12-03-2024 дата публикации
Номер: KR20240032761A
본 발명은 수소를 연료로 사용하는, 중대형 크랭크 피스톤 엔진으로써, 선행 배기의 (복수) 포화수에 의한, 이의 배기 냉각 및 배기열회수 운전 방법에 관한 것으로, 공기로부터 분리 생산된 산소와 질소가 냉매로 활용되며, 엔진 (연소실) 실린더에 순 산소만 주입되고, 작동유체로써 순환증기가 이 실린더로 재순환되어, 순산소연소가 구현되며, 이의 배기가 (복수기) 본 배기냉각기에 흡입 유입되어, 선행 배기의 포화수가 냉매로써 막대한 증발열로, 후속 엔진 배기를 냉각, 이의 막대한 응축열을 증발열로 흡수하고, 후속 엔진 배기가 냉각 포화수로 복수 되며, 이 포화수가 흡수한 막대한 이 배기열이, 독특한 히트펌프 수단으로, 전량 회수됨으로써, 배기 무손실 무소음이 구현되며, 엔진 열효율이 획기적으로 높아진 것이 특징이다. 본 발명에서는, (도 1) 매우 작은 규모의 고압 (HP) 실린더와 이의 피스톤, 규모가 매우 큰 저압 (LP) 실린더와 이의 피스톤, 또, 규모가 이 LP 실린더보다 작은 중압 (IP) 실린더와 이의 피스톤으로 구성되고, 이 HP 실린더에서는 압축 과정 없이 연소 과정이 이뤄지나 이 LP 및 IP 실린더에서는 오직 팽창과 배기 과정만 반복되어 동력이 생산되며, 초초임계압으로 가압 된, 80mol% (증기) 순환 작동유체가, 상기 HP 실린더에 주입되기 바로 직전에, 연료 수소가, 이 작동유체에 혼합되어, 이 초초임계압 증기가 흡입 밸브를 통하여 실린더에 주입되면서, 더불어 주입되며, 이 흡입 밸브가 닫히면, 산소가 커먼레일 (CRDI) 분사 장치로, 분사 (Injector) 노즐을 통하여, 이 HP 실린더에 주입되어, 순산소연소가 (8H 2 O+2O 2 +4H 2 =8H 2 O+4H 2 O) 이뤄지며, 이 HP 피스톤이 다 후진하면, 배기 밸브가 열리면서, 이의 실린더의 (배기) 작동유체가 배기 되고, 앞서처럼, 흡입 연소 과정이 반복되며, 이 저압 (LP) 실린더에서는, 이의 흡입 밸브가 열리며, 연소로 생성되어 배기 된, 상기 작동유체가, 소량으로 주입되어, 이 LP 피스톤이 후진하면서, 동력이 생산되고, 이 LP 피스톤이 다 후진 후, 배기 밸브가 열리면, 이 배기는, 이 LP 피스톤을 끌어당겨 동력을 생산하며 배기 되고, 로터리 피스톤 배큠펌프에 주입되며, 상기 중압 (IP) 실린더에서는, 이의 흡입 밸브가 열리며, (이전 연소 과정 40mol%) 작동유체가, 소량으로 주입되어, 이 IP 피스톤이 후진하며, 동력이 생산되고, 이 IP 피스톤이 다 후진 후, 배기 밸브가 열리면서, 이 (작동유체) 배기는, 이 IP 피스톤을 끌어당겨 동력을 생산하며 배기 되고, 로터리 피스톤 배큠펌프에 주입되며, 이 로터리 피스톤 배큠펌프에서, 상기 (LP,IP) 실린더로부터 흡입 유입된 배기는, 도넛처럼 환형으로 구성된 환형 실린더에서, 이 로터리 피스톤의 회전에 따라, 밀폐공간에서 점진적으로, 배기 소음 없이, 배압으로 팽창하여, 이 유입 배기가 이 환형 실린더에서 배기 (배출) 되고, 이 작동유체 (80+40+40) 160mol%인, 배기가, (도 2) 본 배기냉각기에, 배압 0.2bar 110℃로, 흡입 유입되어, 이미 냉각 복수 된 선행 배기의 (포화수) 갓 복수가, 냉매로써 배기열 (Exhaust Heat Absorber) 흡수기에서 튜브로 흐르며, 막대한 증발열이 냉각열로 활용되어, 유입된 배기를 냉각, 막대한 이 배기의 응축열을 증발열로 흡수하여 90℃ 증기로 승온 하고, 액상의 9mol% 질소가 수증기 (Vapor Cooler) 냉각기에서, 50℃ 이상 승온 하면서, 이 유입 배기는 더 냉각되어, 포화수로써 복수 되고, (Hot Well) 핫웰에 고인 이 (갓 복수) 포화수가 복수펌프로, 상기 배기열 흡수기 튜브로 이송, 배큠펌프로 흡입되어, 이 튜브로 흐르며, 후속 유입 배기가 냉각되고, 상기 9mol% 50℃ 질소는, 배기열 회수 시스템에 있는 (StmCondsr) 복수기에 냉매로 주입되며, 상기 90℃ (포화수) 160mol% 증기는 배큠펌프로 흡입되어, 이 중에, 이전 연소 분량 40mol% ...
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