1. 원동기 (Prime Mover) 이란?
ㅇ 동력 생성 장치
ㅇ 동력기 (動力機)
- 수력,원자력,태양열 등의 에너지원을 이용한 `실제 동력 생성 기계`
- 例) 터빈 (Turbine), 엔진 (Engine), 전동기 (Electric Motor), 풍차, 수차 등
ㅇ 동력원 (動力源)
- 모든 움직이는 기계장치는, 원동기로부터 기계적인 `원 동력`을 공급 받게 됨
- 例) 전동기 전동력, 엔진 구동력 등
2. 엔진 / 기관 (Engine)
ㅇ 계속적으로 일을 할 수 있는 장치
- 여러 자연적 에너지를 이용하여, 일(주로,기계적 일)을 계속할 수 있게 하는 것
. 例) 왕복 엔진 (피스톤 실린더 엔진) : 디젤 엔진, 가솔린 엔진, 증기 엔진 등
. 例) 가스 터빈 엔진 : 제트 엔진 등
. 例) 전동기 (전기 모터)
ㅇ 한편, 모터(Motor)는,
- 전기에 의해 직진 운동 또는 회전 운동을 일으키는 동력 발생 장치를 주로 말하며,
- 현대에 가장 중요한 기계적 원동력을 제공하는 장치 임
3. 열 기관 (Heat Engine)
ㅇ 열을 일로 변환시키는 장치
- 열 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 원동기를 총칭
- 에너지원(태양열,지열,핵,화석연료 등)으로 열에너지를 이용하여 기계적 일을 계속하는 것
ㅇ 주위로부터 열전달에 의해 에너지를 얻고, 순 일을 하는 기계/기관
- 열 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 원동기를 일컬음 (열 → 일)
ㅇ 주로, 열역학 사이클로 작동 함 (사이클 장치)
- 이상적인 가역적 완전 순환 기관 : 카르노 기관 (순환 중 에너지 손실이 없음)
. 등온 팽창 → 단열 팽창 → 등온 압축 → 단열 압축
ㅇ 例) 외연 기관 (증기 기관), 내연 기관 등
4. 외연 기관 (External Combustion Engine) : 증기 기관
ㅇ 수증기로 피스톤에 의해 왕복운동을 회전운동으로 변환시켜 동력을 얻음
ㅇ 증기 기관, 증기 엔진 (Steam Engine) : 외연 기관의 대표적 형태
- 몸체와는 별도로 연소 장치가 있음
. 따라서, 질 나쁜 연료도 사용 가능
- 외부 보일러로 가열된 작동 유체에 의해 동력을 발생시킴
5. 내연 기관 (Internal Combustion Engine)
※ 물을 끓이는 증기기관에 비해, 가스를 연료로 삼아 소형화된 고출력 원동기
ㅇ 일정 체적의 연소실에서,
- 싸이클 마다 간헐적 폭발 연소에 의해,
- 열에너지를 기계에너지로 변환시켜주는 열기관
ㅇ 연료 연소 과정이 엔진 자체에서 발생하여, 이로부터 기계적 에너지를 얻게됨으로써,
- 열전달을 위한 시간적인 지연,손실이 없게됨
ㅇ 例)
- 가솔린 엔진 (불꽃 점화 기관) : 전기 불꽃으로 점화하는 방식
- 디젤 기관 (압축 착화 기관) : 압축된 고온 공기에 연료를 분사시켜 착화하는 방식
- 탄산 가스 엔진 (모형 비행기) 등
6. 가스 터빈 엔진 (Gas Turbine Engine)
ㅇ 유체 에너지 → 기계 에너지
- 일정 체적의 연소실에서 연속적인 연소로 발생되는 연소 가스를,
- 유동적으로 이용하여 기계 에너지로 변환시켜주는 열기관
ㅇ 고온,고압 가스를 블레이드에 불어넣어 회전시키면서 동력을 얻음
ㅇ 제트 엔진 (Jet Engine)
- 가스 터빈 엔진 부류에 속함
- 대기 중 공기를 흡입해서, 연료와 함께 연소시켜 나온 가스를,
후방으로 고속 분사하여, 추력을 얻는 엔진을 말함