KR101980014B1 - 흡배기 구조를 개선한 다기통 로터리 엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 3개의 로브 수용부를 구비하는 하우징과, 상기 로브 수용부에 연속적으로 수용되는 2개의 로브를 구비하고, 흡기포트와 연통되는 흡기저장부를 전면측에 구비하고, 배기포트와 연통되는 배기저장부를 후면측에 구비하는 로터와, 흡기저장부와 연통되는 흡기홀을 구비하는 흡기측 하우징 덮개와, 배기저장부와 연통하는 배기홀을 구비하는 배기측 하우징 덮개와, 크랭크축을 포함하며, 배기저장부가 흡기 행정에서 상기 배기포트가 개방되는 구간 중 일부에서 상기 배기홀과 소통되지 않도록 함으로써, 흡기 행정에서 배기가스가 행정실로 유입되는 것을 감소시킨 로터리 엔진을 제공한다.

Description

흡배기 구조를 개선한 다기통 로터리 엔진{MULTI-CYLINDER ROTARY ENGINE HAVING IMPROVED GAS FLOW STRUCTURE}

본 발명은 로터리 엔진에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡배기 구조를 개선하여 흡기 행정에서 배기가스가 혼합기와 함께 실린더로 흡입되는 문제를 개선한 로터리 엔진에 관한 것이다.

로터리 엔진은 회전운동으로 동력을 생산하는 엔진으로서, 방켈(Wankel)에 의해 처음 고안되었다.

방켈에 의해 고안된 엔진은 내부면이 에피트로코이드 곡선으로 이루어진 하우징과, 하우징 내에서 회전하는 삼각형 모양의 로터를 포함한다.

하우징의 내부 공간은 로터에 의해 세 개의 공간으로 구획되며, 이들 공간의 체적이 로터의 회전에 따라 변하여, 흡기→압축→연소/팽창→배기의 4행정이 연속적으로 일어나도록 구성된다.

방켈 엔진이 고안된 이후, 방켈 엔진의 설계 최적화를 위한 다양한 연구가 이루어져 왔으며, 형태가 변형된 로터리 엔진 또한 개발되고 있다.

로터리 엔진은 단순한 구조로 인하여 소형화가 용이하며, 고속운전에서 높은 출력을 낼 수 있는 고출력 엔진이다. 이러한 특징들로 인하여, 로터리 엔진은 히트 펌프 시스템, 자동차, 자전거, 항공기, 제트스키, 체인 톱, 드론 등 다양한 장치에 적용 가능한 장점을 가진다.

로터리 엔진은 왕복동 엔진과 달리 개폐 밸브가 없는 구조이다. 밸브가 없는 대신에 밸브 역할을 하는 흡기포트와 배기포트가 로터의 측벽에 구비된다.

로터의 측벽에 구비된 흡기포트가 하우징의 내벽으로부터 이격되면 흡기 밸브가 개방된 것과 같은 상태가 되어, 혼합기가 흡기포트를 통해 하우징 내부로 흡입된다.

그리고, 로터의 측벽에 구비된 배기포트가 하우징의 내벽으로부터 이격되면 배기 밸브가 개방된 것과 같은 상태가 되어, 배기가스가 상기 배기포트를 통하여 하우징 외부로 배출된다.

흡기포트와 배기포트는 로터의 측벽에 구비된 것으로 로터의 회전각도에 따라서 흡기포트의 배기포트의 개폐가 결정될 수 밖에 없다. 다시 말해 흡배기 시점을 조절하기 위해서는 흡기포트 또는 배기포트의 배치 위치를 변경해야 하는 구조이다.

이러한 구조에서는 엔진의 흡기 행정에서 흡기포트와 배기포트가 모두 열리는 오버랩 구간이 발생할 수 있으며, 이 경우 흡기 행정에서 연료와 공기의 혼합기와 함께 배기가스가 함께 흡입되는 문제점을 가지고 있었다. 흡기 행정에서의 배기가스가 혼입되면 그 만큼 연료와 공기가 부족하게 되므로 엔진의 출력이 감소하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 로터의 측벽에 흡기포트와 배기포트를 구비하는 로터리 엔진에 있어서, 흡기포트와 배기포트가 모두 개방되는 포트 오버랩 구간에서 배기 가스가 실린더 내부로 유입되는 문제를 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 로터의 측벽에 흡기포트와 배기포트를 구비하는 다기통 로터린 엔진에 있어서, 흡기 행정에서의 배기 가스의 유입을 저감하고 배기 행정에서의 배기가스의 배출을 원활하게 할 수 있는 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 로터리 엔진은, 3개의 로브 수용부를 구비하는 하우징과, 상기 로브 수용부에 연속적으로 수용되는 2개의 로브를 구비하고, 흡기포트와 연통되는 흡기저장부를 전면측에 구비하고, 배기포트와 연통되는 배기저장부를 후면측에 구비하는 로터와, 흡기저장부와 연통되는 흡기홀을 구비하는 흡기측 하우징 덮개와, 배기저장부와 연통하는 배기홀을 구비하는 배기측 하우징 덮개와, 크랭크축을 포함하며, 배기저장부가 흡기 행정에서 상기 배기포트가 개방되는 구간 중 일부에서 상기 배기홀과 소통되지 않도록 함으로써, 흡기 행정에서 배기가스가 행정실로 유입되는 것을 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 로터리 엔진은 배기저장부의 일단이 흡기포트와 중첩되는 부분까지 배치되도록 함으로써, 배기 행정에서 배기 가스의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 구조를 제공한다.

본 발명에 따른 로터리 엔진은 흡기 행정에서 배기포트와 흡기포트가 함께 개방되는 오버랩 구간에서 배기가스가 실린더로 유입되는 것을 저감하는 효과를 가져온다.

또한, 본 발명에 따른 로터리 엔진은 배기 행정의 후반부에서도 배기 가스가 원활하게 배출될 수 있도록 하는 효과를 가져온다.

도 1은 본 발명에 따른 로터리 엔진의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 로터리 엔진의 일부 구성요소들의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 로터리 엔진의 내부 구조를 나타낸 일부 분해도이다.
도 4 내지 도 7은 도 3에 도시된 로터리 엔진 내부가 흡기→압축→연소/팽창→배기 행정을 로터의 회전 각도를 중심으로 설명한 개념도들이다.
도 8은 일반적인 로터(비교예)의 흡기측면을 나타낸 정면 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 로터의 배기측면을 나타낸 배면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 로터의 흡기측면을 나타낸 정면 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 로터의 배기측면을 나타낸 배면 사시도이다.
도 12 및 도 14는 본 발명의 비교예에 따른 흡기 행정에서 배기저장부(123b)와 배기홀(142a)의 상대 위치를 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 로터의 흡기 행정에서의 배기저장부(123b-1)와 배기홀(142a)의 상대 위치를 나타낸 도면이다.
도 16 및 도 18은 본 발명의 비교예에 따른 배기 행정에서 배기저장부(123b)와 배기홀(142a)의 상대 위치를 나타낸 도면이다.
도 17 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 로터의 배기 행정에서의 배기저장부(123b-1)와 배기홀(142a)의 상대 위치를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 로터리 엔진에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

로터리 엔진은, 로터가 하우징 내부를 편심 회전함에 따라, 하우징과 로터 사이에 형성된 N개의 행정실의 용적이 변화하며, 이 과정에서 흡기→압축→연소/팽창→배기의 4행정이 연속적으로 일어나도록 구성된다. 크랭크축은 이러한 로터의 편심 회전에 대응하여 회전되며, 타기관과 연결되어 생성된 동력을 전달하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 로터리 엔진의 종단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 로터리 엔진의 일부 구성요소들의 분해 사시도이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 로터리 엔진의 내부 구조를 보인 개념도이다.

먼저, 도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 로터리 엔진(100)은, 하우징(110), 점화 플러그(130), 로터(120), 하우징 덮개(140), 로터 기어(170), 크랭크축(180)을 포함한다.

먼저, 하우징(110)은 내부에 N개(N은 3 이상인 자연수)의 로브 수용부(111)를 구비한다. 본 실시예에서는, 로브 수용부(111)가 3개(즉, N=3)로 구성된 일 예를 보이고 있다.

로브 수용부(111) 및 후술하는 로브의 형상은, 임의의 형상 위를 회전하면서 이동하는 구름원이 있을 때, 구름원 상에 존재하는 임의의 점이 구름원의 회전에 따라 그리게 되는 궤적인 에피트로코이드(Epitrochoid) 곡선을 기초로 설계될 수 있다.

각각의 로브 수용부(111)의 상부 중앙에는 로브 수용부(111)와 연통되는 N개 의 연소실(112)이 구비된다.

도 3을 참조하면, 연소실(112)은 로브 수용부(111)를 형성하는 하우징(110)의 내측벽에서 리세스된 형태를 가진다. 연소실(112)의 크기는 로터리 엔진(100)의 압축비에 따라 달리 설계될 수 있다.

하우징(110)에는 각각의 연소실(112)에 불꽃을 방전하여 연소실(112)에 충진된 혼합기를 점화시키는 점화 플러그(130)가 설치될 수 있다. 점화 플러그(130)는 하우징(110)의 장착홀(113)에 장착되며, 연소실(112)의 상부에 노출되도록 배치될 수 있다. 상기 장착홀(113)은 연소실(112)과 연통되도록 구성된다.

한편, 로브 수용부(111)의 내부에는 로터(120-1)가 삽입되어, 로브 수용부(111)의 중심을 기준으로 편심 회전하도록 구성된다. 로터(120-1)는 편심 회전시 각각의 로브 수용부(111)에 연속적으로 수용되는 N-1개의 로브를 구비한다.

도시된 실시예의 경우 하우징에 3개의 로브 수용부(111)가 120°의 위상차를 가지며 균등하게 배치되어 있고, 로터(120-1)는 2개의 로브가 180°의 위상차를 가지며 배치되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 로터 기어(170)는 플랜지부(171), 기어부(172), 및 수용부(174)를 포함한다. 플랜지부(171)는 평판 형상을 가지며 로터(120)의 지지부(121)에 지지 및 고정되도록 구성된다. 기어부(172)는 상기 플랜지부(171)의 일면에 형성되어 가이드 기어(160)에 내접하도록 구성된다.

상기 수용부(174)는 크랭크축(180)의 편심저널부(182)가 삽입될 수 있도록 상기 기어부(172)를 관통하여 형성된다.

크랭크축(180)은 로터리 엔진(100)을 관통하도록 구성되는 전후면 저널부 (181,183)와, 전후면 저널부(181,183)로부터 편심되게 형성되어 로터 기어(170)의 수용부(174)에 삽입되는 편심저널부(182)를 포함한다.

전후면 저널부(181,183)는 전방으로는 흡기측 하우징 덮개(141)를 관통하며, 후방으로는 배기측 하우징 덮개(142)를 관통하도록 이루어질 수 있다.

크랭크축(180)은 타 기관(시스템)과 연결되어 본 발명의 로터리 엔진(100)에 의해 형성되는 동력을 타 기관(시스템)으로 전달하도록 구성된다.

흡기측 하우징 덮개(141)는 로브 수용부(111)의 일측을 덮도록 하우징(110)에 결합된다. 흡기측 하우징 덮개(141)에는 하우징(110) 및 로터(120-1)와의 기밀 유지를 위한 실링 부품(미도시)이 설치된다.

흡기측 하우징 덮개(141)는 하우징(110)을 밀폐시키면서, 흡입되는 혼합기를 로터(120-1)에 전달해주는 통로 역할을 한다. 이를 위하여, 흡기측 하우징 덮개(141)에는 로터(120-1)의 전면부에 구비되는 흡기저장부(123a)와 연통되는 흡기홀(141a)이 구비된다.

로브 수용부(111)와 마주하는 흡기측 하우징 덮개(141)의 내측에는 가이드 기어(160)가 장착된다. 가이드 기어(160)는 내주를 따라 톱니가 형성된 링 형태로 형성된다. 로터 기어(170)는 가이드 기어(160) 에 내접하여 회전되도록 구성된다. 가이드 기어(160)의 잇수는 로터(120)와 동력을 전달하는 크랭크축(180)의 회전비를 고려하여 설계된다.

구조적으로, 로터(120)가 반시계 방향으로 1바퀴 편심 회전하면, 크랭크축(180)은 시계 방향으로 N-1 바퀴 회전하게 된다.

다시말해, 본 실시예와 같이 로브가 3개인 경우에는 크랭크축(180)이 2회전(720° 회전) 해야, 로터(120-1)가 1회전(360° 회전)하게 된다.

배기측 하우징 덮개(142)는 로브 수용부(111)의 타측을 덮도록 하우징(110)에 결합된다. 배기측 하우징 덮개(142)는 하우징(110)을 밀폐시키고, 생성된 배기가스를 배출시키는 통로 역할을 한다. 이를 위하여, 배기측 하우징 덮개(142)에는 로터(120)의 후면부에 구비되는 배기저장부와 연통되는 배기홀(142a)이 구비된다.

이상에서 설명한 구조를 가지는 본 발명의 로터리 엔진(100)은, 한 사이클 동안 흡기-압축-연소/팽창-배기의 4행정으로 작동한다. 이하에서는, 각 행정 동안의 하우징(110) 내의 로터(120)의 움직임에 대하여 설명한다.

도 4 내지 도 7은 도 3에 도시된 로터리 엔진 내부가 흡기→압축→연소/팽창→배기과정을 로터의 회전 각도를 중심으로 설명한 개념도들이다. 도면에서 크랭크축의 각도는 ±5° 증감될 수 있다. 이러한 증감은 오차 또는 개별 엔진의 특성등에 따라서 달라질 수 있다.

도시된 바와 바와 같이, 로터(120)의 측면부에는 흡기포트(124a)와 배기포트(124b)가 구비된다.

도 4를 참조하여 흡기 행정에 대하여 설명하면, 흡기 행정은 하우징(110) 내부를 반시계방향으로 회전하는 로터(120)에 의해 이루어지며, 로터(120)의 회전 각도가 0도에서 -120도까지 변하는 동안 이루어진다.

로터(120)는 반시계 방향으로 회전하므로, 각도에 마이너스 부호(-)를 표시하였다. 로터(120)를 정면에서 보면 반시계 방향으로 회전하는 것이나, 로터(120)를 배면에서 보면 시계 방향으로 회전하는 것이다.

흡기 행정은 크랭크축(180)의 회전 각도가 0도에서 +240도 까지 변하는 동안 이루어진다. 크랭크축(180)은 시계 방향으로 회전하므로, 각도에 플러스 부호(+)를 표시하였다.

도면상에서 로터(120)가 0도에서 -120도까지 반시계방향으로 회전하는 동안 하우징(110)의 상부에 구비되는 로브 수용부(111)와 이에 연통하는 연소실(112)에는 흡기포트(124a)를 통하여 혼합기가 유입된다.

이때, 도시된 바와 같이 로터(120)의 회전 각도가 -90도일 때 가장 많은 흡기가 이루어지나, 본 발명의 로터리 엔진(100)은 -120도까지 흡기를 할 수 있도록 설계되어 있다.

이는 추후 이루어지는 팽창 행정에서 과팽창이 이루어져 로터리 엔진의 효율이 향상되도록 하기 위함이다.

다음으로, 도 5을 참조하면, 흡기 행정이 끝난 혼합기는 로터(120)의 회전에 의해 압축되기 시작한다. 압축 행정은 로터(120)의 회전 각도가 -120도에서 -180도까지 변하는 동안 이루어진다.

압축비는 로터(120)가 -180도 회전되었을 때 최대가 되며, 이때 혼합기는 이상적으로는 연소실(112) 내에 완전히 충진된 상태가 된다.

압축 행정의 말기에는 점화 플러그(130)에 의한 점화가 시작되어, 혼합기의 연소 과정이 시작된다. 상기 연소과정은 연소/팽창 행정의 초기까지 이어진다. 연소 과정은 로터(120)의 회전각도가 -160도 부근일 때부터 시작되어, 로터(120)의 회전각도가 -200도 부근일 때 완전히 종료된다.

다시 말해, 연소 과정은 점화 플러그(130)의 점화에 의하여 시작되며, 점화 플러그의 점화시기는 로터(120)의 위치를 기준으로 설정되어야 한다.

한편, 도면상에서 하우징(110)의 좌측 하부에 구비되는 로브 수용부(111)와 이에 연통하는 연소실(112)에는 흡기포트(124a)를 통하여 혼합기가 유입되는 흡기행정이 시작된다.

즉, 흡기→압축→연소/팽창→배기 행정은 로터(120)의 회전방향에 대응되는 로브 수용부(111) 및 이와 연통되는 연소실(112)에서 연속적으로 일어난다.

다음으로, 도 6을 참조하면, 연소/팽창 행정은 로터(120)의 회전각도가 -180도에서 -270도까지 변하는 동안 이루어진다. 앞선 압축 행정의 말기에서 시작된 연소 과정은 연소/팽창 행정의 초기에 완전히 종료된다.

흡기 행정은 로터(120)의 회전각도가 -120도인 상태, 즉 본 도면에서 로터(120)가 -240도 회전되었을 때에 해당하는 체적만큼 혼합기의 흡입이 이루어지는 반면에, 팽창 행정은 이보다 큰 체적을 형성하는 로터(120)의 회전각도 270도까지 이루어진다는 것이다.

따라서 본 발명의 로터리 엔진(100)은 흡기되는 체적보다 큰 팽창을 이루는 과팽창 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 도 7을 참조하면, 배기 행정은 로터(120)의 회전각도가 -270도에서 -360도까지 변하는 동안 이루어진다. 생성된 배기가스는 로터(120)가 -270도에서 -360도까지 반시계방향으로 회전하는 동안 배기포트(124b)를 통하여 배출된다.

도 8은 일반적인 로터(비교예)의 흡기측면을 나타낸 정면 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 로터의 배기측면을 나타낸 배면 사시도이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 로터의 흡기측면을 나타낸 정면 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 로터의 배기측면을 나타낸 배면 사시도이다.

도 8 내지 도 11을 참조하면 로터(120,120-1)의 중심부에는 로터 기어(170)가 장착되는 지지부(121,121-1)가 형성되며, 지지부(121,121-1)에는 로터 기어(170)에 삽입된 크랭크축(180)이 관통하는 관통홀(122,122-1)이 형성된다.

지지부(121,121-1)의 전면에는 로터 기어(170)의 플랜지부(171)가 지지되며, 체결부재 등과 같은 체결수단에 의해 플랜지부(171)와 견고한 결합 상태를 유지한다.

로터(120,120-1)의 전면부에는 흡기측 하우징 덮개(141)를 통하여 흡입된 혼합기의 일시적인 저장을 위한 흡기저장부(123a,123a-1)가 형성된다. 흡기저장부(123a)는 로터(120,120-1)의 전면부에서 후면부를 향하여(즉, 크랭크축(180)의 축방향으로) 리세스된 형태를 가진다.

흡기저장부(123a,123a-1)가 형성됨에 따라, 로터(120)의 일 부분(도시된 바와 같이, 흡기저장부(123a,123a-1) 중 배기저장부(123b,123b-1)와 측벽을 공유하지 않는 부분)은 테두리가 얇게 남겨져 강성이 저하될 수 있다.

이를 고려하여, 흡기저장부(123a,123a-1)를 형성하는 로터(120,120-1)의 내측면에는 로터(120,120-1)의 강성 보강을 위한 리브(125,125-1)가 복수의 개소에서 돌출 형성될 수 있다.

이때, 적어도 하나의 리브는 지지부(121,121-1)와 연결되도록 구성될 수 있으며, 흡기저장부(123a,123a-1)에 일시적으로 저장된 혼합기가 반대편으로 이동할 수 있도록 로터(120,120-1)의 두께보다 낮은 높이를 가지는 부분을 포함하여 형성 될 수 있다.

로터(120)의 측면부에는 흡기저장부(123a,123a-1)와 연통되는 흡기포트(124a,124a-1)가 형성되어, 흡입된 혼합기가 로브 수용부(111) 내부로 유입될 수 있도록 이루어진다.

본 발명의 실시예와 비교예에서 흡기포트(124a,124a-1)는 모두 로터(120,120-1)가 반시계 방향으로 120° 회전하는 동안 혼합기의 흡입이 가능한 위치에 형성된다.

로터(120,120-1)의 후면부에는 연소 후 생성된 배기가스의 일시적인 저장을 위한 배기저장부(123b,123b-1)가 형성된다. 배기저장부(123b,123b-1)는 로터(120,120-1)의 후면부에서 전면부를 향하여(즉, 크랭크축(180)의 축방향으로) 리세스된 형태를 가진다.

배기저장부(123b,123b-1)에 일시적으로 저장된 배기가스는 배기측 하우징 덮개(142)의 배기홀(142a)을 통과한 후 배기관(142p)을 통하여 외부로 배출된다.

로터(120,120-1)의 측면부에는 배기저장부(123b,123b-1)와 연통되는 배기포트(124b,124b-1)가 형성되어, 연소 후 생성된 배기가스가 배기저장부(123b,123b-1)로 유입될 수 있도록 이루어진다.

도시된 비교예와 실시예에서 배기포트(124b,124b-1)는 모두 흡기된 양보다 많은 팽창이 이루어진 후 배치될 수 있도록, 로터(120)가 반시계 방향으로 270° 회전된 이후에 배기될 수 있는 위치에 형성된다. 이러한 과팽창에 의해 로터리 엔진(100)의 효율이 증가될 수 있다.

실시예와 비교예는 흡기포트(124a,124a-1)와 배기포트(124b,124b-1)의 위치는 동일하며, 흡기저장부(123a,123a-1)와 배기저장부(123b,123b-1)의 형상에서 차이를 가진다.

본 발명의 실시예에 따른 배기저장부(123b-1)는 흡기 행정에서 배기 가스가 실린더 내부로 흡입되는 것을 감소시키면서, 배기 행정에서 배기를 원활하게 할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 배기저장부(123b-1)의 좌측 단부는 도 11에 도시된 바와 같이 흡기포트(124a-1)와 중첩되는 구간까지 형성되어 있다. 이러한 구조는 배기 행정에서 배기저장부(123b-1)와 배기홀의 소통을 원활하게 하는 효과를 가져온다.

또한, 배기저장부(123b-1)의 우측 단부는 배기포트(124b-1)가 형성된 영역에서 시작되도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 구조는 흡기 행정에서 배기저장부(123b-1)와 배기홀이 소통되는 구간을 감소시켜 배기가스가 혼합기와 함께 흡입되는 것을 감소시키는 효과를 가져온다.

이하에서, 본원발명의 실시예에 따른 로터(120-1)와 비교예에 따른 로터(120)의 흡기 행정과 배기 행정에서의 차이점을 살펴본다.

이하의 도면들은 로터리 엔진의 배면에서 바라본 상태를 나타낸 것으로, 로터(120,120-1)가 시계방향으로 회전한다.

도 12 및 도 14는 본 발명의 비교예에 따른 흡기 행정에서 배기저장부(123b)와 배기홀(142a)의 상대 위치를 나타낸 도면이고, 도 13 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 로터의 흡기 행정에서의 배기저장부(123b-1)와 배기홀(142a)의 상대 위치를 나타낸 도면이다.

도 12를 살펴보면, 크랭크축의 회전 각도가 10°인 상태를 나타낸 것이고, 도 14는 크랭크축의 회전 각도가 90°인 상태를 나타낸 것이다.

앞서 도 4에서 살펴본 바와 같이, 흡기 행정은 크랭크축의 회전 각도가 0°에서 240° 사이에 이루어지는데, 이 과정에서 배기포트(124b)는 크랭크축의 회전 각도가 0°에서 90° 범위에서 행정실 내부에 위치하게 된다. 다시말해 배기포트(124b)는 크랭크축의 회전 각도가 0°~90° 사이에 개방되는 것이다.

배기포트(124b)가 개방되면 배기저장부(123b)에 잔류하는 배기가스가 행정실의 내부로 흡입될 수 있다.

비교예인 도 12와 도 14를 살펴보면, 크랭크축의 회전각도가 10°~90° 사이인 경우 배기저장부(123b)와 배기홀(142a)이 소통되는 것을 확인할 수 있다.

반면도, 실시예인 도 13과 도 15를 살펴보면, 크랭크축의 회전각도가 60°~90° 사이인 경우 배기저장부(123b-1)와 배기홀(142a)이 소통되는 것을 확인할 수 있다. 다시말해 실시예의 경우 크랭크축의 회전각도가 60° 미만인 경우에는 배기포트가 개방되더라도 배기저장부(123b-1)가 배기홀(142a)과 소통되지 못하므로, 배기포트를 통하여 배기 가스가 행정실의 내부로 흡입되는 것을 감소시킬 수 있다.

도 16 및 도 18은 본 발명의 비교예에 따른 배기 행정에서 배기저장부(123b)와 배기홀(142a)의 상대 위치를 나타낸 도면이고, 도 17 및 도 19는 본 발명의 실시예에 따른 로터의 배기 행정에서의 배기저장부(123b-1)와 배기홀(142a)의 상대 위치를 나타낸 도면이다.

도 16 및 도 18을 살펴보면, 비교예의 경우 배기 행정에서 크랭크축의 각도가 690°~720° 사이인 경우 배기저장부(123b)와 배기홀(142a)이 소통되지 못하는 것을 확인할 수 있다.

도 17 및 도 19를 살펴보면, 실시예의 경우 배기 행정에서 크랭크축의 각도가 690°~720° 사이인 경우 배기저장부(123b-1)와 배기홀(142a)이 소통되는 것을 확인할 수 있다.

다시말해, 도 16 및 도 18의 비교예의 경우 크랭크축의 회전각도가 690°~720° 범위에서 배기포트가 개방되더라도 배기저장부(123b)와 배기홀(142a)이 소통되지 못하여 원활한 배기가 이루어지지 못하나, 도 17 및 도 19의 실시예의 경우 크랭크축의 회전각도가 690°~720° 범위에서 배기포트가 개방되며 배기저장부(123b-1)와 배기홀(142a)이 소통되므로, 배기 가스가 원활하게 배출될 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 로터리 엔진을 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

100: 로터리 엔진 110: 하우징
111: 로브 수용부 112: 연소실
113: 장착홀 120,120-1: 로터
121,121-1: 지지부 122,122-1: 관통홀
123a,123a-1: 흡기저장부 123b,123b-1: 배기저장부
124b,124b-1: 배기포트 124a,124a-1: 흡기포트
125,125-1: 리브 130: 점화 플러그
140: 하우징 덮개 141: 흡기측 하우징 덮개
141a: 흡기홀 142: 배기측 하우징 덮개
142a: 배기홀 160: 가이드 기어
170: 로터 기어 171: 플랜지부
172: 기어부 173: 보스부
174: 수용부 180: 크랭크 축
190: 로터 위치 감지 센서 195: 브래킷

Claims (8)

1. 3개의 로브 수용부를 구비하는 하우징;
   상기 하우징의 중심으로부터 편심되어 회전하고, 각각 상기 로브 수용부에 연속적으로 수용되는 2개의 로브를 구비하고, 흡기포트와 연통되는 흡기저장부를 전면측에 구비하고, 배기포트와 연통되는 배기저장부를 후면측에 구비하는 로터;
   상기 로브 수용부를 오버랩하여 상기 하우징의 전면부에 결합되며 상기 흡기저장부와 연통되는 흡기홀을 구비하는 흡기측 하우징 덮개;
   상기 로브 수용부를 오버랩하여 상기 하우징의 후면부에 결합되며 상기 배기저장부와 연통하는 배기홀을 구비하는 배기측 하우징 덮개;
   전후면이 각각 상기 흡기측 하우징 덮개와 상기 배기측 하우징 덮개에 지지되며, 상기 로터와 결합되는 크랭크축;을 포함하며,
   상기 배기저장부는
   흡기 행정에서 상기 배기포트가 개방되는 구간 중 일부에서 상기 배기홀과 소통되지 않도록 형성된 로터리 엔진.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 흡기 행정은 크랭크축의 회전각도가 0°±5° 에서 240°±5° 범위에서 이루어지며,
   상기 배기포트는 크랭크축의 회전각도가 0°±5° 에서 90°±5° 범위에서 개방되는 로터리 엔진.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 배기저장부는 크랭크축의 회전각도가 0°±5° 에서 60°±5° 범위에서는 배기홀과 중첩영역이 존재하지 않도록 배치된 로터리 엔진.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 배기저장부는
   배기 행정 종료시까지 상기 배기홀과 소통되도록 배치된 로터리 엔진.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. N개(N은 3 이상의 자연수)의 로브 수용부를 구비하는 하우징;
   상기 하우징의 중심으로부터 편심되어 회전하고, 각각 상기 로브 수용부에 연속적으로 수용되는 N-1개의 로브를 구비하고, 흡기포트와 연통되는 흡기저장부를 전면측에 구비하고, 배기포트와 연통되는 배기저장부를 후면측에 구비하는 로터;
   상기 로브 수용부를 오버랩하여 상기 하우징의 전면부에 결합되며 상기 흡기저장부와 연통되는 흡기홀을 구비하는 흡기측 하우징 덮개;
   상기 로브 수용부를 오버랩하여 상기 하우징의 후면부에 결합되며 상기 배기저장부와 연통하는 배기홀을 구비하는 배기측 하우징 덮개;
   전후면이 각각 상기 흡기측 하우징 덮개와 상기 배기측 하우징 덮개에 지지되며, 상기 로터와 결합되는 크랭크축;을 포함하며,
   상기 배기저장부는, 상기 배기포트가 개방되는 구간 중 일부에서 상기 배기홀과 소통되지 않도록 형성된 로터리 엔진.
   
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 배기저장부는
   상기 흡기포트와 중첩되는 구간이 존재하도록 배치된 로터리 엔진

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