[发明专利]流体机，尤其是热气膨胀机

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体机，尤其是一种包括具有工作叶片的转子、壳体、以及无旋转的流动轮廓的热气膨胀机，所述流动轮廓在一侧限制在工作叶片的区域中的流动通道。

背景技术

EP 1 620 633 B1公开了一种涡轮增压机，该涡轮增压机具有中部壳体和涡轮壳体，涡轮壳体具有设在它们之间的可变的喷嘴装置。喷嘴装置具有环形设置的可调式导流叶片，导流叶片插入一个环形喷嘴中，从而定义出多个喷嘴通道。导流叶片与调节环耦合，以便导流叶片在喷嘴中被摆动地调节。此外还设有一个弹性装置，该弹性装置被设置在调节环和中部壳体之间或被设置在调节环和涡轮壳体之间。该弹性装置在导流叶片之间施加轴向弹力给中部壳体或涡轮壳体。

流体机、例如传动机、尤其是开文所述类型的热气膨胀机以一种具有围绕中心驱动轮的不同转速的多轴设置方式著称。因此，对于大量介质、优选气态介质的多级压缩/膨胀来说要提供一种紧密的单元。

这种传动机对介质进行膨胀，介质的进入温度可至300℃或按照优选实施例超过300℃。就大于300℃的介质进入温度而言相对应的亦即所谓的热气膨胀机。

热气膨胀机具有至少一个进气壳体，在进气壳体内设有螺旋件。该螺旋件支承具有定位环、导流叶片和销的可调式进气导流机构，其中，销被用作用于调节导流叶片的转轴。

导流叶片可转地贴附在销上，并且导流叶片同时通过固定件与定位环连接。如果定位环以期望的角度值转动，则该固定件引起导流叶片围绕销的强制调节，从而通过导流叶片的这种调节使得介质流相对于导流叶片或叶轮的方向和/或速度受到影响。

螺旋件因此而具有两种功能。一方面，螺旋件支承调节机构(定位环等)，另一方面该螺旋件也支承轮廓环。

螺旋件与所配的进气导流机构和轮廓环在进气壳体之外预先安装并作为一个单元装入该进气外壳。

出于较高热负荷的缘由，尤其对于热气膨胀机而言可以发现，各种组件会由于热效应而膨胀或各异地膨胀。由于螺旋件与在进气壳体上所配组件通常刚性连接，所以待置入的单元在安装时必须设有相对于进气壳体或叶轮较大的径向间隙，以便避免通过不同的温胀产生夹卡并能够确保轴向运动灵活性。

因此，在轮廓环面和与之相配的叶轮导流叶片边缘之间的轮廓环间隙较大，以致于热气膨胀机的效率通过极高的间隙损耗而大大地降低。当导流叶片或销(作为各导流叶片转轴)与所配通道内壁之间的间隙过大时，也会发生效率损耗。

发明内容

因此，本发明的目的在于，以简单的方式有利地改善开文所述类型的流体机、尤其是热气膨胀机，使得间隙损耗得以减小，从而可以大大提高效率。

该目的按照发明通过下述内容得以解决，即，流动轮廓借助至少一个弹性件相对于壳体张紧，并且来自弹性件的张紧力向着减小导流叶片和流动轮廓之间间隙的方向作用。

流动轮廓可以例如具有进气导流机构、定位环、以及轮廓环，其中壳体可以配有扩压器。

由于按照发明的弹性件的缘故，流动轮廓或所配的螺旋件相对于进气壳体或壳体是运动的，其中螺旋件优选沿着轴向观察是运动的，弹性件在下面被描述为张紧系统。

优选在流动轮廓与壳体之间设置至少一个间隔件，其中该间隔件也是导流叶片的转轴。

按照发明有利的是，张紧系统具有居中的容纳销，该容纳销在扩压器侧分别配有支撑脚，其中各容纳销在螺旋件侧分别配有挡件，挡件分别形状配合且传力地(kraftformschlüβig)固定在容纳销上，其中各容纳销配有蓄力器和作用件。作用件优选设在螺旋件侧，蓄力器则设在作用件和支撑脚之间。

在一种优选的构成中，蓄力器被设为盘簧组或围绕容纳销设置的盘簧挡圈。

按照目的，作用件设有锅形孔。在锅形孔的孔底内分别设置一个与容纳销相配的通孔，从而作用件沿着容纳销的纵轴可移动地支承。其中，挡件在一定程度上起限制作用件向着螺旋件运动的作用。作用件在张紧状态下优选贴附在螺旋件上。

进气导流机构优选具有间隔件，该间隔件底侧容纳在螺旋件中并且顶侧指向通道内壁，其中，张紧系统使得间隔件以其顶侧压向通道内壁，通道内壁至少在局部具有滑动件。进气导流机构还具有定位环和导流叶片。导流叶片通过固定件与定位环连接并且可转动地与间隔件相配。间隔件因此也可以被描述为导流叶片销并起导流叶片转轴的作用。当以期望的角度值调节定位环时，导流叶片通过固定件被强制地带动并围绕各叶片轴或各间隔件转动。按照目的，每个间隔件配有滑动件，从而各滑动件被设置在通道内壁中的分配给间隔件的位置上。当然也可以设置唯一的、恰当的滑动件。