[發(fā)明專利]流體能量機(jī)，用于產(chǎn)生流體體積流和/或壓縮流體的方法以及用于給車輛加燃料的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680009870.2
• 申請(qǐng)日: 2016-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN107208613A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W-H·雷澤;T·凱德雷爾;M·布魯克爾邁爾;S·舍費(fèi)爾;M·韋斯特邁爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 林德股份公司
• 主分類號(hào): F04B15/08
• 分類號(hào): F04B15/08;F04B17/03;F04B35/04
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 彭麗丹,過曉東

本發(fā)明涉及流體能量機(jī)和使用根據(jù)本發(fā)明的流體能量機(jī)產(chǎn)生流體體積流和壓縮流體的方法。另外，本發(fā)明涉及一種通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)生流體體積流和壓縮流體的方法對(duì)車輛加燃料的方法，以及根據(jù)本發(fā)明的流體能量機(jī)用于給機(jī)動(dòng)車輛加燃料的用途。

對(duì)于給設(shè)備例如機(jī)動(dòng)車輛添加可以以液體形式存在的氫燃料，所謂的低溫泵是已知適合于在低溫下泵送流體。

DE 102007 035616 A1公開了一種特別為低溫介質(zhì)設(shè)計(jì)的泵。該泵包括活塞-氣缸組件，其被設(shè)置為泵送和/或壓縮非常冷的流體，例如氫。

這種類型的泵通常用液壓驅(qū)動(dòng)器操作。代替液壓驅(qū)動(dòng)，其它常規(guī)的低溫泵送設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，其中在這種情況下，已經(jīng)證明的方法特別是連接電動(dòng)機(jī)與曲柄傳動(dòng)，曲柄傳動(dòng)又聯(lián)接到活塞-氣缸組件的活塞。

用于低溫泵送設(shè)備的液壓驅(qū)動(dòng)通常需要相對(duì)大的安裝空間來容納附加部件，以及液壓流體的冷卻系統(tǒng)和容器。此外，在安裝和維護(hù)方面，具有液壓驅(qū)動(dòng)以及具有在液壓缸中進(jìn)行距離測(cè)量的相關(guān)測(cè)量設(shè)備的泵送設(shè)備相對(duì)昂貴。這通常需要布置線性距離測(cè)量系統(tǒng)。為了預(yù)防產(chǎn)生體積流的不允許的峰值，必須在泵送設(shè)備中設(shè)置活塞的正弦式加速度曲線。當(dāng)使用液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備時(shí)，相應(yīng)的加速曲線的實(shí)現(xiàn)伴隨著需要增加控制操作和為提供這些控制操作必須安裝的控制設(shè)備方面的復(fù)雜性。此外，當(dāng)使用液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)備時(shí)，通常不可能以大于約2Hz的頻率產(chǎn)生活塞-氣缸單元的沖程。

在具有電動(dòng)驅(qū)動(dòng)和曲柄傳動(dòng)結(jié)合的設(shè)計(jì)變體中，標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)電動(dòng)機(jī)的最大頻率相關(guān)額定扭矩限制了在可實(shí)現(xiàn)的流速和可實(shí)現(xiàn)的泵送壓力方面泵送設(shè)備的最大泵送能力。當(dāng)尋求高流速和高壓時(shí)，除了力或力矩之外，還必須通過電動(dòng)機(jī)施加沖程運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)頻率到曲柄傳動(dòng)。這意味著相應(yīng)的反作用力作用于電動(dòng)機(jī)或其基座和/或在電動(dòng)機(jī)和曲柄傳動(dòng)之間的扭矩傳遞部件的基座。如果要使它們不接觸所產(chǎn)生的磨損，則軸承部位的穩(wěn)定性必須適應(yīng)這一點(diǎn)，這在當(dāng)電動(dòng)機(jī)的輸出部件與曲柄傳動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸基本同軸地裝配，并且固定地連接到該曲柄傳動(dòng)時(shí)尤其是值得注意的。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種流體能量機(jī)和用于產(chǎn)生流體體積流和/或壓縮流體的方法，由此流體例如氣態(tài)氫可以被壓縮，并且這里可是氣態(tài)或液態(tài)氫的流體可以以簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和可靠的方式泵送，這種方式需要低維護(hù)。本發(fā)明所涉及的目的的其它方面是提供一種給車輛添加流體燃料的方法，以及根據(jù)本發(fā)明的流體能量機(jī)的用途。

為了實(shí)現(xiàn)該目的，提供了根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體能量機(jī)和根據(jù)權(quán)利要求9所述的產(chǎn)生流體體積流和/或壓縮流體的方法。在從屬權(quán)利要求2-8中詳細(xì)描述了根據(jù)本發(fā)明的流體能量機(jī)的有利配置。

根據(jù)本發(fā)明的流體能量機(jī)包括曲柄傳動(dòng)和驅(qū)動(dòng)設(shè)備，所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備機(jī)械地連接到曲柄傳動(dòng)，通過該驅(qū)動(dòng)設(shè)備可以將扭矩引入曲柄傳動(dòng)。此外，所述流體能量機(jī)包括活塞-氣缸組件，所述活塞-氣缸組件的活塞機(jī)械地連接到曲柄傳動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明提供的是，所述驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，其各自的輸出構(gòu)件機(jī)械連接到曲柄傳動(dòng)。進(jìn)一步提供的是所述活塞-氣缸組件包括僅一個(gè)活塞和僅一個(gè)氣缸。電動(dòng)機(jī)，以下也稱為發(fā)動(dòng)機(jī)，是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，不排除兩個(gè)以上電動(dòng)機(jī)的配置的可能性。因此，驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括至少兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。施加這些發(fā)動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)設(shè)備的扭矩到曲柄傳動(dòng)，特別是其曲柄，以便驅(qū)動(dòng)曲柄傳動(dòng)并實(shí)現(xiàn)活塞-氣缸單元的活塞的位移。每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩從其輸出構(gòu)件中得到，例如從其軸頸中。活塞與曲柄傳動(dòng)的機(jī)械連接通過以下事實(shí)實(shí)現(xiàn)：活塞機(jī)械地連接到曲柄傳動(dòng)的連桿或聯(lián)軸器。

曲柄傳動(dòng)優(yōu)選包括僅一個(gè)曲柄和連接到其上的聯(lián)軸器或連桿，其中根據(jù)本發(fā)明布置的至少兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)將它們各自的扭矩施加于這一個(gè)曲柄。

在另一種設(shè)計(jì)中，存在兩個(gè)平行的曲柄和聯(lián)軸器，使得兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的每個(gè)分別作用于一個(gè)曲柄傳動(dòng)上。曲柄傳動(dòng)連接活塞。

根據(jù)本發(fā)明的流體能量機(jī)是用于產(chǎn)生流體體積流和壓縮流體的低溫泵。使用該泵或壓縮機(jī)，可以產(chǎn)生液態(tài)或氣態(tài)氫的體積流并實(shí)現(xiàn)氣態(tài)氫的壓縮。在根據(jù)本發(fā)明的一種配置中，設(shè)置流體能量機(jī)使得流體可被壓縮至50-1000巴的壓力，特別是350-500巴或700巴的壓力。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明布置的所有發(fā)動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)，但是也不打算排除應(yīng)用液壓發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)動(dòng)機(jī)與曲柄傳動(dòng)的機(jī)械連接優(yōu)選地在曲柄傳動(dòng)的曲柄上實(shí)現(xiàn)，使得引入特定的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩到曲柄中。該曲柄也可以配置為偏心盤。兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)與曲柄的機(jī)械連接可以特別地在曲柄傳動(dòng)的曲柄運(yùn)動(dòng)平面的兩側(cè)上實(shí)現(xiàn)，例如通過兩個(gè)平行安裝的偏心盤，每個(gè)形成一個(gè)曲柄，連接到聯(lián)軸器或連桿。在這種布置中，軸在發(fā)動(dòng)機(jī)和用于傳遞扭矩的曲柄傳動(dòng)之間同軸地布置。