KR101280206B1

KR101280206B1 - 엔진 발전기 냉각수 예열장치

Info

Publication number: KR101280206B1
Application number: KR1020120021937A
Authority: KR
Inventors: 곽동우
Original assignee: 곽동우
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2013-06-28
Also published as: KR20120038945A; WO2013129886A1; CN204283595U

Abstract

개시된 본 발명 엔진 발전기의 냉각수 예열장치는, 예열공간(300)과 예열된 냉각수를 엔진블럭으로 유입시켜 주는 유출 밸브 스크류홀(10),(20)을 구비한 냉각수 예열블럭(100)와, 상기 냉각수 예열블럭(100)의 냉각수를 자연순환 원리로 흐르게 하는 공기 유출 압력장치(200)를 포함하며, 상기 냉각수 예열블럭은, 예열히터(500)와, 중앙부에 설치된 예열블럭 분리대(700)와, 상기 예열블럭 분리대(700)의 우측에 형성된 도통구멍(60)과, 상기 구멍의 하부에 냉각수 유입공간(400)과, 복수 개의 밸브를 포함하고, 상기 예열공간(300)과 상기 냉각수 유입공간(400)이 서로 통하도록 구성하여 상기 예열히터(500)가 히팅 되어도 상기 예열공간(300)과 상기 냉각수 유입공간(400)의 온도 차이를 확실하게 줌으로써, 대류열전달에 의한 자연순환을 원활히하고, 상기 예열히터의 고장 시 엔진 냉각수를 드레인 하지 않고 상기 냉각수 예열블럭(100)의 상기 복수개의 밸브를 폐쇄하여 예열히터를 교체할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이로인해, 본 발명은, 겨울철 또는 혹한 지방에서 엔진의 시동 성을 손쉽게 하여 운전자의 편의를 도모하고 엔진 시동시 불완전 연소로 인해 발생하는 매연을 최소화하고, 예열된 냉각수로 엔진의 윤활 성을 향상시키는 엔진 발전기의 냉각수 예열장치에 관 한것으로, 엔진 정지시, 예열히터가 동작하여 대류열전달에 의한 자연순환 원리로 엔진 내부의 냉각수를 예열시켜 일정 온도를 유지시키므로 엔진운전시 시동 성을 보장하고 엔진의 윤활 성을 향상시키는 역할로 개선함에 따라 전기에너지의 절약과 냉각수의 자연순환 효율을 높여 예열히터의 손상을 방지하는 엔진 발전기의 냉각수 예열장치를 제공함과 동시에 불완전 연소로 인한 매연 발생을 억제하여 환경오염을 예방한다.

Description

엔진 발전기 냉각수 예열장치{Engine generator cooling water preheating system}

본 발명은, 겨울철 디젤 및 가스 엔진 발전기의 냉각수를 예열시켜주는 장치에 관한 것으로, 엔진 정지시에 예열히터가 냉각수를 예열시켜 대류열전달의 원리를 이용하여 자연순환에 의한 엔진 내부의 냉각수의 온도를 일정하게 유지시켜 엔진의 윤활성을 높여 주므로, 불완전 연소에 의한 매연발생을 방지하고 시동 성을 극대화 하는 디젤 및 가스 엔진 발전기의 냉각수 예열장치에 관한 것이다.

무한한 과학의 발전과 눈부신 경제와 산업의 성장으로 전기에너지의 소비가 해마다 증가하는 것이 모든 국가가 고민하고, 이에 능동적으로 대처하고자 많은 비용을 들여 기술 개발에 박차를 가하고 있는 것이 현실임을 알 수 있다.

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각종 건설 및 공사 현장과 더불어 전력 소비량의 증가로 기존의 전기 공급 회사의 단전, 또는 천재 지변, 기타 여러 가지 문제로 인해 예비 전력의 소비와 수요가 급속히 증가하면서 여러 가지 피해를 방지하고자 예비전력으로 엔진 발전기를 건설 및 공사 현장, 각종 건물과 시설물, 그리고 선박용 발전 설비에서의 비상 전원 설비 등 의 수요가 대폭 증가함에 따라 그 시장성은 한 청 더 높아질 것이다.

현재의 예열장치는 예열블럭 내부에 단순히 냉각수를 예열하는 히터와 냉각수 유입 IN 라인을 두고 OUT 라인에 체크 밸브만 있어 대류열전달에 의한 자연순환으로 냉각수의 원활한 순환을 보장 할 수 없고, 또한 예열블럭 내부에 공기가 유입되었을 경우에도 상기와 같이 냉각수의 자연 순환을 방해하는 심각한 원인이 되고 있다. 그리고 시간이 흐르면서 체크밸브에 이물질이 달라붙어 그 기능을 하지 못하고 오히려 냉각수의 순환을 방해하는 주요 원인이 되고 있다.

이러한 여러 가지 문제점으로 인하여 예열 히터의 잦은 고장과 예열 된 냉각수의 순환이 원활하지 않아 엔진 발전기의 시동시 효율성을 떨어 뜨 릴뿐만 아니라 예열되지 않은 상태에서 초기 시동시 불완전 연소로 인해 많은 매연을 배출하여 환경 오염을 유발하는 주요 원인이 되고 있다.

본 발명, 냉각수 예열장치는 이러한 여러 가지 문제점을 획기적으로 보안수정하여, 디젤 및 가스 엔진 발전기의 냉각수 예열 장치의 확실한 역할과 기능을 함에 있다.
기존의 엔진 발전기에 부설되는 예열장치는 예열블럭 내부에 예열히터와 엔진블럭 및 오일쿨러로 예열된 냉각수를 공급하는 관로에 역류 방지용 체크밸브가 설치되어 있으며, 자연순환된 냉각수가 라디에이터로부터 유입되는 관로로 구성되어 있어서, 예열블럭 내부에서 예열히터가 동작하여 적정 온도로 냉각수가 상승하여도 예열블럭 내부에 공기가 유입되었거나, 사용 시간이 경과 하여 체크밸브에 이물질이 달라붙는 구조적 결함으로 인한 잦은 고장이 발생하고, 예열블럭 내의 냉각수 관로 IN 과 OUT에 뚜렷한 온도 차이가 없으므로 대류열전달에 의한 자연 순환이 되지 않아 예열히터의 과부로 인한 히터 손상의 주된 원인이 되고 있다.
상기에서 상술한 바와 같은 원인으로 엔진 시동 성을 원활히 하기 위한 예열장치로서의 역할을 제대로 하지 못하고 있다.

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이에 본 발명의 목적은 상술한 종래의 단점과 문제점을 효율적으로 개선한 엔진 발전기의 냉각수 예열장치를 제공함에 있다.

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상기의 기술적 과제를 해결하고자 본 발명 엔진 발전기의 냉각수 예열장치는, 예열공간(300)과 예열된 냉각수를 엔진블럭으로 유입시켜 주는 유출 밸브 스크류홀(10),(20)을 구비한 냉각수 예열블럭(100)와, 상기 냉각수 예열블럭(100)의 냉각수를 자연순환 원리로 흐르게 하는 공기 유출 압력장치(200)를 포함하며, 상기 냉각수 예열블럭은, 예열히터(500)와, 중앙부에 설치된 예열블럭 분리대(700)와, 상기 예열블럭 분리대(700)의 우측에 형성된 도통구멍(60)과, 상기 구멍의 하부에 냉각수 유입공간(400)과, 복수 개의 밸브를 포함하고, 상기 예열공간(300)과 상기 냉각수 유입공간(400)이 서로 통하도록 구성하여 상기 예열히터(500)가 히팅 되어도 상기 예열공간(300)과 상기 냉각수 유입공간(400)의 온도 차이를 확실하게 줌으로써, 대류열전달에 의한 자연순환을 원활히하고, 상기 예열히터의 고장 시 엔진 냉각수를 드레인 하지 않고 상기 냉각수 예열블럭(100)의 상기 복수개의 밸브를 폐쇄하여 예열히터를 교체할 수 있는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명 엔진 발전기의 냉각수 예열장치는, 냉각수 예열블럭(100)에 예열공간(300)과 상부에 예열 된 냉각수를 엔진블럭으로 유입시켜 주는 유출 밸브 스크류홀(10),(20)을 두고 그 우측에 예열블럭(100)의 냉각수를 자연순환 원리로 흐르게 하기 위하여 공기 유출 압력장치(200)와 예열블럭(100)의 중앙부에 예열블럭 분리대(700)를 두고, 그 우측에 지름 30mm구멍(60)을 두고, 그 하부에 냉각수 유입공간(400)을 두고, 예열공간(300)과 냉각수 유입공간(400)이 서로 도통하게 두어, 예열히터(500)가 히팅 되어도 도통 구멍(60)이 크지 않기 때문에 예열공간(300)과 냉각수 유입공간(400)의 확실한 온도 차이를 줌으로써, 대류열전달에 의한 자연순환을 원활히 함은 물론이고, 예열히터의 고장 시 엔진 냉각수를 드레인 하지 않고 예열블럭(100)의 밸브 스크류홀(10),(20),(30),(40)의 밸브를 폐쇄하여 예열히터를 교체할 수 있게 하였다.

상기와 같이 본 발명은, 디젤 및 가스 엔진 정지시 예열히터가 동작하여 대류열전달에 의한 자연순환 원리로 엔진블럭 및 오일쿨러, 라디에이터의 냉각수를 일정한 온도로 예열시켜 엔진의 윤활 성을 확보하고, 엔진 운전시 시동 성을 확실히 보장하도록 개선함에 따라 전기 에너지의 절약과 환경오염을 예방함과 동시에 예열히터의 과부하로 인한 손상을 방지하는 효과가 있다.

아울러 압력장치(200)와 예열블럭(100)의 내부, 예열공간(300)과 냉각수 유입공간(400), 그리고 예열블럭 분리대(700), 도통 구멍(60)의 적절한 활용으로 냉각수의 예열 및 대류열전달에 의한 자연순환을 더욱 확실히 보장하므로 여러 가지 문제점을 방지 할수 있음은 물론이고, 예열히터(500)의 고장 시 엔진냉각수를 드레인 하지 않고 예열블럭(100)의 밸브 스큐류홀(10,(20),(30),(40)을 폐쇄하여, 예열히터(500)를 손쉽게 교체할 수 있게 하여 A/S 시간을 단축함은 물론이고, 소비자의 다양한 욕구에 부응하여 그 희소성의 가치를 높여 소비자들의 만족도를 향상시키므로 제조 및 판매자에게 많은 경제적 이득을 부여할 수 있을 것이다.

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도 1 은 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 발전기의 냉각수 예열장치의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도,
도 2 는, 도 1에 도시된 냉각수 예열장치의 우측모형 사시도,
도 3 은, 도 1에 도시된 냉각수 예열장치의 우측모형 단면도,
도 4 는 엔진 발전기의 냉각수 계통도.

디젤 및 가스 엔진 발전기 냉각수 예열 장치의 구체적인 구성단계 및 작용을 첨부한 바람직한 실시 예들을 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부한 도면들은 본 발명의 구성단계가 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위한 바람직한 실시 예로서, 본 발명의 구성 관계로 한정한 것은 아니며, 본 발명의 기술 사상 내에서 다양한 응용 실시 예들이 적용 될 수 있다.

엔진 발전기의 냉각수 계통도는 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각수를 냉각하는 라디에이터와 오일쿨러 및 엔진블럭과 상기 냉각수를 순환시키는 워터펌프, 엔진운전시 냉각수의 일정한 온도에 따라 엔진블럭과 라디에이터의 연결 통로를 자동으로 개폐하는 서머스탯, 그리고 냉각수를 예열하여 적정한 온도로 상승시켜 유지함으로써 엔진의 시동 성을 향상시키는 본 발명, 냉각수 예열장치로 구성되어 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예의 엔진 발전기의 냉각수의 예열 장치는, 예열공간(300)과 예열된 냉각수를 엔진블럭으로 유입시켜 주는 유출 밸브 스크류홀(10),(20)을 구비한 냉각수 예열블럭(100)와, 상기 냉각수 예열블럭(100)의 냉각수를 자연순환 원리로 흐르게 하는 공기 유출 압력장치(200)를 포함하며, 상기 냉각수 예열블럭은, 예열히터(500)와, 중앙부에 설치된 예열블럭 분리대(700)와, 상기 예열블럭 분리대(700)의 우측에 형성된 도통구멍(60)과, 상기 구멍의 하부에 냉각수 유입공간(400)과, 복수 개의 밸브를 포함한다.

상기 예열공간(300)과 상기 냉각수 유입공간(400)이 서로 통하도록 구성하여 상기 예열히터(500)가 히팅 되어도 도통 구멍(60)이 크지 않기 때문에 상기 예열공간(300)과 상기 냉각수 유입공간(400)의 온도 차이를 확실하게 줌으로써, 대류열전달에 의한 자연순환을 원활히하고, 상기 예열히터의 고장 시 엔진 냉각수를 드레인 하지 않고 상기 냉각수 예열블럭(100)의 상기 복수개의 밸브를 폐쇄하여 예열히터를 교체할 수 있는 것을 특징으로 한다.

디젤 및 가스 엔진 발전기의 시동시 냉각수의 흐름은 예열장치의 예열블럭(100)의 중앙부에 분리대(700)를 두고, 예열블럭 분리대(700)의 우측에 지름 30mm 도통 구멍(60)을 두어, 예열공간(300)과 그 내부에는 냉각수를 예열하는 예열히터(500)를 그 하부에는 라디에이터에서 유입되는 냉각수 유입공간(400)을 두고, 예열블럭 상부에는 예열된 냉각수를 엔진블럭으로 이동시키는 유출밸브 스크류홀(10),(20)을 두고, 그 우측에는 예열블럭(100)의 내부에 유입된 공기를 유출할 수 있게,압력장치(200)를 두고, 예열블럭(100)의 좌측면 하부에는 라디에이터에서 유입되는 냉각수 유입밸브 스크류홀(30),(40)을 두고 있으며, 예열블럭(100)의 우측에는 예열히터(500)의 작동을 제어하는 자동온도 조절기(600)를 두고, 냉각수 유입공간(400)의 내부에 냉각수 온도검출센서(50)를 둠으로써, 냉각수의 온도를 적정 온도로 조절할 수 있게 하였다.

상기에서 기술한 바와 같이, 예열공간(300)에는 예열히터(500)를 두고, 냉각수 유입공간(400)에는 냉각수 온도 검출센서(50)를 둠으로써, 예열공간(300), 내부의 예열히터(500)가 냉각수를 예열하더라도 온도 검출센서(50)는 냉각수 유입공간(400)에 있음으로 두 공간의 냉각수가 동시에 예열 되지 않기 때문에 두 공간에 확실한 온도 차이가 발생하므로 대류열전달의 원리로 냉각수의 흐름을 보장할 수 있다.

기존의 예열장치의 문제점인 자연순환 방법으로 냉각수가 순환되지 않는 것을 보완하고자, 예열블럭(100)의 상부에 압력장치(200)를 두어 예열히터(500)가 예열공간(300)의 냉각수를 예열시키면 예열공간(300), 내부에 압력이 상승 하므로 유입된 공기가 팽창하여 압력장치(200)의 압력스프링(220)이 상부로 수직 운동을 하여 공기 유출 가로막(230)이 상부로 올라가면 예열블럭내의 팽창된 공기는 유출구(250)로 유출되므로 예열 된 냉각수는 유출 밸브 스크류홀(10),(20)을 통하여 오일쿨러 및 엔진블럭으로의 이동이 더 손쉽게 이루어진다. 또한 예열블럭(100)의 내부를 예열공간(300)과 냉각수 유입공간(400)을 예열블럭 분리대(700)로 나누고 그 우측에 두 공간을 도통 하는 지름 30mm 도통 구멍(60)을 둠으로써, 예열블럭(100)의 냉각수 유출부와 유입부의 두 공간에 확실한 온도차이를 줄 수 있으므로 기존 히터 손상의 주된 원인이 되었던 역류방지용 체크밸브는 제거하여, 대류열전달에 의한 자연순환 원리로 냉각수의 순환을 확실히 보장해 주는 것이다.

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따라서, 도 1에서 보는 바와 같이 예열장치의 예열블럭(100)의 구조와 예열블럭 분리대(700) 및 그 기능 그리고 예열블럭(100)의 상부에 위치한 압력장치(200)는 본 발명, 냉각수 예열장치의 핵심적인 기술임을 밝혀두는 바이다.
즉, 냉각수 예열장치는 예열블럭(100)을 두고, 블럭 내부에 유입된 공기를 유출시키는 공기 유출 압력장치(200)의 구성과 그 동작 원리 및 예열공간(300)과 냉각수 유입공간(400)을 분리하는 예열블럭 분리대(700)와 예열공간(300)에 예열히터(500)을 두고, 냉각수 유입공간(400)에는 냉각수 온도검출센서(50)를 별도로 두고, 예열공간(300)과 냉각수 유입공간(400)의 확실한 분리를 위하여 예열블럭 분리대(700)를 두고, 그 우측에 도통 구멍(60)을 두어, 예열히터(500)가 냉각수를 히팅 하더라도 두 공간의 냉각수가 급속히 혼합되지 않기 때문에 확실한 온도 차에 의하여 대류열전달에 의한 자연순환의 원리로 냉각수가 순환하게 되므로, 기존 예열장치에서 발생 되었던 예열 냉각수의 미 순환으로 발생하는 히터손상의 주요원인이 되었던 과열을 방지하고, 예열블럭(100)에 장착된 밸브 스크류홀 (10),(20),(30),(40)의 구조와 그 원리를 갖는다.

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그리고 예열히터(500)의 고장 시 엔진 냉각수를 드레인하지 않고, 예열블럭(100)의 좌측면과 상부에 장착된 밸브 스크류홀(10),(20),(30),(40)을 폐쇄하여 예열히터(500)를 교체할 수 있어 신속한 A/S가 가능할 뿐만 아니라, 냉각수의 누설을 최소화할 수 있다.

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본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 중심으로 범위를 유사하게 모방하여 다양하고 많은 변화와 변형이 가능 하다는 것은 명백하다.

따라서 본 발명의 범위는 이러한 많은 변형 예들을 포함하도록 기술된 특허청구 범위에 의해서 동일하다고 해석되어야 한다.

100 : 예열블럭
200 : 공기 유출압력장치
300 : 냉각수 예열공간
400 : 냉각수 유입공간
500 : 예열히터
600 : 냉각수 자동온도조절기
700 : 예열블럭 분리대
10 : 냉각수 유출 밸브 스크류홀
20 : 냉각수 유출 밸브 스크류홀(예비용)
30 : 냉각수 유입 밸브 스크류홀
40 : 냉각수 유입 밸브 스크류홀(예비용)
50 : 냉각수 온도검출센서
60 : 예열공간 과 유입공간 도통 구멍
a,b,c : 전기배선
210 : 압력장치 뚜껑
220 : 압력 스프링
230 : 공기 유출 가로막
240 : 고무링
250 : 공기 유출구

Claims

예열공간(300)과 예열된 냉각수를 엔진블럭으로 유입시켜 주는 유출 밸브 스크류홀(10),(20)을 구비한 냉각수 예열블럭(100)와, 상기 냉각수 예열블럭(100)의 냉각수를 자연순환 원리로 흐르게 하는 공기 유출 압력장치(200)를 포함하며,
상기 냉각수 예열블럭은,
예열히터(500)와,
중앙부에 설치된 예열블럭 분리대(700)와,
상기 예열블럭 분리대(700)의 우측에 형성된 도통구멍(60)과,
상기 구멍의 하부에 냉각수 유입공간(400)과,
복수 개의 밸브를 포함하고,
상기 예열공간(300)과 상기 냉각수 유입공간(400)이 서로 통하도록 구성하여 상기 예열히터(500)가 히팅 되어도 상기 예열공간(300)과 상기 냉각수 유입공간(400)의 온도 차이를 확실하게 줌으로써, 대류열전달에 의한 자연순환을 원활히하고, 상기 예열히터의 고장 시 엔진 냉각수를 드레인 하지 않고 상기 냉각수 예열블럭(100)의 상기 복수개의 밸브를 폐쇄하여 예열히터를 교체할 수 있는 것을 특징으로 하는 엔진 발전기의 냉각수 예열장치.
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