KR101980631B1 - 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치 및 흡열성능시험방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열 교환 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속 비행체에 탑재되는 냉각시스템에 사용되는 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치 및 이를 이용한 연료의 흡열성능시험방법에 관한 것으로, 연료탱크에 저장되어 있는 연료가 유입되는 연료입구, 연료입구로 유입된 연료가 통과하는 통로를 형성하는 연료배관, 연료배관의 내부에 고정되어 연료배관을 통과하는 연료의 흡열반응을 촉진시키는 촉매가 구비된 촉매부, 연료의 흡열반응이 일어난 후 생성된 생성물이 연료배관으로부터 유출되는 연료출구, 연료탱크로부터 유입되는 흡열반응 전 연료의 온도를 측정하는 입구온도센서 및 연료배관으로부터 유출되는 생성물의 온도를 측정하는 출구온도센서를 포함하고, 흡열반응 전 연료의 온도와 흡열반응 후 생성물의 온도의 차이를 산출하여 연료의 흡열성능을 파악할 수 있다.

Description

연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치 및 흡열성능시험방법{APPARATUS AND METHOD FOR TEST ENDOTHERMIC REACTION OF FUEL}

본 발명은 열 교환 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속 비행체의 운용 시 공력가열현상으로 인해 추진기관이 가열되는 것을 방지하기 위해 탑재되는 냉각시스템에 사용되는 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치 및 흡열성능시험방법에 관한 것이다.

일반적으로 고속 비행체의 공기흡입식 추진기관은 대기의 공기를 흡입하고, 이를 흡입구의 형상을 이용하여 압축해서 산화제로 사용함으로써, 엔진의 구성이 간단한 장점이 있다. 또한, 마하 4 이상의 초음속 또는 마하 6 이상의 극초음속에서 높은 효율을 가진 실용적인 추진기술로서, 군사목적 또는 항공운송을 위해 꾸준히 연구되고 있다.

그런데 이와 같은 공기흡입식 추진기관은 운용 도중 기체표면과 엔진 내부에서 극심한 가열이 발생하게 되며, 특히 높은 비행 마하수로 인해 발생하는 공력가열현상에 의해 기체와 엔진이 공력하중과 함께 높은 고온에 노출되게 된다. 그리고 이러한 공력가열현상은 비행 마하수가 증가할수록 그 막대한 속도에 의해 최대가 됨으로써, 큰 공력하중과 함께 복합적으로 작용하게 된다. 따라서 공기흡입식 추진기관은 일반적으로 고온용 고강도 구조재료가 사용됨과 함께 별도의 냉각시스템을 탑재한다.

고속 비행체에 탑재되는 냉각시스템은 일반적으로 그 공간과 중량이 제한되는 이유로, 내부에 탑재된 연료의 열 교환을 통해 냉각하는 방식이 전 세계적으로 가장 많이 연구되고 있다. 보다 구체적으로 연료로는 탄화수소계 연료를 사용하며, 연료의 온도상승에 수반되는 현열과 연료의 분해반응에 따른 반응열을 이용하여 냉각을 수행한다.

그런데 이때, 고온에서 흡열반응이 진행됨에 따라 탄소 침전물이 생성되어 구조물을 오염시키거나 유로를 막는 코킹(coking)문제가 발생하게 된다. 그러므로 이를 억제하면서도 냉각효율을 극대화시킬 수 있는 적절한 반응온도와 촉매 사용량 등의 설계조건이 요구되며, 이는 연료의 흡열성능 시험을 통해 파악할 수 있다.

연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치는 일반적으로 촉매를 사용하여 연료의 흡열반응을 일으키는 촉매 열교환기를 핵심부품으로 포함하여 구성되며, 이의 선행문헌으로 대한민국공개특허공보 제10-2005-0081875호(선행문헌 1), 대한민국등록특허공보 제10-0718831호(선행문헌 2) 등이 있다.

선행문헌 1은 코크 저항성을 부여하도록 연료를 처리하기 위한 촉매를 포함하는 연료 운반 시스템에 관한 것으로, 코크 형성 반응에 참여하는 성분을 촉매 반응을 통해 제거하여 코크 형성을 방지함으로써, 연료의 사용 가능한 냉각 용량을 증가시키는 기술을 개시하고 있고, 선행문헌 2는 촉매 반응기에 관한 것으로, 가스 상 반응(gas phase reaction), 흡열반응을 수행하는데 적합한 촉매 반응기에 관한 기술을 개시하고 있으나, 선행문헌 1과 선행문헌 2에 개시된 기술 모두 실제 고속 비행체의 열 환경 및 구조를 고려할 때 발생하는 열 부하 및 코킹 문제를 동시에 해결하기 어렵다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

(선행문헌 1) 대한민국공개특허공보 제10-2005-0081875호 (선행문헌 2) 대한민국등록특허공보 제10-0718831호

이에 상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 실제 고속 비행체의 열 환경 및 냉각시스템을 구현하면서도 고속 비행체에서의 내/외부의 강한 열 부하를 처리하고, 코킹 문제를 효율적으로 대처함으로써, 연료의 흡열성능을 시험할 수 있는 열 교환 장치 및 흡열성능시험방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 열 교환 장치는 연료탱크에 저장되어 있는 연료가 유입되는 통로를 형성하는 연료입구, 연료입구로 유입된 연료가 통과하는 통로를 형성하는 연료배관, 연료배관의 내부에 고정되어 연료배관을 통과하는 연료의 흡열반응을 촉진시키는 촉매가 구비된 촉매부, 연료의 흡열반응으로 생성된 생성물이 연료배관으로부터 유출되는 통로를 형성하는 연료출구, 연료탱크로부터 유입되는 흡열반응 전 연료의 온도를 측정하는 입구온도센서 및 연료배관으로부터 유출되는 흡열반응 후 생성물의 온도를 측정하는 출구온도센서를 포함하고, 촉매는 격자망에 삽입된 상태로 연료배관의 내부에 고정되되, 촉매가 삽입된 격자망은 복수 개로서, 서로 연결되되 분리도 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 서로 연결된 복수 개의 격자망의 일측은 지지대에 연결되며, 지지대가 연료입구 또는 연료출구 중에서 위쪽에 위치한 것에 연결됨으로써, 복수 개의 격자망이 중력 방향으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 서로 연결된 복수 개의 격자망은 연료의 진행방향과 동일한 방향으로 일렬로 배열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 연료배관의 외주면과 진공상태의 사이 공간을 형성하면서 연료배관을 둘러싸도록 연료배관에 결합된 연료배관 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 연료배관을 둘러싸도록 결합되어 연료배관의 내부온도를 조성하는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 열 교환 장치는 연료탱크에 저장되어 있는 연료가 유입되는 통로를 형성하는 연료입구, 연료입구로 유입된 연료가 통과하는 통로를 형성하는 연료배관, 연료배관의 내부에 고정되어 연료배관을 통과하는 연료의 흡열반응을 촉진시키는 촉매가 구비된 촉매부, 연료의 흡열반응으로 생성된 생성물이 연료배관으로부터 유출되는 통로를 형성하는 연료출구, 연료탱크로부터 유입되는 흡열반응 전 연료의 온도를 측정하는 입구온도센서 및 연료배관으로부터 유출되는 흡열반응 후 생성물의 온도를 측정하는 출구온도센서를 포함하고, 촉매는 격자 형상의 구조체에 지지된 상태로 연료배관의 내부에 고정되되, 구조체는 양측이 연료배관과 연결된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료의 흡열성능시험방법은 연료탱크에 저장되어 있는 연료를 내부에는 촉매가 고정되어 있고, 외부에는 외주면과 진공상태의 사이 공간을 형성하는 연료배관 하우징이 결합된 연료배관으로 유입시키기 전, 연료의 온도를 측정하는 단계(S100), 연료를 연료배관으로 유입시키고, 촉매에 접촉되도록 연료배관을 따라 통과시켜 흡열반응을 일으키는 단계(S200) 및 촉매에 의해 흡열반응이 일어난 후 연료배관으로부터 유출되는 생성물의 온도를 측정하는 단계(S300)를 포함하고, 측정한 흡열반응 전 연료의 온도와 흡열반응 후 생성된 생성물의 온도의 차이를 산출하여 연료의 흡열성능을 파악하는 것을 특징으로 한다.

또한, 연료배관 하우징을 둘러싸도록 결합된 히터를 작동시켜 연료배관의 내부온도가 연료의 임계온도(critical temperature) 이상이 되도록 조성하여 유지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 열 교환 장치는 실제 고속 비행체의 열 환경 및 냉각시스템을 구현하면서도 고속 비행체에서의 내/외부의 강한 열 부하를 처리하여 원활한 연료공급이 이루어질 수 있도록 하고, 초임계 상태의 연료를 사용하는 경우 발생할 수 있는 코킹문제를 효율적으로 대처할 수 있으며, 이를 이용한 연료의 흡열성능 시험을 통해 연료의 흡열성능을 파악할 수 있고, 나아가 냉각효율을 증가시키는 최적의 설계조건을 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명의 열 교환 장치의 내부 모습을 보여주는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 열 교환 장치의 외부 모습을 보여주는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 열 교환 장치의 일 실시 예에 따른 촉매부를 보여주는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 열 교환 장치의 다른 실시 예에 따른 촉매부를 보여주는 모식도이다.
도 5는 본 발명의 연료의 흡열성능시험방법의 순서도이다.

이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명은 실제 고속 비행체의 열 환경 및 냉각시스템을 구현하면서도 고속 비행체에서의 내/외부의 강한 열 부하를 처리하여 원활한 연료공급이 이루어질 수 있도록 하고, 초임계 상태의 연료를 사용하는 경우 발생할 수 있는 코킹문제를 효율적으로 대처할 수 있는 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치 및 이를 이용한 연료의 흡열성능시험방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 열 교환 장치(100)의 내부 모습을 보여주는 모식도이고, 도 2는 본 발명의 열 교환 장치(100)의 외부 모습을 보여주는 모식도이다. 이하, 도 1,2를 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열 교환 장치(100)는 연료입구(10), 연료출구(20), 촉매부(30), 연료배관(40), 입구온도센서(11), 출구온도센서(21)를 포함하여 구성된다.

연료입구(10)는 흡열성능을 시험할 연료가 유입되는 통로를 형성하는 곳으로, 연료탱크와 연결되며, 고압펌프의 작동에 의해 연료탱크에 저장되어 있던 연료가 연료입구(10)로 유입된다. 여기서 연료는 분해반응(흡열반응)이 시작되기 전 온도로 예열된 것일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 사용하는 연료는 고속 비행체에 탑재되는 냉각시스템에 사용되는 연료로, 열분해반응 또는 촉매분해반응을 통해 열을 흡수하면서 분해되는 특성을 지니며, 큰 분자량을 갖는 탄화수소연료(heavy hydrocarbons)인 것이 바람직하다.

연료배관(40)은 연료입구(10)로 유입된 연료가 통과하는 통로를 형성하는 것으로, 도 1과 같이 연료가 원활히 흐를 수 있도록 원통 형상으로 형성되며, 피팅에 의해 연료입구(10)와 기밀을 이루며 연결된다.

촉매부(30)는 도 1과 같이 연료배관(40)의 내부에 고정되어 상기 연료배관(40)을 통과하는 연료의 흡열반응을 촉진시키는 촉매가 구비된 곳으로, 피팅에 의해 연료입구(10) 또는 연료출구(20) 또는 연료배관(40)에 연결됨으로써, 촉매가 연료배관(40)의 내부에 고정되어 위치할 수 있도록 한다.

본 발명의 열 교환 장치(100)는 촉매를 통해 비교적 낮은 온도에서도 연료의 흡열반응이 활발히 일어나도록 할 수 있다. 한편, 본 발명에서 사용하는 촉매는 제올라이트 촉매일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

연료출구(20)는 연료의 흡열반응으로 생성된 생성물이 연료배관(40)으로부터 유출되는 통로를 형성하는 곳으로, 피팅에 의해 연료배관(40)과 기밀을 이루며 연결된다.

입구온도센서(11)는 연료탱크로부터 유입되는 연료의 온도 즉, 흡열반응 전의 연료의 온도를 측정하기 위한 것으로, 이를 위해 도 1과 같이 연료입구(10) 측에 피팅에 의해 고정 연결되어 연료입구(10)로 유입되는 연료와 일부분이 접촉되는 것이 바람직하다.

출구온도센서(21)는 흡열반응 후 연료배관(40)으로부터 유출되는 생성물의 온도를 측정하기 위한 것으로, 이를 위해 도 1과 같이 연료출구(20) 측에 피팅에 의해 고정 연결되어 연료출구(20)로 배출되는 생성물과 일부분이 접촉되는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명에서 사용하는 입구온도센서(11)와 출구온도센서(21)는 K type의 인코넬(inconel) 온도센서인 것이 바람직하다.

본 발명의 열 교환 장치(100)는 입구온도센서(11)에서 측정된 흡열반응 전 연료의 온도와 출구온도센서(21)에서 측정된 흡열반응 후 생성물의 온도를 획득하고, 이 둘의 차이 값을 산출함으로써, 연료의 흡열량 등의 흡열성능을 파악할 수 있다.

도 3은 본 발명의 열 교환 장치(100)의 일 실시 예에 따른 촉매부(30-1)를 보여주는 모식도이고, 도 4는 본 발명의 열 교환 장치(100)의 다른 실시 예에 따른 촉매부(30-2)를 보여주는 모식도이다. 이하, 도 3,4를 참조하여 본 발명의 촉매부(30-1,30-2)를 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에 따른 촉매부(30-1)는 촉매가 타공 구조의 격자망(32)에 삽입된(채워진) 상태로 연료배관(40)의 내부에 고정되되, 촉매가 삽입된 격자망(32)은 복수 개로서, 서로 피팅에 의해 조립 연결되거나 또는 개별적인 분리가 가능하다.

이는 개별적인 교체가 가능하다는 것을 의미하며, 따라서 새로운 촉매를 삽입하거나 기존의 촉매를 제거하는 등의 촉매 교체 작업을 보다 용이하게 할 수 있다.

이의 실 예로, 어느 하나의 격자망(32a)과 다른 하나의 격자망(32b)은 도 3과 같이 소켓(33)에 의해 서로 조립 연결되며, 소켓(33)의 체결을 해제함으로써 서로 분리될 수도 있다.

한편, 이와 같이 서로 연결된 복수 개의 격자망(32) 중에서 일측, 보다 구체적으로는 가장자리 측에 위치한 어느 하나의 격자망은 도 3과 같이 지지대(31)에 연결되며, 상기 지지대(31)가 연료입구(10) 또는 연료출구(20)와 피팅에 의해 연결됨으로써, 촉매가 연료배관(40)의 내부에 고정되도록 한다.

보다 구체적으로 지지대(31)는 연료입구(10) 또는 연료출구(20) 중에서 위쪽에 위치한 것에 연결되는 것이 바람직하며, 이를 통해 서로 연결된 복수 개의 격자망(32)이 중력방향으로 배열되도록 한다.

이의 실 예로, 도 1,2와 같이 연료입구(10)가 아래에 위치하고, 연료출구(20)가 위에 위치하는 열 교환 장치(100)의 경우, 지지대(31)는 도 1과 같이 연료출구(20)에 연결된다.

또한, 서로 연결된 복수 개의 격자망(32)은 연료의 진행을 고려하여, 도 3과 같이 연료의 진행방향과 동일한 방향으로 일렬로 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서 사용하는 격자망(32)은 약 3mm의 배열간격을 갖는 타공 구조를 갖고, 스테인리스스틸(stainless steel) 재질로 이루어진 격자망일 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.

그 다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 다른 실시 예에 따른 촉매부(30-2)는 촉매가 격자 형상의 구조체(34)에 지지된(채워진) 상태로 피팅에 의해 연료배관(40)의 내부에 고정되되, 구조체(34)의 양측이 피팅에 의해 도 4와 같이 연료배관(40)과 연결되는 것이 바람직하다.

이를 통해 구조체(34)에 장력이 가해짐으로써, 연료배관(40)의 내부에 촉매가 보다 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.

한편, 도 4의 A-A' 단면도와 같이 구조체(34)의 양끝단(34a)에는 연료가 통과하는 복수 개의 관통홀(H)이 연료의 진행방향과 동일한 방향으로 형성되어 있으며, 상기 관통홀(H)의 내부에는 촉매가 채워져 있는 것이 바람직하다.

촉매부(30)의 일 실시 예인 도 3의 촉매부(30-1)와 다른 실시 예인 도 4의 촉매부(30-2) 모두 촉매의 접촉면적과 접촉시간을 고려하여 연료가 높은 흡열효율을 나타낼 수 있도록 선행연구결과 고안되어 적용된 것으로, 격자망(32) 또는 구조체(34)를 통해 연료가 촉매의 사이사이를 균일하게 이동할 수 있도록 하며, 이를 통해 코크에 따른 폐색 발생을 억제한다.

한편, 본 발명에서 두 대상이 서로 기밀을 이루도록 연결하고, 그 위치를 고정하기 위해 사용하는 피팅(fitting)은 지름이 다른 두 대상이 접속할 수 있도록 연결하는 리듀서(reducer), 교체를 위해 두 대상을 분리할 수 있도록 연결하는 유니언(union), 유니언티(union tee), 튜브피팅(tube fitting) 및 소켓(socket) 중 어느 하나인 것이 바람직하며, 그 재질은 alloy 600 또는 316 stainless steel일 수 있으나, 특별히 이에 한정되지 않고, 다양한 피팅 부품 중에서 연결 대상과 연결 목적에 가장 적합한 기능을 갖는 피팅 부품이 선택되어 사용되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 열 교환 장치(100)는 연료배관(40)의 외주면과 진공상태의 사이 공간을 형성하며, 도 1과 같이 연료배관(40)을 둘러싸도록 연료배관(40)에 결합된 연료배관 하우징(50)을 더 포함하여 구성된다.

이와 같이 연료배관 하우징(50)은 연료배관(40)이 외부환경에 노출되어 공기와 접촉하는 것을 방지하고, 또한, 연료배관(40)의 내부 열이 외부로 손실되는 것을 차단하는 단열기능을 수행함으로써, 결과적으로 연료의 흡열성능을 정확히 시험할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 열 교환 장치(100)는 연료배관(40) 또는 연료배관(40)에 결합된 연료배관 하우징(50)을 도 2와 같이 둘러싸도록 형성되어 연료배관(40) 또는 연료배관 하우징(50)에 결합되는 원통 형상의 히터(60)를 더 포함하여 구성되며, 여기서 히터(60)는 충분한 용량을 갖는 히터인 것이 바람직하다.

그리고 이와 같은 히터(60)의 작동을 통해 본 발명의 열 교환 장치(100)는 연료배관(40)의 내부온도를 시험조건으로 설계된 온도로 조성할 수 있다.

이의 실 예로, 연료의 흡열반응이 충분히 일어나는 초임계상태를 구현할 수 있는 연료의 임계온도(critical temperature) 이상의 온도로 연료배관(40)의 내부온도를 조성할 수 있고, 이를 일정하게 유지시킬 수도 있다.

또한, 코킹문제를 억제시키는 고온의 열 환경을 모사 할 수 있으며, 나아가 연료배관 하우징(50)과 연료배관(40)의 내부 열이 외부로 손실되는 것을 차단함으로써, 등온과 함께 단열의 역할을 수행할 수 있다.

도 5는 지금까지 설명한 열 교환 장치(100)를 이용하는 본 발명의 연료의 흡열성능시험방법의 순서도로, 도 5에 도시된 바와 같이, 연료탱크에 저장되어 있는 연료를 내부에는 촉매가 고정되어 있고, 외부에는 외주면과 진공상태의 사이 공간을 형성하는 연료배관 하우징(50)이 결합된 연료배관(40)으로 유입시키기 전(흡열반응 전 온도) 연료의 온도를 측정하는 단계(S100), 연료를 연료배관(40)으로 유입시키고, 촉매에 접촉되도록 연료배관(40)을 따라 통과시켜 흡열반응을 일으키는 단계(S200) 및 촉매에 의해 연료의 흡열반응이 일어난 후 생성되어 연료배관(40)으로부터 유출되는 생성물의 온도를 측정하는 단계(S300)를 포함하여 진행된다.

그리고 상기 단계(S100)에서 측정한 흡열반응 전 연료의 온도와 상기 단계(S300)에서 측정한 흡열반응 후 생성물의 온도의 차이를 산출하여 연료의 흡열성능을 파악한다.

이와 같은 본 발명의 연료의 흡열성능시험방법은 연료배관 하우징(50)을 둘러싸도록 도 2와 같이 결합된 충분한 용량의 히터(60)를 작동시켜 연료배관(40)의 내부 온도가 연료의 흡열반응이 충분히 일어나는 온도인 연료의 임계온도(critical temperature) 이상으로 유지되도록 하면서 진행되는 것이 바람직하다.

본 발명인 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치 및 이를 이용한 연료의 흡열성능시험방법의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.

100 : 열 교환 장치
10 : 연료입구
11 : 입구온도센서
20 : 연료출구
21 : 출구온도센서
30,30-1,30-2 : 촉매부
31 : 지지대
32,32a,32b : 격자망
33 : 소켓
34 : 구조체
34a : 양끝단
H : 관통홀
40 : 연료배관
50 : 연료배관 하우징
60 : 히터

Claims (10)

1. 연료탱크에 저장되어 있는 연료가 유입되는 통로를 형성하는 연료입구;
   상기 연료입구로 유입된 상기 연료가 통과하는 통로를 형성하는 연료배관;
   상기 연료배관의 내부에 고정되어 상기 연료배관을 통과하는 상기 연료의 흡열반응을 촉진시키는 촉매가 구비된 촉매부;
   상기 연료의 흡열반응으로 생성된 생성물이 상기 연료배관으로부터 유출되는 통로를 형성하는 연료출구;
   상기 연료탱크로부터 유입되는 흡열반응 전 상기 연료의 온도를 측정하는 입구온도센서; 및
   상기 연료배관으로부터 유출되는 흡열반응 후 상기 생성물의 온도를 측정하는 출구온도센서를 포함하고,
   상기 촉매는 격자망에 삽입된 상태로 상기 연료배관의 내부에 고정되되, 상기 촉매가 삽입된 상기 격자망은 복수 개로서, 서로 연결되되 분리도 가능하고,
   서로 연결된 상기 복수 개의 격자망은 상기 연료의 진행방향과 동일한 방향으로 일렬로 배열되고,
   서로 연결된 상기 복수 개의 격자망의 일측은 지지대에 연결되며, 상기 지지대가 상기 연료입구 또는 상기 연료출구 중에서 위쪽에 위치한 것에 연결됨으로써, 상기 복수 개의 격자망이 중력 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 연료배관의 외주면과 진공상태의 사이 공간을 형성하면서 상기 연료배관을 둘러싸도록 상기 연료배관에 결합된 연료배관 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 연료배관을 둘러싸도록 결합되어 상기 연료배관의 내부온도를 조성하는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치.
6. 연료탱크에 저장되어 있는 연료가 유입되는 통로를 형성하는 연료입구;
   상기 연료입구로 유입된 상기 연료가 통과하는 통로를 형성하는 연료배관;
   상기 연료배관의 내부에 고정되어 상기 연료배관을 통과하는 상기 연료의 흡열반응을 촉진시키는 촉매가 구비된 촉매부;
   상기 연료의 흡열반응으로 생성된 생성물이 상기 연료배관으로부터 유출되는 통로를 형성하는 연료출구;
   상기 연료탱크로부터 유입되는 흡열반응 전 상기 연료의 온도를 측정하는 입구온도센서; 및
   상기 연료배관으로부터 유출되는 흡열반응 후 상기 생성물의 온도를 측정하는 출구온도센서를 포함하고,
   상기 촉매는 격자 형상의 구조체에 지지된 상태로 상기 연료배관의 내부에 고정되되, 상기 구조체는 양측이 상기 연료배관과 연결되며,
   상기 구조체는 내부에 촉매가 채워져 연료가 통과하는 복수 개의 관통홀이 상기 연료의 진행방향과 동일한 방향으로 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 연료배관의 외주면과 진공상태의 사이 공간을 형성하면서 상기 연료배관을 둘러싸도록 상기 연료배관에 결합된 연료배관 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 연료배관을 둘러싸도록 결합되어 상기 연료배관의 내부온도를 조성하는 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료의 흡열성능을 시험하기 위한 열 교환 장치.
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