KR0163948B1 - 동력 발생용 엔진 - Google Patents

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야]

엔진 분야.

[발명이 해결하고자 하는 기술적 과제]

본 발명은 기존에 사용되고 있는 시린더 타입으로 된 엔진의 개념을 탈피하여 임의 형상의 하우징 내부에 결합되는 회전자를 일정간격만큼 편심으로 설치하여 편심에 의해 작동되게 하므로서 부피를 최소로 할 수 있으며, 작동이 매우 양호하게 이루어질 수 있게 한 것임.

[발명의 해결방법의 요지]

내부에 원형의 압축공간(101)이 형성된 하우징(100)을 구성하여 이의 내부에 원형의 회전자(200)를 편심축(109)에 의해 일측으로 편심되게 설치하고, 하우징(100)의 양단에는 흡기공(102)과 배기공(103)을 천설하여 밸브체(106,108)가 결합된 밸브판(105,107)을 각각 결합하며, 상측에는 점화플러그공(104)을 천설하여 통상의 점화플러그를 결합하고, 회전자(200)와 하우징(100)의 상하 양단에는 보조캡(501)과 결합판(502) 및 커버(500)를 각각 결합하여 밀폐상태를 유지할 수 있게 한 것임.

[발명의 중요한 용도]

엔진 용도.

Description

동력 발생용 엔진

제1도는 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 분해 사시도.

제2도는 본 발명의 내부를 보인 평면구성 작용 표시도로서

(a)는 본 발명이 흡입 상태를 도시한 평면도.

(b)는 본 발명의 압축 상태를 도시한 평면도.

(c)는 본 발명의 팽창 상태를 도시한 평면도.

(d)는 본 발명의 배기 상태를 도시한 평면도.

제3도는 본 발명의 판스프링에 의한 밀폐상태를 도시한 요부 확대 단면도.

제4도는 본 발명의 전체 구성에 대한 개략적인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 하우징 101 : 압축공간

102 : 흡기공 103 : 배기공

104 : 점화플러그공 105 : 밸브판

106 : 밸브체 107 : 밸브판

108 : 밸브체 109 : 편심축

200 : 회전자 201 : 슬라이드홈

202 : 슬라이드홈 203 : 요입홈

204 : 스프링 205 : 밀폐핀

206 : 판스프링 207 : 스프링

208 : 칩 300 : 작동간

301 : 롤러핀 302 : 요입홈

303 : 밀폐핀 304 : 판스프링

305 : 스프링 400 : 작동간

401 : 롤러핀 402 : 요입홈

403 : 밀폐핀 404 : 판스프링

405 : 스프링 500 : 커버

501 : 보조캡 502 : 결합판

본 발명은 주로 자동차나 각종의 산업용 등 다용도로 사용되는 동력 발생용 엔진(ENGING)에 관한 것으로, 본 발명의 특징은 기존에 사용되고 있는 시린더 타입으로 된 엔진의 개념을 탈피하여 임의 형상의 하우징 내부에 결합되는 회전자를 일정간격만큼 편심으로 설치하여 편심에 의해 작동되게 하므로서 부피를 최소로 할 수 있으며, 작동이 매우 양호하게 이루어질 수 있게 하여 동력 발생용 엔진으로서 매우 합리적으로 사용할 수 있게 한 것이다.

통상 자동차나 선박 및 각종의 산업현장에서 동력을 발생하는 수단으로 엔진을 사용하고 있는 바, 이러한 기존의 엔진의 경우는 다음과 같은 다수의 문제점을 수반하고 있는 실정이다.

즉 일반적으로 사용되고 있는 엔진은 주로 시린더를 구동하므로서 행정(行程 : 내연기관이나 증기기관 및 왕복펌프등의 왕복기관에서 실린더 내를 피스턴이 한쪽 끝단에서 다른쪽 끝단까지 움직이는 거리.흡입압축팽창배기)에 의한 순서로서 작동하여 동력을 발생시켰던 바, 이러한 기존의 엔진은 시린더의 작동이 수직으로 되어 상하 운동에 의한 동력의 발생시에 진동과 소음의 발생이 심하고, 이로 인하여 베어링 등의 부품에 마모가 발생하여 사용수명이 단기적일 뿐만 아니라 동력 발생의 효율이 저조하며, 또한 피스톤과 크랭크가 별도로 결합되므로 부피가 커서 설치공간을 과도히 차지하거나 운반 및 이동이 어려운 등의 난점을 안고 있는 실정이다.

한편 상기와 같은 종래의 문제점 이외에도 기존의 엔진은 중량이 무거워 실제 동력을 발생함에 있어서, 기관의 수행 능력이 떨어질 뿐만 아니라 고속 작동에서는 노킹현상(knocking ; 내연기관의 시린더 내에서 연료가 부적당하기 때문에 이상 폭발을 일으켜 금속음을 내는 현상. 문을 노크하는 소리와 비슷하므로 이러한 이름이 붙었음)의 발생으로 인해 진동이 발생하거나 엔진에 무리한 부하가 발생하여 고장의 발생 원인이 되었으며, 또한 엔진의 동력 발생이 고르지 못하여 출력에 대한 강약이 심하고, 특히 부품의 수량이 증가함에 따라 제작이 어려우면서 가격이 고가해지는 등 이의 개선책이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기에서 설명한 바와 같은 기존의 엔진이 갖는 불합리한 점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 내부가 비어 있는 하우징의 내부에 회전자를 하우징의 높이보다 약간 낮은 상태로 결합하되, 회전자를 편심축에 의해 일정간격으로 편심되게 설치하여 내부에는 일정한 크기의 압축공간을 확보하므로서 편심축에 의한 회전자가 편심된 상태로 회전을 함에 따라 흡입, 압축, 팽창, 배기의 행정을 실행할 수 있게 하므로서 진동가 소음의 발생을 최소로 줄이고, 베어링 등 부품의 마모가 현저히 줄어들 뿐만 아니라 시린더 대신에 회전자를 하우징의 내부에 설치하므로서 부피가 소형으로 되어 설치가 매우 용이하며, 무게가 경량으로 되어 이동이나 운반이 용이한 잇점도 부가 할 수 있고, 또한 고속에서도 연료의 연소속도로 인한 노킹현상이 발생하는 폐단을 일소할 수 있으며, 특히 회전자가 플라이휠의 대체역할을 하므로서 출력이 비교적 일정하여 각종의 산업용이나 다양한 용도의 엔진으로서 매우 합리적으로 사용할 수 있게 한 것으로, 이의 구성을 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 분해 사시도이고, 제2도는 본 발명의 작동을 보인 평면 구성도로서, 내부에 원형의 압축공간(101)이 형성된 하우징(100)을 구성하여 이의 내부에 회전자(200)를 편심축(109)에 의해 일측으로 편심되게 설치하고, 하우징(100)의 양단에는 흡기공(102)과 배기공(103)을 천설하여 밸브체(106,108)가 결합된 밸브판(105,107)을 각각 결합하며, 상측의 점화플러그공(104)에는 통상의 점화플러그를 결합하여 상하 양측에는 보조캡(501)과 결합판(502) 및 커버(500)를 각각 결합한다.

한편 상기한 회전자(200)에는 교차되게 슬라이드홈(201,202)을 2중으로 형성하여 선단에는 스프링(305,405)에 의해 대향으로 분할된 롤러핀(300,400)을 결합한 작동간(300,400)을 각각 결합하되, 각각의 작동간(300,400)의 후단측 슬라이드홈(201,202)에는 스프링(204,207)을 2중으로 교차되게 탄설하여 작동간(300,400)을 항상 전방으로 밀어줄 수 있게 하고, 작동간(300,400)의 상하측에는 요입홈(302,402)을 형성하여 지그재그상의 판스프링(304,404)을 결합한 후 이의 상측에는 요입홈(302,402)의 형상에 부합되는 밀폐핀(303,403)을 결합하며, 회전자(200)의 외측 가장자리에는 원호형의 요입홈(203)을 형성하여 이의 형상에 부합되는 판스프링(206)과 밀폐핀(205)을 각각 결합하므로서 압축공간(101)의 압축력이 증대될 수 있게 구성된다.

그리고 회전자(200)의 양단 내측에는 작동간(300,400)의 결합을 위한 슬라이드홈(201,202) 때문에 발생할 수 있는 취약성을 감안하여 보조캡(501)을 각각 결합하고, 이의 외측에는 다시 결합판(502)과 커버(500)를 결합하되, 보조캡(501)과 회전자(200)의 사이에는 소형의 규격으로 된 칩(208)을 수개 위치시켜서 일정한 간격을 유지할 수 있게 하므로서 커버(500)와 결합판(502)에 의해 압축공간(101)에서 발생하는 압축력이 최대한 밀폐를 유지할 수 있게 구성한 것이다.

상기의 구성중 하우징(100)과 회전자(200)의 높이는 각각의 구성품에 해당하는 재질의 팽창률이나 수축률을 감안하여 필요에 따라 규격을 약간씩 가감할 수 있음은 물론이고, 특히 하우징(100)은 내부에 결합되는 회전자(200)의 높이보다는 약간 높게 구성하는 것이 바람직하며, 이와 같은 각각의 구성품의 규격은 다양한 여건에 따라 약간씩 가감하는 등의 기술적 구성 역시 본 발명과 문제해결의 요지를 같이 하는 한 동일한 기술 내용인 것이다.

이상과 같이 된 본 발명은 각종의 자동차나 산업기계 등 동력을 필요로 하는 엔진용으로 사용하는 것인 바, 이하에 본 발명의 사용방법과 작용상의 효과를 편의상 제2도의 도면을 기준으로 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 일단 최초에는 하우징(100)의 내부에 일측으로 편심되게 설치된 편심축(109)에 별도로 연결된 모터(도시생략)등의 동력전달 수단으로서 동력을 가하게 되면 편심축(109)에 의해 회전자(200)가 회전을 하게 되어 밸브나 점화장치가 유기적으로 작동을 하게 되므로 공기가 흡입이 되고, 압축 후 점화되어 동력원을 제거해도 작동이 가능하게 되는 것으로, 상기한 바와 같은 동력을 편심축(109)을 기점으로 회전자(200)가 회전을 함에 따라 제2도에서 도시한 바와 같이 흡기공(102)측의 작동간(300)이 회전을 하게 되어 편심으로 설치된 회전자(200)가 회전을 하므로 회전자(200)의 일측 슬라이드홈(201)에 결합된 작동간(300)이 스프링(204,207)에 탄성을 받으면서 압축공간(101)의 내벽측으로 접지되면서 회전을 수행하게 되는 것이다.

이때 작동간(300,400)의 선단에는 롤러핀(301,401)이 스프링(305,405)에 의해 각각 분할되어 외향으로 탄지되는 상태로 결합되어 있으므로 작동간(300,400)은 부하를 받지 않고도 원할하게 회전을 하면서 압축공간(101)의 내벽을 타고 회전을 하게 되어 압축력을 최대한 증대시킬 수 있고, 특히 회전자(200)와 각각의 작동간(300,400)의 상하 양측에는 요입홈(203,302,402)이 형성되어 이에는 판스프링(206,304,404)을 탄설한 후 이의 외측에는 밀폐핀(205,303,403)이 결합되고, 전체적으로는 내구성을 보장하기 위해 보조캡(501)이 결합되어 있으므로 회전자(200)의 작동시 롤러핀(301,401)과 판스프링(206,304,404)에 의한 밀폐핀(205,303,403)이 각각의 벽면과 결합판(502)에 접지되어, 밀폐성이 매우 뛰어나므로 압축공간(101)의 압축력을 일층 증대시킬 수 있으며, 본 발명에 의한 각각의 작동간(300,400)은 스프링(204,207)에 의해 외측으로 탄설되어 있으므로 편심에 의해 압축공간(101)과의 거리가 넓으면 밖으로 밀려나게 되고, 좁으면 내측으로 밀려 들어가게 되어 편심에 의한 회전을 할 시에 무리한 부하를 받는 일이 없게 되는 것이다.

또한 본 발명은 회전자(200)의 상하 양측에 결합된 보조캡(501)에 의한 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

회전자(200)의 양측에는 작동간(300,400)을 결합하기 위해 형성된 슬라이드홈(201,202)은 회전자(200)의 고속회전에 의해 과열과 마모로 인하여 내구성이 매우 취약해질 우려가 있는 바, 본 발명은 회전자(200)의 양측에는 별도의 보조캡(501)을 덧 결합하므로서 상기와 같이 고속으로 작동하여 마모가 발생하거나 취약해질 경우 상호간의 슬라이드홈(201,202)을 연결해주는 역할을 하여 내구성을 일층 신장시킴은 물론 사용수명을 연장할 수 있으며, 특히 회전자(200)와 보조캡(501)의 사이에는 일정한 규격의 칩(208)을 수개 개재하므로서 결합판(502)과의 유격 거리를 일정하게 유지할 수 있고, 또한 이로 인해 각각의 밀폐핀(205,303,403)이 결합판(502)의 하부면에 긴밀히 접지되어 밀폐력을 향상시킬 수 있는 것으로, 이는 다시 말해서 회전자(200)와 작동간(300,400)의 상하 양측에는 요입홈(203,302,402)을 각각 형성하여 판스프링(206,304,404)과 밀폐핀(205,303,403)이 결합되어 있으므로 회전자(200)가 작동을 할 시에 상하 양측의 외단에 결합된 결합판(502)과 커버(500)에 의해 밀폐성이 대단히 우수한 잇점이 있는 것이다.

이하 본 발명의 전체적인 작동을 살펴보기로 한다.

본 발명은 제2도와 같은 상태로서 작동을 하게 되는 것인 바, 상측의 점화플러그공(104)에는 통상의 점화플러그가 결합되고, 양측의 흡기공(102)과 배기공(103)에는 밸브체(106,108)가 각각 결합된 밸브판(105,107)이 결합되어 상술한 바와 같이 일단 동력을 인가하게 되면 제2도와 같은 상태로 작동을 하게 되고, 가령 제2도(a)와 같은 상태가 되면 일반적인 밸브체(106)의 기능에 의해 흡기공(102)측은 개방이 되고 배기공(103)측은 폐쇄가 되어 압축공간(101)에는 소정의 공기를 확보하므로 흡입의 기능을 수행하게 되고, 연속적으로 회전자(200)가 회전을 하게 되면 다음으로는 (b)와 같이 압축공간(101)의 공기가 압축이 되어 서서히 부하를 받게 되며, 다음으로는 (c)와 같이 압축공간(101)의 공기가 최대한 압축이 되면 상부의 점화플러그공(104)에 결합된 점화플러그가 폭발을 하게 되는 것이다.

이와 같은 동작으로 폭발이 일어나고 나면 (d)와 같이 나머지의 연소가스는 일반적인 밸브의 기능에 의해 배기가 이루어지는 것으로, 이와 같은 연속적인 작동에 의해 결국은 하우징(100) 내부에 회전자(200)가 2회전을 할 시마다 한번 폭발, 즉 1행정을 하게 되는 것으로, 이때 내부의 회전자(200)는 외측의 하우징(100)보다는 높이를 약간 낮게 형성하므로서 밀폐력을 증대시킬 수 있으므로 이를 적절히 감안하여 구성하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 것을 기준으로 실시할 수 있으나, 필요에 따라서는 슬라이드홈(201,202)이나 흡기공(102) 또는 배기공(103)의 위치등을 일부 변경하거나 각각의 구성품의 형상을 변형하는 등의 기술적인 구성 역시 본 발명에서 해결하고자 하는 수단임은 자명한 것이고, 특히 하우징(100)의 높이와 내부의 회전자(200)의 높이는 회전자(200)의 고속 회전시에 발생하는 마모율이나 금속의 열팽창에 의한 간격과 높이를 적절히 감안하여 실시할 수 있음은 물론이다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명은 엔진을 구성함에 있어서, 기존의 실린더 타입으로 구성하지 않고 하우징의 내부에 설치되는 회전자를 편심으로 설치하므로서 중량이 가벼워 부피를 최소로 하여 이동이나 운반의 용이성을 보장함은 물론 설치공간이 최소로 되므로 비교적 좁은 공간의 내부에 설치할 수 있으며, 진동이나 소음의 발생을 줄일 수 있는 잇점이 있고, 또한 각각의 부품에 대한 마모의 발생을 줄일 수 있으면서도 설령 마모가 발생하면 할 수록 각각의 판스프링의 탄발력에 의해 밀폐핀이 상호 긴밀하 접지되므로 밀폐력은 더욱더 뛰어나게 되는 것이다.

그리고 고속의 회전하에서도 연료의 연소속도가 느려서 노킹 현상의 발생을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 출력이 비교적 일정하여 각종의 자동차나 선박등 산업용 동력 발생용 엔진으로 사용할 경우 그 기대되는 가치가 대단히 우수한 발명이다.

Claims (5)

1. 내부에 원형의 압축공간(101)이 형성된 하우징(100)과, 편심축(109)에 의해 하우징(100)내측에서 일측으로 편심되게 설치되는 원형의 회전자(200)와, 회전자(200)의 슬라이드홈(201,202)에 결합되는 작동간(300,400)으로 구성되며, 하우징(100)의 상측에는 통상의 점화플러그가 결합되는 점화플러그공(104)이 뚫리고 양측단에는 밸브판(105,107)에 결합된 밸브체(106,108)가 각각 끼움되는 흡기공(102)과 배기공(103)이 뚫리며, 회전자(200)와 하우징(100)의 상하 양단에 커버(500)를 결합하여서 된 통상의 동력 발생용 엔진에 있어서, 상기 회전자(200)와 하우징(100)의 상하 양단에 보조캡(501)과 결합판(502)을 순차적으로 결합하고 상기 커버(500)를 각각 결합하여 회전자(200)의 내구성과 밀폐상태를 유지할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 동력 발생용 엔진(ENGINE).
2. 제1항에 있어서, 상기 회전자(200)에 교차되게 슬라이드홈(201,202)을 2중으로 형성하여 작동간(300,400)을 각각 결합하되, 작동간(300,400)의 선단에는 룰러핀(301,401)을 2중으로 구성하여 스프링(305,405)에 의해 외향탄지되게 결합하고, 작동간(300,400)의 후단측 슬라이드홈(201,202)에는 스프링(204,207)을 각각 탄설하여 압축공간(101)의 내벽에 접지될 수 있게 한 것을 특징으로하는 동력 발생용 엔진(ENGINE).
3. 제1항에 있어서, 작동간(300,400)의 상하측에는 요입홈(302,402)을 각각 형성하여 지그재그상의 판스프링(304,404)을 결합하고, 외측의 양단에는 요입홈(302,402)의 형상에 부합되는 밀폐핀(303,403)을 결합하여 밀폐력을 증대시킬 수 있게 한 것을 특징으로 하는 동력 발생용 엔진(ENGINE).
4. 제1항에 있어서, 회전자(200)의 상하 회측 가장자리에는 원호형의 요입홈(203)을 형성하여 이의 형상에 부합되는 판스프링(206)과 밀폐핀(205)을 각각 결합하므로서 압축공간(101)의 압축력이 증대될 수 있게 한 것을 특징으로 하는 동력 발생용 엔진(ENGINE).
5. 제1항에 있어서, 회전자(200)와 보조캡(501)의 사이에는 수개의 칩(208)을 개재하여 상호 결합하므로서 회전자(200)의 내구성을 높이고, 하우징(100)의 외측에는 커버(500)와 결합판(502)을 각각 결합하여 각각의 판스프링(206,304,404)과 같이 결합된 밀폐편(205,303,403)에 의해 압축공간(101)에서 발생하는 압축력이 밀폐될 수 있게 한 것을 특징으로 하는 동력 발생용 엔진(ENGINE).