KR102004270B1 - 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진; 상기 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 생성하는 발전기; 상기 엔진의 일측에 배치되어, 상기 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도를 낮추도록 형성된 인터쿨러; 일부가 상기 인터쿨러를 통과하도록 배치되며, 혼합기와 열교환하는 냉각수가 유동하도록 형성된 인터쿨러 방열기; 상기 인터쿨러와 상기 엔진 사이에 배치되어, 상기 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도를 감지하는 온도센서; 및 상기 온도 센서로부터 전달받은 혼합기의 온도에 기초하여 상기 인터쿨러 방열기의 누수를 판단하는 제어부를 포함하는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

엔진 발전 시스템 및 그 제어방법{Engine generation system and method for coontrolling the same}
본 발명은 엔진으로 공급되는 혼합기의 온도를 낮추기 위한 수냉식 인터쿨러를 구비하는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
엔진 발전 시스템은 가스 연료로 엔진을 작동하여 발전기에서 전력을 생산하고, 엔진 등에서 발생하는 열을 온수 등으로 변환하여 그 수요처에 공급하는 시스템을 말한다.
상기 엔진에는 연료와 공기의 혼합기가 공급될 수 있으며, 상기 혼합기의 밀도가 높을수록 엔진의 연소 효율이 증대될 수 있다.
상기 혼합기의 온도가 낮을수록 혼합기의 밀도가 높아질 수 있다. 따라서, 상기 엔진에 혼합기가 유입되기 전에 상기 혼합기의 온도를 낮추기 위한 인터쿨러가 상기 엔진의 일측에 배치될 수 있다.
상기 인터쿨러에서 혼합기와 냉각수 사이의 열교환을 통해, 상기 혼합기의 온도가 낮아질 수 있다. 냉각수는 상기 인터쿨러를 통과하는 인터쿨러 방열기를 순환할 수 있다.
상기 인터쿨러 방열기에서 냉각수의 누수가 발생되면, 엔진의 연소 효율이 감소될 수 있다.
한편, 종래의 엔진 발전 시스템은 인터쿨러 방열기에서 발생된 냉각수의 누수를 판단하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 냉각수의 누수가 의심되는 경우라도, 인터쿨러 방열기는 길게 연장된 냉각수 유로로 형성되기 때문에 냉각수의 누수가 어느 부분에서 발생되었는지 판단하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 인터쿨러 방열기의 누수를 용이하고 정확하게 판단할 수 있는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 인터쿨러 방열기에서 누수가 발생된 영역을 보다 구체적으로 특정할 수 있는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 인터쿨러 방열기에서 누수가 발생된 경우 표시부를 통해 사용자가 용이하게 인식할 수 있도록 하는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 엔진; 상기 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 생성하는 발전기; 상기 엔진의 일측에 배치되어, 상기 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도를 낮추도록 형성된 인터쿨러; 일부가 상기 인터쿨러를 통과하도록 배치되며, 혼합기와 열교환하는 냉각수가 유동하도록 형성된 인터쿨러 방열기; 상기 인터쿨러와 상기 엔진 사이에 배치되어, 상기 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도를 감지하는 온도센서; 및 상기 온도 센서로부터 전달받은 혼합기의 온도에 기초하여 상기 인터쿨러 방열기의 누수를 판단하는 제어부를 포함하는 엔진 발전 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 인터쿨러를 경유하여 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도만으로 인터쿨러 방열기의 냉각수 누수 여부를 용이하게 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어나면, 인터쿨러 방열기에서 냉각수 누수가 발생된 것으로 판단하고, 상기 엔진의 구동을 정지시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는 상기 엔진의 구동이 시작된 후에 상기 온도센서로부터 상기 혼합기의 온도 정보를 전달받아서, 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어났는지 여부를 판단할 수 있다.
이때, 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어나 있으면, 상기 제어부는 냉각수 누수에 의한 엔진의 연소 효율 저하 및 엔진의 손상을 방지하기 위해 엔진의 구동을 정지시킬 수 있다.
엔진 발전 시스템은 상기 제어부에 의해 제어되는 표시부를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제어부는 상기 엔진의 구동을 정지시키기 전 또는 상기 엔진의 구동을 정지시킨 후에 상기 표시부에 에러 메시지를 표시할 수 있다.
즉, 상기 제어부는 냉각수의 누수가 발생된 것으로 판단되면, 엔진의 구동을 정지시키고 상기 표시부에 에러 메시지가 표시되도록 상기 표시부를 제어할 수 있다. 이때, 상기 에러 메시지는 인터쿨러 방열기를 순환하는 냉각수 누수의 정보를 포함할 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 표시부에 표시되는 에러 메시지를 통해 냉각수의 누수 발생을 용이하게 파악할 수 있다.
상기 인터쿨러 방열기는 상기 인터쿨러 내측에 배치되는 제1냉각수유로 및 상기 인터쿨러 외측에 배치되는 제2냉각수유로를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위 미만인 경우, 상기 제1냉각수유로에 누수가 발생된 것으로 판단할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 표시부에 제1냉각수유로 누수의 메시지가 표시되도록 상기 표시부를 제어할 수 있다.
따라서, 사용자는 인터쿨러 방열기에서 냉각수의 누수가 발생된 지점이 제1냉각수유로라는 것을 용이하게 파악할 수 있으며, 신속한 유지보수가 가능해진다.
또한, 상기 제어부는 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 초과한 경우, 상기 제2냉각수유로에 누수가 발생된 것으로 판단할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 표시부에 제2냉각수유로 누수의 메시지가 표시되도록 상기 표시부를 제어할 수 있다.
따라서, 사용자는 인터쿨러 방열기에서 냉각수의 누수가 발생된 지점이 제2냉각수유로라는 것을 용이하게 파악할 수 있으며, 신속한 유지보수가 가능해진다.
엔진 발전 시스템은 상기 제어부에 전기적으로 연결되며, 상기 설정 온도범위를 테이블의 형태로 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 설정 온도범위는 외기 온도 및 엔진 회전수에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 제어부는 엔진이 구동되는 동안에, 상기 온도센서로부터 혼합기의 온도를 계속적으로 전달받을 수 있으며, 상기 혼합기의 온도를 상기 메모리에 저장된 설정 온도범위와 비교할 수 있다.
한편, 본 발명은 엔진, 상기 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 생성하는 발전기, 상기 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도를 낮추도록 형성된 인터쿨러, 혼합기와 열교환하는 냉각수가 유동하도록 형성된 인터쿨러 방열기, 상기 엔진의 혼합기 유입구 측에 배치된 온도센서를 포함하는 엔진 발전 시스템의 제어방법으로서, 엔진의 구동 및 발전기의 구동이 시작되는 운전개시단계; 상기 온도센서에 의해 상기 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도가 감지되는 온도감지단계; 및 상기 혼합기의 온도에 기초하여 상기 인터쿨러 방열기의 냉각수 누수 여부가 판단되는 누수판단단계를 포함하는 엔진 발전 시스템의 제어방법을 제공할 수 있다.
상기 누수판단단계에서는 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어난 경우 상기 인터쿨러 방열기에서 냉각수의 누수가 발생된 것으로 판단될 수 있다.
상기 인터쿨러 방열기에 냉각수의 누수가 발생된 것으로 판단되면, 엔진의 구동을 정지시키는 구동정지단계를 더 포함할 수 있다.
엔진 발전 시스템의 제어방법은 상기 구동정지단계 이전 또는 이후에, 표시부에 에러 메시지가 표시되는 알람단계를 더 포함할 수 있다.
상기 누수판단단계에서는 혼합기의 온도가 설정 온도범위 미만이면 상기 인터쿨러 내측에서 상기 인터쿨러 방열기의 냉각수가 누수된 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 알람단계에서 상기 표시부에 인터쿨러 내측의 누수와 관련된 정보가 에러 메시지로서 표시될 수 있다.
상기 누수판단단계에서는 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 초과하면 상기 인터쿨러 외측에서 상기 인터쿨러 방열기의 냉각수가 누수된 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 알람단계에서 상기 표시부에 인터쿨러 외측의 누수와 관련된 정보가 에러 메시지로서 표시될 수 있다.
본 발명에 따르면, 인터쿨러 방열기의 누수를 용이하고 정확하게 판단할 수 있는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 인터쿨러 방열기에서 누수가 발생된 영역을 보다 구체적으로 특정할 수 있는 엔진 발전 시스템 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 인터쿨러 방열기에서 누수가 발생된 경우 표시부를 통해 사용자가 용이하게 인식하도록 할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 엔진 발전 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 엔진 발전 시스템의 작동 원리를 나타내는 도면이다.
도 3은 엔진 발전 시스템에 구비되는 엔진의 연료 공급 경로를 나타내는 도면이다.
도 4는 인터쿨러 방열기에서 냉각수의 누수가 발생되지 않은 정상 상태에서의 엔진 RPM과 혼합기 온도 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 인터쿨러 방열기에서 냉각수의 누수가 발생된 경우의 엔진 RPM과 혼합기 온도 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수공급장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 엔진 발전 시스템을 개략적으로 나타내는 개념도이다.
엔진 발전 시스템(100)은 가스 연료로 엔진을 작동하여 발전기에서 전력을 생산하고, 엔진 등에서 발생하는 열을 온수 등으로 변환하여 그 수요처에 공급하도록 형성될 수 있다.
상기 엔진 발전 시스템(100)에는 공기조화장치가 연결될 수 있으며, 상기 공기조화장치에 전력, 열 및 온수 중 적어도 하나를 공급할 수 있다.
가스 연료는 제로 가버너(zero governor; 12)에 의해 입구 입력의 형태나 유량 변화에 상관없이 항상 일정한 출구 압력을 유지하면서 공급될 수 있다. 제로 가버너(12)는 넓은 범위에 걸쳐 안정된 출구 압력을 얻을 수 있으며, 엔진에 공급하는 가스 연료의 압력을 대기압 형태로 거의 일정하게 조절해 주는 기능을 가진다. 또한, 제로 가버너(12)는 2개의 솔레노이드밸브를 구비하여 공급되는 연료를 차단할 수 있다.
공기는 에어 클리너(air cleaner; 14)를 거쳐 깨끗한 공기로 여과되어 엔진을 향해 공급될 수 있다. 이러한 에어 클리너(14)는 필터를 구비할 수 있으며, 엔진에 공급되는 외부 공기에 먼지, 미스트 형태의 수분 및 유분이 혼입되는 것을 차단할 수 있다.
가스 연료와 공기는 믹서(mixer; 16)에 의해 공기와 연료의 혼합비가 일정한 혼합기로 되어 엔진에 공급될 수 있다. 믹서(16)의 입구측에는 연료밸브(13)가 구비되고, 상기 연료밸브(13)의 개도 조절을 통하여 공기와 혼합되는 가스 연료의 공급량이 조절될 수 있다.
터보차저(turbo charger; 20)는 혼합기를 고온 고압 상태로 압축할 수 있다. 터보차저(20)는 배기가스의 힘으로 터빈을 회전시키고 그 회전력으로 흡기를 압축시켜 엔진의 실린더로 보내어 출력을 높이는 장치이다.
터보차저(20)는 터보(turbine)와 슈퍼차저(super charger; 과급기)를 합성한 용어로서, 터빈과 여기에 직결된 공기압축기로 구성되어 배기가스의 에너지로 터빈 휠(turbine wheel)을 회전시키고 공기압축기에 의해 흡입된 공기를 압축하여 실린더로 보낼 수 있다.
이러한 터보차저(20)는 블레이드가 설치된 터빈 휠과 공기압축기의 임펠러를 하나의 축에 연결하고 각각 하우징으로 둘러싼 구조를 가지며, 엔진의 배기 매니폴드 근처에 배치될 수 있다.
혼합기는 터보차저(20)에 의해 압축되어 온도가 상승하기 때문에, 인터쿨러(intercooler; 25)를 통해 냉각된 후에 흡기 매니폴드(32)를 통해 엔진(30)으로 유입될 수 있다. 인터쿨러(25)는 혼합기를 냉각시켜 밀도를 크게 함으로써 엔진으로 유입되는 혼합기의 절대량을 늘려 엔진출력을 향상시킬 수 있다.
인터쿨러(25)는 혼합기를 공기로 냉각하는 공랭식 열교환기 또는 물로 냉각하는 수냉식 열교환 경로를 구성될 수 있다. 수냉식 인터쿨러는 냉각수를 매질로 사용할 수 있고, 별도의 열교환기 및 펌프를 구비하여 압축된 혼합기로부터 얻은 열량을 외부에 버리게 된다.
인터쿨러 방열기(200)는 인터쿨러(25)에서 혼합기와 열교환하는 냉각수를 유동시키도록 형성될 수 있다. 이러한 인터쿨러 방열기(200)에 대해서는 이하 다른 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
인터쿨러(25)와 흡기 매니폴드(32) 사이에는, 엔진(30)에 유입되는 혼합기량을 조절하기 위해 스로틀 밸브(38)가 마련될 수 있다. 스로틀 밸브는 전자 스로틀 밸브(electronic throttle control valve; ETC 밸브)가 사용되는 것이 일반적이다.
또한, 엔진의 제어와 관련된 각종 제어 변수들은 제어부(31)를 통해 제어될 수 있다. 상기 제어부(31)는 엔진 제어 유닛(engine control unit, ECU)으로 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 스로틀 밸브(38)는 상기 제어부(31)에 의하여 제어될 수 있다.
엔진(30)은 흡기 매니폴드(32)를 통해 유입된 혼합기를 흡입, 압축, 폭발, 배기시키는 4 행정을 통해 작동하는 내연기관이다.
엔진(30)이 작동함에 따라 발생하는 배기가스는 배기 매니폴드(34)를 통해 배출되며, 이때 터보차저(20)의 임펠러를 회전시킨다.
엔진(30)은 발전기(40)를 회전시켜 교류 전력을 생성하도록 할 수 있다. 이를 위해, 엔진(30)의 회전축 일단에 마련된 풀리(36)와 발전기(40)의 회전축 일단에 마련된 풀리(46) 사이에 벨트가 연결될 수 있다.
이러한 엔진(30)의 풀리(36)와 발전기(40)의 풀리(46)는 그 회전수 비가 대략 1:3이 되도록 마련될 수 있다.
발전기(40)에서 생산되는 전력은 전력 변환 장치(90)에서 전류, 전압, 주파수 등이 변환된 상용 전력으로 변환되어 건물 또는 공기 조화 장치와 같은 전력수요처에 공급될 수 있다.
한편, 엔진(30)은 가스 연소에 의해 작동시 상당한 열이 발생하므로 냉각수를 순환시키면서 열교환시켜 엔진에서 발생하는 고온의 열을 흡수하도록 한다.
자동차에서는 냉각수 순환 유로에 라디에이터를 설치하여 엔진의 폐열을 모두 버리도록 구성되지만, 엔진 발전 시스템(100)에서는 엔진에서 발생하는 열을 흡수하여 온수를 만들어 이용할 수 있다.
이를 위해, 냉각수 순환 유로에는 온수 열교환기(50)가 마련되어 냉각수와 별도로 공급되는 물 사이에 열교환 함으로써 물이 고온의 냉각수로부터 열을 전달받도록 할 수 있다.
온수 열교환기(50)에 의해 생성되는 온수는 온수 저장조(51)에 저장되었다가 건물 등의 온수 수요처에 공급될 수 있다.
온수 수요처에서 온수를 사용하지 않는 경우에는 온수 열교환기(50)로 물이 공급되지 않아 냉각수 온도가 상승하게 되는데, 이를 방지하기 위해 별도의 엔진 방열기(70)를 설치하여 필요없는 냉각수의 열량을 실외로 버릴 수 있다.
엔진 방열기(70)는 고온의 냉각수가 다수의 핀(fin)에 의해 공기와 열교환함으로써 방열하는 것으로서, 방열 촉진을 위해 엔진 방열팬(72)이 구비될 수 있다.
엔진(30)에서 나오는 냉각수 유로는 상기 온수 열교환기(50)와 엔진 방열기(70)로 분기되고, 그 분기되는 지점에 삼방밸브(53)를 설치하여 냉각수의 유동 방향을 상황에 따라 제어할 수 있다. 삼방밸브(53)에 의해 냉각수를 온수열교환기(50)로만 보내거나 엔진 방열기(70)로만 보내거나, 상황에 따라 온수 열교환기(50)와 엔진 방열기(70)로 소정 비율로 나누어 보낼 수 있다.
삼방밸브(53)를 통과하여 엔진 방열기(70)에서 방열된 냉각수는 삼방밸브(53)를 통과하여 온수 열교환기(50)를 통과한 냉각수와 합쳐져서 엔진(30)으로 유입될 수 있다.
그리고, 냉각수 순환 유로에는 엔진 냉각수 펌프(55)가 설치되어 냉각수의 유동 속도를 조절할 수 있다. 엔진 냉각수 펌프(55)는 냉각수 순환 유로에서 온수 열교환기(50) 및 엔진 방열기(70)의 하류와 엔진(30)의 상류에 설치될 수 있다.
한편, 엔진(30)의 배기 매니폴드(34)를 통해서 나오는 배기가스는 상기한 터보차저(20)를 작동시키기도 하지만, 배기가스의 폐열을 회수하기 위해 배기가스 열교환기(60)를 구비할 수 있다.
배기가스 열교환기(60)는 냉각수 순환 유로에서 엔진 냉각수 펌프(55)와 엔진(30)의 상류 사이에 설치되고, 터보차저(20)를 통해 배출되는 배기가스와 냉각수 사이에 열교환되도록 구성될 수 있다. 배기가스 열교환기(60)를 통해 배기가스의 폐열을 회수할 수 있다.
배기가스 열교환기(60)를 통과하면서 냉각수가 어느 정도 가열되어 미지근한 상태로 엔진(30)으로 유입되지만, 그 냉각수도 엔진(30)을 충분히 냉각시킬 수 있다.
배기가스 열교환기(60)를 통과하면서 방열된 배기가스는 머플러(80)를 통과하게 되고, 머플러(80)에 의해 엔진의 배기 측 소음이 저감될 수 있다.
머플러(80)를 통과한 배기가스는 드레인 필터(85)를 통과한 후 외부로 배출될 수 있다. 드레인 필터(85)는 머플러(80)와 배기가스 라인 등에서 생성되는 응축수를 정화하기 위해 내부에 정화석을 내장하고 있어서, 산성의 응축수를 정화하고 중화시켜 외부로 배출할 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 엔진 발전 시스템의 작동 원리에 대하여 설명한다.
도 2는 엔진 발전 시스템의 작동 원리를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 엔진 발전 시스템은, 발전기(40)를 구동하기 위한 구동력을 공급하는 엔진(30) 및 엔진을 제어하는 제어부(31)를 포함할 수 있다. 상기 발전기(40)에는 발전기(40)의 구동에 의하여 생성되는 전력을 변환하고 발전량을 제어하기 위한 전력 변환 장치(power conversion system; 90)가 연결될 수 있다.
전력 변환 장치(90)는 발전기(40)에서 생성된 교류 전력을 직류로 변환하는 컨버터(91), 컨버터(91)에서 변환된 직류 전력을 교류로 변환하는 인버터(92) 및 컨버터(91)와 인버터(92) 사이에 위치하는 DC 링크 캐패시터(C)를 포함할 수 있다.
컨버터(91)는 발전기(40)에서 생산되는 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있다.
인버터(92)는 복수 개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 컨버터(91)에서 공급되는 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여 출력할 수 있다.
DC 링크 캐패시터(C)에는 발전기(40)에서 생산되어 컨버터(91)를 통하여 공급되는 직류 전원이 저장될 수 있다. 인버터에서는 DC 링크 캐패시터(C)에 저장된 전력이 교류 전원으로 변환하여 출력될 수 있다.
이와 같이, 인버터(92)를 통하여 출력되는 교류 전력에 의하여 부하(99)가 구동될 수 있다.
예를 들어, 부하(99)가 삼상 교류 모터를 압축기로 이용하는 공기 조화 장치라면, 상기 삼상 교류 모터를 구동하기 위한 삼상 교류 전원이 상기 인버터(92)를 통해 공기 조화 장치에 공급될 수 있다.
한편, 엔진(30)의 연소 효율은 다양한 인자에 의해 영향을 받을 수 있다. 특히, 전술한 인터쿨러 방열기(200)에서 냉각수의 누수는 엔진의 연소 효율을 저하시키는 대표적인 원인이 될 수 있다.
따라서, 상기 인터쿨러 방열기(200)에서 발생될 수 있는 냉각수의 누수를 정확하게 판단하고, 이를 사용자에게 알려줄 필요가 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 인터쿨러 방열기(200)에서 발생될 수 있는 냉각수의 누수를 용이하게 정확하게 판단할 수 있는 구성에 대하여 설명한다.
도 3은 엔진 발전 시스템에 구비되는 엔진의 연료 공급 경로를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 엔진(30)의 일측에 인터쿨러(25)가 배치될 수 있다. 상기 인터쿨러(25)는 엔진(30)의 전단 또는 엔진(30)의 상류에 배치될 수 있다. 상기 인터쿨러(25)는 엔진(30)으로 공급되는 혼합기의 온도를 낮추도록 형성될 수 있다.
혼합기는 엔진(30)에 연결된 흡기라인(27)을 통해 엔진(30)으로 공급될 수 있다. 그리고, 엔진(30)의 배기가스는 엔진(30)에 연결된 배기라인(29)을 통해 엔진(30)의 밖으로 배출될 수 있다.
상기 흡기라인(27)과 상기 엔진(30) 사이에 흡기 매니폴드(32)가 구비될 수 있으며, 상기 배기라인(29)과 상기 엔진(30) 사이에 배기 매니폴드(34)가 구비될 수 있다.
상기 흡기 매니폴드(32)와 상기 인터쿨러(25) 사이에는 엔진(30)에 유입되는 혼합기량을 조절하기 위해 스로틀 밸브(38)가 배치될 수 있다. 상기 스로틀 밸브(38)는 상기 흡기라인(27) 상에 구비될 수 있다.
엔진(30)으로 공급되는 혼합기는 터보차져(20)를 통해 가압될 수 있다. 터보차져(20)는 배기가스에 의해 구동되는 터빈(21), 상기 터빈(21)의 회전력을 전달받아서 혼합기를 압축하는 압축기(23), 및 상기 터빈(21)과 상기 압축기(23) 사이에 연장된 회전축(22)을 포함할 수 있다.
상기 터빈(21)은 상기 배기라인(29)에 구비될 수 있고, 상기 압축기(23)는 상기 흡기라인(27)에 구비될 수 있다. 특히, 상기 압축기(23)는 상기 인터쿨러(25)의 전단(즉, 상류)에 배치될 수 있다. 상기 터빈(21)과 상기 압축기(23)는 상기 회전축(22)에 의해 직렬로 연결되어, 터빈(21)의 회전력이 상기 회전축(22)을 통해 압축기(23)로 전달될 수 있다.
혼합기의 밀도를 높여서 엔진의 연소 효율을 높이기 위하여, 상기 인터쿨러(25)에서 혼합기는 냉각수와 열교환할 수 있다.
냉각수는 인터쿨러 방열기(200)를 순환할 수 있다. 구체적으로, 인터쿨러 방열기(200)는 냉각수유로(210)를 포함할 수 있다. 상기 냉각수유로(210)는 상기 인터쿨러(25)를 통과하도록 배치될 수 있다.
즉, 상기 냉각수유로(210)의 일부는 상기 인터쿨러(25) 내에 배치되고 상기 냉각수유로(210)의 나머지는 상기 인터쿨러(25)의 밖에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 냉각수유로(210)는 상기 인터쿨러(210)의 내측에 배치된 제1냉각수유로(211) 및 상기 인터쿨러(210)의 외측에 배치된 제2냉각수유로(212)를 포함할 수 있다. 상기 제1냉각수유로(211) 및 상기 제2냉각수유로(212)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1냉각수유로(211)를 흐르는 냉각수와 상기 인터쿨러(25) 내로 유입된 혼합기가 서로 열교환할 수 있다.
상기 인터쿨러 방열기(200)는 인터쿨러 방열팬(230)을 포함할 수 있다. 상기 인터쿨러 방열팬(230)에 의해 상기 냉각수유로(210)를 유동하는 냉각수와 외부 공기가 열교환할 수 있다.
상기 인터쿨러 방열팬(230)은 상기 제2냉각수유로(212)의 일측에 배치되어, 상기 제2냉각수유로(212)를 유동하는 냉각수와 외부 공기를 열교환시킬 수 있다. 즉, 상기 제2냉각수유로(212)를 유동하는 냉각수는 외부 공기와의 열교환을 통해 냉각될 수 있다.
인터쿨러 방열기(200)는 냉각수유로(210)를 통해 냉각수를 순환시키기 위한 인터쿨러 펌프(220)를 더 포함할 수 있다. 상기 펌프(220)의 구동에 의해 냉각수가 상기 냉각수유로(210)를 계속적으로 순환할 수 있다.
상기 인터쿨러 방열기(200)에서 냉각수의 누수가 발생되면 엔진(30)의 연소 효율이 급격히 저하될 수 있다.
따라서, 상기 인터쿨러 방열기(200)에서의 냉각수의 누수 여부를 정확하고 빠르게 판단하고, 보수하는 것이 바람직하다.
인터쿨러 방열기(200)의 누수 여부는 인터쿨러(25)를 통과한 혼합기의 온도에 기초하여 판단될 수 있다. 즉, 인터쿨러 방열기(200)에 냉각수의 누수가 없는 정상상태의 경우, 인터쿨러(25)를 통과한 혼합기의 온도는 설정 온도범위 내에 있을 수 있다. 이때, 상기 기서정된 온도범위는 엔진의 RPM 및 외기 온도에 따라 달라질 수 있으며, 실험을 통해 결정될 수 있다.
예를 들어, 도 4는 인터쿨러 방열기에서 냉각수의 누수가 발생되지 않은 정상 상태에서의 엔진 RPM과 혼합기 온도 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 인터쿨러 방열기에서 냉각수의 누수가 없다면, 엔진의 RPM이 증가되더라도, 혼합기의 온도는 설정 온도범위(정상범주) 내에 있게 된다.
이와 달리, 도 5는 인터쿨러 방열기에서 냉각수의 누수가 발생된 경우의 엔진 RPM과 혼합기 온도 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 구체적으로, 도 5의 (a)는 제1냉각수유로(211)에서 누수가 발생된 경우를 나타내고, (b)는 제2냉각수유로(212)에서 누수가 발생된 경우를 나타낸다.
도 5의 (a)에 도시된 것과 같이, 제1냉각수유로(211)에서 누수가 발생되면, 혼합기에 냉각수가 홉입되어, 엔진(30)의 상류(즉, 엔진의 전단)에서 혼합기의 온도가 설정 온도범위보다 낮아지게 된다.
또한, 도 5의 (b)에 도시된 것과 같이, 제2냉각수유로(212)에서 누수가 발생되면, 인터쿨러 방열기(200)를 순환하는 냉각수의 양이 감소됨에 따라서 인터쿨러(25)에서의 혼합기 냉각 효율이 저하된다. 이 경우, 엔진(30)의 전단에서 혼합기의 온도가 설정 온도범위보다 높아지게 된다.
상기와 같이, 인터쿨러(25)를 통과한 혼합기의 온도가 설정 온도범위 내에 있으면, 인터쿨러 방열기(200)에 누수가 발생되지 않은 것으로 간주될 수 있다. 이와 달리, 인터쿨러(25)를 통과한 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어난 경우, 인터쿨러 방열기(200)에 누수가 발생된 것으로 간주될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 본 발명은 엔진(30)으로 유입되는 혼합기의 온도를 감지하는 온도센서(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 온도센서(250)는 인터쿨러(25)를 통과한 혼합기의 온도를 감지하도록 배치될 수 있다.
즉, 상기 온도센서(250)는 상기 인터쿨러(25)와 상기 엔진(30) 사이에 배치되어, 흡기라인(27)을 통해 안내되는 혼합기의 온도를 감지할 수 있다.
전술한 제어부(31)는 상기 온도센서(250)에 전기적으로 연결되어, 상기 온도세서(250)로부 혼합기의 온도 정보를 전달받도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제어부(31)는 엔진(30) 및 전술한 스로틀 벨브(38)를 제어하도록 형성될 수 있다.
상기 제어부(31)는 상기 온도센서(250)로부터 전달받은 혼합기의 온도에 기초하여 상기 인터쿨러 방열기(200)의 누수를 판단할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 혼합기의 온도 정보만으로도 인터쿨러 방열기(200)에서 냉각수의 누수 여부를 신속하고 정확하게 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(31)는 엔진(30)의 구동이 시작된 후에 상기 온도센서(250)로부터 혼합기의 온도 정보를 전달받을 수 있다. 보다 구체적으로, 엔진(30)의 구동에 의해 전술한 발전기(40)가 발전운전을 시작한 후에, 상기 제어부(31)는 상기 온도센서(250)로부터 혼합기의 온도 정보를 전달받을 수 있다.
상기 제어부(31)는 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어났는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 제어부(31)는 상기 엔진(30)의 구동을 정지시킬 수 있다.
이는, 인터쿨러 방열기(200)의 누수에 따른 엔진(30)의 연소 효율 저하 및 엔진(30)의 손상을 방지하기 위함이다.
이와 달리, 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위 내에 있는 것으로 판단되면, 상기 제어부(31)는 엔진(30)을 발전기(40)의 기설정된 발전량에 기초하여 정상운전시킬 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명은 상기 설정 온도범위의 데이터를 저장하는 메모리(320)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부(31)는 상기 메모리(320)에 전기적으로 연결되어, 상기 메모리(320)로부터 상기 설정 온도범위의 정보를 전달받을 수 있다.
상기 설정 온도범위는 외기 온도 및 엔진의 RPM에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 설정 온도범위는 외기 온도 및 엔진의 RPM에 기초하여 달라질 수 있다. 따라서, 외기 온도 및 엔진의 RPM에 따른 상기 설정 온도범위가 테이블의 형태로 상기 메모리(320)에 저장될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제어부(31)에 전기적으로 연결된 표시부(310)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부(31)는 상기 엔진(30)의 구동을 정지시키기 전 또는 상기 엔진(30)의 구동을 정시시킨 후에 상기 표시부(310)에 에러 메시지를 표시할 수 있다. 즉, 상기 제어부(31)는 상기 표시부(310)에 에러 메시지가 표시되도록 상기 표시부(310)를 제어할 수 있다.
상기 표시부(310)에 표시된 에러 메시지를 통해 사용자는 인터쿨러 방열기(200)의 냉각수 누수 여부를 용이하게 파악할 수 있다. 이때, 사용자의 이해를 돕기 위하여, 상기 에러 메시지는 인터쿨러 방열기(200)를 순환하는 냉각수 누수의 정보를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 엔진(30)의 RPM에 따라서 설정 온도범위가 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 엔진(30)의 RPM이 증가할수록 설정 온도범위도 함께 증가될 수 있다.
상기 제어부(31)는 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어난 것으로 판단되면, 엔진의 RPM을 고정시킬 수 있다. 고정되는 엔진의 RPM은 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어난 시점에서의 엔진의 RPM이 될 수 있다.
그리고, 상기 제어부(31)는 메모리(320)로부터 전달받은 상기 설정 온도범위의 상한값 및 하한값을 기설정된 오차 범위로 수정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(31)는 상기 설정 온도범위의 상한값을 기설정된 값만큼 높이고 하한값을 기설정된 값만큼 낮출 수 있다. 외부 요인에 의한 혼합기의 온도가 일시적으로 설정 온도범위 밖으로 벗어날 수 있으므로, 설정 온도범위의 수정을 통해 판단 오류를 방지하고 신뢰도를 높일 수 있다.
그 후에, 상기 제어부(31)는 엔진의 RPM을 고정시킨 상태로, 혼합기의 온도가 수정된 설정 온도범위 내에 있는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부(31)는 혼합기의 온도가 수정된 설정 온도범위 내에 있다고 판단되면, 상기 엔진(30)을 발전기(40)의 기설정된 발전량에 기초하여 정상운전시킬 수 있다.
이와 달리, 혼합기의 온도가 수정된 설정 온도범위를 벗어난 것으로 판단되면, 표시부(310)에 에러 메시지를 표시하고, 엔진(30)의 구동을 정지시킬 수 있다. 이때, 엔진(30)의 구동 정지 전, 엔진(30)의 구동 정지 후, 및 엔진(30)의 구동정지 전후 중 하나의 시점에서, 상기 표시부(310)에 에러 메시지가 표시될 수 있다.
전술한 설정 온도범위의 수정은 판단 오류를 줄이기 위하여 오차범위 내에서 행해지는 것으로서, 설정 온도범위의 수정이 행해지지 않더라도 인터쿨러 방열기(200)의 누수를 판단하는 본 발명의 기술사상에서 벗어나지 않는다.
한편, 혼합기의 온도 정보에 기초하여 인터쿨러 방열기(200)의 누수가 판단되더라도, 신속하고 정확한 유지보수를 위하여 누수된 부분의 위치를 보다 정확히 판단할 필요가 있다.
상기 제어부(31)는 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위 미만인 경우, 전술한 제1냉각수유로(211)에 누수가 발생된 것으로 판단할 수 있다.
이는, 인터쿨러(25) 내에 배치되는 제1냉각수유로(211)에 누수가 발생하면, 혼합기에 냉각수가 혼입되어 혼합기의 온도가 설정 온도범위보다 낮아질 수 있기 때문이다.
이때, 상기 제어부(31)는 상기 표시부(310)에 제1냉각수유로(211) 누수의 메시지(즉, 인터쿨러 내측의 누수 메시지)가 표시되도록 상기 표시부(310)를 제어할 수 있다. 따라서, 사용자는 전체 냉각수유로(210) 중에서 제1냉각수유로(211)만을 점검하고 유지보수할 수 있으므로, 누수 위치의 파악 시간 및 유지보수 시간이 줄어들 수 있다.
이와 달리, 상기 제어부(31)는 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 초과한 경우, 전술한 제2냉각수유로(212)에 누수가 발생된 것으로 판단할 수 있다.
이는, 인터쿨러(25) 외측에 배치되는 제2냉각수유로(212)에 누수가 발생하면, 인터쿨러 방열기(200)를 순환하는 냉각수의 양이 감소하여 혼합기의 온도가 설정 온도범위보다 높아질 수 있기 때문이다.
이때, 상기 제어부(31)는 상기 표시부(310)에 제2냉각수유로(211) 누수의 메시지(즉, 인터쿨러 외측의 누수 메시지)가 표시되도록 상기 표시부(310)를 제어할 수 있다. 따라서, 사용자는 전체 냉각수유로(210) 중에서 제2냉각수유로(212)만을 점검하고 유지보수할 수 있으므로, 누수 위치의 파악 시간 및 유지보수 시간이 줄어들 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따르면, 혼합기의 온도 정보를 통하여, 인터쿨러 방열기에서 냉각수 누수의 발생 여부 및 누수가 발생된 대략적인 위치를 신속하고 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 냉각수의 누수가 발생된 경우, 사용자가 용이하게 인식할 수 있도록 표시부에 에러 메시지를 표시할 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법에 대하여 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 엔진 발전 시스템의 제어방법을 설명함에 있어서, 도 1 내지 5를 통해 설명한 엔진 발전 시스템의 구성이 엔진 발전 시스템의 제어방법에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법은 운전개시단계(S20), 혼합기의 온도가 감지되는 온도감지단계(S30) 및 혼합기의 온도에 기초하여 인터쿨러 방열기의 냉각수 누수 여부가 판단되는 누수판단단계(S40)를 포함할 수 있다.
운전개시단계(S20)에서는 엔진(30)의 구동이 시작되고, 발전기(40)의 구동이 시작될 수 있다. 상기 엔진 발전 시스템의 제어방법은 운전개시단계(S20) 이전에 발전량 설정단계(S10)를 더 포함할 수 있다. 상기 발전량 설정단계(S10)에서 사용자에 의해 설정된 발전량에 기초하여 상기 운전개시단계(S20)에서 엔진(30) 및 발전기(40)가 구동될 수 있다.
상기 온도감지단계(S30)에서는 엔진(30)의 혼합기 입구측에 설치된 온도센서(250)에 의해 엔진(30)으로 유입되는 혼합기의 온도가 감지될 수 있다. 이때, 혼합기의 온도는 인터쿨러(25)를 통과한 혼합기의 온도가 될 수 있다.
상기 누수판단단계(S40)에서는 상기 온도센서(250)에 의해 감지된 혼합기의 온도에 기초하여 인터쿨러 방열기(200)의 냉각수 누수 여부가 제어부(31)에 의해 판단될 수 있다.
구체적으로, 상기 누수판단단계(S40)에서는 상기 혼합기의 온도(T)가 설정 온도범위(Ts1≤T≤Ts2)를 벗어난 경우, 상기 인터쿨러 방열기(200)에서 냉각수의 누수가 발생된 것으로 판단될 수 있다.
상기 설정 온도범위는 외기온도 및 엔진의 RPM에 따라서 결정될 수 있다. 특히, 상기 설정 온도범위는 엔진의 RPM의 증가에 따라서 함께 증가될 수 있다(도 4 및 5 참조).
상기 설정 온도범위는 하한값(Ts1) 및 상기 하한값(Ts1)보다 높은 상한값(Ts2)을 구비할 수 있다. 즉, 상기 설정 온도범위는 상기 하한값(Ts1)과 상기 상한값(Ts2) 사이의 온도범위가 될 수 있다.
상기 하한값(Ts1) 및 상기 상한값(Ts2)은 엔진의 RPM의 증가에 따라서 함께 증가될 수 있으며, 하한값(Ts1) 및 상기 상한값(Ts2) 사이의 차이도 엔진의 RPM의 증가에 따라서 함께 증가될 수 있다.
본 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법은 인터쿨러 방열기(200)에 냉각수의 누수가 발생된 것으로 판단되면, 엔진의 구동을 정지시키는 구동정지단계(S80)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 구동정지단계(S80)에서는 제어부(31)에 의해 엔진의 구동이 정지될 수 있다. 이는, 냉각수의 누수로 인한 엔진의 연소 효율의 저하 및 엔진의 손상을 방지하기 위함이다.
또한, 엔진 발전 시스템의 제어방법은 표시부(310)를 통해 냉각수 누수와 관련된 에러 메시지가 표시되는 알람단계(S60, S70)를 더 포함할 수 있다. 상기 알람단계(S60, S70)에서는 표시부(310)에 냉각수 누수의 정보를 포함하는 에러 메시지가 표시되도록 제어부(31)가 상기 표시부(310)를 제어할 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 표시부(310)에 표시된 에러 메시지를 통해, 냉각수 누수에 대하여 신속하고 정확하게 파악할 수 있으며, 인터쿨러 방열기(200)의 유지보수를 위한 조치를 취할 수 있다.
상기 인터쿨러 방열기(200)의 냉각수유로(210)는 긴 배관의 형태로 형성되어 있으므로, 냉각수의 누수가 발생된 지점을 용이하게 파악하기 어려울 수 있다. 특히, 인터쿨러(25) 내에 배치되어 있는 냉각수유로(210)의 일부에서 누수가 발생된 경우, 누수 발생 지점을 정확히 판단하기 어려운 문제가 있다.
상기 누수판단단계(S40)는 혼합기의 온도가 설정 온도범위 미만인지 여부가 판단되는 제1판단단계(S44) 및 혼합기의 온도가 기설정된 온도범위를 초과하는지 여부가 판단되는 제2판단단계(S45)를 포함할 수 있다.
상기 누수판단단계(S40)에서는 상기 제1판단단계(S44)를 통해 판단된 혼합기의 온도가 설정 온도범위 미만이면(T<Ts1), 인터쿨러(25) 내측에서 인터쿨러 방열기(200)의 냉각수가 누수된 것으로 판단될 수 있다.
이와 달리, 상기 누수판단단계(S40)에서는 상기 제2판단단계(S45)를 통해 판단된 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 초과하면(T>Ts2), 상기 인터쿨러(25) 외측에서 상기 인터쿨러 방열기(200)의 냉각수가 누수된 것으로 판단될 수 있다.
물론, 혼합기의 온도가 설정 온도범위 이내(Ts1≤T≤Ts2)인 것으로 판단되면, 엔진은 기설정된 발전량에 기초하여 정상운전될 수 있다(S50).
이와 같이, 본 발명에 따르면, 인터쿨러 방열기(200)의 대략 어느 지점에서 냉각수의 누수가 발생하였는지 여부를 용이하고 정확하게 판단할 수 있다.
상기 알람단계(S60, S70)는 혼합기의 온도가 설정 온도범위 미만(T<Ts1)일 경우에 사용자에게 에러 메시지를 표시하는 제1알람단계(S60), 및 합기의 온도가 설정 온도범위를 초과(T>Ts2)할 경우에 사용자에게 에러 메시지를 표시하는 제2알람단계(S70)를 포함할 수 있다.
상기 제1알람단계(S60)에서는 상기 표시부(310)에 인터쿨러(25) 내측의 누수와 관련된 정보가 에러 메시지로서 표시될 수 있다. 또한, 상기 제2알람단계(S70)에서는 상기 표시부(310)에 인터쿨러(25) 외측의 누수와 관련된 정보가 에러 메지시로서 표시될 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 표시부(310)의 에러 메시지를 통하여, 누수의 발생 및 발생 지점에 대하여 용이하게 파악할 수 있다.
한편, 전술한 온도감지단계(S30)에서 감지된 혼합기의 온도(T)는 외부 요인에 의해 일시적으로 급상승 또는 급하강 될 수 있다. 이 경우, 상기 누수판단단계(S40)에서 인터쿨러 방열기(200)의 냉각수 누수와 관련하여 판단 오류가 발생될 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여, 상기 판단 오류를 방지할 수 있는 다른 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법에 대하여 설명한다.
도 7은 다른 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.
다른 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법을 설명함에 있어서, 도 6을 통해 설명한 일 실시예에 따른 엔진 발전 시스템의 제어방법과 동일한 구성에 대한 설명은 생략하고 다른 부분을 중심으로 설명하기로 한다.
물론, 다른 설명이 없더라도, 도 6에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 설명은 도 6을 통한 설명으로 갈음한다.
본 실시예는 누수판단단계(S40)에서 일부 단계가 더 추가된다는 점에서 도 6에 따른 실시예와 상이하다. 구체적으로, 누수판단단계(S40)는 혼합기 온도가 설정 온도범위를 벗어난 것으로 판단되면, 설정 온도범위를 오차범위 내에서 수정하여 혼합기의 온도를 수정된 설정 온도범위와 다시 비교하는 과정을 더 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 누수판단단계(S40)는 혼합기의 온도(T)가 설정 범위 내인지 여부(Ts1≤T≤Ts2)가 판단되는 예비판단단계(S41), 혼합기의 온도(T)가 설정 범위 밖인 것으로 판단되면 엔진 RPM을 일정 RPM으로 유지시키는 RPM고정단계(S42), 설정 온도범위의 하한값(Ts1) 및 상한값(Ts2)이 수정되는 수정단계(S43)를 더 포함할 수 있다.
물론, 상기 누수판단단단계(S40)는 상기 수정단계(S43) 이후에, 혼합기의 온도(T)가 수정된 하한값(Ts1) 미만인지 여부를 판단하는 제1판단단계(S44) 및 혼합기의 온도(T)가 수정된 상한값(Ts2)을 초과하는지 여부를 판단하는 제2판단단계(S45)를 포함할 수 있다.
상기 예비판단단계(S41)에서는 혼합기의 온도(T)가 설정 범위 내인지 여부(Ts1≤T≤Ts2)가 판단될 수 있다. 이때, 혼합기의 온도(T)가 설정 범위 내인 경우 엔진은 기설정된 발전량에 기초하여 정상운전될 수 있다(S50).
상기 예비판단단계(S41)에서 혼합기의 온도(T)가 설정 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 상기 RPM고정단계(S42)를 통해 엔진의 RPM이 기설정된 시간 동안 일정 RPM으로 유지될 수 있다. 이때, 일정 RPM은 혼합기의 온도(T)가 설정 범위를 벗어난 시점에서의 엔진의 RPM이 될 수 있다.
상기 RPM고정단계(S42)를 통하여 상기 기설정된 시간 동안 혼합기의 온도(T)가 설정 범위를 벗어난 상태로 유지되는지 여부를 판단할 수 있다. 이는, 혼합기의 온도(T)가 외부 요인에 의해 급하강 또는 급상승되는 경우를 가정한 것이다.
또한, 보다 정확한 누수 판단을 위하여, 상기 수정단계(S43)에서는 상기 일정 RPM에 대응하는 설정 온도범위가 수정될 수 있다.
예를 들어, 상기 일정 RPM에 대응하는 설정 온도범위의 상한값(Ts2) 및 하한값(Ts1)을 기설정된 오차 범위로 수정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(31)는 상기 설정 온도범위의 상한값(Ts2)을 기설정된 값만큼 높이고 하한값(Ts1)을 기설정된 값만큼 낮춰서 설정 온도범위를 더 넓힐 수 있다.
이는, 외부 요인에 의한 혼합기의 온도가 일시적으로 설정 온도범위 밖으로 벗어날 수 있으므로, 설정 온도범위의 수정을 통해 누수 판단의 오류를 방지하고 신뢰도를 높이기 위함이다.
그리고, 상기 제1판단단계(S44)를 통해 혼합기의 온도(T)가 수정된 하한값(Ts1) 미만인지 여부가 판단될 수 있고, 상기 제2판단단계(S45)를 통해 혼합기의 온도(T)가 수정된 상한값(Ts2)을 초과하는지 여부가 판단될 수 있다.
제1판단단계(S44) 및 제2판단단계(S45)에서 판단된 결과에 따른 제1알람단계(S60) 및 제2알람단계(S70)와, 구동정지단계(S80)는 도 6에서 설명한 것과 동일하다.
한편, 도 6 및 7에는 제1알람단계(S60) 및 제2알람단계(S70) 이후에 구동정지단계(S80)가 진행되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 제1알람단계(S60) 및 제2알람단계(S70)는 상기 구동정지단계(S80)와 동시에 또는 상기 구동정지단계(S80) 후에 진행되는 것도 가능하다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기재되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
25 인터쿨러 30 엔진
31 제어부 40 발전기
200 인터쿨러 방열기 250 온도센서

Claims (15)

  1. 엔진;
    상기 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 생성하는 발전기;
    상기 엔진의 일측에 배치되어, 상기 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도를 낮추는 인터쿨러;
    일부가 상기 인터쿨러를 통과하도록 배치되며, 혼합기와 열교환하는 냉각수가 유동하고, 상기 인터쿨러 내측에 배치되는 제1냉각수유로 및 상기 인터쿨러 외측에 배치되는 제2냉각수유로를 포함하는 인터쿨러 방열기;
    상기 인터쿨러와 상기 엔진 사이에 배치되어, 상기 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도를 감지하는 온도센서; 및
    상기 온도 센서로부터 전달받은 혼합기의 온도에 기초하여 상기 인터쿨러 방열기의 누수를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 감지한 혼합기의 온도를 이용하여 상기 제1냉각수유로 및 제2냉각수유로 중 적어도 어느 하나에 누수가 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어나면, 인터쿨러 방열기에서 냉각수 누수가 발생된 것으로 판단하고, 상기 엔진의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부에 의해 제어되는 표시부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 엔진의 구동을 정지시키기 전 또는 상기 엔진의 구동을 정지시킨 후에 상기 표시부에 에러 메시지를 표시하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에러 메시지는 인터쿨러 방열기를 순환하는 냉각수 누수의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시시템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 인터쿨러 방열기는 상기 인터쿨러 내측에 배치되는 제1냉각수유로 및 상기 인터쿨러 외측에 배치되는 제2냉각수유로를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위 미만인 경우, 상기 제1냉각수유로에 누수가 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 표시부에 제1냉각수유로 누수의 메시지가 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 인터쿨러 방열기는 상기 인터쿨러 내측에 배치되는 제1냉각수유로 및 상기 인터쿨러 외측에 배치되는 제2냉각수유로를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 초과한 경우, 상기 제2냉각수유로에 누수가 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 표시부에 제2냉각수유로 누수의 메시지가 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부에 전기적으로 연결되며, 상기 설정 온도범위를 테이블의 형태로 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 설정 온도범위는 외기 온도 및 엔진 회전수에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템.
  10. 엔진, 상기 엔진에 의해 구동되어 교류 전력을 생성하는 발전기, 상기 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도를 낮추도록 형성된 인터쿨러, 혼합기와 열교환하는 냉각수가 유동하고 상기 인터쿨러 내측에 배치되는 제1냉각수유로 및 상기 인터쿨러 외측에 배치되는 제2냉각수유로를 포함하는 인터쿨러 방열기, 상기 엔진의 혼합기 유입구 측에 배치된 온도센서를 포함하는 엔진 발전 시스템의 제어방법으로서,
    엔진의 구동 및 발전기의 구동이 시작되는 운전개시단계;
    상기 온도센서에 의해 상기 엔진으로 유입되는 혼합기의 온도가 감지되는 온도감지단계; 및
    상기 혼합기의 온도에 기초하여 상기 제1냉각수유로 및 제2냉각수유로 중 적어도 어느 하나에 누수가 발생된 것으로 판단하는 누수판단단계를 포함하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 누수판단단계에서는 상기 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 벗어난 경우 상기 인터쿨러 방열기에서 냉각수의 누수가 발생된 것으로 판단되는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인터쿨러 방열기에 냉각수의 누수가 발생된 것으로 판단되면, 엔진의 구동을 정지시키는 구동정지단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 구동정지단계 이전 또는 이후에, 표시부에 에러 메시지가 표시되는 알람단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 누수판단단계에서는 혼합기의 온도가 설정 온도범위 미만이면 상기 인터쿨러 내측에서 상기 인터쿨러 방열기의 냉각수가 누수된 것으로 판단하고,
    상기 알람단계에서 상기 표시부에 인터쿨러 내측의 누수와 관련된 정보가 에러 메시지로서 표시되는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 누수판단단계에서는 혼합기의 온도가 설정 온도범위를 초과하면 상기 인터쿨러 외측에서 상기 인터쿨러 방열기의 냉각수가 누수된 것으로 판단하고,
    상기 알람단계에서 상기 표시부에 인터쿨러 외측의 누수와 관련된 정보가 에러 메시지로서 표시되는 것을 특징으로 하는 엔진 발전 시스템의 제어방법.
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KR19990052701A (ko) * 1997-12-23 1999-07-15 정몽규 자동차의 냉각장치
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