[发明专利]旋转机械

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转机械，尤其涉及一种旋转式发动机和旋转式压缩机。

背景技术

许多不同种类的旋转机械和压缩机是已知的。长久以来的目标是用旋转机械代替往复压缩机和发动机，然而当然在发动机的情况下，现今已经成功并广泛应用的非常少。

在旋转机械领域，已得到最多发展和应用的设计是已知的汪克尔发动机。然而，这存在许多问题的不足，其中之一是内转子密封件产生的磨损问题，另一问题是其不是真正的旋转机械，因为还存在离心移动部件，这些离心移动部件通常要求存在两个平衡的转子，或者由旋转的平衡体构成的应用。此外，在内转子上定位顶端密封件是指这些不能在不完全拆下整个发动机的情况下更换。

能使用汪克尔设计并使内转子和外壳同时轴向旋转，由此没有离心组件，如在最初的版本里为DKM发动机。然而，在这种设计的情况下，密封点位于内转子上，这意味着含有进气口和排气口的滑动表面必须位于外罩或外壳中。这意味着密封点扫过以控制流体转移的这些端口和管道必须位于外罩中。难以制备使气体从旋转外罩上的管道到发动机外所需的密封设置。

已公开了不同设计的旋转发动机和压缩机，它们具有在偏移的平行轴上旋转的两个转子。这些的实例是GB764719、DE2916858、FR1124310和DE3209807。首先考虑GB764719，该设计公开了将流体传输至工作室以及从工作室传输流体的管道，这些管道位于机械的轴内。然而，这些管道从工作室延伸穿过转子，然后进入基本静止的轴，这需要位于这两个组件之间的密封设置。在该设置中，利用围绕该轴旋转的转子控制流体至工作室和来自工作室，意思是指该机械需要同时产生工作室(内转子和外转子之间的空间)的密封件和控制流向工作室/来自工作室的流体。此外，内转轴中的端口和管道是双向的，其能减缓流体行进，并且它们还永久地连接至工作室，由此增大有效腔室体积，并减小机械的可能的压缩率。对于将流体传输至工作室，DE2916858、FR1124310和DE3209807都相近。

库利提议了一种与本发明非常相似的发动机(US724994)，使用两个轴向旋转的转子。在他的设计中，进口路线和出口路线经过外罩和壳之间的滑动密封件，这使得该设计有问题并易泄露。

许多其它旋转机械设计公开了使气体进入工作室以及从工作室排出的方法，然而，大多数设计具有包含多个移动部件的相对复杂的管道，这导致密封以及来自热的废气的热量传输的问题。

本发明的目的是克服一些下述问题，此前已知的旋转机械具有离心组件和往复组件的平衡和机械问题、密封件更换问题、热气与组件的部件隔离的问题，以及这些其他设计的通常整体复杂的问题，这是使气体或工作流体从机械外部进入工作室以及从工作室排出的难题。

发明内容

本发明涉及一种被设计用作发动机或压缩机的旋转机械。更具体地，本发明涉及一种机械，其中滑动密封点位于外壳或外罩中，且密封点滑动的表面形成中心转子的一部分，导致流体经由内转子上的一个或多个端口传输。由此，利用横跨这些端口移动的这些密封点控制流体流入位于转子和外罩之间的工作室和从该工作室流出，并且这些端口中的至少一个与转子和转轴中的管道连接，该管道被制成连续的并且与所述端口是一体的，并且延伸至所述机械的外部。以此方式，该管道是单向的，这意味着，取决于机械旋转方向，该管道要么一直将流体传输至工作室中，要么一直将流体从工作室中输出。

该配置的原理上的优点是流体可经由转子和轴中的简单管道在机械的端口和外部之间传输，而没有额外的控制设施、密封件或额外的移动部件的复杂性。这使得转子和外罩都能轴向旋转，从而形成真正的旋转机械。在该机械与热的气体一起使用时，例如用作内燃机时，围绕固定轴线，转轴的简单的旋转性质，以及其包围的管道是指利用同心的旋转密封件容易实现对另一管道或导管的密封，此外还容易使管道相对传入发动机组件内的热传输绝热。

另一优点是密封点可从机械外部接近，使得能容易更换，以及开创使用更便宜或磨损更快的材料的可能性。

可见，在提供直接邻近端口和管道的流体控制设施方面存在多种优点，包括：该管道是单向的，因此流体流可在一个方向上是连续的，而不会来回摆动，以及管道的体积不会变成工作室的一部分，这将减小机械的最大压缩。

因此，根据本发明，提供一种旋转机械，包括：

内转子和外罩；

所述转子在第一轴线上旋转，且所述外罩在第二轴线上旋转，所述第二轴线与所述第一轴线平行并且偏离于所述第一轴线；