KR20100032281A - Separated rotary vane diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 타원형으로 혹은 중심이 직경의 1/3 정도 떨어진 2개의 원과 두 원의 위, 아래 접선을 연결하여 내부 단면형상을 만든 하우징(1), 그 하우징 내부의 정중앙에서 윗면과 아랫면이 하우징에 접촉하여 회전하는 단면이 원형인 로터(3), 상기 로터 내부에서 자유롭게 슬라이딩이 가능하여 로터(3) 회전시 발생하는 원심력의 힘으로 하우징 내면(2)과 밀착되면서 내면을 따라 회전하는 2개, 혹은 3개의 등각도로 배열된 베인(8), 그리고 실(seal) 압력실(室)(13-1)에 공급된 압축공기와 실(seal) 스프링(13-2)의 힘으로 하우징(1)과 로터(3)가 접촉하는 하우징(1) 상, 하부에 설치된 압력 실(seal)(13)이 로터 외면(4)에 항상 긴밀히 접촉하도록 함으로써 압축과 팽창 과정에서 압축공기와 연소가스의 누압을 방지하여 엔진의 성능을 향상시키도록 고안된, 압력 실(seal)(13), 실(seal) 압력실(室)(13-1), 실(seal) 스프링(13-2), 체크밸브(18)로 구성된 압력 실(seal) 장치를 각 각 적용한 압축기와 힘 발생기를 로터 회전축(5)에 앞, 뒤로 배치하고, 공기 흡입공간(20-3)의 선단에서 공기흡입구(21)를 통해 흡입한 공기를 고압으로 압축하여 압축공간(20-4) 끝 부분에 설치된 압축공기공급통로(19)를 통해 일방통행 체크밸브(17)와 로터의 회전 위치에 따라 개폐가 조종되는 연소가스밸브(12) 사이의 연소실(11)에 저장하고, 베 인(8-1)이 연소가스노즐(15)을 지날 때 상기 연소실 내의 연료분사노즐(14)에서 분사된 연료를 연소시켜 만든 고온 고압의 연소가스를 연소가스밸브(12)를 통해 힘 발생기의 팽창공간(20-1)으로 방출하여 베인(8-1)을 통해 로터(3)를 회전시켜 동력을 생산한 후 배기공간(20-2)의 끝 부분에서 가스 배기구(22)를 통하여 연소가스를 엔진 밖으로 배출하는, diesel을 연료로 사용하는 도 1의 분리형 로터리 베인 디젤엔진(Type-I)과,According to the present invention, a housing (1) having an elliptical shape or an inner cross-sectional shape formed by connecting two circles spaced one-third of the diameter and the upper and lower tangents of two circles, the upper and lower surfaces of the housing in the center of the housing The rotor (3) having a circular cross section rotating in contact with the rotor and the rotor (3) can be freely slidable inside the rotor and is rotated along the inner surface while being in close contact with the housing inner surface (2) by the centrifugal force generated when the rotor (3) rotates. Or the
위에서 설명된 분리형 로터리 베인 디젤엔진(Type-I)과 작동 원리는 매우 유사하나 도 3처럼 원형 혹은 타원형 하우징(1) 내부에서 좌우 방향으로는 정중앙에, 상하 방향으로는 위쪽으로만 하우징(1)에 접촉하고 아래쪽으로는 하우징 내면과 일정 간격을 유지하며 회전하는 로터(3)를 적용하며, 따라서 하우징 내부가 통일된 하나의 공간을 가지므로 베인의 수가 동일한 경우 로터 1회전 당 연소 회수가 분리형 로터리 베인 디젤엔진(Type-I)의 1/2로 줄고 대신 효율이 향상되는 도 3의 분리형 로터리 베인 디젤엔진(Type-II)에 관한 것이다.The operating principle is very similar to the separate rotary vane diesel engine (Type-I) described above, but inside the circular or
도 1을 대표도면으로 하는 본 발명은 도 2의 형상으로 특허 출원된 로터리 베인 디젤엔진(출원번호: 10-2008-0082640 및 10-2009-0031552)을 응용하여 발명한 것으로, 공기의 흡입과 압축을 수행하는 로터리 베인 압축기 부분, 고온 고압의 압축공기를 연소실(11)에 저장한 후 연료를 분사하여 연소시키고 연소가스를 힘 발생기의 팽창공간(20-1)로 내보내는 가스발생기 부분, 그리고 고온 고압의 연소가스로부터 얻은 열에너지를 기계적인 에너지로 바꾸어주는 힘 발생기 부분으로 구성되며 압축기와 힘 발생기는 동일 로터 회전축(5)에 설치된다.The present invention having a representative view of Figure 1 is invented by applying a rotary vane diesel engine (application number: 10-2008-0082640 and 10-2009-0031552) patent application in the shape of Figure 2, the intake and compression of air Rotary vane compressor portion for performing a, the gas generator portion for storing the compressed air of the high temperature and high pressure in the
이하 첨부되는 도면과 함께 종래 기술의 구성과 작동례 및 문제점을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the configuration and operation examples and problems of the prior art with the accompanying drawings as follows.
도 2는 특허 출원된 로터리 베인 디젤엔진(출원번호: 10-2008-0082640 및 10-2009-0031552)으로 본 발명과 유사하게 타원형으로 혹은 중심이 직경의 1/3 정도 떨어진 2개의 원과 두 원의 위, 아래 접선을 연결하여 내부 단면형상을 만든 하우징(1), 그 하우징 내부의 정중앙에서 윗면과 아랫면의 하우징에 접촉하여 회전하는, 단면이 원형인 로터(3), 상기 로터 내부에서 자유롭게 슬라이딩이 가능하여 로터(3) 회전시 발생하는 원심력과 외부에서 공급되는 공기압의 힘으로 하우징 내면(2)과 밀착되면서 내면을 따라 회전하는 2개, 혹은 3개의 등각도로 배열된 베인(8), 압축과 팽창 과정에서 압축공기와 연소가스의 누압을 방지하여 엔진의 성능을 향상시키도록 고안된, 압력 실(seal)(13), 실(seal) 압력실(室)(13-1), 실(seal) 스프링(13-2), 체크밸브(18)로 구성된 압력 실(seal) 장치, 고온 고압의 압축공기를 일방통행 체크밸브(17)와 로터의 회전 위치에 따라 개폐가 조종되는 연소가스밸브(12) 사이의 밀폐공간에 저장하고 연료분사노즐(14)에서 분사된 연료를 연소시키는 연소실(11), 연소가스를 팽창공간(20-1)으로 방출하는 연소가스밸브(12), 배기공간(20-2)의 끝 부분에서 연소가스를 엔진 밖으로 배출하는 가스 배기구(22), 그리고 공기 흡입공간(20-3)의 선단에서 엔진 밖의 공기가 유입되는 공기흡입구(21) 등의 주요 구성품으로 이루어져 있다.Figure 2 is a patented rotary vane diesel engine (Application No .: 10-2008-0082640 and 10-2009-0031552), similar to the present invention, two circles and two circles elliptical or centered about 1/3 of the diameter. A housing (1) connected to the upper and lower tangents of the housing (1) to form an inner cross-sectional shape, a rotor (3) having a circular cross section that rotates in contact with the upper and lower housings at the center of the inside of the housing, and freely slides inside the rotor Compression of the vanes 8 arranged in two or three equal angles, which rotates along the inner surface while being in close contact with the inner surface of the
이 엔진은 타원형 하우징 내면(2)과 원형 로터 외면(4)사이에 만들어진 좌우 2개의 공간 중 한쪽(도 2에서는 왼쪽 공간)은 공기의 흡입과 압축을 그리고 다른 한쪽(오른쪽 공간)에서는 연소실에서 연소된 고온 고압의 연소가스가 팽창 하도록 고안된 엔진이다. The engine is fitted with air intake and compression in one of the two left and right spaces (left space in Fig. 2) between the inner surface of the elliptical housing (2) and the outer surface of the circular rotor (4) and in the combustion chamber on the other (right space). It is an engine designed to expand the combustion gas of high temperature and high pressure.
흡입과 압축이 일어나는 왼쪽 공간(20-3, 20-4)은 상대적으로 공기의 온도가 오른쪽 공간보다 매우 낮아 하우징은 낮은 온도로 유지되고 베인(8-3)은 냉각되며, 오른쪽 공간(20-1, 20-2)에서는 연료의 연소열로 인하여 하우징은 고온으로 유지되고 베인(8-1, 8-2)은 가열된다. ①이와 같은 지역적인 온도의 불균형은 열팽창의 불균형을 초래하여 하우징(1)의 형상을 찌그러뜨리고 베인의 피로를 증가시켜 엔진의 성능과 수명에 악영향을 준다. 반켈 엔진(Wankel engine)에서도 동일한 문제가 발생하였으며 현재는 소재의 발달과 냉각방법의 개발로 상당부분 해결되고 있으나 엔진 성능을 저하시키고 시스템을 복잡하게 하는 원인이 되고 있다.In the left spaces 20-3 and 20-4 where suction and compression takes place, the temperature of the air is relatively lower than the right space, the housing is kept at a low temperature, the vanes 8-3 are cooled, and the right space 20- In 1 and 20-2, the housing is kept at a high temperature due to the heat of combustion of the fuel and the vanes 8-1 and 8-2 are heated. ① This local temperature imbalance causes an imbalance of thermal expansion, which distorts the shape of the
②베인이 압축공간을 지날 때 베인(8-3)에 작용하는 힘은 압축공기의 압력에 의해 베인의 진행방향과 반대 방향으로 작용하고 팽창공간을 지날 때는 연소가스의 압력으로 베인의 진행방향과 동일한 방향으로 작용한다. 이와 같이 베인에 작용하는 힘의 방향이 계속 바뀌면 베인에 반복적인 부하를 주어 수명에 상당한 영향을 줄 것으로 예상된다.(2) When the vane passes through the compression space, the force acting on the vane (8-3) acts in the opposite direction to the vane's travel direction by the pressure of the compressed air. It works in the same direction. As the direction of the force acting on the vane keeps changing, it is expected that the vane will be repeatedly loaded and have a significant impact on the service life.
도 2의 로터리 베인 디젤엔진에서도 흡입/압축 공간의 평균 반경을 팽창/배기 공간의 평균 반경과 다르게 하여 공기의 양이나 압축비를 어느 정도 조절할 수는 있으나 베인과 로터 및 하우징의 기하학적 관계로 인하여 그 범위는 상당히 제한되어 있다. ③특정 목적에 적합한 엔진을 개발하기 위해서는 흡입공기의 양이나 압축비를 목적에 맞도록 정할 수 있어야 하는데 도 2의 로터리 베인 디젤엔진의 경우에는 극히 제한된 범위에서만 가능하며 이 범위를 넘어서면 추가적인 압축기를 적용해야하는 단점이 있다.In the rotary vane diesel engine of FIG. 2, the average radius of the suction / compression space is different from the average radius of the expansion / exhaust space, so that the amount of air or the compression ratio can be controlled to some extent, but the range is due to the geometrical relationship between the vane, the rotor, and the housing. Is quite limited. ③ In order to develop an engine suitable for a specific purpose, the amount of intake air or the compression ratio should be able to be determined according to the purpose. In the case of the rotary vane diesel engine of FIG. 2, it is possible only in a very limited range, and an additional compressor is applied beyond this range. There are drawbacks to this.
도 2의 엔진이 가지고 있는 문제점들 즉, ①흡입과 압축이 일어나는 왼쪽 공간(20-3, 20-4)과 연소가스의 팽창과 배기가 일어나는 오른쪽 공간(20-1, 20-2)의 온도차로 인한 열팽창의 불균형으로 엔진 성능 저하와 수명 단축을 초래하는 하우징(1)과 베인(8)의 형상 찌그러짐과 피로가 발생되며, ②압축공간과 팽창공간을 통과할 때 베인에 작용하는 힘의 방향이 연속적으로 바뀌어 베인에 피로를 가하고 수명을 단축시키며, ③특정 목적에 적합한 엔진을 개발하기 위해서는 흡입공기의 양이나 압축비를 목적에 맞도록 정할 수 있어야 하는데 도 2의 로터리 베인 디젤엔진의 경우에는 극히 제한된 범위에서만 가능하며 이 범위를 넘어서면 추가적인 압축기를 적용해야하는 단점 등이 해결하고자 하는 과제이다.Problems that the engine of FIG. 2 has, i.e., the temperature difference between the left spaces 20-3 and 20-4 where suction and compression occur and the right spaces 20-1 and 20-2 where expansion and exhaust of combustion gases occur Due to the unbalanced thermal expansion caused by the shape distortion and fatigue of the
위 ①, ②, ③번 문제는 도 1과 같이 공기의 흡입과 압축을 수행하는 압축기 부분과 열 에너지를 기계적인 에너지로 바꾸어주는 힘 발생기 부분을 각 각 별도의 하우징과 로터로 구성하여 해결한다. 압축기를 형성하는 하우징(1')과 로터(3'), 베인(8-3)은 계속 압축만 하여 압축된 공기를 연소실로 보내주므로 상대적으로 저온 상태에서 운용되며, 힘 발생기를 형성하는 하우징(1)과 로터(3), 베인(8-1,8-2)은 연소실(11)에서 방출된 고온고압의 연소가스를 받아 팽창/배기하는 공간에 있으므로 모두 높은 열에 노출되고 전체적으로 고온조건에서 작동된다. 힘 발생기는 고온 특성이 우수한 재료를 사용하고, 공기 혹은 물이나 연료를 사용하여 전체적으로 냉 각을 함으로써 ①번 문제인 고온 및 온도의 불균형에서 오는 문제를 해결한다.The above ①, ②, ③ problem is solved by configuring the compressor part for performing the suction and compression of air and the force generator part for converting thermal energy into mechanical energy as shown in FIG. The housing 1 ', the rotor 3', and the vanes 8-3, which form the compressor, continue to compress and send compressed air to the combustion chamber, so that the housing 1 'is operated at a relatively low temperature and forms a force generator. 1), rotor (3) and vanes (8-1, 8-2) are in a space to expand / exhaust the high-temperature, high-pressure combustion gas emitted from the
압축기 부분과 힘 발생기 부분을 각 각 별도의 하우징과 로터로 구성하면 압축기 베인(8-3)에 작용하는 힘은 항상 베인의 진행과 반대 방향으로 작용하고, 힘 발생기 베인(8-1)에는 진행방향과 동일한 방향으로만 작용하므로 ②번 문제가 자연스럽게 해결된다.When the compressor part and the force generator part are each composed of separate housings and rotors, the force acting on the compressor vanes 8-3 always acts in the opposite direction to the vane travel, and the force generator vanes 8-1 travel. It works only in the same direction, so
별도의 하우징(1')과 로터(3')로 구성된 압축기에서 전체적인 압축기의 크기를 조정하거나, 단면의 형상은 동일하게 유지하되 두께(하우징 측면에서 맞은편 측면까지 길이)를 조정함으로써 유입하는 공기의 양과 압축비를 엔진 용도에 맞게 조정할 수 있으므로 ③번 문제가 해결된다.In the compressor consisting of a separate housing 1 'and a rotor 3', the air flowing in by adjusting the size of the entire compressor or adjusting the thickness (length from the housing side to the opposite side) while maintaining the same shape of the cross section The amount and compression ratio can be adjusted to suit the engine's purpose.
Type-I의 경우 최종형상은 도 1과 같으며 기존 발명인 도 2와 비교하면 기본 원리는 동일하나 공기의 흡입과 압축을 수행하는 압축기 부분과 연소실에서 얻은 열에너지를 기계적인 에너지로 바꾸어주는 힘 발생기 부분을 각 각 별도의 하우징과 로터로 구성한 점에서 다르다. 압축기와 힘 발생기를 별도로 구성하므로 전체 엔진의 크기는 2배정도 더 커지나 연소실(11) 및 팽창공간(20-1)이 각 각 2개가 되어 로터(3) 1회전 당 연소 횟수가 2배로 증가하므로 출력 또한 2배로 증가한다. 결국 엔진 부피당 출력은 거의 동일하면서 도 2의 발명이 갖고 있던 문제점들을 해결한다. In the case of Type-I, the final shape is the same as that of FIG. 1, and the basic principle is the same as in FIG. Is different in that each consists of a separate housing and rotor. Since the compressor and the force generator are separately configured, the size of the entire engine is about twice as large, but the
Type-II는 도 3과 같으며 Type-I과 다른 점은 로터(3)가 하우징(1)의 중앙 상단에만 접촉되어 하우징 내부가 하나의 긴 공간으로 통일되어 있으며 따라서 Type-I에 비해 효율은 향상되나 동일한 수의 베인을 갖는 경우 로터 1회전 당 연소 횟수가 Type-II에 비교해 반으로 줄어 출력이 1/2 가까이 줄어든다는 것이다. Type-II is the same as in FIG. 3, and the difference from Type-I is that the
이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 Type-I과 Type-II의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation example of the present invention Type-I and Type-II to achieve the above object with reference to the accompanying drawings as follows.
먼저 Type-I에 대해 살펴본다. 도 1과 같이 본 엔진은 타원형으로 혹은 중심이 직경의 1/3 정도 떨어진 2개의 원과 두 원의 위, 아래 접선을 연결하여 내부 단면형상을 만든 하우징(1), 그 하우징 내부에서 하우징에 접촉하여 회전하는, 단면이 원형인 로터(3), 상기 로터 내부에서 자유롭게 슬라이딩이 가능하여 로터(3) 회전시 발생하는 원심력의 힘으로 하우징 내면(2)과 밀착되면서 내면을 따라 회전하는 2개, 혹은 3개의 등각도로 배열된 베인(8), 압축과 팽창 과정에서 압축공기와 연소가스의 누압을 방지하여 엔진의 성능을 향상시키도록 고안된, 압력 실(seal)(13), 실(seal) 압력실(室)(13-1), 실(seal) 스프링(13-2), 체크밸브(18)로 구성된 압력 실(seal) 장치, 고온 고압의 압축공기를 일방통행 체크밸브(17)와 로터의 회전 위치에 따라 개폐가 조종되는 연소가스밸브(12) 사이의 밀폐공간에 저장하고 연료분사노즐(14)에서 분사된 연료를 연소시키는 연소실(11), 연소가스를 팽창공간(20-1)으로 방출하는 연소가스밸브(12), 배기공간(20-2)의 끝 부분에서 연소가스를 엔진 밖으로 배출하는 가스 배기구(22), 그리고 공기 흡입공간(20-3)의 선단에서 엔진 밖의 공기가 유입되는 공기흡입구(21) 등으로 구성된다. 압축기와 힘 발생기가 각 각 별도의 하우징과 로터로 구성되며 동일 회전축(5)에 앞, 뒤로 설치된다.First, let's look at Type-I. As shown in Fig. 1, the engine is an ellipse or a housing (1) having an inner cross-sectional shape formed by connecting two circles with a center about one third of its diameter and the upper and lower tangents of two circles, and contacting the housing inside the housing. Rotor (3) having a circular cross section, freely slidable inside the rotor, and two rotating along the inner surface while being in close contact with the housing inner surface (2) by the centrifugal force generated when the rotor (3) rotates, Or three isometric vanes (8), pressure seals (13) and seal pressures designed to improve the performance of the engine by preventing pressurization of compressed air and combustion gases during compression and expansion Pressure seal device consisting of seal 13-1, seal spring 13-2,
타원형을 갖는 압축기의 하우징 내면(2)은 정중앙에 위치한 원형의 로터(3')에 의해 2개의 흡입/압축공간으로 나뉘고 각 공간 초입(베인의 공간 진입 위치)에는 외부에서 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구(21)가 뚫려 있다. 로터(3')가 회전하면 앞선 베인은 흡입구에서 공기를 흡입하고 뒤따라가는 베인은 공기를 압축한다. 공기는 로터(3)와 하우징(1)의 접촉에 의해서 뿐만 아니라 압축공기와 스프링에 의해 로터와 항상 접촉이 되어있는 압력 실(seal)(13')에 의해 한쪽이 밀봉되어 있고 다른 한쪽은 베인(8-3)에 의해 밀봉되어 있으며 베인(8-3)이 회전하면서 압축되어 실(seal) 압력실(室)(13-1' 및 13-1)을 채우고 대부분은 연소실(11)에 저장된다(도 1 참조). The housing
실(seal) 압력실(室)(13-1', 13-1)에 저장된 압축공기는 압력 실(seal)(13', 13)이 로터 면에 더욱 강하게 접촉되도록 위에서 밑으로 밀어주는 역할을 하며 또 상기 압력 실(seal)과 하우징 사이의 미소한 공간으로 압축공기를 내보내면서 압력 실(seal)을 냉각시키는 역할도 한다. Compressed air stored in seal pressure chambers 13-1 'and 13-1 serves to push the
연소실(11)에 저장된 압축공기는 일방통행 체크밸브(17)와 연소가스밸브(12)에 의해 기밀이 유지된다. 베인(8-1)이 연소가스노즐(15)를 지날 때 센서를 가진 전자장치 혹은 로터 회전축에 연결된 캠이나 톱니바퀴와 같은 적절한 기구에 의해 조종되는 장치에 의해 연료분사노즐(14)에서 연료가 분사되고 분사된 연료는 연소실의 고온, 고압공기에 의해 발화되어 연소한다. The compressed air stored in the
연료가 연소실(11)에서 연소된 직 후 상기의 적절한 장치에 의해 연소가스밸브(12)가 열려 연소가스는 고속으로 팽창공간(20-1)로 방출되며 베인(8-1)에 압력을 가하 여 로터 회전축(5)에 회전력을 발생시킨다. 이때 상기의 적절한 장치에 의해 개폐되는 연소가스밸브(12) 대신 연소실(11)로 유입되는 압축공기와 연소실(11)에서 연소된 연소가스의 압력 차이에 의해 개폐가 자동으로 조종되는 도 4의 동연소가스밸브(12-1)를 적용하여 압축공기와 배기가스의 연소실(11) 유입 및 방출을 조종할 수 있다.Immediately after the fuel is combusted in the
압축기와 힘 발생기 로터에는 베인을 등각도 간격으로 2~3개 설치할 수 있으며 설치하는 베인의 수가 많을수록 엔진의 효율은 약간씩 떨어지는 대신 출력은 커진다. 베인이 2개 설치된 경우 로터 1회전에 4번의 연소가 이루어지며 3개 설치될 때는 6번의 연소가 이루어진다.Compressors and power generator rotors can be equipped with two or three vanes at equiangular intervals, and the more vanes installed, the lower the engine efficiency, but the higher the output. If two vanes are installed, four combustion occurs in one revolution of the rotor, and six combustion occurs in three installations.
다음 Type-II에 대해 살펴본다. 도 3과 같이 Type II 엔진은 원형으로 혹은 타원 모양으로 내부형상을 만든 하우징(1)과 좌우 방향으로는 정중앙에, 상하 방향으로는 위쪽으로만 하우징에 접촉하고 아래쪽으로는 하우징 내면과 일정 간격을 유지하며 회전하는 로터(3) 및 로터 내부에서 자유롭게 슬라이딩이 가능하여 로터 회전시 원심력의 힘으로 하우징 내면(2)과 밀착되면서 내면을 따라 회전하는 베인(8)으로 구성된다. 압축기와 힘 발생기가 각 각 별도의 하우징과 로터로 구성되며 동일 회전축(5)에 앞뒤로 설치된다.Let's take a look at the following Type-II. As shown in FIG. 3, the Type II engine contacts the
원형 혹은 타원형을 갖는 압축기 하우징 내면에는 내면의 중앙 윗면에만 접촉하도록 설치된 로터에 의해 하나의 긴 초승달 모양의 공간(20-3, 20-4)이 형성된다. 공간 초입(베인의 공간 진입 위치)에는 외부에서 공기를 흡입할 수 있도록 공기흡입구(21)가 뚫려 있다. 흡입구의 위치와 크기는 로터에 설치된 베인의 수에 따라 다 르다. 베인이 2개인 경우 도 3에 예시된 것처럼 공간의 초입부터 베인이 수평위치에 이를 때까지 공기가 유입될 수 있도록 길게 뚫는다. 로터가 회전하면 앞선 베인은 흡입구에서 공기를 흡입하고 뒤따라오는 베인은 공기를 압축한다. 공기는 로터와 하우징의 접촉에 의해서 뿐만 아니라 압축공기와 스프링에 의해 로터와 항상 접촉이 되어있는 압력 실(seal)(13')에 의해 한쪽이 밀봉되어 있고 다른 한쪽은 베인(8-3)에 의해 밀봉되어 있으며 베인이 회전하면서 압축되어 실(seal) 압력실(室)(13-1' 및 13-1)을 채우고 대부분은 연소실(11)에 저장된다(도 3 참조). On the inner surface of the compressor housing having a circular or elliptical shape, one long crescent-shaped space 20-3, 20-4 is formed by a rotor installed so as to contact only the central upper surface of the inner surface. At the air inlet (the vane's space entry position), an
실(seal) 압력실(室)(13-1', 13-1)에 저장된 압축공기는 압력 실(seal)(13', 13)이 로터 면에 더욱 강하게 접촉되도록 위에서 밑으로 밀어주는 역할을 하며 또 상기 압력 실(seal)과 하우징 사이의 미소한 공간으로 압축공기를 내보내면서 압력 실(seal)(13', 13)을 냉각시키는 역할도 한다. Compressed air stored in seal pressure chambers 13-1 'and 13-1 serves to push the pressure seals 13' and 13 downward from the top so as to make stronger contact with the rotor surface. It also serves to cool the pressure seals 13 ′ and 13 while sending compressed air into the micro space between the pressure seal and the housing.
연소실에 저장된 압축공기는 일방통행 체크밸브(17)와 연소가스밸브(12)에 의해 기밀이 유지된다. 베인(8-1)이 연소가스노즐(15)를 지날 때 센서를 가진 전자장치 혹은 로터 회전축에 연결된 캠이나 톱니바퀴와 같은 적절한 기구에 의해 조종되는 장치에 의해 연료분사노즐(14)에서 연료가 분사되고 분사된 연료는 연소실의 고온, 고압공기에 의해 발화되어 연소한다. The compressed air stored in the combustion chamber is kept airtight by the one-
연료가 연소실(11)에서 연소된 직 후 상기의 적절한 장치에 의해 연소가스밸브(12)가 열려 연소가스는 고속으로 팽창공간(20-1)로 방출되며 베인(8-1)에 압력을 가하여 로터 회전축(5)에 회전력을 발생시킨다. 이때 상기의 적절한 장치에 의해 개폐되는 연소가스밸브(12) 대신 연소실(11)로 유입되는 압축공기와 연소실(11)에서 연 소된 연소가스의 압력 차이에 의해 개폐가 자동으로 조종되는 도 4의 자동연소가스밸브(12-1)를 적용하여 압축공기와 배기가스의 연소실(11) 유입 및 방출을 조종할 수 있다.Immediately after fuel is combusted in the
압축기와 힘 발생기 로터에는 베인을 등각도 간격으로 1~4개까지 설치할 수 있으며 설치하는 베인의 수가 많을수록 엔진의 효율은 약간씩 떨어지는 대신 출력은 점점 커진다. 베인이 1개 설치된 경우 로터 1회전당 1번의 연소가 이루어지며 2개 설치될 때는 2번, 3개 설치될 때는 3번, 그리고 4개 설치될 때는 4번의 연소가 이루어진다. Compressors and power generator rotors can be equipped with 1 to 4 vanes at equiangular intervals. The more vanes installed, the less the engine efficiency will drop, but the output will increase. If one vane is installed, one combustion occurs per revolution of the rotor, and two combustions will occur two times, three installations three, and four installations four.
도 3처럼 베인이 2개 설치되어 있을 때에는 각 베인이 180도 이상 회전하여 배기구에 도달(도 3의 배기구 위치)하여 배기가 시작될 때까지 힘의 전달이 지속되며, 베인이 1개 설치되어 있을 때에는 베인이 배기구에 도달할 때까지 약 270도(베인이 1개일 때 배기구는 팽창공간의 끝단에 설치) 회전하는 동안 긴 거리에 걸쳐 지속적으로 힘을 전달하므로 엔진의 효율이 향상된다.When two vanes are installed as shown in Fig. 3, each vane rotates by 180 degrees or more to reach the exhaust port (position of the exhaust port in Fig. 3), and the force transmission is continued until exhaust is started, and when one vane is installed The engine's efficiency is improved by continuously transmitting force over a long distance during rotation about 270 degrees (the vane is installed at the end of the expansion space) until the vane reaches the exhaust vent.
베인이 2개인 경우에는 2개의 베인을 서로 결합하여 도 5에 도시된 것처럼 연결베인(8-8)을 적용할 수 있다. 연결베인(8-8)은 로터(3)의 중심을 관통하여 연결된 하나의 긴 베인이며, 로터(3)의 회전에 따라 함께 회전하면서 양 끝단이 하우징 내면(2)에 항상 접촉되도록 되어있다. 연결베인(8-8)을 적용하기 위해서는 도 5와 같이 로터(3)의 중심에서 양 방향의 하우징 내면(2)까지 거리의 합(즉, 베인의 길이)이 항상 일정하도록 하우징 내면(2)의 프로파일(profile)을 정해야 한다.In the case of two vanes, the connecting vanes 8-8 may be applied by combining two vanes with each other. The connecting vanes 8-8 are one long vanes connected through the center of the
도 1은 본 발명의 대표도이며 분리형 로터리 베인 디젤엔진(Type-I)이다.1 is a representative view of the present invention is a separate rotary vane diesel engine (Type-I).
도 2는 종래의 기술이 적용된 로터리 베인 디젤엔진(출원번호: 10-2008-0082640, 10-2009-0031552)이다.2 is a rotary vane diesel engine (application number: 10-2008-0082640, 10-2009-0031552) to which the prior art is applied.
도 3은 본 발명의 2번째 형상인 분리형 로터리 베인 디젤엔진 (Type-II)이다.3 is a separate rotary vane diesel engine (Type-II) of the second embodiment of the present invention.
도 4는 자동연소가스밸브(12-1)를 적용한 압축공기, 연료공급 및 연소가스 방출 시스템을 도시한다.4 shows a compressed air, fuel supply and combustion gas discharge system employing an automatic combustion gas valve 12-1.
도 5는 연결베인(8-8)을 적용한 분리형 로터리 베인 디젤엔진(Type-II)이다.5 is a separate rotary vane diesel engine (Type-II) to which the connecting vanes 8-8 are applied.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20080090851 | 2008-09-16 | ||
KR1020080090851 | 2008-09-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100032281A true KR20100032281A (en) | 2010-03-25 |
Family
ID=42181597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090033383A KR20100032281A (en) | 2008-09-16 | 2009-04-17 | Separated rotary vane diesel engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20100032281A (en) |
-
2009
- 2009-04-17 KR KR1020090033383A patent/KR20100032281A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
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