KR101372013B1 - 내연기관 - Google Patents

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KR101372013B1
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Abstract

본 발명의 실시예는 내연기관에 관한 것으로, 내연기관은 환형의 제1 유로와 제2 유로가 형성되고 중공부를 가지는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 위치하여 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 구획하고 상기 제1 유로와 상기 제2 유로가 연통 가능한 연통구가 형성된 격벽과, 상기 제1 유로의 일측에 형성되어 공기와 연료가 유입되는 흡기포트와, 상기 제1 유로를 따라 이동하는 제1 피스톤과, 상기 흡기포트에서 유입된 공기와 연료를 압축하기 위해 상기 제1 피스톤과 일영역을 형성하도록 상기 제1 유로의 내부를 선택적으로 구획하는 제1 개폐부와, 상기 제1 피스톤보다 선행하며 상기 제2 유로를 따라 이동하는 제2 피스톤과, 상기 연통구로부터 공급되는 압축된 공기와 연료가 폭발 가능하도록 상기 제2 피스톤과 일영역을 형성하도록 상기 제2 유로의 내부를 선택적으로 구획하는 제2 개폐부와, 상기 제2 유로의 일측에 형성되며 폭발한 가스를 배기하기 위한 배기포트, 그리고 상기 중공부에 위치하며 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤과 연결되어 동력을 전달하는 회전축을 포함한다.

Description

내연기관 {INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명의 실시예는 내연기관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환형의 유로를 따라 이동하는 피스톤의 1회전에 의해 흡기-압축-폭발-배기가 이루어지는 내연기관에 관한 것이다.
일반적으로 내연기관은 사용하는 연료에 따라 디젤 또는 가솔린 기관으로 구분된다. 또한, 실린더 내부의 피스톤이 직선 왕복 운동을 행하며 연료와 공기의 폭발에 의해 피스톤이 이동하여 동력을 생산한다.
내연기관은 흡기-압축-폭발-배기를 1cycle 수행하기 위해 실린더 내부에서 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동을 행하여야 한다.
구체적으로, 내연기관은 실린더 내부에서 피스톤이 직선 왕복 운동을 행한다. 이러한 피스톤의 직선 왕복 운동이 크랭크 축에 전달되어 회전운동으로 변환되어 동력을 전달한다.
또한, 종래의 내연기관은 흡기포트와 배기포트가 형성되며 흡기포트와 배기포트는 각각을 개폐 가능한 흡기밸브와 배기밸브를 구비한다.
하지만, 종래의 내연기관은 피스톤의 직선 왕복 운동이 크랭크 축에을 통해 회전운동으로 전달됨으로 기계적 손실에 따른 효율이 저하된다. 또한, 흡기포트와 배기포트에 형성되는 흡기밸브와 배기밸브의 구조가 복잡한 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2001-0088424호(공개일: 2001.09.26)
본 발명의 실시예는 피스톤이 환형의 유로를 따라 일회전시 흡기-압축-폭발-배기의 1cycle을 수행하는 내연기관을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 내연기관은 환형의 제1 유로와 제2 유로가 형성되고 중공부를 가지는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 위치하여 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 구획하고 상기 제1 유로와 상기 제2 유로가 연통 가능한 연통구가 형성된 격벽과, 상기 제1 유로의 일측에 형성되어 공기와 연료가 유입되는 흡기포트와, 상기 제1 유로를 따라 이동하는 제1 피스톤과, 상기 흡기포트에서 유입된 공기와 연료를 압축하기 위해 상기 제1 피스톤과 일영역을 형성하도록 상기 제1 유로의 내부를 선택적으로 구획하는 제1 개폐부와, 상기 제1 피스톤보다 선행하며 상기 제2 유로를 따라 이동하는 제2 피스톤과, 상기 연통구로부터 공급되는 압축된 공기와 연료가 폭발 가능하도록 상기 제2 피스톤과 일영역을 형성하도록 상기 제2 유로의 내부를 선택적으로 구획하는 제2 개폐부와, 상기 제2 유로의 일측에 형성되며 폭발한 가스를 배기하기 위한 배기포트, 그리고 상기 중공부에 위치하며 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤과 연결되어 동력을 전달하는 회전축을 포함한다.
상기 제1 개폐부와 상기 제2 개폐부는, 각각의 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 구획하는 개폐부재, 그리고 각각의 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 가압에 의해 상기 개폐부재가 개방 가능하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기한 내연기관의 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 이동 방향을 기준으로 상기 제2 피스톤의 후단은 상기 제1 피스톤의 선단보다 선행할 수 있다.
상기한 내연기관의 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤의 이동 방향을 기준으로, 상기 제1 피스톤의 선단은 상기 제1 유로의 내주 접선과 예각을 이루며, 상기 제2 피스톤의 선단은 상기 제2 유로의 내주 접선과 예각을 이룰 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 내연기관은 피스톤이 환형의 유로를 따라 일회전시 흡기-압축-폭발-배기의 1cycle을 효과적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관의 일부 절개를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 회전축 및 피스톤의 결합 구조를 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 1의 개폐부를 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 10은 도 1에 도시한 내연기관의 동작 상태를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관(100)을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관(100)은 제1 유로(210)와 제2 유로(220)가 형성된 하우징(200)과, 연통구(240)가 형성된 격벽(230)과, 흡기포트(250)와, 제1 피스톤(310)과, 제1 개폐부(270)와, 제2 피스톤(320)과, 제2 개폐부(280), 배기포트(260), 그리고 회전축(300)을 포함한다.
하우징(200)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 중심에 중공부가 형성되며, 내부에 제1 유로(210)와 제2 유로(220)가 형성된다. 구체적으로, 하우징(200) 내부에 형성된 제1 유로(210)와 제2 유로(220)는 중공부의 중심으로부터 일정한 반경을 가지는 원형으로 형성된다. 즉, 제1 유로(210)와 제2 유로(220)는 환형(環形)으로 하우징(200) 내부에 형성된다.
또한, 제1 유로(210)와 제2 유로(220)는 하우징(200) 내부에 환형으로 서로 대향하며, 중공부의 중심으로 동일한 반경을 가지도록 형성될 수 있다.
격벽(230)은 하우징(200)의 내부에 형성되며 제1 유로(210)와 제2 유로(220)를 구획한다. 또한, 격벽(230)에는 연통구(240)가 형성된다. 연통구(240)는 격벽(230)의 일영역에 형성되며 제1 유로(210)와 제2 유로(220)가 연통 가능하도록 한다.
흡기포트(250)는 제1 유로(210)의 일측에 형성된다. 구체적으로, 공기와 연료가 흡기포트(250)를 통해 제1 유로(210)로 유입된다.
제1 피스톤(310)은 환형으로 형성된 제1 유로(210)를 따라 일방향으로 이동한다.
구체적으로, 제1 피스톤(310)은 제1 유로(210)의 체적에 1/2를 차지할 만큼 형성될 수 있다. 또한 제1 피스톤(310)은 제1 유로(210)를 따라 이동하며 흡기포트(250)를 개방 또는 폐쇄시킨다.
그리고, 제1 피스톤(310)의 단면은 제1 유로(210)의 단면과 동일하게 형성되어 흡기포트(250)로 유입된 공기와 연료를 손실 없이 압축시킬 수 있도록 형성된다.
제1 개폐부(270)는 제1 유로(210)의 내부를 선택적으로 구획한다. 또한, 제1 개폐부(270)와 제1 피스톤(310)은 일영역을 형성하여 흡기포트(250)로부터 유입된 공기와 연료를 압축한다.
구체적으로, 제1 개폐부(270)가 제1 유로(210)의 내부를 구획하면 제1 개폐부(270)와 제1 피스톤(310) 사이에 형성된 일영역이 제1 피스톤(310)의 이동에 의해 체적이 줄어들게 되며 따라서 일영역에 있던 공기와 연료가 줄어드는 체적에 의해 압축된다. 저속에서도 제1 피스톤(310)에 의해 효과적으로 공기와 연료를 압축할 수 있다.
제2 피스톤(320)은 환형으로 형성된 제2 유로(220)를 따라 일방향으로 이동한다.
또한, 제2 피스톤(320)은 제1 피스톤(310)보다 선행하며 제2 유로(220)를 따라 이동한다. 그리고, 제2 피스톤(320)의 단면은 제2 유로(220)의 단면과 동일하게 형성될 수 있다.
구체적으로, 제2 피스톤(320)의 이동 방향을 기준으로 제2 유로(220)를 따라 일방향으로 이동하는 제2 피스톤(320)의 선단을 일단이라 하고 제2 피스톤(320)의 후단을 타단이라 하고 제1 유로(210)를 따라 일방향으로 이동하는 제1 피스톤(310)의 선단을 일단이라 하고 제1 피스톤(310)의 후단을 타단이라 하면 제2 피스톤(320)의 타단은 제1 피스톤(310)의 일단보다 선행하며 이동한다. 제1 피스톤(310)의 일단과 제2 피스톤(320)의 타단과의 거리는 제1 개폐부(270), 제2 개폐부(280), 그리고 연통구(240)의 위치에 따라 변경될 수 있다.
일예로, 제1 피스톤(310)의 후단과 제2 피스톤(320)의 선단은 1/20 내지 1/15의 위상차를 가지며 제1 유로(210)와 제2 유로(220)를 따라 이동할 수 있다. 즉, 제1 피스톤(310)의 후단과 제2 피스톤(320)의 선단은 1/20 내지 1/15의 위상차를 가지며 제1 유로(210)와 제2 유로(220)를 따라 이동하는 경우 효과적으로 압축비를 유지할 수 있다.
또한, 제2 피스톤(320)은 제1 피스톤(310)과 동일한 크기로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤의 위상차는 이에 한정되는 것은 아니며, 압축비를 유지할 수 있는 위상차를 가질 수 있도록 각 유로의 체적에 따라 변경 실시될 수 있다.
그리고, 회전축(300)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)이 결합되어 있다.
구체적으로, 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)은 하우징(200)의 일면과 접촉하며 회전 가능한 하우징 커버(330)와 결합되며, 하우징 커버(330)는 회전축(300)과 복수의 보강 리브(340)에 의해 지지 및 결합될 수 있다. 또한, 하우징(200)과 하우징 커버(330) 사이는 기밀을 유지할 수 있도록 형성된다.
일면에 흡기포트(250)와 배기포트(260)가 형성된 하우징(200)의 타면에 하우징 커버(330)가 결합된다. 즉, 중심에 중공부가 형성된 하우징(200)의 중공부에 회전축(300)이 위치하며 회전축(300)은 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)과 결합된 하우징 커버(330)와 복수의 보강 리브(340)에 의해 결합된다. 또한, 회전축(300)은 하우징(200)에 형성된 중공부의 중심축방향으로 일방향으로 길게 형성될 수 있다.
구체적으로, 하우징 커버(330)의 일면은 하우징(200)의 내주면과 대향하며 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)이 결합되고, 하우징 커버(330)의 타면은 회전축(300)의 외주면과 대향하고. 하우징 커버(330)와 회전축(300)은 하우징 커버(330)의 타면과 회전축(300) 외주면 사이에 위치하는 복수의 보강 리브(340)에 의해 지지 및 결합된다.
따라서, 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)의 회전속도는 회전축(300)의 회전 속도와 동일하다. 즉, 회전축(300)이 1회전 하면 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)은 각각의 제1 유로(210)와 제2 유로(220)를 따라 1회전 하게 된다.
제1 피스톤(310)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 이동 방향을 기준으로 제1 유로(210)를 따라 일방향으로 이동하는 제1 피스톤(310)의 선단을 일단이라 하면 제1 피스톤(310)의 상기 일단은 경사지게 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 일단은 제1 피스톤(310)과 접촉된 제1 유로(210)의 내주 접선과 예각을 이루도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 피스톤(310)의 상기 일단은 회전축(300)의 외주의 접선과 예각을 이루도록 형성된다.
그리고, 이동 방향을 기준으로 제1 유로(210)를 따라 상기 일방향으로 이동하는 제1 피스톤(310)의 후단을 타단이라 하면 제1 피스톤(310)의 상기 타단은 제1 피스톤(310)과 접촉된 제1 유로(210)의 내주 접선과 직각을 이루도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 피스톤(310)의 상기 타단은 회전축(300)의 외주의 접선과 직각을 이루도록 형성된다.
또한, 제2 피스톤(320)도 상기 일방향으로 이동하는 제2 피스톤(320)의 선단을 일단이라 하면 제2 피스톤(320)의 상기 일단도 경사지게 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 일단은 제2 피스톤(320)과 접촉된 제2 유로(220)의 내주 접선과 예각을 이루도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 피스톤(320)의 상기 일단은 회전축(300)의 외주의 접선과 예각을 이루도록 형성된다.
그리고, 이동 방향을 기준으로 제2 유로(220)를 따라 상기 일방향으로 이동하는 제2 피스톤(320)의 후단을 타단이라 하면 제2 피스톤(320)의 상기 타단은 제2 피스톤(320)과 접촉된 제2 유로(220)의 내주 접선과 직각을 이루도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 피스톤(320)의 상기 타단은 회전축(300)의 외주의 접선과 직각을 이루도록 형성된다.
일예로, 본 발명의 실시예에 따른 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)의 상기 각 일단의 경사각은 30˚로 형성될 수 있다.
앞서 도 1에 도시한 바와 같이, 제2 개폐부(280)는 제2 유로(220)의 내부를 선택적으로 구획한다. 또한, 연통구(240)로부터 공급된 공기와 연료가 제2 개폐부(280)와 제2 피스톤(320) 사이에 형성된 일영역에서 폭발된다.
배기포트(260)는 제2 유로(220)의 일측에 형성된다. 구체적으로, 배기포트(260)는 연통구(240)로부터 공급된 공기와 연료가 폭발하며 형성된 배기가스를 내연기관(100) 외부로 배기하기 위해 형성된다.
연통구(240)를 중심으로 제1 개폐부(270)와 제2 개폐부(280)는 흡기포트(250)와 배기포트(260)보다 상대적으로 인접하게 위치한다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 개폐부(270)는 개폐부재(400)와, 탄성부재(500)를 포함할 수 있다.
제1 개폐부재(400)는 제1 유로(210)를 구획가능 하도록 제1 유로(210)의 일단면을 폐쇄시킬 수 있도록 형성된다. 구체적으로, 개폐부재(400)는 제1 유로(210)의 일단면 보다 크게 형성될 수 있다.
탄성부재(500)는 제1 피스톤(310)의 일단에 의해 개폐부재(400)의 일면이 가압되면 구획된 제1 유로(210)를 개폐부재(400)가 개방 가능하도록 탄성력을 제공한다. 구체적으로, 개폐부재(400)는 제1 피스톤(310)의 일단에 의한 가압에 의해 탄성부재(500)가 압축되어 개방되며 제1 피스톤(310)과의 접촉에 의한 가압이 해제될 때 탄성부재(500)에 의해 제1 유로(210)를 다시 구획한다. 또한, 제1 탄성부재(500)는 개폐부재(400)의 일측과 하우징(200)의 내부 일측에 위치할 수 있다.
하우징(200)의 외부로 돌출되어 형성된 공간에 제1 피스톤(310)에 의해 개방된 개폐부재(400)가 수납되도록 형성될 수 있다.
또한, 제2 개폐부(280)는 제1 개폐부(270)와 동일한 개폐부재(400)와 탄성부재(500)를 포함할 수 있다.
제2 개폐부(280)의 개폐부재(400)는 제2 유로(220)를 구획가능 하도록 제2 유로(220)의 일단면을 폐쇄시킬 수 있도록 형성된다. 구체적으로, 개폐부재(400)는 제2 유로(220)의 일단면 보다 크게 형성될 수 있다.
탄성부재(500)는 제2 피스톤(320)의 일단에 의해 개폐부재(400)의 일면이 가압되면 구획된 제2 유로(220)를 개폐부재(400)가 개방 가능하도록 탄성력을 제공한다. 구체적으로, 개폐부재(400)는 제2 피스톤(320)의 일단에 의한 가압에 의해 탄성부재(500)가 압축되어 개방되며 제2 피스톤(320)과의 접촉에 의한 가압이 해제될 때 탄성부재(500)에 의해 제2 유로(220)를 다시 구획한다. 또한, 탄성부재(500)개폐부재(400)의 일측과 하우징(200)의 내부 일측에 위치할 수 있다.
즉, 제1 개폐부(270)와 제2 개폐부(280)는 동일한 구성으로 형성될 수 있다.
그리고, 개폐부재(400)는 제1,2 피스톤(310,320)의 경사진 일단과 접촉하는 부분이 상기 경사진 일단과 계합되어 접촉되도록 경사지게 형성된 경사면을 포함할 수 있다. 이러한 경사면에 의해 개폐부재(400)와 제1,2 피스톤(310,320)의 접촉면이 증가하여 효과적인 개폐부재(400)의 개방이 이루어질 수 있다.
또한, 개폐부재(400)는 제1 유로(210) 또는 제2 유로(220)를 구획시 제1 유로(210)의 내주 또는 제2 유로(220)의 내주와 접촉력을 향상시키기 위한 지지면을 더 포함한다. 따라서, 지지면은 경사면과 이웃하며, 제1 유로(210) 또는 제2 유로(220)와 접한다. 또한, 지지면은 각 유로의 내주와 동일한 곡률을 갖도록 형성되며 개폐부재(400)에 의해 구획된 유로 사이의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관(100)은 흡기포트(250)와 배기포트(260)를 개폐하는 별도의 밸브 없이 효과적으로 흡기와 배기를 수행할 수 있다.
즉, 종래의 내연기관은 흡기포트와 배기포트에 각각 형성된 밸브에 의해 흡기포트와 배기포트가 개폐되었으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡기포트(250)는 제1 유로(210)를 따라 이동하는 제1 피스톤(310)에 의해 개방 및 폐쇄가 이루어 지며, 배기포트(260)는 제2 유로(220)를 따라 이동하는 제2 피스톤(320)에 의해 개방 및 폐쇄가 이루어 진다.
따라서, 종래의 내연기관에 비해 본 발명의 내연기관(100)은 별도의 흡기밸브 및 배기밸브를 구비 하지 않아 부품수 저감 및 이에 따른 효과적인 제작비 절감을 할 수 있다. 즉, 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)에 의해 별도의 흡기밸브 및 배기밸브를 구비 하지 않고 흡기포트(250)와 배기포트(260)를 개폐할 수 있어 종래의 내연기관에 비해 간단한 구조로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관(100)은 하우징(200) 내부에 제1 유로(210)와 제2 유로(220)가 구획되어 형성되어 효과적으로 흡기-압축-폭발-배기 1cycle을 수행할 수 있다.
구체적으로, 제1 유로(210)에서는 흡기와 압축이 이루어지며 제2 유로(220)에서는 폭발과 배기가 이루어진다.
따라서 종래의 내연기관은 실린더를 따라 피스톤의 직선 왕복 운동을 통해 흡기-압축-폭발-배기의 1cycle을 수행하는 것에 비해 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관(100)은 제1 유로(210)를 따라 이동하는 제1 피스톤(310)과 제2 유로(220)를 따라 이동하는 제2 피스톤(320)이 각각 환형의 제1 유로(210)와 제2 유로(220)를 1회전 이동하면 흡기-압축-폭발-배기의 1cycle을 수행할 수 있다.
즉, 회전축(300)의 1회전시 흡기-압축-폭발-배기의 1cycle이 수행되며 이러한 cycle을 반복 수행함으로써 회전축(300)에서 발생되는 회전력을 본 발명의 일 실시예의 내연기관(100)을 구비한 장치에 효과적으로 동력을 제공할 수 있다. 또한, 이로 인해 종래의 내연기관에 비해 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관(100)은 효율이 향상된다.
또한, 제1 유로(210)와 제2 유로(220)가 서로 대향되며 하우징(200) 내부에 형성되어 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)이 제1 유로(210)와 제2 유로(220)를 따라 효과적으로 이동할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전축(300)에 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)이 결합되어 함께 회전됨으로 연료와 공기의 폭발에 의한 팽창력에 의해 제2 피스톤(320)이 회전되면 회전축(300)에도 동일한 회전력이 전달되어 동력이 발생함으로 종래의 내연기관이 구비한 피스톤의 직선운동을 회전운동으로 변환시켜 동력을 전달받는 크랭크 축을 구비하지 않아도 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관(100)은 부품 수를 줄일 수 있으며 종래의 직선운동을 회전운동으로 변환시키기 위해 발생되는 기계적 손실을 줄여 회전축(300)으로 전달된 동력을 효과적으로 활용할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관(100)의 흡기-압축-폭발-배기의 1cycle 과정을 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 흡기포트(250)는 제1 피스톤(310)에 의해 개방된 상태이다. 따라서, 제1 유로(210)의 일측에 형성된 흡기포트(250)를 통해 공기와 연료가 유입된다. 이때 제1 개폐부(270)에 의해 제1 유로(210)는 구획되어 있다. 즉, 제1 피스톤(310)의 회전에 의해 발생되는 제1 유로(210) 내부의 음압에 의해 흡기포트(250)를 통해 공기와 연료가 고속으로 유입될 수 있다. 따라서, 별도의 과급기 없이 공기와 연료가 흡기포트(250)를 통해 효과적으로 유입될 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제1 피스톤(310)이 제1 유로(210)를 따라 이동한다. 또한, 제1 개폐부(270)의 개폐부재(400) 일면과 제1 피스톤(310)의 일단 사이에 일영역이 형성되며 흡기포트(250)에서 유입된 공기와 연료는 일영역 내부에 위치하며 제1 피스톤(310)의 회전에 의해 일영역은 좁아지는 방향으로 가변한다. 공기와 연료가 일영역 내부에서 압축되는 과정 중에는 제1 유로(210)와 제2 유로(220)를 연통하도록 형성된 연통구(240)는 제1 피스톤(310)보다 선행하는 제2 피스톤(320)에 의해 폐쇄되어 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제1 유로(210)에서 공기와 연료가 압축되는 과정 중에는 제2 피스톤(320)이 제2 유로(220)를 따라 이동한다. 이때 제2 개폐부(280)는 제2 피스톤(320)에 의해 제2 유로(220)를 개방한다. 즉, 제2 개폐부(280)는 제2 피스톤(320)에 의해 가압되어 제2 유로(220)를 개방한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제1 유로(210)에서 압축된 공기와 연료는 연통구(240)를 통해 제2 유로(220)로 이동된다. 그 직후에 연통구(240)는 제1 피스톤(310)에 의해 폐쇄된다. 제1 피스톤(310)의 이동에 의해 제1 개폐부(270)의 개폐부재(400)는 가압된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 제2 유로(220)로 이동된 압축된 공기와 연료는 폭발이 이루어 진다. 이때 제2 피스톤(320)의 타단과 제2 개폐부(280)의 개폐부재(400) 일측면과 사이에 일영역이 형성되며 이러한 일영역에서 폭발이 이루어 진다. 이러한 공기와 연료의 폭발력에 의해 제2 피스톤(320)이 제2 유로(220)를 따라 이동하게 된다. 구체적으로, 디젤연료를 이용하는 경우, 제2 피스톤(320)의 타단과 제2 개폐부(280)의 개폐부재(400) 일측면과 사이에 일영역에서 연료분사장치에 의해 연료가 분사되어 폭발이 이루어 질 수 있다. 또한, 가솔린연료를 이용하는 경우, 흡기포트(250)를 통해 공기와 연료가 유입되며 제2 피스톤(320)의 타단과 제2 개폐부(280)의 개폐부재(400) 일측면과 사이에 일영역에서 점화플러그에 의해 폭발이 이루어 질 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 폭발력에 의해 제1 피스톤(310)도 회전하게 되며 제1 피스톤(310)의 가압에 의해 제1 개폐부(270)가 개방된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 폭발된 가스의 팽창에 의해 제2 피스톤(320)도 회전하여 배기가스가 배기포트(260)를 통해 배출될 수 있도록 제2 유로(220)를 따라 이동한다. 제2 피스톤(320)이 제2 유로(220)를 따라 이동되며 배기가스가 배기포트(260)를 통해 내연기관(100)의 외부로 배기된다.
또한, 이러한 폭발된 가스의 팽창으로 제2 피스톤(320)을 일방향으로 회전시키고 결국 회전축(300)에 전달되어 동력이 발생된다.
이러한 흡기-압축-폭발-배기의 cycle은 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)이 제1 유로(210)와 제2 유로(220)를 따른 이동에 의해 반복적으로 이루어 지게 된다.
이와 같은 과정에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관(100)은 하우징(200) 내부에 형성된 흡기-압축을 행하는 제1 유로(210)와 폭발-배기를 행하는 제2 유로(220)가 구획되어 각각의 제1 유로(210)와 제2 유로(220)를 따라 이동하는 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)의 1회전에 의해 흡기-압축-폭발-배기의 1cycle이 효과적으로 이루어질 수 있다.
즉, 제1 피스톤(310) 및 제2 피스톤(320)이 각각의 제1 유로(210)와 제2 유로(220)를 따라 한 회전 이동하면 흡기-압축-폭발-배기의 1cycle이 완성된다. 따라서, 제1 피스톤(310)과 제2 피스톤(320)이 결합된 회전축(300)에 동력이 전달되어 이를 이용한 동력이 필요한 기관에 효과적으로 직접 동력을 전달할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 내연기관 200: 하우징
210: 제1 유로 220: 제2 유로
230: 격벽 240: 연통구
250: 흡기포트 260: 배기포트
270: 제1 개폐부 280: 제2 개폐부
300: 회전축 310: 제1 피스톤
320: 제2 피스톤 30: 하우징 커버
340: 리브
400: 개폐부재 500: 탄성부재

Claims (4)

  1. 환형의 제1 유로(210)와 제2 유로(220)가 형성되고 중공부를 가지는 하우징(200);
    상기 하우징(200)의 내부에 위치하여 상기 제1 유로(210)와 상기 제2 유로(220)를 구획하고, 상기 제1 유로(210)와 상기 제2 유로(220)를 연통 시키는 연통구(240)가 형성된 격벽(230);
    상기 제1 유로(210)의 일측에 형성되어 공기와 연료가 유입되는 흡기포트(250);
    상기 제1 유로(210)를 따라 이동하는 제1 피스톤(310);
    상기 흡기포트(250)에서 유입된 공기와 연료를 압축하기 위해 상기 제1 유로(210)를 개폐하는 제1 개폐부(270);
    상기 제1 피스톤(310)보다 선행하며 상기 제2 유로(220)를 따라 이동하는 제2 피스톤(320);
    상기 연통구(240)로부터 공급되는 압축된 공기와 연료가 폭발 되도록 상기 제2 유로(220)를 개폐하는 제2 개폐부(280);
    상기 제2 유로(220)의 일측에 형성되며 폭발한 가스를 배기하기 위한 배기포트(260); 및
    상기 중공부에 위치하며 상기 제1 피스톤(310)과 상기 제2 피스톤(320)과 연결되어 동력을 전달하는 회전축(300)
    을 포함하는 내연기관.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 개폐부(270)와 상기 제2 개폐부(280)는,
    각각의 상기 제1 유로(210)와 상기 제2 유로(220)를 구획하는 개폐부재(400); 및
    각각의 상기 제1 피스톤(310)과 상기 제2 피스톤(320)의 가압에 의해 상기 개폐부재(400)가 개방 가능하도록 탄성력을 제공하는 탄성부재(500)를 포함하는 내연기관.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 제1 피스톤(310)과 상기 제2 피스톤(310)의 이동 방향을 기준으로 상기 제2 피스톤(310)의 후단은 상기 제1 피스톤(310)의 선단보다 선행하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 제1 피스톤(310)과 상기 제2 피스톤(310)의 이동 방향을 기준으로, 상기 제1 피스톤(310)의 선단은 상기 제1 유로(210)의 내주 접선과 예각을 이루며, 상기 제2 피스톤(320)의 선단은 상기 제2 유로(220)의 내주 접선과 예각을 이루는 것을 특징으로 하는 내연기관.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH06590Y2 (ja) * 1986-02-17 1994-01-05 マツダ株式会社 ロ−タリピストンエンジンの吸気装置
KR20010053816A (ko) * 1999-12-01 2001-07-02 전상모 로터리 엔진
KR20070103657A (ko) * 2006-04-19 2007-10-24 이광섭 로터리엔진

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06590Y2 (ja) * 1986-02-17 1994-01-05 マツダ株式会社 ロ−タリピストンエンジンの吸気装置
KR20010053816A (ko) * 1999-12-01 2001-07-02 전상모 로터리 엔진
KR20070103657A (ko) * 2006-04-19 2007-10-24 이광섭 로터리엔진

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