KR20110040978A - 정적 열량 부가 엔진 및 방법 - Google Patents

정적 열량 부가 엔진 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110040978A
KR20110040978A KR1020117005225A KR20117005225A KR20110040978A KR 20110040978 A KR20110040978 A KR 20110040978A KR 1020117005225 A KR1020117005225 A KR 1020117005225A KR 20117005225 A KR20117005225 A KR 20117005225A KR 20110040978 A KR20110040978 A KR 20110040978A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
housing
engine
volume
cycle
Prior art date
Application number
KR1020117005225A
Other languages
English (en)
Inventor
니콜라이 쉬콜닉
알렉산더 씨. 쉬콜닉
스테판 엘. 나부어스
라이언 디. 넬름스
Original Assignee
리퀴드피스톤 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 리퀴드피스톤 인크. filed Critical 리퀴드피스톤 인크.
Publication of KR20110040978A publication Critical patent/KR20110040978A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F01C1/14—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F01C1/20—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with dissimilar tooth forms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/14—Adaptations of engines for driving, or engine combinations with, other devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/32—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/322—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/32—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/324—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the inner member and reciprocating with respect to the outer member
    • F01C1/328—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F01C1/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the inner member and reciprocating with respect to the outer member and hinged to the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F01C1/3441—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • F01C1/3443—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation with a separation element located between the inlet and outlet opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F01C1/3446—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F01C1/3562—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C9/00—Oscillating-piston machines or engines
    • F01C9/002—Oscillating-piston machines or engines the piston oscillating around a fixed axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F02B33/40—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of non-positive-displacement type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B55/00—Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
    • F02B55/02—Pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B55/00—Internal-combustion aspects of rotary pistons; Outer members for co-operation with rotary pistons
    • F02B55/08—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D1/00—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
    • F02D1/02—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered
    • F02D1/06—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered by means dependent on pressure of engine working fluid
    • F02D1/065—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type not restricted to adjustment of injection timing, e.g. varying amount of fuel delivered by means dependent on pressure of engine working fluid of intake of air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
    • F01C21/0818—Vane tracking; control therefor
    • F01C21/0827—Vane tracking; control therefor by mechanical means
    • F01C21/0836—Vane tracking; control therefor by mechanical means comprising guiding means, e.g. cams, rollers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

본 발명은 내연기관에 관련이 있으며, 좀더 상세하게는 고효율 하이브리드 사이클을 가능하게 하는 내연기관에 관련이 있다.

Description

정적 열량 부가 엔진 및 방법{Isochoric Heat Addition Engines and Methods}
본 발명은 내연기관에 관련이 있으며, 좀더 상세하게는 고효율 하이브리드 사이클을 가능하게 하는 내연기관에 관련이 있다.
디젤 사이클, 오토(Otto) 사이클 또는 Atkinson 사이클과 같은 내연기관을 사이클로 구동하기 위한 종래기술이 알려져 있다.
이 사이클들은 모두 뚜렷한 특징을 가지고 있으나, 각각은 높은 동력 출력을 유지하는 동안 효율의 더 높은 레벨을 얻는 것을 방해하는 불리한 점을 가지고 있다. 이 사이클들 중 하나를 완전하게 하기 위해 디자인된 엔진의 효율 증대는 도전할만한 과제라는 것이 증명되어 왔다.
과제의 종래 엔진 파트는 압축, 연소, 팽창과 같은 모든 프로세스는 단지 다른 시간에 같은 공간에서 이루어지는 사실에서 나온다.
추가적인 과제는 압축챔버에서 고압을 형성하는 것을 할 수 없는 것과, 여러가지의 작동 상태 또는 부하를 위해 연소를 최적화하기 위해 충분한 간격에 걸쳐 압축된 볼륨을 일정한 볼륨으로 유지하는 것을 할 수 없는 것에서 나온다.
게다가, 전형적인 연소 엔진에서 완전하지 않은 Atkinson 사이클을 제외하고, 연소 프로세스의 물질이 배출되고 새로운 외기로 대체되기 전에 팽창 사이클이 이르게 끝나기 때문에 효율은 손실이다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 디자인된 엔진의 효율 증대하는 정적 열량 부가 엔진 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
제1실시예는, 본 발명은 로터리 엔진을 제공한다. 이 실시예는 흡입구와 배기구를 가지는 하우징과, 상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 로터와, 두개의 게이트를 포함한다.
각 게이트는 상기 하우징에 대하여 이동가능하게 설치되어, 각 게이트는 적어도 주기적으로 로터에 연동되고, 상기 2개의 게이트 중 적어도 1개가 상기 로터와 연동하는 동안 볼륨은 상기 적어도 1개의 게이트의 표면, 상기 로터 및 상기 하우징 사이에 의해 유지된다.
상기 볼륨은 로터의 회전 동안 사이클을 나타내고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 압축 구간에서 제1양에서 제2양으로 감소하고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 열량 부가 구간동안 상기 제2양으로 실질적으로 일정하게 유지되며, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가한다.
관계된 실시예에서, 상기 게이트는 상기 하우징에 대하여 슬라이딩 가능하게 설치된다. 그렇지 않으면, 상기 게이트는 상기 하우징에 대하여 피봇가능하게 설치된다.
또 다른 실시예에서, 상기 피봇가능하게 설치된 게이트는 상기 하우징의 바깥벽을 형성한다. 다른 관련된 실시예에서, 상기 엔진은 상기 게이트에 커플링되는 2개의 캠을 더 포함하며, 상기 캠은 상기 로터의 회전에 동조되는 구동 시스템에 의해 회전된다.
다른 실시예에서, 본 발명은 로터리 엔진을 제공한다.
실시예는 적어도 하나의 흡입구와 적어도 하나의 배기구를 갖는 하우징과, 상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 로터를 포함한다.
각 로터는 상기 적어도 하나의 흡입구 중 하나 또는 상기 적어도 하나의 배기구 중 하나에 커플링된다.
실시예는 또한 각각이 상기 로터의 하나와 연결되고, 접촉되는 복수개의 게이트와, 적어도 하나의 연소 챔버를 포함한다.
상기 적어도 하나의 연소 챔버 각각은 상기 로터의 한 쌍 중 각각에 연결된다.
상기 로터의 한 쌍 중 제1로터는 상기 적어도 하나의 흡입구 중 하나에 커플링되고, 상기 로터의 한 쌍 중 제2로터는 상기 적어도 하나의 배기구 중 하나에 커플링 되며, 상기 제1 및 제2 로터는 동기 이동하며, 공기의 압축 볼륨이 상기 제1로터의 대응되는 연소 챔버에 주기적으로 연결되는 것에 의해, 상기 제1로터와 그것의 게이트는 상기 제1로터가 회전하는 동안 상기 하우징과 관련하여 엔진 사이클의 압축 구간을 나타내는 압축 볼륨을 정의하며, 상기 제1로터의 연소 챔버의 연소 혼합물이 팽창 볼륨에 주기적으로 커플링되는 것에 의해, 상기 제2로터와 그것의 게이트는 상기 제2로터가 회전하는 동안 상기 하우징과 관련하여 상기 엔진 사이클의 팽창 구간을 나타내는 상기 팽창볼륨을 정의하며, 상기 압축 볼륨은 상기 사이클의 압축구간에서 제1양에서 제2양으로 감소하며, 연소가 일어나는 때의 볼륨은 상기 사이클의 열량 부가 구간동안 상기 제2양으로 일정하게 유지되며, 상기 팽창 볼륨은 상기 사이클의 팽창구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가한다.
다른 실시예에서, 로터리 엔진이 제공된다. 실시예는 흡입구와, 배기구와, 곡률의 일정한 반경으로 특징지어지는 제1아치형 세그먼트 및 제1세그먼트 형상과 다르게 특징지어지는 제2아치형 세그먼트를 갖는 내부 표면을 가진 하우징을 포함한다.
또한, 실시예는 상기 하우징의 상기 제1세그먼트와 동심으로 회전가능하게 설치되고, 리세스를 가진 부분을 제외한 일정 반경 원통형의 표면을 가진 c-캠 주위에 동심으로 배치되는 로터를 포함한다.
나아가, 실시예는 상기 c-캠에 접촉하기 위해 상기 로터 안에 이동가능하게 설치되고, 상기 로터, 상기 c-캠 및 상기 하우징과 압축 볼륨을 정의하는 적어도 하나의 압축 베인을 포함한다.
유사하게, 나아가 실시예는 상기 하우징의 안쪽 표면에 접촉을 위해 상기 로터에 이동가능하게 설치되고 상기 로터 및 상기 하우징과 팽창 볼륨을 정의하는 적어도 하나의 팽창 베인을 포함한다.
또한, 그것은 상기 로터 안에 배치되고, 상기 적어도 하나의 압축 베인과 상기 적어도 하나의 팽창베인에 연결되는 연소 챔버를 포함하고,
상기 압축 볼륨은 작동매체의 압축된 볼륨이 상기 연소 챔버에 주기적으로 커플링되는 것에 의해 로터의 회전동안 압축사이클을 나타내며,
상기 팽창 볼륨은 상기 연소 챔버 안에 있는 연소 물질이 주기적으로 상기 팽창 볼륨에 커플링되는 것에 의해 상기 로터의 회전 동안 팽창 사이클을 나타낸다.
관련된 실시예에서, 나아가 엔진은 복수개의 압축 베인과, 복수개의 팽창베인과, 복수개의 연소 챔버를 더 포함하고, 상기 연소 챔버의 각각은 대응되는 압축 베인 및 대응되는 팽창 베인과 연결된다.
대안으로 또는 덧붙여, 상기 적어도 하나의 압축 베인과 상기 적어도 하나의 팽창 베인은 피봇가능하게 설치되거나 슬라이딩 가능하게 설치되는 것 중 하나에 의해 상기 로터에 설치된다.
대안으로 또는 덧붙여, 나아가 실시예는 상기 로터와 상기 하우징 사이에 실링을 제공하기 위해 상기 로터 안에 설치되는 복수개의 c-링을 더 포함한다. 그렇지 않으면, 나아가 실시예는 상기 베인의 가이드 동작을 위해 상기 하우징 안에 형성되는 복수개의 그루브를 더 포함한다.
다른 실시예에서, 발명은 흡입구와 배기구와 한쌍의 대향 피스톤면을 포함하는 양쪽 피스톤과, 피스톤의 바깥쪽에 동심으로 설치되고 대향된 안쪽 접촉 면의 한쌍을 가지는 하우징을 포함하는 내연기관을 제공한다.
상기 하우징은 길이방향 축을 따라 상기 피스톤에 대해 왕복 운동으로 이동하고, 각 접촉면은 상기 왕복 운동의 한계에서 상기 피스톤의 상기 피스톤 면 중 대응되는 하나의 근접에서 나타난다.
실시예는 상기 하우징에 관련된 상기 피스톤에 연동되는 피스톤 엑추에이터를 포함한다.
상기 피스톤 엑추에이터는 상기 피스톤에 대하여 상기 하우징의 상기 운동을 제어하여, 볼륨은 각 피스톤 면과 대응되는 상기 접촉면의 하나 사이로 정의된다.
상기 볼륨은 상기 피스톤에 대해 상기 하우징의 왕복운동 동안 사이클을 나타내고, 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가된다.
관련되는 실시예에서, 상기 피스톤 엑추에이터는 상기 피스톤에 대해 상기 하우징의 상기 왕복운동에 일시운전정지를 제공하는 형상을 갖는 캠이다.
그렇지않으면, 상기 피스톤 엑추에이터는 전자기 코일 시스템이다.
대안으로 또는 덧붙여, 상기 피스톤과 상기 하우징은 원통형상이다.
또다른 실시예에서, 본 발명은 내연기관을 제공하고, 상기 실시예는 흡입구와 배기구를 포함하는 실린더와 상기 실린더 안에서 조정된 왕복운동을 위해 배치되는 한쌍의 피스톤을 포함한다.
상기 피스톤의 각각은 피스톤 면을 갖는다.
상기 실린더와 상기 피스톤 면 사이 안의 볼륨을 정의하게 하기 위해 상기 피스톤은 회전하는 동력출력에 얼마간 커플링된다.
상기 볼륨은 상기 피스톤의 왕복 동안 사이클을 나타내고, 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가된다.
다른 실시예에서, 본 발명은 내연기관을 제공하고, 상기 실시예는 흡입구와 배기구를 갖는 하우징과, 상기 하우징에 대해 이동가능하게 장착되는 적어도 하나의 피스톤과, 사이클 동안 상기 피스톤을 이동시키기 위한 수단을 포함하여, 볼륨은 상기 피스톤과 상기 하우징 사이에 유지된다
상기 볼륨은 상기 피스톤의 이동 동안 사이클을 나타내고, 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가된다.
다른 관련 실시예에서, 상기 피스톤은 액체를 포함한다.
다른 실시예에서, 발명은 내연기관을 제공하고, 실시예는 흡입구와 배기구를 갖는 하우징과, 상기 하우징 안에 배치되는 저압 챔버와 고압 챔버를 포함한다.
상기 저압 챔버는 상기 고압 챔버보다 크다. 각 챔버는 에피트로코이드-모양 내부를 가지고, 그곳에 엔진 사이클에 걸쳐 세개의 캐비티를 형성하기 위해, 상기 대응되는 챔버안에서 편심되게 이동하기 위해 회전하게 설치되는 세개의 에이펙스 로터가 배치되고, 세개의 캐비티는 흡입, 압축, 중간, 팽창의 기능을 다루고, 그러한 기능의 세개는 각 챔버에서 어느 주어진 시간에 작용한다.
상기 저압 챔버에서 압축을 핸들링하는 상기 캐비티는 상기 고압챔버에 흡입을 핸들링하는 상기 캐비티에 커플링되고,
상기 고압 챔버에서 팽창을 핸들링하는 상기 캐비티는 상기 저압챔버에서 팽창을 핸들링하는 상기 캐비티에 커플링되고,
상기 고압챔버에서 중간 기능을 핸들링하는 상기 캐비티는 그 안에서 연소를 하기 위해 열량 부가를 핸들한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 로터리 엔진을 제공하고, 상기 실시예는 이너로터를 포함하고, 상기 이너로터는 다수개(N)개의 로브(lobe)와 수납부재를 가지고, 상기 이너로터는 상기 수납부재의 축에 대해 배치되는 축에 대해 회전하도록 움직이고, 상기 수납부재는 연속적인 로브와 결합하기 위한 N+1개의 리세스를 가진다.
또한, 상기 실시예는 상기 수납부재에 대해 상기 이너로터의 회전을 야기시키기 위한 구동기를 포함해서, 볼륨은 상기 이너로터의 각 로브와 상기 수납부재의 대응되는 리세스를 고려하여 정해진다.
상기 볼륨은 사이클을 나타내고, 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가된다.
다른 관련 실시예는 흡입구와 배기구를 갖는 하우징을 더 포함하고, 상기 이너로터는 상기 하우징에 대해 제1방향으로 회전하고, 상기 수납부재는 상기 하우징에 대해 제2방향으로 회전한다. 다른 관련 실시예에서, 상기 수납부재는 흡입구와 배기구를 갖는 상기 하우징의 부분이다.
다른 실시예는 내연기관의 로터를 하우징에 관하여 실링하기 위한 시스템으로서, 상기 로터는 에지와 면을 갖는다.
이 실시예의 시스템은 상기 에지에 근접하여 상기 로터에 대향하여 형성되고, 방사상의 내향벽과 방사상의 외향벽을 갖으면서, 상기 방사상 외향벽 안에 위치하는 베벨(bevel)을 갖는 그루브와, 상기 그루브에 배치되고 상기 그루브에 접촉하는 등각 표면을 갖는 실링 스트립을 포함한다.
상기 실링 스트립은 상기 하우징에 마찰 접촉을 하며, 상기 하우징은 상기 실링 스트립에 실질적으로 평탄한 표면을 제시하고, 상기 마찰은 상기 스트립이 상기 로터에 대해서 미량으로 회전하도록 하며, 상기 그루브의 바깥 방향으로 미량으로 축방향 이동하도록 하여, 상기 스트립과 상기 하우징 사이의 갭을 줄이고, 상기 로터와 상기 하우징 사이의 실링을 증가시킨다.
다른 실시예에서, 발명은 로터리 엔진을 제공하고, 상기 실시예는 흡입구와 배기구를 갖는 하우징과, 상기 하우징 안에 회전가능하게 설치되는 로터와, 중심 축에 대해 요동운동형태로 피봇하기 위해 장착되고 구동되는 중공실린더의 환상 세그먼트를 포함한다.
상기 세그먼트는 한쌍의 연결된 게이트를 형성하되, 각 끝단은 로터에 주기적으로 접촉하는 제1끝단과 대향되는 제2끝단을 가져서, 상기 하우징 안에 볼륨을 정의한다.
상기 볼륨은 상기 로터의 회전 동안 사이클을 나타내고, 오직 상기 제1끝단만 상기 로터에 접촉할 때, 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가된다.
다른 실시예에서, 본 발명은 내연기관을 제공하고, 상기 실시예는 흡입구와 배기구를 갖는 하우징과, 각각 자석 재질로 형성되며 상기 하우징에 대해 이동가능하게 설치되는 적어도 세개의 피스톤과, 상기 하우징 주변에 배치되는 전자기 코일 시리즈를 포함한다.
볼륨이 상기 피스톤과 상기 하우징 사이에 유지되는 사이클을 실행하기 위해, 상기 전자기 코일은 상기 피스톤에 힘을 가하기 위해서 전기적으로 제어된다.
상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가된다.
다른 실시예에서, 본 발명은 로터리 엔진을 위한 실링 시스템을 제공하고, 상기 실시예는 하우징 벽의 안쪽 면에 형성된 다수개의 그루브와, 각 상기 그르부 안에 배치되는 스프링 하중이 가해지는 실링 스트립과, 오일 서플라이에 커플링되며 상기 그루브 사이에 위치하는 상기 하우징 벽에 있는 오리피스와, 상기 엔진의 로터와 상기 하우징 벽 사이에 배치되는 플로팅 커버를 포함한다.
상기 플로팅 커버는 상기 로터의 면에 근접한 안쪽면과 상기 하우징 벽의 안쪽 표면에 근접한 바깥면을 가진다. 상기 플로팅 커버의 안쪽면은 대체적으로 상기 로터의 직경에 일치하는 직경을 가지는 그루브와, 상기 플로팅 커버의 상기 그루브 내부에 위치하는 스프링 하중이 가해지는 실링 스트립을 포함한다. 상기 엔진의 실링을 어시스트하기 위해, 상기 오일 서플라이는 가압된 오일이 엔진의 작동매체에 의해 야기되는 플로팅 커버의 안쪽면 상에 축방향 힘에 반대로 플로팅 커버의 바깥면에 축방향 힘을 적용하도록 야기한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 제1 멤버에 대해 움직이고, 상기 제1 멤버의 접촉부분에 적어도 주기적으로 접촉하는 제2 멤버에 연관되는 게이트 또는 베인 중 하나인 상기 제1멤버를 위한 로터리 엔진 내부의 에이펙스 실링 시스템을 제공한다. 상기 에이펙스 실링 시스템은 상기 제1 멤버의 상기 접촉부분에 형성되는 리세스와; 상기 제1 멤버가 상기 제2 멤버에 접촉할 때, 상기 제2 멤버에 상기 롤러가 접촉하기 위해 상기 리세스에 회전되게 설치되는 롤러를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 로터리 엔진에서 실링을 위한 실링시스템과, 제1멤버가 이동하는 것에 관련하는 상기 제1 멤버와 제2 멤버 사이의 인터페이스를 제공하고, 상기 제1멤버는 상기 제2멤버에 접촉하는 에지를 제시하고, 축에 평행하고, 상기 제2멤버에 접촉한다.
이 실시예의 상기 실링시스템은 상기 에지에 형성되는 적어도 하나의 리세스와, 축방향에 근접하고 상기 적어도 하나의 리세스 안에 설치되고 상기 제2멤버에 연동되는 것을 유지하기 위해 각각에는 스프링 하중이 가해지는 다수개의 스트립을 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 로터리 엔진을 제공하고, 상기 실시예는 흡입구와 배기구를 갖는 하우징과,
상기 하우징 안에 회전가능하게 설치되고, 로터의 에지에 형성된 축을 이루는 채널을 가져서 상기 채널이 두개의 완전하게 형성된 엔드 플레이트 사이에 축방향으로 놓이는 상기 로터와,
축방향 채널과 연동가능하고 축방향 채널의 모양과 같은 모양을 갖도록 하기 위해 상기 하우징에 대해 이동가능하게 설치되는 적어도 하나의 게이트를 포함한다.
적어도 하나의 게이트가 상기 로터와 연동되는 동안 상기 적어도 하나의 게이트의 표면과, 상기 로터와, 상기 하우징 사이에 볼륨은 유지된다. 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가된다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 로터리 엔진에서 베인 또는 게이트 중 하나의 기능을 하고, 축을 따라 이동하는 능력을 가진 제1멤버와 상기 제1멤버에 대해 이동하는 제2멤버 사이를 실링하는 것을 향상시키기 위한 실링시스템을 제공하고, 상기 제1멤버는 축을 따르는 운동의 한계에서 제2멤버에 맞서 결합가능하다.
이 실시예의 상기 실링 시스템은 구성요소의 한쌍을 포함하되, 상기 한쌍은 상기 제1멤버로서 제공한다. 상기 제1멤버의 이동 축을 따라 별도로 이동할 수 있게 하기 위해 상기 한쌍의 각각은 설치되어, 상기 구성요소의 상기 운동 한계에 실링을 향상시키기 위해 각 구성요소가 상기 다른 구성요소에 대해 다르게 이동할 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 로터 페이스 실을 제공하고, 상기 실시예는 리지(ridge)와, 딤플, 상기 로터의 평탄 표면에 배치되고 반경방향으로 방출되는 스트립과 같은 레이디얼 피처(feature)를 포함하되, 이 피처들은 로터의 평탄한 표면을 가로지르는 유체의 탄젠트(tangent) 흐름을 감소시킨다.
다른 관련 실시예에서, 동력 출력의 조절을 허용하는 HEHC엔진 작동 방법이 제공되며, 이 실시예의 방법은 사이클의 열량 부가 구간에서 연료를 볼륨에 공급하는 것과, 연료의 연소를 야기하는 것과, 연료가 공급될 때의 공급된 연료의 양이 실질적으로 모든 사이클에서 일정하게 하여 연료가 공급되는 각 사이클에서 최대 동력을 생성하는 것과, 상기 엔진의 소정의 동력 출력을 생성하기 위하여 단위시간당 충분한 사이클 수에 걸쳐 연료 공급이 일어나도록 제어하는 것과, 연료 공급이 보류되는 각 사이클을 위해 사이클의 상기 열량 부가 구간동안 상기 엔진 벽 자체 또는 열교환기 중 적어도 하나로부터 공급되는 열량에 의해 열량을 공급하는 것을 포함한다.
다른 관련 실시예에서, HEHC엔진은 전술된 상기 엔진 실시예의 어느 것이다.
또 다른 실시예는 혼합물의 상태가 임계치 이하에서 임계치까지 변화될 때 연료-공기 혼합물의 연소를 야기하는 예혼합 압축착화기관 방식의 향상된 로터리 내연기관을 제공한다.
개선점은 상기 혼합물로부터 숨겨지며, 기계적인 기재에 있는 촉매 표면과, 상기 혼합물이 최소 볼륨 상태 아래에 있을 때 상기 촉매 표면이 상기 혼합물에 노출되도록 하는 것에 의해 연소를 점화하기 위한 트리거(trigger)를 포함한다.
다른 관련된 실시예에서, 로터가 사이클에서 특정 각도 범위에 도달할 때마다 노출되는 방식으로, 상기 트리거는 엔진의 로터 상에 직접적으로 위치하는 촉매 표면을 포함한다.
대안으로 또는 덧붙여, 로터가 사이클에서 특정 각도 범위에 도달할 때마다 노출되는 방식으로, 상기 트리거는 엔진의 하우징의 일 위치에 배치되는 촉매 표면을 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 내연기관에 따르면, 고효율 하이브리드 사이클을 가능하게하는 효과가 있다.
앞서말한 발명의 특징은 이하의 상세한 설명과 첨부한 도면을 참조해서 더 쉽게 이해될 것이다.
도 1은 Otto와 디젤 사이클에 비교하여 본발명의 실시예에 따른 고효율 하이브리드 사이클을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소기 방법을 실행하는 고효율 하이브리드 사이클을 보여주는 그래프이다.
도 3a- 3c는 본 발명의 실시예에 따른 두개의 직선 게이트를 가진 로터리 엔진을 보여준다.
도 4와 5는 고효율 하이브리드 사이클의 다른 구간 동안 도 3의 엔진을 보여준다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 두개의 직선 게이트를 가진 로터리 엔진을 보여준다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 두개의 직선 게이트를 가진 로터리 엔진을 보여준다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 피봇 게이트를 가진 로터리 엔진을 보여준다.
도 9는 고효율 하이브리드 사이클의 다른 구간 동안 도 8의 엔진 실시예를 보여준다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하우징의 한 부분에 형성하는 2개의 피봇 게이트를 가진 로터리 엔진을 보여준다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 소기 프로세스를 고려한 사이클로 사용될 수 있는 2개의 피봇 게이트를 가진 로터리 엔진을 보여준다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 로터와 피봇 게이트를 가진 로터리 엔진을 보여준다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 2개의 로터와 2개의 게이트를 가진 엔진을 보여준다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 복수개의 로터와 게이트를 가진 엔진을 보여준다.
도 15는 멀티 게이트를 가진 두개의 로터를 갖는 본발명의 실시예를 보여준다.
도 16은 도 15에서 도시된 엔진의 작동순서를 보여준다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 피봇 게이트의 멀티 세트를 가진 엔진의 분해도를 보여준다.
도 18a와 18b는 도 17에 도시된 엔진의 투시도와 횡단면도를 보여준다.
도 19a-19d는 고효율 하이브리드 사이클의 다른 구간 동안 도 17의 엔진 실시예를 보여준다.
도 20a-20c은 도 15에서 표시된 엔진의 구성요소의 확대된 상세도를 제공한다.
도 21은 싱글 로터와 멀티 베인을 가진 엔진을 보여준다.
도22는 본 발명의 실시예에 따른 양쪽 피스톤 엔진을 보여준다.
도23은 본 발명의 다른 실시예에 따른 양쪽 피스톤 엔진을 보여준다.
도 24는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 피스톤 엔진을 보여준다.
도 25는 본 발명의 실시예에 따른 게이트 구동기와 멀티 피스톤을 가진 엔진을 보여준다.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 게이트와 멀티 피스톤을 갖는 엔진을 보여준다.
도 27은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 피스톤 편심 구동 엔진을 보여준다.
도 28-32는 본 발명의 실시예에 따른 대향 피스톤 엔진을 보여준다.
도 33은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 로터 내연기관을 보여준다.
도 34a-34e는 사이클의 다른 구간 동안 도 30의 듀얼로터 엔진을 보여준다.
도 35는 본 발명의 실시예에 따른 다른 듀얼 로터 엔진을 보여준다.
도 36은 본 발명의 실시예에 따른 편심 싱글 베인 엔진을 보여준다.
도 37은 본 발명의 실시예에 따른 연료 전달 시스템을 보여준다.
도 38은 본 발명의 실시예에 따른 예혼합 압축착화기관(HCCI) 트리거로서 사용되는 촉매를 보여준다.
도 39는 본 발명의 실시예를 사용하기 위한 촉매 코팅된 로터를 보여준다.
도 40a-40e는 본 발명의 실시예에 따른 여러가지의 페이스 실을 보여준다.
도 41은 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 커버 실 디자인을 보여준다.
도 42는 본 발명의 실시예에 따른 통합된 로터 엔진을 보여준다.
도 43a-43f는 본 발명의 실시예에 따른 여러가지의 로터 실링 메커니즘을 보여준다.
도 44a-44b는 본 발명의 실시예를 사용하기 위한 롤러와 에이펙스 실을 보여준다.
도 45는 본 발명의 실시예에 따른 스플릿 페이스 실을 보여준다.
도 46은 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 베인 실링을 보여준다.
도 47은 본 발명의 실시에에 따른 페이스와 에이펙스 실을 보여준다.
정의. 이 설명과 첨부한 청구항에서 사용된, 다음의 용어는 문맥상 별도로 필요로 하지 않으면 지시된 의미를 가질것이다.
"로터"는 연소의 결과로서 생기는 토크를 기계적인 아웃풋에 전달하는 하우징 안에 회전가능하게 설치되는 구조물이다.
"게이트"는 주기적 또는 연속적으로 거기에 대해 이동하는 로터와 같은 멤버와 접촉하고, 볼륨을 분할하기 위한 이동가능한 구조물이다. 게이트는 회전 또는 병진운동으로 움직일 수도 있고, 그러한 운동은 관련 있는 캐비티의 볼륨을 실질적으로 변경할 필요가 없다.
"베인"은 베인의 동작은 볼륨의 이동을 야기하는 운동을 하는 이동가능한 구조물이고, 분할 기능을 또한 갖고, 거기에 대해 이동하는 로터 또는 하우징과 같은 멤버에 주기적 또는 지속적으로 접촉한다.
"피스톤"은 그것이 위치되는 하우징에 대해 직선으로 움직이는 매스이고, 그것은 연소의 결과로서 생기는 하우징에 관련하는 힘을 직접 또는 간접적으로 기계적 동력출력에 전달한다. 여기서 "리니어" 운동은 직선 또는 곡선 모양일 수도 있는 경로를 따르는 운동을 포함한다.
"실링 시스템"은 서로에 대해 이동가능하게 설치되는 두개의 짝 파트 사이의 갭을 줄이기 위한 배열이다. 그러한 갭은 제조오차의 한계와 짝 파트에 의해 격는 열 팽창 차이에 기인할 수도 있다.
프리즘 같은 표면은 주어진 라인에 평행하고, 주어진 라인처럼 같은 면에 있지 않는 끊긴 라인에 교차하는 모든 라인에 의해 생성되는 표면이다. 끊어진 라인은 표면의 준선이고, 팽행선은 그것의 발생기(또는 구성요소)이다. 끊어진 라인이 막히면(예를 들어 폐다각형), 표면은 막힌 프리즘 같은 표면이다.
상술한 논의를 위해 다음 용어는 그것들의 대응되는 정의로 사용될 것이다.
A/F-공기/연료
에어 나이프-소기 챔버 또는 서로 반대로 위치하거나, 서로 약간의 각도 아래에 위치하는 인렛 또는 아웃렛 포트를 통해 팬에 의해 송풍되는 공기
챔버: a. CbC - 연소챔버 b. CmC - 압축챔버 c. EpC - 팽창챔버 d. EhC -배기챔버
챔버 -작동매체로 채워진 엔진의 여러가지의 구성요소 사이의 공간
CV CbC -일정 볼륨 연소 챔버 EGR -배기 가스 재순환
게이트: a. 압축 게이트 ; c-게이트로도 불린다. b. 팽창 게이트; E-게이트로도 불린다. HEHC -고효율 하이브리드 사이클HCHC - 호모지녀스 차지 하이브리드 사이클
HEHC-S -고효율 하이브리드 사이클(소기 모드에서) HCHC-S 호모지녀스 차지 하이브리드 사이클(소기 모드에서) 열량 부가-열은 공기속에서 연료 연소에 의하거나 일정 볼륨 연소 챔버 안에 위치되는 열 교환기 또는 엔진의 벽(주 연소 챔버 벽)으로 열 교환 프로세스에 의해서 공급될지도 모른다. FI-연료 인젝터
Vcbc-연소 챔버 볼륨 WM-작동매체-공기 또는 공기/연료 혼합물 또는 연소하기 시작된 가스
이 출원에서, 몇몇 다른 엔진 실시예는 나타내진다. 이 엔진 실시예는 매우 높은 최대효율(-57% 또는 그 이상), 매우 높은 최대 평균 효율(이상-50%), 매우 높은 파워 밀도와 특정 파워, 저진동 레벨, 저음레벨, 저배출레벨에서 작동할 수 있는 엔진을 설명한다.
도1에 도시된, 기본 열역학 원리는 고효율 하이브리드 사이클 도면에서 보이는 사이클의 기본 전제는 다음의 사이클 구간을 포함한다.(1) 고압축비로 오직 공기의 압축(디젤 사이클 엔진과 유사하게),(2)일정 볼륨 상태(Otto 사이클 엔진과 유사하게)에서 열량 부가(연료의 연소 또는 외부로부터에 의해),(3)대기압까지 팽창(Atkinson 또는 Miller 사이클 엔진과 유사하게). 이 엔진은 일정 볼륨에서 열이 부가되는 사이클을 완성하기 때문에, 압력이 증가하는 동안, 엔진은 정적 열량 부가 엔진으로의 성격이 나타내어 질 수도 있다.
정적 열량 부가와 초과 팽창 체제에서 작동 능력이 있는 엔진은 정지 및 이동가능한 파트로 구성된다. 정지 파트는 때때로 여기에서 하우징으로 부른다. 이동 가능한 파트는 다음의 구조물인 로터와, 피스톤과, 게이트와, 베인 중의 하나 또는 그 이상 포함한다. 상기 이동가능한 파트는 사이클의 적어도 몇몇 구간 동안 캐비티를 대체로 분리하고, 캐비티는 정지된 하우징과 이동가능한 구성요소 사이에 형성되는 공간을 포함한다. 캐비티는 상기 사이클 동안 작동매체로 채워진다. 상기 엔진의 작동 동안 상기 캐비티 볼륨의 변화는 상기 작동매체의 압축 또는 팽창의 징후이다.
본 발명의 실시예에 따른 엔진의 작동동안, 상기 정지된 하우징과 이동하는 구성 사이에 형성되는 캐비티는 작동매체로 채워진다. 이 작동매체(WM)는 상기 엔진의 작동 동안 주기 변화를 경험한다. 제1단계에서 상기 캐비티는 그것의 초기 볼륨 V1에서 최소 볼륨 V2로 수축된다. 이 단계 동안 상기 캐비티는 초기 볼륨 V1을 갖는 상기 압축 챔버(CmC)로 불리어진다. 제2단계에서 상기 캐비티는 한정된 시간 기간 동안 V2에 실질적으로 일정하게 여전히 있다. 이 단계 동안 상기 캐비티는 일정한 볼륨V2를 갖는 상기 연소 챔버(CbC)로 불리어진다. 이어서, 상기 캐비티는 V4로 팽창할 것이고, 그래서 V4 > V1 > V2이다. 이 단계 동안 상기 캐비티는 최종볼륨 V4를 갖는 팽창 챔버(EpC)로 불리어진다.
열은 캐비티의 볼륨이 V2 < V < V1인 동안 상기 작동매체에 공급될 수 있다. 상기 작동매체에 가해지는 일은 상기 볼륨이 V1에서 V2로 수축될 때 작동의 단계 동안 쓰여진다. 캐비티의 볼륨이 실질적으로 V2로 일정할 때 작동의 단계 동안, 작은 마찰 손실을 극복하기 위한 불확실을 제외하고, 어떠한 일도 상기 작동매체에 쓰여지거나 상기 작동매체로부터 뽑아내지지 않는다. 상기 볼륨이 V2 에서 V4로 팽창할 때 작동의 단계동안 일은 상기 작동매체로부터 뽑아내진다.
상기 사이클에 의해 생성된 순수 일은 뽑아내진 일과 쓰여진 일 사이의 차이이고, 상기 시스템에서 마찰에 의한 손실 계산을 고려한다. 연료 연소 수단에 의해 열이 공급되면, 엔진은 내연기관이 된다. 히트 파이프를 매개로 하거나 하우징 벽에 직접 열을 가하는 것 등과 같은 외부 수단에 의해 열이 공급되면, 엔진은 외부 연소 엔진이다.
본 출원의 몇몇 실시예는 여러가지의 하우징 형상과 다른 이동가능한 파트를 포함하는 것을 나타낸다. 나타내어진 실시예는 모두 디젤, Otto, HCCI등과 같은 다른 기본 사이클에 더해 여기에 나타내어진 상기 고효율 하이브리드 사이클을 실행할 수 있다.
본 발명의 여러가지의 엔진 실시예는 스파크 점화를 가진 종래Otto 사이클 또는 연료 분사를 가진 종래의 디젤 모드 또는 HCCI모드에서 작동할 것이다.
상기 고효율 하이브리드 사이클(HEHC)과 상기 호모지녀스 차지 하이브리드 사이클(HCHC)와 같은 종래의 피스톤 엔진은 4개의 구별되는 스트로크(흡입, 압축, 연소 및 팽창, 배기)를 가져서, 4-스트로크 사이클로 불려질 수도 있다. 이 사이클들의 어느 하나의 소기 변종은 2-스트로크 엔진 사이클과 동일하고, 팽창의 끝에서 상기 캐비티는 연소된 가스를 제거하고 외기 또는 공기/연료 혼합물 차지로 캐비티를 채우는 외기 송풍에 의해 소기된다.
지시된 대로, 상기 HEHC 가압 볼륨 다이어그램은 도 1및 도 2에서 보여진다. 상기 초기 상태에서, 상기 압축 스트로크 동안 디젤 사이클에서와 같이 오직 상기 공기만 압축된다. 연료는 압축 스트로크의 끝에 이르러서 또는 압축 스트로크 바로 후에 공급될 수도 있다. 이 시점에서 공기가 비교적 높은 압력(~ 55 bar)으로 이미 압축되기 때문에, 현재의 디젤 엔진에서 사용되는 것에 유사하게, 높은 분사 압력은 완전연소와 완전 배기를 달성하기 위해 필요하다. 스파크 점화되는 Otto 사이클 엔진에서 달성되는 것과 같이, 상기 작동은 연소가 일정 볼륨에서 일어난다는 사실을 제외하고 디젤 엔진과 유사하다. 그러나 스파크 점화 엔진과 다르게, 상기 연소는 매우 뜨거운 압축된 공기에 연료를 분사하는 것에 의해 발생한다. 그러나, 앞에서 말한것처럼, 스파크 플러그는 또한 사용될 수도 있다. 팽창은 Atkinson 사이클에 유사하게 이 사이클에서 대기 압력으로 일어난다.
부분부하 작동은 디젤 엔진에서와 같이 연료 조절 또는 아래에 나타내어질 것과 같이 다 함께 상기 분사의 약간을 빼는 것에 의해 이루어질 수도 있다.
디젤과 Otto와Atkinson과 이 사이클의 유사점에 의해, 이 사이클은 "하이브리드 사이클"로 부른다. 엔진 안으로부터의 냉각을 제공할 동안 이것은 엔진의 상기 효율을 향상시킬 수도 있는 것과 같이, 그것은 연소 및/또는 팽창 스트로크 동안 물을 분사하는 것이 또한 가능할 수도 있다.
이동하는 구성요소와 하우징 사이의 누출이 저레벨로 유지된다면, 평균 효율이 50% 이상 일 것으로 기대되는 동안, 이 사이클의 최대 효율은 약 57%일 것으로 기대된다.
디자인의 관점으로부터, 그러한 사이클의 시행은 제한 시간 주기 동안 일정 볼륨 연소 챔버와 흡입볼륨보다 큰 팽창 챔버의 존재를 필요로 할 것이다. 부가적으로, 소기(흡입/배기 동안 송풍)가 도 2에 보이는 바와 같이 사용된다면, 흡입과 배기 스트로크는 배제될 수도 있다.
상기 호모지녀스 차지 하이브리드 사이클(HCHC)는 상기 HEHC의 개조형이고, 흡입 및/또는 압축 스트로크 동안 형성되는 희박(lean) 공기/연료 혼합물은 오직 공기의 상기 압축에 반대되는 것과 같이 압축된다. 상기 혼합물이 압축 스트로크의 끝에서 자동 점화하기에 충분한 온도에 도달하면, 자연발화가 일어난다. HEHC에 비교하여, 상기 HCHC는 약간 낮은 압축비로 특징지어지고, 그 결과, 낮은 효율을 나타낸다.
상기 HCHC 사이클은 공기/연료 혼합물의 온도가 자동 점화 점에 도달할 때 일어나고, 엔진이 적절하게 디자인되면, 압축의 끝 바로 또는 압축의 끝에 앞서서 일어나야하는 종래의 예혼합 압축착화기관(HCCI)에 또한 비교될 수도 있다. HCCI 사이클에서 점화는 전체 볼륨이 불꽃 전파 또는 충격파 없이 일어나는 내내와, 낮은 온도(배출과 엔진 보전에 좋은)에서 그러나, HEHC 동안 달성되는 그것들에 비해 더 낮은 효율을 초래하는 비록 낮은 압력에서 일지라도 거의 순간적이다.
주어진 공기 흡기 온도, 압력, 배기가스 재순환의 양, 공기 습도 등을 위해, 압축의 끝에서 압축 혼합물의 온도가 자동 점화 점에 도달할 때 자연발화가 일어날 연료(lambda)에 공기의 임계 비가 존재한다. 그 이상의 논의를 위해, 우리는 "임계 상태"로서의 상태의 이 세트를 정의한다. 예를 들어, 모든 다른 파라미터는 동일하고, 흡입 온도가 너무 차가우면, 공기/연료 혼합물은 연소가 일어나지 않고, 목표 압축비에 도달한다. 반대로, 모든 파라미터가 임계값이면, 그러나, 공기/연료 혼합물이 너무 희박하면, 연소도 일어나지 않는다. 그러한 상태는 "임계치 이하"라고 부를수도 있다.
종래의 HCCI 엔진에서, 자동 점화가 일어날 수도 있을 때, 매우 좁은 타임 윈도우(time window)는 존재하고, 이것은 부분 부하 상태동안 엔진 제어를 위한 매우 도전적인 문제를 나타낸다. 그것은 종래의 HCCI 엔진이 마지막 25년 동안 연구단계에 아직 있는 이유이다. Otto 엔진에서 스파크는 연소 트리거의 역할을 한다. 디젤엔진에서는, 연료 분사의 시작은 트리거이다. 종래의HCCI에서는, 연소 프로세스를 제어하기 매우 어려운 이유인 트리거가 존재하지 않는다. 상사점(TDC) 전에 점화가 일어나면, 상기 피스톤의 전면에 가하는 상기 연소가스 힘은 상기 피스톤의 상기 운동에 반대로 향해질 것이고, 상기 엔진을 느리게 하고, 상기 효율을 매우 감소시킬 뿐만 아니라 결과적으로 상기 엔진을 망가뜨릴 것이다. TDC이후에 점화가 일어나면, 상기 효율은 상당히 감소될 것이다. 딜레이가 길수록 효율은 낮아진다.
연소가 거의 순간적이어서, 상기 일정 볼륨 연소 챔버는 효율 관점으로부터 엄격하게 말해서 필요로 하지 않으나, 그것은 일어나기 위해 연소를 위한 약간 큰 윈도우를 형성하는 것과 같이 일정 볼륨 연소 챔버는 제어 관점으로부터는 중요하다.
몇몇 이유로 인해, 상기 HCHC 사이클은 상기 종래의 HCCI 사이클보다 우수하다. 한가지 이유는 높은 효율을 유도하는 흡입 볼륨보다 더 큰 팽창 볼륨을 갖는 사실을 포함한다.
HCCI와 HCHC 엔진 모두에서 연료는 저압 연료 인젝터 또는 기화기에 의해 흡입구에 공기와 함께 분사될 수도 있다.
이것에 부가적으로, 제2연료 분사는 상기 자동 점화 상태가 도달되기 바로전에 실행될 수 있다.
이 부가적인 분사는 연소 딜레이에 의해 자동점화 타이밍에 오직 부차적인 효과를 가질 수 있으나, 부분 부하 상태에서 제어를 허용할 것이고, 효율에서 증가를 야기할 것이다.
추가 연료는 균질화 프로세스를 치르기 위한 충분한 시간을 가지지 않을 것이고, 이 연료는 속에 떠 있거나 본래의 균질 공기/연료 혼합 속에서 움직이는 작은 클러스트를 나타낼 것이다.
추가 연료가 빠르게 기화하고 제2연소를 제공할 동안, 상기 본래의 혼합 또는 약간 임계치 이하 혼합은 상기의 HCCI의 케이스와 같이 자동으로 점화할 것이다.
최대 효율적인 연소를 위한 임계치 이하의 정도는 분석적이고 실험적으로 결정되어져야 한다.
그런데, 또한 그러한 추가 연료 분사는 종래의 HCCI에서 가능하다.
기화기와 연료 인젝터(FI)를 사용하는 것이 가능함에도 불구하고, 그것들의 둘은 매우 유사한 기능을 제공함에 따라, 오직 하나는 상기 엔진에서 사용될 것 같다.
상기 연료 제공을 멈추는 것에 의해 부분 부하 작동을 제어하기 위해, FI를 사용하는 것이 바람직할 것이다.
기화기가 사용된다면, 스로틀 손실을 피하기 위해 풀 스로틀(full throttle)에서 실행되어야 하고, 그래서 특정 연료량을 제공하는 오직 니들밸브는 제어되기 위해 필요할지도 모른다.
일정 볼륨 연소 챔버(CV CbC)를 갖는 것은 일어나기 위한 자동 점화를 위한 큰 작동 타임 윈도우를 허용한다. 이것은 자동 점화는 만들어진 CV CbC(종래 엔진의 TDC점과 같은) 이후의 어떤 시간에도 일어날 수 있다는 사실에 기인한다.
몇몇 실시예에서 점화 이벤트 시간은, 임계가 아니다. 압축 스트로크의 끝(TDC와 비교될 수 있는 점)의 조금 전에 자동점화가 일어난다면, CbC "스로트(throat)" 또는 출구 횡단면의 작은 사이즈로 인해 엔진의 움직이는 구성요소에 작용한는 차등력은 매우 작을 것이다. 예를 들어, 움직이는 구성요소(예를 들어 로터)에 작용하는 힘이 오직 반경방향으로 작용하고, 예를 들어 움직임에 방해하지 않는 베어링에 의해 완전히 흡수될 때, CV CbC 안에 일어나기 때문에, "TDC" 이후에 어떠한 자동점화의 발생도 또한 괜찮다.
또한, CV CbC의 존재 때문에 상기 CbC를 촉매 물질에 드러내는 것에 의해 시스템에 "트리거"를 도입하기 비교적 쉽다. 연소는 여기에 참조로 포함된 특허 출원 PCT/US07/74980에서 서술된 여러가지의 수단에 의해 이룩될 수 있는 자극된 점화 때문에 일어날 것이다. 이것을 이룩하기 위한 하나의 단순한 방법은 약간 "임계 이하" 상태에서 상기 압축된 공기/연료 혼합물을 포함하는 챔버가 상기 촉매를 포함하는 상기 세그먼트에 들어가는 것과 같은 방법으로 니켈과 같은 촉매를 CV CbC를 만드는 상기 표면의 하나에 퇴적시키는 것에 의한 것이다.-반응은 그러한 촉매에 의해 유발될 것이다. 연소가 이 존에 머무르는 것이 예상되면, 이 촉매 세그먼트는 팽창 존(zone)으로 확장될 수도 있다(이것은 효율 관점에서 바람직하지 않지만), 도 39를 보라.
"소기된" 기간은 여기에서 종래의 2 사이클 압축 또는 스파크 점화 엔진으로부터 차용될 수 있다.: 상기 공기는 팽창 스트로크의 끝에서 실린더를 통해 송풍되고, 연소된 공기는 외기 차지로 대체된다. 만약, 팽창 스트로크의 끝에서 챔버를 통해 공기를 송풍하면, 같은 개념은 HEHC 또는 HCHC 하에서 작동하는 엔진에 적용될 수도 있다. 따라서, 상기 배기 챔버와 상기 흡입 챔버는 소기 챔버로 대체될 수 있다.
소기는 "에어 나이프"(상기 소기 챔버 또는 서로 반대되거나 서로 약간의 각도 아래에 있도록 위치하는 인렛 및 아웃렛 포트를 통해 팬에 의해 송풍되는 공기)에 의해 이룩될 수도 있다.
챔버의 하나를 제거하기 때문에, 이 모드의 이점은 파워 출력 밀도의 증가이다. 소기는 쿨링과 결합될 수도 있기 때문에 외측 엔진 쿨링이 필요하다면 이것은 특히 이득이 될 수도 있다.
에너지가 공기를 청소하는 것에 필요하기 때문에 결함은 효율의 약간의 감소이다.
이론상의 효율의 질적인 비교는 도면에 보여진다.
1a) 최대 이론상의 효율을 계산하는 이상적인 사이클의 질적인 비교는 도 1b에서 보여진다. 1b) HEHC와 디젤과 Otto 사이클을 위한 아래 수식의 기본이 계산된다.
Figure pct00001
여기에서, k = 1.3; rc - 압축비; rE - 팽창비; Ti 내지T4 는 사이클에서 여러 점을 통과하는 WM의 온도이다. 또한, 도 1a에서 정의된 점을 보아라.
전부하에서 작동은 명료하고(transparent), 연료의 최대량은 전술된 상기 수단의 하나에 의해서 분사된다. 부분부하에서 작동하기 위해, 특히 Diesel, JP8 등과 같은 중유, 많은 선택은 가능하다. 연료의 양은 종래 엔진에서와 같이 조절될 수도 있다. 엔진은 예를 들어 연료의 화학량보다 작게 분사하는 것과 같이 희박하게 작동될 수 있고, HCHC 모드에서 작동될 수도 있다. 종래의 HCCI 엔진에서와 같이 EGR의 양은 다양하게 될 수 있다. 대안으로, 되도록이면, 모든 사이클에서 전부하로 작동하나, 사이클을 한번 및 한동안 건너뛰는 것에 의해 상기 엔진은 "디지털 모드"에서 작동될 수 있다. 예를 들어, 각 10 사이클 중에서 3번 건너뛰는 것은 전출력의 70% 아래로 작동 가능하게 할 것이다; 각 10 사이클 중에서 8 번 건너뛰는 것은 20% 아래로 작동 가능하게 할 것이다.
상기 사이클 건너뛰기는 단순하게 상기 연료 공급을 차단시키는 것에 의해 실행될 수 있다. 이 케이스에서는, 상기 압축기에서 압축된 상기 공기는 곧이어 팽창기에서 팽창될 것이다. 작동 매체(공기, 이 케이스에서)는 공기 스프링처럼 작동하기 때문에, 이것은 에너지에서 최소 손실이 일어나는 것 뿐만 아니라, 열은 팽창기의 벽에서부터 상기 공기로 전달되기 때문에, 약간의 에너지 회수도 가능하고, 그 때문에 상기 온도와 이 냉각 손실의 약간을 회복하는 것에 의해 팽창 가스의 압력을 증가시키는 동안 엔진을 내적으로 냉각한다.
작동의 그러한 모드를 이행하기 위해, 상기 엔진은 "오프(off)" 사이클 동안 대기 아래로 압력 강하를 방지하는 전기적으로 제어되는 밸브와 체크밸브가 갖춰진다. 플라이휠은 매끄러운 토크 변동 또는 그렇지않으면 플라이휠 대신 또는 플라이휠에 더해 사용되는 멀티 실린더 형태를 위해 채용된다.
만약 상기 엔진이 외부 탱크와 클러치를 비치하고 있으면, 상기 엔진은 공기의 압축을 위해 이 에너지양을 쓰지 않을 것이기 때문에 상기 압축기는 증가된 파워 수요의 지속을 위해 분리될 수 있고, 따라서, 약 50% 파워 부스트(power boost)를 허용한다. 그렇지 않으면, 차에서 사용한다면, 상기 브레이크 에너지는 상기 팽창기를 분리하고, 상기 공기를 차례차례 압축하고 외부 공기 탱크에 그것을 밀어넣는 압축기를 차례차례 구동하는 회전하는 휠에 차 모멘텀을 적용하는 것에 의해 일부분은 회복될 수 있다.
이제부터 나타내어진 실시예는 본 발명의 일부분으로 제공되는 상기 사이클을 실행하기 위해 사용될 수도 있는 실시예이다. 이 서류의 전체에서, 참조는 자동차 엔진에 관한것이다. 제공되는 엔진은 어떠한 다른 출원을 위해서 균등하게 적용될 수 있다는 것은 명백하다.
본 발명의 하나의 실시예는 로터와 직선 게이트 실시예로 제공된다. 상기 로터와 두개의 직선 게이트 실시예는 하우징(커버를 포함하는 )에 의해 형성된 캐비티와 종합된 위 설명에 따른 주기 변화를 겪는 로터와 게이트를 가진다. 상기 엔진은 도 3 내지 7에서 나타내어진다.
도 3은 엔진, 이 케이스에는 외부 캠에 의해 제어되는 엔진의 게이트의 전체 및 분해도를 제공한다. 그것은 엔진의 주 구성요소를 위한 명칭을 제공하고, 더 자세히 말하면 상기 엔진의 주 구성요소는 몇몇 실시예에서 모두 하우징으로 불려질수도 있는 하우징과 흡입 및 배기구를 가진 커버 플레이트와, 로터와, c-게이트 또는 압축기 게이트와 e- 게이트 또는 팽창기 게이트와 옵션 s-게이트 또는 분리기 게이트를 포함하는 두개의 게이트이다.
시계방향 회전의 코스에서 로터는 하우징과 커버와 게이트와 같이 지금부터 챔버로 부르고, 도 4에 보이는 바와 같이, 압축챔버(CmP)와 흡입챔버(InC)와 연소 챔버(CbC)와 팽창 챔버(EpC)와 배기 챔버(EhC)를 포함하는 가변적인 볼륨 캐비티를 형성한다. 도 4 및 5로부터 분명한 것과 같이, 모든 챔버가 같은 시간에 존재하지 않을 것이라는 것에 주목해라. CbC를 제외한 모든 챔버는 가변적인 볼륨을 가지고 있다.
앞서 말한 논의와 사이클 설명을 위한 참조된 도2와 대응하는 작동 순서를 위한 도 5 및 6를 용이하게 하기 위해, 우리는 다음의 용어를 정의한다.: V1은 CmC 흡입 공기 볼륨(PV-도표의 점1을 보라, 도1), 흡입 스트로크 동안 나타낼 수 있는 챔버인 최대 볼륨; V2 -CbC 압축 공기 볼륨(PV-도표의 점 2를 보라, 도1; V1- 12x 에서25x V2;이 것은 일정 볼륨 CbC이다); V3는 연소의 끝에서 더 적은 볼륨인 V2이다.( PV-도표의 점3을 보라, 도1); V4 는 점 4에서 연소된 가스의 배기 볼륨인 EpC이고, 점 4는 P4 = 1 bar에 일치한다.( PV-도표의 점4를 보라, 도1)
상기 엔진의 작동 순서는 도 5a) 내지 c)에서 보이고 및 아래의 테이블에서 설명된다.
Figure pct00002
본 발명의 실시예에서 게이트는 다음의 수단의 하나에 의해 구동되고 제어된다.:도 3~6(이것은 요즘의 엔진에서 포펫 밸브 액추에이션에 매우 가깝다)에서 보이는 바와 같이 스프링을 가지는 외부 캠(들)과, 두개의 캠이 상기 게이트의 위치를 제어할 때 데스모드로믹(Desmodromic) 캠.(다시 이것은 요즘의 엔진에서 포펫 밸브 액추에이션에 가깝고, 요즘의 엔진은 데스모드로믹 캠을 채용한다.). 때때로, 상기 데스모드로믹 캠은 "컨쥬게이트(conjugate) 캠"이라는 이름으로 알려져 있다.
게이트는 상기 로터 자체에 의해서 또한 구동될 수도 있고, 이 케이스에는 로터는 도 6에 보이는 바와 같이 캠처럼 행동한다. 반대동작은 외부 캠 뿐만 아니라 종래의 또는 공기 스프링인 리턴 스프링에 의해서 제공될 수도 있다. 그러한 게이트가 대응 스트로크에 참여하지 않을 때, 게이트에 전략적으로 위치하는 탭은 가스가 상기 게이트 하에 빠져나가는 것을 허용한다. 예를 들어, 상기 압축된 가스는 e-게이트 하에 빠져나갈 것이고, e-게이트는 압축 사이클의 부분이 아니고, 단지 "타는 것을 위해(for a ride)" 거기에 있다. 유사하게, 팽창 스트로크 동안, 팽창한 가스는 c-게이트 하에 빠져나가고, c-게이트는 팽창 스트로크에 참여하지 않는다.
직접적으로 전기-기계적 또는 공압식 또는 유압식 또는 어떠한 다른 적절한 구동기(미도시)가 또한 가능하다. 게이트의 형태 변경, 피봇 포인트, 벽의 형태, 각도(예를 들어 원뿔형의 로터와 대응하는 하우징 벽과 게이트 등)를 포함하는 당업자를 위한 사소한 변경 외에, 특히 상기 엔진의 밀봉성이 관계되는 한, 상기 엔진의 상기 디자인과 작동을 향상시킬 수도 있는 매우 많은 변경이 있다.
이러한 변경의 몇몇은 도 3에 보이는 타원형의 게이트와 같은 게이트의 여러가지의 형태를 포함하고, 종래의 고온 폴리머 o링은 타원형의 모양으로 사용될 수 있는 것과 같이, 타원형의 게이트는 향상된 밀봉성을 제공할 수도 있다. 직사각형, 삼각형, 곡선을 이루는 세그먼트 등의 횡단면도 사용될 수도 있다. 게이트는 또한 상기 하우징 및/또는 롤러에 의해서 가이드될 수 있다.(도 6 및 7을 보라)
또한, 상기 게이트의 여러가지의 특징은 유익할 수도 있다. : 예를 들어 상기 게이트에 있는 립(lip)은 실링을 향상시키기 위해(WM 압력은 이 립에 작용하기 때문에) 사용될 수도 있고, 도 38에 보이는 바와 같이 상기 게이트의 수축을 제한하는 것을 멈추는 것을 향상시키기 위해 사용될 수도 있다.
게이트는 상기 롤러에 의해서 또한 가이드될 수도 있다. 상기 게이트는 스텝퍼 모터 또는 리니어 모터 또는 전자기 시스템 또는 공기압 시스템 또는 유체압 시스템 또는 제어를 위한 어떤 다른 적절한 수단에 의해서 제어될 수도 있다. 이것은 작동 사이클에서 보다 큰 유연성을 또한 허용하고, 그것은 낮은 일정 마찰력과 상기 게이트와 상기 로터 사이의 빈틈없는 실링을 또한 제공할 수도 있다.
연소 챔버는 축방향으로 분할될 수도 있다. 2 또는 3 또는 그 이상 섹션은 분리된 FI를 제공할 수도 있고, 따라서, 부분 부하 작동을 위한 추가적인 제어를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 만약CbC가 3개의 챔버로 분할되고, 연료가 3개의 서브 챔버 중에서 오직 2개에만 공급된다면, 생성된 출력은 전출력의 2/3일 것이다. 비교적 차가운 공기는 뜨거운 연소된 가스와 섞여질 것이기 때문에, 이것의 추가의 중요한 이익은 NOx 형성물의 잠재적인 감소이다.
흡입구의 위치는 로터 위치에 대해 가변적으로 될 수 있다. 이것은 변하는 V1과 그 결과 압축비를 효과적으로 허용할 것이다. 그렇지않으면, 흡입 볼륨 V1을 변경하지 않고, 이것은 가변적인 압축비를 가능하게 하는 것과 같이, 가변적인 사이즈의 CbC(예를 들어 신축가능한 플런저를 사용하는 것에 의해)는 사용될 수도 있다. 흡입 볼륨V1과 압축비에서 더 큰 유연성이 필요될 때, 이 옵션 모두는 사용될 수도 있다.
나트륨/산소 멤브레인 또는 산소 농축기는 상기 엔진의 상기 흡입구에 설치될 수도 있어서, 상기 에어로부터 N2의 양을 제한하고, 그 결과 NOx형성물의 양도 제한한다. 미국 특허 번호 6,640,794를 또한 보아라.(http://www.csiro.au/hannover/2001/catalog/projects/ceramic.html, http://www.csiro.au/solutions/psw3.html)
예를 들면, 그곳에서 게이트는 스프링 하중을 받고, 상기 가스 압력에 의해서 움직임은 제어되고, 작으나 상기 로터에 있는 블레이드로부터(또는 반대로) 분비된 일정한 힘을 확인하는 것은 중요하다. 이것을 할수 있게 하기 위해, 스프링이 작동되는 캠을 갖는 것이 가능하고, 그러한 상기 힘은 상기 스프링으로부터 분비된다.- k는 스프링 상수이고 x는 처짐인 F = k x는 그 이상 또는 거의 일정 처짐이 제공되어지고, 예를 들어, 상기 스프링의 하나의 끝단은 움직일수 있는 상기 게이트에 고정되어야 하고, 다른 끝단은 캠 또는 캠에 의해 지지되는 표면 중 어느 하나에 의해 직접적으로 지지되어야 한다. 상기 캠은 처짐 x가 대체로 일정하게 유지되는 것을 보장할 것이다.
상기 게이트, 로터(그리고 적절한 베인)는 중간(축에 수직한)에서 쪼개질 수도 있고, C-실/스프링 또는 가스가 채워진 실/스프링은 두개 반쪽사이에 배치될 수 있고, 두개의 반쪽은 페이스 실로서 제공되기 위해 게이트/로터/베인의 상기 평탄 면에 힘을 가할 것이다. 쪼갠 게이트/로터/베인의 대안은 스스로 실로서 제공하는 이 구성요소의 상기 바깥 표면을 쪼개는 것이다. 이것은 상기 로터를 위한 도 45와 상기 게이트를 위한 도 43에 보여진다. 같은 개념은 베인에 적용될 수 있다. 상기 남은 평탄 표면이 실을 망가뜨릴지도 모르는 상기 하우징의 평탄한 표면과 상호작용을 방지하기 위해 약간 움푹 들어가는 동안, 상기 에지는 단단해질 수도 있다.
상기 로터에 있는 상기 홀은 상기 로터를 가볍게 하고, 뜨는 것을 방지하기 위해 상기 리세스 하에 상기 가스가 빠져나가는 것을 허용하기 위한 것이다.
두 게이트 모두는 상기 로터/캠에 의해 구동되고 상기 게이트 위에 있는 공기 스프링에 의해 배압된다. 완전히 뽑아진 위치(도 6)에 상기 게이트에 가해지는 상기 공기 스프링으로부터의 작은 압력이 있다. 완전히 삽입된 위치에서 상기 게이트에 가해지는 압력은 높다. 상기 에어 스프링 캐비티에 있는 오일은 상기 에어 스프링을 실링하고 상기 게이트를 윤활한다. 오일은 마찰을 줄이고 유압 베어링을 형성하기 위해 상기 게이트의 롤러에 또한 제공된다. 상기 게이트에 있는 꼬리는 상기 로터/캠에 의해 게이트를 지지하고, 상기 가스가 CbC에서 내어가거나 CbC로부터 받는 것을 허용하는 것을 가능하게 한다. 상기 하우징에 있는 리세스는 상기 게이트에 있는 꼬리가 완전히 삽입되는 것을 허용하고, 상기 공기 손실을 최소화한다. 작동 동안 하나의 게이트는 상기 롤러에 의해서 지지되나, 다른 하나는 상기 꼬리에 의해서 지지된다.(두 게이트는 상기 롤러에 의해서 지지될 때, 연소 스트로크를 제외한다.) 상기 롤러는 실 대용이 된다.
만약 통합된 로터(도 43)가 사용된다면, 상기 로터는 유체역학 베어링을 이용할지도 모르고, 유체역학 베어링은 부가 실 기능을 이중으로 할 것이고, 따라서, 상기 로터를 지지하는 베어링의 필요성을 제거한다.
다른 변형은 직선이거나 상기 회전하는 로터 안에서 피봇하는 게이트를 포함하는 것이 가능하다. 상기 엔진의 기본 형태는 도 6 및 8에서 보여진다. 상기 직선 게이트 디자인과의 차이는 중요하지 않다. 상기 게이트는 슬라이드보다는 호 안에서 피봇한다. 이 엔진의 작동은 도 9에서 보여지는 상기 직선게이트의 그것과 유사체이다. 직선 게이트 디자인을 위한 설명된 변형에 더하여, 피봇 게이트 형태는 포함할지도 모른다: 휨(flexural) 피봇 베어링에 의해 피봇되는 게이트, 같은 피봇 축에 피봇되는 게이트
본 발명의 다른 실시예는 두개의 피봇 게이트를 가진 로터를 포함한다. 이 실시예는 소기 디자인을 구체화할 수도 있다. 소기는 소기 게이트 디자인의 이용을 포함하는 여러 개의 다른 방법으로 이룩될 수도 있다. 다른 방법은 주된 실시예에 적용되는 상기 "에어 나이프" 개념과 같은 포괄적인 방법을 포함할 수도 있다.
소기 디자인을 실행하는 두개의 피봇 게이트 실시예를 가진 상기 로터는 하우징과 커버와 로터와 피봇 게이트에 의해 형성되는 캐비티를 가지고, 캐비티는 앞쪽에 제공된 설명에 따라 주기 변화를 격는다. 이 엔진은 도 10에 보여진다. 게이트는 외부 캠(미도시, 그러나 도 12에 보여지는 것과 유사하다)에 의해 작동 위치에서 피봇된다. 상기 커버는 제거되고, 하우징(커버 플레이트, 미도시)과 로터와 동시에 상기 엔진의 벽 대용이 되는 c-게이트 또는 압축 게이트, e-게이트 또는 팽창 게이트인 두개의 피봇 게이트를 포함하는 상기 엔진의 주 구성요소를 확인한다. 두개의 게이트는 같은 모양일 필요가 없다.
도 9에 보이는 바와 같이, 상기 로터는 그것의 회전의 코스에서 하우징과 커버와 게이트와 함께 가변적인 볼륨 챔버를 형성한다. 상기 형성된 챔버는 압축 챔버(CmP)와 연소챔버(CbC)와 팽창 챔버(EpC)를 포함한다. 도 9로부터 분명한 것과 같이, 모든 상기 챔버가 같은 시간에 존재하지 않을 것이라는 것에 주목해라. 상기 CbC를 제외한 모든 챔버는 가변적인 볼륨을 가진다.
이전의 피봇 실시예와 다르게, 흡입 및 배기 챔버와 포트(이득이 된다면, 그것들을 가질 수 있으나)가 없고, 엔진은 "2-사이클" 소기된 모드에서 작동한다. 이 케이스에서, 소기 챔버는 넓은 개구공간을 가지고 있기 때문에 외기 차지를 송풍하는 소기팬도 필요하지 않다.
이 엔진의 작동은 직선게이트와 피봇되는 게이트 실시예와 유사하다. 본 발명의 변형은 상기 게이트가 피봇 포인트를 중심으로 피봇되는 도 10에 보인다.
대체가능한 배치는 슬라이딩 배치에서 사이드 게이트를 가진다. 적당하게 설치된 베어링 가이드는 고압 WM으로부터 사이드 로드를 받아들일 수 있어야 한다. 최종적으로, 슬라이드와 피봇의 결합은 또한 채용될 수 있다.
전체적으로 보아 소기 디자인의 각각 다른 변형은 서로 아주 근접하고, 되도록이면 서로 반대로 상기 흡입 및 배기구를 위치하는 것과 상기 흡입구를 통해 상기 공기를 송풍하는 것을 포함하고, 그결과, "에어 나이프"를 생성하고, 에어 나이프는 상기 배기 챔버에서 흡입 챔버로 직교류를 막는 벽으로서의 기능을 한다. 상기 에어 나이프는 배기 챔버 밖으로 상기 배기 가스를 끌 것이다. 이 개념은 도 11에 보이고, 이 개념은 이 출원에서 논의되는 대다수의 실시예에 적용가능하다.
로터와 피봇 연결된 게이트 실시예는 본 발명의 실시예에 따라 또한 제공된다. 이 실시예는 피봇 게이트 디자인에 유사하고, 같은 피봇 포인트를 갖고 서로 연결되는 상기 게이트를 제외하고, 따라서 e-게이트와 c-게이트 대용이 되는 두개의 끝단을 가지는 하나의 게이트로 보이는 것을 형성한다. 기하학적으로 이것은 중공 실린더의 세그먼트를 나타낸다.
상기 CbC는 중공 실린더의 안쪽에 위치된다. 그러나, 양 사이드로부터의 그것에 접근하는 것이 가능하기 때문에, 이것은 꼭대기로부터의 그것에 접근을 제한한다. 이것은 주된 문제를 기술하지 말아야 한다. 접근은 상기 CbC의 안쪽에서 연료 전달과 압력/온도 측정을 위해 필요된다.
엔진의 작동은 직선 게이트와 피봇되는 게이트 실시예와 유사하다. 도 12에 보이는 것처럼, 상기 게이트는 스프링 하중이 가해지는 4-바 메커니즘 또는 본질적으로, 데스모드로믹 구동이 되는, 대칭적인 4-바 메커니즘 또는 뭔가 다른 적절한 수단에 의해 연소 챔버 주위에 요동하는(oscillatory) 방식으로 구동된다.
이 매우 컴팩트한 디자인의 다수의 변형이 있을 수도 있다. 만약에 우리가 상기 커버가 상기 로터에 견고하게 붙어서 도 41에 도시된 것과 같이 상기 로터와 같이 도는 것을 허용한다면, 우리는 이 커버 안에 상기 게이트를 구동하기 위해 캠 대용이 되는 그루브를 형성할 수 있다. 연료 인젝터를 위해 CbC에 무접근이 필요하기 때문에, 이 변형은 특히 HCHC를 위해 중요하다. HEHC 작동을 위해, 상기 연료 인젝터는 게이트의 피봇 축에 수직한 상기 엔진의 측부에 위치될 수 있다.
피봇되는 게이트는 완전히 회전하는 게이트로 변형 될 수도 있지만, 부등 속도로 같이 돈다. 운동은 연속적이거나 CV CbC가 형성되는 동안 짧은 일시 운전 정지를 가지는 간헐적일 수 있다. 결과적으로, 상기 게이트는 스스로 CbC 대용이 될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예는 두개의 로터와 두개의 게이트를 갖는 엔진을 제공한다. 상기 두개의 로터와 두개의 게이트 실시예는 도 13에서 보여진다. 그것은 e-로터 및 e-로터인 두개의 로터와 c-게이트 및 e-게이트인 두개의 게이트와 상기 하우징으로 이루어져 있다. 상기 CbC를 포함하는 운반 채널은 하우징과 로터와 게이트에 의해 형성되는 상기 캐비티를 연결한다. 로터는 기어 또는 체인 또는 타이밍 벨트를 통해 기계적으로 커플링된다. 커버, 샤프트, 인젝터 등은 명확함을 위해 보여지지 않는다. 그 이상의 논의를 위해서, 우리는 이 실시예를 "싱글 데크(deck)"라고 부르고, 기본적으로, 싱글 데크는 싱글 실린더 엔진에 대응한다.
로터는 기본적으로 D-모양이다; 상기 로터의 밸브 기능을 위해 필수적인 어느정도 큰 일정 반경 세그먼트를 갖고, D-모양은 아래에서 설명될 것이다. D-모양은 여기에서 원에서 제거된 직선 커트 세크먼트를 가지는 거의 원형 형태를 가리키기 위해서 사용된다. 코너는 물론 작동의 매끄러움을 위해서 라운드된다. 이런 로터는 여기에서 D-모양 또는 싱글-로브(lobe) 로터로 불린다. 도 13에 보이는 바와 같이, 상기 로터는 그것의 시계방향 회전의 코스에서, 하우징과 커버와 게이트와 함께 가변적인 볼륨 캐비티 또는 압축챔버(CmP)와 흡입 및 전달 챔버(InC)와 연소 챔버(CbC)와 팽창 챔버(EpC)와 배기 챔버(EhC)를 포함하는 챔버를 형성한다. 도 5로부터 분명한 것과 같이, 모든 상기 챔버가 같은 시간에 존재하지 않을 것이라는 것에 주목해라.
이 엔진의 작동 동안, 공기는 흡입구를 통해 c-로터와 게이트와 상기 하우징에 의해 형성되는 CmC에 들어간다. 공기는 볼륨 변화 없이 공기의 각도 운동의 상당 부분의 코스에서 이동된다.
상기 작동의 이동 부분 동안 공기는 CmC 안에 갖힌다. 이것은 히트 파이프를 통해 팽창기의 벽으로터 압축기의 벽에 열을 운반하는 것, 제1의 반대에 제2"데크"를 배치하는 것, 예를 들어 제1"데크"의 c-로터에 동축인 제2"데크"의 e-로터를 갖는 것에 의해 엔진 작동의 효율을 향상시키기 위한 우리의 이점으로 이용될 수 있다.
단계를 이동한 후에, 상기 c-게이트는 상기 c-로터에 연동되고, 공기는 "D" 선두 에지에 의해 일정 볼륨 CbC로 압축되고, 동시에 "D"의 후미 에지에 유도된다. 모든 공기가 CbC로 압축된 후에, 상기 D-모양 로터의 방사상 부분은 CbC로 통하는 홀을 막는다. 따라서, 상기 로터는 밸브의 추가 기능을 실행한다.
시간의 이 시점에서, 디자인에 따라, 같은 또는 반대 방향으로 회전하는 상기 e-로터는 CbC로부터 팽창 챔버로 통하는 상기 홀을 여전히 막는다. 이 두 로터의 겹침은 일정 볼륨 시간의 길이를 정의한다.
위의 실시예의 변형은 두개의 독립된 로터 가짐을 포함할 수도 있다. 그러한 실시예는 로터 모양은 D-모양을 벗어날 수도 있는 것과 같이 설계를 위해 큰 융통성을 제공한다. 어느 정도 큰 일정 반경 세그먼트 가짐은 로터의 밸브 기능을 위해서 필수적이지만 남은 일정하지 않은 반경 부분은 직선에서 오목까지 어떠한 모양으로 취할 수도 있다.
상기 로터 모양에서 많은 "커트"가 있을 수 있다.- 두개 또는 세개 또는 그 이상도 유용하다. 대응하게, 그러한 로터는 2-로브, 3-로브, 등으로 불릴것이다. 이것은 상기 엔진의 출력밀도를 향상시킬 것이다.
게이트는 직선 또는 곡선일 수 있고, 상기 하우징 안에서 슬라이딩 하거나, 피봇될 수 있다. 롤러는 가이드 목적으로 이용될 수 있고 상기 마찰을 줄이기 위해 이용될 수 있다.
로터는 예를 들어 그들이 도 43에 보이는 바와 같이 로터와 함께 회전하는 커버에 커플링 되는 것과 같은 "통합된 타입"이 되면, 상기 게이트는 상기 엔드 플레이트에 위치된 캠에 의해 구동될 수 있다.
로터는 HEHC 의 V4 > V1 상태를 제공하기 위해, 다른 직경 또는 두께가 될 수도 있다. 상기 게이트는 상기 로터 또는 외부 캠 또는 전자기 또는 유압 또는 다른 수단에 의해서 구동될 수도 있다.(스프링 하중이 가해지면;스프링은 공기 스프링일지도 모른다)
상기 로터는 같은 속도(그리고 방향)로 회전할 필요가 없다.
어느정도 긴 일시 운전 정지를 가지는 것은, WM이 한 위치에서 다른 위치로 이동되는 동안, 멀티-로브 로터 및/또는 다른 속도를 가지는 회전하는 두개의 로터를 갖는 것에 의해 감소되거나 완전하게 제거될 수도 있다.
상기 2-로터/2-게이트 실시예는 더 큰 시스템을 위한 구성요소로 고려될 수도 있다. 이것은 위에 설명된 어떠한 실시예를 위한 사실이나, 이것은 특히 이 엔진을 위해 이익이다. 도 14는 6-로터/12게이트 실시예의 예를 나타내고, 각 로터 쌍은 싱글 회전의 코스에서 두번 연소하는 것과 같이, 6-로터/12게이트 실시예의 예는 동등한 상기 2-로터/2-게이트 시스템의 출력을 두배로 만드는 이점이 있다. 명확하게 하기 위해, 2-로터/2-게이트 로터 동력 출력이 P이면, 6-로터/12게이트 시스템은 P x 3 x 2 = 6xP를 생산할 것이다.
특히 컴팩트한 형태는 싱글 중심으로 위치된 c-로터와 같거나 다른 사이즈를 갖고, 같거나 다른 로브의 개수, 같거나 다른 회전 속도 등을 갖는 두개, 세개 또는 그 이상의 e-로터로 만들어질 수도 있다. E-로터는 c-로터 주위에 대칭적으로 위치될 수도 있다;따라서, 세개의 e-로터의 케이스에 대체적으로 삼각형 형태 또는 4개의 케이스에 쿼드(quad) 형태 등으로 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에서 멀티 게이트를 가진 두개의 로터 엔진이 제공된다. 기본 엔진의 다양한 변형은 가능하고 당업자에 명백할 수도 있다. 하나의 특히 흥미있는 예는 축방향 베인의 것이고, 상기 베인은 반경방향 대신에 축방향으로 이동한다. 상기 하우징 및/또는 커버 플레이트에 공기 흡입 슬롯과 배기 슬롯을 적절하게 설치하는 것은 상기 HEHC, M-HCCI, M-HCCI+FI, HEHC-S 등을 실행하는 것을 허용한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 싱글로터, 멀티 베인 엔진 형태는 제공된다. 이 형태에서, 로터는 상기 하우징 안에서 회전하고, 베인의 두개 (또는 그 이상)의 세트를 휴대하고, 각각의 세트는 외기 차지를 CbC에 채워넣는 c-베인과 로터를 통해 출력을 샤프트로 이동하는 동안 연소 물질을 팽창시키는 e-베인으로 이루어진다. 도 17 내지 19에 보이는 바와 같이, 상기 엔진은 종합된 위의 설명에 따른 주기변화를 격는다.
도 17은 엔진의 전체 및 분해도를 주고, 아웃풋 샤프트에 붙는 회전하는 로터와 c-베인 또는 압축 베인을 포함하고 그것에 접촉하지 않고 인서트에 의해 형성되는 c-캠에 아주 근접하게 미끄러지듯 가는 베인의 두개(또는 그 이상) 세트를 포함하는 엔진의 주 구성요소를 위한 명칭을 정의한다. 상기 c-베인의 위치는 핀에 의해 제어되고, 하우징 베이스(도 20c) 안에서 제1그루브 캠에 의해 가이드된다. 상기 베인과 가공 오차와 열 팽창에 맞추기 위해 존재하는 이동가능한 인서트의 상기 c-캠 표면 사이의 작은 갭은 상기 c-베인과 상기 로터에 위치되는 피스톤 같은 실에 위치되는 에이펙스와 페이스 실의 세트에 의해서 막아진다.
e-베인 또는 팽창기 베인은 하우징 베이스에 의해 형성되는 e-베인에 접촉하지 않고 아주 근접하게 미끄러지듯 간다. 상기 e-베인의 위치는 핀에 의해 제어되고, 하우징 베이스 안에서 제2그루브 캠에 의해 가이드 된다.(도20c) 상기 e-베인과 가공 오차와 열 팽창에 맞추기 위해 존재하는 하우징 베이스의 상기 e-캠 표면 사이의 작은 갭은 상기 e-베인과 상기 로터에 위치되는 피스톤 같은 실에 위치되는 에이펙스와 페이스 실의 세트에 의해서 막아진다.
상기 하우징 베이스(배기구를 가짐)와 상기 하우징 커버와 이동가능한 인서트(흡기구를 가짐)는 여기 몇몇 실시예에 관해서 상기 "하우징"으로 부른다. 부가적으로 상기 캐비티를 정의하는(둘러쌈) 상기 하우징(베이스와 커버)은 e-캠을 형성하는 굴곡진 벽을 가지고, e-캠은 e-캠의 에이펙스 실을 가이드한다. 상기 하우징 베이스 또는 상기 하우징 커버 또는 둘다에 있는 평탄한 표면은 두개의 그루브가 형성된 캠을 가지고, 그루브가 형성된 캠은 상기 베인의 전체적인 위치를 제어한다.
부가적으로 상기 캐비티를 정의하는(둘러쌈) 이동가능한 인서트는 c-캠을 형성하는 굴곡진 벽을 가지고, c-캠은 c-캠의 에이펙스 실을 가이드한다. 상기 인서트는 상기 하우징 베이스 안에 회전가능하게 설치된다. 정지 또는 움직일 동안, 그것은 각도를 변경하고 그 결과 두개의 캠 사이 위상조정을 조절하는 것을 변경하기 위해 ±30도(필요하다면 그 이상) 회전될 수 있다. 이 각도는 상기 일정 볼륨 연소 챔버가 형성되는 시간의 길이를 제어할 것이다. 각도를 역동적으로 변경(예를 들어 엔진이 작동하는 동안)하기 위한 패이서(phaser)는 보여지지 않는다.
작동 캐비티(챔버)는 상기 하우징과 로터와 베인과 상기 엔진의 실링 구성요소에 의해 형성된다. 이것들은 도 18에 나타내어진다.
상기 챔버는 상기 하우징과 로터와 베인과 실링 구성요소 사이에 존재하는 상기 가변적인 볼륨 캐비티에 의해 형성된다. 지금부터 우리는 그것들을 부르는 것과 같이 이 챔버는, 볼륨이 최소 볼륨 V2에서 최대볼륨 V4까지 훑어지는 변형을 격는다. 상기 연소 챔버는 일정 볼륨 V2를 가진다. 상기 팽창챔버는 V2 에서 V4까지 그것의 볼륨을 증가시킨다. 상기 배기 챔버는 V4 에서 0까지 그것의 볼륨을 감소시킨다. 상기 흡기 챔버는 그것의 볼륨을 0에서 Vi까지 증가시킨다.
상기 엔진은 위에서 정의된 상기 사이클의 하나를 실행하는 것에 의해 작동한다. 그것의 작동의 코스에서 많은 스트로크는 동시에 일어난다. 도 19에서 보이는 것과 같이, 상기 엔진은 상기 사이클의 상기흡입 구간에서 시작한다. 작동매체의 프레시(fresh) 볼륨을 받아들이는 것이 상기 인서트의 사이드 또는 그것의 중심 안쪽에 위치되는(도 10에 보여지는 나중의 배치) 흡입구를 통해 용인되는 동안, 상기 샤프트 회전의 주요 구간 동안, 그러한 회전은 도 17~19에서 보이는 상기 2-세트 형태를 위해 약 45도이다.
상기 로터가 회전(시계방향)함에 따라, 그것은 상기 인서트의 상기 c-캠 표면을 따라 실에 대응되게 밀어내고 상기 c-베인을 피봇한다. 상기 WM은 CbC로 압축된다. 상기 CbC의 상기 "배출 포트"는 상기 하우징에 의해 막혀진다.
압축은 도 19a와 19d에서 보인다. 흡입은 도 19a,b,d에서 보인다. 상기 압축 스트로크의 끝과 상기 연소 스트로크의 시작은 도 19b에서 보인다. 상기 압축 프로세스는 그것의 완료 이르고, CbC의 볼륨이 일정하게 유지된다. 그것이 일정하게 유지하는 동안 시간의 지속은 상기 c- 와 e-캠 사이의 위상조정과 그 결과 상기 이동가능한 인서트의 위치에 의해 제어된다.
상기 연소의 끝과 상기 팽창의 시작은 도 19c에서 보여진다. 연소된 WM는 상기 CbC를 빠져나가고, 매우 큰 압력이나 이 연소된 WM에 노출되는 작은 면적에 걸쳐 상기 e-베인을 밀어낸다. 회전이 계속됨에 따라, 압력이 감소되는 동안 면적은 증가되고, 상기 팽창 스트로크의 상당한 부분에 걸쳐 상대적으로 일정한 토크를 야기한다.
상기 e-베인의 선두 에지는, 그동안에, 이전 사이클로부터 상기 배기구 밖으로 상기 배기를 밀어낸다. 팽창과 배기 모두는 도 19a와 d에 보여진다.
로터 또는 베인의 형태와 피봇 포인트와 하우징 형태와 각도 변경을 포함하고(예를 들어 원뿔 형태의 로터와 대응되는 하우징 벽과 베인 등), 당업자를 위한 사소한 변경 외에, 특히 상기 엔진의 밀봉성이 관계되는 한, 디자인과 엔진의 작동을 향상시킬 수도 있는 수많은 변경이 있다. 이 변경의 몇몇은 도 17과 19에서 보여지는 실시예를 포함하고, 두 베인(각 세트에서)은 c-캠과 e-캠을 포함하는 두개의 다른 캠 위에서 계속하여 작동한다. 두개의 베인이 간헐적으로 하우징에 위치되는 같은 캠 위에서 작동하는 것이 가능하고 이익이 있을 수도 있다. 앞선 실시예에서와 같이 상기 CbC는 로터 안쪽에 위치될 것이나, 상기 CvC는 베인에서 상기 캠 작동의 서로의 위상조정에 의한 것 보다는 상기 캠의 프로파일에 의해 정의될 것이다. 이것은 도 20b에 보여진다.
직선 경로에서 움직이는 직선 베인은 기본 디자인 형태(도 17 과 19에 보이는)와 도 20b에 보이는 모든 변형에서 피봇 베인의 위치에 사용될 수도 있다. 부하 견딤 용량(load bearing capacity)과 밀봉성을 향상시키기 위해 필요하다면 이것들은 롤러에 의해서 지지될 수 있다.
패이서는 계속적으로 일시 운전 정지를 달라지게 하는 것에 사용될 수도 있다. (일정 볼륨 CbC의 지속)
에이펙스 실은 Wankel 엔진(로터리식의 엔진 일종)에 사용되었던 실처럼 종래의 타입일 수 있거나, 본 출원에서 논의된 어떤 타입일 수도 있다. 예를 들어, 그림 17은 원주실을 보여준다.
베인은 단일 혹은 멀티바디 디자인일 수 있다.
하프링 실은 하프링실 자체의 기하학적 구조 또는 세퍼레잇 스프링(separate spring)에 의해 원형 차원과 평면 차원 둘 다에 힘이 주입되어야 한다.
실링그리드(sealing grid)는 상기 베인과 상기 로터와 상기 하우징 내에 있는 다수의 하프링과 에이펙스와 페이스 실에 의해 형성된다.
본 출원에서 나타난 대개의 실시예처럼, 상기 흡입 스트로크 또는 바로 그후 동안 희박한 연료/공기 혼합물을 분사하는 것에 의해 상기 HCHC를 실행하는 것이 가능하다. 상기 WM은 상기 일정한 CbC 볼륨 단계 동안 어는 시점에라도, 상기 호모지녀스 차지 하이브리드 사이클(HCHC)에서 설명되는, 그것의 "임계상태"에 도달해야 한다. 이 임계 상태에 도달하는 것을 보조하기 위해, 적합한 촉매로 하우징 벽(e-cam) 구역을 코팅할 수 있고, 그 촉매는 상기WM이 도 20c에 보여지는 것처럼 그런 촉매에 노출된 후 짧은 딜레이(m-sec의 몇분의 1) 내에 연소를 일으킬 것이다.
본 발명의 다른 실시예는 2 실린더와 싱글 피스톤 설계를 포함한다. 때때로 더블-액팅 피스톤 엔진으로 불리는, 본 실시예는 높은 효율의 하이브리드 사이클로 작동하기 위해 수정되어질 수 있고, 도 22에서 보여지는 것처럼 디지털 모드로 작동될 수 있다.
도 22는 특별히 세밀한 구성의 더블-액팅 피스톤 엔진의 3차원도를 보여준다. 상기 실린더를 구동하는 상기 캠은 페이스, 그루브, 배럴, 플레이트 중에 어떤 적절한 타입일 수 있다. 그런 캠은 연소 프로세스 동안 실린더에 아무런 움직임을 전하지 않는 일시 운전 정지를 갖고, 팽창 볼륨보다 더 작은 흡입 볼륨을 제공할 것이 선호된다.
이런 타입의 동작은 밸브의 적절한 타이밍과 함께 피스톤 식 엔진을 위한 상기 HEHC를 실행한다. 상기 캠의 프로파일은 NOx가 만들어지는 온도 범위, 전형적으로 섭씨 1350에서 1100에서 연소된 가스의 매우 빠른 팽창 또한 가능하게 할 수 있다. 이것은 시간을 제한하고, N2와 02는 NOx를 형성하기 위해 다시 결합되어야 하고, 따라서 잠재적으로, NOx 배출을 낮춘다. 상기 캠은 또한 플라이휠로 이용할 수 있다.
도 22는 구형(둥근) 연소 챔버를 보여주는데 그 연소챔버는 연소과정 동안 열 손실을 낮추고 캠 동작에 의해 즉각적으로 정지하기 위해 일정한 볼륨을 유지한다.
상기 밸브와 연료 펌프(보이지 않음)와 오일 펌프(보이지 않음)는 모두 내부 캠 및/또는 기어들에 의해 구동되고, 상기 내부 캠 중 하나가 도 22에 보여진다. 흡입과 배기 매니폴더(보여지지 않음)는 중심 지주 내에 위치된다.
두 엔진의 한 조(보이지 않음)는 단순히 헥스(hex) 구동에 의해 연결될 수 있다. 2개 이상의 엔진이 요구되는 파워을 보유하기 위해 연결될 수도 있다. 멀티-엔진 구성의 이점은 부분 부하 작동의 세밀한 제어뿐 아니라 상기 부하(load)에 더 단일한 동작을 제공하기 위해서 위상들이 60도 정도 증가하는 쪽으로 이동될 수 있다.
상기 실린더가 연철 또는 고온슈퍼 자석 재질과 전자석 코일에 의해 둘러싸여지게 만들어지면, 상기 엔진에 의해 생성되는 출력은 전기로 바로 전환될 수 있다. 부가적으로 만약 전자석 힘이 상기 공기를 또한 압축시키는데에 사용되면, 하나는 상기 구동 캠 없이 엔진을 실행할 수 있다. 상기 밸브와 펌프 모두는 전자기적으로 구동되거나 캠 구동될 수도 있다. 압축을 위한 기계적인 에너지를 공급하기 위해, 전기적인 에너지는 알맞은 배터리 또는 수퍼커패시터에 저장될 수 있다. 능률적인 제어기는 캠 제어되는 움직임 대신으로 필요하다. 끝으로, 만약 상기 실린더와 상기 피스톤은 토러스의 세그먼트(도 25)와 같이 배치되고, 상기 피스톤은 연자성금속재질 또는, 더욱 좋게는, 고온 수퍼 자석 재질로 만들어지면, 적절한 포트에 의해 대체되는 밸브가 필요없다. 상기 실린더 벽은 압축과, 특히, 연소와 팽창은 일어나는 곳에서 복합재(예를 들어 부분적으로 강성으로 만들어 진다.)로 또한 만들어질 수도 있고, 피스톤 가속/감속이 일어나는 곳에서 부분적으로 비자성 재질로 만들어진다. 에너지는 피스톤의 가속을 위해서 커지고, 피스톤의 감속을 위해서 뽑아내지고, 이는 연료의 화학 에너지가 전기적인 에너지 발생으로 전환을 야기한다. 비슷한 결과가 트로이달 대신에 원통형 형태로 얻어질 수 있는 것이 명확하다. 이것은 상기 엔진의 기계적인 구성요소를 단순하게 하기 위한 가능성을 가진다.
로터리 타입의 엔진의 멀티 형태, 디지털 작동 모드와 결합된 HEHC가 또한 있을 수 있다. 이들 몇몇 구성은 다음의 도면에서 보여진다.
다양한 구성 본 문서에서 묘사된 다양한 구성들은, 특히 로터리 타입은 상기 엔진의 효율적인 작동을 가능하게 하기 위해서 충분한 실링을 요구한다. 이 실링 솔루션들은 아래에 설명되었다.
쐐기 실은 도40b에서 보여진다. 플랫 금속(flat metal) 또는 복합 재료는 한 면 또는 두 면에서 경사진 윤곽이어서, 상기 로터의 회전으로 생긴 어떤 탄젠셜 동작(tangential motion)은 실링압력를 증가시키기 위해 축방향 힘으로 변환된다.
통합된 로터는 도 43에 보여진다. 본 실링 시스템에서 로터 페이스 실은 상기 로터에 상기 커버를 통합하는 것과 상기 커버가 상기 로터와 함께 회전하게 하는 것에 의해 제거된다. 이제 상기 실링 위치는 상기 로터의 상기 면에서 상기 커버의 상기 방사성 표면으로 옮겨간다.
본 발명의 또다른 실시예는 액체 금속 실의 사용을 포함한다. 본 개념은 상기 로터의 상기 면의 그루브에서 캡쳐된 낮은 녹는 점을 사용한다. 상기 로터가 회전할(spin) 때, 마찰과 가스 온도가 금속을 녹여 액체 실로써 작용한다
또한 오일 배리어 실(oil barrier seal)은 발명의 실시예에서 사용될 수 있다. 상기 면을 따라 나 있는 그루브와 상기 작동가스가 빠져나가는 것을 방지하는 배리어에 모이는 방식으로, 오일은 상기 로터의 상기 면에 공급된다. 유사한 개념은 오일로 흠뻑 적신 "천"을 사용하는 것이나, 상기 천은 실링 오일을 수용하고 오일 누수를 감소하는데 도움이 된다.
스플릿 로터 실(split rotor seal)은 본 발명의 다른 실시예다. 상기 실은 2 부분을 포함하는데, 2 부분은 그 부분 사이의 반켈 스타일 실(Wankel-style seal) 또는 실로서의 0.01x0.01 굵기의 직사각형 와이어를 갖는다. 상기 로터 실의 절반 각각은 스프링에 의해 힘이 주입되고, 작동 갭(working gap)을 최소화하기 위해 하우징 쪽 내부에서 떠 있을 수 있도록 허용된다.
스플릿 로터는 오일 필름에 의해 나뉘는 ~0.1"두께의 여러개의 "슬라이스(slice)"가 있는 곳에서 제공될수 있다. 상기 로터는 습식 클러치 메커니즘과 유사하게 유체 필름의 의해 갈라져 여러개의 층으로 나뉜다. 상기 로터가 회전하면서 그 액체층은 상기 로터 플레이트가 나뉘어지고, 커버 갭을 덮기 위해서 상기 면을 막고, 실을 형성하는 두께가 증가한다.
오일로 포화된 나노카페트(나노 와이어, 나노 부러쉬)는 제공될 수 있다. 나노 크기의 섬유들은 상기 로터의 상기 면 위에서 돋아나고 작동 가스가 누출되는 것을 막는 배리어 실로서 작용하는 오일 층을 수용하기 위해 위치한다.
본 발명의 다른 실시예는 전자기 코일이 있는 싱글 피스톤 엔진을 포함한다. 이 엔진의 형태는 이전에 싱글 피스톤, 2-실린더 엔진으로 설명되었던 실시예와 유사하다. 본 실시예에서 만약 실린더가 연철 또는 고온슈퍼 자석 재질과 전자석 코일에 의해 둘러싸여지게 만들어지면, 그렇다면 캠은 전자기 구동으로 대신될 수 있다.
상기 엔진에 의해 만들어진 출력은 다음의 단계를 거쳐서 바로 전기로 변환된다. (1) 작은 배터리에 초기에 저장된, 전기 에너지는 수퍼커패시터를 충전한다; (2) 그런 다음 제어기는 코일에 전압을 가하고 전기를 유도하기 위해 피스톤을 움직이고 이어서 공기를 압축한다. (3) 일반적으로 연료가 공급되고 연소가 일어나면서 팽창 스트로크를 이끈다. (4) 제어기는 코일에 가하는 전압을 해제하고 수퍼커패시터를 재충전하도록 전환한다. (5) 초과량의 전기는 전기적인 부하를 구동하는데 사용된다. 모든 상기 밸브/펌프는 캠 구동 또는 전자기적으로 구동된다.
상기 사이클은 HCHC 작동에 가장 적절해서, 일시 운전 정지는 필요하지 않다.
본 발명의 다른 실시예는 전자기 코일이 있는 멀티 피스톤을 포함한다.
만약 실린더와 피스톤들이 토러스의 세그먼트로 배열되고(도 25) 위의 실시예에서 처럼 피스톤들이 연자성 재질로 만들어 졌다면, 또는 고온 수퍼 자성 재질이면 더 좋은데, 그렇다면 밸브는 필요없어질 것이고 그 밸브는 적합한 포트로 대체된다. 상기 실린더 벽은 압축과, 특히, 연소와 팽창이 일어나는 곳에서 복합재(예를 들어 부분적으로 강성으로 만들어 진다.)로 또한 만들어질 수도 있고, 피스톤 가속/감속이 일어나는 곳에서 부분적으로 비자성 재질로 만들어진다. 상기 에너지는 피스톤의 가속을 위해서 커지고, 피스톤의 감속을 위해서 뽑아내지고, 이는 연료의 화학 에너지가 전기적인 에너지 발생으로 전환을 야기한다. 비슷한 결과가 트로이달 대신에 원통형 형태로 얻어질 수 있는 것이 명확하다. 이것은 엔진의 기계적인 구성요소를 단순하게 하기 위한 가능성을 가진다.
상기 엔진의 작동은 전자기 코일 실시예를 갖는 싱글 피스톤으로 묘사된 상기의 것과 유사하다.
본 발명의 다른 실시예는 멀티 피스톤이 있는 로터를 사용한다. 도 25는 McEwan Ross "로터" 엔진의 변형을 보여준다. 이 형태에서, 외기 차지가 작은 터보팬(터보팬은 피스톤을 위해 플라이 휠과 구동기로써의 또한 역할을 한다)에 의해 밀어넣어지고, 터보 차저/스캐빈저(scavenger)로써 또는 에어 나이프/스캐빈저로써 작용한다. 스캐빈저에 의해, 동일한 작동에서 프레시 차지가 안으로 잡아당겨지는 것과 같이 배기물질이 밖으로 밀려지는 것을 의미한다. 이는 HEHC의 2-스트로크 버전과 대응한다. 그런 다음 상기 외기충전은 상기 피스톤에 의해 압축되고, 상기 피스톤은 터보팬/플라이휠/구동기의 내부 표면에 위치하는 슬롯 안에 타는(riding) 캠 종동부에 의해 복잡한 회전/요동 동작을 실행한다. 슬롯의 직선버전은 단순성을 보여주기 위함이다. 그러나 만약 굴곡된 슬롯이 사용된다면, 인접한 두개의 피스톤이 실제적으로 서로에 대해 움직이지 않는 동안, 상기 압축 사이클은 짧은 정지기가 포함된다. 이 정지기 동안, 인접한 피스톤간의 간격은 일정하게 유지된다. 이는 일정 볼륨 연소(CvC)와 대응한다. 상기 연료는 단계에 약간 앞서 주입되어야 하고, 그러면 상기 공기와 섞일 시간을 갖는다. 이는 상기 프레임에 고압 연료 인젝터 연결하고, ECU(전기적 제어 유닛)와 상기 피스톤과 다른 인코더들로부터의 데이터에 대응하는 것에 의해 이룩된다. 본 연료 주입 구조는 현재 디젤 엔진의 기준이고 본 출원에서 논의된 모든 형태에 적용될 수 있으나 간결함을 위해 반복하지 않겠다.
흡기구와 배기구들이 나뉘어져 있는 본 형태의 4-스토로크 버전이 제공될 수 있고, 더 복잡한 구동 방식을 요구하고, 그 구동 방식은 캠 또는 더블 편심(eccentric)(미도시)을 포함할 수 있다. 부가적으로 도 25에서 보여지는 것처럼 상기 슬롯이 있는 구동기는 정지하거나 요동하게 만들어질 수 있고, 피스톤은 CvC챔버를 제공하기 위해 캠밍(camming) 또는 비-실린더 기어에 대응되는 편심 듀얼 편심 구동에 의해 구동된다. 이 케이스에서 정지 일정 볼륨 연소 챔버는 만들어 졌고, 종래의 포펫 밸브가 사용되어 질 수 있다.
에어 나이프 스캐빈저와 플라이휠 역할을 하는 로터 구동기는 또한 제공되고, 피스톤에 있는 롤러에 결합되는 슬롯을 가진다. 상기 로터는 상기 피스톤의 동작에 대해 편심적으로 구동된다.
본 발명의 다른 실시예는 듀얼 피스톤과 듀얼 편심 구동이다. 본 실시예에서 2 피스톤은 모두의 끝에서 작동되어, 이름이 듀얼피스톤이다. 상기 제1 피스톤은 편심 구동을 수용하기 위해 중간 부분에 둥근 홀이 있는 정사각 피스톤이다. 상기 제2 피스톤은 제1 피스톤이 미끄러지는 곳에 직사각형의 오목한 부분이 있다. 상기 엔진은 듀얼 편심 구동에 의해 구동되는데, 이는 두가지 방식 중 하나의 실시예일 수 있다. 상기 정사각 피스톤(보이지 않음)은 듀얼 편심 구동에 의해 구동되는데, 도 26의 다른 실시예를 위해 보여지는 것과 같다. 직사각형의 오목한 부분이 있는 제2 피스톤은 구동되는 것이 아니라 정사각 피스톤 방향에 직각으로 미끄러진다. 상기 듀얼 편심 구동은 기계적으로 2-링크 시스템과 동일하고 그렇게 하는 것은 일정한 볼륨 CbC가 형성되는 동안에 짧은 일시 운전 정지를 만들어내기 위해 구동되는 것과 같다. 포트는 유도와 배기를 가능하게 하는 정지된 하우징에 위치한다.
도 27은 다음 처럼 상기 듀얼 구동 엔진의 다른 변형을 묘사한다: 상기 정사각 피스톤은 편심에 의해 구동되고, 정사각형의 오목한 부분이 있는 상기 제2 피스톤("직사각형 피스톤")은 다른 편심에 의해 구동된다.
도 27에서 보여지는 실시예에서 정사각 피스톤은 편심에 의해 구동되고, 반면에 "직사각 피스톤"은 다른 편심에 의해 구동된다. 이런 배열의 순수한 효과는 제2 "직사각 피스톤"이 상기 메인 사프트를 중심으로 회전하는 것이다. 상기 하우징 내부에 상기 흡기구와 배기구와 연료 인젝터(보이지 않음)가 있다. 피스톤의 상호 동작 동안, 상기 공기가 흡기구를 통해 상기 제2 피스톤으로 들어가 압축된다. 상기 연료가 주입되고 실질적으로 일정한 볼륨에서 연소되고 연소 물질은 흡기 보다 더 큰 볼륨으로 팽창된 뒤에 배기구를 통해서 배출된다. 듀얼 편심은 그밖에 다른 많은 실시예에서 사용되었던 방식으로 일시 운전 정지를 허용할 수 있고, 일시 운전 정지는 정적 열량 부가 프로세스(일정 볼륨 연소)에 대응한다.
본 발명의 다른 실시예는 두 개의 대향하는 피스톤 형태를 포함한다. 내연기관은 운송수단과 다른 기계류의 동력원으로 사용된다. 전형적인 왕복 내연기관은 바디, 피스톤, 적어도 한 개의 포트 또는 밸브, 크랭크사프트(구동 사프트의 역할을 함), 커넥팅 로드들을 포함한다. 상기 바디는 실린더를 정의한다. 상기 피스톤은 상기 실린더 내부에 위치해서 상기 피스톤의 표면과 상기 실린더의 벽이 내부 볼륨을 정의한다. 상기 포트는 상기 바디 내부에 위치하고, 공기와 연료를 안으로 허용하고, 배기 가스를 내부 볼륨 밖으로 허용한다. 상기 밸브는 상기 포트가 열린 시점에서 제1 피스톤과 상기 밸브가 상기 포트를 닫는 시점에서 제2 피스톤 사이를 움직인다. 커넥팅 로드는 상기 피스톤과 크랭크사프트의 오프셋 쓰로우 섹션(offset throw section) 사이를 연결하여, 상기 피스톤의 왕복 운동은 크랭크사프트 축에 대해 크랭크사프트의 오프셋 쓰로우 섹션의 회전을 야기한다.
위의 전형적인 형태의 왕복 엔진은 내부 공간과 함께 상기 피스톤 표면과 상기 실린더 벽으로 정의되는 실린더 헤드가 있다. 열은 상기 실린더 헤드로 전달되고 상기 실린더 헤드를 통해 전도하고, 따라서 상기 내부 볼륨에서의 에너지 손실과 효율의 감소가 야기된다. 효율을 높이는 하나의 방법은 상기 피스톤 표면의 면적을 줄이는 것과 상기 피스톤의 스트로크(오프셋 쓰로우 섹션이 따라가는 원의 직경)를 늘리는 것에 의해 달성된다. 점화 딜레이는 자동점화를 위해 필요한 압력과 온도를 낮추는 상기 피스톤의 움직임 전에 연소 완료를 방해해서, 상기 엔진은 출력의 감소에 대응하는 분당 낮은 회전수에서 오직 작동될 수 있다. 종래의 피스톤 엔진은 대칭적(흡입 스트로크는 배기 스트로크와 같다)이기 때문에, 상기 팽창 스트로크는 배출될 때 가스의 상대적으로 높은 온도를 야기하는 상기 흡입 압축 스트로크로 제한된다. 상기 배기 가스의 열은 효율 감소를 야기하는 에너지 손실이다. 높은 효율은 사용가능한 온도와 압력 모두가 도출될 때까지 상기 배기 가스를 팽창시키는 것에 의해 얻어질 수도 있다. 종래의 엔진은 모든 작동 상태를 위해 주어진 압축비를 야기하는 고정된 형태를 갖는다. 높은 효율은 높은 압축 비로 달성할 수 있다.; 그러나, 각각 다른 엔진 작동 상태는 최고 높은 효율을 위해 각각 다른 압축 비를 필요로 한다. 종래 엔진의 고정된 형태로 인해, 오직 하나의 압축비는 다른 작동 상태에서 타협된 효율을 야기하는 것을 달성할 수 있다.
발명은 서로(한 선에 있을 필요는 없다) 연결되는 제1,2실린더를 정의하는 바디와, 상기 제1,2실린더 각각에 있는 제1,2 피스톤과, 내부 볼륨을 정의하는 상기 피스톤과 상기 실린더 벽의 표면과, 공기와 연료를 안으로 허용하고 내부 볼륨 밖으로 가스를 배기하기 위해 상기 바디에 있는 적어도 하나의 포트와, 상기 바디와 오프셋 쓰로우 섹션을 갖는 각각을 관통하여 각각의 구동 샤프트 축에 회전을 위해서 설치되는 각각 베어링 섹션을 갖는 제1,2 구동 샤프트와, 거의 일정 볼륨이고 낮은 압축비를 위한 큰 사이즈와 큰 압축비를 위한 큰 사이즈 사이로 조절가능한 내부 볼륨의 최소 사이즈와, 압축비로 비대칭 팽창을 허용하는 피스톤의 움직임에 의해 열리고 닫히는 바디에 설치되는 흡입을 위한 하나의 포트와 배기를 위한 하나의 포트를 포함하되, 상기 제1피스톤과 상기 제1구동 샤프트의 오프셋 쓰로우 섹션은 연결되고, 상기 제2피스톤과 상기 제2구동 샤프트의 오프셋 쓰로우 섹션은 연결되어, 상기 제1,2 피스톤의 왕복운동은 내부 볼륨의 사이즈를 최소와 최대 사이로 증가시키고 감소시키고, 상기 구동 샤프트 축에 대해 상기 제1,2구동 샤프트의 오프셋 쓰로우 섹션의 회전을 야기시키는 내연기관을 제공한다. 상기 피스톤의 움직임과 상기 포트의 열리고 닫힘은 상기 피스톤의 한 사이클을 위한 내부 볼륨으로 최소한 상기 공기의 각각 흐름을 허용하고 제한한다.
내연기관은 상기 구동 샤프트에 설치되는 회전장치를 통해 하나의 구동 샤프트를 다른 것에 위상조정하는 수단에 의해, 상기 압축비와, 흡입구 열림 시간과 지속과, 배기구 열림 시간과 지속과, 팽창 비를 조절할 있다. 상기 위의 장치에 의해 실행되는 프로세스는 두개의 피스톤과 두개의 크랭크 대신에 두개의 샤프트에 설치되는 두개의 로터를 사용하는 것에 의해 또한 생성될 수 있다. 상기 엔진이 작동하거나 정지할 때, 이 회전 장치는 다른 것에 대해 하나의 샤프트를 회전시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 서로 연결되는 큰 로터와 작은 로터를 정의하는 하우징을 포함하는 내연기관을 제공한다. 상기 하우징의 크고 작은 끝에 있는 큰 로터 및 작은 로터, 상기 로터의 각 표면 및 상기 하우징의 벽이 내부 볼륨을 정의하며, 상기 하우징의 적어도 하나의 포트는 공기와 연료가 유입되는 것을 허용하고 내부 볼륨 밖으로 가스를 배기하는 것을 허용하며, 제1 및 제2 구동 샤프트(또는, 일직선상에 있다면, 가능하게는 하나의 캠 샤프트) 각각은 상기 하우징을 통해 각각의 구동 샤프트 축에서 회전되도록 설치되는 베어링 섹션을 갖는다. 상기 큰 로터는 외기를 안으로 끌어당기고, 그것을 압축한다. 압축된 공기의 일 부분은 포트 또는 밸브를 통해 밀리고, 상기 로터의 배기 가스 쪽으로 분사된다. 이 공기 분사는 상기 흡입 공기 볼륨을 또한 감소시키는 동안 탄화수소 배출 감소를 돕기 위해 상기 배기에서 반응을 생성한다. 잔여 압축공기는 밸브 또는 포트를 통해 상기 작은 로터로 그리고나서 이동되고, 상기 공기는 거기에서 더 압축된다. 이것은 상기 제2로터가 압축비를 증대시키는 것을 허용한다(증대 양은 두개의 로터 사이의 볼륨 비에 좌우된다.;예를 들어, 상기 큰 로터가 상기 작은 로터의 두배로 크면, 두배의 압축비일 것이다. 상기 큰 로터가 상기 작은 로터의 세배 볼륨이면 압축비는 세배일 것이다.) 연소는 세 로터의 각도를 위해 볼륨이 거의 일정한 곳인, 상기 작은 로터의 상사점에서 일어난다. (9 크랭크 각도) 연소 후에, 상기 작은 로터의 하우징에서 상기 배출은 상기 로터에 힘을 가해서, 상기 샤프트를 회전시킨다. 상기 작은 로터에서 상기 팽창 스트로크는 상기 작은 로터에서 압축 스트로크와 동일하다. 이 압축된 가스는 밸브 또는 포트를 통해 그리고나서 다시 상기 큰 로터로 이동되고 그곳에서 공기가 더 팽창된다. 상기 압축 스트로크를 위해 위에서 명시된 것과 같이, 이것은 제2로터가 상기 팽창비를 증대시키는 것을 허용한다. 이 점에서 압축된 외기는 포트 또는 밸브를 통해 타지않은 탄화수소를 줄이는 두번째 반응을 야기하는 상기 배기 가스로 분사된다. 압축 쪽에서 압축된 공기 감소로 인해 이 두번째 팽창은 첫번째 단계 압축보다 더 크다. 그리고나서, 상기 큰 로터의 하우징에 있는 포트를 통해 하우징을 빠져나가는 것이 가능하다.
포트와 피스톤의 사이즈와, 모양과, 위치의 변경을 포함하는 당업자를 위한 사소한 변경 외에, 사소하지 않은 변경은 두개의 피스톤을 동일 축 또는 거의 동일 축 형태로 위치하는 것이다.(싱글 데크에 반대되는 것과 같은 더블 데크)
본 발명의 다른 실시예는 도 35에 보이는 것과 같이 제로터 디자인에 기초하는 두개의 로터 실시예를 포함하고, 이너 로터와 아우터 로터는 하우징 안에 고정된 축을 중심으로 등속으로 회전할 수도 있다. 상기 이너 제로터는 아우터 로터보다 하나 작은 이(tooth)를 사용한다. 상기 하우징은 일직선상에 있는 흡입구와 배기구를 작고, 에어 나이프 소기를 가능하게 하기 위해 터보팬을 사용한다. 이것은 HEHC-S(소기된) 작동 사이클을 가능하게 한다.
상기 이너 제로터 로브가 상기 아우터 제로터의 대응되는 로브에 맞물릴 때 거의 일정한 볼륨은 생성되기 때문에, 도 35에 보여지는 바와 같이 3-4와 같은 적은 수 제로터는 선호된다. 2-3로브 로터는 또한 사용될 수도 있으나, 그것은 매우 긴 일시 운전 정지를 생성한다.(일정 볼륨 동안) 상기 CV CbC의 지속이 중요하지 않을 때, 특히 HCHC작동을 위해서 고차 제로터는 또한 사용될 수도 있다.
상기 이너 로터는 상기 아우터 로터를 회전하고 구동한다. 스프링 하중이 가해지거나 오일 서포트 되는 롤러는 실링과 마찰을 감소를 돕는다. 상기 포트는 흡입 볼륨이 팽창 볼륨보다 작도록 만들어져야 하고 위치 되어야 한다. 만약, 상기 로터가 등속으로 구동되면 어떠한 CvC도 존재하지 않으나, 준-일정 볼륨은 상기 연소 바로 다음에 존재하는 비교적 느린 볼륨 팽창 때문에 가능하다. 그렇지않으면, 짧은 일시 운전정지로 구동하는 것을 사용하는 것은 진정한 HEHC를 실행하는 것을 가능하게 만든다. 또, 상기 프레임은 진정한CvC를 실행하기 위해 캠/기어에 의해 구동될 수도 있다. 이너 롤러는 편심 구동 될 수도 있다. 또한, 디지털 모드는 위의 모든 형태에서 사용될 수 있다. 이 실시예의 작동 동안, 상기 가변적인 볼륨 캐비티 또는 챔버는 이너 및 아우터 제로터와 하우징 커버에 의해서 생성된다. 각 챔버는 회전하고, 그것의 동작의 코스에서 CbC 볼륨에 대응하는 최소 V2에서 배기 볼륨에 대응하는 최대V4로 볼륨을 변경한다. 연료는 커버 안에 위치되는 정지된 FI(미도시)를 통해 분사된다. 상기 작동은 일반적으로 공기가 소기되고(배기되고 유도된다.), 공기는 압축되고, 연료는 분사되고 연소되고, 상기 연소 물질은 팽창하는 HEHC-S 사이클에 전형적으로 따른다. 3/4 형태가 2/3, 4/5 등의 형태를 보이는 동안 형태는 동일하게 가능하다. 이 엔진은 또한 디지털 모드에서 작동될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예는 싱글 베인 형태를 포함한다. 이 실시예는 도 36에 보이는 제로터 디자인에 기초되고, 제로터 디자인은 하우징(아우터 제로터)과 싱글 베인(이너 제로터)을 채용하고, 싱글 베인은 축이 동시에 상기 하우징에 대해 회전하는(편심으로) 동안 그것의 축을 중심으로 회전한다. 상기 이너 제로터는 아우터의 것보다 하나 작은 이(tooth)를 사용한다. 이전 실시예에서와 같이, 적은 수 제로터는 도 36에서 보이는 3-4 형태와 같은 선호되는 실시예이고, 거의 일정 볼륨은 상기 이너 제로터 로브가 상기 아우터 제로터의 대응하는 로브와 연동할 때 생성된다. 그러나, 2-3 로브 형태는 또한 사용될 수도 있으나, 그것은 매우 긴 일시 운전 정지(일정 볼륨 지속)를 생성한다. 상기 CV CbC의 지속이 중요하지 않을 때 특히 HCHC작동을 위해 고차 제로터는 또한 사용될 수도 있다.
이 실시예의 상기 하우징은 상기 베인과 함께, 4-실린더 피스톤 엔진과 유사한 4(이 예에서) 가변적인 볼륨 캐비티 또는 챔버를 형성한다. 각 챔버에 관계하는 베인은, 차례차례, 4-스트로크 작동을 시뮬레이트한다. 상기 작동매체는 유도되고, 압축되고, 연소되고, 팽창되고, 배기될 것이다.
상기 하우징은 일정 볼륨 CbC을 수용할 것이고, 일정 볼륨 CbC는 하우징 적절한 곳 또는 상기 커버에 위치될 것이다. 종래의 포펫 밸브 또는 글로우브 밸브 또는 디스크 밸브는 흡입 또는 배기 스트로크의 시간을 제어하는 데에 사용될 수도 있다. 상기 밸브는 이 도면에 보여지지 않는다. 만약 CbC가 보여지는 것과 같이 하우징 안에 위치되면, 상기 실린더형 밸브는 채용될 수도 있다. 이 밸브는 상기 하우징과 동심일 것이고, 상기 CbC에서 흡입구 또는 배기구까지의 개구에 노출되어 회전할 것이다. 챔버 볼륨이 감소되는 동안 흡입 밸브가 열리는 것은 배기 볼륨보다 더 작은 흡입 볼륨을 허용하고, 따라서, 상기 사이클의 Atkinson 부분을 달성한다. 이 실시예는 또한 작동의 디지털 모드에서 작동될 수도 있을 것이고, 연료 분사 시스템에서 사용될 수도 있을 것이다.
종래의 저압 및/또는 고압 연료 인젝터는 사용될 수도 있다. 그러나, 이 인젝터와 펌프는 일반적으로 크고(작은 엔진에는 사용할 수 없다) 매우 비싸다.
선택가능한 접근은 도 37에 보이는, 매우 컴팩트하고 경제적인 시스템을 사용하는 것이다. 그것은 다음의 파트로 이루어진다.: (a)상승의 일정 비율을 피스톤 펌프에 제공하는 캠 (b)연료 펌프 실린더와 인젝터 또는 연료 탱크로 돌아오게하는 하나 또는 그 이상의 바이패스 라인을 연결하는 연료 매니폴드 (c)바이패스 피스톤 플러그를 작동시키는 하나 또는 그 이상의 자석 (d) 연료 인젝터로 이끌고 연료 탱크로 또는 연료 탱크로부터 이끄는 연료라인 (e)유체가 상기 탱크로 역류하거나 상기 연료 인젝터로부터 역류 하는 것을 방지하기 위한 하나 또는 그이상의 체크 밸브(미도시)
상기 피스톤은 고압 유체(연료)를 연료 인젝터에 제공하고, 연료 인젝터는 고압이 그것의 니들밸브(미도시)에 적용되는 동안 "발사"할 것이다. 고압을 생성하기 위해 두 바이패스 피스톤 플러그는 바이패스 채널을 막아야 할 것이다. 만약 하나 또는 두개의 플러그가 열림 위치에 있으면 - 상기 유체 압은 FI를 열기(또는 "발사"하기)에 충분하지 않다.
상기 유체는 그리고나서 연료 탱크(미도시)로 리턴 라인을 통해 리턴된다. 상기 바이패스 라인은 상기 매니폴드에 있는 매우 작은 직경 홀이다. 매우 작은 움직임은 상기 플러그가 상기 바이패스 라인을 막기 위해 필요하고, 그결과, 심플 자석은 매우 빠른 움직임을 제공하기 위해 사용될 수도 있다.
상기 시스템의 상기 작동은 또한 매우 심플하다. 시간의 이니셜 모멘트 동안, 하나의 플러그는 닫혀지고, 두번째 플러그는 닫혀진다; 그 결과, 상기 펌프는 상기 캠에 의해 구동되는 것과 같이 피스톤이 움직이는 사실에도 불구하고, 상기 연료를 전달하지 않는다. 제어기로부터의 신호는 닫히기 위해 현재 열린 플러그에 보내어진다. 매우 짧은 딜레이 이후에, 상기 플러그는 이 움직임을 실행하고, 압력은 증강하기 시작하고, FI는 "발사" 한다. 동시에, 또는 약간의 딜레이를 가지고, 두번째 신호는 상기 두번째 플러그를 열고, 따라서, 상기 연료 펌프 실린더에서 압력을 다시 체험하고, 상기 인젝터를 멈춘다. 그 결과, FI는 두 신호 사이의 오직 딜레이 동안 발사될 것이고, 딜레이는 매우 짧을 수도 있다. 이것은 연료가 필요양 배달될 수도 있는 것을 보장한다.
5-베인 엔진을 위해서, 상기 캠은 5개의 세그먼트를 가지고, 각각은 그것의 압력 펄스를 생성한다. 두개의 인젝터가 사용되면, 그것들은 상기 같거나 다른 캠으로부터 구동될 것이고, 상기 같거나 다른 압력을 제공할 수도 있다.(실질적으로 펌프 보다는 상기 연료 인젝터 스프링의 기능을 한다)
특히 언급할 만한 하나 더 선택가능한 것은 연료를 사용 점에 바로 분사하기 위해 피에조-크리스탈 스택(piezo-crystal stack)을 사용한다. 이것은 각 분사는 비교적 작은 양과 연료 압력을 필요로하는 사실 때문에 가능하다.
그것은 강하게 압축된 공기의 작은 양이 상기 로터와 압축기 로터와 상기 하우징 사이에 갖히는 것을 허용하기 위해 일정 환경 아래에 있는 것은 바람직할 수도 있다. 이것은 매우 작은 노즐을 통해 이 갖힌 공기를 연료 분사 동안 CbC에 밀고 들어갈 것이다. 고속, 고압 공기 스트림은 상기 연료 스트림을 헤치고 나아가고, 작은 물방울을 증기화하고, 연료와 공기의 혼합에 도움이 될 것이다. 그렇지않으면, 전체 연료 분사 메커니즘을 실행하는 것은 가능하다.(벤쳐(venture) 효과 또는 이 "남은" 압축된 공기에 의해 구동되는 단지 플런저를 이용하여)
위에서 논의한 것과 같이, 예혼합 압축착화기관(HCCI) 트리거 사이클 하에서 엔진 작동을 유발할 능력을 갖는 것은 그러한 엔진의 실제 실행을 위해 매우 이익이 되는 것이 판명 될수도 있다. 트리거의 많음은 일정 볼륨 연소 또는 일정 볼륨 연소에 가까운 것을 가지는 로터리 엔진의 환경에서 사용될 수도 있다. 이 트리거는 촉매 또는 볼륨 변경을 실행하기 위한 플런저 또는 점화되는 스파크 플러그로부터의 스파크에 의해 야기되는 온도 증가를 포함한다.
일정 볼륨 연소 챔버(CV CbC)를 갖는 것은 자동 점화를 위한 큰 작동 타임 윈도우가 일어나는 것을 허용한다. 이것은 자동점화는 일정 볼륨 연소가 생성된(종래 엔진의 TDC 점과 동등한) 이후에 어떠한 시간에도 일어날 수 있는 사실 때문이다. 자동 점화는 TDC 전에 일어남에도 불구하고, 기하학적인 제안으로 인해서, 상기 로터의 상기 면은 매우 작은 연소 압력에 노출되고, 따라서, 연소 압력은 너무 이른 연소의 효과를 최소화한다. 게다가, 상기 엔진의 형태는 유일한 시기를 스파크 점화 또는 연료 분사외의 수단에 의해 상기 자동 점화 반응을 유발하기 위해 제공한다. 제안된 엔진에서 제어 윈도우와의 이슈는 두개의 레벨로 결정될 수 있다. 점화 이벤트의 시간, 중요한것은 결정적이지 않다;따라서, 자동 점화는 상기 압축 스트로크 끝(TDC와 비교될 수 있는 점)의 조금 전에 일어난다면, 이후에 설명될 것과 같이, 상기 엔진의 움직이는 구성요소(로터)에 가해지는 차별력(differential force)은 매우 작을 것이다. 그것이 상기 CV CbC 안에서 일어나므로, "TDC" 후 자동 점화의 어떠한 발생이라도 또한 괜찮고, 예를 들어 힘이 움직이는 구성요소(로터)에 작용할 즈음하여 오직 반경방향으로 작용할 것이고, 상기 베어링에 의해서 완전히 흡수될 것이고, 그로 인해 그것들은 방해하거나 움직임에 영향조차 주지 않는다.
아래에서 설명될 것과 같이, CV CbC의 존재 때문에, 그것은 또한 CbC를 촉매의 물질에 노출시키는 것에 의해 상기 시스템에 "트리거"를 도입하기 비교적 쉽다. 상기 연소는 여기에 참조로 포함된 특허 출원 PCT/US07/74980에서 설명된 여러가지의 수단에 의해 이룩될 수 있는 자극된 점화 때문에 일어난다. 그러나, 점화를 자극하는 가장 단순한 방법은 니켈과 같은 촉매를, 약간 "임계치 이하" 상태에서 상기 압축된 공기/연료 혼합물을 포함하는 챔버가 상기 촉매를 포함하는 상기 세그먼트에 들어갈 때, 반응이 그러한 촉매에 의해 유발되는 것과 같은 방법으로 CV CbC 를 만드는 상기 표면의 하나에 퇴적시키는 것이다. 연소가 이 존까지 지속되는 것이 기대된다면, 이 촉매 세그먼트는 팽창 존까지 연장될 수도 있다.(이것은 효율 관점에서 바람직하지 않음에도 불구하고)
본 발명의 실시예는 본 발명의 엔진 실시예에 사용될 수도 있는 실링 시스템에 또한 제공된다.
실링 시스템의 기능은 어떠한 두개의 이동가능하게 설치된 짝 부분 사이의 상기 갭을 막는 것이다. ; 상기 갭은 제조 정밀성 때문이고, 또한, 두 짝 부분 사이의 차별적인 열 팽창 때문이다. 실링 배치는 그것들 사이에 존재하는 갭을 실링하는 것과 같은 방법으로, 이동가능한 정지된 구성요소의 하나 또는 두개의 이동가능한 실링 멤버에 배치될 수도 있다.
페이스 실은 어떠한 두개의 평탄 짝 표면 사이에 존재하는 상기 갭을 실링한다.
그것들의 적어도 하나는 원통형일 때, 에이펙스 실은 두개의 짝 표면 사이의 상기 갭을 실링한다.
실링 멤버는 로터 또는 게이트 또는 하우징을 포함할 수도 있다.
더 일반적으로, 우리는 스트립 실은 일반적으로 메탈 또는 폴리머가 될 수 있는 적절한 낮은 마찰, 낮은 마모 소재의 스트립으로 이루어진다는 것을 주목한다. 실링 멤버의 다른 것의 표면에 접촉하는 동안, 상기 스트립은 상기 실링 멤버의 하나의 적절한 모양과 크기의 상기 그루브 안에 위치되어, 이 두 멤버 사이의 상기 갭을 실링한다. 상기 작동 동안, 상기 스트립은 유체 압력 또는 원심력 또는 스프링 또는 마찰 또는 앞의 모든 것에 의해 힘이 주입될 수도 있다.
롤러 실은 일반적으로 적어도 갭보다 몇배 큰 직경을 갖는 롤러로 이루어진다. 상기 롤러는 실링 멤버 사이에 배치되어, 상기 갭을 막는다. 그것은 상기 실링 멤버의 하나의 평탄한 표면과 다른 실링 멤버의 원통형의 회전 표면에 놓여있다. 상기 실링 멤버의 평탄한 표면은 그러한 실링 멤버에 대해 상기 롤러의 위치를 한계짓고, 롤러가 오직 상기 탭 안에서 회전하는 것을 허용하는 위치 탭을 가진다. 상기 롤러는 유체 압력에 의해서 힘이 주입된다.
엔진에서 실링 챔버의 많은 종래의 방법은 Wankel과 같은 에이펙스와 페이스 실을 포함하는 것으로 존재한다. 나중의 것의 변형은 도 40에 보여진다. 추가 실은 우리의 특허 출원 ## 60/535,891과 60/900,182와 60/834,919와 11/832,483와 PCT/US07/74980와 참조로 여기에 포함된 것에서 설명되었다. 현재 형태의 여러 개는 여기에 설명되고 청구된다.
본 발명에 따라 제공되는 그러한 새로운 형태의 한 실시예는 베벨 또는 쐐기 실이다. 베벨(쐐기) 실은 도 40b)와 c)에 나타나 있다. 상기 실링 시스템은 로터에서 맞는 그루브를 갖는 베벨된(beveled)(횡단면에서) 실로 이루어진다. 상기 실은 처음에 스프링 또는 스프링의 시스템에 의해 힘이 주입되고, 상기 작동 동안 그것은 다음의 메커니즘의 하나 또는 그 이상에 의해 힘이 주입된다.:스프링과 Wankel 스타일 페이스 실에서 하는 것과 같은 가스 압력과 마찰
상기 마찰력은 상기 로터의 회전에 반대되는 방향에서 상기 하우징의 상기 면을 따라 상기 실을 마비시킨다. 일반적으로 상기 로터의 에지 프로파일에 따르는 상기 실은 비원형이고, 따라서, 그것은 상기 그루브 안에서 회전할 수 없다. 그 대신에, 그것은 상기 하우징을 향하여 상기 그루브의 상기 베벨 표면에 "기어오르고", 그 결과 상기 갭을 실링한다.
옵션 엘라스토머 또는 탄력이 있는 메탈 실(C- 또는 E- 또는 U- 또는 뭔가 다른 적절한 횡단면)은 상기 실링 성과를 향상시키기 위해 사용될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예는 플로팅 커버 실링 시스템을 제공한다. 플로팅 커버는 도 41에 보여진다. 그것은 축방향으로 엄격하게 제한되지 않는 커버로 이루어진다. 그 대신에, 그것은 0.001" 에서 0.005" 또는 그 이상 상기 하우징 위에 뜰 수 있다. 상기 로터의 면은 항상 이 커버와 접촉한다. 상기 면의 나머지가 상기 리지 표면의 수천분의 일인치 아래 크기로 리세스되는 동안, 상기 로터는 실질적으로 커버에 접촉하는 리지를 가질수도 있다. 상기 리지 표면은 단단해지거나, 그렇지 않으면 마모 및 마찰을 줄이기 위해 처리될 수 있다. 나아가, 범위에 있는 상기 그루브는 실링을 한층더 향상시키기 위해 오일 윤활되게 만들어질수 있다.
상기 플로팅 커버를 실링하기 위해, Wankel-스타일 페이스 실을 포함한다.(그루브 안에서 메탈의 스트립처럼 실행되고, 스프링에 의해 힘이 주입된다.) 이 실의 직경은 언제나 상기 로터의 직경보다 약간 커서, 상기 로터가 회전할 때 그것의 원주는 상기 실과 연동한다.
상기 플로팅 커버에 미치는 상기 작동 매체의 작용으로 인한 압력은 상기 플로팅 커버를 상기 로터의 면으로부터 축방향으로 멀어지는 경향이 있을 것이다. 이것을 방해하기 위해, 고정된 커버는 상기 플로팅 커버를 지원할 것이다. 상기 플로팅 커버의 축방향 움직임을 제공하고, 허용오차 증진과 열 팽창을 보상하기 위해, 상기 플로팅 커버는 압축된 가스에 의해 생성되는 축력에 동일하고 반대인 반력을 제공하는 오일 필름에 의해 지지된다.
로터의 한 회전당, 그것은 약간 압축된(10-20 psi) 일정 압력 오일 서플라이로부터 "다시 제공될"것과 같이, 이 필름은 가변적인 두께일 것이다. 도면에서 보여지지 않는 밸브는 상기 압축 챔버에서 압력이 증가하기 시작할 그 때에 공급을 차단할 것이다. 오일 필름은 상기 고정된 커버에 위치되는 폴리머 실의 두 세트 사이의 링 안에 수용될 것이다.
통합된 로터 실시예는 도 42와 43에서 보여진다. 이 도면에서, 직사각형 횡단면을 갖는 게이트는 사용되나, 같은 개념은 이 출원 전부에서 언급된, 원통형의 세그먼트, 타원형, 복합물 등과 같은 뭔가 다른 적절한 횡단면을 적용할 수 있다.
상기 통합적인 로터 실시예에서 상기 로터는 적절한 상기 로터와 견고하게 상기 로터에 붙어 있는 두개의 원통형 엔드 플레이트로 이루어진다. 도 43a)와 b)에서 보이는 바와 같이 엔드 플레이트는 보여지는 것과 같이 피스톤 같은 실 또는 페이스실 또는 둘다일 수 있는 실을 포함한다. 엔드 플레이트는 로터와 통합되어 있기 때문에, 로터와 엔드 플레이트 사이에 누출이 없다.
직사각형 횡단면 게이트는 도 42와 도 43b)와 c)와 d)에 보여지고, 상기 엔드 플레이트와 접촉하는 페이스실을 갖는다. 이 페이스실은 표준 Wankel 타입의 것이고, 도 43 c)에서 보이는 바와 같이 상기 에이펙스 실과 통합될 수도 있다.
도 44는 롤러 에이펙스 실링 시스템을 보여준다. 그것은 게이트와 베인과 직사각형 피스톤과 사용하기 위해 적용될 수 있다. 그것은 움직일 수도 있는 하나 또는 둘의 두개의 표면 사이의 작은(0.001" 에서 0.050" 또는 그 이상) 갭을 실링하기 위해 사용될 수 있다. 그것은 이 두개의 표면에 접촉하는 롤러로 이루어지고, 그것이 다른 하나의 위를 슬라이드하는 동안 그것은 하나의 표면 위를 구른다. 만약 그것이 이동가능한 게이트 또는 로터와 같은 제2실링 멤버와 주기적 관계(예를 들어, 주기적으로 접근하고 로터로부터 멀어지게 움직이는)에 있는 베인을 실링하는 것에 사용되면, 그렇다면, 상기 제2실링 멤버와 접촉하지 않을 동안, 롤러를 포함하기 위해, 도 44 a) 또는 b)에 보이는 것과 같이, 상기 게이트는 탭을 필요로할 것이다. 상기 가스 압력은 힘을 주입하고 이 실을 향상시킨다. 상기 접촉 표면의 하나는 상기 롤러에 대해 슬라이딩 움직임에 있기 때문에, 그것은 오일 지지되는 유체역학적 베어링 표면을 또한 가능하게 하는 윤활을 하면서 그것을 제공하기에 이익이 있다.
로터와 게이트(또는 베인 또는 피스톤 등)는 엔진 커버 또는 통합된 로터의 평탄한 표면을 실링하기 위해 페이스 실을 필요로 한다. 전형적인 페이스 실은 운동의 0에서 0.010"까지 또는 그 이상 어디든지 필요로 한다. 상기 스플릿 페이스 실 시스템의 이면의 주개념은 페이스 실을 사용하는 대신에 표면 자체를 실로서 사용하는 것이다. 이것을 수행하기 위해, 우리는 페이스 실을 필요로 하는 표면을 두개 또는 그 이상의 부분으로 나누고, 두개 또는 그 이상의 부분에 고온 엘라스토머 또는 탄력이 있는 메탈 멤버(중간-면 실)를 제공한다.
이 접근을 설명하기 위해 도 45는 두개의 부분으로 이루어지는 스플릿 로터 페이스 실을 보인다. 이 페이스 실은 슬라이딩 마찰을 줄이기 위해 볼 베어링에 의해 지지되고, 페이스 실은 코일 스프링 또는 웨이브 와셔 스프링(미도시)에 의해 힘이 주입된다. 상기 중간-면 실은 상기 페이스 실에 약간의 에너지를 또한 제공하나, 그것의 주된 기능은 상기 갭을 실링 하는 것이다. 가파른 각도(~12 deg)로 인해, 약 +/- 0.005"인 상기 페이스 실의 수직 움직임은 약 0.001"보다 작은 상기 중간-면 실의 방사상 움직임으로 옮겨진다.
도 43 c)는 두개의 부분으로 이루어지는 스플릿 게이트 페이스 실을 보여준다.
표면이 많은 부분으로 분할되면, 각각은 실링 되어야 하는 0.0001"과 유사한 매우 작은 갭을 필요로한다. 그렇다면, 엘라스토머 또는 탄력이 있는 10-15 psi로 압축된 메탈 오일 대신에 사용될 수도 있다. 오일은 0.0001" 갭을 통해 흐르지 않을 것이고, 그 결과, 에너지와 실링 기능을 모두 제공한다.
유사한 접근은 에이펙스 실을 제공하기 위해 사용된다. 에이펙스 실은 이 구성요서 사이의 상대적인 움직임을 허용하는 동일-평면 또는 동일-반지름 구성요소로 분할되는 게이트 또는 베인 또는 피스톤에 제공될 수도 있다. 이 구성요소의 각각은 그것의 본래의 기능을 실행하고, 다른 구성요소와 독립적으로 힘이 주입된다. 도 45는 베인에 관한 접근예를 보여주는데, 베인은 두개의 베인으로 분할되고, 오일이 사용되어 2개의 베인사이에 수집되고 추가적인 실링을 제공될 경우 에이펙스 실링 기능이 특히 향상되는 것을 제외하고, 각각은 같은 기능을 제공한다. 각 절반의 베인은 이 케이스에는 원심력에 의해 개별적으로 힘이 주입된다. 두개 또는 그 이상의 동일-평면 또는 동일-반지름 베인은 사용될 수도 있다.
로터 면은 로터 면에 반지름 방향으로 퍼져 나가고 로터의 평탄 표면에 배치되는 리지(예를 들어 도 40e를 보라), 딤플, 스트립 등과 같이 방사 특징을 제공하는 것에 의해 또한 향상될 수도 있다. 이 특징은 상기 로터의 평탄 면을 가로지르는 유체의 접선 흐름을 감소시킨다. 이 특징은 혼자서 또는 종래의 페이스 실과 이 출원에서 제공되는 실과 결합하여 사용될 수도 있다.
이 설명은 동일하게 이 출원의 모든 실에 적용할 수 있다. 여기에 제공되는 이 실은 혼자서 또는 서로와 여기에 나타내어진 다른 개념과 결합되어 사용될 수도 있다. 예를 들어, 도 47에 보여지는 에이펙스 실은 촉매 캐리어와 같이 둘이서 함께 쓸수 있다. 그것은 위에서 설명된 것과 같이 연소 반응을 위해 촉매 트리거로 사용되는 얇은 플레이트(0.005" 에서 0.025" 두꺼운 부분 또는 그 이상)에 의해서 형성된다. 상기 플레이트가 평탄하게 유지하는 경향이 있고 상기 하우징 벽쪽으로 상기 플레이트 엔드를 미는 상기 플레이트의 끝에 작용하는 원심력 때문에 그러한 상기 플레이트는 저절로 스프링 하중이 가해지고, 그 결과 실링을 제공한다. 그러한 플레이트의 에지는 상기 로터와 상기 하우징 벽의 가공오차와 열팽창을 위해 커버 쪽으로 오직 수천인치 돌출되어야 한다. 상기 스프링의 소재는 상기 에지의 마모를 줄이기 위해 상기 벽보다 단단한 것으로 선택되어야 한다. 그러한 플레이트(미도시)의 후미 에지의 추가 특징은 상기 로터의 상기 슬롯에 맞서 상기 플레이트에 일정한 예압을 제공하기 위해 사용될 수도 있고, 플레이트는 설치된다. 유사하게 디자인된 페이스 실은 도 47 b)와 e)와 f)에 보여진다. 이 실은 기계로 만들어진 그루브에 또한 앉혀진다. 상기 그루브의 깊이는 상기 페이스 실의 두께와 동일하나, 상기 실은 상기 실의 자연스러운 굴곡으로 인해 0.005에서 0.010" 상기 로터의 면으로부터 돌출된다. 실링은 상기 실의 에지에 의해서 된다.
상기 가스 압력은 힘을 주입하고 이 실을 향상시킨다. 상기 접촉 면의 하나는 상기 롤러에 대해 슬라이딩 운동을 하기 때문에 그것은 오일 지지되는 유체역학적 베어링 표면을 또한 가능하게 하는 윤활을 하면서 그것을 제공하기에 이익이 있다.
본 발명의 여러가지의 실시예는 이 단락 다음의 단락에서 기재된 잠재적인 청구항에 의해 특징지어질 수도 있다.(이 출원의 끝에 제공되는 실제 청구항 이전에) 이 잠재적인 청구항은 이 출원의 작성된 설명의 일 부분을 형성한다. 따라서, 다음의 잠재적인 청구항은 이 출원 또는 이 출원을 바탕으로 하여 우선권을 청구하는 어떠한 출원이라도 포함하는 나중의 과정에서 실제 청구항과 같이 나타내어질 수도 있다.
잠재적인 청구항:
1.흡입구와 배기구를 갖는 하우징;
상기 하우징 안에 회전가능하게 설치되는 로터;
중심 축에 대해 요동운동형태로 피봇하기 위해 장착되고 구동되는 중공실린더의 환상 세그먼트를 포함하고,
상기 세그먼트는 한쌍의 연결된 게이트를 형성하되, 각 끝단은 로터에 주기적으로 접촉하는 제1끝단과 대향되는 제2끝단을 가져서, 상기 하우징 안에 볼륨을 정의하고,
상기 볼륨은 상기 로터의 회전 동안 사이클을 나타내고, 오직 상기 제1끝단만 상기 로터에 접촉할 때, 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가되는 로터리 엔진.
2.흡입구와 배기구를 갖는 하우징;
각각 자석 재질로 형성되며 상기 하우징에 대해 이동가능하게 설치되는 적어도 세개의 피스톤;
상기 하우징 주변에 배치되는 전자기 코일 시리즈를 포함하고,
볼륨이 상기 피스톤과 상기 하우징 사이에 유지되는 사이클을 실행하기 위해, 상기 전자기 코일은 상기 피스톤에 힘을 가하기 위해서 전기적으로 제어되고,
상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가되는 내연기관.
3.하우징 벽의 안쪽 면에 형성된 다수개의 그루브;
각 상기 그르부 안에 배치되는 스프링 하중이 가해지는 실링 스트립;
오일 서플라이에 커플링되며 상기 그루브 사이에 위치하는 상기 하우징 벽에 있는 오리피스;
상기 엔진의 로터와 상기 하우징 벽 사이에 배치되는 플로팅 커버를 포함하고,
상기 플로팅 커버는 상기 로터의 면에 근접한 안쪽면과 상기 하우징 벽의 안쪽 표면에 근접한 바깥면을 가지고, 상기 플로팅 커버의 안쪽면은 대체적으로 상기 로터의 직경에 일치하는 직경을 가지는 그루브와, 상기 플로팅 커버의 상기 그루브 내부에 위치하는 스프링 하중이 가해지는 실링 스트립을 포함하고, 상기 엔진의 실링을 어시스트하기 위해, 상기 오일 서플라이는 가압된 오일이 엔진의 작동매체에 의해 야기되는 플로팅 커버의 안쪽면 상에 축방향 힘에 반대로 플로팅 커버의 바깥면에 축방향 힘을 적용하도록 야기하는 로터리 엔진을 위한 실링 시스템.
4. 제1 멤버에 대해 움직이고, 상기 제1 멤버의 접촉부분에 적어도 주기적으로 접촉하는 제2 멤버에 연관되는 게이트 또는 베인 중 하나인 상기 제1멤버를 위한 로터리 엔진 내부의 에이펙스 실링 시스템에 있어서,
상기 제1 멤버의 상기 접촉부분에 형성되는 리세스와; 상기 제1 멤버가 상기 제2 멤버에 접촉할 때, 상기 제2 멤버에 상기 롤러가 접촉하기 위해 상기 리세스에 회전되게 설치되는 롤러를 포함하는 에이펙스 실링 시스템.
5. 로터리 엔진에서 실링을 위한 실링시스템, 제1멤버가 이동하는 것에 관련하는 상기 제1 멤버와 제2 멤버 사이의 인터페이스에 있어서, 상기 제1멤버는 상기 제2멤버에 접촉하는 에지를 제시하고, 축에 평행하고, 상기 제2멤버에 접촉하고,
상기 에지에 형성되는 적어도 하나의 리세스와, 축방향에 근접하고 상기 적어도 하나의 리세스 안에 설치되고 상기 제2멤버에 연동되는 것을 유지하기 위해 각각에는 스프링 하중이 가해지는 다수개의 스트립을 포함하는 실링시스템.
6. 흡입구와 배기구를 갖는 하우징과,
상기 하우징 안에 회전가능하게 설치되고, 로터의 에지에 형성된 축을 이루는 채널을 가져서 상기 채널이 두개의 완전하게 형성된 엔드 플레이트 사이에 축방향으로 놓이는 상기 로터와,
축방향 채널과 연동가능하고 축방향 채널의 모양과 같은 모양을 갖도록 하기 위해 상기 하우징에 대해 이동가능하게 설치되는 적어도 하나의 게이트를 포함하고,
적어도 하나의 게이트가 상기 로터와 연동되는 동안 상기 적어도 하나의 게이트의 표면과, 상기 로터와, 상기 하우징 사이에 볼륨은 유지된다. 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가되는 로터리 엔진.
7. 로터리 엔진에서 베인 또는 게이트 중 하나의 기능을 하고 축을 따라 이동하는 능력을 가진 제1멤버와, 상기 제1멤버에 대해 이동하는 제2멤버 사이를 실링하는 것을 향상시키기 위한 실링시스템에 있어서, 상기 제1멤버는 축을 따르는 운동의 한계에서 제2멤버에 맞서 결합가능하고, 구성요소의 한쌍을 포함하되, 상기 한쌍은 상기 제1멤버로서 제공한다. 상기 제1멤버의 이동 축을 따라 별도로 이동할 수 있게 하기 위해 상기 한쌍의 각각은 설치되어, 상기 구성요소의 상기 운동 한계에 실링을 향상시키기 위해 각 구성요소가 상기 다른 구성요소에 대해 다르게 이동할 수도 있는 실링시스템.
8. 흡입구와 배기구와 한쌍의 대향 피스톤면을 포함하는 양쪽 피스톤과, 피스톤의 바깥쪽에 동심으로 설치되고 대향된 안쪽 접촉 면의 한쌍을 가지는 하우징과 하우징에 관련된 상기 피스톤에 연동되는 피스톤 엑추에이터를 포함하고, 상기 하우징은 길이방향 축을 따라 상기 피스톤에 대해 왕복 운동으로 이동하고, 각 접촉면은 상기 왕복 운동의 한계에서 상기 피스톤의 상기 피스톤 면 중 대응되는 하나의 근접에서 나타나고, 상기 피스톤 엑추에이터는 상기 피스톤에 대하여 상기 하우징의 상기 운동을 제어하여, 볼륨은 각 피스톤 면과 대응되는 상기 접촉면의 하나 사이로 정의되며, 상기 볼륨은 상기 피스톤에 대해 상기 하우징의 왕복운동 동안 사이클을 나타내고, 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가되는 내연기관.
9. 잠재적인 청구항 8에 있어서, 상기 피스톤 엑추에이터는 상기 피스톤에 대해 상기 하우징의 상기 왕복운동에 일시운전정지를 제공하는 형상을 갖는 캠인 것을 특징으로 하는 내연기관.
10. 잠재적인 청구항 8에 있어서, 상기 피스톤 엑추에이터는 전자기 코일 시스템인 것을 특징으로하는 내연기관.
11. 잠재적인 청구항 8에 있어서, 상기 피스톤과 상기 하우징은 원통형상인 것을 특징으로 하는 내연기관.
12. 흡입구와 배기구를 포함하는 실린더와 상기 실린더 안에서 조정된 왕복운동을 위해 배치되는 한쌍의 피스톤을 포함하고, 상기 피스톤의 각각은 피스톤 면을 갖고, 상기 실린더와 상기 피스톤 면 사이 안의 볼륨을 정의하게 하기 위해 상기 피스톤은 회전하는 동력출력에 얼마간 커플링되고, 상기 볼륨은 상기 피스톤의 왕복 동안 사이클을 나타내고, 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가되는 내연기관.
13. 흡입구와 배기구를 갖는 하우징과, 상기 하우징에 대해 이동가능하게 장착되는 적어도 하나의 피스톤과, 사이클 동안 상기 피스톤을 이동시키기 위한 수단을 포함하여, 볼륨은 상기 피스톤과 상기 하우징 사이에 유지되고, 상기 볼륨은 상기 피스톤의 이동 동안 사이클을 나타내고, 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가되는 내연기관.
14. 잠재적인 청구항 13에 있어서, 상기 피스톤은 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진.
15. 이너로터를 포함하고, 상기 이너로터는 다수개(N)개의 로브(lobe)와 수납부재를 가지고, 상기 이너로터는 상기 수납부재의 축에 대해 배치되는 축에 대해 회전하도록 움직이고, 상기 수납부재는 연속적인 로브와 결합하기 위한 N+1개의 리세스를 가지고,
상기 수납부재에 대해 상기 이너로터의 회전을 야기시키기 위한 구동기를 포함해서, 볼륨은 상기 이너로터의 각 로브와 상기 수납부재의 대응되는 리세스를 고려하여 정해지고,
상기 볼륨은 사이클을 나타내고, 상기 볼륨은 제1양에서 제2양까지의 상기 사이클의 압축 구간에서 감소되고, 상기 볼륨은 사이클의 열량 부가 구간 동안 상기 제2양에서 실질적으로 일정하게 유지되고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가되는 로터리 엔진.
16. 잠재적인 청구항 15에 있어서, 흡입구와 배기구를 갖는 하우징을 더 포함하고, 상기 이너로터는 상기 하우징에 대해 제1방향으로 회전하고, 상기 수납부재는 상기 하우징에 대해 제2방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 엔진.
17. 잠재적인 청구항 15에 있어서, 상기 수납부재는 흡입구와 배기구를 갖는 상기 하우징의 부분인 것을 특징으로 하는 엔진.
위에서 설명되는 발명의 실시예는 오직 본보기일 예정이다; 다양한 변형과 수정은 당업자에게 명백할 것이다. 어떠한 첨부된 청구항에서도 정의된 바와 같이 모든 그러한 변형과 수정은 본 발명의 범위 안에 있을 예정이다.
부호 없음

Claims (18)

  1. 흡입구와 배기구를 가지는 하우징과,
    상기 하우징에 회전가능하게 설치되는 로터와,
    두개의 게이트를 포함하며,
    각 게이트는 상기 하우징에 대하여 이동가능하게 설치되어, 각 게이트는 적어도 주기적으로 로터에 연동되고, 상기 2개의 게이트 중 적어도 1개가 상기 로터와 연동하는 동안 볼륨은 상기 적어도 1개의 게이트의 표면, 상기 로터 및 상기 하우징 사이에 의해 유지되고, 상기 볼륨은 로터의 회전 동안 사이클을 나타내고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 압축 구간에서 제1양에서 제2양으로 감소하고, 상기 볼륨은 상기 사이클의 열량 부가 구간동안 상기 제2양으로 실질적으로 일정하게 유지되며, 상기 볼륨은 상기 사이클의 팽창 구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가하는 것을 포함하는 로터리 엔진.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게이트는 상기 하우징에 대하여 슬라이딩 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 게이트는 상기 하우징에 대하여 피봇가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 피봇가능하게 설치된 게이트는 상기 하우징의 바깥벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 게이트에 커플링되는 2개의 캠을 더 포함하며,
    상기 캠은 상기 로터의 회전에 동조되는 구동 시스템에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
  6. 적어도 하나의 흡입구와 적어도 하나의 배기구를 갖는 하우징과;
    상기 하우징에 회전가능하게 설치되며, 각각이 상기 적어도 하나의 흡입구 중 하나 또는 상기 적어도 하나의 배기구 중 하나에 커플링되는 복수개의 로터와;
    각각이 상기 로터의 하나와 연결되고, 접촉되는 복수개의 게이트와;
    적어도 하나의 연소 챔버를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 연소 챔버 각각은 상기 로터의 한 쌍 중 각각에 연결되고, 상기 로터의 한 쌍 중 제1로터는 상기 적어도 하나의 흡입구 중 하나에 커플링되고, 상기 로터의 한 쌍 중 제2로터는 상기 적어도 하나의 배기구 중 하나에 커플링 되며,
    상기 제1 및 제2 로터는 동기 이동하며,
    공기의 압축 볼륨이 상기 제1로터의 대응되는 연소 챔버에 주기적으로 연결되는 것에 의해, 상기 제1로터와 그것의 게이트는 상기 제1로터가 회전하는 동안 상기 하우징과 관련하여 엔진 사이클의 압축 구간을 나타내는 압축 볼륨을 정의하며,
    상기 제1로터의 연소 챔버의 연소 혼합물이 팽창 볼륨에 주기적으로 커플링되는 것에 의해, 상기 제2로터와 그것의 게이트는 상기 제2로터가 회전하는 동안 상기 하우징과 관련하여 상기 엔진 사이클의 팽창 구간을 나타내는 상기 팽창볼륨을 정의하며,
    상기 압축 볼륨은 상기 사이클의 압축구간에서 제1양에서 제2양으로 감소하며, 연소가 일어나는 때의 볼륨은 상기 사이클의 열량 부가 구간동안 상기 제2양으로 일정하게 유지되며, 상기 팽창 볼륨은 상기 사이클의 팽창구간에서 상기 제1양보다 큰 제3양으로 증가하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
  7. 흡입구와, 배기구와, 곡률의 일정한 반경으로 특징지어지는 제1아치형 세그먼트 및 제1세그먼트 형상과 다르게 특징지어지는 제2아치형 세그먼트를 갖는 내부 표면을 가진 하우징과;
    상기 하우징의 상기 제1세그먼트와 동심으로 회전가능하게 설치되고, 리세스를 가진 부분을 제외한 일정 반경 원통형의 표면을 가진 c-캠 주위에 동심으로 배치되는 로터와;
    상기 c-캠에 접촉하기 위해 상기 로터 안에 이동가능하게 설치되고, 상기 로터, 상기 c-캠 및 상기 하우징과 압축 볼륨을 정의하는 적어도 하나의 압축 베인과;
    상기 하우징의 안쪽 표면에 접촉을 위해 상기 로터에 이동가능하게 설치되고 상기 로터 및 상기 하우징과 팽창 볼륨을 정의하는 적어도 하나의 팽창 베인과;
    상기 로터 안에 배치되고, 상기 적어도 하나의 압축 베인과 상기 적어도 하나의 팽창베인에 연결되는 연소 챔버를 포함하고,
    상기 압축 볼륨은 작동매체의 압축된 볼륨이 상기 연소 챔버에 주기적으로 커플링되는 것에 의해 로터의 회전동안 압축사이클을 나타내며,
    상기 팽창 볼륨은 상기 연소 챔버 안에 있는 연소 물질이 주기적으로 상기 팽창 볼륨에 커플링되는 것에 의해 상기 로터의 회전 동안 팽창 사이클을 나타내는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
  8. 제 7항에 있어서,
    복수개의 압축 베인과, 복수개의 팽창베인과, 복수개의 연소 챔버를 더 포함하고, 상기 연소 챔버의 각각은 대응되는 압축 베인 및 대응되는 팽창 베인과 연결되는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 압축 베인과 상기 적어도 하나의 팽창 베인은 피봇가능하게 설치되거나 슬라이딩 가능하게 설치되는 것 중 하나에 의해 상기 로터에 설치되는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 로터와 상기 하우징 사이에 실링을 제공하기 위해 상기 로터 안에 설치되는 복수개의 c-링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 베인의 가이드 동작을 위해 상기 하우징 안에 형성되는 복수개의 그루브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
  12. 흡입구와 배기구를 갖는 하우징과;
    상기 하우징 안에 배치되는 저압 챔버와 고압 챔버를 포함하고,
    상기 저압 챔버는 상기 고압 챔버보다 크고, 각 챔버는 에피트로코이드-모양 내부를 가지고, 그곳에 엔진 사이클에 걸쳐 세개의 캐비티를 형성하기 위해, 상기 대응되는 챔버안에서 편심되게 이동하기 위해 회전하게 설치되는 세개의 에이펙스 로터가 배치되고, 세개의 캐비티는 흡입, 압축, 중간, 팽창의 기능을 다루고, 그러한 기능의 세개는 각 챔버에서 어느 주어진 시간에 작용하고,
    상기 저압 챔버에서 압축을 핸들링하는 상기 캐비티는 상기 고압챔버에 흡입을 핸들링하는 상기 캐비티에 커플링되고,
    상기 고압 챔버에서 팽창을 핸들링하는 상기 캐비티는 상기 저압챔버에서 팽창을 핸들링하는 상기 캐비티에 커플링되고,
    상기 고압챔버에서 중간 기능을 핸들링하는 상기 캐비티는 그 안에서 연소를 하기 위해 열량 부가를 핸들하는 것을 특징으로 하는 내연기관.
  13. 내연기관의 로터를 하우징에 관하여 실링하기 위한 시스템으로서, 상기 로터는 에지와 면을 갖으며, 상기 시스템은,
    상기 에지에 근접하여 상기 로터에 대향하여 형성되고, 방사상의 내향벽과 방사상의 외향벽을 갖으면서, 상기 방사상 외향벽 안에 위치하는 베벨(bevel)을 갖는 그루브와;
    상기 그루브에 배치되고 상기 그루브에 접촉하는 등각 표면을 갖는 실링 스트립을 포함하고,
    상기 실링 스트립은 상기 하우징에 마찰 접촉을 하며,
    상기 하우징은 상기 실링 스트립에 실질적으로 평탄한 표면을 제시하고,
    상기 마찰은 상기 스트립이 상기 로터에 대해서 미량으로 회전하도록 하며, 상기 그루브의 바깥 방향으로 미량으로 축방향 이동하도록 하여, 상기 스트립과 상기 하우징 사이의 갭을 줄이고, 상기 로터와 상기 하우징 사이의 실링을 증가시키는 것을 특징으로 하는 내연기관의 로터를 하우징에 관하여 실링하기 위한 시스템.
  14. 혼합물의 상태가 임계치 이하에서 임계치까지 변화될 때 연료-공기 혼합물의 연소를 야기하는 예혼합 압축착화기관 방식의 향상된 로터리 내연기관으로서, 상기 내연기관은,
    상기 혼합물로부터 숨겨지며, 기계적인 기재에 있는 촉매 표면과;
    상기 혼합물이 최소 볼륨 상태 아래에 있을 때 상기 촉매 표면이 상기 혼합물에 노출되도록 하는 것에 의해 연소를 점화하기 위한 트리거(trigger)를 포함하는 향상된 로터리 내연기관.
  15. 제 14항에 있어서,
    로터가 사이클에서 특정 각도 범위에 도달할 때마다 노출되는 방식으로, 상기 트리거는 엔진의 로터 상에 직접적으로 위치하는 촉매 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 내연기관.
  16. 제 14항에 있어서,
    로터가 사이클에서 특정 각도 범위에 도달할 때마다 노출되는 방식으로, 상기 트리거는 엔진의 하우징의 일 위치에 배치되는 촉매 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 로터리 내연기관.
  17. 동력 출력의 조절을 허용하는 HEHC엔진 작동 방법으로서, 상기 방법은,
    사이클의 열량 부가 구간에서 연료를 볼륨에 공급하는 것과;
    연료의 연소를 야기하는 것과;
    연료가 공급될 때의 공급된 연료의 양이 실질적으로 모든 사이클에서 일정하게 하여 연료가 공급되는 각 사이클에서 최대 동력을 생성하는 것과;
    상기 엔진의 소정의 동력 출력을 생성하기 위하여 단위시간당 충분한 사이클 수에 걸쳐 연료 공급이 일어나도록 제어하는 것과;
    연료 공급이 보류되는 각 사이클을 위해 사이클의 상기 열량 부가 구간동안 상기 엔진 벽 자체 또는 열교환기 중 적어도 하나로부터 공급되는 열량에 의해 열량을 공급하는 것을 특징으로 하는 동력 출력의 조절을 허용하는 HEHC엔진 작동 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 HEHC엔진은 청구항1항, 6항, 7항, 12항 중 어느 하나에 따른 엔진 인 것을 특징으로 하는 HEHC엔진 작동 방법.
KR1020117005225A 2008-08-04 2009-08-04 정적 열량 부가 엔진 및 방법 KR20110040978A (ko)

Applications Claiming Priority (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8592808P 2008-08-04 2008-08-04
US61/085,928 2008-08-04
US14988909P 2009-02-04 2009-02-04
US61/149,889 2009-02-04
US15453909P 2009-02-23 2009-02-23
US61/154,539 2009-02-23
US18462709P 2009-06-05 2009-06-05
US61/184,627 2009-06-05
US21949509P 2009-06-23 2009-06-23
US61/219,495 2009-06-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110040978A true KR20110040978A (ko) 2011-04-20

Family

ID=41664166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117005225A KR20110040978A (ko) 2008-08-04 2009-08-04 정적 열량 부가 엔진 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (3) US8863724B2 (ko)
EP (1) EP2321498A2 (ko)
JP (1) JP2011530044A (ko)
KR (1) KR20110040978A (ko)
CN (1) CN102203384A (ko)
CA (1) CA2732810A1 (ko)
WO (1) WO2010017199A2 (ko)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005071230A2 (en) 2004-01-12 2005-08-04 Liquidpiston, Inc. Haybrid cycle combustion engine and methods
CA2657959A1 (en) 2006-08-02 2008-02-07 Liquidpiston, Inc. Hybrid cycle rotary engine
KR20110040978A (ko) * 2008-08-04 2011-04-20 리퀴드피스톤 인크. 정적 열량 부가 엔진 및 방법
KR100936347B1 (ko) * 2009-05-06 2010-01-12 기덕종 분리형 로터리 엔진
JP2013521433A (ja) * 2010-03-01 2013-06-10 ブライト エナジー ストレージ テクノロジーズ，エルエルピー． 回転式圧縮機−膨張機システムならびに関連する使用および製造方法
US20110247583A1 (en) 2010-04-12 2011-10-13 Liquidpiston, Inc. Internal Combustion Engine and Components Therefor
US9267504B2 (en) 2010-08-30 2016-02-23 Hicor Technologies, Inc. Compressor with liquid injection cooling
US8794941B2 (en) 2010-08-30 2014-08-05 Oscomp Systems Inc. Compressor with liquid injection cooling
CN103492720B (zh) * 2010-08-30 2016-08-03 海客尔技术公司 通过液体喷射进行冷却的压缩机
WO2012030741A2 (en) 2010-08-30 2012-03-08 Oscomp Systems Inc. Compressor with liquid injection cooling
US20120204829A1 (en) * 2011-02-10 2012-08-16 Reza Fatemi Rotary engine
EP2691607B1 (en) 2011-03-29 2016-07-20 LiquidPiston, Inc. Cycloid rotor engine
WO2013003654A2 (en) 2011-06-28 2013-01-03 Bright Energy Storage Technologies, Llp Semi-isothermal compression engines with separate combustors and expanders, and associated system and methods
WO2013053062A1 (en) 2011-10-14 2013-04-18 Gullivert Technologies Inc. Belt and support for a rotor mechanism in a rotary apparatus and rotary apparatus comprising same
SG10201708784YA (en) 2013-01-25 2017-12-28 Liquidpiston Inc Air-cooled rotary engine
US9890654B2 (en) * 2013-03-15 2018-02-13 Marc Weber Gas driven motor
CN103233824B (zh) * 2013-04-28 2015-08-26 李宜平 一种发动机控容恒压系统
US9435257B2 (en) * 2014-04-02 2016-09-06 Customachinery Inc. HCCI rotary engine with variable compression ratio control
CA2977569C (en) 2015-03-10 2024-01-23 Liquidpiston, Inc. High power density and efficiency epitrochoidal rotary engine
CA2979254C (en) 2015-03-30 2023-10-24 Hicor Technologies, Inc. Compressor with liquid injection cooling
US10077772B2 (en) 2016-03-08 2018-09-18 Jon Trip Rotary compressor/pump
US10465629B2 (en) 2017-03-30 2019-11-05 Quest Engines, LLC Internal combustion engine having piston with deflector channels and complementary cylinder head
US10989138B2 (en) 2017-03-30 2021-04-27 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US10590834B2 (en) 2017-03-30 2020-03-17 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US10590813B2 (en) 2017-03-30 2020-03-17 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US10526953B2 (en) 2017-03-30 2020-01-07 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US10598285B2 (en) 2017-03-30 2020-03-24 Quest Engines, LLC Piston sealing system
US11041456B2 (en) 2017-03-30 2021-06-22 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US10753308B2 (en) 2017-03-30 2020-08-25 Quest Engines, LLC Internal combustion engine
US11434904B2 (en) 2017-04-28 2022-09-06 Quest Engines, LLC Variable volume chamber device
WO2018201045A1 (en) 2017-04-28 2018-11-01 Quest Engines, LLC A variable volume chamber device
US10883498B2 (en) 2017-05-04 2021-01-05 Quest Engines, LLC Variable volume chamber for interaction with a fluid
US10995709B2 (en) * 2017-07-05 2021-05-04 Honda Motor Co., Ltd. Engine peripheral structure
US10808866B2 (en) 2017-09-29 2020-10-20 Quest Engines, LLC Apparatus and methods for controlling the movement of matter
US11134335B2 (en) 2018-01-26 2021-09-28 Quest Engines, LLC Audio source waveguide
WO2019147963A1 (en) 2018-01-26 2019-08-01 Quest Engines, LLC Method and apparatus for producing stratified streams
US11066985B2 (en) * 2019-06-03 2021-07-20 Michael Francis O'connor Rotary roller motor (RRM)
CN109826703B (zh) * 2019-04-18 2023-02-28 井文贵 一种转臂发动机和发动机组
CN111997747B (zh) * 2020-07-20 2022-05-24 北京工业大学 一种可回收氧气的零排放压燃式二冲程转子机及其控制方法
MX2023002474A (es) * 2020-08-27 2023-07-20 Halo3 Holdings Llc Diseño de motor de combustión sin pistones con volante de inercia para un consumo de combustible bajo.
US11085298B1 (en) 2020-12-03 2021-08-10 Marlin Harold Thompson Rotary internal combustion engine
CN113006934B (zh) * 2021-03-12 2022-08-02 北京工业大学 一种点燃式柴油转子机及其控制方法
WO2024044415A1 (en) 2022-08-25 2024-02-29 Liquidpiston, Inc. Rotary engine with axially symmetric ring gears
WO2024054830A1 (en) 2022-09-06 2024-03-14 Liquidpiston, Inc. Two-stroke rotary engine with improved inlet and outlet ports

Family Cites Families (203)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US813018A (en) * 1902-04-25 1906-02-20 Moses S Okun Rotary engine and motor.
US748348A (en) 1902-06-16 1903-12-29 Cooley Epicycloidal Engine Dev Company Rotary fluid-engine.
US939751A (en) * 1909-02-27 1909-11-09 George Schulz Rotary engine.
US1061142A (en) 1909-10-21 1913-05-06 Nikola Tesla Fluid propulsion
US1144921A (en) 1914-06-24 1915-06-29 Chester N Stever Gas-engine.
US1329559A (en) 1916-02-21 1920-02-03 Tesla Nikola Valvular conduit
US1225056A (en) * 1916-05-02 1917-05-08 Lewis W Riggs Rotary internal-combustion engine.
US1434446A (en) * 1918-11-25 1922-11-07 James W Mcqueen Rotary engine
US1406140A (en) * 1919-11-24 1922-02-07 Anderson Axel Julius Rotary engine
US1976042A (en) 1929-06-12 1934-10-09 George W Skouland Rotary internal combustion engine
GB420860A (en) 1933-02-04 1934-12-10 Bernard Bischof Improvements in and relating to rotary piston internal combustion engines
US2070138A (en) 1935-06-28 1937-02-09 Martin Brian Leonard Rotary internal combustion engine
US2091411A (en) 1936-06-15 1937-08-31 Mallory Marion Internal combustion engine
US2175265A (en) * 1936-10-15 1939-10-10 Gustave J Ornauer Rotary engine
US2344496A (en) 1943-08-26 1944-03-21 Conradt Walter Internal combustion engine
US2547374A (en) 1946-12-06 1951-04-03 Biagio A Carideo Rotary engine
US2530281A (en) 1947-03-26 1950-11-14 Barsby Charles Rutland Rotary internal-combustion engine
US2762346A (en) * 1952-12-08 1956-09-11 Robert S Butts Rotary internal combustion engine
US2766737A (en) 1954-06-08 1956-10-16 Sprinzing William Injection valve for rotary type internal combustion engine
FR1153857A (fr) 1955-04-14 1958-03-28 Moteur rotatif
US3064880A (en) 1957-09-19 1962-11-20 Nsu Motorenwerke Ag Sealing arrangement for rotary mechanism
US3010440A (en) 1957-12-18 1961-11-28 Roth Adolf Internal combustion engine with double acting pistons
US2997848A (en) * 1958-12-04 1961-08-29 Peter J Snyder Rotary engine
US3026811A (en) 1959-04-28 1962-03-27 Louis E Van Beuning Rotary pump
US3098605A (en) 1960-05-27 1963-07-23 Curtiss Wright Corp Cooling and lubrication system for rotary mechanisms
US3102682A (en) 1961-02-10 1963-09-03 Nsu Motorenwerke Ag Neckarsulm Liquid cooling for the rotor of a rotating-piston engine
US3112870A (en) 1961-06-06 1963-12-03 Curtiss Wright Corp Air cooled rotor for rotary mechanism
DE1175942B (de) 1961-06-13 1964-08-13 Nsu Motorenwerke Ag Luftgekuehltes Gehaeuse fuer Rotationskolben-Brennkraftmaschinen
FR1301866A (fr) 1961-06-29 1962-08-24 Renault Moteur rotatif à distributeur tournant
US3120921A (en) 1961-07-25 1964-02-11 Royalty Holding Corp Automatically adjusting and compensating seal means for rotary machines
US3244157A (en) * 1961-07-26 1966-04-05 Rotor Societa Meccanica Italia Rotary fluid engine with driven vanes, particularly for internal combustion engines
US3139233A (en) 1962-04-30 1964-06-30 Curtiss Wright Corp Seal construction for rotary mechanisms
GB1046504A (en) 1962-06-06 1966-10-26 William Hayter Rotary piston internal combustion engines or pumps
DE1224982B (de) 1963-03-07 1966-09-15 Nsu Motorenwerke Ag Fluessigkeitskuehlung fuer Kolben von Kreiskolbenmaschinen
US3148671A (en) 1963-05-14 1964-09-15 Bottorff Frank Fuel control for internal combustion engines
US3220388A (en) * 1963-06-21 1965-11-30 Dwight M Brown Rotary internal combustion engine
FR1395578A (fr) 1963-10-11 1965-04-16 Moteur à combustion interne
GB1008745A (en) 1963-11-27 1965-11-03 Rolls Royce Improved rotary piston internal combustion engines
FR1398965A (fr) 1964-04-04 1965-05-14 Renault Rotor de moteur rotatif
US3215129A (en) 1965-02-15 1965-11-02 Otto W Johnson Rotary internal combustion motor
US3316887A (en) * 1965-05-24 1967-05-02 William M Melvin Rotary engine
DE1451761C3 (de) 1965-08-28 1974-04-04 Franz Joseph Prof. Dipl.Ing. 7750 Konstanz Huf Parallel- und innenachsige Zweitakt-Rotationskolbenmaschine mit Kämmeingriff
GB1070429A (en) 1965-11-13 1967-06-01 Rolls Royce Compound rotary piston type internal combustion engine
US3422801A (en) * 1965-11-15 1969-01-21 Kiyoshi W Mido Rotary combustion engines
DE1526392A1 (de) 1966-03-17 1970-04-23 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Rotationskolbenbrennkraftmaschine,insbesondere Kreiskolbenbrennkraftmaschine
US3441007A (en) * 1966-11-10 1969-04-29 Johannes Kwaak Rotary piston engine
US3503374A (en) 1967-02-20 1970-03-31 Ehrlich Eng Ltd Oscillating vane machines
US3408991A (en) 1967-07-12 1968-11-05 William B Pritchett Jr Oscillating machine
US3508530A (en) 1968-05-23 1970-04-28 Dynatech Corp Internal combustion engine
GB1313842A (en) 1969-02-07 1973-04-18 Jones A A Rotary engines
US3587547A (en) 1969-07-09 1971-06-28 Ambac Ind Fuel injection system and apparatus for use therein
US3595014A (en) 1969-12-30 1971-07-27 Mcmaster Harold Rotary engines
US3658447A (en) 1970-04-09 1972-04-25 Charles Bancroft Pressure sealing assemblies for rotary vane piston devices
DE2019177C3 (de) * 1970-04-21 1978-08-31 Audi Nsu Auto Union Ag, 7107 Neckarsulm Aufladbare Kreiskolben-Brennkraftmaschine
US3687117A (en) 1970-08-07 1972-08-29 Viktor Mitrushi Panariti Combustion power engine
GB1366883A (en) 1970-09-01 1974-09-18 Secr Defence Rotary piston internal combustion engine
US3872838A (en) 1970-11-30 1975-03-25 Volkswagenwerk Ag Combustion engine having a rotary type piston arrangement
US3692002A (en) * 1971-02-08 1972-09-19 Robert H Williams Rotary internal combustion engine
US3815555A (en) 1971-03-19 1974-06-11 Europ De Propulsion Sa Hydraulic heat engine
US3732689A (en) 1971-05-24 1973-05-15 Yanmar Diesel Engine Co Compound diesel engine of rotary-piston type
US3797464A (en) * 1971-12-06 1974-03-19 H Abbey Balanced rotary combustion engine
US3754534A (en) 1971-12-23 1973-08-28 Gen Motors Corp Rotary combustion engine ignition
US3769788A (en) 1972-03-09 1973-11-06 Conservor Inc Low pollution, high efficiency prime mover system and process
US3980064A (en) 1972-04-03 1976-09-14 Nissan Motor Co., Ltd. Internal combustion engine
US3924576A (en) 1972-05-12 1975-12-09 Gen Motors Corp Staged combustion engines and methods of operation
US3845745A (en) 1972-07-03 1974-11-05 C Dunlap Water injection system for an internal combustion engine
US3844117A (en) 1972-08-04 1974-10-29 T Ryan Positive displacement brayton cycle rotary engine
US3809024A (en) * 1972-08-14 1974-05-07 H Abbey Four-stroke and two-stroke rotary internal combustion engine
US3815561A (en) 1972-09-14 1974-06-11 Bendix Corp Closed loop engine control system
CA977686A (en) * 1972-10-13 1975-11-11 Lloyd D. Chisholm Rotary engine
US3795227A (en) * 1972-10-24 1974-03-05 Curtiss Wright Corp Rotary combustion engine with improved firing system
US3854999A (en) 1972-11-01 1974-12-17 Gen Electric Mercuric oxide electrode and method of forming
US3885799A (en) 1972-12-05 1975-05-27 William H Bibbens Sealing assembly
US3851999A (en) 1972-12-05 1974-12-03 William H Bibbens Sealing assembly
US3834845A (en) 1973-05-02 1974-09-10 Outboard Marine Corp Side gas seal means for rotary mechanisms
US3978825A (en) 1973-07-13 1976-09-07 Paul Rogers Rotary internal combustion engine
US3845562A (en) 1973-08-16 1974-11-05 Mobil Oil Corp Method and apparatus for determining the thickness of a gap between elements
US3855972A (en) * 1973-09-28 1974-12-24 Curtiss Wright Corp Rotary combustion engine with improved firing system
JPS5217187B2 (ko) 1973-12-21 1977-05-13
US4083663A (en) 1974-01-11 1978-04-11 Lionel Morales Montalvo Rotary engine with pistons and lenticular valves
US3899875A (en) 1974-01-16 1975-08-19 Robert A Oklejas Gas regeneration tesla-type turbine
JPS50102711A (ko) 1974-01-25 1975-08-14
DE2405557A1 (de) 1974-02-06 1975-08-07 Volkswagenwerk Ag Rotationskolben-brennkraftmaschine
US3872839A (en) 1974-03-28 1975-03-25 Charles R Russell Rotary piston engine
US4059068A (en) 1974-06-10 1977-11-22 Rhone-Poulenc-Textile Apparatus for treating filamentary products
US3926169A (en) 1974-06-21 1975-12-16 Fuel Injection Dev Corp Combined fuel vapor injector and igniter system for internal combustion engines
US3930767A (en) 1974-07-16 1976-01-06 General Motors Corporation Circular rotor side seal for rotary machines
DE2438410A1 (de) 1974-08-09 1976-02-19 Ind Empresa De Const Maschine mit linsenfoermigen drehkolben und -ventilen
US4028892A (en) 1974-09-09 1977-06-14 General Motors Corporation Turbocharged two-cycle engine with positive blower and internally mounted aftercooler
US3921596A (en) * 1974-09-11 1975-11-25 John E Schulz Concentric rotary engine
US3998572A (en) 1974-11-29 1976-12-21 Sealed Power Corporation Spacer-spring for rotary piston engines
US3998049A (en) 1975-09-30 1976-12-21 G & K Development Co., Inc. Steam generating apparatus
US4178900A (en) * 1975-11-19 1979-12-18 Larson Dallas J Rotary internal combustion engine
JPS52118112U (ko) 1976-03-04 1977-09-07
US4047856A (en) 1976-03-18 1977-09-13 Hoffman Ralph M Rotary steam engine
US4080935A (en) * 1976-06-04 1978-03-28 Leonard Olson Rotary internal combustion engine
US4060352A (en) 1976-10-14 1977-11-29 Curtiss-Wright Corporation Sealing grid system for rotary piston mechanism of the Wankel type
US4116593A (en) 1976-11-08 1978-09-26 Charles Jones Lubricant metering system for rotary piston mechanism
US4068986A (en) 1977-02-25 1978-01-17 Vukasin Todorovic Sealing means for radial faces of piston in orbital piston device
US4083446A (en) * 1977-04-25 1978-04-11 Schuchman Sr Frederick E Combination card holder and decorative element
AU530028B2 (en) 1977-05-26 1983-06-30 Ralph Sarich Tony Sealing member for orbital or rotary motors
SU839335A1 (ru) 1978-05-04 2000-03-20 Волжское объединение по производству легковых автомобилей Торцовое уплотнение роторно-поршневого двс
US4187062A (en) 1978-07-17 1980-02-05 Traut Earl W Bypass rotary gas expansion motor
US4297090A (en) 1979-10-29 1981-10-27 Trochoid Power Corporation Rotary expansion power unit with valve disc connected to crankshaft
JPS5930769Y2 (ja) 1980-02-26 1984-09-01 大東プレス工業株式会社 ひさし付き後視鏡
JPS56122601A (en) * 1980-02-29 1981-09-26 Kawasaki Steel Corp Universal rolling method
GB2072750B (en) 1980-03-28 1983-10-26 Miles M A P Rotary positive-displacement fluidmachines
US4381745A (en) 1980-04-10 1983-05-03 Firey Joseph C Porous burner diesel engine
US4446829A (en) * 1981-01-07 1984-05-08 Yeager Zema O Rotary internal combustion engine
US4401070A (en) 1981-03-31 1983-08-30 Mccann James L Rotary engine
EP0068104B1 (en) 1981-06-20 1985-01-16 Norton Motors (1978) Limited Air or charge cooled rotor for a rotary engine
US4423710A (en) * 1981-11-09 1984-01-03 Williams Robert H High compression rotary engine
US4399863A (en) 1981-12-21 1983-08-23 Institute Of Gas Technology Floating seal system for rotary devices
DE3242505C2 (de) * 1982-11-18 1986-05-15 E. Günther 4000 Düsseldorf Bukowski Vier-Takt-Kreiskolben-Verbrennungsmotor
JPS5979002U (ja) 1982-11-18 1984-05-29 美津濃株式会社 靴底
JPS6272402A (ja) 1985-09-27 1987-04-03 Nippon Stainless Steel Co Ltd 丸コバ平鋼の製造方法
US4741164A (en) 1985-10-15 1988-05-03 Slaughter Eldon E Combustion engine having fuel cut-off at idle speed and compressed air starting and method of operation
NL8602404A (nl) 1986-09-23 1988-04-18 Veg Gasinstituut Nv Werkwijze voor het uitvoeren van een gasverbrandingsproces, onder terugwinning van een gedeelte van in de verbrandingsgassen aanwezige warmte.
JP2865661B2 (ja) 1987-02-18 1999-03-08 株式会社日立製作所 エンジンの状態判別型適応制御装置
DE3705313A1 (de) 1987-02-19 1987-10-08 Franz Josef Knott Pendelkolbenmaschine
US4817567A (en) * 1987-12-30 1989-04-04 Wilks Ronald C Rotary piston engine
US4898522A (en) 1988-04-07 1990-02-06 Teledyne Industries, Inc. System for cooling the rotary engine rotor
GB8813088D0 (en) 1988-06-03 1988-07-06 Bell A Liquid piston i c engine
JPH061741Y2 (ja) 1988-08-27 1994-01-19 株式会社森木工 パチンコ機機枠
KR900003511A (ko) 1988-08-29 1990-03-26 양기와 로터리 피스톤 엔진
BE1002364A4 (fr) 1988-12-30 1991-01-15 Schmitz Gerhard Moteur a combustion interne a deux temps etages.
JP2800844B2 (ja) 1990-07-27 1998-09-21 株式会社島津製作所 Ｔｏｃ計の試料導入装置
US5127369A (en) 1991-05-21 1992-07-07 Goldshtik Mikhail A Engine employing rotating liquid as a piston
DE4140316A1 (de) 1991-12-06 1993-06-09 Peter 5780 Bestwig De Nagel Kreiskolbenmotor
TW263550B (ko) 1992-03-05 1995-11-21 Rene Linder
US5228414A (en) 1992-09-10 1993-07-20 Robert D. Hall Valveless two-stroke-cycle oscillating engine
DE4239927A1 (de) * 1992-11-27 1994-06-09 Matthias Poeschmann Schieberventilgesteuerter Rotationskolbenmotor
RU2078221C1 (ru) 1993-02-02 1997-04-27 Валерий Борисович Веселовский Русский ротор веселовского "ррв"
DE4305669A1 (de) * 1993-02-24 1994-08-25 Miao Hua Ovalumdrehungsverbrennungs-Motor
JPH06323159A (ja) 1993-05-10 1994-11-22 Yoshiaki Yonekawa レシプロエンジン
US5501162A (en) 1993-07-19 1996-03-26 Kravets; Alexander Method of fuel combustion
CN1045119C (zh) 1993-09-16 1999-09-15 枢轴转动工程技术有限公司 内燃机
DE4432688C2 (de) 1993-09-24 1995-08-24 Josef Schmidt Rotationskolbenmotor
US5433179A (en) * 1993-12-02 1995-07-18 Wittry; David B. Rotary engine with variable compression ratio
IT1272806B (it) 1994-09-13 1997-06-30 Pomezia Srl "sistema di manovellismo per la trasformazione del moto rettilineo alternato in moto rotatorio, in particolare adatto per motori endotermici alternativi".
NL9401729A (nl) * 1994-10-19 1996-06-03 Lambertus Hendrik De Gooijer Verbrandingsmotor.
US5595059A (en) 1995-03-02 1997-01-21 Westingthouse Electric Corporation Combined cycle power plant with thermochemical recuperation and flue gas recirculation
JP3842331B2 (ja) 1995-05-26 2006-11-08 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関の燃料供給のための燃料供給装置及び内燃機関を運転する方法
WO1997004225A1 (en) 1995-07-18 1997-02-06 Revolution Engine Technologies Pty. Ltd. Opposed piston combustion engine
US5711268A (en) 1995-09-18 1998-01-27 C & M Technologies, Inc. Rotary vane engine
US5623894A (en) 1995-11-14 1997-04-29 Caterpillar Inc. Dual compression and dual expansion engine
US5799636A (en) 1996-03-16 1998-09-01 Fish; Robert D. Split cycle engines
FR2748776B1 (fr) 1996-04-15 1998-07-31 Negre Guy Procede de moteur a combustion interne cyclique a chambre de combustion independante a volume constant
US5755197A (en) * 1996-04-26 1998-05-26 Oplt; Frank G. Rotary engine
CN1206448A (zh) * 1996-09-06 1999-01-27 梅列季斯·埃莱夫塞里奥斯 具有再生式预热作用的有叶转子发动机
GR1002755B (el) 1996-09-06 1997-08-27 Περιστροφικος θερμοκινητηρας με εσωτερικη προθερμανση.
US5755100A (en) 1997-03-24 1998-05-26 Stirling Marine Power Limited Hermetically sealed stirling engine generator
US5865608A (en) * 1997-04-21 1999-02-02 Goodman; William A. Air flow system for circular rotary type engines
JPH1182209A (ja) * 1997-08-29 1999-03-26 Unisia Jecs Corp 燃料供給装置
FR2769949B1 (fr) 1997-10-17 1999-12-24 Guy Negre Procede de controle du mouvement de piston de machine, dispositif de mise en oeuvre et equilibrage du dispositif
US6135092A (en) * 1997-10-29 2000-10-24 General Motors Corporation Fuel injection system
US5950579A (en) 1998-01-05 1999-09-14 Ott; Vern D. Internal combustion engine
WO2000009879A1 (en) 1998-08-13 2000-02-24 United States Environmental Protection Agency Dual-cylinder expander engine and combustion method with two expansion strokes per cycle
WO2000014396A1 (fr) 1998-09-04 2000-03-16 Tadashi Yoshida Moteur a combustion interne adiabatique
WO2000022286A1 (en) 1998-10-15 2000-04-20 Jesus Vazquez Rotary piston engine, pump and motor
JP2000130101A (ja) 1998-10-29 2000-05-09 Nikko:Kk ４サイクル内燃エンジン
US6230671B1 (en) 1998-11-02 2001-05-15 Raymond C. Achterberg Variable compression and asymmetrical stroke internal combustion engine
US6058901A (en) 1998-11-03 2000-05-09 Ford Global Technologies, Inc. Offset crankshaft engine
US6112522A (en) 1998-11-10 2000-09-05 Wright; Harlow Total flow liquid piston engine
US6955153B1 (en) * 1999-05-13 2005-10-18 Gyroton Corporation Asymmetric compete expansion rotary engine cycle
KR20000017886A (ko) * 1999-12-27 2000-04-06 오필근 오링형 로우터리 엔진
SE521262C2 (sv) 2000-06-28 2003-10-14 Volvo Lastvagnar Ab Förbränningsmotor med återcirkulation av avgaser
US6347611B1 (en) 2000-07-17 2002-02-19 Ellis F. Wright Rotary engine with a plurality of stationary adjacent combustion chambers
US6575719B2 (en) 2000-07-27 2003-06-10 David B. Manner Planetary rotary machine using apertures, volutes and continuous carbon fiber reinforced peek seals
US6792966B2 (en) 2000-10-03 2004-09-21 Federal-Mogul World Wide, Inc. Fuel transfer pump and control
US6318309B1 (en) 2000-11-30 2001-11-20 Southwest Research Institute Opposed piston engine with reserve power capacity
US20020182054A1 (en) 2000-12-14 2002-12-05 Entrican Harold Leo Tesla turbine
US6668769B1 (en) 2001-06-11 2003-12-30 Henry P. Palazzolo Two stroke hybrid engine
US6543225B2 (en) 2001-07-20 2003-04-08 Scuderi Group Llc Split four stroke cycle internal combustion engine
US6722127B2 (en) 2001-07-20 2004-04-20 Carmelo J. Scuderi Split four stroke engine
US6752104B2 (en) 2001-12-11 2004-06-22 Caterpillar Inc Simultaneous dual mode combustion engine operating on spark ignition and homogenous charge compression ignition
AU2003224628A1 (en) 2002-02-28 2003-09-16 Nikolay Shkolnik Liquid piston internal combustion power system
US6772728B2 (en) * 2002-07-10 2004-08-10 Osama Al-Hawaj Supercharged radial vane rotary device
FR2844312B1 (fr) 2002-09-05 2006-04-28 Centre Nat Rech Scient Machine tournante a capsulisme
US6978758B2 (en) * 2003-06-06 2005-12-27 Brent Warren Elmer High Efficiency rotary piston combustion engine
GB2402974A (en) 2003-06-17 2004-12-22 Richard See Rotary device in which rotor has sectors of different radii
US7117839B2 (en) 2003-06-20 2006-10-10 Abraham H. Horstin Multi-stage modular rotary internal combustion engine
MY142613A (en) * 2003-08-27 2010-12-15 Kcr Technologies Pty Ltd Rotary mechanism
WO2005071230A2 (en) 2004-01-12 2005-08-04 Liquidpiston, Inc. Haybrid cycle combustion engine and methods
IL170165A (en) 2005-08-08 2010-12-30 Haim Rom Wankel and similar rotary engines
US8033265B2 (en) * 2005-12-16 2011-10-11 Reisser Heinz-Gustav A Rotary piston internal combustion engine
WO2007099634A1 (ja) * 2006-03-02 2007-09-07 Seiki Tathuzaki ロータリーエンジン
JP2007239727A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Sumiyuki Nagata ４サイクルロータリーエンジン
US7793635B2 (en) * 2006-05-09 2010-09-14 Okamura Yugen Kaisha Rotary piston type internal combustion engine
CA2657959A1 (en) 2006-08-02 2008-02-07 Liquidpiston, Inc. Hybrid cycle rotary engine
US8037862B1 (en) * 2007-06-03 2011-10-18 Jacobs Richard L Simplified multifunction component rotary engine
JP4433043B2 (ja) * 2007-12-05 2010-03-17 株式会社デンソー 燃料供給装置
GB2457456A (en) 2008-02-13 2009-08-19 David Walker Garside A Rotary Piston Internal Combustion Engine Cooling Arrangement
KR20110040978A (ko) 2008-08-04 2011-04-20 리퀴드피스톤 인크. 정적 열량 부가 엔진 및 방법
JP5196163B2 (ja) * 2008-11-14 2013-05-15 日立工機株式会社 エンジン工具
US8297252B1 (en) * 2009-07-23 2012-10-30 Pedro Julio Landin Rotary one cycle internal combustion engine
US20110247583A1 (en) * 2010-04-12 2011-10-13 Liquidpiston, Inc. Internal Combustion Engine and Components Therefor
US8087242B2 (en) 2010-04-27 2012-01-03 Hanson Goodwin F Stirling cycle epitrochoidal heat engine
JP5759142B2 (ja) * 2010-11-04 2015-08-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
US8807944B2 (en) 2011-01-03 2014-08-19 General Electric Company Turbomachine airfoil component and cooling method therefor
EP2691607B1 (en) 2011-03-29 2016-07-20 LiquidPiston, Inc. Cycloid rotor engine
KR101826215B1 (ko) 2011-06-23 2018-03-22 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 오프셋 복호 장치, 오프셋 부호화 장치, 화상 필터 장치 및 데이터 구조
SG10201708784YA (en) * 2013-01-25 2017-12-28 Liquidpiston Inc Air-cooled rotary engine

Also Published As

Publication number Publication date
US20110023814A1 (en) 2011-02-03
WO2010017199A3 (en) 2010-09-10
US20160312691A1 (en) 2016-10-27
CN102203384A (zh) 2011-09-28
US20150090228A1 (en) 2015-04-02
EP2321498A2 (en) 2011-05-18
US8863724B2 (en) 2014-10-21
JP2011530044A (ja) 2011-12-15
CA2732810A1 (en) 2010-02-11
WO2010017199A2 (en) 2010-02-11
US10196970B2 (en) 2019-02-05
US9382851B2 (en) 2016-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110040978A (ko) 정적 열량 부가 엔진 및 방법
US9644570B2 (en) Hybrid cycle rotary engine
KR101396755B1 (ko) 분할사이클 체적가변형 스파크점화 로터리엔진
RU2485335C2 (ru) Усовершенствование двигателя ванкеля и аналогичных роторных двигателей
US6386838B2 (en) Combustion engine
US10830047B2 (en) Rotary energy converter with retractable barrier
WO2007062116A1 (en) Internal combustion engine
US20020170529A9 (en) Rotary piston engine and method of operation
US9850759B2 (en) Circulating piston engine
US11215112B2 (en) Circulating piston engine
EP0211076A1 (en) ROTARY AND OSCILLATING PISTON MACHINE.
DE4032630A1 (de) Doppelrotorvielstoffverbrennungs-u.dampfkraftmaschine
WO2007060688A1 (en) A high efficiency rotary internal combustion engine
UA54765A (uk) Роторно-поршневий двигун внутрішнього згоряння

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid