KR102103993B1 - 회전실린더를 구비한 회전식 내연기관 - Google Patents

Abstract

연소 유닛(100)과 로터 유닛(300)을 포함하는 내연 기관이 개시된다.
여기서, 연소 유닛(100)은 로터 유닛(300)으로부터 압축 공기가 흡입되는 흡입 단계와 상기 압축 공기에 연료를 분사한 작동 유체를 점화시켜 폭발시키는 점화 및 폭발 단계가 수행되도록 구성되고, 로터 유닛(300)의 회전실린더(303)는, 연소 유닛(100)과 동작적으로 연결되어 상기 점화 및 폭발 단계의 수행에 의해서 생성된 연소 가스의 팽창력에 의해 회전되며, 공기를 외부로부터 유입 받는 외부 공기 유입 단계와, 연소 유닛(100)으로부터 유입된 연소 가스가 팽창되는 팽창 단계와, 상기 외부에서 유입된 공기를 압축시키는 압축 단계와, 상기 연소 가스 팽창 종말단계에서 외부로 배출하는 배기 단계를 수행되도록 구성되는 것인, 내연 기관.

Description

회전실린더를 구비한 회전식 내연기관 {Internal combustion engine with rotational cylinder}

본 발명은 회전식 내연 기관에 관한 것이다.

군용 무인 정찰기 혹은 농업 방제용 무인 헬기와 같은 무인기나 소형 항공기의 동력원으로는 주로 왕복동 피스톤엔진이나 반켈 로터리엔진이 사용되지만 두 엔진 모두 항공기 적용에 장점과 함께 단점을 갖고 있다. 왕복동 피스톤엔진은 연료 효율과 내구성 측면에서 장점이 있는 반면 단위 출력 당 무게나 부피가 커 항공기 장착에 많은 제약을 주고 있는 반면 반켈 로터리엔진은 반대로 단위 출력 당 무게나 부피가 작은 장점이 있으나 연료효율이 낮고 엔진 수명이 짧은 단점이 있다.

예를 들면 디젤 피스톤엔진은 월등한 압축비를 구현하고 있어 효율이 가장 좋은 반면(항공기용 디젤 왕복동 피스톤엔진 AE300sfc: 0.39 lb/hp/hr) 반켈 로터리엔진은 에이펙스실 압력손실 등의 영향으로 가장 좋지 않다(반켈 로터리엔진 AR741: 0.57 lb/hp/hr).

단위 출력 당 무게나 부피 측면에서는 반켈 엔진이 피스톤엔진에 비해 월등하다. 일 예로, 왕복동 피스톤엔진 AE300의 중량당 출력은 0.412 hp/lb 인데 반해 반켈 로터리엔진 AR741은 1.61 hp/lb로 AE300의 4배 수준이다. 이런 이유로 대부분의 소형 무인항공기에 반켈 엔진이 적용되고 있지만 수명이나 신뢰성 문제로 유인 항공기에는 거의 적용이 되지 않고 있다.

피스톤 엔진에 비해 로터리 엔진은 진동이 훨씬 작다. 하지만 반켈 엔진의 회전축은 엔진의 중심 위치에 고정되어 있으나 로터 회전축은 고정된 엔진 회전축 주위를 위성처럼 회전하고, 로터의 무게중심이 엔진 축에 편심 되어 있어 엔진 축이 회전할 때 진동을 유발한다. 비록 피스톤엔진에 비해 진동이 작기는 하지만 진동 제거를 위해 반켈 로터리엔진에도 counter balancing weight를 설치하며 이는 엔진의 무게 증가를 초래한다.

한편 최근 전기자동차 또는 드론(drone)과 같은 군사용, 민간용 무인 비행체가 각 분야에서 활발히 사용되고 있고 동력원으로는 주로 모터와 배터리의 조합으로 구동되는 타입이 주를 이루고 있으나 배터리 용량의 한계로 인해 주행거리, 탑재량 혹은 임무수행시간 등에서 제한을 받고 있다. 이에 모터와 배터리의 조합으로 구동되는 동력원의 한계를 극복하고 전기자동차 혹은 다양한 드론의 임무에 부응하며 속도 및 탑재량 증가에 대응할 수 있는 내연기관과 모터가 결합된 하이브리드 타입의 동력원이 개발되고 있다.

피스톤엔진이 가지는 효율과 내구성의 장점을 가지면서 단위출력 당 무게나 부피가 작은 반켈 로타리 엔진의 장점이 결합된 신개념의 내연기관은 상기와 같은 하이브리드 타입의 엔진이나 드론과 같은 무인비행체에 절실히 요구되는 동력원이라 할 수 있겠다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존 왕복형 내연기관과 다르게 크랭크 축을 통하지 않고 직접 회전력을 발생시킴으로써 구조가 간단하고, 기계적인 손실을 최소화하여 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 진동과 무게를 획기적으로 줄이고 기존 피스톤엔진이 가지는 효율과 내구성의 장점을 함께 발휘할 수 있는 회전식 내연기관이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 단위출력 당 무게나 부피가 작고, 소형 유, 무인항공기, 오토바이, 하이브리드 자동차, 휴대용 발전기, 또는 소형엔진 공구 등에 용이하게 활용될 수 있는 회전식 내연기관이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면,

연소 유닛; 및

로터 유닛;을 포함하는 내연 기관으로서,

상기 연소 유닛은 상기 로터 유닛으로부터 유입받은 압축공기에 연료를 분사한 작동 유체를 점화시켜 폭발시키는 점화 및 폭발 단계가 수행되도록 구성되고, 상기 연소 유닛은 상기 작동유체의 폭발을 위한 밀폐된 공간 - 이하, '연소 공간' - 을 구비한 연소실부와, 상기 점화 및 폭발 단계의 수행에 의해서 생성된 연소가스를 배출하기 위해서 상기 연소실부에 형성된 연소실 배기 포트와, 상기 압축공기를 흡입받기 위해서 상기 연소실부에 형성된 연소실 흡기 포트를 포함하고,

상기 로터 유닛은, 상기 연소 유닛과 동작적으로 연결되어 상기 점화 및 폭발 단계의 수행에 의해서 생성된 연소 가스의 팽창력에 의해 회전되며, 공기를 외부로부터 유입 받는 외부공기 흡기 단계와, 상기 연소 유닛으로부터 배출된 연소 가스가 팽창되는 팽창 단계와, 상기 외부공기를 압축시키는 압축 단계와, 상기 연소 가스를 외부로 배출하는 배기 단계가 수행되도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관은 기존 왕복형 내연기관에 비해 구조가 간단하다.

또한, 본 내연기관은 크랭크 축을 통하지 않고 직접 회전력을 발생시킴으로써 기계적인 손실을 최소화하여 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 진동과 무게를 획기적으로 줄이고 기존 피스톤엔진이 가지는 효율과 내구성의 장점을 함께 발휘할 수 있는 회전식 내연기관이 제공될 수 있다.

또한, 본 내연 기관은 단위출력 당 무게나 부피가 작으며 소형 유인 또는 무인항공기, 오토바이, 하이브리드 자동차, 휴대용 발전기, 또는 소형엔진 공구 등에 용이하게 활용될 수 있는 이점이 있다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 유닛(100)을 설명하기 위한 도면들이다.
도 14 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 스윙 유닛(200)을 설명하기 위한 도면들이다.
도 22 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 유닛(300)을 설명하기 위한 도면들이다.
도 27과 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관에서의 점화 및 폭발(연소) 단계의 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 27은 전면부에서 바라본 것이고, 도 28은 후면부에서 바라본 것이다.
도 29와 도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관에서의 연소가스 팽창 시작 및 공기흡입 단계 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 29는 전면부에서 바라본 것이고, 도 30은 후면부에서 바라본 것이다.
도 31과 도 32는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관에서의 연소 가스 팽창 및 공기 압축 단계의 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 31은 전면부에서 바라본 것이고, 도 32는 후면부에서 바라본 것이다.
도 33과 도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관에서의 연소 가스 배기 및 공기 압축 단계의 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 33은 전면부에서 바라본 것이고, 도 34는 후면부에서 바라본 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서의 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장되거나 축소된 것이다.

본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1 내지 도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관의 동작을 설명하기 위해서 다양한 측면에서 바라본 도면들이다. 이들 도면들 중에서 일부 도면은, 설명의 목적을 위해서 적어도 하나 이상의 구성요소를 생략하여 도시하거나, 또는 적어도 하나 이상의 구성요소들을 임의적으로 분리하여 도시하였다. 이하에서는 도 1 내지 도 26의 도면들 중 적어도 하나 이상의 도면을 동시에 참조하거나, 또는 도면들의 선후에 관계 없이 적절한 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시예에 따른 내연 기관을 설명하기로 한다. 한편, 구체적인 도면의 언급없이 본 발명의 실시예를 설명할 경우라도, 도 1 내지 도 26의 도면들 중 적어도 어느 하나의 도면을 참조하면 본원 발명의 이해에 도움이 될 것으로 판단된다.

한편, 도 27과 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관에서의 점화 및 폭발(연소) 단계의 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 27은 전면부에서 바라본 것이고, 도 28은 후면부에서 바라본 것이고, 도 29와 도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관에서의 연소가스 팽창 시작 및 공기흡입 단계 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 29는 전면부에서 바라본 것이고, 도 30은 후면부에서 바라본 것이고, 도 31과 도 32는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관에서의 연소 가스 팽창 및 공기 압축 단계의 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 31은 전면부에서 바라본 것이고, 도 32는 후면부에서 바라본 것이고, 도 33과 도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관에서의 연소 가스 배기 및 공기 압축 단계의 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 33은 전면부에서 바라본 것이고, 도 34는 후면부에서 바라본 것이다. 이하에서, 도 1 내지 도 26의 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관(1)을 설명하되, 각 단계에서의 회전 실린더, 스윙블록, 밸브 개폐 상태, 스윙 블록용 캠, 캠 팔로워, 연소실 상태, 밸브용 캠, 및 팔로워의 위치나 상태는 도면에 대한 언급이 없더라도 도 27 내지 도 34를 참조하기 바란다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관(1)은 연소 유닛(100), 스윙 유닛(200), 및 로터 유닛(300)을 포함한다. 이들 유닛들은 후술하겠지만, 서로 동작적으로 연결되어 있다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관(1)의 전면을 나타낸 전면 뷰(Front view)가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 내연 기관(1)의 후면을 나타낸 후면 뷰(Back view)가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1의 내연 기관(1)을 일 측면에서 바라본 뷰가 도시되어 있다. 여기서, '전면'과 '후면'은 본 발명의 설명의 목적을 위해서 임의적으로 정한 용어들임을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관(1)(이하, '내연 기관(1)'이라고 종종 언급하기로 함)은 연소 유닛(100), 스윙 유닛(200), 및 로터 유닛(300)을 포함하며, 도 4에는 상술한 유닛들(100, 200, 300)의 이해의 용이를 위해서 임의적으로 분리한 후 다양한 각도에 바라본 도면들(사시도(a), 측면도(b), 및 전면도(c))이 도시되어 있다.

내연 기관(1)은 압축공기에 연료를 분사한 작동 유체를 점화시켜 폭발시키는 점화 및 폭발 단계, 점화 및 폭발 단계의 수행에 의해 생성된 연소 가스가 팽창되기 시작하고, 공기를 외부로부터 유입 받는 외부 공기 흡입 단계, 상기 점화 및 폭발 단계의 수행결과 생성된 연소 가스가 팽창되는 팽창 단계, 상기 외부 공기 흡입 단계에서 유입된 외부 공기를 압축시키는 압축 단계, 상기 연소 가스를 팽창 종말단계에서 외부로 배출하면서 상기 외부 공기를 압축하는 배기 및 압축 단계를 수행한다.

이러한 단계들에 대하여 도 27 내지 도 34를 참조하기 바란다. 예를 들면, 도 27과 도 28은 본 실시예에 따른 내연 기관(1)에서의 점화 및 폭발(연소) 단계의 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 27은 전면부에서 바라본 것이고, 도 28은 후면부에서 바라본 것이다. 또한, 도 29와 도 30은 본 실시예에 따른 내연 기관(1)에서의 연소가스 팽창 시작 및 공기흡입 단계 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 29는 전면부에서 바라본 것이고, 도 30은 후면부에서 바라본 것이다. 그리고, 도 31과 도 32는 본 실시예에 따른 내연 기관(1)에서의 연소 가스 팽창 및 공기 압축 단계의 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 31은 전면부에서 바라본 것이고, 도 32는 후면부에서 바라본 것이다. 또한, 도 33과 도 34는 본 실시예에 따른 내연 기관(1)에서의 연소 가스 배기 및 공기 압축 단계의 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치를 나타내기 위한 도면들로서, 도 33은 전면부에서 바라본 것이고, 도 34는 후면부에서 바라본 것이다

본 실시예에 따르면, 내연 기관(1)에서 수행되는 상기 팽창 단계와 상기 흡입 단계는 적어도 일부 시간 동안에 동시에 수행될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 내연 기관(1)에서 상기 팽창 단계와 상기 압축 단계는 적어도 일부 시간 동안에 동시에 수행될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 내연 기관(1)에서 상기 배기 단계 및 상기 압축 단계는 적어도 일부 시간 동안에는 동시에 수행될 수 있다.

이하에서는, 연소 유닛(100), 스윙 유닛(200), 및 로터 유닛(300)에 대한 예시적인 동작을 상세히 설명하기로 한다.

연소유닛(100)

연소 유닛(100)은 로터 유닛(300)으로부터 유입받은 압축공기에 연료를 분사한 작동 유체를 점화시켜 폭발시키는 점화 및 폭발 단계를 수행되도록 구성된다. 또한, 후술하겠지만, 연소 유닛(100)은 상기 작동유체의 폭발을 위한 밀폐된 공간 - 이하, '연소 공간' - 을 구비한 연소실부와, 상기 점화 및 폭발 단계의 수행에 의해서 생성된 연소가스를 배출하기 위해서 상기 연소실부에 형성된 연소실 배기 포트와, 상기 압축공기를 유입받기 위해서 상기 연소실부에 형성된 연소실 흡기 포트를 포함하도록 구성된다.

도 5 내지 도 14를 참조하면, 연소 유닛(100)은 연소실부(110)와 연소실 흡기 및 배기 조절부(120)를 포함한다.

연소실부(100)는 작동유체의 폭발을 위한 밀폐된 공간 - 이하, '연소 공간' - (R)을 구비한다. 본 실시예에 따르면, 연소실부(100)는 제1커버(111), 제2커버(112), 및 연소실 바디(113)를 포함하며, 제1커버(111), 제2커버(112), 및 연소실 바디(113)가 서로 결합되어 연소 공간(R)을 형성한다.

본 실시예에 따르면, 연소실 바디(113)에는 연소 공간(R)에 유입된 작동 유체 - 압축된 외부 공기에 연료가 혼합된 유체 - 를 점화시키기 위한 점화 플러그(114)가 배치되어 있고, 또한 연소실 바디(113)에는 압축된 외부 가스에 연료를 분사하기 위한 연료관(116)이 배치되어 있다.

본 실시예에 따르면, 연소실 바디(113)에는, 또한, 배기 포트(117)와 흡기 포트(119)가 형성되어 있다. 배기 포트(117)는 연소 공간(R)에서 생성된 연소 가스를 외부(예를 들면, 로터 유닛(300))로 배출하기 위한 포트이고, 흡기 포트(119)는 압축된 외부 공기를 로터 유닛(300)으로부터 유입받기 위한 포트이다. 이러한 배기 포트(117)와 흡기 포트(119)는 후술하겠지만 연소실 흡기 및 배기 조절부(120)에 의해 개방 또는 폐쇄된다.

본 실시예에 따르면, 연소실 바디(113)에는, 또한, 배기 포트(117)를 통해서 배기되는 연소 가스를 로터 유닛(300)으로 방출하기 위한 포트(P1)(이하, '제1연통포트')와 압축공기를 로터 유닛(300)으로부터 유입받기 위한 포트(P2)(이하, '제2연통포트')가 형성되어 있다. 한편, 후술할 연소실 배기 밸브(125)에 의해 제1연통포트(P1)와 배기 포트(117)는 연통되거나 또는 불연통되고, 후술할 연소실 흡기 밸브(127)에 의해 제2연통포트(P2)와 흡기 포트(119)는 연통되거나 또는 불연통된다.

본 실시예에 따르면, 연소실 바디(113)에는, 또한, 스로틀 밸브(118)가 형성되어 있다. 스로틀 밸브(118)는 외부의 레바(미 도시)에 의해 개폐가 조절되며 연소실로 유입되는 연료량을 가감시켜 출력을 조정하는 역할을 해준다.

본 실시예에 따르면, 연소실 바디(113)에는, 또한, 스윙 블록(201)을 수용할 수 있는 스윙 블록 수용부(S1)가 형성되어 있다. 스윙 블록(201)은 로터 유닛(300)의 회전 동작과 동작적으로 연결되어 있으며 로터 유닛(300)의 플레이트(Plate)(321)가 지나갈 때는 스윙 블록 수용부(S1)에 수용되어 있고, 플레이트(321)가 지나가고 나면 회전실린더(303)의 원통 회전면(D)으로 내려와 밀착하게 된다.

도 27을 참조하면, 스윙 블록이 스윙 블록 수용부(S1)에 수용된 상태를 나타낸 것이다. 도 29, 도 31, 및 도 33은 스윙 블록이 회전실린더(30)의 원통 회전면(D)으로 내려와 밀착된 상태를 나타낸다.

본 실시예에 따르면, 연소실 바디(113)는 4개의 측면들을 구비한 통상 사각 의 형태로 구성되고, 4개의 측면들 중 2개의 서로 대향하는 측면들은 개방되어 있고, 나머지 2개의 서로 대향하는 측면들은 막혀 있다.

제1커버(111)는 연소실 바디(113)의 상기 개방된 측면들 중에서 일 측면에 밀착 결합된다. 또한, 제2커버(112)는 연소실 바디(113)의 상기 개방된 측면들 중에서 나머지 측면에 밀착 결합된다.

본 실시예에 따르면, 제2커버(112)의 일면은 상기 연소실 바디(113)의 상기 개방된 측면들 중에서 나머지 측면에 밀착 결합되고, 제2커버(112)의 나머지 일면에는 연소실 흡기 및 배기 조절부(120)를 지지 및 가이드하도록 구성되어 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 제2커버(112)의 나머지 일면에는 도브테일 슬라이더(Dovetail slide) 구조가 될 수 있도록 오목부(F1)가 형성되어 있고, 이러한 오목부(F1)에 연소실 흡기 및 배기 조절부(120)의 돌출부(V1)가 삽입되어 도브테일 슬라이딩 방식으로 상하 이동될 수 있다. 돌출부(V1)의 상하 이동은 로터 유닛(300)의 회전 동작과 동작적으로 연결되어 있다.

본 실시예에 따르면, 연소실 흡기 및 배기 조절부(120)는, 캠 팔로워(121), 커넥팅 로드(122) 흡기용 팔로워(123), 배기용 팔로워(124), 연소실 배기 밸브(125), 및 연소실 흡기 밸브(127)를 포함한다. 한편, 커넥팅 로드(122)는 흡기용 커넥팅 로드(122a)와 배기용 커넥팅 로드(122b)로 구별될 수 있고, 양자의 구별의 실익 없는 한 커넥팅 로드(122)로 통칭하기로 한다.

본 실시예에 따르면, 캠 팔로워(121)는 로터 유닛(300)의 회전실린더(303)의 회전과 동작적으로 연결되어 있다. 예를 들면, 로터 유닛(300)의 회전실린더(303)는 연소 가스의 팽창에 의해 360도로 회전되는데, 회전실린더(303)의 특정 부분(예를 들면, 회전실린더(303)의 밸브용 캠(313))이 캠 팔로워(121)와 만날때만 캠 팔로워(121)가 상승하도록, 캠 팔로워(121)와 로터 유닛(300)의 회전실린더(303)가 서로 동작적으로 연결되어 있다. 후술하겠지만, 캠 팔로워(121)는 회전실린더(303)의 밸브용 캠(313)과 기계적으로 접촉되어 밸브용 캠(313)에 의해 상승 또는 하강한다.

본 실시예에 따르면, 캠 팔로워(121)에는 돌출부(V1)가 형성되어 있으며, 이러한 돌출부(V1)가 상술한 제2커버(112)의 오목부(F1)에 삽입되어 도브테일 슬라이딩 방식으로 상하 이동 가능하도록 결합된다.

본 실시예에 따르면, 캠 팔로워(121)와 흡기용 팔로워(123), 배기용 팔로워(124), 커넥팅 로드(122), 연소실 배기 밸브(125), 연소실 흡기밸브(127)은 서로 동작적으로 연결되어 있다.

한편, 배기용 팔로워(124)는 또한 연소실 배기 밸브(125)와 동작적으로 연결되어 있고, 흡기용 팔로워(123)는 또한 연소실 흡기 밸브(127)과 동작적으로 연결되어 있다.

도 12, 13을 참조하면, 캠 팔로워(121)가 밸브용 캠(313)과 기계적으로 접촉하기 전에는 캠 팔로워(121)는 최저점에 위치되어 있고, 이러한 상태에서는 연소실 배기 밸브(125)는 배기 포트(117)를 폐쇄시키도록 동작하고 있고, 연소실 흡기 밸브(127)는 흡기 포트(119)를 개방시키도록 동작하고 있다. 여기서, 연소실 배기 밸브(125)가 배기 포트(117)를 폐쇄시킨다고 함은, 연소 공간(R)에 존재하는 압축공기나 작동 유체가 배기 포트(117)를 통과하지 못하도록 하는 것을 의미한다. 그리고, 연소실 흡기 밸브(127)가 흡기 포트(119)를 개방시킨다고 함은, 연소 공간(R)으로 압축 공기가 흡기 포트(119)를 통해서 유입되도록 하는 것을 의미한다.

도 9를 참조하면, 캠 팔로워(121)가 밸브용 캠(313)과 기계적으로 접촉하기 시작하면, 동시에 캠 팔로워(121)는 밸브용 캠(313)에 의해 상승하게 된다. 캠 팔로워(121)가 상승하게 되면, 배기용 팔로워(124)와 흡기용 팔로워(123)도 각각 동작하게 된다.

본 실시예에 따르면, 흡기용 팔로워(123)와 배기용 팔로워(124)는 각각 캠 팔로워(121)의 표면에 접촉하여 롤링하면서 이동된다. 이를 위해서, 캠 팔로워(121)에 접촉되는 흡기용 팔로워(123)와 배기용 팔로워(124)에는 각각 롤러(C1)와 롤러(C2)가 결합되어 있다.

도 11을 참조하면, 배기용 팔로워(124)와 동작적으로 연결된 연소실 배기 밸브(125)는 여전히 배기 포트(117)를 폐쇄시킨 상태이나, 흡기용 팔로워(123)와 동작적으로 연결된 연소실 흡기 밸브(127)는 흡기 포트(119)를 폐쇄시킨다. 이러한 상태가 되면, 연소 공간(R)에서 점화 및 폭발 단계가 수행된다. 도 27과 도 28에, 점화 및 폭발 단계에서의 각 구성요소들의 상태와 위치가 예시적으로 나타나 있으므로, 이들 도면을 참조하기 바란다.

도 9를 참조하면, 캠 팔로워(121)의 형상이 비대칭(특히,배기용 팔로워(124)가 접촉되는 부분의 형상과 흡기용 팔로워(123)가 접촉되는 부분의 형상이 서로 동일하지 않고 비대칭임)이라서, 캠 팔로워(121)의 상승 동작에 의해 배기용 팔로워(124)에 미치는 영향과 흡기용 팔로워(123)에 미치는 영향에 차이가 있게 된다.

도 12 참조하면, 캠 팔로워(121)가 밸브용 캠(313)과 기계적으로 접촉하기 시작한 때로부터 밸브용 캠(313)이 소정의 구간 만큼 회전되면, 배기용 팔로워(124)와 동작적으로 연결된 연소실 배기 밸브(125)는 배기 포트(117)를 개방시키고, 흡기용 팔로워(123)와 동작적으로 연결된 연소실 흡기 밸브(127)는 흡기 포트(119)를 폐쇄시킨다. 이러한 상태가 되면, 연소 공간(R)에서 점화 및 폭발 단계의 수행에 의해 발생된 연소 가스가 로터 유닛(300)으로 유입될 수 있게 된다. 도 29와 도 30에, 연소가스 팽창 시작 및 가스 흡입 단계 수행시의 각 구성요소들의 상태와 위치가 예시적으로 도시되어 있으므로 이들 도면을 참조하기 바란다.

이상과 같은 동작들은, 캠 팔로워(121)와 흡기용 팔로워(123), 배기용 팔로워(124)의 형상 및 길이를 조절하면, 당업자에 의해 용이하게 구현이 될 수 있을 것이다. 한편 설명하지는 않았지만, 탄성체들(B1, B2)은 스프링과 같은 요소들로 구성될 수 있고, 스프링의 강도나 위치 등은, 상술한 바와 같이, 캠 팔로워(121)가 연소실 배기 밸브(125) 및 연소실 흡기 밸브(127)와 각각 동작적으로 연동되도록 구성될 수 있다.

스윙 유닛(200)

스윙 유닛(200)은 로터 유닛(300)의 회전실린더(303)의 회전에 따라 스윙운동을 하여 회전실린더(303)내의 연소가스 및 압축공기에 대해 블록킹 동작(blocking action)과 오프닝 동작(opening action)을 수행할 수 있다.

본 실시예에서, 스윙 유닛(200)에 의해 수행되는 블록킹 동작(blocking action)은, 연소 가스와 흡입 공기를 분리시킨 상태에서, 플레이트(321)의 회전에 의해 상기 흡입공기의 압축 및 상기 연소가스의 일방향 팽창이 이뤄질 수 있도록 회전실린더(303) 방향으로 하방 운동 하여 회전실린더(303)의 하단 원통 회전면(D)에 밀착되는 동작을 의미한다. 이처럼, 블로킹 상태는, 스윙 유닛(200)이 흡입공기와 연소가스가 완전히 분리되도록 원통 회전면(D)에 밀착된 상태이며, 이러한 블록킹 상태에서 연소가스의 일방향 팽창에 의해 플레이트(321)가 회전되고, 회전되는 플레이트(321)에 의해 흡입공기가 압축되게 된다. 한편, 스윙 유닛(200)의 하방 운동은 탄성체(B3)와 같은 구성요소들에 의해 이루어질 수 있고, 이러한 탄성체(B3)는 스윙 블록용 캠(311)과 동작적으로 연결되어 있다.

본 실시예에서, 스윙 유닛(200)에 의해 수행되는 오프닝 동작(opening action)은, 회전실린더(303)의 플레이트(321)가 다음 단계를 수행하기 위해 회전할 때 스윙블록(201)이 스윙블록 수용부(S1)로 들어가는 동작을 의미한다. 이러한 동작에 의해 플레이트(321)의 회전에 스윙 유닛(200)이 방해를 하지 않게 된다.

본 실시예에서, 스윙 유닛(200)에 의해 수행되는 블록킹 동작(blocking action)과 오프닝 동작(opening action)은, 상술한 점화 및 폭발 단계의 수행 직후에 시작되어 다음 점화 및 폭발 단계가 시작되기 전에 종료될 수 있다.

도 14 내지 도 21을 참조하면, 스윙 유닛(200)은 스윙 블록(201), 회전축(203), 로드 및 스윙블록용 팔로워(205)를 포함할 수 있다. 한편, 스윙블록용 팔로워(205)의 일 단부에는 롤러(C3)가 결합되어 있고, 스윙블록용 팔로워(205)의 나머지 단부는 회전축(203)에 기계적으로 연결되어, 스윙블록(201)과 스윙블록용 팔로워(205)는 회전축(203)을 기준으로 동일하게 스윙 운동을 할 수 있다.

본 실시예에서, 회전축(203)에 탄성체(B3)가 탄성적으로 결합되어 있으며, 탄성체(B3)는 외력이 없으면 스윙 블록(201)이 하방으로 향하도록 힘을 가한다.

본 실시예에서, 회전축(203)은 연소실부(110)의 커버들(111, 112)과 회전 가능하도록 결합되어 있고, 스윙블록용 팔로워(205)는 스윙 블록용 캠(311)과 동작적으로 연결되어 있다.

도 15와 도 16을 참조하면, 스윙 블록용 캠(311)과 스윙블록용 팔로워(205)가 서로 기계적 접촉이 없을 경우에는 탄성체의 힘에 의해 스윙블록용 팔로워(205)는 하강한 상태로 유지된다. 이 경우 스윙블록(201)은 회전실린더(303)의 내부 공간(S2)에 위치하여 회전실린더(303) 하단 회전면과 밀착된 상태가 된다.(연소실부(100)의 제1포트(P1)가 개방된 상태).

한편, 연소 가스의 팽창력에 의해 로터 유닛(300)이 회전되면 스윙 블록용 캠(311)도 회전되게 된다. 도 17을 참조하면, 스윙 블록용 캠(311)은 회전되다가 소정의 구간에 도달하면스윙블록용 팔로워(205)와 기계적으로 접촉하게 된다.

도 18을 참조하면, 스윙 블록용 캠(311)이, 스윙블록용 팔로워(205)의 롤러(C3)와 접촉하면서 스윙 동작하게 되면, 스윙블록용 팔로워 (205)는 상승하게 되며 이처럼 스윙블록용 팔로워(205)가 상승하게 되면 플레이트(321)의 통과에 장애가 없어진다.

도 19 내지 도 20을 참조하면, 스윙 블록용 캠(311)이 계속 회전하여 커넥팅 로드(205)의 롤러(C3)와 더 이상 접촉하지 않게 되면, 스윙블록용 팔로워(205)는 스윙 블록용 캠(311)과 접촉하기 전의 상태로 돌아간다. 즉 스윙블록(201)은 로터 유닛(300)의 내부 공간(S2)에 위치하여 로터유닛(300) 하단 원통 회전면(D)과 밀착된 상태가 된다.(연소실부(100)의 제1포트(P1)가 개방된 상태).

로터 유닛(300)

로터 유닛(300)은, 연소 유닛(100)과 동작적으로 연결되어 점화 및 폭발 단계의 수행에 의해서 생성된 연소 가스의 팽창력에 의해 회전되며, 공기를 외부로부터 유입 받는 외부 공기유입 단계와, 연소 유닛(100)으로부터 유입된 연소 가스가 팽창되는 팽창 단계와, 외부 공기를 압축시키는 압축 단계와,연소 가스의 팽창 종말단계에서 외부로 배출하는 배기 단계를 수행하도록 구성된다.

도 22, 23을 참조하면, 본 실시예에 따른 로터 유닛(300)은 회전축(301), 회전 실린더(303), 및 하우징(305)을 포함한다. 회전 실린더(303)가 회전하면 회전축(301)이 회전하도록, 회전 실린더(303)와 회전축(301)이 구조적으로 결합되어 있다. 상기 다른 장치와 동작적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 회전 실린더(303)와 하우징(305)은 서로 결합되어 밀폐된 내부 공간(S2)을 형성하며, 연소 유닛(100)으로부터 배기되는 연소가스를 내부 공간(S2)로 유입 받는다. 회전 실린더(303)는 그러한 연소 가스의 팽창에 의해 회전하게 된다.

도 24를 참조하면, 하우징(305)은 제1하우징(306)과 제2하우징(308)로 구성되며, 제1하우징(306)과 제2하우징(308)의 사이에 회전 실린더(303)가 위치되어 이들 구성요소들이 서로 밀착 결합된다.

도 24를 참조하면, 회전 실린더(303)에는 연소 가스가 팽창되고 유입공기가 압축되는 공간(S2)이 구비되어 있고, 이 공간(S2)은 플레이트(321)에 의해 분리된다. 이러한 플레이트(321)는 연소 유닛(100)으로부터 유입되는 연소 가스와 외부로부터 유입되는 외부 공기를 분리시키는 한편 일면에서는 유입공기를 압축시키고 다른 면에서는 연소 가스의 팽창력을 전달받는다. 플레이트(321)는 연소 가스의 팽창력을 받아서 회전되고, 플레이트(321)의 회전에 의해 유입공기가 압축된다.

플레이트(321)는 회전 실린더(303)의 상기 공간(S2) 내에 배치되며, 플레이트(321)가 배치되는 위치는, 도면 24 내지 도 26을 참조하기 바란다.

도 24와 도 25를 참조하면, 회전 실린더(303)에는 내부 흡기 포트(323)와 내부 배기 포트(325)가 형성되어 있고, 내부 흡기 포트(323)를 통해서 외부로부터 공기가 유입되고, 내부 배기 포트(325)를 통해서 연소 가스가 외부로 배출될 수 있다.

도 24 내지 도 26을 참조하면, 제1하우징(306)에 외부 흡기 포트(327)와 외부 배기 포트(329)가 형성되어 있다. 본 실시예에서, 외부 흡기 포트(327)를 통해서 외부로부터 공기가 유입될 수 있고, 외부 배기 포트(329)를 통해서 연소가스가 외부로 배기 될 수 있다. 여기서, 외부 흡기 포트(327)는 흡기관(307)과 연통되어 있고, 외부 배기 포트(329)는 배기관(309)과 연통되어 있다.

도 24 내지 도 26을 참조하면, 회전 실린더(303)가 회전하다가 소정의 구간에 도달하면, 내부 흡기 포트(323)와 외부 흡기 포트(327)는 서로 겹쳐져서, 외부 흡기 포트(327)와 내부 흡기 포트(323)는 연통된다. 즉, 내부 흡기 포트(323)와 외부 흡기 포트(327)는 서로 겹쳐졌을 때에만 외부 공기가 회전 실린더(303) 내부로 유입되게 된다.

도 24 내지 도 26을 참조하면, 회전 실린더(303)가 회전하다가 소정의 구간에 도달하면, 내부 배기 포트(325)와 외부 배기 포트(329)는 서로 겹쳐져서, 내부 배기 포트(325)와 외부 배기 포트(329)는 연통된다. 즉, 내부 배기 포트(325)와 외부 배기 포트(329)는 서로 겹쳐졌을 때에만 연소 가스가 배기관(309)을 통해서 배출된다.

상술한 바와 같이 내연 기관(1)은 로터 유닛(300) 내에서 연소 가스가 팽창하는 팽창 단계와 외부 공기를 압축하는 압축 단계는 적어도 일부 시간 동안에 서로 동시에 수행될 수 있다.

또한, 내연 기관(1)은 로터 유닛(300)내에서의 연소 가스를 외부로 배출하는 배기 단계와 외부 공기를 압축하는 압축 단계는 적어도 일부 시간 동안에는 서로 동시에 수행될 수 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 26을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 내연 기관(10)의 동작 방법에 대하여 설명하기로 한다.

연소 유닛(100)은 로터 유닛(300)으로부터 압축 공기를 유입받고, 상기 압축 공기에 연료를 분사한 작동 유체를 점화시켜 폭발시키는 점화 및 폭발 단계를 수행할 수 있다.

로터 유닛(300)의 회전실린더(303)는, 연소 유닛(100)과 동작적으로 연결되어 점화 및 폭발 단계의 수행에 의해서 생성된 연소 가스의 팽창력에 의해 회전되며, 공기를 외부로부터 유입 받는 외부 공기 흡기 단계와, 연소유닛(100)으로 부터 유입된 연소 가스가 팽창되는 팽창 단계와, 외부 공기를 압축시키는 압축 단계와, 연소 가스를 외부로 배출하는 배기 단계를 수행되도록 구성된다.

압축 단계에 의해 생성된 압축 공기는 연소실 흡기 포트(119)를 통해서 연소 공간으로 제공되며, 상기 압축 단계와 상기 흡입 단계는 적어도 일부 시간 동안에 동시에 수행된다.

스윙 유닛(200)은 로터 유닛(300)의 회전실린더(303)의 회전에 따라 블록킹 동작(blocking action)과 오프닝 동작(opening action)을 수행한다.

여기서, 스윙 유닛(200)에 의해 수행되는 블록킹 동작(blocking action)은, 스윙 유닛(200)이 회전실린더(303)의 방향으로 하방 운동하여 회전실린더(303)의 하단 원통 회전면(D)에 밀착되는 동작을 의미한다. 이러한 블록킹 동작에 의해, 흡입공기와 연소가스가 완전히 분리된 상태가 되며, 플레이트(321)는 연소가스의 폭발력에 의해 회전되어 흡입공기를 압축시키게 된다.

오프닝 동작(opening action)은, 회전실린더(303)의 플레이트(321)가 다음 단계를 수행하기 위해 회전할 때 스윙블록(201)이 스윙블록 수용부(S1)로 들어가 플레이트(321)의 회전에 장애가 되지 않도록 하는 동작이다.

한편, 스윙 유닛(200)의 블록킹 동작(blocking action)과 오프닝 동작(opening action)은 점화 및 폭발 단계의 수행 직후에 시작되어 다음 점화 및 폭발 단계가 시작되기 전에 종료될 수 있다.

연소 유닛(100)에서의 점화 및 폭발 단계의 수행 순간에는, 연소실 배기 포트(117)와 연소실 흡기 포트(119)는 폐쇄 되어 있고, 연소실 배기 포트(117)와 로터 유닛(300)이 불연통된 상태이다.

한편, 연소 유닛(100)에서의 점화 및 폭발 단계의 수행 직후에는, 연소실 배기 포트(117)의 일부는 개방되어 있고, 연소실 흡기 포트(117)는 완전 폐쇄되어 있고, 연소실 배기 포트(117)와 로터 유닛(300)이 연통된 상태이다.

또한, 연소 유닛(100)에서의 점화 및 폭발 단계의 수행 직후에, 로터 유닛(300)으로의 외부 공기 유입 단계가 수행된다.

한편, 외부 공기 유입 단계가 수행된 이후에, 상기 팽창 단계와 상기 압축 단계는 적어도 일부 시간 동안에는 동시에 수행되며, 이때 연소실 배기포트(117)는 폐쇄되어 있고, 연소실 흡기 포트(119)는 개방되어 있다.

또한, 상기 팽창 단계와 상기 압축 단계가 적어도 일부 시간 동안 동시에 수행되는 동안, 상기 압축 공기와 상기 연소가스가 혼합되지 않도록, 스윙 유닛(200)과 회전 실린더(303)가 서로 동작적으로 연결되어 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 연소 유닛
110: 연소실부 111: 제1커버
112: 제2커버 113: 연소실 바디
114: 점화플러그 116: 연료관
117: 배기 포트 118: 스토틀 밸브
119: 흡기 포트 R: 연소 공간
P1, P2: 포트 S1: 스윙 블록 수용부
F1: 오목부 V1: 돌출부
120: 연소실 흡기 및 배기 조절부
121: 캠 팔로워
122, 122a, 122b : 커넥팅 로드
123: 흡기용 팔로워 124: 배기용 팔로워
125: 연소실 배기 밸브 127: 연소실 흡기 밸브
B1, B2: 탄성체 C1, C2: 롤러
200: 스윙 유닛
201: 스윙 블록 203: 회전축
205: 스윙블록용 팔로워 C3: 롤러
B3: 탄성체
300: 로터 유닛
301: 회전축 303: 회전 실린더
305: 하우징 306: 제1하우징
308: 제2하우징 307: 흡기관
309: 배기관 S2 내부 공간
311: 스윙 블록용 캠 313 밸브용 캠
321: 플레이트 323: 내부 흡기 포트
325: 내부 배기 포트 327: 외부 흡기 포트
329: 외부 배기 포트

Claims (12)

1. 연소 유닛; 및
   로터 유닛;을 포함하며,
   상기 연소 유닛은 상기 로터 유닛으로부터 유입 받은 압축 공기에 연료를 분사한 작동 유체를 점화시켜 폭발시키는 점화 및 폭발 단계를 수행되도록 구성되고, 상기 연소 유닛은 상기 작동유체의 폭발을 위한 밀폐된 공간 - 이하, '연소 공간' - 을 구비한 연소실부와, 상기 점화 및 폭발 단계의 수행에 의해서 생성된 연소가스를 배출하기 위해서 상기 연소실부에 형성된 연소실 배기 포트와, 상기 압축 공기를 흡입받기 위해서 상기 연소실부에 형성된 연소실 흡기 포트를 포함하고,
   상기 로터 유닛은, 상기 연소 유닛과 동작적으로 연결되어 상기 점화 및 폭발 단계의 수행에 의해서 생성된 연소 가스의 팽창력에 의해 회전되며, 공기를 외부로부터 유입 받는 외부 공기 흡기 단계와, 상기 연소 유닛으로부터 유입된 연소 가스가 팽창되는 팽창 단계와, 상기 외부 공기를 압축시키는 압축 단계와, 상기 연소 가스를 외부로 배출하는 배기 단계를 수행되도록 구성되며,
   상기 압축 단계에 의해 생성된 압축 공기는 상기 연소실 흡기 포트를 통해서 상기 연소 공간으로 제공되며,
   상기 로터 유닛은 회전 실린더와 하우징을 포함하며, 상기 회전 실린더와 하우징은 서로 결합하여 상기 외부 공기와 상기 연소 가스를 유입 받아서 압축 및 팽창이 이뤄질 수 있도록 밀폐된 내부 공간을 형성하며,
   상기 회전실린더의 내부 공간에는 플레이트가 배치되어 있고, 상기 플레이트는 상기 연소 가스의 팽창력을 전달받아 회전되면서, 상기 외부 공기를 압축시키는 것인, 내연 기관.
2. 제1항에 있어서,
   상기 팽창 단계와 상기 압축 단계는 적어도 일부 시간 동안에 동시에 수행되는 것인, 내연 기관.
3. 제2항에 있어서,
   상기 배기 단계 및 상기 압축 단계는 적어도 일부 시간 동안에는 동시에 수행되는 것인, 내연 기관.
4. 제1항에 있어서,
   상기 연소 유닛은, 상기 연소실 배기 포트를 개방 또는 폐쇄시키기 위한 연소실 배기 밸브와, 상기 연소실 흡기 포트를 개방 또는 폐쇄시키기 위한 연소실 흡기 밸브를 더 포함하며,
   상기 로터 유닛은, 또한, 상기 연소실 배기 포트를 개방 또는 폐쇄시키기 위한 연소실 배기 밸브와 동작적으로 연결되어 있으며, 상기 로터 유닛의 회전실린더의 회전에 따라서 상기 연소실 배기 포트가 개방 또는 폐쇄되며,
   상기 로터 유닛은, 또한, 상기 연소실 흡기 포트를 개방 또는 폐쇄시키기 위한 연소실 흡기 밸브와 동작적으로 연결되어 있으며, 상기 로터 유닛의 회전실린더의 회전에 따라서 상기 연소실 흡기 포트가 개방 또는 폐쇄되는 것인, 내연 기관.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전 실린더에는 상기 외부 공기를 유입 받기 위한 내부 흡기 포트와, 상기 연소가스를 외부로 배출하기 위한 내부 배기 포트가 형성되어 있고,
   상기 하우징에는 상기 외부 공기를 제공하는 흡기관과 연통된 외부 흡기 포트와, 상기 연소 가스를 외부로 배출하는 배기관과 연통된 외부 배기 포트가 형성되어 있고,
   상기 회전 실린더의 회전에 따라서, 상기 내부 흡기 포트와 상기 외부 흡기 포트가 서로 연통되거나 불연통되고, 또한 상기 내부 배기 포트와 상기 외부 배기 포트가 서로 연통 또는 불연통되는 것인, 내연 기관.
6. 삭제
7. 제4항에 있어서,
   스윙 유닛;을 더 포함하며,
   상기 스윙 유닛은 상기 로터 유닛의 회전 실린더의 회전에 따라 블록킹 동작(blocking action)과 오프닝 동작(opening action)을 수행하며,
   상기 블록킹 동작(blocking action)과 상기 오프닝 동작(opening action)은 상기 점화 및 폭발 단계의 수행 직후에 시작되어 다음 점화 및 폭발 단계가 시작되기 전에 종료되는 것인, 내연 기관.
8. 제7항에 있어서,
   상기 점화 및 폭발 단계의 수행 순간에는, 상기 연소실 배기 포트와 상기 연소실 흡기 포트는 폐쇄되어 있고, 상기 연소실 배기 포트와 상기 로터 유닛이 불연통된 상태인 것인, 내연 기관.
9. 제8항에 있어서,
   상기 점화 및 폭발 단계의 수행 직후에는, 상기 연소실 배기 포트의 일부는 개방되어 있고, 상기 연소실 흡기 포트는 폐쇄되어 있고, 상기 연소실 배기 포트와 상기 로터 유닛이 연통된 상태인 것인, 내연 기관.
10. 제8항에 있어서,
    상기 점화 및 폭발 단계의 수행 직후에, 상기 외부공기 유입 단계가 수행되는 것인, 내연 기관.
11. 제10항에 있어서,
    상기 외부 공기 유입 단계가 수행된 이후에, 상기 팽창 단계와 상기 압축 단계는 적어도 일부 시간 동안에는 동시에 수행되며,
    상기 연소실 배기 포트의 폐쇄되어 있고, 상기 연소실 흡기 포트는 개방되어 있는 것인, 내연 기관.
12. 제9항에 있어서,
    상기 팽창 단계와 상기 압축 단계가 적어도 일부 시간 동안 동시에 수행되는 동안,
    상기 압축 공기와 상기 연소가스가 혼합되지 않도록, 상기 스윙 유닛과 상기 회전실린더부가 서로 동작적으로 연결된 것인, 내연 기관.

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