KR200428555Y1

KR200428555Y1 - 압축공기터빈기관

Info

Publication number: KR200428555Y1
Application number: KR2020060012286U
Authority: KR
Inventors: 박준태
Original assignee: 박준태
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2006-10-13

Abstract

본 고안은 압축공기의 팽창력을 이용하여 기계적 에너지의 동력을 발생시키는 공기터빈기관에 관한 것으로, 공기팽창탱크에 공급된 압축공기의 팽창력으로 터빈회전부가 회전하는 수단으로 동력을 발생시키는 압축공기터빈기관에 관한 것이다.

종래의 공기터빈기관은, 공기가 터빈의 날개바퀴를 축(軸) 방향으로 통과하는 축류식(軸流式)과 공기가 날개바퀴를 반지름 방향으로 유출하는 레이디얼식이 있으나, 공기터빈날개를 회전시켜서 동력을 발생시키려면 공기터빈날개에 지속적으로 압축공기를 공급되어야 하는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은, 공기팽창탱크에 저장된 압축공기가 공기터빈날개에 작용하는 팽창력으로 터빈회전부가 회전하여도 공기터빈날개(그릇) 밖으로 압축공기를 배기시키지 않고 공기팽창탱크와 공기터빈날개에 저장된 압축공기의 모양이 점진적으로 변형하는 수단으로 터빈회전부를 회전시킨다.

본 고안은, 공기팽창탱크와 공기터빈날개에 공급되어 팽창력작용을 하는 압축공기가 외부(外部)로 배기(排氣)되지 않고 지속적으로 팽창력이 작용할 수 있는 수단으로 구성되어서 터빈회전부를 회전시키므로, 지속적으로 압축공기를 공기터빈날개에 공급하지 않아도 동력을 발생할 수 있어서 에너지효율이 높은 효과가 있다.

터빈고정부. 터빈회전부. 공기팽창탱크. 공기터빈날개. 구동축.

Description

압축공기터빈기관{The compressed air turbine engine}

도 1은 압축공기터빈기관의 개략적 측면 종단면도.

도 2는 터빈고정부와 터빈회전부의 작용도(1) 개략적 종단면도.

도 3은 터빈고정부와 터빈회전부의 작용도(2) 개략적 종단면도.

도 4는 터빈고정부와 터빈회전부의 작용도(3) 개략적 종단면도.

도 5는 터빈고정부와 터빈회전부의 작용도(4) 개략적 종단면도.

도 6은 터빈고정부와 터빈회전부의 작용도(5) 개략적 종단면도.

도 7은 터빈고정부와 터빈회전부의 칸막이 개략적 종단면도.

도 8은 공기압축기와 압축공기탱크 및 배관의 개략적 배치도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호설명〉

1A, 2A, 3A, 4A, 5A, 6A, 7A, 8A, 9A : 공기팽창탱크(expansion air tank).

1B, 2B, 3B, 4B, 5B, 6B : 공기터빈날개(air vessel).

10 : 터빈회전부(turbine 回轉都). 10E : 칸막이

10F : 구동축(驅動軸). 20 : 터빈고정부(turbine 固定部).

20G : 베어링(bearing). 20K : 밀봉커버(密封 cover).

30 : 공기배기탱크(空氣排氣 tank). 30C : 배기제어밸브(exhaust valve).

30P : 공기배기관(exhaust air pipe).

40 : 압축공기탱크(compressed air tank).

40C : 공급제어밸부(supply valve). 40P : 공기공급관(supply air pipe).

50 : 공기압축기(air compressor). 60 : 제어장치(制御裝置).

본 고안은 압축공기의 팽창력을 이용하여 기계적 에너지의 동력을 발생시키는 압축공기터빈기관에 관한 것으로서, 압축공기탱크에 저장된 압축공기를 다수의 공기팽창탱크와 다수의 공기터빈날개에 공급되어서 저장된 압축공기를 외부(外部)로 배기(排氣)시키지 않는 수단으로 되어서, 다수의 공기팽창탱크와 다수의 공기터빈날개에 통기(通氣)되어 저장된 압축공기의 팽창력작용에 의하여 압축공기 저장용기모양(공기팽창탱크의 개구부와 공기터빈날개의 개구부가 서로 통기되어 연결된 모양의 압축공기 저장용기)이 점진적으로 변형되어서 터빈회전부(10)가 회전하는 수단으로 터빈회전부(10)가 회전하여서 구동축(10F)에 동력을 발생시키는 목적의 압축공기터빈기관이다.

종래의 공기터빈기관은, 공기가 터빈의 날개바퀴를 축(軸) 방향으로 통과하는 축류식(軸流式)과, 공기가 날개바퀴를 반지름 방향으로 유출하는 레이디얼식으로 공기터빈을 구동시켜서 동력을 발생시키는 수단으로 동력을 발생하였으나, 지속적으로 공기를 공급하여 터빈날개에 압력을 가(加)하는 방법으로 터빈날개를 회전시켰으나 터빈날개에 공기를 지속적으로 공급되어야 하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기압축기(air compressor)로 공기를 압축하여 압축공기탱크에 일정압력으로 압축공기를 저장하여서, 압축공기탱크에 저장된 압축공기가 다수의 공기팽창탱크와 다수의 공기터빈날개(압축공기를 저장할 수 있는 용기의 개구부가 터빈고정부의 내경 쪽에 접촉되어 슬라이딩 가능한 공기터빈날개)에 공급되어 저장된 압축공기의 팽창력에 의하여서, 공기팽창탱크와 공기터빈날개에 대하여 압축된 공기의 팽창력으로 화살표 (가)방향으로 작용하는 팽창력으로 화살표 (나)방향으로 터빈회전부(10)를 회전시켜도 공기팽창탱크와 공기터빈날개에 저장된 압축공기의 부피와 공기팽창력은 변화되지 않고, 압축공기를 저장하는 용기모양(공기팽창탱크의 개구부와 공기터빈날개의 개구부가 서로 통기되어 연결된 모양의 압축공기 저장용기)이 점진적으로 변형되는 수단으로 터빈회전부(10)가 회전하게 되어도, 다수의 공기팽창탱크와 다수의 공기터빈날개에 공급되어 저장된 압축공기가 외부로 배기(排氣)되지 않고 지속적으로 작용하는 압축공기의 팽창력으로 터빈회전부(10)를 회전시켜서 동력을 발생시키는 목적에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 첨부도면을 참조한 본 고안은, 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 공급된 압축공기가 외부로 배기(排氣)되지 않고 지속적(持續的)으로 작용하는 압축공기의 팽창력으로 터빈회전부(10)를 회전시키는 방법으로 하여서, 압축공기의 팽창력작용으로 다수의 공기팽창탱크(1A(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 압축공기를 저장하는 용기모양(공기팽창탱크의 개방부와 공기터빈날개의 개방부가 서로 통기되어 연결된 모양의 압축공기저장용기)이 점진적으로 변형되어서 압축공기의 팽창력이 쏠리는 쪽으로 터빈회전부(10)가 회전하는 수단으로 고안되었다.

다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기(通氣)되어서 공급된 압축공기를 외부로 배기되지 않도록 하기 위한 수단은, 터빈고정부(20)의 내경(內徑)에 터빈회전부(10)의 외경(外經)이 접촉되어 슬라이딩 가능할 수 있게 장착되어서 서로 간섭을 받지않고 회전할 수 있도록 터빈회전부(10) 중심구멍에 고정장착된 구동축(10F)을 터빈고정부(20)의 형성된 중심구멍에 회전가능하게 장착되게 구성되어서, 터빈고정부(20)의 내경(內徑)과 터빈회전부(10)의 외경(外便)을 같은 수(數)로 등분(等分)하여서 터빈고정부(20)의 내경(內徑) 등분 비(等分比)를 1대1 간격의 길이로 띠워서 터빈고정부(20)의 내경(內徑) 쪽에 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 개구부(開口部)가 형성되고, 터빈회전부(10) 외경(外徑)의 등분 비(等分比)를 2대1 간격의 길이로 띠워서 터빈회전부(10)의 외경(外徑) 쪽에 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 개구부(開口都)를 형성되게 한다.

즉, 터빈고정부(20)의 내경 쪽에 형성된 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 개구부(開口部)와 터빈회전부(10)의 외경 쪽에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 개구부(開口部)가 슬라이딩 가능하게 접촉되어 압축공기가 통기(通氣)할 수 있도록, 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)를 3대2 비율의 개수(個數)로 구성되는 특징으로 한다.

일례로, 터빈고정부에 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)를 9개가 형성되고, 터빈회전부에 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)를 6개가 형성되어 서로 접촉되어 슬라이딩하여서 다수의 공기팽창탱크의 개구부(開口部)와 다수의 공기터빈날개의 개구부(開口都)에 압축공기가 통기(通氣)되어 공급된 압축공기를 외부(外部)로 배기(排氣)되지 않도록 구성 한다.

"용기 안에 있는 액체의 어느 점에 가(加)한 압력은 액체 내부의 모든 부분과 용기의 벽에 그대로 전달되고, 벽에 대해서는 언제나 수직(垂直)으로 작용한다."는 공기압이든 유압이든 유체를 사용하는 힘의 전달 방법에서는 파스칼의 원리가 기본적이 원리로 되어 있으므로, 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기되어 공급된 압축공기의 팽창력작용(도2 참조)이 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 윗면(1D)(2D)(3D)(4D)(5D)(6D)(7D)(8D)(9D)과 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 밑면(1C)(2C)(3C)(4C)(5C)(6C)에 화살표 (가)방향으로 작용하는 압축공기의 팽창력작용이 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 저장된 압축공기의 모양이 점진적으로 변형되어 압축공기를 저장하는 용기모양(공기팽창탱크와 공기터빈날개에 압축공기가 통기되어 저장된 용기모양)이 점진적으로 변형되어 압축공기의 팽창력에 대하여 저항이 약한 쪽으로 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전하여 터빈회전부(10)가 회전한다.

따라서, 다수의 공기팽창탱크(1A)‥에 공급된 압축공기의 팽창력이 다수의 공기터빈날개(1B)...에 통기되어 지속적으로 작용하는 압축공기의 팽창력에 의하여서 다수의 공기팽창탱크(1A)...와 다수의 공기터빈날개(1B)...에 압축공기를 저장하는 용기모양(공기팽창탱크의 개구부와 공기터빈날개의 개구부가 서로 통기되어 연결된 형태의 압축공기 저장용기)을 점진적으로 변형되어 터빈회전부(10)가 회전되어도. 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 개구부(開口部)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 개구부(開口都)에 압축공기가 통기(通氣)되어 저장된 압축공기의 부피와 압축공기의 팽창력은 변화되지 않도록 하는 수단으로 구성되어서, 다수의 공기팽창탱크(1A)...와 다수의 공기터빈날개(1B)...에 저장된 압축공기가 외부로 배기되지 않고 지속적으로 작용하는 팽창력으로 구동축(10F)에 동력을 발생시키는 목적에 있다.

그러므로, 터빈회전부(10)의 회전방향에 대하여 반대방향 쪽에 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 측면(1E)(2E)(3E)(4E)(5E)(6E)(7E)(8E)(9E)이 터빈고정부(20)의 지름선상에 가능한 평행(平行)될 수 있도록 형성되고, 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 윗면(1D)(2D)(3D)(4B)(5D)(6D)(7D)(8D)(9D)이 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 측면(1E)(2E)(3E)(4E)(5E)(6E)(7E)(8E)(9E)에 대하여 가능하게 직각(直角)이 될 수 있도록 형성되고, 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 밑면(1C)(2C)(3C)(4C)(5C)(6C)이 터빈회전부(10)의 지름선상에 가능한 평행(平行)될 수 있도록 형성되어서, 화살표 (가)방향으로 작용하는 압축공기의 팽창력작용이 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 윗면(1D)(2D)(3D)(4D)(5D)(6D)(7D)(8D)(9D)과 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 밑면(1C)(2C)(3C)(4C)(5C)(6C)에 대하여 작용하는 압축공기의 팽창력이 가능하게 서로 수직으로 작용할 수 있도록 형성된다.

따라서, 다수의 공기팽창탱크(1A)...의 윗면(1D)...과 다수의 공기터빈날개(1B)...의 밑면(1C)...에 화살표 (가)방향으로 작용하는 압축공기의 팽창력이 가능한 수직으로 작용하여 압축공기의 팽창력작용의 효율을 크게 높일 수 있도록 첨부 도면(도 7)과 같이 다수의 공기터빈날개(1B)...에 칸막이를 설치하여서 압축공기의 팽창력을 응집시킨다.

지렛대의 원리에 의하여 다수의 공기팽창탱크(1A)...와 다수의 공기터빈날개(1B)...에 공급된 압축공기의 팽창력으로 구동축(10F)의 구동력을 높이는 수단으로, 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)...의 밑면(1C)...이 구동축(10F)의 중심에서 가까운 거리로 띠워서 지름선상에 평행되게 형성되는 것 보다, 다수의 공기터빈날개(1B)...의 밑면(1C)...이 구동축(10F)의 중심에서 먼 거리에 띠워서 지름성상에 평행되게 형성되는 것이 더 큰 구동력이 구동축(10F)에 발생한다.

본 고안의 압축공기터빈기관의 구성을 일례를 들어 구체적으로 설명하면,

공기압축기(50)에 의하여 일정압력으로 압축공기를 공기공급관(51P)을 통하여 압축공기탱크(40)에 공급하여 저장된 압축공기를 제어장치(60)의 제어수단으로 작동하여서 압축공기탱크(40)에 저장된 압축공기를 공급받아서 저장할 수 있는 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)를, 터빈회전부(10)의 회전방향에 대하여 반대방향 쪽에 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 측면(1E)(2E)(3E)(4E)(5E)(6E)(7E)(8E)(9E)이 터빈고정부(20)의 지름선상에 가능한 평행(平行)될 수 있도록 형성되고, 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 윗면(1D)(2D)(3D)(4D)(5B)(6D)(7D)(8D)(9D)은 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)의 측면(1E)(1E)(2E)(3E)(4E)(5E)(6E)(7E)(8E)(9E)에 대하여 가능한 직각(直角)이 될 수 있도록 형성되어서 터빈고정부(20)의 내경 쪽으로 개구부(開口部)가 형성된 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)가 형성되게 한다.

터빈회전부(10)의 외경(外徑) 쪽으로 개구부(開口都)가 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 압축공기를 저장할 수 있는 개구부(開口部)가 구비된 용기로 형성되어, 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 저장된 압축공기가 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)와 통기(通氣)할 수 있도록 터빈고정부(20)의 내경(內徑)과 터빈회전부(10)의 외경(外徑)이 접촉되어 회전가능하게 장착되어서, 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)의 밑면(1C)(2C)(3C)(4C)(5C)(6C)이 터빈회전부(10)의 지름선상에 가능한 평행(平行)될 수 있도록 형성된다.

삭제

터빈회전부(10)를 회전시킬 수 있도록 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기팽창탱크와 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개를 3대 2 비율의 개수(個數)로 구성되어서, 다수의 공기팽창탱크와 다수의 공기터빈날개에 공급되어 저장된 압축공기의 팽창력에 의하여서 압축공기 저장용기모양(공기팽창탱크의 개구부와 공기터빈날개의 개구부가 서로 통기되어 연결된 모양의 압축공기 저장용기)이 점진적(漸進的)으로 변형(變形)되어 저항이 약한 쪽으로 터빈회전부(10)가 회전한다.

일례로, 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)가 9개로 형성되고 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)가 6개로 형성되는 것으로 한다.

다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 저장된 압축공기가 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기(通氣)되어서 저장된 압축공기가 외부(外部)로 배기(排氣)되지 않도록 하기 위한 수단으로, 터빈회전부(10)의 중심구멍에 고정 장착된 구동축(10F)에 패킹(packing)을 끼워서 터빈고정부(20)의 중심에 형성된 구멍에 장착된 베어링(20G)에 구동축(10F)을 삽입하여 회전가능하게 장착되어, 터빈고정부(20)의 내경(內徑) 쪽에 터빈회전부(10)의 외경(外座)이 접촉되어서 슬라이딩 가능하게 회전할 수 있도록 터빈고정부(20)의 형성된 중심구멍에 구동축(10F)을 장착되어서 터빈고정부(20)에 간섭을 받지 않고 터빈회전부(10)가 회전할 수 있도록 구성된다.

압축공기가 외부로 배기되는 것을 방지하기 위하여 패킹(packing)을 끼워서 장착된 구동축(10F)을 밀봉커버(20K)에 장착된 베어링(20G)에 회전가능하게 장착하여 터빈고정부(20)의 전면에 밀봉커버(20K)를 고정 장착되게 구성된다.

구동축(10F)을 정지시키기 위한 수단으로는, 터빈고정부(20)에 형성된 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 배기제어밸브(30C)가 장착된 공기배기관(30P)이 연결되어서, 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 저장된 압축공기를 제어장치(60)의 수단으로 작동하여 공기배기관(30P)을 통하여 배기통(30)에 압축공기를 배기(排氣)하는 수단으로 배기소음(排氣音)을 감소시킬 수 있도록 구성된다.

배기통(30)에 배기되어 저장된 공기를 공기압축기(50)를 작동하여 공기공급관(50P)을 통하여 흡입 압축하여서 공기공급관(51P)을 통하여 압축공기탱크(40)에 일정압력의 압축공기를 저장할 수 있게 구성된다.

본 고안의 압축공기터빈기관으로 동력을 발생시키기 위하여서 압축공기탱크(40)에 저장된 압축공기를 공급제어밸브(40C)와 배기제어밸브(30C)를 제어하는 제어장치(60)의 전자제어수단으로, 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 압축공기를 공급시켜서 저장된 압축공기가 터빈회전부(10)에 형성된 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 통기되어 저장된 압축공기의 팽창력에 의하여서 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)와 다수의 공기터빈날개(1B)(2B)(3B)(4B)(5B)(6B)에 압축공기를 저장하는 용기모양을 점진적으로 변형시키는 수단으로 하여 구동축(10F)을 축(軸)으로 터빈회전부(10)가 회전하여서 구동축(10F)에 동력이 발생시킬 수 있도록 한다.

첨부도면에 의해 일례의 압축공기터빈기관의 작용을 설명하면 다음과 같다.

공기압축기(50)에 의하여 공기가 압축되어서 공기공급관(51P)을 통하여 압축공기탱크(40)에 저장된 압축공기를 제어장치(60)의 전자제어수단으로 배기제어밸브(30C)를 닫고(close)하고 공급제어밸브(40C)를 오픈(open)하여서 공기공급관(40P)을 통하여 터빈고정부(20)에 형성된 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 압축공기를 공급하는 순서는 아래와 같다.

1). 도 2를 참조하여서 공기팽창탱크(1A)(4A)(7A)에 공급되어 저장된 압축공기는 터빈회전부(10)에 형성된 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)에 압축공기가 통기(通氣)하여 공급되어 압축공기의 팽창력이 작용하면, 공기팽창탱크(1A)(4A)(7A)의 윗면(1D)(4D)(7D)과 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)의 밑면(1C)(5C)(3C)에 작용하는 압축공기의 팽창력이 화살표 (가)방향으로 작용하는 압축공기의 팽창력작용에 의하여 저항이 적은 쪽으로 압축공기가 쏠려서, 공기팽창탱크(1A)(4A)(7A)와 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)에 압축공기가 저장되는 용기가 점진적으로 변형하는 수단으로 구동축(10F)을 축(軸)으로 하여 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전한다.

2). 도 3을 참조하여서 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전하면, 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)가 공기팽창탱크(1A)(4A)(7A)에서 점진적으로 이탈(도 3)하면, 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)가 공기팽창탱크(3A)(6A)(9A)에 점진적으로 압축공기가 통기(通氣)되게 연결되어서 공기팽창탱크(3A)(6A)(9A)에 저장된 압축공기와 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)에 저장된 압축공기가 서로 통기(通氣)되면, 공기팽창탱크(3A)(6A)(9A)의 윗면(3D)(6D)(9D)과 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)의 밑면(6C)(4C)(2C)에 압축공기의 팽창력이 화살표 (가)방향으로(도 4) 작용하는 압축공기의 팽창력으로 터빈고정부(20)에 간섭받지 않고 회전하는 터빈회전부(10)가 구동축(10F)을 축(軸)으로 하여서 화살표 (나)방향으로 회전한다.

3). 도 4를 참조하여서, 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전하면 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)가 공기팽창탱크(1A)(4A)(7A)에서 완전히 이탈(도 3)하여서 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)가 공기팽창탱크(3A)(6A)(9A)에 압축공기가 통기할 수 있게 연결되어서, 통기된 압축공기의 팽창력작용으로 공기팽창탱크(3A)(6A)(9A)의 윗면(3D)(6D)(9D)과 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)의 밑면(6C)(4C)(2C)에 작용하는 압축공기의 팽창력이 화살표 (가)방향으로 압축공기의 팽창력작용에 의하여 저항이 적은 쪽으로 압축공기가 쏠려서, 공기팽창탱크(3A)(6A)(9A)와 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)에 압축공기가 저장되는 용기가 점진적으로 변형하는 수단으로 하여 구동축(10F)을 축(軸)으로 하여 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전한다.

4). 도 5를 참조하여서 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전하면, 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)가 공기팽창탱크(3A)(6A)(9A)에서 점진적으로 이탈하고, 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)가 공기팽창탱크(2A)(5A)(8A)에 점진적으로 압축공기가 통기(通氣)되게 연결되어서 공기팽창탱크(2A)(3A)(5A)(6A)(8A)(9A)의 윗면 (2D)(3D)(5D)(6D)(8D)(9D)과 공기터빈날개(1B)(6B)(5B)(4B)(3B)(2B)의 밑면(1C)(6C)(5C)(4C)(3C)(2C)에 압축공기의 팽창력이 화살표 (가)방향으로 작용하는 압축공기의 팽창력작용으로 터빈고정부(20)에 간섭받지 않고 회전하는 터빈회전부(10)가 구동축(10F)을 축(軸)으로 하여서 화살표 (나)방향으로 회전한다.

5). 도 6을 참조하여서, 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전하면 공기터빈날개(6B)(4B)(2B)가 공기팽창탱크(3A)(6A)(9A)에서 완전히 이탈(도 6)하여서 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)가 공기팽창탱크(2A)(5A)(8A)에 압축공기가 통기할 수 있게 연결되어서, 통기된 압축공기의 팽창력작용으로 공기팽창탱크(2A)(5A)(8A)의 윗면(2D)(5D)(8D)과 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)의 밑면(1C)(5C)(3C)에 작용하는 압축공기의 팽창력이 화살표 (가)방향으로 압축공기의 팽창력작용에 의하여 저항이 적은 쪽으로 압축공기가 쏠려서, 공기팽창탱크(2A)(5A)(8A)와 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)에 압축공기가 저장되는 용기가 점진적으로 변형하는 수단으로 하여 구동축(10F)을 축(軸)으로 하여 터빈회전부(10)가 화살표 (나)방향으로 회전한다.

위와 같이, 다수의 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A(8A)(9A)에 공급된 압축공기가 다수의 공기터빈날개(1B)(5B)(3B)(6B)(4B)(2B)에 반복하여 통기(通氣)되게 할 수 있도록 접촉되어 연결되어서 다수의 공기팽창탱크(1A)...에 공급된 압축공기의 팽창력으로 터빈회전부(10)를 화살표 (나)방향으로 회전하여도, 다수의 공기팽창탱크(1A)...와 다수의 공기터빈날개(1B)...에 공급된 압축공기가 외부(外部)로 배기(排氣)되지 않도록 구성하여서 다수의 공기팽창탱크(1A)...와 다수의 공기터빈날개(1B)...에 통기되어 저장된 압축공기의 부피와 팽창력은 변화되지 않고 지속적으로 작용하는 압축공기의 팽창력에 의하여서 저항이 약한 쪽으로 터빈회전부(10)가 회전하는 수단으로 다수의 공기팽창탱크(1A)...와 다수의 공기터빈날개(1B)...에 압축공기가 저장되는 용기모양이 점진적으로 변형되어 터빈회전부(10)를 회전시키는 수단으로 구동축(10F)에 동력이 발생된다.

그리고 구동축(10F)을 정지시키는 수단으로, 제어장치(60)의 제어수단으로 공급제어밸브(40C)를 닫고(close) 배기제어밸브(30C)를 오픈(open)하여서, 공기팽창탱크(1A)(2A)(3A)(4A)(5A)(6A)(7A)(8A)(9A)에 공급된 공기를 공기배기관(30P)을 통하여 배기탱크(30)로 배기(排氣)하여서 구동축(10F)을 정지시킨다.

또한, 다수의 공기팽창탱크(1A)...와 다수의 공기터빈날개(1B)...에 공급된 압축공기의 팽창력작용의 크기보다 구동축(10F)에 실리는 부하(負荷)가 더 클 때 구동축(10F)의 구동력이 소멸된다.

상술한 바와 같이 본 고안을 구체적으로 설명하였으나, 본 고안은 이에 한정(限定)되는 것은 아니며, 본 고안의 범위 내에서 다양한 변경(變更), 변형(變形)하여 실시하는 것 또한 본 고안의 개념(槪念)에 포함되는 것은 물론이다.

본 고안은, 외부로부터 공급받은 압축공기의 팽창력(압축공기분자운동)으로 터빈회전부(10)를 회전시켜도 다수(多數)의 공기팽창탱크(1A)...와 다수(多數)의 공기터빈날개(1B)...에 공급된 압축공기를 외부(外部)로 배기(排氣)하지 않도록 구성되어서, 구동축(10F)에 실리는 부하(負荷) 보다 더 큰 공기압력의 압축공기를 다수(多數)의 공기팽창탱크(1A)...에 공급하여 저장된 압축공기는 다수(多數)의 공기팽창탱크(1A)...의 개구부(開口部)와 다수(多數)의 공기터빈날개(1B)...의 개구부(開口部)를 통하여 통기(通氣)된 압축공기의 팽창력으로 압축공기저장용기(공기팽창탱크의 개구부와 공기터빈날개의 개구부(開口部)에 압축공기가 통기(通氣)하게 연결되어 공기팽창탱크와 공기터빈날개에 압축공기가 저장된 용기모양)가 점진적(漸進的)으로 변형(공기터빈날개가 압축공기의 팽창작용에 의하여 저항이 적은 쪽으로 쏠려서 터빈회전부가 회전하여 공기저장용기가 점진적으로 변형하는 용기모양)시키는 수단으로 하여 터빈회전부(10)를 회전시켜서 구동축(10F)에 동력을 발생시키는 효과의 압축공기터빈기관 이다.

Claims

압축공기의 공기팽창력을 이용하여 기계적 에너지의 동력을 발생시키는 압축공기터빈기관에 있어서,

압축공기를 외부(外部)로부터 공급받아 다수(多數)의 공기팽창탱크(expansion air tank)에 압축공기를 저장할 수 있도록 터빈고정부(20)의 내경(內俓) 쪽으로 개구부(開口部)가 형성되게 하여 용기형태(容器形態)로 형성된 다수(多數)의 공기팽창탱크(expansion air tank)와; 상기 터빈고정부(20)의 중심에 형성된 구멍에 삽입되어 회전가능하게 장착된 구동축(10F)과; 터빈회전부(10)의 중심에 형성된 구멍에 상기 구동축(10F)이 삽입되어 고정 장착된 터빈회전부(10)가 상기 터빈고정부(20)의 내경(內徑) 쪽에 밀접하여 슬라이딩하면서 회전가능하게 장착되어서 상기 다수(多數)의 공기팽창탱크(expansion air tank)에 저장된 압축공기가 상기 다수(多數)의 공기팽창탱크(expansion air tank)의 개구부(開口部)를 통하여 공기터빈날개(air vessel)의 개구부(開口部)로 통기(通氣)할 수 있도록 장착된 터빈회전부(10)의 외경(外俓) 쪽으로 개구부(開口部)가 형성된 다수(多數)의 공기터빈날개(air vessel)와; 상기 다수(多數)의 공기팽창탱크(expansion air tank)와 상기 다수(多數)의 공기터빈날개(air vessel)에 저장된 압축공기가 외부(外部)로 배기(排氣)하지 않도록 하기 위하여 구동축(10F)에 패킹(packing)을 끼워서 장착된 구동축(10F)을 밀봉커버(20K)의 중심에 형성된 구멍에 장착된 베어링(20G)에 구동축(10F)이 회전가능하도록 장착되어 상기 터빈고정부(20)의 전면(前面)에 고정 장착된 밀봉커버(20K)와; 상기 터빈고정부(20)에 형성된 상기 다수(多數)의 공기팽창탱크(expansion air tank)에 연결되어 상기 다수(多數)의 공기팽창탱크(expansion air tank)에 압축공기공급(供給)을 제어(control)하는 공급제어밸브(40C)가 구비(具備)된 공기공급관(40P)과; 상기 터빈고정부(20)에 형성된 상기 다수(多數)의 공기팽창탱크(expansion air tank)에 연결되어 상기 다수(多數)의 공기팽창탱크(expansion air tank)에 저장된 압축공기 배기(排氣)를 제어(control)하는 배기제어밸브(30C)가 구비(具備)된 공기배기관(30P)과; 상기 공급제어밸브(40C)와 상기 배기제어밸브(30C)를 제어장치(60)가 제어(control)하여서 상기 공기팽창탱크(expansion air tank)에 압축공기 공급과 압축공기 배기를 제어(control)하는 제어장치(60)를 포함하여, 공기압축기(50)로부터 압축공기를 공급받아 압축공기탱크(40)에 저장된 압축공기를 상기 제어장치(60)가 상기 공급제어밸브(40C)를 제어(control)하여 상기 공기팽창탱크(expansion air tank)에 공급된 압축공기가 상기 공기팽창탱크(expansion air tank)의 개구부(開口部)와 상기 공기터빈날개(air vessel)의 개구부(開口部)를 통하여 통기(通氣)된 압축공기의 팽창력(압축공기분자운동의 내부에너지)으로 압축공기저장용기(공기팽창탱크와 공기터빈날개에 압축공기가 저장된 형태의 용기모양)를 점진적(漸進的)으로 변형시켜서 상기 터빈회전부(10)를 회전시키는 수단으로 하는 것을 특징으로 하여 상기 구동축(10F)에 동력을 발생시키는 압축공기터빈기관.
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