Patent KR-930021924-A (KR)
Title: 6행정 사이클식 로우터리 엔진
Filed: 1992-04-07
Abstract: 본 발명은 작동실의 기밀유지를 확보하여 소형경량으로서 대출력을 가능케하고 고속성이 탁월하고 진동, 소음 및 공해가 적은 로우터리 엔진을 얻고자 안출한 것이다. 
     작동실을 형성하는 하우징(케이싱)은 원형의 로우터(1) 하우징(2)과 그 측면을 커어버하는 평면형의 사이드 하우징(3)으로 이루어진다. 
     내장의 로우터(1)는 사이드 하우징(3) 중심의 베어링에 축승된 중공의 파워축(4)에 고정하고 그로부터 원주면에는 선두부(5)는 깊고 후미부(6)측에 갈수록 낮은 캠모양의 바닥면으로  된 직사각형의 연소실(7)을 120°형성하고 그 가장자리에 각설한 환상의 홈(8)(8')과 직선홈(10)(10')에는 환상의 탄성 링(9)(9')과 판상의 가스시일(11)(11')을 끼우되 판상의 가스시일(11)(11')은 그 양단이 탄성링(9)(9')의 결각부(12)(12')에 감입하고 가스시일(11)과 나란히 로우터(1)면에 각설한 직선홈(13)에는 환상의 탄성링(9)(9')의 결각부(14)(14')에 감입토록 배유공(15) 천설의 자형 단면의 오일시일(16)을 끼우고 배유공(15) 하방의 로우터(1)에는 파워축(4)의 중공부에 연통하는 오일통로(17)을 천공하고, 하우징(2)에 천설한 분사노즐(18) 상방에는 작은부피의 폭발실(19)을 형성하고 폭발실(19)의 천장에는 통상의 점화플러그(20)를 장착하고 다른쪽에는 체크밸브(21)가 내장된 압축혼합기 포오트(22)를 형성하고 하우징(2) 표면에는 직사각형의 안내공(23)(23')(23)이 이동하는 연소실(7)에 연통토록 한 가이드보디(24)(24')(24)를 120°의 간격으로 3개소에 배설하고 이 안내공(23)(23')(23)에는 직사각형의 중공부(25)(25')(25)로 된 스라이드 배풀(26)(26')(26)가 상하로 왕복운동하도록 내장되고 분사노즐(18)에 인접한 가이드보디(24)측근의 하우징(2)에는 공기배출공(27)을 천설하고 120°격리된 가이드보디(24')의 양측근에는 연료와 공기의 혼합기흡입포오트(28)와 배기포오트(29)를 천설하고 또 120°도 격리된 가이드보디(24')의 양측근에는 혼합기 배출공(30)과 공기흡입공(31)을 천설하고 스라이드 배풀(26)(26')(26)의 양측벽에 공통으로 각설한 협구(挾口) (32)(32')에는 판상의 가스시일(33)(33')이 핀(34)(34')으로 고정된 판상의 만곡스프링(35)(35')에 개입하여서 된 것이다. 
     이와 같은 구조로 된 본 발명의 연소실(7) 가장자리에는 탄성링(9)(9')과 판상의 가스시일(11)(11')로 둘러싸이게 한 가스기밀장치를 확보하고 스라이드 배풀(26)(26')(26)양측벽에 장치한 가스시일(33)(33')이 연소실(7) 측벽을 시이링해서 연소실(7)내 선두부(5)측의 팽창가스와 압축혼합기 및 압축공기등이 반대측 연소실(7)측으로 새나가지 못하게 하고, 가스시일(11)과 평행으로 오일시일(16)을 장치하여 하우징(2) 벽면에 남은 여분의 윤활유를 긁어내려 연소실(7)내에 오일이 들어가지 못하도록 오일제어작용을 하게 한 것이다. 
     이와 같이 가스시일이 확보된 로우터(1)의 연소실(7) 선두부(5)에 대하여 분사노즐(18)에서 분출하는 폭발실(19)내의 폭발적인 연소가스 압력이 작용하면 스라이드 배풀(26)(26')(26)에서의 저지로 인한 반대방향 팽창에 의하여 로우터(1)의 회전궤적의 접선 방향에 작용하는 접선력으로 파워축(4)의 토르크를 발생케한 것인데 폭발식(19) 천장에는 점화플러그(20)와 체크밸브(21)가 내장된 압축혼합기 포오트(22)를 형성하였기 때문에 폭발실(19)내에 높은 압축비로 압입된 혼합기가 점화플러그(20)에 의하여 착화되면 폭발적으로 연소하는 고온고압의 가스가 체크밸브(21)로는 역류하지 않고 분사노즐(18)을 통하여 스라이드 배풀(26)로 칸막이된 연소실(7)의 선두부(5)에 분출과 함께 일방적으로 팽창하여 로우터(1)를 화살표 방향으로 회전케 한다. 로우터(1)의 연소실(7) 선두부(5)가 바닥에서 스라이딩하면서 상하왕복운동만 하는 스라이드 배풀(26')을 통과하여 혼합기 흡입포오트(28)측에 진출하면 혼합기 흡입행정을 하고 후미부(6)측은 배기포오트(29)측으로 배기행정을 하는 것으로 후미부(6)가 이미 통과한 후방의 분사노즐(1 8)과 공기배출공(27)은 로우터(1) 원주면에 의하여 폐색된다. 
     그리고 연소실(7) 선두부(5)가 스라이드 배풀(26')을 통과하여 공기흡입공(31)측에 진출하는 순간에는 혼합기 흡입행정은 완결되고 압축행정으로 이행하여 후미부(6)측은 그 부피가 감소됨에 따라 혼합기 압축행정을 하여 혼합기 배출공(30)측으로 혼합기를 강제로 배출한다. 
     이 과정에서 후미부(6)가 이미 통과된 혼합기 흡입포오트(28)와 배기포오트(29)도 로우터(1) 원주면에 의하여 폐색된다. 이와 같이 혼합기가 강제로 압축되는 압축행정에서 혼합기는 혼합기 파이프(38)를 통하여 압축혼합기 포오트(22)의 체크밸브(21)를 밀치고 높은 압축비로 폭발실(19)내에 압송한다. 이 과정에서 선두부(5)는 공기흡입공(31)으로부터 공기흡입행정을 하여 연소실(7)내에 신선한 공기를 도입하고 그 선두부(5)가 스라이드 보오드(26)를 통과하여 분사노즐(18)측에 진출하는 순간에는 높은 압축비로 폭발실(19)내에 압축된 혼합기가 점화프러그(20)에 의하여 점화되고 이때 폭발적으로 연소하는 고온고압가스가 분사노즐(18)을  통하여 연소실(7) 선두부(5)에 분출함과 함께 팽창행정으로 로우터(1)를 회전케하고, 반대측 후미부(6)는 부피가 작아짐과 함께 공기배출공(27)쪽으로 공기 압축행정을 하여 공기파이프(40)를 거쳐 배기관(41)측으로 바이패스한다. 
     이 과정에서 후미부(6) 후방의 혼합기 배출공(30)과 공기흡입공(31)은 로우터 원주면에 의하여 폐색된다. 그런데 공기 파이프(40)를 통하여 배기관(41)으로 바이패스하는 압축 공기는 배기가스중 유해성분인 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HC)등과 혼합하여 재열소를 촉진케 한다. 
     상술한 바와 같이 본 발명은 로우터(1)가 1회전하는 동안 혼합기흡입행정, 압축행정, 폭발(팽창)행정, 배기행정의 4행정외에 공기흡입행정과 공기배출행정의 두행정이 추가되어서 6행정을 수행한다. 
     이중 4행정은 로우터(1)를 회전시키고 나머지 2행정은 연소실(4)의 과열냉각으로 질소산화물(NO X )발생을 억제함과 함께 스라이드 배풀(26)(26')(26)의 과열도 방지하고 배기가스를 정화하는 사이클이다. 
     그리고 본 발명은 로우터(1)를 한방향으로만 균형있게 회전시키기 때문에 엔진의 진동 및 소음이 작고 작동실내의 기밀이 확보되어서 연소실(7)내 팽창연소가스의 리크로스를 방지하기 때문에 파워축(4)의 출력효율이 향상된다. 특히 본 발명은 반켈엔진의 삼각형 로우터와 같은 구조상의 기본적 결함이 없기 때문에 마찰마모가 적어서 내구성이 높고 소형 경량으로서 대출력이 가능할 뿐 아니라 가격이 저렴하고 배기공해도 줄일 수 있어서, 실용성이 높다.