KR20180035571A - 초임계 유체를 이용한 스털링 엔진 - Google Patents

Abstract

초임계 유체를 이용한 스털링 엔진은 작동유체를 초임계 이산화탄소를 적용하여 작동유체가 압축 행정 시 임계점 부근의 환경에서 작동하도록 설계하며 이에 따라 임계점 부근의 큰 팽창비와 높은 압축 효율, 낮은 압축 일을 엔진에 활용할 수 있다.

Description

초임계 유체를 이용한 스털링 엔진{Stirling Engine Using Supercritical Fluids}

본 발명은 스털링 엔진에 관한 것으로서, 특히 작동유체를 초임계 이산화탄소를 적용하여 작동유체가 압축 행정 시 임계점 부근의 환경에서 작동하도록 설계하며 이에 따라 임계점 부근의 큰 팽창비와 높은 압축 효율, 낮은 압축 일을 엔진에 활용할 수 있는 초임계 유체를 이용한 스털링 엔진에 관한 것이다.

스털링 기관은 닫힌 공간 안의 기체를 각 고온부와 저온부에서 압축 및 팽창시켜 열에너지를 운동 에너지로 바꾸는 열기관이다.

스털링 기관은 개발 당시 증기기관과 내연기관의 급속한 발전에 가려 빛을 받지 못하였으나 근래에 내열 재료와 밀봉 기술의 발전, 에너지 및 환경 문제가 전 세계적으로 중요한 이슈로 대두되면서 다시 주목받고 있다.

스털링 기관은 외연기관이므로 열원 선택에 있어 자유롭고, 폭발행정이 없어 디젤엔진, 가솔린 엔진 등의 내연기관에 비해 소음이 적으며 저온 열원에서도 동작이 가능하기 때문에 비교적 온도가 낮은 원자력 발전소의 폐열, 태양열 등의 열원에서 일 및 전기를 생산할 수 있는 우수한 성질을 가지고 있다.

그러나 스털링 기관은 낮은 크기 대비 출력 비와 기체의 팽창을 이용하기에 출력을 크게 키우기 용이하지 않기 때문에 산업계에서 널리 사용되지 못하고 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 작동유체를 초임계 이산화탄소를 적용하여 작동유체가 압축 행정 시 임계점 부근의 환경에서 작동하도록 설계하며 이에 따라 임계점 부근의 큰 팽창비와 높은 압축 효율, 낮은 압축 일을 엔진에 활용할 수 있는 초임계 유체를 이용한 스털링 엔진을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 초임계 유체를 이용한 스털링 엔진은,

피스톤을 왕복 운동하여 상기 작동유체를 압축과 팽창시키고, 상기 작동유체를 가열하는 고온부와, 상기 작동유체를 냉각시키는 저온부를 구비한 하나 이상의 실린더를 포함하며, 상기 작동유체를 초임계 유체로 충진하고, 상기 초임계 유체가 압축 행정 시 상기 초임계 유체의 불연속적인 물성치 변화가 관측되는 지점인 임계점 부근에서 작동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스털링 엔진은 상기 초임계 유체를 임계점 부근에서 작동하는 경우, 최소 7 내지 8MPa, 최대 20 내지 25MPa의 압력 범위와, 최소 25 내지 35도, 최대 600 내지 700도의 온도 범위에서 스털링 사이클을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스털링 엔진은 상기 초임계 유체를 임계점 부근에서 작동하는 경우, 상기 저온부를 25 내지 35도의 온도 범위와 7 내지 8MPa의 압력 범위에서 작동하는 스털링 사이클을 수행하는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 임계점 부근에서 작동하도록 설계된 초임계 이산화탄소를 작동유체로 스털링 엔진에 적용하여 같은 부피에서 더 높은 효율과 출력을 갖는 효과가 있다.

본 발명은 작동유체인 초임계 이산화탄소가 압축 행정 시 임계점 부근의 환경에서 작동하여 임계점 부근의 큰 팽창비와 높은 압축 효율, 낮은 압축 일을 스털링 엔진에 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스털링 엔진의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스털링 엔진의 스털링 사이클 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도와 압력에 따른 초임계 이산화탄소의 밀도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초임계 이산화탄소의 온도와 압축 계수를 나타낸 그래프이다.
도 5는 종래의 실시예에 따른 헬륨의 온도와 압축 계수를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 다른 초임계 이산화탄소를 작동유체로 사용한 스털링 엔진과 기존의 헬륨을 작동유체로 사용한 스털링 엔진의 압력과 부피를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초임계 이산화탄소를 사용한 스털링 엔진의 압축에 드는 일과 팽창에 드는 일을 나타난 도면이다.
도 8은 종래 기술에 따른 헬륨을 사용한 스털링 엔진의 압축에 드는 일과 팽창에 드는 일을 나타난 도면이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

스털링 엔진은 실린더와 피스톤으로 이루어진 공간 내에 작동유체를 밀봉하고, 작동유체를 열교환을 통해 외부에서 가열 및 냉각시킴으로써 피스톤을 상하로 움직여 기계 에너지를 얻는 외연기관(External Combustion Engine)의 일종이다

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스털링 엔진의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 스털링 엔진(100)은 제1 내부 공간(112)에서 왕복 운동하는 제1 피스톤(113)을 구비한 제1 실린더(111)와 제2 내부 공간(122)에서 왕복 운동하는 제2 피스톤(123)을 구비한 제2 실린더(121)와, 상기 제1 실린더(111) 또는 상기 제2 실린더(121)에 작동유체(101)를 충진시켜 밀봉한다.

여기서, 제1 실린더(111)의 제1 내부 공간(112)은 작동유체(101)가 가열되는 공간으로 고온부(110)라 하고, 제2 실린더(121)의 제2 내부 공간(122)은 작동유체(101)가 냉각되는 공간으로 저온부(120)라 구분한다.

고온부(110)는 제1 실린더(111)의 제1 내부 공간(112)에서 가열에 의해서 작동유체(101)가 가열되어 고온의 작동유체(101)가 충진되며, 저온부(120)는 제2 실린더(121)의 제2 내부 공간(122)에서 냉각에 의해서 작동유체(101)가 냉각되어 저온의 작동유체(101)가 충진된다.

제1 피스톤(113)은 제1 크랭크축(114)에 의해 플라이휠(102)과 연결되고, 제2 피스톤(123)은 제2 크랭크축(124)에 의해 플라이휠(102)과 연결된다.

제1 내부 공간(112)을 형성하는 제1 실린더(111)의 외주면에는 작동유체(101)를 가열하는 외부열원(115)이 설치되며, 제2 내부 공간(122)을 형성하는 제2 실린더(121)의 외주면에는 작동유체(101)를 냉각시키는 외부냉원(125)이 설치된다.

제2 실린더(121)에 충진된 작동유체(101)는 외부냉원(125)에 저장된 액체 상태의 냉각매체에 전달되어 냉각된다.

본 발명의 실시예에 따른 스털링 엔진(100)은 두 개의 동력 피스톤인 제1 피스톤(113)과 제2 피스톤(123)으로 스털링 사이클을 구성한다.

스털링 엔진(100)은 제1 피스톤(113)과 제2 피스톤(123) 간의 동작의 차를 위상각이라 하며, 제1 피스톤(113)과 제2 피스톤(123)의 위상각을 이용하여 스털링 사이클에 필요한 압축, 팽창, 작동유체(101)의 이동을 구성한다.

제1 실린더(111)와 제2 실린더(121)는 유로(103)에 의해 연통되어 제1 실린더(111)와 제2 실린더(121)의 용적 변화(압축과 팽창)에 따라 양쪽의 공간을 작동유체(101)가 이동하면서 상태 변화를 반복하는 스털링 사이클을 수행한다.

작동유체(101)는 팽창과 압축을 반복 수행하여 팽창과 압축 과정에서 고효율과 고출력이 가능하며, 초임계 유체를 사용한다.

초임계 유체는 일정한 고온과 고압의 한계를 넘어선 상태에 도달하여 액체와 기체를 구분할 수 없는 시점의 유체를 가리키는 것으로, 분자의 밀도는 액체에 가깝지만, 점성도는 낮아 기체에 가까운 성질을 가진다.

보통 온도 및 압력에서는 기체와 액체가 되는 물질도 임계점(Critical Point)이라고 불리는 일정한 고온 및 고압의 한계를 넘으면 증발 과정이 일어나지 않아서 기체와 액체의 구별을 할 수 없는 상태, 즉 임계상태가 되는데, 이 상태에 있는 물질을 초임계 유체라고 하는 것이다.

초임계는 임계점보다 높은 온도와 압력에서 기체와 액체의 경계가 사라져 그 중간의 독특한 성질을 가지는 상태를 나타낸다.

초임계 유체는 임계점 이상의 온도와 압력에 놓인 물질 상태를 나타내며 기체의 확산성과 액체의 용해성이 있다.

초임계 유체는 물, 이산화탄소, 메탄, 에탄, 프로판, 에틸렌, 프로필렌, 메탄올 등이 있다.

이러한 성질을 갖는 초임계 유체 중 임계온도가 상온에 비교적 가까운 것이 이산화탄소이며 본 발명에서는 초임계 유체의 한 실시형태로서, 초임계 이산화탄소를 이용한다. 이산화탄소의 임계점은 7.37MPa, 31.1℃로 알려져 있다.

이산화탄소는 임계 온도 및 임계 압력 이상의 조건에서 초임계 이산화탄소가 된다. 초임계 이산화탄소는 밀도가 높은 특성을 가짐과 동시에 점도가 낮은 특성을 갖는다. 즉, 초임계 이산화탄소는 밀도가 높은 기체 특성을 갖는다.

초임계 이산화탄소는 액체처럼 밀도와 열전도율이 높지만 기체와 같이 팽창하여 공간을 차지하고 점성이 낮으며 임계점 부근에서 밀도, 열용량 등의 물성이 급격하게 변하는 성질이 있다.

특히, 초임계 이산화탄소는 임계점 부근에서 압축할 때 통상의 기체를 압축할 때에 비하여 더 낮은 일과 더 높은 효율로 유체를 압축할 수 있는 특징을 가진다.

이하 도 2를 참조하여 본 발명의 스털링 엔진의 스털링 사이클을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스털링 엔진의 스털링 사이클 과정을 나타낸 도면이다.

본 발명은 스털링 엔진(100)의 낮은 크기 대비 출력비를 해결하기 위해서 냉각 과정과 압축 과정의 온도 및 압력 조건이 임계점 부근의 초임계 이산화탄소를 작동유체(101)로 설정한 스털링 엔진(100)을 제시한다.

본 발명의 스털링 엔진(100)은 작동유체(101)를 임계점 부근의 초임계 이산화탄소로 설정한 경우 스털링 엔진(100)을 작동시키는 최소 7 내지 8Mpa, 최대 20 내지 25Mpa의 압력 범위와, 최소 섭씨 25 내지 35도, 최대 섭씨 600 내지 700도의 온도 범위에서 더 높은 부피 대비 출력 비와 열효율을 얻을 수 있다.

본 발명의 스털링 엔진(100)은 팽창 영역, 가열 영역, 냉각 영역, 압축 영역의 순서를 반복하면서 스털링 사이클을 수행한다.

도 2의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 제1 실린더(111)는 외부열원(115)에 의해 열이 가해져 고온부(110)가 팽창하여 제1 피스톤(113)을 밀어 올린다(팽창 영역).

저온부(120)의 제2 피스톤(123)은 제1 피스톤(113)에 결합되어 있으므로 제1 피스톤(113)이 밀어 올려지면 함께 밀어 올려져 저온부(120)를 팽창시킨다.

도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 고온부(110)는 제1 피스톤(113)이 다시 압축되면 가열된 작동유체(101)가 유로(103)를 따라 제2 실린더(121)의 제2 내부 공간(122)으로 이동된다(가열 영역).

이어서, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 저온부(120)는 제2 실린더(121)의 제2 내부 공간(122)으로 유입된 작동유체(101)를 외부냉원(125)에 의해 냉각시킨다(냉각 영역).

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 저온부(120)는 냉각이 진행되면서 제2 피스톤(123)이 작동유체(101)를 압축하게 되고, 냉각된 작동유체(101)가 유로(103)를 따라 제1 실린더(111)의 제1 내부 공간(112)으로 이동된다(압축 영역).

제2 실린더(121)는 외부냉원(125)에 의해 냉각이 진행되고 제2 내부 공간(122)의 충진된 작동유체(101)가 압축되면 한 사이클이 마무리된다.

제2 실린더(121)의 압축된 작동유체(101)는 유로(103)를 통해 제1 실린더(111)의 제1 내부 공간(112)으로 이동한 후 외부열원(115)에 의해 열이 가해져 다음 스털링 사이클이 진행된다.

스털링 엔진(100)은 고온부(110)와 저온부(120)가 일정한 위상차를 가지고 회전 운동하는 플라이휠(102)과 연결되어 있으며, 플라이휠(102)로부터 전달받은 회전력을 이용하여 제1 피스톤(113)과 제2 피스톤(123)의 상승과 하강을 반복하면서 팽창과 압축 과정을 수행한다.

스털링 엔진(100)은 압축 행정 시 임계점 부근에서 가장 큰 이득을 취할 수 있기 때문에 초임계 이산화탄소가 압축 행정 시 임계점 부근에서 작동하도록 설계한다. 좀 더 상세한 내용은 이하의 도 6 및 도 7에서 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도와 압력에 따른 초임계 이산화탄소의 밀도를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초임계 이산화탄소의 온도와 압축 계수를 나타낸 그래프이고, 도 5는 종래의 실시예에 따른 헬륨의 온도와 압축 계수를 나타낸 그래프이다.

임계점 부근에서 초임계 유체는 비선형적인 물성치를 보이며, 도 3은 초임계 이산화탄소의 임계점(섭씨 31.04도, 7380kPa) 근방에서 온도와 압력에 따른 밀도를 나타낸 것이다.

초임계 유체의 비선형적으로 급격히 변하는 물성치는 압축 계수(Compressibility Factor)가 포함된다.

압축 계수는 실제 기체가 이상 기체에 비해 얼마나 다른 압축 성질을 가지는지 보여주는 지표로서 다음의 [수학식 1]과 같이 정의된다.

여기서, p는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체상수, T는 온도를 나타낸다.

이상 기체의 압축 계수는 1이며, 압축 계수가 크다는 것은 실제 기체의 분자간 반발력이 이상 기체에 비해 우세함을 나타내고, 압축 계수가 작다는 것은 분자간 인력이 우세함을 나타낸다.

따라서, 반발력이 우세하다는 것은 압축을 시키는데 더 큰 일이 들어가며, 인력이 우세하다는 것은 압축을 시키는데 더 작은 일이 들어간다는 것이다.

본 발명은 초임계 이산화탄소를 작동유체(101)로 사용하여 임계점 부근의 급격한 물성치 변화에서 취할 수 있는 압축 일의 감소를 스털링 엔진(100)에 적용하여 효율을 높이고자 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 초임계 이산화탄소는 임계점 부근에서 압축 계수가 작으며 이에 따라 압축에 작은 일이 들어가므로 큰 이득을 얻을 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 헬륨은 압축 계수가 1 이상이므로 분자간 반발력이 이상 기체에 비해 우세함을 볼 수 있다.

본 발명의 작동유체(101)는 임계점 부근에서 압축 효과를 이용하고자 하므로 임계점이 상온에서 크게 벗어나지 않으며 압력이 높지 않은 유체를 선택한다.

하기의 [표 1]에 도시된 바와 같이, 이렇게 선택된 작동유체(101) 중 독성이나 폭발성이 없으면서 가장 저렴한 유체이며, 임계점 부근의 급격한 물성치 변화를 보이는 물질인 초임계 이산화탄소를 선택한 것이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 다른 초임계 이산화탄소를 작동유체로 사용한 스털링 엔진과 기존의 헬륨을 작동유체로 사용한 스털링 엔진의 압력과 부피를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초임계 이산화탄소를 사용한 스털링 엔진의 압축에 드는 일과 팽창에 드는 일을 나타난 도면이고, 도 8은 종래 기술에 따른 헬륨을 사용한 스털링 엔진의 압축에 드는 일과 팽창에 드는 일을 나타난 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스털링 엔진(100)은 초임계 이산화탄소의 임계점 부근인 32℃에서 작동하는 저온부(120)와, 상기 저온부(120)보다 높은 온도를 가지는 고온부(110) 사이에서 작동하며 피스톤 행정 내에 엔진의 최저 압력이 초임계 이산화탄소의 임계점인 7.37MPa 이상이 되도록 설계한다.

본 발명의 스털링 엔진(100)은 냉각 영역과 압축 영역이 초임계 이산화탄소의 임계점 부근의 환경에서 작동하도록 설계되어 임계점 부근의 큰 팽창비와 높은 압축 효율, 낮은 압축 일을 구현할 수 있다.

도 6과 같이, 본 발명의 스털링 엔진(100)은 기존의 고압 헬륨을 작동유체로 하는 스털링 엔진에 비해서 같은 부피에서 1.5배 이상 더 높은 효율과 출력을 갖을 수 있다.

예를 들어, 위상도 90도, 저온부(120)의 용적 160ml, 고온부(110)의 용적 80ml, 저온부(120)를 섭씨 32℃, 고온부(110)를 섭씨 650℃에서 최고 압력 23MPa 조건에서 설계할 때, 고압 헬륨의 스털링 엔진은 평균 150.9 기압 조건에서 25.0%의 효율을 보이며 피스톤 행정 당 797.2J의 일을 한다. 같은 조건에서 초임계 이산화탄소를 작동유체(101)로 설정한 스털링 엔진(100)은 저온부(120)에서 임계점 부근인 32℃, 7.49MPa를 유지하여 작동하며 평균 109.1 기압에서 39.6%의 효율과 피스톤 행정 당 1299.3J의 일을 한다.

스털링 엔진(100)은 상기한 작동 조건에서 작동유체(101)를 초임계 이산화탄소로 대체한 경우 기존의 고압 헬륨에 비해 더 낮은 평균 압력으로 작동하며 동일한 부피에서 작동시켰을 때 1.58배의 효율과 1.63배의 일을 낼 수 있다.

본 발명의 스털링 엔진(100)은 작동유체(101)를 초임계 이산화탄소로 사용했을 때 도 6의 압력 부피 그래프에서 하단부(104)가 냉각 영역과 압축 영역이고, 상단부(105)가 팽창 영역과 가열 영역이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 고압 헬륨을 작동유체로 적용한 스털링 엔진과 초임계 이산화탄소를 작동유체(101)로 적용한 스털링 엔진(100)의 압력 부피 그래프를 비교해 보면 상단부(105)인 팽창 영역과 가열 영역에서 적은 퍼포먼스를 보이지만, 하단부(104)인 냉각 영역과 압축 영역에서 휠씬 적은 에너지가 들어 전체적인 일을 증가시킨다.

도 7과 도 8의 압력 부피 그래프는 압축에 드는 일(A), 사이클 당 일(B), A+B를 합치면 팽창에 드는 일을 나타낸다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 고압 헬륨을 작동유체로 적용한 스털링 엔진과 초임계 이산화탄소를 작동유체(101)로 적용한 스털링 엔진(100)의 압력 부피 그래프를 비교해 보면 팽창에 드는 일(A+B)은 유사하여 이득에 별 차이가 없으나 압축에 드는 일(A)은 임계점 부근에서 휠씬 적은 에너지가 들어 압도적인 이득을 얻기 때문에 전체적인 일이 증가된다. 이는 압축에 드는 일이 임계점 부근에서 적어지는 초임계 이산화탄소의 특성 때문이다.

임계점 부근은 초임계 이산화탄소의 불연속적인 물성치 변화가 관측되는 지점을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 스털링 엔진(100)은 초임계 이산화탄소가 압축 행정과 냉각 행정 시 초임계 유체의 불연속적인 물성치 변화가 관측되는 지점인 임계점 부근에서 작동하도록 설계하는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 스털링 엔진 101: 작동유체
102: 플라이휠 103: 유로
104: 하단부 105: 상단부
110: 고온부 111: 제1 실린더
112: 제1 내부 공간 113: 제1 피스톤
114: 제1 크랭크축 115: 외부열원
120: 저온부 121: 제2 실린더
122: 제2 내부 공간 123: 제2 피스톤
124: 제2 크랭크축 125: 외부냉원

Claims (6)

1. 작동유체의 가열 및 냉각을 통해 동력을 생성하는 스털링 엔진에 있어서,
   피스톤을 왕복 운동하여 상기 작동유체를 압축과 팽창시키고, 상기 작동유체를 가열하는 고온부와, 상기 작동유체를 냉각시키는 저온부를 구비한 하나 이상의 실린더를 포함하며, 상기 작동유체를 초임계 유체로 충진하고, 상기 초임계 유체가 압축 행정 시 상기 초임계 유체의 불연속적인 물성치 변화가 관측되는 지점인 임계점 부근에서 작동하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.
2. 제1항에 있어서,
   상기 초임계 유체를 상기 임계점 부근에서 작동하는 경우, 최소 7 내지 8MPa, 최대 20 내지 25MPa의 압력 범위와, 최소 25 내지 35도, 최대 600 내지 700도의 온도 범위에서 스털링 사이클을 수행하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.
3. 제1항에 있어서,
   상기 초임계 유체를 임계점 부근에서 작동하는 경우, 상기 저온부를 25 내지 35도의 온도 범위와 7 내지 8MPa의 압력 범위에서 작동하는 스털링 사이클을 수행하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.
4. 제1항에 있어서,
   상기 작동유체는 초임계 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.
5. 제1항에 있어서,
   상기 각각의 실린더는 외주면에 상기 작동유체를 가열하는 외부열원이 설치되고, 상기 제1 내부 공간에서 왕복 운동하는 제1 피스톤을 구비한 제1 실린더와, 외주면에 상기 작동유체를 냉각시키는 외부냉원이 설치되고, 제2 내부 공간에서 왕복 운동하는 제2 피스톤을 구비한 제2 실린더를 포함하고, 상기 제1 실린더는 상기 작동유체를 가열하는 공간으로 고온부와, 상기 제2 실린더는 상기 작동유체를 냉각되는 공간으로 저온부로 설정하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.
6. 제1항에 있어서,
   상기 초임계 유체는 상기 작동유체를 압축시키는 압축 행정과, 상기 작동유체를 냉각시키는 냉각 행정을 수행하는 경우, 상기 임계점 부근에서 작동하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.

Images