KR101111380B1

KR101111380B1 - Power generating engine

Info

Publication number: KR101111380B1
Application number: KR1020110075435A
Authority: KR
Inventors: 박승수; 고중식; 이건
Original assignee: 고중식; 박승수
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2012-02-16

Abstract

PURPOSE: An engine for generating power, which enables a user to mechanically control an opening and closing timing of a feeding and exhausting nozzle, is provided to prevent the malfunction due to noise and the short circuit of an electronic circuit. CONSTITUTION: An engine for generating power comprises a cylinder block(10), pistons(20A,20B), a shaft(30), and a feeding and exhausting nozzle. A pair of cylinders is arranged in the cylinder block in a row. The piston is respectively installed in the cylinder. The piston has a sliding projection in the inner circumference. The shaft passes through the central part of the piston. The shaft has the sliding groove combined in the outer circumference using the sliding projection. The shaft revolves using the oscillation of the piston. The feeding and exhausting nozzle supplies and discharges working fluid to each cylinder. Feeding and exhausting paths are selectively connected to the feeding and exhausting nozzle according to the rotation of the shaft.

Description

Power Generation Engines {POWER GENERATING ENGINE}

본 발명은 동력발생용 엔진에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 작동유체의 압력에 의해 피스톤이 왕복운동하고, 이 왕복운동을 회전운동으로 전환시켜 동력을 발생시키는 동력발생용 엔진에 관한 것이다.
The present invention relates to a power generating engine, and more particularly, to a power generating engine in which a piston reciprocates by a pressure of a working fluid and converts the reciprocating motion into a rotational motion to generate power.

일반적으로 엔진은 크게 외연기관과 내연기관으로 구분되는데, 이 중 외연기관(external combustion engine)은 물 또는 기체로 된 작동유체에 의해 동력을 발생시키는 열기관으로 그 대표적인 예로는 증기기관, 증기터빈, 가스터빈 등이 있다.Generally, an engine is divided into an external combustion engine and an internal combustion engine. Among them, an external combustion engine is a heat engine that generates power by a working fluid made of water or a gas, and representative examples thereof include a steam engine, a steam turbine, and a gas. Turbine and the like.

또한 내연기관(internal combustion engine)은 가솔린, 디젤, 가스 등의 연료가 실린더 내로 공급되어 점화되고, 연료의 폭발에 의한 팽창압력에 의해 피스톤을 왕복운동시킴으로써 동력을 발생시키는 것으로 그 대표적인 예로는 가솔린엔진, 디젤엔진 등이 있다.
In addition, the internal combustion engine (ignition) is supplied by the fuel such as gasoline, diesel, gas into the cylinder and ignited, and generates power by reciprocating the piston by the expansion pressure caused by the explosion of the fuel, a typical example is a gasoline engine And diesel engines.

이러한 내연기간은 연료나 작동유체가 실린더 내측으로 공급되어 폭발됨으로써 그 내측에 설치된 피스톤을 직선 왕복 운동시키고, 각각의 피스톤의 왕복운동은 크랭크축에 의해 회전운동으로 전환되며, 이 크랭크축의 회전동력을 직접 동력으로서 사용하거나 또는 별도의 발전기 등을 크랭크축에 설치함으로써 전기에너지를 생산하게 된다.
In this internal combustion period, the fuel or working fluid is supplied to the inside of the cylinder and exploded to linearly reciprocate the pistons installed therein, and the reciprocating motion of each piston is converted into rotational motion by the crankshaft. Electric energy is produced by directly using power or by installing a separate generator on the crankshaft.

이와 같이 종래의 엔진은 복수의 실린더가 형성된 실린더블록과, 이 실린더블록 내에 설치되는 복수의 피스톤 및 상기 피스톤과 일단이 연결되는 로드와, 상기 로드의 타단이 연결되는 크랭크축으로 이루어지는데, 이러한 구조는 조립 구조가 복잡할 뿐만 아니라 고장 시에 분해 조립이 어렵다는 문제가 있고, 아울러 피스톤과 크랭크축이 설치되기 위한 적정의 공간이 마련되어 하기 때문에 그 크기가 크게 되고 따라서 공간적 제약이 크다는 단점이 있다.
As described above, the conventional engine includes a cylinder block having a plurality of cylinders, a plurality of pistons installed in the cylinder block, a rod connected to one end of the piston, and a crank shaft connected to the other end of the rod. In addition, the assembly structure is not only complicated, but there is a problem that it is difficult to disassemble and assemble at the time of failure, and also because the appropriate space for the piston and the crankshaft is provided is large in size and therefore has a disadvantage of large space constraints.

위와 같은 종래의 피스톤 엔진이 가지는 구조적 문제점을 개선하기 위한 하나의 방안으로서 공개특허 10-2011-8178호의 엔진이 제안된바 있는데, 이 문헌에 개시된 엔진은 소형으로도 피스톤의 왕복운동을 축의 회전으로 변환시켜 회전동력을 발생시킬 수 있도록 한 것이지만, 엔진 내부에 작동유체를 공급 및 배출시킬 때 자동제어밸브(전자밸브) 등을 사용하기 때문에 작동유체의 공급 및 배출 타이밍을 정확하게 맞추기 어려우며, 또한 전자파 교란, 전자회로의 단락 등으로 인해 오작동이 쉽게 발생할 수 있다는 문제가 있다.
As one of the methods for improving the structural problems of the conventional piston engine as described above has been proposed an engine of the Patent Publication No. 10-2011-8178, the engine disclosed in this document is a small size of the reciprocating motion of the piston to rotate the shaft It is possible to generate rotational power by converting, but it is difficult to precisely adjust the timing of supply and discharge of working fluid because of the use of automatic control valve (electromagnetic valve) when supplying and discharging working fluid inside the engine. There is a problem that a malfunction may easily occur due to a short circuit of an electronic circuit.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 구조가 복잡하고, 개폐 타이밍을 정확하게 맞추기 어려운 전자제어밸브를 사용하지 않고 엔진에 장착된 급, 배기노즐(밸브)을 기계적으로 개폐시킴으로써 급, 배기노즐의 개폐 타이밍을 정확하게 제어할 수 있는 동력발생용 엔진을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the present invention has a complicated structure, the supply and exhaust nozzle (valve) mounted on the engine without using an electronic control valve difficult to match the opening and closing timing accurately It is an object of the present invention to provide an engine for power generation that can precisely control the opening and closing timing of the supply and exhaust nozzles by mechanically opening and closing the door.

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상기와 같은 본 발명의 목적은 동력발생용 엔진이, 내부에 한 쌍의 실린더가 일렬로 배열되는 실린더블록과; 상기 실린더 내부에 각각 설치되며, 내주면에 슬라이딩 돌기가 형성되는 피스톤과; 상기 피스톤의 중심부를 관통하여 설치되고, 외주면에는 상기 슬라이딩돌기와 대응 결합되는 슬라이딩홈이 형성되며, 상기 피스톤의 왕복운동에 의해 회전되는 샤프트 및; 상기 실린더블록에 구비되며, 상기 실린더 각각에 작동유체를 공급 및 배출하는 급, 배기노즐을 포함하고, 상기 샤프트에는 작동유체가 급,배기되는 복수의 급,배기유로가 형성되고, 상기 급,배기유로는 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 급, 배기노즐에 선택적으로 연결되는 것에 의해 달성된다.
An object of the present invention as described above is a power generating engine, a cylinder block in which a pair of cylinders are arranged in a row; Pistons each installed in the cylinder and having sliding protrusions formed on an inner circumferential surface thereof; A shaft which is installed to penetrate through a central portion of the piston, and has a sliding groove corresponding to the sliding protrusion on an outer circumferential surface thereof, the shaft being rotated by a reciprocating motion of the piston; The cylinder block is provided with a supply and exhaust nozzle for supplying and discharging the working fluid to each of the cylinder, the shaft is formed with a plurality of supply, exhaust passages for supplying and exhausting the working fluid, the supply, exhaust The flow path is achieved by selectively connecting the air supply and the exhaust nozzle by the rotation of the shaft.

상기 급,배기유로는 상기 샤프트의 내부에 사선 방향으로 관통하여 형성될 수 있다.The supply and exhaust flow passage may be formed to penetrate in an oblique direction inside the shaft.

또한 상기 실린더블록은 양단이 개방되며, 상기 개방된 양단에는 각각 제1,2커버가 설치되고, 상기 급, 배기노즐은 상기 실린더블록과 상기 제1,2커버에 각각 구비되는 것으로 실시될 수 있다.
In addition, the cylinder block may be open at both ends, and the first and second covers may be installed at both ends of the open ends, and the supply and exhaust nozzles may be provided at the cylinder block and the first and second covers, respectively. .

이때 상기 슬라이딩홈은 서로 90°를 이루도록 배열되어 하나의 피스톤이 상사점에 위치될 때 다른 하나의 피스톤은 양단의 상사점 사이에 위치되는 것으로 실시된다.
At this time, the sliding groove is arranged to form a 90 ° to each other when one piston is located at the top dead center, the other piston is carried out to be located between the top dead center of both ends.

한편, 상기 실린더블록은 양단이 개방되어 상기 실린더의 내부와 각각 연통되고, 상기 개방된 양단에는 제1,2커버가 설치되며, 상기 실린더블록과 상기 제1,2커버에는 상기 실린더 각각에 작동유체를 공급 및 배출하는 복수의 급, 배기노즐이 각각 형성된 것으로 실시될 수 있다.On the other hand, the cylinder block is open at both ends to communicate with the inside of the cylinder, respectively, the first and second covers are provided at both ends of the open, the cylinder block and the first and second covers, respectively, the working fluid in the cylinder A plurality of supply and exhaust nozzles for supplying and discharging gas may be implemented.

또한 상기 샤프트의 외주면에 설치되며, 상기 샤프트의 외주면에 윤활유를 공급하는 윤활유공급블록이 더 구비될 수 있고, 상기 실린더와 상기 피스톤 중 어느 하나에는 길이방향으로 회전방지홈이 형성되고, 다른 하나에는 상기 회전방지홈에 삽입되어 슬라이딩되는 회전방지돌기가 형성되는 것으로 실시될 수 있다.Also installed on the outer circumferential surface of the shaft, a lubricating oil supply block for supplying lubricating oil to the outer circumferential surface of the shaft may be further provided, one of the cylinder and the piston is formed in the longitudinal direction of the anti-rotation groove, the other The anti-rotation protrusion which is inserted into the anti-rotation groove and slides may be formed.

한편, 상기 각각의 실린더에는 상기 피스톤의 슬라이딩 동작에 의해 개폐되는 한 쌍의 응축수배출홀이 형성될 수 있다.
On the other hand, each of the cylinders may be formed with a pair of condensate discharge hole opening and closing by the sliding operation of the piston.

본 발명은 샤프트의 회전에 의해 급, 배기노즐의 개폐 동작이 기계적으로 제어되므로 노이즈나 전자회로의 단락 등으로 인한 오작동의 우려가 없고, 아울러 급, 배기노즐의 개폐 타이밍을 정확하게 제어할 수 있다.
Since the opening and closing operations of the air supply and exhaust nozzles are mechanically controlled by the rotation of the shaft, there is no fear of malfunction due to noise or short circuit of the electronic circuit, and the opening and closing timing of the air supply and exhaust nozzles can be precisely controlled.

또한 한 쌍의 피스톤에 샤프트가 관통 설치되므로 종래의 엔진에서와 같이 크랭크축과 피스톤 로드의 복잡한 부품과 결합 구조를 생략할 수 있어 구조가 간단할 뿐만 아니라, 크랭크실을 따로 마련할 필요가 없기 때문에 종래의 엔진에 비해 상대적으로 소형의 엔진을 제작할 수 있으며, 그 결과 설치 공간의 제약이 작다는 장점이 있다.
In addition, since the shaft is installed through a pair of pistons, the complicated structure and coupling structure of the crankshaft and the piston rod can be omitted as in a conventional engine, and the structure is simple, and there is no need to provide a separate crank chamber. It is possible to manufacture a relatively small engine compared to the conventional engine, as a result there is an advantage that the constraint of the installation space is small.

도 1은 본 발명에 따른 동력발생용 엔진을 보인 사시도,
도 2는 도 1의 분리 사시도,
도 3은 도 1의 단면 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 실린더 블록을 보인 사시도,
도 5(a, b)는 본 발명에 따른 피스톤을 보인 사시도 및 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 샤프트의 예를 보인 측면도,
도 7(a, b, c, d)은 본 발명에 따른 샤프트의 회전각도(90°)별 상태를 보인 사시도,
도 8과 도 9는 본 발명에 따른 제1,2커버의 실시예를 보인 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 윤활유공급블록의 실시예를 보인 사시도,
도 11(a, b, c, d, e)은 본 발명의 사용상태도이다.1 is a perspective view showing an engine for power generation according to the present invention;
2 is an exploded perspective view of FIG. 1;
3 is a sectional perspective view of FIG. 1;
4 is a perspective view of a cylinder block according to the present invention;
5 (a, b) is a perspective view and a cross-sectional view showing a piston according to the present invention,
6 is a side view showing an example of a shaft according to the present invention;
Figure 7 (a, b, c, d) is a perspective view showing a state by the rotation angle (90 °) of the shaft according to the present invention,
8 and 9 are a perspective view showing an embodiment of the first, second cover according to the present invention;
10 is a perspective view showing an embodiment of a lubricating oil supply block according to the present invention;
Figure 11 (a, b, c, d, e) is a state diagram used in the present invention.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 동력발생용 엔진에 관한 것으로, 본 발명의 엔진은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 크게 실린더블록(10), 피스톤(20A, 20B), 샤프트(30), 제1,2커버(40A, 40B)를 포함한다.
The present invention relates to a power generating engine, the engine of the present invention is largely shown in Figures 1 to 3 cylinder block 10, piston 20A, 20B, shaft 30, the first, second cover 40A, 40B.

실린더블록(10)은 그 내측에 한 쌍의 실린더(11, 12)가 형성되는 것으로, 이러한 실린더블록(10)은 도 4에 도시된 바와 같이 그 양단이 개방되어 실린더(11, 12)의 내부와 각각 연통되고, 이들 실린더(11, 12) 사이에는 이들을 서로 연결하며 후술하는 샤프트(30)가 관통 설치되는 관통홀(13)이 형성된다.The cylinder block 10 has a pair of cylinders 11 and 12 formed therein, and the cylinder block 10 has both ends thereof open as shown in FIG. 4 to open the interior of the cylinders 11 and 12. Are communicated with each other, and the through holes 13 are formed between the cylinders 11 and 12 to connect them to each other and to have a shaft 30 to be described later.

또한 한 쌍의 실린더(11, 12) 각각에는 작동유체를 공급하거나 배출하기 위한 급, 배기노즐(N_in, N_out)이 구비되는데, 이러한 급, 배기노즐(N_in, N_out)은 실린더(11, 12) 각각의 전후에 한 쌍씩 구비된다.In addition, each of the pair of cylinders 11 and 12 is provided with a supply and exhaust nozzle (N _in , N _out ) for supplying or discharging a working fluid. Such a supply, exhaust nozzle (N _in , N _out ) is a cylinder ( 11, 12) A pair is provided before and after each.

이때 실린더블록(10)의 양단에 설치되는 제1,2커버(40A, 40B)가 더 구비될 수 있는데, 이 경우 상기 급, 배기노즐(N_in, N_out)이 실린더블록(10)의 실린더(11)와 실린더(12) 사이 및 제1,2커버(40A, 40B)에 각각 형성되는 것으로 실시된다.
In this case, the first and second covers 40A and 40B may be further provided at both ends of the cylinder block 10. In this case, the air supply and exhaust nozzles N _in and N _out are cylinders of the cylinder block 10. It is implemented between 11 and the cylinder 12, and in the 1st, 2nd cover 40A, 40B, respectively.

작동유체로서 증기와 같은 유체를 사용하는 경우 작동과정에서 실린더(11,12) 내측에 응축수가 생길 수 있고, 이 응축수가 피스톤(20A, 20B)의 왕복운동을 저해하는 요소로 작용할 수 있으므로, 이 응축수를 적절하게 외부로 배출하여 제거하는 것이 바람직하다.In the case of using a fluid such as steam as the working fluid, condensate may be generated inside the cylinders 11 and 12 during the operation, and the condensate may act as an element that inhibits the reciprocation of the pistons 20A and 20B. It is desirable to drain the condensate to the outside as appropriate.

따라서 본 발명에서는 실린더(11, 12) 양측에 각각 응축수배출홀(H1, H2)이 형성되고, 이 응축수배출홀(H1, H2)은 피스톤(20A, 20B)이 실린더(11, 12)의 좌측 또는 우측 끝단으로 이동되어 더 이상 이동되지 않는 지점(이하 "상사점"이라 한다.)에 이르면 피스톤의 반대쪽에 위치하는 응축수배출홀(H1, H2)이 개방되고, 그 외의 나머지 구간에서는 피스톤(20A, 20B)에 의해 폐쇄되는 구조로 실시되어 피스톤(20A, 20B)의 동작에 연동되어 정확하게 개폐 조절되는 것이 바람직하다.
Therefore, in the present invention, condensate discharge holes H1 and H2 are formed at both sides of the cylinders 11 and 12, respectively, and the condensate discharge holes H1 and H2 have pistons 20A and 20B on the left side of the cylinders 11 and 12. Alternatively, when it reaches the point where it is moved to the right end and is no longer moved (hereinafter referred to as "top dead center"), the condensate discharge holes H1 and H2 located on the opposite side of the piston are opened, and the piston 20A in the remaining sections. , 20B) is preferably closed and controlled to be linked to the operation of the pistons 20A and 20B.

그리고 실린더(11, 12) 각각에는 항시 작동유체의 공급과 배출이 동시에 이루어져야 하고, 하나의 실린더(11)에 작동유체가 공급 및 배출되면 다른 하나의 실린더(12)는 양단의 상사점 사이에 위치되며, 따라서 본 발명은 2개의 상사점을 가지므로 결국 본 발명은 4개의 실린더(11, 12)가 구비된 것과 동일한 동작을 한다.And each of the cylinder (11, 12) should be made at the same time supply and discharge of the working fluid at the same time, when the working fluid is supplied and discharged to one cylinder 11, the other cylinder 12 is located between the top dead center of both ends Therefore, since the present invention has two top dead centers, the present invention performs the same operation as that provided with four cylinders 11 and 12.

즉, 실린더(11)의 피스톤(20A)이 상사점(좌단)→중간→상사점(우단)으로 이동될 때 다른 실린더(12)의 피스톤(20B)은 중간→상사점(우단)→중간으로 이동하게 되고, 따라서 본 발명의 2개의 피스톤(20A, 20B)이 마치 4개의 피스톤이 90° 각도로 배치된 구조와 같이 동작하게 된다.
That is, when the piston 20A of the cylinder 11 is moved from the top dead center (left end) to the middle top dead center (right), the piston 20B of the other cylinder 12 moves from the middle to the top dead center (the right end) to the middle. Thus, the two pistons 20A and 20B of the present invention operate as if the four pistons were arranged at an angle of 90 °.

한 쌍의 실린더(11, 12) 내부에 각각 위치되는 피스톤(20A, 20B)은 실린더 내부에서 직선으로 왕복 운동하는데, 이러한 피스톤(20A, 20B)은 도 5(a)에 도시된 바와 같이 그 중심을 따라 후술하는 샤프트(30)가 관통 결합되는 결합홀(22)이 형성되고, 그 외주면에는 기밀을 유지하는 복수의 실링부재(23)가 구비되며, 실린더(11, 12)의 내주연에 밀착 설치된다.Pistons 20A and 20B, respectively located inside the pair of cylinders 11 and 12, reciprocate linearly inside the cylinder, and these pistons 20A and 20B are centered as shown in Fig. 5 (a). A coupling hole 22 through which the shaft 30 to be described later is coupled along is formed, and a plurality of sealing members 23 are provided on the outer circumferential surface thereof and closely adhered to the inner circumferences of the cylinders 11 and 12. Is installed.

또한 상기 결합홀(22)에는 슬라이딩돌기(21)가 돌출 형성되어 후술하는 샤프트(30)의 슬라이딩홈(31)에 설치되는 것으로 실시될 수도 있다. 이하에서는 샤프트(30)에 슬라이딩홈(31)이 형성되고, 결합홀(22)에는 슬라이딩돌기(21)가 형성되는 것으로 하여 설명한다.
In addition, the coupling hole 22 may be implemented to be installed in the sliding groove 31 of the shaft 30 to be described later to form a sliding protrusion 21 to be described later. Hereinafter, the sliding groove 31 is formed in the shaft 30, and the sliding protrusion 21 is formed in the coupling hole 22.

이때 실린더(11, 12)와 피스톤(20A, 20B) 중 어느 하나에는 길이방향으로 회전방지홈(F)이 형성되고, 다른 하나에는 상기 회전방지홈(F)에 삽입되어 슬라이딩되는 회전방지돌기(B)가 형성되는데, 이에 의해 피스톤(20A, 20B)이 샤프트(30)를 따라 함께 회전되지 않는다.
At this time, any one of the cylinder (11, 12) and the piston (20A, 20B) is formed with a rotation preventing groove (F) in the longitudinal direction, the other is a rotation preventing projection that is inserted into the rotation preventing groove (F) and sliding ( B) is formed, whereby the pistons 20A, 20B do not rotate together along the shaft 30.

한 쌍의 피스톤(20A, 20B)을 차례로 관통 설치되는 샤프트(30)는 한 쪽 끝단이 외부로 돌출되며, 이 끝단에 풀리(pulley) 또는 기어 등과 같은 동력전달 수단 내지 발전기 등이 설치되는데, 이러한 샤프트(30)는 도 6에 도시된 바와 같이 수평의 길이를 가지고, 그 외주면에는 실린더(11, 12)와 급, 배기노즐(N_in, N_out)이 서로 연통되도록 연결하는 복수의 급, 배기유로(32A, 32B)가 형성된다.One end of the shaft 30, which is installed through the pair of pistons 20A and 20B in sequence, protrudes to the outside, and power transmission means such as a pulley or a gear, a generator, or the like is installed at this end. The shaft 30 has a horizontal length as shown in FIG. 6, and a plurality of air supply and exhaust pipes connected to the outer circumferential surface thereof so that the cylinders 11 and 12 and the air supply and exhaust nozzles N _in and N _out communicate with each other. Flow paths 32A and 32B are formed.

이때 상기 급, 배기유로(32A, 32B)는 샤프트(30)의 회전동작에 의해 급, 배기노즐(N_in, N_out)과 선택적으로 연결되어 작동유체가 실린더(11, 12) 내부로 공급되거나 외부로 배출되는데, 이에 따라 이러한 급, 배기유로(32A, 32B)는 각각의 실린더(11, 12) 양단에 각각 형성된다.In this case, the supply and exhaust flow paths 32A and 32B are selectively connected to the supply and exhaust nozzles N _in and N _out by the rotational operation of the shaft 30 so that the working fluid is supplied into the cylinders 11 and 12. It is discharged to the outside, and these supply and exhaust flow paths 32A and 32B are formed at both ends of each cylinder 11 and 12, respectively.

이때 급, 배기유로(32A, 32B)는 샤프트(30)의 내부에 사선 방향으로 관통 형성됨으로써 급배기되는 작동유체가 역방향으로 유입되지 않도록 하고, 또한 급, 배기유로(32A, 32B)의 주위에는 복수의 실링부재(33)를 설치하여 샤프트(30)와 실린더(11, 12)의 결합부위로 작동유체가 누출되지 않도록 실시된다.At this time, the supply and exhaust flow paths 32A and 32B are formed to penetrate diagonally inside the shaft 30 so that the working fluid to be supplied and exhausted does not flow in the reverse direction, and around the supply and exhaust flow paths 32A and 32B. By installing a plurality of sealing members 33 is carried out so that the working fluid does not leak to the coupling portion of the shaft 30 and the cylinders (11, 12).

위에서는 급, 배기유로(32A, 32B)를 샤프트(30)의 내부에 형성하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 급, 배기유로(32A, 32B)를 샤프트(30)의 외주면을 따라 홈을 형성한 것으로 실시될 수도 있다.
In the above description, the air supply and exhaust flow paths 32A and 32B are formed in the shaft 30. However, the air supply and exhaust flow paths 32A and 32B are formed along the outer circumferential surface of the shaft 30. It may be practiced.

한편, 피스톤(20A, 20B)이 설치되는 샤프트(30)의 외주면에는 사선 방향으로 상기 슬라이딩돌기(21)가 삽입되는 슬라이딩홈(31)이 형성되는데, 이 슬라이딩홈(31)은 샤프트(30)의 외주면을 따라 무한궤도(loop)를 형성한다.On the other hand, on the outer circumferential surface of the shaft (30) in which the pistons (20A, 20B) are installed, a sliding groove (31) into which the sliding protrusion (21) is inserted is formed in an oblique direction, and the sliding groove (31) is the shaft (30). A loop is formed along the outer circumference of.

이때 상기 슬라이딩홈(31)을 피스톤(20A, 20B)에 형성하고 슬라이딩돌기(21)를 샤프트(30)에 형성하는 것으로 변경 실시될 수도 있다.
At this time, the sliding groove 31 may be changed to form the pistons 20A and 20B and the sliding protrusion 21 to the shaft 30.

이러한 슬라이딩홈(31)은 피스톤(20A, 20B)의 왕복운동을 회전운동으로 전환시키는 역할을 한다.
The sliding groove 31 serves to convert the reciprocating motion of the pistons 20A and 20B into rotational motion.

제1,2커버(40A, 40B)는 실린더블록(10)의 양단에 설치되어 실린더(11, 12)의 내부공간을 밀폐시키기 위한 것으로, 이는 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이 사각블록 또는 원통 형상의 제1,2커버(40A, 40B)와 보조커버(41A, 41B)로 이루어지고, 이들은 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 체결부재(S)가 관통 체결되어 상기 실린더블록(10)에 스크루 결합된다.The first and second covers 40A and 40B are installed at both ends of the cylinder block 10 to seal the internal spaces of the cylinders 11 and 12, which are shown in FIGS. 8 and 9 as the rectangular blocks or the like. It consists of a cylindrical first and second cover (40A, 40B) and the auxiliary cover (41A, 41B), these are a plurality of fastening member (S) is fastened through the cylinder block 10 as shown in FIG. Screwed on.

상기 제1,2커버(40A, 40B)에는 실린더블록(10)과 마찬가지로 급, 배기노즐(N_in, N_out)이 각각 형성되어 있고, 그 가운데에는 샤프트(30)가 설치되는 설치홀(41A')과 설치홈(41B')이 각각 형성된다.Like the cylinder block 10, the first and second covers 40A and 40B are provided with air supply and exhaust nozzles N _in and N _out , respectively, and an installation hole 41A having a shaft 30 installed therein. ') And the installation groove 41B' are formed, respectively.

이때 설치홀(41A')은 관통 형성되어 샤프트(30)의 일단이 외부로 연장 돌출되고, 설치홈(41B')은 적정 깊이의 홈으로 형성되어 샤프트(30)의 외주면에 설치되는 베어링부재(도면부호 없음)가 안착 고정된다.At this time, the installation hole 41A 'is formed through, and one end of the shaft 30 extends to the outside, and the installation groove 41B' is formed as a groove having an appropriate depth and is provided on the outer circumferential surface of the shaft 30. Reference numeral) is fixed to the seat.

제1,2커버(40A, 40B)와 보조커버(41A, 41B)는 서로 분리 조립되는 구조로 명시하였으나, 이는 베어링부재(도면부호 없음)의 설치 및 교체가 용이하도록 한 예이고, 따라서 이를 당업자가 용이하게 실시하기 위해 일체로 형성한 구조로 변경하여 실시될 수 있다.
Although the first and second covers 40A and 40B and the auxiliary covers 41A and 41B are specified to be separated from each other, this is an example to facilitate the installation and replacement of the bearing member (not shown), and therefore, those skilled in the art It can be carried out by changing to a structure formed integrally for easy implementation.

이에 더해 본 발명은 샤프트(30)에 복수의 베어링부재(도면부호 없음)를 설치하고, 이 베어링부재(도면부호 없음)가 원활하게 회전 동작될 수 있도록 윤활유를 공급하는 구조로 실시될 수도 있는데, 이를 위해 도 3과 도 10에 도시된 바와 같이 제1,커버(40A, 40B) 중 어느 하나에 설치되어 그 내부에 윤활유공급부(51)가 마련된 윤활유공급블록(50)이 더 구비될 수도 있다.In addition, the present invention may be implemented in a structure in which a plurality of bearing members (without reference numerals) are installed on the shaft 30 and the lubricant member is supplied so that the bearing members (without reference numerals) rotate smoothly. To this end, as shown in FIGS. 3 and 10, the lubricant supply block 50 may be further provided on one of the first and covers 40A and 40B and provided with a lubricant supply unit 51 therein.

상기 윤활유공급블록(50) 내부로 공급된 윤활유가 각각의 베어링부재(도면부호 없음)로 공급되는 방법은 당업자가 용이하게 실시하기 위해 다양한 형태로 변경 실시될 수 있다.
The method in which the lubricating oil supplied into the lubricating oil supply block 50 is supplied to each bearing member (not shown) may be modified in various forms for those skilled in the art to easily implement.

이상과 같은 구조로 이루어진 본 발명은 실린더(11, 12) 내측으로 작동유체를 공급함으로써 피스톤(20A, 20B)이 왕복운동을 하고, 이 피스톤(20A, 20B)의 왕복운동에 의해 샤프트(30)가 회전운동을 하며, 이때 회전운동은 동력으로서 그대로 사용되거나 발전기를 부착함으로써 전기를 생산할 수 있다.
In the present invention having the above structure, the pistons 20A and 20B reciprocate by supplying a working fluid into the cylinders 11 and 12, and the shaft 30 is reciprocated by the pistons 20A and 20B. The rotational movement is used as it is as a power or can be produced by attaching a generator.

이하에서는 상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 엔진의 작동에 대해 더욱 상세히 설명한다.
Hereinafter, the operation of the engine of the present invention having the above structure will be described in more detail.

도 11(a, b, c, d, e)은 본 발명의 사용상태도로서, 도 11(a)에 도시된 바와 같이 일측 피스톤(20A)이 실린더(11)의 중간에 위치하여 급, 배기노즐(N_in, N_out)이 급, 배기유로(32A,32B)와 연결되고, 이에 의해 공급된 작동유체가 일측 피스톤(20A)을 반대측(우단)으로 직선 이동시키며, 이에 의해 슬라이딩돌기(21)가 슬라이딩홈(31)을 따라 슬라이딩되면서 샤프트(30)를 회전시킨다.Figure 11 (a, b, c, d, e) is a state diagram of the use of the present invention, as shown in Figure 11 (a) the piston 20A is located in the middle of the cylinder 11, the supply and exhaust nozzle (N _in , N _out ) are connected to the supply and exhaust flow paths 32A and 32B, and the working fluid supplied thereby linearly moves the piston 20A on one side to the opposite side (right), whereby the sliding protrusion 21 Rotates the shaft 30 while sliding along the sliding groove 31.

이때 타측 피스톤(20B)은 위와 같은 샤프트(30)의 회전에 의해 도 11(b)에 도시된 바와 같이 실린더(12)의 상사점(우단)에서 중간 위치로 이동되고, 이에 의해급, 배기노즐(N_in, N_out)과 급, 배기유로(32A,32B)가 서로 연결된다.At this time, the other side piston 20B is moved to the intermediate position at the top dead center (right end) of the cylinder 12 by the rotation of the shaft 30 as shown in FIG. (N _in , N _out ) and the supply and exhaust flow paths 32A and 32B are connected to each other.

이렇게 급, 배기노즐(N_in, N_out)과 급, 배기유로(32A,32B)가 서로 연결(연통)되면 작동유체의 압력에 의해 타측 피스톤(20B)은 반대측 상사점(좌단)으로 이동되고, 이에 의해 샤프트(30)가 회전되어 도 11(c)에 도시된 바와 같이 일측 피스톤(20A)이 실린더(11)의 상사점(우단)에서 중간 위치로 이동되며 이에 따라 급, 배기노즐(N_in, N_out)과 급, 배기유로(32A,32B)가 다시 서로 연결된다.When the supply and exhaust nozzles (N _in , N _out ) and the supply and exhaust flow paths 32A and 32B are connected to each other (communication), the other piston 20B is moved to the opposite top dead center (left end) by the pressure of the working fluid. As a result, the shaft 30 is rotated so that one side piston 20A is moved from the top dead center (right end) of the cylinder 11 to an intermediate position as shown in FIG. 11 (c). _in , N _out ) and the supply and exhaust flow paths 32A and 32B are connected to each other again.

또한 도 11(d)에 도시된 바와 같이 작동유체의 압력에 의해 피스톤(20A)이 실린더(11)의 중간 위치에서 상사점(좌단)으로 다시 이동되면 샤프트(30)가 회전되고, 이와 연동된 타측 피스톤(20B)은 실린더(12)의 상사점(좌단)에서 중간 위치로 이동되어 작동유체가 재공급된다.In addition, as shown in (d) of FIG. 11, when the piston 20A is moved back to the top dead center (left end) by the pressure of the working fluid, the shaft 30 is rotated and interlocked therewith. The other piston 20B is moved to the intermediate position at the top dead center (left end) of the cylinder 12 so that the working fluid is supplied again.

그리고 도 11(e)에 도시된 바와 같이 타측 피스톤(20B)이 작동유체의 압력에 의해 실린더(12)의 중간에서 상사점(우단)으로 이동되고, 이에 일측 피스톤(20A) 역시 실린더(11)의 상사점(좌단)에서 중간으로 이동되면서 최초 동작위치로 복귀되고, 샤프트(30)는 1회전된다.And as shown in Figure 11 (e) the other piston 20B is moved to the top dead center (right end) in the middle of the cylinder 12 by the pressure of the working fluid, this one piston 20A is also the cylinder 11 In the top dead center of the (left end) is moved to the middle and returned to the initial operating position, the shaft 30 is rotated once.

이후 상기 과정을 반복 수행하면서 한 쌍의 피스톤(20A, 20B) 지속적으로 왕복운동을 하게 된다.Thereafter, the pair of pistons 20A and 20B continuously reciprocate while repeating the above process.

한편, 샤프트(30)는 피스톤(20A, 20B)의 왕복운동에 의해 어느 한 방향으로 회전운동을 지속하게 되며, 이 샤프트(30)의 일단에 동력전달용 풀리나 기어 및 발전기 등이 설치되어 구동력이나 전기에너지를 생산하게 된다.
On the other hand, the shaft 30 continues the rotational movement in either direction by the reciprocating motion of the piston (20A, 20B), the power transmission pulleys, gears and generators, etc. are installed at one end of the shaft (30) to drive force or It will produce electrical energy.

본 발명은 작동유체가 실린더(11, 12) 내부에 공급될 때 샤프트(30)의 회전에 의해 기계적으로 개폐 조절되기 때문에 인위적으로 개폐 타이밍을 조작하지 않더라도 작동유체의 공급 및 배출 타이밍을 정확하게 제어할 수 있고, 아울러 크랭크축과 로드 및 크랭크실 등과 같은 복잡한 부품과 결합구조를 생략할 수 있기 때문에 구조가 간단하면서도 소형제작이 가능하다.
According to the present invention, when the working fluid is supplied into the cylinders 11 and 12, the opening and closing of the working fluid is mechanically controlled by the rotation of the shaft 30, so that the timing of supply and discharge of the working fluid can be precisely controlled even without artificially manipulating the opening and closing timing. In addition, it is possible to omit complex structures and coupling structures such as crankshafts, rods and crankcases, thereby making the structure simple and compact.

10: 실린더블록 11, 12: 실린더
13: 관통홀 20A, 20B: 피스톤
21: 슬라이딩돌기 22: 결합홀
23: 실링부재 30: 샤프트
31: 슬라이딩홈 32A, 32B: 급, 배기유로
33: 실링부재 40A: 제1커버
40B: 제2커버 41A, 41B: 보조커버
41A':설치홀 41B': 설치홈
50: 윤활유공급블록 51: 윤활유저장부
B: 회전방지돌기 F: 회전방지홈
H1, H2: 응축수배출홀 N_in: 급기노즐
N_out: 배기노즐 S: 체결부재10: cylinder block 11, 12: cylinder
13: through-hole 20A, 20B: piston
21: sliding projection 22: coupling hole
23: sealing member 30: shaft
31: Sliding groove 32A, 32B: Class, exhaust passage
33: sealing member 40A: first cover
40B: 2nd cover 41A, 41B: Auxiliary cover
41A ': Mounting hole 41B': Mounting groove
50: lubricant supply block 51: lubricant reservoir
B: Anti-rotation protrusion F: Anti-rotation groove
H1, H2: Condensate discharge hole N _in : Supply nozzle
N _out : Exhaust nozzle S: Fastening member

Claims

A cylinder block 10 in which a pair of cylinders 11 and 12 are arranged in a line;
Pistons (20A, 20B) are respectively installed in the cylinder (11, 12), the sliding protrusion 21 is formed on the inner peripheral surface;
It is installed penetrating through the center of the piston (20A, 20B), the outer peripheral surface is formed with a sliding groove 31 corresponding to the sliding projection 21, is rotated by the reciprocating motion of the piston (20A, 20B) Shaft 30 and;
It is provided in the cylinder block 10, and each of the cylinder (11, 12) includes a supply, exhaust nozzle (N _in , N _out ) for supplying and discharging the working fluid,
The shaft 30 is provided with a plurality of supply and exhaust passages 32A and 32B through which working fluid is supplied and exhausted, and the supply and exhaust passages 32A and 32B are rotated by the shaft 30. , Engine for generating power, characterized in that selectively connected to the exhaust nozzle (N _in , N _out ).

The method according to claim 1,
The air supply and exhaust passages (32A, 32B) is a power generating engine, characterized in that formed through the inside of the shaft in the diagonal direction.

The method according to claim 1,
The cylinder block 10 is open at both ends, and the first and second covers 40A and 40B are installed at both ends of the open, respectively.
The first and second exhaust nozzles (N _in , N _out ) are further provided in the first and second covers (40A, 40B).

The method according to claim 1,
The sliding grooves 31 are arranged at 90 ° to each other so that when one piston 20A is positioned at the top dead center, the other piston 20B is located between the top dead centers of both ends .

The method according to any one of claims 1 to 4,
It is installed on the outer circumferential surface of the shaft (30), the engine for power generation, characterized in that the lubricating oil supply block (50) is further provided for supplying lubricating oil to the outer circumferential surface of the shaft (20).

The method according to any one of claims 1 to 4,
In one of the cylinders 11 and 12 and the pistons 20A and 20B, an anti-rotation groove F is formed in the longitudinal direction, and the other anti-rotation protrusion is inserted into the anti-rotation groove F and slid. Power generation engine, characterized in that (B) is formed.

The method according to any one of claims 1 to 4,
Each of the cylinders (11, 12) is a power generation engine, characterized in that a pair of condensate discharge holes (H1, H2) that are opened and closed by the sliding action of the piston (20A, 20B), respectively.