KR20200001346A - 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치 - Google Patents

냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200001346A
KR20200001346A KR1020180074189A KR20180074189A KR20200001346A KR 20200001346 A KR20200001346 A KR 20200001346A KR 1020180074189 A KR1020180074189 A KR 1020180074189A KR 20180074189 A KR20180074189 A KR 20180074189A KR 20200001346 A KR20200001346 A KR 20200001346A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid
guide
unit
gas
disposed
Prior art date
Application number
KR1020180074189A
Other languages
English (en)
Inventor
김춘택
Original Assignee
한국항공우주연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공우주연구원 filed Critical 한국항공우주연구원
Priority to KR1020180074189A priority Critical patent/KR20200001346A/ko
Priority to US16/453,314 priority patent/US11125650B2/en
Publication of KR20200001346A publication Critical patent/KR20200001346A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P9/00—Cooling having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P7/00
    • F01P9/02—Cooling by evaporation, e.g. by spraying water on to cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B19/00—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour
    • F25B19/02—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour using fluid jet, e.g. of steam
    • F25B19/04—Machines, plants or systems, using evaporation of a refrigerant but without recovery of the vapour using fluid jet, e.g. of steam using liquid jet, e.g. of water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus

Abstract

본 발명은 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치를 개시한다. 본 발명은, 기체가 유동하는 가이드부와, 상기 가이드부에 배치되어 상기 가이드부 내부로 액체를 공급하는 액체공급부와, 상기 가이드부와 연결되며, 상기 액체의 기둥이 배치된 액주가이드부와, 상기 액주가이드부와 연결되며, 상기 액체가 저장되는 액체저장부를 포함한다.

Description

냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치{Cooler and engine testing apparatus having the same}
본 발명은 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉각장치는 다양한 장소 및 장치에 사용될 수 있다. 예를 들면, 냉각장치는 엔진을 시험하는 엔진 시험장치에서 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 냉각시킬 수 있다. 또한, 냉각장치는 외부 또는 별도의 장치로부터 공급되는 가스나 공기 등을 냉각시킬 수 있다.
이러한 냉각장치는 다양한 형태일 수 있다. 예를 들면, 냉각장치는 수분을 가스 등에 공급하여 가스 등을 냉각시킬 수 있다. 다른 실시예로써 냉각장치는 열교환기를 통하여 통과하는 가스 등과 열교환을 수행함으로써 가스 등을 냉각시키는 것도 가능하다. 이때, 냉각장치에서 수분을 가스 등에 직접 공급하여 가스 등을 냉각시키는 경우 수분을 외부로 배출하기 위하여 펌프를 사용할 수 있다. 그러나 이러한 경우 냉각장치가 저압 환경 하에서 사용되는 경우 펌프는 캐비테이션 현상이 발생할 수 있다. 또한, 냉각장치가 열교환기를 사용하는 경우 열교환기는 가스 등과 직접 접촉함으로써 열교환기를 손상시키거나 열교환기에 가스 등에 포함된 그을음 등이 열교환기에 흡착됨으로써 열교환기의 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 기체가 유동하는 가이드부와, 상기 가이드부에 배치되어 상기 가이드부 내부로 액체를 공급하는 액체공급부와, 상기 가이드부와 연결되며, 상기 액체의 기둥이 배치된 액주가이드부와, 상기 액주가이드부와 연결되며, 상기 액체가 저장되는 액체저장부를 포함하는 냉각장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 액체공급부는 복수개 구비되며, 복수개의 상기 액체공급부는 상기 기체의 유동 방향을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 가이드부는, 일 지점을 기준으로 상기 기체의 유동 방향에 대해서 수직한 상기 가이드부의 단면적이 상기 기체의 유동 방향을 기준으로 상류에서 하류측 방향으로 갈수록 가변할 수 있다.
또한, 상기 가이드부에 배치되며, 상기 기체의 유동 방향에 대해서 상기 액체공급부보다 하류 측에 배치되는 스크린을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가이드부 내부의 압력은 대기압보다 낮을 수 있다.
또한, 상기 액체저장부와 상기 액체분사부를 연결하는 유로 상에 배치되어 상기 액체저장부의 액체를 상기 액체분사부에 공급하는 액체순환부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 엔진 시험체와, 상기 엔진 시험체에서 분사되는 배기가스가 통과하는 가이드부와, 상기 가이드부에 배치되어 상기 가이드부 내부로 액체를 공급하는 액체공급부와, 상기 가이드부와 연결되며, 상기 액체의 기둥이 배치된 액주가이드부와, 상기 액주가이드부와 연결되며, 상기 액체가 저장되는 액체저장부를 포함하는 엔진시험장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 가이드부는, 일 지점을 기준으로 상기 배기가스의 유동 방향에 대해서 수직한 상기 가이드부의 단면적이 상기 배기가스의 유동 방향을 기준으로 상류에서 하류 방향으로 갈수록 가변할 수 있다.
또한, 상기 가이드부에 배치되며, 상기 배기가스의 유동 방향에 대해서 상기 액체공급부보다 하류 측에 배치되는 스크린을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가이드부 내부의 압력은 대기압보다 낮을 수 있다.
또한, 상기 액체저장부와 상기 액체분사부를 연결하는 유로 상에 배치되어 상기 액체저장부의 액체를 상기 액체분사부에 공급하는 액체순환부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 기체의 냉각을 효율적이면서 신속하게 수행하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예들은 대기압보다 낮은 압력에서도 사용하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시예들은 간단한 구조를 통하여 기체를 냉각시키는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각장치를 포함하는 엔진시험장치를 보여주는 개념도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 보여주는 개념도이다.
도 1을 참고하면, 냉각장치(100)는 가이드부(110), 액체공급부(120), 액주가이드부(130), 액체저장부(140), 스크린(150), 액체순환부(160). 필터부(170), 외부액체공급부(191) 및 냉각부(192)를 포함할 수 있다.
가이드부(110)는 기체가 통과하는 유로를 형성할 수 있다. 이때, 가이드부(110)는 다양한 형태일 수 있다. 예를 들면, 가이드부(110)는 외부 또는 외부 장치와 연결되는 배관 형태일 수 있다. 다른 실시예로써 가이드부(110)는 외부 또는 외부 장치와 연결되어 외부 또는 외부 장치 등에서 공급되는 기체가 통과하는 건물 등과 같은 유로를 포함할 수 있다. 이러한 경우 외부 장치는 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 외부 장치는 엔진 시험체, 반도체 장비 등을 포함할 수 있다.
상기와 같은 가이드부(110)는 기체의 흐름방향에 수직한 단면적이 일 지점부터 상이해질 수 있다. 예를 들면, 가이드부(110)의 단면적은 기체의 흐름 방향을 기준으로 액체공급부(120)보다 하류부터 상이해질 수 있다. 이러한 경우 가이드부(110)의 단면적은 기체의 흐름 방향을 기준으로 상류에서 하류 방향으로 갈수록 가변할 수 있다. 예를 들면, 가이드부(110)의 단면적은 가이드부(110)의 입구에서 일 지점까지는 일정할 수 있다. 즉, 가이드부(110)의 단면적은 가이드부(110)의 입구에서 일 지점까지 일정하다가 일 지점에서 가이드부(110)의 다른 지점까지 증가할 수 있다. 또한, 가이드부(110)의 단면적은 가이드부(110)의 다른 지점으로부터 기체의 흐름 방향을 기준으로 하류 측으로 갈수록 작아지다가 일정해질 수 있다. 이러한 경우 가이드부(110)의 단면적이 증가하는 부분에서 기체가 통과하는 공간이 확장됨으로써 액체공급부(120)에서 공급된 액체가 쉽게 포집될 수 있다.
액체공급부(120)는 가이드부(110)에 액체를 공급할 수 있다. 이때, 액체는 가이드부(110)의 내부로 공급되어 가이드부(110) 내부를 통과하는 기체를 냉각시킬 수 있는 물질일 수 있다. 예를 들면, 액체는 물일 수 있다.
상기와 같은 액체공급부(120)는 액체를 가이드부(110) 내부로 분사할 수 있다. 이러한 경우 액체공급부(120)는 액체를 분무하는 노즐을 포함할 수 있다. 특히 액체공급부(120)는 액체를 미스트 형태로 공급함으로써 넓은 면적에서 가이드부(110) 내부의 기체와 접촉하도록 할 수 있다.
액주가이드부(130)는 가이드부(110)와 연결될 수 있다. 이러한 액주가이드부(130)에는 액체가 수납될 수 있다. 또한, 액주가이드부(130)는 가이드부(110) 내부에서 포집된 액체 또는 가이드부(110)의 저면에 떨어진 액체가 이동하는 통로를 제공할 수 있다. 상기와 같은 액주가이드부(130)는 가이드부(110)의 내부와 액체저장부(140)와 연결될 수 있다. 이때, 액주가이드부(130)에 수납된 액체 기둥의 높이는 액체저장부(140)의 표면의 압력과 가이드부(110) 내부의 압력 차이에 근거할 수 있다.
액체저장부(140)는 액주가이드부(130)와 연결되어 액주가이드부(130) 내부의 액체를 수용하거나 액주가이드부(130)에 액체를 공급할 수 있다. 이러한 경우 액체저장부(140)는 일부가 외부로 노출될 수 있다. 이때, 액체저장부(140)는 가이드부(110)와 서로 다른 공간에 배치될 수 있으며, 대기에 노출된 상태일 수 있다.
스크린(150)은 가이드부(110)에 배치되어 가이드부(110) 내부의 액체를 포집시킬 수 있다. 이때, 스크린(150)은 격자 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 스크린(150)은 메쉬 형태로 형성될 수 있다. 이러한 스크린(150)은 가이드부(110)의 출구 측에 근접하도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 스크린(150)은 기체의 흐름 방향에 대해서 액체공급부(120)보다 하류측에 배치될 수 있다. 이러한 경우 스크린(150)은 기체를 냉각시킨 액체를 포집하여 포집시킬 수 있다.
액체순환부(160)는 액체저장부(140)의 저장된 액체를 액체공급부(120)로 공급할 수 있다. 이때, 액체순환부(160)는 액체저장부(140)로부터 액체공급부(120)로 액체가 이동하는 유로 상에 배치될 수 있다. 이러한 경우 액체순환부(160)는 펌프 등과 같이 액체를 순환시킬 수 있는 장치를 포함할 수 있다.
필터부(170)는 액체저장부(140)로부터 액체공급부(120)로 이동하는 유로 상에 배치될 수 있다. 이때, 필터부(170)는 유로로부터 분리 가능하도록 유로에 배치될 수 있다. 필터부(170)는 액체 상에 혼입된 이물질 등을 분리할 수 있다. 이때, 필터부(170)는 메쉬 형태로 형성될 수 있다. 이러한 필터부(170)는 액체순환부(160)와 액체저장부(140) 사이에 배치될 수 있다.
외부액체공급부(191)는 액체저장부(140)에 연결되어 액체저장부(140)로 액체를 공급할 수 있다. 이때, 외부액체공급부(191)는 수위감지부(180)에서 감지된 결과에 따라 작동할 수 있다. 이러한 외부액체공급부(191)는 펌프와 액체가 이동하는 배관을 포함할 수 있다.
냉각부(192)는 액체저장부(140)에서 액체공급부(120)로 이동하는 액체를 냉각시킬 수 있다. 이때, 냉각부(192)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 냉각부(192)는 냉각탑을 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 냉각부(192)는 열교환기를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로써 냉각부(192)는 냉각 사이클을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 냉각부(192)가 냉각탑을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같은 냉각장치(100)의 작동을 살펴보면, 외부 또는 외부 장치로부터 고온의 기체가 공급되면, 고온의 기체는 가이드부(110)의 입구로 유입되어 가이드부(110)를 따라 가이드부(110) 출구로 이동할 수 있다. 이때, 냉각장치(100) 내부에는 다양한 기체가 이동할 수 있다. 예를 들면, 이러한 기체는 냉각사이클에서 사용되는 냉매일 수 있다. 이러한 경우 냉각장치(100) 후단에는 압축기가 연결될 수 있다. 다른 실시예로써 이러한 기체는 가스터빈에서 발생하는 연소가스일 수 있다. 이러한 기체는 상기에 한정되는 것은 아니며, 다양한 산업분야에서 사용되는 고온의 기체일 수 있다.
상기와 같이 기체가 가이드부(110)를 따라 이동하는 동안 액체공급부(120)는 가이드부(110) 내부로 유체를 분사할 수 있다. 분사한 유체는 기체의 흐름에 따라 이동하면서 기체의 온도를 하강시킬 수 있다. 뿐만 아니라 분사된 유체는 응집되거나 하중으로 인하여 가이드부(110)의 저면으로 이동할 수 있다. 또한, 분사된 유체는 가이드부(110)를 따라 이동할 수 있다. 이러한 경우 분사된 유체는 가이드부(110)의 내부 공간이 확장되는 구간에 도달하면 온도가 하강함으로써 포집될 수 있다.
상기와 같이 가이드부(110)를 따라 기체가 이동하는 경우 가이드부(110)의 내부 압력은 대기압보다 낮은 상태가 될 수 있다.
상기와 같은 경우 액주가이드부(130) 내부에 액체 기둥의 높이는 가이드부(110)의 내부 압력에 따라 가변할 수 있다. 이때, 액주가이드부(130) 내부 액체 기중의 높이는 가이드부(110) 내부의 압력과 대기압 사이의 차이에 대응될 수 있다.
가이드부(110)에 분사된 액체는 기체의 온도를 하강시킨 후 가이드부(110)를 통하여 액주가이드부(130)로 이동할 수 있다. 이때, 액주가이드부(130)는 상기에서 설명한 것과 같이 가이드부(110) 내부의 압력과 대기압 사이의 차이에 대응되도록 액체 기둥의 높이가 정해지므로 액주가이드부(130)로 액체가 유입되는 경우 액체는 액주가이드부(130)에서 액체저장부(140)로 이동함으로써 액주가이드부(130) 상의 액체 기둥의 높이는 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 새로 액주가이드부(130)에 유입된 액체에 의해 액주가이드부(130) 내부의 액체가 액체저장부(140)로 이동할 수 있다.
상기와 같은 동작은 가이드부(110)에 기체가 공급되는 경우 지속적으로 수행될 수 있다. 이때, 액주가이드부(130)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 액주가이드부(130)는 가이드부(110)와 액체저장부(140)에 연결될 수 있다.
상기와 같은 과정이 진행되는 동안 스크린(150)은 가이드부(110)를 이동하는 유체를 포집할 수 있다. 이때, 스크린(150)에서 포집된 유체는 포집되어 가이드부(110)의 저면으로 이동하고, 가이드부(110)를 통하여 액주가이드부(130)로 이동할 수 있다.
상기와 같은 과정이 진행되는 동안 액체순환부(160)는 액체저장부(140)의 액체를 액체공급부(120)로 이동시킬 수 있다. 이때, 액체저장부(140)에는 별도의 수위감지부(180)를 구비할 수 있다. 이러한 경우 수위감지부(180)에서 감지된 결과를 근거로 액체저장부(140)에 저장된 액체의 수위가 기 설정된 수위 이하인 경우 외부액체공급부(191)에 의해 외부로부터 액체저장부(140)으로 액체가 공급될 수 있다.
상기와 같이 액체순환부(160)가 작동하는 경우 필터부(170)는 액체 내부의 이물질을 제거할 수 있다. 즉, 상기와 같이 가이드부(110) 내부를 통과하는 기체가 내연기관 등과 같은 장치에서 배출되는 연소가스인 경우 기체에는 그을음 등과 같은 이물질이 혼합되고, 유체와 함께 액체저장부(140)로 유입될 수 있다. 이때, 액체순환부(160)가 작동하여 액체를 유동시키는 경우 액체저장부(140)의 이물질이 액체와 함께 액체순환부(160)로 이동할 수 있다. 이러한 경우 액체순환부(160)가 파손되거나 고장날 수 있다. 그러나 상기와 같이 필터부(170)가 이물질 등을 제거함으로써 액체순환부(160)로 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.
상기와 같이 액체순환부(160)가 작동하여 액체를 액체저장부(140)에서 액체공급부(120)로 공급하는 경우 냉각부(192)는 액체의 온도를 하강시킬 수 있다. 이러한 경우 액체순환부(160)에 의해 액체공급부(120)로 공급되는 액체는 액체저장부(140)의 액체의 온도보다 낮은 온도를 유지할 수 있다.
따라서 냉각장치(100)는 간단한 구조를 통하여 가이드부(110)를 통과하는 기체를 냉각시키는 것이 가능하고, 기체의 냉각을 위하여 사용되는 액체를 용이하고 신속하게 회수하는 것이 가능하다.
냉각장치(100)는 별도의 펌프를 사용하지 않고 가이드부(110) 내부의 액체를 회수함으로써 액체 회수 시 발생하는 펌프 등의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 냉각장치(100)는 가이드부(110)가 대기압보다 저압인 환경에서도 가이드부(110) 내부의 액체를 효과적으로 제거하는 것이 가능하다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각장치를 포함하는 엔진시험장치를 보여주는 개념도이다.
도 2를 참고하면, 엔진시험장치(10)는 엔진 시험체(1), 하우징(5) 및 냉각장치(100)를 포함할 수 있다. 이때, 엔진 시험체(1)는 제트엔진을 포함할 수 있다. 이러한 경우 엔진 시험체(1)는 실험실 내부에 배치되거나 건물 외부에 배치되어 냉각장치(100)에 연결될 수 있다.
상기와 같은 엔진 시험체(1)는 내부로 유입되는 공기를 압축하는 압축기(2), 압축된 공기와 연료를 혼합하여 연소시켜 연소가스를 생성하는 연소기(3) 및 연소기(3)에서 생성된 연소가스에 의해 동력을 생성하는 터빈(4)을 포함할 수 있다. 이때, 압축기(2), 연소기(3) 및 터빈(4)은 서로 일체로 형성될 수 있으며, 압축기(2)의 회전축과 터빈(4)의 회전축은 서로 연결될 수 있다.
하우징(5)은 내부에 공간이 형성되며, 엔진 시험체(1)가 배치될 수 있다. 이때, 하우징(5)은 엔진 시험체(1)로 공급되는 외부의 기체를 엔진 시험체(1)로 안내할 수 있다. 또한, 하우징(5)는 냉각장치(100)와 연결됨으로써 외부의 기체를 냉각장치(100)로 공급할 수 있으며, 엔진 시험체(1)에서 분사되는 연소가스와 혼합되어 연소가스의 온도를 하강시킬 수 있다.
냉각장치(100)는 가이드부(110), 액체공급부(120), 액주가이드부(130), 액체저장부(140), 액체공급부(120), 스크린(150), 액체순환부(160) 및 필터부(170)를 포함할 수 있다. 이때, 가이드부(110), 액체공급부(120), 액주가이드부(130), 액체저장부(140), 스크린(150), 액체순환부(160) 및 필터부(170)는 상기 도 1에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이때, 액주가이드부(130)는 복수개 구비될 수 있다.
상기와 같은 냉각장치(100)의 후단에는 별도의 배기용 압축기(미도시)가 연결될 수 있다. 이때, 상기 배기용 압축기는 가이드부(110)의 출구에 연결되어 가이드부(110) 내부의 기체를 외부로 배출시킬 수 있을 뿐만 아니라 가이드부(110) 내부 및 하우징(5) 내부의 압력을 대기압보다 낮게 유지시키는 것도 가능하다. 특히 상기 배기용 압축기는 하우징(5) 내부의 기체를 가이드부(110)로 이동시킴으로써 엔진 시험체(1)가 높은 상공에서 사용되는 것과 같은 환경을 구현시키는 것이 가능하다. 즉, 상기 배기용 압축기가 작동하는 경우 하우징(5) 내부의 기체가 가이드부(110)를 통하여 이동함으로써 하우징(5) 내부의 압력은 낮아질 수 있다.
한편, 엔진시험장치(10)의 작동을 살펴보면, 엔진 시험체(1)를 작동시킨 후 엔진 시험체(1)의 거동에 따라서 다양한 센서 등을 통하여 엔진 시험체(1)의 상태를 측정할 수 있다. 엔진 시험체(1)가 작동하는 경우 터빈(4)을 통과한 연소가스는 가이드부(110) 내부로 진입할 수 있다. 이러한 경우 가이드부(110)는 배관 형태일 수 있으며, 시멘트 등으로 형성된 건물의 일부일 수도 있다. 이때, 가이드부(110)는 외기와 연소가스를 완전히 차단시키는 구조일 수 있다.
가이드부(110)를 따라 이동하는 연소가스는 고온이므로 온도를 하강시키기 위하여 액체공급부(120)를 통하여 액체를 가이드부(110) 내부로 분사할 수 있다. 분사된 액체는 가이드부(110) 내부의 연소가스를 냉각시킨 후 액주가이드부(130)로 이동할 수 있다. 이때, 액주가이드부(130) 내부의 액체 기둥의 높이는 가이드부(110)의 내부압력과 액체저장부(140)의 외기압 사이의 차에 의해 결정되므로 액체가 액주가이드부(130)에 지속적으로 유입되더라도 액주가이드부(130) 내부의 액체 기둥의 높이는 일정할 수 있다. 이러한 경우 액주가이드부(130)로 유입된 액체에 따라 액주가이드부(130) 내부에 기 수납된 액체가 액체저장부(140)로 공급될 수 있다.
상기와 같은 경우 가이드부(110)를 따라 이동하는 액체와 연소가스는 가이드부(110)의 내부 면적이 증대됨으로써 속도가 하강할 수 있다. 이때, 액체는 포집되어 가이드부(110) 하면으로 낙하할 수 있으며, 액주가이드부(130) 내부로 진입할 수 있다. 또한, 가이드부(110)를 따라 이동하는 액체는 스크린(150)에 충돌하여 포집되어 액주가이드부(130)로 이동할 수 있다. 이때, 가이드부(110) 내부의 형상은 액주가이드부(130)의 입구가 가장 낮도록 형성될 수 있다.
상기와 같이 액주가이드부(130)를 따라 액체저장부(140)로 이동한 액체는 액체순환부(160)의 작동에 따라 액체공급부(120)로 이동할 수 있다. 이때, 가이드부(110) 내부로 진입한 액체 내부에는 연소가스에 포함된 그을음이 포함될 수 있으며, 이러한 그을음은 액체순환부(160)의 작동에 따라 필터부(170)에 걸러질 수 있다.
필터부(170)에는 필터부(170)에 흡착된 그을음의 정도를 측정함으로써 필터부(170)의 교체시기를 알려주는 센서(미도시)가 구비되는 것도 가능하다. 예를 들면, 상기 센서는 필터부(170)의 저항을 감지함으로써 필터부(170)에 흡착된 그을음 정도를 측정할 수 있다.
따라서 엔진시험장치(10)는 엔진 시험체(1)의 다양한 환경에서 엔진 시험체(1)의 성능을 시험하는 것이 가능하다. 또한, 엔진시험장치(10)는 시험 시 냉각에 필요한 액체를 재활용할 수 있다. 엔진시험장치(10)는 액체를 순환시킬 때 발생하는 펌프 등의 고장을 방지할 수 있다. 엔진시험장치(10)는 연소가스의 냉각 후 액체를 간단한 구조를 통하여 연속적으로 회수하는 것이 가능하다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
1: 엔진 시험체
2: 압축기
3: 연소기
4: 터빈
10: 엔진시험장치
100: 냉각장치
110: 가이드부
120: 액체공급부
130: 액주가이드부
140: 액체저장부
150: 스크린
160: 액체순환부
170: 필터부
180: 수위감지부
190: 센서

Claims (11)

  1. 기체가 유동하는 가이드부;
    상기 가이드부에 배치되어 상기 가이드부 내부로 액체를 공급하는 액체공급부;
    상기 가이드부와 연결되며, 상기 액체의 기둥이 배치된 액주가이드부; 및
    상기 액주가이드부와 연결되며, 상기 액체가 저장되는 액체저장부;를 포함하는 냉각장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체공급부는 복수개 구비되며,
    복수개의 상기 액체공급부는 상기 기체의 유동 방향을 따라 서로 이격되도록 배치되는 냉각장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    일 지점을 기준으로 상기 기체의 유동 방향에 대해서 수직한 상기 가이드부의 단면적이 상기 기체의 유동 방향을 기준으로 상류에서 하류측 방향으로 갈수록 가변하는 냉각장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드부에 배치되며, 상기 기체의 유동 방향에 대해서 상기 액체공급부보다 하류 측에 배치되는 스크린;을 포함하는 냉각장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드부 내부의 압력은 대기압보다 낮은 냉각장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체저장부와 상기 액체분사부를 연결하는 유로 상에 배치되어 상기 액체저장부의 액체를 상기 액체분사부에 공급하는 액체순환부;를 더 포함하는 냉각장치.
  7. 엔진 시험체;
    상기 엔진 시험체에서 분사되는 배기가스가 통과하는 가이드부;
    상기 가이드부에 배치되어 상기 가이드부 내부로 액체를 공급하는 액체공급부;
    상기 가이드부와 연결되며, 상기 액체의 기둥이 배치된 액주가이드부; 및
    상기 액주가이드부와 연결되며, 상기 액체가 저장되는 액체저장부;를 포함하는 엔진시험장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    일 지점을 기준으로 상기 배기가스의 유동 방향에 대해서 수직한 상기 가이드부의 단면적이 상기 배기가스의 유동 방향을 기준으로 상류에서 하류 방향으로 갈수록 가변하는 엔진 시험장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드부에 배치되며, 상기 배기가스의 유동 방향에 대해서 상기 액체공급부보다 하류 측에 배치되는 스크린;을 포함하는 엔진시험장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드부 내부의 압력은 대기압보다 낮은 엔진시험장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체저장부와 상기 액체분사부를 연결하는 유로 상에 배치되어 상기 액체저장부의 액체를 상기 액체분사부에 공급하는 액체순환부;를 더 포함하는 엔진시험장치.
KR1020180074189A 2018-06-27 2018-06-27 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치 KR20200001346A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180074189A KR20200001346A (ko) 2018-06-27 2018-06-27 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치
US16/453,314 US11125650B2 (en) 2018-06-27 2019-06-26 Cooler for cooling an exhaust gas discharged from an engine undergoing test

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180074189A KR20200001346A (ko) 2018-06-27 2018-06-27 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200003084A Division KR102093719B1 (ko) 2020-01-09 2020-01-09 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200001346A true KR20200001346A (ko) 2020-01-06

Family

ID=69008041

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180074189A KR20200001346A (ko) 2018-06-27 2018-06-27 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11125650B2 (ko)
KR (1) KR20200001346A (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112665277B (zh) * 2020-12-24 2022-08-09 中国原子能科学研究院 一种在线降低溶液温度和除气泡的一体化装置
CN114427507B (zh) * 2022-04-06 2022-07-15 西安航天动力研究所 一种冷却路射流均匀性检测导流结构及检测装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5396793A (en) * 1993-09-17 1995-03-14 United Technologies Corporation Altitude gas turbine engine test cell
KR19980037882U (ko) 1996-12-18 1998-09-15 박병재 배기매니폴드의 배기가스 유동 시험장치
KR20020016059A (ko) 2000-08-24 2002-03-04 마영숙 소각장치
WO2004011887A2 (en) * 2002-03-25 2004-02-05 Fleming And Associates, Inc. Flow stabilizer for flow bench
US6796165B2 (en) * 2002-11-18 2004-09-28 Southwest Research Institute Apparatus and method for real-time measurement of mass, size and number of solid particles of particulate matter in engine exhaust
US7793506B2 (en) * 2006-08-11 2010-09-14 Wyle Laboratories, Inc. Emission controlled engine exhaust static test stand
US7703272B2 (en) * 2006-09-11 2010-04-27 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab System and method for augmenting turbine power output
ES2498066T3 (es) * 2009-12-16 2014-09-24 MDS Aero Support Corporation Amortiguador sonoro de turbina para recuperar energía cinética de los gases de escape de un motor de turbina de gas
KR101146056B1 (ko) 2009-12-24 2012-05-14 한국항공우주연구원 배기가스 포집용 냉각 프루브
JP6146192B2 (ja) * 2013-07-31 2017-06-14 いすゞ自動車株式会社 診断装置
US20180135514A1 (en) * 2016-09-27 2018-05-17 General Electric Company Sound attenuating system for gas turbine engine
US11168588B2 (en) * 2018-10-01 2021-11-09 Mitsubishi Power Americas, Inc. Diversion systems for low emission start converter

Also Published As

Publication number Publication date
US11125650B2 (en) 2021-09-21
US20200003657A1 (en) 2020-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6398518B1 (en) Method and apparatus for increasing the efficiency of a multi-stage compressor
US9435260B2 (en) Method and system for testing filter element performance
KR20200001346A (ko) 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치
US20180027190A1 (en) Infrared non-destructive evaluation of cooling holes using evaporative membrane
JP2011231773A (ja) 航空機用コンプレッサ洗浄に適用される高圧水洗浄適用及び収集のための自動検出及び制御システム及び方法
CN103674555A (zh) 用于燃气涡轮排气中的物质曲线测量的方法和系统
CN102588116A (zh) 向旋转机器在线监测系统提供冷却和吹洗空气流的系统
KR20140130525A (ko) 유체 부식성 오염물질을 감시하기 위한 시스템 및 방법
CN110332743A (zh) 冷却机及其冷媒检测方法、装置、系统
CN107448974B (zh) 通风及泄漏检测系统及其组装方法以及气体燃料模块
JP2007532873A (ja) 処理環境からガスを抽出するためのプローブとシステム
KR20200006160A (ko) 냉각장치 및 이를 포함한 엔진시험장치
JP2005055263A (ja) リークガス検出装置
US11029194B2 (en) Method of monitoring rubbing between a rotary party and a stationary part in a rotating turbomachine, monitoring arrangement and turbomachine
JPH10176969A (ja) ガスタービン設備の閉じた、または半開した冷却系内の漏れを検知する方法
CN106362517A (zh) 一种适用于除雾器实验的实验塔及其实验方法
KR100857235B1 (ko) 가스 누출 감지 장치와, 이를 구비하는 반도체 제조 설비및 그의 처리 방법
JP2007218141A (ja) 耐久評価装置
US20240133344A1 (en) Gas turbine fire detection system including cooling system upstream of aspirating smoke detector, and related method
CN103797231B (zh) 内燃机装置及操作方法
US11499508B2 (en) Cleaning system for an engine exhaust cooler
KR101360159B1 (ko) 이중관 구조의 냉매가스 분사관 및 이를 이용한 핸들러 장치
JP2852179B2 (ja) 流動層ボイラの異常検出方法及びその装置
Flesland Gas turbine optimum operation
US9745900B2 (en) Methods of determining sensor probe location in a closed loop emissions control system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment