KR20180127847A - 로터리 엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 로터리 엔진은, 크랭크 축; 상기 크랭크 축을 둘러싸는 N개의 로브 수용부를 구비하는 하우징; 상기 하우징의 중심으로부터 편심되어 회전하고, 각각 상기 로브 수용부에 연속적으로 수용되는 N-1개의 로브를 구비하는 로터; 및 상기 로브 수용부를 오버랩하여 상기 하우징과 결합되는 하우징 덮개를 포함하고, 상기 로터는, 상기 하우징 덮개와 마주보는 스러스트 면에서 상기 축방향으로 리세스되고 상기 로브의 모서리를 따라 연장되도록 이루어지는 리세스부를 구비한다. 이에 의하면, 로터 회전 시 마찰 손실이 저감될 수 있다.

Description

로터리 엔진{ROTARY ENGINE}

본 발명은 회전운동으로 동력을 발생시키는 로터리 엔진에 관한 것이다.

로터리 엔진은 회전운동으로 동력을 생산하는 엔진으로서 방켈(Wankel)에 의해 처음 고안되었다.

방켈에 의해 고안된 방켈 엔진은 내부면이 에피트로코이드 곡선으로 이루어진 하우징과, 하우징 내에서 회전하는 삼각형 모양의 로터를 포함한다. 하우징의 내부 공간은 로터에 의해 세 개의 공간으로 구획되며, 이들 공간의 체적이 로터의 회전에 따라 변하여, 흡기→압축→폭발→배기의 4행정이 연속적으로 일어나도록 구성된다. 방켈 엔진에서, 로터가 1회전하는 동안 각 행정은 3회 진행되며, 편심축은 3회전하도록 구성된다.

방켈 엔진이 고안된 이후, 방켈 엔진의 설계 최적화를 위한 다양한 연구가 이루어져 왔으며, 특허문헌 1과 같이 형태가 변형된 로터리 엔진 또한 개발되고 있다.

로터리 엔진은 단순한 구조로 인하여 소형화가 용이하며, 고속운전에서 높은 출력을 낼 수 있는 고출력 엔진이다. 이러한 특징들로 인하여, 로터리 엔진은 히트 펌프 시스템, 자동차, 자전거, 항공기, 제트스키, 체인톱, 드론 등 다양한 장치에 적용 가능한 장점을 가진다. 뿐만 아니라, 로터리 엔진은 회전력이 균일하여 진동 및 소음이 적고, NOx를 적게 배출한다는 장점을 가진다.

다만, 로터리 엔진은 행정체적에 비해 넓은 표면적을 가짐에 따라, 소염면적이 확대되어 미연탄화수소(UHC: Unburned Hydrocarbon)가 다량 배출되고, 연비 및 효율이 낮다는 단점을 가진다.

특히, 로터가 크랭크 축에 의해 편심 회전되는 과정에서, 로터와 로터를 수용하는 하우징 내면이 서로 접촉되어 마찰 손실이 발생될 수 있다. 마찰 손실을 저감하기 위하여 하우징 내면과 로터 사이를 서로 이격되게 배치하더라도, 로터가 회전되면서 회전축이 미세하게 틀어지게 되면 접촉이 가능하게 될 수 있다. 특히, 로터가 틀어진 상태에서 하우징 내면에 접촉되면 로터의 모서리가 집중적으로 마찰되어 마모가 집중될 수 있는 우려가 있다.

다만, 로터에 의해 구획되는 하우징 내부 공간은, 로터리 엔진의 외부 또는 각 공간 상호 간 밀폐가 유지되어야 한다. 이를 위하여 특허문헌 1의 예를 들면, 하우징과 로터가 서로 마찰되는 면들에 페이스 시일(Face Seal), 피크 시일(Peak Seal) 및 버튼 시일(Button Seal)이 각각 구비된다. 이들 시일 구성요소들은 혼합기의 압축, 연소 및 팽창 시 체적과 형상이 변화되는 혼합기 수용 공간의 밀폐를 구현한다. 이러한 시일 부품들은 하우징과 로터에 각각 일정한 지지력 및 지지 면적이 확보되어야 할 필요성이 있다.

결과적으로 로터리 엔진의 로터는, 고정된 하우징 공간 내에서 회전되는 동안 접촉에 의한 마찰이 최소화되면서, 로터의 표면을 통하여 혼합기 등이 누설되지 않고 밀폐되도록 설계되는 것이 중요한 과제가 된다.

공개특허공보 KR10-2014-0022029 A (2014.02.21. 공개)

본 발명의 일 목적은, 로터의 위치 및 각도에 따라 로터와 하우징 덮개와의 사이에서 마찰이 집중적으로 발생될 가능성이 있으므로, 로터의 모서리 부분의 구조가 개선될 수 있는 로터리 엔진을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 로터의 모서리 부분의 마찰 손실을 감소시키면서 혼합기의 누설을 효과적으로 방지하도록 이루어지는 씰링 구조를 구비하는 로터리 엔진을 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 첫 번째 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 로터리 엔진은, 크랭크 축; 상기 크랭크 축을 둘러싸는 N개의 로브 수용부를 구비하는 하우징; 상기 하우징의 중심으로부터 편심되어 회전하고, 각각 상기 로브 수용부에 연속적으로 수용되는 N-1개의 로브를 구비하는 로터; 및 상기 로브 수용부를 오버랩하여 상기 하우징과 결합되는 하우징 덮개를 포함하고, 상기 로터는, 상기 하우징 덮개와 마주보는 스러스트 면에서 상기 축방향으로 리세스되고 상기 로브의 모서리를 따라 연장되도록 이루어지는 리세스부를 구비한다.

본 발명의 두 번째 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 로터리 엔진은, 크랭크 축; 상기 크랭크 축을 둘러싸는 N개의 로브 수용부를 구비하는 하우징; 상기 하우징의 중심으로부터 편심되어 회전하고, 각각 상기 로브 수용부에 연속적으로 수용되는 N-1개의 로브를 구비하는 로터; 및 상기 로브 수용부를 오버랩하여 상기 하우징과 결합되는 하우징 덮개를 포함하고, 상기 로터는, 상기 하우징 덮개와 마주보는 스러스트 면에서 상기 축방향으로 리세스되고 상기 로브의 모서리를 따라 연장되도록 이루어지는 리세스부; 및 상기 리세스부에서 돌출 형성되어 상기 하우징 덮개에 슬라이딩되는 롤링 씰을 구비한다.

이상에서 설명한 해결 수단에 의해 구성되는 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째로, 본 발명에 따른 로터리 엔진은, 로브를 형성하는 로터의 모서리에 리세스부가 형성된다. 이에 따라, 로터가 크랭크 축의 구조 및 움직임에 의해 기울어진 상태로 회전되더라도, 하우징 덮개면에 강하게 마찰되는 것이 완화될 수 있다. 따라서, 로터 회전 시 마찰 손실이 저감되고, 본 발명에 따른 로터리 엔진의 기계 효율이 향상될 수 있다.

또한, 리세스부가 형성됨으로써, 크랭크 축의 주위에 오일을 공급하고 오일 씰을 형성하는 경우에도, 오일 씰의 밀봉 효과가 보장될 수 있다.

두 번째, 본 발명에 따른 로터리 엔진은, 로브 수용부 내부의 혼합기 누설을 방지하는 롤링 씰이 리세스부에서 돌출되도록 형성된다. 이에 따라, 롤링 씰은 로터의 틀어짐 등이 발생하더라도 하우징 덮개와 접촉 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 로터의 위치 변화에 따른 혼합기 누설 및 로터리 엔진의 열효율 저하가 방지될 수 있다.

아울러, 본 발명의 코너 씰에 의해 리세스부와 하우징 덮개 사이의 간극이 밀폐될 수 있다. 특히, 코너 씰은 로브 씰에 연동되어 이동 가능하므로, 롤링 씰과 로브 씰 사이에 위치되는 리세스부를 통과하는 혼합기 누설을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로터리 엔진의 종단면도.
도 2는 도 1에 도시된 로터리 엔진의 일부 구성요소들의 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 로터리 엔진의 내부 구조를 보인 개념도.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 로터를 서로 다른 방향에서 바라본 사시도들.
도 5는 도 1에 도시된 크랭크 축의 위치에 따라 하우징 덮개 내부에 위치되는 로터가 기울어지는 경우를 보인 개념도.
도 6은 도 1에 도시된 로터의 정면도.
도 7은 도 1에 도시된 영역 A의 확대도.
도 8은 도 7에 도시된 코너 씰의 사시도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터의 모서리 부분을 보인 단면 개념도.

이하, 본 발명에 관련된 로터리 엔진에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 로터리 엔진(100)의 종단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 로터리 엔진(100)의 일부구성요소들의 분해 사시도이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 로터리 엔진(100)의 내부 구조를 보인 개념도이며, 도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 로터(120)를 서로 다른 방향에서 바라본 사시도들이다.

본 발명에 따른 로터리 엔진(100)은, 로터(120)가 하우징(110) 내부를 편심 회전함에 따라, 하우징(110)과 로터(120) 사이에 형성된 N개의 작동실의 용적이 변화하며, 이과정에서 흡기→압축→폭발→배기의 4행정이 연속적으로 일어나도록 구성된다. 크랭크 축(180)은 이러한 로터(120)의 편심 회전에 대응하여 회전되며, 타 기관과 연결되어 생성된 동력을 전달하게 된다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 로터리 엔진(100)은, 하우징(110), 점화 플러그(130), 로터(120), 하우징 덮개(141, 142), 로터 기어(170), 크랭크 축(180)을 포함한다.

먼저, 하우징(110)은 내부에 N개(N은 3 이상인 자연수)의 로브 수용부(111)를 구비한다. 본 실시예에서는, 로브 수용부(111)가 3개(즉, N=3)로 구성된 일 예를 보이고 있다. 로브 수용부(111) 및 후술하는 로브(120', 120")의 형상은, 임의의 형상 위를 회전하면서 이동하는 구름원이 있을 때, 구름원 상에 존재하는 임의의 점이 구름원의 회전에 따라 그리게 되는 궤적인 에피트로코이드(Epitrochoid) 곡선을 기초로 설계될 수 있다.

각각의 로브 수용부(111)의 상부 중앙에는 로브 수용부(111)와 연통되는 N개의 연소실(112)이 구비된다. 도 3을 참조하면, 연소실(112)은 로브 수용부(111)를 형성하는 하우징(110)의 내측벽에서 리세스된 형태를 가진다. 연소실(112)의 크기는 로터리 엔진(100)의 압축비에 따라 달리 설계될 수 있다.

하우징(110)에는 각각의 연소실(112)에 불꽃을 방전하여 연소실(112)에 충진된 혼합기를 점화시키는 점화 플러그(130)가 설치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 점화 플러그(130)는 하우징(110)의 장착홀(113)에 장착되며, 연소실(112)의 상부에 노출되도록 배치될 수 있다. 상기 장착홀(113)은 연소실(112)과 연통되도록 구성된다.

한편, 로브 수용부(111)의 내부에는 로터(120)가 삽입되어, 로브 수용부(111)의 중심을 기준으로 편심 회전하도록 구성된다. 로터(120)는 편심 회전시 각각의 로브 수용부(111)에 연속적으로 수용되는 N-1개의 로브(120', 120")를 구비한다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 로터(120)의 중심부에는 로터 기어(170)가 장착되는 지지부(121)가 형성되며, 지지부(121)에는 로터 기어(170)에 삽입된 크랭크 축(180)이 관통하는 관통홀(122)이 형성된다. 지지부(121)의 전면에는 로터 기어(170)의 플랜지부(171)가 지지되며, 체결부재 등과 같은 체결수단에 의해 플랜지부(171)와 견고한 결합 상태를 유지한다.

로터(120)의 전면부에는 하우징 덮개 중 하나인 흡기측 덮개(141)를 통하여 흡입된 혼합기의 일시적인 저장을 위한 제1저장부(123a)가 형성된다. 제1저장부(123a)는 로터(120)의 전면부에서 후면부를 향하여(즉, 크랭크 축(180)의 축방향으로) 리세스된 형태를 가진다.

제1저장부(123a)가 형성됨에 따라, 로터(120)의 일 부분(도시된 바와 같이, 제1저장부(123a) 중 제2저장부(123b)와 측벽을 공유하지 않는 부분)은 테두리가 얇게 남겨져 강성이 저하될 수 있다. 이를 고려하여, 제1저장부(123a)를 형성하는 로터(120)의 내측면에는 로터(120)의 강성을 보강하고, 아울러 냉각 핀(fin) 역할을 수행하는 리브(125)가 복수의 개소에서 돌출 형성될 수 있다. 이때, 적어도 하나의 리브(125')는 지지부(121)와 연결되도록 구성될 수 있으며, 제1저장부(123a)에 일시적으로 저장된 혼합기가 반대편으로 이동할 수 있도록 로터(120)의 두께보다 낮은 높이를 가지는 부분을 포함하여 형성될 수 있다.

로터(120)의 측면부에는 제1저장부(123a)와 연통되는 흡기포트(124a)가 형성되어, 흡입된 혼합기가 로브 수용부(111) 내부로 유입될 수 있도록 이루어진다. 본 발명에서 흡기포트(124a)는 로터(120)가 반시계 방향으로 90° 내지 120° 회전하는 동안 혼합기의 흡입이 가능한 위치에 형성된다.

로터(120)의 후면부에는 연소 후 생성된 배기가스의 일시적인 저장을 위한 제2저장부(123b)가 형성된다. 제2저장부(123b)는 로터(120)의 후면부에서 전면부를 향하여(즉, 크랭크 축(180)의 축방향으로) 리세스된 형태를 가진다. 제2저장부(123b)에 일시적으로 저장된 배기가스는 하우징 덮개 중 하나인 배기측 덮개(142)를 통과하여 외부로 배출된다.

로터(120)의 측면부에는 제2저장부(123b)와 연통되는 배기포트(124b)가 형성되어, 연소 후 생성된 배기가스가 제2저장부(123b)로 유입될 수 있도록 이루어진다. 본 발명에서 배기포트(124b)는 흡기된 양보다 많은 팽창이 이루어진 후 배치될 수 있도록, 로터(120)가 반시계 방향으로 270°회전된 이후에 배기될 수 있는 위치에 형성된다. 이러한 과팽창에 의해 로터리 엔진(100)의 효율이 증가될 수 있다.

하우징(110)의 전면부에는 흡기측 덮개(141)가 구비되고, 하우징(110)의 후면부에는 배기측 덮개(142)가 구비된다.

흡기측 덮개(141)는 로브 수용부(111)의 일측을 덮도록 하우징(110)에 결합된다. 흡기측 덮개(141)에는 하우징(110) 및 로터(120)와의 기밀 유지를 위한 실링 부품(미도시)이 설치된다.

흡기측 덮개(141)는 하우징(110)을 밀폐시키면서, 흡입되는 혼합기를 로터(120)에 전달해주는 통로 역할을 한다. 이를 위하여, 흡기측 덮개(141)에는 로터(120)의 전면부에 구비되는 제1저장부(123a)와 연통되는 흡기홀(141a)이 구비된다.

로브 수용부(111)와 마주하는 흡기측 덮개(141)의 내측에는 가이드 기어(160)가 장착된다. 가이드 기어(160)는 내주를 따라 톱니가 형성된 링 형태로 형성되며, 로터 기어(170)가 이에 내접하여 회전되도록 구성됨으로써, 로브 수용부(111)의 중심에 대한 로터(120)의 편심 회전을 가이드하도록 이루어진다. 가이드 기어(160)의 잇수는 로터(120)와 동력을 전달하는 크랭크 축(180)의 회전비를 고려하여 설계된다.

로터(120)에는 로터 기어(170)가 장착된다. 로터 기어(170)의 외주를 따라서는 톱니가 형성되며, 로터 기어(170)는 흡기측 하우징 덮개(141)에 고정된 가이드 기어(160)에 내접하여 회전하도록 구성된다. 로터 기어(170)의 잇수는 로터(120)와 크랭크 축(180)의 회전비를 고려하여 설계된다.

로터 기어(170)의 중심부에는 크랭크 축(180)의 편심부(182a)가 삽입되는 수용부(174)가 형성되며, 편심부(182a)는 수용부(174) 내에서 회전 가능하게 구성된다. 상기 구성에 의해, 로터(120)의 편심 회전에 대응하여 수용부(174)에 수용된 편심부(182a)가 회전하게 된다. 구조적으로, 로터(120)가 반시계 방향으로 1바퀴 편심 회전하면, 크랭크 축(180)은 시계 방향으로 N-1 바퀴 회전하게 된다.

도시된 바와 같이, 로터 기어(170)는 로터(120)의 지지부(121)에 지지 및 고정되도록 구성되는 평판 형태의 플랜지부(171), 상기 플랜지부(171)의 일면에 형성되어 가이드 기어(160)에 내접하도록 구성되는 기어부(172), 상기 플랜지부(171)가 로터(120)의 지지부(121)에 장착시 로터(120)의 관통홀(122)에 삽입되도록 상기 플랜지부(171)의 타면으로부터 돌출 형성되는 보스부(173), 및 크랭크 축(180)의 편심부(182a)가 삽입될 수 있도록 상기 기어부(172)와 상기 보스부(173)를 관통하여 형성되는 수용부(174)를 포함하여 구성될 수 있다.

크랭크 축(180)은 로터리 엔진(100)을 관통하도록 구성되며, 크랭크 축(180)의 중심으로부터 편심되게 형성되어 로터 기어(170)의 수용부(174)에 삽입되는 편심부(182a)를 포함한다. 본 실시예에서, 크랭크 축(180)은 전방으로는 흡기측 덮개(141)를 관통하며, 후방으로는 배기측 덮개(142)를 관통하도록 이루어질 수 있다. 크랭크 축(180)은 타 기관(시스템)과 연결되어 본 발명의 로터리 엔진(100)에 의해 형성되는 동력을 타 기관(시스템)으로 전달하도록 구성된다.

배기측 덮개(142)는 로브 수용부(111)의 타측을 덮도록 하우징(110)에 결합된다. 배기측 덮개(142)는 하우징(110)을 밀폐시키고, 생성된 배기가스를 배출시키는 통로 역할을 한다. 이를 위하여, 배기측 덮개(142)에는 로터(120)의 후면부에 구비되는 제2저장부(123b)와 연통되는 배기홀(142a)이 구비된다.

또한, 본 발명의 로터리 엔진의 흡기측 덮개(141)에는 저유 덮개(150)가 더 장착될 수 있으며, 저유 덮개(150)와 흡기측 덮개(141) 사이에는 오일 펌프(192)가 구비될 수 있다. 오일 펌프(192)는 체인 부재(192a)에 의해 크랭크 축(180)의 체인 기어부(183)와 연결되고, 발생된 동력에 의해 가동되어 윤활을 위한 오일을 순환시킬 수 있다.

본 발명의 로터리 엔진(100)은 윤활 유닛(190)을 더 포함할 수 있다. 윤활 유닛(190)은 오일 팬(Oil Pan, 191), 오일 펌프(192) 및 오일 공급 유로(193)를 포함한다. 이들 구성요소들은 오일을 저장 및 펌핑하여 마찰부에 공급하는 역할을 한다.

흡기측 덮개(141)에는 저유 덮개(150)가 결합될 수 있다. 로터(120)를 향해 결합되는 흡기측 덮개(141)의 후면에는 흡기홀(141a)이 형성될 수 있고, 그 반대편전면에는 오일 펌프(192)가 장착될 수 있다.

저유 덮개(150)는 흡기측 덮개(141)의 전면을 덮어 오일 펌프(192)를 수용하도록 이루어질 수 있다. 오일 팬(191)은, 저유 덮개(150)와 흡기측 덮개(141)에 의해 형성되는 공간의 저면과 연통되고 오일이 채워지도록 이루어지도록 형성될 수 있다.

오일 팬(191)과 오일 펌프(192)는 오일을 퍼올리는 배관 또는 튜브(미도시)에 의해 서로 연결될 수 있고, 그 배관 또는 튜브의 단부에는 오일을 여과하는 오일 스트레이너(Strainer, 191a)가 오일 팬(191)에 잠기도록 설치된다.

오일 펌프(192)는, 회전체의 편심 회전에 의하여 오일을 흡상하는 트로코이드 펌프(Trochoid Pump)로 이루어질 수 있다. 크랭크 축(180)과 나란하게 회전되도록 배치될 수 있다. 크랭크 축(180)의 외주면에는 체인 기어(183)가 장착되고, 트로코이드 펌프와 크랭크 축(180)은 체인 부재(192a)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 로터리 엔진(100)의 작동에 따라 크랭크 축(180)에 발생된 회전력은 트로코이드 펌프로 전달될 수 있다.

오일 공급 유로(193)는, 오일 펌프(192)로 퍼올려진 오일이 각 코너 씰(147) 공급되도록 연결될 수 있다.

윤활 유닛(190)은, 크랭크 축(180)에 동력에 의해 오일 펌프(192)의 동작이 개시되고, 오일 팬(191)에 채워진 오일은 오일 공급 유로(193)를 따라 이동하면서 각 구성의 윤활을 형성할 수 있게 된다.

오일 펌프(192)는 체인 부재(192a)에 의하여 크랭크 축(180)과 연동되어 작동될 수 있다. 이에, 오일 펌프(192)는 별도의 구동 수단이 추가될 필요 없이 작동이 가능하다. 나아가, 엔진의 출력이 높아짐에 따라 오일 공급이 증가되도록 가변될 수 있어, 엔진의 출력에 대응되는 가변적인 윤활 작용이 구현될 수 있는 이점이 있게 된다.

오일 공급 유로(193)는 하우징 유로(193a)와 공급 튜브(193b)를 포함할 수 있다. 하우징 유로(193a)는 하우징 덮개(141, 142)를 관통하는 내부 유로이며, 공급 튜브(193b)는 하우징(110) 및 하우징 덮개(141, 142)의 외부에 형성되는 외부 유로의 형태를 갖는다.

공급 튜브(193b)는 오일 펌프(192)와 하우징 유로(193a)를 서로 연통시키도록, 하우징(110) 및 하우징 덮개(141, 142)의 외부에 형성될 수 있다. 즉, 일 단부는 오일 펌프(192)의 토출 측 단부에 연결되고, 타 단부는 하우징 유로(193a)가 하우징 덮개(141, 142)의 외면에 노출되는 부분과 서로 연결될 수 있다.

위와 같이, 오일 공급 유로(193)가 하우징 유로(193a)와 공급 튜브(193b)의 조합으로 이루어짐으로써, 혼합기의 흐름을 이용하지 않고도 별도의 유로에 의한 오일 공급이 이루어질 수 있다.

로터리 엔진(100)은 로브수용부(111) 내에 위치되는 로터(120)의 편심 회전에 따라 회전력을 크랭크 축(180)을 통해 연결된 장치에 동력을 전달하는 역할을 하며, 한 사이클 동안 흡기-압축-폭발(팽창)-배기의 4개의 행정으로 작동하게 된다.

도 1 내지 도 3을 참고하여, 각 행정 동안의 하우징(110) 내의 로터(120)의 움직임에 따른 흡기-압축-폭발(팽창)-배기의 각 행정에 대해 개략적으로 살펴본다.

우선, 흡기과정은 하우징(110) 내부를 반시계방향으로 회전하는 로터(120)에 의해 이루어지며, 로터(120)의 회전 각도가 0도에서 120도까지 변하는 과정에서 하우징(110)의 상부에 구비되는 로브 수용부(111)와 이에 연통하는 연소실(112)에는 흡기포트(124a)를 통하여 혼합기가 유입되게 된다.

흡기과정이 종료된 혼합기는 로터(120)의 회전에 의해 압축이 개시된다. 압축과정은 로터(120)의 회전 각도가 120도에서 180도까지 변하는 동안 이루어지는데, 압축비는 로터(120)가 180도 회전되었을 때 최대가 되며, 이때 혼합기는 이상적으로는 연소실(112) 내에 완전히 충진된 상태가 될 것이다.

압축과정의 말기에는 점화 플러그(130)에 의한 점화가 이루어져 혼합기의 연소과정이 시작된다. 연소과정은 폭발과정의 초기까지 이어진다. 연소과정은 로터(120)의 회전각도가 160도 근방에서 개시되며, 로터(120)의 회전각도가 200도 근방일 때 종료된다.

한편, 도 3에서 보듯이, 하우징(110)의 좌측 하단에 구비되는 로브 수용부(111)와 이에 연통하는 연소실(112)에는 흡기포트(124a)를 통해 혼합기가 유입되는 흡기과정이 시작된다. 즉, 흡기압축폭발(팽창)배기과정은 로터(120)의 회전방향에 대응되는 로브 수용부(111) 및 이와 연통되는 연소실(112)에서 연속적으로 일어날 수 있게 된다.

폭발(팽창)과정은, 로터(120)의 회전각도가 180도에서 270도까지 변하는 동안 이루어진다. 앞선 압축과정의 말기에서 시작된 연소과정은 폭발과정의 초기에 완전히 종료된다.

앞선 흡기과정은, 로터(120)의 회전각도가 120도인 상태, 즉, 로터(120)가 240도 회전되었을 때에 해당하는 체적만큼 혼합기의 흡입이 이루어지는 반면에, 팽창과정은 이보다 큰 체적을 형성하는 로터(120)의 회전각도 270도까지 이루어진다는 것이다. 따라서 본 발명의 로터리 엔진(100)은 흡기되는 체적보다 큰 팽창을 이루는 과팽창의 효과를 얻을 수 있게 된다.

배기과정은 로터(120)의 회전각도가 270도에서 360도까지 변하는 동안 이루어진다. 생성된 배기가스는 로터(120)가 270도에서 360도까지 반시계방향으로 회전하는 동안 배기포트(124b)를 통하여 배출될 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 로터리 엔진(100)에 관하여, 동력의 발생과 관련되는 구성요소들을 중심으로 그 구조 및 동작을 설명하였다. 이하에서는 본 발명에 따른 로터리 엔진(100)의 동작 시 로터(120)의 위치 변화에 따라 발생될 수 있는 문제점들과, 그러한 문제점들을 완화할 수 있는 로터(120) 구조에 대하여 설명한다.

도 5는 도 1에 도시된 크랭크 축(180)의 위치에 따라 하우징 덮개(141, 142) 내부에 위치되는 로터(120)가 기울어지는 경우를 보인 개념도이다. 도 5를 참조하면, 크랭크 축(180)은 제1 부재(181)와 제2 부재(182)의 결합 구조로 이루어질 수 있다. 크랭크 축(180)이 제1 및 제2 부재(181, 182)로 나뉘는 것은, 크랭크 축(180)의 편심부에 로터(120)가 삽입 장착되는 구조를 구현하기 위한 것이다.

제1 부재(181)는 흡기측 덮개(141)를 관통하도록 배치되며, 하우징(110)의 중심과 동심으로 이루어질 수 있다. 아울러, 제1 부재(181)는 후술하는 제2 부재(182)와의 결합을 위하여, 일 단부에 크랭크 축(180)의 축방향으로 리세스되는 삽입홈(181a)이 형성될 수 있다.

제2 부재(182)는 배기측 덮개(142)를 관통하도록 이루어질 수 있다. 제2 부재(182)는 편심부(182a)와 지지부(182b)의 결합으로 이루어져, 편심부(182a)에 로터(120)가 삽입 장착될 수 있다. 제2 부재(182)의 편심부(182a)에는, 제1 부재(181)의 삽입홈(181a)에 끼워지도록 형성되는 돌출부(182c)가 크랭크 축(180)의 축방향으로 돌출 형성될 수 있다.

제1 부재(181)와 제2 부재(182)의 결합이 견고하게 이루어져 유지되면, 본 발명에 따른 로터리 엔진(100)의 동작 시 제1 부재(181)와 제2 부재(182)는 서로 동심을 유지하면서 회전될 수 있다. 다만, 본 발명의 로터리 엔진(100)이 반복적으로 작동되는 동안, 제1 부재(181)와 제2 부재(182)의 결합이 미세하게 약화되는 경우가 존재할 가능성이 있다.

이러한 경우, 도 5에 도시된 것과 같이 제1 부재(181)와 제2 부재(182)가 그 중심이 서로 어긋난 상태에서 회전이 이루어질 수 있다. 이 경우, 제2 부재(182)의 편심부(182a)에 장착되는 로터(120)도 제2 부재(182)와 함께 그 중심이 하우징(110)의 중심선과 어긋나게 위치될 수 있다. 이때에는, 로브(120', 120”)를 형성하는 모서리부가 로터(120)를 덮는 하우징 덮개(141, 142)에 강하게 접촉되어 마찰될 우려가 있게 된다.

아울러, 도 5에 보인 것과 같은 로터(120)의 기울어짐은, 크랭크 축(180)의 결합 구조의 약화뿐만 아니라, 로터(120)와 크랭크 축(180)의 결합 구조 또는 로터(120)와 하우징 덮개(141, 142)의 내면 사이의 간극 설정에 따라서도 발생될 수 있다. 특히, 로터(120)와 하우징 덮개(141, 142) 사이의 면 마찰을 줄이고자 로터(120)와 하우징 덮개(141, 142)는 후술하는 오일 씰(146) 및 롤링 씰(127) 외에는 서로 이격되도록 이루어질 수 있다. 이렇게 로터(120)와 하우징 덮개(141, 142) 사이에 이격된 간격이 존재할 때 크랭크 축(180)의 정렬 상태가 틀어지게 되면, 로터(120)의 모서리부가 하우징 덮개(141, 142)와 가장 먼저 접촉되어 서로 마찰될 수 있다.

위와 같이 로터(120)의 모서리와 하우징 덮개(141, 142) 사이의 마찰이 지속되면, 로터(120)의 회전이 원활하게 이루어질 수 없고 본 발명에 따른 로터리 엔진(100)에서 생성되는 동력에 지속적인 손실이 발생될 수 있다. 나아가, 로터(120)와 하우징 덮개(141, 142) 사이 공간에서 각각 오일과 혼합기를 밀폐하도록 이루어지는 오일 씰(146) 및 롤링 씰(127)이 정확하게 씰링을 수행하기 어렵게 되는 문제점이 있다. 이하에서는 하우징 덮개(141, 142)와의 마찰을 최소화하여, 이와 같은 문제점들이 완화될 수 있도록 이루어지는 로터(120)의 구조 및 기능에 대하여 설명한다.

도 6은 도 1에 도시된 로터(120)의 정면도이고, 도 7은 도 1에 도시된 영역 A의 확대도이다. 도 6 및 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터보 압축기의 로터(120)는 리세스부(126)를 구비한다. 리세스부(126)는 로터(120)와 하우징 덮개(141, 142) 사이의 접촉을 완화시키기 위한 구성요소이다.

도시된 것과 같이 로터(120)는, 크랭크 축(180)의 축방향으로의 양 단면인 스러스트 면(128)이 흡기측 하우징 덮개(141, 142) 및 배기측 하우징 덮개(141, 142)를 각각 바라보도록 이루어질 수 있다. 이때, 리세스부(126)는 로브(120', 120”)의 모서리를 따라 연장되면서, 하우징 덮개(141, 142)와 마주보는 스러스트 면(128)에서 크랭크 축(180)의 축방향으로 리세스되도록 이루어진다.

리세스부(126)가 로터(120) 양 단 스러스트 면(128)의 모서리에 형성됨으로써, 로터(120)가 도 5에서와 같이 틀어진 상태로 위치되는 경우에도 로터(120)의 모서리는 하우징 덮개(141, 142)와 접촉되지 않거나 그 접촉이 최소화될 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 로터리 엔진(100)에서 혼합기의 연소에 의해 로터(120)가 회전될 때, 로터(120)의 마찰 손실이 감소될 수 있다. 마찰 손실이 감소됨으로써, 혼합기의 연소에 의해 얻어지는 회전 구동력은 그 손실이 절감될 수 있으므로, 본 발명의 효율이 향상될 수 있다.

한편, 도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 엔진(100)에서, 윤활을 위한 오일의 누설이 방지될 수 있는 리세스부(126)의 위치 조건이 확인될 수 있다. 도 6 및 7에 도시된 것처럼, 오일 씰(146)은 하우징 덮개(141, 142)의 로터(120)와 마주보는 면에서 돌출되도록 형성될 수 있다. 그리고, 오일 씰(146)은 하우징(110)의 중심과 동심으로 크랭크 축(180)을 둘러싸도록 원형으로 연장 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 로터리 엔진(100)에서, 오일은 윤활을 위하여 크랭크 축(180)의 내부를 따라 공급되고, 크랭크 축(180)의 표면으로 흘러나와 윤활면을 형성할 수 있다. 다만, 윤활에 사용된 오일이 로터(120)와 하우징 덮개(141, 142) 사이를 따라 누설되면, 흡기홀(141a) 또는 배기홀(142a)로 유입되어 혼합기와 섞이게 된다. 오일이 공기와 연료의 혼합기에 함께 혼합되면, 사용된 오일의 회수가 어려울 뿐만 아니라 엔진의 열효율이 감소될 수 있다. 이러한 문제점에 대처하고자, 오일 씰(146)이 하우징 덮개(141, 142)에서 돌출되어 로터(120)와 하우징(110) 사이의 간극을 원형으로 밀폐하도록 이루어질 수 있다.

이때, 본 발명의 로터(120)에 구비되는 리세스부(126)는, 크랭크 축(180)의 반경방향으로 오일 씰(146)보다 바깥쪽에 형성될 수 있다. 구체적으로 리세스부(126)와 하우징(110)의 중심 간의 최소 거리는, 오일 씰(146)의 반경과 로터(120)가 하우징(110)의 중심으로부터 편심된 거리의 합보다 큰 값을 갖도록 이루어질 수 있다. 결과적으로 오일 씰(146)은 로터(120)의 스러스트 면(128)에 접촉되도록 위치될 수 있다.

아울러, 로터(120)가 기울어지는 경우에 오일 씰(146)이 스러스트 면(128)으로부터 이격되는 것을 방지하기 위하여, 리세스부(126)가 리세스되는 단차는 오일 씰(146)의 돌출 높이보다는 작게 형성될 수 있다. 로터(120)가 기울어지도록 힘을 받는 경우, 하우징 덮개(141, 142)에 접촉되는 측의 로터(120) 모서리에 리세스부(126)가 존재하게 되면 그 리세스부(126)의 단차 높이만큼 로터(120)는 더 경사지게 기울어질 가능성이 있다. 이 경우, 하우징 덮개(141, 142)에 접촉되는 로터(120) 모서리로부터 멀리 이격된 오일 씰(146)은 스러스트 면(128)에서 분리되어 오일이 누설될 수 있다. 따라서, 리세스부(126)가 리세스되는 단차 높이는 오일 씰(146)의 최대 돌출 높이보다는 작게 형성되는 것이 바람직하다.

도 8은 도 7에 도시된 코너 씰(147)의 사시도이다. 이하에서는 도 6 내지 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 엔진(100)에 형성되는 리세스부(126)와, 로브 수용부(111)를 밀폐하는 씰링 구성요소들의 형상 및 위치 관계에 대하여 설명한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 로터(120)는 롤링 씰(127)을 더 구비할 수 있다. 롤링 씰(127)은 로브 수용부(111)에서 연소되는 공기와 연료의 혼합기가 로터(120)와 하우징 덮개(141, 142) 사이로 누설되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

특히, 본 실시예에서 롤링 씰(127)은 리세스부(126)에서 크랭크 축(180)의 축방향으로 돌출 형성될 수 있다. 돌출되는 롤링 씰(127)은, 로터(120)의 회전 시 하우징 덮개(141, 142)에 접촉되는 상태를 유지하도록 이루어질 수 있다.

더 구체적으로 롤링 씰(127)은 로터(120)의 단차부(129)에 밀착됨으로써 안정적으로 지지될 수 있다. 도 7에 보인 것과 같이, 로터(120)에 리세스부(126)가 형성되면, 리세스부(126)와 리세스부(126)에 의해 둘러싸이는 스러스트 면(128)을 서로 연결하도록 연장되는 단차부(129)가 형성될 수 있다. 단차부(129)는 크랭크 축(180)의 반경방향을 바라보도록 로브(120', 120”)를 따라 연장되어 루프(loop)를 형성하는 면으로 이루어질 수 있다. 도시된 것처럼, 롤링 씰(127)은 단차부(129) 면에 밀착되어, 롤링 씰(127)의 측면이 단차부(129) 면에 지지되도록 위치될 수 있다.

로터(120)의 회전 시, 롤링 씰(127)은 하우징 덮개(141, 142)와의 밀착 상태를 유지하도록 이루어질 수 있다. 구체적으로, 리세스부(126)에서 더 리세스되는 씰링 홈(127a)이 마련되고, 씰링 홈(127a) 내에 롤링 씰(127)이 안착되도록 이루어질 수 있다. 이때, 롤링 씰(127)과 씰링 홈(127a)에 각각 지지되는 롤링 씰 탄성부재(127b)가 개재될 수 있다.

결과적으로, 도 7을 참조하면, 롤링 씰(127)에 의해 리세스부(126)와 스러스트 면(128)이 서로 구획될 수 있다. 리세스부(126)와 롤링 씰(127)의 이러한 배치에 의해, 로터(120)의 모서리인 리세스부(126)는 하우징 덮개(141, 142)와의 접촉이 최소화될 수 있고, 아울러 롤링 씰(127)은 하우징 덮개(141, 142)와의 탄성 지지 상태가 용이하게 확보될 수 있게 된다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 엔진(100)의 하우징(110)은, 로브 씰(117) 및 코너 씰(147)을 구비할 수 있다. 로브 씰(117)은 크랭크 축(180)의 원주방향을 따라 형성되는 N개의 로브 수용부(111) 사이사이를 밀폐하기 위한 구성요소이고, 코너 씰(147)은 로브 씰(117)과 롤링 씰(127) 사이의 코너 공간을 밀폐하기 위한 구성요소이다.

로브 씰(117)은, 각각 압축 또는 팽창되는 상태가 서로 다른 혼합기가 수용되는 N개의 로브 수용부(111)를 서로 격리시키는 역할을 한다. N개의 로브 수용부(111)를 구비하는 하우징(110)에는 도 3에 보인 것과 같이 N개의 피크부(114)가 형성될 수 있다. 로브 씰(117)은 N개의 피크부(114) 각각에서 돌출되어 로터(120)의 외곽면(크랭크 축(180)의 반경방향으로 하우징(110)과 마주보는 면)에 슬라이딩되도록 형성될 수 있다.

앞서 롤링 씰(127)과 유사하게, 로브 씰(117)은 로브 홈(117a)에 수용되고, 로브 씰 탄성부재(117b)에 의하여 로브 씰(117)과 로브 홈(117a)이 서로 지지되도록 이루어질 수 있다. 로브 씰 탄성부재(117b)에 의해, 로브 씰(117)은 하우징(110)으로부터 돌출되어 로터(120)의 외곽면에 탄성 지지 및 밀착되도록 이루어질 수 있다. 로브 씰(117)은 로브 수용부(111)의 개수만큼 구비될 수 있다.

한편, 앞서 설명한 것처럼 롤링 씰(127)은 리세스부(126)와 스러스트 면(128) 사이의 단차부(129)에 밀착되는 형태로 이루어지므로, 롤링 씰(127)은 리세스부(126)의 모서리 보다 내측으로 이격되는 지점에 위치된다. 따라서, 로터(120)의 외곽면에 슬라이딩되는 로브 씰(117)과, 롤링 씰(127)은 서로 이격되는 공간을 형성할 수 있다. 이 공간을 통하여는 서로 이웃한 로브 수용부(111) 공간이 서로 연통될 수 있다.

또한 로터(120)의 회전 및 기울어짐에 따라, 롤링 씰(127)과 로브 씰(117) 사이의 공간은 그 위치 및 크기가 가변될 수 있다. 이때 로터(120)의 외곽면은 로브 씰(117)과 탄성 지지되므로, 로터(120)의 외곽면을 통한 누설은 방지된다고 할 수 있지만, 롤링 씰(127)과 로브 씰(117) 사이의 가변적인 공간은 정확하게 밀폐시키는 것이 어려운 문제점이 있다.

이에 본 실시예의 로터리 엔진(100)에 구비되는 코너 씰(147)은, 각각의 로브 씰(117)로부터 하우징 덮개(141, 142)와 로터(120) 사이로 돌출되어 롤링 씰(127) 및 리세스부(126)에 탄성 지지되는 형상으로 이루어진다. 도 7에 보인 것처럼, 코너 씰(147)은 로브 씰(117)의 단부에서 하우징 덮개(141, 142)와 로터(120) 사이에 이격되는 공간에 삽입되도록 연장될 수 있다. 즉, 연장된 코너 씰(147)의 단부는 롤링 씰(127) 및 리세스부(126)에 접촉되어 슬라이딩 되도록 이루어질 수 있다. 코너 씰(147)이 로브 씰(117)에 장착되는 형상으로 이루어짐으로써, 로브 씰(117)이 크랭크 축(180)의 반경방향으로 움직임에 따라 코너 씰(147)도 크랭크 축(180)의 반경방향으로 이동될 수 있다.

구체적으로, 본 실시예의 코너 씰(147)은 몸체부(147a) 및 코너부(147b)를 구비할 수 있다. 도 8에 보인 것처럼, 몸체부(147a)는 로브 씰(117)과 결합을 구현하도록 이루어지는 부분으로, 로브 씰(117)이 연장되는 크랭크 축(180)의 축방향으로 연장되는 원통형으로 형성될 수 있다. 또한, 몸체부(147a)는 로브 씰(117)의 단부를 수용하도록 형성되는 장착홈(147c)을 구비할 수 있다. 몸체부(147a)는 크랭크 축(180)의 축방향으로 로브 씰(117)의 양 단부에 삽입 장착될 수 있다.

코너부(147b)는 몸체부(147a)에서 롤링 씰(127) 및 리세스부(126)에 접촉되도록 돌출 형성된다. 로터(120)의 회전 시, 코너부(147b)는 롤링 씰(127)과 리세스부(126)에 슬라이딩될 수 있다. 코너부(147b)는, 롤링 씰(127)과 로브 씰(117) 사이의 거리와, 리세스부(126)와 하우징 덮개(141, 142) 사이의 거리를 고려하여, 해당 공간을 밀폐하기에 충분한 크기로 형성될 수 있다.

한편, 코너부(147b)와 장착홈(147c)은, 몸체부(147a)의 외주면에서 서로 동일한 방향으로 각각 돌출 및 리세스되도록 형성될 수 있다. 따라서, 로브 씰(117)과 코너부(147b)는 각각 로터(120)의 외곽면과 그와 인접한 리세스부(126)에 슬라이딩될 수 있다.

나아가, 코너 씰(147)은 각각 하우징(110) 및 하우징 덮개(141)에 탄성 지지되는 탄성 지지부(147e, 147f)에 의해 지지되어 크랭크 축(180)의 축방향으로 이동될 수 있다. 코너 씰(147)은 하우징 덮개(141)에 리세스되도록 형성되는 수용홈(143)에 수용되어 탄성 지지될 수 있다. 또한, 하우징 덮개(141, 142)에 형성되는 오일 유로를 통하여 오일을 공급 받아, 리세스부(126), 롤링 씰(127) 및 로브 씰(117)과의 윤활면을 형성할 수 있다.

이상에서와 같이, 로브 씰(117), 리세스부(126) 및 롤링 씰(127)에 의해 형성되는 공간은, 코너 씰(147)에 의해 밀폐가 수행될 수 있다. 특히, 코너 씰(147)은 로브 씰(117)에 연동되어 움직임으로써, 로터(120)의 위치 변화에 대응하여 정확한 밀폐를 수행할 수 있다. 따라서, 리세스부(126)가 형성됨으로써 발생될 수 있는 누설공간이 효과적으로 밀폐될 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로터(220)의 모서리 부분을 보인 단면 개념도이다. 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따라 로터(220)와 하우징 덮개(141, 142)의 접촉 위험을 더 완화하고, 접촉 시에도 마찰이 감소될 수 있도록 이루어지는 리세스부(226) 구조에 대하여 설명한다.

도 9를 참조하면, 본 실시예의 로터(220)는 경사진 단차부(229)를 구비할 수 있다. 구체적으로, 앞선 실시예와 마찬가지로 리세스부(226)는 하우징 덮개(141, 142)와 마주보는 스러스트 면(228)에서 크랭크 축(180)의 축방향으로 리세스되도록 형성될 수 있다. 그리고, 리세스부(226)가 형성됨에 따라 리세스부(226)와 리세스부(226)에 의해 둘러싸이는 나머지 스러스트 면(228) 사이를 연결하는 단차부(229)가 형성될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는, 단차부(229)가 하우징 덮개(141, 142)를 바라보는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.

즉, 도시된 것과 같이, 단차부(229)는 로터(220)의 중심부에서 외곽으로 갈수록 더 리세스되어 리세스부(226)와 연결되도록 형성될 수 있다. 결과적으로 단차부(229)와 스러스트 면(228)이 만나는 모서리는 챔퍼(chamfer)를 형성하게 될 수 있다. 경사진 단차부(229)는 리세스부(226)가 연장되는 로터(220) 둘레를 따라 나란하게 연장 형성될 수 있다.

아울러, 경사진 단차부(229)와 경사진 단차부(229)에 의해 둘러싸이는 스러스트 면(228) 사이의 모서리에는 라운드부(229a)가 형성될 수 있다. 도 9에 보인 것과 같이, 경사진 단차부(229)의 표면과 스러스트 면(228)이 서로 연장되어 만나도록 그 모서리가 둥글게 가공될 수 있다.

이와 같이, 경사진 단차부(229)와 라운드부(229a)가 가공됨으로써, 리세스부(226)가 형성됨으로써 돌출되는 단차부(229)의 모서리가 하우징 덮개(141, 142)와 접촉될 가능성이 줄어들 수 있다. 단차부(229)가 리세스부(226) 및 스러스트 면(228)과 수직으로 교차되는 경우보다, 접촉 및 마모 가능성이 감소되고 로터(220)가 위치될 수 있는 여유 공간이 더 확보될 수 있는 이점이 있다.

또한 도 9에 보인 것과 같이, 앞선 실시예와 유사하게 롤링 씰(127)은 단차부(229)와 리세스부(226) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 리세스부(226)에 인접한 로터(220)의 외곽면은 로브 씰(117)이 구비되어 로브 수용부(111) 사이의 밀폐가 이루어질 수 있다.

다만, 도시된 것과 같이 본 실시예의 코너 씰(247)은 하우징 덮개(141, 142)에 장착되어 지지되는 것일 수 있다. 구체적으로, 코너 씰(247)은 고정부(247a), 가압부(247b) 및 탄성부(247c)를 포함할 수 있다. 이들에 의해, 코너 씰(247)은 하우징 덮개(141, 142)에 지지되어 리세스부(226)를 가압하여 롤링 씰(127)과 로브 씰(117) 사이 공간을 밀폐할 수 있다.

고정부(247a)는 볼트 형상으로 이루어져 하우징 덮개(141, 142)에 삽입 장착될 수 있다. 가압부(247b)는 하우징 덮개(141, 142)의 내면에서 돌출되어 리세스부(226)를 가압하도록 이루어질 수 있다. 즉, 가압부(247b)는 롤링 씰(127)과 로브 씰(117) 사이에서 돌출되도록 형성될 수 있고, 롤링 씰(127) 및 로브 씰(117)과 각각 접촉되도록 이루어질 수 있다. 즉, 가압부(247b)는 리세스부(226), 롤링 씰(127) 및 로브 씰(117)에 각각 접촉되어 이들 사이의 간극을 밀폐할 수 있다.

또한, 가압부(247b)는, 로터(220)에 접촉되도록 돌출되는 가압 부분(247b1)과, 하우징 덮개(141, 142)에 걸리도록 형성되어 완전히 이탈되는 것이 방지되는 걸림 부분(247b2)을 구비할 수 있다. 도시된 것과 같이, 걸림 부분(247b2)의 배면에는 탄성부(247c)가 결합될 수 있다.

탄성부(247c)는 고정부(247a)와 가압부(247b)를 각각 지지하도록 형성될 수 있다. 탄성부(247c)는, 가압부(247b)가 리세스부(226)를 향하는 방향으로 가압되는 탄성력을 갖도록 형성될 수 있다. 탄성부(247c)는 코일 스프링으로 이루어질 수 있다.

한편, 가압부(247b)는 급유 홀(247b3)을 구비할 수 있다. 급유 홀(247b3)은, 가압부(247b)의 배면에 채워지는 오일이 가압부(247b)의 전면으로 공급되어 리세스부(226), 롤링 씰(127) 및 로브 씰(117)과 윤활면을 형성할 수 있다. 구체적으로, 급유 홀(247b3)은 가압부(247b)의 돌출 방향을 따라 가압부(247b)의 전후면을 관통하도록 이루어질 수 있다. 급유 홀(247b3)이 형성됨으로써, 탄성부(247c)가 위치하고 오일이 채워지는 가압부(247b)의 후면 공간으로부터, 리세스부(226)와 맞닿는 가압부(247b)의 전면으로 오일이 공급되어 윤활면이 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 로터리 엔진을 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 이상의 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

100: 로터리 엔진 110: 하우징
111: 로브 수용부 112: 연소실
113: 장착홀 114: 피크부
117: 로브 씰 120: 로터
121: 지지부 122: 관통홀
123a: 제1저장부 123b: 제2저장부
124a: 흡기포트 124b: 배기포트
125: 리브 126, 226: 리세스부
127, 227: 롤링 씰 128, 228: 스러스트 면
129, 229: 단차부 130: 점화 플러그
141: 흡기측 덮개 141a: 흡기홀
142: 배기측 덮개 142a: 배기홀
143: 장착홈 147, 247: 코너 씰
150: 저유 덮개 160: 가이드 기어
170: 로터 기어 171: 플랜지부
172: 기어부 173: 보스부
180: 크랭크 축 181: 제1 부재
182: 제2 부재 183: 체인 기어
190: 윤활 유닛 192: 오일 펌프
192a: 체인 부재

Claims (10)

1. 크랭크 축;
   상기 크랭크 축을 둘러싸도록 배치되는 N개(N은 3 이상인 자연수)의 로브 수용부와, 각각의 상기 로브 수용부와 연통되는 연소실을 구비하는 하우징;
   상기 하우징의 중심으로부터 편심되어 회전하고, 각각 상기 로브 수용부에 연속적으로 수용되도록 상기 크랭크 축의 반경방향으로 돌출 형성되는 N-1개의 로브를 구비하는 로터; 및
   상기 크랭크 축이 관통되고, 상기 로브 수용부를 상기 크랭크 축의 축방향으로 오버랩하여 상기 하우징과 결합되는 하우징 덮개를 포함하고,
   상기 로터는, 상기 하우징 덮개와 마주보는 스러스트 면에서 상기 축방향으로 리세스되고 상기 로브의 모서리를 따라 연장되도록 이루어지는 리세스부를 구비하는 로터리 엔진.
2. 제1항에 있어서,
   상기 크랭크 축은,
   상기 축방향으로 리세스되도록 이루어지는 삽입홈을 구비하는 제1 부재; 및
   상기 로터를 관통하는 편심부와, 상기 편심부에서 돌출되어 상기 삽입홈에 끼워지도록 형성되는 돌출부를 구비하는 제2 부재를 포함하는 로터리 엔진.
3. 제1항에 있어서,
   상기 로터는, 상기 하우징의 중심과 동심으로, 상기 크랭크 축을 둘러싸도록 상기 스러스트 면에서 돌출 형성되는 오일 씰을 더 구비하고,
   상기 리세스부와 상기 하우징의 중심 간의 최소 거리는, 상기 오일 씰의 반경과 상기 로터의 편심된 거리의 합보다 큰 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
4. 제1항에 있어서,
   상기 로터는, 상기 하우징의 중심과 동심으로, 상기 크랭크 축을 둘러싸도록 상기 스러스트 면에서 돌출 형성되는 오일 씰을 더 구비하고,
   상기 리세스부가 상기 축방향으로 리세스되는 단차는, 상기 오일 씰이 상기 스러스트 면으로부터 돌출되는 높이보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
5. 제1항에 있어서,
   상기 로터는, 상기 리세스부와 상기 리세스부에 의해 둘러싸이는 상기 스러스트 면을 연결하도록 연장되고 상기 하우징 덮개를 바라보도록 경사지게 형성되는 단차부를 구비하는 로터리 엔진.
6. 제1항에 있어서,
   상기 로터는, 상기 리세스부에 의해 둘러싸이는 상기 스러스트 면과 단차부 사이의 모서리를 따라 형성되는 챔퍼부를 구비하는 로터리 엔진.
7. 제1항에 있어서,
   상기 로터는, 상기 리세스부에서 돌출 형성되어 상기 하우징 덮개에 슬라이딩 되도록 이루어지는 롤링 씰을 더 구비하는 로터리 엔진.
8. 제7항에 있어서,
   상기 로터는, 상기 리세스부와 상기 리세스부에 의해 둘러싸이는 상기 스러스트 면을 서로 연결하도록 연장되는 단차부를 구비하고,
   상기 롤링 씰은 상기 단차부에 밀착되어 지지되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 로터리 엔진.
9. 제7항에 있어서,
   상기 하우징은,
   서로 이웃한 상기 로브 수용부를 서로 격리시키도록 상기 로브를 향하여 상기 반경방향으로 돌출되도록 형성되는 로브 씰; 및
   상기 로브 씰에 결합되고, 상기 롤링 씰과 로브 씰 사이를 밀폐하도록 형성되는 코너 씰을 구비하는 로터리 엔진.
10. 제9항에 있어서,
    상기 코너 씰은,
    상기 로브 씰의 단부를 수용하는 수용홈을 구비하는 몸체부; 및
    상기 몸체부에서 상기 롤링 씰을 향하여 돌출 형성되고, 상기 롤링 씰 및 리세스부와 슬라이딩되도록 형성되는 돌출부를 포함하는 로터리 엔진.

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