KR19980031943A - 편심기어를 이용한 회전피스톤 기관 - Google Patents

Abstract

제 9 도는 하우징 내부의 회전 피스톤의 반회전과 2차편심기어와 출력편심기어의 1회전을 보여주고 있다. 2차편심기어와 출력편심기어는 잇수가 같고 좌우의 1차편심기어와 타원형기어의 잇수가 1:2 이기 때문에 출력편심기어가 2회전할 때 로터는 1회전하게 되어 출력축이 2회전하게 될 때 4회의 폭발이 있게 된다. 그러므로 본 기관은 행정에 있어서 4개의 실린더를 가진 4행정 기관과 같다고 할 수 있다. 그러나 훨신 간단한 구조를 가지고 있다.

이렇게 본 기관은 빠른회전속도와 간단한구조에도 불구하고 효율이 낮고 기밀이 어려운 기존의 로타리기관의 단점을 제거하기 위해서 전혀다른 방식으로 작동 하게 하였다.

본 기관을 기존의 로터리 기관에 비교하면 연소실의 표면적이 작아 열손실로인한 에너지의 소모가 적고 회전피스톤이나 로터가 하우징 내면과 면접촉을하기 때문에 기밀이 쉬운 장점이 지니며

왕복피스톤기관과 비교하면 본 기관은 왕복운동을하는 부분이 없어 왕복운동에의한 에너지의 소모가 없고 다만 두 개의로터가 주기적으로 힘을 전환하기 때문에 효율이 더 좋으며 벨브가없고 구조가 간단한 로터리기관의 장점을 가진다. 또한 두 로터의 회전비의 차는 편심기어의 편심률에 영향받게 되므로 기관의 압축비는 편심률과 회전피스톤의 두께를 변화시켜 조절할 수 있어 더 효율이 좋은 엔진의 개발이 용이하다.

그러므로 본 기관은 자동차의 엔진이나 소형으로 고효율을 필요로 하는 내연기관으로 유용하게 쓰일 수 있을 것이다.

Description

편심기어를 이용한 회전 피스톤 기관

제 1 도 기관의 투상도

제 2 도 기어와 축만을 나타낸 도

제 3 도 하우징 내부의 로터와 회전피스톤을 보여준 도

제 4 도 회전피스톤(2)(4)과 로터(6)

제 5 도 회전피스톤(3)(5)과 로터(7)

제 6 도는 로터와 기어와 축만을 나타낸 도

제 7 도 기관의 횡단면도

제 8 도 하우징 내부를 보여준 종단면도

제 9 도 출력편심기어(14)의 1회전과 회전피스톤의 운동을 보여준 그림

제 10 도 기관의 구조를 간략히 나타낸 그림

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 하우징2;3;4;5 : 회전피스톤6;7 : 로터

8;9 : 타원형기어10;11 : 1차편심기어12;13; : 2차편심기어

14 : 출력편심기어15;16 : 편심기어축17 : 출력축

18 : 흡기구19 : 배기구20 : 점화플러그

본 고안은 기존의 반켈형 기관과는 다른 형태의 로터리 기관으로 하우징 내부에 십자로 맞물려있는 두개의 로터 사이의 네개의 공간이 편심기어와 타원형의기어에 의해서 주기적으로 체적의 변화가 일어나게 함으로써 자동적으로 각 공간마다 흡입 압축폭발 배기가 연속적으로 일어나게 한 기관에 관한 것이다. 종래의 로터리기관은 왕복동 기관에 비하여 연소실의 모양이 납작하여 열손실에 의하여 효율이 낮다는 단점과 로터와 하우징사이의 기밀이 어려운 단점을 지닌다.

본 고안은 편심기어에의해서 주기적으로 체적의 변화를 일으키는 두 개의 로터에; 붙은 네 개의 회전 피스톤 사이의 공간을 실린더로 이용하기 때문에 로터는 편심이 아닌 원의 중심으로 회전하며 연소실의 표면적이 넓지않다. 따라서 기존의 로터리기관이 가진 위 두 가지 단점을 최소화 할 수 있다.

도면에 예로 기관의 구조와 작동방식을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

하우징(1) 내부에 수평방향의 두 개의 회전 피스톤(2)(4)과 하나로 연결된 로터(6)와 수직방향의 두 개의 회전피스톤(3)(5)과 하나로 연결된 로터(7)에 주기적으로 회전비의 변화를 주기 위해서 두 개의 로터(6)(7)를 각각 타원의 중심으로 회전하는 타원형기어(8)(9)와 일체로 되게하고 타원형기어(8)(9)의 절반의 잇수를 가지는 1차편심기어(10)(11)에 맞물리게 함으로써 두 로터(6)(7)의 회전비가 180°를 주기로 변하게 하였다.

2차편심기어(12)(13)와 출력편심기어(14)는 동일한 잇수를 가지며 편심기어축(15)(16)과 연결된 2차편심기어(12)(13)는 주기의 변화없이 두 로터(6)(7)의 회전비와 압축비를 크게하고 그 사이에 있는 출력편심기어(14)는 두 로터(6)(7)가 같은 방향으로 회전하게 함과 동시에 출력축(17)으로 동력을 전달한다.

이렇게 두 개의 로터(6)(7)가 180°를 주기로 회전비가 변하기 때문에 항상 회전피스톤(2)(3)(4)(5)은 흡기구(18)와 배기구(19) 사이에 왔을 때 속도가 가장 느리고 거기서 90°회전했을 때 가장빠르고 180°회전했을 때 다시 느려진다.

그러므로 흡기구(18)를 지나기 전의 회전 피스톤은 저속, 지난 후의 회전피스톤은 고속으로 회전 하므로 두 개의 회전피스톤사이의 공간이 늘어나면서 흡기구(18)로부터 혼합공기를 흡입하게 되며 다음에 두 회전피스톤이 거의 같은 속도에 이르게 되면서 회전피스톤 사이의 공간이 최대로 확장되어 흡입이 완료된다.

그후 두 회전피스톤의 속도가 연전되면서 혼합공기를 압축하게 된다. 그리고 점화 폭발하는 순간에는 두 개의 로터(6)(7)가 편심기어에 의한 회전비의 차에 의해서 한방향으로 회전하게 되어 동력이 얻어진다. 다시 공간이 최대로 확장된후 속도가 역전 되면서 배기구(19)로 배기가스를 내보낸다.

이때 회전피스톤의 회전력은 뒤 따라오는 회전피스톤사이의 공간을 압축하게 되고 연쇄적으로 폭발이 일어나서 계속 동력을 발생시킨다. 시동을 할 때는 출력축(17)을 회전시키면 된다.

이와같이 본 기관의 구조와 작동은 토러스(torus)모양으로 휘어진 실린더내부를 피스톤이 회전하는 것과 같으므로 연소실의 모양이 우수하여 기밀이 용이한 장점을 가진다.

또한 본 기관에 사용된 편심기어를 타원형이나 특수한 모양의 기어로 대체하거나 회전피스톤과 로터의 모양을 바꿈으로써 보다 성능이 좋은 기관의 개발이 쉬울 것이다.

Claims (2)

1. 원형의 하우징(1) 내부에 수평방향으로 배치한 회전피스톤(2)(4)과 수직방향으로 배치한 회전피스톤(3)(5)에 각각 연결된 두 로터(6)(7)의 회전비가 타원기어 또는 편심기어의 조합으로 주기적으로 변하게하여 이로 인한 회전피스톤(2)(3)(4)(5)사이의 공간의 수축과 팽창으로 흡입 압축 폭발 배기가 이루어지게하며 폭발시 두 로터(6)(7)의 회전비의 차이에 의해서 일정한 방향으로 회전력을 발생시켜 연쇄적으로 동력을 얻는 로터리기관.
2. 제 1항에 있어서 두 로터(6)(7)와 각각 연결된 타원형기어(8)(9)에 타원형기어의 절반의 잇수를 가지는 1차편심기어(10)(11)를 연결함으로서 두 로터(6)(7)가 180°를 주기로 회전비가 변하게하고 편심기어축(15)(16)에 1차편심기어(10)(11)와 2차편심기어(12)(13)를 연결하여 두 로터(6)(7)의 회전비와 압축비를 더 크게 하고 2차편심기어(12)(13)사이에 출력편심기어(14)를 맞물리게하여 두개의로터(6)(7)가 같은방향으로 회전하게 하고 동시에 출력축(17)으로 동력을 전달하게 하게 한 것.