KR101305201B1

KR101305201B1 - 회전 가속장치를 구비한 스터링 엔진

Info

Publication number: KR101305201B1
Application number: KR1020110138227A
Authority: KR
Inventors: 김희근
Original assignee: 메탈젠텍 주식회사
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-09-12
Also published as: KR20130070949A

Abstract

본 발명은 크랭크축의 회전력을 마그네트 가속장치에 의해 가속시킬 수 있도록 하면서 제네레이터장치를 작동시키어 크랭크축의 부하를 줄이면서 회전력을 가속시키어 스터링 엔진의 출력을 더욱 향상시키도록 하는 회전 가속장치를 구비한 스터링 엔진을 제공함에 관한 것이다.
본 발명은 크랭크장치(300)의 양측에 사이드커버(340)로 막도록 형성한 마그네트 작동실(350)에 마그네트 가속수단(400)을 구비하여 크랭크축(320)의 회전을 가속시키고, 상기 크랭크축(320)에 일체로 연결되는 제네레이터장치(500)가 연동되도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

회전 가속장치를 구비한 스터링 엔진{STIRLING ENGINE WITH PNEUMATIC STRUCTURE ACCELERATED ROTARY SPEED}

본 발명은 스터링 엔진에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 크랭크축의 회전력을 마그네트에 의해 회전력을 가속시킬 수 있도록 하여 출력을 향상시키도록 하기 위한 회전 가속장치를 구비한 스터링 엔진에 관한 것이다.

도 1은 종래의 스터링 엔진의 구성을 보인 것으로, 외부발열체의 가열에 의하여 내부에 발생하는 고온공기에 저온공기를 유입시키어 팽창압력을 제공하는 히터헤드장치(10); 상기 히터 헤드장치(10)와 연결되면서 팽창압력에 의해 디스플레이서가 작동되면서 압축으로 인하여 디스플레이서의 후방에 위치한 피스톤에 압축력이 가해져 전,후진 작동을 발생시키게 되는 실린더장치(20); 상기 실린더장치(20)와 연결되어 피스톤에 의한 전후진 동작을 회전운동으로 전환시키어 외부에 구비되는 풀리(40)를 회전시키도록 한 크랭크장치(30)로 구성되어 있다.

상기한 구성의 스터링 엔진은 크랭크축의 회전력으로 풀리(40)를 구동시키어 벨트로 연동되도록 별도로 구비하는 발전기에 의하여 발전되도록 하고 있으나, 크랭크장치(30)의 크랭크축의 회전력으로 회전하는 풀리(40)가 구조적으로 자체중량이 과다하고 이를 벨트에 의해 발전기를 연통시킴에 따라 크랭크축에 부하발생이 커져 물리적인 구조에 의한 에너지 변환 효율도 저하되어 크랭크축의 회전수가 상승하지 못하는 등의 출력향상에 저해를 주게 되는 요인이 되고 있다.

이러한 문제점을 감안하여 크랭크실에 설정 압력 이상의 공기압력이 발생시 배출되는 공기를 활용하여 크랭크축의 회전력을 가속시키어 출력을 증강할 수 있도록 하였으나 그 구성이 복잡하고 공기의 유도 흐름이 원활하지 못하여 크랭크축의 속도를 가속시키어주는 기능이 극히 미미하여 기대치의 출력향상을 얻지 못하였다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,

크랭크축의 회전력을 마그네트 가속장치에 의해 가속시킬 수 있도록 하면서 제네레이터장치를 작동시키어 크랭크축의 부하를 줄이면서 회전력을 가속시키어 스터링 엔진의 출력을 더욱 향상시키도록 하는 회전 가속장치를 구비한 스터링 엔진을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 해결수단에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

히터 헤드장치의 외표면부에 외부발열체의 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 작동하게 되는 피스톤이 내장된 냉각수단을 구비한 실린더 장치와, 상기 실린더 장치의 저온 압축 실린더부에 내장된 피스톤의 전후작동을 회전운동으로 전환시켜 크랭크축을 회전시키는 크랭크 장치로 이루어지는 스터링 엔진으로서,

상기 크랭크장치의 양측으로 사이드커버로 막도록 형성한 마그네트 작동실에 내측 및 사이드커버에 각각 체결 고정하는 한 쌍의 마그네트 플레이트를 구비하고, 상기 양 마그네트 플레이트 사이에 플라이휠을 중심에 위치하는 크랭크축에 축설하여 크랭크축에 의해 플라이휠이 회전하면 양측의 마그네트 플레이트에 자석의 극성이 차례로 바뀌도록 된 자력의 극성이 바뀌면서 서로 밀고 당기는 작용에 의하여 플라이휠의 회전이 가속되어 출력을 높일 수 있도록 함을 특징으로 하는 본 발명의 회전 가속장치를 구비한 스터링 엔진을 제공에 그 특징이 있다.

본 발명은 마그네트장치에 의하여 크랭크축의 회전력을 더욱 가속시키어 주므로 출력을 증강하도록 하여 스터링 엔진의 출력향상을 주어 경제성을 높이는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 스터링 엔진의 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명이 적용된 스터링 엔진의 구성을 보인 단면도
도 3은 본 발명의 요부를 보인 일부 확대 단면도
도 4는 본 발명에서 요부를 보인 분리사시도

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의하여 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명이 적용된 스터링 엔진의 구성을 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 요부를 보인 일부 확대 단면도이고, 도 4는 본 발명에서 요부를 보인 분리사시도로 이들 도면에 의하여 구체적으로 설명하면,

도 2는 본 발명이 적용되는 스터링 엔진의 구성을 보인 것으로,

외표면부에 외부발열체의 가열에 의하여 디스플레이서(110)가 내장된 고온 팽창 실린더부(120)의 내부 기체가 고온으로 가열되면 기체의 고온 팽창으로 디스플레이서(110)에 상승 압력을 제공하게 되는 히터 헤드장치(100)와,

상기 히터 헤드장치(100)의 고온 팽창 실린더부(120)상에 공기순환로로 관통되어 압축된 저온 공기를 제공하면서 잔류 팽창압력에 의하여 전후 작동하게 되는 피스톤(310)이 내장된 냉각수단을 구비한 실린더장치(200)와,

상기 실린더장치(200)의 저온 압축 실린더부(210)에 내장된 피스톤(310)의 전후작동을 회전운동으로 전환시켜 크랭크축(320)을 회전시키는 크랭크 장치(300)로 이루어진다.

도 3, 4에서와 같이, 상기 크랭크장치(300)의 양측에 사이드커버(340)로 막도록 형성한 마그네트 작동실(350)에 마그네트 가속수단(400)을 구비하여 크랭크축(320)의 회전을 가속시키고, 상기 크랭크축(320)에 일체로 연결되는 제네레이터장치(500)가 연동되도록 도록 한다.

상기 마그네트 가속수단(400)은 마그네트 작동실(350)의 내측 및 사이드커버(340)에 각각 체결 고정하는 한 쌍의 마그네트 플레이트(410,410')를 구비하고, 상기 양 마그네트 플레이트(410,410') 사이에 플라이휠(420)을 중심에 위치하는 크랭크축(320)에 축설한다.

상기 마그네트 플레이트(410)의 내측에 외부로부터 전원의 인가로 자력을 갖도록 하는 전자석띠(411)를 형성하고, 플라이휠(420)의 양면에 전자석띠(411)와 대칭상태로 위치하도록 영구자석띠(421)를 형성한다.
상기 전자석띠(411) 및 영구자석띠(421)는 중심부에서 시작하여 스파이럴 형태로 폭이 갈수록 커지도록 형성하면서 마그네트 플레이트(410)에 형성된 전자석띠(411)와 플라이휠(420)에 형성한 영구자석띠(421)가 서로 대칭된 상태로 마주보면서 위치하도록 설치한다.

상기 양 마그네트 플레이트(410,410')에 내측으로 형성된 전자석띠(411)에 외부로부터 소정의 전원이 인가되어 전자력이 발생하고, 양 마그네트 플레이트(410,410')의 사이에 위치하면서 회전하는 플라이휠(420)에 형성된 영구자석띠(421)와 상기 전자석띠(411)의 사이에 자석의 극성이 차례로 바뀌도록 된 자력이 전류변환에 의한 전자석의 극성이 바뀌면서 서로 밀고 당기는 작용에 의하여 회전하는 플라이휠(420)에 회전력의 가속시키는 작용이 이루어지는 것이다.

이와 같이 이루어지는 본 발명은 히터 헤드장치(100), 실린더 장치(200), 크랭크장치(300)가 상호 유기적인 작동에 의하여 크랭크축(320)이 회전하면 크랭크축(320)에 축설된 플라이휠(420)이 회전하게 되는데 플라이휠(420)의 양측으로 위치하는 마그네트 플레이트(410)와 서로 자력에 의해 밀어주어 플라이휠(420)의 회전이 가속되어 크랭크축(320)의 회전력을 가속시킬 수 있도록 한다.

즉, 상기 마그네트 플레이트(410)의 내측 및 플라이휠(420)의 양면에 중심부에서 시작하여 스파이럴 형태로 폭이 갈수록 커지도록 형성한 전자석띠(411)와 영구자석띠(421)가 서로 대칭된 상태로 마주보는 상태에서 상기 마그네트 플레이트(410)에 형성된 전자석띠(411)에 외부로부터 소정의 전원인가로 전자석띠(411)와 영구자석띠(421)의 사이로 자석의 극성이 차례로 바뀌도록 된 자력이 전류변환에 의한 전자석의 극성이 바뀌면서 서로 밀고 당기는 작용에 의하여 플라이휠(420)을 회전방향으로 밀어주는 작용하게 되어 크랭크축(320)의 회전력을 가속시키게 되고 크랭크축(320)에 연동되도록 설치한 제네레이터장치(500)를 작동시키므로 그에 따른 출력이 향상되는 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: 헤드 히터장치
200: 실린더장치
300: 크랭크장치
400: 마그네트 가속장치
410: 마그네트 플레이트
420: 플라이휠
411: 전자석띠
421: 영구자석띠

Claims

외표면부에 외부발열체의 가열에 의하여 디스플레이서(110)가 내장된 고온 팽창 실린더부(120)의 내부 기체가 고온으로 가열되면 기체의 고온 팽창으로 디스플레이서(110)에 상승 압력을 제공하게 되는 히터 헤드장치(100)와, 상기 히터 헤드장치(100)의 고온 팽창 실린더부(120)상에 공기순환로로 관통되어 압축된 저온 공기를 제공하면서 잔류 팽창압력에 의하여 전후 작동하게 되는 피스톤(310)이 내장된 냉각수단을 구비한 실린더장치(200)와, 상기 실린더장치(200)의 저온 압축 실린더부(210)에 내장된 피스톤(310)의 전후작동을 회전운동으로 전환시켜 크랭크축(320)을 회전시키는 크랭크 장치(300)로 이루어지는 스터링 엔진에 있어서,
상기 크랭크장치(300)의 양측에 사이드커버(340)로 막도록 형성한 마그네트 작동실(350)에 마그네트 가속수단(400)을 구비하여 크랭크축(320)의 회전을 가속시키고, 상기 크랭크축(320)에 일체로 연결되는 제네레이터장치(500)가 연동되도록 구성함을 특징으로 하는 회전 가속장치를 구비한 스터링 엔진.
제 1항에 있어서, 상기 마그네트 가속수단(400)은 마그네트 작동실(350)의 내측 및 사이드커버(340)에 각각 체결 고정하는 한 쌍의 마그네트 플레이트(410,410')를 구비하고, 상기 양 마그네트 플레이트(410,410') 사이에 플라이휠(420)을 중심에 위치하는 크랭크축(320)에 축설함과,
상기 마그네트 플레이트(410,410')의 내측에 외부로부터 전원의 인가로 자력을 갖도록 하는 전자석띠(411)를 형성하고 플라이휠(420)의 양면에 전자석띠(411)와 대칭상태로 위치하도록 영구자석띠(421)를 형성함을 특징으로 하는 회전 가속장치를 구비한 스터링 엔진.
제 2항에 있어서, 상기 전자석띠(411) 및 영구자석띠(421)는 중심부에서 시작하여 스파이럴 형태로 폭이 갈수록 커지는 형상으로 형성함을 특징으로 하는 회전 가속장치를 구비한 스터링 엔진.
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