KR20080034974A - 밸브 플레이트 바디를 구비한 변위 유닛 - Google Patents

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KR20080034974A
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control
sealing
sealing device
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로버트 애드러
게오르그 지베르트
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린데 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 회전 축(4)을 중심으로 회전하는 원통형 드럼(5) 내부에 배치된 하나 이상의 변위 공간(4)을 구비하고, 상기 변위 공간이 제어 면(9a)에 의해서 유입 연결부(10) 및 배출 연결부(11)에 연결될 수 있으며, 상기 제어 면(9a)은 밸브 플레이트 바디(9)에 형성되어 있고, 상기 밸브 플레이트 바디가 상기 유입 연결부(10)에 연결되어 있는 제 1 제어 개구(20) 그리고 상기 배출 연결부(11)에 연결되어 있는 제 2 제어 개구(21)를 구비하도록 구성된, 변위 유닛에 관한 것이다. 누출 흐름이 감소된 변위 유닛을 제공하기 위한 과제를 해결하기 위하여, 상기 제 1 제어 개구(20) 및 제 2 제어 개구(21)는 방사형으로 상호 이격 배치되어 있으며, 이때 변위 공간(6)은 제 1 연결 채널(8a)에 의해서는 제 1 제어 개구(20)에 그리고 제 2 연결 채널(8b)에 의해서는 제 2 제어 개구(21)에 연결될 수 있고, 상기 연결 채널들(8a; 8b)은 각각 하나의 슬립 링 밀봉부(22a; 22b)를 이용하여 상기 제어 개구(20; 21)에 대하여 밀봉할 목적으로 제공되었다. 또한, 상기 제 1 제어 개구(20)를 제 2 제어 개구(21)에 대하여 밀봉하기 위한 밀봉 장치(25) 및/또는 상기 제 1 제어 개구(20)를 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하기 위한 밀봉 장치(26) 및/또는 상기 제 2 제어 개구(21)를 상기 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하기 위한 밀봉 장치(27)가 제공되었다.

Description

밸브 플레이트 바디를 구비한 변위 유닛 {DISPLACER UNIT WITH A VALVE PLATE BODY}
본 발명은 회전 축을 중심으로 회전하는 원통형 드럼 내에 배치된 하나의 이상의 변위 공간을 갖고, 상기 변위 공간이 제어 면에 의해서 유입 연결부 및 배출 연결부에 연결될 수 있는 변위 유닛에 관한 것으로서, 이 경우 상기 제어 면은 밸브 플레이트 바디에 형성되어 있고, 상기 밸브 플레이트 바디에는 상기 유입 연결부에 연결되는 제 1 제어 개구 그리고 상기 배출 연결부에 연결되는 제 2 제어 개구가 제공되어 있다.
압축기 또는 모터로서 작동될 수 있는 상기와 같은 유형의 변위 유닛에서는, 회전하는 원통형 드럼 내부에 배치된 변위 공간들이 하우징에 형성된 유입 연결부 및 배출 연결부에 교대로 연결되는 동작이 제어 면에 의해서 보장된다. 상기 제어 면은 밸브 플레이트 바디 상에 형성되어 있으며, 상기 밸브 플레이트 바디에는 유입 연결부에 연결되는 콩팥 모양의 제어 개구 및 배출 연결부에 연결된 콩팥 모양의 제어 개구가 제공되어 있다. 이 경우 상기 제어 개구들은 하나의 공통된 부분 원 상에 배치되어 있다.
회전하는 원통형 드럼은 고정된 밸브 플레이트 바디에 인접하며, 이 경우 각각의 변위 공간은 제어 개구에 연결하기 위한 연결 개구를 갖는다. 상기 연결 개구와 제어 개구들 사이에는 평탄한 밀봉부가 제공되어 있다.
상기와 같은 유형의 변위 유닛들에서는, 평탄한 밀봉부에서 발생하는 마찰을 줄이기 위하여 유체 정역학적 하중 경감부가 제공되어 있다. 하지만, 상기 유체 정역학적 하중 경감부는 유입 측과 배출 측 사이에서 그리고 유입 측으로부터 및 배출 측으로부터 하우징 내부 공간까지 누출 흐름을 야기한다. 더 나아가 상기 변위 공간들 사이에서는 가압 매개물의 흐름이 발생한다. 상기 평탄한 밀봉부는 또한 약간의 손상이나 마모의 경우에 이미 누출 흐름을 상승시킨다. 이와 같은 누출 흐름에 의해서는 변위 유닛의 작동이 소정의 최대 작동 압력으로 제한된다. 따라서, 상기와 같은 유형의 변위 유닛들은 누출 흐름의 증가 및 그로부터 야기되는 효율의 악화로 인해, 최대로 높은 작동 압력, 특히 1000 bar까지의 압력에서 변위 유닛을 작동시키기에는 적합하지 않다.
본 발명의 과제는, 누출 흐름이 적음으로써 최대로 높은 작동 압력에서의 작동을 위해 적합한, 서문에 언급된 유형의 변위 유닛을 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라, 제 1 제어 개구 및 제 2 제어 개구는 방사형으로 상호 이격 배치되어 있으며, 이때 변위 공간은 제 1 연결 채널을 통해서는 제 1 제어 개구에 그리고 제 2 연결 채널을 통해서는 제 2 제어 개구에 연결될 수 있고, 상기 연결 채널들이 각각 하나의 슬립 링 밀봉부를 이용하여 제어 개구에 대하여 밀봉할 목적으로 제공됨으로써 해결된다. 따라서, 본 발명에 따라 밸브 플레이트 바디의 제어 개구들은 분리된 부분 원들 상에 배치되어 있고, 변위 공간은 분리된 부분원들 상에 배치된 두 개의 연결 채널에 의해서 상응하는 제어 개구에 연결될 수 있으며, 이 경우에는 선행 기술에 따른 평탄한 밀봉부 대신에 슬립 링 밀봉부를 이용해서 제어 개구와 변위 공간의 밀봉이 이루어진다. 슬립 링 밀봉부를 이용한 상기와 같은 방식의 밀봉에 의해서는, 변위 공간들 사이의 누출 흐름, 및 유입 측과 배출 측 사이의 그리고 유입 측으로부터 및 배출 측으로부터 하우징 내부 공간까지의 누출 흐름이 효과적으로 피해질 수 있다. 그럼으로써, 본 발명에 따른 변위 유닛은 특히 1000 bar까지의 최대로 높은 작동 압력에서의 작동을 위해 적합하고, 이때에는 효율도 높다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 슬립 링 밀봉부는 슬립 링 부싱으로서 형성되었다. 링 모양의 슬립 링 부싱에 의해서는, 변위 공간의 연결 채널들이 밸브 플레이트 바디 내에 배치된 제어 개구들에 대하여 간단한 방식으로 밀봉될 수 있다.
특히 바람직하게는, 슬립 링 밀봉부가 스프링에 의해서 밸브 플레이트 바디의 방향으로 작동될 수 있다. 따라서, 슬립 링 부싱으로서 형성된 슬립 링 밀봉부는 스프링에 의해서 압축 응력을 받게 되고, 스프링에 의해서 제어 면으로 압착된다. 그럼으로써, 슬립 링 부싱이 밸브 플레이트 바디에 확실하게 인접하게 되고, 그에 따라 확실한 밀봉에 도달하게 된다.
연결과 관련된 한 바람직한 개선예에 따르면, 슬립 링 밀봉부에는 밸브 플레이트 바디의 방향으로 작용하는 제어 면이 제공되어 있으며, 이 경우 상기 제어 면은 연결 채널 내에서 생성되는 압력에 의하여 작동될 수 있다. 그럼으로써, 슬립 링 부싱으로서 형성된 슬립 링 밀봉부가 변위 공간 내에서 생성되는 압력에 의해 추가로 작동하게 되고, 생성되는 상기 작동 압력에 따라 슬립 링 부싱이 제어 개구로 이동하게 됨으로써, 결국 높은 작동 압력에서 변위 유닛이 작동하는 경우에도 제어 개구에 대한 변위 공간의 확실한 밀봉 작용 그리고 그와 더불어 낮은 누출 흐름율에 도달하게 된다.
슬립 링 밀봉부가 연결 채널의 홀 모양 리세스 내부에 배치되면, 슬립 링 밀봉부를 갖춘 연결 채널들이 저렴한 제조 비용으로 간단히 구성될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 슬립 링 밀봉부는 O자 모양의 링에 의해서 리세스에 대하여 밀봉되었다. 그럼으로써, 리세스와 슬립 링 부싱 사이의 누출 흐름은 효과적으로 그리고 경제적인 제조 비용으로 피해질 수 있다.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 하나의 밀봉 장치는 제 2 제어 개구에 대하여 제 1 제어 개구를 밀봉하기 위하여 제공되었고 그리고/또는 하나의 밀봉 장치는 하우징 내부 공간에 대하여 제 1 제어 개구를 밀봉하기 위하여 제공되었으며 그리고/또는 하나의 밀봉 장치는 하우징 내부 공간에 대하여 제 2 제어 개구를 밀봉하기 위하여 제공되었다. 상기와 같은 유형의 밀봉 장치들에 의해서는, 제 2 제어 개구에 대한 제 1 제어 개구의 밀봉 그리고 하우징 내부 공간에 대한 제 1 제어 개구 및 제 2 제어 개구의 밀봉, 그리고 그에 따라 제어 개구들의 밀봉이 간단한 방식으로 성취될 수 있음으로써, 제어 개구들 사이의 누출 흐름 및 제어 개구로부터 하우징 내부 공간까지의 누출 흐름이 피해지고, 그와 더불어 변위 유닛은 높은 작동 압력에서 그리고 높은 효율로 작동될 수 있다.
한 바람직한 실시예에 따라, 밀봉 장치는 슬립 링 밀봉부로서 형성되었다. 이와 같은 링 모양의 슬립 링 밀봉부에 의해서는, 제어 개구들이 간단한 방식으로 밀봉될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 개선예에 따른 밀봉 장치가 스프링에 의해서 원통형 드럼의 방향으로 작동될 수 있다면, 슬립 링 밀봉부에 의해서 형성된 밀봉 장치들은 저렴한 제조 비용으로써 제어 개구들을 밀봉하기 위한 원통형 드럼에 확실하게 인접하게 된다.
밀봉 장치들이 원통형 드럼의 방향으로 작용하는 제어 면을 구비하는 경우에는 특별한 장점들이 나타나게 된다. 상기와 같은 특별한 장점에 의해서는, 슬립 링 밀봉부로서 형성된 밀봉 장치들이 압력에 따라 압착됨으로써, 결과적으로 변위 유닛이 높은 압력에서 작동하는 경우에는 제어 개구들 상호 간에 대하여 그리고 하우징 내부 공간에 대하여 확실한 밀봉이 보장되고, 그에 따라 누출은 줄어들게 된다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 제 1 제어 개구를 제 2 제어 개구에 대하여 밀봉하는 밀봉 장치의 제어 면 그리고 제 2 제어 개구를 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하는 밀봉 장치의 제어 면은 상기 제 2 제어 개구 내에서 생성되는 압력에 의하여 작동될 수 있고, 상기 제 1 제어 개구를 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하는 밀봉 장치의 제어 면은 상기 제 1 제어 개구 내에서 생성되는 압력에 의하여 작동될 수 있다. 그럼으로써, 제 1 제어 개구가 저압에 의해서 작동되는 유입 연결부에 연결되어 있고, 제 2 제어 개구가 최대 작동 압력을 야기하는 배출 연결부에 연결되어 있는, 압축기로서 작동되는 변위 유닛의 경우에는, 제 1 제어 개구를 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하는 밀봉 장치의 추가 작동이 저압에 의해서 성취될 수 있고, 상기 제 1 제어 개구를 제 2 제어 개구에 대하여 밀봉하는 밀봉 장치의 추가 작동 그리고 상기 제 2 제어 개구를 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하는 밀봉 장치의 추가 작동은 상기 제 2 제어 개구 내에서 생성되는 작동 압력에 의해서 성취될 수 있으며, 그에 따라 상기 제 1 제어 개구와 제 2 제어 개구의 확실한 밀봉이 성취될 수 있다.
밀봉 장치들이 밸브 플레이트 바디의 링 모양 리세스 내부에 배치된 경우에는, 슬립 링 밀봉부로서 형성된 밀봉 장치가 저렴한 제조 비용으로 단순하게 구성될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 개선예에 따라 밀봉 장치가 O자 모양의 링에 의해서 리세스에 대하여 밀봉된 경우에는, 리세스와 밀봉 장치들 사이의 누출 흐름이 간단한 방식으로 피해질 수 있다.
상기와 같은 경우에 제어 개구들은 바람직하게 콩팥 모양의 제어 개구로서 형성되었다.
본 발명의 한 바람직한 개선예에 따라 밸브 플레이트 바디가 조절 장치, 특히 조절 피스톤에 의해서 회전 축을 기준으로 회전할 수 있다면, 제어 개구들의 결합 시점 그리고 특히 최대 작동 압력으로 작동되는 제어 개구의 결합 시점은 간단한 방식으로 변동될 수 있다. 그럼으로써, 변위 공간이 최대 작동 압력을 야기하는 제어 개구에 연결될 때에 상기 변위 공간과 제어 개구 내에서 생성되는 압력 간의 압력차로 인하여 발생하는 압력 보상 흐름 및 압력 맥동(pressure pulsation)이 줄어들 수 있고, 그에 따라 압축기로서 작동되는 변위 유닛의 경우에는, 압축기로서 작동되는 변위 유닛의 에너지 소비를 상승시키는 압력 맥동 및 압력 보상 흐름이 줄어들 수 있고 피해질 수 있다.
변위 유닛은 압축기로서 또는 모터로서 작동될 수 있고, 유체에 의한 작동을 위해서뿐만 아니라 특히 수소와 같은 기체 상태의 매개물에 의한 작동을 위해서도 적합하다.
본 발명의 추가의 장점들 및 세부 내용들은 개략도로 도시된 실시예를 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 추진용 엔진의 종단면도고,
도 2는 제어 면의 평면도며,
도 3은 제어 면을 측면에서 바라보고 확대 도시한 확대도다.
도 1은 피스톤 없는 본 발명에 따른 변위 유닛(1)을 종단면도로 보여준다. 하우징(2) 내부에서는 추진용 엔진(3)이 회전 축(4)을 중심으로 회전 가능하게 지지가 되어 있다. 상기 추진용 엔진(3)과는 원통형 드럼(5)이 회전 동기적으로 결합되어 있으며, 상기 원통형 드럼 내에는 변위 실린더로서 형성된 다수의 변위 공간(6)이 형성되어 있다. 본 발명에서 변위 공간(6)은 원통형 드럼(5) 내에 배치된 방사형 보어(14)로서 형성되었고, 회전 축(4)을 중심으로 별 모양으로 배치되어 있으며, 이 경우 상기 변위 공간(6)의 종축(7)은 상기 추진용 엔진(3) 및 그와 더불어 원통형 드럼(5)의 회전축(4)에 대하여 수직으로 배치되어 있다.
변위 공간(6)은 방사 방향 내부 공간에서 제 1 연결 채널(8a) 및 제 2 연결 채널(8b)에 연결되어 있으며, 상기 연결 채널들은 방사형으로 상호 이격 배치되어 있다. 상기 연결 채널들(8a, 8b)은 플레이트 모양의 밸브 플레이트 바디(9)와 기능적으로 결합되어 있으며, 이 경우 원통형 드럼(5) 쪽을 향하고 있는 상기 밸브 플레이트 바디(9)의 정면에는 제어 면(9a)이 형성되어 있다. 상기 밸브 플레이트 바디(9)에 의해서는, 유입 연결부(10) 그리고 배출 연결부(11)와 변위 공간(6)의 연결이 조절될 수 있다. 이 경우 원통형 드럼은 축 방향으로 상기 밸브 플레이트 바디(9) 상에 지지가 되고, 상기 밸브 플레이트 바디는 하우징(2)에 고정된 하우징 덮개(12)에 배치되어 있다.
변위 공간(6) 내에는 유체(15), 특히 이온성 유체가 배치되어 있다.
각각의 변위 공간(6)은 연결 채널(13)에 의하여, 경사 플레이트 구조를 따라 축 피스톤 기계로서 형성된 유압식 변위 유닛(17)의 실린더 공간(16)과 연결되어 있다. 이 경우 축 피스톤 기계로서 형성된 변위 유닛(17)은 실린더 블록(18)을 구 비하며, 상기 실린더 블록은 원통형 드럼(5)에 대하여 동축으로 배치되어 있고, 상기 원통형 드럼(5) 또는 추진용 샤프트(3)와 회전 불가능하게 연결되어 있다. 상기 실린더 블록(18) 및 원통형 드럼(5)을 공통의 그리고 그에 따라 일체형의 원통형 드럼으로서 형성하는 것도 또한 가능하다.
축 피스톤 기계의 실린더 공간(16)은 실린더 블록(18) 내에 동심으로 배치된 종방향 보어(20)에 의해서 형성되었으며, 상기 종방향 보어 내부에는 피스톤(21)이 각각 하나씩 세로 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 상기 피스톤(21)은 각각 하나의 슬라이드 슈(22)에 의해서 경사 플레이트(23)에 지지가 된다. 상기 피스톤(21)과 슬라이드 슈(22) 사이에는 볼 모양의 슬라이드 슈 조인트가 형성되어 있다.
축 피스톤 기계는 변위 용적이 조정될 수 있는 축 피스톤 기계로서 형성되었으며, 이 경우 경사 플레이트(23)는 하우징(2)에 선회 가능하게 지지가 되어 있고, 도면에 더 이상 도시되지 않은 조절 장치에 의해서 회전 축(4)을 기준으로 기울어질 수 있다. 하지만, 고정된 변위 용적을 갖는 축 피스톤 기계를 형성하는 것도 또한 가능하며, 이 경우 경사 플레이트는 하우징(2) 상에 직접 형성될 수 있다.
상기와 같은 경우에 원통형 드럼(5) 및 변위 유닛(17)은 공통의 하우징 내에 배치되어 있다.
본 발명에 따른 변위 유닛(1)을 압축기로서 형성하는 경우에는, 원통형 드럼(5) 및 실린더 블록(18)이 추진용 샤프트(3)를 통해서 구동된다. 이 경우에는 축 피스톤 기계가 펌프로서 동작하여 유체(15)를 실린더 공간(16)으로부터 변위 공 간(6) 내부로 이송함으로써, 저압을 형성하는 유입 연결부(10)를 통해 변위 실린더(6) 내부로 유입된 매개물은 상기 유체(15)에 의해서 압축되어 작동 압력을 형성하는 배출 연결부(11) 내부로 이송된다.
본 발명에 따른 추진용 엔진(1)을 구동용 기계로서 형성하는 경우에는, 압력작용하에 있는 매개물이 작동 압력을 형성하는 유입 연결부(10)를 통해서 변위 공간(6)에 공급된다. 유체(15)를 통해서는 피스톤(21)이 작동되며, 이 경우 축 피스톤 기계가 모터로서 작동되고, 원통형 드럼(5) 및 실린더 블록(18)의 회전 동작이 발생 됨으로써, 상기 추진용 샤프트(3)에서 토크가 인출될 수 있다.
도 2에서는 밸브 플레이트 바디(9)가 제어 면(9a)에 대한 평면도로 도시되어 있다. 밸브 플레이트 바디(9)는 유입 연결부에 연결되어 있는, 콩팥 모양으로 형성된 제 1 제어 개구(20)를 구비한다. 밸브 플레이트 바디(9) 상에 형성되어 있고, 마찬가지로 콩팥 모양으로 형성된 제 2 제어 개구(21)는 배출 연결부에 연결되어 있다.
상기 제어 개구들(20, 21)은 상이한 부분 원들 상에, 방사형으로 상호 이격 배치되어 있다. 이 경우 변위 공간과 연결되어 있는 제 1 연결 채널(8a)은 제 1 제어 개구(20)를 구동시킨다. 제 2 연결 채널(8b)은 제 2 제어 개구(21)를 구동시킨다.
제 1 연결 채널(8a) 그리고 제 2 연결 채널(8b) 상에는 상기 연결 채널(8a, 8b)을 제어 개구(20, 21)에 대하여 밀봉하기 위한 슬립 링 밀봉부(22a, 22b)가 각각 배치되어 있다.
제 1 제어 개구(20)를 제 2 제어 개구(21)에 대하여 밀봉하기 위하여, 링 모양의 슬립 링 밀봉부(25a)에 의해서 형성된 밀봉 장치(25)가 제공되어 있다.
제 1 제어 개구(20)는 링 모양의 슬립 링 밀봉부(26a)로서 형성된 추가의 밀봉 장치(26)에 의해서 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉된다. 제 2 제어 개구(21)를 추진용 샤프트(3)에 대하여 그리고 그와 더불어 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하기 위하여, 링 모양의 슬립 링 밀봉부(27a)로서 형성된 추가의 밀봉 장치(27)가 제공되었다.
방사형으로 내부에 배치된 밀봉 장치(27)와 방사형으로 중앙에 배치된 밀봉 장치(25) 사이에는 환상 공간(28)이 형성되어 있으며, 상기 환상 공간의 내부와 제 2 제어 개구(21)의 내부가 서로 통한다. 따라서, 상기 환상 공간(28)은 제 2 제어 개구(21)에서 생성되는 압력에 의하여 작동된다. 방사형으로 외부에 배치된 밀봉 장치(26)와 방사형으로 중앙에 배치된 밀봉 장치(25) 사이에는 추가의 환상 공간(29)이 형성되어 있으며, 상기 환상 공간의 내부와 제 1 제어 개구(20)의 내부가 서로 통함으로써, 상기 환상 공간(29)은 상기 제어 개구(20)에서 생성되는 압력에 의하여 작동된다.
밸브 플레이트 바디(9)는 예를 들어 조절 실린더(51)로서 형성된 조절 장치(50)에 기능적으로 결합되어 있으며, 상기 조절 장치에 의해서 밸브 플레이트 바디(9)가 회전 축(4)을 기준으로 회전될 수 있다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 연결 채널(8a, 8b)의 슬립 링 밀봉부(22a, 22b)는 슬립 링 부싱으로서 형성되었으며, 상기 슬립 링 부싱은 연결 채널(8a, 8b) 의 홀 모양 리세스(30a, 30b) 내부에 각각 배치되어 있다. 슬립 링 밀봉부(22a, 22b)는 리세스(30a, 30b) 내부에 배치된 스프링(31a, 31b)에 의해서 밸브 플레이트 바디(9)의 방향으로 작동된다. 도 3에서 슬립 링 밀봉부(22a, 22b)의 좌측 정면에는 제어 면(32a, 32b)이 형성되어 있으며, 상기 제어 면은 슬립 링 밀봉부(22a, 22b)를 밸브 플레이트 바디(9)의 방향으로 작동시킨다. 이 경우 제어 면(32a, 32b)은 연결 채널(8a, 8b) 내에서 생성되는 압력에 의하여 작동된다. 리세스(30a, 30b)와 슬립 링 밀봉부(22a, 22b) 사이에 배치되어 있는 O자 모양의 링(33a, 33b)에 의하여, 상기 연결 채널(8a, 8b)은 환상 공간(28, 29)에 대하여 밀봉된다.
밀봉 장치들(25, 26, 27)은 링 모양의 슬립 링 밀봉부(25a, 26a, 27a)로서 형성되었으며, 상기 슬립 링 밀봉부들은 밸브 플레이트 바디(9)의 링 모양 리세스(35, 36, 37) 내부에 배치되어 있다. 이 경우 상기 슬립 링 밀봉부(25a, 26a, 27a)는 상응하는 리세스(35, 36, 37) 내부에 배치되어 있는 각각 하나의 스프링(38, 39, 40)에 의해서 원통형 드럼(5)의 방향으로 작동된다. 도 3에서 슬립 링 밀봉부(25a, 26a, 27a)의 우측 정면에는, 원통형 드럼(5)의 방향으로 작용하는 제어 면(41, 42, 43)이 형성되어 있다. 이 경우 상기 밀봉 장치(25)에 형성된 제어 면(41) 및 상기 밀봉 장치(27)에 형성된 제어 면(43)은 환상 공간(28) 내에서 그리고 그에 따라 제어 개구(21)에서 생성되는 압력에 의하여 작동된다. 상기 밀봉 장치(26)에 형성된 제어 면(42)은 환상 공간(29) 내에서 그리고 그에 따라 제어 개구(20) 내부에서 생성되는 압력에 의하여 작동된다.
밀봉 장치(25)의 방사 방향 외부 영역에서 상기 밀봉 장치(25)와 리세스(35) 사이에는 O자 모양의 링(45)이 배치되어 있으며, 상기 링(45)에 의하여 상기 환상 공간(28)은 상기 환상 공간(29)에 대하여 밀봉된다.
추가의 O자 모양 링(46)은 밀봉 장치(26)의 방사 방향 외부 영역에서 상기 밀봉 장치(26)와 리세스(36) 사이에 배치되어 있다. 상기 O자 모양 링(46)에 의하여 환상 공간(29)은 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉된다.
밀봉 장치(27)의 방사 방향 내부 영역에서 리세스(37)와 상기 밀봉 장치(27) 사이에는 O자 모양의 링(47)이 배치되어 있으며, 상기 링에 의하여 환상 공간(28)은 추진용 샤프트 영역에서 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉된다.
본 발명에 따른 변위 유닛(1)이 압축기로서 작동하는 경우에, 유입 연결부(10)는 저압에 의해서 작동된다. 배출 연결부(11)는 발생하는 작동 압력에 의하여 작동된다. 따라서, 제 1 제어 개구(20)를 통해 유입 연결부(10)에 연결된 환상 공간(29) 내부에서는 저압이 나타난다. 제 2 제어 개구(21)를 통해 배출 연결부(11)에 연결된 환상 공간(28)은 발생하는 고압에 의해서 작동된다. 변위 공간(6)과 제 1 제어 개구(20)의 연결은 연결 채널(8a)을 통해서 제어되며, 이 경우에는 슬립 링 밀봉부(22a)를 통하여 밀봉 작용이 성취된다. 변위 공간(6)과 제 2 제어 개구(21)의 연결은 연결 채널(8b)을 통해서 이루어지며, 이 경우에는 슬립 링 밀봉부(22b)에 의하여 밀봉 작용이 성취된다. 이 경우 상기 슬립 링 밀봉부들(22a, 22b)은 스프링(31a, 31b)에 추가로, 변위 공간(6) 내에서 생성되는 압력에 의하여 밸브 플레이트 바디(9)의 방향으로 작동된다. 이 경우 제 2 제어 개구(21)의 치수는, 각각 단 하나의 변위 공간(6)이 제어 개구(21)와 연결되도록 설정된다. 이 경우 상기 슬립 링 밀봉부(22b)에 의해서는, 제어 개구(21)에 연결되어 있는 변위 공간(6)으로부터 이웃하는 변위 공간들로의 누출 흐름이 피해진다.
제 1 제어 면(20)으로부터 제 2 제어 면(21)으로 흘러가는 누출 흐름은 밀봉 장치(25)에 의해서 피해지며, 상기 밀봉 장치는 스프링(38) 및 상기 제어 면(41)에서 생성되는 작동 압력에 의하여 원통형 드럼(5)의 방향으로 작동된다.
추진용 샤프트(3) 영역에서 제 2 제어 면(21)으로부터 하우징 내부 공간으로 흘러가는 누출 흐름은 밀봉 장치(27)에 의해서 피해지며, 상기 밀봉 장치는 스프링(40)에 추가로 상기 제어 면(43)에서 생성되는 작동 압력에 의하여 원통형 드럼(5)의 방향으로 작동된다.
제 1 제어 면(20)으로부터 하우징 내부 공간으로 흘러가는 누출 흐름은 밀봉 장치(26)에 의해서 피해지며, 상기 밀봉 장치는 제어 면(42)에서 생성되는 저압 및 스프링(39)에 의하여 원통형 드럼(5)의 방향으로 작동된다.
따라서, 슬립 링 밀봉부(22a, 22b) 그리고 슬립 링 밀봉부(25a, 26a, 27a)로서 형성된 밀봉 장치들(25, 26, 27)에 의해서는, 변위 공간들(6) 사이에서 발생하는 누출 흐름 그리고 제어 개구(20과 21) 사이에서 발생하는 누출 흐름 그리고 제어 개구(20, 21)로부터 하우징 내부 공간으로 흘러가는 누출 흐름이 효과적으로 피해질 수 있다.
본 발명에 따른 변위 유닛(1)은 누출 흐름이 감소 됨으로써 최대로 높은 작동 압력, 특히 1000 bar까지의 작동 압력에서 이루어지는 동작을 위하여 적합하며, 이 경우 압축기로서 작동되는 변위 유닛은 낮은 에너지 수요 및 높은 효율을 갖게 된다. 그럼으로써, 압축기로서 작동되는 본 발명에 따른 변위 유닛은 기체 상태의 매개물, 특히 수소를 압축하기 위해서 사용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 회전 축을 중심으로 회전하는 원통형 드럼 내부에 배치된 하나 이상의 변위 공간을 구비하고, 상기 변위 공간이 제어 면에 의해서 유입 연결부 및 배출 연결부에 연결될 수 있으며, 상기 제어 면은 밸브 플레이트 바디에 형성되어 있고, 상기 밸브 플레이트 바디가 상기 유입 연결부에 연결되어 있는 제 1 제어 개구 그리고 상기 배출 연결부에 연결되어 있는 제 2 제어 개구를 구비하도록 구성된, 변위 유닛에 있어서,
    상기 제 1 제어 개구(20) 및 제 2 제어 개구(21)는 방사형으로 상호 이격 배치되어 있으며, 이때 변위 공간(6)은 제 1 연결 채널(8a)에 의해서는 제 1 제어 개구(20)에 그리고 제 2 연결 채널(8b)에 의해서는 제 2 제어 개구(21)에 연결될 수 있고, 상기 연결 채널들(8a; 8b)은 각각 하나의 슬립 링 밀봉부(22a; 22b)를 이용하여 상기 제어 개구(20; 21)에 대하여 밀봉할 목적으로 제공되는 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬립 링 밀봉부(22a; 22b)는 슬립 링 부싱으로서 형성된 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬립 링 밀봉부(22a; 22b)는 스프링(31a; 31b)에 의해서 밸브 플레이트 바디(9)의 방향으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬립 링 밀봉부(22a; 22b)에는 상기 밸브 플레이트 바디(9)의 방향으로 작용하는 제어 면(32a; 32b)이 제공된 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 면(32a; 32b)은 연결 채널(8a; 8b) 내에서 생성되는 압력에 의하여 작동되는 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬립 링 밀봉부(22a; 22b)는 상기 연결 채널(8a; 8b)의 홀 모양 리세스(30a; 30b) 내부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 슬립 링 밀봉부(22a; 22b)는 O자 모양 링(33a; 33b)에 의해서 상기 리세스(30a; 30b)에 대하여 밀봉된 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    밀봉 장치(25)는 상기 제 1 제어 개구(20)를 제 2 제어 개구(21)에 대하여 밀봉하기 위해서 및/또는 밀봉 장치(26)는 상기 제 1 제어 개구(20)를 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하기 위해서 그리고/또는 밀봉 장치(27)는 상기 제 2 제어 개구(21)를 상기 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하기 위해서 제공된 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 밀봉 장치(25; 26; 27)는 슬립 링 밀봉부(25a; 26a; 27a)로서 형성된 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 밀봉 장치(25; 26; 27)는 스프링(38; 39; 40)에 의해서 원통형 드럼(5)의 방향으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉 장치(25; 26; 27)에는 상기 원통형 드럼(5)의 방향으로 작용하는 제어 면(41; 42; 43)에 제공된 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 개구(20)를 상기 제 2 제어 개구(21)에 대하여 밀봉하는 밀봉 장치(25)의 제어 면(41) 및 상기 제 2 제어 개구(21)를 상기 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하는 밀봉 장치(27)의 제어 면(43)은 상기 제 2 제어 개구(21) 내에서 생성되는 압력에 의하여 작동될 수 있고, 상기 제 1 제어 개구(20)를 상기 하우징 내부 공간에 대하여 밀봉하는 밀봉 장치(26)의 제어 면(42)은 상기 제 1 제어 개구(20) 내에서 생성되는 압력에 의하여 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀봉 장치(25; 26; 27)는 상기 밸브 플레이트 바디(9)의 링 모양 리세스(35; 36; 37) 내부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 밀봉 장치(25; 26; 27)는 O자 모양 링(45; 46; 47)에 의해서 상기 리세스(35; 36; 37)에 대하여 밀봉된 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 개구들(20; 21)은 콩팥 모양의 제어 개구로서 형성된 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 플레이트 바디(9)는 조절 장치(50), 특히 조절 피스톤에 의해서 회전 축(4)을 기준으로 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압축기로서 형성된 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  18. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    모터로서 형성된 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체에 의해서 작동되는 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
  20. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    기체 상태의 매개물, 특히 수소에 의해서 작동되는 것을 특징으로 하는,
    변위 유닛.
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