(57)【要約】シールリング（２００）は、第１の篏合表面を有する第１のシール要素（２２０）と、第２の篏合表面を有する第２のシール要素（２３０）とを含む。高圧境界（２５０）は、第１のシール要素の少なくとも一部を横断し、かつ第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延び、低圧境界（２５２）は、第１のシール要素の少なくとも一部を横断し、かつ第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延びている。第１の篏合表面、第２の篏合表面、または両方は、低圧境界に開放し、かつ高圧境界に開放していない陥凹（２２１）を含む。陥凹は、例えば、溝（２２３）を含み得る。第１の篏合表面は、第１のシール要素に作用する第１の力（２９０）と第２のシール要素に作用する第２の力（２９１）とによって、第２の篏合表面に対してシールされる。これらの力は、アセンブリを圧力係止するように作用する。
2020530545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールリングアセンブリであって、前記シールリングアセンブリは、
第１の篏合表面を備えている第１のシール要素と、
第２の篏合表面を備えている第２のシール要素と、
前記第１のシール要素の少なくとも一部を横断し、かつ前記第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延びている高圧境界と、
前記第１のシール要素の少なくとも一部を横断し、かつ前記第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延びている低圧境界と
を備え、
前記第１の篏合表面および前記第２の篏合表面のうちの少なくとも一方は、前記低圧境界に開放し、かつ前記高圧境界に開放していない陥凹を備え、それによって、前記第１の篏合表面は、前記第１のシール要素に作用する第１の力と前記第２のシール要素に作用する第２の力とによって、前記第２の篏合表面に対してシールされるように構成されている、シールリングアセンブリ。
【請求項２】
前記第１のシール要素に作用する前記第１の力は、前記第２のシール要素に作用する前記第２の力と反対に向けられている、請求項１に記載のシールリングアセンブリ。
【請求項３】
前記陥凹は、第１および第２の力に前記第１のシール要素と前記第２のシール要素との相対位置を維持させるように構成されている、請求項１に記載のシールリングアセンブリ。
【請求項４】
前記第１の篏合表面は、半径方向、軸方向、および方位角方向のうちの少なくとも１つにおいて前記第２の篏合表面に対してシールされている、請求項１に記載のシールリングアセンブリ。
【請求項５】
ピストンのランドに対してシールするように構成された後部軸面と、
前記高圧境界と前記低圧境界との間においてシリンダのボアに対してシールするように構成された半径方向外側面と
をさらに備えている、請求項１に記載のシールリングアセンブリ。
【請求項６】
前記陥凹は、溝を備えている、請求項１に記載のシールリングアセンブリ。
【請求項７】
前記陥凹は、前記第１の篏合表面の第１の陥凹であり、前記第２の篏合表面は、前記第１の陥凹と界面接触するように構成された第２の陥凹を備えている、請求項１に記載のシールリングアセンブリ。
【請求項８】
前記第１のシール要素は、第１のリングセグメントを備え、前記第２のシール要素は、第２のリングセグメントを備えている、請求項１に記載のシールリングアセンブリ。
【請求項９】
前記第１のシール要素は、リングセグメントを備え、前記第２のシール要素は、間隙カバー要素を備えている、請求項１に記載のシールリングアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１および第２のシール要素のうちの少なくとも一方は、半径方向内向きの力を引き起こすように構成された半径方向圧力釣り合い特徴を備えている、請求項１に記載のシールリングアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の篏合表面と第２の篏合表面とは、互いに対してシールすることにより、前記陥凹が前記高圧境界に開放することを防止する、請求項１に記載のシールリングアセンブリ。
【請求項１２】
ピストンアセンブリであって、前記ピストンアセンブリは、
円周溝を備えているピストンと、
前記円周溝の中に配置されたシールリングアセンブリと
を備え、
前記シールリングアセンブリは、
第１の篏合表面を備えている第１のシール要素と、
第２の篏合表面を備えている第２のシール要素と、
前記第１のシール要素の少なくとも一部を横断し、かつ前記第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延びている高圧境界と、
前記第１のシール要素の少なくとも一部を横断し、かつ前記第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延びている低圧境界と
を備え、
前記第１の篏合表面および前記第２の篏合表面のうちの少なくとも一方は、前記低圧境界に開放し、かつ前記高圧境界に開放していない陥凹を備え、それによって、前記第１の篏合表面は、前記第１のシール要素に作用する第１の力と前記第２のシール要素に作用する第２の力とによって、前記第２の篏合表面に対してシールされている、
ピストンアセンブリ。
【請求項１３】
前記第１のシール要素に作用する前記第１の力は、前記第２のシール要素に作用する前記第２の力と反対に向けられている、請求項１２に記載のピストンアセンブリ。
【請求項１４】
前記陥凹は、前記第１および第２の力に前記第１のシール要素と前記第２のシール要素との相対位置を維持させるように構成されている、請求項１２に記載のピストンアセンブリ。
【請求項１５】
前記ピストンは、ランドをさらに備え、シリンダのボア内で移動するように構成され、前記シールリングアセンブリは、
前記ランドに対してシールするように構成された後部軸面と、
前記高圧境界と前記低圧境界との間において前記ボアに対してシールするように構成された半径方向外側面と
をさらに備えている、請求項１２に記載のピストンアセンブリ。
【請求項１６】
前記陥凹は、溝を備えている、請求項１２に記載のピストンアセンブリ。
【請求項１７】
前記陥凹は、前記第１の篏合表面の第１の陥凹であり、前記第２の篏合表面は、前記第１の陥凹と界面接触するように構成された第２の陥凹を備えている、請求項１２に記載のピストンアセンブリ。
【請求項１８】
前記第１のシール要素は、第１のリングセグメントを備え、前記第２のシール要素は、第２のリングセグメントを備えている、請求項１２に記載のピストンアセンブリ。
【請求項１９】
前記第１のシール要素は、リングセグメントを備え、前記第２のシール要素は、間隙カバー要素を備えている、請求項１２に記載のピストンアセンブリ。
【請求項２０】
前記第１および第２のシール要素のうちの少なくとも一方は、半径方向内向きの力を引き起こすように構成された半径方向圧力釣り合い特徴を備えている、請求項１２に記載のピストンアセンブリ。
【請求項２１】
前記第１の篏合表面と第２の篏合表面とは、互いに対してシールすることにより、前記陥凹が前記高圧境界に開放することを防止する、請求項１２に記載のピストンアセンブリ。
【請求項２２】
デバイスであって、前記デバイスは、
高圧領域と低圧領域とを備えているボアを備えているシリンダと、
円周溝を備えているピストンであって、前記ピストンは、前記ボア内で軸方向に移動するように構成されている、ピストンと、
前記円周溝の中に配置されたシールリングアセンブリと
を備え、
前記シールリングアセンブリは、前記ボアに対してシールし、前記高圧領域および前記低圧領域を画定するように構成され、前記シールリングアセンブリは、
第１の篏合表面を備えている第１のシール要素と、
第２の篏合表面を備えている第２のシール要素と
を備え、
前記第１および第２の篏合表面のうちの少なくとも一方は、前記低圧領域に開放し、かつ前記高圧領域に開放していない陥凹を備え、それによって、前記第１の篏合表面は、前記第１のシール要素に作用する第１の力と前記第２のシール要素に作用する第２の力とによって、前記第２の篏合表面に対してシールされている、デバイス。
【請求項２３】
前記円周溝は、軸方向後部ランドをさらに備え、
前記シールリングアセンブリは、前記軸方向後部ランドに対してシールするようにさらに構成されている、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記第１のシール要素に作用する前記第１の力は、前記第２のシール要素に作用する前記第２の力と反対に向けられている、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記陥凹は、前記第１および第２の力に前記第１のシール要素と前記第２のシール要素との相対位置を維持させるように構成されている、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記シールリングアセンブリは、前記ボアに対してシールするように構成された半径方向外側面をさらに備えている、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記シーリングアセンブリは、
前記第１のシール要素の少なくとも一部および前記第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延び、前記高圧領域に開放している第１の境界と、
前記第１のシール要素の少なくとも一部および前記第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延び、前記低圧領域に開放している第２の境界と
をさらに備え、
前記陥凹は、前記第１の境界に開放し、かつ前記第２の境界に開放していない、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記第１のシール要素は、第１のリングセグメントを備え、前記第２のシール要素は、第２のリングセグメントを備えている、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項２９】
前記第１のシール要素は、リングセグメントを備え、前記第２のシール要素は、間隙カバー要素を備えている、請求項２２に記載のデバイス。
【請求項３０】
前記第１の篏合表面と第２の篏合表面とは、互いに対してシールすることにより、前記陥凹が前記高圧領域に開放することを防止するように構成されている、請求項２２に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、シールリングアセンブリを対象とし、より具体的に、本開示は、圧力係止特徴を含むシールリングアセンブリを対象とする。本願は、その開示が、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる２０１７年８月９日に出願された米国仮特許出願第６２／５４３，３０２号、および２０１７年８月９日に出願された第６２／５４３，２９９号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
経済的理由のために、ピストンシリンダアセンブリのシールが、交換を必要とする前に可能な限り長時間にわたって機能することが、望ましい。例えば、典型的な標的は、数百または数千時間の動作であり得る。これらの稼働時間中、シールは、半径方向に摩耗し、間隙が、シールの部分間に生じ得る。結果として生じる間隙の円周方向の合計弧長は、２×π×ΔＲ（式中、ΔＲは、シールの半径方向摩耗量である）だけ開放する。摩耗率が比較的に高い自己潤滑性材料の場合、間隙は、容認できない漏出流をもたらす量まで開放し、したがって、シールの有効動作寿命を限定する。故に、シールが、その寿命中、性能を維持することが、所望されるであろう。シールの表面が、広範囲の圧力および接触力にさらされ得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
いくつかの実施形態では、本開示は、シールリングアセンブリを対象とする。シールリングアセンブリは、第１の篏合表面を有する第１のシール要素を含む。シールリングアセンブリは、第２の篏合表面を有する第２のシール要素も含む。シールリングアセンブリは、第１のシール要素の少なくとも一部を横断し、かつ第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延びている高圧境界も含む。シールリングアセンブリは、第１のシール要素の少なくとも一部を横断し、かつ第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延びている低圧境界も含む。第１の篏合表面および第２の篏合表面のうちの少なくとも一方は、第１の篏合表面が、第１のシール要素に作用する第１の力と第２のシール要素に作用する第２の力とによって、第２の篏合表面に対してシールされるように、低圧境界に開放し、かつ高圧境界に開放していない陥凹を含む。
【０００４】
いくつかの実施形態では、第１のシール要素に作用する第１の力は、第２のシール要素に作用する第２の力と反対に向けられている。
【０００５】
いくつかの実施形態では、陥凹は、第１および第２の力に第１のシール要素および第２のシール要素の相対位置を維持させるように構成される。
【０００６】
いくつかの実施形態では、第１の篏合表面は、半径方向、軸方向、および方位角方向のうちの少なくとも１つにおいて第２の篏合表面に対してシールされる。例えば、第１および第２の表面は、平坦、角度付き、湾曲、複合、またはそれらの組み合わせであり得、互いに対して、界面の全体もしくはその一部において、１つ以上の方向にシールし得る。
【０００７】
いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリは、ピストンのランドに対してシールするように構成された後部軸面を含む。いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリは、高圧境界と低圧境界との間においてシリンダのボアに対してシールするように構成された半径方向外側面を含む。
【０００８】
いくつかの実施形態では、陥凹は、溝を含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、陥凹は、第１の篏合表面の第１の陥凹であり、第２の篏合表面は、第１の陥凹と界面接触するように構成された第２の陥凹を含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、第１のシール要素は、第１のリングセグメントを含み、第２のシール要素は、第２のリングセグメントを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、第１のシール要素は、リングセグメントを含み、第２のシール要素は、間隙カバー要素を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態では、第１および第２のシール要素のうちの少なくとも一方は、半径方向内向きの力を引き起こすように構成された半径方向圧力釣り合い特徴を含む。例えば、いくつかの実施形態では、半径方向内向きの力は、シールリングアセンブリの摩耗を低減させる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、第１の篏合表面と第２の篏合表面とは、互いに対してシールすることにより、陥凹が高圧境界に開放することを防止する。
【００１４】
いくつかの実施形態では、本開示は、ピストンと、シールリングアセンブリとを含むピストンアセンブリを対象とする。ピストンは、円周溝を含み、ピストンは、シリンダのボア内で軸方向に移動するように構成される。シールリングアセンブリは、円周溝の中に配置され、ボアに対してシールするように構成される。シールリングアセンブリは、第１の篏合表面を有する第１のシール要素と、第２の篏合表面を有する第２のシール要素とを含む。シールリングアセンブリは、第１のシール要素の少なくとも一部を横断し、かつ第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延びている高圧境界と、第１のシール要素の少なくとも一部を横断し、かつ第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延びている低圧境界とも含む。第１の篏合表面および第２の篏合表面のうちの少なくとも一方は、第１の篏合表面が、第１のシール要素に作用する第１の力と第２のシール要素に作用する第２の力とによって、第２の篏合表面に対してシールされるように、低圧境界に開放し、かつ高圧境界に開放していない陥凹を含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、本開示は、シリンダと、ピストンと、シールリングアセンブリとを含むデバイスを対象とする。シリンダは、高圧領域と低圧領域とを有するボアを含む。ピストンは、円周溝を含み、ピストンは、ボア内で軸方向に移動するように構成される。シールリングアセンブリは、円周溝の中に配置され、かつボアに対してシールし、高圧領域および低圧領域を画定するように構成される。シールリングアセンブリは、第１の篏合表面を有する第１のシール要素と、第２の篏合表面を有する第２のシール要素とを含む。第１および第２の篏合表面のうちの少なくとも一方は、第１の篏合表面が、第１のシール要素に作用する第１の力と第２のシール要素に作用する第２の力とによって、第２の篏合表面に対してシールされるように、低圧領域に開放し、かつ高圧領域に開放していない陥凹を含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、円周溝は、軸方向後部ランドを含み、シールリングアセンブリは、軸方向後部ランドに対してシールするように構成される。
【００１７】
いくつかの実施形態では、第１のシール要素に作用する第１の力は、第２のシール要素に作用する第２の力と反対に向けられている。
【００１８】
いくつかの実施形態では、陥凹は、第１および第２の力に第１のシール要素および第２のシール要素の相対位置を維持させるように構成される。
【００１９】
いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリは、ボアに対してシールするように構成された半径方向外側面を含む。
【００２０】
いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリは、第１のシール要素の少なくとも一部および第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延び、高圧領域に開放している第１の境界を含む。いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリは、第１のシール要素の少なくとも一部および第２のシール要素の少なくとも一部を横断して延び、低圧領域に開放している第２の境界であって、陥凹は、第１の境界に開放し、かつ第２の境界に開放していない、第２の境界も含む。
【００２１】
いくつかの実施形態では、本開示は、第１のリングと、第２のリングとを含むシールリングアセンブリを対象とする。第１のリングは、半径方向外向き表面を含む軸方向後方に延びている延長部を含む。第２のリングは、半径方向外向き表面に界面接触するように構成された内側半径方向表面を含む。シールリングアセンブリは、延長部の半径方向外向き表面および第２のリングの内側半径方向表面のうちの少なくとも一方に沿って円周方向に延びている溝も含む。例えば、溝は、第１のリングおよび第２のリングのいずれかまたは両方の中に含まれ得る。
【００２２】
いくつかの実施形態では、溝は、シールリングアセンブリの低圧境界に開放するように構成されている。
【００２３】
いくつかの実施形態では、第２のリングは、第２のリングの最外半径方向表面内で円周方向に延びているポケットを含み、ポケットは、高圧ガスを受け取るように構成されている。例えば、最外半径方向表面は、シリンダのボアに対してシールするように構成されている。
【００２４】
いくつかの実施形態では、第２のリングは、ガスが高圧境界からポケットに流動することを可能にするように構成されたオリフィスを含む。いくつかの実施形態では、例えば、第２のリングは、オリフィス、スロット、または他の貫通特徴を含む。
【００２５】
いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリは、ピストンのリング溝の中に配置されるように構成されている。シールリングアセンブリは、シールリングアセンブリの実質的な方位角移動を防止するための回転防止特徴を含む。
【００２６】
いくつかの実施形態では、第１のリングは、最外半径方向表面を含み、延長部の外側半径方向表面は、外側半径方向表面の半径方向に内側である。例えば、最外半径方向表面は、シリンダのボアに対してシールするように構成されている。
【００２７】
いくつかの実施形態では、第１のリングおよび第２のリングのうちの少なくとも一方は、自己潤滑性材料を含む。例えば、第１のリング、第２のリング、または両方は、黒鉛もしくは他のセラミック、ポリマー、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【００２８】
いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリは、液体潤滑剤なしの動作のために構成されている。例えば、いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリは、オイルレス動作のために構成されている。
【００２９】
いくつかの実施形態では、第１のリングは、少なくとも２つの第１のリングセグメントのそれぞれの端部が、互いの間に少なくとも１つの界面を形成するように配置された少なくとも２つの第１のリングセグメントを含む。
【００３０】
いくつかの実施形態では、第２のリングは、少なくとも２つの第２のリングセグメントのそれぞれの端部が、互いの間に少なくとも１つの界面を形成するように配置された少なくとも２つの第２のリングセグメントを備えている。
【００３１】
いくつかの実施形態では、本開示は、ピストンと、シールリングアセンブリとを含むピストンアセンブリを対象とする。ピストンは、リング溝を含む。シールリングアセンブリは、リング溝の中に配置され、第１のリングと、第２のリングとを含む。第１のリングは、半径方向外向き表面を含む軸方向後方に延びている延長部を含む。第２のリングは、延長部の半径方向外向き表面に界面接触するように構成された半径方向内側表面を含む。シールリングアセンブリは、延長部の半径方向外側表面および第２のリングの内側半径方向表面のうちの少なくとも一方に沿って方位角方向に延びている溝を含む。
【００３２】
いくつかの実施形態では、ピストンは、開放型ピストンである。
【００３３】
いくつかの実施形態では、本開示は、シリンダと、ピストンと、シールリングアセンブリとを含むデバイスを対象とする。シリンダは、ボアを含む。ピストンは、リング溝を含み、ボアの軸に沿って、ボア内を進行するように構成されている。シールリングアセンブリは、リング溝の中に配置され、第１のリングと、第２のリングとを含む。第１のリングは、半径方向外向き表面を含む軸方向後方に延びている延長部を含む。第２のリングは、半径方向外向き表面に界面接触するように構成された内側半径方向表面を含む。シールリングアセンブリは、延長部の半径方向外側表面および第２のリングの内側半径方向表面のうちの少なくとも一方に沿って方位角方向に延びている溝も含む。
【００３４】
いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリは、ボアとピストンとの間をシールするように構成されている。例えば、シールリングアセンブリは、ボア内の低圧領域からボア内の高圧領域をシールするように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
１つ以上の種々の実施形態による本開示は、以下の図を参照して詳細に説明される。図面は、例証の目的のためのみに提供され、単に、典型的または例示的実施形態を描写する。これらの図面は、本明細書に開示される概念の理解を促進するために提供され、これらの概念の範疇、範囲、または適用可能性を限定するものと見なされるものではない。例証の明確化および容易性のために、これらの図面が、必ずしも正確な縮尺通りに作製されているわけではないことに留意されたい。
【００３６】
【図１】図１は、本開示のいくつかの実施形態による例証的ピストンおよびシリンダアセンブリの断面図を示す。
【００３７】
【図２】図２は、本開示のいくつかの実施形態によるシールリングアセンブリが圧力にさらされている例証的ピストンおよびシリンダアセンブリの断面図を示す。
【００３８】
【図３】図３は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリの断面図を示す。
【００３９】
【図４】図４は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリの断面図を示す。
【００４０】
【図５】図５は、本開示のいくつかの実施形態による圧力および接触力にさらされている例証的シールリングアセンブリの一部の断面図を示す。
【００４１】
【図６】図６は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリの一部の断面分解図を示す。
【００４２】
【図７】図７は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリの一部の断面分解図を示す。
【００４３】
【図８】図８は、本開示のいくつかの実施形態によるシールリングアセンブリが圧力にさらされている例証的ピストンおよびシリンダアセンブリの断面図を示す。
【００４４】
【図９】図９は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリの断面分解図を示す。
【００４５】
【図１０】図１０は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリの断面分解図を示す。
【００４６】
【図１１】図１１は、本開示のいくつかの実施形態による例証的シールリングアセンブリの一部の分解斜視図を示す。
【００４７】
【図１２】図１２は、本開示のいくつかの実施形態による図１１の例証的シールリングアセンブリの斜視図を示す。
【００４８】
【図１３】図１３は、本開示のいくつかの実施形態による圧力係止のための特徴を含む例証的シールリングアセンブリの断面図を示す。
【００４９】
【図１４】図１４は、本開示のいくつかの実施形態による後部リング間隙を示す図１３の例証的シールリングアセンブリの断面図を示す。
【００５０】
【図１５】図１５は、本開示のいくつかの実施形態による半径方向の力を釣り合わせるための特徴を含む例証的シールリングアセンブリの一部の斜視図を示す。
【００５１】
【図１６】図１６は、本開示のいくつかの実施形態による半径方向の力を釣り合わせるための特徴を含む図１０Ａの例証的シールリングアセンブリの一部の斜視図を示す。
【００５２】
【図１７】図１７は、本開示のいくつかの実施形態による例証的シールリングアセンブリの後部面の図を示す。
【００５３】
【図１８】図１８は、本開示のいくつかの実施形態による各々がシールリングアセンブリを含む２つのピストンアセンブリを含む例証的機関の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
いくつかの実施形態では、本開示は、比較的により低圧の領域から比較的により高圧の領域を分離するように構成されたシールリングアセンブリを対象とする。シールリングアセンブリは、例えば、１つ以上のリング、それらの１つ以上のセグメント、１つ以上の間隙カバー、任意の他の好適な構成要素、もしくはそれらの任意の組み合わせ等のシール要素を含み得る。シール機能性を十分に維持するために、第２のシール要素の１つ以上の対応する表面と（例えば、表面全体もしくはその任意の好適な部分において）接触したままでなければならない第１のシール要素の１つ以上の表面が、存在し得る。シールリングアセンブリが、摩耗を経験し、シリンダ直径の変化に適応するように移動し、または、別様に幾何学形状の変化もしくは力の変化を受けるにつれて、シール要素のいくつかのものが、互いに対して移動し得る。いくつかの実施形態では、本開示は、シール要素の篏合表面の少なくとも一部が、シールを維持するように接触したままであることを確実にするように構成される圧力係止特徴を対象とする。例えば、篏合表面は、高圧領域と低圧領域との間にシールを提供し得る。例証的例では、２つの篏合表面のいずれかまたは両方が、より低圧の領域に開放しているチャネルもしくは他の陥凹を含む。チャネルの幾何学形状（例えば、面積、体積、長さ、アスペクト比、表面積対体積比）は、篏合界面の一部に作用する圧力が、より高圧の領域内の圧力より低い圧力にあるようなものである。チャネルが含まれる表面は、（例えば、チャネルがより低圧の領域に開放している場所におけるそれを除く全ての側のチャネルの周囲に）篏合表面との接触の連続した境界を形成する。例えば、チャネルは、より高圧の領域とより低圧の領域との間に有意な短絡流路（例えば、漏出）を作成しない。低圧チャネルにさらされる表面積の特定の割合は、（例えば、より高圧の領域にさらされる面積から）２つのセグメントに作用する圧力の合計が、２つのセグメントに圧力係止特徴を含む表面において互いに接触させる正味合力を有するように選定される。したがって、シールリングアセンブリがさらされる圧力および結果として生じる接触力は、シールリングアセンブリのシール要素の構成を維持するように作用する。
【００５５】
本明細書で使用されるような用語「シール」は、高圧領域および低圧領域の作成、維持、または両方を指す。例えば、シールは、シールの高圧境界と低圧境界との間の流動を限定することによって、高圧領域から低圧領域へのガスの漏出率を低減させるように構成されたシールリングアセンブリを含み得る。故に、シールは、漏出率に関するその制約の観点から定義されることができる。本明細書に説明されるようなシールまたはシールリングアセンブリは、任意の好適な対応する漏出率を有し得ることを理解されたい。例えば、いくつかの状況では、比較的に粗悪なシールが、より多くの漏出を可能にし得るが、ある性能基準に基づいて、容認可能であり得る。さらなる例では、ピストンおよびシリンダデバイスの高効率動作のために構成されるシールリングアセンブリは、比較的に低い漏出率を有し（例えば、より効果的シールであり）得る。
【００５６】
本明細書で使用されるように、「リングセグメント」は、ゼロ度を上回る方位角にわたって延び、半径方向外側表面を有し、かつボアに対して少なくとも半径方向外側表面の一部に沿ってシールするように構成されたシール要素を指すものとする。リングセグメントは、ボア全体の周囲に方位角に連続していない場合、端面を含み得る。
【００５７】
本明細書で使用されるように、「リング」は、ボアに沿って方位角に連続し得るが、そうである必要はない少なくとも１つのリングセグメントを含むシール要素を指すものとする。例えば、リングは、１つのリングセグメントを含み得、その場合、これらの用語は、重複する。さらなる例では、リングは、４つのリングセグメントを含み得、その場合、リングは、４つのリングセグメントの集合を指す。リングは、１つ以上のリングセグメント間に１つ以上の界面を含み得るが、そうである必要はない。「リング」は、ピストンのランドに対してシールするように構成される少なくとも１つのリングセグメントを含むシール要素も指すものとする。
【００５８】
本明細書で使用されるように、「間隙カバー要素」は、界面において１つ以上のリングセグメントに対してシールし、１つ以上のリングセグメントの摩耗中、ボアの少なくとも一部に対してシールするように構成されたシール要素を指すものとする。間隙カバー要素は、リングが摩耗するにつれて、リングセグメントとして機能し得るが、本開示における議論の目的のために、間隙カバー要素は、明確化の目的のためにリングセグメントであると見なされない。
【００５９】
本明細書で使用されるように、「シールリングアセンブリ」は、１つ以上のリングのアセンブリを指し、時として、ピストンと係合するように構成され、シリンダの高圧領域と低圧領域との間をシールするように構成される１つ以上の間隙カバー要素も指すものとする。例えば、単一のリングセグメントは、リングであり、シールリングアセンブリであり得る。さらなる例では、いくつかのリングセグメントおよび対応する間隙カバーが、シールリングアセンブリであり得る。
【００６０】
本明細書で使用されるように、「圧力係止特徴」は、圧力係止機能を提供するシールリングアセンブリの少なくとも１つの構成要素に含まれる特徴を指すものとする。本明細書で使用されるように、「圧力係止」は、動作中、シールリングアセンブリの構成要素間の相対的幾何学形状関係を維持（もしくは別様に制御）すること、シールリングアセンブリの構成要素を一緒に押す力を加えること、または両方を行うために、シールリングアセンブリの１つ以上の構成要素上に合力を引き起こす作用を指すものとする。シール要素を横断する差圧の作用は、相対的幾何学形状関係を維持することに役立つ、合力を引き起こし得る。
【００６１】
図１は、本開示のいくつかの実施形態による例証的ピストンおよびシリンダアセンブリ１００の断面図を示す。シリンダ１６０は、ピストンアセンブリ１１０が進行する内側円筒表面であるボア１６２を含み得る。ピストンアセンブリ１１０は、シールリングアセンブリ１２０が乗るように構成されるシールリング溝１２２を含むピストン１２６を含み得る。ピストンアセンブリ１１０が、（例えば、機関サイクル中）シリンダ１６０内で軸１８０によって示される軸方向に沿って平行移動するにつれて、高圧領域１５０内のガス圧は、変化し得る（高圧領域１５０は、シリンダヘッドまたは対向ピストンを用いて閉鎖され得る）。例えば、ピストンアセンブリ１１０が、軸１８０の方向と反対に（すなわち、図１の左に）移動するにつれて、高圧領域１５０内の圧力は、増加し得る。シールリングアセンブリ１２０の後部に位置する低圧領域１７０は、大部分ではない場合でも、ピストンおよびシリンダアセンブリ１００のピストンストロークまたはサイクルの少なくとも一部にわたって高圧領域１５０の圧力を下回るガス圧にあり得る。高圧領域１５０および低圧領域１７０内の圧力範囲は、任意の好適な範囲（例えば、低大気圧〜２５０バールを大いに超える値）であり得、圧縮比、呼吸の詳細（例えば、給気圧、圧力波、ポートタイミング）、損失、ガスの熱化学的特性、およびそれらの反応に依存し得る。故に、本明細書に説明されるシールリングアセンブリは、任意の好適な圧力範囲を有する任意の好適な高圧領域および低圧領域をシールするために使用され得る。シールリングアセンブリ１２０の「前部」は、高圧領域１５０に軸方向に最も近い面を指し、シールリングアセンブリ１２０の「後部」は、低圧領域１７０に軸方向に最も近い面を指すことを理解されたい。
【００６２】
別様に規定されない限り、本明細書において言及される圧力は全て、絶対単位である（例えば、ゲージまたは相対単位ではない）ことを理解されたい。
【００６３】
高圧力および低圧力は、ピストンおよびシリンダデバイスの一過性の圧力状態を指し得ることを理解されたい。例えば、機関サイクルを参照すると、シールリングアセンブリの高圧側は、（例えば、可能性として、サイクルの呼吸または近呼吸部分の間を除いて）機関サイクルの大部分にわたって、シールリングアセンブリの低圧側を上回る圧力を有し得る。故に、高圧力および低圧力は、相対的であり、シールされているガスの条件に依存する。
【００６４】
シールリングアセンブリは、各々が任意の好適な圧力範囲内で動作する高圧および低圧領域をシールするために使用され得る。シールリングアセンブリがサイクル内の異なる位置において異なってシールし得ることも理解されたい。さらに、低圧領域は、ピストンおよびシリンダアセンブリのピストンストロークまたはサイクルの一部にわたって、高圧領域の圧力を上回る圧力を含み得ることを理解されたい。例えば、シールリングアセンブリは、常時、低圧領域から高圧領域をシールし得る。さらなる例では、シールリングアセンブリは、高圧領域内の圧力が低圧領域内の圧力を上回る限り、低圧領域から高圧領域をシールし得る。さらなる例では、シールリングアセンブリは、高圧領域内の圧力が低圧領域内の圧力を上回る限り、低圧領域から高圧領域をシールし得、逆に、低圧領域内の圧力が高圧領域内の圧力を上回る限り、高圧領域から低圧領域をシールし得る。
【００６５】
いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリ１２０は、シリンダ１６０のボア１６２上に（例えば、自己潤滑性材料を含む）材料を堆積させ得る。堆積させられた材料は、ボア１６２とシールリングアセンブリ１２０との間のボア／シールリングアセンブリ間界面を潤滑にし（例えば、乾燥潤滑剤を提供し）得る。故に、いくつかの実施形態では、ピストンおよびシリンダアセンブリ１００は、潤滑のための液体（例えば、油）なしに動作し得る。
【００６６】
いくつかの実施形態では、ピストン１２６は、開放型ピストンであり得る。例えば、ピストン１２６は、高圧領域１５０からリング溝１２２までの開口部、切り欠き、または他の流体経路を含み得る。故に、開放型ピストンを採用するいくつかの実施形態では、（例えば、図１の半径方向の軸１８２を参照して）シールリングアセンブリ１２０の内側半径方向表面は、高圧領域１５０のガス圧にさらされ得る。
【００６７】
図２は、本開示のいくつかの実施形態によるシールリングアセンブリが圧力にさらされている例証的ピストンおよびシリンダアセンブリ２００の断面図を示す。図２は、方位角方向に向けられた図を示し、軸２８２が、半径方向に向けられ、軸２８０が、軸方向に向けられている。リング２２０およびリング２３０は、シールリングアセンブリを構成し、各々が、１つ以上のリングセグメントを含み得る。図２に示されていないが、リング２２０および２３０のいずれかまたは両方が、１つ以上の間隙カバー要素を含み得る。シールリングアセンブリは、ピストン２０２の溝２０５内に配置され、ランド２０３に対してシールするように構成される。図２に、圧力のみが、図示されているが、シールリングアセンブリは、ボア、ピストンランド、別のシールリングアセンブリ、またはそれらの組み合わせからの接触力も受け得ることを理解されたい。シールリングは、シリンダ２６０に対して（例えば、シリンダ２６０のボアに対して）低圧領域２５２から高圧領域２５０をシールする。故に、シールリングアセンブリは、高圧領域２５０にさらされる高圧境界と、低圧領域２５２にさらされる低圧境界とを含む。図２に図示されるように、シールリングアセンブリは、力２９２（すなわち、高圧領域２５０から軸方向後方に向けられる）、力２９１（すなわち、高圧領域２５０から半径方向外向きに向けられる）、力２９０（すなわち、シールリングアセンブリとシリンダ２６０との間のクリアランス間隙内の圧力から半径方向に内向きに向けられる）、および力２９３（すなわち、低圧領域２５２内の圧力から軸方向前方に向けられる）にさらされる。力は、方位角方向に存在し得るが、単純化のために、図２−４に示されていないことを理解されたい。リング２２０は、通路２２１によって低圧領域２５２に結合される陥凹２２３を含む。力は、リング２２０と２３０との間の界面においても加えられることができる。例えば、リング２２０およびリング２３０が、ピストン２０２または互いに対して加速していない場合、リング２２０および２３０の各々への力は、あらゆる方向において釣り合っている。界面力のさらなる説明が、図３−４との関連において提供される。
【００６８】
図３は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリ３００の一部の断面図を示す。図示されるように、図３において、シールリングアセンブリ３００に作用する半径方向の圧力のみが、示されているが、（例えば、ボア、ピストンランド、他のシール要素、または他の表面との接触からの）軸方向の圧力および軸方向および半径方向の接触力も、動作中、存在し得る。例えば、接触力は、（例えば、リングセグメント３２０および３３２が互いに対して移動しないように）各方向において圧力を釣り合わせる大きさおよび方向を有し得る。図３は、方位角方向に向けられた図を示し、軸３８２が、半径方向に向けられ、軸３８０が、軸方向に向けられている。シールリングアセンブリ３００は、第１のリングと、第２のリングとを含む。第１のリングは、リングセグメント３２０を含み、第２のリングは、リングセグメント３３２を含む。シールリングアセンブリ３００は、（例えば、シリンダのボア内の）高圧領域３５０と低圧領域３５２との間をシールするように構成される。半径方向外向きに向けられる力３０２が、シールリングアセンブリ３００の高圧境界の一部に作用する高圧領域３５０からの圧力によって引き起こされる。半径方向に内向きに向けられる力３０１が、シールリングアセンブリ３００とシリンダボアとの間のクリアランス間隙、凹凸、または両方からの圧力によって引き起こされる。リングセグメント３３２に作用する力３０３が、リングセグメント３２０と３３２との間の間隙内の高圧領域３５０のガスからのガス圧によって引き起こされる（例えば、類似する力が、リングセグメント３２０上に反対方向に作用し得る）。合力３０５は、動作中、圧力からリングセグメント３３２によって経験される半径方向の正味力である。例えば、合力３０５が大きくなるほど、動作中に生じ得るボアからの接触力は、より大きい（例えば、摩耗率が、増加させられる）。
【００６９】
図４は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリ４００の一部の断面図を示す。図示されるように、図４において、シールリングアセンブリ４００に作用する半径方向の圧力のみが、示されているが、（例えば、ボア、ピストンランド、他のシール要素、または他の表面からの）軸方向の圧力および軸方向および半径方向の接触力も、動作中、存在し得る。例えば、接触力は、（例えば、リングセグメント４２０および４３２が互いに対して移動しないように）各方向において圧力を釣り合わせる大きさおよび方向を有し得る。図４は、方位角方向に向けられた図を示し、軸４８２が、半径方向に向けられ、軸４８０が、軸方向に向けられている。シールリングアセンブリ４００は、第１のリングと、第２のリングとを含む。第１のリングは、リングセグメント４２０を含み、第２のリングは、リングセグメント４３２を含む。リングセグメント４３２は、リングセグメント４３２とリングセグメント４２０との間の界面に配置される陥凹４４０を含む。シールリングアセンブリは、（例えば、シリンダのボア内の）高圧領域４５０と低圧領域４５２との間をシールするように構成される。半径方向外向きに向けられる力４０２が、シールリングアセンブリ４００の高圧境界の一部に作用する高圧領域４５０からの圧力によって引き起こされる。半径方向に内向きに向けられる力４０１が、シールリングアセンブリ４００とシリンダボアとの間のクリアランス間隙、凹凸、または両方からの圧力によって引き起こされる。リングセグメント４３２に作用する力４０３が、リングセグメント４２０と４３２との間の界面内のガスからのガス圧によって引き起こされる（例えば、類似する力が、リングセグメント４２０上に反対方向に作用し得る）。陥凹４４０が、通路４４１によって低圧領域４５２に開放しているので、リングセグメント４２０と４３２との間の界面に侵入する任意の高圧ガスが、（例えば、陥凹４４０において、低減させられた圧力から低減させられた大きさを伴う）力４０３によって図示されるように、圧力が低減させられる。例えば、間隙に流入する高圧ガスは、陥凹４４０を通して通路４４１の中に入り、低圧領域４５２に流動するであろう。合力４０５は、動作中、圧力からリングセグメント４３２によって経験される半径方向の正味力であり、類似する動作条件に関して、合力３０５未満である。例えば、類似する動作条件は、高圧領域３５０および４５０内の圧力が類似し、低圧領域３５２および４５２内の圧力が類似していることを含み得る。例えば、合力４０５が小さくなるほど、動作中に生じ得るボアからの接触力は、より小さくなる（例えば、摩耗率が、低減させられる）。故に、陥凹４４０を含むことは、シールリングアセンブリ４００が、シールリングアセンブリ３００のリングセグメント３３２に作用する合力（例えば、合力３０５）と比較して、シール要素（例えば、リングセグメント４３２）上の圧力（例えば、合力４０５）から低減させられた合力を経験することを可能にする。
【００７０】
低圧領域に開放している陥凹は、シールリングアセンブリのシール要素間の界面における圧力を（例えば、陥凹が含まれていない場合より）比較的に低くさせ得る。例えば、陥凹における圧力は、低圧領域の圧力に等しくあり得るが、そうである必要はない。高圧領域のものより比較的に低い圧力は、圧力係止を提供するために十分であり得る。故に、陥凹は、圧力を高圧領域から部分的に低減させることのみ必要である。例えば、陥凹におけるより大きい圧力低減が、（例えば、シール要素において結果として生じる圧力を低減させることによって）より強力な圧力係止を提供し得る。
【００７１】
図５は、本開示のいくつかの実施形態による圧力および接触力にさらされている例証的シールリングアセンブリ５００の一部の断面図を示す。図５は、軸方向に向けられた図を示し、軸５８２が、半径方向に向けられ、矢印５８１が、方位角方向を図示する。リングセグメント５２０および間隙カバー要素５３０は、図５に図示されていない、任意の好適な数のリングセグメント、間隙カバー要素、または他の好適な構成要素（例えば、追加のリング等）を含み得るシールリングアセンブリ５００の一部を構成する。シールリングアセンブリ５００は、ピストンの溝の中に配置され、ランドに対してシールするように構成される。シールリングアセンブリ５００は、シリンダ（例えば、そのボア）の低圧領域から高圧領域をシールするように構成される。図５に図示されるように、シールリングアセンブリは、力５９０（すなわち、クリアランス間隙内の圧力から半径方向に内向きに向けられる）、力５９１（すなわち、高圧領域から半径方向外向きに向けられる）、力５９２（すなわち、圧力から方位角方向に向けられる）、および力５９３（すなわち、圧力から力５９２と反対に方位角方向に向けられる）にさらされる。力は、軸方向に存在し得るが、単純化のために、図５−７に示されていないことを理解されたい。リングセグメント５２０は、通路５２１によって低圧領域（図示せず）に結合される陥凹５２３を含む。力は、リングセグメント５２０と間隙カバー要素５３０との間の界面においても加えられることができる。例えば、リング５２０および間隙カバー要素５３０が、ピストンまたは互いに対して加速していない場合、リングセグメント５２０および間隙カバー要素５３０の各々への力が、あらゆる方向において釣り合っている。界面力のさらなる説明が、図６−７との関連において提供される。
【００７２】
図６は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリ６００の一部の断面分解図を示す。図示されるように、図６において、シールリングアセンブリ６００に作用する圧力のみが、示されているが、（例えば、ボア、ピストンランド、他のシール要素、または他の表面からの）接触力も、動作中、存在し得る。例えば、接触力は、（例えば、リングセグメント６２０と間隙カバー要素６３０とが、互いに、ピストン、または両方に対して移動しないように）各方向において圧力を釣り合わせる大きさおよび方向を有し得る。図６は、軸方向に向けられた図を示し、軸６８２が、半径方向に向けられ、矢印６８１が、方位角方向を図示する。リングセグメント６２０および間隙カバー要素６３０は、任意の好適な数のリングセグメント、間隙カバー要素、または任意の他の好適な構成要素を含み得るシールリングアセンブリ６００の一部を構成する。シールリングアセンブリ６００は、ピストンの溝の中に配置されるように構成され、ランドに対してシールするように構成される。シールリングアセンブリ６００は、シリンダ（例えば、そのボア）の低圧領域から高圧領域をシールするように構成される。シールリングアセンブリ６００は、クリアランス間隙内の圧力から半径方向に内向きに向けられる力６０１にさらされる。シールリングアセンブリ６００は、半径方向外向きに向けられる（例えば、高圧領域からのガスによって引き起こされる）力６０２にもさらされる。シールリングアセンブリ６００は、（例えば、図５の間隙カバー要素５３０に類似する）間隙カバー要素とリングセグメント６２０との間の圧力から方位角方向に向けられる力６０３にもさらされる。合力５０５は、動作中、圧力からリングセグメント６２０によって経験される方位角方向正味力である。例えば、より大きい合力６０５は、リングセグメント６２０と間隙カバー要素６３０との間のシールの有効性を低減させ得るか、シールリングアセンブリ６００の摩耗を増加させ得るか、または、両方であり得る。
【００７３】
図７は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリ７００の一部の断面分解図を示す。シールリングアセンブリ７００は、図５のシールリングアセンブリ５００に類似する。図示されるように、図７において、シールリングアセンブリ７００に作用する圧力のみが、示されているが、（例えば、ボア、ピストンランド、他のシール要素、または他の表面からの）接触力も、動作中、存在し得る。例えば、接触力は、（例えば、リングセグメント７２０および間隙カバー要素７３０が、互いに対して移動しないように）各方向において圧力を釣り合わせる大きさおよび方向を有し得る。図７は、軸方向に向けられた図を示し、軸７８２が、半径方向に向けられ、矢印７８１が、方位角方向を図示する。リングセグメント７２０および間隙カバー要素７３０は、任意の好適な数のリングセグメント、間隙カバー要素、または任意の他の好適な構成要素を含み得るシールリングアセンブリ７００の一部を構成する。シールリングアセンブリ７００は、ピストンの溝の中に配置されるように構成され、ランドに対してシールするように構成される。シールリングアセンブリ７００は、シリンダ（例えば、そのボア）の低圧領域から高圧領域をシールするように構成される。シールリングアセンブリ７００は、クリアランス間隙内の圧力から半径方向に内向きに向けられる力７０１にさらされる。シールリングアセンブリ７００は、半径方向外向きに向けられる（例えば、高圧領域からのガスによって引き起こされる）力７０２にもさらされる。シールリングアセンブリ７００は、間隙カバー要素７３０とリングセグメント７２０との間の圧力から方位角方向に向けられる力７０３にもさらされる。リングセグメント７２０内の陥凹７４０は、低圧領域（図示せず）に開放しており、したがって、類似する動作条件に関して、力７０３が図６の力６０３未満であるようにする。合力７０５は、動作中、リングセグメント７２０によって圧力から経験される方位角方向正味力である。例えば、合力６０５に対するより小さい合力７０５が、それらの篏合表面間の接触力を増加させることによって、リングセグメント７２０と間隙カバー要素７３０との間をシールすることを補助し得るか、シールリングアセンブリ７００の摩耗を低減させ得るか、または、両方であり得る。
【００７４】
図８は、本開示のいくつかの実施形態による（例えば、リング８２０と、８３０とを含む）シールリングアセンブリが圧力にさらされている例証的ピストンおよびシリンダアセンブリ８００の断面図を示す。図８は、方位角方向に向けられた図を示し、軸８８２が、半径方向に向けられ、軸８８０が、軸方向に向けられている。図８において、圧力のみが、図示されているが、シールリングアセンブリは、ボア、ピストンランド、別のシールリングセンブリ、またはそれらの組み合わせからの接触力も受け得ることを理解されたい。リング８２０およびリング８３０は、シールリングアセンブリを構成し、各々が、１つ以上のリングセグメントを含み得る。図８に示されていないが、リング８２０および８３０のいずれかまたは両方が、１つ以上の間隙カバー要素を含み得る。シールリングアセンブリは、ピストン８０２の溝８０５内に配置され、ランド８０３に対してシールするように構成される。シールリングは、シリンダ８６０に対して（例えば、シリンダ２６０のボアに対して）低圧領域８５２から高圧領域８５０をシールする。図８に図示されるように、シールリングアセンブリは、力８９２（すなわち、高圧領域８５０から軸方向後方に向けられる）、力８９１（すなわち、高圧領域８５０から半径方向外向きに向けられる）、力８９０（すなわち、シールリングアセンブリとシリンダ８６０との間のクリアランス間隙内の圧力から半径方向に内向きに向けられる）、および力８９３（すなわち、低圧領域８５２内の圧力から軸方向前方に向けられる）にさらされる。力は、方位角方向に存在し得るが、単純化のために、図８−１０に示されていないことを理解されたい。リング８２０は、通路８２１によって低圧領域８５２に結合される陥凹８２３を含む。力は、リング８２０と８３０との間の界面においても加えられることができる。例えば、リング８２０およびリング８３０が、ピストン８０２または互いに対して加速していない場合、リング８２０および８３０の各々への力が、あらゆる方向において釣り合っている。界面力のさらなる説明が、図９−１０との関連において提供される。
【００７５】
図９は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリ９００の断面分解図を示す。図示されるように、図９において、シールリングアセンブリ９００に作用する軸方向の圧力のみが、示されているが、（例えば、ボア、ピストンランド、他のシール要素、または他の表面からの）他の方向の圧力および接触力も、動作中、存在し得る。例えば、接触力は、（例えば、リング９２０およびリング９３０が、互いに対して、ピストンに対して、または両方で移動しないように）各方向において圧力を釣り合わせる大きさおよび方向を有し得る。図９は、軸方向に向けられた図を示し、軸９８２が、半径方向に向けられ、矢印９８０が、軸方向を図示する。リング９２０およびリング９３０は、任意の好適な数のリングセグメント、間隙カバー要素、または任意の他の好適な構成要素を含み得るシールリングアセンブリ９００の少なくとも一部を構成する。シールリングアセンブリ９００は、ピストンの溝の中に配置されるように構成され、ランドに対してシールするように構成される。シールリングアセンブリ９００は、シリンダ（例えば、そのボア）の低圧領域から高圧領域をシールするように構成される。リング９２０は、軸方向後方に向けられ、高圧領域内のガスによって引き起こされる力９０３にさらされる。リング９２０と９３０との間のガス圧からの力９０６が、リング９２０の篏合表面に作用する。合力９２５は、動作中、圧力からリング９２０によって経験される軸方向の正味力である。例えば、より小さい合力９２５が、リング９２０とリング９３０との間のシールの有効性を低減させ得る。リング９２０と９３０との間の圧力と、低圧領域からのガスとによって引き起こされるそれぞれの力９０７および９０８が、リング９３０に作用する。
【００７６】
図１０は、本開示のいくつかの実施形態による力にさらされている例証的シールリングアセンブリ１０００の断面分解図を示す。図示されるように、図１０において、シールリングアセンブリ１０００に作用する軸方向の圧力のみが、示されているが、（例えば、ボア、ピストンランド、他のシール要素、または他の表面からの）他の方向の圧力および接触力も、動作中、存在し得る。例えば、接触力は、（例えば、リング１０２０および１０３０が、互いに対して移動しないように）各方向において圧力を釣り合わせる大きさおよび方向を有し得る。図１０は、方位角方向に向けられた図を示し、軸１０８２が、半径方向に向けられ、軸１０８０が軸方向に向けられている。シールリングアセンブリ１０００は、第１のリング（すなわち、リング１０２０）と、第２のリング（すなわち、リング１０３０）とを含む。リング１０３０は、リング１０２０とリング１０３０との間の界面に配置される陥凹１０４０を含む。シールリングアセンブリは、（例えば、シリンダのボア内の）高圧領域と低圧領域との間をシールするように構成される。陥凹１０４０は、通路１０４１によって低圧領域に開放している。リング１０２０は、軸方向後方に向けられ、高圧領域内のガスによって引き起こされる力１００３にさらされる。リング１０２０と１０３０との間のガス圧からの力１００６が、リング１０２０の篏合表面に作用する。合力１０２５は、動作中、圧力からリング１０２０によって経験される軸方向の正味力である。例えば、より大きい合力１０２５が、リング１０２５とリング１０３０との間のシールの有効性を改善し得る。リング１０２０と１０３０との間の圧力と、低圧領域からのガスとによって引き起こされるそれぞれの力１００７および１００８が、リング１０３０に作用する。陥凹１０４０が、通路１０４１によって低圧領域に開放しているので、間隙に侵入する任意の高圧ガスが、（例えば、陥凹１０４０において、低減させられた圧力から低減させられた大きさを伴う）合力１０２５によって図示されるように、圧力が低減させられる。例えば、リング１０２０と１０３０との間の界面に流入する高圧ガスが、陥凹１０４０を通して通路１０４１の中に入り、低圧領域に流動するであろう。合力１０２５は、動作中、圧力からリング１０２０によって経験される軸方向の正味力であり、類似する動作条件に関して、図９の合力９２５より小さい。例えば、類似する動作条件は、高圧領域内の圧力が類似し、低圧領域内の圧力が類似していることを含み得る。例えば、より大きい合力１０２５が、リング１０２０とリング１０３０との間のシールの有効性を改善し得るか、シールリングアセンブリの摩耗を改善し得るか、または両方であり得る。リング１０２０と１０３０との間の圧力と、低圧領域からのガスとによって引き起こされるそれぞれの力１００７および１００８が、リング１０３０に作用する。
【００７７】
図２−１０は、例証的にすぎず、シールリングアセンブリは、軸方向、半径方向、または方位角方向の圧力係止、もしくはそれらの任意の好適な組み合わせのために構成され得ることを理解されたい。例えば、シールリングアセンブリは、対応する界面に配置され、軸方向、半径方向、および方位角方向の圧力係止を提供するように構成される１つ以上の陥凹を含み得る。さらに、シール要素間の界面は、任意の好適な（例えば、平坦な、区分化された、輪郭を形成された）形状を含み、任意の好適な（例えば、任意の方向の軸に対して垂直、平行、またはある角度における）方向もしくは方向の組み合わせに配置され得る。図２−１０の例証的シールリングアセンブリのいずれかが、本開示に従って組み合わせまたは修正され得る。
【００７８】
図１１は、本開示のいくつかの実施形態による例証的シールリングアセンブリの一部の分解斜視図を示す。シールリングアセンブリ１１００は、第１のリング１１２０と、第２のリング１１３０とを含む。第１のリング１１２０および第２のリング１１３０は、２つのセグメントと、２つの割れ目とを有するものとして例証的に示されているが、リングは、本開示に従って、任意の好適な数の（例えば、１つ以上の）セグメントと、割れ目とを含み得る。
【００７９】
第１のリング１１２０は、第１のリングセグメント１１２２と、第２のリングセグメント１１２４とを含む。加えて、第１のリング１１２０は、２つの割れ目を有するリング、または２つのリングセグメントに分割されているリングと称され得る。「分割」されている第１のリングは、製作プロセス（例えば、第１のリングは、単一部品として製作され、２つのリングセグメントに分離される）、または、端間において配置され、全体的または部分的にピストンのリング溝の周囲に方位角に延びている第１のリングセグメント１１２２および１１２４の一般的幾何学形状を指し得る。割れ目自体は、第１のリングセグメント１１２２と１１２４との間の界面を指し、それは、第１のリングセグメント間の間隙、接触部、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【００８０】
第２のリング１１３０は、第２のリングセグメント１１３２と、第２のリングセグメント１１３４とを含む。加えて、第２のリング１１３０は、２つの割れ目を有するリング、または２つのリングセグメントに分割されているリングと称され得る。任意の好適な数の回転防止特徴が、含まれ得、それらは、第１または第２のリングもしくはそれらのセグメントの任意の好適な数の対応する特徴と係合するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第２のリング１１３０は、第１のリング１１２０またはその界面と係合する回転防止特徴１１３７と、１１３８とを含み、第２のリングセグメント１１３２および１１３４の実質的な方位角移動を防止する。
【００８１】
第１のリングセグメント１１２２および１１２４の各々は、溝１１２６を含み得、溝１１２６は、延長部１１２８の外側半径方向表面に沿って円周方向に延びており、それも、（例えば、図１１に示されるように）分割され得る。溝１１２６は、例えば、動作中、シールリングアセンブリ１１００の低圧境界に開放していることもある。故に、溝１１２６は、好適な動作中、シールリングアセンブリ１１００の圧力係止を可能にし得る。例えば、溝１１２６は、圧力差を使用し、異なるリングセグメントを互いに（例えば、第１のリングセグメント１１２２および１１２４をリングセグメント１１３２および１１３４に）（例えば、圧力係止を介して）係止するように構成され得る。図示されるように、溝１１２６は、延長部１１２８に沿って、第１のリングセグメント１１２２と１１２４との間の界面まで方位角方向に延びておらず、したがって、動作中、高圧領域に開放していないであろう。図１２は、本開示のいくつかの実施形態による図１１の例証的シールリングアセンブリ１１００のアセンブリとしての斜視図を示す。
【００８２】
図１３は、本開示のいくつかの実施形態による圧力係止のための特徴を含む例証的シールリングアセンブリ１３００の断面図を示す。座標軸１３７０（すなわち、半径方向）および１３７２（すなわち、軸方向）が、明確化の目的のために、図１３に提供される。シールリングアセンブリ１３００は、ピストン１３１０のリング溝の中に配置されるように構成される。
【００８３】
本明細書において圧力係止と称される圧力係止のための特徴（すなわち、図１３に例証的に示されるような溝１３８０）が、動作中、シールリングアセンブリ１３００を意図された構成に維持することを補助し得る。（例えば、ピストンおよびシリンダアセンブリを含むデバイスにおける）動作中、溝１３８０は、シールリングアセンブリ１３００の低圧境界の圧力に近い圧力にあるガスを含むように構成され得る。例えば、動作中、溝１３８０は、シールリングアセンブリ１３００の後部において、低圧領域（例えば、低圧領域１３１１）の圧力を達成またはほぼ達成し得る。溝１３８０は、前部リング１３２０に一体化されているように図示されているが、溝１３８０は、後部リング１３３０、または前部リング１３２０および後部１３３０の両方の中にも含まれ得る。さらに、溝１３８０は、シールリングアセンブリの好適な面に圧力を加えるように構成される任意の好適な陥凹に取って代わられ得る。例えば、陥凹が、本開示に従って、任意の好適な幾何学形状性質を有する任意の好適な形状を含み得る。
【００８４】
例証のために、溝１３８０がない場合、「ツインリング」（例えば、シールリングアセンブリ１３００）が、摩耗するとき、後部リング１３３０が、前部リング１３２０より急速な率で摩耗する傾向にあり得る。これは、（例えば、下向きの上部矢印１３９０によって図示されるように左から右に低下する）シールリングアセンブリ１３００の軸長に沿った、軸方向の圧力低下に起因する。故に、後部リングの外側における圧力は、（例えば、高圧領域１３１３内の）ピーク圧力より低い。高圧ガスが、前部リング１３２０と後部リング１３３０との間に進入する（例えば、したがって、リング１３３０の後部セグメントを高圧領域１３１３の圧力にさらす）場合、後部リング１３３０は、前部リング１３２０より強力に半径方向外向きに付勢される傾向になるであろう。後部リング１３３０が、より高い率で摩耗するにつれて、後部リングセグメント間の間隙が、開放するであろう。高圧領域からのガスが、次いで、より容易にセグメント間に進入し、外向きの力を増加させ、暴走条件が、生じ得る。さらに、高圧領域１３１３から間隙の中へのガスの流動が、シールを越えた漏出として特徴付けられ得る。
【００８５】
いくつかの実施形態では、溝（例えば、溝１３８０）が、前部リング１３２０と後部リング１３３０との間の半径方向の界面においてリングのうちの１つの中に形成される（例えば、切り取られる）。溝は、前部リング１３２０の外側表面、後部リング１３３０の内側表面、または両方における界面に含まれ得る。いくつかの実施形態では、溝は、後部リング１３３０内の割れ目上に中心を置かれ、それに開放している。溝１３８０の端部は、（例えば、図１１の溝１１２６によって図示されるように）前部リング１３２０内の割れ目に到達する前に閉鎖される。シールリングアセンブリ１３００が、（例えば、ピストンシリンダデバイス内で）動作しているとき、後部リング１３３０内の割れ目は、それがシールリングアセンブリ１３００の後部に開放し、シールリングアセンブリ１３００の前部から遮断されているので、低圧にある。したがって、２つのリングの間の溝１３８０も、低圧にあり、前部セグメントと後部セグメントとの間の低圧を確実にし、それは、それらを半径方向に一緒に係止されたままにすることに役立つ。
【００８６】
例証的半径方向圧力場１３９０（すなわち、半径方向に内向きに作用する）および１３９２（すなわち、半径方向外向きに作用する）が、動作中、シールリングアセンブリ１３００に作用し得る。半径方向圧力場１３９２が、半径方向外向きに向けられ、半径方向圧力場１３９２は、シールリングアセンブリ１３００の半径方向内側表面に作用する高圧領域からのガスによって作成される。半径方向圧力場１３９０が、半径方向に内向きに向けられ、半径方向圧力場１３９０は、シールリングアセンブリ１３００とシリンダの対応するボアとの間の間隙内のガスによって作成される。
【００８７】
図１４は、本開示のいくつかの実施形態による後部リング間隙１４３０を示す図１３の例証的シールリングアセンブリ１３００の断面図を示す。図１４は、図１３の断面１３９９から示されている（すなわち、軸１３７０の方向と反対に、半径方向に内向きの方向に見る）。溝１３８０は、低圧領域１３１１に開放しており、前部リング１３２０によって高圧領域１３１３からシールされている。
【００８８】
図１５は、本開示のいくつかの実施形態による半径方向の力を釣り合わせるための特徴を含む例証的シールリングアセンブリ１５００の一部の斜視図を示す。図１６は、本開示のいくつかの実施形態による図１５の例証的シールリングアセンブリ１５００の一部１５７０の斜視図を示す。シールリングアセンブリ１５００は、第１のリング１５２０（例えば、前部リング）と、第２のリング１５３０（例えば、後部リング）とを含む。第２のリング１５３０は、第２のリングの外側半径方向表面内に円周方向に延びているポケット１５６０を含む。いくつかの実施形態では、ポケット１５６０は、（例えば、ピストンシリンダデバイスの高圧領域からの）高圧ガスを受け取るように構成される。いくつかの実施形態では、第２のリング１５３０は、ガスが、（例えば、高圧領域にさらされる）シールリングアセンブリ１５００の高圧境界からポケット１５６０に流動することを可能にし得るオリフィス１５６２を含み得る。例えば、オリフィス１５６２は、ポケット１５６０に開放し、ガスが流動することを可能にし得る。第１のリング１５２０は、動作中、オリフィス１５６２が高圧ガスを受け取ることを可能にするための陥凹１５６４または他の特徴を含み得る。オリフィス１５６２は、好適なガス流動を可能にし得る孔、通路、または他の開口部を含み得る。
【００８９】
方向１５７２に見られる、図１５の区分１５７０によって示されるシールリングアセンブリ１５００の一部が、図１６に図示される。第１のリング１５２０内の陥凹１５６４は、高圧ガスがオリフィス１５６２に進入するための比較的に開放した流路を可能にする。故に、いくつかの状況では、シールリングアセンブリ１５００は、高圧領域と低圧領域との間をシールし、半径方向圧力釣り合いのためのポケットにより、（例えば、図１１のシールリングアセンブリ１１００と比較して）比較的により低い摩耗を示すように構成され得る。いくつかの状況下では、第１のリング１５２０および第２のリング１５３０は、シールリングアセンブリ１５００が、摩耗するにつれて、互いに対して方位角移動し得る。故に、陥凹１５６４は、加圧経路が、リングが摩耗するにつれて、開放したままであるように、円形孔ではなく、（例えば、図１６に示されるような）スロットを含み得る。
【００９０】
図１７は、本開示のいくつかの実施形態による例証的シールリングアセンブリ１７００の後部面の図を示す。シールリングアセンブリ１７００は、リングセグメント１７３２、１７３４、１７３６、および１７３８と、間隙カバー要素１７４２、１７４４、１７４６、および１７４８とを含む。シールリングアセンブリ１７００は、例証的に、シールリングアセンブリ２３０より比較的に低摩耗を受けた後のシールリングアセンブリ２００に対応する（例えば、リングセグメント２６６は、中間量の摩耗を受けた後のリングセグメント２０６に対応する）。
【００９１】
リングセグメント１７３２と１７３８との間の界面の（例えば、間隙カバー要素１７４６の軸方向前方にあり、軸方向後方に面する）面１７３７は、名目上、リングの軸に対して垂直な平坦平面である。図１７に示されるように、リングセグメント１７３６と１７３８との間の界面の側面１７３５は、リングの半径方向割れ目の中心を通過する平面に対称的である。間隙カバー要素１７４２、１７４４、１７４６、および１７４８の側面は、対称的である必要はないが、明確化のために対称的に示されている。側面は、リングの半径方向内側表面において最も幅広く、半径方向外側表面において最も狭い狭角を一緒に形成する（例えば、図１７の狭角１７３９は、間隙カバー要素１７３６によって形成される）。間隙カバー要素１７４６と、リングセグメント１７３６と、１７３８との間の篏合表面は、低圧領域に開放し、高圧領域に開放していない（例えば、それからシールされる）ように構成される少なくとも１つの陥凹を含み得る。例えば、陥凹は、側面１７３５、前部面、間隙カバー要素１７４６の対応する篏合表面、またはそれらの任意の組み合わせの内に含まれ得る。同様に、陥凹は、例証的リングセグメント１７３２、１７３４、１７３６、および１７３８のうちのいずれかと好適な間隙カバー要素１７４２、１７４４、１７４６、および１７４８との間の任意の好適なシール表面の中に含まれ得る。
【００９２】
図１８は、本開示のいくつかの実施形態によるそれぞれのシールリングアセンブリ１８１２と、１８２２とを含む２つの自由ピストンアセンブリ１８１０と１８２０とを含む例証的デバイス１８００の断面図を示す。いくつかの実施形態では、デバイス１８００は、それぞれの自由ピストンアセンブリ１８１０および１８２０の運動エネルギーと電気エネルギーとの間を変換するための線形電磁機械１８５０と１８５５とを含み得る。いくつかの実施形態では、デバイス１８００は、例えば、大部分ではない場合でも、サイクル（例えば、機関サイクルまたは空気圧縮サイクル）の少なくとも一部にわたって、ガス領域１８７０（例えば、高圧領域）より比較的に低い圧力にあり得るガス領域１８６０と１８６２とを含み得る。例えば、ガス領域１８６０および１８６２（例えば、低圧領域）は、それぞれの呼吸ダクト（例えば、吸気多岐管、吸気システム、排気多岐管、排気システム）に開放していることもある。例証のために、呼吸ポート１８３４および１８３５は、シリンダ１８３０のボア１８３２に反応物質を提供し、それから排気を除去するように構成される。さらなる例では、ガス領域１８６０および１８６２は、大気への通気口を開けられ得る（例えば、約１．０１バール絶対圧力である）。いくつかの実施形態では、デバイス１８００は、圧縮ガスの形態で、サイクル中、エネルギーを貯蔵および放出するために使用され得るガスばね１８８０と１８８５とを含み得る（例えば、駆動部区分）。例えば、自由ピストンアセンブリ１８１０および１８２０の各々は、それぞれのシールリングアセンブリ１８８１および１８８６のための溝を有するそれぞれのピストン１８８２と１８８７とを含み、それぞれのガス領域１８８４および１８８９（例えば、低圧領域）からそれぞれのガス領域１８８３および１８８８（例えば、高圧領域）をシールし得る。
【００９３】
シリンダ１８３０は、軸１８７２に中心を置かれたボア１８３２を含み得る。いくつかの実施形態では、自由ピストンアセンブリ１８１０および１８２０は、ボア１８３２内で軸１８７２に沿って平行移動し、ガス領域１８７０が圧縮および拡張することを可能にし得る。例えば、ガス領域１８７０は、（例えば、対向ピストンの同期化において、軸１８７２に沿って平行移動し得る）自由ピストンアセンブリ１８１０および１８２０のストロークの少なくとも一部にわたって、ガス領域１８６０と比較して比較的に高圧にあり得る。シールリングアセンブリ１８１２および１８２２は、ボア１８３２内で、それぞれのガス領域１８６０および１８６２からガス領域１８７０をシールし得る。いくつかの実施形態では、自由ピストンアセンブリ１８１０および１８２０は、それぞれのピストン１８１４および１８２４と、ピストン１８１４および１８２４のそれぞれの対応する溝の中に配置され得るそれぞれのシールリングアセンブリ１８１２および１８２２とを含み得る。ガス領域１８６０および１８６２およびガス領域１８７０は、自由ピストンアセンブリ１８１０および１８２０が、軸１８７２に沿って移動するにつれて、または異なる場所に別様に位置付けられるにつれて、体積を変化させ得ることを理解されたい。ガス領域１８７０に最も近いそれぞれのシールリングアセンブリ１８１２および１８２２の一部が、各々、前部と称され、それぞれのガス領域１８６０および１８６２に最も近いシールリングアセンブリ１８１２および１８２２一部が、各々、後部と称される。シールリングアセンブリ１８１２および１８２２の各々は、各々がガス領域１８７０内の圧力に依存し得る高圧境界を含み得る。例えば、シールリングアセンブリ１８１２の高圧境界は、ガス領域１８７０（例えば、１つ以上のオリフィスもしくは他の開口部によって結合される）に開放し、ガス領域１８７０の圧力と同一（例えば、ガス領域１８７０からのガスが、シールリングアセンブリにおいて絞られていない場合）、もしくはそれ未満（例えば、ガス領域１８７０からのガスが、シールリングアセンブリにおいて絞られている場合）の対応する圧力を有し得る。シールリングアセンブリ１８１２および１８２２の各々は、各々がガス領域１８６０および１８６２内のガス圧に依存し得る低圧境界を含み得る。例えば、シールリングアセンブリ１８１２の低圧境界は、ガス領域１８６０に開放し、ガス領域１８６０の圧力とほぼ同一の対応する圧力を有し得る。いくつかの実施形態では、シールリングアセンブリ１８１２および１８２２が、それぞれのポート１８３５および１８３４（例えば、図示されていないが、対応するポートブリッジ）の上を軸方向に通過するにつれて、それらは、ボア１８３２からの非均一または低減させられた内向きの力を受け得る。
【００９４】
いくつかの実施形態では、ピストン１８１４および１８２４の各々は、１つ以上のそれぞれのシールリングアセンブリが配置され得る１つ以上の溝を含み得る。例えば、図１８に示されるように、ピストン１８１４および１８２４の各々は、シールリングアセンブリ１８１２およびシールリングアセンブリ１８２２が、それぞれ据え付けられ得る１つの溝を含み得る。さらなる例では、図１８に示されていないが、ピストン１８１４は、２つのそれぞれのシールリングアセンブリが据え付けられ得る２つの溝を含み得る。さらなる例では、ピストン１８１４は、２つの溝と、第１のシールリングアセンブリ１８１２と、シールリングアセンブリ１８１２の後部に配置されるが、その前部が、ガス領域１８６０により近く、それによって、２つのシールリングアセンブリ間の圧力（例えば、それは、ガス領域１８７０内の圧力未満であり得る）に対してガス領域１８６０内の圧力をシールする第２のもの（図示せず）とを含み得る。故に、シールリングアセンブリは、任意の好適な高圧および低圧領域を互いからシールするために使用され得る。
【００９５】
いくつかの実施形態では、自由ピストンアセンブリ１８１０および１８２０は、それぞれのステータ１８５２および１８５７と相互作用し、それぞれの線形電磁機械１８５０および１８５５を形成するそれぞれの磁石区分１８５１と１８５６とを含み得る。例えば、自由ピストンアセンブリ１８１０が、（例えば、機関サイクルのストローク中）軸１８７２に沿って平行移動するにつれて、磁石区分１８５１は、ステータ１８５２の巻線の中に電流を誘発し得る。さらに、電流は、ステータ１８５２のそれぞれの相巻線に供給され、自由ピストンアセンブリ１８１０上に電磁力を発生させ（例えば、自由ピストンアセンブリ１８１０の運動をもたらし）得る。
【００９６】
いくつかの実施形態では、ピストン１８１４および１８２４、シールリングアセンブリ１８１２および１８２２、およびシリンダ１８３０が、ピストンおよびシリンダアセンブリと見なされ得る。いくつかの実施形態では、デバイス１８００は、機関、空気圧縮機、ピストンおよびシリンダアセンブリを有する任意の他の好適なデバイス、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、デバイス１８００は、２つの自由ピストンアセンブリを含む必要はない。例えば、シリンダ１８３０は、閉鎖され得（例えば、シリンダヘッドを用いて）、自由ピストンアセンブリ１８１０のみが、軸１８７２に沿って平行移動し得る。
【００９７】
本開示は、本明細書に説明される実施形態に限定されず、任意の好適なシステムという文脈において実装され得ることを理解されたい。いくつかの好適な実施形態では、本開示は、往復機関および圧縮機に適用可能である。いくつかの実施形態では、本開示は、自由ピストン機関および圧縮機に適用可能である。いくつかの実施形態では、本開示は、往復機関および自由ピストン機関等の燃焼および反応デバイスに適用可能である。いくつかの実施形態では、本開示は、往復圧縮機、自由ピストン熱機関、および自由ピストン圧縮機等の非燃焼および非反応デバイスに適用可能である。いくつかの実施形態では、本開示は、ガスばねに適用可能である。いくつかの実施形態では、本開示は、オイルフリー往復および自由ピストン機関および圧縮機に適用可能である。いくつかの実施形態では、本開示は、内部または外部の燃焼もしくは反応を伴うオイルフリー自由ピストン機関に適用可能である。いくつかの実施形態では、本開示は、圧縮点火、化学点火（例えば、触媒表面への暴露、自然着火）、プラズマ点火（例えば、火花点火）、熱発火、点火のための任意の他の好適なエネルギー源、またはそれらの任意の組み合わせを用いて動作するオイルフリー自由ピストン機関に適用可能である。いくつかの実施形態では、本開示は、ガス燃料、液体燃料、または両方を用いて動作するオイルフリー自由ピストン機関に適用可能である。いくつかの実施形態では、本開示は、線形自由ピストン機関に適用可能である。いくつかの実施形態では、本開示は、内部の燃焼／反応を伴う燃焼機関、または（例えば、廃熱等の熱源もしくは燃焼等の外部反応からの）外部熱添加を伴う任意のタイプの熱機関であり得る機関に適用可能である。
【００９８】
前述のものは、本開示の原理を例証するにすぎず、種々の修正が、本開示の範囲から逸脱することなく、当業者によって成され得る。上で説明される実施形態は、限定ではなく、例証の目的のために提示される。本開示は、本明細書に明示的に説明されるもの以外の多くの形態をとることもできる。故に、本開示は、明示的に開示される方法、システム、および装置に限定されず、以下の請求項の精神の範囲内にある変形例およびそれらの修正を含むことが意図されることが強調されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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