KR19990071226A

KR19990071226A - Jet Rotating Engine

Info

Publication number: KR19990071226A
Application number: KR1019980006545A
Authority: KR
Inventors: 변상복
Original assignee: 변상복
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-15

Abstract

본 발명은 제트형의 회전엔진(Jet-rotary engine)에 관한 것이다. 종래의 소위 반켈엔진은 삼각형 로우터가로우터하우징 속에서 회전하면서 기존피스톤엔진과 같이 흡입→압축→폭발→배기의 4행정을 수행토록 되어 있다. 그러나 이 삼각형 로우터의 정점이 하우징내부와의 마찰로 쉽게 마모되어 가스 누설로 인한 성능 저하등 원천적인 구조상의 문제점을 지니고 있다. 본 발명은 플라이휘일(3)을 분할형(split type)으로 조립할 수 있게 한 그 내부의 공간에 원심압축기(1)를 내장해서 그 디퓨저(7) 선단에 연소실(8)을 형성하고 그 연소실(8) 주변에는 과열방지용 공기냉각용 바이패스(16)를 형성하고 연소실(8)내에는 원심압축기(1)의 임펠러(6)/디퓨저에서 이룩된 압축공기가 연료와 혼합하여 연속연소케하고 그 고온고압의 연소가스를 외주변(11)의 제트노즐(Jet-nozzle)(12)로부터 배기섬프(13)내에 고속분출케 하므로서 그 반동으로 플라이휘일(3)을 축받이(14)(14')에서 지지(支持)된 출력축(5)과 함께 고속 회전케 한 것인데 기계적 효율이 높다.The present invention relates to a jet-rotary engine. In the conventional so-called Vankel engine, the triangular rotor rotates in the rotor housing to perform four strokes of suction → compression → explosion → exhaust as with a conventional piston engine. However, the apex of this triangular rotor easily wears out due to friction with the inside of the housing, and has a fundamental structural problem such as deterioration of performance due to gas leakage. The present invention incorporates a centrifugal compressor (1) in a space therein that enables the flywheel (3) to be split into a split type, and forms a combustion chamber (8) at the tip of the diffuser (7) and the combustion chamber ( 8) The air cooling bypass 16 for preventing overheating is formed in the periphery, and in the combustion chamber 8, the compressed air produced by the impeller 6 / diffuser of the centrifugal compressor 1 is mixed with fuel to continuously burn the high temperature. The high speed combustion gas is ejected from the jet nozzle 12 of the outer periphery 11 into the exhaust sump 13 at high speed, and the flywheel 3 is supported by the bearings 14 and 14 '. It is made to rotate at high speed with the supported output shaft (5), and its mechanical efficiency is high.

한편 출력축(5)의 일단에 고정된 배기터어빈 날개차(25)는 배기섬프(13)에 연통토록 축받이(14)에 천설된 환상(環狀)의 배기공(26)에 연통케 하고 배기섬프(13)에서 배기공(26)으로 배출하는 고온의 배기에너지는 배기터어빈 인펠러(6)가 고정된 출력축(5)에 회전력을 추가하기 때문에 종합적으로 소형 경량으로 대출력의 무공해 엔진이 구성되는 것이다.On the other hand, the exhaust turbine vane 25 fixed to one end of the output shaft 5 communicates with the annular exhaust hole 26 installed in the bearing 14 so as to communicate with the exhaust sump 13, and the exhaust sump The high-temperature exhaust energy discharged from the exhaust hole 26 to the exhaust hole 26 adds rotational force to the output shaft 5 to which the exhaust turbine injector 6 is fixed. will be.

Description

Jet-rotary engine

본 발명은 제트형의 회전엔진에 관한 것이다. 통상의 원심압축기(1)는 분할형(分割型)(split type)으로 되어 볼트(2)로 분해/조립할 수 있게 된 플라이휘일(fly wheel)(3)의 내부공간에 동일체로 내장하여 출력축(5)에 고정하고 그 공기흡입구(air inlet)(4)에서 출력축(5) 방향으로 흘러들어온 공기는 회전날개차(impeller)(6)에 의하여 공기에너지가 부여되어 그의 속도와 압력이 증대하여 더욱 디퓨저(diffuser)(7) 내에서 속도가 감소하여 압력으로 변환한다. 이와 같이 디퓨저(7)에서 정압(靜壓)이 동압(動壓)으로 바뀌게 된 압축공기는 플라이휘일(3)의 외주변(11)에 형성된 환상(環狀)의 연소실(8)로 분출하여 연료분사노즐(9)에서 연속분무 상태로 분사하는 연료와 혼합하여 점화플러그(10)에 의하여 착화연소한다. 이와 같이 하여 연속연소케 하는 고온고압의 팽창연소가스는 플라이휘일(3)의 외주변(11)에 반경과 수직방향(원주접선방향)으로 여러개 형성된 제트노즐(Jet-nozzle)(12)로부터 분할형(split type)의 배기섬프(sump)(13)내에 고속분출한다.The present invention relates to a jet engine. Conventional centrifugal compressor (1) is a split type (split type) is built into the internal space of the fly wheel (3) that can be disassembled / assembled by the bolt (2) as an output shaft ( 5) and air flowing from the air inlet (4) toward the output shaft (5) is imparted with air energy by the impeller (6) to increase the velocity and pressure of the air. The speed decreases in the diffuser 7 and converts to pressure. In this way, the compressed air whose static pressure is changed to the dynamic pressure in the diffuser 7 is blown into the annular combustion chamber 8 formed on the outer periphery 11 of the flywheel 3. The fuel injection nozzle 9 is mixed with fuel injected in a continuous spraying state and ignited and burned by the spark plug 10. In this manner, the high-temperature, high-pressure expansion and combustion gas for continuous combustion is divided from the jet nozzle 12 formed in the radially and vertical direction (circular tangential direction) on the outer periphery 11 of the flywheel 3. High speed jets are made in a split type exhaust sump 13.

이때 플라이휘일(3)은 이 고속분출가스의 반동으로 큰 토크(torque)가 발생하며 축받이(14)(14')에서 지지(支持)된 출력축(5)을 고속 회전케 하는 것이다.At this time, the flywheel 3 generates a large torque due to the reaction of the high-speed jetting gas and rotates the output shaft 5 supported by the bearings 14 and 14 'at high speed.

또한 연소실(8)의 외주변(11)에는 과열(過熱)을 방지하기 위한 공기실(15)을 형성하여 날개차(6) 선단부위에서 분기(分岐)된 바이패스(bypath)(16)와 제트노즐(12)에 연통되고 한편 연소실(8) 한구석의 나사공(17)에는 연료분사노즐(9)이 나착(螺着)되고 출력축(5)의 축받이 (14)에는 상방의 주유관(18)에 연통하는 연료통공(19)를 천설(穿設)하여 그 하방(출력축주위)에 연료류(溜)(20)를 환설(環設)하여 축력축(5)에 천설된 연료통공(21)에 연통케 하고 또한 분할형의 플라이휘일(3) 한쪽면의 수개소에 방사선방향으로 천설된 홈과 원심압축기(1)-배면(背面)의 밀착으로 이루어진 연료통공(22)은 상술한 출력축(5)의 연료통공(21)과 연통케 한다.In addition, the outer periphery 11 of the combustion chamber 8 is provided with an air chamber 15 to prevent overheating, so that the bypass 16 and the jet branched at the tip of the vane 6 are jetted. A fuel injection nozzle 9 is screwed into the screw hole 17 in one corner of the combustion chamber 8 and communicates with the nozzle 12, and an upper oil supply pipe 18 in the bearing 14 of the output shaft 5. A fuel through hole 21 installed in the axial force shaft 5 by laying down the fuel through hole 19 communicating with the fuel cell and opening the fuel stream 20 below the output shaft; And the fuel through-hole 22 formed by the contact between the grooves and the centrifugal compressors 1 and the rear surface of the split flywheel 3, which are laid in the radial direction at one side of the split flywheel 3; 5) to communicate with the fuel through hole (21).

그리고 환상의 연소실(8)내에 장착된 점화플러그(10)는 플라이휘일(3)내 연료통공(22) 옆의 딴 홈에 내장(內裝)된 전기회로(23)에 연결되고 이 전기회로(23)은 출력축(5)의 중심공(24)으로 뽑아내어서 외부의 배전기(distributor)(圖示생략)에 연결된다.The spark plug 10 mounted in the annular combustion chamber 8 is connected to an electric circuit 23 embedded in another groove next to the fuel through hole 22 in the flywheel 3 and connected to this electric circuit ( 23 is drawn out to the center hole 24 of the output shaft 5 and connected to an external distributor (not shown).

또한 출력축(5) 일단에 고정된 배기터어빈 날개차(exhaust turbine impeller)(25)는 배기섬프(13)에 연통토록 축받이(14)에 환설(環設)된 배기공(26)에 연통되어서 분출하는 고온배기에 의하여 출력축(5)의 회전력을 더욱 보강한다.In addition, an exhaust turbine impeller 25 fixed to one end of the output shaft 5 communicates with the exhaust hole 26 opened in the bearing 14 so as to communicate with the exhaust sump 13 and blows off. The high temperature exhaust to further reinforce the rotational force of the output shaft (5).

본 발명을 실시함에 있어서 원심압축기(1) 앞에 축류형압축기를 1∼2단 정도 설치할 수 있다.In carrying out the present invention, one or two stages of the axial compressor can be provided in front of the centrifugal compressor (1).

도면중 미설명부호 27은 배기관, 27'은 열전도를 차단하기 위한 단열재를 표시한 것임.In the drawings, reference numeral 27 denotes an exhaust pipe, and 27 'denotes an insulation for blocking heat conduction.

본 발명은 소형경량으로 토크(Touque)가 크고 연비(燃比)가 높고 배기공해가 거의 없고 안전성, 내구성이 높고 제조원가가 저렴한 로우터리엔진을 목적으로 안출한 것이다.The present invention has been devised for the purpose of a small-sized lightweight engine with a high torque, high fuel economy, little exhaust pollution, high safety, durability, and low manufacturing cost.

본 발명은 종래의 왕복피스톤엔진을 배제한 로우터엔진에 관한 것이다. 종래의 반켈식 로우터리엔진은 삼각형로우터가 로우터하우징 속에서 회전할 때 형성되는 공간부(작동실)에 연료(가솔린)와 공기의 혼합기를 흡입, 압축하여 전기점화하고 연소시의 팽창가스압력에 의하여 파워(power)를 발생케 한다. 로우터는 세 개의 정점(頂點)이 하우징 내면과 접촉하면서 회전할 때 이루어지는 용적변화로 흡입→압축→폭발→배기의 4행정을 수행케 하는 것으로 이 행정에서 왕복운동은 전혀 없다. 이 로우터의 주위에는 하우징과의 사이에 3개의 작동실이 형성되고 로우터가 1회전하는 사이에 전체 작동실에서 4행정을 완료하고, 출력축은 3회전하는 사이에 각각의 작동실에서 1회의 폭발행정을 하게 되어 있다. 따라서 출력축은 1회전에 1회의 폭발행정이 있는 셈이다.The present invention relates to a rotor engine without the conventional reciprocating piston engine. The conventional vankel type rotary engine sucks and compresses a mixture of fuel (gasoline) and air in the space (operating chamber) formed when the triangular rotor rotates in the rotor housing, thereby igniting and igniting the electric gas. By generating power. The rotor performs four strokes of suction → compression → explosion → exhaust with a volume change made when three vertices rotate while contacting the inner surface of the housing. There is no reciprocation in this stroke. Three operating chambers are formed around the rotor with the housing, and the four strokes are completed in the whole operating chamber between one rotation of the rotor and one explosion stroke in each operating chamber between three rotations of the output shaft. It is supposed to be. Therefore, the output shaft has one explosion stroke per revolution.

이상과 같이 반켈엔진은 연속회전운동을 하게 되어 있으나 삼각형로우터의 정점이 하우징과의 마찰로 마모가 촉진되어서 연비가 저하되고 또 하우징의 표면적이 넓어서 불완전연소로 인한 배기공해가 심하고, 내구성이 크게 열악한 단점이 있어서 종래 피스톤엔진에 비하여 경쟁력이 떨어지고 있는 실정이다.As described above, the Vankel engine has a continuous rotational movement, but the apex of the triangular rotor promotes abrasion due to friction with the housing, which lowers fuel economy and the housing has a large surface area. There is a disadvantage is that the situation is less competitive than the conventional piston engine.

본 발명은 이와 같은 종래기술의 단점을 극복하기 위하여 출력축(5)과 축받이(14)(14') 이외는 마찰부분이 없고, 플라이휘일(3)만이 자동으로 회전케 되었기 때문에 종래의 어느 엔진보다도 성능 및 가격 경쟁력이 탁월하다.The present invention has no friction other than the output shaft 5 and bearings 14 and 14 'in order to overcome this disadvantage of the prior art, and since only the flywheel 3 is automatically rotated, Excellent performance and price competitiveness.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 바퀴 하나만으로 회전할 수 있게 하기 위하여 플라이휘일(3)의 내부공간에 원심압축기(1)를 동일체로 내장해서, 축받이(14)(14')에서 지지된 출력축(5)에 고정시키고 그 디퓨저(7) 선단 외주변(11)에는 연소실(8)을 형성하고 이에 계속 압축공기를 공급하여 이에 분사하는 분무연료와 홉합해서 연속 연소케 한 다음, 원주접선방향으로 형성된 제트노즐(12)로부터 고온고압의 팽창연소가스를 분출케 하므로서 출력축(5)을 원활히 회전케하며, 또한 연소실(8) 주변에는 과열을 방지하는 공기의 바이패스(16)가 형성되어 있어서 플라이휘일(3)의 내구성을 높이는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a centrifugal compressor (1) in the inner space of the flywheel (3) in order to be able to rotate with only one wheel, the output shaft (supported in the bearings 14, 14 ' 5) and a combustion chamber 8 is formed in the outer periphery 11 of the tip of the diffuser 7 and continuously supplied with compressed air to be combined with the sprayed fuel injected therein to continuously burn it, and then formed in the circumferential tangential direction. By blowing the high-temperature, high-pressure expansion combustion gas from the jet nozzle 12, the output shaft 5 is smoothly rotated, and the bypass 16 of the air is formed around the combustion chamber 8 to prevent overheating so that the flywheel It is to improve the durability of (3).

또다른 한편으로는 출력축(5) 일단에 배기가스터어빈 날개차(25)를 고정하여 배기섬프(13)에 연통토록 축받이(14)에 천설된 배기공(26)에 연통케 하고, 배기섬프(13)내의 배기에너지에 의하여 출력축(5)의 회전력을 보강한다.On the other hand, the exhaust gas turbine vane 25 is fixed to one end of the output shaft 5 so as to communicate with the exhaust hole 26 installed in the bearing 14 so as to communicate with the exhaust sump 13. 13) The rotation force of the output shaft 5 is reinforced by the exhaust energy in the inside.

제1도는 본 발명의 종단면도1 is a longitudinal cross-sectional view of the present invention.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선 방향에서 본 단면도2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 원심압축기 2 : 볼트1 centrifugal compressor 2 bolt

3 : 플라이휘일(Fly Wheel) 4 : 공기흡입구(Air inlet)3: Fly Wheel 4: Air Inlet

5 : 출력축 6 : 날개차(impeller)5: output shaft 6: impeller

7 : 디퓨저(diffuser) 8 : 연소실7: diffuser 8: combustion chamber

9 : 연료분사노즐 10 : 점화플러그(ignitionplug)9: fuel injection nozzle 10: ignition plug

11 : 외주변 12 : 제트노즐(Jet-nozzle)11: outer periphery 12: jet-nozzle

13 : 배기섬프(exhaust sump) 14, 14' : 축받이13: exhaust sump 14, 14 ': bearing

15 : 공기실 16 : 바이패스(by-pass)15: air chamber 16: by-pass

17 : 나사공 18 : 주유관(注油管)17: screw hole 18: oil supply pipe

19 : 연료통공 20 : 연료류(燃料溜)19: fuel passage 20: fuels (燃料溜)

21, 22 : 연료통공(燃料通孔) 23 : 전기회로21, 22: fuel barrel 23: electric circuit

24 : 출력축 중심공 25 : 배기터어빈 날개차24: output shaft center hole 25: exhaust turbine vane

26 : 배기공(exhaust port) 27 : 배기관26 exhaust port 27 exhaust pipe

원심압축기(1)를 플라이휘일(3) 내부공간에 동일체로 내장해서 볼트(2)로 분해/조립할 수 있도록 하여 축받이(14)(14')에 지지된 출력축(5)에 고정하고 공기흡입부(4)에서 유입된 공기는 날개차(6)에 의하여 속도/압력이 증대하고, 디퓨저(7)에 의하여 압력을 더욱 높여서 환상의 연소실(8)내에 계속 공급한다. 이때 연료분사노즐(9)에서 분사하는 분무상태의 연료와 홉합하고 점화플러그(10)의 착화로 연속연소를 지속한다.The centrifugal compressor (1) is embedded in the flywheel (3) internal space so that it can be disassembled / assembled by the bolt (2) so that it is fixed to the output shaft (5) supported by the bearings (14) and (14 ') and the air suction section The air introduced in (4) is increased in speed / pressure by the vanes 6, and is further increased in the annular combustion chamber 8 by increasing the pressure by the diffuser 7. At this time, it mixes with the fuel of the spray state injected from the fuel injection nozzle 9, and continues combustion by ignition of the spark plug 10.

이와 같이 연속연소하는 고온고압의 팽창연소가스는 원주접선 방향으로 형성된 제트노즐(12)로부터 외부의 배기섬프(13)내에 고속 분출한다. 이때 플라이휘일(3)은 그 반작용으로 축받이(14)(14')에서 지지된 출력축(5)과 함께 고속회전한다.The high-temperature, high-pressure expansion and combustion gas continuously burned in this way is ejected at high speed into the external exhaust sump 13 from the jet nozzle 12 formed in the circumferential tangent direction. At this time, the flywheel 3 rotates at high speed together with the output shaft 5 supported by the bearings 14 and 14 'by reaction.

한편 연소실(8)의 과열을 방지하기 위하여 날개차(6) 선단부에서 분기된 바이패스(16)는 연소실(8) 주변의 공기실(15)에 연통되었으므로 열을 흡수한 공기는 제트노즐(12)로 배출한다.On the other hand, the bypass 16 branched from the tip of the vane 6 in order to prevent overheating of the combustion chamber 8 is in communication with the air chamber 15 around the combustion chamber 8, so that the heat absorbed air is a jet nozzle 12 To be discharged.

그리고 축받이(14)에 천설한 연료통공(19)과 환상의 연료류(溜)(20)는 출력축(5)의 연료통공(21)과 플라이휘일(3)측 연료통공(22)에 연통하여 연료분사노즐(9)에 연료를 공급한다. 또한 연소실(8)내의 점하플러그(10)에 연결된 전기회로(23)는 출력축(5) 중심공(24)으로 뽑아내어서 외부의 배전기에 연결된다.The fuel through hole 19 and the annular fuel stream 20 laid on the bearing 14 communicate with the fuel through hole 21 of the output shaft 5 and the fuel through hole 22 on the flywheel 3 side. The fuel is supplied to the fuel injection nozzle 9. In addition, the electric circuit 23 connected to the point plug 10 in the combustion chamber 8 is drawn out to the center hole 24 of the output shaft 5 and connected to an external distributor.

또 다른 한편 출력축(5) 일단에는 배기터어빈 날개차(25)를 고정하여 축받이(14)에 환상으로 천설된 배기공(26) 및 배기섬프(13)에 연통케 하였기 때문에 배기공(26)에서 분출하는 고온의 배기에 의하여 출력축(5)의 회전력이 더욱 증강된다.On the other hand, since the exhaust turbine vane 25 is fixed to one end of the output shaft 5 to communicate with the exhaust hole 26 and the exhaust sump 13 annularly installed on the bearing 14, the exhaust hole 26 The rotational force of the output shaft 5 is further enhanced by the high temperature exhaust gas that is ejected.

본 발명은 플라이휘일(3) 내부 연소실(8)에서 연속연소하는 고온고압의 팽창연소가스가 제트노즐(12)을 통하여 고속분출하는 제트작용에 의하여 그 반동으로 플라이휘일(3) 자체가 연속회전하는 제트회전엔진으로서 소형, 경량화로 부피, 무게당 출력이 크고, 안전성, 내구성이 크며 제조원가가 절감되고 배기공해가 거의 없는 효과가 있다.According to the present invention, the flywheel 3 itself rotates continuously by the reaction of the jet of high temperature and high pressure expansion combustion gas continuously burning in the internal combustion chamber 8 of the flywheel 3 through the jet nozzle 12. It is a jet rotation engine that is small in size and light in weight, has a large output per volume, weight, safety and durability, and reduces manufacturing costs and has almost no exhaust pollution.

Claims

The centrifugal compressor (1) is built in the inner space of the flywheel (3), which can be assembled / disassembled by the bolt (2), and fixed to the output shaft (5) supported by the biaxial support (14) (14 ') and annular diffuser. A fuel injection nozzle 9 and a spark plug 10 are mounted in the combustion chamber 8 at the tip of a diffuser 7, and a jet nozzle 12 is formed at the outer periphery 11. The exhaust sump 13, which is divided into the outside, is fixed to the side wall of the bearing 14, and inside the bearing 14, a fuel cylinder 19 and fuel flow communicating with an upper oil supply pipe 18 are provided. In turn, the fuel through-hole 21 installed on the output shaft 5 and the fuel through-hole 22 radially installed in the flywheel 3 are communicated with each other, and the spark plug 10 mounted in the combustion chamber 8 has an output shaft. (5) is connected to the electric circuit 23 built in the center hole (24) and the exhaust turbine vane 25 is fixed to one end of the output shaft (5) and connected to the exhaust sump (13). Ever bearing 14 rotary jet engine, characterized by communicating keham the exhaust holes 26 of the annular cheonseol (環狀) on.