KR930001787B1

KR930001787B1 - Rotary engine

Info

Publication number: KR930001787B1
Application number: KR1019890019806A
Authority: KR
Inventors: 전병수
Original assignee: 전병수
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1993-03-13
Also published as: KR910012510A

Abstract

The rotary engine uses a pair of interlocking rotors in order to actuate 4 stroke operation i.e. suction, compression, expansion and exhaust. The concentric type rotary engine comprises a cylinder including a cylinder block (1) and a pair of side housings (11,11a); the rotors (3,3a) protruded on the circumferential side of the rotary engine; a pair of arms (5,5a) formed on the inner side; a pair of circular bodies (4,4a) engaging with each other; a link pin (8b) connecting one arm (5) with a lower part; another link pin (8a) connecting the other arm (5a) with one link (7a); a guide pin (8) passing through upper part of the links (7,7a) and connecting with rotational plates (10,10a) having shafts (9,9a).

Description

Rotary engine

제1도는 본 발명의 분해사시도.1 is an exploded perspective view of the present invention.

제2도는 본 발명의 조립사시도.2 is an assembled perspective view of the present invention.

제3도는 본발명중 주요부의 분해사시도.3 is an exploded perspective view of the main part of the present invention.

제4도는 본발명의 작동 과정을 나타내는 개념도.4 is a conceptual diagram showing the operating process of the present invention.

제5도는 본발명의 구동원리를 나타내는 개념도.5 is a conceptual diagram showing the driving principle of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 실린더 블록 2 : 실린더1: cylinder block 2: cylinder

3, 3a : 제1로터, 제2로터 4, 4a : 제1, 2원형체3, 3a: first rotor, second rotor 4, 4a: first, binary

5, 5a : 제1, 2아암 6 : 냉각수홀5, 5a: 1st, 2nd arm 6: Cooling water hole

7, 7a : 제1, 2링크 8 : 유도핀7, 7a: first, second link 8: induction pin

8a, 8b : 링크핀 9, 9a : 출력축8a, 8b: link pin 9, 9a: output shaft

10, 10a : 회전판 11, 11a : 사이드하우징10, 10a: rotating plate 11, 11a: side housing

12, 12a : 출력축홈12, 12a: Output shaft groove

본 발명은 회전하는 로터가 실린더에서 4행정(흡입, 압축, 폭발 및 팽창, 배기)을 수행하고 이로인해 동력을 얻는 로터리 엔진에 관관된 것으로서, 특히 2개의 로터를 서로 연동시켜 4행정을 수행토록 하는 동심형 릴레이식 로터리 엔진에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary engine, in which a rotating rotor performs four strokes (suction, compression, explosion and expansion, exhaust) in a cylinder and thus obtains power, and in particular, performs four strokes by interlocking two rotors with each other. It relates to a concentric relay type rotary engine.

일반적으로 로터리 엔진은 2절 에피트로코이드곡선을 내측 윤곽으로 하는 로터하우징(ROTORHOUSING)과 양측을 덮는 평면상의 사이드하우징(SIDE HOUSING)으로 실린더를 구성하고, 동력을 일으키는 로터는 로터베어링에 의해서 편심축의 편심축 부분에 지지되고, 로터의 중심은 반지름의 원주상을 공전토록 구성하였다. 또한, 로터에 부착된 트로코이드 위상기어(INTERNAL GEAR)는 사이드 하우징에 취부된 고정외륜기어(FIXED GEAR)와 물려 있도록 하였다. 그러므로 로터는 그 정점이 항상 로터하우징의 에피트로코이드 곡선을 따라 자전토록 함과 동시에 공전하는 유성운동을 하고, 이러한 로터의 운동에 의해 4행정이 이루어졌다.In general, a rotary engine consists of a rotor housing with an epitaxial curve inside the section 2 and a side housing on a flat surface covering both sides, and the rotor generating power is an eccentric shaft with an eccentric shaft by the rotor bearing. Supported by the shaft portion, the center of the rotor constitutes the circumference of the radius. In addition, the trocoid phase gear (INTERNAL GEAR) attached to the rotor was to be meshed with the fixed gear (FIXED GEAR) mounted on the side housing. Therefore, the rotor always rotates along its rotor housing's epitroid curve and rotates in a planetary motion, and the four strokes are achieved by the rotor movement.

그리고, 이러한 일반적인 로터리 엔진은 왕복기관에 비교하여 많은 이점이 있었으나 제작이 어렵고, 큰토크를 얻지 못하는 단점이 있어서 최근에는 동심형 릴레이식 로터리 엔진이 개발되었다. 동심형 릴레이식 로터리 엔진의 대표적인 예로는 쥬슈디로터리엔진이나 카우에르스 로터리 엔진을 들 수 있고 유사한 예로 일본공개실용공보소61-107937호에 기재된 것을 들수 있다.In addition, such a general rotary engine has many advantages compared to a reciprocating engine, but it is difficult to manufacture and has a disadvantage of not obtaining a large torque. Recently, a concentric relay rotary engine has been developed. Representative examples of the concentric relay type rotary engine include a Jussie rotary engine and a Kauer's rotary engine. Similar examples include those disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 61-107937.

이들 동심형 릴레이식 로터리 엔진은 로터를 2개로 구비하여 2개의 로터가 서로 연동하여 구동하되 2개의 로터가 서로 번갈아가며 릴레이하는 방식으로 구동하고, 로터를 릴레이방식으로 구동시키는 구동장치에 따라 그 구조에 각각 차이가 있었다.These concentric rotary engines are equipped with two rotors, and the two rotors are driven in conjunction with each other, but the two rotors alternately drive each other, and the rotor is driven according to the driving device for relaying the relay method. There was a difference in each.

그러나, 종래의 동심형 릴레이식 로터리 엔진은 로터를 회전시키기 위한 구동장치를 상기 일본공개공보에 나타난 바와 같이 착탈식구동방식을 채택하므로써 로터를 릴레이식으로 구동시키는 과정에서 충격이 발생하고, 이러한 충격이 로터에 직접 전달되므로 마모, 파손등이 발생하고 소음이 발생하며, 고속회전에 적합하지 않은 등의 문제점이 있었다.However, the conventional concentric relay type rotary engine adopts a detachable driving method for driving a rotor for rotating the rotor as shown in the Japanese Laid-Open Publication, and an impact occurs in the process of driving the rotor in a relay manner. Since it is directly transmitted to the rotor, wear, breakage, noise occurs, there was a problem such as not suitable for high speed rotation.

본 발명은 동심형 릴레이식 로터리 엔진에 있어서, 한쌍의 로터를 착탈방식에 의하지 않고 릴레이식으로 구동시키는 구동수단을 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a driving means for driving a pair of rotors in a relay type, without a detachable method, in a concentric relay type rotary engine.

본 발명은 이를 위하여 2개의 로터를 제1, 2원형체의 외주면에 설치하고, 2개의 제1, 제2원형체를 2개의 제1, 제2링크핀 및 유도핀으로 연결하여 하나의 원형체가 회전하면 다른 원형체가 연동하여 회전토록 하되 각 원형체의 외주면에 고정된 로터의 변위량이 서로 다르게 되도록 한 것이다.According to the present invention, two rotors are installed on the outer circumferential surfaces of the first and second circular bodies, and two first and second circular bodies are connected by two first and second link pins and guide pins to rotate one circular body. The other circular bodies are interlocked to rotate, but the displacement amount of the rotor fixed to the outer circumferential surface of each circular body is different.

즉, 환형의 형태로 되는 실린더를 형성함에 있어 실린더의 저면을 제1, 2원형체의 외주면으로 형성하고, 제1, 2원형체의 외주면에는 제1, 2로터를 각각 설치하였다. 또한 제1, 2원형체의 내주면에 제1, 2아암을 각각 돌출시키고, 제1링크의 하단부와 제1아암을 링크핀으로 연결하며, 제2링크의 하단부와 제2아암을 다른 링크축으로 연결하고, 출력핀이 일측에 연결되는 2개의 회전판과 상기 제1, 제2링크의 상단부를 유도핀로 연결한 것이다.That is, in forming an annular cylinder, the bottom surface of the cylinder was formed as the outer peripheral surface of the 1st and 2nd cylindrical bodies, and the 1st and 2nd rotors were provided in the outer peripheral surfaces of the 1st and 2nd cylindrical bodies, respectively. Also, the first and second arms protrude from the inner circumferential surfaces of the first and second cylindrical bodies, respectively, connecting the lower end of the first link and the first arm with a link pin, and connecting the lower end of the second link and the second arm with another link axis. The output pins are connected to two rotary plates connected to one side and upper ends of the first and second links with guide pins.

그러므로 제1회전자와 제2회전자가 제1, 2링크, 링크핀 및 유도핀에 의해 연동하게 되는 것이다.Therefore, the first rotor and the second rotor will be interlocked by the first, second link, link pin and induction pin.

첨부된 도면중 제1도는 본발명의 구조를 나타내는 분해사시도이고, 제2도는 본 발명의 구조를 나타내는 조립사시도이며, 제3도는 본 발명중 제1, 2원형체의 연결상태를 나타내는 분해사시도로서 이들 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.1 is an exploded perspective view showing the structure of the present invention, FIG. 2 is an assembled perspective view showing the structure of the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view showing the connection state of the first and second circular bodies in the present invention. Referring to the drawings, an embodiment of the present invention will be described.

본 발명 로터리엔진을 구성하는 주요요소인 실린더는 사이드하우징(11, 11a)이 실린더블록(1)을 감싸도록하여 구성하되, 그 내부에 제1, 2원형체(4, 4a)를 위치시켜 구성한다. 따라서 실린더블록(1)의 내주면과, 사이드하우징(11, 11a)의 측면 및 제1, 2원형체(4, 4a)의 외주면으로 이루어지는 공간이 환형의 형태로 실린더를 형성한다. 로터는 2개의 제1, 제2로터(3, 3a)로 이루어지고, 양로터(3, 3a)는 제1, 2원형체(4, 4a)의 외주면에 돌출하도록 설치된다.The main component of the rotary engine of the present invention includes a cylinder in which the side housings 11 and 11a surround the cylinder block 1, and the first and second cylindrical bodies 4 and 4a are disposed therein. . Therefore, the space which consists of the inner peripheral surface of the cylinder block 1, the side surfaces of the side housings 11 and 11a, and the outer peripheral surfaces of the 1st, 2nd cylindrical bodies 4 and 4a forms a cylinder in an annular form. The rotor consists of two first and second rotors 3 and 3a, and the rotors 3 and 3a are provided to protrude from the outer circumferential surfaces of the first and second circular bodies 4 and 4a.

상기 제1, 2원형체(4, 4a)는 내주면에 제1, 2아암(5, 5a)을 각각 설치하고, 외주면에 제1, 2로터(3, 3a)를 각각 설치하되 하나의 로터(3, 3a)의 폭(L₂)은 2개의 회전체(4, 4a)의 폭(L₁×2)과 같도록 형성한다. (L₂=L1×2) 그리고, 상기 제1, 2암(5, 5a)은 두개의 제1, 2링크(7, 7a)에 의해 연결된다. 즉, 제1암(5)은 링크핀(8b)에 의해 제1링크(7)의 하단부에 연결되고, 제2암(5a)은 링크핀(8a)에 의해 제2링크(7a)의 하단부에 연결된다.The first and second cylindrical bodies 4 and 4a are provided with the first and second arms 5 and 5a on the inner circumferential surface and the first and second rotors 3 and 3a on the outer circumferential surface, respectively. The width L ₂ of 3a is equal to the width L ₁ x 2 of the two rotating bodies 4 and 4a. (L ₂ = L1 × 2) and the first and second arms 5 and 5a are connected by two first and second links 7 and 7a. That is, the first arm 5 is connected to the lower end of the first link 7 by the link pin 8b, and the second arm 5a is the lower end of the second link 7a by the link pin 8a. Is connected to.

또한, 상기 제1, 2링크(7, 7a)의 상단부는 유도핀(8)에 의해 연결되고, 상기 유도핀(8)의 양단부는 회전판(10, 10a)에 각각 연결된다. 상기 회전판(10, 10a)에는 출력축(9, 9a)가 각각 연결된다. 그리고, 점화용 플러그와 흡기 및 배기밸브는 실린더 블록의 외주면에 설치된다.In addition, upper ends of the first and second links 7 and 7a are connected by guide pins 8, and both ends of the guide pins 8 are connected to the rotary plates 10 and 10a, respectively. Output shafts 9 and 9a are connected to the rotating plates 10 and 10a, respectively. The ignition plug and the intake and exhaust valves are provided on the outer circumferential surface of the cylinder block.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 작용을 제1도 내지 제5도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도면중 제4도는 본 발명의 작동과정을 단계적으로 설명하기 위한 개념도이다. 제4도에 표시된 부호 n은 제1, 2로터(3, 3a)사이에 해당하는 실린더의 체적을 의미하고, 부호 L은 제1, 2로터(3, 3a)사이에 거리를 의미한다. 그리고 부호 m은 실린더 전체의 부피에서 상기 n을 제외한 나머지 체적을 의미하고, 부호 s는 실린더의 1원주거리에서 상기 L을 제외한 거리를 나타낸다.Referring to the operation of the present invention configured as described above with reference to FIGS. 1 to 5 as follows. 4 of the accompanying drawings is a conceptual diagram for explaining the operation of the present invention step by step. The reference numeral n in FIG. 4 denotes the volume of the cylinder corresponding to the first and second rotors 3 and 3a, and the reference numeral L denotes the distance between the first and second rotors 3 and 3a. And the symbol m means the remaining volume except for the n in the volume of the entire cylinder, the symbol s represents the distance excluding the L from one circumference of the cylinder.

또한, 가상원 P는 유도핀(8)의 회전운동을 궤적을 표시한 원이고, 가상원 T는 링크핀(8a, 8b)의 회전운동시 나타나는 운동궤적을 표시한 원이다.In addition, the virtual circle P is a circle which shows the trajectory of the rotational motion of the guide pin 8, and the virtual circle T is the circle which displayed the motion trace which appears at the time of the rotational movement of the link pins 8a and 8b.

제1, 2로터(3, 3a)가 제4a도와 같이 위치하는 상태에서 점화 플라그가 스파크를 일으켜 n내부에 압축되었던 연료가 폭발하면 제1로터(3)가 제4b도와 같이 회전하게 되고, 이 과정에서 m내부에 흡입되어 있던 연료를 압축하게 된다. 이때 n은 점차 확대되고 m은 점차 축소하게 되며 n내부에는 폭발을 마친 연소된 연료가 팽창하면서 남아 있게 된다. 이어서, 제1로터(3)가 제4c도에 도시된 과정을 수행한 뒤 제4d도에 도시된 바와 같이 제2로터(3a)최초에 있던 위치에 도달하면 제2로터(3a)는 제1로터(3)가 최초에 있던 위치에 도달하게 되고, 이때 2번째 폭발이 일어난다. 상기와 같은 제1, 2로터(3, 3a)의 동작을 제1도 내지 제3도를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 즉 첫번째 폭발이 의해 제1로터(3)가 회전하면 제1로터(3)의 회전과 동시에 제1원형체(4)가 회전하고, 제1원형체(4)의 제1암(5)이 제1링크(7)와 링크핀(8a) 및 유도핀(8)에 의해 회전판(10a)와 연결되므로 제1로터(3) 및 제1원형테(4)의 회전에 의해 회전판(10a)이 회전하게 된다. 그리고, 회전판(10a)은 유도핀(8)과 제2링크(7a) 및 링크핀(8b)에 의해 제2암(5a)과 연결됨과 아울러 유도핀(8)에 의해 다른 회전판(10)과도 연결되므로써 회전판(10a)의 회전에 의해 제2원형체(4a) 및 제2로터(3a)가 회전함과 동시에 다른 회전판(10)도 회전하게 된다.In the state where the first and second rotors 3 and 3a are positioned as shown in FIG. 4a, when the ignition plaque sparks and the fuel compressed inside n explodes, the first rotor 3 rotates as shown in FIG. 4b. In the process, the fuel sucked into m is compressed. In this case, n gradually expands, m gradually shrinks, and the exploded combustion fuel remains inside n. Subsequently, when the first rotor 3 has performed the process shown in FIG. 4C and reaches the position where the second rotor 3a was originally shown as shown in FIG. 4D, the second rotor 3a is configured to be the first rotor. The rotor 3 reaches its original position, at which time a second explosion occurs. The operation of the first and second rotors 3 and 3a as described above will be described with reference to FIGS. 1 to 3. That is, when the first rotor 3 rotates due to the first explosion, the first circular body 4 rotates at the same time as the first rotor 3 rotates, and the first arm 5 of the first circular body 4 is first rotated. The rotary plate 10a is rotated by the rotation of the first rotor 3 and the first circular frame 4 because the link 7 and the link pin 8a and the guide pin 8 are connected to the rotary plate 10a. do. In addition, the rotating plate 10a is connected to the second arm 5a by the guide pin 8, the second link 7a and the link pin 8b, and is also connected to the other rotating plate 10 by the guide pin 8. By being connected, the second circular body 4a and the second rotor 3a are rotated by the rotation of the rotating plate 10a, and the other rotating plate 10 is also rotated.

상기에 기수한 바와 같이 제1로터(3)가 첫번째 폭발이후 두번째 폭발을 일으키기 까지 S만큼의 거리를 이용하며, 이때 제2로터(3a)는 L만큼의 거리를 이동하게 된다. 상기 과정에서 첫번째 폭발에 의한 폭발력에 의해 제1로터(3)만 회전하고, 제2로터(3a)는 제1로터(3)의 회전에 연동하여 회전하게 되는 이유와, 제1, 2로터(3, 3a)의 회전이동하는 거리(S, L)가 각각 차이가 나는 이유는 다음과 같다.As described above, the first rotor 3 uses the distance as much as S until the first explosion causes the second explosion, and the second rotor 3a moves the distance L. In the above process, only the first rotor 3 is rotated by the explosive force of the first explosion, and the second rotor 3a rotates in conjunction with the rotation of the first rotor 3, and the first and second rotors ( The reason why the distance (S, L) of rotational movement of 3, 3a) is different is as follows.

즉, 첫번째 폭발에 의해 제1로터(3)만 회전하는 이유는 제4도 및 제5도에서와 같이 첫번째 폭발이 순간 제1로터(3)는 관성에 의해 제2로터(3a)보다 큰 각도로 벌어지게 되어 보다 많은 토크가 작용하게 되고, 또한 제1로터(3)와 제2로터(3a)와의 변위량이 서로 다르게 되고, 이러한 서로 다른 변위량이 지렛대의 역활을 하기 때문이다.That is, the reason why only the first rotor 3 is rotated by the first explosion is as shown in FIGS. 4 and 5, the first rotor 3 is at an angle greater than the second rotor 3a by the inertia at the moment of the first explosion. This is because more torque is applied, and the displacement amount between the first rotor 3 and the second rotor 3a is different from each other, and these different displacements play a role of lever.

그리고, 제1, 2로터(3, 3a)의 변위량이 서로 다른 이유는 P원의 중심 01이 양로터(3, 3a)의 회전궤적이 가지는 중심 0에 비하여 편심되어 있고, 링크핀(8a, 8b)이 T원상에서 움직이며, 유도핀(8)이 P원상에서만 움직이고 아울러 제1, 2링크(7, 7a)가 일정한 크기로 되어 있기 때문이다.The reason why the displacement amounts of the first and second rotors 3 and 3a are different from each other is that the center 01 of the P circle is eccentric than the center 0 of the rotational trajectory of the positive rotors 3 and 3a, and the link pins 8a, This is because 8b) moves on the T circle, the induction pin 8 moves only on the P circle, and the first and second links 7 and 7a have a constant size.

이어서 두번째 폭발이 일어나면 제2로터(3a)가 제1로터(3)와 릴레이하여 제4d도에 도시된 위치에서 회전을 시작하면서 m'내부에 있는 첫번째 폭발로 인한 팽창가스를 배기시킨다. 이때 n'내부에는 두번째 폭발의 결과로 팽창하는 가스가 차게 된다. 그리고, 제2로터(3a)가 제4e도, 제4f도의 상태를 지나 제1로터(3)가 있던 위치에 도달하고 제1로터(3)가 제2로터(3a)가 있던 위치에 도달한 뒤 제2로터(3a)와 제1로터(3)가 릴레이 하여 제1로터(3)가 회전하게 된다. 제1로터(3)는 회전하면서 두번째 폭발과 인한 팽창가스를 배기시킨다. 이와 같이 제2로터(3a)와 제1로터(3)가 번갈아 릴레이해가며 1차례의 배기와 1차례의 배기 및 흡입을 시킨 뒤 다시 번갈아 릴레이하여 1차례의 압축과 1차례의 압축 및 흡입을 하고 이어서 상기 설명의 첫번째 폭발에 해당하는 폭발을 하여 상기의 전과정(폭발-압축-폭발-배기-배기및흡입-압축및흡입-폭발)을 반복하게 된다.Subsequently, when a second explosion occurs, the second rotor 3a relays with the first rotor 3 to start the rotation at the position shown in FIG. 4d to exhaust the expansion gas due to the first explosion inside m '. Inside n ', the gas expands as a result of the second explosion. Then, the second rotor 3a passes through the states of FIGS. 4e and 4f and reaches the position where the first rotor 3 was, and the first rotor 3 reached the position where the second rotor 3a was. After the second rotor 3a and the first rotor 3 are relayed, the first rotor 3 is rotated. The first rotor 3 rotates to exhaust the expansion gas resulting from the second explosion. As described above, the second rotor 3a and the first rotor 3 alternately relay, one exhaust and one exhaust and suction, and then alternately relay to perform one compression and one compression and suction. Then, the explosion corresponding to the first explosion of the above description is repeated to repeat the whole process (explosion-compression-explosion-exhaust-exhaust and suction-compression and suction-explosion).

이와같이 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다. 첫째, 본 발명은 제1, 2원형체(4, 4a) 및 제1, 2로터(3, 3a)가 서로 번갈아 릴레이해가며 구동하므로 충격이 발생하지 않고, 이로인해 소음이 발생하지 않는 이점이 있다. 둘째 본 발명은 구조가 간단하고, 이로인해 제작이 용이하며 고장이 적게나는 이점도 있다. 셋째 본 발명은 실린더를 환형으로 형성하므로 실린더의 체적이 커서 배기량을 많게 할 수 있는 이점이 있으며, 아울러 피스톤엔진에 비하여 큰 토크를 얻을 수 있는 이점도 있다.Thus, the present invention has the following effects. First, since the first and the second cylindrical bodies 4 and 4a and the first and second rotors 3 and 3a are alternately driven and driven, the shock does not occur and thus no noise is generated. . Second, the present invention has a simple structure, thereby making it easy to manufacture and less trouble. Third, the present invention has the advantage that the cylinder is formed in an annular shape, the volume of the cylinder is large, so that the displacement can be increased, and a large torque can be obtained as compared with the piston engine.

Claims

The outer circumferential surface forms a cylinder together with the cylinder block 1 and the side housings 11 and 11a, and the first and second rotors 3 and 3a protrude from the outer circumferential surface, respectively, and the first and second arms 5, Each of the first and second cylindrical bodies 4 and 4a having a pair of 5a) and interlocking with each other, the first arm 5 is connected to the induction pin 8 by a link pin 8b. A first link 7 connected to the second link 7 by a second link, a lower end portion of the second link 7a connected to the second arm 5a by a link pin 8a, and the first and second When any one of the circular bodies 4 and 4a is driven, the rotating plate penetrates the upper end of the first and second links 7 and 7a and has output shafts 9 and 9a at both ends so that the other circular bodies are also driven in cooperation with each other. Rotary engine, characterized in that made of induction pins (8) connected to (10, 10a), respectively.