DE19928520A1 - Innen-Außenrotor-Flügelzellenpumpe-gasverdichter- und motor - Google Patents

Abstract

Flügelzellenpumpen und -motoren werden als Rotor-Statoraggregate in der ölhydraulischen und pneumatischen Antriebstechnik, als Flüssigkeitsförderpumpe, Gasverdichter und zur Unterdruckerzeugung eingesetzt. Ihr Einsatz ist wegen der druchabhängigen inneren Leckverluste, verursacht durch das Anheben der Lamellen vom Arbeitsmittel, begrenzt. Außerdem nehmen die Reibungsverluste zwischen den Lamellen und der Gehäusewand mit steigender Drehzahl und der Baugröße zu. DOLLAR A Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese nachteiligen Eigenschaften der Rotor-Statoraggregate folgendermaßen zu beheben: DOLLAR A Im Statorgehäuse (1) ist der Außenrotor (2) exzentrisch zum Innenrotor (3) gelagert. Innen- und Außenrotor sind infolge ihrer exzentrischen Lagerung gegeneinander verschiebbar und über einen Mitnehmer miteinander verbunden. Die Lamellen (5) sind im Außenrotor (2) drehbar und in den Schlitzen der drehbaren Lagerbolzen (6) im Innenrotor (3) verschiebbar gelagert. Sie können infolge ihrer Lagerung im Außenrotor, auch während einer Schweranlaufphase vom Arbeitsmittel nicht angehoben werden. Außerdem begrenzen keine fliehkraftbedingten Reibungsverluste die Baugröße. DOLLAR A Soll ein derartiger Motor in der pneumatischen Antriebstechnik bzw. als Aggregat einer Sekundärkreiswärmekraftmaschine eingesetzt werden, so ist eine Steuerung des Arbeitsmittelstromes durch die Einlassventile (7) und durch die Auslassventile (11) in der Nähe der Arbeitszellen (9) für die Erzielung eines bestmöglichen ...

Description

Flügelzellenpumpen und -motoren werden als Rotor-Statoraggregate in der ölhydraulischen und pneumatischen Antriebstechnik, als Flüssigkeitsförderpumpe, Gasverdichter und zu Unterdruckerzeugung eingesetzt.

In einem Statorgehäuse befindet sich ein exzentrisch gelagerter, geschlitzter Rotor in dem radial verschiebbare Lamellen gleiten. Sie werden durch Fliehkraft, evtl. durch Federkraft oder Druckbelastung von innen unterstützt, an die Gehäusewand gepresst und bilden die sich sichelförmig erweiternden und verengenden Förder- bzw. Arbeitszellen.

Der Einsatz dieser Flügelzellenaggregate ist jedoch wegen der druckabhängigen inneren Leckverluste, verursacht durch das Anheben der Lamellen vom Arbeitsmittel, begrenzt. Ausserdem nehmen die Reibungsverluste zwischen den Lamellen und der Gehäusewand mit steigender Drehzahl und der Baugrösse zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde diese nachteiligen Eigenschaften der Rotor- Statoraggregate zu beheben. Sie sei im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt die Querschnitt-Vorderansicht eines Flügelzellenmotors für die Anwendung als Aggregat in der pneumatischen Antriebstechnik bzw. einer Sekundärkreiswärmekraft­ maschine. Im Statorgehäuse (1) ist der Aussenrotor (2) exzentrisch zum Innenrotor (3) gelagert. Innen- und Aussenrotor sind, wie die Querschnitt-Seitenansicht der Fig. 2 zeigt, gegeneinander verschiebbar, über den Mitnehmer (4) miteinander verbunden. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Lamellen (5) im Aussenrotor (2) drehbar und in den Schlitzen der drehbaren Lagerbolzen (6) im Innenrotor (3) verschiebbar gelagert. Eine Federkraft- bzw. Druckunterstützung der Lamellen von innen ist nicht erforderlich. Sie können infolge ihrer Lagerung im Aussenrotor, auch während einer Schweranlaufphase, vom Arbeitsmittel nicht angehoben werden. Ausserdem begrenzen keine fliehkraftbedingten Reibungsverluste zwischen den Lamellen und Aussenrotorwand die Baugrösse.

Soll ein derartiger Flügelzellenmotor als Aggregat einer Sekundärkreiswärmekraftmaschine, wie in der Patentanmeldung AZ. 199 33 761.6 beschrieben, eingesetzt werden, ist eine Steuerung des Arbeitsmittelstromes durch Ventile in Arbeitsraumnähe für die Erzielung eines bestmöglichen Maschinenwirkungsgrades vorteilhaft. Gemäss dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 und Fig. 2 befinden sich die Einlassventile (7) im Innenrotor (3). Sie sind drehbar gelagert und werden von den sich hin und her bewegenden Lamellenlagerbolzen (6) über das Schubgestänge (8) angetrieben und öffnen im Drehwinkelbereich der sich vergrössernden Arbeitszellen (9) die Gaseinlasskanäle (10) bzw. schliessen diese im Bereich der sich verengenden Arbeitszellen. Die sich im Aussenrotor (2) befindenden Auslassventile (11) werden ebenfalls von den Lagerbolzen (6) über Schubstangen (12) angetrieben und öffnen im Bereich der sich verengenden Zellen (9) die Gasauslasskanäle (13) durch die der nach seiner Arbeitsleistung entspannte Dampf eines niedrigsiedenden Arbeitsmittels über die Kanäle (14) und (15) in einen nachgeschalteten Kondensator geleitet wird.

Nach der Abkühlung und Kondensation des Dampfes wird, wie die Querschnitt- Seitenansicht des Aggregates einer Sekundärkreiswärmekraftmaschine (Fig. 3) zeigt, das verbleibende Dampf-Flüssiggasgemisch von der in Fig. 4 dargestellten, an den Motor mechanisch angekuppelten Innen-Aussenrotor-Flügelzellenpumpe (16), kontinuierlich in einen Verdampfer gefördert. Im Verdampfer wird durch eine Temperaturerhöhung des Flüssiggases der Dampfdruck erhöht. Der unter erhöhtem Druck stehende Dampf wird durch die geöffneten Gaseinlasskanäle (10) wieder in den Motor geleitet, indem er durch Entspannung Arbeit leistet. (17) zeigt die Innenwärmedämmung des Motors zur Vermeidung von Dampfkondensationsverlusten. Das zur Schmierung der beweglichen Teile erforderliche Schmiermittel wird, wie bei Wärmepumpen, dem Arbeitsmittel als Öl zugesetzt.

Fig. 5 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Innen-Aussenrotor-Flügelzellenaggregates für den Einsatz in der ölhydraulischen als auch in der pneumatischen Antriebstechnik. Die Arbeitsmittelsteuerung erfolgt, abhängig von der Drehwinkelstellung der Kanäle (2) im Innenrotor (3), zu den Ein- bzw. Auslasskanälen (4) bzw. (5) in der Statorgehäusewand (1). Auch bei diesem Aggregat gibt es keine Anwendungsbegrenzung durch innere leck- bzw. fliehkraftbedingte Verluste.

Die einzelnen Bestandteile können z. B. aus gegossenen Rohlingen herkömmlicher Werkstoffe wie Aluminium, Grauguss, Messing oder aus Stahl durch Drehen, Bohren, Fräsen bzw. aus Normteilen gefertigt sein.

Die Figuren der Zeichnungen 1 bis 5 stellen folgendes dar:

Fig. 1 zeigt die Querschnitt-Vorderansicht eines Innen-Aussenrotor-Flügelzellenmotors mit Ventilen für den Einsatz in der pneumatischen Antriebstechnik bzw. als Aggregat einer Sekundärkreiswärmekraftmaschine.

Fig. 2 zeigt die Querschnitt-Seitenansicht des Innen-Aussenrotor-Flügelzellenmotors gemäss Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Querschnitt-Seitenansicht eines Innen-Aussenrotor- Sekundärkreiswärmekraft- Aggregates.

Fig. 4 zeigt die Querschnitt-Vorderansicht der Arbeitsmittelförderpumpe des Wärmekraftaggregates gemäss Fig. 3 (16).

Fig. 5 zeigt die Querschnitt-Vorderansicht einer Innen-Aussenrotor-Flügelzellenpumpe bzw. eines -motors für den Einsatz in hydraulischen als auch in der pneumatischen Antriebstechnik.

Claims (5)

1. Innen-Aussenrotor-Flügelzellenpumpe, -gasverdichter und -motor für den Einsatz in der pneumatischen Antriebstechnik, als Gasverdichter, Wärmekraftmaschine, in der hydraulischen Antriebstechnik, als Flüssigkeitsförderpumpe und zur Unterdruckerzeugung, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Statorgehäuse ein Innenrotor gelagert ist.

2. Innen-Aussenrotor-Flügelzellenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Statorgehäuse ein Aussenrotor exzentrisch zum Innenrotor gelagert ist.

3. Innen-Aussenrotor-Flügelzellenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Lamellen in geschlitzten drehbaren Lagerbolzen im Innenrotor verschiebbar und im Aussenrotor drehbar, gelagert sind.

4. Innen-Aussenrotor-Flügelzellenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sich im Innenrotor befindenden Arbeitsmittelkanäle durch Ventile geöffnet bzw. geschlossen werden können.

5. Innen-Aussenrotor-Flügelzellenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sich im Aussenrotor befindenden Arbeitsmittelkanäle durch Ventile geöffnet bzw. geschlossen werden können.