KR100944969B1 - 디젤 엔진의 연료 가열장치 - Google Patents

디젤 엔진의 연료 가열장치 Download PDF

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Abstract

각각의 배기포트에 연결되는 각각의 런너와 배기관 사이에 취합탱크를 구비하고, 연료공급관이 취합탱크의 외측면을 감싸도록 형성함으로써, 엔진으로 공급되는 연료의 온도를 상승시켜 완전연소를 유도하여 엔진의 효율 증대 및 매연의 배출을 차단할 수 있는 디젤 엔진의 연료 가열장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료 가열장치는 엔진의 일측에 연결되는 다수의 런너와 배기관 사이에 형성되어 런너로부터 안내되는 배기 열을 모으는 취합탱크, 및 연료탱크에서부터 연장되어 취합탱크의 외측면을 감싸면서 엔진에 연료를 공급하는 연료공급관으로 이루어진다.

Description

디젤 엔진의 연료 가열장치{FUEL HEATING EQUIPMENT OF DIESEL ENGINE}
본 발명은 차량, 열차 및 선박 등에 장착되는 디젤 엔진의 연료 가열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각각의 배기포트에 연결되는 각각의 런너와 배기관 사이에 취합탱크를 구비하고, 연료공급관이 취합탱크의 외측면을 감싸도록 형성함으로써, 엔진으로 공급되는 연료의 온도를 상승시켜 완전연소를 유도하여 엔진의 효율 증대 및 매연의 배출을 차단할 수 있는 디젤 엔진의 연료 가열장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디젤엔진은 가솔린엔진보다 값싼 중유, 경유 등의 연료를 사용할 수 있고, 연료 소비량이 적으므로 운전비가 싼 장점이 있다. 또한 기동도 쉬워서 내연기관 중에서 가장 널리 사용되고 있다.
디젤엔진 중 대형은 대형선박의 주기관으로 사용되며, 중형은 발전용, 선박으로 사용되고, 소형의 경우에는 자동차용, 철도차량용, 소형선박용, 건설기관용 등으로 그 용도가 매우 널리 사용된다. 또한, 경운기, 관개용 펌프 분무기 등의 농업용이나 압축기 구동, 양수펌프 구동, 비상용 통신 전원 등에도 사용되고 있다.
누구나 알 수 있듯이, 경유를 연료로 사용하는 디젤엔진은 불완전 연소 시 시커먼 매연이 발생하고, 특히 차량은 경우에는 주행 중 오르막길이나 가속페달을 강하게 밟았을 경우에는 더욱 심하게 발생한다. 또한 전술한 바와 같이, 매연이 심하게 발생하는 경우에는 통상적으로 출력이 크게 떨어지고, 배출되는 매연은 환경오염이 가속화시키는 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 개선하고자 다양하게 연료를 가열 및 예열하는 방법들이 개발되고 있다. 그 대표적인 예로는 연료탱크 내의 연료를 엔진에 공급하는 연료공급관의 외부에 히팅수단 또는 통상의 버너를 장착하여 공급되는 연료를 가열 및 예열하거나, 또는 배기 매니폴드 내부에 연료공급관을 관통시켜 배기되는 열을 이용하여 연료를 예열시키는 방법들이 개시되어 있다.
그러나 전술한 방법 중 히팅수단 또는 버너를 장착하기 위해서는 엔진에 근접한 부분의 설계변경이 동반되기 때문에 제작비용이 상승하는 문제점이 있었으며, 또한 별도로 히팅수단 또는 버너를 구매하여야 하기 때문에 추가 비용이 요구되는 문제점이 있었다.
한편, 배기 매니폴드 내부에 연료공급관을 관통시키는 방법은, 전술한 히팅수단 또는 버너를 장착하는 방법에 비해 비교적 제작비용이 저렴한 장점은 있으나, 연료공급관이 관통하는 관통부위의 기밀유지가 어려울 뿐만 아니라 배기 매니폴드 내에서 연료공급관이 파손될 경우 엔진이 폭발하는 더 큰 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 각각의 배기포트에 연결되는 각각의 런너와 배기관 사이에 취합탱크를 구비하고, 연료공급관이 취합탱크의 외측면을 감싸도록 형성함으로써, 엔진으로 공급되는 연료의 온도를 상승시켜 완전연소를 유도하여 엔진의 효율 증대 및 매연의 배출을 차단할 수 있는 디젤 엔진의 연료 가열장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,
디젤 엔진의 연료 가열장치에 있어서,
엔진의 일측에 연결되는 다수의 런너와 배기관 사이에 형성되어 런너로부터 안내되는 배기 열을 모으는 취합탱크; 및
연료탱크에서부터 연장되어 취합탱크의 외측면을 감싸면서 엔진에 연료를 공급하는 연료공급관;으로 이루어며,
취합탱크에는 취합탱크에 감겨진 연료공급관을 차가운 외부 환경으로부터 보호할 수 있도록 취합탱크에 장착되는 제 1 커버 및 제 2 커버가 더 구비하고, 제 1 커버의 내측 및 제 2 커버의 내측에는 각각 취합탱크의 외측면과 밀착되고 연료공급관이 삽입됨과 아울러 취합탱크의 고온의 열이 전도되는 제 1 열전도블록 및 제 2 열전도블록이 내장되는 디젤 엔진의 연료 가열장치를 제공한다.
바람직하게는 취합탱크의 외측면 상에는 상기 연료공급관과의 접촉 면적이 극대화될 수 있도록 밀착홈이 형성이 형성된다.
삭제
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 배기되는 열이 엔진으로부터 배출되는 제 1 런너, 제 2 런너, 제 3 런너 및 제 4 런너와 배기관 사이에 배기되는 열이 모이는 취합탱크를 구비하고, 취합탱크의 외측면을 감싸도록 연료공급관을 형성함으로써, 엔진 가동 시 연료를 가열할 수 있고, 가열된 연료를 엔진에 공급함으로써, 연료의 완전연소를 유도하여 엔진의 효율 증대 및 매연의 배출을 차단할 수 있어 환경오염을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디젤 엔진의 연료 가열장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료 가열장치가 장착된 상태를 나타낸 사시도이며, 그리고 도 2는 도 1에 도시된 연료 가열장치가 분해된 상태를 보인 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료 가열장치(100)는 배기되는 열을 모으는 취합탱크(110) 및 취합탱크(110)를 감싸면서 취합탱크(110) 내에 모여진 배기 열로 인해 엔진(10)으로 안내되는 연료가 예열되게 하는 연료공급관(120)을 구비한다.
먼저, 취합탱크(110)는 엔진(10)의 일측에 형성된 제 1 배기포트(도시되지 않음), 제 2 배기포트(도시되지 않음), 제 3 배기포트(도시되지 않음) 및 제 4 배기포트(도시되지 않음)에 연결된 제 1 런너(12a), 제 2 런너(12b), 제 3 런너(12c) 및 제 4 런너(12d)와 배기관(14) 사이에 배치된다. 즉, 취합탱크(110)의 일단은 각각의 제 1 런너(12a), 제 2 런너(12b), 제 3 런너(12c) 및 제 4 런너(12d)와 연결되고 취합탱크(110)의 타단은 배기관(14)이 연결된다.
누구나 알 수 있듯이, 제 1 런너(12a), 제 2 런너(12b), 제 3 런너(12c) 및 제 4 런너(12d)와, 취합탱크(110)와, 배기관(14)은 하나의 배기 매니폴드(exhaust manifold)를 구성한다.
한편, 연료공급관(120)은 연료탱크(20) 내부의 연료를 엔진(10) 측으로 안내한다. 이러한 연료공급관(120)은 연료탱크(20)에서부터 배기관(14)의 외측면에 밀착되어 배기관(14)을 따라 취합탱크(110) 까지 안내되고, 다시 취합탱크(110)의 외측면을 나선형을 감싸면서 엔진(10)과 연결된다.
도 3은 도 1의 선 A-A를 따라 도시된 단면도이다.
도 3을 참조하면, 연료공급관(120)은 취합탱크(110)의 외측면 상에 접촉 면적이 극대화될 수 있도록 밀착된다. 이를 위해서 취합탱크(110)의 외측면 상에는 취합탱크(110)의 타단에서 취합탱크(110)의 일단으로 나선형의 밀착홈(112)이 형성된다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 디젤 엔진의 연료 가열장치(100)는 취합탱크(110)에 감겨진 연료공급관(120)의 방사상 외측을 차가운 외부 환경으로부터 보호하는 제 1 커버(130a) 및 제 2 커버(130b)가 장착된다.
제 1 커버(130a)는 단면이 대략 "∩"자 형상을 가지면서 연료공급관(120)이 장착된 취합탱크(110)의 상부면에 장착되고, 제 2 커버(130b)는 단면이 대략 "∪" 자 형상을 가지면서 연료공급관(120)이 장착된 취합탱크(110)의 하부면에 장착된다. 즉, 제 1 커버(130a) 및 제 2 커버(130b)는 서로 마주보게 취합탱크(110)에 장착되며, 제 1 커버(130a) 및 제 2 커버(130b)는 서로 연결될 수 있도록 제 1 커버(130a)의 양측에는 한 쌍의 제 1 연결플랜지(132a)가 형성되고, 제 2 커버(130b)의 양측에는 제 1 연결플랜지(132a)와 마주보는 한 쌍의 제 2 연결플랜지(132b)가 형성된다. 이렇게 서로 마주보는 제 1 연결플랜지(132a) 및 제 2 연결플랜지(132b)는 통상의 볼트 및 너트에 의해서 연결된다.
한편, 제 1 커버(130a)의 내측 및 제 2 커버(130b)의 내측에는 각각 취합탱크(110)의 외측면과 밀착되면서 연료공급관(120)이 삽입되는 제 1 열전도블록(134a) 및 제 2 열전도블록(134b)이 내장되는데, 제 1 열전도블록(134a)의 하부면 상에는 연료공급관(120)의 방사상 외측이 삽입되는 다수의 제 1 열전도홈(136a)이 형성되고, 제 2 열전도블록(134b)의 상부면 상에는 연료공급관(120)의 방사상 외측이 삽입되는 다수의 제 2 열전도홈(136b)이 형성된다. 즉, 어느 하나의 제 1 열전도홈(136a)과 이웃한 또 다른 제 1 열전도홈(136a) 사이는 취합탱크(110)의 외측면에 밀착되어 취합탱크(110)의 열이 전도되고, 마찬가지로 어느 하나의 제 2 열전도홈(136b)과 이웃한 또 다른 제 2 열전도홈(136b) 사이는 취합탱크(110)의 외측면에 밀착되어 취합탱크(110)의 열이 전도된다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 디젤 엔진의 연료 가열장치(100)의 결합상태를 간략하게 설명한다.
먼저, 연료탱크(20)에서 연장되는 연료공급관(120)을 배기관(14)의 외측면에 밀착되게 고정한다. 이때, 연료공급관(120)은 배기관(14)의 길이방향을 따라 취합탱크(110) 까지 안내된다. 취합탱크(110) 까지 안내된 연료공급관(120)은, 다시 취합탱크(110)의 외측면을 나선형으로 감싸면서 엔진(10)과 연결되는데, 연료공급관(120)은 취합탱크(110)의 외측면에 형성된 밀착홈(112)을 따라 취합탱크(110)에 감겨진다.
이와 같이, 연료공급관(120)이 취합탱크(110)에 밀착되게 결합되면, 연료공급관(120)이 결합된 취합탱크(110) 상부 및 하부에 제 1 열전도블록(134a) 및 제 2 열전도블록(134b)을 밀착시킨 후, 제 1 커버(130a) 및 제 2 커버(130b)를 제 1 열전도블록(134a) 및 제 2 열전도블록(134b)에 결합시킨다. 이때, 제 1 열전도블록(134a) 및 제 2 열전도블록(134b)에 형성된 제 1 열전도홈(136a) 및 제 2 열전도홈(136b)의 내측으로는 취합탱크(110)를 감싼 연료공급관(120)의 삽입되어 밀착된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료 가열장치(100)의 결합이 완료되어, 엔진(10)을 가동하게 되면, 엔진(10)에서 배기되는 열은 제 1 런너(12a), 제 2 런너(12b), 제 3 런너(12c) 및 제 4 런너(12d)를 통해 취합탱크(110) 내로 모이게 되고, 그로 인하여 취합탱크(110)는 고온으로 가열된다.
이렇게 취합탱크(110)가 가열되면, 취합탱크(110)를 감싸고 있는 연료공급관(120)은 취합탱크(110)의 열이 전도되어 가열되고, 연료공급관(120)이 가열됨에 따라 연료공급관(120)을 흐르는 연료가 고온으로 가열되어 엔진(10)으로 공급된다. 또한, 취합탱크(110)의 열은 제 1 열전도블록(134a) 및 제 2 열전도블록(134b) 측으로도 전도되는데, 이렇게 제 1 열전도블록(134a) 및 제 2 열전도블록(134b) 측으로 전도된 열은 다시 연료공급관(120) 측으로 전도되어 연료공급관(120)을 흐르는 연료를 고온으로 가열시킨다.
한편, 제 1 커버(130a) 및 제 2 커버(130b)는 취합탱크(110)의 열이 전도된 제 1 열전도블록(134a) 및 제 2 열전도블록(134b)을 차가운 외부 환경으로부터 보호한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료 가열장치가 장착된 상태를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 연료 가열장치가 분해된 상태를 보인 분해 사시도이며, 그리고
도 3은 도 1의 선 A-A를 따라 도시된 단면도이다.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
100 : 디젤 엔진의 연료 가열장치 110 : 취합탱크
112 : 밀착홈 120 : 연료공급관
130a : 제 1 커버 130b : 제 2 커버
132a : 제 1 연결플랜지 132b : 제 2 연결플랜지
134a : 제 1 열전도블록 134b : 제 2 열전도블록
136 : 제 1 열전도홈 136b : 제 2 열전도홈

Claims (7)

  1. 디젤 엔진의 연료 가열장치에 있어서,
    상기 엔진의 일측에 연결되는 다수의 런너와 배기관 사이에 형성되어 상기 런너로부터 안내되는 배기 열을 모으는 취합탱크; 및
    연료탱크에서부터 연장되어 상기 취합탱크의 외측면을 감싸면서 상기 엔진에 상기 연료를 공급하는 연료공급관;으로 이루어며,
    상기 취합탱크에는 상기 취합탱크에 감겨진 상기 연료공급관을 차가운 외부 환경으로부터 보호할 수 있도록 상기 취합탱크에 장착되는 제 1 커버 및 제 2 커버가 더 구비하고, 상기 제 1 커버의 내측 및 상기 제 2 커버의 내측에는 각각 상기 취합탱크의 외측면과 밀착되고 상기 연료공급관이 삽입됨과 아울러 상기 취합탱크의 고온의 열이 전도되는 제 1 열전도블록 및 제 2 열전도블록이 내장되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료 가열장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 취합탱크의 외측면 상에는 상기 연료공급관과의 접촉 면적이 극대화될 수 있도록 밀착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료 가열장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 연료공급관은 상기 배기관에 밀착되게 상기 배기관을 따라 안내된 후, 상기 취합탱크의 외측면을 나선형으로 감기며, 상기 밀착홈은 상기 취합탱크의 외측면에 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료 가열장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 열전도블록의 하부면 상에는 상기 연료공급관이 삽입되는 제 1 열전도홈이 형성되고, 상기 제 2 열전도블록의 상부면 상에는 상기 연료공급관이 삽입되는 제 2 열전도홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료 가열장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 커버는 단면이 "∩"자 형상을 가지면서 상기 연료공급관이 장착된 상기 취합탱크의 상부면에 장착되고, 상기 제 2 커버는 단면이 대략 "∪"자 형상을 가지면서 상기 연료공급관이 장착된 상기 취합탱크의 하부면에 장착되며, 상기 제 1 커버의 양측에는 한 쌍의 제 1 연결플랜지가 형성되고, 상기 제 2 커버의 양측에는 상기 제 1 연결플랜지와 마주보는 한 쌍의 제 2 연결플랜지가 형성되어 통상의 볼트 및 너트에 의해서 연결되는 것을 특징으로 하는 디젤 엔진의 연료 가열장치.
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KR1020070135106A KR100944969B1 (ko) 2007-12-21 2007-12-21 디젤 엔진의 연료 가열장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6027771A (ja) 1983-07-27 1985-02-12 Masayuki Iwata 導入エヤ−による発生水泡蒸化装置
JPH025752A (ja) * 1987-11-13 1990-01-10 Turbex 2000 Sa 燃料をガス化し、節減し、排気汚染を排除し、そして出力を増大するための装置
KR940027030U (en) * 1993-05-14 1994-12-09 Samsung Electro Mech Assembly structure of angular vibration sensor
KR200209722Y1 (ko) * 2000-07-29 2001-01-15 김기회 차량용 연료 예열장치

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