驅動單元及其驅動傳動系統和有關的操作性熱循環和功能構造
【專利摘要】本發明涉及一種驅動單元(1)，該驅動單元特別地能夠用于設計成使用朗肯、朗肯?赫恩、布雷頓和斯特林型的熱力學循環的熱力發動機的構造，該驅動單元包括其中限定環形室(12)的殼體(2)、以可旋轉的方式容置在環形缸體(或環面缸體)的殼體中的兩組三聯體活塞(7a?7b?7c；9a?9b?9c)、構造成從兩組三聯體活塞傳輸運動和/或將運動傳輸至兩組三聯體活塞的三軸運動系統(18)；其中，所述系統包括主軸(17)、第一副軸(19)和第二副軸(20)，并且每個副軸連接至相應組的三聯體活塞(7a?7b?7c；9a?9b?9c)；具有恒定角速度的主軸的旋轉確定兩個副軸的旋轉的角速度的周期性的循環變化。本發明還涉及包括前述驅動單元(1)的熱力發動機(29)，該熱力發動機構造成執行朗肯或朗肯?赫恩型的熱力學循環，該熱力發動機能夠產生能夠用于任何目的的電能和熱；本發明還涉及包括前述驅動單元(1)的熱力發動機(51)，該熱力發動機構造成執行源自斯特林循環的新的“脈動熱循環”并能夠產生能用于任何目的的電能和熱；本發明還涉及包括前述驅動單元(1)的氣動馬達(61)，該氣動馬達構造成將包含在罐中的處于高壓的壓縮空氣轉換成能用于任何目的的機械能。
【專利說明】
驅動單元及其驅動傳動系統和有關的操作性熱循環和功能 構造
技術領域
[0001] 本發明設及"旋轉驅動單元"、其運動傳遞系統W及相關聯的熱操作循環和功能構 造(下文簡稱為"驅動單元"），該旋轉驅動單元能夠用于W朗肯(Rankine)熱循環、朗肯-赫 恩（Rankine-Hirn)熱循環、布雷頓(Brayton)熱循環和斯特林（Stirling)熱循環操作的熱 力發動機，并且能夠用作液壓馬達、氣動馬達、氣動壓縮機、容積累W及能夠用于能夠采用 其新穎的馬達特征的許多其他應用。
[0002] 特別地，本發明理念可W在生產用電、帶有或不帶熱回收的廢熱發電和熱電冷Ξ 聯產、W及旨在減少污染排放的特殊布置中進行優先應用，其還可W作為汽車工業中的外 燃發動機。
[0003] 本專利申請要求W同一
【申請人】的名義于2014年2月3日提交的意大利專利申請 NO.BS2014A000031 和 NO.BS2014A000032 的優先權。該意大利專利申請 NO.BS2014A000031 和 NO.BS2014A000032的全部內容通過參引并入本文。
【背景技術】
[0004] 在同一
【申請人】的專利申請MI2013A00040(第1至9頁)和MI2012A001944(第1至8頁） 的描述中已經陳述了與熱力學循環有關的某些曾經有過的思考，因此，提到形成本發明理 念的主題的更顯著的新穎性部分被認為是有用的，運些新穎性部分設及：用于活塞與驅動 軸之間的運動傳遞的新系統;驅動單元在朗肯-赫恩熱循環的某些進一步擴展期中的用途； 驅動單元在具有源自斯特林循環的新熱循環的情況下的用途；W及驅動單元在新的壓縮空 氣馬達中的用途。
[00化]斯特林熱循環理論
[0006] 1816年，羅伯特斯特林(Robed Stirling)提出了帶有開式回路的熱空氣發動機， 其特征在于由下述四個階段組成的間歇流動：空氣在大氣壓力（環境溫度下）下的吸入，所 吸入空氣的壓縮，預壓縮空氣的快速加熱和膨脹，W及廢氣的排出（到環境中）。
[0007] 在斯特林循環的后續發展中，為了在保持該四階段式循環不變的同時提高熱效 率，將定義為"再生器"的雙向熱交換器引入到回路中。隨后，發展出具有不同類型的閉合回 路往復式和旋轉式發動機的多個方案。
[000引圖9中非常示意性地示出了基本的斯特林循環。此斯特林循環包括兩個絕熱轉換 和兩個等溫轉變。
[0009] 限定該循環的四個轉換之間所包括的區域表示通過該循環獲得的凈功"L"。該功 W正功1 -化2-3與負功3-4+4-1之間的差的形式獲得。
[0010] 熱力發動機保持的總熱同樣也通過其已吸收的熱（Q2)與其已排掉的熱（Qi)之 間的差而提供;因此，熱力發動機能夠產生的功通過下式提供：
[0011] L=化-化
[0012] 基于上文，可W斷定供給到熱力發動機的熱的僅一部分轉變成功，而其余部分必 然地排到系統外。因而，對于熱力發動機而言，可w將效率限定為機器產生的功與必需輸入 到機器的熱之間的比率，即
[0013] n = LA!2
[0014] 實質上，為了改善熱效率，必須不斷地減小量化/Q2,運個量從值1減去并且降低了 效率。為此，分子和分母的值必須盡量彼此遠離，即，熱源必須W可能的最高溫度工作，并且 冷源必須W可能的最低溫度工作。
[0015] 熱源的溫度僅受到與使用、循環和材料相關聯的技術限制，而對于冷源的溫度而 言，受到干預的可能性有限:實際上，通常必須使用外部環境的溫度或用W在特定的交換器 中循環的冷卻劑流體的溫度。
[0016] 總體上，已經開發出通過斯特林熱循環來運行的各種機器，而其他仍處于實驗階 段。然而，
【申請人】已發現即使是已經工業化的解決方案也有局限性，并且在若干方面可W進 行改進。運特別地適用于用來驅動小功率的和中功率的自主式發電機(50KWhW下）的斯特 林發動機。
[0017] 實際上，除各種類型的斯特林發動機之外，目前使用下述各者來驅動發電機：
[0018] -往復式內燃發動機，其在機械上是復雜的、有噪音的（因此，還使其W低rpm運 行）、特別具污染性且具有高維護成本；
[0019] -燃氣滿輪，其除了特別昂貴之外，在小型應用中不具競爭性；
[0020] -使用朗肯或朗肯-赫恩循環的發動機，本發明理念同樣設及了運種發動機，但在 需要使用蒸氣發生器的情況下，運種發動機僅在固定廢熱發電應用(其中，可W幾乎完全地 回收熱循環的余熱）中會是極具競爭性的，需要進一步的技術創新W同樣有益地用于小型 移動應用。
[0021] 總之，除了污染、低效率、機械復雜性和高維護成本的問題外，所有現有技術解決 方案都有的一個特點是成本效益比不夠令人滿意。
[00剖壓縮空氣馬達循環理論
[0023] 發動機利用了壓縮空氣罐中所含的能量，根據理想氣體定律，該能量對于等溫轉 變而言是最大的，等于：
[0024]
[0025] 其中，Pi是罐的初始壓力;Vi是轉變的體積，其等于發動機的立方容積;而P2是大氣 壓力。
[0026] 在壓力不太高且溫度不太低的情況下，壓縮空氣表現得極似理想氣體，其所含的 能量因而通過W上公式給出。
[0027] 將能量PlVlXLn(Pl/P2)表示為E獻，即完美等溫轉變的能量。
[0028] 將壓縮空氣馬達轉換的從具有容積V2和壓力P2的罐開始的機械能表示為E。
[0029] 因而，發動機的效率通過W下公式給出：
[0030] Eff = E/E獻
[0031] 總體上，轉變的能量等于克拉佩龍圖中轉變曲線下方的面積(積分）。
[0032] 在絕熱轉變的情況下，能量或功實際用于運種轉變：
[0033] Eiffi=(PlVl-P2V2)/(g-l)
[0034] g = Cp/Cv
[0035] pyg =成本
[0036] 其中，Cp對于空氣而言是大約1.00,而Cv對于空氣而言是大約0.72。效率等于：
[0037] Eff = EWE獻

【發明內容】

[0038]
【申請人】已經注意到如果希望擴展運種旋轉驅動單元在用于少量用戶（如個人家 庭)的熱力發動機和廢熱發電及可能地，冷熱電Ξ聯產)單元中的使用，則緊湊性和總效 率是基礎。
[0039] 就運點而言，出版物 "Expansion machine for a low power output steam Rankine cycle engine(用于低功率輸出蒸氣朗肯循環發動機的膨脹機r(0.Bad;r等人， Applied energy(應用能源），愛思唯爾科學出版社，英國，39卷，第2期，1991年1月1日，93 頁-116頁）描述了利用朗肯蒸氣循環進行的電和熱的共同生產并提出利用旋轉式膨脹器 Γ滑片式"膨脹器或"Wankel式"膨脹器）。
[0040] 里雅斯特大學的出版物ES2011-54302: "Pe;rfo;rmance analysis and modeling of different volumetric expanders for small-scale organic Rankine cycles(用于 小型有機朗肯循環的不同容積膨脹器的性能分析和建模r解決了在特定的有機朗肯循環 中使用膨脹器的課題。
[0041 ]能源雜志，出版物ISSN 1996-1073中刊登的論文"Reciprocating E邱ander for an Exhaust Heat Recovery Rankine Cycle for a Passenger Car Application(用于客 車應用的廢熱回收朗肯循環的往復式膨脹器Γ解決了可w在汽車領域中使用膨脹器的課 題。
[0042] 關于運點，
【申請人】設定了提出一種下述"驅動單元"的目標，該"驅動單元"能夠W 多樣化的熱循環使用，在運些熱循環中，可W采用高流量的工作流體，使得此驅動單元在維 持單元自身的尺寸和重量的同時，相比于其他已知的相同類型的單元，可W獲得的功的量 有相當大的增加。
[0043] 在特定范圍的熱循環中，
【申請人】提出優選的但非排他性的實施方式，所述實施方 式設想前述"驅動單元"用于Ξ個不同的操作構型，運Ξ個不同的操作構型分別使用朗肯循 環、朗肯-赫恩循環W及源自斯特林循環和布雷頓-焦耳循環的新式熱循環，其主要目的是 能夠利用多樣化的能源發電。
【申請人】還提供了能夠減少和/或消除發動機外側結冰的特殊 應用，如作為氣動馬達。
[0044] 因此，基于本發明的在其各個方面和/或實施方式的目的是通過提供一種下述"驅 動單元"來改善上述缺點中的一個或更多個缺點，該"驅動單元"能夠使用多個熱源并能夠 W高的總效率產生機械能（功），該"驅動單元"能夠用于任何地方并用于任何目的，但考慮 到其附加值，其優選地用于生產電能。
[0045] 本發明的另一目的是提供一種特征在于高熱力學效率和優異的功率與重量比的 "驅動單元"。
[0046] 本發明的另一目的是提供一種特征在于機械結構簡單且能快速建立的"驅動單 -·'，， J L· 〇
[0047] 本發明的另一目的是能夠產生特征在于降低的生產成本的"驅動單元"。
[0048] 運些目的W及在W下描述的過程中將變得更加明顯的任何其他目的基本上通過 具有一系列特殊方面的"驅動單元"來實現。
[0049] -方面，該驅動單元大體上包括：
[0050] -發動機本體，所述發動機本體由設置有內腔的殼體形成，此內腔限定環面缸體 (或環形缸體）；
[0051] -兩組Ξ聯體的活塞，所述兩組Ξ聯體的活塞W可旋轉的方式容納在環面缸體(或 環形缸體）內，每組Ξ聯體活塞連接至相應的驅動轉子，其中，所述兩組Ξ聯體中的活塞彼 此交替布置；
[0052] -Ξ軸傳動裝置，其中，一系列四個的Ξ瓣齒輪容納在特定殼體內，該Ξ軸傳動裝 置構造并設計成傳遞來自所述兩組Ξ聯體的活塞的運動和/或將運動傳遞到所述兩組Ξ聯 體的活塞，該傳動裝置包括主軸(或驅動軸）、第一副軸和第二副軸，每個第二副軸經由驅動 轉子連接至相應的Ξ聯體的活塞；
[0053] -第一轉子和第二轉子，該第一轉子和第二轉子分別連接至第一輔助軸和第二輔 助軸并且W可旋轉的方式安裝在殼體中；其中，所述兩個轉子中的每個轉子與Ξ個活塞機 械地成一體，所述Ξ個活塞相對于彼此成角度地偏置了 120°并且在環形室內滑動;其中，所 述轉子中的一個轉子的活塞與另一轉子的活塞成角度地交替布置，使得成角度地相鄰的活 塞形成并界定要產生的六個可變容積的室中的每個可變容積的室。
[0054] -方面，環形室具有矩形或方形截面，并且具有匹配形狀的活塞分別是矩形或方 形的。
[0055] -方面，環形室具有圓形截面(沿環面延伸)并且具有匹配形狀的活塞具有圓形截 面(沿環面延伸）。
[0056] -方面，環面缸體(或環形缸體)設置有多個互不相同的用于高溫熱流體進入到缸 體中的進入口 W及多個互不相同的用于排出廢熱流體的排出口，分別設及"并聯"使用的兩 個不同部分，即，兩者中發生熱流體的等效膨脹。
[0057] -方面，環面缸體(或環形缸體)設置有多個互不相同的用于高溫熱流體進入到缸 體中的進入口 W及多個互不相同的用于排出廢熱流體的排出口，分別設及"串聯"使用的兩 個不同部分，即，所述兩個部分中的每個部分中的熱流體基于兩個不同壓力和溫度水平發 生膨脹。
[0058] 一方面，環面缸體(或環形缸體)設置有多個互不相同的用于高溫熱流體進入到缸 體中的進入口 W及多個互不相同的用于排出廢熱流體的排出口，分別設及"并聯"使用的兩 個不同部分一一即，兩個部分中發生熱流體的等效膨脹，或者設及"串聯"使用的兩個不同 部分。
[0059] -方面，環面缸體(或環形缸體)設置有多個互不相同的用于高溫熱流體進入到缸 體中的進入口 W及多個互不相同的用于排出廢熱流體的排出口，分別設及"串聯"使用的兩 個不同部分，即，所述兩個部分中的熱流體基于兩個不同壓力和溫度水平發生膨脹。
[0060] -方面，環形室具有Ξ個進入位置(具有在數目和尺寸方面變化的不同方式制成 的開口）和Ξ個排出位置(具有在數目和尺寸方面變化的不同方式制成的開口），運Ξ個進 入位置和Ξ個排出位置W可變化的方式構造成適于所使用的熱力學循環。
[0061] -方面，所述六個室中的每個室對于主軸的每個完整的一轉(360°)膨脹Ξ次并收 縮Ξ次。
[0062] -方面，用于熱流體的經過的所有進入口 /排出口都在環面(或環形)缸體的殼體 上制成。
[0063] -方面，進入口 /排出口是對稱的并且相對于彼此偏置了平均120%可W在單個的 環面(或環形)缸體中限定用于熱流體的Ξ個不同的進入部分和Ξ個不同的排出部分。
[0064] -方面，環面缸體(或環形缸體)設置有用于被冷卻的熱流體進入到缸體中的一個 或更多個進入口 W及用于排出補償罐中壓縮的熱流體的一個或更多個排出口。
[0065] -方面，借助于容納傳動裝置的殼體的相對于進入口 /排出口的手動的或自動的 成角度的旋轉，可W使熱循環階段到來的更早或更晚W優化熱力學效率。
[0066] -方面，借助于容納傳動裝置的殼體的相對于進入口 /排出口的手動的或自動的 成角度的旋轉，可W使熱循環階段到來的更早或更晚W使能實現發動機裝置的自主起動。
[0067] 一方面，第一組Ξ聯體活塞是第一轉子的一體的部分，第二組Ξ聯體活塞是第二 轉子的一體的部分。
[0068] 一方面，所述兩個轉子中的每個轉子的Ξ個活塞相對于彼此是成角度地等距的。
[0069] -方面，所述轉子中的每個轉子的Ξ個活塞剛性地連接在一起W彼此成一體地旋 轉。
[0070] 一方面，第一副軸是實屯、的，在一端與第一 Ξ瓣齒輪一體地結合并在相反端與第 一轉子一體地結合。
[0071] -方面，第二副軸是中空的，在一端與相應的第二Ξ瓣齒輪一體地結合并在相反 端與第二轉子一體地結合。
[0072] 一方面，主軸（或驅動軸）與相對于彼此成60°定位的第一 Ξ瓣齒輪和第二Ξ瓣齒 輪一體地結合。
[0073] -方面，驅動單元的傳動裝置包括：
[0074] -第一輔助軸，第一轉子安裝在第一輔助軸上.
[0075] -第二輔助軸，第二轉子安裝在第二輔助軸上.
[0076] -第一 Ξ瓣齒輪和第二Ξ瓣齒輪，第一 Ξ瓣齒輪和第二Ξ瓣齒輪鍵接合到主軸上 并成角度地偏置了60°的角度；
[0077] -第ΞΞ瓣齒輪，第ΞΞ瓣齒輪鍵接合到第一輔助軸上；
[0078] -第四Ξ瓣齒輪，第四Ξ瓣齒輪鍵接合到第二輔助軸上；
[0079] 其中，第一Ξ瓣齒輪與第ΞΞ瓣齒輪一起功能性地操作，第二Ξ瓣齒輪與第四Ξ 瓣齒輪一起功能性地操作。
[0080] -方面，第一輔助軸同軸地插入第二輔助軸中或第二輔助軸同軸地插入第一輔助 軸中。
[0081] -方面，主軸的軸線與第一軸和第二軸的軸線平行并適當地間隔開。
[0082] -方面，每個Ξ瓣齒輪在其瓣部之間具有凹狀的和/或平坦的和/或凸狀的連接 部。
[0083] 一方面，每個Ξ瓣齒輪，如可W從其定義推斷的，具有大致Ξ角形輪廓。
[0084] -方面，主軸(或驅動軸）的具有恒定角速度的旋轉確定了所述兩個副軸的旋轉角 速度的周期性變化。
[0085] -方面，主軸(或驅動軸)確定了第一副軸和第二副軸的W及在環面缸體(或環形 缸體）內旋轉的對應Ξ聯體活塞的角速度的周期性循環變化，使得能夠產生具有可變容積 和比率的六個不同的旋轉室。
[0086] -方面，活塞與主軸(或驅動軸)之間的運動的傳遞通過將第一副軸和第二副軸連 接至主軸的一系列Ξ瓣齒輪來實現，其特征在于，在主軸(或驅動軸）W恒定角速度旋轉時， 兩個副軸W周期性地高于、等于或低于主軸的角速度旋轉。
[0087] 一方面，在不影響本發明理念的情況下，驅動單元可W設置有用于在所述兩組Ξ 聯體活塞與主軸之間傳遞運動的任何系統（例如，專利US5147191和EP0554227A1中所要求 保護的系統），可W采用能夠將主軸的具有恒定角速度的旋轉運動轉換成功能性地連接至 所述兩組Ξ聯體活塞的兩個副軸的具有周期性可變角速度的旋轉運動。
[0088] -方面，驅動單元可W借助于合適的熱流傳送導管構造成使得各種部件和各種操 作部分可W手動地或自動地與對應的進入口 /排出口操作性地連接。
[0089] -方面，驅動單元完全未設置進入閥/排出閥W及相關聯的機構，因為所述Ξ聯體 活塞通過在環面缸體(或環形缸體）中移動而自身確定了用于熱流體的進入口/排出口的打 開及關閉。
[0090] -方面，使用了該驅動單元的熱力發動機可W構造為具有適當地定位在熱流體傳 送導管中的止回閥，W使得通過幫助活塞根據進入口 /排出口的打開-關閉的工作來優化熱 循環。
[0091] -方面，使用了該驅動單元的熱力發動機可W包括一個或更多個熱流體加熱器， 所述一個或更多個熱流體加熱器構造成使得能夠為流體提供用于增加其溫度和壓力的熱 能，轉而用來使所述兩組Ξ聯體活塞旋轉。
[0092] -方面，驅動單元連接至能夠產生意在用于任何目的的電力的發電機。
[0093] 一方面，使用了該驅動單元的熱力發動機包括熱能調節系統，該熱能調節系統構 造成在該過程的各階段中調節熱流體的遞送壓力和/或溫度。
[0094] -方面，驅動單元可W構造成W斯特林操作循環起作用，其中，驅動單元可W執行 壓縮熱流體并使熱流體膨脹的功能。
[00%] -方面，驅動單元可W構造成W朗肯或朗肯-赫恩操作循環起作用，其中，驅動單 元用作"膨脹器"。
[0096] -方面，驅動單元可W構造成W開式布雷頓循環起作用，其中，驅動單元執行壓縮 和膨脹功能。
[0097] -方面，驅動單元可W構造成利用液體的壓力，其中，驅動單元執行"液壓馬達"的 功能。
[0098] 一方面，驅動單元可W構造成利用氣體的壓力，其中，驅動單元執行"氣動馬達"的 功能。
[0099] -方面，驅動單元可W構造成將速度給予在管中流動的液體，其中，驅動單元執行 "液壓累"的功能。
[0100] -方面，驅動單元可W構造成對氣體進行壓縮，其中，驅動單元執行"氣動壓縮機" 的功能。
[0101] -方面，驅動單元可W構造成吸入氣體，其中，驅動單元執行"真空累"的功能。
[0102] 另一方面，驅動單元可W適當地構造成執行許多其他多樣的功能。
[0103] 一方面，使用了該驅動單元的"熱力發動機"構造成W特征在于熱流體的連續、單 向運動的新式"脈動熱循環"起作用，該"脈動熱循環"用于顯著地增大熱力發動機的功率與 重量比W及總效率。
[0104] -方面，驅動單元適于用作能夠利用W任何熱源加熱的加壓熱流體流來產生機械 能的裝置。
[0105] -方面，循環的熱流體的加熱可W利用燃料燃燒器(例如氣體燃燒器)或任何其他 外部熱源一一例如，太陽能、生物燃料、未提煉燃料、高溫工業廢料或適于加熱熱流體自身 的另外的源--來實現。
[0106] -方面，驅動單元是旋轉式容積機器。
[0107] -方面，該旋轉式容積機器包括：
[0108] -殼體，殼體中界定有環形室并且殼體具有與環形室流體連通的V'對進入口 /排 出口，其中，每個進入口與同一對中的相應的排出口成角度地間隔開，W在環形室中限定工 作流體的膨脹/壓縮路徑；
[0109] -第一轉子和第二轉子，第一轉子和第二轉子W可旋轉的方式安裝在殼體中；其 中，所述兩個轉子中的每個轉子均具有能夠在環形室內滑動的V'個活塞;其中，所述轉子 中的一個轉子的活塞與另一轉子的活塞成角度地交替布置;并且其中，成角度地相鄰的活 塞界定"2 X η"個容積可變的室中的每個容積可變的室；
[0110] -主軸，主軸操作性地連接至第一轉子和第二轉子；
[0111] -傳動裝置，傳動裝置操作性地置于第一轉子和所述第二轉子與主軸之間，并且傳 動裝置構造成將主軸的旋轉運動轉換成相對于彼此偏置的第一轉子和第二轉子的具有相 應的第一可變角速度和第二可變角速度的旋轉運動;其中，傳動裝置構造成針對主軸的每 個完整的一轉給予所述轉子中的每個轉子的周期性可變角速度V'個振蕩周期；
[0112] 其中，V'大于等于3。
[0113] -方面，傳動裝置包括：
[0114] -第一輔助軸，第一轉子安裝在第一輔助軸上.
[0115] -第二輔助軸，第二轉子安裝在第二輔助軸上.
[0116] -具有V'個瓣部的第一齒輪和具有V'個瓣部的第二齒輪，第一齒輪和第二齒輪 均鍵接合到主軸上并成角度地偏置了 180V V'的角度；
[0117] -具有V個瓣部的第S齒輪，第立齒輪鍵接合到第一輔助軸上；
[0118] -具有V'個瓣部的第四齒輪，第四齒輪鍵接合到第二輔助軸上；
[0119] 其中，第一齒輪與第Ξ齒輪曬合，第二齒輪與第四齒輪曬合。
[0120] -方面，每個齒輪在其瓣部之間具有凹狀的或凸狀的或平坦的連接部。
[0121 ] -方面，V' = 3，并且每個齒輪均具有大致Ξ角形輪廓，該大致Ξ角形輪廓具有倒 圓的且凹狀的瓣部W及置于所述瓣部之間的凸狀的連接部。
[0122] -方面，機器(1)是旋轉式容積膨脹器。
[0123] -方面，進入口的通道面積與排出口的通道面積之間的比包括在大約1/40與大約 1/4之間。
[0124] -方面，本發明設及一種發電或廢熱發電設備，包括：
[0125] -前述旋轉式容積膨脹器；
[01%]-蒸氣發生器，蒸氣發生器設置在旋轉式容積膨脹器的上游并且與旋轉式容積膨 脹器的進入口流體連通，W向旋轉式容積膨脹器供應能夠使旋轉式容積膨脹器的轉子旋轉 的飽和蒸氣流；
[0127] -發電機，發電機連接至旋轉式容積膨脹器的主軸，W接收機械能并產生電能。
[0128] -方面，該設備包括交換器/冷凝器，交換器/冷凝器設置在旋轉式容積膨脹器的 下游并且與旋轉式容積膨脹器的排出口流體連通，W接收廢蒸氣流并從該廢蒸氣流提取 熱。
[0129] -方面，膨脹器的至少一個排出口通過環形室外的至少一個導管與膨脹器的至少 一個進入口流體連通。
[0130] -方面，該設備包括至少一個加熱器，所述至少一個加熱器操作性地作用于所述 至少一個外部導管。
[01引]對具四個活塞的驅動單元與具六個活塞的驅動單元進行比較的示例
[0132] 與每個轉子僅設置有兩個活塞的已知類型的驅動單元（例如，文獻W0 2008/ 061271 A1中說明的驅動單元)相比，根據本發明的驅動單元具有一一其他參數(活塞直徑、 平均缸體直徑、轉數)是相等的一一大得多的有用排量。
[0133] 從不同的角度看，所產生的有用功率是相等的，驅動單元具有更緊湊的尺寸、更低 的重量、更慢的旋轉速度、更小的慣性力、更小的機械摩擦W及更大的總效率。
[0134] 為了更好的證明本發明理念的重要性，考慮了由用于從活塞至驅動軸傳遞運動的 系統所施予的實際的機械設計限制條件，下面提出了對現有技術驅動單元(兩個轉子中的 每個轉子設置有兩個活塞，即，四個活塞)與根據本發明的驅動單元(兩個轉子中的每個轉 子設置有立個活塞，即，六個活塞)進行比較的示例，其中，兩個驅動單元的活塞均具有相同 的圓形(或環面)截面，像在圖2a和圖化中所示出的截面一樣。
[0135] 如從下面的表1中證明的，在驅動單元的旋轉速度和總尺寸相同的情況下，根據本 發明的技術方案使得可W獲得幾乎是兩倍的總的有用排量(針對主軸的一轉來標準化）、慣 性應力的顯著下降W及極有利的功率與重量比。
[0136] 表1
[0137]
[0138] 通過對根據本發明理念的驅動單元及其用途的一些優選實施方式的W下詳細描 述，附加特征將變得更加明顯，其中，運些優選實施方式分別設及:具有朗肯和朗肯-赫恩操 作循環的"熱力發動機"、W源自斯特林循環的創新的操作熱循環(常規地定義為"脈動式熱 循環"）起作用的"熱力發動機"、W及"氣動馬達"。該描述在下面將參照僅借助于舉例說明 而非限制的方式提供的附圖來進行陳述。
[0139] 為簡單起見，在設及朗肯循環和朗肯-赫恩循環的W下描述中，將在如同執行單個 完整的熱循環的情況下來對驅動單元1中的熱流體所遵循的路徑進行說明。實際上，對于驅 動單元1中的驅動軸的每轉(具有360°的總旋轉角）而言，根據特定構型，可W執行V'個完 整的熱循環。
[0140] 同樣有必要考慮到，在"休息"狀態下（發電機停用），熱流體(水或有機流體)在預 定的靜壓力下處于與周圍環境相同的溫度，并且整體容納在熱力發動機29的閉合回路中。
[0141] 熱循環W其完整形式（除開始之外）在流體的熱力學變化的下述幾個階段中被連 續執行：加熱、過熱、吸入及膨脹及對應的有用功的產生）、排出、冷凝W及累回，如下文 在各種構型中所描述的。
[0142] 參照圖4至圖8,本發明的通過非限制性示例的方式給出的功能構型表示包括驅動 單元的熱力發動機，該驅動單元根據前述方面中的一個或更多個方面用作"容積膨脹器"， 熱力發動機構造成執行朗肯熱循環(沒有過度加熱)或朗肯-赫恩循環(具有一個或兩個過 度加熱步驟）。在運些配置中，熱力發動機包括：
[0143] -蒸汽發生器，該蒸汽發生器與驅動單元直接流體連通，W便給蒸汽發生器供給能 夠膨脹W產生"功"的飽和蒸汽流；
[0144] -第一蒸汽過熱器，該第一蒸汽過熱器與驅動單元流體連通，W便向第一蒸汽過熱 器供給能夠膨脹W產生"功"的飽和蒸汽流；
[0145] -第二蒸汽過熱器，該第二蒸汽過熱器與驅動單元連通，W便向第二蒸汽過熱器供 給能夠膨脹W產生"功"的過熱蒸汽流；
[0146] -根據本發明的"驅動單元"，該驅動單元用作能夠將包含在蒸汽中的熱能轉換成 機械能(功)的"容積膨脹器"，該"容積膨脹器"可用W驅動發電機；
[0147] -冷凝器，該冷凝器與驅動單元和高壓累流體連通并且置于驅動單元與高壓累之 間，W接收廢蒸汽流并從廢蒸汽流提取用于其他目的的熱量；
[0148] -高壓累(單獨供W動力或由同一驅動單元直接驅動），該高壓累與冷凝器和蒸汽 發生器流體連通并置于冷凝器與蒸汽發生器之間，該高壓累能夠將冷凝的流體輸送回到發 生器并由此確保"閉合回路"熱循環的連續性；
[0149] -發電機，該發電機連接至驅動單元的主軸，W便接收機械能并產生可用于各種目 的的電能。
[0150] 為簡單起見，在設及源自斯特林循環的新的"脈動熱循環"的操作構型的下面描述 中，將在如通執行單個完整的熱循環的情況下來對驅動單元1中的熱流體遵循的路徑進行 說明。實際上，對于驅動單元1中的驅動軸(具有360°的總旋轉角度）的每一轉，根據特定的 構型，執行V'個完全的熱循環。
[0151] 還需要考慮到的是，在"休息"狀態(不加熱）下，熱流體(空氣、氨氣、氮氣、氮氣或 其它流體)在預定的靜態壓力下處于與周圍環境的溫度相同的溫度，并且完全包含在熱力 發動機51的閉合回路中。
[0152] 熱循環W其完整形式（除了起動)在流體的熱力學變化的下述幾個階段中被連續 地執行:壓縮、加熱、進氣、膨脹及相應的有用功的產生）、排出和再生冷卻，如在下面的 構型中所描述的。
[0153] 參照圖10和圖11，本發明的通過非限制性示例的方式給出的功能構型表示包括驅 動單元的熱力發動機，該驅動單元根據前述方面中的一個或更多個方面用作"容積壓縮器- 膨脹器"，熱力發動機構造成執行源自斯特林循環并且通常被定義為"脈動熱循環"的新的 熱循環。在運些構型中，熱力發動機包括：
[0154] 加熱器"，該加熱器與再生器和驅動單元直接流體連通并且置于再生器與驅動 單元之間，該加熱器的目的是向再生器和驅動單元供應高溫/高壓的熱流體；
[0155] 驅動單元"（具有四個或六個活塞），該驅動單元與冷卻器、補償罐和加熱器流體 連通并且置于冷卻器、補償罐與加熱器之間，該驅動單元W壓縮器和膨脹器的功能使用，W 將包含在循環流體中的熱能轉換成機械能(功）；
[0156] 再生器"，該再生器與驅動單元和加熱器流體連通并且置于驅動單元與加熱器 之間，該再生器能夠從廢熱流體移除熱，W便預熱隨后將被過度加熱的熱流體；
[0157] 冷卻器"，該冷卻器與再生器和驅動單元流體連通并且置于再生器與驅動單元 之間，該冷卻器能夠從流通的熱流體中去除另外的熱，W冷卻該熱流體，從而增加將隨后被 吸入并然后被壓縮的流體的分子量；
[0158] 補償罐"，該補償灌設有兩個單向閥，該補償罐與驅動單元和再生器流體連通并 且置于驅動單元與再生器之間，補償罐的主要目的是建立將壓縮流體連續供應至再生器并 且W級聯的方式供應至加熱器的最佳條件，W使得執行在整體效率方面顯著改進的新的 "脈動熱循環"（源自斯特林循環）。
[0159] "脈動熱循環"的注意事項
[0160] 穿過加熱器的熱流體(其運動由通過旋轉活塞來打開和關閉的進入/排出口的打 開來調節）的快速加熱和排出產生非常特別的高頻"脈動"效應，該高頻"脈動"效應的特征 是該熱力發動機的熱循環并且其與迄今已知的所有其他熱循環的不同（給出示例：主軸的 12(Κ)巧m的旋轉速度將具有與該轉速對應的每秒120個熱循環）。
[0161] 參照關于壓縮空氣馬達的先前描述的理論原則，為了從壓縮空氣中提取所有的能 量，必要的是壓縮空氣在發動機中在盡可能恒定的溫度下發生膨脹，并考慮空氣在膨脹過 程中的冷卻，因此，壓縮空氣必須沿其路徑進行加熱。
[0162] 實際上，為了從發動機獲得動力，熱必須在等溫轉變(空氣在驅動單元中膨脹)期 間快速地供應至空氣，但是運不能W所需的速度來實現，所W空氣冷卻并且膨脹從而不在 最佳的條件下進行。
[0163] 為了能夠從壓縮空氣中提取更多的能量，因此，必須執行一系列絕熱和等容轉變 W便更接近能夠從氣體獲得最大能量的等溫轉變。運是通過在驅動單元的第一階段(絕熱 轉變）中執行快速、局部的膨脹直到達到壓力Ρ3(ΡΚΡ3<Ρ2)來進行的；然后通過"加熱器" (等容轉變)來對冷卻空氣(T3<Tamb)進行加熱(T4 = Tamb)。
[0164] 該第一階段后跟另外兩個相同的階段:在同一驅動單元的第二階段中空氣迅速膨 脹直到達到壓力P5(P1 <P5<P3<P2)，通過"加熱器"加熱空氣，直到到達使空氣膨脹至大氣壓 力的同一驅動單元的第Ξ階段為止。
[0165] 在理想氣體的壓力體積圖（克拉佩龍圖）中，上述第一階段需要從點（P2，V2)進行 至點（P4，V4)，不過不是沿雙曲線PV =常量的等溫轉變，而是沿第一絕熱曲線到達點（P3， V3)，然后通過第二等容曲線到達點（P4，V4)。相對于可W通過等溫轉變從空氣中提取的能 量，運在每個階段伴隨能量損失，在該圖中，點(P2，V2)和點(P4，V4)越靠近在一起，損失將 越小。
[0166] 基于W上所述，可W推斷出階段的數目越大，并且因此膨脹室的數目越大，則將有 可能從壓縮空氣中提取更多的能量。
[0167] 然而，另一方面，驅動單元還具備降低能夠從空氣中提取的能量的功能，所W應當 確定階段的數目W使得發動機的效率盡可能高。
[0168] 為了具有進一步的比較基準，考慮完全絕熱的轉變并且因此:在單一階段中的空 氣迅速膨脹直到達到環境壓力意味著低得多的效率，而且還不計幾乎不可避免的冰的形 成。
[0169] 為簡單起見，在操作構型的下列描述中，將參考單個驅動單元來說明在各個領域 中壓縮空氣所遵循的路徑。實際上，可W使用級聯"的方式起作用的多個旋轉驅動單元 W增加階段和中間加熱步驟的數目。考慮到為了在汽車中使用，空氣將必須在罐中被壓縮 直到也可能超過300Bar的壓力，運種可能性是特別重要的。
[0170] 還需要考慮到的是，在"休息"狀態中，包含在罐中的空氣在與周圍環境的溫度相 同的溫度下。
[0171] 參考單個驅動單元的轉換周期W其完整形式在流體的熱力學變化的下述幾個階 段中被連續地執行，即：第一膨脹(并相應地產生有用功）；加熱;第二膨脹(并相應地產生有 用功）；加熱;第Ξ膨脹(并相應地產生有用功）；加熱；W及在大氣壓力下排出到戶外。
[0172] 根據本發明構思的氣動馬達的特征在于Ξ階段的膨脹，Ξ階段的膨脹防止或減少 了在馬達本身的出口上可能形成的冰，從而使得其用途還可W擴展到汽車領域。
[0173] 參照圖12,通過本發明的非限制性示例的方式給出的功能構型表示氣動馬達，該 氣動馬達包括具有六個活塞的單個驅動單元，該驅動單元根據前述方面中的一個或更多個 方面用作"容積膨脹器"并構造成獲得可用于任何目的的機械能。在運種構型中，氣動馬達 61包括：
[0174] 壓縮空氣罐"，該壓縮空氣罐與驅動單元直接流體連通并設置有特定截止閥；
[0175] 驅動單元"（具有六個活塞），該驅動單元與壓縮空氣罐流體連通并W膨脹器的 功能使用W產生機械能(功）；
[0176] -多個"加熱器"，所述多個加熱器與驅動單元直接流體連通，并且所述多個加熱器 的目的是在使用其的各個區域中加熱壓縮空氣。
【附圖說明】
[0177] 下面本文將參照附圖來進行描述，所述附圖是為了僅說明的目的而提供的并且因 此是非限制性的，在附圖中：
[0178] ?圖1示出了根據本發明的驅動單元的示意性正視圖；
[0179] ?圖2a示出了圖1中的驅動單元的中央本體的側視截面圖；
[0180] ?圖2b為圖1中的驅動單元的中央本體W及運動傳動系統的一部分的側視截面 圖；
[0181] ?圖3示出了屬于運動傳動系統的Ξ瓣齒輪系的正視圖；
[0182] ?圖4示出了包括根據本發明的驅動單元的熱力發動機的第一簡圖；
[0183] ?圖5示出了包括根據本發明的驅動單元的熱力發動機的第二簡圖；
[0184] ?圖6示出了包括根據本發明的驅動單元的熱力發動機的第Ξ簡圖；
[0185] ?圖7示出了包括根據本發明的驅動單元的熱力發動機的第四簡圖；
[0186] ?圖8示出了包括根據本發明的驅動單元的熱力發動機的第五簡圖；
[0187] ?圖9表示通用的斯特林熱循環的壓力容積圖；
[0188] ?圖10示出了使用根據本發明構思的具有新"脈動熱循環"的驅動單元的六活塞 "熱力發動機"的簡圖；
[0189] ?圖11示出了使用根據本發明構思的具有新"脈動熱循環"的四活塞"熱力發動 機"的簡圖；
[0190] ?圖12示出了用作"氣動馬達"的六活塞"驅動單元"的簡圖；
[0191] ?圖13示出了包括根據本發明的驅動單元的熱力發動機的另一可能簡圖；W及
[0192] ?圖14示出了包括根據本發明的驅動單元的熱力發動機的又一可能簡圖。
【具體實施方式】
[01W] 驅動單元的詳細描述
[0194]參照圖1、圖2曰、圖化，1總體上表示作為本發明構思的主題的"驅動單元"，該"驅動 單元"在利用"有機流體"操作的朗肯型的閉合回路熱循環中用作"膨脹器"、在利用蒸汽操 作的朗肯和朗肯-赫恩型的閉合回路熱循環中用作"膨脹器"、在利用熱空氣操作的布雷頓 型的開路熱循環中用作"壓縮器/膨脹器"、在通過熱空氣(實際上為氮氣、氮氣、氨氣等)操 作的斯特林型的閉合回路熱循環中用作"壓縮器/膨脹器"，或者該"驅動單元"另外能夠直 接用作"液壓馬達"、"氣動馬達"、"氣動壓縮器"、"容積累"并應用在可利用其特定馬達特征 的許多其他應用中。
[01M]驅動單元1包括殼體2,殼體2內部界定座3。
[0196] 在示出的非限制性實施方式中，殼體2通過結合在一起的兩個半部2a、2b形成。
[0197] 座3中容置有第一轉子4和第二轉子5，第一轉子4和第二轉子5繞同一軸線氣-X"旋 轉。
[0198] 第一轉子4具有第一筒狀本體6和Ξ個第一元件73、76、7(3，所述立個第一元件7曰、 7b、7c從第一筒狀本體的往徑向延伸并且與第一筒狀本體6剛性地連接或成一體。
[0199] 第二轉子5具有第二筒狀本體8和Ξ個第二元件93、加、9(3，所述^個第二元件9曰、 9b、9c從第二筒狀本體的往徑向延伸并且與第二筒狀本體8剛性地連接或成一體。
[0200] 轉子4的元件7a、7b、7c彼此等角度地隔開，即，每個元件均與相鄰的元件間隔開 120°的角度V'（在每個元件的對稱平面之間測得的）。
[0201] 轉子5的元件9a、9b、9c彼此等角度地隔開，即，每個元件均與相鄰的元件間隔開 120°的角度V'（在每個元件的對稱平面之間測得的）。
[0202] 第一筒狀本體6和第二筒狀本體8并排設置在相應的基部10、11上并且是同軸的。
[0203] 此外，第一轉子4的Ξ個第一元件7a、7b、7c沿著軸向方向延伸并且具有布置在沿 徑向位于第二轉子5的第二筒狀本體8之外的位置中的突出部。
[0204] 此外，第二轉子5的Ξ個第二元件9a、9b、9c沿著軸向方向延伸并且具有布置在沿 徑向位于第一轉子4的第一筒狀本體6之外的位置中的突出部。
[02化]Ξ個第一元件7a、7b、7c與Ξ個第二元件9a、9b、9c沿著環形室12的周向延伸區域 交替。
[0206] 在徑向截面（圖1)中，第一元件7a、7b、7c和第二元件9a、9b、9c中的每一者均具有 朝向旋轉軸線氣-X"會聚的大致梯形的輪廓，并且在軸向截面（圖2曰、圖化）中，第一元件7曰、 7b、7c和第二元件9a、9b、9c中的每一者均具有大致圓形或矩形的輪廓。
[0207] 第一元件7a、7b、7c和第二元件9a、9b、9c中的每一者均具有僅通過近似的方式而 非通過限制的方式給出的約38°的角度大小。
[0208] 沿徑向位于第一筒狀本體6和第二筒狀本體8之外的外周表面與座3的內表面一起 界定環形室12。
[0209] 因此，環形室12被第一元件7a、7b、7c和第二元件9a、9b、9c分成容積可變的"旋轉 室"13'、13"、13" '，14'、14"、14" '。特別地，每個容積可變的"旋轉室"（除由殼體2的徑向內 表面和筒狀本體6、8的徑向外表面界定之外）由第一元件7a、7b、7c中的一個第一元件和第 二元件9a、9b、9c中的一個第二元件界定。
[0210] 首先，在圖2a中，第一元件7a、7b、7c和第二元件9a、9b、9c中的每一者在其軸向截 面中均具有大致圓形的輪廓并且環形室12同樣具有定義為"環面"的圓形橫截面。
[0211] 在圖2b中的變型中，第一元件7a、7b、7c和第二元件9a、9b、9c中的每一者在其軸向 截面中均具有矩形(或方形)輪廓并且環形室12同樣具有矩形(或方形)截面。
[0212] 環形室12的內壁與前述第一元件7a、7b、7c和第二元件9a、9b、9c中的每一者之間 保留有例如用W允許活塞4、5的旋轉運動W及元件7曰、76、7(3,9曰、％、9(3在室12本身中滑動 的間隙。
[0213] 第一元件7a、7b、7c和第二元件9a、9b、9c為所示的驅動單元1的活塞并且容積可變 的旋轉室13'、13"、13" '，14'、14"、14" '為用于前述驅動單元1的工作流體的壓縮和/或膨脹 的室。
[0214] 進入口 15'、15"、15"'或排出口16'、1護、16"'（具有合適的尺寸和形狀)設置在殼 體2的徑向外壁中；進入口或排出口通向環形室12中并且與環形室12外部的導管流體連通， 如在下面進一步說明的。
[0215] 每個進入口或排出日15'、16'、15"、1護、15"'、1護'均從適當的方式成角度地間隔 開W適于驅動單元1的每個不同的單獨功能構型的需求。
[0216]驅動單元1還包括與旋轉軸線"X-X"平行并遠離旋轉軸線氣-X"并且W可旋轉的方 式安裝在殼體2上的主軸17W及機械地置于主軸17與轉子4、5之間的傳動裝置18。
[0217] 傳動裝置18包括第一輔助軸19和第二輔助軸20,第一轉子4鍵接合到第一輔助軸 19上，第二轉子5鍵接合到第二輔助軸20上。第一輔助軸19和第二輔助軸20與旋轉軸線氣- r同軸。第二輔助軸20為管狀的并且第一輔助軸19的一部分容置在第二輔助軸20內。第一 輔助軸19可W在第二輔助軸20中旋轉并且第二輔助軸20可W在殼體2中旋轉。
[0218] 第一 Ξ瓣齒輪23鍵接合到主軸17上。第二Ξ瓣齒輪24緊挨著第一 Ξ瓣齒輪鍵接合 到主軸17上。第二Ξ瓣齒輪24W相對于第一Ξ瓣齒輪23成角度地偏移60°的角度的方 式安裝在主軸17上。兩個Ξ瓣齒輪23和24與主軸17結合在一起而旋轉。
[0219] 第ΞΞ瓣齒輪25鍵接合到第一輔助軸19上與第一輔助軸19一體地旋轉)并且 第ΞΞ瓣齒輪25的齒與第一 Ξ瓣齒輪23的齒精確地曬合。
[0220] 第四Ξ瓣齒輪26鍵接合到第二輔助軸20上與第二輔助軸20-體地旋轉)并且 第四Ξ瓣齒輪26的齒與第二Ξ瓣齒輪24的齒精確地曬合。
[0221] 上述Ξ瓣齒輪23、24、25、26中的每一者均具有包括圓頂部27和置于頂部27之間的 連接部28的大致等邊Ξ角形的輪廓，其中，連接部28可W是凹狀的、平坦的或凸狀的。
[0222] 改變齒輪的頂部27和連接部28的形狀使得可W預先設立輔助軸19、20在其旋轉運 動期間的角周期運動的值。
[0223] 傳動裝置18的結構使得在主軸17完整旋轉一周的期間，兩個轉子4、5也進行一次 完整的旋轉，但隨著周期性變化的角速度，兩個轉子4、5彼此偏移，運使得相鄰的活塞7a、 9曰;76、％;7(3、9(3在整個360°旋轉期間遠離彼此^及朝向彼此移動^次。因此，六個容積可 變的室13'、13"、13" '，14'、14"、14" '中的每個室均在主軸17的每個完整旋轉中膨脹Ξ次并 且收縮Ξ次。
[0224] 換句話說，六個活塞7曰、76、7(3;9曰、抓、9(3的相鄰活塞對在其于環形室12中^周期 性地變化的角速度旋轉的期間能夠在第一位置與第二位置之間移動，其中，在第一位置，相 鄰的活塞的兩個面大致挨著彼此布置，在第二位置，相同的面成角度地間隔開所允許的最 大值。僅通過示例的方式，在第一位置中，相鄰活塞的兩個面成角度地間隔開約1°，而在第 二位置中，兩個相同的面成角度地間隔開約81°。
[0225] 六個容積可變的室 13'、13"、13" '，14'、14"、14" ' 由第一組的Ξ個室 13'、13"、13" ' 和第二組的Ξ個室14'、14"、14" '組成。當第一組的Ξ個室13'、13"、13" '具有最小容積(活 塞W最小相互距離挨著彼此)時，（第二組的）其他Ξ個室14'、14"、14"'具有最大容積(活塞 相距最大相互距離）。 除]驅動單元1的第一應用的詳細描述
[0227] 參照圖1和圖4,熱力發動機29構造成利用朗肯熱循環起作用，朗肯熱循環使用去 離子、脫鹽和脫氣的水作為熱流體，但還可W使用適于該目的的任何其他流體。
[0228] 該解決方案具有下述特性：
[0229] _發生器30將水轉換成飽和蒸汽(在預先設立的壓力/溫度下）；
[0230] J于進通過輸送導管33、34'、34"、34" '并穿過Ξ個進入口 15'、15"、15" '的蒸汽流 入驅動單元1(或容積膨脹器）中并進入Ξ個相應的膨脹室13'、13"、13" ' ；
[0231] _在膨脹室13'、13"、13"'中，蒸汽可^膨脹，從而使得活塞旋轉，并且產生有用功 (在此特定情況下，有用功由發電機G使用來發電）；
[0232] _在膨脹結束時，廢蒸汽通過Ξ個排出口 16 '、16"、16" '和關聯的輸送導管35 '、 35"、35"'、35""排出（在低壓力/溫度下）并且朝向冷凝器31輸送，在冷凝器31中，廢蒸汽被 冷凝并轉化成水(回收用于任何目的的熱量）；
[0233] J令凝水行進通過輸送導管32'并經由累32并在穿過導管32"之后，冷凝水(在高壓 下)被累送返回到發生器30,從而保證了閉合回路循環的連續性。
[0234] 在此構型中，所有移動部件具有極好的熱力學和動力學平衡，從而使得容積膨脹 器也能W非常高的速度運行而沒有振動或噪音。
[0端]驅動單元1的第二應用的詳細描述
[0236] 參照圖1和圖5,熱力發動機29構造成利用朗肯-Hirn熱循環起作用，朗肯-Hirn熱 循環使用去離子、脫鹽和脫氣的水作為熱流體，但還可W使用適于該目的的任何其他流體。
[0237] 該解決方案具有下述特性：
[0238] _發生器30將水轉換成飽和蒸汽(在預先設立的壓力/溫度下）；
[0239] _蒸汽經由輸送導管33流入到過熱器36中并且在行進通過過熱器36的同時（在恒 定的壓力下)經受過度加熱，并且然后經由合適的輸送導管36'、34'、34"、34"'并繼續穿過 Ξ個進入口 15'、15"、15" '，蒸汽流入驅動單元1 (或容積膨脹器）中并進入Ξ個相應的膨脹 室13'、13"、13"'；
[0240] _在膨脹室13'、13"、13"'中，蒸汽可^膨脹，從而使得活塞旋轉，并且產生有用功 (在此特定情況下，有用功由發電機G使用來發電）；
[0241] _在膨脹結束時，廢蒸汽通過Ξ個排出口 16 '、16"、16" '和關聯的輸送導管35 '、 35"、35"'、35""排出（在低壓力/溫度下）并且朝向冷凝器31輸送，在冷凝器31中，廢蒸汽冷 凝并轉化成水(回收能用于任何目的的熱量）；
[0242] J令凝水流動通過輸送導管32'并經由累32并在穿過導管32"之后，冷凝水(在高壓 下)被累送返回到發生器30中，從而保證了閉合回路循環的連續性。
[0243] 在此構型中，所有移動部件具有極好的熱力學和動力學平衡，從而使得容積膨脹 器也能W非常高的速度運行而沒有振動或噪音。
[0244] 驅動單元1的第Ξ應用的詳細描述
[0245] 參照圖1和圖6,熱力發動機29構造成利用朗肯-赫恩熱循環起作用，朗肯-赫恩熱 循環使用去離子、脫鹽和脫氣的水作為熱流體。
[0246] 該解決方案具有下述特性：
[0247] _發生器30將水轉換成飽和蒸汽(在預先設立的壓力/溫度下）；
[0248] _蒸汽經由輸送導管34'流動并穿過進入口 15'進入到驅動單元1(或容積膨脹器） 中并進入相應的第一膨脹室13' ；
[0249] _在膨脹室13'中，蒸汽可W膨脹，從而使得活塞旋轉，并且產生有用功的一部分 (在此特定情況下，有用功的一部分由發電機G使用來發電）；
[0250] _在第一室13'中的膨脹結束時，廢蒸汽通過排出口 16'和關聯的輸送導管35'排出 (在中等壓力/溫度下）并且朝向過熱器36輸送，在過熱器36中，廢蒸汽被過度加熱(在恒定 的壓力下)并然后經由合適的輸送導管36'、34"、34" '和相應的進入口 15"和15" '，廢蒸汽進 入相應的第二膨脹室13"和第Ξ膨脹室13" ' ；
[0251] _在膨脹室13"和13"'中，蒸汽可W膨脹，從而使得活塞旋轉，并且產生有用功的另 一部分(在此特定情況下，有用功的另一部分由發電機G使用來發電）；
[0252] _在膨脹結束時，廢蒸汽通過兩個排出口 16"、16" '和關聯的輸送導管35"、35" '、 35""排出（在低壓力/溫度下）并且朝向冷凝器31輸送，在冷凝器31中，廢蒸汽冷凝并轉化成 水(回收能用于任何目的的熱量）；
[0253] J令凝水行進通過輸送導管32'并經由累32并在穿過導管32"之后，冷凝水(在高壓 下)被累送返回到發生器30,從而保證了閉合回路循環的連續性。
[0254] 驅動單元1的第四應用的詳細描述
[0255] 參照圖1和圖7,熱力發動機29構造成利用朗肯-赫恩熱循環起作用，朗肯-赫恩熱 循環使用去離子、脫鹽和脫氣的水作為熱流體。
[0256] 該解決方案具有下述特性：
[0257] _發生器30將水轉換成飽和蒸汽(在預先設立的壓力/溫度下）；
[0巧引 _蒸汽經由輸送導管33、34'、34"流動并穿過進入口15'、15"進入到驅動單元1(或 容積膨脹器)中并進入相應的第一膨脹室13'和第二膨脹室13";
[0259] _在膨脹室13'和13"中，蒸汽可W膨脹，從而使得活塞旋轉，并且產生有用功的一 部分(在此特定情況下，有用功的一部分由發電機G使用來發電）；
[0260] _在膨脹結束時，廢蒸汽通過排出口 16'、1護和關聯的輸送導管35'、35"、36'排出 (在中等壓力/溫度下）并且朝向過熱器36輸送，在過熱器36中，廢蒸汽被過度加熱(在恒定 的壓力下）并然后經由輸送導管34"'和相應的進入口 15"'輸送到相應的第Ξ膨脹室13"' 中；
[0%1] _在膨脹室13"'中，蒸汽可W膨脹，從而使得活塞旋轉，并且產生有用功的另一部 分(在此特定情況下，有用功的另一部分由發電機G使用來發電）；
[0262] _在膨脹結束時，廢蒸汽通過排出口 16"'和關聯的輸送導管35"排出（在低壓力/溫 度下）并且朝向冷凝器31輸送，在冷凝器31中，廢蒸汽冷凝并轉化成水（回收能用于任何目 的的熱量）；
[0263] J令凝水行進通過輸送導管32'并經由累32并在穿過導管32"之后，冷凝水(在高壓 下)被累送返回到發生器30,從而保證了閉合回路循環的連續性。
[0264] 驅動單元1的第五應用的詳細描述
[0265] 參照圖1和圖8,熱力發動機29構造成利用具有雙重過度加熱的朗肯-赫恩熱循環 起作用，朗肯-赫恩熱循環使用去離子、脫鹽和脫氣的水作為熱流體。
[0266] 該解決方案具有下述特性：
[0267] _發生器30將水轉換成飽和蒸汽(在預先設立的壓力/溫度下）；
[0268] _蒸汽經由輸送導管34'流動并穿過進入口 15'進入到驅動單元1(或容積膨脹器） 中并進入相應的第一膨脹室13' ；
[0269] _在膨脹室13'中，蒸汽可W膨脹，從而使得活塞旋轉，并且產生有用功的一部分 (在此特定情況下，有用功的一部分由發電機G使用來發電）；
[0270] _在膨脹結束時，廢蒸汽通過排出口 16'和關聯的輸送導管35'排出（在中等壓力/ 溫度下)并且朝向過熱器36輸送，在過熱器36中，廢蒸汽被過度加熱(在恒定的壓力下)并然 后經由輸送導管34"和相應的進入口 15"輸送到相應的第二膨脹室13"中；
[0271] _在膨脹室13"中，蒸汽可W膨脹，從而使得活塞旋轉，并且產生有用功的另一部分 (在此特定情況下，有用功的另一部分由發電機G使用來發電）；
[0272] _在膨脹結束時，廢蒸汽通過排出口 16"和關聯的輸送導管35"排出（在中等壓力/ 溫度下)并且朝向過熱器37輸送，在過熱器37中，廢蒸汽被過度加熱(在恒定的壓力下)并然 后經由輸送導管34" '和相應的進入口 15" '輸送到相應的第Ξ膨脹室13" '中；
[0273] _在膨脹室13"'中，蒸汽可W膨脹，從而使得活塞旋轉，并且產生有用功的另一部 分(在此特定情況下，有用功的另一部分由發電機G使用來發電）；
[0274] _在膨脹結束時，廢蒸汽通過排出口 16"'和關聯的輸送導管35"'排出（在低壓力/ 溫度下）并且朝向冷凝器31輸送，在冷凝器31中，廢蒸汽被冷凝并轉化成水（回收能用于任 何目的的熱量）；
[0275] J令凝水行進通過輸送導管32'并經由累32并在穿過導管32"之后，冷凝水(在高壓 下)被累送返回到發生器30,從而保證了閉合回路循環的連續性。
[0276] 圖13示出了根據本發明的熱力發動機的另一可能布局。該布局類似于圖4至圖8的 簡圖中示出的布局，不同之處在于組成熱力發動機的元件重新構造成使得能夠產生飽和蒸 汽并且過度加熱要通過單個裝置管理的蒸汽。
[0277] 如在圖13的簡圖中通過示例的方式示出的，熱力發動機29可W設置有加熱裝置 300(或燃燒器），加熱裝置300包括：
[0278] -前述的蒸汽發生器30,該蒸汽發生器30布置在驅動單元的上游并且構造成將水 轉化成待被供應至驅動單元的飽和蒸汽W使轉子旋轉；
[0279] -第一過熱器71(與圖5中的過熱器36對應），該第一過熱器71置于蒸汽發生器與驅 動單元的進入口 15'之間，過度加熱的蒸汽經由該第一過熱器71流入到驅動單元的第一膨 脹室中；
[0280] -第二過熱器72(與圖8中的過熱器36對應），該第二過熱器72置于驅動單元的排出 口 16'與驅動單元的進入口 15"之間，其中，在第一室中的膨脹結束時，蒸汽從該排出口 16' 輸出；第二過熱器構造成接收通過第一膨脹室（在中等壓力/溫度下）排出并（在恒定壓力 下)被過度加熱的廢蒸汽，W使得該過度加熱的蒸汽經由進入口 15"流入到驅動單元的第二 膨脹室中；
[0%1]-第Ξ過熱器73(與圖8中的過熱器37對應），該第Ξ過熱器73置于驅動單元的排出 口 16"與驅動單元的進入口 15" '之間，其中，在第二室中的膨脹結束時，蒸汽從該排出口 16" 輸出；第二過熱器構造成接收通過第二膨脹室（在中等壓力/溫度下）排出并（在恒定壓力 下)被過度加熱的廢蒸汽，W使得該過度加熱的蒸汽經由進入口 15"'流入到驅動單元的第 Ξ膨脹室中。
[0282] 加熱裝置300(或燃燒器)構造成管理蒸汽的產生W及存在于熱力發動機中的各種 過度加熱步驟。為此，加熱裝置具有豎向結構，在豎向結構中，從下往上定位有蒸汽發生器 30、第一過熱器71、第二過熱器72和第Ξ過熱器73。
[0283] 加熱裝置300包括將驅動單元的進入口和排出口連接至加熱裝置中存在的過熱器 的合適的輸送導管。
[0284] 圖13中的熱力發動機構造成利用具有Ξ重過度加熱的朗肯-赫恩熱循環起作用， 朗肯-赫恩熱循環使用去離子、脫鹽和脫氣的水作為熱流體。
[0285] 圖14示出了根據本發明的熱力發動機的又一可能布局。該布局類似于圖13的簡圖 中示出的布局，在該布局中添加了煙氣減溫器75和再生器80。
[0286] 在該實施方式中，熱力發動機包括再生器80,再生器80置于驅動單元的排出口 16"'與冷凝器31之間，其中，在第Ξ室中的膨脹結束時，廢蒸汽從該排出口 16"'排出（在低 壓力/溫度下），在冷凝器31中，蒸汽被冷凝并被轉化成水，從而回收熱。
[0287] 再生器80構造成接收在第Ξ室中的膨脹結束時從驅動單元排出的蒸汽，并且通過 冷凝器31下游的由累32朝向發生器30(在高壓下)往回累送的水流來交換來自蒸汽的余熱， 從而保證了閉合回路循環的連續性。
[0288] 根據圖14中的實施方式，加熱裝置300(或燃燒器)包括可操作地位于過熱器71、72 和73的下游的煙氣減溫器75:該減溫器構造成從由加熱裝置產生的煙氣提取熱量，從而回 收所提取出的熱量。減溫器75置于驅動單元的排出口 16"與再生器80之間，其中，在第Ξ室 中的膨脹結束時，廢蒸汽從排出口 16"排出（在低壓力/溫度下），在再生器80中，蒸汽的余熱 通過引導回發生器30的冷凝水的流動來交換，在發生器30中，循環再次開始。實質上，煙氣 減溫器75將由驅動單元輸出的廢蒸汽作為輸入接收，與燃燒器的煙氣進行熱交換，從而增 加了蒸汽的溫度，并且煙氣減溫器75輸出引導至再生器80的已加熱的蒸汽。W此方式，由驅 動單元輸出的蒸汽由于在減溫器75中發生的熱交換而W較高的溫度到達再生器80,在減溫 器75中，蒸汽由于煙氣而回收熱。
[0289] 驅動單元1的第六應用的詳細描述
[0290] 參照圖10,為了描述根據本發明構思的新的"脈動熱循環"的功能，有必要通過指 出如下事實來開始進行描述：在驅動單元1中，在六個其容積周期性變化的室13'、13"、 13" '，14'、14"、14" '中的每個室(每個室均由彼此相鄰并在環形缸體內旋轉的兩個活塞界 定）中，多樣化的吸入、壓縮、膨脹和排出功能會被定期執行。
[0291] 為簡單起見，在下面的描述中，將如同設及單個完整熱循環那樣來說明熱力發動 機51的不同部分中的熱流體所遵循的路徑。實際上，對于驅動軸的每個60°的旋轉角度(驅 動軸具有360°的總旋轉角度），執行不少于六個完整的熱循環。
[0292] 每個熱循環W其完整的形式（除了起動)在流體的熱力學變化的W下階段被連續 地進行:冷卻流體的吸入、吸入的流體的壓縮、壓縮流體的積聚、壓縮流體的預熱、壓縮預熱 的流體的過度加熱、過度加熱的流體的膨脹及相應的有用功的產生）、廢流體的排出、來 自廢流體的熱能的回收W及廢流體的冷卻(具有用于不同用途的可能的熱量回收），如下所 述。
[0293] 參照圖化、圖10,在僅通過非限制性示例的方式示出的驅動單元1(具有六個活塞） 的應用中，根據本發明構思的熱力發動機51被構造成通過新的"脈動熱循環"運行，新的"脈 動熱循環"使用適于該目的的任何熱流體(例如:空氣、氮氣、氮氣、氨氣等）。
[0294] 熱力發動機51W下述方式起動：
[02M] _燃燒器40被啟動，并經由加熱器41將包含在蛇形管41a中的熱流體加熱直到預定 的最小溫度；
[0296] _當包含在蛇形管41a中的熱流體已達到預定的最小溫度時，使得主軸17和使六個 活塞7曰、7b、7c，9a、9b、9c移動的整個傳動系統通過特定的"起動器"（未在圖中表示，但其也 可W是連接至驅動單元1的主軸17的同一發電機)開始旋轉，從而建立用于啟動循環的初步 條件；
[0297] _此時，燃燒器40被啟動并經由加熱器41將包含在蛇形管41a中的熱流體加熱直到 預定的最大溫度，從而建立了起動熱力發動機51并正常地連續操作熱力發動機51的條件。
[0298] 參照圖10,在活塞所在的位置中，可W確定下述主要階段：
[0299] .冷卻的熱流體的吸入階段。
[0300] 熱流體在離開冷卻器43時行進穿過導管43'并在穿過進氣口 15"'后被引入由于兩 個活塞9c、7c運動離開而導致的室13" '。
[0301 ] ?吸入的熱流體的壓縮階段。
[0302] 由于兩個活塞7c、9a移動得更靠近，因此熱流體(在前面的循環期間吸入的）被壓 縮并且其溫度升高。
[0303] ?壓縮的熱流體的積聚階段。
[0304] 壓縮流體在穿過排出口 16"'、導管44'和單向閥44a之后被輸送到補償罐44中，在 補償罐44中，壓縮流體仍然能夠在隨后的階段立即使用。
[0305] ?壓縮的熱流體的預熱階段。
[0306] 當蛇形管41a中循環的熱流體的壓力由于加熱的熱流體進入室13'-13"中而降低 到低于補償灌44的壓力時，該流體在穿過單向閥44b后流過導管44"，并在行進通過部分 42'-42"中的整個蛇形管42a的同時獲取來自再生器42的熱能直到到達加熱的蛇形管41曰。
[0307] 除單向閥44b外或作為單向閥44b的替代，熱力發動機51還可W包括單向閥44c，單 向閥44c置于蛇形管42a的出口 42"與加熱蛇形管41a的入口之間。
[0308] ?壓縮預熱的熱流體的過度加熱階段。
[0309] 燃燒器40(W任何類型的燃料供給)將熱能供應至加熱器41(替代燃燒器40,加熱 器41也可W使用其他的熱源:太陽能、來自工業過程的剩余能量等），W使得在穿過整個蛇 形管41a時，壓縮預熱的熱流體經受溫度和壓力的快速增加。
[0310] ?過度加熱的熱流體的膨脹階段。
[0311] 當在環形缸體中沿由箭頭指示的運動方向旋轉的活塞7a-7b使進入口 15'-15"打 開時（因此也執行閥功能），過度加熱的熱流體在進行通過導管4Γ-4Γ-4Γ'之后進入膨脹 室13'和13"，在膨脹室13'和13"中，熱流體可W膨脹，從而使得活塞旋轉，并產生有用功(其 可被用于產生電力或用于任何其它目的）。
[0312] ?廢熱流體的排出階段。
[0313] 由于活塞7a-9bW及活塞7b-9c移動得更靠近，室14'和14"的容積減小并且廢熱流 體(已經在上一循環膨脹)在穿過兩個排出口 16'-1護并穿過導管45'-45"-46之后被從驅動 單元1朝向再生器42排出。
[0314] .從廢熱流體回收熱能的階段。
[0315] 從驅動單元1排出的廢熱流體在穿過再生器42的同時將其仍具有的熱能的一部分 傳輸至再生器42并因此經歷第一冷卻。
[0316] ?廢流體的冷卻階段。
[0317] 離開再生器42的熱流體行進通過導管46'，并在穿過冷卻器43的同時將其熱能的 另一部分（其也可W被回收并用于任何有用的目的）傳輸至冷卻器43,并然后經歷第二冷 卻，從而W用于連續性循環的理想條件結束。
[0318] 使用具有已經公知的驅動單元1(具有四個活塞)的新的"脈動熱循環"的詳細描述
[0319] 參照圖11，為了描述根據本發明構思的新的"脈動熱循環"的功能，有必要通過指 出如下事實來進行描述:在驅動單元1中，在四個其容積周期性變化的室13'、13"，14'、14" 中的每個室（每個室均由彼此相鄰并在環形缸體內旋轉的兩個活塞界定）中，多樣化的吸 入、壓縮、膨脹和排出功能會被定期執行。
[0320] 為簡單起見，在下面的描述中，將如同設及單個完整熱循環那樣來說明熱力發動 機51的不同部分中的熱流體所遵循的路徑。實際上，對于驅動軸的每個90°的旋轉角度(驅 動軸具有360°的總旋轉角度），執行四個完整的熱循環。
[0321] 每個熱循環W其完整的形式（除了起動)在流體的熱力學變化的W下階段被連續 地進行:冷卻流體的吸入、吸入的流體的壓縮、壓縮流體的積聚、壓縮流體的預熱、壓縮預熱 的流體的過度加熱、過度加熱的流體的膨脹及相應的有用功的產生）、廢流體的排出、來 自廢流體的熱能的回收W及廢流體的冷卻(具有用于不同用途的可能的熱量回收），如下所 述。
[0322] 參照圖化、圖11，在僅通過非限制性示例的方式示出的驅動單元1(具有四個活塞） 的應用中，根據本發明構思的熱力發動機51被構造成W新的"脈動熱循環"運行，新的"脈動 熱循環"使用適于該目的的任何熱流體(例如:空氣、氮氣、氮氣、氨氣等）。
[0323] 熱力發動機51W下述方式起動：
[0324] _燃燒器40被激活并經由加熱器41將包含在蛇形管41a中的熱流體加熱直到預定 的最小溫度；
[0325] _當包含在蛇形管41a中的熱流體已達到預定的最小溫度時，使得主軸17和使六個 活塞7曰、7b、7c，9a、9b、9c移動的整個傳動系統通過特定的"起動器"（未在圖中表示，但其也 可W是連接至驅動單元1的主軸17的同一發電機)開始旋轉，從而建立用于啟動循環的初步 條件；
[0326] _此時，燃燒器40被激活并經由加熱器41將包含在蛇形管41a中的熱流體加熱直到 預定的最大溫度，從而建立了起動熱力發動機51并正常地連續操作熱力發動機51的條件。
[0327] 參照圖11，在活塞所在的位置中，可W確定下述主要階段：
[032引.冷卻的熱流體的吸入階段。
[0329] 熱流體在離開冷卻器43時行進穿過導管43'并在穿過進氣口 15"'后被引入由于兩 個活塞9b-化運動離開而導致的室13"。
[0330] ?吸入的熱流體的壓縮階段。
[0331] 由于兩個活塞7b-9a移動得更靠近，因此熱流體(在前面的循環期間吸入的）被壓 縮并且其溫度升高。
[0332] ?壓縮的熱流體的積聚階段。
[0333] 壓縮流體在穿過排出口 16"'、導管44'和單向閥44a之后被輸送到補償罐44中，在 補償罐44中，壓縮流體仍然能夠在隨后的階段立即使用。
[0334] ?壓縮的熱流體的預熱階段。
[0335] 當蛇形管41a中循環的熱流體的壓力由于加熱的熱流體進入室13'中而降低到低 于補償灌44的壓力時，該流體在穿過單向閥44b后流過導管44"，并在行進通過部分42'、42" 中的整個蛇形管42a的同時獲取來自再生器42的熱能直到到達加熱的蛇形管41曰。
[0336] 除單向閥44b外或作為單向閥44b的替代，熱力發動機51還可W包括單向閥44c，單 向閥44c置于蛇形管42a的出口 42"與加熱蛇形管41a的入口之間。
[0337] .壓縮預熱的熱流體的過度加熱階段。
[0338] 燃燒器40(W任何類型的燃料供給)將熱能供應至加熱器41(替代燃燒器40,加熱 器41也可W使用其他的熱源:太陽能、來自工業過程的剩余能量等），W使得在穿過整個蛇 形管41a時，壓縮預熱的熱流體經受溫度和壓力的快速增加。
[0339] .過度加熱的熱流體的膨脹階段。
[0340] 當在環形缸體中沿由箭頭指示的運動方向旋轉的活塞7a使進入口 15'打開時（因 此也執行閥功能），過度加熱的熱流體在進行通過導管41'之后進入膨脹室13'，在膨脹室 13'中，熱流體可W膨脹，從而使得活塞旋轉，并產生有用功(其可被用于產生電力或用于任 何其它目的）。
[CX341] ?廢熱流體的排出階段。
[0342] 由于活塞7a、9b移動得更靠近，室14'的容積減小并且廢熱流體（已經在上一周期 膨脹)在穿過排出口 16'并穿過導管46之后被從驅動單元1朝向再生器42排出。
[0343] ?從廢熱流體回收熱能的階段。
[0344] 從驅動單元1排出的廢熱流體在穿過再生器42的同時將其仍具有的熱能的一部分 傳輸至再生器42并因此經歷第一冷卻。
[0345] ?廢流體的冷卻階段。
[0346] 離開再生器42的熱流體行進通過導管46'，并在穿過冷卻器43的同時將其熱能的 另一部分（其也可W被回收并用于任何有用的目的）傳輸至冷卻器43,并然后經歷第二冷 卻，從而W用于連續性循環的理想條件結束。
[0347] 新的氣動馬達(具有六個活塞)的詳細描述
[0348] 參照圖化和圖12,根據本發明構思的氣動馬達61構造成采用使用壓縮空氣作為工 作流體的驅動單元1。
[0349] ?起動
[0350] 當需要起動發動機時，使得驅動單元1的主軸17和使六個活塞7a、7b、7c，9a、9b、9c 移動的整個傳動系統通過特定的"起動器"（未在圖中表示)開始旋轉，并且同時打開閥46a (手動的或電動的）。
[0351] _基于活塞7曰、76、7(3;9曰、％、9(3的旋轉，建立正常運行的條件。發動機循環在下面 的主要階段基本上W連續的方式發生：
[0352] .第一部分中的壓縮空氣的引入-膨脹階段。
[0353] 包含在罐46中的非常高壓的壓縮空氣在穿過導管46'、4護（其中，閥伯a打開)并穿 過進入口 15'之后進入驅動單元1的第一膨脹室13'，在第一膨脹室13'中，壓縮空氣通過活 塞9a-7a的運動可W膨脹，W產生一部分有用功。
[0354] .來自第一部分的壓縮空氣的排出階段。
[0355] 通過兩個活塞7a-9b的靠近W及室14'的容積的減小而迫使在先前的循環中已經 被轉移了一部分壓力的壓縮空氣穿過排出口 16'、離開驅動單元1并經由導管47'到達第一 加熱器47。
[0356] ?壓縮空氣的第一加熱階段。
[0357] 來自第一部分的沿其路徑繼續進行的壓縮空氣穿過第一加熱器47-一在第一加 熱器47中，壓縮空氣經受溫度上升一一并然后穿過導管47"并穿過進入口 15"，壓縮空氣被 重新引入到驅動單元1的第二膨脹室13"中，在第二膨脹室13"中，壓縮空氣通過活塞9b-7b 的運動可W膨脹，W產生另一部分有用功。
[0358] .來自第二部分的壓縮空氣的排出階段。
[0359] 通過兩個活塞7b-9c的靠近W及室14"的容積的減小而迫使在先前的循環中已經 被轉移了一部分壓力的壓縮空氣穿過排出口 16"，離開驅動單元1并經由導管48'到達第二 加熱器48。
[0360] ?壓縮空氣的第二加熱階段。
[0361] 來自第二部分的沿其路徑繼續進行的壓縮空氣穿過第二加熱器48并然后穿過導 管48"并穿過進入口 15" '，壓縮空氣被重新引入到驅動單元1的第Ξ膨脹室13" '中，在第Ξ 膨脹室13"'中，壓縮空氣通過活塞9c-7c的運動可W膨脹，W產生另一部分有用功。
[0362] .替代方案1_來自第Ξ部分的壓縮空氣的排出階段，沒有循環的連續性。
[0363] 通過兩個活塞7c-9a的靠近W及室14"'的容積的減小而迫使在先前的循環中已經 被轉移了一部分壓力的壓縮空氣穿過排出口 16" '并離開驅動單元1，在驅動單元1處導管 49'終止并且廢壓縮空氣被釋放到周圍大氣中。
[0364] .替代方案2_來自第Ξ部分的壓縮空氣的排出階段，通過級聯"模式操作的其 他驅動單元保持循環的連續性。
[0365] 通過兩個活塞7c-9a的靠近W及室14"'的容積的減小而迫使在先前的循環中已經 被轉移了一部分壓力的壓縮空氣穿過排出口 1護'、離開驅動單元1并經由導管49'到達第Ξ 加熱器49。
[0366] ?壓縮空氣的第Ξ加熱階段。
[0367] 如果提供級聯"模式操作的第二驅動單元1的用途，來自第Ξ部分的沿其路徑 繼續進行的壓縮空氣穿過第Ξ加熱器49并然后繼續行進穿過導管49"，壓縮空氣可W被重 新引入到第二驅動單元1(與第一驅動單元W級聯方式操作）的第一膨脹室中，繼續用于附 加的Ξ階段膨脹熱循環，并且根據需要還可W對其他的附加驅動單元1進行重復。
【主權項】
1. 一種驅動單元（1)，包括： 殼體(2)，所述殼體(2)中界定有環形室（12)并且所述殼體(2)具有與所述環形室（12) 外的導管流體連通且被適當地確定尺寸的進入口（15'、15"、15"'）或排出口（16'、16"、 16"'），其中，每個進入口（15'、15"、15"'）或排出口（16'、16"、16"'）與相鄰的進入口或排出 口成角度地間隔開，以在所述環形室（12)中限定工作流體的膨脹/壓縮路徑； 第一轉子(4)和第二轉子(5)，所述第一轉子(4)和所述第二轉子(5)以可旋轉的方式安 裝在所述殼體（2)中；其中，所述兩個轉子(4、5)中的每個轉子均具有能夠在所述環形室 (12)內滑動的三個活塞(7&、713、7(3;9 &、％、9(：);其中，所述轉子(4、5)中的一個轉子(4)的活 塞(7a、7b、7c)與另一轉子(5)的活塞(9a、9b、9c)成角度地交替布置;其中，成角度地相鄰的 活塞(7 &、9&;713、％;7(：、9(3)界定有六個容積可變的室（13'、13"、13"' ；14'、14"、14"'）； 主軸（17 )，所述主軸（17)操作性地連接至所述第一轉子(4)和所述第二轉子(5); 傳動裝置（18)，所述傳動裝置（18)操作性地置于所述第一轉子(4)和所述第二轉子(5) 與所述主軸（17)之間，并且所述傳動裝置(18)構造成將所述主軸（17)的具有恒定角速度的 旋轉運動轉換成相對于彼此偏置的所述第一轉子(4)和所述第二轉子(5)的具有相應的第 一周期性可變角速度（ω 1)和第二周期性可變角速度（ω 2)的旋轉運動;其中，所述傳動裝 置(18)構造成對于所述主軸（17)的每個整轉給予所述轉子(4、5)中的每個轉子的所述周期 性可變角速度（ω 1、ω 2)六個變化周期。2. 根據權利要求1所述的驅動單元，其中，所述傳動裝置(18)包括： 第一輔助軸（19)，所述第一輔助軸（19)與所述第一轉子(4)鍵接合和/或與所述第一轉 子(4)成單體； 第二輔助軸(20)，所述第二輔助軸(20)與所述第二轉子(5)鍵接合和/或與所述第二轉 子(5)成單體； 具有三個瓣部(27)的第一齒輪(23)和具有三個瓣部(27)的第二齒輪(24 )，所述第一齒 輪(23)和所述第二齒輪(24)均鍵接合到所述主軸(17)上并成角度地偏置了60°的角度； 具有三個瓣部(27)的第三齒輪(25 )，所述第三齒輪(25)鍵接合到所述第一輔助軸（19) 上； 具有三個瓣部(27)的第四齒輪(26)，所述第四齒輪(26)鍵接合到所述第二輔助軸(20) 上； 其中，所述第一齒輪(23)與所述第三齒輪(25)嚙合，所述第二齒輪(24)與所述第四齒 輪(26)嚙合。3. 根據權利要求2所述的驅動單元（1 )，其中，每個齒輪(23、24、25、26)在其瓣部(27)之 間具有凹狀的或平坦的或凸狀的連接部(28)。4. 根據權利要求2或3所述的驅動單元（1)，其中，每個齒輪(23、24、25、26)均具有大致 三角形輪廓，所述大致三角形輪廓具有倒圓的且凹狀的瓣部（27)以及為凹狀的、平坦的或 凸狀的并且置于所述瓣部(27)之間的連接部(28)。5. 根據前述權利要求中的一項或更多項所述的驅動單元（1)，其中，所述驅動單元是旋 轉式容積膨脹器。 6 · -種熱力發動機(29 )，所述熱力發動機(29)構造成執行朗肯熱循環，所述熱力發動 機(29)包括： 根據前述權利要求中的一項或更多項所述的驅動單元（1)，所述驅動單元（1)用作旋轉 式容積膨脹器； 蒸氣發生器（30)，所述蒸氣發生器(30)設置在所述驅動單元（1)的上游并且經由導管 (33、34'、34"、34" '）與所述驅動單元⑴的所述進入口（15'、15"、15" '）流體連通，以向所述 驅動單元（1)供應能夠使所述驅動單元（1)的所述轉子(4、5)旋轉并能產生有用功的飽和蒸 氣流； 發電機(G)，所述發電機(G)連接至所述驅動單元（1)的所述主軸（17)，以接收機械能并 產生電能； 冷凝器(31)，所述冷凝器(31)設置在所述驅動單元（1)的下游并且經由導管(35'、35"、 35" '、35""）與所述驅動單元⑴的所述排出口（16'、16"、16" '）流體連通，以接收廢蒸氣流 并從所述廢蒸氣流提取熱； 栗(32)，所述栗(32)經由導管（32'、32"）與所述發生器(30)流體連通，以供應給所述發 生器(30)所述循環的持續所需的冷凝的熱流體。 7 · -種熱力發動機(29 )，所述熱力發動機(29)構造成執行朗肯-赫恩熱循環，所述熱力 發動機(29)包括： 根據權利要求1至5中的一項或更多項所述的驅動單元（1)，所述驅動單元（1)用作旋轉 式容積膨脹器； 蒸氣發生器(30)，所述蒸氣發生器(30)設置在過熱器(36)的上游并且經由導管(33)與 所述過熱器(36)流體連通； 所述過熱器(36)，所述過熱器（36)置于所述發生器(30)與所述驅動單元（1)的所述進 入口（15'、15"、15" '）之間，所述過熱器(36)和所述進入口（15'、15"、15" '）經由導管（36'、 34'、34"、34" '）流體連通，能夠供應能夠使所述驅動單元（1)的所述轉子(4、5)旋轉并能產 生有用功的過熱飽和蒸氣流； 發電機(G)，所述發電機(G)連接至所述驅動單元（1)的所述主軸（17)，以接收機械能并 產生電能； 冷凝器(31)，所述冷凝器(31)設置在所述驅動單元（1)的下游并且經由導管(35'、35"、 35" '、35""）與所述驅動單元⑴的所述排出口（16'、16"、16" '）流體連通，以接收廢蒸氣流 并從所述廢蒸氣流提取熱； 栗(32)，所述栗(32)經由導管（32'、32"）與所述發生器(30)流體連通，以供應給所述發 生器(30)所述循環的持續所需的冷凝的熱流體。 8 · -種熱力發動機(29 )，所述熱力發動機(29)構造成執行朗肯-赫恩熱循環，所述熱力 發動機(29)包括： 根據權利要求1至5中的一項或更多項所述的驅動單元（1)，所述驅動單元（1)用作旋轉 式容積膨脹器； 蒸氣發生器（30)，所述蒸氣發生器(30)設置在所述驅動單元（1)的上游并且經由導管 (34'）與所述驅動單元（1)的第一進入口（15'）流體連通，以供應能夠有助于所述驅動單元 (1)的所述轉子(4、5)的旋轉并能產生第一部分有用功的飽和蒸氣流； 蒸氣過熱器(36)，所述蒸氣過熱器(36)置于所述驅動單元（1)的第一排出口（16'）與所 述驅動單元（1)的第二進入口（15"）和第三進入口（15"'）之間，所述蒸氣過熱器(36)與所述 第一排出口（16'）以及所述第二進入口（15"）和第三進入口（15" '）經由導管(35'、36'、34"、 34"'）流體連通，以供應能夠有助于所述驅動單元（1)的所述轉子(4、5)的旋轉并能產生第 二部分有用功的過熱蒸氣流； 發電機(G)，所述發電機(G)連接至所述驅動單元（1)的所述主軸（17)，以接收機械能并 產生電能； 冷凝器（31)，所述冷凝器（31)設置在所述驅動單元（1)的下游并且經由導管（35"、 35" '、35""）與所述驅動單元（1)的第二排出口（16"）和第三排出口（16" '）流體連通，以接收 廢蒸氣流并從所述廢蒸氣流提取熱； 栗(32)，所述栗(32)經由導管（32'、32"）與所述發生器(30)流體連通，以供應給所述發 生器(30)所述循環的持續所需的冷凝的熱流體。 9 · 一種熱力發動機(29 )，所述熱力發動機(29)構造成執行朗肯-赫恩熱循環，所述熱力 發動機(29)包括： 根據權利要求1至5中的一項或更多項所述的驅動單元（1)，所述驅動單元（1)用作旋轉 式容積膨脹器； 蒸氣發生器（30)，所述蒸氣發生器(30)設置在所述驅動單元（1)的上游并且經由導管 (33、34 '、34"）與所述驅動單元(1)的主要的兩個進入口（ 15 '、15"）流體連通，以供應能夠有 助于所述驅動單元(1)的所述轉子(4、5)的旋轉并能產生第二部分有用功的過熱蒸氣流； 蒸氣過熱器(36)，所述蒸氣過熱器(36)置于所述驅動單元（1)的第一兩個排出口（16'、 16"）與所述驅動單元（1)的第三進入口（15"'）之間，所述蒸氣過熱器(36)與所述第一兩個 排出口（16'、16"）和所述第三進入口（15"'）經由導管（35'、35"、36'、34"'）流體連通，以供 應能夠有助于所述驅動單元（1)的所述轉子(4、5)的旋轉并能產生第二部分有用功的過熱 蒸氣流； 發電機(G)，所述發電機(G)連接至所述驅動單元（1)的所述主軸（17)，以接收機械能并 產生電能； 冷凝器(31)，所述冷凝器(31)設置在所述驅動單元（1)的下游并且經由導管（35"'）與 所述驅動單元(1)的排出口（ 16" '）流體連通，以接收廢蒸氣流并從所述廢蒸氣流提取熱； 栗(32)，所述栗(32)經由導管（32'、32"）與所述發生器(30)流體連通，以供應給所述發 生器(30)所述循環的持續所需的冷凝的熱流體。10. -種熱力發動機(29)，所述熱力發動機(29)構造成執行朗肯-赫恩熱循環，所述熱 力發動機(29)包括： 根據權利要求1至5中的一項或更多項所述的驅動單元（1)，所述驅動單元（1)用作旋轉 式容積膨脹器； 蒸氣發生器（30)，所述蒸氣發生器(30)設置在所述驅動單元（1)的上游并且經由導管 (34'）與所述驅動單元（1)的第一進入口（15'）流體連通，以供應能夠有助于所述驅動單元 (1)的所述轉子(4、5)的旋轉并能產生第一部分有用功的飽和蒸氣流； 第一蒸氣過熱器(36)，所述第一蒸氣過熱器（36)置于所述驅動單元（1)的第一排出口 (16'）與所述驅動單元（1)的第二進入口（15"）之間，所述第一蒸氣過熱器(36)與所述第一 排出口（16'）和所述第二進入口（15"）經由導管(35'、34"）流體連通，以供應能夠有助于所 述驅動單元(1)的所述轉子(4、5)的旋轉并能產生第二部分有用功的過熱蒸氣流； 第二蒸氣過熱器(37)，所述第二蒸氣過熱器（37)置于所述驅動單元（1)的第二排出口 (16"）與所述驅動單元（1)的第三進入口（15"'）之間，所述第二排出口（16"）和所述第三進 入口（15" '）經由導管(35"、34" '）流體連通，以供應能夠有助于所述驅動單元（1)的所述轉 子(4、5)的旋轉并能產生第三部分有用功的過熱蒸氣流； 發電機(G)，所述發電機(G)連接至所述驅動單元（1)的所述主軸（17)，以接收機械能并 產生電能； 冷凝器(31)，所述冷凝器(31)設置在所述驅動單元（1)的下游并且經由導管（35"'）與 所述驅動單元（1)的第三排出口（16"'）流體連通，以接收廢蒸氣流并從所述廢蒸氣流提取 執. ， 栗(32)，所述栗(32)經由導管（32'、32"）與所述發生器(30)流體連通，以供應給所述發 生器(30)所述循環的持續所需的冷凝的熱流體。11. 根據權利要求6至10中的任一項所述的熱力發動機(29)，所述熱力發動機(29)構造 成執行朗肯-赫恩熱循環并裝備有加熱裝置(300)，所述加熱裝置(300)包括： 蒸氣發生器（30)，所述蒸氣發生器(30)設置在所述驅動單元（1)的上游并且構造成將 水轉變成要被供應至所述驅動單元(1)以使所述轉子旋轉的飽和蒸氣；以及/或者 第一過熱器(71)，所述第一過熱器(71)置于所述蒸氣發生器與所述驅動單元（1)的進 入口（15'）之間，過熱蒸氣通過所述第一過熱器（71)流到所述驅動單元（1)的第一膨脹室 中；以及/或者 第二過熱器(72)，所述第二過熱器(72)置于所述驅動單元（1)的排出口（16'）與所述驅 動單元（1)的進入口（15"）之間，其中，蒸氣在所述第一室中的膨脹結束時從所述排出口 (16'）排出，所述第二過熱器構造成接收由所述第一膨脹室排出的廢蒸氣并將所述廢蒸氣 過度加熱成使得被過度加熱的蒸氣經由所述進入口（15"）流到所述驅動單元（1)的第二膨 脹室中；以及/或者 第三過熱器(73)，所述第三過熱器(73)置于所述驅動單元（1)的排出口（16"）與所述驅 動單元(1)的進入口（15" '）之間，其中，蒸氣在所述第二室中的膨脹結束時處從所述排出口 (16"）排出，所述第二過熱器構造成接收由所述第二膨脹室排出的廢蒸氣并將所述廢蒸氣 過度加熱成使得被過度加熱的蒸氣經由所述進入口（15" '）流到所述驅動單元(1)的第三膨 脹室中。12. 根據權利要求6至11中的任一項所述的熱力發動機(29)，所述熱力發動機(29)構造 成執行朗肯-赫恩熱循環并且所述熱力發動機(29)包括再生器(80)，所述再生器(80)置于 所述驅動單元（1)的排出口（16"'）與所述冷凝器(31)之間，其中，廢蒸氣在所述第三室中的 膨脹結束時從所述排出口（16" '）排出，所述蒸氣在所述冷凝器(31)中被冷凝并轉變成水， 因而回收了熱，所述再生器(80)構造成接收在所述第三室中的膨脹結束時從所述驅動單元 (1)排出的蒸氣并將所述蒸氣的余熱與所述冷凝器(31)下游的水流進行熱交換，所述水流 通過所述栗(32)在高壓下朝所述發生器(30)栗回以提供閉合回路循環的連續性。13. 根據前一權利要求所述的熱力發動機(29)，其中，所述加熱裝置(300)包括操作性 地位于所述過熱器(71、72、73)下游的煙氣減溫器(75)，所述減溫器(75)構造成從由所述加 熱裝置產生的煙氣提取熱，并且所述減溫器（75)置于所述驅動單元（1)的所述排出口 (16"'）與所述再生器(80)之間，其中，廢蒸氣在所述第三室中的膨脹結束時從所述排出口 (16"'）排出，在所述再生器(80)中，所述蒸氣將其余熱與被引向所述發生器(30)的冷凝水 流進行交換，所述煙氣減溫器(75)構造成在入口側接收由所述驅動單元(1)輸出的廢蒸氣， 以與所述加熱裝置(300)的煙氣交換熱，由此提高所述蒸氣的溫度并從出口側放出被引至 所述再生器(80)的被加熱蒸氣。14. 一種熱力發動機(51)，包括： 根據權利要求1至5中的一項或更多項所述的驅動單元（1)，所述驅動單元（1)用作旋轉 式容積膨脹器； 冷卻器(43)，所述冷卻器(43)經由導管(46'）與再生器(42)流體連通，并且所述冷卻器 (43)能夠在進行或不進行熱回收的情況下冷卻流通中的熱流體； 所述驅動單元（1)的第一部分，所述第一部分經由導管(43'）與所述冷卻器(43)流體連 通，其中，在兩個活塞(9c、7c)的遠離運動之后，穿過所述進入口（15"'）的熱流體被吸入到 所述室（13"'）中； 所述驅動單元（1)的第二部分，其中，在兩個活塞(7c、9a)的靠近運動之后，先前吸入的 熱流體在所述室（14" '）中被壓縮并且隨后在穿過所述排出口（16" '）、導管(44'）和止回閥 (44a)時被傳送到補償罐(44)中； 所述補償罐(44)，所述補償罐(44)構造成積聚所壓縮的熱流體以使其能夠一直經由導 管(44"、42'）和止回閥（44b)立刻獲得，以用于所述熱流體隨后以連續模式進行的使用； 預熱蛇形管（42a)，所述預熱蛇形管（42a)經由導管（42"）與加熱蛇形管（41a)流體連 通，并且所述預熱蛇形管(42a)用于對所述預熱蛇形管(42a)的朝向加熱器(41)的路徑中的 熱流體進行預熱； 所述加熱器(41)，所述加熱器(41)構造成能夠通過利用由燃燒器(40)產生的熱能來對 在所述蛇形管(41a)中流通的熱流體進行過度加熱； 所述燃燒器(40)，所述燃燒器(40)能夠利用各種類型的燃料起作用，并且所述燃燒器 (40)能夠向所述加熱器(41)供應所需的熱能； 所述驅動單元（1)的第三部分，所述第三部分經由導管(4Γ、4Γ、41" '）與所述加熱蛇 形管(41a)流體連通，并且所述第三部分能夠經由所述進入口（15'、15"）接納在所述蛇形管 (41a)中的壓力下被加熱至高溫的熱流體，以隨后在分別由所述活塞(9 &、7&，％、713)界定的 室（13'、13"）內使流體膨脹，以使所述活塞沿箭頭的方向旋轉并產生用于任何用途的有用 功； 所述驅動單元（1)的第四部分，所述第四部分通過所述排出口（16'、16"）和導管(45'、 45"、46)與所述再生器(42)流體連通，并且在所述第四部分中，由于通過所述兩對活塞(7a、 9b-7b、9c)的靠近而界定的兩個室（14'、14"）的容積的減小，廢熱流體被朝向所述再生器 (42)強行排出； 所述再生器(42)，所述再生器(42)與所述驅動單元（1)流體連通，所述再生器(42)構造 成從所述廢熱流體獲得熱能并使用所述熱能來經由所述預熱蛇形管(42a)預熱要被送到過 熱的所述蛇形管(41 a)的熱流體。15. 根據前一權利要求所述的熱力發動機（51)，其中，用于熱流體的進入導管（41"、 41"'）以及排出導管(45'、45"）能夠設置有手動或自動控制的合適的截止閥/調節閥，以能 夠截斷所述驅動單元(1)的一個或另一個進入口（ 15'、15"）以及對應的排出口（ 16 '、16"）的 熱流，或者能夠使所述熱流轉到一個或另一個所述進入口（15'、15"）和對應的所述排出口 (16'、16"）中的一者或另一者。16. 一種熱力發動機(51)，包括： 驅動單元（1)，所述驅動單元（1)設置有殼體(2)，所述殼體(2)中界定有環形室（12)，并 且所述殼體(2)具有兩個進入口（15'、15"）和兩個排出口（16'、16"），所述驅動單元包括以 可旋轉的方式安裝在所述殼體（2)中的第一轉子(4)和第二轉子(5);其中，所述兩個轉子 (4、5)中的每個轉子均具有能夠在所述環形室中滑動的兩個活塞(7a、7b;9a、9b); 冷卻器(43)，所述冷卻器(43)經由導管(46'）與再生器(42)流體連通，并且所述冷卻器 (43)能夠在進行或不進行熱回收的情況下冷卻流通中的熱流體； 所述驅動單元（1)的第一部分，所述第一部分經由導管(43'）與所述冷卻器(43)流體連 通，其中，在兩個活塞(9c、7c)的遠離運動之后，穿過所述進入口（15"'）的熱流體被吸入到 所述室（13"）中； 所述驅動單元（1)的第二部分，其中，在兩個活塞(7b、9a)的靠近運動之后，先前吸入的 熱流體在所述室（14"）中被壓縮并且隨后在穿過第一排出口（16"）、導管（44'）和止回閥 (44a)時被傳送到補償罐(44)中； 所述補償罐(44)，所述補償罐(44)構造成積聚所壓縮的熱流體以使其能夠一直經由導 管(44"、42'）和止回閥（44b)立刻獲得，以用于所述熱流體隨后以連續模式進行的使用； 預熱蛇形管（42a)，所述預熱蛇形管（42a)經由導管（42"）與加熱蛇形管（41a)流體連 通，并且所述預熱蛇形管(42a)用于對所述預熱蛇形管(42a)的朝向加熱器(41)的路徑中的 熱流體進行預熱； 所述加熱器(41)，所述加熱器(41)構造成能夠通過利用由燃燒器(40)產生的熱能來對 在所述蛇形管(41a)中流通的熱流體進行過度加熱； 所述燃燒器(40)，所述燃燒器(40)能夠利用各種類型的燃料起作用，并且所述燃燒器 (40)能夠向所述加熱器(41)供應所需的熱能； 所述驅動單元（1)的第三部分，所述第三部分經由導管（4Γ)與所述加熱蛇形管(41a) 流體連通，并且所述第三部分能夠經由第二進入口（15'）接納在所述蛇形管(41a)中的壓力 下被加熱至高溫的熱流體，以隨后在由所述活塞(9a、7a)界定的室（13'）內使流體膨脹，以 使所述活塞沿箭頭的方向旋轉并產生用于任何用途的有用功； 所述驅動單元（1)的第四部分，所述第四部分通過第二排出口（16'）和導管(46)與再生 器(42)流體連通，并且在所述第四部分中，由于通過兩個活塞（7a-7b)的靠近而界定的室 (14'）的容積的減小，廢熱流體被朝向所述再生器(42)強行排出； 所述再生器(42)，所述再生器(42)與所述驅動單元（1)流體連通，所述再生器(42)構造 成從所述廢熱流體獲得熱能并使用所述熱能來經由所述預熱蛇形管(42a)預熱要被送到所 述過熱蛇形管(41 a)的熱流體。17. -種氣動馬達，包括： 根據權利要求1至5中的一項或更多項所述的驅動單元（1)，所述驅動單元（1)用作旋轉 式容積膨脹器， 壓縮空氣罐(46)，所述壓縮空氣罐(46)經由導管(46'、46"）和手動或自動的截止閥/調 節閥（46a)與所述驅動單元(1)直接流體連通，以向所述驅動單元供應高壓壓縮空氣； 所述驅動單元（1)的第一部分，所述第一部分經由第一進入口（15'）接收處于高壓的壓 縮空氣，所述處于高壓的壓縮空氣由于其在由所述活塞(9a、7a)界定的室（13'）中的膨脹而 使所述活塞沿由箭頭指示的運動方向旋轉，從而產生能用于任何可能的用途的第一部分 功； 第一加熱器(47)，所述第一加熱器(47)經由導管(47'）與所述驅動單元（1)的第一排出 口（16'）直接流體連通，以通過所述第一排出口（16'）接收壓縮空氣，所述壓縮空氣由于兩 個活塞(7a、9b)的靠近而從膨脹室（14'）排出以在所述加熱器(47)中被加熱并隨后通過導 管(47"）和第二進入口（ 15"）被再引入到所述驅動單元(1)中； 所述驅動單元（1)的第二部分，所述第二部分通過第二進入口（15"）接收處于中壓的壓 縮空氣，所述處于中壓的壓縮空氣由于其在由活塞(9b、7b)界定的室（13"）中的膨脹而使所 述活塞沿由箭頭指示的運動方向旋轉，從而產生能用于任何可能的用途的第二部分功； 第二加熱器(48)，所述第二加熱器(48)經由導管(48'）與所述驅動單元（1)的第二排出 口（16"）直接流體連通，以通過所述第二排出口（16"）接收壓縮空氣，所述壓縮空氣由于兩 個活塞(7b、9c)的靠近而從膨脹室（14"）排出，以在所述加熱器(48)中被加熱并隨后通過導 管(48"）和第三進入口（ 15" '）被再引入到所述驅動單元(1)中； 所述驅動單元（1)的第三部分，所述第三部分通過第三進入口（15"'）接收處于低壓的 壓縮空氣，所述處于低壓的壓縮空氣由于其在由所述活塞(9c、7c)界定的室（13"'）中的膨 脹而使所述活塞沿由箭頭指示的運動方向旋轉，從而產生能用于任何可能的用途的第三部 分功； 導管(49'），所述導管(49'）與所述驅動單元（1)的第三排出口（16"'）流體連通，以通過 所述第三排出口（16"'）接收壓縮空氣，所述壓縮空氣由于兩個活塞(7c、9a)的靠近而從膨 脹室（14"'）排出以隨后被排到周圍環境中，從而結束馬達循環。18. 根據前一權利要求所述的氣動馬達，包括： 第三加熱器(49)，所述第三加熱器(49)經由導管(49'）與所述驅動單元（1)的所述第三 排出口（16" '）直接流體連通，以通過所述第三排出口（16" '）接收壓縮空氣，所述壓縮空氣 由于兩個活塞(7c、9a)的靠近而從所述膨脹室（14"'）排出，以在所述加熱器(49)中被加熱 并隨后被再引入到"級聯"操作的一個或更多個驅動單元(1)中。19. 一種旋轉式容積機器，包括： 殼體(2)，所述殼體(2)中界定有環形室（12)并且所述殼體(2)具有與所述環形室（12) 流體連通的 "η"對進入口（15'、15"、15"'、15""）/排出口（16'、16"、16"'、16""），其中，每個 進入口（15'、15"、15"'、15""）與同一對中的相應的排出口（16'、16"、16"'、16""）成角度地 間隔開，以在所述環形室（12)中限定工作流體的膨脹/壓縮路徑； 第一轉子(4)和第二轉子(5)，所述第一轉子(4)和所述第二轉子(5)以可旋轉的方式安 裝在所述殼體（2)中；其中，所述兩個轉子(4、5)中的每個轉子均具有能夠在所述環形室 (12)內滑動的"η"個活塞(7 &、9&;713、％;7(：、9(3;7(1、9(1) ;其中，所述轉子(4、5)中的一個轉子 (4)的活塞(7&、713、7〇、7(1)與另一轉子(5)的活塞(9 &、％、9(3、9(1)成角度地交替布置;其中， 成角度地相鄰的活塞(7&、9 &;713、％;7(3、9(3;7(1、9(1)成角度地界定"2\11"個容積可變的室 (13'、13"、13"'、13""；14'、14"、14"'、14""）中的每個容積可變的室； 主軸（17 )，所述主軸（17)操作性地連接至所述第一轉子(4)和所述第二轉子(5); 傳動裝置（18)，所述傳動裝置（18)操作性地置于所述第一轉子(4)和所述第二轉子(5) 與所述主軸（17)之間，并且所述傳動裝置（18)構造成將所述主軸（17)的旋轉運動轉換成相 對于彼此偏置的所述第一轉子(4)和所述第二轉子(5)的具有相應的第一可變角速度（ω 1) 和第二可變角速度（ω 2)的旋轉運動;其中，所述傳動裝置(18)構造成對于所述主軸（17)的 每個整轉給予所述轉子(4、5)中的每個轉子的所述周期性可變角速度（ω 1、ω2) "η"個變化 周期； 其中，"η"大于或等于3。20. 根據權利要求19所述的機器，其中，所述傳動裝置(18)包括： 第一輔助軸（19)，所述第一轉子(4)安裝在所述第一輔助軸（19)上； 第二輔助軸(20 )，所述第二轉子(5)安裝在所述第二輔助軸(20)上； 具有"η"個瓣部(27)的第一齒輪(23)和具有"η"個瓣部(27)的第二齒輪(24)，所述第一 齒輪(23)和所述第二齒輪(24)都鍵接合到所述主軸（17)上并成角度地偏置了 180°/"η"的 角度； 具有"η"個瓣部（27)的第三齒輪（25)，所述第三齒輪（25)鍵接合到所述第一輔助軸 (19) 上； 具有"η"個瓣部（27)的第四齒輪（26)，所述第四齒輪（26)鍵接合到所述第二輔助軸 (20) 上； 其中，所述第一齒輪(23)與所述第三齒輪(25)嚙合，所述第二齒輪(24)與所述第四齒 輪(26)嚙合。21. 根據權利要求20所述的機器，其中，每個齒輪(23、24、25、26)在其瓣部（27)之間具 有凹狀的或凸狀的或平坦的連接部(28)。22. 根據權利要求20或21所述的機器，其中，"η" =3,并且其中，每個齒輪（23、24、25、 26)均具有大致三角形輪廓，所述大致三角形輪廓具有倒圓的且凹狀的瓣部（27)以及置于 所述瓣部(27)之間的凸狀的連接部(28)。23. 根據權利要求19至22中的一項所述的機器，其中，所述機器（1)是旋轉式容積膨脹 器。24. 根據前一權利要求所述的機器，其中，所述進入口（15'、15"、15" '、15""）的通道面 積與所述排出口（16'、16"、16" '、16""）的通道面積之間的比包括在大約1/40與大約1/4之 間。25. -種發電或廢熱發電設備，包括： 根據權利要求23或24所述的旋轉式容積膨脹器(1); 蒸氣發生器（30)，所述蒸氣發生器(30)設置在所述旋轉式容積膨脹器（1)的上游并且 與所述旋轉式容積膨脹器(1)的所述進入口（15 '、15"、15" '、15""）流體連通，以向所述旋轉 式容積膨脹器(1)供應能夠使所述旋轉式容積膨脹器(1)的所述轉子(4、5)旋轉的蒸氣流； 發電機(G)，所述發電機(G)連接至所述旋轉式容積膨脹器(1)的所述主軸（17)，以接收 機械能并產生電能。26. 根據前一權利要求所述的設備，包括交換器/冷凝器(31)，所述交換器/冷凝器(31) 設置在所述旋轉式容積膨脹器（1)的下游并且與所述旋轉式容積膨脹器（1)的所述排出口 (16'、16"、16" '、16""）流體連通，以接收廢蒸氣流并從所述廢蒸氣流提取熱。27. 根據權利要求25或26所述的設備，其中，所述膨脹器（1)的至少一個排出口（16'、 16"、16"'、16""）通過所述環形室（12)外的至少一個導管(36、37)與所述膨脹器（1)的至少 一個進入口（ 15 '、15"、15" '、15" "）流體連通。28. 根據前一權利要求所述的設備，包括至少一個加熱器(36a、37a)，所述至少一個加 熱器(36a、37a)操作性地作用于外部的所述至少一個導管(36、37)。
【文檔編號】F01K7/36GK105980660SQ201580007120
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年2月2日
【發明人】塞爾焦·奧利沃蒂
【申請人】I.V.A.R.股份公司