[发明专利]膨胀器系统

说明书

本发明涉及一种用于回收废热的膨胀器系统、包括这样的膨胀器系统的废热回收系统、包括这样的废热回收系统的车辆、以及制造这样的膨胀器系统的方法。膨胀器系统包括轴和联接部，联接部包括第一密封单元和第二密封单元。轴通过联接部插入到膨胀单元。第一密封单元和第二密封单元沿着轴彼此面对地布置。第一密封单元和第二密封单元配置为在相对于轴的轴向方向上密封轴。

技术领域

本发明涉及一种用于回收废热的膨胀器系统、一种包括这样的膨胀器系统的废热回收系统、一种包括这样的废热回收系统的车辆、以及一种制造这样的膨胀器系统的方法。

背景技术

废热回收系统集成在车辆中，以将内燃发动机中在高温下产生的热量转化为额外的机械能，机械能可以以机械或电方式进一步回收。

废热回收系统包括使工作流体循环以进行热回收过程的加热器、膨胀器、冷凝器和活塞泵。在加热该系统时，工作流体蒸发成蒸汽并推动膨胀器中的活塞以在旋转轴上做功。来自膨胀器的功可用于驱动车辆或将电能收集在电池中。因此，提高了内燃发动机和具有这种装备的车辆的整体效率。

发明内容

因此，仍然可能存在提供改进的膨胀器系统的需求，所述膨胀器系统进一步提高车辆的效率。

该问题由本公开的独立权利要求的主题解决，其中，进一步的实施例并入从属权利要求中。应当注意，以下描述的本公开的方面适用于回收废热的膨胀器系统、包括这样的膨胀器系统的废热回收系统、包括这样的废热回收系统的车辆、以及制造这样的膨胀器系统的方法。

根据本公开，提出了一种用于回收废热的膨胀器系统。所述膨胀器系统包括轴和联接部，所述联接部包括第一密封单元和第二密封单元。所述轴通过所述联接部插入到膨胀单元。所述第一密封单元和所述第二密封单元沿着所述轴彼此面对地布置。所述第一密封单元和所述第二密封单元配置为在相对于所述轴的轴向方向上密封所述轴。

根据本公开的膨胀器系统确保所述膨胀单元的可靠密封，使得空气不会渗透到所述膨胀单元的内部。传统上，联接部包括仅一个密封单元以相对于彼此密封所述膨胀单元或所述轴。但是，由于例如所述膨胀单元的内部与环境压力之间的压力差，传统的密封单元可能会使密封压力松弛(loose)。如果所述膨胀单元的内部压力降低到低于大气压，则所述密封单元的密封压力损失可能更大。相反，根据本公开的布置在所述联接部中的所述第一密封单元和所述第二密封单元可以相对于彼此在相对的方向密封所述轴。因此，所述轴可以被气密地密封并且没有空气可以经由所述轴渗透到所述膨胀单元中，否则会影响所述膨胀单元内部的工作流体。

所述膨胀单元可配置为在压缩介质穿过入口到达出口的同时，通过导致低压的压缩介质膨胀来提取能量。此外，所述膨胀单元可配置为将所提取的能量转换为机械能，所述机械能可以经由发电机进一步转换为电能。

所述联接部可围绕所述轴的纵向轴线布置以连接所述轴和所述膨胀单元。换言之，所述轴的纵向轴线可以穿过所述联接部以与所述膨胀单元联接。所述联接部可以直接布置在所述膨胀单元处或与所述膨胀单元间隔开。

所述第一密封单元和所述第二密封单元还可围绕所述轴的纵向轴线布置，并且可配置为在所述轴的轴向方向上抵靠所述轴密封所述联接部。所述第一密封单元和所述第二密封单元可形成为围绕所述轴的环形。所述第一密封单元和所述第二密封单元可以在所述联接部中沿着所述轴彼此面对。换言之，所述第一密封单元和所述第二密封单元可以沿着所述轴平行地布置，使得它们可以在相对方向上施加密封力。

因此，每个密封单元可沿着所述轴的纵向轴线从所述联接部的中心到所述联接部的外侧密封所述轴。替代地，所述第一密封单元和所述第二密封单元可在相同方向上密封所述轴，使得所述第一密封单元可以从所述联接部的中心到外侧密封所述轴，并且所述第二密封单元可以从所述联接部的外侧到中心密封所述轴，反之亦然。