KR20080069729A - 크랭크없는 왕복동 엔진 - Google Patents

Abstract

피스톤의 직선운동을 구동축의 회전운동으로 변환할 때의 에너지 손실을 감소할 수 있는 고효율의 크랭크없는 왕복동 엔진을 제공한다. 본 발명은, 밸브(301)를 일방향으로 연속적으로 회전시키면서, 2개의 피스톤 수용실(211, 212)에 번갈아 증기를 도입하고, 구동축(151)의 회전력을 발생시킨다. 그 때문에, 밸브의 회전을 멈추거나, 회전방향을 전환하는 경우에 비하여, 밸브의 관성에너지의 손실을 매우 작게 할 수 있기 때문에 엔진의 효율을 높일 수 있다.

엔진, 피스톤, 회전운동

Description

크랭크없는 왕복동 엔진{Crankless Reciprocating Engine}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크랭크없는 왕복동 엔진의 사시도,

도 2는 도 1에 나타낸 크랭크없는 왕복동 엔진의 분해도,

도 3은 도 1에 나타낸 크랭크없는 왕복동 엔진의 단면도,

도 4는 도 1에 나타낸 크랭크없는 왕복동 엔진의 요부를 나타낸 도,

도 5는 원주형상의 밸브 둘레에 부착되는 링부재를 나타낸 도.

<도면의 주요주분에 대한 부호의 설명>

211~214: 실린더실 500: 동력 전달기구

211A~214A, 211B~212B: 압력실

221~224: 피스톤 111~114: 랙

121~124: 피니언 151: 구동축

301: 밸브 302: 밸브 수용실

11~18, 21~28: 포트 31~38: 유체로

본 발명은, 피스톤의 직선운동을 구동축의 회전운동으로 효율적으로 변환하는 크랭크없는 왕복동 엔진에 관한 것이다.

일반적으로 증기기관은, 실린더에 고압의 증기를 공급하여 피스톤을 직선운동시키고, 그 직선운동을 크랭크기구에 의해 회전운동으로 변환하고, 구동축을 회전시킨다. 또, 크랭크기구에 설치된 플라이휠(flywheel)의 관성력에 의해 피스톤의 직선운동의 방향을 역전시키고, 실린더로부터 증기를 배출한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 증기기관에서는, 크랭크기구에 있어서 피스톤의 진행방향을 역전할 때 에너지 손실이 발생하기 때문에, 직선운동을 효율적으로 회전운동으로 변환할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 실린더로부터 배출되는 증기를 대기중에 방출하면, 구동축의 회전이 맥동적이 되는 문제점이 있다. 게다가, 플라이휠에 의해 장치의 중량이 증가하는 문제나, 크랭크기구에 의해 장치의 구성이 복잡해지는 문제도 있다.

본 출원인은 상기의 문제점을 해결할 수 있는 일본 특허 공개공보 2005-331098호에 더블실린더형의 엔진을 개시하였다. 이 엔진은, 2개이 실린더의 후실이 연결파이프에 의해 도통되고, 양 실린더의 전실에는 고압 유체가 번갈아 도입된다. 2개의 실린더의 각 피스톤이 왕복 운동하면, 그에 연동하여 2개의 랙이 번갈아 왕복 운동하고, 이 2개의 랙에 맞물리는 기어(톱니바퀴)가 쌍방향으로 회전한다. 이 쌍방향의 회전운동이 일방향의 회전운동으로서 구동축에 전달된다.

상기의 구성에 의하면, 피스톤의 운동방향을 역전할 때의 손실이 크랭크기구 에 비하여 매우 작아진다. 또, 일측의 실린더에 도입되는 증기의 압력을 이용하여 타측의 실린더로부터 증기를 배출하기 때문에, 구동축의 회전이 맥동적이 되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 플라이휠이나 크랭크기구가 불편해지므로, 장치의 경량화와 간이화를 도모할 수 있다.

그런데, 특허문헌 1에 개시되는 발명은, 2개의 실린더로 번갈아 고압유체를 공급하기 위한 수단으로서, 고압유체의 경로상에 회전식 전환 밸브를 설치하고 있다. 이 전환밸브는 고압유체의 경로상에 삽입되는 2개의 파이프를 내포하는 자유롭게 회전하는 원주형태의 밸브와, 이 밸브의 지름방향으로 연장되는 2개의 조작레버를 가진다. 2개의 랙이 번갈아 왕복운동을 하면, 각 랙에 설치되는 로드(rod)가 이것에 연동하여 왕복운동을 행하고, 전환밸브의 2개의 조작레버를 교대로 누른다. 일측의 조작레버가 눌리면, 밸브는 일측 방향으로 회전하고, 타측의 조작레버가 삽입되면, 밸브는 역방향으로 회전한다. 이와 같이하여, 밸브의 회전위치가 교대로 전환하는 것에 의해, 밸브에 내포된 2개의 파이프의 접속상태가 전환한다. 즉, 밸브가 제1 회전위치에 있을 때, 제1 파이프를 통하여 제1 실린더에 고압유체가 되입됨과 동시에 제2 파이프를 통하여 제2 실린더로부터 유체가 배출되며, 밸브가 제2 회전위치에 있을 때, 제2 파이프를 통하여 제2 실린더에 고압유체가 도입됨과 동시에 제1 파이프를 통하여 제1 실린더로부터 유체가 배출된다.

상술한 회전식 전환밸브는, 교대로 왕복 운동하는 2개의 랙에 연동하여 밸브 의 회전방향이 번갈아 전환한다. 이와 같은 회전방향의 전환을 행하면, 밸브에 주어진 회전 에너지가 관성운동으로서 보존되지 않고, 전환시마다 모두 손실이 되므로, 엔진의 효율이 저하되는 요인이 된다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 피스톤의 직선운동을 구동축의 회전운동으로 변환할 때의 에너지 손실을 감소시킬 수 있는 고효율의 크랭크없는 왕복동 엔진을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관련한 크랭크없는 왕복동 엔진은, 수용하는 제1 피스톤에 의해 제1 압력실과 제2 압력실로 구분되는 제1 피스톤 수용실과, 수용하는 제2 피스톤에 의해 제3 압력실과 제4 압력실로 구분되는 제2 피스톤 수용실과, 상기 제2 압력실과 상기 제4 압력실을 연통하는 연통부와, 상기 제1 피스톤에 연동하여 왕복 운동하는 제1 랙과, 상기 제2 피스톤에 연동하여 왕복 운동하는 제2 랙과, 상기 제1 랙에 맞물리는 제1 피니언과, 상기 제2 랙에 맞물리는 제2 피니언과, 상기 제1 피니언 및 상기 제2 피니언을 공통으로 축지지하고, 각 피니언의 쌍방향 회전을 일방향 회전으로 변환하여 부하에 전달하는 구동축과, 외주의 곡면을 관통하는 적어도 4개의 유체로를 가지며, 원주축에서 자유롭게 회전하는 원주형상의 밸브와, 상기 구동축에 연동하여 상기 밸브를 일방향으로 회전시키는 동력 전달기구를 구비하며, 상기 밸브가 제1 회전위치에 있을때, 상기 밸브의 제1 유체로를 통하여 상기 제1 압력실로 유체가 도입됨과 동시에, 상기 밸브의 제4 유체로를 통하여 상기 제3 압력실로부터 유체가 배출되고, 상기 밸브가 제2 회전위치에 있을 때, 상기 밸브의 제3 유체로를 통하여 상기 제3 압력실로 유체가 도입됨 과 동시에, 상기 밸브의 제2 유체로를 통하여 상기 제1 압력실로부터 유체가 배출되는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 의하면, 상기 밸브가 제1 회전위치에 있을 때, 상기 제1 유체로를 통하여 상기 제1 압력실로 유체가 도입되고, 상기 제1 피스톤이 상기 제1 압력실을 팽창시키는 방향으로 이동한다. 그러면, 상기 제2 압력실로부터 밀려나온 유체가 상기 연통부를 통하여 상기 제4 압력실로 유입되고, 상기 제2 피스톤이 상기 제3 압력실을 수축하는 방향으로 이동한다. 이에 따라, 상기 제3 압력실의 유체는 상기 제4 유체로를 통하여 배출된다.

상기 2개의 피스톤에 연동하여, 상기 제1 랙 및 제2 랙은 각각 직선 운동한다. 이것에 의해, 상기 제1 랙에 맞물리는 상기 제1 피니언과, 상기 제2 랙에 맞물리는 상기 제2 피니언이 각각 회전하고, 상기 구동축에 의해 부하에 일방향의 회전력이 전달된다. 상기 구동축이 일방향으로 회전하며, 상기 동력 전달기구에 의해 상기 밸브에도 일방향의 회전력이 전달된다. 이에 따라, 상기 밸브는 상기 제1 회전위치보다 더 일방향으로 회전한다.

상기 밸브가 제2 회전위치까지 회전하면, 상기 제3 유체로를 통하여 상기 제3 압력실로 유체가 도입되고, 상기 제2 피스톤이 상기 제3 압력실을 팽창시키는 방향으로 이동한다. 그러면, 상기 제4 압력실로부터 밀려나간 유체가 상기 연통부를 통하여 상기 제2 압력실로 유입되고, 상기 제2 피스톤이 상기 제1 압력실을 수축하는 방향으로 이동한다. 이에 따라, 상기 제1 압력실의 유체는 상기 제2 유체로를 통하여 배출된다.

상기 2개의 피스톤의 운동에 따라서, 상기 구동축은 다시 동일 방향으로 회전하고, 이것에 연동하여 상기 밸브도 다시 동일한 방향으로 회전을 계속한다. 그리고, 상기 밸브가 다시 상기 제1 회전위치로 돌아오면, 상기와 같이, 상기 제1 압력실로의 유체의 도입과 상기 제3 압력실로부터의 유체의 배출이 행해진다.

바람직하게는 본발명에 관련된 엔진은 상기 밸브를 수용하는 밸브 수용실을 가진다. 이 밸브 수용실은 상기 제1 유체로로 유체를 도입하기 위한 제1 포트와, 상기 제2 유체로로부터 유체를 배출하기 위한 제2 포트와, 상기 제3 유체로로 유체를 도입하기 위한 제3 포트와, 상기 제4 유체로로부터 유체를 배출하기 위한 제4 포트와, 상기 제1 압력실로 유체를 도입하기 위한 제5 포트와, 상기 제1 압력실로부터 유체를 배출하기 위한 제6 포트와, 상기 제3 압력실로 유체를 도입하기 위한 제7 포트와, 상기 제3 압력실로부터 유체를 배출하기 위한 제8 포트를 구비한다. 상기 밸브가 제1 회전위치에 있을 때, 상기 제1 유체로는 상기 제1 포트와 상기 제5 포트 사이에 삽입되고, 상기 제4 유체로는 상기 제8 포트와 상기 제4 포트 사이에 삽입된다. 상기 밸브가 제2 회전위치에 있을 때, 상기 제3 유체로는 상기 제3 포트와 상기 제7 포트 사이에 삽입되고, 상기 제2 유체로는 상기 제6 포트와 상기 제2 포트 사이에 삽입된다.

상기의 구성에 의하면, 상기 밸브 수용실에 상기 밸브가 수용되어 있고, 상기 제1 포트~제8 포트를 통하여 유체의 도입과 배출이 행해진다. 그 때문에, 상기 제1 압력실이나 상기 제3 압력실로 도입되지 않고 외부로 누출되는 유체가 적어진다.

또 바람직하게는, 본 발명에 관련된 엔진은, 상기 밸브 주위에 부착되는 복수의 링부재를 가진다. 이 복수의 링부재는 상기 제1 포트, 상기 제3 포트, 상기 제5 포트, 및 상기 제7 포트와 상기 제2 포트, 상기 제4 포트, 상기 제6 포트, 및 제 8포트를 서로 이격한다.

상기 구성에 의하면, 각 유체로가 상기 밸브의 원추축에 ei하여 수직방향으로 연장되어 있으므로, 상기 밸브를 반회전시키면, 각 유체로의 방향은 회전전의 방향과 일치한다. 그 때문에, 상기 제1 회전위치로부터 상기 밸브를 반회전시킨 경우는 상기 제1 회전위치와 동등한 상태가 되고, 상기 제2 회전위치로부터 상기 밸브를 반회전시킨 경우에는 상기 제2 회전위치와 동등한 상태가 된다. 한편, 상기 제1 유체로와 상기 제2 유체로가 수직임과 동시에 상기 제3 유체로와 상기 제4 유체로가 수직이기 때문에, 상기 제1 회전위치로부터 상기 밸브를 1/4회전시키면 상기 제2 회전위치가 된다. 따라서, 상기 밸브가 일방향으로 연속적으로 회전하면, 상기 밸브의 1/4회전마다 상기 제1 회전위치와 상기 제2 회전위치가 서로 반복된다.

이하, 본 발명의 일실시형태에 따른 엔진에 대하여 도 1~도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 실시형태에 따른 크랭크없는 왕복동 엔진의 사시도이다. 도 1에서는, 요부를 용이하게 이해하기 위하여 외주의 일부를 절단한 상태로 내부를 나타 낸 도이다.

도 2는, 도 1에 나타낸 크랭크없는 왕복동 엔진의 분해도이다.

도 3은, 도 1에 나타낸 크랭크없는 왕복동 엔진의 단면도이며, 후술하는 밸브 302의 축선 방향을 따라 절단한 단면을 나타낸 도이다. 단, 도 3에서는 도시의 간편화를 위하여, 내미홀드(manifold)부 400의 도시를 생략한다.

도 4는, 도 1에 나타낸 크랭크없는 왕복동 엔진의 요부를 나타낸 도이다.

아울러, 각 도에 있어서의 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1에 나타낸 크랭크없는 왕복동 엔진은, 기어부(100)와, 실린더부(200)와, 밸브부(300)와, 매니홀드부(400)와, 동력 전달기구(500)를 가진다. 도 1의 예에서는, 기어부(100)가 가장 아래에 배치되어 있고, 그 위에 실린더부(200), 밸브부(300), 매니홀드부(400)이 차례로 구성되어 있다.

<기어부 100>

기어부(100)는, 후술하는 4개의 피스톤(221~224)의 왕복운동을 구동축(151)의 일방향의 회전운동으로 변환한다.

기어부(100)는, 예를 들면 도 2에 나타낸 바와 같이, 외곽을 이루는 박스형 구성요소로서 프레임판(102)과, 하부판(101)과, 측판(103, 104)을 가짐과 동시에, 왕복 운동을 회전으로 변환하는 기어기구의 구성요소로서 랙(111~114)과, 피니언(121~126)과, 구동축(151)과, 베어링부(161, 162)와, 가이드 롤러부(141~147)를 가진다.

프레임판 102는, 도 2에 나타낸 바와 같이 コ자형상으로 구부러져 있고, コ 자의 개구측을 아래로 향한 상태로 하부판(101)의 상부에 고정된다. 측판(102, 104)은, 프레임판(102)과 하부판(101)에 대하여 수직이고, 이들을 양측에서 보강한다. 도시와 같이, 프레임판(102), 하부판(101), 및 측판(103, 104)에 의해 기어부(100)의 직방체형상의 박스형이 형성된다.

コ자형상의 프레임판(102)은, 상술한 박스형의 3개 면을 형성하고 있으며, 그 중 마주하는 2개의 측면에는 구동축(151)을 관통하기 위한 구멍이 각각 형성된다. 베어링부(161, 162)는, 이 2개의 구멍에 끼워져 있고, 구동축(151)의 양단을 자유롭게 회전하도록 지지한다.

구동축(151)은, 피니언(121, 122, 123, 124)을 공통으로 축지지하고, 각 피니언의 양방향 회전을 일방향 회전을 변환한다. 구동축(151)의 회전은, 도시하지 않은 부하(예를 들면, 발전모터 등)에 전달된다. 구동축(151)은, 예를 들면 각 피니언의 일방향 회전만을 전달하는 일방향 클러치 베어링을 구성한다. 즉, 구동축(151)은, 피니언이 일정한 방향(예를 들면, 도 1의 반시계방향)으로 회전할 경우에 이에 계합하여 회전하는데, 피니언이 역방향으로 회전할 경우는 계합되지 않는다. 후자의 경우, 피니언은 구동축(151)으로 회전력을 전달하지 않고 공회전한다.

랙(111, 112, 113, 114)은, 각각 피니언(121, 121, 123, 124)과 맞물린다.

도 1, 도 2의 예에 있어서, 랙(111, 112, 113, 114)은 세로길이의 직방체이며, 그 세로로 연장된 일측면부에 톱니가 형성되고, 이것이 피니언(121, 122, 123, 124)가 맞물린다. 랙(111, 1112, 113, 114)이 길이방향으로 왕복 운동하는 것에 의해, 이에 맞물리는 피니언(121, 122, 123, 124)이 각각 회전한다.

또, 랙(111, 112, 113, 114)은, 이 차례로 구동축(151)의 축방향과 평행하게 배열되어 있다. 각 랙의 길이방향은, 구동축(151)의 축방향과 수직방향으로 향하고 있다.

랙(111) 및 (112)가 서로 인접하는 측면부에는, 피니언(125)과 맞물리는 톱니가 각각 형성된다. 피니언(125)은 랙(111) 및 (112) 사이에 끼워져 있고, 양 랙을 서로 역방향으로 왕복 운동시킨다.

랙(113) 및 (114)가 서로 인접하는 측면부에는, 피니언(126)과 맞물리는 톱니가 각각 형성된다. 피니언(126)은 랙(113) 및 (114) 사이에 끼워져 있고, 양 랙을 서로 역방향으로 왕복 운동시킨다.

사이드롤러(141~147)는, 각 랙의 왕복 운동의 궤도를 안내한다.

랙(111, 112, 113, 114)은, 각각 피니언(121, 122, 123, 124)과 가이드롤러(141, 142, 143, 144) 사이에 끼워진다. 가이드롤러(141, 142, 143, 144)는, 랙(111, 112, 113, 114)의 톱니면과 반대측 면에 접해 있고, 구동축(151)으로부터 떨어진 방향으로 랙의 움직임을 규제함과 동시에, 랙의 왕복운동에 따라서 랙의 측면을 구른다. 도 2의 예에 있어서, 가이드롤러(141, 142, 143, 144)는 측판(104) 상에 나란히 배치된다.

도 3의 예에 있어서, 가이드롤러(147)는 랙(112) 및 (113)이 서로 인접하는 측면부에 끼워져 있고, 도의 가로방향(구동축(151)의 축방향)으로의 양 랙의 움직임을 규제함과 동시에, 양 랙의 왕복운동에 따라서 양 랙의 측면을 이동한다.

가이드롤러(145)는, 피니언(125)과 맞물리는 랙(111)의 톱니면과 반대측의 면에 접해 있고, 피니언(125)의 축으로부터 떨어진 방향으로의 랙(111)의 움직임을 규제함과 동시에, 랙(111)의 왕복운동에 따라서 랙(111)의 측면을 이동한다.

가이드롤러(146)는 피니언(126)과 맞물리는 랙(114)의 톱니면과 반대측면에 접해 있고, 피니언(126)의 축으로부터 떨어진 방향으로의 랙(114)의 동작을 규제함과 동시에, 랙(114)의 왕복운동에 따라서 랙(114)의 측면을 이동한다.

기어부(100)의 박스형 상면(コ자형상의 프레임판 102에 있어서의 중앙부의 면)에는 후술하는 피스톤 로드(231~234)를 관통하기 위한 4개의 구멍(131, 132, 133, 134)이 형성된다. 도 2의 예에서, 구멍(131, 132, 133, 134)은 구동축(151)의 축방향에 대하여 평행하게 나란히 형성된다.

<실린더부 200>

실린더부(200)은 밸브부(301)로부터 공급되는 고압의 증기력에 따라서 피스톤(221~224)을 왕복 운동시킨다.

실린더부(200)는, 예를 들면 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 실린더실(피스톤 수용실) (211~214)이 형성된 실린더 본체(201)와, 피스톤(221~224)과, 피스톤 로드(231~234)와, 로드 안내부(241~244)를 가진다.

실린더 본체(201)는 거의 직방체 형상을 가지며, 그 하부면이 기어부(100)의 박스형 상면에 접합되고, 그 상면은 후술하는 밸브 수용실(303)의 하부면에 접합된다. 실린더 본체(201)의 하부면의 주위에는, 해당 본체를 기어부(100)의 박스형에 고정하기 위한 볼트를 통과하는 테두리부가 설치되어 있다. 또한, 실린더 본체(201)의 상면 주위(일부)에도 밸브 수용실(303)을 이 본체에 고정하기 위한 볼트 를 통과하는 테두리부가 설치되어 있다.

도 1의 예에 있어서, 실린더실(211~214)은, 실린더 본체(201)의 상면과 하부면을 관통하는 원통형상의 공간으로서 형성된다. 실린더실(211, 212, 213, 214)에는 각각 피스톤(221, 222, 223, 224)이 수용된다.

실린더실(211)(제1 피스톤 수용실)과 실린더실(212)(제2 피스톤 수용실)은 쌍으로 이루어지며, 실린더 본체(201) 내에 인접하여 형성된다. 실린더실(211)은 피스톤(221)에 의해 상면측의 압력실(211A)(제1 압력실)과 하부면측의 압력실(211B)(제2 압력실)로 구분된다. 실린더실(212)는 피스톤(222)에 의해 상면측의 압력실(212A)(제3 압력실)과 하부면측의 압력실(212B)(제4 압력실)로 구분된다.

압력실(211B)과 (212B)(제2 압력실과 제4 압력실) 사이에는, 양자를 연통하는 구멍(41)(연통부)이 설치된다. 구멍(41)은, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 압력실(211B)과 (212B) 사이의 격벽을 부분적으로 절단하여 형성된다.

실린더실(213)(제1 피스톤 수용실)과 실린더실(214)(제2 피스톤 수용실)도 상기와 같이 쌍을 이루며, 실린더 본체(201) 내에 인접하여 형성되어 있다. 실린더실(213)은 피스톤(223)에 의해 상면측의 압력실(213A)(제1 압력실)과 하부면측의 압력실(213B)(제2 압력실)로 구분된다. 실린더실(214)은 피스톤(224)에 의해 상면측의 압력실(214A)(제3 압력실)과 하부면측의 압력실(214B)(제4 압력실)로 구분된다.

압력실(213B)와 (214B)(제2 압력실 및 제4 압력실) 사이에는 양자를 연통하는 구멍(42)(연통부)이 설치된다. 구멍(42)은, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같 이, 압력실(213B) 와 (214B) 사이의 격벽을 부분적으로 절단하여 형성된다.

실린더실(211, 212, 213, 214)의 하부면에는, 각각 기어부(100)의 박스형의 구멍(131, 132, 133, 134)이 배치된다. 로드안내부(241, 242, 243, 244)는 각각 구멍(131, 132, 133, 134)에 끼워지고, 실린더실(211, 212, 213, 214)의 하부면측의 종단벽을 형성한다.

피스톤 로드(231, 232, 233, 234)는 각각 피스톤(221, 222, 223, 224)의 하부면측에 연결되어 있고, 각 피스톤에 연동하여 상하로 왕복 운동한다. 로드 안내부(241, 242, 243, 244)는 피스톤 로드(231, 232, 233, 234)의 상하 왕복 운동을 안내한다. 피스톤 로드(231, 232, 233, 234)는, 로드안내부(241, 242, 243, 244)를 통하여 기어부(100)의 박스형 내에 관통한다. 박스형내에 관통한 피스톤 로드(231, 232, 233, 234)의 일단부는, 각각 랙(111, 112, 113, 114)의 길이방향의 일단부에 연결된다. 프스톤 로드(231, 232, 233, 234)가 상하로 왕복 운동하면, 이에 연동하여 랙(111, 112, 113, 114)도 상하로 왕복 운동한다.

<밸브부 300>

밸브부(300)는 쌍을 이루는 실린더실(211 및 212, 213 및 214)에 대하여 고압증기의 도입과 배출을 교대로 반복한다. 즉, 밸브부(300)는 실린더실(211)로 고압 증기를 도입함과 동시에 실린더실(212)로부터 증기를 배출하는 동작과, 실린더실(212)로 고압증기를 도입함과 동시에 실린더실(211)로부터 증기를 배출하는 동작을 번갈아 반복한다. 또한, 실린더실(213)에 고압증기를 도입함과 동시에 실린더실(214)로부터 증기를 배출하는 동작과, 실린더실(214)에 고압증기를 도입함과 동 시에 실린더실(213)로부터 증기를 배출하는 동작을 교대로 반복한다.

밸브부(300)은, 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이, 원주형상의 밸브(301)와, 이것을 수용하는 밸브 수용실(302)을 구비한 드럼(303)과, 밸브(301)의 축을 자유롭게 회전하도록 지지하는 베어링부(331, 332)를 가진다.

드럼(303)은 거의 직방체 형상을 가지며, 그 하부면이 실린더 본체(201)의 상면에 접합되고, 그 상면은 후술하는 덕트(duct)부(401)의 하부면에 접합된다. 드럼(303)의 하부면은, 실린더 본체(201)에 형성되는 실린더실(211~214)의 상면측의 종단벽을 형성한다.

드럼(303)의 하부면의 주위(일부)에는 해당 드럼을 실린더 본체(201)에 고정하기 위한 볼트를 관통하는 테두리부가 설치되어 있다.

밸브 수용실(302)은 드럼(303)의 마주하는 2개의 측면을 관통하는 원통형상의 공간으로서 형성된다. 도 1, 도 2의 예에서, 밸브 수용실(302)의 직선방향은 구동축(151)과 거의 평행하게 되어 있다.

밸브(301)는 그 원주축에 있어서 자유롭게 회전하며, 후술하는 동력 전달기구(500)의 구동에 따라서 회전한다.

밸브(301)는 외주의 곡면을 관통하는 8개의 유체로(31~38)를 구비한다.

유체로(31~34)는, 쌍을 이루는 실린더실(211) 및 (212)에서 증기의 도입과 배출을 번갈아 행하기 위한 유로를 형성한다.

즉, 유체로(31)(제1 유체로)는 압력실(211A)(제1 압력실)로 증기를 도입하기 위한 경로, 유체로(32)(제2 유체로)는 압력실(211A)(제1 압력실)로부터 증기를 배 출하기 위한 경로, 유체로(33)(제3 유체로)는 압력실(212A)(제3 압력실)로 증기를 도입하기 위한 경로, 유체로(34)(제4 유체로)는 압력실(212A)(제3 압력실)로부터 증기를 배출하기 위한 경로를 각각 형성한다.

밸브(301)가 제1 회전위치에 있을 때, 매니홀드부(400)으로부터 유체로(31)(제1 유체로)를 통하여 압력실(211A)(제 1압력실)로 고압의 증기가 도입됨과 동시에, 압력실(212A)로부터 유체로(34)(제4 유체로)를 통하여 매니홀드부(400)에 증기가 배출된다. 밸브(301)가 제2 회전위치에 있을 때, 매니홀드부(400)로부터 유체로(33)(제3 유체로)를 통하여 압력실(212A)(제3 압력실)에 고압의 증기가 도입됨과 동시에, 압력실(211A)(제1 압력실)로부터 유체로32(제2 유체로)를 통하여 매니홀드부(400)에 증기가 배출된다.

유체로(35~38)는 쌍을 이루는 실린더실(213) 및 (214)에 있어서 증기의 도입과 배출을 번갈아 행하기 위한 유로를 형성한다.

즉, 유체로(35)(제1 유체로)는 압력실(213A)(제1 압력실)로 증기를 도입하기 위한 경로, 유체로(36)(제2 유체로)는 압력실(213A)(제1 압력실)로부터 증기를 배출하기 위한 경로, 유체로(37)(제3 유체로)는 압력실(214A)(제3 압력실)로 증기를 도입하기 위한 경로, 유체로(38)(제4 유체로)는 압력실(214A)(제3 압력실)로부터 증기를 배출하기 위한 경로를 각각 형성한다.

밸브(301)가 제1 회전위치에 있을 때, 매니홀드부(400)으로부터 유체로(35)(제1 유체로)를 통하여 압력실(213A)(제 1압력실)로 고압의 증기가 도입됨과 동시에, 압력실(214A)로부터 유체로(38)(제4 유체로)를 통하여 매니홀드부(400)에 증기가 배출된다. 밸브(301)가 제2 회전위치에 있을 때, 매니홀드부(400)로부터 유체로(35)(제3 유체로)를 통하여 압력실(214A)(제3 압력실)에 고압의 증기가 도입됨과 동시에, 압력실(213A)(제1 압력실)로부터 유체로(36)(제2 유체로)를 통하여 매니홀드부(400)에 증기가 배출된다.

도 3, 도 4의 예에 있어서, 유체로(31~38)는 밸브(301)의 원추축에 대하여 각각 수직방향으로 관통하고, 동일한 압력실에 접속되는 유체로끼리(31 및 32, 33 및 34, 35 및 36, 37 및 38)는 서로 수직방향으로 연장되어 있다.

또, 도 3, 도 4의 예에서는, 유체로(32)(제2 유체로) 및 유체로(33)(제3 유체로)가 서로 평행방향으로 연장되어 있고, 유체로(36)(제2 유체로) 및 유체로(37)(제3 유체로)도 서로 평행한 방향으로 연장되어 있다.

밸브수용실(302)는 예를 들어 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 덕트부(401)의 내부에 형성되는 유체로(31~38)에 대하여 개구한 8개의 포트(11~18)와, 실린더실(211~214)의 종단벽에 대하여 개구한 8개의 포트(21~28)를 가진다. 도의 예에 있어서, 포트(11~18)는 드럼(303)의 상면에서 밸브(301)의 축방향과 평행하게 배열되어 있으며, 포트(21~28)는 드럼(303)의 하부면에 있어서 밸브(301)의 축방향과 평행하게 배열된다.

포트(11~14) 및 (21~24)는, 쌍을 이루는 실린더실(211) 및 (212)로 증기를 도입하는 유로 또는 이들로부터 증기를 배출하는 유로에 설치된다.

즉, 포트(11~14)는, 후술하는 매니홀드부(400)와 유체로(31~34) 사이에서의 증기의 도입 및 배출을 행한다. 포트(11)(제1 포트)는 유체로(31)(제1 유체로)로 증기를 도입하고, 포트(12)(제2 포트)는 유체로(32)(제2 유체로)로부터 증기를 배출하고, 포트(13)(제3 포트)는 유체로(33)(제3 유체로)로 증기를 도입하고, 포트(14)(제4 포트)는 유체로(34)(제4 유체로)로부터 증기를 배출한다.

또, 포트(21~24)는 유체로(31~34)와 압력실(211A)(제1 압력실) 및 압력실(212A)(제3 압력실) 사이에서의 증기의 도입 및 배출을 행한다. 포트(21)(제5 포트)은 압력실(211A)(제1 압력실)로 증기를 도입하고, 포트(22)(제6 포트)는 압력실(211A)(제1 압력실)로부터 증기를 배출하고, 포트(23)(제7 포트)는 압력실(212A)(제3 압력실)로 증기를 도입하고, 포트(24)(제8 포트)는 압력실(212A)(제3 압력실)로부터 증기를 배출한다.

밸브(301)가 제1 회전위치에 있을 때, 유체로(31)(제1 유체로)는 포트(11)(제1 포트)와 포트(21)(제5 포트) 사이에 삽입되고, 유체로(34)(제4 유체로)는 포트(24)(제8 포트)와 포트(14)(제4 포트) 사이에 삽입된다.

밸브(301)이 제2 회전위치에 있을 때, 유체로(33)(제3 유체로)는 포트(13)(제3 포트)와 포트(23)(제7 포트) 사이에 삽입되고, 유체로(32)(제2 유체로)는 포트(22)(제6 포트)와 포트(12)(제2 포트) 사이에 삽입된다.

포트(15~18 및 25~28)은 쌍을 이루는 실린더실(213, 214)로 증기를 도입하는 경로 또는 이들로부터 증기를 배출하는 경로에 설치된다.

즉, 포트(15~18)는 후술하는 매니홀드부(400)와 유체로(35~38) 사이에서의 증기의 도입 및 배출을 행한다. 포트(15)(제1 포트)는 유체로(35)(제1 유체로)로 증기를 도입하고, 포트(16)(제2 포트)는 유체로(36)(제2 유체로)로부터 증기를 배 출하고, 포트(17)(제3 포트)는 유체로(37)(제3 유체로)로 증기를 도입하고, 포트(18)(제4 포트)는 유체로(38)(제4 유체로)로부터 증기를 배출한다.

또, 포트(25~28)는 유체로(35~38)와 압력실(213A)(제1 압력실) 및 압력실(214A)(제3 압력실) 사이에서의 증기의 도입 및 배출을 행한다. 포트(25)(제5 포트)는 압력실(213A)(제1 압력실)로 증기를 도입하고, 포트(26)(제6 포트)는 압력실(213A)(제1 압력실)로부터 증기를 배출하고, 포트(27)(제7 포트)는 압력실(214A)(제3 압력실)로 증기를 도입하고, 포트(28)(제8 포트)는 압력실(214A)(제3 압력실)로부터 증기를 배출한다.

밸브(301)가 제1 회전위치에 있을 때, 유체로(35)(제1 유체로)는 포트(15)(제1 포트)와 포트(25)(제5 포트) 사이에 삽입되고, 유체로(38)(제4 유체로)는 포트(28)(제8 포트)와 포트(18)(제4 포트) 사이에 삽입된다.

밸브(301)이 제2 회전위치에 있을 때, 유체로(37)(제3 유체로)는 포트(17)(제3 포트)와 포트(27)(제7 포트) 사이에 삽입되고, 유체로(36)(제2 유체로)는 포트(26)(제6 포트)와 포트(16)(제2 포트) 사이에 삽입된다.

베어링부(331,332)는, 드럼(303)에 형성된 밸브 수용실(302)의 개구부를 양측에서 막음과 동시에, 밸브(301)의 축방향으로 설치되는 작은 지름의 축(311)을 자유롭게 지지한다.

<매니홀드부 400>

매니홀드부(400)는 공통의 배관(402)을 통하여 공급되는 고압의 증기를 밸브부(300)의 포트(11, 13, 15, 17)에 분배한다. 또, 밸브부(300)의 포트(12, 14, 16, 18)로부터 각각 배출되는 증기를 공통의 배관(403)에 모인다.

매니홀드부(400)는 예를 들어 도 1에 도시한 바와 같이, 고압의 증기를 공급하는 배관(402)과 증기를 배출하는 배관(403)과 덕트부(401)을 가진다.

덕트부(401)는, 예를 들면 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이 직방체 형상을 가지며, 그 하부면이 실린더부 본체(201)의 상면에 접합된다. 덕트부(401)는 밸브(301)의 직선방향과 평행하게 연장되는 2개의 측면을 가지며, 그 일측에 배관(402)이 접합되고, 타측에 배관(403)이 접합된다.

덕트부(401)는 밸브 수용실(302)의 포트(11, 13, 15, 17)를 배관(402)에 접속하는 4개의 덕트를 내포함과 동시에, 포트(12, 14, 16, 18)를 배관(403)에 접속하는 4개의 덕트를 내포한다. 도의 예에 있어서, 각 덕트는 각 포트와의 접합부분으로부터 덕트부(401)의 상면을 향하여 수직으로 신장되며, 덕트부(401)의 중앙부근에서 L자형으로 구부러지고, 측면의 배관(402) 또는 (403)을 향하여 수평으로 연장된다.

<동력 전달기구 500>

동력 전달기구(500)는 기어부(100)의 구동축(151)에 연동하여 밸브(301)를 일방향으로 회전시킨다.

동력 전달기구(500)는 예을 들어 도 1에 나타낸 바와 같이, 구동축(151)에 연동하여 회전하는 풀리(502)와, 밸브(301)의 축(301)에 연동하여 회전하는 풀리(503)과 양 풀리 사이에 감긴 타이밍 벨트(501)를 가진다.

여기서, 상술한 구성을 가지는 본 실시예에 따른 엔진의 동작을 설면한다.

상술한 엔진에서는, 쌍을 이루는 2세트의 실린더실(211 및 212, 213 및 214)에 관련된 2계통의 독립된 엔진기구가 조합되며, 각 계통에서는 같은 동작에 의해 구동축(151)의 회전력을 발생한다. 따라서, 이하에서는 실린더실(211) 및 (212)에 관련된 엔진기구에 대해서만 설명하고, 실린더실(213) 및 (214)에 관련된 엔진기구에 대해서는 설명을 생략한다.

우선, 밸브(301)가 제1 회전위치(도 3, 도 4의 상태)에 있는 것에 대해 설명한다.

이 경우, 밸브부(300)에서 포트(11)과 포트(21)이 유체로(31)를 통하여 도통함과 동시에, 포트(14)와 포트(24)가 유체로(34)를 통하여 도통한다. 이에 따라, 매니홀드부(400)로부터 유체로(31)를 통하여 압력실(211A)에 고압의 증기가 도입되고, 피스톤(221)은 압력실(211A)을 팽창시키는 방향(즉 도의 방향)으로 나아간다. 피스톤(221)이 하측으로 가면, 압력실(211B)에 충만한 유체(공기나 기름 등)가 구멍(41)을 통하여 압력실(212B)에 유입되고, 피스톤(222)을 아래로 누른다. 이때, 피스톤(221)에 연동하여 랙(111)이 하측으로 나아감에 따라, 피니언(125)이 도 3의 반시계방향으로 회전하고, 랙(112)가 상측으로 이동하는 힘이 작용하고, 피스톤(222)는 상측으로 눌려진다. 이들 힘을 받아 피스톤(222)가 상측으로 진행되면, 압력실(212A)내의 증기는 유체로(34)를 통하여 매니홀드부(400)로 배출된다.

랙(111)이 하측으로 이동함과 동시에 랙(112)가 상측으로 나아갈 경우에, 피니언(121)은 도 1의 반시계방향으로 회전하고, 패니언(122)은 시계방향으로 회전한다. 여기서, 구동축(151)은 반시계방향으로 회전하는 피니언(121)과 계합하는데, 시계방향으로 회전하는 피니언(121)과는 계합하지 않는다. 그 때문에, 랙(111)의 하측으로 진행하는 힘이 피니언(121)을 통하여 구동축 (151)으로 전달하고, 구동축(151)을 반시계방향으로 회전시킨다. 시계방향으로 회전하는 피니언(122)은 구동축(151)으로 동력을 전달하지 않고, 공회전한다. 구동축(151)이 반시계방향으로 회전하면, 그 회전력은 동력 전달기구(500)을 통하여 밸브(301)로 전달되고, 밸브(301)도 도 1의 반시계방향으로 회전한다(도 4).

밸브(301)이 제1 회전위치로부터 제2 회전위치까지 회전(1/4 회전)하면, 밸브부(300)에서 포트(12)와 포트(22)가 유체로(32)를 통하여 도통함과 동시에 포트(13)와 포트(23)가 유체로(33)을 통하여 도통한다. 이에 따라, 매니홀드부(400)로부터 유체로(33)를 통하여 압력실(212A)에 유체가 도입되고, 피스톤(222)은 하측으로 나아간다. 피스톤(222)이 하측으로 이동하면, 압력실(212B)에 충만한 유체가 구멍(41)을 통하여 압력실(211B)에 유입되고, 피스톤(221)을 하측으로 누른다. 또 이때, 피스톤(222)에 연동하여 랙(112)이 하측으로 진행하는 것에 의해, 피니언(125)이 도 3의 시계방향으로 회전하고, 랙(111)의 상측으로 진행하는 힘이 작용하고, 피스톤(221)은 상측으로 눌린다. 이들의 힘을 받아 피스톤(221)이 상측으로 진행하면, 압력실(211A) 내의 증기는 유체로(32)를 통하여 매니홀드부(400)으로 배출된다.

랙(112)가 하측으로 진행됨과 동시에 랙(111)이 상측으로 진행할 경우, 피니언(121)은 도 1의 시계방향으로 회전하고, 피니언(122)은 반시계방향으로 회전한다. 이 경우, 랙(112)의 하측으로 진행하는 힘이 피니언(122)을 통하여 구동 축(151)으로 전달하고, 구동축(151)을 반시계방향으로 회전시킨다. 시계방향으로 회전하는 피니언(121)은 구동축(151)으로 동력을 전달하지 않고 공회전한다. 구동축(151)이 반시계방향으로 회전하면, 그 회전력은 동력전달기구(500)을 통하여 밸브(301)에 전달되고, 밸브(301)도 도 1의 반시계방향으로 회전한다.

또한, 밸브(301)가 제2 회전위치로부터 제1 회전위치까지 회전(1/4 회전)하면, 상술과 마찬가지 동작이 반복되고, 구동축(151)은 반시계방향으로 회전함과 동시에, 밸브(301)도 반시계방향으로 회전한다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 크랭크없는 왕복동 엔진에 의하면, 외주의 곡면을 관통하는 유체로(31~34)를 가진 원주형상의 밸브(301)가 구동축(151)에 연동하여 일방향으로 회전한다. 그리고, 밸브(301)가 제1 회전위치에 있을 때, 유체로(31)를 통하여 압력실(211A)에 고압증기가 도입됨과 동시에 유체로(34)를 통하여 압력실(212A)로부터 증기가 배출되며, 밸브(301)가 제2 회전위치에 있을 때, 유체로(33)을 통하여 압력실(212A)에 고압증기가 도입됨과 동시에 유체로(32)를 통하여 압력실(211A)로부터 증기가 배출된다. 이와 같은 밸브(301)의 동작에 의해 압력실(211A, 212A)에 있어서의 증기의 도입과 배출이 번갈아 행해지면, 피스톤(221, 222)가 왕복운동을 행하고, 이 왕복운동이 랙(111, 112)과 피니언(221, 222)이 왕복운동을 행하고, 이 왕복운동이 랙(111, 112)과 피니언(121, 122)에 의해 양방향의 회전운동으로 변화하고, 다시 구동축(151)에 의해 일방향의 회전으로 변환된다.

즉, 밸브(301)를 일방향으로 연속적으로 회전시키면서, 2개의 피스톤 수용 실(211, 212)에 번갈아 증기를 도입하고, 구동축(151)의 회전력을 발생시킨다. 그 때문에, 밸브의 회전을 멈추거나, 회전방향을 전환할 경우에 비하여, 밸브의 관성에너지의 손실을 극히 작게 할 수 있으므로, 엔진의 효율을 높일 수 있다.

또, 본 실시예에 따른 크랭크없는 왕복동 엔진에 의하면, 유체의 도입과 배출을 행하는 포트(11~14) 및 (21~24)를 구비한 밸브 수용실(302)에 밸브(301)가 수용되어 있다. 그리고, 밸브(301)가 제1 회전위치에 있을 때, 유체로(31)는 포트(11)와 포트(21) 사이에 삽입되고, 유체로(34)는 포트(24)와 포트(14) 사이에 삽입된다. 또, 밸브가 제2 회전위치에 있을 때, 유체로(33)는 포트(13)와 포트(23) 사이에 삽입되고, 유체로(22)는 포트(22)와 포트(12) 사이에 삽입된다.

즉, 밸브 수용실(302)에 밸브(301)를 수용한 상태에서, 포트(11~14) 및 (21~24)를 통하여 증기의 도입과 배출이 행해진다. 그 때문에, 압력실(211A)이나 (212A)에 도입되지 않고 외부로 누출되는 증기가 적어지고, 엔진의 효율을 높일 수 있다.

아울러, 본 실시예에 따른 엔진에 의하면, 유체로(31~34)가 각각 밸브(301)를 그 원주축에 대하여 수직방향으로 관통한다. 그리고, 유체로(31) 및 (32)가 서로 수직으로 연장되어 있으며, 유체로(33) 및 (34)도 서로 수직으로 연장되어 있다.

이와 같이, 각 유체로가 밸브(301)의 원주축에 대하여 수직 방향으로 연장되어 있기 때문에, 밸브 301을 반회전시키면, 각 유체로의 방향은 회전전의 방향에 일치한다. 즉, 제1 회전위치로부터 밸브(301)를 반회전시킨 경우는 제1 회전위치와 동등한 상태가 되고, 제2 회전위치로부터 밸브(301)를 반회전시킨 경우는 상기 제2 회전위치와 동등한 상태가 된다. 한편, 유체로(31) 및 (32)가 수직임과 동시에 유체로(33) 및 (34)가 수직이기 때문에, 제1 회전위치로부터 밸브(301)을 1/4 회전시키면 제2의 회전위치가 된다. 따라서, 밸브(301)가 일방향으로 연속적으로 회전하면, 밸브(301)의 1/4의 1회전마다 제1 회전위치와 제2 회전위치가 교대로 반복된다.

결국, 밸브(301)의 유체로(31~34)를 상기와 같이 형성함으로써, 구동축(151)을 일정한 속도로 회전시킨 경우, 2개의 실린더실(211,212)에 있어서 일정한 시간간격으로 증기의 도입과 배출을 행할 수 있다. 따라서, 구동축(151)의 회전력을 균일하게 발생할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기의 실시예에만 한정된 것은 아니며, 여러 가지 변형이 가능하다.

예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 유체경로를 분리하기 위한 복수의 링부재(51~54)를 밸브(301) 주위에 부착하여도 된다.

링부재(51)는 유체로(31, 32) 사이에 부착되고, 증기를 도입하는 포트(11, 21)와 증기를 배출하는 포트(12, 22)를 밸브 수용실(302)내에서 이격한다.

링부재(52)는 유체로(32)와 (33) 사이에 부착되고, 증기를 배출하는 포트(12, 22)와 증기를 도입하는 포트(13, 23)을 밸브 수용실(302) 내에서 이격한다.

링부재(53)는 유체로(33)와 (34) 사이에 부착되고, 증기를 도입하는 포트(13, 23)와 증기를 배출하는 포트(14, 24)를 밸브 수용실(302) 내에서 이격한다.

링부재(54)는 유체로(34)와 (35) 사이에 부착되고, 증기를 배출하는 포트(14, 24)와 증기를 도입하는 포트(15, 25)를 밸브 수용실(302) 내에서 이격한다.

도시를 생략하였지만, 유체로(35, 36, 37, 38)의 각각의 사이에도 상기와 같은 링부재가 주위에 부착된다.

이와 같이, 밸브 수용실(302) 내부에서의 증기의 도입경로와 배출경로를 링부재에 의해 이격하는 것에 의해, 증기의 압력 저하가 억제되고, 에너지효율을 높일 수 있다.

상술한 실시예에서는, 실린더에 도입하는 유체로서 증기를 이용하는 예를 들었지만, 예를 들면 기름이나 공기 등의 임의의 유체를 이용하여도 본 발명은 실현 가능한다.

상술한 실시예에서는, 2계통의 엔진기구(실린더를 4개)를 조합한 예를 나타내는데, 3계통 이상의 엔진기구를 조합하여도 되며, 1계통만으로도 된다.

본 발명에 의하면, 유체경로를 가지는 밸브를 일방향으로 회전시키는 것에 의해 2개의 피스톤 수용실에 서로 유체가 도입되기 때문에, 밸브의 관성 에너지의 손실을 감소시키고, 효율을 높일 수 있다.

Claims (4)

1. 수용하는 제1 피스톤에 의해 제1 압력실과 제2 압력실로 구분되는 제1 피스톤 수용실과,

   수용하는 제2 피스톤에 의해 제3 압력실과 제4 압력실로 구분되는 제2 피스톤 수용실과,

   상기 제2 압력실과 상기 제4 압력실을 연통하는 연통부와,

   상기 제1 피스톤에 연동하여 왕복 운동하는 제1 랙과,

   상기 제2 피스톤에 연동하여 왕복 운동하는 제2 랙과,

   상기 제1 랙에 맞물리는 제1 피니언과,

   상기 제2 랙에 맞물리는 제2 피니언과,

   상기 제1 피니언 및 상기 제2 피니언을 공통으로 축지지하고, 각 피니언의 쌍방향 회전을 일방향 회전으로 변환하여 부하에 전달하는 구동축과,

   외주의 곡면을 관통하는 적어도 4개의 유체로를 가지며, 원주축에서 자유롭게 회전하는 원주형상의 밸브와,

   상기 구동축에 연동하여 상기 밸브를 일방향으로 회전시키는 동력 전달기구를 구비하며,

   상기 밸브가 제1 회전위치에 있을때, 상기 밸브의 제1 유체로를 통하여 상기 제1 압력실로 유체가 도입됨과 동시에, 상기 밸브의 제4 유체로를 통하여 상기 제3 압력실로부터 유체가 배출되고,

   상기 밸브가 제2 회전위치에 있을 때, 상기 밸브의 제3 유체로를 통하여 상기 제3 압력실로 유체가 도입됨과 동시에, 상기 밸브의 제2 유체로를 통하여 상기 제1 압력실로부터 유체가 배출되는 것을 특징으로 하는 크랭크없는 왕복동 엔진.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 밸브를 수용하고,

   상기 제1 유체로로 유체를 도입하기 위한 제1 포트와,

   상기 제2 유체로로부터 유체를 배출하기 위한 제2 포트와,

   상기 제3 유체로로 유체를 도입하기 위한 제3 포트와,

   상기 제4 유체로로부터 유체를 배출하기 위한 제4 포트와,

   상기 제1 압력실로 유체를 도입하기 위한 제5 포트와,

   상기 제1 압력실로부터 유체를 배출하기 위한 제6 포트와,

   상기 제3 압력실로 유체를 도입하기 위한 제7 포트와,

   상기 제3 압력실로부터 유체를 배출하기 위한 제8 포트를 구비하는 밸브 수용실을 가지며,

   상기 밸브가 제1 회전위치에 있을 때,

   상기 제1 유체로는 상기 제1 포트와 상기 제5 포트 사이에 삽입되고,

   상기 제4 유체로는 상기 제8 포트와 상기 제4 포트 사이에 삽입되고,

   상기 밸브가 제2 회전위치에 있을 때,

   상기 제3 유체로는 상기 제3 포트와 상기 제7 포트 사이에 삽입되고,

   상기 제2 유체로는 상기 제6 포트와 상기 제2 포트 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 크랭크없는 왕복동 엔진.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 밸브 둘레에 부착되고, 상기 제1 포트, 상기 제3 포트, 상기 제5 포트, 및 상기 제7포트와 상기 제2 포트, 상기 제4 포트, 상기 제6 포트, 및 상기 제8 포트를 서로 격리하는 복수의 링부재를 가짐을 특징으로 하는 크랭크없는 왕복동 엔진.
4. 제 1~제 3항 중 적어도 한 항에 있어서,

   상기 4개의 유체로는, 각각 상기 밸브를 그 원주축에 대하여 수직방향으로 관통하고 있으며,

   상기 제1 유체로 및 상기 제2 유체로는 서로 수직으로 연장되고,

   상기 제3 유체로 및 상기 제4 유체로는 서로 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 크랭크없는 왕복동 엔진.

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