KR101993724B1 - A gas heat-pump system - Google Patents

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이진우
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Abstract

본 발명은 가스 히트펌프 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템은, 압축기, 실외 열교환기, 팽창장치, 실내 열교환기 및 냉매배관을 포함하는 공기조화 모듈, 및 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소하여, 상기 압축기의 운전을 위한 동력을 제공하는 엔진을 포함하는 엔진모듈을 포함하고, 상기 엔진모듈은, 상기 공기와 연료를 혼합하여 배출하는 믹서와, 상기 믹서에서 배출된 혼합기를 공급받아 압축시킨 후, 배출하는 과급수단과, 상기 과급수단에서 압축된 혼합기를 공급받아, 열교환 방식으로 냉각시켜, 그 밀도를 향상시킨 후, 배출하는 인터쿨러와, 상기 인터쿨러에서 배출된 혼합기를 공급받아 그 양을 조절한 후, 상기 엔진으로 공급하는 조절수단, 및 상기 조절수단에서 공급된 혼합기를 유입하는 흡기 매니폴드를 포함하되, 상기 흡기 매니폴드의 제1혼합기 유입구와 상기 조절수단의 제1혼합기 토출구는 직접 연결된다.
The present invention relates to a gas heat pump system.
A gas heat pump system according to an embodiment of the present invention includes a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, an air conditioning module including an indoor heat exchanger and a refrigerant pipe, and a mixer in which fuel and air are mixed, The engine module includes a mixer that mixes and discharges the air and the fuel, and a supercharger that compresses the mixed air discharged from the mixer, An intercooler for receiving the compressed air from the supercharging means and cooling it by a heat exchange system to increase the density thereof and discharging the mixed air; And an intake manifold for introducing the mixer supplied from the regulating means, wherein the first mixer of the intake manifold, The inlet and the discharge port of the first mixer control means is directly connected.

Description

가스 히트펌프 시스템 {A gas heat-pump system}A gas heat-pump system

본 발명은 가스 히트펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gas heat pump system.

히트펌프 시스템은 냉방 또는 난방운전을 수행할 수 있는 냉동 사이클이 구비되는 시스템으로서, 온수 공급장치 또는 냉난방 장치와 연동될 수 있다. 즉, 냉동 사이클의 냉매와 소정의 축열 매체가 열교환 하여 얻어진 열원을 이용하여 온수를 생산하거나, 냉난방을 위한 공기 조화를 수행할 수 있다.The heat pump system is a system equipped with a refrigeration cycle capable of performing cooling or heating operation, and can be interlocked with a hot water supply device or a cooling / heating device. That is, hot water can be produced using a heat source obtained by heat exchange between a refrigerant in a refrigeration cycle and a predetermined heat storage medium, or air conditioning for cooling and heating can be performed.

상기 냉동 사이클에는, 냉매의 압축을 위한 압축기, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압하는 팽창장치 및 상기 감압된 냉매를 증발시키는 증발기가 포함된다.The refrigeration cycle includes a compressor for compressing the refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor, an expansion device for decompressing the refrigerant condensed in the condenser, and an evaporator for evaporating the decompressed refrigerant.

상기 히트펌프 시스템에는, 가스 히트펌프 시스템이 포함된다. 가정용이 아닌, 산업용이나 큰 빌딩의 공기조화를 위하여 대용량의 압축기가 요구된다. 즉, 많은 양의 냉매를 고온 고압의 기체로 압축하기 위한 압축기를 구동하기 위하여 전기 모터가 아닌 가스 엔진을 이용하는 시스템으로서 가스 히트펌프 시스템이 사용될 수 있다. The heat pump system includes a gas heat pump system. Large-capacity compressors are required for air conditioning in industrial buildings and large buildings, not for home use. That is, a gas heat pump system can be used as a system using a gas engine instead of an electric motor to drive a compressor for compressing a large amount of refrigerant into a high-temperature and high-pressure gas.

상기 가스 히트펌프 시스템에는, 연료와 공기의 혼합물(이하, 혼합기)을 이용하여 동력을 발생시키는 엔진이 포함된다. 일례로, 엔진에는, 상기 혼합기가 공급되는 실린더와, 상기 실린더 내에서 운동 가능하게 제공되는 피스톤이 포함될 수 있다.The gas heat pump system includes an engine that generates power by using a mixture of fuel and air (hereinafter referred to as a mixer). As an example, the engine may include a cylinder to which the mixer is fed, and a piston that is movably provided in the cylinder.

상기 가스 히트펌프 시스템에는, 상기 엔진에 혼합기를 공급하기 위한 공기 공급장치와, 연료 공급장치 및 공기와 연료를 혼합하기 위한 믹서(mixer)가 포함된다. The gas heat pump system includes an air supply device for supplying a mixer to the engine, and a mixer for mixing the fuel supply device and the air and the fuel.

상기 공기 공급장치에는, 공기를 정화하기 위한 공기 여과기가 포함될 수 있다. 그리고, 상기 연료 공급장치에는 일정한 압력의 연료를 공급하기 위한 제로 가버너(zero governor)가 포함된다. The air supply device may include an air filter for purifying the air. The fuel supply apparatus includes a zero governor for supplying fuel with a constant pressure.

상기 제로 가버너는 연료의 입구압력의 크기 또는 유량의 변화에 관계)없이, 출구압력을 일정하게 조절하여 공급하는 장치로서 이해될 수 있다. 일례로, 상기 제로 가버너에는, 연료의 압력을 감압하는 노즐부와, 상기 노즐부에서 감압된 압력이 작용하는 다이아그램(diaphragm) 및 상기 다이아그램의 작동에 의하여 개폐되는 밸브장치가 포함될 수 있다.The zero governor can be understood as an apparatus for regulating and supplying the outlet pressure uniformly, without regard to the change in the magnitude of the inlet pressure or the flow rate of the fuel). For example, the zero governor may include a nozzle unit for reducing the pressure of the fuel, a diaphragm acting on the reduced pressure in the nozzle unit, and a valve device opened and closed by the operation of the diagram .

상기 공기 여과기를 통과한 공기와, 상기 제로 가버너에서 토출된 연료는 상기 믹서에서 혼합되어(혼합기), 상기 엔진에 공급될 수 있다.The air passing through the air filter and the fuel discharged from the zero governor may be mixed in the mixer (mixer) and supplied to the engine.

그리고, 상기 엔진에 공급된 혼합기가 연소되면, 상기 엔진으로부터 배기가스가 토출될 수 있다. 상기 가스 히트펌프 시스템에는, 상기 배기가스에서 발생되는 소음을 저감하기 위한 머플러(muffler)가 더 포함된다.When the mixer supplied to the engine is burned, the exhaust gas can be discharged from the engine. The gas heat pump system further includes a muffler for reducing noise generated in the exhaust gas.

종래의 가스 히트펌프 시스템에 관한 선행문헌은 아래와 같다.The prior art related to the conventional gas heat pump system is as follows.

1. 등록번호 (등록일자) : 10-1341533 (2013년 12월 9일)1. Registration number (Registration date): 10-1341533 (December 9, 2013)

2. 발명의 명칭 : 가스히트펌프 시스템 및 이의 제어방법2. Title of the invention: Gas heat pump system and its control method

상기와 같은 종래 가스히트펌프는 주택용 LNG나 LPG 등을 열원으로 하는 가스 엔진을 이용하여, 압축기 냉매를 순환시켜, 여름철에는 냉방모드로 작동하고, 겨울철에는 난방모드로 작동한다. The conventional gas heat pump uses a gas engine that uses a residential LNG or LPG as a heat source to circulate the compressor refrigerant, operates in a cooling mode in summer, and operates in a heating mode in winter.

하지만, 자연흡기 방식으로 가스엔진에 공기를 공급하고, 주택용 LNG나 LPG를 연료로 공급할 경우, 낮은 공급압력(1~2.5 kPa)으로 인해 가스엔진의 출력이 감소하게 되는 문제가 있다.However, there is a problem that when the gas is supplied to the gas engine by the natural intake method and the LNG or LPG for the housing is supplied by the fuel, the output of the gas engine is reduced due to the low supply pressure (1 to 2.5 kPa).

또한, 여름철의 경우 가스히트펌프 시스템은 실내의 온도를 낮추기 위해 냉방모드로 작동하게 되는데, 실외의 기온이 고온인 경우, 높은 기온으로 인해 가스엔진으로 고온의 공기가 공급된다.Also, in summer, the gas heat pump system operates in the cooling mode to lower the indoor temperature. When the outdoor temperature is high, the hot air is supplied to the gas engine due to the high temperature.

이에 따라, 가스엔진으로 저밀도의 공기가 공급되어 가스엔진의 출력이 감소하게 된다. 그 결과, 가스엔진의 출력이 높은 냉방부하를 따라갈 수 없어, 냉방 불량의 원인이 될 수 있다. As a result, low-density air is supplied to the gas engine, thereby reducing the output of the gas engine. As a result, the output of the gas engine can not keep up with the high cooling load, which may cause the cooling failure.

또한, 이를 해결하기 위해, 자동차의 엔진과 같이, 공기를 과급기로 가압한 후, 공기량에 따라 연료량을 조절하면서 공급하면, 가스 연료의 배관 내 공급압력(약 2.5kPa)이 과급압력(약 30kPa)보다 낮아 연료 공급이 어려워지는 문제도 있다. In order to solve this problem, when the supply pressure (about 2.5 kPa) of the gaseous fuel is supplied to the supercharging pressure (about 30 kPa) by supplying air while adjusting the amount of fuel according to the amount of air after the air is pressurized with a supercharger, The fuel supply becomes difficult.

한편, 믹서, 과급수단, 인터쿨러, 조절수단 등의 부품들을 추가적으로 구비할 때, 엔진과 별도로 분리된 구조물에 각 부품들을 고정시키면, 엔진의 흡기 매니폴드와 배기 매니폴드까지 배관이 연결되어야 함에 따라 배관의 전체 길이가 길어지는 문제가 있었다.Meanwhile, when components such as a mixer, a supercharging unit, an intercooler, a control unit, and the like are additionally provided, the components are fixed to the structure separated from the engine. Thus, the piping must be connected to the intake manifold of the engine and the exhaust manifold, There is a problem that the total length of the guide member becomes longer.

또한, 배관의 길이가 길어져 구조가 복잡해지는 것은 물론, 각각의 부품을 고정하기 위한 체결부재가 별도로 구비됨에 따라 그 구조가 더욱 복잡해지고, 각 부품들이 차지하는 면적이 커지면서 시스템 전체의 부피 및 무게가 증가되는 문제도 있었다. In addition, since the length of the piping is long to make the structure complicated and the fastening members for fixing the respective components are separately provided, the structure becomes more complicated and the area occupied by the respective components becomes larger, There was also a problem.

또한, 믹서, 과급수단, 인터쿨러, 조절수단 등의 부품들이 엔진과 별도의 구조물에 고정되면, 엔진 가동 시, 엔진과 각 부품들이 동일한 방향으로 진동하지 않고, 상대적으로 반대방향으로 진동하게 되어, 엔진의 진동에 의해 연결 배관 및 배관의 연결부위가 파손되는 등의 문제가 있었다.When the components such as the mixer, the supercharging means, the intercooler, and the adjusting means are fixed to the structure separate from the engine, the engine and the respective components do not vibrate in the same direction and vibrate in the opposite direction, There is a problem that the connection portion of the connection pipe and the pipe is broken by the vibration of the pipe.

또한, 연료와 공기가 혼합되 혼합기의 유동 길이가 길어질 경우, 폭발의 위험이 커지는 문제도 있었다.Further, when the flow length of the mixer becomes long due to the mixing of fuel and air, the risk of explosion increases.

뿐만 아니라, 연료와 공기의 혼합기를 압축하여 엔진으로 공급하기 위해서, 믹서, 과급수단, 인터쿨러, 조절수단 등의 부품들을 추가적으로 구비할 때, 종래와 달리 공기 및 연료가 혼합된 혼합기의 유동 경로가 복잡해지고, 이에 따라, 혼합기의 유동저항은 증가될 수밖에 없다. 따라서, 혼합기의 유동 저항이 최소화 될 수 있도록 흡기 매니폴드 및 조절수단의 형상 및 배치 구조를 변경할 필요가 있다. In addition, when the mixer, the supercharging unit, the intercooler, the adjusting unit, and the like are additionally provided for compressing the fuel-air mixture and supplying the mixture to the engine, the flow path of the air- So that the flow resistance of the mixer is inevitably increased. Therefore, it is necessary to change the shape and arrangement of the intake manifold and the adjusting means so that the flow resistance of the mixer can be minimized.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 엔진으로 공급되는 혼합기를 과급하여, 엔진의 성능이 향상될 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a gas heat pump system in which the performance of an engine can be improved by supercharging a mixer supplied to an engine.

또한, 엔진의 크기를 키우지 않고, 엔진의 최대 출력을 향상시킬 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a gas heat pump system which can improve the maximum output of the engine without increasing the size of the engine.

또한, 인터쿨러를 장착하여 엔진으로 공급되는 혼합기의 온도를 낮추고, 밀도를 키워 엔진의 체적 효율을 향상시킬 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a gas heat pump system in which the intercooler is mounted to lower the temperature of the mixer supplied to the engine and increase the density to improve the volume efficiency of the engine.

또한, 조절수단의 출구와 흡기 매니폴드가 직접 연결되면서, 조절수단이 흡기 매니폴드에 고정될 수 있어, 그 구조가 컴팩트해지면서, 흡기 저항이 줄어들 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a gas heat pump system in which an intake manifold is directly connected to an outlet of an adjusting means so that the adjusting means can be fixed to the intake manifold, do.

또한, 혼합기가 유동하는 유로의 형상이 복잡해지더라도, 혼합기가 유동하는 유로의 길이를 최소한으로 줄이고, 인터쿨러의 혼합기 토출방향과 흡기매니폴드의 혼합기 유입방향이 매끄럽게 이어지도록 설계가 이루어져, 혼합기의 유동저항을 최소화할 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. Further, even if the shape of the flow path through which the mixer flows becomes complicated, the length of the flow path through which the mixer flows is minimized, and the design is made so that the direction of the mixer in the intercooler and the direction in which the mixer flows in the intake manifold are smoothly connected. And it is an object of the present invention to provide a gas heat pump system capable of minimizing the resistance.

또한, 과급수단, 인터쿨러, 조절수단 등의 부품들을 엔진과 분리된 별도의 구조물이 아닌 엔진 자체에 고정하여, 각 부품들을 고정하기 위한 구조물을 생략할 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a gas heat pump system in which components such as a supercharging means, an intercooler, and a control means are fixed to an engine, not a separate structure separated from an engine, do.

또한, 각각의 부품들이 엔진에 고정됨에 따라 조절수단과 흡기 매니폴드, 과급수단과 배기 매니폴드, 인터쿨러와 과급수단 및 조절수단의 간격이 줄어들어 전체 배관의 길이를 줄일 수 있고, 배관이 차지하는 면적을 줄일 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, as each of the parts is fixed to the engine, the interval between the adjusting means and the intake manifold, the supercharging means and the exhaust manifold, the interval between the intercooler and the supercharging means and the adjusting means can be reduced to reduce the length of the entire piping, And to provide a gas heat pump system capable of reducing the amount of heat generated by the heat pump.

또한, 과급수단, 인터쿨러, 조절수단 등의 부품들이 엔진에 고정됨에 따라 엔진 구동 시, 과급수단, 인터쿨러, 조절수단 등의 부품들과 엔진이 서로 반대 방향으로 움직이는 상대운동 현상을 방지할 수 있어, 배관 및 연결부위에 가해지는 진동을 줄일 수 있으며, 배관 및 각종 연결부 등이 진동에 의해 헐거워지거나 파손되는 등의 현상을 방지할 수 있어 내구성을 높이고 안전사고를 예방할 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, since parts such as the supercharging unit, the intercooler, and the adjusting unit are fixed to the engine, it is possible to prevent a relative motion phenomenon in which components such as the supercharging unit, the intercooler, It is possible to reduce the vibration applied to the piping and the connecting portion and to prevent the phenomenon that the piping and various connection portions are loosened or broken by the vibration, thereby providing a gas heat pump system which can enhance the durability and prevent the safety accident .

또한, 조절수단을 흡기 매니폴드에 직접 연결시켜, 보다 정밀한 혼합기의 공급량 조절이 이루어질 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a gas heat pump system in which the adjustment means is directly connected to the intake manifold, so that the supply amount of the mixer can be adjusted more precisely.

또한, 공기 여과기와 믹서를 연결하는 배관을 직선으로 형성하여, 공기의 흡입 저항을 최소화하는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a gas heat pump system in which a pipe connecting the air filter and the mixer is formed in a straight line to minimize the suction resistance of air.

또한, 엔진에 사용되는 오일의 일부가 과급기의 회전축을 경유하도록 오일공급라인을 신설하여, 별도의 오일공급장치 없이 과급기로의 급유가 진행될 수 있고, 과급기를 통과하는 오일이 엔진용 오일쿨러를 경유할 수 있어, 결과적으로 과급기에 공급되는 오일의 온도상승이 방지되어, 오일 탄화 및 과급기의 손상을 방지할 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an oil supply line may be installed so that a part of the oil used in the engine passes through the rotary shaft of the supercharger, so that the lubrication to the supercharger can proceed without a separate oil supply device, and the oil passing through the supercharger can pass through the engine oil cooler And it is an object of the present invention to provide a gas heat pump system capable of preventing the temperature of the oil supplied to the supercharger from rising, thereby preventing oil carbonization and damage to the turbocharger.

또한, 혼합기의 유입을 막은 상태에서 엔진 정지시까지 엔진을 구동하여, 잔류 혼합기를 연소하거나, 외부 배출시켜 포름산 발생을 억제 시킴으로써, 부품의 부식 및 폭발 등의 안전사고를 예방할 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.A gas heat pump system capable of preventing safety accidents such as corrosion and explosion by driving the engine until the engine stops when the mixer is stopped and the residual mixer is burnt or discharged outside to suppress the formation of formic acid And to provide the above objects.

본 발명의 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템은 압축기, 실외 열교환기, 팽창장치, 실내 열교환기 및 냉매배관을 포함하는 공기조화 모듈, 및 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소하여, 상기 압축기의 운전을 위한 동력을 제공하는 엔진을 포함하는 엔진모듈을 포함하고, 상기 엔진모듈은, 상기 공기와 연료를 혼합하여 배출하는 믹서와, 상기 믹서에서 배출된 혼합기를 공급받아 압축시킨 후, 배출하는 과급수단과, 상기 과급수단에서 압축된 혼합기를 공급받아, 열교환 방식으로 냉각시켜, 그 밀도를 향상시킨 후, 배출하는 인터쿨러와, 상기 인터쿨러에서 배출된 혼합기를 공급받아 그 양을 조절한 후, 상기 엔진으로 공급하는 조절수단, 및 상기 조절수단에서 공급된 혼합기를 유입하는 흡기 매니폴드를 포함하되, 상기 흡기 매니폴드의 제1혼합기 유입구와 상기 조절수단의 제1혼합기 토출구는 직접 연결된다. A gas heat pump system according to an embodiment of the present invention includes a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, an air conditioning module including an indoor heat exchanger and a refrigerant pipe, and a mixer in which fuel and air are mixed, The engine module includes a mixer for mixing and discharging the air and the fuel, a supercharging unit for supplying compressed air to the mixer discharged from the mixer, An intercooler supplied with the mixed fuel compressed by the supercharging means, cooled by a heat exchange system to increase its density, and then discharged; and a control unit for controlling the amount of mixed fuel discharged from the intercooler, And an intake manifold for introducing the mixture supplied from the regulating means, wherein the first mixer oil of the intake manifold The inlet and the first mixer outlet of the adjusting means are directly connected.

또한, 상기 과급수단은, 상기 엔진의 제1면에 형성된 배기 매니폴드에 인접해서 형성되고, 상기 조절수단은, 상기 제1면의 맞은편인 엔진의 제2면에 형성된 흡기 매니폴드에 인접해서 형성되며, 상기 인터쿨러는, 상기 제1면 및 제2면과 교차되는 방향의 제3면에 고정될 수 있다.Further, the supercharging means is formed adjacent to an exhaust manifold formed on the first surface of the engine, and the regulating means is disposed adjacent to the intake manifold formed on the second surface of the engine opposite to the first surface And the intercooler may be fixed to the first surface and the third surface in a direction intersecting the second surface.

또한, 상기 인터쿨러는, 상기 과급수단 또는 상기 조절수단보다 상측에 배치될 수 있다. Further, the intercooler may be arranged above the supercharging means or the adjusting means.

또한, 상기 인터쿨러는 상기 흡기 매니폴트 측으로 혼합기를 토출하도록 하향 경사진 형태의 토출관이 형성될 수 있다. In addition, the intercooler may be formed with a downwardly inclined discharge pipe for discharging the mixer toward the intake manifold.

또한, 상기 토출관과 상기 조절수단의 제2 혼합기 유입구 사이에는, 상측에서 하측으로 혼합기의 유동을 안내하는 절곡된 형태의 연결용 배관이 구비될 수 있다. Between the discharge pipe and the second mixer inlet of the regulating means, a connecting pipe for guiding the flow of the mixer from the upper side to the lower side may be provided.

또한, 상기 조절수단의 혼합기 토출구는 하측을 향하도록 형성되고, 상기 흡기 매니폴드의 혼합기 유입구는 상측을 향하도록 형성될 수 있다. Also, the mixer discharge port of the regulating means is formed to face downward, and the mixer inlet of the intake manifold may be formed to face upward.

또한, 상기 흡기 매니폴드는, 상기 혼합기 유입구를 하방으로 유입된 혼합기를 수평방향으로 안내하는 메인부와, 상기 메인부와 각각 연통하고, 수평방향으로 안내된 혼합기를 수직 상방으로 안내하여, 엔진으로 공급하는 복수의 분기부를 포함할 수 있다. The intake manifold may include a main portion for guiding the mixer introduced in the downward direction of the mixer inlet in the horizontal direction and a mixer for guiding the mixer guided in the horizontal direction in the vertical direction, And may include a plurality of branching sections for supplying the plurality of branching sections.

또한, 상기 흡기 매니폴드는, 상기 엔진의 제2면과 나란하도록 세워지게 배치될 수 있다.In addition, the intake manifold may be disposed so as to be flush with the second surface of the engine.

또한, 상기 엔진모듈은, 상기 과급수단을 통과한 배기가스와 냉각수를 열교환시키는 배기가스 열교환기를 더 포함할 수 있다. The engine module may further include an exhaust gas heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas passing through the supercharging means and the cooling water.

또한, 상기 믹서는 상기 인터쿨러에 고정될 수 있다. Further, the mixer may be fixed to the intercooler.

또한, 상기 엔진모듈은, 외기를 정화시키는 공기 여과기를 더 포함하고,The engine module may further include an air filter for purifying the outside air,

상기 공기 여과기와 상기 믹서를 연결하는 공기배관은 적어도 일부가 직선으로 형성될 수 있다. At least a part of the air pipe connecting the air filter and the mixer may be formed in a straight line.

또한, 상기 공기 여과기와 상기 믹서는 서로 동일한 높이에 고정될 수 있다. In addition, the air filter and the mixer may be fixed to the same height.

또한, 상기 엔진을 냉각하기 위한 냉각수의 유동을 생성하는 냉각수 펌프 및 상기 냉각수 펌프에 연결되며, 냉각수의 유동을 가이드하는 냉각수배관을 포함하는 냉각 모듈을 포함할 수 있다. Further, a cooling water pump for generating a flow of cooling water for cooling the engine and a cooling module connected to the cooling water pump and including a cooling water pipe for guiding the flow of the cooling water may be included.

본 발명에 따르면, 가스엔진에 공급되는 연료와 공기의 혼합기를 과급수단을 이용해서 자연흡기 대비 높은 압력으로 엔진에 공급하여 체적효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that a mixture of fuel and air supplied to the gas engine can be supplied to the engine at a higher pressure than the natural intake by using supercharging means to improve the volume efficiency.

또한, 엔진 및 전체 시스템의 소형화가 가능한 이점도 있다. In addition, there is an advantage that the engine and the entire system can be downsized.

또한, 소형 가스엔진으로 대용량 가스엔진 히트펌프 시스템의 구현이 가능한 이점도 있다. In addition, there is an advantage that a compact gas engine can realize a large-capacity gas engine heat pump system.

또한, 주택용 가스 연료를 사용하는 가스엔진 히트펌프(GHP)에서 엔진 출력 향상을 키울 수 있는 이점도 있다. In addition, there is an advantage that the gas engine heat pump (GHP) using the residential gas fuel can raise the engine output.

또한, 엔진으로 공급되는 혼합기의 온도를 낮추고, 밀도를 키워 엔진의 체적 효율을 향상시킬 수 있는 이점도 있다.There is also an advantage that the temperature of the mixer supplied to the engine can be lowered and the density can be increased to improve the volume efficiency of the engine.

또한, 조절수단의 출구와 흡기 매니폴드가 직접 연결되면서, 조절수단이 흡기 매니폴드에 고정될 수 있어, 그 구조가 컴팩트해지면서, 흡기 저항이 줄어들 수 있는 이점도 있다.Further, since the outlet of the adjusting means and the intake manifold are directly connected, the adjusting means can be fixed to the intake manifold, and the structure can be made compact, so that the intake resistance can be reduced.

또한, 혼합기가 유동하는 유로의 형상이 복잡해지더라도, 혼합기가 유동하는 유로의 길이를 최소한으로 줄이고, 인터쿨러의 혼합기 토출방향과 흡기매니폴드의 혼합기 유입방향이 매끄럽게 이어지도록 설계가 이루어져, 혼합기의 유동저항을 최소화할 수 있는 이점도 있다.Further, even if the shape of the flow path through which the mixer flows becomes complicated, the length of the flow path through which the mixer flows is minimized, and the design is made so that the direction of the mixer in the intercooler and the direction in which the mixer flows in the intake manifold are smoothly connected. There is also an advantage of minimizing the resistance.

또한, 과급수단, 인터쿨러, 조절수단 등의 부품들을 엔진과 분리된 별도의 구조물이 아닌 엔진 자체에 고정하여, 각 부품들을 고정하기 위한 구조물을 생략할 수 있는 이점도 있다.Also, there is an advantage that components such as the supercharging means, the intercooler, the adjusting means and the like can be fixed to the engine itself, not the separate structure separated from the engine, so that the structure for fixing the respective components can be omitted.

또한, 각각의 부품들이 엔진에 고정됨에 따라 조절수단과 흡기 매니폴드, 과급수단과 배기 매니폴드, 인터쿨러와 과급수단 및 조절수단의 간격이 줄어들어 전체 배관의 길이를 줄일 수 있고, 배관이 차지하는 면적을 줄일 수 있는 이점도 있다.Further, as each of the parts is fixed to the engine, the interval between the adjusting means and the intake manifold, the supercharging means and the exhaust manifold, the interval between the intercooler and the supercharging means and the adjusting means can be reduced to reduce the length of the entire piping, There is also an advantage to reduce.

또한, 과급수단, 인터쿨러, 조절수단 등의 부품들이 엔진에 고정됨에 따라 엔진 구동 시, 과급수단, 인터쿨러, 조절수단 등의 부품들과 엔진이 서로 반대 방향으로 움직이는 상대운동 현상을 방지할 수 있어, 배관 및 연결부위에 가해지는 진동을 줄일 수 있으며, 배관 및 각종 연결부 등이 진동에 의해 헐거워지거나 파손되는 등의 현상을 방지할 수 있어 내구성을 높이고 안전사고를 예방할 수 있는 이점도 있다.In addition, since parts such as the supercharging unit, the intercooler, and the adjusting unit are fixed to the engine, it is possible to prevent a relative motion phenomenon in which components such as the supercharging unit, the intercooler, It is possible to reduce the vibration applied to the piping and the connecting portion and prevent the phenomenon that the piping and various connecting portions are loosened or broken by the vibration, thereby enhancing the durability and preventing safety accidents.

또한, 조절수단을 흡기 매니폴드에 직접 연결시켜, 보다 정밀한 혼합기의 공급량 조절이 이루어질 수 있는 이점도 있다.Further, there is an advantage that the adjustment means can be directly connected to the intake manifold, so that the supply amount adjustment of a more precise mixer can be achieved.

또한, 공기 여과기와 믹서를 연결하는 배관을 직선으로 형성하여, 공기의 흡입 저항을 최소화할 수 있는 이점도 있다.In addition, the piping connecting the air filter and the mixer is formed as a straight line, thereby minimizing the suction resistance of the air.

또한, 엔진에 사용되는 오일의 일부가 과급기의 회전축을 경유하도록 오일공급라인을 신설하여, 별도의 오일공급장치 없이 과급기로의 급유가 진행될 수 있고, 과급기를 통과하는 오일이 엔진용 오일쿨러를 경유할 수 있어, 결과적으로 과급기에 공급되는 오일의 온도상승이 방지되어, 오일 탄화 및 과급기의 손상을 방지할 수 있는 이점도 있다. In addition, an oil supply line may be installed so that a part of the oil used in the engine passes through the rotary shaft of the supercharger, so that the lubrication to the supercharger can proceed without a separate oil supply device, and the oil passing through the supercharger can pass through the engine oil cooler As a result, the temperature of the oil supplied to the turbocharger is prevented from rising, and the oil carbonization and the damage of the supercharger can be prevented.

또한, 혼합기의 유입을 막은 상태에서 엔진 정지시까지 엔진을 구동하여, 잔류 혼합기를 연소하거나, 외부 배출시켜 포름산 발생을 억제시킴으로서, 부품의 부식 및 폭발 등의 안전사고를 예방할 수 있는 이점도 있다.In addition, there is an advantage that a safety accident such as corrosion and explosion of components can be prevented by driving the engine until the engine stops when the mixture is stopped from flowing, and by suppressing the generation of formic acid by burning or discharging the residual mixer to the outside.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.
도 2는 상기 가스 히트펌프 시스템의 난방운전시, 냉매, 냉각수 및 혼합 연료의 유동을 보여주는 사이클 도면이다.
도 3은 상기 가스 히트펌프 시스템의 냉방운전시, 냉매, 냉각수 및 혼합 연료의 유동을 보여주는 사이클 도면이다.
도 4는 본 발명의 일부 구성요소인 엔진모듈의 일 예를 보여주는 시스템도이다.
도 5는 본 발명의 일부 구성요소인 엔진모듈을 흡기 매니폴드 방향에서 바라본 사시도이다.
도 6 도 5에 도시된 엔진모듈에서 공기의 흐름을 표시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일부 구성요소인 엔진모듈의 분해사시도이다.
도 8은 종래 과급기능이 없는 엔진모듈의 구성을 보인 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 과급기능을 구비한 엔진모듈의 구성을 보인 도면이다.
도 10은 냉각수 펌프가 구비된 엔진모듈의 사시도이다.
1 is a cycle diagram showing a configuration of a gas heat pump system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cycle diagram showing the flow of refrigerant, cooling water, and mixed fuel during the heating operation of the gas heat pump system.
3 is a cycle diagram showing the flow of refrigerant, cooling water and mixed fuel in the cooling operation of the gas heat pump system.
4 is a system diagram showing an example of an engine module which is a part of the present invention.
5 is a perspective view of an engine module, which is a component of the present invention, viewed from an intake manifold direction.
FIG. 6 shows the flow of air in the engine module shown in FIG.
7 is an exploded perspective view of an engine module which is a part of the present invention.
8 is a diagram showing the configuration of an engine module without the conventional supercharging capability.
FIG. 9 is a view showing a configuration of an engine module having a supercharging function according to the present invention.
10 is a perspective view of an engine module provided with a cooling water pump.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It is to be understood, however, that the spirit of the invention is not limited to the embodiments shown and that those skilled in the art, upon reading and understanding the spirit of the invention, may easily suggest other embodiments within the scope of the same concept.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 구성을 보여주는 사이클 도면이다.1 is a cycle diagram showing the configuration of a gas heat pump system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템(10)에는, 공기조화 시스템으로서 냉매 사이클을 구성하는 다수의 부품이 포함된다. 상세히, 상기 냉매 사이클에는, 냉매를 압축하는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)에서 압축된 냉매 중 오일을 분리하기 위한 오일분리기(115) 및 상기 오일분리기(115)를 거친 냉매의 방향을 전환하여 주는 사방변(117)이 포함된다. Referring to Fig. 1, the gas heat pump system 10 according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of components constituting a refrigerant cycle as an air conditioning system. The refrigerant cycle includes a compressor 110 for compressing the refrigerant, an oil separator 115 for separating the oil in the refrigerant compressed by the compressor 110, and an oil separator 115 And the four sides 117 for switching.

상기 가스 히트펌프 시스템(10)에는, 실외 열교환기(120) 및 실내 열교환기(140)가 더 포함된다. 상기 실외 열교환기(120)는 실외측에 배치되는 실외기의 내부에 배치되고, 상기 실내 열교환기(140)는 실내측에 배치되는 실내기의 내부에 배치될 수 있다. 상기 사방변(117)을 통과한 냉매는 상기 실외 열교환기(120) 또는 실내 열교환기(140)로 유동한다. The gas heat pump system (10) further includes an outdoor heat exchanger (120) and an indoor heat exchanger (140). The outdoor heat exchanger 120 may be disposed inside an outdoor unit disposed on the outdoor side, and the indoor heat exchanger 140 may be disposed inside an indoor unit disposed on the indoor side. The refrigerant passing through the four sides 117 flows into the outdoor heat exchanger 120 or the indoor heat exchanger 140.

한편, 도 1에 도시된 시스템의 구성들은 실내 열교환기(140) 및 실내 팽창장치(145)를 제외하고 실외측, 즉 실외기의 내부에 배치될 수 있다.On the other hand, the configurations of the system shown in Fig. 1 can be disposed on the outdoor side, i.e., inside the outdoor unit, except for the indoor heat exchanger 140 and the indoor expansion unit 145. [

상세히, 상기 시스템(10)이 냉방운전 모드로 운전될 경우, 상기 사방변(117)을 통과한 냉매는 상기 실외 열교환기(120)를 거쳐 상기 실내 열교환기(140) 측으로 유동한다. 반면에, 상기 시스템(10)이 난방운전 모드로 운전될 경우, 상기 사방변(117)을 통과한 냉매는 상기 실내 열교환기(140)를 거쳐 상기 실외 열교환기(120) 측으로 유동한다.More specifically, when the system 10 is operated in the cooling operation mode, the refrigerant passing through the four sides 117 flows to the indoor heat exchanger 140 side via the outdoor heat exchanger 120. On the other hand, when the system 10 is operated in the heating operation mode, the refrigerant passing through the four sides 117 flows to the outdoor heat exchanger 120 side via the indoor heat exchanger 140.

상기 시스템(10)에는, 상기 압축기(110), 실외 열교환기(120) 및 실내 열교환기(140)등을 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매배관(170, 실선유로)이 더 포함된다.The system 10 further includes a refrigerant pipe 170 (solid line flow path) for connecting the compressor 110, the outdoor heat exchanger 120, and the indoor heat exchanger 140 to guide the flow of the refrigerant.

상기 시스템(10)의 구성에 대하여, 냉방운전 모드를 기준으로 설명한다.The configuration of the system 10 will be described with reference to a cooling operation mode.

상기 실외 열교환기(120)로 유동한 냉매는 외기와 열교환 하여 응축될 수 있다. 상기 실외 열교환기(120)의 일측에는 외기를 불어주는 실외 팬(122)이 포함된다.The refrigerant that has flowed to the outdoor heat exchanger 120 can be condensed by heat exchange with the outside air. One side of the outdoor heat exchanger (120) includes an outdoor fan (122) for blowing outdoor air.

상기 실외 열교환기(120)의 출구측에는, 냉매를 감압하기 위한 메인 팽창장치(125)가 제공된다. 일례로, 상기 메인 팽창장치(125)에는, 전자 팽창밸브(Electronic expansion valve, EEV)가 포함된다. 냉방운전시, 상기 메인 팽창장치(125)는 풀 오픈(full open) 되어 냉매의 감압작용을 수행하지 않는다.At the outlet side of the outdoor heat exchanger (120), a main expansion device (125) for depressurizing the refrigerant is provided. For example, the main expansion device 125 includes an electronic expansion valve (EEV). During the cooling operation, the main expansion device 125 is fully opened and does not perform the depressurizing action of the refrigerant.

상기 메인 팽창장치(125)의 출구측에는, 냉매를 추가 냉각하기 위한 과냉각 열교환기(130)가 제공된다. 그리고, 상기 과냉각 열교환기(130)에는, 과냉각 유로(132)가 연결된다. 상기 과냉각 유로(132)는 상기 냉매 배관(170)으로부터 분지되어 상기 과냉각 열교환기(130)에 연결된다. On the outlet side of the main expansion device (125), there is provided a supercooling heat exchanger (130) for further cooling the refrigerant. A supercooling flow path 132 is connected to the supercooling heat exchanger 130. The supercooling flow path 132 is branched from the refrigerant pipe 170 and connected to the supercooling heat exchanger 130.

그리고, 상기 과냉각 유로(132)에는, 과냉각 팽창장치(135)가 설치된다. 상기 과냉각 유로(132)를 유동하는 냉매는 상기 과냉각 팽창장치(135)를 통과하면서 감압될 수 있다.The supercooling flow path 132 is provided with a supercooling expansion device 135. The refrigerant flowing through the supercooling passage 132 may be decompressed while passing through the supercooling expansion device 135.

상기 과냉각 열교환기(130)에서는, 상기 냉매 배관(170)의 냉매와 상기 과냉각 유로(132)의 냉매간에 열교환이 이루어질 수 있다. 열교환 과정에서, 상기 냉매 배관(170)의 냉매는 과냉되며, 상기 과냉각 유로(132)의 냉매는 흡열한다.In the supercooling heat exchanger 130, heat exchange may be performed between the refrigerant of the refrigerant pipe 170 and the refrigerant of the supercooling flow path 132. In the heat exchange process, the refrigerant in the refrigerant pipe 170 is subcooled, and the refrigerant in the supercooling passage 132 absorbs heat.

상기 과냉각 유로(132)는 기액분리기(160)에 연결된다. 상기 과냉각 열교환기(130)에서 열교환 된 과냉각 유로(132)의 냉매는 상기 기액분리기(160)로 유입될 수 있다.The supercooling flow path (132) is connected to the gas-liquid separator (160). The refrigerant in the supercooling flow path 132, which is heat-exchanged in the supercooling heat exchanger 130, may be introduced into the gas-liquid separator 160.

상기 과냉각 열교환기(130)를 통과한 냉매 배관(170)의 냉매는 실내기 측으로 유동하며, 실내 팽창장치(145)에서 감압된 후 상기 실내 열교환기(140)에서 증발된다. 상기 실내 팽창장치(145)는 실내기의 내부에 설치되며, 전자 팽창밸브(EEV)로 구성될 수 있다.The refrigerant in the refrigerant pipe 170 that has passed through the supercooling heat exchanger 130 flows to the indoor unit side and is decompressed in the indoor expansion unit 145 and evaporated in the indoor heat exchanger 140. The indoor expansion device 145 may be installed inside the indoor unit and may include an electronic expansion valve (EEV).

상기 실내 열교환기(140)에서 증발된 냉매는 상기 사방변(117)을 경유하여, 보조 열교환기(150)로 유동한다. 상기 보조 열교환기(150)는 증발된 저압의 냉매와 고온의 냉각수간에 열교환이 이루어질 수 있는 열교환기로서, 일례로 판형 열교환기가 포함될 수 있다.The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (140) flows to the auxiliary heat exchanger (150) via the four sides (117). The auxiliary heat exchanger (150) is a heat exchanger capable of performing heat exchange between the evaporated low-pressure refrigerant and the high-temperature cooling water, for example, a plate heat exchanger may be included.

상기 실내 열교환기(140)에서 증발된 냉매는 상기 보조 열교환기(150)를 통과하면서 흡열될 수 있으므로, 증발 효율이 개선될 수 있다. 또, 상기 보조 열교환기(150)를 통과한 냉매는 기액분리기(160)로 유입될 수도 있다. Since the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (140) can be absorbed while passing through the auxiliary heat exchanger (150), the evaporation efficiency can be improved. The refrigerant passing through the auxiliary heat exchanger (150) may be introduced into the gas-liquid separator (160).

상기 보조 열교환기(150)를 통과한 냉매는 상기 기액분리기(160)에서 기액 분리되며, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다.The refrigerant having passed through the auxiliary heat exchanger 150 is separated from the gas-liquid separator 160 by the gas-liquid separator 160, and the separated gaseous refrigerant can be sucked into the compressor 110.

또한, 실내 열교환기(140)에서 증발된 냉매는 상기 사방변(117)을 경유한 후, 곧 바로 기액분리기(160)로 유입될 수도 있으며, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다.The refrigerant vaporized in the indoor heat exchanger 140 may flow into the gas-liquid separator 160 immediately after passing through the four sides 117. The separated gaseous refrigerant may be sucked into the compressor 110 .

한편, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)에는, 엔진(200)의 냉각을 위한 냉각수가 저장되는 냉각수 탱크(305) 및 냉각수의 유동을 가이드 하는 냉각수 배관(360, 점선유로)이 더 포함된다. 상기 냉각수 배관(360)에는, 냉각수의 유동력을 발생시키는 냉각수 펌프(300)와, 냉각수의 유동방향을 전환하여 주는 복수의 유동 전환부(310,320) 및 냉각수를 냉각하기 위한 방열기(330, radiator)가 설치될 수 있다.The gas heat pump system 10 further includes a cooling water tank 305 for storing cooling water for cooling the engine 200 and a cooling water pipe 360 for guiding the flow of the cooling water. The cooling water pipe 360 is provided with a cooling water pump 300 for generating the flow of the cooling water, a plurality of flow switching units 310 and 320 for switching the flow direction of the cooling water, and a radiator 330 for cooling the cooling water. Can be installed.

상기 복수의 유동 전환부(310,320)에는, 제 1 유동전환부(310) 및 제 2 유동전환부(320)가 포함된다. 일례로, 상기 제 1 유동전환부(310) 및 제 2 유동전환부(320)에는, 삼방 밸브(3way valve)가 포함될 수 있다.The plurality of flow switching units 310 and 320 include a first flow switching unit 310 and a second flow switching unit 320. For example, the first flow switching unit 310 and the second flow switching unit 320 may include a three-way valve.

상기 방열기(330)는 상기 실외 열교환기(120)의 일측에 설치될 수 있으며, 상기 방열기(330)의 냉각수는 상기 실외 팬(122)의 구동에 의하여 외기와 열교환 되며, 이 과정에서 냉각될 수 있다.The radiator 330 may be installed at one side of the outdoor heat exchanger 120. The cooling water of the radiator 330 is heat-exchanged with the outside air by driving the outdoor fan 122, have.

상기 냉각수 펌프(300)가 구동되면, 상기 냉각수 탱크(305)에 저장된 냉각수는 후술할 엔진(200) 및 배기가스 열교환기(240)를 통과하며, 상기 제 1 유동전환부(310) 및 제 2 유동전환부(320)를 거쳐 상기 방열기(330) 또는 상기 보조 열교환기(150)로 선택적으로 유동될 수 있다.When the cooling water pump 300 is driven, the cooling water stored in the cooling water tank 305 passes through the engine 200 and the exhaust gas heat exchanger 240, which will be described later, The refrigerant can be selectively flowed to the radiator 330 or the auxiliary heat exchanger 150 through the flow switching unit 320.

상기 가스 히트펌프 시스템(10)에는, 상기 압축기(110)의 구동을 위한 동력을 발생시키는 엔진(200) 및 상기 엔진(200)의 입구측에 배치되어 혼합 연료를 공급하는 믹서(220)가 포함된다. The gas heat pump system 10 includes an engine 200 generating power for driving the compressor 110 and a mixer 220 disposed at an inlet side of the engine 200 to supply mixed fuel do.

그리고, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)에는, 상기 믹서(220)에 정화된 공기를 공급하는 공기 여과기(210) 및 소정 압력 이하의 연료(fuel)를 공급하기 위한 제로 가버너(zero governor,230)가 포함된다. 상기 제로 가버너는 연료의 입구압력의 크기 또는 유량의 변화에 관계없이, 출구압력을 일정하게 조절하여 공급하는 장치로서 이해될 수 있다. The gas heat pump system 10 includes an air filter 210 for supplying purified air to the mixer 220 and a zero governor 230 for supplying fuel below a predetermined pressure ). The zero governor can be understood as a device for regulating and supplying the outlet pressure uniformly regardless of the change in the magnitude or the flow rate of the inlet pressure of the fuel.

상기 공기 여과기(210)를 통과한 공기와, 상기 제로 가버너(230)에서 토출된 연료는 상기 믹서(220)에서 혼합되어 혼합기를 구성한다. 그리고, 상기 혼합기는 상기 엔진(200)에 공급될 수 있다.The air passing through the air filter 210 and the fuel discharged from the zero governor 230 are mixed in the mixer 220 to form a mixer. The mixer may be supplied to the engine 200.

또한, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)에는, 상기 엔진(200)의 출구측에 제공되며 혼합기가 연소된 후 발생되는 배기가스가 유입되는 배기가스 열교환기(240) 및 상기 배기가스 열교환기(240)의 출구측에 제공되어 배기가스의 소음을 저감하기 위한 머플러(muffler,250)가 더 포함된다. 상기 배기가스 열교환기(240)에서는, 냉각수와 배기가스 간에 열교환이 이루어질 수 있다.The gas heat pump system 10 includes an exhaust gas heat exchanger 240 and an exhaust gas heat exchanger 240, which are provided at the outlet side of the engine 200 and into which exhaust gas is introduced after the mixture is combusted, And a muffler 250 for reducing the noise of the exhaust gas. In the exhaust gas heat exchanger 240, heat exchange can be performed between the cooling water and the exhaust gas.

그리고, 상기 엔진(200)의 일측에는, 상기 엔진(200)에 오일을 공급하기 위한 오일 탱크(205)가 제공될 수 있다.An oil tank 205 for supplying oil to the engine 200 may be provided at one side of the engine 200.

한편, 상기와 같이 가스 히트펌프 시스템(10)에 적용되는 엔진(200)은 가정용 LNG나 LPG 등을 연료로 사용한다. Meanwhile, as described above, the engine 200 applied to the gas heat pump system 10 uses household LNG, LPG, or the like as fuel.

하지만, 자연흡기 방식으로 엔진(200)에 공기를 공급하면서, 주택용 LNG나 LPG를 연료로 공급할 경우, 낮은 공급압력(1~2.5 kPa)으로 인해 엔진(200)의 출력이 감소하게 되는 문제가 있다.However, there is a problem that the output of the engine 200 is reduced due to the low supply pressure (1 to 2.5 kPa) when supplying the residential LNG or LPG as fuel while supplying air to the engine 200 by the natural intake system .

또한, 여름철의 경우 가스 히트펌프 시스템(10)은 실내의 온도를 낮추기 위해 냉방모드로 작동하게 되는데, 실외의 기온이 고온인 경우, 높은 기온으로 인해 엔진(200)으로 고온의 공기가 공급된다.In summer, the gas heat pump system 10 operates in a cooling mode to lower the temperature of the room. When the outdoor temperature is high, high temperature air is supplied to the engine 200 due to the high temperature.

이에 따라, 엔진(200)으로 저밀도의 공기가 공급되어 엔진(200)의 출력이 감소하게 된다. 그 결과, 엔진(200)의 출력이 높은 냉방부하를 따라갈 수 없어, 냉방 불량의 원인이 될 수 있다. Accordingly, low-density air is supplied to the engine 200, and the output of the engine 200 is reduced. As a result, the output of the engine 200 can not keep up with the high cooling load, which may cause the cooling failure.

또한, 이를 해결하기 위해, 자동차의 엔진과 같이, 공기를 과급기로 가압한 후, 공기량에 따라 연료량을 조절하면서 공급하면, 가스 연료의 배관 내 공급압력(약 2.5kPa)이 과급압력(약 30kPa)보다 낮아 연료 공급이 어려워지는 문제도 있다. In order to solve this problem, when the supply pressure (about 2.5 kPa) of the gaseous fuel is supplied to the supercharging pressure (about 30 kPa) by supplying air while adjusting the amount of fuel according to the amount of air after the air is pressurized with a supercharger, The fuel supply becomes difficult.

본 발명의 경우, 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 믹서(220)와 엔진(200) 사이에 과급수단(400) 및 조절수단(600)을 구비한다.In the case of the present invention, the supercharging means 400 and the adjusting means 600 are provided between the mixer 220 and the engine 200 in order to solve such a problem.

상세히, 과급수단(400)은 상기 믹서(220)에서 공기와 연료가 혼합된 후, 배출된 혼합기를 압축시켜 상기 엔진(200) 측으로 배출한다. 이때, 상기 과급수단(400)은 믹서(220)에서 공기와 연료를 대기압 이상으로 압축시킬 수 있다. In detail, the supercharging means 400 compresses the discharged air-fuel mixture and discharges the air-fuel mixture to the engine 200 after the air and the fuel are mixed in the mixer 220. At this time, the supercharger 400 can compress the air and the fuel to atmospheric pressure or higher in the mixer 220.

일 예로, 상기 과급수단(400)은, 상기 엔진(200)의 배기가스에 의해 구동하는 터보차저로 구비된다. For example, the supercharging means 400 is provided as a turbocharger driven by the exhaust gas of the engine 200.

다른 예로, 상기 과급수단(400)은, 상기 엔진(200)의 동력 또는 전동기(electric motor)에 의해 구동하는 슈퍼차저로 구비될 수 있다. As another example, the supercharging means 400 may be provided as a supercharger driven by the power of the engine 200 or an electric motor.

또한, 상기 조절수단(600)은 상기 과급수단(400)과 상기 엔진(200) 사이에 배치되어, 상기 엔진(200)으로 공급되는 압축된 혼합기의 양을 조절한다.The regulating means 600 is disposed between the supercharging means 400 and the engine 200 to regulate the amount of the compressed mixture supplied to the engine 200.

일 예로, 상기 조절수단(600)은 ETC(electronic throttle control)방식이 적용된 밸브로 구비될 수 있다. For example, the control means 600 may be a valve using an electronic throttle control (ETC) method.

본 발명에 따르면, 연료와 공기가 믹서(220)에서 혼합되고, 과급수단(400)에서 고압으로 가압된 후, 엔진(200)으로 공급될 수 있다. 또한, 조절수단(600)을 통해 엔진(200)으로 공급되는 고압의 혼합기(공기+연료)의 양이 정밀하게 제어될 수도 있다.According to the present invention, fuel and air are mixed in the mixer 220, pressurized in the supercharging means 400 at a high pressure, and then supplied to the engine 200. Also, the amount of the high-pressure mixer (air + fuel) supplied to the engine 200 through the regulating means 600 may be precisely controlled.

따라서, 엔진(200)의 효율이 향상될 수 있다. 또한, 엔진(200)의 크기를 키우지 않고도, 엔진(200)의 최대 출력량을 키울 수 있다. 즉, 소형 엔진으로 대형 엔진의 출력을 구현할 수 있다. Therefore, the efficiency of the engine 200 can be improved. Further, the maximum output amount of the engine 200 can be increased without increasing the size of the engine 200. [ That is, the output of a large engine can be realized with a small engine.

한편, 상기와 같이 혼합기가 과급수단(400)을 통과하면, 혼합기의 압력 및 온도가 상승한다. 이 경우, 엔진(200)으로 흡입되는 혼합기의 밀도가 감소하게 되고, 엔진의 체적 효율이 낮아질 수 밖에 없다.On the other hand, when the mixer passes through the supercharging means 400 as described above, the pressure and the temperature of the mixer rise. In this case, the density of the mixer sucked into the engine 200 is reduced, and the volume efficiency of the engine is inevitably lowered.

본 발명의 경우, 이를 해결하기 위해, 상기 과급수단(400)과 상기 조절수단(600) 사이에, 상기 과급수단(400)에서 토출된 고온고압의 혼합기를 냉각시켜, 부피는 줄이고, 밀도를 향상시킨 뒤, 배출하는 인터쿨러(500)를 구비한다.In order to solve this problem, in order to solve this problem, a high-temperature high-pressure mixer discharged from the supercharging means 400 is cooled between the supercharging means 400 and the regulating means 600 to reduce the volume and improve the density And an intercooler 500 for discharging the air.

일 예로, 상기 인터쿨러(500)는 외부 공기 또는 냉각수와 혼합기를 열교환시킬 수 있다. For example, the intercooler 500 can heat-exchange external air or cooling water with the mixer.

이에 따르면, 엔진(200)으로 공급되는 혼합기의 온도를 낮추고, 밀도를 키워 엔진(200)의 체적 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. According to this, there is an advantage that the volume efficiency of the engine 200 can be improved by lowering the temperature of the mixer supplied to the engine 200 and increasing the density.

한편, 상기와 같이 믹서(220)와 엔진(200) 사이에 과급수단(400) 및 인터쿨러(500) 등이 구비되면, 혼합기가 체류하는 유로의 길이가 길어질 수밖에 없다. 이때, 공기 내 수분이 많을 경우 혼합기와 물이 반응하여 포름산을 발생시켜 배관을 파손 시킬 수 있으며, 이로 인해 폭발 등의 위험이 있다. If the supercharging unit 400 and the intercooler 500 are provided between the mixer 220 and the engine 200 as described above, the length of the flow path in which the mixer stays is inevitably long. At this time, if there is a large amount of water in the air, the mixer reacts with water to generate formic acid, thereby damaging the piping, thereby causing explosion.

본 발명의 경우, 이를 방지를 위해 관리자로부터 '운전정지명령'이 입력되면, 조절수단(600)을 닫은 상태(closed)에서 엔진(200) 정지시까지 엔진(200)을 구동하여, 혼합기를 연소하거나, 외부 배출시켜 포름산 발생을 억제시킬 수 있으며, 배관 파손 및 폭발 등의 위험을 예방할 수 있다. The engine 200 is driven from the closed state of the control means 600 to the stop of the engine 200 so that the mixture is burned Or can be discharged to the outside to suppress formation of formic acid, and it is possible to prevent danger such as pipe breakage and explosion.

또한, 인터쿨러(500)는 내식성 재질(일예로,STS316)로 제작될 수 있다. Further, the intercooler 500 may be made of a corrosion-resistant material (for example, STS 316).

한편, 상기 냉각수 배관(360)에는, 상기 냉각수 탱크(305)로부터 상기 엔진(200)을 향하여 연장되는 제 1 배관(361)이 포함된다. 상세히, 상기 제 1 배관(361)은 상기 냉각수 탱크(305)로부터 상기 배기가스 열교환기(240)로 연장되는 제 1 배관부 및 상기 배기가스 열교환기(240)로부터 상기 엔진(200)으로 연장되는 제 2 배관부가 포함된다. 따라서, 상기 냉각수 탱크(305)로부터 공급되는 냉각수는 상기 배기가스 열교환기(240)를 거치면서 배기가스와 열교환 되고, 상기 엔진(200)에 유입되어 상기 엔진(200)의 폐열을 회수한다. 그리고, 상기 제 1 배관(361)에는, 냉각수의 유동을 생성하는 상기 냉각수 펌프(300)가 설치될 수 있다.The cooling water pipe 360 includes a first pipe 361 extending from the cooling water tank 305 toward the engine 200. In detail, the first pipe 361 includes a first pipe portion extending from the cooling water tank 305 to the exhaust gas heat exchanger 240 and a second pipe portion extending from the exhaust gas heat exchanger 240 to the engine 200 And a second piping section. The cooling water supplied from the cooling water tank 305 is heat-exchanged with the exhaust gas through the exhaust gas heat exchanger 240 and flows into the engine 200 to recover the waste heat of the engine 200. The cooling water pump 300 for generating a flow of cooling water may be installed in the first pipe 361.

상기 냉각수 배관(360)에는, 상기 엔진(200)을 통과한 냉각수를 상기 제 1 유동전환부(310)로 가이드 하는 제 2 배관(362)이 더 포함된다. The cooling water pipe 360 further includes a second pipe 362 for guiding cooling water that has passed through the engine 200 to the first flow switching unit 310.

또한, 상기 냉각수 배관(360)에는, 냉각수를 상기 제 1 유동전환부(310)로부터 상기 제 2 유동전환부(320)로 가이드 하는 제 3 배관(363)이 더 포함된다. The cooling water pipe 360 further includes a third pipe 363 for guiding cooling water from the first flow switching unit 310 to the second flow switching unit 320.

또한, 상기 냉각수 배관(360)에는, 냉각수를 상기 제 2 유동전환부(320)로부터 상기 보조 열교환기(150)로 가이드 하는 제 4 배관(364)이 더 포함된다.The cooling water pipe 360 further includes a fourth pipe 364 for guiding the cooling water from the second flow switching unit 320 to the auxiliary heat exchanger 150.

상기 냉각수 배관(360)에는, 냉각수를 상기 제 2 유동전환부(320)로부터 상기 방열기(150)로 가이드 하는 제 5 배관(365)이 더 포함된다. The cooling water pipe 360 further includes a fifth pipe 365 for guiding cooling water from the second flow switching unit 320 to the radiator 150.

상기 냉각수 배관(360)에는, 냉각수를 상기 제 1 유동전환부(310)로부터 상기 제 1 배관(361)으로 가이드 하는 제 6 배관(366)이 더 포함된다. The cooling water pipe 360 further includes a sixth pipe 366 for guiding cooling water from the first flow switching unit 310 to the first pipe 361.

일례로, 상기 엔진(200)을 통과한 냉각수의 온도가 설정온도 미만으로 형성될 때, 상기 냉각수를 상기 보조 열교환기(150) 또는 방열기(330)로 유동시켜 열교환 시킬 효과가 미미해지므로 상기 제 1 유동전환부(310)로 유입된 냉각수를 상기 제 6 배관(366)을 통하여 상기 제 1 배관(361)으로 바이패스 시킬 수 있다. 상기 제 6 배관(366)을 "바이패스 배관"이라 이름할 수 있다.For example, when the temperature of the cooling water passing through the engine 200 is lower than the set temperature, the cooling water flows to the auxiliary heat exchanger 150 or the radiator 330 to reduce the effect of heat exchange, The cooling water flowing into the flow switching unit 310 can be bypassed to the first pipe 361 through the sixth pipe 366. The sixth pipe 366 may be referred to as "bypass pipe ".

상기 가스 히트펌프 시스템(10)에는, 상기 엔진(200)의 출구측에 설치되어 상기 엔진(200)을 통과한 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수 온도센서(290)가 더 포함될 수 있다.The gas heat pump system 10 may further include a cooling water temperature sensor 290 disposed at the outlet of the engine 200 for sensing the temperature of the cooling water passing through the engine 200.

이하에서는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템(10)의 운전모드에 따른 냉매, 냉각수 및 혼합 연료의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the refrigerant, the cooling water and the mixed fuel according to the operation mode of the gas heat pump system 10 according to the first embodiment of the present invention will be described.

도 2는 상기 가스 히트펌프 시스템의 난방운전시, 냉매, 냉각수 및 혼합 연료의 유동을 보여주는 사이클 도면이다.2 is a cycle diagram showing the flow of refrigerant, cooling water, and mixed fuel during the heating operation of the gas heat pump system.

먼저, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)이 난방운전을 수행하는 경우, 냉매는 상기 압축기(110), 오일 분리기(115), 사방변(117), 실내 열교환기(140) 및 과냉각 열교환기(130)를 거치고, 메인 팽창장치(125)에서 감압되어 실외 열교환기(120)에서 열교환 된 후, 상기 사방변(117)으로 다시 유입된다. 여기서, 상기 실내 열교환기(140)는 "응축기", 상기 실외 열교환기(120)는 "증발기"로서 기능할 수 있다.When the gas heat pump system 10 performs the heating operation, the refrigerant passes through the compressor 110, the oil separator 115, the four sides 117, the indoor heat exchanger 140, and the supercool heat exchanger 130 The refrigerant is decompressed in the main expansion device 125 and heat-exchanged in the outdoor heat exchanger 120, and then flows into the four sides 117 again. Here, the indoor heat exchanger 140 may function as a "condenser" and the outdoor heat exchanger 120 may function as an "evaporator. &Quot;

상기 사방변(117)을 통과한 냉매는 상기 보조 열교환기(150)로 유입되어, 상기 제 4 배관(364)을 유동하는 냉각수와 열교환 될 수 있다. 상기 보조 열교환기(150)로 유입되는 냉매는 증발 냉매로서 저온 저압을 형성하며, 상기 보조 열교환기(150)로 공급되는 냉각수는 상기 엔진(200)의 열에 의하여 고온을 형성한다. 따라서, 상기 보조 열교환기(150)의 냉매는 상기 냉각수로부터 흡열하여 증발 성능이 개선될 수 있다.The refrigerant that has passed through the four sides 117 flows into the auxiliary heat exchanger 150 and can be heat-exchanged with the cooling water flowing through the fourth pipe 364. [ The coolant flowing into the auxiliary heat exchanger 150 forms a low temperature and a low pressure as evaporative coolant and the coolant supplied to the auxiliary heat exchanger 150 forms a high temperature by the heat of the engine 200. Therefore, the refrigerant of the auxiliary heat exchanger (150) absorbs heat from the cooling water, and the evaporation performance can be improved.

상기 보조 열교환기(150)에서 열교환 된 냉매는 상기 기액 분리기(160)로 유입되어 상분리된 후, 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다. 냉매는 상기한 사이클이 반복되어 유동될 수 있다.The refrigerant heat-exchanged in the auxiliary heat exchanger (150) flows into the gas-liquid separator (160), is phase-separated and then sucked into the compressor (110). The refrigerant can be repeatedly cycled through the above cycle.

한편, 냉각수 펌프(300)가 구동되면, 상기 냉각수 펌프(300)에서 토출된 냉각수는 상기 제 1 배관(361)을 따라 상기 배기가스 열교환기(240)로 유입되어, 배기가스와 열교환 된다. 그리고, 상기 배기가스 열교환기(240)에서 토출된 냉각수는 상기 엔진(200)으로 유입되어 엔진(200)을 냉각시키고, 상기 제 2 배관(362)을 경유하여 상기 제 1 유동전환부(310)로 유입된다.Meanwhile, when the cooling water pump 300 is driven, the cooling water discharged from the cooling water pump 300 flows into the exhaust gas heat exchanger 240 along the first pipe 361 and is heat-exchanged with the exhaust gas. The cooling water discharged from the exhaust gas heat exchanger 240 flows into the engine 200 to cool the engine 200 and flows into the first flow switching unit 310 via the second pipe 362, Lt; / RTI >

상기 제 1 유동전환부(310)의 제어에 의하여, 상기 제 1 유동전환부(310)를 거친 냉각수는 상기 제 3 배관(363)을 따라 상기 제 2 유동전환부(320)를 향한다. 그리고, 상기 제 2 유동전환부(320)를 거친 냉각수는 상기 제 4 배관(364)을 경유하여 상기 보조 열교환기(150)로 유입되어, 냉매와 열교환될 수 있다. 그리고, 상기 보조 열교환기(150)를 거친 냉각수는 상기 냉각수 펌프(300)로 유입된다. 냉각수는 이러한 사이클이 반복되어 유동될 수 있다. The cooling water flowing through the first flow switching unit 310 is directed to the second flow switching unit 320 along the third pipe 363 under the control of the first flow switching unit 310. [ The cooling water passing through the second flow switching unit 320 flows into the auxiliary heat exchanger 150 via the fourth pipe 364 and can be heat-exchanged with the refrigerant. The cooling water passing through the auxiliary heat exchanger (150) flows into the cooling water pump (300). The cooling water can be circulated by repeating this cycle.

한편, 난방운전시 냉각수는 상기 방열기(330)로의 유동이 제한될 수 있다. 일반적으로, 난방운전은 외기의 온도가 낮을 때 수행되므로, 냉각수가 상기 방열기(330)에서 냉각되지 않더라도 냉각수 배관(360)을 유동하는 과정에서 냉각될 가능성이 높게 된다. 따라서, 난방운전시 냉각수는 상기 방열기(330)를 통과하지 않도록, 상기 제 1,2 유동전환부(310,320)가 제어될 수 있다.On the other hand, the flow of cooling water to the radiator 330 during heating operation can be restricted. Generally, since the heating operation is performed when the temperature of the outside air is low, there is a high possibility that the cooling water is cooled in the process of flowing through the cooling water pipe 360 even if the cooling water is not cooled by the radiator 330. Accordingly, the first and second flow switching units 310 and 320 can be controlled so that the cooling water does not pass through the radiator 330 during the heating operation.

다만, 상기 보조 열교환기(150)에서의 열교환이 필요로 하지 않을 때에는, 냉각수는 상기 제 2 유동전환부(320)로부터 상기 제 5 배관(365)을 경유하여 상기 방열기(330)로 유입될 수도 있다.However, when the heat exchange in the auxiliary heat exchanger 150 is not required, the cooling water may flow from the second flow switching unit 320 to the radiator 330 via the fifth pipe 365 have.

상기 엔진(200)의 구동에 대하여 설명한다.The driving of the engine 200 will be described.

상기 공기 여과기(210)에서 필터링 된 공기와, 상기 제로 가버너(230)를 통하여 압력 조절된 연료는 상기 믹서(220)에서 혼합된다. 상기 믹서(220)에서 혼합된 혼합기는 과급수단(400)에서 가압되고, 가압된 혼합기는 인터쿨러(500)에서 냉각되어 밀도가 향상된다. 인터쿨러(500)를 통과한 혼합기는 조절수단(600)을 통해 그 양이 조절되고, 상기 엔진(200)으로 공급되어 상기 엔진(200)을 운전시킨다. 그리고, 상기 엔진(200)에서 배출된 배기가스는 상기 배기가스 열교환기(240)로 유입되어 냉각수와 열교환 되며, 상기 머플러(250)를 거쳐 외부로 배출된다.The air filtered by the air filter 210 and the fuel regulated through the zero governor 230 are mixed in the mixer 220. The mixer mixed in the mixer 220 is pressurized by the supercharger 400, and the pressurized mixer is cooled in the intercooler 500 to improve the density. The amount of the mixed gas passing through the intercooler 500 is adjusted through the adjusting means 600 and supplied to the engine 200 to drive the engine 200. The exhaust gas discharged from the engine 200 flows into the exhaust gas heat exchanger 240, exchanges heat with the cooling water, and is discharged to the outside through the muffler 250.

도 3은 상기 가스 히트펌프 시스템의 냉방운전시, 냉매, 냉각수 및 혼합 연료의 유동을 보여주는 사이클 도면이다.3 is a cycle diagram showing the flow of refrigerant, cooling water and mixed fuel in the cooling operation of the gas heat pump system.

한편, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)이 냉방운전을 수행하는 경우, 냉매는 상기 압축기(110), 오일 분리기(115), 사방변(117), 실외 열교환기(120) 및 과냉각 열교환기(130)를 거치고, 실내 팽창장치(145)에서 감압되어 실내 열교환기(140)에서 열교환 되며 상기 사방변(117)으로 다시 유입된다. 여기서, 상기 실외 열교환기(120)는 "응축기", 상기 실내 열교환기(120)는 "증발기"로서 기능할 수 있다.When the gas heat pump system 10 performs the cooling operation, the refrigerant passes through the compressor 110, the oil separator 115, the four sides 117, the outdoor heat exchanger 120, and the supercool heat exchanger 130 The refrigerant is depressurized in the indoor expansion device 145 and is heat-exchanged in the indoor heat exchanger 140 and flows into the four sides 117 again. Here, the outdoor heat exchanger 120 may function as a "condenser" and the indoor heat exchanger 120 may function as an "evaporator. &Quot;

상기 사방변(117)을 통과한 냉매는 상기 보조 열교환기(150)로 유입되어, 상기 냉각수 배관(360)을 유동하는 냉각수와 열교환 될 수 있다. 그리고, 상기 보조 열교환기(150)에서 열교환 된 냉매는 상기 기액 분리기(160)로 유입되어 상분리된 후, 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다. 냉매는 상기한 사이클이 반복되어 유동될 수 있다.The refrigerant passing through the four sides 117 flows into the auxiliary heat exchanger 150 and can be heat-exchanged with the cooling water flowing through the cooling water pipe 360. The refrigerant heat-exchanged in the auxiliary heat exchanger (150) flows into the gas-liquid separator (160), is phase-separated and then sucked into the compressor (110). The refrigerant can be repeatedly cycled through the above cycle.

한편, 냉각수 펌프(300)가 구동되면, 상기 냉각수 펌프(300)에서 토출된 냉각수는 상기 배기가스 열교환기(240)로 유입되어, 배기가스와 열교환 된다. 그리고, 상기 배기가스 열교환기(240)에서 토출된 냉각수는 상기 엔진(200)으로 유입되어 엔진(200)을 냉각시키고, 상기 제 1 유동전환부(310)로 유입된다. 상기 제 1 유동전환부(310)로 유입될 때까지의 냉각수 유동은 난방 운전시의 냉각수 유동과 동일하다.On the other hand, when the coolant pump 300 is driven, the coolant discharged from the coolant pump 300 flows into the exhaust gas heat exchanger 240 and is heat-exchanged with the exhaust gas. The cooling water discharged from the exhaust gas heat exchanger 240 flows into the engine 200 to cool the engine 200 and flow into the first flow switching unit 310. The coolant flow until the coolant flows into the first flow switching unit 310 is the same as the coolant flow during the heating operation.

상기 제 1 유동전환부(310)를 거친 냉각수는 상기 제 2 유동전환부(320)로 유입되며, 상기 제 2 유동전환부(320)의 제어에 의하여 상기 방열기(330)로 유동하여 외기와 열교환 될 수 있다. 그리고, 상기 방열기(330)에서 냉각된 냉각수는 상기 냉각수 펌프(300)로 유입된다. 냉각수는 이러한 사이클이 반복되어 유동될 수 있다. The cooling water that has passed through the first flow switching unit 310 flows into the second flow switching unit 320 and flows to the radiator 330 under the control of the second flow switching unit 320, . The cooling water cooled by the radiator (330) flows into the cooling water pump (300). The cooling water can be circulated by repeating this cycle.

한편, 냉방운전시 냉각수는 상기 보조 열교환기(150)로의 유동이 제한될 수 있다. 일반적으로, 냉방운전은 외기의 온도가 높을 때 수행되므로, 증발성능 확보를 위한 증발 냉매의 흡열이 요구되지 않을 수 있다. 따라서, 냉방운전시 냉각수는 상기 보조 열교환기(150)를 통과하지 않도록, 상기 제 1,2 유동전환부(310,320)가 제어될 수 있다.On the other hand, the flow of cooling water to the auxiliary heat exchanger (150) during the cooling operation can be restricted. Generally, since the cooling operation is performed when the temperature of the outside air is high, heat absorption of the evaporation refrigerant for securing the evaporation performance may not be required. Therefore, the first and second flow switching units 310 and 320 can be controlled so that the cooling water does not pass through the auxiliary heat exchanger 150 during the cooling operation.

다만, 상기 보조 열교환기(150)에서의 열교환이 필요로 하는 경우, 냉각수는 상기 제 2 유동전환부(320)를 경유하여 상기 보조 열교환기(150)로 유입될 수도 있다.However, when it is necessary to perform heat exchange in the auxiliary heat exchanger 150, the cooling water may flow into the auxiliary heat exchanger 150 via the second flow switching unit 320.

상기 엔진(200)의 구동과 관련하여서는, 난방운전시의 작용과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.The operation of the engine 200 is the same as that in the heating operation, and thus a detailed description thereof will be omitted.

도 4는 본 발명의 일부 구성요소인 엔진모듈의 일 예를 보여주는 시스템도이다.4 is a system diagram showing an example of an engine module which is a part of the present invention.

도 4를 참조하면, 과급수단(400)은 터보차저(turbo charger)로 구비될 수 있다.Referring to FIG. 4, the supercharging means 400 may be provided with a turbocharger.

'터보차저'는 엔진(200)에서 배출된 배기가스를 이용해서, 터빈(411)을 회전시키고, 그 회전력에 의해 유입된 기체를 가압(압축)시켜 배출한다. The turbo charger rotates the turbine 411 using the exhaust gas discharged from the engine 200, presses (compresses) the introduced gas by the rotational force, and discharges the gas.

따라서, 과급수단(400)이 터보차저로 구비된 경우, 터보차저는 터빈(411) 측이 배기배관(191)을 통해서 엔진(200)의 배기 매니폴드와 연결되어, 회전하게 되고, 믹서에서 혼합된 혼합기가 유입되면, 가압(압축)한 후, 인터쿨러(500) 측으로 배출한다.Therefore, when the supercharging means 400 is provided as a turbocharger, the turbine 411 side is connected to the exhaust manifold of the engine 200 through the exhaust pipe 191 and rotated, (Compressed), the mixture is discharged to the intercooler 500 side.

또한, 상기 터보차저의 회전축은 윤활 등의 목적을 위해, 엔진(200) 측에서 오일을 공급받을 수도 있다. Further, the rotating shaft of the turbocharger may be supplied with oil from the engine 200 side for the purpose of lubrication or the like.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 엔진모듈은, 상기 엔진(200)의 외측에 구비되고, 오일을 저장하는 오일탱크(205)와, 상기 오일탱크(205)의 오일을 상기 엔진(200)의 내측으로 공급하는 오일공급관(206)과, 상기 엔진(200) 내부의 오일팬(미도시)에 수집된 오일을 상기 오일탱크(205)로 송출하는 동력을 제공하는 오일펌프(207) 및, 상기 오일펌프(207)와 연결되고, 상기 오일펌프(207)로 송출되는 오일 중 적어도 일부를 상기 과급수단(400)으로 공급하는 오일공급관(미도시)을 더 포함할 수 있다.1 to 3, the engine module includes an oil tank 205 provided outside the engine 200 for storing oil, and an oil tank 205 for storing the oil in the oil tank 205, An oil pump 207 for supplying the oil collected in the oil pan (not shown) inside the engine 200 to the oil tank 205, And an oil supply pipe (not shown) connected to the oil pump 207 and supplying at least a part of the oil sent to the oil pump 207 to the supercharging means 400.

즉, 엔진(200) 가동 시, 오일펌프에 의해 순환하는 오일 중 일부를 과급수단(400)으로 추가 유로를 구성한다. That is, when the engine 200 is operating, a part of the oil circulated by the oil pump constitutes an additional flow path by the supercharging means 400.

상기와 같이 과급수단(400)으로 공급된 오일은 과급수단(400)의 회전축(터빈과 컴프레서를 연결하는 동력전달 축)을 경유한 후, 엔진(200) 외부의 오일탱크로 회수될 수 있다. As described above, the oil supplied to the supercharging means 400 can be recovered to the oil tank outside the engine 200 after passing through the rotary shaft of the supercharging means 400 (the power transmission shaft connecting the turbine and the compressor).

본 실시예에서, 상기 과급수단(400)으로 오일이 유입되는 지점과, 과급수단(400)에서 오일이 배출되는 지점에 각각 온도센서를 부착할 수 있다.In this embodiment, the temperature sensor can be attached to the point where the oil is introduced into the supercharging means 400 and the point where the oil is discharged from the supercharging means 400, respectively.

또한, 온도센서를 통해서, 오일의 온도변화를 감지한 후, 과도한 오일온도 상승시, 오일쿨러(미도시)를 활용하여 과급수단(400)에 사용되는 오일을 냉각시킨다. 따라서, 고온의 오일에 의한 과급수단(400)의 파손을 방지할 수 있고, 오일 탄화를 방지할 수 있다. Further, after the change in the temperature of the oil is sensed through the temperature sensor, when the excessive oil temperature rises, the oil used in the supercharging means 400 is cooled by utilizing the oil cooler (not shown). Therefore, breakage of the supercharging means 400 due to high temperature oil can be prevented, and oil carbonization can be prevented.

한편, 상기와 같이 과급수단(400)이 터보차저인 경우, 터보차저의 방열이 필요하다. 일 예로, 상기 터보차저는 냉각수와 열교환하면서, 방열이 이루어질 수 있다. On the other hand, when the supercharging means 400 is a turbocharger, it is necessary to heat the turbocharger. For example, the turbocharger can be heat-exchanged while performing heat exchange with the cooling water.

상기와 같은 터보차저의 방열을 위해, 상기 냉각수배관(360)은 제1냉각수배관(360a) 및 제2냉각수배관(360b)를 포함할 수 있다.The cooling water pipe 360 may include a first cooling water pipe 360a and a second cooling water pipe 360b for the heat dissipation of the turbocharger.

상세히, 제1냉각수배관(360a)은 상기 배기가스 열교환기(240)와 엔진(200) 사이에 배치되며, 배기가스 열교환기(240)를 경유한 냉각수를 엔진(200) 측으로 안내한다. Specifically, the first cooling water pipe 360a is disposed between the exhaust gas heat exchanger 240 and the engine 200, and guides the cooling water passed through the exhaust gas heat exchanger 240 to the engine 200 side.

다른 예로, 상기 제1냉각수배관(360a)은 배기가스 열교환기(240)를 통과하기 이전의 냉각수배관까지도 포함할 수 있다. 즉, 제1냉각수배관(360a)은 냉각수펌프(300)와 엔진(200) 사이의 냉각수배관을 의미할 수도 있다. As another example, the first cooling water pipe 360a may include the cooling water pipe before passing through the exhaust gas heat exchanger 240. [ That is, the first cooling water pipe 360a may refer to a cooling water pipe between the cooling water pump 300 and the engine 200. [

제2냉각수배관(360b)은 제1냉각수배관(360a)을 유동하는 적어도 일부의 냉각수가 상기 과급수단(400)과 열교환하도록 상기 제1냉각수 배관(360a)에서 분지된다. 상기 제2냉각수배관(360a)으로 유입된 냉각수는 상기 과급수단(400)을 경유한 후, 엔진(200)으로 유동한다.The second cooling water pipe 360b is branched at the first cooling water pipe 360a so that at least a part of the cooling water flowing through the first cooling water pipe 360a is heat-exchanged with the supercharging means 400. [ The cooling water flowing into the second cooling water pipe 360a flows to the engine 200 after passing through the supercharging means 400. [

이때, 상기 제2냉각수배관(360b)은, 상기 과급수단(400) 이전에 상기 제1냉각수배관(360a)에서 분지되고, 상기 과급수단(400)을 경유한 뒤, 상기 제1냉각수배관(360a)과 합류되어 엔진(200)으로 공급될 수도 있다.At this time, the second cooling water pipe 360b is branched from the first cooling water pipe 360a before the supercharging means 400, passes through the supercharging means 400, and then flows through the first cooling water pipe 360a And may be supplied to the engine 200.

한편, 상기 과급수단(400)은 슈퍼차저(supercharger)로 구비될 수 있다. Meanwhile, the supercharging means 400 may be a supercharger.

슈퍼차저는, 엔진(200)의 동력 또는 전동기(electric motor)에 의해 회전력이 생성되며, 유입된 기체를 가압(압축)시켜 배출한다. 따라서, 과급수단(400)이 슈퍼차저로 구비된 경우, 슈퍼차저는 믹서에서 혼합된 혼합기를 엔진(200)의 동력 또는 전동기(electric motor)의 회전력을 이용해서 가압(과급)한 후, 인터쿨러(500) 측으로 배출할 수 있다. The supercharger generates a rotational force by the power or electric motor of the engine 200, and pressurizes (compresses) the introduced gas and discharges it. Therefore, when the supercharger 400 is provided as a supercharger, the supercharger pressurizes (supercharges) the mixer mixed in the mixer using the power of the engine 200 or the rotational force of the electric motor, 500).

일반적으로, 슈퍼차저는 저회전 영역에서 안정적으로 작동하고, 고회전 영역에서 출력의 손실이 발생하는 경향이 있다. 따라서, 엔진의 운전 조건 및 요구 출력 조건 등에 따라서, 과급수단(400)으로 슈퍼차저 또는 터보차저를 선택해서 사용할 수 있다. Generally, the supercharger stably operates in the low rotation range, and there is a tendency that the output is lost in the high rotation range. Therefore, a supercharger or a turbocharger can be selected and used as the supercharging means 400 in accordance with the operation conditions of the engine and the required output conditions.

한편, 상기와 같이 과급수단(400)이 슈퍼차저인 경우, 터보차저와 같이 방열문제가 두드러지지 않기 때문에, 과급수단(400)의 냉각을 위한 냉각수배관을 추가로 설치하지 않아도 무방하다. 따라서, 유로의 구조가 간편해지고, 공간활용도가 향상되며, 소형화가 가능한 이점이 있다. On the other hand, when the supercharger 400 is a supercharger as described above, since the heat dissipation problem is not as pronounced as in the turbocharger, it is not necessary to additionally provide a cooling water pipe for cooling the supercharging means 400. Accordingly, the structure of the flow path is simplified, the space utilization is improved, and there is an advantage that the flow path can be downsized.

이하, 본 발명의 메인 구성요소인 '엔진모듈'의 구조에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure of the 'engine module' which is the main component of the present invention will be described in more detail.

도 5는 본 발명의 일부 구성요소인 엔진모듈을 흡기 매니폴드 방향에서 바라본 사시도이다. 그리고, 도 6 도 5에 도시된 엔진모듈에서 공기의 흐름을 표시한 도면이다. 그리고 도 7은 본 발명의 일부 구성요소인 엔진모듈의 분해사시도이다.5 is a perspective view of an engine module, which is a component of the present invention, viewed from an intake manifold direction. FIG. 6 is a view showing the flow of air in the engine module shown in FIG. 5. FIG. And Fig. 7 is an exploded perspective view of an engine module which is a part of the present invention.

일반적으로, 연료와 공기의 혼합기를 압축하여 엔진으로 공급하기 위해 구비되는 믹서(220), 과급수단(400), 조절수단(600), 인터쿨러(500) 등의 부품들이, 엔진(200)과 별도로 분리된 구조물에 고정되고, 이 경우, 엔진(200)의 흡기 매니폴드(260)와 배기 매니폴드(270)까지 배관이 연결되어야 함에 따라 배관의 전체 길이가 길어지는 문제가 발생한다.Generally, components such as the mixer 220, the supercharging unit 400, the adjusting unit 600, and the intercooler 500, which are provided for compressing the fuel-air mixture and supplying the mixture to the engine, In this case, since the piping is connected to the intake manifold 260 of the engine 200 and the exhaust manifold 270, the entire length of the piping is increased.

또한, 배관의 길이가 길어져 구조가 복잡해지는 것은 물론, 각각의 부품을 고정하기 위한 체결부재가 별도로 구비됨에 따라 그 구조가 더욱 복잡해지고, 각 부품들이 차지하는 면적이 커지면서 시스템 전체의 부피 및 무게가 증가되는 문제도 발생한다. In addition, since the length of the piping is long to make the structure complicated and the fastening members for fixing the respective components are separately provided, the structure becomes more complicated and the area occupied by the respective components becomes larger, .

또, 믹서(220), 과급수단(400), 조절수단(600), 인터쿨러(500) 등의 부품들이 엔진(200)과 별도의 구조물에 고정되면, 엔진(200) 가동 시, 엔진(200)과 각 부품들이 동일한 방향으로 진동하지 않고, 상대적으로 반대방향으로 진동하게 되어, 엔진(200)의 진동에 의해 연결 배관 및 배관의 연결부위가 파손되는 등의 문제가 발생하기도 한다. When the components such as the mixer 220, the supercharging unit 400, the adjusting unit 600 and the intercooler 500 are fixed to a separate structure from the engine 200, when the engine 200 is operated, And the respective components do not vibrate in the same direction but vibrate in a relatively opposite direction, so that the connecting parts of the connecting pipe and the pipe are damaged due to the vibration of the engine 200, and the like.

또한, 연료와 공기가 혼합된 혼합기의 유동 길이가 길어질 경우, 폭발의 위험이 커지는 문제도 있었다.Further, when the flow length of the mixer in which the fuel and the air are mixed is long, the risk of explosion increases.

본 발명의 경우, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 믹서(220), 과급수단(400), 조절수단(600), 인터쿨러(500)의 부품들 중 적어도 어느 하나를 엔진(200)에 직접 고정시킨다. In order to solve this problem, at least one of the components of the mixer 220, the supercharging unit 400, the adjusting unit 600, and the intercooler 500 is directly fixed to the engine 200 in the present invention.

이때, 믹서(220), 과급수단(400), 조절수단(600), 인터쿨러(500) 중 선택된 일부만 엔진(200)에 직접 고정될 수 있고, 믹서(220), 과급수단(400), 조절수단(600), 인터쿨러(500) 모두 엔진(200)에 직접고정될 수도 있다. At this time, only a selected one of the mixer 220, the supercharging means 400, the adjusting means 600 and the intercooler 500 can be directly fixed to the engine 200, and the mixer 220, the supercharging means 400, (600), and the intercooler (500) may be fixed directly to the engine (200).

상기와 같이, 믹서(220), 과급수단(400), 조절수단(600), 인터쿨러(500)가 엔진(200)에 고정되면, 다음과 같은 이점이 있다.As described above, when the mixer 220, the supercharging unit 400, the adjusting unit 600, and the intercooler 500 are fixed to the engine 200, the following advantages are obtained.

먼저, 믹서(220), 과급수단(400), 조절수단(600), 인터쿨러(500) 등의 부품들을 고정하기 위한 구조물을 생략할 수 있어, 구조적으로 간편해지는 이점이 있다. 또한 고정부품이 줄어들어 원가를 낮출 수 있는 이점도 있다. The structure for fixing the components such as the mixer 220, the supercharging unit 400, the adjusting unit 600, and the intercooler 500 can be omitted, which is advantageous in that the structure is simplified. It also has the advantage of lowering cost by lowering fixed parts.

또한, 믹서(220), 과급수단(400), 조절수단(600), 인터쿨러(500) 등의 부품들이 엔진(200)에 고정됨에 따라 조절수단(600)과 흡기 매니폴드(260), 과급수단(400)과 배기 매니폴드(270), 인터쿨러(500)와 과급수단(400) 및 조절수단(600)의 간격이 줄어들어 전체 배관 및 유로의 길이를 줄일 수 있고, 배관이 차지하는 면적을 줄일 수 있는 이점도 있다.As the components such as the mixer 220, the supercharging means 400, the adjusting means 600 and the intercooler 500 are fixed to the engine 200, the adjusting means 600 and the intake manifold 260, The interval between the exhaust manifold 400, the exhaust manifold 270, the intercooler 500, the supercharging means 400, and the regulating means 600 can be reduced to reduce the length of the entire piping and the flow path, There are advantages.

또한, 믹서(220), 과급수단(400), 조절수단(600), 인터쿨러(500) 등의 부품들이 엔진(200)에 고정됨에 따라 엔진(200) 구동 시, 믹서(220), 과급수단(400), 조절수단(600), 인터쿨러(500) 등의 부품들과 엔진(200)이 동일한 방향으로 진동하게 되어, 배관 및 연결부위에 가해지는 진동을 줄일 수 있으며, 배관 및 각종 연결부 등이 진동에 의해 헐거워지거나 파손되는 등의 현상을 방지할 수 있어 내구성을 높이고 안전사고를 예방할 수 있는 이점도 있다.The components such as the mixer 220, the supercharging unit 400, the adjusting unit 600 and the intercooler 500 are fixed to the engine 200 so that the mixer 220, 400, the adjusting means 600, the intercooler 500 and the like are vibrated in the same direction, the vibration applied to the piping and the connecting portion can be reduced, and the piping and various connecting portions can be vibrated It is possible to prevent a phenomenon such as loosening or breakage caused by the above-mentioned problems, thereby enhancing durability and preventing safety accidents.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 흡기 매니폴드(260)의 혼합기 유입구(261)와, 상기 조절수단(600)의 혼합기 토출구(미도시)는 직접 연결될 수 있으며, 이에 따라 상기 조절수단(600)은 흡기 매니폴드(260)를 통해 엔진(200)에 고정될 수 있다.5 to 7, a mixer inlet port 261 of the intake manifold 260 and a mixer outlet port (not shown) of the control means 600 can be directly connected, May be fixed to the engine 200 through the intake manifold 260. [

이때, 상기 혼합기 토출구(미도시)는 후술되는 토출부(620)에 형성된 출구(홀)을 의미할 수 있다. At this time, the mixer discharge port (not shown) may mean an outlet formed in the discharge part 620 to be described later.

또한, 상기 과급수단(400)은, 상기 엔진(200)의 제1면(도 7의 우측)에 형성된 배기 매니폴드(270)에 인접해서 형성되고, 상기 조절수단(600)은, 상기 제1면의 맞은편인 엔진(200)의 제2면(도 7의 좌측)에 형성된 흡기 매니폴드(260)에 인접해서 형성되며, 상기 인터쿨러(500)는, 상기 제1면 및 제2면과 교차되는 방향의 제3면(도 7을 기준으로 전면)에 고정된다. The supercharging means 400 is formed adjacent to an exhaust manifold 270 formed on a first surface (right side of FIG. 7) of the engine 200, (Left side in FIG. 7) of the engine 200 opposite to the side of the intake manifold 260. The intercooler 500 is formed so as to intersect the first and second surfaces (The front surface with reference to Fig. 7).

이에 따라, 배기 매니폴드(270)에서 동력을 제공받는 과급수단(400)은 배기 매니폴드(270)와 인접해서 배치될 수 있어, 배기 매니폴드(270)와 과급수단(400) 사이에 구비되는 배기가스 공급 유로의 길이를 최소화할 수 있고, 과급수단(400)은 배기가스의 동력에너지를 최대한으로 회수할 수 있다. The supercharging means 400 that is powered by the exhaust manifold 270 can be disposed adjacent to the exhaust manifold 270 and can be disposed between the exhaust manifold 270 and the supercharging means 400 The length of the exhaust gas supply passage can be minimized, and the supercharging means 400 can maximally recover the power energy of the exhaust gas.

또한, 흡기 매니폴드(260)에 혼합기를 조절하여 공급하는 조절수단(600) 역시 흡기 매니폴드(260)에 인접해서 배치될 수 있다. 따라서, 흡기 매니폴드(260)로 공급되는 혼합기의 양을 보다 정밀하게 조절할 수 있다.Further, the adjusting means 600 for adjusting and supplying the mixer to the intake manifold 260 may also be disposed adjacent to the intake manifold 260. Therefore, the amount of the mixer supplied to the intake manifold 260 can be adjusted more precisely.

또한, 양측이 각각 배기 매니폴드(270) 측에 고정된 과급수단(400)과, 흡기 매니폴드(260) 측에 고정된 조절수단(600) 사이에 고정되는 인터쿨러(500)가 배기 매니폴드(270)와 흡기 매니폴드(260) 사이에 고정될 수 있어, 인터쿨러(500)와 과급수단(400) 사이의 거리 및 인터쿨러(500)와 조절수단(600) 사이 거리를 최소한으로 유지할 수 있다. 따라서, 혼합기가 유동하는 유로의 길이가 최소한으로 줄어들 수 있다.An intercooler 500 fixed between the supercharging means 400 fixed on both sides of the exhaust manifold 270 and the adjusting means 600 fixed on the intake manifold 260 side is connected to the exhaust manifold 270 and the intake manifold 260 so that the distance between the intercooler 500 and the supercharging means 400 and the distance between the intercooler 500 and the control means 600 can be kept to a minimum. Thus, the length of the flow path through which the mixer flows can be minimized.

참고로, 엔진(200) 윗면(도 7의 상부)을 통해서는, 엔진오일, 점화플러그, 밸브 간극 등의 정비가 필요하므로, 엔진(200) 윗면(도 7의 상부)에는 인터쿨러(500) 등의 부품을 설치하지 않는다. 7) is provided on the upper surface (upper part of Fig. 7) of the engine 200, since maintenance of the engine oil, spark plug, valve clearance and the like is required through the upper surface Do not install any parts.

이하, 도면을 참조하여, 흡기 매니폴드 및 조절수단에 형상 및 구조에 대해 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings, the shape and structure of the intake manifold and the adjusting means will be described in more detail.

도 8은 종래 과급기능이 없는 엔진모듈의 구성을 보인 도면이다. 그리고, 도 9는 본 발명에 따른 과급기능을 구비한 엔진모듈의 구성을 보인 도면이다. 8 is a diagram showing the configuration of an engine module without the conventional supercharging capability. 9 is a diagram showing the configuration of an engine module having a supercharging function according to the present invention.

먼저, 도 8을 참조하면, 종래의 엔진모듈은 과급기능이 없기 때문에, 과급을 위한 각종 부품들, 예를 들면, 과급수단(400), 인터쿨러(500) 및 그들을 연결하기 위한 별도의 부품이 장착되지 않은 상태이다. 참고로, 도 8의 (a)는 종래 엔진모듈을 흡기 매니폴드 측에서 바라본 모습을 보인 도면이고, 도 8의 (b)는 상측에서 바라본 모습을 보인 도면이다. Referring to FIG. 8, since the conventional engine module has no supercharging capability, various components for supercharging, for example, the supercharging unit 400, the intercooler 500, and a separate component for connecting them are mounted . 8 (a) is a view showing the conventional engine module as viewed from the intake manifold side, and FIG. 8 (b) is a view as viewed from the upper side.

이 경우, 엔진(200)의 일측에 배치된 공기 여과기(210)를 통해서, 여과된 공기가 공급되면, 배관(215)을 통해 믹서(220)로 공기가 유입된다. 이후, 믹서(220)에서 공기와 연료가 혼합되고, 혼합기는, 조절수단(600)을 거쳐, 흡기 매니폴드(260)로 공급된다. In this case, when the filtered air is supplied through the air filter 210 disposed at one side of the engine 200, air flows into the mixer 220 through the pipe 215. Thereafter, the air and the fuel are mixed in the mixer 220, and the mixer is supplied to the intake manifold 260 via the adjusting means 600.

이때, 공기 및 혼합기의 유동길이는 짧고, 유로의 방향이 직선으로 형성될 수 있어, 유동저항이 최소화된 상태에서 흡기 매니폴드(260)로 혼합기의 공급이 이루어질 수 있으며. 유로의 길이를 최소화하기 위해 흡기 매니폴드(260)의 입구가 바라보는 방향은 공기 여과기(210)를 향하도록 형성될 수 있다. At this time, the flow length of the air and the mixer is short and the direction of the flow path can be formed in a straight line, so that the supply of the mixer to the intake manifold 260 can be performed with the flow resistance minimized. The direction in which the inlet of the intake manifold 260 is viewed may be directed toward the air filter 210 to minimize the length of the flow path.

하지만, 도 8에 도시된 바와 같이 흡기 매니폴드가 배치된 상태에서, 과급 기능을 위해 과급수단(400) 및 인터쿨러(500) 등의 부품이 추가 배치될 경우, 배기 매니폴드(270)에 인접하게 배치된 과급수단에서 토출된 혼합기의 유동 거리는 길어질 수 밖에 없고, 엔진(200)을 우회하는 형태로 유로가 형성될 수 밖에 없어 유동 저항이 커지는 문제가 발생한다.However, in the state where the intake manifold is disposed as shown in FIG. 8, when components such as the supercharging unit 400 and the intercooler 500 are additionally disposed for the supercharging function, The flow distance of the mixer discharged from the disposed supercharging means must be long and the flow path must be formed to bypass the engine 200, which causes a problem of increased flow resistance.

본 발명의 경우, 이를 해결하기 위해 조절수단(600)과 흡기 매니폴드(260)의 형상 및 구조를 변경하였다.In the case of the present invention, the shape and structure of the adjusting means 600 and the intake manifold 260 are changed in order to solve this problem.

상세히, 도 9를 참조하면, 종래를 기준으로 흡기 매니폴트(260)의 형상 및 조절수단(600)의 배치구조가 변경된 것을 확인할 수 있다.9, it can be seen that the shape of the intake manifold 260 and the arrangement structure of the adjusting means 600 are changed on the basis of the conventional art.

참고로, 도 9의 (a)는 본 발명에 따른 엔진모듈을 흡기 매니폴드 측에서 바라본 모습을 보인 도면이고, 도 9의 (b)는 상측에서 바라본 모습을 보인 도면이다.9 (a) is a view showing the engine module according to the present invention as viewed from the intake manifold side, and FIG. 9 (b) is a view as viewed from the upper side.

먼저, 도 9의 (a)를 참조하면, 흡기 매니폴드(260)가 엔진(200)의 측벽(제2면)과 나란하게 배치되고, 흡기 매니폴드(260)의 혼합기 유입구(261)의 방향이 공기 여과기(210)의 반대방향을 향하는 반면, 인터쿨러(500) 측을 향하도록 변경된 것을 확인할 수 있다.9A, an intake manifold 260 is disposed in parallel with a side wall (second side) of the engine 200, and a direction of a mixer inlet 261 of the intake manifold 260 Is directed toward the side of the intercooler 500 while facing the opposite direction of the air filter 210.

또한, 흡기 매니폴드(260)의 혼합기 유입구(261)로 혼합기가 유입되는 방향이 상측에서 하측을 향하도록 형성된 것을 확인할 수 있다. (도 9의 화살표 참조)Also, it can be confirmed that the direction in which the mixer is introduced into the mixer inlet port 261 of the intake manifold 260 is formed so as to be directed downward from the upper side. (See arrows in Fig. 9)

즉, 종래에는 흡기 매니폴드(260)로 혼합기가 유입되는 방향이 도 8의 (a)를 기준으로 좌측에서 우측으로 수평하게 형성된 반면, 본 발명의 경우, 흡기 매니폴드(260)로 혼합기가 유입되는 방향이 도 9의 (a)를 기준으로 수직 하방을 향하거나, 우측에서 좌측으로 하향 경사지게 형성될 수 있다. That is, conventionally, the direction in which the mixer is introduced into the intake manifold 260 is horizontally arranged from left to right with reference to FIG. 8 (a), whereas in the present invention, the mixer flows into the intake manifold 260 9A may be formed so as to be vertically downward with respect to FIG. 9A or downwardly inclined from the right side to the left side.

상기와 같이 흡기 매니폴드(260)의 배치 구조가 변경될 경우, 인터쿨러(500)와 흡기 매니폴드(260)의 거리가 줄어들 수 있다.The distance between the intercooler 500 and the intake manifold 260 may be reduced when the arrangement of the intake manifold 260 is changed.

또한, 상측에 배치된 인터쿨러(500)에서 하측을 향해 토출된 혼합기를, 상측을 향하도록 형성된 흡기 매니폴드(260)로 유입할 수 있어, 혼합기의 유동이 원활하게 진행되고, 혼합기의 유동 저항이 최소활 될 수 있는 이점이 있다. In addition, the mixer discharged downward from the intercooler 500 disposed on the upper side can be introduced into the intake manifold 260 formed to face upward, so that the flow of the mixer smoothly proceeds, and the flow resistance of the mixer There is an advantage that can be minimized.

또한, 본 발명의 경우, 흡기 매니폴드(260)는 전체적으로 납작한 박스형태를 취하고, 엔진(200)의 측벽(제2면)과 나란하게 배치되어, 엔진모듈의 부피를 줄일 수 있는 이점이 있다. In addition, in the case of the present invention, the intake manifold 260 takes the form of a flat box as a whole, and is disposed in parallel with the side wall (second surface) of the engine 200, thereby reducing the volume of the engine module.

상세히, 도 9의 (b)를 참조하면, 엔진(200)의 측벽(제2면)의 외측으로 돌출되는 흡기 매니폴드(260)의 높이가 종래(도 8 참조) 대비 줄어든 것을 확인할 수 있다. 9 (b), it can be seen that the height of the intake manifold 260 protruding outside the side wall (second surface) of the engine 200 is reduced compared to the conventional one (see FIG. 8).

또한, 공기 여과기(210)의 정화된 공기를 토출하는 방향도 종래와 반대로 형성된다.In addition, the direction of discharging purified air of the air filter 210 is also reversed.

상세히, 종래의 경우, 공기 여과기에서, 정화된 공기를 토출하는 방향이 흡기 매니폴드 측을 향하도록 형성된 반면, 본 발명의 경우, 공기 여과기(210)에서 정화된 공기의 토출방향이 배기 매니폴드 측을 향하도록 형성된다. Specifically, in the conventional air filter, a direction in which purified air is discharged is directed toward the intake manifold side. On the other hand, in the present invention, the discharge direction of the purified air in the air filter 210 is toward the exhaust manifold side As shown in FIG.

이에 따르면, 배기 매니폴드(270)에 인접 배치된 믹서(220)로 공기의 공급이 원활하게 이루어질 수 있다. 또한, 믹서(220) 및 배기 매니폴드(270)에 인접 배치된 과급수단(400)으로 혼합기의 공급 또한 원활하게 이루어질 수 있다. Accordingly, air can be smoothly supplied to the mixer 220 disposed adjacent to the exhaust manifold 270. Also, the supply of the mixer can be smoothly performed by the supercharger 400 disposed adjacent to the mixer 220 and the exhaust manifold 270.

또한, 상기 흡기 매니폴드(260)는, 상기 혼합기 유입구(261)를 통해 하방으로 유입된 혼합기를 수평방향으로 안내하는 메인부(262) 및 상기 메인부(262)와 각각 연통하고, 수평방향으로 안내된 혼합기를 상측으로 안내하여, 엔진(200) 내부로 공급하는 복수의 분기부(263)를 포함할 수 있다. The intake manifold 260 includes a main portion 262 for horizontally guiding the mixer introduced downward through the mixer inlet 261 and a main portion 262 for communicating with the main portion 262 in the horizontal direction And a plurality of branch portions 263 for guiding the guided mixer upward and supplying the guided mixer into the engine 200.

따라서, 흡기 매니폴드(260)의 혼합기 유입구(261)를 통해 하측으로 경사지게 유입된 혼합기는, 메인부(262)를 통과하면서, 수평방향으로 유동하고, 메인부(262)와 연통하는 각각의 분기부(263)로 분기된 후, 분기부(263)을 통과하면서, 상측으로 유동한 뒤, 엔진(200)의 각 실린더 내부로 공급될 수 있다. Therefore, the mixer, which is inclined downwardly through the mixer inlet 261 of the intake manifold 260, flows in the horizontal direction while passing through the main portion 262, And flows into the cylinder of the engine 200 after flowing to the upper side while passing through the branching section 263.

상기와 같이, 흡기 매니폴드(260)의 형상 및 배치 방향이 변경되고, 그에 따라 조절수단(600)의 배치 구조가 변경될 경우, 인터쿨러(500)의 출구측과 흡기 매니폴드(260)의 입구측의 간격이 최소한으로 줄어들 수 있다.When the shape and the arrangement direction of the intake manifold 260 are changed and the arrangement structure of the adjustment means 600 is changed as described above, the outlet side of the intercooler 500 and the inlet side of the intake manifold 260 The spacing between the sides can be minimized.

뿐만 아니라, 인터쿨러(500)와 과급수단(400)의 간격도 최소화 되고, 과급수단(400)과 배기 매니폴드(270) 및 믹서(220)의 간격도 최소화될 수 있다. In addition, the interval between the intercooler 500 and the supercharging unit 400 can be minimized, and the interval between the supercharging unit 400 and the exhaust manifold 270 and the mixer 220 can be minimized.

또한, 인터쿨러(500)의 혼합기 토출방향과, 흡기 매니폴드(260)의 혼합기 유입방향이 서로 동일하거나, 유사하게 형성되어, 혼합기는 유동경로가 최대한 직선으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 혼합기는 유동저항(흡기저항)이 최소화된 상태에서 손실 없이 빠르게 유동할 수 있다. Further, the mixer discharge direction of the intercooler 500 and the mixer inlet direction of the intake manifold 260 may be the same or similar to each other so that the mixer can be formed as straight as possible in the flow path, It is possible to flow quickly without loss in a state where resistance (intake resistance) is minimized.

또한, 혼합기의 유동경로 상에, 유동 경로와 나란한 방향으로 조절수단(600)을 배치하여, 조절수단(600)이 혼합기의 유동에 영향을 주지 않도록 하였다. In addition, on the flow path of the mixer, the adjustment means 600 were arranged in a direction parallel to the flow path so that the adjustment means 600 did not affect the flow of the mixer.

즉, 본 발명의 경우, 과급수단(400) 및 인터쿨러(500)가 엔진모듈에 추가된 경우, 유로의 최적화를 위하여, 공기 여과기(210)의 출구를 배기 매니폴드 측에 형성하였고, 공기 여과기(210)의 출구와, 믹서(220)를 연결하는 배관(215)을 최대한 직선으로 형성하였다. 또한 최대한 수평하게 형성하였다. 또한, 믹서(220)와 과급수단(400)의 간격을 최대한으로 좁히고, 과급수단(400)은 배기 매니폴드(270)에 직접 연결하였다. 그리고, 혼합기의 흐름을 기준으로 과급수단(400)과 조절수단(600) 사이에 배치되는 인터쿨러(500)를 최적의 위치에 배치하였다. 상세히, 배기 매니폴드(270)가 고정된 면과, 흡기 매니폴트(260)가 고정된 면 사이를 연결하는 또 다른 면에 인터쿨러(500)를 배치하였다.That is, in the case of the present invention, when the supercharging means 400 and the intercooler 500 are added to the engine module, the outlet of the air filter 210 is formed on the exhaust manifold side, 210 and the pipe 215 connecting the mixer 220 are formed as straight as possible. And formed as horizontally as possible. The distance between the mixer 220 and the supercharging unit 400 is minimized and the supercharging unit 400 is directly connected to the exhaust manifold 270. The intercooler 500 disposed between the supercharging means 400 and the adjusting means 600 is disposed at an optimal position based on the flow of the mixer. In detail, the intercooler 500 is disposed on the other side connecting the surface on which the exhaust manifold 270 is fixed and the surface on which the intake manifold 260 is fixed.

이때, 흡기 매니폴드(260)의 흡기측과, 배기 매니폴드(270)의 배기측은 모두 인터쿨러(500)가 배치된 면 가까이에 형성된다.At this time, the intake side of the intake manifold 260 and the exhaust side of the exhaust manifold 270 are both formed near the surface where the intercooler 500 is disposed.

또한, 인터쿨러(500)의 출구측과 가장 인접한 부분에 흡기 매니폴드(260)의 입구측을 형성하고, 그에 따라 흡기 매니폴드(260)의 형상 및 배치 방향을 변경하여, 혼합기의 유입 방향을 조건에 맞춰 최적화하였다. 또한 인터쿨러(500)에서 흡기 매니폴드(260)로 유동하는 혼합기의 유로 상에 조절수단(600)을 배치하였다. The inlet side of the intake manifold 260 is formed at the portion closest to the outlet side of the intercooler 500 and the shape and arrangement direction of the intake manifold 260 are thereby changed to set the inlet direction of the mixer to the condition Respectively. Also, the adjusting means 600 is disposed on the flow path of the mixer that flows from the intercooler 500 to the intake manifold 260.

상기한 바에 따르면, 공기 및 혼합기의 유동 경로가, 배기 매니폴드 측에서 흡기 매니폴드 측으로 전체적으로 ‘U’자 형을 그리면서 매끄럽게 형성될 수 있어, 결과적으로 유로의 길이를 최소화하고, 구조적으로 컴팩트해질 수 있으며, 유동저항을 줄일 수 있는 이점이 있다. According to the above description, the flow paths of the air and the mixer can be smoothly formed as a whole by drawing a U-shape from the exhaust manifold side toward the intake manifold side, thereby minimizing the length of the flow path and making it structurally compact And has the advantage of reducing flow resistance.

이하, 다시 도 5 내지 도 7을 참조하여, ‘엔진모듈’을 구성하는 과급수단 및 인터쿨러에 대해서 설명한다. Hereinafter, the supercharging means and the intercooler constituting the 'engine module' will be described with reference to FIG. 5 to FIG.

참고로, 이하의 설명에서, 과급수단(400)이 '터보차저'로 구비된 경우를 일 예로 설명하지만, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 과급수단(400)은 공지의 다양한 방식으로 적용될 수 있음을 밝혀두는 바이다. In the following description, the case where the supercharging means 400 is provided as a 'turbocharger' will be described as an example, but the scope of the present invention is not limited thereto, As shown in FIG.

먼저, 상기 터보차저(400)는, 배기가스를 공급받아 내측에 마련된 터빈(411, 도 4 참조)을 회전시키는 터빈실(410)과, 상기 터빈과 함께 회전하면서, 상기 믹서(220)에서 공급된 혼합기를 압축시키는 압축실(420) 및 상기 터빈실(410)의 회전력을 압축실(420)로 전달하는 회전축을 포함한다. 또한, 상기 압축실(420)에는 상기 회전축과 연결되어 회전하면서, 압축실(420) 내부로 유입된 혼합기를 압축하는 임펠러가 구비될 수 있다. The turbocharger 400 includes a turbine chamber 410 that receives the exhaust gas and rotates the turbine 411 (see FIG. 4) provided inside the turbine chamber 410, And a rotary shaft for transmitting the rotational force of the turbine chamber 410 to the compression chamber 420. In addition, the compression chamber 420 may include an impeller which is connected to the rotation shaft and compresses the mixer introduced into the compression chamber 420 while rotating.

이에 따르면, 상기 배기 매니폴드(270)에서 토출된 배기가스는 곧 바로 터빈실(410)로 유입되어, 터빈을 회전시키고, 그 회전력은 회전축을 통해서, 압축실(420)로 전달된다. 그리고, 믹서(220)에서 공급된 혼합기는 압축실(420) 내부를 경유하면서, 회전축(430)과 연결되어 회전하는 임펠러에 의해 압축된 후, 토출관(401, 도 7참조)을 통해 압축실(420) 외부로 토출된다. Accordingly, the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 270 directly flows into the turbine chamber 410 to rotate the turbine, and the rotational force is transmitted to the compression chamber 420 through the rotation shaft. The mixer supplied from the mixer 220 is compressed by the impeller rotating and connected to the rotating shaft 430 while passing through the inside of the compression chamber 420 and then discharged through the discharge pipe 401 (420).

상기와 같이 압축실(420) 외부로 토출된 압축 혼합기는 밀도 향상을 위해 인터쿨러(500)로 유동한다. As described above, the compression mixer discharged to the outside of the compression chamber 420 flows to the intercooler 500 to improve the density.

일 예로, 상기 인터쿨러(500)는, 외부에서 공급된 냉각수와 상기 압축된 혼합기의 열교환이 진행되는 공간을 제공하고, 양측이 개방된 몸체부(510)와, 상기 몸체부(510)의 개방된 일측에 형성되고, 상기 과급수단(400)의 출구측과 연결되는 유입관(521)이 형성된 유입부(520)와, 상기 몸체부(510)의 타측에 형성되고, 상기 조절수단(600)의 입구측과 연결되는 토출관(531)이 형성된 토출부(530)를 포함할 수 있다. For example, the intercooler 500 may include a body 510, which is open at both sides, and a space for heat exchange between the cooling water supplied from the outside and the compressed mixer, An inlet 520 formed at one side of the main body 510 and formed with an inlet pipe 521 connected to the outlet of the supercharging means 400 and an inlet 520 formed at the other side of the body 510, And a discharge unit 530 having a discharge pipe 531 connected to the inlet side.

이때, 상기 압축실(420)의 토출관(401)은 상기 인터쿨러(500)의 유입관(521)과 직접 연결될 수 있다.At this time, the discharge pipe 401 of the compression chamber 420 may be directly connected to the inlet pipe 521 of the intercooler 500.

다른 예로, 상기 압축실(420)의 토출관(401)과 인터쿨러(500)의 유입관(521)는 굽어진 형상의 제1연결관(810)을 통해서 연결될 수도 있다. Alternatively, the discharge pipe 401 of the compression chamber 420 and the inlet pipe 521 of the intercooler 500 may be connected to each other through the bent first connection pipe 810.

상세히, 상기 인터쿨러(500)는, ‘U'자 또는 'J'자로 절곡된 제1연결관(810)을 통해서 연결될 수도 있다. In detail, the intercooler 500 may be connected through a first connection pipe 810 bent in a U-shape or a J-shape.

한편, 상기 인터쿨러(500)의 토출관(531)은 상기 흡기 매니폴드(260) 측으로 혼합기를 토출하도록 하향 경사진 형태를 취할 수 있으며, 상기 토출관(531)은 상기 조절수단(600)의 유입구(610)와 직접 연결될 수 있다. The discharge pipe 531 of the intercooler 500 may be inclined downwardly to discharge the mixer toward the intake manifold 260. The discharge pipe 531 may be connected to the inlet of the adjusting means 600, (Not shown).

다른 예로, 인터쿨러(500)의 토출관(531)은 상기 조절수단(600)의 유입구(610)는 굽어진 형상의 제2연결관(820)을 통해서 연결될 수 있다. As another example, the discharge pipe 531 of the intercooler 500 may be connected to the inlet 610 of the regulating means 600 through a second connecting pipe 820 having a curved shape.

상세히, 상기 제2연결관(820)은 인터쿨러(500) 측에서 조절수단(600) 측으로 하향 경사지게 형성되며, 'ㄱ'자 형으로 절곡된 형태를 취할 수 있다. In detail, the second connection pipe 820 is formed to be inclined downward from the side of the intercooler 500 toward the regulating means 600, and can be bent into a shape of 'A'.

또 다른 예로, 상기 제2연결관(820)은 직선으로 형성될 수 있다. 이를 위해, 상기 인터쿨러(500)의 토출관(531)과 조절수단(600)의 유입구(610)는 서로 동일한 각도로, 마주보게 형성될 수 있다. As another example, the second connection pipe 820 may be formed in a straight line. To this end, the discharge pipe 531 of the intercooler 500 and the inlet 610 of the adjusting means 600 may be formed facing each other at the same angle.

이 경우, 조절수단(600)으로 유입되는 혼합기의 흡기저항이 최소화될 수 있다.In this case, the intake resistance of the mixer flowing into the regulating means 600 can be minimized.

한편, 상기 조절수단(600)의 토출부(620, 도 7참조)는, 상기 흡기 매니폴드(260)의 혼합기 유입구(261, 도 7참조)와 직접 연결될 수 있다.7) of the regulating unit 600 may be directly connected to the mixer inlet 261 (see FIG. 7) of the intake manifold 260. As shown in FIG.

상기와 같이 조절수단(600)과 흡기 매니폴드(260)가 직접 연결된 경우, 그들을 연결하기 위한 배관이 생략될 수 있어, 구조가 간편해지고, 혼합기의 유동 경로가 짧아질 수 있는 이점이 있다. When the adjusting means 600 and the intake manifold 260 are directly connected as described above, the piping for connecting them can be omitted, which simplifies the structure and can shorten the flow path of the mixer.

한편, 상기 믹서(220)는 상기 인터쿨러(500)에 고정될 수 있다. Meanwhile, the mixer 220 may be fixed to the intercooler 500.

이를 위해, 상기 인터쿨러(500)의 유입부(520)에는 상기 믹서(220)가 체결되는 믹서 체결부(560)가 형성될 수 있다.For this purpose, the inlet 520 of the intercooler 500 may be formed with a mixer coupling part 560 to which the mixer 220 is fastened.

상기 믹서 체결부(560)는 유입부(520)와 단일체로 형성될 수 있으며, 믹서(220)를 통과한 혼합기가 유입된 후, 상기 과급수단(400) 측으로 토출되게 중공의 형상을 구비한다.The mixer coupling part 560 may be formed as a single body with the inlet part 520 and has a hollow shape so as to be discharged to the supercharger 400 after the mixer having passed through the mixer 220 is introduced.

따라서, 상기 믹서(220)에서 토출된 혼합기는 믹서 체결부(560)의 중공(561)을 통과한 뒤, 'ㄷ'자 형태로 절곡된 형상의 제3배관(도 7의 '830')을 통해 과급수단(400)으로 유입될 수 있다. 이에 따르면, 믹서(220)가 엔진(200)에 고정될 수 있음은 물론이고, 믹서(220)의 정렬이 용이하게 진행될 수 있다. Accordingly, the mixer discharged from the mixer 220 passes through the hollow 561 of the mixer coupling part 560, and then passes through the third pipe ('830' in FIG. 7) To the supercharging means (400). According to this, not only the mixer 220 can be fixed to the engine 200, but also the alignment of the mixer 220 can be facilitated.

또한, 상기 엔진모듈은, 외기를 정화시키는 공기 여과기(210)를 더 포함하고, 상기 공기 여과기(210)와 상기 믹서(220)를 연결하는 공기배관(215)은 적어도 일부가 직선으로 형성될 수 있다. The engine module may further include an air filter 210 for purifying the outside air and at least a portion of the air pipe 215 connecting the air filter 210 and the mixer 220 may be formed in a straight line. have.

상기와 같이 공기배관(215)이 직선으로 형성되면, 공기의 유동성이 개선될 수 있다. 즉, 직선구간에서, 공기의 흐름이 원활하게 이루어져, 믹서(220)로의 공기 공급이 용이하게 진행될 수 있다. When the air pipe 215 is formed in a straight line as described above, the fluidity of the air can be improved. That is, in the straight section, the air flows smoothly, and the air supply to the mixer 220 can be facilitated.

뿐만 아니라, 상기 공기배관(215)는 그 일부가 곡선으로 형성될 수도 있다. In addition, a part of the air pipe 215 may be formed as a curved line.

또한, 상기 공기 여과기(210)와 상기 믹서(220)는 서로 동일한 높이에 고정될 수 있다.In addition, the air filter 210 and the mixer 220 may be fixed at the same height.

상기와 같이 공기 여과기(210)와 상기 믹서(220)가 동일한 높이게 고정될 경우, 공기의 흐름이 보다 더 원활하게 이루어져, 믹서(220)로의 공기 공급이 보다 더 용이하게 진행될 수 있다. As described above, when the air filter 210 and the mixer 220 are fixed at the same height, airflow can be smoothly performed, and the air supply to the mixer 220 can be more easily performed.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 공기 여과기(210)와 상기 믹서(220)를 연결하는 공기배관(215)을 수평하면서도 직선으로 형성하여, 믹서(220)의 공기 흡입저항을 최소화할 수 있다. According to the present invention, the air sucking resistance of the mixer 220 can be minimized by forming the air pipe 215 connecting the air filter 210 and the mixer 220 horizontally and linearly.

도 10은 냉각수 펌프가 구비된 엔진모듈의 사시도이다.10 is a perspective view of an engine module provided with a cooling water pump.

도 10을 참조하면, 상기 엔진모듈은, 상기 과급수단(400)을 통과한 배기가스와 냉각수를 열교환시키는 배기가스 열교환기(240)를 더 포함한다. Referring to FIG. 10, the engine module further includes an exhaust gas heat exchanger 240 for exchanging heat between the exhaust gas passing through the supercharging means 400 and the cooling water.

이때, 상기 배기가스 열교환기(240)는 상기 엔진(200)에 직접 고정될 수 있다. 상세히, 상기 배기가스 열교환기(240)는 엔진(200)의 배기 매니폴드(270)에 직접 고정될 수 있다. 이때, 상기 배기가스 열교환기(240)를 배기 매니폴드(270)에 고정하기 위한 클램프 등의 고정수단이 별도로 구비될 수 있다. At this time, the exhaust gas heat exchanger 240 may be fixed directly to the engine 200. In detail, the exhaust gas heat exchanger 240 may be fixed directly to the exhaust manifold 270 of the engine 200. At this time, a fixing means such as a clamp for fixing the exhaust gas heat exchanger 240 to the exhaust manifold 270 may be separately provided.

이에 따르면, 상기 배기 매니폴드(270)에서 토출된 배기가스는, 먼저 과급수단(400)의 터빈실(410)을 통과하면서, 터빈(411)을 회전시키고, 터빈실(410)을 빠져 나온 배기가스는 배기가스 열교환기(240)를 통과하면서, 냉각수와 열교환이 진행될 수 있다. The exhaust gas discharged from the exhaust manifold 270 first flows through the turbine chamber 410 of the supercharging means 400 and rotates the turbine 411 and the exhaust gas discharged from the turbine chamber 410 As the gas passes through the exhaust gas heat exchanger 240, heat exchange with the cooling water can proceed.

배기가스 열교환기(240)를 통과한 배기가스는 방열을 통해 온도가 낮아진 상태이며, 머플러를 통과해 대기로 방출된다. 한편, 배기가스 열교환기(240)를 경유한 냉각수는 흡열을 통해 온도가 향상된 상태이며, 배기 매니폴드(270) 및 방열기를 거쳐 냉각수 탱크로 회수된다.The exhaust gas that has passed through the exhaust gas heat exchanger 240 is in a state in which its temperature is lowered through heat radiation and is discharged to the atmosphere through the muffler. On the other hand, the cooling water passed through the exhaust gas heat exchanger 240 is in a state of improved temperature through heat absorption and is recovered to the cooling water tank through the exhaust manifold 270 and the radiator.

이때도 마찬가지로, 배기가스 열교환기(240)와 과급수단(400)의 터빈실(410)은 별도의 배관 없이 직접 연결될 수 있다. 즉, 터빈실(410)의 제1배출구(미도시)와, 배기가스 열교환기(240)의 배기가스 유입구(241, 도 11참조)는 직접 연결될 수 있다. At this time, the exhaust gas heat exchanger 240 and the turbine chamber 410 of the supercharging unit 400 may be directly connected without any piping. That is, the first outlet (not shown) of the turbine chamber 410 and the exhaust gas inlet 241 (see FIG. 11) of the exhaust gas heat exchanger 240 can be directly connected.

일 예로, 상기 제1배출구(미도시)와 배기가스 유입구(241)는 둘레를 따라 외측으로 연장된 플랜지(413)를 형성하고, 상기 플랜지(413)를 접촉시킨 상태에서, 볼트 등의 체결수단을 통해 체결하여, 상호 연결될 수 있다. For example, the first exhaust port (not shown) and the exhaust gas inlet 241 form a flange 413 extending outward along the circumference. In a state where the flange 413 is in contact with the exhaust port, So that they can be interconnected.

이하, 도 10을 참조하여, 냉각수의 흐름을 상세히 설명한다. Hereinafter, the flow of the cooling water will be described in detail with reference to FIG.

먼저, 냉각수 펌프(300)가 구동되면, 냉각수 탱크에 저장된 냉각수는 배기가스 열교환기(240)를 통과하면서 1차 열교환이 진행되고, 이후, 배기 매니폴드(270)를 통과하면서, 2차 열교환이 진행된다. 상기와 같이 냉각수가 유동하면서, 배기 매니폴드(270) 및 배기가스 열교환기(240)의 배기가스 온도는 낮아질 수 있다. 한편, 배기 매니폴드(270)를 통과하면서 가열된 냉각수는 방열기를 통과하면서, 온도가 낮아진 후, 다시 냉각수 탱크로 회수될 수 있다. First, when the cooling water pump 300 is driven, the cooling water stored in the cooling water tank passes through the exhaust gas heat exchanger 240 and the primary heat exchange proceeds. Thereafter, while passing through the exhaust manifold 270, It proceeds. The temperature of the exhaust gas of the exhaust manifold 270 and the exhaust gas heat exchanger 240 can be lowered as the cooling water flows as described above. On the other hand, the cooling water heated while passing through the exhaust manifold 270 can be recovered to the cooling water tank after the temperature passes through the radiator.

또한, 상기 배기가스 열교환기(240)를 통과한 냉각수 중 일부는 분기되어, 과급수단(400)을 경유하면서, 과급수단(400)을 냉각시킬 수도 있으며, 과급수단(400)을 경유한 냉각수 역시 방열기를 통과하면서, 온도가 낮아진 후, 다시 냉각수 탱크로 회수될 수 있다.In addition, some of the cooling water that has passed through the exhaust gas heat exchanger 240 may be branched to cool the supercharging means 400 while passing through the supercharging means 400, and the cooling water passing through the supercharging means 400 may also be cooled After passing through the radiator, the temperature is lowered and can be returned to the cooling water tank again.

상기 방열기는 상기 실외 열교환기의 일측에 설치될 수 있으며, 상기 방열기의 냉각수는 실외 팬의 구동에 의하여 외기와 열교환 되며, 이 과정에서 냉각될 수 있다.The radiator may be installed on one side of the outdoor heat exchanger, and the cooling water of the radiator may be cooled by the heat exchange with the outside air by driving the outdoor fan.

이하, 다시 도 7을 참조하여, 엔진모듈의 전반적인 동작에 대해 설명한다.The overall operation of the engine module will now be described with reference to FIG.

먼저, 공기 여과기(210)를 통과하면서 정화된 공기 및 제로 가버너(zero governor)를 통과한 연료(LNG)는 믹서(220)에서 혼합된다.First, the purified air passing through the air filter 210 and the fuel (LNG) passing through the zero governor are mixed in the mixer 220.

믹서(220)에서 혼합된 혼합기(공기와 LNG)는 믹서(220)에서 토출된 후, 믹서(220)가 고정된 인터쿨러(500)의 믹서체결부(560)를 통과하고, 절곡된 형상의 제3배관(830)을 거쳐 과급수단(400)으로 유입된다.The mixed mixer (air and LNG) mixed in the mixer 220 is discharged from the mixer 220 and then passes through the mixer coupling part 560 of the intercooler 500 to which the mixer 220 is fixed, 3 pipe 830 and into the supercharging means 400. [

이때, 과급수단(400)은 엔진(200)의 배기 매니폴드(270)에 결합된 상태이고, 과급수단(400)은은 엔진(200)의 배기가스로부터 동력을 제공받아 회전하며, 그 회전력에 의해 과급수단(400)으로 유입된 혼합기는 고온 고압으로 압축된다.At this time, the supercharging means 400 is coupled to the exhaust manifold 270 of the engine 200, the supercharging means 400 is powered by the exhaust gas of the engine 200 and rotates, The mixture introduced into the supercharging means 400 is compressed to high temperature and high pressure.

이후, 과급수단(400)에서 압축된 혼합기는 배출관(401) 및 절곡된 형상의 제1연결관(810)을 통해서, 인터쿨러(500)측으로 유동한다.Thereafter, the mixer compressed by the supercharging means 400 flows to the intercooler 500 side through the discharge pipe 401 and the bent first connection pipe 810.

상세히, 배출관(401)과 연결된 제1연결관(810), 및 제1연결관(810)과 연결된 유입관(521)을 통해서, 압축된 혼합기가 유입되고, 유입부(520)를 거쳐 몸체부(510)로 유입된 혼합기는 몸체부(510)를 경유하는 냉각수와 열교환하면서, 냉각되면서 그 밀도가 향상된다.The compressed mixture is introduced through the first connection pipe 810 connected to the discharge pipe 401 and the inflow pipe 521 connected to the first connection pipe 810, The mixture introduced into the mixing chamber 510 is cooled while its heat is being exchanged with the cooling water passing through the body 510, and the density thereof is improved.

이후, 밀도가 높아진 혼합기는 토출부(530) 및 토출관(531)을 통해서, 인터쿨러(500) 밖으로 배출되고, 토출관(531)과 연결된 제2연결관(820)을 통해, 조절수단(600)으로 유입된다.Thereafter, the mixer having the increased density is discharged to the outside of the intercooler 500 through the discharge portion 530 and the discharge pipe 531, and is discharged through the second connection pipe 820 connected to the discharge pipe 531, ).

조절수단(600)에서는 인터쿨러(500)에서 유입된 혼합기의 양을 조절하여, 엔진(200) 배출하고, 엔진(200)의 흡기 매니폴드(260)를 통해서, 조절된 양의 혼합기가 유입된다.In the adjusting means 600, the amount of the mixer introduced from the intercooler 500 is adjusted, the engine 200 is discharged, and the adjusted amount of the mixer is introduced through the intake manifold 260 of the engine 200.

이때, 조절수단(600)의 출구와 흡기 매니폴드(260)의 입구가 직접 연결되면서, 조절수단(600)이 흡기 매니폴드(260)에 고정될 수 있어, 그 구조가 컴팩트해지면서, 흡기 저항이 줄어들 수 있는 이점도 있다.At this time, the adjusting means 600 can be fixed to the intake manifold 260 while the outlet of the adjusting means 600 is directly connected to the inlet of the intake manifold 260, so that the structure becomes compact, There is also an advantage that this can be reduced.

또한, 혼합기가 유동하는 유로의 형상이 복잡해지더라도, 혼합기가 유동하는 유로의 길이를 최소한으로 줄이고, 인터쿨러(500)의 혼합기 토출방향과 흡기 매니폴드(260) 및 조절수단(600)의 혼합기 유입방향이 매끄럽게 이어지도록 설계가 이루어져, 혼합기의 유동저항을 최소화할 수 있는 이점도 있다.In addition, even if the shape of the flow path through which the mixer flows becomes complicated, the length of the flow path through which the mixer flows can be minimized and the length of the flow path of the mixer of the intake manifold 260 and the control means 600, So that the flow resistance of the mixer can be minimized.

한편, 상기와 같이 흡기 매니폴드(260)를 거쳐 엔진(200) 내부로 혼합기가 유입되면, 엔진(200) 내부에서는 연소가 진행되고, 압축기의 구동을 위한 동력이 생성된다.Meanwhile, when the mixer flows into the engine 200 through the intake manifold 260 as described above, the combustion progresses inside the engine 200, and power for driving the compressor is generated.

한편, 연소과정에서 발생한 배기가스는 배기 매니폴드(270)를 통해서, 엔진(200)의 외부로 배출된다.Meanwhile, the exhaust gas generated in the combustion process is discharged to the outside of the engine 200 through the exhaust manifold 270.

상기 배기 매니폴트(270)에는 과급수단(400)이 연결되고, 배기 매니폴드(270)에서 토출된 배기가스는 과급수단(400)으로 공급되며, 과급수단(400)의 터빈을 회전시킨다. 이에 따라 과급수단(400)은 믹서(220) 측에서 유입된 혼합기를 압축시킬 수 있다.The supercharging means 400 is connected to the exhaust manifold 270 and the exhaust gas discharged from the exhaust manifold 270 is supplied to the supercharging means 400 to rotate the turbine of the supercharging means 400. Accordingly, the supercharger 400 can compress the mixer introduced from the mixer 220 side.

한편, 과급수단(400)을 통과한 배기가스는 배기가스 열교환기(240)를 통과하면서, 냉각수 펌프(300)에서 제공된 냉각수와 열교환이 진행된다. 상기와 같이 열교환이 진행된 배기가스는 배기가스 열교환기(240)의 출구측에 제공되어 배기가스의 소음을 저감하기 위한 머플러(muffler,250)를 통과한 뒤, 외부로 배출된다.On the other hand, the exhaust gas that has passed through the supercharging unit 400 passes through the exhaust gas heat exchanger 240, and heat exchange with the cooling water provided by the cooling water pump 300 proceeds. The exhaust gas having undergone the heat exchange as described above is supplied to the outlet side of the exhaust gas heat exchanger 240 and passes through a muffler 250 for reducing the noise of the exhaust gas and is then discharged to the outside.

한편, 냉각수 펌프(300)에서 송출된 후, 배기가스 열교환기(240)에서 열교환이 진행된 냉각수는 별도의 배관을 통해서, 배기 매니폴드(270)로 공급되고, 배기 매니폴드(270)를 통과한 냉각수는 엔진(200)의 외부로 빠져나온 후, 방열기를 거쳐 냉각수 펌프(300)와 연결된 냉각수 탱크로 회수된다. On the other hand, the cooling water having been heat-exchanged in the exhaust gas heat exchanger 240 after being sent out from the cooling water pump 300 is supplied to the exhaust manifold 270 through a separate pipe and passes through the exhaust manifold 270 After the cooling water exits the engine 200, the cooling water is recovered to the cooling water tank connected to the cooling water pump 300 through the radiator.

또한, 냉각수 펌프(300)에서 송출된 후, 배기가스 열교환기(240)에서 열교환이 진행된 냉각수 중 일부는, 배기 매니폴드(270)로 유동하기 전, 별도의 연결관(350)을 통해서 분지되어 과급수단(400)으로 공급될 수 있으며, 과급수단(400)을 경유하면서, 열교환이 이루어진 냉각수는 배기 매니폴드(270) 및 방열기를 경유한 뒤, 냉각수 펌프(300)와 연결된 냉각수 탱크로 회수될 수 있다. Part of the cooling water that has been heat-exchanged in the exhaust gas heat exchanger 240 after being discharged from the cooling water pump 300 is branched through a separate connection pipe 350 before flowing into the exhaust manifold 270 The cooling water having undergone the heat exchange while passing through the supercharging means 400 passes through the exhaust manifold 270 and the radiator and is then recovered to the cooling water tank connected to the cooling water pump 300 .

상기와 같은 본 발명에 따르면, 과급수단(400), 인터쿨러(500), 조절수단(600) 등의 부품들을 엔진(200)과 분리된 별도의 구조물이 아닌 엔진(200) 자체에 고정하여, 각 부품들을 고정하기 위한 구조물을 생략할 수 있는 이점도 있다.The components such as the supercharging unit 400, the intercooler 500 and the adjusting unit 600 are fixed to the engine 200 itself not in a separate structure separate from the engine 200, There is also an advantage in that the structure for fixing the parts can be omitted.

또한, 각각의 부품들이 엔진(200)에 고정됨에 따라 조절수단(600)과 흡기 매니폴드(260), 과급수단(400)과 배기 매니폴드(270), 인터쿨러(5600)와 과급수단(400) 및 조절수단(600)의 간격이 줄어들어 전체 배관의 길이를 줄일 수 있고, 배관이 차지하는 면적을 줄일 수 있는 이점도 있다.As the components are fixed to the engine 200, the control means 600 and the intake manifold 260, the supercharging means 400 and the exhaust manifold 270, the intercooler 5600 and the supercharging means 400, The length of the entire piping can be reduced, and the area occupied by the piping can be reduced.

또한, 과급수단(400), 인터쿨러(500), 조절수단(600) 등의 부품들이 엔진(200)에 고정됨에 따라 엔진(200) 구동 시, 과급수단(400), 인터쿨러(500), 조절수단(600) 등의 부품들과 엔진(200)이 서로 반대 방향으로 움직이는 상대진동 현상을 방지할 수 있어, 배관 및 연결부위에 가해지는 진동을 줄일 수 있으며, 배관 및 각종 연결부 등이 진동에 의해 헐거워지거나 파손되는 등의 현상을 방지할 수 있어 내구성을 높이고 안전사고를 예방할 수 있는 이점도 있다.The components such as the supercharging unit 400, the intercooler 500 and the adjusting unit 600 are fixed to the engine 200 so that the supercharger 400, the intercooler 500, It is possible to prevent the relative vibration phenomenon in which components such as the compressor 600 and the engine 200 move in mutually opposite directions, thereby reducing the vibration applied to the piping and the connecting portion, and the piping and various connecting portions are loosened It is possible to prevent a phenomenon such as breakage or damage, thereby enhancing durability and preventing safety accidents.

10 : 가스 히트펌프 시스템 110 : 압축기
120 : 실외 열교환기 140 : 실내 열교환기
150 : 보조 열교환기 200 : 엔진
240 : 배기가스 열교환기 260 : 흡기 매니폴드
300 : 냉각수펌프 400 : 과급수단
500 : 인터쿨러 600 : 조절수단
10: Gas heat pump system 110: Compressor
120: outdoor heat exchanger 140: indoor heat exchanger
150: auxiliary heat exchanger 200: engine
240: Exhaust gas heat exchanger 260: Intake manifold
300: coolant pump 400: supercharging means
500: intercooler 600: adjusting means

Claims (15)

압축기, 실외 열교환기, 팽창장치, 실내 열교환기 및 냉매배관을 포함하는 공기조화 모듈; 및
연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소하여, 상기 압축기의 운전을 위한 동력을 제공하는 엔진을 포함하는 엔진모듈을 포함하고,
상기 엔진모듈은,
상기 공기와 연료를 혼합하여 배출하는 믹서;
상기 믹서에서 배출된 혼합기를 공급받아 압축시킨 후, 배출하는 과급수단;
상기 과급수단에서 압축된 혼합기를 공급받아, 열교환 방식으로 냉각시켜, 그 밀도를 향상시킨 후, 배출하는 인터쿨러;
상기 인터쿨러에서 배출된 혼합기를 공급받아 그 양을 조절한 후, 상기 엔진으로 공급하는 조절수단;
상기 조절수단에서 공급된 혼합기를 유입하는 흡기 매니폴드; 및
외기를 정화시키는 공기 여과기를 포함하되,
상기 흡기 매니폴드의 제1혼합기 유입구와 상기 조절수단의 제1혼합기 토출구는 직접 연결되고,
상기 공기 여과기와 상기 믹서를 연결하는 공기배관은 적어도 일부가 직선으로 형성되며, 상기 공기 여과기와 상기 믹서는 서로 동일한 높이에 고정된 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
An air conditioning module including a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, an indoor heat exchanger, and a refrigerant pipe; And
And an engine for combusting a mixture of fuel and air to provide power for operation of the compressor,
The engine module includes:
A mixer for mixing and discharging the air and the fuel;
A supercharging unit that receives the compressed air discharged from the mixer, compresses the compressed air, and discharges the compressed air;
An intercooler supplied with the compressed air from the supercharging means, cooled by a heat exchange system to increase its density, and then discharged;
Adjusting means for adjusting the amount of the mixed air discharged from the intercooler and supplying the mixed air to the engine;
An intake manifold for introducing the mixer supplied from the regulating means; And
An air filter for purifying the outside air,
The first mixer inlet of the intake manifold and the first mixer outlet of the controller are directly connected,
Wherein at least a part of the air pipe connecting the air filter and the mixer is formed in a straight line, and the air filter and the mixer are fixed to the same height.
제1항에 있어서,
상기 과급수단은, 상기 엔진의 제1면에 형성된 배기 매니폴드에 인접해서 형성되고,
상기 조절수단은, 상기 제1면의 맞은편인 엔진의 제2면에 형성된 흡기 매니폴드에 인접해서 형성되며,
상기 인터쿨러는, 상기 제1면 및 제2면과 교차되는 방향의 제3면에 고정된 것을 특징으로 가스 히트펌프 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the supercharging means is formed adjacent to an exhaust manifold formed on a first surface of the engine,
Wherein the adjusting means is formed adjacent to an intake manifold formed on the second surface of the engine opposite the first surface,
Wherein the intercooler is fixed to a third surface in a direction intersecting the first surface and the second surface.
제2항에 있어서,
상기 인터쿨러는,
상기 과급수단 또는 상기 조절수단보다 상측에 배치된 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
3. The method of claim 2,
In the intercooler,
Wherein the gas heat pump system is disposed above the supercharging means or the regulating means.
제 3항에 있어서,
상기 인터쿨러는 상기 흡기 매니폴드 측으로 혼합기를 토출하도록 하향 경사진 형태의 토출관이 형성된 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the intercooler has a downwardly sloping discharge pipe for discharging the mixer toward the intake manifold.
제 4항에 있어서,
상기 토출관과 상기 조절수단의 제2 혼합기 유입구 사이에는, 상측에서 하측으로 혼합기의 유동을 안내하는 절곡된 형태의 연결용 배관이 구비된 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein a connection pipe for connecting the discharge pipe and the second mixer inlet of the regulating means is provided for guiding the flow of the mixer from the upper side to the lower side.
제 5항에 있어서,
상기 조절수단의 혼합기 토출구는 하측을 향하도록 형성되고, 상기 흡기 매니폴드의 혼합기 유입구는 상측을 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the mixer discharge port of the adjusting means is formed to face downward, and the mixer inlet of the intake manifold is formed to face upward.
제 6항에 있어서,
상기 흡기 매니폴드는,
상기 혼합기 유입구를 하방으로 유입된 혼합기를 수평방향으로 안내하는 메인부;
상기 메인부와 각각 연통하고, 수평방향으로 안내된 혼합기를 수직 상방으로 안내하여, 엔진으로 공급하는 복수의 분기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
The method according to claim 6,
The intake manifold includes:
A main part for horizontally guiding the mixer introduced downward from the mixer inlet;
And a plurality of branch portions communicating with the main portion and guiding the mixer guided in the horizontal direction vertically upward to supply the mixture to the engine.
제 7항에 있어서,
상기 흡기 매니폴드는, 상기 엔진의 제2면과 나란하도록 세워지게 배치된 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the intake manifold is disposed so as to stand upright in parallel with the second surface of the engine.
제 1항에 있어서,
상기 엔진모듈은, 상기 과급수단을 통과한 배기가스와 냉각수를 열교환시키는 배기가스 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the engine module further comprises an exhaust gas heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas passing through the supercharging means and the cooling water.
제 1항에 있어서,
상기 믹서는 상기 인터쿨러에 고정된 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the mixer is fixed to the intercooler.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 과급수단은,
상기 엔진의 배기가스에 의해 구동하는 터보차저로 구비된 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the supercharging means comprises:
And a turbocharger driven by the exhaust gas of the engine.
제 1항에 있어서,
상기 연료는 가정용 LNG 또는 LPG인 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein said fuel is domestic LNG or LPG.
제 1항에 있어서,
상기 엔진을 냉각하기 위한 냉각수의 유동을 생성하는 냉각수 펌프 및 상기 냉각수 펌프에 연결되며, 냉각수의 유동을 가이드하는 냉각수배관을 포함하는 냉각 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 히트펌프 시스템.
The method according to claim 1,
A cooling water pump for generating a flow of cooling water for cooling the engine, and a cooling module connected to the cooling water pump and including a cooling water pipe for guiding the flow of the cooling water.
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