DE1426771C - Parallel und außenachsige Rotationskolbenmaschine - Google Patents

Description

medium zu verwenden, welches Wärme durch Verdampfung einer Flüssigkeit entzieht. Ein solches Kühlmittel ist beispielsweise Naßdampf.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel besteht der gesamte Außenkörper der Rotoren aus keramischem Material. Es ist jedoch auch möglich, die Rotoren im wesentlichen insgesamt aus Metall herzustellen und mit einem durch Flammaufspritzen hergestellten Überzug aus keramischem Material· zu versehen. Dieses sollte einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als 3 · 1(H, vorzugsweise sogar höchstens etwa 1,5 · 10-⁶ haben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Wegen der auf diese Weise erreichten sehr geringen Patentansprüche: Verformung der Rotoren kann auch die innere Aus- , bildung des Gehäuses verhältnismäßig einfach ge-

1. Parallel- und außenachsige Rotationskolben- halten sein.

maschine mit Kämmeingriff zwischen einem Rip- 5 Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend an

penrotor und einem Nutenrotor mit schrauben- Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh-

förmiger nichtähnlicher Verzahnung, dadurch rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

gekennzeichnet, daß jeder Rotor (20, 22) Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungs-

einen gekühlten, durchgehenden metallischen gemäße Maschine nach Linie I-I in F i g. 2 und

Kern (24, 30) und einen diesen umgebenden, die io F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II in

Verzahnung bildenden keramischen Außenkörper Fig. 1.

(26, 32) oder einen metallischen Außenkörper mit Die in der F i g. 1 dargestellte Rotationskolbenkeramischem Überzug aufweist. maschine zur Entspannung heißer Gase besitzt ein

2. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 1, metallisches Gehäuse 10 mit einer inneren keramidadurch gekennzeichnet, daß das keramische Ma- 15 sehen Auskleidung 12, 14, 16, 18, welche den Arterial einen thermischen Ausdehnungskoeffizien- beitsraum und den Ein- bzw. Auslaß begrenzt. Im ten von weniger als 3 · 10"⁶ besitzt. Arbeitsraum sind parallelachsig ein Rippenrotor 20

3. Rotationskolbenmaschine nach Anspruch 2, (Fig. 2) und ein Nutenrotor 22 angeordnet, die in . dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Aus- Kämmeingriff stehen und zwischen sich sowie der

dehnungskoeffizient höchstens etwa 1,5 · 10"⁶ ao Auskleidung 12, 14 im Betrieb während der Rotation

beträgt. sich zunehmend vergrößernde V-förmige Entspannungsräume begrenzen, die zunächst mit dem-Hochdruckeinlaß und dann mit -dem Niederdruckauslaß

in Verbindung kommen. f

25 Der Nutenrotor 22 besteht aus einem rohrförmigen metallischen Kern 24, der den Lagerzapfen für den Rotor bildet, und einem Außenkörper 26 aus

Die Erfindung bezieht sich auf eine parallel- und Keramik wie die Auskleidung 12,14. Der Kern 24

außenachsige Rotationskolbenmaschine mit Kämm- _uncj der Außenkörper 26 sind durch einen Stift 28

eingriff zwischen einem Rippenrotor und einem Nu- ₃₀ drehfest miteinander verbunden. Der Stift durchsetzt

tenrotor mit schraubenförmiger nichtähnlicher Ver- den Nutenrotor radial und verhindert gleichzeitig

zahnung. _ej_ne Axialbewegung der beiden Rotorteile. Der

Eine derartige Rotationskolbenmaschine ist aus Außenkörper 26 ist mit sich nach einwärts gegen den der deutschen Auslegeschrift 1 078 140 bekannt. Bei Kern 24 abstützenden Vorsprüngen 27 versehen, und dieser bekannten Maschine sind die metallischen ₃₅ zwischen diesen Vorsprüngen sind mit Luft gefüllte, Rotoren in im wesentlichen axialer Richtung von wärmeisolierende Hohlräume 29 gebildet.
Kühlkanälen durchzogen. Eine Innenauskleidung I_n entsprechender Weise besteht der Rippenrotor des Gehäuses aus einem Spezialstahl als hitzebestän- 20 aus einem rohrförmigen metallischen Kern 30 und digem Material ist nachgiebig angebracht, so daß sie einem Außenkörper 32 aus Keramik wie die Auskleisich Verformungen anpassen kann. Es ist ersichtlich, ₄₀ dung 12,14. Durch den Kern 30 erstreckt sich eine daß bei einer 'solchen Konstruktion die Kühlverluste Abtriebswelle 34, deren stramm eingepaßtes Ende mit verhältnismäßig hoch sind und trotz der Kühlung axial gerichteten Kanälen 36 versehen ist. Der Außender Rotoren noch eine nachgiebige Anbringung der körper 32, der Kern 30 und die Abtriebswelle 34 sind Innenauskleidung notwendig ist, die einen beträcht- mittels eines Stiftes 38 drehfest miteinander verbunlichen konstruktiven Aufwand bedeutet. 45 den. Der Stift erstreckt sich radial durch den Rippen-

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine _{rotor un}d verhindert eine Axialbewegung der Rotor-Maschine der oben angegebenen Art zu schaffen, bei _te{i_{e re}lativ zueinander. Der Außenkörper 32 stützt welcher kleine Spaltweiten bei geringen Kühlver- _si_ch mit nach einwärts gerichteten Vorsprüngen 40 lusten realisiert sind. gegen den Kern 30 ab, und zwischen den Vorsprün-

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß da-, 50 gen 40 sind mit Luft gefüllte, wärmeisolierende Hohl-

durch gelöst, daß jeder Rotor einen gekühlten, durch- räume 42 gebildet.

gehenden metallischen Kern und einen diesen um- Die Rotoren 20,22 sind mittels eines Synchroni-

gebenden, die Verzahnung bildenden keramischen siergetriebes 44 drehfest miteinander gekuppelt. Der

Außenkörper oder einen metallischen Außenkörper Innenseite der Kerne 24 und 30 der Rotoren wird

mit keramischem Überzug aufweist. 55 Kühlmittel zugeführt, wozu am Gehäuse 10 ein sta-

Bei dieser Ausführung wird das keramische Mate- tionärer Kühlmitteleinlaß 46 und ein stationärer Kühlrial besonders sinnvoll eingesetzt. Es können hierbei mittelauslaß 48-vorgesehen sind. Die Abtriebswelle 34 die Rotoren im Kern weiterhin aus Metall bestehen, erstreckt sich durch eine abgedichtete öffnung im was für die Festigkeit und Leistungsübertragung Kühlmitteleinlaß 46 nach außen,
wichtig ist, andererseits verhindert der keramische ⁶° Das Kühlmittel kann aus einer zirkulierenden Außenkörper bzw. der keramische Überzug des Flüssigkeit oder einem Gas, vorzugsweise Luft, be-Außenkörpers einen verlustreichen Wärmeübergang stehen, welches nach dem Durchströmen der Kühlauf den metallischen Kern. Die Verformung der kanäle der Maschine in einer Verbrennungskammer Rotoren insgesamt hält sich in den Grenzen der erwärmt und als Arbeitsmedium für die Maschine Verformung des keramischen Materials, auf welche 65 benutzt wird. Im Hinblick auf die thermischen Versich wegen dessen wärmeisolierenden Eigenschaften formungen ist es erwünscht, das ganze Gehäuse auf die Verformung der metallischen Rotorkerne durch einer so gleichmäßigen Temperatur wie möglich zu Kühlung leicht in zulässigen Grenzen halten läßt. halten, und es ist hierfür von Vorteil, ein Kühl-