KR100949143B1 - 디젤엔진 동력발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 예열시간을 단축시키고, 내구성이 강한 디젤엔진 동력발생장치에 관한 것으로서, 연료, 공기 및 엔진오일이 유입되어 연소되면서 동력을 발생하는 디젤엔진과, 상기 디젤엔진의 몸체를 형성하는 엔진몸체부와, 상기 엔진몸체부의 적어도 일측면에 결합되어 상기 엔진몸체부를 가열하는 고주파 가열장치와, 상기 고주파 가열장치에 의해 가열되는 상기 엔진몸체부에 구성되어 상기 디젤엔진의 온도를 감지하는 센서부와, 상기 고주파 가열장치 및 센서부와 연동되어 상기 센서부에서 전송되는 온도측정결과에 따라 상기 고주파 가열장치에 인가되는 전원의 양을 조절하는 제어부 및 상기 고주파 가열장치에 전원을 공급하고 상기 디젤엔진의 구동에 의해 다시 재충전되는 축전지부를 포함하여 구성되고, 상기 고주파 가열장치는 고주파신호를 발생시키는 고주파 신호 발생부와, 상기 고주파 신호를 자력으로 변환하는 코일부와, 상기 코일부에 결합되어 금속으로 이루어져 상기 자력에 의해 열을 발생시키는 히팅 매개체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

고주파 가열장치, 히팅매개체, 코일부

Description

디젤엔진 동력발생장치{Diesel Engine Power Generate Apparatus}

본 발명은 디젤엔진 동력발생장치에 관한 것으로서, 특히 디젤발전기를 예열함으로써 겨울철 등에 발생하는 시동불량의 문제를 해결하도록 한 디젤엔진 동력발생장치에 관한 것이다.

디젤엔진의 경우 특히 겨울철에는 엔진으로 공급되는 연료나 공기 또는 냉각수, 엔진오일 등이 얼 수 있고 그와 같이 어는 경우에는 시동불량의 문제를 낳는다.

종래, 이와 같은 문제를 해결하기 위해 디젤 엔진의 흡입공기를 예열하기 위하여 공기 예열장치가 널리 이용되고 있다. 이와 같은 종래의 공기 예열장치는 공기 흡입구의 공기를 가열하기 위하여 히터 플러그를 공기 흡입구에 설치하고, 차량에 장착된 배터리의 전원을 공급하여 전류를 흘림으로써 히터를 가열시켜 공기 흡입구 내의 공기를 예열시키거나 또는 연료 공급 계통에 히터를 설치하여 연료를 예열하도록 구성되어 있었다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

가열체인 히터는 배터리를 전원으로 하여 전원을 흘림으로써 가열되는 것으 로 시동 가능한 온도, 혹은 플레임(Flame) 발생 가능한 온도까지 상승하기 위하여 기본적으로 히터 자체가 가열되는 시간이 필요하여 그 시간만큼 시동이 지연되며, 또한 이러한 히터를 사용함에 있어서 히터가 가열되는 시간을 단축하기 위하여 히터의 용량을 증가시켜 사용하고 있으며, 히터의 용량 증가는 시동시 엔진을 직접 구동하는 시동 모터의 전기적 에너지원인 배터리의 전력 소모가 증가하게 되고, 이것은 시동 모터와 구동력을 저하시켜 오히려 엔진 시동을 어렵게 하는 문제점이 있다.

또한, 히터에는 전기적 열선이 이용되었는데 이와 같은 열선은 반복 사용에 의해 파손되기도 하였으며, 파손되는 경우 예열이 전혀 이루어질 수 없어 시동이 더욱 안걸리는 문제점이 발생한다.

그리고, 종래의 디젤엔진에 있어서는 위와 같이 연료나 공기를 예열할 수 있도록 구성되었을 뿐, 냉각수나 엔진오일은 예열하지 못하는 문제점이 발생한다.

그리고, 냉각수나 엔진오일도 어는 경우에는 시동불량의 문제를 낳을 수 있으며, 시동이 걸리더라도 엔진에 무리를 주게 되어 결국 엔진의 수명을 단축하게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로 예열시간을 단축시키고, 내구성이 강한 디젤엔진 동력발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 디젤엔진 동력발생장치는 연료, 공기 및 엔진오일이 유입되어 연소되면서 동력을 발생하는 디젤엔진과, 상기 디젤엔진의 몸체를 형성하는 엔진몸체부와, 상기 엔진몸체부의 적어도 일측면에 결합되어 상기 엔진몸체부를 가열하는 고주파 가열장치와, 상기 고주파 가열장치에 의해 가열되는 상기 엔진몸체부에 구성되어 상기 디젤엔진의 온도를 감지하는 센서부와, 상기 고주파 가열장치 및 센서부와 연동되어 상기 센서부에서 전송되는 온도측정결과에 따라 상기 고주파 가열장치에 인가되는 전원의 양을 조절하는 제어부 및 상기 고주파 가열장치에 전원을 공급하고 상기 디젤엔진의 구동에 의해 다시 재충전되는 축전지부와, 상기 디젤엔진에는 공기가 유입되는 공기파이프와, 연료가 유입되는 연료 파이프와, 엔진오일이 공급되는 엔진오일 파이프와, 상기 디젤엔진을 냉각하기 위한 냉각수가 유입되는 냉각수 파이프가 구비되고, 상기 각 파이프 중 적어도 어느 일측에 설치되는 고주파 가열장치는 고주파신호를 발생시키는 고주파 신호 발생부와, 상기 고주파 신호를 자력으로 변환하는 코일부와, 상기 코일부에 결합되어 금속으로 이루어져 상기 자력에 의해 열을 발생시키는 히팅 매개체를 포함하여 구성되고, 상기 고주파 가열장치는 상기 고주파 신호 발생부에 전원이 인가되어 고주파 전류가 발생하면 상기 코일부에 고주파 전류가 인가되면서 상기 코일부 주변의 교류전류에 의한 교번 자속에 의해 자계속에 놓은 도전체에 유도전류가 열을 발생하게 되는 전자유도 작용을 이용하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 따른 디젤엔진 동력발생장치는 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 혹한기에도 비상발전기의 엔진몸체를 순간적으로 예열하여 비상발전기의 시동시 엔진에 무리를 주지 않고 기동할 수 있어 전체적으로 디젤엔진의 구동을 위한 예열시간이 단축되고, 디젤엔진의 내구성을 높일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 디젤엔진 동력발생장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 디젤엔진 동력발생장치의 개략적인 구성을 보인 블럭도이고, 도 2는 도 1의 디젤엔진 동력발생장치를 구성하는 고주파 가열장치의 구성을 보인 블럭도이며, 도 3은 도 2의 고주파 가열장치를 구성하는 코일부와 히팅매개체 구조의 일예를 보인 구성도이다.

본 발명에 의한 디젤엔진 동력발생장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 디젤엔진(Diesel Engine; DE)의 몸체를 형성하는 엔진몸체부(10)와, 상기 엔진몸체부(10)에 결합되어 상기 엔진몸체부(10)를 가열하는 고주파 가열장치(20)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 디젤엔진(DE)은 연료, 공기 및 엔진오일이 유입되어 연소되면서, 동력을 발생하는 장치이다. 상기 디젤엔진(DE)이 소정의 형상을 가지도록 몸체를 형성하는 엔진몸체부(10)가 마련된다.

상기 엔진몸체부(10)는 상기 디젤엔진(DE) 내부에서 동력을 발생할 때 그 충격과 내구성을 위해 단단한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들면, 금속재질로 구성될 수 있다. 물론 상술한 내구성이 뒷받침된다면 비금속 재질도 적용될 수 있다.

상기 엔진몸체부(10)의 일측에는 고주파 가열장치(20)가 마련된다. 물론, 상기 고주파 가열장치(20)는 작업자의 요구에 따라 상기 엔진몸체부(10)의 각각의 측면 또는 내부에 복수개로 설치할 수도 있다. 상기 고주파 가열장치(20)는 소정의 열을 발생시키는 역할을 한다.

상술한 기능을 수행하기 위해 상기 고주파 가열장치(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 고주파신호를 발생시키는 고주파 신호 발생부(22)와, 상기 고주파 신호 발생부(22)로부터 발생한 고주파 신호를 받아 자력으로 변환하는 코일부(24)와, 상기 코일부(24)를 감싸면서 결합되어 금속으로 이루어져 상기 코일부(24)에서 변환된 자력에 의해 열을 발생시키는 히팅 매개체(26)를 포함하여 구성될 수 있다.

보다 바람직하게는 상기 고주파 가열장치(20)의 히팅 매개체(26)가 상기 엔진몸체부(10)에 접촉되도록 설치될 수 있다.

상기 고주파 가열장치(20)는 전자유도 작용을 이용하는 것으로, 고주파 교류 신호가 흐르는 코일부(24)에 위치하는 금속 등의 도전체에 와전류 및 히스테리시스손에 의해 발생하는 열을 이용하는 것이다.

다시 설명하면, 상기 고주파 신호 발생부(22)에 전원이 인가되어 고주파 전류가 발생하면, 상기 코일부(24)에 고주파 전류가 인가되면서 상기 코일부(24) 주변의 교류전류에 의한 교번자속에 의하여 자계속에 놓인 도전체에 유도전류가 열을 발생하게 된다. 상기 전류를 와전류(도전체에 발생하는 자력선의 변화를 저지하는 전기적인 힘)라 하고 피가열체의 고유저항과 와전류에 의한 줄(Joule)열이 발생하 게 되는 것이다.

상기 유도가열의 대상이 도전체 뿐만 아니라 부도체도 대상이 될 수 있다. 즉, 상기 엔진몸체부(10)가 금속이 아닌 부도체로 이루어지더라도 상관이 없다. 이 경우, 상기 코일부(24)에 도체로 구성되는 히팅 매개체(26)를 설치함으로써 상기 히팅 매개체(26)를 통하여 상기 엔진몸체부(10)가 가열될 수 있게 된다.

또한, 상기 코일부(24)와 상기 히팅 매개체(26)는 여러가지 구성으로 조합될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같은 구조로 구성될 수 있다. 상기 코일부(24)와 상기 히팅 매개체(26)는 일정하게 구성하여, 상기 엔진 몸체부(10)에 필요에 따라 복수개 설치할 수 있도록 할 수 있다.

그리고, 본 발명에 의한 디젤엔진 동력발생장치는 축전지부(30)가 더 마련될 수 있다. 상기 축전지부(30)는 상기 고주파 가열장치(20)에 전원을 공급하는 역할을 한다. 또한, 상기 축전지부(30)는 상기 디젤엔진(DE)의 구동에 의해 다시 재충전되도록 구성될 수 있다.

또한, 센서부(40)가 더 마련될 수 있다. 상기 센서부(40)는 실질적으로 열을 발생하는 히팅 매개체(26) 또는 상기 히팅 매개체(26)에 인접하는 엔진 몸체부(10)에 구비시켜 상기 디젤엔진(DE)의 온도를 측정할 수 있어, 예열정도를 조절할 수 있게 하는 역할을 한다.

그리고, 제어부(50)가 더 마련될 수 있다. 상기 제어부(50)는 상기 디젤엔진(DE)이 구동하기 전에, 먼저, 상기 고주파 가열장치(20)를 구동시켜 작동에 필요한 예열이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기 제어부(50)는, 센서부(40) 및 고주파 가열장치(20)와 연동되어, 상기 센서부(40)에서 전송되는 온도측정결과에 따라 상기 고주파 가열장치(20) 즉 고주파 신호 발생부(22)로 인가되는 전원의 양을 조절할 수 있다.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 디젤엔진(DE)에는 공기가 유입되는 공기파이프(60)와, 연료가 유입되는 연료 파이프(70)와, 엔진오일이 공급되는 엔진오일 파이프(80)와, 상기 디젤엔진(DE)을 냉각하기 위한 냉각수가 유입되는 냉각수 파이프(90)가 더 마련될 수 있다.

상기 공기파이프(60)를 통하여 연소용 공기가 상기 디젤엔진(DE)으로 유입되고, 상기 연료 파이프(70)를 통하여 연료가 상기 디젤엔진(DE)으로 유입될 수 있다.

또한, 상기 엔진오일 파이프(80)를 통하여 상기 디젤엔진(DE)의 작동 윤활을 위한 엔진오일이 상기 디젤엔진(DE)으로 유입될 수 있다. 그리고, 상기 냉각수 파이프(90)를 통하여 상기 디젤엔진(DE)을 냉각하기 위한 냉각수가 유입될 수 있다.

그리고, 상기 각각의 파이프(60, 70, 80, 90)에는 상기 고주파 가열장치(20)가 설치될 수 있다. 바람직하게는 상기 고주파 가열장치의 코일부(24)와 히팅 매개부(26)로 구성되는 부분이 설치될 수 있다.

물론, 상기 각각의 파이프(60, 70, 80, 90) 중 어느 일측에만 마련될 수도 있다. 즉, 상기 공기 파이프(60), 연료 파이프(70), 엔진오일 파이프(80) 및 냉각수 파이프(90) 중 어느 일측에 상기 고주파 가열장치(20)가 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.

그리고, 상기 냉각수에 설치되는 고주파 가열장치(20)는 상기 디젤엔진(DE)보다 낮은 곳에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 고주파 가열장치(20)에 의해 가열된 냉각수는 겨울철 차가운 냉각수보다 가볍기 때문에 위로 상승하여 상기 디젤엔진(DE) 측으로 향할 수 있게 된다.

즉, 별도의 펌프를 구비하지 않더라도 자연 대류에 의해 냉각수가 순환할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 디젤엔진 동력발생장치의 작용을 상세하게 설명한다.

먼저, 작업자가 디젤엔진(DE)을 구동하면, 상기 제어부(50)에서 고주파 가열장치(20)를 동작신호를 전달한다. 그러면, 상기 고주파 가열장치(20)의 고주파 신호 발생부(22)에 전원이 인가된다. 상기 고주파 신호 발생부(22)에 전원이 인가되면, 상기 고주파 신호 발생부(22)에서 고주파 전류가 발생된다.

상기 고주파 신호 발생부(22)에서 상기 고주파 전류는 상기 코일부(24)로 전달된다. 상기 코일부(24)로 전송된 상기 고주파 전류는 상기 코일부(24)를 통과하면서, 자장을 형성한다. 상기 자장은 상기 히팅 매개체(26)에 와전류 및 히스테리시스손을 발생시켜 열을 생성하게 된다.

상기 히팅 매개체(26)에서 발생된 열은 상기 디젤엔진(DE)의 엔진 몸체부(10)로 전달되어 상기 디젤엔진(DE)을 가열하여 예열작업이 이루어지게 된다.

한편, 상기 디젤엔진(DE)이 가열되면서, 상기 센서부(40)가 상기 디젤엔진(DE)의 온도를 측정하여 상기 제어부(50)로 전송하게 된다. 상기 제어부(50)로 전송된 상기 온도가 상기 디젤엔진(DE)의 예열작업의 온도보다 높은 경우에는 상기 제어부(50)는 상기 고주파 가열장치(20)의 작동을 차단하여 열이 발생되는 것을 차단하게 된다.

상기 디젤엔진(DE)으로 외부의 유체가 유입되는 통로인 공기파이프(60), 연로 파이프(70), 엔진오일 파이프(80), 냉각수 파이프(90)에 설치된 고주파 발생장치(20)도 상술한 과정을 통하여 각각의 파이프를 가열하게 되고, 과열되는 것이 억제되게 된다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 디젤엔진 동력발생장치의 개략적인 구성을 보인 블럭도

도 2는 도 1의 디젤엔진 동력발생장치를 구성하는 고주파 가열장치의 구성을 보인 블럭도

도 3은 도 2의 고주파 가열장치를 구성하는 코일부와 히팅매개체 구조의 일예를 보인 구성도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 엔진 몸체부 20 : 고주파 가열장치

30 : 축전지부 40 : 센서부

50 : 제어부 60 : 공기 파이프

70 : 연결 파이프 80 : 엔진오일 파이프

90 : 냉각수 파이프

Claims (5)

1. 연료, 공기 및 엔진오일이 유입되어 연소되면서 동력을 발생하는 디젤엔진과,

   상기 디젤엔진의 몸체를 형성하는 엔진몸체부와,

   상기 엔진몸체부의 적어도 일측면에 결합되어 상기 엔진몸체부를 가열하는 고주파 가열장치와,

   상기 고주파 가열장치에 의해 가열되는 상기 엔진몸체부에 구성되어 상기 디젤엔진의 온도를 감지하는 센서부와,

   상기 고주파 가열장치 및 센서부와 연동되어 상기 센서부에서 전송되는 온도측정결과에 따라 상기 고주파 가열장치에 인가되는 전원의 양을 조절하는 제어부 및

   상기 고주파 가열장치에 전원을 공급하고 상기 디젤엔진의 구동에 의해 다시 재충전되는 축전지부와,

   상기 디젤엔진에는 공기가 유입되는 공기파이프와, 연료가 유입되는 연료 파이프와, 엔진오일이 공급되는 엔진오일 파이프와, 상기 디젤엔진을 냉각하기 위한 냉각수가 유입되는 냉각수 파이프가 구비되고,

   상기 각 파이프 중 적어도 어느 일측에 설치되는 고주파 가열장치는 고주파신호를 발생시키는 고주파 신호 발생부와, 상기 고주파 신호를 자력으로 변환하는 코일부와, 상기 코일부에 결합되어 금속으로 이루어져 상기 자력에 의해 열을 발생시키는 히팅 매개체를 포함하여 구성되며,

   상기 고주파 가열장치는 상기 고주파 신호 발생부에 전원이 인가되어 고주파 전류가 발생하면 상기 코일부에 고주파 전류가 인가되면서 상기 코일부 주변의 교류전류에 의한 교번 자속에 의해 자계속에 놓은 도전체에 유도전류가 열을 발생하게 되는 전자유도 작용을 이용하는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 동력발생장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 고주파 가열장치의 히팅 매개체가 상기 엔진몸체부에 접촉되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 동력발생장치.
4. 삭제
5. 삭제

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