KR20230090389A - 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디젤엔진이 구비된 기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 기관차가 구비되어 운행 시 주변환경에 따라 사용하는 엔진을 달리 함으로써 주변환경에 끼치는 환경문제를 줄일 수 있도록 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템에 관한 것이다.
본 발명은 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템에 있어서, 디젤엔진이 구비된 제1기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 제2기관차가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템에 있어서, 디젤엔진이 구비된 제1기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 제2기관차가 구비된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디젤엔진이 구비된 기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 기관차가 구비되어 운행 시 주변환경에 따라 사용하는 엔진을 달리 함으로써 주변환경에 끼치는 환경문제를 줄일 수 있도록 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 열차는 한번에 많은 물류와 사람을 이동시킬 수 있는 교통수단의 하나로서 사용되고 있다.
이와 같이 열차는 과거부터 현재에 이르기까지 대표적인 교통수단으로 하나로 사용되고 있으며 앞으로도 일반 차량이나 항공기에 비하여 유통비용이 적게 들고 환경오염을 줄일 수 있다는 측면에서 그 적용범위가 증가하고 있는 추세이다.
이러한 열차의 대표적인 것이 디젤기관차가 있으며, 이는 내연기관(디젤엔진)의 힘으로 발전기를 동작시키고, 발생된 전기에너지를 직류전동기(또는 교류전동기)의 회전력으로 변환하여 바퀴를 구동시키는 전형적인 직렬형하이브리드 시스템으로 구성되어 있다.
하지만, 대부분의 화석연료를 수입에 의존하고 있는 대한민국의 경우, 석유의 소비를 최적의 상태로 제어하여 관리함으로써, 열차 운행 기관(회사)의 경제적 이득은 물론, 국가적인 차원에서도 에너지 수입, 유지, 소비 관리에 매우 유익할 뿐만 아니라, 배출 가스의 감축으로 인하여 온실가스 감축 목표에 이바지할 수 있다는 점에서 연료 소비를 최소화하면서 열차를 운행할 수 있도록 하는 관리시스템의 개발이 중요한 연구 과제로 부각되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 디젤엔진이 구비된 기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 기관차가 구비되어 운행 시 주변환경에 따라 사용하는 엔진을 달리 함으로써 주변환경에 끼치는 환경문제를 줄일 수 있도록 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템을 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은; 철도시스템에 있어서, 디젤엔진이 구비된 제1기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 제2기관차가 구비된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 LPG 제트엔진은 제2기관차의 후방을 향하도록 배기노즐이 구비되어 배기노즐을 통해 배출되는 배기로부터 추력이 발생되며, 상기 배기노즐은 방향 및 각도조절이 가능하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 LPG 제트엔진에 연료를 공급하기 위한 연료저장용기가 구비된 탱크차가 편성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 연료저장용기는 LPG연료가 저장되는 다수개의 실린더가 아우터쉘 내부에 수용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실린더는 전후방이 상기 아우터쉘의 내측에 제1탄성부재에 의해 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 아우터쉘은 전후방에 대차의 차체에 제2탄성부재에 의해 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 아우터쉘은 길이방향으로 신장 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 디젤엔진이 구비된 기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 기관차가 구비되어 운행 시 주변환경에 따라 사용하는 엔진을 달리 함으로써 주변환경에 끼치는 환경문제를 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템을 개념적으로 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템의 제1기관차의 배기노즐을 개념적으로 도시한 도면.
도 3는 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템의 연료저장용기를 개념적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템의 연료저장용기가 구비된 탱크차를 개념적으로 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템의 제1기관차의 배기노즐을 개념적으로 도시한 도면.
도 3는 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템의 연료저장용기를 개념적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템의 연료저장용기가 구비된 탱크차를 개념적으로 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야한다.
도 1은 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템의 제1기관차의 배기노즐을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 3는 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템의 연료저장용기를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템의 연료저장용기가 구비된 탱크차를 개념적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 디젤엔진이 구비된 기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 기관차가 구비되어 운행 시 주변환경에 따라 사용하는 엔진을 달리 함으로써 주변환경에 끼치는 환경문제를 줄일 수 있도록 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템에 관한 것으로, 그 구성은 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 후방에 화차(10)가 편성되며, 크게 디젤엔진(110)이 구비된 제1기관차(100)와 LPG 제트엔진(210)이 구비된 제2기관차(200)가 편성되어 운행 시 주변환경에 따라 사용하는 엔진을 달리 함으로써 주변환경에 끼치는 환경문제를 줄일 수 있도록 한다.
즉, 도심지역에서는 상대적으로 환경문제가 적은 LPG 제트엔진(210)이 구비된 제2기관차(200)로부터 추력을 발생하여 주행하도록 하고, 도서산간지역에서는 디젤엔진(110)이 구비된 제1기관차(100)로부터 추력을 발생하여 주행하도록 하는 것이다.
여기서, 상기 디젤엔진(110)은 일반적인 철도차량에 적용되는 공지의 기술이며, 본 발명에서 청구하는 바가 아니므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 상기 LPG 제트엔진(210)은 제2기관차(200)의 후방을 향하도록 배기노즐(212)이 구비되어 상기 배기노즐(212)을 통해 배출되는 배기로부터 발생되는 추력에 의해 주행이 이루어지게 되는 것이다.
이때, 도 2a에 도시한 바와 같이 상기 배기노즐(212)은 LPG 제트엔진(210)의 몸체에 볼조인트 구조로 결합되어 배기노즐(212)의 방향 및 각도조절이 가능하게 이루어짐으로써 배기노즐(212)의 각도를 조절함으로써 주행방향에 대한 추력이 조절되며, 그에 따라 주행속도를 조절할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 도 2b에 도시한 바와 같이상기 배기노즐(212)을 LPG 제트엔진(210)의 몸체에 상하로 수직이동이 가능하도록 하는 수직이동수단(미도시)이 더 구비되어 LPG 제트엔진(210)을 사용 시 배기노즐(212)을 후방의 제1기관차(100) 보다 상측으로 이동 노출시킴으로써 배기노즐(212)에서 배출되는 추력에 의한 열기, 압력이 후방에 편성된 제1기관차(100)에 영향을 주지 않도록 함으로써 안전성을 보다 높일 수 있도록 구성할 수 있다.
여기서, 상기 배기노즐(212)은 상기 수직이동수단(미도시)에 볼조인트 구조로 결합될 수 있음은 물론이다.
한편, 제2기관차(200)의 후방에는 LPG연료가 저장된 연료저장용기(310)가 적재된 탱크차(300)가 편성되어 LPG 제트엔진(210)에 연료를 공급할 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 연료저장용기(310)는 LPG연료가 저장되는 다수개의 실린더(314)가 아우터쉘(312)의 내부에 수용되어 이루어진다.
또한, 상기 실린더(314)는 전후방이 상기 아우터쉘(312)의 내측에 제1탄성부재(314a)에 의해 지지되도록 설치되어 철도차량의 주행에 따른 진동 전달 시 완충이 이루어지도록 함으로써 실린더(314)의 진동을 최소화하여 LPG연료가 안정화될 수 있도록 한다.
그리고, 상기 아우터쉘(312)은 전후방에 탱크차(300)의 차체(320)에 제2탄성부재(312a)에 의해 지지되도록 설치되어 철도차량의 주행에 따른 진동 전달 시 완충이 이루어지도록 함으로써 상기 실린더(314)로 전달되는 진동을 더욱 완화할 수 있도록 하는 효과가 있다.
나아가, 상기 아우터쉘(312)은 길이방향으로 신장 가능하도록 형성되는데, 상기 실린더(314)로부터 LPG연료가 누설되어 아우터쉘(312)의 내부 압력이 올라가는 경우, 상기 아우터쉘(312)이 팽창할 수 있도록 함으로써 LPG연료 누설에 의한 아우터쉘(312)의 폭발을 방지할 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 아우터쉘(312)이 길이방향으로 신장될 때 상기 제2탄성부재(312a)가 가압되며 아우터쉘(312)의 팽창이 가능할 뿐만 아니라, 팽창에 따른 충격을 완화하게 되는 효과가 있다.
한편, 상기 탱크차(300)는 안전성을 위하여 제1기관차(100)의 후부에 편성되는 것이 바람직하지만, 제2기관차(200)의 후부에 편성할 경우에는 연료 공급라인이 단순해지는 이점이 있다.
따라서, 본 발명에 따른 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템에 의하면, 디젤엔진이 구비된 기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 기관차가 구비되어 운행 시 주변환경에 따라 사용하는 엔진을 달리 함으로써 주변환경에 끼치는 환경문제를 줄일 수 있도록 하는 장점을 갖는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디젤엔진이 구비된 기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 기관차가 구비되어 운행 시 주변환경에 따라 사용하는 엔진을 달리 함으로써 주변환경에 끼치는 환경문제를 줄일 수 있도록 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템에 관한 것이다.
100: 제1기관차
110: 디젤엔진
200: 제2기관차 210: LPG 제트엔진
212: 배기노즐 300: 탱크차
310: 연료저장용기 312: 아우터쉘
312a: 제2탄성부재 314: 실린더
314a: 제1탄성부재
200: 제2기관차 210: LPG 제트엔진
212: 배기노즐 300: 탱크차
310: 연료저장용기 312: 아우터쉘
312a: 제2탄성부재 314: 실린더
314a: 제1탄성부재
Claims (7)
- 철도시스템에 있어서,
디젤엔진이 구비된 제1기관차와 LPG 제트엔진이 구비된 제2기관차가 구비된 것을 특징으로 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 LPG 제트엔진은 제2기관차의 후방을 향하도록 배기노즐이 구비되어 배기노즐을 통해 배출되는 배기로부터 추력이 발생되며,
상기 배기노즐은 방향 및 각도조절이 가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 LPG 제트엔진에 연료를 공급하기 위한 연료저장용기가 구비된 탱크차가 편성된 것을 특징으로 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템.
- 제 3항에 있어서,
상기 연료저장용기는 LPG연료가 저장되는 다수개의 실린더가 아우터쉘 내부에 수용되는 것을 특징으로 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템.
- 제 4항에 있어서,
상기 실린더는 전후방이 상기 아우터쉘의 내측에 제1탄성부재에 의해 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템.
- 제 4항에 있어서,
상기 아우터쉘은 전후방에 대차의 차체에 제2탄성부재에 의해 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템.
- 제 4항에 있어서,
상기 아우터쉘은 길이방향으로 신장 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이종 엔진을 사용하는 하이브리드 철도시스템.
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| KR102682534B1 (ko) | 2024-07-09 |
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