KR101094791B1 - Heat quantity measurement apparatus of tesing hot air generator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시험용 열기류 발생기의 동작중에 발생하는 열기류의 열량을 측정함에 있어서, 제조비용 및 고장 발생률은 낮으면서도 열기류의 열량을 정밀하게 측정할 수 있는 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 외부 공기를 공급하는 공급관과, 상기 공급관을 통해 공급된 공기를 가열하는 가열기 및 상기 가열기를 통해 가열된 고온의 공기를 시험용 열기류로서 배출하는 배출관을 포함한 시험용 열기류 발생기의 열량을 측정함에 있어서, 상기 공급관 내부에 흐르는 공기의 온도를 측정하는 입력측 온도 측정기와, 상기 배출관 내부에 흐르는 공기의 온도를 측정하는 출력측 온도 측정기와, 상기 배출관 내부에 흐르는 공기의 차압을 측정하는 차압계 및 상기 공기의 비열(c)과, 상기 공기의 밀도와 상기 차압계에서 측정된 차압을 이용하여 계산된 질량유량(m) 및 상기 출력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T3)와 상기 입력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T1)의 차(T3 - T1 = ΔT)를 이용하여 열량(Q = c·m·ΔT)을 계산하는 열량 계산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Figure R1020080131339

시험, 열기류, 발생기, 열량, 온도 측정기, 차압계

The present invention relates to a calorific value measuring device of a test hot air generator, and more particularly, in measuring the heat quantity of hot air generated during operation of the test hot air generator, the heat cost of hot air can be precisely measured while the manufacturing cost and failure rate are low. The present invention relates to a calorie measurement device of a test hot air generator that can be used.

To this end, the present invention provides a heat quantity of the test hot air generator including a supply pipe for supplying external air, a heater for heating the air supplied through the supply pipe and a discharge pipe for discharging the hot air heated by the heater as a test hot air flow. In the measurement, an input temperature measuring instrument for measuring the temperature of the air flowing in the supply pipe, an output temperature measuring instrument for measuring the temperature of the air flowing in the discharge pipe, a differential pressure gauge for measuring the differential pressure of the air flowing in the discharge pipe The mass flow rate (m) calculated using the specific heat of air (c), the density of the air and the differential pressure measured on the differential pressure gauge, and the temperature (T3) measured on the output side temperature measuring instrument and the temperature measured on the input side temperature measuring instrument. Comprising a calorie calculator for calculating calories (Q = c · m · ΔT) using the difference of (T1) (T3-T1 = ΔT) .

Figure R1020080131339

Test, Hot Air, Generator, Calorie, Temperature Meter, Differential Pressure Gauge

Description

시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치{Heat quantity measurement apparatus of tesing hot air generator}Heat quantity measurement apparatus of tesing hot air generator

본 발명은 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치에 관한 것으로, 특히 시험용 열기류 발생기의 동작중에 발생하는 열기류의 열량을 측정함에 있어서, 제조비용 및 고장 발생률은 낮으면서도 열기류의 열량을 정밀하게 측정할 수 있는 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a calorie measurement device of a test hot air generator, in particular in the measurement of the heat flow of the hot air generated during operation of the test hot air generator, the test cost that can precisely measure the heat quantity of hot air flow while low manufacturing cost and failure rate It relates to a calorie measurement device of a hot air generator.

일반적으로 특정의 시험을 위해 열기류를 발생시켜 제공하는 시험용 열기류 발생기는 외기를 입력받아 가열한 다음 배출함으로써, 그 배출된 고온의 공기를 시험용 열기류로서 사용한다.In general, a test hot air generator that generates and provides hot air for a specific test uses input hot air, heats it, and then discharges it, and uses the discharged hot air as the test hot air.

그리고, 이러한 시험용 열기류 발생기는 해당 시험에 적합한 열기류를 제공할 수 있도록, 열기류의 온도나 유량을 측정하여 제공된 열기류가 목표치의 열량으로 제공되고 있는지를 확인한 후, 다시 상기 열기류의 온도나 유량을 제어한다.Then, the test hot air generator for measuring the temperature or flow rate of the hot air flow so as to provide a suitable heat flow for the test, confirms that the provided heat flow is provided in the heat value of the target value, and then controls the temperature or flow rate of the hot air flow again. .

예컨대, 터널에서 화재가 발생한 경우와 유사한 환경을 제공하여 화재시 터 널 내부의 각종 시설물들의 상태를 점검하는데 사용되는 화재시험용 열기류 발생기(100)는, 도 1과 같이, 송풍기(110)와, 가열기(120)와, 연기 발생기(130)와, 송풍기(110)와 가열기(120)를 서로 연결하는 공급관(Pi1)과, 가열기(120) 내부에 설치된 열교환관(Pi2)과, 가열기(120)의 출력측에 연결된 배출관(Pi3) 및 연기 발생기(130)와 배출관(Pi3)을 연결하는 연기 공급관(Pi4)을 포함한다.For example, the fire test hot air generator 100, which is used to check the status of various facilities inside the fire tunnel by providing an environment similar to when a fire occurs in a tunnel, includes a blower 110 and a heater as shown in FIG. 120, the smoke generator 130, the supply pipe Pi1 connecting the blower 110 and the heater 120 to each other, the heat exchanger pipe Pi2 provided in the heater 120, and the heater 120. A discharge pipe Pi3 connected to the output side and a smoke supply pipe Pi4 for connecting the smoke generator 130 and the discharge pipe Pi3.

따라서, 송풍기(110)를 통해 강제 공급된 저온의 외부 공기가 공급관(Pi1)을 통해 가열기(120) 내부의 열교환관(Pi2)을 통과하면서 가열되고, 그 가열된 고온의 공기가 배출관(Pi3)을 통해 배출되도록 한다.Therefore, the low temperature external air forcedly supplied through the blower 110 is heated while passing through the heat exchange pipe Pi2 inside the heater 120 through the supply pipe Pi1, and the heated high temperature air is discharged to the discharge pipe Pi3. To be discharged through

또한, 화재시 발생하는 고온의 연기와 유사한 환경을 제공하도록 연기 발생기(130)에서 생성된 연기를 배출관(Pi3)에 공급함으로써, 상기 고온의 공기와 연기가 서로 혼합되도록 하고, 그 혼합된 고온의 연기를 시험용 열기류로서 제공할 수 있도록 한다.In addition, by supplying the smoke generated in the smoke generator 130 to the discharge pipe (Pi3) to provide an environment similar to the high-temperature smoke generated in a fire, the hot air and the smoke is mixed with each other, the mixed high temperature Allow smoke to be provided as a test hot air stream.

나아가, 열기류의 열량이 목표치에 해당하는지를 판단하기 위해서 온도 측정기(140)와 유량 측정기(150)를 구비하는데, 온도 측정기(140)와 유량 측정기(150)는 가열기(120)의 전단인 공급관(Pi1)에 설치된 제1 온도 측정기(141) 및 제1 유량 측정기(151)와, 가열기(120)의 배출측(즉, 배출관(Pi3)의 인입구 측)에 설치된 제2 온도 측정기(142) 및 제2 유량 측정기(152), 및 배출관(Pi3)의 최종 말단측에 설치된 제3 온도 측정기(143) 및 제3 유량 측정기(153)를 포함한다.Furthermore, in order to determine whether the heat quantity of the hot air corresponds to a target value, a temperature measuring unit 140 and a flow measuring unit 150 are provided. ) The first temperature measuring instrument 141 and the first flow rate measuring instrument 151 and the second temperature measuring instrument 142 and the second temperature measuring instrument 142 provided on the discharge side of the heater 120 (that is, the inlet side of the discharge pipe Pi3). The flow rate meter 152 and the 3rd temperature meter 143 and the 3rd flow rate meter 153 provided in the last terminal side of the discharge pipe Pi3 are included.

즉, 종래에는 위 각 지점에서의 온도가 서로 다르기 때문에 송풍기(110)에서 동일한 유량의 공기를 공급하더라도 각 지점마다 밀도차가 서로 다르고 정확한 유 량 측정이 어렵기 때문에, 제1 온도 측정기(141) 내지 제3 온도 측정기(143)와, 제1 유량 측정기(151) 내지 제3 유량 측정기(153)를 각 지점에 각각 설치하고, 그 측정된 온도나 유량을 디스플레이를 통해 표시함으로써 열기류의 열량을 확인하여야 했다.That is, in the related art, since the temperature at each point is different from each other, even if the air is supplied at the same flow rate from the blower 110, since the density difference is different from each point and it is difficult to accurately measure the flow rate, the first temperature measuring device 141 to the The third temperature measuring instrument 143 and the first flow rate measuring instrument 151 to the third flow rate measuring instrument 153 are respectively installed at each point, and the measured heat or flow rate is displayed on a display to check the heat quantity of the hot air flow. did.

그러나, 이상과 같은 장치를 통해 열기류의 열량을 확인하기에는, 고가의 유량 측정기(150)를 각 지점마다 각각 설치하여야 하므로 장치의 전체 비용이 증가한다는 문제점이 있었다.However, in order to check the heat quantity of the hot air flow through the apparatus as described above, there is a problem in that the total cost of the apparatus increases because an expensive flow rate meter 150 must be installed at each point.

특히, 배출관(Pi3)의 최종 말단측에 설치되는 제3 유량 측정기(153)는 450℃ 이상인 고온의 공기가 측정 대상이어서, 당해 제3 유량 측정기(153)는 내열성까지 구비한 고가의 유량 측정기 이어야 함은 물론, 고온인 공기의 유량을 측정함에 따라 잦은 고장이 발생한다는 문제점이 있었다.In particular, the third flow meter 153 installed at the end end side of the discharge pipe Pi3 is a high-temperature air of 450 ° C or higher, so the third flow meter 153 must be an expensive flow meter equipped with heat resistance. Of course, there was a problem that frequent failure occurs by measuring the flow rate of the high temperature air.

또한, 연기 발생기(130)에서 발생되는 연기는 연기 발생유(oil)를 연소시킴으로써 생성된 것이므로, 제3 유량 측정기(153)를 통해 오일 성분이나 그 외 불순물이 혼합된 고온의 공기를 측정시 당해 제3 유량 측정기(153)에 이상이 발생한다는 문제점이 있었다.In addition, since the smoke generated by the smoke generator 130 is generated by burning the smoke generating oil, the third flow rate meter 153 measures the high temperature air in which the oil component or other impurities are mixed. There was a problem that an abnormality occurred in the third flow meter 153.

더욱이, 이상과 같은 종래의 열량 측정기는 열량을 계산하여 직접 표시하여 주는 별도의 수단 없이, 온도 측정기(140)와 유량 측정기(150)를 통해 측정된 온도와 유량을 디스플레이장치(160)를 통해 단순 표시하여 주는 방식이 사용됨에 따라 시험자 등에게 정밀하고 정확한 열량 정보를 제공할 수 없었다는 문제점이 있었다.In addition, the conventional calorimeter as described above simply displays the temperature and flow rate measured by the temperature measuring unit 140 and the flow meter 150 without the additional means of calculating and displaying the calories directly through the display device 160. As the display method is used, there was a problem that it was not possible to provide accurate and accurate calorie information to the tester.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 시험용 열기류 발생기의 동작중에 발생하는 열기류의 열량을 측정함에 있어서, 제조비용 및 고장 발생률은 낮으면서도 열기류의 열량을 정밀하게 측정할 수 있는 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치를 제공하고자 한다.The present invention has been proposed to solve the problems described above, in measuring the heat flow of the hot air generated during the operation of the test hot air generator, it is possible to precisely measure the heat quantity of hot air flow while low manufacturing cost and failure rate An attempt is made to provide a calorimetry device for a test hot air generator.

이를 위해, 본 발명에 따른 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치는, 외부 공기를 공급하는 공급관과, 상기 공급관을 통해 공급된 공기를 가열하는 가열기 및 상기 가열기를 통해 가열된 고온의 공기를 시험용 열기류로 배출하는 배출관을 포함한 시험용 열기류 발생기의 열량을 측정함에 있어서, 상기 공급관 내부에 흐르는 공기의 온도를 측정하는 입력측 온도 측정기와; 상기 배출관 내부에 흐르는 공기의 온도를 측정하는 출력측 온도 측정기와; 상기 배출관 내부에 흐르는 공기의 차압을 측정하는 차압계; 및 상기 공기의 비열(c)과, 상기 공기의 밀도와 상기 차압계에서 측정된 차압을 이용하여 계산된 질량유량(m) 및 상기 출력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T3)와 상기 입력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T1)의 차(T3 - T1 = ΔT)를 이용하여 열량(Q = c·m·ΔT)을 계산하는 열량 계산기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.To this end, the calorie measurement device of the test hot air generator according to the present invention, the supply pipe for supplying the outside air, a heater for heating the air supplied through the supply pipe and the hot air heated through the heater to discharge the test hot air flow. In measuring the heat of the test air flow generator including a discharge pipe to the temperature input unit for measuring the temperature of the air flowing in the supply pipe; An output side temperature measuring device for measuring a temperature of air flowing in the discharge pipe; A differential pressure gauge for measuring a differential pressure of air flowing in the discharge pipe; And a mass flow rate (m) calculated using the specific heat of air (c), the density of the air and the differential pressure measured by the differential pressure gauge, and a temperature (T3) measured by the output side temperature measuring instrument and the input side temperature measuring instrument. And a calorie calculator for calculating the calorie value Q = c · m · ΔT using the difference (T3 − T1 = ΔT) of the obtained temperature T1.

이때, 상기 열량 계산기는, 대기압(P)과, 상기 출력측 온도 측정기에서 측정 된 온도(T3) 및 상기 입력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T1)를 입력받아 상기 공기 밀도(ρ)를 계산하는 공기밀도 계산부와; 상기 배출관의 직경(d)과, 상기 차압계에서 측정된 차압(P0) 및 상기 공기밀도 계산부에서 계산된 공기 밀도(ρ)를 입력받아 상기 질량유량(m)을 계산하는 질량유량 계산부와; 상기 출력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T3) 및 상기 입력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T1)를 입력받아 상기 온도 차(T3 - T1 = ΔT)를 계산하는 온도차 계산부; 및 상기 질량유량 계산부에서 계산된 상기 질량유량(m) 및 상기 온도차 계산부에서 계산된 온도차(T3 - T1 = ΔT)를 입력받아 상기 열량(Q = c·m·ΔT)을 계산하는 메인 프로세서;를 포함하는 것이 바람직하다.At this time, the calorie calculator, the air density to receive the atmospheric pressure (P), the temperature (T3) measured by the output side temperature measuring instrument and the temperature (T1) measured by the input side temperature measuring instrument to calculate the air density (ρ) A calculator; A mass flow rate calculator configured to receive the diameter d of the discharge pipe, the differential pressure P 0 measured by the differential pressure gauge, and the air density ρ calculated by the air density calculator to calculate the mass flow rate m; A temperature difference calculator configured to receive the temperature T3 measured by the output side temperature measuring instrument and the temperature T1 measured by the input side temperature measuring instrument and calculate the temperature difference (T3-T1 = ΔT); And a main processor configured to receive the mass flow rate (m) calculated by the mass flow rate calculator and the temperature difference (T3-T1 = ΔT) calculated by the temperature difference calculator to calculate the heat quantity (Q = c · m · ΔT). It is preferable to include;

또한, 상기 공기밀도 계산부는, In addition, the air density calculation unit,

Figure 112008087965535-pat00001
Figure 112008087965535-pat00001

(여기서, 1.293은 1기압 273K에서의 공기밀도, T1은 입력측 온도 측정기에서 측정된 온도, T3는 출력측 온도 측정기에서 측정된 온도, P는 대기압 임.)(Where 1.293 is the air density at 1 at 273K, T1 is the temperature measured by the input temperature meter, T3 is the temperature measured by the output temperature meter, and P is atmospheric pressure.)

의 수학식을 통해 공기 밀도(ρ)를 계산하는 것이 바람직하다.It is preferable to calculate the air density ρ through the equation of.

또한, 상기 질량유량 계산부는,In addition, the mass flow rate calculation unit,

Figure 112008087965535-pat00002
Figure 112008087965535-pat00002

(여기서, d는 배출관의 직경, ρ는 공기 밀도, g는 중력 가속도, P0는 차압계에서 측정된 차압, ｒ는 공기의 비중임.)(Where d is the diameter of the outlet, ρ is the air density, g is the acceleration of gravity, P0 is the differential pressure measured on the differential pressure gauge, and r is the specific gravity of the air.)

의 수학식을 통해 질량유량(m)을 계산하는 것이 바람직하다.It is preferable to calculate the mass flow rate (m) through the equation.

또한, 상기 출력측 온도 측정기는, 상기 배출관의 배출구 측에 설치된 최종말단 출력측 온도 측정기이며, 상기 차압계는, 상기 배출관의 배출구 측에 설치된 최종말단 차압계인 것이 바람직하다.The output side temperature measuring device may be a final terminal output side temperature measuring device provided at the discharge port side of the discharge pipe, and the differential pressure gauge may be a final terminal differential pressure gauge installed at the discharge port side of the discharge pipe.

또한, 상기 배출관의 인입구 측에 설치되어, 상기 배출관 내부에 흐르는 공기의 온도를 측정하는 보조 출력측 온도 측정기를 더 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include an auxiliary output side temperature measuring device installed at the inlet side of the discharge pipe to measure the temperature of air flowing in the discharge pipe.

또한, 상기 배출관의 인입구 측에 설치되어, 상기 배출관 내부에 흐르는 공기의 차압을 측정하는 보조 차압계를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include an auxiliary differential pressure gauge which is provided at the inlet side of the discharge pipe, and measures the differential pressure of the air flowing in the discharge pipe.

또한, 상기 배출관에 연기를 공급하는 연기 발생기를 더 포함하며, 상기 시험용 열기류 발생기는 화재 발생시에 발생하는 고온의 연기를 발생시키기 위한 화재시험용 열기류 발생기인 것이 바람직하다.In addition, further comprising a smoke generator for supplying smoke to the discharge pipe, the test hot air generator is preferably a fire test hot air generator for generating a high-temperature smoke generated in the event of a fire.

이상과 같은 본 발명에 따른 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치는, 시험용 열기류 발생기의 동작중에 발생하는 열기류의 열량을 측정함에 있어서, 제조비용 및 고장 발생률은 낮음에도 불구하고, 열기류의 열량은 정밀하게 측정할 수 있도록 한다.The calorific value measuring device of the test hot air generator according to the present invention as described above, in the measurement of the heat quantity of the hot air generated during the operation of the test hot air generator, despite the low manufacturing cost and failure rate, the heat quantity of the hot air is precisely measured Do it.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시험용 열 기류 발생기의 열량 측정장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings to be described in detail for the calorific value measuring device for a test heat airflow generator according to an embodiment of the present invention.

단, 이하에서 설명할 본 발명에 따른 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치는, 화재가 발생한 경우와 유사한 환경을 제공할 수 있도록, 시험용 열기류로서 고온의 연기를 발생시키는 화재시험용 열기류 발생기의 열량을 측정하는데 사용되는 것을 일 예로 들어 설명하도록 하나, 본 발명은 이에 한정되지 않음은 자명할 것이다.However, the calorific value measuring device of the test hot air generator according to the present invention to be described below, to measure the heat amount of the fire test hot air generator for generating a high-temperature smoke as the test hot air flow to provide an environment similar to the case of a fire. One example will be described, but the present invention is not limited thereto.

도 2는 본 발명에 따른 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치를 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치의 열량 계산기를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing a calorie measurement device of a test hot air generator according to the present invention, Figure 3 is a block diagram showing a calorie calculator of the calorie measurement device of a test hot air generator according to the present invention.

먼저, 도 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치(200)는, 외부 공기를 강제로 송풍하는 송풍기(210)와, 상기 송풍된 공기를 가열하는 가열기(220)와, 상기 가열된 공기에 연기가 혼합되도록 연기를 공급하는 연기 발생기(230)와, 상기 송풍기(210)와 가열기(220)를 서로 연결하는 공급관(Pi1)과, 입력측은 공급관(Pi1)과 연결되며 가열기(220) 내부에 설치된 열교환관(Pi2)과, 상기 열교환관(Pi2)의 출력측에 연결된 배출관(Pi3), 및 상기 배출관(Pi3)과 연기 발생기(230)를 서로 연결하는 연기 공급관(Pi4)을 포함하여 고온의 연기를 발생시키는 시험용 열기류 발생기에 설치된다.First, as can be seen from Figure 2, the calorific value measuring device 200 of the test hot air generator according to the present invention, a blower 210 for forcibly blowing the outside air, and a heater for heating the blown air ( 220, a smoke generator 230 for supplying smoke to mix the heated air, a supply pipe Pi1 connecting the blower 210 and the heater 220 to each other, and an input side of the supply pipe Pi1. And a heat supply pipe Pi2 installed inside the heater 220, a discharge pipe Pi3 connected to an output side of the heat exchange pipe Pi2, and a smoke supply pipe connecting the discharge pipe Pi3 and the smoke generator 230 to each other. It is installed in a test hot air generator for generating high-temperature smoke including (Pi4).

따라서, 송풍기(210)를 통해 강제 송풍된 저온의 외부 공기가 공급관(Pi1)을 통해 가열기(220) 내부의 열교환관(Pi2)에 공급되어 고온으로 가열되고, 이와 같이 가열된 고온의 공기가 배출관(Pi3)을 통해 배출되는 도중에 연기 발생기(230)에서 생성된 연기와 혼합된 시험용 열기류의 열량을 측정할 수 있게 한다.Therefore, the low temperature external air forcedly blown through the blower 210 is supplied to the heat exchange pipe Pi2 inside the heater 220 through the supply pipe Pi1 and heated to a high temperature, and thus the heated high temperature air is discharged. It is possible to measure the amount of heat of the test hot air mixed with the smoke generated in the smoke generator 230 during the discharge through (Pi3).

이를 위해, 본 발명에 따른 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치(200)는, 공급관(Pi1)에 설치된 입력측 온도 측정기(241) 및 시험용 열기류가 배출되는 배출관(Pi3)의 최종 말단부측에 설치된 출력측 온도 측정기(242)를 포함하는 온도 측정기(240)와, 상기 출력측 온도 측정기(242)에 인접하여 설치된 차압계(250)와, 시험용 열기류의 열량을 계산하는 열량 계산기(260) 및 계산된 열량은 물론 상술한 온도 측정기(240)에서 측정된 온도 등을 표시하는 디스플레이장치(270)를 포함한다.To this end, the calorific value measuring device 200 of the test hot air generator according to the present invention, the input side temperature measuring device 241 installed on the supply pipe (Pi1) and the output side temperature measuring device installed on the last end side of the discharge pipe Pi3 through which the test hot air flow is discharged. The temperature measuring instrument 240 including the temperature measuring unit 242, the differential pressure gauge 250 installed adjacent to the output side temperature measuring unit 242, the calorific value calculator 260 for calculating the calorific value of the test hot air flow, and the calculated calorific value are described above. And a display device 270 that displays the temperature measured by the temperature measuring device 240 and the like.

그리고, 입력측 온도 측정기(241)와 출력측 온도 측정기(242)는 각각 공급관(Pi1)과 배출관(Pi3) 내부에 흐르는 공기의 온도를 측정할 수 있도록 설치되고, 피토관(pitot tube) 등과 같은 차압계(250)는 공지된 바와 같이 총압과 정압을 이용해 배출관(Pi3) 내부에 흐르는 공기의 차압을 측정할 수 있도록 설치된다.In addition, the input side temperature measuring instrument 241 and the output side temperature measuring instrument 242 are installed to measure the temperature of the air flowing in the supply pipe Pi1 and the discharge pipe Pi3, respectively, and the differential pressure gauge 250 such as a pitot tube or the like. ) Is installed to measure the differential pressure of the air flowing in the discharge pipe Pi3 using the total pressure and the static pressure as is known.

또한, 이상과 같이 측정된 온도 및 차압 등을 열량 계산기(260)에 제공할 수 있도록, 입력측 온도 측정기(241)와, 출력측 온도 측정기(242) 및 차압계(250)는 열량 계산기(260)와 연결되고, 열량 계산기(260)는 그 계산된 열량은 물론 각 온도 측정기에서 측정된 온도를 표시할 수 있도록 디스플레이장치(270)와 연결된다.In addition, the input side temperature measuring device 241, the output side temperature measuring device 242, and the differential pressure gauge 250 are connected to the calorie calculator 260 to provide the calorie calculator 260 with the temperature and the differential pressure measured as described above. The calorie calculator 260 is connected to the display device 270 to display the calculated calories as well as the temperature measured by each temperature measuring device.

따라서, 아래에서 좀더 상세히 설명하는 바와 같이, 공기의 비열(c)과, 공기의 밀도와 상기 차압계(250)에서 측정된 차압을 통해 계산된 질량유량(m), 및 출력 측 온도 측정기(242)에서 측정된 온도(T3)와 입력측 온도 측정기(241)에서 측정된 온도(T1)의 차(ΔT)를 이용하여, 열량 계산기(260)에서 열량(Q = c·m·ΔT)을 계산하고, 그 계산된 열량을 디스플레이장치(270)를 통해 시험자 등에게 표시할 수 있도록 한다.Thus, as will be described in more detail below, the mass flow rate (m) calculated through the specific heat (c) of the air, the density of the air and the differential pressure measured by the differential pressure gauge (250), and the output side temperature measuring instrument (242) Using the difference ΔT between the temperature T3 measured at and the temperature T1 measured at the input side temperature measuring instrument 241, the calorific value (Q = c · m · ΔT) is calculated by the calorie calculator 260, The calculated calorific value can be displayed to the tester through the display device 270.

한편, 도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 열량 계산기(260)는 시험용 열기류의 열량을 계산을 위해서, 공기밀도 계산부(261)와, 질량유량 계산부(262)와, 온도차 계산부(263)와, 메인 프로세서(264) 및 영상 처리부(265)를 포함한다.On the other hand, as can be seen through Figure 3, the calorie calculator 260, the air density calculation unit 261, the mass flow rate calculation unit 262, the temperature difference calculation unit 263 to calculate the calorific value of the test hot air flow ), A main processor 264, and an image processor 265.

여기서, 공기밀도 계산부(261)는 기 설정 혹은 측정된 대기압(P)과, 출력측 온도 측정기(242)에서 측정된 온도(T3) 및 입력측 온도 측정기(241)에서 측정된 온도(T1)를 입력받아서, 후술할 질량유량(m)을 유추하는데 사용되는 공기 밀도(ρ)를 계산하는 것이며, 공기 밀도(ρ)는 아래의 [수학식 1]을 사용하여 계산한다.Here, the air density calculator 261 inputs a preset or measured atmospheric pressure P, a temperature T3 measured by the output side temperature measuring instrument 242, and a temperature T1 measured by the input side temperature measuring instrument 241. The air density ρ used to infer the mass flow rate m to be described later is calculated, and the air density ρ is calculated using Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112008087965535-pat00003
Figure 112008087965535-pat00003

(여기서, 1.293은 1기압 273K에서의 공기밀도, T1은 입력측 온도 측정기(241)에서 측정된 온도, T3는 출력측 온도 측정기(242)에서 측정된 온도, P는 대기압 임.)(Where 1.293 is the air density at 1 atm 273K, T1 is the temperature measured by the input side temperature meter 241, T3 is the temperature measured by the output side temperature meter 242, and P is atmospheric pressure.)

또한, 상기 질량유량 계산부(262)는 열량(Q = c·m·ΔT)을 계산하는데 사용되는 비열(c), 질량(m) 및 온도차(ΔT) 중 질량(m)에 해당하는 유체의 질량유량(m) 을 계산하기 위한 것으로, 배출관(Pi3)의 직경(d)과, 차압계(250)에서 측정된 차압(P0) 및 공기밀도 계산부(261)에서 계산된 공기 밀도(ρ)를 입력받아 질량유량(m)을 계산하며, 질량유량(m)은 아래의 [수학식 2]를 사용하여 계산한다.In addition, the mass flow rate calculation unit 262 may determine the amount of fluid corresponding to the mass (m) of the specific heat (c), mass (m), and temperature difference (ΔT) used to calculate the heat amount (Q = c · m · ΔT). For calculating the mass flow rate (m), the diameter (d) of the discharge pipe (Pi3), the differential pressure (P0) measured by the differential pressure gauge (250) and the air density (ρ) calculated by the air density calculation unit 261 The mass flow rate (m) is calculated and the mass flow rate (m) is calculated using Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112008087965535-pat00004
Figure 112008087965535-pat00004

(여기서, d는 배출관(Pi3)의 직경, ρ는 공기 밀도, g는 중력 가속도, P0는 차압계(250)에서 측정된 차압, ｒ는 공기의 비중임.)(Where d is diameter of discharge pipe Pi3, ρ is air density, g is gravitational acceleration, P0 is differential pressure measured on differential pressure gauge 250, and r is specific gravity of air.)

또한, 상기 온도차 계산부(263)는 열량(Q = c·m·ΔT)을 계산하는데 사용되는 비열(c), 질량(m) 및 온도차(ΔT) 중 온도차(ΔT)를 계산하기 위한 것으로, 출력측 온도 측정기(242)에서 측정된 온도(T3) 및 입력측 온도 측정기(241)에서 측정된 온도(T1)를 입력받아 온도차(ΔT)를 계산하며, 온도차(ΔT)는 아래의 [수학식 3]을 사용하여 계산한다.In addition, the temperature difference calculator 263 calculates the temperature difference ΔT among the specific heat (c), mass (m), and temperature difference (ΔT) used to calculate the heat amount (Q = c · m · ΔT). The temperature difference ΔT is calculated by receiving the temperature T3 measured by the output temperature measuring device 242 and the temperature T1 measured by the input temperature measuring device 241, and the temperature difference ΔT is expressed by Equation 3 below. Calculate using

[수학식 3]&Quot; (3) "

온도차(ΔT) = T3 - T1Temperature difference (ΔT) = T3-T1

(여기서, T3는 출력측 온도 측정기(242)에서 측정된 온도이고, T1은 입력측 온도 측정기(241)에서 측정된 온도임.)(Wherein, T3 is the temperature measured by the output side temperature meter 242, and T1 is the temperature measured by the input side temperature meter 241.)

또한, 상기 메인 프로세서(264)는 공기의 비열(c)과, 질량유량 계산부(262)에서 계산된 질량유량(m) 및 온도차 계산부(263)에서 계산된 온도차(ΔT)를 입력받아 열량(Q)을 계산하며, 열량은 아래의 [수학식 4]를 사용하여 계산한다.In addition, the main processor 264 receives the specific heat (c) of the air, the mass flow rate (m) calculated by the mass flow rate calculator 262 and the temperature difference (ΔT) calculated by the temperature difference calculator 263. (Q) is calculated, and calories are calculated using Equation 4 below.

[수학식 4]&Quot; (4) "

열량(Q) = c·m·ΔTCalories (Q) = c · m · ΔT

또한, 영상 처리부(265)는 메인 프로세서(264)를 통해 계산된 열량 데이터를 영상 신호처리하여 디스플레이장치(270)에 제공함은 물론, 입력측 온도 측정기(241) 및 출력측 온도 측정기(242)에서 측정된 온도 데이터를 영상 신호처리하여 디스플레장치(270)에 제공함으로써, 디스플레이장치(270)를 통해 시험자 등에게 열량 및 온도 정보 등을 제공할 수 있도록 한다.In addition, the image processor 265 may process the calorific data calculated by the main processor 264 to provide an image signal to the display apparatus 270, as well as measured by the input side temperature measuring unit 241 and the output side temperature measuring unit 242. By processing the temperature data and providing the image signal to the display device 270, through the display device 270 it is possible to provide heat and temperature information and the like to the tester.

이상과 같이, 본 발명은 가열기(220)의 전단과 후단의 온도를 측정하여 그 온도차에 의한 공기의 밀도를 산출하고, 또한 차압계(250)를 통해 배출관(Pi3)에 흐르는 공기의 차압을 측정하여 질량유량과의 상관 관계식을 통해 시험용 열기류의 유량을 추정함으로써, 결국은 그 시험용 열기류의 열량으로 환산할 수 있게 한다.As described above, the present invention measures the temperature of the front end and the rear end of the heater 220 to calculate the density of air due to the temperature difference, and also measures the differential pressure of the air flowing in the discharge pipe Pi3 through the differential pressure gauge 250 By estimating the flow rate of the test hot air flow through the correlation with the mass flow rate, it is possible to convert the heat flow of the test hot air flow in the end.

즉, 본 발명은 종래 기술과 같이 상대적으로 고가이며 잦은 고장이 발생하는 유량 측정기(도 1의 150 참조)를 구비하지 않고도, 상대적으로 저가이며 고장 발생도 낮은 온도 측정기(240) 및 차압계(250)만을 이용하여 열량을 계산할 수 있도록 하는 것이다. 뿐만 아니라, 열량 계산기(260)에서 열량을 정확히 계산하여 디스플레이장치(270)를 통해 시험자에게 제공함에 따라 시험자가 적절한 시험을 수행할 수 있도록 하는 것이다.That is, the present invention is a relatively low-cost and low temperature measuring device 240 and the differential pressure gauge 250, without having a relatively expensive and frequent flow rate meter (see 150 of FIG. 1), as in the prior art It is to be able to calculate calories using only bay. In addition, the calorie calculator 260 accurately calculates the calorie value and provides the tester with the display device 270 so that the tester can perform an appropriate test.

한편, 본 발명은 이상과 같은 입력측 온도 측정기(241) 및 출력측 온도 측정기(242) 이외에 가열기(220)의 배출측(즉, 배출관(Pi3)의 인입구 측)에 설치되어, 배출관(Pi3) 내부에 흐르는 공기의 온도를 측정하는 보조 출력측 온도 측정기(243)를 더 포함하는 것이 바람직한데, 보조 출력측 온도 측정기(243)는 가열기(220)의 오동작에 의해 공기를 과도하게 가열하거나 공기를 과부족 가열하는 것을 보조적으로 감지하는데 사용된다.On the other hand, the present invention is provided on the discharge side of the heater 220 (that is, the inlet side of the discharge pipe (Pi3)) in addition to the input side temperature measuring device 241 and the output side temperature measuring device 242 as described above, the inside of the discharge pipe (Pi3) It is preferable to further include an auxiliary output side temperature measuring instrument 243 for measuring the temperature of the flowing air, the auxiliary output side temperature measuring instrument 243 is to prevent excessive heating of the air or over-heating the air by malfunction of the heater 220. Used to detect auxiliary.

물론, 도시는 생략되었지만 보조 출력측 온도 측정기(243) 근처에 상술한 차압계(250)와 동일한 작용을 하는 보조 차압계(미도시)를 설치하여, 상기 출력측 온도 측정기(242) 및 차압계(250) 대신에 보조 출력측 온도 측정기(242) 및 보조 차압계(미도시)를 이용하여 배출관(Pi3) 인입측에서의 열량 역시 계산할 수 있을 것이나, 그에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.Of course, although not shown, an auxiliary differential pressure gauge (not shown) having the same function as the above-described differential pressure gauge 250 is installed near the auxiliary output side temperature gauge 243, instead of the output side temperature gauge 242 and the differential pressure gauge 250. The calorific value at the outlet side of the discharge pipe Pi3 may also be calculated using the auxiliary output side temperature measuring device 242 and the auxiliary differential pressure gauge (not shown), but a detailed description thereof will be omitted.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. In the above, the specific Example of this invention was described above. However, the spirit and scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit of the present invention. Those who have it will understand.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Therefore, since the embodiments described above are provided to completely inform the scope of the invention to those skilled in the art, it should be understood that they are exemplary in all respects and not limited. The invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명은 시험용 열기류 발생기의 동작중에 발생하는 열기류의 열량을 측정함에 있어서, 제조비용 및 고장 발생률은 낮으면서도 열기류의 열량을 정밀하게 측정할 수 있게 한다. 따라서, 시험용 열기류 발생기의 특성을 향상키고 각종의 시험을 정밀하게 수행할 수 있도록 한다.In the present invention, in measuring the calorific value of hot air generated during the operation of a test hot air generator, it is possible to precisely measure the calorific value of hot air while having a low manufacturing cost and a failure rate. Therefore, it is possible to improve the characteristics of the test hot air generator and to perform various tests precisely.

도 1은 종래 기술에 따른 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치를 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a calorie measurement device of a test hot air generator according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치를 나타낸 구성도이다.Figure 2 is a block diagram showing a calorie measurement device of a test hot air generator according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치의 열량 계산기를 나타낸 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing a calorie calculator of the calorie measurement device of a test hot air generator according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

210: 송풍기 220: 가열기210: blower 220: burner

230: 연기 발생기 240: 온도 측정기230: smoke generator 240: temperature measuring instrument

241: 입력측 온도 측정기 242: 출력측 온도 측정기241: input side temperature meter 242: output side temperature meter

243: 보조 온도 측정기 250: 차압계243: secondary temperature meter 250: differential pressure gauge

260: 열량 계산기 270: 디스플레이장치260: calorie calculator 270: display device

Pi1: 공급관 Pi2: 열교환관Pi1: supply line Pi2: heat exchanger

Pi3: 배출관 Pi4: 연기 공급관Pi3: discharge line Pi4: smoke supply line

Claims (8)

외부 공기를 공급하는 공급관과, 상기 공급관을 통해 공급된 공기를 가열하는 가열기 및 상기 가열기를 통해 가열된 고온의 공기를 시험용 열기류로 배출하는 배출관을 포함한 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치에 있어서,In the calorimetry measuring apparatus of the test air flow generator including a supply pipe for supplying external air, a heater for heating the air supplied through the supply pipe and a discharge pipe for discharging the hot air heated by the heater to the test hot air flow, 상기 공급관 내부에 흐르는 공기의 온도를 측정하는 입력측 온도 측정기와;An input side temperature measuring device for measuring a temperature of air flowing in the supply pipe; 상기 배출관 내부에 흐르는 공기의 온도를 측정하는 출력측 온도 측정기와;An output side temperature measuring device for measuring a temperature of air flowing in the discharge pipe; 상기 배출관의 인입구 측에 설치되어, 상기 배출관 내부에 흐르는 공기의 온도를 측정하는 보조 출력측 온도 측정기와;An auxiliary output side temperature measuring device installed at an inlet side of the discharge pipe and measuring a temperature of air flowing in the discharge pipe; 상기 배출관에 연기(smoke)를 공급하는 연기 발생기와;A smoke generator for supplying smoke to the discharge pipe; 상기 배출관 내부에 흐르는 공기의 차압을 측정하는 차압계와;A differential pressure gauge for measuring a differential pressure of air flowing in the discharge pipe; 상기 배출관의 인입구 측에 설치되어, 상기 배출관 내부에 흐르는 공기의 차압을 측정하는 보조 차압계; 및An auxiliary differential pressure gauge installed at an inlet side of the discharge pipe and measuring a differential pressure of air flowing in the discharge pipe; And 대기압(P)과, 상기 출력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T3) 및 상기 입력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T1)를 입력받아 공기 밀도(ρ)를 계산하는 공기밀도 계산부와; 배출관의 직경(d)과, 상기 차압계에서 측정된 차압(P0) 및 상기 공기밀도 계산부에서 계산된 공기 밀도(ρ)를 입력받아 질량유량(m)을 계산하는 질량유량 계산부와; 상기 출력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T3) 및 상기 입력측 온도 측정기에서 측정된 온도(T1)를 입력받아 온도 차(T3 - T1 = ΔT)를 계산하는 온도차 계산부; 및 상기 질량유량 계산부에서 계산된 질량유량(m) 및 상기 온도차 계산부에서 계산된 온도차(T3 - T1 = ΔT)를 입력받아 열량(Q = c·m·ΔT, c는 공기의 비열)을 계산하는 메인 프로세서;를 포함하여 이루어지는 열량 계산기;를 포함하여 구성되고,An air density calculation unit configured to receive an atmospheric pressure (P), a temperature (T3) measured by the output side temperature measuring device, and a temperature (T1) measured by the input side temperature measuring device, and calculate an air density (ρ); A mass flow rate calculation unit configured to calculate a mass flow rate m by receiving a diameter d of the discharge pipe, a differential pressure P 0 measured by the differential pressure gauge, and an air density ρ calculated by the air density calculator; A temperature difference calculator configured to calculate a temperature difference (T3-T1 = ΔT) by receiving the temperature T3 measured by the output side temperature measuring instrument and the temperature T1 measured by the input side temperature measuring instrument; And a mass flow rate (m) calculated by the mass flow rate calculation unit and a temperature difference (T3-T1 = ΔT) calculated by the temperature difference calculation unit to obtain a calorie value (Q = c · m · ΔT, c is the specific heat of air). It is configured to include; a calorie calculator comprising a main processor for calculating; 상기 출력측 온도 측정기는 상기 배출관의 배출구 측에 설치된 최종말단 출력측 온도 측정기이며,The output side temperature measuring device is a final output side temperature measuring device installed on the outlet side of the discharge pipe, 상기 차압계는 상기 배출관의 배출구 측에 설치된 최종말단 차압계이고,The differential pressure gauge is a final terminal differential pressure gauge installed on the outlet side of the discharge pipe, 상기 시험용 열기류 발생기는 화재 발생시에 발생하는 고온의 연기를 발생시키기 위한 화재시험용 열기류 발생기이며,The test hot air generator is a fire test hot air generator for generating a high-temperature smoke generated when a fire occurs, 상기 공기밀도 계산부는, The air density calculation unit,
Figure 712011003637731-pat00010
Figure 712011003637731-pat00010
 (여기서, 1.293은 1기압 273K에서의 공기밀도, T1은 입력측 온도 측정기에서 측정된 온도, T3는 출력측 온도 측정기에서 측정된 온도, P는 대기압 임.)(Where 1.293 is the air density at 1 at 273K, T1 is the temperature measured by the input temperature meter, T3 is the temperature measured by the output temperature meter, and P is atmospheric pressure.) 의 수학식을 통해 공기 밀도(ρ)를 계산하며,Calculate the air density (ρ) through 상기 질량유량 계산부는,The mass flow rate calculation unit,
Figure 712011003637731-pat00011
Figure 712011003637731-pat00011
 (여기서, d는 배출관의 직경, ρ는 공기 밀도, g는 중력 가속도, P0는 차압계에서 측정된 차압, ｒ는 공기의 비중임.)(Where d is the diameter of the outlet, ρ is the air density, g is the acceleration of gravity, P0 is the differential pressure measured on the differential pressure gauge, and r is the specific gravity of the air.) 의 수학식을 통해 질량유량(m)을 계산하는 것을 특징으로 하는 시험용 열기류 발생기의 열량 측정장치.Calorie measurement device of a test hot air generator, characterized in that for calculating the mass flow rate (m) through the equation. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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