KR100444443B1 - 디젤 엔진의 파라핀 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디젤 엔진의 파라핀 제거장치에 관한 것으로, 동절기 냉간시동시 연료라인에서 생성되는 파라핀을 연소후 대기중으로 배출되는 고온의 배기가스를 이용하여 녹여서 제거함으로써, 연료저장탱크로부터 연료공급라인을 통해 엔진의 인젝터로 연료의 공급이 원활하게 이루어질 수 있게 함과 더불어, 이로 인해 주행중 엔진의 정지현상이 배제될 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 인젝터에 연료를 공급하는 연료공급펌프(12)와, 이 연료공급펌프(12)에 연료공급라인(14)을 매개로 연결됨과 더불어 소정량의 연료를 저장하는 연료저장탱크(16) 및, 상기 연료공급라인(14)상에 연료중 포함된 이물질을 제거하는 연료필터(18)를 포함하는 디젤 엔진(10)의 연료공급계통에는 인젝터로 공급되는 연료의 온도를 검출하는 온도검출수단과, 이 온도검출수단으로부터 검출된 연료의 온도가 기준 온도 이하인 경우에 배기가스의 배출경로를 연료공급계통으로 우회시켜 연료공급계통에 생성되는 파라핀을 제거시키는 배출경로 변경수단 및, 상기 온도검출수단으로부터 검출된 연료의 온도를 통해 배출경로 변경수단의 작동을 기준 시간에 한해 제어하는 제어수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

디젤 엔진의 파라핀 제거장치{paraffin elimination system for diesel engine}

본 발명은 디젤 엔진의 파라핀 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동절기 냉간시동시 연료라인에서 생성되는 파라핀을 고온의 배기가스를 이용하여 제거함으로써, 주행중 엔진의 정지현상을 방지할 수 있도록 하는 디젤 엔진의 파라핀 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 경유를 연료로 사용하고 있는 디젤 엔진에서 연료공급계통은 도 1에 도시된 바와 같이, 디젤 엔진(10)의 인젝터(도시안됨)측으로 연료의 공급을 위한 연료공급펌프(12)가 설치되고, 이 연료공급펌프(12)에 연료공급라인(14)을 매개로 연료의 공급을 위해 소정량의 연료를 저장하는 연료저장탱크(16)가 구비되며, 상기 연료공급펌프(12)와 연료저장탱크(16) 사이의 연료공급라인(14)상에 연료중 포함된 이물질의 제거를 위한 연료필터(18)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 디젤 엔진(10)에는 연소후 배출되는 배기가스의 송출을 위해 배기매니폴드와 연결되는 배기파이프(20)가 구비되고, 이 배기파이프(20)상에는 배출되는 배기가스의 압력에 의해 구동되는 컴프레셔(22)가 설치되며, 상기 디젤 엔진(10)의 흡기측에는 컴프레셔(22)의 구동과 연동되어 연소실내로 유입되는 외기에 대한 흡입효율을 향상시켜 엔진의 출력을 향상시키기 위한 터보차져(24)가 구비되어 있다.

따라서, 상기 디젤 엔진(10)은 연료저장탱크(16)내에 저장된 연료가 연료공급펌프(12)의 구동에 따라 연료공급라인(14)을 통해 엔진내 인젝터로 공급되어 연소된 다음, 상기 배기파이프(20)를 통해 외부로 배출된다.

그런데, 동절기와 같이 주변의 기온이 영하로 떨어지는 경우에는 경유내에 파라핀이 생성되고, 이 생성된 파라핀은 상기 연료공급라인(14)을 유도하면서 연료필터(18)와 수분분리기에 누적되어 상기 연료공급펌프(12)의 연료 흡입성능을 급격하게 저하시키게 되므로, 상기 연료공급펌프(12)를 통해 엔진의 인젝터로 원활한 연료의 공급이 이루어지지 못하게 되는 단점이 있다.

이와 같이, 상기 연료공급라인(14)내에 생성되는 파라핀은 냉간시동시 초기에는 생성되는 양이 미미하기 때문에 엔진의 인젝터로의 연료의 공급이 이루어져 시동이 가능하게 되나, 어느 정도 시간이 경과된 시점에서는 연료필터(18) 등에 누적된 파라핀이 연료공급계통에서 연료의 유동을 막게 되므로, 엔진의 시동이 꺼지게 된다.

특히, 국내의 경유는 품질의 떨어져 파라핀의 생성 기준온도가 영하 25도 보다 높은 영하 10도 정도이므로, 동절기에 디젤 엔진(10)의 연료공급계통에서 파라핀의 생성현상을 피할 수 없는 현실이다.

따라서, 상기 연료필터(18)내에 전기히터(18a)를 설치하여, 시동전 상기 전기히터(18a)에 배터리 전원을 잠시 인가하여 연료공급라인(14)이나 연료필터(18)내에 축적된 파라핀을 제거하기도 하였으나, 상기 전기히터(18a)에 작동전원을 인가하는 배터리가 동절기 냉간시동시 방전으로 인하 성능의 저하 및 열원의 부족 등으로 인해 파라핀의 제거에는 그리 효과적이지 못하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 동절기 냉간시동시 연료라인에서 생성되는 파라핀을 연소후 대기중으로 배출되는 고온의 배기가스를 이용하여 녹여서 제거함으로써, 연료저장탱크로부터 연료공급라인을 통해 엔진의 인젝터로 연료의 공급이 원활하게 이루어질 수 있게 함과 더불어, 이로 인해 주행중 엔진의 정지현상이 배제될 수 있도록 하는 디젤 엔진의 파라핀 제거장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인젝터에 연료를 공급하는 연료공급펌프와, 이 연료공급펌프에 연료공급라인을 매개로 연결됨과 더불어 소정량의 연료를 저장하는 연료저장탱크 및, 상기 연료공급라인상에 연료중 포함된 이물질을 제거하는 연료필터를 포함하는 디젤 엔진의 연료공급계통에 있어서, 상기 연료공급계통에는 인젝터로 공급되는 연료의 온도를 검출하는 온도검출수단과, 이 온도검출수단으로부터 검출된 연료의 온도가 기준 온도 이하인 경우에 배기가스의 배출경로를 연료공급계통으로 우회시켜 연료공급계통에 생성되는 파라핀을 제거시키는 배출경로 변경수단 및, 상기 온도검출수단으로부터 검출된 연료의 온도를 통해 배출경로 변경수단의 작동을 기준 시간에 한해 제어하는 제어수단이 구비된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 디젤 엔진의 연료공급계통의 구성을 개략적으로 도시한 상태도.

도 2는 본 발명에 따라 파라핀 제거기능을 갖춘 디젤 엔진의 연료공급계통의 구성을 개략적으로 도시한 상태도.

도 3은 냉간시동시 디젤 엔진의 연료공급계통에서 파라핀 제거수단의 동작을 개략적으로 도시한 상태도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-디젤 엔진 12-연료공급펌프

14-연료공급라인 16-연료저장탱크

18-연료필터 20-배기파이프

26-온도측정센서 28-바이패스 배기관로

30-배기조절밸브 32-제어유니트

34-연결로드 36-공압실린더

38-솔레노이드밸브 40-에어탱크

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 파라핀 제거기능을 갖춘 디젤 엔진의 연료공급계통의 구성을 개략적으로 도시한 상태도이고, 도 3은 냉간시동시 디젤 엔진의 연료공급계통에서 파라핀 제거수단의 동작을 개략적으로 도시한 상태도인 바, 종래 디젤 엔진에서 연료공급계통의 구성을 도시한 도 1에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 디젤 엔진(10)의 인젝터(도시안됨)측으로 연료의 공급을 위해 설치된 연료공급펌프(12)와, 이 연료공급펌프(12)에 연료공급라인(14)을 매개로 연료의 공급을 위해 소정량의 연료를 저장하는 연료저장탱크(16) 및, 상기 연료공급펌프(12)와 연료저장탱크(16) 사이에 배설된 연료공급라인(14)상에 연료중 포함된 이물질의 제거를 위해 설치된 연료필터(18)를 포함하는 디젤 엔진(10)의 연료공급계통에 있어서,

상기 디젤 엔진(10)으로 연료공급계통에는 인젝터로 공급되는 연료의 온도를 검출하는 온도검출수단과, 이 온도검출수단으로부터 검출된 연료의 온도가 기준 온도 이하인 경우에 배기가스의 배출경로를 연료공급계통으로 우회시켜 연료공급계통에 생성되는 파라핀을 제거시키도록 하는 배출경로 변경수단 및, 상기 온도검출수단으로부터 검출된 연료의 온도를 통해 배출경로 변경수단의 작동을 기준 시간에 한해 제어하도록 하는 제어수단을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 기준 온도는 경유내에 파라핀이 생성되는 온도에 해당하는 것으로 대략 영하 10도 정도이고, 상기 기준 시간은 디젤 엔진(10)의 연료공급계통에 누적된 파라핀의 제거에 충분한 시간으로 설정하면 되는 데, 예컨대 대략 20초 정도이다.

이를 위해, 상기 온도검출수단은 상기 연료필터(18)측에 설치되는 온도측정센서(26)로 이루어져, 상기 연료공급펌프(12)의 구동에 따라 연료저장탱크(16)내에서 연료공급라인(14)을 통해 연료필터(18)내로 유입되는 연료의 온도를 측정하여 이를 제어수단으로 출력하도록 되어 있다.

그리고, 상기 배출경로 변경수단은 연료의 연소후 발생되는 배기가스를 배출하기 위해 디젤 엔진(10)의 배기매니폴드와 연결되는 배기파이프(20)상에 상기 연료공급라인(14)을 인접하게 지나도록 분지되게 배설된 바이패스 배기관로(28)와, 이 바이패스 배기관로(28)상에 설치되어 배기가스의 유동을 조절하도록 일측 선단이 힌지축(H)을 매개로 회동가능하게 설치되는 배기조절밸브(30)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제어수단은 연료공급계통에서 연료의 온도를 검출받아 연료의 온도가 기준 온도 이하인 경우에 기준 시간에 걸쳐 배기가스의 배출경로를 연료공급계통으로 우회시키도록 하는 제어부와, 이 제어부의 제어에 따라 상기 배출경로 변경수단의 배기조절밸브(30)의 작동을 도모하도록 하는 작동력 인가부 및, 이 작동력 인가부에 작동원을 공급하는 작동원 공급부로 이루어진다.

여기서, 상기 제어부는 온도측정센서(26)와 연결되어 이로부터 검출되는 온도를 입력받아 연료의 온도가 기준 온도 이하인 경우에 상기 배출경로 변경수단의 작동을 제어하도록 제어수단의 작동력 인가부의 작동을 기준 시간에 한정하여 실시하는 제어유니트(32)로 이루어진다.

그리고, 상기 작동력 인가부는 상기 배기파이프(20)와 바이패스 배기관로(28) 사이의 연통부위에 설치된 배기조절밸브(30)의 개폐를 조절하는 것으로, 상기 배기조절밸브(30)측에 이를 회동시키도록 설치된 연결로드(34)와, 이 연결로드(34)의 작동을 제어하는 공압실린더(36) 및, 이 공압실린더(36)에 작동압의 선택적인 공급을 조절하는 솔레노이드밸브(38)로 이루어진다.

여기서, 상기 연결로드(34)는 공압실린더(36)의 작동에 따라 배기조절밸브(30)에 회동력을 부여하여 상기 배기파이프(20)와 바이패스 배기관로(28) 사이의 교통관계를 선택적으로 연결 및 차단시키도록 된 것으로, 상기 배기조절밸브(30)의 힌지축(H)상에 연결브라켓(30a)을 매개로 연결되어, 상기 연결로드(34)의 이동에 따라 상기 배기조절밸브(30)는 연결브라켓(30a)을 통해 연결로드(34)로부터 전달되는 작동력에 의해 힌지축(H)을 중심으로 회동하게 된다.

그리고, 상기 공압실린더(36)는 솔레노이드밸브(38)의 개방에 따라 공급되는 압축공기에 의해 상기 연결로드(34)에 작동력을 인가하는 피스톤(36a)과 이 피스톤(36a)의 복원을 도모하도록 이를 탄발지지하는 리턴스프링(36b)을 포함한다.

또한, 상기 작동원 공급부는 상기 솔레노이드밸브(38)에 압축된 공기를 공급하도록 압축된 공기를 저장하고 있는 에어탱크(40)로 이루어지는 바, 이 에어탱크(40)는 공기식 브레이크 장치에서 사용되는 압축공기나, 공기식 현가장치에서 사용되는 압축공기를 각각 저장하는 기존의 에어탱크들과 공유할 수 있음은 물론이다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 파라핀 제거장치는, 동절기와 같이주변의 기온이 영하로 떨어지는 경우에 있어, 상기 디젤 엔진(10)의 시동시 상기 제어유니트(32)는 온도측정센서(26)를 매개로 연료공급계통의 온도를 검출하게 된다.

이때, 상기 온도측정센서(26)로부터 검출된 온도가 기준 온도 보다 낮은 경우에는 상기 제어유니트(32)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 솔레노이드밸브(38)를 개방시켜 에어탱크(40)내에 저장된 고압의 압축공기를 공압실린더(36)측으로 공급시켜 내부의 피스톤(36a)을 이동시키게 되며, 이 피스톤(36a)의 이동에 따라 상기 연결로드(34)는 배기파이프(20)와 바이패스 배기관로(28) 사이의 연통부위에 설치된 배기조절밸브(30)를 힌지축(H)을 중심으로 회전시켜 배기파이프(20)와 바이패스 배기관로(28) 사이를 교통시키게 된다.

이 결과, 상기 연료공급계통에 누적된 파라핀은 배기파이프(20)를 통해 바이패스 배기관로(28)로 유입되는 고온의 배기가스의 열에 의해 효과적으로 제거될 수 있게 된다.

이에 따라, 동절기의 주행시 상기 디젤 엔진(10)의 연료공급계통에 발생되는 파라핀에 의해 연료저장탱크(16)로부터 엔진의 인젝터에 이르는 연료공급계통으로 유동되는 연료의 차단에 의해 엔진이 정지되는 현상이 방지될 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 제어유니트(32)의 제어에 따라 배기파이프(20)와 바이패스 배기관로(28) 사이를 교통상태로 전환시키는 배기조절밸브(30)의 작동은, 상기 제어유니트(32)가 기준 시간에 한정하여 솔레노이드밸브(38)를 개방시켜 공압실린더(36)에 압축공기를 공급함에 따라, 기준 시간이 경과된 다음에는 상기 공압실린더(36)내 피스톤(36a)을 탄발지지하는 리턴스프링(36b)의 복원력에 의해 상기 연결로드(34)는 다시 배기조절밸브(30)를 회동시킴으로써, 상기 배기파이프(20)와 바이패스 배기관로(28) 사이의 교통관계는 단절되므로, 상기 디젤 엔진(10)에서 연소후 발생되는 배기가스는 배기파이프(20)를 통해 정상적으로 배출될 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 디젤 엔진의 파라핀 제거장치에 의하면, 디젤 엔진(10)의 연료공급라인(14)상에 배기파이프(20)로부터 분지되는 바이패스 배기관로(28)가 인접하게 설치되고, 이 바이패스 배기관로(28)를 통해 고온의 배기가스가 유동될 수 있으므로, 동절기에 상기 디젤 엔진(10)의 연료공급계통에서 발생하는 파라핀이 상기 바이패스 배기관로(28)를 통해 배출되는 고온의 배기가스로부터 전열되는 열에 의해 제거될 수 있으므로, 주행중 인젝터로의 연료공급의 차단에 따라 유발되는 엔진의 정지를 방지할 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 인젝터에 연료를 공급하는 연료공급펌프(12)와, 이 연료공급펌프(12)에 연료공급라인(14)을 매개로 연결됨과 더불어 소정량의 연료를 저장하는 연료저장탱크(16) 및, 상기 연료공급라인(14)상에 설치되어 연료중 포함된 이물질을 제거하는 연료필터(18)를 포함하는 디젤 엔진(10)의 연료공급계통에 있어서,

   상기 연료저장탱크(16)와 상기 연료필터(18) 사이를 연결하는 연료공급라인(14)에는 상기 디젤 엔진(10)의 배기파이프(20)로부터 분지된 바이패스 배기관로(28)가 인접하여 설치되고,

   상기 바이패스 배기관로(28)에는 상기 배기파이프(20)와의 교통을 조절하는 배기조절밸브(30)가 설치되며,

   상기 배기조절밸브(30)의 개폐는 상기 연료필터(18)에 설치된 온도측정센서(26)로부터 검출된 온도에 따라 개폐신호를 출력하는 제어유니트(32)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파라핀 제거장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 배기조절밸브(30)는 이를 회동시키는 연결로드(34)와, 이 연결로드(34)의 작동을 조절하는 공압실린더(36) 및, 이 공압실린더(36)에 작동압의 선택적인 공급을 조절하는 솔레노이드밸브(38)를 갖춘 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파라핀 제거장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 연결로드(34)는 상기 배기조절밸브(30)의 힌지축(H)상에 연결브라켓(30a)을 매개로 연결되어, 상기 연결로드(34)의 이동시 배기조절밸브(30)는 힌지축(H)을 중심으로 회동되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파라핀 제거장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 공압실린더(36)는 솔레노이드밸브(38)의 개방에 따라 공급되는 작동압에 의해 상기 연결로드(34)에 작동력을 인가하는 피스톤(36a)과, 이 피스톤(36a)을탄발지지하는 리턴스프링(36b)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 파라핀 제거장치.
9. 삭제