[发明专利]轴向活塞发动机、其操作方法和制造它的热交换器的方法

说明书

本申请是申请号为201080043225.5、申请日为2010年7月26日、发明名称为“轴向活塞发动机、用于操作轴向活塞发动机的方法以及用于制造轴向活塞发动机的热交换器的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

一方面，本发明涉及一种轴向活塞发动机(Axialkolbenmotor)。另一方面，本发明涉及一种用于操作轴向活塞发动机的方法以及一种用于制造轴向活塞发动机的热交换器的方法。

背景技术

轴向活塞发动机从现有技术中充分已知并且标记为能量转化机器，其在输出侧在至少一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取向。

除了例如仅仅以压缩空气来运行的轴向活塞发动机，也已知被供给燃烧剂的轴向活塞发动机。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，其参与燃烧或携带有参与燃烧的成分并且流经轴向活塞发动机。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，燃烧剂还可具有成分，例如空气，其提供用于燃料的反应的原料。

尤其地，轴向活塞发动机也可在内部连续燃烧(ikV)的原理下来操作，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，轴向活塞发动机一方面可利用旋转的活塞和相应地旋转的气缸工作，其接连地(sukzessiv)旁经燃烧室。另一方面，轴向活塞发动机可具有静止的气缸，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气缸上。

例如，从文件EP 1 035 310 A2和文件WO 2009/062473 A2中已知这样的具有静止的气缸的ikV轴向活塞发动机，其中，在文件EP 1 035 310 A2中公开了一种轴向活塞发动机，在其中燃烧剂供给部和废气排出部以热交换的方式相互连结。

此外，在文件EP 1 035 310 A2和文件WO 2009/062473 A2中所公开的轴向活塞发动机具有在工作缸与相应的工作活塞和压缩机缸与相应的压缩机活塞之间的分离部，其中，压缩机缸设置在轴向活塞发动机的背向工作缸的侧面上。就此而言，这样的轴向活塞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“膨胀级”或“膨胀器级”同义地来使用，其中，“膨胀器级”或“膨胀级”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

本发明的目的是改进轴向活塞发动机的效率。

该目的通过一种轴向活塞发动机来实现，其带有至少一个压缩机缸、带有至少一个工作缸并且带有至少一个通过其将压缩的燃烧剂从压缩机缸导引至工作缸的压力管路，其中，从燃烧室至工作缸的燃烧剂流经由至少一个由控制驱动所驱动的控制活塞来控制，并且其中该轴向活塞发动机特征在于，除了由控制驱动所施加的力之外，控制活塞在其背向燃烧室的侧面处以与燃烧室压力相反地指向的补偿力来加载。

有利地，在燃烧室处借助于这样的附加的压缩力可明显改进在控制活塞方面的密封，其中，对于朝向燃烧室或朝向引导燃烧剂流的喷射道的密封那么理想地仅仅一个纯粹的刮油部(Ölabstreifung)就足够，使得从国际专利申请文件WO 2009/062473 A2中已知的关于此的密封明显简化。

在该处应指出，特别地可多样地设计控制驱动，例如作为液压的、电气的、磁性的或机械的控制驱动。

当由控制驱动所施加的力与根据本发明与燃烧室压力相反地指向的补偿力不同时，是特别有利的。

那么通常整个控制驱动可明显更紧凑地构建，因为其基本上仅须吸收引导力。根据本发明，可由补偿力施加此外所需的力，从而不通过用于在控制活塞处密封的力或者仅仅以待忽略的程度加载控制驱动。尤其地，该补偿力使更短的控制时间成为可能，因为不仅控制活塞而且控制驱动可明显更轻地来构建，因为其被更小地加载。

应理解的是，结构上可以以不同的方式施加这样的补偿力。优选的实施方案变体为此设置成，机械地、例如经由弹簧施加补偿力，因为机械的布置方案在结构上可非常简单地在轴向活塞发动机处实现。