KR101757685B1 - 항공기용 질소발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진에서 압축된 고온압축의 블리드에어(bleed air)가 공급되며, 일방향으로 압축공기의 공급을 안내하는 압축공기공급관(10)과; 상기 압축공기공급관(10)과 연통되며, 상기 고온의 압축공기를 일정 온도 이하냉각하는 냉각수단(12)과; 상기 냉각수단(12)과 연결되며, 상기 냉각수단(12)에 의해 일정 온도 이하로 냉각된 압축공기 중 수분을 제거하는 수분필터(32)와; 상기 수분필터(32)와 연결되며, 상기 수분필터(32)에 의해 수분이 제거된 압축공기의 온도를 측정하는 온도센서(54)와; 상기 온도센서(54)와 연통되며, 상기 온도센서(54)에 의해 온도 측정이 완료된 압축공기가 공급되어 산소와 질소를 분리하고, 산소배출구(63)를 통해 산소는 외부로 배출하고, 고순도의 질소는 일방향으로 배출하는 질소생성수단(60)과; 상기 질소생성수단(60)이 양측에 각각 고정 결합되며, 내부에 압축공기를 이송하는 복수개의 공급유로(20,23)와 질소공급유로(28)가 형성되고, 상기 공급유로(20,23)를 통해 각 부품에 압축공기의 공급을 안내하고, 상기 질소공급유로(28)를 통해 고순도의 질소가 외부로 배출되도록 안내하는 매니폴더(18);를 포함하는 항공기용 질소발생장치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 각각의 부품에 압축공기를 공급하는 공급유로 및 질소공급유로가 매니폴더의 내부에 형성되어, 압축공기 및 질소를 공급하는 공급관이 외부에 노출되지 않아 외부 충격에 의한 파손을 최소화 할 수 있으며, 조립효율성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 매니폴더를 기준으로 각각의 부품이 설치되고, 매니폴더의 양측에 각각 질소생성수단이 견고하게 고정되므로, 설치공간 및 설치시간을 단축할 수 있고, 고정력이 향상되는 이점이 있다.

Description

항공기용 질소발생장치{Nitrogen generator for aircraft}
본 발명은 항공기용 질소발생장치에 관한 것으로서, 압축공기 및 질소가스가 이송되는 복수개의 이송유로가 내부에 형성되는 매니폴더를 통해 각각의 부품에 압축공기를 공급하여 질소를 생성하는 항공기용 질소발생장치에 관한 것이다.
일반적으로, 질소 가스는 불활성의 가스로 철강 및 금속, 석유화학, 반도체, 의약품 등의 제조공정에 사용되고, 각종 금속의 열처리와 화학 플랜트(plant), 배관, 탱크와 같은 설비나 용기 내부의 함유물을 화학적, 물리적 반응을 일으키지 않는 기체로 중화처리할 때 사용되는 퍼지 가스(purge gas), 각종 분석기의 캐리어(carrier) 가스로 사용되며, 판유리 제조, 비료, 촉매, 신소재 등의 원료 등 광범위하게 사용되고 있다.
또한, 질소 가스는 각종 연료탱크의 내부에 충진되어 스파크 발생에 따른 연료탱크의 폭발을 방지하는 용도로도 사용되고 있다.
이러한, 용도의 질소를 대량으로 발생시켜 공급하는 질소발생장치는 외부의 공기를 흡입하여 압축하는 공기 압축기와, 상기 공기 압축기에서 압축된 공기를 저장하는 공기저장탱크와, 상기 공기저장탱크의 압축된 공기를 냉각시키는 냉각기와, 상기 냉각기에서 냉각된 공기를 산소와 질소로 분리하여 산소는 내부에 흡착되고 질소는 외부로 배출하는 흡착탑과, 상기 흡착탑에서 배출되는 질소를 저장하는 질소저장탱크와, 상기 흡착탑에서 분리된 고압의 산소를 대기중에 배출하는 배출관으로 구성되어 상기 공기 압축기에서 외부의 공기를 흡입하여 고압으로 압축하여 공기저장탱크에 저장되고, 공기저장탱크에 저장된 공기는 냉각기에 의해 냉각되어 흡착탑의 내부로 고압의 상태에서 주입된다.
상기와 같은 질소발생장치는 대한민국등록특허공보 10-0824025에 개시되어 있다.
그러나, 이러한 질소발생장치는 각각의 부품을 연결하는 공급관 및 연결관이 복잡하게 구성되고, 외부에 노출된 상태에서 압축공기의 공급 및 생성된 고순도의 질소가스의 순환이 이루어진다.
따라서, 외부의 충격에 의해 공급관 및 연결관이 파손될 우려가 있으며, 복잡한 공급관 및 연결관 구조로 인해 설치작업시 작업시간이 장시간 소요되는 문제점이 있다.
또한, 압축공기 중 산소와 질소를 분리하는 흡착탑이 각 부품과 분리되어 설치되므로, 상기 흡착탑과 각종 센서들이 각각 분리된 상태로 구성되어 질소발생장치를 설치하기 위한 공간이 많이 요구되는 문제점이 있다.
대한민국등록특허공보 10-0824025
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 매니폴더의 내부에 형성된 이송관로를 통해 압축공기 및 고순도 질소가스의 이송이 안내되어 복잡한 이송관로를 최소화 하고, 설치공간을 최소화 할 수 있는 항공기용 질소발생장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치는, 엔진에서 압축된 고온압축의 블리드에어(bleed air)가 공급되며, 일방향으로 압축공기의 공급을 안내하는 압축공기공급관과, 상기 압축공기공급관과 연통되며, 상기 고온의 압축공기를 일정 온도 이하냉각하는 냉각수단과, 상기 냉각수단과 연결되며, 상기 냉각수단에 의해 일정 온도 이하로 냉각된 압축공기 중 수분을 제거하는 수분필터와, 상기 수분필터와 연결되며, 상기 수분필터에 의해 수분이 제거된 압축공기의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 온도센서와 연통되며, 상기 온도센서에 의해 온도 측정이 완료된 압축공기가 공급되어 산소와 질소를 분리하고, 산소배출구를 통해 산소는 외부로 배출하고, 고순도의 질소는 일방향으로 배출하는 질소생성수단과, 상기 질소생성수단이 양측에 각각 고정 결합되며, 내부에 압축공기를 이송하는 복수개의 공급유로와 질소공급유로가 형성되고, 상기 공급유로를 통해 각 부품에 압축공기의 공급을 안내하고, 상기 질소공급유로를 통해 고순도의 질소가 외부로 배출되도록 안내하는 매니폴더를 포함한다.
상기 매니폴더의 일측에는, 상기 온도센서에 의해 감지된 온도에 따라 이송유로를 선택적으로 차단하여 압축공기의 공급을 제어하는 차단밸브를 더 포함한다.
상기 질소공급유로의 일측에는, 상기 질소생성수단에 의해 생성된 고순도의 질소가스의 산소농도를 검출하는 산소센서를 더 포함한다.
상기 매니폴더의 양측에는, 상기 질소생성수단의 상,하부면에 결합되어, 상기 매니폴더에 상기 질소생성수단을 고정하는 상,하측고정브라켓이 더 구비되고, 상기 상,하측고정브라켓은, 소정 두께를 가지는 직사각형 판재로 이루어지고, 중앙에 상기 질소생성수단의 외주면과 대응되는 원호면을 가지며, 양단이 수평하게 돌출 형성되고, 고정볼트가 삽입되어 고정된다.
상기 질소생성수단의 일단에는, 내부가 중공된 관체로 이루어져, 일단은 상기 매니폴더와 연결되고, 타단은 상기 질소생성수단과 연결되어 상기 매니폴더의 압축공기를 상기 질소생성수단에 공급하는 공급덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은, 압축공기 및 질소가스가 이송되는 복수개의 이송유로가 내부에 형성되는 매니폴더를 통해 각각의 부품에 압축공기를 공급하도록 구성된다.
따라서, 각각의 부품에 압축공기를 공급하는 공급유로 및 질소공급유로가 매니폴더의 내부에 형성되어, 압축공기 및 질소를 공급하는 공급관이 외부에 노출되지 않아 외부 충격에 의한 파손을 최소화 할 수 있으며, 조립효율성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 매니폴더를 기준으로 각각의 부품이 설치되고, 매니폴더의 양측에 각각 질소생성수단이 견고하게 고정되므로, 설치공간 및 설치시간을 단축할 수 있고, 고정력이 향상되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 평면도.
도 3은 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 정면도.
도 4는 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 좌측면도.
도 5는 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 우측면도.
도 6은 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 저면도.
도 7은 본 발명 실시예를 구성하는 제어기박스의 내부구조를 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명 실시예를 구성하는 매니폴더의 구성을 보인 단면도.
도 9는 본 발명 실시예를 구성하는 매니폴더와 수분필터가 연결된 상태를 나타내는 정단면도.
도 10는 본 발명 실시예를 구성하는 수분필터의 구성을 보인 단면도.
도 11은 본 발명 실시예를 구성하는 질소생성수단이 상,하측고정브라켓에 고정된 상태를 나타내는 측단면도.
이하 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 평면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 정면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 좌측면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 우측면도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 저면도가 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명 실시예를 구성하는 제어기박스의 내부구조를 나타내는 평면도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명 실시예를 구성하는 매니폴더의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있고, 도 9에는 본 발명 실시예를 구성하는 매니폴더와 수분필터가 연결된 상태를 나타내는 정단면도가 도시되어 있고, 도 10에는 본 발명 실시예를 구성하는 수분필터의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있고, 도 11에는 본 발명 실시예를 구성하는 질소생성수단이 상,하측고정브라켓에 고정된 상태를 나타내는 측단면도가 도시되어 있다.
이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 항공기용 질소발생장치는, 엔진에서 압축된 고온압축의 블리드에어(bleed air)가 공급되며, 일방향으로 압축공기의 공급을 안내하는 압축공기공급관(10)과, 상기 압축공기공급관(10)과 연통되며, 상기 고온의 압축공기를 일정 온도 이하로 냉각하는 냉각수단(12)과, 상기 냉각수단(12)과 연결되며, 상기 냉각수단(12)에 의해 일정 온도 이하로 냉각된 압축공기 중 수분을 제거하는 수분필터(32)와, 상기 수분필터(32)와 연결되며, 상기 수분필터(32)에 의해 수분이 제거된 압축공기의 온도를 측정하는 온도센서(54)와, 상기 온도센서(54)와 연통되며, 상기 온도센서(54)에 의해 온도 측정이 완료된 압축공기가 공급되어 산소와 질소를 분리하고, 산소배출구(63)를 통해 산소는 외부로 배출하고, 고순도의 질소는 일방향으로 배출하는 질소생성수단(60)과, 상기 질소생성수단(60)이 양측에 각각 고정 결합되며, 내부에 압축공기를 이송하는 복수개의 공급유로(20,23)와 질소공급유로(28)가 형성되고, 상기 공급유로(20,23)를 통해 각 부품에 압축공기의 공급을 안내하고, 상기 질소공급유로(28)를 통해 고순도의 질소가 외부로 배출되도록 안내하는 매니폴더(18) 등으로 이루어진다.
상기 압축공기공급관(10)은 내부가 중공된 원통 형상의 관체로 이루어져 좌우로 길게 형성된다. 상기 압축공기공급관(10)은 일단은 엔진측과 연결되고, 타단은 후술할 냉각수단(12)과 연결된다. 상기 압축공기공급관(10)은 엔진측에서 배출되는 고온압축의 블리드에어(bleed air, 이하에서는 '압축공기'로 함)를 후술할 냉각수단(12)에 안내하는 역할을 한다.
상기 압축공기공급관(10)의 끝단에는 냉각수단(12)이 설치된다. 상기 냉각수단(12)은 일반적인 열교환기로 자세한 설명은 생략한다. 상기 냉각수단(12)은 내부에 방열핀(14)과 냉각팬(16)이 각각 설치되어 엔진측에서 공급되는 압축공기를 냉각시키는 역할을 한다.
즉, 엔진측에서 공급되는 압축공기는 약 250℃ 이하로 공급되며, 압축공기를 상기 냉각수단(12)이 냉각하여 85℃ 이하로 냉각하여 후술할 수분필터(32) 측으로 공급한다.
상기 냉각수단(12)의 하부에는 매니폴더(18)가 설치된다. 상기 매니폴더(18)는 소정두께를 가지는 판재로 이루어져, 내부에 제1,2공급유로(20,23), 압축공기공급유로(24), 분배유로(26), 질소공급유로(28), 연결유로(30) 등이 형성된다.
상기 제1공급유로(20)는 도 8과 도 9와 같이, 상기 매니폴더(18)의 중앙 하측에 좌우로 길게 중공 형성된다. 상기 제1공급유로(20)의 좌측 끝단에는 상기 냉각수단(12)이 연결되고, 중앙 우측에는 후술할 수분필터(32)가 연결되고, 끝단에는 차단밸브(52)가 연결된다. 상기 제1공급유로(20)는 상기 냉각수단(12)에 의해 일정 온도이하로 냉각된 압축공기를 후술할 수분필터(32)에 공급한다.
또한, 상기 수분필터(32)에 의해 수분이 제거된 후 압축공기는 상기 제1공급유로(20)의 중앙 우측에 형성된 수분필터배출홀(21)을 통해 상기 제1공급유로(20)에 재유입된다. 상기 제1공급유로(20)로 재유입된 수분이 제거된 압축공기는 후술할 차단밸브(52)측으로 안내된다.
상기 매니폴더(18)의 상측 중앙에는 수분필터(32)가 설치된다. 상기 수분필터(32)는, 중공된 원통 형상을 가지며, 상기 매니폴더(18)의 제1공급유로(20)를 통해 하부에서 압축공기가 내부로 유입되며, 내주면을 따라 압축공기를 상측방향으로 안내하는 하우징(34)과, 상기 하우징(34)의 내부에 설치되며, 상기 하우징(34)보다 작은 직경을 가지며, 내부가 중공된 원통 형상으로 이루어져, 상기 하우징(34)의 내부에 유입되는 압축공기를 상부방향으로 안내하는 가이드통체(36)와, 상기 가이드통체(36)의 상측 내부에 설치되며, 상기 가이드통체(36)의 상단 개구부를 통해 하부방향으로 유입되는 압축공기를 나선방향으로 안내하여 상기 가이드통체(36)의 내부에 와류를 형성하는 디플렉터(38)와, 상기 디플렉터(38)의 하부에 설치되며, 다공성 재질로 이루어지며, 상기 디플렉터(38)를 통해 상기 가이드통체(36)의 내부로 유입되는 와류형태의 압축공기 중 수분을 필터링하는 수분제거필터(40)와, 상기 수분제거필터(40)의 하부에 설치되며, 상기 가이드통체(36)의 상측 제2수분분리공간(42)과 하측 수분포집공간(44)을 각각 구획하고, 상기 가이드통체(36)의 수분포집공간(44)으로 유입되는 공기 중 수분을 포함하는 공기가 비산하는 것을 차단하는 재비산차단부재(46)와, 상기 수분제거필터(40)의 중앙에 상하로 길게 설치되며, 외주면에 제1공기배출홀(48)이 형성되어 상기 수분제거필터(40)에 의해 수분이 제거된 압축공기를 외부로 안내하는 공기배출안내관(50) 등으로 이루어진다.
상기 수분필터(32)는 상기 제1공급유로(20)를 통해 공급되는 압축공기 중 수분을 분리하여 외부로 배출하고, 상기 공기배출안내관(50)을 통해 상기 수분필터배출홀(21)에 수분이 제거된 압축공기를 배출한다.
상기 제1공급유로(20)의 우측 끝단에는 차단밸브(52)가 설치된다. 상기 차단밸브(52)는 상기 매니폴더(18)의 상측에 설치되며, 상기 제1공급유로(20)와 연통된다. 상기 차단밸브(52)는 일반적인 솔레노이드밸브로 자세한 설명은 생략한다. 상기 차단밸브(52)는 솔레노이드밸브 이외에도 다양한 차단기구로 적용될 수 있다. 상기 차단밸브(52)는 후술할 온도센서(54)에 의해 감지된 압축공기의 온도에 따라 제어부(미도시)에 의해 압축공기의 공급을 제어한다.
상기 차단밸브(52)의 측면에는 온도센서(54)가 설치된다. 상기 온도센서(54)는 상기 온도센서(54)는 일반적인 온도센서로 자세한 설명을 생략한다. 상기 온도센서(54)는 상기 차단밸브(52)의 내부에 유입된 압축공기의 온도를 측정하여 제어부(미도시)에 검출된 값을 송신한다.
상기 온도센서(54)에 의해 감지된 압축공기의 온도가 85℃ 이하인 경우에는 차단밸브(52)를 개방하여 압축공기를 공급하고, 압축공기의 온도가 85℃ 이상인 경우에는 차단밸브(52)를 작동시켜 압축공기의 공급을 차단한다.
상기 온도센서(54)의 하부에는 압력센서(56)가 설치된다. 상기 압력센서(56)는 일반적인 압력센서로 자세한 설명은 생략한다. 상기 압력센서(56)는 상기 차단밸브의 내부에 유입된 압축공기의 압력을 측정하여 제어부에 감출된 값을 송신한다.
상기 차단밸브(52)는 제2공급유로(23)와 연결된다. 상기 제2공급유로(23)는 도 8과 같이, 상기 매니폴더(18)의 하측에 좌우로 길게 형성된다. 상기 제2공급유로(23)의 우측 끝단에는 상기 차단밸브(52)가 연통되고, 좌측 끝단에는 후술할 압축공기공급유로(24)가 연통된다. 상기 제2공급유로(23)는 상기 차단밸브(52)를 통과한 압축공기를 후술할 압축공기공급유로(24)에 안내하는 역할을 한다.
상기 제2공급유로(23)의 좌측 끝단에는 분배유로(26)와, 압축공기공급유로(24)가 각각 연결된다. 상기 분배유로(26)는 상기 매니폴더(18)의 좌측에 상하로 길게 형성된다. 상기 분배유로(26)는 상기 매니폴더(18)의 좌측면에 형성된 압축공기공급유로(24)와 각각 연통되어 상기 제2공급유로(23)를 통해 공급되는 압축공기를 상기 압축공기공급유로(24)에 안내한다.
상기 압축공기공급유로(24)는 상기 매니폴더(18)의 측면에 원통 형상으로 관통 형성되며, 상기 분배유로(26)와 연통된다. 상기 압축공기공급유로(24)는 후술할 공급덕트(58)와 연결되어, 압축공기를 공급덕트(58)에 공급한다.
상기 매니폴더(18)의 좌측면에는 상,하측에는 공급덕트(58)가 설치된다. 상기 공급덕트(58)는 내부가 중공된 "┖"자 형상의 중공관으로 이루어져, 일단은 상기 압축공기공급유로(24)와 연결되고, 타단은 후술할 질소생성수단(60)과 연통된다. 상기 공급덕트(58)는 상기 압축공기공급유로(24)의 압축공기를 후술할 질소생성수단(60)에 공급하는 역할을 한다.
상기 매니폴더(18)의 상,하측(도 7참조)에는 질소생성수단(60)이 설치된다. 상기 질소생성수단(60)은, 내부가 중공된 원통 형상을 가지며, 좌우로 길게 형성되는 몸체부(62)와, 상기 몸체부(62)의 내부에 설치되며, 압축공기 중 산소를 분리하는 산소분리필터(64) 등으로 이루어진다.
상기 몸체부(62)는 일단이 상기 공급덕트(58)와 연결되고, 타단이 후술할 질소배출덕트(66)와 연결된다. 상기 몸체부(62)의 내부에는 후술할 산소분리필터(64)가 장착되어 고정되는 부분이다.
상기 몸체부(62)의 외주면에는 산소배출구(63)가 형성된다. 상기 산소배출구(63)는 내부가 중공된 원통 형상으로 이루어지며, 상,하단이 개구된 형태로 형성된다. 상기 산소배출구(63)는 상기 몸체부(62)의 내부에 연결되어 후술할 산소분리필터(64)에 의해 분리된 산소를 외부로 배출하는 역할을 한다.
상기 몸체부(62)의 내부에는 산소분리필터(64)가 설치된다. 상기 산소분리필터(64)는 다수개의 중공관체의 결합으로 이루어지며, 멤브레인 재질로 형성된다. 상기 산소분리필터(64)는 일반적인 멤브레인필터로 자세한 설명은 생략한다. 상기 산소분리필터(64)는 상기 몸체부(62)의 내부로 유입되는 압축공기 중 산소와 질소를 분리하여 고순도의 질소를 후술할 질소배출덕트(66)측으로 안내한다.
상기 몸체부(62)의 우측면(도 7참조)에는 질소배출덕트(66)가 설치된다. 상기 질소배출덕트(66)는 상기 공급덕트(58)와 동일한 형상으로 형성된다. 상기 질소배출덕트(66)는 일단은 상기 몸체부(62)의 우측면에 연통되고, 타단은 후술할 질소공급유로(28)와 연통된다. 상기 질소배출덕트(66)는 상기 질소생성수단(60)에 의해 생성된 고순도의 질소를 상기 매니폴더(18)측으로 안내한다.
상기 몸체부(62)의 상,하측(도 11참조)에는 상,하측고정브라켓(68,70)이 설치된다.
상기 상측고정브라켓(68)은 소정 두게를 가지는 직사각형 판재로 이루어져, 중앙에 상기 몸체부(62)의 외주면에 대응되는 원호면이 형성되고, 좌,우측(도 7참조)이 각각 수평하게 돌출 형성된다. 상기 상측고정브라켓(68)은 상기 몸체부(62)의 외주면 좌,우측에 각각 결합되어 상기 질소생성수단(60)을 고정한다.
상기 몸체부(62)의 하측에는 하측고정브라켓(70)이 설치된다. 상기 하측고정브라켓(70)은 직육면체 형상의 블럭으로 이루어져, 상부면에 원호 형상으로 함몰되는 수용홈(72)이 형성되고, 측면에 매니폴더고정홈(74)이 형성된다. 상기 하측고정브라켓(70)은 상기 수용홈(72)에는 상기 몸체부(62)의 하부면이 안착되고, 상기 매니폴더고정홈(74)의 내부에는 상기 매니폴더(18)의 전,후면이 삽입되어 고정된다.
또한, 상기 상,하측고정브라켓(68,70)의 양측에는 고정볼트(76)가 삽입되어 상기 하측고정브라켓(70)에 상기 상측고정브라켓(68)이 고정된다. 그리고, 상기 하측고정브라켓(70)의 하부 우측에는 체결볼트(78)가 삽입되어 상기 매니폴더(18)에 상기 하측고정브라켓(70)이 견고하게 고정된다.
즉, 상기, 상,하측고정브라켓(68,70)이 상기 질소생성수단(60)의 상,하측을 각각 파지한 상태에서 상기 매니폴더(18)에 고정되어 상기 질소생성수단(60)이 상기 매니폴더(18)에 견고하게 고정된다.
상기 질소배출덕트(66)는 상기 매니폴더(18)의 질소공급유로(28)와 연통된다. 상기 질소공급유로(28)는 도 8과 같이, 상기 매니폴더(18)의 우측 상,하측에 각각 좌우로 길게 형성된다. 상기 질소공급유로(28)는, 상기 질소배출덕트(66)와 각각 연결되어, 상기 질소생성수단(60)에 의해 생성된 고순도의 질소를 상기 매니폴더(18)의 내부로 안내한다.
상기 질소공급유로(28) 사이에는 연결유로(30)가 형성된다. 상기 연결유로(30)의 양단은 각각 서로 다른 질소공급유로(28)에 연결되어 고순도의 질소를 상측의 질소공급유로(28)에 안내한다.
상기 질소공급유로(28)의 상측에는 산소센서(80)가 설치된다. 상기 산소센서(80)는 상기 매니폴더(18)의 상측에 고정 설치되며, 상기 질소공급유로(28)와 연통된다. 상기 산소센서(80)는 일반적인 산소센서로 자세한 설명은 생략한다. 상기 산소센서는 상기 질소공급유로(28)를 따라 이송되는 고순도의 질소를 검출하여 질소 중에 포함된 산소의 농도를 측정한다.
상기 질소공급유로(28)의 우측 끝단에는 질소배출구(82)에 설치된다. 상기 질소배출구(82)는 관체로 이루어져 상기 매니폴더(18)의 상측으로 돌출 형성된다. 상기 질소배출구(82)는 일단이 상기 질소공급유로(28)와 연결되고, 타단은 연료탱크(미도시) 측으로 안내된다.
즉, 고순도의 질소는 상기 질소배출구(82)를 통해 연료탱크측으로 안내되어 상기 연료탱크의 내부에 고순도의 질소가 공급된다.
이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 항공기용 질소발생장치의 작용에 대해 도 1 내지 도 11를 참조하여 살펴본다.
먼저, 엔진측에서 분배된 압축공기가 압축공기공급관(10)을 통해 공급된다. 상기 엔진측에서 공급되는 압축공기는 상기 압축공기공급관(10)을 통해 냉각수단(12)측으로 안내된다.
상기 냉각수단(12)은, 내부에 방열핀(14)과 냉각팬이 각각 설치되어 압축공기를 85℃ 이하로 냉각시키는 역할을 한다. 상기 냉각수단(12)에 의해 냉각된 압축공기는 매니폴더(18)의 제1공급유로(20)를 통해 수분필터(32)로 공급된다.
상기 수분필터(32)에 공급된 압축공기는 내부에서 순환되어 수분이 제거되고, 상기 매니폴더(18)에 형성된 수분필터배출홀(21)을 통해 제1공급유로(20)에 재유입된다.
상기 수분필터(32)에 의해 수분이 제거된 압축공기는 상기 제1공급유로(20)를 따라 이동되어 차단밸브(52)에 공급된다. 상기 차단밸브(52)의 내부에는 온도센서(54)와 압력센서(56)가 각각 설치되어 압축공기의 온도 및 압력을 측정한다.
상기 온도센서(54)와 상기 압력센서(56)에 의해 검출된 온도값과 압력값은 제어부(미도시)에 송신되며, 상기 제어부는 상기 차단밸브(52)에 공급된 압축공기가 85℃이상인 경우에는 상기 차단밸브(52)에 제어부(미도시)의 작동명령에 따라 압축공기의 공급을 차단한다.
또한, 상기 온도센서(54)에 검출된 압축공기가 85℃ 이하인 경우에는 차단밸브(52)를 개방하여 제2공급유로(23)로 압축공기가 안내된다. 상기 제2공급유로(23)에 공급된 압축공기는 분배유로(26)를 통해 양측으로 각각 분배되며, 상기 매니폴더(18)의 좌측면 양측에 형성된 압축공기공급유로(24)에 압축공기가 공급된다.
상기 압축공기공급유로(24)는 공급덕트(58)와 연결되며, 상기 공급덕트(58)는 질소생성수단(60)에 압축공기를 공급한다. 상기 질소생성수단(60)의 내부에는 산소분리필터(64)가 설치되어 압축공기 중 산소와 질소를 분리하고, 산소배출구(63)를 통해 산소는 외부로 방출한다.
상기 산소분리필터(64)에 의해 압축공기 중 고순도의 질소는 상기 질소생성수단(60)의 우측면에 설치된 질소배출덕트(66)를 통해 상기 매니폴더(18)의 질소공급유로(28)에 공급된다.
상기 질소공급유로(28)에 공급된 고순도의 질소는 질소배출구(82)측으로 안내되며, 상기 질소배출구(82)를 통해 고순도의 질소가 연료탱크(미도시)측으로 공급된다.
또한, 상기 질소공급유로(28)에는 산소센서(80)가 설치된다. 상기 질소공급유로(28)에 설치된 산소센서(80)에 의해 질소에 포함된 산소의 농도를 검출한다. 상기 산소센서(80)에 의해 검출된 산소의 농도가 9% 이하인 경우에는 상기 차단밸브가 작동되지 않으며, 산소의 농도가 9% 이상인 경우에는 상기 차단밸브(52)를 작동시켜 압축공기의 공급을 차단한다.
상기와 같이 산소의 농도가 9% 이상인 경우에는 상기 질소생성수단(60)의 산소분리필터(64)를 교환해야 하므로 제어부에서 상기 산소분리필터(64)의 교환신호를 송신한다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당 업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
10. 압축공기공급관 12. 냉각수단
18. 매니폴더 32. 수분필터
52. 차단밸브 54. 온도센서
58. 공급덕트 60. 질소생성수단
62. 몸체부 64. 산소분리필터
66. 질소배출덕트 68. 상측고정브라켓
70. 하측고정브라켓 80. 산소센서

Claims (6)

  1. 엔진에서 압축된 고온압축의 블리드에어(bleed air)가 공급되며, 일방향으로 압축공기의 공급을 안내하는 압축공기공급관(10)과;
    상기 압축공기공급관(10)과 연통되며, 상기 고온의 압축공기를 일정 온도 이하냉각하는 냉각수단(12)과;
    상기 냉각수단(12)과 연결되며, 상기 냉각수단(12)에 의해 일정 온도 이하로 냉각된 압축공기 중 수분을 제거하는 수분필터(32)와;
    상기 수분필터(32)와 연결되며, 상기 수분필터(32)에 의해 수분이 제거된 압축공기의 온도를 측정하는 온도센서(54)와;
    상기 온도센서(54)와 연통되며, 상기 온도센서(54)에 의해 온도 측정이 완료된 압축공기가 공급되어 산소와 질소를 분리하고, 산소배출구(63)를 통해 산소는 외부로 배출하고, 고순도의 질소는 일방향으로 배출하는 질소생성수단(60)과;
    소정 두께를 가지는 직사각형 판재로 이루어져, 상기 질소생성수단(60)이 양측에 각각 고정 결합되며, 내부에 압축공기를 이송하는 복수개의 공급유로(20,23)와 질소공급유로(28)가 형성되고, 상기 공급유로(20,23)를 통해 각 부품에 압축공기의 공급을 안내하고, 상기 질소공급유로(28)를 통해 고순도의 질소가 외부로 배출되도록 안내하는 매니폴더(18)와;
    상기 질소공급유로(28)의 일측에 설치되며, 상기 질소생성수단(60)에 의해 생성된 고순도 질소가스의 산소농도를 검출하는 산소센서(80)와;
    상기 매니폴더(18)의 일측에 설치되며, 상기 온도센서(54)와 상기 산소센서(80)의 온도 및 산소농도의 검출값에 따라 이송유로를 선택적으로 차단하여 압축공기의 공급을 제어하는 차단밸브(52);를 포함하는 항공기용 질소발생장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 매니폴더(18)의 양측에는,
    상기 질소생성수단(60)의 상,하부면에 결합되어, 상기 매니폴더(18)에 상기 질소생성수단(60)을 고정하는 상,하측고정브라켓(68,70)이 더 구비되고,
    상기 상,하측고정브라켓(68,70)은,
    소정 두께를 가지는 직사각형 판재로 이루어지고, 중앙에 상기 질소생성수단(60)의 외주면과 대응되는 원호면을 가지며, 양단이 수평하게 돌출 형성되고, 고정볼트(76)가 삽입되어 고정됨;을 특징으로 하는 항공기용 질소발생장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 질소생성수단(60)의 일단에는,
    내부가 중공된 관체로 이루어져, 일단은 상기 매니폴더(18)와 연결되고, 타단은 상기 질소생성수단(60)과 연결되어 상기 매니폴더(18)의 압축공기를 상기 질소생성수단(60)에 공급하는 공급덕트(58);를 더 포함하는 항공기용 질소발생장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 수분필터(32)는,
    중공된 원통 형상을 가지며, 상기 매니폴더(18)의 제1공급유로(20)를 통해 하부에서 압축공기가 내부로 유입되며, 내주면을 따라 압축공기를 상측방향으로 안내하는 하우징(34)과;
    상기 하우징(34)의 내부에 설치되며, 상기 하우징(34)보다 작은 직경을 가지며, 내부가 중공된 원통 형상으로 이루어져, 상기 하우징(34)의 내부에 유입되는 압축공기를 상부방향으로 안내하는 가이드통체(36)와;
    상기 가이드통체(36)의 상측 내부에 설치되며, 상기 가이드통체(36)의 상단 개구부를 통해 하부방향으로 유입되는 압축공기를 나선방향으로 안내하여 상기 가이드통체(36)의 내부에 와류를 형성하는 디플렉터(38)와;
    상기 디플렉터(38)의 하부에 설치되며, 다공성 재질로 이루어지며, 상기 디플렉터(38)를 통해 상기 가이드통체(36)의 내부로 유입되는 와류형태의 압축공기 중 수분을 필터링하는 수분제거필터(40)와;
    상기 수분제거필터(40)의 하부에 설치되며, 상기 가이드통체(36)의 상측 제2수분분리공간(42)과 하측 수분포집공간(44)을 각각 구획하고, 상기 가이드통체(36)의 수분포집공간(44)으로 유입되는 공기 중 수분을 포함하는 공기가 비산하는 것을 차단하는 재비산차단부재(46)와;
    상기 수분제거필터(40)의 중앙에 상하로 길게 설치되며, 외주면에 제1공기배출홀(48)이 형성되어 상기 수분제거필터(40)에 의해 수분이 제거된 압축공기를 외부로 안내하는 공기배출안내관(50);을 포함하는 항공기용 질소발생장치.
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