KR101073159B1

KR101073159B1 - 이중 부등속회전 용적식 흡배장치

Info

Publication number: KR101073159B1
Application number: KR1020110026037A
Authority: KR
Inventors: 김종문
Original assignee: 김종문
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2011-10-12

Abstract

본 발명은 각종 용적식 펌프, 진공펌프, 컴프레사, 유량계 및 로터리 내연기관등 전반적인 산업용 유체기계에 활용되는 용적식 흡배장치에 관한 것이다. 이중 부등속 회전을 이용한 본 발명은 종래의 용적식 유체기계와 로터리 내연기관 등의 문제점인 각종 회전자와 회전자 또는 회전자와 하우징 사이의 선 접촉을 완전한 면 접촉으로 대체하여 향상된 효율을 가진 단순하고 견고한 기계장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 크랭크축(120)의 회전에 의해 크랭크핀(130)이 시계 방향으로 회전하면, 유성외치차(171)가 회전하면서 고정내치차(161)에 치합(이맞물림)되고, 연결관(170)과 일체로 형성된 커넥팅로드(180)가 제1 회전피스톤(140)과 제2 회전피스톤(150)을 동일 방향으로 부등속 주기로 반 시계 방향으로 회전시켜서 하우징원통(110a)의 내벽 면(A)과 제1 회전피스톤(140)의 날개(143)와 제2 회전피스톤(150)의 날개(153) 사이에 형성된 흡압실(C)의 용적 변화에 따라 흡입 홀, 배출 홀(111)(112)을 통해서 유체를 흡입,배출시키는 구조로 되어 있다. 본 발명은 종래의 용적식 유체기계에 비해 보다 큰 용적효율을 이룰 수 있고, 간단하고 단순한 구동장치의 구성으로 소형화, 경량화, 저소음화 등을 이룰 수 있다.

Description

이중 부등속회전 용적식 흡배장치{Dual unequal rotational volumetric suction and discharging device}

본 발명은 이중 부등속회전 용적식 흡배장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 각종 용적식 액체 이송펌프, 진공펌프, 기체 압축 콤프레사, 기체(또는 액체) 유량계, 또는 회전식 로터리 내연기관 등 전반적인 산업용 유체기계에 활용될 수 있는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치에 관한 것이다.

현재의 용적식 액체이송펌프로 많이 쓰이는 것에는 비교적 간단한 구조의 베인펌프(Vane Pump), 기어펌프, 그리고 비교적 복잡한 대형의 피스톤 및 플런저식 펌프, 스크류 펌프 등이 있으며, 진공펌프에 있어서는 일반적으로 베인펌프, 피스톤식 펌프, 수봉식(원심력식)펌프 등이 많이 사용되고 있고, 일반적인 공기 압축기, 냉매 압축기, 특수가스 압축기 등에 있어서 용적식으로는 피스톤 또는 플런저 방식, 스크류 방식, 베인 방식의 콤프레사가 쓰이고 그리고 원심력식으로는 터보식 콤프레사 등이 사용되고 있다.

기존의 용적식 유량계로 많이 사용되는 기어식 유량계, 피스톤식 유량계, 다이아프람식 유량계 등이 있는데, 이들은 압력손실 측면과 측정정밀도 측면에서 제 각기 다른 장단의 특성을 나타낸다.

현재까지 내연기관은 왕복동식 엔진의 끊임없는 발전으로 대부분의 엔진이 왕복동식 피스톤 엔진으로 사용되고 있다. 일부 소수의 로터리엔진만이 단점을 지닌 채 사용되고 있을 뿐이다. 현재 회전식 로터리 엔진은 대표적으로 반켈로터리엔진(Wankel Rotary Engine)으로 일부 스포츠카 등에서 극히 제한되게 쓰이고 있다.

본 발명은 종래의 각종 용적식 유체이송 압축장치, 유량계, 회전식 로터리 엔진 등에서 발생하는 각종 회전자와 회전자 또는 회전자와 하우징원통(또는 케이싱) 사이의 선 접촉으로 인한 마모, 내구성 및 효율성 저하 등의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 같은 방향으로 부등속 회전을 하는 2개의 회전피스톤을 조합하여 용적 변화를 주어 유체 이송, 압축에 사용되도록 구성하되, 하우징과 회전피스톤과의 완전한 면 접촉구조를 구현하여 마모(磨耗)를 대폭 줄이고 내구성 및 효율성을 높일 수 있는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 베인펌프의 단점인 제한된 흡입양정, 작동구조상 피할 수 없는 베인의 마모, 기어펌프에서의 흡입양정의 제한과 기어의 구조상 기밀(Sealing)을 유지가 어려워 유체의 누유현상을 피할 수 없어서 동력효율 등이 낮은 단점 등을 견고하고 단순한 구조의 이중 부등속 회전 용적식 흡배장치로서, 베인펌프와 기어펌프의 장점을 유지하고 이들의 단점을 극복하여 고압과 고유량의 정밀한 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 제공한다.

현재 사용되고 있는 각종 진공펌프는 진공도를 높이기 위하여 상당히 복잡한 구조와 가공정밀도를 높여야 한다. 본 발명은 상기의 진공펌프들을 대체하여 단순한 구조의 작은 크기로 높은 진공도를 실현하는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 제공한다.

또한 본 발명은 베인 방식의 콤플레사와 같이 단순한 구조로 피스톤방식 등의 고압용 용적식 콤프레사의 기능을 할 수 있도록 각종 기체 압축기를 소형, 경량화된 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 제공한다.

본 발명은 유량계적인 특성에 있어서 간단한 구조와 기밀유지의 장점으로 기존의 용적식 유량계로 많이 사용되는 기어식 유량계, 피스톤식 유량계, 다이아프람식 유량계 등을 대체하는 압력손실이 적고 측정정밀도를 높이는 소형화된 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 제공한다.

본 발명은 특히 내연기관에 적용될 수 있는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 제공한다. 대표적 로터리 내연기관인 반켈로터리엔진은 회전피스톤과 원형 실린더의 접촉이 선 접촉으로 될 수밖에 없으며 이를 피할 수 없다는 단점으로 더 이상 발전할 수가 없었다. 이와 같은 선 접촉은 현대의 강한 소재의 발전 및 강한 재질의 개발에도 불구하고 마모에 매우 취약할 뿐만 아니라 기밀유지에 불리하고 연소효율을 떨어뜨리며, 내구적인 측면에서 절대적 단점으로 되어 있어 발전할 수가 없었다. 따라서 회전식 로터리엔진의 장점인 높은 연소효율을 일으키는 높은 용적효율, 저소음, 저진동, 단순한 주변장치의 적용이 가능한 구조 등을 가짐에도 불구하고 발전하지 못하고 있다. 본 발명은 단순하고 견고한 구조로써 회전피스톤의 날개와 원통형 하우징의 완벽한 면 접촉을 이루는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치로 흡기 및 배기밸브가 전혀 필요 없는 완전한 회전식 로터리 엔진을 내연기관으로 사용될 수 있는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 제공한다.

본 발명은 또한 정밀을 요하는 정용량 펌프, 유압펌프 등 산업 전반에서 필요로 하는 용적식 회전 유체기계에 다양하게 적용하여 좀더 간단하고 단순한 구조의 용적식 흡배장치를 제공함으로써 기존의 기계장치를 대체하는 효과 및 효율향상을 도모할 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치는 하우징원통(胴體)에 흡입구와 배출구가 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 하우징원통 양쪽에 하우징측판이 설치되는 원통형 하우징; 상기 하우징측판의 중심부를 관통하여 설치되며, 상기 원통형 하우징에 회전 가능하게 지지되는 크랭크축; 상기 크랭크축 중간에 연장 형성되는 크랭크핀; 상기 공간부 안에 회전 가능하게 설치되며, 중심부에 축 구동홀이 형성되고, 중간에 슬롯이 형성되며, 외주에 복수 개의 날개가 형성되는 제1 회전피스톤; 상기 제1 회전피스톤과 상반되어 상기 공간부 안에 회전 가능하게 설치되며, 중심부에 축 구동홀이 형성되고, 중간에 슬롯이 형성되며, 외주에 복수 개의 날개가 형성되는 제2 회전피스톤; 상기 하우징측판의 내주 면을 따라 고정 설치되며, 내주 면에 고정내치차가 형성되는 기어링; 상기 크랭크핀의 외주 면에 결합하여 상기 크랭크핀과 슬라이딩 회전하며, 외주 면에 상기 고정내치차와 상응하는 유성외치차가 형성되는 연결관; 및 상기 연결관의 외주 면에 연장 형성되고, 끝단에 구비된 회전핀이 상기 제1 회전피스톤의 슬롯과 상기 제2 회전피스톤의 슬롯에 삽입되는 커넥팅로드;를 포함하되, 상기 크랭크축의 회전에 의해 상기 크랭크핀이 시계방향으로 회전하면, 상기 유성외치차가 회전하면서 상기 고정내치차에 치합(이맞물림)되고, 상기 연결관과 일체로 형성된 상기 커넥팅로드가 상기 제1 회전피스톤과 상기 제2 회전피스톤을 동일 방향으로 부등속 주기로 반 시계 방향으로 회전시켜서 상기 하우징원통의 내벽 면과 상기 제1 회전피스톤의 날개와 상기 제2 회전피스톤의 날개 사이에 형성된 흡압실의 용적 변화에 따라 상기 흡입구와 상기 배출구를 통해서 유체를 흡입 및 배출시키는 것을 특징으로 한다.

상기 제1회전피스톤 및 제2 회전피스톤의 날개의 수가 각각 N개일 때, 상기 고정내치차와 상기 유성외치차의 치차 치수 비는 N : N-1인 것으로 설정된다.

상기 하우징원통에 형성된 다수 개의 흡입구와 배출구는 상기 하우징원통에 형성하는 대신에 상기 하우징측판에 같은 수의 흡입구와 배출구로 형성하는 구조로 대체될 수 있다.

상기 하우징원통에 형성된 다수의 흡입구와 배출구 중 일부는 회전피스톤 날개의 수와 관련된 갯수의 점화플러그로 대체될 수 있다.

상기 고정내치차와 상기 유성외치차의 치합 구조는 양쪽 중 한쪽에만 구성되고, 다른 쪽은 원의 접촉으로 회전 안내될 수 있다.

상기 슬롯에는 슬라이드 이동 가능한 접촉변환링이 설치되고, 상기 접촉변환링에는 상기 회전핀이 결합될 수 있다.

상기 연결관과 상기 커넥팅로드는 일체로 형성될 수도 있고, 상기 크랭크핀은 중간 단면이 반원형의 끝단으로 2개로 양분되고, 양분된 끝단은 상기 연결관의 양쪽에서 각각 삽입된 후 서로 맞물려 연결될 수도 있다.

상기 크랭크핀은 2개로 양분되고, 양분된 끝단은 중간이 막힌 형상의 상기 연결관의 양단부에 형성된 내통 안에 각각 끼워서 결합될 수도 있다.

상기 커넥팅로드는 상기 연결관의 외주면 중간에 대칭으로 연장 형성되고, 상기 커넥팅로드의 양끝단에 형성된 상기 회전핀은 대향으로 각각 절곡 형성될 수 있다.

상기 커넥팅로드는 상기 연결관의 외주면 중간에 일정 간격을 두고 대칭으로 연장 형성되고, 상기 커넥팅로드의 양끝단에 형성된 상기 회전핀은 서로 마주보는 방향으로 절곡 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 복수 개의 이중 부등속회전 용적식 흡배장치들이 한 개의 동일 크랭크축에 직렬 연결될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 종래의 각종 용적식 유체이송 압축장치, 유량계, 회전식 로터리 엔진 등에서 발생하는 각종 회전자와 회전자 또는 회전자와 하우징(또는 케이싱) 사이의 선 접촉으로 인한 마모, 내구성 및 효율성 저하 등의 문제점이 있는바, 본 발명은 같은 방향으로 부등속 회전을 하는 2개의 회전피스톤을 조합하여 용적 변화를 주어 유체 흡입, 압축 구조를 구성하되, 하우징과 회전피스톤과의 완전한 면 접촉구조를 구현하여 마모(磨耗)를 대폭 줄이고 내구성 및 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 진공펌프에 있어서 통상, 베인펌프, 피스톤식 펌프, 수봉식(원심력식)펌프 등이 많이 사용되고 있으나, 이들은 진공도를 높이기 위하여 좀더 복잡한 구조와 가공정밀도를 높여야 하지만, 본 발명은 각종 펌프들을 대체하여 단순한 구조의 작은 크기로 높은 진공도를 실현할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 베인 방식의 콤프레서와 같이 단순한 구조로 피스톤방식 등의 고압용 용적식 콤프레서의 기능을 할 수 있도록 각종 기체 압축기를 소형, 경량화할 수 있으며, 산업용으로 많이 사용되고 있는 대표적 용적식 블로워증 루츠블로워(Roots Blower)를 대체하여 같은 풍량과 풍압을 발생시키는 블로워로서 현저하게 작은 크기의 단순한 구조로 새로운 용적식 블로워 구조를 갖는다.

본 발명은 유량계 적인 특성에 있어서 간단한 구조와 기밀유지의 장점으로 기존의 용적식 유량계로 많이 사용되는 기어식 유량계, 피스톤식 유량계, 다이아프램식 유량계 등을 대체하는 압력손실이 적고 측정 정밀도를 높인 소형화된 구조를 갖는다.

본 발명은 내연기관으로서의 기능을 갖지며, 소형화 된 로터리엔진을 제공할 수 있을 뿐 아니라 흡기밸브, 배기밸브 등이 필요 없으므로 밸브작동계통인 캠축, 타이밍밸트 등을 생략할 수 있는 잇점이 있고 날개판의 손쉬운 가공으로 압축비를 손쉽게 조절하여 공급할 수 있으므로 전기점화 기관, 압축점화 기관, 소구기관 및 친환경 연료기관, 수소엔진기관 등 다양하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 보인 결합 사시도
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 보인 분리 사시도
도 3은 도 1의 I-I선 단면도
도 4는 도 1의 -선 단면도
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치에 있어서 제1 회전피스톤 및 제2 회전피스톤을 보인 정면도
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치에 있어서 크랭크축 및 크랭크핀을 보인 도면
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치에 있어서 연결관 및 커넥팅로드를 보인 도면
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치에 있어서 기어링을 보인 도면
도 9의 (a)-(e)는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치의 부등속 작동을 설명하는 도면
도 10의 (a)-(e)는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치의 부등속 작동을 설명하는 도면
도 11의 (a)-(e)는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치의 부등속 작동을 설명하는 도면
도 12는 본 발명의 변형 예를 보인 단면도
도 13 및 도 14는 슬롯에 접촉변환링이 설치된 구조를 보인 사시도 및 정면도
도 15는 크랭크핀의 변형 예를 보인 단면도
도 16은 연결관 및 크랭크핀의 변형 예를 보인 단면도
도 17은 커넥팅로드의 변형 예를 보인 단면도
도 18은 본 발명의 변형 예를 보인 것으로, 복수 개의 이중 부등속회전 용적식 흡배장치들이 한 개의 동일 크랭크축에 직렬 연결된 도면
도 19는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 보인 것으로, 제 1 실시 예가 반영된 로터리 내연기관의 4 사이클 작동구조를 설명하는 도면
도 20은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 보인 것으로, 제 3 실시 예가 반영된 로터리 내연기관의 4 사이클 작동구조를 설명하는 도면

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치들을 상세하게 설명한다.

[제1 실시 예]

본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(100)는 제1 회전피스톤(140)과 제2 회전피스톤(150)에 각각 4개씩의 날개(143)(153)가 형성된 구조에 대하여 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(100)는 하우징원통(胴體)(110a)에 각각 4개씩의 흡입구(111)와 배출구(112)가 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 하우징원통(110a) 양쪽에 하우징측판(110b)이 설치되는 원통형 하우징(110); 상기 하우징측판(110b)의 중심부를 구동하여 설치되며, 상기 원통형 하우징(110)에 회전 가능하게 지지되는 크랭크축(120); 상기 크랭크축(120)과 편심(偏心)되어 상기 크랭크축(120) 중간에 연장 형성되는 크랭크핀(130); 상기 원통형 하우징(110) 안에 회전 가능하게 설치되며, 중심부에 축 구동홀(141)이 형성되고, 중간에 슬롯(장공)(142)이 형성되며, 외주에 4개의 날개(143)가 형성되는 제1 회전피스톤(140); 상기 제1 회전피스톤(140)과 상반되어 상기 원통형 하우징(110) 안에 회전 가능하게 설치되며, 중심부에 축 구동홀(151)이 형성되고, 중간에 슬롯(152)이 형성되며, 외주에 4개의 날개(153)가 형성되는 제2 회전피스톤(150); 상기 하우징측판(110b)의 내주 면을 따라 고정 설치되며, 내주 면에 고정내치차(161)가 형성되는 기어링(160); 상기 크랭크핀(130)의 외주 면에 결합하여 상기 크랭크핀(130)과 일체로 회전하며, 외주 면에 상기 고정내치차(161)와 상응하는 유성외치차(171)가 형성되는 연결관(170); 상기 연결관(170)의 외주 면에 연장 형성된 커넥팅 로드(180); 및 상기 커넥팅 로드(180) 끝단에 구비되며, 상기 제1회전피스톤(140)의 슬롯(142)과 상기 제2회전피스톤(150)의 슬롯(152)에 삽입되는 회전핀(181);을 포함한다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(100)는 제1 회전피스톤(140)과 제2 회전피스톤(150)을 동일 방향으로 회전시키면서 부등속회전을 발생시키고, 이때 조합된 제1 회전피스톤(140)의 각 날개(143)와 제2 회전피스톤(150)의 각 날개(153) 사이의 용적변화를 이용하는 것으로, 상기 크랭크축(120)의 시계방향 회전에 의해 상기 크랭크핀(130)이 시계방향으로 회전하면, 상기 유성외치차(171)가 회전하면서 상기 고정내치차(161)에 치합(이맞물림)되고, 상기 연결관(170)과 일체로 형성된 상기 커넥팅로드(180)가 상기 제1 회전피스톤(140)과 상기 제2 회전피스톤(150)을 동일 방향으로 부등속 주기로 반 시계 방향으로 회전시켜서 상기 하우징원통(110a)의 내벽 면(A)과 상기 제1 회전피스톤(140)의 날개(143)와 상기 제2 회전피스톤(150)의 날개(153) 사이에 형성된 흡압실(C)의 용적 변화에 따라 상기 흡입구(111)와 배출구(112)를 통해서 유체를 흡입 및 배출시키는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징원통(110a)에 형성된 흡입구(111)와 배출구(112)는 상기 하우징원통(110a)에 형성하는 대신에 상기 하우징측판(110b)에 같은 수의 흡입구(111) 및 배출구(112)로 형성하는 구조로 대체될 수 있다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 부등속 회전 용적식 흡배장치(100)에 있어서, 상기 원통형 하우징(110)에 베어링(B)에 의해 회전 가능하게 지지된 크랭크축(120)이 동력원인 모터(미 도시)에 의해서 시계 방향으로 등속 회전하면, 커넥팅로드(180)의 회전핀(181)이 반 시계 방향으로 회전하도록 구성된다.

상기 날개(143)(153)의 수(N)가 각각 4개일 때, 상기 고정내치차(161)와 상기 유성외치차(171)의 치차 치수 비는 4:3로 설정된다.

상기 크랭크축(120)과 크랭크핀(130)이 270°회전하면 치차 치수 비가 4:3이므로 상기 유성외치차(171)가 상기 고정내치차(161)에 내접하여 반 시계 방향으로 360° 회전하도록 구성된다.

따라서 상대적인 회전 각도를 고려하면 크랭크축(120)이 시계 방향으로 270° 회전하는 동안 유성외치차(171)는 반 시계 방향으로 90°회전되고, 이는 결과적으로 제1 회전피스톤(140)을 반 시계 방향으로 90°회전시키는데, 이 90°의 회전은 유성외치차(171)와 고정내치차(161)의 접점이 회전중심이 되어 지속적으로 이동하는 회전으로서 회전핀(181)까지의 회전반경이 지속적으로 변하게 되어 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 부등속 회전을 하게 된다.

상기 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)의 부등속 회전은 90°마다 일정한 주기를 갖게 되며, 이 부등속 회전주기 동안 최고 회전속도와 최저 회전속도를 갖게 되는데, 이러한 최고 회전속도와 최저 회전속도의 비는 회전반경의 길이변화와 같은 3:1의 특성으로 나타난다.

결국, 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 크랭크축(120)이 시계 방향으로 3회전(1080°) 하는 동안, 반 시계 방향으로 1회전(360°)하며, 이러한 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 90°를 주기로 하여 최고 회전속도와 최저 회전속도의 비가 3:1로 지속적으로 변하는 부등속 회전하도록 구성된다.

상기 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)을 구동시키는 커넥팅로드(180)의 회전핀(181)은 상기 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)의 슬롯(142)(152) 내에서 방사상으로 왕복하면서 상기 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)을 구동시킨다. 그 회전핀(171)의 중심은 제1 회전피스톤(140)에서의 위치와 제2 회전피스톤(150)에서의 위치가 상반되게 위치하도록 구성된다.

상기 제1 회전피스톤(140)이 최고 회전속도를 이룰 때, 제2 회전피스톤(150)은 최저 회전속도를 이루고, 제1 회전피스톤(140)이 최저 회전속도를 이룰 때, 제2 회전피스톤(150)은 최고 회전속도를 이루게 된다. 상기 연결관(170)과 커넥팅로드(180)는 별도의 구성부품 또는 일체의 부품으로 형성될 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 부등속 회전 흡배장치(100)의 작동에 대하여 좀더 구체적으로 설명한다.

도 9의 (a)-(e)는 크랭크핀(130)이 시계 방향으로 270° 회전하는 것을 4 등분하여 각 67.5° 회전시의 제1 회전피스톤(140)과 제2 회전피스톤(150)의 반 시계 방향으로의 회전을 분석 도시한 것으로, 이웃한 두 개의 날개(143, 153)의 회전 각도를 살펴보면, 이웃한 두 개의 날개(143, 153)의 사이 각이 0°인 상태에서 처음 크랭크핀(130)이 67.5°시계 방향으로 회전하면, 선행의 날개(143)는 33.75° 반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하고 후행의 날개(153)는 11.25° 반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전하게 되어, 두 이웃한 날개(143, 153)의 사이 각은 22.5°로 된다. 계속하여 크랭크핀(130)이 두 번째 67.5°시계 방향으로 회전하면, 선행의 날개(143)는 다시 33.75°반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전하고, 후행의 날개(143)는 다시 11.25°반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하게 되어, 두 이웃한 날개(143, 153)의 사이 각은 최대 45°로 된다. 크랭크핀(130)이 세 번째 67.5°시계 방향으로 회전하면, 선행의 날개(143)는 11.25° 반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전되고, 후행의 날개(143)는 33.75°반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하게 되어, 두 이웃한 날개(143, 153)의 사이 각은 다시 22.5°로 줄어든다. 270°회전의 마지막 4번째로 크랭크핀(130)이 67.5°시계 방향으로 회전하면 선행의 날개(143)가 다시 11.25° 반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하고, 후행의 날개(153)는 33.75°반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전하여 두 이웃한 날개(143, 153)의 사이 각은 0°로 최소화되어, 두 개의 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 반 시계 방향으로의 90° 회전을 상반된 부등속 회전을 동반하여 마무리하게 되고, 이와 같은 크랭크핀의 270° 회전이 4회, 즉 1080°가 이루어지면, 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 4회의 반복된 주기의 부등속 회전으로 360°(1회전) 회전을 완성하게 된다. 즉, 크랭크축(120)의 1080°회전(3회전)으로 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 360° 회전(1회전)하는 상반된 이중의 부등속 회전을 얻게 된다. 이러한 부등속 발생 원리를 이용하여 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 부등속 회전 흡배장치(100)는 원통형 하우징(110)과 날개(143)(153), 회전피스톤(143)(153)과의 완전한 면 접촉구조를 구현하여 마모(磨耗)를 대폭 줄이고 내구성 및 효율성을 높일 수 있으며, 각종 펌프들을 대체하여 단순한 구조의 작은 크기로 높은 진공도를 실현할 수 있고, 베인 방식의 콤프레서와 같이 단순한 구조로 피스톤방식 등의 고압용 용적식 콤프레서의 기능을 할 수 있도록 각종 기체 압축기를 소형, 경량화하며, 기존의 용적식 유량계로 많이 사용되는 기어식 유량계, 피스톤식 유량계, 다이아프램식 유량계 등을 대체하는 압력손실이 적고 측정 정밀도를 높일 수 있다.

[제2 실시 예]

본 발명의 제2 실시 예에 따른 이중 부등속 회전 용적식 흡배장치(100)에 대하여 설명한다.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 이중 부등속 회전 용적식 흡배장치(100)는 제1 회전피스톤(140)과 제2 회전피스톤(150)에 각각 3개씩의 날개(143)(153)가 형성된 구조에 대하여 설명하기로 한다. 여기서 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(100)는 날개의 갯수를 제외하고 전술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(100)와 동일 구성을 가지므로, 설명의 편의성을 위해서 동일 구성부품에 대하여 동일 도면부호를 부여하기로 한다.

도 10의 (a)-(e)를 참조하면, 상기 날개(143)(153)의 수가 각각 3개일 때, 상기 고정내치차(161)와 상기 유성외치차(171)의 치차 치수 비가 3:2인 것으로 설정된다.

상기 크랭크축(120)이 동력원인 모터(미 도시)에 의하여 시계 방향으로 등속 회전하면 회전핀(171)은 반 시계 방향으로 회전된다. 이때 고정내치차(161)와 유성외치차(171)의 치차 치수 비가 3:2이므로 크랭크축(120)과 크랭크핀(130)이 240° 시계 방향으로 회전하면 유성외치차(171)는 고정내치차(161)에 내접하여 반 시계 방향으로 360°회전된다. 따라서 상대적인 회전 각도를 고려하면 크랭크축(120)이 시계 방향으로 240°회전하는 동안 유성외치차(171)는 반 시계 방향으로 120°회전하고, 이는 결과적으로 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)을 반 시계 방향으로 120°회전시키는데, 이 120°의 회전은 유성외치차(171)와 고정내치차(161)의 접점이 회전중심이 되어, 지속적으로 이동하는 회전으로서 회전핀(181)까지의 회전반경이 지속적으로 변하게 되어 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 부등속 회전을 하게 된다. 이러한 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)의 부등속 회전은 120°마다 일정한 주기를 갖게 되며, 이 부등속 회전주기 동안 최고 회전속도와 최저 회전속도를 갖게 되는데, 이러한 최고 회전속도와 최저 회전속도의 비는 회전반경의 길이변화와 같은 3:1의 특성으로 나타난다. 결국 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 크랭크축(120)이 시계 방향으로 2회전(720°)하는 동안, 반 시계 방향으로 1회전(360°)하게 되며, 이러한 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 120°를 주기로 하여, 최고 회전속도와 최저 회전속도의 비가 3:1로 지속적으로 변하는 부등속 회전을 한다.

도 10의 (a)-(e)는 크랭크핀(130)이 시계 방향으로 240°회전하는 것을 4 등분하여 각 60°회전시의 제1 회전피스톤(140)과 제2 회전피스톤(150)의 반 시계 방향으로의 회전을 분석 도시한 것으로, 이웃한 두 개의 날개(143, 153)의 회전 각도를 살펴 보면, 이웃한 두 개의 날개(143, 153)의 사이 각이 0°인 상태에서 처음 크랭크핀(130)이 60°시계 방향으로 회전하면, 선행의 날개(143)는 45°반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하고, 후행의 날개(153)는 15°반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전하게 되어, 두 이웃한 날개(143, 153)의 사이 각은 30°로 된다. 계속하여 크랭크핀(130)이 두 번째 60°시계 방향으로 회전하면, 선행의 날개(143)는 다시 45°반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전하고, 후행의 날개(153)는 다시 15°반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하게 되어, 날개(143, 153)의 사이 각은 최대 60°를 이루게 된다. 크랭크핀(130)이 세 번째 60°시계 방향으로 회전하면, 이때 선행의 날개(143)는 15°반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전하게 되고, 후행의 날개(153)는 45°반 시계 방향 가속을 동반하여 회전하여 날개(143, 153)의 사이 각은 다시 30°로 줄어들게 된다. 240° 회전의 마지막 4번째로 크랭크핀(130)이 60°시계 방향으로 회전하면, 선행의 날개(143)가 다시 15°반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하고 후행의 날개(153)는 45°반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전하여 날개(143, 153)의 사이 각은 0°로 최소화되어, 두 개의 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 반 시계 방향으로의 120°회전을 상반된 부등속 회전을 동반하여 마무리하게 되고, 이와 같은 크랭크핀(130)의 240° 회전이 3회, 즉 720°가 이루어지면 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 3회의 반복된 주기의 부등속 회전으로 360°(1회전)을 완성하게 된다. 즉, 크랭크 축(120)의 720°회전(2회전)으로 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 360°회전(1회전)을 하는 상반된 이중의 부등속 회전을 얻어낼 수 있다.

[제3 실시 예]

본 발명의 제3 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(100)는 제1 회전피스톤(140)과 제2 회전피스톤(150)에 각각 2개씩의 날개(143)(153)가 형성된 구조에 대하여 설명하기로 한다. 여기서 본 발명의 제3 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(100)는 날개의 갯수를 제외하고 전술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(100)와 동일 구성을 가지므로, 설명의 편의성을 위해서 동일 구성부품에 대하여 동일 도면부호를 부여하기로 한다.

도 11의 (a)-(e)를 참조하면, 상기 날개(143)(153)의 수가 각각 2개일 때, 상기 고정내치차(161)와 상기 유성외치차(171)의 치차 치수 비가 3:2인 것으로 설정된다.

상기 크랭크축(120)이 동력원인 모터(미 도시)에 의하여 시계 방향으로 등속 회전을 하면 커넥팅로드(180)의 회전핀(181)은 반 시계 방향으로 회전된다. 이때 고정내치차(161)와 유성외치차(171)의 치차 치수 비가 2:1이므로 크랭크축(120)과 크랭크핀(130)이 180°시계 방향으로 회전하면 유성외치차(171)는 고정내치차(161)에 내접하여 반 시계 방향으로 360° 회전된다. 따라서 상대적인 회전 각도를 고려하면 크랭크축(120)이 시계 방향으로 180°회전하는 동안 유성외치차(171)는 반 시계 방향으로 180°회전하고, 이는 결과적으로 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)을 반 시계 방향으로 180°회전시키는데, 이 180°의 회전은 유성외치차(171)와 고정내치차(161)의 접점이 회전중심이 되어 지속적으로 이동하는 회전으로서 회전핀(181)까지의 회전반경이 지속적으로 변하게 되어 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 부등속 회전을 하게 된다. 이러한 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)의 부등속 회전은 180°마다 일정한 주기를 갖게 되며, 이 부등속 회전주기 동안 최고 회전속도와 최저 회전속도를 갖게 되는데, 이러한 최고 회전속도와 최저 회전속도의 비는 회전반경의 길이변화와 같은 3:1의 특성으로 나타난다. 결국 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 크랭크축(120)이 시계 방향으로 1회전(360°) 하는 동안, 반 시계 방향으로 1회전(360°)하게 되며, 이러한 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 180°를 주기로 하여 최고 회전속도와 최저 회전속도의 비가 3:1로써 지속적으로 변하는 부등속 회전을 한다.

도 11의 (a)-(e)는 크랭크핀(130)이 시계 방향으로 180°회전하는 것을 4 등분하여 각 45° 회전시의 제1 회전피스톤(140)과 제2 회전피스톤(150)의 반 시계 방향으로의 회전을 분석 도시한 것으로, 이웃한 두 개의 날개(143, 153)의 회전 각도를 살펴보면, 이웃한 두 개의 날개(143, 153)의 사이 각이 0°인 상태에서 처음 크랭크핀(181)이 45°시계 방향으로 회전하면, 선행의 날개(143)는 67.5°반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하고 후행의 날개(153)는 22.5°반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전하게 되어 두 이웃한 날개(143, 153)의 사이 각은 45°로 이루어진다. 계속하여 크랭크핀(130)이 두 번째 45° 시계 방향으로 회전하면, 선행의 날개(143)는 다시 67.5° 반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전하고 후행의 날개(153)는 다시 22.5°반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하게 되어, 날개(143, 153)의 사이 각은 최대 90°를 이루게 된다. 크랭크핀(130)이 세 번째 45°시계 방향으로 회전하면, 선행의 날개(143)는 22.5°반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전되고, 후행의 날개(153)는 67.5°반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하여 날개(143, 153)의 사이 각은 다시 45°로 줄어들게 된다. 180° 회전의 마지막 4번째로 크랭크핀(130)이 45°시계 방향으로 회전하면, 선행의 날개(143)는 다시 22.5°반 시계 방향으로 가속을 동반하여 회전하고 후행의 날개(153)는 67.5°반 시계 방향으로 감속을 동반하여 회전되어 날개(143, 153)의 사이 각은 0°로 최소화되어 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 반 시계 방향으로의 180°회전을 상반된 부등속 회전을 동반하여 마무리하게 되고, 이와 같은 크랭크핀(130)의 180°회전이 2회, 즉 360°가 이루어지면 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 2회의 반복된 주기의 부등속 회전으로 360°(1회전) 회전을 완성하게 된다. 즉, 크랭크축(120)의 360° 회전(1회전)으로 제1 회전피스톤(140) 및 제2 회전피스톤(150)은 360°회전(1회전)을 하는 상반된 이중의 부등속 회전을 얻어낼 수 있다.

한편, 이하에서는 본 발명의 구성부품을 여러 가지 형태로 변형한 변형 예들을 살펴보기로 한다.

도 12는 고정내치차와 유성외치차의 치합 구조 변형 예를 사시도로서, 상기 고정내치차(161)와 상기 유성외치차(171)의 치합 구조는 양쪽 중 한쪽에만 구성되고 다른 쪽은 원의 접촉구조(C)로 회전 안내될 수 있는 구조일 수도 있다.

또한, 도 13 및 도 14는 슬롯에 접촉변환링이 설치된 구조를 보인 사시도 및 정면도로서, 상기 슬롯(142)에 슬라이드 이동 가능한 접촉변환링(195)이 설치되고, 상기 접촉변환링(195)에는 상기 회전핀(181)이 결합함으로써, 상기 슬롯(142)에 접촉변환링(195) 면 접촉된 상태에서 슬라이드 이동됨으로써 부품의 마모를 최소화할 수 있다.

또한 도 15는 크랭크핀의 변형 예를 보인 단면도로서, 크랭크핀(130)이 중간에서 반원형 단면으로 2개로 양분되고, 양분된 끝단은 상기 연결관(170)의 양쪽에서 각각 삽입된 후 서로 맞물려 연결될 수도 있다.

또한 도 16은 크랭크핀의 변형 예를 보인 단면도로서, 크랭크핀(130)이 2개로 양분되고, 양분된 끝단은 상기 연결관(170)의 홈(170a)에 각각 삽입되어 연결될 수도 있다.

또한 도 17은 커넥팅로드의 변형 예를 보인 단면도로서, 커넥팅로드(180)는 연결관(170)의 외주면 중간에 일정 간격을 두고 대칭으로 연장 형성되고, 상기 커넥팅로드(180)의 양끝단에 구비된 상기 회전핀(181)은 서로 마주보는 방향으로 절곡 형성될 수 있다.

또한, 도 18은 본 발명의 변형 예를 보인 것으로, 복수 개의 이중 부등속회전 용적식 흡배장치들(100)(200)이 한 개의 동일 크랭크축(120)에 직렬 연결될 수 있다.

[제4 실시 예]

도 19는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 보인 도면으로, 제 1 실시 예가 반영된 로터리 내연기관의 4 사이클 작동구조를 갖는다.

본 발명의 제4 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(400)의 구성요소들은 점화플러그(190)를 제외하고 제1 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(100)와 동일하므로 그에 대한 구체적인 설명과 도면부호는 생략하고 도 4 및 도 9의 (a)-(e)를 추가로 참조하기로 한다.

도 19의 (a)-(h)을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(400)는 하우징원통(胴體)에 흡입구와 배출구가 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 하우징원통 양쪽에 하우징측판이 설치되는 원통형 하우징; 상기 하우징측판의 중심부를 관통하여 설치되며, 상기 원통형 하우징에 회전 가능하게 지지되는 크랭크축; 상기 크랭크축과 편심되어 상기 크랭크축 중간에 연장 형성되는 크랭크핀; 상기 공간부 안에 회전 가능하게 설치되며, 중심부에 축 구동홀이 형성되고, 중간에 슬롯이 형성되며, 외주에 복수 개의 날개가 형성되는 제1 회전피스톤; 상기 제1 회전피스톤과 상반되어 상기 공간부 안에 회전 가능하게 설치되며, 중심부에 축 구동홀이 형성되고, 중간에 슬롯이 형성되며, 외주에 복수 개의 날개가 형성되는 제2 회전피스톤; 상기 하우징측판의 내주 면을 따라 고정 설치되며, 내주 면에 고정내치차가 형성되는 기어링; 상기 크랭크핀의 외주 면에 결합하여 상기 크랭크핀과 일체로 회전하며, 외주 면에 상기 고정내치차와 상응하는 유성외치차가 형성되는 연결관; 상기 연결관의 외주면에 연장 형성되고, 끝단에 형성된 회전핀이 상기 제1 회전피스톤의 슬롯과 상기 제2 회전피스톤의 슬롯에 삽입되는 커넥팅로드; 및 상기 원통형 하우징에 설치되는 점화플러그(190);를 포함한다.

상기 크랭크축(120)의 회전에 의해서 상기 크랭크핀(130)이 시계 방향으로 편심 회전하면, 상기 유성외치차(171)가 회전하면서 상기 고정내치차(161)에 치합(이맞물림)되고, 상기 연결관(170)과 일체로 형성된 상기 커넥팅로드(180)가 상기 제1 회전피스톤(140)과 상기 제2 회전피스톤(150)을 동일 방향으로 부등속 주기로 반 시계 방향으로 회전시켜서, 상기 하우징원통(110a)의 내벽 면과 상기 제1 회전피스톤(140)의 날개(143)와 상기 제2 회전피스톤(150)의 날개(153) 사이에 형성된 흡압실(C) 안으로 연소가스를 흡입 압축하고, 용적 변화에 따라 상기 점화플러그(190)가 점화되어 연소가스를 폭발, 배기하는 구조이다.

본 발명의 제4 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(400)는 상기 하우징원통(110a)에 형성된 흡입구(111)와 배출구(112)는 다수의 쌍으로 구성되고, 이 중 일부가 점화플러그(190)로 구성(대체)되는바, 8개의 흡압실(C)이 왕복동식 내연기관에 있어서 하나의 실린더와 같은 역할을 하여 8기통 내연기관으로 볼 수 있고, 그 각각의 흡압실(C)은 제1 및 제2 회전피스톤(140, 150)이 180°회전하는 동안 완벽한 흡입, 압축, 팽창, 배기의 4 사이클이 이루어지며, 두 개의 점화플러그(190)가 원통형 하우징(110)에 배치된다.

[제5 실시 예]

도 20은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치를 보인 도면으로, 제 3 실시 예가 반영된 로터리 내연기관의 4 사이클 작동구조를 갖는다.

본 발명의 제5 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(500)의 구성요소들은 점화플러그(190)를 제외하고 제3 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(100)와 동일하므로 그에 대한 구체적인 설명과 도면부호는 생략하고 도 4 및 도 11의 (a)-(e)를 추가로 참조하기로 한다.

도 20의 (a)-(h)를 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 이중 부등속회전 용적식 흡배장치(500)는 4개의 흡압실은 왕복동식 내연기관에 있어서 하나의 실린더와 같은 역할을 하여 4기통 내연기관으로 볼 수 있고, 그 각각의 흡압실(C)은 제1 및 제2 회전피스톤(140,150)이 360°회전하는 동안 완벽한 흡입, 압축, 팽창, 배기의 4 사이클이 이루어지며, 한 개의 점화플러그(190)가 원통형 하우징(110)에 배치된다.

이와 같이 본 발명의 권리는 상기 설명된 실시 예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있다는 것은 자명하다.

110: 원통형 하우징
110a: 하우징원통
110b: 하우징측판
111,112: 흡입구, 배출구
120: 크랭크축
130: 크랭크핀
140: 제1 회전피스톤
141: 축 구동홀
142: 슬롯
143: 날개
150: 제2 회전피스톤
151: 축 구동홀
152: 슬롯
153: 날개
160: 기어링
161: 고정내치차
170: 연결관
171: 유성외치차
180: 커넥팅로드
181: 회전핀
190: 점화플러그
195: 접촉변환링

Claims

하우징원통(胴體)에 흡입구와 배출구가 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 하우징원통 양쪽에 하우징측판이 설치되는 원통형 하우징;
상기 하우징측판의 중심부를 관통하여 설치되며, 상기 원통형 하우징에 회전 가능하게 지지되는 크랭크축;
상기 크랭크축 중간에 연장 형성되는 크랭크핀;
상기 원통형 하우징 안에 회전 가능하게 설치되며, 중심부에 축 구동홀이 형성되고, 중간에 슬롯(장공)이 형성되며, 외주에 복수 개의 날개가 형성되는 제1 회전피스톤;
상기 제1 회전피스톤과 상반되어 상기 원통형 하우징 안에 회전 가능하게 설치되며, 중심부에 축 구동홀이 형성되고, 중간에 슬롯이 형성되며, 외주에 복수 개의 날개가 형성되는 제2 회전피스톤;
상기 하우징측판의 내주 면을 따라 고정 설치되며, 내주 면에 고정내치차가 형성되는 기어링;
상기 크랭크핀의 외주 면에 결합하여 상기 크랭크핀과 슬라이딩 회전하며, 외주 면에 상기 고정내치차와 상응하는 유성외치차가 형성되는 연결관;
상기 연결관의 외주 면에 연장 형성된 커넥팅 로드; 및
상기 커넥팅 로드 끝단에 구비되며, 상기 제1회전피스톤의 슬롯과 상기 제2회전피스톤의 슬롯에 삽입되는 회전핀;을 포함하되,
상기 크랭크축의 회전에 의해 상기 크랭크핀이 시계방향으로 회전하면, 상기 유성외치차가 회전하면서 상기 고정내치차에 치합(이맞물림)되고, 상기 연결관과 상기 커넥팅 로드와 상기 회전핀을 통하여, 상기 제1 회전피스톤과 상기 제2 회전피스톤을 동일 방향으로 부등속 주기로 반 시계 방향으로 회전시켜서, 상기 하우징원통의 내벽 면과 상기 제1 회전피스톤의 날개와 상기 제2 회전피스톤의 날개 사이에 형성된 흡압실의 용적 변화에 따라, 상기 흡입구와 상기 배출구를 통해서 유체를 흡입 및 배출시키는 것을 특징으로 하는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 회전피스톤의 날개의 수와 상기 제2 회전피스톤의 날개의 수가 각각 N개일 때, 상기 고정내치차와 상기 유성외치차의 치차 치수 비는 N:N-1인 것을 특징으로 하는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하우징원통에 형성된 흡입구와 배출구는 다수의 쌍으로 구성되고, 이중 일부는 점화플러그인 것을 특징으로 하는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 고정내치차와 상기 유성외치차의 치합 구조는 양쪽 중 한쪽에만 구성되고 다른 쪽은 원의 접촉으로 회전 안내될 수 있는 구조인 것을 특징으로 하는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 슬롯에는 슬라이드 이동 가능한 접촉변환링이 설치되고, 상기 접촉변환링에는 상기 회전핀이 결합되는 것을 특징으로 하는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 크랭크핀은 중간 단면이 반원형의 끝단으로 2개로 양분되고, 양분된 끝단은 상기 연결관의 양쪽에서 각각 삽입된 후 서로 맞물려 연결되는 것을 특징으로 하는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 크랭크핀은 2개로 양분되고, 양분된 끝단은 중간이 막힌 형상의 상기 연결관의 양단부에 형성된 내통 안에 각각 끼워서 결합되는 것을 특징으로 하는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치.
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하우징원통(胴體)에 흡입구와 배출구가 일정 간격을 두고 형성되고, 상기 하우징원통 양쪽에 하우징측판이 설치되는 원통형 하우징;
상기 하우징측판의 중심부를 관통하여 설치되며, 상기 원통형 하우징에 회전 가능하게 지지되는 크랭크축;
상기 크랭크축 중간에 연장 형성되는 크랭크핀;
상기 원통형 하우징 안에 회전 가능하게 설치되며, 중심부에 축 구동홀이 형성되고, 중간에 슬롯(장공)이 형성되며, 외주에 복수 개의 날개가 형성되는 제1 회전피스톤;
상기 제1 회전피스톤과 상반되어 상기 원통형 하우징 안에 회전 가능하게 설치되며, 중심부에 축 구동홀이 형성되고, 중간에 슬롯이 형성되며, 외주에 복수 개의 날개가 형성되는 제2 회전피스톤;
상기 하우징측판의 내주 면을 따라 고정 설치되며, 내주 면에 고정내치차가 형성되는 기어링;
상기 크랭크핀의 외주 면에 결합하여 상기 크랭크핀과 슬라이딩 회전하며, 외주 면에 상기 고정내치차와 상응하는 유성외치차가 형성되는 연결관;
상기 연결관의 외주 중간에 일정 간격을 두고 대칭으로 연장 형성된 커넥팅 로드; 및
상기 커넥팅 로드 끝단에 구비되며, 마주보는 방향으로 절곡 형성되어 상기 제1회전피스톤의 슬롯과 상기 제2회전피스톤의 슬롯에 삽입되는 회전핀;을 포함하되,
상기 크랭크축의 회전에 의해 상기 크랭크핀이 시계방향으로 회전하면, 상기 유성외치차가 회전하면서 상기 고정내치차에 치합(이맞물림)되고, 상기 연결관과 상기 커넥팅 로드와 상기 회전핀을 통하여, 상기 제1 회전피스톤과 상기 제2 회전피스톤을 동일 방향으로 부등속 주기로 반 시계 방향으로 회전시켜서, 상기 하우징원통의 내벽 면과 상기 제1 회전피스톤의 날개와 상기 제2 회전피스톤의 날개 사이에 형성된 흡압실의 용적 변화에 따라, 상기 흡입구와 상기 배출구를 통해서 유체를 흡입 및 배출시키는 것을 특징으로 하는 이중 부등속회전 용적식 흡배장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
복수 개의 이중 부등속회전 용적식 흡배장치가 한 개의 동일 크랭크축에 직렬 연결되는 복수 구조의 이중 부등속회전 용적식 흡배장치.