KR20170061899A - 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법 - Google Patents

배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 상세하게는 초기시동시 엔진, 라디에이터 및 배기열회수장치의 냉각수 유출입 라인의 흐름 변경을 통해 단시간에 엔진이 웜-업(warm-up) 될 수 있는 효과가 있는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법{Engine warm-up system and method using the exhaust heat recovery device}
본 발명은 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초기시동시 엔진, 라디에이터 및 배기열회수장치의 냉각수 유출입 라인의 흐름 변경을 통해 단시간에 엔진이 웜-업(warm-up) 될 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 냉간 시동시 낮은 엔진 냉각수 온도 및 엔진 구성품들의 온도는 차량의 연비 및 배기배출, 연소 특성에 나쁜 영향을 미친다. 따라서, 빠른 시기에 엔진 냉각수 온도를 올리기 위한 기술들이 개발되고 있다. 하이브리드 자동차의 경우에는 엔진 냉각수 온도가 일정 온도 이상으로 오른 후에 엔진 온/오프 컨트롤을 시작할 수 있으므로 냉간 시동시 단순히 뜨거운 연소가스를 만들기 위한 용도로 엔진을 작동시킨다.
또한, 일반적으로 엔진 냉각수 온도를 빠르게 향상시키기 위해서 엔진 냉각수 라인에 서모스탯 밸브를 설치하여 냉각수 온도가 일정 정도가 될 때까지 엔진 냉각수가 라디에이터를 거치지 않고 엔진 부근에서만 순환하는 구조를 가지고 있다.
이 때, 엔진 냉각수 온도가 일정 수준으로 오르고 나면 라디에이터를 경유하여 순환하게 되는데, 라디에이터에 있던 낮은 온도의 냉각수가 다시 엔진으로 유입되는 현상이 발생한다.
그 일예로서, 한국공개특허 제2002-0025409호("엔진 과열 방지를 위한 수냉식 냉각 시스템")에서와 같이 라디에이터가 충분히 기능하지 못하거나 엔진의 고부하 운전의 지속으로 인하여 냉각 수온이 정상치 이상으로 상승하면 에어컨을 작동시켜 찬공기와의 열교환에 의해 냉각수온을 정상으로 유지시키며 엔진 과열을 방지하는 수냉식 냉각 시스템이 있다.
상기와 같은 종래의 시스템은 엔진의 냉간시동시 라디에이터측의 냉각수 흐름을 차단한다.
이러한 시스템은 냉간시동시 엔진의 냉각수가 엔진 부근을 순환하면서 냉각수 온도가 빠르게 향상되는 장점이 있으나, 엔진 및 냉각수가 데워지고 난 후에는 라디에이터에 머물던 낮은 온도의 냉각수가 다시 엔진으로 유입되어 다시 엔진 및 전체 냉각수 온도가 데워질 때까지 긴 시간이 요구되는 문제점이 있다
한국공개특허 제2002-0025409호(공개일자 2002년04월04일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 초기시동시 엔진, 라디에이터 및 배기열회수장치의 냉각수 유출입 라인의 흐름 변경을 통해 단시간에 엔진이 웜-업(warm-up) 될 수 있는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템은 배기관이 외측으로 연통되어 구비된 엔진; 상기 엔진과 이격되게 배치되며 상기 엔진에 의해 가열된 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터; 및 상기 배기관 상에 배치되며 상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수가 출입하는 배기열회수장치를 포함하되, 상기 배기열회수장치는 상기 라디에이터 및 엔진으로부터 냉각수가 상기 배기열회수장치로 수렴되어 유입되도록 조절하는 유입밸브가 구비된 냉각수유입부 및 상기 배기열회수장치에서 냉각수가 상기 라디에이터 및 엔진으로 분기되어 유출되도록 조절하는 유출밸브가 구비된 냉각수유출부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔진 웜업 시스템은 상기 엔진을 순환하는 냉각수의 제 1 순환부; 및 상기 라디에이터를 순환하는 냉각수의 제 2 순환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔진 웜업 시스템은 상기 엔진으로부터 냉각수가 상기 유입밸브로 흐르도록 연결된 제 1 냉각수유입라인; 상기 라디에이터로부터 냉각수가 상기 유입밸브로 흐르도록 연결된 제 2 냉각수유입라인; 상기 유출밸브를 지나는 냉각수가 상기 엔진 방향으로 흐르도록 연결된 제 1 냉각수유출라인; 및 상기 유출밸브를 지나는 냉각수가 상기 라디에이터 방향으로 흐르도록 연결된 제 2 냉각수유출라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 순환부는 상기 엔진 냉각수 온도가 적정온도 이상으로 높아지면 냉각수유입부 및 냉각수유출부를 지나는 냉각수 순환을 차단시키는 서모스탯밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 순환부 및 제 2 순환부는 상기 엔진 냉각수 온도가 적정온도 이상으로 높아지면 상기 서모스탯밸브에 의해 유로가 개방되어 연결됨으로써 상기 엔진 및 라디에이터와의 냉각수가 순환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 1실시예의 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템의 엔진 웜업 방법은 상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수가 상기 제 1 순환부 및 제 2 순환부에 의해 각각 순환하는 단계; 상기 엔진 및 라디에이터로부터 유출된 냉각수가 상기 배기열회수장치로 유입되는 단계; 및 상기 배기열회수장치에서 가열된 냉각수가 상기 제 1 순환부 및 제 2 순환부로 유입되는 단계;를 포함하며, 상기 단계들을 반복함으로써 상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수 온도를 높이는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔진 웜업 방법은 상기 단계가 반복되는 중에 서모스탯밸브에 의해 상기 엔진의 냉각수 온도가 적정온도 이상 감지되면 제 1 순환부 및 제 2 순환부가 개방되어 상기 엔진으로부터 라디에이터로 냉각수가 순환되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 배기관이 외측으로 연통되어 구비된 엔진; 상기 엔진과 이격되게 배치되며 상기 엔진에 의해 가열된 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터; 및 상기 배기관 상에 배치되며 상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수가 출입하는 배기열회수장치;를 포함하되, 상기 엔진, 라디에이터 및 배기열회수장치가 연결된 냉각수 라인 내의 냉각수가 순환됨으로써 상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수 온도를 높이는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배기열회수장치와 상기 엔진 사이의 냉각수 라인은 서모스탯밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제 2실시예의 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템의 엔진 웜업 방법은 초기시동시 상기 엔진으로부터 유출된 냉각수가 상기 라디에이터를 지나 상기 배기열회수장치로 유입되는 단계; 및 상기 배기열회수장치로부터 유출된 냉각수는 상기 서모스탯밸브에 의해 온도가 감지되면서 상기 엔진으로 유입되는 단계;를 포함하며, 상기 단계들을 반복하면서 냉각수가 웜업되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔진 웜업 방법은 상기 단계를 반복하는 중에 상기 서모스탯밸브에 의해 상기 배기열회수장치에서 유출되는 냉각수의 온도가 적정온도 이상 감지되면 상기 배기열회수장치의 냉각수 흐름이 차단되며 상기 엔진 및 라디에이터로 냉각수가 순환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법은 초기시동시 배기열회수장치를 통해 가열된 냉각수가 분기되어 상기 엔진 및 라디에이터로 동시에 유입되는 시스템 및 엔진, 라디에이터 및 배기열회수장치가 연결된 냉각수 라인이 순환되는 시스템으로 구성됨으로써 상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수 온도를 함께 높임에 따라 단시간에 엔진이 웜-업(warm-up)될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시스템 및 방법 구성도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초기시동시 예시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 엔진웜업후 예시도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시스템 및 방법 구성도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초기시동시 예시도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 엔진웜업후 예시도.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
여기서, 배기열회수장치(300)는 초기 시동시 차량 내에 엔진(100)의 냉각수온을 높이기 위해 배기관(110) 상에 구비되는 장치로서 종래 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략할 수 있다.
한편, 일반적으로 엔진의 냉각수는 웜업(warm-up)될 때까지 엔진(100) 및 배기열회수장치의 냉각수라인을 통해 냉각수가 순환되는 과정을 통해 이루어진다.
이어서, 웜업이 완료후에는 배기열회수장치로 연결된 냉각수는 차단되며 엔진과 라디에이터(200) 간의 냉각수 순환을 통해 냉각수온을 일정하게 유지시키게 된다.
이 때, 엔진의 냉각수는 웜업이 완료 후 라디에이터(200)와 연결된 냉각수 라인이 개방될 때 라디에이터(200)의 저온의 냉각수와 엔진의 고온의 냉각수가 만나게 되어 다시 냉각수온을 높이기 위한 시간이 많이 소요된다.
따라서, 이러한 문제점을 해소하고자 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법은 다음과 같다.
제 1 실시예
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시스템 및 방법 구성도이다.
도 1을 참조하면, 배기관(110)이 외측으로 연통되어 구비된 엔진(100); 상기 엔진(100)과 이격되게 배치되며 상기 엔진(100)에 의해 가열된 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터(200); 및 상기 배기관(110) 상에 배치되며 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)의 냉각수가 출입하는 배기열회수장치(300)를 포함하되, 상기 배기열회수 장치(300)는 상기 라디에이터(200) 및 엔진(100)으로부터 냉각수가 상기 배기열회수장치(300)로 수렴되어 유입되도록 조절하는 유입밸브(9)가 구비된 냉각수유입부(3) 및 상기 배기열회수장치(300)에서 냉각수가 상기 라디에이터(200) 및 엔진(100)으로 분기되어 유출되도록 조절하는 유출밸브(10)가 구비된 냉각수유출부(4)가 외측으로 구비된 구성일 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상기 엔진 웜업 시스템은 상기 엔진(100)을 순환하는 냉각수의 제 1 순환부(1); 및 상기 라디에이터(200)을 순환하는 냉각수의 제 2 순환부(2);를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 상기 엔진 웜업 시스템은 상기 엔진(100)으로부터 냉각수가 상기 유입밸브(9)로 흐르도록 연결된 제 1 냉각수유입라인(5), 상기 라디에이터(200)로부터 냉각수가 상기 유입밸브(9)로 흐르도록 연결된 제 2 냉각수유입라인(6), 상기 유출밸브(10)를 지나는 냉각수가 상기 엔진(100) 방향으로 흐르도록 연결된 제 1 냉각수유출라인(7) 및 상기 유출밸브(10)를 지나는 냉각수가 상기 라디에이터(200) 방향으로 흐르도록 연결된 제 2 냉각수유출라인(8)을 더 포함하는 구성일 수 있다.
자세히 말하자면, 상기 제 1 냉각수유출라인(7)의 냉각수는 상기 제 1 순환부(1)로 유입되며, 상기 제 2 냉각수유출라인(8)의 냉각수는 상기 제 2 순환부(2)로 유입될 수 있다.
또한, 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)의 냉각수는 상기 제 1 냉각수유입라인(5) 및 제 2 냉각수유입라인(6)을 지나 상기 유입밸브(9)를 통해 상기 배기열회수장치(300)로 유입될 수 있다.
한편, 상기 제 1 순환부(1)는 상기 엔진(100)의 냉각수 온도에 따라 개폐를 제어하는 서모스탯밸브(11)가 구비되되, 상기 엔진(100) 냉각수 온도가 적정온도 이상으로 높아지면 상기 서모스탯밸브(11)에 의해 감지됨에 따라 냉각수유입부(3) 및 냉각수유출부(4)를 유통하는 냉각수 순환이 차단될 수 있다.
여기서, 상기 서모스탯밸브(11)는 중간에 왁스가 들어있어서 상기 엔진(100)의 냉각수가 저온이면 굳어서 상기 라디에이터(200) 방향으로의 상기 서모스탯밸브(11)가 닫히고, 냉각수온이 약70~80도 정도 되면 왁스가 녹으면서 열팽창에 의해 상기 서모스탯밸브(11) 열림이 시작되며 차종이나 엔진별로 적정 온도에 이르면 상기 서모스탯밸브(11)가 완전히 개방되어 상기 엔진(100)의 냉각수가 상기 라디에이터(200)로 순환되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제 1 순환부(1) 및 제 2 순환부(2)는 라인이 서로 연결되어 있으나, 상기 서모스탯밸브(11) 및 제 1 분기밸브(14)에 의해 선택적으로 연결 및 차단이 가능할 수 있다.
다시 말해, 상기 서모스탯밸브(11)가 상기 엔진(100) 냉각수의 적정온도 이상으로 높아짐을 감지하면 상기 라디에이터(200) 방향으로 개방됨으로써 상기 엔진(100)을 순환하던 냉각수가 상기 제 2 순환부(2)로 유입되며, 상기 제 1 분기밸브(14)는 상기 엔진(100)방향으로 개방됨으로써 상기 라디에이터(200)를 순환하던 냉각수가 상기 제 1 순환부(1)로 유입되는 구성일 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초기시동시 예시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 엔진웜업후 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 엔진 웜업 방법은 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)의 냉각수가 상기 제 1 순환부(1) 및 제 2 순환부(2)에 의해 각각 순환하는 단계(a); 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)로부터 유출된 냉각수가 상기 배기열회수장치(300)로 유입되는 단계(b); 및 상기 배기열회수장치(300)에서 가열된 냉각수가 상기 제 1 순환부(1) 및 제 2 순환부(2)로 유입되는 단계(c);를 포함하며, 상기 단계들(a,b,c)을 반복함으로써 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)의 냉각수 온도를 함께 높일 수 있다.
또한, 도 3을 참조하면, 상기 단계(a,b,c)가 반복되는 중에 서모스탯밸브(11)에 의해 상기 엔진(100)의 냉각수 온도가 적정온도 이상 감지되면 상기 제 1 순환부(1) 및 제 2 순환부(2)가 개방되어 상기 엔진(100)으로부터 라디에이터(200)로 냉각수가 순환되는 단계(d);를 더 포함할 수 있다.
자세히 알아보면, 상기 단계(a)는 상기 제 1 순환부(1)에 의해 상기 엔진(100)의 냉각수가 순환하며, 상기 제 2 순환부(2)에 의해 상기 라디에이터(200)의 냉각수가 순환할 수 있다.
이어서, 상기 단계(b)는 상기 제 1 냉각수유입라인(5) 및 제 2 냉각수유입라인(6)으로 냉각수가 지나 상기 유입밸브(9)를 통해 냉각수유입부(3)를 지나면서 상기 배기열회수장치(300)로 유입될 수 있다.
이 때, 상기 배기열회수장치(300)에 유입된 냉각수는 상기 배기열회수장치(300)를 통해 데워질 수 있다.
다음으로, 상기 단계(c)는 상기 배기열회수장치(300)에 의해 데워진 냉각수가 상기 냉각수유출부(4)를 지나 상기 유출밸브(10)를 통해 상기 제 1 냉각수유출라인(7) 및 제 2 냉각수유출라인(8)을 거쳐 상기 제 1 순환부(1) 및 제 2 순환부(2)로 유입되는 단계일 수 있다.
여기서, 상기 단계(a,b,c)는 반복되면서, 상기 제 1 순환부(1) 및 제 2 순환부(2)의 냉각수 온도가 올라감에 따라 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)의 냉각수온이 비교적 동일하게 유지될 수 있다.
다음으로, 상기 단계(a,b,c)는 반복중에 상기 엔진(100)의 냉각수온이 적정온도 이상으로 올라감을 상기 서모스탯밸브(11)가 감지하면, 상기 제 1 순환부(1) 및 제 2 순환부(2)가 연결된 라인으로 냉각수가 유통되며 상기 배기열회수장치(300)로의 순환은 차단될 수 있다. 즉, 상기 냉각수유입부(3) 및 냉각수유출부(4)에는 냉각수가 흐르지 않을 수 있다.
이 때, 상기 제 1 순환부(1) 및 제 2 순환부(2)가 개방될 시, 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200) 내부의 냉각수온이 비교적 동일하므로 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)의 냉각수 온도차로 인한 예열대기시간을 단축함으로써 연비가 향상되며, 상기 배기열회수장치(300)가 효율적으로 활용될 수 있는 효과가 있다.
제 2 실시예
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시스템 및 방법 구성도이다.
도 4를 참조하면, 배기관(110)이 외측으로 연통되어 구비된 엔진(100); 상기 엔진(100)과 이격되게 배치되며 상기 엔진(100)에 의해 가열된 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터(200); 및 상기 배기관(110) 상에 배치되며 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)의 냉각수가 출입하는 배기열회수장치(300);를 포함하되, 상기 엔진(100), 라디에이터(200) 및 배기열회수장치(300)가 연결된 냉각수 라인 내의 냉각수가 순환됨으로써 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)의 냉각수 온도를 높이는 구성일 수 있다.
또한, 상기 배기열회수장치(300)와 상기 엔진(100) 사이의 냉각수 라인은 제 2 서모스탯밸브(13)가 구비될 수 있다.
이 때, 상기 제 2 서모스탯 밸브(13)는 상기 배기열회수장치(300)의 냉각수가 상기 엔진(100)으로 유입될 때의 냉각수온을 감지할 수 있다. 이에 따라, 상기 엔진(100)의 냉각수가 상기 엔진(100)으로 유입될 때의 온도를 측정함으로써 직접 상기 배기열회수장치(300)의 냉각수 흐름을 차단할 수 있음에 따라 냉각수의 순환 라인 구성을 단순화시킬 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템은 상기 엔진(100)으로부터 유출된 냉각수의 온도보다 상기 배기열회수장치(300)로부터 유출된 냉각수의 온도를 측정함으로써 상기 엔진(100)으로 유입되는 온도가 적정온도로 높아지면 상기 배기열회수장치(300)의 냉각수 라인 순환을 차단하도록 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템은 단일 루프의 간단한 구조로써 상기 라디에이터(200)의 냉각수온을 함께 높이는 효과를 줄 수 있다.
한편, 상기 라디에이터(200)로부터 유출되는 냉각수 라인은 제 2 유출밸브(12)가 구비됨에 따라 개방시 상기 배기열회수장치(300)로 냉각수가 흐르며, 차단시 상기 엔진(100)으로 냉각수가 흐르도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 서모스탯밸브(13)는 상기 엔진(100)으로 유입되는 냉각수라인 입구에 배치되되, 개방시 상기 배기열회수장치(300)로부터 유출된 냉각수가 상기 엔진(100)으로 유입되도록 하며, 차단시 상기 라디에이터(200)의 냉각수가 상기 엔진(100)으로 유입되도록 구성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 따른 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템은 냉각수 라인이 분기되는 지점마다 밸브가 설치될 수 있으나 모든 밸브의 배치 및 구성은 생략될 수 있다.
또한, 상기 밸브(9,10,12,14)들은 삼방밸브가 적용될 수 있으며, 냉각수 흐름을 개폐시킬 수 있는 밸브는 다양하게 실시될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 초기시동시 예시도이고, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 엔진웜업후 예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 엔진 웜업 방법은 초기시동시 상기 엔진(100)으로부터 유출된 냉각수가 상기 라디에이터(200)를 지나 상기 배기열회수장치(300)로 유입되는 단계(e); 및 상기 배기열회수장치(300)로부터 유출된 냉각수는 상기 서모스탯밸브(13)에 의해 온도가 감지되면서 상기 엔진(100)으로 유입되는 단계(f);를 포함하며, 상기 단계들(e,f)을 반복하면서 냉각수가 웜업될 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 상기 단계를 반복하는 중에 상기 서모스탯밸브에 의해 상기 배기열회수장치에서 유출되는 냉각수의 온도가 적정온도 이상 감지되면 상기 배기열회수장치의 냉각수 흐름이 차단되며 상기 엔진 및 라디에이터로 냉각수가 순환하는 단계(g);를 더 포함할 수 있다.
자세히 알아보면, 초기시동시 상기 엔진(100)의 냉각수는 상기 라디에이터(200)로 향하며 개방된 상기 제 2 유출밸브(12)를 통해 상기 배기열회수장치(300)로 유입(e)될 수 있다.
다음으로, 상기 배기열회수장치(300)의 냉각수는 온도가 상승되며, 데워진 냉각수는 차단된 상기 제 2 서모스탯밸브(13)를 통해 온도가 측정되면서 상기 엔진(100)으로 유입(f)될 수 있다.
다음으로, 상기 엔진(100)의 냉각수는 상기의 과정을 반복하며 상기 제 2 서모스탯밸브(13)에 의해 적정수온 이상이 측정되면 즉, 엔진의 웜업이 완료되면 상기 제 2 서모스탯밸브(13)가 개방되며, 상기 제 2 유출밸브(12)는 차단될 수 있다.
이에 따라, 상기 엔진(100)에서 유출된 냉각수는 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)를 순환(g)하며 냉각수온을 일정하게 유지시킬 수 있다.
다시 한 번 말하자면, 본 발명에 따른 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템 및 그 방법은 초기시동시 배기열회수장치(300)를 통해 가열된 냉각수가 분기되어 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)로 동시에 유입되는 제 1 실시예의 시스템 및 방법을 통해 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)의 냉각수 온도를 함께 높임에 따라 단시간에 엔진이 웜-업(warm-up)될 수 있는 효과가 있다.
또한, 엔진(100), 라디에이터(200) 및 배기열회수장치(300)가 연결된 냉각수 라인이 순환되는 제 2 실시예의 시스템 및 방법을 통해 상기 엔진(100) 및 라디에이터(200)의 냉각수 온도를 함께 높임에 따라 단시간에 엔진이 웜업(warm-up)될 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 엔진 200 : 라디에이터
110 : 배기관 300 : 배기열회수장치
1 : 제 1 순환부 2 : 제 2 순환부
3 : 냉각수유입부 4 : 냉각수유출부
5 : 제 1 냉각수유입라인 6 : 제 2 냉각수유입라인
7 : 제 1 냉각수유출라인 8 : 제 2 냉각수유출라인
9 : 유입밸브 10 : 유출밸브
11 : 서모스탯밸브 12 : 제 2 유출밸브
13 : 제 2 서모스탯밸브 14 : 제 1 분기밸브

Claims (11)

  1. 배기관이 외측으로 연통되어 구비된 엔진;
    상기 엔진과 이격되게 배치되며 상기 엔진에 의해 가열된 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터; 및
    상기 배기관 상에 배치되며 상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수가 출입하는 배기열회수장치를 포함하되,
    상기 배기열회수장치는 상기 라디에이터 및 엔진으로부터 냉각수가 상기 배기열회수장치로 수렴되어 유입되도록 조절하는 유입밸브가 구비된 냉각수유입부 및 상기 배기열회수장치에서 냉각수가 상기 라디에이터 및 엔진으로 분기되어 유출되도록 조절하는 유출밸브가 구비된 냉각수유출부가 구비되는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 엔진 웜업 시스템은
    상기 엔진을 순환하는 냉각수의 제 1 순환부; 및
    상기 라디에이터를 순환하는 냉각수의 제 2 순환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 엔진 웜업 시스템은
    상기 엔진으로부터 냉각수가 상기 유입밸브로 흐르도록 연결된 제 1 냉각수유입라인;
    상기 라디에이터로부터 냉각수가 상기 유입밸브로 흐르도록 연결된 제 2 냉각수유입라인;
    상기 유출밸브를 지나는 냉각수가 상기 엔진 방향으로 흐르도록 연결된 제 1 냉각수유출라인; 및
    상기 유출밸브를 지나는 냉각수가 상기 라디에이터 방향으로 흐르도록 연결된 제 2 냉각수유출라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1 순환부는
    상기 엔진 냉각수 온도가 적정온도 이상으로 높아지면 상기 냉각수유입부 및 냉각수유출부를 지나는 냉각수 순환을 차단시키는 서모스탯밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1 순환부 및 제 2 순환부는
    상기 엔진 냉각수 온도가 적정온도 이상으로 높아지면 상기 서모스탯밸브에 의해 유로가 개방되어 연결됨으로써 상기 엔진 및 라디에이터와의 냉각수가 순환되는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템.
  6. 제 2항의 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템의 엔진 웜업 방법은
    상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수가 상기 제 1 순환부 및 제 2 순환부에 의해 각각 순환하는 단계;
    상기 엔진 및 라디에이터로부터 유출된 냉각수가 상기 배기열회수장치로 유입되는 단계; 및
    상기 배기열회수장치에서 가열된 냉각수가 상기 제 1 순환부 및 제 2 순환부로 유입되는 단계;를 포함하며,
    상기 단계들을 반복함으로써 상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수 온도를 높이는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 엔진 웜업 방법은
    상기 단계가 반복되는 중에 서모스탯밸브에 의해 상기 엔진의 냉각수 온도가 적정온도 이상 감지되면 제 1 순환부 및 제 2 순환부가 개방되어 상기 엔진으로부터 라디에이터로 냉각수가 순환되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 방법.
  8. 배기관이 외측으로 연통되어 구비된 엔진; 상기 엔진과 이격되게 배치되며 상기 엔진에 의해 가열된 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터; 및 상기 배기관 상에 배치되며 상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수가 출입하는 배기열회수 냉각수라인이 구비된 배기열회수장치를 포함하되,
    상기 엔진, 라디에이터 및 배기열회수장치가 연결된 냉각수 라인 내의 냉각수가 순환됨으로써 상기 엔진 및 라디에이터의 냉각수 온도를 높이는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 배기열회수장치와 상기 엔진 사이의 냉각수 라인은
    서모스탯밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템.
  10. 제 9항의 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 시스템의 엔진 웜업 방법은
    초기시동시 상기 엔진으로부터 유출된 냉각수가 상기 라디에이터를 지나 상기 배기열회수장치로 유입되는 단계; 및 상기 배기열회수장치로부터 유출된 냉각수는 상기 서모스탯밸브에 의해 온도가 감지되면서 상기 엔진으로 유입되는 단계;를 포함하며,
    상기 단계들을 반복하면서 냉각수가 웜업되는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 엔진 웜업 방법은
    상기 단계를 반복하는 중에 상기 서모스탯밸브에 의해 상기 배기열회수장치에서 유출되는 냉각수의 온도가 적정온도 이상 감지되면 상기 배기열회수장치의 냉각수 흐름이 차단되며 상기 엔진 및 라디에이터로 냉각수가 순환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기열회수장치를 활용한 엔진 웜업 방법.
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