KR20070090955A - 2 행정 증기-진공 엔진 - Google Patents

2 행정 증기-진공 엔진 Download PDF

Info

Publication number
KR20070090955A
KR20070090955A KR1020077014519A KR20077014519A KR20070090955A KR 20070090955 A KR20070090955 A KR 20070090955A KR 1020077014519 A KR1020077014519 A KR 1020077014519A KR 20077014519 A KR20077014519 A KR 20077014519A KR 20070090955 A KR20070090955 A KR 20070090955A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steam
vacuum
piston
cylinder
chamber
Prior art date
Application number
KR1020077014519A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101255160B1 (ko
Inventor
로이드 이 바이숍
Original Assignee
로이드 이 바이숍
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
Priority claimed from US10/997,562 external-priority patent/US6951107B1/en
Application filed by 로이드 이 바이숍 filed Critical 로이드 이 바이숍
Publication of KR20070090955A publication Critical patent/KR20070090955A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101255160B1 publication Critical patent/KR101255160B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/34—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
    • F01K7/36—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating the engines being of positive-displacement type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K1/00—Steam accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K1/00—Steam accumulators
    • F01K1/20—Other steam-accumulator parts, details, or accessories
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B7/00—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders
    • F01B7/16—Machines or engines with two or more pistons reciprocating within same cylinder or within essentially coaxial cylinders with pistons synchronously moving in tandem arrangement

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

2 행정 증기-진공 엔진은 복수의 실린더(500, 502)를 포함하고, 각각의 실린더는 피스톤(504, 510), 피스톤 로드(506, 512) 및 증기 챔버(508, 514)를 구비하고 있다. 피스톤 로드는 각각의 피스톤이 팽창 위치 및 수축 위치 사이에서 왕복하여 이동할 수 있도록 하기 위하여 동시 이동하도록 연결되어 있다. 대기압보다 3 내지 5 p.s.i 높은 압력에서 증기 챔버(508, 514) 내부로 증기를 들어가게 하는 것은 증기 밸브(522, 524)에 의해 제어되고, 증기 챔버를 진공부로 노출시키는 것은 진공 밸브(548, 550)에 의해 제어된다. 증기는 보일러(520), 태양 동력 원 또는 특선한 다른 연료를 통하여 증기 챔버(24, 38)에 공급된다. 응축물을 제거한 후에 응축물 수집기 탱크(560)에 진공부를 공급하기 위하여, 보조 진공 탱크(572)가 주 진공 탱크(554)로부터 차단될 수 있다. 실린더(500, 502)로부터의 동력에 의해 구동되는 보조 진공 펌프(614, 616)는, 주 진공 펌프(570)가 주 진공 탱크(554)를 유지하도록 한 채로, 보조 진공 탱크(572)에서 진공부를 공급한다.
Figure 112007046304952-PCT00001
증기-진공 엔진, 진공 탱크, 진공 펌프, 증기 챔버, 공기 챔버, 응축물 수집기

Description

2 행정 증기-진공 엔진 {TWO STROKE STEAM-TO-VACUUM ENGINE}
본 발명은 증기 기관, 특히 실린더의 증기 챔버 내에서 대기압 내지 대기압보다 약간 높은 상태에 있는 증기가 진공에 노출되어 동력 행정(power stroke)을 야기하는 증기 기관에 관한 발명이다. 특히, 본 발명은 링크 피스톤(linked pistons)을 구비한 2 이상의 실린더를 구비하고 있는 증기-진공 엔진(steam-to-vacuum engines)에 관한 것이다. 이러한 증기-진공 엔진의 각각의 실린더는 대기압 또는 대기압보다 약간 높은 상태에 있는 증기에 노출될 수 있는 증기 챔버를 구비하고 있고, 상기 증기는 실린더를 빠져나가서 실린더 내부에 진공을 발생시키고, 이에 따라 주위의 공기압이 링크 피스톤 중 하나를 동력 행정을 거치도록 가압하게 된다.
현대의 증기 동력의 개발은 1698년 Thomas Savery에게 특허가 허여된 Savery 펌프에서 시작되었다. Savery 펌프는 광산에서 물을 제거하기 위해 사용되었다. Savery 펌프는 물을 가열하여 기화시키고, 증기로 탱크를 채운 후에, 탱크를 증기 원으로부터 끊어버린 다음에 증기를 응축시키기 위해 탱크 내부로 찬물을 분사함으로써 진공을 발생시킴으로써 작동한다. 발생된 진공은 광산으로부터 물을 흡입하기 위해 사용되었다.
Thomas Newcomen (1663-1729)은 증기 실린더와 피스톤을 피벗 빔(pivoting beam)과 결합함으로써 Savery 펌프를 개량하였다. 상기 빔은 증기 실린더에 대향하는 측에서 더 무겁게 되어 있어서 중력에 의해 그 측이 아래로 당겨지게 되어 있다. 무거운 측이 하강할 때, 증기 실린더에서의 피스톤은 상승한다. 동력은, 대략 대기압 상태에서 실린더를 증기로 채운 후에 증기를 응축하기 위하여 실린더 내부로 물을 분사함으로써 발생 된다. 생성된 진공에 의해 대기압이 피스톤을 아래로 가압하여, 실린더의 위에 있는 빔 측을 아래로 피벗운동시키고, 또한 빔의 무거운 측을 상승하도록 만들어, 상승하는 측 아래의 펌프를 물로 채운다. 동력 행정의 바닥에서, 실린더에 증기를 다시 채우기 위하여 밸브가 개방되고, 빔의 무거운 측이 중력에 의해 아래로 다시 당겨지게 되어 펌프를 활성화한다. 따라서, Newcomen 엔진은, 대략 대기압에서 증기를 사용하여 진공을 채우기 위하여 피스톤을 가압하는 대기압에 의하여 구동되었다. Newcomen의 엔진은 본래 비효율적인데, 이는 증기 실린더가 반복하여 가열되고 냉각되면서 실린더를 가열하기 위해 에너지를 낭비하기 때문이다.
James Watt (1739-1819)는 별도의 응축기를 사용함으로써 높은 효율을 달성할 수 있다는 획기적인 발견을 1765년에 하게 된다. Newcomen의 대기압 엔진과 같이, Watt의 엔진 역시 대기압이 피스톤을 아래로 가압한다는 원칙에 기초하여 작동한다. 그러나, 밸브에 의하여, 증기를 냉각하기 위한 별도의 응축기로 증기가 흡입되고 진공이 발생하게 된다. 응축기를 분리함으로써, 증기 피스톤과 실린더가 항상 뜨거운 상태로 유지되게 되고, Newcomen에 비하여 효율이 실질적으로 높아지 게 된다.
대기압 증기 엔진을 사용하여 동력을 발생시키는 것을 부차적인 것으로 격하시킨 채로 남겨두면서, 증기 엔진 기술에 대한 이후의 개량은 주로 고압 증기와 새로운 기계적 설계에 초점이 맞추어졌다.
본 발명에 따른 증기-진공 엔진은 제 1 실린더 및 제 2 실린더를 포함하고 있다. 제 1 실린더는 실린더에서 제 1 증기 챔버를 한정하는 제 1 피스톤을 구비하고 있다. 제 1 피스톤은 제 1 증기 챔버의 경계를 한정하면서 제 1 실린더 내부에서 왕복으로 이동가능하다. 제 1 피스톤 로드는 제 1 피스톤에 부착되어 있다. 제 2 실린더는 제 2 피스톤 및 제 2 증기 챔버를 구비하고 있다. 유사하게, 제 2 피스톤은 제 2 증기 챔버의 경계를 한정하면서 제 2 실린더 내부에서 왕복으로 이동가능하다. 제 2 피스톤 로드는 제 2 피스톤에 부착되어 있다. 실린더는 고정되어 이격된 관계로 위치하고 있고, 피스톤 로드는 커플러에 의해 선형으로 함께 연결되어 있어서, 제 1 및 제 2 피스톤이 정해진 왕복운동 관계로 동시에 이동할 수있다. 본 발명의 다른 양태에서, 두 개 이상의 실린더의 피스톤 로드가 동시 이동할 수 있도록 크랭크축과 커넥팅 로드 또는 다른 적절한 기계적 연결에 의하여 함께 연결되어 있다.
증기 원, 예컨대 보일러, 태양 에너지 수집장치, 또는 특별히 선택된 연료는 대기압보다 약간 높은 기압에서 증기를 발생시키고, 제 1 및 제 2 실린더와 연통되어 있다. 바람직하게, 적정한 기능을 수행하기 위하여 증기는 대기보다 3 내지 5 p.s.i. 높은 압력에서 발생된다. 각각의 실린더로의 증기 유입은 복수의 증기 밸브에 의해 제어된다. 유사하게, 각 실린더의 진공부로의 누출은 복수의 진공 밸브에 의해 제어된다.
각 실린더에서 피스톤은 팽창 위치 및 수축 위치 사이에서 이동가능하다. 피스톤이 팽창 위치에 있을 때, 증기 챔버는 최대 체적으로 팽창된다. 피스톤이 수축 위치에 있을 때, 증기 챔버는 최소 체적으로 수축한다. 각 실린더에서 피스톤이 수축 위치에서 팽창 위치로 이동하기 시작하는 때에, 진공 밸브는 진공부로부터 증기 챔버를 밀봉하고, 증기 밸브는 증기 챔버를 증기 원으로 노출시킨다. 그러므로, 증기 챔버는 증기 흡입 행정을 한정하는 팽창 동안에 미끄러지는 피스톤 뒤를 거의 대기압에서 증기로 채운다. 제 1 실린더가 증기 흡입 행정을 통하여 이동할 때, 제 2 실린더의 피스톤은 팽창 위치로부터 수축 위치로 이동하며 동력 행정을 한정한다. 동력 행정이 시작될 때, 증기 밸브는 증기 원으로부터 제 2 실린더의 증기 챔버를 밀봉하고, 진공 밸브는 증기 챔버를 진공부로 노출시킨다. 증기 챔버에서 증기가 진공부로 노출되는 즉시, 증기는 증기 챔버로부터 진공부로 빠져나가서, 동력 행정을 통하여 대기압이 피스톤을 구동할 수 있도록 하기 위하여 증기 챔버에서 진공부를 유지한다. 그러므로, 동시 이동할 수 있도록 피스톤을 결합함으로써, 동력 행정을 통하여 하나의 실린더를 이동시키는 것은 증기 흡입 행정을 통하여 다른 실린더를 구동시킨다. 따라서, 연결된 피스톤이 왕복운동할 때, 하나의 실린더에서의 하나의 피스톤은 항상 동력 행정을 발생시키고 있는 반면에 증기의 유입은 다른 실린더에서 발생되어서, 2 행정 대기압 증기 엔진이 되게 된다. 두 개 이상의 피스톤이 연결된 것을 포함하는 다른 실시예에서, 피스톤 중 각각 하나에 의한 동력 행정은, 모든 다른 실린더에서의 피스톤에 의한 동력 행정 - 증기 흡입 행정을 통하여 이동을 발생시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 각 실린더는 실린더 벽부, 실린더의 선단 벽부 및 피스톤에 의해 한정되는 공기 챔버를 구비하고 있다. 선단 벽부에는, 피스톤의 왕복운동의 제어를 개선하기 위하여, 공기 챔버로 공기가 유입되는 것을 제어하기 위한 공기 밸브가 구비되어 있고, 공기 챔버로부터 공기를 배출하는 것을 제어하기 위한 하나 이상의 체크 밸브가 구비되어 있다. 예를 들면, 피스톤의 동력 행정으로 들어가는 실린더로 공기의 유입을 지연시키는 것은 동력 행정을 통하여 피스톤의 이동을 느리게 할 것이다. 대안적으로, 증기 흡입 행정에 있는 실린더로부터 공기의 유출은 다른 실린더에서의 동력 행정의 진행을 늦추기 위하여 차단 또는 제한될 수 있다.
전술한 증기-진공 엔진은 연결된 피스톤에 의해서 연속적인 이중 동력 행정을 발생시키는 특별한 장점 및 거의 대기압에서의 증기를 사용하는 것만으로 실질적인 양의 에너지를 생산할 수 있다는 특별한 장점을 가지고 있다. 본 발명은 상대적으로 낮은 압력에서 증기를 사용하기 때문에, 요구되는 압력에서의 증기가 광범위한 열원으로부터 쉽게 얻어질 수 있는데, 다양한 광원에는 태양열 장치의 표준 배열, 자연적으로 열원을 발생시키는 다른 것들, 핵분열 과정에서 초래되는 방사성 폐기물로부터의 열, 및 특별한 다른 연료 등을 포함한다. 설치 후에, 공해가 없는 연료를 사용하여, 본 발명에 의해 발생되는 동력은 본질적으로 제한되지 않고 환경적으로 무공해이다.
도 1은 본 발명에 따른 증기-진공 엔진을 나타내는 개요도이다.
도 1A는 도 1에 도시된 증기-진공 엔진의 제어 장치 및 스위치를 나타내는 확대 개요도이다.
도 2는 도 1에 도시되어 있는 증기-진공 엔진의 증기 및 진공 밸브의 밸브 작동을 나타내는 개요도이다.
도 3은 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 다른 실시예를 나타내는 개요도이다.
도 3A는 도 3에 도시되어 있는 증기-진공 엔진의 제어 장치 및 스위치를 나타내는 확대 개요도이다.
도 4는 피벗 바에 부착되어 있는 커플러를 나타내는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 실린더를 나타내는 개요도이다.
도 5는 휠에 부착되어 있는 커플러를 나타내는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 실린더를 나타내는 개요도이다.
도 6은 크랭크 조립체에 결합되어 있는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 다른 실시예의 두 개의 실린더를 나타내는 개요도이다.
도 7은 크랭크 조립체에 결합되어 있는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 다른 실시예의 세 개의 실린더를 나타내는 개요도이다.
도 8은 미끄럼 조립체에 결합되어 있는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 다 른 실시예의 두 개의 실린더를 나타내는 개요도이다.
도 9는 증기 및 진공 밸브가 실린더의 외부 단부에 재 위치되어 있고, 공기 밸브가 실린더 각각의 내부 단부에 설치되어 있는 것을 나타내는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 다른 실시예의 두 개의 실린더를 나타내는 개요도이다.
도 10은 크랭크 조립체에 연결되어 있는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 다른 실시예의 두 개의 실린더를 나타내는 개요도이다.
도 11은 크랭크 조립체에 연결되어 있는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 다른 실시예의 두 개의 실린더를 나타내는 개요도이다.
도 12는 실린더의 외부 단부 상의 공기 밸브 및 휠에 연결되어 있는 본 발명을 나타내는 증기-진공 엔진의 다른 실시예의 두 개의 실린더를 나타내는 개요도이다.
도 13은 진공부를 다시 공급하기 위하여 엔진에 의해 작동되는 진공 펌프를 도시하는 증기-진공 엔진의 다른 실시예의 두 개의 실린더를 나타내는 개요도이다.
도 14는 응축물 수집기 탱크 및 작은 진공 펌프를 포함하는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 다른 실시예를 나타내는 개요도이다.
먼저 도 1을 참조하면, 전체적으로 10으로 지칭되어 있는 증기-진공 엔진(steam-to-vacuum engine)은 좌측에 제 1 실린더(12) 및 우측에 제 2 실린더(14)를 포함하고 있다. 제 1 실린더(12)는 제 1 피스톤(16) 및 제 1 피스톤 로드(18)를 구비하고 있다. 제 1 피스톤(16)은 팽창 위치(B) 및 수축 위치(A) 사이에서 이 동가능한데, 이는 제 1 실린더(12) 내부에서 제 1 증기 챔버(24)의 이동가능한 경계를 한정한다. 유사하게, 제 2 실린더(14)는 제 2 피스톤(30) 및 제 2 피스톤 로드(32)를 구비하고 있다. 제 2 피스톤(30)은 팽창 위치(B') 및 수축 위치(A') 사이에서 이동가능한데, 이는 제 2 실린더(14) 내부에서 제 2 증기 챔버(38)의 이동가능한 경계를 한정한다.
도시된 실시예에서, 커플러(40)는 제 1 피스톤(16) 및 제 2 피스톤(30)이 선형으로 연결되어 동시에 이동할 수 있도록 제 1 피스톤 로드(18) 및 제 2 피스톤 로드(32)를 연결하고 있다. 피스톤 로드를 결합하는 방법에 있어서는 당업계에서 수많은 방법이 가능하다는 것이 자명한데, 예를 들어 피스톤 로드를 일체로 성형하거나, 피스톤 로드와 피스톤을 일체로 성형하거나, 또는 피스톤 로드를 서로 용접하는 방법 등이 있다.
증기 저장기(42)가 복수의 증기 밸브를 통하여 제 1 증기 챔버(24) 및 제 2 증기 챔버(38)에 연통되어 있는데, 이에 관하여는 자세히 후술한다. 증기를 발생시키기 위한 물은 도 1에 도시되어 있는 태양열 동력 원(44), 예컨대 태양 에너지 수집기의 배열에 의해 가열된다. 대기압에서의 증기로 엔진이 성공적으로 작동될 수 있지만, 실험에 의하면 대기보다 3 내지 5 psi 높은 상태의 증기가 최적의 엔진 작동을 제공하는 것으로 나타났다. 유사하게, 응축기(46) 및 진공 탱크(48)가 복수의 진공 밸브를 통하여 제 1 증기 챔버(24) 및 제 2 증기 챔버(38)에 연통되어 있는데, 이에 관하여도 자세히 후술한다. 도시된 실시예에서, 증기 팽창 챔버(50, 51)가 응축기(46) 및 증기 챔버(24, 38)의 중간에 제공되어, 증기 챔버(24, 38)로 부터 진공 탱크(48)로 가는 도중에 증기가 즉시 팽창하도록 하기 위하여 증기 챔버(24, 38)에 인접하여 팽창된 진공 공간이 제공된다. 진공 탱크에서 15-20"Hg의 제어된 진공에 의하여 증기가 실린더로부터의 진공으로 즉각적으로 빠져나가게 되어 실린더 내부에서 진공을 발생하게 하여, 피스톤 상에서의 공기압이 강력한 동력 행정을 발생시킬 것이다.
태양 에너지 수집기에 부가하여, 필요한 압력에서의 증기가 지열 원으로부터 얻어질 수도 있으며, 핵 폐기물, 메탄 또는 천연 가스로부터 발생되는 열을 이용할 수도 있다. 핵 폐기물은 주위 온도가 300°F인 캐니스터(canister)에 일반적으로 저장되어 있다. 열 교환기를 사용함으로써, 무한한 양의 증기가 양호한 방사 제어에 의해 발생될 수 있다.
제 1 실린더(12)를 살펴보면, 제 1 피스톤(16)이 팽창 위치(B)에 있을 때, 증기 챔버(24)는 최대 부피로 확장된다. 반대로, 제 1 피스톤(16)이 수축 위치(A)에 있을 때, 증기 챔버(24)는 최소 부피를 갖는다. 유사하게, 제 2 실린더(14)의 제 2 피스톤(30)이 팽창 위치(B')에 있을 때, 제 2 증기 챔버는 최대 부피를 갖는다. 제 2 피스톤이 수축 위치(A')에 있을 때, 제 2 증기 챔버는 최소 부피를 갖는다. 제 1 증기 챔버(24)로의 증기의 진입은 제 1 증기 밸브(52)에 의해 제어되는데, 제 1 증기 밸브(52)는 개방되었을 때 증기가 증기 저장기(42)로부터 나오도록 한다. 제 2 증기 챔버(38)로의 증기의 진입은 제 2 증기 밸브(54)에 의해 제어되는데, 제 2 증기 밸브(54)는 개방되었을 때 증기가 증기 저장기(42)로부터 나오도록 한다. 제 1 진공 밸브(56)가 개방되었을 때, 제 1 증기 챔버(24)는 증기 팽창 챔버(50), 응축기(46), 마지막으로 진공 탱크(48)에 노출된다. 제 2 진공 밸브(58)가 개방되었을 때, 제 2 증기 챔버(38)는 다른 증기 팽창 챔버(51), 응축기(46) 및 진공 탱크(48)에 노출된다.
도 1을 계속 참조하면, 제 1 스위치(X)가 증기 밸브(52, 54) 및 진공 밸브(56, 58)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 스위치는, 활성화되었을 때, 제 1 진공 밸브(56) 및 제 2 증기 밸브(54)를 폐쇄하고, 제 1 증기 밸브(52) 및 제 2 진공 밸브(58)를 개방한다. 그러므로, 제 1 스위치(X)가 활성화되었을 때, 제 1 증기 챔버(24)는 증기 저장기(42)와 개방상태로 연통되어 있어서 증기가 통하도록 허용되고, 제 2 증기 챔버는 진공 탱크(48)과 연통되어 있게 된다. 따라서, 제 2 증기 챔버(38)에 있는 증기는 증기 팽창 챔버(51)로 빠져나가고 응축기(46) 및 진공 탱크(48)로 빠져들어와서, 제 2 증기 챔버(38)에 진공을 발생시킨다. 그러므로, 주위 공기에 의해 제 2 피스톤(30)이 수축 위치(A')를 향하여 이동될 것이고, 이에 의하여 동시에 제 1 피스톤(16)이 팽창 위치(B)를 향하여 이동된다. 제 1 피스톤(16)이 수축 위치(A)로부터 팽창 위치(B)로 이동하기에 자유롭게 되지 않는다면 제 2 피스톤(30)은 동력 행정을 완성할 수 없을 것이라는 점은 자명하다. 따라서, 제 2 증기 밸브(54)를 폐쇄하는 것은 증기가 제 2 증기 챔버(38)에서의 진공을 방해하는 것을 방지하고, 제 1 진공 밸브(56)를 폐쇄하는 것은 제 1 증기 챔버(24)에서의 증기가 진공으로 나가는 것을 방지한다.
제 2 스위치(Y) 역시 증기 밸브(52, 54) 및 진공 밸브(56, 58)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 스위치(Y)는, 활성화되었을 때, 제 1 증기 밸브(52) 및 제 2 진공 밸브(58)를 폐쇄하고, 제 2 증기 밸브(54) 및 제 1 진공 밸브(56)를 개방한다. 그러므로, 제 2 스위치(Y)가 활성화되었을 때, 제 2 증기 챔버(38)는 증기 저장기(42)와 개방상태로 연통되어 있어서 증기가 통하도록 허용되고, 제 1 증기 챔버(24)는 진공 탱크(48)과 연통되어 있다. 이러한 상태에서, 제 1 증기 챔버(24)에서의 증기는 증기 팽창 챔버(50)를 통하여 빠져나가고 응축기(46) 및 진공 탱크(48)로 빠져들어와서, 제 1 증기 챔버(24)에 진공을 발생시킨다. 이후, 공기압은 제 1 피스톤(16)이 수축 위치(A)를 향하여 이동하게 하고, 동시에 제 2 피스톤(30)이 팽창 위치(B')를 향하여 이동하게 한다. 분명한 것은, 제 1 피스톤(16)은 제 2 피스톤(30)이 수축 위치(A')로부터 팽창 위치(B')로 이동하기에 자유롭게 되지 않는다면 동력 행정을 완성할 수 없을 것이라는 것이다. 제 1 증기 챔버(24)에서의 진공을 증기가 방해하는 것을 방지하기 위하여 제 1 증기 밸브(52)를 폐쇄하는 것, 및 제 2 증기 챔버(38)에서의 증기가 진공으로 나가는 것을 방지하기 위하여 제 2 진공 밸브(58)를 폐쇄하는 것은 대기압에서의 증기가 제 2 증기 챔버(38)로 흘러들어가도록 허용하여, 외부 공기압에 대하여 증기 챔버(38) 내부의 압력을 동일하게 하고 제 1 실린더(12)가 작동을 수행할 수 있도록 한다.
도 2를 참조하면, 밸브(52,54, 56, 58), 스위치(X, Y) 및 피스톤(16, 30) 사이의 관계가 도식화되어 있다. 가장 좌측의 점선(B-A')으로 표시되어 있는 초기 상태는 도 1에 도시되어 있는 상태의 직전에 밸브 및 피스톤의 기계적인 상태를 나타낸다. 점선(B-A')은 제 1 피스톤(16)이 팽창 위치(B)에 있고, 제 2 피스톤(30)이 수축 위치(A')에 있는 정확한 지점을 나타낸다. 이 지점에서, 제 1 진공 밸 브(56), 제 1 증기 밸브(52), 제 2 진공 밸브(58) 및 제 2 증기 밸브(54)는 모두 폐쇄되어 있다. 매우 작은 시간 증가 내에서, 직전의 스위치(Y)의 활성화에 의하여, 제 1 진공 밸브(56) 및 제 증기 밸브(54)가 개방된다. 제 1 진공 밸브(56)가 개방되었다는 것을 나타내는 선의 바로 왼쪽의 점선; 및 제 2 증기 밸브(58)가 개방되었다는 것을 나타내는 선의 바로 오른쪽의 점선;에 의해 제안된 것과 같이, 제 1 진공 밸브(56) 및 제 2 증기 밸브(54)가 개방되었을 때 서로에 대하여 조화가 되도록 하기 위하여, 회로에 지연(delay)이 부가될 수 있다는 점은 자명하다. 도 1에서 전체적으로 도시된 바와 같이, 제 1 진공 밸브(56)는 제 2 증기 밸브(58)가 개방되기 전에 매우 짧은 시간 내에 개방될 것이다. 상기 시간은 본 발명의 다양한 실시예에서의 미묘한 기계적 차이에 따라 다양하게 될 것이다. 제 1 증기 챔버(24)는 엔진의 제 1 사이클을 시작하기 전에 증기로 채워져야 한다는 것은 본 발명이 속한 기술분야의 당업자에게 자명한 사항이다. 이것이 결여된 경우에는, 제 1 진공 밸브(56)가 개방되었을 때 증기 챔버에서 진공으로 떨어질 증기가 없을 것이다. 제 1 진공 밸브(56)가 개방되었을 때, 제 1 피스톤(16)은 점선(A-B')의 바로 전까지 동력 행정을 통과하여 이동할 것이다. 동력 행정 동안에, 제 1 증기 밸브(52) 및 제 2 진공 밸브(58)는 모두 폐쇄되어 있다.
도 2에서 좌측으로부터 우측으로 이동하면서, 수직의 제 2 점선(A-B')은 제 1 피스톤(16)이 수축 위치(A)에 있고, 제 2 피스톤(30)이 팽창 위치(B')에 있는 지점을 나타낸다. 그 지점의 직전에, 스위치(X)의 활성화에 의하여 제 2 증기 밸브(54) 및 제 1 진공 밸브(56)가 패쇄되고, 제 1 실린더(12)가 동력 행정에 참여하 고 있는 상태가 종료되게 된다. 점선으로 표시된 것처럼, 한편으로는 스위치(X) 사이의 접속에, 다른 한편으로는 제 2 증기 밸브(54)와 제 1 진공 밸브(56) 사이의 접속에 지연(delay)을 부가하여, 후자가 서로에 대하여 폐쇄되는 때를 결정한다. 피스톤이 점선(A-B')으로 표시된 위치에 다다른 바로 직후에, 스위치(X)는 제 1 증기 밸브(52) 및 제 2 진공 밸브(58)를 개방한다. 따라서, 제 2 증기 챔버(38)에서 진공이 발생되어, 주위 공기에 의하여 제 2 피스톤(30)이 동력 행정을 통과하게 된다.
피스톤이 (제 2) 점선(B-A')에 의해 표시되는 위치에 다다르기 바로 전에, 스위치(Y)가 활성화되어, 사이클을 다시 시작하기 위하여 모든 밸브가 폐쇄 위치로 되돌아오게 된다. 밸브가 개방되거나 폐쇄되어야 하는 점선(B-A') (및 점선(A-B'))에 의해 표시되는 피스톤 위치에 얼마나 가까운지의 시간은 본 발명을 실시하는 특정 엔진의 사이즈 및 효율에 의하여 결정될 선택의 문제이다. 회로에서 더 많은 지연을 통하여, 활성화된 스위치(Y)는 제 1 실린더(12)에서 동력 행정을 반복하기 위하여 제 1 진공 밸브(56) 및 제 2 증기 밸브(54)를 개방한다.
도 1 및 도 1A를 참조하면, 제 1 제어 장치(60) 및 제 2 제어 장치(62)가, 도 1A에서 실선으로 표시된 제 1 위치(66) 및 도 1A에서 점선으로 표시된 제 2 위치(68) 사이에서 동시에 피벗 운동하도록 하기 위하여 수평 바(64)에 의해 함께 피벗식으로 연결되어 있다. 제 1 제어 장치(60) 및 제 2 제어 장치(62)의 중간에는, 커플러(40)가 피스톤(16, 30)과 세로로 일렬이 되어 왕복운동한다. 커플러가 좌측으로 이동할 때, 커플러는 제 1 제어 장치(60)와 맞물려서 제어 장치(60, 62) 모두 를 제 1 위치(66)로 피벗운동시키고, 제 2 제어 장치(62)가 스위치(Y)를 활성화하도록 야기한다. 전술한 바와 같이, 스위치(Y)가 활성화됨에 따라 제 1 실린더(12)가 동력 행정을 통과하게 되고, 피스톤(16, 30) 및 그 다음으로 커플러(40)가 좌측에서 우측으로 이동하게 된다. 이러한 이동의 끝을 향하여, 커플러(40)가 제 2 제어 장치(62)와 맞물려서 제어 장치(60, 62) 모두를 제 2 위치(68)로 피벗운동시키고, 제 1 제어 장치(60)가 도 3A에 도시되어 있는 것과 같이 스위치(X)와 맞물려 스위치(X)를 활성화시키도록 한다. 물론 이에 따라 커플러(40)를 제 1 제어 장치(60)를 향하여 다시 이동하게 하는 제 2 실린더(14)에서의 동력 행정이 유도된다.
본 발명에 다른 증기-진공 엔진의 작동 모델(prototype)은 직경이 6"인 실린더 및 분당 평균 120회 행정의 13" 스트로크를 구비한 실린더를 포함하도록 결정하였다. Newcomen 엔진은 가장 빠른 작동에서 분당 15회 행정이 평균이었다. 직경이 5피트인 실린더 및 8피트인 스트로크를 구비한 Newcomen 엔진의 동력 출력은 본 발명에 다른 2 행정 증기-진공 엔진의 복수의 실린더에 의한 동력 출력보다 밑돌 것이다.
도 3은, 제 1 실린더(100) 및 제 2 실린더(102)를 포함하고 있는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 다른 실시예를 나타낸다. 제 1 실린더(100)는 제 1 피스톤(104) 및 제 1 피스톤(104)에 연결되어 있는 제 1 피스톤 로드(106)를 구비하고 있다. 제 1 피스톤(104)은 수축 위치(A) 및 팽창 위치(B) 사이에서 이동가능한데, 이는 제 1 증기 챔버(108)의 경계를 한정한다. 제 2 실린더(102)는 제 2 피스 톤(110) 및 제 2 피스톤(110)에 연결되어 있는 제 2 피스톤 로드(112)를 구비하고 있다. 제 2 피스톤은 수축 위치(A') 및 팽창 위치(B') 사이에서 이동가능한데, 이는 제 2 증기 챔버(114)의 경계를 한정한다. 제 1 피스톤 로드(106) 및 제 2 피스톤 로드(112)는 커플러(116)에 의해 연결되어 있다.
보일러(120)는 증기 저장기(122)에 증기를 공급한다. 증기 저장기(122)는 제 2 증기 챔버(108) 및 제 2 증기 챔버(114)에 제 1 증기 밸브(124) 및 제 2 증기 밸브(126)에 의해 각각 연결되어 있다. 제 1 팽창 챔버(128)는 제 1 진공 밸브(130)를 경유하여 제 1 증기 챔버(108)와 제어되어 연통된다. 제 2 팽창 챔버(132)는 제 2 진공 밸브(134)를 경유하여 제 2 증기 챔버(114)와 제어되어 연통된다. 팽창 챔버(128, 132)는 응축기(136)와 연결되어 있다. 냉각 유체가 입구점(138)에서 응축기(136)로 흘러들어가고, 출구점(136)에서 흘러나온다. 냉각 유체 입구 밸브는 냉각 유체가 응축기(136)로 흘러들어가는 것을 제어한다. 유사하게, 냉각 유체 출구 밸브는 냉각 유체가 응축기로부터 흘러나오는 것을 제어한다.
냉각 유체 입구 밸브(142)는 냉각 유체가 응축기(136)로 흘러들어가는 것을 제어한다. 유사하게, 냉각 유체 출구 밸브(144)는 냉각 유체가 응축기(136)로부터 흘러나오는 것을 제어한다.
응축기(136)는 주 진공부(146)에 연결되어 있고, 주 진공부(146)로의 노출은 제 3 진공 밸브(148)에 의해 제어된다. 주 진공부(146)는 제 1 진공 펌프 밸브(152)에 의해 제어되는 진공 펌프(150)와 연통되어 있다. 응축기(136)는 또한 보조 진공부(154)에 연결되어 있고, 보조 진공부(154)의 노출은 제 4 진공 밸 브(156)에 의해 제어된다. 보조 진공부(154)는 또한 진공 펌프(150)에 연결되어 있고, 보조 진공부(154)와 진공 펌프(150) 사이의 연통은 제 2 진공 펌프 밸브(158)에 의하여 제어된다.
주 진공부(146) 및 보조 진공부(154)는 각각 응축물 제거 펌프(160)에 연결되어 있다. 응축물 제어 펌프(160)로의 접근은 제 1 응축물 제거 밸브(162) 및 제 2 응축물 제거 밸브(164)에 의하여 각각 제어된다. 응축물 제거 펌프(160)는 수집 및 필요하다면 응축물의 재사용을 위하여 배출 팬(166)에 연결되어 있다.
작동 중에, 증기 챔버(108, 114) 중 하나로부터 배출되는 증기는 팽창 챔버(128, 132) 중 하나로 먼저 흘러간다. 팽창 챔버는, 제 1 및 제 2 진공 밸브(130, 134)가 개방되었을 때 압력을 감소시킴으로써 증기 챔버(108, 114)로부터 증기가 즉시 배출되게 하기 위하여, 증기 챔버에 더욱 인접하여 확장된 공간을 제공한다.
팽창 챔버(128, 132)를 통과한 후에, 증기는 응축기(136)를 통하여 흐른다. 증기에서의 열은 응축기를 통하여 순환하는 냉각 유체로 전달되어 냉각 유체에 의해 운반됨으로써, 증기가 액체 응축물로 응축되도록 한다.
응축물은, 응축기(136)를 통과한 후에, 주 진공부(146)로 유동을 계속할 것이다. 필수적으로, 진공부는 주기적인 보충이 필요할 것이며, 주기적인 보충은 진공 펌프(150)를 가동함으로써 달성된다. 주 진공부(146)에서의 응축물은, 중력에 의하여 주 진공부(146) 외부로 흘러나가고, 응축물 제거 펌프(160)에 의해 시스템 외부로 주기적으로 펌핑되고, 궁극적으로 배출 팬(166)으로 배출된다. 보조 진공 부(154)는 주 진공부가 손상된 경우에 사용 대기 상태를 유지하거나, 사용가능한 진공의 작동 중인 부피를 증가시키기 위하여 사용될 수 있다. 대안적으로, 주 진공부를 보충하기 위해 사용될 수 있다. 주 진공부(146)에서와 같이, 보조 진공부(154)에서 축적된 응축물은, 중력에 의하여 보조 진공부(154) 외부로 흘러나가고, 응축물 제거 펌프(160)에 의해 시스템 외부로 펌핑되어, 배출 팬(166)으로 배출된다.
도 4는 제 1 실린더(180) 및 제 2 실린더(182)를 포함하고 있는 증기-진공 엔진의 다른 실시예를 나타낸다. 제 1 실린더(180)는 제 1 피스톤(184) 및 제 1 피스톤 로드(186)를 구비하고 있다. 제 2 실린더(182)는 제 2 피스톤(188) 및 커플러(192)에 의해 연결되어 있는 제 2 피스톤 로드(190)를 구비하고 있다. 피스톤(184, 188)은 각각 제 1 실린더(180) 및 제 2 실린더(182) 내에서 제 1 증기 챔버(194) 및 제 2 증기 챔버(196)를 한정한다. 증기는 제 1 증기 밸브(198)를 통하여 제 1 증기 챔버(194)에 들어오게 되고, 제 2 증기 밸브(200)에 의해 에 2 증기 챔버(196)로 들어오게 된다. 제 1 증기 챔버(194)는 제 1 진공 밸브(202)에 의해 제어되는 진공부와 연통되어 있다. 제 2 증기 챔버(196)는 제 2 진공 밸브(204)에 통하는 진공부와 연통되어 있다.
커플러(192)는 피벗 바(208)의 하단부(206)에 피벗식으로 연결되어 있다. 피벗 바의 상부는 독 앤 슬랫 시스템(dog and slat system)(210) 주위로 고정 빔(212)에 피벗식으로 부착되어 있다. 피벗 바(208)는, 작업을 수행하기 위한 메커니즘(도면에 미 도시)에 부착되어 있는 대향하는 픽업 노브(pickup knob)(214)의 중간에 위치되어 있다. 연결된 피스톤 로드(186, 190)가 왕복운동 할 때, 피벗 바(208)의 하단부(206)는 빔에 대하여 피벗 바를 피벗운동시키면서 유사하게 왕복운동할 것이다. 따라서, 픽업 노브(214)는 왕복운동을 통하여 구동될 것이다. 픽업 노브가 커플러(192) 및 빔(212)의 중간에 위치되어 있기 때문에, 엔진에 의해 발생되는 힘은 지레 비로 피벗 지점에 가해질 것이다.
도 5는, 수평 바(222)의 기단부(220)가 피벗 바(208)에 피벗식으로 부착되어 있는 점에서 특징이 있는 본 발명의 제 4 실시예를 나타낸다. 수평 바(222)의 선단부(224)는 휠(226)의 외연부에 피벗식으로 부착되어 있다. 커플러(192)가 왕복운동 시에 맞물릴 때, 수평 바(224)의 기단부(220)는 왕복운동하고, 수평 바(224)의 선단부(224)가 화살표 방향으로 원형의 자취를 따르도록 한다.
도 6은 본 발명의 제 5 실시예를 나타내는데, 제 1 및 제 2 피스톤(234, 236); 및 제 1 및 제 2 피스톤 로드(238, 240);를 구비하고 있는 유사하게 배향되어 평행하게 이격되어 있는 실린더(230, 232)를 포함하고 있다. 본 실시예에서, 커넥팅 로드(240)가 각각의 피스톤 로드의 선단부(242)에 피벗식으로 부착되어 있다. 확장 부재의 선단부(244)는 크랭크 핸들(246, 248)에 피벗식으로 부착되어 있다. 두 개의 브레이스(brace)는 고정되어 서로 대향하는 관계에 있고, 피스톤 로드의 평면 운동에 수직인 축 주위로 상호 회전할 수 있다. 피스톤 하나의 동력 행정이 전술한 바와 같이 증기 흡입 행정을 통하여 다른 피스톤을 구동시킬 것이라는 점은 쉽게 이해될 것이다. 따라서, 고정된 브레이스의 회전은 작업을 수행하기 위해 관계된 휠(250)로 옮겨진다.
도 7은, 제 3 실린더(252), 제 3 피스톤(254) 및 제 3 피스톤 로드(256)가 부가된 점을 제외하고는 도 6에 도시되어 있는 것과 매우 유사한 본 발명에 따른 제 6 실시예를 나타낸다. 제 3 크랭크 핸들(258)은 피스톤 로드(256) 및 커넥팅 로드(240)를 경유하여 제 3 피스톤(254)에 부착되어 있다. 본 실시예에서, 제 1 피스톤(234)은 수축 위치에 있음으로써, 제 1 크랭크 핸들(246)이 그 회전을 따라서 최내측 위치(0°)에 있도록 한다. 제 2 피스톤은 증기 흡입 사이클을 통하여 팽창 위치를 향하여 그 경로의 대부분을 이동시켜서 제 2 크랭크 핸들(248)이 완전한 회전을 통하여 대략 120°로 위치하도록 하고, 최외측 위치(0°)를 향하여 그 경로의 대부분을 이동시킨다. 제 3 피스톤(254)은 동력 행정을 통하여 그 이동을 시작하여, 팽창 위치에 근접하여 위치하고 있지만 팽창 위치로부터는 멀어져 있어서, 제 3 크랭크 핸들(258)이 제 2 크랭크 핸들(248)에 대하여 120°더 회전되거나, 또는 제 1 크랭크 핸들(246)에 대하여 240°더 회전되어 있다. 이러한 세 피스톤 및 핸들의 상대적인 회전은, 세 개 중 하나의 실린더가 항상 동력 행정을 통하여 이동하고 있어서, 동력 행정 - 증기 흡입 행정 사이클을 통하여 다른 실린더에서 피스톤을 구동시키고, 결과적으로 동력이 증가되고 더 부드럽게 전달된다는 점에서 장점이 있다. 도 6 및 도 7에서 도시된 실시예는, 피스톤이 동시 이동하도록 연결되어 있는 복수의 실린더를 포함하는 2 행정 증기-진공의 실시예를 나타내고, 또한 본 발명에 포함시키고자 하는 3개 이상의 실린더를 포함하는 본 발명의 실시예를 나타낸다.
도 8은, 피스톤(274, 276) 및 커플러(282)에 의해 연결되는 피스톤 로 드(278, 280)를 구비하고 있는 두 개의 대향하는 실린더(270, 272)를 포함하는 본 발명의 제 7 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서의 커플러는 횡방향 축에 부착되어 있는데, 상기 횡방향 축의 양단에는 미끄럼 바(288)를 따라 안내되는 미끄럼 왕복 이동을 위하여 이중의 측부 블록(286)이 제공되어 있다.
도 9는, 제 1 및 제 2 실린더(300, 302), 제 1 및 제 2 피스톤(304, 306), 커플러(312)에 의해 연결된 제 1 및 제 2 피스톤 로드(308, 310)를 포함하는 본 발명의 제 8 실시예를 나타내고, 피스톤은 제 1 및 제 2 증기 챔버(314, 318)의 경계를 한정한다. 본 실시예에서, 증기 및 진공 밸브는 각각의 실린더 외측 단부(내측 단부가 아니라)에서 증기 챔버에 연결되어 있다. 따라서, 제 1 증기 챔버(314)로 들어가는 증기는 제 1 증기 밸브(320)에 의해 제어되고, 제 2 증기 챔버(318)로 들어가는 증기는 제 2 증기 밸브(322)에 의해 제어된다. 진공부와 제 1 증기 챔버(314)와의 연통은 제 1 진공 밸브(324)에 의해 제어되고, 제 2 증기 챔버의 진공부로의 노출은 제 2 진공 밸브(325)에 의해 제어된다.
전술한 바와 같이, 동력 행정을 통하여 피스톤(304, 306)을 가압하기 위하여 공기가 공기 챔버(314, 318)로 들어가야 한다. 반대로, 공기가 동력 행정을 통하여 다른 실린더의 피스톤을 가압하도록 하기 위하여, 공기가 증기 흡입 행정 동안에 실린더의 공기 챔버로부터 자유롭게 배출되어야 한다. 일반적으로, 완전한 동력 행정은 공기 밸브가 개방될 때까지 지연될 것이다. 제 1 및 제 2 실린더의 내부 단부에 있는 공기 유입 튜브(326)는, 피스톤(304, 306)의 후측에 있는 제 1 및 제 2 공기 챔버(328, 330)에 공기를 제공한다. 제 1 공기 챔버(328)로의 공기 유 입은 제 1 공기 밸브(332)에 의해 제어된다. 유사하게, 제 2 공기 챔버(318)로의 공기 유입은 제 2 공기 밸브(334)에 의해 제어된다. 제 1 체크 밸브(336)가 제 1 공기 챔버(328)에 연통되어 있는 제 1 실린더(300)의 내측에 제공된다. 제 1 체크 밸브(336)는 공기가 제 1 공기 챔버(328)로부터 흘러나가도록 허용하지만, 어떠한 압력에서도 공기가 공기 챔버 내부로 들어오는 것은 막는다. 유사하게, 제 2 체크 밸브(338)가 제 2 실린더(302)의 내부 단부에 제공되어, 제 2 공기 챔버(318)로부터 공기가 유출되도록 하면서 공기 챔버로 공기가 유입되는 것은 방지한다. 공기 밸브(332, 334) 및 체크 밸브(336, 338)는 피스톤(304, 306)의 이동량을 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 각 밸브의 개방을 지연 또는 촉진시키기 위하여 릴레이(relay)가 각각의 밸브에 쉽게 사용될 수 있다. 밸브의 전자 제어에 의하여 본 발명이 컴퓨터에 의해 제어될 수 있다. 특정 상황에서의 필요에 따라 또는 제어의 향상을 위하여 복수의 공기 밸브 및 체크 밸브가 각각의 실린더에 부착될 수 있다는 점은 자명하다.
도 10은 제 1 및 제 2 실린더(350, 352)가 평행한 구성으로 배열되어 있는 본 발명에 따른 제 9 실시예를 나타낸다. 횡 아버(arbor)(354)가 제 1 및 제 2 피스톤 로드(356, 358)의 선단부에 부착되어 있다. 거전(gudgeon)(360)이 아버(354)에 부착되어 있고, 거전에 고정되어 있는 미끄럼 블록(362)이 왕복운동의 안내를 위하여 두 개의 가이드 바(366)에 걸쳐 설치되어 있다. 커넥팅 로드(364)는 피스톤 로드(356, 358)에 수직인 축 주위로 거전(360)의 선단부에 피벗식으로 부착되어 있다. 일반적인 장치의 작동 시에, 피스톤 로드(356, 358)가 왕복운동 시에 맞물 릴 때, 아버(354), 거전(360) 및 미끄럼 블록(362)은 커넥팅 로드(364)의 위치를 제어하기 위하여 가이드 바(366)을 따라 이동할 것이다. 확장 축(364)의 선단부는 크랭크 핸들(368)에 피벗식으로 부착되어 있고, 크랭크 핸들(368)의 회전에 의하여 크랭크 축(370)이 회전하고, 이에 따라 작업을 수행하기 위하여 크랭크 축(370)에 부착되어 있는 휠, 즉 기어(372)가 회전하게 된다.
도 10에 도시되어 있는 제 1 실린더(350)에는 실린더의 좌측 상에 포트(374)를 통하여 증기의 유입 및 진공으로의 노출이 가능하도록 제공된다. 따라서, 팽창 위치에서 도시되어 있는 제 1 피스톤(376)의 위치는 증기 챔버(378)가 동력 행정의 준비를 하고 있도록 되어 있다. 반대로, 제 2 실린더에서 증기의 유입 및 진공으로의 노출은 그 우측 상에 포트(380)를 통하여 가능하다. 따라서, 제 2 피스톤(382)은 동력 행정의 끝에서 수축 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 그러므로, 피스톤(376, 382)이 평행한 배열로 이동할 때, 확장 축(384)은 왕복운동에 참여하고, 왕복운동은 크랭크 핸들(368)의 회전으로 변환된다. 일반적인 작동에서, 제 2 실린더(352)가 동력 행정을 마쳐서 피스톤(376, 382)이 도 10에 도시되어 있는 위치로 이동할 때, 확장 축(364)은 크랭크 핸들(368)을 도 10에 도시되어 있는 위치로 회전시킬 것이다. 제 1 실린더(350)가 동력 행정을 통하여 이동하여, 피스톤(376, 382)을 도 11에 도시되어 있는 위치로 이동시킨 후에, 확장 축(364)은 크랭크 핸들(368)을 도 11에 도시되어 있는 위치로 회전시킬 것이다.
도 12는 평행한 위치로 배열되어 있는 제 1 및 제 2 실린더(390, 392) 및 증기 밸브(394, 396) 및 진공 밸브(398, 400)가 실린더의 내부 단부에서 공기 챔버에 연결되어 있는 것이 특징인 본 발명의 제 11 실시예를 나타낸다. 공기 밸브(402, 404)는, 화살표도 도시된 바와 같이 실린더의 공기 챔버로 공기의 유입을 제어하기 위하여 실린더(390, 392)의 외부 단부에 제공된다. 체크 밸브(406,408)는 실린더로부터 공기의 배출을 제어하기 위하여 실린더(390, 392)의 외부 단부에 제공된다. 체크 밸브(406, 408)는 공기가 체크 밸브를 통하여 실린더로 들어오는 것을 방지하는 반면에, 바로 인접한 화살표가 가리키는 것처럼 공기가 실린더로부터 빠져나가는 것을 허용한다. 전술한 바와 같이, 공기 밸브(402, 404) 및 체크 밸브(406, 408)는 실린더(390, 392)에서 피스톤(410, 412)의 왕복운동의 양을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 수직 암(414)은 커플러(416)로부터 상향으로 뻗어있고, 암(414)의 상부는 링크 암(418)에 피벗식으로 연결되어 있다. 링크 암(418)의 선단부(420)는 회전하는 휠(422)의 외연부에 피벗식으로 부착되어 있어서, 피스톤(410, 412)의 왕복운동이 휠(422)의 회전운동으로 변환된다.
도 13은 제 1 및 제 2 실린더(430, 432)가 평행한 관계에 있는 본 발명에 따른 제 12 실시예를 나타낸다. 수직 암(434)은 커플러(436)에 부착되어 커플러(436)으로부터 상향으로 뻗어있다. 수직 암(434)의 상단부(438)는 수평 피스톤 로드(440)에 부착되어 있다. 피스톤 로드(440)의 각 단부에서, 피스톤(442, 444)은 제 1 및 제 2 실린더(430, 432)의 피스톤(450, 452)와 세로로 일렬로 진공 펌프(446, 448) 내에서 왕복운동에 참여한다. 진공 펌프(446, 448)는 진공부(450)와 연통되어 있어서, 피스톤(450, 452)의 왕복운동이 진공 펌프(446, 448)를 작동시키도록 피스톤 로드(440)를 구동시켜, 엔진 작동 중에 자동적으로 진공부(450)를 계 속 공급할 것이다.
도 14는 제 1 실린더(500) 및 제 2 실린더(502)를 포함하는 본 발명에 따른 증기-진공 엔진의 제 13 실시예를 나타낸다. 제 1 실린더(500)는 제 1 피스톤(504) 및 제 1 피스톤(504)에 연결되어 잇는 제 1 피스톤 로드(506)를 구비하고 있다. 제 1 피스톤(504)은 수축 위치(A) 및 점선으로 표시되어 있는 팽창 위치(B) 사이에서 이동가능하고, 이는 제 1 증기 챔버(508)의 경계를 한정한다. 제 2 실린더(502)는 제 2 피스톤(510) 및 제 2 실린더(510)에 연결되어 있는 제 2 피스톤 로드(512)를 구비하고 있다. 제 2 피스톤은 점선으로 표시된 수축 위치(A') 및 팽창 위치(B') 사이에서 이동가능하고, 이는 제 2 증기 챔버(514)의 경계를 한정한다. 제 1 및 제 2 피스톤 로드(506, 512)는 커플러(516)에 의해 연결되어 있다.
증기를 제공하기 위한 보일러(520)는 제 1 증기 밸브(522)를 통하여 제 1 증기 챔버(508)에 연결되어 있고, 제 2 증기 밸브(524)를 통하여 제 2 증기 챔버(514)에 연결되어 있다. 제 1 공기 밸브(526)는 제 1 공기 챔버(528)로의 공기 유입을 제어한다. 유사하게, 제 2 공기 밸브(530)는 제 2 공기 챔버(532)로의 공기 유입을 제어한다. 체크 밸브(534, 536)는 제 1 실린더(500)에서 증기 흡입 행정 동안에 공기 챔버(528)로부터 공기의 배출을 가능하게 한다. 체크 밸브(538, 540)은 제 2 실린더(502)에서 증기 흡입 행정 동안에 제 2 공기 챔버(532)로부터 공기의 배출을 가능하게 한다. 체크 밸브(534, 536, 538, 540)는 공기 밸브(526, 530)를 통하는 경우를 제외하고는 공기 챔버(528, 532)로 공기가 되돌아오는 것을 방지한다.
제 1 증기 챔버(508)는 제 1 진공 밸브(548)를 통하여 수직 열 교환기(544) 및 수평 열 교환기(546)와 제어되는 상태로 연통되어 있다. 제 2 증기 챔버(514)는 제 2 진공 밸브(550)를 통하여 수직 열교환기(544) 및 수평 열 교환기(546)와 제어되는 상태로 연통되어 있다. 수직 열 교환기(544)는, 각각의 동력 행정의 시작시에 증기 챔버로부터 증기의 유출을 촉진하기에 유용하도록 증기 챔버(508, 514)에 가깝게 인접하여 배치되어 있다. 냉각 유체는, 수직 열 교환기 내부의 주위를 냉각시키기 위하여 냉각 유체 파이프(552)를 통하여 화살표로 표시된 방향으로 수직 열 교환기(544)를 통하여 흐른다. 수직 열 교환기(544)는 수평 열 교환기(546)와 직접 연통되어 있고, 수평 열 교환기(546)는 진공 제어 밸브(556)를 통하여 진공 탱크(554)와 제어되는 상태로 연통되어 있다. 응축물 배출 파이프(558)는 수직 열 교환기(544)로부터 달려 있으며, 수직 열 교환기(544) 및 증기 챔버(508, 514)에서 수집하는 응축물의 중력에 의하여 응축물 수집 탱크(560)로 배출하기 위하여 응축물 수집 탱크(560)로 하향으로 뻗어있다. 응축물 배출 파이프(558)를 통하여 하강하는 응축물은 커넥터 파이프(564)의 역 U자 형상부(562)에 의해 수평 열 교환기(546)로 흘러가는 것이 방지된다. 역 U자 형상부는 수평 레그(566)에 의해 응축물 배출 파이프(558)에 연결되어서, 증기는 파이프(564)를 통하여 수평 열 교환기(546)로 자유롭게 흘러가지만, 응축물은 중간 레그(566)로 들어가더라도 역 U자 형상부(562)에 의해 수평 열 교환기(546)으로 흘러들어가는 것이 방지되게 된다.
진공 펌프(570)는 진공 탱크(554) 및 보조 진공 탱크(572)와 연통되어 있다. 진공 펌프 밸브(574)는 진공 펌프(570)의 차단을 가능하게 한다. 진공 제어 밸브(576)는 진공 펌프(570) 및 진공 탱크(554) 사이에서의 연통을 제어한다. 진공 제어 밸브(632)는 진공 펌프(570) 및 보조 진공 탱크(572) 사이에서의 연통을 제어한다. 진공 제어 밸브(580)는 진공 탱크(554) 및 보조 진공 탱크(572) 사이에서 직접적으로 연통을 제어한다. 진공 탱크 응축물 밸브(582)는 진공 탱크(554) 및 응축물 수집기 탱크(560) 사이에서의 연통을 제어한다. 응축물 배출 파이프 제어 밸브(584)는 수직 열 교환기(544) 및 증기 챔버(508, 514) 및 응축물 수집기 탱크(560) 사이에서 응축물 배출 파이프(558)를 통하여 연통을 제어한다.
진공 탱크(554)의 냉각을 보조하기 위하여 물이 분사장치(586)를 통하여 진공 탱크(554)로 분사된다. 진공 탱크(554)에서 수집하는 잔여 응축물은 중력에 의하여 진공 탱크 응축물 밸브(582)를 경유하여 진공 탱크 응축물 파이프(588)를 통하여 응축물 수집기 탱크(560)으로 배출된다. 유사하게, 응축물은 수직 열 교환기(544)로부터 중력에 의하여 응축물 배출 파이프(558)를 통하여 응축물 수집기 탱크(560)로 배출된다.
본 발명에 따라, 응축물 수집기 탱크(560)로부터 응축물을 제거하기 위한 두 가지 방법이 있다. 첫 번째 방법에 따르면, 수집기 제어 밸브(592)를 폐쇄함으로써 체적부(590)가 진공 탱크(554, 572)와의 연통으로부터 밀봉된다. 그 후, 체적부(590)는 배출기 밸브(596)를 개방함으로써 홀딩 챔버(holding chamber)(594)로 노출된다. 그런 다음, 피스톤 로드(600)를 사용하여 응축물 수집기 탱크(590)에 배치되어 있는 피스톤(598)을 이동시켜서 체적부가 수축된다. 수축하는 체적 부(590)는 그 내부에 수집된 응축물을 홀딩 챔버(594)로 이동시킨다. 그 후, 홀딩 챔버(594)는 배출기 밸브(596)를 폐쇄함으로써 응축물 수집기 탱크(560)에서 체적부(590)로부터 밀봉된다. 물은 공기 밸브(602)를 개방함으로써 홀딩 챔버(594)로부터 배출된다. 물은 중력에 의해 홀딩 챔버(594)로부터 배출될 수도 있다는 것은 자명하다. 대안적으로, 물은 펌프에 의해 홀딩 챔버로부터 제거될 수도 있을 것이다. 그 후에 홀딩 챔버는 공기 밸브(602)를 폐쇄함으로써 주위 공기로부터 밀봉되고, 그런 다음에 홀딩 챔버는 응축물 수집기 탱크(560)에서 체적부(590)에 다시 노출되어 홀딩 챔버(594)에 존재하는 공기가 체적부(590)로 들어갈 수 있도록 한다. 그 후, 체적부(590)는 수집기 제어 밸브(592)를 개방함으로써 진공에 노출되고, 진공이 응축물 수집기 탱크(560)의 체적부(590)에 다시 형성된다.
응축물 수집기 탱크(560)로부터 응축물을 제거하기 위한 두 번째 방법에 따르면, 체적부(590)를 수축시키기 위하여 피스톤을 가압하기 위하여 공기가 사용된다. 이러한 방법은 먼저 제 1 수집기 제어 밸브(592)를 폐쇄함으로써 진공부와의 연통에 대하여 제 1 체적부(590)를 밀봉하는 것으로 시작하여, 그 후 제 1 배출기 밸브(596)를 개방함으로써 제 1 체적부(590)를 제 1 홀딩 챔버(594)에 노출시킨다. 그 후, 제 2 체적부(604)는 제 2 수집기 제어 밸브(606)를 폐쇄함으로써 진공부와의 연통에 대하여 밀봉된다. 그런 다음, 제 2 체적부(604)는 제 1 체적부(590)이 진공 상태에 있는 동안에 주위 공기에 노출되고, 제 2 체적부에서의 공기압은 제 2 체적부(604)를 팽창시키고, 동시에 제 1 체적부(590)를 수축시킨다. 이에 따라 제 1 진공부(590)에서의 응축물은 제 1 홀딩 챔버(594)로 이동된다. 응축물은, 전술 한 제 1 방법에서와 유사한 방식으로, 제 1 배출기 밸브(596)를 폐쇄함으로써 제 1 체적부(590)으로부터 제 1 홀딩 챔버(594)를 밀봉하고, 제 1 공기 밸브(602)를 개방함으로써 주위 공기에 홀딩 챔버(594)를 노출시키고, 제 1 홀딩 챔버(594)로부터 응축물을 배출하고, 제 1 공기 밸브(602)를 폐쇄함으로써 주위 공기로부터 제 1 홀딩 챔버(594)를 밀봉함으로써 제 1 홀딩 챔버(594)로부터 제거된다. 다음으로, 제 2 체적부(604)는 제 2 배출기 밸브(608) 및 제 2 공기 밸브(610)를 폐쇄함으로써 주위 공기로부터 밀봉되고, 새롭게 팽창된 제 2 체적부(604)에 공기를 가둔다. 그 후, 제 1 홀딩 챔버(594)는 제 1 배출기 밸브(596)를 개방함으로써 제 1 체적부(590)에 노출되고, 홀딩 챔버(594)로부터 현재 수축되어 있는 제 1 체적부(590)로 공기가 들어가게 한다. 마지막으로, 제 1 체적부(590)는 제 1 수집기 제어 밸브(592)를 개방함으로써 진공부에 노출되고, 제 2 체적부는 제 2 수집기 제어 밸브(606)를 개방함으로써 진공부에 노출되어, 진공부가 응축물 수집기 탱크(560)의 제 1 및 제 2 제척부(590, 604) 모두에 회복된다. 상기 방법은, 배출을 위하여 제 2 체적부(604)를 제 2 홀딩 챔버(605)로 이동시킴으로써 제 2 체적부(604)에 수집된 응축물을 제거하기 위하여 역으로 실행될 수 있다는 것은 자명하다. 전술한 방법 중 어느 하나에 따라, 응축물 수집기 탱크(560)로부터 제거된 응축물은 배출 팬(612)으로 배출된다.
도 14를 계속 참조하면, 제 1 및 제 2 보조 진공 펌프(614, 616) 각각은 실린더(500, 502)의 체적을 합한 것보다 대체로 작은 내부 체적을 가지고 있다. 제 1 진공 펌프 실린더(614)는 길이방향으로 이동가능한 진공 펌프 피스톤(618)을 포 함한다. 유사하게, 제 2 보조 진공 펌프(616)는 길이방향으로 이동가능한 제 2 진공 펌프 피스톤(620)을 포함한다. 제 1 진공 펌프 피스톤 로드(622)는 제 1 진공 펌프 피스톤(618)에 연결되어 있다. 진공 펌프 피스톤 로드(622, 624)는 보조 커넥터(626)에 의해 연결되어 있고, 보조 커넥터(620)는 동력 인출장치(power takeoff)(628)를 경유하여 커플러(516)에 강성적으로 연결되어 있다. 그러므로, 피스톤(504, 510)의 이동에 의하여 진공 펌프 피스톤(618, 620)의 이동이 이루어진다. 체크 밸브(634)는 공기가 진공 라인으로부터 보조 진공 펌프(614, 616)로 펌핑되도록 하면서, 공기가 우연히 시스템으로 들어오는 것을 방지하는 역할을 한다. 체크 밸브(635)는 공기가 진공 펌프로부터 펌핑되도록 하면서 진공 펌프로는 들어가지 않도록 방지한다. 밸브(579)는 필요한 경우, 예컨대 정비 시에 보조 진공 펌프(614, 616)를 선택적으로 차단시킬 수 있도록 한다.
보조 진공 펌프(614, 616)는 실린더(500, 502)에서의 동력 행정에 의해 구동되는 대안적인 진공 원을 제공한다. 바람직한 작동 모드에서, 진공 탱크(554) 및 진공 펌프(570) 사이의 연통을 유지하면서, 진공 펌프(570)로부터 보조 진공 탱크(572)를 차단하기 위하여 밸브(632)를 폐쇄하고; 진공 탱크(554)로부터 보조 진공 탱크(572)를 차단하기 위하여 밸브(580)를 폐쇄하고; 보조 진공 탱크(572), 응축물 수집기 탱크(560) 및 보조 진공 펌프(614, 616)로부터 실린더(500, 502), 수직 열 교환기(544), 수평 열 교환기(584) 및 진공 탱크(554)를 차단하기 위하여 진공 탱크 응축물 밸브(582) 및 응축물 배출 파이프 제어 밸브(584)를 폐쇄;함으로써, 진공부가 보조 진공 라인(630)을 경유하여 보조 진공 탱크(572)로 전달된다. 그러므로, 전술한 방법 중 하나에 따라, 응축물이 응축물 수집기 탱크(560)로부터 제거된 후에, 엔진으로 방출된 공기는 보조 진공 탱크로 이동하게 될 것이고, 여기서 진공은, 공기가 증기 챔버(508, 514)로 침입함으로써 발생하는 부정적 효과 없이 피스톤(504, 510)이 작동을 계속하도록 하는 진공 탱크(554)에서의 진공부에 방해를 주지 않고서, 보조 진공 펌프(614, 616)의 작동에 의하여 회복될 것이다.
도 14에 도시된 실시예는, 응축물이 시스템으로부터 배출된 후에, 보조 진공 탱크(572) 및 보조 진공 펌프(614, 616)를 포함하는 보조 진공 시스템이 응축물 수집기 탱크에서 진공부를 회복하기 위하여 독립적으로 작용한다는 점에서 특별한 장점이 있다. 따라서, 진공 탱크(554)는 수평 열 교환기(546), 피스톤(500, 502) 및 수직 열 교환기(544)로 진공을 제공하는 것을 계속할 것이다. 응축물을 응축물 수집기 탱크(560)로부터 배출한 결과로서 엔진 시스템으로 공기가 유입될 때, 보조 진공 탱크가 단독으로 응축물 수집기 탱크에 진공부를 회복시키기 위해 사용될 수 있다.
본 실시예에서는 증기-진공 엔진의 특정 바람직한 실시예를 제시하였다. 바람직한 실시예가 기재 및 개시되는 것에 비추어, 당업자라면 본 발명의 사상 및 범위 내에서 수정이 가능하다는 것이 자명할 것이다. 첨부된 특허청구범위는 그러한 수정을 모두 고려하고 있다.
본 발명은 적어도 동력 생산 산업에서 이용가능하다.

Claims (47)

  1. 2 행정 증기-진공 엔진에 있어서,
    증기 챔버; 및 팽창 위치와 수축 위치 사이에서 이동가능함으로써 상기 증기 챔버의 경계를 한정하는 피스톤;을 구비하는 복수의 실린더,
    상기 피스톤이 상기 팽창 위치로부터 상기 수축 위치로 이동함으로써 한정되는 동력 행정,
    상기 피스톤이 상기 수축 위치로부터 상기 팽창 위치로 이동함으로써 한정되는 증기 흡입 행정,
    진공부,
    상기 동력 행정 동안에 상기 증기 챔버가 상기 진공부에 노출되는 것을 제어하는 복수의 제 1 밸브,
    상기 증기 흡입 행정 동안에 증기가 상기 증기 챔버로 들어가는 것을 제어하는 복수의 제 2 밸브를 포함하고,
    복수의 상기 피스톤은 동시 이동하도록 연결되어 있고,
    상기 복수의 실린더 중 하나의 실린더에서의 상기 동력 행정은 상기 복수의 실린더 중 다른 실린더에서의 상기 피스톤을 이동시키는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 실린더의 각각의 상기 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되어 있는 적어도 하나의 수직 열 교환기를 더 포함하고,
    적어도 하나의 상기 수직 열 교환기는 상기 진공부와 연통되어 있는 것을 특징으로 2 행정 증기-진공 엔진.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수직 열 교환기의 수직 치수는 수평 폭의 치수보다 더 큰 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  4. 제 3 항에 있어서,
    적어도 하나의 수직 열 교환기는 상기 복수의 실린더의 각각에 대하여 인접한 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  5. 제 3 항에 있어서,
    냉각 유체를 순환시키기 위한 적어도 하나의 냉각 파이프를 더 포함하고,
    적어도 하나의 상기 냉각 파이프는 적어도 하나의 상기 수직 열 교환기에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  6. 제 3 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 수직 열 교환기 및 복수의 상기 실린더와의 연통을 위한 제 1 포트 및 상기 진공부와의 연통을 위한 제 2 포트를 구비하고 있는 수평 열 교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  7. 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 수직 열 교환기는 복수의 수직 열 교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 실린더와 제어되는 상태로 연통되는 응축물 수집기 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  9. 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 수직 열 교환기와 연통되어 있는 응축물 수집기 탱크를 더 포함하고, 상기 응축물 수집기 탱크는 상기 수직 열 교환기 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  10. 제 9 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 수직 열 교환기로부터 달려 있으며 상기 응축물 수집기 탱크로 뻗어있는 응축물 배출 파이프; 및
    수평 레그 및 역 U자 형상부를 구비하고 있는 진공 커넥터 파이프;를 더 포 함하고,
    상기 수평 레그는 상기 응축물 배출 파이프에 연결되어 있는 제 1 단부 및 상기 U자 형상부에 연결되어 있는 제 2 단부를 구비하고 있고, 상기 U자 형상부는 상기 진공부와 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  11. 제 10 항에 있어서,
    진공 탱크를 포함하는 상기 진공부; 및
    상기 진공 탱크와 연통되어 있는 수평 열 교환기;를 더 포함하고,
    상기 진공 커넥터 파이프의 상기 U자 형상부는 상기 수평 열 교환기에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 응축물 수집기 탱크는 제 1 측부, 제 2 측부, 내부 면 및 피스톤을 구비하고 있고, 상기 피스톤은 상기 제 1 측부에 인접한 제 1 위치 및 상기 제 2 측부에 인접한 제 2 위치 사이에서 길이방향으로 이동가능하고, 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치 사이의 상기 피스톤의 이동은 응축물의 제거를 위하여 상기 내부 면을 쓸어가는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 측부에 인접한 제 1 체적부 및 상기 제 2 측부에 인접한 제 2 체 적부의 경계를 한정하는 상기 피스톤,
    상기 제 1 체적부 및 적어도 하나의 상기 수직 열 교환기 사이의 연통을 제어하는 제 1 수집기 제어 밸브,
    상기 제 2 체적부 및 적어도 하나의 상기 수직 열 교환기 사이의 연통을 제어하는 제 2 수집기 제어 밸브,
    상기 응축물 수집기 탱크의 상기 제 1 체적부와 연통되어 있는 제 1 배출기 밸브,
    상기 제 1 배출기 밸브와 연통되어 있고, 상기 제 1 배출기 밸브를 주위 공기로 노출하는 것을 제어하는 제 1 공기 밸브,
    상기 응축물 수집기 탱크의 상기 제 2 체적부와 연통되어 있는 제 2 배출기 밸브,
    상기 제 2 배출기 밸브와 연통되어 있고, 상기 제 2 배출기 밸브를 주위 공기로 노출하는 것을 제어하는 제 2 공기 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공부는 진공 탱크를 포함하고, 상기 진공 탱크는 상기 진공 탱크의 내부로 물을 유입시키기 위한 분사장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  15. 제 1 항에 있어서,
    내부 체적부를 각각 구비하고 있는 상기 복수의 실린더,
    보조 진공 탱크,
    적어도 하나의 보조 진공 펌프,
    상기 적어도 하나의 보조 진공 펌프 및 상기 보조 진공 탱크와 연통되어 있는 체크 밸브를 더 포함하고,
    상기 보조 진공 펌프는 진공 펌프 실린더 및 진공 펌프 피스톤을 구비하고 있고, 상기 진공 펌프 실린더는 상기 복수의 실린더 전부의 내부 체적을 합한 것보다 실질적으로 작은 내부 체적을 구비하고 있고, 상기 진공 펌프 피스톤은 제 1 위치 및 제 2 위치 사이에서 상기 진공 펌프 실린더에서 길이방향으로 이동가능하고, 상기 진공 펌프 피스톤은 동시 이동할 수 있도록 상기 복수의 피스톤에 연결되어 있으며,
    상기 체크 밸브는 상기 적어도 하나의 보조 진공 펌프로부터의 공기로 상기 보조 진공 탱크가 노출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 실린더와 제어되는 상태로 연통되는 응축물 수집기 탱크를 더 포함하고, 상기 보조 진공 탱크는 상기 응축물 수집기 탱크와 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  17. 제 1 항에 있어서,
    진공 펌프,
    상기 복수의 실린더 및 상기 진공 펌프와 연통되어 있는 진공 탱크,
    상기 복수의 실린더 및 상기 진공 탱크와 연통되어 있는 응축물 수집기 탱크,
    상기 진공 펌프, 상기 진공 탱크, 및 상기 응축물 수집기 탱크와 연통되어 있는 보조 진공 탱크,
    상기 피스톤의 이동에 의해 구동되고, 상기 보조 진공 탱크와 연통되어 있는 적어도 하나의 보조 진공 펌프, 및
    상기 보조 진공 탱크 및 상기 응축물 수집기 탱크로부터 상기 진공 탱크를 차단하기 위한 복수의 제 3 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  18. 2 행정 증기-진공 엔진에 있어서,
    내부 체적부를 각각 구비하고 있고, 증기 챔버; 및 팽창 위치와 수축 위치 사이에서 이동가능함으로써 상기 증기 챔버의 경계를 한정하는 피스톤;을 구비하는 복수의 실린더,
    상기 피스톤이 상기 팽창 위치로부터 상기 수축 위치로 이동함으로써 한정되는 동력 행정,
    상기 피스톤이 상기 수축 위치로부터 상기 팽창 위치로 이동함으로써 한정되는 증기 흡입 행정,
    주 진공 탱크,
    상기 동력 행정 동안에 상기 증기 챔버가 상기 주 진공 탱크에 노출되는 것을 제어하는 복수의 제 1 밸브,
    상기 증기 흡입 행정 동안에 증기가 상기 증기 챔버로 들어가는 것을 제어하는 복수의 제 2 밸브,
    상기 복수의 실린더와 연통되어 있고 상기 복수의 실린더 아래에 위치되어 있는 응축물 수집기 탱크,
    보조 진공 탱크,
    적어도 하나의 보조 진공 펌프,
    상기 적어도 하나의 보조 진공 펌프 및 상기 보조 진공 탱크와 연통되어 있는 체크 밸브를 포함하고,
    복수의 상기 피스톤은 동시 이동하도록 연결되어 있고,
    상기 복수의 실린더 중 하나의 실린더에서의 상기 동력 행정은 상기 복수의 실린더 중 다른 실린더에서의 상기 피스톤을 이동시키고,
    상기 보조 진공 펌프는 보조 진공 펌프 실린더 및 보조 진공 펌프 피스톤을 구비하고 있고, 상기 진공 펌프 실린더는 상기 복수의 실린더 전부의 내부 체적을 합한 것보다 실질적으로 작은 내부 체적을 구비하고 있고, 상기 보조 진공 펌프 피스톤은 제 1 위치 및 제 2 위치 사이에서 상기 진공 펌프 실린더에서 길이방향으로 이동가능하고, 상기 보조 진공 펌프 피스톤은 동시 이동할 수 있도록 상기 복수의 피스톤에 연결되어 있으며,
    상기 체크 밸브는 상기 적어도 하나의 보조 진공 펌프로부터의 공기로 상기 보조 진공 탱크가 노출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 실린더는 제 1 피스톤을 구비하는 제 1 실린더 및 제 2 피스톤을 구비하는 제 2 실린더를 포함하고 있고,
    상기 제 1 피스톤에 부착되어 있는 제 1 피스톤 로드;
    상기 제 2 피스톤에 부착되어 있는 제 2 피스톤 로드; 및
    상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤을 선형 관계로 연결하는 커플러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보조 진공 펌프는 제 1 보조 진공 펌프 및 제 2 보조 진공 펌프를 포함하고,
    상기 제 1 보조 진공 펌프는 제 1 보조 진공 펌프 실린더, 제 1 보조 진공 펌프 피스톤, 및 상기 제 1 보조 진공 펌프 피스톤에 연결되어 있는 제 1 보조 진공 펌프 피스톤 로드를 포함하고,
    상기 제 2 보조 진공 펌프는 제 2 보조 진공 펌프 실린더, 제 2 보조 진공 펌프 피스톤, 및 상기 제 2 보조 진공 펌프 피스톤에 연결되어 있는 제 2 보조 진공 펌프 피스톤 로드를 포함하고,
    상기 제 1 보조 진공 펌프 피스톤 및 상기 제 2 보조 진공 펌프 피스톤은 선형 관계로 연결되어 있고 상기 커플러에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진.
  21. 증기 챔버; 및 팽창 위치와 수축 위치 사이에서 이동가능함으로써 상기 증기 챔버의 경계를 한정하는 피스톤;을 구비하는 복수의 실린더, 상기 피스톤이 상기 팽창 위치로부터 상기 수축 위치로 이동함으로써 한정되는 동력 행정, 상기 피스톤이 상기 수축 위치로부터 상기 팽창 위치로 이동함으로써 한정되는 증기 흡입 행정, 진공부, 상기 동력 행정 동안에 상기 증기 챔버가 상기 진공부에 노출되는 것을 제어하는 복수의 제 1 밸브, 상기 증기 흡입 행정 동안에 증기가 상기 증기 챔버로 들어가는 것을 제어하는 복수의 제 2 밸브를 포함하고, 복수의 상기 피스톤은 동시 이동하도록 연결되어 있고, 상기 복수의 실린더 중 하나의 실린더에서의 상기 동력 행정은 상기 복수의 실린더 중 다른 실린더에서의 상기 피스톤을 이동시키는 2 행정 증기-진공 엔진으로부터 응축물을 제거하기 위한 방법에 있어서,
    진공부와의 연통에 대하여 응축물 수집기 탱크에서 체적부를 밀봉하는 단계,
    상기 체적부를 홀딩 챔버로 노출하는 단계,
    상기 체적부를 수축시키는 단계,
    상기 체적부에서의 응축물을 상기 홀딩 챔버로 이동시키는 단계,
    상기 체적부로부터 상기 홀딩 챔버를 밀봉하는 단계,
    상기 홀딩 챔버를 주위 공기로 노출하는 단계,
    상기 홀딩 챔버로부터 응축물을 배출하는 단계,
    주위 공기로부터 상기 홀딩 챔버를 밀봉하는 단계,
    상기 홀딩 챔버를 상기 체적부로 노출하는 단계, 및
    상기 체적부를 상기 진공부로 노출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진으로부터 응축물을 제거하기 위한 방법.
  22. 증기 챔버; 및 팽창 위치와 수축 위치 사이에서 이동가능함으로써 상기 증기 챔버의 경계를 한정하는 피스톤;을 구비하는 복수의 실린더, 상기 피스톤이 상기 팽창 위치로부터 상기 수축 위치로 이동함으로써 한정되는 동력 행정, 상기 피스톤이 상기 수축 위치로부터 상기 팽창 위치로 이동함으로써 한정되는 증기 흡입 행정, 진공부, 상기 동력 행정 동안에 상기 증기 챔버가 상기 진공부에 노출되는 것을 제어하는 복수의 제 1 밸브, 상기 증기 흡입 행정 동안에 증기가 상기 증기 챔버로 들어가는 것을 제어하는 복수의 제 2 밸브를 포함하고, 복수의 상기 피스톤은 동시 이동하도록 연결되어 있고, 상기 복수의 실린더 중 하나의 실린더에서의 상기 동력 행정은 상기 복수의 실린더 중 다른 실린더에서의 상기 피스톤을 이동시키는 2 행정 증기-진공 엔진으로부터 응축물을 제거하기 위한 방법에 있어서,
    진공부와의 연통에 대하여 응축물 수집기 탱크에서, 상기 응축물 수집기 탱 크의 내부 면 및 피스톤에 의해 경계가 한정되는 제 1 체적부를 밀봉하는 단계,
    상기 제 1 체적부를 홀딩 챔버로 노출하는 단계,
    진공부와의 연통에 대하여 상기 응축물 수집기 탱크에서, 상기 내부 면 및 상기 피스톤에 의해 경계가 한정되는 제 2 체적부를 밀봉하는 단계,
    상기 제 2 체적부를 주위 공기로 노출하는 단계,
    상기 제 2 체적부를 팽창시키고 동시에 상기 제 1 체적부를 수축시키는 단계,
    상기 제 1 체적부에서의 응축물을 상기 홀딩 챔버로 이동시키는 단계,
    상기 제 1 체적부로부터 상기 홀딩 챔버를 밀봉하는 단계,
    상기 홀딩 챔버를 주위 공기로 노출하는 단계,
    상기 홀딩 챔버로부터 상기 응축물을 배출하는 단계,
    주위 공기로부터 상기 홀딩 챔버를 밀봉하는 단계,
    주위 공기로부터 상기 제 2 체적부를 밀봉하는 단계,
    상기 홀딩 챔버를 상기 제 1 체적부로 노출하는 단계,
    상기 제 1 체적부를 진공부로 노출하는 단계, 및
    상기 제 2 체적부를 진공부로 노출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2 행정 증기-진공 엔진으로부터 응축물을 제거하기 위한 방법.
  23. 증기-진공 엔진에 있어서,
    제 1 피스톤 및 상기 제 1 피스톤에 의해서 경계가 한정되는 제 1 증기 챔버 를 구비하고 있는 제 1 실린더,
    제 2 피스톤 및 상기 제 2 피스톤에 의해서 경계가 한정되는 제 2 증기 챔버를 구비하고 있는 제 2 실린더,
    상기 실린더 중 각각 하나의 동력 행정 동안에 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 하나의 실린더의 상기 증기 챔버가 진공부로 노출되는 것을 제어하는 복수의 밸브를 포함하고,
    상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤은 동시 이동할 수 있도록 연결되어 있고,
    상기 실린더 각각에서 각각의 피스톤은 팽창 위치 및 수축 위치에서 이동가능하고, 상기 팽창 위치로부터 상기 수축 위치로의 이동이 상기 동력 행정을 한정하고, 상기 수축 위치로부터 상기 팽창 위치로의 이동이 증기 흡입 행정을 한정하고, 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 하나의 실린더에서의 동력 행정은 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 다른 실린더에서의 증기 흡입 행정과 동시에 일어나고,
    상기 복수의 밸브는 상기 실린더 중 각각의 증기 흡입 행정 동안에 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 하나의 상기 증기 챔버로 증기가 들어가는 것을 제어하고, 상기 실린더 중 하나의 실린더에서의 동력 행정은 상기 다른 실린더에서의 증기 흡입 행정을 구동시키는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 피스톤에 부착되어 있는 제 1 피스톤 로드,
    상기 제 2 피스톤에 부착되어 있는 제 2 피스톤 로드, 및
    상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤에 연결되는 커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 피스톤 로드 및 상기 제 2 피스톤 로드는 평행한 관계로 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 피스톤 로드 및 상기 제 2 피스톤 로드는 선형 관계로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 증기 챔버 및 상기 제 2 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되어 있는 증기 원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 증기 원은 증기 저장기를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 증기 원은 적어도 하나의 태양 에너지 수집장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  30. 제 27 항에 있어서,
    상기 복수의 밸브는, 상기 증기 원; 및 상기 제 1 증기 챔버와 상기 제 2 증기 챔버; 사이의 연통을 제어하기 위하여 복수의 증기 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  31. 제 23 항에 있어서,
    압력을 대기압과 대략 동일하게 하면서, 증기가 상기 증기 흡입 행정 동안에 상기 증기 챔버로 들어가는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  32. 제 27 항에 있어서,
    증기가, 주위 대기압보다 3 내지 5 p.s.i. 이상인 상태에서, 상기 제 1 증기 챔버 및 상기 제 2 증기 챔버로 공급되는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  33. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 증기 챔버 및 상기 제 2 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되는 진공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 복수의 밸브는, 상기 진공부; 및 상기 제 1 증기 챔버와 상기 제 2 증기 챔버; 사이의 연통을 제어하기 위하여 복수의 진공 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  35. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 증기 챔버 및 상기 제 2 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되어 있는 증기 원,
    상기 제 1 증기 챔버 및 상기 제 2 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되어 있는 진공부를 더 포함하고,
    상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 하나의 실린더에서의 상기 증기 흡입 행정 동안에, 상기 하나의 실린더의 상기 증기 챔버는 상기 진공부에 대체로 폐쇄되어 있고 상기 증기 원에 대체로 개방되어 있으며, 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 다른 하나의 실린더의 상기 증기 챔버는 상기 증기 원에 대체로 폐쇄되어 있고 상기 진공부에 대체로 개방되어 있으며,
    상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 하나의 실린더에서의 상기 동력 행정 동안에, 상기 하나의 실린더의 상기 증기 챔버는 상기 증기 원에 대체로 폐쇄되어 있고 상기 진공부에 대체로 개방되어 있으며, 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 다른 하나의 실린더의 상기 증기 챔버는 상기 진공부에 대체로 폐쇄되어 있고 상기 증기 원에 대체로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  36. 제 23 항에 있어서,
    동력을 기계에 전달하기 위하여 상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤에 부착되어 있는 확장 축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  37. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더는 각각 선단 벽부를 구비하고 있고, 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 각각에서 상기 선단 벽부 및 상기 피스톤은 공기 챔버의 경계를 한정하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더의 각각은 상기 공기 챔버로의 공기 유입을 제어하는 적어도 하나의 공기 밸브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더의 각각은 상기 공기 챔버로부터 공기를 배출하기 위하여 적어도 하나의 체크 밸브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  40. 제 23 항에 있어서,
    상기 복수의 밸브는, 상기 증기 원으로부터 상기 제 1 증기 챔버로 증기의 유입을 제어하기 위한 제 1 증기 밸브; 상기 증기 원으로부터 상기 제 2 증기 챔버로 증기의 유입을 제어하기 위한 제 2 증기 밸브; 상기 제 1 증기 챔버와 상기 진공부의 연통을 제어하기 위한 제 1 진공 밸브; 및 상기 제 2 증기 챔버와 상기 진공부의 연통을 제어하기 위한 제 2 진공 밸브;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 제 1 증기 밸브 및 상기 제 2 진공 밸브에 선택적으로 연결되는 제 1 스위치,
    상기 제 2 증기 밸브 및 상기 제 1 진공 밸브에 선택적으로 연결되는 제 2 스위치,
    상기 제 1 스위치의 상태를 제어하기 위한 제 1 제어 장치, 및
    상기 제 2 스위치의 상태를 제어하기 위한 제 2 제어 장치를 포함하고,
    상기 제 1 스위치는 제 1 상태 및 제 2 상태가 있고, 상기 제 1 상태에서 상기 제 1 스위치는 상기 제 1 증기 밸브 및 상기 제 2 진공 밸브를 동시에 개방하고, 상기 제 2 상태에서 상기 제 1 스위치는 상기 제 1 증기 밸브 및 상기 제 2 진 공 밸브를 동시에 폐쇄하고,
    상기 제 2 스위치는 제 1 상태 및 제 2 상태가 있고, 상기 제 1 상태에서 상기 제 2 스위치는 상기 제 2 증기 밸브 및 상기 제 1 진공 밸브를 동시에 개방하고, 상기 제 2 상태에서 상기 제 2 스위치는 상기 제 2 증기 밸브 및 상기 제 1 진공 밸브를 동시에 폐쇄하고,
    상기 제 2 제어 장치는 상기 제 1 제어 장치에 연결되어 있고, 상기 제 1 제어 장치 및 상기 제 2 제어 장치는 제 1 위치 및 제 2 위치 사이에서 동시에 이동가능하고, 상기 제 1 위치에서 상기 제 1 스위치는 상기 제 1 상태에 있고 상기 제 2 스위치는 상기 제 2 상태에 있으며, 상기 제 2 위치에서 상기 제 1 스위치는 상기 제 2 상태에 있고 상기 제 2 스위치는 상기 제 1 상태에 있으며,
    상기 커플러는, 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치 중 어느 하나에서 다른 하나로 상기 제어 장치를 이동시키기 위하여 상기 제어 장치와 주기적으로 반복하여 접촉하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  42. 제 41 항에 있어서,
    제 1 피벗 암을 포함하는 상기 제 1 제어 장치 및 제 2 피벗 암을 포함하는 상기 제 2 제어 장치, 및
    상기 제 1 피벗 암 및 상기 제 2 피벗 암을 피벗식으로 결합하는 링크부를 더 포함하고,
    상기 커플러는 상기 제 1 피벗 암 및 상기 제 2 피벗 암의 중간에 위치되어 있고, 상기 커플러의 상기 주기적으로 반복하는 운동은 직선 왕복운동을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  43. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 1 증기 챔버 및 상기 제 2 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되는 적어도 하나의 열 교환기를 더 포함하고 있고,
    상기 열 교환기는 상기 진공부와 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 제 1 증기 챔버 및 상기 제 2 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되는 적어도 하나의 팽창 챔버를 더 포함하고,
    상기 팽창 챔버는 상기 적어도 하나의 열 교환기와 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 팽창 챔버는 적어도 제 1 팽창 챔버 및 제 2 팽창 챔버를 포함하고, 상기 제 1 팽창 챔버는 상기 제 1 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되어 있고, 상기 제 2 팽창 챔버는 상기 제 2 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  46. 증기-진공 엔진에 있어서,
    제 1 피스톤; 및 상기 제 1 피스톤에 의해서 경계가 한정되는 제 1 증기 챔버;를 구비하고 있는 제 1 실린더,
    상기 제 1 피스톤에 부착되어 있는 제 1 피스톤 로드,
    제 2 피스톤; 및 상기 제 2 피스톤에 의해서 경계가 한정되는 제 2 증기 챔버;를 구비하고 있는 제 2 실린더,
    상기 제 2 피스톤에 부착되어 있는 제 2 피스톤 로드,
    상기 제 1 피스톤 로드 및 상기 제 2 피스톤 로드를 연결하는 커플러,
    상기 제 1 증기 챔버 및 상기 제 2 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되어 있는 증기 원,
    상기 제 1 증기 챔버 및 상기 제 2 증기 챔버와 제어되는 상태로 연통되어 있는 진공부,
    상기 증기 원; 및 상기 제 1 증기 챔버와 상기 제 2 증기 챔버; 사이의 연통을 제어하고, 상기 진공부; 및 상기 제 1 증기 챔버와 상기 제 2 증기 챔버; 사이의 연통을 제어하기 위한 복수의 밸브 포함하고,
    각각의 상기 실린더에서 각각의 피스톤은 팽창 위치 및 수축 위치 사이에서 이동가능하고, 각각의 상기 실린더의 증기 챔버는 상기 실린더의 상기 피스톤이 상기 팽창 위치에 있을 때 팽창된 체적부를 구비하고, 상기 팽창 위치로부터 상기 수축 위치로 상기 피스톤의 이동은 동력 행정을 한정하고, 각각의 상기 실린더의 증 기 챔버는 상기 실린더의 상기 피스톤이 상기 수축 위치에 있을 때 수축된 체적부를 구비하고, 상기 수축 위치로부터 상기 팽창 위치로 상기 피스톤의 이동은 증기 흡입 행정을 한정하고, 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 하나의 실린더에서의 동력 행정은 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 다른 하나의 실린더에서의 증기 흡입 행정과 동시에 일어나고,
    상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 하나의 실린더의 상기 증기 흡입 행정 동안에, 상기 하나의 실린더의 상기 증기 챔버는 상기 진공부를 대체로 폐쇄하고 상기 증기 원을 대체로 개방하며, 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 다른 하나의 실린더의 상기 증기 챔버는 상기 증기 원을 대체로 폐쇄하고 상기 진공부를 대체로 개방하며,
    상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 하나의 실린더의 상기 동력 행정 동안에, 상기 하나의 실린더의 상기 증기 챔버는 상기 증기 원을 대체로 폐쇄하고 상기 진공부를 대체로 개방하며, 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더의 다른 하나의 실린더의 상기 증기 챔버는 상기 진공부를 대체로 폐쇄하고 상기 증기 원을 대체로 개방하며,
    상기 동력 행정 및 상기 증기 흡입 행정의 연속적인 반복은 상기 커플러가 주기적으로 반복 운동하도록 하고, 상기 커플러는 상기 밸브를 개방 및 폐쇄하기 위하여 상기 복수의 밸브에 작용하도록 상기 복수의 밸브와 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
  47. 증기-진공 엔진에 있어서,
    제 1 실린더 챔버의 경계를 한정하는 제 1 피스톤을 구비하고 있는 제 1 실린더,
    상기 제 1 피스톤에 부착되어 있는 제 1 피스톤 로드,
    제 2 실린더 챔버의 경계를 한정하는 제 2 피스톤을 구비하고 있는 제 2 실린더,
    상기 제 2 피스톤에 부착되어 있는 제 2 피스톤 로드,
    상기 피스톤이 동시 이동할 수 있도록 상기 제 1 피스톤 로드 및 상기 제 2 피스톤 로드를 선형 관계로 연결하는 커플러,
    상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더와 연통되어 있는 증기 원,
    상기 증기 원으로부터 상기 제 1 실린더로의 증기의 유입을 제어하기 위한 제 1 증기 밸브,
    상기 증기 원으로부터 상기 제 2 실린더로의 증기의 유입을 제어하기 위한 제 2 증기 밸브,
    상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더와 연통되어 있는 진공부,
    상기 진공부와 상기 제 1 실린더를 제어되는 상태로 연통하기 위한 제 1 진공 밸브,
    상기 진공부와 상기 제 2 실린더를 제어되는 상태로 연통하기 위한 제 2 진공 밸브,
    상기 제 1 증기 밸브 및 상기 제 2 진공 밸브를 동시에 개방 또는 폐쇄하기 위하여 상기 제 1 증기 밸브 및 상기 제 2 진공 밸브에 선택적으로 연결되는 제 1 스위치,
    상기 제 2 증기 밸브 및 상기 제 1 진공 밸브를 동시에 개방 또는 폐쇄하기 위하여 상기 제 2 증기 밸브 및 상기 제 1 진공 밸브에 선택적으로 연결되는 제 2 스위치,
    상기 제 1 스위치의 상태를 제어하기 위한 제 1 제어 장치, 및
    상기 제 2 스위치의 상태를 제어하기 위한 제 2 제어 장치를 포함하고,
    상기 제 1 스위치는 제 1 상태 및 제 2 상태가 있고, 상기 제 1 상태에서 상기 제 1 스위치는 상기 제 1 증기 밸브 및 상기 제 2 진공 밸브를 동시에 개방하고, 상기 제 2 상태에서 상기 제 1 스위치는 상기 제 1 증기 밸브 및 상기 제 2 진공 밸브를 동시에 폐쇄하고,
    상기 제 2 스위치는 제 1 상태 및 제 2 상태가 있고, 상기 제 1 상태에서 상기 제 2 스위치는 상기 제 2 증기 밸브 및 상기 제 1 진공 밸브를 동시에 개방하고, 상기 제 2 상태에서 상기 제 2 스위치는 상기 제 2 증기 밸브 및 상기 제 1 진공 밸브를 동시에 폐쇄하고,
    상기 제 2 제어 장치는 상기 제 1 제어 장치에 연결되어 있고, 상기 제 1 제어 장치 및 상기 제 2 제어 장치는 제 1 위치 및 제 2 위치 사이에서 동시에 이동가능하고, 상기 제 1 위치에서 상기 제 1 스위치는 상기 제 1 상태에 있고 상기 제 2 스위치는 상기 제 2 상태에 있으며, 상기 제 2 위치에서 상기 제 1 스위치는 상기 제 2 상태에 있고 상기 제 2 스위치는 상기 제 1 상태에 있으며,
    각각의 상기 실린더에서 각각의 피스톤은 팽창 위치 및 수축 위치 사이에서 이동가능하고, 각각의 상기 실린더의 증기 챔버는 상기 실린더의 상기 피스톤이 상기 팽창 위치에 있을 때 팽창된 체적부를 구비하고, 상기 팽창 위치로부터 상기 수축 위치로 상기 피스톤의 이동은 동력 행정을 한정하고, 각각의 상기 실린더의 증기 챔버는 상기 실린더의 상기 피스톤이 상기 수축 위치에 있을 때 수축된 체적부를 구비하고, 상기 수축 위치로부터 상기 팽창 위치로 상기 피스톤의 이동은 증기 흡입 행정을 한정하고, 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 하나의 실린더에서의 동력 행정은 상기 제 1 실린더 및 상기 제 2 실린더 중 다른 하나의 실린더에서의 증기 흡입 행정과 동시에 일어나고,
    상기 커플러는, 상기 제 1 위치 및 상기 제 2 위치에 선택적으로 상기 제어 장치를 이동시키기 위하여 상기 제어 장치와 주기적으로 반복하여 접촉하는 것을 특징으로 하는 증기-진공 엔진.
KR1020077014519A 2004-11-26 2005-11-23 2 행정 증기-진공 엔진 KR101255160B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/997,562 US6951107B1 (en) 2004-11-26 2004-11-26 Two stroke steam-to-vacuum engine
US10/997,562 2004-11-26
US11/243,055 2005-10-03
US11/243,055 US7194861B2 (en) 2004-11-26 2005-10-03 Two stroke steam-to-vacuum engine
PCT/US2005/042727 WO2006058205A2 (en) 2004-11-26 2005-11-23 Two stroke steam-to-vacuum engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070090955A true KR20070090955A (ko) 2007-09-06
KR101255160B1 KR101255160B1 (ko) 2013-04-23

Family

ID=36498548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077014519A KR101255160B1 (ko) 2004-11-26 2005-11-23 2 행정 증기-진공 엔진

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7194861B2 (ko)
EP (1) EP1828548A4 (ko)
JP (1) JP4805944B2 (ko)
KR (1) KR101255160B1 (ko)
CA (1) CA2588995C (ko)
WO (1) WO2006058205A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101875810B1 (ko) * 2011-10-12 2018-07-09 대우조선해양 주식회사 복수 엔진의 응축수 분리장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2010070702A1 (ja) * 2008-12-16 2012-05-24 社団法人日本銅センター 自然エネルギを利用した動力発生装置
US8763404B2 (en) * 2008-12-31 2014-07-01 Rolls-Royce Corporation Systems, apparatuses, and methods of harnessing thermal energy of gas turbine engines
CN102869868B (zh) 2010-01-19 2016-01-06 马尔文·韦斯利·华德 用于多种清洁能量生成的系统、设备和方法
WO2013074699A1 (en) * 2011-11-14 2013-05-23 Terrajoule Corporation Thermal energy storage system
CH707322B1 (de) * 2012-12-12 2022-10-31 David Bruetsch Vorrichtung zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Wärmeenergie.
US9869180B2 (en) * 2015-04-03 2018-01-16 Synergy Power, LLC Energy harvesting heat engine and actuator
JP5826962B1 (ja) * 2015-05-25 2015-12-02 ライトブレインラボ合同会社 凝縮室付き熱機関
US20170356431A1 (en) * 2016-06-09 2017-12-14 New Jersey Institute Of Technology System and method for multi-level vacuum generation and storage
US11225954B2 (en) * 2016-06-09 2022-01-18 New Jersey Institute Of Technology System and method for multi-level vacuum generation and storage
US20200256281A1 (en) * 2016-11-20 2020-08-13 Joshua M. Schmitt High Dynamic Density Range Thermal Cycle Engine
CN108442978A (zh) * 2018-05-03 2018-08-24 封海涛 一种新型高压流体与低压流体混合做功装置
ES2940921A1 (es) * 2021-11-12 2023-05-12 Moreno Juan Manuel Roig Motor Térmico

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US768691A (en) * 1901-12-28 1904-08-30 Wilson R Pratt Air-engine.
US740117A (en) * 1902-07-14 1903-09-29 Elizabeth S Galbraith Motor.
US2363708A (en) * 1941-02-28 1944-11-28 Kenneth M Urquhart Gas producer system
US2456124A (en) * 1943-08-10 1948-12-14 Beech Nut Packing Co Apparatus for and method of treating food products
US2514287A (en) 1946-10-10 1950-07-04 Ajax Iron Works Compound engine conversion unit
US3918263A (en) * 1972-11-14 1975-11-11 Environmental Dev Corp Hydrogen-fueled internal-combustion and steam engine power plant
GB1448752A (en) 1973-03-08 1976-09-08 Boc International Ltd Vacuum pumping assembly
US4229943A (en) * 1977-04-20 1980-10-28 Franz Kriegler Steam engine
JPS5692302A (en) * 1979-12-26 1981-07-27 Isamu Arai Vacuum engine
US4459084A (en) * 1981-05-26 1984-07-10 Clark Garry E Internal combustion driven pumping system and variable torque transmission
US4698973A (en) * 1983-08-04 1987-10-13 Johnston Barry W Closed loop solar collector system powering a self-starting uniflow engine
DE3913351A1 (de) * 1989-04-22 1990-10-25 Teves Gmbh Alfred Vorrichtung zur hilfsdruckerzeugung
DE19847742C1 (de) 1998-10-16 2000-01-13 Gab Ges Fuer Arbeits Und Beruf Dampfmaschine
JP2001132403A (ja) * 1999-11-01 2001-05-15 Kaizo Maeda 気圧機関及び気圧タービン及び気圧発電装置
JP2003343212A (ja) * 2002-05-24 2003-12-03 Toyota Motor Corp 高温蒸気タービン発電装置
US6951107B1 (en) * 2004-11-26 2005-10-04 Bishop Lloyd E Two stroke steam-to-vacuum engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101875810B1 (ko) * 2011-10-12 2018-07-09 대우조선해양 주식회사 복수 엔진의 응축수 분리장치

Also Published As

Publication number Publication date
CA2588995C (en) 2012-05-01
WO2006058205A2 (en) 2006-06-01
WO2006058205A3 (en) 2006-08-03
KR101255160B1 (ko) 2013-04-23
CA2588995A1 (en) 2006-06-01
US7194861B2 (en) 2007-03-27
US20060112694A1 (en) 2006-06-01
JP2008522083A (ja) 2008-06-26
EP1828548A2 (en) 2007-09-05
EP1828548A4 (en) 2014-02-19
JP4805944B2 (ja) 2011-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101255160B1 (ko) 2 행정 증기-진공 엔진
JP5237430B2 (ja) スプリットサイクルエンジンのための排熱回収のシステムと方法
JP3544377B2 (ja) ヒートエンジンとしての内燃機関
US7503176B2 (en) Liquid pump and Rankine cycle apparatus
US20090211242A1 (en) Engines Driven by Liquefied Gas
CN101080551B (zh) 两冲程蒸汽真空发动机
JP5599729B2 (ja) 液体ディスプレーサエンジン
US7574863B2 (en) Fluid pump and Rankine cycle system
CN203939534U (zh) 二冲程蒸汽发动机循环系统
EP2458165A2 (en) Heat-Driven Power Generation System
CN111785400B (zh) 一种自激振荡非能动余热排出设备及方法
US4156343A (en) Power generating assembly
CN115899568A (zh) 密封式尾汽回收汽动系统
CN201354676Y (zh) 内燃机
CN104675463B (zh) 一种低压水蒸汽循环利用发电系统
KR100718372B1 (ko) 레버-메카니즘 모터 또는 펌프
JP2012202665A (ja) 熱駆動型ヒートポンプサイクル装置およびこれに使用される冷媒循環ポンプ
KR20060071827A (ko) 엔진실린더, 재생기와 냉각기가 일체형으로 결합된외연열기관
JP2007270622A (ja) 内燃エンジンシステム
JP2007270623A (ja) 蒸気発生装置及び内燃エンジンシステム
RU2116460C1 (ru) Способ работы пневмодвигателя и устройство для его реализации (варианты)
JP2007270621A (ja) 内燃エンジンシステム
KR20240032761A (ko) 물의 잠열에 의한, 배기 무소음 무손실 수소-연료 순산소연소 크랭크 피스톤 엔진 운전 방법
KR200435918Y1 (ko) 엔진실린더, 재생기와 냉각기가 일체형으로 결합된외연열기관
RU2300634C2 (ru) Вакуумный двигатель

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160329

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee