KR20100030446A - 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치에 관한 것으로, 한냉지에서 엔진시동시 냉각수가 운전실 히터 및 엔진을 순환하도록, 연료탱크로부터 디젤 연료를 공급받아 연소식 버너기능을 수행하며 상기 냉각수를 가열하는 디젤히터를 구비하며, 유압탱크에 저장된 유압오일을 히팅하기 위해 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치에 있어서, 상기 디젤히터의 일측에 설치되며, 상기 디젤히터 내부에서 연소되는 배기가스를 상기 디젤히터 외부로 안내하는 배기통로를 형성하는 배기안내구와; 상기 배기안내구에 연결 설치되는 유입구를 구비하며, 상기 유입구를 통하여 상기 배기안내구로 부터 유입되는 고온의 배기가스와 상기 유압탱크 외부가 직접 면접하도록 상기 유압탱크 외측에 권취되는 히팅파이프와; 상기 히팅파이프의 토출측에 형성되며, 상기 히팅파이프 내부 통로를 경유하여 이동되는 배기가스를 외부로 배출하는 배기구;를 포함하여 이루어진 본 발명에 의하면, 디젤히터에서 발생하는 배기가스의 고온 열원이 유압탱크 내부에 전달되도록 함으로써 유압탱크 내부에 저장된 유압오일이 적정한 점성을 갖도록 예열될 수 있고, 그에 따라 한냉지에서 엔진의 시동시 초기 유압펌프의 기생부하를 낮추고 엔진 시동성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
디젤히터, 히팅파이프, 유압펌프, 건설중장비, 굴삭기
Description
본 발명은 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디젤히터에서 발생하는 배기가스의 고온 열원이 히팅파이프를 통하여 유압탱크 내부에 전달되도록 함으로써 유압탱크 내부에 저장된 유압오일이 적정한 점성을 갖도록 예열될 수 있고, 한냉지에서 엔진의 초기 시동시 유압펌프의 기생부하를 낮추고 엔진 시동성을 향상시킬 수 있도록 개량된 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치에 관한 것이다.
종래, 굴삭기나 로다 등 건설중장비는 사용 특성상 큰 출력 토크를 발생시키기 위해 디젤엔진, 연료탱크 등을 포함하는 엔진계통과, 건설현장에서 토사의 적재나 인양등 건설작업시 고도한 힘을 발휘하기 위해서 작업장치 및 각각의 작업장치 등을 필요한 유압을 제어하기 위한 액츄에이터, 유압탱크 및 유압펌프 등의 유압계통 등의 구성으로 구분된다.
건설중장비용 디젤엔진은 높은 출력을 발생하는데 비해 점화에 필요한 온도가 가솔린 엔진에 비해 높지만 건설현장의 대기 온도가 영하 20℃ 이하의 한냉지에서는 엔진의 시동성이 떨어질 수 있으며, 한냉지에서 엔진 시동성을 유지하기 위해서 옵션장치의 하나로써 디젤히터가 사용되고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 디젤 히터(10)는 연료탱크(1)로부터 공급되는 디젤 연료와 공기를 연소시키는 연료 연소식 버너기능을 수행하며 배기가스(G)는 배기구(8)를 통해서 배출된다.
디젤히터(10) 내부에서는 공급되는 디젤 연료와 공기의 연소작용에 의해 발생하는 고온 열원과 냉각수 사이에 열전달이 일어나며, 이후 온도가 적절하게 상승된 냉각수가 순환라인(4)을 통해서 운전실 히터(2)와 엔진(3)을 순환함으로써 운전실의 난방 및 엔진의 시동성을 양호하게 한다.
통상적으로 디젤히터(10)의 일측에는 온도센서(7)가 구비되며, 이 온도센서(7)는 제어기(5) 및 제어스위치(6)에 연결되며, 엔진시동 이후 냉각수가 일정 온도 이상으로 상승하고 디젤히터의 예열작동이 불필요질 때 디젤히터(10)는 제어기(5)에 의해 일시적으로 정지 제어된다.
그러나, 종래의 디젤엔진계통에 있어서, 한냉지에서 엔진시동시 유압탱크 내부도 건설현장의 대기 온도에 근접하게 냉각 상태가 되고, 그로 인하여 유압탱크 내부에 저장된 작동유 또는 유압오일(이하 유압오일이라 칭함)의 온도가 낮아져 점도 증가 현상이 나타나며, 이 경우 유압탱크 내부의 유압오일을 펌핑하기 위해 엔진의 플라이휠 측에 장착된 유압펌프에 기생부하를 증가시키고, 엔진의 시동성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 디젤히터에서 공기와 디젤연료의 연소작용에 의해 발생하는 배기가스는 별도로 활용되지 못하고 배기구를 통해 외부로 배출되어 단순하게 소모되기 때문에 연료소모를 수반하는 경제적 효율성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 디젤히터에서 발생하는 고온의 배기가스를 이용하여 유압탱크를 히팅함으로써, 한냉지에서 유압오일이 적정온도로 예열되어 유압펌프의 기생부하를 낮추고 엔진 시동성을 향상시킬 수 있는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 한 특징은,
한냉지에서 엔진시동시 냉각수가 운전실 히터 및 엔진을 순환하도록, 연료탱크로부터 디젤 연료를 공급받아 연소식 버너기능을 수행하며 상기 냉각수를 가열하는 디젤히터를 구비하며, 유압탱크에 저장된 유압오일을 히팅하기 위해 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치에 있어서,
상기 디젤히터의 일측에 설치되며, 상기 디젤히터 내부에서 연소되는 배기가 스를 상기 디젤히터 외부로 안내하는 배기통로를 형성하는 배기안내구와;
상기 배기안내구에 연결 설치되는 유입구를 구비하며, 상기 유입구를 통하여 상기 배기안내구로 부터 유입되는 고온의 배기가스와 상기 유압탱크 외부가 직접 면접하도록 상기 유압탱크 외측에 권취되는 히팅파이프와;
상기 히팅파이프의 토출측에 형성되며, 상기 히팅파이프 내부 통로를 경유하여 이동되는 배기가스를 외부로 배출하는 배기구;를 포함하여 이루어진 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 오일 히팅장치를 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 특징은, 상기 히팅파이프가 상기 유압탱크 내부에 저장된 유압오일에 배기가스의 열이 전달되도록 코퍼(copper) 재질로 구성되는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 히팅파이프의 적어도 일부가 상기 유압오일과 직접 접촉하여 열전달이 이루어지도록 상기 히팅파이프가 상기 유압탱크 내벽에 인접하게 설치되어 이루어진 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 히팅파이프의 외측에 방열핀이 형성된 것을 특징으로 하는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 히팅파이프의 적어도 일부가 상기 유압탱크 토출구에 인접하게 고정 설치되어 이루어진 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치를 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 디젤히터의 배기안내구와 상기 히팅파이프 의 유입구가 커플러에 의해 연결 설치되어 이루어진 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 히팅파이프가 상기 디젤히터의 배기안내구에 일체형으로 형성되어 이루어진 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 상기 디젤히터에 냉각수 온도를 감지하는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서는 엔진전자제어콘트롤러에 연결 설치되며, 상기 엔진전자제어콘트롤러는 상기 온도센서에서 검출되는 온도제어신호에 의해 상기 디젤히터를 온-오프 구동하는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 구성에 의하면, 디젤히터에서 발생하는 배기가스의 고온 열원이 유압탱크 내부에 전달되도록 함으로써 유압탱크 내부에 저장된 유압오일이 적정한 점성을 갖도록 예열될 수 있고, 그에 따라 한냉지에서 엔진의 시동시 초기 유압펌프의 기생부하를 낮추고 엔진 시동성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 히팅파이프를 유압탱크의 토출측에 별도로 설치할 경우에는 디젤히터에서 발생하는 배기가스의 열원과 유압탱크 토출구를 통하여 토출되는 유압오일 사이의 열전달 성능이 상승되어 유압탱크로부터 토출되는 유압오일의 예열을 수행할 수 있는 등 그 장점이 매우 뛰어난 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 건설중장비용 상부프레임 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 건설중장비용 디젤히터 및 냉각수 회로도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 히팅파이프가 유압탱크 외부에 설치된 상태를 도시한 개략도, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 히팅파이프가 유압탱크 내부에 설치된 상태를 도시한 개략도, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 히팅파이프가 유압탱크 토출구에 설치된 상태를 도시한 개략도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하며, 본 발명에 의한 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치는, 한냉지에서 엔진시동시 냉각수가 운전실 히터(2) 및 엔진(3)을 순환하도록, 연료탱크(1)로부터 디젤 연료를 공급받아 연소식 버너기능을 수행하며 상기 냉각수를 가열하는 디젤히터(10)를 구비하며, 유압탱크(20)에 저장된 유압오일을 히팅하기 위해 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치에 있어서,
상기 디젤히터(10)의 일측에 설치되며, 상기 디젤히터 내부에서 연소되는 배기가스를 상기 디젤히터(10) 외부로 안내하는 배기통로를 형성하는 배기안내구(9)와;
상기 배기안내구(9)에 연결 설치되는 유입구를 구비하며, 상기 유입구를 통하여 상기 배기안내구(9)로 부터 유입되는 고온의 배기가스와 상기 유압탱크(20) 외부가 직접 면접하도록 상기 유압탱크(20) 외측에 권취되는 히팅파이프(21)와;
상기 히팅파이프(21)의 토출측에 형성되며, 상기 히팅파이프(21) 내부 통로(27)를 경유하여 이동되는 배기가스를 외부로 배출하는 배기구(23);를 포함하여 구성된다.
상기 히팅파이프(21)는 상기 히팅파이프(21)는 상기 디젤히터(10)에서 연소작용에 의해 발생하는 배기가스가 연통하는 관통형성된 배기통로(27)를 구비하며, 상기 유압탱크(20) 내부에 저장된 유압오일에 배기가스의 열이 전달되도록 코퍼(copper) 재질, 즉 구리나 동재질로 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 설명에 있어서, 상기 히팅파이프(21)를 유압탱크(20) 외측에 권취할 때, 유압오일을 저장하는 유압탱크(20) 내부로 열전달이 용이하도록 상기 히팅파이프(21)의 외측면과 유압탱크(20)의 본체 외측면이 면접촉을 이루며, 바람직하게는 적어도 상기 히팅파이프(21)의 일부분이 상기 유압탱크(20)의 외벽(20a)과 내벽(20b) 사이에 매입구조를 이루며 설치될 수 있음은 당연하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 히팅파이프(21)의 적어도 일부가 유압오일과 직접 접촉하여 열전달이 이루어지도록 상기 히팅파이프(21)가 상기 유압탱크(20) 내벽(20b)에 인접하게 설치된다. 이는 유압탱크(20) 내부에 저장되는 유압오일과 히팅파이프(21)의 외측면이 직접 접촉을 이루도록 함으로써, 한냉지에서 대기온도와 유압탱크(20) 내부의 온도 차이가 심하고 디젤히터(10)의 연소작용에 의해 발생하는 배기가스의 열원과 열전달 매체 사이의 매개체를 줄여서 열전달 효율을 상승시키는데 적당하다.
또한, 상기 히팅파이프(21)의 외측에 방열핀(28)이 돌출 형성되며, 상기 방 열핀(28)은 히팅파이프(21)의 발열단면적을 증가하여 배기통로(27)를 통과하는 배기가스와 유압탱크(20) 및 유압탱크(20) 내부에 저장된 유압오일 사이의 열전달을 촉진한다. 상기 방열핀(28)은 상기 히팅파이프(21)와 일체형으로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 히팅파이프(21)의 적어도 일부가 상기 유압탱크(20) 토출구(12)에 인접하게 고정 설치할 수 있다. 이는 유압펌프(미도시함)의 펌핑 구동에 의해 유압탱크(20) 내부에 저장된 유압오일이 유압탱크(20)의 외벽(20a) 또는 내벽(20b)에 설치된 히팅파이프(21)에 의해서 1차적인 예열이 수행되고, 토출구(12)를 경유할 때 2차적인 예열이 수행되도록 함으로써 예열효율을 상승시키는데 적합하다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 디젤히터(10)의 배기안내구(9)와 상기 히팅파이프(21)의 유입구(22)는 관연결용 커플러(11)에 의해 연결 설치되며, 상기 커플러(11)는 고정을 위해 상기 유압탱크(20)이나 디젤히터(10)에 부착할 수 있다.
배기가스의 누출방지와 기밀유지를 위한 실링을 위해 상기 히팅파이프(21)가 상기 디젤히터(10)의 배기안내구(9)에 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 디젤히터(10)의 일측에는 냉각수 온도를 감지하는 온도센서(7)가 설치되고, 상기 온도센서(7)는 엔진전자제어콘트롤러(25)에 연결 설치되며, 상기 엔진전자제어콘트롤러(25)는 상기 온도센서(7)에서 검출되는 온도제어신호에 의해 상기 디젤히터(10)를 온-오프 구동한다.
이하, 본 발명에 의한 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치의 작동원리를 설명하면 다음과 같다.
한냉지에서 건설현장의 대기온도가 영하의 온도에 도달하더라도, 유압탱크(20) 내부에 저장된 유압오일의 온도는 대략 50℃에 근접하게 유지하는 것이 유압펌프(미도시함)의 기생부하를 줄이고 엔진의 시동성을 높이는데 적합하며, 본 발명에 의한 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치는, 디젤 히터(10)에서 연료탱크(1)로부터 공급되는 디젤 연료와 공기를 연소시키는 연료 연소식 버너기능을 수행함으로써, 배기가스(G)는 배기구(8)를 통해서 유압탱크(20)의 유입구(22) 측으로 안내된다.
유입구(22)를 통과한 배기가스(G)는 히팅파이프(21)의 배기통로(27)를 따라서 히팅파이프(21)의 배기구(23)으로 배출되며, 이때 배기가스(G)의 온도는 대략 200℃ 의 열원으로 작용하며 히팅파이프(21)에 열전달이 이루어진다.
히팅파이프(21)가 유압탱크(20)의 외측에 권취된 경우에는 열전달 작용이 유압탱크(20)의 외벽(20a)과 내벽(20b)을 순차적으로 경유하여 이루어지며, 유압탱크(20) 내부에 저장된 유압오일을 예열한다.
열전달 효율은 열전달매체와 연전달 표면적에 따라 상이할 수 있기 때문에 히팅파이프(21)의 외측 표면적이 유압탱크(20)의 외벽(20a)과 직접면접촉을 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 히팅파이프(210)의 적어도 일부가 유압탱크(20의 내벽(20b)에 설치된 경우에는 열전달 작용이 유압탱크(20)의 외벽(20a)을 경유하지 않고 유압탱크(20) 내부에 저장된 유압오일과 직접 접촉하는 예열이 이루어진다.
본 발명의 설명에 있어서, 유압탱크(20)의 내벽(20b)은 유압탱크(20)의 내부 체적을 형성하는 표면을 포함하며, 그에 따라 유압탱크(20) 내부의 바닥이나 천정 또는 내부 측벽 일측에서 히팅파이프(20)와 유압오일이 직접 접촉하는 예열이 이루어지는 것으로 이해될 수 있을 것이다. 한편, 배기통로(27)를 통과하는 배기가스는 고온 상태이기 때문에 히팅파이프(21) 및 방열핀(28)이 발열작용하여 유압탱크(20) 및 유압탱크(20) 내부에 저장된 유압오일에 열전달이 이루어진다.
히티파이프(21)가 유압탱크(20)의 토출구(12)에 인접하게 설치된 경우, 디젤히터(10)의 배기가스에 의해 전달되는 열이 토출구(12)를 통하여 유동하는 유압오일을 더 가열하며, 그에 따라 비록 한냉지에서 냉각된 상태에 저장된 유압오일의 온도는 더욱 신속하게 정상 상태로 유지될 수 있는 것이다.
본 발명에 따라서, 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치가 설치된 건설중장비용 디젤히터 및 냉각수 회로의 경우, 디젤히터(10)에 의해 예열된 냉각수가 순환라인(4)을 통해서 운전실 히터(2)와 엔진(3)을 순환함으로써 운전실의 난방 및 엔진의 시동성을 양호함은 공지와 마찬가지이므로 그 구성 및 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명을 상기 실시예를 참조하여 설명하였지만, 보호 받고자 하는 보호범위가 전술한 실시예에 의하여 한정되지 않으며, 본 발명의 보호 범위는 하기의 청구범위에 의하여 결정된다.
도 1은 건설중장비용 디젤히터 및 냉각수 회로를 도시한 개략도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 건설중장비용 디젤히터 및 냉각수 회로도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 히팅파이프가 유압탱크 외부에 설치된 상태를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 히팅파이프가 유압탱크 내부에 설치된 상태를 도시한 개략도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 히팅파이프가 유압탱크 토출구에 설치된 상태를 도시한 개략도,
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 연료탱크
2: 운전실 히터
3: 엔진
4: 냉각수 순환라인
10: 디젤히터
11: 커플러
20: 유압탱크
21: 히팅파이프
22: 히팅파이프의 배기가스 유입구
23: 히팅파이프의 배기가스 배기구
Claims (8)
- 한냉지에서 엔진시동시 냉각수가 운전실 히터 및 엔진을 순환하도록, 연료탱크로부터 디젤 연료를 공급받아 연소식 버너기능을 수행하며 상기 냉각수를 가열하는 디젤히터를 구비하며, 유압탱크에 저장된 유압오일을 히팅하기 위해 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치에 있어서,상기 디젤히터의 일측에 설치되며, 상기 디젤히터 내부에서 연소되는 배기가스를 상기 디젤히터 외부로 안내하는 배기통로를 형성하는 배기안내구와;상기 배기안내구에 연결 설치되는 유입구를 구비하며, 상기 유입구를 통하여 상기 배기안내구로 부터 유입되는 고온의 배기가스와 상기 유압탱크 외부가 직접 면접하도록 상기 유압탱크 외측에 권취되는 히팅파이프와;상기 히팅파이프의 토출측에 형성되며, 상기 히팅파이프 내부 통로를 경유하여 이동되는 배기가스를 외부로 배출하는 배기구;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 오일 히팅장치.
- 제1항에 있어서,상기 히팅파이프의 적어도 일부가 상기 유압오일과 직접 접촉하여 열전달이 이루어지도록 상기 히팅파이프가 상기 유압탱크 내벽에 인접하게 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 오일 히팅장치.
- 제1항에 있어서,상기 히팅파이프의 적어도 일부가 상기 유압탱크 토출구에 인접하게 고정 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 오일 히팅장치.
- 제1항에 있어서,상기 디젤히터의 배기안내구와 상기 히팅파이프의 유입구가 커플러에 의해 연결 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 오일 히팅장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 히팅파이프의 외측에 방열핀이 형성된 것을 특징으로 하는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 히팅파이프가 상기 디젤히터의 배기안내구에 일체형으로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 오일 히팅장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 히팅파이프가 상기 유압탱크 내부에 저장된 유압오일에 배기가스의 열이 전달되도록 코퍼재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 오일 히팅장치.
- 제1항에 있어서,상기 디젤히터에 냉각수 온도를 감지하는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서는 엔진전자제어콘트롤러에 연결 설치되며, 상기 엔진전자제어콘트롤러는 상기 온도센서에서 검출되는 온도제어신호에 의해 상기 디젤히터를 온-오프 구동하는 것을 특징으로 하는 디젤히터 배출가스를 이용한 유압탱크 히팅장치.
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