KR0181747B1 - Vane type rotary power plant - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화석연료와 공기의 혼합기체를 밀폐 실린더 내에 흡입하여 점화 폭발시켜 기계적 동력을 얻는 내연기관으로서 특히 피스톤을 갖지 앉는 베인형 회전 동력기관에 관한 것으로 종래의 왕복피스톤 기관은 에너지 효율을 향상하기에는 구조적으로 한계점이 있고, 회전피스톤기관은 동력행정 구간의 큰 용적 변화의 원인으로 열에너지, 압력, 체적의 반비례에 의한 힘의 손실과 크랭크의 중심과 동력축중심의 거리가 변화함으로 손실되는 힘이 있으며 폭발행정이 고정된 한지점에서 행해지므로 힘의 불균형에 의한 진동이 발생되는 문제점이 있었다.The present invention relates to an internal combustion engine that obtains mechanical power by igniting and exploding a mixture of fossil fuel and air in a closed cylinder, and particularly relates to a vane-type rotary power engine having a piston. There is a structural limitation, and the rotating piston engine causes a large volume change in the power stroke section and loses the force due to the inverse of the heat energy, pressure, and volume, and the force lost due to the change of the distance between the center of the crank and the center of the power shaft. Since the explosive stroke is performed at a fixed point, there was a problem in that vibrations were caused by an imbalance of force.
본 발명에서는 강력한 동력을 발생시키면서도 자체의 진동을 최소화하고 효율을 배가하도록 하기 위하여 별도로 공기를 흡입, 압축하는 기능을 하는 압축공기공급부와 동력을 발생하도록 폭발,배기 기능을 하는 기관이 각기 별도로 구비하며, 상기 기관은 로터내를 출몰하는 베인에 의해 다수의 밀폐공간을 형성하도록 하되 공기 압축기의 흡입실 및 압축실은 물론 동력 기관의 폭발실, 동력실, 배기실 등이 각각 2개소씩 180° 대칭으로 배치하였고, 회전축과 일체형인 베인홈에 다수의 베인을 설치하여 베인이 피스톤 기능을 하게 하며,용적이 변화하는 실린더는 폭발행정때 발생된 압력과 체적을 1, 2 차 동력실에서 베인의 전, 후 단면적의 면적차이 만큼 동력을 발생하게 되어 회전력을 얻으며 각기 대칭을 이루어 작용되므로 균형을 유지하여 전체적인 기관의 진동이 최소화 되도록 함을 특징으로 한다.In the present invention, in order to minimize the vibration and increase the efficiency while generating a strong power, the compressed air supply function to inhale and compress the air separately and the engine that functions to explode and exhaust to generate power, respectively provided separately The engine is to form a plurality of confined spaces by the vane to the inside of the rotor, but the intake chamber and compression chamber of the air compressor, as well as the explosion chamber, power chamber, exhaust chamber of the power engine, each 180 degrees symmetrical The vane serves as a piston function by installing a plurality of vanes in the vane groove integrated with the rotating shaft, and the cylinder whose volume changes changes the pressure and volume generated during the explosion stroke in the primary and secondary power chambers. It generates power by the area difference of the cross-sectional area afterwards to obtain rotational force and works in symmetry. It characterized in that the vibration of the engine is minimized.
Description
제1도 본 발명의 구성을 보인 부분단면도.1 is a partial cross-sectional view showing a configuration of the present invention.
제2도 본 발명의 압축공기공급부의 구성을 보인 A-A단면도.2 is a cross-sectional view A-A showing the configuration of the compressed air supply unit of the present invention.
제3도 본 발명의 동력장치부의 구성을 보인 B-B 단면도.3 is a cross-sectional view B-B showing the configuration of the power unit of the present invention.
제4도 본 발명의 로터와 베인의 구성을 보인 사시도.4 is a perspective view showing the configuration of the rotor and the vane of the present invention.
제5도 본 발명 베인의 구조를 보인 분리 사시도.5 is an exploded perspective view showing the structure of the vane of the present invention.
제6도 본 발명의 습동부 기밀을 위한 링의 구성도로서(a)도는 결합상태 단면도 (b)도는 결합상태도, (c)도는 분리상태도임.6 is a configuration diagram of the ring for the sliding part of the present invention (a) is a coupling state cross-sectional view (b) is a coupling state diagram, (c) is a separation state diagram.
제7도는 종래의 왕복피스톤기관의 구성상태도.7 is a configuration diagram of a conventional reciprocating piston engine.
제8도는 종래의 회전피스톤기관의 구성상태도.8 is a configuration diagram of a conventional rotary piston engine.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 동력장치부 110 : 기관캠실린더100: power unit 110: engine cam cylinder
111 : 흡입구 112 : 배기구111: inlet 112: exhaust
113 : 점화플러그 114 : 연료분사노즐113: spark plug 114: fuel injection nozzle
120 : 로터 121 : 베인홈120: rotor 121: vane groove
122 : 탄성스프링 130 : 베인122: elastic spring 130: vane
131 : 좌베인편 132 : 우베인편131: left side vane 132: right side vane
133 : 수평분할면 134 : 수직분할편133: horizontal division 134: vertical division
135 : 삽입홈 136 : 삽입편135: insertion groove 136: insertion piece
150 : 회전측 160 : 기관몸체150: rotating side 160: organ body
170 : 링홈 171 : 링받침스프링170: ring groove 171: ring bearing spring
172 : 직사각형링 173 : L자형 링172: rectangular ring 173: L-shaped ring
200 : 압축공기공급부 201 : 흡기구200: compressed air supply unit 201: inlet port
202 : 토출구 210 : 압축기캠실린더202: discharge port 210: compressor cam cylinder
220 : 캠로터 230 : 압축기베인220: cam rotor 230: compressor vanes
231 : 스프링 300 : 동력전달부231 spring 300 power transmission unit
본 발명은 회전동력을 발생시키는 동력장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 화석연료와 공기의 혼합기체를 밀폐 실린더 내에 흡입하여 점화 폭발시켜 기계적 동력을 얻는 내연기관으로서 특히 피스톤을 갖지 않는 베인형 회전 동력기관에 관한 것이다.The present invention relates to a power unit for generating rotational power, and more particularly, to an internal combustion engine in which a mixed gas of fossil fuel and air is sucked in an airtight cylinder and ignited and exploded to obtain mechanical power. It is about.
종래의 내연기관으로서 널리 알려진 왕복 피스톤기관은 제7도에 도시된 바와 같이 실린더(1)와 상기 실린더(1)내를 왕복운동하는 피스톤(2)과 흡기밸브(3)와 배기밸브(4) 및 상기 피스톤(2)에 의한 직선운동을 다시 회전운동으로 바꾸어 주기 위한 크랭크장치로서 크랭크측(5)과 커넥팅로드(6)로 구성된다.A reciprocating piston engine, which is widely known as a conventional internal combustion engine, has a cylinder 1, a piston 2, an intake valve 3 and an exhaust valve 4 reciprocating in the cylinder 1, as shown in FIG. And a crank side 5 and a connecting rod 6 as a crank device for converting the linear motion by the piston 2 back into the rotational motion.
이와 같은 종래의 피스톤기관은 사이클동안에 실린더(1)내에 연료가 공급되어 압축 폭발이 이루어지면 실린더(1)내의 피스톤(2)은 직선방향의 동력을 얻게 되며, 상기동력은 크랭크장치에 의해 크랭크측(5)을 회전시켜 회전동력을 발생하게 되는 것이다.In the conventional piston engine, when the fuel is supplied to the cylinder 1 during a cycle and a compression explosion occurs, the piston 2 in the cylinder 1 obtains linear power, and the power is cranked by the crank device. Rotating (5) is to generate a rotational power.
상기 왕복피스톤 기관은 기계적 사이클에 따라 4 싸이클 기관과 2 싸이클 기관이 있다.The reciprocating piston engine has four cycle engines and two cycle engines depending on the mechanical cycle.
상기 4 싸이클 기관이란 1 싸이클(흡입→압축→폭발→배기)를 완성하는 동안에 피스톤이 4 행정하거나 크랭크축이 2회전하는 기관으로 4 행정기관이라고도 한다.The four-cycle engine is an engine in which the piston travels four strokes or the crankshaft rotates two times during the completion of one cycle (suction → compression → explosion → exhaust).
상기 흡입행정 은 피스톤이 심지어 상사점에서 하사점으로 하향하는 동안 배기밸브는 닫혀있고 흡입밸브는 열려있는 상태로 실린더 내의 체적이 커지면서 공기가 유입되고, 유입된 공기는 기화기 및 분사장치에서 공급되는 연료와 혼합되어 공기,연료 혼합기를 형성하면서 흡기밸브를 거쳐 실린더 내로 흡입된다.The intake stroke is characterized by an inflow of air as the volume in the cylinder is increased while the exhaust valve is closed and the intake valve is open while the piston is lowered from the top dead center to the bottom dead center, and the inlet air is supplied from the carburetor and injector. And are sucked into the cylinder through the intake valve while forming an air and fuel mixer.
이때의 압력은 약 0.1-0.2bar 정도이다.At this time, the pressure is about 0.1-0.2 bar.
흡입행정이 끝나면 흡, 배기밸브가 닫힌 상태로 압축행정 이 시작된다.After the intake stroke, the compression stroke starts with the intake and exhaust valves closed.
즉 피스톤이 상향하면서 혼합기는 원래 체적의 약 6-10 : 1 로 압축된다.That is, as the piston moves upwards, the mixer is compressed to about 6-10: 1 of the original volume.
따라서 혼합기가 압축되면 혼합기의 온도는 400-500℃정도로 상승하고 압축 종료시 압력은 약 18bar 정도까지 상승한다.Therefore, when the mixer is compressed, the temperature of the mixer rises to about 400-500 ° C and the pressure increases to about 18 bar at the end of the compression.
폭발행정은 압축행정 종료직전 점화 플러그 중심전극에서 접지전극으로 고압 전류가 흐를때 발생되는 불꽃에 의하여 폭발적인 연소가 진행되면서 시작한다.The explosive stroke begins with an explosive combustion by the spark generated when a high voltage current flows from the center of the spark plug to the ground electrode immediately before the end of the compression stroke.
피스톤이 상사점을 지나 완전 폭발이 이루어지면 온도는 2000℃정도에서 폭발에 의한 압력이 발생되어 피스톤에 작용하여 하향운동시키고 커넥팅롯드를 거쳐서 크랭크측을 회전시킨다.When the piston is completely exploded past the top dead center, the temperature is generated by the explosion at about 2000 ℃, acting on the piston to move downward and rotate the crank side through the connecting rod.
다시 피스톤이 하사점에 이르기 전 배기밸브가 열리게 되며, 피스톤 상향운동을 하면서 배기행정이 이루어 진다.The exhaust valve is opened before the piston reaches the bottom dead center, and the exhaust stroke is performed while the piston moves upward.
이와 같은 4 행정기관은 피스톤이 여러차례의 직선운동을 하는 가운데 폭발행정시에만 힘을 발생시키고 나머지 행정 특히 압축행정시에는 막대한 에너지를 소모하여야 하므로 효율에 근본적으로 문제가 있었다.Such four-stroke engines had fundamental problems in efficiency because the pistons generated force only during the explosive stroke and consumed enormous energy during the rest of the stroke, especially in the compression stroke.
더욱 세밀한 분석을 해보면 피스톤이 상사점 부근에 위치할 때 (즉 크랭크축과 커넥팅 로드가 거의 일직선상에 있을 때) 폭발 동력이 크랭크축상에 전달되므로 힘의 모덴트가 작을 수 밖에 없는 구조이다.Further analysis shows that when the piston is located near the top dead center (ie when the crankshaft and connecting rod are almost in line), the blast power is transmitted on the crankshaft, resulting in a small force modulus.
가장 큰 모덴트는 상기 크랭크축과 커넥팅로드가 수직한 상태일 때 가장 큰 힘을 낼수 있다.The largest modent can exert the greatest force when the crankshaft and the connecting rod are perpendicular to each other.
따라서 종래의 왕복피스톤기관은 에너지 효율을 향상하기에는 구조적으로 한계점이 있는 것이다Therefore, the conventional reciprocating piston engine is structurally limited to improve energy efficiency.
또한 다른 형태의 기관으로서 제8도에 도시된 바와같이 로터리피스론엔진(회전 피스톤 기관)이 있다.Another type of engine is a rotary piston engine (rotary piston engine) as shown in FIG.
회전 피스톤 기관의 구성요소는 에피트로코이드(epitrochoide) 형상의 실린더하우징(10)과 3개의 하이포트로코이드(hypotrochoid)원호로 구성된 회전피스톤(20)과 편심축으로 된 중심축(30)으로 구성된다.The components of the rotary piston engine are composed of a cylinder housing 10 having an epitrochoide shape, a rotating piston 20 composed of three hyperpotoids and a central axis 30 formed of an eccentric shaft.
상기 실린더하우징(10)의 일측에는 흡입공(11)과 배기공(12)이 설치되어 있고, 내측 중단부에는 점화플러그(13)가 설치되어 있다.One side of the cylinder housing 10 is provided with a suction hole 11 and an exhaust hole 12, and an ignition plug 13 is provided at an inner stop.
이와 같은 회전피스톤기관은 용적이 변화하는 2절원호 형상의 실린더 하우징(10)내에서 회전피스톤(20)이 회전함에 따라 밀폐된 내부용적이 변화되고 이때 압축 및 팽창이 이루어 지면서 크랭크축에 해당하는 중심축(30)을 회전하도록 하는 것이다Such a rotating piston engine has a closed internal volume as the rotating piston 20 rotates in a two-circular arc-shaped cylinder housing 10 in which the volume changes, and compression and expansion correspond to the crankshaft. To rotate the central axis 30
회전피스톤 기관의 작동을 더욱 구체적으로 살펴보면 중심축(30)을 왼쪽으로 회전시키면 실린더하우징(10)과 회전피스톤(20)의 사이에 형성되는 연소실(11)은 공기와연료의 혼합기를 흡입하게 되며, 한편 연소실(11)에서는 흡입된 혼합기가 점화 폭발되어 연소가스는 압력을 발생시켜 회전피스톤(20)을 회전시킨다.Looking more specifically at the operation of the rotary piston engine to rotate the central axis 30 to the left, the combustion chamber 11 formed between the cylinder housing 10 and the rotary piston 20 to suck the mixer of air and fuel. On the other hand, in the combustion chamber 11, the inhaled mixer is ignited and exploded so that the combustion gas generates pressure to rotate the rotating piston 20.
회전피스톤(20)이 연소가스 압력에 의해 회전할 때 피스톤(20) 내측기어(21)에 의해 고정 피니언기어(31)를 전동하면서 회전력을 중심축(30)에 전달한다.When the rotating piston 20 rotates by the combustion gas pressure, the piston 20 transmits the rotational force to the central shaft 30 while transmitting the fixed pinion gear 31 by the inner gear 21.
이와 같은 회전피스톤 기관은 회전피스톤(20)이 1회전하면서 흡입, 압축, 팽창, 배기를 완성한다.Such a rotary piston engine completes the suction, compression, expansion, and exhaust while the rotary piston 20 rotates once.
그런데 상기와 같이 종래의 내연기관에서 최초의 폭발압력이 일정하다고 할 때 동력 행정 구간의 큰 용적 변화의 원인으로 열에너지, 압력, 체적의 반비례에 의한 힙의 손실과 크랭크의 중심과 동력축 중심의 거리가 변화함으로 손실되는 힘이 있다.However, as described above, when the initial explosion pressure is constant in a conventional internal combustion engine, the loss of the heap and the distance between the center of the crank and the center of the power shaft due to the inverse of thermal energy, pressure, and volume due to the large volume change of the power stroke section. Has the power to be lost by changing.
또한 폭발행정이 고정된 한 지점에서 행해지므로 힘의 불균형에 의한 진동이 발생된다.In addition, since the explosion stroke is performed at a fixed point, vibrations are generated due to unbalance of force.
상기 회전피스톤기관은 연소실의 형상이 바람직스럽지 못하며 화염전파거리가 길며, 탄화수소(HC) 의 발생량이 많다.The rotary piston engine has an undesirable combustion chamber shape, a long flame propagation distance, and a large amount of hydrocarbon (HC).
또한 연료와 윤활유의 소모가 많아 비효율적이며, 특히 제작비가 과다하게 들어가는 문제점이 있다.In addition, the consumption of fuel and lubricating oil is inefficient, in particular, there is a problem in that excessive manufacturing costs.
상기 문제점을 개선하기 위해 안출된 본 발명에서는 강력한 동력을 발생시키면서도 자체의 진동을 최소화하고 효율을 배가한 베인형 회전 동력기관을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention devised to improve the above problems is to provide a vane type rotary power engine that minimizes its own vibration and doubles efficiency while generating powerful power.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 공기를 흡입하여 압축하는 기능을 하는 압축기와 동력을 발생하도록 폭발, 배기기능을 하는 기관이 각기 별도로 구비되어 상호 연결되어 작동되도록 하므로서 공기를 압축하여 공급하도록 함과 압축된 공기를 공급받아 연료를 혼합 폭발시키므로서 강력한 회전력을 얻도록 함을 특징으로 하는 것이다.In order to achieve the above object, in the present invention, the compressor having a function of inhaling and compressing air and an engine having a function of explosion and exhaust to generate power are provided separately so that the air is compressed and supplied. It is characterized in that to obtain a strong rotational force by mixing and exploding the fuel supplied with compressed air.
본 발명의 특징은 공기 압축기의 흡입실 및 압축실은 물론 동력 기관의 폭발실, 동력실, 배기실등이 각각 2개소씩 180° 대칭으로 배치하였고 회전축과 일체형인 베인홈에 다수의 베인을 설치하여 베인이 피스톤 기능을 하게 하여 피스톤수를 자유로이 선정할 수 있도록 하였으며, 용적이 변화하는 실린더는 폭발행정때 발생된 압력과 체적을 1, 2차 동력실에서 베인의 전,후 단면적의 면적차이 만큼 동력을 발생하게 되어 회전력을 얻으며 각기 대칭을 이루어 작용되므로 균형을 유지하여 전체적인 기관의 진동이 최소화 되도록 함을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the suction chamber and the compression chamber of the air compressor, as well as the explosion chamber, the power chamber, and the exhaust chamber of the power engine are respectively disposed 180 symmetrically, and a plurality of vanes are installed in the vane groove integral with the rotating shaft. The vane functions as a piston so that the number of pistons can be freely selected.In the case of a cylinder whose volume is changed, the pressure and volume generated during the explosion stroke are equal to the area difference between the front and rear cross sections of the vanes in the primary and secondary power chambers. It is generated to obtain a rotational force and symmetrical to each other because it works to maintain the balance is characterized by minimizing the vibration of the overall organ.
이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명의 전체적인 구성을 보여주는 것으로서 화석연료와 공기의 혼합기체를 밀폐실린더 내에 흡입하여 점화폭발에 의해 기계적 동력을 얻는 내연기관으로서, 동력장치부(100)와 압축공기공급부(200)및 동력전달부(300)로 구성되어 있다.1 is an internal combustion engine in which a mixture of fossil fuel and air is sucked into a sealed cylinder to obtain mechanical power by ignition explosion, and the power unit 100 and the compressed air supply unit 200 and FIG. It is composed of a power transmission unit (300).
상기 동력장치부(100)는 내부공간단면이 타원형상으로 된 기관캠실린더(110)와 상기 기관캠실린더(110)의 중심 내부에서 회전축(150)과 일체로 구성된 로터(120)가 설치되어 있다.The power unit 100 is provided with an engine cam cylinder 110 having an inner space cross section and an rotor 120 integrally formed with the rotation shaft 150 inside the center of the engine cam cylinder 110. .
상기 동력장치부(100)의 기관캠실린더(110)는 내부에 각각 대칭되도록 양측에 각각 흡입구(111)와 배기구(112) 및 점화플러그(113)와 연료분사노즐(114)이 설치되어 있다.The engine cam cylinder 110 of the power unit 100 has a suction port 111, an exhaust port 112, a spark plug 113 and a fuel injection nozzle 114 at both sides thereof so as to be symmetrical therein.
상기 흡입구(111) 에는 이를 적정시점에 맞추어 단속하도록 하는 흡입밸브가 설치되어 있다.The suction inlet 111 is provided with a suction valve to control this in accordance with the appropriate time.
상기 기관캠실린더(110)의 중심부에 중심축방향으로 설치되어 회전작동되는 로터(120)의 외주면에는 일정간격으로 다수의 베인(130)이 설치되어 내측으로 출몰될 수 있도록 하므로서 기관캠실린더(110)의 내면과 밀착작동되어 내부를 다수의 공간으로 분할되어 작동되도록 하였다.The engine cam cylinder 110 is installed at the center of the engine cam cylinder 110 in the center axial direction so that a plurality of vanes 130 are installed at a predetermined interval so that the vane 130 can be protruded inward. Close contact with the inner surface of the) to divide the interior into a number of spaces to operate.
상기 로터(120)의 내측으로 출몰하는 베인(130)은 탄성력에 의해 타원형의 기관캠실린더(110)의 내벽에 밀착되어 기밀성을 유지하도록 하였다.The vanes 130 which squeeze inside the rotor 120 are in close contact with the inner wall of the elliptical engine cam cylinder 110 by elastic force to maintain airtightness.
상기 베인(130)을 작동시키는 탄성력은 로터(120)의 베인홈(121)내에 내장 설치된 탄성스프링(122)이나 압축공기에 의한 공압이 작용되어 작동되도록 하였다.The elastic force for operating the vane 130 is to operate by operating the elastic spring 122 or compressed air installed in the vane groove 121 of the rotor 120 is operated.
상기 동력장치부에 연료와 함께 공급되는 압축공기를 발생하도록 하는 압축공기공급부(200)는 압축기캠실린더(210)와 상기 압축기캠실린더(210) 의 내면에 접촉되어 회전되는 상하 대칭구조의 캠로터(220)와 상기 캠로터(220) 에 의해 압축기캠실린더(210)의 내부에 출몰작동되는 한 쌍의 압축기베인(230)을 구성요소로 한다.The compressed air supply unit 200 for generating compressed air supplied with fuel to the power unit is a cam rotor having a vertically symmetrical cam rotor rotated in contact with the inner surface of the compressor cam cylinder 210 and the compressor cam cylinder 210. A pair of compressor vanes 230, which are mounted and operated by the cam rotor 220 and the compressor cam cylinder 210, is used as a component.
상기 동력장치부(100) 에 공급되는 공기는 별도의 압축공기공급부(200)에 의해 공급되며, 상기 동력장치부(100)와 압축공기공급부(200)는 동일 회전축(150)에 의해 작동되도록 일체로 결합구성되어 있다.The air supplied to the power unit 100 is supplied by a separate compressed air supply unit 200, and the power unit 100 and the compressed air supply unit 200 are integrally operated by the same rotation shaft 150. It is composed of
압축공기공급부(200)는 내부가 원형의 압축기캠실린더(210)의 내측에 180° 대칭으로 각각 압축기베인(230)이 설치되고 상기 압축기베인(230)의 양측에는 각각 흡기구(201)과 토출구(202)가 형성되어 있고 내부에는 양측에 캠이 형성된 캠로터(220)가 설치되어 있다.Compressed air supply unit 200 has a compressor vane 230 is installed symmetrically 180 degrees inside the compressor cam cylinder 210 of the inside and the inlet port 201 and the discharge port (201) on both sides of the compressor vane 230, respectively 202 is formed and a cam rotor 220 having cams formed on both sides thereof is installed therein.
상기 압축공기공급부(200)의 토출구(202)는 동력장치부(100)의 흡입구(111)에 연결되어 상기 압축공기공급부(200)으로 부터 압축된 압축상태의 공기를 공급받을수 있도록하였다. 또한 상기 동력장치부(100)와 압축공기공급부(200)내의 측면부에는 로터 및 베인의 습동부와 압축실과의 기밀 유지를 위해 기관몸체(160)에 는 링홈(170)를 형성하고, 상기 링홈(170)의 안쪽에는 링받침스프링(171)과 직사각형링(172) 및 L 자형링(173) 이 상호 겹쳐져 설치되어 있다.The discharge port 202 of the compressed air supply unit 200 is connected to the inlet 111 of the power unit 100 to receive the compressed air compressed from the compressed air supply unit 200. In addition, in the side of the power unit 100 and the compressed air supply unit 200 to form a ring groove 170 in the engine body 160 to maintain the airtight between the sliding portion of the rotor and vanes and the compression chamber, the ring groove ( Inside the 170, a ring support spring 171, a rectangular ring 172 and an L-shaped ring 173 overlap each other.
또한 상기 베인(130)은 측면의 밀착성을 유지하기 위하여 제5도에 도시된 바와 같이 좌베인편(131)과 우베인면(132)으로 분할하여 구성한다.In addition, the vane 130 is configured by dividing the left vane piece 131 and the right side vane surface 132 as shown in FIG.
상기 좌, 우베인편(131,132) 은 수평분할면(133)과 수직분할면(134)에 의해 구분하여 분할되며, 하단부에는 상기 좌, 우 베인편(131)(132)이 상호 균일하게 밀착 작용되도록 하기 위하여 삽입홈(135)이 형성되고 이에 삽입편(136)이 끼워 설치되어 있다.The left and right vane pieces 131 and 132 are divided by the horizontal split surface 133 and the vertical split surface 134, and the left and right vane pieces 131 and 132 are uniformly in close contact with each other. The insertion groove 135 is formed in order to insert the insertion piece 136 therein.
상기 베인(130)의 상부 끝단 습동부는 R 형상으로 하며, 용적 변형형상이 대칭으로 되어 있는 기관캠실린더(110)내벽에 밀착되어 미끄럼 회전을 용이하도록 하였다.The upper end sliding portion of the vane 130 has an R shape, and adheres to the inner wall of the engine cam cylinder 110 in which the volumetric deformation shape is symmetrical to facilitate sliding rotation.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 살펴본다.It looks at the operation and effects of the present invention configured as described above.
최초 시동시 별도의 시동모터에 연결된 회전축(150)를 구동하면 이에 연결된 로터(120,220)는 상기 회전축(150)과 함께 회전한다.When the rotary shaft 150 is connected to a separate starting motor during initial startup, the rotors 120 and 220 connected thereto rotate together with the rotary shaft 150.
먼저 압축공기공급부(200)의 작동을 살펴보면 내부의 캠로터(220)가 회전하면서 원형의 압축기캠실린더(210) 의 내측에 180° 대칭으로 각각 설치된 압축기베인(230)과의 상호 작용으로 흡기구(201)를 통하여 유입된 공기를 압축하게 된다.Looking at the operation of the first compressed air supply unit 200 as the cam rotor 220 is rotated inside the inlet port (230) by the interaction with the compressor vanes 230, respectively 180 symmetrically installed inside the circular compressor cam cylinder 210 ( Compressed air is compressed through 201).
즉 상기 압축기베인(230)이 캠로터(220)에 의해 밀려 삽입되거나 돌출되면서 상기 캠로터(220)와 압축기캠실린더(210)의 사이에 공기를 압축한 다음 토출구(202)로 압축공기를 토출하게 된다.That is, while the compressor vane 230 is pushed or inserted by the cam rotor 220, the air is compressed between the cam rotor 220 and the compressor cam cylinder 210, and then the compressed air is discharged to the discharge port 202. Done.
이와 같은 기능은 각각 180° 대칭방향에서 동시에 이루어 지면서 연속적인 압축작용이 이루어 지는 것이다.Such a function is achieved by successive compressions, simultaneously in 180 ° symmetry.
상기 압축기베인(230)의 내측에는 탄성스프링(231)에 의해 기밀성이 강화되도록 한다.The airtightness of the compressor vane 230 is enhanced by the elastic spring 231.
이와 동시에 작동되는 동력장치부(100)의 작동은 회전축(150)이 회전함과 동시에 로터(120)에 설치된 베인(130)도 동시에 실린더 내면을 슬라이드되면서 회전하게 된다.At the same time, the operation of the power unit 100, which is operated at the same time as the rotating shaft 150 rotates and the vanes 130 installed on the rotor 120 also rotates while sliding the inner surface of the cylinder at the same time.
상기 베인홈(121)에 내장된 다수의 베인(130)은 원심력과 윤활펌프의 오일 압력으로 베인홈(121)에서 미끄러져 외부로 돌출되는 힘에 의해 캠실린더(110)의 내면에 밀착되게 되어 움직이게 된다.A plurality of vanes 130 embedded in the vane groove 121 is in close contact with the inner surface of the cam cylinder 110 by the force projecting to the outside by sliding from the vane groove 121 by the centrifugal force and the oil pressure of the lubrication pump. Will move.
상기 베인(130)은 좌베인편(131)과 우베인편(132) 및 삽입편(136)에 의해 상호 밀착되면서 기밀성을 확대되도록 함으로서 효율을 확대하도록 하고 있다.The vanes 130 are enlarged by increasing the airtightness while being in close contact with each other by the left vane piece 131, the right vane piece 132, and the insertion piece 136.
동력기관의 폭발실에는 베인(130)과 인접 베인(130)사이에 로터 외접면과 실린더 형상 변화로 인한 용적이 커지게 되고 압축공기공급부(200)에서 압축된 공기압과 연료 펌프에서 보내진 연료는 실린더벽에 설치된 연료분사노즐(114)을 통해서 분사압력 공기와 혼합 기체화된다.In the explosion chamber of the power engine, the volume between the vane 130 and the adjacent vane 130 increases due to the rotor outer surface and the cylinder shape change, and the compressed air pressure from the compressed air supply unit 200 and the fuel sent from the fuel pump are cylinders. The gas is mixed with the injection pressure air through the fuel injection nozzle 114 installed on the wall.
연료와의 혼합기체는 흡입밸브가 닫혀지면서 점화플러그(113)에서 발생되는 불꽃에 의하여 폭발적인 연소가 진행되어 밀폐된 폭발실에서 팽창을 하게 된다.The mixed gas with the fuel is expanded in a sealed explosion chamber by explosive combustion by the spark generated from the spark plug 113 as the intake valve is closed.
팽창에 의해 발생된 압력으로 베인(130)이 밀리면서 로터(120)가 회전하게 되며, 상기와 같은 동작은 연속적으로 이루어 지면서 동력을 발생하게 되는 것이다.The rotor 120 rotates while the vane 130 is pushed by the pressure generated by the expansion, and the above operation is performed continuously while generating power.
즉 회전운동이 계속되면서 다음 연속적으로 형성된 베인(120)의 후측에 형성되는 기관캠실린더(110)와 로터(120)사이의 공간에서 연속적인 폭발이 이루어져 동력발생이 이루어진다.That is, while the rotational movement continues, a continuous explosion occurs in the space between the engine cam cylinder 110 and the rotor 120 formed on the rear side of the vane 120 continuously formed to generate power.
상기 타원형상의 기관캠실린더(110)는 베인(130)이 배기구(112)측으로 갈수록 점점 공간이 넓어지므로 상기 베인 (130) 의 압력작용면적이 점점 넓어져 연속적인 회전력을 발생하게 된다.The elliptical engine cam cylinder 110 has a wider space as the vanes 130 move toward the exhaust port 112, so that the pressure action area of the vanes 130 becomes wider to generate continuous rotational force.
상기 베인(130)이 배기구(112)를 지나는 순간 밀폐공간은 배기구(112)와 통하면서 연소된 가스가 배기되게 된다.As soon as the vane 130 passes through the exhaust port 112, the sealed space passes through the exhaust port 112 and the burned gas is exhausted.
상기 배기행정에서는 실린더 체적이 감소하는 형상 곡선으로 로터외접면과 실린더 내접면의 틈새는 미세하여 배기 밸브를 설치 않아도 된다.In the exhaust stroke, the clearance between the rotor outer surface and the cylinder inner surface is minute in a shape curve in which the cylinder volume is reduced, so that the exhaust valve does not need to be provided.
따라서 본 발명은 로터(120)에 내장된 다수의 베인 (130) 에 의해 피스톤 기능을 하고 각 기능 행정이 180°대칭에서 동시에 수행하여 회전축 1 회전에 베인수×2만큼 폭발, 배기 행정을 하게 되므로서 매우 큰 동력을 얻을 수 있게 된다.Therefore, the present invention is a piston function by a plurality of vanes (130) built in the rotor 120, and each functional stroke is performed simultaneously at 180 ° symmetry, so that the number of vanes × 2 in one rotation of the rotating shaft to explode, exhaust stroke Very big power.
회전축을 구동하는 동력은 폭발 1-2차동력실에서 베인과 베인사이의 압력 P 와 체적 V의 반비례한 압력만큼이 앞베인과 뒷베인에 압력을 가하여 베인의 단면적 차이만큼 동력(T) 발생한다.The driving force of the rotating shaft is generated by the difference of the cross-sectional area of the vane by applying pressure to the front and rear vanes by the inverse pressure between the vanes and the vanes in the explosion chamber 1-2. .
본 발명은 다수의 베인이 피스톤기능을 하는 회전 기관으로서 회전축에 정토르크를 작용시킨다.The present invention applies a constant torque to the rotating shaft as a rotary engine in which a plurality of vanes function as a piston.
또한 하우징 및 커버에 링홈(170)을 형성하고 직사각형링(172) 및 L자형링(173)의 링엔드(링의 끝단부)를 180°대칭으로 설치함으로 링엔드캡을 상호 보완하여 오일기밀을 이루도록 하여 기밀성을 확대하도록 하였다.In addition, the ring groove 170 is formed in the housing and the cover, and the ring ends (the ends of the rings) of the rectangular ring 172 and the L-shaped ring 173 are installed at 180 ° symmetry, thereby complementing the ring end caps to provide oil tightness. To increase confidentiality.
또한 베인홈(121)과 베인(130)의 미끄럼 공차 사이의 기밀 유지는 압력과 회전관성 작용으로 베인 기우러짐 각도를 활용코자 베인 밑면에 라운딩을 만들어 홈 양면과 양면이 부분 접촉할 수 있도록 하였다.In addition, the airtight maintenance between the slip tolerance of the vane groove 121 and the vane 130 is to make a rounding on the bottom of the vane by using the vane tilt angle by pressure and rotational inertia action so that both sides of the groove and both sides of the groove can be partially contacted.
다른 실시예로서 본 발명의 압축공기공급부(압축기)는 구성이 상기 동력장치부(기관)와 거의 동일하며, 대기 공기를 흡입, 압축을 연속적으로 진행하여 공기저장탱크를 거쳐 동력기관 폭발실에 압축 공기를 공급하게 되면 더욱 안정된 운전이 가능하게 된다.In another embodiment, the compressed air supply unit (compressor) of the present invention has a configuration substantially the same as that of the power unit (engine), and continuously sucks and compresses atmospheric air to compress the air engine through an air storage tank. When air is supplied, more stable operation is possible.
본 발명은 회전축과 동력 행정거리가 일정한 관계로 폭발 체적와 압력이 작아도 큰 동력을 얻게 되면서 정 회전이 이루어 진다. 특히, 저 회전으로 고토로크를 발생이 가능하도록 하여 소음과 진동을 최저로 감소하고, 열에너지를 기계적 동력으로의 효율 향상으로 연료를 절감하는 우수한 효과를 발휘하는 것이다.In the present invention, the rotational shaft and the power stroke distance are constant, so that even when the explosion volume and the pressure are small, a large power is obtained while the forward rotation is performed. In particular, it is possible to generate a high torque with low rotation to reduce noise and vibration to the minimum, and to exhibit an excellent effect of saving fuel by improving thermal energy efficiency to mechanical power.
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Priority Applications (1)
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| KR1019950052629A KR0181747B1 (en) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | Vane type rotary power plant |
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| KR1019950052629A KR0181747B1 (en) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | Vane type rotary power plant |
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Family Applications (1)
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