KR20090096497A - 로터리 피스톤 장치의 피스톤을 밀봉하는 시스템 - Google Patents

로터리 피스톤 장치의 피스톤을 밀봉하는 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로터리 피스톤 엔진의 밀봉 시스템에 관한 것으로서, 회전자는 회전자 디스크(1, 2)를 포함하고, 상기 회전자 디스크는 서로 나란히 배열되고 회전자의 동축에 배열되고 상기 디스크들 사이의 간격(11)에 스프링 및/또는 가스 힘을 작용함으로써 서로를 밀어 바깥쪽으로 압착되고, 이로 인해 하우징의 측벽을 향하는 상기 디스크(1, 2)의 단부면(6, 8)이 상기 하우징에 밀봉 방식으로 지지되어 작동 매체가 축에 접근하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 조립체에 관한 것으로서, 이동가능한 라멜라 형상부(3, 4)로 구성된 조립체가 상기 디스크(1, 2) 사이의 간격에 배열되고, 상기 라멜라 형상부는 간격의 폭에 변화에 따라 변화하여 회전자 주위로 내부 유동이 발생하지 않도록 하는 조립체에 관한 것이다.
로터리 엔진, 밀봉 시스템, 래버린스 밀봉부, F.반켈, 라멜라 형상부, 케이싱, 회전자

Description

로터리 피스톤 장치의 피스톤을 밀봉하는 시스템{SYSTEM FOR SEALING THE PISTON OF ROTARY PISTON MACHINES}
본 발명은 로터리 압축 및 팽창 엔진의 동봉용 케이싱 벽에 대하여 로터리 피스톤을 밀봉하는 구조 및 시스템에 관한 것이다.
로터리 피스톤 엔진에 있어서, 작동 과정 중에 동봉용 케이싱 벽에 대하여 피스톤의 기밀성을 획득하는 다양한 해결책들이 공지되어 있다. 작동 공간을 둘러싸고 구성요소 사이의 간격을 최소화하는, 회전자, 케이싱 및 블레이드와 같은 구성요소의 치수의 정밀성으로 인해, 소위 회전자 세그먼트 엔진(즉, 회전자 디스크 엔진)은 대체로 우수한 기밀성을 획득한다. 특정 경우에, 엔진 내로 적절한 유체를 주입하고 소량의 유체 박막이 구성요소들 사이에서 밀봉부로 작용하도록 함으로써, 이러한 기밀성을 향상시킬 수 있다. 상기 엔진으로 압축 과정을 실행할 때, 잔여 간격 손실을 고려해야 한다. 이러한 잔여 간격 손실은 전달 출력을 감소시키고, 이러한 전달 출력의 감소는 압축기의 구동력을 증가시킴으로써 균형을 맞출 수 있다. 팽창 엔진에서, 주로 간격으로 인해 손상을 입히는 팽창이 발생되고 이로 인해 회 전자의 효율적인 회전력을 발생시키지 못할 때, 간격 손실은 기능상 손실을 야기할 수 있다.
한편, 통과하는 고온 가스가 열 기관의 부품을 부식시키고 이로 인해 상기 간격이 증가하게 되는 경우, 열 기관에서의 고온 범위에 있는 팽창 매체는 엔진을 파괴시킬 수 있다.
F.반켈(F.Wankel)의 기초 실험에서, F.반켈은, 엔진의 작동 과정 중에 동일한 대칭 형상을 가지는 밀봉 라인의 단일형 공간 시스템을 획득할 수 있도록 밀봉 소자가 배열될 수 없기 때문에 회전자, 상기 회전자에 설치된 이동가능한 피스톤부 및 케이싱과 같이 서로에 대해 이동하는 세 개 이상의 구성요소를 가지는 로터리 연소 엔진은 제대로 작동할 수 없다는 사실을 발견하였다. 이러한 문제점은 회전자 세그먼트식(즉, 회전자 디스크식) 엔진에서 더욱 두드러진다. 블레이드 에지를 따르는 스프링 밀봉 스트립으로 케이싱 벽에 대해 반경방향 및 축방향 기밀성을 획득할 수 있지만, 밀봉 라인은 회전자 허브 영역에서 잔존하는 불안정성으로 밀봉 상태가 단절되고, 이로 인해 엔진의 기밀성을 보장할 수 없게 된다. 이러한 실험 결과로 볼 때, F.반켈이 지금까지 개발한 내연기관을 가지는 엔진 중 유일하게 제대로 작동하는 로터리 피스톤 엔진은, 서로에 대해 이동하고 작동 공간을 동봉하는 2개의 구성요소만을 포함하는 엔진 형태이고: 여기서 2 개의 구성요소는, 트로코이드(trochoid)형 작동 경로를 가지는 케이싱 및 상기 케이싱의 작동 경로의 내부 동봉체로서 트로코이드 내에 설치된 로터리 피스톤이다. 기하학적 형상이 변하지 않도록 하는 밀봉 스트립이 상기 피스톤에 설치될 수 있다. 이러한 유형의 엔진을 반 켈 엔진이라고 하며 이미 공지되어 왔다.
이러한 엔진의 성공적인 개선 사항 및 장점에도 불구하고, 일정한 기술적 목표에는 도달할 수 없었다. 이러한 일정한 기술적 목표 중 하나는 사용되는 트로코이드로 인해 기하학적으로 결정된 부피 변화이고, 이로 인해 종래의 디젤 엔진의 연소 과정을 실행할 수 없다는 점이다. 또한, 전술한 것보다는 중요성이 적지만, 다른 일정한 기술적 목표는 피스톤에 연결된 밀봉 스트립의 윤활과, 상기 피스톤에서 상기 케이싱 벽으로의 열소산에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 고온 범위에서 팽창 및 압축 과정을 거치고, 부피 변화, 윤활 및 열분산에 대하여 향상된 특성을 가지는 다른 유형의 로터리 피스톤을 구현할 수 있도록, 반켈에 따르는 밀봉 라인의 유사한 기하학적 형상의 구조를 사용하는 로터리 피스톤 엔진용 밀봉 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 해결 수단은, 평행한 두 개 이상의 회전자 디스크 세그먼트(즉, 회전자 디스크)로 구성된 회전자에 관한 것이고, 여기서 측면 케이싱 벽 쪽을 향하는 상기 회전자 디스크 세그먼트의 외부 디스크는 자신의 표면이 케이싱 벽에 밀봉 방식으로 밀착되도록 그리고 원주방향 유동이 불가능하도록 스프링 및/또는 기체 압력으로 상기 케이싱 벽에 압착되고; 회전자 디스크 세그먼트 사이에 형성된 간격 내에 밀봉 스트립을 사용하여 상기 간격을 밀폐하는 방안에 관한 것이고, 여기서 더 이상 밀봉 상태 단절 현상이 발생하지 않는 완벽한 밀봉 라인 시스템을 형성할 수 있도록 상기 밀봉 스트립이 케이싱 작동 경로에 부착된 밀봉 스트립에 스프링 작동 방식으로 밀봉 연결된다.
게다가, 본 발명의 해결 수단은, 이동가능한 라멜라 형상부로 이루어진 라멜라 구조체로 구성된 밀봉 스트립에 관한 것이고, 여기서 라멜라 형상부들은 서로 그리고 회전자 디스크 세그먼트와 함께 래버린스 밀봉부(labyrinth sealing)를 형성하고; 이동 과정 중에 또는 압력 또는 온도에 의해 발생되는 로터리 피스톤 엔진의 기하학적 구조의 변화에 대하여 라멜라 구조체가 스프링 및/또는 작동 매체 힘에 의해 맞춰질 수 있는 발명에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 해결 수단은, 밀봉 스트립으로서, 상기 밀봉 스트립이 회전자의 작동 중에 케이싱의 코너 내에 탄력적으로 뻗어있는 밀봉 에지를 형성하여 상기 밀봉 스트립이 케이싱을 밀봉하도록 케이싱 작동 경로의 원주에 부착되는, 중첩형 라멜라 형상부로 구성된 밀봉 스트립에 관한 것이고; 스프링의 복원력으로 케이싱에서의 반경방향 및 축방향 변화에 맞춰질 수 있는 라멜라 형상부에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 해결 수단은, 라멜라 형상부가 디스크의 양 방향으로 서로에 대해 이동될 수 있어 라멜라 형상부로 이루어진 라멜라 구조체가 자신이 배열된 공간에 양 방향으로 맞춰질 수 있는 방식으로 웨지와 같은 압축 소자가 스프링의 복원력에 의해 챔퍼에 작용할 수 있는, 챔퍼를 구비한 라멜라 형상부에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 회전자는, 디스크 세그먼트 사이의 간격이 가요성 래버린스 밀봉부로 밀봉되도록, 라멜라 형상부로 이루어진 라멜라 구조체가 삽입되는 반경 방향 홈을 가지면서 서로 마주하는 디스크 세그먼트로 구성된다. 본 발명에 따르면, 회전자 주위에서 서로 마주하는 측면에 배열되는 디스크 세그먼트는 축에 대하여 회전자를 밀봉하는 밀폐링이 삽입되는 링 홈을 가지고, 또는 디스크 세그먼트는 맞은편 디스크의 맞은편 링 홈 내에 끼워 맞춰지는 링 형상의 리세스를 가지고 있어 축에 대해 회전자를 밀봉한다.
본 발명의 해결 수단의 추가적인 부분은, 간격에 작용하는 힘에 반대 방향으로 작용하는 힘인 작동 매체 힘이 외부방향 영역 리세스에 영향을 미칠 수 있어 케이싱 벽에 대하여 발생된 압축력을 기밀성이 보장되는 크기로 감소시킬 수 있지만 마찰력은 최소화할 수 있도록, 피스톤 첨단 사이에 외부방향 영역 리세스를 가지는 피스톤 형상의 회전자 디스크에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 해결 수단은, 시동 상태 동안 엔진이 디스크를 서로 밀어내는 작동 매체 힘을 가지고 있지 않은 경우, 외부방향 쪽으로 디스크를 압착하는, 회전자 디스크 세그먼트 사이에 설치된 압축 스프링에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 해결 수단은, 디스크 세그먼트로서, 라멜라 형상부가 추가 라멜라 형상부와 함께 결합되기 때문에 디스크 세그먼트 자체가 래버린스 밀봉부를 형성하는 디스크 세그먼트에 관한 것이다.
본 발명은 이하의 실시예를 통하여 설명될 것이다.
도 1은 회전자 세그먼트에 적용가능한 밀봉 라인의 구조를 도시하고 있고,
도 2a는 회전자 세그먼트를 도시하고 있고,
도 2b는 블레이드 박스를 도시하고 있고,
도 3a는 분할식 반켈 회전자를 도시하고 있고,
도 3b는 내부 밀봉 링을 도시하고 있고,
도 3c 및 도 3d는 밀봉 조립체를 도시하고 있고,
도 4a 내지 도 4d는 조립된 반켈 피스톤을 도시하고 있고,
도 5a 및 도 5b는 밀봉 스트립이 설치된 반켈 피스톤을 도시하고 있고,
- 도면 부호에 대한 설명 -
1, 2 : 회전자 세그먼트
3, 4 : 블레이드부
5 : 블레이드용 가이드 홈
6, 8 : 로터리 피스톤 엔진의 측면에 접촉하는 회전자 세그먼트 표면
7, 9 : 로터리 피스톤 엔진의 측면에 접촉하는 블레이드 표면
10 : 회전자 세그먼트 사이의 간격(11)을 위한 덮개링
11 : 회전자 세그먼트 사이의 간격
12, 13 : 회전자 세그먼트
14 : 회전자 세그먼트 사이의 압축링
15 : 압축링(14)을 수용하기 위해 회전자 세그먼트에 형성된 천공 구멍
16 : 회전자 세그먼트의 허브를 수용하는 천공 구멍
17 : 회전자 세그먼트의 허브
18 : 블레이드를 수용하는 회전자 세그먼트의 슬롯
19 : 회전자 세그먼트 사이의 간격
20 : 블레이드 박스
21, 22 : 내부 챔퍼를 구비한 하프 블레이드
23 : 내부 챔퍼
24 ; 압축 웨지
25 : 압축 스프링
26 : 블레이드부(22, 23, 24, 25)를 수용하는 박스 덮개
27 : 박스
28, 29 : 회전자 세그먼트
30 : 회전자의 반경방향 홈
31 : 회전자의 축방향 홈
32 : 천공구멍형 수용부
33 : 회전자의 리세스
34 : 중앙 보어
35 : 밀봉링
36 : 밀봉링의 거전
37 : 내부 챔퍼를 구비한 라멜라 형상부
38 : 챔퍼
39 : 압축 웨지
40 : 압축 스프링
41 : 압축 스프링
42 : 피스톤 중앙부
43 : 피스톤 측면링
44 : 피스톤 중앙부의 링 홈
45 : 피스톤 중앙부의 반경방향 홈
46 : 피스톤 측면링의 리세스
47 : 피스톤 측면링의 거전
48 : 피스톤 중앙부의 횡단 홈
49 : 피스톤 중앙부의 관통 보어 구멍
50 : 압축 스프링
51 : 라멜라 형상부
51a : 외부방향면
51b : 중첩 에지
51c : 덮개부
51d : 챔퍼
51e : 슬롯
52 : 압축 웨지
53 : 압축 스프링
54 : 링 홈을 구비한 회전자 세그먼트
55 : 리세스를 구비한 회전자 세그먼트
56 : 링 홈
57 : 리세스
58 : 밀봉 립
59 : 노치
60 : 몰드
61 : 회전자 세그먼트의 비관통식 보어 구멍
62 : 압축 스프링
63 : 회전자의 리세스
밀봉 시스템의 구조는 도 1을 통해 설명될 것이다. 엔진의 회전자는 두 개의 디스크 세그먼트(1, 2)(즉, 회전자 디스크)로 분할되고, 상기 디스크 세그먼트들의 외부방향 영역/표면(6, 8)은 스프링/작동 매체의 압력으로 케이싱 측면(6, 8)에 대하여 압착되고, 이로 인해 상기 디스크 세그먼트들은 상기 케이싱에 대하여 회전자를 밀봉한다. 디스크 세그먼트들 사이의 간격(11)은 회전 덮개(10)로 회전자 샤프트에 대해 안쪽으로 압착된다. 상기 덮개(10)에는 가이드 홈(5)이 연결되고, 상기 가이드 홈에는 블레이드(3, 4)가 위치되어 회전자 세그먼트에 하나의 블레이드를 형성한다. 기하학적 변화에 따라 변화할 수 있는 라멜라 형상부로 상기 블레이드(3, 4)를 형성한다.
이러한 밀봉 구조의 실시 형태는 도 2a, 2b 및 2c, 도 3a, 3b, 3c 및 3d 그리고 도 4a, 4b, 및 4c로 설명될 것이다.
도 2a를 보면, 회전자 세그먼트의 회전자는 디스크(12, 13)로 구성되고, 상기 디스크들은 스프링(14)에 의해 서로 밀리어 바깥쪽으로 압착되고, 이로 인해 상기 디스크들은 상기 케이싱의 표면(face side)에 대하여 밀봉 방식으로 압착된다. 상기 스프링은 두 디스크 세그먼트의 (비관통형) 보어(15)에 위치된다. 분할 방식의 홈(15)은 상기 디스크 세그먼트 사이에 위치된다. 디스크 세그먼트(12)의 허브(17)가 디스크 세그먼트(13)의 수용부(16) 내에 끼워 맞춰지고, 도 1의 덮개(10)에 대응하는 분할 방식의 간격(19)을 밀폐한다. 디스크 세그먼트(12, 13)의 슬롯(18)은 도 1의 가이드 홈(5)에 대응한다.
도 2b를 보면, 회전자의 슬롯(18)에는 블레이드 박스(20)가 배열되고, 상기 블레이드 박스는 내부 스프링의 복원력으로 인해 상기 케이싱 표면 위에서 반경 방향으로 맞춰지고 상기 케이싱 표면 위에서 축방향으로 맞춰지며, 동시에 케이싱의 양 작동 경로 사이의 코너(corner) 내에 맞닿아 케이싱의 작동 경로를 밀봉한다.
블레이드 박스는 두 개의 유사한 반쪽 날개부(21, 22)를 포함하고, 상기 날개부는 서로에 대해 이동될 수 있어 케이싱의 전면에 대해 압축되어 밀봉부를 형성하도록 서로에 대해 포개어져 배열된다. 이러한 피스톤에서, 디스크 세그먼트(12, 13)와 함께, 상기 블레이드 박스는 작동 매체의 통과에 대해 밀봉 표면을 형성한 다. 이러한 장치를 위해, 내부 챔퍼(23)와 압축 스프링(25)에 위치된 압축 웨지(24)에 의해 상기 반쪽 블레이드(21, 22)의 압축력을 획득할 수 있다. 상기 압축 웨지(24)는 반쪽 블레이드(21, 22)로 형성된 내부 공간에 위치된다. 상기 압축 스프링(25)은 박스 덮개(27)의 하부에 위치된다. 게다가, 상기 스프링(26)으로 인해, 회전자의 회중 중에 반쪽 블레이드(21, 22)가 반경 방향으로 밀봉되면서 이동할 수 있다.
도 2c는 회전자의 슬롯(18)에 위치하는 블레이드 박스(20)를 구비하며 서로 맞물려 있는 디스크 세그먼트(12, 13)를 도시하고 있다.
도 3a, 3b, 3c 및 3d는 반켈 엔진용 회전자에 있어서 회전 피스톤의 밀봉 구조의 다른 변형 실시예를 도시하고 있다.
도 3a를 보면, 반켈 엔진용 회전자는 유사한 구조를 가지는 회전자 세그먼트(28, 29)로 구성된다. 회전자 세그먼트에는, 세 개의 반경방향 홈(30)이 중앙 보어(34)에서 회전자의 세 첨단까지 뻗어있도록 위치된다. 상기 반경방향 홈(30)은 회전자 첨단에서 회전자의 축방향 홈(31)까지 뻗어있다. 상기 홈들(30, 31)은 가요성 밀봉 요소를 수용할 수 있다. 상기 중앙 보어(34) 내에는 링(35)이 배열된다.
도 3b를 보면, 링(35)에 부착된 사각형 거전(gudgeon, 36)이 회전자 세그먼트(28, 29)의 홈(30)에 위치되도록, 링(35)이 상기 보어(34) 내에 삽입된다. 링(35)은 회전자 세그먼트들 사이의 간격을 회전자 축에 대해 밀봉하는 역할을 한다. 또한, 상기 거전(36)은 상기 홈을 밀봉하는 역할을 하며, 동시에 상기 거전은 밀봉 박스(39)를 지지한다.
도 3c를 보면, 유사한 형상의 라멜라 형상부(lamella, 37)들이 서로 포개어지도록 배열되어, 상기 라멜라들의 측면 밀봉 스트립이 맞은편 측면을 향한다. 이러한 방식으로, 중첩 간격을 구비하는 접합 밀봉 스트립을 형성한다. 라멜라 형상부(37)들 사이에 형성된 밀실 공간(vacuum)에는 압축 웨지(39)가 위치되고, 상기 압축 웨지는 압축 스프링(40)에 의해 라멜라 형상부(37)의 챔퍼에 대해 압착되고, 이로 인해 상기 압축 웨지는 반경 방향으로 케이싱 작동 경로 쪽으로 상기 라멜라 형상부의 챔퍼를 밀고, 동시에 피스톤의 이동 과정 중에 라멜라 형상부의 에지가 케이싱 작동 경로 사이에 있는 에지 라인 내에 압착되어 케이싱 작동 경로의 측면 영역을 밀봉한다. 상기 압축 스프링(40)은 거전(36)에서 지지된다. 상기 라멜라 형상부(37)는, 형성된 밀봉 유닛이 회전자 홈(30, 31)에 삽입될 수 있도록 상기 거전(36)을 덮는다.
도 3d를 보면, 라멜라 형상부(37), 압축 에지(39) 및 압축 스프링(40)으로 구성된 밀봉 유닛은 밀봉링(35)의 거전 위에 장착된다. 밀봉 유닛을 구비한 밀봉링(35)은 회전자 세그먼트(28, 29)의 홈(30, 31)에 위치된다. 이러한 구성요소들은 회전자의 밀봉 시스템을 형성한다. 압축 스프링(41)은 케이싱의 표면 영역으로 회전자 세그먼트(28, 29)를 압착한다. 시동 단계 동안 회전자 세그먼트를 위해 스프링의 복원력이 필요하다. 엔진이 작동하는 동안, 작동 매체의 압력은 압착하는 역할을 한다. 전면 영역에서의 마찰을 감소시키기 위하여, 회전자 세그먼트는 회전자 세그먼트의 압력을 감압하는 리세스(33)를 가진다.
도 4a를 보면, 반켈 엔진의 회전자는 중앙 회전자 세그먼트(42) 및 두 개의 측면링(43)으로 구성된다. 상기 두 개의 링(43)의 리세스(46) 및 거전(47)은 각각 피스톤 중앙부(42)의 측면링 홈(44) 및 반경방향 홈(45)에 서로 맞물린다. 피스톤 중앙부에는, 압축 스프링(50)을 수용하는 관통 보어(49)가 형성되고, 상기 압축 스프링은 측면링(43)의 리세스(46)로 지지되고, 엔진의 측벽에 대해 상기 리세스를 압착하여 원주방향 유동에 대해 회전자를 밀봉한다.
도 4d를 보면, 라멜라 형상부(51)의 두께는 51a 영역에서 최대가 된다. 51b 영역에서, 라멜라의 두께는 51a 영역의 두께의 반이다. 두 개의 유사한 라멜라 형상부는 서로 포개어지도록 배열되어, 즉 서로 중첩되어 하나의 라멜라 구조체를 형성하고, 두 측면부 51a가 회전자의 측면 영역을 향하도록 상기 라멜라 구조체는 회전자의 횡단 홈(48) 및 반경방향 홈(45) 내에 배열되고, 상기 측면링(43)의 거전(47)은 라멜라 형상부의 슬롯(51e) 내에 끼워진다. 이렇게 거전(47)과 슬롯(51e)을 연결하여 회전자의 측면에 밀폐식 밀봉부를 형성한다.
도 4b를 보면, 덮개부(51c)를 가지는 두 개의 라멜라 형상부(51)는 라멜라 구조체 내에 공간을 형성하고, 상기 공간에는 압축 웨지(52)가 위치되고, 상기 압축 웨지는 챔퍼(51d)에 접촉하고 압축 스프링(53)에 의해 상기 챔퍼에 대하여 압착된다. 압축 스프링(53)은 웨지(47)로 지지되어, 상기 스프링의 복원력은 라멜라 형상부(51)에 반경 방향 및 축방향으로 밀봉하는 힘으로 작용한다. 따라서, 측면링(43)에 압착되는 압축 스프링(50)의 복원력을 함께 이용하여, 케이싱 벽에 대해 회전자를 밀봉하는 탄성 구동 방식의 밀봉 시스템을 획득할 수 있다.
도 4c는 라멜라 형상부(51)로 이루어진 라멜라 구조체 및 측면링(43)이 설치 되어 있는 완성된 회전자를 도시하고 있다.
도 5a를 보면, 로터리 피스톤 엔진의 회전자는, 링 형상의 리세스(57)를 링 홈(56)에 삽입할 때 중앙 샤프트에 대해 작용하는 밀봉부를 구비한 회전자 세그먼트(54, 55)로 구성된다. 동일한 방식으로, 상기 회전자 세그먼트에 기밀하게 연결되고 동일한 물질 또는 다른 기밀하게 삽입된 물질로 구성되는, 밀봉 립을 삽입한다. 이를 위하여, 상기 밀봉 립(58)은 서로 맞물리는 노치(59)를 가진다. 상기 밀봉 립 외에, 상기 회전자 세그먼트(54, 55)에는 적절한 기하학적 형상의 몰드(60)가 형성되어 있고, 상기 몰드의 기능은 마찰력 및 압축력이 회전자의 원주방향으로 밀봉 립(58)에 작용하고 상기 밀봉 립(58)의 반대 방향으로 스프링 작용할 때 응력을 완화하는 것이다.
도 5b를 보면, 리세스(57)가 링 홈(56)과 마주하도록, 회전자 세그먼트(54, 55)들은 동축 상에 일직선으로 정렬되어 있고 서로 마주하고 있다. 하나의 회전자 세그먼트(55)를 다른 회전자 세그먼트(54)에 삽입할 때, 회전자의 반경방향으로, 축방향으로 및 회전 방향으로 작용하는 동적 밀봉부를 획득할 수 있도록, 노치(59)를 구비한 밀봉 립(58)들은 서로 맞물린다.
스피링(62)들의 복원력에 의해 케이싱의 전면에 대한 회전자 세그먼트(54, 55)의 밀봉부를 획득할 수 있다. 피스톤 세그먼트(54, 55)의 외부방향 측면에 있는 리세스(63)로 인해, 외부방향에서 작용하는 작동 매체 힘에 의해 회전자의 전면 쪽을 향하는 마찰력으로서 회전자 세그먼트(54, 55)의 분할형 홈에 작용하는 작동 매체 힘을 거의 완벽하게 보상할 수 있다.

Claims (17)

  1. 회전자를 구비한 로터리 피스톤 엔진의 밀봉 시스템에 있어서,
    상기 회전자는 서로 나란히 배열된 회전자 디스크들로 구성되고, 상기 회전자 디스크는 동축에 위치되고, 상기 디스크들 사이에 형성된 홈에 스프링 및/또는 작동 매체 힘이 작용하여 상기 회전자 디스크들이 서로를 밀어 바깥쪽으로 압착되고, 이로 인해 케이싱의 측벽과 마주하는 디스크의 표면이 상기 케이싱의 측벽을 밀봉하여 작동 매체가 축 쪽으로 접근하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    이동가능한 라멜라 형상부로 구성된 라멜라 구조체가 상기 디스크들 사이의 홈 부분에 위치되고, 상기 라멜라 구조체는 홈의 폭의 변화에 맞추어 변화하여 작동 매체가 상기 회전자 주위에서 원주방향 내부로 유동하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    이동가능한 라멜라 형상부로 구성된 라멜라 구조체가 상기 디스크들 사이에 배열되고, 상기 라멜라 구조체는 회전자 축과 케이싱 벽 사이의 반경 방향 간격의 변화에 맞게 변화하여 작동 매체가 상기 회전자 주위에서 원주방향 외부로 유동하 는 것을 방지하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 시스템은 이동가능한 라멜라 형상부를 포함하고, 상기 라멜라 형상부는 서로 중첩되어 래버린스 밀봉부를 형성하고, 이로 인해 홈 부분과 케이싱의 작동 표면과 접촉하는 지점에서 상기 회전자를 동적으로 밀봉할 수 있는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 시스템은 이동가능한 라멜라 형상부를 포함하고, 상기 라멜라 형상부는 서로 중첩되어 압축 스프링을 수용하는 공간을 형성하고, 상기 압축 스프링은 홈 부에 직각인 축 방향으로 그리고 케이싱의 작동 표면에 위치하는 회전자의 접촉 지점에 반경 방향으로 상기 라멜라 형상부들을 서로 바깥쪽으로 압착하는 작용 힘을 발생시키는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 시스템은 챔퍼를 구비하는 이동가능한 라멜라 형상부를 포함하고, 압축 웨지의 힘이 상기 챔퍼에서 분산되어, 서로 중첩되도록 라멜라 형상부를 압착하고, 동시에 케이싱의 작동 표면에 대하여 반경 방향으로 라멜라 형상부로 구성된 라멜라 구조체를 압착하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 시스템은 이동가능한 라멜라 형상부를 포함하고, 상기 라멜라 형상부는 서로 중첩되어 압축 웨지를 수용하는 공간을 형성하고, 상기 압축 웨지는 스프링의 복원력으로 상기 라멜라 형상부의 챔버에 맞닿도록 작용하고 상기 압축 웨지는 케이싱 벽의 반경 방향 및 측방향에 대하여 상기 라멜라 형상부를 압착하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 밀봉 시스템은 이동가능한 라멜라 형상부를 포함하고, 상기 라멜라 형상부는 서로 중첩되어, 상기 라멜라 형상부는 바람직하게는 케이싱의 작동 표면에 대하여 반경 방향으로 상기 회전자를 밀봉하는 둥근 형상의 이동가능한 밀봉 에지를 형성하고, 상기 케이싱의 측면에 대하여는 측방향으로 밀봉면을 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    회전자 디스크는 측면에 리세스 및 링 홈을 포함하고, 상기 리세스 및 링 홈은 동축에서 서로 마주하고, 상기 리세스 및 링 홈이 서로 끼워 맞춰져 래버린스 밀봉부를 형성하여 작동 매체가 회전 축 쪽으로 접근하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    회전자 디스크는 측면에 반경 방향 홈들을 포함하고, 상기 반경 방향 홈들은 서로 마주하고, 상기 반경 방향 홈 내에는 라멜라 형상부로 구성된 라멜라 구조체가 삽입되어 작동 매체가 로터리 피스톤 엔진의 다른 작동 공간에 접근하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    회전자 디스크는 테두리 홈을 포함하고, 상기 테두리 홈 내에는 라멜라 형상부로 구성된 라멜라 구조체가 삽입되고, 상기 라멜라 구조체는 상기 회전자 폭 전체를 가로지르도록 펼쳐져, 작동 매체가 반경 방향으로 및 측방향으로 로터리 피스톤 엔진의 다른 작동 공간으로 접근하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    라멜라 형상부가 상기 회전자 디스크 사이에 삽입되고, 상기 라멜라 형상부는 양 축방향으로 자신의 크기를 스프링 작동 방식으로 변화시킬 수 있어, 상기 라멜라 형상부는 엔진의 작동 과정 중에 상기 피스톤의 모든 변화에 맞게 변화할 수 있고, 이로 인해 상기 라멜라 형상부는 로터리 피스톤의 각 부채꼴형 섹터 및 모든 부채꼴형 섹터에 전반적인 래버린스 밀봉부를 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  13. 서로 나란히 배열된 회전자 디스크로 구성된 회전자를 구비한 로터리 피스톤 엔진의 밀봉 시스템에 있어서,
    상기 회전자 디스크는 외부 테두리 면에 고정된 밀봉 스트립을 포함하고, 상기 밀봉 스트립은 회전자 폭 전체를 가로질러 뻗어있고, 상기 밀봉 스트립과 함께 회전자 물질에 테두리 리세스를 형성함으로써 상기 밀봉 스트립은 원주방향으로 연한 탄성부를 가지고, 상기 테두리 리세스는 주위의 회전자 물질보다 강성이 작은 탄성 형상을 형성하여, 회전자 케이싱에 대한 회전자의 압축힘으로 인해 피스톤의 이동 방향의 반대 방향으로 밀봉 스트립을 탄성적으로 굽힐 수 있고, 동시에 밀봉 상태를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 회전자 디스크에는, 밀봉 시트립이 회전자 디스크의 폭 및 일부 길이만큼 계단 형상으로 형성되어 있어, 상기 밀봉 스트립은 케이싱의 작동 표면에 반경 방향으로 그리고 상기 케이싱 측면에 측방향으로 밀봉하는 방식으로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 회전자 디스크에는, 회전자 중심 쪽에 위치한 밀봉 스트립이 형성되어 있고, 상기 밀봉 스트립에는 홈, 링 홈에 위치되는 압축 스프링, 및 리세스가 설치되어 서로 마주하는 회전자 디스크의 표면에 밀폐식 래버린스 밀봉 시스템을 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 밀봉 스트립은 상기 회전자 디스크의 특성과는 특성이 다른 물질로 구성되고, 상기 밀봉 스트립은 삽입 또는 다른 기술 공정으로 상기 회전자 디스크에 내장되는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
  17. 서로 나란히 배열된 회전자 디스크로 구성된 회전자를 구비한 로터리 피스톤 엔진의 밀봉 시스템에 있어서,
    상기 회전자 디스크는 외부방향 에지 영역에서 케이싱 벽을 향하는 표면에 평면 리세스를 포함하고, 상기 리세스를 사용함으로써 작동 매체 압력은 상기 회전자 디스크 사이의 홈에 작용하는 작동 매체 및 스프링 힘에 반대 방향인 힘을 발생시키고, 이로 인해 상기 케이싱 벽을 향하는 표면에서의 마찰력을 밀봉 상태를 유지하는 수준으로 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진의 밀봉 시스템.
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