CN102483061A - 多段蜗管机器 - Google Patents

Abstract

机械，包括描述了轨道相对运动的两个蜗囊壳体，其中一个蜗囊壳体装配有至少一个蜗管(7)且另一个蜗囊壳体装配有至少两个蜗管(12、13)，不同的蜗管限定属于第一压缩或者扩张段的第一系列可变容积腔(18a-18d)，以及属于第二压缩或者扩张段的第二系列可变容积腔(18e-18h)，每个段包括高压流通道(24、28)，其设计以通向所述分别的段的至少其中一个所述腔和低压流通道(19a、19b、26)，其设计以通向所述分别的段的其中一个所述腔。设计以通向所述第二段的其中一个所述腔的所述第二段的所述低压流通道(26)的部分比设计以通向所述第一段的其中一个所述腔的所述第一段的所述高压流通道(24)的部分距离由所述第二段的所述可变容积腔限定的所述蜗管的集中区更远。

Description

多段蜗管机器

技术领域

本发明涉及用于压缩和/或扩张流体的多段蜗管机器。

背景技术

这种蜗管机器特别从文献FR2 400 625中得知，其描述了包括说明了轨道相对运动的第一和第二蜗囊(volute)壳体的涡轮机器，第一蜗囊壳体装配有至少一个蜗管以及第二蜗囊壳体装配有至少两个蜗管，第二蜗囊壳体的蜗管与第一蜗囊壳体的蜗管啮合以使得限定属于第一压缩或者扩张段的至少第一系列的可变容积腔，以及属于第二压缩或者扩张段的至少第二系列的可变容积腔，每个压缩或者扩张段包括设计以通向分别的段的腔的其中一个内部的至少一个高压流通道和设计以通向分别的段的腔的其中一个内部的至少一个低压流通道。

当该机器配置为作为压缩器运转，在第一段的高压流通道和第二段的低压流通道之间可以安置冷却装置，以使得在第一压缩段中的压缩流在朝向第二压缩段传输之前得以冷却。

该配置使得它可能防止从第二压缩段释放的压缩流到达过高的释放温度。

该种类型的蜗管机器的一个缺点在于由于在第一段的高压流通道和第二段的低压流通道接近，在第二压缩段中传输的压缩和冷却流通过从第一压缩段释放的压缩流得以加热。

结果，不易于获得具有低释放温度的压缩流。

此外，当将被压缩的流是气体时，将被压缩的气体的加热引起温度的上升以及后者的热函，因此导致了压缩器的下降的性能。

当在文献FR 2 400 625中说明的机器配置为作为涡轮机运转，在第一扩张段的低压流通道和第二扩张段的高压流通道之间可以布置加热阀，以使得在第一扩张段中扩张的流在向着第二扩张段传输之前得以加热。

该配置使得提高由机器产生的机械能量成为可能。

然而，该类型的蜗管机器的一个缺点在于，由于第一段的高压流通道和第二段的低压流通道接近，传输到第二扩张段内的扩张和加热流通过从第一扩张段释放的扩张流得以冷却。

结果，蜗管机器的效率不是最优的。

此外，在文献FR 2400625中说明的蜗管机器包括从固定蜗囊壳体的蜗管的外端部向着固定蜗囊壳体的蜗管的内端部延伸的第一段和在第一段的连续部延伸至固定蜗囊壳体的蜗管的内端部的第二段。

该两段的配置使得调整第二段的位移的可能性收到限制。

此外，第一段的相当数量的压缩率可以仅在消耗相当数量的蜗管的转数获得。

本发明用于解决所有或者部分这些缺陷。

基于本发明的技术问题因此包括提供具有简单，经济的结构，使其可能提高性能，且允许易于调整位移和不同压缩或者扩张段的压缩或者扩张率。

发明内容

为了该目的，本发明涉及用于压缩和/或扩张流的多段蜗管机器，包括描述了轨道相对运动的第一和第二蜗囊壳体，第一蜗囊壳体装配有至少一个蜗管且第二蜗囊装配有至少两个蜗管，第二蜗囊壳体的蜗管与第一蜗囊壳体的蜗管接合以使得限定属于第一压缩或者扩张段的至少第一系列可变容积腔，以及属于第二压缩或者扩张段的至少一个第二系列可变容积腔，每个压缩或者扩张段包括至少一个高压流通道，其布置以通向分别的段的至少其中一个腔和至少一个低压流通道，其布置以通向分别的段的至少其中一个腔，第一段的高压流通道和第二段的高压流通道配置以使得穿过第一段的高压流通道的流具有比穿过第二段的高压流通道的流更低的压力，其特征在于：布置以通向第二段的至少其中一个腔的第二段的低压流通道的部分比布置以通向第一段的至少其中一个腔的第二段的高压流通道的部分距离限定第二段的可变容积腔的蜗管的集中区更远。

第二段的低压流通道的这种定位明显地增加了调整位移和不同段的压缩或扩张率的可能性，因为它不再需要定位两个段，一个在另一个的延伸部上。

结果，取决于中间加热或者冷却过程，为了提高机器的效率和性能，仅通过调节第二段的低压流通道的定位来调节两段的位移和压缩或膨胀率是可能的。

第二段的低压流通道的这种定位也使得移动后者远离第一段的高压流通道是可能的，因此避免了流动通过这两个流通道的流之间的热交换。这些布置使得当机器作为涡轮机运转时，提高由机器产生的机器能量和当机器作为压缩机运转时，易于获得具有低释放温度的压缩的流成为可能。

应该指出的是，属于第一压缩或扩展段的高压流通道可以具有大致等于属于第二压缩或者扩张段的低压流通道的压力的压力，或者具有大致等于属于第二压缩或者扩张段的高压流通道的压力的压力。

优选地，相同蜗囊壳体的每个蜗管从所述蜗囊的相同侧延伸。

有利地，第二蜗囊的蜗管彼此重叠，以使得根据第二蜗囊壳体的至少一个径向横截面，第二蜗囊壳体的蜗管的至少一个交替从第二蜗囊壳体的蜗管的集中区获得。应该指出的是如果蜗管向着它们的起点延伸，第二蜗囊壳体的蜗管的集中区对应于这些蜗管的内端部会集中的区域。

必须指出的是术语“第二蜗囊壳体的蜗管的交替”必须解释为意味着一个连续地碰见至少一个第二蜗囊壳体的第一蜗管，第二蜗囊壳体的第二蜗管且再次碰见第二蜗囊壳体的第一蜗管。

优选地，至少其中一个段的可变容积腔具有不同于其它段的可变容积腔的高度。有利地，第二蜗囊壳体的至少其中一个蜗管具有不同于第二蜗囊壳体的其它蜗管的高度。优选地，第二蜗囊壳体的每个蜗管具有不同于第二蜗囊壳体的其它蜗管的高度。这些配置也使得调整第二段的位移成为可能。因此第二段的位移的调整主要通过调整第二段的低压流通道的位置，其次通过调整每个段的可变容积腔的相对高度完成。

有利地，当通过不同的段看见的聚集流相同时(中间过程的典型情况仅包括冷却或者加热流)，部分限定第一段的可变容积腔的第二蜗囊壳体的蜗管的高度大于部分限定第二段的可变容积腔的第二蜗囊壳体的蜗管的高度。

优选地，当第二段的聚集流低于第一段的聚集流时(在压缩器运转中，具有流移除的中间过程的典型情况)，部分限定了第一段的可变容积腔的第二蜗囊壳体的蜗管的高度大于部分限定了第二段的可变容积腔的第二蜗囊壳体的蜗管的高度。

当第二段的质量流大于第一段的质量流时(在压缩器模式中，具有流注射的中间过程的典型情况)，部分限定了第一段的可变容积腔的第二蜗囊壳体的蜗管的高度有利地小于部分限定了第二段的可变容积腔的第二蜗囊壳体的蜗管的高度。

优选地，蜗囊壳体和第二蜗囊壳体的其中一个蜗管配置以使得轴向游隙存在在后者的部分之间，以及第二蜗囊壳体的所述蜗管包括，在它的面上向着第一蜗囊壳体取向且在它的长度的至少一部分上的密封节段。在其它蜗管的顶点和相对蜗囊壳体的表面之间的密封通过接触监视获得。

根据本发明的一个可替换实施例，第二蜗囊壳体的至少其中一个蜗管具有不同于第二蜗囊壳体的其它蜗管的厚度。优选地，第二蜗囊壳体的每个蜗管具有不同于第二蜗囊的其它蜗管的厚度。

根据本发明的一个可替换实施例，第二蜗囊壳体的至少其中一个蜗管具有纵向的可变厚度。这些布置使得一方面使得对于给定压缩率所必需的蜗管的转数减少，另一方面在其中一个蜗囊壳体的蜗管的其中一个中产生了布置以接收另一个蜗囊壳体的其中一个蜗管的外壳成为可能。

有利地，机器一方面包括布置以连接第一段的高压流通道和第二段的低压流通道的连接装置，另一方面包括布置以加热和/或冷却在第一段的高压流通道和第二段的低压流通道之间流动的流的加热和/或冷却装置。

有利地，蜗管机器包括：

由护罩限定的密封机壳，护罩的上和下端部分别由盖和底座封闭；

主体，移动蜗囊主体支撑在主体上；

由与主体限定了中间腔的管状外罩围绕的电机；

穿过护罩中形成的开口延伸且通向中间腔的连接器，该连接器与加热和/或冷却装置连接，以及

至少一个流循环通道，其连接容置电机的蜗管机器的部分至由固定蜗囊壳体和盖限定的腔。

根据第一可替换实例，属于第二压缩或者扩张段的低压流通道通向由盖和固定蜗囊壳体限定的腔，且属于第一压缩或扩张段的高压流通道直接连接至延伸穿过形成在盖中的开口的连接器，所述连接器与加热和/或冷却装置连接。

根据第一可替换实例，属于第二压缩或者扩张段的低压流通道直接连接至延伸穿过形成在盖中的开口的连接器，所述连接器与加热和/或冷却装置连接，且属于第一压缩和/或扩张段的高压流通道通向由盖和固定蜗囊壳体限定的腔。

根据本发明的一个实施例，蜗管机器是蜗管压缩器，不同段的低压流通道是流进入通道，不同段的高压流通道是流释放通道，且流用于在第一段和第二段中受到连续压缩。

优选地，蜗管压缩器包括冷却剂入口，其通向形成在主体中的进入腔且与由固定和移动蜗囊壳体限定的吸入腔连通。有利地，当属于第一压缩或扩张段的高压流通道直接连接至延伸穿过形成在盖中的开口的连接器时，所述连接器形成冷却剂出口，且当属于第二压缩或者扩张段的低压流通道直接连接至连接器时，所述连接器形成冷却剂入口。

优选地，至少其中一个段包括两个可变容积腔，称作外腔和内腔，其分别由第二蜗囊壳体的其中一个蜗管向外和向内限定，且两个可变容积腔布置以通向对应段的高压流通道，机器包括压力平衡装置，其配置以使得外腔中的压力在它与对应段高压流通道连通之前大致等于内腔在它与对应段的高压流通道连通之前的压力。

有利地，压力平衡装置包括凸出部，其从第一蜗囊壳体的蜗管的内表面延伸且位于对应段的高压流通道，凸出部优选具有布置以延迟与对应段的高压流通道连通的外腔的位移的轮廓。凸出部的轮廓优选地是与限定了外和内腔的第二蜗囊壳体的蜗管的内端部的轮廓配对的轮廓。优选地，凸出部具有半径等于轨道运动的轨道半径的圆形的弧形轮廓。

有利地，部分限定了第一段的可变容积腔的第一蜗囊壳体的蜗管的外端部和第二蜗囊壳体的蜗管的外端部相对于限定了第二段的可变容积腔的蜗管的集中区不对称设置，且平衡装置包括在与相对于限定了第二段的可变容积腔的蜗管的集中区，部分限定了第一段的可变容积腔的第二蜗囊壳体的蜗管的外端部直径相对的点和第一蜗囊壳体的蜗管的外端部之间延伸的第一蜗囊壳体的蜗管的部分。

优选地，第二蜗囊壳体的每个蜗管部分地限定了单个段的可变容积腔。

根据本发明的另一实施例，蜗管机器是蜗管扩张机器，不同段的低压流通道是流释放通道，不同段的高压流通道是流进入通道，且流用于在第二段和第一段中受到连续扩张。

优选地，第一蜗囊壳体固定，第二蜗囊壳体移动。

在任何情况下，利用接下来参照作为非限制性例子，该蜗管机器的两个实施例的附图解图显示的说明将更好地理解本发明。

附图说明

图1是根据第一实施例的蜗管机器的图解纵向横截面视图；

图2和3是图1的机器的横向横截面视图，其在两个不同运转位置示出固定和移动蜗囊壳体的蜗管；

图4是沿着图3的线A-A的横截面视图；

图5是根据第二实施例的蜗管机器的固定和移动蜗囊壳体的纵向横截面视图；

图6是根据第三实施例的蜗管机器的横向横截面视图；

图7是根据第四实施例的蜗管机器的固定和移动蜗囊壳体的横向横截面视图；

图8至11是图7的蜗囊壳体分别偏移四分之一转的四个不同运转位置处的横向横截面视图；

图12至15是图7的蜗囊壳体分别偏移四分之一转的四个不同运转位置处的的横向横截面视图；

图16是根据第五实施例的蜗管机器的固定和移动蜗囊壳体的横向横截面视图；

图17是根据第六实施例的蜗管机器的固定和移动蜗囊壳体的横向横截面视图；

图18是根据第七实施例的蜗管机器的固定和移动蜗囊壳体的横向横截面视图；

图19是是根据第八实施例的蜗管机器的固定和移动蜗囊壳体的局部横截面视图；

图20是图19的移动蜗囊壳体的蜗管的其中一个的俯视图；

图21是根据第九实施例的蜗管机器的图解纵向横截面视图；

图22是根据第十实施例的蜗管机器的图解纵向横截面视图；

具体实施方式

图1至4示出了根据本发明的第一实施例的多段蜗管机器，配置为作为布置以压缩冷却剂的压缩器运转。图1说明了竖直位置的蜗管机器。然而，根据本发明的蜗管机器可以位于倾斜位置，或者水平位置，而它的结构没有显著的改变。

图1所示的蜗管机器包括由护罩2限定的密封机壳(enclosure)，它的上端部和下端部分别通过盖子3和底座4封闭。该机壳的组装可以特别利用焊接缝完成。

蜗管机器包括固定蜗囊壳体5，其包括装配有面向向下的蜗管7的板6，以及移动蜗囊壳体8，其包括支撑抵靠包含在蜗管机器的外罩中的主体11的板9，板9装配有面向向上的两个蜗管12、13。

蜗管机器包括驱动轴14，它的上端部与包括在移动蜗囊壳体8中的套筒形部分15接合。当通过包含在蜗管机器的外罩内的电机转动时，驱动轴14驱动移动蜗囊壳体8跟随圆形轨道相对于固定蜗囊壳体5运动。

如图2所示，移动蜗囊壳体8的蜗管12具有纵向可变厚度。移动蜗囊壳体8的蜗管12有具有从它的外端部延伸的不变厚度的第一部分12a，以及具有在第一部分12a的连续部延伸至蜗管12的内端部的可变厚度的第二部分12b。

移动蜗囊壳体8的蜗管13具有不变厚度。

应指出的是移动蜗囊壳体8的蜗管12、13，如果它们最远被延伸至它们的起点，将向着大致位于移动蜗囊壳体8的中心处的集中区集中。

移动蜗囊壳体8的蜗管12、13彼此重叠，以使得根据移动蜗囊壳体8的至少一个径向横截面，一个从蜗管12、13的集中区交替地碰见移动蜗囊壳体8的蜗管12、13。

固定蜗囊壳体5的蜗管7具有纵向可变厚度。固定蜗囊壳体5的蜗管7有具有从它的外端部延伸的具有不变厚度的第一部分7a，以及具有在第一部分7a的连续部延伸至蜗管7的内端部的可变厚度的第二部分7b。

固定蜗囊壳体的蜗管7的第二部分7b包括在蜗管内延伸，布置以接收移动蜗囊壳体8的蜗管13的外壳(housing)17。

如图4所示，移动蜗囊壳体8的蜗管12、13和固定蜗囊壳体的蜗管7具有相同的高度。

移动蜗囊壳体8的蜗管12、13接合固定蜗囊壳体5的蜗管7，以使得限定属于第一压缩段的第一系列的可变容积腔18a至18d，和属于第二压缩段的第二系列可变容积腔18e至18h。

移动蜗囊壳体8的蜗管12仅部分限定属于第一压缩段的第一系列的可变容积腔18a至18d，而移动蜗囊壳体8的蜗管13仅部分限定属于第二压缩段的第二系列可变容积腔18e至18h。

每个压缩段包括分别由移动蜗囊壳体8的蜗管的其中一个向内或者向外地限定的数对可变容积压缩腔，压缩腔具有在移动蜗囊壳体8的轨道运动期间中，逐渐从外部减少的容积。

应该指出的是固定蜗囊壳体5的蜗管7和移动蜗囊壳体8的蜗管13向着大致位于固定蜗囊壳体中心处的集中区集中。

固定蜗囊壳体5的蜗管7的外端部和移动蜗囊壳体8的蜗管12的外端部相对于限定了第二段的可变容积腔的蜗管7、13的集中区对称设置。

第一压缩段一方面包括经由形成在主体11中的两个进入管道22连接至径向形成在护罩2上的冷却剂入口21的两个流进入通道19a、19b，另一方面包括由固定的5和移动的8蜗囊壳体限定且与两个进入管道22连通的吸入腔23。

流进入通道19a由固定蜗囊壳体5的蜗管7的外端部和移动蜗囊壳体8的蜗管12的外壁之间的空间限定。流进入通道19b由移动蜗囊壳体8的蜗管12的外端部和固定蜗囊壳体5的蜗管7的外壁之间的空间限定。

在移动蜗囊壳体8的轨道运动期间，流进入通道19a、19b布置以分别出现在第一段的最外可变容积腔(图2中的腔18a和18b)中。

第一压缩段也包括在移动蜗囊壳体8的轨道运动期间，布置以分别打开进入第一段的最内可变容积腔(图2中的腔18c、18d)的流释放通道24。

第一段的流释放通道24由通孔形成，通孔形成在固定蜗囊壳体5的板6中且在移动蜗囊壳体8的蜗管12的内端部处打开。通孔24与形成在盖3中的冷却剂出口25直接连接。冷却剂25有利地平行于该机器的轴延伸。

第二压缩段包括流进入通道26，其与形成在盖3中的冷却剂入口27连接且在移动蜗囊壳体8的轨道运动期间，布置以分别打开进入第二段的最外腔(图2中的腔18e和18f)。

第二压缩段也包括流释放通道28，其在移动蜗囊壳体8的轨道运动期间，布置以分别打开进入第二段的最内腔(图2中的腔18g和18h)。

流进入通道26通过通孔形成，通孔形成在固定蜗囊壳体5的板6中且在移动蜗囊壳体8的蜗管13的外端部处打开。第二段的流释放通道28由通孔形成，通孔形成在固定蜗囊壳体5的板6中，且在移动蜗囊壳体8的蜗管13的内端部处出现。该通孔28经由通过盖3和固定蜗囊壳体5限定的释放腔31与径向地形成在盖3中冷却剂出口29连接。

优选地，第二段的进入26和释放28孔以及第一段的释放孔24大致垂直于固定蜗囊壳体5的板6延伸。

如图2所示，第二压缩段的流进入孔26比第一压缩段的释放孔24距固定蜗囊壳体5的中心更远。也应该说明，第二压缩段的流进入孔26比第一压缩段的释放孔24距固定蜗囊壳体5的蜗管7和移动蜗囊壳体8的蜗管13的集中区更远。

蜗管机器也包括连接装置，其布置以连接第一段的流释放通道24至第二段的流进入通道26，另一方面，也包括冷却装置33，其布置以冷却从第一段的流释放通道24至第二段的流进入通道26流动的流。根据图1中所示的实施例，连接装置包括，冷却剂出口25、冷却剂入口27以及分别连接冷却剂出口25至冷却装置33和冷却剂入口27至冷却装置33的两个连接部分32。

现在将说明蜗管机器的运转。

图3示出了固定5和移动8蜗囊壳体的位置，其中第一压缩段的两个外压缩腔分别在蜗管7和12的外端部处封闭。固定5和移动8蜗囊壳体的这一位置对应于所谓的“位移”位置。

一旦移动蜗囊壳体8从图3所示的位置移动，第一段的外腔沿顺时针方向向着内部移动且它们的容量减少，其引起了包含在后者部分中的冷却剂的压缩。当这些两个外腔到达释放孔24，包含在后者部分中的冷却剂通过所述释放孔24释放且通过冷却剂出口25和连接部分32的其中之一传输到冷却装置33。

压缩的冷却剂被冷却且经由另一连接部分32和冷却剂入口27传输到第二段的进入孔26，因此，它能够在第二段的可变容积腔中得以压缩，且因此它能够通过大致形成在固定蜗囊壳体5的中心的释放孔28得以释放。

图5示出了蜗管机器的可替换实施例，其不同于图1中所示的在于移动蜗囊壳体8的蜗管13具有高度h2，其大于移动蜗囊壳体8的蜗管12的高度h1以使得属于第二压缩段的可变容积腔具有比属于第一压缩段的可变容积腔更大的高度。

图6示出了蜗管机器的可替换实施例，其不同于图1中所示的在于它也包括压力平衡装置，配置以使得可变容积腔18c中的压力在它与第一段的流释放通道24连通之前大致等于可变容积腔18d中在它与第一段的流释放通道24连通之前的压力。

平衡装置包括凸出部34，其从固定蜗囊壳体5的蜗管7的内表面延伸且位于第一段的流释放通道24。凸出部34具有圆形的弧轮廓35，其布置以延迟与第一段的流释放通道24连通的可变容积腔18c的位移。

如图6中所示的虚线，固定蜗囊壳体的蜗管7的外端部与移动蜗囊壳体的蜗管12的外端部可以相对于限定了第二段的可变容积腔的蜗管7、13的集中区大致不对称地设置。根据该实施例，平衡装置也由在与相对于蜗管7、13的集中区的移动蜗囊壳体的蜗管12的外端部直径相对的点与固定蜗囊壳体的蜗管7的外端部之间延伸的蜗管7的部分36构成。

图7示出了蜗管机器的另一可替换实施例，其不同于图1中所示的基本上在于固定蜗囊壳体5包括彼此重叠的两个蜗管7、7’，且其内端部通过分隔件40彼此连接，在于移动蜗囊壳体8的蜗管12、13具有相同的不变厚度，以及在于第一段包括仅一个流进入通道19。

流进入通道19由固定蜗囊壳体5的蜗管7的外端部和固定蜗囊壳体5的蜗管7’的外壁限定，且布置以在移动蜗囊壳体的轨道运动期间，分别打开进入第一段的最外可变蜗囊腔(图7中的腔18a和18b)。

固定蜗囊壳体5的蜗管7、7’彼此重叠以使得根据固定蜗囊壳体5的径向横截面，一个从蜗管7、7’的集中区交替地碰见固定蜗囊壳体5的蜗管7、7’。固定蜗囊壳体5的蜗管7、7’具有相同的不变的厚度。

固定蜗囊壳体5的蜗管7’的外端部与固定蜗囊壳体5的蜗管7的外壁在第二段的进入孔26处连接。

移动蜗囊壳体8的蜗管12、13接合固定蜗囊壳体5的蜗管7、7’以使得限定属于第一压缩段的第一系列的可变容积腔18a至18d，和属于第二压缩段的第二系列可变容积腔18e至18h。

图8以有角度的位置示出了图7的固定和移动蜗囊壳体的蜗管，以使得移动蜗囊壳体8的蜗管12的外端部限定了第一段的腔的其中一个的密封线。

图8中示出的点A至E示出了在移动蜗囊壳体8的蜗管12和固定蜗囊壳体5的蜗管之间的密封线，这些密封线限定了第一段的可变容积腔。

图9至11示出了相对于图8所示的位置分别偏移四分之一转的蜗管机器的三个不同的运转位置。这些不同的图使得在移动蜗囊壳体8的轨道运动期间，可看见第一段的可变容积腔18a至18d和点A至E的转动。

图12以有角度的位置示出了图7的固定和移动蜗囊壳体的蜗管，以使得移动蜗囊壳体8的蜗管13的外端部限定了第二段的腔的其中之一的密封线。

图12中示出的点F至I示出了在移动蜗囊壳体8的蜗管13和固定蜗囊壳体5的蜗管之间的密封线，这些密封线限定了第二段的可变容积腔。

图13至15示出了相对于图12所示的位置分别偏移四分之一转的蜗管机器的三个不同的运转位置。这些不同的图使得在移动蜗囊壳体8的轨道运动期间，可看见可变容积腔18e至18h和点F至I的转动。

图16示出了蜗管机器的另一可替换实施例，其不同于图7中所示的在于固定蜗囊壳体5的蜗管7的外端部与固定蜗囊壳体5的蜗管7’的外壁连接，且在于第一段包括单个流进入通道19，其由形成在固定蜗囊壳体5的板6中且出现在固定蜗囊壳体5的蜗管7的外端部处的通孔构成。该通孔19被布置以在移动蜗囊的轨道运动期间，分别打开进入第一段的最外可变蜗囊腔。

图17示出了蜗管机器的另一可替换实施例，其不同于图16中所示的在于移动蜗囊壳体8的蜗管12具有比移动蜗囊壳体8的蜗管13更小的厚度。

图18示出了蜗管机器的另一可替换实施例，其不同于图17中所示的在于固定蜗囊壳体5的蜗管7具有比固定蜗囊壳体5的蜗管7’更小的厚度。

图19示出了蜗管机器的再一可替换实施例，其不同于图1中所示的在于固定蜗囊壳体5和移动蜗囊壳体8的蜗管13配置以使得后者之间的轴向游隙Ja存在，在于移动蜗囊壳体8的蜗管13包括：在它的面上向着固定蜗囊壳体的板6取向的密封节段42。

如图20所示，密封节段42仅延伸越过移动蜗囊壳体8的蜗管13的中心部分。

根据图中未示出的蜗管机器的一个可替换实施例，密封节段42可以延伸越过移动蜗囊壳体的蜗管13的全部长度。

根据图中未示出的蜗管机器的再一个可替换实施例，固定蜗囊壳体5的蜗管7也可以包括：在它的面上向着移动蜗囊壳体8的板9取向的密封节段。

图21示出了蜗管机器的再一可替换实施例，其不同于图1中所示的在于冷却剂入口21通向进入腔43，其形成在主体11中且与由固定5和移动8蜗囊壳体限定的吸入腔23连通，在于流进入通道26通向由盖3和固定蜗囊壳体5限定的腔44，在于冷却剂出口29大致延伸平行于蜗管机器的轴，在于流释放通道28与冷却剂出口29直接连接，在于蜗管机器包括穿过护罩2径向延伸且通向由主体11限定的中间腔46的连接器45，电机16和围绕电机的管状外罩47，连接器45与冷却装置33连接。

在图21所示的蜗管机器的运转条件下，由释放孔24释放的压缩的冷却剂经由冷却剂出口25和其中一个连接部分32传输至冷却装置33。

压缩的流得以冷却且接着经由另一个连接部分32传输至连接器45。冷却剂穿过进入中间腔46且穿过电机16从顶部至底部流动，特别地通过位于在电机的转子和定子之间的空间。然后，冷却剂经由至少一个在护罩2和主体11之间形成的圆周通道49在由管状外罩47和的护罩2限定的环形容积48中从底部到顶部流动远至腔44。冷却剂接着到达第二段的进入孔26，因此它能够在第二段的可变容积腔中得以压缩。

在两个压缩段之间的冷却剂的循环改进了电机的冷却，由于后者通过更高密度气体冷却。此外，作为在两个压缩段之间的冷却剂的该循环的结果，容置电机16的蜗管机器的部分所处的压力大致等于由第一压缩段的释放孔24释放的冷却剂的压力，因此处于相对于图1中所示的实施例更高的压力。这导致在第二段的圆周腔和容置电机16的蜗管机器的部分之间的压力差的减少，其使得减少这些第二段的圆周袋状件和容置电机16的蜗管机器的部分之间的泄露成为可能。第二段的圆周腔和容置电机16的蜗管机器的部分之间的压力差的减少也使得可以限制施加在移动蜗囊壳体的板上的力，因此限制了后者磨损。

此外，在压缩段之间的冷却剂的循环提高了蜗管机器的体积的和等熵的输出，因为冷却剂直接流动通向第一压缩段，而不会由通过它的电机16的通道受到恶化。

图22示出了蜗管机器的再一可替换实施例，其不同于图21中所示的在于流进入通道24通向由盖3和固定蜗囊壳体5限定的腔44，且在于流进入通道26与形成在盖3中的冷却剂入口27连接。

在图22所示的蜗管机器的运转条件下，由释放孔24释放的压缩的冷却剂进入由盖3和固定蜗囊壳体5限定的腔44，且经由圆周通道49从顶部到底部在由环形外罩47和护罩2限定的环形容积48中流动。冷却剂接着从底部到顶部通过电机16流动，远至中间腔46。接着，冷却剂经由连接器45和连接部分32的其中之一被传输远至冷却装置33。

压缩的冷却剂得以冷却接着经由另一个连接部分32和冷却剂入口27被传输远至第二段的进入孔26。

在这两个压缩段之间的冷却剂的该循环提高了引擎的冷却，由于后者通过更高密度的气体冷却，其之前得以冷却。

根据本发明没有在图中说明的一个实施例，蜗管机器可以配置以作为蜗管扩张机器运转，如蜗管涡轮机。在那种情况下，进入通道将是释放通道，释放通道将是进入通道，且冷却剂将用于在第二段和第一段中接续得以扩张。

本发明当然不仅限于作为例子如上所述的该蜗管机器的实施例，而是相反地包括所有可替换实施例。

Claims (14)

1.一种压缩和/或扩张流体的多段蜗管机器，包括描述了轨道相对运动的第一和第二蜗囊壳体(5、8)，所述第一蜗囊壳体(5)装配有至少一个蜗管(7、7’)且所述第二蜗囊壳体(8)装配有至少两个蜗管(12、13)，所述第二蜗囊壳体的所述蜗管与所述第一蜗囊壳体的所述蜗管接合以使得限定属于第一压缩或者扩张段的至少第一系列可变容积腔(18a-18d)，以及属于第二压缩或者扩张段的至少一个第二系列可变容积腔(18e-18h)，每个压缩或者扩张段包括至少一个高压流通道(24、28)，其布置以通向所述相应的段的至少其中一个所述腔，和至少一个低压流通道(19、19a、19b、26)，其布置以通向所述相应的段的至少其中一个所述腔，所述第一段的所述高压流通道和所述第二段的所述高压流通道配置以使得穿过所述第一段的所述高压流通道的流具有比穿过所述第二段的高压流通道的流更低的压力，和/或所述第一段的所述低压流通道和所述第二段的所述低压流通道配置以使得穿过所述第一段的所述低压流通道的流具有比穿过所述第二段的低压流通道的流更低的压力，其特征在于：布置以通向所述第二段的至少其中一个所述腔的所述第二段的所述低压流通道(26)的部分比布置以通向所述第一段的至少其中一个所述腔的所述第二段的所述高压流通道(24)的部分距离限定所述第二段的所述可变容积腔的所述蜗管的集中区更远，且在于所述第二蜗囊(8)的所述蜗管(12、13)彼此重叠，以使得根据所述第二蜗囊壳体的至少一个径向横截面，所述第二蜗囊壳体(8)的所述蜗管的至少一个交替从所述第二蜗囊壳体的所述蜗管的集中区获得。

2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于：至少其中一个所述段的可变容积腔具有不同于所述其它段的可变容积腔的高度。

3.根据权利要求1或2所述的机器，其特征在于：所述第二蜗囊壳体(8)的至少其中一个所述蜗管(13)具有不同于所述第二蜗囊壳体的所述其它蜗管的高度。

4.根据权利要求1至3中其中之一所述的机器，其特征在于：所述第一蜗囊壳体(5)和所述第二蜗囊壳体(8)的其中一个所述蜗管(13)配置以使得轴向游隙存在在后者的部分之间，以及所述第二蜗囊壳体(8)的所述蜗管(13)包括，在它的面上向着所述第一蜗囊壳体取向且在它的长度的至少一部分上的密封节段(42)。

5.根据权利要求1至4中其中之一所述的机器，其特征在于：所述第二蜗囊壳体(8)的至少其中一个所述蜗管(12)具有不同于所述第二蜗囊壳体的所述其它蜗管的厚度。

6.根据权利要求1至4中其中之一所述的机器，其特征在于：所述第二蜗囊壳体的至少其中一个所述蜗管具有纵向的可变厚度。

7.根据权利要求1至6中其中之一所述的机器，其特征在于：它一方面包括布置以连接所述第一段的所述高压流通道(24)和所述第二段的所述低压流通道(26)的连接装置，另一方面包括布置以加热和/或冷却在所述第一段的所述高压流通道(24)和所述第二段的所述低压流通道(26)之间流动的流的加热和/或冷却装置(33)。

8.根据权利要求1至7中其中之一所述的机器，其特征在于：所述第二蜗囊壳体(8)的每个蜗管(12、13)部分限定了单个段的可变容积腔。

9.根据权利要求1至8中其中之一所述的机器，其特征在于：所述蜗管机器是蜗管压缩器，在于所述不同段的所述低压流通道是流进入通道，在于所述不同段的所述高压流通道是流释放通道，且在于所述流在所述第一段和所述第二段中受到连续压缩。

10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于：至少其中一个所述段包括两个可变容积腔，称作外腔(18c)和内腔(18d)，其分别由所述第二蜗囊壳体(8)的其中一个蜗管向外和向内限定，且所述两个可变容积腔布置以通向对应段的所述高压流通道(24)，在于所述机器包括压力平衡装置(34、36)，其配置以使得所述外腔(18c)中的压力在它与对应段的所述高压流通道(24)连通之前大致等于所述内腔(18d)的在它与对应段的所述高压流通道(24)连通之前的压力。

11.根据权利要求10所述的机器，其特征在于：所述压力平衡装置包括凸出部(34)，其从所述第一蜗囊壳体(5)的所述蜗管(7)的内表面延伸且位于对应段的所述高压流通道(24)处，所述凸出部(34)优选具有布置以延迟与对应段的所述高压流通道(24)连通的所述外腔(18c)的设置的轮廓(35)。

12.根据权利要求8和权利要求10或11其中之一所述的机器，其特征在于：部分地限定了所述第一段的可变容积腔的所述第一蜗囊壳体(5)的所述蜗管(7)的外端部和所述第二蜗囊壳体(8)的所述蜗管(12)的外端部相对于限定了所述第二段的可变容积腔的所述蜗管的集中区不对称设置，且在于，所述平衡装置包括在所述第二蜗囊壳体(8)的所述蜗管(12)的外端部与所述第一蜗囊壳体的所述蜗管(7)的外端部的直径相对点之间延伸的所述第一蜗囊壳体(5)的所述蜗管(7)的部分(36)，所述第二蜗囊壳体(8)的所述蜗管(12)的外端部相对于限制所述第二段的可变容积腔的所述蜗管的集中区部分地限制所述第一段的可变容积腔。

13.根据权利要求1至8其中之一所述的机器，其特征在于：所述蜗管机器是蜗管扩张机器，在于不同段的所述低压流通道是流释放通道，在于不同段的所述高压流通道是流进入通道，且在于流体在所述第二段和所述第一段中受到连续扩张。

14.根据权利要求1至13其中之一所述的机器，其特征在于：所述第一蜗囊壳体(5)是固定的，所述第二蜗囊(8)是移动的。

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