KR930012225B1 - 회전식 이행정 내연기관 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

회전식 이행정 내연기관
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 제2도의 A-A선을 따라 잘라낸 본 발명의 회전식 내연기관의 단면도.
제2도는 제1도의 B-B선을 따라 잘라낸 본 발명의 회전식 내연기관의 종단면도이다.
본 발명은 연료도입 및 배기가스 제거용 설비를 갖는 회전식 이행정 내연기관에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 최소한의 가동부품을 가지며, 중량에 대한 출력비와 크기에 대한 출력비가 크고, 균일하게 운전되며 심지어 낮은 회전에서 비교적 높은 출력을 가지며, 높은 압축비로 작동할 수 있는 회전식 내연기관을 제공하는 것이다.
이는 다음의 특허청구의 범위에 기재된 특징에 의하여 달성된다.
도면에서, 참조번호(1)는 단부판(end plate)(2,3)을 갖는 원통형 회전과 하우징을 나타낸다. 회전자 하우징(1)의 단부판(2,3)에서 회전자(4)가 부재(5,6)에 편심적으로 설치되어 있다. 제1도에서 회전자 하우징(1)의 중심은 부호(7)로 표시되어 있고, 회전자(4)의 중심은 부호(8)로 표시되어 있다.
제2도에서 회전자 하우징(1)의 중심선은 부호(7')로 표시되어 있고, 회전자(4)의 중심선은 부호(8)로 표시되어 있다. 회전자(4)의 각 측부에서 기어휘일(9,10)이 오일 펌프 및 연료펌프(도시하지 않았음)를 구동하도록 설치되어 있다.
회전자(4)에는 상호 동일한 각도거리고 세개의 방사상 원통형 구멍(11)이 형성되어 있다. 각각의 구멍(11)에는 그 외측단부가 폐쇄되어 있는 활주형 실린더 슬리이브(12)가 설치되어 있고, 이는 회전자 하우징(1)의 원통형 내측을 향하고 있다.
실린더 슬리이브(12)의 바깥쪽의 두개의 축 저어널(13,14)에 고정되어 있는 실린더 슬리이브(12)는 링크(15) 또는 (16)의 각각의 한쪽 끝에 지지되고, 각각의 이들 링크의 타측단부는 저어널(17) 또는 (18)에 의하여 각각 지지되고, 상기 각 저어널은 단부커버(19 또는 20)에 각각 편심적으로 영구 고정되어 있고, 상기 각 단부커버는 회전자 하우징(1)의 단부판(2) 또는 (3)에 각각 보울트로 고정되어 있어 저어널(17,18)은 회전자 하우징(1)에 동심적으로 위치된다. 따라서, 세개의 링크(15)는 저어널(17)에 지지되고, 세개의 링크(16)는 저어널(18)에 지지된다.
활주 피스톤(21)은 각 실린더 슬리이브(12)에 위치되어 봉(22)의 일측단부에 고정되어 있다. 봉(22)의 타측단부는 핀(23)에 의하여 공통 지지허브(24)에 고정되어 있다. 지지허브(24)는 나사 보울트(25)로 회전자(4)의 내측 중앙 허브케이스(26)의 원통형 벽에 고정되어 있다. 회전자(4)와 마찬가지로 회전자 하우징(1)에는 냉각 매체 순환용 통로(27)가 형성되어 있다.
각 실린더 슬리이브(12)에는 엔진을 구동시키기 위한 연료 혼합물용 방사상 입구(28)가 배치되어 있다. 회전자(4)가 회전하면, 주어진 회전상태 도중에 입구(28)가 회전자(4)에 형성된 흡입구(29)와 연결된다. 이러한 회전상태 도중에, 또한 흡입구(29)는 회전자 하우징(1)의 단부판(2)에 형성된 기화기 입구(31) 및 다기관(多岐管) 홈(30)과 연결되고, 또한 기화기(도시하지 않았음)와 연결되는데, 상기 기화기는 기화기 입구(31)와 연결하며 단부판(2)에 고정된 파이프 스텁(32)에 보울트로 고정될 수 있다.
더욱이, 각 실린더 슬리이브(12)에는 압축된 연료 혼합물의 출구(33)가 형성되어 있다. 회전자(4)가 회전되면, 주어진 회전단계 도중에 출구(33)는 각 실린더 슬리이브(12)에서 회전자(4)에 형성된 관련 이송구(34)와 연결된다. 이송구(34)는 회전자(4)의 주위까지 연결되며, 따라서 각 이송구(34)는 항상 열려져 있어 각각의 챔버(35,35' 또는 35＂)와 연결되고, 그 용적은 회전자(4)가 회전함에 따라 항상 변화되며, 이는 두개의 실린더 슬리이브(12), 상기 두개의 실린더 슬리이브(12) 사이의 회전자(4)의 외면, 두개의 실린더 슬리이브(12) 사이의 회전자 하우징(1)의 환상 내측벽 및 회전자 하우징(1)의 단부판(2,3)에 의하여 한정된다.
세개의 실린더 슬리이브(12)의 각각에는 외측 폐쇄단부의 외측에 두개의 종방향 시일(36) 및 횡방향 가스켓(37)이 형성되어 있는데, 상기 두개의 시일(36)은 회전자 하우징(1)의 단부판(2 또는 3)을 각각 밀폐시키고, 상기 가스켓(37)은 회전자 하우징(1)의 환상 내측벽을 밀폐시킨다. 또한 가스켓(38)이 회전자(4)와 회전자 하우징(1)의 단부판(2,3) 사이에 형성되어 있다. 회전자 하우징(1)의 단부판(3)을 통하여 다수의 배기구(39)가 엔진의 배기 파이프(40)에 연결되어 있다. 회전자 하우징(1)의 단부판(2)에서 배기구(39)의 거의 바로 반대위치에 덕트(43)를 경유하여 팬(42)으로부터 공기가 공급되는 다수의 소기구(41)가 배치되어 있다. 팬(42)은 단부커버(19)의 부호(45)에서 지지되어 있는 팬축(44)의 일측단부에 설치되어 있다.
팬축(44)의 타측단부에는 기어휘일(46)이 설치되어 있으며, 기어휘일(46)은 회전자의 내측 중앙 허브케이스(26)에서 회전자(4)에 고정된 내부톱니 기어링(47)에 의하여 동력을 받는다.
엔진으로부터의 동력은 단부커버(20) 또는 단부커버(20)에 보울트로 고정된 브래킷(51)의 부호(49,50)에 지지되는 구동측(48)으로부터 취할 수 있다.
참조부호(52 및 53)는 엔진용 부속브레킷을 나타내고, 참조부호(54)는 점화 플러그를 나타낸다.
피스톤(21)은 봉(22), 핀(23) 및 지지허브(24)를 경유하여 회전자(4)에 동심적으로 지지되는 반면에, 실린더 슬리이브(12)는 축 저어널(13,14), 링크(15,16) 및 저어널(17,18)을 경유하여 회전자 하우징(1)에 동심적으로 지지되어 있기 때문에, 회전자(4)가 회전하면 실린더 슬리이브(12)는 가스켓(37)이 항상 회전자 하우징(1)의 원통형 내측벽과 접촉한 상태에서 회전자 하우징(1)의 중심선(1)의 중심선(7')에 대하여 회전하게 되는 동시에, 실린더 슬리이브(12) 또는 피스톤(21)이 어떠한 왕복운동도 함이 없이, 실린더 슬리이브(12)는 회전자(4)의 방사상 원통형 구멍(11)에서 내외로 활주하며, 동시에 피스톤(21)은 회전자(4)의 중심선(8')에 대하여 회전하고 실린더 슬리이브(12)의 내외로 활주한다.
엔진은 다음과 같은 방식으로 작동된다. 즉 엔진은 도면에 나타나지 않은 시동 모우터에 의하여 시동되어 구동축(48) 및 회전자(4)를 화살표 방향으로 회전시킨다. 실린더 슬리이브(12)가 제1도의 X표한 위치에 있음을 알 수 있다.
피스톤(21)의 상부위의 챔버는 용적이 증가함에 따라 진공이 증가하게 될 것이다. 점진적으로 회전자(4)가 회전함에 따라, 실린더 슬리이브(12)의 연료 혼합용 입구(28)는 회전자(4)에 형성된 흡입구(29)와 접촉하게 되고, 이와 같은 회전상태도중에 흡입구(29)는 상술한 바와 같이 다기관 홈(30), 기화기 입구(31) 및 파이프 스텁(32)을 경유하여 기화기와 접촉하기 때문에, 피스톤(21)의 상부위의 챔버는 실린더 슬리이브(12)가 제1도의 Y로 표시한 위치에 도달하면 연소가스로 채워지게 되며, 이때 피스톤(21)의 상부위의 챔버는 그의 최대 크기에 도달한다.
회전자(4) 및 실린더 슬리이브(12)가 회전하여 위치(Y)를 지나치게 되면, 실린더 슬리이브(12)는 회전자(4)의 구멍(11)에서 내향 이동하게 되고, 실린더 슬리이브(12)의 입구(28)와 회전자(4)의 흡입구(29)의 연결은 폐쇄된다. 또한 흡입구(29)는 다기관 홈(30)으로부터 멀리 이동하게 된다. 더욱이, 피스톤(21)의 상부위의 공간의 용적이 감소함에 따라 압축이 증가하게 될 것이고, 흡입된 가스는 압축되게 된다.
더욱이, 피스톤(21)의 상부위의 공간의 용적이 감소함에 따라 압축이 증가하게 될 것이고, 흡입된 가스는 압축되게 된다.
실린더 슬리이브(12)가 제1도의 위치(Z)에 도달하면, 압축된 연료혼합물용 출구(33)는 회전자(4)의 이송구(34)와 가까스로 접촉하려고 한다. 이 위치에서 챔버(35)는 최소 용적에 도달한다. 회전자(4)가 위치(Z)를 약간지나 실린더 슬리이브(12)를 회전시키면, 출구(33)는 이송구(34)와 접촉하게 되고, 실린더 슬리이브(12)내의 피스톤(21) 상의 압축된 연료 혼합물은 다소 낮은 압축력으로 이미 공기가 채워진 챔버(35)로 이송된다. 실린더 슬리이브에서 피스톤(21)상의 연료 혼합물이 자동점화되지 않은 경우 새로운 연료 혼합물은 점화플러그(54)에 의하여 점화되고, 챔버(35)의 압력은 격렬하게 증가되고, X로 표시한 위치의 바로 두에 있는 실린더 슬리이브(12)의 압력을 받는 측면이 Z로 표시한 위치의 바로 뒤에 있는 실린더 슬리이브(12)의 압력을 받는 측면보다 더 크고 또한 후자의 실린더 슬리이브의 압력을 받는 측면이 Z와 X위치 사이의 중간위치에 다다를 때까지 감소하고 그 후에 이 실린더 슬리이브의 압력을 받는 측면이 다시 증가하는 반면에 전자의 실린더 슬리이브의 압력을 받는 측면은 항상 증가하기 때문에 회전자(4)는 더욱 회전하게 된다.
연소가스가 실린더 슬리이브(12)를 위치(Y)를 약간 지나도록 밀면, 이 실린더 슬리이브(12)는 처음에 배기구(39)를 지나간 다음 소기구(41)를 지나가며, 연소가스의 소기는 엔진의 배기 파이프(40)를 통하여 배기될 수 있다. 연소가스의 소기는 상승한 실린더 슬리이브(12)가 위치(Z)를 약간 지나간 위치에 도달할때까지 일어난다.
이때 그다음의 실린더 슬리이브(12)는 처음에 배기구(39)를 지나간 다음 소기구(41)를 지나가는 과정에 있으므로 챔버(35＂)는 소기로 채워지게 되고 그다음 챔버(35＂)가 챔버(35)에 대하여 도시한 위치를 치할때까지 압축된다. 그후 위치(Z)를 약간 지나간 위치에서 실린더 슬리이브(12)에서 피스톤(21)상의 압축된 연료 혼합물은 전술한 바와 같이 챔버(35)로 이송된다.
상술한 바로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 내연기관은 다음의 작용을 수행한다.
a) 연료 혼합물의 흡입 및 공기의 분사,
b) 연료 혼합물과 공기의 압축,
c) 연소, 및
d) 1회전당 3회 배기가스의 소거
본 발명에 의하면, 피스톤 엔진과 비교하여 회전식 엔진의 이점을 갖는 회전식 내연기관이 제공되는바, 회전식 엔진은 엔진의 어느 부품도 왕복운동을 하지 않음에도 불구하고 특히 연소가스의 압축에 관하여 피스톤 엔진의 이점이 달성되는 실린더와 피스톤을 포함한다.
상술한 전형적인 실시예에서, 본 발명에 따른 엔진은 가솔린 엔진으로서 구성되어 있다.
또한 본 발명에 따른 엔진은 디이젤 엔진으로서 용이하게 고안될 수 있음을 알 수 있다.
더우기, 본 발명에 따른 엔진은 엔진의 부분이라고 생각될 수 있으며, 각각 두개이상의 실린더 슬리이브(12)를 포함하는 다소 변형을 가한 여러개의 부분을 함께 조립하여 대형 엔진을 형성할 수 있음을 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 연료의 도입 및 배기가스의 제거용 설비, 단부판(2,3)이 형성된 회전자 하우징(1), 및 회전자(4)를 편심적으로 지지하는 단부커버(19,20)를 갖는 회전식 내연기관에 있어서, 회전자(4)에 상호 동일한 각도거리로 세개의 방사상 구멍(11)을 형성시켜 각각의 구멍(11)에 외측단부가 폐쇄되고 회전자 하우징(1)의 원통형 내측을 향하여 외방으로 향한 활주형 실린더 슬리이브(12)를 설치하되, 상기 실린더 슬리이브(12)를 그의 내측 개방 단부에서 연결부(13,14,15,16,17,18)에 의하여 회전자 하우징(1)의 단부커버(19,20)에 회전가능하게 고정시켜, 회전자(4)의 회전중에 실린더 슬리이브(12)가 회전자 하우징(1)의 중심선(7')에 대하여 동심적으로 회전되게 함으로서, 실린더 슬리이브(12)가 시일(36,37)에 의하여 회전자 하우징(1)의 단부판(2,3)과 환상 내측벽에 대하여 밀폐되도록 하고, 활주 피스톤(21)을 각 실린더 슬리이브(12)에 위치시키되, 상기 피스톤(21)을 연결부(22,23,24)에 의하여 회전자(4)에 고정시켜, 각 피스톤(21)이 회전자(4)의 중심선(8')으로부터 동일거리에 위치되도록 하고, 엔진을 구동시키기 위한 연료 혼합물을 방사상 입구(28)를 각 실린더 슬리이브(12)에 형성시켜, 회전자(4)가 회전시 입구(28)가 각각의 일정한 회전상태 도중에 회전자(4)에 형성된 흡입구(29)와 연결되게 하는 동시에 상기 흡입구(29) 는 이러한 회전상태 도중에 회전자 하우징(1)의 단부판(2)에 형성된 기화기 입구(31) 및 다기관 홈(30)과 연결되게 하되, 상기 단부판(2)에는 기화기를 연결시키고, 압축가스 혼합물용 출구(33)를 각 실린더 슬리이브(12)에 형성시켜, 회전자(4)가 회전시출구(33)가 각각의 일정한 회전단계중에 각 구멍(11)에서 회전자(4)에 형성된 관련 이송구(34)와 연결되게 하되, 상기 이송구(34)를 회전자(4)의 주위까지 이르게하여 가스 혼합물이 점화되는 챔버(35)에 압축가스 혼합물이 안내되도록 하고 엔진의 연소가스의 제거를 위해 다수의 배기구(39)를 회전자 하우징(1)의 단부판(3)을 통하여 형성시키고, 엔진에 의하여 피동되는 팬(42)으로부터 공기가 공급되는 다수의 소기구(41)를 단부판(3)의 배기구(39)와 거의 바로 반대위치에서 단부판(2)에 형성시켜, 배기구(39)가 소기구(41)의 전방에 접근되게 함으로서, 챔버(35＂)가 소기로 채워진 다음 압축된후 압축가스 혼합물이 증가된 다음 점화되어 회전자 하우징(1)내에서 회전자(4)를 회전시키도록 구성시킨 것을 특징으로 하는 회전식 내연기관.
  2. 제1항에 있어서, 각 실린더 슬리이브(12)의 내측 개방 단부를 두개의 축 저어널(13,14)에 고정시키되, 실린더 슬리이브(12)의 외측을 각 링크(15,16)의 일측단부에 지지시키고, 상기 각 링크의 타측단부는 각 저어널(17,18)에 의하여 지지되게 하고, 상기 각 저어널(17,18)은 각 단부커버(19,20)에 편심적으로 영구 고정시키고, 상기 각 단부커버는 회전자 하우징(1)의 각 단부판(2,3)에 보울트로 고정시켜, 저어널(17,18)이 회전자 하우징(1)에 동심적으로 위치되게 한 것을 특징으로 하는 회전식 내연기관.
  3. 제1항에 있어서, 각 피스톤(21)을 봉(22)의 일측단부에 고정시키되, 봉의 타측단부는 핀(23)에 의하여 공통 지지허브(24)에 고정시키고, 상기 공통 지지허브(24)는 나사 보울트(25)에 의하여 회전자(4)의 내측 중앙 허브케이스(26)의 원통형 벽에 고정시킨 것을 특징으로 하는 회전식 내연기관.
  4. 제1항에 있어서, 소기구(41)는 물론 배기구(39)를 각 단부판(3,2)에서 서로에 대하여 방사상으로 배치시킨 것을 특징으로 하는 회전식 내연기관.
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