KR200231901Y1 - 정온배기 로터리 엔진 - Google Patents

Abstract

본 고안은 석유/화학 에너지를 기계적 동력으로 변환하는 로터리 엔진에 관한 것이다. 통상의 크랭크 피스톤 엔진에서는 팽창과정을 완료한 연소가스가 상당한 압력 및 열 에너지를 지니고 있으나 이들 에너지가 기계적 동력으로 변환되지 못하고 대기로 배출됨으로서 주어진 연료 에너지의 약 32% 에 해당하는 에너지 손실을 초래할 뿐만이 아니라 배기소음을 유발하는 문제점이 있었다. 또한 주어진 연료 에너지의 약 28%에 해당하는, 그 구조상 필연적으로 발생하는, 실린더 벽면을 통한 냉각 손실의 결함이 있었다. 이러한 결함은 하나의 실린더에서 압축, 연소 및 팽창 과정이 모두 수행됨으로서 필연적으로 발생하도록 되어있다.

본 고안은 이러한 결함을 해소한 것으로, 마치 가스 터빈 엔진에서와 같이, 공기 압축기(10)에서는 연속적으로 공기가 압축되며 이 압축공기가 동력 발생기(20)로 공급되어 동력 발생기에서 연소 및 팽창 과정이 연속적으로 진행되면서 동력이 발생하고, 다음 동력 발생기에서 팽창을 다한 연소가스가 공지의 냉각기(50)에 진입하여 상온 가까이 냉각되고 공지의 가스 방출기(60)에 의하여 대기로 강제 방출되면서 이 연소가스의 수축에 의하여 동력이 또 발생하도록 한 것이다.

상기 공기 압축기(10)는 반켈 로터리 (Wankel Rotary) 엔진의 기본 구조와 유사하나 연소 및 팽창 과정이 없이 주축 1회전에 2번의 압축과정이 수행되도록 하고, 암수 한 쌍의 스크류 로우터들로 구성된 동력 발생기(20)는 상용의 스크류 타입 공기 압축기(동력을 공급받아 로우터들의 요부(凹)에 의하여 형성된 공간이 로우터가 회전하면서 성장함에 따라 공기가 흡입되고 다음 이 요부 공간이 수축함에 따라 공기가 압축/배출되는)와는 반대로 압축공기와 연료가 공급되어 연소/팽창하면서 동력을 생산하고 다음 로우터들에 의하여 형성된 요부 공간이 수축하면서 팽창을 다한 가스가 배출되도록, 또, 상기 로우터들의 내부에는 열교환(냉각) 통로가 형성되어 있어 상기 압축기에서 생산된 압축공기가 이들 통로를 통과하면서 예열되고 다음 연료를 공급받아 연소/팽창 과정이 진행되도록 한 것이다.

이와 같이 본 고안은 압축기와 동력 발생기가 서로 분리되어 있어 압축기에서 생산된 압축공기를 동력 발생기에서 엔진을 냉각하면서 예열시킬 수 있고 또 연소가스를 충분히 팽창시킬 수 있음으로서 통상의 크랭크 피스톤 엔진에서 (배기소음은 자동적으로 사라지고) 무용하게 버려지는 배기 손실(32%)과 냉각 손실(28%)을 크게 줄일 수 있는, 열역학 적으로 정온배기(Constant Temperature Exhaust) 과정을 실현할 수 있는 로터리 엔진이다.

Description

정온배기 로터리 엔진{Constant Temperature Exhaust Rotary Engine}

본 고안은 석유/화학 에너지를 기계적 동력으로 변환하는 로터리 엔진에 관한 것이다. 통상의 크랭크 피스톤 엔진에서는 팽창과정을 완료한 연소가스가 상당한 압력 (2-3kgf/cm2) 및 배기가스의 온도(약 500℃)에 해당하는 열에너지를 지니고 있으나 이들 에너지가 기계적 동력으로 변환되지 못하고 대기로 배출됨으로서 주어진 연료 에너지의 약 32% 에 해당하는 에너지 손실을 초래할 뿐만이 아니라 배기소음을 유발하는 문제점이 있었다. 또한 주어진 연료 에너지의 약 28%에 해당하는, 그 구조상 필연적으로 발생하는, 실린더 벽면을 통한 냉각 손실의 결함이 있었다. 이러한 결함은 하나의 실린더에서 압축, 연소 및 팽창 과정이 모두 수행됨으로서 필연적으로 발생하도록 되어있다. 뿐만 아니라 피스톤이 늘 왕복 운동을 해야함으로 고속으로 회전시키는 것이 불가능하여 엔진의 크기에 비하여 그 출력이 작다. 한편 고속 운전이 가능한 가스터빈 엔진 또는 독일의 Felix Wankel이 특허를 얻어 이미 상용화된 반켈 로터리 엔진은 터빈/로우터를 냉각시키는 것이 곤란하여 연소 온도를 높이는 것이 한정됨으로 따라서 그 열효율이 어떤 값 이하로 한정되는 결함이 있었다. 또 가스터빈 엔진에서는 연소가스의 압력을 바로 동력으로 변환하지 못하고 고속의 Jet(운동에너지)로 변환한 후 터빈에 충돌시켜 동력을 생산함으로 엔트로피(Entropy)가 증가하여 열효율이 낮은 결함이 있었다.

본 고안은 이러한 결함을 해소한 것으로, 마치 가스 터빈 엔진에서와 같이, 공기 압축기에서는 연속적으로 공기가 압축되며 이 압축공기가 동력 발생기로 공급되어 연소 및 팽창 과정이 연속적으로 진행되면서 동력이 발생하고, 다음 동력 발생기에서 팽창을 다한 연소가스가 공지의 냉각기에 진입하여 상온 가까이 냉각되고 연소가스 방출기에 의하여 대기로 강제로 방출되면서 이 연소가스의 수축에 의하여 동력이 또 발생하도록 한 것이다.

이미 공지의 기술인 반켈 로터리 엔진은, 삼각형의 로우터가 편심 (Eccentric)되어 있는 주축 주위를 로우터의 내치차가 주축의 치차와 맞물리면서 편심 위성운동을 하도록 되어 있는데, 이 로우터와 Epitrochoidal 곡선으로 된 하우징(Housing)간에 공간이 체적변화를 하면서 주축 1회전에 흡입, 압축 팽창 및 배기 과정을 모두 수행하게 된다. 본 고안에서는 이러한 반켈 로터리 엔진의 기본 구조를 활용하여 팽창/배기 과정이 흡입/압축 과정이 되도록 즉, 주축 1회전에 흡입/압축 과정이 2번 발생하도록 공기 압축기가 구성되어 있다.

상용의 스크류 타입 공기 압축기는 동력을 공급받아 로우터들의 요부(凹)에 의하여 형성된 공간이 로우터가 회전하면서 성장함에 따라 공기가 흡입되고 다음 이 요부 공간이 수축함에 따라 공기가 압축/배출되는 것으로 되어 있다. 이러한 공기 압축기의 배출구에 압력을 지닌 기체를 공급하면 역으로 기체가 팽창하면서 동력이 발생되고 팽창한 기체는 흡입구로 배출된다. 본 고안에서는 이러한 공기압축기의 기본 구조를 이용하여 동력 발생기를 구성한 것으로, 로우터들의 내부에는 열교환(냉각) 통로가 형성되어 있어 상기 압축기에서 생산된 압축공기가 이들 통로를 통과하면서 (로우터를 냉각) 예열되고 다음 연료를 공급받아 연소/팽창/배출 과정이 연속적으로 진행되면서 동력을 생산하도록 되어 있다.

열역학적으로 실린더와 피스톤으로 둘러싸인 밀폐공간의 기체를 가열하면 기체가 팽창하면서 기계적 동력이 발생한다. 또 이 밀폐공간의 기체를 역으로 냉각시키면 밀폐공간이 수축되면서 역시 동력이 발생하게 된다. 즉 밀폐공간의 기체가 지닌 열에너지가 동력으로 변환된 것이다. 본 고안에서는 동력 발생기에서 팽창을 다한 연소가스가 아직도 고온으로 열 에너지를 지니고 있으므로 이 열에너지가 동력으로 변환되도록 상기 동력 발생기의 연소가스 배출구를 연소가스 냉각기에 연결하여 연소가스가 냉각되고 연소가스 방출기(Blower)에 의하여 대기로 강제로 방출되도록 하여 동력 발생기 배출구 쪽에서 로우터의 요부공간이 수축됨에 따라 또 동력이 발생하게 된다.

이와 같이 구성된 본 고안은 압축기와 동력 발생기가 서로 분리되어 있어 압축기에서 생산된 압축공기를 동력 발생기에서 로우터를 냉각하면서 예열시킬 수 있고 또 연소가스를 충분히 팽창시킬 수 있으며 대기온도 가까이 냉각시킬 수 있음으로서 통상의 크랭크 피스톤 엔진에서 무용하게 버려지는 배기 손실(32%)과 냉각 손실(28%)을 크게 줄일 수 있는, 열역학 적으로 정온배기(Constant Temperature Exhaust) 과정을 실현할 수 있는 로터리 엔진이다. 또한 배출되는 배기가스의 압력은 대기압 정도임으로 크랭크 피스톤엔진에서와 같은 배기소음은 발생하지 않으며 엔진을 고속으로 운전시키는 것이 가능하고 구동시켜야할 밸브가 없는 장점도 있다.

도 1 은 본 고안의 공기 압축기 요부 단면도

도 2 는 공기 압축기 로우터 입체도

도 3 은 공기 압축기의 작동 상태를 보인 개략도

도 4 는 본 고안의 동력 발생기 로우터들의 입체도

도 5 는 동력 발생기 로우터들의 배면 입체도

도 6 은 동력 발생기 로우터들의 밀폐 공간을 보인 입체도도 7 은 동력 발생기의 구성을 보인 입체도

도 8 은 동력 발생기 정면도

도 9 은 동력 발생기 요부 횡단면도 (도 8의 단면 A-A)

도 10 은 동력 발생기 측면도

도 11 은 동력 발생기 요부 종단면도 (도 10의 단면 B-B)

도 12 는 동력 발생기 로우터들의 작동 상태를 보인 개략도

도 13 은 밀폐공간의 가열/냉각에 의한 동력 발생을 보인 개략도

도 14 는 본 고안의 구성을 보인 플로우 다이아그램

도 15는 본 고안의 열역학적 싸이클을 보인 온도-엔트로피 선도

도 16은 동력 발생기 숫로우터의 돌출부 곡선도도 18은 동력 발생기 베어링 부분을 상세히 보인 단면도이다.

도 17는 동력 발생기 암로우터의 요(凹)부 곡선도

*** 도면에 사용된 부호 명칭 ***

10: 본 고안의 공기 압축기 (Air Compressor)

11: 공기 압축기 주축 (Main Shaft)

12: 공기 압축기 삼각 로우터 (Triangular Rotor)

13: 반켈 로우터 내치차 (Internal Gear)

14: 공기 흡입구 (Air Inlet)

15: 압축공기 출구 (Compressed Air Outlet)

16: 압축 공기 역류방지 밸브 (Check Valve)

17: 역류 방지 밸브 스프링 (Spring of Check Valve)

18: 공기 압축기 하우징 돌출부 (Tip of Epitrochoidal Housing)

19: 삼각(반켈) 로우터 곡선 (Curve of Triangular Rotor)

20: 본 고안의 동력 발생기(Power Generator)

21: 동력 발생기 숫로우터 (Male Rotor)

22: 동력 발생기 암로우터 (Female Rotor)

23: 동력 발생기의 압축공기 입구 (Compressed Air Inlet)

24: 로우터 냉각 통로 (Rotor Cooling Passageway)

25: 로우터의 압축공기 출구 (Compressed Air Outlet of Rotor)

26: 동력 발생기의 베이비 요부공간 (Baby Open Space)

27: 동력 발생기의 밀폐공간 (Closed Space)

28: 동력 발생기의 연소가스 배출구 (Combustion Gas Outlet)

30: 동력 발생기 엔드 플레이트 (End Plate)

31: 압축공기 공급 관 (Compressed Air Supplying Pipe)

32: 연소실 (Combustion Chamber)

33: 연료 분사 노즐 (Fuel Injection Nozzle)

40: 동력 발생기 타이밍 기어 박스 (Timing Gear Box)

41: 동력 출력 치차 (Power Output Gear)

50: 연소가스 냉각기 (Air Fin Cooler)

60: 연소가스 방출기 (Exhaust Gas Blower)

본 고안은 도 14에 보인 바와 같이 공기 압축기(10), 동력 발생기(20) 공지의 연소가스 냉각기(50) 및 공지의 연소가스 방출기(60)로 구성되어 있다. 본 고안에서는 가스터빈 엔진에서와 같이 압축기에서는 연속적으로 공기가 압축되고 이 압축공기는 동력 발생기로 공급되어 동력 발생기를 냉각하면서 예열되고 동력 발생기의 연소실을 경유하여 로우터들의 요부(凹)에 의하여 형성된 요부 공간으로 진입하게 되며, 연소실에서는 연료가 연속적으로 분사되어 연소 및 팽창 과정이 연속적으로 진행되면서 동력이 발생하고, 다음 동력 발생기에서 팽창을 다한 연소가스가 공지의 냉각기에 진입하여 상온 가까이 냉각되고 연소가스 방출기에 의하여 대기로 강제로 방출되면서 이 연소가스의 수축에 의하여 동력이 또 발생하도록 한 것이다.

본 고안의 공기 압축기는 도 1 및 도 2에 보인 바와 같이 반켈 로터리 엔진의 기본 구조를 활용한 것으로 압축기 로우터 1/3 회전(주축 1회전)에 2번의 흡입/압축 과정이 일어나도록 되어 있다. 반켈 로터리 엔진에서는, 삼각형의 로우터(12)가 이의 내치차(13)와 주축(11)의 치차가 맞물리면서 주축 주위를 위성운동하며 회전하게 되는데, 로우터의 정점(Tip)은 Epitrochoid 곡선을 그리게 됨으로 그 하우징(Housing)의 곡선이 역시 Epitrochoid 곡선으로 되어 있다. 따라서 로우터의 정점은 언제나 그 하우징의 벽면과 접하며 회전하게 된다. 원래 로터리 엔진에서는 하우징의 돌출부(18)와 로우터의 곡선(19)이 서로 접하지 않도록 되어 있으나, 본 고안에서는 로우터의 곡선이 좀더 볼록해서 이들이 서로 접하게 된다. 반켈 로터리 엔진에서는 하우징의 한쪽에 공기 흡입구와 연소가스 배기구가 각각 1개 있으나, 본 고안에서는 대칭적으로 공기 흡입구(14)와 압축공기 배출구(15)가 각각 2개 있다. 이들 압축공기 배출구에는 배관계통(Piping System)에서 주로 사용되고 있는 스윙 첵크 밸브와 유사한 압축공기 역류방지 밸브(16)가 장치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 압축기에서는 도 3에 보인 바와 같이 로우터가 회전함에 따라 로우터와 하우징 사이의 공간이 체적변화를 하면서 흡입/압축 과정이 동시에 일어나게 되는데, 좀더 자세히 설명하면, 흡입과정 완료 시점에서 로우터의 정점이 흡입구를 통과하게 되고 이어서 공기의 흡입을 완료한 공간은 흡입구와 격리되는 밀폐공간으로 수축하게 되어 공기가 (도 3 30°에 보인 바와 같이) 압축되기 시작한다. 다음, 압축된 공기의 압력이 동력 발생기의 연소실 압력 이상으로 높아지면 역류방지 밸브(16)가 자동적으로 열리면서 압축공기는 (도 3 60°에서와 같이) 배출구(15)로 배출된다. 다음, 로우터의 정점이 하우징의 돌출부(18) 가까이 (역류방지 밸브에) 접근하면 압축공기의 배출량이 점진적으로 줄어들고, 따라서 역류방지 밸브(16)가 이의 스프링(17)에 의하여 자동적으로 서서히 닫힌다. 이어서 압축공기를 배출한 공간은 흡입구로 개방되고 또 공기를 흡입하게 된다. 이와 같은 과정은 연속적으로 반복된다.

본 고안의 동력 발생기(20)는 도 4/5에 보인 암수 한 쌍의 헬리컬(Helical) 스크류 타입 로우터가 타이밍 기어에 의하여 3(수)대 2(암)로 회전하도록 도 7-11에 보인 바와 같이 장치된다. 이러한 동력 발생기의 엔드 플레이트(30)에는 연료 분사 노즐(33)이 갖추어진 연소실(32)이 형성되어 있고, 압축공기 공급 관(31)이 장착되어 있으며 , 이의 하우징에는 도 9/10에 보인 바와 같이 연소가스 배출구(28)가 형성되어 있다. 도 11에 보인 단면도는 본 동력 발생기의 작동을 알기 쉽게 보인 것이다. 실제로는 상기 로우터의 베어링에 열이 전달되는 것이 방지되도록 로우터 축은 플랜지와 플랜지 사이에 단열재가 삽입된 플랜지 커플링(Flange Coupling)으로 연결되고 베어링 소켓 부분도 역시 연소실과는 단열재로 분리되어야 한다. 이러한 단열 장치는 도 18에 보인 바와 같이 모두 공지의 기술로 해결될 수 있다.

본 동력 발생기의 로우터(21,22) 들은 상용의 스크류 타입 공기 압축기와 유사하다. 도 16은 원 B가 원 A의 둘레를 미끄럼 없이 굴러가면서 한 점 P가 그리는 궤적을 보인 싸이클로이드(Cycloid) 곡선(C)이다. 도 17은 원 A가 원 B의 둘레를 미끄럼 없이 굴러가면서 한 점 P가 그리는 궤적을 보인 곡선(C)이다. 본 동력 발생기의 로우터들은 헬리컬(Helical) 스크류 타입으로서, 숫로우터(21)의 돌출부 곡선은 (도 16 참조) 암로우터(22)의 외경 원(B)이 숫로우터의 요(凹)부 원(A)의 원주 위를 미끄럼 없이 굴러가며 그리는 싸이클로이드 곡선(C)으로 되어 있다. 암로우터의 요(凹)부의 곡선은 (도 17 참조) 숫로우터의 요부 원(A)이 암로우터의 외경 원(B)의 원주 위를 미끄럼 없이 굴러가며 그리는 곡선(C)이다. 본 로우터들은 이러한 곡선을 기본으로 한 헬리컬 스크류 타입으로서, 이 곡선들을 수학적으로 정의할 수 있으므로 용이하게 가공될 수 있다. 실제로는 숫로우터와 암로우터 사이에는 열팽창을 고려하여 얼마간의 틈새(Clearance)가 존재하지만 기하학적으로 언제나 암로우터의 최 외각 돌출부가 숫로우터의 돌출부 곡선과 접하게 된다. 따라서 로우터들은 도 6에 보인 바와 같이 굵은 선으로 둘러싸인 밀폐공간(27)을 형성하게 된다. 이 밀폐공간은 (27) 로우터의 회전에 따라 점진적인 체적변화를 하게 된다. 이 밀폐공간은 로우터들의 회전함에 따라 엔드 플레이트(30) 쪽에서 연소실(32)과 통하는 베이비 요부공간(26; Baby Open Space)(도 6/11/12 참조)으로 태어나고 이 요부공간은 점진적으로 성장하다가 숫로우터(21)의 돌출부가 하우징 돌출부 모서리에 도달하면 연소실과 격리되는 밀폐공간(27; Closed Space)(도 12 참조)으로 되며, 이 밀폐공간은 계속 점진적으로 성장하고, 성장을 다하면 연소가스 배출구(28) 쪽으로 이동하여 배출구와 연결되면서 점진적으로 줄어들어 마침내 소멸하도록 되어 있다. 이러한 과정은 숫로우터의 1회전에 2번씩 반복된다. 도 12는 로우터들이 회전에 따라 암로우터의 요부와 숫로우터의 돌출부가 언제나 서로 만나면서 이 로우터의 요부에 의하여 형성된 공간(26/27)이 태어나고 소멸함을 보인 것이다. 이러한 로우터의 내부에는 도 9/11에 보인 바와 같이 압축공기로 로우터를 냉각하고 또 압축공기를 예열하기 위한 냉각 통로(23/24/25)가 로우터 축 중앙으로부터 로우터 돌출부에 지그재그(Zigzag)모양 또는 Cooling Fin이 있는 모양으로 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 동력 발생기에 본 압축기(10)로부터 압축 공기가 공급되면 압축공기는 냉각 통로(23/24/25)를 경유하면서 로우터들을 냉각하고 고온으로 예열되어 연소실(32)에 도달하게 된다. 연소실에는 연료가 연료 분사 노즐(33)을 통하여 연속적으로 분사된다. 따라서 연소실에서는 마치 가스터빈 엔진에서와 같이 연속적으로 연소과정이 일어난다. 이 연소실의 연소가스는 상기 베이비 요부공간(26)에 진입하면서 그 압력으로 이 요부 공간을 계속 키우며 압력 강하 없이 로우터를 구동시키는 동력을 생산하게 된다. 이 베이비 요부공간은 돌출부가 하우징의 돌출부 모서리에 도달하면 연소실(32)과는 격리되는 밀폐공간(27)으로 되어 연소가스의 공급이 중단되나 이 밀폐공간의 연소가스는 그 압력으로 이 밀폐공간을 계속 성장시키며 동력을 생산하고 그 압력은 강하하게 된다. 즉 연소가스가 팽창하며 로우터를 회전시킨다. 이 연소가스는 배출구(28) 쪽으로 옮겨지면서 팽창을 다하고 밀폐공간이 배기가스 배출구(28)로 열리면서 줄어듦에 따라 동력 발생기(20)로부터 배출구를 통하여 연소가스 냉각기(50)로 이동하게 된다.

도 13은 실린더 내 기체를 가열하거나 냉각시킬 때 동력이 발생함을 보인 것이다. 본 동력 발생기에서 배출되는 연소가스는 대기압 이하로 팽창을 다하여 그 압력에 대한 에너지가 동력으로 변환되었지만 아직도 상당한 고온으로 열에너지를 지니고 있다. 본 고안에서는 이 열에너지가 동력으로 변환되도록 동력 발생기(20)에서 배출되는 연소가스를 도 14에 보인 바와 같이 연소가스 냉각기(Air Fin Cooler)로 이동시켜 냉각하고 연소가스 방출기(60)(Exhaust Gas Blower)에 의하여 대기로 강제로 방출하게 된다. 따라서 동력 발생기 배출구(28) 쪽에서 로우터의 회전에 따라 로우터가 형성한 요부공간이 계속해서 줄어들고 냉각기에서는 연소가스가 냉각되어 그 체적이 역시 줄어들게 됨으로 도 13에 보인 바와 같이 연소가스가 지닌 열에너지가 동력 발생기의 로우터를 구동시키는 동력으로 변환된다. 이와 같이 동력 발생기에서 생산된 동력은 동력 출력 치차(41)에 의하여 앞서 설명한 공기 압축기 및 연소가스 방출기가 구동되고 나머지가 출력된다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 고안은 압축기와 동력발생기가 서로 분리되어 있어 이들의 회전비에 따라 연소가스를 동력발생기에서 충분히 팽창시킬 수 있고 따라서 정압배기과정을 수행할 수 있다.

도 15는 본 고안의 동력 발생과정을 열역학적으로 보인 온도-엔트로피 선도이다. 이 싸이클(A-B-C-D-A)은 정압배기(Constant Pressure) 과정인 가스터빈엔진의 이상적인 싸이클 (Brayton Cycle, A-B-C-E-A)보다 정온배기(Constant Temperat- ure Exhaust) 과정에서 운전되는 본 고안 싸이클의 면적이 A-E-D-A 만큼 더 넓다. 따라서 본 고안의 열효율이 어떤 엔진의 열효율보다 열역학적으로 더 높은 것이다.

배기 손실 및 냉각 손실을 크게 줄일 수 있는 본 고안은 엔진의 열 효율이높아 국가적으로 에너지 절약에 크게 기여할 수 있다.

Claims (1)

1. 반켈 로터리 엔진과 유사한 구조의 삼각 로우터(12)가 장착되어있고 이 로우터의 내치차 (13)가 주축(11)의 치차와 맞물리면서 로우터가 편심되어 있는 주축 주위를 위성운동하고, 로우터의 정점이 Epitrochoid 곡선의 하우징 벽면과 일정하게 접하면서 체적변화를 하는 공간을 만들고, 로우터의 정점 사이의 볼록면이 하우징의 돌출부와 일정하게 접하며, 공기흡입구(14)와 역류방지 밸브가 구비된 압축공기 배출구(15)가 대칭적으로 각각 2개 형성되어 있어 주축(11) 1회전에 압축공기를 2회 생산하도록 되어 있는 공기압축기(10)와

   스크류 타입 공기압축기와 비슷한 구조의 동력발생기에서, 이의 엔드 플레이트(30) 벽면에 연소실(32)이 형성되어 있고, 숫로우터는 2개의 돌출부를 갖으며 암로우터는 3개의 돌출부를 갖고, 이들 로우터들은 돌출부 곡선이 싸이클로이드(Cycloid) 곡선을 기본으로 한 헬리컬(Helical) 스크류 타입으로 되어 있고, 암로우터 2회전에 숫로우터가 3회전하도록 타이밍 기어로 서로 연결되어 있으며, 이들 로우터의 내부에는 로우터를 냉각하며 동시에 압축공기를 더 고온으로 예열하기 위한 냉각통로(23/24/25)가 로우터 중앙으로부터 연소실(32)에 이르도록 형성되어 있는 동력 발생기를 구비하고

   연소가스가 동력발생기의 연소가스 배출구(28)에서 연소가스 냉각기(50)를 경유하고 연소가스 방출기(60)에 의하여 방출되도록 연소가스 냉각기(50)와 방출기(60)를 구비하여,

   상기 공기 압축기와 동력발생기가 서로 분리됨에 따라, 상기 공기 압축기(10)에서 생산된 압축공기를 상기 냉각통로를 경유하여 동력 발생기의 연소실에 공급되도록 하여 압축공기가 동력발생기의 로우터들을 냉각하며 동시에 더 고온으로 예열되어 연소실에 공급됨으로서 엔진의 냉각손실을 크게 줄이고, 연소가스가 동력발생기에서 동력을 생산하며 팽창을 다하여 배기소음을 유발하지 않고, 연소가스를 연소가스 냉각기로 냉각하여 동력발생기에서 팽창을 다한 연소가스의 열에너지가 동력발생기의 로우터를 회전시키는 동력으로 변환되고, 고속운전이 가능한, 정온배기 로터리 엔진.