KR920004236B1 - 폐열을 이용한 히팅방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폐열을 이용한 히팅방법 및 그 장치

제 1 도는 본 발명 히팅장치의 외관을 나타낸 사시도.

제 2 도는 본 발명장치의 주요구성요소인 히터코어를 발췌하여 외관을 나타낸 사시도.

제 3 도는 기존차량히팅씨스템의 구성기기인 보일러의 배기구에 본 발명을 연결설치한 상태를 예시한 단면도.

제 4 도는 기존차량히팅씨스템에 본 발명이 연결설치된 상태를 예시한 배치상태도.

제 5 도는 기존차량히팅씨스템에 연결설치된 상태인 본 발명에 물탱크의 파이프라인을 연결설치함으로서, 열탕수 제공수단으로 사용되는 상태를 예시한 본 발명의 변형실시예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 히터코어 2 : 열전달편

3 : 배기가스유통공 5 : 분할판

11 : 자켓 11' : 외경부

12 : 배기가스유입구 13 : 체결브라켓트

14 : 체결부 15 : 배출공

16 : 열전달핀 17 : 냉각수순환실

18 : 연료순환실 19 : 덮개

20 : 스크류 21 : 연료유입관

22 : 연료유출관 23 : 냉각수유입관

24 : 냉각수 유출관 26 : 차량난방용 히팅씨스템

27 : 보일러 28 : 배기구

31 : 연료탱크 32,32' : 연료이송관

33 : 연료휠터 34 : 기화기

35 : 냉각수순환파이프 36 : 물탱크

37 : 워터펌프 39 :냉각수 파이프

본 발명은 차량에 기설치된 차량난방용 히팅씨스템의 가동시에 발생되는 고온의 배기열 및 엔진폐열을 이용하여 차량에 사용되는 연료를 예열해 주도록하거나 냉각수를 가열하여 열탕수를 제공하도록한 히팅방법 및 그 장치에 관한 것이다.

현재, 차량에 사용되고 있는 연료는, 동절기에 대기온도가 약 -12℃ 이하로 장시간 지속되게 되면 플러깅(Plugging) 현상(*연료가 눈송이 형태로 얼게되면서 점도가 높아져 연료필터를 통과하지 못하게되어 연료공급이 원활하지 못하거나 차단되는 현상을 뜻함)을 일으키게되는데, 이러한 플러깅현상의 빈번한 발생은 엔진의 가동효율을 극히 저하기키게 될 뿐만아니라 엔진에 무리가 따르게되어 수명을 단축시키는 결과를 초래하게 되며, 다른 한편으로는 차량의 시동이 잘걸리지 않게 됨으로서 운전자들에게 많은 불편을 끼치고 있었다.

이러한 문제점을 해소하고자 연료를 적정온도로 예열해주기 위한 연료히팅장치가 종래에도 안출된바 있었으나, 이것은 기설치된 차량의 밧데리 전원을 동력원으로 하는 전기식 히팅장치로서 구축되어 있는 관계로 밧데리 전원을 과도하게 소모하는 비경제적 폐단이 야기되어 그 사용효과가 반감되고 있는 실정이었다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해소하고자 안출된 것으로, 열전단 매체인 적정형상의 히터코어(HEATER CORE)와 적정형상의 자켓(JACKET)을 조합구성하여 각각의 연료순환실 및 냉각수 순환실을 갖는 히팅장치를 구축하고, 그 히팅장치를 기설치된 차량난방용 히팅씨스템의 주요구성기기인 보일러의 배기구에 연결설치함과 동시에 냉각수 순환실에는 기존 히팅씨스템의 냉각수 순환파이프를, 연료순환실에는 연료이송관을 각각 연결설치함으로서, 히팅씨스템의 가동시 배기구를 통해 배출되는 배기폐열(약 300℃정도)이나 또는 엔진가동시에 발생되는 엔진 폐열을 흡수하면서 일정온도를 얻게되는 냉각수의 보유온도에 의해 연료순환실을 순환하는 상태의 연료가 적정온도로 예열되도록하여, 연료히팅장치를 위한 별도의 전원이 필요없이 경제적이면서도 효과적으로 연료를 예열해 주게되는 연료히팅장치를 제공하는데 그 첫째 목적이 있다.

다른 한편으로, 상기와 같은 목적을 갖는 본 발명의 설치가 요구되지 않는 지역 즉, 대기온도가 항시 -12℃ 이상으로 유지되게 되어 연료플러깅 현상의 발생우려가 없는 특정지역에 있어서는 본 발명을 열탕수 제공수단으로 변용설치하여 사용할 수 있도록하는데 둘째 목적이 있는데, 이와같은 변용설치 목적의 취지를 간략하게 살펴보기로 한다.

트레일러 형태를 갖는 레크리에이션 차량(이동주택이라 칭함)에는 대부분 간이 샤워실이 설치되어 있어 적정온도의 열탕수가 필요하게 되는데, 이러한 열탕수 제공수단으로서 가스나 유류를 이용하는 별개의 열탕 장치가 차량에 설치되게 됨에따라 화재등의 안전사고 위험이 항시 내재하고 있었음은 물론 열탕장치의 설치를 위한 공간확보에 어려움이 따랐으며, 또한 열탕장치를 가동시키기 위한 연료의 소모가 과도하여 비경제적인 폐단이 대두되는등 여러가지 문제점을 안고 있었던바, 본 발명인 히팅장치의 냉각수 순환실에 물탱크의 냉각수파이프를 연결설치하여 기설치된 차량 난방용 히팅씨스템의 가동시 발생되는 배기폐열을 열원으로 이용하도록 함으로서 상기와 같은 문제점을 완전히 해소하고 별도의 열탕장치가 필요없이 경제적이면서도 효과적으로 열탕수를 제공하도록 하는데 그 둘째 목적이 있다.

이하 상기의 목적달성을 위한 본 발명의 구성을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도 내지 제 3 도에 도시된 바와같이, 본 발명은 열교환 매체인 적정형상의 히터코어(1)와 적정형상의 자켓(11)이 상호 조합 구성되어 이루어진다.

원통형의 히터코어(1)는 외주면에 다수의 열전단편(2)이 돌출형성되고, 그 하부측으로는 다수의 배기가스 유통공(3)이 원주상으로 연설되며, 중공(4)의 일측단에는 적정형상으로 만곡형성된 분할판(5)이 고착되어 히터코어(1)가 이루어진다.

상기 히터코어(1)가 내측중앙에 삽설고정되는 자켓(11)은, 일측면 중앙부에 배기가스 유입구(12)가 형성됨과 동시에 그 외주연측으로는 다수의 체결브라켓트(13) 및 체결부(14)가 각각 형성되고, 타측면에는 다수의 배출공(15)이 관통형성되며, 외경부(11')에는 다수의 열전달핀(16)이 돌출형성됨과 동시에 히터코어(1)의 열전달편(2)과 자켓(11)의 외경부(11')사이에는 적정공간의 냉각수 순환실(17)이 마련되고, 외경부(11')에 돌출형성된 열전달핀(16)의 외측부로는 적정공간의 연료순환실(18)이 마련되는 상태로서 덮개(19)가 씌워짐과 동시에 스크류(20)로서 자켓(11)의 체결부(14)에 견고히 체결고정되며, 덮개(19)의 적정부위에는 내측의 연료순환실(18)에 연통되는 상태인 각각의 연료유입관(21) 및 유출관(22)이 연장형성되고, 자켓(11)의 일측면에는 내측의 냉각수 순환실(17)에 연통되는 상태인 각각의 냉각수 유입관(23) 및 유출관(24)이 연장형성되어 이루어짐으로서, 상기 히터코어(1)와 자켓(11)이 상호 조합구성된 히팅장치를 이룬다.

미설명부호 25는 기밀유지용 오링을 나타낸 것이고, 26은 기존의 히팅씨스템을, 27은 기존 히팅씨스템의 구성기기인 보일러를, 28은 보일러(24)의 배기구를, 29는 지지격판을, 30,30'는 체결보울트 및 너트를, 31은 연료탱크를, 32,32'는 연료이송관을, 33은 연료휠터를, 34는 연료가 공급되는 엔진부의 기화기를, 35는 기존 히팅씨스템의 냉각수 순환파이프를 각각 나타낸 것이며, 36은 물탱크를, 37은 워터펌프를, 38은 급수구를, 39는 물탱크(36)에 연결설치되는 냉각수파이프를 각각 나타낸 것이다.

이와같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 설치상태 및 그 작용 효과를 첨부도면 제 3 도 및 제 4 도에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

기설치된 차량난방용 히팅씨스템(26)을 이루는 보일러(27)의 배기구(28)에 본 발명의 장치를 이루는 자켓(11)의 일측면에 형성된 배기가스유입구(12)를 긴밀하게 끼워조립시킴과 동시에, 보일러(27)가 고정설치되는 지지격판(29)과 그 지지격판(29)에 맞닿게 되는 다수의 체결브라켓트(13) 사이에 체결보울트(30) 및 너트(30')를 체결함으로서 히터코어(1)와 자켓(11)이 조합구성되어 이루어진 본 발명의 히팅장치를 견고히 고정설치하는 한편, 연료탱크(31)에 연결설치된 연료이송관(32)은 연료유입관(21)에, 엔진측의 기화기(34)에 연결설치되는 연료이송관(32')은 연료유출관(22)에 각각 연결설치함과 동시에, 연료유출관(22)과 기화기(34) 사이에 연결설치되는 연료이송관(32')상에는 통상의 연료휠터(33)를 장착하고, 기설치된 차량난방용 히팅씨스템(26)의 냉각수 순환파이프(35)는 냉각수유입관(23) 및 유출관(24)에 연결설치함으로서, 냉각수가 히팅장치에 마련되는 냉각수 순환실(17)을 거치면서 순환되는 상태로서 본 발명의 히팅장치를 설치하여 사용하게 된다.

이와같은 상태에서 차량난방을 위해 히팅씨스템(26)을 가동시키게 되면, 보일러(27)의 배기구(28)를 통해 약 300℃ 정도의 고온을 유지하는 배기가스가 지속적으로 배출되게 된다.

이러한 상태에서 운전자가 엔진의 시동을 걸게되면, 연료탱크(31)의 연료가 유출되면서 연료이송관(32,32')을 통해 기화기(34)로 공급되게 되는데, 이때 대기온도가 -12℃ 이하로서 장시간 유지된 상태일 경우에는 연료탱크(31)에 담겨있던 연료가 눈송이 형태로 얼게되면서 고점도를 유지하는 상태로서 연료이송관(32')을 통해 이송되게 되는바, 이러한 고점도상태의 연료는 연료유입관(21) 및 연료유출관(22)을 통해 히팅장치의 연료순환실(18)을 거치면서 기화기(34)로 공급되기 시작한다.

한편, 차량난방을 위한 히팅씨스템(26)의 가동으로 인해 배출되는 고온의 배기가스가 보일러(27)의 배기구(28)에 조립설치된 배기가스 유입구(12)를 통해 히터코어(1)측으로 유입되게 됨과 동시에 분할판(5)에 부딪쳐 안내되면서 배기가스 유통공(3)을 거친후 배출공(15)을 통해 대기중으로 방출되게 됨에따라, 배기가스의 보유열이 히터코어(1)측에 지속적으로 전달되게 되고, 이때의 전달열은 냉각수 유입관(23) 및 냉각수유출관(24)에 연결설치된 냉각수 순환파이프(35)를 통해 냉각수 순환실(17)을 순환하게되는 냉각수에 전달되게되며 그에따라 히팅씨스템(26)의 가동으로 어느정도의 온도를 유지하는 상태인 냉각수 온도를 더욱 상승시켜 주게된다.

이와같은 과정으로 자체온도가 상승된 상태인 냉각수가 냉각수 순환실(17)을 순환하게 되면서 자켓(11)의 외경부(11')에 무수히 돌출형성된 열전달핀(16)에 냉각수의 보유열이 전달되게 되고, 그에따라 연료순환실(18)을 순환하게되는 고점도의 연료가 적절히 가열되면서 정상화된 후 연료이송관(32')으로 이송되게 되며, 정상상태로 환원된 연료는 연료휠터(33)를 정상적으로 통과하면서 기화기(34) 또는 연료분사펌프(도시되지않음)로 공급되게되어 엔진이 원활한 상태로 가동되게 되고, 일단 엔진이 가동되기 시작하면 엔진페열까지 냉각수가 흡수하게 되면서 냉각수의 온도가 더욱 상승하게 됨으로서 연료의 예열은 효율적으로 이루어지게 된다.

한편 제 5 도에 도시된 바와같은 본 발명의 변용 실시예에 있어서는, 연료의 플러깅형상이 발생될 우려가 없는 특정지역에서 운행하게 되는 트레일러형의 레크리에이션 차량등에 변용설치하여 열탕수 제공수단으로서 사용하도록 하는 것인바, 그 설치 상태 및 작용효과를 간략하게 살펴보기로 한다.

전술한 예와같이 본 발명의 히팅장치를 기설치된 차량난방용 히팅씨스템(26)의 보일러(27) 배기구(28)에 고정설치하고, 냉각수 순환실(17)에 연통되는 상태인 각각의 냉각수 유입구(23) 및 유출구(24)에는 물탱크(36)에 연결설치된 냉각수파이프(39)를 연결설치하며, 냉각수파이프(39) 라인상에는 통상의 워터펌프(37)를 장치함으로서, 워터펌프(37)의 가동에 의해 순환되는 냉각수가 냉각수 순환실(17)을 거치면서 순환되는 상태로서 본 발명의 히팅장치를 설치하여 사용하게 된다.

이와같은 상태에서 차량난방을 위해 히팅씨스템(26)을 가동시키게 되면 전술의 예에서 밝힌 바와같은 과정으로서, 냉각수 순환실(17)을 순환하는 상태인 냉각수의 온도를 적절히 상승시켜 주게됨으로서 별도의 열원이 필요없는 상태에서 열탕수를 제공하게 된다. 이상에서 상세히 밝혀진 바와같은 본 발명은 기존의 차량난방용 히팅씨스템(26)의 가동으로 발생되는 배기폐열 및 엔진폐열을 이용하여 연료를 예열하거나 열탕수를 제공하도록 함으로서, 연료예열이나 열탕수제공을 위한 별도의 열원이 필요없도록하여 경제성을 높였음은 물론, 하나의 장치를 용도에 따라 변용설치하면서 효과적으로 사용할 수 있는 사용상의 편리성을 얻게되는 한편, 연료예열 수단으로서 사용함에 있어서는 고온의 배기폐열이 냉각수 및 이중구조의 히팅장치를 통해 간접적으로 연료에 전달되도록하여 고도의 안전성을 얻도록 하였고, 열탕수 제공 수단으로 사용함에 있어서는, 종래와 같이 유류나 가스등을 이용하는 별도의 열탕장치가 설치됨으로서 야기되던 사고의 위험성을 완전히 배제하고 안전하면서도 효과적으로 열탕수를 제공하도록 한 매우 우수한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 히터코어(1)와 자켓(11)이 상호 조합된 히팅장치를 구축함에 있어서, 히터코어(1)는 외주연에 다수의 열전달편(2)이 돌출형성되고, 그 하측으로는 다수의 배기가스 유통공(3)이 연설되며, 중공(4)의 일측단에는 분할판(5)이 고착되어 이루어지고, 상기 히터코어(1)가 내측에 삽설고정되는 자켓(11)은, 일측면에 배기가스 유입구(12)가 형성됨과 동시에 그 외주연 측으로는 다수의 체결브라켓트(13) 및 체결부(14)가 각각 형성되고, 타측면에는 다수의 배출공(15)이 관통형성되며, 외경부(11')에는 다수의 열전달핀(16)이 돌출형성됨과 동시에 히터코어(1)의 열전달편(2)과 자켓(11)의 외경부(11')사이에는 적정공간의 냉각수 순환실(17)이 마련되고, 외경부(11')에 돌출형성된 열전달핀(16)의 외측부로는 적정공간의 연료순환실(18)이 마련되는 상태로서 덮개(19)가 씌워짐과 동시에 스크류(20)로서 자켓(11)의 체결부(14)에 견고히 체결고정되며, 덮개(19)의 적정부위에는 내측의 연료순환실(18)에 연통되는 상태인 각각의 연료유입관(21) 및 유출관(22)이 연장형성되고, 자켓(11)의 일측면에는 내측의 냉각수 순환실(17)에 연통되는 상태인 각각의 냉각수 유입관(23) 및 유출관(24)이 연장형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 히팅장치.
2. 차량에 기설치된 통상의 차량난방용 히팅씨스템(26)에 있어서, 보일러(27)의 배기구(28)에 히팅장치를 조립결합하고, 연료탱크(31)에 연결설치된 연료이송관(32)은 연료유입관(21)에, 기화기(34)에 연결설치되는 연료이송관(32')은 연료유출관(22)에 각각 연결설치하여 연료가 연료순환실(18)을 순환하도록 함과 동시에, 휠 연료이송관(32')상에는 연료훨터(33)를 장착하며, 기설치된 히팅씨스템(26)의 냉각수 순환파이프(35)는 냉각수 유입관(23) 및 유출관(24)에 연결설치하여 냉각수가 냉각수 순환실(17)을 순환하도록 함으로서, 히팅씨스템(26)의 작동시 발생되는 배기폐열 및 엔진폐열이 냉각수 순환실(17)을 순환하는 냉각수를 통해 연료순환실(18)을 순환하는 연료에 간접적으로 전달되면서 저온으로 인한 고점도 상태의 연료가 적절히 예열되도록 한것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 연료히팅 방법.
3. 차량에 기설치된 통상의 차량난방용 히팅씨스템(26)에 있어서, 보일러(27)의 배기구(28)에 히팅장치를 조립결합하고, 물탱크(36)에 연결설치된 냉각수 파이프(39)라인상에는 워터펌프(37)를 장치함과 동시에 냉각수 파이프(39)를 히팅장치의 냉각수 유입관(23) 및 냉각수유출관(24)에 연결설치하여 냉각수가 냉각수 순환실(17)을 거치면서 순환되도록 함으로서, 히팅씨스템(26)의 작동시 발생되는 배기폐열이 냉각수 순환실(17)을 순환하는 냉각수에 전달되면서 냉각수가 가열되도록 한것을 특징으로 하는 냉각수 히팅방법.

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