KR101285472B1 - Power generating engine - Google Patents

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KR101285472B1
KR101285472B1 KR1020130028598A KR20130028598A KR101285472B1 KR 101285472 B1 KR101285472 B1 KR 101285472B1 KR 1020130028598 A KR1020130028598 A KR 1020130028598A KR 20130028598 A KR20130028598 A KR 20130028598A KR 101285472 B1 KR101285472 B1 KR 101285472B1
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박승수
고중식
이건
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고중식
박승수
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Abstract

PURPOSE: An engine for power generation is provided to precisely and accurately control the supply and exhaust of working fluid. CONSTITUTION: An engine for power generation comprises an engine block (10), a crank shaft, pistons (30), supply and exhaust blocks (40), valve units, and a distributor (60). A crank chamber and a pair of cylinders face to each other inside the engine block. The crank shaft penetrates through the crank chamber. The pistons are connected to the crank shaft by connection rods (31) and are installed inside the cylinders. The supply and exhaust blocks are installed in the sides of the engine block and respectively have a supply hole and an exhaust hole. The valve units are installed in the exhaust holes. The distributor is coupled to the crank shaft to rotate with the crank shaft.

Description

동력발생용 엔진{Power Generating Engine}Power Generating Engine

본 발명은 동력발생용 엔진에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 산업현장에서 제조공정에 사용하기 위해 생산되거나 사용되는 증기나 가스를 이용하여 동력을 발생시키는 동력발생용 엔진에 관한 것이다.
The present invention relates to a power generating engine, and more particularly to a power generating engine for generating power using steam or gas produced or used for use in a manufacturing process in the industrial field.

제조공장이나 소각로 등에는 제조공정상 증기나 가스가 공급될 필요가 있고, 이때 생산된 증기의 일부만 제조공정에 사용되는 경우가 많으며, 이 경우 여유분의 증기는 버려지거나 단순히 온수를 가열하는 데에 그치고 있어, 에너지 이용의 합리화를 달성하지 못하고 있는 실정이다.In the manufacturing process or incinerator, steam or gas needs to be supplied in the manufacturing process, and only a part of the produced steam is often used in the manufacturing process, and in this case, the surplus steam is discarded or simply heats hot water. However, the rationalization of energy use is not achieved.

이에 따라 이러한 여유분의 증기 등을 합리적으로 사용하기 위한 동력발생 장치에 대한 연구가 지속적으로 행해지고 있으며, 이러한 그 하나의 예로서 증기터빈을 이용한 발전장치를 들 수 있다.Accordingly, research on a power generating device for rationally using such an extra amount of steam has been continuously conducted, and one such example is a power generator using a steam turbine.

그러나 증기터빈을 구동시키기 위해서는 다량의 증기가 필요할 뿐만 아니라 고온고압의 증기가 필요하기 때문에 시스템이 전반적으로 커질 뿐만 아니라 설치비용도 많이 든다는 단점이 있다.However, in order to drive a steam turbine, not only a large amount of steam is required, but also a high temperature and high pressure steam, the system is not only large, but also requires a large installation cost.

가스나 증기를 이용하여 동력을 발생시키는 장치의 또 다른 예로서 유기 랭킨사이클을 이용한 동력발생 장치를 들 수 있는데, 이러한 유기 랭킨사이클은 순환펌프, 터빈, 응축기 및 증발기로 이루어져 작동유체가 증발기에서 기화된 다음, 터빈에서 팽창되면서 동력이 생산되고, 사용된 증기는 다시 응축기에서 액화된 다음 순환펌프에 의해 증발기로 재공급되어 순환되도록 구성된다.Another example of a device generating power using gas or steam is a power generating device using an organic Rankine cycle, which consists of a circulating pump, a turbine, a condenser and an evaporator. Then, the power is produced as it is expanded in the turbine, and the used steam is liquefied again in the condenser and then configured to be circulated back to the evaporator by the circulation pump.

그러나 유기 랭킨사이클은 순환펌프, 터빈, 응축기 및 증발기 각각의 장치들의 작동과 정지 및 작동유체의 급, 배기가 정확하게 제어되어야 하므로 이를 운용할 수 있는 전문 인력이 따로 배치되어야 하고, 또한 소규모로 운영되기 어렵기 때문에 대부분 대용량의 발전이 요구되는 시설에만 적용되고 있는 실정이다.
However, the organic Rankine cycle requires precise control of the operation and shutdown of the circulation pumps, turbines, condensers and evaporators, and the supply and discharge of working fluids. Since it is difficult, most of them are applied only to facilities requiring large-scale power generation.

상기와 같은 유기 랭킨사이클의 단점을 보완하기 위한 것으로 일본공개특허 평5-18285호에 개시된 인버터식 엔진발전기를 들 수 있는데, 이 문헌의 스털링 엔진을 이용한 발전기는 실린더와 피스톤 및 크랭크축 등으로 이루어진 엔진을 기반으로 공기와 증기 등이 작동유체로 사용되며, 유기 랭킨사이클에 비해 장치의 구성이 간단하여 소형 제작이 용이하다는 장점이 있다.In order to compensate for the disadvantages of the organic Rankine cycle as described above, there is an inverter-type engine generator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-18285. The generator using the Stirling engine of this document consists of a cylinder, a piston, and a crankshaft. Air and steam are used as working fluids based on the engine, and compared to the organic Rankine cycle, the configuration of the device is simpler, which makes it easier to manufacture small.

이러한 스털링 엔진을 이용한 발전시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 엔진부, 가열부, 냉각부 및 이들을 각각 연결하는 순환유로로 이루어져, 순환유로를 따라 열매체가 가열 및 냉각과정을 거치면서 순환되면서 엔진부를 구동시키고, 이렇게 구동되는 엔진부의 회전동력에 의해 발전기가 구동되어 전기에너지가 생산되는 방식으로서, 이때 유로 내를 순환하는 열매체로서 헬륨 등의 가스가 주로 사용되고 있는데, 이러한 열매체가 시스템 외부로 누출되게 되면 시스템 내부의 압력손실이 발생되고, 이 경우 엔진의 회전동력이 급격히 저하되기 때문에 스털링엔진을 이용한 발전시스템 또는 동력발생 장치에 있어서는 열매체가 공급 및 순환되는 각각의 부품과 유로의 기밀유지가 필수적이다.As shown in FIG. 1, the power generation system using the Stirling engine includes an engine unit, a heating unit, a cooling unit, and a circulation passage connecting them, respectively, and the engine unit is circulated through the heating and cooling process along the circulation passage. In this way, the generator is driven by the rotational power of the driven engine to produce electrical energy. At this time, gas such as helium is mainly used as a heat medium that circulates in the flow path. Since pressure loss inside the system is generated, and in this case, the rotational power of the engine is sharply lowered, the airtightness of each component and flow path through which the heat medium is supplied and circulated is essential in the power generation system or power generating device using the Stirling engine.

그런데 스털링 엔진을 이용한 발전시스템에는 일반적으로 재생기가 사용되며, 이러한 재생기 내부에는 밀폐된 유로 내의 열매체가 가열 및 냉각 과정을 반복하는 열매체가 통과하기 때문에 재생기도 이와 더불어 가열 및 냉각이 반복되고, 이 과정에서 재생기로부터 누출이 발생됨으로써 시스템 전체의 기밀이 쉽게 유지되지 못한다는 문제가 있다.However, a regenerator is generally used in a power generation system using a Stirling engine. Since a heat medium in which a heat medium in a closed flow path passes through a heating and cooling process passes through the inside of the regenerator, the regenerator is also heated and cooled repeatedly. There is a problem in that leakage from the regenerator in the system does not easily maintain the confidentiality of the entire system.

이에 더하여 스털링 엔진이 효과적으로 동작하기 위해서는 작동유체가 엔진의 내부에 공급되는 타이밍과 엔진으로부터 배기되는 타이밍이 정밀하고 정확하게 제어되어야 하는데, 실제로는 이러한 타이밍을 정밀하고 정확하게 제어하는 것이 어려우며, 이러한 이유로 스털링 엔진을 이용한 동력발생 장치의 사용이 저조한 실정이다.
In addition, in order for the Stirling engine to operate effectively, the timing at which the working fluid is supplied into the engine and the timing exhausted from the engine must be precisely and accurately controlled, and in reality, it is difficult to precisely and accurately control such timing, which is why The use of the power generating device using the situation is poor.

본 발명은 상기와 같은 종래의 동력발생 장치가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 소형으로 제작할 수 있고, 작동유체의 급, 배기를 정밀하고도 정확하게 제어할 수 있는 동력발생용 엔진을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the problems of the conventional power generating device as described above, which can be made compact and provides a power generating engine capable of precisely and accurately controlling the supply and exhaust of working fluid. Its purpose is to.

상기와 같은 본 발명의 목적은 동력발생용 엔진을, 내부에 크랭크실과 한 쌍의 실린더가 서로 마주보도록 형성된 엔진블록과; 상기 크랭크실에 관통 설치되는 크랭크축과; 상기 크랭크축과 연결로드에 의해 연결되며, 상기 실린더 각각의 내부에 설치되어 왕복 슬라이딩 동작함으로써 상기 크랭크축을 회전 동작시키는 피스톤과; 상기 엔진블록의 측면에 설치되며, 작동유체가 상기 실린더 각각의 내부로 급기 및 배기되도록 급기공과 배기공이 각각 형성되는 급배기블록과; 상기 배기공에 설치되어 개폐 조절되며, 상기 실린더 내부의 작동유체를 배기시키는 밸브유닛 및; 상기 크랭크축에 결합되어 상기 크랭크축과 함께 회전 동작되면서 상기 실린더의 개수와 동일한 개수로 형성된 유출공을 통해 상기 각각의 급기공에 작동유체를 분배 공급하는 분배기로구성하는 것에 의해 달성된다.An object of the present invention as described above is an engine block for generating power, an engine block formed so that a crank chamber and a pair of cylinders face each other; A crank shaft penetrating and installed in the crank chamber; A piston connected to the crankshaft by a connecting rod and installed in each of the cylinders to reciprocally slide the piston to rotate the crankshaft; An air supply and exhaust block installed at a side of the engine block, the air supply and exhaust holes being respectively formed to supply and exhaust the working fluid into each of the cylinders; A valve unit installed in the exhaust hole and opened and closed to control and exhaust the working fluid inside the cylinder; It is achieved by configuring a distributor which is coupled to the crankshaft and rotates together with the crankshaft while distributing and supplying a working fluid to each of the air supply holes through outlet holes formed in the same number as the number of cylinders.

이때 상기 분배기에는 상기 크랭크축의 일단에 결합되어 회전 동작에 의해 상기 유출공과 선택적으로 연통되는 분배공이 형성되고, 상기 분배공은 적어도 1개의 상기 유출공과 항상 연통되도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the distributor is coupled to one end of the crankshaft is formed in the distribution hole is selectively communicated with the outlet hole by the rotation operation, the distribution hole is preferably configured to be always in communication with the at least one outlet hole.

그리고 상기 밸브유닛은, 상기 배기공에 설치되어 관통공이 형성되는 밸브바디와; 상기 관통공을 선택적으로 개폐하는 밸브시트와; 상기 밸브바디와 상기 밸브시트 사이에 설치되어 상기 관통공이 항상 개방되도록 탄성 지지하는 스프링으로 구성되는 것이 바람직하다.The valve unit may include a valve body installed in the exhaust hole and having a through hole formed therein; A valve seat for selectively opening and closing the through hole; It is preferred that the spring is provided between the valve body and the valve seat to elastically support the through-hole so that it is always open.

또한 상기 밸브시트에는 상기 실린더의 내부로 돌출되는 접촉부재가 설치되는 것이 더욱 바람직하다.In addition, the valve seat is more preferably provided with a contact member protruding into the cylinder.

본 발명의 동력발생용 엔진은 크랭크축에 분배기가 연결되어 있어, 크랭크축의 회전 동작에 의해 분배기 내부의 분배플레이트가 함께 회전 동작되고, 이에 의해 분배공과 유출공이 선택적으로 연통되면서 작동유체가 각각의 실린더로 정밀하면서도 정확하게 분배되며, 이에 의해 엔진동작의 효율과 신뢰성이 향상된다.In the engine for power generation of the present invention, the distributor is connected to the crankshaft, the distribution plate inside the distributor is rotated together by the rotational operation of the crankshaft, whereby the distribution fluid and the discharge hole selectively communicate with each cylinder working fluid Precisely and accurately distributed, thereby improving the efficiency and reliability of engine operation.

또한 본 발명은 한 개의 엔진블록 내부에 한 쌍의 실린더가 설치되기 때문에 엔진의 소형화가 가능하다.In addition, the present invention can be miniaturized because a pair of cylinders are installed in one engine block.

이에 더하여 본 발명은 밸브유닛이 실린더의 측면에 각각 근접 설치되어 있기 때문에 작동유체의 불용체적이 최소화되며, 이에 의해 엔진의 효율이 증대된다.
In addition, in the present invention, since the valve units are installed close to each side of the cylinder, the insoluble volume of the working fluid is minimized, thereby increasing the efficiency of the engine.

도 1은 종래의 스털링 엔진의 예를 보인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 동력발생용 엔진의 예를 보인 사시도,
도 3은 도 2의 분리 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 본체의 예를 보인 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 크랭크축의 예를 보인 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 크랭크축에 연결로드 및 피스톤이 결합된 예를 보인 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 급배기블록과 밸브유닛의 예를 보인 분리 사시도,
도 8(a, b)은 본 발명에 따른 급배기블록과 밸브유닛이 조립된 예를 보인 사시도 및 단면도,
도 9(a)는 본 발명에 따른 분배기의 예를 보인 분리 사시도,
도 9(b)는 본 발명에 따른 분배하우징을 보인 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 크랭크축과 분배기 및 축결합유닛의 예를 보인 분리 사시도,
도 11(a, b)은 본 발명에 따른 분배기의 고정커버와 분배하우징의 예를 보인 측면도,
도 12 내지 도 15는 본 발명에 따른 동력발생용 엔진의 동작을 보인 사용 상태도이다.
1 is a configuration diagram showing an example of a conventional Stirling engine,
2 is a perspective view showing an example of a power generating engine according to the present invention;
FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2,
4 is a perspective view showing an example of a main body according to the present invention;
5 is a perspective view showing an example of a crankshaft according to the present invention;
6 is a perspective view showing an example in which a connecting rod and a piston are coupled to a crankshaft according to the present invention;
Figure 7 is an exploded perspective view showing an example of the supply and exhaust block and the valve unit according to the present invention,
8 (a, b) is a perspective view and a cross-sectional view showing an example in which the supply and exhaust block and the valve unit according to the invention assembled;
9 (a) is an exploded perspective view showing an example of a dispenser according to the present invention;
9 (b) is a perspective view showing a dispensing housing according to the present invention,
10 is an exploded perspective view showing an example of the crankshaft and the distributor and the shaft coupling unit according to the present invention;
Figure 11 (a, b) is a side view showing an example of the fixed cover and the dispensing housing of the dispenser according to the present invention,
12 to 15 is a use state diagram showing the operation of the engine for power generation according to the present invention.

이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성에 대해 더욱 상세히 설명한다.
Hereinafter, the configuration of the present invention through the accompanying drawings showing a preferred embodiment will be described in more detail.

본 발명은 증기 또는 가스(이하 "작동유체"라 통칭한다)의 압력에 의해 동력을 발생시키는 동력발생용 엔진에 관한 것으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 엔진블록(10), 크랭크축(20), 피스톤(30), 급배기블록(40), 밸브유닛(50) 및 분배기(60)로 이루어진다.
The present invention relates to a power generating engine that generates power by the pressure of steam or gas (hereinafter referred to as "working fluid"), the engine block 10, the crankshaft as shown in Figures 2 and 3 20, the piston 30, the supply and exhaust block 40, the valve unit 50 and the distributor 60.

엔진블록(10)은 도 4에 도시된 바와 같이 사각 함체 형상의 본체(11)와, 본체(11)의 전, 후면을 관통하여 형성되는 크랭크실(12)과, 크랭크실(12)과 교차되도록 좌, 우를 관통하여 형성되는 실린더(13A, 13B)로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the engine block 10 intersects the main body 11 having a rectangular enclosure shape, a crank chamber 12 formed through the front and rear surfaces of the main body 11, and the crank chamber 12. It consists of cylinders 13A and 13B formed so as to penetrate through the left and right sides.

이러한 엔진블록(10)은 크랭크실(12)이 전, 후면을 관통하여 형성되어 있어, 이 크랭크실(12)의 내부에 크랭크축(20)을 쉽게 설치될 수 있고, 더욱이 실린더(13A, 13B) 또한 그 일측면이 각각 개방되어 본체(11) 내부의 크랭크실(12)과 연통되므로 실린더(13A, 13B) 각각에 피스톤(30)을 설치한 다음 연결로드(31)를 이용하여 쉽게 조립된다.The engine block 10 has a crank chamber 12 formed through the front and rear, so that the crank shaft 20 can be easily installed inside the crank chamber 12, and furthermore, the cylinder 13A, 13B In addition, since one side thereof is opened to communicate with the crank chamber 12 inside the main body 11, the piston 30 is installed in each of the cylinders 13A and 13B, and then easily assembled using the connecting rod 31. .

이때 연결로드(31)와 크랭크축(20)의 조립을 더욱 쉽게 하기 위해 본체(11)의 크랭크실(12)을 상하로 관통하여 복수 개의 관통공(11A)이 형성될 수 있는데, 이러한 관통공(11A)을 이용하여 크랭크축(20)과 연결로드(30)가 조립되는 결합부분까지 근접하여 손을 넣고 조립할 수 있기 때문에 조립이 더욱 용이하다.In this case, in order to more easily assemble the connecting rod 31 and the crankshaft 20, a plurality of through holes 11A may be formed by penetrating the crank chamber 12 of the main body 11 up and down. Using 11A, the assembly is easier because the crankshaft 20 and the connecting rod 30 can be put into close proximity to the coupling portion where the coupling is assembled.

또한 관통공(11A)은 크랭크축(20)과 연결로드(31)가 조립된 다음, 커버플레이트(14)에 의해 각각 커버되며, 이에 의해 크랭크실(12) 내부로 이물질이 유입되거나, 크랭크실(12) 내부의 오일 등이 외부로 누출되지 않는다.In addition, the through hole 11A is covered by the cover plate 14 after the crankshaft 20 and the connecting rod 31 are assembled, whereby foreign matter flows into the crank chamber 12 or the crank chamber. (12) The oil inside does not leak out.

한편, 실린더(13A, 13B)는 크랭크축(20)을 중심으로 좌, 우측 한 쌍이 형성되어 최소 2기통 엔진방식으로 실시되는데, 이 경우에는 후술하는 분배기(60)의 유출공(H)도 이에 대응하여 2개가 형성되어 각각의 실린더(13A, 13B) 중 어느 하나로 작동유체가 공급된다.On the other hand, the cylinder (13A, 13B) is formed with a pair of left and right around the crankshaft 20 is carried out by a minimum two-cylinder engine method, in this case also the outlet hole (H) of the distributor (60) described later also Correspondingly, two are formed so that the working fluid is supplied to either of the cylinders 13A and 13B.

또한 본 발명에 따른 실린더(13A, 13B)는 좌, 우측 한 쌍의 실린더(13A, 13B)를 2열로 배치하여 총 4개의 실린더(13A, 13A', 13B, 13B')를 가지는 4기통 엔진방식으로도 실시될 수 있는데, 이 경우에는 분배기(60)의 유출공(H)은 이에 맞추어 4개가 형성되어 각각의 실린더(13A, 13A', 13B, 13B')로 작동유체가 공급될 수 있도록 한다.
In addition, the cylinder 13A, 13B according to the present invention is a four-cylinder engine system having a total of four cylinders (13A, 13A ', 13B, 13B') by arranging a pair of left and right pairs of cylinders (13A, 13B) in two rows. In this case, four outflow holes (H) of the distributor (60) are formed accordingly so that the working fluid can be supplied to each cylinder (13A, 13A ', 13B, 13B'). .

엔진블록(10)의 크랭크실(12)의 중앙에 설치되어 회전 동작되는 크랭크축(20)은, 도 5에 도시된 바와 같이 일정 길이를 가지고, 그 일단에는 축결합부(21)가 형성되고, 그 중앙부위에는 실린더(13A, 13B)에 설치되는 피스톤(30)이 결합되기 위한 크랭크핀(22, 23)이 형성된다.The crankshaft 20, which is installed at the center of the crank chamber 12 of the engine block 10 and rotates, has a predetermined length as shown in FIG. In the central portion thereof, crank pins 22 and 23 are formed to engage the piston 30 installed in the cylinders 13A and 13B.

이때 크랭크핀(22, 23)은 2기통 엔진 방식의 경우에는 1개의 크랭크핀(22)만이 형성되어 좌, 우측의 피스톤(30)의 연결로드(31)가 서로 동일한 크랭크핀(22)에 결합되며 이에 의해 2개의 피스톤(30)이 각각 180°간격을 두고 동작되고, 4기통 엔진 방식의 경우에는 2개의 크랭크핀(22, 23)이 서로 90°각도로 배치되어 각각의 크랭크핀(22, 23)에 2개씩의 연결로드(31)가 결합되며, 이에 의해 4개의 피스톤(30)이 각각 90°간격을 두고 동작된다.At this time, the crank pins 22 and 23 have only one crank pin 22 in the case of a two-cylinder engine type, and the connecting rods 31 of the piston 30 on the left and right sides are coupled to the same crank pin 22. Thus, the two pistons 30 are operated at intervals of 180 °, respectively, and in the case of the four-cylinder engine method, the two crank pins 22 and 23 are disposed at 90 ° angles to each other so that each crank pin 22, Two connecting rods 31 are coupled to 23, whereby four pistons 30 are operated at 90 ° intervals, respectively.

이와 같이 구성에 의해 4기통 엔진 방식으로 구성되는 경우를 예로서 설명하면, 어느 하나의 피스톤(30)이 상사점에 위치되면, 다른 하나의 피스톤(30)은 하사점에 위치된다. 즉, 4개의 피스톤(30) 중에서 어느 한 개의 피스톤(30)이 상사점에 도달하면, 동일한 크랭크핀(22)에 연결된 다른 하나의 피스톤(30)은 하사점에 위치되고, 다른 크랭크핀(23)에 연결된 한 쌍의 피스톤(30)은 각각 상사점에 도달하기 전 중간지점과 하사점에 도달하기 전 중간지점에 위치하게 되며, 이러한 동작이 연이어지면서 크랭크축(20)이 회전 동작되게 된다.In this way, the configuration of the four-cylinder engine system by the configuration will be described as an example. When one piston 30 is located at the top dead center, the other piston 30 is located at the bottom dead center. That is, when one of the four piston 30 reaches the top dead center, the other piston 30 connected to the same crank pin 22 is located at the bottom dead center, the other crank pin 23 The pair of pistons 30 connected to) are respectively positioned at the midpoint before reaching the top dead center and at the midpoint before reaching the bottom dead center, and the crank shaft 20 is rotated as the operation is continued.

요컨대, 크랭크핀(22, 23)의 개수는 2기통 엔진 방식을 채택하는 경우에는 1개, 4기통 엔진 방식의 경우에는 90°만큼의 차이로 형성된 2개, 6기통 엔진 방식의 경우에는 60°만큼의 차이로 형성된 3개, 8기통 엔진방식의 경우에는 45°만큼의 차이로 형성된 4개가 된다.
In other words, the number of crank pins 22, 23 is one in the case of adopting the two-cylinder engine system, and two in the six-cylinder engine system, which is formed by a difference of 90 ° in the case of the four-cylinder engine system, and 60 ° in the case of the six-cylinder engine system. The three formed by the difference, the eight-cylinder engine system is formed by the difference of 45 ° by four.

크랭크축(20)의 크랭크핀(22, 23)에 일단이 결합되는 연결로드(31)와 이 연결로드(31)의 타단에 결합되는 피스톤(30)의 동작은, 크랭크축(20)의 회전 동작에 의래 달라지는 크랭크핀(22, 23)의 위치에 대응하여 연결로드(31)가 당겨지거나 밀어지고, 이러한 연결로드(31)의 동작에 의해 맞춰 피스톤(30)이 각각 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 내부에서 왕복 슬라이딩되면서 크랭크축(20)이 회전 동작된다.
The operation of the connecting rod 31 having one end coupled to the crank pins 22 and 23 of the crank shaft 20 and the piston 30 coupled to the other end of the connecting rod 31 is rotation of the crank shaft 20. The connecting rod 31 is pulled or pushed in correspondence with the positions of the crank pins 22 and 23 which are changed according to the operation, and the piston 30 moves the cylinders 13A and 13A 'according to the operation of the connecting rod 31. , 13B, 13B ') and the crank shaft 20 is rotated while reciprocating in the interior.

엔진블록(10)의 실린더(13A, 13A', 13B, 13B')의 개방된 측면에는 급기공(41)과 배기공(42)이 각각 형성된 급배기블록(40)이 설치되는데, 이러한 급배기블록(40)의 급기공(41)은 도 7 및 도 8(a, b)에 도시된 바와 같이 후술하는 분배기(60)의 유출공(H)과 급기공(41)이 분배라인(L2)을 통해 연결되며, 이에 의해 작동유체가 분배라인(L2)을 통해 급배기블록(40)의 급기공(41)으로 공급되어 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 중 어느 한 개의 실린더 내부로 공급된다.The open side of the cylinder 13A, 13A ', 13B, 13B' of the engine block 10 is provided with an air supply and exhaust block 40 having air supply holes 41 and exhaust holes 42, respectively. As shown in FIGS. 7 and 8 (a, b), the air supply hole 41 of the block 40 has the outlet hole H and the air supply hole 41 of the distributor 60 which will be described later. It is connected to the through, by which the working fluid is supplied to the air supply hole 41 of the supply and exhaust block 40 through the distribution line (L2) inside any one of the cylinder (13A, 13A ', 13B, 13B') Is supplied.

이때 분배라인(L2)은 배기공(42)과 연결되는 배기라인(L3)에 비해 상대적으로 직경이 작은 세관으로 구성됨이 바람직한데, 이는 분배라인(L2) 내부에 존재하는 작동유체의 부피를 가급적 줄임으로써 작동효율을 높이고자 한데 따른 것이다. At this time, the distribution line (L2) is preferably composed of a tubule having a relatively small diameter compared to the exhaust line (L3) connected to the exhaust hole 42, which is preferably the volume of the working fluid present in the distribution line (L2) This is due to the reduction in operating efficiency.

그리고 급배기블록(40)의 배기공(42)에는 후술하는 밸브유닛(50)이 설치될 수 있도록 설치공(42A)의 측면을 관통하여 형성되고, 이 설치공(42A)의 일측 선단, 즉 실린더(13A, 13A', 13B, 13B')와 접촉되는 부분의 선단에는 설치공(42A)의 둘레를 따라 돌출턱(42A')이 형성되는데, 이러한 돌출턱(42A')에 의해 후술하는 밸브유닛(50)의 밸브시트(52)가 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 내부 쪽으로 이탈되지 않고 설치공(42A)의 내부에 머무른다.In addition, the exhaust hole 42 of the supply / exhaust block 40 is formed to penetrate through the side surface of the installation hole 42A so that the valve unit 50 to be described later can be installed, that is, one end of the installation hole 42A. A protruding jaw 42A 'is formed along the circumference of the mounting hole 42A at the tip of the portion in contact with the cylinders 13A, 13A', 13B, 13B ', and the valve described later by the protruding jaw 42A'. The valve seat 52 of the unit 50 stays inside the installation hole 42A without being separated into the cylinders 13A, 13A ', 13B, and 13B'.

그리고 돌출턱(42A')의 반대방향에 위치하는 설치공(42A)의 개방된 측면에는 커버(43)가 장, 탈착 가능하게 설치되어 설치공(42A) 내부에 밸브유닛(50)을 쉽게 설치할 수 있도록 하고, 아울러 필요에 따라 교체 등의 유지보수가 용이하도록 한다.
In addition, the cover 43 is installed on the open side of the mounting hole 42A located in the opposite direction of the protruding jaw 42A 'so that the valve unit 50 can be easily installed inside the mounting hole 42A. In addition, it should be easy to maintain and replace as necessary.

실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 내부공간과 이어지는 배기공(42)의 내부에는 도 7 및 도 8(a, b)에 도시된 바와 같이 밸브유닛(50)이 설치되는데, 이러한 밸브유닛(50)은 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 내부공간이 선택적으로 밀폐되도록 개폐 조절되며, 이를 위해 밸브유닛(50)은 배기공(42)의 내부에 수평방향으로 관통공(51A)과, 이 관통공(51A)과 배기공(42)을 연통시키는 연통공(51B)이 형성된 밸브바디(51)와; 밸브바디(51)의 관통공(51A)에 설치되어 관통공(51A)을 선택적으로 개폐하는 밸브시트(52) 및; 밸브시트(52)가 관통공(51A)과 이격됨으로써 개방된 상태가 되도록 밸브시트(52)를 탄성 지지하는 스프링(S1)으로 이루어진다.The valve unit 50 is installed inside the exhaust hole 42 which is connected to the inner space of the cylinders 13A, 13A ', 13B, and 13B', as shown in FIGS. 7 and 8 (a, b). The unit 50 is opened and closed so that the interior spaces of the cylinders 13A, 13A ', 13B, and 13B' are selectively sealed. For this purpose, the valve unit 50 has a through hole (horizontal direction in the exhaust hole 42). A valve body 51 formed with 51A and a communication hole 51B for communicating the through hole 51A and the exhaust hole 42; A valve seat 52 installed in the through hole 51A of the valve body 51 to selectively open and close the through hole 51A; The valve seat 52 is formed of a spring S1 that elastically supports the valve seat 52 so that the valve seat 52 is opened by being spaced apart from the through hole 51A.

이때 밸브시트(52)의 중앙에는 설치공(52B)이 형성되며, 이 설치공(52B)에는 접촉부재로서 또 다른 스프링(S2)이 설치 고정되고, 밸브시트(52)의 가장자리는 둘레를 따라 외측으로 돌출 형성되며, 이 돌출된 부분에는 원주방향으로 일정 간격을 두고 복수 개의 관통공(52A)이 형성되며, 이 관통공(52A)을 통해 실린더 내부의 작동유체가 실린더로부터 배출된다.In this case, an installation hole 52B is formed in the center of the valve seat 52, and another spring S2 is fixed to the installation hole 52B as a contact member, and the edge of the valve seat 52 is formed along the circumference. It is formed to protrude outward, a plurality of through holes 52A are formed in the protruding portion at regular intervals in the circumferential direction, and the working fluid inside the cylinder is discharged from the cylinder through the through holes 52A.

이때 접촉부재는 밸브시트(52)의 표면에 비해 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 쪽으로 돌출되도록 설치되는데, 이에 의해 피스톤(30)이 상사점에 도달하기 전에 접촉부재가 피스톤(30)과 접촉되고, 이에 의해 밸브시트(52)를 탄성 지지하는 스프링(S1)이 압축되면서 밸브시트(52)가 관통공(51A)에 밀착되어 배출유로가 차단되게 된다.At this time, the contact member is installed to protrude toward the cylinder (13A, 13A ', 13B, 13B') relative to the surface of the valve seat 52, whereby the contact member before the piston 30 reaches the top dead center, the piston 30 ), The spring (S1) elastically supporting the valve seat 52 is compressed so that the valve seat 52 is in close contact with the through-hole 51A to block the discharge flow path.

이와 같이 피스톤(30)과 접촉되는 접촉부재는 스프링(S2)으로 구성하는 것이 바람직한데, 이에 의해 피스톤(30)과 반복 접촉으로 인한 파손과 마모를 줄이는 동시에 피스톤(30)과의 순간적인 접촉으로 인한 충격소음을 감소시킬 수 있다.
In this way, the contact member in contact with the piston 30 is preferably composed of a spring (S2), thereby reducing the damage and wear due to repeated contact with the piston 30, and at the same time instantaneous contact with the piston 30 It can reduce the impact noise.

상기와 같은 구조에 의해 밸브유닛(50)은 스프링(S1)의 탄성력에 의해 배기행정구간에서는 밸브시트(52)가 밸브바디(51)의 관통공(51A)과 이격된 상태로 유지되다가, 상사점에 접근하는 피스톤에 의해 밸브시트(52)가 관통공(51A)에 밀착되고, 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 중 어느 한 개의 내부로 작동유체가 공급되면 작동유체의 압력에 의해 스프링(S1)이 압축되면서 밸브시트(52)가 관통공(51A)에 밀착이 유지되고, 이에 의해 실린더(13A, 13A', 13B, 13B')의 내부공간이 밀폐되며, 그 결과 작동유체의 압력에 의해 피스톤(30)이 슬라이딩 동작된다.By the structure as described above, the valve seat 50 is maintained in a state in which the valve seat 52 is spaced apart from the through hole 51A of the valve body 51 by the elastic force of the spring S1. When the valve seat 52 comes into close contact with the through hole 51A by a piston approaching the point, and the working fluid is supplied into one of the cylinders 13A, 13A ', 13B, and 13B', the pressure of the working fluid As the spring S1 is compressed, the valve seat 52 is maintained in close contact with the through hole 51A. As a result, the inner space of the cylinders 13A, 13A ', 13B, and 13B' is sealed, resulting in a working fluid. The piston 30 is slid by the pressure of.

본 발명에서는 상기한 바와 같이 밸브유닛(50)이 실린더 측면에 접촉되어 설치되는데, 이는 피스톤의 작동에 기여하지 않는 작동유체의 불용체적(dead volume)을 최소화함으로써 작동유체가 충전되어야 하는 체적, 즉 유효체적(effective volume)을 극대화하고자한데 따른 것으로, 이러한 배치에 의해 엔진의 효율이 증대된다.
In the present invention, as described above, the valve unit 50 is installed in contact with the side of the cylinder, which minimizes the dead volume of the working fluid which does not contribute to the operation of the piston, that is, the volume to which the working fluid should be filled. To maximize the effective volume (effective volume), this arrangement increases the efficiency of the engine.

그리고 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 내부로 공급되는 작동유체의 공급유량, 즉 공급시간은 후술하는 분배기(60)에 의해 자동적으로 조절된다. 즉 작동유체는 분배기(60)의 동작에 의해 일정 시간동안만 공급된 후 차단되며, 이에 의해 작동유체의 압력에 의해 피스톤이 동작된 다음, 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 내부의 압력은 점점 낮아지게 되고, 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 내부의 압력이 스프링(S1)의 탄성력보다 작아지게 되면 스프링(S1)의 탄성력에 의해 관통공(51A)에 밀착되어 있던 밸브시트(52)가 관통공(51A)으로부터 이격되면서 배기공(42)을 통해 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 내부의 작동유체가 배출되므로 작동유체의 팽창 에너지를 모두 사용하여 엔진의 효율이 증대된다.
The supply flow rate of the working fluid supplied to the cylinders 13A, 13A ', 13B, and 13B', that is, the supply time, is automatically adjusted by the distributor 60 described later. That is, the working fluid is cut off after being supplied only for a predetermined time by the operation of the distributor 60, whereby the piston is operated by the pressure of the working fluid, and then the inside of the cylinders 13A, 13A ', 13B, and 13B'. The pressure is gradually lowered, and when the pressure inside the cylinders 13A, 13A ', 13B, 13B' becomes smaller than the elastic force of the spring S1, the pressure close to the through hole 51A by the elastic force of the spring S1. Since the valve seat 52 is spaced apart from the through hole 51A, the working fluid inside the cylinders 13A, 13A ', 13B, and 13B' is discharged through the exhaust hole 42 so that the engine uses all the expansion energy of the working fluid. The efficiency of is increased.

엔진블록(10)의 크랭크축(20)과 일단이 결합되어 크랭크축(20)의 회전 동작에 의해 함께 회전 동작되면서 각각의 실린더에 작동유체를 순차적으로 분배하는 분배기(60)는 도 9(a, b) 내지 도 11(a, b)에 도시된 바와 같이, 호 형상의 분배공(61A)과, 크랭크축(20)의 일단이 관통 설치되는 축결합공(61B) 및 분배공(61A)과 축결합공(61B)을 연통하는 연통공(61C)이 형성된 분배플레이트(61)와; 엔진블록(10)의 일측면에 결합되며 분배플레이트(61)가 회전 가능하게 설치되는 고정커버(62) 및; 분배플레이트(61)가 내부에 수용되는 수용부(63B)와, 급기라인(L1)과 연결되어 작동유체가 내부로 유입되는 유입공(63A) 및 실린더(13A, 13A', 13B, 13B')의 설치 개수에 대응하는 개수의 유출공(H)이 형성되는 분배하우징(63)으로 이루어지며, 이때 분배하우징(63)은 결합부재를 통해 고정커버(62)에 결합된다.One end of the crankshaft 20 of the engine block 10 is coupled and rotated together by the rotational operation of the crankshaft 20 while the distributor 60 sequentially distributing the working fluid to each cylinder is illustrated in FIG. , b) to 11 (a, b), an arc-shaped distribution hole 61A, and one end of the crankshaft 20 through which the shaft coupling hole 61B and the distribution hole 61A are installed. A distribution plate 61 having a communication hole 61C communicating with the axial coupling hole 61B; A fixed cover 62 coupled to one side of the engine block 10 and having a distribution plate 61 rotatably installed; The inlet hole 63A and the cylinders 13A, 13A ', 13B' and 13B ', which are connected to the receiving part 63B and the air supply line L1, into which the distribution plate 61 is accommodated. Dispensing housing (63) is formed in the number of outflow holes (H) corresponding to the number of installation of the distribution housing (63) is coupled to the fixed cover 62 through the coupling member.

상기와 같은 분배기(60)는, 고정커버(62)가 엔진블록(10)의 크랭크실(12) 일측면을 커버하도록 설치되며, 크랭크축(20)의 축결합부(21)가 고정커버(62)를 관통한 다음, 수용부(63B)에 설치된 분배플레이트(61)의 축결합공(61B)에 결합되어 크랭크축(20)의 회전 동작에 의해 분배플레이트(61)가 함께 회전 동작된다.The distributor 60 as described above, the fixing cover 62 is installed so as to cover one side of the crank chamber 12 of the engine block 10, the shaft coupling portion 21 of the crank shaft 20 is fixed cover ( After passing through 62, the distribution plate 61 is rotated together by being coupled to the shaft coupling hole 61B of the distribution plate 61 installed in the receiving portion 63B by the rotation operation of the crank shaft 20.

이때 축결합부(21)에는 연결공(21A)이 형성되어 있어 유입공(63A)을 통해 수용부(63B)로 공급되는 작동유체가 이 연결공(21A)과 연통공(61C) 및 분배공(61A)을 차례로 통과하여 흐른 다음, 분배공(61A)과 선택적으로 연통되는 어느 하나의 유출공(H)을 통해 작동유체가 분배라인(L2)으로 유입된 후 급배기블록(40)의 급기공(41)을 통해 선택된 실린더(13A, 13A', 13B, 13B')로 공급된다.
At this time, a coupling hole 21A is formed in the axial coupling part 21 so that the working fluid supplied to the receiving part 63B through the inlet hole 63A is connected to the connection hole 21A, the communication hole 61C, and the distribution hole. After passing through (61A) in turn, the working fluid is introduced into the distribution line (L2) through any one of the outflow hole (H) which is selectively communicated with the distribution hole (61A) and then the supply of the supply and exhaust block 40 The pores 41 are supplied to the selected cylinders 13A, 13A ', 13B, 13B'.

한편, 본 발명의 크랭크실(12)의 개방된 타측면에는 축고정유닛(70)이 설치되어 분배유닛(60)과 함께 크랭크실(12)을 밀폐시키는 구조로 실시될 수 있는데, 이때 축고정유닛(70)에는 크랭크축(20)의 회전 시 발생하는 마찰을 줄이고, 오일의 공급이 용이한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.On the other hand, the shaft fixing unit 70 is installed on the other open side of the crank chamber 12 of the present invention may be implemented in a structure that seals the crank chamber 12 together with the distribution unit 60, wherein the shaft fixing The unit 70 is preferably made of a structure that reduces the friction generated when the crankshaft 20 rotates, and is easy to supply oil.

이러한 구조에 대한 하나의 예로서 도 10에 도시된 바와 같이 원판 형상의 고정플레이트(71)와 급유플레이트(72) 및 커버플레이트(73)가 차례로 조립되는 구조로 이루어질 수 있으며, 고정플레이트(71)와 급유플레이트(72) 및 커버플레이트(73)의 각각에는 크랭크축(20)이 관통 결합되는 축관통공(71A, 72A, 73A)이 형성된다.As an example of such a structure, as shown in FIG. 10, the disk-shaped fixing plate 71, the oil supply plate 72, and the cover plate 73 may be sequentially assembled, and the fixing plate 71 may be assembled. And each of the oil supply plate 72 and the cover plate 73 are formed with shaft through holes 71A, 72A, 73A through which the crankshaft 20 is coupled.

그리고 급유플레이트(72)와 커버플레이트(73)에는 각각 급유홈(72B, 73B)이 형성되며, 이 급유홈(72B, 73B)을 통해 외부에서 오일이 주입되고, 그 결과 크랭크축(20)의 회전 동작이 원활하게 이루어진다.In addition, oil supply grooves 72B and 73B are formed in the oil supply plate 72 and the cover plate 73, respectively, and oil is injected from the outside through the oil supply grooves 72B and 73B, and as a result, the crankshaft 20 Rotation operation is smooth.

한편, 분배기(60)와 축고정유닛(70)에는 각각 크랭크축(20)과 결합되어 회전 동작될 때의 마찰로 인한 손상을 줄이기 위해 베어링유닛(B)이 설치되는 것이 바람직하다.
On the other hand, the dispenser 60 and the shaft fixing unit 70 is preferably provided with a bearing unit (B) in order to reduce the damage caused by friction when coupled with the crank shaft 20 when the rotation operation.

이상 설명한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명은 급기라인(L1)을 통해 작동유체가 공급되면, 분배기(60)에서 선택된 어느 하나의 분배라인(L2)을 통해 급배기블록(40)의 급기공(41)으로 작동유체가 공급되고, 이 작동유체에 의해 피스톤(30)이 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 내부에서 순차적으로 슬라이딩 이동되면서 크랭크축(20)이 회전 동작되며, 이 과정에서 회전 동력이 발생된다.According to the present invention having the structure as described above, when the working fluid is supplied through the air supply line (L1), the air supply hole 41 of the air supply and exhaust block 40 through any one of the distribution lines (L2) selected from the distributor (60). The working fluid is supplied to the crankshaft 20 while the piston 30 is slidably moved inside the cylinders 13A, 13A ', 13B, and 13B' by the working fluid. Rotational power is generated.

또한 크랭크축(20)이 회전됨에 따라 분배기(60)의 분배공(61A)의 위치도 자동적으로 변하게 되고, 이에 의해 복수 개의 유출공(H) 중 어느 하나의 유출공(H)과 연통되게 되면서 또 다른 급배기블록(40)에 작동유체가 공급되게 되어 피스톤(30)이 왕복 슬라이딩 운동하게 된다.
In addition, as the crank shaft 20 is rotated, the position of the dispensing hole 61A of the distributor 60 is also automatically changed, thereby communicating with any one of the outlet holes H of the plurality of outlet holes H. The working fluid is supplied to another supply / exhaust block 40 so that the piston 30 reciprocates and slides.

이하에서는 4기통 엔진 방식에 기초하여 작성된 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엔진의 작동예를 더욱 상세히 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings prepared based on the four-cylinder engine method will be described in more detail an operation example of the engine according to the present invention.

<작동예><Operation example>

먼저 도 12를 참조하면, 이 도면에 도시된 바와 같이 분배공(61A)과 유출공(H1)이 연통되어 개방되고, 이에 의해 유출공(H1)과 연결된 분배라인(L2)을 따라 급배기블록(40)으로 작동유체가 공급되면서 실린더(13B) 내부의 압력이 상승되고, 이때 밸브시트(52)가 유로를 폐쇄한 상태로 유지되며, 그 결과 피스톤(30)이 작동유체의 압력에 의해 반대방향으로 이동된다.First, referring to FIG. 12, as shown in this figure, the distribution hole 61A and the outlet hole H1 communicate with each other and are opened, whereby the supply / exhaust block along the distribution line L2 connected to the outlet hole H1. As the working fluid is supplied to 40, the pressure inside the cylinder 13B is increased, and at this time, the valve seat 52 is maintained in a closed state, and as a result, the piston 30 is opposed by the pressure of the working fluid. Is moved in the direction.

상기와 같이 피스톤(30)이 이동되면 이에 의해 크랭크축(20)이 회전되면서 다른 실린더(13A', 13B') 내의 피스톤(30)도 그 위치가 이동된다.When the piston 30 is moved as described above, the position of the piston 30 in the other cylinders 13A 'and 13B' is also moved while the crankshaft 20 is rotated.

또한 크랭크축(20)의 회전 동작에 의해 도 13에 도시된 바와 같이 분배공(61A)과 유출공(H1)의 연통이 닫히면서 앞서 선택된 유출공(H1)이 닫히는 정도에 대응하여 또 다른 유출공(H2)이 개방되고, 이에 의해 유출공(H2)과 연결된 분배라인(L2)을 통해 작동유체가 실린더(13A')의 내부로 공급되면서 해당 실린더(13A')의 피스톤(30)이 슬라이딩 동작된다.In addition, as shown in FIG. 13, the communication between the distribution hole 61A and the outlet hole H1 is closed by the rotation operation of the crankshaft 20, and another outlet is corresponding to the extent to which the outlet hole H1 previously selected is closed. The ball H2 is opened, whereby the working fluid is supplied into the cylinder 13A 'through the distribution line L2 connected to the outlet hole H2, thereby sliding the piston 30 of the cylinder 13A'. It works.

상기 과정에 의해 크랭크축(20)이 90°만큼 회전되게 되고, 이후 다시 도 14에 도시된 바와 같이 분배공(61A)과 유출공(H2)의 연통이 닫히면서 닫히는 정도에 대응하여 또 다른 유출공(H3)과 연통되고, 따라서 이 유출공(H3)과 연결된 분배라인(L2)을 따라 또 다른 실린더(13A)의 내부로 작동유체가 공급되면서 재차 크랭크축(20)이 90°각도로 회전 동작된다.By the above process, the crankshaft 20 is rotated by 90 °, and then another outflow corresponding to the degree of closing the communication between the distribution hole 61A and the outlet hole H2 as shown in FIG. 14 again. The crankshaft 20 is rotated at an angle of 90 ° again while the working fluid is supplied to the inside of another cylinder 13A along the distribution line L2 connected to the outlet hole H3, thus communicating with the ball H3. It works.

그리고 크랭크축(20)이 회전 동작됨에 따라 다시 유출공(H3)이 닫히는 정도만큼 또 다른 유출공(H4)이 열리게 되고, 이에 의해 유출공(H4)과 연결된 분배라인(L2)을 따라 작동유체가 실린더(13B')의 내부로 공급되면서 피스톤(30)이 슬라이딩 동작된다.And as the crankshaft 20 is rotated, another outlet hole H4 is opened as much as the outlet hole H3 is closed again, thereby operating fluid along the distribution line L2 connected to the outlet hole H4. Is supplied to the inside of the cylinder 13B ', and the piston 30 is slid.

이상 설명한 과정에 의해 4개의 실린더(13A, 13A', 13B, 13B') 각각에 작동유체가 순차적으로 공급되면서 내부의 피스톤(30)이 연속적이고 반복적으로 슬라이딩 운동하게 되며 이에 의해 크랭크축(20)이 회전 동작되면서 동력을 발생시키게 된다.
As the working fluid is sequentially supplied to each of the four cylinders 13A, 13A ', 13B, and 13B' by the above-described process, the internal piston 30 continuously and repeatedly slides and thereby the crank shaft 20. This rotational operation generates power.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 작동유체의 공급 타이밍을 조절하는 분배기가 크랭크축의 회전 동작에 연동되어 작동되는 구조로 이루어져 있기 때문에 별도의 제어수단을 마련하지 않고도 작동유체의 공급 타이밍이 정밀하면서도 정확하게 조절되고, 그 결과 엔진의 작동 신뢰도가 향상되며, 이와 더불어 밸브유닛이 실린더의 측면에 근접 설치되기 때문에 불용체적이 줄어들고 그 결과 엔진의 효율이 증대된다.
As described above, the present invention has a structure in which the distributor for adjusting the supply timing of the working fluid is configured to operate in conjunction with the rotational operation of the crankshaft, so that the supply timing of the working fluid is precisely and accurately adjusted without providing a separate control means. As a result, the operation reliability of the engine is improved. In addition, since the valve unit is installed close to the side of the cylinder, the dead volume is reduced, and as a result, the efficiency of the engine is increased.

10: 엔진블록 11: 본체
11A: 관통공 12: 크랭크실
13A, 13A', 13B, 13B': 실린더 14: 커버플레이트
20: 크랭크축 21: 축결합부
21A: 연결공 22, 23: 크랭크핀
30: 피스톤 31: 연결로드
40: 급배기블록 41: 급기공
42: 배기공 42A: 설치공
42A': 돌출턱 43: 커버
50: 밸브유닛 51: 밸브바디
51A: 관통공 51B: 연통공
52: 밸브시트 52A: 관통공
52B: 설치공 60: 분배기
61: 분배플레이트 61A: 분배공
61B: 축결합공 61C: 연통공
62: 고정커버 63: 분배하우징
63A: 유입공 63B: 수용부
70: 축고정유닛 71: 고정플레이트
71A: 축관통공 72: 급유플레이트
72A: 축관통공 72B: 급유홈
73: 커버플레이트 73A: 축관통공
73B: 급유홈 B: 베어링유닛
H, H1, H2, H3, H4: 유출공 L1: 급기라인
L2: 분배라인 L3: 배기라인
S1: 스프링 S2: 스프링
10: engine block 11: main body
11A: through hole 12: crankcase
13A, 13A ', 13B, 13B': Cylinder 14: Cover Plate
20: crankshaft 21: shaft coupling portion
21A: Connector 22, 23: Crank pin
30: piston 31: connecting rod
40: supply and exhaust block 41: supply air
42: exhaust hole 42A: mounting hole
42A ': Protruding jaw 43: Cover
50: valve unit 51: valve body
51A: Through Hole 51B: Communication Hole
52: valve seat 52A: through hole
52B: Installer 60: Splitter
61: Distribution Plate 61A: Distribution Hole
61B: Axial coupling hole 61C: Communication hole
62: fixing cover 63: dispensing housing
63A: Inlet hole 63B: Receptacle
70: shaft fixing unit 71: fixing plate
71A: Shaft through hole 72: Lubrication plate
72A: Shaft through hole 72B: Lubrication groove
73: cover plate 73A: shaft through hole
73B: Lubrication groove B: Bearing unit
H, H1, H2, H3, H4: Outflow hole L1: Air supply line
L2: Distribution Line L3: Exhaust Line
S1: spring S2: spring

Claims (5)

내부에 크랭크실(12)과 한 쌍의 실린더(13A, 13B)가 서로 마주보도록 형성된 엔진블록(10)과;
상기 크랭크실(12)에 관통 설치되는 크랭크축(20)과;
상기 크랭크축(20)과 연결로드(31)에 의해 연결되며, 상기 실린더(13A, 13B) 각각의 내부에 설치되어 왕복 슬라이딩 동작함으로써 상기 크랭크축(20)을 회전 동작시키는 피스톤(30)과;
상기 엔진블록(10)의 측면에 설치되며, 작동유체가 상기 실린더(13A, 13B) 각각의 내부로 급기 및 배기되도록 급기공(41)과 배기공(42)이 각각 형성되는 급배기블록(40)과;
상기 배기공(42)에 설치되어 개폐 조절되며, 상기 실린더(13A, 13B) 내부의 작동유체를 배기시키는 밸브유닛(50) 및;
상기 크랭크축(20)에 결합되어 상기 크랭크축(20)과 함께 회전 동작되면서 상기 실린더(13A, 13B)의 개수와 동일한 개수로 형성된 유출공(H)을 통해 상기 각각의 급기공(41)에 작동유체를 분배 공급하는 분배기(60)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력발생용 엔진.
An engine block 10 formed therein such that the crank chamber 12 and the pair of cylinders 13A and 13B face each other;
A crank shaft 20 penetrated and installed in the crank chamber 12;
A piston (30) connected to the crankshaft (20) by a connecting rod (31) and installed inside each of the cylinders (13A, 13B) for reciprocating sliding to rotate the crankshaft (20);
An air supply / exhaust block 40 installed at the side of the engine block 10 and having air supply holes 41 and exhaust holes 42 formed therein so that a working fluid is supplied and exhausted into the cylinders 13A and 13B, respectively. )and;
A valve unit (50) installed in the exhaust hole (42) and opened and closed to control and exhaust the working fluid inside the cylinders (13A, 13B);
Coupled to the crankshaft 20 and rotated together with the crankshaft 20 to the respective air supply holes 41 through outlet holes H formed in the same number as the number of the cylinders 13A and 13B. Power generation engine, characterized in that consisting of a distributor (60) for distributing and supplying a working fluid.
청구항 1에 있어서,
상기 분배기(60)에는 상기 크랭크축(20)의 일단에 결합되어 회전 동작에 의해 상기 유출공(H)과 선택적으로 연통되는 분배공(61A)이 형성되고, 상기 분배공(61A)은 적어도 1개의 상기 유출공(H)과 항상 연통되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동력발생용 엔진.
The method according to claim 1,
The distributor 60 has a distribution hole 61A coupled to one end of the crankshaft 20 and selectively communicating with the outlet hole H by a rotational operation, wherein the distribution hole 61A is at least one. Power generation engine, characterized in that it is configured to always communicate with the two outlet holes (H).
청구항 2에 있어서,
상기 분배공(61A)은 호 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력발생용 엔진.
The method according to claim 2,
The power distribution engine, characterized in that the distribution hole (61A) is formed in an arc shape.
청구항 1 내지 청구항 3 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브유닛(50)은, 상기 배기공(42)에 설치되어 관통공(51A)이 형성되는 밸브바디(51)와; 상기 관통공(51A)을 선택적으로 개폐하는 밸브시트(52)와; 상기 밸브바디(51)와 상기 밸브시트(52) 사이에 설치되어 상기 관통공(51A)이 항상 개방되도록 탄성 지지하는 스프링(S1)로 이루어진 것을 특징으로 하는 동력발생용 엔진.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The valve unit 50 includes a valve body 51 installed in the exhaust hole 42 and having a through hole 51A formed therein; A valve seat 52 for selectively opening and closing the through hole 51A; The engine for generating power, characterized in that it is provided between the valve body (51) and the valve seat (52) to elastically support so that the through hole (51A) is always open.
청구항 4에 있어서,
상기 밸브시트(52)에는 상기 실린더(13A, 13B)의 내부로 돌출되는 접촉부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 동력발생용 엔진.
The method of claim 4,
The valve seat 52 is a power generating engine, characterized in that the contact member protruding into the cylinder (13A, 13B) is installed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101944709B1 (en) * 2018-05-08 2019-02-07 조청환 Control system of air circulation for underground parking of apartment houses
KR101944710B1 (en) * 2018-05-08 2019-04-17 조청환 Air circulation system for underground parking of apartment houses

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09242559A (en) * 1996-03-01 1997-09-16 Bayerische Motoren Werke Ag Internal cycloid type crank device for reciprocating piston machinery, especially for internal combustion engine
JP2001132402A (en) 1999-11-02 2001-05-15 Shuichi Sakoda Single crank of prime mover
JP2005330889A (en) 2004-05-20 2005-12-02 Univ Of Tokushima Power converting apparatus in which thrust load applied to side wall of cylinder is reduced
JP2012503741A (en) 2008-09-25 2012-02-09 レズ、ムスタファ Internal combustion engine with dual chamber cylinder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09242559A (en) * 1996-03-01 1997-09-16 Bayerische Motoren Werke Ag Internal cycloid type crank device for reciprocating piston machinery, especially for internal combustion engine
JP2001132402A (en) 1999-11-02 2001-05-15 Shuichi Sakoda Single crank of prime mover
JP2005330889A (en) 2004-05-20 2005-12-02 Univ Of Tokushima Power converting apparatus in which thrust load applied to side wall of cylinder is reduced
JP2012503741A (en) 2008-09-25 2012-02-09 レズ、ムスタファ Internal combustion engine with dual chamber cylinder

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101944709B1 (en) * 2018-05-08 2019-02-07 조청환 Control system of air circulation for underground parking of apartment houses
KR101944710B1 (en) * 2018-05-08 2019-04-17 조청환 Air circulation system for underground parking of apartment houses

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