KR20140078697A - 천연 공기로 엔진을 작동시키는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연 공기압으로 구동하는 엔진에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 환경 오염 문제를 경감시키기 위해 차량 엔진을 천연 공기압으로 작동시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 적절한 압력을 가진 천연 공기로 엔진을 작동시키는 신뢰할 만한 방법 및 장치를 제공하는 것으로, 엔진의 속도가 증가함에 따라 계속적으로 증가하는 천연 가스의 양을 엔진에 전달하기에 유효하며, 내연 엔진을 천연 공기로 작동하도록 전환시키기 위해 통상의 표준 내연 엔진에 쉽게 채택될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

Description

천연 공기로 엔진을 작동시키는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR OPERATING AN ENGINE ON NATURAL AIR}

본 발명은 천연 공기압으로 구동하는 엔진에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 환경 오염 문제를 경감시키기 위해 차량 엔진을 천연 공기압으로 작동시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

공기 오염은 오늘날 세계가 직면하고 있는 문제들 중에서도 가장 심각한 문제 중의 하나이다. 공기 오염의 가장 주요한 원인 중 하나는 오늘날 자동차에 사용되는 일반적인 내연 엔진이다. 내연 엔진이 공기에 배출하는 오염 물질을 제한하기 위한 시도로 법률에 의해 허가된 많은 장치들을 포함하여 여러가지 장치들이 제안되었다. 그러나, 대부분의 이러한 장치들은 성공하는데 한계가 있고 또 상당히 비싸며 복잡하다. 따라서 자동차 및 다른 기계 장치의 내연 엔진에 대한 깨끗한 대안이 필요하다.

압축 가스, 바람직하게는 공기는 내연 엔진으로부터 배출되는 통상적인 오염물질을 제거할 수 있기 때문에 이상적인 운동 유체를 제공할 수 있다. 압축 공기로 작동하도록 내연 엔진을 전환하기 위한 장치는 1975년 5월 27일 공개된 시밍턴(Simington)의 미국 특허 No. 3,885,387에 개시되어 있다. 시밍턴 특허는 다수의 버섯꼴 밸브(poppet valves)의 개폐를 담당하는 회전 밸브 작동기 및 압축 공기 공급원을 포함하는 장치를 개시한다. 상기 버섯꼴 밸브는 스파크 플러그 구멍에 위치한 어댑터(adaptor)를 통해서 압축 공기를 정기적인 순서로 엔진의 실린더에 공급한다. 그러나, 이러한 형태의 엔진의 출력 속도는 기계적인 밸브의 스피드 및 엔진이 속도가 증가함에 따라 각각의 밸브가 개방된 상태로 존재하는 시간의 길이가 달라질 수 없다는 사실에 의해 제한된다.

내연 엔진을 증기 또는 압축 공기로 작동하도록 전환하기 위한 다른 장치는 1978년 7월 25일 공개된 스트릭클린(Stricklin)의 미국 특허 No. 4,102,130에 개시되어 있다. 스트릭클린 특허는 흡기 및 배기 밸브가 엔진의 2회전에 한 번 열리는대신에 엔진의 매 회전에 한 번씩 열리도록 종래의 4행정 엔진의 밸브 타이밍을 변화시킨 장치를 개시한다. 리버싱 밸브(reversing valve)는 신선한 증기 또는 압축 공기를 흡기 밸브에 전달하고 이어서 역으로 배기 밸브가 팽창한 증기 또는 공기를 대기로 전달하도록 제공된다. 그러나, 이러한 형태의 리버싱 밸브는 엔진의 속도를 증가시키는 것이 바람직할 때 실린더로 주입된 유동 유체의 양을 변화시키기 위한 신뢰할 만한 장치를 제공하지 못한다. 또한, 스트릭클린 특허에 개시된 형태의 장치는 만약 멀티 실린더 엔진의 실린더가 순차적으로 폭발한다면 다수의 리버싱 밸브를 사용할 필요가 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 적절한 압력을 가진 천연 공기로 엔진을 작동시키는 신뢰할 만한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 엔진의 속도가 증가함에 따라 계속적으로 증가하는 천연 가스의 양을 엔진에 전달하기에 유효한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 종래의 자동차를 고속도로 속도로 구동하기에 충분한 스피드로 천연 공기를 사용하는 엔진을 작동시키는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 내연 엔진을 천연 공기로 작동하도록 전환시키기 위해 통상의 표준 내연 엔진에 쉽게 채택될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량 엔진을 천연 공기로 작동시키는 방법 및 장치로서, 상기 공기는 약 310 파운드의 공기가 채워지는 공기 탱크에 위치하고, 초기 단계에서, 모터는 움직이기 시작하고 동시에 그 힘은 엔진을 작동시키는 것을 도우며, 압축기는 외부 대기로부터 공기를 흡수하여 상기 공기 탱크에 적절한 공기 저장 및 압력을 만족시키기 위하여 필요한 양의 공기를 상기 공기 탱크로 반송하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 실시 형태는, 상기 공기 탱크의 하나의 연결부는 공기 모터와 연결되고 하나의 밸브 연결부는 스티어링, 클러치, 브레이크 및 액셀러레이터의 전방에서 연결되며, 락이 개방될 때, 탱크로부터의 공기는 모터로 통과하고, 그러므로 엔진 모터 및 엔진을 작동시키기 시작하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태는, 엔진 헤드로부터 공기 탱크로 네 개의 연결부가 제공되어 공기량의 전송을 돕고, 연속적인 공기 공급의 증가와 감소를 균형맞추며, 공기 압축기 엔진은 공기량을 공기 탱크로 제공하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태는, 불가역 밸브(irreversible valves)는 공기 탱크에 고정되어 공기 탱크의 내부 공기가 외부로 빠져 나가는 것을 방지하고, 그러므로 약 300 파운드의 공기가 사용되더라도 여전히 공기 탱크에는 약 300 파운드의 공기가 유지되도록 약 300 파운드의 공기 소비량의 균형을 맞추는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태는, 상기 공기 탱크에서, 상기 밸브의 일 측면은 공기가 공기 탱크로부터 공기 모터로 통과하도록 배치되고, 또한 상기 공기 탱크에서, 일 면의 밸브는 외부쪽으로 부가적인 공기의 방출을 돕도록 고정되며 필요한 양보다 공기량이 증가하였을 때, 이러한 밸브는 탱크의 어떠한 균열을 방지하도록 추가 공기의 방출을 돕는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태는, 헤드 구동(head working) 압축기는 공기 냉각을 할 수 있고, 8개의 밸브에 연결되며 그 중 네 개의 밸브가 공기를 흡수하는 동안 다른 네 개의 밸브는 내부 공기를 외부로 배출하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태는, 엔진 몸체는 네 개의 실런더, 네 개의 연결 로드를 가지고, 네 조각의 피스톤은 또한 조인트로서 제공되며 엔진의 이러한 네 개의 피스톤은 그 피스톤이 하강할 때 외부 공기가 엔진으로 유입되고, 그 피스톤이 상승할 때 압축된 공기가 배출될 수 있도록 공기를 흡수하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태는, 오일 펌프는 상기 엔진의 몸체에 제공되어 오일을 엔진의 모든 서킷에 공급하고, 이것 때문에 엔진의 모든 부분은 오일로 뒤덮히며, 이는 부품의 일시적인 멈춤 문제를 극복하게 해주고 또한 부품의 수명을 길게 해주는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태는, 크랭크 축과 연결된 공기 모터를 제공하고 상기 모터의 작동 시작을 가능하게 하는 공기 밸브가 제공되며, 상기 공기 모터의 하나의 연결부는 아래쪽에 제공되어 부가적인 공기를 외부쪽으로 배출하여 엔진을 시원한 상태로 유지하는 것을 돕고 약 0 내지 100의 속도로 구동할 수 있게 해 주는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 방법 및 장치에 따르면, 천연 공기로 엔진을 작동시키기 때문에 자동차에 의한 환경 오염 문제를 경감시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 통상의 표준 내연 엔진에 쉽게 채택될 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 엔진의 본 발명에 따른 장치의 개략적인 대표도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엔진 및 공기 모터의 일 실시 형태의 개략도이다.
도 3은 엔진에 배치된 본 발명에서 본 평면도이다.
도 4는 자동차에 배치된 본 발명에 따른 천연 공기로 작동하는 엔진을 가진 자동차의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 헤드 평면도 및 엔진 본체 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 4개 탱크 평면의 단면도이다.

이하에서는 같은 부재는 같은 참조 번호를 부여한 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 엔진을 작동하기 위한 방법 및 장치의 바람직한 실시 형태를 설명한다.

본 발명은 천연 공기압으로 작동하는 엔진에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 오염 문제를 경감하기 위하여 천연 공기압으로 자동차 엔진을 작동시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태에 대하여 보다 상세히 설명할 것이며, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면으로 설명한다.

도 1 내지 도 6에 도시한 것처럼, 본 발명은 공기의 높은 압력의 도움으로 구동하는 엔진(10)을 제공한다. 공기의 압력 때문에, 모터는 움직이기 시작하고 상기 모터의 움직임의 도움으로 엔진은 그 자체가 압축기로서 작동하기 시작한다.

공기는 주로 약 310 파운드의 공기가 채워지는 공기 탱크(12)에 위치한다. 초기 단계에서, 모터(14)는 움직이기 시작하고 동시에 그 힘은 엔진이 움직이기 시작하는 것을 돕는다. 압축기(16)는 외부 대기로부터 공기를 흡수하고 공기 탱크(18)에 적절한 공기 저장 및 압력을 만족시키기 위하여 필요한 양의 공기를 상기 공기 탱크(18)로 반송한다.

본 발명의 실시 형태 중 하나에서는 약 300 파운드의 공기가 공기 탱크(18)에 단단히 채워진다. 상기 공기 탱크(18)의 하나의 연결부는 공기 모터(14)와 연결되고 하나의 밸브(20) 연결부는 스티어링(22), 클러치(24), 브레이크(26) 및 액셀러레이터(28)의 전방에서 연결된다. 락(30)이 개방될 때, 탱크(18)로부터의 공기는 모터(14)로 통과하고, 그러므로 엔진 모터 및 엔진을 작동시키기 시작한다.

또한, 엔진(32) 헤드로부터 공기 탱크(18)로 네 개의 연결부가 제공된다. 이러한 연결부는 공기량의 전송을 돕고, 연속적인 공기 공급의 증가와 감소를 균형맞추며, 공기 압축기 엔진은 공기량을 공기 탱크(18)로 제공한다.

불가역 밸브(irreversible valves)(34)는 공기 탱크(18)에 고정되어 상기 공기 탱크의 내부 공기가 외부로 빠져 나가는 것을 방지한다. 그러므로, 약 300 파운드의 공기가 사용되더라도 여전히 공기 탱크에는 약 300 파운드의 공기가 유지되도록 약 300 파운드의 공기 소비량의 균형을 맞춘다.

상기 공기 탱크에서, 상기 밸브(20)의 일 측면은 공기가 공기 탱크(18)로부터 공기 모터(14)로 통과하도록 배치되고, 또한 상기 공기 탱크에서, 일 면의 밸브는 외부쪽으로 부가적인 공기의 방출을 돕도록 고정되며 필요한 양보다 공기량이 증가하였을 때, 이러한 밸브는 탱크의 어떠한 균열을 방지하도록 추가 공기의 방출을 돕는다.

그러나, 본 발명의 다른 실시 형태는 공기 냉각을 가능하게 하고 8개의 밸브에 의해 연결된 엔진(32)에 유용한 헤드 구동(head working) 압축기(16)를 제공하며, 상기 8개의 밸브 중 네 개는 좌측 방향으로 나머지는 우측 방향을 향한다. 헤드(36)의 네 개의 밸브는 나머지 네 개의 밸브가 내부 공기를 외부로 배출하는 동안 공기를 흡수하기로 되어 있다. 상기 헤드(36), 여섯 연결부를 위한 여섯 개의 구멍(38)은 엔진 몸체(32)와 그 헤드(36)를 연결하는 것을 돕기 위하여 제공된다.

그러나, 본 발명의 다른 실시 형태에서, 라이너(liners)로 알려진 네 개의 실린더(40)를 가진 엔진 몸체(32)가 또한 제공된다. 네 개의 브래스 캡(42)은 엔진 몸체(32)에 부가되어 크랭크 축(44)을 붙잡는 것을 도와준다. 상기 엔진에서, 크랭크 축과 함께, 다른 네 개의 연결 로드(46)가 있다.

네 개의 연결 로드와 함께, 네 조각의 피스톤(48)은 또한 조인트로서 제공된다. 엔진의 이러한 네 개의 피스톤(48)은 공기를 흡수하기 위해 사용된다. 이러한 피스톤들은 그 피스톤이 하강할 때 외부 공기가 엔진으로 유입되고, 그 피스톤이 상승할 때 압축된 공기가 배출되도록 설계된다. 이러한 네 개의 피스톤에는 직경에 따라 기능하는 네 개의 로그(log)가 있다. 오일 펌프(50)는 상기 엔진의 몸체에 제공된다. 상기 오일 펌프(50)는 오일을 엔진의 모든 서킷에 공급하고, 이것 때문에 엔진의 모든 부분은 오일로 뒤덮히며, 이는 부품의 일시적인 멈춤 문제를 극복하게 해주고 또한 부품의 수명을 길게 해준다.

하중 문제를 해결하기 위해서, 엔진의 크랭크 축(44)고 함께, 하중 휠(loading wheel)(52)이 또한 제공된다. 이는 상기 엔진(32)의 분당 회전수(R.P.M.)를 유지하는 것을 돕는다. 이러한 크랭크 축(44)은 또한 상기 공기 모터(14)와 연결되고, 엔진의 후방측에는 클러치 플레이트(24)가 제공되며, 또한 하중 휠의 상부측에는 직경 링 그레이어(diameter Ring Gryers)가 제공되어 교류 발전기(54)와 연결된다. 상기 교류 발전기는 배터리를 충전된 상태로 유지할 수 있기 때문에 유용하다. 이러한 배터리(56)는 조명 용도로 사용되므로 상기 엔진은 어떠한 외부 전력 공급원을 필요로 하지 않는다.

본 발명의 또 다른 실시 형태는 크랭크 축(44)과 연결된 공기 모터(14)를 제공하고 공기 엔진(32)의 상부에 모터의 작동 시작을 가능하게 하는 공기 밸브가 제공된다. 상기 공기 모터의 하나의 연결부는 아래쪽에 제공되어 부가적인 공기를 외부쪽으로 배출하여 엔진을 시원한 상태로 유지하는 것을 돕고 약 0 내지 100의 속도로 구동할 수 있게 해준다. 이러한 엔진이 공기로 구동함에 따라, 대기에 영향을 미치지 않는다. 즉 이러한 엔진은 플러그, 소음장치, 부쉬 로드(bush rod), 테피티야(tepitiya), 라이에이터 및 카뷰레터를 필요로 하지 않는다.

본 발명의 바람직한 실시 형태의 원리를 상기에서 구체적으로 설명하였다. 그러나, 보호받고자 하는 본 발명은 상기한 특정 실시 형태로 제한되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는 제한적인 것이라기 보다는 오히려 예시적인 것으로 취급되어야 할 것이다. 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 여러가지 변형 형태가 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항에 한정된 것처럼 본 발명의 정신 및 범위에 속하는 모든 가능한 변형 형태는 본 발명의 범위에 속하는 것으로 한다.

Claims (9)

1. 차량 엔진을 천연 공기로 작동시키는 방법 및 장치로서, 상기 공기는 약 310 파운드의 공기가 채워지는 공기 탱크에 위치하고, 초기 단계에서, 모터는 움직이기 시작하고 동시에 그 힘은 엔진을 작동시키는 것을 도우며, 압축기는 외부 대기로부터 공기를 흡수하여 상기 공기 탱크에 적절한 공기 저장 및 압력을 만족시키기 위하여 필요한 양의 공기를 상기 공기 탱크로 반송하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 탱크의 하나의 연결부는 공기 모터와 연결되고 하나의 밸브 연결부는 스티어링, 클러치, 브레이크 및 액셀러레이터의 전방에서 연결되며, 락이 개방될 때, 탱크로부터의 공기는 모터로 통과하고, 그러므로 엔진 모터 및 엔진을 작동시키기 시작하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   엔진 헤드로부터 공기 탱크로 네 개의 연결부가 제공되어 공기량의 전송을 돕고, 연속적인 공기 공급의 증가와 감소를 균형맞추며, 공기 압축기 엔진은 공기량을 공기 탱크로 제공하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   불가역 밸브(irreversible valves)는 공기 탱크에 고정되어 공기 탱크의 내부 공기가 외부로 빠져 나가는 것을 방지하고, 그러므로 약 300 파운드의 공기가 사용되더라도 여전히 공기 탱크에는 약 300 파운드의 공기가 유지되도록 약 300 파운드의 공기 소비량의 균형을 맞추는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 공기 탱크에서, 상기 밸브의 일 측면은 공기가 공기 탱크로부터 공기 모터로 통과하도록 배치되고, 또한 상기 공기 탱크에서, 일 면의 밸브는 외부쪽으로 부가적인 공기의 방출을 돕도록 고정되며 필요한 양보다 공기량이 증가하였을 때, 이러한 밸브는 탱크의 어떠한 균열을 방지하도록 추가 공기의 방출을 돕는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   헤드 구동(head working) 압축기는 공기 냉각을 할 수 있고, 8개의 밸브에 연결되며 그 중 네 개의 밸브가 공기를 흡수하는 동안 다른 네 개의 밸브는 내부 공기를 외부로 배출하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   엔진 몸체는 네 개의 실런더, 네 개의 연결 로드를 가지고, 네 조각의 피스톤은 또한 조인트로서 제공되며 엔진의 이러한 네 개의 피스톤은 그 피스톤이 하강할 때 외부 공기가 엔진으로 유입되고, 그 피스톤이 상승할 때 압축된 공기가 배출될 수 있도록 공기를 흡수하는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   오일 펌프는 상기 엔진의 몸체에 제공되어 오일을 엔진의 모든 서킷에 공급하고, 이것 때문에 엔진의 모든 부분은 오일로 뒤덮히며, 이는 부품의 일시적인 멈춤 문제를 극복하게 해주고 또한 부품의 수명을 길게 해주는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   크랭크 축과 연결된 공기 모터를 제공하고 상기 모터의 작동 시작을 가능하게 하는 공기 밸브가 제공되며, 상기 공기 모터의 하나의 연결부는 아래쪽에 제공되어 부가적인 공기를 외부쪽으로 배출하여 엔진을 시원한 상태로 유지하는 것을 돕고 약 0 내지 100의 속도로 구동할 수 있게 해 주는 것을 특징으로 하는 방법 및 장치.

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