KR100638204B1 - 엔진의 배기가스 배출구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 엔진의 배기가스 배출구조는 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과하는 배기관이 이중구조로 형성되어, 내부에서 발생된 응축수가 엔진으로 유입되는 것이 방지됨으로써, 엔진의 고장이 방지되어 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있는 이점이 있다.
열병합, 엔진, 배기가스, 배출, 응축수, 소음기

Description

엔진의 배기가스 배출구조{Discharge structure of exhaust gas for engine}
도 1은 종래 기술에 따른 엔진의 배기가스 배출구조가 개략적으로 도시된 구성도,
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 엔진의 배기가스 배출구조가 개략적으로 도시된 구성도,
도 3은 도 2에서 'A'부분이 확대도시된 단면도이다. ,
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 배기가스 배출구조가 도시된 단면도,
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 체크밸브가 도시된 평면도.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
50: 엔진 52: 배기가스 배출통로
54: 제 1배기관 56: 제 2배기관
58: 제 3배기관 60: 소음기
62: 배기가스 입구 64: 배기가스 출구
66: 소음기 본체 68: 배출홀
70: 밀봉부재 72: 응축수 배출구
74: 마개
본 발명은 엔진의 배기가스 배출구조에 관한 것으로서, 특히 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과하는 배기관에서 발생된 응축수가 엔진측으로 유입되는 것이 방지되어, 엔진의 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 엔진의 배기가스 배출구조에 관한 것이다.
일반적으로 열병합 시스템은 코제너레이션 시스템(Cogeneration system)이라고도 불리는 것으로, 하나의 에너지원으로부터 전력과 열을 동시에 생산하는 시스템이다.
이와 같은 열병합 시스템은 엔진 또는 터빈을 구동하여 발전을 하면서 발생되는 배기가스 열 또는 냉각수의 폐열을 회수하여 종합 열효율을 70~80%까지 높이는 것이 가능하며, 최근에는 건축물의 전력, 열원으로 주목받고 있으며, 특히 회수 폐열을 냉난방, 급탕 등에 많이 활용하고 있는 고효율 에너지 이용방식이다.
도 1은 종래 기술에 따른 엔진의 배기가스 배출구조가 개략적으로 도시된 구성도이다.
종래 기술에 따른 엔진의 배기가스 배출구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔 진(2)과, 상기 엔진(2)측에 연결되어 상기 엔진(2)으로부터 배출되는 배기가스를 외부로 안내하는 배기가스 배출통로(4)와, 상기 배기가스 배출통로(4)상에서 상기 엔진(2)보다 상측에 설치되고, 배기가스의 소음을 저감시키기 위한 소음기(10)를 포함하여 구성된다.
상기 소음기(10)는 상기 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과하도록 배기가스 입구(12) 및 출구(14)가 형성된 소음기 본체(16)와, 상기 소음기 본체(16) 하부에 형성되어 상기 소음기 본체(16) 내부에서 발생된 응축수가 배출되는 응축수 배출구(18)로 구성되고, 상기 배기가스 입구(12) 및 출구(14)는 상기 배기가스 배출통로(4)와 연통되게 형성된다.
그리고, 상기 응축수 배출구(18)에는 상기 응축수 배출구(18)를 개폐하는 마개(20)가 장착된다.
종래 기술에 따른 엔진의 배기가스 배출구조의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 엔진(2)으로부터 배출된 고온의 배기가스는 상기 배기가스 배출통로(4)와 소음기 본체(16)를 거쳐 외부로 배출되게 된다.
이 때, 고온의 배기가스와 외부의 대기온도사이의 온도차에 의해 상기 소음기 본체(16) 내부와 배기가스 배출통로(4) 내부에는 응축수가 발생된다.
상기 소음기 본체(16)의 응축수가 쌓이며, 주기적으로 상기 응축수 배출구(18)를 열어 응축수를 외부로 배출시켜야 한다.
그러나, 종래 기술에 따른 엔진의 배기가스 배출구조는 상기 배기가스 배출 통로(4)상에서 발생된 응축수를 제거할 수 없기 때문에, 응축수가 상기 엔진(2) 내부로 역류되어 엔진(2)의 고장을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배기가스 배출통로상에서 발생된 응축수가 엔진측으로 역류되는 것을 방지하여, 엔진의 고장을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있는 엔진의 배기가스 배출통로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 엔진의 배기가스 배출구조는 엔진측에 연결되고, 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과하도록 수직으로 배치된 제 1배기관과, 상기 제 1배기관의 단부가 내측으로 상향 삽입되고, 내주면이 상기 제 1배기관의 외주면과 반경방향으로 소정간격 이격되게 형성되어, 내주면을 따라 흐른 응축수가 상기 제 1배기관으로 유입되는 것을 방지하는 제 2배기관을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 엔진의 배기가스 배출구조가 개략적으로 도시된 구성도이고, 도 3은 도 2에서 'A'부분이 확대도시된 단면도이다.
본 발명에 따른 엔진의 배기가스 배출구조는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진(50)과, 상기 엔진(50)으로부터 배출되는 배기가스를 외부로 안내하는 배기가스 배출통로(52)를 포함하여 구성된다.
상기 배기가스 배출통로(52)는 상기 엔진(50)측에 연결되어 상기 엔진(50)으로부터 배출된 배기가스가 통과하는 제 1배기관(54)과, 상기 제 1배기관(54)의 단부가 내측으로 상향 삽입되는 제 2배기관(56)으로 이루어진다.
상기 제 1배기관(54)은 상기 엔진(50)측에 연결되어 상측으로 수직하게 배치되고, 상기 제 2배기관(56)은 일측이 상기 제 1배기관(54)의 외측에 끼워지고 타측은 배기가스의 소음을 저감시키기 위한 소음기(60)측에 연결된다.
상기 소음기(60)는 상기 엔진(50)보다 상측에 배치되고, 배기가스 입구(62) 및 출구(64)가 형성된 소음기 본체(66)와, 상기 소음기 본체(66) 하부에 형성되어 상기 소음기 본체(66) 내부에서 발생된 응축수가 배출되는 배출홀(68)로 구성된다.
상기 배기가스 입구(62)에는 상기 제 2배기관(56)이 연결되고, 상기 배기가스 출구(64)에는 상기 소음기 본체(66)를 통과한 배기가스를 외부로 안내하는 제 3배기관(58)이 연결된다.
한편, 상기 제 2배기관(56)은 내주면을 따라 흐르는 응축수가 상기 제 1배기관(54)으로 유입되지 않도록 내주면이 상기 제 1배기관(54)의 외주면과 반경방향으로 소정간격 이격되게 형성되고, 상기 제 2배기관(56)은 하측으로 갈수록 폭이 점차 확장되게 형성된다.
그리고, 상기 제 2배기관(56)은 하단부가 개구되게 형성되어, 상기 개구된 하단부의 직경은 상기 제 1배기관(54)의 직경보다 크게 형성되며, 상기 개구된 하단부와 제 1배기관(54)의 외주면 사이에는 내벽면을 따라 흘러내린 응축수가 수집되도록 밀봉부재(70)에 의해 밀봉되는 것이 바람직하다.
상기 밀봉부재(70)에는 수집된 응축수를 외부로 배출시킬 수 있도록 응축수 배출구(72)가 형성되고, 상기 응축수 배출구(72)에는 상기 응축수 배출구(72)를 개폐가능토록 마개(74)가 장착된다.
한편, 상기 실시예에 한정되지 않고, 배기가스의 배출시 압력저항을 고려하여 상기 제 1배기관(54)의 단부를 경사지게 형성하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1실시예에 따른 엔진의 배기가스 배출구조의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
상기 엔진(50)으로부터 배기가스가 배출되면, 배기가스는 상기 제 1배기관(54)과 제 2배기관(56)을 차례로 통과한 후 상기 소음기 본체(66)를 들어가게 된다.
상기 소음기 본체(66)를 통과하면서 배기가스의 소음이 저감된 후, 상기 제 3배기관(58)을 통해 외부로 배출되게 된다.
이 때, 고온의 배기가스와 외부의 대기온도 사이의 온도차에 의해 상기 소음기 본체(66) 내부와 상기 제 1,2배기관(54)(56) 내부에는 응축수가 발생된다.
상기 소음기 본체(66) 내부에서 발생된 응축수는 상기 소음기 본체(66)의 하부에 쌓인 후, 상기 배출홀(68)을 통해 외부로 배출된다.
한편, 상기 제 2배기관(56)의 수직부에서 발생된 응축수는 상기 제 2배기관(56)의 내주면을 따라 하측으로 흐르게 되는 바, 상기 제 2배기관(56)의 내주면과 상기 제 1배기관(54)의 외주면 사이의 공간으로 흘러내리게 되어, 상기 제 2배기관(56)의 하단부로 수집되게 된다.
이후, 상기 제 2배기관(56)의 하단부에 응축수가 많이 쌓이게 되면, 상기 응축수 배출구(72)의 마개(74)를 열어 응축수를 외부로 배출시킨다.
따라서, 내부에서 발생된 응축수가 상기 제 1배기관(54)을 통해 상기 엔진(50)으로 유입되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 도 4은 본 발명의 제 2실시예에 따른 엔진의 배기가스 배출구조가 도시된 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 체크밸브가 도시된 평면도이다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 엔진의 배기가스 배출구조는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 엔진(미도시)으로부터 배출된 배기가스가 통과하는 제 1배기관(82)과, 상기 제 1배기관(82)이 상향 삽입되고, 상기 제 1배기관(82)의 외주면과 반경방향으로 소정간격 이격되게 형성된 제 2배기관(84)를 포함하여 구성되고, 상기 제 2배기관(84)에는 배기가스가 흐르는 방향으로만 열리는 체크밸브(90)가 장착된 점을 제외하고는 상기 제 1실시예와 동일하므로 기타 구성 및 상세한 설명은 생략한다.
상기 체크밸브(90)는 제 1힌지홀(92a)이 형성되고 제 1밸브체(92)와, 상기 제 1힌지홀(92a)과 전후방향으로 합치되는 제 2힌지홀(94a)이 형성된 제 2밸브체(94)로 이루어져, 상기 제 2힌지홀(92a)과 제 2힌지홀(94a)에 힌지축(96)이 동시에 끼워지는 경첩구조로 구성된다.
상기 제 1밸브체(92)와 제 2밸브체(94)는 각각 반원 형상으로 이루어지고, 상기 힌지축(96)의 양단은 상기 제 2배기관(84)의 내주면에 회전가능토록 결합된다.
그리고, 상기 제 1밸브체(92)와 제 2밸브체(94)의 가장자리에는 상기 제 2배기관(84)의 내주면을 따라 흐르는 응축수가 통과할 수 있도록 응축수 통과홀(98)이 복수개가 형성된다.
한편, 상기 제 2배기관(84)의 내주면에는 상기 제 1밸브체(92)와 제 2밸브체(94)가 응축수에 의해 하향으로 회동되는 것을 방지하도록 상기 제 1밸브체(92)와 제 2밸브체(94)의 하향 이동을 방지하는 스토퍼(86)가 구비된다.
상기 스토퍼(86)는 응축수가 흐르는 것에 방해되지 않도록 형성되는 바, 상기 제 2배기관(86)의 내주면에서 원주방향을 따라 소정간격 이격된 위치에 복수개가 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제 2실시예에 따른 엔진의 배기가스 배출구조는 다량의 응축수가 상기 제 2배기관(84)을 통하여 상기 제 1배기관(82)의 중심을 향해 유입될 때, 상기 체크밸브(90)에 의해 차단되게 되므로, 다량의 응축수가 상기 제 1배기관(82)으로 유입되는 것이 방지된다.
그리고, 상기 체크밸브(90)의 상면으로 흐른 응축수는 상기 체크밸브(90)의 가장자리에 형성된 응축수 통과홀(98)을 통해 상기 제 2배기관(84)의 내주면을 따라 흘러내리게 된다.
한편, 상기 엔진(미도시)측으로부터 배기가스가 배출될 때에는 배기가스의 유동에 의해 상기 제 1밸브체(92)와 제 2밸브체(94)가 상기 힌지축(96)을 중심으로 상향으로 회동되면서 상기 체크밸브(90)가 접히게 된다.
따라서, 배기가스는 상기 제 2배기관(84)을 통해 소음기(미도시)측으로 이동될 수 있게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 엔진의 배기가스 배출구조는 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과하는 배기관이 이중구조로 형성되어, 내부에서 발생된 응축수가 엔진으로 유입되는 것이 방지됨으로써, 엔진의 고장이 방지되어 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있는 이점이 있다.
또한, 제 2배기관의 내부에는 배기가스가 흐르는 방향으로만 열리는 체크밸브가 장착됨으로써, 배기가스의 배출은 용이하나, 다량의 응축수가 제 1배기관측으로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 엔진측에 연결되고, 엔진으로부터 배출된 배기가스가 통과하도록 수직으로 배치된 제 1배기관과;
    상기 제 1배기관의 단부가 내측으로 상향 삽입되고, 내부에 생긴 응축수가 상기 제1배기관과의 사이 공간을 통해 흘러 내려갈 수 있도록 상기 제 1배기관보다 크게 형성된 제 2배기관과;
    상기 제 2배기관의 내부에 위치되어 배기가스의 흐름 방향으로만 상기 제 2배기관이 개방되도록 하는 체크밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엔진의 배기가스 배출구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2배기관은 하측으로 갈수록 폭이 점차 확장되게 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 배기가스 배출구조.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2배기관의 하단부는 내벽면을 따라 흐른 응축수가 수집되도록 밀봉되고, 수집된 응축수를 외부로 배출시킬 수 있도록 응축수 배출구가 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 배기가스 배출구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 응축수 배출구에는 마개가 장착된 것을 특징으로 하는 엔진의 배기가스 배출구조.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1배기관은 상기 제 1배기관의 단부가 상기 제 2배기관의 확장된 하측부보다 상측에 위치되도록 상기 제 2배기관에 상향 삽입된 것을 특징으로 하는 엔진의 배기가스 배출구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 체크밸브의 가장자리에는 응축수가 통과하여 상기 제 2배기관의 내벽면을 따라 흐르도록 응축수 통과홀이 형성된 것을 특징으로 하는 엔진의 배기가스 배출구조.
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