발전장치 및 그 발전장치의 용도

발전장치 및 그 발전장치의 용도{GENERATOR ARRANGEMENT AND USE OF A GENERATOR ARRANGEMENT}

본 발명은 연료 탱크, 회전식 피스톤 엔진 및 상기 회전식 피스톤 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 발전기 조립체에 관한 것이다.

DE 199 30 289 에는 회전식 피스톤 엔진이 기재되어 있으며, 이때 하우징 내에 형성된 각주형(prismatic) 챔버의 단면은 상대적으로 작은 곡률 반경 및 상대적으로 큰 곡률 반경이 교호하는 제 1 및 제 2 원호를 가지는 3-타원 형상이며, 그러한 원호들은 연속적이고 차동적으로 결합된다. 2-타원형 단면의 회전식 피스톤이 챔버 내에서 안내된다. 회전식 피스톤의 2-타원형은 챔버의 3-타원형 단면의 보다 큰 그리고 보다 작은 곡률 반경을 각각 가지는 교호적인 제 1 및 제 2 원호에 의해 형성되며, 다시 원호들은 연속적이고 차동적으로 결합된다. 2-타원형 회전식 피스톤은 3-타원형 챔버 내에서 운동 사이클을 수행하며, 이때 순간마다의 회전 축은 점핑하게 된다. 회전식 피스톤의 운동은 매우 단순한 방법으로 픽-오프된다. 구동 또는 피동 샤프트는 3-타원형 챔버를 통해 중심을 따라 연장하며, 즉 챔버의 대칭축들의 교차부를 따라 연장한다. 구동 또는 피동 샤프트는 피니언을 수반한다. 회전식 피스톤은 내측 기어를 가지는 타원형 개구를 구비한다. 개구 단면의 종축은 회전식 피스톤의 2-타원형 단면의 단축을 따라 연장한다. 피니언은 내측 기어와 계속적으로 맞물린다.

도 1 은 발전기 조립체를 도시한 측단면도이다.

도 2 는 회전식 피스톤 엔진의 횡단면도이다.

본 발명의 목적은 차량에 이용하기 위한 전술한 형태의 전력 공급 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 상기 목적은 다음에 의해 달성된다.

(a) 회전식 피스톤 엔진은 타원형 단면의 회전식 피스톤을 구비하며, 상기 피스톤은 하우징 내에 형성된 챔버 내에 회전식으로 장착되며, 회전축은 점핑하며, 상기 피스톤은 출력 샤프트를 구동하도록 구성되며, 상기 회전식 피스톤은 단면 윤곽에 대응하는 타원형의 종방향 보어를 구비하며, 상기 종방향 보어의 횡방향 장축은 상기 단면 윤곽의 단축의 방향으로 연장하며, 상기 보어는 중공 기어를 구비하며, 상기 기어는 상기 출력 샤프트상의 하나 이상의 피니언과 맞물리며,

(b) 상기 발전기 및 회전식 피스톤 엔진은 소형화 유닛으로 형성되며, 그 체적은 연료탱크보다 상당히 작다.

본 발명은, DE 199 20 289로부터 공지된 회전식 피스톤 엔진이 상당히 소형화될 수 있으면서도 적절한 전력 공급원을 형성할 수 있다는 발견을 기초로 한다.

그러한 발전기 유닛은 차량 전력 소모부를 위한 전력 공급원으로서 사용될 수 있다. 그러한 차량 전력 소모부는, 예를 들어, 휴대용이 아니면서 작은 전력 공급원을 필요로 하는 랩탑, 음향장치, 완구류 등이다. 소형화로 인해, 발전기 유닛은 축전지 또는 통상적인 배터리의 기능을 충족시킬 수 있다. 그 유닛은 전력 공급원에 의해 재-충전될 필요는 없고, 단지 연료의 재-주입만을 필요로 하며, 주전력선에 관계없이 이송될 수 있다. 또한, 재충전이 가능하지만, 수명이 제한된 배터리 또는 축전지와 같은 폐기물 문제를 유발하지도 않는다. 그러한 발전기 유닛의 작동 시간은 유사한 체적의 배터리의 작동 시간 보다 수십 배 이상 길다. 따라서, 응용 분야가 광범위하다. 특히, 발전기 유닛은 전력을 이용할 수 없거나 제한된 범위에서만 이용 가능한 장소, 예를 들어 탐험 중에, 또는 차량 내에서와 같은 장소에서 특히 유리하다.

전력의 전송 시에 손실이 발생되기 때문에, 전력 공급원으로부터 멀리 떨어진 장소에서 발전기 유닛은 특히 유리하게 이용될 수 있다. 그러한 장소에서, 현재 이용되고 있는 태양 전지를 대체할 수 있다.

또한, 발전기 유닛은, 예를 들어 전력 중단으로부터 보호되어야 하는 알람 시계 또는 기타 시계 등을 위한 비상 전력 공급원으로 사용될 수 있다.

본 발명의 변형 실시예는 종속항들에 청구되어 있다. 이하에서는, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.

도 1 에는 발전기 조립체(10)가 도시되어 있다. 상기 발전기 조립체(10)는 연료 탱크(12), 회전식 피스톤 엔진(14) 및 발전기(16)를 포함한다. 연료 탱크(12)는 유입구(18)를 통해 연료가 채워질 수 있다. 그러나, 이미 채워진 연료 탱크로 교체할 수도 있을 것이다. 이를 위해, 회전식 피스톤 엔진(14)은 연료 탱크에 착탈식으로 부착된다. 회전식 피스톤 엔진(14)의 구성은 DE 199 20 289에 기재된 엔진과 동일하다. 상기 특허의 내용은 명백히 참조된다. 회전식 피스톤 엔진은 출력 샤프트(20)를 구동시킨다. 발전기(16)는 출력 샤프트의 기계적 파워로부터 전력을 생산하며, 그 전력은 두개의 접점(22 및 24)에서 이용될 수 있다.

도 2 에는 회전식 피스톤 엔진(14)의 횡단면이 도시되어 있다. 회전식 피스톤(5)은 2-타원형이며, 그 엔진의 챔버 내에서는 회전식 피스톤이 3-타원형으로 움직인다. 타원은 원호들만으로 구성된 분해될 수 없는 형상부(non-analytical figure)(43)이다. 회전식 피스톤이 최초의 위치로 다시 되돌아가는 하나의 사이클에서, 회전식 피스톤은 3-타원형 챔버의 "모서리들"의 곡률 반경 중심들을 통과하는 3개의 서로 상이한 축선을 중심으로 회전한다. 하나의 회전 축전으로부터 다음의 회전 축선으로의 이동은 불연속적으로 일어난다. 회전식 피스톤의 회전은 종방향 보어(25)를 통해 출력 샤프트(20)로 전달된다.

발전기 조립체는 가로등의 기둥 내에 배치될 수도 있다. 그 경우, 연료 탱크의 외경은 기둥의 내경과 실질적으로 동일하다. 램프에 전력을 공급하는 소형화된 회전식 피스톤 엔진 및 발전기 유닛이 가로등의 램프 부분 내에 수용된다.

발전기 조립체는 또한 배터리 또는 축전지의 외부 치수와 동일한 외부 치수를 가질 수도 있다. 그에 따라, 필요한 경우 적절한 어댑터를 이용하여, 통상적인 전력 소모부 내의 배터리 또는 축전지를 대체할 수도 있을 것이다.

본 발명에 따른 발전기 유닛은 차량 전력 소모부를 위한 전력 공급원으로서 사용될 수 있다. 그러한 차량 전력 소모부는, 예를 들어, 휴대용이 아니면서 작은 전력 공급원을 필요로 하는 랩탑, 음향장치, 완구류 등이다. 소형화로 인해, 발전기 유닛은 축전지 또는 통상적인 배터리의 기능을 충족시킬 수 있다. 그 유닛은 전력 공급원에 의해 재-충전될 필요는 없고, 단지 연료의 재-주입만을 필요로 하며, 주전력선에 관계없이 이송될 수 있다. 또한, 재충전이 가능하지만, 수명이 제한된 배터리 또는 축전지와 같은 폐기물 문제를 유발하지도 않는다. 그러한 발전기 유닛의 작동 시간은 유사한 체적의 배터리의 작동 시간 보다 수십 배 이상 길다. 특히, 발전기 유닛은 전력을 이용할 수 없거나 제한된 범위에서만 이용 가능한 장소, 예를 들어 탐험 중에, 또는 차량 내에서와 같은 장소에서 특히 유리하다.