KR0156839B1 - 피스턴 왕복식 로터리 엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스턴의 왕복운동으로 로터(Rotor)로 회전시키는 피스턴 왕복식 로터리엔진에 관한 것으로 엔진실(1)의 내주연에는 링형의 개폐장치(2)와 양측 내벽에는 가이드레일(4)을 부착하여서된 엔진실(1)과; 그 엔진실(1)에 부설된 링형의 개폐장치(2)의 중간지점이 삽입설치되어 그 회전축(301)방향 양방향으로 피스턴(5)을 방사형으로 삽설하여 피스턴(5)의 후단에 부설된 가이드로라(501)가 가이드레일켐(4)과 접동되게 하며 양방향으로 삽설된 피스턴(5)사이에 연소실(31)을 마련하고 이 연소실(31)과 링형 개폐장치(2)의 흡기부(201), 압축부(202), 점화부(203), 배기부(204)와 순차적으로 연결되게 한 회전자(3)와; 그 회전자(3)의 회전축(301)을 관통하여 피스턴 작동실(32)주위에 형성되어 냉각수를 공급하는 냉각수공급실(302)로 조립구성되므로서 고출력의 실현이 가능하여지고, 캠에 의한 밸브의 개폐기구가 없기 때문에 진동이나 소음이 적을 뿐 아니라 구조가 간단하여지며 고속회전시 출력이 저하되는 일이 없게되는 특징이 있으며 특히, 본 발명의 로터리엔진을 동력축상에 수개장치하므로서 보다 강력한 동력을 발생시킬 수가 있게되는 것이다.

Description

피스턴 왕복식 로터리 엔진

제1도는 본 발명의 종단면도.

제2도는 본 발명의 측단면도.

제3도는 피스턴과 가이드레일켐 동작도.

제4도는 본 발명의 피스턴과 가이드레일켐의 동작관계도.

제5도는 본 발명의 연소실 부분확대도.

제6도는 피스턴과 가이드레일켐의 조립구성도.

제7도는 본 발명의 사시도.

제8도는 본 발명의 또다른 구성예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진실 2 : 개폐장치

201 : 흡기부 201' : 흡기홈

202 : 압축부 203 : 점화부

203' : 점화장치 204 : 배기부

204' : 배기홈 3 : 회전자

31 : 연소실 32 : 피스턴작동실

301 : 회전축 302 : 냉각수공급실

4 : 가이드레일켐 4a,4c : 상사점

4b, 4d : 하사점 5 : 피스턴

501 : 가이드로라

본 발명은 피스턴의 왕복운동으로 로터(Rotor)로 회전시키는 피스턴 왕복식 로터리엔진에 관한 것으로 특히, 회전자(Rotor)의 양측 회전측방향으로 피스턴이 왕복되게 다수개 장치하여 엔진실 주벽에 장착된 가이드 레일켐에 접동되어 왕복운동하는 피스턴이 회전자를 다단으로 회전시킬 수 있게 구성하여 피스턴왕복식 엔진의 장점과 로터리엔진의 이점을 고루갖춘 엔진을 제공코져 고안된 것이다.

일반적으로 열에너지를 기계에너지로 바꾸어주는 열기관 중에서도 기관의 내부에서 연소가 이루어져 그 연소가스가 팽창할 때 발생하는 열을 이용하여 기계적인 일로 변환시키는 기관에 있어서는 피스턴 왕복형기관, 로터리기관 등이 있으며 이중 피스턴 왕복형기관은 피스턴의 왕복운동을 하는 부분과 밸브개폐기구 즉, 밸브개폐시 캠의 마찰로 밸브를 개폐시키기 때문에 마찰시의 진동이나 소음이 많게되고 피스턴의 왕복시에 발생하는 마찰로 인한 고열이 발생하게 되고 또, 캠에 의한 밸브개폐기구를 쓰기 때문에 고속회전시 출력이 저하되는 것이어서 출력이 같은 로터리 기관등에 비해 대형이고 무겁게 되며 많은 부품의 소요되는 폐단이 있었으며, 한편 로터(Rotor)를 회전시켜 동력을 발생시키는 로터리 엔진은 기화된 연료를 흡입할 때 혼합기가 소용돌이를 일으키기 쉽고 저속회전시에는 연소가 안정되나 고속회전시에는 연료의 흡입효율이 나쁘고 연소가 불안정한 결함이 있었다.

본 발명은 이러한 기존 피스턴왕복형 엔진과 로터리엔진의 문제점을 해결하기 위하여 로터리 엔진의 로터(Rotor)내에 피스턴을 수개장치하여 이 피스턴의 왕복운동으로 로터가 회전하게 하므로서 피스턴형 엔진의 장점과 로터리엔진의 장점을 가진 엔진을 제공할 목적으로 제안된 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 수단을 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

엔진실(1)의 내주연에는 링형의 개폐장치(2)와 양측 내벽에는 가이드레일(4)을 부착하여서된 엔진실(1)과; 그 엔진실(1)에 부설된 링형의 개폐장치(2)의 중간지점이 삽입설치되어 그 회전축(301)방향으로 왕복되게 양방향으로 피스턴(5)을 다수개 등간격으로 삽설하여 피스턴(5)의 후단에 부설된 가이드로라(501)가 가이드레일켐(4)과 접동되게 하며 양방향으로 삽설된 피스턴(5)사이에 연소실(31)을 마련하고 이 연소실(31)과 링형개폐장치(2)의 흡기부(201), 압출부(202), 점화부(203), 배기부(204)와 순차적으로 연결되게 한 회전자(3)와; 그 회전자(3)의 회전축(301)을 관통하여 피스턴 작동실(32)주위에 형성되어 냉각수를 공급하는 냉각수공급실(302)로 조립구성된 것이다.

상기의 구성으로된 본 발명의 엔진실(1)내부의 링형 개폐장치(2)에 삽입설치된 회전자(3)를 연소실(31)에 압축된 연료를 연소시키므로 피스턴(5)이 왕복운동을 행하게 하여 가이드레일켐(4)을 따라 회전시켜 회전자(3)의 외주연에 설치된 개폐장치(2)의 흡기부(201) 압축부(202) 점화부(203) 배기부(204)를 회전자(3)의 연소실(31)과 순차적으로 연동되게 하므로서 회전자(3)에 동력을 발생시키게 되며 회전자(3)가 1회전시 흡기, 압축, 팽창, 배기의 4행정(1사이클)을 동시다발적으로 행하면서 다수개의 피스턴(5)중 하나의 피스턴(5)이 그 사이클의 운동을 수행하게 되는 것이고 그 다음에 위치한 피스턴(5)이 상기한 사이클의 운동을 연이어 반복하게 되어 피스턴(5)의 왕복운동 즉, 기화된 연료를 흡입, 압축, 팽창, 배기가 연속반복해서 이루어져 회전자(3)를 회전시키므로서 동력을 발생시키게 되는것이다.

이 과정에서 개폐장치(2)의 흡기부(201)에 형성된 연료흡기홈(201')은 회전자(3)의 회전되는 방향의 선단은 넓게 형성되고 후단은 좁고 협소하게 형성되어 있어 도면에는 도시되지 않은 기화기에서 기화된 연료가 흡기부(201)를 통해 회전자(3)의 연소실(31)로 흡입될 때 연료의 흡입을 효율적으로 수행할 수가 있고, 또, 연료의 흡입이 완료된 피스턴 작동실(32) 내에 피스턴(5)이 연소실(31)방향으로 진입하여 연소실(31)과 피스턴작동실(32)로 흡입된 연료를 압축하게 된다.

이 연료가 흡입되는 행정은 가이드 레일켐(4)의 최저지점인 하사점(4b)(4d)을 지난 a지점에서 시작하여 (가)구간만큼이며 피스턴(5)의 가이드로러(501)라 흡기시 이구간을 지나게되어 연소실(31)과 연결된 피스턴작동실(32)내의 피스턴(5)사이의 간격이 최대가 되어 연료가 흡입될 수 있는 공간이 넓게 형성되고 이어, 연료의 압축은 가이드레일켐(4)의 b지점에서 시작하여 (나)구간동안 진행이 되며 피스턴(5)의 가이드로라(501)가 가이드레일켐(4)의 최고지점인 상사점(4a)(4c)방향으로 이동함으로서 최대로 벌려졌던 피스턴(5) 간의 간격이 좁아져서 연소실(31)과 피스턴작동실(32)로 흡입된 연료를 압축시키는 것이다.

그리고, 점화부(203)는 흡기부(201)의 후방에 위치하여 점화장치(203')가 내장되어 있어 연료가 압축이 된후 회전자(3)가 회전하여 연소실(31)이 점화장치(203')에 개방이 되고 점화장치(203')에서 스파크가 발생하여 압축된 연료가 연소(폭발)가 되는 것이며 이 연소가 진행되는 지점이 가이드레일켐(4)의 상사점(4a)(4c)을 지난 d지점에서 시작하여(다) 구간동안 팽창이 진행되어 가이드레일켐(4)의 상사점(4a)(4c)으로 강하게 밀려내려가게 되는데 가이드레일켐(4)이 엔진실(1)에 고정이 되어 있고 피스턴(5)은 가이드레일켐(4)을 따라 이동하게 되어있어 이 피스턴(5)이 설치된 회전자(3)가 회전을 하게되어 회전자(3)가 회전력을 가지게되는 것이다.

이후 팽창이 진행되던 피스턴(5)이 e지점에서 부터(라)구간동안 배기가 진행되며 배기부(204)의 배기홈(204')은 조개형상으로 형성되어 단시간에 연소가스가 배기될 수 있게 구성된 것이다.

그리고, 회전자(3)의 회전축(301) 내부에 형성된 냉각수 공급실(302)이 회전자(3)의 피스턴작동실(32) 외측과 연소실(31) 외측에 형성되어 있어서 연료의 폭발시 발생하는 고열,고압으로 인한 회전자(3)와 피스턴(5)의 가열을 냉각수로 식혀줄 수가 있게되는 것이다.

그리고, 회전자(3)를 회전시키므로서 고정된 개폐장치(2)의 흡기부(201) 배기부(204) 등을 연소실(31)과 개폐시켜 기환된 연료의 흡기, 배기등을 행할 수가 있어서 별도의 개폐수단 즉, 개폐장치를 동작시키는 캠장치와, 그 부수적인 장치들이 필요가 없게되며 특히, 회전자(3)의 고속회전시에도 각 기능부의 개폐동작에 오차가 없이 정확하게 개폐되어 각 기능을 효율적으로 수행할수가 있어 고속회전시에도 고출력을 달성할 수가 있게한 것이다.

이와같이된 본 발명은 회전자(3)가 1회전을 하게되면 기화된 연료의 흡입, 압축, 팽창, 배기의 4행정을 행하게 되는데 이때, 회전자(3)에 설치된 다수개의 피스턴(5)이 상기의 4행정 과정을 동시에 순차적으로 수행할 수가 있어서 회전자(3)에 설치되는 피스턴(5)의 크기를 작게할 수 있어 엔진의 크기를 작고, 경량화시킬 수가 있으면서도 상기한 바와같이 동시에 수개의 피스턴(5)의 연료의 폭발로 인한 팽창력으로 가이드레일켐(4)을 타고 회전자(3)를 회전시킬 수가 있어 강력한 동력을 얻을 수가 있게되는 것이다.

그리고 흡기, 폭발, 배기등의 각 기능부의 개폐동작에 캠장치와 그 부수적인 장치가 전혀 필요없게 되어 고속회전시에도 개폐동작에 오차없이 정밀하게 개폐기능을 수행할 수가 있어 고속회전시 고출력을 달성할 수가 있게 한 것이다.

이처럼 본 발명은 피스턴 왕복에 의해 동력을 발생시키는 통상의 엔진에 비해 소형으로 제작이 가능할 뿐 아니라 동시에 여러개의 피스턴을 동작시키므로서 고출력의 실현이 가능하여지고, 캠에 의한 밸브의 개폐기구가 없기 때문에 진동이나 소음이 적을 뿐 아니라 구조가 간단하여지며 고속회전시 출력이 저하되는 일이 없게되는 특징이 있으며 특히, 본 발명의 로터리엔진을 동력축상에 수개장치하므로서 보다 강력한 동력을 발생시킬 수가 있게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 엔진실(1)의 내주연에는 링형의 개폐장치(2)와 양측 내벽에는 가이드레일(4)을 부착하여서된 엔진실(1)과; 그 엔진실(1)에 부설된 링형의 개폐장치(2)의 중간지점이 삽입설치되어 그 회전축(301)방향 양방향으로 피스턴(5)을 방사형으로 삽설하여 피스턴(5)의 후단에 부설된 가이드로라(501)가 가이드레일켐(4)과 접속되게 하며 양방향으로 삽설된 피스턴(5)사이에 연소실(31)을 마련하고 이 연소실(31)과 링형개폐장치(2)의 흡기부(201), 압축부(202), 점화부(203), 배기부(204)와 순차적으로 연결되게 한 회전자(3)와; 그 회전자(3)의 회전축(301)을 관통하여 피스턴 작동실(32)주위에 형성되어 냉각수를 공급하는 냉각수공급실(302)로 조립구성된 피스턴 왕복식 로터리 엔진.