KR20150080490A - 내부에 가스 배출 통로를 가진 평면형 액체 링 펌프의 포트 플레이트 - Google Patents

내부에 가스 배출 통로를 가진 평면형 액체 링 펌프의 포트 플레이트 Download PDF

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라메시 발쿤지 셰노이
찰스 하워드 비어스
리차드 제라드 카도테
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가드너 덴버 내쉬 엘엘씨
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Abstract

본 발명에 따르면, 액체 링 펌프가 펌프 헤드에 결합된 포트 플레이트를 포함한다. 상기 포트 플레이트는 제1 섹션에서 제1 단부를 가지며 제2 섹션에서 제2 단부를 가진 개구를 포함한다. 상기 제1 섹션은 포트 플레이트의 제1 면을 형성하는 표면의 한 부분을 통해 개방된다. 상기 제2 섹션은 상기 제2 단부에서 포트 플레이트의 샤프트 수용 구멍 내로 개방된다. 상기 제1 및 제2 섹션은 연속적이다. 상기 제1 섹션은 포트 플레이트 입구의 리딩 에지와 포트 플레이트 출구의 클로징 에지 사이에서 각도를 형성한다. 제1 섹션으로부터 입구의 리딩 에지까지 측정된 길이는 상기 제1 섹션으로부터 출구의 리딩 에지까지 측정된 길이보다 더 작다. 상기 제1 섹션은 출구 또는 입구 내로 개방되지 않는다.

Description

내부에 가스 배출 통로를 가진 평면형 액체 링 펌프의 포트 플레이트{PORT PLATE OF A FLAT SIDED LIQUID RING PUMP HAVING A GAS SCAVENGE PASSAGE THEREIN}
본 발명은, 버킷이 포트 플레이트 내의 출구의 클로징 에지를 지나 만곡되고 난 뒤에, 그리고, 버킷이 포트 플레이트의 입구 내로 개방되기 전에, 액체 링 펌프의 로터 버킷 내에 포획된 가스를 배출하는 통로(passage)를 가진 액체 링 펌프에 관한 것이다. 상기 통로는 포트 플레이트 내에서 포트 플레이트 입구의 리딩 에지와 포트 플레이트 출구의 클로징 에지 사이에서 각도를 형성한다.
액체 링 펌프는 종래 기술에 잘 알려져 있다. 일반적으로, 액체 링 펌프는 하우징; 상기 하우징 내에 위치된 로터, 상기 로터가 고정 장착되는 하우징 내로 연장되는 샤프트; 및 상기 샤프트에 결합된 로커를 포함한다. 작동 동안, 상기 하우징에는 부분적으로 작동 액체(operating liquid)로 채워지며 로터가 회전될 때 로터 블레이드가 상기 작동 액체 또는 펌핑 액체(pumping liquid)와 결합되어 상기 액체가 샤프트에 대해 반경 방향으로 발산하고(diverge) 수렴하는(converge) 편심 링(eccentric ring)을 형성하게끔 한다. 작동 액체가 샤프트로부터 발산될 때, 그로 인해 로터 조립체의 인접한 로터 블레이드(버킷)들 간의 공간 내의 압력이 감소하여, 가스 흡입 영역(gas intake zone)인 저압 영역이 형성된다. 작동 액체가 샤프트를 향해 수렴될 때에는, 그로 인해 인접한 로터 블레이드(버킷)들 간의 공간 내의 압력이 증가하여 가스 압축 영역(gas compression zone)이 형성된다.
Schultze씨에게 허여된 미국 특허 4,859,808호는 원뿔 또는 원통형의 포트형(ported) 액체 링 펌프를 기술하는데, 상기 펌프 내에서 펌프의 압축 영역으로부터 흡입 영역으로 이동될 수 있는 압축 가스가, 포트 부재(port member) 내의 제1 구멍을 통해 포트 부재와 로터 샤프트 사이의 간격(clearance) 내로 통과되고, 그 뒤, 포트 부재 내의 제2 구멍을 통해 상기 간격으로부터 압축 영역의 처음 부분으로 통과됨으로써, 흡입 영역을 우회하도록(bypass) 구성된다.
Plescher씨에게 허여된 미국 특허 5,769,609호는 컴프레서 하우징 내에 장착된 로터를 가진 액체 링 컴프레서를 기술하는데, 상기 로터는 컴프레서 하우징의 중심축에 대해 편심 장착된다(mounted eccentrically). 하나 이상의 컨트롤 디스크(control disk)가 로터의 단부 면(end face)들 중 한 단부 면 위에 배열된다. 상기 컨트롤 디스크에는 각각 압축되어야 하는 매체(medium)를 공급하고 배출하기 위한 흡입 슬롯(suction slot) 및 압력 슬롯(pressure slot)이 제공된다. 또한, 컨트롤 디스크는 로터의 허브에 의해 반경 방향으로 덥혀진 영역 내에 원형 분배 홈(distribution groove)을 가진다. 작동 액체는 공급 개구(feed opening) 내에 유입되어 분배 홈으로 이동되어 로터 허브와 컨트롤 디스크 사이의 축방향 틈(axial gap)을 밀폐한다(seal). 차단 요소(blocking element)가 분배 홈으로부터 반경 방향으로 돌출되는데, 상기 차단 요소는 로터 셀(cell) 내의 압력과 공급 개구에 유입되는 작동 액체의 압력 간의 압력차가 매우 큰 공급 개구의 면 위에 제공된다. 상기 차단 요소는 축방향 틈의 밀폐력을 향상시킨다.
Shenoi씨에게 허여된 미국 특허 6,354,808호는 로터의 한 단부 내에서 환형의 리세스(recess) 내로 연장되는 포트 구조물(port structure)을 가진 타입의 액체 링 펌프를 기술하는데, 상기 펌프는 몇몇 부분들이 유지보수 요건이 상대적으로 적거나 유지보수 요건이 실질적으로 거의 없는 펌프를 만들게 사용될 수 있도록 설계된 몇몇 부분들을 가진다. 이러한 부분들 중 몇몇 부분들은 최종 펌프 형상들에서 실질적으로 정확하게 동일하게 구성될 수 있다. 이러한 부분들 중 그 외의 다른 부분들은 각각의 최종 펌프 형상을 위해 적합하게 구성하기 위하여 특정 기계가공에서만 실질적으로 상이한 주조 공정(casting)일 수 있다. 최종 펌프 형상들 중 몇몇 형상은 보다 컴팩트한 기계적 밀폐 구조물 및/또는 밀폐 구조물에 액체를 공급하기 위한 개선된 구조물을 가진다.
Bissell씨에게 허여된 국제특허출원 WO 2010 071651호는 액체 링 펌프의 한 부분 내에 채널(channel)을 가진 액체 링 펌프에 관해 기술한다. 상기 채널은 로터 블레이드들에 의해 형성된 제1 버킷 내로 개방되는 제1 개구를 가진다. 제1 개구는 배출 포트의 리딩 에지와 입구 포트의 클로징 에지 사이의 아치형 경로(arcuate path)를 따라 위치된다. 입구 포트와 배출 포트는 액체 링 펌프의 포트 플레이트 내에 배열된다. 상기 채널은 로터 블레이드들에 의해 형성된 제2 버킷 내로 개방되는 제2 개구를 가진다. 제2 개구는 입구 포트의 리딩 에지와 배출 포트의 클로징 에지 사이의 아치형 경로 위에 배열된다. 유체 통로가 제1 및 제2 개구를 서로 연결한다. 채널을 형성하는 액체 링 펌프의 일부분 이상은 주변 방향의(circumferential) 원통형 공동(cavity) 내에 배열되는데, 상기 공동은 복수의 축방향으로 연장되는 로터 블레이드 단부들로부터 형성된다. 채널을 제공하는 액체 링 펌프의 부분은 탈착식 실린더(removable cylinder)일 수 있다. 상기 채널은 분리되고(isolated) 펌프가 작동 모드에 있을 때 포트 플레이트의 입구 포트와 배출 포트로부터 밀폐된다(sealed off).
본 발명의 한 형태에서, 액체 링 펌프(liquid ring pump)의 부분 조립체(partial assembly)가 제공된다. 상기 펌프는 펌프 헤드(pump head)를 가진다. 포트 플레이트(port plate)가 펌프 헤드에 결합된다. 상기 포트 플레이트는 샤프트 수용 구멍을 형성하는 측벽(side wall)을 가진다. 로터 샤프트(rotor shaft)가 상기 샤프트 수용 구멍 내에 배열된다. 측벽과 상기 측벽의 반경 방향으로 맞은편에 있는 샤프트의 한 부분 사이에 공간(space)이 위치된다. 로터가 샤프트에 고정 결합된다(fixedly coupled). 로터는 로터의 중심축(center axis) 주위에 배열된 복수의 블레이드를 가진다. 복수의 블레이드의 각각의 블레이드는 그 외의 다른 2개 이상의 블레이드와 인접하게 배열된다. 복수의 블레이드는 복수의 쌍(pair)의 인접한 블레이드를 형성한다. 각각의 인접한 블레이드 쌍 사이에는 버킷(bucket)이 배열된다. 인접한 블레이드는 복수의 버킷을 형성한다. 샤프트 수용 구멍 내에서 샤프트가 회전되면 로터와 복수의 버킷들이 중심축 주위로 회전된다.
포트 플레이트는 입구와 출구를 형성한다. 입구는 클로징 에지(closing edge) 및 리딩 에지(leading edge)를 가진다. 출구는 클로징 및 리딩 에지를 가진다. 포트 플레이트는 개구(opening)의 제1 섹션에서 제1 단부와 개구의 제2 섹션에서 제2 단부를 가진 개구를 가진다. 상기 제1 섹션은 포트 플레이트의 제1 면을 형성하는 표면의 한 부분을 통해 개방된다. 상기 제2 섹션은 상기 제2 단부에서 상기 샤프트 수용 구멍 내로 개방된다. 상기 제1 및 제2 섹션은 연속적이다(continuous). 상기 제1 섹션은 입구의 리딩 에지와 출구의 클로징 에지 사이에서 각도를 형성한다. 제1 섹션으로부터 입구의 리딩 에지까지 측정된 길이는 상기 제1 섹션으로부터 출구의 리딩 에지까지 측정된 길이보다 더 작다. 상기 길이는 일직선을 따라 측정된다. 상기 제1 섹션은 출구 또는 입구 내로 개방되지 않는다.
버킷들이 회전되면 버킷들 중 제1 버킷이 출구의 클로징 에지와 입구의 리딩 에지 사이의 한 위치까지 회전 방향으로 회전될 것이다. 상기 버킷들 중 상기 제1 버킷이 상기 출구의 상기 클로징 에지와 입구의 리딩 에지 사이의 상기 위치까지 회전될 때, 상기 버킷은 상기 개구의 상기 제1 섹션과 중첩되고(overlap) 상기 개구의 상기 제1 섹션은 상기 버킷 내로 개방되며, 상기 위치에서 상기 버킷들은 상기 입구와 출구가 중첩되지 않고도 상기 리딩 및 클로징 에지 사이에 위치된다.
도 1은 샤프트의 중심축의 길이를 따라 절단한 본 발명에 따른 액체 링 펌프의 단면도이다.
도 2는 로터 및 샤프트가 라인 4a-4a를 따라 절단된 도 1에 도시된 액체 링 펌프의 조립체를 분해하여 도시한 등축도로서, 이 도면은 액체 링 펌프 헤드의 제1 면을 도시한다.
도 3은 로터의 한 면을 보여주는 도 2에 도시된 로터의 등축도로서, 로터가 조립될 때 로터의 상기 면은 헤드의 제1 면과 밸브 포트 플레이트를 향한다.
도 4a는 도 1의 액체 링 펌프의 단면도로서, 상기 단면은 라인 4a-4a을 따라 절단하고 헤드의 제1 면, 포트 플레이트 및 로터를 향하는 펌프 샤프트 축에 대해 수직이며, 허브에 의해 일반적으로 숨겨진 포트 플레이트의 한 부분을 도시하고 허브에 의해 일반적으로 숨겨진 포트 플레이트의 측벽과 샤프트 사이의 공간을 도시하기 위해 로터의 한 부분이 절단되었다.
도 4b는 도 4a에서 도면부호 4b로 표시된 부분을 확대하여 상세하게 도시한 도면이다.
도 4c는 도 4a에서 도면부호 4c로 표시된 부분을 확대하여 상세하게 도시한 도면으로서, 가상선은 생략되어 있다.
도 5는 공기가 가스 배출 채널을 통과할 때 공기 흐름을 도시하기 위해 화살표가 표시되었으며 로터는 절단되지 않은 사실을 제외하고는 도 4와 동일한 도면이다.
도 6a는 도 5에 도시된 조립체의 변칙적인 단면도로서, 상기 단면은 공기를 배출하는 포트 플레이트 내에서 통로의 반경방향 길이를 따라 연장되고 로터와 샤프트의 중심축과 평행하고 중심축을 통해 연장되도록 절단된다.
도 6b는 도 6a에서 도면부호 6b로 표시된 부분을 확대하여 상세하게 도시한 도면이다.
도 7a는 포트 플레이트의 제1 면을 향하는 도 2에 도시된 포트 플레이트의 등축도로서, 상기 제1 면은 로터를 향한다.
도 7b는 도 7a에서 제1 면을 향하는 도면부호 7b로 표시된 부분을 확대하여 상세하게 도시한 등축도이다.
도 7c는 도 7a에서 제1 면을 향하는 도면부호 7c로 표시된 부분을 확대하여 상세하게 도시한 도면이다.
도 8은 포트 플레이트의 제2 면을 향하는 도 7의 포트 플레이트의 등축도로서, 제2 면은 펌프 헤드를 향한다.
본 발명의 실시예들이 다수의 상이한 형태를 가질 수 있지만, 본 명세서에서는 특정 실시예가 도시되고 상세하게 기술되는데, 이것은 본 발명의 개념을 대표하는 것이지 예시된 특정 실시예에만 본 발명을 제한하려는 의도가 아니라는 것을 이해해야 한다.
밑에서 기술되는 내용에서, 본 발명을 기술할 때 용어 "공기(air)"가 사용된다. 용어 "공기"는 주변 공기(ambient air) 및 본 발명에서 기재되는 액체 링 펌프가 사용되는 분야에 적합하도록 구성된 공기를 포함한다. 본 발명은 가스 및 가스와 공기의 혼합물에 연관되어 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 평면형 액체 링 펌프(flat sided liquid ring pump)의 출구(46)와 입구(47)를 통해 이동되도록 구성된 임의의 압축성 유체와 연관되어 사용될 수 있다.
이제, 도면들을 보다 자세하게 보면, 평면형 액체 링 펌프(20)가 도시된다. 펌프(20)는 로터(22)를 가진다. 로터(22)는 상기 로터의 중앙 영역 주위에 배열된 복수의 19개의 블레이드(24)를 갖는다. 특히, 블레이드들은 로터 중심축(26) 주위에서 주변 방향으로 배열된다(arranged circumferentially). 블레이드들은 서로 동일한 거리만큼 떨어져 배열된다. 블레이드들은 허브(86)의 표면(88)으로부터 연장된다. 로터 중심축, 로터 허브 중심축, 샤프트 중심축, 및 포트 플레이트(40) 내에서 샤프트 수용 구멍의 중심축은 동축 배열되어 연장되며 축(26)으로 표시된다. 블레이드(24)는 각각의 블레이드(24)가 상기 복수의 블레이드(24) 중 2개 이상의 다른 블레이드에 인접하게 위치되도록 배열된다. 인접한 블레이드의 각각의 쌍들 사이에는 버킷(28)으로 지칭될 수 있는 공간이 있다. 총 19개의 버킷(28)이 있다. 각각의 버킷은, 액체 링 펌프가 작동 속도(running speed)로 작동될 때, 회전하는 액체 링의 내측 링을 형성하는 표면(30)에 대해 버킷(28)의 각배열(angular orientation)에 따라 팽창되고 수축되는 용적(volume)을 가지는 개별 챔버를 형성한다. 표면(30)은 액체 링의 내측 경계(inner boundary)를 정한다. 상기 내측 경계는 반경 방향으로 형성될 수 있다. 액체 링 표면(30)은 각각의 버킷(28) 내에 형성된 각각의 챔버(34)의 외측 경계(outer boundary)를 형성한다. 상기 외측 경계는 반경 방향으로 형성될 수 있다. 버킷과 챔버(34) 각각의 내측을 향하는 경계(inward boundary)는 허브(86)의 외측을 향하는 표면(88)에 의해 형성된다. 상기 표면은 반경 방향으로 외측을 향한다. 각각의 챔버(34)는 압축성 유체 수용 챔버(34)로 지칭될 수 있다. 19개의 챔버가 있다. 19개의 챔버와 19개의 버킷(28)의 챔버(334) 및 버킷(28)이 시작 지점(A)에 있다. 버킷(328)은 일정 크기만큼 회전 방향(36)으로 회전되어 포트 플레이트(40)의 공기 입구(38)에 의해 만곡되고(sweep) 중첩된다(overlap). 버킷(28)이 회전되어 입구(38)와 중첩될 때, 회전하는 액체 링의 내측 표면을 형성하는 표면(30)은 로터(22)의 중심축(26)으로부터 제1 반경 방향(42)으로 발산된다(diverge). 표면(30)이 발산될 때, 입구와 중첩되도록 회전되는 버킷(28)에 의해 형성되는 챔버(334)의 용적은 팽창된다. 버킷이 입구에 의해 회전될 때, 챔버(34)는 입구(38) 내로 개방되고 입구와 중첩되며 따라서 버킷에 의해 형성된 챔버의 팽창 용적 내로 공기가 유입된다(drawn). 팽창된 챔버(334') 및 버킷(328')은 입구(38)에 의해 회전될 때 입구(38)과 중첩되는 챔버(334) 및 버킷(228)을 대표한다. 버킷(328') 및 챔버(334')는 19개의 버킷(28) 및 19개의 챔버(34)의 일부이다. 입구(38)에 의해 만곡되고 회전되는 버킷(328)이 회전 방향(36)으로 계속 회전될 때, 표면(30)은 제1 반경 방향(42)으로 발산되어 로터의 중심축(6)으로부터 멀어진다. 표면(30)이 발산될 때, 버킷 내에 형성된 챔버의 용적은 계속하여 증가된다. 버킷(328'') 및 챔버(334'')는 챔버의 용적이 증가될 때 입구(38)를 지나 만곡되는 버킷(328)을 대표한다. 버킷(328'') 및 챔버(334'')는 19개의 버킷(28)과 19개의 챔버(34)의 일부이다. 버킷이 회전 방향(36)으로 회전될 때 버킷은 포트 플레이트 출구(44)와 중첩된다. 액체 링의 표면(30)은 제2 반경 방향(43)으로 로터 중심축(26)을 향해 수렴된다(converge). 챔버의 용적은 감소된다. 또한, 챔버는 포트 플레이트 출구(44) 내로 개방되어 상기 출구와 중첩된다. 따라서, 버킷의 챔버 내에 포획된(trapped) 공기는 버킷 챔버로부터 포트 플레이트 출구(44)와 액체 링 펌프 출구(46)를 통해 배출된다. 버킷(328''') 및 챔버(334''')는 챔버가 포트 플레이트 출구(44) 내로 개방되고 상기 출구와 중첩될 때 버킷(328) 및 챔버(334)를 대표한다.
버킷(328)이 회전되어 출구(44)를 지나는 동안, 표면(30)은 통상 버킷의 챔버(334)의 용적을 완전히 접기에(collapse) 충분히 반경 방향으로 내측을 향해 수렴되지 않는다. 버킷(428)은 이 위치에서 버킷(328)을 대표한다. 이 위치에서 접히지 않은(non-collapsed) 챔버(334)는 도면부호(434)로 표시된다. 도시된 것과 같이, 입구 포트(38)의 개구 에지(38a)와 출구 포트(44)의 밀폐 에지(44a) 사이의 각 및 주변방향 지점(48)에서, 표면(30)은 버킷(428)의 반경 방향으로 내측을 향하는 경계를 정하는 표면(50)과 접촉하지 않는다. 버킷(428)으로 도시된 버킷(328)은 회전되어 상기 지점(48)과 중첩된다. 상기 지점(48)과 중첩될 때 버킷(328)은 버킷(428)으로 도시된다. 따라서, 지점(48)에서, 도면부호(434)로 표시되는 개방 공간이 있는데, 이 공간은 표면(50)과 표면(30) 사이에 존재한다. 개방 공간(434)은 리딩 블레이드(52)와 트레일링 블레이드(54) 사이에서 각도 및 주변 방향으로 배열되어 버킷(428)의 경계를 정한다. 또한, 개방 공간(434)은 내측을 향하는 버킷 표면(50)과 표면(30) 사이에 위치된다. 따라서, 상기 개방 공간은 버킷(428)의 챔버(434)의 한 용적을 형성한다. 챔버(434)의 용적은 버킷(328)이 출구(44)를 지나 회전되고 난 후 및 상기 버킷이 회전되어 입구(38)를 중첩하기 전의 버킷(328)의 챔버(334)의 용적이다. 도시된 것과 같이, 이 위치에서 버킷(328)은 버킷(428)으로 도시된다. 상기 배열 방향에서 버킷(428)은 출구(44) 또는 입구(38) 중 그 어떤 것과도 중첩되지 않는다. 버킷(428)은 출구 또는 입구 내로 개방되지 않는다. 상기 버킷은 입구(38)와 출구(44) 사이에 위치된다. 특히, 상기 버킷은 입구(38)의 리딩 에지(38a)와 출구(44)의 클로징 에지(44a) 사이에 위치된다. 상기 배열 방향에서 버킷(428)의 트레일링 블레이드(54)의 끝단(54a)은 육상선(landline)에 배열된다. 상기 육상선 위치는, 블레이드가 축(26) 주위로 360° 회전되는 동안, 로터 블레이드의 끝단이 하우징(56)의 내측 표면(56a)에 가장 가깝게 될 때의 위치이다. 또한, 위에서 기술된 버킷(428)의 위치에서, 버킷(428)의 트레일링 블레이드(54)와 리딩 블레이드(52)는 각각, 출구(44)를 지나 만곡되고 회전되기 전에, 입구(38)와 입구(38)의 리딩 에지(38a)를 지나 만곡되고 회전 방향(36)으로 회전될 것이다. 이에 따라, 출구(44)의 클로징 에지(44a)와 트레일링 블레이드(54)의 끝단(54a) 사이의 길이는 출구(44)의 리딩 에지(44b)까지의 트레일링 블레이드(54)의 끝단(54a) 사이의 길이보다 더 작다. 입구(38)의 리딩 에지(38a)와 리딩 블레이드(52)의 끝단(52a) 사이의 길이는 입구(38)의 클로징 에지(38b)까지의 리딩 블레이드(52)의 끝단(52a) 사이의 길이보다 더 작다. 측정되는 길이들은 일직선이다. 또한, 위에서 기술된 위치에서, 버킷(428) 트레일링 블레이드(54)는 버킷(428)의 트레일링 단부(trailing end)를 형성하는 리딩 표면(54b)을 갖는다. 리딩 표면(54b)은 출구(44)의 클로징 에지(44a)를 지나 만곡되고 회전 방향(36)으로 회전된다. 따라서, 리딩 표면(54b)은 입구의 리딩 에지(38a)와 출구(44)의 클로징 에지(44a) 사이에 위치된다. 버킷(428) 리딩 블레이드(52)는 입구(38)를 중첩하도록 회전 방향(36)으로 회전되지 않는다. 리딩 블레이드(52)는 입구(38)의 리딩 에지(38a)와 출구(44)의 클로징 에지(44a) 사이에 위치된다.
채널 또는 통로가 제1 채널 부분(58), 제2 채널 부분(66) 및 제3 채널 부분(76) 또는 통로를 갖는다. 제1 채널 부분(58)은 포트 플레이트(40) 내에 형성된다. 상기 제1 채널 부분은 포트 플레이트(40)의 제1 면(78)을 형성하는 표면(78a)의 한 부분을 통해 개방되는 개구(opening)를 가진다. 개구(59)는 포트 플레이트를 통해 개방되지 않는다. 상기 개구는 제1 채널 부분의 개방 부분을 형성한다. 상기 개구는 제1 채널 부분의 제1 단부(60)로부터 제2 단부(62)까지 측정된 것과 같이 제1 채널 부분의 전체 길이만큼 연장되는 개방면(open side)이다. 제2 단부(62)는 제1 단부(60)의 내측을 향해 배열된다. 내측을 향하는 방향(direction inward)은 포트 플레이트 구멍(100)을 향하는 방향이다. 이 방향은 구멍(100)의 축에 대해 반경 방향이다. 제1 면 표면(78a)의 한 부분을 통해 개방되는 개구(59)의 일부분 이상은 버킷(428)과 중첩된다. 제1 채널 부분(58)의 제1 섹션(59a)으로 지칭될 수 있는 중첩 부분은 버킷(428)의 챔버(434) 내로 개방된다. 제1 섹션(59a)은 챔버(434)와 중첩된다. 따라서, 제1 섹션(59a)은 포트 플레이트의 제1 면을 형성하는 표면(78a)의 한 부분을 통해 개방된다. 버킷(428)은 액체 링 펌프(20)의 작동 챔버(80)의 고압 영역 내에 위치된다. 상기 예에서 공기이며 챔버(434) 내에 포획된 압축성 유체는 챔버(434)로부터 배출되어 개구(59)에서, 특히 제1 섹션(59a)에서 제1 채널(58)로 유입된다. 공기는 제1 섹션(59a)으로 유입되고 제1 섹션(59a)을 통해 이동된다. 공기는 채널 부분(58, 66 및 76)들을 통해 이동된다. 공기는 상기 채널들로부터 배출되어 출구(44)의 리딩 에지(44b)와 입구(38)의 클로징 에지(38b) 사이에 위치된 버킷(528)의 챔버(534) 내로 유입된다. 버킷(528)은 버킷(428)에 대해 액체 링 펌프의 작동 챔버(80)의 저압 영역 내에 위치된다. 버킷 챔버(534) 내에서보다 버킷 챔버(434) 내에서의 압력이 더 높다. 버킷(528)과 챔버(534)는 19개의 버킷(28)과 챔버(34) 중 하나이다. 따라서, 채널은 버킷(428) 내에 포획된 공기가, 회전 방향(36)으로 회전하는 동안, 입구(38)와 중첩되도록 버킷(428)에 의해 이동되기 전에 버킷(428)으로부터 배출될 수 있게 한다. 챔버(434) 내에 포획된 공기가 입구(38)로 이동되는 것이 방지되도록 함으로써, 버킷(328')과 챔버(334')에 의해 도시된 것과 같이, 입구에 의해 만곡됨에 따라 용적이 팽창될 때, 상기 챔버는 더 큰 진공을 가지며 제공하여 따라서 공기를 더 많이 받아들일 수 있게 될 것이다. 화살표(110)는 채널 부분(58, 66 및 76)을 통해 이동될 때의 압축성 유체를 도시한다. 몇몇 경우, 표면(30)은 경계 표면(50)과 접촉할 수 있으며 용적을 가지지 않도록 챔버(434)를 밀폐시킬 수 있다. 또한, 챔버(434)가 용적을 가지지 않으며 완전히 접히도록(collapsed) 버킷(328)의 경계 표면과 접촉할 수도 있다. 이 경우, 링은 접히지(collapse) 않을 것이다.
보다 상세하게는, 저압 영역에 위치된 버킷(528)은 입구(38)의 클로징 에지(38b)를 지나 회전 방향(36)으로 이동되는 리딩 표면(528b')을 가진 트레일링 블레이드(528b)를 가지며 버킷의 리딩 블레이드(528a)는 출구(44)를 중첩하기에 충분히 회전 방향(36)으로 회전되지 않는다. 버킷(528)은 입구(38)와 출구(44) 사이에 위치된다. 상기 버킷은 입구(38) 또는 출구(44) 내로 개방되거나 이들과 중첩되지 않는다. 트레일링 블레이드(528b)와 리딩 블레이드(528a)는 상기 입구와 출구 사이에 위치된다. 버킷(528)의 리딩 블레이드(528a)와 트레일링 블레이드(528b)는 각각 이들이 입구(38)를 지나 만곡되고 회전되기 전에 출구(44)를 지나 만곡되고 회전 방향(36)으로 회전될 것이다. 출구(44)의 리딩 에지(44b)와 트레일링 블레이드(528b)의 끝단(528b'') 사이의 길이는 트레일링 블레이드(528b)의 끝단(528b'')으로부터 출구(44)의 클로징 에지(44a)까지의 길이보다 더 작다. 입구(38)의 클로징 에지(38b)와 리딩 블레이드(528a)의 끝단(528a') 사이의 길이는 리딩 블레이드(528a)의 끝단(528a')으로부터 입구(38)의 리딩 에지(38a)까지의 길이보다 더 작다. 이 길이들은 일직선을 따라 측정된다.
이제, 다시 채널을 살펴보면, 공기는 제1 채널 부분(58) 및 제2 채널 부분(66)을 통해 이동된다. 그 뒤, 공기는 제2 채널 부분(66)으로부터 제3 채널 부분(76)을 통해 이동된다. 공기는 제3 채널 부분(76)으로부터 배출되어 구멍을 통해 버킷(528)으로 유입된다. 상기 구멍은 포트 플레이트(40)의 부분들에 의해 제1 구멍(82a)과 제2 구멍(82b)으로 분리된다(divided). 구멍(82a, 82b)으로 형성된 상기 구멍들은 제3 채널 부분(76)의 단부 부분(end part)을 형성한다. 따라서, 채널 부분(56, 66 및 76)들은 구멍(82a, 82b)을 통해 버킷(528) 내로 개방된다. 구멍(82a, 82b)은 포트 플레이트를 통해 개방된다. 구멍(82a, 82b)은 출구(44)의 리딩 에지(44b)와 입구(38)의 클로징 에지(38b) 사이에서 주변 방향으로 떨어져 위치되고(circumferentially spaced) 상기 에지들 사이에서 각도를 형성하며 배열된다. 구멍(82a, 82b)의 임의의 부분으로부터 입구의 클로징 에지(38b)까지 측정된 길이는 구멍(82a, 82b)의 임의의 부분으로부터 출구(44)의 클로징 에지(44a)까지 측정된 길이보다 더 작다. 구멍(82a, 82b)의 임의의 부분으로부터 출구(44)의 리딩 에지(44b)까지 측정된 길이는 구멍(82a, 82b)의 임의의 부분으로부터 입구(38)의 리딩 에지(38a)까지 측정된 길이보다 더 작다. 이 길이들은 일직선을 따라 측정된다. 구멍(82a, 82b)은 출구(44) 또는 입구(38)와 중첩되거나 혹은 상기 출구 및 입구 내로 개방되지 않는다. 상기 구멍은 버킷(528)의 반경 방향으로 내측을 향하는 표면의 경계를 정하는 반경 방향으로 내측을 향하는 경계 표면(84)의 반경 방향으로 외측을 향해 위치된다. 내측을 향하는 경계 표면(84)은 허브의 반경 방향으로 외측을 향하는 표면(88)의 한 부분에 의해 형성된다. 구멍(82a, 82b)은 버킷(528) 내로 개방되고 트레일링 블레이드(528b) 및 리딩 블레이드(528a) 사이에 위치된다. 상기 구멍은 버킷(528)과 중첩된다. 또한, 구멍(82a, 82b)은 액체 링을 형성하도록 사용되는 액체가 작동 챔버(80)에 유입되게 하기 위한 개구를 제공하는데, 상기 개구 내에서 액체 링은 펌프(20)의 작동 동안 작동 속도로 회전된다.
제1 섹션(59a) 및 실제로 전체 개구(59)는 입구(38)의 리딩 에지(38a)와 출구(44)의 클로징 에지(44a) 사이에서 주변 방향으로 떨어져 위치되고 상기 에지들 사이에서 각도를 형성하며 배열된다. 제1 섹션(59a) 및 실제로 개구(59)의 임의의 부분으로부터 입구의 리딩 에지(38a)까지 측정된 길이는 개구(59)의 임의의 부분으로부터 출구(44)의 리딩 에지(44b)까지 측정된 길이보다 더 작다. 제1 섹션(59a) 및 실제로 개구(59)의 임의의 부분으로부터 출구의 클로징 에지(44a)까지 측정된 길이는 개구(59)의 임의의 부분으로부터 입구의 클로징 에지(38a)까지 측정된 길이보다 더 작다. 이 길이들은 일직선을 따라 측정된다. 제1 섹션(59a) 및 실제로 전체 개구(59)는 출구(44) 또는 입구(38) 내로 개방되지 않는다. 개구(59)의 한 부분이 버킷(428)의 반경 방향으로 내측을 향하는 경계를 정하는 표면(50)의 축방향으로 경계를 정하는 단부(90)와 인접하고 상기 단부로부터 축방향으로 가로질러 배열된다(axially across). 버킷(428)의 내측을 향하는 경계를 정하는 표면(50)은 위에서 기술한 것과 같이 로터 허브의 반경 방향으로 외측 표면(88)의 한 부분이다. 표면(50) 및 허브의 반경 방향으로 외측 표면(88)은 주변 방향으로 배열된다(circumferential). 제1 섹션(59a)은 반경 방향(42)으로 외측을 향해 연장된다. 상기 제1 섹션은 축방향 단부(90) 및 상기 단부에 의해 경계가 정해지는 경계 표면(50)의 한 부분의 반경 방향으로 외측을 향해 위치된다. 상기 제1 섹션은 허브의 반경 방향으로 외측을 향하는 표면(88) 및 전체적인 경계 표면(50)의 반경 방향으로 외측을 향해 위치된다. 개구(59)는 피크(60)를 가지며 u 형태를 가진 둥글게 형성된 단부 벽(61)에 의해 제1 단부(60)에서 밀폐되고 경계가 정해진다. 단부 벽(61)은 제1 섹션(59a)의 밀폐 단부(closed end)와 개구(59)의 밀폐 단부의 경계를 정한다. 제1 단부(60) 및 단부 벽(61)의 일부분 이상은 경계 표면(50)의 반경 방향으로 외측을 향해 위치된다. 제1 채널 부분의 개구(59)의 경계를 정하는 포트 플레이트(40)의 어떠한 부분도 제1 단부(60)의 경계를 정하는 단부 벽(61)의 부분보다 경계 부분(50)으로부터 반경 방향으로 외측을 향해 더 멀리 배열되지 않는다.
경계 표면(50)으로부터 반경 방향으로 최외측을 향해 위치된 제1 섹션의 부분(60)으로부터 로터(22)를 둘러싸는 하우징(56)의 내측 표면(56a)까지 측정된 길이는 X이다. 이 길이는 로터의 중심축(26)으로부터 연장되는 반경을 따라 측정된다. 축방향 단부(90)에 의해 경계가 정해진 경계 표면(50)의 부분으로부터 하우징(56)의 내측 표면(56a)까지 측정된 길이는 Y이다. 이 길이는 로터의 중심축(26)으로부터 연장되는 반경을 따라 측정된다. Y는 X보다 더 크다. 로터의 중심축(26)으로부터 축방향 단부(90)에 의해 경계가 정해진 경계 표면(50)의 부분까지 측정된 길이는 Q이다. 경계가 정해진 부분은 도면부호(50a)로 표시된다. 상기 길이는 로터의 축(26)으로부터 연장되는 반경을 따라 측정된다. 로터의 중심축(26)으로부터 제1 섹션의 반경 방향으로 최외측을 향하는 부분(60)까지 측정된 길이는 R이다. 이 길이는 로터의 축(26)으로부터 연장되는 반경을 따라 측정된다. R는 Q보다 더 크다. 로터의 중심축(26)으로부터 액체 링의 내측 표면(30)까지 측정된 길이는 Z이다. 이 길이는 거리(R)이 측정된 반경을 따라 측정된다. Z는 R보다 더 크다. 도시된 것과 같이, 개구(59)의 어떠한 임의의 부분 또는 제1 섹션(59a)의 어떠한 부분도 액체 링 내로 개방되지 않는다. 액체 링 표면이 수렴되고 표면(50)과 접촉될 때, 개구(59)는 액체 링 내로 개방될 수 있다. 또한, 개구(59)의 한 부분은 링을 접지(collapsing) 않고도 종종 액체 링 내로 개방될 수 있다.
반경 방향으로 최외측을 향하는 제1 섹션의 부분(60)으로부터 경계 표면(50)까지 측정된 길이는 P이다. 이 길이는 로터의 중심축(26)으로부터 연장되는 반경을 따라 측정된다. 상기 길이는 중심축(26)으로부터 출구(44)의 반경방향 외측벽(44c)을 따라 꼭 맞는(fit) 곡선 경로(114)까지 최단 반경의 길이보다 더 길지 않다.
반경방향 외측벽은 반경 방향으로 외측을 향하는 방향(42)으로 출구의 경계를 정하는 포트 플레이트의 한 부분이다. 반경방향 내측벽(44d)은 반경 방향으로 내측을 향하는 방향(43)으로 출구(44)의 경계를 정한다.
제1 채널 부분(58)은 제1 섹션(59a)으로부터 제2 단부(62)까지 반경 방향으로 내측을 향해 연장되는 한 부분을 가진다. 제1 채널 부분(58)과 개구(59)의 제1 단부(60)와 제2 단부(62)는 일직선을 따라 나란하게 정렬된다(aligned). 제1 섹션(59a)의 반경 방향으로 내측을 향해 연장되는 부분은 제2 섹션(59b)으로 지칭될 수 있는 개구를 가진다. 제2 섹션(59b)은 제1 섹션(59a)과 함께 연속적이다(continuous). 제2 섹션(59b)은 제2 단부(62)와 함께 연속적이다. 제2 섹션(59b)은 허브의 반경 방향으로 외측을 향하는 표면(88)과 경계 표면(50)의 반경 방향으로 내측을 향해 위치된다. 제2 섹션(59b)은 허브(86)의 축방향을 향하는 표면(92)의 한 부분에 의해 중첩된다. 축방향을 향하는 표면(92)은 포트 플레이트(40)의 제1 표면(78a)을 향한다. 본 구성에서, 전체적인 제2 섹션(59b)은, 허브 내측 주변 표면(94)의 반경 방향으로 내측을 향해 연장되는 포트 플레이트(20)의 한 부분을 통해 개방되는 임의의 부분을 제외하고는, 축방향을 향하는 표면(92)의 부분에 의해 중첩된다. 전체적인 제2 섹션(59b)은 포트 플레이트(40)의 제1 면 표면(78a)의 한 부분을 통해 개방된다. 전체적인 제2 섹션(59b)은 개구(59)의 한 부분을 형성한다. 축방향을 향하는 표면(92)의 부분은 반경 방향으로 내측을 향하는 주변 허브 표면(94)에 의해 반경 방향으로 내측을 향하는 방향으로 경계가 정해지고(bounded) 경계 표면(50)에 의해 반경 방향으로 외측을 향하는 방향으로 경계가 정해진다(bounded). 축방향을 향하는 표면(92)의 부분은 제2 섹션(59b)의 베이스(base)를 형성하는 포트 플레이트(40)의 표면(96a)을 향한다. 표면(96a)은 베이스 표면(96a)으로 지칭될 수 있다. 베이스 표면(96a)은 포트 플레이트 제2 면 표면(79)을 향하고 포트 플레이트 제1 면 표면(78a)으로부터 멀어지는 축방향으로 제2 섹션의 경계를 정한다. 또한, 포트 플레이트의 표면에 의해 형성된 베이스 표면(96b)이 포트 플레이트 제2 면 표면(79)을 향하고 포트 플레이트 제1 면 표면(78a)으로부터 멀어지는 축방향으로 제1 섹션(59a)의 경계를 정한다. 제2 섹션의 베이스 표면(96a)과 제1 섹션의 베이스 표면(96b)은 연속적이다. 이 베이스들은 포트 플레이트에 대해 반대인 것과 같이 펌프 헤드의 한 부분에 의해 형성될 수 있다.
상기 베이스들은 제1 채널 부분(58)의 단일 베이스 표면을 형성한다. 이 단일 베이스 표면(96a, 96b)은 제1 면 표면(78a)으로부터 축방향으로 거리가 떨어져 위치되며 포트 플레이트 제2 면 표면(79)을 향하고 포트 플레이트 제1 면 표면(78a)으로부터 멀어지는 축방향으로 개구(59)의 경계를 정한다. 개구(59)는 제1 채널 부분(58)의 제1 측벽(63)으로부터 제2 측벽(64)까지 측정된 폭을 가진다. 상기 폭은 버킷(428)의 폭의 약 1/4 내지 1/2이다. 개구(59)의 폭은 상기 측벽들 사이의 호(arc)이다. 상기 호 길이는 로터의 중심축(26)으로부터 연장되는 반경을 가진다. 호 길이는 각각의 측벽 상의 한 지점에서 측벽들 사이에 그려진 호를 따라 측정되는데(taken), 상기 지점은 제1 단부(600의 반경 방향으로 내측을 향해 위치되고, 상기 지점은 반경 방향(43)에서 허브의 내측 주변 표면(94)과 허브(86)의 경계 표면(50) 사이의 중간 지점이다. 버킷의 폭은 버킷(428)의 리딩 블레이드(52)와 트레일링 블레이드(54) 사이의 호 길이이다. 상기 호 길이는 각각의 블레이드의 베이스들 사이에 그려진다. 베이스는 블레이드가 허브에 의해 형성된 경계 표면(50)으로부터 반경 방향으로 외측을 향해 처음에 연장되는 지점이다. 호 길이는 로터의 중심축으로부터 연장되는 반경을 가진다. 호 길이는 표면(50)을 따라 리딩 블레이드(52)와 트레일링 블레이드(54) 사이에 형성될 수 있다. 달리 말하면, 중심축(26)으로부터 측정된 구멍(59)의 측벽(64)과 측벽(63) 사이의 각거리(angular distance)는 중심축으로부터 측정된 버킷의 리딩 블레이드와 트레일링 블레이드의 베이스 사이의 각거리의 1/4 내지 1/2이다.
중심축으로부터 반경을 따라 중심선(centerline)이 그려질 때, 개구(59)의 중심선으로부터 클로징 에지까지의 최단 각거리는 각각의 블레이드의 베이스에서 측정된 버킷의 리딩 블레이드와 트레일링 블레이드 사이의 각거리의 1/2이다. 각도의 정점(vertex)은 중심축 상의 한 지점이다.
개구(59)는 제1 단부(60)로부터 제2 단부(62)까지 일직선으로 측정된 길이를 가진다. 버킷(428)은 리딩 블레이드(52)의 로터 끝단(52a)으로부터 경계 표면(50)까지 일직선으로 측정된 길이를 가진다. 개구의 길이는 버킷의 길이의 1/4 내지 1/2이다.
개구의 제1 측벽(63)은 연속적이며 단부 벽(61)의 제1 부분과 일체형으로 구성된다(integral). 제2 측벽(64)은 연속적이며 단부 벽(61)의 제2 부분과 일체형으로 구성된다. 제1 및 제2 측벽(63, 64)은 각각 서로 거리가 떨어지고 반대로 위치된다. 제1 측벽(63)은 제1 주변 방향(36)으로 개구의 경계를 정하고 제2 측벽(64)은 제2 주변 방향(37)으로 개구의 경계를 정한다. 제1 및 제2 측벽들은 반경 방향으로 내측을 향해 제2 단부(62)로 연장된다.
제2 단부(62)에서 제2 섹션(59b)은 구멍(100) 내로 개방된다. 상기 구멍은 반경 방향으로 내측을 향하며 출구(44), 입구(38), 버킷(34), 및 제3 채널 부분 구멍(82a, 82b) 내로는 개방되지 않는다. 구멍(100)은 포트 플레이트(40)로부터 형성되고 상기 포트 플레이트 내에 형성된 측벽(102)에 의해 경계가 정해진다(circumscribed). 제2 섹션(59b)은 측벽(102)을 통해 구멍(100) 내로 개방된다. 따라서, 공기는 제1 섹션(59a)으로부터 제2 섹션(59b)을 통해 이동된다. 제2 섹션(59b)에서, 공기는 허브의 축방향 면 표면(92)과 제2 베이스 섹션(96a) 사이에서 이동되어 구멍(100) 내로 들어간다. 제1 섹션(59a) 및 제2 섹션(59b)은 제1 단부(60)로부터 제2 단부(62)로 연장되는 단일의 연속 개구를 형성하며, 공기를 버킷(428)으로부터 구멍(100) 내로 안내한다. 상기 구멍은 로터 샤프트(106)의 한 부분을 수용한다.
측벽(102)의 반경 방향으로 맞은편에 있는(radially opposite) 샤프트(106)의 외측 표면의 부분과 측벽(102) 사이에는 개방 공간(100a)이 있다. 상기 공간(100a)은 연속적이며 측벽의 맞은편에 있는 샤프트(106)의 부분 주위에서 360°로 연장된다. 개방 공간(100a)은 제2 단부(62)에서 개방되는 제2 섹션(59b)으로부터 나오고 구멍(100) 내로 유입되는 공기를 수용한다. 개방 공간(100a)은 제2 채널 부분(66)을 형성한다.
측벽(102)은 구멍(100)의 중심축으로부터 반경 방향으로 외측을 향하는 방향(42)으로 연장되는 포트 플레이트(40)를 통하는 개구(100b)를 형성하는 한 부분을 가진다. 또한, 상기 측벽은 개구(100b)의 개방 단부(100b')를 형성하는 측벽(102)의 부분들로부터 반경 방향으로 외측을 향해 연장된다. 개구(100b)는 노치(notch) 또는 슬롯(slot)으로 지칭될 수 있다. 제2 채널 부분(66), 제1 채널 부분(58)으로부터 개방 공간(100a) 내에 수용된 공기는 노치(100b)를 통해 개방 공간(100a)으로부터 배출된다. 공기는 펌프 헤드(108)를 향하고 허브의 축방향을 향하는 표면(92)으로부터 멀어지도록 노치(100b)를 통해 축방향으로 이동된다. 노치(100b)를 통과하고 난 뒤, 공기는 포트 플레이트 제2 면 표면(79)의 한 부분 주위로 이동되며(loop) 버킷(528) 내로 로터 허브(86)를 향하고 펌프 헤드로부터 멀어지도록 구멍(82a, 82b)을 통해 축방향으로 이동된다. 제3 채널 부분(76)이 공간(100a), 및 특히 노치(100b)로부터 구멍(82a, 82b)을 통과한다.
허브의 주변 내측 표면(94)은 로터 샤프트(106)를 수용하는 개구를 형성한다. 로터(22)는 샤프트(106)에 고정 장착된다(fixedly mounted). 포트 플레이트(40)는 로터(22)와 펌프 헤드(108) 사이 특히 복수의 블레이드(24)와 헤드(108) 사이에 위치된다. 샤프트(106)가 회전되면 로터(22)도 회전된다. 로터(22)에 의해 형성된 버킷(48)은 모두 위에서 기술된 버킷(328)과 똑같이 회전한다.
보다 상세하게, 로터(22)는 평면형 로터(flat sided rotor)이다. 로터의 평면(22a)은 포트 플레이트(40)에 인접하고 상기 포트 플레이트를 향해 위치된다. 로터(22)의 평면(22a)에서, 복수의 블레이드의 각각의 블레이드(24)는 반경 방향으로 연장되는 표면(24a)을 가진다. 상기 표면은 허브(86)에서 블레이드의 끝단 단부(24b)로부터 블레이드의 단부(24c)로 연장된다. 표면(24a)은 구부러지지 않으며 곡선이 아니다. 각각의 블레이드의 표면(24a)은 축방향으로 펌프 헤드를 향하는 축방향을 향하는 표면(92)과 수평으로 배열된다(flush). 표면(24a)은 허브의 주변 외측 표면(88)에 대해 직각(right angle)으로 배열된다. 허브에서 각각의 블레이드의 단부(24c)는 각각의 블레이드의 표면(24a)에 대해 직각으로 배열된다. 블레이드(24)의 단부(24c)는 허브(86) 특히 허브 표면(92)과 일체형으로 구성된다.
상기 예에서 공기인 압축성 유체가 헤드 입구(47)를 통해 펌프 헤드(108)로 유입된다. 상기 유체는 입구(38)를 통해 작동 챔버(80)로 유입된다. 상기 압축성 유체는 출구(44)를 통해 작동 챔버(80)로부터 배출된다. 상기 유체는 출구(46)를 통해 헤드로부터 배출된다.
헤드(108)는, 이 경우, 밀폐되는(sealed off) 보조 입구(47')와 보조 출구(46')를 가진다. 포트 플레이트는 실질적으로 평면이다. 액체 링 펌프가 작동 속도에서 작동될 때, 채널 부분(58, 66, 76)들은 각각 입구와 출구로부터 실질적으로 밀폐되고, 상기 각각의 입구와 출구는 서로로부터 밀폐되지만, 각각의 채널 부분(58, 66 및 76)은 서로로부터 밀폐되며, 각각의 버킷(528 및 428)의 위치가 서로로부터 밀폐될 때 모든 버킷들이 수용된다(accept).
출구(44)는 복수의 출구 섹션들로 형성된다. 복수의 출구 섹션들은 각각 포트 플레이트(40)의 부분들에 의해 서로로부터 분리된다. 출구의 리딩 에지(44b)와 출구의 클로징 에지(44a)는 반경 방향(42 및 43)으로 복수의 섹션들의 경계를 정한다. 입구(38)는 복수의 입구 섹션들로 형성된다. 복수의 입구 섹션들은 각각 포트 플레이트(40)의 부분들에 의해 서로로부터 분리된다. 입구의 리딩 에지(38a)와 입구의 클로징 에지(38b)는 반경 방향(42 및 43)으로 복수의 입구 섹션들의 경계를 정한다.
허브의 외측 표면(88)은 모든 버킷(28)의 내측을 향하는 경계 표면을 형성하고 반경 방향으로 내측을 향하는 경계를 결정한다. 표면(88)은 주변 방향으로 배열된다. 버킷들은 모두 똑같다.
용어 "반경 방향으로 외측을 향하는(radially outward)" 및 "반경 방향으로 내측을 향하는(radially inward)"는 포트 플레이트의 샤프트 수용 구멍의 중심축과 로터의 중심축에 대한 상대적인 용어이다. 액체 링 펌프의 한 지점 또는 구성은 또 다른 지점 또는 구성의 반경 방향으로 외측을 향해 위치되며 반경 방향에서 측정된 것과 같이 중심축으로부터 다른 지점보다 더 멀리 배열된다. 용어 "리딩(leading)" 및 "트레일링(trailing)"은 로터의 회전 방향에 대한 상대적인 용어이다. 따라서, 버킷의 리딩 블레이드는 로터가 트레일링 블레이드 앞에서 회전 방향(42)으로 회전될 때 한 지점을 통과하는 블레이드이다. 용어 "클로징 에지(closing edge)" 및 "리딩 에지(leading edge)"는 로터의 회전 방향에 대한 상대적인 용어이다. 클로징 에지는 블레이드가 리딩 에지를 통과하고 난 후에 회전 방향으로 회전하는 로터 블레이드에 의해 통과되는 에지이다.
본 명세서에 기술된 모든 특징들(가령, 하기의 청구범위, 요약 및 첨부도면들), 및/또는 본 명세서에 기술된 임의의 방법 또는 공정의 모든 단계들은 상기 특징들 및/또는 단계들 중 일부분 이상이 상호 배타적인 조합을 제외하고는 임의의 조합들로 결합될 수 있다.
본 발명은 앞에서 기술된 실시예(들)의 세부사항들에만 제한되지 않는다. 본 발명은 상기 명세서에 기술된 특징들(가령, 하기 청구범위, 요약 및 첨부도면들)의 임의의 신규한 발명, 또는 임의의 신규한 발명의 조합들, 또는 본 명세서에 기술된 임의의 방법 또는 공정들의 단계의 임의의 신규한 단계, 또는 임의의 신규한 단계들의 조합들로 확장될 수 있다.

Claims (17)

  1. 액체 링 펌프의 부분 조립체에 있어서, 상기 부분 조립체는:
    - 펌프 헤드를 포함하며;
    - 상기 펌프 헤드에 결합된 포트 플레이트를 포함하고, 상기 포트 플레이트는 샤프트 수용 구멍을 형성하는 측벽을 가지며, 상기 샤프트 수용 구멍은 상기 포트 플레이트를 통해 개방되고, 상기 포트 플레이트는 입구 및 출구를 형성하며, 상기 입구는 클로징 에지와 리딩 에지를 가지고, 상기 출구는 클로징 및 리딩 에지를 가지며, 상기 포트 플레이트는 제1 섹션에서 제1 단부와 제2 섹션에서 제2 단부를 가진 개구를 포함하고, 상기 제1 섹션은 포트 플레이트의 제1 면을 형성하는 표면의 한 부분을 통해 개방되며, 상기 제2 섹션은 상기 제2 단부에서 상기 샤프트 수용 구멍 내로 개방되고, 상기 제1 및 제2 섹션은 연속적이며, 상기 제1 섹션은 입구의 리딩 에지와 출구의 클로징 에지 사이에서 각도를 형성하고, 제1 섹션으로부터 입구의 리딩 에지까지 측정된 길이는 상기 제1 섹션으로부터 출구의 리딩 에지까지 측정된 길이보다 더 작고, 상기 길이는 일직선을 따라 측정되며, 상기 제1 섹션은 출구 또는 입구 내로 개방되지 않으며;
    - 상기 샤프트 수용 구멍 내에 배열된 로터 샤프트를 포함하고, 상기 샤프트는 상기 포트 플레이트에 대해 회전 가능하며, 상기 측벽 및 상기 측벽의 반경 방향으로 맞은편에 있는 상기 샤프트의 한 부분 사이에 공간이 위치되고;
    - 상기 샤프트에 고정 결합된 로터를 포함하며, 상기 로터는 상기 로터의 중심축 주위에 배열된 복수의 블레이드를 포함하고, 상기 복수의 블레이드는 각각 2개 이상의 다른 블레이드에 인접하게 위치되며, 상기 복수의 블레이드는 복수의 쌍들의 인접한 블레이드를 형성하고, 상기 복수의 인접한 블레이드의 인접한 블레이드의 각각의 쌍들 사이에 버킷이 배열되며, 상기 인접한 블레이드들 사이의 상기 버킷들은 복수의 버킷들을 형성하고, 상기 샤프트가 회전되면 상기 로터와 복수의 버킷들이 상기 중심축 주위로 회전되며, 상기 버킷들이 회전되면 상기 버킷들 중 제1 버킷이 상기 출구의 클로징 에지와 상기 입구의 상기 리딩 에지 사이의 한 위치까지 회전 방향으로 회전되며;
    상기 버킷들 중 상기 제1 버킷이 상기 출구의 상기 클로징 에지와 상기 입구의 상기 리딩 에지 사이의 상기 위치까지 회전될 때, 상기 버킷은 상기 개구의 상기 제1 섹션과 중첩되고 상기 개구의 상기 제1 섹션은 상기 버킷 내로 개방되며, 상기 위치에서 상기 버킷들은 상기 입구 및 출구와 중첩되지 않고도 상기 리딩 및 클로징 에지 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프의 부분 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치에서 상기 버킷들 중 상기 제1 버킷은 상기 버킷의 반경 방향으로 내측을 향하는 경계 표면의 경계를 정하는 표면을 가지며, 상기 제1 섹션은 상기 버킷의 상기 내측을 향하는 경계 표면의 반경 방향으로 외측을 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
  3. 제2항에 있어서, 상기 로터는 허브를 가지고, 상기 허브는 반경 방향으로 외측을 향하는 표면을 가지며, 상기 반경 방향으로 외측을 향하는 표면의 한 부분이 상기 버킷의 상기 내측을 향하는 경계 표면을 형성하고, 상기 허브는 상기 포트 플레이트의 상기 제1 표면을 향하는 축방향을 향하는 표면을 가지며, 상기 제2 섹션은 허브의 축방향을 향하는 표면의 한 부분에 의해 중첩되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2 섹션은 제1 섹션의 반경 방향으로 내측을 향해 위치되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 중심축으로부터 측정된 상기 개구의 제1 측벽과 제2 측벽 사이의 각거리는 중심축으로부터 측정된 상기 제1 버킷의 리딩 블레이드와 트레일링 블레이드의 베이스 사이의 각거리의 1/4 내지 1/2이며, 각각의 블레이드의 베이스는 각각의 블레이드가 상기 내측을 향하는 경계 표면의 한 부분으로부터 반경 방향으로 외측을 향해 연장되는 지점이고;
    각거리는, 반경 방향으로, 허브의 내측 주변 표면과 허브의 반경 방향으로 외측을 향하는 표면 사이에서 각각의 측벽의 반경 방향으로 중간 지점 상의 한 지점에서 측벽들 사이에서 측정되며, 상기 내측 주변 표면은 상기 로터 샤프트가 배열되는 개구를 형성하는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
  6. 제2항에 있어서, 중심축으로부터 반경을 따라 중심선(centerline)이 그려질 때, 상기 개구의 중심선으로부터 클로징 에지까지의 최단 각거리는 각각의 블레이드의 베이스에서 측정된 버킷의 리딩 블레이드와 트레일링 블레이드 사이의 각거리의 1/2이며, 상기 각거리는 중심축 상의 한 지점으로부터 측정되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
  7. 제2항에 있어서, 제2 섹션은 상기 제2 단부에서 상기 측벽을 통해 상기 샤프트와 상기 측벽 사이의 상기 공간 내로 개방되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
  8. 제7항에 있어서, 상기 액체 링 펌프는, 추가로:
    - 상기 포트 플레이트를 통해 개방되는 구멍을 형성하는 상기 포트 플레이트의 한 부분을 포함하며, 상기 구멍은 출구의 리딩 에지와 입구의 클로징 에지 사이에서 각도를 형성하고;
    - 구멍의 임의의 부분으로부터 입구의 클로징 에지까지 측정된 길이를 포함하며, 상기 길이는 구멍의 임의의 부분으로부터 출구의 클로징 에지까지 측정된 길이보다 더 작고, 상기 길이들은 일직선을 따라 측정되며;
    상기 복수의 버킷들이 회전하면 상기 버킷들 중 제2 버킷이 상기 출구의 리딩 에지와 상기 입구의 클로징 에지 사이의 한 위치까지 회전 방향으로 회전되고;
    상기 버킷들 중 상기 제2 버킷이 상기 출구의 상기 리딩 에지와 입구의 상기 클로징 에지 사이의 상기 위치로 회전될 때 상기 버킷은 상기 구멍과 중첩되고 상기 구멍은 상기 버킷 내로 개방되며;
    상기 제1 버킷은 상기 제1 섹션과 중첩되는 상기 위치에 배열되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 섹션을 가진 상기 개구, 상기 샤프트와 상기 측벽 사이의 상기 공간, 및 상기 출구의 상기 리딩 에지와 상기 입구의 상기 클로징 에지 사이의 상기 구멍은 압축성 유체 채널을 형성하고;
    상기 펌프가 작동 속도로 작동될 때, 일정량의 압축성 유체가 상기 출구의 상기 클로징 에지와 상기 입구의 상기 리딩 에지 사이의 상기 위치에서 상기 제1 버킷으로부터 상기 제1 섹션에서 상기 압축성 유체 채널에 유입되며;
    상기 제1 섹션에서 상기 압축성 유체 채널에 유입된 일정량의 압축성 유체는 상기 구멍에서 상기 유체 채널로부터 배출되어 상기 제2 버킷 내로 들어가며, 상기 제2 버킷은 상기 출구의 리딩 에지와 상기 입구의 상기 클로징 에지 사이의 상기 위치에 배열되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
  10. 제8항에 있어서, 상기 측벽은 반경 방향으로 외측을 향해 연장되는 노치를 형성하는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
  11. 제2항에 있어서, 상기 액체 링 펌프는, 추가로:
    - 상기 펌프가 작동 속도로 작동될 때 회전하는 액체 링을 포함하고, 상기 회전하는 액체 링은 상기 링의 내측 표면의 경계를 정하는 표면을 가지며;
    - 상기 액체 링의 상기 내측 표면의 한 부분과 상기 내측을 향하는 경계 표면 사이의 공간을 포함하고, 상기 공간은 상기 입구와 출구 사이의 상기 위치에서 상기 버킷의 경계를 정하는 트레일링 블레이드와 리딩 블레이드 사이에서 각도를 형성하며, 상기 공간은 압축성 유체 챔버의 용적을 형성하고;
    상기 제1 섹션은 중첩되고 상기 압축성 유체 챔버 내로 개방되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
  12. 액체 링 펌프의 포트 플레이트에 있어서, 상기 포트 플레이트는:
    - 상기 포트 플레이트를 통해 개방되는 샤프트 수용 구멍을 형성하는 측벽을 포함하고;
    - 상기 포트 플레이트에 의해 형성된 출구와 입구를 포함하며, 상기 입구는 클로징 에지와 리딩 에지를 가지고, 상기 출구는 클로징 및 리딩 에지를 가지며;
    - 상기 포트 플레이트에 의해 형성된 개구를 포함하고, 상기 개구는 제1 섹션에서 제1 단부와 제2 섹션에서 제2 단부를 가지며;
    상기 제1 섹션은 포트 플레이트의 제1 면을 형성하는 표면의 한 부분을 통해 개방되고;
    상기 제2 섹션은 상기 제2 단부에서 상기 샤프트 수용 구멍 내로 개방되며;
    상기 제1 섹션은 입구의 리딩 에지와 출구의 클로징 에지 사이에서 각도를 형성하고, 제1 섹션으로부터 입구의 리딩 에지까지 측정된 길이는 상기 제1 섹션으로부터 출구의 리딩 에지까지 측정된 길이보다 더 작고, 상기 길이는 일직선을 따라 측정되며;
    상기 제1 섹션은 출구 또는 입구 내로 개방되지 않고, 상기 제1 및 제2 섹션은 연속적인 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프의 포트 플레이트.
  13. 제12항에 있어서, 상기 포트 플레이트는, 추가로:
    - 상기 포트 플레이트를 통해 개방되는 구멍을 형성하는 상기 포트 플레이트의 한 부분을 포함하고, 상기 구멍은 출구의 리딩 에지와 입구의 클로징 에지 사이에서 각도를 형성하며;
    - 구멍의 임의의 부분으로부터 입구의 클로징 에지까지 측정된 길이를 포함하고, 상기 길이는 구멍의 임의의 부분으로부터 출구의 클로징 에지까지 측정된 길이보다 더 작고, 상기 길이들은 일직선을 따라 측정되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프의 포트 플레이트.
  14. 제12항에 있어서, 상기 측벽은 반경 방향으로 외측을 향해 연장되는 노치인 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프의 포트 플레이트.
  15. 평면형 액체 링 펌프의 성능을 향상시키는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    a) 상기 액체 링 펌프의 펌프 헤드로부터 포트 플레이트를 제거하는 단계를 포함하고;
    b) 상기 액체 링 펌프 상에 포토 플레이트를 장착하는 단계를 포함하며, 상기 포트 플레이트는:
    - 상기 포트 플레이트를 통해 개방되는 샤프트 수용 구멍을 형성하는 측벽을 포함하며;
    - 상기 포트 플레이트에 의해 형성된 입구 및 출구를 포함하고, 상기 입구는 클로징 에지와 리딩 에지를 가지며, 상기 출구는 클로징 및 리딩 에지를 가지고;
    - 상기 포트 플레이트에 의해 형성된 개구를 포함하며, 상기 개구는 제1 섹션에서 제1 단부와 제2 섹션에서 제2 단부를 가지고;
    상기 제1 섹션은 포트 플레이트의 제1 면을 형성하는 표면의 한 부분을 통해 개방되며;
    상기 제2 섹션은 상기 제2 단부에서 상기 샤프트 수용 구멍 내로 개방되고;
    상기 제1 섹션은 입구의 리딩 에지와 출구의 클로징 에지 사이에서 각도를 형성하고, 제1 섹션으로부터 입구의 리딩 에지까지 측정된 길이는 상기 제1 섹션으로부터 출구의 리딩 에지까지 측정된 길이보다 더 작고, 상기 길이는 일직선을 따라 측정되며;
    상기 제1 섹션은 출구 또는 입구 내로 개방되지 않고, 상기 제1 및 제2 섹션은 연속적인 것을 특징으로 하는 평면형 액체 링 펌프의 성능을 향상시키는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 방법은 상기 샤프트 수용 구멍 내에 로터 샤프트를 장착하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 액체 링 펌프의 성능을 향상시키는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 방법은 상기 포트 플레이트에 대해 상기 샤프트 위에 로터를 배열시키는 단계를 추가로 포함하는데,
    상기 샤프트가 회전되면 로터 및 상기 로터의 블레이드들에 의해 형성된 복수의 버킷이 상기 중심축 주위로 회전되며;
    상기 버킷들이 회전되면 상기 버킷들 중 제1 버킷이 상기 출구의 클로징 에지와 상기 입구의 상기 리딩 에지 사이의 한 위치까지 회전 방향으로 회전되며;
    상기 버킷들 중 상기 제1 버킷이 상기 출구의 상기 클로징 에지와 상기 입구의 상기 리딩 에지 사이의 상기 위치까지 회전될 때, 상기 버킷은 상기 개구의 상기 제1 섹션과 중첩되고 상기 개구의 상기 제1 섹션은 상기 버킷 내로 개방되는 것을 특징으로 하는 평면형 액체 링 펌프의 성능을 향상시키는 방법.
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