KR840002481B1 - 로우터리피스톤 기관용의 3개의 상대적 가동체 사이의 시일장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

로우터리피스톤 기관용의 3개의 상대적 가동체 사이의 시일장치

제1도는 본 발명을 이용한 장치의 세개의 상대적인 가동체에 대한 일부 단면 개략도.

제2도는 제1도에 사용한 시일 요소들 간의 작용관계를 나타내기 위해서 공간적인 배열상태를 입체적으로 나타낸 도면.

제3도는 본 발명의 다른 예에 의한 장치를 나타낸 입체도.

제4도는 본 발명의 시일장치를 사용하기 위한 로우터리 피스톤 기관의 횡단면도.

제5도는 제4도의 선(Ⅴ-Ⅴ)을 기준으로해서 화살표 방향으로 본 단면 개략도.

본 발명은 일반적으로 자동차에 관한 것으로서, 특히 자동차의 부분품 들 간의 시일에 관한 것이다.

상대적인 가동체(relatively movable bodies)사이를 기체가 사실상 새어나가지 못하도록 효과적으로 밀폐 시킨다는 것은 자동차 및 그 부분품들의 제작을 위시해서 수많은 기술 분야에서 결정적으로 중요한 일이다.

물론, 두 상대적인 가동체 사이를 기체가 새어나가지 못하도록 효과적으로 밀폐시키는 것은 오랫동안 알려져 왔는바, 예컨대, 각종의 동력 차량에 널리 사용되는 왕복 피스톤 기관의 실린더와 피스톤 간의 시일(seal)이다. 그런, 왕복 피스톤 엔진의 상사점과 하사점 위치와는 달리, 기관의 동작중에는 함께 동작공간을 형성하는 부분들이 결코 서로 멈추지 않는, 예컨대, 로우터리 피스톤 기관의 세개의 상대적인 가동체 사이를 밀폐시킬 경우에는 문제가 훨씬 더 복잡해지게 된다. 가장 널리 알려진 로우터리 피스톤내연기관은 이른바 "방켈" 기관(Wankel engine)으로서 상대적인 회전체의 수를 두개, 즉, 3극 회전자(tri-lobal rotor)와 하우징으로 제한 함으로써 로우터리 피스톤기관의 본질적인 밀폐문제를 해결한 것이었다. 즉, 회전자의 각극(lobe)의 단부에 그 회전 축선과 나란하게 홈을 형성시켜 그 속에 밀폐대(sealing strip)를 설치하여 이 밀폐대와 하우징의 내면이 서로 지속적으로 밀착하는 관계를 유지 시킴으로써 밀폐효과를 얻는 것이었다. 아울러, 회전자의 각 단부면에는 호형홈(arcuate groove)을 형성시켜 그 속에도 밀폐대를 설치하여, 이 밀폐대와 상기한 각 극의 밀폐대가 서로접속 되도록 하였다.

그러나, 로우터 리피스톤 기관은 그 구조적인 원리면에서 볼 때 방켈기관보다 더 우수한 것으로서 지금까지 인정을 받지 못했던 이유는 세개의 가동체를 상대적으로 움직여야 하기 때문에 이들 사이에 기체가 새어나가지 못하도록 적절한 시일을 설치할 수 있는 확실한 방법이 없었기 때문이다.

따라서, 본 발명의 일반적인 목적은 차량 및 기타용도로서 사용하는 부분품들의 상대적인 가동체 사이를 기체가 새지 못하도록 효과적으로 밀폐시킬 수 있는 장치를 제공하는 데에 있다.

특히, 본 발명의 목적은 세개의 상대적인 가동체 사이를 기체가 새지 못하도록 할 수 있는 효과적 시일을 제공하는 데에 있다. 또 한 목적은 비교적 간단하고 사용 신뢰도가 높을 뿐만아니라 설치 및 정비가 용이한 시일장치를 제공하는데에 있다.

이러한 목적을 성취하기 위한 본 발명의 특징은 세개의 상대적인 가동체사이, 특히 제2부분 속에서 일축선을 중심으로 회전하는 제1부분 및 이것에 대하여 그 회전축선을 횡단하는 방향으로 자유로이 왕복운동하는 것으로서 양단부를 갖춘 제3부분들 사이를 밀폐시킬 수 있는 시일 장치에 있는 것이다. 간단히 말하면, 이러한 시일 장치는 제 1부분에 그 둘레를 따라서 연장부착시켜 제 2부분에 대하여 밀착되게끔 한 제1시일요소, 제3부분의 양단에 부착시켜 제 2부분에 대하여 밀착 되게끔 한 제2시일 요소 및 제1부분에 그 축선 방향으로 연장부착시켜 그 제1 및 제2시일 요소와 아울러 제2부분에 대하여 밀착되게끔 한 제3시일 요소로 구성할 수 있다.

본 발명에 관해서 첨부한 도면을 예로 들어 더욱상세히 설명하면 다음과 같다. 도면에는 편의상 차량은 생략하고 로우터리 기관만을 도시 하였는 바, 세개의 상대적인 가동체는 하우징(H), 회전자(7), 및 동력 부재(8)이다. 하우징(H)에는 원주형 공간이 갖추어져 있는바, 그 속에서 회전자(7)가 축선(A)을 중심으로 회전하도록 되어있다. 이 원주형공간은 하우징의 내면(HS)으로 형성되며, 축선(A)은 그 공간의 중심축선에 대하여 한쪽으로 치우쳐져 존재한다. 편의상, 하우징과 그 공간을 단편적으로만 도시하였다.

회전자(7)의 양축단간의 중심을 통해서 회전축선(A)에 대한 직각 방향으로 지름선상에 원주형 구멍(7a)을 형성 시켜 그 속에 원주형 동력부재(8)를 미끄럼식으로 삽입시켜 이중 화살표(B)로 표시한 바와 같이 그 축선(A)에 대한 직각방향으로 왕복 운동 하게끔 한다. 이 동력부재(8)는 회전자(7)가 회전할 때에 언제나 하우징의 내면(HS)에 밀착되어 활주하는 두개의 자유단부(도면에는 하나만 도시하였음)를 도시 하였는 바, 이 동력부재(8)의 왕복 운동은 그러한 미끄럼식 밀착과 축선(A)이 하우징(H)의 중심축선으로부터 한쪽으로 치우쳐져 있다는 사실의 결과이다. 이렇게 해서 기관은 매동작 단계중에 서로 분리된 두개의 동작실을 갖추게 된다.

이 동작실을 서로 기체가 새지 않도록 밀폐시키기 위해서는 하우징(H), 회전자(7), 및 동력부재(8) 간을 연속적으로 맬폐시켜야 한다.

제1 및 2도에서 알 수 있는 바, 회전자(7)의 주계면을 따라서 그 양단에 인접하여 각각 하나씩 띠형밀폐부재(4)(제2도 참조)를 둥글게 설치할 수 있도록 홈(9)을 연장시켜 놓는다. 이 밀폐부재(4)는 여러개의 조각으로 구성할 수 있다. 또한, 회전자에는 밀폐부재(1)(제2도)를 삽입 시키기 위한 막힌 구멍(10)을 그 중심축선이 동력부재(8)의 종축선과 정렬 되도록 함과 동시에 홈(9)이 관통할 수 있도록 형성시켜 놓는다. 이 막힌 구멍(10)에 결합시켜 놓는 밀폐부재는 동력부재(8)의 양단을 하우징(H)에 대하여 밀폐시키는 것으로서 다음에 설명한다. 이 밀폐부재(1)에는 세개의 홈(11, 11, 및 11')을 형성시키는 바, 이들 중 두개는 서로 대향 하도록 형성시켜 밀폐부재(4)에 대하여 정렬하여 그 밀폐부재의 단부를 받아들이게끔 한다. 나머지 하나의 홈(11')은 다른 두 홈(11)에 대하여 직각으로 배치하여 동력부재(8)의 종축선과 정렬되게끔 한다. 홈(11)은 그속에 밀폐부재(4)의 단부를 확실하게 지지함과 아울러 그 밀폐부재들(4, 1)의 밀폐면들이 서로 일치하여 하우징(H)의 내면(HS)에 밀착 되도록 하는 크기로 해야한다는 것은 자명하다 모든 밀폐부재와 아울러 밀폐대(2)는 스프링(F)(제1도)에 의해서 각 밀폐면에 대하여 눌러 놓을 수 있다.

밀폐부재(1)의 홈(11')속으로는 밀폐부재(3)의 한쪽 단부를 삽입 시켜 놓고, 이 밀폐부재(3)의 다른쪽 단부는 동력부재(8)의 각단부에 고정시킨 밀폐대(2)에 밀착 시켜 놓는다. 이 밀페부재(3)는 밀폐부재(4)와 동일한 재질로 동일한 단면 형상을 갖도록 할 수 있다. 그러나, 밀폐 부재와는 달리, 밀폐부재(3)는 두개의 밀폐면을 가지게 되는데, 하나는 하우징(H)의 내면(HS)과 접하는 것이고, 다른 하나는 회전자(7)의 반경 방향으로 연장되어 하우징의 내면(HS)으로 둘러싸인 원주형공간에 대하여 언제나 직각을 이루는 밀폐면과 접하는 것이다. 이 후자의 밀폐면은 동력 부재(8)의 양단에 밀폐부재(3)와 정렬 상태로 부착되는 밀폐대(2)에 속하는 것이다. 이 밀폐대(2)는 동력부재(8)의 양단부에 서로 반대방향으로 형성 시켜 놓은 홈(12)속에 삽입 시켜놓는 것이다. 이 홈(12)은 하우징의 내면(HS)을 향한 동력 부재(8)의 단부면으로 연장시켜 밀폐대(2)로 하여금 정확하게 배치 되도록 한다.

동력부재(8)의 각 단부에 존재하게되는 두개의 밀폐대(2)는 밀폐부재(5)에 의해서 함께 결합시켜 (제2도) 밀폐부재(1)와 같이 홈(12)을 메꾸어 버리게 된다. 이 밀폐부재(5)는 하우징의 내면 (HS)을 향한 동력부재(8)의 단부면 중심부에 홈(12)(제1도)과 통하도록 형성시킨 막힌 구멍(13)속에 배치한다. 각 밀폐부재(5)에는 하우징에 밀착하는 밀폐대(2)의 가지를 삽입 시킬 수 있도록 서로 반대쪽으로 홈(11a)을 형성시켜 놓는다.

제2도의 이중 화살표(A-A 및 B-B)는 각밀폐부재가 붙어 있는 부분들의 운동 방향을 표시한 것이다. 회전자(7)의 양단에 각각 인접하여 축선(A)을 중심으로 그 둘레를 따라서 연장되어 있는 밀폐부재(1및 4)와 아울러, 밀폐부재(4)를 가로지르는 방향으로 회전체(7)에 대해서는 축선 방향으로 연장되어 있는 밀폐부재(3)는 회전자(7)과 함께 화살표 (A-A)의 방향으로 회전한다. 밀폐부재(2 및 5)는 동력 부재(8)가 회전자를 통해서 화살표(B-B)의 방향인 지름 방향으로 왕복 운동할 때 그와 함께 움직이게 된다. 이들 움직임은 서로 영향을 미치게 된다는 사실에도 불구하고, 완전한 기체밀폐상태를 얻을 수가 있게 되는데, 왜냐하면, 밀폐부재(3)에 의해서 그 밀폐 면의 밀폐상태가 끊임 없이 유지 되기 때문이다. 밀폐부재(3) 및 이와 직각으로 맞대고 있는 밀폐대(2)의 밀폐면 간의 유일한 움직임은 화살표(B-B) 방향으로의 상대적인 운동뿐으로서 적절한 공지의 시일에 의해서 확실하게 밀폐 시킬 수가 있는 데, 왜냐하면 동력부재(8)는 그 자신의 종축선 방향, 즉, 화살표(B-B)의 방향으로만 이동 하도록 회전자(7)에 부착되어 있기 때문이다.

동력 부재(8)의 단부에 부착시키는 밀폐부재의 두번째 예를 제3도에 도시하였다. 본 예에서는 밀폐부재(5)를 사용하는 대신에 밀폐대(2a)의 단부에 적절한 형상의 접속부(6)를 형성시켜 그것에 의해서 그 밀폐대를 서로 밀폐 접속시킨다. 물론, 제3도의 예에서는 제1도에 도시한 막힌 구멍(13)이 존재하지 않는다.

최소한, 밀폐부재(1)에는 밀폐 부재(3)를 삽입시키는 홈의 길이 방향으로 기체통로가 이루어져서 밀폐부재(3)의 저면으로 연장 되기 때문에 기관의 기체압력이 밀폐부재(3)를 하우징의 내면(HS)에 대해 단단히 밀어 붙이게되므로 밀폐성이 강화된다. 따라서, 부분(7, 8)과 아울러, 부분(7)이 들어가서 회전하는 부분(H)들 간의 밀폐 상태가 언제나 확실하게 유지되는 것이다.

밀폐 부재와 밀폐대는 로우터리피스톤 기관용으로 이미 밝혀진 어떠한 공지의 재료로서도 만들 수 있다. 밀폐면 간에는 언제나 엷은 기름막이 존재한다는 사실에 관해서는 두말할 필요 조차도 없다. 본 발명은 하나 이상의 회전자를 갖춘 로우터리피스톤 기관에도 적절하게 사용할 수 있음은 물론, 특히 기타의 용도, 에컨대 펌프 및 기관과 같은 기계에도 훌륭히 사용할 수 있다. 본 발명을 이용함과 동시에 바람직하게는 두개의 회전자로 동작 하도록 한 로우터리 피스톤 펌프는 획기적으로 고도의 펌핑 성능을 나타내게된다.

지금까지, 본 발명을 세개의 상대적인 가동체간의 시일로서 구현시켜 설명하고 도시 하였으나, 본 발명의 정신의 범위를 벗어나지 않고서도 여러가지로 변형시킬 수 있음은 물론이다.

Claims (1)

1. 하우징(H), 하우징 속에서 일정한 회전 축선(A)을 중심으로 회전하는 회전자(7), 양단을 갖추고서 회전자와 함께 회전됨과 동시에 그 회전자에 대하여 그 회전 축선을 횡단 하는 방향으로 자유로이 왕복 운동을 하는 길다란 동력 부재(8), 회전자에 그 회전 축선을 중심으로 한 주계면을 따라서 연장 부착시켜 하우징과 밀착시켜 놓는 첫번째 밀폐부재(1, 4), 동력부재의 양단부에 그 동력부재 및 하우징과 밀착되게끔 부착시키는 두번째 밀폐부재(2) 및 회전자에 그 두번째 밀폐부재의 주계 외측으로 상기한 회전 축선방향으로 부착 시켜 그 첫번째 및 두번째 밀폐부재와 아울러 그 하우징과 밀착 시켜 놓는 세번째 밀폐부재(3)로 구성한 세개의 상대적 가동체간의 시일장치.

Images