KR920000990B1 - 회전 파형식 엔진 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

회전 파형식 엔진

제1도는 본 발명의 분해 사시도.

제2도는 본 발명의 구성을 나타낸 축단면도.

제3도는 본 발명의 원판피스톤의 일측의 사이드 하우징의 구성상태를 나타낸 측단면도.

제4도는 본 발명의 폭발실의 팽창공에 설치된 밸브의 구성상태도.

제5도는 본 발명의 폭발실 밸브가 각 행정을 이루는 동작상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 센터 하우징 1′ : 배기공

2, 2a : 사이드 하우징 2′, 2a : 호형홈

3 : 편심축 4 : 원판피스톤

4a, 4b : 지지접동구 5 : 좌실

6 : 우실 7, 7′ : 격판

8 : 흡입압축실 8a : 압축공

8b : 흡입공 9 : 팽창 배기실

9a : 팽창공 10, 10′ : 폭발실

본 발명은 회전파형식 엔진에 관한 것으로서, 편심축에 유설되어 회전파형 운동을 하는 원판피스톤을 경계로 좌우 양사이드 하우징에 폭발실을 형성하여 흡입압축, 폭발배기가 원판피스톤의 양측에서 교대로 일어나게 함으로서 동일 배기용적당 출력을 크게하고 소음 및 진동이 작으며 시동시 손쉬운 엔진을 제공함에 그 목적이 있다.

종래에 있어서의 내연기관은 열역학적으로 분류할때 오토사이클, 디젤사이클, 사바테사이클로 구분되고 동작방법에 의한 분류로서는 2 사이클기관과 4 사이클기관으로 구분되며, 이들은 일정한 체적을 갖는 실린더내에서 흡입, 압축, 폭발, 배기행정을 이루면서 왕복운동하는 피스톤을 커넥팅 로드로 크랭크축에 연결하여 왕복운동을 회전운동으로 바꾸어 동력을 발생하는 것으로서 이는 피스톤 방향의 압력변화 및 토오크의 변동이 크므로 충격과 진동이 심하며, 이로인한 기계의 마모나 파손 및 소음이 야기되고 고속회전이나 저속회전이 불가능하며, 원활한 동작을 위해서는 커다란 플라이 휠이 필요하기 때문에 기관의 중량 및 체적을 소형화할 수 없을 뿐만 아니라, 역화의 위험때문에 회전속도를 높일 수 없으며, 흡입 및 배기시간이 짧아서 실린더내의 신기 충전 및 배기가스 배출이 완전하지 못하여 출력이 떨어지는 현상이 발생되므로 과급기를 부설하여 신기를 공급하여야 함은 물론, 연소 지연효과를 누리지 못하고 연소가스를 배기하여야 하기때문에 열효율이 떨어지는 등 많은 문제점이 있었다. 또한, 이를 보완한 것으로 로터리 기관이 개발되었으나 이것 역시 로우터와 편심축의 연결이 치차로 되어야 하기 때문에 운전시 마찰로 인한 소음발생이 심하며, 로우터와 케이싱간에 기밀유지 및 윤활이 곤란하고 로우터와 케이싱의 제작이나 고장수리가 곤란하여 실용화하지 못하는 것이 허다한 현실정이었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제결함을 감안하여 편심축에 유설되어 회전파형 운동을 하는 원판피스톤을 경계로 좌우 양측의 사이드 하우징에 형성된 폭발실에 교대로 연속 폭발이 일어나면서 편심축을 회전토록함으로서 축의 1회전에 4행정이 이루어지는 2 사이클 방식이 기관의 양측에서 복동식으로 구성되었기 때문에 동일한 배기 용적당 고출력을 얻을 수 있으며, 크랭크 및 커넥팅 로드가 없기 때문에 기계적 손실이 적고 흡입 압축, 폭발 배기가 동시에 이루어지며, 관성력과 부합하므로 고속회전이 가능하고, 플라이 휠이 필요없기 때문에 기관의 중량이나 크기를 소형화할 수 있으며, 토오크의 변동이 적기 때문에 소음이나 진동이 없고, 시동이 손쉽도록 한것으로 이를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 저부 중앙에 배기공(1′)이 천설된 센터 하우징(1)과 각각의 폭발실(10)(10′)을 갖는 사이드 하우징(2)(2a)으로 구성된 기관내에 편심축(3)을 유설한 원판피스톤(4)의 지지접동구(4a)(4b)가 사이드 하우징(2)(2a)의 호형홈(2′)(2a′)에 지지토록 삽설하고, 좌실(5)과 우실(6)을 경계하는 상기 원판피스톤(4)의 회전파형 운동으로 편심축(3)이 회동토록 한것이다. 또한, 상기 원판피스톤(4)의 상하 양쪽에 격판(7)(7′)을 설치하여 좌실(5)과 우실(6) 각각에 흡입 압축실(8)과 팽창 배기실(9)을 형성하였으며, 상기 사이드 하우징(2)(2a)의 흡입 압축실면(8′)과 팽창배기실면(9′)을 원판피스톤(4)의 기울기 만큼 내향 경사지게 팽출시켜 상기 폭발실(10)(10′)과 연통토록 압축공(8a)과 팽창공(9a)을 각각 천설하고 흡입 압축실(8) 저부에는 흡입공(8b)을 형성하였으며, 상기 팽창공(9a)에는 캠(11)에 의하여 작동되는 밸브(12)를 설치하고 압축공(8a)에는 역지변을 구비하여 압축행정과 폭발행정을 제어토록 한것이다.

미설명 부호 14는 센터하우징(1)과 원판피스톤(4) 사이에 개재되는 내면이 호형으로된 라이너이고, 15는 원판피스톤(4)과 격판(7)(7′)사이에 개재되어 원판피스톤(4)의 동작을 도와주는 접동봉이며, 16은 원판피스톤(4)의 기밀유지용 링이며, 17은 회전축 지지용 브라켓트, 18은 냉각수공, 19는 베어링이며, 20은 캠축, 21은 캠로드, 22는 부시이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 제2도와 같이 지지접동구(4a)(4b)가 양 사이드 하우징(2)(2a)에 지지되고 편심축(3)을 유설토록 조립된 상태에서 편심축(3)을 회동하여 원판피스톤(4)이 비틀리면서 회전파형 운동을 하면 원판피스톤(4)과 사이드 하우징(2)과의 접선부가 제3도의 흡입공(8b)측에서 화살표 방향으로 진행하면서 흡입 압축실(8)의 신기를 폭발실(10)내로 압송함과 동시에 외부의 신기를 흡입 압축실(8)내로 흡입하여 다음 행정을 준비토록하며, 이때 흡입 압축실(8)에서 압축되는 압축공기의 압력에 의하여 역지변(역지변의 구성은 스프링으로 탄지되는 볼을 사용할 수도 있고, 판막을 사용할 수도 있다)으로 구성된 압축공(8a)이 열리면서 폭발실(10)내로 흡입압축실(8)의 신기가 압입된다.(원판피스톤(4)의 접선부가 A′ 지점에 이르렀을때) 흡입공(8b)으로 유입된 공기를 압축하여 압축공(8a)을 통하여 연소실(폭발실)로 밀어 넣을때, 연료는 압축공(8a) 부위에서 분사 주입된다.

상기한 방법으로 원판피스톤(4)과 사이드 하우징(2)의 접선부가 압축공(8a)에 도착하여 흡입 압축실(8)의 신기가 폭발실(10)내로 완전히 압입되면 역지변의 작동으로 압축공(8a)은 자동으로 닫히게 된다. 즉 일측이 고정된 판막으로 역지변이 구성될 경우 압축시에는 압력에 의해 압축공(8a)이 열리면서 압축공기가 폭발실로 유입되게 되며, 압축된 신기가 폭발실(10)내로 완전히 들어가게 되면 폭발실내의 압력에 의하여 판막은 자동으로 닫히게 됨과 동시에 점화 플러그(13)의 스파크나 분사노즐의 연료분사로 폭발실(10)내의 가스는 연소되어 팽창하게 된다.

이때, 원판피스톤(4)과 사이드 하우징(2)의 접선부가 격판(7)을 지나 팽창공(9a)앞에 도달하게 되면 밸브(12)의 작동으로 팽창공(9a)이 열리게 되어 폭발실(10)의 연소가스는 팽창배기실(9)로 팽창하면서 원판피스톤(4)을 밀게 되므로 원판피스톤(4)과 사이드 하우징(2)의 접선부는 선행정에서 발생한 팽창배기실(9)의 연소가스 팽창에 의해 배기공(1′)에 이를때까지 이동하여 배기를 이룬다.

상기한 방법으로 원판피스톤(4)이 비틀려서 사이드 하우징(2)(2′)과의 접선부가 배기공(1′)에 도달하면 편심축(3)은 1회전 하게 되며, 편심축(3)을 중심으로 원판피스톤(4)과 사이드 하우징(2)(2′)의 접선부가 서로 대향지게 형성되어 좌실(5)과 우실(6)에서 편심축(3)이 180°회전할때 마다 교대로 폭발하면서 복동식으로 상기와 같은 사이클이 연속진행된다. 이때, 행정상태를 제5도에서 보면 원판피스톤(4)과 사이드 하우징(2)의 접선부 행정상태를 제5도에서 살펴보면 화살표 A과정은 흡입ㆍ압축과정으로서, 접선부가 B′지점에 도달하면 팽창공(9a)은 닫힌 다음 A′지점에서 압축공(8a)이 신기의 압축력에 의하여 열리게 된다. 화살표 B과정은 폭발과정으로서, 압축공(8a)은 닫힌 상태이며 팽창공(9a)은 폭발 팽창력에 의해 열린 상태가 된다. 화살표 C과정은 연소과정으로서, 압축공(8a)과 팽창공(9a)이 모두 닫힌 상태가 되며, 이와 같은 과정이 1회전에 1번씩 계속하여 연속 반복된다.

상기와 같이 본 발명은 원판피스톤(4)의 좌우 양측에서 흡입 압축 팽창배기가 서로 교대로 작용하는 복동식이기 때문에 동일한 배기용적당 고출력을 얻을 수 있고, 흡입 압축실과 팽창배기실이 별도로 되어 있어서 신기의 공급이 확실하고 연소지연 효과를 누리는 반면 단락 손실이 없게 되어 열효율을 높일 수 있으며, 크랭크 및 커넥팅 로드가 없기 때문에 기계적 손실이나 소음이 적고, 토오크의 변화가 없기 때문에 진동이 없으며, 원판피스톤이 비틀리며 회전파형 운동을 하기 때문에 여기에 작용하는 응력이 분산되어 파손될 염려가 전혀 없고, 원판에 축착되는 관성 에너지를 리드미컬하게 운전함으로 충격에너지 손실이 적으며, 폭발실에서 폭발한 연소가스가 팽창배기실로 팽창할때 작용하는 힘이 관성력과 부합하므로 고속회전이 가능함은 물론, 팽창과정이 한쪽에서 180°이상 이루어지므로 양쪽실을 합하여 보면 360° 이상을 팽창토록 함으로서 플라이 휠이 필요없게 되어 기관의 중량이나 부피를 최소화할 수 있고 180° 마다 폭발이 이루어지기 때문에 시동이 손쉬운 매우 획기적인 발명이다.

Claims (1)

1. 편심축(3)을 원판피스톤(4)에 유설하고 원판피스톤(4)으로 좌실(5)과 우실(6)을 경계하는 기관에 있어서, 상기 기관은 배기공(1′)을 천설한 센터 하우징(1)과 사이드 하우징(2)을 결합하여 구성하고 상기 원판 피스톤(4)의 상하에는 접동봉(15)으로 격판(7)(7′)을 결합하며, 그 격판(7)(7′)은 직사각형 구멍이 형성된 2개의 날개를 갖도록 형성하여서 됨을 특징으로 한 회전파형식 엔진.

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