KR20090096249A - 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외연기관 및 그작동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외연기관 및 그 작동방법에 관한 것으로,

더 자세히는 화석연료의 연소에 의해 발생되는 증기를 유입하여 운동에너지로 변환하는 외연기관에 있어서, 본 발명은 드라이아이스의 승화작용을 통해 기체를 발생시켜 기체로 하여금 외연기관을 작동할 수 있도록 구성한 것으로써 이를 위해 기체의 압력에 의해 왕복운동이 이루어져 왕복운동을 회전운동으로 변환하는 피스톤(20) 및 커넥팅 로드(5), 크랭크 암(60), 크랭크 축(70) 등의 전환장치와, 기체의 유입 및 배출이 이루어지는 기체 유입구(30) 및 기체 배출구(40)가 구성되는 실린더(10)를 구성하고, 상기 실린더(10)의 일측으로 함체 형태의 압력 탱크(100)를 구비하고 상기 압력 탱크(100)의 내부에서 기체(v)를 발생할 수 있는 드라이아이스(110)와 상기 드라이아이스(110)를 승화시킬 수 있도록 물(w)을 분사하는 분사노즐(120)를 구성하여 드라이아이스에서 승화된 기체를 실린더(10) 내로 유입되어 피스톤(20)이 작동될 수 있는 외연기관을 구성함으로써 기존의 고열에 의한 실린더(10) 내부에 고온의 증기가 유입되지 않아 실린더(10) 내 구성장치의 손상이 방지되면서도 화석연료가 따로 소모되지 않아 원가절감이 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외연기관 및 그 작동방법에 관한 것이다.

드라이아이스, 외연기관

Description

드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외연기관 및 그 작동방법{dry ice of sublimate working an external combustion engine and method}

본 발명은 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외연기관 및 그 작동방법에 관한 것으로,

드라이아이스의 승화작용을 통해 발생되는 기체에 의해 작동할 수 있는 외연기관을 구성하여 실린더 내부에 고열의 유입이 방지되어 손상이 최소화되고 연료가 따로 소모되지 않아 원가절감이 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외연기관 및 그 작동방법에 관한 것이다.　

　　　　　　　　

통상적으로 외연기관은 실린더 외부에 연소실에서 연료를 연소시켜 발생되는 열에너지를 연소실 내의 물로 전달하여 증기를 만들고, 이 증기를 실린더 내부에 유입하고 상기 실린더 내부의 유입된 증기의 압력에 의해 피스톤의 왕복운동이 이루어져 피스톤 하부의 크랭크축이 회전되어 궁극적으로 열에너지를 운동에너지로 변환하는 장치로써 선박의 프로펠러 구동원이나 발전기, 제트비행기의 엔진 등과 같은 대규모 기계장치의 동력원으로 사용되고 있다.

이러한 외연기관의 형태를 대표적으로 나타낸 특허공개번호 10-1983-0005458호를 살펴보면, 에너지가 열전달 매체에 의해 기관의 작동 공간에 공급되는 외연 기관에 있어서, 작동 공간이 형성되어 있고, 그 작동공간의 체적을 최소와 최대 체적사이에서 주기적으로 변하게 하도록 내측에서 왕복동하는 피스톤이 설치된 실린더; 열전달 매체를 액체상태로 유지하도록 압력하에 열전달 매체를 실린더 외부에서 가열하기 위한 열교환기; 및 작동 공간이 거의 그의 최소 체적으로 된 때 작동공간내에 가열된 액체 매체를 주입하여 그 액체 매체의 일부가 작동 공간에서 자연적으로 기화하고 나머지는 액체상태로 잔류하도록 하는 조절가능한 주입기로 구성되고; 작동 공간이 거의 그의 최대 체적으로 된 때 그 작동 공간으로부터 열전달 매체를 배출시키는 조절가능한 배출구가 상기 실린더에 설치된 것을 특징으로 하는 왕복 외연 기관이 게시되어 있다.

　　　　　　　　

상기 외연기관은 연료의 연소 및 물을 증기로 변환하는 연소실이 필요하므로 기관전체의 중량과 부피가 대형화되며 증기 발생을 위한 연료를 연소함으로써 연료소비율이 높아지는 단점이 있다.

또한 실린더에 유입되는 증기를 얻기 위해 화석연료를 지속적으로 사용해야 하므로 공정을 유지하기 위한 비용이 과다하게 소비되며, 또한 화석연료의 연소에 따른 각종 유해가스 및 공해에 의해 환경오염을 야기되고, 고온의 증기를 실린더 내부로 유입함으로써 금속재질의 각종 구성장치 및 기타 고무패킹 등의 손상이 있어왔다.

상기 종래의 문제점을 일소키 위해,

내부로 피스톤(2)이 구성되어 외부의 증기의 유입 또는 배출이 이루어지는 실린더(10)와, 상기 실린더(10)의 내부에 구성되어 증기에 의해 상사점과 하사점을 왕복운동하는 피스톤(20)과, 상기 피스톤(20)의 하부에 구성되어 피스톤(20)의 왕복운동을 회전운동으로 전환하는 커넥팅 로드(5), 크랭크 암(60), 크랭크 축(70) 등의 전환장치로 구성되어 실린더에 내부에 압력을 발생시켜 외연기관이 작동하도록 하는 외연기관의 작동방법에 있어서,

압력 탱크(100)를 구성하여 유입부(30)를 통하여 상기 실린더(10)의 와 연결구성하고, 상기 압력 탱크(100) 내부에서 드라이아이스(110)를 승화시켜 발생되는 기체(v)의 압력을 동력원으로 하여 피스톤(20)의 왕복운동이 이루어지도록 구성되는 외연기관의 작동방법을 제공한다.

또한 내부로 피스톤(20)이 구성되어 외부의 증기의 유입 또는 배출이 이루어지는 실린더(10)와, 상기 실린더(20)의 내부에 구성되어 증기에 의해 상사점과 하사점을 왕복운동하는 피스톤(20)과, 상기 피스톤(200의 하부에 구성되어 피스톤(20)의 왕복운동을 회전운동으로 전환하는 커넥팅 로드(50), 크랭크 암(60), 크 랭크 축(70) 등의 전환장치로 이루어지는 외연기관에 있어서, 상기 실린더(10)의 상단 일측으로 기체 유입부(30)를 구성하며, 하단 일측으로 기체 배출부(40)를 구성하고, 기체 유입부(30)를 통하여 상기 실린더(10)와 연결구성하고, 상기 실린더(10)의 외측으로 드라이아이스(110)를 투입할 수 있는 압력 탱크(100)를 구성하여 기체 유입부(30)와 연결되도록 구성하고, 상기 압력 탱크(100) 일측으로 드라이아이스(110) 표면으로 물(w)이 분사되는 분사노즐(120)을 구성하여 분사노즐(120)에서 분사되는 물(w)이 드라이아이스(110)에 마찰되어 승화시켜 기체가 유입부(30)를 통해 실린더(10) 내부로 기체(v)가 유입됨으로써 피스톤(20)이 작동되는 외관기관을 제공한다.

또한 상기 분사노즐(120)은 드라이아이스(110)로 분사되는 유량이 조절되어 기체(v)의 발생량을 조절할 수 있도록 구성되는 것을 포함하는 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외관기관

또한 상기 압력 탱크(100)의 내부로 통체의 수분대(200)를 구성하고,　 상기 수분대(200) 내부에 물(w)을 구성하고, 상기 수분대(200)의 내부로 드라이아이스 가루(210)를 투입할 수 있는 분사노즐(120)을 구성하여 드라이아이스 가루(210)를 승화시켜 기체가 발생되는 것을 포함하는 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외관기관

본 발명은 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외연기관 및 그 작동방 법에 관한 것으로,

드라이아이스의 승화작용에 의해 발생되는 기체를 실린더 내부에 유입하여 피스톤을 작동시킴으로써 피스톤을 작동하기 위한 화석연료를 사용치 않아 유지비용이 줄어들 뿐만 아니라 환경친화적인 외연기관을 구성할 수 있는 효과를 가진다. 또한 드라이아이스의 기체는 고온으로 이루어지지 않음으로써 실린더 내부의 금속재질의 피스톤, 크랭크 암, 커넥팅 로드 및 기타 고무패킹 등의 구성장치의 손상이 방지되면서도 이를 보호하기 위한 냉각장치를 따로 구비되지 않아 외연기관이 소형화되는 등의 그 효과가 큰 발명이라 하겠다.

본 발명은 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외연기관 및 그 작동방법에 관한 것으로,

더 자세히는 화석연료의 연소에 의해 발생되는 증기를 유입하여 운동에너지로 변환하는 외연기관에 있어서, 본 발명은 드라이아이스의 승화작용을 통해 기체를 발생시켜 기체로 하여금 외연기관을 작동할 수 있도록 구성한 것으로써 이를 위해 기체의 압력에 의해 왕복운동이 이루어져 왕복운동을 회전운동으로 변환하는 피스톤(20) 및 커넥팅 로드(5), 크랭크 암(60), 크랭크 축(70) 등의 전환장치와, 기체의 유입 및 배출이 이루어지는 기체 유입구(30) 및 기체 배출구(40)가 구성되는 실린더(10)를 구성하고, 상기 실린더(10)의 일측으로 함체 형태의 압력 탱크(100)를 구비하고 상기 압력 탱크(100)의 내부에서 기체(v)를 발생할 수 있는 드라이아 이스(110)와 상기 드라이아이스(110)를 승화시킬 수 있도록 물(w)을 분사하는 분사노즐(120)를 구성하여 드라이아이스에서 승화된 기체를 실린더(10) 내로 유입되어 피스톤(20)이 작동될 수 있는 외연기관을 구성함으로써 기존의 고열에 의한 실린더(10) 내부에 고온의 증기가 유입되지 않아 실린더(10) 내 구성장치의 손상이 방지되면서도 화석연료가 따로 소모되지 않아 원가절감이 이루어지는 것을 특징으로 하는 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외연기관 및 그 작동방법에 관한 것이다.　

도 1은 본 발명의 바람직한 형태를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 물로 인해 드라이아이스가 승화되는 형태를 나타내는 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 드라이아이스에서 승화된 기체가 실린더의 내부로 유입되는 형태를 나타내는 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 기체에 의해 피스톤의 하강 후 기체가 기체 배출부로 배출되는 형태를 나타내는 예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 드라이아이스 가루가 분사되는 실시의 예를 보여주는 예시도로서, 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세하게 설명하면,

본 발명에 따른 외연기관은 크게 기체(v)가 내부로 유입되어 피스톤(20)의 왕복운동을 크랭크 축(70)의 회전운동으로 변환이 이루어지는 실린더(10)와 드라이아이스(110)의 승화작용을 통해 기체(v)를 발생시켜 상기 실린더(10)의 내부로 유입이 이루어지는 압력 탱크(100)로 대분 구성되며 이하 구성장치는 도 1, 2, 3, 4에 도시된 바를 토대로 설명하기로 한다.

실린더(10)는 그 내부로 피스톤(20)이 상, 하 슬라이딩 가능하게 수용되며 압력 탱크(30)에서 발생되는 기체(V)가 유입되어 기체(V)로 인해 피스톤(20)의 왕복운동이 이루어지는 기통으로 구성된다.

상기 피스톤(20)은 드라이아이스(110)가 승화되어 분출되는 기체(v)에 의해 실린더(10)의 상사점과 하사점을 계속적으로 왕복되어 피스톤(20) 하부의 크랭크 축(70)을 회전할 수 있도록 구성되며 상기 기체(v)는 피스톤(10)의 상부로 유입되어 피스톤(20)을 하강시켜 하사점에 도달되고 난 뒤 기체(v)가 배출될 때 다시 피스톤(20)이 상사점으로 상승됨을 반복하여 피스톤(20)의 왕복운동이 이루어지도록 구성된다.

상기 피스톤(20)의 하부로 커넥팅 로드(50), 크랭크 암(60), 크랭크 축(70)을 구성하여 피스톤(20)의 왕복운동 시에 커넥팅 로드(50) 및 크랭크 암(60)이 이동됨으로써 크랭크 축(70)을 회전시켜 궁극적으로 피스톤(20)의 왕복운동을 통해 크랭크 축(70)이 회전할 수 있도록 구성된다.

　　　　　　또한 상기 실린더(10)의 상단 일측으로 기체 유입부(30)가 압력 탱크(100)와 연결되도록 구성하여 압력 탱크(100)에서 발생되는 기체(v)를 실린더(20)의 내의 피스톤(20) 상부로 유입할 수 있도록 구성된다.

　　　　　　또한 실린더(10) 내부로 기체(v)를 선택적으로 유입할 수 있도록 잠금밸브(미도시)를 기체 유입부(30) 일측에 구성하여 기체 유입부(30)를 개폐할 수 있도록 구성한다.

　　　　　　상기 잠금밸브(미도시)는 피스톤(20)이 하사점에 도달될 때 잠금되고 상사점 에 도달될 때 열림될 수 있도록 구성하여 피스톤(20)의 왕복운동에 의해 개페가 이루어지도록 구성된다.

　　　　　　또한 실린더(10)의 하단 일측으로 기체 배출부(40)를 구성하여 실린더(10) 내에 유입된 기체(v)를 배출시켜 하사점에 도달된 피스톤(20)을 상사점으로 다시 상승할 수 있도록 구성된다.

　　　　　　상기 실린더(10)의 내부 피스톤(20)으로 기체(v)를 공급하도록 함체의 압력 탱크(100)를 구성하여 실린더(10)의 일측에 구성된 기체 유입부(30)와 연결되도록 구성된다.

　　　　　　상기 압력 탱크(100)의 내부로 승화작용에 의해 기체가 발생되는 드라이아이스(고체탄산, dry ice)(110)가 구비된다.

　　　　　　또한 상기 압력 탱크(100)의 일측으로 드라이아이스(110)를 승화할 수 있도록 드라이아이스(110) 표면에 물(w)이 분사되는 분사노즐(120)이 구성된다.

　　　　　　또한 상기 물(w)의 온도는 드라이아이스(110)의 승화작용이 원활히 이루어질 수 있도록 상온으로 이루어지는 것이 바람직하나 기체(v)의 발생량에 따라 물(w)의 온도를 조절할 수 있다.

　　　　　　상기 분사노즐(120)로 밸브(미도시)가 구성되어 드라이아이스(110)로 분사되는 유량이 조절됨으로써 기체(v)의 발생량을 조절할 수 있도록 구성된다.

　　　　　　또한 압력 탱크(100)의 내부의 기밀을 유지하여 압력 탱크의 내부를 상압(정압)상태로 유지시켜 드라이아이스(100)의 승화작용을 돕도록 구성되는 것이 바람직하다.

　　　　　　　상기의 구성장치로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시의 예를 살펴보면,

　　　　　　　도 2에 도시된 바와 같이 우선 분사노즐(120)을 통해 상온의 물(w)을 드라이아이스(110)로 분사하면 상압상태의 압력 탱크(100)의 내부에서 드라이아이스(110)는 승화작용되어 기체(v)가 발생된다.

　　　　　　　도 3에 도시된 바와 같이 상기 승화작용에 의해 기체(v)가 계속적으로 발생되면 압력 탱크(100)의 일측에 구성된 기체 유입부(30)를 통해 실린더(10) 내부로 기체(v)의 유입이 이루어진다.

　　　　　상기 실린더(10) 내부에 유입된 기체(v)는 피스톤(20)의 상부와 접촉되어 피스톤(20)을 하강시킨다.

　　　　　　　도 4에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(20)이 하강되어 실린더(10)의 하사점에 도달되면 잠금밸브가 잠금되어 실린더(10) 내로 기체(v)의 유입이 중지되고 실린더(10) 내에 유입된 기체(v)는 기체 배출부(40)로 하여금 기체(v)가 배출된다.

　 　　　　상시 기체(v)가 배출되면 피스톤(20)이 상사점으로 상승되어 잠금밸브가 해체되고 다시 기체(v)가 기체 유입부(30)를 통해 실린더(10) 내부로 유입되어 상기와 같이 피스톤(20)의 상사점과 하사점을 왕복되도록 구성된다.

　　　　　　상기 피스톤(20)의 왕복운동으로 인해 피스톤(20) 하부에 구성된 커넥팅 로드(50)와 크랭크 암(60)이 작동되어 크랭크 축(70)이 회전됨으로써 회전운동이 발생되는 것이다.

　　　　　　　　

　　　　　　또한 도 5에 도시된 바와 같이 드라이아이스(110)의 승화작용이 원활히 이루 어지도록 하기 위해 상기 압력 탱크실(100) 내부에 통체의 수분대(200)를 구성하여 수분대(200) 내부에 상온의 물을 구성하고 분사노즐(120)을 통해 드라이아이스 가루(210)를 투입하여 드라이아이스 가루(210)의 승화작용에 의해 실린더(10) 내부로 기체(v)를 유입할 수 있도록 구성된다.

　　　　　도 1은 본 발명의 바람직한 형태를 나타내는 단면도

　　　　　도 2는 본 발명에 따른 물로 인해 드라이아이스가 승화되는 형태를 나타내는 예시도

　　　　　도 3은 본 발명에 따른 드라이아이스에서 승화된 기체가 실린더의 내부로 유입되는 형태를 나타내는 예시도

　　　　　도 4는 본 발명에 따른 기체에 의해 피스톤의 하강 후 기체가 기체 배출부로 배출되는 형태를 나타내는 예시도

　　　　　도 5는 본 발명에 따른 드라이아이스 가루가 분사되는 실시의 예를 보여주는 예시도

　　　　　　　　　　　　　　　　■도면의 주요부분에 사용된 주요부호의 설명 ■

　　　　　　　　10 : 실린더　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　20 : 피스톤

　　　　　　　　30 : 기체 유입부　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　40 : 기체 배출부

　　　　　　　　50 : 커넥팅 로드　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　60 : 그랭크 암

　　　　　　　　70 : 크랭크 축　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　100 : 압력 탱크　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　110 : 드라이아이스

　　　　　　　　120 : 분사노즐

　　　　　　　　200 : 수분대　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　210 : 드라이아이스 가루

　　　　　　　　w : 물　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　v : 기체　　　　　　

Claims (4)

1. 내부로 피스톤(2)이 구성되어 외부의 증기의 유입 또는 배출이 이루어지는 실린더(10)와, 상기 실린더(10)의 내부에 구성되어 증기에 의해 상사점과 하사점을 왕복운동하는 피스톤(20)과, 상기 피스톤(20)의 하부에 구성되어 피스톤(20)의 왕복운동을 회전운동으로 전환하는 커넥팅 로드(5), 크랭크 암(60), 크랭크 축(70) 등의 전환장치로 구성되어 실린더에 내부에 압력을 발생시켜 외연기관이 작동하도록 하는 외연기관의 작동방법에 있어서,

   　　　　　　압력 탱크(100)를 구성하여 유입부(30)를 통하여 상기 실린더(10)의 와 연결구성하고

   　　　　　　상기 압력 탱크(100) 내부에서 드라이아이스(110)를 승화시켜 발생되는 기체(v)의 압력을 동력원으로 하여 피스톤(20)의 왕복운동이 이루어지도록 구성되는 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외연기관의 작동방법
2. 내부로 피스톤(20)이 구성되어 외부의 증기의 유입 또는 배출이 이루어지는 실린더(10)와, 상기 실린더(20)의 내부에 구성되어 증기에 의해 상사점과 하사점을 왕복운동하는 피스톤(20)과, 상기 피스톤(200의 하부에 구성되어 피스톤(20)의 왕복운동을 회전운동으로 전환하는 커넥팅 로드(50), 크랭크 암(60), 크랭크 축(70) 등의 전환장치로 이루어지는 외연기관에 있어서,

   상기 실린더(10)의 상단 일측으로 기체 유입부(30)를 구성하며, 하단 일측으로 기체 배출부(40)를 구성하고,

   기체 유입부(30)를 통하여 상기 실린더(10)와 연결구성하고,

   　　　　　　상기 실린더(10)의 외측으로 드라이아이스(110)를 투입할 수 있는 압력 탱크(100)를 구성하여 기체 유입부(30)와 연결되도록 구성하고,

   상기 압력 탱크(100) 일측으로 드라이아이스(110) 표면으로 물(w)이 분사되는 분사노즐(120)을 구성하여 분사노즐(120)에서 분사되는 물(w)이 드라이아이스(110)에 마찰되어 승화시켜 기체가 유입부(30)를 통해 실린더(10) 내부로 기체(v)가 유입됨으로써 피스톤(20)이 작동되는 것을 포함하는 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외관기관
3. 제2항에 있어서,

   　　　　　　상기 분사노즐(120)은 드라이아이스(110)로 분사되는 유량이 조절되어 기체(v)의 발생량을 조절할 수 있도록 구성되는 것을 포함하는 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외관기관
4. 　　　　　　제2항에 있어서,

   　　　　　　상기 압력 탱크(100)의 내부로 통체의 수분대(200)를 구성하고,

   　　　　　　상기 수분대(200) 내부에 물(w)을 구성하고,

   　　　　　　상기 수분대(200)의 내부로 드라이아이스 가루(210)를 투입할 수 있는 분사노즐(120)을 구성하여 드라이아이스 가루(210)를 승화시켜 기체가 발생되는 것을 포함하는 드라이아이스의 승화작용에 의해 작동되는 외관기관

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