KR20160083458A - 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치 - Google Patents
엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 엔진과, 바이오디젤이 수용되는 주연료탱크와 보조연료탱크와, 엔진과 주연료탱크와 보조연료탱크에 연결되어 엔진에 바이오디젤이 공급되는 연료공급라인 및 엔진에서 배출된 배기가스가 주연료탱크를 경유하여 열교환된 후 외기로 배출되거나, 주연료탱크를 우회하여 외기로 배출되는 배기가스라인이 포함되고, 엔진과 열교환되어 배출된 냉각수가 주연료탱크를 경유하여 열교환되거나, 또는 주연료탱크를 우회하여 엔진으로 회귀되는 냉각수라인이 포함되고, 엔진의 초기 냉간시동 시, 보조연료탱크에 수용된 바이오디젤이 우선적으로 엔진에 공급된다.
따라서 본 발명은, 낮은 외기온 상태에서 엔진 냉간 시동 시, 바이오디젤을 조속히 가열할 수 있어 연료공급라인 내측에 굳어있는 바이오디젤로 인한 연료공급라인의 막힘 현상을 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 연료공급라인 내측에 굳어진 바이오디젤이 조속히 가열됨으로써, 엔진에 바이오디젤의 원활한 공급이 가능하여 엔진 구동 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
따라서 본 발명은, 낮은 외기온 상태에서 엔진 냉간 시동 시, 바이오디젤을 조속히 가열할 수 있어 연료공급라인 내측에 굳어있는 바이오디젤로 인한 연료공급라인의 막힘 현상을 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 연료공급라인 내측에 굳어진 바이오디젤이 조속히 가열됨으로써, 엔진에 바이오디젤의 원활한 공급이 가능하여 엔진 구동 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치로서, 보다 상세하게는, 낮은 외기온 상태에서 엔진 냉간 시동 시, 바이오디젤을 조속히 가열하여 연료공급라인 내에 굳어있는 바이오디젤로 인한 연료라인의 막힘 현상을 예방하고, 엔진 구동 효율을 향상시킬 수 있으면서도, 낮은 외기온 상태에서 원활하게 엔진을 구동시킬 수 있는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디젤 엔진은 높은 연비와 출력 때문에 승용차, 트럭, 트렉터, 배 등의 엔진에 주로 사용되어 지금까지 폭 넓게 사용되고 있으며, 유럽은 이미 오래전부터 디젤 승용차가 보편화되어 사용되고 있는 실정이다.
그러나, 상기한 디젤 엔진을 채택한 자동차의 경우에는 불안전 연소로 인하여 매연(미세먼지, 이산화황, 탄화수소, 질소) 등이 다량 발생하고, 이에 따라 환경오염의 주범으로 낙인되어 최근에는 디젤 엔진에서 발생하는 매연을 줄이고자 하는 정책이 세계적으로 강화되고 있으며, 이미 유럽 및 선진국들은 디젤 엔진을 채택한 차량의 배기가스 배출량을 엄격하게 규제하고 있는 실정이다.
상기한 디젤 자동차의 환경오염 심각성과 규제로 말미암아 세계의 선진국들은 경유를 대체할 연료를 연구하게 되었으며, 이러한 연구의 결과물로서 동물성 지방, 폐식용유 등으로 만든 바이오디젤이라는 경유 대체연료가 개발되었으며, 이러한 친환경적 대체연료는 선진국 등의 소비자들로부터 활발하게 사용되어 상용화되고 있다.
바이오디젤과 일반 연료를 비교하였을 때, 바이오디젤은 재생 가능한 식물 자원에서 생산되므로 에너지 자원 고갈 문제가 없고, 또한 폐식용유 등의 폐자원을 유효 활용할 수 있다는 장점이 있다.
아울러, 무엇보다도, 바이오디젤은 산성비의 주성분인 황산화물이 전혀 배출되지 않고, 함산소 연료이므로 연소가 잘 일어나 엔진으로부터 입자상 물질, 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등의 유해 가스의 배출을 억제할 수 있다. 또한, 바이오디젤이 연소되는 경우 벤젠 등의 독성 물질이 거의 배출되지 않으며, 생분해도가 높아서 유출되더라도 환경 오염이 적다.
또한, 바이오디젤은 윤활성이 우수하기 때문에 기존 디젤의 저유황하에 따른 윤활성 저하 대책으로 사용될 수 있다. 또한, 대략 150℃의 인화점을 가진 바이오디젤은 대략 64℃의 인화점을 갖는 경유에 비해 불이 잘 붙지 않기 때문에, 차량 사고가 나더라도 발화가 발생되는 것을 저지할 수 있다.
그리고, 바이오디젤의 세탄가는 경유보다 높아서 압축 착화 엔진에 그대로 적용될 수 있으며, 또한 바이오디젤을 경유에 소량 혼합하여 사용하는 경우 기존 엔진의 개조가 거의 불필요하고 출력이나 연비 변화도 거의 문제되지 않는 장점이 있다.
한편, 바이오디젤 사용에 의해 배출되는 이산화탄소는 바이오매스(bio mass) 생산 과정에서 식물의 광합성 작용에 의해 회수되므로 실질적인 이산화탄소의 배출량이 대단히 적은 탄소중립적인 특성이 있다.
이와 같이, 바이오디젤은 다수의 장점을 갖지만, 바이오디젤은 높은 응고점과 유동점을 갖고 있어서 저온에서 쉽게 굳게 되어 사용이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 엔진 시동 시, 바이오디젤을 조속히 가열할 수 있고, 낮은 온도 조건 속에서도 바이오디젤을 사용할 수 있는 방법 및 장치의 개발이 시급한 실정이다.
하기의 선행문헌은, 바이오디젤을 이용한 연료의 산소 함유량을 측정하고 산소 함유량에 따른 질소화합물 저감을 위해 최적의 엔진 제어 방식을 제공하는 디젤 엔진 제어 장치 및 방법에 관한 것으로써, 본 발명의 기술적 요지는 포함하고 있지 않다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 낮은 외기온 상태에서 엔진 냉간 시동 시, 연료공급라인 내측에 굳어진 바이오디젤을 조속히 가열하는 것을 목적으로 한다.
또한, 낮은 외기온 조건 속에서도 원활하게 바이오디젤엔진이 구동되는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 엔진과, 바이오디젤이 수용되는 주연료탱크와 보조연료탱크와, 엔진과 주연료탱크와 보조연료탱크에 연결되어 엔진에 바이오디젤이 공급되는 연료공급라인 및 엔진에서 배출된 배기가스가 주연료탱크를 경유하여 열교환된 후 외기로 배출되거나, 주연료탱크를 우회하여 외기로 배출되는 배기가스라인이 포함되어 있다.
그리고 엔진과 열교환되어 배출된 냉각수가 주연료탱크를 경유하여 열교환되거나, 또는 주연료탱크를 우회하여 엔진으로 회귀되는 냉각수라인이 포함되고, 엔진의 초기 냉간시동 시, 보조연료탱크에 수용된 바이오디젤이 우선적으로 엔진에 공급된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치의 배기가스라인과 냉각수라인은 주연료탱크와 각각 독립적으로 열교환되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치에서 보조연료탱크는 주연료탱크보다 상대적으로 규모가 작고, 수용된 바이오디젤의 용적을 측정하기 위하여 내부 또는 외부에 설치된 용적측정센서, 수용된 바이오디젤의 온도를 측정하기 위하여 내부 또는 외부에 설치된 제 3 온도센서, 외측에 히터가 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 주연료탱크와 보조연료탱크에 연결되어 주연료탱크에 수용된 바이오디젤이 보조연료탱크로 이동되는 연료보충라인이 포함되고, 연료보충라인은 보조연료탱크로 이동되는 바이오디젤을 차단 또는 개방시키는 유로개폐밸브가 설치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 연료공급라인에 설치되어 주연료탱크와 보조연료탱크에서 배출된 바이오디젤을 선택적으로 차단, 개방하는 연료조절밸브와, 배기가스라인에 설치되어 엔진에서 배출되는 배기가스의 이동방향을 변경해주는 제 1 삼방밸브와, 냉각수라인에 구성되어 엔진에서 열교환되어 배출된 냉각수의 이동방향을 변경해주는 제 2 삼방밸브가 포함된다.
그리고 주연료탱크의 내부 또는 외부에 구성되어 주연료탱크에 수용된 메인 바이오디젤의 온도를 측정하는 제 1 온도센서와, 냉각수라인에 구성되어, 냉각수라인을 통해 이동되는 냉각수의 온도를 측정하는 제 2 온도센서와, 제 1 온도센서, 제 2 온도센서, 제 3 온도센서, 용적측정센서를 모니터링하고, 제 1 삼방밸브, 제 2 삼방밸브, 연료조절밸브, 유로개폐밸브, 히터를 컨트롤하는 제어부가 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치의 연료공급라인은 주연료탱크에 연결된 주연료라인과, 보조연료탱크에 연결된 보조연료라인과, 주연료라인과 보조연료라인이 합류되어 엔진에 연결된 연료합류라인이 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치의 배기가스라인은 엔진에 연결되어 엔진에서 배출되는 배기가스가 이동되는 제 1 배기가스배출라인과, 제 1 배기가스배출라인에서 분지되고 배기가스가 주연료탱크와 열교환되어 외기로 배출되는 제 2 배기가스배출라인과, 제 1 배기가스배출라인에서 분지되고 배기가스가 주연료탱크를 우회하여 외기로 배출되는 제 3 배기가스배출라인이 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치의 냉각수라인은 엔진에 연결되고 엔진에서 열교환된 냉각수가 이동되는 냉각수배출라인과, 냉각수배출라인에서 분지되고, 냉각수가 주연료탱크를 경유하여 열교환된 후 엔진으로 회귀되는 제 1 폐순환라인과, 냉각수배출라인에서 분지되고, 냉각수가 주연료탱크를 우회하여 엔진으로 회귀되는 제 2 폐순환라인이 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치의 연료공급라인과 배기가스라인과 냉각수라인은 주연료탱크에 수용된 바이오디젤의 온도와 제 1 온도를 비교하고, 냉각수의 온도와 제 2 온도를 비교하여 제어부에 의해 개폐여부가 판단된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 주연료탱크에 수용된 바이오디젤의 온도가 제 1 온도 이하이고, 냉각수의 온도가 제 2 온도 이하일 경우, 제어부에 의하여 주연료라인, 제 3 배기가스배출라인, 제 1 폐순환라인이 폐쇄되고 보조연료라인, 제 2 배기가스배출라인, 제 2 폐순환라인이 개방되도록 제어된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 주연료탱크에 수용된 바이오디젤의 온도가 제 1 온도 이하이고, 냉각수의 온도가 제 2 온도 초과일 경우, 제어부에 의하여 주연료라인, 제 2 배기가스배출라인, 제 2 폐순환라인이 폐쇄되고 보조연료라인, 제 3 배기가스배출라인, 제 1 폐순환라인이 개방되도록 제어된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 주연료탱크에 수용된 바이오디젤의 온도가 제 1 온도 초과일 경우, 제어부에 의하여 주연료라인, 제 3 배기가스배출라인, 제 2 폐순환라인이 개방되고 보조연료라인, 제 2 배기가스배출라인, 제 1 폐순환라인이 폐쇄되도록 제어된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치의 유로개폐밸브는 보조연료탱크에 수용된 바이오디젤의 용적과 제 1 용적을 비교하여 제어부에 의해 개폐여부가 판단된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 보조연료탱크에 수용된 바이오디젤의 용적이 제 1 용적 이하일 경우, 제어부에 의하여 유로개폐밸브가 개방되고, 보조연료탱크에 수용된 바이오디젤의 용적이 보조연료탱크의 최대용적일 경우, 제어부에 의하여 유로개폐밸브가 폐쇄된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치의 히터는 보조연료탱크에 수용된 바이오디젤의 온도와 제 3 온도를 비교하여 제어부에 의해 작동여부가 판단된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 보조연료탱크에 수용된 바이오디젤의 온도가 제 3 온도 이하일 경우, 제어부에 의하여 히터가 작동되고, 보조연료탱크에 수용된 바이오디젤의 온도가 제 3 온도 초과일 경우, 제어부에 의하여 히터가 작동정지된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 주연료탱크의 외부를 감싸고 제 2 배기가스배출라인과 연결된 열교환부가 구성되고, 엔진에서 방출된 배기가스가 열교환부를 경유하여 주연료탱크와 열교환된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치의 제 1 폐순환라인의 일측은 주연료탱크의 내부 또는 외부에 나선으로 감겨 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 엔진, 바이오디젤이 수용되는 주연료탱크와 보조연료탱크, 엔진과 주연료탱크와 보조연료탱크에 연결되어 엔진에 바이오디젤이 공급되는 연료공급라인, 연료탱크의 내부에 구성되어, 주연료탱크에 수용된 바이오디젤을 엔진측으로 압송시키는 연료펌프 및 엔진과 주연료탱크와 보조연료탱크에 연결되어 엔진에 미공급된 바이오디젤이 주연료탱크로 회귀되는 연료리턴라인, 엔진의 초기 냉간시동 시, 보조연료탱크에 수용된 바이오디젤이 우선적으로 엔진에 공급되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치의 연료리턴라인의 끝단부는 인근에 배치되도록 주연료탱크에 관통배치되며, 연료펌프는 엔진의 열이 함유된 상태로 연료리턴라인에서 토출된 바이오디젤에 의하여 가열되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치에서 보조연료탱크는 주연료탱크보다 상대적으로 규모가 작고, 외측에 히터가 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 주연료탱크와 보조연료탱크에 연결되어 주연료탱크에 수용된 바이오디젤이 보조연료탱크로 이동되는 연료보충라인이 포함되고, 연료보충라인은 보조연료탱크로 이동되는 바이오디젤을 차단 또는 개방시키는 유로개폐밸브가 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치는 낮은 외기온 상태에서 엔진 냉간 시동 시, 바이오디젤을 조속히 가열할 수 있어 연료공급라인 내측에 굳어있는 바이오디젤로 인한 연료공급라인의 막힘 현상을 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 연료공급라인 내측에 굳어진 바이오디젤이 조속히 가열됨으로써, 엔진에 바이오디젤의 원활한 공급이 가능하여 엔진 구동 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 연료공급라인 내측에 굳어진 바이오디젤을 녹이기 위하여 배기가스와 냉각수에 함유된 폐열을 이용함으로써, 에너지 절감의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예의 제 1 계략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예의 제 2 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예의 제 3 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에서 제 1 폐순환라인의 부분 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 또 다른 실시예의 제 4 계략도이다.
도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예의 제 5 계략도이다.
도 7 은 본 발명의 또 다른 실시예의 제 6 계략도이다.
도 8 은 본 발명의 또 다른 실시예에서 주연료탱크의 부분 계략도이다.
도 9 는 본 발명의 또 다른 실시예의 제 1 플로우차트이다.
도 10 은 본 발명의 또 다른 실시예의 제 2 플로우차트이다.
도 11 은 본 발명의 또 다른 실시예의 제 3 플로우차트이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예의 제 2 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예의 제 3 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에서 제 1 폐순환라인의 부분 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 또 다른 실시예의 제 4 계략도이다.
도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예의 제 5 계략도이다.
도 7 은 본 발명의 또 다른 실시예의 제 6 계략도이다.
도 8 은 본 발명의 또 다른 실시예에서 주연료탱크의 부분 계략도이다.
도 9 는 본 발명의 또 다른 실시예의 제 1 플로우차트이다.
도 10 은 본 발명의 또 다른 실시예의 제 2 플로우차트이다.
도 11 은 본 발명의 또 다른 실시예의 제 3 플로우차트이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 초기 냉간시동은 엔진이 웜업(Warm-up)되기 전 상태이고, 바이오디젤의 동결점인 영하 5도 범위인 외기온에서 행해지는 시동을 말한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 메인 바이오디젤은 주연료탱크에 수용된 바이오디젤을 지칭하고, 서브 바이오디젤은 보조연료탱크에 수용된 바이오디젤을 지칭한다.
도 1 내지 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가열장치의 배기가스라인(300)과 냉각수라인(400)의 개폐상태를 나타내는 제 1 계략도와 제 2 계략도이며, 도 4 는 후술되는 제 1 폐순환라인(420)의 부분 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료가열장치는 엔진(E)과, 바이오디젤이 수용되는 연료탱크(100)와, 엔진(E)과 연료탱크(100)에 연결되어 엔진(E)에 바이오디젤이 공급되는 연료공급라인(200)이 포함되어 있다.
그리고 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 연료탱크(100)를 경유하여 열교환된 후 외기로 배출되거나, 연료탱크(100)를 우회하여 외기로 배출되는 배기가스라인(300) 및 엔진(E)과 열교환되어 배출된 냉각수가 연료탱크(100)를 경유하여 열교환되거나, 또는 연료탱크(100)를 우회하여 엔진(E)으로 회귀되는 냉각수라인(400)이 포함되어 있다.
여기서, 엔진(E)의 초기 냉간시동 시, 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤 및 연료공급라인(200) 내측에 응고된 바이오디젤을 녹여주기 위하여 엔진(E)에서 배출되는 고온의 배기가스가 우선적으로 연료탱크(100)를 경유하고, 배기가스라인(300)과 냉각수라인(400)은 독립되어 순차적으로 각각 연료탱크(100)와 열교환되는 것이 바람직하다.
좀 더 구체적으로, 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤과, 연료공급라인(200) 내측에 응고된 바이오디젤을 녹여주기 위하여, 배기가스 또는 냉각수의 열만을 이용할 수 있으나, 배기가스만 이용할 경우, 연료가열장치의 내구성이 감소할 가능성이 있으며, 초기 냉간시동 시 후술되는 냉각수의 온도(Tc)는 연료탱크(100) 또는 연료공급라인(200) 내측에 응고된 바이오디젤을 녹이기에는 어려움이 있다.
따라서, 엔진(E)의 초기 냉간시동 시, 우선 고온의 배기가스를 이용하고, 이후 엔진(E)과 열교환되어 온도가 상승된 냉각수를 이용하여 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤을 가열함으로써, 상기된 단점을 상호 보완하는 것이 바람직하다.
바이오디젤엔진의 냉간시동을 위한 연료가열장치는 배기가스라인(300)에 설치되어 엔진(E)에서 배출되는 배기가스의 이동방향을 변경해주는 제 1 삼방밸브(510)와, 냉각수라인(400)에 구성되어 엔진(E)에서 열교환되어 배출된 냉각수의 이동방향을 변경해주는 제 2 삼방밸브(520)가 포함되어 있다.
그리고 연료탱크(100)의 내부 또는 외부에 구성되어 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤의 온도(TB)를 측정하는 제 1 온도센서(610)와, 냉각수라인(400)에 구성되어, 냉각수라인(400)을 통해 이동되는 냉각수의 온도(Tc)를 측정하는 제 2 온도센서(620), 그리고 제 1 온도센서(610)와 제 2 온도센서(620)를 모니터링하고, 제 1 삼방밸브(510)와 제 2 삼방밸브(520)를 컨트롤하는 제어부가 포함되어 있다.
여기서, 도 1 내지 도 3 에서, 제 2 온도센서(620)는 냉각수라인(400) 중 후술되는 냉각수 배출라인(410)에 장착된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 제 1 폐순환라인(420) 또는 제 2 폐순환라인(430)에 장착가능하다.
배기가스라인(300)은, 엔진(E)에 연결되어 엔진(E)에서 배출되는 배기가스가 이동되는 제 1 배기가스배출라인(310)과, 제 1 배기가스배출라인(310)에서 분지되고 배기가스가 연료탱크(100)와 열교환되어 외기로 배출되는 제 2 배기가스배출라인(320)이 포함되어 있다.
그리고 제 1 배기가스배출라인(310)에서 분지되고 배기가스가 연료탱크(100)를 우회하여 외기로 배출되는 제 3 배기가스배출라인(330)이 포함되어 있으며, 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 2 배기가스배출라인(320) 그리고 제 3 배기가스배출라인(330)은 제 1 삼방밸브(510)를 기준으로 분지되어 있다.
그리고, 제 1 삼방밸브(510)를 기준으로 분지된 제 3 배기가스배출라인(330)은 후술되는 열교환부(700)에 연결된 제 2 배기가스배출라인(320)과 합류된다.
냉각수라인(400)은 엔진(E)에 연결되고 엔진(E)에서 열교환된 냉각수가 이동되는 냉각수배출라인(410)과, 냉각수배출라인(410)에서 분지되고, 냉각수가 연료탱크(100)를 경유하여 열교환된 후 엔진(E)으로 회귀되는 제 1 폐순환라인(420)이 포함되어 있다.
그리고 냉각수배출라인(410)에서 분지되고, 냉각수가 연료탱크(100)를 우회하여 엔진(E)으로 회귀되는 제 2 폐순환라인(430)이 포함되어 있으며, 냉각수 배출라인(410)과 제 1 폐순환라인(420) 그리고 제 2 폐순환라인(430)은 제 2 삼방밸브(520)를 기준으로 분지되어 있다.
배기가스라인(300)과 냉각수라인(400)은 바이오디젤의 온도(TB)와 미리 설정된 제 1 온도(T1)를 비교하고, 냉각수의 온도(TC)와 미리 설정된 제 2 온도(T2)를 비교하여 제어부에 의해 개폐여부가 판단된다.
여기서, 제 1 온도(T1)는 바이오디젤의 유동점보다 높은 온도로서, 영상 30도 내외가 이에 해당하며, 제 2 온도(T2)는 바이오디젤을 가열하기 용이한 온도로서, 영상 40~50도가 이에 해당한다.
도 1 을 참조하면, 바이오디젤의 온도(TB)가 제 1 온도(T1) 이하이고, 냉각수의 온도(TC)가 제 2 온도(T2) 이하일 경우, 제어부에 의하여 제 2 배기가스배출라인(320)이 개방되고 제 3 배기가스배출라인(330)이 폐쇄되도록 제 1 삼방밸브(510)가 제어되며, 제 1 폐순환라인(420)이 폐쇄되고, 제 2 폐순환라인(430)이 개방되도록 제 2 삼방밸브(520)가 제어된다.
즉, 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 2 배기가스배출라인(320)을 따라 후술되는 열교환부(700)를 경유한 후 외기로 배출됨으로써, 고온의 배기가스에 의하여 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤이 가열되고, 냉각수는 연료탱크(100)를 경유하지 않고, 냉각수배출라인(410)과 제 2 폐순환라인(430)을 따라 엔진(E)으로 회귀된다.
도 2 를 참조하면, 바이오디젤의 온도(TB)가 제 1 온도(T1) 이하이고, 냉각수의 온도(TC)가 제 2 온도(T2) 초과일 경우, 제어부에 의하여 제 2 배기가스배출라인(320)이 폐쇄되고 제 3 배기가스배출라인(330)이 개방되도록 제 1 삼방밸브(510)가 제어되며, 제 1 폐순환라인(420)이 개방되고, 제 2 폐순환라인(430)이 폐쇄되도록 제 2 삼방밸브(520)가 제어된다.
즉, 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 3 배기가스배출라인(330)을 따라 외기로 배출되고, 엔진(E)과 열교환되어 제 2 온도(T2)를 초과한 냉각수가 냉각수배출라인(410)과 제 1 폐순환라인(420)을 따라 연료탱크(100)를 경유하여 엔진(E)으로 회귀됨으로써, 냉각수의 열에 의하여 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤이 가열된다.
도 3 을 참조하면, 바이오디젤의 온도(TB)가 제 1 온도(T1) 초과일 경우, 제어부에 의하여 제 2 배기가스배출라인(320)이 폐쇄되고 제 3 배기가스배출라인(330)이 개방되도록 제 1 삼방밸브(510)가 제어되며, 제 1 폐순환라인(420)이 폐쇄되고, 제 2 폐순환라인(430)이 개방되도록 제 2 삼방밸브(520)가 제어된다.
즉, 더 이상 연료탱크에 수용된 바이오디젤이 가열되는 것을 방지하기 위하여, 배기가스는 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 3 배기가스배출라인(330)을 따라 외기로 배출되고, 냉각수는 냉각수배출라인(410)과 제 2 폐순환라인(430)을 따라 엔진(E)으로 회귀된다.
도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 연료탱크(100)는 수용된 바이오디젤과 배기가스가 열교환되기 위하여, 외부를 감싸고 제 2 배기가스배출라인(320)과 연결된 열교환부(700)가 구성되어 있다.
도면에는 도시되어 있지 않지만 좀 더 구체적으로 살펴보면, 열교환부는 연료탱크를 감쌀 수 있도록 연료탱크의 체적보다 크게 구성되며, 열교환부와 연료탱크 사이 내부는 비어있고, 열교환부의 측면에 제 1 배기가스배출라인이 연결되어 배기가스가 열교환부를 경유하여 외기로 배출될 수 있도록 구성되어 있다.
도 4 를 참조하여, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 폐순환라인(420)의 일측은 연료탱크(100)의 내부에 나선으로 감겨 있거나 또는 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 폐순환라인(420)의 일측은 연료탱크(100)의 외부에 나선으로 감겨 있는 것이 바람직하다.
즉, 제 1 폐순환라인(420)의 일측을 연료탱크(100)의 내부 또는 외부에 나선형태로 감아줌으로써 제 1 폐순환라인(420)을 따라 유동되는 냉각수와 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤간에 열교환되는 표면적이 증가되어 바이오디젤의 가열 효율을 증가시킬 수 있다.
도 5 내지 도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료가열장치를 나타내는 제 4 계략도, 제 5 계략도, 제 6 계략도로서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료가열장치는 엔진(E)과, 바이오디젤이 수용되는 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)와, 엔진(E)과 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에 연결되어 엔진(E)에 바이오디젤이 공급되는 연료공급라인(200)이 포함되어 있다.
그리고 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 주연료탱크(110)를 경유하여 열교환된 후 외기로 배출되거나, 주연료탱크(110)를 우회하여 외기로 배출되는 배기가스라인(300) 및 엔진(E)과 열교환되어 배출된 냉각수가 주연료탱크(110)를 경유하여 열교환되거나, 또는 주연료탱크(110)를 우회하여 엔진(E)으로 회귀되는 냉각수라인(400)이 포함되어 있다.
여기서 엔진(E)의 초기 냉간시동 시, 보조연료탱크(120)에 수용된 서브 바이오디젤이 우선적으로 엔진(E)에 공급되는 것이 바람직하다.
즉, 후술되는 바와 같이 보조연료탱크(120)는 주연료탱크(110)보다 상대적으로 규모가 작아서 수용된 서브 바이오디젤을 가열하기 용이하며, 이로써 가열된 서브 바이오디젤을 주연료탱크(110)에 수용된 메인 바이오디젤보다 우선적으로 연료공급라인(200)으로 이동시켜줌으로써 연료공급라인(200) 내측에 응고된 바이오디젤을 녹여줄 수 있다.
그리고 전술된 바와 같이, 엔진(E)의 초기 냉간시동 시, 주연료탱크(110)에 수용된 메인 바이오디젤 및 연료공급라인(200) 내측에 응고된 바이오디젤을 녹여주기 위하여 엔진(E)에서 배출되는 고온의 배기가스가 우선적으로 연료탱크(100)를 경유하고, 배기가스라인(300)과 냉각수라인(400)은 독립되어 순차적으로 각각 주연료탱크(110)와 열교환되는 것이 바람직하다.
좀 더 구체적으로, 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤과, 연료공급라인(200) 내측에 응고된 바이오디젤을 녹여주기 위하여, 배기가스 또는 냉각수의 열만을 이용할 수 있으나, 배기가스만 이용할 경우, 연료가열장치의 내구성이 감소할 가능성이 있으며, 초기 냉간시동 시 냉각수의 온도는 주연료탱크(110) 또는 연료공급라인 내측에 응고된 바이오디젤을 녹이기에는 어려움이 있다.
따라서, 엔진(E)의 초기 냉간시동 시, 우선 고온의 배기가스를 이용하고, 이후 엔진(E)과 열교환되어 온도가 상승된 냉각수를 이용하여 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤을 가열함으로써, 상기된 단점을 상호 보완하는 것이 바람직하다.
보조연료탱크(120)는 주연료탱크(110)보다 상대적으로 규모가 작고, 수용된 서브 바이오디젤의 용적(LSB)을 측정하기 위하여 내부 또는 외부에 설치된 용적측정센서(640)와, 수용된 서브 바이오디젤의 온도(TSB)를 측정하기 위하여 내부 또는 외부에 설치된 제 3 온도센서(630)가 구성되어 있다.
그리고 보조연료탱크(120) 외측에 히터(121)가 설치되어 서브 바이오디젤을 가열해준다.
연료보충라인(220)이 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)간에 연결되어 메인 바이오디젤이 보조연료탱크(120)로 이동되며, 이동되는 메인 바이오디젤을 차단 또는 개방시키기 위한 유로개폐밸브(540)가 연료보충라인(220)에 설치되어 있다.
바이오디젤엔진의 냉간시동을 위한 연료가열장치는 연료공급라인(200)에 설치되어 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에서 배출된 바이오디젤을 선택적으로 차단, 개방하는 연료조절밸브(530)가 포함되어 있다.
그리고 배기가스라인(300)에 설치되어 엔진(E)에서 배출되는 배기가스의 이동방향을 변경해주는 제 1 삼방밸브(510)와, 냉각수라인(400)에 구성되어 엔진(E)에서 열교환되어 배출된 냉각수의 이동방향을 변경해주는 제 2 삼방밸브(520)가 포함되어 있다.
그리고 주연료탱크(110)의 내부 또는 외부에 구성되어 메인 바이오디젤의 온도(TMB)를 측정하는 제 1 온도센서(610)와, 냉각수라인(400)에 설치되어 냉각수라인(400)을 통해 이동되는 냉각수의 온도(TC)를 측정하는 제 2 온도센서(620)가 포함되어 있다.
그리고 제 1 온도센서(610), 제 2 온도센서(620), 제 3 온도센서(630), 용적측정센서(640)를 모니터링하고, 제 1 삼방밸브(510), 제 2 삼방밸브(520), 연료조절밸브(530), 유로개폐밸브(540), 히터(121)를 컨트롤하는 제어부가 포함되어 있다.
연료공급라인(200)은 주연료탱크(110)에 연결된 주연료라인(230)과, 보조연료탱크(120)에 연결된 보조연료라인(240)과, 주연료라인(230)과 보조연료라인(240)이 합류되어 엔진(E)에 연결된 연료합류라인(250)이 포함되어 있으며, 주연료라인(230)과 보조연료라인(240), 연료합류라인(250)은 연료조절밸브(530)를 기준으로 합류된다.
배기가스라인(300)은 엔진(E)에 연결되어 엔진(E)에서 배출되는 배기가스가 이동되는 제 1 배기가스배출라인(310)과, 제 1 배기가스배출라인(310)에서 분지되고 배기가스가 주연료탱크(110)와 열교환되어 외기로 배출되는 제 2 배기가스배출라인(320)이 포함되어 있다.
그리고 제 1 배기가스배출라인(310)에서 분지되고 배기가스가 주연료탱크(110)를 우회하여 외기로 배출되는 제 3 배기가스배출라인(330)이 포함되어 있으며, 제 1 배기가스배출라인(310), 제 2 배기가스배출라인(320), 제 3 배기가스배출라인(330)은 제 1 삼방밸브(510)를 기준으로 분지되어 있다.
그리고, 제 1 삼방밸브(510)를 기준으로 분지된 제 3 배기가스배출라인(330)은 후술되는 열교환부(700)에 연결된 제 2 배기가스배출라인(320)과 합류된다.
냉각수라인(400)은 엔진(E)에 연결되고 엔진(E)에서 열교환된 냉각수가 이동되는 냉각수배출라인(410)과, 냉각수배출라인(410)에서 분지되고, 냉각수가 주연료탱크(110)를 경유하여 열교환된 후 엔진(E)으로 회귀되는 제 1 폐순환라인(420)이 포함되어 있다.
그리고 냉각수배출라인(410)에서 분지되고, 냉각수가 주연료탱크(110)를 우회하여 엔진(E)으로 회귀되는 제 2 폐순환라인(430)이 포함되어 있으며, 냉각수배출라인(410)과 제 1 폐순환라인(420)과 제 2 폐순환라인(430)은 제 2 삼방밸브(520)를 기준으로 분지되어 있다.
연료공급라인(200)과 배기가스라인(300) 및 냉각수라인(400)은 메인 바이오디젤의 온도(TMB)와 미리 설정된 제 1 온도(T1)를 비교하고, 냉각수의 온도(TC)와 미리 설정된 제 2 온도(T2)를 비교하여 제어부에 의해 개폐여부가 판단된다.
여기서, 제 1 온도(T1)는 메인 바이오디젤의 유동점보다 높은 온도로서, 영상 30도 내외가 이에 해당하며, 제 2 온도(T2)는 바이오디젤을 가열하기 용이한 온도로서, 영상 40~50도가 이에 해당한다.
도 5 를 참조하면, 메인 바이오디젤의 온도(TMB)가 제 1 온도(T1) 이하이고, 냉각수의 온도(TC)가 제 2 온도(T2) 이하일 경우, 제어부에 의하여 주연료라인(230)이 폐쇄되고 보조연료라인(240)이 개방되도록 연료조절밸브(530)가 제어된다.
그리고 제 2 배기가스배출라인(320)이 개방되고 제 3 배기가스배출라인(330)이 폐쇄되도록 제 1 삼방밸브(510)가 제어되며, 제 1 폐순환라인(420)이 폐쇄되고, 제 2 폐순환라인(430)이 개방되도록 제 2 삼방밸브(520)가 제어된다.
즉, 히터(121)에 의하여 가열된 서브 바이오디젤이 보조연료라인(240)을 통하여 엔진(E)으로 공급되고, 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 2 배기가스배출라인(320)을 따라 후술되는 열교환부(700)를 경유한 후 외기로 배출됨으로써, 고온의 배기가스에 의하여 메인 바이오디젤이 가열되고, 냉각수는 주연료탱크(110)를 경유하지 않고, 냉각수배출라인(410)과 제 2 폐순환라인(430)을 따라 엔진(E)으로 회귀된다.
도 6 을 참조하면, 메인 바이오디젤의 온도(TMB)가 제 1 온도(T1) 이하이고, 냉각수의 온도(TC)가 제 2 온도(T2) 초과일 경우, 제어부에 의하여 주연료라인(230)이 개방되고 보조연료라인(120)이 폐쇄되도록 연료조절밸브(530)가 제어된다.
그리고 제 2 배기가스배출라인(320)이 폐쇄되고 제 3 배기가스배출라인(330)이 개방되도록 제 1 삼방밸브(510)가 제어되고, 제 1 폐순환라인(420)이 개방되고 제 2 폐순환라인(430)이 폐쇄되도록 제 2 삼방밸브(520)가 제어된다.
즉, 히터(121)에 의하여 가열된 서브 바이오디젤이 보조연료라인(240)을 통하여 엔진(E)으로 공급되고, 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 3 배기가스배출라인(330)을 따라 외기로 배출되고, 엔진(E)과 열교환되어 제 2 온도(T2)를 초과한 냉각수가 냉각수배출라인(410)과 제 1 폐순환라인(420)을 따라 주연료탱크(110)를 경유하여 엔진(E)으로 회귀됨으로써, 냉각수의 열에 의하여 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤이 가열된다.
도 7 을 참조하면, 메인 바이오디젤의 온도(TMB)가 제 1 온도(T1) 초과일 경우, 제어부에 의하여 주연료라인(230)이 개방되고 보조연료라인(240)이 폐쇄되도록 연료조절밸브(530)가 제어된다.
그리고 제 2 배기가스배출라인(320)이 폐쇄되고 제 3 배기가스배출라인(330)이 개방되도록 제 1 삼방밸브(510)가 제어되고, 제 1 폐순환라인(420)이 폐쇄되고, 제 2 폐순환라인(430)이 개방되도록 제 2 삼방밸브(520)가 제어된다.
즉, 제 1 온도(T1)를 초과한 메인 바이오디젤을 주연료라인(230)을 통하여 엔진(E)으로 공급하고, 더 이상 메인 바이오디젤이 가열되는 것을 방지하기 위하여, 배기가스는 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 3 배기가스배출라인(330)을 따라 외기로 배출되고, 냉각수는 냉각수배출라인(410)과 제 2 폐순환라인(430)을 따라 엔진(E)으로 회귀된다.
도 5 내지 도 7 에 도시된 바와 같이, 유로개폐밸브(540)는 서브 바이오디젤의 용적(LSB)과 미리 설정된 제 1 용적(L1)을 비교하여 제어부에 의해 개폐여부가 판단되며, 제 1 용적(L1)은 서브 바이오디젤이 엔진(E)으로 공급될 수 있는 최소량을 의미한다.
서브 바이오디젤의 용적(LSB)이 제 1 용적(L1) 이하일 경우, 제어부에 의하여유로개폐밸브(540)가 개방되고, 서브 바이오디젤의 용적(LSB)이 보조연료탱크(120)의 최대용적(LMax)일 경우 제어부에 의하여, 유로개폐밸브(540)가 폐쇄된다.
히터(121)는 서브 바이오디젤의 온도(TSB)와 미리 설정된 제 3 온도(T3)를 비교하여 제어부에 의해 작동여부가 판단되며, 제 3 온도(T3)는 서브 바이오디젤의 유동점보다 높은 온도로서, 영상 30도내외가 이에 해당한다.
서브 바이오디젤의 온도(TSB)가 제 3 온도(T3) 이하일 경우, 제어부에 의하여히터(121)가 작동되고, 서브 바이오디젤의 온도(TSB)가 제 3 온도(T3) 초과일 경우 제어부에 의하여 히터(121)가 작동정지된다.
도 5 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 연료탱크(100)의 내부에 구성되어, 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤을 연료흡입부(214)로 흡입한 후, 엔진(E)측으로 압송시키는 연료펌프(810)와, 엔진(E)과 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에 연결되어 엔진(E)에 미공급된 바이오디젤이 주연료탱크(110)로 회귀되는 연료리턴라인(210)이 구성될 수 있다.
도 8 을 참조하면, 연료리턴라인(210)의 끝단부는 연료펌프(810) 인근에 배치되도록 주연료탱크(110)에 관통배치되며, 연료펌프(810)는 엔진(E)의 열이 함유된 상태로 연료리턴라인(210)에서 토출된다.
연료리턴라인(210)은 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에 수용된 바이오디젤이 엔진(E)에 미공급되어 주연료탱크(110)로 이송되는 라인이다.
엔진(E)의 초기 냉간시동 시, 히터(121)에 의하여 가열된 보조연료탱크(120)에 수용된 바이오디젤이 엔진(E) 측으로 이동된 후, 엔진에 미공급된 바이오디젤은 연료리턴라인(210)을 통해 주연료탱크(110)에 수용된다.
이때, 연료리턴라인(210)의 끝단부가 연료펌프(810) 인근에 배치됨으로써, 회귀된 바이오디젤이 연료펌프(810)측으로 토출되며, 엔진(E)의 폐열의 함유된 바이오디젤에 의하여 연료펌프(810) 내측에 응고된 바이오디젤 및 주연료탱크(110) 내부에 바이오디젤의 온도를 높여줄 수 있다.
도 5 내지 도 7 에 도시된 바와 같이, 주연료탱크(110)는 수용된 메인 바이오디젤과 배기가스가 열교환되기 위하여, 외부를 감싸고 제 2 배기가스배출라인(320)과 연결된 열교환부(700)가 구성되어 있다.
도면에는 도시되어 있지 않지만 좀 더 구체적으로 살펴보면, 열교환부는 연료탱크를 감쌀 수 있도록 연료탱크의 체적보다 크게 구성되며, 열교환부와 연료탱크 사이 내부는 비어있고, 열교환부의 측면에 제 1 배기가스배출라인이 연결되어 배기가스가 열교환부를 경유하여 외기로 배출될 수 있도록 구성되어 있다.
도 4 를 참조하면 전술된 바와 같이, 제 1 폐순환라인(420)의 일측이 주연료탱크(110)의 내부 또는 외부에 나선으로 감겨 있는 것이 바람직하다.
즉, 제 1 폐순환라인(420)의 일측을 주연료탱크(110)의 내부 또는 외부에 나선형태로 감아줌으로써 제 1 폐순환라인(420)을 따라 유동되는 냉각수와 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤간 열교환되는 표면적이 증가되어 바이오디젤의 가열 효율을 증가시킬 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료가열장치 제어방법을 나타내는 제 1 플로우차트로서, 우선 본 실시예를 설명하기 위해 도 1 내지 2 를 참조하여 구성을 살펴보면, 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 연료탱크(100)를 경유하여 열교환된 후 외기로 배출되거나, 연료탱크(100)를 우회하여 외기로 배출되는 배기가스라인(300) 및 엔진(E)과 열교환되어 배출된 냉각수가 연료탱크(100)를 경유하여 열교환되거나, 또는 연료탱크(100)를 우회하여 엔진(E)으로 회귀되는 냉각수라인(400)를 포함한다.
배기가스라인(300)은 엔진(E)에 연결되어 엔진(E)에서 배출되는 배기가스가 이동되는 제 1 배기가스배출라인(310)과, 제 1 배기가스배출라인(310)에서 분지되고 배기가스가 연료탱크(100)와 열교환되어 외기로 배출되는 제 2 배기가스배출라인(320) 및 제 1 배기가스배출라인(310)에서 분지되고 배기가스가 연료탱크(100)를 우회하여 외기로 배출되는 제 3 배기가스배출라인(330)을 포함한다.
냉각수라인(400)은 엔진(E)에 연결되어 엔진(E)에서 열교환된 냉각수가 이동되는 냉각수배출라인(410)과, 냉각수배출라인(410)에서 분지되고, 냉각수가 연료탱크(100)를 경유하여 열교환된 후 엔진(E)으로 회귀되는 제 1 폐순환라인(420) 및 냉각수배출라인(410)에서 분지되고, 냉각수가 연료탱크(100)를 우회하여 엔진(E)으로 회귀되는 제 2 폐순환라인(430)을 포함한다.
바이오디젤엔진의 냉간시동을 위한 연료가열장치 제어방법은 엔진(E) 시동 후, 제 1 온도센서(610)가 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤의 온도(TB)를 측정하고, 제 2 온도센서(620)가 엔진(E)에서 배출되는 냉각수의 온도(TC)를 측정한다.(S110)
그 후, 제어부가 바이오디젤의 온도(TB) 및 냉각수의 온도(TC)를 미리 설정된 제 1 온도(T1) 및 제 2 온도(T2)와 각각 비교하고(S120), 비교결과를 기초하여 제어부가 배기가스라인(300) 및 냉각수라인(400) 중 적어도 하나가 개폐되도록 제어한다.(S130)
여기서, 전술된 바와 같이 제 1 온도(T1)는 바이오디젤의 유동점보다 높은 온도로서, 영상 30도내외가 이에 해당하며, 제 2 온도(T2)는 바이오디젤을 가열하기 용이한 온도로서, 영상 40~50도가 이에 해당한다.
상기 수행 이후, 다시 제 1 온도센서(610)가 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤의 온도(TB)를 측정하고, 제 2 온도센서(620)가 엔진(E)에서 배출되는 냉각수의 온도(TC)를 측정한다.(S110)
여기서 제어부는, 바이오디젤의 온도(TB)가 제 1 온도(T1) 이하인지 여부(S121) 및 냉각수의 온도(TC)가 제 2 온도(T2) 이하인지 여부(S122)를 판단하여, 제 2 배기가스배출라인(320), 제 3 배기가스배출라인(330), 제 1 폐순환라인(420), 제 2 폐순환라인(430)이 선택적으로 개폐되도록 제어한다.
만약 바이오디젤의 온도(TB)가 제 1 온도(T1) 이하이고, 냉각수의 온도(TC)가 제 2 온도(T2) 이하일 경우, 제어부가 제 2 배기가스배출라인(320)이 개방되고, 제 3 배기가스배출라인(330)이 폐쇄되고, 제 1 폐순환라인(420)이 폐쇄되고, 제 2 폐순환라인(430)이 개방되도록 제어한다.(S131)
즉, 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 2 배기가스배출라인(320)을 따라 열교환부(700)를 경유한 후 외기로 배출됨으로써, 고온의 배기가스에 의하여 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤이 가열되고, 냉각수는 연료탱크(100)를 경유하지 않고, 냉각수배출라인(410)과 제 2 폐순환라인(430)을 따라 엔진으로 회귀된다.
그리고 바이오디젤의 온도(TB)가 제 1 온도(T1) 이하이고, 냉각수의 온도(TC)가 제 2 온도(T2) 초과일 경우, 제어부가 제 2 배기가스배출라인(320)이 폐쇄되고, 제 3 배기가스배출라인(330)이 개방되고, 제 1 폐순환라인(420)이 개방되고, 제 2 폐순환라인(430)이 폐쇄되도록 제어한다.(S132)
즉, 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 3 배기가스배출라인(330)을 따라 외기로 배출되고, 엔진(E)과 열교환되어 제 2 온도(T2)를 초과한 냉각수가 냉각수배출라인(410)과 제 1 폐순환라인(420)을 따라 연료탱크(100)를 경유하여 엔진(E)으로 회귀됨으로써, 냉각수의 열에 의하여 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤이 가열된다.
그리고 바이오디젤의 온도(TB)가 제 1 온도(T1) 초과일 경우, 제어부가 제 2 배기가스배출라인(320)이 폐쇄되고, 제 3 배기가스배출라인(330)이 개방되고, 제 1 폐순환라인(420)이 폐쇄되며, 제 2 폐순환라인(430)이 개방되도록 제어한다.(S133)
즉, 더 이상 연료탱크(100)에 수용된 바이오디젤이 가열되는 것을 방지하기 위하여, 배기가스는 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 3 배기가스배출라인(330)을 따라 외기로 배출되고, 냉각수는 냉각수배출라인(410)과 제 2 폐순환라인(430)을 따라 엔진(E)으로 회귀된다.
도 10 과 도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료가열장치 제어방법을 나타내는 제 2 플로우차트로서, 우선 본 실시예를 설명하기 위해 도 5 내지 도 7 을 참조하여 구성을 살펴보면, 바이오디젤이 수용되는 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120), 그리고 엔진(E)과 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에 연결되어 엔진(E)에 바이오디젤이 공급되는 연료공급라인(200)을 포함한다.
그리고 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 주연료탱크(110)를 경유하여 열교환된 후 외기로 배출되거나, 주연료탱크(110)를 우회하여 외기로 배출되는 배기가스라인(300) 및 엔진(E)과 열교환되어 배출된 냉각수가 주연료탱크(110)를 경유하여 열교환되거나, 또는 주연료탱크(110)를 우회하여 엔진(E)으로 회귀되는 냉각수라인(400)을 포함한다.
연료공급라인(200)은, 주연료탱크(110)에 연결된 주연료라인(230), 보조연료탱크(120)에 연결된 보조연료라인(240), 주연료라인(230)과 보조연료라인(240)이 합류되어 엔진(E)에 연결된 연료합류라인(250)을 포함한다.
배기가스라인(300)은, 엔진(E)에 연결되어 엔진(E)에서 배출되는 배기가스가 이동되는 제 1 배기가스배출라인(310)과, 제 1 배기가스배출라인(310)에서 분지되고 배기가스가 주연료탱크(110)와 열교환되어 외기로 배출되는 제 2 배기가스배출라인(320)과, 제 1 배기가스배출라인(310)에서 분지되고 배기가스가 주연료탱크(110)를 우회하여 외기로 배출되는 제 3 배기가스배출라인(330)을 포함한다.
냉각수라인(400)은, 엔진(E)에 연결되어 엔진(E)에서 열교환된 냉각수가 이동되는 냉각수배출라인(410)과, 냉각수배출라인(410)에서 분지되고, 냉각수가 주연료탱크(110)를 경유하여 열교환된 후 엔진(E)으로 회귀되는 제 1 폐순환라인(420)과, 냉각수배출라인(410)에서 분지되고, 냉각수가 주연료탱크(110)를 우회하여 엔진(E)으로 회귀되는 제 2 폐순환라인(430)을 포함한다.
도 10 을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 연료가열장치 제어방법은 엔진(E) 시동 후, 제 3 온도센서(630)가 보조연료탱크(120)에 수용된 서브 바이오디젤의 온도(TSB) 및 용적(LSB) 중 적어도 하나를 측정한다.(S210)
그 후, 제 1 온도센서(610)가 주연료탱크(110)에 수용된 메인 바이오디젤의 온도(TMB)를 측정하고, 제 2 온도센서(620)가 엔진(E)에서 배출되는 냉각수의 온도(TC)를 측정한다.(S220)
그 후, 제어부가 메인 바이오디젤의 온도(TMB) 및 냉각수의 온도(TC)를 미리 설정된 제 1 온도(T1) 및 제 2 온도(T2)와 각각 비교하고,(S230) 비교결과를 기초하여, 배기가스라인(300) 및 냉각수라인(400)중 적어도 하나가 개폐되도록 제어한다.(S240)
상기 수행 이후, 다시 제 3 온도센서(630)와 용적측정센서(640)가 보조연료탱크(120)에 수용된 서브 바이오디젤의 온도(TSB) 및 용적(LSB)을 측정한다.(S210)
여기서 제어부는 메인 바이오디젤의 온도(TMB)가 제 1 온도(T1) 이하인지 여부(S231)와, 냉각수의 온도(TC)가 제 2 온도(T2) 이하인지 여부를 판단하여(S232), 주연료라인(230), 보조연료라인(240), 제 2 배기가스배출라인(320), 제 3 배기가스배출라인(330), 제 1 폐순환라인(420), 제 2 폐순환라인(430)이 선택적으로 개폐되도록 제어한다.
만약 메인 바이오디젤의 온도(TMB)가 제 1 온도(T1) 이하이고, 냉각수의 온도(TC)가 제 2 온도(T2) 이하일 경우, 제어부가 주연료라인(230)이 폐쇄되고, 보조연료라인(240)이 개방되고, 제 2 배기가스배출라인(320)이 개방되고, 제 3 배기가스배출라인(330)이 폐쇄되고, 제 1 폐순환라인(420)이 폐쇄되고, 제 2 폐순환라인(430)이 개방되도록 제어한다.(S241)이다.
즉, 후술되는 히터(121)에 의하여 가열된 서브 바이오디젤이 보조연료라인(240)을 통하여 엔진(E)으로 공급되고, 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 2 배기가스배출라인(320)을 따라 열교환부(700)를 경유한 후 외기로 배출됨으로써, 고온의 배기가스에 의하여 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤이 가열되고, 냉각수는 주연료탱크(110)를 경유하지 않고, 냉각수배출라인(410)과 제 2 폐순환라인(430)을 따라 엔진(E)으로 회귀된다.
그리고 메인 바이오디젤의 온도(TMB)가 제 1 온도(T1) 이하이고, 냉각수의 온도(TC)가 제 2 온도(T2) 초과일 경우, 제어부가 주연료라인(230)이 폐쇄되고, 보조연료라인(240)이 개방되고, 제 2 배기가스배출라인(320)이 폐쇄되고, 제 3 배기가스배출라인(330)이 개방되고, 제 1 폐순환라인(420)이 개방되고, 제 2 폐순환라인(430)이 폐쇄되도록 제어한다.(S242)
즉, 후술되는 히터(121)에 의하여 가열된 서브 바이오디젤이 보조연료라인(240)을 통하여 엔진(E)으로 공급되고, 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 3 배기가스배출라인(430)을 따라 외기로 배출되고, 엔진(E)과 열교환되어 제 2 온도(T2)를 초과한 냉각수가 냉각수배출라인(410)과 제 1 폐순환라인(420)을 따라 주연료탱크(110)를 경유하여 엔진(E)으로 회귀됨으로써, 냉각수의 열에 의하여 메인 바이오디젤이 가열된다.
그리고 메인 바이오디젤의 온도(TMB)가 제 1 온도(T1) 이상일 경우, 제어부가 주연료라인(230)이 개방되고, 보조연료라인(240)이 폐쇄되고, 제 2 배기가스배출라인(320)이 폐쇄되고, 제 3 배기가스배출라인(330)이 개방되고, 제 1 폐순환라인(420)이 폐쇄되고, 제 2 폐순환라인(430)이 개방되도록 제어한다.(S243)
즉, 제 1 온도(T1)를 초과한 메인 바이오디젤을 주연료라인(230)을 통하여 엔진(E)으로 공급하고, 더 이상 메인 바이오디젤이 가열되는 것을 방지하기 위하여, 배기가스는 제 1 배기가스배출라인(310)과 제 3 배기가스배출라인(330)을 따라 외기로 배출되고, 냉각수는 냉각수배출라인(410)과 제 2 폐순환라인(430)을 따라 엔진(E)으로 회귀된다.
도 11 을 참조하면, 제어부가 메인 바이오디젤의 온도(TMB)와 서브 바이오디젤의 온도(TSB) 및 용적(LSB)를 미리 설정된 제 1 온도(T1), 제 3 온도(T3) 및 제 1 용적(L1)과 각각 비교하고(S250), 비교결과를 기초하여, 제어부가 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에 연결된 연료보충라인(220)이 개폐되도록 제어하고,(S260) 보조연료탱크(120) 외측에 구성된 히터(121)를 작동 또는 작동정지시킨다.(S270)
여기서, 제 1 용적(L1)은 서브 바이오디젤이 엔진(E)으로 공급될 수 있는 최소량을 의미하고, 제 1 온도(T1)와 제 3 온도(T3)는 메인 바이오디젤 및 서브 바이오디젤의 유동점보다 높은 온도로서, 영상 30도내외가 이에 해당한다.
상기 수행 이후, 다시 제 3 온도센서(630)와 용적측정센서(640)가 보조연료탱크(120)에 수용된 서브 바이오디젤의 온도(TSB) 및 용적(LSB)을 측정하고(S210), 제 1 온도센서(610)가 주연료탱크(110)에 수용된 메인 바이오디젤의 온도(TMB)를 측정하고, 제 2 온도센서(620)가 엔진(E)에서 배출되는 냉각수의 온도(TC)를 측정한다.(S220)
여기서 제어부가 서브 바이오디젤의 용적(LSB)이 제 1 용적(L1) 이하인지 여부(S251)와, 서브 바이오디젤의 용적(LSB)이 보조연료탱크의 최대용적(LMax)인지 여부와(S252), 서브 바이오디젤의 온도(TSB)가 제 3 온도(T3) 이하인지 여부를 판단한다.(S253)
만약, 서브 바이오디젤의 용적(LSB)이 제 1 용적(L1) 이하일 경우, 제어부가 연료보충라인(220)이 개방되도록 제어하고(S261), 서브 바이오디젤의 용적(LSB)이 보조연료탱크(120)의 최대용적(LMax)일 경우, 제어부가 연료보충라인(220)이 폐쇄되도록 제어한다.(S262)
그리고 서브 바이오디젤의 온도(TSB)가 제 3 온도(T3) 이하이고(S253) 메인 바이오디젤의 온도(TMB)가 제 1 온도(T1)이하일 경우(S254), 제어부가 히터(121)를 작동시키고(S271), 서브 바이오디젤의 온도(TSB)가 제 3 온도(T3) 초과일 경우, 제어부가 히터(121)를 작동정지시킨다.(S272)
여기서, 서브 바이오디젤의 온도(TSB)가 제 3 온도(T3) 이하이고(S253) 메인 바이오디젤의 온도(TMB)가 제 1 온도(T1)초과일 경우(S254), 제어부가 히터(121)를 작동정지시킨다.(S272)
즉, 메인 바이오디젤의 온도(TMB)가 제 1 온도(T1)초과일 경우, 엔진(E)에 공급되는 연료가 서브 바이오디젤에서 메인 바이오디젤로 전환됨으로써, 더 이상 보조연료탱크(120)가 가열되는 것을 방지하기 위함이다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다.
따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다.
본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
E : 엔진
100 : 연료탱크 110 : 주연료탱크
120 : 보조연료탱크 121 : 히터
200 : 연료공급라인 210 : 연료리턴라인
214 : 연료흡입부
220 : 연료보충라인 230 : 주연료라인
240 : 보조연료라인 250 : 연료합류라인
300 : 배기가스라인 310 : 제 1 배기가스 배출라인
320 : 제 2 배기가스 배출라인 330 : 제 3 배기가스 배출라인
400 : 냉각수라인 410 : 냉각수배출라인
420 : 제 1 폐순환라인 430 : 제 2 폐순환라인
510 : 제 1 삼방밸브 520 : 제 2 삼방밸브
530 : 연료조절밸브 540 : 유로개폐밸브
610 : 제 1 온도센서 620 : 제 2 온도센서
630 : 제 3 온도센서 640 : 용적측정센서
700 : 열교환부 810 : 연료펌프
100 : 연료탱크 110 : 주연료탱크
120 : 보조연료탱크 121 : 히터
200 : 연료공급라인 210 : 연료리턴라인
214 : 연료흡입부
220 : 연료보충라인 230 : 주연료라인
240 : 보조연료라인 250 : 연료합류라인
300 : 배기가스라인 310 : 제 1 배기가스 배출라인
320 : 제 2 배기가스 배출라인 330 : 제 3 배기가스 배출라인
400 : 냉각수라인 410 : 냉각수배출라인
420 : 제 1 폐순환라인 430 : 제 2 폐순환라인
510 : 제 1 삼방밸브 520 : 제 2 삼방밸브
530 : 연료조절밸브 540 : 유로개폐밸브
610 : 제 1 온도센서 620 : 제 2 온도센서
630 : 제 3 온도센서 640 : 용적측정센서
700 : 열교환부 810 : 연료펌프
Claims (22)
- 엔진(E);
바이오디젤이 수용되는 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120);
상기 엔진(E)과 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에 연결되어 상기 엔진(E)에 바이오디젤이 공급되는 연료공급라인(200);
상기 엔진(E)에서 배출된 배기가스가 상기 주연료탱크(110)를 경유하여 열교환된 후 외기로 배출되거나, 상기 주연료탱크(110)를 우회하여 외기로 배출되는 배기가스라인(300); 및
상기 엔진(E)과 열교환되어 배출된 냉각수가 상기 주연료탱크(110)를 경유하여 열교환되거나, 또는 상기 주연료탱크(110)를 우회하여 상기 엔진(E)으로 회귀되는 냉각수라인(400);
이 포함되고,
상기 엔진(E)의 초기 냉간시동 시, 상기 보조연료탱크(120)에 수용된 바이오디젤이 우선적으로 상기 엔진(E)에 공급되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 배기가스라인(300)과 냉각수라인(400)은
상기 주연료탱크(110)와 각각 독립적으로 열교환되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 보조연료탱크(120)는
상기 주연료탱크(110)보다 상대적으로 규모가 작고, 수용된 바이오디젤의 용적(LSB)을 측정하기 위하여 내부 또는 외부에 설치된 용적측정센서(640), 수용된 바이오디젤의 온도(TSB)를 측정하기 위하여 내부 또는 외부에 설치된 제 3 온도센서(630), 외측에 히터(121)가 구성된 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에 연결되어 상기 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤이 상기 보조연료탱크(120)로 이동되는 연료보충라인(220)이 포함되고,
상기 연료보충라인(220)은
상기 보조연료탱크(120)로 이동되는 바이오디젤을 차단 또는 개방시키는 유로개폐밸브(540)가 설치된 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 연료공급라인(200)에 설치되어 상기 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에서 배출된 바이오디젤을 선택적으로 차단, 개방하는 연료조절밸브(530);
상기 배기가스라인(300)에 설치되어 상기 엔진(E)에서 배출되는 배기가스의 이동방향을 변경해주는 제 1 삼방밸브(510);
상기 냉각수라인(400)에 구성되어 상기 엔진(E)에서 열교환되어 배출된 냉각수의 이동방향을 변경해주는 제 2 삼방밸브(520);
상기 주연료탱크(110)의 내부 또는 외부에 구성되어 상기 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤의 온도(TMB)를 측정하는 제 1 온도센서(610);
상기 냉각수라인(400)에 구성되어, 상기 냉각수라인(400)을 통해 이동되는 냉각수의 온도(TC)를 측정하는 제 2 온도센서(620); 및
상기 제 1 온도센서(610), 제 2 온도센서(620), 제 3 온도센서(630), 용적측정센서(640)를 모니터링하고, 상기 제 1 삼방밸브(510), 제 2 삼방밸브(520), 연료조절밸브(530), 유로개폐밸브(540), 히터(121)를 컨트롤하는 제어부;
가 포함된 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 연료공급라인(200)은
상기 주연료탱크(121)에 연결된 주연료라인(230), 상기 보조연료탱크(121)에 연결된 보조연료라인(240), 상기 주연료라인(230)과 보조연료라인(240)이 합류되어 상기 엔진(E)에 연결된 연료합류라인(250)이 포함된 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 배기가스라인(400)은
상기 엔진(E)에 연결되어 상기 엔진(E)에서 배출되는 배기가스가 이동되는 제 1 배기가스배출라인(310)과, 상기 제 1 배기가스배출라인(310)에서 분지되고 배기가스가 상기 주연료탱크(110)와 열교환되어 외기로 배출되는 제 2 배기가스배출라인(320)과, 상기 제 1 배기가스배출라인(310)에서 분지되고 배기가스가 상기 주연료탱크(110)를 우회하여 외기로 배출되는 제 3 배기가스배출라인(330)이 포함된 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 냉각수라인(400)은
상기 엔진(E)에 연결되고 상기 엔진(E)에서 열교환된 냉각수가 이동되는 냉각수배출라인(410)과, 상기 냉각수배출라인(410)에서 분지되고, 냉각수가 상기 주연료탱크(110)를 경유하여 열교환된 후 상기 엔진(E)으로 회귀되는 제 1 폐순환라인(420)과, 상기 냉각수배출라인(410)에서 분지되고, 냉각수가 상기 주연료탱크(110)를 우회하여 상기 엔진(E)으로 회귀되는 제 2 폐순환라인(430)이 포함된 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 연료공급라인(200)과 배기가스라인(300)과 냉각수라인(400)은
상기 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤의 온도(TMB)와 상기 제 1 온도(T1)를 비교하고,
상기 냉각수의 온도(TC)와 상기 제 2 온도(T2)를 비교하여 상기 제어부에 의해 개폐여부가 판단되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤의 온도(TMB)가 상기 제 1 온도(T1) 이하이고, 상기 냉각수의 온도(TC)가 상기 제 2 온도(T2) 이하일 경우,
상기 제어부에 의하여 상기 주연료라인(230), 제 3 배기가스배출라인(330), 제 1 폐순환라인(420)이 폐쇄되고 상기 보조연료라인(240), 제 2 배기가스배출라인(320), 제 2 폐순환라인(430)이 개방되도록 제어되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤의 온도(TMB)가 상기 제 1 온도(T1) 이하이고, 상기 냉각수의 온도(TC)가 상기 제 2 온도(T2) 초과일 경우,
상기 제어부에 의하여 상기 주연료라인(110), 제 2 배기가스배출라인(320), 제 2 폐순환라인(430)이 폐쇄되고 상기 보조연료라인(120), 제 3 배기가스배출라인(330), 제 1 폐순환라인(420)이 개방되도록 제어되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤의 온도(TMB)가 상기 제 1 온도(T1) 초과일 경우, 상기 제어부에 의하여 상기 주연료라인(230), 제 3 배기가스배출라인(330), 제 2 폐순환라인(430)이 개방되고 상기 보조연료라인(240), 제 2 배기가스배출라인(320), 제 1 폐순환라인(420)이 폐쇄되도록 제어되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 유로개폐밸브(540)는
상기 보조연료탱크(120)에 수용된 바이오디젤의 용적(LSB)과 상기 제 1 용적(L1)을 비교하여 상기 제어부에 의해 개폐여부가 판단되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 보조연료탱크(120)에 수용된 바이오디젤의 용적(LSB)이 상기 제 1 용적(L1) 이하일 경우, 상기 제어부에 의하여 상기 유로개폐밸브(540)가 개방되고,
상기 보조연료탱크(120)에 수용된 바이오디젤의 용적(LSB)이 상기 보조연료탱크의 최대용적(LMax)일 경우, 상기 제어부에 의하여 상기 유로개폐밸브(540)가 폐쇄되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 히터(121)는
상기 보조연료탱크(120)에 수용된 바이오디젤의 온도(TSB)와 상기 제 3 온도(T3)를 비교하여 상기 제어부에 의해 작동여부가 판단되는 것을 특징으로 하는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 15 항에 있어서,
상기 보조연료탱크(120)에 수용된 바이오디젤의 온도(TSB)가 상기 제 3 온도(T3) 이하일 경우,
상기 제어부에 의하여 상기 히터(121)가 작동되고,
상기 보조연료탱크(120)에 수용된 바이오디젤의 온도(TSB)가 상기 제 3 온도(T3) 초과일 경우,
상기 제어부에 의하여 상기 히터(121)가 작동정지되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 주연료탱크(110)의 외부를 감싸고 상기 제 2 배기가스배출라인(420)과 연결된 열교환부(700)가 구성되고,
상기 엔진(E)에서 방출된 배기가스가 상기 열교환부(700)를 경유하여 상기 주연료탱크(110)와 열교환되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 폐순환라인(320)의 일측은
상기 주연료탱크(110)의 내부 또는 외부에 나선으로 감겨 있는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 엔진(E);
바이오디젤이 수용되는 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120);
상기 엔진(E)과 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에 연결되어 상기 엔진(E)에 바이오디젤이 공급되는 연료공급라인(200);
상기 연료탱크(100)의 내부에 구성되어, 상기 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤을 상기 엔진(E)측으로 압송시키는 연료펌프(810); 및
상기 엔진(E)과 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에 연결되어 상기 엔진(E)에 미공급된 바이오디젤이 상기 주연료탱크(110)로 회귀되는 연료리턴라인(210);
상기 엔진(E)의 초기 냉간시동 시, 상기 보조연료탱크(120)에 수용된 바이오디젤이 우선적으로 상기 엔진(E)에 공급되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 19 항에 있어서,
상기 연료리턴라인(210)의 끝단부는
상기 연료펌프(810) 인근에 배치되도록 주연료탱크(110)에 관통배치되며,
상기 연료펌프(810)는
상기 엔진(E)의 열이 함유된 상태로 상기 연료리턴라인(210)에서 토출된 바이오디젤에 의하여 가열되는 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
- 제 19 항에 있어서,
상기 보조연료탱크(120)는
상기 주연료탱크(110)보다 상대적으로 규모가 작고, 외측에 히터(121)가 구성된 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치
- 제 19 항에 있어서,
상기 주연료탱크(110)와 보조연료탱크(120)에 연결되어 상기 주연료탱크(110)에 수용된 바이오디젤이 상기 보조연료탱크(120)로 이동되는 연료보충라인(220)이 포함되고,
상기 연료보충라인(220)은
상기 보조연료탱크(120)로 이동되는 바이오디젤을 차단 또는 개방시키는 유로개폐밸브(540)가 설치된 엔진폐열과 보조탱크를 이용한 엔진 냉간시동용 연료가열장치.
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