KR102469619B1 - piston sealing system - Google Patents
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Abstract
이격된 포켓의 필드가 피스톤과 실린더 사이에 시일 균등물을 생성하기 위해 피스톤 스커트 및/또는 실린더의 벽 상에 제공되는 피스톤 및 실린더 장치가 개시된다. 포켓은 복수의 수직 이격된 행을 갖는 패턴으로 제공될 수 있다.A piston and cylinder arrangement is disclosed in which a field of spaced pockets is provided on a piston skirt and/or a wall of a cylinder to create a seal equivalent between the piston and cylinder. The pockets may be provided in a pattern having a plurality of vertically spaced rows.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조CROSS REFERENCES TO RELATED APPLICATIONS
본 출원은 2017년 5월 4일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/501,295호; 2017년 3월 30일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/479,013호; 2017년 4월 28일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/491,629호; 2018년 2월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/903,636호; 2018년 3월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/934,625호; 2018년 3월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/934,742호; 2018년 3월 27일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/936,713호; 2018년 3월 27일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/937,293호; 2018년 3월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/938,130호; 2018년 3월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/938,427호; 및 2018년 3월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/941,397호에 관한 것이고 그 우선권을 주장한다.[0001] This application claims the benefit of U.S. Provisional Patent Application Serial No. 62/501,295, filed May 4, 2017; US Provisional Patent Application Serial No. 62/479,013, filed March 30, 2017; US Provisional Patent Application Serial No. 62/491,629, filed April 28, 2017; US Patent Application Serial No. 15/903,636, filed February 23, 2018; US Patent Application Serial No. 15/934,625, filed March 23, 2018; US Patent Application Serial No. 15/934,742, filed March 23, 2018; US Patent Application Serial No. 15/936,713, filed March 27, 2018; US Patent Application Serial No. 15/937,293, filed March 27, 2018; US Patent Application Serial No. 15/938,130, filed March 28, 2018; US Patent Application Serial No. 15/938,427, filed March 28, 2018; and US Patent Application Serial No. 15/941,397, filed on March 30, 2018, from which priority is claimed.
발명의 분야field of invention
본 발명은 전반적으로 왕복 피스톤과 같은 블로킹 요소와 피스톤 실린더의 벽과 같은 블로킹 요소에 인접한 표면 사이에 시일을 생성하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates generally to systems and methods for creating a seal between a blocking element, such as a reciprocating piston, and a surface adjacent to the blocking element, such as a wall of a piston cylinder.
내연 기관, 펌프 등에서의 왕복 피스톤 및 실린더 장치는 피스톤의 양 단부 사이에 압력차가 존재할 수 있도록 피스톤과 실린더 사이에 시일을 필요로 한다. 이러한 압력차는 피스톤이 펌프 및 내연 기관을 비롯하여 많은 것에서 유용한 유체 펌핑 작용을 제공하게 한다. 충분히 밀봉된 피스톤 및 실린더 장치는, 예를 들어 2, 4 또는 다중-사이클 내연 기관, 자유-피스톤 엔진, 칼로리 엔진, 터보차저, 과급기, 압축기, 펌프 및 진공에서 사용될 수 있다.Reciprocating piston and cylinder devices in internal combustion engines, pumps and the like require a seal between the piston and cylinder so that a pressure differential can exist between both ends of the piston. This pressure differential allows the piston to provide a fluid pumping action that is useful in many things including pumps and internal combustion engines. Fully sealed piston and cylinder arrangements can be used, for example, in two, four or multi-cycle internal combustion engines, free-piston engines, caloric engines, turbochargers, superchargers, compressors, pumps and vacuums.
본 명세서에서 "실린더"에 대한 언급은 원통형 형상 또는 원형 단면을 갖는 챔버로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 대신에, 실린더라는 용어는, 피스톤이 실린더의 측벽에 대해 밀봉되게 하지만, 동시에 피스톤이 펌핑 운동으로 실린더 내에서 전후로 왕복 활주하게 하도록 된 외부 형상을 갖는 피스톤을 수용하는 임의의 챔버 또는 공동을 지칭한다.It should be understood that references to a “cylinder” herein are not limited to chambers having a cylindrical shape or circular cross-section. Instead, the term cylinder refers to any chamber or cavity containing a piston having an external shape such that it is sealed against the sidewall of the cylinder, but at the same time allows the piston to slide back and forth within the cylinder in a pumping motion. .
엔진 실린더는, 집합적으로 가스가 엔진 실린더 내로 그리고 엔진 실린더 밖으로 각각 유동하게 하는 하나 이상의 흡기 포트 및 하나 이상의 배기 포트를 포함할 수 있다. 포핏 밸브(poppet valve)와 같은 엔진 밸브가 사용되어 흡기 및 배기 포트를 선택적으로 개방 및 폐쇄할 수 있다. 엔진 피스톤의 펌핑 운동 및 연료의 도입과 관련하여 흡기 및 배기 밸브의 선택적으로 타이밍된 개방 및 폐쇄는, 연소를 위해 엔진 실린더에 대해 공기/연료 차지를 제공하고 연소 후에 실린더로부터 소비된 차지 배기 가스를 제거할 수 있다.An engine cylinder may include one or more intake ports and one or more exhaust ports that collectively allow gas to flow into and out of the engine cylinder, respectively. Engine valves, such as poppet valves, may be used to selectively open and close the intake and exhaust ports. The selectively timed opening and closing of the intake and exhaust valves in conjunction with the pumping motion of the engine piston and introduction of fuel provides an air/fuel charge to the engine cylinders for combustion and discharges the charge exhaust gas consumed from the cylinders after combustion. can be removed
오토 사이클 또는 디젤 사이클 작동에 사용되는 기존의 내연 기관 피스톤은, 예를 들어 통상적으로 대체로 원통형 형상을 갖는다. 보다 구체적으로, 통상적인 오토 또는 디젤 사이클 엔진 피스톤은, 하나 이상의 밀봉 피스톤 링을 수용하는 원주방향 리세스를 포함하는 원형 단면을 갖는 대체로 매끄러운 원통형 스커트를 가질 수 있다. 피스톤 및 피스톤 링 조립체는 상사점과 하사점 사이에서 실린더 내에서 왕복 활주할 수 있다. 피스톤 링과 실린더 벽의 계면은, 예를 들어 엔진 오일로 윤활될 수 있다.Conventional internal combustion engine pistons used in Otto cycle or diesel cycle operation, for example, typically have a generally cylindrical shape. More specifically, a typical Otto or Diesel cycle engine piston may have a generally smooth cylindrical skirt with a circular cross section that includes a circumferential recess for receiving one or more sealing piston rings. The piston and piston ring assembly can slide reciprocally within the cylinder between top dead center and bottom dead center. The interface of the piston ring and cylinder wall can be lubricated, for example, with engine oil.
내연 기관은, 피스톤과 피스톤이 내부에서 왕복 운동으로 전후로 이동하는 실린더 사이의 계면을 윤활하기 위해 엔진 오일과 같은 액체 윤활유를 거의 보편적으로 필요로 한다. 윤활 시스템은 일반적으로 미션 크리티컬(mission critical)이며 윤활 시스템의 고장은 치명적일 수 있다. 피스톤 윤활유에 대한 필요성은 많은 단점을 가져온다. 윤활유는 시간이 지남에 따라 닳아 없어지고 오염되므로, 교체를 필요로 하여, 엔진 작동에 비용 및 불편을 가중시킨다. 많은 윤활유는 윤활유를 엔진 피스톤과 같은 이동 부품에 다시 적용하기 위해 펌프 및 통로를 필요로 한다. 펌프와 통로, 및 능동 윤활 시스템의 기타 요소는 정확하게 작동해야 하며 상호 연결된 요소들 사이에 시일을 필요로 한다. 윤활 시스템의 누설은, 시간이 지남에 따라 시일이 열화되고 펌프가 누설되며 마모되기 때문에 자연스럽게 발생하여, 엔진 작동에 추가의 유지 보수 비용 및 불편을 여전히 가중시킨다. 누설은 또한 윤활유가 연소 챔버에 진입하게 하여, 연소를 방해하고, 인젝터와 스파크 또는 예열 플러그를 오염시킬 수 있다. 연소 챔버 내의 윤활유는 또한 원치 않는 배기 배출물을 초래할 수 있다. 누설은 또한 연소 부산물로 윤활유를 오염시킬 수 있다. 앞서 설명한 모든 문제는 윤활식 피스톤의 사용에 수반되며, 모두 고장 모드 및 유지 보수 비용을 추가시킨다. 따라서, 피스톤 윤활에 덜 의존하거나 전혀 의존하지 않는 내연 기관에 대한 요구가 존재한다.Internal combustion engines almost universally require a liquid lubricant, such as engine oil, to lubricate the interface between the piston and the cylinder in which the piston moves back and forth in reciprocating motion. Lubrication systems are generally mission critical and failure of the lubrication system can be catastrophic. The need for piston lubricants brings a number of disadvantages. Lubricating oil wears away and becomes contaminated over time, requiring replacement, adding cost and inconvenience to engine operation. Many lubricating oils require pumps and passages to reapply the lubricating oil to moving parts such as engine pistons. Pumps and passages and other elements of an active lubrication system must operate accurately and require seals between interconnected elements. Leakage in the lubrication system naturally occurs over time as seals deteriorate and pumps leak and wear out, still adding additional maintenance costs and inconvenience to engine operation. Leakage can also allow lubricant to enter the combustion chamber, interfering with combustion and fouling the injectors and spark or glow plugs. Lubricating oil in the combustion chamber can also lead to unwanted exhaust emissions. Leakage can also contaminate the lubricating oil with combustion by-products. All of the problems described above accompany the use of lubricated pistons, all adding to failure modes and maintenance costs. Accordingly, a need exists for an internal combustion engine that relies less or not at all on piston lubrication.
본 발명의 실시예는 내연 기관에 사용하는 것으로 제한되지 않지만, 그러한 엔진은 피스톤이 피스톤 스커트의 외부 표면 둘레에 배치된 하나 이상의 수직 이격된 밀봉 피스톤 링을 사용하여 실린더에 대해 밀봉되는 피스톤 및 실린더 장치를 일상적으로 사용하기 때문에 본 발명으로부터 이점을 얻을 수 있다. 내연 기관 및 펌프 이외의 많은 다른 디바이스는, 사이에 시일이 형성되는 것을 필요로 하는 이동 요소들을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예는 이들 용례에도 사용될 수 있다.Embodiments of the present invention are not limited to use in internal combustion engines, but such engines are piston and cylinder arrangements in which the piston is sealed to the cylinder using one or more vertically spaced sealing piston rings disposed around the outer surface of the piston skirt. can benefit from the present invention because of routine use. Many other devices other than internal combustion engines and pumps may include moving elements that require a seal to be formed therebetween. Embodiments of the present invention may also be used in these applications.
따라서, 본 발명의 반드시 모든 실시예가 아닌 일부 실시예의 목적은 블로킹 요소와 인접 표면 사이에 무접촉 또는 반무접촉(semi contact-less) 밀봉 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of some, but not necessarily all, embodiments of the present invention to provide a system and method for contactless or semi contact-less sealing between a blocking element and an adjacent surface.
따라서, 본 발명의 반드시 모든 실시예가 아닌 일부 실시예의 목적은 피스톤(피스톤 링이 있거나 없는)과 주변 실린더 사이에 무접촉 또는 반무접촉 밀봉 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of some, but not necessarily all, embodiments of the present invention to provide a system and method for contactless or semi-contactless sealing between a piston (with or without piston rings) and a peripheral cylinder.
또한, 본 발명의 반드시 모든 실시예가 아닌 일부 실시예의 목적은 피스톤 링의 사용을 감소시키거나 제거함으로써 피스톤 링과 주변 실린더 사이의 접촉으로 인한 마찰 손실을 감소시키는 밀봉 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of some, but not necessarily all, embodiments of the present invention to provide a sealing system and method that reduces friction losses due to contact between a piston ring and a peripheral cylinder by reducing or eliminating the use of a piston ring.
또한, 본 발명의 반드시 모든 실시예가 아닌 일부 실시예의 목적은 윤활유의 사용을 필요로 하지 않거나 윤활유의 교환을 덜 필요로 하는 밀봉 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of some, but not necessarily all, embodiments of the present invention to provide a sealing system and method that does not require the use of lubricant or requires less change of lubricant.
또한, 본 발명의 반드시 모든 실시예가 아닌 일부 실시예의 목적은 마모가 적은 밀봉 시스템 및 시스템 내의 구성요소에 마모를 덜 유도하여 유지 보수 요건을 감소시키고 시스템의 신뢰성을 증가시키는 밀봉 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of some, but not necessarily all, embodiments of the present invention to provide a low wear sealing system and method of sealing that induces less wear on components within the system, thereby reducing maintenance requirements and increasing reliability of the system.
또한, 본 발명의 반드시 모든 실시예가 아닌 일부 실시예의 목적은 시스템의 비용 및 교체 부품 재고 요건을 감소시키도록 밀봉에 필요한 부품의 수를 감소시키는 것이다.It is also an object of some, but not necessarily all, embodiments of the present invention to reduce the number of parts required for sealing to reduce the cost of the system and replacement parts inventory requirements.
또한, 본 발명의 반드시 모든 실시예가 아닌 일부 실시예의 목적은 피스톤과 실린더 표면 사이에 개선된 열 전달을 제공하여 냉각 시스템의 복잡성을 감소시키고 시스템 효율을 증가시키는 것이다.It is also an object of some, but not necessarily all, embodiments of the present invention to provide improved heat transfer between a piston and cylinder surface to reduce cooling system complexity and increase system efficiency.
또한, 본 발명의 반드시 모든 실시예가 아닌 일부 실시예의 목적은 실린더 내에서 왕복 피스톤과 같은 이동 부재의 복원적 자체 교정 센터링 동작을 제공하는 것이다.It is also an object of some, but not necessarily all, embodiments of the present invention to provide a restorative self-correcting centering action of a moving member, such as a reciprocating piston, within a cylinder.
본 발명의 반드시 모든 실시예가 아닌 일부 실시예의 이들 및 다른 장점은 내연 기관 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.These and other advantages of some, but not necessarily all, embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art of internal combustion engines.
앞서 설명한 과제에 응답하여, 출원인은 혁신적인 밀봉 시스템을 개발하였는데, 밀봉 시스템은, 제1 구조 표면; 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 블로킹 요소 표면을 갖는 블로킹 요소; 복수의 행으로 배열되어, 제1 구조 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 블로킹 요소 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 제1 구조 표면 및 블로킹 요소 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음) 포켓의 필드를 형성하는 복수의 측방향 이격된 포켓; 및 블로킹 요소의 제2 단부에서의 작동 유체 압력에 비해 상승된 압력으로 블로킹 요소의 제1 단부에 제공되는 작동 유체를 포함하고, 제1 구조 표면은 블로킹 요소 표면에 근접하여 실질적으로 균일한 거리를 두고 배치되며, 포켓의 필드와 작동 유체의 상호 작용으로부터 시일 등가물이 생성된다.In response to the foregoing challenges, Applicant has developed an innovative sealing system comprising: a first structural surface; a blocking element having a first end, a second end, and a blocking element surface extending between the first and second ends; Arranged in a plurality of rows, on the first structure surface (but not extending through), or on the blocking element surface (but not extending through), or on the first structure surface and the blocking element surface (but not extending through) , does not extend through) a plurality of laterally spaced pockets forming a field of pockets; and a working fluid provided to the first end of the blocking element at an elevated pressure relative to the working fluid pressure at the second end of the blocking element, the first structural surface proximate to and at a substantially uniform distance from the blocking element surface. The seal equivalent is created from the interaction of the working fluid with the field of the pocket.
출원인은 또한 혁신적인 밀봉 시스템을 개발하였는데, 밀봉 시스템은, 제1 구조 표면; 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 블로킹 요소 표면을 갖는 블로킹 요소; 제1 구조 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 블로킹 요소 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 제1 구조 표면 및 블로킹 요소 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음) 포켓의 필드로서 배열되는 복수의 이격된 포켓을 포함하고, 제1 구조 표면은 블로킹 요소 표면에 근접하여 실질적으로 균일한 거리를 두고 배치된다.Applicants have also developed an innovative sealing system comprising: a first structural surface; a blocking element having a first end, a second end, and a blocking element surface extending between the first and second ends; a pocket on the first structural surface (but not extending through), or on the blocking element surface (but not extending through), or on the first structural surface and the blocking element surface (but not extending through) a plurality of spaced apart pockets arranged as a field of , wherein the first structural surface is disposed proximate to and substantially uniformly spaced from the blocking element surface.
출원인은 또한 혁신적인 내연 기관을 개발하였는데, 내연 기관은, 실린더 벽을 갖는 엔진 실린더; 엔진 실린더 내에 배치되고, 스커트 및 헤드를 갖는 피스톤; 및 피스톤 스커트 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 엔진 실린더 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 피스톤 스커트 및 엔진 실린더 상에(단, 관통 연장되지 않음) 포켓의 필드로서 배열되는 복수의 이격된 포켓을 포함한다.Applicant also developed an innovative internal combustion engine, comprising: an engine cylinder having a cylinder wall; a piston disposed within an engine cylinder and having a skirt and a head; and arranged as a field of pockets on the piston skirt (but not extending through), or on the engine cylinder (but not extending through), or on the piston skirt and engine cylinder (but not extending through). It includes a plurality of spaced pockets.
출원인은 또한 블로킹 요소의 제1 단부와 블로킹 요소의 제2 단부 사이에서 블로킹 요소 표면에 대해 제1 구조 표면을 밀봉하는 혁신적인 방법을 개발하였으며, 제1 구조 표면은 블로킹 요소 표면에 근접하여 실질적으로 균일한 거리를 두고 배치되며, 상기 방법은, 복수의 행으로 배열되어, 제1 구조 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 블로킹 요소 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 제1 구조 표면 및 블로킹 요소 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음) 포켓의 필드를 형성하는 복수의 측방향 이격된 포켓을 제공하는 단계; 블로킹 요소의 제1 단부에 작동 유체를 제공하는 단계; 및 제1 구조 표면에 대해 블로킹 요소 표면을 이동시켜 포켓의 필드에 의해 유도되는 작동 유체 난류로 인한 시일 등가물을 생성하는 단계를 포함한다.Applicant has also developed an innovative method of sealing a first structural surface to the blocking element surface between a first end of the blocking element and a second end of the blocking element, the first structural surface being substantially uniform proximate to the blocking element surface. arranged at a distance, the method comprising: arranged in a plurality of rows, on a first structure surface (but not extending through), or on a blocking element surface (but not extending through), or on a second structure surface (but not extending through); 1 providing a plurality of laterally spaced pockets forming a field of pockets on the structural surface and on the blocking element surface, but not extending through it; providing a working fluid to the first end of the blocking element; and moving the blocking element surface relative to the first structural surface to create a seal equivalent due to working fluid turbulence induced by the field in the pocket.
앞서의 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명은 단지 예시적이고 설명적인 것이며 청구된 본 발명을 제한하는 것이 아님을 이해해야 한다.It is to be understood that the foregoing general description and the following detailed description are illustrative and explanatory only and do not limit the invention as claimed.
본 발명의 이해를 돕기 위해, 이제, 동일한 참조 부호가 동일한 요소를 가리키는 첨부 도면을 참조할 것이다. 도면은 단지 예시적인 것이며, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1은 내연 기관 실린더의 종단 부분 단면도 및 그 내부에 배치된 피스톤의 측면도로서, 피스톤은 비안내식 연결 로드에 부착되고 본 발명의 제1 실시예에 따라 형성된 외부 밀봉 구조를 포함한다.
도 2는 내연 기관 실린더의 종단 부분 단면도 및 그 내부에 배치된 피스톤의 측면도로서, 피스톤은 안내식 연결 로드에 부착되고 본 발명의 제2 실시예에 따라 형성된 외부 밀봉 구조를 포함한다.
도 3은 절단선 3-3을 통해 취한 도 1의 피스톤 및 실린더의 단면도로서, 피스톤은 본 발명의 제1 실시예에 따라 형성된 외부 밀봉 구조를 포함한다.
도 4는 도 2의 절단선 4-4에 의해 획정된 피스톤 벽의 일부의 등각 확대도로서, 피스톤 벽 부분은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따라 형성된 외부 밀봉 구조를 포함한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따라 형성된 피스톤의 직사각형 변형예의 등각도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따라 형성된 피스톤의 직사각형 변형예의 등각도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따라 형성된 외부 밀봉 구조를 포함하는 로터리 엔진 실린더 및 로터의 평면도이다.In order to facilitate the understanding of the present invention, reference will now be made to the accompanying drawings in which like reference numerals indicate like elements. The drawings are illustrative only and should not be construed as limiting the invention.
1 is a longitudinal partial sectional view of an internal combustion engine cylinder and a side view of a piston disposed therein, wherein the piston is attached to a non-guided connecting rod and includes an outer sealing structure formed according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a longitudinal partial sectional view of an internal combustion engine cylinder and a side view of a piston disposed therein, wherein the piston is attached to a guide connecting rod and includes an outer sealing structure formed according to a second embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view of the piston and cylinder of Figure 1 taken through section line 3-3, wherein the piston includes an outer seal structure formed according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 4 is an isometric enlarged view of a portion of a piston wall defined by section line 4-4 in Fig. 2, the piston wall portion comprising external sealing structures formed according to the first and second embodiments of the present invention;
5 is an isometric view of a rectangular variant of a piston formed according to a third embodiment of the invention;
6 is an isometric view of a rectangular variant of a piston formed according to a fourth embodiment of the invention;
7 is a plan view of a rotary engine cylinder and rotor including an outer sealing structure formed according to a fifth embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 참조할 것이며, 그 예는 첨부 도면에 예시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서, 협력적으로 형상화된 피스톤(36)과 주변 실린더(38)가 예시되어 있다. 실린더(38)는, 이 실시예에서 약간 라운딩되거나 돔형인 상부 단부벽, 및 연속적인 측벽을 갖는 연소 챔버(21)를 가질 수 있다. 하나 이상의 스파크 또는 예열 플러그, 흡기 및 배기 밸브, 및 관련 포트가 연소 챔버(21)와 연통할 수 있다. 엔진 크랭크 케이스는 엔진 실린더(38) 아래에 배치될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Referring to FIG. 1 , in a first embodiment of the present invention, a cooperatively shaped
피스톤(36)은 상부 단부(50) 또는 헤드, 상부 단부로부터 먼 쪽의 하부 단부(51), 및 피스톤 헤드와 피스톤의 하부 단부 사이에서 연장되는 측벽 또는 스커트(35)를 포함할 수 있다. 피스톤(36)은 비안내식 커넥터 로드(42)에 부착될 수 있고, 커넥터 로드는 다시 크랭크(46)에 연결될 수 있으며, 크랭크는 크랭크케이스 내의 크랭크 샤프트(44)에 연결된다.The
피스톤 스커트(35)는 위에서 피스톤 헤드(50) 상으로 실린더(38) 내로 내려다 볼 때 원형 단면을 가질 수 있다. 피스톤 헤드(50)는 연소 챔버(21)의 상부 단부벽과 협력적으로 돔형일 수 있다. 위에서 보았을 때, 실린더(38) 내로 내려다 보면, 실린더는 또한 원형 형상을 가질 수 있다. 대안 실시예에서, 위에서 보았을 때, 실린더(38), 피스톤 스커트(35) 및 피스톤 헤드(50)는 직사각형 형상과 같은 비원형 단면 형상을 가질 수 있다는 것이 이해된다.The
피스톤(36)은, 피스톤 스커트(35)가 연소 챔버(21) 측벽과 밀접하게 정렬되지만, 측벽으로부터 균일하게 이격되고 측벽과 평행하도록 실린더(38)의 연소 챔버(21) 내에 배치될 수 있다. 연소 챔버(21)의 상부 단부벽 및 측벽은 피스톤 헤드(50)와 함께 작동 유체를 수용할 수 있는 작동 공간 또는 압축 영역(24)을 형성할 수 있다. 피스톤(36)은 연소 챔버(21) 내에서 상부 단부벽을 향해 그리고 그로부터 멀어지게 왕복 활주하도록 구성될 수 있다.The
도 1 및 도 3을 참조하면, 피스톤 스커트(35)의 외부 표면 또는 면은 내부에 형성된 랜드(23)에 의해 분리되어 집합적으로 포켓 필드(25)를 형성하는 복수의 리세스 또는 포켓(22)을 가질 수 있다. 출원인은 피스톤 스커트(35) "상"에 형성된 포켓(22)을 피스톤 스커트 "내"에 형성된 것과 동일한 것을 의미하도록 간주한다. 두 경우 모두, 포켓(22)은 포켓을 둘러싸는 피스톤 스커트(35)의 최외측 표면으로부터 내측으로 연장된다. 바람직하게는, 필수는 아니지만, 포켓(22)은 입구에서의 형상, 베이스에서의 형상, 높이, 폭, 직경, 깊이, 및/또는 체적의 측면에서 동일한 형상 및 치수일 수 있다. 바람직하게는, 피스톤 스커트(35)는 중공 벽 구조(즉, 대향하는 외부 지점 사이에서 중실형이 아님)이고 포켓(22)은 피스톤 스커트 내에 형성되지만 피스톤 스커트를 통해 피스톤(36)의 중공 내부로 연장되지는 않는다. 필드(25)의 포켓(22)은 적어도 하나의 원주방향 행으로, 또는 보다 바람직하게는 포켓의 2개 이상의 이격된 열 및 행으로 이루어지는 그리드 또는 어레이 패턴으로 배열될 수 있다. 도면에 도시된 필드(25)에서의 랜드 및 포켓의 수, 형상, 크기 및 배열은 설명 및 예시의 용이성을 위해 선택되었으며 제한적인 것으로 고려되지 않는다.1 and 3, the outer surface or face of the
포켓(22)의 필드(25)는 평면형 표면 상에서 2차원(x 및 y)으로 연장되거나, 공간에서 만곡된 물체(예를 들어, 원형 단면을 갖는 피스톤(35))의 표면 상에서 2차원으로 연장될 수 있다. 각각의 포켓(22)은 인접한 행 및/또는 열에서의 포켓과 정렬되거나, 하나 이상의 개재 행 및/또는 열이 멀어지게 설정된 행 및/또는 열에 배치된 포켓과 정렬되거나, 서로 정렬되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 포켓(22)의 필드(25)는 x 방향으로 서로 이격된 2개 이상의 포켓 및 y 방향으로 서로 이격된 2개 이상의 포켓을 포함한다. 또한, 바람직하게는 입구에서 각각의 포켓(22)의 치수 또는 크기는 x 또는 y 방향으로 측정될 때 포켓이 배치되는 표면의 치수(즉, 필드(25) 치수)보다 상당히 작다. 더욱 바람직하게는, 입구에서 각각의 포켓(22)의 치수 또는 크기는 x 및 y 방향 모두에서 측정될 때 포켓이 배치되는 표면의 치수보다 상당히 작다. 상당히 작다라고 함은, 입구에서 각각의 포켓의 치수 또는 크기가 x 및/또는 y 방향에서 측정될 때 포켓이 배치되는 표면의 치수의 절반 미만, 보다 바람직하게는 1/4 미만인 것을 의미한다. 또한, 랜드(23)가 점유하는 필드(25)의 총 표면적(예를 들어, 피스톤 스커트(35)의 표면적)은 바람직하게는 필드에서 포켓(22)의 입구에 기인하는 총 표면적을 초과한다.
도 3을 참조하면, 피스톤 스커트의 면 상에서 적절한 밀봉 시스템 필드(25)에 배열된 포켓(22) 및 랜드(23)의 존재로 인해, 상단에서 바닥까지 피스톤 스커트(35)의 확장부에 걸쳐 시일 또는 시일 등가물이 생성될 수 있다. 피스톤 헤드(50)와 피스톤 하부 단부(51) 사이에서 작동 유체의 압력차의 결과로서 시일 또는 그 등가물이 생성될 수 있다. 피스톤(36)이 챔버(21) 내에서 상향으로 이동함에 따라, 작동 공간(24) 내에서 작동 유체(26)의 압력 및 온도는 상승하여 피스톤(36)의 헤드(50)와 피스톤 하부 단부(51) 사이에 작동 유체 차압을 생성할 수 있다. 이 차압은 작동 유체가 피스톤 스커트(35) 측벽과 연소 챔버(21) 측벽 사이의 공간 내로 유동하게, 즉 피스톤(36)의 하부 단부(51)를 향해 시일 간극 내로 유동하게 할 수 있다. 시일 간극을 통한 작동 유체(26)의 유동은 각각의 포켓(22)에서 국소적인 벤투리 효과를 유발할 수 있으며, 이는 작동 유체(26)의 속도를 증가시키고 그 압력을 감소시킬 수 있다. 작동 유체(26)의 속도 및 압력 변화는 피스톤 스커트(35) 측벽과 연소 챔버(21) 측벽 사이의 실질적인 작은 이격 거리의 함수일 뿐만 아니라 포켓(22)의 기하형상 및 배열의 함수일 수 있다.Referring to Figure 3, due to the presence of
계속해서 도 3을 참조하면, 포켓(22)은 바람직하게는 피스톤 스커트(35)의 면과 포켓 입구의 연결부, 즉 랜드(23)와의 연결부에서 비교적 날카로운 에지를 가질 수 있다. 작동 유체(26)가 포켓(22)의 날카로운 에지 위로 유동할 때, 난류로 인해 국소 압력이 감소할 수 있다. 결과적으로, 작동 유체(26)는 팽창하여 순간적인 압력 감소 및 국소화된 난류의 증가를 생성할 수 있다. 각각의 연속적인 포켓(22) 위로 그리고 내부로 유동하는 추가의 작동 유체(26)가 사이클을 시작할 수 있는데, 각각의 포켓(22)은 공진기(예를 들어, 헬름홀츠형 공진기)의 역할을 하며, 이로 인해 작동 유체가 정의 가능한 주파수로 포켓(22) 내로 흡인되고 포켓으로부터 배출되어 추가의 국소화된 난류를 생성하게 할 수 있다.With continued reference to FIG. 3 , the
결과적인 난류는 시스템에서 작동 유체(26)의 물리적 특성 및 필드(25)에서 각 개별 포켓(22)의 직경(또는 높이 및 폭), 내부 기하형상, 관계 위치 및 깊이의 함수일 수 있다. 결과적인 난류는 또한 각각의 포켓(22) 위 및 내부의 공간 체적에 대한 각 랜드(23) 위의 공간 체적의 비로 인한 실질적인 작은 이격 거리 또는 시일 간극의 함수일 수 있다. 이 국소화된 난류는 유동하는 작동 유체(26)와 상호 작용하여 작동 유체(26)의 추가 유동을 방해하는 와류 운동을 발생시킬 수 있다. 작동 유체의 유동 감소는 공진 효과를 일시적으로 감소시킬 수 있고, 다시 국소화된 난류를 일시적으로 감소시킬 수 있으며, 이어서 작동 유체(26)의 유량이 다시 일시적으로 증가하게 할 수 있다.The resulting turbulence may be a function of the physical properties of the working
피스톤(36)이 상향 행정에 있을 때, 최상부 행(피스톤(36) 상부 단부에 가장 가까운)의 포켓(22) 위를 통과한 작동 유체(26)는 설명된 난류 현상이 반복되지만 시작 압력이 더 낮은 포켓 필드(25)의 인접한 행의 포켓과 다음에 마주칠 수 있다. 이 프로세스는, 시일 간극 내의 국소 압력이 (바람직하게는, 필수는 아니지만, 피스톤(36) 아래의 실린더(38) 내에 수용된 작동 유체의 압력 레벨로) 충분히 감소될 때까지, 작동 유체(26)가 밀봉 시스템 포켓 필드(25)의 연속적인 행의 위를 연속적으로 비교적 감소된 시장 압력으로 통과함에 따라 반복될 수 있다. 필드(25)에서 포켓(22)으로부터 포켓으로의 압력 감소의 반복 사이클은, 단지 허용 가능한 작동 유체(26)만이 시일 간극의 국소 압력이 피스톤(36) 아래의 공간에서 작동 유체의 압력 이하인 지점을 지나서 유동할 것이기 때문에(또는 바람직하게는, 작동 유체가 유동하지 못할 것이기 때문에), 시일 또는 시일의 효과적인 등가물을 생성할 수 있다. 피스톤 스커트(35)의 면을 가로질러 충분히 감소된 압력으로부터 생기는 허용 가능한 누설 레벨을 갖는 "시일 등가물"은, 작동 유체의 누설량이 시일 등가물이 이용되는 엔진의 작동을 허용할 때 초래되는 것으로 이해된다.When the
각각의 연속 포켓(22)에서의 국소화된 난류는 포켓의 공진 작용에 의해 허용되는 점진적인 누설로 인해 시간이 지남에 따라 감소될 수 있다. 따라서, 국소화된 난류는 또한 챔버(21) 측벽에 대한 피스톤(36)의 운동 속도의 함수일 수 있는데, 피스톤의 운동은 챔버 내에서 피스톤(36) 둘레의 압력 변화의 원인이 될 수 있기 때문이다. 밀봉 시스템의 효과는 포켓(22) 내외로 일관된 유동을 제공하여 밀봉 시스템의 효과를 유지함으로써, 밀봉 시스템 필드(25)로 활동적인 유동을 제공하도록 변동되는 작동 유체(26) 압력을 필요로 할 수 있다.The localized turbulence in each
밀봉 시스템의 누설 속도는 밀봉 시스템 패턴(25) 내에서 상이한 랜드(23) 간격 패턴 및 포켓(22) 기하형상을 사용함으로써 수정될 수 있다. 랜드(23) 간격은, 작동 유체(26) 유동이 밀봉 시스템 필드(25) 내에서 내부 붕괴 자체 보강 진동(internal decaying self-reinforcing oscillation)을 유발하는 것을 전방(하부) 포켓이 방지할 수 있으면서, 포켓(22)이 이전(상부) 포켓에 역류를 제공하게 하도록 선택될 수 있다.The leak rate of the seal system can be modified by using different land (23) spacing patterns and pocket (22) geometries within the seal system pattern (25). The
특정 용례를 위한 밀봉 시스템 패턴(25)의 효과는 개별 포켓(22)의 설계 파라미터 외에 밀봉 시스템 필드(25)의 외부 치수의 함수일 수 있다. 도 3을 재차 참조하면, 시일 효율은, 포켓의 내부 베이스에 수렴 영역(39) 및 포켓의 입구에 발산 영역을 포함하도록 포켓(22)의 일부 또는 전체의 기하형상을 수정함으로써 개선될 수 있다. 포켓의 바닥에 공진 공동을 형성하기 위해 수렴 영역(39) 및 더 큰 발산 영역을 사용하여 포켓에서 드 라발 노즐 효과(de Laval nozzle effect)가 생성될 수 있으며, 이는 국소화된 초음속 작동 유체(26) 운동으로 인해 더 큰 국소화된 난류를 발생시킬 수 있다.The effectiveness of the
도 1 및 도 3을 참조하면, 피스톤(36)은 피스톤 스커트(35) 상의 임의의 주어진 수직 지점에서 피스톤 주위의 압력이 정규화되는 경향으로 인해 실린더(38) 내에서 자가 센터링될 수 있다. 예를 들어, 피스톤(36)과 실린더(38) 사이의 실질적인 작은 이격 거리, 즉 시일 간극이 중심축에 관해 일시적으로 동일하지 않을 때, 피스톤의 양 측면의 표면적에 작용하는 압력에 의해 총 정규화 힘이 발생될 수 있다. 이러한 총 정규화 힘은 피스톤(36)이 중심축 주위의 진동이 감쇠된 상태에서 실린더(38) 내의 중심에 위치되게 할 수 있다. 정규화 힘이 피스톤을 실린더의 중심으로 복귀시키는 데에 필요한 시간은 하나 이상의 균등화 홈(40)을 추가함으로써 감소될 수 있다. 균등화 홈(40)은, 랜드(23) 영역 상에, 또는 포켓(22) 사이에, 또는 랜드 영역 상 및 포켓 사이 모두에, 또는 포켓에 대향하는 챔버(21)의 측벽에 배치되어 밀봉 시스템을 채용하는 표면 상에 힘의 보다 균일한 분포를 보다 신속하게 허용한다.Referring to FIGS. 1 and 3 , the
본 발명의 대안 실시예가 도 2 및 도 4에 예시되어 있다. 도 2를 참조하면, 피스톤(36)은 실린더(38) 내에 배치되며, 포켓(22)의 필드(25)를 갖는 피스톤 스커트(35) 및 피스톤 헤드(46)를 포함한다. 포켓(22)의 필드(25)는 임의의 균등화 홈이 없이 제공된다. 피스톤(36)은 크랭크(46), 커넥터 로드(42), 및 크로스 헤드(34)에 의해 크랭크 샤프트(44)에 연결된다. 크로스 헤드(34)는, 피스톤(36)을 연소 챔버(21)에 대해 센터링된 위치에 유지하면서 크로스 헤드(34)와 피스톤(36)이 수직 방향으로 이동하게 하는 크로스 헤드 가이드(33) 내에 활주 가능하게 수용된다. 포켓 필드(25)의 섹션 4-4는 도 4에 상세히 도시되어 있으며, 포켓(22) 및 랜드(23)는 포켓 입구에서 비교적 날카로운 연결 에지를 갖는다.An alternative embodiment of the present invention is illustrated in FIGS. 2 and 4 . Referring to FIG. 2 , a
피스톤 스커트(35)는 본 발명의 대안 실시예에서 외주 원형 형상을 가질 수 없지만, 대신에 형상의 임의의 에지가 라운딩되는 한, 난형, 직사각형 등과 같은 임의의 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제3 및 제4 실시예가, 피스톤이 원형 단면을 갖지 않는 도 5 및 도 6에 예시되어 있다. 도 5는 피스톤 헤드(50)와 피스톤 하부 단부(51) 사이에서 피스톤 스커트 상에 배치된 포켓의 필드(25) 및 균등화 홈(40)을 포함하는, 도 1의 원형 피스톤 실시예와 유사한 직사각형 피스톤(37)을 예시한다. 균등화 홈(40)은 피스톤 스커트(35)의 원주 둘레로 연장되어, 피스톤 스커트를 둘러싸는 작동 유체의 압력이 모든 지점에서 동일하도록 그 압력을 밸런싱하거나 균등화하게 하는 연속 폐루프 구조를 형성할 수 있다. 도 6은 피스톤 헤드(50)와 피스톤 하부 단부(51) 사이에서 피스톤 스커트 상에 배치된 포켓의 필드(25)를 포함하지만 균등화 홈은 없는, 도 2의 원형 피스톤 실시예와 유사한 직사각형 피스톤(37)을 예시한다.The
본 발명의 제5 실시예는 로터리 엔진 하우징 및 내부 로터리 엔진 구성요소의 부분 단면도를 도시하는 도 7에 예시되어 있다. 로터리 엔진 하우징은 제1 회전 가능 베인(64), 제2 회전 가능 베인(74), 제3 회전 가능 베인(84), 및 함께 연결된(예를 들어, 힌지 연결된) 제4 회전 가능 베인(92) 뿐만 아니라 말굽형 과급기 보스(100)를 수용할 수 있다. 각각의 베인(64, 74, 84, 92) 및 돌기(100)는 로터리 엔진 하우징의 평탄한 측벽(제거됨)에 대해 중심축을 중심으로 회전하는 외부 표면 상에 형성된 랜드(23)에 의해 분리되는 포켓(22)의 필드(25)를 가질 수 있다. 베인(64, 74, 84, 92) 및 보스(100)는 로터리 엔진 하우징의 평탄한 측벽으로부터 이격되고 평행할 수 있으며, 이에 따라 연소 챔버(21)를 집합적으로 획정하는 각각의 베인의 내부면과, 베인과 보스가 회전할 때 내부면으로부터 먼 쪽인 각각의 베인의 외부면 사이에 시일 등가물이 제공된다.A fifth embodiment of the present invention is illustrated in FIG. 7 showing a partial cross-sectional view of the rotary engine housing and internal rotary engine components. The rotary engine housing comprises a first rotatable vane (64), a second rotatable vane (74), a third rotatable vane (84), and a fourth rotatable vane (92) connected together (eg hinged). In addition, the horseshoe-shaped
챔버 벽과 같은 표면과 시일 등가물을 형성하도록 구성되는 설명된 피스톤, 베인 및 다른 구조(집합적으로, "블로킹 요소"로 지칭됨)는 출력 생성 엔진 뿐만 아니라 시일 또는 시일 등가물이 요구되는 펌프 및 기타 디바이스에서 사용될 수 있음을 이해해야 한다.The described pistons, vanes and other structures configured to form seal equivalents with surfaces such as chamber walls (collectively referred to as “blocking elements”) are used in power producing engines as well as pumps and other systems where seals or seal equivalents are desired. It should be understood that it can be used on devices.
또한, 블로킹 요소의 표면 상에 또는 표면 내에 형성되는 것으로 설명된 포켓(22)의 필드(25) 및/또는 균등화 홈(40)은 대신에 대안 실시예에서 블로킹 요소에 대향하는 표면 상에 또는 표면 내에 형성될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 블로킹 요소의 표면 상에 또는 표면 내에 형성되는 것으로 설명된 포켓(22)의 필드(25)는 블로킹 요소의 표면 상에 또는 표면 내에 형성되는 것에 추가하여 블로킹 요소에 대향하는 표면 상에 또는 표면 내에도 형성될 수 있음을 이해해야 한다.Additionally, the
또한, 앞서 설명한 구조는 압축성 유체, 기체, 액체, 현탁액, 플라즈마, 및 보스-아인슈타인 응축물(Bose-Einstein condensate)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 유체용 밀봉 시스템을 제공하는 데에 사용될 수 있음을 이해해야 한다.It should also be understood that the structure described above may be used to provide a sealing system for fluids including, but not limited to, compressible fluids, gases, liquids, suspensions, plasmas, and Bose-Einstein condensates. do.
또한, 포켓(22)은, 입구에서, 바닥에서, 그리고 입구와 바닥 사이에서 연장되는 포켓 내벽을 따라, 원하는 감압 효과를 생성하는 데에 효과적인 임의의 형상을 가질 수 있음을 이해해야 한다. 그러한 형상은, 예를 들어 둥근형, 원형, 직사각형, 정사각형, 사다리꼴, 평행사변형, 마름모꼴, 난형, 타원형, 삼각형 및 다각형일 수 있다. 균등화 홈(40)의 단면은 또한 원하는 압력 밸런싱 효과를 생성하는 한 또는 전술한 형상 또는 다른 형상 중 임의의 형상을 가질 수 있다. 또한, 포켓(22)은 포켓 입구로부터 먼 쪽에 평탄한, 라운딩된, 또는 윤곽이 있는 바닥을 가질 수 있다는 것이 이해된다. 평탄한 포켓(22) 바닥은 포켓을 둘러싸는 랜드(23)가 연장되는 평면에 평행한 평면으로 연장될 수 있다. 대안적으로, 그러한 평탄한 포켓 바닥은 경사지고 주변 랜드가 연장되는 평면과 평행하지 않은 평면으로 연장될 수 있다.It should also be appreciated that the
또한, 포켓(22)은, 일부 실시예에서, 포켓 입구와 주변 랜드와의 연결부에서 필렛 가공된, 모따기 가공된, 또는 다른 파괴된/날카롭지 않은 에지를 가질 수 있음을 이해해야 한다.It should also be appreciated that the
본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명은 그 사상 또는 본질적인 특성을 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 구현될 수 있다. 앞서 설명한 요소는 본 발명을 구현하기 위한 하나의 기술의 예시적인 예로서 제공된다. 본 기술 분야의 숙련자는 청구범위에 기재된 본 발명으로부터 벗어나지 않고 많은 다른 구현이 가능하다는 것을 인지할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 의도된 범위를 벗어나는 일 없이, 포켓 및/또는 포켓의 패턴은 균일할 필요가 없고 및/또는 랜드가 평탄할 필요는 없다. 또한, 포켓의 패턴은 피스톤 스커트 대신에 및/또는 피스톤 스커트에 추가하여 실린더 벽에 제공될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 개시는 본 발명의 범위를 예시하는 것이고 제한하려는 의도는 없다. 본 발명은, 첨부된 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에 있다면, 본 발명의 모든 그러한 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.As will be understood by those skilled in the art, the present invention may be embodied in other specific forms without departing from its spirit or essential characteristics. The elements described above are provided as an illustrative example of one technique for implementing the present invention. Those skilled in the art will recognize that many other implementations are possible without departing from the invention described in the claims. For example, the pockets and/or patterns of the pockets need not be uniform and/or the lands need not be flat, without departing from the intended scope of the present invention. Also, a pattern of pockets may be provided on the cylinder wall instead of and/or in addition to the piston skirt. Accordingly, the present disclosure is illustrative of the scope of the present invention and is not intended to be limiting. It is intended that this invention cover all such modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.
Claims (31)
제1 구조 표면;
제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 블로킹 요소 표면을 갖는 블로킹 요소;
복수의 측방향 이격된 포켓으로서, 제1 구조 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 블로킹 요소 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 제1 구조 표면 및 블로킹 요소 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음) 포켓의 필드를 형성하도록 복수의 행으로 배열되는, 복수의 측방향 이격된 포켓;
제1 구조 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 블로킹 요소 표면 상에서(단, 관통 연장되지 않음) 포켓의 필드에 형성되는 균등화 홈으로서, 상기 균등화 홈은 제1 구조 또는 블로킹 요소의 원주 둘레로 연장되는 연속 폐루프 구조인, 균등화 홈; 및
블로킹 요소의 제2 단부에서의 작동 유체 압력에 비해 상승된 압력으로 블로킹 요소의 제1 단부에 제공되는 작동 유체를 포함하고,
제1 구조 표면은 블로킹 요소 표면에 근접하여 실질적으로 균일한 거리를 두고 배치되며;
포켓의 필드와 작동 유체의 상호 작용으로부터 시일 등가물이 생성되는, 밀봉 시스템.a sealing system,
a first structural surface;
a blocking element having a first end, a second end, and a blocking element surface extending between the first and second ends;
a plurality of laterally spaced pockets on (but not extending through) the first structural surface, or on (but not extending through) the blocking element surface, or on the first structural surface and the blocking element surface. (but not extending through) a plurality of laterally spaced pockets arranged in a plurality of rows to form a field of pockets;
An equalization groove formed in the field of the pocket on the surface of the first structure (but not extending through) or on the surface of the blocking element (but not extending through), the equalization groove formed on the circumference of the first structure or blocking element. an equalization groove, which is a continuous closed-loop structure extending around the circumference; and
a working fluid provided to the first end of the blocking element at an elevated pressure relative to the working fluid pressure at the second end of the blocking element;
the first structural surface is disposed proximate to and at a substantially uniform distance from the blocking element surface;
A sealing system in which the seal equivalent is created from the interaction of the working fluid with the field of the pocket.
복수의 측방향 이격된 포켓을 제공하는 단계로서, 복수의 측방향 이격된 포켓은 제1 구조 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 블로킹 요소 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 제1 구조 표면 및 블로킹 요소 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음) 포켓의 필드를 형성하도록 복수의 행으로 배열되는, 단계;
제1 구조 표면 상에(단, 관통 연장되지 않음), 또는 블로킹 요소 표면 상에서(단, 관통 연장되지 않음) 포켓의 필드에 균등화 홈을 형성하는 단계로서, 상기 균등화 홈은 제1 구조 또는 블로킹 요소의 원주 둘레로 연장되는 연속 폐루프 구조인, 단계;
블로킹 요소의 제1 단부에 작동 유체를 제공하는 단계; 및
제1 구조 표면에 대해 블로킹 요소 표면을 이동시켜 포켓의 필드에 의해 유도되는 작동 유체 난류로 인한 시일 등가물을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.A method of sealing a first structural surface to a blocking element surface between a first end of a blocking element and a second end of the blocking element, the first structural surface being disposed proximate to and at a substantially uniform distance from the blocking element surface, comprising: , the method,
providing a plurality of laterally spaced pockets, the plurality of laterally spaced pockets on (but not extending through) the first structural surface or on (but not extending through) the blocking element surface; , or arranged in a plurality of rows to form fields of pockets on (but not extending through) the first structural surface and the blocking element surface;
forming equalization grooves in a field of pockets on a surface of a first structure (but not extending through) or on a surface of a blocking element (but not extending through), the equalization grooves forming the first structure or the blocking element a continuous closed loop structure extending around the circumference of;
providing a working fluid to the first end of the blocking element; and
moving the blocking element surface relative to the first structural surface to create a seal equivalent due to working fluid turbulence induced by the field of the pocket.
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