KR20220148858A

KR20220148858A - 피스톤 링 배열체, 피스톤 압축기 및 압축 챔버를 밀봉하는 방법

Info

Publication number: KR20220148858A
Application number: KR1020227033554A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 플러드
Original assignee: 부르크하르트 콤프레션 아게
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2022-11-07
Also published as: JP2023516701A; US20230184332A1; CN115769010A; EP4118365A1; EP3875807A1; WO2021175905A1

Abstract

피스톤 링 조립체(1)는 제1 및 제2 무단 밀봉 링(2, 4) 및 탄성 링 캐리어(3)를 포함하며, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은 주위 방향(U)으로 연장되고 외주면(2a, 4a)을 각각 갖고; 제1 밀봉 링(2)은 그 외주면(2a)에 대한 제1 중심점(M₁)을 갖고 제2 밀봉 링(4)은 그 제2 외주면(4a)에 대한 중심점(M₂)을 갖고; 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은 주위 방향(U)에 대해 수직으로 연장되는 길이방향 축(L)을 각각 갖고; 링 캐리어(3)는 주위 방향(U)으로 연장되고; 링 캐리어(3)와 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)이 길이방향(L)에서 링 캐리어(3)에 차례로 배치되고 그 제1 및 제2 중심점(M₁, M₂)이 길이방향 축(L)으로부터 반경방향으로 상호 거리를 두고 배치되도록 상호 적응된 설계를 가지며, 피스톤 링 조립체(1)가 본 발명에 따른 방식으로 사용될 때, 밀봉 링(2, 4)은 실린더(11)의 내벽(11a)에 대해 직경방향으로 대향되는 방식으로 가압된다.

Description

피스톤 링 배열체, 피스톤 압축기 및 압축 챔버를 밀봉하는 방법

본 발명은 피스톤 링 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 피스톤 링 조립체를 포함하는 피스톤 압축기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 압축 챔버를 밀봉하는 방법에 관한 것이다.

실린더 및 그 안에서 선형적으로 이동가능한 피스톤을 포함하는 피스톤 압축기가 알려져 있다. 하나의 가능한 실시예에서, 피스톤 링이 피스톤 상에 배치되고, 피스톤 링은 피스톤 링이 실린더 및 이동가능 피스톤에 의해 경계를 이루는 압축 챔버를 밀봉하도록 실린더 벽을 따라 활주한다. 공보 WO 98/55783A1은 도 6에 피스톤 링이 피스톤 상에 배치되고 실린더 벽에 대해 마찰되는 건식-작동 피스톤 압축기를 개시한다. 이러한 공지된 피스톤 링은, 하중 하에서 현저한 콜드 플로(cold flow)를 나타내고, 이것이 피스톤 링의 급격한 마모를 초래하기 때문에, 높은 압력차에서 제한된 사용 범위에만 적합하다. US 2013/0154197 A1은 피스톤 압축기의 피스톤 로드를 위한 밀봉 배열체를 개시하며, 밀봉 배열체는 마모 보상을 위해 피스톤 로드의 연장 방향에 대해 횡방향으로 공통 링 캐리어에 이동가능하게 장착되는 2개의 무단 밀봉 링을 포함한다. 그러나, 이러한 밀봉 배열체는 실린더 및 이동가능 피스톤에 의해 경계를 이루는 압축 챔버의 밀봉에 기여하지 않는다.

본 발명의 목적은 더 유리한 동작 특성을 갖는 피스톤 링 조립체 및 피스톤 압축기를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 피스톤 링 조립체로 해결된다. 종속 청구항 2 내지 10은 본 발명의 추가의 유리한 실시예에 관한 것이다. 상기 목적은 청구항 12의 특징을 포함하는 피스톤 압축기로 추가로 해결된다. 종속 청구항 13 및 14는 추가의 유리한 실시예에 관한 것이다. 상기 목적은 청구항 15의 특징을 포함하는 압축 챔버를 밀봉하는 방법으로 추가로 해결된다. 종속 청구항 16은 추가의 유리한 방법에 관한 것이다. 상기 목적은 동압 성분을 밀봉하기 위한 압력 차단기로서의 청구항 17에 따른 피스톤 링 조립체의 사용으로 추가로 해결된다.

상기 목적은 특히 제1 및 제2 무단 밀봉 링과 탄성 링 캐리어를 포함하는 피스톤 링 조립체로 해결되며, 제1 및 제2 밀봉 링은 원주 방향으로 연장되고 각각은 외주면을 갖고, 제1 밀봉 링은 그 외주면에 대한 제1 중심점을 갖고, 제2 밀봉 링은 그 외주면에 대한 제2 중심점을 갖고, 제1 및 제2 밀봉 링은 각각 원주 방향에 대해 수직으로 연장되는 길이방향 축을 갖고, 링 캐리어는 원주 방향으로 연장되고, 링 캐리어와 제1 및 제2 밀봉 링은, 제1 및 제2 밀봉 링이 길이방향 축의 방향으로 링 캐리어에 연속적으로 배치되고 그 제1 및 제2 중심이 길이방향 축에 대해 반경방향으로 상호 이격되어 배치되는 방식으로 상호 적응되도록 설계된다.

상기 목적은 실린더, 실린더 내에 배치되는 피스톤, 및 피스톤 상에 배치되는 본 발명에 따른 적어도 하나의 피스톤 링 조립체를 포함하는 피스톤 압축기로 추가로 해결된다.

피스톤 압축기는 압축 챔버를 한정하는 실린더 및 피스톤을 포함하고, 피스톤은 유리하게는, 압축 챔버로부터 시작해서, 길이방향 축의 방향으로 제1 부분 섹션 및 후속하여 제2 부분 섹션을 갖고, 적어도 하나의 피스톤 링 조립체는 제1 부분 섹션을 따라 배치되고, 바람직하게는 정압을 밀봉하는 적어도 하나의 피스톤 링이 제2 부분 섹션을 따라 배치되며, 피스톤 링 조립체는 바람직하게는 동압 성분을 밀봉한다.

상기 목적은 실린더 및 그 내부에 배치되고 길이방향 축의 방향으로 이동가능한 피스톤에 의해 한정되는 압축 챔버를 밀봉하는 방법으로 추가로 해결되고, 제1 및 제2 무단 밀봉 링을 포함하는 피스톤 링 조립체가 피스톤 상에 배치되고, 제1 및 제2 무단 밀봉 링은 아이들 상태에서 횡방향으로 가압되고, 특히 길이방향 축에 대해 수직으로 실린더의 내벽에 대해 대향하는 방향으로 가압되고, 제1 및 제2 무단 밀봉 링은 실린더의 압축 챔버에서 상승하는 내부 압력에 의해 피스톤의 압축 단계 동안 실린더의 내벽에 대해 대향하는 방향으로 추가로 가압된다.

유리한 실시예에서, 본 발명에 따른 피스톤 링 조립체는 길이 방향으로 완전히 밀봉되지 않고 부분적으로만 밀봉된다. 이러한 피스톤 링 조립체는 동압 성분을 밀봉하기 위한 압력 차단기로서 특히 적합하다.

본 발명에 따른 피스톤 링 조립체는 매우 안정적이 되도록 설계될 수 있는 장점을 가지며, 높은 인가 압력차, 예를 들어 최대 500 bar의 압력에 적합하고 수소의 압축에 특히 적합하다. 본 발명에 따른 피스톤 링 조립체가 매우 안정적인 이유 중 하나는 밀봉 링이 무단의 일체형 설계를 가지며, 밀봉 링은 바람직하게는 웨어러블(wearable) 재료, 특히 청동, 회주철 또는 소결 철 같은 금속, 또는 PTFE, 첨가 PTFE(filled PTFE) 또는 PEEK, PI 또는 에폭시 같은 고온 폴리머 같은 같은 플라스틱으로 구성된다. 본 발명에 따른 피스톤 링 조립체는 대향하는 방향으로 실린더의 내벽에 대해 가압되는 2개의 밀봉 링을 포함한다. 그 결과, 각각의 밀봉 링은 일측에서 실린더의 내벽에 대해 가압되고, 특히 밀봉 링이 이미 약간의 마모를 나타내는 경우, 길이방향 축에 대해, 반대측의 실린더의 내벽과 밀봉 링 사이에 작은 간극이 생성된다. 본 발명에 따른 피스톤 링 조립체는 길이방향으로 연속적으로 배치되는 2개의 밀봉 링, 즉 제1 밀봉 링 및 제2 밀봉 링을 포함하며, 제1 밀봉 링은 일측에서 실린더 내벽에 대해 가압되고, 제2 밀봉 링은 길이방향 축에 대해 반대측에서 실린더 내벽에 대해 가압된다. 본 발명에 따른 피스톤 링 조립체가 밀봉 링과 실린더 내벽 사이에서 발생할 수 있는 작은 간극으로 인해 길이방향 축의 방향에서 반드시 완전하게 밀봉되지는 않더라도, 이는 길이방향에서 매우 양호한 밀봉 효과를 가져온다. 따라서, 본 발명에 따른 피스톤 링 조립체는 그 임무가 압축 동안 발생하는 압력 피크를 차단하거나 밀봉하는 것인 소위 압력 차단기 배열체로서 특히 적합하지만, 이러한 압력 차단기 배열체는 길이방향 축의 방향에서 소정의 누설을 가질 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 피스톤 링 조립체는 동적으로 작용하는 압력 힘이 상당히 감소될 수 있어 바람직하게는 본질적으로 오직 정압만이 피스톤의 제2 섹션을 따라 배치되는 피스톤 링에 가해지고 정압을 밀봉하지만, 더 이상 동압은 고압 성분을 갖지 않고, 그 결과 상당히 더 작은 압력 힘이 피스톤 링에 작용하여 정압을 밀봉하고, 이것이 그 사용 수명 또는 사용 수명을 상당히 증가시키는 특정 장점을 갖는다.

본 발명은 여러 실시예에 기초하여 아래에서 상세하게 설명된다.

실시예를 설명하기 위해 사용되는 도면은 다음을 보여준다.
도 1은 피스톤 링 조립체의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 링 캐리어의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 밀봉 링의 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 링 캐리어의 저면도이다.
도 5는 단면선 A-A를 따른 링 캐리어를 통한 단면도이다.
도 6은 도 4의 중심의 상세도이다.
도 7은 이완된 상태의 피스톤 링 조립체를 통한 종단면도이다.
도 8은 실린더, 피스톤, 및 피스톤에 배치된 피스톤 링 조립체를 통한 종단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 피스톤 링 조립체의 평면도이다.
도 10은 교차선 B-B를 따른 도 7에 따른 피스톤 링 조립체를 통한 단면도이다.
도 11은 교차선 D-D를 따른 도 8에 따른 피스톤 링 조립체를 통한 단면도이다.
도 12는 교차선 C-C를 따른 도 8에 따른 피스톤 링 조립체를 통한 단면도이다.
도 13은 도 8에 따른 종단면의 상세한 양태이다.
도 14는 피스톤 링 조립체가 내부에 배치된 피스톤의 측면도이다.
도 15는 이완된 상태의 피스톤 링 조립체의 추가 실시예를 통한 종단면도이다.
도 16은 이완된 상태의 피스톤 링 조립체의 추가 실시예의 평면도이다.
도 17은 피스톤 링 조립체의 추가 실시예를 통한 단면의 상세도이다.
도 18은 피스톤 링 조립체의 추가 실시예를 통한 단면의 상세도이다.
도 19는 도 2에 도시된 링 캐리어의 추가 실시예의 저면도이다.
도 20은 밀봉 링의 추가 실시예의 평면도이다.
도 21은 이완된 상태의 추가의 피스톤 링 조립체를 통한 종단면도이다.
원칙적으로, 도면에서 동일한 부분에는 동일한 참조 부호가 부여된다.

도 1은 제1 무단 밀봉 링(2), 제2 무단 밀봉 링(4), 및 일체형 또는 일-부품 링 캐리어(3)를 포함하는 피스톤 링 조립체(1)의 제1 실시예를 도시한다.

도 2는 도 1에 도시된 링 캐리어(3)의 평면도를 도시한다. 링 캐리어(3)는 원주방향(U)으로 링 캐리어 중심(M) 주위에서 원형으로 연장되고 원주방향(U)에 대해 수직으로 그리고 링 캐리어 중심(M)을 통해 연장되는 길이방향 축(L)을 갖는다. 링 캐리어(3)는 원주방향(U)에서 서로 이격되며 맞대기부(butt) 또는 간극(S)을 형성하는 원주방향(U)의 각각의 측부 상의 단부(3a)를 갖는다. 간극(S)은 바람직하게는 밀봉 링(2)의 외주의 1% 내지 5% 범위의 원주방향(U)의 폭을 갖는다. 밀봉 링(2)은 바람직하게는 30mm 내지 250 mm 범위의 직경을 가지며, 따라서 바람직하게는 94 mm 내지 785 mm 범위의 외주를 갖는다. 링 캐리어(3)는 길이방향 축(L)의 방향으로 연장되고, 원주 방향(U)으로 링 캐리어 중심(M)에 대해 동심으로 연장되며, 일정한 벽 두께(D₁)를 갖는 제1 링 캐리어 웨브(web)(3e)를 포함한다. 제1 링 캐리어 웨브(3e)의 오목한 내면(3g)은 내부 반경(R₁)을 갖고, 제1 링 캐리어 웨브(3e)의 볼록한 외면(3i)은 제1 외부 반경(R₂)을 갖는다. 링 캐리어(3)는 또한 제1 링 캐리어 웨브(3e)를 넘어 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 돌출하는 중간 웨브(3d)을 포함한다. 제1 링 캐리어 웨브(3e) 및 중간 웨브(3d)은 제1 무단 밀봉 링(2)을 수용하기 위한 제1 리세스(3b)를 형성한다. 리세스(3b)는 길이방향 축(L) 및 볼록한 외면(3i)에 대해 수직으로 연장되는 베어링 표면(3l)에 의해 경계를 이룬다.

도 3은 제1 중심점(M₁)을 갖고 내부 반경(R_D1) 및 외부 반경(R_D2)을 갖는 제1 밀봉 링(2)의 평면도를 도시한다. 선택적으로, 밀봉 링(2)은 또한 고정 부분(2c) 또는 회전-방지 장치(2c), 예를 들어 도 3에서 점선으로 도시된 바와 같이 제1 중심점(M₁)을 향해 돌출하는 노즈(nose)를 포함할 수 있다. 도 3은 또한 도시된 실시예에서 설계가 제1 밀봉 링(2)과 동일한 제2 밀봉 링(4)의 평면도를 도시한다. 제2 밀봉 링(4)은 제2 중심점(M₂)을 갖고, 차례로 내부 반경(R_D1) 및 외부 반경(R_D2)을 가지며, 또한 고정 부분(4c)을 선택적으로 가질 수 있다. 또한, 양 밀봉 링(2, 4)은 단부면에 외주면(2a, 4a)과 내주면(2d, 4d)을 갖는다. 바람직하게는, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은 도 3에 도시된 바와 같이 동일한 설계를 갖는다. 그러나, 제1 밀봉 링(2) 및 제2 밀봉 링(4)은 또한 상이한 내부 반경(R_D1)을 각각 가질 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 링 캐리어(3)의 후면의 평면도를 도시한다. 링 캐리어(3)는, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)이 길이방향 축(L)의 방향으로 차례로 배치되고, 그들의 제1 및 제2 중심(M₁, M₂)이 서로 거리를 두고 또는 오프셋되어 길이방향 축(L)에 대해 반경방향 및 횡방향으로 배치되는 방식으로, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)을 수용하도록 설계된다. 링 캐리어(3)는 제2 링 캐리어 웨브(3f)를 포함하고, 그 오목한 내면(3g)은 링 캐리어 중심(M)에 대해 동심으로 원주 방향(U)으로 연장되어, 제1 링 캐리어 웨브(3e) 및 제2 링 캐리어 웨브(3f)의 공통 내면(3g)은 각각 동일한 오목한 코스를 갖거나 또는 길이방향 축(L)의 방향으로 동일한 코스를 갖는다. 제2 링 캐리어 웨브(3f)는 길이방향 축(L)에 대해 원주 방향(U)으로 연장되고, 또한 길이방향 축(L)의 방향으로 연장된다. 링 캐리어(3)는 차례로 중간 웨브(3d)를 포함하며, 이는 제2 링 캐리어 웨브(3f)를 넘어 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 돌출한다. 제2 링 캐리어 웨브(3f)와 중간 웨브(3d)는 제2 무단 밀봉 링(4)을 수용하기 위한 제2 리세스(3c)를 형성한다. 제2 리세스(3c)는 길이방향 축(L)에 대해 수직으로 연장되는 중간 웨브(3d)의 베어링 표면(3k)과 제2 링 캐리어 웨브(3f)의 볼록한 외면(3h)에 의해 경계를 이룬다. 제2 링 캐리어 웨브(3f)의 오목한 내면(3g)은 도 2에서도 볼 수 있는 바와 같이 링 캐리어 중심점(M)에 대해 동심으로 연장되고 제1 링 캐리어 웨브(3e)와 동일한 내부 반경(R₁)을 갖는다. 도 2에 도시된 제1 링 캐리어 웨브(3e)는 원주 방향(U)을 따라 일정한 벽 두께(D₁)를 갖는다. 한편, 도 4에 도시된 제2 링 캐리어 웨브(3f)는 원주 방향(U)에서 변화하는 벽 두께를 갖는다. 제2 링 캐리어 웨브(3f)는 그 볼록한 외면(3h)이 제3 중심점(M₃)에 대해 동심으로 그리고 원형으로 연장되는 방식으로 설계된다. 제3 중심점(M₃)은 도 4 및 훨씬 더 상세하게는 도 6에 도시된 바와 같이 링 캐리어 중심점(M)에 대해 좌측으로 약간 시프트된다. 도 4는 링 캐리어(3)가 대칭이 되는 대칭 평면(N)을 도시한다. 제3 중심점(M₃)은 링 캐리어 중심점(M)에 대해 약간 좌측으로 시프트되기 때문에, 제2 링 캐리어 웨브(3f)는 대칭 평면(N)과 링 캐리어(3)의 교차부의 영역에서 제1 링 캐리어 웨브(3e)의 벽 두께(D₁)보다 더 좁은 벽 두께(D₂)를 가지며, 제2 링 캐리어 웨브(3f)의 벽 두께는 대칭 평면(N)에서의 더 좁은 벽 두께(D₂)로부터 시작해서 더 넓은 벽 두께(D₃)까지 간극(S)을 향해 원주 방향(U)으로 증가한다. 도 4는 제1 보조 라인(N₁) 및 제2 보조 라인(N₂)을 도시하며, 제1 보조 라인(N₁)은 링 캐리어 중심(M₃)을 통해 연장되고, 제2 보조 라인(N₂)은 제3 중심(M₃)을 통해 연장되고, 따라서 그들의 오프셋은 특히 도 6으로부터 볼 수 있는 바와 같이 링 캐리어 중심(M)과 제3 중심(M₃) 사이의 중심 거리(M_D)를 나타낸다. 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)의 제1 및 제2 중심(M₁, M₂) 사이의 중심 거리(M_D)는 바람직하게는 0.1 mm 내지 10 mm의 범위이다.

도 6은 도 4의 중심의 상세도를 도시하며, 앞서 설명된 양태가 확대되어 도시되어 있는데, 즉 링 캐리어 중심(M)과 제3 중심(M₃)은 중심 거리(M_D)만큼 상호 이격되어 있다. 제1 밀봉 링(2) 및 제2 밀봉 링(4)이 도 4에 도시된 링 캐리어(3)에 배치될 때, 제1 밀봉 링(2)의 제1 중심(M₁)은 링 캐리어 중심(M)과 동일하며 제2 밀봉 링(4)의 제2 중심(M₂)은 제3 중심(M₃)과 동일하다. 링 캐리어(3)에 함께 배치되는 제1 밀봉 링(2) 및 제2 밀봉 링(4)은 따라서 링 캐리어(3)에 의해 미리결정되는 상호 거리를 가지로 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 링 캐리어(3)에서 상호 유지된다. 도 1, 도 2 및 도 4는 이완된 상태의 링 캐리어(3)를 도시한다. 후술하는 바와 같이, 링 캐리어(3)는 탄성적으로 변형가능하며, 이는 링 캐리어(3)의 탄성 변형의 정도에 따라 링 캐리어 중심점(M)과 제3 중심점(M₃) 사이의 중심 거리(M_D)가 변할 수 있음을 의미한다.

도 5는 도 4에 따른 교차선 A-A를 따른 링 캐리어(3)를 통한 단면을 도시한다. 이것은 특히, 제1 링 캐리어 웨브(3e)는 벽 두께(D₁)를 갖고 제2 링 캐리어 웨브(3f)는 교차부 A-A에서 더 좁은 벽 두께(D₂)를 갖는다는 것, 또는 환언하면 제3 중심점(M₃)에 대해 동심으로 그리고 원형으로 연장되는 볼록한 외면(3h)은 링 캐리어 중심점(M)에 대해 동심으로 그리고 원형으로 연장되는 볼록한 외면(3i), 정선된 표현으로는 링 캐리어 중심(M)에 대해 동심으로 그리고 원형으로 연장되는 볼록한 외면(3i)에 대해 중심 거리(M_D)만큼 좌측으로 변위된다는 것, 정선된 표현으로는 좌측으로 시프트된다는 것을 보여주며, 2개의 볼록한 외면(3h, 3i)의 코스는 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)의 중심의 위치를 결정하므로, 제1 밀봉 링(2)의 제1 중심(M₁) 및 제2 밀봉 링(4)의 제2 중심(M₂)도 마찬가지로 중심 거리(M_D)에 대응하는 상호 간격을 갖는다.

도 7은 도 4에 도시된 대칭 평면(N)을 따른 피스톤 링 조립체(1)의 실시예를 통한 길이방향 단면을 도시하며, 피스톤 링 조립체(1)는 링 캐리어(3)와 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)으로 구성된다. 링 캐리어(3) 및 밀봉 링(2, 4)의 더 나은 표현을 위해, 이들은 도 1 내지 6에 따른 실시예와 비교하여 도 7 내지 12에 도시된 피스톤 링 조립체(1)에서는 확대되어 도시되어 있는 반면, 내부 반경(R₁)은 감소되어 도시된다. 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4) 또는 이들의 제1 및 제2 중심점(M₁, M₂)은 중심점 거리(M_D)만큼 링 캐리어(3)에서 상호 오프셋된다. 도 7에 도시된 링 캐리어(3)와 도 1, 도 2, 도 4, 도 5, 도 9 및 도 10에 도시된 링 캐리어(3) 양자 모두는 이완된 상태에 있다. 도 7은 또한 길이방향 축(L)에 대해 서로 대향하여 배치된 외면, 즉 제1 밀봉 링(2)의 2개의 외면(2a, 2b), 제2 밀봉 링(4)의 2개의 외면(4a, 4b), 및 링 캐리어(3)의 2개의 외면(3m, 3n)과 중간 웨브(3d)를 각각 도시한다.

도 9는 도 7에 도시된 피스톤 링 조립체(1)의 평면도를 도시하며, 여기서 제2 밀봉 링(4)에 걸쳐 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 우측으로 돌출하는 링 캐리어(3)의 중간 웨브(3d)는 도시되지 않는다. 또한, 도 9는 링 캐리어 중심(M), 제1 중심(M₁), 제2 중심(M₂), 제3 중심(M₃) 및 중심 거리(M_D)를 나타낸다.

도 10은 교차선 B-B를 따른 도 7에 도시된 피스톤 링 조립체(1)를 통한 단면을 도시한다. 제1 링 캐리어 웨브(3e) 및 제1 밀봉 링(2)은 각각 링 캐리어 중심(M) 및 길이방향 축(L)에 대해 동심으로 연장된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 중간 웨브(3d)는 원주 방향(U)으로 연장되고 길이방향 축(L)에 대해 반경방향 외측으로 향하는 외면(3m, 3n)을 갖고, 제1 리세스(3b)는 그 내부에 배치되는 제1 밀봉 링(2)과 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 동일한 폭을 가지며, 따라서 도시된 모습에서는 우측의 외면(3m) 및 제1 밀봉 링(2)의 외면(2b)은 실린더(11)의 내벽에 대해 함께 맞설(bear against) 수 있으며 양 외면(3m, 2b)은 피스톤(10)의 동작 동안 실린더의 내벽(11a)에 대해 맞서는 영역에서 마모된다.

도 8은 내부 실린더 벽(11a)을 갖는 실린더(11)를 포함하고 실린더(11) 내에서 길이방향 축(L)의 방향으로 이동가능하게 배치되는 피스톤(10)을 포함하는 왕복운동 압축기의 길이방향 단면을 도시한다. 피스톤(10)은 소의 빌트 피스톤(built piston)으로서 구성되며, 제1 피스톤 부분(10a) 및 제2 피스톤 부분(10b)을 포함하고, 제1 피스톤 부분(10a) 및 제2 피스톤 부분(10b)은 피스톤 링 조립체(1)가 배치되는 중간 공간을 형성한다. 피스톤(10)은 복수의 피스톤 부분(10a, 10b), 특히 또한 길이방향 축(L)의 방향으로 그 중간 공간에 연속적으로 배치되는 복수의 피스톤 링 조립체(1)를 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 피스톤 링 조립체(1)를 실린더(11)의 내부로 도입하기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4) 및/또는 링 캐리어(3) 상에서 피스톤 링 조립체(1)의 양 측면에 힘(F)이 가해져야 하며, 이에 의해 링 캐리어(3)를 탄성 변형시키고, 이에 의해 밀봉 링(2, 4)의 중심의 상호 거리(M_D), 즉 길이방향 축(L)에 대해 반경 방향에서의 제1 밀봉 링(2)의 제1 중심점(M₁)과 제2 밀봉 링(4)의 제2 중심점(M₂) 사이의 거리를 감소시키며, 이에 의해 이들은 실린더(11) 내에 수용될 수 있다. 링 캐리어(3)의 탄성 변형은 이것이 밀봉 링(2, 4)에 반력을 가하는 결과를 가져온다. 도 8에 도시된 실시예에서, 링 캐리어(3)는 제1 반경방향 작용력(F_R1)을 제2 밀봉 링(4)에 가하고, 동시에 링 캐리어(3)는 이에 대해 반대 방향의 작용력, 즉 제2 반경방향 작용력(F_R2)을 제1 밀봉 링(2)에 가한다. 제2 밀봉 링(4)은 볼록한 외면(3h)을 통해 좌측에서 링 캐리어(3)와 접촉하기 때문에, 제2 밀봉 링(4)은 도시된 모습에서는 좌측으로 내부 실린더 벽(11a)에 반경방향으로 작용하는 힘(F_R3)을 가한다. 링 캐리어(3)의 탄성 변형으로 인해, 우측에는 볼록한 외면(3h)과 제2 밀봉 링(4) 사이에 간극이 형성되었다. 제1 밀봉 링(2)은 우측에서는 볼록한 외면(3i)을 통해 링 캐리어(3)와 접촉하기 때문에, 제1 밀봉 링(2)은 도시된 모습에서는 우측으로 내부 실린더 벽(11a)에 반경방향으로 작용하는 힘(F_R4)을 가한다. 링 캐리어(3)의 탄성 변형으로 인해, 좌측에서는 볼록한 외면(3i)과 제1 밀봉 링(2) 사이에 간극이 형성되었다. 따라서, 본 발명에 따른 피스톤 링 조립체(1)는 제1 밀봉 링(2)이 그 외면(2b)에 의해 실린더 내벽(11a)에 대해 가압되고 제2 밀봉 링(4)이 반대측에서 그 외면(4b)에 의해 실린더 내벽(11a)에 대해 가압되는 특징을 갖는다. 도 11은 관점 D-D의 방향으로부터 본 도 8에 도시된 피스톤 링 조립체(1)의 평면도를 도시하며, 제1 피스톤 부분(10a), 제2 피스톤 부분(10b) 및 실린더(11)는 도시되지 않는다. 링 캐리어(3)의 변형은 우측에서 제2 밀봉 링(4)과 볼록한 외면(3h) 사이에 형성되는 간극을 초래하며, 따라서 길이방향 축(L)에 대해 수직으로 연장되는 베어링 표면(3k)이 보이게 된다. 도 12는 교차선 C-C를 따른 도 8에 도시된 피스톤 링 조립체(1)를 통한 단면을 도시하며, 제1 피스톤 부분(10a), 제2 피스톤 부분(10b) 및 실린더(11)는 도시되지 않는다. 링 캐리어(3)의 변형은 제1 밀봉 링(2)과 볼록한 외면(3i) 사이의 좌측에 간극이 형성되는 결과를 가져온다. 링 캐리어(3)의 변형은 도 11 및 도 12에서 축척대로 도시되지 않고 단지 표시를 위한 것이다.

도 13은 도 8에 도시된 길이방향 단면의 약간 확대된 단면을 도시한다. 새것인 경우, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은 실린더(11)의 내부 직경과 동일한 외부 직경을 가지며, 바람직하게는 그 외부 직경은 실린더(11)의 내부 직경보다 작고, 외부 직경은 바람직하게는 실린더(11)의 내부 직경보다 적어도 0.1% 작고, 특히 바람직하게는 적어도 3% 작다. 실린더(11)는 바람직하게는 30 mm 내지 250 mm 범위의 내부 직경을 갖는다. 도 8에 설명된 바와 같이, 링 캐리어(3)는 도시된 모습에서 좌측 내부 실린더 벽(11a)에 대해 제2 밀봉 링(4)을 가압하여, 도 13에 도시된 바와 같이 우측 내부 실린더 벽(11a)과 제2 밀봉 링(4)의 외면(4a) 사이에 간극(S1)이 형성된다. 도 8에 설명된 바와 같이, 제1 밀봉 링(2)은 링 캐리어(3)에 의해 반대 방향으로 우측 내부 실린더 벽(11a)에 대해 가압되어, 도시되지 않은 간극(S1)이 도 13에 도시되지 않은 좌측 내부 실린더 벽(11a)과 제1 밀봉 링(2) 사이에 형성된다.

본 발명에 따른 피스톤 링 조립체(1)는 실린더(11)의 내부로 삽입되기 전에, 링 캐리어(3)는 피스톤 링 조립체가 실린더(11)의 내부에 끼워지도록 탄성적으로 변형되어야 한다. 실린더(11)의 내부로 삽입된 후에, 피스톤 링 조립체(1)는 도 8 및 도 13에 도시된 바와 같이 실린더(11)의 내벽(11a) 사이에 클램핑된다. 왕복운동 압축기의 감압 상태 동안, 즉 각각 압축기가 정지되어 있고 피스톤(10)이 휴지 상태에 있을 때, 제1 밀봉 링(2) 및 제2 밀봉 링(4)은 각각 도 8에 도시된 바와 같이 힘(F_R3 및 F_R4)으로 반대 방향으로 실린더의 내벽(11a)에 대해 가압된다. 링 캐리어(3)의 설계 및 실린더(11) 내에서의 탄성 변형은 제1 밀봉 링(2) 및 제2 밀봉 링(4)이 정지 상태에서 내부 실린더 벽(11a)에 대해 가압되는 것을 보장한다. 따라서, 제1 밀봉 링(2) 및 제2 밀봉 링(4)은 휴지 상태에서 초기 위치를 취하며, 이는 후속 압축 프로세스에 중요하다. 도 8에 도시된 피스톤(10)이 위쪽으로 이동되는 경우 또는 압축 챔버(14)가 피스톤(10)의 이동에 의해 크기가 감소되고 압축 챔버(14)의 내용물이 압축되는 경우, 이는 압축 챔버(14)에 위치된 유체의 압력 증가를 초래한다. 이 압력 증가는 제1 밀봉 링(2) 및 제2 밀봉 링(4)이 각각 훨씬 더 큰 힘(F_R3 및 F_R4)으로 내부 실린더 벽(11a)에 대해 가압되는 결과를 가져오고, 따라서 압축되는 유체가 더 높은 압력을 갖는 경우에도, 내부 실린더 벽(11a)에 대한 밀봉 링(2, 4)의 충분히 큰 접촉력이 보장된다.

본 발명에 따른 피스톤 링 조립체(1)는 제1 밀봉 링(2) 및 제2 무단 밀봉 링(4)을 포함하고, 양 밀봉 링(2, 4)은 환형이고 무단인데, 즉 원주 방향으로 360°를 통해 연장되고 간극을 갖지 않는다. 이 환형 설계는 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)이 특히 안정적이 되도록 설계될 수 있는 장점을 가지며, 또한 밀봉 링(2, 4)의 강도는 작용 압력에 적응되는 재료의 선택에 의해 증가될 수 있고, 따라서 밀봉 링(2, 4)의 콜드 플로가 회피될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 피스톤 링 조립체(1)는 또한 유체를 예를 들어 최대 500 bar의 매우 높은 최종 압력으로 압축하는데, 특히 수소를 압축하는데 특히 적합하다. 이러한 밀봉 링은 웨어러블 재료, 특히 청동, 회주철 또는 소결 철 같은 금속, 또는 PTFE, 첨가 PTFE 또는 PEEK, PI 또는 에폭시 같은 고온 폴리머 같은 플라스틱으로 이루어진다.

링 캐리어(3)는 웨어러블 재료로 이루어질 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 링 캐리어(3)는 바람직하게는 금속, 특히 강철, 스테인리스강, 청동 또는 회주철, 또는 플라스틱, 특히 PTFE, 첨가 PTFE 또는 PEEK, PI 또는 에폭시 같은 고온 폴리머로 이루어진다.

도 14는 길이방향 축(L)의 방향으로 연장되는 피스톤(10)의 측면도를 도시하며, 실린더(11)는 도시되지 않고, 피스톤(10)은 압축 챔버(14)를 한정한다. 압축 챔버(14)로부터 시작하여, 피스톤(10)은, 길이방향 축(L)의 방향에서, 제1 부분 섹션(A₁) 및 후속적으로 제2 부분 섹션(A₂)을 갖고, 여기서 적어도 하나의 피스톤 링 조립체(1)는 제1 부분 섹션(A₁)을 따라 배치되고, 도시된 실시예에서는 길이방향 축(L)의 방향으로 서로 이격된 4개의 피스톤 링 조립체(1)가 존재하고, 제2 부분 섹션(A₂)을 따라 정압을 밀봉하는 적어도 하나의 피스톤 링(13)이 배치되며, 도시된 실시예에서는 길이방향 축(L)의 방향으로 상호 이격된 5개의 피스톤 링(13)이 존재한다. 또한, 피스톤(10)에는 가이드 링(15)도 배치되어 있다. 정압을 밀봉하는 이러한 피스톤 링(13)은, 예를 들어 문헌 EP1275888A1 또는 WO2018/108464A1에 개시되어 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 피스톤 링 조립체(1)는 적어도 동압 성분을 감소시킨다. 바람직하게는, 압축 챔버(14)에 존재하는 압력은, 길이방향 축(L)의 방향에서는 압축 챔버(14)로부터 시작해서 동압 성분이 피스톤(10)의 제1 부분 섹션(A₁)을 따라 감소되고 정압 성분은 후속하는 제2 부분 섹션(A₂)에서 감소된다는 점에서, 2가지 상이한 방식으로 피스톤(10)을 따라 길이 방향(L)으로 감소된다.

도 15는 피스톤 링 조립체(1)의 추가 실시예를 도시한다. 도 7에 도시된 실시예와 대조적으로, 도 15에 도시된 실시예의 링 캐리어(3)는 더 작은 외부 직경을 가지므로, 외측 표면(3m)은 길이방향 축(L)을 향해 변위된다. 링 캐리어(3)의 외부 직경은 피스톤 링 조립체(1)의 외부 지경보다 작다. 본 실시예는, 오직 제1 밀봉 링(2) 및 제2 밀봉 링(4)만이 내부 실린더 벽(11a)과 접촉할 수 있거나 또는 내부 실린더 벽(11a)에 의해 야기되는 반력(F)이 오직 제1 밀봉 링(2) 및 제2 밀봉 링(4)을 통해서 피스톤 링 조립체(1)로 도입되는 것이 보장되는 장점을 갖는다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 링 캐리어(3) 상의 길이방향 축(L)에 대해 반경방향 외측으로 작용하는 힘을 가하는 스프링(12)을 피스톤 링 조립체(1)에 제공하는 것이 유리할 수 있다. 도 15에 도시된 실시예는, 원주 방향(U)으로 연장되고, 바람직하게는 원주 방향(U)으로 원주에 연장되고 링 캐리어(3)의 오목한 내면(3g) 내로 들어가는 홈(3o)에 배치되는 스프링(12)을 도시한다. 스프링(12)은 내면(3g)의 부분 원주를 따라 또는 전체 원주를 따라 연장될 수 있다.

도 16은 무단 또는 일체형 설계, 특히 환형 설계로 되어 있으며, 따라서 도 2에 도시된 실시예와 대조적으로 맞대기부 또는 간극(S)을 갖지 않는 링 캐리어(3)의 추가 실시예의 평면도를 도시한다. 탄성 재료의 적절한 선택에 의해, 링 캐리어(3)에 대해 맞대기부(S)가 생략될 수 있는 탄성 특성을 링 캐리어(3)에 제공하는 것이 가능하다.

도 17 및 도 18은 각각 피스톤 링 조립체(1)의 추가 실시예를 통한 단면의 상세도를 도시하며, 여기서 제1 밀봉 링(2) 및 제2 밀봉 링(4)은 길이방향 축(L)의 진행 방향으로 바로 연속적으로 배치되며 링 캐리어(3)에 배치된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은 길이방향 축(L)의 방향으로 서로 접촉한다.

피스톤 링 조립체(1)의 제1 및/또는 제2 밀봉 링(2, 4)은 바람직하게는 길이방향 축(L)에 대해 반경 방향으로 전체 원주를 따라 동일한 폭을 갖는다. 그러나, 추가의 가능한 실시예에서 원주 방향의 폭은 방향도 변할 수 있다.

도 19는 상면이 도 2에 도시된 바와 같이 설계된 링 캐리어(3)의 추가 실시예의 저면도를 도시한다. 따라서 이러한 링 캐리어(3)의 상면 및 하면은 동일하다. 도 20은 제2 밀봉 링(4)의 추가 실시예의 평면도를 도시한다. 내주면(4d)과 외주면(4a)이 동일한 제2 중심(M₂)을 갖는 도 3에 따른 제2 밀봉 링(4)과 대조적으로, 도 20에 따른 실시예에서는 내주면(4d) 또는 그 제4 중심(M₄)은 외주면(4a) 또는 그 제2 중심(M₂)에 대해 변위된다. 따라서, 내주면(4d)은 외주면(4a)에 대해 편심적으로 연장된다. 도 21은 이완된 상태의 피스톤 링 조립체(1)를 통한 길이방향 단면을 도시하며, 링 캐리어(3)의 2개의 측면은 도 19 및 도 2에 도시된 것과 동일하게 형성되고, 제1 밀봉 링(2)은 도 3에 도시된 바와 같이 형성되며, 제2 밀봉 링(4)은 도 20에 도시된 바와 같이 형성된다. 링 캐리어(3)는 링 캐리어 중심(M)과 길이방향 축(L)을 갖는다. 제1 밀봉 링(2)의 제1 중심점(M₁)은 길이방향 축(L)의 방향에서 링 캐리어 중심점(M)과 동일한 위치에 위치되는 반면, 제2 밀봉 링(4)의 제2 중심점(M₂)은 도시된 모습에서 중심점 거리(M_d)만큼 시프트된다. 따라서, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)의 제1 및 제2 중심(M₁, M₂)이 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 상호 이격되는 기술적 효과는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 리세스(3b, 3c) 및 그 볼록한 외면(3h, 3i)이 각각 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 변위된다는 사실, 및/또는 제1 및/또는 제2 밀봉 링(2, 4)이 도 20에 도시된 바와 같이 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 변위되는 내주면(4d) 및 외주면(4a)을 각각 갖는다는 사실에 의해 달성될 수 있다. 도 7 및 도 21은, 외주면(2a, 4a)이 동일하게 연장되고, 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 동일한 중심 거리(M_d)를 갖는 피스톤 링 조립체(1)의 2개의 실시예를 도시한다. 도 21에 도시된 피스톤 링 조립체(1)는 도 8에 도시된 것과 동일한 방식으로 실린더(11)의 내부에 배치될 수 있다. 다른 가능한 실시예에서, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4) 양자 모두는 도 20에 도시된 바와 같이 편심적으로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 제1 및/또는 제2 밀봉 링(2, 4)은 도 20에 도시된 바와 같이 예를 들어 노즈-형상 구성을 가질 수 있는 회전 방지 장치(4c)를 포함한다. 추가 실시예에서, 제1 및/또는 제2 밀봉 링(2, 4)의 내주면(2d, 4d)과 링 캐리어(3)의 볼록한 외면(3i, 3h)은 도시된 바와 같이 원형 코스를 갖지 않고, 예를 들어, 타원형, 다각형 또는 톱니형 코스를 가질 수 있으며, 따라서 링 캐리어(3)와 제1 및/또는 제2 정렬 링(2, 4)의 이러한 상호 형상은 회전 방지 장치를 형성한다.

Claims

제1 및 제2 무단 밀봉 링(2, 4) 및 탄성 링 캐리어(3)를 포함하는 피스톤 링 조립체(1)로서, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은 원주 방향(U)으로 연장되고 외주면(2a, 4a)을 각각 갖고, 제1 밀봉 링(2)은 그 외주면(2a)에 대한 제1 중심점(M₁)을 갖고 제2 밀봉 링(4)은 그 외주면(4a)에 대한 제2 중심점(M₂)을 갖고, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은 원주 방향(U)에 대해 수직으로 연장되는 길이방향 축(L)을 각각 갖고, 링 캐리어(3)는 원주 방향(U)으로 연장되고, 링 캐리어(3)와 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)이 길이방향 축(L)의 방향으로 링 캐리어(3)에 차례로 배치되고, 그 제1 및 제2 중심점(M₁, M₂)이 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 서로 거리를 두고 배치되는 방식으로 상호 적응되도록 설계되며, 피스톤 링 조립체(1)의 의도된 사용에서, 밀봉 링(2, 4)은 실린더(11)의 내벽(11a)에 대해 반대 방향으로 가압되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
제1항에 있어서, 링 캐리어(3)는 일체형으로 설계되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 링 캐리어(3)는 원주 방향(U)으로 맞대기 여유를 갖는 맞대기부(S)를 갖는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 링 캐리어(3)는 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로 연장되는 중간 웨브(3d)를 갖고, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은 길이방향 축(L)의 방향으로 상호 거리를 두고 중간 웨브(3d)에 맞서는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 링 캐리어(3)는 제1 밀봉 링(2)을 수용하기 위한 제1 리세스(3b) 및 제2 밀봉 링(4)을 수용하기 위한 제2 리세스(3c)를 포함하며, 제1 리세스(3b) 및 제2 리세스(3c)는 길이방향 축(L)의 방향과 길이방향 축(L)에 대해 반경 방향 양자 모두에서 상호 오프셋되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 링 캐리어(3)는 제1 밀봉 링(2)을 수용하기 위한 제1 리세스(3b) 및 제2 밀봉 링(4)을 수용하기 위한 제2 리세스(3c)를 포함하고, 제1 리세스(3b) 및 제2 리세스(3c)는 길이방향 축(L)의 방향으로만 오프셋되어 배치되고 길이방향 축(L)에 대해 반경방향으로는 오프셋되어 배치되지 않으며, 무단 밀봉 링(2, 4) 중 적어도 하나는 외면(2a, 4a)에 대해 편심적으로 연장되는 내주면(2d, 4d)을 갖는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 중심점(M₁, M₂)은 0.1 mm 내지 10 mm 범위의 길이방향 축(L)에 대해 반경방향의 상호 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 길이방향 축(L)에 대해 외측으로 작용하는 힘을 링 캐리어(3)에 가하는 원주 방향(U)으로 연장되는 스프링(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 링(2, 4)은 웨어러블 재료, 특히 청동, 회주철 또는 소결 철과 같은 금속, 또는 PTFE, 첨가 PTFE 또는 PEEK, PI 또는 에폭시 같은 고온 폴리머 같은 플라스틱으로 구성되며, 및/또는 링 캐리어(3)는 금속, 특히 강철, 스테인리스강, 청동 또는 회주철로 구성되거나 또는 플라스틱, 특히 PTFE, 첨가 PTFE 또는 PEEK, PI 또는 에폭시 같은 고온 폴리머로 구성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및/또는 제2 밀봉 링(2, 4)은 길이방향 축(L)의 방향으로 링 캐리어(3)를 넘어 돌출하는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
제4항을 제외한 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은 길이방향 축(L)의 진행 방향으로 서로 바로 잇따르도록 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링 조립체.
실린더(11)를 포함하는 피스톤 압축기이며, 실린더(11) 내에 배치되는 피스톤(10)을 포함하고, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 피스톤(10) 상에 배치되는 적어도 하나의 피스톤 링 조립체(1)를 포함하는 피스톤 압축기.
제12항에 있어서, 새로운 상태의 제1 및 제2 밀봉 링(2, 4)은 실린더(11)의 내부 반경보다 적어도 0.1% 작은, 바람직하게는 적어도 3% 작은 외부 반경( R_D2)을 갖는 것을 특징으로 하는 피스톤 압축기.
제12항 또는 제13항에 있어서, 실린더(11)와 피스톤(10)은 압축 챔버(14)를 한정하고, 피스톤(10)은 압축 챔버(14)로부터 시작하여 길이방향 축(L)의 방향으로 제1 부분 섹션(A₁) 및 후속하는 제2 부분 섹션(A₂)을 갖고, 적어도 하나의 피스톤 링 조립체(1)는 제1 부분 섹션(A₁)을 따라 배치되며, 정압을 밀봉하는 적어도 하나의 피스톤 링(13)은 제2 부분 섹션(A₂)을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 피스톤 압축기.
실린더(11) 및 그 내부에 배치되고 길이방향 축(L)의 방향으로 이동가능한 피스톤(10)에 의해 형성되는 압축 챔버(14)를 밀봉하는 방법이며, 제1 및 제2 무단 밀봉 링(2, 4)은 피스톤(10) 상에 배치되고, 제1 및 제2 무단 밀봉 링(2, 4)은 휴지 상태에서 길이방향 축(L)에 대해 횡방향으로 반대 방향으로 실린더(11)의 내벽(11a)에 대해 가압되며, 제1 및 제2 무단 밀봉 링(2, 4)은 추가로 실린더(11)의 압축 챔버(14)에서 상승하는 내부 압력에 의해 피스톤(10)의 압축 단계 동안 반대 방향으로 실린더(11)의 내벽(11a)에 대해 가압되는 방법.
제15항에 있어서, 피스톤(10)을 따른 압력은 2개의 상이한 방식으로 감소되고, 여기서 길이방향 축(L)의 방향에서 압축 챔버(14)로부터 시작해서 동압 성분이 피스톤(10)의 제1 부분 섹션(A₁)을 따라 감소되며, 정압 성분이 후속하는 제2 부분 섹션(A₂)에서 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
동압 성분을 밀봉하기 위한 압력 차단기로서의 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 피스톤 링 조립체의 용도.