KR20020081838A - Engine using vane rotor - Google Patents

Engine using vane rotor Download PDF

Info

Publication number
KR20020081838A
KR20020081838A KR1020010021265A KR20010021265A KR20020081838A KR 20020081838 A KR20020081838 A KR 20020081838A KR 1020010021265 A KR1020010021265 A KR 1020010021265A KR 20010021265 A KR20010021265 A KR 20010021265A KR 20020081838 A KR20020081838 A KR 20020081838A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
combustion
vane
motor
compressor
Prior art date
Application number
KR1020010021265A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
한상국
Original Assignee
한상국
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한상국 filed Critical 한상국
Priority to KR1020010021265A priority Critical patent/KR20020081838A/en
Publication of KR20020081838A publication Critical patent/KR20020081838A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

PURPOSE: An engine using a vane rotor is provided to realize a high efficiency in energy while simplifying structure thereof. CONSTITUTION: A suction and a compression strokes are performed in a compression part(1) composed of a vane compressor(4). Fuel is burnt in a combustion part(2), composed of a combustor(5) performing continuous combustion and used in a gas turbine engine, and an expansion stroke is performed by expanding the compressed air in the vane compressor by heating the compressed air with high temperature heat generated in fuel combustion process. The expanded combustion gas of high temperature and pressure operates a motor part(3) composed of a vane motor(6) so as to generate useful rotation force and discharge the gas. Some of power generated in the above cycle is used for operating the vane compressor.

Description

베인 회전체를 이용한 엔진 {engine using vane rotor}Engine using vane rotor

본 발명은 엔진에 관한 것으로, 특히 베인압축기로 이루어진 압축부에서 공기의 흡입과정과 압축과정을 수행한 후, 가스터빈 엔진에서 이용하고 있는 연속적인 연소를 수행하는 연소기로 이루어진 연소부로 연료를 연소시켜서 여기서 발생하는 고온의 열로 압축부에서 압축된 공기를 가열하여 팽창시키는 팽창과정을 수행한 후, 팽창된 고온·고압의 연소가스가 베인모터로 이루어진 모터부를 돌려 회전력을발생시킴과 동시에 배기하며, 동력의 일부로 베인압축기를 구동시키는 베인 회전체를 이용한 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to an engine, and in particular, after performing a suction process and a compression process of air in a compression unit made of a vane compressor, the fuel is combusted by a combustion unit composed of a combustor which performs continuous combustion used in a gas turbine engine. After performing the expansion process by heating and expanding the air compressed in the compression section by the high temperature heat generated therein, the expanded high-temperature and high-pressure combustion gas turns the motor unit made of the vane motor to generate a rotational force and exhaust it at the same time, It relates to an engine using a vane rotor to drive the vane compressor as part of.

오늘날 자동차 엔진을 포함한 왕복운동 내연기관은 생활 전반에서 없어서는 안될 중요한 문명의 이기이다. 생산되는 수량도 매우 많을 뿐만 아니라 사용되는 연료는 총 에너지 중에 많은 비율을 차지하고 있으므로 연료소비절감과 저공해 엔진으로의 기술진보를 요구하고 있다. 오토(Otto)사이클의 가솔린엔진 및 디젤 (Deisel)사이클의 디젤엔진으로 탄생된 이 왕복운동 열기관은 지금까지 개발된 엔진들 중에 가장 믿을 수 있는 엔진으로 육상의 대부분의 자동차와 기타 동력이 필요한 장치들의 엔진으로 이용되고 있다. 하지만 이들 왕복엔진의 사이클과정과 그 구성 장치들은 다음과 같은 시사점과 단점을 가지고 있다.Today's reciprocating internal combustion engines, including car engines, are a vital civilization in life. Not only is the quantity produced, but also the fuel used makes up a large percentage of the total energy, which requires a reduction in fuel consumption and technological progress towards a low pollution engine. The reciprocating heat engine, created from the Otto cycle gasoline engine and the Diesel cycle diesel engine, is the most reliable engine ever developed. It is used as an engine. However, these cycle engine cycles and their components have the following implications and disadvantages.

이들 엔진의 사이클과정은 실린더 내부의 피스톤이 왕복운동을 통하여 이루어지는데, 왕복운동은 상사점과 하사점에서 정지와 운동의 반복한다. 왕복운동은 관성의 법칙에 따르면 회전운동에 비교하여 힘의 낭비처럼 보인다. 또한, 실린더 내에서 흡입, 압축, 팽창, 배기의 과정을 모두 수행함으로써 공기의 유동과 배기가스의 유동이 간헐적으로 이루어지므로 연속적으로 이루어지는 다른 엔진의 사이클과정에 비교하여 덜 효율적인 것처럼 보인다는 시사점이 있다. 또한 이들 왕복엔진의 사이클과정은 연속적으로 연소하며 회전운동을 통해 사이클과정이 수행되는 다른 엔진에 비교하여 다음과 같은 단점이 있다.The cycle process of these engines is through the reciprocating movement of the piston inside the cylinder. The reciprocating motion is a stop and a motion at the top dead center and the bottom dead center. Reciprocating motion seems to be a waste of power compared to rotational motion according to the law of inertia. In addition, the intake, compression, expansion, and exhaust processes in the cylinder are both intermittent and the flow of exhaust gas is intermittent, suggesting that it seems to be less efficient compared to other engine cycles. . In addition, the cycle process of these reciprocating engines is continuously burned and has the following disadvantages compared to other engines in which the cycle process is performed through rotational motion.

1). 왕복운동에 따른 엔진의 진동 발생한다.One). Engine vibration occurs due to the reciprocating motion.

2). 동력의 간헐적 생산과 그에 따른 원활한 운동을 위하여 부착하는 플라이휠(fly wheel)로 인한 동력의 낭비, 엔진의 감속과 제동의 어려움, 엔진 무게가 증가한다.2). The waste of power due to the intermittent production of power and the flywheel attached for smooth movement, the difficulty of decelerating and braking the engine, and the weight of the engine increase.

3). 진동과 간헐적 동력 생산으로부터 한 개의 실린더로 가능한 엔진을 여러 개의 실린더로 나누어 제작함으로써 구성 부품의 증가와 구조의 복잡화, 구성 부품들의 구동을 위한 동력의 소모와 엔진무게 증가에 따른 동력이 이중으로 소모된다.3). By dividing the engine into one cylinder from vibration and intermittent power production, the engine increases by increasing the number of components, increasing the complexity of the structure, consuming power for driving the components and increasing the engine weight. .

4). 간헐적 연소로 인한 점화용 전기 생산에 동력을 계속 소모하며, 디젤엔진의 경우 압축착화가 되도록 높은 압축비를 갖는 견고한 설계와 이에 따른 엔진무게가 증가한다.4). Power continues to be consumed in the production of ignition electricity due to intermittent combustion, and in the case of diesel engines, a robust design with a high compression ratio to achieve compression ignition and thus the engine weight increases.

5). 한곳에서 흡입·압축·팽창·배기 과정이 이루어짐으로써 낮은 운용속도를 갖는다.5). Suction, compression, expansion, and exhaust processes in one place, resulting in low operating speeds.

6). 뜨겁게 가열된 실린더에서 흡입된 공기를 압축하기 때문에 공기가 압축 전에 가열되어 압축일의 증가로 인해 엔진효율이 저하된다.6). Since the air sucked in the hotly heated cylinder is compressed, the air is heated before compression, reducing engine efficiency due to the increase in the compression work.

7). 다른 사이클과정의 엔진은 배기된 배기가스중에 남아있는 폐열을 이용하여 압축된 공기를 예열하는 재생과정을 통해 엔진의 열효율을 높일 수 있는데, 왕복엔진에서는 구조상 압축공기 예열이 불가하다.7). Other cycle engines can improve the thermal efficiency of the engine by regenerating the compressed air by preheating the compressed air using the waste heat remaining in the exhaust gas. In the reciprocating engine, compressed air is not preheated.

8). 엔진의 냉각열을 엔진 출력에 사용하지 못하는 구조를 가지고 있기 때문에 낮은 효율 특성을 갖는다.8). It has a low efficiency characteristic because it has a structure that cannot use the engine's cooling heat for the engine output.

9). 많은 구성 부품수와 장치의 복잡함으로 유발되는 긴 엔진개발기간과 개발비의 증가 및. 많은 부품에 따른 긴 생산라인과 긴 생산시간의 필요하다.9). Long engine development periods and increased development costs caused by high component count and complexity of equipment. Long production lines and long production times for many components are required.

위와 같은 오토(Otto), 디젤(Diesel)사이클의 왕복엔진 단점들은 완벽한 회전운동을 통하여 사이클을 수행하는 브레이튼(Brayton)사이클의 가스터빈엔진을 채택함으로써 대부분 극복할 수 있으나, 가스터빈엔진 역시 다음과 같은 구조적 특징과 단점을 갖고 있다.Most of the shortcomings of the Otto and Diesel cycles can be overcome by adopting the Brayton cycle gas turbine engine which performs the cycle through perfect rotational movement. It has structural features and disadvantages.

1). 엔진의 전면이 원형의 형태이기 때문에 작은 출력의 소형엔진의 경우 효율과 출력의 현저한 감소.One). Since the front face of the engine is circular, the efficiency and power are significantly reduced in the case of small engines with small power.

2). 공중에서 고속으로 비행중일 경우를 제외하고는 왕복엔진 등과 비교 할 때 엔진의 효율이 낮음.2). The efficiency of the engine is low compared to the reciprocating engine except when flying at high speed in the air.

3). 축(shaft)을 따라 선형으로 여러 구성부품이 흡입, 압축, 팽창, 배기 과정을 수행함으로써 작은 공간에 배치하기 곤란해 자동차등의 엔진으로 채택되기 어려움.3). It is difficult to be used as an engine of a car because it is difficult to place in a small space by performing various intake, compression, expansion, and exhaust processes linearly along the shaft.

4). 흡입구의 공기정화장치부착의 어려움과, 배기 노즐에서 발생되는 소음억제를 위한 소음기의 부착은 엔진효율의 현저한 감소.4). Difficulties in attaching the air purifier at the inlet and attaching the silencer for suppressing the noise generated at the exhaust nozzle significantly reduce engine efficiency.

위와 같은 가스터빈엔진의 구조적 특성은 여러 가지 장애가 있는 지상에서의 운용에 한계가 있고, 특히 자동차의 엔진으로 채택되지 못하고 있으며, 항공기의 엔진과 지상의 특별한 용도에 제한적으로 이용되고 있다.The structural characteristics of the gas turbine engine as described above are limited in operation on the ground with various obstacles, and in particular, it is not adopted as an engine of an automobile, and is limited to a special use of the engine and the ground of an aircraft.

상기와 같이 왕복엔진과 가스터빈엔진이 가지고 있는 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 형태의 엔진으로 진보가 요구된다.As described above, progress is required in a new type of engine that can solve the problems of the reciprocating engine and the gas turbine engine.

새로운 형태의 엔진연구는 연료의 연소효율을 향상시키려는 노력과 더불어 많은 진전을 보았지만, 이와같은 노력들은 가솔린엔진과 디젤엔진을 대체하는 수준까지 이르지 못하고 있다.New forms of engine research have made significant progress, along with efforts to improve fuel combustion efficiency, but these efforts have not reached the point of replacing gasoline and diesel engines.

특히, 방켈(Wankle)로타리 엔진의 구조와 사이클은 매우 창의적인 기술로 가솔린엔진의 오토(Otto)사이클엔진의 변형을 통하여 왕복운동이 아닌 회전운동을 하는 내연기관을 구성하여 위와 같은 엔진들의 문제점을 많은 부분을 해결하여 현재 일부 자동차의 엔진으로 쓰이고 있다.In particular, the structure and cycle of the Wankel rotary engine is a very creative technology, and the internal combustion engine which does not reciprocate but rotates through the transformation of the Otto cycle engine of the gasoline engine has many problems of the above engines. In part, it is currently used as the engine of some cars.

하지만, 방켈(Wankle)엔진 역시 다음의 단점이 있다.However, the Wankel engine also has the following disadvantages.

1). 로터(rotor)와 케이싱(casing)의 직접적인 마찰로 인한 마모로 기밀유지가 어렵고, 로터부품 제작의 어렵다.One). Abrasion due to the direct friction between the rotor and the casing makes it difficult to maintain airtightness and makes it difficult to manufacture rotor parts.

2). 기관각부의 열변형 대책의 어려움과 윤활의 어려움이 있다.2). Difficulties in preventing heat deformation and difficulty in lubricating the engine.

3). 정비의 어려움이 있다.3). There is difficulty in maintenance.

4). 완전한 회전이 아닌 편심 회전운동이다.4). It is not eccentric rotation but eccentric rotation.

상기 방켈엔진의 문제점과 미해결 과제로 말미암아 왕복엔진을 완전히 대체하지 못하고 있다.Due to the problems and unresolved problems of the Wankel engine, the reciprocating engine cannot be completely replaced.

본 발명은 현재 실제로 이용되는 왕복엔진들의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 완전한 회전운동과 연속적인 연소과정을 수행하는 브레이튼 (Brayton)사이클 기관인 가스터빈엔진의 변형을 통해 연속적인 연소과정과 이에 따른 연속적인 동력발생, 완전한 회전운동, 구성부품들의 임의적인 배치가 가능하고, 부피가 작고, 매우 적은 구성부품으로 사이클과정을 수행하는 가볍고 단순한 구조, 특히, 자동차의 엔진으로 장착이 가능한 사이클과정 및 엔진을 설계하여 연료와 엔진의 효율제고를 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the actual reciprocating engines currently used, continuous combustion process through the deformation of the gas turbine engine Brayton cycle engine that performs a complete rotational motion and continuous combustion process Light and simple structure that enables continuous power generation, complete rotational movement, arbitrary placement of components, and cycles with small, very small components, in particular, cycles that can be mounted on the engine of a vehicle and The engine is designed to improve fuel and engine efficiency.

본 발명은 이와 아울러 엔진의 구성장치의 대체와 다양한 조합을 통해 외연기관 및 내연·외연복합연소기관을 구성하여 다양한 연료의 이용도와 효율을 높이며, 용도에 따른 다양한 기능과 구조를 갖는 엔진을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides an engine having various functions and structures according to the purpose of increasing the utilization and efficiency of various fuels by configuring an external combustion engine and an internal combustion / external combustion combustion engine through the replacement and various combinations of engine components. For the purpose of

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 베인압축기로 이루어진 압축부에서 공기의 흡입과정과 압축과정을 수행한 후, 가스터빈 엔진에서 이용하고 연속적인 연소를 수행하는 연소기로 이루어진 연소부에서 연료를 연소시켜 발생하는 고온의 열로 상기 베인압축기에서 압축된 공기를 가열하여 팽창시키는 팽창과정을 수행한 후, 팽창된 고온·고압의 연소가스가 베인모터로 이루어진 모터부를 돌려 유용한 회전력을 발생시킴과 동시에 배기하며, 상기 사이클의 수행결과 발생된 동력의 일부로 베인압축기를 구동시키는 내연기관을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention burns fuel in a combustion unit composed of a combustor which uses a gas turbine engine and performs continuous combustion after performing an air suction process and a compression process in a compression unit composed of a vane compressor. After performing the expansion process by heating and expanding the compressed air in the vane compressor by the high temperature heat generated by the high-temperature heat, the expanded high-temperature, high-pressure combustion gas turns the motor unit made of the vane motor to generate a useful rotational force and exhaust at the same time It provides an internal combustion engine for driving the vane compressor with a portion of the power generated as a result of the cycle.

본 발명은 또, 베인압축기를 이용하여 유체를 흡입하고 압축하는 과정을 수행한 후, 시스템외부의 연소기에서 발생하는 연소열로 열교환기 내부를 관통하는 압축된 내부유체를 가열하여 팽창시키는 팽창과정을 수행한 후, 팽창된 유체가 베인모터를 돌려 유용한 회전력을 발생시키며 동시에 배기되고, 상기 베인모터에서 발생된 출력의 일부로 베인압축기를 구동시키는 방식의 외연기관을 제공한다.The present invention also performs a process of inhaling and compressing a fluid by using a vane compressor, and then performing an expansion process of heating and expanding a compressed internal fluid that penetrates the inside of the heat exchanger with combustion heat generated from a combustor outside the system. Thereafter, the expanded fluid rotates the vane motor to generate a useful rotational force and is exhausted at the same time, thereby providing an external combustion engine in which the vane compressor is driven by part of the output generated by the vane motor.

또한, 본 발명은 베인압축기로 공기를 흡입하고 압축하는 과정을 수행한 후, 외연기관의 연소방식인 외부 연소기에서 이루어지는 연료의 연소열로 열교환기 내부를 관통하는 압축공기를 가열하여 팽창시킨 후, 내연기관 연소방식인 내부의 연소기에서 연소되는 연료의 연소열로 2차 가열 팽창시켜 이 압력으로 베인모터를 회전시켜 유용한 회전력을 발생하고 배기하며, 상기 베인모터에서 발생된 출력의 일부를 압축기의 구동시키는 방식의 조합형 내,외연기관을 제공한다.In addition, the present invention after performing the process of inhaling and compressing air with the vane compressor, and by expanding the compressed air passing through the inside of the heat exchanger by the heat of combustion of the fuel made in the external combustor which is the combustion method of the external combustion engine, Secondary heat expansion and expansion by combustion heat of fuel combusted in the internal combustor, which is an engine combustion method, rotates the vane motor at this pressure to generate and exhaust useful rotational force, and drives a part of the output generated from the vane motor to the compressor. Provides a combination of internal and external combustion engines.

도 1a 및 1b는 본 발명에 의한 내연기관 엔진의 개략적인 구성도,1a and 1b is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine engine according to the present invention,

도 2a,2b는 각각 베인압축기와 베인모터의 구조와 기능설명도,2A and 2B are diagrams illustrating the structure and function of the vane compressor and the vane motor, respectively.

도 3은 본 발명 엔진에 적용한 배기가스의 폐열을 이용하는 예열장치를 개략적으로 도시한 실시예,Figure 3 is an embodiment schematically showing a preheating device using the waste heat of the exhaust gas applied to the engine of the present invention,

도 4a,4b,4c는 본 발명에 의한 내연기관의 다양한 배치도,4A, 4B and 4C are various layout views of the internal combustion engine according to the present invention;

도 5는 베인압축기와 베인모터의 연결을 클러치로 연결시킨 개략도,5 is a schematic diagram connecting the connection of the vane compressor and the vane motor with a clutch,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 엔진으로서 외연기관을 이루는 기본적인 장치들을 개략적으로 도시한 구성도,Figure 6 is a schematic diagram showing the basic devices forming an external combustion engine as an engine according to another embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 내·외연복합기관의 개념도이다.7 is a conceptual diagram of an internal and external composite engine according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 압축부 2 : 연소부1: compression part 2: combustion part

3 : 모터부 4 : 베인압축기3: motor unit 4: vane compressor

5 : 연소기 6 : 베인모터5: burner 6: vane motor

7 : 압축공기관 8 : 연소기 라이너7: compressed air engine 8: combustor liner

9 : 연료분사노즐 10 : 점화플러그9: fuel injection nozzle 10: spark plug

11 : 회전축 12 : 로터11: axis of rotation 12: rotor

13 : 베인 14 : 하우징13: vane 14: housing

15 : 스프링 16 : 베인삽입홈15: spring 16: vane insertion groove

17 : 연료공급관 18 : 연소가스관17: fuel supply pipe 18: combustion gas pipe

21 : 예열장치 22 : 바이패스공기관21: preheating device 22: bypass air engine

23 : 냉각관 24 : 클러치 베어링23: cooling tube 24: clutch bearing

26 : 아이들모터 27 : 출력모터26: idle motor 27: output motor

29 : 릴리프밸브 30 : 열교환기29: relief valve 30: heat exchanger

34 : 벨트 또는 체인 35 : 배기 가스관34 belt or chain 35 exhaust gas pipe

36 : 흡입 공기관 38 : 1차 압축기36: suction air pipe 38: primary compressor

39 : 2차 압축기 40 : 동력축39: secondary compressor 40: power shaft

41 : 외부 연소기 42 : 2차 열교환기41: external combustor 42: secondary heat exchanger

43 : 3차 열교환기43: 3rd heat exchanger

이하, 본 발명을 설명하기 위하여 본 발명의 범위를 제한하지 않는 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so as not to limit the scope of the present invention.

《내연기관》Internal combustion engine

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 내연기관을 구성하는 장치들의 개략적인 구성도로서 크게 이는 3부분으로 나뉘어진다. 즉, 흡입·압축과정을 수행하는 압축부 (1)와, 연료를 연소시켜 그 연소열로 공기를 팽창시키는 연소부(2)와, 팽창된 연소가스로부터 유용한 동력을 발생하는 모터부(3)로 구성된다.1A and 1B are schematic structural diagrams of devices constituting the internal combustion engine of the present invention, which are largely divided into three parts. That is, a compression unit 1 for performing a suction and compression process, a combustion unit 2 for burning fuel to expand air with its combustion heat, and a motor unit 3 for generating useful power from the expanded combustion gas. It is composed.

본 발명의 압축부(1)와 모터부(3)는 각각 베인압축기(vane compressor)와 베인모터(vane motor)로 구성되며, 이의 구조와 기능은 다음과 같다.The compression unit 1 and the motor unit 3 of the present invention are composed of a vane compressor and a vane motor, respectively, and the structure and function thereof are as follows.

도 2a와 도 2b는 각각 압축부(1)를 이루는 베인압축기와 모터부(3)를 이루는 베인모터의 구조를 도시한 단면도로써, 양자는 공통구조로 이루어져 있으므로 동일부분에 대하여는 동일 부호로서 설명한다. 베인압축기(4)와 베인모터(6)내부의 로터(12)는 축(11)의 회전에 의해 구동되며 다수의 베인삽입홈(16)을 구비하며, 로터 (12)의 베인삽입홈(16)에는 베인(13)이 끼워지고, 삽입홈(16) 저면에서 상부로 베인(13)을 밀어 확장하도록 하는 스프링(15)을 구비한다. 스프링(15)에 의해 로터 (12)밖으로 확장하려는 힘을 갖는 베인(13)은 구동 축(11)과 원점이 다른 원형의외부 케이싱(14)내면과 접동하며 회전함으로 유체를 압축하거나(베인압축기), 팽창된 유체가 가지고 있는 에너지에 의해 회전되어(베인모터) 유용한 회전력을 얻게된다.2A and 2B are cross-sectional views illustrating the structure of the vane compressor constituting the compression unit 1 and the vane motor constituting the motor unit 3, respectively. . The rotor 12 inside the vane compressor 4 and the vane motor 6 is driven by the rotation of the shaft 11 and has a plurality of vane inserting grooves 16, and the vane inserting grooves 16 of the rotor 12. The vane 13 is fitted with a spring 15 to push the vane 13 upward from the bottom of the insertion groove 16. The vane 13, having a force to extend out of the rotor 12 by the spring 15, slid into contact with the inner surface of the circular outer casing 14, whose origin is different from the drive shaft 11, rotates to compress the fluid (vane compressor) By the energy of the expanded fluid (vane motor), useful torque is obtained.

본 발명에서 베인모터(6)는 축(11)이 동일한 방향으로 회전할 때, 베인(13)이 삽입홈(16)에서 스프링(15)에 의해 케이싱(14) 내면을 따라 확장되는 구간(A)은 압축된 유체로부터 유용한 회전에너지를 얻게된다.In the present invention, the vane motor 6 has a section A in which the vanes 13 extend along the inner surface of the casing 14 by the spring 15 in the insertion groove 16 when the shaft 11 rotates in the same direction. ) Obtains useful rotational energy from the compressed fluid.

위와는 반대로 회전하며 케이싱(14)내면의 축소로 인해 베인(13)이 스프링(15)을 밀며 삽입홈(16)에 들어가는 구간은 유체의 체적을 줄여 압축하게 된다.Due to the reduction in the inner surface of the casing (14), the vane (13) pushes the spring (15) and enters the insertion groove (16) by compressing by reducing the volume of the fluid.

따라서, 동일의 회전방향일 경우 베인압축기(4)에서는 압축구간(B)을 이용하는 구조를 취함으로써 압축기 기능을 수행하고, 반대로 베인모터(6)에서는 동력발생 구간(A)을 이용하는 구조를 갖음으로 유체로부터 에너지를 발생하는 모터의 기능을 수행하게 된다. 그러므로, 압축기(4)의 역기능은 모터(6)의 기능이 된다.Therefore, in the same rotational direction, the vane compressor 4 performs a compressor function by using a compression section B, and on the contrary, the vane motor 6 has a structure using a power generation section A. It performs the function of a motor that generates energy from the fluid. Therefore, the inverse function of the compressor 4 becomes the function of the motor 6.

압축기(4)에서 압축되는 유체의 양이나 모터(6)에서 에너지를 발생하는 유체의 양은 베인(13)과 베인(13)사이 공간의 체적에 의해 결정된다.The amount of fluid compressed in the compressor 4 or the amount of fluid generating energy in the motor 6 is determined by the volume of the space between the vanes 13 and vanes 13.

베인(13)사이의 공간을 채우는 유체의 체적과 압력은 압축기(4)구동에 필요한 소요동력에 상응하고, 모터(6)에서 발생하는 출력과 상응하게 된다.The volume and pressure of the fluid filling the space between the vanes 13 corresponds to the required power required to drive the compressor 4 and to the output generated by the motor 6.

이후 이 명세서에 있어서 베인압축기(4)를 압축기로 약칭하며, 베인모터(6)를 모터로 약칭한다.Hereinafter, in this specification, the vane compressor 4 is abbreviated as a compressor, and the vane motor 6 is abbreviated as a motor.

본 발명의 팽창과정은 현재 가스터빈엔진에서 사용하는 연소기와 기능과 구조가 동일하다. 가스터빈엔진의 연소기는 연속적인 연소과정을 수행하며, 연료를 연소시켜 발생하는 고온의 열로 압축된 공기를 가열하여 체적을 팽창시킨다.The expansion process of the present invention has the same function and structure as the combustor currently used in the gas turbine engine. The combustor of the gas turbine engine performs a continuous combustion process, and expands the volume by heating the compressed air by the high temperature heat generated by burning the fuel.

압축기(4)에서 압축된 공기중의 산소는 연소기내 연료노즐(9)에서 분사되는 연료의 연소를 가능하게 하며, 압축공기는 연소열에 의해 팽창한다. 엔진 시동시 점화플러그(10)의 전기 불꽃에 의해 착화된 후, 연료의 분사가 계속되므로 연소불꽃에 의해 연속적으로 연소가 이루어진다.Oxygen in the air compressed by the compressor (4) enables the combustion of the fuel injected from the fuel nozzle (9) in the combustor, the compressed air is expanded by the heat of combustion. After the engine is ignited by the electric spark of the spark plug 10 at the start of the engine, since the injection of fuel is continued, combustion is continuously performed by the combustion flame.

현재 가스터빈엔진에서 사용하는 캔(can)· 애눌러(annular)· 캔 애눌러 (can annular)연소기의 플로우(flow)· 리버스 플로우(reverse flow)형태의 연소기 등이 본 엔진의 연소기로 채택될 수 있다. 이후 이 명세서에 있어서 상기의 연소기들을 연소기(5)로 약칭한다.Can, annular, and can annular combustors used in gas turbine engines and combustors of reverse flow type can be adopted as combustors of this engine. Can be. Hereinafter, in the present specification, the combustors are abbreviated as the combustor 5.

본 발명 엔진의 사이클과정과 사이클을 이루는 장치는 다음과 같다.The cycle process of the engine of the present invention and the device forming the cycle are as follows.

(a) 흡입과정과 압축과정은 베인압축기(4)를 이용하여 외부의 공기를 흡입하며 동시에 압축한다. 사이클과정의 결과 발생하는 모터(6)동력의 일부가 압축기(4)를 회전시킨다. 압축기(4)에 의해 압축된 공기는 압축부(1)에 결합된 압축공기관 (7)을 따라 연소부(2)로 보내지게 된다.(a) The suction process and the compression process use the vane compressor (4) to suck outside air and simultaneously compress it. Part of the motor 6 power that results from the cycling process rotates the compressor 4. The air compressed by the compressor (4) is sent to the combustion section (2) along the compressed air engine (7) coupled to the compression section (1).

(b) 팽창과정은 상기의 설명과 같이 가스터빈엔진의 연소기와 같은 기능의 연소기(5)를 이용하여 수행한다. 압축기(4)에서 압축된 공기 일부는 연소기(5)에서 분사되는 연료를 연소하기 위한 산소를 공급하여 고온의 연소가스를 만든다. 또한, 압축공기의 다른 일부는 연소열에 의해 가열된 연소기(5)를 냉각하며 라이너(8)구멍으로 들어가 상기 고온의 연소가스와 섞이며 가열되고 팽창한다.(b) The expansion process is carried out using the combustor 5 having the same function as the combustor of the gas turbine engine as described above. Some of the compressed air in the compressor 4 supplies oxygen for burning fuel injected from the combustor 5 to produce hot combustion gas. In addition, the other part of the compressed air cools the combustor 5 heated by combustion heat, enters the liner 8 hole, mixes with the hot combustion gas, and heats and expands.

위의 과정을 통해 연소가스의 팽창은 압축기(4)의 베인(13)과 모터(6)의 베인(13)에 의해 밀폐된 공간 내에서 이루어지므로 압력의 증가로 변하게 된다. 이렇게 압력이 증가된 연소가스는 연소가스관(18)을 지나 동력의 발생부분인 모터부(3)로 보내지게 된다.The expansion of the combustion gas through the above process is made in the sealed space by the vanes 13 of the compressor 4 and the vanes 13 of the motor 6, so that the pressure changes. The combustion gas having the increased pressure is sent to the motor unit 3 that passes through the combustion gas pipe 18 and generates the power.

(c) 모터부(3)는 팽창과정을 통해 압력이 높아진 연소가스가 모터(6)내부의 베인(13)을 밀어 회전시켜 동력을 발생하게 된다.(c) The motor unit 3 generates power by pushing the vane 13 inside the motor 6 by the combustion gas whose pressure is increased through the expansion process.

압축기(4)의 역과정을 수행함으로써 모터(6)기능이 되는데, 팽창되어 높아진 압력의 연소가스가 베인모터(6)를 회전시켜 유용한 동력을 발생하고, 동시에 배기를 함으로써 일련의 사이클이 이루어지게 된다.By performing the reverse process of the compressor 4, the motor 6 functions. The combustion gas of the expanded and high pressure rotates the vane motor 6 to generate useful power and simultaneously exhausts a series of cycles. do.

발생된 동력의 일부를 흡입·압축과정을 수행하는 압축기(4)의 구동에 사용하여 위와 같이 흡입·압축·팽창·배기의 과정을 연속적으로 수행하게된다.A part of the generated power is used to drive the compressor 4 which performs the suction and compression process to continuously perform the suction, compression, expansion, and exhaust processes as described above.

위와 같은 사이클이 이루어져 모터(6)에서 발생되는 회전력(torque)에서 압축기(4)와 기타 보기류 구동에 소요되는 동력을 제외하면 본 엔진의 순수 출력이 된다.The cycle as described above is made, except for the power required to drive the compressor 4 and other accessories in the torque generated by the motor (6) is the pure output of the engine.

위에서 본 발명의 사이클과정을 이루는 대략적인 구조와 작용을 설명을 하였는데, 그런 과정들이 이루어 질 수 있는 원리를 부가하여 설명하면 다음과 같다.In the above, the general structure and operation of the cycle process of the present invention have been described.

압축기(4)로 압축된 공기는 연소부(2)에서 연소열에 의해 부피가 팽창되는데, 보일(R.Boyle)-샤를(J.A.C.Charles)법칙에 의거 압축기(4)와 모터(6)의 베인 (13)에 의해 밀폐된 공간 내에서 공기가 팽창하기 때문에 압력의 증가로 변하는 정적팽창이 된다.The air compressed by the compressor (4) is expanded in the combustion section (2) by the heat of combustion, the vane of the compressor (4) and the motor (6) in accordance with the Boyle-JACCharles law ( Due to the expansion of air in the enclosed space by 13), there is a static expansion that changes with an increase in pressure.

또한, 압축기(4)의 출구압력과 모터(6)의 입구압력은 파스칼(B.Pascal)의 원리에 따라서, 압축기(4)출구압력이 약간 높은 근사적으로 동일하게 된다. 따라서, 사이클의 수행 중 압축기(4)의 베인(13)에 주어지는 압력과 모터(6)의 베인(13)에서 받는 압력은 근사적으로 같아지게 된다.In addition, the outlet pressure of the compressor 4 and the inlet pressure of the motor 6 are approximately the same as the outlet pressure of the compressor 4 is slightly higher, in accordance with the principle of Pascal. Therefore, the pressure applied to the vane 13 of the compressor 4 and the pressure received from the vane 13 of the motor 6 become approximately equal during the performance of the cycle.

압축기(4)에서 압축한 공기 부피에 비교하여, 연소열에 의해 팽창된 연소가스 즉. 모터(6)를 구동하고 배기 될 가스의 부피가 훨씬 크다. 따라서, 모터(6)를 회전시키는 연소가스량은 압축기(4)의 공기압축량보다 크게 되므로 모터(6)에서 얻어지는 유용한 회전력이 압축기(4)구동을 위해 소요되는 동력에 비교하여 크게 되어 엔진의 순수 출력이 발생되는 것이다.Compared with the air volume compressed in the compressor 4, the combustion gas expanded by combustion heat, ie. The volume of gas to be driven and exhausted by the motor 6 is much larger. Therefore, since the amount of combustion gas for rotating the motor 6 becomes larger than the amount of air compression of the compressor 4, the useful rotational force obtained by the motor 6 becomes large compared with the power required for driving the compressor 4, thereby providing pure engine power. The output is generated.

그러므로, 압축기(4)에서 공기를 압축중인 베인(13)의 동작면적에 비해 모터(6)에서 출력중인 베인(13)의 동작면적을 크게 함으로써 사이클이 계속 수행될 수 있게 되는 것이다.Therefore, the cycle can be continued by making the operating area of the vane 13 output from the motor 6 larger than the operating area of the vane 13, which is compressing air in the compressor 4.

Vt = Vo(273+t/273)Vt = Vo (273 + t / 273)

Vt : t 온도의 기체의 부피, Vo : 0℃의 기체의 부피, t : 연소열에 의해 상승한 기체의 온도.Vt: volume of gas at t temperature, Vo: volume of gas at 0 ° C., t: temperature of the gas raised by the heat of combustion.

Vc < VtVc <Vt

Vc : 압축기에서 압축된 공기의 부피 (압축기 구동에 소요되는 동력)Vc: Volume of compressed air in the compressor (power required to drive the compressor)

Vt :연소열에 의해 팽창된 연소가스의 부피 (모터에서 발생하는 출력)Vt: Volume of combustion gas expanded by combustion heat (output from motor)

위의 조건을 갖추기 위해서는 압축기(4)내에서 작동중인 베인(13)의 동작면적에 비해 모터(4)내에서 출력중인 베인(13)의 동작면적을 크게 함으로써, 근사적으로 동일한 압력하의 공기의 흐름을 순방향으로 할 수 있으며, 또한 사이클이 정상적으로 이루어지게 된다.In order to satisfy the above conditions, the operating area of the vane 13 being output in the motor 4 is made larger than the operating area of the vane 13 operating in the compressor 4 so that The flow can be in the forward direction, and the cycle is normal.

Ca < MaCa <Ma

압축기 구동에 소요되는 동력 = 압축기내의 베인의 동작면적 (Ca)Power required to drive the compressor = operating area of the vane in the compressor (Ca)

모터에서 발생하는 출력 = 모터내의 베인의 동작면적 (Ma)Output from the motor = operating area of the vane in the motor (Ma)

이와 같이 본 발명의 사이클은 베인압축기(4)를 이용 흡입과정과 압축과정을 수행하고, 가스터빈엔진에서 채용하는 연소기(5)를 이용하여 연속적으로 연료를 연소시킴으로써 발생하는 고온의 열로 압축된 공기를 가열하여 팽창과정을 수행한 후, 팽창된 연소가스는 베인모터(6)를 돌려 동력을 발생시킴과 동시에 배기하며, 사이클과정의 결과 발생되는 모터(6)의 동력 일부를 압축기(4)의 구동에 사용하는 가역사이클이다.Thus, the cycle of the present invention performs the suction process and the compression process using the vane compressor (4), the high temperature heat compressed air generated by continuously burning the fuel using the combustor (5) employed in the gas turbine engine After the heating process is performed to expand the combustion gas, the expanded combustion gas turns the vane motor 6 to generate power and at the same time exhausts the fuel gas. Part of the power of the motor 6 generated as a result of the cycle process is applied to the compressor 4. Reversible cycle for driving.

본 발명의 엔진은 가스터빈엔진의 흡입·압축과정을 축류압축기인 다수의 압축터빈이나 임펠라의 기능을 일단의 베인압축기(4)로 수행하며, 출력터빈기능을 일단의 베인모터(6)로 수행하는 것이다.The engine of the present invention performs the suction and compression process of the gas turbine engine with a plurality of compression turbines or impellers as a series of vane compressors (4) and an output turbine function with a group of vane motors (6). It is.

본 발명의 엔진은 일단의 압축기(4)에 의해 압축되고, 연속적인 연소과정을 통해 내부공기를 가열하여 팽창시키고, 일단의 모터(6)를 이용하여 회전력을 발생하므로 아래와 같은 구조적인 특징이 있다.The engine of the present invention is compressed by a series of compressors (4), and by heating the internal air through a continuous combustion process to expand, generating a rotational force by using a motor (6) has the following structural features .

가스터빈엔진에 있어서, 출력터빈에서 얻어지는 회전력 중에서 압축터빈을구동하기 위해 소모되는 동력의 비율이 매우 크므로 엔진의 효율이 낮게된다.In a gas turbine engine, the efficiency of the engine is low because the ratio of the power consumed to drive the compression turbine is very large among the rotational forces obtained from the output turbine.

또한, 왕복기관 엔진의 경우에 있어서, 흡입·압축·팽창·배기의 사이클과정이 모두 실린더내부에서 이루어지므로 구조적인 특성은 열역학적으로 효율제고를 위한 과정이나 장치를 이용하지 못하게 된다.In addition, in the case of a reciprocating engine, the cycle of intake, compression, expansion, and exhaust is all performed inside the cylinder, so that the structural characteristics cannot be used thermodynamically to improve efficiency or process.

사이클 과정에서 가열된 실린더에 의해 흡입공기가 가열되어 압축일이 증가하는 것과, 실린더냉각을 위한 열손실과, 배기된 연소가스에 남아있는 열의 이용불가는 왕복엔진의 구조가 갖는 열역학적인 단점이다.The intake air is heated by the heated cylinder during the cycle, thereby increasing the compression work, the heat loss for cooling the cylinder, and the unavailability of the heat remaining in the exhausted combustion gas are thermodynamic disadvantages of the structure of the reciprocating engine.

그러므로, 왕복엔진의 경우 엔진의 열역학적 효율제고 수단은 연소과정의 효율을 향상하는 방법과 엔진의 부가장치를 추가하는 방법 등에 매우 한정된다.Therefore, in the case of a reciprocating engine, the means for improving the thermodynamic efficiency of the engine are very limited to the method of improving the efficiency of the combustion process and the method of adding the engine additional equipment.

하지만 본 발명의 엔진은 상기 왕복엔진의 효율제고 수단과 더불어 다음과 같은 효율향상 방법이 가능하여 엔진의 효율적인 운용과 연료의 이용효율을 극대화 할 수 있다.However, the engine of the present invention, along with the efficiency improvement means of the reciprocating engine is possible to the following efficiency improvement method can maximize the efficient operation of the engine and the fuel utilization efficiency.

〈예열〉 일반적으로 엔진에 있어서 외부의 열원을 이용하여 압축공기를 가열할 경우에는 공기를 팽창시키므로 엔진효율을 증가시킨다.<Preheating> In general, when the compressed air is heated by using an external heat source, the engine expands, thereby increasing engine efficiency.

예열장치(21)를 이용하여 배기가스에 남아있는 폐열로 압축기(4)에서 압축된 공기를 예열 함으로써 재생과정이 이루어져 엔진의 열효율을 향상시킬 수 있다.By using the preheater 21 to preheat the compressed air in the compressor 4 with the waste heat remaining in the exhaust gas, a regeneration process may be performed to improve the thermal efficiency of the engine.

도 3은 본 발명의 엔진에 적용한 예열장치의 예를 개략적으로 도시한 실시예로써, 본 발명 엔진형태는 배기가스의 폐열을 이용하는 예열장치(21)의 장착이 용이한 구조를 가지고 있다.FIG. 3 is an embodiment schematically showing an example of a preheating device applied to an engine of the present invention. The engine type of the present invention has a structure in which a preheating device 21 using waste heat of exhaust gas is easily mounted.

모터(6)를 구동하여 동력을 발생시킨 배기가스는 매우 높은 온도를 유지하므로 배기가스관(35)과 아직 연소기(5)로 들어가지 않은 압축공기의 온도차이를 이용한 열교환을 통하여 연소부(2)내의 압축공기를 예열함으로써 열효율이 향상된다.Since the exhaust gas generated by driving the motor 6 maintains a very high temperature, the combustion unit 2 is subjected to heat exchange using a temperature difference between the exhaust gas pipe 35 and compressed air that has not yet entered the combustor 5. By preheating the compressed air therein, the thermal efficiency is improved.

〈모터냉각공기를 팽창 열원으로 이용〉 모터(6)는 고압, 고온의 연소가스로부터 동력을 발생하는 장치이므로 냉각이 필수이다. 왕복엔진의 경우에 있어서, 기계장치보호를 위한 엔진의 냉각은 전적으로 열역학적인 비용으로 작용하지만, 본 발명의 엔진의 경우는 기관을 냉각한 후 가열된 공기를 다시 사용함으로써 열손실을 초래하지 않는다.<Use of motor cooling air as an expansion heat source> Since the motor 6 is a device which generates power from combustion gas of high pressure and high temperature, cooling is essential. In the case of a reciprocating engine, the cooling of the engine for the protection of the mechanism is entirely at the thermodynamic cost, but in the case of the engine of the invention, the engine is not heated up again after cooling the engine and using the heated air again.

본 엔진에 있어서 공냉식을 채택할 경우 압축기(4)로부터 압축된 공기가 모터케이싱(14)에 구비된 냉각관(23)을 순환하며 모터부(3)를 냉각시킨다. 모터(6)의 냉각과정에서 가열되는 공기를 바이패스공기관(22)을 통해 연소부(2)의 예열장치 (21)에 투입할 경우 예열효과를 달성할 수 있으므로 냉각열을 이용하여 엔진의 열효율을 향상시킬 수 있다.In the case of adopting air cooling in this engine, the air compressed from the compressor 4 circulates through the cooling tube 23 provided in the motor casing 14 to cool the motor unit 3. When the air heated in the cooling process of the motor 6 is introduced into the preheater 21 of the combustion unit 2 through the bypass air pipe 22, a preheating effect can be achieved, and thus the heat efficiency of the engine using the cooling heat. Can improve.

〈동력 발생방법〉 본 발명의 연소기(5)와 같은 연소기를 사용하는 가스터빈엔진에 있어서 팽창된 연소가스가 증가된 속도로 터빈로터(turbine rotor)를 회전 시켜 회전력(torque power)을 얻거나 추력(thrust power)을 얻는 동력발생방법은 램(Ram)압력상승이 가능한 고속의 전진과 고공 비행시를 제외하고 엔진효율이 낮다.<Method of generating power> In a gas turbine engine using a combustor such as the combustor 5 of the present invention, the turbine rotor is rotated at an increased speed to obtain a torque power or thrust force. The power generation method of obtaining thrust power is low in engine efficiency except at high speed forward and high-air flight, which can increase ram pressure.

위의 같이, 같은 구조와 기능의 연소기(5)를 사용하지만 본 발명의 엔진은 증가된 압력으로 베인모터(6)의 베인(13)과 베인(13)사이의 공간을 채우는 일정한 부피의 연소가스가 회전력을 발생시킨다. 따라서, 팽창된 연소가스 부피와 정확히비례하는 동력의 발생으로 엔진효율을 높일 수 있으며, 낮은 운용속도에서도 사이클이 가능하고 일정한 효율을 달성한다.As described above, although the combustor 5 of the same structure and function is used, the engine of the present invention has a constant volume of combustion gas filling the space between the vanes 13 and the vanes 13 of the vane motor 6 at an increased pressure. Generates rotational force. Therefore, the engine efficiency can be increased by generating power that is exactly proportional to the expanded flue gas volume, and cycles can be achieved at a low operating speed and constant efficiency can be achieved.

〈구성 장치의 배치〉 도 4a,4b,4c는 본 발명 내연기관을 구성하는 장치들의 다양한 배치를 대략적으로 도시한 구성도로서, 본 발명의 엔진은 각각의 과정을 수행하는 장치들을 배치함에 있어서, 압축부(1)와 모터부(3)의 동력 연결을 동일한 축(shaft)에 의해 연결하는 직렬식 배치와, 벨트나 체인으로 연결하는 병렬식 배치가 가능하므로 장치들의 임의적인 조합을 통해 작은 공간에 설치할 수 있는 특징이 있다.4A, 4B, and 4C are schematic views showing various arrangements of the devices constituting the internal combustion engine of the present invention. In the engine of the present invention, in the arrangement of the devices performing the respective processes, Small space through arbitrary combinations of devices is possible because the serial arrangement connecting the power connection of the compression section 1 and the motor section 3 by the same shaft and the parallel arrangement connecting the belt or the chain is possible. There are features that can be installed on.

〈시동 파워〉 상기와 같이 엔진을 구성하는 장치들의 배치가 용이하기 때문에, 모터(6)의 출력시에는 압축기(4)를 구동하고, 엔진 시동시에는 모터(6)를 구동하지 않는 동력연결방법으로 도 3c에서와 같은 클러치 베어링(24)을 채택할 경우에 도시안된 공지의 스타터 모터를 사용하여 매우 낮은 시동파워를 사용하여 시동이 가능하다.<Starting power> Since the arrangement | positioning of the apparatus which comprises an engine is easy as mentioned above, the power connection method which drives the compressor 4 at the output of the motor 6, and does not drive the motor 6 at the engine start-up. In the case of adopting the clutch bearing 24 as shown in Figure 3c by using a known starter motor not shown is possible to start using a very low starting power.

〈모터의 분리〉 본 발명의 엔진은 모터(6)에 있어서 도 5에 예시된 바와 같이, 압축기(4)와 기타 동력이 필요한 보기류 구동을 목적으로 하는 1차의 아이들모터(26)와 엔진외부의 부하에 대하여 유용한 에너지를 제공하는 2차의 출력모터(27)로 나누어 엔진을 구성할 수 있다.<Separation of the motor> The engine of the present invention, as illustrated in FIG. 5 in the motor 6, has a primary idle motor 26 and an engine for the purpose of driving a compressor 4 and other auxiliary equipment requiring power. The engine can be configured by dividing it into a secondary output motor 27 that provides useful energy to external loads.

저속운전이나 아이들(idle)운전 시 연소부(2)내 압력이 낮으므로 릴리프밸브(29)는 스프링에 의해 닫혀 출력모터(27)는 정지하고 아이들모터(26)만 회전한다.Since the pressure in the combustion unit 2 is low during low speed operation or idle operation, the relief valve 29 is closed by a spring, and the output motor 27 is stopped and only the idle motor 26 rotates.

가속과 고속운전시 많은 연료의 연소로 연소부(2) 내의 압력이 높아질 경우 높아진 연소가스의 압력은 릴리프밸브(29)를 밀어 열리게 하므로 출력모터(27)를 구동하여 동력을 발생시킨다.When the pressure in the combustion unit 2 is increased due to the combustion of a large amount of fuel during acceleration and high speed operation, the pressure of the increased combustion gas pushes the relief valve 29 to open, thereby driving the output motor 27 to generate power.

위와 같은 출력장치의 분리는 실제 가스터빈엔진에서의 멀티 스플 엔진 (multi spool engine)이나 프리파워 터빈(free power turbine)으로 불리는 엔진 설계방식이다.The separation of these outputs is an engine design called a multi spool engine or a free power turbine in a real gas turbine engine.

상기와 같이 엔진을 구성할 경우 아이들(idle)운전 시 구동되는 엔진의 크기가 작아지므로 연료의 절약과 소음을 감소한다.When the engine is configured as described above, the size of the engine driven during idle operation is reduced, thereby saving fuel and reducing noise.

또한, 엔진의 고출력 셋팅(high power setting)시 연소부(2)내의 과다 압력상승을 방지하며, 모터(6)내에서 공기의 흐름을 방해하지 않게 되므로 엔진의 작동유연성을 확보할 수 있게 해준다.In addition, when the high power setting of the engine (high power setting) prevents excessive pressure rise in the combustion unit 2, and does not interfere with the flow of air in the motor (6) to ensure the operating flexibility of the engine.

부가적으로, 상기와 같이 아이들모터(26)와 출력모터(27)의 분리는 클러치의 기능을 수행하게 된다.In addition, the separation of the idle motor 26 and the output motor 27 as described above is to perform the function of the clutch.

〈회전력 증가와 항력감소〉 압축기(4)와 모터(6)를 설계함에 있어서 내열성과 기계적인 강도가 높은 재료를 사용함으로써 베인모터(6)나 베인압축기(4)의 지름을 줄이고 로터(12)의 회전속도를 높여 운용함으로써 엔진의 부피나 무게를 줄일 수 있다.Increased Rotational Power and Reduced Drag In designing the compressor 4 and the motor 6, the material of the high heat resistance and high mechanical strength is used to reduce the diameter of the vane motor 6 or the vane compressor 4 and reduce the rotor 12. By operating the engine at a higher speed, the volume or weight of the engine can be reduced.

또한, 베인(13)의 높이는 줄이고 길이를 늘려 베인의 동작면적을 같게 할 수 있으므로 같은 출력의 엔진에서 전면면적을 작게 하여 항력을 줄일 수 있게 된다.In addition, since the height of the vane 13 can be reduced and the length can be increased, the operating area of the vane can be the same, thereby reducing drag by reducing the front area of the engine of the same output.

〈공기정화와 소음기〉 본 발명의 구조는 가스터빈엔진과 같은 연소기(5)를사용하지만 공기정화장치와 소음기의 부착이 용이하고 엔진의 효율저하를 유발하지 않으므로 지상용 엔진으로나 항공기의 엔진으로 이용이 가능하다.<Air Purification and Silencer> The structure of the present invention uses a combustor 5 such as a gas turbine engine, but it is easy to attach an air purifier and a silencer, and does not cause a decrease in engine efficiency. This is possible.

〈본 발명 엔진의 기타 특성〉 엔진을 이루는 장치들은 원운동을 하기 때문에 진동이 매우 작다.<Other characteristics of the engine of the present invention> Since the devices forming the engine make a circular motion, the vibration is very small.

왕복 운동하는 부분이 없기 때문에 높은 운용속도를 유지할 수 있다.Since there is no reciprocating part, high operating speed can be maintained.

발생되는 동력이 간헐적이지 않고 연속적이며, 작동압력을 낮게 유지할 수 있다.The power generated is continuous, not intermittent, and the operating pressure can be kept low.

엔진을 이루는 구성부품수가 매우 적고 단순하므로 제작이 쉽고 정비가 용이하다.The number of components that make up the engine is very small and simple, making it easy to manufacture and easy to maintain.

부피가 작으며, 출력에 비교하여 무게가 매우 작은 기관을 형성할 수 있다.It is small in volume and can form organs that are very light compared to the output.

《외연기관》《External combustion engine》

본 발명의 엔진은 도 6에 도시한 바와 같이 내연기관의 유체 팽창기인 연소기를 열교환기(30)로 대체함으로 외연기관을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 6, the engine of the present invention may form an external combustion engine by replacing a combustor that is a fluid expander of the internal combustion engine with a heat exchanger 30.

유체가 흐르는 시스템외부에서 다양한 외부 연소기(41)를 이용하여 연료를 연소시켜 발생한 열에너지를 열교환기(30)로 열교환을 통해 시스템내부의 유체를 가열하여 팽창시킴으로써 외연기관으로 구성된다.It is composed of an external combustion engine by heating and expanding the fluid inside the system through heat exchange with heat exchanger 30 to heat energy generated by burning fuel using various external combustors 41 outside the fluid flow system.

흡입과 압축과정을 수행하는 압축부(1)인 베인 압축기와 열교환을 통해 팽창된 고압의 유체로부터 회전에너지를 발생하는 모터부(3)인 베인 모터는 구조와 기능이 상술한 내연기관에서와 동일하므로 이에 대한 설명을 생략한다.The vane compressor, which is a compression unit 1 that performs suction and compression processes, and the vane motor, which is a motor unit 3 that generates rotational energy from a high-pressure fluid expanded through heat exchange, have the same structure and function as those of the internal combustion engine described above. Therefore, description thereof will be omitted.

열 이동은 경계(Boundary)가 나누는 내부와 외부에서 서로가 가지고 있는 열을 주고받는데 있어서, 열 평형 상태로 가려는 열역학적인 현상이다.Heat transfer is a thermodynamic phenomenon in which heat is transferred to a state of thermal equilibrium in the exchange of heat between each other inside and outside that a boundary divides.

높은 열은 낮은 쪽으로 가려하고, 낮은 온도의 물체는 열을 받아 같은 온도에 이르는 것을 열 평형이라 하며, 이런 열 평형 현상을 이용하여 목적하는 유체를 가열하거나 냉각하는 것을 열교환이라 한다.High heat tends to be on the lower side, and low-temperature objects receive heat to reach the same temperature. Thermal equilibrium is called heat exchange to heat or cool the desired fluid.

상기의 열교환 경계를 이루고 열전도성이 높은 재질을 사용하고 표면면적을 크게 하여 열 교환이 쉽게 만들어진 장치를 열교환기(30)라 한다.The heat exchanger 30 is a device that forms a heat exchange boundary and is made of a material having high thermal conductivity and has a large surface area for easy heat exchange.

본 발명은 열교환기 분야의 발명이 아닌 외연기관을 이루는 사이클과정의 설명이므로, 경계의 내부를 흐르는 유체의 온도를 증가시켜 팽창함을 가능케 하는 기구와 장치들을 모두 열교환기(30)라 정의한다.Since the present invention is not an invention in the field of heat exchanger but a description of a cycle process of forming an external combustion engine, all of the mechanisms and devices that enable expansion by increasing the temperature of the fluid flowing inside the boundary are defined as the heat exchanger 30.

본 발명에 의한 외연기관의 사이클은 다음과 같다.The cycle of the external combustion engine according to the present invention is as follows.

(a) 흡입과 압축과정은 내연기관에서와 같이 베인압축기(4)에서 이루어지며 압축된 공기는 열교환기(30)로 보내지며, 이때 압축기의 구동에너지는 사이클과정의 결과로 발생하는 베인 모터(6)의 출력 일부를 이용한다.(a) The suction and compression process is performed in the vane compressor (4) as in the internal combustion engine, and the compressed air is sent to the heat exchanger (30), where the driving energy of the compressor is the vane motor ( Part of the output from 6) is used.

(b) 팽창과정은 시스템의 외부에서 이루어지는 연료의 연소 열이 열교환기 (30)를 통해 내부를 관통하는 공기와 열교환을 통해 내부의 공기는 가열되어 팽창한다.(b) In the expansion process, the combustion heat of fuel generated outside of the system passes through the heat exchanger 30, and the internal air is heated and expanded through heat exchange.

(c) 상기와 같이 팽창된 공기는 밀폐된 공간내부에서 이루어지므로 압력의 증가로 변하며, 고온 고압의 공기는 베인모터(6)를 회전시켜 유용한 에너지를 발생하고 동시에 배기 된다.(c) As the above-expanded air is made in the closed space, the pressure changes, and the high-temperature and high-pressure air rotates the vane motor 6 to generate useful energy and is exhausted at the same time.

위와 같이 본 발명의 외연기관 엔진은 일단의 압축기(4)로 공기를 압축하고, 외부의 다양한 열원을 이용 열교환기(30)로 열교환을 통해 내부의 공기를 가열 팽창시킨 후, 고온 고압의 공기가 일단의 모터(6)를 회전시켜 유용한 동력을 발생하고, 그 발생된 회전동력 일부를 사용하여 압축기(4)를 구동하는 가역 열기관이다.As described above, the external combustion engine of the present invention compresses air with a single compressor (4), heats and expands the internal air through heat exchange with a heat exchanger (30) using various heat sources from the outside, It is a reversible heat engine that rotates a set of motors 6 to generate useful power, and drives the compressor 4 using a portion of the generated rotational power.

본 발명의 외연기관 엔진은 다음과 같은 특징이 있다.The external combustion engine of the present invention has the following features.

〈사용 연료〉 외연기관은 시스템의 외부에서 연소가 이루어지므로 연료의 종류, 성상, 정제정도에 구애받지 않는다. 연료는 화석연료 뿐만 아니라 목재, 태양열, 쓰레기 등등 제한이 없고 압축기에서 압축된 공기를 가열할 수 있는 온도이상이면 이용이 가능하다.<Used fuel> Since the external combustion engine burns outside the system, it does not depend on the type of fuel, the properties, and the degree of refinement. Fuel is not only limited to fossil fuels, but also wood, solar, waste, etc., and can be used at temperatures above which the compressor can heat compressed air.

〈효율 제고〉 본 발명에 의한 외연기관에서, 압축과정을 거친 공기는 열교환기(30)를 거치며 가열되고, 팽창하여 높은 엔진의 출력을 얻을 수 있다.<Efficiency Enhancement> In the external combustion engine according to the present invention, the compressed air is heated and expanded through the heat exchanger 30 to obtain a high engine output.

연료가 연소할 때 발생하는 열에너지는 연료의 종류, 성상, 정제의 정도에 따라 단위 질량당 발열량이 일정한 값을 갖는다. 발열량이 크고 높은 온도의 연소가스를 발생하는 연료로는 석유, 가스, 석탄 등이며, 발열량이 작고 낮은 온도의 연소가스를 발생하는 연료로는 가연 쓰레기 등이 예이다.Thermal energy generated when a fuel burns has a constant calorific value per unit mass depending on the type of fuel, the properties, and the degree of purification. Fuels that generate a large amount of heat and generate combustion gas at a high temperature are petroleum, gas, and coal.

상기의 열교환은 발열량이 적고 낮은 온도의 연소가스를 발생하는 연료를 사용하는 열교환부터 실시하고 점점 높은 온도의 열원을 사용하는 열교환을 수행하도록 배치하여 모터 입구의 공기온도를 높게 함으로써 높은 열효율을 얻는다.The heat exchange is performed by heat exchange using a fuel that generates a small amount of heat and generates combustion gas at a low temperature, and is arranged to perform heat exchange using a heat source having an increasingly high temperature to obtain a high thermal efficiency by increasing the air temperature at the motor inlet.

그러므로, 시스템내부의 공기를 가열함에 있어서, 최종의 열교환후 내부공기의 최고온도는 본 발명 외연기관의 효율이 된다.Therefore, in heating the air inside the system, the maximum temperature of the internal air after the final heat exchange becomes the efficiency of the external combustion engine of the present invention.

본 발명 내연기관의 설명에 있어 모터(6)의 냉각방법을 기술한 바, 모터를 냉각한 압축공기를 시스템내부로 연결할 때 효율을 제고할 수 있다.In the description of the internal combustion engine of the present invention, the cooling method of the motor 6 has been described, and the efficiency can be improved when the compressed air cooled by the motor is connected into the system.

모터(6)에서 배기 된 고온의 배기가스는 팽창과정을 이루는 열교환기(30)를 통해 내부의 공기를 가열하는 열원으로 이용하여 효율을 제고한다.The high temperature exhaust gas exhausted from the motor 6 is used as a heat source for heating the air inside through the heat exchanger 30 forming the expansion process to improve efficiency.

외연기관의 배기가스는 연소가스가 아닌 산소를 함유한 고온의 공기이므로 외부 연소기(41)의 연소에 이용할 경우 연소열을 높여 열교환기(30)의 효율을 높인다.Exhaust gas of the external combustion engine is high-temperature air containing oxygen, not combustion gas, and when used for combustion of the external combustor 41, the combustion heat is increased to increase the efficiency of the heat exchanger 30.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 외연기관은 시스템외부에서 다양한 종류의 연료를 연소시켜 발생하는 연소열을 열교환기(30)를 이용하여 시스템내부의 유체를 가열하여 팽창시켜 압력이 증가된 유체로 모터(6)를 구동하게 하여 동력을 얻으므로 다음과 같은 특징이 있다.As described above, the external combustion engine of the present invention uses the heat exchanger 30 to heat and expand the fluid inside the system by using the heat exchanger 30 to expand the combustion heat generated by burning various types of fuel outside the system. 6) Drive the power to get the following features.

연소가 외부에서 이루어지므로 연료의 제한이 없고, 낮은 발열량 연료를 이용할 수 있다.Since combustion takes place externally, there is no fuel limitation, and a low calorific value fuel can be used.

연소가 외부에서 이루어지므로 제어가 용이하다.It is easy to control because the combustion takes place externally.

연소가 외부에서 이루어지므로 연소조건의 향상이 용이하여 오염발생 최소화가 가능하다.Since combustion is performed externally, it is easy to improve combustion conditions and thus minimize pollution.

깨끗한 공기만 순환하므로 엔진내부는 오염물질에 의한 부식이 없어 엔진수명이 길어진다.Since only clean air is circulated, the engine life is long because there is no corrosion inside the engine.

시스템구성에 있어서 여러 단계의 열교환을 통해 엔진 효율을 높일 수 있다.In the system configuration, several stages of heat exchange can increase engine efficiency.

《내·외연복합연소기관》《Internal and external combined combustion engine》

본 발명은 내연기관의 구성장치와 외연기관의 구성장치를 혼합, 병용함으로써 내연·외연복합연소기관을 구성할 수 있다.According to the present invention, the internal combustion engine and the external combustion combined combustion engine can be constituted by mixing and using a component of an internal combustion engine and a component of an external combustion engine.

도 7은 본 발명 내연·외연복합연소기관을 이루는 장치들을 개략적으로 도시한 구성도로서, 내연기관의 구성과 외연기관의 구성은 위에서 각각 설명하였다.FIG. 7 is a schematic view showing the devices constituting the internal combustion / external combined combustion engine of the present invention. The configuration of the internal combustion engine and the configuration of the external combustion engine are described above.

내연·외연복합연소기관을 구성함에 있어서, 상기의 내연기관이나 외연기관에서 사용하는 베인압축기(4)와 베인모터(6)는 내연·외연복합연소기관의 압축기 (4)와 모터(6)로 사용하며 기능과 구조는 동일하다.In constructing the internal combustion / external combined combustion engine, the vane compressor (4) and the vane motor (6) used in the internal combustion engine or the external combustion engine are composed of the compressor (4) and the motor (6) of the internal combustion / external combined combustion engine. It has the same function and structure.

압축기(4)에서 흡입·압축된 동작유체인 공기를 시스템의 외부에서 발열량이 낮고 연소가스의 온도가 높지 않은 연료의 연소열을 이용하여 열교환기(30)를 통해 내부의 공기를 가열하여 팽창시킬 경우 엔진의 효율이 낮게된다. 위의 경우 외연기관이 형성되며; 압축기(4)에서 압축되고 상기의 열교환기(30)로 가열하여 팽창된 공기는 산소를 함유하기 때문에 내부의 연소기(6)를 이용하여 연료를 연소시켜 공기를 더욱 팽창시킬 수 있다.When the air, which is the working fluid sucked and compressed by the compressor 4, is expanded by heating the air inside the heat exchanger 30 by using the heat of combustion of fuel having a low calorific value and a low combustion gas temperature outside the system. The efficiency of the engine is lowered. In the above case an external combustion engine is formed; Since the air compressed by the compressor 4 and heated by the heat exchanger 30 to expand contains oxygen, the air can be further expanded by burning fuel using the internal combustor 6.

위의 경우 내연기관의 기능이 추가되는 것이다.In this case, the function of the internal combustion engine is added.

상기와 같이 시스템외부의 연소열로 예열기능을 수행한 후, 시스템내부의 연소기(6)로 연료를 연소시킴으로써 공기를 더욱 팽창시켜 모터(6)에서 높은 효율과 출력을 얻게된다.After performing the preheating function with the heat of combustion outside the system as described above, the air is further expanded by burning fuel with the combustor 6 inside the system, thereby obtaining high efficiency and output from the motor 6.

이와 같은 내연·외연복합연소기관은 시스템내부를 관통하는 압축공기를 외연기관 요소인 열교환기(30)를 사용하여 외부의 낮은 열량 연료의 연소열로 예열한후, 내연기관 요소인 내부의 연소기(6)로 압축공기를 더욱 팽창시켜 고온 고압의 연소가스는 모터(6)를 구동하여 유용한 회전력을 발생시킨다.The internal combustion / external combined combustion engine preheats the compressed air passing through the inside of the system using the heat exchanger 30, which is an external combustion engine element, with the heat of combustion of the low calorific fuel, and then uses the internal combustion engine, which is the internal combustion engine element (6). By further expanding the compressed air, the combustion gas of high temperature and high pressure drives the motor 6 to generate useful rotational force.

상기의 경우에 있어서, 외부에서 낮은 열량의 연료를 이용할 수 있으며, 내부의 연소기(6)는 적은 량의 연료를 연소시켜도 높은 연소가스의 발생이 가능하므로 엔진의 높은 효율과 출력을 얻게된다.In the above case, a low calorific fuel can be used from the outside, and the internal combustor 6 can generate high combustion gas even when burning a small amount of fuel, thereby obtaining high efficiency and output of the engine.

특히, 본 발명의 내연·외연복합연소기관은 태양열과 쓰레기 소각열등 발열량이 적고 연소가스의 온도가 낮은 열원을 이용하여 가격이 비싼 연료의 사용량을 줄이는 특징이 있다.In particular, the internal combustion / external combined combustion engine of the present invention has a feature of reducing the amount of expensive fuel by using a heat source having a low heat generation amount such as solar heat and waste incineration heat and a low combustion gas temperature.

또한, 본 발명의 내연·외연복합연소기관은 연료의 제한 없이 다양한 외부열원의 이용과 여러 단계의 열교환을 조합하여 운용함으로써, 엔진의 이용 용도와 부존 연료에 따른 다양한 기관을 구성할 수 있는 특징이 있다.In addition, the internal combustion / external combined combustion engine of the present invention operates by combining various external heat sources and heat exchange in various stages without limiting fuel, so that various engines can be configured according to the use of the engine and the fuel used. have.

이상과 같이 본 발명의 내연기관은 상기의 설명과 같이 간단한 구조로 높은 효율을 실현할 수 있으므로 열효율이 낮고 단점이 많은 왕복엔진을 대체하여 연료의 효율적인 이용효과와 더불어 엔진제작 전반의 비용을 줄이고 정비의 어려움을 감소하는 효과를 기대할 수 있다.As described above, since the internal combustion engine of the present invention can realize a high efficiency with a simple structure as described above, it replaces a reciprocating engine having low thermal efficiency and many disadvantages, thereby reducing the overall cost of engine production and improving the efficiency of fuel utilization and maintenance. The effect of reducing the difficulty can be expected.

또한, 본 발명의 외연기관은 간단하고 경량화 된 작은 기관을 구성할 수 있으므로, 다양한 구조와 기능의 조합으로 다양한 종류의 연료를 이용하여 동력을 발생함으로써 에너지의 효율적인 이용이 가능한 효과가 있다.In addition, since the external combustion engine of the present invention can constitute a simple and lightweight small engine, there is an effect that the efficient use of energy by generating power by using various types of fuel in a combination of various structures and functions.

그리고, 본 발명의 내연·외연복합연소기관은 상기의 내연기관과 외연기관의 장점들을 조합하여 구성할 경우에 있어서, 낮은 준위의 연료를 낭비하거나 버리지 않고 이용하여 유용한 동력을 얻을 수 있으므로 에너지의 절약차원에서와 에너지의 효율적인 이용차원에서 얻어지는 효과가 매우 클 것이다.In addition, when the internal combustion / external combined combustion engine of the present invention is configured by combining the advantages of the internal combustion engine and the external combustion engine, it is possible to obtain useful power without using or wasting low-level fuel, thereby saving energy. The effect achieved in terms of both dimensions and the efficient use of energy will be very large.

특히, 현재 사용하는 엔진들은 내연기관과 외연기관이 완전히 구별되어 사용함으로써 다양한 연료의 효율적인 이용이 불가능하고, 연료의 낮은 열효율이용은 에너지비용의 증가와 낭비를 초래하며 대기오염을 가중시키고 있다.In particular, the engines currently used are completely distinguished from internal combustion engines and external combustion engines, and thus, various fuels cannot be efficiently used, and low thermal efficiency of fuels increases energy costs and wastes, and increases air pollution.

본 발명의 상기 세 가지 기관의 효율적인 선택과 이용을 통하여 에너지의 연소효율을 제고시켜 대기오염의 발생을 줄이고, 버려지거나 낭비되는 에너지원의 효율적인 이용이 가능한 효과가 기대되고, 본 명세서를 기본으로 하여 더욱 다양한 장치들의 구성을 통해 엔진선택의 폭을 확대하는 효과가 있다.Through the efficient selection and use of the three engines of the present invention to improve the combustion efficiency of the energy to reduce the occurrence of air pollution, the effect of the efficient use of the waste or wasted energy source is expected, based on the present specification It is effective to expand the range of engine selection through the configuration of more various devices.

Claims (3)

내연기관을 구성함에 있어서,In constructing an internal combustion engine, 베인압축기(4)로 이루어진 압축부(1)에서 공기의 흡입과정과 압축과정을 수행한 후, 가스터빈 엔진에서 이용하고 연속적인 연소를 수행하는 연소기(5)로 이루어진 연소부(2)에서 연료를 연소시켜 발생하는 고온의 열로 상기 베인압축기(4)에서 압축된 공기를 가열하여 팽창시키는 팽창과정을 수행한 후, 팽창된 고온·고압의 연소가스가 베인모터(6)로 이루어진 모터부(3)를 돌려 유용한 회전력을 발생시킴과 동시에 배기하며, 상기 사이클의 수행결과 발생된 동력의 일부로 베인압축기 (4)를 구동시킴을 특징으로 하는 베인 회전체를 이용한 엔진.After performing the suction and compression process of the air in the compression section (1) consisting of the vane compressor (4), the fuel in the combustion section (2) consisting of the combustor (5) used in the gas turbine engine and performing continuous combustion After performing the expansion process of heating and expanding the compressed air in the vane compressor (4) by the high temperature heat generated by burning the combustion, the motor portion (3) of the expanded high-temperature, high-pressure combustion gas consisting of the vane motor (3) And vane compressor (4) as a part of the power generated as a result of performing the cycle. 외연기관을 구성함에 있어서,In constructing an external combustion engine, 베인압축기(4)를 이용하여 유체를 흡입하고 압축하는 과정을 수행한 후, 시스템외부의 연소기(41)에서 발생하는 연소열로 열교환기(30)내부를 관통하는 압축된 내부유체를 가열하여 팽창시키는 팽창과정을 수행한 후, 팽창된 유체가 베인모터(6)를 돌려 유용한 회전력을 발생시키며 동시에 배기되고, 상기 베인모터(6)에서 발생된 출력의 일부로 베인압축기(4)를 구동시킴을 특징으로 하는 베인 회전체를 이용한 엔진.After performing the process of sucking and compressing the fluid by using the vane compressor (4), the compressed internal fluid passing through the heat exchanger (30) inside the heat exchanger (30) is expanded by the combustion heat generated from the combustor (41) outside the system. After performing the expansion process, the expanded fluid turns the vane motor 6 to generate useful rotational force and is exhausted at the same time, and drives the vane compressor 4 as part of the output generated from the vane motor 6. Engine using vane rotor to be. 내,외연복합기관을 구성함에 있어서,In constructing an internal and external complex, 베인압축기(4)로 공기를 흡입하고 압축하는 과정을 수행한 후, 외연기관의 연소방식인 외부 연소기(41)에서 이루어지는 연료의 연소열로 열교환기(30)내부를 관통하는 압축공기를 가열하여 팽창시킨 후, 내연기관 연소방식인 내부의 연소기 (5)에서 연소되는 연료의 연소열로 2차 가열 팽창시켜 이 압력으로 베인모터(6)를 회전시켜 유용한 회전력을 발생하고 배기하며, 상기 베인모터(6)에서 발생된 출력의 일부를 압축기(4)의 구동에 사용함을 특징으로 하는 베인 회전체를 이용한 엔진.After the air is sucked into the vane compressor 4 and compressed, the compressed air passing through the inside of the heat exchanger 30 is expanded by the heat of combustion of the fuel produced by the external combustor 41, which is a combustion method of the external combustion engine. After that, the secondary heat expansion and expansion by the heat of combustion of the fuel burned in the internal combustor 5 of the internal combustion engine combustion method rotates the vane motor 6 at this pressure to generate and rotate a useful rotational force, and the vane motor 6 The engine using the vane rotor, characterized in that a part of the output generated from the) is used to drive the compressor (4).
KR1020010021265A 2001-04-20 2001-04-20 Engine using vane rotor KR20020081838A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010021265A KR20020081838A (en) 2001-04-20 2001-04-20 Engine using vane rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010021265A KR20020081838A (en) 2001-04-20 2001-04-20 Engine using vane rotor

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR2020010011321U Division KR200249791Y1 (en) 2001-04-20 2001-04-20 engine using vane rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20020081838A true KR20020081838A (en) 2002-10-30

Family

ID=27701860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010021265A KR20020081838A (en) 2001-04-20 2001-04-20 Engine using vane rotor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20020081838A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008109704A3 (en) * 2007-03-05 2009-01-15 Roy J Hartfield Jr Positive displacement rotary vane engine
KR101347911B1 (en) * 2011-06-21 2014-01-07 신국선 Rotary stirling engine for green growth

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3893300A (en) * 1973-04-30 1975-07-08 Nrg Inc External combustion engine and engine cycle
JPS5620702A (en) * 1979-07-26 1981-02-26 Isamu Nemoto Regenerative-cycle rotary engine
US4519206A (en) * 1980-06-05 1985-05-28 Michaels Christopher Van Multi-fuel rotary power plants using gas pistons, elliptic compressors, internally cooled thermodynamic cycles and slurry type colloidal fuel from coal and charcoal
US5427068A (en) * 1992-09-04 1995-06-27 Spread Spectrum Rotary compressor and engine machine system
US5522356A (en) * 1992-09-04 1996-06-04 Spread Spectrum Method and apparatus for transferring heat energy from engine housing to expansion fluid employed in continuous combustion, pinned vane type, integrated rotary compressor-expander engine system
EP1016785A1 (en) * 1997-05-23 2000-07-05 Junyan Song Eccentric sliding vane equilibrium rotor device and its applications

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3893300A (en) * 1973-04-30 1975-07-08 Nrg Inc External combustion engine and engine cycle
JPS5620702A (en) * 1979-07-26 1981-02-26 Isamu Nemoto Regenerative-cycle rotary engine
US4519206A (en) * 1980-06-05 1985-05-28 Michaels Christopher Van Multi-fuel rotary power plants using gas pistons, elliptic compressors, internally cooled thermodynamic cycles and slurry type colloidal fuel from coal and charcoal
US5427068A (en) * 1992-09-04 1995-06-27 Spread Spectrum Rotary compressor and engine machine system
US5522356A (en) * 1992-09-04 1996-06-04 Spread Spectrum Method and apparatus for transferring heat energy from engine housing to expansion fluid employed in continuous combustion, pinned vane type, integrated rotary compressor-expander engine system
EP1016785A1 (en) * 1997-05-23 2000-07-05 Junyan Song Eccentric sliding vane equilibrium rotor device and its applications

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008109704A3 (en) * 2007-03-05 2009-01-15 Roy J Hartfield Jr Positive displacement rotary vane engine
US8037863B2 (en) 2007-03-05 2011-10-18 Hartfield Jr Roy J Positive displacement rotary vane engine
US8567178B2 (en) 2007-03-05 2013-10-29 Roy J. HARTFIELD, JR. Positive displacement rotary vane engine
KR101347911B1 (en) * 2011-06-21 2014-01-07 신국선 Rotary stirling engine for green growth

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7028476B2 (en) Afterburning, recuperated, positive displacement engine
US6530211B2 (en) Quasi-isothermal Brayton Cycle engine
EP0236344A1 (en) Shaft power generator
CA2108108A1 (en) Rotary engine
CN101915178A (en) Zero leakage external firing heat engine
US20050126175A1 (en) Integrated microturbine system
CN101363360A (en) Pneumatic air distributing engine
US4646694A (en) Rotary engine
US3756022A (en) External combustion engine
CN109139234B (en) Engine assembly with intercooler
KR200249791Y1 (en) engine using vane rotor
KR20020081838A (en) Engine using vane rotor
US20070137609A1 (en) True rotary internal combustion engine
US3741694A (en) Positive displacement rotary engine
US3574997A (en) High pressure hot gas generator for turbines
GB2195400A (en) Heat engine incorporating a rotary vane device
EP0211076B1 (en) Compound rotary-reciprocal engine
CN112012799B (en) Sliding vane type engine
KR20210145740A (en) rotary internal combustion engine
US20120160209A1 (en) Turbine having cooperating and counter-rotating rotors in a same plane
US3853434A (en) Positive displacement rotary machine
JP2006258087A (en) Rotary type external combustion engine
CN112283746B (en) Constant-volume combustion chamber and constant-volume combustion gas turbine
RU2729311C1 (en) Hybrid turbofan plant with built-in rotor ice
WO2000023691A2 (en) Revolving piston rotary toroidal cylinder internal combustion, water, steam, fluid and quantum engine also pump, metering device and assist units all sizes

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application