피스톤 윤활장치를 구비한 스털링 엔진 및 이의 피스톤 윤활방법
STIRLING ENGINE HAVING A PISTON LUBRICATION DEVICE AND PISTON LUBRICATION METHOD FOR THE SAME
특허 요약
본 발명은 실린더; 상기 실린더의 내부에 상하이동 가능하게 설치되는 피스톤; 상기 피스톤의 작동에 의해 운동에너지를 전기에너지를 변환하는 선형 발전기; 상기 실린더와 상기 피스톤 사이의 간극에 가스윤활층을 형성하여, 상기 선형 발전기에 의해 발생된 측면 자기력을 상쇄시키는 가스 베어링 시스템을 포함하고, 상기 가스 베어링 시스템은, 상기 피스톤의 상단부와 하단부 각각에 형성되어, 상기 실린더 내부의 압력가스를 상기 피스톤 내부로 유입시키는 복수의 가스유입구; 상기 피스톤의 측면에 형성되어, 상기 피스톤 내부의 가스를 상기 간극으로 유출시킴으로 상기 가스윤활층을 형성하는 복수의 가스유출구; 및 상기 복수의 가스유입구에 설치되어, 상기 피스톤의 내부로 유입되는 가스의 역류를 방지하는 복수의 체크밸브를 포함하는 스털링 엔진을 포함한다.
청구항
번호청구항
1

실린더;상기 실린더의 내부에 상하이동 가능하게 설치되는 피스톤;상기 피스톤의 작동에 의해 운동에너지를 전기에너지를 변환하는 선형 발전기; 및상기 실린더와 상기 피스톤 사이의 간극에 가스윤활층을 형성하여, 상기 선형 발전기에 의해 발생된 측면 자기력을 상쇄시키는 가스 베어링 시스템을 포함하고,상기 가스 베어링 시스템은,상기 피스톤의 상단부와 하단부 각각에 형성되어, 상기 실린더 내부의 압력가스를 상기 피스톤 내부로 유입시키고 상기 피스톤의 중심 주위에 상기 피스톤의 원주 방향을 따라 이격 배치된 복수의 가스유입구;상기 피스톤의 측면에 형성되어, 상기 피스톤 내부의 가스를 상기 간극으로 유출시킴으로 상기 가스윤활층을 형성하는 복수의 가스유출구; 및상기 복수의 가스유입구에 설치되어, 상기 피스톤의 내부로 유입되는 가스의 역류를 방지하는 복수의 체크밸브를 포함하고,상기 실린더의 중심점과 상기 피스톤의 중심점이 서로 동일하지 않아 상기 실린더와 상기 피스톤은 원주 방향을 따라 상이한 간격을 가지는 스털링 엔진.

2

제1항에 있어서,상기 선형 발전기는,상기 실린더에 설치되는 코일; 및상기 피스톤에 연결되어, 상기 피스톤과 함께 상하 이동하여, 상기 코일에 형성된 자속을 쇄교하는 마그넷을 포함하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.

3

제1항에 있어서,상기 실린더는,상기 피스톤을 상승시킴에 따라 상기 실린더 상부의 가스를 상방향으로 압축시키는 압축공간부; 및상기 피스톤을 하강시킴에 따라 상기 실린더 하부의 가스를 압축시키는 바운스 공간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.

4

제3항에 있어서,상기 복수의 가스유입구는 상기 피스톤의 상단 및 하단에 각각 상하방향으로 관통 형성되어, 상기 압축공간부 또는 상기 바운스 공간부에서 상기 가스의 유입을 허용하는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.

5

제3항에 있어서,상기 복수의 가스유출구는 상기 피스톤의 외주면 상부와 하부 각각에 반경방향으로 관통 형성되어, 상기 간극으로 상기 가스를 유출시키는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.

6

제3항에 있어서,상기 복수의 가스유입구는 상기 피스톤의 원주방향으로 이격 배치되고,상기 복수의 체결밸브 각각은 상기 복수의 가스유입구와 대응되게 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.

7

제1항에 있어서,상기 피스톤은 중공 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.

8

제3항에 있어서,상기 복수의 체크밸브는 상기 압축공간부와 상기 바운스 공간부의 압력에 따라 개폐가 결정되는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진.

9

고온부와 저온부의 온도 차이에 의해 실린더 내부에 피스톤을 작동시켜 상기 실린더 내부의 가스를 압축 및 팽창시키는 단계;상기 피스톤을 상승시켜 상기 실린더 상부의 가스를 압축시키거나, 상기 피스톤을 하강시켜 상기 실린더 하부의 가스를 압축시키는 단계;상기 피스톤과 일체로 연결되어 작동하는 마그넷을 이용하여 상기 실린더에 권선되는 코일의 자속을 쇄교하는 단계;상기 피스톤의 상단과 하단에 각각 형성되고 상기 피스톤의 중심 주위에 상기 피스톤의 원주 방향을 따라 이격 배치된 복수의 가스유입구를 통해 상기 실린더 내부의 가스를 상기 피스톤의 내부로 유입시키는 단계;상기 피스톤 내부의 가스를 상기 피스톤의 측면에 형성된 가스유출구를 통해 상기 피스톤과 상기 실린더 사이의 간극으로 분출시켜 가스윤활층을 형성하는 단계; 및상기 가스유입구에 체크밸브를 형성하여 상기 가스의 유입을 허용하고 상기 가스의 역류를 방지하는 단계를 포함하고,상기 실린더 내부에 상기 피스톤을 작동시키는 단계에서, 상기 실린더의 중심점과 상기 피스톤의 중심점이 서로 동일하지 않아 상기 실린더와 상기 피스톤은 원주 방향을 따라 상이한 간격을 가지는 스털링 엔진의 피스톤 윤활방법.

10

제9항에 있어서,상기 실린더는,상기 피스톤을 상승시킴에 따라 상기 실린더 상부의 가스를 상방향으로 압축시키는 압축공간부; 및상기 피스톤을 하강시킴에 따라 상기 실린더 하부의 가스를 압축시키는 바운스 공간부를 포함하고,상기 체크밸브는 상기 압축공간부와 상기 바운스 공간부의 압력에 따라 개폐가 결정되는 것을 특징으로 하는 스털링 엔진의 피스톤 윤활방법.