叶片型泵和热回收装置的制造方法
【专利说明】叶片型泵和热回收装置
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的叶片型泵以及根据权利要求5的热回收
目.ο
[0002]此处涉及的类型的叶片型泵和热回收装置是已知的。特别地，在发动机一一例如运货卡车发动机中，目的是最优地利用燃料。因此，结合机动车辆发动机废气热回收装置使用热回收装置，该机动车辆发动机废气热回收装置用于尽可能地利用在发动机中的燃料燃烧期间所产生的能量一一包括存在于废气中的热。在此类型的热回收装置一一在其中，发生如已知的兰金(Rankine)过程一一中，采用叶片型泵。这些叶片型泵对介质进行传输，所述介质被供给至热回收装置的蒸发回路。在实现兰金过程中所使用的介质包括:水，各种醇一一比如乙醇，氨或其他有机液体并且还包括这些成分的混合物。这些成分的特点在于发生叶片型泵的相对高的磨损。为了避免这种情况，将润滑剂添加至所述成分中一一其中，润滑剂份额优选地总计最大为按重量计的10%，以避免必须接受蒸发回路内的介质的蒸发效率的过度损失。因而，当叶片型泵用在此处涉及的类型的热回收装置中以执行兰金过程时，使用了包括用于降低叶片型泵的磨损的润滑剂的介质。变得明显的是，由于润滑剂的份额有限，仍然存在相当大的磨损。
[0003]因此，本发明的目的在于提供避免这种缺陷的叶片型泵。
[0004]为了实现此目的，提出下述叶片型泵，该叶片型泵具有壳体和能够旋转地驱动的转子，该能够旋转地驱动的转子具有多个槽并且具有在转子中以能够移位的方式布置的叶片。转子与叶片一起容置在泵空间中，该泵空间的侧表面以密封的方式压靠转子并且压靠容置在槽中的叶片。位于侧表面之间的空间通过下述表面而在外侧定界:即，该表面形成为行程轮廓并且在叶片型泵操作的情况下外叶片端部压靠该表面。因此，在叶片之间，形成传输室，当泵进行操作时，该传输室的容积是可变化的。在泵空间的侧表面中设置有端口，所述端口中的至少一个端口用于填充传输室并且被指定为吸入端口。至少一个另外的端口用于排出介质，该介质通过传输室来传输并且该介质在压力下在这些端口中被施压并且供给至叶片型泵的输送区域。叶片型泵对介质进行传输，该介质包含:水，醇一一比如乙醇，氨或其他有机液体或所述物质的混合物。此外，该介质包括润滑剂，该润滑剂的比重高于介质的其余成分的比重。润滑剂用于对转子与侧表面之间的接触区域以及叶片与侧表面之间的接触区域进行润滑，并且还用于对叶片的外端部与行程轮廓之间的接触区域进行润滑。为了避免当介质用在也被称为兰金过程的热回收方法中时的缺陷，润滑剂份额应当非常高，因为这在热回收装置的蒸发回路中具有不利作用。为了确保充分的润滑，特别地，在叶片与行程轮廓相接触的特别加载区域中，尽管润滑剂份额减小，根据本发明存在下述设置:即，其中，端口的面向行程轮廓的边缘布置成与行程轮廓相距一定距离。因此，如果观察泵空间的具有端口的侧表面处，清楚的是，端口具有边缘，其中，存在有外边缘和下边缘，外边缘面向行程轮廓，下边缘位于相对处并且下边缘大致面向泵空间的中心。此处涉及的叶片型泵的特点在于外边缘布置成与行程轮廓相距一定距离，使得当叶片型泵处于操作中时，由于通过转子的旋转和叶片单元的旋转所生成的离心力，液体开始压靠行程轮廓。形成液体环，该液体环的厚度与端口的面向行程轮廓的边缘的距离对应。由于润滑剂与通过叶片单元传输的介质的其余成分相比具有更高的比重，在行程轮廓处形成润滑剂环，由于端口的边缘的距离，该润滑剂环没有从加压的介质排出的端口逸出。当叶片型泵处于操作中时，边缘形成润滑剂环，润滑剂在润滑剂环内从介质的其余成分中分离。该润滑剂没有从泵空间排出，从而，该润滑剂没有进入叶片型泵的输送区域。因此没有供给至热回收装置的蒸发回路。
[0005]通过将沿着行程轮廓的润滑剂环形成为具有与端口的外边缘距行程轮廓的距离对应的厚度，确保了闭合的润滑剂膜，这是因为泵的经受特别高的磨损负载的区域恰好是叶片端部与行程轮廓相接触的区域。高度集中的润滑剂因此能够准确地用于该磨损区域，使得将叶片型泵内的磨损降低至最小。由于端口距行程轮廓的距离，终归形成了液体环，该液体环中的高百分比由润滑剂构成。因此，从端口排出的介质中的润滑剂份额很大程度上降低。
[0006]在叶片型泵的优选示例性实施方式中，存在下述设置:其中，转子的外轮廓也布置成与行程轮廓相距一定距离。因此，在叶片型泵的操作期间建立的液体环没有受到干扰，特别是没有被转子中断，使得一方面，未受干扰的润滑剂膜可用于叶片单元的在与行程轮廓相接触区域中的端部，另一方面，确保了可以在行程轮廓上形成未受损的润滑剂环，使得减小位于输送区域中的端口的外部中的润滑剂份额。
[0007]在特别优选的示例性实施方式中，存在下述设置:其中，端口的边缘距行程轮廓的距离与转子的外表面距行程轮廓的距离彼此适用，优选地具有相等的尺寸。
[0008]在特别优选的示例性实施方式中，存在有下述设置:其中，一方面端口的边缘距行程轮廓的此处涉及的距离、另一方面转子的外表面距行程轮廓的距离在0.1mm至2mm的范围内，优选地在0.7mm至1.3mm的范围内。Imm的距离是特别优选的。
[0009]此外，本发明的目的在于提供不具有这些缺陷的热回收装置。
[0010]为了实现此目的，提出热回收装置，该热回收装置具有蒸发回路和传输待蒸发的介质的叶片型泵，该介质包含润滑剂，该润滑剂的比重高于介质的其余成分的比重，和/或该润滑剂的粘度高于介质的其余成分的粘度。
[0011]以下通过附图对本发明进行更详细地说明。唯一的附图以纵向截面图示出叶片型泵的一部分的基本图示，其中，转子位于泵空间中。
[0012]附图以截面图示出具有壳体3并且具有转子5的叶片型泵I的一部分，该转子5在其基体7中具有多个槽9。这些槽9相对于转子5的中轴线11呈放射状地布置，该中轴线11垂直于附图的像平面延伸。槽9优选地相对于转子5在周向方向上以距彼此等距的方式布置。在广义范围内槽的数量能够自由地选择。在叶片型泵I的此处示出的示例性实施方式中，转子5具有八个槽9，本文示出了所述八个槽9中的三个槽9。一个槽9沿着假想竖向径线13的方向延伸并且另一个槽9在假想水平径线15上延伸。另一个槽9还在所述两个槽之间布置在假想角平分线上。在本文示出的叶片型泵中，在每个情况中，设置有与此处说明的槽相对的另一个槽，并且同样地，与角平分线上的槽对称地，在右上角设置有另一个槽以及与该槽相对的第八槽。
[0013]槽9中布置有叶片17，叶片17能够在槽内移位并且优选地完全地填充槽并且以密封的方式压靠槽9的侧向内表面。在叶片型泵I的此处示出的示例性实施方式的八个叶片中，还是仅示出了三个叶片。
[0014]传输室19和传输室21位于两个连续叶片之间，在叶片型泵I的操作期间，传输室19和传输室21的容积改变。叶片型泵I的壳体3具有包括侧壁的泵空间23。侧壁25中的一个侧壁在根据附图的截面图示中以俯视图再现。泵空间23通过下述两个侧壁侧向地定界，即，所述两个侧壁平行于彼此布置并且所述两个侧壁放置成彼此相距下述距离:即，所述距离选择成使得侧壁以密封的方式压靠转子5的侧表面以及叶片17的侧表面。
[0015]泵空间23由内表面围绕，该内表面围绕转子5并且被称为行程轮廓27。就最广义而言，这以椭圆的方式形成以实现具有两个传输空间的叶片型泵1，所述两个传输空间相对于竖向径线13对称地布置并且本身相对于水平径线15对称地形成。传输空间是镰刀形的。
[0016]端口 29和端口 31被引入侧壁25中。优选地，在未在本文中未示出的、与侧壁25相对放置的侧壁中设置有同样的端口。此外，设置有相对于水平径线15对称的其他端口。
[0017]当叶片型泵I处于操作中时，由叶片型泵I传输的介质通过附图中示出的端口中的一个端口被吸入，同时传输的介质通过另一个端口被压出。
[0018]转子5通常通过下述轴以能够旋转地驱动的方式安装在壳体3中，该轴相对于中轴线11同心地布置并且根据转子5的旋转以固定的方式联接。
[0019]以下通过示例呈现的是，转子以根据箭头33的逆时针方向被驱动。当转子旋转时，叶片17的外端部以密封的方式压靠行程轮廓27。在转子5的旋转运动期间，形成在竖向叶片与位于该竖向叶片左侧的叶片之间的传输室19沿着箭头33的方向扩大其容积。在中间叶片的左侧可以看到传输室21，传输室21的容积大于传输室19的容积，这是因为，在转子5的旋转运动期间，叶片沿着行程轮廓27向外行进，因此导致传输室21与传输室19相比容积更大。
[0020]由于行程轮廓27相对于水平径线15对称地形成，叶片在达到如附图中再现的水平位置之后，通过行程轮廓27而移动至槽9的内部中，使得位于两个连续叶片之间的传输室容积减小。相对于端口 29对称地设置有端口，在本文未示出。
[0021]由于传输室19的容积在转子5的旋转运动期间扩大，只要端口29以流体的方式连接至传输室即可，介质通过端口 29从叶片型泵I吸入。在沿着箭头33的方向的进一步旋转运动期间，位于角平分线上的叶片