KR100852147B1

KR100852147B1 - 압축공기터빈기관

Info

Publication number: KR100852147B1
Application number: KR1020060041300A
Authority: KR
Inventors: 박준태
Original assignee: 박준태
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2008-08-21
Also published as: WO2007129846A1; KR20070108967A

Abstract

본 발명은 밀폐된 용기 내에 압축된 공기가 무질서하게 끊임없이 직선운동을 하는 압축공기분자운동의 팽창력(압축공기분자운동에너지)을 동력원(動力源)으로 하여서 동력을 발생시키는 압축공기터빈기관에 관한 것이다.

압축공기로 동력을 발생시키는 종래의 동력발생장치는, 공기가 터빈의 날개바퀴를 축(軸)방향으로 통과하는 축류식(軸流式)과 공기가 날개바퀴를 반지름방향으로 유출하는 레이디얼식(Radial 式)이 있으나, 공기터빈날개를 회전시켜서 동력을 발생시키려면 공기날개바퀴에 지속적(持續的)으로 압축공기가 공급하여야 하는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기압력탱크(Air press tank)의 개구부(Opening)와 본 발명의 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(air vessel)의 개구부(Opening)를 통하여 통기(通氣)된 압축공기를 외부로 배출시키지 않고, 압축공기저장용기(공기압력탱크와 공기터빈날개에 압축공기가 통기되어 저장되는 형태의 용기모양)에 통기된 압축공기의 팽창력(압축공기분자운동에너지)으로 압축공기저장용기를 점진적으로 변형시키는 수단으로 하여서 터빈회전부(10)를 회전시켜서 동력을 발생시키는 압축공기터빈기관 이다.

본 발명의 압축공기터빈기관은 산업상 동력이 필요한 기계장치(발전기, 자동차엔진, 선박엔진 등 동력으로 가동하는 기계장치)에 동력을 제공하는 목적으로 발명된 동력발생장치 이다.

압축공기터빈기관(The compressed air turbine engine). 압축공기엔진(The compressed air engine).

Description

압축공기터빈기관{The compressed air turbine engine}

도 1은 압축공기터빈기관의 개략적 측면 종단면도.

도 2는 터빈고정부와 터빈회전부의 작용도(1) 개략적 종단면도.

도 3은 터빈고정부와 터빈회전부의 작용도(2) 개략적 종단면도.

도 4는 터빈고정부와 터빈회전부의 작용도(3) 개략적 종단면도.

도 5는 터빈고정부와 터빈회전부의 작용도(4) 개략적 종단면도.

도 6은 터빈고정부와 터빈회전부의 작용도(5) 개략적 종단면도.

도 7은 터빈고정부와 터빈회전부의 칸막이 개략적 종단면도.

도 8은 공기압축기(50)와 압축공기저장탱크(40) 및 배관(pipe)의 개략적 배치도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호설명〉

1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A, 8A, 9A : 공기압력탱크(Air press tank).

1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B : 공기터빈날개(air vessel).

10 : 터빈회전부(Turbine rotator department). 10E : 칸막이(Partition).

10F : 구동축(Driving shaft). 20 : 터빈고정부(Turbine fixing department).

20G : 베어링(Bearing). 20K : 밀봉커버(Sealing up cover).

30 : 공기배기탱크(Air exhaustion tank). 30C : 배기제어밸브(Air exhaustion valve).

30P : 공기배기관(Air exhaust pipe).

40 : 압축공기저장탱크(Compressed air tank).

40C : 공급제어밸부(Supply control valve). 40P : 공기공급관(Air supply pipe).

50 : 공기압축기(Air compressor). 60 : 제어장치(Control device).

본 발명은 밀폐된 용기 내에 압축된 공기가 무질서하게 끊임없이 직선운동을 하는 압축공기분자운동의 팽창력(압축공기분자운동에너지)을 동력원(動力源)으로 하여서 동력을 발생시키는 압축공기터빈기관에 관한 것으로써, 압축공기저장탱크(Compressed air tank)에 저장된 압축공기가 다수(多數)의 공기압력탱크(Air press tank)와 다수(多數)의 공기터빈날개(Air vessel)에 공급되어서 저장된 압축공기를 외부로 배기되지 않도록 구성된 장치로 발명되어서, 다수의 공기압력탱크(Air press tank)와 다수의 공기터빈날개(Air vessel)에 통기(通氣)되어 저장된 압축공기의 압력(밀폐된 용기속에서 무질서하게 끊임없이 직선운동하고 있는 기체분자가 단위면적의 용기벽면에 충돌할 때 작용하는 힘)에 의하여 압축공기저장용기(공기압력탱크의 개구부와 공기터빈날개의 개구부가 서로 연결되어 압축공기가 통기되어 저장된 모양의 압축공기저장용기) 모양이 점진적(漸進的)으로 변형(공기터빈날개의 밑 벽면에 작용하는 압축공기의 팽창력작용이 저항이 약한 쪽으로 터빈회전부가 회전하는 수단으로 압축공기저장용기가 점진적으로 변형하는 압축공기저장용기 모양)하는 터빈회전부(10)가 회전하는 수단으로 하여 구동축(10F)에 동력을 발생시키는 목적의 압축공기터빈기관 이다.

압축된 공기의 압력으로 동력을 발생시키는 종래의 공기터빈기관은, 압축공기가 터빈의 날개바퀴를 축(軸)방향으로 통과하는 축류식(軸流式)과, 압축공기가 날개바퀴를 반지름 방향으로 유출하는 레이디얼식(Radial 式)으로 공기터빈을 구동시켜서 동력을 발생시키는 수단으로 동력을 발생하였으나, 동력을 발생하기 위하여서 공기터빈날개에 지속적으로 공급되는 압축공기가 공기터빈날개에 압력을 가(加)하는 방법으로 공기터빈날개가 회전시키기 위하여 외부에서 압축공기를 공급받아서 공기터빈날개에 압축공기를 지속적으로 공급하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기압축기(air compressor)로 공기를 일정압력으로 압축공기저장탱크(Compressed air tank)에 저장된 압축공기를 공급(供給)과 배기(排氣)할 수 있는 공기흡입구와 공기배기구가 구비(具備)된 다수의 공기압력탱크(Air press tank)가 터빈고정부(20)에 형성되고, 다수의 공기압력탱크(Air press tank)에 저장된 압축공기가 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(압축공기를 저장할 수 있는 공기터빈날개의 개구부가 터빈고정부의 내경쪽에 접촉되어 슬라이딩 가능하게 회전하는 공기터빈날개)에 통기되어서 저장된 압축공기의 팽창력(압축공기분자운동에너지)에 의하여서, 공기압력탱크(Air press tank)와 공기터빈날개(Air vessel)에 통기되어 저장된 압축된 공기가 화살표 (가)방향으로 작용하는 압축공기의 팽창력에 의하여 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전하여도 공기압력탱크(Air press tank)와 공기터빈날개(Air vessel)에 통기되어 저장된 압축공기의 용적(부피)과 압축공기의 압력은 변화되지 않고, 압축공기가 저장되는 용기모양이 점진적(漸進的)으로 변형하는 수단으로 하여서 터빈회전부(10)가 회전하여도, 다수의 공기압력탱크(Air press tank)와 다수의 공기터빈날개(Air vessel)에 공급되어 저장된 압축공기가 외부로 배기(排氣)하지 않고 압축공기의 팽창력(압축공기분자운동에너지)으로 지속적(持續的)으로 작용하는 터빈회전부(10)를 회전시키는 수단으로 구성되는 동력발생장치로서, 압축공기를 공기터빈날개(Air vessel)에 지속적으로 공급하지 않아도 구동축(10F)에 동력을 발생시키는 목적의 동력발생장치이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 첨부도면을 참조한 본 발명은, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기(通氣)되어 공급된 압축공기가 외부로 배기(排氣)되지 않고 지속적(持續的)으로 작용하는 압축공기의 팽창력으로 터빈회전부(10)를 회전시키는 방법으로 하여서, 압축공기의 팽창력작용에 의하여 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기(通氣)된 압축공기의 압력이 쏠리는 방향(압축공기의 팽창력작용에 의하여 저항이 약한 쪽)으로 압축공기저장용기(공기압력탱크의 개구부와 공기터빈날개의 개구부가 서로 연결되어 압축공기가 통기된 모양의 압축공기저장용기) 모양이 점진적으로 변형되어서 터빈회전부(10)가 회전하는 수단으로 구성되었다.

공기흡입구(空氣吸入口)와 공기배기구(空氣排氣口)가 구비(具備)된 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 저장된 압축공기가 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기(通氣)되어서 공급된 압축공기를 외부로 배기되지 않도록 하기 위한 수단은, 터빈고정부(20)의 내경(內徑)과 터빈회전부(10)의 외경(外徑)이 접촉되어서 서로 간섭을 받지 않고 회전할 수 있도록 터빈회전부(10)의 중심구멍에 고정 장착된 구동축(10F)을 터빈고정부(20)의 형성된 중심구멍에 회전가능하게 장착되게 구성되어서, 터빈고정부(20)의 내경(內徑)과 터빈회전부(10)의 외경(外徑)을 동일한 수(數)의 간격으로 등분(等分)하여서, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 개구부(Opening)를 터빈고정부(20)의 내경(內徑) 쪽에 1 대(對) 1 간격으로 띠운 위치에 형성되게 구성되고, 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 개구부(Opening)를 터빈회전부(10)의 외경(外徑) 쪽에 2 대(對) 1 간격으로 띠운 위치에 형성되게 구성된다.

즉, 공기흡입구(空氣吸入口)와 공기배기구(空氣排氣口)가 구비(具備)된 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 개구부(Opening)가 터빈고정부(20)의 내경 쪽에 형성되어서, 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)를 3대2 비율의 개수(個數)로 구성되는 특징으로 하여서, 터빈회전부(10)의 외경 쪽에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 개구부(Opening)가 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 개구부(Opening)에 간섭을 받지 않고 슬라이딩 가능하게 접촉되어 압축공기가 통기할 수 있도록 구성된다.

일례로, 터빈고정부(20)에 공기흡입구와 공기배기구가 구비된 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)를 9개의 공기압력탱크(Air press tank)가 형성되고, 터빈회전부(10)에 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)를 6개의 공기터빈날개가 형성되어 서로 접촉되어 슬라이딩하여서 다수의 공기압력탱크(Air press tank)의 개구부(Opening)와 다수의 공기터빈날개(Air vessel)의 개구부(Opening)에 압축공기가 통기(通氣)되어 공급된 압축공기를 외부로 배기(排氣)되지 않도록 구성된다.

기체분자들은 정지해 있지 않고, 기체분자는 스스로 끊임없이 불규칙한 직선운동을 하며 기체분자가 그릇(밀폐용기) 벽에 충돌하는 힘을 압력으로 나타내며, 공기압이든 유압이든 유체(流體)를 사용하는 힘의 전달방법의 "밀폐된 용기 안에 있는 유체의 어느 점에 가(加)하여진 압력은 유체내부의 모든 부분과 용기의 벽에 그대로 전달되고, 벽에 대해서는 언제나 수직(垂直)으로 작용하는 힘의 크기는 벽면의 표면적에 비례한다."는 파스칼의 원리에 의하여, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기되어 공급된 압축공기의 팽창력(도 2 참조)이 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 밑면(1D)(2D)(3D)(4D)(5D)(6D)(7D)(8D)(9D)과 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 밑면(1C)(2C)(3C)(4C)(5C)(6C)에 화살표 (가)방향으로 작용하는 압축공기의 팽창력이 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 압축공기저장용기(공기압력탱크와 공기터빈날개에 압축공기가 통기되어 저장된 용기모양) 모양이 점진적으로 변형되어서 압축공기의 팽창력에 의하여 저항이 약한 쪽으로 화살표 (나)방향으로 터빈회전부(10)가 회전한다.

따라서, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 공급된 압축공기의 팽창력이 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기되어 지속적으로 작용하는 압축공기의 팽창력작용에 의하여서 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 압축공기가 통기되어 저장되는 용기모양을 점진적으로 변형하여 터빈회전부(10)가 회전하여도. 다수(多數)의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 개구부(Opening)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 개구부(Opening)에 압축공기가 통기(通氣)하여 저장된 압축공기의 용적(부피)과 압축공기의 팽창력(壓力)은 변화되지 않도록 하는 수단으로 구성되어서, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기(通氣)되어 저장된 압축공기가 외부로 배기(排氣)되지 않고 지속적으로 작용하는 팽창력으로 구동축(10F)에 동력을 발생시키는 목적에 있다.

그러므로, 터빈회전부(10)의 회전방향에 대하여 반대방향 쪽에 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 측면(1E)(2E)(3E)(4E)(5E)(6E)(7E)(8E)(9E)이 터빈고정부(20)의 지름선상에 가능(可能)한 평행(平行)될 수 있도록 형성되고, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 밑면(1D)(2D)(3D)(4D)(5D)(6D)(7D)(8D)(9D)이 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 측면(1E)(2E)(3E)(4E)(5E)(6E)(7E)(8E)(9E)에 대하여 가능(可能)하게 직각(直角)이 될 수 있도록 형성되어서, 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 밑면(1C)(2C)(3C)(4C)(5C)(6C)이 터빈회전부(10)의 지름선상에 가능한 평행(平行)될 수 있도록 형성된다.

그리고, 다수의 공기압력탱크(1A)...의 밑면(1D)...과 다수의 공기터빈날개(1B)...의 밑면(1C)...에 화살표 (가)방향으로 작용하는 압축공기의 팽창력작용의 효율을 크게 높일 수 있도록 첨부도면(도 7)과 같이 다수의 공기터빈날개(1B)...에 칸막이(Partition)를 설치한다.

지렛대의 원리에 의하여서, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 공급된 압축공기분자운동에 의하여 작용하는 팽창력으로 구동축(10F)에 구동력의 효율을 높이기 위하여, 터빈회전부(10)의 중심구멍에서 가능(可能)한 멀리 떨어진 위치에 공기터빈날개(1B)...의 밑면(1C)...이 터빈회전부(10)의 지름선상에 평행되게 형성되게 구성된다.

본 발명의 압축공기터빈기관의 구성을 일례를 들어 구체적으로 설명하면,

공기압축기(50)에 의하여 일정압력으로 압축공기를 공기공급관(51P)을 통하여 압축공기저장탱크(40)에 공급하여 저장된 압축공기를 제어장치(60)의 제어수단으로 압축공기저장탱크(40)에 저장된 압축공기를 공급받아서 저장할 수 있는 공기흡입구(空氣吸入口)와 공기배기구(空氣排氣口)가 구비(具備)된 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)가 터빈고정부(20)에 형성되는 구조(構造)는, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 측면(1E)(2E)(3E)(4E)(5E)(6E)(7E)(8E)(9E)이 터빈회전부(10)의 회전방향에 대하여 반대쪽에 터빈고정부(20)의 지름선상에 가능한 평행(平行)될 수 있도록 형성되고, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 밑면(1D)(2D)(3D)(4D)(5D)(6D)(7D)(8D)(9D)은 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 측면(1E)(1E)(2E)(3E)(4E)(5E)(6E)(7E)(8E)(9E)에 대하여 가능한 직각(直角)이 될 수 있도록 형성되어서, 터빈고정부(20)의 내경 쪽으로 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 개구부(Opening)가 형성되도록 구성된다.

그리고, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 공급된 압축공기를 저장할 수 있도록 용기(容器)로 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 개구부(Opening)가 터빈회전부(10)의 외경(外徑) 쪽으로 개구부(Opening)가 형성되게 구성되고, 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 저장된 압축공기가 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 개구부(Opening)와 통기(通氣)할 수 있도록 터빈고정부(20)의 내경(內徑)과 터빈회전부(10)의 외경(外徑)이 접촉되어 슬라이딩(sliding)하면서 회전가능하게 장착되어서, 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 밑면(1C)(2C)(3C)(4C)(5C)(6C)이 터빈회전부(10)의 지름선상에 가능한 평행될 수 있도록 형성된다.

삭제

터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기팽창탱크(Air press tank)와 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(Air vessel)를 3대 2비율의 개수(個數)의 비율로 구성되어서, 다수의 공기압력탱크(Air press tank)와 다수 의 공기터빈날개(Air vessel)에 통기되어 저장된 압축공기분자운동의 팽창력(壓力)에 의하여서 저항이 약한 쪽으로 압축공기저장용기(공기압력탱크의 개구부와 공기터빈날개의 개구부(Opening)가 연결되어서 압축공기가 통기되어 저장되는 모양의 압축공기저장용기) 모양이 점진적(漸進的)으로 변형되어서 터빈회전부(10)가 지속적으로 회전하는 수단으로 구성된다.

일례로, 터빈고정부(20)에 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)가 9개로 형성되고, 터빈회전부(10)에 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)가 6개로 형성되게 구성된다.

다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 저장된 압축공기가 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기(通氣)되어서 저장된 압축공기가 외부로 배기(排氣)되지 않도록 하기 위한 수단으로, 터빈회전부(10)의 중심구멍에 고정 장착된 구동축(10F)에 패킹(packing)을 끼워서 터빈고정부(20)의 중심에 형성된 구멍에 장착된 베어링(20G)에 구동축(10F)을 삽입하여 회전가능하게 장착되어, 터빈고정부(20)의 내경(內徑) 쪽에 터빈회전부(10)의 외경(外徑)이 접촉되어서 서로 간섭을 받지 않고 슬라이딩(sliding) 가능하게 회전할 수 있도록, 터빈회전부(10)의 중심구멍에 고정 장착된 구동축(10F)이 터빈고정부(20)의 형성된 중심구멍에 회전할 수 있도록 장착된다.

압축공기가 외부로 배기되는 것을 방지하기 위하여 패킹(packing)을 끼워서 장착된 구동축(10F)을 밀봉커버(20K)에 장착된 베어링(20G)에 회전가능하게 장착하여 터빈고정부(20)의 전면에 밀봉커버(20K)를 고정 장착되게 구성된다.

구동축(10F)을 정지시키기 위한 수단으로는, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 구비된 공기배기구(空氣排氣口)에 공기배기관(30P)이 연결되고, 공기배기관(30P)에 장착된 배기제어밸브(30C)의 수단으로 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 저장된 압축공기를 제어장치(60)의 작동으로 공기배기관(30P)을 통하여 공기배기탱크(30)에 압축공기를 배기(排氣)하는 수단으로 공기배기소음(空氣排氣騷音)을 감소시킬 수 있도록 구성된다.

다수의 공기터빈날개(Air vessel)에서 배기되어 배기통(30)에 저장된 공기를 공기공급관(50P)을 통하여 공기압축기(50)에 의하여 흡입 압축하여서 공기공급관(51P)을 통하여 압축공기저장탱크(40)에 일정 압력의 압축공기를 저장할 수 있게 구성된다.

본 발명의 압축공기터빈기관으로 동력을 발생시키기 위하여서 압축공기저장탱크(40)에 저장된 압축공기를 공급제어밸브(40C)와 배기제어밸브(30C)를 제어(制御)하는 제어장치(60)의 전자제어수단(電子制御手段)으로, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 구비된 공기흡입구(空氣吸入口)에 연결된 공기공급관(40P)을 통하여 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 저장된 압축공기가 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기된 압축공기의 팽창력(壓力)에 의하여서, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기되어 압축공기가 저장된 용기모양(容器模樣)이 점진적으로 변형되는 수단으로 하여서 터빈회전부(10)를 회전시켜서 구동축(10F)에 동력이 발생한다.

첨부도면에 의해 일례의 압축공기터빈기관의 작용을 설명하면 다음과 같다.

제어장치(60)의 전자제어수단으로 배기제어밸브(30C)를 닫고(close), 공기압축기(50)에 의하여 압축된 압축공기를 공기공급관(51P)을 통하여 압축공기저장탱크(40)에 저장된 압축공기를 공급제어밸브(40C)를 오픈(open)하여서 공기공급관(40P)을 통하여 터빈고정부(20)에 형성된 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 공급된 압축공기를 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 압축공기를 공급하는 순서는 아래와 같다.

1). 도 2를 참조하여서 공기압력탱크(1A)(4A)(7A)에 공급되어 저장된 압축공기는 터빈회전부(10)에 형성된 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)에 압축공기가 통기(通氣)하여 공급된 압축공기의 팽창력이 작용하면, 공기압력탱크(1A)(4A)(7A)의 밑면 (1D)(4D)(7D)과 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)의 밑면(1C)(5C)(3C)에 작용하는 압축공기의 팽창력이 화살표 (가)방향으로 작용하는 압축공기의 팽창력작용에 의하여 저항이 약한 쪽으로 압축공기가 쏠려서, 공기압력탱크(1A)(4A)(7A)와 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)에 압축공기가 통기되어 저장되는 용기가 점진적으로 변형하는 수단으로 화살표 (나)방향으로 터빈회전부(10)가 회전한다.

2). 도 3을 참조하여서 화살표 (나)방향으로 터빈회전부(10)가 회전하면, 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)가 공기압력탱크(1A)(4A)(7A)에서 점진적으로 이탈(도 3)하면, 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)가 공기압력탱크(3A)(6A)(9A)에 점진적으로 압축공기가 통기(通氣)되게 연결되어서 공기압력탱크(3A)(6A)(9A)에 저장된 압축공기와 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)에 저장된 압축공기가 서로 통기(通氣)되면, 공기압력탱크(3A)(6A)(9A)의 밑면(3D)(6D)(9D)과 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)의 밑면(6C)(4C)(2C)에 압축공기의 팽창력이 화살표 (가)방향으로(도 4) 작용하는 압축공기의 팽창력으로 터빈고정부(20)에 간섭받지 않고 회전하는 화살표 (나)방향으로 터빈회전부(10)가 회전한다.

3). 도 4를 참조하여서, 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전하면 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)가 공기압력탱크(1A)(4A)(7A)에서 완전히 이탈(도 3)하여서 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)가 공기압력탱크(3A)(6A)(9A)에 압축공기가 통기(通氣)할 수 있게 연결되어서, 통기(通氣)된 압축공기의 팽창력작용으로 공기압력탱크(3A)(6A)(9A)의 밑면(3D)(6D)(9D)과 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)의 밑면(6C)(4C)(2C)에 작용하는 압축공기의 팽창력이 화살표 (가)방향으로 압축공기의 팽창력작용에 의하여 압축공기가 저항이 약한 쪽으로 쏠려서, 공기압력탱크(3A)(6A)(9A)와 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)에 압축공기가 저장되는 용기가 점진적으로 변형하는 수단으로 화살표 (나)방향으로 터빈회전부(10)가 회전한다.

4). 도 5를 참조하여서 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전하면, 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)가 공기압력탱크(3A)(6A)(9A)에서 점진적으로 이탈하고, 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)가 공기압력탱크(2A)(5A)(8A)에 점진적으로 압축공기가 통기되게 연결되어서 공기압력탱크(2A)(3A)(5A)(6A)(8A)(9A)의 밑면(2D)(3D)(5D)(6D)(8D)(9D)과 공기터빈날개(1B)(6B)(5B)(4B)(3B)(2B)의 밑면(1C)(6C)(5C)(4C)(3C)(2C)에 압축공기의 팽창력이 화살표 (가)방향으로 작용하는 압축공기의 팽창력작용으로 터빈고정부(20)에 간섭받지 않고 회전하는 화살표 (나)방향으로 터빈회전부(10)가 회전한다.

5). 도 6을 참조하여서, 화살표 (나)방향으로 터빈회전부(10)가 회전하면 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)가 공기압력탱크(3A)(6A)(9A)에서 완전히 이탈(도 6)하여서 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)가 공기압력탱크(2A)(5A)(8A)에 압축공기가 통기할 수 있게 연결되어서, 통기된 압축공기의 팽창력작용으로 공기압력탱크(2A)(5A)(8A)의 밑면(2D)(5D)(8D)과 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)의 밑면(1C)(5C)(3C)에 작용하는 압축공기의 팽창력이 화살표 (가)방향으로 압축공기의 팽창력작용에 의하여 압축공기가 저항이 약한 쪽으로 쏠려서, 공기압력탱크(2A)(5A)(8A)와 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)에 압축공기가 저장되는 용기가 점진적으로 변형하는 수단으로 화살표 (나)방향으로 터빈회전부(10)가 회전한다.

위와 같이, 다수의 공기압력탱크(1A)...와 다수의 공기터빈날개(1B)...에 공급 된 압축공기가 외부(外部)로 배기(排氣)되지 않도록 구성하여서, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A(8A)(9A)에 공급된 압축공기가 다수의 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)(6B)(4B)(2B)에 반복하여 통기(通氣)되어서 작용하는 팽창력(압축공기분자운동에너지)에 의하여서 저항이 약한 쪽으로 화살표 (나)방향으로 터빈회전부(10)가 회전하여도, 다수의 공기압력탱크(1A)...와 다수의 공기터빈날개(1B)...에 통기되어 저장된 압축공기의 용적(부피)과 팽창력(壓力)은 변화되지 않고 지속적으로 작용하는 압축공기분자운동의 팽창력에 의하여서 다수의 공기압력탱크(1A)...와 다수의 공기터빈날개(1B)...에 공급된 압축공기저장용기 모양이 점진적으로 변형되어 터빈회전부(10)가 회전하는 수단으로 구동축(10F)에 동력이 발생된다.

그리고, 다수의 공기압력탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)(6B)(4B)(2B)에 통기되어 공급된 압축공기의 팽창력(압축공기분자운동에너지) 크기보다 더 큰 부하(負荷)가 구동축(10F)에 실리면 구동축(10F)이 정지되어서 구동축(10F)을 구동시킬 수 없다.

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상술한 바와 같이 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정(限定)되는 것은 아니며, 본 발명의 요지범위(要旨範圍) 내에서 다양한 변경(變更), 변형(變形)하여 실시하는 것 또한 본 발명의 개념(槪念)에 포함되는 것은 물론이다.

밀폐된 용기 내에 압축된 압축공기분자운동에너지를 동력원(動力源)으로 하여서 동력을 발생시키는 본 발명의 압축공기터빈기관은, 압축공기저장탱크(Compressed air tank)에 저장된 압축공기를 다수(多數)의 공기압력탱크(Air press tank)와 다수(多數)의 공기터빈날개(Air vessel)에 통기되어 저장된 압축공기를 외부로 배기되지 않고 지속적으로 작용하는 압축공기의 팽창력으로 동력을 생산하여서, 산업상 동력이 필요한 기계장치(발전기, 자동차엔진, 선박엔진 등 동력으로 가동하는 기계장치)에 동력을 제공하는 목적으로 발명된 동력발생장치의 압축공기터빈기관 이다.

Claims

밀폐된 용기에 저장된 압축공기의 압축공기분자운동에너지를 동력원(動力源)으로 하여서 동력을 발생시키는 압축공기터빈기관에 있어서,

공기흡입구(空氣吸入口)와 공기배기구(空氣排氣口)가 구비(具備)된 다수의 공기압력탱크(Air press tank)가 터빈고정부(20)에 형성되어서 공기압력탱크(Air press tank)의 개구부(Opening)를 터빈고정부(20)의 내경(內徑) 쪽으로 형성된 터빈고정부(20)와; 다수의 공기터빈날개(air vessel)가 터빈회전부(10)에 형성되어서 공기터빈날개(air vessel)의 개구부(Opening)를 터빈회전부(10)의 외경(外徑) 쪽으로 형성된 터빈회전부(10)와; 상기 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기압력탱크(Air press tank)의 개구부(Opening)와 상기 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(air vessel)의 개구부(Opening)가 접촉되어 서로 간섭을 받지 않고 슬라이딩(sliding)하면서 회전할 수 있도록 상기 터빈회전부(10)에 형성된 중심구멍에 삽입되어 고정 장착된 구동축(10F)을 상기 터빈고정부(20)에 형성된 중심구멍에 삽입되어 회전가능하게 장착된 구동축(10F)을 포함하여, 압축공기저장탱크(40)에 저장된 압축공기를 공급받아 상기 다수의 공기압력탱크(Air press tank)의 개구부(Opening)와 상기 다수의 공기터빈날개(air vessel)의 개구부(Opening)를 통하여 통기된 압축공기의 팽창력(압축공기분자운동에너지)으로 압축공기저장용기(공기압력탱크의 개구부와 공기터빈날개의 개구부가 서로 연결되어 압축공기가 통기된 모양의 압축공기저장용기)를 점진적으로 변형시키는 수단으로 하여서 상기 터빈회전부(10)를 회전시키는 것을 특징으로 하여 상기 구동축(10F)에 동력을 발생시키는 압축공기터빈기관.
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