[发明专利]将气相流体的比能量的一部分转化为机械功的装置和方法

权利要求书

1.一种将气相流体的比能量的一部分转化为机械功的装置(1)，所述装置(1)包括：

至少一个壳体(3，3’)，所述至少一个壳体(3，3’)设置有至少一个供气部分(7，7’)和至少一个排气部分(9，9’)，所述至少一个壳体(3，3’)中的每一个包括：

一个叶轮(5)，所述叶轮(5)被可旋转地布置于所述壳体(3，3’)中，所述叶轮(5)包括：由一个鼓(53)包封的一个轴(51)；至少两个叶片(55)，所述叶片(55)被可移动地布置至所述鼓(53)，使得所述叶片(55)的一个部分(57)被布置为以这样一种方式移动朝向所述壳体(3，3’)的内部套表面(31)，使得所述鼓(53)、所述壳体(3)的内部套表面(31)以及所述叶片(55)限定被布置用于包含气体的腔室(59)，其特征在于：紧邻所述排气部分(9，9’)的上游的一个叶片(55)的有效面积大于紧邻所述供气部分(7，7’)的上游的一个叶片(55)的有效面积；所述叶轮在所述供气部分(7，7’)和所述排气部分(9，9’)之间构成一个屏障；以及所述至少一个壳体(3，3’)中的一个的所述排气部分(9，9’)设置有一个冷凝器(11)，用于冷凝已被运送入所述排气部分(9，9’)中的气体。

2.根据权利要求1所述的装置，其中紧邻所述供气部分(7，7’)的上游的所述叶片(55)的有效面积是零或接近于零。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述供气部分(7，7’)设置有一个凸轮格栅，所述凸轮格栅被布置为以这样的方式引导所述叶片(55)，使得所述叶片(55)的有效面积在其通过所述供气部分(7，7’)时逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述排气部分(9，9’)设置有一个凸轮格栅(17)，所述凸轮格栅(17)被布置为以这样的方式引导所述叶片(55)，使得所述叶片(55)的有效面积在其通过所述排气部分(9，9’)时逐渐减小。

5.根据前述任一权利要求所述的装置，其中所述叶片(55)的有效面积在该叶片(55)紧邻所述排气部分(9，9’)的上游时最大，而在该叶片(55)位于由所述排气部分(9，9’)的下游侧和所述供气部分(7，7’)所限定的一个部分中时最小。

6.根据权利要求1-5中任一所述的装置，其中所述叶片(55)的有效面积从紧邻所述供气部分(7，7’)的上游处到紧邻所述排气部分(9，9’)的上游处连续增大。

7.根据权利要求1-5中任一所述的装置，其中所述叶片(55)的有效面积从紧邻所述供气部分(7，7’)的上游处到紧邻所述排气部分(9，9’)的上游处阶式增大。

8.根据前述任一权利要求所述的装置，其中所述叶片(55)朝向所述壳体(3，3’)和所述凸轮格栅(17)被偏压。

9.根据前述任一权利要求所述的装置，其中所述壳体(3)的所述内部套表面(31)的一个有限部分设置有一个排出设备，所述排出设备以这样一种方式与所述排气部分(9，9’)相通，使得由所述叶片(55)从所述排气部分(9，9’)朝向所述供气部分(7，7’)输送的任何流体都将被排出回到所述排气部分(9，9’)中。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置(1)设置有一个控制设备，所述控制设备被布置以控制所述叶轮(5)的旋转速度，以使得穿过所述装置(1)的所述气体的流率能够关于所述冷凝器(11)的容量进行调节。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述旋转速度通过连接至所述叶轮(5)的所述轴(51)的一个负载来控制。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置(1)设置有一个控制设备，所述控制设备被布置以调节通过所述供气部分(7，7’)而被供应至所述装置(1)的所述气体的压力。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置(1)设置有一个温度控制器，所述温度控制器被布置以影响供应至该装置(1)的所述气体的温度。

14.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置(1)设置有一个控制器，所述控制器被布置以影响所述冷凝器(11)的冷却容量。