KR20000018038A - 고온수 엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료를 연소하여 그 연소열을 이용한 열 엔진에 관한 것으로, 물을 압축하여 고압수 상태에서 보일러에 의한 가열이 이루어 지면 물의 내부 에너지 변화가 억제된 고온수가 발생되고 엔진의 용적율이 최소일때 분사노즐에 의해 엔진에 고온수가 분사되면 고압 고온수의 증기화가 폭발적으로 발생되면서 엔진의 동력장치를 이루는 고온수 엔진에 의해 열효율이 크게 향상되고, 고온수 엔진의 피스톤 하단에 피스톤 로드 형성에 따른 왕복동식 유압실린더 구조를 갖는 유압엔진을 형성하여 고온수 엔진의 고온수 승온 지연과 고온수 엔진의 기동 지연을 축압기에 축압된 유압에너지를 이용 유압엔진을 통해 쉽게 달성할 수 있는 고온수 엔진이며, 또한 고온수 엔진의 증기를 압축 배기하는 과정에 잔류 증기에너지를 유압 에너지로 변환 시키면서 증기의 효과적 복수화 달성을 위한 증기의 온도 강하 목적을 갖는 증기엔진에서는 유압이 발생되어 증압기에 의해 증압된 채 축압기에 고효율로 저장 되었다가, 유압엔진의 동력원으로써 유압 증량기를 거쳐 유압엔진에 활용되어 고온수 엔진의 보조 동력장치로 되고, 또한 압축기에 의한 과잉 공기 연소방식에 따른 보일러의 용적 감소화 및 보일러내 에너지 이용율이 낮으면서 유체 속도형 에너지를 이용하는 가스터빈을 원통식 보일러내 교축부 형성에 따른 가스터빈이 용이하게 설치되어 유압펌프의 동력장치로 활용 되므로 가스 터빈에 따른 유압에너지를 유압엔진에 작용시켜 고온수 엔진의 가속성을 민감하게 하며, 또한 고압 고온수를 감압하면 증기화가 발생되는 증기선택 제어발브에 의해 증기를 집적 고온수 엔진에 작용시켜 고온수 엔진의 회전속도 영역을 저속 회전 구간과 고온수의 분사 폭발에 따른 고속회전 구간 영역을 갖는 고온수 엔진의 특성에 의해 변속 수단을 생략하는 특장점을 지닌 고온수 엔진이다.

Description

고온수 엔진{HIGH TEMPERATURE WATER ENGINE}

본 발명의 고온수 엔진은 물을 고압수로 유지한채 가열하여 물의 내부 에너지 변화가 억제된 고온 고압수를 발생시켜 엔지의 용적률이 최소일때 고온수를 분사시키면 고온수의 증기화가 폭발적으로 발생되어 엔진의 동력원으로서 열효률이 획기적으로 향상 되면서 엔진의 고열이 배제되는 목적과; 연료의 연소를 엔진 외부의 보일러실에서 연소하는 외부 연소방식에 따른 배기가스 오염을 크게 개선하는 목적과; 고온수 엔진의 피스톤 하단에 피스톤 로드부와 피스톤 로드커버를 형성한 왕복동식 유압실린더 구조를 갖는 유압엔진의 부가적 형성에 의해 고온수 엔진의 고온수 승온 지연과 고온수 엔진의 기동지연을 축압된 유압에너지를 통한 유압엔진을 통해 쉽게 달성되는 목적과; 고온수 엔진의 증기를 압축 배기시키는 과정에 잔류 증기 에너지를 왕복동식 증기엔진에 의해 유압 에너지로 변환하여 유압엔진의 동력원으로 활용하는 목적과,고온수 엔진의 증기를 압축배기하는 과정에 증기엔진에서 동력이 발생되는 것에 의해 증기의 온도를 강하시켜 증기의 복수화를 쉽게 달성할 수 있는 목적과; 보일러내 에너지 이용률이 적으면서 동력을 발생시키는 가스터빈식 원통 보일러에 의한 과잉 공기 연소방식에 따른 보일러 용적을 감소하는 목적과, 가스터빈의 부하측 유압펌프에 의한 유압에너지가 보일러 연소의 연소성과 함께 신속히 발생되어 유압엔진을 통한 고온수 엔진의 가속력 지연및 기동지연을 해소 하는 목적과; 고온수 엔진에 증기 팽창력과 고온수 증기 폭발력을 병행 분사 하는 고온수 노즐과, 증기선택 제어발브에 의해 고온수 엔진의 회전속도 영역을 0 회전에서 고속회전까지 하여 변속기 수단을 생략 하는 목적과; 증기엔진의 저압 유압에너지와 가스터빈축의 유압펌프 저압 유압에너지를 능동적으로 증압하여 축압기에 고효률로 저장하는 목적과; 축압기에 고효률로 저장된 유압에너지가 능동적 증량기를 거쳐 유압엔진에 활용 되므로 저압의 유압 형태로 유압에너지 원의 량을 크게 증가시켜 유압엔진에 작용되어 고온수 엔진의 시동후 고온수의 가열 지연에 따른 고온수 엔진의 기동을 유압엔진력으로 행하면서 유압엔진의 동력원을 고온수 가열까지 지속 하는 목적에 의해 고온수엔진의 열효률이 월등히 향상되면서 배기가스 오염이 크게 개선되고 고온수 복수화가 용이하고 고온수 엔진의 가속성과 회전 속도범위를 크게 개선하는 특장점을 지닌 고온수 엔진

본 발명은 연료를 연소하여 동력을 발생하는 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 고압수 형태로 가열하면 물의 내부 에너지 변화가 억제된 고온수가 발생되고 이 고온수를 엔진에 분사시키면 고온수의 증기화가 폭발적으로 발생하여 엔진의 큰 동력원으로 활용되어 에너지 열효률이 월등 하면서 연료의 연소를 보일러에서 행할 수 있는 고온수 엔진의 외연기관에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 열 엔진은 연료를 열원으로 하여 그 연소에 의한 열 에너지를 작동 유체에 주어 열 팽창시켜 작동유체가 팽창하려는 기계적 에너지를 축 토크 또는 유체의 분출로 바꿔 동력을 원칙으로 얻는 계열의 엔진이다.

따라서 열 엔진은 예외 없이 저온으로 용적이 작은 작동 유체에 열을 가해 고온으로 만들기 위한 온도차가 중요하며 온도의 차가 클수록 작동 유체의 팽창력의 차도 크게 얻을 수 있다.

열 엔진은 연료의 연소 방법, 작동 유체의 종류와 팽창의 과정, 엔진의 주기구, 발생 동력의 상태 등에 의해 크게 외연 엔진과 내연 엔진으로 구분된다.

외연 엔진은 원칙적으로 엔진 본체 외부의 보일러로 연료를 연소시켜 보일러내의 물에 그의 열을 주어 수증기로 만들어 팽창 압력을 갖는 작동 유체로서 과열증기를 엔진 본체로 유도하여 연속하는 동력으로 바꾸는 방식의 증기 엔진에는 작동 유체의 팽창 압력을 피스톤의 왕복 운동을 받아 이것을 크랭크축의 토크로 바꾸는 용적형 피스톤식과 자동 유체의 압력을 터빈으로 받아 그의 터빈축에 토크를 일으키는 속도형 터빈식으로 분류한다.

증기엔진은 석탄이나 중유 등의 저질 연료도 사용할 수 있으며, 증기 팽창압력을 일정하게 유지하면 축의 회전 속도 영역이 크게되어 변속기를 생략할 수 있는 잇점과, 축의 회전 속도의 고저에 관계없이 토크가 일정한 것,엔진 자신이 회전을 시작하는 것, 외부 연소에 의한 배기가스 오염의 감소 등의 엔진으로서 큰 장점이 있으나 그 반면에 엔진 외부에 용적과 중량이 큰 보일러를 필요로 하고, 또 증기를 복수화 하는 방열기의 대형화가 불가피 하며, 엔진의 운전을 시작하기 전에 물을 과열증기로 만들 때까지 상당한 시간이 지연되는 문제와 물을 급속 가열 하여 가속성을 필요로 할때 물의 급속 가열 지연과, 운전과 정지를 반복하며 출력 범위가 넓어야 하는 자동차용 외연 엔진으로는 부적합하며,무엇 보다도 물을 증기화시킬때 물의 내부 에너지 변화에 따른 에너지의 열효률이 크게 저하되는 여러가지 문제점이 있다.

내연 엔진은 연료의 연소와 작동 유체의 팽창을 모두 엔진의 내부에서 동시에 행 하는 방식의 열 엔진 이기 때문에 보일러 등의 연소장치가 필요 없으며,소형 경량이라는 큰 장점과, 소규모의 시동 장치에 의해 단시간에 시동시킬 수 있으며, 소출력의 것으로부터 대출력의 것까지 광범위하게 제작할 수 있으며, 출력의 가속성을 신속하게 조절할 수 있는 장점으로 자동차 엔진으로는 적합하나 열효률이 저하되는 문제와 엔진의 고온화에 따른 냉각장치의 불가피함, 엔진의 최저 회전범위가 정해진점, 엔진의 출력에 반드시 변속기를 장착해야 하는 것, 차량의 엔진브레이크 제동시 엔진의 계속된 운전으로 불 필요한 연료가 소비되는 문제와, 양질의 연료를 필요로 하는 문제 등이 있으며, 무엇 보다도 배기 가스의 오염이 심각한 문제로 대두 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 고압수 펌프에 의해 물을 고압수로 만들고 보일러에서 고압수의 물을 가열 시킬때 물의 내부 에너지 변화가 억제된 고온수를 발생시켜 엔진의 용적률이 최소일때 고온수 분사노즐에 의해 고온수가 분사되면 고온수 증기화의 폭발적 동력과, 증기 팽창력을 엔진의 작동 유체로 활용 하면서 물의 증기화에 따른 내부 에너지 변화의 증기화 잠열로 고열이 배제된 고온수 엔진과; 고온수 엔진의 피스톤 하단에 피스톤 로드부와 피스톤 로드커버를 형성한 복동식의 유압실린더 구조를 갖는 유압엔진을 부가적으로 용이하게 형성할 수 있어, 고온수 엔진의 고온수 가열 지연시 고온수의 작동 유체 대용으로 유압에너지를 유압엔진에 작용시켜 고온수 엔진의 시동 지연을 해소 하는 것과; 고온수 엔진과 유압에너지에 의한 유압엔진을 각각 별도로 동시에 작용시켜 고온수 엔진의 보조적 엔진으로서 고온수 엔진의 가속성 지연 해소와, 고온수 엔진의 출력을 향상시키면서 엔진 브레이크 기능시 유압 에너지를 발생시키는 유압엔진과; 양 복동식 유압실린더 구조를 갖는 피스톤식 증기엔진과 증기엔진의 연속적 자동 왕복운동을 제어하는 증기엔진 개폐발브에 의해 고온수 엔진에서 압축 배기되는 팽창력을 갖는 증기 에너지를 상기 증기엔진에 작용시켜 유압 에너지로 변환 시키는 동력적 일에 의해 증기의 복수화를 신속히 달성하는 목적 의 증기온도 강하 작용을 행하는 증기엔진과; 증기엔진에서의 발생 유압과 타 발생 유압을 능동적 증압기로 증압 시켜 축압기에 고효률로 저장 하는 것과; 축압기 의 고압력 유압을 상기의 유압엔진에 활용시 능동적 증량기에 의해 저압의 유압 형태로 유량을 크게 증가 시켜 유압엔진의 유압 에너지 지속 시간을 크게 연장하여 고온수 가열 시간 지연에 따른 고온수 엔진의 시동후 유압엔진 작동 지속 시간 연장과, 고온수 엔진의 가속성 지연을 해소하는 것과; 고온수 엔진의 피스톤에 고온수 증기선 택제어발브에 의한 일정한 팽창력을 갖는 고온 증기와 고온수의 증기 폭발력을 병행하여 작용 시킬 수 있으므로 고온수 엔진의 기동을 증기 팽창력이 작용하는 저속 회전에서 고온수 증기 폭발력이 작용되는 고속 회전까지 가능 하므로 엔진의 부하측에 변속 수단을 생략하는 것과; 상기 보일러의 연료 연소를 압축기에 의한 과잉공기 연소 방식으로 하여 보일러의 용적을 감소 시키는 것과; 보일러내 팽창 유체의 속도형 에너지를 이용하는 가스터빈이 원통식 보일러내 중간부의 교축부 형성으로 용이하게 내설 되므로 가스터빈에 접촉하는 작동유체의 온도가 보일러의 열교환에 의해 가스터빈 재료 선정을 용이하게 하는 것과; 보일러내 열의 이용률이 적으면서 속도형 에너지에 의해 동력을 발생시키는 가스 터빈축에 상기의 압축기와,발전기,유압펌프가 연동 되어 유압펌프에 의한 유압 에너지가 보일러의 연소 반응과 함께 신속히 이루어 지므로 고온수 엔진의 시동후 고압수 가열에서 고온수 발생까지 또는 고온수 가열 지연에 따른 유압엔진의 유압 에너지 공급원으로 활용되는 것에 의해서 고온수 엔진의 열효률이 월등하며, 고온수 엔진의 시동 지연및 기동 지연 문제가 해소되며, 변속기를 생략 할 수 있는 잇점과,배기가스 오염을 크게 개선할 수 있다.

본 발명에 따라 물 탱크는 한냉시의 동결 방지를 위해 물 탱크 외주에 보온재로 단열 되고, 고압수 펌프는 정토크 유압모타에 의해 구동되어 고압수 펌프의 과부하 과압 발생시 고압수 펌프의 구동이 자동적으로 조정되는 것에 의해 달성된다.

도1은 본 발명의 개략도

도2는 본 발명의 에너지 사이클 예시도

도3은 본 발명의 유체흐름 계통도

도4는 본 발명의 가스터빈 보일러의 단면도

도5는 본 발명의 물 탱크의 단면도

도6은 본 발명의 유체 유량제어 회로도

도7은 본 발명의 유체 유량제어발브의 조절 예시도

도8은 본 발명의 엔진 중요부를 예시한 단면도

도9는 본 발명의 엔진 최소 용적률을 예시한 관계도

도10은 본 발명의 피스톤 정면도

도11은 본 발명의 피스톤 일부 단면도

도12는 본 발명의 고온수 분사노즐 단면도

도13은 본 발명의 고온수 분사노즐 작동을 예시한 단면도

도14는 고온수 분사노즐의 유량을 제어하는 파일롯트 제어단의 단면도

도15는 본 발명의 유압엔진 개폐발브의 파일롯트 작동단의 단면도

도16은 본 발명의 유압엔진 유체 개폐발브의 단면도

도17은 본 발명의 유압엔진의 왕복운동에 따른 개폐발브의 자동 개폐 회로도

도18은 본 발명의 고압수 펌프 단면도

도19은 본 발명의 증기선택 제어발브의 단면도

도20은 본 발명의 증기엔진의 단면도

도21는 본 발명의 증기엔진 자동왕복 개폐발브의 단면도

도22은 증기엔진의 개폐발브중 파일롯트 제어발브의 단면도

도23는 증기엔진의 유압 첵크발브의 단면도

도24는 본 발명의 증기엔진 피스톤 일부를 예시한 단면도

도25은 본 발명의 능동적 증압기의 단면도

도26은 능동적 증압기의 자동왕복 회로도

도27은 본 발명의 능동적 증량기의 단면도

도28는 능동적 증량기의 자동왕복 회로도.

〈도면의 주요 부분에 대한 설명〉

1 : 고압수 펌프 2 : 증기 선택 제어발브 2a : 증기 검출부

2a : 증기 제어발브체 3 : 증기 선택 전자발브 5 : 증기엔진

9 : 물 탱크 10 : 보일러 10n : 안전발브

11 : 연소기 12 : 가스 터빈 13 : 압축기

14 : 유압펌프 15 : 발전기 16,17 : 온도 검지기

20 : 유량 분배기 23 : 고온수 엔진 24 : 고온수 엔진 피스톤

26 : 유압 엔진 27 : 고온수 엔진 배기 발브 28 : 고온수 노즐

28l : 흡입 첵크발브 47 : 상개형 개폐발브 48 : 상폐형 개폐발브

49a : 파일롯트 입력발브 49b : 파일롯트 배출 발브 54 : 증압기

82 : 증량기 97 : 방열기 팬 98 : 벨트 풀리

99 : 방열기 100 : 재열기 101 : 축압기

102 : 유량 조절기 103 : 전자 발브 104 : 플라이 휠

105 : 클러치 106 : 후진기어 107 : 전진기어

108 : 전자 발브 109 : 압력 스위치 110 : 릴리프 발브

111 : 유압모타

이하 본 발명에 따른 고온수 엔진의 바람직한 일실시 예를 첨부도면 제 1도에 의거 하여 설명 하면 다음과 같다.

상온의 물이 고압수 펌프(1)에 의해 고압수로 되어 재열기(100)를 거쳐 보일러(10)에 공급되면 고압수는 보일러(10)에 의해 가열 되는데 물에 압력을 주었으므로 고압수의 온도가 100℃ 이상으로 승온 되어도 물의 내부 에너지 변화가 억제된채 물의 압력에 비례된 고온수가 발생되고, 이 고온수가 증기선택제어발브(2)에서 고온수의 선택에 따라 고온수 노즐(28)을 통해 엔진의 용적율이 최소일때 분사 되면 고온수의 폭발적 증기화가 발생되면서 고온수의 폭발력과 증기의 팽창력으로 고온수 엔진의 피스톤(24)을 작동시켜 고온수 엔진의 동력을 발생 시킨다.

고온수가 증기화 되는 과정은 증기 잠열에 의한 흡열 과정 이므로 엔진의 온도가 저하 된다. 고온수 엔진의 배기발브(27)로 증기의 배기가 이루어질때 피스톤(24)에 의한 압축성 배기 과정이 이루어져 증기가 압축 되면 증기의 압축에 따라 증기의 일부가 포화수로 응축 되면서 물의 상 변화에 따른 증기온도가 상승되고 이때 고온수 엔진의 온도가 상승 되면서 다음 고온수의 분사에 의해 상기 과정의 예시와 같이 고온수 엔진의 냉각 작용이 일어 난다.

압축되는 배기의 증기는 증기엔진(5)으로 배기되어 증기엔진의 에너지원이 된다.

상기한 증기선택제어발브(2)에 의한 증기의 선택에 따라 고온수노즐(28)을 통해 엔진의 용적이 최소일때 증기가 고온수 엔진의 피스톤(24)에 작용되면 증기의 일정한 팽창력으로 엔진의 피스톤(24)이 작동되어 동력이 발생 되는데 증기량의 조절로 엔진 회전 속도를 저속으로 조절할 수 있어 변속기를 생략한 클러치(105)와, 전진 기어(107)와,후진기어(106)를 간단히 배치 할 수 있다.

증기엔진(5)은 고온수 엔진의 피스톤(24) 압축에 의한 습 포화 증기에너지의 팽창력으로 증기엔진의(5) 피스톤을 작동시켜 유압 에너지를 발생 시킨다. 이 유압 에너지는 증압기(54)에 의해 축압기(101)에 고압 고효율로 저장 된다.

증기엔진(5)에서 재 팽창을 일으킨 증기는 낮은 압력으로 재 압축 되면서 증기엔진(5)으로부터 배기 되므로 습증기의 포화수 비율이 커 지며, 습증기의 온도가 상승 되어 재열기(100)로 공급되고 재열기(100)에 의한 상온의 고압수와 열교환이 이루어져 습 증기의 포화수 비율이 더욱 커진 상태로 방열기(99)로 들어가 재 열교환이 이루어져 습 증기의 복수화가 완료되어 물 탱크(9)로 환수 된다.

고압수를 가열하는 보일러(10)의 터빈(12)축에 연동되는 유압펌프(14)와 발전기(15)가 있고 가스터빈(12)의 회전으로 유압펌프(14)에서 발생되는 유압은 증압기(54)에 의해 증압되어 축압기(101)에 저장되고,축압기(101)에 저장된 유압 에너지는 파일롯트 전자발브(103)의 제어를 받는 유량조절발브(102)를 거쳐 증량기(82)에서 저유압으로 변환 유량을 크게 증대시켜 고온수 엔진의 유압엔진(26) 유압 에너지원 으로 활용된다.

유압엔진(26)은 고온수 엔진의 피스톤(24) 작동과 상반된 작용이 일어나며, 축압기(101)의 유압에너지원 으로 고온수 엔진의 피스톤(24)을 작동 시키므로 고온수 엔진의 시동후 고압수 가열 지연 및 가속시 승온 지연에 따른 고온수 엔진의 기동성 및 가속성을 확보하고 고온수 엔진의 엔진 브레이크 작동시 유압 에너지를 발생 증압기(54)를 거쳐 축압기에 저장하는 역활을 한다

첨부 도면 제3도에 예시 되는바와 같이 물 탱크(9)와 보일러(10) 출구측 간에 연통되는 연결로(10m)에 의해 물탱크(9)내의 압력을 대기압 보다 크게하여 고압수 펌프(1)의 흡입성을 향상 시키고, 또한 증기엔진(5)의 증기 배출구와,재열기(100),방열기(99)간에 대기압 이상의 압력을 형성시켜 증기를 압축하면 증기의 포화수 비율이 높아지는 원리를 적용 증기의 복수화를 쉽게 달성데 그 목적이 있다. 즉,증기의 압축비를 고압으로 하면 포화수율이 높아지고 증기의 포화수 상변화에 따른 증기 포화수의 온도가 상승되어 재열기(100)에서 상온의 고압수와 열교환율이 높아지고 방열기(99)에서 또한 열교환성이 향상되어 방열기(99)의 용적을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

고압수 펌프(1)는 유압모타(111)의 구동에 의해 작동되어서 고압수에 과압 발생시 정토오크의 유압모타의 구동이 고압수 펌프(1) 구동부하에 연동 되므로 고압수 펌프(1)의 작동이 더 이상 진행 되지 않는다.

고압수 펌프(1)와 연동되는 유압모타(111)의 제어는 전자제어발브(108)에 의해 이루어 진다.

고온수엔진의 정지가 이루어지면 고온수 계내의 고온수 에너지에 의해 얼마간 고온수엔진이 계속 작동되고 고압수펌프(1)의 흡입 선택발브(18)의 유로가 절환되어 고압수펌프(1)는 본 발명의 특성에 기인하는 다량의 공기펌프로(1)작용 고온수 계내의 물 퍼지 작용을 하여 고온수 계내의 동결을 방지하고 물의 정체를 방지한다.

고온수 엔진의 시동시 고압수 펌프(1)의 흡입측이 흡입선택발브(18)의 유로가 절환되어 고압수 펌프(1)는 물을 흡입하게 되는데 후술되는 본 발명의 고압수 펌프(1)특성에 기인한 다량의 저압 물 펌프로 작용 신속히 고온수 계내의 고압수를 형성 할 수 있도록 구성된다.

고온수의 발생 전에 유압엔진에 의한 고온수 엔진 기동시 엔진의 피스톤 작동에 따른 고온수 엔진 용적율 증가로 엔진실내 흡입 진공 발생시 고온수 분사노즐(28)의 체크발브(28l)를 통해 외부공기가 흡입되어 피스톤의 흡입 부하저항을 감소 시킨다.

축압기(101)에 저장된 유압 에너지는 유량조절 발브(102)에 의해 조절되는데 이 유량조절발브(102)의 제어는 전자발브(103)의 개폐에 따라 이루어진다.

보일러(10)내 온도감지기(16), 고온수관내 온도감지기(17)를 기초로 고온수의 온도 관리를 제어 한다. 보일러 고온수 계내에 과압 발생시 안전발브(10n)로 고온수의 방출이 이루어 진다.

첨부도면 제3도에 예시된바와 같이 고온수의 증기선택제어발브(2)는 증기압 검출부(2a), 고온수 감압부(2d), 증기량 제어발브(4), 증기 우회발브(2k)의 회로로 구성되어 있어 고온수 엔진의 기동및 저속회전 영역에서 일정한 증기 팽창력을 갖는 고온 증기를 발생 시켜 고온수 노즐을 통해 고온수 엔진의 동력원이 되고, 또한 엔진의 중속및 고속회전 영역에서 고온수가 집적 고온수 노즐을 통해 고온수엔진의 동력원이 되고, 고온수 계내에 과압 발생시 고온수 일부가 증기엔진으로 우회하여 고온수 계내의 과압을 효율적으로 이용 된다.

유압엔진의 유압 배출구는 배출선택발브(42)가 있어 유압엔진 유압 발생시 증압기(54)로 토출되는 회로를 갖는다.

축압기(101)와 가스터빈축의 유압펌프(14)간에 릴리프 발브(110) 회로로 구성되어 있어 축압기(101)에 과량의 과압 발생시 릴리프 발브(110)에 의한 유압펌프(14)가 유압모타(14)로 구동 고속회전 되어 가스터빈(12)과 압축기(13)구동에 의한 압축공기의 압축률을 높여 공기의 압축열을 보일러(10)내에 발생시켜 보일러(10)의 연소열 대용으로 고온수의 가열 열원으로 이용 되는데 이때 보일러(10)의 배기발브(10k)의 유로를 작게하여 보일러내 공기 압축률을 높이는 것이 바람직하다.

첨부도면 제2도는 본 발명의 에너지 사이클의 일 실시예를 예시한 것으로, 본 발명의 보일러(B)내로 압축기(C)에 의한 과잉 공기가 보일러(B)내로 공급되어 보일러(B)내 연료의 연소가 이루어 지고 연소열의 대부분은 고온수를 가열하는 열원으로 작용되며, 보일러(B)내 연소열에 의한 작동 유체의 온도가 대략 600℃의 구간에 가스터빈(T)이 설치되어 가스터빈(T)의 재료 선정을 쉽게 하면서 보일러(B)내 작동 유체의 속도형 에너지를 가스터빈(B)에 작용 유압펌프(E3)에 의한 유압 에너지로 변환 축압기(A)에 저장된다.

연소열의 대부분이 고온수 가열로 사용되면서 작동 유체의 속도형 에너지를 이용한 가스터빈식 동력 발생 기관이므로 가스터빈(T)에 이용되는 열 에너지의 이용률이 적 으면서 열 효율이 고효율로 되는 가스터빈의 구성이 이루어진다.

물을 고압수 펌프(P)로 대략 80bar의 고압수로 발생시켜 보일러(B)에 공급되면 고압수의 온도가 250℃ 인 고온수로 되어 고온수 엔진(E1)에 분사 되는데 이때 엔진(65)내로 분사되는 고온수는 증기화의 폭발력(40bar)을 발생 시키며 폭발 되어 팽창력을 갖는 증기로 되고 엔진의 작동 유체로 작용되어 고온수 엔진의 주 동력원이 되는데 고온수의 증기화 과정에서 물의 상 변화에 따른 증기의 온도가 크게 강하되어 고온수 엔진의 열 효률이 월등히 향상 된다.

고온수 엔진( E1 )의 증기 배기는 3-5bar로 압축하여 증기엔진(E2)으로 배기될 때 증기 압축에 따른 증기의 일부가 포화수의 상 변화가 발생 되고 증기의 상태변화에 따른 증기의 발열 과정으로 압축 배기되는 증기의 온도는 상승된다.

고온수 엔진(E1)에서 압축되어 배기되는 팽창성을 갖는 고온의 증기 에너지가 증기엔진(E2)에서 팽창 에너지를 발생 시키면서 증기엔진(E2)의 동력원으로 작용되어 증기엔진(E2)에서의 유압 에너지 변환이 이루어 지고 증기엔진(E2)에서 발생된 유압 에너지는 다시 축압기(A)에 저장된다.

증기엔진(E2)에서 증기 에너지가 유압 에너지로 변환 될때 증기의 온도가 강하되면서 증기의 팽창 에너지가 감소 되므로 증기의 포화수 비율이 높아지며 증기엔진(E2)의 증기 배기시 증기 배기압을 1.5bar정도 압축 시켜 배기 시키므로 배기되는 증기의 포화수 비율은 더욱 높아진다. 증기엔진(E2)에서의 증기 배기 압축에 따른 포화수 상 변화에 의한 고온의 습 증기 발생은 재열기(H)에서 상온의 고압수와 열 교환을 향상 시키고 재열기(H)에서의 습 증기 포화수 비율을 크게 한다.

습 증기는 대기압 이상의 압력을 받도록 구성 되었으므로 방열기(R)에서의 열교환이 유리하여 방열기(R)에서 습 증기의 포화수는 완료 되어 고온수 분사로 발생된 증기의 포화수 복수화가 완료된다.

본 발명에 의하면 연료 연소열의 대부분은 물의 내부 에너지 변화가 억제된 (물의 상 변화를 억제 시킨) 고압 고온수의 가열로 사용 되므로 고온수의 가열 소비 에너지가 상온의 물 가열 소비 에너지 비율과 같은 수준의 최고 효율이며 고온수에 가해진 열 에너지는 고온수 증기화 과정의 폭발적 일량과, 증기엔진(E2)의 유압 에너지 일량과, 재열기(H)의 열 교환 에너지와, 방열기(R)에서 방열되는 열 에너지의 총 합으로 방열기(R)에서의 열손실을 최소화 시켰다.

고온수의 증기화 폭발력은 고온수의 온도 상승비율 보다 큰 폭발력을 발생시키는 열 효율이 최대인 동력 장치를 달성 시킬수 있다.

고온수 엔진에 유압엔진(E1)이 부가적으로 용이하게 구성 되므로 고온수 엔진의 난제인 고온수 가열 지연에 따른 시동 지연과, 기동 지연, 가속성 지연을 상기 유압엔진과 부가적으로 발생되어 축압 저장된 유압 에너지에 의해 일거에 해소 할 수 있는 고 효율의 고온수 엔진이다.

상기의 고온수 온도를 300℃로 가열 시키면 증기화의 폭발력은 80bar의 큰 폭발력의 고온수 엔진을 달성 할 수 있다.

고온수의 온도를 과하게 상승 시키면 엔진의 폭발음과 폭발력이 너무 커 엔진의 내구성에 문제된다.

본 발명의 보일러는 첨부 도면 제4도에 예시된바와 같이 보일러(10)는 내통(10a)과 외통(10b)으로 구성 되어 내통(10a)과 외통(10b) 사이로 압축공기의 유로(10c)가 형성되어 보일러(10) 내통(10a)으로 손실 되는 열 이동의 손실을 압축공기의 흐름으로 회수하여 연소기(11)의 열 원으로 활용 되므로 보일러(10) 외부의 외부 보온 단열재를 생략 할 수 있는 보일러 용적이 감소 된다.

보일러(10) 내통(10a)의 중간부 내측에는 내향 하는 돌출부 형성에 의한 교축부(10d)를 구성시켜 가스터빈(12)을 보일러(10)내부에 설치 하는데 있어서 가스터빈(12)의 입구 온도가 대략 600℃로 제한 시켜 가스터빈(12)의 재료 선정을 용이하게 한다.

보일러(10)의 내통(10a)은 가스터빈(12)을 중심으로 고온 열교환부(10e)와 저온 열교환부(10f)로 구성되며 보일러의 열교환관(10g)은 코일식 나선형으로 보일러 내통(10a)의 내측과 열교환관 받침대(10h)에 의해 지지되어 설치된다.

보일러(10)의 고온열교환부(10e)단부는 원뿔 형으로 구성되어 연소기(11)가 구비되고 보일러 내통(10a)과 외통(10b)사이로 형성된 압축공기의 유로(10c)가 연소기(11) 주변 내통(10a)단부에 공기구(10i)가 내측으로 천공되어 연소기(11)에 연소 공기 및 과잉 공기가 공급된다.

보일러(10)의 저온 열교환부(10f)단부에는 가스터빈(12)과 일축으로 하는 압축공기를 생성 하는 임펠라가 설치되어 압축기(13)의 역활을 하고 가스터빈(12)의 부하단에 감속기어(14a)(15a)를 거친 발전기(15)와 유압펌프(14)가 설치되어 가스터빈(12 )과 연동된다.

보일러(10)의 배기구(10j)는 배기량을 제어하는 나비발브의 배기량 조절변(10k)이 설치되는 한편 또 다른 소량의 배기관(10l)이 설치 되는데 이 배기관(10l)은 첨부도면 제5도에 예시되는 물탱크(9)와 연통 되어 물탱크(9)의 압력을 보일러(10)의 배기압력으로 상승 시키는 작용을 하도록 한다.

보일러(10) 고온 열교환부(10e)의 가스터빈(12) 온도를 감지하는 온도감지기(16)와 보일러 외부에서 고온수의 온도를 감지하는 고온수 온도감지기(17)가 있어 보일러(10)내 온도와 고온수의 온도 관리를 제어한다.

보일러(10)의 연소는 보일러 점화시 발전기(15)에 전류를 작용시키면 전기모타(15)로 작동되는 전기모타(15)의 회전력으로 압축기(13)와 가스터빈(12),유압펌프(14)가 연동되어 이루어지고 압축기(13)에 의한 과잉 공기가 연소장치의 연소기(11)에 공급되어 연료를 연소시킨다.

연료의 연소열로 과잉 공기가 고온으로 팽창되어 연소가스와 함께 저압부의 배기구(10j)로 배출되는 과정에 보일러의 고온 열교환부(10e)와 저온 열교환부(10f)의 열 교환관(10g),(10m)내의 압축수 가열 열교환이 이루어져 보일러 고온 열교환관(10m)에서 고온수가 발생된다.

보일러(10)내 연소열의 대부분은 압축수의 고온수 가열로 사용되고 연소열의 일부 열 에너지가 보일러내 교축부(10d)에 따른 속도 에너지로 가스터빈(12)에 작용되어 가스터빈(12)의 회전동력을 발생시켜 가스터빈축과 일축으로 연동되는 압축기(13)와, 발전기(15),유압 펌프(14)에서 동력 일로 변환되므로 가스터빈(12)의 열효율은 최대로 되고 가스터빈(12)으로 배기되는 연소가스의 열 교환이 보일러의 저온 열교환부(10f)에서 크게 이루어 지므로 보일러내 저온 열교환부(10f)의 온도가 크케 저하되고 이에 따른 연소가스의 체적을 감소시켜 보일러내 고온 열교환(10e)와 저온 열교환부(10f)간에 압력차가 발생, 가스터빈(12)으로 흐르는 연소가스의 속도형 에너지가 증가된다.

보일러내 연소를 압축기(13)에 의한 압축공기 방식이므로 보일러의 용적을 감소시킬 수 있으며, 또한 가스터빈(12)에 의한 유압펌프(14)의 유압에너지 발생으로 고온수 엔진의 유압엔진 동력원으로 활용되어 보일러(10)의 열 교환 응답성 지연에 따른 고온수 엔진의 시동및 기동,가속성의 첨가 에너지로 활용되는 특징을 갖는다.

첨부도면 3도에 예시되는 바와 같이 유압에너지가 저장되는 축압기(101)에 과압의 유압이 작용되면 보일러 연소를 정지 시킴과 동시 보일러 배기구(10j)의 배기량이 조절발브(10k)에 의해 최소로 되고 축압기(101) 과압방지를 목적으로 하는 릴리프발브(110)가 작동되어 가스터빈(12)과 연동되는 유압펌프(14)의 흡입측에 고압의 유압에너지가 작용되어 유압펌프(14)가 유압모터(14)로 작동되도록 하여 유압모터 구동에 의한 압축기(13)와 가스터빈(12)의 강제 구동방식으로 보일러내 공기 압축작용을 증대 시켜 압축공기 발생에 따른 공기의 압축열원으로 보일러내 고온수 가열 열원의에너지로 활용된다.

본 발명의 물탱크는 첨부도면 제5도에 예시된 바와같이 물탱크(9)의 외부에 보온 단열재(9a)를 설치하여 한냉시의 물 탱크(9)내 물의 동결을 방지한 것이다. 물 탱크(9 )내에는 물과 외부공기를 선택하여 흡입하는 유체 흡입 선택발브(18)가 전기적 신호에 의해 작동되도록 구성되어 고온수 엔진의 고온수 계내의 물 퍼지 작업시 유체 흡입 선택발브(18)가 외부공기관(18a)과 연결되어 고온수 계내에 고압수 펌프에 의한 외부 공기로 퍼지된다.

물탱크(9)는 상술한 보일러(10)와 연통 되는 연결관(10l)이 있어 보일러내(10) 가스 배기압력이 물탱크(9)에 작용되도록 한것으로 물탱크의 압력을 대기압 이상으로 하여 물탱크(9)로 환수 되는 복수화 과정의 증기 복수화를 용이 하도록 한것인데 증기를 압축하면 증기의 포화수 비율이 상승되는 원리이다.

미 설명 부호 9b는 복수관이다.

첨부도면 제6도는 유체의 유량제어를 예시한 것으로, 고압의 유압원에서 일정하게 감압발브(19)로 감압시킨 저유압을 유량분배기(20)에 공급 시키는데 있어서 유량 분배기(20)의 입력발브(20a)와 배출발브(20b)의 개폐율에 따라 유량분배기(20)로 흐르는 유압량을 조절하는 회로이다.

유량분배기(20)의 입력발브(20a)가 최대 개폐되고 배출발브(20b)의 개폐율이 최소 조건에서 유량분배기(20)의 유압량은 최대로 가속페달의 최대 상태가 된다.

유량분배기(20)의 입력발브(20a)의 개폐 감소와 배출발브(20b)의 개폐 증가로 유량분배기(20)의 유압량은 감소되고, 입력발브(20a)의 개폐와 배출발브(20b)의 개폐율이 동일할 때 유량분배기(20)의 유압량은 최소가 되는데 이때 가속페달은 최소 상태가 된다.

첨부도면 제7도는 가속페달에 의해 유량분배기(20)의 입력발브(20a)와 배출발브(20b)의 상반된 작동을 예시한 것으로, 레크(22)와 두개의 마주보는 피니언(22a),(22b)의 조합으로 이루어진 유량분배기(20)의 입력발브(20a) 조절피니언(22a)과 배출발브(20b)의 조절피니언(22b)은 가속페달(21)의 가감에 따라 왕복운동 하는 래크의 동작에 상호 상반된 회전을 하면서 입력발브(20a)와 배출발브(20b)의 개폐량을 상반되게 조절하는 기능을 갖는다.

고온수 엔진은 2행정 기관으로 첨부도면 제8도에 예시된바와 같이 고온수 엔진의 피스톤(24)하단에 피스톤 로드부(25) 형성에 의한 로드 커버(26b)가 구성된 복동식 유압실린더 구조를 갖는 유압엔진실(26)이 부가적으로 형성되고 피스톤 로드부(25)에 크랭크축의 연적봉(25a)이 설치된다.

고온수 엔진의 상단에는 회전 캠(27a)으로 작동되는 배기발브(27),와 고온수분사노즐(28)이 설치되고 유압엔진실(26)의 측면에 오일 유출입구(26a)가 천공되어 유압엔진(26)의 유체 개폐발브(29)(44)가 배치된다.

상기 고온수 노즐(28)의 작동은 고온수 캠(30)과 증기 캠(31)의 회전 신호로 작동되는 고온수 파일롯트 유량제어단(32)과 증기 파일롯트 제어단(33)의 파일롯트 압력신호로 이루어지고 또한 고온수 캠(30)에는 상술한 유압엔진(26)의 유체 개폐발브(29)의 파일롯트 기능을 갖는 유압엔진 파일롯트 제어단(34)이 상술한 고온수 파일롯트 유량제어단(32)의 회전 캠각의 180°위상 차로 작동되도록 배치되어 고온수 엔진의 고온수분사 시기와 유압엔진(26)의 유압배출 시기가 상호 일치 하도록 구성된다.

유압엔진(26)의 유체 개폐발브(29)에는 유압의 입력관(35)과 배출관(36)이 각각 있다.

고온수 엔진의 피스톤(24)이 상사점에 도달되면 고온수 캠(30)의 작동으로 고온수파일롯트 유량제어단(32)에 압력이 발생되어 고온수 분사노즐(28)의 고온수 파일롯트구(37)로 유압이 작용 고온수 분사노즐(28)의 작동이 이루어 지면서 고온수 엔진실의 최소 용적율을 갖는 고온수 엔진실에 고온수가 분사 되면서 고온수의 증기화 과정이 폭발적으로 발생되어 고온수 증기화의 폭발력과 팽창성을 갖는 증기의 발생으로 고온수엔진의 동력화가 이루어진다. 이때 첨부도면 16도 예시되며 후술되는 유압엔진실(26)의 유체 개폐발브(29)의 입력단과 배출단의 항시 연통되는 특성과, 유체 개폐발브(29)가 고온수 캠(30)에 의한 파일롯트 압력 신호로 유체 개폐발브의 배출발브가 순간적으로 개폐되므로 유압엔진실(26)의 오일은 유압엔진실로 부터 큰 저항 없이 배출된다.

고온수 엔진의 피스톤(24)이 상사점으로 상승 할때 배기발브(27)가 열리고 유압엔진실(26)의 오일 흡입 작용으로 상술한 유체 개폐발브(29)의 입력단과 배출단의 항시 연통되는 특성과 유체 개폐발브(29)가 고온수 캠(30)에 의한 파일롯트 압력신호로 유체 개폐발브(29)의 입력발브가 순간적으로 개폐되어 오일은 큰 저항성을 갖지 않고 유압엔진실로 흡입된다.

고온수 엔진의 저속 회전 영역은 일정한 팽창력을 갖는 증기의 동력기관인 것으로 증기 캠(31)에 의해 증기 파일롯트 제어단(33)의 파일롯트 압력으로 고온수 분사노즐(28)의 증기 파일롯트구(38)로 파일롯트 압력이 작용되어 고온수 분사노즐(28)에 의한 증기의 분사가 이루어 지는데 있어서 증기 캠(31)의 영역이 고온수 엔진의 피스톤(24)이 상사점에서 하사점에 도달 할 때까지 이므로 고온수 분사노즐(28)에 의한 증기의 공급은 계속된다.

고온수 엔진의 증기 분사방식으로 증기량의 조절에 의한 고온수 엔진의 저속 회전영역을 확보 할 수 있고, 고온수 엔진의 고온수 분사 증기화 과정의 증기 폭발력과 증기 팽창력의 동력으로 고온수 엔진의 고속 회전 영역을 확보할 수 있다.

첨부도면 제9도는 본 발명의 고온수 엔진의 최소 용적율을 예시한 것으로,고온수 엔진은 작동 유체의 흡입을 생략 한 고온수 또는 증기의 분사 방식으로서 작동 유체의 분사와 배기의 2행정 기관 이므로 고온수 엔진실의 최소 용적을 확보하기 위한 고온수 엔진실 상부와 피스톤의 거리 x 가 최소 일수록 고온수 엔진 효율이 향상 되는 관계로 고온수 엔진의 피스톤 상단 일부에 배기발브(27)의 개폐홈(2h)을 확보한 것이다.

유압엔진실(26)의 하단에 오일의 유출입구(26a)가 천공되고, 또한 피스톤 로드의 기밀을 유지하는 피스톤 로드 커버(26b)에 피스톤(26c)이 설치되어 유압엔진이 구성된다.

첨부 도면 제10도는 고온수 엔진의 피스톤을 예시한 것으로, 피스톤(24)의 상부로부터 압축링(24a)(24b), 오일링(24c), 압축링(24g)의 순서로 설치된다.

첨부도면 제 11도는 고온수 엔진의 피스톤(24)을 일부 단면한 것으로, 피스톤 상단 일부에 배기발브의 개폐홈(24h)이 요홈으로 형성 되고, 증기의 기밀을 유지하는 압축링(24a)(24b)이 압축링 홈에 설치되어 증기의 누설로 인한 오일의 열화를 방지하고, 또한 피스톤 하부로 오일의 기밀을 유지하는 압축링(24g)이 압축링 홈에 설치 되어 오일이 증기로 유입되는 것을 방지하고, 증기의 압축링(24g)과 오일의 압축링(24b) 간에는 오일 도출홈(24e)과 도출로(24f), 오일링(24c)과 오일 도출로(24d)가 피스톤(24)의 내측과 연통되며, 피스톤(24)의 하단에는 피스톤 로드(25)가 형성 되어 있다.

첨부도면 제12도는 고온수 분사노즐의 단면도를 예시한 것으로, 고온수 엔진(23)의 고온수 분사노즐(28)은 원뿔형의 입력발브체(28a)와 분사발브체(28b)가 발브체로드(28c)에 의해 서로 대항하여 일축으로 구성되고, 이 발브체 로드(28c)에 발브체를 작동하는 발브작동 피스톤(28d)이 구성되면서 스프링(28e)이 발브작동 피스톤(28d)에 상시 작용되어 입력발브체(28a)는 상시 열려 있고, 분사발브체(28b)는 상시 차단된다.

발브작동 피스톤(28d)에 외부 파일롯트 압력이 작용되면 발브체가 작동되어 상기의 입력발브체(28a)와 분사발브체(28b)의 개폐가 역전된다.

상기 발브작동 피스톤(28d) 하단의 발브체 로드(28c) 외주로 기밀을 유지하며 상하로 작동되어 고온수를 압축 분사시키는 피스톤식의 유량제어 작동체(28f)가 설치되어 파일롯트 압력의 작용으로 상기 유량제어 작동체(28f)가 작동되므로 고온수 분사와 고온수 분사량을 조절하는 특징을 갖는다.

발브체 로드(28c)내의 연통로(28n)에 첵크발브(28i)가 구성되어 있다.

고온수 분사노즐(28)의 하단에 공기흡입 첵크발브(28l)의 유출구(28p)가 분사노즐의 토출구(28k) 인접에 구성되며, 상기의 첵크발브(28l)는 고온수 분사노즐의 작동과는 무관하게 작용되어 고온수 엔진의 시동및 엔진 정지시 고온수 엔진실의 흡입발생시 공기흡입 첵크발브(28l)에 의한 고온수 엔진의 흡입 저항을 최소화 시키는 목적을 갖는다.

첨부 도면 제13도는 고온수 분사노즐(28)의 작동을 예시한 것으로, 발브작동 피스톤(28d)의 유출입구(28h)에 파일롯트 압력이 작용하면 발브작동 피스톤(28d)의 상승 작동으로 입력발브체(28a)는 고온수분사노즐(28)의 유입구(28j)를 차단시키고, 분사발브체(28b)는 고온수 분사노즐의 토출구(28k)를 열게 하여 고온의 증기를 분사 시킨다.

고온수 분사노즐의 발브작동 피스톤(28d)의 파일롯트 압력은 고온수 엔진의 저속회전 영역인 팽창성을 갖는 증기에 의한 고온수 엔진의 작동시 작용되고 이때 고온수 분사노즐은 유입구(28j)에서 유입되는 팽창성을 갖는 증기의 분사만 이루어진다.

고온수 분사노즐(28)의 유량제어 작동체(28f)의 유출입구(28g)에 가 감되는 파일롯트 압력이 작용하면 발브작동 피스톤(28d) 하단부와 유량제어 작동체(28f) 상단부에 파일롯트 압력이 작용되고 압력작용 면적이 적은 발브작동 피스톤(28d)이 우선하여 상승 작동되어 고온수 분사노즐 (28)의 유입구(28j) 차단과 토출구(28k)를 열게 함과 동시 유량제어 작동체(28f)가 스프링(28m)을 탄발하며 하강 작동되어 상기한 파일롯트 압력의 가 감된 유압량에 비례된 고온수량을 압축하며 분사하게 되는 것으로 고온수 엔진의 고온수 량 조절에 의한 고온수엔진의 출력조절을 하는 고온수 분사노즐(28)의 특성을 갖는다.

첨부도면 제14도는 고온수 분사노즐(28)의 유량을 제어하는 파일롯트 유량제어단을 예시한 것으로, 고온수 캠(30)과 증기 캠(31)은 동일축, 동일 기어비로 연동되어 회전되는 캠 으로 증기 분사 캠(31) 영역은 캠 구성 원주의 1/2로 구성되어 있다.

증기 파일롯트 제어단(33)의 파일롯트 작동체(33a) 롤러(33b)에 증기 캠(31)의 구동이 시작 되면 파일롯트 작동체(33a)가 스프링(33c)을 탄발하며 상승 되어 오일 유출입구(33d)를 지나면 파일롯트 압력이 발생되어 파일롯트 유출입구(33e)로 파일롯트 오일이 토출되어 증기 분사 캠(31)의 완료시점 까지 지속 시키는데 있어서 증기 파일롯트 제어단(33)의 자유 피스톤(33g)은 유출입구(33f) 차단에 의한 자유 피스톤(3g)의 상승 작동을 억제 시킨 상태가 유지된다.

상기한 자유 피스톤(33g)의 유출입구(33f) 차단이 해제되면 파일롯트 작동체(33a)의 작동으로 발생되는 압력이 자유 피스톤(33g)에 작용되어 자유 피스톤(33g)의 연동 작용이 일어나 파일롯트 작동체(33a)에 따른 파일롯트 압력이 발생 되지 못하므로 고온수 엔진의 고온수 분사노즐(28)의 고온수 분사시 증기 분사 캠(31)으로 발생되는 파일롯트 압력 신호를 제거 하기 위한 것이다.

상기한 증기 파일롯트 제어단(33)의 자유 피스톤(33g) 유출입구(33f)의 차단은 첨부 도면 제20도에 예시되는 전자발브(3)의 발브체(3c)에 의해 제어된다.

고온수 분사 캠(30)의 작동이 시작되어 고온수 분사 파일롯트 작동체(32a)의 상승작동이 이루어 지면서 오일 유출입구(32b)를 지나면 파일롯트 작동체(32a)에 파일롯트 압력이 발생되고 이 파일롯트 압력은 파일롯트 유량조절체(32e)에 작용되어 파일롯트 유량 조절체(32e)를 작동 시키는데 있어서, 파일롯트 유량 조절체(32e)의 작동량은 래크(39b)와 피니언(39a)으로 작동되어 스크류 및 너트의 조합체인 유량조절 스크류(39c)의 출입량에 따라 조절되는 것으로, 래크(39b)의 작동으로 피니언(39a)의 회전량이 최대이면 나사와 스크류의 조합으로 이루어진 유량 조절체(32e)의 인입량이 최대가 되어 파일롯트 유량조절체(32e)의 상승 작동량을 제한하는 것에 의해 고온수 분사 캠(30)구동으로 작동되는 파일롯트 작동체(32a)의 파일롯트 압력량이 최대로 된다.

래크(39b)와 피니언(39a)의 작용으로 유량조절체(32e) 스크류(39c)의인입량이 최소이면 파일롯트 유량조절체(32e)의 상승 작동량이 커 지므로 고온수 분사 캠(30)작동으로 작동되는 파일롯트 압력량이 파일롯트 유량조절체(32e)의 상승량 만큼 감소 되므로 고온수 분사 노즐(28)의 파일롯트 압력량이 감소 되어 고온수 분사량을 조절하는 기능을 갖는다.

고온수 분사 캠(30)의 구동 시점에 파일롯트 작동체(32a)의 상승도 함께 이루어지지만 파일롯트 작동체(32a)가 오일 유출입구(32b)를 지나 차단 할 때까지 파일롯트 압력이 형성 되지 않는데 이는 고온수 분사 캠(30)의 정점에서 고온수 분사노즐(28)의 작동을 유도 하기 위한 것이다.

상술한 래크(39b)와 피니언(39a)의 제어는 래크(39b)의 일단에 피스톤(39e)이 형성된 유압실린더(39d)의 유압량에 의해 조절되는데 첨부 도면 제6도에 예시되는 바와같이 유압량의 조절회로에 의해 고온수 분사노즐(28)의 파일롯트 압력량이 가감조절된다.

고온수 분사 캠(30)과 증기 분사 캠(31)의 구동 시작점이 동일 하고 완료점이 상호 큰 차이가 있지만 증기 분사캠(31)의 영역에 고온수 분사 캠(30)이 포함되는 관계 이므로 고온수 분사노즐(28)의 증기 분사시 고온수 유량제어 작동체(32a)의 작동은 증기 분사의 조건에 영향을 끼치지 않는다.

고온수 분사 노즐의 증기 분사량 조절은 첨부도면 제20도에 예시되는 되는 증기량 조절발브(4)에 의해서 조절된다.

미 설명 부호 (32f)는 유량조절체의 탄발 스프링 이다.

첨부 도면 제15도는 유압엔진(26)의 유체 개폐발브의 파일롯트 작동단을 예시한 것으로, 일축(41)으로 구동되는 파일롯트압 입력캠(30)과 배출캠(41)이 상호 180°의 위상 차로 구성 되어 있다.

파일롯트압 입력 캠(30)은 고온수 캠(30)이다.

유압엔진 개폐발브(29)의 파일롯트압 입력 캠(30)의 구동 작용이 파일롯트 피스톤(34a)에 시작 되면 파일롯트 피스톤(34a)의 상승 작동이 일어나 오일 유출입구(34b)를 지나면서 압력이 발생되어 파일롯트 작동체(34c)를 상승 작동시켜 일축으로 구성된 파일롯트 입력발브체(34f)의 열림에 의해 파일롯트 입력구(34g)와 파일롯트 유출입구(34e)가 연통되므로 유압엔진 개폐발브의 파일롯트 압력이 작용되어 개폐발브의 개폐선택이 역전 되면서 파일롯트 압의 발생 유지가 지속 될 때까지 개폐발브의 개폐선택의 역전이 지속 유지된다.

개폐발브의 파일롯트 압력의 제거는 파일롯트압 배출발브체(40a)의 상승작동에 의한 배출발브체(40a)의 열림으로 파일롯트 압력이 항시 연통되는 연통로(40b)를 통해 배출구(40c)로 배출 되면서 이루어져 파일롯트 압 제거에 의한 개폐발브의 개폐 선택이 이루어지는 것으로, 파일롯트압 배출발브체(40a)의 작동은 파일롯트압 배출 캠(41)의 작동으로 이루어져 파일롯트압 입력 캠(30)과 배출 캠(41)의 180°위상 차에 의한 상호작용이 이루어지고 발브작동체(34f)(40a)의 복귀는 스프링(34d)(40e)에 의해 이루어진다.

파일롯트 압 피스톤(34a)(40f)의 오일 유출입구(34b)의 크기 높이에 의해 상술한 파일롯트 입력캠(30 )과 배출캠(41)의 정점에서 파일롯트 압력을 발생시켜 유압엔진의 개폐발브 선택점을 고온수 엔진의 피스톤 상사점과 일치 시키기 위한 것이다.

첨부 도면 제16도는 유압엔진의 유체 개폐선택 발브를 예시한 것으로, 스프링(29f)의 탄발력이 항시 작용되어 유압 입력구(29c)와 유출입구(29d)가 상개형 개폐발브체(29a)에 의해 항시 열려 있고, 유압 유출입구(29d)와 배출구(42g)가 상폐형 개폐발브체(29b)에 의해 항시 차단되어 있는 상개형 개폐발브(29)와, 스프링(44g)의 탄발력이 항시 작용되어 유압 입력구(44c)와 유출입구(44d)가 상폐형 개폐발브체(44a)에 의해 항시 차단되어 있고, 유압 유출입구(44d)와 배출구(42g)가 상개형 개폐발브체(44b)에 의해 항시 열려 있는 상폐형 개폐발브(44)가 배출로(42)를 상호 공유하고 있다. 이 배출로(42)에는 오일의 드레인구(42b)와 유압 토출구(42c)가 파일롯트 압력으로 작동되는 배출 선택발브체(42a)에 의해 서로 그 위치의 배치 구성이 상이하다.

상개형 개폐발브(29)와 상폐형 개폐발브(44)는 연통발브(42)가 배치되어 연통로(43e)(43f)에 의해 항시 열려 있으며, 이 연통로(43e)(43f)를 차단하는 연통 발브체(43a)는 스프링(43i)에 의해 항시 열려 있고 연통 발브체(43a)는 집적 파일롯트 압력이 작용 되는 파일롯트구(43g)와 추가적인 피스톤(43c) 형성에 의한 간접 파일롯트 압력이 작용 되는 간접 파일롯트구(43h)에 의해 연통 발브체(43a)는 제어를 받는다.

상개형 개폐발브(29)의 파일롯트구(29i)에 파일롯트 압력이 작용되면 파일롯트 작동체(29e)가 스프링(29g)을 탄발 하며 작동되어 상개형 개폐발브(29)의 유압 입력구(29c)와 유출입구(29d)는 발브체(29a)에 의해 차단되고 상기 유출입구(29d)와 배출구(42g)가 발브체(29b)에 의해 서로 연통 되어 유출입구(29d)의 작용 유압이 배출구(42g)로 드레인 된다. 이때 상폐형 개폐발브(44)는 파일롯트구(44i)에 작용하는 파일롯트 압력에 의해 상개형 개폐발브(29)의 작동과 상반된 작동을 하여 유압 유출입구(44d)와 배출구(42g)가 상호 차단 되고 유출입구(44d)와 유압 입력구(44c)가 상호 연통되어 유압이 유출입구(44d)로 향해 공급 된다.

배출구(42g)를 통해 배출로(42g)로 드레인 될때 파일롯트 압력 신호에 의한 배출선택발브체(42a)가 피스톤(42d)의 파일롯트 압력으로 작동되면 드레인구(42b)가 차단 되면서 드레인 유압 토출구(42c)로 유압이 토출 되는데, 이때는 유압엔진에서 유압이 발생되어 발생된 유압을 축압기에 저장하는 기능을 갖는다.

연통발브(43)는 항상 스프링(43i)의 탄발력으로 열려져 연통되는 연통로(43e)(43f)의 제어는 연통발브체(43a)의 피스톤(43b), 또는 추가피스톤(43c)에 작용 하는 파일롯트 압력에 의해 차단 되는 것으로, 유압엔진의 유압 작동시 연통로(43e)(43f)를 차단하여 유압엔진에 유압량을 정확히 공급 배출 하는 것과 또는 유압엔진의 엔진 브레이크 작용시 유압엔진의 발생 유압을 배출로(42g)에 의한 토출구(42c)로 하여 축압기에 저장 할때 연통로(43e)(43f)의 차단이 이루어지고 유압 엔진의 공전시 개폐발브의 개폐 교차 선택에 의한 유압 흐름 저항을 상기 연통로(43e)(43f)의 추가적 흐름으로 유압 엔진에 따른 유압의 흐름 저항을 최소화시키는 목적을 갖는다.

각각의 발브체(29a)(44a) 작동 연결체(29h)(44h)의 로드(29f)(44f)는 유압 입력발브 시이트(29j)(44j)의 면적과 발브체(29a)(44a)의 면적에 비례된 발란스 크기의 면적 값으로 형성 되어 발브체(29a)(44a)의 개폐 저항을 최소화 한다.

첨부 도면 제 17도는 유압엔진의 자동 왕복운동에 따른 개폐발브의 자동 개폐회로도 이다.

유압엔진(26)에 유량조절발브(102)의 제어를 받는 유압이 작용하면 증량기(82)에 의해 저유압의 대유량으로 변환되어 유압엔진의 상개형 개폐발브(29)와 상폐형 개폐발브(44)에 에 작용되고 상개형 개폐발브(29)를 통해 유압이 우측의 유압엔진(26)에 작용되어 유압엔진의 작동이 이루어 지는데 이때 상개형 개폐발브(29)의 배출구는 차단 상태가 되며 상폐형 개폐발브(44)의 배출구(42g)는 열려진 상태 이므로 반대측의 유압엔진 작동 유압이 배출된다.

상술한 우측의 유압엔진이 상사점에 도달 하면 파일롯트압 입력캠(30)의 작동으로 형성된 압력에 의해 파일롯트압 입력발브(34)가 열려 고압의 유압이 상개형 및 상폐형의 개폐발브(29)(44)의 파일롯트 압력으로 작용되어 상기 개폐발브(29)(44)선택이 역전된다.

개폐발브(29)(44)의 선택 역전에 의해 유압의 공급이 상폐형 개폐발브(44)를 통해 좌측의 유압엔진(26')에 작용되고 이때 상개형 개폐발브(29)의 배출구가 열려 우측 유압엔진(26)의 작동 유압이 상폐형 개폐발브(44)를 통해 배출된다.

상술한 좌측 유압엔진의 피스톤이 상사점에 도달하면 파일롯트압 배출캠(41)의 작동으로 이루어진 파일롯트 압력에 의해 파일롯트압 배출발브(40)가 열림과 동시 상기의 개폐발브(29)(44)에 작용되던 고압의 파일롯트 압력이 드레인 제거 되면서 상기의 개폐발브(29)(44)의 선택 역전이 처음으로 바뀌어져 유압엔진의 왕복운동이 자동으로 이루어 진다.

상호 상반된 작동을 하며 왕복운동을 하는 두 유압엔진실(26)(26')은 스프링에 의한 상시 열림식 연통발브(43)에 의해 연통되어 상호 상반된 작동으로 인한 유압엔진 용적 변화에 따른 오일의 유통 흐름 저항을 최소화 시키는 목적을 갖는데 유압엔진에 유압이 작용할 때와 유압엔진의 제동이 이루어 질때 상기의 연통발브(43) 차단이 이루어져 유압엔진실의 효율적 유압 작용이 이루어 진다.

유압엔진의 작동유압 배출은 상기 개폐발브(29)(44)의 배출구로 하여 배출선택발브(42)로 드레인 되는데 있어서 유압엔진의 제동에 의한 제동단(45)의 유압 발생시 제동 파일롯트 압에 의해 배출선택발브(42)의 유압 회로가 유압을 저장 시킬수 있는 증압기(54)와 연결 되도록 유압엔진의 유압 회로가 구성되어 있다,

첨부도면 제18도는 본 발명의 고압수 펌프를 예시한 것으로, 고압수 펌프(1)는 캠(1a)의 구동으로 스프링(1c)의 탄발을 받으며 왕복 작동되는 펌프 작동체(1b)의 축에 소단면의 고압 피스톤(1e)과 대단면의 저압 피스톤(1d)이 구성되어 각 피스톤(1e)(1d) 작동에 따른 토출 첵크발브(1f)(1g) 와 흡입 첵크발브(1i)(1h)(1j)가 배치 되는데 있어서 저압 흡입 첵크발브(1h)에는 토출 첵크발브(1f)로 토출되는 압력을 파일롯트 압으로 활용 하여 저압 흡입첵크발브(1h)의 기능을 해지 하는 파일롯트 첵크발브체(1k)가 내장 되어있다.

고압수 펌프(1)의 구동 캠(1a)의 작동으로 고압 피스톤(1e)과 저압 피스톤(1d)의 흡입 토출에 의한 펌프의 작동이 이루어 질때, 토출 압력이 규정된 이상으로 상승시 흡입첵크발브(1h)의 파일롯트 첵크발브체(1k)가 토출되는 압력에 의해 작동되어서 흡입 첵크발브(1h)의 기능을 해지 하게 되면 대용량의 저압 피스톤(1d) 작동에 따른 저압 펌프의 기능이 해지 되므로 고압 피스톤(1e)에 의한 고압펌프(1)의 작동부하가 감소된다.

저압 피스톤(1d)에 의한 저압 펌프의 작동은 고압수 펌프(1)의 기동시 고온수 계내의 고압수 형성을 최소화 시키는 목적과, 고온수 엔진의 정지시 고온수 계내의 압축 공기에 의한 물 퍼지 펌프 작동시 대용량의 저압 펌프 작동에 따른 신속한 고온수 계내의 물 퍼지 작업의 목적을 갖는다.

고압수 펌프(1)의 구동캠(1a)은 유압 모타의 구동력에 의한 정토오크 방식이므로 고압수 펌프(1)의 과압 발생시 고압수 펌프(1)의 작동이 정지 되는 특성으로 고압수 펌프(1)의 과압을 해소하는 특성을 갖는다.

미 설명 부호 1m은 토출 압력의 파일롯트 구, 1n은 고압수 펌프의 흡입구이다.

첨부 도면 제19도 본 발명의 증기선택 제어발브를 예시한 것으로, 증기의 압력을 검출하는 검출단(2a)에 증기 압력이 높아 지면 검출단(2a)과 일축으로 구성된 검출 피스톤(2b)이 스프링(2c)을 탄발 하며 작동되고, 검출 피스톤(2b)의 작동으로 발생되는 파일롯트 압력이 증기 제어발브체(2d)의 피스톤(2e)에 작용되어 증기 제어발브체(2d)의 작동으로 고온수 유입구(2f)가 차단되어 고온수 유입구(2f)차단에 따른 고온수의 압력이 저하 되면서 고온수의 증기화가 발생되고, 증기 검출단(2a)에서의 증기압력이 저하 하면 증기의 파일롯트 압력 저하에 따른 증기제어발브체(2d)의 피스톤(2e)이 스프링(2g)의 탄발력과 고온수 유입구(2f)의 고온수 압력의 작용으로 증기 제어발브체(2d)가 열려 고온수의 유입과 동시 고온수의 압력 저하에 의한 고온수 증기화가 연속적 으로 발생된다.

상기 증기 제어발브체(2d)의 피스톤(2e)에 파일롯트 압력이 작용하여 피스톤(2e)의 상승 작동이 이루어 질때 피스톤(2e)의 작동으로 배출되는 오일의 드레인이 전기적 신호로 작동하는 전자발브(3)의 상폐형 증기 파일롯트 발브체(3b) 작동에 따른 오일 유출구(3d)의 열림에 의해 이루어 진다.

전자발브의(3) 증기 파일롯트 발브체(3b)의 차단 상태에서는 증기 제어발브체(2d)의 피스톤(2e) 작동에 따른 드레인 오일의 차단에 의해 피스톤(2e)의 작동이 불가능한 상태로 유도되어 증기 제어발브체(2d)의 작동 불능에 의한 고온수 유입구(2f)의 항시 열림 작용에 의해 고온수의 감압이 이루어 지지 않으므로 고온수의 증기화 발생이 불가능한 상태인 고온수의 영역으로 이루어진 전자발브(3)의 작동은 고온수 엔진의 저속 회전 영역에서 이루어져 고온수 엔진의 동력원을 일정한 팽창성을 갖는 증기 동력으로 고온수 엔진을 작동 시키는 목적을 갖는다.

또한 전자발브(3)의 작동시 상개형의 또 다른 증기 제어발브체(3c)의 작동이 이루어 지는데 이 증기 제어발브체(3c)의 작동으로 차단되는 오일 유출입구(3f)가 상술한 바의 첨부 도면 제14도에 예시되는 고온수 노즐 유량제어단(39)의 증기 파일롯트제어단(33) 자유 피스톤(33g)의 유출입구(33f)와 연통되어 있으므로 상기의 전자발브(3)의 작동에 따른 오일 유출입구(3f)가 차단되면 증기 파일롯트 제어단(33) 자유 피스톤(33g)의 작동이 제어 된다

고온수 엔진의 증기량 조절은 증기량 조절발브(4)에 의해 조절되며 증기량 조절발브체(4)의 중앙에 증기량의 최소 흐름 목적과 고온수의 안정적 흐름 목적을 갖는 고온수 유통구(4a)가 천공되어 있다.

증기 검출단(2a)에 고온수의 과압이 발생 되면 증기 검출단(2a) 피스톤(2b)의 파일롯트 압력이 증대되어 소단면으로 이루어진 과압 검출단(2h)이 작동 되면서 과압 검출단(2h)의 파일롯트 압력으로 과압 피스톤(2j)이 작동되어 우회발브체(2k)가 열려 증기 제어발브(2d)내의 과압 고온수가 우회구(2m)로 배출 된다.

증기 선택 제어발브(2)의 제어는 전자발브(3)의 작동에 따른 오일 드레인 유출입구(3d),(3f)의 개폐에 따라 이루어진다.

첨부도면 제20도는 증기엔진의 단면도를 예시한 것으로,

두개의 복동식 실린더 구조를 갖는 유압엔진의 실린더(6)(7)가 상호 대향되어 일축의 피스톤 로드(5a)를 공유한 피스톤(6a)(7a)이 피스톤 로드(5a) 양단부에 구성되고 각 피스톤(6a),(7a)과 피스톤 로드(5a)간에 피스톤(6a),(7a)경 보다 적은 파일롯트 피스톤(6b),(7b)이 형성되어 있다.

증기엔진(5)의 각 피스톤 해드(6f)(7f)에는 증기 유출입구(6c)(7c)가 있어 압력증기의 공급과 배기가 이루어 지며, 피스톤 로드(5a)측 로드 커버(5b) 양단부에 파일롯트 실(6g)(7g)이 형성되며 유압의 유출입구(6d)(7d)가 있어 증기 엔진의 작동에 따른 유압 에너지의 흡입과 토출이 이루어 지고, 또한 피스톤 로드(5a)측으로 형성된 파일롯트 실(6g)(7g)에 파일롯트 유출구(6e)(7e)가 있어 증기 엔진의 왕복 작동을 행하는 파일롯트 압력 신호로 작용된다.

좌측 증기 엔진(6)의 증기 유출입구(6c)로 증기가 공급 작용되면 증기엔진(6)의 피스톤(6a)이 우측으로 이동 되면서 촤측의 피스톤 로드(5a)에 유압이 발생 되어 유압의 토출이 유출입구(6d)로 토출된다. 이때 우측 증기엔진(7)의 피스톤(7a)은 우측으로 이동 되면서 유출입구(7c)를 통해 증기의 배출이 이루어 지는 것과 동시 피스톤 로드(5a)측의 유출입구(7d)를 통해 오일의 흡입 작용이 이루어 진다.

좌측 증기엔진(6)의 피스톤(6a)이 우측으로 이동되어 파일롯트 피스톤(6b)이 파일롯트 실(6g)에 도달 되면 유출입구(6d)가 파일롯트 피스톤(6b)에 의해 차단되므로 증기의 동력으로 우측으로 작동되는 좌측 증기엔진의 피스톤(6a)이동에 따른 파일롯트 압력이 발생, 파일롯트 유출입구(6e)로 파일롯트 압이 토출 되어 증기엔진의 우측 작동이 완료된다.

상기 파일롯트 피스톤(6b)의 압력신호에 의한 증기 개폐발브의 선택작용으로 우측 증기엔진(7)의 유출입구(7c)로 증기 공급이 이루어지면 상술한 좌측 증기엔진(7)의 작동과 같은 과정을 거쳐 우측 증기엔진(7)의 피스톤 로드(5a)작동에 의한 유압 에너지가 발생 유압이 유출입구(7d)를 통해 토출되고, 우측 증기엔진(7)의 파일롯트 피스톤(7b)에 의한 파일롯트 압력 발생으로 우측 증기엔진의 작동이 완료되어 증기엔진의 왕복 작동이 반복하여 이루어 지는 증기엔진이다

증기엔진의 왕복 작동으로 발생되는 유압의 압력은 작용되는 증기압력 보다 증압 되는데 증압 비율은 피스톤(6a),(7a)직경과 피스톤 로드(5a)직경에 의해 이루어진다.

유압의 유출입구(6d)(7d)에는 첨부도면 제 23도의 흡입첵크발브(8a)(8h)와 토출첵크발브(8c)(8d)가 구성되어 증기엔진에 따른 유압 펌프의 기능을 갖는다.

첨부도면 제 21도는 증기엔진의 왕복 작동 개폐발브의 단면도이다.

증기엔진(5)의 자동 왕복 개폐발브(46)의 구조와 작용은 첨부도면 제 16도에 상술한 유압엔진의 자동왕복 개폐발브(29)의 구조와 작용이 같다

상개형 개폐발브(47)의 증기 입력구(47c)에 증기가 작용하면 항시 열려 있는 증기 유출입구(47d)로 증기의 공급이 이루어 질때 배출구(46a)는 항상 차단되고, 상폐형 개폐발브(48)의 입력구(48c)는 발브체(48a)에 의해 항상 차단 되면서 유출입구(48d)와 배출구(46a)가 항상 열려 있어 유출입구(47d)로 하여 증기엔진에 작용되었던 증기의 배출이 배출구(46a)를 통해 이루어 지는 상호 상반된 작용이 이루어진다.

상개형 개폐발브(47)와 상폐형 개폐발브(48)의 작동은 파일롯트 유출입구(47e)(48e)의 파일롯트 압력 신호로 동시 작동되어 개폐발브(47)(48)의 역전 작동이 이루어진다.

상기의 파일롯트 압력 신호로 작용되는 유압은 증기엔진 작동으로 발생되는 유압에너지에 의해 이루어 진다.

미 설명 부호 (47f),(48f)은 개폐발브의 작동 피스톤이다.

첨부도면 제22도는 증기엔진의 파일롯트 압력 제어발브를 예시한 것으로,

입력 파일롯트 발브체(49a)와 배출 파일롯트 발브체(49b)가 서로 파일롯트 유출입구(49c)를 공유하여 구성되고, 각 발브체(49a)(49b)에는 피스톤 로드(49d)(49e)로 일체화된 작동 피스톤(49f)(49g)이 형성된다.

파일롯트 압력 제어발브(49)의 입력 파일롯트 구(49j)로 파일롯트 압력이 작용되면 입력 작동 피스톤(49f)이 스프링(49l)을 탄발하며 작동되어 입력 파일롯트 발브체(49a)가 열려 지고 유입구(49h)를 통해 항상 고압의 유압으로 작용되고 있던 파일롯트 유압이 유출입구(49c)로 토출된다. 이때 상술한 증기엔진의 상개형 개폐발브(47)와 상폐형 개폐발브(48)의 개폐 역전이 이루어진다.

상기 개폐발브(47)(48)의 개폐역전이 이루어지면 입력 파일롯트 구(49j)의 파일롯트 압력이 제거되어 입력 파일롯트 발브체(49a)의 차단이 이루어 지는데 유출입구(49c)의 토출 파일롯트 압력과 유입구(49h)의 공급 유압은 동일 압력으로 평형된 상태이며 유출구입(49c)의 압력은 상기 입력 파일롯트 발브체(49a)의 차단에 의해 유지된다.

배출 파일롯트 구(49k)로 파일롯트 압력이 작용되면 배출 작동 피스톤(49g)이 스프링(49m)을 탄발하며 작동되어 배출 파일롯트 발브체(49b)가 열리면서 유출입구(49c)로 작용되는 유출구(49c)의 파일롯트 유압이 배출구(49i)로 드레인 된다.

이때 상술한 증기엔진의 상개형 개폐발브(47)와 상폐형 개폐발브(48)의 개폐 역전 작동이 해체되어 증기엔진의 왕복작동이 완료된다.

증기엔진의 자동 왕복작동 회로는 첨부도면 제3도에 예시되어 있다.

첨부 도면 제23도는 증기엔진의 유압 펌프작용에 따른 유압 첵크발브단(8)의 단면도를 예시한 것으로, 하나의 흡입구(8e)를 공유하는 2개의 흡입 첵크발브(8a)(8b)가 서로 대향되어 배치되고, 하나의 토출구(8f)를 공유하는 2개의 토출 첵크발브(8c)(8d)가 서로 대향 배치되어서 흡입 첵크발브(8a)와 토출 첵크발브(8c), 흡입첵크발브(8b)와 토출 첵크발브(8d)가 서로 연통로(8g)(8h)에 의해서 연통된다.

유출입구(8i)(8j)에서 유압의 흡입작용이 이루어 지면 흡입첵크발브(8a)(8b)가 스프링(8k)을 밀어 유압을 흡입시키고, 유출입구(8i)(8j)에서 유압의 토출 작용이 이루어 지면 유압이 연통로(8g)(8h)를 통해 토출구(8f)로 토출된다.

첨부 도면 제24도는 증기엔진의 피스톤 일부 단면도를 예시한 것으로, 피스톤(6a)에 증기의 기밀을 유지 하는 피스톤링(50)과, 유압의 기밀을 유지하는 피스톤링(53)이 각각 설치되고 이 피스톤링(50),(53) 사이에 오일 도출홈(52)및 도출로(52a), 오일실(51) 설치 및 오일 도출로(51a)가 구성된다.

피스톤 로드(5a)와 피스톤(6a) 간에 파일롯트 피스톤(6b)이 형성된다.

첨부도면 제25도는 본 발명의 증압기(54) 단면도를 예시한 것으로, 왕복작동되는 파워 피스톤(55) 양단부로 플란자(56),(56a)가 길게 연장되고 이 플란자(56),(56a)단부와 파워 피스톤(55) 사이에 파워 피스톤(55)경 보다 작은 증압 피스톤(57)(57a)이 구성되어 각각의 증압 유압실(58)(58a),(59)(59a),(60)(60a)이 형성되며, 파워 피스톤(55)의 양단부로 증압기(54)의 왕복작동을 제어하는 파일롯트 피스톤(64)(64a)이 돌출 형성되고 이 파일롯트 피스톤(64),(64a)에 조합되는 파일롯트실(65),(65a)이 파워 유압실(66),(66a) 양단부에 형성된다.

상기의 증압 유압실(58)(58a),(59)(59a),(60)(60a)에는 각각 흡입첵크발브(61)(61a),(62)(62a),(63)(63a)와 토출첵크발브(69)(69a),(70)(70a),(71)(71a)가 설치되는데 증압 유압실(58)(58a),(59)(59a)의 흡입첵크발브(61)(61a),(62)(62a)에는 증압기(54)의 토출 압력으로 제어되는 파일롯트식 흡입 첵크발브의 기능을 갖는 파일롯트식 피스톤(72)(72a),(73)(73a)이 스프링(77)에 탄발되어 파일롯트 흡입첵크발브의 기능을 갖는다.

증압기의 파워 피스톤(55) 우측 유압실(66a)의 유출입구(68a)와 우측 증압실(59a)(58a)의 흡입첵크발브(62a)(61a)에 유압이 작용되면 파워 피스톤(55)과 우측 증압 피스톤(57a)및 플란자(56a)에 유압이 작용되어 좌측으로 작동된다.

파워 피스톤(55)이 좌측으로 작동되면 우측의 증압실(60a)에 유압의 증압이 이루어져 토출 첵크발브(71a)를 통해 증압된 유압이 토출되고, 또한 좌측의 증압 유압실(58)(59)에도 유압이 증압되어 토출 첵크발브(69)(70)로 토출 되는데 있어서 토출 되는 유압의 압력이 규정된 압 이상으로 상승되면, 상승된 토출 압력이 증압 유압실(58)의 파일롯트식 흡입 첵크발브의 피스톤(72)에 작용하여 흡입 첵크발브(61)의 기능을 해지 시키므로 좌측 증압 유압실(58)의 플란자(56)에 작용되는 압축 오일이 흡입첵크발브(61)를 통해 드레인되는 작용에 의해서 증압기(54)의 좌측 작동력이 증강되고, 이에 따른 좌측 증압 피스톤(57)의 증압력이 상승되어 증압력이 커 지므로 토출 첵크발브(70)로 토출되는 유압의 증압력이 상승되며 증압기(54)의 증압력이 규정 이상으로 상승되면, 상승된 토출 압력이 증압 유압실(59)의 파일롯트식 흡입첵크발브의 피스톤(73)에 작용하여 흡입첵크발브(62)의 기능을 해지 시키므로 좌측 증압실(59)의 증압피스톤(57)에 작용되는 압축 오일이 흡입첵크발브(62)를 통해 드레인 되는 작용에 의해 증압기(54)의 좌측 작동력이 더욱 증강되고, 이에 따른 우측 증압실(60a) 증압 피스톤(57a)에 고압의 유압이 증압되어 토출발브(71a)를 통해 토출된다.

증압기(54)의 파워 피스톤(55) 좌측 작동시 좌측의 증압 피스톤(57) 우측 유압실흡입첵크발브(63)에는 오일의 흡입작용이 이루어 지는데, 이 흡입 오일은 파워 피스톤(55)의 좌측 드레인 오일이 흡입 되므로 흡입성이 좋아진다.

증압기(54)의 좌측으로의 작동은 파일롯트 피스톤(64)이 파일롯트 실(65)에 도달 되면 파일롯트 피스톤(64)이 파워 피스톤(55)의 유출입구(68)를 차단 하는 것에 의해 파워 피스톤(55) 작동에 의한 드레인 압력이 상승되어 증압기 개폐발브의 파일롯트 압력이 형성되는 것에 의해 증압기(54)의 좌측 작동이 완료된다.

증압기(54)의 우측 작동은 상술한 좌측 작동과 동일한 작용이 이루어 진다.

본 발명의 증압기(54)는 저압의 유압을 동력원으로 작동 되어서 고압의 유압으로증압하는 증압기(54)인바 증압기로 증압되어서 축압기에 저장된 유압의 압력에 따라 증압기(54)에서 대 유량 소증압과, 중 유량 중증압, 소 유량 대증압으로 증압되는 능동적 증압기이다.

상기의 파일롯트식 흡입첵크발브(61)(61a),(62)(62a)의 작용은 첵크발브체의 지지대(74)에 지지되어 있는 파일롯트 피스톤(72)(72a),(73)(73a)이 유출입구(75)(75a),(76)(76a)의 파일롯트 압력에 의해 작동 되면서 첵크발브체를 밀어서 흡입첵크발브의 기능을 해지하는 작용을 하는데 있어서 파일롯트 피스톤(72)에 항상 작용되는 스프링(77)의 탄발력과 파일롯트 압력의 비율로 파일롯트식 흡입첵크발브의 흡입첵크발브 기능이 해지된다.

첨부도면 제26도는 증압기(54)의 자동 왕복작동 및 능동적 증압 회로도인 것으로, 상개형 개폐발브(78)와 상폐형 개폐발브(79)로 증압기(54)의 자동왕복 작동이 이루어지고 상개형 개폐발브(78)와 상폐형 개폐발브(79)의 개폐 역전은 증압기(54)의 파일롯트 압력 신호로 작동되는 개폐제어발브(80),(81)에 의해 이루어져 증압기(54)의 자동왕복 작동이 이루어진다.

첨부도면 제27도는 본 발명의 증량기(82)의 단면도를 예시한 것으로,

파워 피스톤(83)의 양단부의 피스톤 로드(84)(84a)에 중량 피스톤(85)(85a)과 증압 플란자(86)(86a)가 구성되면서 증량 피스톤(85)(85a)의 좌 우측에 토출첵크발브(87)(87a),(88)(88a)와 파일롯트식 흡입첵크발브(89)(89a),(90)(90a)가 설치되고 증압 플란자(86)(86a)의 증압 유압실(91)(91a)에 토출첵발브(92)(92a)와 흡입첵크발브(93)(93a)가 설치된다.

증량기(82)의 우측 파워 피스톤(83)에 고압의 유압이 작용되면 파워 피스톤(83)이좌측으로 작동된다. 증량기(82)의 좌측 작동에 따라 우측 증량 피스톤(85a)의 좌측 유압실의 토출 첵크발브(87a)와 좌측 증량 피스톤(85)의 좌측 유압실의 토출첵크발브(87) 및 좌측 플란자 실의 토출첵크발브(92)로 저압의 유압이 토출되고, 증량기(82)의 파일롯트식 흡입첵크발브(90)(90a)와 흡입첵크발브(93)에는 오일의 흡입작용이 이루어 진다.

증량기(82)의 좌측 작동에 따른 토출첵크발브(92)(87)(87a)로 저압의 대유량이 토출 되는 과정에 저압의 대유량 토출 압력부하가 상승하면 우측 증량 피스톤(85a)의 파일롯트식 흡입첵크발브(89a)가 토출 압력부하의 파일롯트 신호 압력으로 작동되어 흡입첵크발브(89a)의 기능을 해지하여 흡입첵크발브(89a)로 증량 피스톤(85a)에 의해 압축되는 오일이 드레인 되는 것에 의해 증량기(82)의 좌측 작동력이 증가 되면서 증량기(82)의 토출 유량이 감소 되는 것과 함께 증량기(82)의 토출 유압이 상승된다.

증량기(82)의 흡입첵크발브(89a) 기능 해지에 따른 증량기(82)의 좌측 작동력이 증가되어 계속 증량기(82)의 좌측 작동이 이루어 지면, 토출첵크발브(92)(87)로 토출되는 유압의 압력이 상승되고 토출 압력부하가 증가하면 좌측 증량 피스톤(85)의 파일롯트식 흡입첵크발브(89)가 토출 압력부하의 파일롯트 신호 압력으로 작동되어 흡입첵크발브(89)의 기능을 해지하여 흡입첵크발브(89)로 좌측 증량 피스톤(85)에 의해 압축 되는 오일이 드레인 된다.

증량기(82 )의 좌측 작동력은 상술한 파일롯트식 흡입첵크발브(89 )(89a)의 기능이 해지되는 것에 의해 파워 피스톤(83)에 작용되는 고압의 유압력이 좌측의 플란자(86)에 전량 작용 되므로 좌측의 플란자(86)경이 파워 피스톤(83)경 보다 작으므로 좌측의 플란자(86)에 의한 토출 유압은 증압되어 토출 된다.

증량기(82)의 좌측 작동 완료는 파워 피스톤(83)의 파일롯트 피스톤(94)이 파일롯트실(95)에 도달되어 파워 피스톤(94)의 좌측 작동에 따른 오일의 드레인을 차단 하는것에 의해 파일롯트 유출구(96)로 파일롯트 압력이 토출되어 증량기(82)의 좌측 작동이 완료 된다.

증량기(82)의 좌측 작동완료가 이루어지면 상기 파일롯트 압력으로 작동되는 상개형 개폐발브와 상폐형 개폐발브의 개폐 역전이 이루어 지면서 증량기(82)의 우측 작동이 이루어진다.

증량기(82)의 우측 작동은 상술한 증량기(82)의 좌측 작동과 동일 작용이 이루어져 증량기(82)의 토출첵크발브(88)(88a)로 토출되는 토출 압력부하에 의해 파일롯트식 흡입첵크발브(90)(90a)의 기능이 해지되어 우측 플란자(86a)에 의한 토출 첵크발브(92a)로 유압이 증압되어 토출되고, 파워 피스톤(83)의 우측 파일롯트 피스톤(94a)에 의해 증량기(82)의 우측 작동이 완료되어 증량기의 자동 왕복작동이 이루어진다.

본 발명의 증량기(82)는 고온수 엔진의 기동에 의한 부하 작용이 이루어질때 부하에 따른 증압 작용이 이루어지고, 부하 작용이 감소 되면 증압기(54)에서 작용 발생되는 고압의 유압원 또는 축압기(101)의 고압 유압원을 이용하여 중압의 중유량으로 증량시키고, 증량기(82)의 토출측에 부하 압력작용이 더욱 감소되면 증량기(82)에 작용되는 고압의 유압원을 이용 하여 저압의 대유량으로 증량시키는 능동적 증량기(82)에 의해 고온수 엔진의 유압엔진에 에너지원으로 활용되는 축압기에 저장된 유압 에너지의 량을 최대한 능동적으로 활용하는 기능을 갖는다.

첨부도면 제28도는 증량기의 자동왕복 작동 유압 회로도 및 파일롯트식 흡입첵크발브의 파일롯트 압 회로도를 예시한 것으로, 증량기의 자동왕복 작동은 상술한증압기(54)의 작동과 동일한 작동을 갖는다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 고온수 엔진에 의하면, 물의 고온 가열시 물의 내부 에너지 변화를 억제시키는 고압수 펌프와, 고압수를 가열하여 고온수를 발생 시키는 보일러와, 고온수의 분사에 따른 증기화의 폭발력과 증기화 팽창력을 작동 유체로 활용되는 2행정 고온수 엔진에 의해 물의 내부 에너지를 억제 시킨 상태로 고온수 가열이 이루어 지므로 고온수 가열에 따른 증기화의 잠열이 생략되어 열 효율이 월등히 향상되고, 고온수 엔진의 실린더 용적율이 최소일 때 고온수 분사노즐에 의해 고온수의 분사가 이루어 지면 고온수의 증기화가 폭발적으로 발생되어 증기화의 폭발력과 증기 팽창력으로 작동되는 2행정기관의 고온수 엔진 출력이 크게 향상되며, 고온수의 증기화 과정에 내부 에너지의변화가 이루어져 증기 잠열에 따른 흡열작용으로 고온수 엔진의 냉각 계통을 생략하는 것과, 고온수 엔진의 피스톤 하단으로 형성된 피스톤 로드에 의한 유압실린더의 구조를 갖는 유압엔진이 고온수 엔진에 부가적으로 형성되는 것에 의해 고온수 엔진의 엔진 브레이크 작용시 유압엔진을 통해 유압 에너지를 발생시켜 축압기에 저장하였다가 유압엔진에 의해 고온수 엔진의 출력을 향상 시키며, 또한 고온수 엔진의 고온수 가열 지연에 따른 가속시 유압엔진을 통해 가속성을 확보하며, 고온수 엔진의 시동시 고온수 가열 지연시간에 따른 유압엔진으로 축압기에 저장된 유압원으로 하여 고온수 엔진의 부하력이 이루어 지므로 고온수 엔진의 시동후 고온수엔진의 부하력 응답성이 확보된다.

고온수 엔진에 증기선택 제어발브에 의한 팽창된 증기의 유량 조절을 하여 고온수분사노즐를 통해 증기를 분사 시키면 고온수 엔진의 저속 회전 영역이 이루어지므로 상기의 유압엔진 유압원과 함께 저속 회전 영역의 기동이 이루어져 변속기를생략 할 수 있다.

고온수 엔진으로 작용된 증기를 압축하여 배기 할때 증기의 잔류 에너지를 자동 왕복 작동 하는 증기엔진에 작용시켜 증기엔진에서 잔류 증기 에너지가 유압에너지로 변환 되는 과정에 증기 에너지의 감소가 크게 일어나 증기의 포화수 비율이 상승 되므로 증기의 복수화가 용이 해지고, 증기엔진에서 발생된 유압에너지가 증압기에 의해 증압되어 축압기에 저장되었다가 필요시 유압엔진을 통해 고온수 엔진에 활용되므로 고온수 엔진의 열효율과 출력이 크게 향상된다.

증기엔진에서 작용된 증기의 배기압을 대기압 이상으로 배기하여 증기의 배출이 이루어 지므로 증기의 포화수율이 높으면서 증기의 포화수 상태 변화에 따른 습증기의 온도가 상승되어 재열기에서의 열교환성이 좋아져 습증기의 복수화가 용이하면서 증기의 복수화를 완료하는 방열기에서의 열 손실이 최소가 되는 고온수 엔진의 고온수 증기화에 따른 열 효율이 최대인 열 엔진의 고온수 엔진이 된다.

고온수를 가열하는 보일러에 의한 외부 연소 엔진이므로 배기가스의 오염을 크게 개선할 수 있고, 보일러의 연소가 압축기에 의한 과잉공기 연소 방식과, 압축 공기의 흐름이 보일러 외통과 내통 사이로 이루어져 보일러 내통으로 전달 손실되는 열을 회수하여 압축 공기가 연소기에 공급되는 것에 의해 보일러의 외부 보온재를 생략한 보일러 용적을 감소 시킬수 있다.

원통형 보일러내 온도가 대략 600℃ 구간에 가스터빈을 설치하면 기스터빈의 재료 선정이 용이 하면서 원통형 보일러내에 간단한 교축부 형성과 함께 최소의 용적율로 설치 되어 보일러내 연소가스의 속도형 에너지를 회전 에너지로 회수 하여 터빈축과 연동되는 발전기 및 유압펌프의 동력장치로 활용 되는 것에 의해, 보일러내 연소열의 대부분 열 에너지가 고온수 가열에 이용되고 연소열의 열 에너지 이용율이 최소인 가스터빈의 속도형 에너지 회수에 따른 보일러의 연소 열 에너지 효율이 최대로 된다.

보일러 연소와 동시 가스터빈의 동력이 이루어져 유압펌프에서 유압이 발생되어 축압기에 저장되었던 유압에너지와 함께 증량기를 통해 고온수엔진의 유압엔진에 작용되어 유압엔진의 작동이 이루어 지므로 고온수 엔진의 시동시 고온수 가열 지연에 따른 고온수 엔진의 기동성이 확보 된다.

상술한 증압기는 유압 펌프 및 증기엔진에서 연속적으로 발생되는 유압 에너지와 유압엔진에서 간헐적으로 발생되는 유압 에너지를 고압으로 증압하여 축압기에 고효율 저장하는 역활을 하는데 있어서 축압기의 유압량과 유압 압력에 따라 증압기의 파일롯트식 흡입첵크발브에 의해 증압기의 증압 비율이 저압,중압,고압의 3단계 증압 효과를 연출 할 수 있어 저 유압 에너지의 효율적 증압으로 축압기에 저장할 수 있다.

고압의 고효율로 축압기에 저장된 유압에너지는 유압엔진의 부하압력에 따라 증량기의 파일롯트식 흡입첵크발브에 의해 증량기의 증량 비율이 소유량, 중유량,대유량의 3단계 증량 효과를 연출 할 수 있어 축압기의 유압 에너지를 유압엔진에 효율적으로 활용 할 수 있어 유압에너지의 량을 크게 증량 시키는 역활에 의해 고온수 엔진의 시동시 고온수 가열 지연에 따른 유압엔진의 작동 시간을 연장 고온수 엔진의 시동성을 확보 할 수 있으며, 고온수 엔진의 가속성을 향상 시킬수 있다.

Claims (8)

1. 물의 내부 에너지 변화를 억제시킨 고온수 형태로 엔진에 분사되어 고온수의 폭발적인 증기화 에너지에 의해 열 효율이 월등히 향상되면서 외부 연소에 의한 배기 가스의 오염을 크게 개선 시킨 고온수 엔진에 있어서,

   물을 가열 할때 물의 내부 에너지 변화를 억제시키는 고압수 펌프와;

   물을 가열 시키는 보일러와;

   상기 보일러내 가스터빈이 설치되면서 가스터빈의 동력축에 공기압축기와, 발전기와, 유압펌프가 설치되는 것과;

   고온수 엔진에 고온수량을 조절하면서, 팽창된 증기를 고온수 엔진에 분사 시키는 고온수 분사노즐과, 배기발브를 구비시켜 엔진의 용적율이 최소일때 고온수 분사가 이루어지는 2행정기관의 고온수 엔진과;

   상기 고온수 엔진의 피스톤 하단에 피스톤 로드 및 피스톤 로드커버가 구성되면서 유압실린더 구조를 갖고, 파일롯트 압력으로 작동되는 상개형 개폐발브와 상폐형 개폐발브로 구성된 유압엔진과;

   고온수를 감압하여 증기화 시키고, 증기의 압력을 검출하며, 고온수의 과압을 우회 시키며, 증기량을 조절하는 기능을 갖는 증기 선택 제어발브와;

   고온수 엔진에서 압축 배출되는 증기의 잔류 에너지를 동력원으로 활용하여 파일롯트 압력으로 작동되는 상개형 개폐발브와 상폐형 개폐발브에 의해 왕복작동을 하면서 유압 에너지를 발생시키는 양 복동식 유압실린더 구조를 갖는 증기엔진과;

   상기 증기엔진에서 증기의 배기가 대기압 이상으로 압축배기 되어 재열기와, 방열기에서 증기의 복수화가 완료되어 물 탱크로 환수 되는 것과;

   저압의 유압을 증압기로 증압시켜 축압기에 저장하는 것과;

   축압기에 저장된 유압을 증량기로 증량시켜 유압엔진에 작용시키는 특징을 갖는 고온수 엔진
2. 제 1 항에 있어서,

   물을 보일러에서 가열 시킬때, 물의 내부 에너지 변화가 억제되는 고압수 펌프에 의한 고압수의 가열로 발생되는 고온수와;

   상기 고온수가 엔진의 용적률이 최소일때, 고온수 분사노즐에 의해 분사되는 것과;

   고온수의 증기화가 증기선택 제어발브에서 발생되어 팽창성을 갖는 고온 증기가 고온수 분사노즐에 의해 엔진에 분사되는 것과;

   상기 엔진에 고온수 분사시 고온수의 폭발적인 증기화가 발생되는 것과;

   엔진에서 증기의 배기가 이루어 질때, 증기의 압축 배기 과정에 증기의 포화수가 시작되는 습증기의 형태로 잔류 증기 에너지를 갖는 것과;

   상기 습증기의 잔류 증기에너지를 동력 작동유체로 하는 증기엔진과;

   습 증기의 포화수 비율과 습 증기의 온도 상승 목적을 갖는 증기엔진에서 습 증기의 압축 배기가 이루어지는 것에 의하여 재열기 및 방열기에서 열 교환성이 증대되어 고온수의 증기화에 따른 증기의 복수화가 용이 하면서 고온수의 폭발력의 동력화에 의해 열 효율의 향상과, 보일러의 외부 연소방식 으로 배기가스의 오염을 크게 개선 하는 특징을 갖는 고온수 엔진
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 보일러의 내통과 외통으로 압축공기의 유로가 형성되어 압축공기가 연소기로 공급될때 보일러 내통 외주로 전달 손실되는 열 에너지를 회수 하는 것과;

   압축기에 의한 보일러내 과잉 공기 연소방식과;

   원통식 보일러내 교축부 형성에 따른 가스터빈이 설치됨을 특징으로 하는 고온수 엔진
4. 제 1 항에 있어서

   상기 고온수 엔진의 고온수 분사노즐의 고온수 캠과, 증기 캠의 작동이 엔진의 상사점에서 이루어지는 것과;

   상기 고온수 캠과 증기 캠의 작동으로 고온수 파일롯트 유량제어단과, 증기 파일롯트 제어단이 작동되어 고온수 분사노즐의 파일롯트 압으로 작용되는 것과;

   피스톤 상단에 배기발브의 출입이 이루어 지는 요홈과;

   상기 피스톤에 피스톤 로드가 형성되어 피스톤 로드의 기밀을 유지하여 유압엔진을 형성 하는 피스톤 로드 커버와;

   피스톤의 하사점에서 상기 고온수 캠의 작동이 이루어져 파일롯트 압력을 형성시키는 유압엔진의 개폐발브 파일롯트 작동단과;

   상기 파일롯트 작동체 파일롯트 압력으로 작동되어서 상기 피스톤의 왕복운동을 제어 하는 상개형 개폐발브와,상폐형 개폐발브가 상기 유압엔진에 설치됨을 특징으로 하는 고온수 엔진.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 증기엔진은 대향 하는 2개의 피스톤이 피스톤 로드와 피스톤 로드 커버를 서로 공유하여 2개의 왕복동식의 유압실린더 구조를 갖는것과;

   상기 유압실린더의 피스톤 해드측에 증기가 작용되고, 피스톤 로드측으로 흡입, 배출 첵크발브에 의한 유압펌프의 작용과;

   상기 피스톤 양단의 파일롯트 피스톤과;

   상기 피스톤 로드의 커버 양단부에 파일롯트 압력실을 형성 하는 것과, 이 압력실에서 상기 유압실린더의 유출입구를 갖는 것과;

   상기 유압실린더의 피스톤 로드 커버측에 파일롯트 유출입구를 갖는것과;

   상기 유출입구에 파일롯트 압력으로 작동되는 상개형 개폐발브와 상폐형 개폐발브가 설치되는 것과;

   상기 파일롯트 유출입구의 파일롯트 압력으로 작동되는 파일롯트 입력발브와,파일롯트 배출발브에 의해 증기엔진의 자동왕복 작동을 특징으로 하는 고온수엔진
6. 제 1 항에 있어서

   증압기의 작동 피스톤 양단부의 피스톤 로드에 서로 대항되게 상기 작동 피스톤보다 단면적이 작은 증압 피스톤과, 증압 플란자가 구성되어 각각 증압 피스톤실과, 증압 플란자실을 형성한 것과;

   상기 작동 피스톤의 양단부에 파일롯트 피스톤이 형성되어 파일롯트실을 갖는 것과;

   상기 증압 플란자실과 증압 피스톤실 각각에 토출 첵크발브와 파일롯트식 흡입첵크발브가 설치되어 증압력의 부하에 따라 흡입첵크발브의 기능이 해지되는 특징을 갖는 고온수 엔진
7. 제 4 항에 있어서

   고온수 엔진의 고온수 분사노즐은 원뿔형의 입력발브체와 분사발브체가 발브체 로드에 의해 서로 대항하여 일축으로 구성되는 것과;

   상시 입력발브체는 열려있고 분사발브체가 차단되도록 스프링이 작용되는 것과;

   외부 파일롯트 압력으로 상기 발브체가 작동되도록 상기 발브체 로드에 피스톤 형식을 갖는 발브작동체가 구성되는 것과;

   상기 발브체 로드내로 고온수 유로가 형성되면서, 고온수 첵크발브가 구비되는 것과;

   상기 피스톤 작동체 하단의 발브체 로드 외주로 기밀을 유지하며 상하로 작동되어 고온수를 압축분사 시키는 피스톤식의 유량제어 작동체가 설치되어 고온수 분사와 고온수 분사량을 조절하는 특징을 갖는 고온수 엔진
8. 제 4 항에 있어서

   상기 고온수 캠으로 작동되는 피스톤식의 파일롯트 작동체와;

   상기 파일롯트 작동체의 작동 압력으로 작동되는 유량 조절체와;

   상기 유량 조절체의 작동 범위를 제한시키는 스크류 및 스크류 너트와;

   상기 스크류에 피니언이 설치되고 피니언과 조합되는 래크가 유압으로 작동되는 것에 의하여 상기 유량 조절체의 작동 범위 변화량에 따른 파일롯트 작동체의 파일롯트 압력 유량이 조절되어 상기 고온수 분사노즐의 분사량이 조절되는 특징으로 하는 고온수 엔진