KR20090111016A - 공기압을 이용한 동력발생장치 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기압을 이용한 동력발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축된 공기압을 이용하여 피스톤의 승강작동을 구현함으로써 발생되는 동력을 사용할 수 있도록 한 공기압을 이용한 동력발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 동력기관의 동력을 발생시키는 동력원은 석유나 석탄 또는 기름
과 같은 화석에너지를 이용하게 된다.
즉, 화석에너지를 연소시켜 발생된 열로 증기를 발생하고, 발생된 증기의 압
력을 이용하여 동력기관을 작동시키는 것이다.
그러나, 이러한 방식은 강력한 동력을 발생시킬 수 있어 통상의 엔진과 같은
동력발생장치에 많이 적용되고 있으나, 소형이면서 그리 크지않은 힘을 필요로하는
소형 동력장치에는 그 힘이 너무 과도하여 적용하기에 다소 부적합한 단점이 있었
다.
또한, 종래 동력발생을 위한 장치는 매우 복잡하고 부피가 커서 소형 동력장
치에는 적용시키기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 공기압을 이용하여 다수개의 피스톤을 연속적을 승강작동시킴으로써 소형의 동력장치를 구동시킬 수 있도록 한 공기압을 이용한 동력발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 본 발명의 목적은, 제 1탱크가 구비된 공기압축기와, 상기 제 1탱크와 제 1관으로 연결된 제 2탱크와, 상기 제 2탱크와 제 2관으로 연결된 제 3탱크와, 상기 제 3탱크에 연결되며 내부에 제 1 내지 제 3승강작동부재가 설치된 동력부로 구성되어, 공기압에 의해 제 1 내지 제 3승강작동부재가 순차적으로 승강하여 동력이 발생되도록 한 동력발생장치에 의해 달성된다.
상기 제 1승강작동부재는, 내측 하부에 제 1스프링이 설치된 제 1본체와, 상기 제 1본체 내에 설치되며 하면이 제 1스프링에 지지되고 상부에 축봉이 형성된 제 1피스톤으로 구성된 것이며, 상기 제 1본체의 일측면 하부에는 상기 제 3탱크와 연결된 제 3공급관이 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 제 2승강작동부재는, 내측 상부에 제 2스프링이 설치된 제 2본체와, 상기 제 2본체 내에 설치되며 상면이 제 2스프링에 지지되고 상부에 축봉이 형성된 제 2피스톤으로 구성된 것이며, 상기 제 2본체의 하부에는 상기 제 1본체의 타측면 하부와 연결된 제 4공급관이 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 제 3승강작동부재는, 내측 상부에 제 3스프링이 설치된 제 3본체와, 상기 제 3본체 내에 설치되며 상면이 제 3스프링에 지지되고 상부에 축봉이 형성된 제 3피스톤으로 구성된 것이며, 상기 제 3본체의 하부에는 상기 제 2본체의 일측면 하부와 연결된 제 5공급관이 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 제 3본체의 일측면 하부에는 제 6회수관의 일단이 연결되고, 제 6회수관의 타단은 제 1탱크에 연결되어 공기를 회수하도록 한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1본체는 제 3공급관 및 제 4공급관이 연결되는 인입공 및 인출공이 동일한 높이이면서 상호 대향되게 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 3탱크의 타측에는 일단이 상기 제 3본체에 연결되는 제 7공급관이 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 제 7공급관의 출구는 제 3본체의 측면 상부에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3피스톤에는 상기 제 7공급관과 통하는 제 8통로가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 제 3본체의 타측면 상부에는 상기 제 1본체의 상단에 연결되는 제 9공급관이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 공기압을 이용하여 다수개의 피스톤을 연속적을 승강작동시킴으로써 소형의 동력장치를 구동시킬 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 공기압을 이용한 동력발생장치에 대한 도면으로써, 도 1 내지 도 3은 제 3공급관이 열림으로써 제 1 내지 제 3피스톤이 순차적으로 상승하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 제 7공급관이 열림으로써 제 1 내지 제 3피스톤이 하강된 상태를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기압을 이용한 동력발생장치(A)는, 제 1탱크(1)가 구비된 공기압축기(10)와; 상기 제 1탱크(1)와 제 1관(101)으로 연결된 제 2탱크(2)와; 상기 제 2탱크(2)와 제 2관(102)으로 연결된 제 3탱크(3)와; 상기 제 3탱크(3)에 연결되며 내부에 제 1 내지 제 3승강작동부재(4,5,6)가 설치된 동력부로 구성된 것이며, 공기압에 의해 상기 제 1 내지 제 3승강작동부재(4,5,6)가 순차적으로 승강되어 동력이 발생되도록 한 것이다.
각 구성에 대해 보다 상세하게 설명한다.
상기 공기압축기(10)는 통상의 에어컴프레셔를 사용하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 제 1 내지 제 3탱크(1~3)는 압축된 공기를 저장하는 것으로, 바람직하게는 제 1탱크(1)의 용량은 5kg/㎠이고, 제 2탱크(2)의 용량은 15kg/㎠, 제 3탱크(3)의 용량은 10kg/㎠이며, 제 1 내지 제 3탱크(1~3)는 제 1관(101) 및 제 2관(102)으로 상호 연결된다.
또한, 제 1 내지 제 3탱크(1~3)를 연결하는 제 1관(101) 및 제 2관(102)에는 체크밸브가 설치되어, 공기의 유입은 허용하되 역류는 방지되도록 한다.
상기 동력부에 대해 설명한다.
상기 제 1승강작동부재(4)는, 내측 하부에 제 1스프링(42)이 설치된 제 1본체(41)와, 상기 제 1본체(41) 내에 설치되며 하면이 제 1스프링(42)에 지지되고 상부에 축봉(200)이 형성된 제 1피스톤(43)으로 구성된다.
상기 제 1본체(41)의 일측면 하부에는 인입공 및 배출공이 상호 대향되게 형성되는데, 하부의 인입공에는 상기 제 3탱크(3)와 연결된 제 3공급관(33)이 연결된다.
또한, 상기 제 1본체(41)의 일측면 상부에는 내부 공기를 제 1탱크(1)에 회수시키기 위한 제 12회수관(300)이 연결된다.
상기 제 1피스톤(43)에는 제 3공급관(33)과 통하는 통로(47)가 형성된다.
상기 제 2승강작동부재(5)는, 내측 상부에 제 2스프링(55)이 설치된 제 2본체(52)와, 상기 제 2본체(52) 내에 설치되며 상면이 제 2스프링(55)에 지지되고 상부에 축봉(200)이 형성된 제 2피스톤(53)으로 구성된다.
상기 제 2본체(52)의 하부에는 상기 제 1본체(41)의 타측면 하부와 연결된 제 4공급관(54)이 연결되고, 측면에는 제 5공급관(60)이 연결되는 인출공이 형성된다.
상기 제 3승강작동부재(6)는, 내측 상부에 제 3스프링(63)이 설치된 제 3본체(61)와, 상기 제 3본체(61) 내에 설치되며 상면이 제 3스프링(63)에 지지되고 상부에 축봉(200)이 형성된 제 3피스톤(62)으로 구성된다.
상기 제 3본체(61)의 하부면에는 상기 제 2본체(52)의 일측면에 연결된 제 5공급관(60)의 타단이 연결되어 통하도록 한다.
또한, 상기 제 3본체(61)의 일측면 하부에는 제 6회수관(8)의 일단이 연결되고, 상기 제 6회수관(8)의 타단은 상기 제 1탱크(1)에 연결되어 공기를 회수하도록 한다.
그리고, 상기 제 3본체(61)의 상부 양측면에는 상호 대향되게 인입공 및 인출공이 형성된다.
한편, 상기 제 3탱크(3)의 타측에는 일단이 상기 제 3본체(61)에 연결되는 제 7공급관(7)이 설치되는데, 상기 제 7공급관(7)의 출구는 제 3본체(61)의 측면 상부에 형성된 인입공에 연결된다.
상기 제 3피스톤(62)에는 상기 제 7공급관(7)과 통하며, 상부의 인입공 및 인출공과 통하는 제 8통로(620)가 형성된다.
상기 제 3본체(61)의 타측면 상부에 형성된 인출공에는 상기 제 1본체(41)의 상단에 연결되는 제 9공급관(9)이 연결됨으로써 제 7공급관(7)에서 공급된 에어가 제 8통로(620)를 통과하여 제 9공급관(9)을 경유한 후 제 1본체(41)의 상부에 공급됨으로써 제 1피스톤(43)을 하강시키는 힘을 제공하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
참고로 도 1 및 도 2에서 화살표는 공기의 이동방향을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 공기압축기(10)에 의해 압축된 공기는 제 1 내지 제 3탱크(1~3)에 충전된다.
이후, 제 3공급관(33)을 통해 고압 공기가 제 1본체(41) 내로 유입되고, 상기 제 1피스톤(43)에 형성된 통로(47)를 통과하여 제 4공급관(54)으로 이동하게 되어 제 2본체(52)로 유입된다.
즉, 도 1을 참조하면, 제 1스프링(42)의 탄성에 의해 제 1피스톤(43)이 상승하게 되므로 상기 통로(47)와 제 3공급관(33)이 통하게 된다.
이후, 도 2를 참조하면, 제 2본체(52)로 유입된 고압 공기는 제 2피스톤(53)을 밀어 상승시키고, 제 2스프링(55)은 압축되며, 하부의 인출공을 통해 인출되어 제 5공급관(60)으로 이동하게 되어 제 3본체(61)로 유입된다.
이후, 도 3을 참조하면, 제 3본체(61)에 유입된 고압 공기는 제 3피스톤(62)을 밀어 상승시키고, 제 3스프링(63)은 압축되며, 하부의 인출공을 통해 인출되어 제 6회수관(8)을 통해 제 1탱크(1)로 회수됨으로써 제 1싸이클이 종료된다.
한편, 도 4를 참조하면, 고압의 공기가 제 7공급관(7)으로 유입된 후 이미 상승된 제 3피스톤(62)의 제 8통로(620)를 경유하여 제 9공급관(9)으로 유입된 다음 제 1본체(41)의 상승된 제 1피스톤(43)을 가압하여 하강시키고, 제 1스프링(42) 은 압축된다.
따라서, 제 1스프링(42)의 압축에 의해 제 1피스톤(43)이 하강하면서 그 외주면이 제 4공급관(54) 및 제 5공급관(60)을 막게 되어 공기 유입이 차단된다.
상기 제 1본체(41)에 유입된 공기는 제 12회수관(300)을 통해 다시 제 1탱크(1)로 회수된다.
계속하여 제 2 및 제 3본체(52,61) 내로 공기의 유입이 차단되고, 이에 따라 제 2 및 제 3스프링(55,63)의 팽창에 의해 제 2 및 제 3피스톤(53,62)이 하강하게 되어 제 2싸이클이 종료된다.
이와 같이 제 1싸이클과 제 2싸이클을 연속적으로 수행함으로써 제 1 내지 제 3피스톤(43,53,62)이 승,하강을 반복하게 되므로 그 축봉(200)에 힌지결합된 크랭크축(미도시)의 구동에 의해 동력이 발생된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 공기압을 이용한 동력발생장치에 대한 도면으로써, 도 1 내지 도 3은 제 3공급관이 열림으로써 제 1 내지 제 3피스톤이 순차적으로 상승하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 제 7공급관이 열림으로써 제 1 내지 제 3피스톤이 하강된 상태를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 제 1탱크 2 : 제 2탱크
3 : 제 3탱크 4 : 제 1승강작동부재
5 : 제 2승강작동부재 6 : 제 3승강작동부재
7 : 제 7공급관 8 ; 제 6회수관
9 : 제 9공급관 33 : 제 3공급관
41 : 제 1본체 42 : 제 1스프링
43 : 제 1피스톤 52 : 제 2본체
53 : 제 2피스톤 55 : 제 2스프링
61 : 제 3본체 62 : 제 3피스톤
63 : 제 3스프링 101 : 제 1관
102 : 제 2관
Claims (8)
- 제 1탱크(1)가 구비된 공기압축기(10)와;상기 제 1탱크(1)와 제 1관(101)으로 연결된 제 2탱크(2)와;상기 제 2탱크(2)와 제 2관(102)으로 연결된 제 3탱크(3)와;상기 제 3탱크(3)에 연결되며 내부에 제 1 내지 제 3승강작동부재(4,5,6)가 설치된 동력부로 구성된 것이며,공기압에 의해 제 1 내지 제 3승강작동부재(4,5,6)가 순차적으로 승강되면서 동력이 발생되도록 한 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 동력발생장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1승강작동부재(4)는, 내측 하부에 제 1스프링(42)이 설치된 제 1본체(41)와, 상기 제 1본체(41) 내에 설치되며 하면이 제 1스프링(42)에 지지되고 상부에 축봉(200)이 형성된 제 1피스톤(43)으로 구성된 것이며,상기 제 1본체(41)의 일측면 하부에는 상기 제 3탱크(3)와 연결된 제 3공급관(33)이 연결되고,상기 제 1피스톤(43)에는 상기 제 3공급관(33)과 통하는 통로(47)가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 동력발생장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2승강작동부재(5)는, 내측 상부에 제 2스프링(55)이 설치된 제 2본체(52)와, 상기 제 2본체(52) 내에 설치되며 상면이 제 2스프링(55)에 지지되고 상부에 축봉(200)이 형성된 제 2피스톤(53)으로 구성된 것이며,상기 제 2본체(52)의 하부에는 상기 제 1본체(41)의 타측면 하부와 연결된 제 4공급관(54)이 연결된 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 동력발생장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 3승강작동부재(6)는, 내측 상부에 제 3스프링(63)이 설치된 제 3본체(61)와, 상기 제 3본체(61) 내에 설치되며 상면이 제 3스프링(63)에 지지되고 상부에 축봉(200)이 형성된 제 3피스톤(62)으로 구성된 것이며,상기 제 3본체(61)의 하부에는 상기 제 2본체(52)의 일측면 하부와 연결된 제 5공급관(60)이 연결되고,상기 제 3피스톤(62)에는 제 8통로(620)가 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 동력발생장치.
- 제 4항에 있어서,상기 제 3본체(61)의 일측면 하부에는 제 6회수관(8)의 일단이 연결되고, 제 6회수관(8)의 타단은 상기 제 1탱크(1)에 연결되어 공기를 회수하도록 한 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 동력발생장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 3탱크(3)의 타측에는 일단이 상기 제 3승강작동부재(6)에 연결되는 제 7공급관(7)이 더 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 동력발생장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제 3승강작동부재(6)에는 상기 제 1승강작동부재(4)의 상단에 연결되는 제 9공급관(9)이 형성된 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 동력발생장치.
- 제 2항에 있어서,상기 제 1본체(41)의 일측면 상부에는 내부 공기를 상기 제 1탱크(1)에 회수시키기 위한 제 12회수관(300)이 연결된 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 동력발생장치.
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2008
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