가스발생기

Gas generator
가솔린 또는 가스의 내연기관 엔진에 의해 구동되는 발전기는 전기 발전기를 참조하십시오.

가스 발전기는 가스를 발생시키는 장치다. 가압 가스를 저장하는 것이 바람직하지 않거나 비실용적일 때 가스 발생기는 화학 반응이나 고체 또는 액체 공급원에서 가스를 생성할 수 있다.

흔히 로켓 추진체를 이용해 대량의 가스를 발생시키는 장치를 일컫는다. 이 가스는 일반적으로 로켓 엔진에서처럼 추진력을 제공하기 보다는 터빈을 구동하는 데 사용된다. 이런 유형의 가스 발전기는 로켓 엔진에서 터보펌프를 구동하는 데 사용되며, 일부 보조 동력 장치에 의해 전기 발전기와 유압 펌프에 동력을 공급하는데 사용된다.

이 용어의 또 다른 일반적인 용어는 산업 가스 산업에서 가스 발전기를 사용하여 판매를 위한 가스 화학 물질을 생산한다. 예를 들어 장기간에 걸쳐 호흡 가능한 산소를 제어된 속도로 전달하는 화학적 산소 발생기. 제2차 세계 대전 동안, 가솔린 부족을 완화하기 위한 방법으로 콜라를 생산 가스로 전환한 휴대용 가스 발전기가 차량에 동력을 공급하는데 사용되었다.

다른 유형으로는 자동차 에어백의 가스 발생기가 있는데, 이 발전기는 특정한 양의 불활성 가스를 신속하게 생산하도록 설계되었다.

공통 애플리케이션

동력원으로서

V-2 로켓은 과산화수소를 과망간산나트륨 촉매 용액에 의해 분해된 것을 가스 발전기로 사용했다. 이것은 터빈펌프를 구동하여 주요 LOX-에탄올 추진체를 가압하는 데 사용되었다.[1] 토성 V F-1과[2][3] 우주왕복선 주 엔진에서는 터빈펌프를 구동하기 위해 주 추진체 일부를 연소시켰다([4]가스 발생기 사이클 및 단계별 연소 사이클 참조). 이러한 설계의 가스 발생기는 불꽃 온도를 상대적으로 낮게 유지하기 위해 연료가 풍부한 혼합물을 사용한다.

스페이스 셔틀 보조 동력 장치와[5] F-16 비상 동력 장치(EPU)[6][7]는 하이드라진을 연료로 사용한다. 그 가스는 수압 펌프를 구동하는 터빈을 구동한다. F-16 EPU에서도 발전기를 구동한다.

가스 발전기는 어뢰에 동력을 공급하는데도 사용되었다. 예를 들어, 미국 해군 마크 16 어뢰는 과산화수소에 의해 작동되었다.[8]

과산화수소의 농축 용액은 과산화수소가 높은 시험으로 알려져 있으며, 산소와 물(증기)을 생산하기 위해 분해된다.

2 H2O2 → 2 H2O + O2

히드라진은 질소와 수소로 분해된다. 그 반응은 강한 발열성이며 적은 양의 액체로부터 많은 양의 뜨거운 가스를 생산한다.

  1. 3NH242 → 4NH3 + N
  2. NH242 → N + 2H2
  3. 4NH3 + NH24 → 3N2 + 8H2

많은 고체 로켓 추진체 구성물은 가스 발전기로 사용될 수 있다.[9]

인플레와 화재진압

많은 자동차 에어백은 아지드화나트륨을 인플레이션으로 사용한다(2003년 기준).[10] 작은 폭약식 전하가 그것의 분해를 촉발하여 질소 가스를 발생시켜 약 30밀리초 안에 에어백을 팽창시킨다. 미국의 대표적인 에어백은 아지드화나트륨 130g을 포함할 수 있다.[11]

비슷한 가스 발전기가 화재 진압에 사용된다.[12]

아지드화 나트륨은 나트륨과 질소로 역학적으로 분해된다.

결과 나트륨은 위험하므로 질산칼륨과 실리카와 같은 다른 물질들이 첨가되어 규산염 유리로 변환된다.

산소발생

화학적 산소 발생기는 호흡 가능한 산소를 장기간에 걸쳐 제어된 속도로 전달한다. 나트륨, 칼륨, 염소산 리튬과 과염소산염이 사용된다.

연료 가스 생성

코크스나 기타 카본색 물질을 생산용 가스로 변환하는 장치를 산업용 연료 가스의 공급원으로 사용할 수 있다. 이러한 유형의 이동식 가스 발전기는 2차 세계대전 동안 가솔린 부족을 완화하기 위한 방법으로 차량에 동력을 공급하기 위해 사용되었다.[13]

참고 항목

참조

  1. ^ Staff of the Select Committee on Astronautics and Space Exploration (2004) [1st pub. 1959]. "Propellants". Space Handbook: Astronautics and Its Applications (Report) (hypertext conversion ed.). Retrieved 2016-09-23.
  2. ^ Sutton, George P. (1992). Rocket Propulsion Elements (6th ed.). Wiley. pp. 212–213. ISBN 0-471-52938-9.
  3. ^ "F-1 Engine Fact Sheet" (PDF). NASA. Archived from the original (PDF) on 2016-04-13.
  4. ^ "Main Propulsion System (MPS)" (PDF). Shuttle Press Kit.com. Boeing, NASA & United Space Alliance. October 6, 1998. Archived from the original (PDF) on 2012-02-04. Retrieved December 7, 2011.
  5. ^ "Auxiliary Power Units". Human Space Flight - The Shuttle. Archived from the original on 2001-05-04. Retrieved 2016-09-26.
  6. ^ Suggs; Luskus; Kilian; Mokry (1979). Exhaust Gas Composition of the F-16 Emergency Power Unit (Report). USAF school of aerospace medicine. SAM-TR-79.
  7. ^ "F-16 chemical leak sends 6 airmen to hospital". Air Force Times. Associated press. August 26, 2016. Retrieved 2016-09-23.
  8. ^ Jolie, E.W. (1978). A Brief History of U.S. Navy Torpedo Development (Report). Naval Underwater Systems Center, Newport. p. 83 – via Maritime.Org.
  9. ^ 1992년 서튼 페이지 441-443
  10. ^ Betterton, Eric A. (2003). "Environmental Fate of Sodium Azide Derived from Automobile Airbags (Abstract)". Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 33 (4): 423–458. doi:10.1080/10643380390245002.
  11. ^ "How do air bags work?". Scientific American. Retrieved 2016-09-22.
  12. ^ Yang, Jiann C.; Grosshandler, William L. (28 June 1995). Solid Propellant Gas Generators: An Overview and Their Application to Fire Suppression (Report). NIST. NISTIR 5766.
  13. ^ Lord Barnby (1941-07-16). "PRODUCER GAS FOR TRANSPORT. (Hansard, 16 July 1941)". Hansard.millbanksystems.com. Retrieved 2014-05-26.