KR20170108141A - 안티-캐비테이션 구조를 가지는 액체 링 펌프 포트 부재 - Google Patents

Abstract

펌프는 액체를 수용하는 하우징과 샤프트로부터 반경 방향으로 연장되고 원추형 공간을 한정하는 복수의 블레이드를 포함하는 로터로 구성된다. 포트 부재는 원추형 공간 내에 배치된다. 포트 부재는 저압 영역과 연통하는 입구 포트, 고압 영역과 연통하는 배출 포트 및 저압 영역과 고압 영역 사이의 압력을 갖는 유체 공급부와 연통하는 안티-캐비테이션 포트를 형성한다. 각각의 인접한 블레이드 쌍은 액체 및 포트 부재와 협동하여 가변 부피 버킷을 둘러싸며, 상기 로터의 회전은 버킷이 안티-캐비테이션 포트에 인접하고 유체가 버킷으로 도입되는 안티 캐비테이션 위치 및 버킷이 유체를 배출하기 위해 배출 포트에 인접하여 위치되는 배출 위치에서 유체를 도입하기 위해 입구 포트에 인접한 입구 위치에 버킷을 선택적으로 배치한다.

Description

안티-캐비테이션 구조를 가지는 액체 링 펌프 포트 부재

본 출원은 2015년 2월 12일에 출원된 미국 잠정출원 제 62/115,408 호의 우선권을 주장하며, 그 내용은 본 출원에 참조용 펌프로 통합된다.

본 발명은 액체 링 펌프의 안티-캐비테이션 구조에 관한 것이다.

액체 링 펌프 및 그 작동은 잘 알려져 있다. 일반적으로, 액체 링 펌프는 작동 중에 펌핑 챔버를 한정하는 액체 링을 이용한다. 펌핑 챔버는 하나 또는 다수의 로브를 포함할 수 있다. 샤프트는 로터를 회전시킨다. 액체 링은 편심이다. 펌프의 작동 중에, 액체 링의 방사상 내향 표면은 흡기 구역에서 샤프트로부터 반경 방향으로 이격되어 로터의 인접 블레이드에 의해 형성된 버킷이 입구 포트를 통해 펌프의 펌핑 챔버로 들어가는 가스로 채워지도록 한다. 입구 포트는 펌프 헤드 입구의 하류에 있다. 버킷은 입구 포트를 지나 스윕하면서 가스로 채워진다. 입구 포트 채널은 입구 포트로부터 연장되고 펌프 헤드 입구와 입구 포트 사이에 유체 연결을 제공한다.

펌프의 압축 구역에서 액체 링의 방사상 내향 표면은 버킷 내의 가스를 압축하고 펌프의 출구로 이어지는 출구 포트를 통해 가스를 강제로 보내기 위해 샤프트에 대해 배향된다. 출구 포트 채널은 출구 포트로부터 연장되고 출구 포트와 펌프 헤드 출구 사이에 유체 연결을 제공한다.

링은 편심 방향으로 인해 버킷에서 가스를 압축한다. 이러한 배향은 액체 링의 반경 방향 내측 표면이 압축 구역을 따라 반경 방향으로 샤프트의 축에 대해 접근하는 것이 흡기 구역을 따 접근하는 것에 비해 훨씬 더 근접하게 접근한다는 것을 의미한다.

펌프의 작동 중에, 밀봉 액체가 버킷 내로 도입된다. 밀봉 액체는 외부 측벽에 형성된 밀봉 액체 도입 포트를 통해 펌프의 버킷으로 들어간다. 밀봉 액체 도입 채널은 밀봉 액체 도입 포트까지 연장되고 밀봉 액체 도입 포트에 대해 펌프 헤드 밀봉 액체 입구 사이의 유체 연결을 제공한다. 밀봉 액체는 밀봉 액체 도입 포트로부터 버킷으로 들어간다. 밀봉 액체는 간극을 채우고 그렇지 않으면 액체 링을 형성하는 액체를 보충하는 것과 같은 펌프의 적절한 작동을 허용한다.

버킷 내의 밀봉 액체는 블레이드의 캐비테이션을 유발할 수 있고, 특히 버킷을 형성하는 트레일링 블레이드의 리딩 측면의 베이스에서 발생할 수 있다. 캐비테이션으로 인한 손상을 줄이기 위해, 종래기술은 캐비테이션에 강한 소재를 사용했다. 또한, 캐비테이션을 감소시키기 위해 포트 부재의 밀봉 액체 도입 포트에 근접한 전환기를 사용하였다. 미국 특허 제 4,498,844호(Bissell)는 원뿔형 또는 원통형 포트 부재를 갖는 액체 링 펌프의 작동방법 및 그 기본 구조 중 일부를 포괄적으로 기술하고 있으며, 이는 본원에 참고로 인용된다.

본 발명의 실시예는 액체 링 펌프에 의해 구현된다. 펌프에는 펌프 헤드가 있다. 상기 펌프 헤드는 상기 펌프 헤드의 외부 부분을 관통하는 가스 펌프 헤드 입구 개구를 구비하고 상기 펌프 헤드 부분에 가스 흡입 채널을 구비한다. 가스 흡입 채널은 펌프 헤드 가스 유입구에 개방된다. 펌프는 또한 챔버를 형성하는 펌핑 챔버 하우징을 갖는다. 로터는 챔버에 있다. 로터는 복수의 버킷을 형성하는 복수의 블레이드를 갖는다. 포트 부재는 상기 복수의 블레이드로 형성된 공동 내에 있다. 포트 부재는 제 2 측벽 둘레에 배치된 제 1 측벽을 갖는다. 포트 부재의 제 1 측벽에는 가스 입구 포트 및 가스 출구 포트가 형성된다. 가스 입구 포트 및 가스 출구 포트는 공동 내에 있다. 안티 캐비테이션 통로는 제 1 측벽의 외부 대면 표면을 관통하는 가스 개구를 갖는다. 상기 개구는 공동에 있다. 상기 안티 캐비테이션 통로는 상기 포트 부재의 표면을 통해 개방되는 가스 입구를 갖는다. 상기 입구는 상기 버킷들 외부에 있고 상기 입구는 상기 버킷들 중 어느 하나로부터의 가스 배출로부터 분리된다. 입구는 펌프 헤드 가스 흡입 채널과 분리된다. 안티 캐비테이션 통로 개구는 상기 가스 입구 포트로부터 분리된다.

상기 포트 부재는 상기 제 1 측벽을 통해 개방되는 밀봉 액체 도입 포트를 더 가질 수 있다. 상기 포트 부재 내의 밀봉 액체 도입 채널은 밀봉 액체 도입 포트로 개방된다. 밀봉 액체 도입 채널은 제 1 측벽 외면으로부터 포트 부재의 중심 축을 향하는 방향으로 제 1 축을 따라 각각 연장되는 벽을 포함한다. 벽은 또한 각각 포트 부재의 제 1 개방 단부를 향하여 포트 부재의 제 2 개방 단부로부터 먼 방향으로 제 2 축을 따라 연장된다. 제 2 축을 따른 각 벽은 제 1 측벽을 통해 개방되는 밀봉 액체 도입 포트의 영역을 통과하는 평면에 대해 각을 이룬다. 상기 평면은 중심축을 따라 연장되고 그에 평행하다. 각도는 바람직하게는 10도±2도이다. 제 1 측벽을 통해 개방되는 밀봉 액체 도입 포트의 영역은 모따기된 표면을 포함하는 림을 가질 수 있다. 밀봉 액체 전환기는 도입 포트에 근접할 수 있다.

따라서, 더욱 요약하면, 액체 링 펌프의 로터의 공동 내의 포트 부재는 안티 캐비테이션 통로를 갖는다. 상기 통로는 포트 부재의 제 1 측벽의 외부 대면 표면을 관통하는 가스 개구를 갖는다. 개구부는 공동에 있다. 안티 캐비테이션 통로의 가스 입구는 상기 포트 부재의 표면을 통해 개방된다. 상기 입구는 로터의 블레이드에 의해 형성된 버킷의 바깥쪽에 있고 상기 버킷 중 어느 하나로부터의 가스 배출로부터 분리된다. 입구는 액체 링 펌프의 펌프 헤드 가스 흡입 채널에서 분리된다. 안티 캐비테이션 통로 개구는 상기 가스 입구 포트로부터 분리된다. 밀봉 액체 도입 포트는 제 1 측벽을 통해 개방된다. 밀봉 액체 도입 채널은 밀봉 액체 도입 포트로 개방되고 제 1 측벽을 통해 개방되는 밀봉 액체 도입 포트의 영역을 통과하는 평면에 대해 각을 이루는 벽을 갖는다. 상기 평면은 중심축을 따라 연장되고 그에 평행하다.

본 발명이 수행될 수 있는 특정 실시예를 예시하는 하기하는 상세한 설명 및 상기 요약 및 첨부된 도면을 참조한다. 실시예들은 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 본 발명의 양태들을 기술하고자 한다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 이용될 수 있고 변경이 이루어질 수 있다. 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의해 한정된다. 그러므로, 설명은 제한적인 의미로 받아 들여서는 안되며 본 발명에 대한 등가물의 범위를 제한하지 않는다.

한 양태에서, 액체 링 펌프는 입구 개구, 출구 개구 및 안티 캐비테이션 개구를 갖는 펌프 헤드, 펌프 헤드에 결합되고 펌프 하우징 및 펌프 헤드에 의해 실질적으로 둘러싸인 챔버를 한정하는 펌프 하우징, 및 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 로터를 포함한다. 포트 부재는 챔버 내에 배치되고 로터에 인접하게 위치된다. 포트 부재는 입구 포트, 배출 포트, 및 다른 것들로부터 각각 분리된 안티 캐비테이션 포트를 한정하는 벽을 포함한다. 로터의 회전축 둘레에 복수의 블레이드가 배열되고, 인접한 블레이드의 각 쌍이 그 사이에 버킷을 부분적으로 형성한다. 각각의 버킷은 버킷이 배출 포트와 입구 포트 사이에 위치되는 제 1 위치로부터 버킷이 버킷 내로 유체를 끌어들이기 위해 버킷이 입구 포트와 유체 연통하는 제 2 위치까지, 상기 버킷이 상기 안티 캐비테이션 포트와 유체 연통되어 유체를 유입시키는 제 3 위치 까지, 상기 버킷이 상기 안티 캐비테이션 포트 및 상기 배출 포트와 유체 연통하는 제 4 위치까지, 및 상기 버킷이 버킷 내에서 유체를 배출하기 위해 배출 포트와 유체 연통하는 제 5 위치까지 회전한다.

또 다른 양태에서, 액체 링 펌프는 실질적으로 둘러싸이고 일정량의 액체를 수용하는 챔버를 한정하는 펌프 하우징과, 상기 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치되고 회전축에 대해 회전하도록 지지된 샤프트와 상기 샤프트로부터 반경 방향으로 연장되는 복수의 블레이드를 포함하는 로터로 구성된다. 상기 복수의 블레이드는 원추형 내부 공간을 한정한다. 포트 부재는 적어도 부분적으로 원추형 내부 공간 내에 배치된다. 포트 부재는 저압 영역과 유체 연통하는 입구 포트, 고압 영역과 유체 연통하는 배출 포트, 및 저압 영역과 고압 영역 사이의 압력을 갖는 유체 공급원과 유체 연통하는 안티 캐비테이션 포트를 형성한다.

상기 복수의 블레이드는, 각각의 인접한 블레이드 쌍이 액체 및 포트 부재와 협동하여 가변 부피 버킷을 실질적으로 둘러싸고 한정하도록 배열되고, 상기 로터의 회전은 상기 복수의 버킷 중 제 1 버킷을 입구 포트에 인접한 입구 위치에 위치시켜, 버킷이 안티 캐비테이션 포트에 인접하고 유체가 상기 제 1 버킷 내로 유입되는 안티 캐비테이션 위치, 및 제 1 버킷이 배출 포트에 인접하게 위치되어 상기 버킷으로부터 고압영역으로 유체가 배출되도록 하는 배출 위치에서 저압 유체를 버킷내로 끌어당기도록 위치된다.

또 다른 양태에서, 액체 링 펌프에서 캐비테이션을 감소시키는 방법은 로터의 인접한 블레이드 사이에 다수의 버킷을 한정하는 단계, 블레이드 둘레에 액체 링을 형성하는 단계, 버킷이 회전축을 중심으로 회전할 때, 각 버킷 내의 부피는 로터에 대한 액체 링의 이동의 결과로서 변하도록 액체 링과 블레이드가 협력하여 각각의 버킷을 둘러싸는 단계, 및 버킷이 실질적으로 밀봉되고 버킷의 볼륨은 최소 볼륨에 있도록 복수의 버킷 중 제 1 버킷을 폐쇄 위치로 회전시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 버킷이 액체 입구 포트와 유체 연통하는 흡입 위치로 복수의 버킷 중 제 1 버킷을 회전시키는 단계, 제 1 버킷의 부피를 팽창시키고 유체를 입구 포트를 통해 상기 부피 내로 끌어당기도록 제 1 버킷에 대해 회전축으로부터 방사상으로 이격되어 액체링이 움직여 버킷의 추가 회전하는 동안 제 1 버킷과 입구 포트 사이에서 유체 연통을 유지하는 단계, 및 복수의 버킷 중 제 1 버킷을 안티 캐비테이션 포트가 제 1 버킷과 유체 연통하는 안티 캐비테이션 위치로 회전시키는 단계를 포함한다.

상기 방법은 또한 안티 캐비테이션 포트를 통해 제 1 버킷 내로 유체의 유동을 허용하여 제 1 버킷 내의 압력을 증가시키는 단계, 제 1 버킷이 배출 포트와 유체 연통하고 안티 캐비테이션 포트와는 유체연통하지 않는 완전 배출 위치로 버킷을 회전시키는 단계, 및 제 1 버킷의 부피를 감소키시고 배출 포트를 통해 상기 부피로쿠버 액체를 배출하기 위해 제 1 버킷에 대해 회전축을 향하여 액체 링이 방사상으로 움직이는 키는 제 1 버킷의 추가 회전 동안 제 1 버킷과 배출 포트 사이의 유체 연통을 유지하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태는 상세한 설명 및 첨부 도면을 고려함으로써 명백해질 것이다.

도 1a는 본 발명의 특징을 도시하는 액체 링 펌프의 측면 개략적인 비정규도면이다. 상기 개략도는 로터의 공동 내의 포트 부재를 도시하고; 로터는 하우징에 있고, 하우징은 펌프 헤드에 연결된다.
도 1b는 본 발명의 특징을 구현하는 액체 링 펌프의 펌프 헤드, 로터 및 하우징에 대한 가스 입구 포트의 위치를 도시하는 액체 링 펌프의 측면 개략도이다.
도 1c는 본 발명의 특징을 구현하는 액체 링 펌프의 펌프 헤드, 로터 및 하우징에 대한 가스 배출 포트의 위치를 도시하는 액체 링 펌프의 측면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 특징을 구현하는 액체 링 펌프의 포트 부재 및 로터의 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 포트 부재의 단면도이다. 단면은 포트 부재의 중심축을 따라 취해진다.
도 4는 특정 각도를 도시하는 도 2에 도시된 포트 부재의 정면도이다.
도 5는 포트 부재의 제 2 측벽의 내경을 도시하는 도 4에 도시된 포트 부재의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 특징을 구현하는 액체 링 펌프의 펌프 헤드와 조합된 도 4의 포트 부재의 후면 개략도이다.
도 7은 도 4의 포트 부재의 후방 등각도이다.
도 8은 도 4의 포트 부재의 측면 등각도이다.
도 9는 도 8의 측면도와 상이한 도 4의 포트 부재의 측면 등각도이다.

본 발명의 임의의 실시예가 상세히 설명되기 전에, 본 발명은 그 적용에 있어서 하기에 설명되거나 후술되는 도면의 구성 및 구성의 세부 사항으로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 실시예가 가능하고 다양한 방법으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 표현 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안됨을 이해해야 한다. 본 명세서에서 "포함하는", "구성되는" 또는 "가지는" 및 그 변형은 그 이후에 열거된 항목 및 그 등가물뿐만 아니라 추가 항목을 포함한다. 달리 명시되거나 제한되지 않는 한, "장착된", "연결된", "지지된" 및 "결합된"이라는 용어 및 그 변형은 광범위하게 사용되며 직접 및 간접 장착, 연결, 지지 및 커플링을 포함한다. 또한, "연결된" 및 "결합된"은 물리적 또는 기계적 연결 또는 커플링에 제한되지 않는다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 액체 링 펌프(10)는 펌핑 챔버 하우징(16)에 의해 형성된 챔버(14)를 포함한다. 가스(20)를 펌핑하는 펌핑 챔버 내의 로터(18)는 로터의 중심 영역 주위에 배치된 복수의 블레이드(18a)를 포함한다. 더욱 상세하게는, 이들은 로터의 중심 축(18b)에 대해 원주 방향으로 배치된다. 블레이드(18a)는 서로 등간격으로 이격된다. 인접한 블레이드의 각 쌍 사이에는 버킷(18c)이라 불릴 수 있는 공간이 있다. 로터 중심 축(18b) 주위에는 복수의 버킷(18c)이 배치된다. 액체 링 펌프가 그 진행 속도로 작동할 때, 각 버킷(18c)은 액체 링(22)의 액체로 밀봉된 별도의 밀봉된 버킷(18c)을 형성한다. 밀봉된 버킷(18c)은 챔버 내에서 회전하는 액체 링(22)의 내부 표면(22a)에 대한 버킷(18c)의 각도 배향에 따라 팽창 및 수축하는 빈 공간(부피)를 형성한다. 액체 링의 내부 표면(22a)은 액체 링(22)의 방사상 내부 경계를 제한하고 각각의 밀봉된 버킷(18c)의 방사상 외부 경계를 형성한다. 각각의 밀봉된 버킷(18c)의 반경 방향 내측 경계는 포트 부재(26)의 제 2 측벽(24)의 외부 대면 표면(24a)에 의해 형성된다. 각각의 밀봉된 버킷은 압축성 유체 챔버라 불릴 수 있다.

각각의 로터 블레이드(18a)는 로터의 중심 축에 대해 반경 방향으로 연장되는 제 1 자유 단부(18d)를 갖는다. 각각의 로터 블레이드는 로터 중심 축(18b)에 대해 축 방향으로 연장되는 제 2 자유 단부(18e)를 갖는다. 각각의 제 2 자유 단부부(18e)는 로터 중심 축(18b)에 대해 경사지거나 평행하다. 현재의 예시에서 이들은 경사져 있다. 각각의 블레이드의 제 1 및 제 2 자유 단부는 서로 교차한다. 제 2 자유 단부를 공동(19)을 형성한다. 로터는 샤프트(28)에 고정 연결된다. 샤프트는 공동(19)를 통해 그리고 로터(18)의 허브(18h)에 의해 형성된 샤프트 수용 구멍(18g)을 통해 연장된다.

포트 부재(26)는 공동(19) 내에 있다. 포트 부재(26)는 공동(19) 내에 제 1 측벽(30)을 갖는다. 제 1 측벽(30)은 제 1 방향으로 연장된다. 제 1 방향은 포트 부재의 제 1 개방 단부(26a)로부터 포트 부재(26b)의 제 2 개방 단부를 향하는 방향이다. 제 1 측벽(30)은 제 1 방향으로 연장되고 제 1 개방 단부(26a)와 제 2 개방 단부(26b) 사이에 있다. 제 1 측벽(30)은 외부 측벽이고 포트 벽(port wall)이라고 불릴 수 있다. 제 1 측벽은 제 2 측벽(24) 둘레에 배치된다. 제 2 측벽(24)은 내부 측벽이다. 내부 측벽(24)은 샤프트 수용 중공(24b)을 형성한다. 샤프트(28)는 중공(24b) 내로 연장된다.

포트 부재(26)는 제 1 측벽(30)에 형성된 가스 입구 포트(32) 및 가스 배출 포트(36)를 갖는다. 가스 입구 포트(32)는 제 1 측벽(30)을 통해 개방된다. 가스 배출 포트(36)는 제 1 측벽(30)을 통해 개방된다. 가스 입구 포트(32) 및 가스 배출 포트(36)는 각각의 시작 단부(33, 37)를 각각 갖는다. 각각의 시작 단부(33, 37)는 각각의 폐쇄 단부(34, 38)로부터 원주 방향으로 이격된다. 배출 포트의 시작 단부(37)는 가스 배출 포트의 폐쇄 단부(38)포부터 이격된다. 가스 입구 포트의 시작 단부(33)는 가스 입구 포트의 폐쇄 단부(34)로부터 이격된다. 가스 입구 포트 및 가스 배출 포트의 시작 단부(33, 37)는 각각 시작 에지를 포함하고 가스 입구 포트 및 가스 출구 포트의 폐쇄 단부(34, 38)는 각각 폐쇄 에지를 포함한다. 제 1 측벽(30)의 내부 표면(30a)의 일부분은 가스 입구 포트 채널(35)(도 7에 도시)을 제 2 방향으로 한정한다. 제 2 방향은 포트 부재의 중심 축으로부터 반경 방향 외측을 향하는 방향이다. 가스 입구 포트 채널(35)은 포트 부재의 제 1 개방 단부(26a)를 통해 가스 입구 포트(32)로 연장되어 가스 입구 포트(32)로 개방된다. 가스 입구 포트(32)는 가스 입구 포트 채널(35)에 개방된다. 가스 입구 포트 채널(35)은 펌프 헤드(44) 내의 가스 흡입 채널(42)과 가스 입구 포트(32) 사이의 가스 유동 연결을 제공한다. 가스 입구 포트 채널(35)은 펌프 헤드 내의 가스 흡입 채널(42)에 개방된다. 펌프 헤드 가스 흡입 채널(42)은 펌프 헤드 입구(43)에 개방된다. 펌프 헤드 입구(43)는 펌프 헤드(44) 내로 개방된다.

제 1 측벽(30)의 내부 표면(30a)의 일부분은 가스 배출 채널(39)을 제 2 방향으로 한정한다. 가스 배출 채널(39)은 출구 부재로부터 포트 부재(26)의 제 1 단부(26a)를 관통하여 연장된다. 가스 배출 포트(36)은 가스 배출 채널(39)에 개방된다. 가스 배출 채널(39)은 펌프 헤드의 가스 배출 채널(45)에 가스 유동 연결을 제공한다. 펌프 헤드 가스 배출 채널(45)은 포트 부재 가스 배출 채널(39)에 개방된다. 펌프 헤드 가스 배출 채널(45)은 펌프 헤드 가스 출구(46)에 개방된다. 가스 출구(46)는 펌프 헤드 외부로 개방된다.

포트 부재(26)는 제 1 측벽(30)의 외부 표면(30b)을 통해 개방되는 가스 개구(51)를 포함하는 안티-캐비테이션 통로(50)(도 6 및 도 7에 도시)를 갖는다. 안티-캐비테이션 가스 개구(51)는 안티-캐비테이션 통로를 위한 출구이다. 안티-캐비테이션 통로 가스 개구(51)는 안티-캐비테이션 통로(50)의 가스 입구(52)와 가스 유동 연결된다. 가스 입구(52)는 포트 부재(26) 내에 있다. 가스 입구(52)는 챔버(14)내의 어떠한 버킷(18c)과도 유동 연결 또는 가스 방출 연결을 수용하지 않는다. 가스 입구(52)는 버킷(18c)의 외측에 있다. 가스 입구(52)는 가스 공급 채널 (56)과 유동 연결되고, 가스 공급 채널 (56)에 개방된다. 가스 공급 채널은 펌핑 챔버의 외부에 있고 펌프헤드를 통해 연장된다. 가스 공급 채널 (56)은 펌프 헤드 가스 입구(43) 또는 펌프 헤드 흡기 채널(42)에 대해 개방되어 있지 않고 이들로 부터 유체적으로 분리된 것을 포함하여 분리된다. 가스 공급 채널(56)은 펌핑 챔버 및 펌프 헤드 외부의 자원으로부터 가스를 수용한다. 가스 공급 채널 (56)과 안티-캐비테이션 통로(50)는 연속적이다. 안티-캐비테이션 통로는 가스 입구 포트 채널(35) 또는 가스 입구 포트(32)에 개방되어 있지 않다. 안티-캐비테이션 통로는 물품(35, 32)으로부터 유체적으로 분리된 것을 포함하여 분리된다. 가스 공급 채널 (56)에 대한 가스 자원은 챔버(14) 및 펌프 헤드(44)를 둘러싸는 환경에서의 주변 공기일 수 있다. 안티-캐비테이션 통로의 더 상세한 설명은 이하에서보다 상세히 설명된다.

포트 부재(26)는 또한 제 1 측벽(30)을 통해 개방되는 밀봉 액체 도입 포트(60)를 갖는다. 밀봉 액체 도입 포트(60)는 가스 입구 포트(32)의 폐쇄 단부(34)와 가스 배출 포트(36)의 시작 단부(37) 사이의 로터 회전의 원주 방향으로 배향된다. 밀봉 액체 도입 포트(60)는 포트 부재(26)의 밀봉 액체 도입 채널(61)에 대해 개방된다. 밀봉 액체 도입 채널(61)은 밀봉 액체 공급 채널(62)에 흐름 연결을 제공한다. 밀봉 액체 도입 채널(61)은 밀봉 액체 공급 채널(62)에 개방된다. 밀봉 액체 공급 채널(62)은 펌프, 특히 펌프 헤드를 통해 연장될 수 있다. 포트 부재의 밀봉 액체 도입 채널(61)은 포트 부재의 중심 축(40)을 향하여 제 1 측벽 외측 표면(30b)으로부터 이격된 방향으로 얀장되는 벽(63)을 포함한다. 상기 벽은 제 2 측벽(24) 및 제 1 측벽(30)과 연결된다. 밀봉 액체 도입 채널(61)은 제 2 측벽(24)을 통해 개방되고 샤프트(28)에 개방된다. 밀봉 액체 도입 채널(61)은 제 1 개방 단부 26a)를 통해 밀봉 액체 도입 포트(60)로 연장 및 개방된다. 버킷(18c)이 회전 원주 방향의 밀봉 액체 도입 포트를 지나 스윕됨에 따라 밀봉 액체(21)는 밀봉 액체 도입 포트(60)로부터 버킷(18c)으로 들어간다. 밀봉 액체는 틈새를 채우고 그렇지 않으면 펌프의 적절한 작동을 허용한다.

작동시, 밀봉된 버킷(18c)은 상기 안티-캐비테이션 출구(51)와 가스 유동 수용 연결상태에 있는 위치 K(도 2에 도시)로 회전한다. 상기 위치 K에서 상기 밀봉된 버킷은 상기 안티-캐비테이션 출구(51)로 개방된다. 상기 출구(51)는 밀봉된 버킷(18c) 내로 개방된다. 상기 버킷(18c)은 위치 K에 있을 때 상기 가스 배출 포트(36)와 가스 유동 배출 연결 상태에 있게 되고, 가스 입구 포트(32) 또는 가스 입구 채널(35)에 개방되지 않으며 가스 입구 포트(32)를 완전히 스윕하며, 위치 K에서, 밀봉액체 도입 포트(60)로 개방되지 않는다. 상기 버킷의 적어도 일부는 상기 가스 입구 포트의 폐쇄 단부(34)와 상기 가스 배출 포트의 시작 단부(37) 사이에서 원주 방향으로 위치한다. 버킷이 위치(K)에 있을 때, 가스의 외부 공급은 가스 입구 포트(32)를 통해 먼저 흐르지 않고 입구(52)를 통해 안티-캐비테이션 통로(50)로 들어간다. 안티-캐비테이션 통로 내의 가스는 가스 입구 포트(32)를 먼저 통과하지 않고 안티-캐비테이션 개구(51)를 통해 상기 밀봉된 버킷(18c) 내로 통과한다. 버킷 내로의 유동은 버킷 내의 가스 및 압력의 양을 증가시킨다. 따라서 위치(K)의 버킷은 상기 안티-캐비테이션 통로(50)로부터 수용된 가스로부터 증가된 가스 부피 및 증가된 가스 압력을 갖는다. 상기 통로로부터 수용된 가스는 외부 가스 자원으로부터 나온다. 가스는 상기 가스가 먼저 가스 입구 포트(32)를 통과하지 않고 수용된다.

제 1 측벽을 통해 개방되는 밀봉 액체 도입 포트(60)의 영역은 림(65)에 의해 구획된다. 림은 모따기된 표면을 포함한다. 모따기된 표면은 제 1 측벽 및 제 1 측벽(30)의 일부와 이음매가 없다. 표면은 연속적인 둘레 일 수 있다. 상기 표면은 둘레 길이의 절반 이상을 한정한다. 밀봉 액체 도입 채널(61)은 샤프트(28)에 대해 개방된다. 밀봉 액체 도입 채널의 벽(63)은 제 1 측벽을 통해 개방되는 밀봉 입구 포트의 영역 특히 제 1 측벽의 외측 표면(30b)을 통해 개방되는 영역을 통과하는 평면(67)에 대해 각을 이룬다. 통과하는 평면은 포트 부재의 중심 축(40)을 따라 연장되고 그에 평행하다. 벽은 각각 제 1 단부(26a) 말단의 벽의 제 1 단부로부터 제 1 단부(26a)에 인접한 벽의 제 2 단부까지 멀어지는 방향으로 각을 이룬다. 따라서, 벽의 제 1 단부로부터 벽의 제 2 단부까지 연장되는 가장 짧은 직선은 평면(67)에 대해 각을 이룬다. 라인을 따르는 벽은 각각 평면에 대해 10도±2로 각을 이룬다. 라인 영역을 따라 연장되는 축을 따른 벽은 같은 양으로 평면에 대해 각을 이룬다. 벽은 평면에 대해 이전 위치에서 회전의 원주 방향으로 10도±2로 회전한 것으로 간주할 수 있다. 이전 위치에서, 제 1 단부로부터 제 2 단부 방향으로, 벽은 평면에 평행하게 연장된다. 각진 벽(63)은 버킷의 압력 강하를 덜어 주는데, 왜냐하면 각진 벽은 밀봉 액체 도입 포트를 통해 밀봉 액체를 평면(67)에 대한 각도로 배향시키기 때문이다. 각을 이루는 유동은 밀봉 액체의 속도를 낮추고 따라서 버킷 내의 압력을 증가시킨다. 모따기된 림(65)은 동일한 원리로 작동한다.

밀봉 유체 도입 포트(60)의 근방에는 밀봉 유체(21)의 흐름에 간섭 방향을 갖는 전환기(diverter)(69)가 있다. 간섭은 액체가 밀봉 액체 도입 포트(60)를 통과하기 전에 발생한다. 전환기(69)는 밀봉 액체(21)가 밀봉 액체 도입 포트를 지나 스윕할 때 상기 버킷을 경계 짓는 트레일링 블레이드의 리딩 표면을 따라 진행하는 액체의 속도를 감소하도록 밀봉 액체(21)를 차단한다. 결과적으로 속도가 감소하면 버킷의 압력이 증가하여 버킷의 압력 강하가 감소하고 따라서 트레일링 블레이드의 리딩 표면의 베이스에서 캐비테이션이 감소한다.

보다 상세하게는, 안티-캐비테이션 통로(50)는 제 1 부분(53) 및 제 2 부분(55)을 갖는 채널을 포함한다. 제 1 부분은 포트 부재의 안티-캐비테이션 통로에 대한 가스 입구(52)를 포함한다. 가스 입구(52)는 포트 부재(26)의 표면을 통해 개방된다. 표면은 포트 부재의 제 1 개방 단부(26a)에서의 정면 일 수 있다. 포트 부재(26)가 펌프 헤드에 연결될 때, 정면은 펌프 헤드(44)를 향한다. 가스 입구는 가스 공급 채널 (56)에 연결되도록 구성된다. 제 1 부분은 제 1 방향으로 연장된다. 제 1 부분은 제 1 측벽(30)의 내부 대면 표면(30a)을 통해 개방되지 않고, 가스 입구 포트 채널(35) 또는 배출 채널(39)로 개방되지 않으며, 포트 부재(26)의 추가 구조(71) 내에서 제 1 방향으로 연장한다. 상기 구조(71)는 상기 제 2 측벽(24)의 내부 표면(24c)과 상기 제 1 측벽(30)의 외부 표면(30b) 사이에 있다. 상기 추가적인 구조는 포트 부재의 중심 축선을 향한 제 1 측벽(30)의 외부 표면으로부터 이격되는 방향으로 증가된 두께를 갖는 제 1 측벽(30)의 부분으로 간주될 수 있다. 상기 방향은 포트 부재의 중심 축선을 향한 제 1 측벽 외면으로부터 이격되는 반경 방향을 포함한다. 상기 구조는 제 1 측벽(30)으로부터 제 2 측벽(24)으로 연장되는 부분 일 수 있다. 상기 구조는 회전 방향과 반대인 원주 방향으로 가스 배출 채널(39)을 한정할 수 있다. 상기 부가 구조(71)는 중심축을 따라 측정된 가스 배출 포트(36)의 길이보다 적은 중심축을 따라 포트 부재의 제 2 개방 단부(26b)를 향하여 포트 부재의 제 1 개방 단부(26a)로부터 이격되는 방향으로 측정된 길이를 가진다. 가스 배출 포트(36)의 길이는 배출 포트(36) 개구의 제 1 단부(73)로부터 포트 부재의 제 1 단부(26a)에 가장 근접한 외부 표면(30b)을 통해 포트 부재 제 1 단부(26a)의 가장 말단에 있는 배출 포트(36) 개구의 제 2 단부(75)로 측정된다. 상기 추가 구조의 길이는 가스 배출 포트의 길이의 적어도 1.5 배, 보다 바람직하게는 약 2 배이다.

채널의 제 2 부분(55)은 통로(50)의 개구(출구)(51)를 포함한다. 제 1 부분(53)은 제 2 부분(55)으로 개방된다. 제 2 부분은 제 1 측벽의 내부 표면(30a)을 통해 개방되지 않는다. 제 1 및 제 2 부분은 가스 흐름 연결이고 서로 연속적이다.

안티-캐비테이션 통로는 제 1 측벽(30)의 내부 표면(30a)을 통해 개방되지 않고, 입구 포트(32) 또는 입구 채널(35)로 개방되지 않는다. 입구를 제외하고, 추가 구조(71)의 표면을 통해 개방되지 않는다. 통로(50)는 가스 입구 포트(32), 가스 입구 포트 채널(35), 가스 배출 포트(36) 및 가스 배출 채널(39)로부터 유체 분리를 포함하여 분리된다. 위치 K에 있을 때 버킷(18c)은 출구(51)를 배출 포트(36)에 연결할 수 있다.

*도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 안티-캐비테이션 통로(50)의 개구(51)(특히, 개구(51)의 중간 지점)는 제 1 개방 단부(26a)로부터 축 방향 거리(X)이다. 축 방향 거리는 포트 부재(26)의 중심 축을 따라 측정된다. 거리(X)는 포트 부재(26)의 제 1 단부(26a)로부터 포트 부재의 제 1 개방 단부에 가장 근접한 가스 입구 포트(32)의 단부(77)까지의 축 방향 거리(Y)보다 크다. 바람직하게는 거리가 최소화된다. 거리 Y는 포트 부재의 중심 축을 따라 측정된다. 거리(X)는 포트 부재의 제 1 단부(26a)에서 포트 부재(26)의 제 1 단부(26a)에서 포트 부재(26)의 제 1 단부(26a)와 가장 먼 가스 입구 포트(32)의 단부(79)까지의 축 방향 거리(Z)보다 작다. 다시 거리(Z)는 포트 부재의 중심 축을 따라 측정된다. 도 2를 참조하면, 회전의 원주 방향에서의 개구(51)(특히 개구(51)의 중간 지점)는 가스 입구 포트(32)의 폐쇄 단부(34)로부터 A°이고, 가스 배출 포트(36)의 시작 단부(37)로부터 B°이다 바람직하게는 A는 B보다 크다. 바람직하게는 A는 B의 2 배±0.2이다. 도시된 예에서 A는 66°±5°이고 B는 32°±5°이다.

전환기는 제 1 측벽(30)의 외부 표면(30b)을 통해 개방되는 밀봉 액체 도입 포트(60)의 림에서 원주 방향으로 측정된 밀봉 액체 도입 채널의 폭과 동일하거나 거의 동일한 바람직하게는 원주 방향으로 측정된 한 단부로부터 대향 단부까지의 제 1 길를 가진다. 상기 길이는 밀봉 액체 도입 포트의 폭의 적어도 0.5 배이어야 한다. 전환기는 포트 부재의 중심 축의 반경을 따라 측정된 가장 가까운 거리 d를 가진다. 상기 거리(d)는 제 2 측벽의 내부 반경(r)보다 크다. 거리 d는 r±0.02의 약 1.22 배이다.

충전재(82)의 표면(81)은 상기 안티-캐비테이션 통로(50)를 한정하고, 따라서 상기 충전재의 상기 표면(81)에 개방된다. 상기 표면(81)은 따라서 상기 통로의 표면을 형성한다. 충전재(82)는 플러그 일 수 있다. 충전재(82)는 채널(85)의 적어도 일부를 채운다. 충전재(82)를 갖는 채널(85)은 추가 구조체(71) 내에 있다. 채널(85)은 충전재(82)을 제외하고는 상기 추가 구조로부터 안티-캐비테이션 통로(50)내로 개방되는 개구(85a)를 가진다. 상기 충전재(82)는 개구를 채운다. 채널(85)은 추가 구조의 표면을 관통하는 개구(85b)를 또한 갖는다. 상기 개구(85b)는 채워지지 않는다. 채널(85)은 안티-캐비테이션 통로(50)를 제공하는 것과 관련하여 제공되는 위치 설정 채널이다.

바람직한 작동 모드에서, 펌프(10)는 입구(32)에서 낮은 절대 압력(고 진공 압력)을 생성하고 배출구(36)에서보다 높은 절대 압력(예를 들어, 대기압)에서 펌핑된 유체를 배출하는 진공 펌프로서 작동한다. 일부 작동 조건 동안, 버킷 내의 압력은 입구(32)를 통과함에 따라 폐쇄 단부(34)가 액체 링을 형성하는 액체의 진공 압력보다 낮다. 이러한 조건은 액체의 비등(즉, 기포의 형성)을 초래할 수 있다. 상기 비등 액체를 고압 영역(예: 배출구(36)의 대기압)에 갑자기 노출 시키면 캐비테이션을 일으킬 수 있는 기포가 갑자기 붕괴(파열)될 수 있다.

도 2를 참조하면, 안티-캐비테이션 장치를 포함하는 펌프의 작동이 가장 잘 이해된다. 도 2는 몇 개의 방사상 파선으로 나타낸 버킷의 다수의 위치를 도시한다. 각 버킷은 설명을 위해 식별된 위치 G, H, I, J, K 및 L이 있는 여러 위치를 통해 회전한다. 버킷은 위치(G)에서 회전 사이클을 시작한다. 상기 위치에서, 버킷은 배출 개구(36)와 입구 개구(32) 모두에 대해 폐쇄되고 도 2에 도시된 바와 같이 시계 방향으로 회전한다. 위치 G에서, 액체 링은 버킷의 부피가 최소 또는 그 근처에 있도록 샤프트에 가장 가깝거나 근처에 접근한다. 상기 위치에서, 버킷은 입구 개구(32)에 개방되어 있으며, 액체 링이 샤프트로부터 멀어짐에 따라 버킷의 부피가 증가한다. 증가하는 부피는 증가하는 부피 만큼 유체를 끌어들인다. 상기 위치에서, 버킷은 입구(32)와 배출 부(36) 모두에 대해 다시 폐쇄된다. 또한, 위치(I)에서, 액체 링은 로터로부터 최대 거리에 있거나 그 근처에 위치하여, 버킷의 부피가 최대 또는 그 근처에 있도록 한다. 위치 I에서는 버킷이 가장 낮은 압력(가장 높은 진공 압력)에 있고 버블의 형성 가능성이 가장 높다. 계속 회전하면 버킷이 "J"위치에 배치된다. 버킷이 상기 위치에 접근함에 따라, 액체 링은 축 방향으로 이동하여 부피를 줄이고 버킷 내의 압력을 증가시킨다. 일단 위치 "J"에 있게 되면, 버킷은 안티-캐비테이션 개구(51)에 개방된다. 안티-캐비테이션 개구(51)는 상대적으로 높은 압력의 자원(예를 들어, 대기압)에 유체 연결되고, 일정량의 고압 유체 부피가 버킷내로 유입된다. 안티-캐비테이션 개구(51) 또는 유체 경로는 버킷 내로 유입되는 유체의 양을 제어하여 버켓 내의 압력을 서서히 증가시키는 크기로 형성된다. 그 다음, 버킷은 안티-캐비테이션 개구(51)와 배출 개구(36) 모두에 개방된 위치 K로 회전한다. 상기 지점에서 유체는 버킷에 자유롭게 들어가서 대기압까지 압력을 증가시킨다. 버킷은 최종적으로 부피가 실질적으로 대기압에 있는 L 위치로 회전하고, 액체 링이 샤프트에 더 가깝게 이동하고 버킷 부피가 감소함에 따라 상기 위치의 부피가 감소하게 된다. 마지막으로 버킷이 위치 G로 돌아가고 공정이 다시 시작된다. 버킷을 배출부(36)에 노출시키기 전에 안티-캐비테이션 입구를 통한 고압 유체의 도입은 버킷 내의 압력을 보다 점진적으로 증가시켜 임의의 버블이 보다 천천히 소산되도록 하여 캐비테이션 손상 가능성을 감소시킨다.

포트 부재(26)를 제조하기 위해 상기 포트 부재(26)의 제 1 측벽(30) 및 제 2 측벽(24)이 제공된다. 가스 입구 포트(32) 및 가스 배출 포트(36)가 제 1 측벽(30)에 제공된다. 밀봉 액체 도입 포트(60)는 제 1 측벽(30)에 제공된다. 밀봉 액체 채널(61)은 평면(67)에 대해 각을 이루는 벽(63)을 가진다. 추가 구조(71)는 배출 포트(36)의 길이보다 짧은 길이로 연장되도록 제공된다. 상기 특징은 기계 가공과 조합하여 주조 방법으로 제공될 수 있다.

안티-캐비테이션 통로의 채널의 제 1 부분(53)은 안티-캐비테이션 통로 내로의 입구(52)를 갖도록 추가 구조(71)에 제공된다. 제 1 부분(53)으로 개방되고 추가 구조(71)의 표면을 통해 개방되도록 추가 구조(71)에 위치설정 채널이 제공된다. 상기 채널의 제 2 부분(55)은 안티-캐비테이션 통로의 개구(51)를 가지고 제 1 부분(53) 내로 개방되도록 제공된다. 제 1 부분(53)내로 개방되는 위치설정 채널의 개구(85a)는 충전재(82)로 채워진다. 제 1 부분(53) 및 제 2 부분(55) 및 위치 채널(85)은 주조 또는 다르게 형성된 후 포트 부재(26) 내로 가공된다.

펌프(10)는 챔버(14)를 구획하는 원형 내부 표면을 갖는 챔버 하우징(16)을 가질 수 있다. 이 경우 압축기 패키지는 단일 흡기 구역 및 압축 구역을 갖는 단일 로브 설계이다. 펌프는 다중 로브 설계일 수 있다. 이 경우, 작동 챔버 하우징(16)은 타원형 챔버(14)를 구획하는 타원형 내부 표면을 가질 수 있다. 챔버는 교번 패턴으로 2 개의 흡기 구역 및 2 개의 압축 구역을 가지게 된다. 2 개의 흡기 구역은 타원의 부축의 대향 단부 상에 있고, 2 개의 압축 구역은 장축의 대향 단부 상에 있게 된다.

본 명세서에서 사용되는 가스라는 용어는 대기, 대기 이외의 가스 상태의 유체, 대기 이외의 가스 혼합물, 대기 및/또는 비 대기 가스 및 비압축성 및 압축성 유체의 혼합물, 대기와 혼합된 기화된 액체; 및 기화된 액체를 제한없이 포함할 수 있을 정도로 충분히 광범위하다.

본 발명의 다양한 특징 및 장점은 하기 청구 범위에 기재된다.

Claims (20)

1. 액체 링 펌프에 있어서,
   입구 개구, 출구 개구, 및 안티-캐비테이션 개구를 갖는 펌프 헤드;
   상기 펌프 헤드에 결합되고 펌프 하우징 및 펌프 헤드에 의해 실질적으로 둘러싸인 챔버를 형성하는 펌프 하우징;
   상기 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치된 로터;
   상기 챔버 내에 배치되고 상기 로터에 인접하게 위치된 포트 부재, 상기 포트 부재는 입구 포트, 배출 포트 및 각각 다른 것들로부터 분리된 안티-캐비테이션 포트를 한정하는 벽을 포함하고; 및
   상기 로터의 회전축 둘레에 배열된 복수의 블레이드를 포함하여 구성되고,
   각 쌍의 인접한 블레이드들은 이들 사이에 부분적으로 버킷을 형성하고,
   각 버킷은 상기 버킷이 상기 배출 포트와 상기 입구 포트 사이에 위치하는 제 1 위치로부터, 상기 버킷이 상기 버킷 내로 유체를 끌어들이기 위해 상기 입구 포트와 유체 연통하는 제 2 위치, 상기 버킷이 유체를 수용하기 위해 상기 안티-캐비테이션 포트와 유체 연통되는 제 3 위치, 상기 버킷이 안티-캐비테이션 포트 및 배출 포트와 유체 연통되는 제 4 위치, 및 상기 버킷이 버킷 내에서 유체를 배출하기 위해 배출 포트와 유체 연통하는 제 5 위치로 회전하는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 로터는 원뿔형 내부 공간을 한정하는 것을 특징으로하는 액체 링 펌프.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 포트 부재 벽은 원뿔형 외벽이고 상기 원뿔형 내부 공간 내에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버 내에 배치된 액체를 더 포함하고, 상기 액체는 상기 포트 부재 및 상기 복수의 블레이드와 협력하여 상기 버킷 각각을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 위치로부터 상기 제 3 위치로 각각의 버킷이 이동하는 동안 상기 블레이드에 대해 상기 샤프트로부터 상기 액체가 멀어짐에 따라 각 버킷의 부피가 팽창되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 위치에 있을 때 각각의 버킷 내의 압력은 제 1 압력이고, 상기 버킷이 상기 제 5 위치에 있을 때 각 버킷 내의 압력은 상기 제 1 압력보다 큰 제 2 압력이며, 유체 공급부가 상기 제 1 압력과 상기 제 2 압력 사이의 제 3 압력에서 상기 안티 캐비테이션 포트에 유체를 제공하는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 3 위치에서의 각 버킷 내의 압력은 상기 제 1 압력보다 크고 상기 제 2 압력보다 작은 것을 특징으로하는 액체 링 펌프.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 포트 부재의 벽에 형성된 액체 도입 포트를 더 포함하고, 상기 액체 도입 포트는 상기 입구 포트의 폐쇄 단부와 상기 배출 포트의 개방 단부 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 포트 부재는 상기 밀봉 액체 도입 포트에 인접한 전환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 전환기는 원주 방향으로 측정된 상기 밀봉 액체 도입 포트의 폭과 거의 동일한 회전 원주 방향으로 측정된 한 단부로부터 대향 단부까지의 제 1 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
11. 액체 링 펌프에 있어서,
    실질적으로 둘러싸이고 일정량의 액체를 수용하는 챔버를 한정하는 펌프 하우징;
    상기 챔버 내에 적어도 부분적으로 배치되고, 회전축 주위로 회전하도록 지지 된 샤프트 및 상기 샤프트로부터 반경 방향으로 연장되는 복수의 블레이드를 포함하는 로터, 상기 복수의 블레이드는 원뿔형 내부 공간을 한정하고; 및
    상기 원추형 내부 공간 내에 적어도 부분적으로 배치되고, 저압 영역과 유체 연통하는 입구 포트, 고압 영역과 유체 연통하는 배출 포트 및 저압 영역과 고압 영역 사이의 압력을 갖는 유체 공급부와 유체 연통하는 안티-캐비테이션 포트를 형성하는 포트 부재를 포함하여 구성되고,
    인접한 블레이드들의 각 쌍이 실질적으로 가변 부피 버킷을 둘러 싸서 한정하기 위해 액체 및 포트 부재와 협력하도록 복수의 블레이드가 배치되고,
    상기 버킷이 상기 안티 캐비테이션 포트에 인접하고 유체가 제 1 버킷내로 도입되는 안티 캐비테이션 위치 및 버킷에서 온 유체를 고압 영역으로 배출시키기 위해 제 1 버킷이 배출 포트에 인접하여 배치되는 배출 위치에서 상기 버킷 내로 저압 유체를 유도하기 위해 로터의 회전으로 상기 입구 포트에 인접한 입구 위치에 상기 복수의 버킷 중 제 1 버킷을 선택적으로 위치시키는 것을 특징으로 액체 링 펌프.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 입구 위치에 있을 때 상기 제 1 버킷 내의 압력은 제 1 압력이고 상기 버킷이 상기 배출 위치에 있을 때 상기 제 1 버킷 내의 압력은 상기 제 1 압력보다 큰 제 2 압력이고, 유체 공급 장치부가 제 1 압력과 제 2 압력 사이의 제 3 압력에서 유체를 안티-캐비테이션 포트에 제공하는 것을 특징으로 액체 링 펌프.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 안티-캐비테이션 위치에 있을 때 상기 제 1 버킷 내의 압력은 상기 제 1 압력보다 크고 상기 제 2 압력보다 작은 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 포트 부재에 형성된 액체 도입 포트를 더 포함하고, 상기 액체 도입 포트는 상기 입구 개구의 폐쇄 단부와 상기 배출 개구의 개방 단부 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 포트 부재는 상기 밀봉 액체 도입 포트에 인접한 전환기(diverter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 전환기는 원주 방향으로 측정된 상기 밀봉 액체 도입 포트의 폭과 거의 동일한 회전 원주 방향으로 측정된 한 단부로 부터 대향 단부까지의 제 1 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프.
17. 액체 링 펌프에서 캐비테이션을 감소시키는 방법에 있어서,
    로터의 인접한 블레이드들 사이에 복수의 버킷을 한정하는 단계;
    상기 블레이드 주위에 액체 링을 형성하고, 상기 액체 링 및 상기 블레이드는 상기 버킷 각각을 둘러싸도록 협력하여 상기 버킷이 회전축을 중심으로 회전할 때, 상기 각각의 버킷 내의 부피가 로터에 대해 상기 액체 링의 이동의 결과로 변화하도록 하는 단계;
    상기 버킷이 실질적으로 밀봉되고 상기 버킷의 부피가 최소 부피에 있는 폐쇄 위치로 상기 복수의 버킷 중 제 1 버킷을 회전시키는 단계;
    상기 버킷이 입구 포트와 유체 연통하는 흡입 위치로 상기 복수의 버킷 중 제 1 버킷을 회전시키는 단계;
    액체 링이 제 1 버킷에 대해 회전축으로부터 반경 방향으로 이동하여 제 1 버킷의 부피를 팽창시키고 입구 포트를 통해 부피내로 유체를 끌어들이는 동안 버킷의 추가 회전 동안 제 1 버킷과 입구 포트 사이의 유체 연통을 유지하는 단계;
    안티-캐비테이션 포트가 상기 제 1 버킷과 유체 연통하는 안티-캐비테이션 위치로 상기 복수의 버킷 중 제 1 버킷을 회전시키는 단계;
    상기 제 1 버킷 내의 압력을 증가시키기 위해 상기 안티-캐비테이션 포트를 통해 상기 제 1 버킷 내로 유체의 유동을 허용하는 단계;
    상기 제 1 버킷이 배출 포트와 유체 연통하고 상기 안티-캐비테이션 포트와 유체 연통되지 않는 완전 배출 위치로 상기 버킷을 회전시키는 단계; 및
    액체 링이 제 1 버킷에 대해 회전축을 향해 반경 방향으로 이동하여 제 1 버킷의 부피를 감소시키고 배출 포트를 통해 부피로부터 유체를 배출하는 동안 제 1 버킷의 추가 회전 동안 제 1 버킷과 배출 포트 사이의 유체 연통을 유지하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프에서 캐비테이션을 감소시키는 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 복수의 버킷 중 제 1 버킷의 압력은 상기 제 1 버킷이 상기 흡입 위치에 있을 때 제 1 압력이고, 상기 제 1 버킷이 상기 완전 배출 위치에 있을 때 제 2 압력이며, 상기 제 2 압력은 제 1 압력보다 큰 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프에서 캐비테이션을 감소시키는 방법.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 압력과 상기 제 2 압력 사이의 제 3 압력을 갖는 자원으로부터 상기 안티-캐비테이션 포트로 유체 흐름을 유도하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프에서 캐비테이션을 감소시키는 방법.
20. 제 18 항에 있어서, 상기 안티 캐비테이션 포트를 통해 상기 제 1 버킷 내로 유체의 흐름을 유도하는 단계는 상기 제 1 버킷 내의 압력을 상기 제 1 압력보다 크고 상기 제 2 압력보다 낮은 압력으로 증가시키는 단계인 것을 특징으로 하는 액체 링 펌프에서 캐비테이션을 감소시키는 방법.

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