Drehantrieb und dessen Anwendung

In einem allgemeinen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung Drehantriebe und deren Anwendungen.

In Drehantriebsgeräten nach der bekannten Ausführungsart, wie beispielsweise Turbinen, Gebläse usw., wird ein Druckabfall zwischen zwei Stellen in einem Flüssigkeitsnetz zum Antreiben eines Laufrads mit geometrischen Blättern genutzt, um Energie zu erzeugen.

Eine Turbine ist eine mechanische Drehvorrichtung, die Energie aus einem Flüssigkeitsstrom gewinnt und diese in mechanische Energie umwandelt, oder umgekehrt. Als Arbeitsmittel der Turbine kann entweder ein Gas oder eine Flüssigkeit verwendet werden. Eine Turbine, die Wasser als Arbeitsmittel verwendet, wird als Wasserturbine bezeichnet, während eine Dampfturbine als Arbeitsmittel Dampf verwendet und die Turbine, die ein Gas als Arbeitsmittel verwendet, als Verbrennungsturbinenmotor, d.h. Gasturbine, bezeichnet wird.

Das Antriebsgerät muss effizient sein und Leckagen verhindern. Beispielsweise offenbart die chinesische Patent-Nr. CN108368744CN108368744AA eine Dichtungsrippe, eine Dichtungsstruktur und eine Turbine, die in der Lage ist, Verluste durch Leckagen zu reduzieren.

In einem allgemeinen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Drehantriebe und deren Anwendungen.

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht ein Drehantrieb aus einem versiegelten Behälter und einem Kolbenrotor. Der Kolbenrotor ist im versiegelten Behälter angeordnet, um den versiegelten Behälter in einen ersten Raum und einen zweiten Raum mit einem Druckunterschied zwischen diesen einzuteilen. Der Kolbenrotor umfasst gegenüber dem ersten Raum ein erstes Ende und gegenüber dem zweiten Raum ein zweites Ende, wobei das erste Ende mehrere erste Bohrungen und das zweite Ende mehrere zweite Bohrungen aufweist. Die Tiefe jeder ersten Bohrung und jeder zweiten Bohrung ist geringer als die Dicke des Kolbenrotors, wobei jede erste Bohrung und jede zweite Bohrung einen ersten Teil und einen zweiten Teil umfasst und die Oberfläche des ersten Teils größer als die Oberfläche des zweiten Teils ist.

In einem Ausführungsbeispiel ist der erste Raum mit einer ersten Flüssigkeit gefüllt, der zweite Raum mit einer zweiten Flüssigkeit gefüllt, wobei diese erste und zweite Flüssigkeit aus einer Gruppe einer gesättigten Flüssigkeit, eines gesättigten Dampfs, eines gesättigten Gases, eines überhitzten Dampfs oder eines überhitzten Gases ausgewählt sind.

In einem Ausführungsbeispiel ist der Druck im ersten Raum niedriger als der Druck im zweiten Raum. Darüber hinaus enthält die erste Flüssigkeit eine gesättigte Flüssigkeit, die ein Hydrauliköl oder ein Schmieröl enthält, während die zweite Flüssigkeit ein Kältemittel und dieses wiederum Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) enthält.

In einem Ausführungsbeispiel wird der versiegelte Behälter mit einem adiabatischen Verfahren betrieben.

In einem Ausführungsbeispiel wird der versiegelte Behälter mit einem nicht-adiabatischen Verfahren betrieben.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Drehantrieb weiter ein Kontrollsystem, mit dem die Temperatur und der Druck im ersten Raum und/oder im zweiten Raum geregelt werden, um die Drehgeschwindigkeit des Kolbenrotors zu steuern.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der ersten Bohrungen oder die Anzahl der zweiten Bohrungen ungerade oder gerade.

In einem Ausführungsbeispiel sind die mehreren ersten Bohrungen und die mehreren zweiten Bohrungen abwechselnd gebildet.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Fläche des ersten Teils der zweiten Bohrung größer als die Fläche des zweiten Teils der ersten Bohrung, während die Fläche des zweiten Teils der zweiten Bohrung geringer als die Fläche des ersten Teils der ersten Bohrung ist.

In einem Ausführungsbeispiel ist in der Mitte des Kolbenrotors eine Welle angeordnet, während mit der Rotation des Kolbenrotors die Welle zum Rotieren angetrieben wird.

In einem Ausführungsbeispiel steht ein Ende der Welle aus dem versiegelten Behälter vor und ist an ein Wellenantriebsgerät oder an eine Übertragungsvorrichtung gekoppelt.

In einem Ausführungsbeispiel steht ein Ende der Welle aus dem versiegelten Behälter vor und ist an einem Propeller oder über eine Übertragungsvorrichtung an einem Propeller befestigt.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Drehantrieb weiter einen Magnetsatz und eine Spule, wobei ein Ende der Welle aus dem versiegelten Behälter vorsteht und am Magnetsatz befestigt und dieser Magnetsatz innerhalb der Spule angeordnet ist.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Drehantrieb weiter einen Magnetsatz und eine Spule, wobei ein Ende der Welle aus dem versiegelten Behälter vorsteht und an der Spule befestigt und diese Spule innerhalb eines Magnetfelds des Magnetsatzes angeordnet ist.

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist ein Drehantrieb einen versiegelten Behälter und N Kolbenrotoren auf. Die N Kolbenrotoren sind im versiegelten Behälter angeordnet, um den versiegelten Behälter in N+1 Räume einzuteilen, wobei N eine positive ganze Zahl ist, jeder Kolbenrotor zwischen zwei der N+1 Räume eingeklemmt ist und zwischen diesen ein Druckunterschied vorhanden ist. Jeder Kolbenrotor weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende mehrere erste Bohrungen und das zweite Ende mehrere zweite Bohrungen aufweist. Die Tiefe jeder ersten Bohrung und jeder zweiten Bohrung ist geringer als die Dicke des Kolbenrotors, wobei jede erste Bohrung und jede zweite Bohrung aus einem ersten Teil und einem zweiten Teil besteht. Dabei ist die Fläche des ersten Teils ist größer als die Fläche des zweiten Teils.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist ein Drehantrieb einen versiegelten Behälter und einen Kolbenrotor auf. Der Kolbenrotor ist im versiegelten Behälter angeordnet, um den versiegelten Behälter in einen ersten Raum und einen zweiten Raum mit einem Druckunterschied zwischen diesen einzuteilen. Der Kolbenrotor weist gegenüber dem ersten Raum ein erstes Ende und gegenüber dem zweiten Raum ein zweites Ende auf. Das erste Ende weist mehrere erste Bohrungen und das zweite Ende mehrere zweite Bohrungen auf. Die mehreren ersten Bohrungen und der zweiten Bohrungen sind abwechselnd angeordnet, wobei eine Tiefe einer jeden der mehreren ersten Bohrungen und jeden der mehreren zweiten Bohrungen geringer als eine Dicke des Kolbenrotors ist. Eine Membran ist an der Schnittstelle jedes Paars der ersten und zweiten Bohrung angeordnet, wobei die Membran durch den Druckunterschied verformt wird, um den Kolbenrotor zu rotieren.

• 1 zeigt eine Querschnittansicht eines Drehantriebs nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Kolbenrotors eines Drehantriebs nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 3 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines Kolbenrotors eines Drehantriebs nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 4 zeigt eine Querschnittansicht eines Drehantriebs nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 5 zeigt eine Querschnittansicht eines Antriebsgerät nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 6 zeigt eine Querschnittansicht einer stromerzeugenden Einrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 7 zeigt eine Querschnittansicht eines Antriebsgerät nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 8 zeigt eine Querschnittansicht eines Antriebsgerät nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 9 zeigt eine Querschnittansicht eines Drehantriebs nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 10A zeigt eine Querschnittansicht eines Kolbenrotors eines Drehantriebs nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• 10B zeigt eine Querschnittansicht (dem Schnitt A-A in der 10A entlang) zum Darstellen, dass der Kolbenrotor ohne einen Druckunterschied betrieben wird.
• FIG. IOC zeigt eine Querschnittansicht (dem Schnitt A-A in der 10A entlang) zum Darstellen, dass der Kolbenrotor mit einem Druckunterschied betrieben wird.
• 10D zeigt eine Querschnittansicht (dem Schnitt A-A in der 10A entlang) zum Darstellen, dass der Kolbenrotor mit einem Druckunterschied betrieben wird.

Die detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung folgt in den nachstehenden Ausführungsformen, mit denen der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht eingeschränkt werden soll, sondern die für andere Anwendungen angewendet werden können. Während die Zeichnungen im Detail dargestellt werden, ist es selbstverständlich, dass die Anzahl der offenbarten Komponenten größer oder kleiner als jene sein kann, die offenbart ist, außer wenn die Anzahl der Komponenten ausdrücklich eingeschränkt wird. In den Zeichnungen und der Beschreibung werden möglichst gleiche oder ähnliche Bezugsziffern verwendet, um auf dieselben oder ähnliche Teile zu verweisen. Es soll hervorgehoben werden, dass alle beigelegten Zeichnungen in vereinfachter Form und nicht in genauem Maßstab dargestellt sind. In Bezug auf die hier vorliegende Offenbarung werden aus praktischen Gründen und der Klarheit Richtungsbezeichnungen wie oben, unten, links, rechts, über, unter, hinten und vorne in Bezug auf die beigelegte Zeichnung verwendet. Solche Richtungsbegriffe sind nicht so auszulegen, dass sie den Umfang der Erfindung auf irgendeine Weise einschränken.

Die 1 zeigt eine Querschnittansicht eines Drehantriebs 1 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Kolbens 12 des Drehantriebs 1 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 1 und 2 zeigen, dass der Drehantrieb 1 hauptsächlich aus einem versiegelten Behälter 10 und einem Kolbenrotor 12 besteht. Der Kolbenrotor 12 ist im versiegelten Behälter 10 angeordnet und besteht aus einer Welle 120, wobei die linken und rechten Enden der Welle 120 an den Wänden der linken bzw. rechten Innenseite des versiegelten Behälters 10 befestigt sind.

Die 1 und 2 zeigen, dass der Kolbenrotor 12 vorzugsweise zylindrisch ist und eine Dicke T aufweist, wobei mehrere erste Bohrungen 121 vom linken Ende des Kolbenrotors 12 parallel zur Achse gebildet sind. Die Anzahl der ersten Bohrungen 121 kann ungerade oder gerade sein, während die Tiefe D jeder ersten Bohrung 121 geringer als die Dicke T des Kolbenrotors 12 ist, d.h. die ersten Bohrungen 121 sind nicht durch den Kolbenrotor 12 gebildet. Auf ähnliche Weise weist das rechte Ende des Kolbenrotors 12 mehrere zweite Bohrungen 122 parallel auf. Die Anzahl der zweiten Bohrungen 122 kann ungerade oder gerade sein und der Anzahl der ersten Bohrungen 121 entsprechen, wobei die Tiefe D jeder zweiten Bohrung 122 geringer als die Dicke T des Kolbenrotors 12 ist, d.h. die zweiten Bohrungen 122 sind nicht durch den Kolbenrotor 12 gebildet.

Die 1 und 2 zeigen, dass die ersten Bohrungen 121 und die zweiten Bohrungen 122 vorzugsweise abwechselnd und in Bezug auf die Welle 120 symmetrisch gebildet sind. Jede erste Bohrung 121 oder zweite Bohrung 122 weist einen nicht kreisförmigen Querschnitt auf, der eine unregelmäßige Form aufweisen kann. Die erste Bohrung 121 weist mindestens einen ersten Teil 1211 und einen zweiten Teil 1212 auf, wobei die Fläche des ersten Teils 1211 größer als die Fläche des zweiten Teils 1212 ist. Die zweite Bohrung 122 weist mindestens einen ersten Teil 1221 und einen zweiten Teil 1222 auf, wobei die Fläche des ersten Teils 1221 größer als die Fläche des zweiten Teils 1222 ist. Beispielsweise weist der Querschnitt einer jeden ersten Bohrung 121 und zweiten Bohrung 122 in diesem Ausführungsbeispiel einen geraden Abschnitt und einen gebogenen Abschnitt auf. Offensichtlich ist die Fläche des gebogenen Abschnitts größer als die Fläche des geraden Abschnitts. Es soll hervorgehoben werden, dass die ersten Bohrungen 121 und die zweiten Bohrungen 122 nicht auf die in den Zeichnungen gezeigte Form eingeschränkt sollen.

Die 1 und 2 zeigen, dass mit dem Kolbenrotor 12 der versiegelte Behälter 10 in zwei Räume eingeteilt wird, d.h. in einen ersten Raum 101 und in einen zweiten Raum 102. Durch eine Steuerung können der erste Raum 101 und der zweite Raum 102 mit gesättigter Flüssigkeit (gesättigtem Gas oder gesättigter Flüssigkeit) unter einer Temperatur, die der Temperatur der äußeren Umgebung entspricht, oder unter einem Druck, der dem Druck der äußeren Umgebung entspricht, gefüllt werden, so dass der erste Raum 101 und der zweite Raum 102 bei einer Änderung der Temperatur unterschiedliche Drücke aufweisen können. Beispielsweise ist der Druck P1 im ersten Raum 101 geringer als der Druck P2 im zweiten Raum 102. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Druck P1 im ersten Raum 101 größer als der Druck P2 im zweiten Raum 102. In manchen Ausführungsbeispielen ist der erste Raum 101 mit einer ersten Flüssigkeit gefüllt, während der zweite Raum 102 mit einer zweiten Flüssigkeit gefüllt ist, wobei die erste Flüssigkeit und die zweite Flüssigkeit aus einer Gruppe einer gesättigten Flüssigkeit, eines gesättigten Dampfs, eines gesättigten Gases, eines überhitzten Dampfs oder eines überhitzten Gases ausgewählt werden. In einem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die erste Flüssigkeit von der zweiten Flüssigkeit. In einem Ausführungsbeispiel ist die erste Flüssigkeit dieselbe wie die zweite Flüssigkeit. In manchen Ausführungsbeispielen kann/können die Temperatur und/oder der Druck der Flüssigkeiten, die in den ersten Raum 101 und/oder zweiten Raum 102 gefüllt sind, geregelt werden. In manchen Ausführungsbeispielen ist der bei relativ niedrigem Druck geregelte Raum mit einer Flüssigkeit gefüllt, wobei diese Flüssigkeit ein gesättigtes Gas oder eine gesättigte Flüssigkeit ist und die gesättigte Flüssigkeit Hydrauliköl oder Schmieröl enthält. Der mit relativ hohem Druck geregelte Raum ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die ein Kältemittel und dieses wiederum Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) enthält, d.h. Verbindungen, die Fluor (F), Chlor (Cl), Kohlenstoff (C), wie z.B. - aber nicht darauf eingeschränkt - R32, R134a, R404A, R410A, R507, F12, F22 usw., und andere bekannte oder unbekannte gesättigte Gase und gesättigte Flüssigkeiten enthalten. Der Sättigungsdruck der Flüssigkeit wird durch die Regelung der Sättigungstemperatur der Flüssigkeit oder der Druck des überhitzten Dampfs wird durch die Regelung der Temperatur des überhitzten Dampfs geregelt.

Die 1 und 2 zeigen, dass der Druck, der im ersten Raum 101 auf jede erste Bohrung 121 ausgeübt wird, ∫P1 ·dA1 entspricht, worin A1 die Fläche der ersten Bohrung 121 bezeichnet. Daher kann der Druck, der auf den ersten Teil 1211 der ersten Bohrung 121 ausgeübt wird, größer als der Druck sein, der auf den zweiten Teil 1212 ausgeübt wird, wobei so ein Drehmoment erzeugt wird. Auf ähnliche Weise entspricht der Druck, der im zweiten Raum 102 auf jede zweite Bohrung 122 ausgeübt wird, ∫P2 · dA2, worin A2 die Fläche der zweiten Bohrung 122 bezeichnet. Daher kann der Druck, der auf den ersten Teil 1221 der zweiten Bohrung 122 ausgeübt wird, größer als der Druck sein, der auf den zweiten Teil 1222 der zweiten Bohrung 122 ausgeübt wird, um so ein Drehmoment zu erzeugen. Die Drehmomente der ersten Bohrungen 121 und der zweiten Bohrungen 122 können bei einem Winkel zwischen 0° und 90° relativ zum Kolbenrotor 12 sein, wobei zwischen dem ersten Raum 101 und dem zweiten Raum 102 ein Druckunterschied besteht, so dass ein kombiniertes Drehmoment entsteht, mit dem der Kolbenrotor 12 um dessen Mitte rotiert wird. Wegen einem Drucklager 106 ist der Kolbenrotor 12 ohne axiale Bewegungen befestigt. Darüber hinaus wird das Volumen des ersten Raumes 101 und des zweiten Raumes 102 konstant gehalten, so dass der Druckunterschied zwischen dem ersten Raum 101 und dem zweiten Raum 102 während dem Rotieren des Kolbenrotors 12 beibehalten werden kann.

Die 1 und 2 zeigen, dass in diesem Ausführungsbeispiel der versiegelte Behälter 10 aus einem Gehäuse 103, einer ersten Verschlusskappe 104 und einer zweiten Verschlusskappe 105 besteht. Die linken und rechten Enden der Welle 120 des Kolbenrotors 12 sind an der Wand der Innenseite der ersten Verschlusskappe 104 bzw. der zweiten Verschlusskappe 105 befestigt. Die Drucklager 106 sind zwischen dem linken Ende der Welle 120 und der ersten Verschlusskappe 104 und zwischen dem rechten Ende der Welle 120 und der zweiten Verschlusskappe 105 angeordnet. Mit dem Drucklager 106 kann ein Verschieben des Kolbenrotos 12 in axialer Richtung verhindert werden. Ferner ist vorzugsweise eine Wellendichtung 107 zwischen der Peripherie des Kolbenrotors 12 und dem ersten Raum 101 angeordnet, während die Peripherie des Kolbenrotors 12 einen Dichtungsring 108 gegen die Wellendichtung 107 aufweist. In manchen Ausführungsbeispielen ist der Betrieb des versiegelten Behälters 10 ein adiabatisches Verfahren, wobei keine Hitze an die äußere Umgebung abgegeben wird und die Drücke P1 und P2 durch Regeln der Temperaturen des ersten Raums 101 und des zweiten Raums 102 geregelt werden. In manchen Ausführungsbeispielen bestehen der versiegelte Behälter 10 und der Kolbenrotor 12 aus einem Material, das gegen hohe Temperatur und Druck widerstandsfähig ist, wie beispielsweise Metall, Keramik oder Verbundstoffe, wobei der versiegelte Behälter 10 als einen Zylinder gebildet sein kann. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Wellendichtung 107 an einer Stelle der Peripherie des Kolbenrotors 12 und des zweiten Raumes 102 angeordnet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind zwei Wellendichtungen 107 vorgesehen, wovon eine zwischen der Peripherie des Kolbenrotors 12 und der ersten Raums 101 und die andere zwischen der Peripherie des Kolbenrotors 12 und des zweiten Raums 102 angeordnet ist.

Die 3 zeigt eine Querschnittansicht eines Kolbenrotors 12 des Drehantriebs 10 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie oben erwähnt, können die ersten Bohrungen 121 und zweiten Bohrungen 122 eine unregelmäßige Form aufweisen, wobei die erste Bohrung 121 mindestens aus einem ersten Teil 1211 und einem zweiten Teil 1212 bestehen kann und die Fläche des ersten Teils 1211 größer als die Fläche des zweiten Teils 1212 ist. Die zweite Bohrung 122 besteht mindestens aus einem ersten Teil 1221 und einem zweiten Teil 1222. Die Fläche des ersten Teils 1221 ist größer als die Fläche des zweiten Teils 1222. In einem Ausführungsbeispiel entspricht die Form der ersten Bohrung 121 jener der zweiten Bohrung 122. In einem Ausführungsbeispiel ist die Form der ersten Bohrung 121 der Form der zweiten Bohrung 122 ähnlich oder unterscheidet sich von dieser. In einem Ausführungsbeispiel ist die Fläche des ersten Teils 1221 der zweiten Bohrung 122 größer als die Fläche des zweiten Teils 1212 der ersten Bohrung 121 und/oder die Fläche des zweiten Teils 1222 der zweiten Bohrung 122 ist geringer als die Fläche des zweiten Teils 1212 der ersten Bohrung 121. Durch das kombinierte Drehmoment, das durch die Druckdifferenz und die erste und zweite Bohrung 121/122 erzeugt wird, wird der Kolbenrotor 12 rotiert. In einem Ausführungsbeispiel ist der Abstand zwischen der ersten Bohrung 121 und der zweiten Bohrung 122 so gering wie möglich, wodurch die Materialkosten eingespart werden und die Effizienz des Kolbenrotors 12 verbessert wird.

Die 4 zeigt einen Drehantrieb 10 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 4 zeigt dabei, dass der Drehantrieb 10 in manchen Ausführungsbeispielen weiter aus einem Kontrollsystem 14 besteht, mit dem der Druck des ersten Raums 101 und/oder des zweiten Raums 102 geregelt werden kann. Das Kontrollsystem 14 kann Temperaturmessgeräte 141 und Druckmessgeräte 142 umfassen, die an einer Steuereinheit 140 zum Messen der Temperatur und des Drucks des ersten Raums 101 und des zweiten Raums 102 gekoppelt sind. In manchen Ausführungsbeispielen kann das Kontrollsystem 14 weiter aus einem Temperaturregelgerät 143 bestehen, das an der Steuereinheit 140 gekoppelt ist, um den Druck des ersten Raums 101 und/oder des zweiten Raums 102 durch Regeln der Temperatur des ersten Raums 101 und/oder des zweiten Raums 102 anzupassen, um somit die Drehgeschwindigkeit des Kolbenrotors 12 zu steuern. In einem Ausführungsbeispiel besteht das Temperaturregelgerät 143 aus einem Heizkörper 1431 und einem Kühler 1432.

In einem Ausführungsbeispiel besteht das Temperaturregelgerät 143 aus einem oder mehr Rohren (nicht gezeigt), die im Gehäuse 103 des versiegelten Behälters 10 angeordnet sind. Durch die Rohre wird ein Kühlmittel eingelassen und/oder ausgelassen, wobei dieses Kühlmittel eine Flüssigkeit oder ein Gas sein kann. Mit dem Kühlmittel kann die Temperatur des ersten Raums 101 und/oder des zweiten Raums 102 angepasst werden, um den Druck im ersten Raum 101 und/oder im zweiten Raum 102 anzupassen. In einem Ausführungsbeispiel weist das Kontrollsystem 14 weiter ein Sicherheitsventil 144 auf, um sicherzustellen, dass der Druck im ersten Raum 101 oder im zweiten Raum 102 keinen vorbestimmten Druck übersteigt. In einem Ausführungsbeispiel besteht das Kontrollsystem 14 weiter aus einem Geschwindigkeitsmesssystem (nicht gezeigt), um die Drehgeschwindigkeit des Kolbenrotors 12 zu messen, sowie aus einer Bremsvorrichtung (nicht gezeigt), mit der der Kolbenrotor 12 angehalten wird.

In manchen Ausführungsbeispielen ist der Betrieb des versiegelten Behälters 10 ein nicht-adiabatisches Verfahren. Die Temperatur im versiegelten Behälter 10 wird durch die äußere Umgebung beeinflusst, um den Druck im ersten Raum 10 und/oder im zweiten Raum 102 zu verändern. Beim Ansteigen der Temperatur der äußeren Umgebung steigt der Druckunterschied zwischen dem ersten Raum 101 und dem zweiten Raum 102 in einem Ausführungsbeispiel an, um so das kombinierte Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit des Kolbenrotors 12 zu erhöhen; beim Sinken der Temperatur der äußeren Umgebung wird auch der Druckunterschied zwischen dem ersten Raum 101 und dem zweiten Raum 102 verringert, um so das kombinierte Drehmoment und die Drehgeschwindigkeit des Kolbenrotors 12 zu reduzieren.

In einem Ausführungsbeispiel wird der mit Öl gefüllte Raum (der erste Raum 101 oder der zweite Raum 102) jener Raum sein, der mit einem relativ niedrigen Druck geregelt wird, wobei die Temperatur (ohne Druckregelung) in dem Raum geregelt wird, der mit einem relativ niedrigen Druck geregelt wird, während die Temperatur und der Druck in dem Raum geregelt werden, der mit einem relativ hohen Druck geregelt wird.

Die Drehantriebe der vorliegenden Erfindung können vielseitig verwendet werden. Die 5 zeigt eine Querschnittansicht eines Antriebsgeräts 2 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 5 zeigt, dass das Antriebsgerät 2 aus allen Komponenten des Drehantriebs 1 bestehen kann, wobei der Drehantrieb 1 weiter aus dem in der 4 gezeigten Kontrollsystem 14 bestehen kann. Darüber hinaus wird mit dem Rotieren des Kolbenrotors 12 die Welle 120 angetrieben, wobei ein Ende der Welle 120 aus dem versiegelten Behälter 10 vorsteht und an einem Rotationsmechanismus oder einem Übertragungsmechanismus (nicht gezeigt) befestigt oder magnetisch befestigt ist, um eine Stromversorgungsausrüstung (nicht gezeigt) außerhalb des versiegelten Behälters 10 anzutreiben. Die 8 zeigt, dass in manchen Ausführungsbeispielen ein Ende der Welle 120 aus dem versiegelten Behälter 10 vorsteht und am Propeller 153 oder über eine Übertragungsvorrichtung (z.B. über Riemen und/oder Zahnräder) am Propeller 153 gekoppelt ist. Das Antriebsgerät 2 kann zum Antreiben des Propellers der Maschinen, z.B. Schiffe, Unterseeboote, Unterwasser-Fahrzeuge, Wasserstrahlen oder unbemannte Luftfahrzeuge, verwendet werden.

Die 6 zeigt eine schematische Querschnittansicht zum Darstellen einer stromerzeugenden Einrichtung 3 nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 6 zeigt, dass die stromerzeugende Einrichtung 3 aus sämtlichen Komponenten des Drehantriebs 1 bestehen kann, der weiter aus dem in der 4 gezeigten Kontrollsystem 14 bestehen kann. Darüber hinaus steht ein Ende der Welle 120 aus dem versiegelten Behälter 10 vor und ist an einem Magnetsatz 20 befestigt. Weiter ist eine Spule 21 in einem Abstand zum Magnetsatz 20 vorgesehen, während ein Energiespeichersystem 22 an der Spule 21 befestigt ist. Die Spule 21 und der Magnetsatz 20 können im Rahmen 23 angeordnet sein. Mit dem Kolbenrotor 12 wird die Welle 120 zum Rotieren angetrieben, wobei mit der Welle 120 der Magnetsatz 20 zum Rotieren angetrieben wird, während die Spule 21 stationär bleibt, um so einen induzierten Strom zu erzeugen.

In einer stromerzeugenden Einrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht ein Ende der Welle 120 aus dem versiegelten Behälter 10 vor und ist an einer zwischen Magnetsätzen angeordneten Spule befestigt. Mit dem Kolbenrotor 12 wird die Welle 120 zum Rotieren angetrieben, wobei mit der Welle 120 die Spule 21 zum Rotieren angetrieben wird. Durch das schnelle Rotieren zwischen den Magnetsätzen wird mit der Spule 21 ein induzierter Strom erzeugt.

In manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung steht ein Ende der Welle 120 des Kolbenrotors 12 aus dem versiegelten Behälter 10 vor und ist an einer Kopplung (nicht gezeigt) befestigt, um einen Wellenantriebsgenerator (nicht gezeigt) anzutreiben. Mit Bezugnahme auf die 7 ist in einer stromerzeugenden Einrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine magnetische Innenbuchse 151 im versiegelten Behälter 10 angeordnet, um eine gegenüberliegende magnetische Außenbuchse 152 außerhalb des versiegelten Behälters 10 anzutreiben und somit einen Wellenantriebsgenerator anzutreiben.

Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der Kolbenrotoren 12 im versiegelten Behälter 10 zwei oder mehr betragen. Die 9 zeigt einen Drehantrieb nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Drehantrieb aus zwei Kolbenrotoren 12, mit denen der versiegelte Behälter 10 in drei Räume eingeteilt wird, d.h. in einen ersten Raum 101, einen zweiten Raum 102 und in einen dritten Raum 103. Weiter ist zwischen dem ersten Raum 101 und dem zweiten Raum 102 ein erster Druckunterschied (z.B., ΔP1=P2-P1) vorhanden, während zwischen dem zweiten Raum 102 und dem dritten Raum 103 ein zweiter Druckunterschied (z.B., ΔP2=P3-P2) vorhanden ist. Mit dem ersten Druckunterschied und dem zweiten Druckunterschied werden die zwei Kolbenrotoren 12 zum Rotieren angetrieben, wobei die Welle 120 durch das Rotieren der zwei Kolbenrotoren 12 rotiert wird. Durch das Regeln des Druckunterschieds kann das Drehmoment mit den mehreren Kolbenrotoren 12 verstärkt werden, um die Drehgeschwindigkeit der Welle 120 zu erhöhen. Alternativ kann durch das Regeln des Druckunterschieds ein Drehmoment in entgegengesetzter Richtung erzeugt werden, um die mit hoher Geschwindigkeit rotierende Welle 120 abzubremsen.

Die 10A zeigt eine schematische Ansicht eines Kolbenrotors 12 eines Drehantriebs 1 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 10B, 10C und 10D zeigen Querschnittansichten dem Schnitt A-A in der 10A entlang, um darzustellen, dass der Kolbenrotor 12 mit oder ohne einen Druckunterschied betrieben wird. Ähnlich wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Tiefe einer jeden der ersten Bohrungen 121 und der zweiten Bohrungen 122 geringer als die Dicke T des Kolbenrotors 12. Der Unterschied besteht darin, dass jede der ersten Bohrungen 121 und der zweiten Bohrungen 122 keinen ersten Teil und keinen zweiten Teil umfasst, wobei die Fläche des zweiten Teils geringer als die Fläche des ersten Teils ist. Stattdessen ist eine Membran 123 an der Schnittstelle jedes Paars der ersten Bohrung 121 und der zweiten Bohrung 122 angeordnet. Beim Entfernen der Membran 123 sind die ersten Bohrung 121 und die zweite Bohrung 122 miteinander verbunden. Des Weiteren können Festblätter 124 zwischen den Paaren der ersten Bohrung 121 und der zweiten Bohrung 122 eingefügt werden. Unter dem Druckunterschied (z.B., ΔP=P2-P1, 1) zwischen dem ersten Raum 101 und dem zweiten Raum 102 wird die Form der Membran 123 verändert. Im Gegensatz dazu wird die Form des Festblatts unter dem Druckunterschied nicht verändert. Weitere Merkmale des Drehantriebs des vorliegenden Ausführungsbeispiels können jenen der oben beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen.

Die 1 und 10B zeigen, dass die Membran 123 nicht verformt wird und der Kolbenrotor 12 stationär bleibt, wenn der erste Raum 101 und der zweite Raum 102 denselben Druck (z.B., P1=P2) aufweisen. Die 1 und 10C zeigen, dass der Kolbenrotor 12 in eine erste Richtung rotiert wird, z.B. in eine Gegenuhrzeigerrichtung, wenn der Kolbenrotor 12 mit einem Druckunterschied (z.B., ΔP=P2-P1) betrieben wird. Die 1 und 10D zeigen, dass der Kolbenrotor 12 in eine ersten Richtung rotiert wird, z.B. in eine Uhrzeigerrichtung, wenn der Kolbenrotor 12 mit einem Druckunterschied (z.B., ΔP=P1-P2) betrieben wird. Durch Regeln des Druckabfalls des Drehantriebs 1 können die Drehgeschwindigkeit und die Richtung des Kolbenrotors 12 gesteuert werden.

Trotz der Darstellung und Beschreibung spezifischer Ausführungsbeispiele wird es dem Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich, dass unterschiedliche Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der lediglich durch die angehängten Patentansprüche eingeschränkt werden soll.

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

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