KR20180055411A - Gas heat pump - Google Patents

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KR20180055411A
KR20180055411A KR1020160153253A KR20160153253A KR20180055411A KR 20180055411 A KR20180055411 A KR 20180055411A KR 1020160153253 A KR1020160153253 A KR 1020160153253A KR 20160153253 A KR20160153253 A KR 20160153253A KR 20180055411 A KR20180055411 A KR 20180055411A
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이진우
신광호
최송
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엘지전자 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a gas heat pump to provide an exhaust manifold with a structure capable of smoothly discharging exhaust gas. According to the present invention, a gas heat pump comprises: a compressor to compress refrigerant; and a gas engine to operate the compressor. The gas engine includes: an engine combustion chamber including a plurality of combustion chambers in which combustion of fuel and air occurs at a time difference; an exhaust manifold communicating with each combustion chamber and including a plurality of exhaust port pipes to discharge exhaust gas; and a coolant pipe to cool the exhaust manifold. The exhaust port pipe includes: a plurality of odd exhaust port pipes to communicate with a combustion chamber in which combustion occurs in odd-numbered order in a time flow; and a plurality of even exhaust port pipes to communicate with a combustion chamber in which combustion occurs in even-numbered order in the time flow. The odd and even-numbered exhaust port pipes do not communicate with each other inside the coolant pipe.

Description

가스 히트펌프{Gas heat pump}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 가스 히트펌프(GHP)에 관한 것이며, 구체적으로 배기매니폴드의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a gas heat pump (GHP), and more particularly to the structure of an exhaust manifold.

냉동 사이클은 일반적으로 냉매의 순환 사이클을 이용하여 필요한 곳에 열을 공급하거나 열을 흡수하는 사이클을 의미한다. 이러한 냉동 사이클을 구현하기 위하여 압축기, 응축기, 팽창밸브 그리고 증발기가 사용된다. 이러한 구성들은 냉매 배관을 통해서 서로 연결되어 있으며, 냉매의 상변화를 통해 응축기에서는 주변으로 열을 공급하게 되고, 증발기에서는 주변의 열을 흡수하게 된다.A refrigeration cycle generally refers to a cycle of supplying heat or absorbing heat where necessary using the circulation cycle of the refrigerant. A compressor, a condenser, an expansion valve and an evaporator are used to implement this refrigeration cycle. These components are connected to each other through a refrigerant pipe, and the refrigerant is supplied with heat through the phase change of the refrigerant and the surrounding heat is absorbed by the evaporator.

여기서, 응축기와 증발기는 냉매와 공기 또는 다른 유체 사이에서 열교환이 이루어지도록 하는 구성이라 할 수 있다. 따라서, 이러한 구성들을 열교환기라 할 수 있으며 열교환 전후의 냉매 상태에 따라 응축기와 증발기로 나뉜다고 할 수 있다.Here, the condenser and the evaporator may be configured to perform heat exchange between the refrigerant and the air or other fluid. Therefore, these structures can be referred to as heat exchangers and can be divided into a condenser and an evaporator depending on the state of refrigerant before and after heat exchange.

이러한 냉동 사이클을 이용하여 실내 공기를 난방하거나 냉방하는 장치 또는 시스템을 공기조화기라 한다. 공기조화기에서 실내를 난방하기 위해서 냉매는 실내 공기에 열을 공급하게 된다. 따라서, 이 경우 실내기를 응축기라 할 수 있으며 실외기는 증발기라 할 수 있다. 반대로 공기조화기에서 실내를 냉방하기 위해서 냉매는 실내 공기의 열을 흡수하게 된다. 따라서, 이 경우 실내기를 증발기라 할 수 있으며 실외기는 응축기라 할 수 있다.An apparatus or system for heating or cooling indoor air using the refrigeration cycle is referred to as an air conditioner. In order to heat the room in the air conditioner, the refrigerant supplies heat to the room air. Therefore, in this case, the indoor unit may be referred to as a condenser, and the outdoor unit may be referred to as an evaporator. Conversely, in order to cool the room in the air conditioner, the refrigerant absorbs the heat of the room air. Therefore, in this case, the indoor unit may be referred to as an evaporator, and the outdoor unit may be referred to as a condenser.

가정과는 달리 산업용이나 큰 빌딩의 공기조화 등을 위해서는 대용량의 압축기를 필요로 한다. 즉, 많은 양의 냉매를 고온 고압의 기체로 압축하기 위한 압축기를 구동하기 위해 전기 모터가 아닌 가스엔진을 이용한 가스히트펌프 시스템을 많이 사용하고 있다.Unlike the home, large capacity compressors are required for industrial use and air conditioning in large buildings. That is, a gas heat pump system using a gas engine rather than an electric motor is often used to drive a compressor for compressing a large amount of refrigerant into a high-temperature and high-pressure gas.

이러한 가스히트펌프 시스템은 가스를 연소시키는 엔진을 통해 압축기를 구동하는 동력을 발생시켜 냉동 사이클을 구현하게 된다.This gas heat pump system generates power to drive the compressor through an engine that burns the gas to realize a refrigeration cycle.

일반적으로, 가스히트펌프 시스템은 가스엔진의 구동력에 의해 압축기를 운전하여 난방 또는 냉방을 하도록 하는 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매순환 계통(100)과 엔진 냉각수 순환 계통(200)으로 구성된다.Generally, a gas heat pump system is a device for heating or cooling a compressor by operating a driving force of a gas engine. As shown in FIG. 1, a refrigerant circulation system 100 and an engine cooling water circulation system 200 .

냉매순환 계통은 실내측을 냉방 또는 난방하기 위하여 냉동사이클 또는 히트펌프 사이클을 형성하며, 가스엔진(500)에 의해서 구동되는 냉매용 압축기(14), 사방밸브(15), 실외기 열교환기(16), 난방 팽창밸브(17), 실내기 팽창밸브(18), 실내기 열교환기(19), 어큐뮬레이터(13) 등으로 구성된다.The refrigerant circulation system forms a refrigeration cycle or a heat pump cycle for cooling or heating the indoor side and includes a refrigerant compressor 14, a four-way valve 15, an outdoor heat exchanger 16 driven by a gas engine 500, A heating expansion valve 17, an indoor expansion valve 18, an indoor heat exchanger 19, an accumulator 13, and the like.

엔진 냉각수순환 계통(200)은 가스엔진(500)을 냉각하기 위하여 엔진 냉각수를 순환시키며, 엔진냉각수 삼방밸브(21), 라디에이터(22), 엔진냉각수 순환 펌프(23), 배기가스 열교환기(24) 등으로 구성된다.The engine cooling water circulation system 200 circulates engine cooling water to cool the gas engine 500 and includes an engine cooling water three-way valve 21, a radiator 22, an engine cooling water circulation pump 23, an exhaust gas heat exchanger 24 ) And the like.

또한, 냉매순환 계통(100)과 엔진 냉각수순환 계통(200) 간에는 보조 열교환기(25)를 설치하여 냉매와 엔진 냉각수 간의 열교환이 이루어짐으로써 냉매를 증발시키도록 구성되어 있다.Further, an auxiliary heat exchanger (25) is provided between the refrigerant circulation system (100) and the engine cooling water circulation system (200) to exchange heat between the refrigerant and the engine cooling water, thereby evaporating the refrigerant.

이와 같은 종래기술의 가스엔진 냉난방장치의 냉방 운전시에는 사방밸브(15)는 도 1의 실선 화살표와 같이 절환되며, 이에 따라 가스엔진(500)에 의하여 구동되는 압축기(14)에 의하여 압축되어 고온 고압의 상태가 된 냉매는 냉방 운전모드로 절환된 사방밸브(15)를 거쳐, 응축기로 기능하는 실외기 열교환기(16)에서 응축되며 응축열을 외기로 방출한다. 응축된 액체 상태의 냉매는 실내기 팽창밸브(18)에서 감압된 후, 저온 저압의 상태로 증발기로 기능하는 실내기 열교환기(19)로 유입되어 증발하게 된다. 이와 같이, 냉방은 증발 과정에서 요구되는 잠열을 실내의 공기로부터 흡열함으로써 이루어진다.In the cooling operation of the conventional gas engine cooling / heating apparatus, the four-way valve 15 is switched as shown by the solid arrow in FIG. 1, and is compressed by the compressor 14 driven by the gas engine 500, The refrigerant in a high pressure state is condensed in the outdoor unit heat exchanger 16 functioning as a condenser through the four-way valve 15 switched to the cooling operation mode and discharges the condensation heat to the outside air. The condensed liquid refrigerant is depressurized by the indoor expansion valve (18), and then flows into the indoor heat exchanger (19) functioning as an evaporator in a state of low temperature and low pressure to be evaporated. As described above, the cooling is achieved by absorbing the latent heat required in the evaporation process from the air in the room.

한편, 실내기 열교환기(19)를 거친 냉매는 어큐뮬레이터(13)를 거쳐 기체 상태의 냉매만이 압축기에 흡입됨으로써 냉동사이클이 연속적으로 형성된다.On the other hand, the refrigerant passing through the indoor heat exchanger (19) is sucked into the compressor only in the gaseous state via the accumulator (13), so that the refrigeration cycle is continuously formed.

또한, 냉방 운전시, 가스엔진(500)을 냉각한 엔진 냉각수는 엔진 냉각수 삼방밸브(21)에 의하여 라디에이터(22) 측으로 유도되고 라디에이터(22)에서 외기에 방열한 후, 엔진냉각수 순환펌프(23)에 의하여 배기가스 열교환기(24)를 거쳐, 다시 가스엔진(500)으로 되돌려진다.The engine cooling water that has cooled the gas engine 500 at the time of cooling operation is led to the radiator 22 side by the engine cooling water three-way valve 21 and radiated to the outside air by the radiator 22, And then returned to the gas engine 500 via the exhaust gas heat exchanger 24.

그러나, 난방 운전시에는 사방밸브(15)가 도 1의 점선 화살표와 같이 절환되며, 이에 따라 압축기(14)에 의하여 압축된 고온 고압의 냉매는 실내기(300) 측으로 유입되어, 응축기로 기능하는 실내기 열교환기(19)에서 응축되며, 실내공기로 방출된 응축열에 의하여 난방이 이루어진다. 응축된 액체 상태의 냉매는 난방 팽창밸브(17)를 통과하면서 저온 저압의 상태로 감압된 후, 증발기로 기능하는 실외기 열교환기(16)로 유입되어 증발하기 시작한다.However, during the heating operation, the four-way valve 15 is switched as indicated by the dotted arrow in Fig. 1, whereby the refrigerant of high temperature and high pressure compressed by the compressor 14 flows into the indoor unit 300 side, Is condensed in the heat exchanger (19), and is heated by the heat of condensation emitted into the room air. The condensed liquid refrigerant passes through the heating expansion valve 17 and is decompressed to a low temperature and low pressure state, and then flows into the outdoor heat exchanger 16 functioning as an evaporator and starts to evaporate.

한편, 난방 운전이 이루어지는 동절기에는 통상 외기의 온도가 낮으므로, 이에 따라 증발온도를 낮추려면 압축기 소요동력이 증가하여 열펌프 사이클의 성능저하를 초래하며, 이를 방지하기 위하여 엔진 배열의 일부를 회수하여 냉매의 증발열원으로 이용한다. 즉, 난방 운전시에는 가스엔진(500)을 냉각한 엔진 냉각수가 엔진냉각수 삼방밸브(21)에 의하여 보조 열교환기(25) 측으로 유도되어, 실외기 열교환기(16)를 지나 보조 열교환기(25)로 유입된 냉매를 가열하여 증발시킨다.On the other hand, in the winter when the heating operation is performed, since the temperature of the outside air is generally low, the power required for the compressor increases to lower the evaporation temperature, thereby deteriorating the performance of the heat pump cycle. It is used as the heat source of evaporation of refrigerant. That is, during the heating operation, the engine cooling water that has cooled the gas engine 500 is guided to the auxiliary heat exchanger 25 side by the engine cooling water three-way valve 21 and flows through the outdoor heat exchanger 16 to the auxiliary heat exchanger 25, And evaporates the refrigerant.

이와 같이, 실외기 열교환기(16)와 보조 열교환기(25)를 차례로 거치면서 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(13)를 거쳐 기체 상태의 냉매만이 압축기(14)로 흡입되어 열펌프 사이클이 연속적으로 형성된다.As described above, the refrigerant vaporized by sequentially passing through the outdoor heat exchanger 16 and the auxiliary heat exchanger 25 is sucked into the compressor 14 through the accumulator 13 so that only the gaseous refrigerant is continuously formed do.

상기 종래의 가스히트펌프 시스템은 한국공개특허공보 제10-2013-0093297호에 개시되고 있다. The conventional gas heat pump system is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0093297.

한편, 종래의 가스히트펌프 시스템의 경우, 가스엔진(500)에서 생성된 배기 가스가 원활하게 배출되지 못하고 배기매니폴드 내부에서 머무는 문제점이 있다. 배기 가스가 원활하게 배출되지 못하여 전체 시스템의 효율이 떨어지고, 가스엔진(500)의 고장이 자주 발생하는 문제점이 있다.On the other hand, in the case of the conventional gas heat pump system, the exhaust gas generated in the gas engine 500 can not be discharged smoothly and stays in the exhaust manifold. The exhaust gas can not be discharged smoothly, the efficiency of the entire system is lowered, and the gas engine 500 frequently fails.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 배기 가스가 원활하게 배출할 수 있는 구조를 가진 배기매니폴드를 제공하는 것을 과제로 한다.In order to solve the above problems, an embodiment of the present invention is to provide an exhaust manifold having a structure capable of exhausting exhaust gas smoothly.

또한, 본 발명의 일 실시예는 배기 가스와 냉각수 사이의 열교환 면적을 높일 수 있는 구조를 가진 배기매니폴드를 제공하는 것을 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide an exhaust manifold having a structure capable of increasing the heat exchange area between exhaust gas and cooling water.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 냉매를 압축하는 압축기와 상기 압축기를 구동시키는 가스엔진을 포함하는 가스히트펌프에 있어서 상기 가스엔진은, 시간차를 두고 연료 및 공기의 연소가 일어나는 다수개의 연소실을 포함하는 엔진연소실, 상기 다수개의 연소실과 각각 연통하고 배기가스를 배출하는 다수개의 배기포트관을 포함하는 배기매니폴드, 상기 배기매니폴드를 냉각시키는 냉각수관을 포함하고, 상기 배기포트관은, 시간 흐름 상 홀수번째에 연소가 일어나는 연소실과 연통되는 다수개의 홀수배기포트관 및 짝수번째에 연소가 일어나는 연소실과 연통되는 다수개의 짝수배기포트관으로 구성되고, 상기 홀수배기포트관과 상기 짝수배기포트관은 상기 냉각수관 내부에서 서로 연통하지 않는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프를 제공하며, 배기가스가 배기매니폴드 내부에서 완전히 배출되지 않는 문제점을 해결할 수 있으며 냉각수와 배기가스 사이의 접촉 면적을 넓일 수 있는 효과가 있다. In order to solve the above-described problems, the present invention provides a gas heat pump including a compressor for compressing a refrigerant and a gas engine for driving the compressor, wherein the gas engine includes a plurality of combustion chambers An exhaust manifold communicating with the plurality of combustion chambers and including a plurality of exhaust port tubes for exhausting the exhaust gas, and a cooling water pipe for cooling the exhaust manifold, A plurality of odd-number exhaust port pipes communicating with combustion chambers in which odd-numbered combustion occurs, and a plurality of even-number exhaust port pipes communicating with combustion chambers in which even-numbered combustion occurs, wherein the odd- Wherein the pipe does not communicate with the inside of the cooling water pipe. Ball, and the exhaust gas to solve the problem is not completely discharged inside the exhaust manifold, and there is an effect that it is possible neolil the contact area between the cooling water and exhaust gas.

또한 본 발명의 일 실시예는, 상기 홀수배기포트관의 일단 및 상기 짝수배기포트관의 일단에는 상기 각각의 연소실과 상기 각각의 배기포트관을 이어주는 배기포트가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프를 제공한다.The exhaust port may be formed at one end of the odd exhaust port pipe and at one end of the even exhaust port port so as to connect the respective combustion chambers to the respective exhaust port pipes. Lt; / RTI >

또한 본 발명의 일 실시예는, 상기 홀수배기포트관의 타단에는 상기 홀수배기포트관들의 타단들을 서로 연통시키는 제1통합포트를 포함하고, 상기 짝수배기포트관의 타단에는 상기 짝수배기포트관들의 타단들을 서로 연통시키는 제2통합포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프를 제공한다. The odd exhaust port pipe may include a first integrated port communicating the other ends of the odd exhaust port pipes with one another, and the other end of the odd exhaust port pipe may include a first integrated port, And a second integrated port communicating the other ends with each other.

또한 본 발명의 일 실시예는, 상기 배기매니폴드 중 유로가 꺾이는 부분은 상기 냉각수관 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프를 제공하며, 열응력에 취약한 꺾이는 부분을 보호할 수 있는 효과가 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a gas heat pump, wherein a portion of the exhaust manifold where the flow path is bent is provided inside the cooling water pipe, and an effect of protecting a bent portion vulnerable to thermal stress have.

또한 본 발명의 일 실시예는, 상기 배기포트관이 상기 냉각수관 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a gas heat pump, wherein the exhaust port pipe is provided inside the cooling water pipe.

또한 본 발명의 일 실시예는, 상기 배기포트관과 상기 배기포트가 연결되는 지점, 상기 홀수배기포트관과 상기 제1통합포트가 연결되는 지점 및 상기 짝수배기포트관과 상기 제2통합포트가 연결되는 지점은 상기 냉각수관 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프를 제공하며, 열응력에 취약한 연결지점을 보호할 수 있는 효과가 있다. Also, an embodiment of the present invention is characterized in that the exhaust port and the exhaust port are connected to each other at a point where the exhaust port pipe and the exhaust port are connected, a point where the odd exhaust port port and the first integrating port are connected, And the connecting point is provided inside the cooling water pipe. The present invention provides an advantage that the connection point that is vulnerable to thermal stress can be protected.

또한 본 발명의 일 실시예는, 상기 다수개의 연소실은 짝수개가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a gas heat pump, wherein the plurality of combustion chambers are provided with an even number.

또한 본 발명의 일 실시예는, 상기 냉각수관 내부에서 흐르는 냉각수의 방향과 상기 배기포트관 내부를 흐르는 배기가스의 방향은 서로 나란하지 않거나 서로 반대 방향인 것을 특징으로 하는 가스히트펌프를 제공하며, 냉각수와 배기가스 사이의 열교환 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, the direction of the cooling water flowing in the cooling water pipe and the direction of the exhaust gas flowing in the exhaust port pipe are not parallel to each other or are opposite to each other, There is an effect that the heat exchange efficiency between the cooling water and the exhaust gas can be enhanced.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해, 배기 가스가 원활하게 배출할 수 있는 구조를 가진 배기매니폴드를 제공하는 효과가 있다.In order to solve the above problem, the present invention has an effect of providing an exhaust manifold having a structure capable of exhausting exhaust gas smoothly.

또한, 본 발명은 배기 가스와 냉각수 사이의 열교환 면적을 높일 수 있는 구조를 가진 배기매니폴드를 제공하는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of providing an exhaust manifold having a structure capable of increasing the heat exchange area between the exhaust gas and the cooling water.

도 1은 종래의 가스히트펌프 시스템을 나타낸 것이다.
도 2는 가스엔진의 구조를 도식화한 것이다.
도 3은 종래의 배기매니폴드의 구조를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기매니폴드의 구조를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명 배기매니폴드의 또 다른 일 실시예를 도시한 것이다.
1 shows a conventional gas heat pump system.
Figure 2 is a schematic representation of the structure of a gas engine.
3 shows a structure of a conventional exhaust manifold.
4 illustrates a structure of an exhaust manifold according to an embodiment of the present invention.
5 shows another embodiment of the exhaust manifold of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the present invention is not limited to the details of the embodiments described below, .

도 2에 도시된 것은, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스엔진(500)의 전반적인 구성을 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating the overall configuration of a gas engine 500 according to an embodiment of the present invention.

가스엔진(500)은 공기 및 연료가 연소되는 장소를 제공하는 엔진연소실(520), 엔진연소실(520)로 공기 및 연료를 공급하는 통로에 해당하는 공급매니폴드(510), 엔진연소실(520)에서 연소의 결과 발생한 배기 가스를 배출하는 통로에 해당하는 배기매니폴드(530), 배기매니폴드(530)를 통해서 배출되는 배기 가스의 냉각을 담당하는 냉각수관(540)으로 구성된다.The gas engine 500 includes an engine combustion chamber 520 for providing air and a place where the fuel is combusted, a supply manifold 510 corresponding to a passage for supplying air and fuel to the engine combustion chamber 520, an engine combustion chamber 520, An exhaust manifold 530 corresponding to a passage for discharging the exhaust gas resulting from the combustion in the exhaust manifold 530 and a cooling water pipe 540 for cooling the exhaust gas discharged through the exhaust manifold 530.

엔진연소실(520)은 다수개의 연소실을 포함한다. 본 발명의 일 실시예의 경우 짝수개의 연소실이 포함되는 것을 개시하고 있으나 이에 한정되지 않으며 홀수개의 연소실을 포함할 수도 있다. The engine combustion chamber 520 includes a plurality of combustion chambers. In an embodiment of the present invention, an even number of combustion chambers are disclosed, but the present invention is not limited thereto and may include an odd number of combustion chambers.

연소실 내부로 유입된 공기 및 연료는 연소실 내부에서 발생하는 스파크와 반응하여 폭발 반응을 일으킨다. 폭발 반응의 결과 연소실 내부에 구비된 실린더(미도시)가 직선 왕복 운동을 하게 되고, 상기 실린더의 운동에너지는 크랭크(미도시)를 통해 회전축(미도시)으로 전달되어 회전축을 회전시킨다. 회전축의 회전은 압축기를 작동시키는 에너지 동력원에 해당한다. 폭발 반응의 부산물인 배기 가스는 배기매니폴드(530)로 배출되며 배기 가스는 냉각수와 열교환한다. Air and fuel introduced into the combustion chamber react with sparks generated inside the combustion chamber and cause an explosion reaction. As a result of the explosion reaction, a cylinder (not shown) provided in the combustion chamber performs a linear reciprocating motion, and the kinetic energy of the cylinder is transmitted to a rotation shaft (not shown) through a crank (not shown) The rotation of the rotary shaft corresponds to an energy source for operating the compressor. The exhaust gas, which is a by-product of the explosion reaction, is discharged to the exhaust manifold 530, and the exhaust gas is heat-exchanged with the cooling water.

다수개의 연소실은 각각 일정한 시간 차이를 두고 하나씩 폭발 반응이 일어나는 것이 일반적이다. 즉, 일정한 시간 차이를 두고 각 연소실에 구비된 스파크가 작동한다. 시간 차이에 대한 설명은 후술하도록 한다. It is common that a plurality of combustion chambers have one explosion reaction with a predetermined time difference. That is, the spark provided in each combustion chamber operates at a predetermined time difference. The time difference will be described later.

엔진연소실(520)로 유입되는 공기 및 연료는, 엔진연소실(520)로 유입되기 전에 사용자가 지정한 일정한 비율로 섞인다. 공기는 공기정화장치(501)를 통해 가스엔진(500) 내부로 유입되며 연료는 제로 가버너(502)를 통해 가스엔진(500) 내부로 유입된다. 유입된 공기와 연료는 믹서(503)에서 섞인 후 ETC(Electronic Throtle Control, 504)를 거쳐 공급매니폴드(510)로 유입된다. The air and the fuel flowing into the engine combustion chamber 520 are mixed at a predetermined ratio specified by the user before entering the engine combustion chamber 520. The air is introduced into the gas engine 500 through the air purifier 501 and the fuel flows into the gas engine 500 through the zero governor 502. The introduced air and fuel are mixed in a mixer 503 and then introduced into a supply manifold 510 through an electronic throttle control (ETC) 504. [

공기정화장치(501)는 공기의 이물질을 거르기 위한 수단이며, 엔진연소실(520) 내부에서의 폭발 효율을 최대로 높이기 위함이다. 제로 가버너(502)는 유입되는 연료(가스)의 압력 및 유량의 변화에 관계없이 배출되는 출구압력을 항상 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 믹서(503)는 공기정화장치(501)로부터 유입되는 공기와 제로 가버너(502)로부터 유입되는 연료(가스)의 혼합비를 일정하게 하는 기능을 한다. 공기와 연료(가스)의 혼합비를 일정하게 함으로써 연소 온도의 제어가 용이해진다. The air purifying device 501 is a means for filtering foreign substances in the air and maximizes the explosion efficiency in the engine combustion chamber 520. The zero governor 502 serves to constantly maintain the outlet pressure that is discharged regardless of changes in the pressure and the flow rate of the fuel (gas) to be introduced. The mixer 503 functions to make the mixture ratio of the air introduced from the air purifier 501 and the fuel (gas) introduced from the zero governor 502 constant. By controlling the mixture ratio of air and fuel (gas) to be constant, it becomes easy to control the combustion temperature.

믹서(503)에서 일정한 혼합비로 섞인 공기와 연료는 ETC(504)에 의해 필요한 양만큼만 엔진연소실(520)로 유입된다. ETC(504)는 스로틀 밸브를 전자적으로 제어하는 전자 제어 스로틀 시스템이다. 구체적으로 전자식 악섹 페달 모듈로부터 오는 신호에 따라 스로틀 밸브의 개폐를 제어한다. 기계식 스로틀 밸브에 비해 정교하게 개폐를 조절할 수 있는 장점이 있다. Air and fuel mixed at a constant mixing ratio in the mixer 503 are introduced into the engine combustion chamber 520 only by a required amount by the ETC 504. [ The ETC 504 is an electronically controlled throttle system that electronically controls the throttle valve. Specifically, it controls the opening and closing of the throttle valve in accordance with a signal from the electronic axle pedal module. Compared with a mechanical throttle valve, it has an advantage that it can control opening and closing precisely.

ETC(504)를 통과한 공기 및 연료는 공급매니폴드(510)로 유입된 후 다수개의 갈래로 나뉘어 다수개의 연소실에 각각 유입된다. The air and the fuel that have passed through the ETC 504 flow into the supply manifold 510 and are divided into a plurality of branches and flow into the plurality of combustion chambers, respectively.

공기 및 연료가 다수개의 연소실에서 각각 연소되면 배기가스가 생성된다. 생성된 배기가스는 배기매니폴드(530)를 통해 배출되며, 배기가스 열교환기(505)와 소음기(506)를 차례로 거친 뒤 외부로 배출된다. When air and fuel are burned in a plurality of combustion chambers respectively, exhaust gas is generated. The generated exhaust gas is discharged through the exhaust manifold 530, passed through the exhaust gas heat exchanger 505 and the muffler 506, and then discharged to the outside.

냉각수는 냉각수 펌프(507)에 의해 배기가스 열교환기(505), 배기매니폴드(540), 엔진연소실(520)를 차례로 거치면서 열을 흡수한 후 방열기로 배출된다. The cooling water is absorbed by the cooling water pump 507 through the exhaust gas heat exchanger 505, the exhaust manifold 540, and the engine combustion chamber 520, and then discharged to the radiator.

도 3은 엔진연소실(520), 배기매니폴드(530) 및 냉각수관(540)을 도시하고 있으며, 종래의 배기매니폴드(530) 구조가 도시되고 있다. 3 shows an engine combustion chamber 520, an exhaust manifold 530 and a cooling water pipe 540, and the structure of a conventional exhaust manifold 530 is shown.

도 3에 도시된 종래 구조의 경우, 엔진연소실(520)에 구비된 연소실의 개수를 짝수개로 한정한다. 4개의 연소실이 구비된 것을 도시하고 있으나, 짝수개면 더 적게 구비되거나 더 많이 구비될 수 있다.In the conventional structure shown in FIG. 3, the number of combustion chambers provided in the engine combustion chamber 520 is limited to an even number. Four combustion chambers are provided, but the number of even-numbered combustion chambers may be smaller or more.

본 발명의 일 실시예에 따른 엔진연소실(520)은 제1연소실(521), 제2연소실(522), 제3연소실(523) 및 제4연소실(524)을 포함한다. 각각의 연소실은 같은 크기로 구비될 수 있다. 또한 각각의 연소실 내부에 구비된 스파크(미도시)는 일정한 시간 차이를 두고 작동한다. 즉, 각각의 연소실로부터 배출되는 배기가스는 시간 차이를 두고 배기매니폴드(530)로 배출된다.The engine combustion chamber 520 according to an embodiment of the present invention includes a first combustion chamber 521, a second combustion chamber 522, a third combustion chamber 523, and a fourth combustion chamber 524. Each of the combustion chambers may have the same size. Also, the spark (not shown) provided in each combustion chamber operates with a predetermined time difference. That is, the exhaust gas discharged from each combustion chamber is discharged to the exhaust manifold 530 with a time difference.

배기매니폴드(530)는 배기 가스가 흐르는 배기포트관(532), 엔진연소실(520)과 배기포트관(532)의 일단 사이를 잇는 배기포트(531), 배기포트관(532)의 타단과 연통하는 통합포트(533)로 구성된다. The exhaust manifold 530 includes an exhaust port 532 through which exhaust gas flows, an exhaust port 531 connecting between one end of the engine combustion chamber 520 and one end of the exhaust port 532, And an integrated port 533 for communicating with each other.

배기포트관(532)은 연소실의 개수만큼 구비되며, 제1연소실(521)은 제1배기포트(531a)와 연결되고, 제2연소실(522)은 제2배기포트(531b)와 연결되고, 제3연소실(523)은 제3배기포트(531c)와 연결되고, 제4연소실(524)은 제4배기포트(531d)와 연결된다. 상기 제1-4배기포트(531a-d)는 배기포트관(532)에 연통되며 배기가스는 배기포트관(532)에서 만난 후에 외부로 배출된다.The first combustion chamber 521 is connected to the first exhaust port 531a. The second combustion chamber 522 is connected to the second exhaust port 531b. The exhaust port pipe 532 is connected to the second exhaust port 531b. The third combustion chamber 523 is connected to the third exhaust port 531c and the fourth combustion chamber 524 is connected to the fourth exhaust port 531d. The fourth exhaust port 531a-d communicates with the exhaust port pipe 532, and the exhaust gas is exhausted to the outside after meeting the exhaust port pipe 532. [

상기 언급한 바와 같이, 다수개의 연소실은 시간 차이를 두고 공기와 연료의 연소가 일어난다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 제1연소실(521), 제3연소실(523), 제4연소실(524), 제2연소실(522) 순서로 연소가 일어난다. As mentioned above, combustion of air and fuel occurs in a plurality of combustion chambers with a time difference. In an embodiment of the present invention, combustion occurs in the order of the first combustion chamber 521, the third combustion chamber 523, the fourth combustion chamber 524, and the second combustion chamber 522.

예를 들어, 제1연소실(521)에서 스파크 발생으로 배기가스가 발생하면 제1배기포트(531a), 배기포트관(532)을 거쳐 외부로 배출될 것이다. 하지만, 연소실과 연소실 사이의 작동 시간 차이는 매우 작기 때문에 제1연소실(521)에서 배기가스가 배출되자마자 제3연소실(523)에서 스파크가 일어나고 배기가스가 발생한다. For example, when exhaust gas is generated due to the spark generation in the first combustion chamber 521, the exhaust gas may be discharged to the outside through the first exhaust port 531a and the exhaust port pipe 532. [ However, since the operating time difference between the combustion chamber and the combustion chamber is very small, a spark occurs in the third combustion chamber 523 and exhaust gas is generated as soon as the exhaust gas is discharged from the first combustion chamber 521.

즉, 도 3의 구조를 살펴보면 제1연소실(521)에서 배출된 배기가스는 제3연소실(523)에서 배출된 배기가스에 의해 외부로 쉽게 배출될 수 없다. 제1연소실(521)에서 배출된 배기가스는 배기포트관(532) 내부에 머물게 될 뿐만 아니라 제1연소실(521) 내부로 역류할 수도 있다. 정리하면, 배기 가스 간의 간섭이 발생하여 배기 저항이 생기게 되며 종국적으로는 엔진 성능에 악영향을 미친다. 3, the exhaust gas discharged from the first combustion chamber 521 can not be easily discharged to the outside by the exhaust gas discharged from the third combustion chamber 523. [ The exhaust gas discharged from the first combustion chamber 521 may not only stay inside the exhaust port tube 532 but also flow back into the first combustion chamber 521. In summary, interference between exhaust gases occurs, resulting in exhaust resistance, which ultimately adversely affects engine performance.

이는 도 3과 같은 배기매니폴드의 구조를 가진다면 연소실의 연소 순서에 관계없다. 어떠한 순서로 연소실이 작동하여도 배기 가스 사이의 간섭이 반드시 발생한다. 또한 하나의 긴 배기포트관(532)으로 배기 가스가 합쳐진 뒤 배출되기 때문에 냉각수와의 접촉 면적이 작다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 도 4 및 도 5와 같은 구조를 도입하였다.This is not related to the combustion order of the combustion chamber if the structure of the exhaust manifold as shown in Fig. 3 is used. Even if the combustion chamber operates in any order, interference between the exhaust gases necessarily occurs. Further, since the exhaust gas is discharged after being combined with one long exhaust port pipe 532, the contact area with the cooling water is small. In order to solve such a problem, the present invention introduces a structure as shown in FIG. 4 and FIG.

도 4를 살펴보면, 도 3과 달리 배기포트관(532)이 다수개가 구비된 것을 알 수 있다. 배기포트관(532)은 연소실 개수만큼 구비되며, 연소실 개수는 특정 개수에 한정되지 않는다. 다만 본 발명의 일 실시예는 연소실의 개수가 짝수인 경우를 설명하고 있다. 구체적으로 설명의 편의를 위해 연소실의 개수가 4개인 경우를 가정한다.Referring to FIG. 4, it can be seen that a plurality of exhaust port pipes 532 are provided, unlike FIG. The exhaust port pipe 532 is provided by the number of combustion chambers, and the number of combustion chambers is not limited to a specific number. However, one embodiment of the present invention describes a case where the number of combustion chambers is an even number. For convenience of explanation, it is assumed that the number of combustion chambers is four.

정리하면, 배기포트(531), 배기포트관(532)은 엔진연소실(520)에 구비된 연소실의 개수만큼 구비된다. 즉, 본 발명의 일 실시예의 경우, 제1연소실(521)과 제1배기포트관(532a) 사이를 제1배기포트(531a)가 잇고, 제2연소실(522)과 제2배기포트관(532b) 사이를 제2배기포트(531b)가 잇고, 제3연소실(523)과 제3배기포트관(532c) 사이를 제3배기포트(531c)가 잇고, 제4연소실(524)과 제4배기포트관(532d) 사이를 제4배기포트(531d)가 잇는다. In summary, the exhaust port 531 and the exhaust port tube 532 are provided as many as the number of the combustion chambers provided in the engine combustion chamber 520. That is, in the embodiment of the present invention, the first exhaust port 531a is connected between the first combustion chamber 521 and the first exhaust port pipe 532a, the second exhaust port port 531a is connected between the second combustion chamber 522 and the second exhaust port pipe A third exhaust port 531c is connected between the third combustion chamber 523 and the third exhaust port pipe 532c and a fourth exhaust port 531b is formed between the fourth combustion chamber 524 and the fourth exhaust port 531c, And a fourth exhaust port 531d is connected between the exhaust port pipes 532d.

도 3과 달리 배기포트관(532)이 연소실 개수만큼 구비되기 때문에 각 연소실에서 배출되는 배기 가스가 냉각수와 접촉할 수 있는 면적이 넓어진다. 3, since the number of the exhaust port pipes 532 is equal to the number of the combustion chambers, the exhaust gas discharged from each combustion chamber can be brought into contact with the cooling water.

한편, 도 3과 같은 구조에서 발생할 수 있는 배기 가스 사이의 간섭을 방지하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 배기포트관(532)을 그룹별로 통합시키는 통합포트(533)를 더 포함한다.3, an embodiment of the present invention further includes an integration port 533 for integrating the exhaust port pipes 532 in groups.

다수개의 배기포트관(532)의 일단은 다수개의 연소실에 각각 연결되어 있는 다수개의 배기포트(531)와 각각 연결된다. 다수개의 배기포트관(532)의 타단 중 일부는 제1통합포트(533a)에 연결되고 나머지는 제2통합포트(533b)와 연결된다. One end of the plurality of exhaust port pipes 532 is connected to a plurality of exhaust ports 531 connected to the plurality of combustion chambers, respectively. Portions of the other ends of the plurality of exhaust port pipes 532 are connected to the first integrating port 533a and the rest are connected to the second integrating port 533b.

다수개의 배기포트관(532)을 나누는 기준은 각각의 배기포트관(532)과 연통되어 있는 연소실에서 연소가 일어나는 순서이다. 도 3에서 배기 가스 사이의 간섭이 일어난 이유는, 배기매니폴드 자체의 구조뿐만 아니라 연소실과 연소실 사이의 작동 시간 텀이 매우 짧기 때문에 발생한다. 따라서 배기매니폴드의 구조는 배기포트관(532)을 다수개 구비하는 것으로 개량하였고, 연소실과 연소실 사이의 작동 시간 텀이 짧은 문제에 대하여는 다음과 같은 구조로 대체한다.The reference for dividing the plurality of exhaust port pipes 532 is a sequence in which combustion takes place in the combustion chamber communicating with each exhaust port pipe 532. The reason for the interference between the exhaust gases in Fig. 3 arises not only in the structure of the exhaust manifold itself, but also because the operation time term between the combustion chamber and the combustion chamber is very short. Therefore, the structure of the exhaust manifold has been improved to include a plurality of exhaust port pipes 532, and a short operation time term between the combustion chamber and the combustion chamber is replaced by the following structure.

엔진연소실(520)에서 연소가 일어나는 순서를 기준으로 홀수번째에 연소가 일어나는 연소실과 연통된 다수개의 배기포트관(532)들의 타단은 제1통합포트(533a)와 연결된다. The other end of the plurality of exhaust port pipes 532 communicating with the combustion chamber in which the odd-numbered combustion takes place is connected to the first integrated port 533a based on the order of combustion in the engine combustion chamber 520. [

또한, 엔진연소실(520)에서 연소가 일어나는 순서를 기준으로 짝수번째에 연소가 일어나는 연소실과 연통된 다수개의 배기포트관(533)들의 타단은 제2통합포트(533b)와 연결된다. The other end of the plurality of exhaust port pipes 533 communicating with the combustion chamber in which even-numbered combustion takes place is connected to the second integration port 533b based on the order of combustion in the engine combustion chamber 520. [

이하 제1통합포트(533a)와 연결되는 배기포트관(532)들은 홀수배기포트관으로 칭하고, 제2통합포트(533b)와 연결되는 배기포트관(532)들은 짝수배기포트관으로 칭하도록 한다. The exhaust port pipes 532 connected to the first integrated port 533a are referred to as an odd exhaust port pipe and the exhaust port pipes 532 connected to the second integrated port 533b are referred to as an even exhaust port pipe .

홀수배기포트관과 짝수배기포트관은 적어도 냉각수관(540)을 지나는 동안은 서로 연통하지 않는다. 냉각수관(540)을 지난 후에도 연통되지 않고 각각 외부로 배기가스를 배출할 수 있으며, 냉각수관(540)을 지난 후에 바로 연통하여 하나의 배관을 따라 배기가스가 배출되도록 할 수도 있다. The odd exhaust port pipe and the even exhaust port port do not communicate with each other at least during the passage of the cooling water pipe 540. The exhaust gas may be exhausted to the outside without communicating even after passing through the cooling water pipe 540. The exhaust gas may be exhausted along one pipe immediately after passing through the cooling water pipe 540. [

상기와 같은 구조로 인해, 홀수배기포트관들 사이의 배기가스 배출 시간 텀은 종래에 비해 두배로 늘어난다. 배기가스 배출은 홀수배기포트관에서 한번 일어나면 다음번은 짝수배기포트관을 통해서 배출되기 때문에 배기가스 배출 시간 간격이 늘어난다. Due to the above structure, the exhaust gas discharge time interval between the odd exhaust port pipes is doubled compared to the conventional one. Once the exhaust gas is discharged from the odd exhaust port pipe, the next time the exhaust gas is discharged through the even exhaust port pipe, the exhaust gas discharge time interval is increased.

따라서 종래와 같은 구조에 비해 본 발명의 일 실시예는 배기 가스가 배기포트관(532) 내부에 머무르는 양이 현저하게 줄어든다. Therefore, compared with the conventional structure, the amount of the exhaust gas staying in the exhaust port tube 532 is remarkably reduced in the embodiment of the present invention.

도 4를 참고하여 예를 들어 설명하도록 한다. 도 3에서 설명한 바와 같이 제1연소실(521), 제3연소실(523), 제4연소실(524), 제2연소실(522) 순서로 연소실에 스파크가 발생하는 것으로 가정한다. 제1연소실(521)의 작동에 따라 발생하는 배기가스는 제1배기포트관(532a), 제1통합포트(533a)를 통해서 외부로 배출된다. 제1연소실(521)로부터 배기가스가 발생하여 배출될 즈음, 제3연소실(523)의 작동에 따라 발생하는 배기가스가 제3배기포트관(532c)으로 배출된다. 이 때 제1연소실(521)에서 발생한 배기가스는 홀수배기포트관(제1배기포트관)으로 배출되고, 제3연소실(523에서 발생한 배기가스는 짝수배기포트관(제3배기포트관)으로 배출되기 때문에 두 배기가스가 서로 만날 수가 없다. 즉, 도 3과 같이 배기가스가 배기포트관(532) 내부에서 서로 간섭을 일으키지 않는다. An example will be described with reference to FIG. It is assumed that sparks are generated in the combustion chamber in the order of the first combustion chamber 521, the third combustion chamber 523, the fourth combustion chamber 524, and the second combustion chamber 522 as described with reference to FIG. The exhaust gas generated according to the operation of the first combustion chamber 521 is discharged to the outside through the first exhaust port pipe 532a and the first integration port 533a. The exhaust gas generated by the operation of the third combustion chamber 523 is discharged to the third exhaust port pipe 532c when the exhaust gas is generated and discharged from the first combustion chamber 521. [ At this time, the exhaust gas generated in the first combustion chamber 521 is exhausted to the odd exhaust port pipe (first exhaust port pipe), and the exhaust gas generated in the third combustion chamber 523 is exhausted to the even exhaust port pipe The exhaust gas does not interfere with each other inside the exhaust port tube 532 as shown in FIG.

제3연소실(523)이 작동한 후 제4연소실(524)이 작동을 하는 경우, 배기가스는 홀수배기포트관(제4배기포트관)을 지나 제1통합포트(533a)로 배출되지만 제3연소실(523)이 작동하는 시간만큼 간격이 더 벌어졌기 때문에 제1연소실(521)에서 배출된 가스와 간섭될 가능성이 도 3보다 현저히 줄어든다. 또한 배기포트관(532)이 각각의 연소실 별로 따로 구비되기 때문에 간섭될 가능성은 도 3보다 크게 줄어든다.When the fourth combustion chamber 524 is operated after the third combustion chamber 523 is operated, the exhaust gas is discharged to the first integrated port 533a through the odd exhaust port pipe (fourth exhaust port pipe) The possibility of interfering with the gas discharged from the first combustion chamber 521 is remarkably reduced as compared with the case of Fig. 3 because the gap is widened by the time for which the combustion chamber 523 is operated. Also, since the exhaust port pipe 532 is provided separately for each combustion chamber, the possibility of interference is greatly reduced as compared with FIG.

추가적으로 각각의 배기포트관(532a, 532b, 532c, 532d)들은 서로 연통하지 않은 상태에서 냉각수관(540)을 지나기 때문에 각각의 연소실에서 발생한 배기가스가 역류할 가능성이 도 3에 비해 크게 줄어든다. 배출된 배기가스가 일시적으로 저장될 수 있는 공간이 배기포트관이 다수개가 구비됨으로 인해 더욱 커졌기 때문이다.In addition, since each of the exhaust port pipes 532a, 532b, 532c, and 532d passes through the cooling water pipe 540 without communicating with each other, the possibility that the exhaust gas generated in each combustion chamber flows backward is significantly reduced as compared with FIG. This is because the space in which exhausted exhaust gas can be temporarily stored becomes larger because a plurality of exhaust port pipes are provided.

한편, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 해당하며, 모든 배기포트관(532)의 타단을 하나의 통합포트(533)로 연결시킨다. 이 경우 또한 배출된 배기가스가 일시적으로 저장될 수 있는 공간이 배기포트관이 다수개가 구비됨으로 인해 더욱 커졌기 때문에 배기가스 사이의 간섭이 도 3에 비해 줄어들게 된다. 5 illustrates another embodiment of the present invention, and connects the other end of all the exhaust port pipes 532 to one integrated port 533. FIG. In this case as well, the space in which exhausted exhaust gas can be temporarily stored becomes larger due to the provision of a plurality of exhaust port pipes, so that the interference between the exhaust gases is reduced as compared with FIG.

다음은 냉각수관(540)과 배기매니폴드(530) 사이의 관계를 도 4를 통해 살펴보도록 한다. Next, the relationship between the cooling water pipe 540 and the exhaust manifold 530 will be described with reference to FIG.

다수개의 배기포트(531)와 각각 연통되는 다수개의 배기포트관(532)을 연소실의 연소 순서에 따라 홀수배기포트관과 짝수배기포트관으로 합치는 과정에서 관의 일부가 꺾기는 부위가 발생한다. 관이 꺾인 부위는 열응력이 가해질 때 매우 취약해지는 단점이 있다. A part of the pipe is folded in the course of combining the plurality of exhaust port pipes 532 communicating with the plurality of exhaust ports 531 into the odd number exhaust port pipe and the even number exhaust port pipe according to the combustion order of the combustion chamber . The point where the tube is bent is very vulnerable when thermal stress is applied.

상기 단점을 극복하기 위해 상기 배기매니폴드(530) 중 유로가 꺾이는 부분은 상기 냉각수관(540) 내부에 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 배기포트(531), 배기포트관(532), 통합포트(533) 중 관이 꺾이는 부위는 냉각수관(540) 내부에 위치하도록 함이 바람직하다. In order to overcome the above disadvantage, it is preferable that a portion of the exhaust manifold 530 where the flow path is bent is provided inside the cooling water pipe 540. That is, a portion of the exhaust port 531, the exhaust port pipe 532, and the integrated port 533 in which the pipe is bent is preferably located inside the cooling water pipe 540.

일 실시예로 다수개의 배기포트관(532)은 모두 냉각수관(540) 내부에 구비될 수 있다. 이는 다수개의 연소실에서 발생한 배기 가스가 냉각수와 접촉하여 열교환할 수 있는 면적을 넓히기 위함이다. In an embodiment, a plurality of exhaust port pipes 532 may be provided in the cooling water pipe 540. This is because the exhaust gas generated from a plurality of combustion chambers is in contact with the cooling water to widen the area of heat exchange.

또한, 다수개의 배기포트(531)와 다수개의 배기포트관(532)의 일단이 연결되는 지점은 냉각수관(540) 내부에 구비되도록 함이 바람직하다. 구성과 구성의 연결부위는 상대적으로 열응력이 약하기 때문이다. 이와 같은 이유로 홀수배기포트관과 제1통합포트(533a)가 연결되는 지점 및 짝수배기포트관과 제2통합포트(533b)가 연결되는 지점 또한 냉각수관(540) 내부에 구비되도록 함이 바람직하다. It is preferable that a point where the plurality of exhaust ports 531 and one end of the plurality of exhaust port pipes 532 are connected is provided inside the cooling water pipe 540. This is because the connection between the structure and the structure has a relatively low thermal stress. For this reason, it is preferable that a point where the odd exhaust port pipe and the first integration port 533a are connected and a point where the even exhaust port pipe and the second integration port 533b are connected is also provided inside the cooling water pipe 540 .

냉각수관(540)과 배기매니폴드(530) 사이의 관계는 도 5의 경우도 상기 도 4에 대한 설명과 같이 설정된다. The relationship between the cooling water pipe 540 and the exhaust manifold 530 is also set as shown in FIG. 4 in the case of FIG.

한편, 냉각수관(540) 내부에서 흐르는 냉각수의 방향은 상기 배기포트관(532) 내부를 흐르는 배기가스의 방향과 나란하지 않거나 서로 반대 방향으로 설정함이 바람직하다. 냉각수가 흐르는 방향과 배기가스가 흐르는 방향이 같은 경우 열교환 효율이 매우 떨어지기 때문이다. It is preferable that the direction of the cooling water flowing in the cooling water pipe 540 is not parallel to the direction of the exhaust gas flowing in the exhaust port pipe 532, or is opposite to the direction of the exhaust gas flowing in the exhaust port pipe 532. This is because the heat exchange efficiency is very low when the direction of flow of the cooling water is the same as the flow direction of the exhaust gas.

바람직하게는 서로 반대 방향인 것이 효율이 가장 높지만, 수직으로 설정하여도 무방하며 같은 방향으로만 흐르지 않으면 된다. Preferably, the opposite direction is the most efficient, but it may be set vertically and it should flow only in the same direction.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The present invention may be embodied in various forms without departing from the scope of the invention. Accordingly, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

100: 냉매순환계통
200: 냉각수순환계통
300: 실내기
400: 실외기
500: 가스엔진
501: 공기정화장치 502: 제로가버너 503: 믹서
510: 공급매니폴드
520: 엔진연소실
530: 배기매니폴드
531: 배기포트 532: 배기포트관 533: 통합포트
540: 냉각수관
100: Refrigerant circulation system
200: Coolant circulation system
300: indoor unit
400: outdoor unit
500: Gas engine
501: air purifier 502: zero burner 503: mixer
510: Supply manifold
520: Engine combustion chamber
530: Exhaust manifold
531: exhaust port 532: exhaust port tube 533: integrated port
540: cooling water pipe

Claims (8)

냉매를 압축하는 압축기와 상기 압축기를 구동시키는 가스엔진을 포함하는 가스히트펌프에 있어서,
상기 가스엔진은,
시간차를 두고 연료 및 공기의 연소가 일어나는 다수개의 연소실을 포함하는 엔진연소실;
상기 다수개의 연소실과 각각 연통하고 배기가스를 배출하는 다수개의 배기포트관을 포함하는 배기매니폴드; 및,
상기 배기매니폴드를 냉각시키는 냉각수관;을 포함하고,
상기 배기포트관은, 시간 흐름 상 홀수번째에 연소가 일어나는 연소실과 연통되는 다수개의 홀수배기포트관 및 짝수번째에 연소가 일어나는 연소실과 연통되는 다수개의 짝수배기포트관으로 구성되고, 상기 홀수배기포트관과 상기 짝수배기포트관은 상기 냉각수관 내부에서 서로 연통하지 않는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프.
A gas heat pump comprising a compressor for compressing refrigerant and a gas engine for driving the compressor,
The gas engine includes:
An engine combustion chamber including a plurality of combustion chambers in which combustion of fuel and air occurs with a time lag;
An exhaust manifold including a plurality of exhaust port tubes communicating with the plurality of combustion chambers and exhausting exhaust gas; And
And a cooling water pipe for cooling the exhaust manifold,
Wherein the exhaust port tube comprises a plurality of odd exhaust port ports communicating with the combustion chamber in which the combustion takes place at an odd number of times in the course of time and a plurality of even exhaust port ports communicating with the combustion chamber in which even combustion occurs, Wherein the pipe and the even-number exhaust port pipe do not communicate with each other inside the cooling water pipe.
제1항에 있어서,
상기 홀수배기포트관의 일단 및 상기 짝수배기포트관의 일단에는, 상기 각각의 연소실과 상기 각각의 배기포트관을 이어주는 배기포트가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프.
The method according to claim 1,
Wherein one end of the odd-number exhaust port tube and one end of the even-number exhaust port tube are provided with an exhaust port connecting the respective combustion chambers and the respective exhaust port pipes.
제2항에 있어서,
상기 홀수배기포트관의 타단에는, 상기 홀수배기포트관들의 타단들을 서로 연통시키는 제1통합포트를 포함하고,
상기 짝수배기포트관의 타단에는, 상기 짝수배기포트관들의 타단들을 서로 연통시키는 제2통합포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프.
3. The method of claim 2,
And the other end of the odd-number exhaust port tube communicates with the other ends of the odd-number exhaust port tubes,
And the other end of the even-number exhaust port pipe includes a second integrated port for communicating the other ends of the even-number exhaust port pipes to each other.
제3항에 있어서,
상기 배기매니폴드 중 유로가 꺾이는 부분은 상기 냉각수관 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프.
The method of claim 3,
Wherein a portion of the exhaust manifold where the flow path is bent is provided inside the cooling water pipe.
제3항에 있어서,
상기 배기포트관은 상기 냉각수관 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프.
The method of claim 3,
And the exhaust port pipe is provided inside the cooling water pipe.
제5항에 있어서,
상기 배기포트관과 상기 배기포트가 연결되는 지점, 상기 홀수배기포트관과 상기 제1통합포트가 연결되는 지점 및 상기 짝수배기포트관과 상기 제2통합포트가 연결되는 지점은 상기 냉각수관 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프.
6. The method of claim 5,
The exhaust port is connected to the exhaust port and the exhaust port, the point where the odd exhaust port port and the first integration port are connected to each other, and the point where the even exhaust port port and the second integration port are connected, Wherein the gas heat pump is provided with a heat source.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다수개의 연소실은 짝수개가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스히트펌프.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the plurality of combustion chambers are provided with an even number.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉각수관 내부에서 흐르는 냉각수의 방향과 상기 배기포트관 내부를 흐르는 배기가스의 방향은 나란하지 않거나 서로 반대 방향인 것을 특징으로 하는 가스히트펌프.
7. The method according to any one of claims 4 to 6,
Wherein the direction of the cooling water flowing in the cooling water pipe and the direction of the exhaust gas flowing in the exhaust port pipe are not parallel or opposite to each other.
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