KR20160047858A

KR20160047858A - 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템

Info

Publication number: KR20160047858A
Application number: KR1020140144309A
Authority: KR
Inventors: 송재혁
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2016-05-03

Abstract

본 발명은 내연기관으로 흡입되는 흡입 공기와 지역 난방으로 제공되는 난방수가 서로 열교환 되도록 개선하여 흡입 공기의 온도에 대한 세분화 조절이 수월해 지고, 그로 인해 내연기관의 수명 연장은 물론, 연소 효율을 더 향상시킬 수 있도록 한 것으로, 내연기관에 연결되어 외부 공기가 내연기관으로 흡입되도록 도와주는 공기 흡입라인; 상기 공기 흡입라인과 소통 연결되며 여과필터를 수용하여 구성되는 공기 여과 유닛; 상기 공기 여과 유닛에 내장되어 여과필터를 통과하는 흡입 공기와 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기; 지역 난방 설비와 열교환기를 서로 연결하여 상기 공기 여과 유닛을 지니 가는 흡입 공기에 난방수의 열을 제공하도록 하는 난방수 순환라인;을 포함하여 구성되는 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템이 제공된다.

Description

지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템{Air Filtration System of using Local Heating Water}

본 발명은 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내연기관으로 흡입되는 흡입 공기와 지역 난방으로 제공되는 난방수가 서로 열교환 되도록 개선하여 흡입 공기의 온도에 대한 세분화 조절이 수월해 지고, 그로 인해 내연기관의 수명 연장은 물론, 연소 효율을 더 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 예를 들면, 발전설비에 탑재되는 내연기관(10)에는 원활한 연소를 위해 외부 공기가 내연기관(10)으로 흡입될 수 있도록 공기 흡입라인(12)이 연결되어 있다.

이러한 상기 공기 흡입라인(12)에는 외부 공기에 포함되어 있는 이물질이 내연기관(10)으로 유입됨으로써 발생하게 되는 내연기관(10)의 수명 저하 및 연소 효율 저하 등을 방지하고자 제1 및 제2 여과필터(14, 16)를 포함하여 구성된 공기 여과 유닛(18)이 연결되어 있다.

또한, 상기 공기 여과 유닛(18) 내에는 제1 및 제2 여과필터(14, 16) 사이에 별도의 가열장치(20)가 설치되어 있다. 이러한 가열장치(20)는 공기 여과 유닛(18)을 통과하는 흡입 공기를 가열하여 흡입 공기의 온도를 높이는 작용을 발휘한다.

따라서, 외부로부터 흡입되는 공기는 제1 여과필터(14)와 제2 여과필터(16)를 순차적으로 통과한 후 내연기관(10)으로 흡입되게 된다. 이때 혹한이나 극저온 지역의 흡입 공기는 온도가 매우 낮기 때문에 낮은 온도를 형성하는 공기가 내연기관(10)으로 바로 흡입될 경우, 연소 효율이 좋지 못하므로 앞서 언급된 바와 같이 가열장치(20)가 흡입 공기를 가열하여 내연기관(10)의 연소 효율에 적합한 온도로 상승시킴으로써 연소 효율의 저하를 막고 있다.

그런데, 배경기술과 같이 별도의 가열장치(20)는 통상 버너 또는 전기열선 등을 채용하고 있어, 연료 또는 전력의 사용에 대하여 막대한 비용이 발생하는 문제가 있었다.

또한, 위와 같은 용도로 사용되고 있는 상기 가열장치(20)는 일반적으로 대용량이므로 소용량과 같이 세분화된 온도 조절이 용이하지 못해 흡입 공기의 온도 조절이 용이하지 못하고, 그로 인해 해당 지역의 기온 변화에 따라 흡입 공기의 온도 조절이 효과적으로 이루어지지 못함으로써, 내연기관의 수명 연장은 물론, 연소 효율성을 그 이상 향상시키지 못하는 문제가 있었다.

나아가, 앞서 언급한 바와 같이 가열장치(20)가 대용량이므로 구입에 따른 비용 부담이 크게 발생하게 되고, 가열 장치(20)의 장착 따른 충분한 공간 확보에도 어려움이 있어 요구되는 용량의 가열 장치(20)를 선택하여 장착하기에 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 내연기관으로 흡입되는 흡입 공기와 지역 난방으로 제공되는 난방수가 서로 열교환 되도록 개선하여 흡입 공기의 온도에 대한 세분화 조절이 수월해 지고, 그로 인해 내연기관의 수명 연장은 물론, 연소 효율을 더 향상시킬 수 있도록 한 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 내연기관에 연결되어 외부 공기가 내연기관으로 흡입되도록 도와주는 공기 흡입라인; 상기 공기 흡입라인과 소통 연결되며 여과필터를 수용하여 구성되는 공기 여과 유닛; 상기 공기 여과 유닛에 내장되어 여과필터를 통과하는 흡입 공기와 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기; 지역 난방 설비와 열교환기를 서로 연결하여 상기 공기 여과 유닛을 지나 가는 흡입 공기에 난방수의 열을 제공하도록 하는 난방수 순환라인;을 포함하여 구성되는 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템을 통해 목적을 달성할 수 있다.

또한, 상기 난방수 순환라인에 설치되어 난방수 순환라인의 개폐와 개도 조절 기능이 제공되는 개폐밸브를 포함하여 구성되는 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템을 통해 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템을 사용하게 되면, 흡입 공기와의 열교환을 위한 난방수의 공급량을 가변적으로 조절함으로써, 내연기관으로 흡입되는 흡입 공기의 온도 조절이 보다 수월해지는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템을 사용하게 되면, 혹한이나 극저온 지역의 기온에 따라 흡입 공기와 냉각수의 온도를 효과적으로 관리할 수 있게 되고, 이러한 관리에 의해 내연기관의 효율성을 더 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템을 사용하게 되면, 흡입 공기의 온도를 상승시키기 위한 별도의 가열 장치 장착이 필요 없게 됨으로써, 가열 장치의 구입에 따른 비용 절감과 함께 장착 공간 확보에 대한 어려움도 해소할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 일반적인 내연기관의 공기 여과 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 내연기관(10)에는 배경기술과 마찬가지로 공기 흡입라인(12)이 연결되어 있으며, 이와 같이 연결되는 공기 흡입라인(12)을 통해 외부의 공기가 내연기관(10)으로 흡입되게 된다.

상기 공기 흡입라인(12) 상에는 제1 및 제2 여과필터(14, 16)를 수용하는 형태로 구성된 공기 여과 유닛(18)이 연결되어 있으며, 아울러 상기 공기 여과 유닛(18)의 내부에는 제1 및 제2 여과필터(14, 16) 사이에 열교환기(30)가 배치되는 형태로 설치되어 있다.

그에 따라 상기 공급 흡입라인(12)을 따라 흡입되는 공기는 공기 여과 유닛(18)의 제1 여과필터(14), 열교환기(30), 제2 여과필터(16)를 순차적으로 각각 통과 후 내연기관(10)으로 흡입 되게 된다.

한편, 상기 공기 여과 유닛(18)의 내부에는 앞서 언급한 바와 같이 제1 및 제2 여과필터(14, 16) 사이에 배치되는 형태로 설치되어 있는 열교환기(30)와 지역 난방을 위한 지역 난방 설비(32) 간에는 지역 난방을 위해 제공되는 일부 난방수가 열교환기(30)를 순환할 수 있도록 난방수 순환공급라인(34)이 연결되어 있다,

이러한 상기 난방수 순환공급라인(34)에는 개폐는 물론, 개도 조절 기능이 제공되는 개폐밸브(36)가 설치되어 있어, 상기 개폐밸브(36)의 동작을 통해 열교환기(30)로 공급되는 난방수의 공급 유량에 대해 가변적인 미세조절이 가능함으로써, 이를 통해 내연기관(10)으로 흡입되는 흡입 공기의 온도에 대한 세분화된 조절이 가능해지게 된다.

하기에 서는 본 발명에 따른 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템을 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이 먼저, 외부로부터 공기 흡입라인(12)을 통해 흡입되는 흡입 공기는 공기 여과 유닛(18)을 지나가게 된다. 이때, 상기 흡입 공기는 제1 여과필터(14), 열교환기(30), 제2 여과필터(16)를 순차적으로 통과 후 내연기관(10)에 흡입되게 된다.

한편, 지역 난방 설비(32)를 통해 제공되는 일부 난방수는 난방수 순환공급라인(34)을 통해 지역 난방 설비(32)와 열교환기(30)를 순환하게 된다. 이와 같이 순환하는 난방수가 열교환기(30)로 흐르게 되면, 제1 및 제2 여과필터(14, 16) 사이를 지나가는 흡입 공기는 열교환기(30)를 흐르는 난방수와 열교환을 하게 된다.

위와 같이 흡입 공기와 난방수가 열교환을 하게 되면, 저온을 형성하고 있는 흡입 공기는 연소 효율에 적합한 온도로 상승 된 상태로 내연기관(10)으로 공급된다. 그에 따라 내연기관(10)의 예열 및 예열 시간에 단축은 물론, 앞서 언급한 바와 같이 흡입 공기의 온도에 대한 미세조절을 통해 최적의 온도를 형성할 수 있게 됨으로써 내연기관(10)의 연소 효율이 더 향상되게 된다.

또한, 위와 같이 위와 같이 본 발명에 따른 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템을 사용하게 되면, 난방수 순환라인(34) 상에 설치된 개폐밸브(36)의 기능에 의해 열교환기(30)로 공급되는 난방수의 공급량 조절을 통해 내연기관(10)으로 흡입되는 흡입 공기의 온도 조절이 보다 수월해 짐으로써, 혹한이나 극저온 지역의 기온에 따라 흡입 공기의 온도를 효과적으로 관리 및 조절할 수 있게 되며, 이러한 관리에 의해 내연기관(10)의 수명 연장은 물로, 연소 효율을 더 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 흡입 공기의 온도를 상승시키기 위한 별도의 가열 장치에 대한 장착이 필요 없게 됨으로써, 가열 장치의 구입에 따른 비용 절감과 함께 장착 공간 확보에 대한 어려움을 해소할 수 있게 된다.

10 : 내연기관 12 : 공기 흡입라인
14 : 제1 여과필터 16 : 제2 여과필터
18 : 공기 여과 유닛 20 : 가열장치
30 : 열교환기 32 : 지역 난방 설비
34 : 난방수 순환라인 36 : 개폐밸브

Claims

내연기관(10)에 연결되어 외부 공기가 내연기관(10)으로 흡입되도록 도와주는 공기 흡입라인(12);
상기 공기 흡입라인(12)과 소통 연결되며 여과필터(14, 16)를 수용하여 구성되는 공기 여과 유닛(18);
상기 공기 여과 유닛(18)에 내장되어 여과필터(14, 16)를 통과하는 흡입 공기와 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기(30);
지역 난방 설비(32)와 열교환기(30)를 서로 연결하여 상기 공기 여과 유닛(18)을 지니 가는 흡입 공기에 난방수의 열을 제공하도록 하는 난방수 순환라인(36);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 난방수 순환라인(34)에 설치되어 난방수 순환라인(34)의 개폐와 개도 조절 기능이 제공되는 개폐밸브(36)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지역 난방수를 이용한 공기 여과 시스템.