KR101135435B1

KR101135435B1 - 로우터리 엔진

Info

Publication number: KR101135435B1
Application number: KR1020050041092A
Authority: KR
Inventors: 변상복
Original assignee: 변상복
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2012-04-16
Also published as: KR20060118759A

Abstract

본 발명은 로우터리엔진(Rotary engine)에 관한 것이다.

종래의 왕복동내연기관(reciprocating engine) 은 진동,소음,부피,무게가 클뿐만 아니라 크랭크피스톤의 왕복동에 따른 관성 저항이 크며 반켈엔진(Wankel engine)은 회전로우터(Rotor)가 삼각형으로 되어 있기 때문에 그 에이펙스시일(Apexseal)의 마모로 인한 연소가스의 리이크가 심하여 출력이 떨어지고 제작성의 어려움으로 생산원가가 상승하는 결점이 있었다.

이러한 결점은 삼각형 로우터의 본질적인 결함에서 오는 결점이기 때문에 앞으로도 개선될 전망이 거의 없다.

본 발명은 이상과 같은 종래 엔진의 결점을 해결하여 작동실내의 기밀확보 및 윤활,냉각,소음,진동,내구성,제작의 난이도 등을 모두 감안하여 마력당 중량 및 부피를 작게 하고 저렴,저공해,고연비의 비폭발성 간헐연소 사이클의 엔진을 목적으로 안출한 것으로 편심의 로우터(3)가 하우징(4)의 내면에 접촉하면서 회전할 때는 날개밸브(Vane Valve)(8)의 하단기 로우터(3) 상면에 실려 밀접된 상태로 블록(5)중심의 안내홈(6)내에서 긴밀히 상하 운동하기 때문에 공기흡입구(14)에서 흡입된 공기는 점차로 압축 되어서 좌측의 통기공(9)내로 압송된다. 편심의 로우터(3)가 최대로 압축되어서 좌우측 통기공(9)(9')입구를 가로막을 무렵에는 날개밸브(8)중간의 공기공(7)이 좌우의 측벽공(10)(10')과 중복되므로 좌측 통기공(9)내의 압축공기는 통기공(9')내로 급속히 유출하여 하방의 연소실(11)까지 진출한다. 이 순 간 분사 연료변(12)으로부터 분사하는 연료는 연소실(11)내 압축공기와 격돌하여 혼합하고 점화 플러그(13)에 의하여 점화하면 고온고압의 연소가스가 편심의 로우터(3)표면에 직접 작용하여 토오크(toreue)를 발생케 한다. 따라서 로우터의 출력축(2)은 화살표 방향으로 원활히 회전운동을 지속하고 팽창 연소가스는 배기구(15)로 신속히 배출한다.

이상과 같이 본 발명은 날개밸브(8)의 하단이 로우터(3)상면에 밀접되고 로우터(3)와 하우징(4)내벽의 접촉면적이 넓기 때문에 기밀히 확보되어서 출력이 향상된다. 그리고 또 구조가 간단하여 내구성이 높고 마력당 중량 및 부피가 작고 생산원가가 크게 절감되는 잇점이 있다.

Description

로우터리 엔진{Rotary engine}

도 1은 본 발명의 내부구조를 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 A-A선 평단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

1,1' : 사이드 하우징 2 : 출력축 3 : 로우터

4 : 하우징 5 : 블록(block) 6 : 안내홈

7 : 공기공 8 : 날개밸브(Vane Valve)

9,9' : 통기공 10,10' : 측벽공 11 : 연소실

12 : 분사연료변 13 : 점화 플러그 14 : 공기 흡입구

15 : 배기구 16 ; 플라이 휘일(fly wheel)

17 : 가스실(gas seal) 18 : 에어쿳션(Air Cushion)

종래의 왕복동 내연기관(recipro cating engine)은 진동,소음,부피,무게가 클뿐만 아니라 크랭크 피스톤의 왕복운동에 따른 관성력이 크며, 회전 피스톤으로 된 반켈엔진(Wankel engine)은 그 회전 로우터가 삼각형으로 되어 있기 때문에 그 에이펙스시일(Apex seal)의 마모로 인한 연소가스의 리이크(leak)가 심하여 출력이 떨어지고, 제작성의 어려움으로 생산 원가가 상승하는 결점이 있었다.

이러한 결점은 삼각형 로우터의 본질적인 결함에서 오는 결점이기 때문에 앞으로도 개량 될 전망이 거의 없다.

본 발명은 이상과 같은 종래 엔진의 결점을 해결하여 작동실내의 기밀확보,윤활,냉각,소음,진동,내구성,제작의 난이성 등 내연기관으로서의 필수 요건을 모두 감안하여 마력당 중량 및 부피를 작게하고, 저공해 고연비의 간헐 연소사이클의 저렴한 엔진을 목적으로 안출한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 왕복동 내연기관의 결점인 관성저항을 제거하고 소음,진동,마찰력으로 인한 기계적 손실 등을 개선하고 간단한 구조로서 마력당 중량 및 부피를 줄이고 내구성 및 생산원가를 절감한 고연비의 로우터리 엔진을 개발한다.

사이드 하우징(1)(1')의 중심공에서 지지(支持)된 출력축(2)에 편심으로 고정된 로우터(Rotor)(3)는 하우징(4)의 내벽에 접촉하면서 회전케 하고 출력축(2)중심선상의 하우징(4)정상면(頂上面)에 형성한 블록(block)(5)의 중심에는 상단은 막히고 하방은 하우징(4)내부공간에 연통토록 장방형의 안내홈(6)을 형성하여 중간에 공기공(7)이 천설(穿設)된 날개밸브(Vane Valve)(8)를 삽입하여 그 하단이 로우터(3)상면에 실려서 밀접된 상태로 상하운동케 하고, 안내홈(6)의 좌우 양측에는 하 우징(4)내부공간에 연통토록 장방형의 통기공(9)(9')을 형성하되, 그 상단에는 안내홈(6)에 연통하는 두측벽공(10)(10')을 천설(穿設)하고, 하우징(4)의 상우측 내면에는 우측 통기공(9')에 연통하는 연소실(11)을 오목하게 형성하여 분사연료변(12)과 점화플러그(13)을 설치하고 하우징(4)의 밑바닥 좌측면에는 공기흡입구(14)를 천설하고 우측면에는 배기구(15)을 천설하여서 된 것이다.

도면중 미설명부호 16은 플라이 휘일(fly wheel), 17은 가스실(gas seal) 18은 에어쿳션(Air Cushion)을 표시한 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

편심로우터(3)의 가스실(gas seal)(17)부분이 하우징(4)의 내면에 접촉하면서 회전할 때 날개밸브(8)의 하단은 로우터(3)상면에 밀접된 상태로 안내홈(6)내에서 긴밀히 상하운동 하고 공기흡입구(14)에서 미리 흡입된 공기는 하우징(4)내 용적 변화와 함께 압축되어서 통기공(9)내로 압송된다. 공기를 최대로 압축하여 편심로우터(3)가 좌측의 통기공(9)입구를 거의 가로막고 또 로우터(3)의 가스실(17)이 우측의 하우징(4)내벽에 접촉할 무렵에는 날개밸브(8)중간의 공기공(7)이 좌우양측의 측벽공(10)(10')과 포개지므로, 통기공(9)내의 압축공기는 우측의 통기공(9')으로 급속히 유출하여 그 하방의 연소실(11)까지 진출하여 충만된다.

이 순간 분사연료변(12)으로부터 분사하는 연료는 연소실(11)에 충만된 압축공기와 격돌하여 혼합하고 점화플러그(13)에 의하여 점화하면 고온 고압의 연소가스가 편심의 로우터(13)표면에 직접 작용하여 토오크(torque)가 발생한다.

따라서 로우터(3)의 출력축(2)은 화살표 방향으로 원활하게 회전운동을 지속 하고 팽창연소 가스는 배기구(15)로 신속히 배출한다.

그리고 안내홈(6)정상의 에어쿳션(Air Cushion)내에 윤활유를 약간식 주입하면(不圖示) 날개판자(6)를 유막으로 윤활하고 로우터(3)에 흘러내려서 하우징(4)밑바닥에 낙하한다.

이외가치 하우징(4)밑바닥에 고인 윤활유는 회전하는 로우터(3)가 하우징(4)내벽면에 접촉하면서 회전할 때, 그 회전방향으로 급속히 밀어 올려서 하우징(4)내벽으로 비산(飛散)케 하므로 로우터(3)와의 마찰 마모 및 과열을 방지한다.

이상과 같이 본 발명은 로우터(3) 1회전에 한번 연소하는 비폭발성 간헐 연소사이클을 원활하게 수행하므로 진동,소음이 없고 날개밸브(8)하단은 그 자중(自重)과 에어쿳션(18)내의 공기탄력에 의하여 로우터(3)면에 밀접된 상태로 안내홈(6)내에서 상하운동 하고, 또 로우터(3)의 가스실(17)부분과 하우징(4)내면과의 접촉면적이 넓어서 기밀(氣密)이 확보되기 때문에 출력이 향상되고 연비가 높아진다.

본 발명은 왕복동 내연기관(reciprocating engine)과 같은 크랭크 기구가 없이 하우징(4)내에서 로우터(3)를 직접 회전 운동케 하였으므로 기계적 효율이 높고, 피스톤 왕복운동의 관성저항이 제거되고, 소음과 진동이 거의 없으며 날개밸브(8)의하단은 로우터(3)상면에 밀접되고 또 로우터(3)의 가스실(17)부분과 하우징(4)내벽과의 접촉면적이 넓기 때문에 기밀이 확보되므로 출력향상으로 연비가 높아지고 또 구조가 극히 간단하여 내구성이 높고, 마력당 중량 및 부피가 작고, 제작성이 용이하여 생산 원가가 크게 절감되고 연소실(11)내에서는 비교적 저온연소를 하므로 질소산화물(NOx)등 공해가스배출이 저감되는 효과가 있다.

Claims

사이드하우징(1)(1')의 중심공에서 지지(支持)된 출력축(2)에 편심으로 고정된 로우터(3)는 하우징(4)의 내벽에 접촉하면서 회전케 하고 출력축(2) 중심선상의 하우징(4)정상면(頂上面)에 형성한 블록(block)(5)의 중심에는 상단은 막히고 하방은 하우징(4)내부공간에 연통토록 장방형의 안내홈(6)을 형성하여 중간에 공기공(7)이 천설된 날개밸브(Vane Valve)(8)를 삽입하여 그 하단이 로우터(3)상면에 실려서 밀접된 상태로 상,하 운동케 하고 안내홈(6)의 좌우 양측에는하우징(4)내부공간에 연통토록 장방형의 두 통기공(9)(9')을 형성하되 그 상단에는 안내홈(6)에 연통하는 두측벽공(10)(10')을 천설(穿設)하고 하우징(4)의 상우측내면에는 우측 통기공(9')에 연통하는 연소실(11)을 형성하여 분사연료변(12)과 점화플러그(13)을 설치하고 하우징(4)의 밑바닥 좌측면에는 공기흡입구(14)를 천설하고 우측면에는 배기구(15)를 천설하여서 된 것을 특징으로 하는 로우터리엔진.