KR101259392B1 - 스터링 엔진 - Google Patents

스터링 엔진 Download PDF

Info

Publication number
KR101259392B1
KR101259392B1 KR1020110071404A KR20110071404A KR101259392B1 KR 101259392 B1 KR101259392 B1 KR 101259392B1 KR 1020110071404 A KR1020110071404 A KR 1020110071404A KR 20110071404 A KR20110071404 A KR 20110071404A KR 101259392 B1 KR101259392 B1 KR 101259392B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
link
piston
crank
displacer
crank chamber
Prior art date
Application number
KR1020110071404A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130010646A (ko
Inventor
김희근
Original Assignee
메탈젠텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 메탈젠텍 주식회사 filed Critical 메탈젠텍 주식회사
Priority to KR1020110071404A priority Critical patent/KR101259392B1/ko
Publication of KR20130010646A publication Critical patent/KR20130010646A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101259392B1 publication Critical patent/KR101259392B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/0435Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines the engine being of the free piston type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/053Component parts or details
    • F02G1/055Heaters or coolers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G2243/00Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes
    • F02G2243/02Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having pistons and displacers in the same cylinder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 크랭크장치의 동력 전달 구조를 간결하면서도 효율적으로 연결하여 에너지 변환 효율을 증가시키도록 하면서 출력을 향상시키도록 한 스터링 엔진이다.
본 발명의 크랭크장치는 크랭크실에 중심부의 양측으로 각각 회전하도록 축설한 양 구동축의 내측단에 일측으로 편심된 무게추를 갖는 카운트 웨이트를 각각 고정되게 축설하고, 상기 양 카운트 웨이트의 사이에 위치하여 양 카운트 웨이트의 어느 한 측으로 크랭크 축을 축설하되 크랭크축의 양측에 피스톤 로드를 각각 연결한 상태로 연결함과, 상기 피스톤 로드는 실린더장치에 구비되어 전,후진 작용을 하도록 하는 피스톤과 연결함과, 상기 크랭크축에 연결하는 커넥팅 링크의 외측단부에 도그 링크를 힌지 연결하여 상기 실린더장치에 위치하면서 피스톤의 외측으로 위치한 디스플레이서와 연결한 디스플레이서 로드를 도그 링크에 힌지 연결함과, 상기 커넥팅 링크의 사이에 적정각도로 절곡되도록 연결되는 완충연동수단를 구비함과, 상기 커넥팅 링크와 도그 링크의 힌지 연결점에 한 측이 함께 연결되는 피스톤 스윙 링크의 타측은 크랭크실의 저면에 회전 가능하게 힌지 고정함과, 상기 양 구동축 중에서 어느 한 구동축에 크랭크실의 외부로 위치하도록 냉각펌프 및 발전용 풀리를 각각 고정되게 축설함을 특징으로 한다.

Description

스터링 엔진{STIRLING ENGINE}
본 발명은 스터링 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랭크장치의 동력 전달 구조를 간결하면서도 효율적으로 구비하도록 개선하여 에너지 변환 효율을 증가시키도록 하는 스터링 엔진에 관한 것이다.
일반적으로 스터링 엔진은 실린더 내부의 공기가 팽창 및 수축시 일어나는 압력변화를 이용하여 동력을 얻는 장치로서,
종래의 스터링 엔진은 고온부와 저온부의 온도차가 현저하지 못하여 팽창압력의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 압축실의 저온 공기가 팽창실에 유입될 때 내부의 열에 의해 충분히 팽창하지 못하게 됨으로써 디스플레이서에 가해지는 압력이 낮아 엔진의 출력이 저하되는 요인이 되고 있으며, 이는 디스플레이서의 외주면에 더욱 열을 높여야 하고 이를 유지시키는데 상당한 어려움이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명인이 발명자로 선출원한 특허출원 10-2009-0078223호가 소개된바, 그 구성을 간략히 살펴보면,
도 1에서와 같이, 외부발열체의 가열에 의하여 내부에 고온공기를 제공하면서 효과적인 열축적을 갖도록 하고, 별도로 저온공기를 효과적으로 공급하여 팽창압력을 극대화시키도록 하는 히터 헤드장치장치(10); 상기 히터 헤드장치장치(10)와 연결되어 팽창압력에 의해 디스플레이서(20)가 작동되면서 발생하는 공기의 압축으로 인하여 디스플레이서(20)의 후방에 위치한 피스톤(30)에 압축력이 가해져 전,후진 작동을 발생시키게 되는 실린더장치(40); 상기 실린더장치(40)와 연결된 피스톤(30)에 의한 전후진 동작을 회전운동으로 전환시키어 외부에 구비되는 풀리를 회전시키도록 한 크랭크장치(50);로 스터링 엔진을 구성한 것이다.
이러한 상기의 스터링 엔진에서 피스톤(30)은 디스플레이서(20)에서 가해지는 압축력에 의하여 작동을 하며, 팽창공기를 디스플레이서(20)에 의해 전,후 공간으로 분할되는 고온의 팽창공간 및 압축공간 사이에서 이동시키며 팽창, 압축과정을 반복하게 되는 것이다.
그러나, 상기 종래의 스터링 엔진에서 어느 정도의 출력향상을 가져왔으나 충분한 출력향상을 얻지 못하였고 그 이유로 다음과 같은 문제점과 기타 다른 여러가지 문제점이 제기되었다.
첫째; 크랭크장치(50)에서 각 링크 및 로드의 구성 수가 많고 연동되도록 연결되는 각 링크들의 결합구조가 많아서 작동과정에서 마찰소음이 많아짐으로 인한 부하발생이 커져 물리적인 구조에 의한 에너지 변환 효율도 저하될 뿐만 아니라 조립 및 분해과정이 번거로워 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
둘째; 크랭크장치(50)의 크랭크실을 한 측 횡방향으로 개방되도록 설계되어 있어 내부에 각 부품을 조립하거나 분해할 경우 협소한 공간으로 인하여 조립 및 분해과정이 번거로워 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
셋째; 크랭크장치(50)의 크랭크실 내부에 일정 압력을 유지시키기 위하여 구비하는 공기 펌프(60)는 상기 디스플레이서(20)의 로드에 설치되면서 실린더장치(40)내에 형성하는 보조실린더(41)에 끼워져 디스플레이서(20)의 전,후진 운동에 따라 공기를 펌핑 공급하여 크랭크장치(50)의 내부로 공급되도록 하고 있으나, 상기 공기펌프(60)는 외부 둘레에 패킹 등의 실링부가 어느 정도 사용하다 보면 마모되어 펌핑기능이 떨어지면 크랭크장치의 내부압력을 설정치 압력으로 유지시키지 못하여 출력을 저하시키는 문제점이 있을 뿐만 아니라 이를 교환하기 위해서는 많은 부품을 분리하여야 하는 상당한 번거로운 작업을 수행하여야 하는 문제점 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 크랭크장치의 동력 전달 구조를 간결하면서도 효율적으로 연결하여 에너지 변환 효율을 증가시키어 출력을 향상시키도록 하면서 조립이 용이하도록 하는 스터링 엔진을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스터링 엔진은,
히터 헤드장치의 외표면부에 외부발열체(산업용 폐열, 가스가열기구, 전기가열기구)의 가열에 의하여 디스플레이서가 내장된 고온 팽창 실린더부의 내부 기체가 고온으로 가열되면 기체의 고온 팽창으로 디스플레이서에 상승 압력을 제공하게 되는 히터 헤드 장치와, 상기 히터 헤드장치의 고온 팽창 실린더부상에 공기순환로로 관통되어 압축된 저온 공기를 제공하면서 잔류 팽창압력에 의하여 전후 작동이 이루어지게 되는 피스톤이 내장되면서 냉각수단을 구비한 실린더 장치와, 상기 실린더 장치의 저온 압축 실린더부에 내장된 피스톤의 전후작동을 회전운동으로 전환시켜 풀리를 일방향으로 회전시키는 크랭크 장치로 이루어지는 스터링 엔진으로서,
상기 크랭크장치는 크랭크실 중심부의 양측으로 각각 회전하도록 축설한 양 구동축상에 카운트 웨이트를 각각 고정되게 축설하고, 상기 양 카운트 웨이트의 사이에 위치하여 양 카운트 웨이트의 어느 일측부상에 크랭크 축을 축설하되 크랭크축의 양측에 피스톤 로드를 각각 연결한 상태로 연결함과, 상기 피스톤 로드는 피스톤과 연결함과, 상기 크랭크축에 연결하는 커넥팅 링크의 외측단부에 도그링크를 힌지 연결하고 상기 실린더장치에 내장된 피스톤의 후방에 위치한 디스플레이서와 연결된 디스플레이서 로드를 도그링크에 힌지 연결함과, 상기 커넥팅링크의 사이에 적정각도로 절곡되도록 결합되는 완충연동수단를 구비함과, 상기 커넥팅 링크와 도그링크의 힌지 연결점에 한 측이 함께 연결되는 피스톤 스윙링크의 타측은 크랭크실의 저면에 회전 가능하게 힌지 고정함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스터링 엔진에 의하면, 크랭크장치의 동력 전달 구조를 더욱 간결하면서도 효율적으로 연결하여 출력을 더욱 향상시키는 효과가 있으며, 크랭크실에 안정적으로 적정 공기압을 유지시켜 주므로 에너지 변환 효율을 더욱 증가시키도록 하는 효과가 있다.
또한, 조립 및 분해공정이 간편하여 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라 정비 등을 간편하게 수행할 수 있어 유지보수가 편리한 효과가 있다.
도 1은 종래의 스터링 엔진의 구성도
도 2는 본 발명이 적용된 스터링 엔진의 일부 절개 사시도
도 3은 본 발명이 적용된 스터링 엔진의 횡단면도
도 4는 본 발명에서 디스플레이서가 크랭크장치에 연결되는 사시도
도 5는 본 발명에서 크랭크실에 공기 공급을 위한 예시도
도 6a,6b,6c는 본 발명의 작동 상태도
도 7은 본 발명의 다른 실시 예도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명이 적용된 스터링 엔진의 일부 절개 사시도이고, 도 3은 본 발명이 적용된 스터링 엔진의 횡단면도이고, 도 4는 본 발명에서 디스플레이서가 클랭크에 연결되는 사시도이고, 도 5는 본 발명에서 크랭크실에 공기 공급을 위한 예시도이고, 도 6a,6b,6c는 본 발명의 작동 상태도를 나타낸바, 이들 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.
도 2에서와 같이, 스터링 엔진은 히터 헤드장치(100)의 외표면부에 외부 발열체(산업용 폐열, 가스가열기구, 전기가열기구)의 가열에 의하여 디스플레이서(380)가 내장된 고온팽창실린더부(101)의 내부 기체가 고온으로 가열되면 기체의 고온 팽창으로 디스플레이서(380)에 상승 압력을 제공하게 되는 히터 헤드장치(100)와,
상기 히터 헤드장치(100)의 고온팽창실린더부(101)상에 관통되게 설치된 공기 순환로(353)를 통하여 압축된 저온 공기를 제공하면서 잔류 팽창압력에 의하여 전후 작동이 이루어지게 되는 피스톤(350)이 내장되면서 냉각수단을 구비한 실린더장치(200)와, 상기 실린더장치(200)의 저온압축실린더부(352)에 내장된 피스톤(350)의 전후 작동을 회전 운동으로 전환시켜 풀리(400)를 일방향으로 회전시키는 크랭크 장치(300)로 이루어진 것이다.
도 2, 3에서와 같이 상기 크랭크장치(300)는 크랭크실(310)에 중심부의 양측 동일선상으로 각각 회전하도록 축설한 양 구동축(320)에 카운트 웨이트(330)를 각각 고정되게 축설하며, 상기 카운트 웨이트(330)는 일측으로 편심된 무게추(331)를 일체로 형성한다.
상기 양 카운트 웨이트(330)의 사이에 위치하여 양 카운트 웨이트(330)의 어느 일측부상에 크랭크 축(340)을 축설하여 크랭크축(340)이 회전을 하면 양측의 카운트 웨이트(330)가 연동되어 구동축(320)을 회전시키도록 한다.
그리고 상기 양측의 카운트 웨이트(330)에 축설된 크랭크축(340)의 양측에 피스톤(350)과 연결된 피스톤 로드(361)를 각각 연결하여 피스톤(350)의 전,후진 동작이 피스톤 로드(351)를 통해 크랭크축(340)을 회전운동으로 전환시키어 주도록 구성한다.
도 3, 4에서와 같이, 상기 크랭크축(340)의 양측으로 연결되는 커넥팅 링크(370)를 연결하여 디스플레이서(380)에 연결되는 디스플레이서 로드(381)와 도그 링크(371)로 커넥팅 링크(370)를 연결하되, 상기 커넥팅 링크(370)의 사이에 완충연동수단(360)를 구비하여 디스플레이서 로드(381)의 전,후진운동이 커넥팅 링크(370)에 전달되어 커넥팅 링크(370)가 크랭크축(340)에 회전운동으로 전환시킬 때 커넥팅 링크(370)의 사이로 구비된 완충연동수단(360)이 적정각도로 절곡되도록 연결되어 디스플레이서(380)의 직선운동을 크랭크축(340)에 회전운동으로 원활하게 전환시키어 줄 수 있도록 구성이 이루어진다.
상기 완충연동수단(360)은 일단이 크랭크축(340)에 연결되는 연동링크(361)에 완충링크(362)를 연결하고 이 완충링크(362)를 도그링크(371)에 커넥팅 링크(370)와 함께 연결하여 도그링크(371)와 연결된 완충링크(362)와 크랭크축(340)에 연결된 연동링크(361)가 작동시 적정각도로 절곡되도록 되도록 한 것이다.
상기 커넥팅 링크(370)와 도그링크(371)의 힌지 연결점에 한 축으로 함께 연결되는 피스톤 스윙 링크(374)의 타측은 크랭크실(310)의 저면에 회전 가능하게 힌지 고정되어 커넥팅 링크(370)와 도그 링크(371)의 연결부분을 하방에서 받쳐주어 안정적으로 작동이 이루어지도록 한다.
상기 양 구동축(320) 중에서 어느 한 구동축(320)에 크랭크실(310)의 외부로 위치하도록 냉각펌프 및 발전용 풀리(400)를 각각 고정되게 축설한다.
한편, 도 5에서와 같이, 상기 크랭크장치(300)의 크랭크실(310)은 상부를 탈부착할 수 있도록 덮개(311)를 형성하여 내부에 각 부품을 조립하거나 분해할 때 덮개(311)를 오픈시킨 상태에서 작업을 편리하게 수행할 수 있도록 제공하고 있다.
또, 상기 크랭크실(310)에는 외부로부터 구비된 공기 콤프레샤 등의 공기 공급장치(500)로부터 공기를 공급받아 적정압력을 유지하도록 하며, 압력게이지(600) 등에 의해 신호를 받아 적정압력이 낮아지면 신호에 의해 공기 공급장치(500)로부터 공기를 공급시키며, 공기 공급장치(500)는 냉각펌프 및 발전용 풀리(400)로부터 동력을 제공받도록 한다.
이는 크랭크실(310) 내부를 외부공기의 유입으로 적정압력을 유지시키어 주므로 실린더장치(200)와 히터 헤드장치(100)내의 압력차를 해소시키고 동시에 피스톤(350)의 후진시 적정압력이 가해져 작동이 원활히 이루어질 수 있다. 또한 외부공기가 유입되므로 크랭크실(310) 내의 온도상승을 제어하는 냉각기능을 수행하게 되는 것이다.
이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 크랭크장치의 상호 작동상태를 히터 헤드장치 및 실린더장치와 연계하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 히터 헤드장치(100)의 외표면부를 외부 발열체(산업용 폐열, 가스가열기구, 전기가열기구)의 가열에 의하여 가열시 디스플레이서(380)가 내장된 고온팽창실린더부(101)의 설정온도가 고온으로 변환되고, 통상적인 스타팅모터등에 의하여 냉각펌프 및 발전용 풀리(400)를 회전시켜주면 실린더 장치(200)의 저온압축실린더부(352)에 계류중인 저온 압축공기가 피스톤(350)의 후진작동에 따라 공기순환로(353)를 통하여 히터 헤드 장치(100)의 고온팽창실린더부(101)에 제공됨에 따라 고온공기를 갖는 고온팽창실린더부(101)에 저온공기의 유입으로 발생하는 공기팽창압력에 의해 디스플레이서(380) 및 피스톤(350)의 유기적인 전후작동을 발생시키게 되는데, 그 과정을 살펴보면,
도 6a, 6b, 6c에서와 같이, 히터 헤드장치(100)의 고온팽창실린더부(101)에 발생하는 고온팽창압력에 의해 디스플레이서(380)를 피스톤(350) 쪽으로 밀어주게 되면, 디스플레이서(380)와 피스톤(350) 사이의 저온압축실린더부(352)에 계류중인 공기에 압축력이 발생하게 되어 피스톤(350)이 크랭크 장치(300) 쪽으로 전진한다.
이때, 먼저 디스플레이서(380)에 축설한 디스플레이서 로드(381)가 전진하면 도그링크(371)로 연결되는 커넥팅 링크(370)가 크랭크축(340)에 동력 전달로 디스플레이서 로드(381)의 전,후진운동이 커넥팅 링크(370)에 전달되어 커넥팅 링크(370)가 크랭크축(340)에 회전운동으로 전환할 때 커넥팅 링크(370)의 사이로 도그링크(371)와 연결된 완충링크(362)와 크랭크축(340)에 연결된 연동링크(361)가 힌지 연결되어 있어 디스플레이서(380)의 직선운동을 크랭크축(340)에 회전운동으로 원활하게 전환이 이루어질 수 있게 된다.
상기 작동과 동시에 피스톤(350)의 전진에 따라 피스톤 로드(351)가 상기 크랭크장치(300) 쪽으로 함께 이동되면서 피스톤 로드(351)의 타 측에 연결된 크랭크축(340)에 힘을 전달한다.
이렇게 피스톤(350)과 디스플레이서(380)의 유기적인 전,후진 작동으로 인하여 크랭크축(340)이 회전하면 크랭크축(340)의 양측으로 축설한 카운트 웨이트(330)가 회전하고 카운트 웨이트(330)에 축설된 구동축(320)이 회전되어 구동축(320)의 외측부에 축설한 냉각펌프 및 발전용 풀리(400)를 회전시키게 된다.
즉, 도 6a에서는 디스플레이서(380) 및 피스톤(350)의 전진 작동으로 크랭크축(340)을 회전시키어 양측의 카운트 웨이트(330)의 편심된 무게추(331)의 자중이 함께 작용하면서 하방으로 내려가는 상태이며,
도 6b에서는 상기 카운트 웨이트(330)가 관성에 의해 위로 오르게 되면서 디스플레이서(380)가 먼저 시간 차로 후진하고 곧바로 피스톤(350)이 후진하는 동작이 이루어지며,
도 6c에서와 같이, 상기 카운트 웨이트(330)의 무게추(331) 쪽이 위쪽에서 아래쪽으로 자중이 함께 작용되어 회전력을 가중시키면서 내려가고, 카운트 웨이트(330)에 크랭크축(340)이 축설된 위치가 카운트 웨이트(330)에 축설된 구동축(320)을 중심으로 회전이 이루어져 카운트 웨이트(330)의 무개추(331) 부분이 하방으로 내려가는 동작이 이루어지며, 이 과정에서 디스플레이서(380)와 피스톤(350) 사이의 저온압축실린더부(352)에 유입된 저온의 공기가 압축되면서 공기순환로(353)를 통하여 히터 헤드장치(100) 내의 고온팽창실린더부(101)로 보내져 고온의 공기와 만나 생성되는 순간 팽창압력으로 다시 디스플레이서(380)와 피스톤(350)을 유기적으로 전진시키어 주어 상기에서 기술한 동작이 반복적으로 이루어짐에 따라 구동축(320)의 고속회전이 이루어지게 되는 것이다.
상기에서와 같이 본 발명은 디스플레이서(380)에 축설된 디스플레이스 로드(381)와 피스톤(350)에 축설된 피스톤 로드(351)가 크랭크축(340)과 다단형태의 링크로 연결되어 전후진 운동을 하므로서 효율적으로 회전운동이 이루어지도록 하게 하면서 양측으로 분리되는 구동축(320)에 각각 축설한 카운트 웨이트(330)의 무게추(331)에 의해 더욱 회전력을 높이게 하는 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 것으로,
상기 디스플레이서(380)와 피스톤(350)에 서로 마주보는 대향면에 각각 동극반발용 자석(S1,S2)을 각각 부착하여 적정 간격의 범위 내에서 동극 자력이 밀어주는 역할을 하도록 하여 디스플레이서와 피스톤이 작동시 피스톤의 전진작용을 더욱 가속시키어 출력을 높이도록 하는 것이다.
또한 상기 카운트 웨이트(330)의 무개추(331) 외면 일부분과 구동축(340)의 위치선상 하방의 크랭크실(310)에 각각 일정간격을 두고 대향되게 각각 동극반발용 자석(S3,S4)을 부착하여 카운트 웨이트(330)가 하방으로 내려가는 동작에 동극 자력에 의해 밀어줄 수 있도록 하여 카운트 웨이트(330)의 회전 가속을 높이도록 한 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100: 히터 헤드장치 101: 고온팽창실린더부
200: 실린더장치
300: 크랭크장치 320: 구동축
330: 카운트 웨이트 340: 크랭크축
350: 피스톤 352: 저온압축실린더부
353 : 공기순환로 360: 완충연동수단
361: 연동링크 362: 완충링크
370: 커넥팅 링크 371: 도그링크
380: 디스플레이서 382: 보강판
400: 냉각펌프 및 발전용 풀리
500: 공기공급장치 S1,S2,S3,S4: 동극반발용자석

Claims (5)

  1. 히터 헤드장치(100)의 외표면부에 외부 발열체(산업체 폐열, 가스가열기구, 전기가열기구)의 가열에 의하여 디스플레이서(380)가 내장된 고온팽창실린더부(101)의 내부 기체가 고온으로 가열되면 기체의 고온 팽창으로 디스플레이서(380)에 상승 압력을 제공하게 되는 히터 헤드장치(100)와,
    상기 히터 헤드장치(100)의 고온팽창실린더부(101)상에 관통되게 설치된 공기 순환로(353)를 통하여 압축된 저온 공기를 제공하면서 잔류 팽창압력에 의하여 전후 작동이 이루어지게 되는 피스톤(350)이 내장되면서 냉각수단을 구비한 실린더장치(200)와, 상기 실린더장치(200)의 저온압축실린더부(352)에 내장된 피스톤(350)의 전후 작동을 회전 운동으로 전환시켜 풀리(400)를 일방향으로 회전시키는 크랭크 장치(300)를 갖는 스터링 엔진에 있어서,
    상기 크랭크장치(300)는 크랭크실(310)에 동일선상으로 양측에 각각 회전하도록 축설한 양 구동축(320)의 내측에 편심된 무게추(331)를 갖는 카운트 웨이트(330)를 각각 고정되게 축설하고 상기 양 카운트 웨이트(330)의 사이에 위치하여 양 카운트 웨이트(330)에 편심으로 크랭크축(340)의 단부를 축설함과,
    상기 크랭크축(340)의 양측부에 피스톤 로드(361)의 일단을 각각 연결하고 피스톤 로드(361)의 타단은 피스톤(350)과 힌지 연결함과,
    상기 크랭크축(340)에 연결하는 양 커넥팅 링크(370)의 사이에 완충연동수단(360)을 연결하여 디스플레이서(380)에 축설된 디스플레이서 로드(381)와 도그 링크(371)로 커넥팅 링크(370)과 완충연동수단(360)를 연결함과,
    상기 커넥팅 링크(370)와 도그링크(371)의 힌지 연결점에 일단이 함께 연결되는 피스톤 스윙링크(374)의 타단은 크랭크실(310)의 저면에 회전 가능하게 힌지 연결함과,
    상기 양 구동축(320) 중에서 어느 한 구동축(320)에 크랭크실(310)의 외부로 위치하도록 냉각펌프 및 발전용 풀리(400)를 각각 고정되게 축설하여 이루어짐을 특징으로 하는 스터링 엔진.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 완충연동수단(360)은 일단이 크랭크축(340)에 연결되는 연동링크(361)에 완충링크(362)를 연결하고 이 완충링크(362)를 도그링크(371)에 커넥팅링크(370)와 함께 연결함을 특징으로 하는 스터링 엔진.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 크랭크실(310)에는 외부에 구비하는 공기공급장치(500)로부터 공기를 공급받아 적정압력을 유지하도록 하면서 크랭크실(310)의 압력을 첵크하는 압력게이지(600)에 의해 신호를 받아 적정압력이 낮아지면 공기공급장치(500)로부터 공기를 공급받도록 구비함을 특징으로 하는 스터링 엔진.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이서(380)와 피스톤(350)에 서로 마주보는 대향면에 각각 동극반발용자석(S1,S2)을 각각 부착함을 특징으로 하는 스터링 엔진.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 카운트 웨이트(330)의 무개추(331) 외면 일부분과 구동축(340) 위치선상 하방의 크랭크실(310)에 각각 일정간격을 두고 대향되게 각각 동극반발용자석(S3,S4)을 부착하여 카운트 웨이트(330)가 하방으로 내려가는 동작에 동극 자력에 의해 밀어줄 수 있도록 함을 특징으로 하는 스터링 엔진.
KR1020110071404A 2011-07-19 2011-07-19 스터링 엔진 KR101259392B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110071404A KR101259392B1 (ko) 2011-07-19 2011-07-19 스터링 엔진

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110071404A KR101259392B1 (ko) 2011-07-19 2011-07-19 스터링 엔진

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130010646A KR20130010646A (ko) 2013-01-29
KR101259392B1 true KR101259392B1 (ko) 2013-04-30

Family

ID=47839816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110071404A KR101259392B1 (ko) 2011-07-19 2011-07-19 스터링 엔진

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101259392B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060489A (ja) 2002-07-26 2004-02-26 Isuzu Motors Ltd スターリングエンジン
JP2008101501A (ja) 2006-10-18 2008-05-01 Estir:Kk スターリングエンジン
KR20110020553A (ko) * 2009-08-24 2011-03-03 제코에너지(주) 스터링 엔진

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004060489A (ja) 2002-07-26 2004-02-26 Isuzu Motors Ltd スターリングエンジン
JP2008101501A (ja) 2006-10-18 2008-05-01 Estir:Kk スターリングエンジン
KR20110020553A (ko) * 2009-08-24 2011-03-03 제코에너지(주) 스터링 엔진

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130010646A (ko) 2013-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7171811B1 (en) Multiple-cylinder, free-piston, alpha configured stirling engines and heat pumps with stepped pistons
CN104895697B (zh) 一种自由活塞式斯特林机器
JP2010526957A5 (ko)
CN102667248B (zh) 具有驱动连接至转换器的往复运动活塞的斯特林机
JP2008101477A (ja) スターリングエンジン発電機
WO2013104894A1 (en) Stirling cycle machines
JP6202349B2 (ja) 発電装置
CN103573375B (zh) 一种自由活塞内燃发电机振荡驱动式活塞冷却系统
WO2012062231A1 (en) Double acting displacer with separate hot and cold space and the heat engine with a double acting displacer
CN216407096U (zh) 一种分体式冷头动子结构
KR101259392B1 (ko) 스터링 엔진
JP2005054640A (ja) スターリングエンジン
KR101259394B1 (ko) 스터링 엔진
JP5265341B2 (ja) 圧力波発生器
JP6305287B2 (ja) 極低温冷凍機
GB2481182A (en) Free vane Stirling engine
CN101539132B (zh) 往复动力机械的线性传动机构
CN101846014B (zh) 热气机
US20140099216A1 (en) Free piston type torsion drive compressor
JP2005076557A (ja) スターリングエンジン
KR101305201B1 (ko) 회전 가속장치를 구비한 스터링 엔진
JP5332936B2 (ja) フリーピストン型スターリングエンジン
CN202510319U (zh) 一种制冷用直线压缩机的中心法兰结构
KR20110020553A (ko) 스터링 엔진
JP2010285933A (ja) フリーピストン型スターリングエンジン

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee