KR100477352B1 - 프리피스톤식비루미에싸이클기관 - Google Patents

프리피스톤식비루미에싸이클기관 Download PDF

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Abstract

재생주기를 사용한 외연기관인 프리피스톤식 VM기관에 있어서, 저온디스프레이서(9)내를 중공으로해서 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)로하고 저온디스프레이서로드(11)를 중공으로해서 고온디스프레이서로드(10)를 수납시키는 중공실로함과 동시에 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)로 한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관.
또 상기한 구성에 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)과 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)과를 연달아 통하는 가스스프링실 통로(30)나 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)내에 고온디스프레이서용 기계스프링(18)을 또 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)내에 저온디스프레이서로드(11)에 장착되는 저온디스프레이서용 기계스프링(19)을 설치하는 것을 고려할 수 있다.

Description

프리피스톤식 비루미에싸이클기관
본 발명은 프리피스톤식 비루미에싸이클기관(free piston Vuillermier machine)(이하 프리피스톤식 VM기관이라 약칭한다)에 관한 것이며 특히 VM기관전체를 소형화해서 공기조화기, 및 냉동기등에 아주 적당한 프리피스톤식 VM기관에 관한 것이다.
도11은 종래의 이런종류의 프리피스톤식 VM기관의 기본구조를 나타내는 도면이며 이 도면을 참조해서 그 구조 및 동작에 대해 설명한다.
도11에 있어서, 고온디스프레이서(displacer)는 직경(a)의 디스프레이서 피스톤로드(102)와 직경(b)의 디스프레이서 피스톤로드(103)가 직렬로 연결된 단차이로드를 갖고 디스프레이서 피스톤로드(103)의 단말부에는 선형작동기(104)에 의해 강제적으로 제11도상에서 상하로 구동된다.
한편 도11에 있어서 원통형의 슬리브(105a),(105b)의 외측에는 도면에서 위로부터 순차로 고온측고온부 열교환기(106a), 고온측재생기(107), 고온측중온부 열교환기(108), 저온측중온부 열교환기(109), 저온측재생기(110) 및 저온측저온부 열교환기(111)가 배치되고 고온측중온부 열교환기(108)와 저온측중온부 열교환기(109)와는 링형상부(112)를 거쳐서 일체로 되어 있다.
다시또 고온측재생기(107), 고온측중온부 열교환기(108), 저온측중온부 열교환기(109)의 외측에는 각각 고온측원통형셸(113), 중온측원통형셸(114a),(114b)이 배치되고 또 저온측재생기(110)및 저온측저온부 열교환기(111)의 외측에는 저온측원통형셸(115)이 배치되어서 외부와 격리된다.
고온측원통형셸(113)의 머리부에는 전기히터(106)가 설치되고 난방용으로서 고온측중온부 열교환기(108) 및 저온측중온부 열교환기(109)로부터 열을 빼내고 또 냉방용으로서 저온측저온부 열교환기(111)로부터 냉열이 부여된다.
반송용매체로서는 물이 각각의 열교환기의 외측에 배치된다.
여기서 전기히터(106)에 의해 가열된 고온작동공간(116) 및 중온작동공간(117)내의 헬륨등의 작동가스에 의해 고온측중온부 열교환기(108)를 거쳐서 외측의 물을 가열하고 한편 저온작동공간(118)및 중온작동공간(117)내의 작동가스는 저온측중온부 열교환기(109)를 거쳐서 외측의 물을 가열함과 동시에 저온측저온부 열교환기(111)를 거쳐서 외측의 물로부터 열을 빼았는다.
이때 고온디스프레이서(101)의 상하운동은 작동가스를 고온작동공간(116)과 중온작동공간(117)과의 사이를 고온측고온부 열교환기(106a), 고온측재생기(107)및 고온측중온부 열교환기(108)를 통해서 교대시킨다.
또 저온디스프레이서(119)의 상하운동은 작동가스를 저온작동공간(118)및 중온작동공간(117)의 사이를 저온측저온부 열교환기(111), 저온측재생기(110)및 저온측중온부 열교환기(109)를 통해서 교대시킨다.
이때 고온의 작동가스와 중온의 작동가스와 저온의 작동가스와의 비율이 변화하므로서 작동실내의 작동가스에 압력변동이 생기지만 이 압력변동과 디스프레이서 피스톤로드(102),(103)의 직경 (a) 및 (b)의 차이에 의해 일어나는 용적변화에의해 저온디스프레이서내의 가스스프링실에 생기는 압력변동과의 차이압력에 의해 저온디스프레이서(119)에 진동력이 생겨 고온디스프레이서(101)과는 어떤 일정한 위상차를 갖도록 저온디스프레이서(119)가 작동한다.
이때 각 재생기(107),(110)의 축열작용에 의해 각 작동공간은 온도가 일정하게 유지된다.
기관으로서의 출력은 각 열교환기(108),(109)및 (111)의 열의 방출, 흡수를 난방 냉방으로서 이용하고 있는 것이다.
또 120은 저온디스프레이서용 보조기계스프링, 121은 작동공간(118)을 위한 로드밀봉부, 122는 고온디스프레이서용 기계스프링, 123은 선형작동기 및 고온디스프레이서용 기계스프링을 장착하고 있는 완충실, 125는 저온디스프레이서내 가스스프링실이다.
그런데 종래의 프리피스톤식 VM기관에서는 상기와 같이 구성되어 있기 때문에 다음과 같은 문제점이 있었다.
(1) 고온디스프레이서용 기계스프링과 선형작동기가 기관외의 완충실에 설치되어 있기 때문에 VM기관전체가 커지게 된다.
(2) 저온실내를 디스프레이서로드가 관통하기 때문에 밀봉부를 배치할 필요가 있고 이 밀봉부에서 가스누설이나 마찰손실이 발생할 우려가 있다.
(3) 양디스프레이서의 작동기구상 가스스프링실의 용량을 적게할 수가 없고 기관이 커지게 된다.
본발명은 상기한 문제점을 해결할 수 있게 한 프리피스톤식 VM기관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본발명의 제1의 형태에 의하면 재생 싸이클을 사용하는 외연기관인 프리피스톤식 VM기관에 있어서, 저온디스프레이서내를 중공(中空)으로 해서 저온디스프레이서용 가스스프링실로하고, 저온디스프레이서로드를 중공으로 해서 고온디스프레이서로드를 수납시키는 중공실로함과 동시에 고온디스프레이서용 가스스프링실로 한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
본발명의 제2의 형태에 의하면 바람직하게는 상기한 제1의 형태에 있어서 고온디스프레이서용 가스스프링실과 저온디스프레이서용 가스스프링실과를 연달아 통하는 가스스프링통로를 형성한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
본발명의 제3의 형태에 의하면 바람직하게는 상기한 제1의 형태에 있어서 고온디스프레이서용 가스스프링실내부에 고온디스프레이서용 기계스프링을 내장시키고 또 저온디스프레이서용 가스스프링실내에 저온디스프레이서로드에 장착되는 저온디스프레이서용 기계스프링을 설치하도록 한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
본발명의 제4의 형태에 의하면 바람직하게는 상기한 제3의 형태에 있어서 외부에 고온디스프레이서용 가스스프링실의 용적을 조정하기 위한 고온가스스프링실용 저수조를 설치한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
본발명의 제5의 형태에 의하면 바람직하게는 상기한 제3의 형태에 있어서, 외부에 고온디스프레이서용 가스스프링실의 용적을 조정하기 위한 고온가스스프링실용 실린더, 고온가스스프링실용 피스톤을 설치하고 이 고온가스스프링실용 피스톤을 가동자석코일 및 고정자석코일로 된 작동기에 의해 구동시키도록 한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
본발명의 제6의 형태에 의하면 바람직하게는 상기한 제5의 형태에 있어서, 상기한 작동기와 연달아 작동하는 외부보조기용구동기를 부가시키도록 한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
본발명의 제7의 형태에 의하면 상기한 제2의 형태에 있어서, 고온디스프레이서용 가스스프링실내부에 고온디스프레이서용 기계스프링을 내장시키고 또 저온디스프레이서용 가스스프링실내에 저온디스프레이서로드에 장착되는 저온디스프레이서용 기계스프링을 설치하도록 한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
본발명의 제8의 형태에 의하면 바람직하게는 상기한 제7의 형태에 있어서, 외부에 고온디스프레이서용 가스스프링실의 용적을 조정하기 위한 고온가스스프링실용저수조를 설치하도록 한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
본발명의 제9의 형태에 의하면 바람직하게는 상기한 제7의 형태에 있어서, 외부에 고온디스프레이서용 가스스프링실의 용적을 조정하기 위한 고온가스스프링실용실린더, 고온가스스프링실용 피스톤을 설치하고 이 고온가스스프링실용 피스톤을 가동자석코일 및 고정자석코일로 된 작동기에 의해 구동시키도록 한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
본발명의 제10의 형태에 의하면 바람직하게는 상기한 제9의 형태에 있어서, 상기한 작동기와 연달아 작동하는 외부보조기용구동기를 부가시키도록 한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
본발명의 기타의 특징과 이점은 첨부도면을 참조한 다음의 설명으로 명백해질 것이다.
(실시예)
다음에 도1 내지 도10을 참조해서 본발명의 각종실시의 형태를 설명한다.
도1은 본발명의 제1의 실시형태인 프리피스톤식 VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도이며, 다음에 동도면을 사용해서 본실시의 형태를 구체적으로 설명한다.
동도면에 있어서 1은 고온실, 2는 고온부중온실, 3은 저온부중온실, 4는 저온실, 5는 고온디스프레이서용 가스스프링실, 6은 저온디스프레이서용 가스스프링실이다.
또 7은 고온부중온실(2)과 저온부중온실(3)을 연달아 통하는 통로, 8은 고온디스프레이서, 9는 저온디스프레이서, 10은 고온디스프레이서로드, 11은 저온디스프레이서로드이다.
또(12는 히터, 13은 고온측재생기, 14는 저온측재생기, 15는 고온부방열기, 16은 저온부방열기, 17은 냉각기이다.
이 제1의 실시의 형태에 의하면 상기와 같이 저온디스프레이서내를 중공으로해서 저온디스프레이서용 가스스프링실로 하고 저온디스프레이서로드를 중공으로 해서 고온디스프레이서로드를 수납시키는 중공실로함과 동시에 고온디스프레이서용 가스스프링실로 하도록 구성했다.
이와같은 구성에 의해 다음과같은 우수한 효과를 갖는다.
종래와같이 저온실내를 로드가 관통할 필요가 없기때문에 밀봉이 불필요하게되고 또 가스누설이 없어지고 열손실이나 마찰에 의한 기계손실등이 저감된다.
종래에 VM기관의 외부에 설치되어있든 고온디스프레이서용 기계스프링을 본발명에서는 기관의 내부에 배치되는 저온디스프레이서로드의 내부에 수납시키도록했기때문에 VM기관전체의 구성이 현저히 소형화된다.
따라서, 공기조화기, 및 냉동기등에 아주 적당한 프리피스톤식 VM기관이 얻어진다.
도2는 본발명의 제2의 실시의 형태인 프리피스톤식 VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도이다.
다음에 이도면을 사용해서 그것을 설명하지만 도2에 있어서 도1에 나타낸 제1의 실시형태와 동일 또는 대응하는 구성부품은 동일한 참조번호로 나타내고 제1의 실시형태와 동일한 기능 작용에 대해서는 설명을 생략한다.
제2의 실시의 형태가 제1의 실시형태와 다른점은 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)과 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)을 연달아 통하게 하기위한 가스스프링실통로(30)를 설치한 점이다.
이와같은 가스스프링실통로(30)에 의해 고온디스프레이서용 가스스프링실(5) 및 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)을 연달아 통하게 했기때문에 고온디스프레이서로드(10)의 상하운동에 의해 생기는 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)내의 가스스프링작용에 요구되는 동실의 용적을 적게할 수 있기때문에 VM기관을 소형으로 설계할 수 있다.
도3은 본발명의 제3의 실시의 형태인 프리피스톤식 VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도이다.
다음에 이도면을 사용해서 그것을 설명하지만 도3에 있어서 도1에 나타낸 제1의 실시형태와 동일 또는 대응하는 구성부품은 동일한 참조번호로 나타내고 제1의 실시형태와 동일한 기능 작용에 대해서는 설명을 생략한다.
제3의 실시의 형태가 제1의 실시형태와 다른점은 고온디스프레이서용 가스스프링실내에 고온디스프레이서용 기계스프링(18)을 설치하고 또 저온디스프레이서용 가스스프링실내에 저온디스프레이서로드에 장착되는 저온디스프레이서용 기계스프링(19)를 설치한 점이다.
이와같은 구성에 의해 다음과같은 우수한 효과를 갖는다.
종래와 같이 저온실내를 로드가 관통할 필요가 없기때문에 밀봉이 불필요하게되고 또 가스누설이 없어지고 열손실이나 마찰에 의한 기계손실등이 저감된다.
종래에 VM기관의 외부에 설치되어있던 고온디스프레이서용 기계스프링을 본발명에서는 기관의 내부에 배치되는 저온디스프레이서로드의 내부에 수납시키도록했기때문에 VM기관전체의 구성이 현저히 소형화된다.
따라서, 공기조화기 및 냉동기등에 아주 적당한 프리피스톤식 VM기관이 얻어진다.
고온측과 저온측의 각 가스스프링 및 기계스프링을 독립해서 적절한 값으로 설계할 수가 있다.
도4는 본발명의 제4의 실시의 형태인 프리피스톤식 VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도이다.
다음에 이도면을 사용해서 그것을 설명하지만 도4에 있어서 도3에 나타낸 제3의 실시형태와 동일 또는 대응하는 구성부품은 동일한 참조번호로 나타내고 제3의 실시형태와 동일한 기능 작용에 대해서는 설명을 생략한다.
도4에서 22는 고온가스스프링실용 저수조, 20은 저수조용가스통로, 21은 유량조정밸브이다.
이 제4의 실시의 형태는 상기한 제3의 실시의 형태에 있어서 다시또 기관의 외부에 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)과 가스통로(20) 및 유량조정밸브(21)를 거쳐서 연달아 통하는 고온가스스프링실용 저수조(22)를 구성한점에 구성상의 특징이 있다.
이 제4의 실시의 형태에서는 상기와같이 특히 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)과 연달아 통하는 가스스프링실용 저수조(22)를 외부에 설치했기때문에 그분(分)만큼 기관내부에 설치되는 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)의 크기는 적게되고 기관전체가 소형화된다.
또한, 고온가스스프링실용 저수조(22)에 공급되는 가스는 유량조정밸브(21)에의해 소망의 값으로 조정할 수가 있다.
또, 종래와같이 저온실내를 로드가 관통하는 구성이 아니기 때문에 밀봉이 불필요하게되고 또 가스누설이 없어지고 열손실이나 마찰에 의한 기계손실등이 저감된다.
또, 종래에 VM기관에서는 VM기관의 외부에 설치되어 있던 고온디스프레이서용 기계스프링을 본실시의 형태에서는 기관의 내부에 배치되는 저온디스프레이서로드의 내부에 수납시키도록 했기때문에 이점에서도 VM기관전체의 구성이 현저히 소형화된다.
도5는 본발명의 제5의 실시의 형태인 프리피스톤식 VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도이다.
다음에 이도면을 사용해서 그것을 설명하지만 도5에 있어서 도3에 나타낸 제3의 실시형태와 동일 또는 대응하는 구성부품은 동일한 참조번호로 나타내고 제3의 실시형태와 동일한 기능 작용에 대해서는 설명을 생략한다.
이 제5의 실시의 형태는 도5에 나타내는 바와같이 상기한 제4의 실시의 형태의 고온가스스프링실용 저수조(22)대신에 고온가스스프링실용 실린더(23)과 이 실린더(23)에 내장되는 피스톤(24), 피스톤유지용스프링(25), 가동자석코일(26)및 고정자석코일(27)에 의해 이루어지는 고온디스프레이서용 가스스프링실의 용적조정수단을 실린더용가스통로(20a)에 유량조정밸브(21)를 거쳐서 연결하도록 한 점에 그 구성상의 특징이 있다.
이 제5의 실시형태에서는 고온디스프레이서용 가스스프링실의 용적조정수단에 의한 조정은 고온가스프링실용 피스톤을 가동자석코일 및 고정자석코일로 된 작동기에 의해 구동시키므로서 행하기 때문에 용적이 고정형인 제4의 실시의 형태의 고온가스스프링실용 저수조에 비해 고온가스스프링실용 실린더의 크기를 적게할 수가 있다.
또한, 고온가스스프링실용 실린더(23)에 공급되는 가스는 유량조정밸브(21)에의해 소망의 값으로 조정할 수가 있다.
또, 밀봉이 불필요하게되고 또 가스누설이 없어지고 열손실이나 마찰에 의한 기계손실등이 저감되는 점은 제3의 실시형태와 같다.
도6은 본발명의 제6의 실시의 형태인 프리피스톤식 VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도이다.
다음에 이도면을 사용해서 그것을 설명하지만 도6에 있어서 도5에 나타낸 제5의 실시형태와 동일 또는 대응하는 구성부품은 동일한 참조번호로 나타내고 제5의 실시형태와 동일한 기능 작용에 대해서는 설명을 생략한다.
이 제6의 실시의 형태는 도6에 나타내는 바와같이 상기한 제5의 실시의 형태의 구성에 있어서,다시또 상기한 작동기와 연달아 작동하는 외부보조기용구동기를 추가한것이다.
또한 이 외부보조기용구동기는 공기송풍기 및 물펌프등을 이용가능하며 도시한 바와같이 보조기실린더(38), 보조기피스톤(39), 피스톤유지용스프링(40), 다이어프램(41), 흡입포트(42) 및 배출포트(43)에 의해 구성되고 필요에 따라 보조기피스톤(39)에 크랭크기구를 부가하도록 해도된다.
본실시의 형태에서 설치되는 고온가스스프링실용 실린더의 작동기와 연달아 작동하는 보조기실린더등의 보조기의 존재에 의해 VM기관에 통상 별도 설치되는 외부보조기는 불필요하게 되었다.
또한, 본발명의 실시형태에서도 고온가스스프링실용 실린더(23)에 공급되는 가스는 유량조정밸브(21)에 의해 소망의 값으로 조정할 수가 있고, 또 밀봉이 불필요하게 되고 또 가스누설이 없어지고 열손실이나 마찰에 의한 기계손실등이 저감되는점은 제4의 실시형태와 같다.
도7은 본발명의 제7의 실시의 형태인 프리피스톤식 VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도이다.
다음에 이도면을 사용해서 그것을 설명하지만 도7에 있어서 도3에 나타낸 제3의 실시형태와 동일 또는 대응하는 구성부품은 동일한 참조번호로 나타내고 제3의 실시형태와 동일한 기능 작용에 대해서는 설명을 생략한다.
제7의 실시의 형태가 제3의 실시형태와 다른점은 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)과 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)을 연달아 통하게 하기위한 가스스프링실통로(30)를 설치한 점이다.
이와같은 가스스프링실통로(30)에 의해 고온디스프레이서용 가스스프링실(5) 및 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)을 연달아 통하게 했기때문에 고온디스프레이서로드(10)의 상하운동에 의해 생기는 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)내의 가스스프링작용에 요구되는 동실의 용적을 적게할 수 있기때문에 VM기관을 소형으로 설계할수있다.
이 제7의 실시의 형태에의하면 제3의실시형태와 같이 저온디스프레이서내를 중공으로해서 저온디스프레이서용 가스스프링실로 하고 저온디스프레이서로드를 중공으로해서 고온디스프레이서로드를 수납시키는 중공실로함과 동시에 고온디스프레이서용 가스스프링실로 하고, 또 고온디스프레이서용 가스스프링실과 저온디스프레이서용 가스스프링실과를 연달아 통하는 가스스프링실통로를 형성하도록 한 구성이기때문에 다음과같은 우수한 효과를 갖는다.
종래와같이 저온실내를 로드가 관통할 필요가 없기때문에 밀봉이 불필요하게되고 또 가스누설이 없어지고 열손실이나 마찰에 의한 기계손실등이 저감된다.
종래에 VM기관의 외부에 설치되어있던 고온디스프레이서용 기계스프링을 본발명에서는 기관의 내부에 배치되는 저온디스프레이서로드의 내부에 수납시키도록하고 더구나 고온디스프레이서용 가스스프링실과 저온디스프레이서용 가스스프링실을 상호 공용하도록 했기때문에 고온디스프레이서용 가스스프링실의 용적이 축소되고 VM기관전체의 크기를 대폭으로 소형화할 수 있다.
따라서, 공기조화기 및 냉동기등에 아주 적당한 프리피스톤식 VM기관이 얻어진다.
도8은 본발명의 제8의 실시의 형태인 프리피스톤식 VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도이다.
다음에 이도면을 사용해서 그것을 설명하지만 도8에 있어서 도7에 나타낸 제7의 실시형태와 동일 또는 대응하는 구성부품은 동일한 참조번호로 나타내고 제7의 실시형태와 동일한 기능 작용에 대해서는 설명을 생략한다.
또한 22는 고온가스스프링실용저수조, 20은 저수조용가스통로, 21은 유량조정밸브이다.
제8의 실시의 형태가 제7의 실시형태와 다른점은 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)과 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)의 양쪽의 용적을 조정하기 위한 가스스프링실용 저수조(22)를 외부에 설치한 점이다.
이 제8의 실시형태의 것에서는 고온디스프레이서용 가스스프링실(5) 및 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)의 양쪽으로 연달아 통하는 가스스프링실용 저수조(22)를 외부에 설치했기 때문에 그 분만큼 기관내부에 설치되는 고온디스프레이서용 가스스프링실(5) 및 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)의 양쪽의 크기는 적게되고 기관전체가 소형화된다.
또한, 저수조(22)에 공급되는 가스는 유량조정밸브(21)에 의해 소망의 값으로 조정할 수가 있다.
또, 종래와같이 저온실내를 로드가 관통하는 구성이 아니기 때문에 밀봉이 불필요하게 되고, 또 가스누설이 없어지고 열손실이나 마찰에 의한 기계손실등이 저감된다.
또, 종래의 VM기관에서는 기관의 외부에 설치되어있던 고온디스프레이서용 기계스프링을 본실시형태의 것에서는 기관의 내부에 배치되는 저온디스프레이서로드의 내부에 수납시키도록 했기때문에 이점에서도 VM기관전체의 크기를 대폭으로 소형화할 수 있다.
도9는 본발명의 제9의 실시의 형태인 프리피스톤식 VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도이다.
다음에 이도면을 사용해서 그것을 설명하지만 도9에 있어서 도8에 나타낸 제8의 실시형태와 동일 또는 대응하는 구성부품은 동일한 참조번호로 나타내고 제8의 실시형태와 동일한 기능 작용에 대해서는 설명을 생략한다.
이 제9의 실시의 형태는 상기한 제8의 실시의 형태의 변형으로서 이 실시의 형태가 제8실시의 형태와 다른점은 제8의 실시의 형태의 고온 저온 양디스프레이서용 가스스프링실의 용량을 조절하기 위한 저수조(22)대신에 양디스프레이서용 가스스프링실의 용량을 조절하기 위한 수단으로서 실린더(23)과 이 실린더(23)에 내장되는 피스톤(24), 피스톤유지용 스프링(25), 가동자석코일(26) 및 고정자석코일(27)을 설치하고 실린더용가스통로(20a)에 유량조정밸브(21)를 거쳐서 연결하도록한점에 그 구성상의 특징이 있다.
이 제9의 실시형태에서는 고온 저온 양디스프레이서용 가스스프링실의 용적조정수단에 의한 조정은 피스톤을 가동자석코일 및 고정자석코일로된 작동기에 의해 구동시키므로서 행하기때문에 용적이 고정형인 제8의 실시의 형태의 고온 저온 양가스스프링실용의 저수조에 비해 실린더의 크기를 적게할 수가 있다.
또한, 고온 저온 양가스스프링실용 실린더(23)에 공급되는 가스는 유량조정밸브(21)에 의해 소망의 값으로 조정할 수가 있다.
또, 밀봉이 불필요하게 되고, 또 가스누설이 없어지고 열손실이나 마찰에 의한 기계손실등이 저감되는 점은 제7의 실시형태와 같다.
도10은 본발명의 제10의 실시의 형태인 프리피스톤식 VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도이다.
다음에 이도면을 사용해서 그것을 설명하지만 이 제10의 실시의 형태는 상기한 제9의 실시의 형태의 변형으로서 도10에 있어서 도9에 나타낸 제9의 실시형태와 동일 또는 대응하는 구성부품은 동일한 참조번호로 나타내고 제9의 실시형태와 동일한 기능 작용에 대해서는 설명을 생략한다.
이 제10의 실시의 형태가 제9의 실시형태와 다른점은 제9의 실시의 형태의 구성에 있어서, 다시또 상기한 작동기와 연달아 작동하는 외부보조기용 구동기를 추가한 점이다.
또한 이 외부보조기용 구동기는 공기송풍기 및 물펌프등을 이용가능하며 도시한 바와같이 보조기실린더(38), 보조기피스톤(39), 피스톤유지용스프링(40), 다이어프램(41), 흡입포트(42) 및 배출포트(43)에 의해 구성되고 필요에 따라 보조기피스톤(39)에 크랭크기구를 부가하도록 해도된다.
본 제10실시예의 형태에서 설치되는 고온 저온 양가스스프링실용 실린더의 작동기와 연달아 작동하는 보조기실린더등의 보조기의 존재에 의해 VM기관에 통상 별도 설치되는 외부보조기는 불필요하게 되었다.
또한, 본실시의 형태에서도 고온 저온 양가스스프링실용 실린더(23)에 공급되는 가스는 유량조정밸브(21)에 의해 소망의 값으로 조정할 수가 있고, 또 밀봉이 불필요하게 되고, 또 가스누설이 없어지고 열손실이나 마찰에 의한 기계손실등이 저감되는 점은 제7의 실시형태와 같다.
재생 싸이클을 사용하는 외연기관인 프리피스톤식 VM기관에 있어서, 저온디스프레이서내를 중공으로 해서 저온디스프레이서용 가스스프링실로 하고 저온디스프레이서로드를 중공으로 해서 고온디스프레이서로드를 수납시키는 중공실로함과 동시에 고온디스프레이서용 가스스프링실로한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
또한 상기한 구성에 고온디스프레이서용 가스스프링실과 저온디스프레이서용 가스스프링실을 연달아 통하는 가스스프링실통로나 고온디스프레이서용 가스스프링실내에 고온디스프레이서용 기계스프링을 또 저온디스프레이서용 가스스프링실내에 저온디스프레이서로드에 장착되는 저온디스프레이서용 기계스프링을 설치하는 프리피스톤식 VM기관이 제공된다.
도1은 본발명의 제1의 실시형태인 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도
도2는 본발명의 제2의 실시형태인 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세 로단면 정면도
도3은 본발명의 제3의 실시형태인 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도
도4는 본발명의 제4의 실시형태인 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도
도5는 본발명의 제5의 실시형태인 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세 로단면 정면도
도6은 본발명의 제6의 실시형태인 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도
도7은 본발명의 제7의 실시형태인 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도
도8은 본발명의 제8의 실시형태인 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도
도9는 본발명의 제9의 실시형태인 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도
도10은 본발명의 제10의 실시형태인 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도
도11은 종래의 프리피스톤식VM기관의 구성을 나타내는 세로단면 정면도
* 도면의 주요부분에대한 부호의 설명
5. 고온디스프레이서용 가스스프링실
6. 저온디스프레이서용 가스스프링실
9. 저온디스프레이서
10. 고온디스프레이서로드
11. 저온디스프레이서로드
18. 고온디스프레이서용 기계스프링
19. 저온디스프레이서용 기계스프링
22. 고온가스스프링실용 저수조
23. 고온가스스프링실용 실린더
24. 고온가스스프링실용 피스톤
26. 가동자석코일
27. 고정자석코일
30. 가스스프링실통로

Claims (10)

  1. 재생 싸이클을 사용하는 외연기관인 프리피스톤식 VM(Vuillermier)기관에 있어서, 저온디스프레이서(9)내를 중공으로 해서 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)로 하고, 저온디스프레이서로드(11)를 중공으로 해서 고온디스프레이서로드(10)를 수납시키는 중공실로함과 동시에, 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)로한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 비루미에싸이클기관.
  2. 제1항에 있어서,
    고온디스프레이서용 가스스프링실(5)과 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)을 연달아 통하는 가스스프링실통로(30)를 형성한 것을 특징으로하는 프리피스톤식 비루미에싸이클기관.
  3. 제1항에 있어서,
    고온디스프레이서용 가스스프링실(5)내부에 고온디스프레이서용 기계스프링(18)을 내장시키고 또 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)내에 저온디스프레이서로드(11)에 장착되는 저온디스프레이서용 기계스프링(19)을 설치하도록한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 비루미에싸이클기관.
  4. 제3항에 있어서,
    외부에 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)의 용적을 조정하기 위한 고온가스스프링실용 저수조(22)를 설치한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 비루미에싸이클기관.
  5. 제3항에 있어서,
    외부에 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)의 용적을 조정하기 위한 고온가스스프링실용 실린더(23), 고온가스스프링용 피스톤(24)을 설치하고 이 고온가스스프링실용 피스톤(24)을 가동자석코일(26) 및 고정자석코일(27)로된 작동기에 의해 구동시키도록한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 비루미에싸이클기관.
  6. 제5항에 있어서,
    작동기와 연달아 작동하는 외부보조기용 구동기를 부가시키도록한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 비루미에싸이클기관.
  7. 제2항에 있어서,
    고온디스프레이서용 가스스프링실(5)내부에 고온디스프레이서용 기계스프링(18)을 내장시키고, 또 저온디스프레이서용 가스스프링실(6)내에 저온디스프레이서로드(11)에 장착되는 저온디스프레이서용 기계스프링(19)을 설치하도록한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 비루미에싸이클기관.
  8. 제7항에 있어서,
    외부에 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)의 용적을 조정하기 위한 고온가스스프링실용 저수조(22)를 설치하도록한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 비루미에싸이클기관.
  9. 제7항에 있어서,
    외부에 고온디스프레이서용 가스스프링실(5)의 용적을 조정하기 위한 고온가스스프링실용 실린더(23), 고온가스스프링실용 피스톤(24)을 설치하고 이 고온가스스프링실용 피스톤(24)을 가동자석코일(26) 및 고정자석코일(27)로된 작동기에 의해 구동시키도록한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 비루미에싸이클기관.
  10. 제9항에 있어서,
    상기한 작동기와 연달아 작동하는 외부보조기용 구동기를 부가시키도록한 것을 특징으로 하는 프리피스톤식 비루미에싸이클기관.
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