KR20080020125A - Engine by using an electromagnet piston - Google Patents

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KR20080020125A KR1020060083120A KR20060083120A KR20080020125A KR 20080020125 A KR20080020125 A KR 20080020125A KR 1020060083120 A KR1020060083120 A KR 1020060083120A KR 20060083120 A KR20060083120 A KR 20060083120A KR 20080020125 A KR20080020125 A KR 20080020125A
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Abstract

An engine using an electromagnetic piston is provided to generate driving force by rotating a crank shaft by reciprocating the piston up and down, thereby solving various bad effects occurring in the existing engine using fossil fuel. An engine using an electromagnetic piston(200) includes a permanent magnet(210), an electro-magnet(120), a position sensor(610), and a position sensor(620). An S pole is formed at an upper side on a top surface of the piston. An N pole is formed at a lower side on the top surface of the piston. The electro-magnet is installed on an inner top surface of a bore(110) so that the piston reaching a top dead center is pushed by the repetition of conduction and short-circuit by a control unit(500). The position sensor is installed at an upper side on an inner surface of the bore. The position sensor senses the top dead center of the piston and transmits the sensed signal to the control unit so as to form the S pole by conducting the electro-magnet.

Description

전자석 피스톤을 이용한 엔진{Engine by using an electromagnet piston}Engine by using an electromagnet piston

도 1 은 본 발명에 따라 전자석과 영구자석에 의해 피스톤이 상하왕복운동하는 상태를 예시한 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram illustrating a state in which a piston moves up and down by an electromagnet and a permanent magnet according to the present invention.

도 2 는 본 발명에 따라 전자석과 영구자석에 의해 피스톤이 상하왕복운동하는 상태의 다른 실시 예를 보인 개략 구성도.Figure 2 is a schematic diagram showing another embodiment of a state in which the piston reciprocating up and down by the electromagnet and permanent magnet in accordance with the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

100 : 실린더 110 : 보어100: cylinder 110: bore

120 : 전자석 121 : 통공120: electromagnet 121: through hole

200 : 피스톤 210 : 영구자석200: piston 210: permanent magnet

300 : 커넥팅로드 400 : 크랭크축300: connecting rod 400: crankshaft

500 : 컨트롤부 610,620 : 위치센서 500: control unit 610,620: position sensor

본 발명은 전자석에 의해 작동되는 피스톤을 이용한 엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 실린더의 상부에는 전자석을 설치하고, 상기 실린더 내부에서 승하 강하는 피스톤의 상부에는 상기 전자석의 통전과 단락에 따라 전자석으로부터 척력이 발생될 수 있는 영구자석을 설치함에 따라 상기 전자석의 통전과 단락에 의해 피스톤이 상하왕복운동을 하면서 크랭크축을 회전시켜 동력이 만들어질수 있도록 구성함하므로서, 화석연료의 사용하던 종래 엔진의 각종 문제점을 효과적으로 해결할 수 있으며, 엔진의 크기를 줄일 수 있고, 제작이 용이해질 수 있으며, 제작 및 유지에 따른 비용 또한 더욱 절감시킬 수 있는 전자석 피스톤을 이용한 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to an engine using a piston operated by an electromagnet, and more particularly, an electromagnet is installed in an upper portion of a cylinder, and a repulsion force is applied from the electromagnet in accordance with the energization and short circuit of the electromagnet on an upper portion of the piston which is lowered in the cylinder. By installing a permanent magnet which can be generated by the electric current and the short circuit of the electromagnet by rotating the crankshaft while rotating the crankshaft by configuring the power, the various problems of the conventional engine used in fossil fuel The present invention relates to an engine using an electromagnet piston, which can effectively solve, reduce the size of the engine, facilitate the manufacture, and further reduce the cost of manufacturing and maintaining.

일반적으로 엔진은 연료의 폭발에 따른 구동력을 회전력으로 변화시키는 것이며, 통상적으로 크랭크축과 커넥팅로드로서 연결된 피스톤이 실린더 내의 상사점에 도달하게 되면 연료가 압축되면서 점화되고, 이후 폭발력에 의해 피스톤이 하사점에 도달하게 되면 상기 피스톤의 직선 왕복운동이 커넥팅로드에 의해 회전운동을 변화되면서 크랭크축을 회전시키게 되며, 상기 크랭크축의 회전력에 의해 기관의 동력축이 구동되면서 기관이 운행을 하게 되는 것이다.In general, the engine changes the driving force according to the explosion of the fuel to the rotational force, and when the piston connected to the crankshaft and the connecting rod reaches the top dead center in the cylinder, the fuel is compressed and ignited. When the point is reached, the linear reciprocating motion of the piston changes the rotational motion by the connecting rod to rotate the crankshaft, and the engine is driven while the power shaft of the engine is driven by the rotational force of the crankshaft.

그러나 상기와 같은 종래의 엔진은 화석연료를 사용하므로서 배기가스로 인한 환경문제와, 한정된 양의 화석연료로 인한 공급과 수요의 문제가 발생하게 되며, 상기 연료가 연소될 때 고열이 발생하게 됨에 따라 연관부품이 고열에 견딜 수 있는 재질 및 구조로 제작되어야 하고, 냉각을 위한 부품등이 추가됨에 따라 엔진의 크기가 커지며, 무게가 무거워지고, 구조가 복잡해지며, 제작 및 유지에 따른 비용이 많이 소모되는 문제점이 있었다.However, such a conventional engine uses fossil fuels, causing environmental problems due to exhaust gases, supply and demand problems due to a limited amount of fossil fuels, and high heat when the fuel is combusted. Related parts should be made of materials and structures that can withstand high temperatures, and as the components for cooling are added, the engine size increases, the weight becomes heavy, the structure becomes complicated, and the cost of manufacturing and maintenance is high. There was a problem.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자석의 통전과 단락에 의해 전자석과 피스톤의 영구자석간에 척력이 발생되면서 피스톤이 상하왕복운동이 될 수 있도록 구성함에 따라 상기 상하왕복운동되는 피스톤과 연결된 크랭크축의 회전력을 이용하여 엔진을 구성할 수 있으므로 기존 엔진에 화석연료로 사용하면서 발생되던 각종 폐해를 효과적으로 방지할 수 있도록 한 전자석 피스톤을 이용한 엔진을 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to solve the problems as described above, and the upper and lower reciprocating motion as the piston is configured to be a reciprocating movement while the repulsion is generated between the electromagnet and the permanent magnet of the piston by the short circuit Since the engine can be configured using the rotational force of the crankshaft connected to the piston, it is to provide an engine using an electromagnet piston that can effectively prevent various damages generated by using fossil fuel in the existing engine.

이와 같은 본 발명의 목적은 실린더의 보어 내부에서 피스톤이 상하왕복운동을 하고, 상기 피스톤은 커넥팅로드에 의해 크랭크축과 연결되면서 상기 피스톤의 상하왕복운동이 크랭크축의 회전운동으로 변환되어 동력을 발생시키는 엔진을 구성함에 있어서,The object of the present invention as described above is that the piston is reciprocating up and down in the bore of the cylinder, the piston is connected to the crank shaft by a connecting rod while the up and down reciprocating motion of the piston is converted to the rotational movement of the crank shaft to generate power In constructing the engine,

상기 피스톤의 상면에는 상측에 S극이 형성되고, 그 하측에 N극이 형성된 영구자석을 설치하고, S-pole is formed on the upper side of the piston, and a permanent magnet having an N-pole formed on the lower side thereof,

상기 보어 내부의 상면에는 컨트롤부에 의해 통전과 단락이 반복되면서 상사점에 도달한 피스톤을 밀어 낼 수 있도록 전자석을 설치하며,An electromagnet is installed on the upper surface of the bore to push the piston reaching the top dead center while the energization and the short circuit are repeated by the control unit.

상기 보어의 내면 상측에는 피스톤의 상사점을 감지한 후 그 신호를 컨트롤부에 전송하여 상기 컨트롤부의 제어에 따라 전자석이 통전되면서 S극이 형성될 수 있도록 위치센서를 설치하고,The upper surface of the bore detects the top dead center of the piston and transmits a signal to the control unit, and installs a position sensor to form an S pole while the electromagnet is energized under the control of the control unit.

보어의 내면 하측에는 피스톤의 하사점을 감지한 후 그 신호를 컨트롤부에 전송하여 상기 컨트롤부의 제어에 따라 통전된 전자석이 단락될 수 있도록 위치센 서를 설치하므로서 달성되는 것이다.The lower surface of the bore is achieved by installing a position sensor to detect the bottom dead center of the piston and transmit the signal to the control unit to short-circuit the energized electromagnet according to the control of the control unit.

이러한 본 발명은 실런더의 보어 내부 상면에 설치된 전자석의 통전에 따라 전자석과 영구자석간에 척력이 발생하게 되면서 피스톤이 상하왕복운동을 하게 되어 상기 피스톤과 커넥팅로드에 연결된 크랭크축이 회전운동으로 인하여 동력이 발생될 수 있으므로 화석연료를 사용하던 종래의 엔진에서 발생되던 각종 문제점을 효과적으로 해결할 수 있으므로 상기 목적을 달성할 수 있는 것이다.In the present invention, the repulsive force is generated between the electromagnet and the permanent magnet according to the energization of the electromagnet installed on the inner surface of the bore of the cylinder, and the piston moves up and down. This can be achieved because it can effectively solve the various problems caused in the conventional engine using the fossil fuel can achieve the above object.

이하, 본 발명의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시 예로서 그 기술구성 및 작용효과를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the technical configuration and operational effects as a preferred embodiment that can effectively achieve the features of the present invention will be described.

즉, 도 1 은 본 발명에 따라 전자석과 영구자석에 의해 피스톤이 상하왕복운동하는 상태를 예시한 개략 구성도이고, 도 2 는 본 발명에 따라 전자석과 영구자석에 의해 피스톤이 상하왕복운동하는 상태의 다른 실시 예를 보인 개략 구성도이다.That is, Figure 1 is a schematic configuration diagram illustrating a state in which the piston reciprocating up and down by the electromagnet and the permanent magnet according to the present invention, Figure 2 is a state in which the piston reciprocating by the electromagnet and the permanent magnet according to the present invention Schematic diagram showing another embodiment of the.

이에 예시한 바와 같이 본 발명은 실린더(100)의 보어(110) 내부에서 피스톤(200)이 상하왕복운동을 하고, 상기 피스톤(200)은 커넥팅로드(300)에 의해 크랭크축(400)과 연결되면서 상기 피스톤(200)의 상하왕복운동이 크랭크축(400)의 회전운동으로 변환되어 동력을 발생시키는 엔진을 구성함에 있어서,As illustrated in the present invention, the piston 200 moves up and down in the bore 110 of the cylinder 100, and the piston 200 is connected to the crankshaft 400 by the connecting rod 300. In the upper and lower reciprocating motion of the piston 200 is converted into the rotational motion of the crankshaft 400 while configuring the engine to generate power,

상기 피스톤(200)의 상면에는 상측에 S극이 형성되고, 그 하측에 N극이 형성된 영구자석(210)을 설치하고, On the upper surface of the piston 200, an S pole is formed on the upper side, and a permanent magnet 210 having an N pole formed on the lower side thereof,

상기 보어(110) 내부의 상면에는 컨트롤부(500)에 의한 통전과 단락이 반복되면서 상사점에 도달한 피스톤(200)을 밀어 낼 수 있도록 전자석(120)을 설치하며,The electromagnet 120 is installed on the upper surface of the bore 110 so as to push the piston 200 reaching the top dead center while the energization and short circuit by the control unit 500 are repeated.

상기 보어(110)의 내면 상측에는 피스톤(200)의 상사점을 감지한 후 그 신호를 컨트롤부(500)에 전송하여 상기 컨트롤부(500)의 제어에 의해 전자석(120)이 통전되면서 S극이 될 수 있도록 위치센서(610)를 설치하고,The upper surface of the bore 110 detects the top dead center of the piston 200 and transmits a signal to the control unit 500 so that the electromagnet 120 is energized by the control of the control unit 500 and the S pole. Install the position sensor 610 to be,

보어(110)의 내면 하측에는 피스톤(200)의 하사점을 감지한 후 그 신호를 컨트롤부(500)에 전송하여 상기 컨트롤부(500)의 제어에 의해 통전된 전자석(120)이 단락될 수 있도록 위치센서(620)를 설치하여 된 것을 특징으로 하는 것이다.After detecting the bottom dead center of the piston 200 at the bottom of the inner surface of the bore 110, the signal may be transmitted to the control unit 500 to short-circuit the electromagnet 120 energized by the control of the control unit 500. It is characterized in that the position sensor 620 was installed so as to.

도면중 미설명 부호(120a)은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자석이고, (200a)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 피스톤이며, (210a)는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 영구자석이고, (700)은 전자석(120)의 통공(121)에 설치되는 개폐용 밸브이다.In the drawings, reference numeral 120a is an electromagnet according to another embodiment of the present invention, 200a is a piston according to another embodiment of the present invention, and 210a is a permanent magnet according to another embodiment of the present invention. , 700 is an opening and closing valve installed in the through-hole 121 of the electromagnet 120.

이러한 본 발명은 실린더(100)에 설치된 피스톤(200)을 상하왕복운동시켜 그 상하왕복운동에 의해 크랭크축(400)의 회전운동시키므로서 상기 크랭크축(400)의 회전력에 의해 기관의 구동력을 만들어내는 엔진에 구성함에 있어서, 상기 피스톤(200)을 상하왕복운동시키기 위한 수단으로 전자석(120)과 영구자석(210)의 척력을 이용함에 따라 화석연료를 사용하던 종래 엔진의 각종 문제점을 효과적으로 해결할 수 있으며, 엔진의 구성이 단순해지고, 제작이 용이해지며, 제작 및 유지에 따른 비용 또한 절감시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention makes the driving force of the engine by the rotational force of the crankshaft 400 while the piston 200 installed in the cylinder 100 up and down reciprocating to rotate the crankshaft 400 by the up and down reciprocating motion. In constructing the engine, by using the repulsive force of the electromagnet 120 and the permanent magnet 210 as a means for moving the piston 200 up and down can effectively solve the various problems of the conventional engine using the fossil fuel In addition, the configuration of the engine is simplified, easy to manufacture, and to reduce the cost of manufacturing and maintenance.

즉, 도 1 은 본 발명에 따라 실린더와 피스톤의 설치상태를 예시한 것으로서, 실린더(100) 내부의 보어(110)에는 피스톤(200)이 상하왕복운동을 할 수 있도록 설치되어 있으며, 상기 피스톤(200)의 끝단에는 커넥팅로드(300)에 의해 크랭크축(400)과 연결된 구조는 통상의 엔진의 구조와 동일한 것이다.That is, Figure 1 illustrates the installation state of the cylinder and the piston in accordance with the present invention, the bore 110 inside the cylinder 100 is installed so that the piston 200 can move up and down reciprocating, the piston ( At the end of the 200, the structure connected to the crankshaft 400 by the connecting rod 300 is the same as that of the conventional engine.

여기서 본 발명의 특징은 피스톤(200)의 상부에 영구자석(210)이 설치되는데, 상기 영구자석(210)은 S극이 상측에 위치되도록 하고, N극이 하측에 위치되도록 한 것이며, 비전도체인 보어(110)의 내부 상면에는 전자석(120)이 설치되고, 상기 전자석(120)은 컨트롤부(500)에 의해 전류가 통전 또는 단락되면서 전자석(120)에 자력이 만들어지거나 또는 자력을 상실하게 되는 것이며, 이때 상기 전자석(120)이 통전될 경우 전자석(120)은 S극을 띄게 되는 것이다.The feature of the present invention is that the permanent magnet 210 is installed on the upper portion of the piston 200, the permanent magnet 210 is to be located in the upper pole S, N pole is located in the lower side, non-conductive An electromagnet 120 is installed on the inner upper surface of the chain bore 110, and the electromagnet 120 is made to have a magnetic force or lose its magnetic force while the current is energized or short-circuited by the control unit 500. In this case, when the electromagnet 120 is energized, the electromagnet 120 will have an S pole.

그리고 상기 전자석(120)에는 보어(110) 내부의 공기가 외부와 유통될 수 있도록 통공(121)을 형성하여 보어(110)의 내부에서 상하왕복운동을 하는 실린더(100)에 의해 보어(110)의 내부가 진공상태로 변하게 되는 것을 방지토록 한 것이다.And the electromagnet 120 has a bore 110 by forming a through-hole 121 so that the air inside the bore 110 can be distributed to the outside bore 110 by the cylinder 100 to move up and down inside the bore 110 This prevents the interior of the vacuum from changing.

아울러 상기 보어(110)의 내면 상측과 하측에는 각각 피스톤(200)의 승하강에 따른 상사점과 하사점의 위치를 감지할 수 있도록 위치센서(610)(620)를 설치한 것이며, 상기 위치센서(610)(620)는 컨트롤부(500)와 연결됨에 따라 피스톤(200)이 상사점에 위치하면 위치센서(610)의 신호를 받아 컨트롤부(500)는 전자석(120)에 전류를 통전시켜 전자석(120)이 S극의 극성을 가지도록 하고, 피스톤(200)이 하사점에 위치하면 위치센서(620)의 신호를 받아 컨트롤부(500)는 통전된 전자석(120) 의 전류를 단락시켜 전자석(120)은 극성을 상실하게 되는 것이다.In addition, the upper and lower inner surfaces of the bore 110 are installed position sensors 610 and 620 so as to detect the position of the top dead center and the bottom dead center according to the rising and falling of the piston 200, respectively, the position sensor 610 and 620 are connected to the control unit 500, when the piston 200 is located at the top dead center receives the signal of the position sensor 610, the control unit 500 to conduct the current to the electromagnet 120 When the electromagnet 120 has the polarity of the S pole, and the piston 200 is located at the bottom dead center, the control unit 500 short-circuits the current of the energized electromagnet 120 by receiving a signal from the position sensor 620. Electromagnet 120 is to lose the polarity.

여기서 상기 위치센서(610)(620)는 보어(110)의 내면 상하측에 형성되는 것으로 한정할 필요는 없으며, 필요에 따라 커넥팅로드(300)의 회전상태에 따라 피스톤(200)의 상사점과 하사점을 인지하도록 할 수도 있는 것이다.Here, the position sensors 610 and 620 are not limited to those formed on the upper and lower sides of the bore 110, and, if necessary, the top dead center of the piston 200 according to the rotation state of the connecting rod 300. You can also make the bottom dead center aware.

따라서 피스톤(200)이 보어(110)의 내부에서 승강하여 상사점에 위치하게 되면 위치센서(610)가 피스톤(200)의 위치를 감지한 후 컨트롤부(500)에 신호를 보내게 되고, 상기 위치센서(610)의 신호를 받은 컨트롤부(500)는 전자석(120)에 전류를 통전시켜 전자석(120)은 S극이 되며, 이때 피스톤(200)의 상면에 설치된 영구자석(210)은 상측이 S극이므로 상기 전자석(120)의 S극과 영구자석(210)의 S극 간에 척력이 발생되면서 피스톤(200)은 하강을 하게 되는 것이다.Therefore, when the piston 200 is raised and lowered in the bore 110 and positioned at the top dead center, the position sensor 610 detects the position of the piston 200 and sends a signal to the control unit 500. The control unit 500 receiving the signal of the position sensor 610 is energized to the electromagnet 120, the electromagnet 120 becomes the S pole, the permanent magnet 210 installed on the upper surface of the piston 200 is the upper side Since the S pole is generated between the S pole of the electromagnet 120 and the S pole of the permanent magnet 210, the piston 200 is to be lowered.

이후, 상기 하강하는 피스톤(200)이 하사점에 위치하게 되면 위치센서(620)가 피스톤(200)의 위치를 감지하여 컨트롤부(500)에 신호를 보내게 되고, 상기 위치센서(620)의 신호를 받은 컨트롤부(500)가 전자석(120)에 통전된 전류를 단락시키면 전자석(120)은 자력을 상실하게 되면서 상기 전자석(120)과 영구자석(210)사이에는 척력이 작용하지 않게 되는 것이다.Subsequently, when the descending piston 200 is located at the bottom dead center, the position sensor 620 senses the position of the piston 200 and sends a signal to the control unit 500, and the position sensor 620 When the control unit 500 receives the signal to short-circuit the current supplied to the electromagnet 120, the electromagnet 120 loses its magnetic force and the repulsive force does not act between the electromagnet 120 and the permanent magnet 210. .

한편, 피스톤(200)은 행정수에 따라 동일한 실린더(100) 안에 다수개가 설치되는데, 이때 피스톤(200)이 하강을 하게 되면, 동시에 다른 피스톤(200a)은 크랭크축(400)에 의해 승강을 하게 되므로 상기 승강하는 다른 피스톤(200a)이 상사점에 위치하게 되면 컨트롤부(500)의 제어에 의한 통전으로 인하여 다른 전자석(120a)에 자력이 생기면서 다른 전자석(120a)이 S극이 되고, 상기 S극이 된 다른 전자석(120a)과 상사점에 위치한 다른 피스톤(200a)의 다른 영구자석(210a)간에 척력이 생기게 되면서 상기 다른 피스톤(200a)은 하강을 하게 됨에 따라 피스톤(200)과 다른 피스톤(200a)이 교대로 승하강되면서 크랭크축(400)을 회전시키게 되는 것이다.On the other hand, the piston 200 is installed in the same cylinder 100 in accordance with the number of stroke, when the piston 200 is lowered, at the same time the other piston 200a to be lifted by the crankshaft 400 Therefore, when the other piston 200a is moved up and down at the top dead center, the electromagnet is generated by another electromagnet 120a due to the control of the control unit 500, and the other electromagnet 120a becomes the S pole. As the repulsive force is generated between the other electromagnet 120a, which has become the S pole, and the other permanent magnet 210a of the other piston 200a located at the top dead center, the other piston 200a is lowered, thereby causing the piston 200 to be different from the other piston. As the 200a is alternately raised and lowered to rotate the crankshaft (400).

여기서 상기 전자석(120)과 다른 전자석(120a)에 가해지는 순간 최고 전압은 2만~3만 볼트인 것이며, 엔진의 회전수인 RPM은 이 순간 전압과 전압 인가 빈도를 이용하여 조절 가능한 것이며, 저속의 아이들 상태에서는 낮은 순간 전압을 이용하여 아이들 상태를 유지할 수 있는 것이다.Here, the instantaneous maximum voltage applied to the electromagnet 120 and the other electromagnet 120a is 20,000 to 30,000 volts, and the RPM of the engine is adjustable by using the instantaneous voltage and the frequency of application of the voltage. In the idle state, a low instantaneous voltage can be used to maintain the idle state.

따라서 엔진의 초기 시동을 위하여 시동키를 작동시키게 되면 상기 시동키에 의해 스타터(도면중 미도시)가 작동되면서 축전지(도면중 미도시)로부터 시동모터(도면중 미도시)가 구동되고, 이에 따라 상기 시동모터와 연결된 크랭크축(400)이 회전되는 것이며, 상기 크랭크축(400)에 의해 피스톤(200)이 상승하여 상사점에 위치되면서 위치센서(610)가 이를 인지하게 되면 컨트롤부(500)에 의해 전자석(120)이 통전되어 자력이 생기게 되면 전자석(120)과 피스톤(200)의 영구자석(210)간에 척력이 발생되어 피스톤(200)은 하강을 하게 되고, 동시에 하강했던 다른 피스톤(200a)은 다시 상승하게 되므로 상기 피스톤(200)과 다른 피스톤(200a)의 엇갈린 왕복운동에 따라 크랭크축(400)이 회전운동을 하게 되면서 동력이 발생되어 기관이 운행될 수 있는 것이다.Therefore, when the ignition key is operated for the initial start of the engine, the starter (not shown) is operated by the ignition key, and the starter motor (not shown) is driven from the battery (not shown). When the crank shaft 400 is connected to the starting motor is rotated, and the piston 200 is raised by the crank shaft 400 is located at the top dead center, when the position sensor 610 recognizes this, the control unit 500 When the electromagnet 120 is energized by the magnetic force, the repulsion is generated between the electromagnet 120 and the permanent magnet 210 of the piston 200, the piston 200 is lowered, and at the same time the other piston 200a Since the crankshaft 400 is rotated according to the staggered reciprocation of the piston 200 and the other piston 200a, the power is generated and the engine can be driven again.

한편 도 1 은 보어(110)의 내부에서 승하강하는 피스톤(200)에 상하왕복운동에 따라 전자석(120)과 영구자석(210) 사이의 공간이 밀폐되면서 진공상태가 되는 경우 전자석(120)과 영구자석(210)간의 인력과 척력이 효과적으로 작용하지 못할 수도 있으므로 전자석(120)에 외부와 공기가 통할 수 있는 통공(121)을 형성한 것이다.Meanwhile, FIG. 1 shows an electromagnet 120 and a case in which the space between the electromagnet 120 and the permanent magnet 210 is sealed while being vacuumed according to the up and down movement of the piston 200 rising and falling inside the bore 110. Since the attraction and repulsive force between the permanent magnets 210 may not work effectively, the through-holes 121 may be formed in the electromagnet 120 to allow the outside and air to pass through.

그리고 도 2 는 본 발명의 다른 실시 예로서, 전자석(120)에 형성된 통공(121)에 상기 통공(121)을 개폐할 수 있는 개폐용 밸브(700)를 설치하고, 상기 개폐용 밸브(700)의 개폐시기는 컨트롤부(500)의 제어을 받도록 한 것이다.And Figure 2 is another embodiment of the present invention, the opening and closing valve 700 that can open and close the through hole 121 in the through hole 121 formed in the electromagnet 120, the opening and closing valve 700 The opening and closing time is to be controlled by the control unit 500.

즉, 피스톤(200)이 하사점에 위치한 상태에서는 컨트롤부(500)에 의해 개폐용 밸브(700)가 통공(121)을 막게 되고, 이러한 상태에서 다른 피스톤(200a)의 하강에 의해 피스톤(200)이 승강을 하게 되면, 전자석(120)의 통공(121)이 컨트롤부(500)의 제어에 따라 개폐용 밸브(700)로 막혀 있으므로 영구자석(210)과 전자석(120) 사이 공간의 공기가 압축되면서 상기 압축된 공기로 인하여 피스톤(200)은 하강되려는 힘을 받게 되는 것이다.That is, in the state where the piston 200 is located at the bottom dead center, the opening and closing valve 700 blocks the through hole 121 by the control unit 500, and in this state, the piston 200 is lowered by the other piston 200a. When the ascending and descending, the through-hole 121 of the electromagnet 120 is blocked by the opening and closing valve 700 under the control of the control unit 500, the air in the space between the permanent magnet 210 and the electromagnet 120 As the compressed air is compressed, the piston 200 is forced to descend.

이후, 상기 상승하던 피스톤(200)이 상사점에 위치하여 위치센서(610)가 이를 감지하게 되면 컨트롤부(500)에 의해 전자석(120)이 통전되어 S극이 되고, 이와 함께 전자석(120)의 통공(121)을 막고 있던 개폐용 밸브(700)가 컨트롤부(500)에 의해 미세하게 열리게 되면 상기 전자석(120)과 피스톤(200)의 영구자석(210)간에 척력이 작용함과 동시에 피스톤(200)이 상승하게 되면서 피스톤(200)의 영구자석(210)과 전자석(120) 사이에 압축되어 있는 공기의 팽창력이 함께 작용하게 되어 피스톤(200)의 하강운동이 보다 효과적으로 이루어질 수 있는 것이다.Subsequently, when the raised piston 200 is located at the top dead center and the position sensor 610 detects this, the electromagnet 120 is energized by the control unit 500 to become the S pole, and with this, the electromagnet 120 When the opening and closing valve 700 blocking the through hole 121 of the opening is finely opened by the control unit 500, the repulsive force acts between the electromagnet 120 and the permanent magnet 210 of the piston 200 and at the same time, the piston As the 200 is raised, the expansion force of the air compressed between the permanent magnet 210 and the electromagnet 120 of the piston 200 acts together, so that the downward movement of the piston 200 may be more effectively performed.

그리고 상기와 같이 피스톤(200)의 하강으로 피스톤(200)이 하사점에 위치하 여 위치센서(620)가 이를 감지하게 되면 컨트롤부(500)에 의해 전자석(120)의 통공(121)이 개폐용 밸브(700)에 의해 다시 막히게 됨에 따라 하강하였던 피스톤(200)이 다시 상승할 때 피스톤(200)의 영구자석(210)과 전자석(120)의 사이에 위치한 공기가 다시 압축되면서 피스톤(200)을 하강시키려는 힘으로 작용할 수 있도록 하므로서, 상기 개폐용 밸브(700)를 이용하여 피스톤(200)의 운동 효율성을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.When the piston 200 is located at the bottom dead center as the piston 200 descends as described above, and the position sensor 620 detects this, the through hole 121 of the electromagnet 120 is opened and closed by the control unit 500. When the piston 200 that has been lowered as it is blocked by the valve 700 again ascends again, the air located between the permanent magnet 210 of the piston 200 and the electromagnet 120 is compressed again and the piston 200 By being able to act as a force to lower the, it is possible to further improve the movement efficiency of the piston 200 by using the opening and closing valve 700.

한편, 상기한 실시 예는 전자석(120)의 통전과 단락을 통해 전자석(120)이 피스톤(200)을 한방향으로 하강시키는 역할만을 수행하는 것이며, 본 발명의 다른 실시 예로서, 상기 지속적으로 통전된 상태의 전자석(120)이 컨트롤부(500)에 의해 전류의 흐름이 바뀌면서 그 극성이 S극 또는 N극으로 변화될 수 있도록 구성할 수도 있는 것이다.On the other hand, the above embodiment is to perform only the role of the electromagnet 120 to lower the piston 200 in one direction through the energization and short circuit of the electromagnet 120, as another embodiment of the present invention, the continuously energized The electromagnet 120 in a state may be configured to change its polarity to the S pole or the N pole as the flow of current is changed by the control unit 500.

따라서 피스톤(200)이 상사점에 위치하면 위치센서(610)의 신호를 받아 컨트롤부(500)는 통전되어 있는 전자석(120)의 극성을 S극으로 전환시키고, 피스톤(200)이 하사점에 위치하면 위치센서(620)의 신호를 받아 컨트롤부(500)가 전자석(120)의 극성을 N극으로 전환시키게 되는 것이다.Therefore, when the piston 200 is located at the top dead center, the control unit 500 switches the polarity of the electromagnet 120 that is energized to the S pole in response to the position sensor 610 signal, and the piston 200 is located at the bottom dead center. When positioned, the control unit 500 switches the polarity of the electromagnet 120 to the N pole in response to the position sensor 620.

따라서 피스톤(200)이 하사점에 위치하게 되면 위치센서(620)가 피스톤(200)의 위치를 감지하여 컨트롤부(500)에 신호를 보내게 되고, 상기 위치센서(620)의 신호를 받은 컨트롤부(500)는 전자석(120)의 극성을 N극으로 전환시키게 되고, 이때 피스톤(200)의 상면에 설치된 영구자석(210)은 상측이 S극이므로 전자석(120)과 영구자석(210)간에 인력이 발생되면서 피스톤(200)은 보어(110) 내부에서 승강하게 되는 것이다.Therefore, when the piston 200 is located at the bottom dead center position sensor 620 detects the position of the piston 200 to send a signal to the control unit 500, the control received the signal of the position sensor 620 The part 500 converts the polarity of the electromagnet 120 into the N pole, and the permanent magnet 210 installed on the upper surface of the piston 200 is the S pole, so that the electromagnet 120 and the permanent magnet 210 are separated. As the attraction is generated, the piston 200 is lifted in the bore 110.

그리고 상기와 같이 피스톤(200)이 보어(110)의 내부에서 승강하여 상사점에 위치하게 되면 위치센서(610)가 피스톤(200)의 위치를 감지한 후 컨트롤부(500)에 신호를 보내게 되고, 상기 위치센서(610)의 신호를 받은 컨트롤부(500)는 전자석(120)의 극성을 S극으로 전환시키게 되며, 이때 피스톤(200)의 상면에 설치된 영구자석(210)은 상측이 S극이므로 전자석(120)과 영구자석(210)간에 척력이 발생되면서 피스톤(200)은 하강하게 되는 것이다.When the piston 200 ascends in the bore 110 and is positioned at the top dead center as described above, the position sensor 610 detects the position of the piston 200 and then sends a signal to the control unit 500. And, the control unit 500 receives the signal of the position sensor 610 is to switch the polarity of the electromagnet 120 to the S pole, the permanent magnet 210 installed on the upper surface of the piston 200 is the S side Since the pole is generated between the electromagnet 120 and the permanent magnet 210, the piston 200 is to be lowered.

이와 같이 피스톤(200)의 상사점 및 하사점의 위치에 따라 전자석(120)의 극성이 반복적으로 변화되면서 전자석(120)과 영구자석(210)간에 인력 또는 척력이 반복적으로 연속 발생하게 되므로 피스톤(200)은 연속적인 상하왕복운동을 하게 되는 것이며, 상기 피스톤(200)에 연결된 커넥팅로드(300)에 의해 크랭크축(400)이 회전운동을 하게 되는 것이다.As the polarity of the electromagnet 120 is repeatedly changed according to the positions of the top dead center and the bottom dead center of the piston 200, the attraction force or repulsive force is repeatedly generated between the electromagnet 120 and the permanent magnet 210. 200 is to be a continuous up and down reciprocating movement, the crank shaft 400 is to be rotated by the connecting rod 300 connected to the piston (200).

따라서 엔진의 초기 시동을 위하여 시동키를 작동시키게 되면 상기 시동키에 의해 스타터가 작동되면서 축전지로부터 시동모터가 구동되고, 이에 따라 상기 시동모터와 연결된 크랭크축(400)이 회전되는 것이며, 상기 크랭크축(400)에 의해 피스톤(200)이 상승하여 상사점에 위치되면서 위치센서(610)가 이를 인지하게 되면 컨트롤부(500)에 의해 전자석(120)의 극성이 바뀌면서 전자석(120)과 피스톤(200)의 영구자석(210)간에 척력이 발생되어 피스톤(200)은 하강을 하게 되고, 하강된 피스톤(200)이 하사점에 위치하여 위치센서(620)가 이를 인지하면 컨트롤부(500)에 의해 전자석(120)의 극성이 다시 바뀌면서 전자석(120)과 피스톤(200)의 영구자 석(210)간에 인력이 발생되는 과정이 연속적으로 반복됨에 따라 상기 피스톤(200)의 상하왕복운동에 따라 커넥팅로드(300)에 의해 크랭크축(400)이 회전운동을 하게 되면서 동력을 발생되어 기관이 운행될 수 있는 것이다.Accordingly, when the ignition key is operated for the initial start of the engine, the starter is operated by the ignition key, and the ignition motor is driven from the battery. Accordingly, the crank shaft 400 connected to the ignition motor is rotated. When the piston 200 is raised by the 400 and positioned at the top dead center, and the position sensor 610 recognizes this, the polarity of the electromagnet 120 is changed by the control unit 500 and the electromagnet 120 and the piston 200 are changed. Repulsion is generated between the permanent magnets 210) of the piston 200 is lowered, the lowered piston 200 is located at the bottom dead center position sensor 620 recognizes this by the control unit 500 As the polarity of the electromagnet 120 is changed again, a process in which the attraction is generated between the electromagnet 120 and the permanent magnet 210 of the piston 200 is continuously repeated, and the connecting rod according to the up and down reciprocation of the piston 200. At 300 The crankshaft 400 is a rotational movement is generated by the power is to drive the engine.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수가 있으며, 상기 실시 예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.As described above, the preferred embodiment of the present invention has been described, but the present invention may use various changes, modifications, and equivalents. Therefore, the above description does not limit the scope of the invention defined by the limitations of the following claims.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 실린더의 상부에 통전에 의해 극성을 가지는 전자석을 설치하고, 피스톤에는 상기 전자석의 극성에 의해 척력이 발생할 수 있도록 영구자석을 설치함에 따라 컨트롤부가 피스톤의 상사점과 하사점을 인지하여 전자석을 통전 및 단락시키므로서 피스톤의 상하왕복운동에 의해 크랭크축을 회전시켜 구동력을 발생시킬 수 있으므로 화석연료를 사용하던 종래의 엔진에서 발생되던 각종 폐해를 효과적으로 해결할 수 있고, 엔진의 크기를 줄일 수 있으며, 엔진의 제작성이 더욱 향상될 수 있고, 엔진의 제작비용은 물론 유지에 따른 비용 또한 더욱 절감시킬 수 있는 것이다.As described above, the present invention provides an electromagnet having a polarity by energization on the upper portion of the cylinder, and the control unit is provided with a top dead center of the piston by installing a permanent magnet on the piston so that repulsion may occur due to the polarity of the electromagnet. By recognizing the bottom dead center and energizing and shorting the electromagnet, the driving force can be generated by rotating the crankshaft by the up and down movement of the piston. Therefore, it is possible to effectively solve various damages generated in the conventional engine using fossil fuel. The size can be reduced, the manufacturability of the engine can be further improved, and the cost of manufacturing and maintaining the engine can be further reduced.

Claims (3)

실린더(100)의 보어(110) 내부에서 피스톤(200)이 상하왕복운동을 하고, 상기 피스톤(200)은 커넥팅로드(300)에 의해 크랭크축(400)과 연결되면서 상기 피스톤(200)의 상하왕복운동이 크랭크축(400)의 회전운동으로 변환되어 동력을 발생시키는 엔진을 구성함에 있어서,The piston 200 moves up and down in the bore 110 of the cylinder 100, and the piston 200 is connected to the crankshaft 400 by the connecting rod 300, and the upper and lower sides of the piston 200. In constructing an engine in which the reciprocating motion is converted to the rotational motion of the crankshaft 400 to generate power, 상기 피스톤(200)의 상면에는 상측에 S극이 형성되고, 그 하측에 N극이 형성된 영구자석(210)을 설치하고, On the upper surface of the piston 200, an S pole is formed on the upper side, and a permanent magnet 210 having an N pole formed on the lower side thereof, 상기 보어(110) 내부의 상면에는 컨트롤부(500)에 의한 통전과 단락이 반복되면서 상사점에 도달한 피스톤(200)을 밀어 낼 수 있도록 전자석(120)을 설치하며,The electromagnet 120 is installed on the upper surface of the bore 110 so as to push the piston 200 reaching the top dead center while the energization and short circuit by the control unit 500 are repeated. 상기 보어(110)의 내면 상측에는 피스톤(200)의 상사점을 감지한 후 그 신호를 컨트롤부(500)에 전송하여 전자석(120)을 통전시켜 S극이 형성될 수 있도록 위치센서(610)를 설치하고,The top of the inner surface of the bore 110 detects the top dead center of the piston 200 and transmits the signal to the control unit 500 to energize the electromagnet 120 so that the S-pole can be formed position sensor 610 Install it, 보어(110)의 내면 하측에는 피스톤(200)의 하사점을 감지한 후 그 신호를 컨트롤부(500)에 전송하여 통전된 전자석(120)을 단락시킬 수 있도록 위치센서(620)를 설치하여 된 것을 특징으로 하는 전자석 피스톤을 이용한 엔진.After detecting the bottom dead center of the piston 200 at the bottom of the inner surface of the bore 110, the position sensor 620 is installed to transmit the signal to the control unit 500 to short-circuit the energized electromagnet 120. An engine using an electromagnet piston, characterized in that. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전자석(120)은 피스톤(200)의 상사점 도달이 위치센서(610)로 감지되면 통전에 의해 S극이 되고, 피스톤(200)의 하사점 도달이 위치센서(620)로 감지되면 컨트롤부(500)에 의해 전류방향이 바뀌면서 N극이 되도록 한 것을 특징으로 하는 전자석 피스톤을 이용한 엔진.When the top dead center of the piston 200 is detected by the position sensor 610, the electromagnet 120 becomes the S pole by energization, and when the bottom dead center of the piston 200 is detected by the position sensor 620, the control unit. The engine using an electromagnet piston, characterized in that the current direction is changed by the (500) to the N pole. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 전자석(120)에는 통공(121)을 형성하고,The electromagnet 120 forms a through hole 121, 상기 통공(121)에는 개폐용 밸브(700)를 설치하여 상기 피스톤(200)이 상사점에 이르러 위치센서(610)의 신호가 컨트롤부(500)에 입력되면 컨트롤부(500)가 상기 개폐용 밸브(700)를 승강시켜 통공(121)이 미세하게 개방되도록 하고,The opening and closing valve 700 is installed in the through hole 121, and when the piston 200 reaches a top dead center, the signal of the position sensor 610 is input to the control unit 500, and the control unit 500 opens and closes the control unit 500. Lifting the valve 700 so that the through hole 121 is opened finely, 상기 피스톤(200)이 하사점에 이르러 위치센서(620)의 신호가 컨트롤부(500)에 입력되면 컨트롤부(500)가 개폐용 밸브(700)를 하강시켜 통공(121)을 막아주도록 구성하여 된 것을 특징으로 하는 전자석 피스톤을 이용한 엔진.When the piston 200 reaches the bottom dead center and the signal of the position sensor 620 is input to the control unit 500, the control unit 500 is configured to block the through-hole 121 by lowering the opening and closing valve 700 An engine using an electromagnet piston, characterized in that.
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WO2017200118A1 (en) * 2016-05-18 2017-11-23 임주생 Engine device using permanent magnets and electromagnets

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