KR101180572B1 - 가스히트펌프 시스템의 실외기용 엔진오일 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스히트펌프 시스템의 실외기용 엔진오일 제어장치에 관한 것으로서, 실외기가 한랭지에서 운전하게 되는 경우, 균압관이 막혀서 엔진측 오일이 소진되는 현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 구동력이 발생하는 엔진과; 상기 엔진에 엔진오일을 공급하는 오일팬과; 상기 오일팬에 엔진오일을 저장,공급할 수 있도록 하는 오일탱크로 이루어지고, 상기 오일팬과 오일탱크의 사이에 구비되어 오일탱크안의 오일을 오일팬에 공급하는 배관 및 오일펌프와; 상기 오일팬과 오일탱크 사이에 연결되는 오일리턴배관과; 상기 엔진과 오일탱크 사이에 연결되는 균압관으로 이루어진 구조로서,
상기 오일리턴배관에 오일팬쪽의 압력이 상승하여 오일팬안의 오일을 오일탱크로 모두 밀어내어 소진시키지 않도록, 감지되는 외기온도에 따라 오일리턴배관을 개폐시키도록 제어하는 솔레노이드밸브가 설치된 것이다.
이러한 본 발명은 한랭지에서 실외기를 가동시키는 경우에, 균압관이 막혀서 오일팬안의 오일이 오일탱크안으로 역이동되는 현상을 방지할 수 있도록 한 것이다

Description

가스히트펌프 시스템의 실외기용 엔진오일 제어장치{Engine Oil Control Apparatus for Outdoor Unit of Gas heat Pump System}

본 발명은 가스히트펌프 시스템의 실외기용 엔진오일 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실외기가 한랭지에서 운전하게 되는 경우, 균압관이 막혀서 엔진측 오일이 소진되는 현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 가스히트펌프 시스템(이하 "GHP"라 함)방식은 가스터빈을 이용하는 방식과 엔진을 이용한 방식이 주류를 이루고 있는데, 상기 가스터빈이나 가스엔진의 구동력에 의해 압축기를 운전하여 난방(냉방)하는 방식으로, 일반 전기식히트펌프(EHP ; Electric Heat Pump)와 히트펌프시스템에 있어서의 큰 차이는 없으나, 상기 EHP는 2차에너지인 전기로 운전되고, GHP는 1차 에너지인 가스에 의해 구동된다는 점에 있어 큰 차이점이 있다.

그러므로, 상기 GHP는 1차에너지 연소시 나오는 배열을 난방에 활용할 수 있어 난방효율이 EHP에 비해 높다는 장점이 있으며, 여름철 냉방용 전력수요의 억제효과도 있어 국가에너지정책에도 부합되는 냉방방식이다.

이러한 GHP는 엔진을 동력원으로서 사용하기때문에, 여러가지 엔진 관련 부품들에 있어서 교환이 요구되고, 자동차 엔진처럼 엔진오일이 사용된다.

특히, GHP 실외기의 경우, 기본적으로 엔진오일팬과 오일저장탱크가 구비되고, 엔진오일이 부족하다는 것을 감지하는 센서와 오일펌프가 구비되며, 만일 엔진오일이 부족하다는 신호가 들어오면, 오일펌프가 작동하여 오일저장탱크에서 오일팬으로 오일을 펌핑하여 공급한다.

보다 구체적인 GHP 실외기용 엔진오일공급장치의 일례를 들어 설명하면, 일본공개특허 특개 2005-282487호(이하 "선행특허"라고 함)에 개시되어 있는 내용을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 선행특허의 엔진오일 공급장치(28)는 주로 오일탱크(32)와 오일펌프(37) 및 오일팬(oil pan)(30)에 접속되는 오일배관(31a) ~ (31c)으로 구성되어 있고, 엔진(10)의 하부에 배치되는 오일팬(30)에 오일배관(31a)을 통해 오일탱크(32)가 연통된다. 이 오일팬(30)안에 저장되는 엔진오일의 유량에 동조하면서 유면위치가 상승,하강하는 제 1오일탱크(33)와, 외부로부터 새로운 엔진오일이 공급되는 급유구(36)를 가지는 제 2오일탱크(34)가 일체로 형성되어 있다.

상기 제 1오일탱크(33)와 제 2오일탱크(34)와의 사이에는 연통구(29)가 설치되고, 이 연통구(29)에는 상단부가 상기 오일팬(30)내에 저장되는 엔진오일의 상한레벨(도면상 H)의 높이위치로 되는 격판(35)이 설치되며, 이 격판(35)의 상부에는, 하단부가 상기 상한레벨의 레벨위치에 개방하는 반환경로(39)가 형성되어 있다. 또한, 제 2오일탱크(34)의 바닥부(34a)로부터 오일배관(31b)이 연장되고, 오일펌프(37)의 흡인구로 접속되어 있으며, 이 오일펌프(37)의 토출구에는 오일배관(31c)이 접속되고, 그 앞쪽은 상기 오일팬(30)과 접속된다.

또한, 제 2오일탱크(34)의 높이는 제 1오일탱크(33)의 높이와 동일 또는 제 1오일탱크(33)의 높이보다 낮은 위치로 되어 있고, 상기 제 1오일탱크(33)에는 오일팬(30)안에 저장되는 엔진오일의 하한레벨(L)의 위치에 오일레벨센서(38)가 설치되어 있다.

또한, 엔진(10)과 제 1오일탱크(33)의 사이에는, 제 1오일탱크(33)내의 유면 이 오일팬(30)내의 유면과 동일하게 움직이도록 압력을 균일하게 유지되게 하는 균압관(40)이 연결되어 있다.

이러한 구성을 가지는 선행특허는, 엔진(10)이 가동되면, 제어장치(미도시)로부터 오일펌프(37)의 운전이 개시되고, 제 2오일탱크(34)내에 저장된 엔진오일이 바닥부(34a)로부터 흡인되어 오일배관(31a)내를 지나서 상기 오일펌프(37)의 토출구로부터 토출되어서 오일배관(31b)안을 통해 엔진(10)의 오일팬(30)안에 유입된다.

또한, 오일팬(30)안에서는 오일펌프(37)의 운전에 의해 상기 제 2오일탱크안의 엔진오일이 공급되기때문에, 오일팬(30)안에 저장되는 엔진오일의 유량이 증가되고, 그 유면위치가 상승한다. 이와 동시에, 오일팬(30)과 오일배관(31c)을 통해 구비되어 있는 제 1오일탱크(33)의 유면위치도 상승하고, 제 1오일탱크(33)안의 엔진오일의 유면위치가 격벽(35)의 높이 이상이 되면, 이 격벽(35)의 높이를 넘는 분의 엔진오일은 제 1오일탱크(33)로부터 제 2오일탱크로 유출되고, 상기 제 1오일탱크(33)의 유면위치는 격벽(35)의 높이로 유지된다. 즉, 상기 오일팬(30)안에 저장되는 엔진오일은 오일팬(30)안에 저장되는 오일의 상한레벨(H)을 검출하는 오일레벨센서가 없더라도 이 오일팬(39)의 상한 레벨에 유지되고, 이 상한레벨을 넘는 양의 엔진오일이 상기 오일팬(30)안에 공급되지 않는다.

이러한 선행특허는 제 1,2오일탱크의 내부 구조가 복잡하고, 제 2오일탱크(34)안의 오일이 모두 소진되면, 펌핑되는 오일이 없게되는데, 오일레벨센서(38)가 구비된 제 1오일탱크(33)안의 하한레벨(L)이하에 있는 오일은 사용하지 못하게 되는 것이다.

더욱이, 선행특허는 한랭지에 설치되어 운전되는 경우, 특정온도 이하에서는 연료가스가 연소한 다음, 습기가 균압관(40)안에 쌓여서 균압관(40)을 막게되어 오일팬(30)쪽의 압력이 상승하여 오일팬(30)쪽의 오일을 엔진오일공급장치(28)의 제 1,2오일탱크(33)(34)쪽으로 밀어내어 오일팬(30)안의 오일이 소진되는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 한랭지에서 가동되더라도 균압관이 막혀서 오일팬안의 오일이 오일탱크안으로 역이동되는 현상을 방지하도록 한 것이다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단은, 구동력이 발생하는 엔진과; 상기 엔진에 엔진오일을 공급하는 오일팬과; 상기 오일팬에 엔진오일을 저장,공급할 수 있도록 하는 오일탱크로 이루어지고, 상기 오일팬과 오일탱크의 사이에 구비되어 오일탱크안의 오일을 오일팬에 공급하는 배관 및 오일펌프와; 상기 오일팬과 오일탱크 사이에 연결되는 오일리턴배관과; 상기 엔진과 오일탱크 사이에 연결되는 균압관으로 이루어진 구조로서,

상기 오일리턴배관에 오일팬쪽의 압력이 상승하여 오일팬안의 오일을 오일탱크로 모두 밀어내어 소진시키지 않도록, 감지되는 외기온도에 따라 오일리턴배관을 개폐시키도록 제어하는 솔레노이드밸브가 설치된 것이다.

또한, 상기 균압관에는, 균압관이 막히지 않도록 하는 히터부가 더 포함되는 구조이다.

또한, 엔진 정지시, 외기온도가 설정온도 이하에서 제 1시간 지속시 히터부가 작동하고, 제 2시간 지속시 솔레노이드밸브를 차단하도록 된 것이다.

또한, 솔레노이드 밸브 차단이후 엔진이 구동하여 설정시간 이상 운전하는 경우에는, 솔레노이드 밸브의 차단상태를 해제하도록 된 것이다.

이와 같이 본 발명은 특히 한랭지에서 실외기를 가동시키는 경우에, 균압관이 막혀서 오일팬안의 오일이 오일탱크안으로 역이동되는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 가스히트펌프 시스템의 엔진오일 공급장치를 개략적으로 나타낸 설명도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엔진오일 제어장치를 도시한 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 GHP 실외기용 엔진오일 제어장치를 나타낸 도면으로서, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 구동력이 발생하는 엔진(10)과, 이 엔진(10)에 엔진오일을 공급하는 오일팬(30)과, 상기 오일팬(30)에 엔진오일을 저장,공급할 수 있도록 하는 오일탱크(100)로 이루어진다.

또한, 오일팬(30)과 오일탱크(100)의 사이에는, 오일탱크(100)안의 오일을 오일팬(30)에 공급하는 배관(101)과 오일펌프(102)가 구비되고, 오일리턴배관(103)이 연결되어 있다.

물론, 상한레벨(H)과 하한레벨(L)이 설정되어 있고, 오일팬(30)의 내부에는 오일레벨스위치(도시되지 않음)가 설치되어 있는데, 이것은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 엔진(10)과 오일탱크(100)의 사이에는 균압관(40)이 연결되어 있다.

여기서, 본 발명은 한랭지에서 실외기를 운전해야 하는 경우에, 상기 오일리턴배관(103)에 오일팬(30)쪽의 압력이 상승하여 오일팬(30)안의 오일을 오일탱크(100)로 모두 밀어내어 소진시키지 않도록, 외기온도에 따라 제어하는 솔레노이드 밸브(110)를 설치한 구조를 가진다.

다시 말해서, 외기온도가 특정온도 이하로 온도가 내려가는 경우, 솔레노이드 밸브(110)를 동작시켜서 오일리턴배관(103)을 차단하여 오일팬(30)안의 오일이 오일탱크(100)안으로 이동되지 못하게 하고, 그에따라 오일팬(30)안의 오일만으로 구동시키는 것이다.

또한, 본 발명은 균압관(40)에 히터부(120)를 설치할 수 있다. 이러므로써, 엔진(10)이 구비되는 엔진룸의 온도가 특정 온도 이하로 내려가는 경우, 히터부(120)를 동작시켜서 온도를 상승시킴으로써 균압관(40)이 막히지 않도록 하는 것이다.

상기 솔레노이드 밸브(110) 및 히터부(120)의 작동조건을 더욱 구체적으로 설명하면, GHP 실외기에는 외기온도센서(서어미스터(thermister) 타입)(도시되지 않음)가 장착되어 있는데, 이 외기온도센서가 센싱하는 온도를 기준으로, 엔진 정지시에는 외기 온도가 설정온도인 영하 15도 이하로 제 1시간(2시간 이상) 지속되면 제어부에 의해 히터부(120)를 동작시키고, 외기 온도가 제 2시간(6시간 이상) 지속되는 경우에는, 제어부로부터 솔레노이드 밸브(110)를 동작하여 오일리턴배관(103)을 차단시키는 것이다.

그러나, 솔레노이드 밸브(110)의 차단동작후 엔진(10)을 구동시켜서 설정시간(1시간) 이상 연속운전이 되었을 경우, 솔레노이드 밸브(110)의 차단동작을 해제한다.

또한, 한랭지에서 사용하지 않는 경우에는 솔레노이드밸브(110)와 히터부(120)를 동작시키지 않고 통상의 실외기로서 사용하면 된다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능하고, 이러한 변형 및 수정은 본 발명의 특허청구범위내에 포함됨은 자명한 사실이다.

10 : 엔진
30 : 오일팬
100 : 오일탱크
101 : 배관
102 : 오일펌프
103 : 오일리턴배관
110 : 솔레노이드밸브
120 : 히터부

Claims (4)

1. 구동력이 발생하는 엔진(10)과;
   상기 엔진(10)에 엔진오일을 공급하는 오일팬(30)과;
   상기 오일팬(30)에 엔진오일을 저장,공급할 수 있도록 하는 오일탱크(100)로 이루어지고,
   상기 오일팬(30)과 오일탱크(100)의 사이에 구비되어 오일탱크(100)안의 오일을 오일팬(30)에 공급하는 배관(101) 및 오일펌프(102)와;
   상기 오일팬(30)과 오일탱크(100) 사이에 연결되는 오일리턴배관(103)과;
   상기 엔진(10)과 오일탱크(100) 사이에 연결되는 균압관(40)과;
   상기 균압관(40)에 균압관(40)이 막히지 않도록 구비되는 히터부(120)와;
   상기 오일리턴배관(103)에 오일팬(30)쪽의 압력이 상승하여 오일팬(30)안의 오일을 오일탱크(100)로 모두 밀어내어 소진시키지 않도록 감지되는 외기온도에 따라 오일리턴배관(103)을 개폐시키도록 제어하는 솔레노이드밸브(110);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 시스템 실외기용 엔진오일 제어장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   엔진 정지시, 외기온도가 설정온도 이하에서 제 1시간 지속시 히터부(120)가 작동하고, 제 2시간 지속시 솔레노이드밸브(110)를 차단하도록 된 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 시스템 실외기용 엔진오일 제어장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   솔레노이드 밸브(110) 차단이후 엔진(10)이 구동하여 설정시간 이상 운전하는 경우에는, 솔레노이드 밸브(110)의 차단상태를 해제하는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프 시스템 실외기용 엔진오일 제어장치.

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