KR950013200B1 - 실린더 블럭 회전형 피스턴-실린더 엔진 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

실린더 블럭 회전형 피스턴-실린더 엔진

제 1 도는 본 발명에 따른 엔진의 횡단면을 보인 제 2 도의 1-1선 단면도.

제 2 도는 본 발명에 따른 엔진의 종단면을 보인 제 1 도의 2-2선 단면도.

제 3 도는 제 1 도 및 제 2 도 엔진의 로타에서 한 실린더를 통한 부분 단면도.

제 4 도는 반작용부재에 피스턴 롯드를 연결하기 위한 기어장치의 부분 확대 단면도.

제 5 도는 제 4 도의 5-5선 단면도.

제 6 도는 제 4 도의 6-6선 단면도.

제 7 도는 피스턴 롯드와 반작용부재의 연결을 위하여 로울러가 사용된 다른 실시형태를 보인 제 5 도와 유사한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스테이터 11 : 중공형 로타하우징

14 : 실린더 18 : 피스턴

19 : 중공형 피스턴 롯드 20 : 반작용부재

21 : 반작용로타 22 : 썬기어

23 : 링기어 26 : 유성기어

29 : 새들 33 : 동력인출측

본 발명은 로타형태의 실린더 블럭을 갖는 실린더 블럭 회전형의 피스턴-실린더 엔진에 관한 것으로, 로타에 실린더가 형성되어 있으며 실린더내에서 왕복운동하는 피스턴은 이에 견고히 연결된 피스턴 롯드를 가지고 이 피스턴 롯드는 로타의 회전축에 대하여 편심인 로타의 중심에서 회전가능한 반작용부재와 결합된 실린더 블럭 회전형의 피스턴-실린더 엔진에 관한 것이다. 특히 피스턴의 피스턴 롯드는 피스턴으로부터 반작용부재측으로 힘을 전달하고, 로타가 회전되도록 하며 반작용부재가 회전되도록 하는 반작용부재로부터 피스턴측으로의 반작용력을 전달하기 위한 차동롤링 결합수단에 의하여 회전가능한 반작용부재와 결합된다.

실린더 블럭 회전형 피스턴-실린더 엔진은 공지되어 있으나, 대부분은 피스턴 롯드가 크랭크피에 의하여 피스턴에 회전가능하게 연결되고 고정형 편심크랭크축에 회전가능하게 연결된 형태이어서 피스턴이 실린더 내측으로 구동되는 경우 피스턴 롯드는 로타가 회전하고 반작용력이 로타에 전달될 때에 피스턴의 운동축선에 대하여 횡방향인 전후방향으로 진동한다. 이러한 종래 기술의 형태는 피스턴가 통상의 크랭크축둘레에서 고정된 실린더 블럭에 방사상으로 배치되고 실린더의 통상의 진동형 피스턴 롯드에 의하여 크랭크축에 연결된 공지의 래디알 피스턴-실린더 엔진을 간단히 역으로 구성한 것에 지나지 아니한다.

이러한 형태의 실린더 블럭 회전형 엔진이 갖는 결점은 고속의 회전속도에서 피스턴 롯드에 의하여 얻는 힘이 엔진의 작동과 구조에 적합치 않고 강인한 부품이 요구되며 종래의 로타리엔진과 같이 부품의 마모와 파손이 심한 점을 들 수 있다.

피스턴에 피스턴 롯드가 견고하게 고정적으로 연결된 본 발명과 유사한 실린더 블럭 회전형 피스턴-실린더 엔진에 대하여 두가지의 제안이 있었다. 그 하나는 미국특허 제 1, 445, 474 호로서 이 특허문헌에서는 실린더 블럭(5)이 축의 둘레에 회전가능하게 착설된 로타이고, 피스턴(7)이 로타내에 형성된 실린더에서 왕복운동하며 실린더로부터 연장된 피스턴 롯드가 로울러(9)를 통하여 축(3)에 편심되게 착설된 반작용부재(4)와 결합되어 있다. 로울러는 링(10)에 의하여 편심부(9)에 대해 고정되어 있다. 이와 유사한 엔진이 영국특허 제 425278호에 기술되어 있다. 이 특허문헌에는 상기 미국특허와 유사한 엔진이 기술되어 있으나 편심부(d)에 대한 피스턴 롯드의 결합이 편심반작용부재에 형성된 요구내에서 활동하는 슬라이더(f)를 통하여 이루어질 수 있게 되어 있다.

이들 두 엔진에 있어서는 피스턴으로부터 연장된 피스턴 롯드가 피스턴에 견고히 고정되고 로타가 회전하는 축에 대하여 방사상 방향으로 왕복운동하므로 진동연결봉의 문제점은 극복되었다. 그러나, 이들 엔진에 있어서, 피스턴 롯드가 마찰을 크게 일으키는 수단을 통하여 반작용부재에 결합된다. 영국특허의 경우에 있어서, 슬라이더(f)는 반작용부재상에서 활동하여야 하며 슬라이더가 활동하는 요구의 외측변부를 형성하는 반작용부재의 부분과 결합하여 상당한 정도로 활동할 것이다. 미국특허의 경우에 있어서, 로울러는 편심부재(4)와 링(10) 사이에서 원할하게 구를 수 있는 것으로 되어 있다. 그러나 실제로는 피스턴 롯드의 단부에 위치하는 로울러가 로타(5)의 회전축을 중심으로 하여 반작용부재(4)가 회전하는 동안에 이 반작용부재의 면을 따라서 전후로 구를 수 있어야 하므로 결국 이들 로울러는 링(10)의 내면에 접하여 접촉이동하게 될 것이다. 만약 하나의 로울러가 예를들어 편심부재(4)의 둘레를 그 표면을 따라서 식방향으로 구르나면 로울러는 시계반대방향으로 구를 것이고 그 외주연부는 링(10)의 내면을 따라 시계반대방향으로 이동되고 이면을 따라서 그른다기 보다는 이 면에 대하여 접촉이동하게 될 것이다.

고속에서 이들 종래기술의 엔진에 있어서 마찰역은 매우 커지고 결국은 이들을 이용하는 것은 불가능하게 된다.

본 발명의 목적은 종래기술의 문제점이 해결될 수 있도록 한 것으로, 피스턴 롯드가 피스턴에 견고하게 고정된 형태의 실린더 블럭 회전형 피스턴-실린더 엔진을 제공하는 데 있다.

본 발명의 실린더 블럭 회전형 피스턴-실린더 엔진은 스테이터 수단, 스테이터 수단에 회전가능게 착설되어 그 축선을 중심으로 하여 회전하는 중공형 로타하우징, 중공형 로타하우징의 주연벽에 방사상으로 배치된 다수의 실린더, 상기 각 실린더내에서 활동하며 이에 견고하게 착설되고 중공형 로타하우징내에서 로타의 방사상방향으로 연장된 피스턴 롯드를 갖는 피스턴 실린더내에 가스를 공급하여 실린더내에서 피스턴을 방사상 내측으로 구동시키도록 팽창되게 하고 실린더로부터 팽창가스를 배기시키기 위하여 실린더와 피스턴 사이에 연결된 수단, 로타하우징의 회전축선에 대하여 편신인 고정축선을 중심으로 회전되게 스테이터 수단에 회전가능하게 착설되고 주연방향으로 내외측 롤링면이 연장된 중공형 로타하우징내의 회전가능한 반작용부재와, 피스턴으로부터 반작용부재측으로 힘을 전달하고 반작용부재로부터 피스턴측으로는 반작용력을 전달하여 반작용부재가 회전되도록 하기 위하여 회전 가능한 반작용부재상의 표면에 구를 수 있도록 결합되는 상기 각 피스턴 롯드의 내측단부에 형성된 차동롤링결합수단으로 구성된다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

다음의 설명은 본 발명의 실시형태를 가장 잘 설명한 내연기관 형태의 엔진에 관한 것이다.

도면에서 보인 바와같이, 본 발명의 실린더 블럭 회전형 피스턴-실린더 엔진은 개략적으로 간격을 둔 두부분으로 보인 스테이터(10)와, 베어링(13)으로 스테이터에 착설된 로타축(12)상에서 스테이터(10)에 대하여 회전가능한 중공형의 로타하우징(11)을 갖는다. 실제로 스테이터는 약간 크고 중공형 로타하우징(11)의 양측으로 연결되어 있으나 설명을 간편히 하기 위하여 첨부된 도면에서는 간단히 두개의 블럭(10)으로만 도시하였다.

로타하우징(11)은 다수의 실린더(14)가 착설되어 있고 로타축(12)의 축선에 대하여 방사상방향으로 연장되어 있다. 본 발명에 있어서는 3개의 실린더만을 보였으나 로타하우징(11)의 크기에 따라서 그 이상일 수도 있다. 실린더(14)는 로타하우징의 주연벽(15)에 형성된 방사상공(16)에 착설되고 실린더(14)의 냉각핀(17)이 방사상공(16)의 벽측으로 연장되어 실린더가 방사상공내에 착설되게 한다. 이후에 보다 상세히 설명되는 바와같이, 핀(17)은 실린더(14)의 주연방향 뿐만 아니라 길이방향으로 냉각유체가 순환할 수 있도록 하는 통공을 갖는다. 엔진이 가솔린등으로 작동되도록 설계된 경우에 스파크 플러그(도시하지 않았음)와 같은 점화수단이 각 실린더에 착설된다. 디젤엔진과 같이 연료가 별도의 점화수단으로 점화될 필요가 없는 경우에 별도의 점화수단은 생략될 수 있다.

각 실린더내에는 이 실린더의 내면과의 사이를 밀폐하기 위한 피스턴링을 갖는 피스턴(18)이 활동가능하게 착설되고 각 피스턴(18)에는 로타하우징(11)의 방사상방향으로 연장된 중공형 피스턴 롯드(19)가 견고하게 착설되어 있다. 각 피스턴 롯드의 중공형내부(19a)는 이후 상세히 설명되는 바와같이 새들(29)의 피스턴 롯드삽입부(29a)에 형성된 통공(19b)를 통하여 개방되어 있다.

반작용부재(20)가 중공형 로타하우징(11)의 중공형내부에 착설되어 있다. 이 반작용부재는 로타하우징 개방부(11a)를 통하여 도면에서 로타하우징(11)의 좌측에서 스테이터(10)로부터 로타하우징축으로 연장된 반작용로타축(21a)상에 회전 가능하게 착설되는 반작용로타(21)로 구성된다. 이 실시형태에서 반작용로타(21)는 양측의 축방향 단부에 요구(21c)로 분리된 두개의 썬기어(22)를 갖는다.

반작용로타(21)의 둘레에는 연결웨브(24)의 방사상 연장부상에 착설된 링기어(23)가 배치되어 있으며 연결웨브(24)는 링기어(23)를 썬기어(22)에 견고히 연결한다. 썬기어(22)의 외주면은 내부 롤링결합면을 구성하고 링기어(23)의 내면은 기어(22)로부터 방사상방향으로 간격을 둔 외부롤링결합면을 구성한다. 링기어(23)와 썬기어(22) 사이에는 환상공간(23a)이 형성되어 있다.

환상공간내에는 차동롤링결합수단이 착설되어 있으며 이는 이 실시형태에서 썬기어(22)의 주면과 교합되는 주면을 갖는 두개의 로타결합 유성기어로 구성된 유성기어그룹(25)과, 두 로타결합 유성기어(26)사이에 배치되고 링기어(23)에만 교합되는 링기어결합유성기어(27)로 구성된다. 로타결합 유성기어(26)의 직경은 환상공간의 방사상 크기보다 약간 작으므로서 로타결합유성기어(26)의 주연부의 외측부는 링기어(23)에 교합되거나 결합되지 아니한다. 또한 링기어(27)의 직경은 그 내주연부가 요구(21c)의 저면으로부터 일정한 간격을 두도록 되어 있어 유성기어(27)의 주연의 외측부는 반작용로타(21)에 결합되지 아니한다. 기어(26)(27)는 웨브(24)의 주연방향 연장형 슬로트(28a)를 통하여 양단부에서 웨브(24)의 축방향 외측으로 돌출된 기어 그룹의 축(28)상에 별도로 회전가능하게 착설된다.

이미 언급된 바와같은 새들(29)은 방사상내향연장편(29b)를 가지며 여기에서 기어그룹의 축(28)의 단부가 회전가능하게 착설되어 새들은 유성기어그룹(25)을 회전가능하게 재가한다. 새들은 피스턴 롯드 삽입부(29a)에서 피스턴 롯드(19)의 결합에 의해 피스턴(19)에 견고히 고정되어 있으므로 유성기어그룹(25)은 피스턴 롯드(19)의 방사상내측단부상에 착설된다.

각 피스턴 롯드(19)의 방사상 내측단부에 유성기어그룹이 견실하게 착설되었음을 알 수 있을 것이다.

타이밍 링기어(30)가 중공형 로타하우징(11)의 벽에 착설되고 새들(29)의 축방향 후측으로 독출된 썬기어(22)의 부분을 둘러싸고 있다. 썬기어(22)의 돌출부는 타이밍 링기어와 교합되고 이들 두 기어사이의 결합으로 중공형 로타하우징(1)의 회전과 동시에 반작용부재(20)의 회전이 이루어진다.

한쌍의 동력인출기어(31)(32)가 타이밍 링기어(30)내에 배치되고 기어(31)는 강철축으로 스테이터(10)에 착설되어 있다. 방사상 최내측 기어(32)가 로타하우징 개방부(11a)를 통하여 로타하우징(11)으로부터 축방향으로 연장된 동력인출측(33)상에 착설된다.

좌축 스테이터(10)에 형성된 배기가스 터빈챔버(35)내에는 동력인출측(33)에 연결된 배기가스터어빈(34)이 착설된다. 스테이터(10)에 형성된 공기흡입임펠라챔버(38)내에는 배기가스터빈 챔버(35)로부터 축방향으로 간격을 둔 공기흡입펌프임펠라(37)가 착설되고 이는 동력인출측(33)의 축방향 단부에 착설되어 있다. 공기 흡입임펠라챔버(38)내측으로는 공기흡입포트(39)와 연료흡입포트(40)가 개방형성되어 있다. 공기-연료통로(41)가 공기흡입임펠라챔버(38)의 주연으로부터 스테이터(10)를 통하여 반작용로타축(21a)에 인접하고 로타하우징 개방부(11)에 대향된 위치로 연장되어 있다.

각 실린더의 외측단부는 실린더측으로 하향 연장된 중공형 피스턴 롯드가 가이드(42b)와, 이 중공형 피스턴 롯드 가이드(42b)의 내부로부터 개방된 배기포트(42a)를 갖는 실린더 커어버(42)에 의하여 폐쇄된다. 배기매니폴드(43)는 배기포트(42a)상부를 지나 중공형 로타하우징(11)의 외측면에 착설되고 배기가스를 냉각핀(17)이 배설된 방사상공(16)축으로 유도한다. 냉각핀은 배기가스가 이 냉각핀에 의하여 안내되어 실린더(14)의 둘레뿐만 아니라 실린더(14)의 길이방향으로도 흐를 수 있도록 하는 통공을 갖는다.

중공형 피스턴 롯드(19)는 피스턴(18)의 직상부에 흡입밸브 개방부(19d)와, 이 개방부(d)의 상부에 배기밸브 개방부(19c)를 갖는다. 중공형 피스턴 롯드 가이드(42b)는 배기유출부(42c)를 갖는다. 제 1 도에서 보인 피스턴의 위치에서, 두 하측피스턴의 유입개방부(9d)는 피스턴 롯드(19)의 중공형내부(19a)측으로 노출되고 배기개방부(19c)는 실린더의 연료흡입 및 배기 위치에서 중공형 피스턴 롯드 가이드(42b)의 개방부(42c)와 일렬로 정렬된다. 제 1 도 상부의 피스턴은 상사점위치이며 여기에서 실린더는 폐쇄되고 점화수단에 의한 점화가 이루어질 준비가 되어 있다.

중공형 로타하우징(11)의 단부면측으로 연장되고 환상요구(44b)측으로 개방된 배기통로(44)는 실린더가 착설되는 각 방사상공(16)의 방사상 내측단부로부터 중공형로타하우징(11)을 통하여 연장되어 있다. 제 2의 환상요구(44c)가 스테이터(10)의 대향벽에 형성된 환상요구(44b)에 대하여 대향되게 형성되어 있고 이로부터 배기통로연장부(44d)가 배기가스터빈챔버(35)측으로 연장되어 있다. 스테이터(10)에는 배기가스터빈챔버(35)로부터 개방된 배기가스배출부(36)가 형성되어 있다.

여러가지 형태의 챔버, 터어빈, 포트 및 통로가 도시되어 있으나 이들의 형태나 크기는 실제의 엔진과는 상이할 수도 있다. 더우기, 로타하우징(11)은 스테이터(10)에 근접배치되어 환상요구가 배기가스를 로타하우징과 스테이터 사이의 접속부를 지닐 수 있도록 되어 있다. 가스킷트(도시하지 않았음)가 환상요구에 인접하여 착설되어 배기가스의 누설을 방지한다.

작동에 있어서, 연료흡입포트(40)와 공기흡입포트(39)로부터의 연료와 공기의 혼합물은 공기흡입임펠라(37)에 의하여 공기연료통로(41)와 로타하우징 개방부(11a)를 통하여 중공형 로타하우징(11)의 중공형 내부로 펌프된다. 각 피스턴 롯드(19)의 흡입개방부(19d)가 개방될 때에 연료-공기 혼합물은 피스턴 롯드의 통공(19)과 중공형 내부(19a)를 통하여 실린더측으로 흡입되고 로타하우징이 연속회전하여 실린더가 제 1 도의 상부실린더위치로 이동될 때에 공기-연료 혼합물이 압축된다. 적당한 회전위치에서 이 혼합물은 점화수단에 의하여 점화되어 피스턴(19)이 방사상 내측으로 구동되게 한다. 피스턴 롯드(9)를 따라서 방사상 방향으로 전달된 힘은 새들(29)과 기어그룹축(28)을 통하여 기어그룹(25)에 전달되고 썬기어(29)를 통하여 반작용로타(21)에 전달된다. 반작용힘은 전체 시스템을 통하여 되돌아 전달되고 예를들어 피스턴이 제 1 도의 하부우측 피스턴의 위치로 이동하면 반작용부재의 편심축선으로부터 피스턴의 방사상 운동이 편중되어 로타하우징(11)에 회전력이 가하여져 이를 회전시킨다.

도시된 바와같이, 피스턴 롯드가 피스턴에 고정적으로 결합되어 이들을 반작용로타(21)의 주연면을 따라서 회전방향(제 1 도에서 화살표로 보인 방향)으로 이동되게 한다. 최대전진이동은 제 1 도에서 보인 하부우측 피스턴의 위치에 해당한다. 따라서 피스턴이 로타의 회전축선둘레를 이동하여 제 1 도의 지면위치에까지 이르렀을 때에 피스턴 롯드의 단부는 반작용로타(20)의 표면에 대하여 반대방향으로 이동될 것이다. 실제로 이러한 이동은 제 1 도의 하부좌측피스턴의 위치까지 계속되고 그 이후에 로타와 함께 피스턴의 이동으로 피스턴 롯드의 단부는 피스턴이 제 1 도에서 보인 상부위치로 복귀될 때까지 회전방향으로 전진이동되게 할 것이다.

로타결합 유성기어(26)가 기어그룹축(28)상에서 자유롭게 회전가능하고 축(28)이 슬로트(28a)내에서 이동가능하므로 기어(26)는 이러한 상대적인 운동중에 썬기어(22)를 따라서 자유롭게 구를 것이다.

기어(26)가 회전하면 이들은 링기어(23)가 착설된 연결웨브(24)의 축방향 연장부와 자유롭게 접촉함을 알 수 있을 것이다.

다른 한편으로 링기어(23)에 결합된 링기어결합 유성기어(27)는 로타결합 유성기어(26)에 대하여 자유롭게 회전하고 이에 따라서 링기어(23)를 따라 자유롭게 구를 것이다.

따라서 유성기어 그룹은 기어그룹(25)에서 각 기어의 회전방향에 관계없이 로타결합유성기어(26)와 링기어결합 유성기어(27)가 각 썬기어(22)와 링기어(27)를 따라 결합된 상태에서 자유롭게 구를 수 있도록 한다. 이와같이 웨브(24)의 축방향 연장부는 기어의 외주연부가 링기어에 대하여 반대방향으로 회전하므로 통상적인 기어마찰이외의 마찰없이 언제나 로타결합유성기어(26)가 썬기어(22)와 결합된 상태가 유지되도록 한다. 기어(26)에 관계없이 자유롭게 회전하는 링기어결합 유성기어(27)는 기어(26)를 썬기어(22)에 대하여 고정토록 기어그룹을 누르는 힘이 가하여지는 것에도 불구하고 불필요한 마찰력이 가하여지지 않도록 한다.

각 실린더로부터의 배기가스는 배기포트(19c)(42c)를 통하여 배기매니폴드(43)로 보내어지고 방사상공(16)을 통하여 순환되면 핀(17)에 의하여 안내되고 이를 지나 배기통로(44)를 통하여 배출될 것이다. 배기통로(44)는 배기가스를 환상요구(44b)로 배출하고 로타와 스테이터사이의 간극을 지나 환상요구(44c)측으로 배출할 것이며, 배기가스는 통로(44d)를 통하여 배기가스터빈챔버측으로 흐르고, 여기에서 터빈(34)의 날개에 부딪쳐 터빈을 구동시키고 힘을 축(33)에 전달할 것이다.

기어(26)의 운동으로부터 유도되는 반작용로타(21)의 회전으로부터 타이밍 링기어(30)와 동력인출기어(31)(32)를 통하여 축(33)으로 동력이 추가로 인출된다.

엔진의 시동시에 로타하우징(11)이 회전되게 하는 수단이나, 통상의 내연기관용 엔진에는 결합되어 있는 속도 제어기 등과 같은 통사적인 엔진구성이 결합될 수 있다.

차동롤링 결합수단의 기어그룹형태는 피스턴 롯드의 단부와 반작용부재사이의 결합이 최상이 되도록 하는 반면에, 엔진의 크기가 감소되는 경우 이는 정밀하고 엔진에서 발생된 힘을 견디는데 충분한 기어를 제공하기 어렵고 비용이 많이 들게 된다. 따라서 차동롤링결합수단의 다른 형태가 제 7 도에 보인 바와같은 로울러베어링이나 볼베어링수단으로 구성될 수 있다. 이러한 형태의 공급소형베어링은 제 1 도-제 6 도의 실시형태에서 기어에 대신할 수 있는 것을 용이하게 입수할 수 있다. 이를 위하여 반작용로타(21)의 반대측단부의 썬기어(22)는 요구(21c')로 분리된 간단한 원통형 지지면(22')으로 대체된다. 링기어(23)는 웨브(24)에 의하여 반작용로타(21)에 연결된 간단한 원통형 지지면(23')으로 대체되며 지지면(22')(23')사이에는 환상공간(23a')이 형성된다. 차동롤링결합수단은 지지면(22')에서 그 주면이 구르는 한쌍의 로울러 베어링(26')과, 두 베어링(26')사이에 위치하고 지지면(23')에 대하여 구를 수 있게 결합된 로울러 베어링(27')을 갖는 로울러 그룹(25')으로 구성된다.

기어그룹과 마찬가지로 로타결합베어링의 직경은 환상공간(23a')의 방사상 크기보다 약간 작아 로타결합베어링(26')의 외주면은 지지면(23')에 결합되지 아니한다. 마찬가지로 베어링(23')의 직경은 그 내주연면이 요구(21c')의 저면으로부터 일정한 간격이 유지되도록 하므로서 로울러 베어링(27')의 외주면이 반작용로터(21')에 결합되지 않게 되어 있다.

제 1 도-제 6 도의 실시형태와 마찬가지로 로울러 베어링(26')(27')는 축(28')에 착설된다.

이 실시형태의 작동은 피스턴 롯드의 단부와 반작용부재 사이의 결합이 기어결합에 위한 롤링결합이 아니고 단순히 구를 수만 있게 된 롤링 결합인 것을 제외하고는 제 1 도-제 6 도의 실시형태의 경우와 동일하다. 그러나 이 엔진은 제 1 도-제 6 도 실시형태의 기어그룹장치에 소요되는 매우 경비가 많이들고 소형이어서 정밀하여야 하는 기어를 필요로 하지 않고 소형화하는 것이 가능하다.

양 실시형태의 차동롤링결합수단이 두 부재를 갖는 것으로 설명되고 이들 두 부재는 반즉용로타(21)의 외주면과 두 부재사이의 한 부재와 결합하며 링부재(23) 또는 (23')와 결합되는 것으로 설명되었으나 차동롤링결합수단을 적절히 구성하므로서 다른 구성의 것이 이용될 수 있다. 예를들어 반작용로타(21)의 외주면에 접촉하는 부재의 수를 달리할 수 있고 링부재(23) 또는 (23')에 결합되는 부재의 수를 달리할 수 있다. 또한 차동롤링결합 수단에서 일부 부재는 기어이고 다른 일부는 로울러일 수 있다.

상기 언급될 실시형태가 가연성 연료로 작동되는 내연기관용 엔진으로 설명되었으나 본 발명은 이러한 형태의 엔진으로만 제한되지 아니한다. 이 엔진은 팽창성 압축가스로서도 작동될 수 있을 것이다. 이와같은 경우 가스는 공기-연료 통로(41)를 통하여 압력하에 하우징의 중공형 내부로 공급되고 새들(29)의 개방부(19b)를 지나 중공형 피스턴으로 보내어지며 흡입개방부(19d)를 통하여 실린더의 내부로 보내질 것이다. 이 때에 가스가 팽창되어 피스턴(18)을 내측으로 구동시킬 것이다. 그리고 감압된 가스는 내연기관엔진의 연소생성물과 마찬가지로 배기시스템을 통하여 배출될 것이다.

엔진은 피스턴과 고정크랭크 사이의 연결롯드의 어떠한 축방향운동도 없이 작동되므로 엔진은 진동없이 매우 높은 회전속도로 구동될 수 있다. 이는 내연기관용 엔진의 압축비를 증가시킬 뿐만 아니라 엔진의 단위하중에 대한 동력을 증가시킨다. 기어그룹(25)이 반작용로타(21)의 주연을 따라서 전후로 가볍게 회전운동하는 것을 제외하고는 모든 가동부품이 방사상 또는 회전방향으로 이동하고 이들 부품의 진동운동이 없으므로 진동이 거의 제거된다. 엔진은 초고속에서도 매우 원활하게 작동되고 고출력을 낼 수 있는 것이다.

Claims (19)

1. 실린더 블럭 회전형 피스턴-실린더 엔진에 있어서, 이 엔진이 스테이터수단, 스테이터수단에 회전가능하게 착설되어 그 축선을 중심으로 하여 회전하는 중공형 로타하우징, 중공형로타하우징의 주연벽에 방사상으로 배치된 다수의 실린더, 상기 각 실린더내에서 활동하며 이에 견고하게 착설되고 중공형 로타하우징내에서 로타의 방사상방향으로 연장된 피스턴 롯드를 갖는 피스턴, 실린더내에 가스를 공급하여 실린더내에서 피스턴을 방사상내측으로 구동시키도록 팽창되게 하고 실린더로부터 팽창가스를 배기시키기 위하여 실린더와 피스턴 사이에 연결된 수단, 로타하우징의 회전축선에 대하여 편심인 고정축선을 중심으로 회전되게 스테이터 수단에 회전가능하게 착설되고 주연방향으로 내외측 롤링면이 연장된 중공형 로타하우징내의 회전가능한 반작용부재와, 피스턴으로부터 반작용부재측으로 힘을 전달하고 반작용부재로부터 피스턴측으로는 반작용력을 전달하여 반작용부재가 회전되도록 하기 위하여 회전가능한 반작용부재상의 표면에 구를 수 있도록 결합되는 상기 각 피스턴 롯드의 내측단부에 형성된 차동롤링결합수단으로 구성됨을 특징으로 하는 실린더 블럭 회전형 피스턴-실린더 엔진.
2. 청구범위 1 항에 있어서, 적어도 상기 일부의 롤링결합면이 이에 전동장치를 가지고, 상기 차동롤링결합수단이 상기 전동장치와 교합된 기어수단으로 구성됨을 특징으로 하는 엔진.
3. 청구범위 2 항에 있어서, 상기 회전형 반작용부재에 형성된 상기 주연연장형 롤링결합면이 상기 반작용부재의 전동장치와 상기 반작용부재의 상기 전동장치와 결합되는 상기 기어수단을 고정하기 위한 링기어를 포함하고, 상기 기어수단은 상기 링기어의 상기 반작용부재의 상기 전동장치와 자유롭게 회전되게 결합되는 기어로 구성되어 링기어가 상기 반작용부재와 결합된 상태로 상기 기어수단을 고정하고 상기 기어수단이 중공형 로타하우징의 회전중에 상기 반작용부재상의 상기 전동장치를 따라서 자유롭게 이동됨을 특징으로 하는 엔진.
4. 청구범위 2 항에 있어서, 상기 회전가능한 반작용부재의 상기 주연연장형 전동장치가 썬기어 전동장치와 그 양측으로 일정한 간격을 둔 링기어 전동장치로 구성되고, 상기 기어수단은 썬기어 전동장치와 링기어 전동장치와 각각 교합되어 독립적으로 회전하는 기어를 갖는 기어그룹으로 구성되어 링기어전동장치가 상기 기어수단을 상기 반작용부재와 결합되게 고정되고 상기 기어수단은 중공형 로타하우징이 회전하는 동안 주연연장형 전동장치를 따라서 자유롭게 이동하면 정동장치와 반작용부재사이에 거의 마찰이 없음을 특징으로 하는 엔진.
5. 청구범위 4 항에 있어서, 상기 썬기어 전동장치가 상기 반작용부재를 따라 축방향으로 간격을 두고 중간에 요구가 형성된 두개의 썬기어로 구성되고, 상기 기어그룹은 각 썬기어에만 교합되는 한쌍의 기어와, 이들 사이에서 상기 링기어전동장치와 교합되며 주면이 상기 요구측으로 연장되고 이 요구의 저면으로부터 일정한 간격을 유지하는 다른 하나의 기어로 구성됨을 특징으로 하는 엔진.
6. 청구범위 4 항에 있어서, 상기 기어그룹이 상기 회전형 기어들이 독립적으로 회전가능하게 착설되는 축을 가지며, 상기 엔진에 상기 기어그룹축의 단부가 피스턴 롯드에 상기 기어그룹을 착설하기 위하여 착설된 각 피스턴 롯드의 단부에 형성된 새들이 구성되어 있음을 특징으로 하는 엔진.
7. 청구범위 1 항에 있어서, 상기 실린더와 피스턴에 가스를 공급하기 위한 상기 수단이 가연성가스를 공급하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 엔진.
8. 청구범위 7 항에 있어서, 상기 가연성 가스공급수단이 공기와 가연성가스의 흡입을 위한 흡입펌프수단과 상기 펌프수단으로부터 상기 로타하우징의 중공형 내부로 공기와 가연성 가스를 공급하기 위한 수단으로 구성되고, 상기 피스턴 롯드는 중공형의 형태이고 상기 로타하우징의 내부측으로 개방되어 있으며, 상기 실린더내로 공기와 가연성가스를 공급하기 위하여 상기 피스턴의 왕복운동중에 상기 실린더를 개폐하기 위한 밸브 수단을 포함함을 특징으로 하는 엔진.
9. 청구범위 8 항에 있어서, 상기 로타하우징이 연결되고 상기 로타하우징의 회전에 의하여 회전하는 동력인출측이 구성되어 있으며, 상기 펌프수단은 상기 동력인출측에 착설된 임펠라임을 특징으로 하는 엔진.
10. 청구범위 1 항에 있어서, 상기 로타하우징이 연결되고 상기 로타하우징의 회전에 의하여 회전되는 동력인출측이 구성되어 있음을 특징으로 하는 엔진.
11. 청구범위 10 항에 있어서, 상기 로타하우징이 이 로타하우징의 회전축선에 대하여 동심원상인 링기어와, 상기 링기어와 상기 동력인출측사이의 기어트레인을 가짐을 특징으로 하는 엔진.
12. 청구범위 2 항에 있어서, 상기 로타하우징이 이 로타하우징의 회전축선에 대하여 동심원상인 링기어를 가지고, 상기 반작용부재의 주연에 형성된 상기 정동장치가 상기 반작용부재와 상기 로타하우징의 타이밍을 일치시키기 위하여 상기 링기어와 교합됨을 특징으로 하는 엔진.
13. 청구범위 1 항에 있어서, 동력인출측, 이 동력인출측상의 배기가스터빈과, 상기 실린더로부터 배기가스를 상기 터빈측으로 보내기 위하여 상기 실린더로부터 상기 가스터빈측으로 연장된 도관수단이 구성되어 있음을 특징으로 하는 엔진.
14. 청구범위 13 항에 있어서, 상기 실린더에 가스를 공급하기 위한 상기 수단이 공기와 가연성가스의 흡입을 위하여 상기 동력인 출측에 착설된 임펠라수단과 상기 임펠라수단으로부터 상기 로타하우징의 중공형 내부와 상기 실린더측으로 공기와 가연성가스를 공급하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 엔진.
15. 청구범위 1 항에 있어서, 상기 롤링결합면의 적어도 일부가 지지면이고, 상기 차동롤링결합수단이 상기 지지면에 구를 수 있게 지지되어 결합되는 롤링형 베어링으로 구성됨을 특징으로 하는 엔진.
16. 청구범위 15 항에 있어서, 상기 회전형 반작용부재의 상기 주연연장형 롤링결합면이 상기 반작용부재의 내부 로울러지지면 수단과 상기 반작용부재의 상기 로울러지지면 수단과 결합되게 상기 로울러형 베어링을 고정하기 위하여 외측으로 간격을 둔 외부로울러지지면 수단을 포함하고, 상기 로울러형 베어링이 상기 로울러지지면 수단과 자유롭게 회전되게 결합되는 로울러 베어링으로 구성되어 상기 외측으로 간격을 둔 로울러지지면 수단이 상기 반작용부재와 결합되게 상기 로울러 베어링을 고정하고 상기 로울러 베어링은 중공형 로타하우징이 회전하는 동안에 상기 반작용부재의 상기 로울러지지면 수단을 따라서 자유롭게 이동됨을 특징으로 하는 엔진.
17. 청구범위 16 항에 있어서, 상기 회전가능한 반작용부재의 상기 주연연장형 로울러 베어링면이 원통형지지면과 이 지지면의 외측으로 간격을 둔 다른 원통형 지지면으로 구성되고, 상기 로울러형 베어링은 원통형 지지면에 각각 결합되는 독립된 회전 로울러 베어링을 갖는 로울러 베어링 그룹으로 구성되어 상기 다른 원통형 지지면이 상기 반작용부재와 결합되게 상기 로울러 베어링을 고정하고 상기 로울러 베어링은 중공형 로타하우징이 회전하는 동안 주연연장형 원통형 지지면을 따라 자유롭게 이동하며 로울러 베어링과 반복용부재사이의 마찰이 거의 없음을 특징으로 하는 엔진.
18. 청구범위 17 항에 있어서, 상기 원통형 지지면이 상기 반작용부재를 따라서 축방향으로 간격을 두고 중간에 요구를 갖는 두부분으로 구성되고, 상기 로울러 베어링 그룹이 각 원통형 지지면에만 결합되는 한쌍의 로울러 베어링과 이들 로울러 베어링사이에서 상기 다른 원통형 지지면에만 결합되고 상기 요구측으로 연장되고 이 요구의 저면으로부터 일정한 간격을 둔 주연부를 갖는 다른 하나의 로울러 베어링으로 구성됨을 특징으로 하는 엔진.
19. 청구범위 17 항에 있어서, 상기 로울러 베어링 그룹이 상기 로울러 베어링이 독립적으로 회전가능하게 착설되는 축을 가지고, 상기 엔진에 상기 로울러 베어링 그룹축의 단부가 착설되는 각 피스턴 롯드의 단부에 형성된 새들로 구성되어 피스턴 롯드에 상기 로울러 베어링 그룹을 착설할 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 엔진.

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