轴向活塞式发动机、用于使轴向活塞式发动机运行的方法以及用于制造轴向活塞式发动...的制作方法

文档序号:5257947阅读:459来源:国知局
专利名称:轴向活塞式发动机、用于使轴向活塞式发动机运行的方法以及用于制造轴向活塞式发动 ...的制作方法
技术领域
本发明涉及一种轴向活塞式发动机(Axialkolbenmotor)。本发明同样涉及用于使轴向活塞式发动机运行的方法以及用于制造轴向活塞式发动机的热交換器(Warmetibertrager)的方法。
背景技术
轴向活塞式发动机从现有技术中充分已知并且标记为能量转换机器,其在输出侧在至少ー个活塞的帮助下提供机械的旋转能,其中,活塞执行线性的振动运动,其取向大致同轴于旋转能的旋转轴线对准。
除了例如仅仅以压缩空气来运行的轴向活塞式发动机,也已知被供给燃烧剂的轴向活塞式发动机。该燃烧剂可多成分地(例如由燃料并且由空气构成)构造,其中,成分共同地或分离地被输送给一个或多个燃烧室。由此,在当前的情况中概念“燃烧剂”表示这样的材料,其參与燃烧或携带有參与燃烧的成分并且流经轴向活塞式发动机。那么,燃烧剂至少包括燃烧物(Brennstoff)或燃料,其中,概念“燃料”就此而言燃烧物即描述这样的材料,其通过化学的或其它反应、尤其通过氧化还原反应放热地反应。此外,燃烧剂还可具有这样的成分,例如空气,即,其提供用于燃料的反应的原料。尤其地,轴向活塞式发动机也可在内部连续燃烧(ikV)的原理下来运行,根据该原理,燃烧剂(即例如燃料和空气)被连续地输送给一个燃烧室或多个燃烧室。此外,轴向活塞式发动机一方面可利用旋转的活塞和相应地旋转的缸体工作,其接连地(sukzessiv)旁经燃烧室。另ー方面,轴向活塞式发动机可具有固定的缸体,其中,工作介质那么对应于期望的负载顺序被接连地分配到缸体上。例如,从文件EP I 035 310A2和文件WO 2009/062473A2中已知这样的具有固定的缸体的ikV轴向活塞式发动机,其中,在文件EP I 035 310A2中公开了ー种轴向活塞式发动机,在其中燃烧剂供给部和废气排出部以热交換的方式相互连结。此外,在文件EP I 035 310A2和文件WO 2009/062473A2中所公开的轴向活塞式发动机具有在工作缸与相应的工作活塞和压缩缸与相应的压缩活塞之间的分尚部,其中,压缩缸设置在轴向活塞式发动机的背向工作缸的侧边上。就此而言,这样的轴向活塞式发动机可关联有压缩机侧和工作侧。应理解的是,概念“工作缸”、“工作活塞”和“工作侧”与概念“膨胀缸”、“膨胀活塞”和“膨胀侧”或“膨胀器缸”、“膨胀器活塞”和“膨胀器侧”以及与概念“膨胀器级”或“膨胀器级”同义地来使用,其中,“膨胀器级”或“膨胀器级”表示所有存在于其中的“膨胀缸”或“膨胀器缸”的整体。

发明内容
本发明的目的为,改进轴向活塞式发动机的效率。该目的通过带有以传递热的方式相互联结的燃烧剂供给部和废气排出部的轴向活塞式发动机实现,其通过至少两个热交換器而出色。虽然通过两个热交換器首先引起更大的费用和更复杂的流动情况,但是应用两个热交換器使通往热交換器的明显更短的路径以及热交換器的能量上更有利的布置成为可能。由此,轴向活塞式发动机的效率可令人吃惊地显著提高。这尤其适用于带有固定的缸体(活塞相应在缸体中工作)的轴向活塞式发动机,与在其中缸体和因此活塞同样绕旋转轴线旋转的轴向活塞式发动机不同,因为后者的布置需要仅仅ー个由缸体旁经的废气管路。优选地,热交換器大致轴向地布置,其中,概念“轴向”就此而言表示平行于轴向活 塞式发动机的主旋转轴线或平行于旋转能的旋转轴线的方向。这使特别紧凑的且因此节省能量的结构形式成为可能,当应用仅仅ー个热交換器吋,而尤其当使用绝缘的热交換器时(如下文描述和所要求保护的那样),这尤其也适用。如果轴向活塞式发动机具有至少四个活塞,则当至少两个邻近的活塞的废气相应被导引到ー个热交換器中,是有利的。由此,可使在活塞与用于废气的热交換器之间的路径最小化,从而可将以不能经由热交換器回收的废热的形式的损失减小到最小。后者也还可在下列情况中实现,即当三个邻近的活塞的废气相应被导引到共同的热交換器中时。另ー方面也可考虑,轴向活塞式发动机包括至少两个活塞,其中,每个活塞的废气相应被导引到热交換器中。就此而言,如果每个活塞设置有热交換器,那么(根据本发明的具体的实现方案)可以是有利的。虽然这引起提高的结构成本;另ー方面热交換器相应可更小地并且因此结构上可能更简单地构造,由此轴向活塞式发动机总体更紧凑地并且由此以承受更小的损失的方式构建。尤其在该设计方案中,而即使当对于每两个活塞设置有一个热交換器时,(必要吋)可将相应的热交換器集成到两个活塞之间的楔部(Zwickel)中,由此,整个轴向活塞式发动机可相应紧凑地来构造。对于本发明的其余特征附加地或备选地,本发明的目的通过带有以传递热的方式相互连结的燃烧剂供给部和废气排出部的轴向活塞式发动机来实现,其特征在于至少ー个热交換器隔绝部(Warmeiibertragerisolation)。以该方式可确保,尽可能多的热能保留在
轴向活塞式发动机中并且经由热交換器再次传递到燃烧剂处。就此而言应理解,热交換器隔绝部不必强制地完全包围热交換器,因为必要时ー些余热也可有利地利用在轴向活塞式发动机中的其它部位处。然而尤其地,朝向外应设置有热交換器隔绝部。优选地,这样设计热交換器隔绝部,使得其在轴向活塞式发动机的热交換器与环境之间允许400°C、尤其至少380°C的最大温度梯度。尤其随着热交换前行(即朝向压缩机侦D温度梯度那么可快速地明显变小。对此附加地或备选地,热交換器隔绝部优选地可这样设计,即使得在热交換器隔绝部的区域中轴向活塞式发动机的外部温度不超过500°C或480°C。以该方式保证,通过热辐射和热传导失去的能量被减小到最小值,因为在更高的温度或温度梯度下损失以过大的比例(Uberproportional)升高。此外,仅仅在小的部位处出现最大温度或最大的温度梯度,因为此外热交換器的温度向压缩侧逐渐减小。优选地,热交換器隔绝部包括至少ー个由与热交換器不同的材料制成的部件(Komponent)。那么该材料可在其目的上最佳地设计为绝缘体并且例如包括石棉、石棉替代物、水或空气,其中,尤其为了使通过材料运动的热导出最小化,对于流体状的绝缘材料,热交換器隔绝部必须具有罩壳,而对于固态的绝缘材料可设置有用于稳定化的罩壳或设置罩壳为保护部。罩壳尤其可由与热交换器的护罩材料相同的材料形成。开头提及的目的同样通过用于制造轴向活塞式发动机的热交換器的方法来实现,该轴向活塞式发动机具有包括至少ー个缸体的压缩机级、包括至少ー个缸体的膨胀器级和至少ー个在压缩机级以及膨胀器级之间的燃烧室,其中,热交換器的吸收热的部分布置在压缩机级与燃烧室之间,而热交換器的放出热的部分布置在膨胀器级与环境之间,其中,热交換器包括至少ー个将热交換器的吸收热的部分与放出热的 部分隔开的管壁用于分离两个物质流,并且其中,该制造方法特征在于,管布置在至少ー个由相应于管的材料构成的基体(Matrize)中并且材料配合地和/或力配合地与该基体相连接。热交換器在之前所阐述的轴向活塞式发动机中的使用可通过一方面在热交換器的入口与出口之间的并且另一方面在热交換器的吸收热的与放出热的部分之间的特别高的温度差的产生导致由于限制使用寿命的材料损坏而引起的缺点。为了克服由此引起的热应カ和通过损坏所产生的燃烧剂或废气损失,根据之前所描述的建议,在合适的设计方案中热交換器有利地在其经受关键应カ的部位处几乎仅仅由仅仅ー种材料制成。即使当后者不是该情况时,通过之前所描述的解决方案有利地减小材料应力。应理解的是,尤其那么当不涉及带有高的热应カ或带有对密封性的高要求的区域时,所使用的焊料或其它用于固定或装配热交換器的器件可由其它材料构成。也可考虑使用两个或多个带有相同的热膨胀系数的材料,由此,可以以相似的方式克服在材料中产生热应カ。为了建立管与基体之间的材料配合和/或力配合的连接,此外提出一种用于制造热交換器的方法,其特征在于,通过焊接或钎焊(L0ten)实现管与基体之间的材料配合。通过这样的方法,以简单的方式且特别有利地保证热交換器的密封性。在此,也可能又使用相应于管或基体的材料作为焊接或钎焊材料。对此备选地或附加地,可通过收缩实现管与基体之间的カ配合。这又具有该优点,通过避免使用与管或基体的材料不同的材料(例如在材料配合的连接中),可防止管与基体之间的热应カ。那么,也可快速地且运行可靠地提供相应的连接。本发明的目的也通过带有至少ー个压缩缸、至少ー个工作缸和至少ー个通过其将压缩的燃烧剂从压缩缸经过燃烧室导引到工作缸的压力管路的轴向活塞式发动机来实现,该轴向活塞式发动机通过燃烧剂存储器而出色,在燃烧剂存储器中可暂存压缩的介质。通过这种类型的燃烧剂存储器可尤其地短暂地请求(abfragen)提高的功率,而不必首先通过压缩机相应地提供更多的燃烧剂。那么,当压缩机的压缩活塞直接与工作活塞相连接时,这是尤其有利的,因为仅仅可通过提高的工作功率(否则最终仅仅通过更多的燃料实现该提高的工作功率)提供更多的燃烧剂。就此而言,由此可已经节省了燃料。例如,在燃烧剂存储器中储存的燃烧剂同样可用于轴向活塞式发动机的起动过程。
优选地,燃烧剂存储器设置在压缩缸和热交換器之间,从而燃烧剂、尤其地用于燃烧而设置的空气在尚冷或者尚未从热交換器中提取能量的情况下暂存在燃烧剂存储器中。如可直接看成的那样,这有利地作用于轴向活塞式发动机的能量平衡。尤其地对于较长的静止时间来说有利的是,在压缩缸和燃烧剂存储器之间和/或在燃烧剂存储器和工作缸之间布置阀。以这种方式可使泄漏的风险最小化。尤其有利的是,燃烧剂存储器通过阀与压カ管路分离,或者借助于阀与在正常运行期间引导燃烧剂的部件分离。以这种方式,可以不受轴向活塞式发动机的其它运行状态的影响的情况下将燃烧剂储存在燃烧剂存储器中。此外,同样与本发明的其它特征无关地有利的是,压カ管路在压缩缸和工作缸之 间具有阀,从而尤其地在这样的情况(即,在这些情况中不需要燃烧剂,例如这种情况为在红灯处的静止时或者在制动过程中)中可运行可靠地中断燃烧剂存储器的燃烧剂供给,即使当由于轴向活塞式发动机的运动在压缩侧还提供压缩的燃烧剂吋。那么,尤其地可进行相应的中断并且压缩侧提供的燃烧剂可直接到达燃烧剂存储器中,例如以使得之后可立即且无延迟地用于发动(Anfahrprozess)和加速过程。在此可理解的是,(根据轴向活塞式发动机的具体的实施形式)也可设置多个压カ管路,其可相应地单个地或者共同地被阻断或者与燃烧剂存储器相连接。ー种非常有利的实施变型方案设置至少两个这种燃烧剂存储器,由此还可更加不同地调节轴向活塞式发动机的不同的运行状态。如果利用不同的压カ加载至少两个燃烧剂存储器,可尤其快速地影响在燃烧室之内运行状态,而不必考虑例如通过调节阀的固有响应性能引起的延迟。尤其地可能的是,使用于存储器的加载时间最小化并且尤其地在低的压カ时也可已经储存了燃烧剂,而同时还存在包含在高压下的燃烧剂的存储器。当存在压カ调节部时(其确定第一压カ下限和第一压カ上限用于第一燃烧剂存储器并且确定第二压カ下限和第二压カ上限用于第二燃烧剂存储器,在其之内利用压カ加载燃烧剂存储器,其中优选地第一压カ上限在第二压カ上限之下,并且第一压カ下限在第ニ压カ下限之下),可相应地实现尤其多样的且相互作用(ineinander greifen)的调节可能性。尤其地,可在不同的压カ间隔(DruckintervalI)中使所使用的燃烧剂存储器运行,由此,可更有效地使用由轴向活塞式发动机以燃烧剂压カ的形式提供的能量。例如,为了可在轴向活塞式发动机处实现尤其快速的响应性能、尤其地在非常宽的工作范围方面,有利的是,第一压カ上限小于或等于第二压カ下限。通过如此选择的压カ间隔可有利地提供尤其宽的压カ范围。本发明的目的也通过带有至少ー个工作缸(其由连续地工作的包括预燃烧室和主燃烧室的燃烧室供给且具有废气排出部)的轴向活塞式发动机实现,其中,该轴向活塞式发动机通过用于确定在预燃烧室中的温度的预燃烧室温度传感器而出色。这种类型的温度传感器以简单的方式提供在燃烧的质量或在轴向活塞式发动机的运行稳定性方面的有说服カ的值。可应用每种传感器(例如电阻温度传感器、热电偶、红外传感器或类似者)作为温度传感器。优选地,如此设计或布置预燃烧室温度传感器,即,其确定在预燃烧室中的火焰温度。其相当尤其相应地使有说服カ的值成为可能。
尤其地,轴向活塞式发动机可包括燃烧室调节部,其包括作为输入传感器的预燃烧室温度传感器并且如此调节燃烧室,即,预燃烧室温度在1000°c和1500°C之间。以这种方式可通过相对简单的且因此运行可靠的且非常快速的调节回路保证,轴向活塞式发动机产生极其少的污染物。尤其地,产生碳黑的风险可减小到最小。此外,且尤其地同样与本发明的其它特征无关地,附加地或备选地,轴向活塞式发动机此外包括用于确定废气温度的废气温度传感器。通过这种类型的废气温度传感器同样可以技术上简单的方式检查和调节连续地工作的燃烧室的运行状态。这种类型的调节尤其地以简单的 方式保证燃料的充分的且完全的燃烧,从而轴向活塞式发动机具有在最小的污染物排放时的优化的效率。优选地,如此调节燃烧室,即,在运行状态中、优选地在怠速运行时废气温度位于850°C和1200°C之间。通过例如控制水温度或水量或者但是在热交換器中预热的或未预热的空气的份额满足上述要求,例如,后者可通过合适地配给(Aufgabe)水和/或合适地预热燃烧剂、尤其地空气实现。根据本发明的另一方面提出带有包括至少ー个缸体的压缩机级、包括至少ー个缸体的膨胀器级以及至少ー个热交換器的轴向活塞式发动机,其中,热交換器的吸收热的部分布置在压缩机级和燃烧室之间,并且热交換器的放出热的部分布置在膨胀器级和环境之间,并且其中,该轴向活塞式发动机由此而出众,即,热交換器的吸收热的和/或放出热的部分在下游和/或上游具有用于配给至少ー种流体的器件。通过可例如通过配给合适的流体将燃烧剂流的比热容量与废气流的比热容量相平衡但是或者可将其提高到废气流的比热容量之上,将流体配给到燃烧剂流中可为提高热交換器的传递功率做出贡献。由此例如有利地影响的从废气流到燃烧剂流上的热传递做出的贡献为,在保持不变的热交換器的结构尺寸时可将更高的热量耦合到燃烧剂流中并且由此耦合到循环过程中,由此,可提高热力学的效率。备选地或附加地,也可将流体配给到废气流。在此,配给的流体例如可为用于置于之后的废气后处理所需的辅助剂,其可通过构造在热交換器中的涡流的(turbulent)流动理想地与废气流相混合,以使得由此可以最大效率使置于之后的废气后处理系统运行。在这种情况中,“下游”表示热交換器的这样的侧边,S卩,相应流体从该侧离开,或表示废气管路或引导燃烧剂的管道(Veirohrung)这样的部分,即,流体在离开热交換器之后进入其中。与此相似地,“上游”表示热交換器的这样的侧边,S卩,相应的流体进入该侧,或表示废气管路或引导燃烧剂的管道的这样的部分,即,流体从其中进入热交換器中。就此而言不重要的是,是直接在离热交換器较近的空间的环境中进行流体的配给,还是空间上进一步以间隔开的方式进行流体的配给。例如作为流体可相应地配给水和/或燃烧物。这具有的优点为,燃烧剂流一方面具有以上描述的通过配给水和/或燃烧物而提高的特有的热容量的优点,并且另一方面可已经在热交换器中或在燃烧室之前进行了混合气制备(Gemischaufbereitung),并且可以尽可能区域性均匀的空燃比进行在燃烧室中的燃烧。这尤其地也具有的优点为,该燃烧方法不附加有或仅仅非常少地附加有损害效率的、不完全的燃烧。对于轴向活塞式发动机的另ー设计方案提出,在热交換器的放出热的部分中或在热交換器的放出热的部分的下游布置有脱水器。以蒸汽的形式的水可通过存在于热交換器处的温度下降冷凝出来,并且通过腐蚀损害后续的废气管路。有利地,可通过该措施避免废气管路的损害。此外,提出一种使带有包括至少ー个缸体的压缩机级、包括至少ー个缸体的膨胀器级、至少ー个在压缩机级和膨胀器级之间的燃烧室以及至少ー个热交換器的轴向活塞式发动机运行的方法,其中,热交換器的吸收热的部分布置在压缩机级和燃烧室之间,并且热交換器的放出热的部分布置在膨胀器级和环境之间,并且其中,该方法由此而出众,即,为流过热交換器的燃烧剂流和/或流过热交換器的废气流配给至少ー种流体。由此,(如以上已经示出的那样),通过由配给流体提高燃烧剂流的比热容量并且由此也提高到燃烧剂流的热流,可改进从导引到环境中的废气流到燃烧剂流的提高效率的热交换。在此,在合适的方法指导中,能量流到轴向活塞式发动机的循环过程中的反馈可再次引起效率提高、尤其地热力学的效率的提高。有利地,如此使轴向活塞式发动机运行,即,配给水和/或燃烧物。该方法引起,通过在热交換器中和燃烧室之前的理想的混合可再次提高效率、尤其地燃烧方法的效率。同样,例如如果这对于废气后处理有益,可为废气流配给燃烧物,从而可进ー步提高在热交換器中或在热交換器之后的废气温度。如有可能,由此也可进行再燃烧,其以有利的方式对废气进行后处理并且使污染物最小化。由此,在热交換器的放出热的部分中释放的热也可间接地用于燃烧剂流的进ー步加热,从而由此几乎不负面地影响轴向活塞式发动机的效率。此外为了实现该优点,在热交換器的下游和/或上游配给流体。此外附加地或备选地,可将分离出的水重新配给到燃烧剂流和/或废气流。由此,在最适宜的情况中实现封闭的水循环,不必再从外部为其输送水。因此,由此产生的另ー优点为,配备有根据这种形式的轴向活塞式发动机的车辆或静止的设备不必补给水、尤其地不必补给蒸馏水。有利地,在轴向活塞式发动机静止之前限定的时刻停止水和/或燃烧物的配给,并且轴向活塞式发动机在没有水和/或燃料的配给的情况下运行直至静止。可通过该方法避免对于废气管路可能有害的水(其可沉积在废气管路中,尤其地当其冷却吋)。有利地,甚至在轴向活塞式发动机静止之前从轴向活塞式发动机中也分离这样的水,从而尤其地在静止状态期间不通过水或水蒸气损害轴向活塞式发动机的部件。除了上述特征,附加地或备选地,本发明的目的也通过带有至少ー个压缩缸、至少ー个工作缸和至少ー个通过其将压缩的燃烧剂从压缩缸导引到工作缸的压力管路的轴向活塞式发动机实现,其中,该轴向活塞式发动机由此而出众,即,在布置在压缩缸中的压缩活塞的抽吸冲程期间为压缩缸配给水或水蒸气。一方面由此保证水出色地分布在燃烧剂中。另ー方面,可以非临界的方式(unkritisch)将通过水改变的压缩j含引入燃烧剂中,而不通过水配给不利地影响整个轴向活塞式发动机的能量平衡。尤其地,压缩过程由此可接近等温压缩,由此在压缩时可优化能量平衡。补充地,(根据具体的实现方案并且同样结合以上解释的与热交換器相连接的水配给)通过水的化学的或催化的反应使用水份额以用于在燃烧室中的温度调节和/或同样用于减少污染物。
根据本发明的具体的实现方案,例如可通过剂量泵(Dosierpumpe)进行水的配给。通过止回阀(Rilcksto β venti I)可取消剂量泵,因为那么压缩活塞在其抽吸冲程时也可通过止回阀吸入水,之后在压缩时止回阀关闭。尤其地,当在水输入管路中还设置安全阀(例如电磁阀)以用于避免在发动机静止时的泄漏时,后者的实现方案是尤其有利的。可理解的是,如有可能也还可在轴向活塞式发动机的其它部位处配给水。


根据以下对附图的描述解释本发明的其它优点、目的和特性,在附图中示例性地示出不同的轴向活塞式发动机及其部件。
其中 图I显示了第一轴向活塞式发动机的示意性的截面 图2显示了根据图I的轴向活塞式发动机的示意性的俯视 图3以与图2相似的图示显示了第二轴向活塞式发动机的示意性的俯视 图4以与图I相似的图示显示了第三轴向活塞式发动机的示意性的截面 图5显示了热交換器的示意性的截面 图6显示了带有预燃烧室温度传感器和两个废气温度传感器的另ー轴向活塞式发动机的示意性的截面图;以及
图7显示了用于带有布置在其中的用于热交換器的管的容纳的基体的热交換器的凸缘的示意性的图示。
具体实施例方式在图I和2中示出的轴向活塞式发动机201具有连续地工作的燃烧室210,从其中连续的工作介质经由喷射道215 (示例性地编号)被输送给工作缸220 (示例性地编号)。在工作缸220中相应布置有工作活塞230 (示例性地编号),其一方面经由笔直的连杆235与输出部相连接,在该实施例中,输出部实现为承载有弯道(Kurvenbahn) 240的、布置在输出轴241上的隔离件(Abstandhalter) 242,另ー方面与压缩活塞250相连接,压缩活塞250相应以下面进ー步详细阐述的方式在压缩缸260中运行。在工作缸220中的工作介质已提供了其功且相应地已加载工作活塞230之后,经由废气道225将工作介质从工作缸220中排出。在废气道225处设置有未示出的温度传感器,其測量废气的温度。废气道225相应通到热交換器270中并且接下来在相应的排出ロ 227处以已知的方式离开轴向活塞式发动机201。排出ロ 227尤其本身又可与未示出的环形通道相连接,使得废气最终仅仅在ー个或两个部位处离开发动机201。根据尤其热交換器270的具体的设计,必要时也可取消消声器,因为热交換器270本身已经具有消声的效果。热交換器270用于预热燃烧剂,其在压缩缸260中由压缩活塞250压缩并且通过压カ管路255被导引至燃烧室210。在此,通过由压缩活塞250经由输入管路257 (示例性地编号)抽吸进入空气(Zuluft)并在压缩缸260中进行压縮,压缩以本身已知的方式实现。为此,应用本身已知的且可无问题地相应使用的阀系统。如可直接从图2中看出的那样,轴向活塞式发动机201具有两个热交換器270,其相应关于轴向活塞式发动机201轴向地布置。通过该布置方案,与现有技术的轴向活塞式发动机相比可明显减少废气通过废气道225直至热交換器270相应必须经过的路径。这导致,最终带有明显更高的温度的废气到达相应的热交換器270,从而最終也可将燃烧剂预热到相应更高的温度上。在实践中已证实,通过这样的设计方案可节省至少20%的燃料。在此从此出发,通过优化的设计甚至节约直至30%或更高是可能的。此外,利用这里未示出的由石棉替代物构成的隔热部来隔绝热交換器270。由此确保,在该实施例中,在几乎所有运行状态中在热交換器270的区域中轴向活塞式发动机的外部温度不超过450°C。仅仅过载情况形成例外,其总归仅短暂地出现。在此,隔热部设计成在热交換器的最热的部位处确保350°C的温度梯度。就此而言应理解的是,可通过另外的措施提高轴向活塞式发动机201的效率。因此,为了燃烧室210的冷却或热绝缘例如可以以本身已知的方式使用燃烧剂,由此,在燃烧剂到达燃烧室210中之前,还可进一步提高其温度。在此应强调的是,一方面相应的调温(Temperierung)仅仅可限制于燃烧剂的成分,如这在该实施例中參考燃烧用空气的情况。也可考虑已经在压缩之前或期间给燃烧用空气配给水,然而这毫无疑问在之后(例如在压 カ管路255中)也是可能的。特别优选地,在相应的压缩活塞250的抽吸冲程期间实现水配给到压缩缸260中,这引起等温压缩或尽可能接近等温压缩的压缩。如可直接看出的那样,压缩活塞250的エ作循环相应包括抽吸冲程和压缩冲程,其中,在抽吸冲程期间燃烧剂到达压缩缸260中,然后其在压缩冲程期间被挤压(即压縮)并且被输送到压カ管路255中。通过在抽吸冲程期间配给水,可以运行上简单的方式确保水的均匀的分布。同样可考虑已经相应地对燃料进行调温,其中,这不一定是必要的,因为相对于燃烧用空气,燃料量通常相对较小并且由此可被非常快速地带到较高的温度。在图3中示出的轴向活塞式发动机301在其结构方面并且在其工作原理方面大致对应于根据图I和2的轴向活塞式发动机201。出于该原因,取消细节描述,其中,在图3中相似地起作用的部件也设有相似的附图标记并且仅仅在第一个数字方面相互区別。轴向活塞式发动机301同样具有中央的燃烧室310,从其中经由喷射道315 (示例性地编号)可对应于轴向活塞式发动机301的工作顺序来导引工作缸320中的工作介质。在其提供其功之后,工作介质经由废气道325相应被输送给热交換器370。在此,与轴向活塞式发动机201不同,轴向活塞式发动机301对于刚好两个工作缸320各具有ー个热交換器370,由此,通道325的长度可减小到最小。如可直接看出的那样,在该实施例中,热交換器370部分地进入轴向活塞式发动机301的罩壳体305中,这导致比根据图I和2的轴向活塞式发动机201的结构形式还更紧凑的结构形式。在此,通过另外 的部件(例如用于工作缸220的水冷却部)的布置方案的可能性来限制热交換器370可被多大程度放入罩壳体305中的度量。在图4中示出的轴向活塞式发动机401也大致对应于根据图I至3的轴向活塞式发动机201和301。相应地,相同的或相似地起作用的部件也相似地编号并且仅仅通过第一位相区別。此外,相应地在该实施例中也取消工作原理的详细解释,因为这已经參考根据图I和2的轴向活塞式发动机201进行过。轴向活塞式发动机401同样包括罩壳体405,在其处设置有连续地工作的燃烧室410、六个工作缸420以及六个压缩缸460。在此,燃烧室410相应经由喷射道415与工作缸420相连接,使得稍后可对应于轴向活塞式发动机401的定时顺序将工作介质输送到エ作缸420。在做功之后,工作介质相应通过引导至热交換器470的废气道425离开工作缸420,其中,该热交換器470布置成与根据图I和2 (尤其參见图2)的轴向活塞式发动机201的热交換器270相同。工作介质通过排出ロ 427 (示意性地编号)离开热交換器470。在工作缸420或压缩缸460中相应布置有工作活塞430或压缩活塞450,其经由刚性的连杆435相互连接。连杆435以已知的方式包 括弯道440,其设置在隔离件424上,该隔离件424最终驱动输出轴441。同样在该实施例中,燃烧用空气经由输入管路457被抽吸并且在压缩缸460中被压缩,以便经由压カ管路455配给到燃烧室410,其中,根据具体的实现方案,同样可设置在上述实施例中所提及的措施。补充地,在轴向活塞式发动机401中,压カ管路455经由环形通道456相互连接,由此,可以以已知的方式在所有压カ管路455中确保均匀的压力。在环形通道456与压カ管路455之间相应设置有阀485,由此,可调节或调整通过压カ管路455的燃烧剂的流入。此外,燃烧剂存储器480经由存储器管路481联接在环形通道456处,在存储器管路481中同样布置有阀482。阀482和485可根据轴向活塞式发动机401的运行状态来打开或关闭。因此例如可考虑当轴向活塞式发动机401需要较少的燃烧剂时关闭阀485之一。同样可考虑在这样的运行情况中部分地关闭所有阀485并且使其作为节流部起作用。在阀482打开时那么可将过量的燃烧剂供给给燃烧剂存储器480。尤其地,当轴向活塞式发动机401在惯性运行中时(也就是说,完全不需要燃烧剂,而是经由输出轴441来驱动),那么后者也是可能的。那么,由压缩活塞450的在这样的运行情况中所产生的运动引起的过量燃烧剂同样可毫无疑问地储存在燃烧剂存储器480中。以该方式储存的燃烧剂在需要时(即,尤其在发动或加速情况中以及为了起动)可以起补充作用的方式输送给轴向活塞式发动机401,从而在没有压缩活塞450的附加的或更快的运动的情况下提供过量的燃烧剂。为了确保后者,必要时也可取消阀482和485。由于不可避免的泄漏,取消这样的阀对于压缩的燃烧剂的持续储存显得不适合。在对于轴向活塞式发动机401备选的实施形式中,可取消环形通道456,其中,那么(必要时通过环形通道部段)对应于压カ管路455的数量结合(zusammenfassen)压缩缸460的排出ロ。在这样的设计方案中,将压カ管路455中的仅仅ー个或不是所有的压カ管路455与燃烧剂存储器480相连接或设置成可与其相连接必要时可为有意义的。虽然这样的设计方案引起,在惯性运行中不是所有的压缩活塞450可填充燃烧剂存储器480。但是另ー方面,在没有另外的调节技术或控制技术上的措施的情况下为燃烧室410提供足够的燃烧剂,从而燃烧可被充分地維持。与此并行地,经由其余压缩活塞450填充燃烧剂存储器480,从而燃烧剂相应地储备并且尤其地可直接供起动或发动或或者加速阶段使用。应理解的是,在另ー在此未详细显示的实施变型方案中,轴向活塞式发动机401可配备有两个燃烧剂存储器480,那么其中,也可以不同的压カ加载两个燃烧剂存储器480,从而可实时地始终以不同的压力水平利用两个燃烧剂存储器480工作。优选地,在此设置压カ调节部,其确定第一压カ下限和第一压カ上限用于第一燃烧剂存储器480并且确定第二压カ下限和第二压カ上限用于第二燃烧剂存储器(在此未显示),在其之内利用压力加载燃烧剂存储器480,其中,第一压カ上限在第二压カ上限之下,并且第一压カ下限在第二压カ下限之下。特别地,可调整第一压カ上限小于或等于第二压カ下限。例如,可使用在图5中示出的热交換器870作为热交換器270,370或470。该热交换器870具有多个轴向地布置在废气腔(Abgasraum) 871中的小管(R0hrchen) 872 (示例性地编号),其以相对于废气腔871气体密封的方式与进入空气腔873和排出空气腔874相连接。通过孔875可将热交換器870引入上述轴向活塞式发动机201,301,401的压カ管路255,455中,从而压缩的燃烧剂可通过小管872流过热交換器870。此外,废气腔871具有废气输入部876和废气输出部877,其中,通过错位地布置在废气腔中的且分别与小管872的一部分相连接的转向板878促成废气与小管872的紧密(innig)接触。由于通过废气同样相应地使转向板878进行调温,转向板878也导致热能相应地耦合到(Einkupplung)小管872中。废气输入部876分别与轴向活塞式发动机201,301,401的废气道225,325,425相连接,而废气输出部877表示轴向活塞式发动机201,301,401的排出ロ 227,427。可理解的是,在最不同的实施方案中,废气输出部877可与废气管或者其它已经已知的部件相连接。此外可理解的是,根据具体的设计方案,轴向活塞式发动机201,301,401也可设有其它的热交換器。同样,尤其地也可实施的是,即使在热交換器应与热交換器870不同地构造吋,也可相应地隔绝热交換器870、尤其地同样轴向活塞式发动机301和401,如这已经根据轴向活塞201描述的那样。在图I至5中未示出用于测量废气的温度或測量在燃烧室中的温度的温度传感器。作为这样的温度传感器可考虑所有能够运行可靠地测量800°C与1100°C之间的温度的温度传感器。尤其地,当燃烧室包括预燃烧器和主燃烧器时,经由这样的温度传感器也可测量预燃烧器的温度。就此而言,相应经由温度传感器可这样调节之前所描述的轴向活塞式发动机201,301和401,即使得在离开工作缸220,320,420时废气温度为大约900°C并且如果存在的话在预燃烧器中的温度为大约1000°C。在根据图6的图示显示的另ー轴向活塞式发动机501中,这样的温度传感器以预燃室温度传感器592和两个废气温度传感器593的设计方案存在并且相应示意性地示出。尤其地,借助于预燃室温度传感器592(其在该实施例中由于其接近该另ー轴向活塞式发动机501的预燃烧器517,也可被称为预燃烧器温度传感器592)可获得关于燃烧的质量或在该另ー轴向活塞式发动机501的运行稳定性方面的有说服カ的值。例如,可測量在预燃烧器517中的火焰温度,以便可借助于燃烧室调节部调节另一轴向活塞式发动机501的不同的运行状态。借助于位于相应的工作缸520的排出ロ或废气道525处的废气温度传感器593,附加地,燃烧室510的运行状态可专门被检测并且必要时进行调节,从而始终确保燃烧剂的优化的燃烧。在其它方面,另ー轴向活塞式发动机501的结构和工作原理对应于之前所描述的 轴向活塞式发动机的结构和工作原理。就此而言,该另ー轴向活塞式发动机501具有罩壳体505,在该处设置有连续地工作的燃烧室510、六个工作缸520以及六个压缩缸560。
在燃烧室510之内,既可点燃也可燃烧燃烧剂,其中,燃烧室510可以以之前所描述的方式被供应燃烧剂。有利地,该另ー轴向活塞式发动机501以两阶段燃烧的方式工作,为此,燃烧室510具有之前已经提及的预燃烧器517和主燃烧器518。可将燃烧剂喷射到预燃烧器517和主燃烧器518中,其中,尤其也可将轴向活塞式发动机501的燃烧用空气的ー定份额导入预燃烧器517中,特别在该实施例中,该份额可小于全部燃烧用空气的15%。预燃烧器517具有比主燃烧器518更小的直径,其中,燃烧室510具有过渡区域,其包括锥形的腔513和柱形的腔514。为了输入燃烧剂或燃烧用空气,一方面主喷嘴511而另一方面处理喷嘴(Aufbereitungsdiise) 512通到燃烧室510中、尤其通到相关的锥形的腔513中。借助于主喷嘴511和处理喷嘴512可将燃烧剂或燃烧物喷入燃烧室510中,其中,在该实施例中,借助于处理喷嘴512喷入的燃烧剂已经与燃烧用空气混合。、
主喷嘴511大致平行于燃烧室510的主燃烧方向502取向。此外,主喷嘴511同轴于燃烧室510的对称轴线503取向,其中,对称轴线503平行于主燃烧方向502。此外,处理喷嘴512相对于主喷嘴511成角度(为了清晰性起见在此未详细绘出)布置,使得主喷嘴511的辐射方向516与处理喷嘴512的辐射方向519在锥形的腔513之内在共同的交点中相交。在该实施例中,在没有另外的空气供给的情况下将燃烧物或燃料从主喷嘴511中喷入主燃烧器518中,其中,燃烧物可已经在主燃烧器518中预热并且理想地可被热分解。为此,将相应于流经主喷嘴511的燃烧物量的燃烧用空气量导入在预燃烧器517或主燃烧器518之后的燃烧室526中,为此,设置有独立的燃烧用空气供给部504,其通到燃烧室526中。为此,独立的燃烧用空气供给部504联接到过程空气供给部521处,其中,从独立的燃烧用空气供给部504可给另ー燃烧用空气供给部522供应燃烧用空气,在此,其给孔圈(Locherkranz) 523供应燃烧用空气。在此,孔圈523与处理喷嘴512相关联。就此而言,可将利用处理喷嘴512喷入的燃烧物附加地与过程空气相混合地喷入预燃烧器517或到主燃烧器518的锥形的腔513中。此外,燃烧室510、尤其燃烧室526包括陶瓷的部件506,有利地,其是空气冷却的。在此,陶瓷的部件506包括陶瓷的燃烧室壁507,其又由成型的管508包围。围绕该成型的管508延伸有冷却空气腔509,其经由冷却空气腔供给部524与过程空气供给部521相连接。 本身已知的工作缸520弓I导相应的工作活塞530,其相应借助于连杆535与压缩活塞550机械地连接。在该实施例中,连杆535包括连杆工作轮(Pleuellaufrad) 536,在工作活塞530或压缩活塞550运动时,连杆工作轮沿着弯道540行进。由此,输出轴541被置于旋转中,其借助于驱动弯道支架(AntriebskurvenbahntrSger) 537与弯道540相连接。经由输出轴541可送出由轴向活塞式发动机501所产生的功率。借助于压缩活塞550以本身已知的方式进行过程空气、必要时还包括喷入的水(其必要时可用于附加的冷却)的压缩。如果在相应的压缩活塞550的抽吸冲程期间实现水或水蒸汽的配给,则可特别有利于燃烧剂的等温压缩。伴随抽吸冲程的水配给可以运行上简单的方式确保水在燃烧剂之内的特别均匀的分布。由此,当应经由ー个或多个这样的热交換器预热过程空气并且将其作为燃烧剂引导至燃烧室510时,必要时可明显更深度地冷却在一个或多个在此未示出的热交換器(见图5)中的废气,如这例如已经在之前所阐述的关于图I至5的实施例中详尽地描述的那样。废气可经由之前提及的废气道525被输送给ー个或多个热交換器,其中,热交換器关于该另ー轴向活塞式发动机501轴向地布置。附加地,可通过与轴向活塞式发动机501的另外的部件(其必须被冷却)的接触进ー步预热或加热过程空气,如这同样已经所阐述的那样。以该方式压缩并加热的过程空气然后以已经解释的方式配给到燃烧室510,由此,可进ー步提高该另ー轴向活塞式发动机501的效率。轴向活塞式发动机501的每个工作缸520经由喷射道515与燃烧室510相连接,从而点燃的燃烧剂混合物或燃料空气混合物从燃烧室510中出来经由喷射道515到达相应的工作缸520中并且可作为工作介质给工作活塞530做功。 就此而言,从燃烧室510中流出的工作介质可经由至少ー个喷射道515被连续输送到至少两个工作缸520,其中,工作缸520各设置有一个喷射道515,其可经由控制活塞531来关闭或打开。由此,该另一轴向活塞式发动机501的控制活塞531的数量由工作缸520的数量規定。在此,经由控制活塞531还利用其控制活塞盖532封闭喷射道515。借助于控制活塞弯道533来驱动控制活塞531,其中,设置有用于控制活塞弯道533相对于驱动轴541的隔离件534,其尤其也用于热解耦。在该另ー轴向活塞式发动机501的当前实施例中,控制活塞531可执行大致轴向地指向的冲程运动543。为此,控制活塞531中的每个借助于未另外编号的支承在控制活塞弯道533中的滑块来引导,其中,滑块相应具有安全凸轮,其在未另外编号的引导槽中来回行进并且阻止在控制活塞531中的旋转。因为控制活塞531在喷射道515的区域中与来自燃烧室510的热的工作介质相接触,当控制活塞531水冷时,是有利的。为此,该另一轴向活塞式发动机501尤其在控制活塞531的区域中具有水冷却部538,其中,水冷却部538包括内冷却道545、中间冷却道546和外冷却道547。如此良好地冷却可使控制活塞531运行可靠地在相应的控制活塞缸中运动。当该另ー轴向活塞式发动机501具有喷射道环539时,可结构上特别简单地提供喷射道515和控制活塞531。在此,喷射道环539具有中轴线,尤其工作缸520和控制活塞缸的部件同心地围绕该中轴线布置。在每个工作缸520与控制活塞缸之间设置有喷射道515,其中,每个喷射道515空间上与燃烧室510的燃烧室底部548的凹ロ(在此未编号)相连接。就此而言,工作介质可从燃烧室510中出来经由喷射道515到达工作缸520中并且在该处做功,借助于该功也可使压缩活塞550运动。应理解的是,根据具体的设计方案还可设置有覆层和插入物,以便尤其保护喷射道环539或其材料不与腐蚀性的燃烧产物或与太高的温度直接接触。应理解的是,该另一轴向活塞式发动机501同样可配备有至少ー个燃烧剂存储器和相应的阀,然而其中,这在根据图6的具体的实施例中未详细显示。在该另ー轴向活塞式发动机中燃烧剂存储器也可以以双重的实施方案设置,以便能够以不同的压カ储存压缩的燃烧剂。在此,这两个存在的燃烧剂存储器可联接到燃烧室510的相应的压力管路处,其中,燃烧剂存储器可经由阀与压カ管路流体地相连接或相分离。尤其地,在工作缸520或压缩缸560与燃烧剂存储器之间可设置有阻断阀或者节流阀或调节或控制阀。例如,上述阀可在发动或加速情况以及用于起动被相应地打开或关闭,由此可至少在限定的时间段上给燃烧室510提供过量的燃烧剂。优选地,燃烧剂存储器流体地置于压缩缸与热交換器之间。理想地,以不同的压カ运行两个燃烧剂存储器,以便由此可非常好地利用由该另ー轴向活塞式发动机501以压カ的形式提供的能量。此外,可借助于相应的压カ调节部将在第一燃烧剂存储器处设置的压カ上限和压カ下限调整到第二压カ介质存储器的压カ上限和压カ下限之下。应理解的是,在此在燃烧剂存储器处可利用不同的压カ间隔来工作。图7显示了热交換器顶板3020,其适合用于轴向活塞式发动机所用的热交換器,尤其地用于根据图5的热交换器。为了在轴向活塞式发动机的废气歧管(Auslasskrii_er)处的装配和联接目的,热交換器顶板3020包括凸缘3021,其在热交換器顶板3020的在径向上在外部的区域中带有相应的以孔圈的形式布置的孔3022。在凸缘3021的在径向上在内部的区域中存在基体3023,其具有多个实施为管座3024的孔用于容纳管,例如图7中的小管 872。 优选地,由这样的材料制成整个热交換器顶板3020,即,同样由该材料制成管或小管872,以便确保,在整个热交換器中热膨胀系数尽可能均匀,并且由此使在热交換器中的热的热应カ最小化。对此附加地,热交換器的套壳(Mantelgehause)同样可由相应于热交换器顶板3020或管的材料制成。例如,管座3024可实施有配合(Passung),从而装配在这些管座3024中的管借助于压配合来插入。对此备选地,也可这样实施管座3024,即使得实现间隙配合或过渡配合。由此,代替カ配合的连接,也可通过材料配合的连接实现管到管座3024中的装配。在此,优选地,通过焊接或钎焊实现材料配合,其中,使用对应于热交換器顶板3020或管的材料作为焊料或焊接材料。这同样具有该优点,通过均匀的热膨胀系数可使在管座3024中的热应カ最小化。在该解决方案中也可能通过压配合将管装配到管座3024中并且对此附加地进行钎焊或焊接。如果使用不同的材料用于管和热交換器顶板3020,则通过这样的装配也可确保热交換器的密封性,因为存在该可能性,即由于非常高的所出现的超过1000°C的温度,唯一使用的压配合由于不同的热膨胀系数可能会失效。
參考标号列表
201 轴向活塞式发动机
205 罩壳体
210 燃烧室
215 喷射道
220 工作缸
225 废气道
227 排出ロ
230 工作活塞
235 连杆240弯道
241输出轴
242隔离件250压缩活塞255压カ管路257 输入管路260压缩缸270热交換器
301轴向活塞式发动机
305罩壳体
310燃烧室
315喷射道
320工作缸
325废气道
370热交換器
401轴向活塞式发动机
405罩壳体
410燃烧室
415喷射道
420工作缸
425废气道
427排出ロ
430工作活塞
435连杆
440弯道
441输出轴
442隔离件450压缩活塞
455压カ管路
456环形通道
457输入管路460压缩缸470热交換器
480燃烧剂存储器
481存储器管路485阀
501轴向活塞式发动机
502主燃烧方向
503对称轴线504燃烧用空气供给部
505罩壳体
506陶瓷的部件
507陶瓷的燃烧室壁
508成型的管
509冷却腔
510燃烧室
511主喷嘴
512处理喷嘴
513锥形的腔
514柱形的腔
515喷射道
516第一福射方向
517预燃烧室
518主燃烧室 519另ー辐射方向
520工作缸
521过程空气供给部
522另ー燃烧用空气供给部
523孔圈
524冷却空气腔供给部
525废气道
526燃烧室
530工作活塞
531控制活塞
532控制活塞盖
533控制活塞弯道
534隔离件
535连杆
536连杆工作轮
537驱动弯道支架
538水冷却部
539喷射道环
540弯道
541输出轴543冲程运动
545内冷却通道
546中间冷却通道
547外冷却通道548燃烧室底部
550压缩活塞
560压缩缸
592预燃烧室温度传感器 593废气温度 传感器 870热交換器
871废气腔
872小管
873进入空气腔
874排出空气腔
875孔
876废气输入部
877废气输出部
878转向板
3020热交換器顶板
3021凸缘
3022装配孔
3023基体
3024管座
权利要求
1.一种带有以传热的方式相互联结的燃烧剂供给部和废气排出部的轴向活塞式发动机,其特征在于至少两个热交換器。
2.根据权利要求I所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,所述热交換器轴向地布置。
3.根据前述权利要求中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于至少四个活塞,其中,至少两个邻近的活塞的废气被分别导引到ー个热交換器中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,三个活塞的废气被导引到共同的热交換器中。
5.根据权利要求I或2所述的轴向活塞式发动机,其特征在于至少两个活塞,其中,每个活塞的废气被分别导引到ー个热交換器中。
6.一种带有以传热的方式相互联结的燃烧剂供给部和废气排出部的轴向活塞式发动机、尤其地同样根据前述权利要求中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于至少一个热交換器隔绝部。
7.根据权利要求6所述的轴向活塞式发动机,其特征在干,所述热交換器隔绝部在所述轴向活塞式发动机的热交換器和环境之间允许400°C的最大温度梯度。
8.根据权利要求6或7所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,在所述热交換器隔绝部的区域中的轴向活塞式发动机的外温度不超过500°C。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,所述热交換器隔绝部包括至少ー个由与所述热交換器不同的材料制成的部件。
10.ー种轴向活塞式发动机,带有包括至少ー个缸体的压缩机级、带有包括至少ー个缸体的膨胀器级、带有至少ー个在所述压缩机级和所述膨胀器级之间的燃烧室以及带有至少ー个热交換器,其中,所述热交換器的吸收热的部分布置在所述压缩机级和所述燃烧室之间,并且所述热交換器的放出热的部分布置在所述膨胀器级和环境之间,尤其地同样根据以上权利要求中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,所述热交換器的吸收热的和/或放出热的部分在下游和/或上游具有用于配给至少ー种流体的器件。
11.根据权利要求10所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,所述流体为水和/或燃烧物。
12.根据权利要求10或11所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,在所述热交換器的放出热的部分中或在所述热交換器的放出热的部分下游布置有脱水器。
13.ー种轴向活塞式发动机,带有至少ー个压缩缸、带有至少ー个工作缸以及带有至少ー个压カ管路,通过该压力管路将压缩的燃烧剂从所述压缩缸导引到所述工作缸、尤其地同样根据以上权利要求中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于燃烧剂存储器,在所述燃烧剂存储器中可暂存压缩的介质。
14.根据权利要求13所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,所述燃烧剂存储器设置在所述压缩缸和热交換器之间。
15.根据权利要求13或14所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,在所述压缩缸和所述燃烧剂存储器之间布置有阀。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,在所述燃烧剂存储器和所述工作缸之间布置有阀。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于至少两个燃烧剂存储器。
18.根据权利要求17所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,利用不同的压カ加载所述至少两个燃烧剂存储器。
19.根据权利要求18所述的轴向活塞式发动机,其特征在于压カ调节部,该压カ调节部确定第一压カ下限和第一压カ上限用于第一燃烧剂存储器并且确定第二压カ下限和第ニ压カ上限用于第二燃烧剂存储器,在其之内利用压カ加载燃烧剂存储器,其中,第一压カ上限在第二压カ上限之下,并且第一压カ下限在第二压カ下限之下。
20.根据权利要求19所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,所述第一压カ上限小于或等于所述第二压カ下限。
21.ー种轴向活塞式发动机,带有至少ー个工作缸,该工作缸由连续地工作的燃烧室供给并且具有废气排出部,该燃烧室包括预燃烧室和主燃烧室,尤其地同样根据以上权利要求中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于用于确定在所述预燃烧室中的温度的预燃烧室温度传感器。
22.根据权利要求21所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,所述预燃烧室温度传感器确定在所述预燃烧室中的火焰温度。
23.根据权利要求21或22所述的轴向活塞式发动机,其特征在于燃烧室调节部,该燃烧室调节部包括作为输入传感器的预燃烧室温度传感器并且如此调节所述燃烧室,即,所述预燃烧室温度在1000°c和1500°C之间。
24.根据权利要求21或23中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于用于确定所述废气温度的废气温度传感器。
25.根据权利要求24所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,所述燃烧室调节部包括作为输入传感器的废气温度传感器并且如此调节所述燃烧室,即,在运行状态中所述废气温度位于850°C和1200°C之间。
26.根据权利要求25所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,所述运行状态为怠速运行。
27.ー种轴向活塞式发动机,带有至少ー个压缩缸、带有至少ー个工作缸以及带有至少ー个压カ管路,通过该压力管路将压缩的燃烧剂从压缩缸导引到工作缸、尤其地同样根据以上权利要求中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于,在布置在所述压缩缸中的压缩活塞的抽吸冲程期间为所述压缩缸配给水或水蒸气。
28.根据以上权利要求中任一项所述的轴向活塞式发动机,其特征在于内部连续的燃烧(ikV)。
29.一种用于使轴向活塞式发动机运行的方法,该轴向活塞式发动机带有包括至少ー个缸体的压缩机级、带有包括至少ー个缸体的膨胀器级、带有至少ー个在所述压缩机级和所述膨胀器级之间的燃烧室以及带有至少ー个热交換器,其中,所述热交換器的吸收热的部分布置在所述压缩机级和所述燃烧室之间,并且所述热交換器的放出热的部分布置在所述膨胀器级和环境之间,尤其地同样根据以上权利要求中任一项所述,其特征在干,为流过所述热交換器的燃烧剂流和/或流过所述热交換器的废气流配给至少ー种流体。
30.根据权利要求29所述的用于使轴向活塞式发动机运行的方法,其特征在于,配给水和/或燃烧物。
31.根据权利要求29或30所述的用于使轴向活塞式发动机运行的方法,其特征在干,在所述热交換器的下游和/或上游配给所述流体。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的用于使轴向活塞式发动机运行的方法,其特征在于,将分离出的水重新配给到所述燃烧剂流和/或所述废气流。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的用于使轴向活塞式发动机运行的方法,其特征在于,在所述轴向活塞式发动机静止之前限定的时刻停止所述水和/或燃烧物的配给,并且所述轴向活塞式发动机在没有水和/或燃料的配给的情况下运行直至静止。
34.一种用于制造轴向活塞式发动机的热交換器的方法,所述轴向活塞式发动机具有包括至少ー个缸体的压缩机级和包括至少ー个缸体的膨胀器级以及至少ー个在所述压缩机级和所述膨胀器级之间的燃烧室,其中,所述热交換器的吸收热的部分布置在所述压缩机级和所述燃烧室之间,并且所述热交換器的放出热的部分布置在所述膨胀器级和环境之间,并且带有用于分离两个物质流的管的至少ー个将所述热交換器的吸收热的部分与放出热的部分隔开的壁,尤其地同样根据以上权利要求中任一项所述,其特征在于,所述管布置在至少ー个由相应于管的材料制成的基体中,并且材料配合地和/或力配合地与所述基体相连接。
35.根据权利要求34所述的用于制造热交換器的方法,其特征在干,通过焊接或钎焊实现在所述管和所述基体之间的材料配合。
36.根据权利要求34或35所述的用于制造热交換器的方法,其特征在于,通过收缩实现在所述管和所述基体之间的力配合。
全文摘要
为了改进带有以传热的方式相互联结的燃烧剂供给部和废气排出部的轴向活塞式发动机的效率,提出一种带有至少两个热交换器的轴向活塞式发动机。
文档编号F02G3/02GK102667062SQ201080043227
公开日2012年9月12日 申请日期2010年7月26日 优先权日2009年7月24日
发明者D·福伊格特, U·罗斯 申请人:热力驱动系统有限责任公司
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