| 초록 |
본 발명 시스템은 증기 동력사이클 기관에 있어서 물과 증기의 상변화로 이루어지는 사이클과 달리 기본적으로 증기만의 사이클이 되도록 구성하여 동력을 창출 시킬려는 장치구성이며 이의 시스템은 최초 증기 생성을 위한 에너지원이 필요하고 동력의 발생시는 외부주입 에너지원을 줄여 열기관의 열효율이 매우 높게 되도록 고안된 증기 동력 발생 사이클 기관이다. 사이클의 구성은 동력을 발생시키는 주증기 계통과 주증기를 효과적으로 압축 및 팽창시키기 위한 보조증기 계통, 주증기 과열을 위한 에너지원 주입장치 등으로 구성된다. 기존의 랭킨 사이클은 팽창된 증기를 응축시키기 위해 복수기에서 많은 응축잠열을 버리고 보일러에서 잠열을 재주입하는 방식을 채택하여 왔다. 그러므로 물을 증발시키기 위한 많은 잠열이 필요함과 동시에 복수기에서 많은 응축잠열을 뺏어야 하였다. 따라서 다량의 연료연소에 의한 환경오염과 복수기 냉각수의 온도상승으로 인한 수질오염등의 문제가 있었다. 이는 과거 증기 압축기의 제작 및 압축 냉각 기술이 부족할 시에 증기와 물의 부피차를 이용한 동력발생 시스템이었으므로 그러하였다. 본 시스템의 주된 원리는 랭킨 사이클에서 증기의 상변화 과정을 없애고 증기 압축기를 이용하여 압축시 냉각하여 압축동력을 줄이고 냉각 회수된 열량을 보조 압축기를 이용하여 열의 온도를 높여 팽창기 쪽에 공급함으로써 팽창기의 동력을 증대시키고 이의 효과를 높이기 위해 추가증기를 압축하여 주증기를 재열시켜 패창기의 동력을 더욱 증가시키도록 구성된다. 열역학적으로 압축기에서 뺏은 압축열을 팽창쪽에 공급하기위해 압축쪽과 팽창쪽의 직접 열교환 또는 보조 매체를 사용하여 열전달하여 팽창쪽에 공급할 경우, 열의 이동의 특성상 팽창쪽의 증기 온도를 압축쪽보다 더 높힐수 없다. 따라서 증기 팽창기의 발생동력을 크게 할 수가 없으나 본 사이클의 시스템은 이를 해결하기 위해 주증기압축 냉각시 증발된 보조증기의 압축 응축잠열을 이용함으로써 보조증기 압축소요동력에 비해 훨씬 많은 열량을 팽창기 쪽에 전달 할 수가 있다. 그러므로 열기관에서의 열효율의 대폭적인 상승과 함께 연료의 감소로 인한 대기오염의 방지, 복수기 냉각수를 대폭적인 감소 또는 없앰으로써 냉각수 온도상승에 의한 수질오염의 방지 등에 기여된다. 팽창 주증기는 보조증기의 포화압력에 따른 응축잠열의 크기에 따라 수회 재열팽창하는 사이클로 구성된다. |
