KR20220110262A

KR20220110262A - 극저온 피스톤링

Info

Publication number: KR20220110262A
Application number: KR1020227022638A
Authority: KR
Inventors: 조슈아 웨인 스테펜
Original assignee: 에이시디, 엘엘시.
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2020-12-16
Publication date: 2022-08-05
Also published as: EP4077983A4; US11326694B2; US20210180694A1; WO2021127695A1; CN114761712A; KR102639899B1; CN114761712B; JP2023507320A; EP4077983A1

Abstract

본 발명은 극저온 펌프의 피스톤링 세트에 관한 것으로, 중심을 따라 종축선을 형성하는 제1 피스톤링; 및 종축선을 따라 제1 피스톤링에 대해 동심으로 배치된 제2 피스톤링;을 포함하고, 제1, 제2 피스톤링들이 서로 형상이 비슷하지 않으며; 제1, 제2 피스톤링들이 서로 결합하여 중공 원통을 형성하고; 제1 피스톤링이 C형이며, 제1 피스톤링의 중간부는 제1 피스톤링의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치하고; 제1 단부의 제1 말단부와 제2 단부의 제2 말단부 사이에 피스톤링 갭이 위치하며; 제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통을 형성할 때, 제2 피스톤링은 제1 피스톤링의 중간부를 따라 뻗지 않고 제1 피스톤링의 제1, 제2 단부들을 따라 뻗는다.

Description

극저온 피스톤링

본 발명은 피스톤링에 관한 것으로, 구체적으로는 개선된 극저온 피스톤링에 관한 것이다.

피스톤링은 다양한 디자인의 엔진 및/또는 다양한 펌프의 피스톤 외경에 부착되는 금속 분할 링이다. 예를 들어, 이런 엔진으로 내연기관, 증기기관 및 극저온 펌프 등이 있다. 엔진에서 피스톤링의 주요 기능은 연소실을 밀봉하여 크랭크 케이스로의 가스 손실을 최소화하는 것이다. 우수한 피스톤링 디자인은 피스톤에서 실린더 벽으로의 열전달을 개선하고, 피스톤과 실린더벽 사이에 적절한 양의 오일을 유지하며, 실린더벽에서 오일을 긁어내 기름통으로 보내 엔진오일 소비를 조절하는데 중요하다. 펌프에서 우수한 피스톤링 디자인은 압력 손실을 방지하고 펌핑할 유체나 가스를 보다 효율적으로 운반한다.

주지하는 바와 같이, 피스톤링 디자인은 엔진과 펌프를 디자인할 때 중요한 요소이다. 따라서, 극저온 적용을 위해 개선된 피스톤링 디자인이 필요하다. 본 발명은 이런 요구를 충족시키고 다른 관련 이점을 제공한다.

발명의 요약

본 발명에 따른 극저온 펌프의 피스톤링 세트(100)는: 중심을 따라 종축선을 형성하는 제1 피스톤링; 및 종축선을 따라 제1 피스톤링에 대해 동심으로 배치된 제2 피스톤링;을 포함하고, 제1, 제2 피스톤링들이 서로 형상이 비슷하지 않으며; 제1, 제2 피스톤링들이 서로 결합하여 중공 원통을 형성하고; 제1 피스톤링이 C형이며, 제1 피스톤링의 중간부는 제1 피스톤링의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치하고; 제1 단부의 제1 말단부와 제2 단부의 제2 말단부 사이에 피스톤링 갭이 위치하며; 제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통을 형성할 때, 제2 피스톤링은 제1 피스톤링의 중간부를 따라 뻗지 않고 제1 피스톤링의 제1, 제2 단부들을 따라 뻗는다.

이때, 제1 피스톤링은 외경면과 외경면 반대쪽의 내경면을 갖고, 내경면은 윗면과 밑면 사이에서 윗면과 밑면에 접하고; 상기 중간부, 제1 단부 및 제2 단부의 외경면은 직경이 동일하며; 중간부, 제1 단부 및 제2 단부의 윗면은 같은 평면상에 있고; 제1 단부와 제2 단부의 내경면은 중간부의 내경면보다 직경이 크며; 중간부의 밑면은 제1 단부와 제2 단부의 밑면과 같은 평면에 있지 않을 수 있다.

또, 제2 피스톤링은 내경면과, 내경면 반대쪽의 제1, 제2 외경면들, 밑면, 밑면 반대쪽의 제1, 제2 윗면들을 갖고, 상기 내경면은 제1 윗면에 접하고, 제1 윗면은 제2 외경면에 접하며, 제2 외경면은 제2 윗면에 접하고, 제2 윗면은 제1 외경면에 접하며, 제2 외경면은 밑면에 접하고, 밑면은 내경면에 접하며; 제1 외경면의 직경이 제2 외경면보다 크고; 제1, 제2 윗면들이 같은 평면에 있지 않을 수도 있다.

또, 제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통을 이룰 때, 제1 피스톤링의 윗면이 제2 피스톤링의 제1 윗면과 정렬되고; 제1 피스톤링의 외경면이 제2 피스톤링의 제1 외경면과 정렬되며; 중간부에서 제1 피스톤링의 밑면이 제2 피스톤링의 밑면과 정렬되고; 제1, 제2 단부들에서 제1 피스톤링의 내경면이 제2 피스톤링의 제2 외경면과 맞닿으며; 제1, 제2 단부들에서 제1 피스톤링의 밑면이 제2 피스톤링의 제2 윗면과 맞닿을 수도 있다.

또, 중간부의 종축선에 수직으로 취한 단면적이 제1 단부나 제2 단부의 종축선에 수직으로 취한 단면적보다 클 수 있다.

또, 제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통을 형성할 때 제1 피스톤링의 피스톤링 갭 사이에 제2 피스톤링 돌기가 위치할 수도 있다.

이 경우, 제2 피스톤링 돌기가 제2 피스톤링의 제2 외경면과 제1 외경면 밖으로 뻗을 수 있다.

또, 제1, 제2 피스톤링들의 내부에 익스팬더링이 동심으로 위치할 수도 있다.

이 경우, 익스팬더링의 제1 말단부와 제2 말단부 사이에 익스팬더링 갭이 위치할 수 있다. 또, 익스팬더링 갭 사이에 제1 피스톤링 돌기가 위치할 수도 있다. 또, 제1 피스톤링 돌기가 제1 피스톤링의 중간부의 내경면 안쪽으로 뻗을 수도 있다.

또, 제1, 제2 피스톤링들이 PTFE를 포함할 수 있다.

또, 익스팬더링이 오스테나이트 스테인리스강이나 베릴륨 구리를 포함할 수 있다.

또, 제1 피스톤링의 외경면과 제2 피스톤링의 제1 외경면이 극저온 펌프의 보어 내면에 맞닿을 수도 있다.

도 1은 종래의 피스톤링 디자인의 사시도;
도 2는 도 2의 2-2선 단면도로, 피스톤 보어내에 배치된 피스톤링을 보여줌;
도 3은 도 2의 3-3선 단면도로, 피스톤 보어와 하부 피스톤 갭 안에 배치된 피스톤링들을 보여줌;
도 4는 도 2의 4-4선 단면도로, 도 1은 피스톤 보어와 상부 피스톤갭 안에 배치된 피스톤링을 보여줌;
도 5는 도 2의 구조의 평면도로, 2개의 피스톤 갭들 사이의 누출로를 보여줌;
도 6은 본 발명의 피스톤링 세트의 사시도;
도 7은 도 6의 구조의 분해사시도;
도 8은 도 6의 8-8선 단면 사시도;
도 9는 도 7의 9-9선 단면도;
도 10은 도 7의 10-10선 단면도;
도 11은 도 6의 구조의 평면도로, 2개 피스톤링들 사이의 감소된 용량 누출로를 보여준다.

여기 사용된 "유체"란 액체와 기체 모두를 포함하며, 이런 액체와 기체는 별도로 생기거나 동시에 생길 수 있다.

도 1은 일반 피스톤링 디자인(10)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 2-2선 단면도로 피스톤 내부에 배치된 피스톤링을 보여준다. 피스톤링(12a~b)은 서로 동일하고 피스톤(16)의 피스톤홈(14)에 배치된다. 피스톤링(12a~b) 안에 익스팬더링(18)은 동심으로 배치되면서 피스톤링들과 보어(20) 사이를 접촉시키는 확장력을 일으킨다. 도 1에서 보듯이, 상부 피스톤링(12a)은 하부 피스톤링(12b)에 비해 180도 회전 설치되어 사용할 때의 충격을 줄인다.

이 디자인의 문제점은 피스톤홈 외경(22)과 피스톤링 내경(24) 사이에서 피스톤링 뒷쪽 축방향으로 피스톤링 밑에 직접적인 누출로가 생긴다는데 있다. 첫째, 펌핑중에 피스톤이 하향하는 동안 열려있는 전방 갭(26)이 생기고. 피스톤링 뒤의 공간(14)으로 유체가 자유롭게 들어갈 수 있다.

둘째, 도 3에서 보듯이, 하부 링(12b)의 갭(30b)이 홈안에서 피스톤링 후방영역에 직접적인 누출로를 제공한다. 피스톤링 후방영역에 들어간 유체는 피스톤홈을 돌아다니면서 상부링의 갭(30a)을 파고들다가 저압측으로 빠져나간다(도 4 참조). 이는 전체 펌프에서 가장 심각한 누출로이고 펌프성능에 큰 영향을 미친다고 본다. 갭(30a~b)은 일반적으로 실온에서 설치할 때는 아주 작은(0에 가까운) 크기로 유지된다. 작동이 시작되면 피스톤링 재료의 열팽창계수가 훨씬 더 크고 유체가 극저온 유체여서 피스톤링 재료가 피스톤 보어에 비해 수축하여 갭이 더 벌어진다.

도 5는 도 1의 구조의 평면도이다. 누출로(32)가 갭(30b)에서 시작해 피스톤링의 내부를 타고 다른 갭(30a)에 이르는 것으로 보인다.

설상가상으로, 상부링과 하부링 사이의 갭들(30a~b)이 작동중에는 회전해 정렬되는 것이 자주 보였다. 이는 밀봉기능을 더 감소시키고 피스톤링에 아주 직접적인 누출로를 생성한다.

마지막으로, 사용중 피스톤링이 마모됨에 따라 갭과 기타 공차들이 계속해서 더 벌어져 누출률도 더 커지고 성능은 더 떨어진다.

익스팬더링(18)은 보어(20)의 내면(21)에 피스톤링들을 항상 밀착시키는 역할을 한다. 예를 들어, 피스톤링들이 극저온 유체 온도에 노출되어 수축하면, 익스팬더링은 피스톤링을 바깥쪽으로 밀어내 보어 벽면에 밀착시키고 유체가 링 갭을 통해 링 외부가 아닌 링 내부로 누출되도록 하여, 링과 익스팬더를 무너뜨리고 누출로를 크게 벌린다.

익스팬더링 갭(19)이 피스톤링들에 대해 회전하면서 갭들(30a~b) 중 하나나 둘다와 바람직하지 않게 정렬될 수 있다는 것도 주목해야 한다.

도 6~11은 열수축, 작동중 회전 및 마모로 인한 종래 링의 직접적 누출로를 줄이기 위한 본 발명의 피스톤링 세트(100)의 실시예이다. 극저온 펌프용으로 새롭게 제안된 피스톤링 디자인은 앞의 3가지 문제를 줄이거나 없애기 위한 것이다.

도시된 바와 같이, 피스톤링 조립체(100)의 2개의 비유사 형상 피스톤링들(112a~b)이 서로 협력한다. 큰 피스톤링(112a)은 일반적으로 위에(피스톤홈의 하류측/저압측)에 위치하고, 제2 피스톤링(112b)의 돌출 탭(140)) 근처의 갭을 제외하고 연속적인 밀봉기능을 한다. 이제 피스톤링 세트의 후면으로 들어간 유체는 상부 링(112a)과 하부 링(112b) 사이의 작은 갭을 통과해 탭(140)까지 움직인 다음 상부 링(112a)의 외부에서 갭을 빠져나간다. 이 갭은 링 뒤의 압력을 받아 작동중에 단단히 닫혀 최소화되면서 유체흐름을 효과적으로 제한한다. 링이 마모되고 수축하면서 항상 압력을 받아 닫히기 때문에 크기가 아닌 누출로의 길이만 줄어든다.

상하부 피스톤링들의 형상은 도 6~7 및 도 9~10과 같다. 극저온 펌프용 피스톤링 세트는 중심(115)에 종축선(114)을 형성하는 제1 피스톤링(112a)과, 이 종축선을 따라 제1 피스톤링에 동심으로 배치된 제2 피스톤링(112b)을 갖는다.

도 7과 같이, 제1, 제2 피스톤링들은 형상이 비슷하지 않지만 서로 맞닿았을 때 중공 원통을 형성한다. 본질적으로, 상부 피스톤링(112a)과 하부 피스톤링(112b)이 결합되면 도 1과 비슷한 형상을 취한다. 이는 본 발명의 피스톤링이 종래의 피스톤링을 대체할 수 있음을 의미한다.

제1 피스톤링(112a)은 제1 단부(117)와 제2 단부(118) 사이의 중간부(116)가 C형이고, 중간부는 양단부와는 단면 형태가 다르다. 제1, 제2 단부들은 단면적이 훨씬 작고 하부 피스톤링(112b)의 형상에 잘 맞닿는다. 도 7에 도시된 바와 같이, 피스톤링 갭(119)은 제1 단부의 제1 말단부(117d)와 제2 단부의 제2 말단부(118d) 사이에 있다.

제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통 형상을 형성할 때, 제2 피스톤링은 제1 피스톤링의 제1 단부와 제2 단부를 따라 뻗지만 중간부를 따라 뻗지는 않는다. 이런 식으로 두 개의 피스톤링이 결합되어 전체적으로 원통형의 피스톤링 세트를 형성한다.

제1 (상부) 피스톤링(112a)의 형상에 대해 도 9를 본다. 제1 피스톤링의 내경면(124)과 외경면(122)은 밑면(128)과 윗면(126) 사이에서 윗면과 밑면에 이어진다. 중간부, 제1 단부 및 제2 단부의 외경면은 제1 피스톤링 전체적으로 같은 직경을 갖는다. 중간부, 제1 단부 및 제2 단부의 윗면은 제1 피스톤링 전체에 걸쳐 동일 평면에 있다. 제 1 단부와 제 2 단부의 내경면은 중간부의 내경면에 비해 직경이 크다. 또, 중간부의 밑면은 제1 단부 및 제2 단부의 밑면과 같은 평면에 있지 않다.

제2 (하부) 피스톤링(112b)의 형상에 대해 도 10을 참조한다. 제2 피스톤링은 제1 외경면(132)과 제2 외경면(133) 반대쪽에 내경면(134)을 갖고, 밑면(138)은 제1 윗면(136)과 제2 윗면(137) 반대쪽에 있다. 도 10에서, 내경면 반시계방향으로 먼저 제1 윗면에 접하고, 이 윗면은 제2 외경면에 접하며, 이 외경면은 제2 윗면에 접하고, 제2 윗면은 제1 외경면에 접하고, 제1 외경면은 밑면에 접하고, 밑면은 내경면에 접한다. 제1 외경면은 제2 외경면과 비교하여 직경이 더 크고, 제1, 제2 윗면들은 같은 평면에 있지 않다고 말할 수 있다.

제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통 형상을 이룰 때: 제1 피스톤링의 윗면(126)이 제2 피스톤링의 제1 윗면(136)과 정렬되고; 제1 피스톤링의 외경면(122)은 제2 피스톤링의 제1 외경면(132)과 정렬되며; 중간부의 제1 피스톤링의 밑면(128)은 제2 피스톤링의 밑면(138)과 정렬되고; 제1, 제2 단부에서의 제1 피스톤링의 내경면(124)은 제2 피스톤링의 제2 외경면(133)과 맞닿으며; 제1, 제2 단부들에서의 제1 피스톤링의 밑면(128)은 제2 피스톤링의 제2 윗면(137)과 맞닿는다.

도 7~10에서 보듯이, 제1 피스톤링의 중간부의 종축선에 수직으로 취한 단면적은 제1 단부나 제2 단부의 종축선에 수직으로 취한 단면적보다 크다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제2 피스톤링(112b)은 제1 피스톤링(112a)이 제2 피스톤링(112b)과 맞닿아 원통을 형성할 때 제2 피스톤링의 돌기(140)가 제1 피스톤링의 갭(119) 사이에 위치한다. 제2 피스톤링 돌기는 제2 피스톤링의 제2 외경면과 제1 외경면 바깥쪽으로 뻗는다.

피스톤링 재료는 공지의 재료로, 극저온에서 가요성과 연성을 유지하면서 보어 벽과의 마찰은 낮고 압출은 방지할 정도의 강도를 가져야 한다. 제1, 제2 피스톤링은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 다양한 PTFE 합성물로 만들어질 수 있다.

익스팬더링(120)은 제1, 제2 피스톤링들 안에 동심으로 배치되고, 제1, 제2 피스톤링들을 바깥쪽으로 밀어 극저온 펌프의 보어(20)의 내면(21)에 대한 피스톤링들을 밀착시키는 것을 돕는다. 익스팬더링의 제1 말단부(142d)와 제2 말단부(143d) 사이에 익스팬더링 갭(140)이 있다.

제1 피스톤링의 돌기(144)는 익스팬더링 갭(140) 사이에 위치해, 사용시 익스팬더링이 종축선을 중심으로 회전하는 것을 방지한다. 제1 피스톤링 돌기는 제1 피스톤링의 중간부의 중심(146)에서 내경면 안쪽으로 뻗는다.

익스팬더링(스프링)의 재료도 당업계에 공지되었다. 익스팬더링은 극저온에서 스프링 부하와 연성을 유지해야 한다. 따라서, 익스팬더링은 오스테나이트계 스테인리스강이나 베릴륨 구리로 만들어질 수 있다.

Claims

극저온 펌프의 피스톤링 세트에 있어서:
중심을 따라 종축선을 형성하는 제1 피스톤링; 및
상기 종축선을 따라 제1 피스톤링에 대해 동심으로 배치된 제2 피스톤링;을 포함하고,
상기 제1, 제2 피스톤링들이 서로 형상이 비슷하지 않으며;
제1, 제2 피스톤링들이 서로 결합하여 중공 원통을 형성하고;
제1 피스톤링이 C형이며, 제1 피스톤링의 중간부는 제1 피스톤링의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치하고;
제1 단부의 제1 말단부와 제2 단부의 제2 말단부 사이에 피스톤링 갭이 위치하며;
제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통을 형성할 때, 제2 피스톤링은 제1 피스톤링의 중간부를 따라 뻗지 않고 제1 피스톤링의 제1, 제2 단부들을 따라 뻗는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제1항에 있어서, 제1 피스톤링은 외경면과 외경면 반대쪽의 내경면을 갖고, 내경면은 윗면과 밑면 사이에서 윗면과 밑면에 접하고; 상기 중간부, 제1 단부 및 제2 단부의 외경면은 직경이 동일하며; 중간부, 제1 단부 및 제2 단부의 윗면은 같은 평면상에 있고; 제1 단부와 제2 단부의 내경면은 중간부의 내경면보다 직경이 크며; 중간부의 밑면은 제1 단부와 제2 단부의 밑면과 같은 평면에 있지 않은 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제2항에 있어서, 제2 피스톤링은 내경면과, 내경면 반대쪽의 제1, 제2 외경면들, 밑면, 밑면 반대쪽의 제1, 제2 윗면들을 갖고, 상기 내경면은 제1 윗면에 접하고, 제1 윗면은 제2 외경면에 접하며, 제2 외경면은 제2 윗면에 접하고, 제2 윗면은 제1 외경면에 접하며, 제2 외경면은 밑면에 접하고, 밑면은 내경면에 접하며; 제1 외경면의 직경이 제2 외경면보다 크고; 제1, 제2 윗면들이 같은 평면에 있지 않은 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제3항에 있어서, 제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통을 이룰 때,
제1 피스톤링의 윗면이 제2 피스톤링의 제1 윗면과 정렬되고;
제1 피스톤링의 외경면이 제2 피스톤링의 제1 외경면과 정렬되며;
중간부에서 제1 피스톤링의 밑면이 제2 피스톤링의 밑면과 정렬되고;
제1, 제2 단부들에서 제1 피스톤링의 내경면이 제2 피스톤링의 제2 외경면과 맞닿으며;
제1, 제2 단부들에서 제1 피스톤링의 밑면이 제2 피스톤링의 제2 윗면과 맞닿는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제1항에 있어서, 중간부의 종축선에 수직으로 취한 단면적이 제1 단부나 제2 단부의 종축선에 수직으로 취한 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제3항에 있어서, 제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통을 형성할 때 제1 피스톤링의 피스톤링 갭 사이에 위치하는 제2 피스톤링 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제6항에 있어서, 제2 피스톤링 돌기가 제2 피스톤링의 제2 외경면과 제1 외경면 밖으로 뻗는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제3항에 있어서, 제1, 제2 피스톤링들의 내부에 동심으로 배치되는 익스팬더링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제8항에 있어서, 익스팬더링의 제1 말단부와 제2 말단부 사이에 익스팬더링 갭이 위치하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제9항에 있어서, 익스팬더링 갭 사이에 위치하는 제1 피스톤링 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제10항에 있어서, 제1 피스톤링 돌기가 제1 피스톤링의 중간부의 내경면 안쪽으로 뻗는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제1항에 있어서, 제1, 제2 피스톤링들이 PTFE를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제8항에 있어서, 익스팬더링이 오스테나이트 스테인리스강이나 베릴륨 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제1항에 있어서, 제1 피스톤링의 외경면과 제2 피스톤링의 제1 외경면이 극저온 펌프의 보어 내면에 맞닿는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
극저온 펌프의 피스톤링 세트에 있어서:
중심을 따라 종축선을 형성하는 제1 피스톤링; 및
상기 종축선을 따라 제1 피스톤링에 대해 동심으로 배치된 제2 피스톤링;을 포함하고,
상기 제1, 제2 피스톤링들이 서로 형상이 비슷하지 않으며;
제1, 제2 피스톤링들이 서로 결합하여 중공 원통을 형성하고;
제1 피스톤링이 C형이며, 제1 피스톤링의 중간부는 제1 피스톤링의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치하고;
제1 단부의 제1 말단부와 제2 단부의 제2 말단부 사이에 피스톤링 갭이 위치하며;
제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통을 형성할 때, 제2 피스톤링은 제1 피스톤링의 중간부를 따라 뻗지 않고 제1 피스톤링의 제1, 제2 단부들을 따라 뻗으며;
제1 피스톤링은 외경면과 외경면 반대쪽의 내경면을 갖고, 내경면은 윗면과 밑면 사이에서 윗면과 밑면에 접하고;
상기 중간부, 제1 단부 및 제2 단부의 외경면은 직경이 동일하며;
중간부, 제1 단부 및 제2 단부의 윗면은 같은 평면상에 있고;
제1 단부와 제2 단부의 내경면은 중간부의 내경면보다 직경이 크며;
중간부의 밑면은 제1 단부와 제2 단부의 밑면과 같은 평면에 있지 않고;
제2 피스톤링은 내경면과, 내경면 반대쪽의 제1, 제2 외경면들, 밑면, 밑면 반대쪽의 제1, 제2 윗면들을 갖고, 제2 피스톤링의 내경면은 제1 윗면에 접하고, 제1 윗면은 제2 외경면에 접하며, 제2 외경면은 제2 윗면에 접하고, 제2 윗면은 제1 외경면에 접하며, 제2 외경면은 밑면에 접하고, 밑면은 제2 피스톤링의 내경면에 접하며; 제1 외경면의 직경이 제2 외경면보다 크고; 제1, 제2 윗면들이 같은 평면에 있지 않으며;
제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통을 이룰 때,
제1 피스톤링의 윗면이 제2 피스톤링의 제1 윗면과 정렬되고;
제1 피스톤링의 외경면이 제2 피스톤링의 제1 외경면과 정렬되며;
중간부에서 제1 피스톤링의 밑면이 제2 피스톤링의 밑면과 정렬되고;
제1, 제2 단부들에서 제1 피스톤링의 내경면이 제2 피스톤링의 제2 외경면과 맞닿으며;
제1, 제2 단부들에서 제1 피스톤링의 밑면이 제2 피스톤링의 제2 윗면과 맞닿는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
극저온 펌프의 피스톤링 세트에 있어서:
중심을 따라 종축선을 형성하는 제1 피스톤링;
상기 종축선을 따라 제1 피스톤링에 대해 동심으로 배치된 제2 피스톤링; 및
제1, 제2 피스톤링들 내부에 동심으로 위치하는 익스팬더링;을 포함하고,
상기 제1, 제2 피스톤링들이 서로 형상이 비슷하지 않으며;
제1, 제2 피스톤링들이 서로 결합하여 중공 원통을 형성하고;
제1 피스톤링이 C형이며, 제1 피스톤링의 중간부는 제1 피스톤링의 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치하고;
제1 단부의 제1 말단부와 제2 단부의 제2 말단부 사이에 피스톤링 갭이 위치하며;
제1 피스톤링이 제2 피스톤링과 맞닿아 중공 원통을 형성할 때, 제2 피스톤링은 제1 피스톤링의 중간부를 따라 뻗지 않고 제1 피스톤링의 제1, 제2 단부들을 따라 뻗으며;
중간부의 종축선에 수직으로 취한 단면적이 제1 단부나 제2 단부의 종축선에 수직으로 취한 단면적보다 크고;
제1 피스톤링의 외경면과 제2 피스톤링의 제1 외경면이 극저온 펌프의 보어의 내면에 맞닿는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.
제16항에 있어서, 익스팬더링의 제1 말단부와 제2 말단부 사이에 익스팬더링 갭이 위치하고, 익스팬더링 갭 사이에 위치하는 제1 피스톤링 돌기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 세트.