KR101246899B1 - Engine unit and operating method of engine unit - Google Patents

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Abstract

엔진 유닛이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 엔진 유닛은, 흡입공기를 과급시키는 터보차저 및 엔진의 시동시나 엔진의 저부하시에 엔진의 연소실에 흡입공기를 공급하기 위한 보조 블로워를 구비하는 엔진; 브라운 가스를 생성하는 브라운 가스 발생장치; 및 브라운 가스 발생장치에서 생성된 브라운 가스를 엔진의 연소실로 공급하도록, 브라운 가스 발생장치와 보조 블로워 사이에 유체연통가능하게 연결되는 브라운 가스 공급관;을 포함한다.An engine unit is disclosed. An engine unit according to an embodiment of the present invention includes an engine including a turbocharger for charging intake air and an auxiliary blower for supplying intake air to the combustion chamber of the engine at the start of the engine or at the engine low load; Brown's gas generator for generating Brown's gas; And a brown gas supply pipe fluidly connected between the brown gas generator and the auxiliary blower to supply the brown gas generated in the brown gas generator to the combustion chamber of the engine.

Description

엔진 유닛 및 엔진 유닛의 구동방법{ENGINE UNIT AND OPERATING METHOD OF ENGINE UNIT}ENGINE UNIT AND OPERATING METHOD OF ENGINE UNIT}

본 발명은 엔진 유닛 및 엔진 유닛의 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to an engine unit and a method of driving the engine unit.

일반적으로 선박에 사용되는 디젤 엔진의 경우, 엔진의 출력을 높이기 위하여, 엔진의 연소실로 유입되는 흡입공기를 터보차저와 같은 과급기를 이용하여 과급시킨다.In general, in the case of diesel engines used in ships, in order to increase the output of the engine, the intake air flowing into the combustion chamber of the engine is supercharged using a supercharger such as a turbocharger.

그러나, 엔진을 시동할 때나 엔진의 부하(현재 엔진의 샤프트 회전수/엔진의 최고 샤프트 회전수)가 대략 50% 미만의 저부하인 경우에는 엔진의 회전수가 충분하지 않고 이에 따라 배기가스량이 줄어들게 된다. 배기가스량이 줄어들기 때문에, 터보차저의 터빈의 회전수가 낮아지게 되므로 터빈과 연결된 압축기를 통해 공기를 충분히 압축하지 못하게 되어, 흡입공기가 엔진의 연소실로 충분히 공급되지 못한다. 이로 인해, 엔진이 버벅거리는 소위 터보래그 현상이 발생하게 된다.However, when the engine is started or when the load of the engine (currently the shaft speed of the engine / the maximum shaft speed of the engine) is under 50% of the low load, the engine speed is not sufficient and the amount of exhaust gas is reduced accordingly. . Since the amount of exhaust gas decreases, the rotation speed of the turbine of the turbocharger is lowered, so that the air cannot be sufficiently compressed through the compressor connected to the turbine, and the intake air is not sufficiently supplied to the combustion chamber of the engine. This causes a so-called turbo lag phenomenon that the engine stumbles.

또한, 엔진의 부하가 대략 50% 미만인 경우 연료소비율인 SFOC(Specific Fuel Oil Consumption), 즉 단위 일당 연료 소모량이 도 1에 도시된 바와 같이, 증가하는 것을 볼 수 있다.In addition, when the load of the engine is less than about 50%, the fuel consumption rate of SFOC (Specific Fuel Oil Consumption), that is, the fuel consumption per unit day, as shown in FIG. 1, can be seen to increase.

선박에 사용되는 엔진의 경우 엔진의 부하가 대략 50% 미만인 경우는 통계적으로 볼 때, 전체 운항시간의 10% 이상의 기간을 차지하고 있는 실정이다.In the case of engines used in ships, if the engine load is less than about 50%, the situation occupies 10% or more of the total operating time.

따라서, 터보차저가 정상적으로 작동할 수 없는 엔진의 저부하시와 시동시에도 엔진의 출력을 충분히 높일 수 있고, 또한 저부하시에 엔진의 완전연소를 도와 연료소비율을 감소시키면서 배기가스 중 오염물질을 감소시킬 수 있는 장치가 요구되고 있다.Therefore, it is possible to sufficiently increase the engine output even at low load and start-up of the engine in which the turbocharger cannot operate normally, and also to reduce the fuel consumption rate while reducing the fuel consumption rate by helping the engine completely burn at low load. There is a need for a device that can.

본 발명의 실시예는, 엔진의 연소실에 브라운 가스를 효율적으로 공급할 수 있는 구성을 가지는 엔진 유닛 및 엔진 유닛의 구동방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide an engine unit and a driving method of the engine unit having a configuration that can efficiently supply Brown gas to the combustion chamber of the engine.

본 발명의 일 측면에 따르면, 흡입공기를 과급시키는 터보차저 및 엔진의 시동시나 엔진의 저부하시에 엔진의 연소실에 흡입공기를 공급하기 위한 보조 블로워를 구비하는 엔진; 브라운 가스를 생성하는 브라운 가스 발생장치; 및 상기 브라운 가스 발생장치에서 생성된 브라운 가스를 상기 엔진의 연소실로 공급하도록, 상기 브라운 가스 발생장치와 상기 보조 블로워 사이에 유체연통가능하게 연결되는 브라운 가스 공급관;을 포함하는 엔진 유닛이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, an engine including a turbocharger for charging intake air and an auxiliary blower for supplying intake air to the combustion chamber of the engine at the start of the engine or at the engine low load; Brown's gas generator for generating Brown's gas; And a brown gas supply pipe fluidly connected between the brown gas generator and the auxiliary blower so as to supply brown gas generated in the brown gas generator to the combustion chamber of the engine. have.

또한, 상기 보조 블로워는, 케이싱; 상기 케이싱에 마련된 공기 유입구; 상기 케이싱에 마련된 공기 유출구; 상기 공기 유입구로 흡입공기를 유입시킨 후 상기 공기 유출구로 흡입공기를 유출시키기 위하여, 상기 케이싱에 장착되어 블로워를 구동시키는 모터; 및 상기 케이싱 내에서, 상기 공기 유입구와 상기 모터 사이에 유체연통가능하게 연결된 흡입공기 유로;를 포함하고,In addition, the auxiliary blower, casing; An air inlet provided in the casing; An air outlet provided in the casing; A motor mounted to the casing to drive a blower to inlet air into the air inlet and then outlet air to the air outlet; And an intake air flow passage in the casing, in fluid communication with the air inlet and the motor.

상기 브라운 가스 공급관은 상기 흡입공기 유로에 유체연통가능하게 연결될 수 있다.The Brown gas supply pipe may be connected in fluid communication with the intake air flow path.

또한, 상기 보조 블로워 및 상기 브라운 가스 공급관은 각각 한 쌍으로 마련되며, 상기 한 쌍의 보조 블로워 중 어느 하나의 보조 블로워가 고장시, 상기 한 쌍의 보조 블로워 중 다른 하나의 보조 블로워가 작동될 수 있다.In addition, the auxiliary blower and the brown gas supply pipe are each provided in pairs, and when any one of the pair of auxiliary blowers fails, the other one of the pair of auxiliary blowers can be operated. have.

또한, 상기 엔진의 부하가 미리 결정된 작동개시부하 미만으로 감소되거나 엔진 시동시에 상기 보조 블로워의 모터를 구동시키고, 상기 엔진의 부하가 미리 결정된 작동정지부하를 초과하는 경우에 상기 보조 블로워의 모터를 정지시키는 제어부;를 더 포함할 수 있다.Further, when the load of the engine is reduced below a predetermined starting start load or the motor of the auxiliary blower is driven at engine start-up, and the load of the engine exceeds the predetermined starting stop load, the motor of the auxiliary blower is turned off. The control unit may further include a stop.

또한, 상기 작동개시부하의 값과 상기 작동정지부하의 값은 미리 결정된 값만큼 차이를 두는 것일 수 있다.In addition, the value of the operation start load and the value of the operation stop load may be a difference by a predetermined value.

또한, 상기 제어부는, 상기 보조 블로워 모터의 구동시 상기 브라운 가스 발생장치를 작동시키고, 상기 보조 블로워 모터의 정지시 상기 브라운 가스 발생장치를 정지시킬 수 있다.The controller may operate the brown gas generator when the auxiliary blower motor is driven, and stop the brown gas generator when the auxiliary blower motor is stopped.

또한, 상기 브라운 가스 공급관에는, 상기 보조 블로워로 공급되는 브라운 가스의 유량을 제어하기 위한 밸브; 및 상기 엔진의 부하조건에 따라 상기 밸브의 개폐시기 및 개폐량을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.In addition, the Brown gas supply pipe, the valve for controlling the flow rate of Brown gas supplied to the auxiliary blower; And a controller for controlling the opening and closing time and the opening and closing amount of the valve according to the load condition of the engine.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 기재된 엔진 유닛의 구동방법으로서,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving an engine unit as described above,

상기 엔진의 부하가 미리 결정된 작동개시부하 미만으로 감소되거나 엔진 시동시에 상기 보조 블로워를 작동시키는 보조 블로워 작동단계; 및 상기 엔진의 부하가 미리 결정된 작동정지부하를 초과하는 경우에 상기 보조 블로워를 정지시키는 보조 블로워 정지단계;를 포함하는 엔진 유닛의 구동방법이 제공될 수 있다.An auxiliary blower operating step of reducing the load of the engine below a predetermined starting start load or operating the auxiliary blower at engine start-up; And an auxiliary blower stopping step of stopping the auxiliary blower when the load of the engine exceeds a predetermined operation stop load.

또한, 상기 작동개시부하의 값과 상기 작동정지부하의 값은 미리 결정된 값만큼 차이를 두는 것일 수 있다.In addition, the value of the operation start load and the value of the operation stop load may be a difference by a predetermined value.

본 실시예에 따른 엔진 유닛 및 엔진 유닛의 구동방법에 따르면, 엔진에 브라운 가스를 효율적으로 공급함으로써, 저부하에서의 엔진의 완전연소를 가능하게 하고, 연료소비율을 낮출 수 있도록 해준다.According to the engine unit and the driving method of the engine unit according to the present embodiment, by supplying Brown gas efficiently to the engine, it is possible to completely burn the engine at a low load and to lower the fuel consumption rate.

도 1은 엔진의 부하에 따른 연료 소모량을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 유닛의 개략도이다.
도 3은 도 2의 엔진 유닛에 있어서, 흡입공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 2의 엔진 유닛에 있어서, 엔진의 부하별 보조 블로워의 작동을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 유닛의 구동방법에 대한 개략적 순서도이다.1 is a diagram illustrating fuel consumption according to load of an engine.
2 is a schematic diagram of an engine unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the flow of intake air in the engine unit of FIG.
4 and 5 are diagrams illustrating the operation of the auxiliary blower for each load of the engine in the engine unit of FIG. 2.
6 is a schematic flowchart of a method of driving an engine unit according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present embodiments are not intended to be limiting.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 유닛의 개략도이고, 도 3은 도 2의 엔진 유닛에 있어서, 흡입공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4는 보조 블로워를 상세히 도시하는 도면이다.2 is a schematic diagram of an engine unit according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram for describing a flow of intake air in the engine unit of FIG. 2. 4 is a view showing the auxiliary blower in detail.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 도시된 엔진 유닛(10)은 엔진(100), 브라운 가스 발생장치(180) 및 브라운 가스 공급관(190)을 포함한다. 상기 엔진(100)은, 일례로 선박에 사용되는 디젤 엔진으로서, 터보차저(120), 공기쿨러(130), 보조 블로워(140), 및 에어 리시버(150)를 포함한다.2 to 4, the illustrated engine unit 10 includes an engine 100, a brown gas generator 180, and a brown gas supply pipe 190. The engine 100 is, for example, a diesel engine used in a ship, and includes a turbocharger 120, an air cooler 130, an auxiliary blower 140, and an air receiver 150.

상기 터보차저(120)는, 잘 알려진 바와 같이, 상기 엔진(100)의 연소실(미도시)로 흡입공기를 유입시키는 흡기덕트(110)에 마련되어, 흡입공기를 과급시키기 위해 마련된 것이다.The turbocharger 120, as is well known, is provided in the intake duct 110 for introducing the intake air into the combustion chamber (not shown) of the engine 100, and is provided to supercharge the intake air.

상기 공기쿨러(130)는, 상기 터보차저(120)에서 흡입공기가 가압될 때 상승된 공기의 온도를 냉각시키기 위해 마련된 것이다. 상기 공기쿨러(130)에서 공기가 냉각됨으로써, 상기 엔진(100)의 연소실로 유입되는 흡입공기의 밀도는 더욱 높아져 엔진의 출력을 증대시킬 수 있다.The air cooler 130 is provided to cool the temperature of the elevated air when the intake air is pressurized by the turbocharger 120. As the air is cooled in the air cooler 130, the density of the intake air flowing into the combustion chamber of the engine 100 may be increased to increase the output of the engine.

상기 브라운 가스 발생장치(180)는 물을 전기분해하여 브라운 가스를 생산하기 위한 장치이다. 여기서, 브라운 가스란 잘 알려진 바와 같이, 전기분해를 통해 물의 해리작용으로 수소와 산소가 2 대 1의 혼합비율로 정량적으로 공존하는 가스로서, 기존의 화석연료에 비해 발열량이 3배 가까이 크고 화염속도가 현저히 빠르며 기존의 화석 연료의 연소를 촉진시킴으로써 완전 연소에 도움을 주고 있어, 차세대 연료로서 각광받고 있다. 특히, 브라운 가스는 기존의 화석연료와 비교할 때, 연소시 온도가 빠르게 올라가는 승온 특성이 좋고, 단열화염온도가 높으며, 화염속도 또한 현저히 빠른 장점이 있다.The brown gas generator 180 is a device for producing brown gas by electrolyzing water. Here, Brown gas is a gas in which hydrogen and oxygen coexist quantitatively in a mixing ratio of 2 to 1 due to dissociation of water through electrolysis as it is well known. Is remarkably fast and aids in the complete combustion by promoting the combustion of existing fossil fuels, and has been spotlighted as the next generation fuel. In particular, compared with conventional fossil fuels, Brown gas has a good temperature rising property in which the temperature rises rapidly during combustion, and has a high adiabatic flame temperature and a flame speed that is remarkably fast.

상기 에어 리시버(150)는, 상기 터보차저(120)에 의해 가압된 공기를 모아두는 대용량의 탱크이다. 상기 에어 리시버(150)를 거쳐 흡입공기는 상기 엔진(100)의 연소실로 유입된다.The air receiver 150 is a tank having a large capacity for collecting the air pressurized by the turbocharger 120. Intake air is introduced into the combustion chamber of the engine 100 through the air receiver 150.

상기 보조 블로워(140)는, 상기 공기쿨러(130) 및 상기 에어 리시버(150)에 유체연통하게 연결되어 있다. 상기 보조 블로워(140)는, 상기 엔진(100)을 시동할 때나, 상기 엔진(100)의 배기가스량이 충분하지 않아서 상기 터보차저(120)가 엔진에 필요한 공기를 충분하게 공급하지 못할 경우에 상기 엔진(100)의 연소실에 충분한 흡입공기를 공급하기 위하여 마련된 것이다.The auxiliary blower 140 is fluidly connected to the air cooler 130 and the air receiver 150. When the auxiliary blower 140 starts the engine 100 or when the turbocharger 120 does not supply sufficient air to the engine because the amount of exhaust gas of the engine 100 is insufficient. It is provided to supply sufficient intake air to the combustion chamber of the engine 100.

이하, 상기 보조 블로워(140)의 구성에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the auxiliary blower 140 will be described in more detail.

도 4를 참조하면, 상기 엔진(100)의 부하가 일례로 50% 미만의 저부하 상태로 상기 터보차저(120)가 충분히 작동되지 않는 경우에 있어서, 보조 블로워(140) 내의 흡입공기의 흐름을 도시하고 있다.Referring to FIG. 4, in the case where the turbocharger 120 is not sufficiently operated with the load of the engine 100 at, for example, less than 50%, the flow of intake air in the auxiliary blower 140 may be reduced. It is shown.

상기 보조 블로워(140)는, 케이싱(142), 공기 유입구(144), 공기 유출구(146), 모터(147), 흡입공기 유로(149)를 포함한다.The auxiliary blower 140 includes a casing 142, an air inlet 144, an air outlet 146, a motor 147, and an intake air flow path 149.

상기 케이싱(142)은 원통형 형상을 취하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 케이싱(142) 상에는 상기 공기 유입구(144) 및 상기 공기 유출구(146)가 마련되어 있으며, 상기 케이싱(142)의 일단에는 상기 모터(147)가 마련되어 있다.The casing 142 has a cylindrical shape, but is not limited thereto. The air inlet 144 and the air outlet 146 are provided on the casing 142, and the motor 147 is provided at one end of the casing 142.

상기 공기 유입구(144)는, 상기 터보차저(120) 및 상기 공기쿨러(130)를 거친 흡입공기가 유입되는 통로이다. 상기 공기 유출구(146)는 상기 케이싱(142) 내로 유입된 흡입공기가 상기 에어 리시버(150)로 유출되는 통로이다.The air inlet 144 is a passage through which the intake air passing through the turbocharger 120 and the air cooler 130 enters. The air outlet 146 is a passage through which the suction air introduced into the casing 142 flows out into the air receiver 150.

한편, 상기 공기 유입구(144)에는 상기 공기 유입구(144)를 통하여, 상기 케이싱(142) 외부에서 상기 케이싱(142) 내부로만 흡입공기가 유동할 수 있게 하고, 반대방향으로의 흡입공기의 유동을 억제하기 위한 체크밸브(145)가 마련되어 있다.On the other hand, through the air inlet 144 through the air inlet 144, the intake air can flow only from the outside of the casing 142 to the inside of the casing 142, the flow of the intake air in the opposite direction A check valve 145 for suppressing is provided.

상기 모터(147)의 출력단에는 블로워(148)가 장착되어 있다. 상기 모터(147)의 회전에 의한 블로워(148)의 회전에 의해 흡입공기는 상기 공기 유입구(144)로 유입된 후, 상기 공기 유출구(146)를 통하여 유출된다.A blower 148 is mounted at the output end of the motor 147. The suction air is introduced into the air inlet 144 by the rotation of the blower 148 by the rotation of the motor 147, and then flows out through the air outlet 146.

상기 흡입공기 유로(149)는 상기 공기 유입구(144)와 상기 모터(147) 사이에 유체연통가능하게 연결되는 것으로, 상기 흡입공기 유로(149) 덕분에 상기 흡입공기는 보다 용이하게 상기 공기 유입구(144)를 통하여 유입될 수 있다. 구체적으로, 상기 모터(147)가 상기 흡입공기 유로(149)에 유체연통가능하게 연결되어 있기 때문에, 상기 모터(147)의 회전에 의한 블로워(148)의 회전에 의해 상기 흡입공기 유로(149) 내에는 부압이 형성되게 된다. 따라서, 흡입공기가 상기 공기 유입구(144)를 통하여 유입될 수 있다.The intake air flow path 149 is connected in fluid communication between the air inlet 144 and the motor 147. Thanks to the intake air flow path 149, the intake air is more easily connected to the air inlet ( 144 may be introduced. Specifically, since the motor 147 is connected in fluid communication with the intake air flow path 149, the intake air flow path 149 by the rotation of the blower 148 by the rotation of the motor 147. Negative pressure is formed inside. Therefore, intake air may be introduced through the air inlet 144.

본 실시예에서, 상기 브라운 가스 공급관(190)의 일단은 상기 흡입공기 유로(149)에 유체연통가능하게 연결되어 있다. 상기 브라운 가스 공급관(190)의 타단은, 생산된 브라운 가스를 배출시키는 상기 브라운 가스 발생장치(180)의 출력단에 유체연통가능하게 연결되어 있다. 한편, 상기 브라운 가스 발생장치(180)에는 생성된 브라운 가스를 송풍하기 위한 송풍기(182)가 자체적으로 마련되어 있다. 따라서, 상기 브라운 가스 발생장치(180)에서 생성된 브라운 가스는, 상기 보조 블로워(140)의 상기 흡입공기 유로(149) 내에 형성된 부압과 상기 송풍기(182)의 송풍에 의해, 상기 브라운 가스 발생장치(180)로부터 상기 브라운 가스 공급관(190)을 통하여 상기 보조 블로워(140)로 공급된다.In this embodiment, one end of the Brown gas supply pipe 190 is connected in fluid communication with the intake air flow path 149. The other end of the brown gas supply pipe 190 is connected in fluid communication with an output end of the brown gas generator 180 for discharging the produced brown gas. On the other hand, the brown gas generator 180 is provided with a blower 182 for blowing the generated brown gas itself. Therefore, the brown gas generated by the brown gas generator 180 is formed by the negative pressure formed in the suction air flow path 149 of the auxiliary blower 140 and the blowing of the blower 182. It is supplied from the 180 to the auxiliary blower 140 through the Brown gas supply pipe 190.

또한, 본 실시예에 따른 엔진 유닛(10)은, 상기 엔진(100)의 부하가 미리 결정된 작동개시부하, 일례로, 상기 엔진(100)의 최대부하의 30% 내지 40% 미만으로 감소되는 경우에 상기 보조 블로워(140)의 모터(147)를 구동시키는 제어부(196)를 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제어부(196)는 상기 엔진(100)의 시동시에 상기 보조 블로워(140)의 모터(147)를 구동시킬 수도 있다.In addition, the engine unit 10 according to the present embodiment, when the load of the engine 100 is reduced to less than 30% to less than 40% of the predetermined operating starting load, for example, the maximum load of the engine 100 The control unit 196 for driving the motor 147 of the auxiliary blower 140 may be further included. In addition, the controller 196 may drive the motor 147 of the auxiliary blower 140 at the start of the engine 100.

한편, 상기 제어부(196)는, 상기 엔진(100)의 부하가 미리 결정된 작동정지부하, 일례로, 상기 엔진(100)의 최대부하의 40% 내지 50%를 초과하는 경우에 상기 보조 블로워(140)의 모터(147)를 정지시킬 수 있다.On the other hand, the control unit 196, the auxiliary blower 140 when the load of the engine 100 exceeds a predetermined operating stop load, for example, 40% to 50% of the maximum load of the engine 100. ) Motor 147 can be stopped.

이 경우, 상기 작동개시부하와 상기 작동정지부하 사이에는 미리 결정된 값, 예컨대 10% 정도의 차이를 두어서 상기 블로워(140)가 꺼졌다 켜졌다를 반복하는 채터링(chattering) 현상을 방지하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to leave a predetermined value, for example, a difference of about 10% between the actuation start load and the actuation stop load to prevent chattering that the blower 140 is turned off and on again. .

또한, 상기 제어부(196)는, 상기 엔진(100)의 부하변동에 따른 상기 보조 블로워(140)의 모터(147)의 구동에 연동하여, 상기 브라운 가스 발생장치(180)를 작동시키거나 정지시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(196)는, 상기 보조 블로워(140)의 모터(147)가 구동시에 상기 브라운 가스 발생장치(180)를 작동시켜 브라운 가스를 생산하고, 상기 보조 블로워(140)의 모터(147)의 정지시에 상기 브라운 가스 발생장치(180)를 정지시켜 브라운 가스를 생산하지 않게 할 수 있다.In addition, the controller 196 may operate or stop the brown gas generator 180 in association with driving of the motor 147 of the auxiliary blower 140 according to the load variation of the engine 100. Can be. In detail, the controller 196 may operate the brown gas generator 180 when the motor 147 of the auxiliary blower 140 is driven to produce brown gas, and the motor of the auxiliary blower 140 may be operated. When the 147 stops, the brown gas generator 180 may be stopped so as not to produce brown gas.

한편, 상기 브라운 가스 공급관(190)에는 밸브(192)가 마련될 수 있다. 상기 제어부(196)는 상기 엔진(100)의 부하조건에 따라 상기 밸브(192)의 개폐시기 및 개폐량을 제어하여, 상기 브라운 가스 발생장치(180)로부터 상기 보조 블로워(140)로 공급되는 브라운 가스의 유량을 제어할 수 있다. 상기 밸브(192)는 전자식 솔레노이드(solenoid) 밸브일 수 있다.On the other hand, the Brown gas supply pipe 190 may be provided with a valve 192. The controller 196 controls the opening / closing time and the opening / closing amount of the valve 192 according to the load condition of the engine 100, and is supplied to the auxiliary blower 140 from the brown gas generator 180. The flow rate of the gas can be controlled. The valve 192 may be an electronic solenoid valve.

이하, 상술한 실시예에 따른 엔진 유닛(10)의 작동 및 효과에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation and effects of the engine unit 10 according to the above-described embodiment will be described.

도 4 및 도 5는 도 2의 엔진 유닛에 있어서, 엔진의 부하별 보조 블로워의 작동을 도시하는 도면이다.4 and 5 are diagrams illustrating the operation of the auxiliary blower for each load of the engine in the engine unit of FIG. 2.

먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 엔진(100)이 저부하, 일례로 최대부하의 30% 내지 미만에서 작동하는 경우에, 상기 엔진(100)의 배기가스량이 적어서 상기 터보차저(120)는 흡입공기를 충분히 과급시킬 수 없다. 또한, 상기 터보차저(120)의 압력이 크지 않기 때문에, 상기 체크밸브(145)는 닫혀 있다. First, referring to FIGS. 2 to 4, when the engine 100 operates at a low load, for example, 30% or less of the maximum load, the amount of exhaust gas of the engine 100 is small, so that the turbocharger 120 ) Cannot fully charge the intake air. In addition, since the pressure of the turbocharger 120 is not large, the check valve 145 is closed.

이 경우, 상기 제어부(196)가 상기 보조 블로워(140)의 모터(147)를 작동시켜 블로워(148)를 회전시킴으로써, 공기 유입구(144) 및 상기 흡입공기 유로(149)를 통하여 흡입공기를 유입시킨 후, 공기 유출구(146)를 통하여 흡입공기를 에어 리시버(150)로 공급한다.In this case, the control unit 196 rotates the blower 148 by operating the motor 147 of the auxiliary blower 140, so that the intake air flows through the air inlet 144 and the intake air flow path 149. After that, the intake air is supplied to the air receiver 150 through the air outlet 146.

상기 제어부(196)가 상기 모터(147)를 구동시키는 동시에, 상기 제어부(196)는 상기 브라운 가스 발생장치(180)를 작동시켜 브라운 가스를 생산한다. 생산된 브라운 가스는 브라운 가스 공급관(190)을 통하여 상기 흡입공기 유로(149) 내로 흐르는 흡입공기와 혼합되어 상기 에어 리시버(150)로 공급된 후, 상기 엔진(100)의 연소실(미도시)로 공급된다. 이 경우, 상기 제어부(196)는 브라운 가스 공급관(190)에 마련된 밸브(192)의 개폐량을 제어하여, 적절량의 브라운 가스가 흡입공기와 혼합되게 할 수 있다.While the controller 196 drives the motor 147, the controller 196 operates the brown gas generator 180 to produce brown gas. The produced brown gas is mixed with the intake air flowing into the intake air flow path 149 through the brown gas supply pipe 190, supplied to the air receiver 150, and then into a combustion chamber (not shown) of the engine 100. Supplied. In this case, the controller 196 may control the opening / closing amount of the valve 192 provided in the brown gas supply pipe 190 so that an appropriate amount of brown gas is mixed with the intake air.

다음으로, 도 5를 참조하면, 상기 엔진(100)이 고부하, 일례로 최대부의 50%를 초과하여 작동하는 경우에, 상기 엔진(100)의 배기가스는 충분히 발생하여 상기 터보차저(120)는 흡입공기를 충분히 과급시킬 수 있다. 이 경우 상기 터보차저(120)의 압력이 크기 때문에, 상기 체크밸브(145)는 열리게 된다.Next, referring to FIG. 5, when the engine 100 is operated at a high load, for example, exceeding 50% of the maximum, exhaust gas of the engine 100 is sufficiently generated so that the turbocharger 120 Intake air can be supercharged sufficiently. In this case, since the pressure of the turbocharger 120 is large, the check valve 145 is opened.

따라서, 터보차저(120)로부터의 흡입공기는 상기 공기 유입구(144) 및 상기 체크밸브(145)를 통하여 상기 보조 블로워(140) 내로 유입된 후, 상기 공기 유출구(146)를 통하여 에어 리시버(150)로 공급된다.Therefore, the intake air from the turbocharger 120 is introduced into the auxiliary blower 140 through the air inlet 144 and the check valve 145, and then the air receiver 150 through the air outlet 146. Is supplied.

이 경우, 상기 제어부(196)는 상기 모터(147)를 구동시키지 않는다. 또한, 상기 제어부(196)는 상기 브라운 가스 발생장치(180)를 정지시켜 브라운 가스의 생산을 중지한다.In this case, the controller 196 does not drive the motor 147. In addition, the controller 196 stops the brown gas generator 180 to stop the brown gas production.

상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 엔진 유닛(10)은, 엔진(100)의 저부하시 출력이 감소되는 것을 방지하기 위하여, 상기 보조 블로워를 작동시킴으로써, 엔진의 출력을 증대시킨다. 또한, 엔진(100)의 저부하시의 연소를 안정화시키기 위하여, 상기 보조 블로워를 이용하여 상기 엔진의 연소실 내로 브라운 가스를 주입한다. 따라서, 저부하시의 연료소모량을 낮추고, 완전연소를 도와 불완전 연소로 발생할 수 있는 차르(char)등 미세입자상 물질, HCL, 다이옥신 등의 가스상의 유해물질 들의 발생을 최소화하여 배기가스 내 오염물질을 획기적으로 감소시킬 수 있다.As described above, the engine unit 10 according to the present embodiment increases the output of the engine by operating the auxiliary blower in order to prevent the output at low load of the engine 100 from decreasing. In addition, in order to stabilize the combustion at the low load of the engine 100, Brown gas is injected into the combustion chamber of the engine using the auxiliary blower. Therefore, it lowers the fuel consumption at low load, minimizes the generation of gaseous harmful substances such as char, such as char, HCL, and dioxin, which can be caused by incomplete combustion by helping complete combustion. Can be reduced.

또한, 상기 엔진 유닛(10)이 이코노마이저(economizer)와 같은 폐열회수 수단을 구비하는 경우, 엔진(100)의 저부하에서 불완전 연소로 기인할 수 있는 수트(soot) 등에 의해 이코노마이저의 성능이 저감되는 것을 방지할 수 있다.In addition, when the engine unit 10 includes waste heat recovery means such as an economizer, the performance of the economizer is reduced by a soot or the like, which may be caused by incomplete combustion at the low load of the engine 100. Can be prevented.

또한, 상기 브라운 가스 발생장치에서 발생된 브라운 가스가 상기 터보차저가 아닌 보조 블로워에 공급됨으로써, 고압 환경하에서의 브라운 가스의 폭발 위험성을 낮출 수 있다.In addition, the brown gas generated in the brown gas generator is supplied to the auxiliary blower instead of the turbocharger, thereby reducing the explosion risk of the brown gas under a high pressure environment.

본 실시예에서, 상기 보조 블로워 및 상기 브라운 가스 공급관이 각각 한 쌍으로 마련되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 보조 블로워 및 상기 브라운 가스 공급관은 각각 한 쌍으로 마련되어, 상기 한 쌍의 보조 블로워 중 어느 하나의 보조 블로워가 고장시, 다른 하나의 보조 블로워가 작동되도록 구성할 수도 있음은 물론이다.In the present embodiment, the auxiliary blower and the brown gas supply pipe have been described as an example, but are not limited thereto. The auxiliary blower and the brown gas supply pipe may be provided in pairs, respectively, so that when one of the pair of auxiliary blowers fails, the other auxiliary blower may be configured to operate.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 유닛의 구동방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of driving an engine unit according to an embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 유닛의 구동방법에 대한 개략적 순서도이다.6 is a schematic flowchart of a method of driving an engine unit according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 먼저, 엔진부하 모니터링 단계(S101)에서 제어부(196)는 상기 엔진(100)의 부하를 실시간으로 모니터링 한다.Referring to FIG. 6, first, in the engine load monitoring step S101, the controller 196 monitors the load of the engine 100 in real time.

이후, 작동개시 판단단계(S102)에서 상기 엔진(100)의 현재부하가 미리 설정된 작동개시부하 미만인지 여부를 판단한다. 현재의 엔진부하가 작동개시부하 미만인 경우, 보조 블로워 작동단계(S103)에서 상기 제어부(196)는 상기 보조 블로워(140)를 구동시켜 엔진의 연소실로 충분한 공기가 유입되게 하는 동시에 상기 브라운 가스 발생장치(180)를 작동시켜 브라운 가스를 생산하여 흡입공기와 브라운 가스를 혼합시킨다.Thereafter, in the operation start determination step (S102), it is determined whether the current load of the engine 100 is less than a predetermined operation start load. When the current engine load is less than the starting start load, in the auxiliary blower operation step (S103), the control unit 196 drives the auxiliary blower 140 to allow sufficient air to flow into the combustion chamber of the engine and at the same time the brown gas generator Operation 180 produces brown gas to mix the inhalation air with the brown gas.

한편, 상기 작동개시 판단단계(S102)에서 상기 엔진(100)의 현재부하가 상기 작동개시부하를 초과하는 경우에는, 정지판단단계(S104)에서 상기 제어부(196)는 상기 엔진(100)의 현재부하가 미리설정된 작동정지부하를 초과하는지 여부를 판단한다. 현재의 엔진부하가 상기 작동정지부하를 초과하는 경우, 상기 제어부(196)는 보조 블로워 정지단계(S105)에서 상기 보조 블로워(140)를 정지시키고 상기 브라운 가스 발생장치(180)를 정지시켜 브라운 가스의 생산을 중지한다.On the other hand, when the current load of the engine 100 exceeds the operation start load in the operation start determination step (S102), the control unit 196 in the stop determination step (S104) is the current of the engine 100 It is determined whether the load exceeds a predetermined shutdown load. When the current engine load exceeds the operation stop load, the control unit 196 stops the auxiliary blower 140 and stops the brown gas generator 180 in the auxiliary blower stop step (S105) to stop the brown gas. To stop production.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 엔진 유닛 100: 엔진
110: 흡기덕트 120: 터보차저
130: 공기쿨러 140: 보조 블로워
142: 케이싱 144: 공기 유입구
145: 체크밸브 146: 공기 유출구
147: 모터 148: 블레이드
149: 흡입공기 유로 150: 에어 리시버
180: 브라운 가스 발생장치 182: 송풍기
190: 브라운 가스 공급관 192: 밸브
196: 제어부Description of the Related Art
10: engine unit 100: engine
110: intake duct 120: turbocharger
130: air cooler 140: auxiliary blower
142: casing 144: air inlet
145: check valve 146: air outlet
147: motor 148: blade
149: intake air flow path 150: air receiver
180: Brown gas generator 182: Blower
190: Brown gas supply pipe 192: valve
196: control unit

Claims (9)

흡입공기를 과급시키는 터보차저 및 엔진의 시동시나 엔진의 저부하시에 엔진의 연소실에 흡입공기를 공급하기 위한 보조 블로워를 구비하는 엔진;
브라운 가스를 생성하는 브라운 가스 발생장치; 및
상기 브라운 가스 발생장치에서 생성된 브라운 가스를 상기 엔진의 연소실로 공급하도록, 상기 브라운 가스 발생장치와 상기 보조 블로워 사이에 유체연통가능하게 연결되는 브라운 가스 공급관;을 포함하며,
상기 보조 블로워는,
케이싱;
상기 케이싱에 마련된 공기 유입구;
상기 케이싱에 마련된 공기 유출구;
상기 공기 유입구로 흡입공기를 유입시킨 후 상기 공기 유출구로 흡입공기를 유출시키기 위하여, 상기 케이싱에 장착되어 블로워를 구동시키는 모터; 및
상기 케이싱 내에서, 상기 공기 유입구와 상기 모터 사이에 유체연통가능하게 연결된 흡입공기 유로;를 포함하고,
상기 브라운 가스 공급관은 상기 흡입공기 유로에 유체연통가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 브라운 가스를 이용하는 엔진 유닛.An engine having a turbocharger for supercharging intake air and an auxiliary blower for supplying intake air to the combustion chamber of the engine at the start of the engine or under low load of the engine;
Brown's gas generator for generating Brown's gas; And
And a brown gas supply pipe fluidly connected between the brown gas generator and the auxiliary blower to supply the brown gas generated in the brown gas generator to the combustion chamber of the engine.
The auxiliary blower,
Casing;
An air inlet provided in the casing;
An air outlet provided in the casing;
A motor mounted to the casing to drive a blower to inlet air into the air inlet and then outlet air to the air outlet; And
And an intake air flow passage in the casing, in fluid communication with the air inlet and the motor.
The Brown gas supply pipe is an engine unit using Brown gas, characterized in that in fluid communication with the intake air passage. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 보조 블로워 및 상기 브라운 가스 공급관은 각각 한 쌍으로 마련되며,
상기 한 쌍의 보조 블로워 중 어느 하나의 보조 블로워가 고장시, 상기 한 쌍의 보조 블로워 중 다른 하나의 보조 블로워가 작동되는 것을 특징으로 하는 브라운 가스를 이용하는 엔진 유닛.The method according to claim 1,
The auxiliary blower and the brown gas supply pipe are provided in pairs, respectively.
And when the auxiliary blower of any one of the pair of auxiliary blowers fails, the auxiliary blower of the other of the pair of auxiliary blowers is operated. 청구항 1에 있어서,
상기 엔진의 부하가 미리 결정된 작동개시부하 미만으로 감소되거나 엔진 시동시에 상기 보조 블로워의 모터를 구동시키고, 상기 엔진의 부하가 미리 결정된 작동정지부하를 초과하는 경우에 상기 보조 블로워의 모터를 정지시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운 가스를 이용하는 엔진 유닛.The method according to claim 1,
Reducing the load of the engine below a predetermined starting start load or driving the motor of the auxiliary blower at engine start-up and stopping the motor of the auxiliary blower when the load of the engine exceeds the predetermined starting stop load. An engine unit using Brown gas, characterized in that it further comprises a control unit. 청구항 4에 있어서,
상기 작동개시부하의 값과 상기 작동정지부하의 값은 미리 결정된 값만큼 차이를 두는 것을 특징으로 하는 브라운 가스를 이용하는 엔진 유닛.The method of claim 4,
And a value of the operation start load and a value of the operation stop load differ by a predetermined value. 청구항 4에 있어서,
상기 제어부는, 상기 보조 블로워 모터의 구동시 상기 브라운 가스 발생장치를 작동시키고, 상기 보조 블로워 모터의 정지시 상기 브라운 가스 발생장치를 정지시키는 것을 특징으로 하는 브라운 가스를 이용하는 엔진 유닛.The method of claim 4,
And the control unit operates the brown gas generator when the auxiliary blower motor is driven, and stops the brown gas generator when the auxiliary blower motor is stopped. 청구항 1에 있어서,
상기 브라운 가스 공급관에는, 상기 보조 블로워로 공급되는 브라운 가스의 유량을 제어하기 위한 밸브; 및
상기 엔진의 부하조건에 따라 상기 밸브의 개폐시기 및 개폐량을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브라운 가스를 이용하는 엔진 유닛.The method according to claim 1,
The Brown gas supply pipe, the valve for controlling the flow rate of Brown gas supplied to the auxiliary blower; And
And a controller for controlling the opening and closing time and the opening / closing amount of the valve according to the load condition of the engine. 청구항 1 또는 청구항 3 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 엔진 유닛의 구동방법으로서,
상기 엔진의 부하가 미리 결정된 작동개시부하 미만으로 감소되거나 엔진 시동시에 상기 보조 블로워를 작동시키는 보조 블로워 작동단계; 및
상기 엔진의 부하가 미리 결정된 작동정지부하를 초과하는 경우에 상기 보조 블로워를 정지시키는 보조 블로워 정지단계;를 포함하며,
상기 작동개시부하의 값과 상기 작동정지부하의 값은 미리 결정된 값만큼 차이를 두는 것을 특징으로 하는 엔진 유닛의 구동방법.As a driving method of the engine unit in any one of Claim 1 or 3 to 7,
An auxiliary blower operating step of reducing the load of the engine below a predetermined starting start load or operating the auxiliary blower at engine start-up; And
And an auxiliary blower stopping step of stopping the auxiliary blower when the load of the engine exceeds a predetermined operation stop load.
And the value of the operation start load and the value of the operation stop load differ by a predetermined value. 삭제delete
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