[发明专利]叶片型机器及使用叶片型机器来利用废热的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种叶片型机器(100)，用于气态介质，如空气、内燃机的排气、汽状介质或者它们的混合物的膨胀或者压缩，以及优选地使用至少一个叶片型机器来进行废热利用的方法。

背景技术

从DE 201 17 224 U1获知了一种叶片型机器。为了使膨胀特征能够更好地适配于热要求以及为了能够以较低的生产成本制造叶片型机器，提出了一种具有叶片单元的叶片型机器，它具有沿旋转方向增大和减小的室容积。

发明内容

本发明的目的是提出一种可靠和有效的叶片型机器(Fluegelzellenmaschine)以及如此来利用废热的方法。

根据本发明的叶片型机器用于气态介质，如特别是空气、内燃机的具有温度达500℃的排气、汽状介质或者它们的混合物的膨胀或者压缩。叶片型机器具有壳体，该壳体具有大体上圆柱形的空间或者具有非恒定的半径的空间，该空间用于容纳叶片型机器的叶片室(Fluegelzelle)，以及具有在该空间中的入口和出口。在壳体中偏心地安排有一个轴。在该轴上配备有实质上彼此平行安排的第一和第二导向板。由导向板来引导多个滑件，这些滑件在实质上径向地 相对于轴在壳体的内壁的方向上可位移。在每一情况下通过两个相邻的滑件与该壳体的内壁的相邻区域形成一个叶片室。这些叶片室的容积沿入口区域到出口区域的方向逐渐增大或逐渐减小。根据本发明，径向地在壳体的内壁的方向上可位移的滑件优选地由压力油润滑并且通过导轨来径向和轴向地引导。导轨配置为相对于该壳体固定的位置并且同样优选地由压力油来润滑，且这些滑件或者滑件的朝向该壳体的内壁的一侧(也就是说该滑件的端面)实质上无接触地沿着其整个移动路径经过壳体的内壁而移动。

在本发明的优选实施例中配备有第一和/或第二连续的导轨。该导轨或者这些导轨限定滑件在壳体的内壁的方向上径向可位移的运动，在每一情况下其方式为该滑件或者该滑件朝向该壳体的内壁的一侧(也就是说该滑件的端面)实质上无接触地沿着其整个移动路径经过该壳体的内壁而移动。

根据本发明的叶片型机器用于气态介质，如特别是空气、内燃机的具有温度达500℃的排气、汽状介质或者它们的混合物的膨胀或者压缩。叶片型机器具有一个壳体，该壳体具有大体上圆柱形的空间或者具有非恒定的半径的空间，该空间用于容纳叶片型机器的叶片室以及具有在该空间中的入口和出口。在壳体中偏心地安排有一个轴。在该轴上配备有实质上彼此平行安排的第一和第二导向板。由导向板来引导滑件，该滑件在实质上径向地相对于轴在壳体的内壁的方向上可位移。在每一情况下通过两个相邻的滑件与该壳体的内壁的相邻区域形成一个叶片室。这些叶片室在该入口区域中的容积与这些叶片室在该出口区域中的容积不同。根据本发明，径向地在壳体的内壁的方向上可位移的滑件优选地由压力油润滑并且通过导轨来径向和轴向地引导。导轨配置为相对于该壳体固定的位置并且同样优选地由压力油来润滑。

在本发明的一个优选实施例中配备有第一和/或第二连续的导轨。这个导轨或者这些导轨限定滑件在壳体的内壁的方向上径向可位移的运动，在每一情况下其方式为该滑件或者该滑件朝向该壳体的内壁的一侧(也就是说该滑件的端面)实质上无接触地沿着其整个移动路径经过该壳体的内壁而移动。

在本发明的一个优选的实施例中，该无接触的运动通过一个非圆柱形的壳体和一个圆形的导轨或者通过一个圆柱形的壳体和一个非圆形的导轨或者通过特定形状的壳体和导轨而实现。

对于非圆柱形的壳体和圆形的导轨的情况，以下的等式有待根据R得出数值解，以实现本发明的一个优选的实施例：

两个等式的较大的值被用于优选的设计。

在这种情况下，适用以下缩写：

x：从轴的旋转轴线到壳体的壁的距离

t：在端面上的滑件宽度

b：从滑件的导向销(140-151)的中心点到滑件的端面的距离

a：在轴的旋转轴线与圆形导轨的中心点之间的距离

：线x与穿过转子的中心点和在轴与壳体之间的最小距离的点的直线之间的角度

r：导轨的半径

在圆柱形的壳体和非圆形的导轨的情况下，在根据本发明的另一优选的实施例中适用于以下的关系式：

其中 

其中 

对缩写的解释如下：

y：从轴的旋转轴线到导轨的中心的距离

R：圆柱形壳体的半径

e：在轴的旋转轴线和圆柱形壳体的中心点之间的距离

t：在端面上的滑件宽度