KR101415218B1 - 이중 피스톤 실린더 - Google Patents

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Abstract

이중 피스톤 실린더가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 피스톤 실린더는 내부 폭이 서로 다르게 형성된 실린더, 실린더의 내부에 삽입되며 크기가 다르게 형성된 제1피스톤 및 제2피스톤; 제1피스톤 및 제2피스톤을 결합하는 결합수단을 포함한다.

Description

이중 피스톤 실린더{Double pistion cylinder}
본 발명은 이중 피스톤 실린더에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 피스톤에 작용하는 수직성분의 힘을 작게하여 연료, 유압 및 공기압이 절감될 수 있는 이중 피스톤 실린더에 관한 것이다.
일반적으로 자동차엔진의 피스톤은 수직으로 1개의 실린더 내에 1개의 피스톤만이 내장되어 작동되도록 되어 있고 필요에 따라 수개의 실린더를 병렬로 연결한 구조로 되어 있어 연료의 소모량이 크고, 전량 수입하므로서 외화유출의 심각한 문제가 있어 왔다.
한국공개실용신안 제93-5036호는 한 개의 실린더의 중앙에 점화플러그를 설치하고 그 속에 2개의 피스톤을 내장시켜 각각 제1,2크랭크축을 연접봉으로 연결시키고, 통상의 플라이휠 위에 또다른 플라이휠을 실린더 외벽에 축으로 지지되게 착설하고 플라이휠은 벨트나 체인으로 연결시킨 것으로서, 상기 종래의 고안은 힘은 강화시킬 수 있으나 연료절감은 하지 못하는 문제가 있다.
또한, 본 출원인이 고안한 한국등록실용신안 제 183919호는 한 개의 실린더(2,2') 내부의 직경을 달리하여 내부에 직경이 다른 2개의 피스톤(1,1')을 연결볼트(3)로 고정하며, 연결볼트(3)에 체결하는 너트(4,4')로 피스톤(1,1')의 간격을 조절하여 고정핀(5)으로 고정시키는 이중 피스톤 실린더에 관한 것이다. 도 1은 종래기술에 따른 이중 피스톤 실린더의 단면도로서 도1의(a)는 폭발후 내지 1행정후상태를 도시한 것이고, 도1의(b)는 폭발전 내지 1행정 전 상태를 도시한 것이다. 2 개의 피스톤의 접촉한 표면이 서로 평행을 이루고 있어 그 사이에 연료, 공압 및 유압이 작용할 경우, 피스톤의 표면에 작용하는 힘이 수직으로 작용하게 되어, 피스톤의 이동시 이동하는 방향과 반대 쪽에 있는 피스톤의 표면에는 큰 힘이 작용하게 된다. 이렇게 되어 피스톤을 이동시키기 위하여 보다 큰 유압 및 공압이 필요한 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 피스톤에 작용하는 수직성분의 힘을 작게하여 연료, 유압 및 공기압이 절감될 수 있는 이중 피스톤 실린더를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이중 피스톤 실린더에 있어서, 내부 폭이 서로 다르게 형성된 실린더; 상기 실린더의 내부에 삽입되며 크기가 다르게 형성된 제1피스톤 및 제2피스톤; 상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤을 결합하는 결합수단을 포함하며, 상기 제1피스톤 또는 상기 제2피스톤의 일측 표면과 수평선이 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 이중 피스톤 실린더가 제공될 수 있다.
이때, 상기 결합수단은 상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤을 결합하는 연결볼트 및 상기 연결볼트에 체결하여 상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤의 간격을 조절하는 너트를 포함할 수 있다.
이때, 상기 결합수단은 상기 피스톤을 고정시키는 고정핀을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 각도는 0도 보다 크고 80도 보다 작거나 같을 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이중 피스톤 실린더에 있어서, 내부 폭이 서로 다르게 형성된 실린더; 상기 실린더의 내부에 삽입되며 크기가 다르게 형성된 제1피스톤 및 제2피스톤; 상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤을 일체로 결합하는 결합수단을 포함하며, 상기 제1피스톤 또는 상기 제2피스톤의 일측 표면과 수평선이 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 이중 피스톤 실린더가 제공될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 이중피스톤실린더는 연료, 유압 및 공기압이 투입되는 공간이 작게 형성되어 연료, 유압 및 공기압이 적게 투입되면서도 동력은 그대로 발휘하므로서 연료, 유압 및 공기압이 절감될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 이중피스톤실린더는 피스톤에 작용하는 수직성분의 힘을 작게하여 효율이 향상되게 하여 연료, 유압 및 공기압이 절감되며, 에너지를 절감할 수 있어 녹색기술을 실현할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 이중피스톤실린더의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중피스톤실린더의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중피스톤실린더의 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 피스톤 실린더의 단면도이다.
도 2의(a)는 폭팔전 또는 1행정 전상태를 도시한 것이고, 도 2의(b)는 폭팔후 또는 1행정 후 상태를 도시한 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 피스톤 실린더는 제1피스톤(10), 제2피스톤(20), 실린더(70,70'), 연결볼트(30), 너트(40,40')로 구성될 수 있다. 여기에서 연결볼트(30) 및 너트(40,40')는 결합수단을 형성한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 피스톤 실린더는 연결볼트(30)와 너트(40,40')의 결합에 의해서 제 1 피스톤 및 제 2 피스톤이 결합되었으나, 제 1 피스톤 및 제 2 피스톤과 결합수단을 용접에 의해서 결합할 수 있다.
도 2에서와 같이 한 개의 실린더(70,70')를 내부 폭이 다르게 형성하고, 실린더(70,70')의 내부에 크기가 다른 제1피스톤(10) 및 제2피스톤(20)을 연결볼트(30)로 고정하며, 연결볼트(30)에 체결하는 너트(40,40')로 제1피스톤(10)과 제2피스톤(20)의 간격을 조절한다. 이때 제1피스톤(10) 및 제2피스톤(20)을 고정시키는 고정핀(도면 미도시)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 이중 피스톤실린더는 제1피스톤(10)과 제2피스톤(20)이 고정핀이 결합수단에 의해서 결합되었지만, 제1피스톤(10) 및 제2피스톤(20)과 결합수단이 일체로 형성될 수 있다.
실린더(70,70') 내부의 제1피스톤(10) 및 제2피스톤(20)을 1행정 했을 때 폭팔압력이 유압실(60)만큼 되어야 하나, 일정유압이나 모든 압력의 힘이 표면에서 힘을 발산하는 원리를 이용하여 제2피스톤(20)을 사용하여 유압실(60)의 부피를 작게하면, 제2피스톤(20)의 부피만큼 압축가스 및 유압공기압이 적게든다. 따라서, 제2피스톤(20) 부피만큼 절약되며 제2피스톤(20)의 마찰계수를 공제후에도 막대한 연료, 유압, 공기압의 에너지가 절약된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 이중 피스톤실린더는 제2피스톤(20)의 일측 표면이 수평선과 각(C,C')을 형성한다. 각도는 0도에서 80도 사이에서 형성될 수 있다. 제2피스톤(20)의 일측표면이 수평선과 일정한 각도를 이루고 형성되면, 제2피스톤(20)의 일측표면에 작용하는 공압과 유압등이 비스듬이 작용하게 된다. 비스듬이 작용된 공압과 유압은 수직성분과 수평성분으로 분해될 수 있다. 따라서, 수평선과 직각을 이루는 수직성분의 힘은 제2피스톤(20)의 일측표면이 수평선과 수평을 이룰때 보다 작아진다.
본 발명의 제1실시예에 따른 이중 피스톤실린더는 제2피스톤(20)의 일측표면과 수평선이 각도를 이루고 있으나, 제1피스톤(10)의 일측표면과 수평선이 각도를 이룰수 있다. 또한, 제1피스톤(10) 및 제2피스톤(20)의 일측표면이 모두 수평선과 일정한 각도를 이룰수 있다.
상기와 같이 형성된 실린더(70,70')에 연료가 투입되어 폭발행정이 일어나거나 실린더(70,70')의 압축행정시 내부공간이 작아 연료가 적게 투입될 수 있으며, 이것이 계속적으로 반복되어 지기 때문에 연료절감이 될 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 피스톤실린더는 가솔린, 디젤, 유압, 공기피스톤 및 실린더등 다양한 방식의 실린더 및 피스톤에도 적용시킬 수 있다.
즉, 가솔린 실린더, 디젤 실린더, 유압실린더, 공압실린더, 각종 중장비용 실린더, 내연기관용 실린더, 각종 무기류 실린더에 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 피스톤 실린더의 단면도이다.
도 3의 (a)는 폭팔전 또는 1행정 전상태를 도시한 것이고, 도 3의(b)는 폭팔후 또는 1행정 후 상태를 도시한 것이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 피스톤 실린더는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 피스톤 실린더과 비교하여 차이점을 위주로 설명한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 이중 피스톤 실린더는 너트가 제1피스톤(10),제2피스톤(20)의 일측에만 체결되었지만, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 피스톤 실린더는 제1피스톤(10),제2피스톤(20)의 너트(40,40')에 대응한 반대쪽에도 너트(40,40')가 더 결합된다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 이중 피스톤 실린더와 같이 반대쪽에도 너트를 결합함으로써 제1피스톤과 제2피스톤을 보다 견고히 결합할 수 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
10 :제1피스톤 20 :제2피스톤
30 :연결볼트 40, 40':너트
70, 70' :실린더

Claims (6)

  1. 이중 피스톤 실린더에 있어서,
    내부 폭이 서로 다르게 형성된 실린더;
    상기 실린더의 내부에 삽입되며 크기가 다르게 형성된 제1피스톤 및 제2피스톤;
    상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤을 결합하는 결합수단을 포함하고,
    상기 제1피스톤 또는 상기 제2피스톤의 일측 표면과 수평선이 0도 보다 크고 50도 보다 작거나 같은 각도를 형성하여, 상기 피스톤에 작용되는 수직성분의 힘이 작게 형성되고,
    상기 결합수단은,
    상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤을 결합하는 연결볼트,
    상기 연결볼트에 체결하여 상기 제1피스톤 및 상기 제2피스톤의 간격을 조절하는 너트 및
    상기 피스톤을 고정시키는 고정핀을 포함하고,
    상기 제1피스톤 또는 상기 제2피스톤의 부피만큼 압축가스 또는 유압공기압이 적게 드는 것을 특징으로 하는 이중 피스톤 실린더.
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