KR20220086509A - 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소 및 그러한 요소를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소로서, 내부 챔버를 포함하는 강성 하우징(2); 상기 내부 챔버 내에 위치하며 그리고 로터 샤프트(4a, 4b)를 포함하는 로터(3a, 3b); 상기 로터 샤프트(4a, 4b)가 그 내부에서 베어링 지지되는 하나 이상의 베어링(7)으로서, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 갖는 상기 로터(3a, 3b)는 이러한 베어링(7)에 의해 상기 하우징(2)에 대해 회전 가능하게 장착되는 것인, 하나 이상의 베어링(7)을 포함하며, 상기 로터(3a, 3b)는, 상기 내부 챔버의 벽(5)에 대해 하나 이상의 간극을 두고 장착되는 것인, 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소에 있어서, 요소(1)는, 상기 간극들 중의 적어도 하나가 그 위에 작용될 수 있는 방식으로, 상기 하우징(2)에 대해 위치 조절 가능한 별개의 항복 구성 요소(10)를 갖도록 제공되고, 상기 별개의 항복 구성 요소(10)는, 상기 로터(3a, 3b)에 직접적으로 부착되지 않는 것을 특징으로 하는 요소.

Description

가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소 및 그러한 요소를 제어하기 위한 방법{ELEMENT FOR COMPRESSING OR EXPANDING A GAS AND METHOD FOR CONTROLLING SUCH ELEMENT}

본 발명은, 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소 및 이러한 요소를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명은, 내부 챔버를 포함하는 강성 하우징 및 내부 챔버 내에 위치하는 로터를 구비하는 요소에 관한 것으로, 로터는 내부 챔버의 벽에 대해 하나 이상의 간극을 두고 장착되며, 그리고 요소는, 간극들 중 적어도 하나가 그 위에 작용될 수 있는 방식으로, 하우징에 대해 위치 조절 가능한 별개의 항복 구성 요소를 갖도록 제공된다.

종래 기술에는, 하우징 내의 하나 이상의 로터의 회전에 의해 요소의 입력부와 출력부의 사이에서 가스가 압축 또는 팽창될 수 있으며, 하우징의 내부 챔버가 로터에 의해 복수의 실질적으로 상호 폐쇄된 작동 챔버로 분할되며, 작동 챔버가 서로 다른 압력에 놓이며 로터의 회전에 의해 입력부로부터 출력부로 이동하는 것인 요소가 공지되어 있다.

이 경우, 로터와 내부 챔버의 벽 사이의 및/또는 로터 상호 간의 기계적 접촉을 회피하기 위해 로터가 내부 챔버의 벽에 대해 및/또는 서로에 대해 하나 이상의 간극을 두고 내부 챔버에 장착된다. 이 기계적 접촉은 결국, 로터나 하우징에 과도한 기계적 응력을 야기하여, 요소의 손상을 초래할 수 있다.

이러한 간극들은, 한편으로는, 너무 커서 작동 챔버 사이의 과도한 누출 흐름을 피할 수 없을 정도이어서는 안된다. 누출 흐름은 요소의 효율을 떨어트린다.

다른 한편으로는, 간극들이 다음과 같은 이유로 항상 원하는 최소값으로 감소되거나 감소된 상태로 유지될 수 없다:

- 요소의 구성 요소에 대한 기계 가공 허용 오차;

- 요소의 작동 도중의 요소의 구성 요소의 열 팽창;

- 요소의 작동 도중의 로터의 진동 거동;

- 과도한 베어링 압축 및 로터의 휨과 조합된 하나 이상의 로터 상의 압축력의 결과로서 요소의 작동 도중의 요소의 구성 요소의 기계적 부하;

- 시간 경과에 따른 요소의 구성 요소의 표면 상의 마모 또는 먼지 침착.

이 문맥에서 "요소의 작동 도중"은 요소가 요소의 로터가 회전하는 작동 상태에 있다는 것을 의미한다.

또한, 원하는 간극 크기는 요소의 다양한 작동 조건에 따라 다르다.

요소의 시동 시에, 요소의 온도가 공칭 작동 조건에 비해 상대적으로 낮은 경우, 상대적으로 큰 간극이 요소에 기계적 안정성을 제공할 수 있다.

요소가 여전히 회전하지만 임의의 동력을 전부 또는 거의 가스로 또는 가스로부터 전달하거나 소비할 필요가 없는 자유 운전 조건에서 작동하는 요소에서는, 전 부하(full-load) 조건의 요소와 비교하여 이러한 전달 또는 소비 동력을 제한하기 위해 상대적으로 큰 간극이 또한 바람직하다.

로터(들) 및/또는 베어링의 공진 주파수에서 증가된 진동이 유도되는 속도 영역에서 작동하는 요소에서는, 요소에 기계적 안정성을 제공하기 위해 큰 간극이 또한 바람직하다.

그리고, 공칭 작동 조건 도중에, 요소의 온도가 요소의 시동 동안의 온도에 비해 상대적으로 높은 경우, 상대적으로 작은 간극이 다시 높은 압축 효율을 산출할 수 있다.

이에 따라, 요소의 작동 도중 요소의 간극을 능동적으로 제어하기 위한 시스템이 필요하게 되었다.

US 10,539,137 B2에는 압축기 요소가 설명되어 있으며, 압축기 요소는,

- 보어를 갖는 하우징;

- 압축기 요소의 작동 도중 보어 내에 특정 로터 간극을 두고 설치되도록 구성된 헬리컬 로터;

- 헬리컬 로터가 장착되는 조절 가능한 베어링, 예를 들어, 자기 베어링; 및

- 로터 간극이 감소 또는 증가되도록 조절 가능한 베어링이 로터를 이동시키는 방식으로 압축기 요소의 작동 도중 조절 가능한 베어링을 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다.

그러나, 베어링, 특히, 자기 베어링은 전형적으로, 압축기 요소의 다소 견고하지 않은 구성 요소로서, 과도한 기계적 부하 및 이로부터 초래되는 베어링 부분 사이의 가능한 상호 변위의 결과로서, 작동이 쉽게 방해받을 수 있다.

보다 특히, 자기 베어링은 강성이 매우 낮다는 특정한 단점을 갖고 있어, 이에 의해 가스의 압축 또는 팽창 시의 가스 맥동의 결과로서의 요소의 진동이 자기 베어링에서는 약간만 감쇠된다. 요소에 진동이 발생하면, 이로 인해 자기 베어링의 부분 사이의 그리고 결과적으로 요소의 심각한 급격한 편차가 발생할 수 있다.

그러므로, 베어링 부분의 상호 위치를 기준으로 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소의 간극을 제어하는 것은 권장되지 않는다.

본 발명의 목적은, 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소 내의 하나 이상의 간극의 철저한, 그러면서도 규제되는 그리고 유연한 제어를 가능하게 함으로써, 전술한 및/또는 다른 단점들 중 적어도 하나에 대한 해결책을 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은, 내부 챔버를 포함하는 강성 하우징; 내부 챔버 내에 위치하며 그리고 로터 샤프트를 포함하는 로터; 및 로터의 로터 샤프트가 그 내부에서 베어링 지지되는 하나 이상의 베어링으로서, 로터 샤프트를 갖는 로터는 이러한 베어링에 의해 하우징에 대해 회전 가능하게 장착되는 것인, 하나 이상의 베어링을 포함하며, 로터는, 내부 챔버의 벽에 대해 하나 이상의 간극을 두고 장착되는 것인, 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소에 있어서, 요소는, 별개의 항복 구성 요소로서, 하우징에 대해 고정된 또는 실질적으로 고정된 위치를 갖는 고정 부분; 및 하우징에 대한 위치 조절 가능 부분으로서, 간극들 중 적어도 하나에 작용하도록 구성되는 것인, 위치 조절 가능 부분을 포함하는 것인, 별개의 항복 구성 요소를 갖도록 제공되며, 별개의 항복 구성 요소는, 로터에 직접적으로 부착되지 않는 것을 특징으로 하는 요소에 관한 것이다.

이 문맥에서, "강성 하우징"은, 요소의 작동 조건 하에서 하우징의 변형 시에 하우징의 일 지점의 하우징의 다른 지점에 대한 편차가 10 ㎛로 제한된 채로 유지되는 하우징을 의미한다.

이 문맥에서, 하나 이상의 베어링에서 "베어링 지지되는" 로터 샤프트는, 로터 샤프트에 대해 공동 회전하는 하나 이상의 베어링의 일 부분에 대해 로터 샤프트가 축 방향 및 반경 방향 모두에서 견고하게 고정된다는 것을 의미한다.

이 문맥에서 "항복 구성 요소"는 구성 요소의 일 표면의 일 지점이, 상기 표면 상의 힘의 영향 하에서, 이 경우 구성 요소가 소성 변형되는 일 없이, 상기 표면에 힘이 인가되지 않을 때의 하우징에 대한 원래 위치에 대해 힘의 방향으로 적어도 30 ㎛ 이동될 수 있는 구성 요소를 의미한다.

이 문맥에서 "별개의 항복 구성 요소"는 항복 구성 요소가 하우징과 일체형으로 제조되지 않는다는 것을 의미한다. 다시 말해, 별개의 항복 구성 요소가 하우징의 일부를 형성하지 않으며 하우징과 별개로 요소 내에 장착되거나 요소로부터 제거될 수 있다.

이 문맥에서, "하우징에 대해 고정된 또는 실질적으로 고정된 위치를 갖는 고정 부분"은 하우징에 대한 고정 부분의 임의의 변위가 하나 이상의 간극에 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다.

이 문맥에서, "하우징에 대한 위치 조절 가능 부분"은, 위치 조절 가능 부분의 적어도 하나의 지점이 하우징의 일 지점에 대해 이동할 수 있다는 것을 의미한다.

강성 하우징 내에 별개의 항복 구성 요소를 제공함으로써, 전체 하우징이 항복 구성 요소로서 구현되는 경우보다 더 국소적이고 규제된 방식으로 간극에 작용할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 별개의 항복 구성 요소를 하우징과 별개로 구현함으로써, 별개의 항복 구성 요소와 상이한 재료의 하우징을 서로 결합하기 용이해지며, 또는 상이한 제조 기술을 기반으로 별개의 항복 구성 요소와 하우징을 제조하기 용이해진다.

간극에 작용함으로써, 한편으로는 로터와 내부 챔버의 벽 사이의 요소 내의 과도한 누출 흐름을 회피하는 것과 다른 한편으로는 내부 챔버의 벽에서 하우징과 로터 사이의 큰 기계적 응력을 회피하는 것 사이의 최적의 균형이 설정될 수 있다.

또한, 별개의 항복 구성 요소는 로터와 내부 챔버의 벽 사이의 간극에 작용할 수 있으며, 이 경우 베어링의 작동 또는 베어링의 부분의 상호 위치에 직접 작용할 필요는 없다.

또한, 요소의 작동 도중 로터의 회전이 별개의 항복 구성 요소에 미치는 영향, 예를 들어, 별개의 항복 구성 요소에 작용하는 원심력을 고려할 필요 없이, 별개의 항복 구성 요소가 하우징에 대해 위치 조절될 수 있다는 장점이 있다.

요소의 바람직한 일 실시예에서, 하나 이상의 베어링 중 하나의 베어링이, 전체적으로 하우징에 대해 이동 가능하게 배열되며; 그리고 위치 조절 가능 부분은, 하우징에 대해 회전하지 않는 상기 베어링의 일 부분과 접촉하도록 그리고 그러한 경우에, 이러한 비회전 부분 상에 힘을 가하도록 구성된다.

이러한 방식으로, 베어링은, 그의 전체적으로, 로터와 함께, 하우징에 대해 이동된다.

요소의 다음의 바람직한 일 실시예에서, 위치 조절 가능 부분은, 개별적으로 간극들 중의 적어도 하나의 안으로 또는 밖으로 자체를 이동시키도록 구성된다.

이러한 방식으로, 간극들 중 적어도 하나가 위치 조절 가능 부분에 의해 밀봉되거나 개방된다.

본 발명의 다음의 바람직한 일 실시예에서, 요소는 복수의 로터를 포함하며, 상기 복수의 로터는, 로터들에 의해, 복수의 실질적으로 상호 폐쇄된 작동 챔버가 내부 챔버 내에 형성되는 방식으로, 상호 간극을 두고 장착되며, 위치 조절 가능 부분은, 로터들 사이의 상호 간극의 크기를 변경하도록 구성된다.

이 경우에는, 또한 로터들 상호 간의 과도한 기계적 응력 및/또는 누출 흐름이 회피될 수 있고, 따라서 간극들이 요소의 각각의 작동 조건에 대해 최적으로 설정될 수 있다는, 장점이 있다.

본 발명에 따른 요소의 다음의 바람직한 일 실시예에서, 별개의 항복 구성 요소는, 로터 및 하우징이, 로터 샤프트에 관해, 서로에 대해 반경 방향으로 이동될 수 있는 방식으로 구성되는, 반경 방향 로터 위치 설정기를 포함한다.

이러한 방식으로, 로터 샤프트를 따르는 반경 방향 간극이, 요소 내의 로터(들)와 내부 챔버의 벽 사이에서 및/또는 로터들 상호 간에서, 증가 또는 감소될 수 있다.

본 발명에 따른 요소의 보다 바람직한 일 실시예에서, 전술한 베어링 중 적어도 하나는, 전체적으로 하우징에 대해 이동 가능하게 배열되는, 반경 방향 베어링이며; 반경 방향 로터 위치 설정기는, 제1 형상 변경 가능 몸체를 포함하며, 상기 제1 형상 변경 가능 몸체는, 하우징에 대해 회전하지 않는 반경 방향 베어링의 일 부분과 접촉하도록 그리고 그러한 경우에 이러한 비회전 부분에 힘을 가하도록 구성된다.

이러한 방식으로, 반경 방향 베어링이 전체적으로 로터와 함께 하우징에 대해 이동된다.

본 발명에 따른 요소의 다음의 바람직한 일 실시예에서, 별개의 항복 구성 요소는, 로터 및 하우징이 로터 샤프트에 관해 서로에 대해 축 방향으로 이동될 수 있는 방식으로 구성되는, 축 방향 로터 위치 설정기를 포함한다.

이러한 방식으로, 로터 샤프트를 따르는 축 방향 간극이, 요소 내의 로터와 내부 챔버의 벽 사이에서, 증가 또는 감소될 수 있다.

요소가 복수의 로터를 포함하면, 로터들 사이의 상호 간극이 또한, 하우징에 대한 상기 복수의 로터 중 하나의 그의 로터 샤프트를 따르는 축 방향 변위에 의해 크기가 변경될 수 있다.

본 발명에 따른 요소의 보다 바람직한 일 실시예에서, 상기 베어링 중 적어도 하나가, 전체적으로 하우징에 대해 이동 가능하게 배열되는, 축 방향 베어링이며; 축 방향 로터 위치 설정기는, 제2 형상 변경 가능 몸체를 포함하고, 제2 형상 변경 가능 몸체는, 하우징에 대해 회전하지 않는 축 방향 베어링의 일 부분과 접촉하도록 그리고 그러한 경우에 이러한 비회전 부분 상에 힘을 가하도록 구성된다.

이러한 방식으로, 축 방향 베어링은, 그의 전체적으로, 로터와 함께, 하우징에 대해 이동된다.

본 발명에 따른 요소의 다음의 바람직한 일 실시예에서, 별개의 항복 구성 요소는, 로터 샤프트를 둘러싸는 반경 방향 조정 가능 링 몸체를 포함하며, 반경 방향 조정 가능 링 몸체의 외주부가, 하우징에 대해 고정적으로 부착되며, 그리고 반경 방향 조정 가능 링 몸체는, 로터 샤프트를 따르는 반경 방향 조정 가능 링 몸체의 반경 방향 외측 내부 반경이 크기 변경될 수 있는 방식으로 구성된다.

반경 방향 조정 가능 링 몸체의 상기 외측 내부 반경을 감소 또는 증가시킴으로써, 로터 샤프트를 따르는 반경 방향 간극이, 요소 내의 로터 샤프트와 하우징 사이에서, 반경 방향 조정 가능 링 몸체에 의해 밀봉되거나 개방될 수 있다.

본 발명에 따른 요소의 다음의 바람직한 일 실시예에서, 내부 챔버는, 로터 샤프트의 방향을 따르는 보어를 포함한다.

이러한 요소의 보다 바람직한 일 실시예에서, 별개의 항복 구성 요소는, 보어의 단부 표면에 부착되는, 축 방향 조정 가능 몸체를 포함하며, 그러한 축 방향 조정 가능 몸체는, 내부 챔버 내의 제1 작동 챔버가 개별적으로 내부 챔버의 제2 작동 챔버로부터 격리되거나 또는 그와 유체 소통 상태로 배치될 수 있는 방식으로, 로터와 단부 표면 사이의 로터 샤프트를 따르는 축 방향 간극을 밀봉하거나 개방할 수 있도록 구성되는, 제1 특정 변형 가능 형상을 갖는다.

이 요소의 다음의 보다 바람직한 일 실시예에서, 별개의 항복 구성 요소는, 보어의 회전 표면에 부착되는, 반경 방향 조정 가능 몸체를 포함하며, 반경 방향 조정 가능 몸체는, 내부 챔버 내의 제3 작동 챔버가 내부 챔버의 제4 작동 챔버로부터 격리되거나 또는 그와 유체 소통 상태로 배치될 수 있는 방식으로, 로터와 회전 표면 사이의 로터 샤프트를 따르는 반경 방향 간극을 밀봉하거나 개방할 수 있도록 구성되는, 제2 특정 변형 가능 형상을 갖는다.

본 발명의 다음의 바람직한 일 실시예에서, 요소는, 하우징에 대해 위치 조절 가능 부분을 위치 조절하기 위한, 기계식, 유압식 및/또는 공압식 수단을 포함한다.

그러한 기계식, 유압식 및/또는 공압식 수단은, 기계적으로 견고하며, 그리고 그러한 기계식, 유압식 및/또는 공압식 수단에 의해 위치 조절되는 항복 구성 요소는, 예를 들어, 이러한 경우에 자기 베어링인, (전)자기 수단에 의해 위치 조절되는 항복 구성 요소보다 더 높은 기계적 부하를 견딜 수 있다는, 장점이 있다.

기계식 수단의 이동 또는 유압식이나 공압식 수단을 구동하기 위한 압력이, 모든 면에서, 예를 들어, 별개의 항복 구성 요소의 위치 조절 가능 부분의 열 팽창 또는 수축을 유발할 수 있는 열적 수단을 구동하기 위한 온도보다 더 정확하게 제어될 수 있다는, 추가의 장점이 있다.

본 발명의 다음의 바람직한 일 실시예에서, 요소는, 위치 조절 가능 부분을 구동하기 위한 컨트롤러를 포함한다.

이러한 컨트롤러의 도움으로, 요소에 대한 작업자의 수동 개입을 필요로 하지 않고 간극들 중 하나 이상에 자동으로 작용할 수 있다.

본 발명은, 전술한 실시예 중 하나에 따른 요소를 포함하는, 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 장치에 관련된다.

물론, 이러한 장치는, 전술한 실시예 중 하나에 따른 요소와 동일한 장점을 제공한다.

또한, 본 발명은, 전술한 실시예 중 하나에 따른 요소 또는 전술한 장치 내에서의 사용을 위한, 별개의 항복 구성 요소에 관련된다.

또한, 본 발명은, 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소를 제어하기 위한 방법으로서, 요소는, 내부 챔버를 포함하는 강성 하우징; 내부 챔버 내에 위치하며 그리고 로터 샤프트를 포함하는 로터; 및 로터의 로터 샤프트가 그 내부에서 베어링 지지되는 하나 이상의 베어링으로서, 로터 샤프트를 갖는 로터는 이러한 베어링에 의해 하우징에 대해 회전 가능하게 장착되는 것인, 하나 이상의 베어링을 포함하며, 로터는, 내부 챔버의 벽에 대해 하나 이상의 간극을 두고 장착되는 것인, 방법에 있어서, 방법은, 요소의 별개의 항복 구성 요소의 위치 조절 가능 부분을 하우징에 대해 위치 조절함으로써 간극들 중 적어도 하나에 작용하는 단계를 포함하며, 별개의 항복 구성 요소의 고정 부분이, 하우징에 대해 고정된 또는 실질적으로 고정된 위치에 유지되며, 그리고 이러한 별개의 항복 구성 요소는, 로터에 직접적으로 부착되지 않는 것을 특징으로 하는 방법에 관련된다.

물론, 그러한 장치는, 전술한 실시예 중 하나에 따른 요소와 동일한 장점을 제공한다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예에서, 하나 이상의 간극 중 적어도 하나는, 요소가 작동 중일 때 제어된다.

이 경우, 작동 도중에 간극들이 요소의 작동 조건에 기초하여 제어될 수 있으며, 그리고 그에 따라, 한편으로는 요소 내의 과도한 누출 흐름을 회피하는 것 및 다른 한편으로는 내부 챔버의 벽에서 로터와 하우징 사이의 큰 기계적 응력을 회피하는 것 사이의 최적의 균형이 설정될 수 있다는, 장점이 있다.

본 발명의 특징을 더 잘 설명하기 위한 의도로, 임의의 제한 성격이 없는 예시로서, 첨부 도면을 참조하여 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 본 발명에 따른 요소의 일부 바람직한 실시예가 이하에 설명된다:
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 요소의 단면을 도시하고;
도 2는 도 1의 요소 내의 하나의 제1 별개의 항복 구성 요소를 보다 상세히 도시하며;
도 3은 본 발명에 따른 요소의 제2 대안적 실시예의 단면을 도시하고;
도 4는 도 3의 요소의 제2 별개의 항복 구성 요소를 보다 상세히 단면도로 도시하며;
도 5는 본 발명에 따른 요소의 제3 대안적 실시예의 단면을 도시하며;
도 6은 도 5에 F6으로 지정된 부분을 보다 상세히 도시하고, 이 부분은 도 5의 요소의 제3 별개의 항복 구성 요소를 단면도로 도시하며;
도 7은 본 발명에 따른 요소의 제4 대안적 실시예의 단면을 도시하고;
도 8은 도 7에 F8로 지정된 부분을 보다 상세히 도시하며, 이 부분은 도 7의 요소의 제4 별개의 항복 구성 요소를 단면도로 도시하고;
도 9는 본 발명에 따른 요소의 제5 대안적 실시예의 단면을 도시하며;
도 10은 도 9에 F10으로 지정된 부분을 보다 상세히 보여주며, 이 부분은 도 9의 요소의 제5 별개의 항복 구성 요소를 단면도로 도시하고;
도 11은 본 발명에 따른 요소의 제6 대안적 실시예의 단면을 도시한다.

사용되는 전문용어는 단지 예시로서 바람직한 실시예를 설명하기 위한 것이며, 청구범위에 한정되는 바와 같은 보호 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

"부정관사" 또는 "정관사"가 앞에 오는 단수 형태의 용어들이 또한, 이러한 용어들을 복수의 형태로 지정할 수도 있다.

"제1", "제2", "제3", "제4", 또는 "제5"라는 용어가 아래에서 다양한 형상 변경 가능 몸체, 캐비티, 압력, 또는 작동 챔버를 지정하기 위해 사용되지만, 이러한 형상 변경 가능 몸체, 캐비티, 압력, 또는 작동 챔버가 이러한 용어에 의해 제한되는 것은 아니다. 기껏해야 이러한 용어는 단지 형상 변경 가능 몸체, 캐비티, 압력, 또는 작동 챔버의 유형을 구별하기 위해 사용되었다. "제1", "제2", "제3", "제4", 또는 "제5"와 같은 용어가 아래에서 사용되는 경우, 이러한 용어가 임의의 특정 시퀀스 또는 순서를 의미하는 것은 아니다. 결과적으로, 제1 형상 변경 가능 몸체, 캐비티, 압력, 또는 작동 챔버가 이 경우 예시적인 실시예의 범위를 벗어나지 않고, 예를 들어, 제2 또는 제3 형상 변경 가능 몸체, 캐비티, 압력, 또는 작동 챔버로서 그저 쉽게 지정될 수 있다. 또한, 복수의 제1, 제2, 제3, 제4, 또는 제5 형상 변경 가능 몸체, 캐비티, 압력, 또는 작동 챔버가 있을 수도 있음을 언급하여야 한다.

도 1은 가스를 압축하기 위한 본 발명에 따른 요소(1)를 보여준다.

상기 요소(1)는, 내부 챔버를 포함하는 강성 하우징(2)을 포함한다. 이 경우, 상기 하우징(2)은, 내부 챔버에 로터(3a, 3b)를 배치하거나 제거하기 위해 쉽게 상호 조립 또는 분해될 수 있는 여러 개의 부분으로 구현된다.

도 1의 요소(1)에서는, 각각 로터 샤프트(4a, 4b)를 구비하는 2개의 로터(3a, 3b)가 내부 챔버 내에 존재한다. 이 경우, 2개의 로터(3a, 3b)는, 내부 챔버의 벽(5)에 대해 그리고 서로에 대해 간극을 두고 장착되는, 2개의 맞물림 헬리컬 로터로서 구현되어, 이에 의해 내부 챔버는, 헬리컬 로터들에 의해, 간극을 제외하고는 상호 폐쇄되는 복수의 작동 챔버로 세분화된다.

로터들(3a, 3b)의 회전에 의해, 가스가, 내부 챔버의 유입 포트(6)로부터 이러한 유입 포트(6)에 연결되는 작동 챔버로 흡입될 것이다. 로터들(3a, 3b)의 추가의 회전에 의해, 이러한 작동 챔버는, 로터 샤프트(4a, 4b)에 관해, 유입 포트(6)로부터 축 방향으로 멀어지게 이동하며 그리고 유입 포트(6)로부터 폐쇄되며, 그 후, 로터들(3a, 3b)의 추가 회전 시에, 작동 챔버 내의 흡입된 가스는, 압축될 것이다.

이것은, 유입 포트(6)로부터, 로터 샤프트(4a, 4b)에 관해, 축 방향으로 연속적인 작동 챔버들에서, 내부 챔버의 흡입된 가스는, 계속 증가하는 압력으로 압축된다는 것을, 의미한다.

상기 연속적인 작동 챔버들 사이의 압력차로 인해, 가스의 누출 흐름이, 유입 포트(6)의 방향으로 간극들을 통해 발생한다.

로터들(3a, 3b)의 로터 샤프트들(4a, 4b)은, 베어링(7) 내에 지지되고, 이에 의해 로터 샤프트(4a, 4b)를 갖는 로터들(3a, 3b)은, 베어링(7)에 의해 하우징(2)에 대해 회전 가능하게 장착된다.

베어링(7)은 다음과 같이 구현될 수 있다:

- 로터 샤프트(4a, 4b)에 관해 반경 방향의 기계적 부하를 흡수할 수 있는 반경 방향 베어링(8); 및/또는

- 로터 샤프트(4a, 4b)에 관해 축 방향의 기계적 부하를 흡수할 수 있는 축 방향 베어링(9).

비록 도 1의 베어링(7)이 요소의 유입 포트(6)로부터 가장 멀리 떨어져 위치된 로터 샤프트(4a, 4b)의 단부 주위에 위치하지만, 베어링(7)이 유입 포트(6)에 있는 로터 샤프트(4a, 4b)의 단부에 위치하는 것이, 본 발명의 범위 내에서 배제되는 것은 아니다.

특별히 선호되는 것 없이, 이 경우에, 요소(1)는 오일 주입식 압축기 요소이다.

요소가 내부 챔버 내의 오일 주입을 동반하지 않는 압축기 요소이며, 내부 챔버의 로터의 회전이, 예를 들어, 이러한 로터들의 로터 샤프트 상의 맞물림 기어 휠들에 의해 동기화되는 것이, 본 발명의 범위 내에서, 배제되거나 또는 권장되지 않는다.

또한, 요소가 가스를 팽창시키기 위한 요소인 것이, 본 발명의 범위 내에서 배제되지 않는다.

간극들 중 적어도 하나에 작용하기 위해, 하우징(2)은, 하우징(2)에 대해 위치 조절 가능한, 적어도 하나의 별개의 항복 구성 요소(10)를 갖도록 제공된다.

"간극들 중 적어도 하나에 작용"은, 별개의 항복 구성 요소(10)에 의해, 로터(3a, 3b)와 내부 챔버의 벽(5) 사이 또는 로터들(3a, 3b) 상호 간의 간극의 최소 단면이,

- 감소 또는 증가되며; 및/또는

- 밀봉되거나 또는 개방된다는 것을 의미한다.

도 1의 요소(1)의 경우, 별개의 항복 구성 요소(10)는, 반경 방향 로터 위치 설정기(positioner)(11)로서 구현되며, 그러한 반경 방향 로터 위치 설정기(11)는, 로터(3a, 3b) 및 하우징(2)을 서로에 대해 로터 샤프트(4a, 4b)를 따라 반경 방향으로 이동시킬 수 있다.

도 2는 이러한 하나의 반경 방향 로터 위치 설정기(11)의 보다 상세하고 구체적인 예를 도시한다.

반경 방향 로터 위치 설정기(11)는, 관통 구멍(13)을 갖는 제1 형상 변경 가능 몸체(12)를 포함한다.

관통 구멍(13) 내에서, 이 경우에 반경 방향 베어링(8)이어야 하는, 베어링들(7) 중의 하나의 하우징에 대한 비회전 부분이, 단단히 고정되어야 한다.

또한, 제1 형상 변경 가능 몸체(12)는, 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 여러 개의 제1 캐비티(14)를 에워싸며, 그러한 제1 캐비티들(14)은 각각, 별개의 제1 압력에 놓이며, 로터 샤프트(4a, 4b)에 수직인 평면에서, 상기 제1 캐비티들(14) 중 제1의 캐비티(14a)가, 로터 샤프트(4a, 4b)에 대해 이러한 제1 캐비티들(14) 중 적어도 하나의 제2의 캐비티(14b)에 직접적으로 대향하도록 위치된다.

제1 형상 변경 가능 몸체(12)는, 제1 캐비티들(14) 중 제1의 캐비티(14a) 내의 제1 압력이 증가될 때,

- 제1 캐비티들(14) 중 상기 제1의 캐비티(14a)의 체적이 증가하며; 그리고

- 제1 캐비티들(14) 중 적어도 하나의 제2의 캐비티(14b)의 체적이 감소하는 방식으로 제1 캐비티들(14) 중 적어도 하나의 제2의 캐비티(14b)의 제1 압력이 감소하는 방식으로, 구성되며 그리고 그러한 방식으로 제어되고,

따라서, 반경 방향 베어링(8)은, 로터(3a, 3b)와 함께, 하우징(2)에 대해, 로터 샤프트(4a, 4b)에 대해 반경 방향으로, 제1 캐비티들(14) 중 적어도 하나의 제2의 캐비티(14b)로 이동된다.

보다 구체적으로, 반경 방향 로터 위치 설정기(11)는, 외측 링(15), 내측 링(16), 및 외측 링(15)과 내측 링(16) 사이의 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 공간을 포함한다.

이 경우, 외측 링(15)은, 예를 들어 외측 링(15)의 일부인 플랜지(15a)에 의해, 하우징(2)에 대해 고정적으로 부착되는 가운데, 내측 링(16)은, 반경 방향 베어링(8)의 하우징(2)에 대한 비회전 부분에 고정적으로 부착된다.

이 경우, 외측 링(15)은 반경 방향 베어링(8)의 하우징(2)에 대한 비회전 부분에 고정적으로 부착되는 가운데, 내측 링(16)은 하우징(2)에 고정적으로 부착되는 것이, 본 발명의 범위 내에서 배제되지 않는다.

이 경우, 반경 방향 로터 위치 설정기(11)는, 외측 링(15)과 내측 링(16) 사이의 전술한 공간 내의 스프링 구조체(17)를 갖도록 제공되며, 그러한 스프링 구조체(17)는, 한편으로는 외측 링(15)과 그리고 다른 한편으로는 내측 링(16)과 연결된다. 이러한 방식으로, 전술한 공간은, 복수의 상호 분리된 복수의 본질적으로 링 세그먼트 형상의 격실로 세분화되며, 이러한 격실들은 각각, 전술한 제1 캐비티들(14) 중 하나로서 역할을 한다.

이러한 격실들은 각각, 개별적으로, 각각의 격실 내의 초기 압력을 증가 또는 감소시키기 위해 작동 유체를 공급 또는 배출하기 위한 연결 지점(도 1 또는 도 2에 도시되지 않음)을 갖도록 제공될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같은 반경 방향 로터 위치 설정기 부재가 또한, 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는, 외측 링(15)의 양 측면에 축 방향으로 부착되는 그리고 내부 챔버로부터 축 방향으로 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 외측 링(15)과 내측 링(16) 사이의 공간을 밀봉하는 역할을 하는, 디스크 형상의 밀봉 플레이트(도 2에 도시되지 않음)를 포함한다.

도 3은 본 발명에 따른 요소(1)의 제2 대안적 실시예를 보여준다.

도 3의 요소(1)의 경우, 별개의 항복 구성 요소(10)는, 축 방향 로터 위치 설정기(18)로서 구현되며, 그러한 축 방향 로터 위치 설정기(18)는, 로터(3a, 3b) 및 하우징(2)을 서로에 대해 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향으로 이동시킬 수 있다.

축 방향 로터 위치 설정기(18)는, 하우징(2)과, 이 경우에 축 방향 베어링(9)이어야 하는 베어링들(7) 중 적어도 하나의 하우징(2)에 대한 비회전 부분 사이에, 위치된다.

도 4는 그러한 축 방향 로터 위치 설정기(18)의 보다 상세하고 구체적인 예를 도시한다.

축 방향 로터 위치 설정기(18)는, 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 제2 캐비티(20)를 에워싸는, 제2 형상 변경 가능 몸체(19)를 포함한다.

이 경우, 제2 형상 변경 가능 몸체(19)는, 제2 캐비티(20)의 제2 압력을 증가 또는 감소시킴으로써 제2 형상 변경 가능 몸체(19)의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향 치수가 증가 또는 감소하는 방식으로, 구성되며 그리고 제어된다.

이를 위해, 제2 형상 변경 가능 몸체(19)는, 제2 캐비티(20) 내의 제2 압력을 증가 또는 감소시키도록 작동 유체를 공급 또는 배출하기 위한 연결 지점(35)을 갖도록 제공될 수 있다.

제2 형상 변경 가능 몸체(19)의 축 방향 치수를 증가시킴으로써, 제2 형상 변경 가능 몸체(19)는, 하우징(2)에 대해 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향으로 로터(3a, 3b)와 함께 축 방향 베어링(9)을 이동시킨다. 제2 형상 변경 가능 몸체(19)의 축 방향 치수를 소급해서 감소시키면, 축 방향 베어링(9) 및 로터(3a, 3b)는, 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향으로 원래 위치로 복귀할 수 있다.

이러한 방식으로, 로터(3a, 3b)와 하우징(2) 사이의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향 간극이, 증가 또는 감소될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 요소(1)의 제3 대안적 실시예를 도시한다.

도 5의 요소(1)의 경우, 별개의 항복 구성 요소(10)는, 로터 샤프트(4a, 4b)를 둘러싸는 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)로서 구현된다. 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)의 외주부(22)가, 하우징(2)에 대해 고정적으로 부착된다. 또한, 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)는, 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 외측 내부 반경(23)이 크기 변경될 수 있는 방식으로 구성된다.

"반경 방향 조정 가능 링 몸체의 로터 샤프트를 따르는 반경 방향 외측의 내부 반경"에 의해, 직선 반경이,

- 로터 샤프트(4a, 4b)에 수직인 평면 내에 위치하는 것을;

- 직선 반경의 제1 단부 지점이 로터 샤프트(4a, 4b) 상에 위치하는 것을;

- 직선 반경의 제2 단부 지점이 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)의 일 지점인 것을; 그리고

- 직선 반경의 제1 단부 지점과 제2 단부 지점 사이의 각각의 지점이 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)의 일 지점이 아니라는 것을 의미한다.

도 6은 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)의 보다 상세하고 구체적인 예를 도시한다.

반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)는, 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 제3 캐비티(25)를 에워싸는, 링 형상의 제3 형상 변경 가능 몸체(24)를 포함한다.

상기 제3 형상 변경 가능 몸체(24)는, 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 외측 내부 반경(23)이 개별적으로 제3 캐비티(25)의 제3 압력을 증가 또는 감소시킴으로써 감소 또는 증가하는 방식으로 구성된다.

이를 위해, 제3 형상 변경 가능 몸체(24)는, 개별적으로, 제3 캐비티(25) 내의 제3 압력을 증가 또는 감소시키도록 작동 유체를 공급 또는 배출하기 위한 연결 지점(도 5 또는 도 6에 도시되지 않음)을 갖도록 제공될 수 있다.

반경 방향 외측 내부 반경(23)을 감소시킴으로써, 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)는, 로터 샤프트(4a, 4b)를 따라 로터 샤프트(4a, 4b)의 주위에서 반경 방향 내측으로 팽창한다. 반경 방향 외측 내부 반경(23)을 소급해서 증가시키면, 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)와 로터 샤프트(4a, 4b) 사이의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 거리는, 소급해서 증가한다.

이러한 방식으로, 로터 샤프트(4a, 4b)와 하우징(2) 사이의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 간극이, 개별적으로 감소 또는 증가될 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 요소(1)의 제4 대안적 실시예를 도시한다.

내부 챔버는, 로터 샤프트(4a, 4b)의 방향을 따르는 보어(26)를 포함한다.

도 7의 요소(1)의 경우, 별개의 항복 구성 요소(10)는, 보어(26)의 단부 표면(28)에 부착되는, 축 방향 조정 가능 몸체(27)로서 구현된다.

이러한 축 방향 조정 가능 몸체(27)는, 내부 챔버의 제1 작동 챔버가 개별적으로 내부 챔버의 제2 작동 챔버로부터 격리되거나 또는 그와 유체 소통 상태로 배치될 수 있는 방식으로, 로터(3a, 3b)와 단부 표면(28) 사이의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향 간극을 밀봉하거나 개방할 수 있도록 구성되는, 제1 특정 변형 가능 형상을 갖는다.

비록 도 7의 단부 표면(28)이 요소의 유입 포트(6)로부터 가장 멀리 떨어진 보어(26)의 측부에 위치되지만, 단부 표면이 유입 포트(6)에 있는 보어(26)의 측부에 위치하는 것이, 본 발명의 범위 내에서 배제되지 않는다.

도 8은 축 방향 조정 가능 몸체(27)의 보다 상세하고 구체적인 예를 도시한다.

축 방향 조정 가능 몸체(27)는, 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 제4 캐비티(30)를 에워싸는, 제4 형상 변경 가능 몸체(29)를 포함한다.

이러한 제4 형상 변경 가능 몸체(29)는, 개별적으로 제4 캐비티(30)의 제4 압력을 증가 또는 감소시킴으로써, 제4 형상 변경 가능 몸체(29)의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향 치수가 증가 또는 감소하는 방식으로 구성된다.

이를 위해, 제4 형상 변경 가능 몸체(29)는, 개별적으로 제4 캐비티(30) 내의 제4 압력을 증가 또는 감소시키도록 작동 유체를 공급 또는 배출하기 위한, 연결 지점(도 7 또는 도 8에 도시되지 않음)을 갖도록 제공될 수 있다.

제4 형상 변경 가능 몸체(29)의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향 치수를 증가시킴으로써, 제4 형상 변경 가능 몸체(29)는, 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향으로 로터(3a, 3b)를 향해 증가한다. 결과적으로, 로터(3a, 3b)와 하우징(2) 사이의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향 간극이, 내부 챔버의 전술한 제1 작동 챔버가 내부 챔버의 전술한 제2 작동 챔버로부터 격리될 수 있는 방식으로, 밀봉될 수 있다.

제4 형상 변경 가능 몸체(29)의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향 치수를 소급해서 감소시킴으로써, 로터(3a, 3b)의 제4 형상 변경 가능 몸체(29)는, 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향으로 감소한다. 결과적으로, 로터(3a, 3b)와 하우징(2) 사이의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향 간극이, 내부 챔버의 전술한 제1 작동 챔버가 내부 챔버의 전술한 제2 작동 챔버와 유체 소통 상태로 소급해서 배치되는 방식으로, 소급해서 개방된다.

복수의 로터를 포함하는 요소의 경우, 한편으로는 단부 표면과 다른 한편으로는 양자 모두의 로터 사이의 간극이, 동일한 축 방향 조정 가능 몸체에 의해 밀봉되거나 개방될 수 있다는 것이, 본 발명의 범위 내에서 배제되지 않는다.

도 9는 본 발명에 따른 요소(1)의 제5 대안적 실시예를 도시한다.

이러한 제5 실시예에서, 내부 챔버는 또한, 로터 샤프트(4a, 4b)의 방향을 따르는 보어(26)를 포함한다.

도 9의 요소(1)의 경우, 별개의 항복 구성 요소(10)는, 보어(26)의 회전 표면(32)에 부착되는 반경 방향 조정 가능 몸체(31)로서 구현된다.

상기 반경 방향 조정 가능 몸체(31)는, 내부 챔버의 제3 작동 챔버가 개별적으로 내부 챔버의 제4 작동 챔버로부터 격리되거나 또는 그와 유체 소통 상태로 배치될 수 있는 방식으로, 로터(3a, 3b)와 회전 표면(32) 사이의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 간극을 밀봉하거나 개방할 수 있도록 구성되는, 제2 특정 변형 가능 형상을 갖는다.

도 10은 반경 방향 조정 가능 몸체(31)의 보다 상세하고 구체적인 예를 도시한다.

반경 방향 조정 가능 몸체(31)는, 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 제5 캐비티(34)를 에워싸는, 제5 형상 변경 가능 몸체(33)를 포함한다.

상기 제5 형상 변경 가능 몸체(33)는, 개별적으로 제5 캐비티(34)의 제5 압력을 증가 또는 감소시킴으로써 제5 형상 변경 가능 몸체(33)의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 치수가 증가 또는 감소하는 방식으로 구성된다.

이를 위해, 제5 형상 변경 가능 몸체(33)는, 개별적으로 제5 캐비티(34) 내의 제5 압력을 증가 또는 감소시키도록 작동 유체를 공급 또는 배출하기 위한, 연결 지점(도 9 또는 도 10에 도시되지 않음)을 갖도록 제공될 수 있다.

제5 형상 변경 가능 몸체(33)의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 치수를 증가시킴으로써, 제5 형상 변경 가능 몸체(33)는, 로터 샤프트(4a, 4b)에 대해 반경 방향으로 로터(3a, 3b)를 향해 증가한다. 결과적으로, 로터(3a, 3b)와 하우징(2) 사이의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 간극이, 내부 챔버의 전술한 제3 작동 챔버가 내부 챔버의 전술한 제4 작동 챔버로부터 격리될 수 있는 방식으로, 밀봉될 수 있다.

제5 형상 변경 가능 몸체(33)의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 치수를 소급해서 감소시킴으로써, 로터(3a, 3b)의 제5 형상 변경 가능 몸체(33)는, 로터 샤프트(4a, 4b)에 대해 반경 방향으로 멀어지게 감소한다. 결과적으로, 로터(3a, 3b)와 하우징(2) 사이의 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 간극이, 내부 챔버의 전술한 제3 작동 챔버가 내부 챔버의 전술한 제4 작동 챔버와 유체 연통하게 소급해서 배치되는 방식으로, 소급해서 개방된다.

복수의 로터를 포함하는 요소의 경우, 동일한 반경 방향 조정 가능 몸체에 의해, 한편으로는 보어의 회전 표면과 다른 한편으로는 양자 모두의 로터 사이의 간극이 밀봉되거나 개방될 수 있는 것이, 본 발명의 범위 내에서 배제되지 않는다.

도 11은 본 발명에 따른 요소(1)의 제6 대안적 실시예를 도시한다.

상기 제6 대안적 실시예에서, 하우징(2)은, 전술한 상이한 유형들의 별개의 항복 구성 요소들(10)을 갖도록 제공된다.

상기 요소(1)는 또한, 예를 들어, 기계식 액추에이터 또는 유압식이나 공압식 회로와 같이, 별개의 항복 구성 요소(10)를 위치 조절하기 위한, 기계식, 유압식 및/또는 공압식 수단을 포함할 수 있다.

추가로, 요소(1)는 또한, 별개의 항복 구성 요소(10)를 구동하기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다.

간극들은, 요소(1)가 작동 중이 아닐 때 제어될 수 있으며, 및/또는 요소(1)가 작동에 들어가기 전에 사전 한정된 값으로 제어될 수 있다.

간극들은 또한, 상기 요소(1)가 작동 중일 때 제어될 수 있다.

간극들의 제어가, 다음을 기준으로 이루어질 수 있다:

- 요소(1)의 성능 측정;

- 진동 측정; 및/또는

- 직접적인 간극 측정.

물론, 하우징(2)이 이러한 상이한 유형들의 별개의 항복 구성 요소들(10) 중의 단지 일부만을 갖도록 제공되는 것이, 본 발명의 범위 내에서 배제되지 않는다.

또한, 별개의 항복 구성 요소가 통합 방식으로 전술한 별개의 항복 구성 요소들(10)의 여러 가지 기술적 특징 또는 기능을 조합하는 것이, 본 발명의 범위 내에서 배제되지 않는다.

요소(1)가 스크류 압축기 요소가 아니라는 것도 배제되지 않는다. 다른 가능한 요소로는, 예를 들어, 스크류 송풍기 요소, 스크류 진공 펌프 요소, 스크류 팽창기 요소, 치형 압축기 요소, 치형 송풍기 요소, 치형 진공 펌프 요소, 치형 팽창기 요소, 루츠 압축기 요소, 루츠 송풍기 요소, 루츠 진공 펌프 요소, 루츠 팽창기 요소, 터보 압축기 요소, 터보 송풍기 요소, 터보 진공 펌프 요소, 또는 터보 팽창기 요소가 있다.

본 발명이 예시로서 설명되고 도면에 도시된 실시예로 결코 제한되는 것은 아니며, 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 본 발명에 따른 요소가 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 여러 변형, 형태, 및 치수로 실현될 수 있다.

Claims (29)

1. 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소로서,
   - 내부 챔버를 포함하는 강성 하우징(2);
   - 상기 내부 챔버 내에 위치하며 그리고 로터 샤프트(4a, 4b)를 포함하는 로터(3a, 3b);
   - 상기 로터(3a, 3b)의 상기 로터 샤프트(4a, 4b)가 그 내부에서 베어링 지지되는 하나 이상의 베어링(7)으로서, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 갖는 상기 로터(3a, 3b)는 이러한 베어링(7)에 의해 상기 하우징(2)에 대해 회전 가능하게 장착되는 것인, 하나 이상의 베어링(7)을 포함하며,
   상기 로터(3a, 3b)는, 상기 내부 챔버의 벽(5)에 대해 하나 이상의 간극을 두고 장착되는 것인, 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소에 있어서,
   요소(1)는, 별개의 항복 구성 요소(10)로서,
   - 상기 하우징(2)에 대해 고정된 또는 실질적으로 고정된 위치를 갖는 고정 부분; 및
   - 상기 하우징(2)에 대한 위치 조절 가능 부분으로서, 상기 간극들 중 적어도 하나에 작용하도록 구성되는 것인, 위치 조절 가능 부분
   을 포함하는 것인, 별개의 항복 구성 요소(10)를 갖도록 제공되고,
   상기 별개의 항복 구성 요소(10)는, 상기 로터(3a, 3b)에 직접적으로 부착되지 않는 것을 특징으로 하는 요소.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 베어링(7) 중 하나의 베어링이, 전체적으로 상기 하우징(2)에 대해 이동 가능하게 배열되며; 그리고 상기 위치 조절 가능 부분은, 상기 하우징(2)에 대한 상기 베어링의 비회전 부분과 접촉하도록 구성되며 그리고 그러한 경우에, 상기 베어링이 전체적으로 상기 로터(3a, 3b)와 함께 상기 하우징(2)에 대해 이동되는 방식으로, 이러한 비회전 부분 상에 힘을 가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 위치 조절 가능 부분은, 상기 간극들 중의 적어도 하나가 상기 위치 조절 가능 부분에 의해 밀봉되거나 개방되는 방식으로, 상기 간극들 중의 적어도 하나의 안으로 또는 밖으로 개별적으로 자체를 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   요소(1)는 복수의 로터(3a, 3b)를 포함하고, 상기 복수의 로터(3a, 3b)는, 상기 로터들(3a, 3b)에 의해, 복수의 실질적으로 상호 폐쇄된 작동 챔버가 상기 내부 챔버 내에 형성되는 방식으로, 상호 간극을 두고 장착되며, 그리고
   상기 위치 조절 가능 부분은, 상호 간극의 크기를 변경하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 별개의 항복 구성 요소(10)는, 상기 로터(3a, 3b) 및 상기 하우징(2)이, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)에 관해, 서로에 대해 반경 방향으로 이동될 수 있는 방식으로 구성되는, 반경 방향 로터 위치 설정기(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소.
6. 제5항에 있어서,
   상기 베어링들(7) 중 적어도 하나는, 전체적으로 상기 하우징(2)에 대해 이동 가능하게 배열되는, 반경 방향 베어링(8)이며; 그리고
   상기 반경 방향 로터 위치 설정기(11)는, 제1 형상 변경 가능 몸체(12)를 포함하고, 상기 제1 형상 변경 가능 몸체(12)는, 상기 하우징(2)에 대해 상기 반경 방향 베어링(8)의 비회전 부분과 접촉하도록 그리고 그러한 경우에, 상기 반경 방향 베어링(8)이 전체적으로 상기 로터(3a, 3b)와 함께 상기 하우징(2)에 대해 이동되는 방식으로, 이 비회전 부분 상에 힘을 가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 형상 변경 가능 몸체(12)는, 상기 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 여러 개의 제1 캐비티(14)를 에워싸며, 그러한 제1 캐비티들(14)은 각각 제1 압력에 놓이고,
   상기 로터 샤프트(4a, 4b)에 수직인 평면에서, 상기 제1 캐비티들(14) 중의 제1의 캐비티(14a)가 상기 로터 샤프트(4a, 4b)에 대해 상기 제1 캐비티들(14) 중의 적어도 하나의 제2의 캐비티(14b)에 직접적으로 대향하도록 위치되며,
   상기 제1 형상 변경 가능 몸체(12)는, 상기 제1 캐비티들(14) 중의 상기 제1의 캐비티(14a)의 제1 압력이 증가될 때, 상기 제1 캐비티들(14) 중의 상기 제1의 캐비티(14a)의 체적이 증가되며 그리고 상기 제1 캐비티들(14) 중 상기 적어도 하나의 제2의 캐비티(14b)의 체적이 감소되는 방식으로 상기 제1 캐비티들(14) 중 상기 적어도 하나의 제2의 캐비티(14b)의 제1 압력이 감소되는 방식으로, 구성되며, 따라서 상기 로터 샤프트(4a, 4b)는, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)에 대해 반경 방향으로, 상기 제1 캐비티들(14) 중 상기 적어도 하나의 제2의 캐비티(14b)로 이동되는 것을 특징으로 하는 요소.
8. 제7항에 있어서,
   상기 반경 방향 로터 위치 설정기(11)는, 외측 링(15), 내측 링(16), 및 외측 링(15)과 내측 링(16) 사이의 상기 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄된 공간을 포함하며,
   상기 외측 링(15)은, 상기 하우징(2)에 대해 고정적으로 부착되며 그리고 상기 내측 링(16)은, 상기 하우징(2)에 대해 상기 반경 방향 베어링(8)의 상기 비회전 부분에 고정적으로 부착되며, 또는 그 반대이며, 그리고
   상기 반경 방향 로터 위치 설정기(11)는, 상기 공간 내에, 상기 공간이 복수의 상호 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄된 본질적으로 링 세그먼트 형상의 격실들로 세분화되며, 이러한 격실들이 각각 상기 제1 캐비티들(14) 중의 하나로서 역할을 하는 방식으로, 한편으로는 상기 외측 링(15)과 그리고 다른 한편으로는 상기 내측 링(16)과 연결되는 스프링 구조체(17)를 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 요소.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 별개의 항복 구성 요소(10)는, 상기 로터(3a, 3b) 및 상기 하우징(2)이 상기 로터 샤프트(4a, 4b)에 관해 서로에 대해 축 방향으로 이동될 수 있는 방식으로 구성되는, 축 방향 로터 위치 설정기(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소.
10. 제9항에 있어서,
    상기 베어링들(7) 중의 적어도 하나가, 전체적으로 상기 하우징(2)에 대해 이동 가능하게 배열되는, 축 방향 베어링(9)이며; 그리고
    상기 축 방향 로터 위치 설정기(18)는, 제2 형상 변경 가능 몸체(19)를 포함하고, 상기 제2 형상 변경 가능 몸체(19)는, 상기 하우징(2)에 대해 상기 축 방향 베어링(9)의 비회전 부분과 접촉하도록 그리고 이 경우, 상기 축 방향 베어링(9)이 전체적으로 상기 로터(3a, 3b)와 함께 상기 하우징(2)에 대해 이동되는 방식으로, 이러한 비회전 부분 상에 힘을 가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제2형상 변경 가능 몸체(19)는, 상기 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 제2 캐비티(20)를 에워싸며, 상기 제2 형상 변경 가능 몸체(19)는, 상기 제2 캐비티(20) 내의 제2 압력이 증가 또는 감소될 때, 개별적으로 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 상기 제2 형상 변경 가능 몸체(19)의 축 방향 치수가 증가 또는 감소하는 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 별개의 항복 구성 요소(10)는, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 둘러싸는 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)를 포함하며,
    상기 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)의 외주부(22)가, 상기 하우징(2)에 대해 고정적으로 부착되며, 그리고 상기 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)는, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 상기 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)의 반경 방향 외측 내부 반경(23)이 크기 변경될 수 있는 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
13. 제12항에 있어서,
    상기 반경 방향 조정 가능 링 몸체(21)는, 상기 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 제3 캐비티(25)를 에워싸는, 링 형상의 제3 형상 변경 가능 몸체(24)를 포함하며, 그러한 제3 형상 변경 가능 몸체(24)는, 상기 제3 캐비티(25) 내의 제3 압력이 증가 또는 감소될 때, 개별적으로, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 상기 반경 방향 외측 내부 반경(23)이 감소 또는 증가하는 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 챔버는, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)의 방향을 따르는 보어(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소.
15. 제14항에 있어서,
    상기 별개의 항복 구성 요소(10)는, 상기 보어(26)의 단부 표면(28)에 부착되는, 축 방향 조정 가능 몸체(27)를 포함하며, 그러한 축 방향 조정 가능 몸체(27)는, 상기 내부 챔버 내의 제1 작동 챔버가 개별적으로 상기 내부 챔버의 제2 작동 챔버로부터 격리되거나 또는 그와 유체 소통 상태로 배치될 수 있는 방식으로, 상기 로터(3a, 3b)와 상기 단부 표면(28) 사이의 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 축 방향 간극을 밀봉하거나 개방할 수 있도록 구성되는, 제1 특정 변형 가능 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 요소.
16. 제15항에 있어서,
    상기 축 방향 조정 가능 몸체(27)는, 상기 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 제4 캐비티(30)를 에워싸는, 제4 형상 변경 가능 몸체(29)를 포함하며, 그러한 제4 형상 변경 가능 몸체(29)는, 상기 제4 캐비티(30) 내의 제4 압력이 증가 또는 감소될 때, 개별적으로, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 상기 제4 형상 변경 가능 몸체(29)의 축 방향 치수가 증가 또는 감소하는 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 별개의 항복 구성 요소(10)는, 상기 보어(26)의 회전 표면(surface of revolution)(32)에 부착되는, 반경 방향 조정 가능 몸체(31)를 포함하며, 그러한 반경 방향 조정 가능 몸체(31)는, 상기 내부 챔버 내의 제3 작동 챔버가 상기 내부 챔버 내의 제4 작동 챔버로부터 격리되거나 또는 그와 유체 소통 상태로 배치될 수 있는 방식으로, 상기 로터(3a, 3b)와 상기 회전 표면(32) 사이의 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 반경 방향 간극을 밀봉하거나 개방할 수 있도록 구성되는, 제2 특정 변형 가능 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 요소.
18. 제17항에 있어서,
    상기 반경 방향 조정 가능 몸체(31)는, 상기 내부 챔버로부터 폐쇄 또는 실질적으로 폐쇄되는 제5 캐비티(34)를 에워싸는, 제5 형상 변경 가능 몸체(33)를 포함하며, 그러한 제5 형상 변경 가능 몸체(33)는, 상기 제5 캐비티(34)의 제5 압력이 증가 또는 감소될 때, 개별적으로, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 따르는 상기 제5 형상 변경 가능 몸체(33)의 반경 방향 치수가 증가 또는 감소하는 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 요소.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    요소(1)는, 상기 하우징(2)에 대해 상기 위치 조절 가능 부분을 위치 조절하기 위한, 기계식, 유압식 및/또는 공압식 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 요소.
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    요소(1)는, 상기 위치 조절 가능 부분을 구동하기 위한 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소.
21. 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 장치로서,
    제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 요소(1)를 포함하는 것인, 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 장치.
22. 별개의 항복 구성 요소(10)로서,
    제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 요소(1) 또는 제21항에 따른 장치 내에서의 사용을 위한 것인, 별개의 항복 구성 요소.
23. 가스를 압축 또는 팽창시키기 위한 요소를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 요소(1)는,
    - 내부 챔버를 포함하는 강성 하우징(2);
    - 상기 내부 챔버 내에 위치하며 그리고 로터 샤프트(4a, 4b)를 포함하는 로터(3a, 3b); 및
    - 상기 로터(3a, 3b)의 상기 로터 샤프트(4a, 4b)가 그 내부에서 베어링 지지되는 하나 이상의 베어링(7)으로서, 상기 로터 샤프트(4a, 4b)를 갖는 상기 로터(3a, 3b)는 이러한 베어링(7)에 의해 하우징(2)에 대해 회전 가능하게 장착되는 것인, 하나 이상의 베어링(7)을 포함하며,
    상기 로터(3a, 3b)는, 상기 내부 챔버의 벽(5)에 대해 하나 이상의 간극을 두고 장착되는 것인, 방법에 있어서,
    방법은, 상기 요소(1)의 별개의 항복 구성 요소(10)의 위치 조절 가능 부분을 상기 하우징(2)에 대해 위치 조절함으로써 상기 간극들 중 적어도 하나에 작용시키는 단계를 포함하고,
    상기 별개의 항복 구성 요소(10)의 고정 부분이, 상기 하우징(2)에 대해 고정된 또는 실질적으로 고정된 위치에 유지되며, 그리고
    이러한 별개의 항복 구성 요소(10)는, 상기 로터(3a, 3b)에 직접적으로 부착되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제23항에 있어서,
    상기 하나 이상의 베어링(7) 중의 하나의 베어링이, 전체적으로 상기 하우징(2)에 대해 이동 가능하게 배열되며; 그리고 상기 간극들 중 적어도 하나에 작용 시에, 상기 위치 조절 가능 부분은, 상기 하우징(2)에 대한 상기 베어링의 비회전 부분과 접촉하도록 구성되며 그리고 그러한 경우에, 상기 베어링이 전체적으로 상기 로터(3a, 3b)와 함께 상기 하우징(2)에 대해 이동되는 방식으로, 이러한 비회전 부분에 힘을 가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
25. 제23항 또는 제24항에 있어서,
    상기 위치 조절 가능 부분은, 상기 간극들 중 적어도 하나가 상기 위치 조절 가능 부분에 의해 밀봉되거나 개방되는 방식으로, 상기 간극들 중 적어도 하나의 안으로 또는 밖으로 개별적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
26. 제23 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요소(1)는 복수의 로터(3a, 3b)를 포함하고, 상기 복수의 로터(3a, 3b)는, 상기 로터들(3a, 3b)에 의해 상기 내부 챔버 내에, 하나 또는 복수의 실질적으로 상호 폐쇄된 작동 챔버가 형성되는 방식으로, 상호 간극을 두고 장착되며, 그리고
    방법은, 상기 하우징(2)에 대해 상기 위치 조절 가능 부분을 위치 조절함으로써 상기 상호 간극의 크기를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
27. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간극들 중 적어도 하나는, 상기 요소(1)가 작동 중이 아닐 때 제어되며, 및/또는 상기 요소(1)가 작동에 들어가기 이전에 사전 한정된 값으로 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
28. 제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간극들 중 적어도 하나는, 상기 요소(1)가 작동 중일 때 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제23항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(2)에 대해 상기 위치 조절 가능 부분을 위치 조절하는 것은, 기계식으로, 유압식으로 및/또는 공압식으로 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
    

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