KR101755838B1 - 엔진 예열장치 및 그 예열방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진의 초기 시동 시에 차량 내의 폐열을 이용하여 흡기를 예열함으로써 엔진의 초기 시동성능 및 차량의 연비를 향상시킴과 더불어 폐열 활용성을 높일 수 있는 엔진 예열장치 및 그 예열방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 엔진 예열장치는, 차량 내의 폐열을 회수하는 폐열회수유닛; 및 상기 폐열회수유닛의 일부와 열교환가능하게 연결된 공기냉각기;를 포함하고, 상기 공기냉각기에는 흡입공기가 흐르는 흡기배관이 소통가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

엔진 예열장치 및 그 예열방법{ENGINE PREHEATING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 엔진의 초기 시동 시에 차량 내의 폐열을 이용하여 흡기를 예열함으로써 엔진의 초기 시동성능 및 차량의 연비를 향상시킴과 더불어 폐열 활용성을 높일 수 있는 엔진 예열장치 및 그 예열방법에 관한 것이다.
차량의 초기시동(냉시동) 시에는 엔진 및 흡기계의 온도가 낮은 상태이므로 엔진에서 열손실이 발생하여 연비가 낮아진다.
이를 개선하기 위하여 흡기 매니폴드의 입구에 인접하여 전열식 공기히터를 설치하여 일정 온도 이하의 흡기를 예열하는 엔진 예열장치가 개시된 바 있다.
하지만, 상술한 전열식 공기히터를 이용한 엔진 예열장치는, 공기히터를 장착함에 따라 엔진 주변의 설치레이아웃이 요구되어 그 조립성이 나빠지는 단점이 있었으며, 특히 별도의 전원이 요구되어 차량 전체의 연비를 저하시키는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 극복하기 위하여 연구개발된 것으로, 엔진의 초기시동 시에 차량 내의 폐열을 이용하여 흡기를 예열함으로써 엔진의 초기 시동성능 및 차량의 연비를 대폭 향상시킬 수 있는 엔진 예열장치 및 그 예열방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 엔진 예열장치는,
차량 내의 폐열을 회수하는 폐열회수유닛; 및
상기 폐열회수유닛으로부터 폐열을 전달받을 수 있도록 상기 폐열회수유닛에 대해 연결된 공기냉각기;를 포함하고,
상기 공기냉각기에는 흡입공기가 흐르는 흡기배관이 소통가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 폐열회수유닛은 작동유체가 순환하는 작동유체 순환경로를 포함하고, 상기 작동유체 순환경로에는 작동유체 순환펌프, 하나 이상의 보일러, 팽창기, 응축기가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 팽창기에 인접하여 제1바이패스경로가 설치되고, 상기 제1바이패스경로에는 제1바이패스밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 폐열회수유닛의 작동유체 순환경로 도중에는 공기예열용 보일러가 설치되고, 상기 공기예열용 보일러는 상기 보일러의 상류 측에 배치되며, 상기 흡기배관은 상기 공기예열용 보일러 및 상기 공기냉각기에 대해 소통가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 작동유체 순환경로의 도중에는 엔진 냉각수를 예열하는 냉각수예열용 보일러가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 공기냉각기에는 수냉식 냉각회로가 연결되고, 상기 수냉식 냉각회로는 저온냉각수가 순환하는 저온냉각수 순환경로를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 저온냉각수 순환경로에는 저온 라디에이터 및 저온냉각수 순환펌프가 설치되고, 상기 저온 라디에이터는 상기 공기냉각기의 상류 측에 배치되며, 상기 저온냉각수 순환펌프는 상기 저온 라디에이터와 상기 공기냉각기 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 저온 라디에이터에 인접하여 제2바이패스경로가 설치되고, 상기 제2바이패스경로에는 제2바이패스밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 저온냉각수 순환경로의 도중에는 저온 열교환기가 설치되고, 상기 저온 열교환기는 상기 보일러에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 저온 열교환기와 상기 보일러에는 가스배관이 소통가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 엔진 예열장치는,
작동유체가 순환하는 작동유체 순환경로 상에 보일러, 팽창기, 응축기, 순환펌프가 설치된 랭킨사이클을 가진 폐열회수유닛;
상기 팽창기의 상류에서 상기 팽창기의 하류 측으로 연장된 바이패스경로;
상기 바이패스경로에 설치되어 상기 바이패스경로를 선택적으로 개폐하는 바이패스 밸브;
상기 순환경로의 도중에 설치되는 공기예열용 보일러; 및
상기 공기예열용 보일러에 인접하게 배치되는 공기냉각기;를 포함하고,
상기 공기예열용 보일러 및 상기 공기냉각기에는 흡입공기가 통과하는 흡기 배관이 소통가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면은 작동유체 순환경로 상에 작동유체 순환펌프, 보일러, 팽창기, 응축기가 설치된 폐열회수유닛과, 저온냉각수 순환경로 상에 저온냉각수 순환펌프, 저온라디에이터, 공기냉각기가 설치된 수냉식 냉각회로와, 상기 팽창기에 인접하게 설치된 제1바이패스경로와, 상기 제1바이패스경로에 설치된 제1바이패스밸브와, 상기 저온라디에이터에 인접하게 설치된 제2바이패스경로와, 상기 제2바이패스경로에 설치된 제2바이패스밸브를 가진 엔진 예열장치를 이용한 엔진 예열방법으로,
엔진의 예열이 요구되는 조건인지를 판단하는 단계와,
엔진의 예열이 요구되면 상기 제1바이패스밸브 및 상기 제2바이패스밸브를 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진의 예열이 요구되지 않으면 상기 제1바이패스밸브 및 상기 제2바이패스밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1바이패스밸브 및 상기 제2바이패스밸브가 개방된 이후에 흡기 온도가 하한 기준치 보다 작으면 상기 저온냉각수 순환펌프를 구동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제1바이패스밸브 및 상기 제2바이패스밸브가 개방된 이후에 흡기 온도가 하한 기준치 보다 크면 상기 작동유체 순환펌프를 구동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 엔진의 초기시동 시에 차량 내의 폐열을 이용하여 흡기를 예열함으로써 엔진의 초기 시동성능 및 차량의 연비를 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 예열장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 엔진 예열장치의 제어부 및 각종 센서의 연결관계를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 예열방법을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 엔진 예열장치는, 차량 내의 폐열을 회수하는 폐열회수유닛(10)과, 폐열회수유닛(10)의 일부와 열교환가능하게 설치된 공기냉각기(21)를 포함한다.
폐열회수유닛(10)은 작동유체가 순환하는 작동유체 순환경로(15)를 포함하고, 작동유체 순환경로(15)에는 작동유체 순환펌프(11), 하나 이상의 보일러(31, 32), 팽창기(12), 응축기(13)가 설치되어 랭킨사이클을 구성할 수 있다.
순환펌프(11)는 작동유체를 작동유체 순환경로(15) 상에서 순환시키도록 구성된다.
보일러(31, 32)는 엔진의 폐열(배기가스의 열 및/또는 EGR가스의 열)에 의해 작동유체를 가열 및 증발시킴으로써 기화된 작동유체를 생성하도록 구성된다.
팽창기(12)는 보일러(31, 32)로부터 공급받은 작동유체를 팽창시킴으로써 폐열에 의한 회수동력을 생성하도록 구성된다.
응축기(13)는 팽창기(12)에서 배출된 작동유체를 응축시켜 액상의 작동유체를 생성하도록 구성된다.
작동유체 순환펌프(11)와 응축기(13) 사이에는 작동유체가 저장되는 작동유체 저장탱크(14)가 배치될 수 있다. 작동유체 저장탱크(14)는 응축기(13)에 의해 응축된 액상의 작동유체를 일시 저장하거나 폐열회수시스템의 작동정지(차량의 정지)에 따른 작동유체의 수거 시에 작동유체를 일시적으로 저장하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 보일러(31, 32)는 작동유체 순환경로(15) 상에 직렬 또는 병렬로 연결된 EGR보일러(31) 및 배기보일러(32)를 포함할 수 있다.
EGR보일러(31)는 엔진의 EGR경로 상에 마련되어 EGR가스와 작동유체를 열교환시키도록 구성될 수 있다.
배기보일러(32)는 엔진의 배기파이프에 배치되어 배기가스와 작동유체를 열교환시키도록 구성된다.
도 1에서는 EGR보일러(31) 및 배기보일러(32)가 병렬로 연결된 구성이 예시되어 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 작동유체 순환경로(15)의 도중에는 제1경로(15a) 및 제2경로(15b)가 병렬로 배치되고, 제1경로(15a)와 제2경로(15b)는 순환펌프(11)의 하류 일측에서 분기되며, 제1경로(15a)와 제2경로(15b)의 분기점에는 유로전환밸브(17)가 설치되고, 제1경로(15a)의 하류단 및 제2경로(15b)의 하류단은 작동유체 순환경로(15)의 합류점(15c)에서 합류된다. 제1경로(15a)에는 EGR보일러(31)가 설치되고, 제2경로(15b)에는 배기보일러(32)가 설치된다.
그리고, 제1 및 제2 보일러(31, 32)의 하류 측에 팽창기(12)가 배치되고, 엔진의 정상온도 조건에서는 제1보일러(31) 및/또는 제2보일러(32)에서 배출되는 기체상태의 작동유체가 팽창기(12)를 통과함에 따라 팽창기(12)는 회수동력을 생성할 수 있다.
한편, 작동팽창기(12)의 상류측 및 하류측에는 제1바이패스경로(51)가 연결된다. 제1바이패스경로(51)의 입구(51a)는 팽창기(12)의 상류 일측에 접속되고, 제1바이패스경로(51)의 출구(51b)는 팽창기(12)의 하류 일측에 접속됨으로써 제1바이패스경로(51)는 팽창기(12)의 상류 측에서 팽창기(12)의 하류 측으로 연장된다.
이러한 제1바이패스경로(51)의 입구(51a) 또는 중간부에 제1바이패스밸브(52)가 설치되고, 제1바이패스밸브(53)에 의해 제1바이패스경로(51)가 개폐될 수 있다. 이에, 제1바이패스밸브(53)의 선택적인 개방에 의해 작동유체가 제1바이패스경로(51)를 통해 흐를 수 있다.
이러한 제1바이패스경로(51) 및 제1바이패스밸브(53)의 구성에 의해, 엔진의 예열이 요구되는 조건(예컨대, 엔진의 냉시동 조건)에서 제1바이패스밸브(52)가 개방되면 작동유체는 제1바이패스경로(51) 측으로 바이패스하고, 이에 팽창기(12)가 작동하지 않아 회수동력이 생성되지 않으며, 작동유체는 작동유체 순환경로(15)를 순환하면서 EGR보일러(31) 및 배기보일러(32)를 예열시킬 수 있다.
또한, 팽창기(12)와 응축기(13) 사이에는 리큐퍼레이터(16, recuperator)가 설치되고, 리큐퍼레이터(16)에는 작동유체 순환경로(15)의 일부구간 및 제2경로(15b)의 일부구간이 관통할 수 있다. 이에, 작동유체 순환경로(15)를 흐르는 작동유체와 제2경로(15b)를 흐르는 작동유체는 리큐퍼레이터(16) 내에서 서로 교차하면서 흐름에 따라 상호 열교환할 수 있다. 요컨대, 팽창기(12)의 출구를 통해 배출되는 작동유체와 배기보일러(32)를 향해 공급되는 작동유체가 리큐퍼레이터(16) 내에서 상호 열교환됨에 따라 배기보일러(32)를 향해 공급되는 작동유체는 팽창기(12)에서 배출되는 작동유체에 의해 미리 가열될 수 있다.
그리고, 작동유체 순환경로(15)의 제1경로(15a) 상에서 유로전환밸브(17)와 EGR보일러(31) 사이에는 흡기배관(35)을 통과하는 흡기를 예열하는 공기예열용 보일러(19) 및 엔진 냉각수를 예열하는 냉각수예열용 보일러(18)가 설치될 수 있다.
공기예열용 보일러(19)는 보일러(31, 32)의 상류 측에 배치되고, 냉각수예열용 보일러(18)는 공기예열용 보일러(19)의 상류 측에 배치될 수 있다.
공기냉각기(21)는 공기예열용 보일러(19)에 인접하게 설치되고, 공기냉각기(21)와 공기예열용 보일러(19)는 흡기가 흡입되는 흡기배관(35) 상에 직렬로 설치된다. 이에, 엔진의 예열이 요구되는 조건(예컨대, 엔진의 냉시동 조건)에서 저온의 흡기는 공기예열용 보일러(19)에서 제1바이패스경로(51)를 통해 순환하는 작동유체와 열교환함에 따라 예열될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 공기냉각기(21)는 수냉식 냉각기 또는 공냉식 냉각기로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공기냉각기(21)에는 수냉식 냉각회로(20)가 연결되고, 수냉식 냉각회로(20)는 저온 냉각수가 순환하는 저온냉각수 순환경로(25)를 포함할 수 있다.
저온냉각수 순환경로(25) 상에서 공기냉각기(21)의 상류 측에는 저온 라디에이터(24)가 설치되고, 저온 냉각수는 저온 라디에이터(24)를 통과함에 따라 냉각되도록 구성된다. 저온 라디에이터(24)에 의해 냉각된 저온 냉각수는 공기냉각기(21)로 유입되어 공기를 냉각할 수 있다.
그리고, 저온 라디에이터(24)와 공기냉각기(21) 사이에는 저온냉각수 순환펌프(22)가 설치되고, 저온냉각수 순환펌프(22)의 상류 측에는 냉각수 저장탱크(26)가 설치되어 있다.
한편, 저온 라디에이터(24)의 상류측 및 하류측에는 제2바이패스경로(52)가 연결된다. 제2바이패스경로(52)의 입구(52a)는 저온 라디에이터(24)의 상류 일측에 접속되고, 제2바이패스경로(52)의 출구(52b)는 저온 라디에이터(24)의 하류 일측에 접속됨으로써 제2바이패스경로(52)는 저온 라디에이터(24)의 상류 측에서 저온 라디에이터(24)의 하류 측으로 연장된다.
이러한 제2바이패스경로(52)의 입구(52a) 또는 중간부에 제2바이패스밸브(54)가 설치되고, 제2바이패스밸브(54)에 의해 제2바이패스경로(52)가 개폐될 수 있다. 이에, 제2바이패스밸브(54)의 선택적인 개방에 의해 저온냉각수는 제2바이패스경로(52)로 흐름에 따라 저온 라디에이터(24)에 의한 냉각이 이루어지 않을 수 있다.
이러한 제2바이패스경로(52) 및 제2바이패스밸브(54)의 구성에 의해, 엔진의 예열이 요구되는 조건에서 제2바이패스밸브(54)가 개방됨으로써 저온 냉각수가 제2바이패스경로(52) 측으로 바이패스되고, 이에 저온 냉각수는 공기냉각기(21)로 공급되어 흡기공기를 예열할 수 있다.
또한, 저온 라디에이터(24)의 상류 측에는 저온 열교환기(23)가 배치될 수 있고, 저온 열교환기(23)는 폐열회수유닛(10)의 EGR보일러(31) 또는 배기보일러(32)에 인접하게 설치될 수 있다. 도 1의 실시예에 따르면 저온 열교환기(23)가 EGR보일러(31)에 인접하게 설치된 구성이 예시되어 있다.
그리고, 보일러(31, 32)와 저온 열교환기(23)는 EGR가스 또는 배기가스가 흐르는 가스배관(36)에 설치될 수 있다.
도 1의 실시예에 따르면, EGR보일러(31)와 저온 열교환기(23)는 EGR가스가 흐르는 가스배관(36)에 직렬로 설치될 수 있다. 이에 엔진의 예열이 요구되는 조건(예컨대, 엔진의 냉시동 조건)일 때, EGR보일러(31)를 통과하는 작동유체는 EGR가스에 의해 예열될 수 있고, 저온 열교환기(23)를 통과하는 저온 냉각수는 EGR가스에 의해 예열될 수 있다.
그리고, 저온냉각수 순환경로(25)의 일부구간이 폐열회수유닛(10)의 응축기(13)를 관통하도록 설치된다. 이에 따라, 공기냉각기(21)의 출구에서 배출되는 저온 냉각수는 응축기(13)를 통과하는 작동유체와 열교환함에 따라 수냉식 냉각회로(20)와 폐열회수유닛(10)은 적절한 열 균형을 이룰 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 공기예열용 보일러(19) 및 공기냉각기(20)는 흡기배관(35)에 직렬로 설치될 수 있고, 이를 통해 엔진의 예열이 요구되는 조건에서 흡기는 공기예열용 보일러(19) 및 공기냉각기(20)에 의해 2단계로 예열될 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 작동유체가 제1바이패스경로(51)를 통과하여 작동유체 순환경로(15) 상에서 순환함에 따라 작동유체가 공기예열용 보일러(19)를 통과하면서 저온의 흡기를 1차로 예열하고, 이렇게 1차로 예열된 저온의 흡기는 공기냉각기(21)에서 제2바이패스경로(52)를 통과한 저온 냉각수와 열교환함에 따라 2차로 예열될 수 있다.
또한 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, EGR보일러(31) 및 저온 열교환기(23)는 EGR가스가 통과하는 가스배관(36)에 직렬로 설치될 수 있고, 이에 EGR가스는 EGR보일러(31) 및 저온 열교환기(23)를 순차적으로 통과하면서 2단계로 냉각될 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, EGR가스가 EGR보일러(31)를 통과하면서 작동유체와 열교환하여 1차로 냉각된 이후에, 그 냉각된 EGR가스가 저온 열교환기(23)를 통과하면서 저온 냉각수와 열교환함에 따라 2차로 냉각됨으로써 EGR가스는 2단계로 냉각될 수 있다. 이와 동시에, 작동유체는 EGR보일러(31)에 의해 예열될 수 있고, 저온 냉각수는 저온 열교환기(23)에 의해 예열됨으로써 작동유체 작동유체 순환경로(15)와 저온냉각수 순환경로(25) 사이에서의 예열 평형을 효과적으로 구현할 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 본 발명의 다양한 실시예는 작동유체 순환펌프(11), 저온냉각수 순환펌프(22), 제1바이패스밸브(53), 제2바이패스밸브(54)의 작동을 제어하는 제어부(50)를 포함한다.
제어부(50)는 차량의 ECU(55)에 접속되고, 이에 ECU(55)로부터 엔진의 RPM, 엔진 냉각수 온도, 흡기 온도 등과 같은 다양한 정보를 입력받을 수 있다.
그리고, 제어부(50)에는 작동유체 순환펌프(11)의 RPM을 측정하는 작동유체 순환펌프용 RPM센서(11a)와, 저온냉각수 순환펌프(22)의 RPM을 측정하는 저온냉각수 순환펌프용 RPM센서(22a)와, 작동유체 저장탱크(14) 내의 작동유체 온도를 측정하는 온도센서(14a)와, 공기예열용 열교환기(19)의 입구/출구의 온도를 측정하는 온도센서(19a)와, 공기냉각기(21)의 입구/출구의 온도를 측정하는 온도센서(21a)와, EGR보일러(31)의 입구/출구의 온도를 측정하는 온도센서(31a)와, 저온 열교환기(23)의 입구/출구의 온도를 측정하는 온도센서(23a)와, 배기보일러(32)의 입구/출구의 오도를 측정하는 온도센서(32a) 등이 접속될 수 있다. 이에 제어부(50)는 폐열회수유닛(10) 및 수냉식 냉각회로(20) 등의 각종 정보를 입력받을 수 있다.
이와 같이, 제어부(50)는 차량의 정보, 폐열회수유닛(10)의 정보, 수냉식 냉각회로(20)의 정보 등을 정확하게 입력받아 작동유체 순환펌프(11), 저온냉각수 순환펌프(22), 제1바이패스밸브(53), 제2바이패스밸브(54) 등의 작동을 매우 정확하게 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 엔진의 예열방법을 도시한 도면이다.
차량의 ECU(55)로부터 엔진의 RPM, 엔진 냉각수 온도, 흡기 온도 등과 같은 다양한 차량의 정보를 제어부(50)에 입력한다(S1).
또한, 다양한 센서(11a, 22a, 14a, 19a, 21a, 31a, 23a, 32a)들을 통해 작동유체 순환펌프(11)의 RPM, 저온냉각수 순환펌프(22)의 RPM, 작동유체의 온도, 공기예열용 열교환기(19)의 입구/출구의 온도, 공기냉각기(21)의 입구/출구의 온도, EGR보일러(31)의 입구/출구의 온도, 저온 열교환기(23)의 입구/출구의 온도, 배기보일러(32)의 입구/출구의 온도 등과 같은 폐열회수유닛(10) 및 수냉식 냉각회로(20) 등의 각종 정보를 제어부(50)에 입력할 수 있다.
이렇게 제어부(50)에 차량의 정보, 폐열회수유닛(10)의 정보 및 수냉식 냉각회로(20)의 정보가 입력된 이후에 제어부(50)는 엔진의 예열이 요구되는 조건인지를 판단한다(S2).
이러한 엔진의 예열 요구조건을 보다 구체적으로 살펴보면, 제어부(50)는 엔진 냉각수의 온도가 설정치(예컨대, 80℃) 보다 작고, 흡기 온도가 설정치(예컨대, 50℃) 보다 작으며, 작동유체 저장탱크(14) 내에 저장된 작동유체의 온도가 설정치(예컨대, 50℃) 보다 작으면, 엔진의 예열이 요구되는 조건으로 판단하여 제1 및 제2 바이패스밸브(53, 54)를 개방시킨다(S3).
반면에, 상술한 3 조건 중에서 어느 하나라도 만족하지 않을 경우에는 엔진의 예열이 요구되는 조건이 아닌 것으로 판단하여 제1 및 제2 바이패스밸브(53, 54)를 폐쇄시킨다(S7).
한편, 제1 및 제2 바이패스밸브(53, 54)를 개방한 상태에서, 흡기 온도가 하한 기준치(LT, 예컨대 40℃) 보다 작으면 제어부(50)는 저온냉각수 순환펌프(22)를 소정의 RPM(예컨대, 2000RPM)으로 구동시킨다(S5).
이를 구체적으로 설명하면, 제2바이패스밸브(54)가 개방됨에 따라 저온 냉각수는 제2바이패스경로(52)를 통과하여 공기냉각기(21)로 유입되고, 이에 공기냉각기(21)는 저온 냉각수에 의해 흡기를 우선 예열할 수 있다.
이때, 작동유체 순환펌프(11)의 작동은 정지될 수 있으며, 그 이후에 보일러(31, 32)의 온도가 소정의 기준치(예컨대, 100℃) 보다 커지면 작동유체 순환펌프(11)를 소정의 RPM(예컨대, 1000RPM)으로 구동시킬 수 있다.
그리고, 흡기 온도가 하한 기준치(LT) 보다 크면 제어부(50)는 작동유체 순환펌프(11)를 소정의 RPM(예컨대, 2000RPM)으로 구동시킨다. 작동유체 순환펌프(11)의 구동에 의해 작동유체는 작동유체 순환경로(15) 및 제1바이패스경로(51)를 통과하면서 순환할 수 있고, 이를 통해 각 보일러(31, 32)들은 팽창기(12)를 바이패스한(우회한) 작동유체에 의해 적절히 예열될 수 있다. 그리고, 흡기는 공기예열용 보일러(19)에 의해 1차로 예열된 이후에 공기냉각기(21)에 의해 2차로 예열됨으로써 흡기의 예열이 매우 효율적으로 진행될 수 있다.
이때, 제어부(50)는 공기예열용 보일러(19)의 온도에 비례하여 저온냉각수 순환펌프(22)의 RPM을 감소시키면서 구동시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
10: 폐열회수유닛 11: 작동유체 순환펌프
12: 팽창기 15: 작동유체 순환경로
18: 냉각수예열용 보일러 19: 공기예열용 보일러
20: 수냉식 냉각회로 21: 공기냉각기
23: 저온 열교환기 24: 저온 라디에이터
25: 저온냉각수 순환경로
31: EGR보일러 32: 배기보일러
51: 제1바이패스경로 53: 제1바이패스밸브
52: 제2바이패스경로 54: 제2바이패스밸브

Claims (15)

  1. 작동유체가 순환하는 작동유체 순환경로를 가진 폐열회수유닛;
    상기 폐열회수유닛의 작동유체 순환경로에 설치된 공기예열용 보일러; 및
    흡입공기가 흡입되는 흡기배관에 설치된 공기냉각기;를 포함하고,
    상기 공기냉각기 및 상기 공기예열용 보일러는 상기 흡기배관에 직렬로 설치되며,
    상기 폐열회수유닛의 작동유체 순환경로에는 작동유체 순환펌프, 하나 이상의 보일러, 팽창기, 응축기가 설치되고,
    상기 공기냉각기에는 수냉식 냉각회로가 연결되고, 상기 수냉식 냉각회로는 저온냉각수가 순환하는 저온냉각수 순환경로를 포함하며,
    상기 저온냉각수 순환경로의 일부 구간이 상기 페열회수유닛의 응축기를 관통하는 것을 특징으로 하는 엔진 예열장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 팽창기의 상류측 및 하류측에는 제1바이패스경로가 연결되고, 상기 제1바이패스경로에는 제1바이패스밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진 예열장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기예열용 보일러는 상기 보일러의 상류 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진 예열장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동유체 순환경로의 도중에는 엔진 냉각수를 예열하는 냉각수예열용 보일러가 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진 예열장치.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 저온냉각수 순환경로에는 저온 라디에이터 및 저온냉각수 순환펌프가 설치되고, 상기 저온 라디에이터는 상기 공기냉각기의 상류 측에 배치되며, 상기 저온냉각수 순환펌프는 상기 저온 라디에이터와 상기 공기냉각기 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진 예열장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 저온 라디에이터의 상류측 및 하류 측에는 제2바이패스경로가 연결되고, 상기 제2바이패스경로에는 제2바이패스밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진 예열장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 저온냉각수 순환경로의 도중에는 저온 열교환기가 설치되고, 상기 저온 열교환기는 상기 보일러에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진 예열장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 저온 열교환기와 상기 보일러는 가스배관에 직렬로 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진 예열장치.
  11. 작동유체가 순환하는 작동유체 순환경로 상에 보일러, 팽창기, 응축기, 순환펌프가 설치된 랭킨사이클을 가진 폐열회수유닛;
    상기 팽창기의 상류에서 상기 팽창기의 하류 측으로 연장된 바이패스경로;
    상기 바이패스경로에 설치되어 상기 바이패스경로를 선택적으로 개폐하는 바이패스 밸브;
    상기 작동유체 순환경로의 도중에 설치되는 공기예열용 보일러; 및
    상기 공기예열용 보일러에 인접하게 배치되는 공기냉각기;를 포함하고,
    상기 공기예열용 보일러 및 상기 공기냉각기는 흡입공기가 흡입되는 흡기 배관에 직렬로 설치되며,
    상기 공기냉각기에는 수냉식 냉각회로가 연결되고, 상기 수냉식 냉각회로는 저온냉각수가 순환하는 저온냉각수 순환경로를 포함하고,
    상기 저온냉각수 순환경로의 일부 구간이 상기 페열회수유닛의 응축기를 관통하는 것을 특징으로 하는 엔진 예열장치.
  12. 작동유체 순환경로 상에 작동유체 순환펌프, 보일러, 팽창기, 응축기가 설치된 폐열회수유닛; 저온냉각수 순환경로 상에 저온냉각수 순환펌프, 저온라디에이터, 공기냉각기가 설치된 수냉식 냉각회로; 상기 팽창기의 상류측 및 하류측에 연결되는 제1바이패스경로; 상기 제1바이패스경로에 설치된 제1바이패스밸브; 상기 저온라디에이터의 상류측 및 하류측에 연결되는 제2바이패스경로; 상기 제2바이패스경로에 설치된 제2바이패스밸브; 상기 폐열회수유닛의 작동유체 순환경로에 설치된 공기예열용 보일러; 및 흡입공기가 흡입되는 흡기배관에 설치된 공기냉각기;를 포함하고, 상기 공기냉각기 및 상기 공기예열용 보일러는 상기 흡기배관에 직렬로 설치되며, 상기 저온냉각수 순환경로의 일부 구간이 상기 폐열회수유닛의 응축기를 관통하는 엔진 예열장치를 이용한 엔진 예열방법으로,
    엔진의 예열이 요구되는 조건인지를 판단하는 단계와,
    엔진의 예열이 요구되면 상기 제1바이패스밸브 및 상기 제2바이패스밸브를 개방하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 예열방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 엔진의 예열이 요구되지 않으면 상기 제1바이패스밸브 및 상기 제2바이패스밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 엔진 예열방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1바이패스밸브 및 상기 제2바이패스밸브가 개방된 이후에 흡기 온도가 하한 기준치 보다 작으면 상기 저온냉각수 순환펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 엔진 예열방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1바이패스밸브 및 상기 제2바이패스밸브가 개방된 이후에 흡기 온도가 하한 기준치 보다 크면 상기 작동유체 순환펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 엔진 예열방법.
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US15/227,581 US10041380B2 (en) 2015-09-09 2016-08-03 Engine preheating apparatus and preheating method of the engine
DE102016115513.6A DE102016115513B4 (de) 2015-09-09 2016-08-22 Verbrennungsmotorvorwärmvorrichtung und Vorwärmverfahren für Verbrennungsmotor
CN201610712209.XA CN106523237B (zh) 2015-09-09 2016-08-23 发动机预热装置以及发动机预热方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210096836A (ko) 2020-01-29 2021-08-06 정재민 엔진 예열수 순환펌프의 기밀 구조

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190120183A1 (en) * 2017-10-24 2019-04-25 GM Global Technology Operations LLC Heat source in cold vehicle conditions
GB2572986B (en) * 2018-04-18 2021-01-20 Caterpillar Inc Combined engine systems
FR3086976B1 (fr) * 2018-10-09 2020-09-25 Renault Sas Systeme de refroidissement pour moteur a combustion interne et procede de pilotage associe
JP7190350B2 (ja) * 2018-12-28 2022-12-15 マーレジャパン株式会社 車両用の熱交換システム

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013238131A (ja) * 2012-05-14 2013-11-28 Toyota Industries Corp 廃熱利用装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH627524A5 (de) * 1978-03-01 1982-01-15 Sulzer Ag Verfahren und anlage zur waermenutzung durch waermeentzug aus mindestens einem stroemenden waermetraeger.
FI102405B1 (fi) * 1993-07-08 1998-11-30 Waertsilae Nsd Oy Ab Menetelmä lämpövoimakoneen kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseksi ja voimalaitos, jossa on nestejäähdytteinen lämpövoimakone
US5408843A (en) * 1994-03-24 1995-04-25 Modine Manufacturing Co. Vehicular cooling system and liquid cooled condenser therefor
GB0007917D0 (en) 2000-03-31 2000-05-17 Npower An engine
US7454910B2 (en) 2003-06-23 2008-11-25 Denso Corporation Waste heat recovery system of heat source, with Rankine cycle
EP1902198A2 (en) * 2005-06-16 2008-03-26 UTC Power Corporation Organic rankine cycle mechanically and thermally coupled to an engine driving a common load
DE112008000256T5 (de) * 2007-02-20 2010-01-14 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmetauschersystem und Betriebsverfahren dafür
CA2679612C (en) * 2007-03-02 2018-05-01 Victor Juchymenko Controlled organic rankine cycle system for recovery and conversion of thermal energy
US7956230B2 (en) * 2007-12-21 2011-06-07 Chevron U.S.A. Inc. Reduction of organic halide contamination in hydrocarbon products
US7997076B2 (en) * 2008-03-31 2011-08-16 Cummins, Inc. Rankine cycle load limiting through use of a recuperator bypass
SE533416C2 (sv) 2008-09-25 2010-09-21 Scania Cv Ab Kylarrangemang som minskar risken för isbildning i kylare hos en överladdad förbränningsmotor
JP2011102577A (ja) 2009-10-15 2011-05-26 Toyota Industries Corp 廃熱回生システム
DE102011076457A1 (de) * 2011-05-25 2012-11-29 Ford Global Technologies, Llc Kühlanordnung für eine aufladbare Brennkraftmaschine
FR3000140B1 (fr) 2012-12-21 2019-05-17 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de gestion thermique de l'air d'admission d'un moteur et procede de gestion thermique associe
BR112015015182B1 (pt) 2012-12-24 2023-12-26 Coagulant Therapeutics Corporation Variante polipeptídica isolada do fator vii, seu método de preparação e seu uso, e composições farmacêuticas e seus usos
CN103726950B (zh) * 2013-12-27 2016-01-20 天津大学 二冲程内燃机双回路余热回收系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013238131A (ja) * 2012-05-14 2013-11-28 Toyota Industries Corp 廃熱利用装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210096836A (ko) 2020-01-29 2021-08-06 정재민 엔진 예열수 순환펌프의 기밀 구조

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CN106523237B (zh) 2020-01-07
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