KR101592629B1 - 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명은 육상차량, 수상차량, 비행기 등에 발전기와 함께 사용될 수 있는 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진에 관한 것으로, 실린더블록의 실린더 내부에 피스톤 쌍이 미끄러지게 배치되는데, 이들 피스톤은 반대로 움직이고, 피스톤마다 로드가 달려있다. 이 엔진은 안내베어링, 출력축, 출력축에 설치된 2개의 로터를 포함하고, 로터의 내면은 폐곡선으로 이루어지며, 로터의 횡축선들은 서로 직각으로 배치된다. 로터의 전방부에는 상기 곡선을 따라 만들어진 오목한 표면 부분들이 있다. 이 엔진은 T형 트래버스를 포함하고, 이들 트래버스는 피스톤로드에 쌍으로 간격을 두고 설치된다. 트래버스마다 볼록한 구형 돌출부가 있는데, 이 돌출부는 엔진의 시동 중에 오목부와 협력한다. 오목부와 돌출부 사이에는 시동을 건 뒤에 틈새가 형성된다. 엔진에는 지지베어링들이 있는데, 베어링 각각이 트래버스 각각에 연결된다. 지지베어링 각각은 트래버스에 연결된 로터의 내면을 따라 구름운동하는 외측 부싱을 가져, 로터에 힘을 가한다.

Description

대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진{Opposite Radial Rotary-Piston Engine of Choronski}

본 발명은 육상차량, 수상차량, 비행기 등에 발전기와 함께 사용될 수 있는 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진(ORRPE; opposite radial rotary-piston engine)에 관한 것이다.

원심피스톤이나 로터리-피스톤 엔진(ORPE라고도 함) 여러가지가 알려져있는데, 이들 엔진은 기존의 피스톤기관(엔진)의 단점을 해결하기 위한 것이다. 이런 구조가 DE3907307, US6279518, US4334506, WO005098202, RU2143572, JP7113452에 소개되었다. 예컨대, 마지막 특허에 소개된 것은, 왕복운동시 크랭크를 사용하지 않고 타원형 내벽면에서 캠을 회전시켜 패스톤에 걸리는 측압을 억제하고, 효율을 개선하며, 진동을 줄이고 크기와 무게를 획기적으로 줄이는 것을 목적으로 한다. 나머지 특허들도 목적은 비슷하다.

DE3907307에 소개된 것은 4행정 기관으로서, 실린더블록이 로터 내부에서회전하고, 로터는 복잡하며, 소형 밸브시스템을 갖고, 가동 부분들을 갖춘 회전 시스템과 밸런스를 이루지 못한다.

US6279518에 소개된 4행정 기관은 밸브 시스템과 원추형 로터를 갖는다. 도 7은 타원형 홈이 형성된 원추형 로터와, 이 홈 내부의 일련의 피스톤 폴로워를 보여준다. 이 장치는 복잡하고 마찰손실이 크며, 부하를 받는 부분의 작업이 제한된다. 구조적으로 피스톤이 실린더 벽면에 가하는 측력을 없애지 못한다.

RU2143572에 소개된 4행정 기관에서는, 실린더블록이 타원형 궤적으로 회전하고, 흡입/배출 시스템에 회전밸브가 있다. 이 구조는 복잡하고 밸런스를 잡기가 어렵다. 피스톤은 타원형 하우징에서 로드와 슬라이딩 베어링을 통해 동작한다. 하우징과의 접촉 지점에 높은 마찰과 열이 생겨, 수명이 단축된다.

본 발명자의 관점에서 보아 OPRE의 개선된 장치가 제시된 것이 US6161508이다. 이 특허에서 소개한 것은, 밸브 시스템에 디스크링이 미끄럼 가능하게 설치되고, 디스크링들 중의 하나는 고정되고 나머지는 로터의 회전운동시 힘을 받도록 배열된다. 밸브의 개구부는 디스크링의 수동 각위치로 결정된다. 본 발명에 따르면, 고정 디스크내의 노즐을 통해 분사가 일어난다. 밸브링에 관통공이 형성되고, 연료의 점화시 로터가 피스톤에 반응해 분사노즐과 연소실 사이에 통로를 형성한다.

그러나, 이 엔진은 몇가지 단점과 한계를 갖는다. 이 엔진은 로터리 둘레를 회전하면서 로터에 힘을 주는 실린더블록을 갖는 4행정 기관으로 형성되었다. 지지베어링에 생긴 반응력이 아주 커서 수명단축의 원인이 된다. 이 엔진은 회전식 미끄럼밸브를 기반으로 한 흡입/배기 시스템을 이용한다. 이때문에 복잡한 밀봉수단이 필요하고, 수명이 최대 100시간 정도로 아주 제한된다. 피스톤이 직선 왕복운동하는 회전식 실린더블록은 균형잡기가 아주 어려우므로, 아주 심각한 진동을 일으킨다. 이런 문제들은 본 발명에 의해 해결될 수 있다.

US4334506에 소개된 왕복 로터리엔진은 연료공급수단과 흡입배기 밸그를 위한 매니폴드가 달린 속이 빈 고정식 블록을 이용한다. 이 블록은 하나 이상의 인라인 실린더들을 지지하고, 실린더에는 피스톤로드가 달린 피스톤들이 대향 배치된다. 피스톤로드에 지지된 베어링은 디스크에 대해 캠 표면을 따라 움직이고, 캠의 외면은 원형 실린더를 이룬다. 주변의 원형 실린더는 대향형 피스톤의 직선운동에 의해 회전하면서 기계적 동력을 제공한다. 캠 표면은 상사점과 하사점 사이에서의 피스톤의 운동을 결정하는 연속 궤적을 이룬다. 상사점이나 하사점에서의 아치형 부분들은 오토사이클이나 디젤사이클이고, 2행정이나 4행정에 따른 사이클 동안 원하는대로의 일정 체적의 연소실이나 배기실을 형성한다. 이런 설계의 단점들 중의 하나는 점화플러그(48)와 연료관(46)이 로터의 내부에 위치하는 것이다. 이때문에, 이들을 교체하려면 엔진 전체를 분해해야만하고, 이런 문제는 엔진의 유지관리를 더 어렵게 한다.

다른 ORPE가 미국특허출원 11/827595에 소개되었는데, 이 출원은 본 출원인에 의해 2007년 7월 12일 출원된 것으로, 로터의 회전운동을 피스톤의 점진적 직선 행정으로나 그 반대로 변환한다. 이 방식에 의하면, 실린더 벽면에 작용하는 피스톤의 측력을 상당부분 흡수할 수 있고, Wankel rotor 엔진을 포함해 현재 이용되는 모든 엔진보다 중량과 연료소비/출력 비에서 상당한 개선을 보였다.

이 특허출원은 2행정 대향형 로터리 피스톤엔진을 소개하고, 이 엔진의 실린더블록에는 하나의 실린더 안에 2개의 피스톤이 서로 반대로 움직이도록 배치되어 있고, 이들 피스톤의 헤드 사이에 공통의 연소실이 형성되며, 실린더의 측벽과 피스톤 사이에 제1 간극을 형성하며, 로터의 표면은 폐쇄대칭 카시니 라인(부분적으로 타원)으로 이루어지고, 피스톤에 트래버스가 연결되고, 트래버스에 부착된 롤러가 로터를 탄성적으로 누르며, 오일토브에 엔드 부싱이 달려있고, 오일 공급배출 수단이 있고, 튜브마다 2개의 플런저가 배치되어 튜브의 측벽과의 사이에 제2 간극을 형성하는데, 이 간극은 기본적으로 제1 간극보다 작다. 이들 플런저는 트래버스에 부착되어 반대로 움직이며, 플런저의 외면과 부싱 사이에 외부 틈새를 형성하며, 튜브 측벽과 플런저 내면 사이에 내부 틈새가 형성되고, 내부 틈새는 오일공급수단에 연결된다. 이 엔진의 오일배출수단은 외부 틈새에 연결된다. 이 엔진은 측력과 관성력을 흡수하고, 더 효율적이고 깨끗하다.

그러나, 이 특허출원의 설계도 몇가지 단점을 갖는다. 로터는 중량과 크기가 크고, 지지 구름베어링은 높은 부하를 흡수하지 못하므로 수명이 상당히 단축된다. 180도 회전할 때마다 동력의 출력이 이루어지므로, 부하특성이 불균일하여 엔진의 수명과 효율이 저하된다.

본 발명은 미국특허출원 11/827595의 엔진의 전술한 단점들을 극복하기 위한 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 엔진에 구비된 실린더블록의 실린더 내부에 피스톤 쌍이 미끄러지게 배치되는데, 이들 피스톤은 서로 반대로 움직이고, 피스톤마다 로드가 달려있다. 이 엔진은 안내베어링, 출력축, 출력축에 설치된 2개의 로터를 포함하고, 로터의 내면은 폐곡선으로 이루어지며, 로터의 횡축선들은 서로 직각으로 배치된다. 로터의 전방부에는 상기 곡선을 따라 만들어진 오목한 표면 부분들이 있다. 이 엔진은 T형 트래버스를 포함하고, 이들 트래버스는 피스톤로드에 쌍으로 간격을 두고 설치된다. 트래버스마다 볼록한 구형 돌출부가 있는데, 이 돌출부는 엔진의 시동 중에 오목부와 협력한다. 오목부와 돌출부 사이에는 시동을 건 뒤에 틈새가 형성된다. 엔진에는 지지베어링들이 있는데, 베어링 각각이 트래버스 각각에 연결된다. 지지베어링 각각은 트래버스에 연결된 로터의 내면을 따라 구름운동하는 외측 부싱을 가져, 로터에 힘을 가한다. 오리피스와 같은 다른 요소들을 추가하여, 엔진의 효율과 사이즈와 중량을 개선할 수 있다. 본 발명은 또한 모듈엔진을 구현할 수 있어, 다양한 동력의 엔진들을 제공할 수 있다.

도 1a는 본 발명에 따른 조립된 엔진의 평면도;
도 1b는 도 1a의 엔진의 횡단면도;
도 2a는 본 발명의 엔진의 정면도;
도 2b는 도 2a의 엔진의 정단면도;
도 3a는 본 발명의 엔진의 다른 평면도;
도 3b는 도 3a의 엔진의 횡단면도;
도 4는 본 발명에 따른 엔진의 사시도;
도 4a는 본 발명의 다른엔진의 모듈의 사시도;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 2개 모듈이 조립된 엔진의 정면도와 평면도;
도 5a는 본 발명의 다른 예에 따른 4개 모듈이 조립된 엔진의 정면도와 평면도;
도 6은 본 발명의 다른 예에 따라 4개의 모듈이 조립된 엔진 2개를 갖춘 동력설비의 정면도와 평면도.

도 1~4에 도시된 것은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 2행정 내연기관에서 2개의 피스톤이 서로 역방향으로 배치된 것을 특징으로 하고, 피스톤의 움직임은 로터의 회전으로 바뀌며, 공기 직접주입형 실린더가 연료 직분사 및 액체냉각식임을 특징으로 한다.

이런 엔진은 차체에 고정된 속이빈 실린더블록(1)과, 차체에 고정된 전방 하우징(30)과 후방 하우징(31)과 상단 덮개(32) 및 하단 기름받이(33)를 포함하는데, 하우징(30,31)은 볼트로 실린더블록(1)에 결합된다. 이상의 요소들은 주물로 제작되는 것이 좋다. 실린더블록(1)은 엔진의 동력부이다. 4개의 실린더(4)가 열간결합 방식으로 실린더블록(1)에 쌍쌍이 설치되지만, 다른 실시예에서는 실린더 갯수가 다를 수도 있다.

실린더(4)마다 피스톤(6)이 2개씩 헐겁게 끼워맞춤되어 내부에서 미끄럼운동한다. 피스톤(6)마다 로드(8)가 달려있고, 로드 반대쪽에 피스톤의 헤드가 위치한다. 각각의 피스톤(6) 쌍이 실린더(4) 안에서 미끄럼 운동하므로, 2개의 로드(8)는 해당 슬리브(4)의 상하부 개구부들을 마주보고, 2개 피스톤(6)의 각각의 헤드는 서로 마주보며, 실린더(4)의 내벽면 중에서 양쪽 헤드 사이의 부분은 엔진의 동작 상태에 따라 공통의 배기실, 혼합실 또는 연소실을 구성한다.

이 엔진의 과급펌프(도시 안됨)는 벨트로 구동되고 공기를 연소실로 보낸다. 실린더(4) 안에 형성된 흡기 윈도우(B)와 배기윈도우(D)는 실린더블록(1)에 형성된 흡입채널(F) 및 배기채널(G)에 각각 연결된다(도 2b 참조).

실린더(4)의 오리피스(C)는 채널(F)에 연결되어, 후술하는 동력 인출축이 6~7도 정도 회전하는 동안 윈도우(B,D)가 닫힌 뒤에 공기를 공급한다. 이때문에 전술한 각도만큼 회전하는 동안 신선항 공기로 실린더를 채울 수 있다. 또, 실린더의 충전율도 기본적으로 1.0이 될 수 있다.

또, 오리피스(C)는 실린더(4)의 측벽면에 접선 방향으로 정렬되고, 이때문에 실린더 내부에 회선류가 생겨 연료-공기 혼합의 품질이 향상된다. 윈도우(B,D)와 오리피스(C)의 개폐는 실린더(4) 내부에서의 피스톤(6)의 움직임에 의해 일어난다. 윈도우(B,D)와 오리피스(C)의 구성과 면적과 배치는 엔진의 설계를 위해 경험적으로 결정될 수 있다.

로드(8)가 달린 피스톤(6)은 나사로 T형 트래버스(7)에 연결되어 간격을 유지한다(도 1b, 2a 참조). 트래버스(7)에 로드(8)를 나사로 연결하기 때문에, 조립하는 동안 와셔(12)로 로드(8)의 길이를 조절할 수 있는데, 와셔(12)는 로드(8)에 설치되는 것으로 압축율을 조절하는데 사용된다. 따라서, 엔진은 총 4개의 트래버스(7)를 갖는셈이다(도 1b 참조).

도 4에 도시된 바와 같이, 실린더블록(1)은 덮개(25)와 다수의 관통공(J)을 갖는데, 이들 덮개(25)와 관통공들(J)이 함께 냉각재킷을 형성한다. 실린더블록(1)에는 출력축(20)을 설치하기 위한 개구부(E)가 있는데, 이 개구부는 실린더블록(1)의 대칭축을 따라 뻗어있으면서 실린더(4)의 종축선에는 직각을 이룬다. 도 2b의 실린더블록(1)은 인젝터(40~43), 스파크플러그(44~47), 냉각액체용 배관파이프(55~58), 오일인입 연결파이프(39), 공기인입 파이프의 연결수단(36) 및 배기파이프(36)를 수용하는데, 이들 모두 실린더블록(1)의 바깥쪽에 설치된다(도 4 참조).

출력축(20)은 실린더블록(1)에 회전가능하게 설치되고, 2개의 구름베어링(18,19)이 출력축을 지지한다(도 3 참조). 출력축(20)은 하우징(30,31)을 관통하여 뻗는다. 하우징(30,31) 내부에 밀봉커프스(15,24)가 설치된다.

출력축(20)에는 2개의 동일한 로터(16,17)가 연결재로 고정된다. 로터의 횡축선들은 서로 직각을 이룬다. 각각의 트래버스(7) 쌍이 한쪽 로터와 연결되는데, 이에 대해서는 후술한다.

로터(16,17)의 내면은 폐쇄형 곡선으로 이루어진 원통형상을 갖되, 폐쇄형 카시니 라인(Cassini line)이나 적당한 변수를 갖는 타원으로 이루어지는 것이 좋다. 도 1b에서 보듯이, 로터 각각의 전방 외측면에 원주형으로 오목한 표면(M)이 (밀링 등으로) 형성되는데, 이 표면은 상기 곡선형, 바람직하게는 타원형으로 형성되는 것이 좋다. 로터(16,17) 각각은 (상하로) 2개의 자체 트래버스(7)에 연결되므로, 출력축(20)이 90도 회전할 때마다 출력축에서 동력을 얻게되므로, 엔진의 작동효율이 향상되고 엔진의 움직임이 훨씬 부드러워진다.

보조 드라이브의 피니언(21)과 플라이휠(23)의 허브(22)가 출력축(20)에 고정된다. 엔진에 설치되기 전에 이들 요소(16~23)는 하나로 조립되어 정적이면서 동적인 밸런스를 이루어, 엔진 작동중의 진동을 피하거나 억제한다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 각각의 트래버스(7)에 돌출부(A)가 달려있는데, 돌출부 하부의 볼록한 구면은 전술한 로터의 표면(M)과 협력한다.

엔진 시동후에, 돌출부(A)의 표면과 상기 표면(M)은 0.5mm 정도의 틈새를 이루는 것이 좋다. 돌출부(A)는 엔진의 시동에 사용되는 것이고, 시동 후에는 사용되지 않는데, 이에 대해서는 후술한다.

도 3b에 도시된 것처럼, 각각의 트래버스(7)는 하이드로락 슬라이드(11)를 설치하는데 사용된다. 하이드로락은 사점(dead point)에서 로터에 가해진 관성력을 줄이는 역할을 하는데, 관성력은 움직이는 트래버스와 피스톤에 의해 생긴다. 이런 동작에 대해서는 US 11/827595에 설명되었다.

트래버스(7)마다 기존의 베어링(10)이 설치되는데, 이 베어링은 슬리퍼형이 바람직하고 액체마찰을 이용한다. 따라서, 엔진에 총 4개의 베어링(10)이 있다. 각각의 베어링(10)은 외측 원통형 부싱, 내측 원통형 핀, 및 그 사이의 회전 삽입물로 이루어진다. 외측 부싱은 로터(16,17)의 내면을 타고 구름운동하면서 로터에 힘을 주어, 트래버스(7)의 직선운동을 로터의 회전운동으로 변환한다. 이런 종류의 베어링은 디젤기관의 신뢰성을 높이는데, 이는 베어링이 디젤기관의 높은 충격력은 흡수하면서 40,000~60,000 rpm 정도의 회전속도를 유지하기 때문이다.

트래버스(7)의 구조로 인해 로터와 베어링(10) 사이의 작용점을 US11/827,595의 엔진보다 낮게 배열할 수 있다. 또, 베어링의 부하가 감소되어 로터의 크기를 줄일 수 있다. 로드(8)와 트래버스(7)에는 소정 크기의 구멍이 뚫려있는데(도 3b 참조), 이들 구멍은 베어링(10)의 냉각과 윤활에 이용된다.

도 1b와 같이, 로드(8)는 안내베어링의 지지를 받는데, 이런 안내베어링은 선형운동을 지지할 수 있다. 따라서, 엔진에 총 8개의 안내베어링이 있다. 안내베어링마다 케이싱(26)과 액슬-부싱(27)을 갖는데, 케이싱 안에 부싱이 압착되어있다. 케이싱(26)은 볼트로 덮개(26)에 설치되는데(도 1a 참조), 기본적으로는 실린더블록(1)에 고정된다. 안내베어링은 로터(16,17)의 내면에 대한 지지베어링(10)의 작용 때문에 생긴 부하를 흡수하고, 동시에 로드(8)와 트래버스(7)에 뚫린 오리피스를 통해 피스톤(6)을 냉각하는 오일을 안내하기도 한다. 연료분사 과정은 기존의 컨트롤러(도시 안됨)로 제어된다.

작동법

트래버스(7)의 돌출부(A)는 엔진에서 중요한 역할을 담당한다. 엔진이 정지위치에 있을 때, 로터(16,17)는 360도내의 어떤 각도에도 있을 수 있어, 상부 피스톤(6)이 인입 윈도우(B)를 닫고 공기가 실린더에 들어가지 못하게한다. 따라서, 로터(16,17)는 베어링(10)을 통해 트래버스(7)에 작용하지 못하고, 이때문에 실린더에 공기가 들어갈 수 없다. 요컨대, 이 엔진은 돌출부(A) 없이는 시동이 걸리지 않는다. 또, 로터(16,17)가 회전하는 동안, 베어링(10)이 회전자에 부딪쳐 엔진을 파손시킬 수 있는데, 이런 파손이 돌출부(A)에 의해 방지된다.

엔진이 정지한 뒤, 로터(16,17)의 위치와 무관하게, 상부 트래버스(7)는 피스톤(6) 및 베어링(10)과 같이 중력으로 인해 하강하면서 상기 틈새를 없애는데, 이때 돌출부(A)가 회전자의 대응 표면(M)과 만나므로, 이들 사이의 충돌과 인입 윈도우(B)의 개방을 위한 피스톤(6)의 이동을 방지한다.

엔진은 아래와 같이 동작한다(도 1b, 2b, 3b, 4 참조) :

시동을 걸 때, 플라이휠(23)이 외력(예; 전기시동기, 공기시동기, 킥스타터 등)에 의해 회전을 하면서 축(20)을 통해 로터(16,17)와 피니언(21)에 회전력을 전달한다. 벨트 전동기구를 통해, 피니언(21)은 과급기를 구동하여, 공기를 실린더 안으로 1.4~1.5 kG/㎠ 정도의 압력으로 펌핑한다. 이 압력범위는 크랭크실이 피스톤에 의한 비슷한 압력을 갖는 2행정 내연기관과의 비교를 위해 선택된 것이다. 로터(16,17)는 회전하면서 트래버스(7)의 돌출부(A)를 통해 피스톤(6)을 구동한다. 피스톤의 움직임은 공기의 흡입과 개스의 배기를 조절한다.

로터(17)의 동작의 일례가 도1a에 도시되었다. 이 위치에서 피스톤(6)은 상사점에 위치하면서 인입 윈도우(B)와 배출 윈도우(D)를 닫는다. 회전운동중에, 로터는 돌출부(A)를 통해 피스톤을 하사점 위치로 움직이고, 이 위치에서 인입 윈도우(B)와 배출 윈도우(D)가 열리며, 신헌한 고압 공기가 실린더 안으로 들어간다.

이어서, 로터가 베어링(10)을 상사점을 향해 구동하고, 이 베어링은 먼저 인입 윈도우(B)를 닫은 다음 배출 윈도우(B)를 닫는다. 이때 6~7도 정도 더 회전하면서 (도 2b에 도시된) 오리피스(C)가 열려 충전율 1.0으로 실린더에 신선한 공기를 채울 수 있다. 이 오리피스가 실린더 측벽에 접선방향으로 정렬되어 있기 때문에, 공기의 선회류가 생겨, 연료와 공기의 혼합을 개선한다.

180도 회전하면서, 피스톤은 상사점에 도달하고, 이때 공기가 실린더 안에서 압축된다. 상사점에 이르기 전에, 컨트롤러의 명령으로 연료가 실린더의 연소실 안으로 분사된다.

이때, 연료-공기 혼합물이 점화되고엔진은 행정을 시작한다. 이런 움직임으로, 공기나 기체의 압력이 실린더 안에서 증가하는데, 엔진이 정지할 때까지 증가하고, 이런 압력이 피스톤(6)과 트래버스(7)를 통해 베어링(10)의 외측 부싱에 전달되어 로터(17)의 내면에 작용하고, 트래버스(7)의 돌출부(A)가 로터의 내면에서 떨어진다.

다른 실시예

본 발명의 2행정 기관(엔진)을 모듈 방식으로 구현할 수도 있는데, 이때 여러개의 모듈을 좀더 강력한 하나의 모듈형 엔진으로 조립하고, 이런 엔진 여러개를 파워 설비에 조립할 수 있다.

도 4a는 본 발명의 모듈엔진(EM)으로서, 기본적으로 도 1~4에 도시된 실시예의 엔진의 절반을 보여준다. 모듈엔진(EM)은 실린더(4)와 같은 2개의 실린더가 달린 실린더블록(61), 로드(8)와 같은 4개의 피스톤로드를 안내하기 위한(케이싱(26)과 부싱(27)을 갖춘) 4개의 안내베어링(63)이 내장되는 상하 커버(62), (피스톤(6)과 같은) 2개의 피스톤에 각각 조립되는 (트래버스(7)와 동일한) 2개의 트래버스(64), 트래버스(64)에 각각 조립되는 (베어링(10)과 같은) 2개의 지지베어링, (축(20)과 동일한) 출력축(L)이달린 (로터(16)와 같은) 하나의 로터(65) 및 (플라이휠(23)과 같은) 플라이휠(H)을 포함한다.

'n'-모듈엔진내의 상기 부분들의 갯수는 n(2 이상의 양의 정수)배로 정해진다.

출력축과 플라이휠은 동력에 따라 모듈엔진용으로 별도로 제작되는데, 예컨대 2-모듈엔진은 4-모듈엔진과는 다른 축과 플라이휠을 갖는다. 멀티-모듈엔진의 출력축은 전체가 하나로 제작되거나, 여러 부분으로 나눠진 다음 기존의 클러치를 통해 서로 연결된다.

2개의 인접 모듈을 조립한 경우의 로터들(65)의 축은 서로 어느정도 각도를 이룬다. (전술한 실시예에서 설명한 것과 동일한) 2-모듈엔진에서는 그 각도가 90도이고; 3-모듈엔진에서는 각도가 60도이며, 4-모듈엔진에서는 각도가 45도이다(도 5a 참조).

도 5a의 실시예에서는 각도차가 45도이다. 예컨대, 로터(65-11,65-12; 65-12,65-21; 65-21,65-22; 65-22,65-11) 사이의 각도차는 45도이다. 한편, 로터(65-11,65-21; 65-21,65-12; 65-12,65-22; 65-22,65-11) 사이에 45도의 각도차를 둘 수도 있다.

따라서, n-모듈엔진의 경우, 각도차는 180도/n으로 할 수 있고, 로터의 횡축들 사이의 각도차는 로터들 사이에 일정한 순서로 배열된다.

예컨대 엔진의 파워가 25마력에서 250마력일 경우 모듈의 체적을 50cc, 100cc, 150cc,...500cc와 같이 여러가지 체적으로 만들 수 있다. 도 5는 체적 500cc이고 파워 250마력인 2-모듈엔진(EM)의 예로서, 공통의 축(L), 플라이휠(H), 전방 하우징(P), 후방 하우징(Z)을 갖는다.

일반적으로, 동력설비는 전술한 n-모듈엔진 k개를 구비하는데, 여기서 k는 2 이상의 양의정수이다. 도 6은 각각 500마력의 4-모듈엔진(EM) 2개를 갖춘 샘플 동력설비의 일례로서, 여기서 k는 2이고 n은 4이다. 2개의 엔진(EM)은 각각 자체 출력축(L)을 갖는다. 2개의 출력축은 서로 평행하다. 각각의 출력축은 기존의 클러치(도시 안됨)를 통해 출력기어(S)에 연결된다. 도 6의 저면도에서 보듯이, 2개의 엔진 사이에는 2개 엔진의 인접 모듈들의 2개 이상의 로터들을 수용하기 위한 인서트 하우징(Q)이설치된다. 도 6의 설비는 필요한 동력에 따라 엔진을 1개나 2개 이용할 수 있다. 설비에 따라 다른 종류의 출력기어와 다른 배열의 출력축을 이용할 수 있다. 이런 설비들은 차체가 긴 트럭, 대형버스, 탱크, 에스컬레이터, 소형차 및 비행기에 적용할 수 있다.

Claims (14)

1. 흡입채널과 배기채널을 갖춘 고정식 실린더블록;
   내부 측벽과, 측벽에 형성되고 각각 상기 흡입채널 및 배기채널과 연결되는 인입 윈도우와 배출 윈도우를 갖는 4개의 원통형 실린더;
   로드와, 로드 반대쪽에 위치한 헤드를 갖고, 상기 로드가 실린더의 상하 개구부를 마주보도록 실린더 각각의 내부에 미끄럼 운동하도록 배치되는 4쌍의 피스톤으로서, 각각의 피스톤 쌍이 서로에 대해 반대쪽으로 선형으로 움직이면서 피스톤의 헤드와 헤드 사이의 실린더 측벽 부분으로 이루어진 공통의 연소실을 형성하는 4쌍의 피스톤;
   상기 실린더블록에 설치되고, 상기 로드의 선형 운동을 안내하는 4쌍의 안내베어링;
   상기 실린더블록에 대해 회전 가능한 출력축;
   상기 출력축에 고정되고, 제각기 횡축선을 갖는 폐쇄형 곡선 형태로 형성된 내면을 갖는 2개의 동일한 로터로서, 로터의 횡축선들이 서로 직각을 이루며, 로터 외부 표면의 전방부에는 상기 곡선 형태를 따라 이루어진 원주형 오목면 부분이 있는 2개의 로터;
   상기 로드에 쌍쌍이 벌어지도록 설치된 4개의 T형 트래버스로서, 트래버스 쌍이 각각의 로터에 연결되며, 트래버스 각각에 돌출부가 달려있고, 돌출부의 하부에는 엔진의 시동 중에 상기 오목면 부분과 협력할 수 있는 볼록한 구면이 있으며, 엔진 시동 후에 상기 오목면 부분과 상기 돌출부의 볼록한 구면 사이에 틈새가 형성되는 4개의 T형 트래버스; 및
   상기 트래버스 각각에 연결되는 4개의 지지베어링으로서, 해당 지지베어링에 결합되는 트래버스에 연결된 로터의 내면을 타고 구름운동할 수 있는 외측 부싱을 갖는 4개의 지지베어링;을 포함하고,
   상기 부싱의 구름운동이 로터에 힘을 가할 수 있는 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
2. 제1항에 있어서, 상기 실린더에 흡입채널과 통하는 오리피스가 형성된 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
3. 제2항에 있어서, 상기 오리피스가 실린더의 측벽에 대한 접선방향으로 정렬된 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
4. 제1항에 있어서, 상기 틈새가 0.5mm인 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
5. 제1항에 있어서, 상기 안내베어링이 슬리퍼형인 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 폐쇄형 곡선이 폐쇄형 카시니라인(Cassini line)이나 타원인 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
8. 제1항에 있어서, 4개의 하이드로락 슬라이드를 더 포함하고, 상기 트래버스 각각에 슬라이드를 하나씩 설치할 수 있는 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
9. 제1항에 있어서, 상기 로드와 트래버스에 지지베어링을 윤활 및 냉각하기 위한 구멍들이 뚫린 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
10. 하나의 모듈과, 하나의 출력축과 2개의 지지베어링을 갖는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진에 있어서:
    상기 모듈은,
    고정식 하우징 수단;
    흡입채널과 배기채널을 갖고, 하우징 수단에 조립되는 고정식 실린더블록;
    내부 측벽과, 측벽에 형성되고 각각 상기 흡입채널 및 배기채널과 연결되는 인입 윈도우와 배출 윈도우를 갖는 2개의 원통형 실린더;
    로드와, 로드 반대쪽에 위치한 헤드를 갖고, 상기 로드가 실린더의 상하 개구부를 마주보도록 실린더 각각의 내부에 미끄럼 운동하도록 배치되는 2쌍의 피스톤으로서, 각각의 피스톤 쌍이 서로에 대해 반대쪽으로 선형으로 움직이면서 피스톤의 헤드와 헤드 사이의 실린더 측벽 부분으로 이루어진 공통의 연소실을 형성하는 2쌍의 피스톤;
    상기 실린더블록에 설치되고, 상기 로드의 선형 운동을 안내하는 2쌍의 안내베어링;
    횡축선을 갖는 폐쇄형 곡선 형태로 형성된 내면을 갖고, 외부 표면의 전방부에는 상기 곡선 형태를 따라 이루어진 원주형 오목면 부분이 있는 로터; 및
    상기 로드에 쌍쌍이 벌어지도록 설치되고 로터에 연결된 2개의 T형 트래버스로서, 트래버스 각각에 돌출부가 달려있고, 돌출부의 하부에는 상기 오목면 부분과 협력할 수 있는 볼록한 구면이 있으며, 상기 오목면 부분과 상기 돌출부의 볼록한 구면 사이에 틈새가 형성되는 2개의 T형 트래버스;를 포함하고,
    상기 출력축은 상기 모듈의 하우징 수단에 회전 가능하게 지지되며, 상기 로터는 출력축에 고정되고;
    상기 지지베어링은 상기 트래버스에 각각 연결되며, 지지베어링 각각에는 로터의 내면을 타고 구름운동할 수 있는 외측 부싱이 있고;
    상기 부싱의 구름운동이 로터에 힘을 가할 수 있는 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
11. n(n은 2 이상의 정수)개의 모듈과, 하나의 출력축과 2xn개의 지지베어링을 갖는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진에 있어서:
    상기 모듈은,
    고정식 하우징 수단;
    흡입채널과 배기채널을 갖고, 하우징 수단에 조립되는 고정식 실린더블록;
    내부 측벽과, 측벽에 형성되고 각각 상기 흡입채널 및 배기채널과 연결되는 인입 윈도우와 배출 윈도우를 갖는 2개의 원통형 실린더;
    로드와, 로드 반대쪽에 위치한 헤드를 갖고, 상기 로드가 실린더의 상하 개구부를 마주보도록 실린더 각각의 내부에 미끄럼 운동하도록 배치되는 2쌍의 피스톤으로서, 각각의 피스톤 쌍이 서로에 대해 반대쪽으로 선형으로 움직이면서 피스톤의 헤드와 헤드 사이의 실린더 측벽 부분으로 이루어진 공통의 연소실을 형성하는 2쌍의 피스톤;
    상기 실린더블록에 설치되고, 상기 로드의 선형 운동을 안내하는 2쌍의 안내베어링;
    횡축선을 갖는 폐쇄형 곡선 형태로 형성된 내면을 갖고, 외부 표면의 전방부에는 상기 곡선 형태를 따라 이루어진 원주형 오목면 부분이 있는 로터; 및
    상기 로드에 쌍쌍이 벌어지도록 설치되고 로터에 연결된 2개의 T형 트래버스로서, 트래버스 각각에 돌출부가 달려있고, 돌출부의 하부에는 상기 오목면 부분과 협력할 수 있는 볼록한 구면이 있으며, 상기 오목면 부분과 상기 돌출부의 볼록한 구면 사이에 틈새가 형성되는 2개의 T형 트래버스;를 포함하고,
    상기 출력축은 상기 모듈의 하우징 수단에 회전 가능하게 지지되며, 상기 모듈의 로터는 각각 출력축에 고정되고;
    모듈의 로터의 횡축선들은 180도/n의 각도차로 로터들 사이에 일정한 순서로 배열되며;
    상기 지지베어링은 상기 트래버스에 각각 연결되며, 지지베어링 각각에는 로터의 내면을 타고 구름운동할 수 있는 외측 부싱이 있고;
    상기 부싱의 구름운동이 로터에 힘을 가할 수 있는 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
12. 제11항에 있어서, 상기 출력축이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
13. 제11항에 있어서, 상기 출력축이 여러 부분으로 분할되고, 이들 분할된 부분들이 클러치를 통해 서로 연결된 것을 특징으로 하는 2행정 대향형 레이디얼 로터리-피스톤 엔진.
14. 출력축 기어; 및
    제11항에 따른 2개 이상의 엔진;을 포함하고,
    엔진마다 자체 출력축이 있으며, 이들 출력축들은 서로 평행하게 배치되고 클러치를 통해 상기 출력축 기어에 연결되는 것을 특징으로 하는 동력설비.

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