KR101290402B1

KR101290402B1 - 중장비의 소음저감용 냉각시스템

Info

Publication number: KR101290402B1
Application number: KR1020060130454A
Authority: KR
Inventors: 정진영
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2013-07-26
Also published as: KR20080057100A

Abstract

본 발명은 엔진과 냉각계 사이에 배치된 냉각팬이 엔진의 출력을 통하여 상기 냉각계를 공냉시키는 소음저감용 냉각시스템으로서, 엔진에 의해 구동되는 유압펌프와, 축선단에 상기 냉각계를 냉각시키는 부가 냉각팬을 구비한 유압모터와, 상기 냉각계의 냉각수 및 작동유의 온도를 각각 감지하는 제1,2온도센서와, 상기 유압펌프와 유압모터로 연결되는 유압라인의 오일을 선택적으로 차단하는 유량제어밸브 및, 상기 제1,2온도센서로부터 각각의 온도신호를 전달받아 상기 유압모터를 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하여 구성되어 있다.

따라서, 엔진과 직접 연결된 냉각팬의 크기를 줄이면서 냉각계 앞쪽에 유압모터에 의해 가동되는 부가 냉각팬을 형성하여 팬가동에 따른 소음을 줄이도록 한 것이다.

냉각시스템, 냉각팬, 제어부, 온도센서

Description

중장비의 소음저감용 냉각시스템 { Cooling system for decreasing a noise of heavy equipment }

도 1은 종래기술에 따른 중장비의 냉각시스템을 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 중장비의 소음저감용 냉각시스템을 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 엔진 11 : 냉각팬

20 : 냉각계 21,22 : 온도센서

30 : 유압펌프 40 : 유압펌프

41 : 부가 냉각팬 50 : 유압라인

60 : 유량제어밸브 70 : 제어부

본 발명은 중장비의 냉각시스템에 관한 것으로, 특히 냉각계를 공냉시키는 냉각팬을 재배치하여 연비와 소음을 동시에 개선할 수 있는 중장비의 소음저감용 냉각시스템에 관한 것이다.

종래기술에 따른 엔진 냉각시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(100)에 앞쪽에 냉각계(101)가 구비되어 있고, 상기 엔진(100)과 냉각계(101) 사이에 배치되어 상기 엔진(100)의 출력을 통하여 상기 냉각계(101)를 공냉시키는 냉각팬(102)이 구비되어 있다. 그리고, 도면에는 도시되어 있지 않으나, 엔진룸 상부에 형성되어 냉각팬(102)이 구동함에 따라 외기가 유입되는 공기유입구와, 상기 공기유입구로 들어온 외기가 엔진룸 열기를 냉각시킨 후 빠져나가도록 엔진룸 전방으로 공기배출구가 구비되어 있다.

종래기술에 따른 중장비의 냉각시스템은, 엔진(100)과 냉각계(101) 사이에 배치된 단일 냉각팬(102)을 사용하고 있는 바, 냉각팬(102)의 풍량을 늘리기 위하여 냉각팬(102)의 사이즈를 크게 하거나 냉각팬(102)의 회전 속도를 빠르게 하는 방법을 주로 채택하여 사용하였다.

그런데, 냉각팬(102)의 사이즈를 크게 할 경우, 외기가 엔진룸에 유입되어 외부로 빠져나가는데 심한 소음이 발생하는 문제점을 지니고 있었다. 이러한 냉각팬(102)에 따른 소음은 운전자의 피로를 가중시키고 작업장 주변에 소음공해를 일으키는 주원인이 되었다.

또한, 냉각팬(102)의 회전 속도를 빠르게 하는 경우, 엔진(100)의 부하를 가중시켜서 장비의 연비를 악화시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 종래 중장비의 냉각시스템이 지닌 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 냉각팬 구동에 따른 엔진룸에서 발생하는 소음을 저감하는 동시에, 장비의 연비를 개선할 수 있는 중장비`상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진에 의해 직접 구동되는 냉각팬과, 상기 냉각팬의 전방에 배치되어 상기 냉각팬의 회전에 의해 냉각수 및 작동유의 열교환이 이루어지는 냉각계로 이루어지는 중장비의 냉각시스템에 있어서, 상기 엔진에 의해 구동되는 유압펌프와, 상기 냉각계의 전방 일측에 설치되며 상기 유압펌프에 의해 구동되는 유압모터의 회전축 선단에 연결된 냉각팬과, 상기 냉각계의 냉각수 및 작동유의 온도를 각각 감지하는 제1,2온도센서와, 상기 유압펌프와 유압모터로 연결되는 유압라인을 선택적으로 차단하는 유량제어밸브 및 상기 제1,2온도센서로부터 각각의 온도신호를 전달받아 상기 유량제어밸브를 선택적으로 제어하는 제어부를를 포함하여 구성되어 있다.

또한, 상기 제어부는 제1,2온도센서에서 각각 검출된 온도신호중 어느 하나가 미리 설정된 온도보다 높은 경우 유압모터를 구동하여 미리 설정된 온도범위까지 낮추도록 제어

하도록 되어 있다.

또한, 상기 제어부는 엔진이 과부하 상태일 경우, 유량제어밸브를 선택적으로 제어하여 유압모터의 가동을 일시적으로 중단시키도록 되어 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 소음저감용 냉각시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 냉각팬(11)을 갖는 엔진(10)과, 엔진(10)의 앞쪽에 배치된 냉각계(20), 유압펌프(30), 부가 냉각팬(41)을 갖는 유압모터(40), 제1,2온도센서(21,22), 유압라인(50)의 오일양을 선택적으로 차단하는 유량제어밸브(60) 및, 유압모터(40)를 선택적으로 제어하는 제어부(70)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 냉각팬(11)은 상기 엔진(10)과 직접 연결되어 상기 냉각계(20)를 공냉시키도록 되어 있다. 여기서, 냉각팬(11)은 기존의 냉각팬에 비하여 그 크기가 작게 형성되어 팬구동에 따른 소음을 줄이도록 되어 있다.

상기 유압펌프(30)는 상기 엔진(10) 뒤쪽에 배치되어 엔진(10)에 의하여 작동하도록 되어 있고, 상기 부가 냉각팬(41)을 가동시키기 위하여 유압모터(40)를 작동시키도록 되어 있다.

상기 유압모터(40)는 상기 냉각계(20) 앞쪽에 배치되어 있고 축선단에 구비된 부가 냉각팬(41)을 구비하도록 되어 있다. 여기서, 부가 냉각팬(41)은 유압모터(40)가 작동함에 따라 가동되어 냉각계(20)의 앞쪽에서 공냉시키게 된다. 부가 냉각팬(41)은 냉각팬(11)과 선택적으로 동시에 가동되어 냉각효율을 개선할 수 있게 되는 것이다.

상기 제1온도센서(21)는 냉각계(20)의 냉각수 온도를 감지하도록 되어 있고, 상기 제2온도센서(22)는 냉각계(20)의 작동유 온도를 감지하도록 되어 있다. 여기서, 제1,2온도센서(21,22)에서 감지한 냉각수 및 작동유 온도는 미리 설정한 냉각계(20)의 냉각수 및 작동유 온도와 비교하는 기준이 된다.

상기 유량제어밸브(60)는 상기 유압펌프(30)와 유압모터(40)로 연결되는 유압라인(50)의 오일을 바이패스시켜 선택적으로 차단하도록 되어 있다.

상기 제어부(70)는 상기 제1,2온도센서(21,22)로부터 각각의 온도신호를 전달받아 상기 유압모터(40)를 선택적으로 제어하도록 되어 있다. 즉 제어부(70)는 상기 제1,2온도센서(21,22)에서 각각 검출된 온도신호 중 어느 하나가 미리 설정된 온도보다 높은 경우, 상기 유압모터(40)를 구동하여 미리 설정된 온도범위까지 낮추도록 제어하도로 되어 있다.

그리고, 제어부(70)는 상기 엔진(10)이 과부하 상태일 경우, 상기 유량제어밸브(60)를 선택적으로 제어하여 상기 유압모터(40)의 가동을 중단시키도록 되어 있다. 여기서, 유량제어밸브(60)는 유압펌프(30)에서 유압모터(40)로 공급되는 유압라인(50)의 오일을 바이패스하여 유압모터(40)의 가동을 일시적으로 중단시키도록 되어 있다. 또한, 유량제어밸브(60)는 전기신호를 인가받을 때 선택적으로 작동되도록 되어 있다.

본 발명에 따른 중장비의 소음저감용 냉각시스템의 작동과정을 도 2를 참조하여 설명한다.

먼저, 제1,2온도센서(21,22)에서 각각 검출된 온도신호 중 어느 하나가 미리설정한 냉각계(20)의 냉각수 및 작동유 온도에 비하여 높은 경우, 제어부(70)가 유압모터(40)를 작동시켜 부가 냉각팬(41)을 가동시켜 냉각계(20)의 냉각수 및 작동유의 온도를 떨어뜨리게 한다. 그 후 제어부(70)는 제1,2온도센서(21,22)에서 각각 검출된 온도신호가 미리설정한 냉각계(20)의 냉각수 및 작동유 온도에 비하여 동일 하면 유압모터(40)를 작동 해제시킨다.

다음으로, 엔진(10)이 과부하 상태인 경우, 제어부(70)는 유량제어밸브(60)를 제어하여 유압펌프(30)와 유압모터(40)로 연결되는 유압라인(50)의 오일을 바이패스시킴으로써 차단하게 된다. 이 때, 유압펌프(30)에서 유압모터(40)로 공급되는 유압라인(50)의 오일이 바이패스됨으로써 유압모터(40)의 작동이 일시적으로 중단되게 된다. 그 후 엔진(10)이 과부하 상태가 해제된 경우, 제어부(70)는 유량제어밸브(60)를 제어하여 유압펌프(30)에서 유압모터(40)로 공급되는 유압라인(50)의 오일이 정상적으로 공급되어 유압모터(40)를 가동하게 된다.

본 발명의 구성에 의하면, 엔진(10)과 직접 연결된 냉각팬(11)의 크기를 줄이면서 냉각계(20) 앞쪽에 유압모터(40)에 의해 가동되는 부가 냉각팬(41)을 형성하고, 제어부(70)를 통하여 유압모터(40)를 선택적으로 작동하여 팬가동에 따른 소음을 줄일 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 중장비의 소음저감용 냉각시스템에 의하면, 작은 사이즈의 냉각팬과 유압모터에 의해 구동되는 별도의 냉각팬을 사용함으로써 팬가동에 따른 소음을 저감시킴과 동시에 장비의 연비를 개선시킬 수 있게 된다. 종래의 냉각시스템과 비교할 때, 냉각성능에 절대적인 영향을 미치는 풍량이 일정하다는 가정하에 팬법칙 이론에 따라 팬직경에 따른 소요마력(직경비의 5 승 관계) 및 소음(스케일 직경비의 5승 관계)과의 관계식을 통하여 추론할 때, 소요마력은 60~70%정도 개선되는 효과를 얻을 수 있었고, 냉각팬의 소음은 2dB(A) 정도 개선되는 효과를 얻을 수 있었다.

Claims

엔진(10)에 의해 직접 구동되는 냉각팬(11)과, 상기 냉각팬(11)의 전방에 배치되어 상기 냉각팬(11)의 회전에 의해 냉각수 및 작동유의 열교환이 이루어지는 냉각계(20)로 이루어지는 중장비의 냉각시스템에 있어서,

상기 엔진(10)에 의해 구동되는 유압펌프(30)와,

상기 냉각계(20)의 전방 일측에 설치되며 상기 유압펌프(30)에 의해 구동되는 유압모터(40)의 회전축 선단에 연결된 냉각팬(41)과,

상기 냉각계(20)의 냉각수 및 작동유의 온도를 각각 감지하는 제1,2온도센서(21,22)와,

상기 유압펌프(30)와 유압모터(40)로 연결되는 유압라인(50)을 선택적으로 차단하는 유량제어밸브(60) 및,

상기 제1,2온도센서(21,22)로부터 각각의 온도신호를 전달받아 상기 유량제어밸브(60)를 선택적으로 제어하는 제어부(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비의 소음저감용 냉각시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부(70)는 상기 제1,2온도센서(21,22)에서 각각 검출된 온도신호중 어느 하나가 미리 설정된 온도보다 높은 경우 상기 유량제어밸브(60)를 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 중장비의 소음저감용 냉각시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제어부(70)는 상기 엔진(10)이 과부하 상태일 경우, 상기 유량제어밸브(60)를 선택적으로 제어하여 상기 유압모터(40)의 가동을 일시적으로 중단시키는 것을 특징으로 하는 소음저감용 냉각시스템.