WO2015163661A1 - 흡입기, 동력발생기, 흡입기와 동력발생기를 이용한 외연기관 시스템, 흡입기와 동력발생기를 이용한 내연기관 시스템, 흡입기와 동력발생기를 이용한 에어 하이브리드 동력발생 시스템. - Google Patents

흡입기, 동력발생기, 흡입기와 동력발생기를 이용한 외연기관 시스템, 흡입기와 동력발생기를 이용한 내연기관 시스템, 흡입기와 동력발생기를 이용한 에어 하이브리드 동력발생 시스템. Download PDF

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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an inhaler and a power generator and a power system using the same, and more particularly, an inhaler and a power generator including a piston moving along an annular flow path formed inside a circular housing and using the same. Relates to power systems.
  • the inhaler is coupled to a separate motor to suck or pressurize the fluid.
  • the inhaler requires a valve and crankshaft to open and close the fluid inlet and outlet into the inhaler.
  • the structure of the inhaler includes a valve for opening and closing a fluid inlet and a valve for opening and closing a discharge, which is complicated in structure, and the rotational motion is converted into a linear reciprocating motion of the piston through a crank shaft, thereby reducing efficiency due to mechanical loss.
  • a valve for opening and closing a fluid inlet and a valve for opening and closing a discharge which is complicated in structure, and the rotational motion is converted into a linear reciprocating motion of the piston through a crank shaft, thereby reducing efficiency due to mechanical loss.
  • the power generator generally has a complex structure such as an intake valve and an exhaust valve that open and close the crankshaft, the intake port and the exhaust port, respectively.
  • the power system using the inhaler and power generator has a problem that the efficiency is reduced by the inhaler and power generator having such a complicated structure.
  • Embodiments of the present invention have a simple structure and a power generator capable of producing power effectively by rotation of a piston moving along an annular flow path, an inhaler for introducing fluid through a rotational movement, and a power system using such an inhaler and a power generator. Can be provided.
  • the inhaler has an annular flow passage formed inside a circular housing, an inlet portion installed at one side of the housing to guide fluid inflow into the flow passage, and installed at the other side of the housing. And a discharge part which flows into the inflow part and guides the discharge of the fluid passing through the flow path, a piston disposed on the flow path to rotate along the flow path and compress the fluid introduced through the inflow part, and the inflow part; A plurality of opening and closing members and an elastic member provided between the plurality of opening and closing members and the flow path to support the plurality of opening and closing members, respectively, according to the pressure of the piston.
  • It includes an opening and closing portion for opening and closing the flow path, wherein the plurality of opening and closing member is closed when the pressure is released by the piston,
  • the flow path is closed by the pressing force of the fluid for pressing the outer peripheral surfaces of the plurality of opening and closing members in the direction and the elastic force of the elastic member.
  • the opening and closing part may further include a hinge shaft for rotating the plurality of opening and closing members about one side and rotating in a direction away from each other when the plurality of opening and closing members open the flow path.
  • the piston may include a first piston moving along the flow path and a second piston moving along the flow path with a phase difference of 180 degrees with the first piston.
  • the power generator is provided with a circular power generating housing having a hollow portion in the center, a fluid flow path formed in an annular shape inside the power generating housing, and is installed on one side of the power generating housing
  • a fluid inlet unit for guiding fluid inflow into the fluid channel, a fluid outlet unit installed at the other side of the power generating housing and introduced into the fluid inlet unit and guiding discharge of the fluid having passed through the fluid channel;
  • a shaft which is disposed in and rotates along the fluid passage by the fluid introduced through the fluid inlet, and passes through a hollow portion of the power generating housing, and is connected to the power piston and rotates together when the power piston rotates.
  • a plurality of flow paths provided on the fluid flow path between the fluid inlet part and the fluid discharge part.
  • An elastic body disposed between the closing member, the plurality of flow path opening and closing members and the fluid flow path to support the plurality of flow path opening and closing members, and the plurality of flow path opening and closing members slide along the moving direction of the power piston.
  • a flow path opening and closing portion including a locking jaw, wherein the plurality of flow path opening and closing members slide along a moving direction of the power piston by a pressing force of the power piston, and the plurality of flow path opening and closing members move in a direction away from each other.
  • the flow path is opened, and the fluid flow path is closed by the elastic force of the elastic body and the pressure force of the fluid between the plurality of flow path opening and closing members and the locking jaw in a direction to close the fluid flow path when the pressure force of the power piston is released. do.
  • the power piston may include a first power piston moving along the fluid passage and a second power piston moving along the fluid passage with a phase difference of 180 degrees with the first power piston.
  • a circulation pipe having fluid stored therein, a boiler for heating the circulation pipe to vaporize the fluid stored in the circulation pipe, and the fluid vaporized by the boiler the discharged through the fourth term power generator and the power generator from entering the fluid is a low dielectric cooler cooling the circulation pipe, and the first term for supplying the fluid in the circulation pipe cooled by the cooler to the boiler To the inhaler of any one of claims 3 to 4.
  • An internal combustion engine system the power generator of claim 4, the fuel supply unit for supplying fuel to the fluid flow path of the power generator, and the fluid flow path of the power generator mixed with the fuel supplied from the fuel supply unit
  • An ignition unit for igniting the fluid passing through the water supply unit, and a water supply unit supplying water to the fluid flow path of the power generator, wherein the water supply unit, when the inside of the fluid flow path of the power generator is heated, It supplies water to the fluid flow path of the to rotate the power piston of the power generator using the vaporized steam.
  • Air hybrid power generation system is an air tank in which compressed air is stored therein, the inhaler of any one of claims 1 to 3 and the fluid passing through the inhaler
  • the ignition of the fluid passing through the power generator of claim 4 the fuel supply unit for supplying fuel to the fluid passage of the power generator, and the fluid passage of the power generator mixed with the fuel supplied from the fuel supply unit
  • a switching valve installed between the ignition unit, the air tank, the inhaler, and the power generator to switch the inflow and outflow of fluid into the air tank, the inhaler, and the power generator.
  • the air hybrid power generation system may further include a control unit controlling the switching valve, wherein the control unit controls the switching valve so that the fluid discharged from the inhaler is supplied to the air tank.
  • a second mode of controlling the switching valve so that the compressed air of the tank is supplied to the power generator and a third mode of controlling the switching valve so that the compressed air of the air tank and the fluid discharged from the inhaler are supplied to the power generator It may include.
  • the air hybrid power generation system further includes a pressure detector for detecting the internal pressure of the air tank, the control unit controls the switching valve so that the compressed air of the air tank is supplied to the power generator and the pressure
  • the apparatus may further include a fourth mode of burning the fluid supplied to the power generator according to the detection information of the detector.
  • the air hybrid power generation system is installed between the rotary shaft connected to the piston of the inhaler, one end of the rotary shaft and one end of the shaft facing the one end of the rotary shaft and the rotary shaft and the The clutch further includes a clutch to engage with each other, wherein the clutch is controlled by the control unit and when the second mode and the fourth mode, the rotary shaft and the shaft can be spaced apart from each other.
  • the air hybrid power generation system may further include a water supply unit supplying water to the fluid flow path of the power generator, wherein the control unit alternately controls the water supply unit and the ignition unit and has a fluid flow path inside the power generator. When heated, water may be supplied into the fluid flow path of the power generator to rotate the power piston of the power generator using vaporized steam.
  • the inhaler or power generator can generate power by inhalation or inflow fluid by a simplified structure, and the induction power system using the inhaler and power generator produces and produces power of improved efficiency. Can be consumed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an inhaler according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of FIG.
  • FIG. 3 and 4 are cross-sectional views showing the operation of the opening and closing portion of FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view showing a power generator according to a second embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are cross-sectional views illustrating the operation of the opening and closing part of FIG. 5.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an external combustion engine system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram showing an internal combustion engine system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 10, 12, and 13 are schematic diagrams illustrating an air hybrid power generation system according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a control block diagram of an air hybrid power generation system according to a fifth embodiment of the present invention.
  • Embodiments of the invention specifically illustrate ideal embodiments of the invention. As a result, various modifications of the drawings are expected. Thus, the embodiment is not limited to the specific form of the illustrated region, but includes, for example, modification of the form by manufacture.
  • an external combustion engine system 401 using an inhaler 100, a power generator 200, an inhaler 100, and a power generator 200 according to embodiments of the present invention.
  • the internal combustion engine system 301 using the power generator 200 and the air hybrid power generation system 500 using the inhaler 100 and the power generator 200 will be described.
  • the inhaler 100 includes a circular housing 110, an annular flow passage 115, an inlet 111, an outlet 112, and a piston 120. And an opening and closing portion 130 including a plurality of opening and closing members 133 and an elastic member 139.
  • the housing 110 may be formed in a cylindrical shape having a circular cross section.
  • a hollow portion 101 may be formed at the center of the housing 110.
  • the flow path 115 is formed inside the housing 110 and may be formed in an annular shape. That is, the flow path 115 may be formed in a ring shape based on the center of the housing 110.
  • Inlet 111 may be installed on one side of the housing (110). In addition, the inlet 111 may guide the inflow of the fluid to the flow path 115.
  • the inlet 111 may further include an inlet formed in the housing 110 and an inlet pipe connected to the inlet. That is, the fluid introduced into the inlet pipe may enter the flow path 115 of the housing 110 through the inlet.
  • the discharge part 112 may be installed on the other side of the housing 110.
  • the discharge unit 112 may guide the discharge of the fluid passing through the flow path 115.
  • the discharge part 112 may be spaced apart from the inlet part 111 installed in the housing 110 and installed in the housing 110.
  • the discharge part 112 may further include a discharge hole formed in the housing 110 and a discharge pipe connected to the discharge hole.
  • the fluid passing through the flow path 115 may be discharged through the discharge pipe through the discharge port.
  • the piston 120 is disposed inside the flow path 115 and may move along the annular flow path 115. Specifically, the size and shape of the piston 120 may be variable design according to the size and shape of the cross section of the flow path (115).
  • the piston 120 moves in one direction along the flow path 115 and opens and closes the inlet 111 and the discharge part 112 to introduce the fluid into the flow path 115 or the fluid that has passed through the flow path 115. May be discharged through the discharge unit 112.
  • the opening and closing unit 130 may be installed between the inlet 111 and the discharge 112 to open and close the flow path 115.
  • the opening and closing unit 130 may be installed on the flow path 115 between the inlet 111 and the discharge 112.
  • the opening and closing portion 130 may be installed in the opening and closing portion installation region 113 protruding from both sides of the housing 110.
  • the opening and closing unit 130 may prevent the fluid introduced into the inlet 111 from being immediately discharged to the discharge unit 112 without moving along the flow path 115. That is, the opening and closing unit 130 may selectively partition the flow path 115.
  • the opening and closing unit 130 may include a plurality of opening and closing members 133 and the elastic member 139.
  • the plurality of opening and closing members 133 may include a first opening and closing member 131 and a second opening and closing member 132. That is, the plurality of opening and closing members 133 may include a pair of opening and closing members.
  • the elastic member 139 may be formed in plural to support the plurality of opening and closing members 133, respectively.
  • the plurality of elastic members 139 may include a first elastic member 137 and a second elastic member 138.
  • the first elastic member 137 may be installed between the inner wall of the flow path 115 and the first opening / closing member 131 to provide an elastic force to the first opening / closing member 131.
  • the second elastic member 138 is installed between the inner wall of the flow path 115 and the second opening / closing member 132 facing the inner wall of the flow path 115 on which the first elastic member 137 is installed and the second opening / closing member. Elastic force may be provided to the 132.
  • the plurality of opening and closing members 133 are moved in a direction away from each other by the pressing force of the piston 120 and open the flow path 115, when the pressing force of the piston 120 is released of the elastic force and the fluid of the elastic member 139 The flow path 115 is closed by the pressure.
  • the fluid between the installation region 113 and the outer peripheral surface of the first opening and closing member 131 and the fluid between the installation region 113 and the outer peripheral surface of the second opening and closing member 132 may provide a pressing force to the outer circumferential surfaces of the first opening / closing member 131 and the second opening / closing member 312 in the direction of closing the flow path 115. have.
  • the force for closing the flow path 115 is not only the first elastic member 137 and the second elastic member 138, but also the installation region 113 and the first opening / closing member. It can be effectively closed by the fluid between the outer peripheral surface of the 131 and the fluid between the installation region 113 and the outer peripheral surface of the second opening and closing member 132.
  • one end of the piston 120 is about V-shaped (wedge-shaped) protruding along the rotational direction of the piston 120, the first opening and closing member 131 and the second opening and closing member (131) which is first contacted and pressurized (
  • the other end of the 132 may be formed with a V-groove that may engage with one end of the piston 120 such that the piston 120 and the first and second opening and closing members 131 and 132 may be effectively engaged with each other to open the flow path 115.
  • the piston 120 may effectively rotate in one direction and open the flow path 115 by the protruding shape of one end of the piston 120 and the shapes of the first and second opening and closing members 131 and 132 that can engage the piston 120.
  • the first opening / closing member 131 and the second opening / closing member 132 May move in a direction away from each other and may press the first elastic member 137 and the second elastic member 138.
  • the piston 120 may press and move the plurality of opening and closing members 133 to open and open the flow path 115 in which the plurality of opening and closing members 133 are closed.
  • the first elastic member when the contact between the plurality of opening and closing member 133 including the first opening and closing member 131 and the second opening and closing member 132 and the piston 120 is released according to the movement of the piston 120, the first elastic member.
  • the first opening / closing member 131 and the second opening / closing member 132 may move in a direction close to each other and close the flow path 115 by the elastic force of the 137 and the second elastic member 138.
  • the first opening / closing member 131 and the second opening / closing member 132 may effectively close the flow path 115 by the fluid between the installation region 113 and the first opening / closing member 131.
  • the opening and closing unit 130 may define a region between the opening and closing unit 130 and the piston 120 by dividing the flow path 115, so that the fluid between the one region may cause the piston 120 to open the flow path 115. It moves along and compresses and can be discharged through the discharge unit 112.
  • piston 120 of the inhaler 100 may include a first piston 125 and a second piston 127.
  • the first piston 125 precedes the second piston 127, and the first piston 125 and the second piston 127 may have a phase difference of 180 degrees.
  • the inhaler 100 according to the first embodiment of the present invention may further include a discharge check valve 160.
  • the discharge check valve 160 may be installed in the discharge part 112 of the inhaler 100.
  • the discharge check valve 160 may be installed in the discharge pipe of the discharge part 112 to prevent the discharge fluid passing through the discharge pipe back into the flow path 115 again.
  • the inhaler 100 may further include a rotating shaft 150 and a housing cover 140 in which a reinforcing rib 141 is formed.
  • the housing cover 140 may be formed in a hollow cylindrical shape. In addition, the housing cover 140 may be disposed in the hollow portion 101 formed in the circular housing 110.
  • the outer circumferential surface of the housing cover 140 may be in contact with the inner circumferential surface of the hollow portion 101 formed in the circular housing 110 and may be rotatably coupled to the housing 110.
  • housing cover 140 and the hollow portion 101 formed in the housing 110 may be coupled to maintain the airtightness.
  • the outer circumferential surface of the housing cover 140 may be connected to the piston 120. That is, when the piston 120 moves along the flow path 115, the housing cover 140 may rotate.
  • the rotary shaft 150 may be disposed to penetrate the hollow portion 101 formed in the circular housing 110. Specifically, the rotary shaft 150 may be installed at the center of the housing cover 140.
  • the housing cover 140 and the rotation shaft 150 may be connected by the reinforcing rib 141. That is, the plurality of reinforcing ribs 141 radially formed from the center of the rotation shaft 150 may connect the inner circumferential surface of the housing cover 140 and the rotation shaft 150.
  • the piston 120 may move along the annular flow path 115 by the rotational force of the rotary shaft 150.
  • the rotation shaft 150 may be rotated to allow the piston 120 to move along the flow path 115.
  • the plurality of opening and closing members 133 may include the first piston 125.
  • the passage 125 may be opened and closed twice by the piston 125 and the second piston 127.
  • first piston 125 and the second piston 127 may be connected to the rotary shaft 150.
  • the rotary shaft of the power unit and the piston 120 may be connected to the housing cover 140 and the reinforcing rib 141 to allow the piston 120 to move along the flow path 115.
  • it may be a gas flowing into the inhaler 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the fluid flowing into the inhaler 100 is a gas
  • the gas introduced into one region between the flow path 115 closed by the opening and closing portion 130 and the piston 120 is opened and closed by the movement of the piston 120.
  • the piston 120 may be compressed along the moving direction of the piston 120 and may be discharged through the discharge part 112.
  • the gas discharged through the discharge part 112 of the inhaler 100 may be gas pressurized (compressed) by the piston 120.
  • the fluid may be effectively introduced through the inflow portion 111 by the negative pressure inside the flow path 115.
  • opening and closing portion 130 of the inhaler 100 may further include a hinge shaft 135.
  • the hinge shaft 135 may be formed in plural and rotatably support the plurality of opening and closing members 133 installed on the flow path 115.
  • the opening and closing unit 130 includes a plurality of hinge shafts 135, the plurality of hinge shafts 135, the first hinge shaft 134 and the second opening and closing member (134) for supporting the first opening and closing member (131) 132 may include a second hinge shaft 136.
  • first opening and closing member 131 may be rotatably supported by the first hinge shaft 134, and the other end of the first opening and closing member 131 may be supported by the first elastic member 137. have.
  • the second opening and closing member 132 may also be supported by the second hinge shaft 136 and the second elastic member 138 in the same manner as the first opening and closing member 131.
  • first hinge shaft 134 and the second hinge shaft 136 may be spaced apart from each other and installed on the flow path 115.
  • the flow path 115 may be opened while rotating in the center and moving in a distant direction.
  • one end of the plurality of opening and closing members 133 are spaced apart from each other and supported by the plurality of hinge shafts 135, respectively, and the other ends of the plurality of opening and closing members 133 are selectively spaced apart by the pressing force of the piston 120.
  • the flow path 115 can be opened.
  • the plurality of hinge shafts 135 effectively support the rotation of the plurality of opening and closing members 133, and guide the movement of the plurality of opening and closing members 133 in a rotational and distant direction to guide the plurality of opening and closing members 133. It can improve the lifespan.
  • the plurality of hinge shafts 135 may improve the responsiveness of the plurality of opening and closing members 133 capable of opening and closing the flow path 115.
  • the power generator 200 includes a circular power generating housing 210 having a hollow portion 201 formed in the center, a fluid flow passage 215, a fluid inlet portion 211, a fluid discharge portion 212, and a power piston. 220, a shaft 250, and a flow path opening and closing portion 230.
  • the power generation housing 210 may have a circular cross section.
  • a hollow portion 201 may be formed at the center of the power generating housing 210.
  • the power generating housing 210 may be formed in a cylindrical shape in which the center is hollow.
  • the fluid passage 215 may be formed in an annular shape in the power generating housing 210.
  • the fluid inlet 211 may be installed at one side of the power generating housing 210 to guide the inflow of fluid into the fluid passage 215.
  • the fluid inlet 211 may further include a fluid inlet formed in the power generating housing 210 and a fluid inlet pipe connected to the fluid inlet. That is, the fluid introduced into the fluid inlet pipe may pass through the fluid inlet port and flow into the fluid passage 215 of the power generating housing 210.
  • the fluid discharge part 212 may be installed at the other side of the power generation housing 210 to guide the discharge of the fluid introduced from the fluid inlet 211 and passed through the fluid flow path 215.
  • the fluid discharge part 212 may be spaced apart from the fluid inlet part 211 installed in the power generation housing 210 and installed in the power generation housing 210.
  • the fluid discharge part 212 may further include a fluid discharge port formed in the power generating housing 210 and a fluid discharge pipe connected to the fluid discharge port.
  • the fluid passing through the fluid passage 215 may be discharged to the outside of the power generating housing 210 through the fluid discharge portion 212.
  • the power piston 220 may be disposed on the fluid passage 215 to rotate in one direction along the fluid passage 212 by the fluid introduced through the fluid inlet 211.
  • the power piston 220 may be moved by the flow of the fluid flowing through the fluid inlet 211 or the pressure of the fluid.
  • the fluid introduced through the fluid inlet 211 may rotate the power piston 220 and may be discharged through the fluid outlet 212.
  • the shaft 250 is disposed to penetrate the hollow portion 201 formed in the housing 210 and is connected to the power piston 220 so that the power piston 220 may rotate when the power piston 220 moves along the fluid flow path 215.
  • the power generating housing 210 is a housing cover 240 rotatably coupled to the inner circumferential surface of the hollow portion 201 of the power generating housing 210, and a reinforcement for connecting the shaft 250 and the housing cover 240.
  • the rib 241 may further include.
  • the housing cover 240 may be formed in a hollow cylindrical shape so that the inner circumferential surface of the hollow portion 201 of the power generating housing 210 and the outer circumferential surface of the housing cover 240 may be rotatably coupled.
  • the housing cover 240 may be coupled such that the outer circumferential surface of the housing cover 240 and the inner circumferential surface of the hollow portion 201 of the power generating housing 210 are rotated while maintaining airtightness.
  • the shaft 250 is disposed in the center of the housing cover 240 and is provided by a reinforcing rib 241 disposed radially from the central axis of the shaft 250 between the inner circumferential surface of the housing cover 240 and the outer circumferential surface of the shaft 250. It may be combined with the housing cover 240.
  • the shaft 250 may rotate together.
  • the power piston 220 of the power generator 200 may include a first power piston 225 and a second power piston 227.
  • the above-described power generator 200 may be formed similarly to the perspective view of the inhaler 100 shown in FIG. 1 described above.
  • the flow path opening / closing part 230 may be installed on the fluid flow path 215 between the fluid inlet part 211 and the fluid discharge part 212.
  • the flow path opening and closing unit 230 may selectively partition the fluid flow path 215.
  • the flow path opening and closing portion 230 may be installed in the flow path opening and closing portion installation region 213 installed to protrude to both outside of the power generating housing 210.
  • the flow path opening and closing unit 230 may include a plurality of flow path opening and closing members 233, an elastic body 239 supporting the plurality of flow path opening and closing members 233, and a locking step 235, respectively. Can be.
  • the plurality of flow path opening and closing members 233 may be formed in a pair including the first flow path opening and closing member 231 and the second flow path opening and closing member 232.
  • the elastic body 239 is installed between the first flow path opening and closing member 231 and the fluid flow path 215 to provide an elastic force to the first flow path opening and closing member 231 and the second flow path opening and closing member ( It may include a second elastic body 238 is provided between the 232 and the fluid flow path 215 to provide an elastic force to the second flow path opening and closing member 232.
  • the elastic body 239 may be formed in plural to provide elastic force to the plurality of flow path opening and closing members 233 to support each of the plurality of flow path opening and closing members 233.
  • the catching jaw 235 may be installed in the fluid passage 215 to limit a moving direction of the plurality of passage opening and closing members 233.
  • the locking step 235 is formed in the flow path opening and closing portion installation region 213 protruding toward the fluid flow path 125 in a direction crossing the sliding direction of the plurality of flow path opening and closing members 233, thereby opening and closing the plurality of flow paths.
  • the sliding direction of the member 233 may be limited.
  • the shaft 250 rotates once (360 degrees).
  • the plurality of flow path opening and closing members 233 may open and close the fluid flow path 215 twice by the first power piston 225 and the second power piston 227.
  • first power piston 225 and the second power piston 227 may be connected to the shaft 250.
  • the plurality of flow path opening and closing members 233 are moved in a direction away from each other by the pressing force of the power piston 220 to open the fluid flow path 215. Can be.
  • the plurality of flow path opening and closing members 233 are moved in a direction in which the plurality of flow path opening and closing members 233 are close to each other by the elastic force of the elastic body 239, and the pressure of the fluid is increased.
  • the fluid passage 215 may be closed by pressing the plurality of passage opening and closing members 233.
  • first flow path opening and closing member 231 and the second flow path opening and closing member 232 are pressed by the power piston 220, the first flow path opening and closing member 231 and the second flow path opening and closing member 232 are separated from each other.
  • the first elastic body 237 and the second elastic body 238 are moved in the direction.
  • the power piston 220 presses the first flow path opening and closing member 237 and the second flow path opening and closing member 238 and moves along the fluid flow path 215.
  • the plurality of flow path opening and closing members 233 slide along the moving direction of the power piston 220, and the plurality of flow path opening and closing members 233 move in a direction away from each other and may open the fluid flow path 215.
  • first flow path opening and closing member 231 and the second flow path opening and closing member 232 move in a direction away from each other by the pressing force of the power piston 220 and at the same time moves along the moving direction of the power piston 220.
  • the fluid passage 215 may be opened.
  • the locking jaw 235 is installed inside the fluid passage 215 relatively adjacent to the fluid inlet 211 than the fluid discharge portion 212, so that the plurality of flow path opening and closing member 233 moves the power piston 220. Sliding along the direction can be limited.
  • the pressing force that presses the first flow path opening and closing member 231 and the second flow path opening and closing member 232 by the power piston 220 is released, the restoring force of the first elastic body 237 and the second elastic body 238 is reduced.
  • the first flow path opening and closing member 231 and the second flow path opening and closing member 232 move in a direction close to each other and the locking step 235 of the plurality of flow path opening and closing member 233 in the direction of closing the fluid flow path 215.
  • the fluid flow path 215 may be closed by partitioning the fluid flow path 215 by the pressing force of the fluid which presses the surface facing the.
  • the fluid between the locking step 235 and the plurality of flow path opening and closing members 233 may pressurize the flow path closing member 233 to close the fluid flow path 215. Therefore, the fluid passage 215 may be effectively closed not only by the elastic force of the elastic body 239 but also by the fluid between the locking jaw 235 and the plurality of opening and closing members 233.
  • the flow path opening and closing unit 230 may define a region between the fluid inlet 211 and the power piston 220 by dividing the fluid flow passage 215, thereby reducing the flow and pressure of the fluid flowing into the one region.
  • the power piston 220 may move along the fluid passage 215 and may flow through the fluid inlet 211 to discharge the fluid having rotated the power piston 220 through the fluid discharge unit 212.
  • the fluid inlet portion (2) may be caused by the positive pressure of the fluid into the fluid passage 215. Fluid can be effectively introduced through 211).
  • the power piston 220 moving along the annular fluid flow path 215 is moved by the pressure of the inflowing fluid, and by rotating the shaft 250 connected to the power piston 220 can effectively transmit the rotational power. .
  • the external combustion engine system 401 includes a circulation pipe 410, a boiler 420, a power generator 200, a cooler 430, and an inhaler 100. .
  • the circulation pipe 410 has fluid stored therein.
  • the circulation pipe 410 may be formed in a closed loop shape to allow the fluid stored therein to circulate.
  • the fluid stored in the circulation pipe 410 may be water vaporizing when heated.
  • the boiler 420 may vaporize the fluid stored in the circulation pipe 410 by heating the circulation pipe 410.
  • the boiler 420 has a combustion chamber formed therein, and an air supply unit 421 formed at one side of the boiler housing and an air outlet formed at the other side of the boiler housing is combusted in the combustion chamber after the air is introduced through the air supply unit 421.
  • the exhaust part 422 may be further included.
  • a fuel supply device (not shown) may be installed in the combustion chamber of the boiler 420.
  • the fluid stored in the circulation pipe 410 passing through the combustion chamber by the heat generated in the combustion chamber of the boiler 420 may be heated up and vaporized.
  • the vaporized fluid inside the circulation pipe 410 may be supplied to the power generator 200. That is, the fluid vaporized by the boiler 420 may flow into the power generator 200.
  • the power generator 200 may have the same configuration as the power generator 200 of the second embodiment.
  • the vaporized fluid inside the circulation pipe 410 by the boiler 420 may be supplied through the fluid inlet 211 as illustrated in FIG. 5.
  • the vaporized fluid may be supplied through the fluid inlet 211 to move the power piston 220 and be discharged through the fluid discharge unit 212.
  • the fluid discharged through the fluid discharge unit 212 of the power generator 200 may change the phase by cooling the fluid vaporized by the cooler 430.
  • the fluid vaporized by the boiler 420 may be cooled by the cooler 430 to be water again.
  • the cooler 430 may cool the fluid stored in the circulation pipe 410.
  • the circulation pipe 410 may be cooled by air cooling.
  • circulation pipe 410 may be installed between the cooler 430 and the boiler 420 to circulate the fluid therein.
  • the inhaler 100 may supply the fluid of the circulation pipe 410 to the boiler 420 such that the fluid cooled by the cooler 430 is heated by the boiler 420.
  • the inhaler 100 may be installed between the cooler 430 and the boiler 420.
  • the inhaler 100 may include the same configuration as the inhaler 100 of the first embodiment of the present invention.
  • the inhaler 100 according to the third embodiment of the present invention may be a pump.
  • the fluid cooled by the cooler 430 may be supplied to the inhaler 100 through the inlet 111 as shown in FIG. 2 described above.
  • the piston 120 of the inhaler 100 is connected to the shaft 250 of the power generator 200 may be rotated together when the shaft 250 is rotated. Therefore, the fluid introduced into the inhaler 100 through the inlet 111 may be discharged through the outlet 112 by the rotation of the piston 120 may be supplied to the circulation pipe 410.
  • a part of the circulation pipe 410 is connected between the discharge portion 112 of the inhaler 100 and the fluid inlet portion 211 of the power generator 200, by the boiler 420 inside the circulation pipe 410 The fluid of is heated.
  • the rest of the circulation pipe 410 is connected between the fluid discharge portion 212 of the power generator 200 and the inlet 111 of the inhaler 100, the inside of the circulation pipe 410 by the cooler 130
  • the vaporized fluid of can be cooled.
  • the inhaler 100 includes the rotary shaft 150
  • the rotary shaft 150 and the shaft 250 of the power generator 200 may be connected to each other and rotate together.
  • piston 120 of the inhaler 100 may be directly connected to the shaft 250 of the power generator 200.
  • one side of the shaft 250 of the power generator 200 may transmit power to a device not shown, and the other side of the shaft 250 of the power generator 200 rotates the piston 120 of the inhaler 100. You can.
  • the external combustion engine 401 according to the third embodiment of the present invention effectively not only transmits power but also the piston 120 of the inhaler 100 by the rotation of the shaft 250 of the power generator 200. Can be rotated.
  • the shaft 250 of the power generator 200 can effectively rotate the piston 120 of the inhaler 100 without a separate power source for flowing the fluid stored in the circulation pipe 410.
  • the internal combustion engine system 301 includes an inhaler 100, a power generator 200, a fuel supply unit 270, an ignition unit 260, and a water supply unit 280. do.
  • the inhaler 100 may include the same configuration as the inhaler 100 of the first embodiment of the present invention.
  • the power generator 200 may include the same configuration as the power generator 200 of the second embodiment of the present invention.
  • the fuel supply unit 270 may supply fuel into the fluid passage 215 of the power generator 200.
  • the fuel supply unit 270 may be installed at one side of the power generation housing 210 of the power generator 200 to supply fuel to the fluid passage 215.
  • the pressurized gas discharged through the discharge part 112 of the inhaler 100 flows into the fluid flow path 215 through the fluid inlet part 211 of the power generator 200.
  • gas and fuel may be mixed in the fluid passage 215.
  • the ignition unit 260 may ignite the gas mixed with the fuel in the fluid passage 215. Specifically, the ignition unit 260 may be installed in the power generation housing 210 of the power generator 200 adjacent to the fuel supply unit 270.
  • the ignition unit 260 may ignite the mixed gas in which the gas and the fuel in the fluid passage 215 are mixed to cause the explosion in the fluid passage 215.
  • the power piston 220 is moved along the fluid passage 215 by this explosive force and the shaft 250 connected to the power piston 220 is rotated to power I can deliver it. That is, the shaft 250 connected to the power piston 220 moving along the fluid passage 215 may rotate to generate rotational power.
  • the water supply unit 280 may supply water into the fluid passage 215.
  • the water supply unit 280 may be installed in the power generating housing 210 of the power generator 200.
  • the water supply unit 280 has a mixed fluid in which the fuel supplied by the fuel supply unit 270 and the fluid inside the fluid passage 215 are ignited by the ignition unit 260, so that the power piston 220 may be explosive due to combustion. After one revolution along the fluid passage 215, water may be supplied into the fluid passage 215.
  • the water supply unit 280 may supply water into the fluid passage 215.
  • the water supply unit 280 may be installed in the power generating housing 210 of the power generator 200.
  • the water supply unit 280 has a mixed fluid in which the fuel supplied by the fuel supply unit 270 and the fluid inside the fluid passage 215 are ignited by the ignition unit 260, so that the power piston 220 may be explosive due to combustion. After one revolution along the fluid passage 215, water may be supplied into the fluid passage 215.
  • the water supply unit 280 is heated inside the fluid passage 215 by combustion in the fluid passage 215, and then supplies water to the fluid passage 215 to be introduced through the fluid inlet 215.
  • the compressed gas and water may be mixed and the water may be vaporized by the heated fluid passage 215.
  • the water vaporized in the fluid passage 215 may increase the pressure to rotate the power piston 220. That is, the power piston 220 may rotate one revolution along the fluid passage 215 by vaporization of the water supplied from the water supply unit 280.
  • the fuel supply unit 270 and the ignition unit 260 may be operated alternately with the water supply unit 280 by a controller (not shown).
  • the water supply unit 280 may cool the inside of the fluid passage 215 heated by combustion.
  • the rotational power of the shaft 250 may be connected to the piston 120 inside the inhaler 100 to allow the fluid to smoothly flow into the inhaler 100.
  • connection between the shaft 250 and the piston 120 inside the inhaler 100 may be connected in the same manner as in the above-described third embodiment.
  • the inhaler 100 of the first embodiment of the present invention includes the first piston 125 and the second piston 127
  • the power generator 200 of the second embodiment includes the first power piston 225 and the first power.
  • the water supply unit 280 is ignited by the ignition unit 260 is a mixed fluid in which the fuel supplied by the fuel supply unit 270 and the fluid in the fluid passage 215 is mixed
  • the first power piston 225 or the second power piston 227 of the power piston 220 may rotate along the fluid flow path 215 and may supply water into the fluid flow path 215 due to the explosive force caused by the combustion. .
  • the water supply unit 280 is heated inside the fluid passage 215 by combustion in the fluid passage 215, and then supplies water to the fluid passage 215 to be introduced through the fluid inlet 215.
  • the compressed gas and water may be mixed and the water may be vaporized by the heated fluid passage 215. Accordingly, the water vaporized in the fluid passage 215 may increase the pressure to rotate the power piston 220.
  • first power piston 225 or the second power piston 227 of the power piston 220 may rotate along the fluid passage 215 by vaporization of water supplied from the water supply unit 280.
  • the first power piston 225 and the second power piston 227 may be rotated once along the fluid flow path 215 while the shaft 250 rotates once, thereby effectively generating power. That is, the first power piston 225 or the second power piston 227 opens and closes the plurality of flow path opening and closing members 233, respectively, so that the plurality of flow path opening and closing members 233 are two while the shaft 250 is rotated one time. Can be opened and closed times.
  • the power generator 200 of the internal combustion engine system 301 may further include an inflow check valve 290.
  • the inflow check valve 290 may be installed at the fluid inlet 211 of the power generator 200. Specifically, the inflow check valve 290 may be installed in the fluid inlet pipe of the fluid inlet 211 to prevent the fluid passing through the fluid inlet pipe from being discharged through the fluid inlet 211 again. .
  • Inlet check valve 290 when the fluid is introduced into the fluid passage 215 of the power generator 200 through the fluid inlet 211, the inlet check valve 290 is opened, there is no fluid flowing through the fluid inlet 211 Inlet check valve 290 can be closed.
  • the internal combustion engine system 301 not only generates fuel by burning fuel like a general internal combustion engine, but also rotates the power piston 220 by the vaporization of water supplied from the water supply unit 280 to power the engine. Can be generated.
  • the internal combustion engine system 301 can save fuel consumption compared to a conventional internal combustion engine and can effectively reduce nitrogen oxide contained in exhaust gas generated by combustion of fuel.
  • the air hybrid power generation system 500 includes an air tank 510, an inhaler 100, a power generator 200, a fuel supply unit 270, and an ignition unit 260. And a switching valve 520.
  • the air tank 510 stores compressed air therein. Specifically, the air tank 510 may fill the compressed air therein.
  • the inhaler 100 may include the same configuration as the inhaler 100 of the first embodiment of the present invention. Therefore, the outside air may be sucked through the inlet 111 of the inhaler 100.
  • the power generator 200 may include the same configuration as the power generator 200 of the second embodiment of the present invention. Specifically, the air supplied to the power generator 200 may be supplied from the air tank 510 or through the discharge part 112 of the inhaler 100.
  • the fuel supply unit 270 and the ignition unit 260 may be formed in the same configuration as the fuel supply unit 270 and the ignition unit 260 included in the internal combustion engine system 301 of the fourth embodiment of the present invention described above. .
  • the fluid is supplied to the fluid passage 215 through the fluid inlet 211 of the power generator 200, and the mixed fluid in which the fuel and the fluid supplied from the fuel supply unit 270 is mixed to the ignition unit 260.
  • the power piston 220 By rotating the power piston 220 by the ignition, combustion and explosive pressure it may generate a rotating power to the shaft 250.
  • the switching valve 520 may allow the compressed air stored in the air tank 510 or the outside air discharged through the discharge part 112 of the inhaler 100 to be selectively supplied to the power generator 200.
  • the compressed air stored in the air tank 510 is supplied to the power generator 200 according to the change of the switching valve 520, or the outside air discharged through the discharge part 112 of the inhaler 100 is the power generator 200. ) Can be supplied.
  • a driving device having a hybrid power generation system 500 such as an automobile may selectively supply air to the power generator 200 through the air tank 510 or the inhaler 100.
  • the air hybrid power generation system 500 of the fifth embodiment of the present invention may further include a controller 550, as shown in FIG.
  • the controller 550 may control the switching of the selector valve 520. That is, the control unit 550 switches the switching valve 520 so that the compressed air stored in the air tank 510 is supplied to the power generator 200 or the outside air discharged through the discharge unit 112 of the inhaler 100. It can be supplied to the power generator 200.
  • the air hybrid power generation system 500 may further include a speed detector 540. Therefore, the control unit 550 detects the speed of the driving device including the air hybrid power generation system 500, compares the speed information detected by the speed detection unit 540 with the predetermined speed preset in the control unit 550, and converts it. The switching of the valve 520 can be controlled.
  • the speed detector 540 may determine whether to decelerate or accelerate by detecting a rotation angle of a separate speed detection sensor or an Excel of a vehicle.
  • the inhaler 100 of the air hybrid power generation system 500 may further include a discharge check valve 160.
  • the discharge check valve 160 may be installed in the discharge part 112 of the inhaler 100.
  • the discharge check valve 160 may be installed in the discharge pipe of the discharge part 112 to prevent the discharge fluid passing through the discharge pipe back into the flow path 115 again.
  • Valve 160 may be closed.
  • controller 550 may include a first mode 551, a second mode 552, and a third mode 553.
  • the controller 550 controls the switching valve 520 to supply the fluid discharged from the inhaler 100 to the air tank 510. That is, in the first mode 551, the discharge part 112 of the inhaler 100 and the entrance part 511 of the air tank 510 may communicate with each other. At this time, air is not supplied to the power generator 200.
  • the first mode 551 is an inlet of the inhaler 100 using the rotational force of the rotary shaft 150 of the inhaler 100 when the driving device having the air hybrid power generation system 500 is decelerated.
  • the outside air introduced through the 111 may be introduced into the inlet 511 of the air tank 510 through the discharge part 112 of the inhaler 100 to fill air in the air tank 510.
  • the outside air introduced through the inlet 111 of the inhaler 100 is supplied to the air tank 510 through the outlet 112 of the inhaler 100, and the piston 120 of the inhaler 100 rotates.
  • the outside air supplied to the air tank 510 may be compressed and filled in the air tank 510.
  • the air hybrid power generation system 500 may include a valve 295.
  • the valve 295 may be installed at one side of the fluid inlet 211 of the power generator 200.
  • valve 295 When the valve 295 is in the first mode 551, the open air is supplied into the fluid passage 215, moved by the power piston 220 along the fluid passage 215, and then the fluid discharge part 212 is opened. Can be exhausted through.
  • the controller 550 controls the switching valve 520 to supply the compressed air stored in the air tank 510 to the power generator 200.
  • the switching valve 520 may communicate between the power generator 200, the air tank 510, and close the discharge part 112 of the inhaler 100.
  • the switching valve 520 allows only the compressed air stored in the air tank 510 to be supplied to the power generator 200.
  • the power generator rotates only by the compressed air of the air tank 510. Power may be produced by the rotational force of the shaft 250 of the 200.
  • control unit 550 stops the operation of the fuel supply unit 270 and the ignition unit 260 for supplying fuel to the power generator 200, thereby compressing the air in the power generator 200. The combustion can be prevented.
  • the driving device including the air hybrid power generation system 500 may be driven only by the compressed air stored in the air tank 310.
  • such a driving device can effectively reduce nitrogen oxides and the like contained in exhaust gas generated during combustion of air and fuel, and can effectively reduce fuel consumption.
  • the hybrid power generation system 500 may further include a rotation shaft 150 and a clutch 570.
  • the rotary shaft 150 may be formed in the same manner as the inhaler 100 of the first embodiment of the present invention.
  • the clutch 570 may be engaged with the first clutch portion 571 and the first clutch portion 571 installed at one end of the rotary shaft 150 of the inhaler 100 to rotate together with the rotary shaft 150. And a second clutch portion 572. That is, the clutch 570 is installed between one end of the rotation shaft 150 of the inhaler 100 and one end of the rotation shaft 150 of the inhaler 100 and the shaft 250 of the power generator 200. Can be.
  • the second clutch portion 572 may be installed at one end of the shaft 250 of the power generator 200 facing one end of the rotary shaft 150 to be selectively engaged with the first clutch portion 571. Can be.
  • the clutch 570 may be controlled by the controller 550.
  • the first clutch portion 571 and the second clutch portion 572 may be spaced apart to generate power only by the rotation of the shaft 250 of the power generator 200. have.
  • the controller 550 controls the switching valve 520 to pass through the compressed air stored in the air tank 510 and the discharge part 112 of the inhaler 100.
  • One outside air may be supplied to the power generator 200 together.
  • the switching valve 520 allows the compressed air passing through the inlet 511 of the air tank 510 and the outside air passing through the discharge part 112 of the inhaler 100 to communicate with the power generator 200.
  • control unit 550 operates the fuel supply unit 270 and the ignition unit 260 to inject fuel into the fluid passage 215 of the power generator 200, and the fluid passage ( 215, the mixed fluid in which the fuel and the fluid are mixed may be ignited and combusted.
  • the control unit 550 switches the switching valve 520 and the fuel to the third mode 553.
  • the rotation of the shaft 250 of the power generator 200 may be improved by controlling the supply unit 270 and the ignition unit 260.
  • the driving device when the driving device is driven at a high speed, the fluid flowing into the fluid suction part 211 of the power generator 200 is stored in the outside air and the air tank 510 that have passed through the discharge part 111 of the inhaler 100. Compressed air may be introduced into the power generator 200 and combusted.
  • the air hybrid power generation system 500 may further include a pressure detector 530.
  • the pressure detector 530 may detect a pressure inside the air tank 510. That is, the pressure detector 530 may detect the amount of compressed air stored in the air tank 510.
  • controller 550 may further include a fourth mode 554.
  • the control unit 550 controls the switching valve 520 such that the compressed air stored in the air tank 510 is supplied to the power generator 200 and the discharge part 111 of the inhaler 100 is closed
  • the pressure detection sensor The compressed air supplied to the power generator 200 may be combusted by comparing the information detected at 530 with a preset pressure value.
  • the controller 550 may control the shaft 250 of the power generator 200 by the compressed air stored in the air tank 510.
  • the fuel supply unit 270 and the ignition unit 260 may be operated in such a manner that combustion may be performed in the fluid passage 215 of the power generator 200.
  • the first clutch part 571 and the second clutch part 572 may be separated from each other to generate power only by the rotation of the shaft 250. That is, in the second mode 552 and the fourth mode 554, the controller 550 may separate the rotation shaft 150 of the inhaler 100 from the shaft 250 of the power generator 200.
  • the power required to drive the inhaler 100 can be reduced and high-speed driving can be performed with less fuel, so that energy consumption can be compared with when rotating the rotary shaft 150 to drive the inhaler 100. Can be reduced.
  • the controller 550 may engage the clutch 570 such that the rotary shaft 150 of the inhaler 100 and the shaft 250 of the power generator 200 are engaged with each other. Can be controlled.
  • the controller 550 When the information detected by the pressure detection sensor 530 is greater than or equal to the preset pressure value, the controller 550 causes the compressed air stored in the air tank 510 to be supplied to the power generator 200, and the discharge part of the inhaler 100 ( 111 controls the switching valve 520 to close, and when the information detected by the pressure detection sensor 530 is less than the preset pressure value, the controller 550 controls the clutch 570 and the switching valve 520 Air may be supplied to the power generator 200 through the inhaler 100.
  • control unit 550 controls the clutch 570 such that the rotary shaft 150 and the shaft 250 engage with each other, and the switching valve 520 such that air is supplied to the power generator 200 through the inhaler 100. ) Can be controlled.
  • the controller 550 of the air hybrid power generation system 500 may be operated in various modes according to a preset value according to the speed or the pressure of the stored compressed air inside the air tank 510.
  • the combustion is selectively performed in the power generator 200 according to the state of the driving device having the air hybrid power generation system 500, and the air tank is decelerated.
  • the air may be filled in the 510, and power may be generated only by the compressed air of the air tank 510 at a low speed, thereby preventing the exhaust gas including nitrogen oxides.
  • the air hybrid power generation system 500 may further include a water supply unit 280.
  • the water supply unit 280 may be formed in the same configuration as the water supply unit 280 of the fourth embodiment of the present invention described above.
  • the water supply unit 280 may be controlled by the controller 550.
  • the water supply unit 280 is operated by the fuel supply unit 270 and the ignition unit 260 by the control unit 550 to burn in the power generator 200, and then, inside the heated fluid passage 215. Water may be sprayed to rotate the power piston 220 at the pressure of the vaporized fluid.
  • the water supply unit 280 may be controlled alternately with the fuel supply unit 270 and the ignition unit 260 by the controller 550. Specifically, the fuel supply unit 270 and the ignition unit 260 are operated and the water supply unit 280 is stopped while the power piston 220 is rotated along the fluid flow passage 215, and then, the power piston 220 is stopped. The fuel supply unit 270 and the ignition unit 260 may be stopped and the water supply unit 280 may be operated during one revolution along the fluid passage 215.
  • controller 550 may operate the water supply unit 280 in the third mode 553 and the fourth mode 554.
  • the air hybrid power generation system 500 may rotate the power piston 220 by vaporized steam using the water supply unit 280 as well as combustion by fuel, thereby producing fuel.
  • the nitrogen oxide contained in the exhaust gas can be reduced.
  • 133 a plurality of opening and closing member 135: hinge axis
  • fluid discharge portion 215 fluid flow path
  • control unit 551 first mode

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Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 흡입기는 원형의 하우징 내부에 환형(環形)으로 형성된 유로와, 상기 하우징의 일측에 설치되어 상기 유로로 유체 유입을 안내하는 유입부와, 상기 하우징의 타측에 설치되며 상기 유입부로 유입되어 상기 유로를 통과한 유체의 토출을 안내하는 토출부와, 상기 유로 상에 배치되어 상기 유로를 따라 회전하며 상기 유입부를 통해 유입된 유체를 압축시키는 피스톤, 그리고 상기 유입부와 상기 토출부 사이의 상기 유로 상에 설치되고, 복수의 개폐부재 및 상기 복수의 개폐부재와 상기 유로 사이에 설치되어 상기 복수의 개폐부재를 각각 지지하는 탄성부재를 포함하여 상기 피스톤의 가압에 따라 상기 유로를 개폐하는 개폐부를 포함하며, 상기 복수의 개폐부재는 상기 피스톤에 의한 가압이 해제되면, 상기 유로를 폐쇄하는 방향으로 상기 복수의 개폐부재의 외주면을 가압하는 유체의 가압력과, 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.

Description

흡입기, 동력발생기, 흡입기와 동력발생기를 이용한 외연기관 시스템, 흡입기와 동력발생기를 이용한 내연기관 시스템, 흡입기와 동력발생기를 이용한 에어 하이브리드 동력발생 시스템.
본 발명의 실시예는 흡입기 및 동력발생기 그리고 이를 이용한 동력 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원형의 하우징 내부에 환형(環形)으로 형성된 유로를 따라 이동하는 피스톤을 포함하는 흡입기 및 동력발생기 그리고 이를 이용한 동력 시스템들에 관한 것이다.
일반적으로 흡입기는 별도의 모터 등에 결합되어 유체를 흡입하거나 가압시킨다. 흡입기는 흡입기 내부로 유체 유입 및 토출을 개폐하는 밸브 및 크랭크 축이 필요하다.
하지만, 이러한 흡입기의 구조는 유체 유입을 개폐하는 밸브 및 토출을 개폐하는 밸브를 포함하고 있어 구조가 복잡하고, 회전운동이 크랭크 축을 통해 피스톤의 직선왕복운동으로 전환됨으로 기계적 손실에 따른 효율이 저하되는 문제점이 있다.
동력발생기는 일반적으로 크랭크 축, 흡기포트와 배기포트를 각각 개폐 하는 흡기밸브 및 배기밸브와 같은 복잡한 구조를 가진다.
따라서, 피스톤의 직선 왕복 운동이 크랭크 축을 통해 회전운동으로 전달됨으로 기계적 손실에 따른 효율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 흡입기 및 동력발생기를 이용한 동력시스템은 이러한 복잡한 구조를 가지는 흡입기 및 동력발생기에 의해 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 구조가 간단하며 회전운동을 통해 유체를 유입시키는 흡입기, 환형의 유로를 따라 이동하는 피스톤의 회전에 의해 효과적으로 동력을 생산할 수 있는 동력발생기 및 이러한 흡입기와 동력발생기를 이용한 동력 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른면, 흡입기는 원형의 하우징 내부에 환형(環形)으로 형성된 유로와, 상기 하우징의 일측에 설치되어 상기 유로로 유체 유입을 안내하는 유입부와, 상기 하우징의 타측에 설치되며 상기 유입부로 유입되어 상기 유로를 통과한 유체의 토출을 안내하는 토출부와, 상기 유로 상에 배치되어 상기 유로를 따라 회전하며 상기 유입부를 통해 유입된 유체를 압축시키는 피스톤, 그리고 상기 유입부와 상기 토출부 사이의 상기 유로 상에 설치되고, 복수의 개폐부재 및 상기 복수의 개폐부재와 상기 유로 사이에 설치되어 상기 복수의 개폐부재를 각각 지지하는 탄성부재를 포함하여 상기 피스톤의 가압에 따라 상기 유로를 개폐하는 개폐부를 포함하며, 상기 복수의 개폐부재는 상기 피스톤에 의한 가압이 해제되면, 상기 유로를 폐쇄하는 방향으로 상기 복수의 개폐부재의 외주면을 가압하는 유체의 가압력과, 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개폐부는 상기 복수의 개폐부재가 상기 유로를 개방할 때, 상기 복수의 개폐부재가 일측을 중심으로 각각 회동되며 서로 멀어지는 방향으로 회전되도록 하는 힌지축을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 피스톤은 상기 유로를 따라 이동하는 제1 피스톤 그리고 상기 제1 피스톤과 180도(°)의 위상차를 가지며 상기 유로를 따라 이동하는 제2 피스톤을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력발생기는 중심에 중공부가 형성된 원형의 동력발생 하우징과, 상기 동력발생 하우징 내부에 환형(環形)으로 형성된 유체유로와, 상기 동력발생 하우징의 일측에 설치되어 상기 유체유로로 유체 유입을 안내하는 유체 유입부와, 상기 동력발생 하우징의 타측에 설치되어 상기 유체 유입부로 유입되어 상기 유체유로를 통과한 유체의 토출을 안내하는 유체 토출부와, 상기 유체유로 상에 배치되어 상기 유체 유입부를 통해 유입된 유체에 의해 상기 유체유로를 따라 회전되는 동력 피스톤과, 상기 동력발생 하우징의 중공부를 관통하고, 상기 동력 피스톤과 연결되어 상기 동력 피스톤의 회전시 함께 회전하는 샤프트, 그리고 상기 유체 유입부와 상기 유체 토출부 사이의 상기 유체유로 상에 설치되고, 복수의 유로 개폐부재와 상기 복수의 유로 개폐부재와 상기 유체유로 사이에 설치되어 상기 복수의 유로 개폐부재를 각각 지지하는 탄성체 그리고 상기 복수의 유로 개폐부재가 상기 동력 피스톤의 이동방향을 따라 슬라이딩되는 것을 제한하기 위한 걸림턱을 포함하는 유로 개폐부를 포함하며, 상기 복수의 유로 개폐부재는 상기 동력 피스톤의 가압력에 의해 상기 동력 피스톤의 이동방향을 따라 슬라이딩되며 상기 복수의 유로 개폐부재가 서로 멀어지는 방향으로 이동되며 상기 유체유로를 개방하고, 상기 동력 피스톤의 가압력이 해제될 때 상기 유체유로를 폐쇄하는 방향으로 상기 복수의 유로 개폐부재와 상기 걸림턱 사이에 있는 유체의 가압력과 상기 탄성체의 탄성력에 의해 상기 유체유로를 폐쇄한다.
또한, 상기 동력 피스톤은 상기 유체유로를 따라 이동하는 제1 동력 피스톤과, 상기 제1 동력 피스톤과 180도(°)의 위상차를 가지며 상기 유체유로를 따라 이동하는 제2 동력 피스톤을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외연기관 시스템은 내부에 유체가 저유된 순환배관과, 상기 순환배관을 가열하여 상기 순환배관 내부에 저유된 유체를 기화시키는 보일러와, 상기 보일러에 의해 기화된 유체가 유입되는 제4항의 동력발생기와, 상기 동력발생기를 통과하여 토출된 유체가 저유된 상기 순환배관을 냉각시키는 냉각기, 그리고 상기 냉각기에 의해 냉각된 상기 순환배관의 유체를 상기 보일러로 공급하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 흡입기를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관 시스템은 제4항의 동력발생기와, 상기 동력발생기의 유체유로에 연료를 공급하는 연료 공급부와, 상기 연료 공급부에서 공급된 연료와 혼합된 상기 동력발생기의 유체유로를 통과하는 유체를 착화(着火)시키는 점화부, 그리고 상기 동력발생기의 유체유로에 물을 공급하는 물 공급부를 포함하며, 상기 물 공급부는 상기 동력발생기의 유체유로 내부가 가열된 경우, 상기 동력발생기의 유체유로 내부로 물을 공급하여 기화된 증기를 이용하여 상기 동력발생기의 동력 피스톤을 회전시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어 하이브리드 동력발생 시스템은 내부에 압축공기가 저장되는 에어탱크와, 외기를 유입하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 흡입기와, 상기 흡입기를 통과한 유체가 유입되는 제4항의 동력발생기와, 상기 동력발생기의 유체유로에 연료를 공급하는 연료 공급부와, 상기 연료 공급부에서 공급된 연료와 혼합된 상기 동력발생기의 유체유로를 통과하는 유체를 착화(着火)시키는 점화부, 및 상기 에어탱크와 상기 흡입기와 그리고 상기 동력발생기 사이에 설치되어 상기 에어탱크와 상기 흡입기 그리고 상기 동력발생기로의 유체의 출입을 전환 가능한 전환밸브를 포함한다.
또한, 상기한 에어 하이브리드 동력발생 시스템은 상기 전환밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 흡입기를 토출한 유체가 상기 에어탱크로 공급 되도록 상기 전환밸브를 제어하는 제1 모드와 상기 에어탱크의 압축공기가 상기 동력발생기로 공급 되도록 상기 전환밸브를 제어하는 제2 모드와 상기 에어탱크의 압축공기 및 상기 흡입기를 토출한 유체가 상기 동력발생기로 공급 되도록 상기 전환밸브를 제어하는 제3 모드를 포함할 수 있다.
또한, 상기한 에어 하이브리드 동력발생 시스템은 상기 에어탱크의 내부 압력을 검출하는 압력 검출부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 에어탱크의 압축공기가 상기 동력발생기로 공급 되도록 상기 전환밸브를 제어하고 상기 압력 검출부의 검출 정보 따라 상기 동력발생기로 공급된 유체를 연소시키는 제4 모드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기한 에어 하이브리드 동력발생 시스템은 상기 흡입기의 피스톤과 연결된 회전샤프트와, 상기 회전샤프트의 일단부와 상기 회전샤프트의 일단부와 대향하는 상기 샤프트의 일단부 사이에 설치되어 상기 회전샤프트와 상기 샤프트가 서로 계합 가능하게 하는 클러치를 더 포함하며, 상기 클러치는 상기 제어부에 의해 제어되며 상기 제2 모드와 상기 제4 모드일 때, 상기 회전샤프트와 상기 샤프트를 서로 이격 시킬 수 있다.
또한, 상기한 에어 하이브리드 동력발생 시스템은 상기 동력발생기의 유체유로에 물을 공급하는 물 공급부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 물 공급부와 상기 점화부를 교호하게 제어하며 상기 동력발생기의 유체유로 내부가 가열된 경우 상기 동력발생기의 유체유로 내부로 물을 공급하여 기화된 증기를 이용하여 상기 동력발생기의 동력 피스톤을 회전시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 흡입기 또는 동력발생기는 단순화된 구조에 의해 유체를 흡입 또는 유입 유체에 의해 동력발생을 할 수 있고 이러한 흡입기 및 동력발생기를 이용환 동력 시스템은 향상된 효율의 동력을 생산 및 소비할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡입기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 개폐부의 동작을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 동력발생기를 나타낸 단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 5의 유로 개폐부의 동작을 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 외연기관 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 내연기관 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 10, 도 12, 도 13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어 하이브리드 동력발생 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어 하이브리드 동력발생 시스템의 제어 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 흡입기(100), 동력발생기(200), 흡입기(100)와 동력발생기(200)를 이용한 외연기관 시스템(401), 흡입기(100)와 동력발생기(200)를 이용한 내연기관 시스템(301), 흡입기(100)와 동력발생기(200)를 이용한 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)을 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡입기(100)를 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 흡입기(100)는 원형의 하우징(110)과, 환형으로 형성된 유로(115)와, 유입부(111)와, 토출부(112)와, 피스톤(120), 그리고 복수의 개폐부재(133) 및 탄성부재(139)를 포함하는 개폐부(130)를 포함한다.
구체적으로, 하우징(110)은 단면이 원형인 약 실린더 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 하우징(110)의 중심에는 중공부(101)가 형성될 수 있다.
유로(115)는 하우징(110) 내부에 형성되며 환형(環形)으로 형성될 수 있다. 즉, 유로(115)는 하우징(110)의 중심을 기준으로 링(ring)형으로 형성될 수 있다.
유입부(111)는 하우징(110)의 일측에 설치될 수 있다. 또한, 유입부(111)는 유로(115)로 유체의 유입을 안내할 수 있다.
구체적으로, 유입부(111)는 하우징(110)에 형성된 유입구 및 유입구와 연결된 유입배관을 더 포함할 수 있다. 즉, 유입배관으로 유입된 유체는 유입구를 통과하여 하우징(110)의 유로(115)로 유입될 수 있다.
토출부(112)는 하우징(110)의 타측에 설치될 수 있다. 또한, 토출부(112)는 유로(115)를 통과한 유체의 토출을 안내할 수 있다.
구체적으로, 토출부(112)는 하우징(110)에 설치된 유입부(111)와 이격되어 하우징(110)에 설치될 수 있다. 또한, 토출부(112)는 하우징(110)에 형성된 토출구및 토출구와 연결된 토출배관을 더 포함할 수 있다.
즉, 유로(115)를 통과한 유체는 토출구를 통과하여 토출배관을 통해 토출될 수 있다.
피스톤(120)은 유로(115) 내부에 배치되며 환형의 유로(115)를 따라 이동할 수 있다. 구체적으로, 피스톤(120)의 크기 및 형상은 유로(115)의 크기 및 단면의 형상에 따라 가변 설계될 수 있다.
따라서, 피스톤(120)은 유로(115)를 따라 일방향으로 이동하며 유입부(111)와 토출부(112)를 개폐하여 유로(115)로 유체를 유입시키거나, 유로(115)를 통과한 유체를 토출부(112)를 통해 토출시킬 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 개폐부(130)는 유입부(111)와 토출부(112) 사이에 설치되어 유로(115)를 개폐할 수 있다. 또한, 개폐부(130)는 유입부(111)와 토출부(112) 사이의 유로(115) 상에 설치될 수 있다.
구체적으로, 개폐부(130)는 하우징(110)의 외부 양측으로 돌출되어 설치된 개폐부 설치영역(113)에 설치될 수 있다.
따라서, 개폐부(130)는 유입부(111)로 유입된 유체가 유로(115)를 따라 이동하지 않고 바로 토출부(112)로 토출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 개폐부(130)는 유로(115)를 선택적으로 구획할 수 있다.
또한, 개폐부(130)는 복수의 개폐부재(133)와 탄성부재(139)를 포함할 수 있다.
복수의 개폐부재(133)는 제1 개폐부재(131)와 제2 개폐부재(132)를 포함할 수 있다. 즉, 복수의 개폐부재(133)는 한쌍의 개폐부재를 포함할 수 있다.
탄성부재(139)는 복수로 형성되어 복수의 개폐부재(133)를 각각 지지할 수 있다. 구체적으로, 복수의 탄성부재(139)는 제1 탄성부재(137)와 제2 탄성부재(138)를 포함할 수 있다.
제1 탄성부재(137)는 유로(115)의 내벽과 제1 개폐부재(131) 사이에 설치되어 제1 개폐부재(131)에 탄성력을 제공할 수 있다.
또한, 제2 탄성부재(138)는 제1 탄성부재(137)가 설치된 유로(115)의 내벽과 대향하는 유로(115)의 내벽과 제2 개폐부재(132) 사이에 설치되어 제2 개폐부재(132)에 탄성력을 제공할 수 있다.
복수의 개폐부재(133)는 피스톤(120)의 가압력에 의하여 서로 멀어지는 방향으로 이동되며 유로(115)를 개방하고, 피스톤(120)의 가압력이 해제될 때 탄성부재(139)의 탄성력과 유체의 압력에 의해 유로(115)를 폐쇄한다.
또한, 피스톤(120)의 가압력이 해제될 때, 설치영역(113)과 제1 개폐부재(131)의 외주면 사이의 유체 그리고 설치영역(113)과 제2 개폐부재(132)의 외주면 사이의 유체가 제1 개폐부재(131)와 제2 개폐부재(132)가 유로(115)를 폐쇄하는 방향으로 제1 개폐부재(131)와 제2 개폐부재(312)의 외주면에 각각 가압력을 제공할 수 있다.
따라서, 피스톤(120)의 의한 가압력이 해제될 때, 유로(115)를 폐쇄하는 힘은 제1 탄성부재(137)와 제2 탄성부재(138)뿐만 아니라 설치영역(113)과 제1 개폐부재(131)의 외주면 사이의 유체 그리고 설치영역(113)과 제2 개폐부재(132)의 외주면 사이의 유체에 의해 효과적으로 폐쇄될 수 있다.
구체적으로, 피스톤(120)의 일단은 약 V형(쐐기형)으로 피스톤(120)의 회전방향을 따라 돌출되어 있고, 이와 최초로 접촉되어 가압되는 제1 개폐부재(131)와 제2 개폐부재(132)의 타단은 피스톤(120)의 일단과 계합가능한 V홈이 형성되어 피스톤(120)과 제1,2 개폐부재(131,132)가 서로 효과적으로 계합되어 유로(115)를 개방시킬 수 있다.
또한, 이러한 피스톤(120) 일단의 돌출된 형상과 이와 계합 가능한 제1,2 개폐부재(131,132)의 형상에 의해 효과적으로 피스톤(120)이 일방향으로 회전하며 유로(115)를 개방할 수 있다.
즉, 피스톤(120)이 유로(115)를 따라 이동하며 한쌍으로 형성된 제1 개폐부재(131) 및 제2 개폐부재(132)를 가압하면 제1 개폐부재(131)와 제2 개폐부재(132)는 서로 멀어지는 방향으로 이동하며 제1 탄성부재(137)와 제2 탄성부재(138)를 가압할 수 있다.
이때, 피스톤(120)은 복수의 개폐부재(133)를 가압하여 복수의 개폐부재(133)가 폐쇄하고 있던 유로(115)를 개방시키며 이동할 수 있다.
또한, 피스톤(120)의 이동에 따라 제1 개폐부재(131)와 제2 개폐부재(132)를 포함하는 복수의 개폐부재(133)와 피스톤(120)과의 접촉이 해제되면 제1 탄성부재(137)와 제2 탄성부재(138)의 탄성력에 의해 제1 개폐부재(131)와 제2 개폐부재(132)는 서로 가까워 지는 방향으로 이동하며 유로(115)를 폐쇄할 수 있다.
또한, 이때 제1 탄성부재(137)와 제2 탄성부재(138)의 탄성력뿐만 아니라 제1 개폐부재(131)의 외주면과 설치영역(113) 사이의 유체와 제2 개폐부재(132)의 외주면과 설치영역(113) 사이의 유체에 의해 효과적으로 제1 개폐부재(131)와 제2 개폐부재(132)가 효과적으로 유로(115)를 폐쇄시킬 수 있다.
그리고, 개폐부(130)는 유로(115)를 구획하여 개폐부(130)와 피스톤(120) 사이에 일영역을 형성할 수 있어, 상기 일영역 사이의 유체를 피스톤(120)이 유로(115)를 따라 이동하며 압축하여 토출부(112)를 통해 토출 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡입기(100)의 피스톤(120)은 제1 피스톤(125)과 제2 피스톤(127)을 포함할 수 있다.
제1 피스톤(125)은 제2 피스톤(127)보다 선행하며, 제1 피스톤(125)과 제2 피스톤(127)은 180도(°)의 위상차를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡입기(100)는 토출 체크밸브(160)를 더 포함할 수 있다.
토출 체크밸브(160)는 흡입기(100)의 토출부(112)에 설치될 수 있다. 구체적으로, 토출 체크밸브(160)는 토출부(112)의 토출배관에 설치되어 토출배관을 통과하는 토출유체가 다시 유로(115)로 재유입되는 것을 방지하기 위해 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡입기(100)는 회전샤프트(150)와, 보강리브(141)가 형성된 하우징 커버(140)를 더 포함할 수 있다.
하우징 커버(140)는 중공의 실린더 형으로 형성될 수 있다. 또한, 하우징 커버(140)는 원형의 하우징(110)에 형성된 중공부(101)에 배치될 수 있다.
즉, 하우징 커버(140)의 외주면은 원형의 하우징(110)에 형성된 중공부(101)의 내주면과 접촉되며 하우징(110)과 회전 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 하우징 커버(140)와 하우징(110)에 형성된 중공부(101) 사이에는 기밀이 유지되도록 결합될 수 있다.
하우징 커버(140)의 외주면은 피스톤(120)과 연결될 수 있다. 즉, 피스톤(120)이 유로(115)를 따라 이동하면, 하우징 커버(140)는 회전될 수 있다.
회전샤프트(150)는 원형의 하우징(110)에 형성된 중공부(101)를 관통하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 회전샤프트(150)는 하우징 커버(140)의 중심에 설치될 수 있다.
또한, 하우징 커버(140)와 회전샤프트(150)는 보강리브(141)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 회전샤프트(150)의 중심으로부터 방사상으로 형성된 복수의 보강리브(141)가 하우징 커버(140)의 내주면과 회전샤프트(150)를 연결할 수 있다.
따라서, 회전샤프트(150)의 회전력에 의해 피스톤(120)이 환형의 유로(115)를 따라 이동할 수 있다.
일예로, 별도의 모터와 같은 동력장치의 회전축이 회전샤프트(150)와 결합되면 회전샤프트(150)를 회전시켜 피스톤(120)이 유로(115)를 따라 이동되도록 할 수 있다.
구체적으로, 피스톤(120)이 제1 피스톤(125)과 제2 피스톤(127)을 포함하는 경우, 회전샤프트(150)가 1회 회전시(360도) 복수의 개폐부재(133)는 제1 피스톤(125) 그리고 제2 피스톤(127)에 의해 유로(115)를 2회 개폐시킬 수 있다.
즉, 제1 피스톤(125)과 제2 피스톤(127)은 회전샤프트(150)와 연결되어 있을 수 있다.
또는, 동력장치의 회전축과 피스톤(120)이 하우징 커버(140) 및 보강리브(141)로 연결되어 피스톤(120)이 유로(115)를 따라 이동되도록 할 수 있다.
일예로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡입기(100)로 유입되는 기체일 수 있다.
흡입기(100)로 유입되는 유체가 기체인 경우, 개폐부(130)에 의해 폐쇄된 유로(115)와 피스톤(120) 사이의 일영역으로 유입된 기체는 피스톤(120)의 이동에 의해 개폐부(130)와 피스톤(120) 사이에서 피스톤(120)의 이동방향을 따라 압축되며 토출부(112)를 통해 토출될 수 있다.
즉, 흡입기(100)로 유입되는 유체가 기체인 경우, 흡입기(100)의 토출부(112)를 통해 토출되는 기체는 피스톤(120)에 의해 가압된(압축된) 기체일 수 있다.
또한, 이러한 피스톤(120)이 환형의 유로(115)를 따라 회전됨에 따라 유로(115) 내부의 음압에 의해 유입부(111)를 통해 유체가 효과적으로 유입될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 흡입기(100)의 개폐부(130)는 힌지축(135)을 더 포함할 수 있다.
힌지축(135)은 복수로 형성되며 유로(115) 상에 설치된 복수의 개폐부재(133)를 회동 가능하게 지지할 수 있다. 구체적으로, 개폐부(130)는 복수의 힌지축(135)을 포함하며, 복수의 힌지축(135)은 제1 개폐부재(131)를 지지하는 제1 힌지축(134)과 제2 개폐부재(132)를 지지하는 제2 힌지축(136)을 포함할 수 있다.
즉, 제1 개폐부재(131)의 일단부는 제1 힌지축(134)에 의해 회동 가능하게 지지되며, 제1 개폐부재(131)의 타단부는 제1 탄성부재(137)에 의해 지지될 수 있다.
또한, 제2 개폐부재(132) 역시 제1 개폐부재(131)와 동일하게 제2 힌지축(136)과 제2 탄성부재(138)에 의해 지지될 수 있다.
구체적으로, 제1 힌지축(134)과 제2 힌지축(136)은 서로 이격되어 유로(115) 상에 설치될 수 있다.
따라서, 피스톤(120)이 제1 개폐부재(131)와 제2 개폐부재(132)를 가압하면 제1 개폐부재(131)와 제2 개폐부재(132)는 각각 복수의 힌지축(135)을 중심으로 회전하며 멀어지는 방향으로 이동하며 유로(115)를 개방할 수 있다.
또한, 복수의 개폐부재(133)의 일단부는 서로 이격되어 복수의 힌지축(135)에 각각 지지되고, 복수의 개폐부재(133)의 타단부는 피스톤(120)의 가압력에 의해 선택적으로 이격되며 유로(115)를 개방할 수 있다.
따라서, 복수의 힌지축(135)은 복수의 개폐부재(133)의 회동을 효과적으로 지지하고, 복수의 개폐부재(133)의 회동 및 서로 멀어지는 방향으로의 이동되도록 안내하여 복수의 개폐부재(133)의 수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 힌지축(135)은 유로(115)를 개폐 가능한 복수의 개폐부재(133)의 응답성을 향상시킬 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 동력발생기(200)를 설명한다.
동력발생기(200)는 중심에 중공부(201)가 형성된 원형의 동력발생 하우징(210)과, 유체유로(215)와, 유체 유입부(211)와, 유체 토출부(212)와, 동력 피스톤(220)과, 샤프트(250), 그리고 유로 개폐부(230)를 포함한다.
동력발생 하우징(210)은 단면이 원형으로 형성될 수 있다. 또한, 동력발생 하우징(210)의 중심에는 중공부(201)가 형성될 수 있다. 일예로, 동력발생 하우징(210)은 중심부가 중공형인 실린더형으로 형성될 수 있다.
유체유로(215)는 동력발생 하우징(210) 내부에 환형(環形)으로 형성될 수 있다.
유체 유입부(211)는 동력발생 하우징(210)의 일측에 설치되어 유체유로(215)로 유체의 유입을 안내할 수 있다. 구체적으로, 유체 유입부(211)는 동력발생 하우징(210)에 형성된 유체 유입구및 유체 유입구와 연결된 유체 유입배관을 더 포함할 수 있다. 즉, 유체 유입배관으로 유입된 유체는 유체 유입구를 통과하여 동력발생 하우징(210)의 유체유로(215)로 유입될 수 있다.
유체 토출부(212)는 동력발생 하우징(210)의 타측에 설치되어 유체 유입부(211)로부터 유입되어 유체유로(215)를 통과한 유체의 토출을 안내할 수 있다.
구체적으로, 유체 토출부(212)는 동력발생 하우징(210)에 설치된 유체 유입부(211)와 이격되어 동력발생 하우징(210)에 설치될 수 있다. 또한, 유체 토출부(212)는 동력발생 하우징(210)에 형성된 유체 토출구와 유체 토출구와 연결된 유체 토출배관을 더 포함할 수 있다.
즉, 유체유로(215)를 통과한 유체는 유체 토출부(212)를 통해 동력발생 하우징(210)의 외부로 토출될 수 있다.
동력 피스톤(220)은 유체유로(215) 상에 배치되어 유체 유입부(211)를 통해 유입된 유체에 의해 유체유로(212)를 따라 일방향으로 회전할 수 있다.
구체적으로, 동력 피스톤(220)은 유체 유입부(211)를 통해 유입되는 유체의 흐름 또는 유체의 압력에 의해 이동될 수 있다. 또한, 유체 유입부(211)를 통해 유입된 유체는 동력 피스톤(220)을 회전시키고 유체 토출부(212)를 통해 배출될 수 있다.
샤프트(250)는 하우징(210)에 형성된 중공부(201)를 관통하도록 배치되며 동력 피스톤(220)과 연결되어, 동력 피스톤(220)이 유체유로(215)를 따라 이동하면 회전될 수 있다.
구체적으로, 동력발생 하우징(210)은 동력발생 하우징(210)의 중공부(201) 내주면과 회전 가능하게 결합되는 하우징 커버(240)와, 샤프트(250)와 하우징 커버(240)를 연결하는 보강리브(241)를 더 포함할 수 있다.
하우징 커버(240)는 중공형의 실린더 형으로 형성되어 동력발생 하우징(210)의 중공부(201) 내주면과 하우징 커버(240)의 외주면이 회전 가능하게 결합되도록 형성될 수 있다. 또한, 하우징 커버(240)는 하우징 커버(240)의 외주면과 동력발생 하우징(210)의 중공부(201) 내주면이 기밀을 유지하며 회전되도록 결합될 수 있다.
샤프트(250)는 하우징 커버(240)의 중심에 배치되어 하우징 커버(240)의 내주면과 샤프트(250)의 외주면 사이에 샤프트(250)의 중심축으로부터 방사상으로 배치된 보강리브(241)에 의해 하우징 커버(240)와 결합될 수 있다.
따라서, 유체유로(215)를 따라 동력 피스톤(220)이 이동하면, 샤프트(250)가 함께 회전될 수 있다.
동력 피스톤(220)이 환형의 유체유로(215)를 따라 1바퀴 이동하면 샤프트(250)는 1회전할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 동력발생기(200)의 동력 피스톤(220)은 제1 동력 피스톤(225)과 제2 동력 피스톤(227)을 포함할 수 있다. 상술한 동력발생기(200)는 앞서 서술한 도 1에 도시한 흡입기(100)의 사시도와 유사하게 형성될 수 있다.
유로 개폐부(230)는 유체 유입부(211)와 유체 토출부(212) 사이의 유체유로(215) 상에 설치될 수 있다. 또한, 유로 개폐부(230)는 유체유로(215)를 선택적으로 구획할 수 있다.
구체적으로, 유로 개폐부(230)는 동력발생 하우징(210)의 외부 양측으로 돌출되어 설치된 유로 개폐부 설치영역(213)에 설치될 수 있다.
또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 유로 개폐부(230)는 복수의 유로 개폐부재(233)와 복수의 유로 개폐부재(233)를 각각 지지하는 탄성체(239) 그리고 걸림턱(235)을 포함할 수 있다.
복수의 유로 개폐부재(233)는 제1 유로 개폐부재(231)와 제2 유로 개폐부재(232)를 포함하는 한쌍으로 형성될 수 있다.
탄성체(239)는 제1 유로 개폐부재(231)와 유체유로(215) 사이에 설치되어 제1 유로 개폐부재(231)에 탄성력을 제공하는 제1 탄성체(237)와, 제2 유로 개폐부재(232)와 유체유로(215) 사이에 설치되어 제2 유로 개폐부재(232)에 탄성력을 제공하는 제2 탄성체(238)를 포함할 수 있다.
즉, 탄성체(239)는 복수의 유로 개폐부재(233)에 탄성력을 제공할 수 있도록 복수로 형성되어 각각의 복수의 유로 개폐부재(233)를 지지할 수 있다.
걸림턱(235)은 유체유로(215)에 설치되어 복수의 유로 개폐부재(233)의 이동방향을 제한할 수 있다. 구체적으로, 걸림턱(235)은 유로 개폐부 설치영역(213)에 복수의 유로 개폐부재(233)의 슬라이딩 방향과 교차되는 방향으로 유체유로(125)를 향해 돌출되어 형성되어 있어, 복수의 유로 개폐부재(233)의 슬라이딩 방향을 제한할 수 있다.
앞서 서술한 도 5에 도시한 바와 같이, 동력 피스톤(220)이 제1 동력 피스톤(225)과 제2 동력 피스톤(227)을 포함하는 경우, 샤프트(250)가 1회 회전시(360도) 복수의 유로 개폐부재(233)는 제1 동력 피스톤(225) 그리고 제2 동력 피스톤(227)에 의해 유체유로(215)를 2회 개폐시킬 수 있다.
즉, 제1 동력 피스톤(225)과 제2 동력 피스톤(227)은 샤프트(250)와 연결되어 있을 수 있다.
복수의 유로 개폐부재(233)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 동력 피스톤(220)의 가압력에 의해 복수의 유로 개폐부재(233)가 서로 멀어지는 방향으로 이동되며 유체유로(215)를 개방할 수 있다.
또한, 복수의 유로 개폐부재(233)는 동력 피스톤(220)에 의해 가압력이 해제되면 탄성체(239)의 탄성력에 의해 복수의 유로 개폐부재(233)가 서로 가까워지는 방향으로 이동되며 유체의 압력이 복수의 유로 개폐부재(233)를 가압하여 유체유로(215)를 폐쇄할 수 있다.
구체적으로, 제1 유로 개폐부재(231)와 제2 유로 개폐부재(232)가 동력 피스톤(220)에 의해 가압되면 제1 유로 개폐부재(231)와 제2 유로 개폐부재(232)는 서로 멀어지는 방향으로 이동되며 제1 탄성체(237)와 제2 탄성체(238)를 각각 가압한다.
이때, 동력 피스톤(220)은 제1 유로 개폐부재(237)와 제2 유로 개폐부재(238)를 가압하며 유체유로(215)를 따라 이동한다.
복수의 유로 개폐부재(233)는 동력 피스톤(220)의 이동방향을 따라 슬라이딩 되며 복수의 유로 개폐부재(233)가 서로 멀어지는 방향으로 이동되며 유체유로(215)를 개방할 수 있다.
구체적으로, 제1 유로 개폐부재(231)와 제2 유로 개폐부재(232)는 동력 피스톤(220)의 가압력에 의해 서로 멀어지는 방향으로 이동함과 동시에 동력 피스톤(220)의 이동방향을 따라 이동되며 유체유로(215)를 개방할 수 있다.
또한, 걸림턱(235)은 유체 토출부(212)보다 유체 유입부(211)와 상대적으로 인접한 유체유로(215) 내측에 설치되어 복수의 유로 개폐부재(233)가 동력 피스톤(220)의 이동방향을 따라 슬라이딩 되는 것을 제한할 수 있다.
또한, 동력 피스톤(220)에 의해 제1 유로 개폐부재(231)와 제2 유로 개폐부재(232)를 가압하던 가압력이 해제되면, 제1 탄성체(237)와 제2 탄성체(238)의 복원력에 의해 제1 유로 개폐부재(231)와 제2 유로 개폐부재(232)는 서로 가까워 지는 방향으로 이동하며 유체유로(215)를 폐쇄하는 방향으로 복수의 유로 개폐부재(233)의 걸림턱(235)에 마주하는 면을 가압하는 유체의 가압력에 의해 유체유로(215)를 폐쇄하여 유체유로(215)를 구획할 수 있다.
즉, 걸림턱(235)과 복수의 유로 개폐부재(233) 사이의 유체는 복수의 유로 개폐부재(233)가 유체유로(215)를 폐쇄하는 방향으로 가압할 수 있다. 따라서, 유체유로(215)는 탄성체(239)의 탄성력뿐만 아니라 걸림턱(235)과 복수의 유로 개폐부재(233) 사이의 유체에 의해서도 효과적으로 폐쇄될 수 있다.
따라서, 유로 개폐부(230)는 유체유로(215)를 구획하여 유체 유입부(211)와 동력 피스톤(220) 사이에 일영역을 형성할 수 있어, 상기 일영역에 유입되는 유체의 유동 및 압력에 의해 동력 피스톤(220)이 유체유로(215)를 따라 이동하며 유체 유입부(211)를 통해 유입되어 동력 피스톤(220)을 회전시킨 유체를 유체 토출부(212)를 통해 토출시킬 수 있다.
또한, 앞서 서술한 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 이러한 동력 피스톤(220)이 환형의 유체유로(215)를 따라 회전됨에 따라 유체유로(215) 내로 유체의 양압에 의해 유체 유입부(211)를 통해 유체가 효과적으로 유입될 수 있다.
즉, 유입되는 유체의 압력에 의해 환형의 유체유로(215)를 따라 이동하는 동력 피스톤(220)이 이동되며, 동력 피스톤(220)과 연결된 샤프트(250)를 회전시켜 효과적으로 회전동력을 전달할 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 외연기관 시스템(401)에 관해 설명한다. 또한, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예의 구성과 동일한 구성에 관해서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 외연기관 시스템(401)은, 순환배관(410)과, 보일러(420)와, 동력발생기(200)와, 냉각기(430), 그리고 흡입기(100)를 포함한다.
순환배관(410)은 내부에 유체가 저유되어 있다. 또한, 순환배관(410)은 폐루프 형태로 형성되어 내부에 저유된 유체가 순환되도록 할 수 있다.
일예로, 순환배관(410) 내부에 저유된 유체는 가열시 기화하는 물일 수 있다.
보일러(420)는 순환배관(410)을 가열하여 순환배관(410) 내부에 저유된 유체를 기화시킬 수 있다. 구체적으로, 보일러(420)는 내부에 연소실이 형성되며 보일러 하우징 일측이 개구되어 형성된 급기부(421)와 보일러 하우징 타측에 형성되어 급기부(421)를 통해 유입된 공기가 연소실 내부에서 연소된 후 배기되는 배기부(422)를 더 포함할 수 있다.
또한, 보일러(420)의 연소실에는 도시되지 않은 연료공급 장치가 설치될 수 있다.
따라서, 보일러(420)의 연소실에서 발생되는 발열에 의해 연소실을 통과하는 순환배관(410) 내부에 저유된 유체가 승온되어 기화될 수 있다.
순환배관(410) 내부의 기화된 유체는 동력발생기(200)로 공급될 수 있다. 즉, 동력발생기(200)에는 보일러(420)에 의해 기화된 유체가 유입될 수 있다.
구체적으로, 동력발생기(200)는 제2 실시예의 동력발생기(200)와 동일한 구성을 가질 수 있다.
따라서, 보일러(420)에 의해 순환배관(410) 내부의 기화된 유체는, 앞서 서술한 도 5에 도시한 바와 같이, 유체 유입부(211)를 통해 공급될 수 있다.
즉, 기화된 유체는 유체 유입부(211)를 통해 공급되어 동력 피스톤(220)을 이동시키고 유체 토출부(212)를 통해 토출될 수 있다.
이러한 동력발생기(200)의 유체 토출부(212)를 통해 토출된 유체는 냉각기(430)에 의해 기화된 유체를 냉각시켜 상변화 시킬 수 있다.
일예로, 순환배관(410) 내부에 저유된 유체가 물인 경우, 보일러(420)에 의해 기화된(steam) 유체가 냉각기(430)에 의해 냉각되어 다시 물이 될 수 있다.
즉, 냉각기(430)는 순환배관(410) 내부에 저유된 유체를 냉각시킬 수 있다.
일예로, 순환배관(410)은 공랭방식으로 냉각될 수 있다.
또한, 순환배관(410)은 냉각기(430)와 보일러(420) 사이에 설치되어 내부의 유체가 순환되도록 할 수 있다.
흡입기(100)는 냉각기(430)에 의해 냉각된 유체가 보일러(420)에 의해 가열되도록 순환배관(410)의 유체를 보일러(420)로 공급되도록 할 수 있다. 또한, 흡입기(100)는 냉각기(430)와 보일러(420) 사이에 설치될 수 있다.
흡입기(100)는 본 발명의 제1 실시예의 흡입기(100)와 동일한 구성을 포함할 수 있다. 일예로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 흡입기(100)는 펌프일 수 있다.
따라서, 냉각기(430)에 의해 냉각된 유체는, 앞서 서술한 도 2에 도시한 바와 같이, 유입부(111)를 통해 흡입기(100)에 공급될 수 있다.
흡입기(100)의 피스톤(120)은 동력발생기(200)의 샤프트(250)와 연결되어 샤프트(250)의 회전시 함께 회전될 수 있다. 따라서, 유입부(111)를 통해 흡입기(100)로 유입된 유체는 피스톤(120)의 회전에 의해 토출부(112)를 통해 토출되어 순환배관(410)으로 공급될 수 있다.
또한, 순환배관(410)의 일부는 흡입기(100)의 토출부(112)와 동력발생기(200)의 유체 유입부(211) 사이를 연결하고, 보일러(420)에 의해 순환배관(410) 내부의 유체가 가열된다.
그리고, 순환배관(410)의 나머지는 동력발생기(200)의 유체 토출부(212)와 흡입기(100)의 유입부(111) 사이를 연결하고, 냉각기(130)에 의해 순환배관(410) 내부의 기화된 유체가 냉각될 수 있다.
구체적으로, 흡입기(100)가 회전샤프트(150)를 포함하는 경우, 회전샤프트(150)와 동력발생기(200)의 샤프트(250)가 서로 연결되어 함께 회전될 수 있다.
또한, 동력발생기(200)의 샤프트(250)에 직접 흡입기(100)의 피스톤(120)이 연결될 수 있다.
따라서, 동력발생기(200)의 샤프트(250)의 일측은 도시되지 않은 장치에 동력을 전달할 수 있고, 동력발생기(200)의 샤프트(250)의 타측은 흡입기(100)의 피스톤(120)을 회전시킬 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 외연기관(401)은 동력발생기(200)의 샤프트(250)의 회전에 의해 동력전달뿐만 아니라 흡입기(100)의 피스톤(120)을 효과적으로 회전시킬 수 있다.
따라서, 순환배관(410) 내부에 저유된 유체를 유동시키기 위한 별도의 동력원 없이 동력발생기(200)의 샤프트(250)가 흡입기(100)의 피스톤(120)을 효과적으로 회전시킬 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 내연기관 시스템(301)에 관해 설명한다. 또한, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예의 구성과 동일한 구성에 관해서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 내연기관 시스템(301)은 흡입기(100)와, 동력발생기(200)와, 연료 공급부(270)와, 점화부(260), 그리고 물 공급부(280)를 포함한다.
흡입기(100)는 본 발명의 제1 실시예의 흡입기(100)와 동일한 구성을 포함할 수 있다.
동력발생기(200)는 본 발명의 제2 실시예의 동력발생기(200)와 동일한 구성을 포함할 수 있다.
연료 공급부(270)는 동력발생기(200)의 유체유로(215) 내부로 연료를 공급할 수 있다. 구체적으로, 연료 공급부(270)는 동력발생기(200)의 동력발생 하우징(210) 일측에 설치되어 유체유로(215)로 연료를 공급할 수 있다.
즉, 흡입기(100)의 토출부(112)를 통해 토출된 가압된 기체가 동력발생기(200)의 유체 유입부(211)를 통해 유체유로(215) 내부로 기체가 유입된다. 이때, 연료 공급부(270)에 의해 연료가 유체유로(215) 내부로 공급되면, 유체유로(215) 내부에서 기체와 연료가 혼합될 수 있다.
점화부(260)는 유체유로(215) 내부의 연료와 혼합된 기체를 착화(着火)시킬 수 있다. 구체적으로, 점화부(260)는 연료 공급부(270)와 인접하게 동력발생기(200)의 동력발생 하우징(210)에 설치될 수 있다.
또한, 점화부(260)는 유체유로(215) 내부의 기체와 연료가 혼합된 혼합기체를 착화시켜 유체유로(215) 내부에서 폭발되도록 할 수 있다.
따라서, 유체유로(215) 내부에서 폭발이 이루어 지면, 동력 피스톤(220)은 이러한 폭발력에 의해 유체유로(215)를 따라 이동하게 되며 동력 피스톤(220)과 연결된 샤프트(250)가 회전하며 동력을 전달할 수 있다. 즉, 유체유로(215)를 따라 이동하는 동력 피스톤(220)에 연결된 샤프트(250)가 회전되며 회전동력을 발생시킬 수 있다.
물 공급부(280)는 유체유로(215) 내부로 물을 공급할 수 있다. 구체적으로, 물 공급부(280)는 동력발생기(200)의 동력발생 하우징(210)에 설치될 수 있다. 물 공급부(280)는 연료 공급부(270)에 의해 공급된 연료와 유체유로(215) 내부의 유체가 혼합된 혼합유체가 점화부(260)에 의해 착화되어 연소에 의한 폭발력으로 동력 피스톤(220)이 유체유로(215)를 따라 1회전 후 유체유로(215) 내부로 물을 공급할 수 있다.
물 공급부(280)는 유체유로(215) 내부로 물을 공급할 수 있다. 구체적으로, 물 공급부(280)는 동력발생기(200)의 동력발생 하우징(210)에 설치될 수 있다. 물 공급부(280)는 연료 공급부(270)에 의해 공급된 연료와 유체유로(215) 내부의 유체가 혼합된 혼합유체가 점화부(260)에 의해 착화되어 연소에 의한 폭발력으로 동력 피스톤(220)이 유체유로(215)를 따라 1회전 후 유체유로(215) 내부로 물을 공급할 수 있다.
즉, 물 공급부(280)는 유체유로(215) 내부에서의 연소에 의해 유체유로(215) 내부가 가열된 후, 유체유로(215)로 물을 공급시켜 유체 유입부(215)를 통해 유입되는 압축된 기체와 물이 혼합되며 가열된 유체유로(215)에 의해 물이 기화되도록 할 수 있다. 따라서, 유체유로(215)에서 기화된 물은 압력이 증가되어 동력 피스톤(220)을 회전시킬 수 있다. 즉, 동력 피스톤(220)은 물 공급부(280)에서 공급된 물의 기화에 의해 유체유로(215)를 따라 1회전 할 수 있다.
구체적으로, 물 공급부(280)에 의해서 물이 유체유로(215)로 공급될 때는, 연료 공급부(270)와 점화부(260)의 동작은 중지된다.
즉, 연료 공급부(270)와 점화부(260)는 도시되지 않은 제어부에 의해 물 공급부(280)와 교호하게 동작될 수 있다.
또한, 물 공급부(280)는 연소에 의해 가열된 유체유로(215) 내부를 냉각할 수 있다.
샤프트(250)의 회전동력은 흡입기(100) 내부의 피스톤(120)과 연결되어 흡입기(100)로 유체가 원활히 유입되도록 할 수 있다.
샤프트(250)와 흡입기(100) 내부의 피스톤(120)과의 연결은 앞서 서술한 제3 실시예와 동일한 방식으로 연결될 수 있다.
또는, 본 발명의 제1 실시예의 흡입기(100)가 제1 피스톤(125) 그리고 제2 피스톤(127)을 포함하고, 제2 실시예의 동력발생기(200)가 제1 동력 피스톤(225)과 제2 동력 피스톤(227)을 포함하는 경우, 물 공급부(280)는 연료 공급부(270)에 의해 공급된 연료와 유체유로(215) 내부의 유체가 혼합된 혼합유체가 점화부(260)에 의해 착화되어 연소에 의한 폭발력으로 동력 피스톤(220) 중 제1 동력 피스톤(225) 또는 제2 동력 피스톤(227)이 유체유로(215)를 따라 회전한 후 유체유로(215) 내부로 물을 공급할 수 있다.
즉, 물 공급부(280)는 유체유로(215) 내부에서의 연소에 의해 유체유로(215) 내부가 가열된 후, 유체유로(215)로 물을 공급시켜 유체 유입부(215)를 통해 유입되는 압축된 기체와 물이 혼합되며 가열된 유체유로(215)에 의해 물이 기화되도록 할 수 있다. 따라서, 유체유로(215)에서 기화된 물은 압력이 증가되어 동력 피스톤(220)을 회전시킬 수 있다.
구체적으로, 동력 피스톤(220)의 제1 동력 피스톤(225) 또는 제2 동력 피스톤(227)은 물 공급부(280)에서 공급된 물의 기화에 의해 유체유로(215)를 따라 회전 할 수 있다.
따라서, 샤프트(250)가 1회전 하는 동안 제1 동력 피스톤(225)과 제2 동력 피스톤(227)은 유체유로(215)를 따라 각각 1회전하여 효과적으로 동력을 발생시킬 수 있다. 즉, 제1 동력 피스톤(225) 또는 제2 동력 피스톤(227)은 각각 복수의 유로 개폐부재(233)를 개폐시켜, 샤프트(250)가 1회전 하는 동안 복수의 유로 개폐부재(233)는 2회 개폐될 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 내연기관 시스템(301)의 동력발생기(200)는 유입 체크밸브(290)를 더 포함할 수 있다.
유입 체크밸브(290)는 동력발생기(200)의 유체 유입부(211)에 설치될 수 있다. 구체적으로, 유입 체크밸브(290)는 유체 유입부(211)의 유체 유입배관에 설치되어 유체 유입배관을 통과하는 유체가 다시 유체 유입부(211)를 통해 배출되는 것을 방지하기 위해 설치될 수 있다.
즉, 유체 유입부(211)를 통해 유체가 동력발생기(200)의 유체유로(215)로 유입되는 경우 유입 체크밸브(290)는 개방되고, 유체 유입부(211)를 통해 유입되는 유체가 없는 경우 유입 체크밸브(290)는 폐쇄될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 내연기관 시스템(301)은 일반적인 내연기관과 같이 연료를 연소시켜 동력을 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 물 공급부(280)에서 공급되는 물의 기화로 동력 피스톤(220)을 회전시켜 동력을 발생시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 내연기관 시스템(301)은 종래의 내연기관에 비해 연료의 소모를 절약할 수 있고 연료의 연소로 발생하는 배기가스에 포함된 질소산화물을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
도 10 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)에 관해 설명한다. 또한, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예의 구성과 동일한 구성에 관해서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)은 에어탱크(510)와, 흡입기(100)와, 동력발생기(200)와, 연료 공급부(270)와, 점화부(260), 그리고 전환밸브(520)를 포함한다.
에어탱크(510)는 내부에 압축공기를 저장한다. 구체적으로, 에어탱크(510)는 내부에 압축공기를 충전할 수 있다.
흡입기(100)는 본 발명의 제1 실시예의 흡입기(100)와 동일한 구성을 포함할 수 있다. 따라서, 흡입기(100)의 유입부(111)를 통해 외기를 흡입할 수 있다.
동력발생기(200)는 본 발명의 제2 실시예의 동력발생기(200)와 동일한 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 동력발생기(200)로 공급되는 공기는 에어탱크(510)로부터 공급되거나, 흡입기(100)의 토출부(112)를 통해 공급될 수 있다.
연료 공급부(270)와 점화부(260)는 앞서 서술한 본 발명의 제4 실시예의 내연기관 시스템(301)이 포함하는 연료 공급부(270)와 점화부(260)와 동일한 구성으로 형성될 수 있다.
따라서, 유체가 동력발생기(200)의 유체 유입부(211)를 통해 유체유로(215)로 공급되고, 연료 공급부(270)에서 공급된 연료와 유체가 혼합된 혼합유체가 점화부(260)에 의해 착화되어 연소되며 폭발하는 압력에 의해 동력 피스톤(220)을 회전시켜 샤프트(250)에 회전동력을 발생할 수 있다.
전환밸브(520)는 에어탱크(510)의 저장된 압축공기 또는 흡입기(100)의 토출부(112)를 통해 토출된 외기가 선택적으로 동력발생기(200)에 공급되도록 할 수 있다.
즉, 전환밸브(520)의 전환에 따라 에어탱크(510)에 저장된 압축공기가 동력발생기(200)에 공급되거나, 흡입기(100)의 토출부(112)를 통해 토출된 외기가 동력발생기(200)에 공급될 수 있다.
따라서, 자동차와 같은 하이브리 동력발생 시스템(500)을 구비한 구동장치는 에어탱크(510) 또는 흡입기(100)를 통해 선택적으로 동력발생기(200)에 공기를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예의 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)은, 도 11에 도시한 바와 같이, 제어부(550)를 더 포함할 수 있다.
제어부(550)는 전환밸브(520)의 전환을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(550)는 전환밸브(520)를 전환시켜 에어탱크(510)에 저장된 압축공기가 동력발생기(200)에 공급되거나, 흡입기(100)의 토출부(112)를 통해 토출된 외기가 동력발생기(200)에 공급되도록 할 수 있다.
구체적으로, 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)은 속도 검출부(540)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 제어부(550)는 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)을 구비한 구동장치의 속도를 검출하여 속도 검출부(540)에서 검출된 속도 정보와 제어부(550)에 기설정된 설정 속도를 비교 판단하여 전환밸브(520)의 전환을 제어할 수 있다.
일예로, 속도 검출부(540)는 별도의 속도 검출 센서 또는 자동차의 엑셀의 회동 각도를 검출하여 감속 또는 가속 여부를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)의 흡입기(100)는 토출 체크밸브(160)를 더 포함할 수 있다.
토출 체크밸브(160)는 흡입기(100)의 토출부(112)에 설치될 수 있다. 구체적으로, 토출 체크밸브(160)는 토출부(112)의 토출배관에 설치되어 토출배관을 통과하는 토출유체가 다시 유로(115)로 재유입되는 것을 방지하기 위해 설치될 수 있다.
즉, 토출부(112)를 통해 유체가 흡입기(100)의 유로(115)외측으로 토출되는 경우 토출 체크밸브(160)는 개방되고, 토출부(112)를 통해 토출되는 유체가 없는 경우 토출 체크밸브(160)는 폐쇄될 수 있다.
또한, 제어부(550)는 제1 모드(551)와, 제2 모드(552), 그리고 제3 모드(553)를 포함할 수 있다.
도 10에 도시한 바와 같이, 제1 모드(551)는 제어부(550)가 전환밸브(520)를 제어하여 흡입기(100)를 토출한 유체가 에어탱크(510)로 공급 되도록 할 수 있다. 즉, 제1 모드(551)일 때, 흡입기(100)의 토출부(112)와 에어탱크(510)의 출입부(511)는 서로 연통될 수 있다. 이때, 동력발생기(200)로 공기는 공급되지 않는다.
구체적으로, 제1 모드(551)는 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)을 구비한 구동장치가 감속되는 경우 흡입기(100)의 회전샤프트(150)의 회전력을 이용하여 흡입기(100)의 유입부(111)를 통해 유입되는 외기를 흡입기(100)의 토출부(112)를 통해 에어탱크(510)의 출입부(511)로 유입되어 에어탱크(510)에 공기를 충전시킬 수 있다.
즉, 흡입기(100)의 유입부(111)를 통해 유입된 외기는 흡입기(100)의 토출부(112)를 통해 에어탱크(510)에 공급되고, 흡입기(100)의 피스톤(120)의 회전에 의해 에어탱크(510)에 공급되는 외기는 압축되며 에어탱크(510)에 충전될 수 있다.
구체적으로, 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)은 밸브(295)를 포함할 수 있다. 밸브(295)는 동력발생기(200)의 유체 유입부(211) 일측에 설치될 수 있다.
밸브(295)가 제1 모드(551)일 때 개방되어 외기가 유체유로(215) 내부로 공급되어 유체유로(215)를 따라 동력 피스톤(220)에 의해 이동된 후 유체 토출부(212)를 통해 배기될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제2 모드(552)는 제어부(550)가 전환밸브(520)를 제어하여 에어탱크(510)에 저장된 압축공기를 동력발생기(200)로 공급시킬 수 있다. 이때, 전환밸브(520)는 동력발생기(200) 에어탱크(510) 사이를 연통시키고 흡입기(100)의 토출부(112)를 폐쇄할 수 있다.
즉, 제2 모드(552)일 경우, 전환밸브(520)는 에어탱크(510)에 저장된 압축공기만 동력발생기(200)로 공급되도록 한다.
따라서, 제2 모드(552)는 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)을 구비한 구동장치가 제어부(550)에 기설정된 저속으로 구동되는 경우, 에어탱크(510)의 압축공기만으로 회전되는 동력발생기(200)의 샤프트(250)의 회전력에 의해 동력을 생산할 수 있다.
또한, 제2 모드(552)일 때, 제어부(550)는 동력발생기(200)로 연료를 공급하는 연료 공급부(270)와 점화부(260)의 동작을 정지시켜 동력발생기(200)에서 압축공기로 연소가 이루지지 않도록 할 수 있다.
즉, 제2 모드(552)일 때, 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)을 구비한 구동장치는 에어탱크(310)에 저장된 압축공기로만 구동될 수 있다.
따라서, 이러한 구동장치는 공기와 연료의 연소시 발생되는 배기가스에 포함되는 질소산화물 등을 효과적으로 저감시킬 수 있고, 연료의 소모를 효과적으로 저감시킬 수 있다.
본 발명의 제 5 실시예에 따른 하이브리드 동력발생 시스템(500)은 회전샤프트(150) 및 클러치(570)를 더 포함할 수 있다.
회전샤프트(150)는 본 발명의 제1 실시예의 흡입기(100)와 동일하게 형성될 수 있다.
클러치(570)는 흡입기(100)의 회전샤프트(150)의 일단부에 설치된 제1 클러치부(571)와 상기 제1 클러치부(571)와 계합되어 상기 회전샤프트(150)와 함께 회전될 수 있는 제2 클러치부(572)를 포함할 수 있다. 즉, 클러치(570)는 흡입기(100)의 회전샤프트(150)의 일단부와 흡입기(100)의 회전샤프트(150)의 일단부와 대향하는 동력발생기(200)의 샤프트(250) 사이에 설치될 수 있다.
구체적으로, 제2 클러치부(572)는 회전샤프트(150)의 일단부와 대향하는 동력발생기(200)의 샤프트(250)의 일단부에 설치되어 제1 클러치부(571)와 선택적으로 계합될 수 있다.
또한, 클러치(570)는 제어부(550)에 의해 제어될 수 있다.
구체적으로, 상술한 제2 모드(552)의 경우 제1 클러치부(571)와 제2 클러치부(572)가 이격되어 동력발생기(200)의 샤프트(250)의 회전으로만 동력이 발생될 수 있다.
따라서, 이러한 경우, 흡입기(100)를 구동시키기 위해 필요한 동력을 저감시키고, 압축공기만으로 주행할 수 있어 흡입기(100)의 구동을 위해 회전샤프트(150)를 회전시킬 때와 비교시 에너지 소모를 없앨 수 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 제3 모드(552)는 제어부(550)가 전환밸브(520)를 제어하여 에어탱크(510)에 저장된 압축공기 및 흡입기(100)의 토출부(112)를 통과한 외기가 함께 동력발생기(200)로 공급될 수 있다.
이때, 전환밸브(520)는 에어탱크(510)의 출입부(511)를 통과한 압축공기 및 흡입기(100)의 토출부(112)를 통과한 외기가 동력발생기(200)로 연통되도록 한다.
또한, 제어부(550)는 제3 모드(553)인 경우, 연료 공급부(270)와 점화부(260)를 동작시켜 동력발생기(200)의 유체유로(215) 내부로 연료를 분사하고 유체유로(215) 내부에서 연료와 유체가 혼합된 혼합유체가 착화되어 연소가 이루어 지도록 할 수 있다.
구체적으로, 제어부(550)는 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)을 구비한 구동장치가 제어부(550)에 기설정된 고속으로 구동되는 경우, 제3 모드(553)로 전환밸브(520)와, 연료 공급부(270), 그리고 점화부(260)를 제어하여 동력발생기(200)의 샤프트(250)의 회전을 향상시킬 수 있다.
즉, 구동장치가 고속으로 구동되는 경우, 동력발생기(200)의 유체 흡입부(211)로 유입되는 유체는 흡입기(100)의 토출부(111)를 통과한 외기 및 에어탱크(510)에 저장된 압축공기가 동력발생기(200)로 유입되어 연소될 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)은 압력 검출부(530)를 더 포함할 수 있다.
압력 검출부(530)는 에어탱크(510) 내부에 압력을 검출할 수 있다. 즉, 압력 검출부(530)는 에어탱크(510) 내부에 저장된 압축공기량을 검출할 수 있다.
또한, 제어부(550)는 제4 모드(554)를 더 포함할 수 있다.
제어부(550)는 에어탱크(510)에 저장된 압축공기가 동력발생기(200)로 공급되고, 흡입기(100)의 토출부(111)가 폐쇄되도록 전환밸브(520)를 제어한 경우, 압력검출 센서(530)에서 검출한 정보와 기설정 압력값을 비교하여 동력발생기(200)로 공급된 압축공기를 연소시킬 수 있다.
구체적으로, 압력 검출부(530)에서 검출한 정보가 기설정 압력값 이상이고 고속주행이 필요한 경우, 제어부(550)는 에어탱크(510)에 저장된 압축공기로 동력발생기(200)의 샤프트(250)를 효과적으로 회전시킬 수 없다고 판단하여 연료 공급부(270) 및 점화부(260)를 동작시켜 동력발생기(200)의 유체유로(215)에서 연소가 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 상술한 제4 모드(554)의 경우 제1 클러치부(571)와 제2 클러치부(572)가 이격되어 샤프트(250)의 회전만으로 동력이 발생될 수 있다. 즉, 제어부(550)는 제2 모드(552)와 제4 모드(554)인 경우 흡입기(100)의 회전샤프트(150)와 동력발생기(200)의 샤프트(250)를 이격시킬 수 있다.
따라서, 이러한 경우, 흡입기(100)를 구동시키기 위해 필요한 동력을 저감시켜 적은 연료로 고속주행을 할 수 있어 흡입기(100)의 구동을 위해 회전샤프트(150)를 회전시킬 때와 비교시 에너지 소모를 줄일 수 있다.
또한, 제어부(550)는 제1 모드(551)와 제3 모드(553)인 경우 흡입기(100)의 회전샤프트(150)와 동력발생기(200)의 샤프트(250)가 계합되도록 클러치(570)를 제어할 수 있다.
압력검출 센서(530)에서 검출한 정보가 기설정 압력값 이상인 경우, 제어부(550)가 에어탱크(510)에 저장된 압축공기를 동력발생기(200)로 공급되도록 하며 흡입기(100)의 토출부(111)가 폐쇄되도록 전환밸브(520)를 제어하고, 압력검출 센서(530)에서 검출한 정보가 기설정 압력값 미만인 경우, 제어부(550)는 클러치(570) 및 전환밸브(520)를 제어하여 흡입기(100)를 통해 동력발생기(200)로 공기가 공급되도록 할 수 있다.
구체적으로, 제어부(550)는 회전샤프트(150)와 샤프트(250)가 서로 계합되도록 클러치(570)를 제어하고, 흡입기(100)를 통해 동력발생기(200)로 공기가 공급되도록 전환밸브(520)를 제어할 수 있다.
따라서, 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)의 제어부(550)는 속도에 따라 기설정된 값 또는 에어탱크(510) 내부의 저장된 압축공기의 압력에 따라 다양한 모드로 동작될 수 있다.
즉, 종래의 자동차의 주행이 이루어지는 경우 항상 연소가 이루어지는 것과는 달리 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)을 구비한 구동장치의 상태에 따라 선택적으로 동력발생기(200)에서 연소가 이루어지도록 하며 감속시 에어탱크(510)에 공기를 충전할 수 있고, 저속시 에어탱크(510)의 압축된 공기만으로 동력을 발생할 수 있어 질소산화물을 포함하는 배기가스의 배출을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)은 물 공급부(280)를 더 포함할 수 있다.
물 공급부(280)는 앞서 서술한 본 발명의 제4 실시예의 물 공급부(280)와 동일한 구성으로 형성될 수 있다.
물 공급부(280)는 제어부(550)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 물 공급부(280)는 연료 공급부(270) 및 점화부(260)가 제어부(550)에 의해 동작되어 동력발생기(200) 내부에서 연소가 이루어진 후, 가열된 유체유로(215) 내부에 물을 분사시켜 기화된 유체의 압력으로 동력 피스톤(220)을 회전시킬 수 있다.
또한, 물 공급부(280)는 제어부(550)에 의해 연료 공급부(270) 및 점화부(260)와 교호하게 제어될 수 있다. 구체적으로, 동력 피스톤(220)이 유체유로(215)를 따라 1회전 하는 동안 연료 공급부(270) 및 점화부(260)는 동작되고 물 공급부(280)는 정지되며, 이후, 동력 피스톤(220)이 유체유로(215)를 따라 1회전 하는 동안 연료 공급부(270) 및 점화부(260)는 정지되고 물 공급부(280)가 동작될 수 있다.
일예로, 제어부(550)는 제3 모드(553) 및 제4 모드(554)일 경우 물 공급부(280)를 동작시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어 하이브리드 동력발생 시스템(500)은 연료에 의한 연소뿐만 아니라 물 공급부(280)를 이용하여 기화된 증기로 동력 피스톤(220)을 회전시킬 수 있어 연료를 저감시킬 수 있고, 배기가스에 포함된 질소산화물을 저감시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<부호의 설명>
100: 흡입기 110: 하우징
111: 유입부 112: 토출부
115: 유로
120: 피스톤 130: 개폐부
133: 복수의 개폐부재 135: 힌지축
139: 탄성부재 150: 회전샤프트
200: 동력발생기 201: 중공부
210: 동력발생 하우징 211: 유체 유입부
212: 유체 토출부 215: 유체유로
220: 동력 피스톤 230: 유로 개폐부
233: 복수의 유로 개폐부재 239: 탄성체
235: 걸림턱
260: 점화부 270: 연료 공급부
280: 물 공급부 301: 내연기관 시스템
401: 외연기관 시스템 410: 순환배관
420: 보일러 430: 냉각기
500: 에어 하이브리드 동력발생 시스템 510: 에어탱크
520: 전환밸브 530: 압력 검출부
550: 제어부 551: 제1 모드
552: 제2 모드 553: 제3 모드
554: 제4 모드 570: 클러치

Claims (12)

  1. 원형의 하우징 내부에 환형(環形)으로 형성된 유로;
    상기 하우징의 일측에 설치되어 상기 유로로 유체 유입을 안내하는 유입부;
    상기 하우징의 타측에 설치되며 상기 유입부로 유입되어 상기 유로를 통과한 유체의 토출을 안내하는 토출부;
    상기 유로 상에 배치되어 상기 유로를 따라 회전하며 상기 유입부를 통해 유입된 유체를 압축시키는 피스톤; 및
    상기 유입부와 상기 토출부 사이의 상기 유로 상에 설치되고, 복수의 개폐부재 및 상기 복수의 개폐부재와 상기 유로 사이에 설치되어 상기 복수의 개폐부재를 각각 지지하는 탄성부재를 포함하여 상기 피스톤의 가압에 따라 상기 유로를 개폐하는 개폐부
    를 포함하며,
    상기 복수의 개폐부재는,
    상기 피스톤에 의한 가압이 해제되면, 상기 유로를 폐쇄하는 방향으로 상기 복수의 개폐부재의 외주면을 가압하는 유체의 가압력과, 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 흡입기.
  2. 제1항에서,
    상기 개폐부는,
    상기 복수의 개폐부재가 상기 유로를 개방할 때, 상기 복수의 개폐부재가 일측을 중심으로 각각 회동되며 서로 멀어지는 방향으로 회전되도록 하는 힌지축을 더 포함하는 흡입기.
  3. 제2항에서,
    상기 피스톤은,
    상기 유로를 따라 이동하는 제1 피스톤; 및
    상기 제1 피스톤과 180도(°)의 위상차를 가지며 상기 유로를 따라 이동하는 제2 피스톤
    을 포함하는 흡입기.
  4. 중심에 중공부가 형성된 원형의 동력발생 하우징;
    상기 동력발생 하우징 내부에 환형(環形)으로 형성된 유체유로;
    상기 동력발생 하우징의 일측에 설치되어 상기 유체유로로 유체 유입을 안내하는 유체 유입부;
    상기 동력발생 하우징의 타측에 설치되어 상기 유체 유입부로 유입되어 상기 유체유로를 통과한 유체의 토출을 안내하는 유체 토출부;
    상기 유체유로 상에 배치되어 상기 유체 유입부를 통해 유입된 유체에 의해 상기 유체유로를 따라 회전되는 동력 피스톤;
    상기 동력발생 하우징의 중공부를 관통하고, 상기 동력 피스톤과 연결되어 상기 동력 피스톤의 회전시 함께 회전하는 샤프트; 및
    상기 유체 유입부와 상기 유체 토출부 사이의 상기 유체유로 상에 설치되고, 복수의 유로 개폐부재와 상기 복수의 유로 개폐부재와 상기 유체유로 사이에 설치되어 상기 복수의 유로 개폐부재를 각각 지지하는 탄성체, 그리고 상기 복수의 유로 개폐부재가 상기 동력 피스톤의 이동방향을 따라 슬라이딩되는 것을 제한하기 위한 걸림턱을 포함하는 유로 개폐부
    를 포함하며,
    상기 복수의 유로 개폐부재는,
    상기 동력 피스톤의 가압력에 의해 상기 동력 피스톤의 이동방향을 따라 슬라이딩되며 상기 복수의 유로 개폐부재가 서로 멀어지는 방향으로 이동되며 상기 유체유로를 개방하고, 상기 동력 피스톤의 가압력이 해제될 때 상기 유체유로를 폐쇄하는 방향으로 상기 복수의 유로 개폐부재와 상기 걸림턱 사이에 있는 유체의 가압력과 상기 탄성체의 탄성력에 의해 상기 유체유로를 폐쇄하는 것을 특징으로 동력발생기.
  5. 제4항에서,
    상기 동력 피스톤은,
    상기 유체유로를 따라 이동하는 제1 동력 피스톤; 및
    상기 제1 동력 피스톤과 180도(°)의 위상차를 가지며 상기 유체유로를 따라 이동하는 제2 동력 피스톤
    을 포함하는 동력발생기.
  6. 내부에 유체가 저유된 순환배관;
    상기 순환배관을 가열하여 상기 순환배관 내부에 저유된 유체를 기화시키는 보일러;
    상기 보일러에 의해 기화된 유체가 유입되는 제4항의 동력발생기;
    상기 동력발생기를 통과하여 토출된 유체가 저유된 상기 순환배관을 냉각시키는 냉각기; 및
    상기 냉각기에 의해 냉각된 상기 순환배관의 유체를 상기 보일러로 공급하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 흡입기
    를 포함하는 외연기관 시스템.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 흡입기;
    제4항의 동력발생기;
    상기 동력발생기의 유체유로에 연료를 공급하는 연료 공급부;
    상기 연료 공급부에서 공급된 연료와 혼합된 상기 동력발생기의 유체유로를 통과하는 유체를 착화(着火)시키는 점화부; 및
    상기 동력발생기의 유체유로에 물을 공급하는 물 공급부
    를 포함하며,
    상기 물 공급부는,
    상기 동력발생기의 유체유로 내부가 가열된 경우, 상기 동력발생기의 유체유로 내부로 물을 공급하여 기화된 증기를 이용하여 상기 동력발생기의 동력 피스톤을 회전시키는 것을 특징으로 하는 내연기관 시스템.
  8. 내부에 압축공기가 저장되는 에어탱크;
    외기를 유입하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 흡입기;
    상기 흡입기를 통과한 유체가 유입되는 제4항의 동력발생기;
    상기 동력발생기의 유체유로에 연료를 공급하는 연료 공급부;
    상기 연료 공급부에서 공급된 연료와 혼합된 상기 동력발생기의 유체유로를 통과하는 유체를 착화(着火)시키는 점화부; 및
    상기 에어탱크, 상기 흡입기, 그리고 상기 동력발생기 사이에 설치되어 상기 에어탱크와 상기 흡입기 그리고 상기 동력발생기로 유체의 출입을 전환 가능한 전환밸브
    를 포함하는 에어 하이브리드 동력발생 시스템.
  9. 제8항에서,
    상기 전환밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 흡입기를 토출한 유체가 상기 에어탱크로 공급 되도록 상기 전환밸브를 제어하는 제1 모드와, 상기 에어탱크의 압축공기가 상기 동력발생기로 공급 되도록 상기 전환밸브를 제어하는 제2 모드와, 상기 에어탱크의 압축공기 및 상기 흡입기를 토출한 유체가 상기 동력발생기로 공급 되도록 상기 전환밸브를 제어하는 제3 모드를 포함하는 에어 하이브리드 동력발생 시스템.
  10. 제9항에서,
    상기 에어탱크의 내부 압력을 검출하는 압력 검출부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 에어탱크의 압축공기가 상기 동력발생기로 공급 되도록 상기 전환밸브를 제어하고, 상기 압력 검출부의 검출 정보 따라 상기 동력발생기로 공급된 유체를 연소시키는 제4 모드를 더 포함하는 에어 하이브리드 동력발생 시스템.
  11. 제10항에서,
    상기 흡입기의 피스톤과 연결된 회전샤프트; 및
    상기 회전샤프트의 일단부와 상기 회전샤프트의 일단부와 대향하는 상기 샤프트의 일단부 사이에 설치되어 상기 회전샤프트와 상기 샤프트가 서로 계합 가능하게 하는 클러치를 더 포함하며,
    상기 클러치는,
    상기 제어부에 의해 제어되며 상기 제2 모드와 상기 제4 모드일 때, 상기 회전샤프트와 상기 샤프트를 서로 이격 시키는 것을 특징으로 하는 에어 하이브리드 동력발생 시스템.
  12. 제11항에서,
    상기 동력발생기의 유체유로에 물을 공급하는 물 공급부를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 물 공급부와 상기 점화부를 교호하게 제어하며, 상기 동력발생기의 유체유로 내부가 가열된 경우 상기 동력발생기의 유체유로 내부로 물을 공급하여 기화된 증기를 이용하여 상기 동력발생기의 동력 피스톤을 회전시키는 것을 특징으로 하는 에어 하이브리드 동력발생 시스템.
PCT/KR2015/003952 2014-04-21 2015-04-21 흡입기, 동력발생기, 흡입기와 동력발생기를 이용한 외연기관 시스템, 흡입기와 동력발생기를 이용한 내연기관 시스템, 흡입기와 동력발생기를 이용한 에어 하이브리드 동력발생 시스템. Ceased WO2015163661A1 (ko)

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