(130)의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치(100)는 사용자가 저장된 연료의 냉각 온도를 설정할 수 있는 온도 설정부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 온도센서는 저장 탱크(110)에 저장된 연료의 온도를 정확히 측정하기 위해 저장 탱크 내의 상측 및 하측에 각각 구비될 수 있다. 다만, 저장 탱크(110) 내에 구비되는 온도센서의 위치 및 개수는 이에 한정되지 않는다.

상기 제어부는 사용자에 의해 설정된 온도 값과 온도센서에서 측정된 온도 값을 비교하여 교반기(130)의 동작을 제어함으로써 저장된 연료를 사용자가 원하는 온도로 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 냉각된 저온연료를 일정 온도로 유지시킬 수 있다. 즉, 상기 제어부는 저장 연료의 냉각이 더 필요한 경우에는 임펠러(132)의 회전 운동을 증가시키는 등의 방법으로 냉각된 저온연료의 온도를 조절할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 냉각 튜브(120)로의 냉매 공급량을 조절하도록 구성 될 수도 있다. 즉, 냉매의 공급 정도는 전술한 제어 밸브를 사용자가 수동으로 개폐함으로써 조절될 수도 있으나, 제어부가 제어 밸브의 개폐를 결정함으로써 조절될 수도 있다. 상술하면, 제어부가 설정된 온도 값과 측정된 온도 값을 비교하여 저장 연료의 냉각에 필요한 냉매량을 판단하고, 상기 판단에 따라 솔레노이드 밸브 등으로 구성된 제어 밸브의 개폐를 조절하여 냉각 튜브(120)에 적절한 냉매량이 공급되거나, 냉매 배출구(117)를 통해 냉각 튜브(120) 내의 냉매가 외부로 배출되도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해 본 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치(100)는 어느 장소에서나 실험자가 원하는 온도의 저온연료를 빠른 시간 내에 생성할 수 있으며, 저온연료의 온도 상승을 최소화하면서 엔진에 저온연료를 공급할 수 있다. 물론, 본 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치는 연료의 냉각 공급에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 연료 이외의 다른 액상 물질의 냉각 공급에도 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두가 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 저온연료 공급장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.

도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 이동형 저온연료 공급장치 110 : 저장 탱크

111 : 연료 유입구 112 : 연료 배출구

113 : 통기공 114 : 제어 밸브

116 : 냉매 유입구 117 : 냉매 배출구

120 : 냉각 튜브 130 : 교반기

140 : 지지부

Claims (9)

1. 연료를 저장하는 저장 탱크;

   상기 저장 탱크의 내면을 따라 구비되며 냉매를 공급받아 상기 저장 탱크에 저장된 연료를 냉각시키는 냉각 튜브;

   상기 저장 탱크 내에 구비되어 상기 저장 탱크에 저장된 연료를 교반시키는 교반기; 및

   상기 저장 탱크를 지지하며 이동 가능하게 구비되는 지지부;

   를 포함하는 이동형 저온연료 공급장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 저장된 연료의 온도를 측정하는 온도센서; 및

   상기 온도센서에서 측정된 온도 값에 따라 상기 교반기의 동작을 제어하는 제어부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 저온연료 공급장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 냉각 튜브는 상기 저장 탱크의 내면을 따라 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동형 저온연료 공급장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 냉매는 액체질소인 것을 특징으로 하는 이동형 저온연료 공급장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 교반기는 상기 저장 탱크 내에서 회전 운동하는 임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 저온연료 공급장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 저장 탱크의 일측에는 상기 저장 탱크 내의 가스를 배출하기 위한 통기공이 구비되는 것을 특징으로 하는 이동형 저온연료 공급장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 저장 탱크에는 상기 연료를 공급받기 위한 연료 유입구 및 상기 연료를 배출하기 위한 연료 배출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 이동형 저온연료 공급장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 저장 탱크에는 상기 냉매를 공급받기 위한 냉매 유입구 및 상기 냉매를 배출하기 위한 냉매 배출구가 구비되며, 상기 냉각 튜브는 상기 냉매 유입구 및 상기 냉매 배출구를 연결하는 것을 특징으로 하는 이동형 저온연료 공급장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 지지부는 상기 저장 탱크와 연결되어 상기 저장 탱크를 지지하는 프레임, 상기 프레임의 일측에 구비되는 손잡이, 및 상기 프레임의 하측에 구비되는 바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 저온연료 공급장치.

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