KR0163951B1 - 구형의 하우징안에서 서로에 관해 쌍으로 회전하는 피스톤을 가진 동력변환기 - Google Patents

Abstract

첫 번째 피스톤쌍(137,138)을 갖는 첫 번째 회전자부품(124)과 기계하우징(10,110)안의 첫 번째 피스톤쌍에 관해 앞뒤로 요동할 수 있는 두 번째 피스톤쌍(135,136)을 갖는 두 번째 회전자부품(125)을 가지는 회전자 어셈블리를 구성하는 파워변환기계, 첫 번째 회전자부품은 기계의 로터리 쉐프트(117)에 연결되고 두 번째 회전자부품(125)은 첫 번째 회전자부품(124)에 회전하지 못하도록 고정되고 첫 번째 회전자부품에 관해 요동한다. 결과적으로 첫 번째 회전자부품과 두 번째 회전자부품은 회전축에 관해 공동으로 회전가능하다. 첫 번째 회전자부품은 회전의 첫 번째 통로에서 회전하고 두 번째 회전자부품은 언급된 회전통로로부터 벗어난 두 번째 운동통로에서 움직인다. 첫 번째와 두 번째 회전자부품(124,125)은 공통의 구형발전기의 안쪽을 향하도록 정의된다. 회전의 두 번째 통로 안으로 두 번째 회전자부품(125)을 안내하는 안내수단(116)은 기계하우징과 단단하게 연결된 회전자어셈블리(124,125)내부의 중심 상에 배열된다.

Description

구형의 하우징안에서 서로에 관해 쌍으로 회전하는 피스톤을 가진 동력 변환기

제1도는 콤프레샤형태로 첫 번째 실시예에 도시된 본 발명에 따른 동력변환기의 평면도.

제2도는 제1도의 동력변환기의 수직횡단면도.

제3도는 첫 번째 회전자부품의 투시도.

제4도는 두 번째 회전자부품의 투시도.

제4a도는 서로 맞물리고 있는 제4도의 회전자와 제3도의 회전자의 측면도와 제4도의 회전자의 부분적 횡단면도.

제5도는 본 발명의 고정자를 구성하는 부품의 수직횡단면도.

제6~8도는 본 발명의 회전자 어셈블리 세 개의 다른 작동위치에서 본 도면.

제9~10도는 하나의 하우징 안에 받아들여진 첫 번째와 두 번째 회전자와 90。의 각 변위에서의 두 개의 다른 작동위치를 보여주는 도면.

제11도는 흡입구와 배출구가 특별히 도시된 4행정 내연기관 형태의 본 발명 동력변환기의 투시도.

제12도는 엔진과 외연실이 특별히 도시되고, 더 명료하게 하기 위해 어떤 부품이 잘려나가고 반대방향에서 본 제11도와 같은 투시도.

제13도는 제11도와 제12도에 있는 엔진의 횡단면도.

제14도는 두 번째 회전자를 위한 안내수단의 투시도.

제14a도는 관련된 가이드 그루브에 장착된 두 번째 회전자의 안내부재와 정지안내수단의 횡단면도.

제15도는 안내부재를 두 번째 회전자에 연결하는 연결수단에 장착되는 동안 관련된 안내부재와 제14도의 안내수단을 부분적으로 자른 측면도.

제16도는 첫 번째 회전자를 함께 구성하는 두 개의 절반 부분사이에 위치한 연결수단과 안내수단을 구성하는 어셈블리의 부품분해도.

제17도는 두 번째 회전자에 포함된 두 부분사이에 위치하며 제16도에 도시된 절반부분을 구성하는 첫 번째 회전자를 도시하는 도면.

제18도는 제17도에 도시된 것처럼 조립된 상태에 있는 두 번째 회전자의 절반부분을 도시한 도면.

제19도는 제18도의 오른쪽에서 본 제18도에 나타난 부품들의 측면도.

제20도는 두 번째 회전자의 부분적 세로단면과 부분적 측면도.

제21도와 제22도는 제13도에 도시된 기관하우징을 함께 구성하는 두 절반부분의 일측단에서 본 도면.

제23도는 엔진의 밖에 있는 연소실을 포함하는 구조부재의 세로단면도.

제24도는 제11~23도에 도시된 4행정 내연기관에서의 다양한 행정 안에 있는 구멍을 덮는 것과 여느것을 도시하게 되는 서로에 관해 다양한 각 위치에 있는 첫 번째와 두 번째 회전자의 모형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 기계하우징 10a : 방사평면

10b : 구형의 공간(cavity) 11,12 : 절반부분

13,14 : 장착플랜지 15a : 장착보울트

15b : 장착너트 16 : 안내수단

16a : 세로축 16b : 두꺼운 단부

16c : 줄기-모양부분 16d : 볼-모양의 중간부분

16e : 하부줄기-모양부분 17a : 회전축

17b : 내부단부 17c : 반대단부

18 : 로타리 베어링 19,20 : 피스톤

19a,19b,20a,20b,21a,21b : 절반부분

21 : 허브부분 21c : 중간틈새

22,23,24,25,26 : 외부베어링표면

27 : 분리선 28 : 공간

31,32 : 홈 33,34 : 피스톤

35 : 허브부분 37 : 분리선

33a,33b,34a,34b,35a,35b : 절반부분

35c : 피봇축 38 : 안내수단

38a,38b : 고리반 39 : 핀

41 : 그루브 41a : 대쉬점선

42,43,44,45 : 작업실 46 : 흡입구

47 : 배출구 48 : 배출관

49 : 흡입관 50,52,53 : 봉합수단

51 : 봉합고리 52,53 : 봉합수단

101 : 장착구멍

100a,110b : 기계 파운데이션(foundation)

105 : 냉각 흰(fin) 106 : 케이싱

106a,106b : 부품 108,108a,108b : 화살표

108c,108d : 스크루 109 : 장착브래킷

110 : 기관하우징 110a : 가로중심평면

110b : 구형캐비티 111,112 : 절반부분

112a : 말단덮개 112a : 보울트

113,114 : 장착플랜지 115 : 장착볼트

116 : 안내수단 116a : 세로축

116b : 축 116c : 단부부분

116d : 열쇠그루브 116e : 하부줄기모양

116f : 고리콜라(collar) 116g : 볼모양의 허브부분

117 : 로타리 샤프트 117a : 회전축

117b : 단부 117c : 구멍

118 : 안내그루브 118a : 대쉬점선

119 : 안내고리 119a : 구멍

119b,119c : 베어링안내 120 : 핀

121 : 연결수단 121a,121b :절반부분

121c,121d : 홈 122 : 장착스크루

123a,123b : 단부편 123a',123b' : 말단핀

123d' : 대쉬선 123' : 축

124,125 : 회전자부품 126 : 스페이서 슬리브

126' : 열쇠그루브 127 : 카바(덮개)

128 : 로타리(회전식)베어링 131~134 : 작업챔버

136 : 피스톤 138 : 하측피스톤

150 : 연소챔버 161a : 입구노즐

162 : 장방형 포트 164 : 삼각형포트

164 : 사다리꼴형 포트 166 : 흡인선

167,168 : 지역 169 : 공급관

170,171 : 회수관

본 발명은 기계하우징 안에 있는 구형(球形)공간(cavity)안에서 움직이도록 되어 있는 두 번째 피스톤쌍을 가진 두 번째 회전자와 첫 번째 피스톤쌍을 가진 첫 번째 회전자, 첫 번째 피스톤쌍에 연관되어 앞뒤로 요동운동을 하는 두 번째 피스톤 쌍, 로타리 샤프트(rotary shaft)의 회전축에 관해 회전의 공동이동을 수행토록 하는 첫 번째 회전자에 두 번째 회전자를 회전하지 못하도록 연결되는 동안, 구동되는 또는 구동된 회전축에 연결된 첫 번째 회전자, 두 번째 회전자의 첫 번째 회전자에 관해 요동할 수 있고 같이 회전할 수 있는 동안, 회전축에 직각인 평면에서 회전의 첫 번에 통로에서 회전가능한 첫 번째 회전자, 그리고 회전의 첫 번째 통로에 관해 각 V에 있는 정지안내수단에 의해 기울어진 두 번째 통로에 있는 회전가능한 안내부재에 의해 안내되는 두 번째 회전자를 구성하는 동력변환기에 관한 것이다.

본 동력변환기는 2행정 또는 4행정 내연기관으로서 각각 일단 또는 다단 콤프레샤, 펌프, 수력 또는 공기 엔진과 같은 여러 방면에서 사용될 수 있다. 이 기계는 특별히 고속콤프레샤나 고속엔진과 같은 고속기계로서 사용된다. 본 발명 기계가 공기모터, 증기기관이나 내연기관형태로 있고 적당한 작동부피를 가질 때 500r. p. s.(30,000r. p. m.)의 속도가 사용된다.

기계가 내연기관일 때 약 100r.p.s.(6,000r.p.m.)의 속도가 알맞다. 다른 경우에서 50r.p.s.의 속도는 특별한 다른 적용을 위해 보다 적절하다. 배의 프로펠링기관(즉, 디젤기관)과 관련하여 중요할 정도의 프로펠러의 속도를 고려할 때 편리하며, 프로펠러의 100r.p.m. 속도는 프로펠링기란에 적절하다. 특별한 목적은 기계 안에 있는 움직이는 질량을 효과적으로 평행을 유지하는 기계를 제공하여 작동시 기계 안에서 최소한의 진동을 갖게 하는 것이다. 그 이상의 목적은 출력에 비하여 비교적 적은 부피와 무게 그리고 비교적 적고 간단한 부품을 가진 비교적 소형설계를 한 기계를 갖추는 것이다. 그 이상의 목적은 윤활되고 있는 기계의 부품으로부터 작동실이 봉합되는 기계를 제공하는 것이다. 그 이상의 목적은 기계하우징안에 있는 다양한 입구의 간단하고 효과적인 안내를 달성할 수 있는 기계를 갖추는 것이다.

1906년의 미국특허 제826,985호(D.Appel)에서는 종래의 단점의 해결로서 크랭크축과 분리되어 작동하는 밸브가 없는 간단한 설계에 기초되어서 다양한 부품에 관해 관련된 작동실과 피스톤의 유리한 운동을 하게 했다.

종래기술의 해결책은 첫 번째 피스톤쌍에 관해 요동 운동할 때 두 번째 피스톤쌍을 확실히 안내하기 위해 기계의 작동실로부터 방사상으로 바깥으로 위치한 정지안내수단을 갖추는 것을 제안하였다. 실제 기계하우징안에 형성되어서 실제 기계하우징을 벗어나 더욱 방사상으로 뻗어나가는 안내그루브안에 있는 정지안내 수단으로 안내되는 고리안내수단이 있었다.

종래 기술의 해결책에 따르면 첫 번째 피스톤쌍은 실제로 부가적으로 첫 번째 피스톤상에 대해 요동운동을 확실하게 앞뒤로 안내하는 외에 두 번째 피스톤쌍이 회전에 상응하는 운동을 할 때 회전운동만 수행한다. 전술한 방사상의 외부안내수단에 의해 두 번째 피스톤쌍은, 구형의 하우징 안에 있는 정지평면 즉, 첫 번째 피스톤쌍의 회전통로에 관해 언급된 각 V에서 회전통로로 기울어진 고리안내수단을 가지고 운동하는 특별한 통로 안으로 확실하게 안내된다. 첫 번째 피스톤쌍에 관해 두 번째 피스톤쌍이 앞뒤로 하는 요동운동은 요동축에 관해 확실하게 안내된 운동이 회전자 조리의 로타리 샤프트(rotary shaft)의 회전축을 가로질러 뻗어갈 때 발생한다. 이것은 두 번째 피스톤쌍의 피스톤표면위에 있는 모든 점들이 로타리 샤프트의 회전축에 관해 계속적으로 회전하며, 동시에 이러한 점이 첫 번째 피스톤상의 피스톤표면에 관해 앞뒤로 요동 운동하는 것을 의미한다. 두 번째 피스톤쌍의 요동운동과 회전의 복합된 운동은 요동운동의 말단위치에 있는 데드센터(dead center)를 통해 두 번째 피스톤을 움직이지 않은 채 구형의 내부표면으로 기계하우징을 둘러싸는 것과 관련하고 첫 번째 피스톤쌍(첫 번째 회전자부품)에 관련하여 두 번째 피스톤쌍(두 번째 회전자의 유리한 운동양식)을 생산한다.

위에 언급된 설계의 결과는 4개의 피스톤사이에 정의된 4개의 다른 실이 로타리 샤프트의 회전축에 관해 상응하는 회전운동을 하게 하고 피스톤운동의 통로 즉, 작업실의 고정된 국부적 면적 안에 있게되는 기계하우징안에 있는 정지된 입구에 쌍으로 연결된다. 로타리 샤프트의 각 회전싸이클에 있어서 작업실의 둘은 다른 두 작업실이 상응하게 균일한 입방감소(cubicreduction)를 최소값을 향하도록 하고 그리고 계속적으로 계속되는 행정에서 균일한 입방팽창을 최대값으로 하게할 때 균일한 입방팽창을 최대값을 향하도록 하고 그리고서 계속적으로 그에 상응하는 각적으로 균일한 입방감소가 계속되는 행정에서 최소값을 향하도록 하게 한다. 작업실의 두 번째 쌍이 입구의 두 번째 쌍과 협동할 때 작업실의 한 쌍의 입구의 첫 번째 쌍과 협동한다. 결과적으로, 작업실의 특별히 균일한 채움과 균일한 비움은 각 행정 작업실의 첫 번째와 두 번째 쌍에서 이루어지고 행정의 변화는 요동하는 피스톤이 각각의 말단위치에 도달하자마자 이루어진다. 서로 향하거나 멀리 떨어지는 두 피스톤 사이의 데드센터까지 행정의 변화가 질량의 현저한 운동을 통해 이루어지지 않고 운동의 분리된 통로 안에서 서로에 관해 피스톤회전의 절대적인 안내된 운동을 통한 질량의 고른 운동에 의해서 이루어진다. 다시 설명하겠지만 이러한 운동양식은 중요하다. 회전자가 종속되는 유리한 조건과 유리한 운동양식에도 불구하고 제안되고, 마지막으로 언급된 해결책이 실제적으로 유용하다는 것이 전에는 알려져 있지 않았다 안내부재(안내고리)가 높은 원주속도하에 있고 작동상 결점이 되는 기계작업실까지 열리게 될 때 기계작업실 밖으로 방사상으로 안내수단의 위치설정과 관련하여 발생하는 특별한 문제 때문이라고 가정된다. 각각 요동운동시의 요동피스톤은 안내부재(안내고리)가 기계하우징안에 장착되는 기계하우징안에 있는 틈새를 가로질러 움직인다는 것은 상당한 결점이다. 한편으로 기계하우징과 관련한 안내부재의 윤활을 보장하는 것은 큰 문제이고 다른 한편으로 기계의 작업실에 있는 작업매개물위에 안내수단을 봉합하는 것도 큰 문제이다. 이러한 문제들은 특별히 고속기계, 특히 고속내연기관에서 분명하다. 지난 80~83년 동안 본 발명이 만들어질 때까지 어떠한 해결책이 발견되지 않은 문제점이라고 생각된다.

노르웨이 특허출원 제882,801호(thor Larsen)에는 비슷한 내용의 파워변환기술이 담겨 있지만, 본질적으로 다른 설계이고 이것은 위에서 언급한 종래 기술설계의 몇 가지 결점을 제거했지만 본 발명에 따른 위에서 언급된 모든 목적을 달성하지는 못하였다. 펌프나 콤프레샤의 형태로는 종래 기술 해결책은 효과적으로 작용했으나 내연기관의 형태에서는 보다 복잡하다. 왜냐하면, 회전 크랭크샤프트가 복합된 요동과 축을 중심으로 회전운동시 모든 피스톤을 움직이도록 되어 있고 밸브가 기계하우징안에 장착된 밸브의 작동에 대해 부가적으로 특별히 작동해야 하기 때문이다.

본 발명에 따르면 두 개의 종래 기술 해결책은 문제점이 풀렸고, 종래기술 해결책과 비교하여 상당한 장점을 갖는 해결책은 제시한 것이다.

본 발명에 따른 기계는 전술한 첫 번째와 전술한 두 번째 회전자가 기계하우징안에 있는 구형의 내부측표면에 상응하는 공통의 구형 발전기(generatrix)의 내부 쪽으로 위치되었고 앞뒤로 요동운동시 두 번째 회전자를 안내하기 위해 정지안내수단이 기계하우징에 단단히 연결된 연장된 고정자의 한끝처럼 회전자 조립 안에 중심적으로 배열되었다는 특징이 있다.

피스톤 두쌍을 계속적인 회전운동을 하게 함으로써, 회전자 어셈블리의 내부측으로부터 두 번째 회전자를 앞뒤로 요동운동을 하도록 안내하고 회전자 어셈블리의 내부측면상의 안내부재와 정지 안내수단을 효과적으로 봉합할 때, 회전자 어셈블리의 바깥측면상에 배열된 피스톤은 외부안내수단등과 상관없이 비교적 고속운동을 한다. 내부적으로 배열되고 선택된 정지안내수단과 연관된 내부적으로 장착된 안내수단은 회전자 어셈블리의 방사적으로 가장 큰 원주부품이 어떤 특별한 문제를 야기하지 않고 본질적으로 높은 원주속도로 움직일 때 안내매카니즘을 간단하고 단단하게 설계할 수 있도록 하여 비교적 낮은 원주속도로 안내부재를 움직이도록 한다. 그밖에 두 번째 회전자의 인접된 부분과 안내부재는 회전자 어셈블리나 그와 같은 기계 안에 어떠한 특별한 진동을 유발하지 않고 회전자 어셈블리 내에서 제어된 방법으로 평형을 유지할 수 있다. 동시에 기계의 작업실 안에서 처리되는 매개물과 윤활제를 섞는 위험이 없이 회전자 내부의 상응하는 부분과 안내수단을 위한 윤활지역으로부터 방사상으로 작업실이 봉합될 수 있다.

본 발명에 따르면, 위에서 언급한 것처럼 기계하우징안의 구형의 내부측표면에 상응하는 구형의 발전기의 내부로 회전자를 구성하고 정기 안내수단을 방사상으로 외부위치로부터 중심적으로 내부위치까지 움직이게 함으로써 특별히 고속기계에 대해 효과적인 해결책이 쉽게 얻어진다. 이것은 안내수단의 위치와 무관하게 기계하우징의 구형의 표면내의 선택적 위치에 입구가 형성되도록 하는 상당한 장점을 유발한다. 특별한 장점은 회전자 어셈블리의 외부와 모터하우징의 내부가 특별히 고속회전으로 회전자 어셈블리를 포함할 수 있는 구형의 표면으로 설계될 수 있다는 것이다. 이러한 문맥에서 정지안내수단과 안내부재가 회전자 어셈블리내부에 방사상으로 배열되는 것은 매우 중요하다. 안내수단이 로타리 샤프트와 동축상에 배열되고 로타리 샤프트 내부단부와 연결된 베어링으로부터 기계하우징의 반대단부안의 정지장착까지 기계하우징을 통해 뻗어나가도록 되어 있다.

결과로서 회전자 어셈블리는 효과적으로 정지안내수단위에 장착되었고 동시에 두 번째 회전자의 안내수단(안내고리)이 회전자 어셈블리내에 지정된 정지안내수단위로 효과적으로 안내되어질 수 있다.

정지안내수단은 첫 번째 회전자를 통해 중심적으로 뻗어나가며 첫 번째 회전자는 안내수단에 회전적으로 장착된다. 그리하여 또한 회전자 어셈블리는 기계하우징안에 쉽게 장착될 수 있다.

위에서 언급한 것처럼 본 발명은 윤활제(안내부재와 정지수단 사이의 베어링표면, 첫 번째 회전자와 정지안내수단사이의 베어링표면, 그리고 두 번째 회전자와 안내부재사이의 베어링 표면사이를 특별히 윤활하게 하는)와 작업매개물(기계의 작업실 안에서 처리되는 것)사이의 어떠한 왕래를 피하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면 기계의 고정 안에 챈널(channel)의 형태로 배열된 공통의 윤활체계로 윤활되어지도록, 내부적으로 배열된 안내부재의 베어링수단과 회전자 어셈블리의 내부베어링수단의 효과적이고 공통의 봉합을 보장하는 것이 가능하다. 그러므로 본 발명의 기계는 첫 번째 회전자가 환상이며 방사상으로 외부 회전자를 향하여 두 번째 회전자를 통하여 앞을 향하여 통과하고 첫 번째 회전자가 두 번째 회전자와 연결하는 안내부재의 연결수단과 연관된 안내부재와 정지안내수단을 수용하는 공간과 작업실에 대해 봉합되고 윤활제를 포함하는 공간을 공동으로 설치한다는 특징을 갖고 있다.

본 발명에 따른 다양한 해결책은 일반적으로 밸브-작동입구를 필요로 하지 않는다. 왜냐하면 피스톤의 운동은 입구의 열기(벗기기)와 닫기(덮기)가 구형의 하우징에 있는 입구에 관해 회전운동을 함으로써 작동되기 때문이다. 입구의 닫기(덮기)와 열기(벗기기)시의 지점은 외부정지안내수단과 외부안내부재와 무관하게 구형의 하우징 안에 있는 입구의 상응하는 위치설정과 상응하는 선택적 설계에 의해 제어될 수 있다. 두 개의 흡입구와 두 개의 배출구, 즉 하나의 흡입구와 하나의 흡입구가 작업실의 첫 번째 쌍에 대해 공통으로 쓰여지는 반면 그 이상의 흡입구와 그 이상의 배출구는 작업실의 두 번째 쌍에 공통이다.

구조적 측면에서 간단한 실질적으로 유리한 해결책은 두 번째 안내통로에 있는 피스톤의 두 번째 쌍을 안내하도록 거기에 부착된 구형의 하우징과 안내수단이 정지자 어셈블리를 구성하는 반면에 로타리 샤프트와 함께 피스톤의 첫 번째와 두 번째 쌍이 회전자 어셈블리를 구성한다는 것을 의미한다.

회전자 어셈블리와 정지자안에서 둘다 소수의 분리입구가 쓰여질 수 있고 동시에 단순하고 비교적 소형의 구조적 해결책이 저중량과 비교적 적은 부피를 갖게 하지만 높은 출력을 얻을 수 있게 한다. 보다 정확하게, 정지자는 서로 단단하게 연결된 기계하우징과 안내수단을 구성하는 반면에 회전자 어셈블리는 첫 번째 회전자, 두 번째 회전자와 피봇핀의 쌍에 의해 안내수단에 힌지를 통해 연결되고 그것에 부착된 연결수단을 구성하며, 전술한 안내부재는 회전하면서 정지안내수단위에 장착되도록 되어 있다. 조립과 생산을 고려하여 부품들은 실제적으로 많은 수의 부품들로 나뉘나 개략적으로 보여지는 정지자는 하나의 부품으로 구성됨에 반하여 회전자 어셈블리는 세 개의 협동부품(두개의 회전자와 안내부재)으로 구성한다. 부가적으로 다양한 부품은 밑에 기술될 것처럼 쉽게 만들어지고 비교적 간단하게 장착된다.

본 발명에 따른 선택적 해결책으로 반대단부의 각각에 기계하우징은 회전각에 대해 간격이 떨어져 있고 첫 번째 회전자의 각각의 단부의 구형의 외부표면의 주변엣지의 운동통로에 내부적으로 위치하는 입구의 쌍을 갖추게 되며 언급된 입구는 회전자어셈블리의 회전지역이나 다양한 위치에 있는 언급된 단부부품에 의해 덮어지거나 벗겨지도록 되어 있고 첫 번째 회전자의 단부 부품상에 위치되고 회전자 어셈블리의 회전축에 관해 대칭인구형의 외부표면은 넓이보다 매우 큰 길이를 갖게 된다.

이것은 본 발명에 따르면 첫 번째 회전자의 피스톤-형성하는 단부부품에 의해 전체에 있는 입구를 안내 가능토록 하는 것을 의미한다.

본 발명에 따르면 콤프레샤나 펌프로써 또는 행정내연기관으로서 기계를 사용함으로써 두 개의 직경상으로 반대인 작업실이 흡입구를 구성하는 상호적으로 직경상으로 반대인 입구에 연결하는것(그리고 배출구를 구성하는 인접한 입구에 상호적으로 연결된다. )을 보장하는 반면 두 개의 다른 상호적으로 직경상으로 반대의 작업실이 동시에 각각의 행정의 각각의 고정된 위상에 있는 배출구를 구성하는 상응하는 상호적으로 직경상으로 반대의 입구에 연결된다.(그리고 배출구를 구성하는 상호적으로 인접하는 입구에 연결된다.).

기계가 4행정 내연기관의 형태일 때 모터하우징의 공간을 회전자 어셈블리에 의해 네입구의 각각의 두 개와 단결한 기관4행정의 각각의 2개에 분리하여 그리고 차례로 쌍으로 종속되는 네 개의 분리된 작업실을 갖으며, 동시에 첫 번째 입구는 첫 번째 작업실에 공기흡입구를 구성하도록 하고 두번째 입구는 두 번째 작업실로부터 작업실 밖으로 방사상으로 배열된 연결실까지 압축된 공기를 통하게 하는 배출구를 구성하며, 세 번째 입구는 연결실에서부터 팽창실을 구성하는 세 번째 작업실까지의 흡입구를 구성하는 반면 네 번째 입구는 네 번째 작업실에서부터 배출구까지의 배출구를 구성한다.

본 발명에 따르면, 연결실은 흡입/압축측면에서 작동하는 작업실의 한 쌍을 기계하우징의 연소/배출측면에서 작동하는 작업실의 두 번째 쌍에 연결하는것이 첫 번째로 달성된다. 두 번째로 기관 냉각케이싱 외부에 선택적으로 배열된 연결실이 노즐과 점화수단을 지닌 외부외연실을 또한 구성하는 것이 달성될 수 있다.

외부연결실을 외부연소실과 병합함으로써 다수의 상당한 장점이 얻어질 수 있다.

첫째, 네행정(흡입, 압축, 연소, 배출)의 각각이 네작업실의 하나에 각각 분리하여 하나의 같은 기관하우징안에서 일어난다는 것을 동시에 보장하는 것은 가능하다.

둘째, 실제 연소과정의 상당한 간략화, 열손실의 상당한 간략화, 높은 연소온도 그리고 결과로서 연료의 완전한 연소등을 얻는 것이 가능하다.

그러므로, 내연실은 선택적으로 내부적으로 열-절연하는 도기물질의 층을 갖추게 된다.

이렇게 함으로써 여러 가지의 상당한 장점을 주게 된다.

또한, 기관이 연소행정시 연소가 작업실 밖에서 일어나 회전자어셈블리의 부품들이 낮은 열수준을 유지하게 되는 반면 연소실은 기관의 내부부품(기계하우징, 회전자 어셈블리 등의 내부측면)과 무관하게 효과적인 연소를 보장하는 중요하게 높은 열수준을 유지하게 된다.

보다 정확하게, 연소실은 기관회전자 어셈블리, 물케이싱, 윤활체계 등과 무관하게 기관의 물케이싱과 기관하우징 그 자체와 상관없이 선택적으로 기관하우징 그 자체에 정지된 방법으로 부착될 수 있다. 결과적으로, 기관의 회전자 어셈블리는 실제 싸이클과 연소실의 설계와 무관하게 유리한 방법으로 설계될 수 있다.

더욱이, 연소실과 상호 작용하게 되는 작업실은 고정연소실로부터 작업매개물을 공급하는 입구에 관해 계속적인 회전을 하도록 하여 작업실의 운동방향에 있는 뜨거운 가스흐름의 운동에너지 또한 효과적으로 이용될 수 있다.

기관하우징 밖에 정지된 방법으로 연소실에 부착하는 더 이상의 중요한 장점은 다소간 기관하우징안의 온도조건과 무관하게 특별히 높고 동시에 비교적 온도의 균일한 수준에서 연료의 효과적인 연소를 달성할 수 있다는 것이다. 연소실은 고온에 쉽게 견딜 수 있고(예를 들어, 내부벽을 라이닝(lining)함으로써 그리고, 선택적으로 바깥벽을 도기물질로 만듦으로써) 비교적 쉽게 열 절연이 되는 지역의 내부로 향하도록 정의함으로써 연소실이 높은 계속 되는 온도수준을 유지하여 다소간 연료의 효과적이고 완전한 연소를 보장하게 된다. 이것은 환경적인 장점보다 높은 엔진출력을 얻을 수 있다. 다른 말로 하면, 기관하우징의 외부연소실에 국지적으로 열을 공급하는 것이 제한되며 큰 범위까지 열의 공급이 기관의 이러한 국부지역까지 제한되는 것이다. 같은 이유로 해서, 약간 낮은 온도수준이 상응하게 기관하우징내부에서 얻어질 수 있고, 기관의 회전자가 기관하우징의 통상의 물 또는 공기냉각과 회전자 어셈블리와 정지안내수단과 관련된 안내부재의 통상의 내부기름냉각을 사용함으로써 상응하는 방법으로 쉽게 제어되는 온도의 비교적 낮은 수준으로 유지될 수 있게 된다는 것이다.

그 이상의 장점은 뜨거운 연료가스가 개폐의 시간이 회전싸이클에 관해 정확히 정해지고 개방지역이 정확히 규정되는 하나의 입구를 통해 다른 작업실싸기 직접적으로 높은 압력에서 공급될 수 있다는 것이다. 실제적으로 뜨거운 압축된 공기의 흐름은 통상의 밸브작동없이 연소실로부터 즉각적으로 따르는 작업실까지 빠르게 맥동하는 가스흐름에서 개략적으로 완전히 계속적이며 회전자 어셈블리의 회전운동에 의해 배타적으로 제어된다.

밸브작동, 캠축 등을 피함으로써 상당한 장점을 얻을 수 있다. 예를 들어 공기를 흡입하고 각각 배출가스를 방출하는 큰 입구를 쉽게 사용하는 것이 가능하여 고속기관에 특히 유리한 부가적으로 움직이는 부품을 쓸 필요 없이 배출가스가 빨리 밖으로 방출되고 공기가 상응하도록 빨리 그리고 비교적 자유스럽게 흡입되는 것이 보장된다. 따라서, 기관하우징과 연소실에 각각 있는 다른 행정안의 가스매개물의 흐름을 바라는 방법으로 함으로써 완전히 결정되는 횡단면 모양과 지역을 가지는 다양한 입구를 설계할 수 있다.

선언을 통해 언급된 것처럼, 본 발명에 따른 동력변환기는 다수의 다른 방면, 즉, 일단 혹은 다단 콤프레샤 또는 펌프, 공기적으로 수력적으로 작동하는 기관, 또는 내연기관 또는 그와 비슷한 것으로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 기관이나 기계는 여기서 언급될 모든 실시예를 들지 않더라도 다수의 다른 방면에서 다수의 복합형태로 사용될 수 있다. 간단한 기관유니트의 보기가 밑에 주어졌고 상당한 장점을 가져다주는 실제적으로 다수의 다른 복합형태가 실현 가능하다. 예를 들어, 기계나 기관을 약간의 다른 방법으로 직렬이나 상호작동으로 배열할 때를 말한다.

[콤프레샤형태로의 동력변환기]

제1~10도에서 도시된 실시예에서, 본 발명에 따른 동력변환기는 콤프레샤형태로 특별히 간단한 실시예로 기술될 것이다. 제1~10도와 관련하여 기술된 부품은 콤프레샤로써 사용되는 것으로 제한되지 않고 원리적으로 여기서 언급될 확실한 예제 없이도 다른 기계형태에서도 사용될 수 있다.

첫 번째 실시예에 따른 기계는 일반적으로 기계하우징(10), 첫 번째 회전자(19~21)와 두 번째 회전자(33~35)를 갖는 회전자 어셈블리, 기계하우징에 정지적으로 장착되고 회전의 분리된 평면에 회전적으로 장착되는 안내수단(38)을 표방하는 안내수단(16)으로 구성된다. 안내부재(38)는 회전운동을 배타적으로 수행하는 첫 번째 회전자(19~21)에 관해 앞뒤로 요동 운동하도록 두 번째 회전자(33~35)를 확실하게 안내한다.

제1도는 구형의 내부공간을 갖는 구형의 기계하우징(10)을 도시한다. 하우징은 두 개의 절반부분(11 및 12)으로 구성되며 제1,2, 및 5도에 점선으로 표시된 가로중심 또는 방사평면을 따라 나뉘어져 있다. 절반부분(11,12)은 각각 장착플랜지(13 및 14)를 갖추게 되고 그 각각은 다수의 장착보울트(15a)와 장착너트(15b)와 연결된다. 장착보울트(도시되지 않음)를 위한 장착구멍(101)을 가진 두 개의 기계파운데이션(100a,100b)이 도시되어 있다.

기계의 고정자(10,16)가 제5도에 도시되어 있고 기계의 회전자 어셈블리(19~21,33~35)가 제6~8도에 도시되어 있다. 기계의 고정자와 회전자 어셈블리가 제2도 및 제4a도에 장착된 상태로 보다 상세하게 기술되어 있다. 첫 번째 회전자(19~21)와 두 번째 회전자(33~35)가 분리되어 제3도와 제4도에 도시되어 있다.

기계하우징의 한쪽 절반부분(11)이 도면에 도시된 기계하우징의 상부단면에 축상으로 멀리 뻗어나가며 전술한 중심평면(10)을 가로질러서 구형의 하우징(10)(제2도 참조)안에 있는 구형의 공터를 통해 뻗어나가는 본질적으로 막대-모양의 정지안내수단(16)이 영구적으로 부착되어 있다. 안내수단(16)은 로타리 샤프트(17)의 회전축(17a)과 일치하는 세로축(16a)을 갖고 있다. 안내수단(16)의 두꺼운 단부(16b)는 하우징의 절반부분(11)에 단단하게 연결되어 절반수단(11 및 12)과 함께 안내수단(16)이 정지자 어셈블리를 형성한다.

하우징의 다른 절반부분(12)에서, 로타리 샤프트(17)의 축상의 내부단부(17b)는 방사상의 내부 로타리 베어링(18)안에 회전적으로 장착되어 있다. 로타리 샤프트(17)의 축상의 반대단부(17c)는 안내수단(16)과 하우징(10)에 관해 로타리 샤프트(17)를 회전시키기 위해 파워에 의해 작동되는 구동수단(도시되지 않음)과 맞물리도록 하는 하우징(10)을 넘어 앞을 향하여 뻗어 있다.

첫 번째 회전자(19-21)는 로타리 샤프트(17)의 내부단부(17b)에 단단하게 연결되어 있다. 회전자는 공통의 허브부분(21)에 의해 단단하게 상호 연결되는 피스톨(19,20)의 첫 번째 쌍을 구성한다. 첫 번째 회전자를 구성하는 부품(19-21)은 로타리샤프트(17)에 회전하지 못하도록 연결되어 있다. 회전자(19-21)는 안내수단(16)의 내부단부(16b)에 인접한 외부베어링표면(22,23,24)에 회전적으로 장착되며 안내수단(16)의 축상의 외부단부(16c)에 인접한 외부베어링표면(25,26)에 방사상으로 장착된다. 안내수단(16)의 외부단부(16c)는 로타리 샤프트의 내부단부(17b)안으로 앞을 향하여 돌출하여 내부단부(17b)가 안내수단(16)의 외부단부에 방사상으로 내부적으로 회전하도록 장착되며 하우징의 절반부분(12)안에 있는 로타리 베어링(18)안에 방사상으로 외부적으로 회전하도록 장착된다.

제3도에 볼 수 있듯이 피스톤(19,20)과 허브부분(21)은 분리선(27)으로 표시되는 분리표면을 따라 두 개의 절반부분(19a, 20a,21a 및 19b,20b,21b)으로 나뉘어져 이들 두 절반부분이 반대측면으로부터 안내수단(16)주위에 장착되어지고 이것은 하우징의 절반부분(12)이 하우징의 절반부분(11)상에 장착되기 전이 하우징이 절반부분(11)에 부착된다.

피스톤(19,20)은 연장볼부분의 모양을 가지고 있다. 하우징(10)안에 중심적으로 위치한 허브부분(21)은 중간틈새(21c)를 가진 두축상으로 간격이 벌어진 원통-모양의 슬리브(21a 및 21b)의 모양을 가지고 있다. 슬리브(21a,21b)는 하우징(10)의 내부직경의 1/3가량의 길이를 넘어 뻗어있다. 슬리브는 안내수단(16)과 관련된 고리안내부재(38)의 볼-모양의 중간부분(16d)을 받아들이는 중간 볼-모양 공간(28)(제2도 및 제4a도 참조)사이에서 위치한다. 안내부재(38)는 회전자(19-21)안에 있는 언급된 틈새(21c)를 통해 볼-모양의 공간(28)으로부터 그리고 안내수단으로부터 방사상으로 바깥쪽으로 뻗어가는 핀(39)을 갖추고 있다.

허브부분(21)의 반대단부에 원통형으로 만곡된 표면(31a,31b, 및 32a,32b)을 가진 각각의 홈(31 및 32)을 형성하고 있다.

첫 번째 회전자(19-21)에 제4도에 보다 상세히 도시되는 분리된 두 번째 회전자(33-35)이 부착되어 있다. 제2도 및 제4a도에 나타난 것처럼, 회전자(19-21 및 31-35)은 회전자어셈블리를 구성한다. 회전자(33-35)은 두 피스톤(33,34)과 중간허브부분(35)을 구성한다. 피스톤(19,20)과 허브부분(21)과 일치하여, 피스톤(33,34)과 허브부분(35)은 제4도에 분리선(37)의 형태로 표시된 분리평면에 의해 두 개의 절반부분(33a,34a,35a 및 33b,34b,35b)으로 나뉘어진다. 그러나 두 허브부분(35a,35b)은 나뉘어져서 그들 사이에 첫 번째 회전자의 허브부분(21a,21b)을 받아들이는 공간을 형성한다.

장착하는데 있어서, 안내부재(안내고리)(38)는 안내수단(16)위에 첫 번째로 장착된다. 그 다음에 첫 번째 회전자(19-21)의 두 개의 절반부분이 로타리 샤프트(17)와 회전하며 동시에 단단히 맞물리도록 반대측면으로부터 안내수단(16)주위의 하우징의 하부반(11)안에 장착된다. 그리고 두 번째 회전자(33-35)는 첫 번째 회전자(19-21)상에 장착될 수 있다. 실제로 두 번째 회전자의 절반부분(33a,34a,35a)은 첫 번째 회전자의 상응하는 절반부분(19a,20a,21a)상에 장착될 수 있다. 따라서 두번째 회전자의 다른 절반부분(33b,34b,35b)은 세로로 움직여 첫 번째 회전자의 상응하는 다른쪽의 절반부분(19b,20b,21b)과 맞물리게 된다.

고리안내부재(38)는 제4도에 도시된 것처럼 두 부품(38a,38b)으로 나뉘어진다. 안내부재(38)는 두 고리반(38a,38b)의 각각의 하나와 부착되고 방사상으로 외부로 뻗어가는 두핀(39)을 구성한다. 핀의 반대단부는 두 번째 회전자(33-35)의 각각의 두 피스톤(33,34)안에 있는 로타리 베어링을 형성하는 상응하는 구멍안에 회전하도록 장착된다. 고리(38)는 안내수단(16)의 볼-모양의 부분(16d)안에 있는 그루브(41)안에 장착되고 그것과 함께 제4a도에 도시된 것처럼 첫 번째 회전자의 허브부분 슬리브(21a 및 21b)사이의 볼-모양의 공간(28)안에 장착된다. 점선(41a)으로 표시되는 고리그루브(41)의 중앙주평면은 안내수단(16)의 중앙축(16a)의 직각에 뻗어있는 평면(10a)과 각 V를 이룬다.

도시된 실시예에서, 각 V는 30。정도이나 실제로 원하거나 요구되는데 따라 커질 수도 작아질 수도 있다. 예를 들어, 각 V가 30。로 정해졌다면 피스톤이 두 번째 쌍은 각 행정의 피스톤 첫 번째 쌍에 관해 60。로 이동될 수 있다. 만약 피스톤이 얇게 만들어진다면 예를 들어, 45。각도를 사용할 수 있게 되어 각 행정의 피스톤 첫 번째 쌍으로 인해 두 번째 쌍에 있는 피스톤의 각각을 90。의 각 운동을 하게 한다. 피스톤은 볼부분모양을 가질 수 있으며 어느 경우에나 기계하우징의 구형의 내부측면표면에 상응하는 구형의 외부표면을 형성하게 된다. 제2도에 나타났듯이 회전자(19-21 및 33-35)는 하우징(10)안에 장착되고 안내수단(16)을 구성하는 고정자 어셈블리에 관해 로타리 샤프트(17)의 회전축(17a)에 관해 회전하도록 되어 있는 회전자 어셈블리를 구성한다.

두 번째 회전자(33-35)는 두 번째 회전자(33-35)의 허브부분(35a,35b)을 통해 중심적으로 뻗어있고 공간(10b)의 중심에 있는 축과 직각으로 로타리 샤프트(17)의 축(17a)과 교차하는 피봇축(35c)에 관해서 첫 번째 회전자(19-21)에 관련되어서 왕복운동시 확실하게 요동 운동한다. 정지안내수단(16)안에 있는 환상의 그루브(41)안의 평면(41a)안의 고리(38)를 확실하게 안내하는 결과로서 안내고리(38)는 안내수단(16)에 관하여 회전하는 분리된 통로안에서 회전하게 된다. 즉, 회전축(17a)에 직각으로 뻗어 나온 첫 번째 회전자(19-21)의 회전평면에 비스듬하게 뻗어 나온 평면(41a)안에서 회전한다는 것이다. 안내고리(38)의 핀(39)은 피스톤(33,34)에 관해 앞뒤로 축을 중심으로 회전운동하고 결과적으로 두 번째 회전자(33-35)는 피봇축(35c)에 관해 앞뒤로 확실한 요동운동을 하게되고 동시에 첫 번째 회전자(19-21)(그리고 두 번째 회전자(33-35)은 로타리 샤프트(17)의 회전축(17a)에 따라 회전한다.

제2도와 제6-10도에 도시된 것처럼 작업실(42,43 및 44,45)의 두쌍이 형성되었다. 즉, 피스톤(19 및 20)의 각 측면상과 피스톤(33,34)의 각 측면상의 한 쌍의 작업실, 피스톤의 작동양식을 더 잘 이해하기 위하여 피스톤(19,20)은 피스톤(33,34)에 관해 상대적으로 정지되어 있다고 간주될 수 있다. 요동운동은 피스톤(33,34)에 의해 단지 수행되며 언급된 작업실은 피스톤(19,20)에 관한 피스톤(33,34)의 운동의 결과로서 팽창되거나 압축된다. 그러나 피스톤(19,20)에 관한 피스톤(33,34)의 운동의 결과로서 팽창되거나 압축된다. 그러나 피스톤(19,20)과 피스톤(33,34)은 로타리 샤프트(17)의 축(17a)에 관해 동시 회전하지만 피스톤(19,20)에 관해 로타리 샤프트(17)의 축(17a)에 직각에 있는 방사상 평면에서 회전운동하고 피스톤(33,34)에 관해 축(17a)에 비스듬하게 뻗어 나온 방사상 평면에서 회전 운동한다. 앞뒤로 요동하는 피스톤(33,34)은 말단의 위치에서 통상의 역전운동을 하지 않고 공간에서 연속적이고 데드센터를 갖지 않는 회전운동을 한다.

제5도에 나타난 것처럼, 하우징(10)과 안내수단(16)은 정지자 어셈블리를 구성한다. 첫 번째 회전자(19-21)는 축(17a)에 관해 안내수단(16)상에 회전하도록 장착되고 두 번째 회전자(33-35)는 축(35c)에 관해 첫 번째 회전자부분(19-21)상에 요동할 수 있도록 장착되고 안내수단(16)상에 요동할 수 있도록 장착된 안내고리(38)에서 요동할 수 있도록 연결되어 있다. 첫 번째 회전자에 관해 두 번째 회전자(33-35)가 수행하는 확실한 요동운동은 물론 안내수단(16)의 볼-모양의 부분(16d)안에 있는 경사진 안내그루브(41)에 의해 안내된다.

제6-8도는 피스톤(19,20)에 관련한 피스톤(33,34)의 요동운동의 세 가지 다른 위상에 있는 피스톤(19,20 및 33,34)을 도시한다. 제6도와 제9도에 도시된 첫 번째 위상에 있어서 작업실(42,43)은 제9도 위로부터와 제6도의 측면방향에 도시되어 있는데 반해 작업실(44,45)의 최소부피를 가졌다고 도시되어 있다. 제7도와 제10도에 도시된 두 번째 중간위상에서 피스톤은 상응하게 넓은 작업실(42-45)을 가진채 제10도의 위로부터 그리고 제7도의 투시도에 더 명확하게 하기 위해 도시되었다. 제8도는 작업실(44,45)이 최대부피를 가진 세 번째 위상에 있는 피스톤을 도시한 반면 작업실(42,43)은 최소부피를 가졌다고 도시되었다. 회전자 어셈블리가 축(17a)에 관해 반회전하며 움직였을 때 피스톤은 첫 행정에 있게 되는 제6-8도에 도시된 위에서 언급한 세위상에 있게 되고 회전자 어셈블 리가 축(17a)에 관해 반회전하면서 더 움직였을 때 피스톤은 반대순서로 상응하는 세위상을 거쳐 움직이게 된다. 회전자 어셈블리의 완전한 회전시 4개의 작업실(42-45)의 각각은 두 계속되는 행정을 거치게 되고 회전자 어셈블리의 각각의 회전시 4개의 작업실의 부피에 상응하는 4개의 부피유니트는 비워지고 채워진다는 것은 명백하다.

작업실(42-45)의 언급된 채움과 비움은 흡입구(46)(제9도와 제10도에 점선으로 표시된 유일한 하나)의 두쌍과 배출관과 흡입관(제1도)이 관련된 쌍을 통한 배출구(47)를 통해 이루어진다. 물론 하우징의 절반부분(11과12)의 각각 안에 있는 흡입구와 배출구가 사용되고 물론 피스톤(19,20)의 한 측면에 각각 위치한 작업실의 각 쌍을 위한 공통의 흡입구와 공통의 배출구가 사용된다 제9도와 제10도에서는 판(48,49)안으로 열려있는 원형외부구멍(46b,47b)과 공간(10b)안으로 열려있는 4변형의 내부구멍(46a,47a)이 표시되어 있다. 도시된 실시예에서, 모든 입구(46 및 47)는 제6도에서 제8도에 도시된 것처럼 피스톤의 말단위치에서 개폐되고 제7도에 도시된 것처럼 중간위치에서는 완전히 벗겨지게 된다. 실제로 요구되는대로 각 행정의 단자 어떤 부품에서나 전 행정시 열려질 수 있도록 입구의 위치를 잡고 형성하고 치수를 정하는 것이 가능하다.

제2도는 회전자(19-21)의 허브부분(21)을 향하고 방사상으로 안으로 인도되는 피스톤(33,34)의 표면상에 있는 봉합수단(52)과 하우징(10)의 내부표면을 향하고 방사상으로 바깥으로 인도되는 피스톤(33,34)의 표면상에 있는 봉합수단(53)을 도시한다. 상응하는 봉합수단(50)은 방사상으로 바깥을 향하는 피스톤(19,20)의 표면에 표시된 제2도에 있다. 제3도에서는 봉합고리(51)가 허브부분(21)의 방사상 표면에 표시되어 있다. 각 회전자와 하우징(10)사이와 회전자사이의 효과적이 봉합은 비교적 간단한 방법으로 이루어진다.

여기서는 기술되지 않았지만 각 회전자에 각각 안내수단(16)과 로타리샤프트(17)를 통한 회전윤활과 냉각매개물을 공급함으로써 회전자 어셈블리의 효과적 윤활과 냉각을 얻는 것이 가능하다.

[내연기관형태의 동력변환기]

내연기관안에서 특별히 사용되도록 된 실시예가 여기에 기술되고 내연기관안의 회전자를 위해 기술된 것과 같은 설계는 특별히 예제를 들지 않고 다른 형태의 기계, 즉, 펌프, 콤프레샤 또는 그와 유사한 형태로서 사용되는 기계의 회전자로 사용될 수 있다. 가장 중요한 차이점은 기계하우징이 각각의 사용에 따른 다는 것이고 같은 회전자 어셈블리는 모든 다른 작용이 사용될 수 있다는 것이다. 내연기관의 회전자 어셈블리에서 회전자는 물론 표면처리를 하거나 특별히 만들어져서 그것들이 예를 들어, 도기물질에 의하여 특히 열에 강하고 열-절연이 될 수 있다는 것인데 반하여 그러한 표면처리나 회전자의 특별한 제조는 다른 형태의 기계에는 무조건적으로 필요치않다는 것이다.

제11-24도에는 내연기관형태로서 본 발명에 따른 기계의 두 번째 실시예를 도시하고 있다. 보다 정확하게 외부연소실을 갖는 4행정 이중-행동내연기관이 도시되어 있다.

다른 방도로 도시되는 확실한 실시예 없이 내연기관을 가지는 상응하는 기관이 사용될 수 있다.

이것은 다른 형태의 내연기관에도 적용된다. 비록 확실한 실시예가 도시되지 않았지만 내연기관은 예를 들어, 주어지는 어떤 예제없이 외부 또는 내부연소실을 갖는 2행정 단일-행동엔진으로 사용될 수 있다.

제13도는 두 개의 절반부분(111 및 112)을 구성하고 가로중심평면(110a)을 따라 나눠진 기관하우징(110)을 도시한다. 하우징의 절반부분은 각각 다수의 장착보울트(115)와 연결되는 장착플랜지(113 및 114)를 각각 갖추게 된다.

기관하우징(10)의 외부에는 냉각 흰(fin)(105)이 있다. 기관하우징(110)은 케이싱(106)에 의해 둘러싸여 있으며 그것에 의해 분리하여 각 물실에 있는 냉각수를 순환토록 케이싱(106)이 기관하우징(110)사이에 두분리된 물실(107)을 구성하게 된다. 냉각물의 순환은 화살표(108)로 표시된 제12도에 있고 냉각수의 입구의 화살표(108a)로 표시되었고 냉각수의 출구는 화살표(108b)로 표시되어 있다. 냉각수 케이싱의 두 부품(106a 및 106b)은 스크루(108c)에 의해 기관하우징(110)의 플랜지(113 및 114)에 부착되어 있고 스크루(108d)에 의해 기관하우징(110)의 반대단부에 부착되어 있다. 또한 수평위치로 기관에 장착할 수 있는 장착브래킷(109)가 도시되어 있다.

제11도에는 가장 작은 직경을 가진 기관하우징의 절반부분(111 및 112)과 내부표면과 가장 작은 직경을 가진 회전자부품(124)의 외부표면사이에 각각 위치한 지역(167및 168)(제13도참조)으로 열려진 가지흡입선(166)에 공기입구노즐(161a)에 연결되어 있다. 이것은 본질적으로 알려진 방법으로 공기입구를 통해 기관하우징의 공간으로부터 원하지 않는 가스찌꺼기를 제거할 수 있고 그러한 찌꺼기는 회전자 어셈블리내부의 윤활체계와 접촉하지 않게 된다.

제13도에는 고정자를 구성하는 안내수단(116)을 지지하는 기관의 단부에 정지안내수단(116)을 통해 안내그루브(118)와 회전자 어셈블리(124,125)의 내부 안내수단(116)을 감싸는 회전자에 분배되는 윤활오일을 위해 하나의 공급관(169)과 두 개의 회수관(170,171)이 연결되어 있다.

제13도는 조립된 상태에서 기관의 가장 조용한 부품을 도시하고 있다. 어떤 부품들을 더 명료하게 하기 위해 제거되었다. 이러한 가장 중요한 부품들은 제14-23도에 보다 상세하게 도시되어 있다. 하기의 언급은 제13도에 있는 일반적 설계도와 제14-23도에 있는 상세한 설계도에 대신하도록 되어 있다.

[회전자 어셈블리의 안내수단]

제13도에 있는 기관하우징(110)의 왼쪽단부에 중심평면(110a)을 가로질러 기관하우징(110)안에 있는 구형공간(110b)을 통해 뻗어있는 연장안내수단(116)이 부착되어 있다. 안내수단(116)은 로타리 샤프트(117)의 회전축(117a), 즉 기관의 구동 축과 일치하는 세로축(116a)(제14도참조)을 가지고 있다. 안내수단(116)은 로타리 샤프트(17)의 오른쪽단부(117b)안에 있는 구멍(117c)안에 앞을 향해 안내된다. 안내수단(116)의 단부부분(116c)을 제13도의 왼쪽까지 지지하기 위해 로타리 샤프트(117)의 구멍(117c)안에 베어링안내(117c')가 도시되어있다. 안내수단(116)의 언급된 왼쪽단부(116c)는 삽입되는 로타리 샤프트(117)의 하부단부에 의해 둘러싸여져 있다.

안내수단(116)안에 있는 열쇠그루브(116d)와 보울트(112d)에 의해 하우징부분(112)상에 장착된 말단덮개(112a)안에 있는 상응하는 열쇠그루브(도시되지 않음)와 상응하는 열쇠(도시되지 않음)에 의해 안내수단(116)은 하우징부분(112)에 영구적으로 부착되어 있다. 결과적으로, 안내수단(116)은 기관하우징과 함께 고정자 어셈블리(제14도참조)를 구성한다. 회전자(124,125)는 이 고정자 어셈블리 밖으로 안내되어지고 언급된 회전자는 밑에서 기술될 것처럼 기관하우징의 구형공간(110b)의 내부에 안내수단(116)을 쌓아 올려지게 된다.

제14도에 도시된 안내수단(116)은 대략 하부줄기부분의 중간에 정지-형태의 고리칼라(collar)부분(116f)을 가지는 하부 줄기-모양의 부분(116e)을 형성하게 된다. 더욱이 안내수단은 고리그루브(118)와 상부줄기-모양의 부분(116c)을 갖는 볼-모양의 허브부분(116g)을 형성한다. 그루브(118)를 비둘기꼬리-모양의 횡단면을 갖고 분리선(110a)과 각 V를 이루고 점선 (118a)에 의해 표시되는 평면안으로 뻗어간다. 그루브(118)안에는 안내고리(119)의 형태로 안내부재가 배열되어 있다. 안내고리(119)는 축(116b)(제14a도)을 통한 평면을 따라 두부분으로 나뉘어 졌으며, 그것에 의해 그루브(118)안에 장착될 수 있다. 도시된 실시예에서 안내고리(119)는 두분리된 베어링안내(119b 및 119c)사이에 위치하게 된다. 안내고리(119)는 안내수단을 구성하는 연결수단(121)(제16도 및 제20도참조)이 방사상으로 안쪽으로 뻗어있는 상응하는 방사상으로 안쪽으로 뻗는 핀(120)을 수용하도록 되어 있고 방사상으로 바깥쪽으로 열려진 피봇 베어링을 형성하는 구멍(119a)을 갖추게 하는 두 직경상으로 반대인 측면에 있다. 연결수단(121)은 밑에서 기술될 것처럼 두 번째 회전자 안에 포함되어 있다. 전술한 첫 번째 회전자(124), 전술한 회전자(125)와 전술한 안내고리(119)는 모두 공통의 회전자 어셈블리 안에서 섞여지게 된다.

[안내수단과 회전자 어셈블리의 연결]

제15도는 연결수단(121)안에 있는 안내고리(119)나 관련된 안내부재 그리고 안내수단(116)의 장착에 대해 도시하고 있다. 연결수단(121)의 하나의 절반부분(121a)이 제15도에 도시되고 다른 절반부분(121b)은 제13도와 제16도에 도시된 두 개의 절반부분(121a,121b)을 구성한다. 안내수단(116)의 구형의 허브부분(116g)은 절반부분(121a,121b)의 내부 안에 있는 상응하는 구형의 홈(도시되지 않음)안으로 받아들여지고 두분리된 단부편(123a 및 123b)은 연결수단(121)의 반대측면으로부터 앞을 향하여 삽입되고 각각의 두 개의 절반부분(121a, 121b)에 연결되고 제15도에서 오른쪽에 점선으로 표시되는 장착스크루(122)(제13도참조)에 의해 연결된다. 제15도에서 하나의 단부편(123a)은 연결수단(121)안에 장착되는 반면 다른 단부편(123b)은 절반부분(121a,121b)(절반부분(121b)은 제15도에 더 명료하기 위해 도시되지 않았으나 각각의 단부편(123a, 123b)과 연결하는 절반부분(121a)과 조립된)사이에서 움직이도록 되어 있다. 단부편(123a, 123b)는 대쉬선(123d')으로 표시된 구형의 만곡된 내부표면을 형성한다. 단부편(123a 및 123b)은 각각 말단핀(123a', 123b')을 갖추게 된다.

제13도에 것처럼 말단핀(123a', 123b')은 열쇠그루브(126')에 의해 보여지는 중간열쇠가 스페이서 슬리브(126)를 통해 회전자(125)에 단단하게 연결된다.

제16도는 연결수단(121)의 두 반대부분(121a, 121b)에 나사로 고정된 단부편(123a, 123b)에 의해 안내수단(116)의 허브부분에 관해 잠겨져 있고 안내고리(119)와 안내수단(116)주위에 장착된 연결수단(121)을 도시하고 있다. 제16도에 도시된 것처럼 연결수단(121)안에 있는 홈(121c, 121d)에 의해 연결수단(121)은 핀(123a' 및 123b')을 통해 뻗어있는 축(123')에 관해 특정하고 제한된 호를 따라 앞뒤로 요동 운동하도록 되어 있다. 연결수단(121)은 안내고리(119)와 두 번째 회전자(125)사이에 연결수단을 형성하기 때문에, 연결수단(121)은 회전자(125)와 일치하여 회전축(117a)에 관해 회전하도록 되어 있다. 평면(118a)에 직각으로 연장된 축(116a)(제13도 및 제14a도)에 관해 안내고리(119)를 확실하게 회전시킨 결과로써 연결수단(121)은 연결수단(121)과 안내고리(119)사이의 핀 연결 때문에 축(117a)에 관한 회전운동을 하도록 한다. 이 요동운동은 연결수단(121)의 말단핀(123a, 123b)을 통해 회전자(125)까지 이동된다. 회전자(125)는 회전자(124)에 관해 상응하는 확실한 요동운동을 하고 하기에 상세하게 기술될 것처럼 동시에 부품(121, 124, 125)은 회전축(117a)에 관해 공동회전운동을 한다.

[회전자 어셈블리의 제1회전자부품]

제16도는 분해도로서 부품(116,119) 및 (121)이 어떻게 제1회전자(124)의 두하우징부(124a, 124b)사이에서 폐쇄된 상태로 수용되는가를 설명해준다.

제17도는 하우징을 형성시키는 밀착, 회전자(124)로 어셈블된 하우징부(124a,124b)를 도시한 것이다. 회전자(1-4)는 로타리 샤프트(117)의 회전축(117)과 가지며 일치하는 한 주축(124)을 가지며 하우징 또는 회전자(124)는 엔진의 회전축(117)운동과 함께 그와 동일한 운동을 수행한다.

첫 번째 회전자, 즉 하우징(124)은 제16도에 도시된 상측단 슬리브부(124d)에 의해 회전축(117)의 하측단을 둘러싸고 마운팅(장착)키이(124e)를 통해 그와 같은 하측단에 단단히 연결되어 (제13도)하우징(124)이 회전축(117)에 대해 회전할 수 없도록 연결된다. 엔진하우징의 절반(111)과 회전축(117)사이의 미로밀폐(117e), 두 밀폐링(방사상 패킹링)(117f,117g)그리고 하우징(110')사이의 한 베어링안내(117h')가 있는 중간 베어링(117h), 그리고 관련된 엔드카바(단부덮개)(110)가 도시되어 있다. 이에 부합하여, 하우징(124)의 슬리브-형 단부(124g)에서 한 밀폐링(방사상 패킹링)(124i)을 보유토록 하기 위한 한 엔드카바(116i)가 배치된다. 하우징(124)내의 제1홈내에 한 밀폐링(방사상 패킹링)(124i)이 배치되며, 두 번째 홈내에는 환상의 칼라부(116f)한 측면 각각에 두 개의 트러스트 베어링(124k)이 배치된다. (제12도 및 제13도 참조). (124m)에는 안내부재(116)를 받쳐주기 위한 한 베어링안내가 도시된다. 하우징 절반(112)과 하우징(110) 터미날 카바(112a)에 엔드카바(116i)사이에는 미로밀폐(116h)가 하나 도시되어 있다.

[회전자 어셈블리의 두 번째 회전자부품]

제17도는 두 개의 단부편(125a, 125b)을 도시한 것이며, 이는 공동으로 밀착회전자부품(125)을 형성시키도록 하며(연결부재(121)와 함께), 반대측면으로부터 하우징(124)으로 보내진다.

제16도의 상측부내 하우징부(124a)와 제16도의 하측부내 하우징부(124b)에서 도시된 바와 같이, 이같은 제2회전자(124)에는 슬리브형의 허브부(124t)가 제공되는데 이같은 허브부의 바깥측이 제2회전자(125)의 피스톤(135, 136)을 안내하며 그 내측이 연결부재(121)를 안내한다.

제18도는 핑거(finger)형부(125d, 125e)를 겹침에 의하여 도면중 일점쇄선(125c)으로 도시된 바와 같이 공동장착나사에 의해 밀착회전자부품(125)을 형성시키도록 조립된 뒤의 두 단부편(125a, 125b)을 도시한 것이다. 핑거형 부(125d, 124e)는 부분-구형부(125a'', 125b'')의 상호 반대편에서 축방향으로 바깥측을 향해 끝을 앞쪽으로 하여 뻗어 있다. 축방향을 향하도록 된 플랜지부(125a', 125b')는 핑거형부(125d, 125e)사이에 연장되어 있다. 제19도는 한쪽 끝에서 본 단부편(125a)(단부편(125a)과 상응하는)이다. 엔진하우징(공동(110b)내)의 구형내측벽에 대한 회전자 어셈블리의 단부편(125a, 125b)을 밀폐시키기 위한 밀폐링(125a'')과 엔진하우징의 구형내측벽과 관련, 하우징(124)을 밀폐시키기 위한 상응된 하우징링(129)(제13도에 역시 도시함)이 도시되어 있다.

제17-18도에 도시된 바와 같이 단부편(125a, 125b)을 조립시키기 위해, 단부편(125 a,125b)의 대향된 에지플랜지(125a', 125b')가 연결부재(121)내의 상응하는 리세스(124p, 124r)내로 이동된다. 에지플랜지(125a', 125b')내에는 대응되는 밀폐홈속에 제13도에서 굵은 선으로 도시된 바처럼 두 개의 분리된 밀폐링(129)이 배치되어 있다. 이같은 밀폐링(129)은 제1회전자부품(124)의 두 대향된 피스톤 형성부 세로방향으로 밀착하여 그리고 중간영역에서 환상으로 에지플랜지(125a', 125b')를 향해 뻗어 있다. 제13도는 부호(125a'')로 세 개의 밀폐링들을 도시하고 있으며(제19도)이들은 서로 평행하게 그리고 제2회전자(125)의 원둘레전체를 따라 연장된다. 밀폐링(125a'', 129)은 크게 T자형 단면을 갖도록 만들어지며 이는 대응하여 만들어진 T자형 홈내에 수용되고 T자형 단면 횡단-바가 홈의 저부에 놓이도록 된다. 운전시에, 밀폐링이 구심력에 의해 엔진하우징의 내측벽으로 내던져지도록 되며 그와 같은 내측벽에 부착하여지도록 되어 부품들간에 심각한 마찰을 일으키지 않고 효과적인 밀폐접속을 보장케 한다. 단부편(125a, 125b)안쪽에서(제13도), 슬리브형 베어링(126)이 키이(126')를 수용하여 상기에서 언급된 바와 같이 연결수단(121)의 핀(123a, 123b)이 단부편(125a,125b)에 단단히 연결될 수 있도록 한다. 상기에서 언급한 바와 같이 키이(126')에 의해 회전자(121,125)들 사이에 밀착되고 단단한 연결이 제공되어 이들이 회전자(124)와 관련, 공동회전이종을 수행할 수 있도록 한다. 슬리브형 피봇 베어링(126) 바깥측에는 하우징부(124a,124b)와 단부편(125a,125b)사이에 그리고 축방향으로 안쪽을 향해 환상의 한 보호카바(127), 한 관련 베어링 안내(128')를 갖는 로타리 베어링(128) 그리고 카바(127)와 로타리 베어링(128)사이 그리고 각 단부편(125a, 125b)과 하우징(124)사이에 배치된 한 밀폐링(방사상 패킹링)(128'')이 도시되어 있다.

제13도는 하우징부(124a, 124b)를 조립하기 위한 장착보어(130)를 설명한다.

따라서, 비교적 간단한 밀폐장치에 의해, 상호 이동 가능한 회전부품(124,125)(그리고, 회전자부품(124,125)과 엔진하우징의 구형내측표면사이각각)사이에 효과적인 밀폐를 이르는 것이 가능하여 안내수단(116) 및 관련 안내부재(안내링)(119)그리고 이에 연결된 연결수단(121)이 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이 기관의 회전자(124,125)와 관련작업챔버(131-134)방사상 안쪽에서 밀폐된다.

제18도는 회전자(124,125)를 일측으로부터 도시한 도면이며, 이들이 회전축(117a)둘레로 90。회전된 두 회전자(124,125)를 도시한 것이다. 회전자(125)는 대향된 피스톤표면(135a,135b) 및 (136a,136b)각각을 갖는 대각선으로 마주하는 두 피스톤(135,136)을 갖는다. 하우징(124)과 관련하여 축(135')둘레에서 함께 이동되는 피스톤(135,136)은 단부편의 돌출부(125d,125e)로부터 형성되며, 이같은 돌출부가 서로 겹쳐지고 핑거를 형성시킨다.(제19도는 피스톤(135,136)을 일측단에서 본 도면이다.)

[회전자 어셈블리의 피스톤]

피스톤(135,136)은 제19도에서 도시된 바와 같이 상측피스톤(137)의 마주하는 피스톤표면(137a,137b)과 하측피스톤(138)의 마주하는 피스톤 표면(138a,138b)각각에서 서로를 향해 당기고 서로 멀어지며 회전자(124)와 관련요동방식으로 전후 이동 가능하다. 제19도에서 도시된 바와 같이, 작업쳄버(131-134)는 기관하우징의 내측벽을 나타내는 점선 안쪽으로 규정된다. 제1의 상측작업챔버(131)와 제1의 하측작업챔버(132)는 피스톤(137,138)과 피스톤(135)사이로 규정되며, 제2의 하측작업 챔버(133)와 제2의 상측작업챔버(134)가 피스톤(137,138)과 피스톤(136)사이에 규정된다.

로타리 축(117)의 회전 중에, 회전자(124)와 회전자(125)는 축(117a)둘레의 공동회전이동을 수행한다.

안내수단(116)의 안내링(119)과 연결수단(121)사이의 핀 연결과 연결수단(121)과 회전자(125)사이의 핀 연결(123a,123b) 때문에, 상기 회전의 결과로써 회전자(125)가 고정안내수단(116) 및 회전자 (124)와 관련해서 포지티브요동운동을 수행한다. 보다 정확히 하면 안내링(119)이 안내수단(116)내 관련 안내홈(118)속에서 평면(118a)을 따라 확실한 회전운동을 수행하며 (제14도), 연결수단(121)이 회전자(125)와 함께 축(117a)둘레에서 회전되는 것과 동시에, 안내링(125)이 연결수단(121)에 의하여 축(123')둘레에서 회전자(125)둘레에서 회전자(125)의 요동운동을 확실하게 일으키게 된다. 이같은 피스톤(135,136)은 피스톤(137,138)사이에서 전후에 상응하는 요동운동을 일으키며 번갈아 가며 작업 챔버(131,133)의 체적은 증가시키고, 작동챔버(132,134)의 체적은 감소시키거나 그 역이 되도록 한다.

회전자(124,125)의 축(117a)둘레로 매회전시 작업챔버(131,133)각각이 한번씩 채워지고 비워지며, 작업챔버(132,134)각각이 이에 상응되게 한번씩 채워지고 비워지게 된다. 즉, 각 작업챔버는 매회전마다 한번의 완전히 비우고 채우는 주기를 거치게 된다. 다시말해서, 4개의 작업챔버(131-134)는 기계가 4행정의 내연기관으로 만들어진 때 동시에 그리고 쌍으로 각각의 행정쌍을 실행할 것이다. 즉, 첫 번째 쌍의 작업챔버가

1)흡입행정과

2)압축행정인동안 두 번째 쌍의 작업챔버는

3)연소행정 및

4)배기행정이 될 것이다.

작업챔버(131,132)(133,134)각 쌍은 연속된 싸이클에서 각기 분리되어 두 개의 잇달은 행정을 거치게 된다.

[외부연결챔버/연소 챔버]

제12도는 외부연결챔버이며, 보다 정확히는 제23도와 관련해서 하기에서 상세히 설명될 결합된 연결챔버 및 연소챔버(150)를 설명한다. 바람직한 한 실시예에 따라, 본 명세서에서 기관은 외연기관(150)과 관련해서 설명되긴 하였으나 본 발명이 그같은 외연기관의 사용으로만 제한되지는 않는 것이다. 작업챔버가 공동(110b)내 정해진 각도범위안에서 한 해당위치를 갖게되는 때 작업중인 기관의 공동(110b)내에서, 즉 동기관의 공동(110b)내 각작업챔버내에서 연소를 실행함이 가능할 것이다. 작업챔버가 해당위치를 갖게되는 경우, 챔버(150)는 외부연결챔버로서만 작용될 것이며 그같은 경우 동 챔버는 작업중인 기관하우징내에서 한 도관으로 배치될 수 있다. 연결챔버라 함은 한 쌍의 작업챔버를 다른 한 쌍의 작업챔버와 연결시키어 한 쌍의 작업챔버내 두 행정이 다른 한 쌍의 작업챔버내 다른 두 행정에서 계속될 수 있도록 하는 한 연결도관임을 의미한다.

그와 같은 실시예에 대해 아무런 설명이 없다해도 상기 연결챔버가 없는 한 4행정 내연기관을 제공함이 또한 가능하다.

제23도에 밝혀진 바와 같이 연소챔버(150)는 두 개의 절반부분(150d, 105a'')으로 이루어진 한 분리유닛으로 만들어질 수 있는 그리고 케이싱(106)바깥측과 기관하우징 바깥측에 분리하여 장착될 수 있는 분리된 구조적 요소(150a)로 형성된다(제23도에는 도시되지 않음). 케이싱과 장착(마운팅)나사(150d', 150e')를 관통하여 뻗어있는 연결수단(150d, 150e)에 의해, 상기 구조적 요소(150a)가 기관하우징(110)위에 직접 장착되며, 연소챔버(150)로부터 포트(162,163)으로의 연결이 개방된다.

연소가 작용중인 공동(110b)내에서 발생하게되는 경우에, 구조적 요소(150a)가 작업챔버들중 두 챔버(압축챔버와 연소챔버 각각)사이의 연결수단을 구성시킨다. 구조적 요소(150a)의 두 절반부분(150a',150a'')(제12도)는 장착볼트(150b)에 의해 연결되며 장착볼트(150d',150e')에 의해 기관하우징(110)에 부착된다.

제23도는 절반부분(150a',150a'')들에 대한 단면도이며, 각각의 절반들이 그 안쪽에서 (선택에 따라서는 그 바깥측에서도)내열 및 단열의 세라믹 층으로 코팅되어(도시되지 않은 방법으로)연소챔버가 가장 적합한 높은 온도에서 유지될 수 있으며 따라서 높은 온도에서 최적연소를 보장할 수 있도록 한다. 동시에, 연소챔버로부터 주위로 그리고 케이싱내의 냉각수로 열이 빠져나가는 것을 막도록 함이 가능하다.

구조적 요소(150a)의 바깥측부분(150a'')과 동부분(150a'')의 중심 가까이에는 점화수단(점화플러그)(150f')을 위한 한 삽입슬리브(150f)가 도시되어 있다. 백열튜브 또는 유사한 점화수단(예를 들어, 디젤 또는 세미-디젤기관)의 사용이 역시 가능하며 이에 대한 설명을 생략한다. 연소챔버(150)의 반대측 단부에는 점화수단(150f')을 향해 화살표(150g',150h')로 도시된 것과는 반대방향으로 즉, 화살표(150')로 도시된 바의 압축공기/압력가스 흐름방향과 관련 각각 공동흐름 및 반대흐름방향으로 연료챔버(150)로 연료를 공급하도록 적용된 유입구 노즐(150g,150h)이 형성된다.

연소챔버(150)는 제23도에서 일례로서 개략적으로 도시되며, 예를 들지 않아도 연료노즐(150g,150h)의 위치 정함과 점화수단(150f')의 위치 정함에 다양한 변경의 가함이 편리할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 연소챔버의 대향된 측면으로부터 점화수단(150f')이 있는 측과 같은 한 측면상에 두 연료노즐모두(혹은 달리 몇 개가 되는)를 위치시키어 선택적으로 연소챔버로 공급되는 압축된 공기의 흐름방향과 관련 공동-흐름방향을 갖게 되도록 함이 편리할 수 있다.

제23도에 도시된 실시예에서, 연료챔버가 세로방향 전체로 다소 일정한 단면을 갖는 것으로 도시되나, 제24도에 도시된 바와 같이 그 단면적이 연료챔버내 한 측면에서 다른 한 측면으로 증가되도록 함이 또한 편리하기도 할 것이다.

기관하우징내에 리세스를 만들어 연료챔버가 기관하우징내로 직접 연결되도록 함으로써 연료챔버내 압력매체의 흐름경로를 가능한한 줄잡도록 함이 또한 가능할 것이다.

도시된 실시예에서, 연료챔버의 체적은 기관의 4작업챔버 각각의 체적약 1/12에 해당하며 따라서 연소 챔버내 압축된 공기의 압축력은 작업챔버로부터 연소챔버로 압축된 공기를 주입시키는 때 1/12가 될 것이다. 다른 압축비가 필요에 따라 연료챔버내 체적을 변경시키기 위해 사용될 수도 있다.

[기관하우징의 포트]

제12도와 제22도는 기관을 축방향으로 볼 때 기관의 하우징(110) 두 대향된 단부를 도시한 도면이다. 즉, 제21도는 기관하우징 절반부분(111)과 로타리 축(117)이 보이는 축으로부터 한 단부를 도시한 도면이고, 제22도는 기관하우징 절반부분(112)과 로타리축(116)이 보이는 축으로부터 한 단부를 도시한 도면이다.

제21도는 제1사다리꼴형 포트(161)와 제2의 대체로 장방형인 포트(162)를 도시한 도면으로, 상기 사다리꼴형 포트는 제11도에서 도시된 바와 같이 기관 바깥측에 있는 공기-유입구로부터 기관의 공동(110b)까지로의 흡입포트를 구성시키고, 장방형포트(162)는 기관공동으로부터 연소챔버(150)유입구로의 배기포트를 구성시킨다.

제22도는 세 번째(제3도)의 대체로 삼각형포트(163)와 네 번째의 대체로 사다리꼴형 포트(164)를 도시한 것이며, 상기 삼각형 포트는 연소챔버(150)로부터 기관의 공동(110b)으로의 흡입포트를 구성시키고, 사다리꼴형 포트(164)는 제11도에 도시된 바와 같이 기관의 공동(110b)으로부터 기관의 바깥측에 있는 배기유출구(164a)로의 배기포트를 형성시킨다.

제24도는 고정자 어셈블리(안내수단(116과 기관하우징(110))과 관련하여 회전자 어셈블리의 제1 및 제2 회전자부품 위치에 상응되는 5개의 각기 다른 회전위치(0。에서의 위치 A, 60。에서의 위치 B, 90。에서의 위치C, 135。에서의 위치 D, 그리고 180。에서의 위치 E)A1-A3, B1-B3, C1-C3, D1-D3, E1-E3을 개략적으로 도시한 것이다. 도면 A1-E1에서 회전 방향은 시계방향이고, 도면 A3-E3에서 회전방향은 시계반대방향이다. 도면의 명료함을 위해 고정자 어셈블리는 도시되지 않았으며, 단지 연소챔버(150)와 점선으로 표시된 포트(161-164)만으로 나타나 있다. 모든 도면 A1-E3에서, 고정자 어셈블리(기관하우징(110)과 안내수단(116))는 도면A1,B1,C1,D1,E1 및 A3,B3,C3,D3,E3에서 포트(161-164)로, 그리고 도면 A2,B2,C2,D2,

E2에서 연소챔버(150)로 각각 표시된 바와 같이 하나의 같은 위치에 있다. 부품들을 서로 구분시키기 위해, 제1회전자(124)의 구형단부면에 빗금이 쳐져 있다.

도면 A1,B1,C1,D1,E1은 축방향으로 볼 때 회전자 어셈블리(124,125)를 도시한 것으로 구동축(117)이 도시되어 있는 단부를 형성시키고 있으며, 도면 A3,B3,C3,D3,E3은 축방향 반대편 단부로부터, 즉 고정자(116)가 도시된 단부로부터 도시된다. 도면 A2,B2,C2,D2,E3은 축방향에서 볼 때 회전자 어셈블리(124,125)를 도시한 것이다.

도면 A1-A3은 회전자 어셈블리 0。위치에서 회전자(125)의 피스톤(135,136)이 피스톤 한 선단위치에 있음을 도시한 것이며, 도면 C1-C3은 회전자 어셈블리 90。위치에서 피스톤(135,136)이 피스톤 중간위치에 있음을 도시한 것이고, 그리고 도면 E1-E3은 회전자 어셈블리 180。위치에서 (피스톤(135,136)이 위치를 변경한 차이만을 제외하고는 도면 A1-A3에서의 위치와 상응하는)피스톤이 피스톤(135,136)의 다른 한 선단위치에 있음을 도시한 도면이다. )

회전자어셈블리의 60。(240。위치로), 30。(270。위치로), 90。(360。위치로)계속된 회전으로, 피스톤은 도면 B1-B3,C1-C3, 및 A1-A3에서 도시된 바와 같은 상응된 위치를 택한다. 다시말해서, 회전 어셈블리(124,125)의 각 회전(360。)에 대해, 피스톤(135,136)각각은 도면 A1-A3 및 E1-E3에서 도시된 바처럼 이들의 두 선단위치사이에서 전후 요동운동(90。+90。요동운동)을 하게 된다.

도면 A2-E2로부터 알 수 있는 바와 같이 도면 A2에서 피스톤(135)의 좌측면 그리고 피스톤(135)배면에 위치가 정해진 작업챔버는 회전자 어셈블리의 첫 번째 반회전(180。회전, 즉90。요동운동)이후 최소체적으로부터 최대체적으로 팽창되며 다음에 도면 E2에서 피스톤(135)의 좌측면 그리고 회전자 어셈블리의 아래를 향해 내민 면상에 위치하여진다. 그러나, 회전자 어셈블리의 다음 반회전(180。회전, 즉 90。요동운동)에서 그것이 피스톤의 좌측면 상에서 그러나 회전자 어셈블리의 상측을 향해 내민 면상에서 나타나 보이도록 회전될 것이다.

다음에 각 작업챔버는 상응하는 그리고 각각 상보적인 운동을 수행할 것이다. 첫 번째 작업챔버쌍, 즉 피스톤(135)의 한 측면에 각각 배치된 두 개의 작업챔버, 그리고 두 번째 작업챔버쌍, 즉 피스톤 (136)의 한 측면에 각각 배치된 두 개의 작업챔버는 쌍으로 한 상보적인 운동을 수행한다. 피스톤(135)의 한 측면에 있는 작업챔버와 피스톤(136)의 상응하는 한 측면에 있는 작업챔버는 작업사이클의 첫 번째 두 위상 속에 포함되며, 피스톤(135, 136)의 다른 한 측면에 있는 다른 두 작업챔버는 작업사이클의 두 마지막 위상내에 포함된다. 이 경우에, 한 쌍의 작업챔버가 포트(161,162)와 협력하게 되며, 다른 한 쌍의 작업챔버는 다른 한 쌍의 포트(163,164)와 협력하게 된다.

0。위치(그리고 180。 및 360。위치)에서, 모든 포트(161-164)는 제1회전자(124)(A1 및 A4에서 도시된 단부표면)의 원주위 표면에 의해 폐쇄된다.

도면 A3-E3에서 도시된 바와 같이, 공기유입구를 위한 포트(161)가 선단위치 A3과 E3(위치 B3,C3,D3참조)사이의 부분에서 제1작업챔버와 관련하여 전체가 혹은 부분이 벗겨지고, 선단위치 E3 및 A3에서 폐쇄될 뿐이다. 도면 A3-E3로부터 알 수 있는 바와 같이, 연소챔버(150)로의 배기포트를 구성시키는 포트(162)는 도면 D3-E3에서 도시된 위치들 사이 부분에서 제1로타리 부품의 리세스(162a,162b)에 의해 벗겨질 뿐이다.

도면 A1-E1에서 도시된 바와 같이, 배기유출구를 포트(164)는 도면 A1과 E1(도면 B1-D1 참조)에 도시된 두 위치들 사이의 부분에서 대응하여 벗겨지며(개방되며)도면 A1 및 E1에 도시된 선단위치들에서 덮여질(폐쇄될)뿐이다. 그러나, 포트(163)는 도면 A1과 D1에 도시된 위치들 사이의 부분에서 배타적으로 개방되며 도면 A1,D1 및 E1에 도시된 위치에서 폐쇄된다.

피스톤(135,136)의 요동이동은 피스톤(137,138)의 회전운동에 의해 스쳐 지나게 되는 구형부사이 공동의 중간환상섹터를 피스톤이 획 지나가 지도록 한다.

포트(162)는 첫 번째 회전자의 한 피스톤형성단부내 두 상응하는 리세스(162a,162b)(제16a도 참조)와 협동한다. 보다 정확히, 리세스는 부분적으로 피스톤 표면자체내에 연장되고 부분적으로 구형단부표면내에 연장된다. 따라서 포트(162)는 제1회전자부품의 구형단부표면내 리세스(162a, 162b)의 원주위 가장자리에 의해 직접 안내되게 된다. 즉, 포트(162)가 리세스(162a),(162b)에서 도시된 작용중인 피스톤(137)으로 형성된 밸브동체에 의해 안내된다. 그러나 다른 부품(161,163) 및 (164)의 오프닝은 첫 번째 회전자의 각 구형 단부표면 원주위 가장자리에 의해 안내된다.

도면 A1 및 A3로부터 알 수 있듯이, 피스톤(137,138)은 횡당방향보다는 세로방향이 더 크다. 이는 포트(162-164)의 필요한 안내를 수행하기 위해 사용된다. 도면 A1-A3 및 E1-E3에서, 즉 0。, 180。, 및 380。위치에서, 모든 포트가 피스톤(137,138)에 의해 덮여진다. 도면 B1-B3에서, 포트(161,163,164)의 많은 부분이 각 세작업챔버를 향해 상당하여 벗겨지며, 도면 C1-C3에서, 전체포트(161,163,164)가 각 세작업챔버를 향해 벗겨지게 된다. 그러나 도면 D1-D3에서, 포트(161,164)는 부분적으로 덮여지며, 포트(163)(그리고 포트(162))는 피스톤(137,138)각각에 의해 덮여진다. 위치 D1-D3와 위치 E1-D3사이(45。회전각), 포트(162)는 상기에서 언급된 바와 같이 벗겨진다.

특히, 흡입포트(161)와 배기포트(164)는 회전자 어셈블리의 180。회전각까지 다소 개방 유지된다. (0。, 180。 및 360。위치에서는 작은 각도가 덮여질 뿐이다.)포트(161,164)는 0。, 180。위치에서만 완전히 폐쇄된다. 이는 포트(161,164)를 위한 최적의 오프닝 타임이 획득될 수 있으며, 추가로 포트(161,164)의 가장 알맞게 큰 오프닝이 사용될 수 있음을 의미한다.

그러나, 기관공동(110b)으로부터 연소챔버(150)로의 포트(162)는 포트(161)에 대해 줄어든 단면면적을 가지며 포트(161)와 비교해 훨씬 작은 각도(회전각 180。중 45。)까지 완전히 혹은 부분적으로 개방 유지된다. 포트(163)는 포트(162)가 폐쇄된 뒤에야 개방되며, 그 역도 또한 같다.

상기에서 설명된 바와 같이 각 작업챔버(131-134)는 차례로 그리고 각각 분리하여 여러보프(161,162) 및 (163,164)에 연결된다. 즉, 정해진 시간에 4개의 작업챔버(131-134)각각이 기관의 4행정중 각각의 한 쌍에 상응하는 각기 다른 한 위치를 취한다.

1)흡입행정과 2) 압축행정, 그리고

3)연소행정과 4) 배기행정 각각

연결챔버(150)는 기관의 구형내측공동 바깥측(즉, 상기 4개 작업챔버 방사상 바깥측)에 배치시키므로써, 각각의 작업챔버가 각 360。회전사이클중 한번씩 계속적으로 연결챔버와 상호 왕래되어 지도록 허용된다.

제1압축챔버가 첫 번째 행정, 즉 흡입행정 1 (180。위치로부터 360。위치로 행정 1에서의 180。회전, 다시말해서 본원실시예의 경우 0。위치로부터 시작되는 한 점으로부터)을 통과한 0。위치에서의 한 시작점으로부터, 상기의 제1압축챔버가 압축행정(행정2)을 받게 되며, 135。위치로의 또다른 135。회전이 있은 뒤에, 상기 제1압축챔버가 180。위치까지 남아 있는 45。회전각에 걸쳐 상기 연결챔버(150)와 통하게 된다.

다음에 180。위치에서, 연결챔버(150)는 뒤이은 135。회전각에서 325。위치를 향해 팽창행정(행정3)에서 제1작업챔버와 통하게 된다. 360。위치를 향한 팽창행정의 나머지 45。행정에서, 제1작업챔버와 연결챔버(150)사이 연결이 폐쇄된다. 마지막으로, 배기는 뒤이은 180。회전각(행정4, 즉 배기 행정)중에 방출된다. 첫 번째 압축챔버와 첫 번째 팽창챔버가 행정1-4를 받게 되는 동안, 두 번째 압축챔버와 두 번째 팽창챔버는 상기에서 설명된 것과 관련해 180。의 각도지연을 갖는 상응하는 행정의 영향을 받게 된다.

상기 설명으로부터 180。회전까지 연결챔버(150)는 처음에 첫 번째 압축챔버와 통하게 되며 다음에는 각 분리회전각도(45。와 135。각각)까지 분리하여 첫 번째 팽창챔버와 통하여 짐을 알 수 있다. 뒤이은(다음) 180。회전각까지 연결챔버는 처음 45。두 번째 압축챔버와 통하고 다음 135。에서 두 번째 팽창챔버와 통한다.

이제까지의 설명에서 각도와 각 위치는 설명적인 실시예에 불과한 것으로 그밖에 다른 각도와 각 위치가 적합하기도 할 것이다. 그 조절은 회전자(124)와 관련된 포트의 형상과 위치를 변경시키므으로써 획득 가능하다.

연료가 공급되고 그 혼합물이 점화되는 때와 동시에 예를 들어 1/12의 압축비로 연결챔버(150)로 압축된 공기를 공급시키므으로써, 상기 연결챔버가 연소챔버로 작용할 수 있다. 연소챔버가 압축챔버로부터 폐쇄되자마자(예를 들어, 180。위치에서)연소챔버로부터 팽창챔버로의 연결이 만들어지며 구동력이 315。위치까지 135。회전각에 걸쳐 팽창챔버로 전달된다. 360。위치를 향해 나머지 45。회전각에서 구동력의 전달이 멈춰지며 팽창챔버(360。위치에서)가 배기유출구에 연결되고 구동력의 대부분이 팽창챔버 내에서 사용되어진다.

Claims (14)

1. 기계하우징(machine housing)(10,110)내의 구형(球形)공간(a spherical cavity)(10b)(110b)내에서 작동하는 첫 번째 피스톤(a first pair of piston)(19,20;

   137,138)을 갖는 첫 번째 회전자(a first rotor part)와 전술한 첫 번째 피스톤과 연관되어 전후로 요동운동(a rocking movement)을 하는 두 번째 피스톤(a second pair of piston)(33,34;135,136)을 갖는 두 번째 회전자(a second rotor part)를 갖으며, 전술한 첫 번째 회전자(19-21;124)는 로타리 샤프트(rotary shaft)(17,177)에 연결되며 한편 전술한 두 번째 회전자(33-35;125)가 전술한 첫 번째 회전자(19-24;124)에 비회전적으로 연결되어 전술한 로타리 샤프트(17,117)의 회전축(17a,117a)에서 공동회전운동을 행하며, 첫 번째 회전자는 전술한 회전축에 직각인 평면내의 첫 번째 회전통로에서 회전하며 한편 전술한 두 번째 회전자가 전술한 첫 번째 회전자와 연결되어 전후로 요동운동을 하며, 전술한 두 번째 회전자는 전술한 첫 번째 회전통로에 V각도로 연결된 정지안내수단(stationary guide means)(16,116)에 의하여 경사진 제이통로에서 회전하는 안내부(a guide member)(38,119)에 안내되는 로타리 어셈블리(a rotory assembly)를 포함하는 동력변환기에 있어서, 전술한 첫 번째와 두 번째 회전자(19-21;33-35;124,125)가 기계하우징(10,110)내의 구형내부면에 대응하는 공통의 구형모체(a common spherical generatrix)를 그 내부에 갖으며 전술한 두 번째 회전자(33,35;125)의 전후 요동운동을 안내하는 전술한 정지안내수단(16,116)이 한 끝에 정확히 기계하우징(10,110)에 연결된 회전자 어셈블리내의 중심에 배치됨을 특징으로 하는 동력변환기.
2. 제1항에 있어서, 전술한 정지안내수단(16,116)이 전술한 로타리 샤프트(17,117)와 동축상에 배치되고 기계하우징을 통해 전술한 로타리샤프트(17,117)의 내부단부와 연결된 베어링(a bearing)으로부터 전술한 기계하우징(10,110)의 반대편 단부에 장착된 정지안내수단에 뻗어나감을 특징으로 하는 동력변환기.
3. 제1항에 있어서, 전술한 정지안내수단(16,116)이 본질적으로 볼-모양의 중간부분(ball-shaped intermediate portion)(16d,116g)의 반대측면상에 두 개의 줄기-모양의 단부부분(two sterm-shaped end portions)(16b,16c;116c,116e)을 형성하는 샤프트 부재(a shaft member)와, 그리고 중간부분(16d,116g)이 전술한 안내그루브안(guide groove)에 회전할 수 있도록 장착되고 전술한 핀(38,39;120a,120b)에 의하여 구멍(bores)이나 이와 유사한 연결수단으로 두 번째 회전자(33-35;125)에 연결되는 안내부재(안내고리 38,119)를 받는 환상의 안내 그루브(an annular guiding groove)(41,118)를 가짐을 특징으로 하는 동력변환기.
4. 제1항에 있어서, 전술한 정지안내수단(16,116)이 첫 번째 회전자(19-21; 124)의 중심을 통해 연장되고, 전술한 첫 번째 회전자가 반대편 단부에서 전술한 정지안내수단(16,116)에 연결되어 회전할 수 있도록 장착되는 것을 특징으로 하는 동력변환기.
5. 제1항에 있어서, 전술한 첫 번째 회전자(124)가 환상의 방사상인 외부회전자(125a'',125,125b'',136)를 통해 전술한 두 번째 회전자(125)를 전방으로 통과시키고, 전술한 첫 번째 회전자(124)와 전술한 두 번째 회전자(125)가 작업실(the working chamber)(131-134)에 봉합되고 전술한 정지안내수단(116)을 포함하며 안내부재(119)와 연결수단(121)을 두 번째 회전자(125)에 연결하는 윤활제 포함공간을 공동으로 구성함을 특징으로 하는 동력변환기.
6. 제1항에 있어서, 전술한 첫 번째 회전자(124)가 전술한 두 번째 회전자(125)의 환상원주부분의 두 부분적 구형부분(two part-spherical portions)(125a'',

   125b'')사이에서 전술한 기계하우징의 구형공간(110b)안에 중간 볼부재부분(anmtermediate ball sector)을 형성하는 지역(zone)을 내부적으로 형성하고, 전술한 두 번째 회전자(125)의 피스톤-형성부분(135,136)의 양쪽 반대편은 전술한 첫 번째 회전자(124)의 축단부(the axial end portion)(137,138)사이의 지역에서 전술한 두 번째 회전자의 부분원형부(the part-spherical portion)(125a'',125b'')사이에서 연결수단을 형성함을 특징으로 하는 동력변환기.
7. 제6항에 있어서, 회전축(117a)에 연결된 축방향에서 전술한 첫 번째 회전자(124)는 잘려나간 단부(cut-off ends)을 가진 두 개의 상호반대인 볼-부분-모양의 단부(two mutually opposite, ball-segment-shaped end portion)(137,138)과 슬리브-형성 중간부분(a sleeve-forming intermed; ate portion)을 가지며 전술한 단부부분이 전술한 두 번째 회전자(125)의 부분 구형의 고리부(125a'',125b'')와 여기에 환상으로 연결된 외부의 피스톤-형성연결수단(135,136)의 사이에 있는 공간에 있는 전술한 작업실(131-134)을 공동으로 구성하는 것을 특징으로 하는 동력변환기.
8. 제1항에 있어서, 전술한 두 번째 회전자(125)가 첫 번째 회전자(124)와 전술한 정지안내수단(116)과 그리고 안내부재(119)사이의 공간 안에 있는 전술한 첫 번째 회전자(124)의 중간부분을 통해 가로질러 통과하는 중앙의 방사상인 내부연결수단(121)에 의해 전술한 정지안내수단(116)상에 회전할 수 있도록 장착된 안내수단(119)에 힌지를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 동력변환기.
9. 제1항에 있어서, 반대단부의 각각에서 전술한 기계하우징(110)이 회전과 떨어진 지역에 한 쌍의 입구(port)(161,164;162,163)를 가지며 전술한 입구는 전술한 첫 번째 회전자(124)의 단부부분(137,138)의 각각의 하나의 구형 외부표면의 운동통로의 내부로 향해 위치하며 또한 전술한 회전자 어셈블리의 회전지역이나 또는 다른 회전위치에서 전술한 단부부분(137,138)에 의해 덮여지고 벗겨지도록 되어 있고, 회전자 어셈블리의 회전축(117a)과 대칭이고 전술한 회전자(124)의 단부부분(137,138)상에 장착된 전술한 구형 외부 표면이 넓이보다 충분한 긴 길이를 가짐을 특징으로 하는 동력 변환기.
10. 제9항에 있어서, 펌프, 콤프레서, 2행정 내연기관엔진 또는 이와 비슷한 2행정엔진의 형태로 구성된 장치에 있어서, 전술한 기관하우징(110)의 공간(110b)가 회전자 어셈블리(124,125)에 의해 4개의 분리된 작업실(131-134)로 분리되며 4개의 입구(161,163,16,164)의 회전시마다 두 번씩 엔진의 2행정에 따르는 4개의 분리된 작업실(131-134)을 갖으며, 첫 번째 입구(161)와 세 번째 입구(163)는 동시에 각각 첫 번째와 세 번째 작업실의 흡입구를 구성하며, 두 번째 입구(162)와 네 번째 입구(164)는 각각 세 번째와 4번째 작업실의 배출구를 구성함을 특징으로 하는 동력변환기.
11. 제9항에 있어서, 4행정 내연기관형태로 구성된 장치에 있어서, 전술한 기관하우징(110)의 공간(110b)이 회전자 어셈블리(124,125)에 의해 두쌍의 입구(161,164;162,163)의 각각의 입구와 연결된 엔진의 4행정의 각기 2행정을 따르는 4개의 작업실(131-134)을 갖으며, 동시에 첫 번째 입구(161)가 첫 번째 작업실의 흡입구를 구성하고, 그리고 두 번째 입구(162)가 압축된 공기를 두 번째 작업실에서부터 작업실외부의 방사상으로 위치한 연결실(150)까지 방출하는 방출구를 구성하며, 세 번째 입구(163)가 연결실(150)에서부터 팽창실을 형성하는 세 번째 작업실까지의 흡입구를 구성하며, 4번째 입구(164)는 네 번째 작업실에서부터 배출출구까지 배출구를 구성함을 특징으로 하는 동력변환기.
12. 제11항에 있어서, 엔진의 냉각케이싱(106)외부에 선택적으로 배열되는 전달실(the communication chamber)(150)이 연료노즐(150d,150e)과 연결된 외부연소실과 점화수단(150f')를 형성하며, 연소실(150)은 엔징하우징(110)과 냉각케이싱(106)과는 공간이 있는 중공몸체(a bollow body)(150a)를 선택적으로 형성하게 됨을 특징으로 하는 동력변환기.
13. 제12항에 있어서, 전술한 연소실(150)이 내열의 도기물질의 내부층과 선택적으로 열-절연도기물질의 층을 갖임을 특징으로 하는 동력변환기.
14. 제1항에 있어서, 케이싱(a casing)를 형성하는 두-편의 중공몸체(124a,124b)의 형태이고 또한 적극적으로 회전하는 피스톤(137,138)의 첫 번째 쌍(the first pair)을 갖추게 되고 로타리 샤프트(117)에 단단하게 연결된 전술한 첫 번째 회전자(124)는 두 개의 환상 부재(two annular members)(125a,125b)의 형태이고 앞뒤로 요동하며 회전하는 두 번째 피스톤(135,136)과 환상부재를 회전가능한 안내고리(119)를 통해 전술한 정지안내수단(16)에 연결하는 중간가로연결수단(the transverse connecting means)(121)을 갖추는 전술한 두 번째 회전자(125)에 의해 국부적으로 감싸지고, 그리고 전술한 두 회전자(124,125)가 액체가 찬(liquid-tight)그리고 선택적으로 또한 가스가 찬 방법(gas-tight method)으로 가로연결수단(121)과 안으로 위치한 전술한 정지안내수단(116)과 관련된 안내고리(119)로부터 기계하우징의 작업실을 공동으로 관장하는 것을 특징으로 하는 동력변환기.