ES2683620T3 - Sobrealimentador con onda de presión - Google Patents

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ES2683620T3 ES15748201.9T ES15748201T ES2683620T3 ES 2683620 T3 ES2683620 T3 ES 2683620T3 ES 15748201 T ES15748201 T ES 15748201T ES 2683620 T3 ES2683620 T3 ES 2683620T3
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Abstract

Sobrealimentador con onda de presión (1) para compactar aire (2a) fresco para un motor de combustión, que comprende una carcasa (6) de gas frío, una carcasa (7) de gas caliente así como una carcasa (11) del rotor dispuesta entre ellas, estando dispuesto en el interior de la carcasa (11) del rotor un rotor (8) de celdas rotativo, poseyendo el rotor (8) de celdas una pluralidad de celdas (10) de rotor, que se extienden en la dirección de la extensión del rotor (8) de celdas y forman una unión conductora de fluido, comprendiendo la carcasa (7) de gas caliente un canal (4) de gases de escape de alta presión y un canal (5) de gases de escape de baja presión y comprendiendo la carcasa (6) de gas frío una canal (2) de aire fresco y un canal (3) de aire de sobrealimentación y estando unidos el canal (4) de gases de escape de alta presión y el canal (5) de gases de escape de baja presión, el canal (2) de aire fresco y el canal (3) de aire de sobrealimentación de manera conductora de fluido con el rotor (8) de celdas, comprendiendo la carcasa (6) de gas frío un cojinete (14) del rotor de celdas, estando unido el rotor (8) de celdas con un árbol (12) del rotor, estando apoyado el árbol (12) del rotor en el cojinete (14) de rotor de celdas y estando partido el rotor (8) de celdas en la dirección de la extensión del árbol (12) del rotor, comprendiendo al menos un primer elemento (8a) de rotor de celdas y un segundo elemento (8b) de rotor de celdas, estando distanciados entre sí el primer y el segundo elemento (8a y 8b) de rotor de celdas en la dirección de extensión del árbol (12) del rotor formando una ranura (18), caracterizado por que la ranura (18) es abierta, de manera, que del primer elemento (8a) de rotor de celdas al segundo elemento (8b) de rotor de celdas están unidas entre sí en la dirección de la extensión del árbol (12) del rotor las celdas (10) de rotor que se hallan una detrás de otra de manera conductora de fluido a través de la ranura (18) abierta.

Description

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DESCRIPCION
Sobrealimentador con onda de presion
El invento de refiere a un sobrealimentador con onda de presion Estado de la tecnica
En los vetnculos que funcionan con motores de combustion exige la legislacion emisiones cada vez menores de sustancias nocivas y en especial un menor consumo de carburante. El proceso de transformacion de la energfa del carburante en energfa mecanica tiene lugar en este caso segun el ciclo ideal de Carnot, de manera que el grado de rendimiento de un motor de combustion esta limitado a un maximo del 40% aproximadamente. La energfa restante contenida en el carburante es disipada a traves del bloque del motor de combustion o a traves de los gases de escape. Para incrementar adicionalmente el grado de rendimiento de los motores de combustion se sobrealimentan los motores de combustion. Para ello se comprime el aire fresco aspirado necesario para el proceso de combustion, de manera, que se obtiene un grado de llenado mayor del cilindro en un proceso de cambio de alimentacion. El mayor grado de llenado del cilindro con aire fresco hace posible una mayor alimentacion, por ejemplo inyeccion de carburante, y con ello un aumento de la potencia de combustion por ciclo de combustion con la misma potencia de friccion del motor de combustion. Con ello aumenta la potencia eficaz del motor de combustion, de manera, que es posible utilizar para la misma potencia disponible un motor con una cilindrada menor y reducir con ello el consumo de carburante asf como la emision de CO2.
Como compresor para alimentar un motor de combustion se presta en especial un sobrealimentador con onda de presion. El sobrealimentador con onda de presion como el conocido por ejemplo a traves del documento EP 0235609 A1 aprovecha en un contacto directo con el gas la energfa de la corriente del gas de escape para la compresion del aire fresco aspirado y en la forma de construccion mas frecuente se realiza con un rotor de celdas rotativo. Para obtener un aumento efectivo del rendimiento del motor de combustion tiene importancia central, que el proceso de sobrealimentacion por medio de un sobrealimentador con onda de presion tenga lugar tambien con un grado de rendimiento alto.
Los sobrealimentadores con onda de presion conocidos poseen el inconveniente de que la ranura entre el rotor de celdas rotativo y las partes fijas es relativamente grande para evitar durante el funcionamiento del sobrealimentador con onda de presion un dano mecanico del rotor de celdas rotativo. Esta ranura relativamente grande tiene como consecuencia un mayor grado de rendimiento, tanto durante el funcionamiento, pero en especial tambien durante el arranque en fno. El documento DE 102012101922 A1 divulga un sobrealimentador con onda de presion con un ancho reducido de la ranura. El inconveniente de este dispositivo, es que posee una tendencia a agarrotamiento, de manera, que despues de producirse un agarrotamiento ya no es posible una reduccion del ancho de la ranura.
El documento GB 72,994 y el documento DE 879 344 muestran sobrealimentadores con onda de presion con un solo rotor cada uno. El documento US 2006/0037907A1 muestra un intercambiador de presion con puenteo de la ranura.
Exposicion del Invento
El objeto del invento es crear un sobrealimentador con onda de presion con un mayor grado de rendimiento.
Este problema se soluciona con un sobrealimentador con onda de presion, que posea las caractensticas de la reivindicacion 1. Las reivindicaciones 2 a 16 subordinadas se refieren a otras configuraciones ventajosas.
El problema se soluciona con un sobrealimentador con onda de presion para la compresion del aire fresco para un motor de combustion, que comprende una carcasa de gas fno, una carcasa de gas caliente asf como una carcasa de rotor dispuesta entre ellas, estando dispuesto en el interior de la carcasa del rotor un rotor de celdas rotativo y poseyendo el rotor de celdas una pluralidad de celdas de rotor, que se extienden en la direccion de la extension del rotor de celdas y formando una conexion conductora de un fluido y comprendiendo la carcasa de gas caliente un canal de gases de escape de alta presion y un canal de gases de escape de baja presion, comprendiendo la carcasa de gas fno un canal de aire fresco y u canal de aire de sobrealimentacion, estando unidos el canal de gases de escape de alta presion, el canal de gases de escape de baja presion, el canal de aire fresco y el canal de aire de sobrealimentacion de manera conductora de fluido con el rotor de celdas, comprendiendo la carcasa de gas fno un cojinete de rotor de celdas, estando unido el rotor de celdas con un arbol de rotor, estando apoyado el arbol de rotor en el cojinete del rotor de celdas y estando partido el rotor de celdas en la direccion de la extension del arbol de rotor, comprendiendo al menos un primer elemento de rotor de celdas y un segundo elemento de rotor de celdas, estando distanciados mutuamente el primer y segundo elemento de rotor de celdas en la direccion de la extension del arbol del rotor, formando una ranura y estando abierta esta ranura, de manera, que desde el primer elemento de rotor de celdas al segundo elemento de rotor de celdas estan unidas entre sf de manera conductora de fluido en la direccion de la extension del arbol de rotor sucesivamente las celdas de rotor siguientes por medio de la ranura abierta.
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Un sobrealimentador con onda de presion y en especial su rotor de celdas tienen que ser configurados de tal modo, que incluso con oscilaciones grandes de la temperatura se garantice un funcionamiento seguro y fiable. Asf por ejemplo un sobrealimentador con onda de presion posee durante el arranque de un vehuculo de motor la temperatura de ambiente. El gas de escape que entra desde el motor de combustion en el rotor de celdas posee por ejemplo en los motores de gasolina una temperatura hasta aproximadamente 1050° C durante el funcionamiento, cuya consecuencia es una dilatacion longitudinal de origen termico del rotor de celdas.
El sobrealimentador con onda de presion segun el invento comprende un rotor de celdas dividido en la direccion de la extension del arbol del rotor con al menos un primer elemento de rotor de celdas y un segundo elemento de rotor de celdas, de manera, que entre el primer y el segundo elemento de rotor de celdas se forma una ranura en la direccion de la extension del arbol del rotor. La ranura posee en una configuracion ventajosa con temperatura de ambiente un ancho maximo de 0,5 mm. En una configuracion ventajosa se dispone la ranura en el centro de rotor de celdas.
El rotor de celdas segun el invento esta configurado de tal modo, que la dilatacion longitudinal debida a la temperatura da lugar a que la ranura se reduzca durante el calentamiento, respectivamente se agrande durante el enfriamiento. Un sobrealimentador con onda de presion, que posea un rotor de celdas configurado de esta manera goza en una configuracion especialmente ventajosa de la propiedad, de que la ranura posee entre el lado frontal del rotor de celdas y el lado frontal de la carcasa de gas caliente independientemente de la temperatura el mismo ancho o esencialmente el mismo ancho de la ranura, pudiendo ser mantenido este ancho de la ranura ventajosamente muy pequeno, hallandose con preferencia en el margen entre 0,05 a 0,2 mm, con preferencia aproximadamente 0,1 mm. La consecuencia de este ancho de ranura pequeno es que en la zona entre el lado frontal del rotor de celdas y el lado frontal de la carcasa de gas caliente apenas se produzca una perdida de presion o que esta solo sea pequena. Un sobrealimentador 1 con onda de presion de esta clase posee por ejemplo buenas propiedades de arranque en fno, ya que la presion de alimentacion puede ser generada con gran rapidez incluso con el motor fno.
En una configuracion ventajosa solo se apoya el arbol del rotor de celdas unilateralmente en la carcasa de gas fno por medio de un primer cojinete. Una disposicion de esta clase tambien se denomina apoyo flotante del rotor de celdas. En otra configuracion ventajosa se apoya el arbol del rotor en dos lados, tanto en la carcasa de gas fno, como tambien con un segundo cojinete en la carcasa de gas caliente.
En otra configuracion ventajosa se compone el rotor de celdas de una gran cantidad de elementos de rotor de celdas, por ejemplo en el margen de 3 a 30 elementos de rotor dispuestos uno detras de otro en la direccion longitudinal, estando distanciados entre sf los elementos de rotor de celdas adyacentes con preferencia por medio de una ranura. Sin embargo, la ranura tambien se puede configurar tan estrecha, que los elementos de rotor de celdas dispuestos adyacentes se toquen mutuamente, en especial en el estado caliente. El primer elemento de rotor de celdas orientado hacia la carcasa de gas caliente se compone de un metal resistente a calor, con preferencia un acero resistente a calor. Los elementos de rotor de celdas siguientes ya no exigen una resistencia a calor tan alta, de manera que estos elementos de rotor de celdas tambien pueden ser de un material plastico.
El sobrealimentador con onda de presion comprende en otra configuracion ventajosa un intercambiador de calor, dispuesto y configurado de tal manera, que enfne al menos el segundo cojinete dispuesto en la carcasa de gas caliente del rotor de celdas. En una configuracion especialmente ventajosa se enfna, ademas, en la carcasa de gas caliente la corriente de gas de escape con alta presion procedente del motor de combustion. El enfriamiento de la corriente de gas de escape entrante en la carcasa de gas caliente tiene como consecuencia, que la carcasa de gas caliente posee una temperatura mas baja y que la corriente de gas de escape penetra en el rotor de celdas con una temperatura mas baja, de manera de que el rotor de celdas tambien posee una temperatura de servicio mas baja. La consecuencia de ello es que tanto la carcasa de gas caliente como tambien el rotor de celdas experimentan durante el calentamiento una dilatacion menor, respectivamente una contraccion menor durante el enfriamiento. El enfriamiento hace posible disponer un segundo cojinete para el rotor de celdas en la carcasa de gas caliente. Con ello es posible apoyar el rotor de celdas en el segundo cojinete, de manera que el lado frontal del rotor de celdas posea una posicion definida pudiendo ser mantenida con ello pequena la ranura entre el lado frontal del rotor de celdas y el lado frontal de la carcasa de gas caliente. En la configuracion mas ventajosa se apoya el rotor de celdas en dos lados, es decir en la carcasa de gas caliente en un segundo cojinete y en la carcasa de gas fno en un primer cojinete. En una configuracion ventajosa se lubrican, ademas el primer cojinete y/o el segundo cojinete en especial con aceite o con grasa. El apoyo en los dos lados del rotor de celda hace posible abandonar el apoyo flotante conocido hasta ahora del rotor de celdas, que posefa el inconveniente de que se produda una deformacion con forma de trompeta del rotor con temperatura y numeros de revoluciones altas.
El sobrealimentador con onda de presion segun el invento posee la ventaja de que ya no se produce o apenas se produce una deformacion con forma de trompeta del rotor de celdas. El sobrealimentador con onda de presion segun el invento posee la ventaja de que la holgura en fno entre el rotor de celdas y la carcasa de gas caliente puede ser mantenida extremadamente pequena y que el ancho de la ranura se halle con preferencia en el margen de 0,05 a 0,2 mm, con preferencia sea de aproximadamente 0,1 mm. El sobrealimentador con onda de presion segun el invento posee debido a este reducido ancho de la ranura la ventaja de que se mejoran esencialmente las propiedades de arranque en fno, ya que el sobrealimentador con onda de presion puede generar debido al reducido
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ancho de la ranura una presion de alimentacion suficientemente alta durante la fase de arranque en fno. El sobrealimentador con onda de presion segun el invento ya genera una presion de alimentacion suficientemente alta con una temperature en el margen de por ejemplo aproximadamente 200° C.
En una configuracion ventajosa se regula la potencia de enfriamiento del intercambiador de calor de tal modo, que durante el arranque en fno solo se enfna con una potencia de enfriamiento pequena o no se enfna en modo alguno, para que el sobrealimentador con onda de presion alcance en el menor tiempo posible la temperatura de funcionamiento necesaria de por ejemplo 200° C aproximadamente. La potencia de enfriamiento es incrementada a partir de una determinada temperatura de funcionamiento, por ejemplo a partir de 300° C, para enfriar el gas de escape entrante.
En una configuracion especialmente ventajosa se configura, ademas, el intercambiador de calor de tal modo, que este tambien enfne la corriente de gas de escape procedente del sobrealimentador con onda de presion, con preferencia enfriando el canal de gas de escape de baja presion.
El sobrealimentador con onda de presion segun el invento posee la ventaja adicional de que la combustion ulterior de hidrocarburos no quemados en la seccion de escape ya no se produce o casi no se produce ya, ya que la temperatura de la corriente de gases de escape aportados a la instalacion del tubo de escape y con preferencia tambien la temperatura de la carcasa de gas caliente se redujo de manera manifiesta. El chorro de gases de escape, que abandona la carcasa de gas caliente puede poseer por ejemplo una temperatura de aproximadamente 700° C o una temperatura inferior a 700° C. La carcasa de gas caliente puede poseer en la superficie por ejemplo una temperatura de aproximadamente 120° C. El intercambiador de calor se configura ventajosamente como canales, que se extienden en la carcasa de gas caliente, a traves de los que fluye agua como medio de enfriamiento. Un intercambiador de calor asf configurado se presta en especial para enfriar la carcasa de gas caliente, de manera que por ejemplo es posible construir la carcasa de gas caliente con aluminio, una aleacion de aluminio o una aleacion de metal ligera. Una carcasa de gas caliente fabricada con un metal de esta clase no sufre danos termicos durante el funcionamiento, ya que el metal posee una elevada conductividad de calor y que la carcasa de gas caliente es enfriada de tal modo, que no se produzca un sobrecalentamiento.
El sobrealimentador con onda de presion segun el invento posee, ademas, la ventaja de que con el enfriamiento de la corriente de gases de escape se reduce el volumen de los gases de escape con la consecuencia de que se puede reducir la dimension de los conductos de los gases de escape en el sobrealimentador con onda de presion o que un sobrealimentador con onda de presion existente pueda funcionar con una capacidad de transporte de gases de escape mayor.
El sobrealimentador con onda de presion segun el invento posee ademas la ventaja, de que este puede ser construido con materiales menos resistentes a temperatura y con ello con materiales mas favorables, en especial la carcasa de gas caliente y la carcasa de gas fno, pero tambien el rotor de celdas. En una configuracion especialmente ventajosa se construyen al menos la carcasa de gas caliente con aluminio, una aleacion de aluminio u otra aleacion de metales ligeros para obtener una carcasa de gas caliente mas ligera desde el punto de vista del peso y con preferencia para construir una carcasa de gas caliente con una mayor conductividad termica. Un sobrealimentador con onda de presion de esta clase posee la ventaja de que puede ser configurado de una manera esencialmente ligera y de que la corriente de gases de escape puede ser enfriada de una manera especialmente eficaz.
Una carcasa de gas caliente de aluminio o de una aleacion correspondiente posee la ventaja de que esta se calienta muy rapidamente, de manera, que el sobrealimentador con onda de presion alcanza en el arranque en fno en muy poco tiempo la temperatura de servicio necesaria. Un motor de combustion equipado con un sobrealimentador con onda de presion segun el invento posee por lo tanto propiedades de arranque en fno ventajosas. La consecuencia de ello es que el sobrealimentador con onda de presion muestra, por ejemplo en un motor de gasolina con una cilindrada pequena, muy rapidamente su efecto despues de su arranque en fno, lo que tiene como consecuencia por ejemplo propiedades de aceleracion mejores y una menor emision de sustancias nocivas.
El intercambiador de calor comprende ventajosamente una refrigeracion con agua, en especial de tal modo, que en la carcasa de gas caliente se disponen canales de refrigeracion que son recorridos por el agua de refrigeracion.
El rotor de celdas es accionado ventajosamente de manera activa, por ejemplo por medio de un accionamiento con correa y en especial con un motor electrico, que se dispone ventajosamente en la carcasa de gas fno.
Breve descripcion de las figuras
Las figuras utilizadas para la explicacion de los ejemplos de ejecucion muestran:
La figura 1, una seccion longitudinal de un sobrealimentador con onda de presion representado en parte esquematicamente.
La figura 2, una representacion de principio de la conduccion del gas en el rotor de celdas.
La figura 3, una vista lateral de un rotor de celdas partido.
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La figura 4, una seccion longitudinal de un rotor de celdas partido.
La figura 5, una seccion longitudinal de otro ejemplo de ejecucion de un rotor de celdas partido.
La figura 6, una seccion longitudinal de otro ejemplo de ejecucion de un rotor de celdas partido.
La figura 7, una seccion longitudinal de otro ejemplo de ejecucion de un sobrealimentador con onda de presion representado en parte esquematicamente.
La figura 8, una vista frontal de una carcasa de gas caliente.
La figura 9, una vista lateral de un sobrealimentador con onda de presion.
La figura 10, una seccion del sobrealimentador con onda de presion a lo largo de la lmea A-A de corte de la figura 9.
La figura 11, una seccion longitudinal de otro ejemplo de ejecucion de un sobrealimentador con onda de presion.
La figura 12, una vista en perspectiva del lado frontal de un rotor de celdas.
La figura 13, una vista en perspectiva del lado trasero de un rotor de celdas.
La figura 14, una seccion longitudinal de otro ejemplo de ejecucion de un rotor de celdas partido.
En las figuras se proven fundamentalmente las mismas piezas con los mismos sfmbolos de referencia.
Vfas para la realizacion del Invento
La figura 1 muestra en parte esquematicamente un sobrealimentador 1 con onda de presion para el compactado de aire 2a fresco para un motor de combustion no representado, al que se aporta un aire fresco compactado, denominado tambien aire 3a de sobrealimentacion. El sobrealimentador 1 con onda de presion comprende una carcasa 6 de gas fno, una carcasa 7 de gas caliente asf como una carcasa 11 de rotor dispuesta entre ellas, estando dispuesto en el interior de la carcasa 11 de rotor un rotor 8 de celdas rotativo. El rotor 8 de celdas comprende un primer y un segundo elemento 8a, 8b de rotor de celdas distanciados entre sf formando una ranura 18. El rotor 8 de celdas comprende un arbol 12 de rotor o esta acoplado con un arbol 12 de rotor, que en los dos extremos esta dispuesto de manera giratoria en un primer cojinetes 13, 14 en un segundo cojinete, respectivamente un primer cojinete 13, 14. El segundo cojinete 13 esta dispuesto en la carcasa 7 de gas caliente, mientras que el primer cojinete 14 esta dispuesto en la carcasa 6 de gas fno. La carcasa 7 de gas caliente comprende un canal 4 de gases de escape de alta presion y un canal 5 de gases de escape de baja presion, siendo aportada la corriente 4a de gases de escape de alta presion entrante procedente del motor al canal 4 de gases de escape de alta presion y siendo conducida la corriente 5a de gases de escape de baja presion, que sale del canal 5 de gases de escape de baja presion, a un tubo de escape. La carcasa 6 de gas fno comprende un canal 2 de aire fresco y un canal 3 de sobrealimentacion. La carcasa 6 de gas fno podna comprender tambien en otra forma de ejecucion varios canales 2 de aire fresco y varios canales 3 de aire de sobrealimentacion, con preferencia dos cada uno. La carcasa 7 de gas caliente tambien podna comprender en otra forma de ejecucion varios canales 4 de gases de escape de alta presion y varios canales 5 de gases de escape de baja presion, con preferencia dos cada uno. El canal 4 de gases de escape de alta presion, el canal 5 de gases de escape de baja presion, el canal 2 de aire fresco y el canal 3 de aire de sobrealimentacion estan conectados con el rotor 8 de celdas de manera conductora de fluido en una disposicion usual para un sobrealimentador con onda de presion, pero solo representada esquematicamente, poseyendo el rotor 8 de celdas 10 de rotor, que forman en la direccion de la extension del rotor 8 de celdas una conexion pasante conductora de fluido, que se extiende desde el primer lado 8c frontal hasta el segundo lado 8d frontal del rotor 8 de celdas, para compactar el aire 2a fresco aspirado con la ayuda de la corriente 4a de gases de escape de alta presion y aportarlo como aire 3a de sobrealimentacion al motor de combustion. La carcasa 7 de gas caliente posee en la superficie 7f frontal orientada hacia el rotor 8 de celdas un orificio 7h de entrada asf como un orificio 7g de salida. Entre este lado 7f frontal y el rotor 8 de celdas existe una ranura 16. La ranura 16 posee con preferencia un ancho en el margen de 0,05 a 0,2 mm y en especial un ancho de aproximadamente 0,1 mm. La carcasa 6 de gas fno posee en el lado 6c frontal orientado hacia el rotor 8 de celdas un orificio 6d de entrada asf como un orificio 6e de salida. Entre este lado 6c frontal y el rotor 8 de celdas existe una ranura 17. El rotor 8 de celdas posee una pared 8e exterior del rotor de celdas, que limita la celdas 10 del rotor.
La carcasa 7 de gas caliente comprende un intercambiador 7c de calor representado esquematicamente en parte, estando configurado el intercambiador 7c de calor de tal modo, que al menos se enfne el segundo cojinete 13. La carcasa 7 de gas caliente comprende ventajosamente una pared 7n de asiento del cojinete, que en el lado orientado hacia el segundo cojinete 13 esta configurado como asiento 7o de cojinete para el segundo cojinete 13, estando dispuesto el segundo cojinete 13 en el asiente 7o de cojinete y formando la pared 7n de asiento del cojinete en el lado opuesto al segundo cojinete 13 parte de una pared 7p exterior de canal de enfriamiento de un canal 7d de enfriamiento del intercambiador 7c de calor.
El intercambiador 7c de calor se configura de manera especialmente ventajosamente de tal modo, que tambien pueda ser enfriado el canal 4 de gases de escape de alta presion, enfriando con ello la corriente 4a de gases de escape de alta presion que circula a traves del canal 4 de gases de alta presion. El intercambiador 7c de calor comprende ventajosamente un canal 7e de enfriamiento, que rodea completamente el canal 4 de gases de escape de alta presion por lo menos a lo largo de un tramo 4b de enfriamiento, de manera, que la pared exterior del canal 4 de gases de alta presion forma al mismo tiempo una parte de la pared 7p exterior del canal de enfriamiento.
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La corriente de enfriamiento se conduce con preferencia en el intercambiador 7c de calor de tal modo, que el medio de enfriamiento enfne en primer lugar el segundo cojinete 13 y despues se lleva al canal 4 de gases de escape de alta presion para enfriarlo. El medio de enfriamiento fluye con preferencia en canales de enfriamiento, que se hallan en la pared exterior del canal 4 de gases de escape de alta presion. En otra ejecucion ventajosa se configura el intercambiador 7c de calor de tal modo, que tambien se pueda enfriar el canal 5 de gases de escape de baja presion, de manera, que se enfna la corriente 5a de gases de escape de baja presion que circula por este canal. Como medio de enfriamiento se utiliza con preferencia agua. En una configuracion ventajosa estan conectados los canales de enfriamiento con el circuito cerrado de agua de un motor de combustion, de manera, que este suministra el agua de enfriamiento y da lugar a la circulacion. El arbol 12 del rotor es accionado en el ejemplo de ejecucion representado con un motor 15 electrico dispuesto en la carcasa 6 de gas fno. El arbol 12 del rotor tambien podfa ser accionado por ejemplo con un accionamiento de correa.
En una configuracion ventajosa se dispone en el sobrealimentador 1 con onda de presion un sensor 21 para medir la temperatura de la corriente 4a de gases de escape de alta presion, la temperatura de la corriente 5a de gases de escape de baja presion o una magnitud relacionada con ellas, estando conectado el sensor 21 con un dispositivo 23 de regulacion desde el punto de vista de la transmision de senales. El intercambiador 7c de calor esta conectado de manera conductora de fluido con un dispositivo de disipacion de calor no representado, de manera, que se crea un circuito cerrado de agua, que tambien comprende una bomba de circulacion no representada. En una configuracion preferida se puede excitar la bomba de circulacion por medio del dispositivo 23 de regulacion, de manera, que la potencia de enfriamiento del intercambiador 7c de calor puede ser gobernada, con preferencia en funcion de una temperatura medida con el sensor 21.
En un procedimiento ventajoso no tiene lugar durante un arranque en fno un enfriamiento del intercambiador 7c de calor o este solo es reducido, de manera, que durante una primera fase S1 de arranque no tiene lugar un enfriamiento o solo un enfriamiento reducido hasta que el sobrealimentador 1 con onda de presion, en especial la corriente de gas de escape de alta presion o la corriente de gas de escape de baja presion posea una temperatura Tmin y siendo incrementada despues la potencia de enfriamiento del intercambiador 7c de calor. Este procedimiento posee la ventaja de que el sobrealimentador con onda de presion se calienta rapidamente durante el arranque en fno y de que genera de manera rapida la potencia de presion necesaria. En otro procedimiento ventajoso se reduce la potencia de enfriamiento del intercambiador de calor en el caso de un arranque en fno durante un tiempo Tst prefijado de arranque o el intercambiador 7c de calor es desconectado y la potencia de enfriamiento del intercambiador 7c de calor es incrementada despues de transcurrir la duracion Tst de arranque.
La figura 2 muestra en una representacion de principio la conduccion del gas en un sobrealimentador 1 con onda de presion con rotor de celdas 8 partido, que presenta una ranura 18. El rotor 8 de celdas esta montado de manera giratoria en el sentido D de giro. El rotor de celdas comprende una pluralidad de paredes 9 de celda dispuestas distanciadas en la direccion D de rotacion, que limitan las celdas 10 del rotor. El rotor 8 de celdas, respectivamente las celdas 10 del rotor estan interrumpidas en el centro por la ranura 18 y terminan, como se representa en la figura 1, en la direccion de extension en un primer, respectivamente un segundo lado frontal 8c, 8d. Las celdas 10 de rotor estan dispuestas en la zona de la ranura 18 alineadas mutuamente y las celdas 10 de rotor estan configuradas de manera pasante en la direccion de la extension del rotor 8 de celdas, respectivamente del arbol 12 del rotor, para crear en la direccion de la extension del rotor 8 de celdas, respectivamente del arbol 12 del rotor, una conexion pasante, que conduzca el fluido sin impedimentos entre el primer y el segundo lado 8c, 8d frontal, para que la onda de presion se pueda propagar sin impedimentos a traves de las celdas del rotor. En el rotor 8 de celdas rotativo circulan a traves del canal 2 de aire fresco el aire 2a fresco aspirado y a traves del canal 4 de gases de escape de alta presion el gas 4a de escape procedente del ciclo de combustion. El aire 2a fresco aspirado es comprimido con la presion de los gases 4 de escape y a continuacion se aporta a traves del canal 3 de aire de sobrealimentacion al motor de combustion en el lado de aspiracion, y despues penetra en el cilindro en el que tiene lugar un proceso de cambio de carga de alimentacion y es mezclado y quemado con el carburante. A continuacion de ello se lleva nuevamente el gas de escape por medio del canal 4 de gases de escape de alta presion al sobrealimentador 1 con onda de presion. Despues del compactado del aire 2a fresco con el gas 4 de escape se evacua el gas 5 de escape no necesario ya por el rotor 8 de celdas en un canal 5 de gases de escape de baja presion y se aporta a la restante seccion de gases de escape.
En la carcasa 7 de gas caliente se extiende un canal 4a de gases de escape de alta presion, que conduce al rotor 8 de celdas. En la carcasa 7 de gas caliente esta dispuesto, ademas, un intercambiador 7c de calor, que en el ejemplo de ejecucion representado se configura como canales 7d de agua, que rodean el canal 4 de gases de escape de alta presion para enfriar con ello sus paredes interiores la corriente 4a de gas de canal 5 de gases de baja presion que circula en el. En el ejemplo de ejecucion representado es el intercambiador 7c de calor, respectivamente los canales 7d de agua parte de la carcasa 7 de gas caliente. En una configuracion ventajosa no representada se llevan los canales 7d de agua en primer lugar hasta la zona de la carcasa 7 de gas caliente en la que esta dispuesto el segundo cojinete 13 para enfriar en primer lugar el segundo cojinete 13 antes de que se enfne aquella parte de la carcasa 7 de gas caliente, que rodea el canal 4 de gases de alta presion. En una forma ventajosa no representada tambien puede estar dispuesto en la zona del canal 5 de gases de baja presion un intercambiador 7c de calor, en especial canales 7d de agua, para enfriar la corriente 5a de gases de escape de baja presion.
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La figura 3 muestra una vista lateral de un rotor 8 de celdas partido configurado en dos piezas en la direccion de extension del arbol 12 del rotor y que posee un primer elemento 8a rotor de celdas y un segundo elemento 8b de rotor de celdas. Los elementos 8a, 8b del rotor de celdas estan acopladas con el arbol 12 del rotor de tal modo, que en el caso de un calentamiento solo posean un movimiento 8c, 8d de dilatacion hacia el centro, de manera que se reduce el ancho 18 de la ranura. La posicion de los elementos 8a, 8b de rotor de celdas no vanan con preferencia con relacion al arbol 12 del rotor hacia el lado 8c, 8d frontal del rotor 8 de celdas, de manera, que se garantiza un ancho 16, 17 de la ranura constante o esencialmente constante entre la superficie 7f frontal de la carcasa 7 de gas caliente y el rotor 8 de celdas.
La figura 4 muestra un 8 de rotor de celdas, que comprende un primer elemento 8a de rotor de celdas con un primer elemento 8h de cojinete y un segundo elemento 8b de rotor de celdas con un segundo elemento 8i de cojinete, formando los dos elementos 8a, 8b de rotor de celdas, respectivamente los dos elementos 8h, 8i de cojinete una ranura 18 mutua. Los elementos 8h, 8i de cojinete estan montados de manera desplazable con relacion al arbol 12 del rotor. Los elemento 8h, 8i de cojinete poseen una cavidad en la que esta dispuesto un muelle 28 tensado, que separa los dos elementos 8h, 8i de cojinete y con ello los elementos 8a, 8b de rotor de celdas uno con relacion al otro, de manera, que los elemento 8a, 8b de rotor de celdas apoyan con sus lados frontales en el lado 7f frontal de la carcasa 7 de gas caliente, respectivamente casi apoya en el lado frontal 6c de la carcasa 6 de gas fno, de tal modo, que entre ellos solo se forma una ranura 16 pequena. La consecuencia de un calentamiento del rotor 8 de celdas es que los elementos 8a, 8b de rotor de celdas se dilatan, de manera, que se reduce la ranura 18. Un enfriamiento del rotor 8 de celdas tiene como consecuencia un aumento de la ranura 8. La forma de ejecucion representada en la figura 4 tiene la ventaja de que la ranura 16 entre el lado 7f frontal de la carcasa 7 de gas caliente y el primer elemento 8a de rotor de celdas es constante o permanece esencialmente constante con independencia de la temperatura del rotor 8a de celdas, ya que las variaciones debidas al calentamiento de la longitud del elemento 8a del rotor de celdas se manifiesta con relacion al ancho de la ranura 18.
En una configuracion ventajosa se compone el primer elemento 8a de rotor de celdas de un material mas resistente a calor que el segundo elemento 8b del rotor de celdas, por ejemplo de acero o de fundicion de hierro. Durante el funcionamiento del sobrealimentador 1 con onda de presion podna poseer el primer elemento 8a de rotor de celdas por ejemplo una temperatura de aproximadamente 800° C, mientras que el segundo elemento 8b del rotor de celdas posee una temperatura de tan solo aproximadamente 200° C. La ranura 18 impide una conduccion pasante de calor en la direccion de la extension del rotor 8 de celdas, de manera, que los elemento 8a, 8b de rotor de celdas pueden poseer temperaturas muy dispares. Por ello tambien es posible fabricar el segundo elemento 8b del rotor de celdas con un material menos resistente a calor, por ejemplo tambien con un material plastico. Un rotor 18 de celdas de esta clase es mas barato y con preferencia tambien mas ligero.
La figura 5 muestra otro ejemplo de ejecucion de un rotor 8 de celdas, poseyendo este a diferencia del ejemplo de ejecucion representado en la figura 4, topes 12c, 12d unidos de manera firme con el rotor 12, de manera, que el camino de desplazamiento maximo posible de los elementos 8a, 8b del rotor de celdas en la direccion de la extension del rotor 12 es limitado con los topes 12c, 12d. Los dos elementos 8a, 8b del rotor de celdas pueden poseer en un ejemplo de ejecucion posible tramos finales orientados hacia la ranura 18, que se solapan mutuamente en la direccion de la extension del rotor 12 formando con ello una junta. Esta junta podna ser configurada por ejemplo como una junta de laberinto. Todos los ejemplos de ejecucion de rotores 8de celdas aqrn representados pueden ser configurados de este modo. Como alternativa se podna disponer, como se representa en la figura 11, en la carcasa 11 del rotor una junta, en especial una junta 26 de laberinto.
La figura 6 muestra otro ejemplo de ejecucion de un rotor 8 de celdas, que se configura en la direccion de la extension del arbol 12 del rotor al menos en dos piezas, comprendiendo un primer elemento 8a de rotor de celdas con un primer arbol 12a parcial del rotor y un segundo elemento 8b de rotor de celdas con un segundo arbol 12b parcial del rotor, estando unidos los dos elementos 8a, 8b de rotor de celdas, respectivamente los dos arboles 12a, 12b parciales del rotor por medio de un acoplamiento 19. Los dos elementos 8a, 8b de rotor de celdas poseen una ranura 18 de rotor. Los dos arboles 12a, 12b parciales del rotor estan montados de manera mutuamente desplazable en el acoplamiento 19, de manera que una variacion de la temperatura del rotor 8 de celdas puede dar lugar a una variacion del ancho 18 de la ranura.
La figura 7 muestra un ejemplo de un sobrealimentador 1 con onda de presion con un rotor 8 de celdas montado de manera flotante. A diferencia del sobrealimentador 1 con onda de presion representado en la figura 1 solo se apoya en el sobrealimentador con onda de presion representado en la figura 7 el arbol 12 del rotor en el lado derecho en el primer cojinete 14 de la carcasa 6 de gas fno. El arbol 12 del rotor no esta apoyado en el extremo izquierdo.
El sobrealimentador 1 con onda de presion tambien podna ser configurado de tal modo, que el segundo elemento 8b de rotor de celdas asf como un tramo 11a de la carcasa 11 del rotor, que rodea el segundo elemento 8b de rotor de celdas se configuren de manera mutuamente adaptada de tal modo, que el segundo elemento 8b de rotor de celdas asf como la zona 11a circundante formen mutuamente una junta 26 de laberinto como se representa en la figura 11.
En otra forma de ejecucion posible se podna prescindir en los sobrealimentador 1 con onda de presion representados en las figuras 1, 7 y 11 de un enfriamiento de la carcasa 7 de gas caliente. En una ejecucion de esta
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clase tambien queda garantizado que la ranura 16 pueda ser pequena y que un calentamiento del rotor 8 de celdas de lugar a una variacion del ancho 18 de la ranura del rotor.
La figura 8 muestra el lado 7f frontal de una carcasa 7 de gas caliente estando dispuestos en el lado 7f frontal de manera distanciada en la direccion del contorno sucesivamente un orificio 7h de entrada y a continuacion un orificio 7g de salida, estando dispuestos despues nuevamente un orificio 7h de entrada y a continuacion un orificio 7g de salida. Un sobrealimentador 1 con onda de presion, que comprenda una carcasa 7 de gas caliente representada en la figura 5 se configura de tal modo, que posea una conduccion del gas, que se compone de dos conducciones de gas dispuestas una encima de otra como se representa en la figura 2.
La figura 9 muestra en una vista lateral otro ejemplo de ejecucion de un sobrealimentador 1 con onda de presion con carcasa 7 de gas caliente, carcasa 11 de rotor y carcasa 6 de gas fno, comprendiendo la carcasa 7 de gas caliente una brida 7l en la que desembocan el canal 4 de gases de escape de alta presion y el canal 5 de gases de escape de baja presion. La carcasa 11 del rotor posee dos bridas 11a, 11b fijadas a la carcasa 7 de gas caliente, respectivamente la carcasa 6 de gas fno. Ademas se representan una entrada 7i de agua de enfriamiento asf como una salida 7k de agua de enfriamiento, a traves de las que tiene lugar un intercambio de agua de enfriamiento con el intercambiador 7c de calor dispuesto en la carcasa 7 de gas caliente.
La figura 10 muestra una seccion de la figura 6 a lo largo de lmea de corte A-A. El canal 4 de gases de escape de alta presion asf como el canal 5 de gases de escape de baja presion estan rodeados al menos en parte por un envolvente 7m de agua, que se halla en el interior del intercambiador 7c de calor, siendo sustituida el agua a traves de las tubenas 7i, 7k de entrada y de salida y enfriada fuera de la carcasa 7 de gas caliente. La carcasa 7 de gas caliente se construye con preferencia con pared doble por tramos para configurar el intercambiador 7c de calor entre las paredes separadas. En la figura 10 se pueden ver ademas los dos orificios 7g de salida asf como una parte del rotor 8 de celdas situado detras asf como sus celdas de rotor.
El dispositivo de enfriamiento, que comprende el intercambiador 7c de calor puede ser configurado de distintas maneras y por ejemplo tambien se podna construir como circuito cerrado de vapor con canales de calor y un circuito cerrado de vapor con variacion de fases.
La figura 11 muestra en una seccion longitudinal otro ejemplo de ejecucion de un sobrealimentador 1 con onda de presion con rotor 8 de celdas partido y apoyado de forma giratoria. La carcasa 11 del rotor esta configurada como envolvente metalica con forma de tubo en una pieza y esta conectada por medio de bridas 11a, 11b con la carcasa 7 de gas caliente asf como con la carcasa 6 de gas fno. La carcasa 7 de gas caliente esta fabricada con aluminio o con una aleacion de metal ligero. El arbol 12 del rotor se configura de modo pasante y apoya de manera rotativa en el segundo cojinete 13 asf como en el primer cojinete 14. Un collar, respectivamente un tope 12c esta unido de manera firme con el arbol 12 del rotor. El primer elemento del rotor de celdas asf como el segundo elemento del rotor de celdas 8a, 8b estan apoyados de manera desplazable sobre el arbol 12 del rotor por medio de los elemento 8h, 8i de cojinete. Un muelle 28 da lugar a una fuerza de repulsion, de manera, que los dos elementos 8a, 8b del rotor de celdas apoyan con un pretensado en el collar 12c, respectivamente en el disco 29 de tope.
Las figuras 12 y 13 muestran en una vista en perspectiva el lado delantero, respectivamente el lado trasero de los elementos 8a, 8b de rotor de celdas representados en la figura 11. Los dos elementos 8a, 8b del rotor de celdas poseen una construccion identica. El elemento 8a, 8b de rotor de celdas comprende una pared 8e exterior del rotor de celdas, una pared 8g interior del rotor de celdas asf como una gran cantidad de paredes 9 de celda, de manera, que se forman celdas 10 de rotor. El elemento 8a, 8b de rotor de celdas comprende, ademas, una primer lado 8c frontal que posee un tope 8f asf como una cavidad 8k para el arbol 12 del rotor. El elemento 8a, 8b de rotor de celdas comprende, ademas, un elemento 8h de cojinete.
Los dos elementos 8a, 8b de rotor de celdas apoyan a traves del tope 8f en el collar 12c, respectivamente en el disco 29 de tope, estando estos dispuestos adaptados de tal modo, que entre el primer lado 8c frontal del primer elemento 8a del rotor de celdas y el lado 7f frontal de la carcasa 7 de gas caliente se forme una ranura 16 con un ancho definido de la ranura, estando adaptada esta de tal modo, que entre el segundo lado 8d frontal del segundo elemento 8b del rotor de celdas y el lado 6c frontal de la carcasa 6 de gas fno se forme una ranura 17 con un ancho definido de la ranura. Una variacion de la temperatura en el sobrealimentador 1 con onda de presion tiene por ello la consecuencia, de que vana el ancho de la ranura 18 del rotor, mientras que el ancho de las ranuras 16 y 17 permanece constante o esencialmente constante con independencia de la temperatura. Esta es tambien una razon por la que el sobrealimentador 1 con onda de presion posee un elevado grado de rendimiento.
El sobrealimentador 1 con onda de presion representado en la figura 11 tambien se podna construir, sin embargo, en una pieza, es decir sin la ranura 18 en el rotor como se representa por ejemplo en la figura 1.
El sobrealimentador 1 con onda de presion representado en la figura 11 comprende en la carcasa 7 de gas caliente un intercambiador 7c de calor configurado de tal modo, que se pueda enfriar al menos el segundo cojinete 13, poseyendo el intercambiador 7c de calor canales 7d de enfriamiento que se extienden en el interior de la carcasa 7 de gas caliente. La carcasa 7 de gas caliente posee una pared 7n de asiento del cojinete, que en el lado orientado
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hacia el segundo cojinete 13 esta configurada como asiento 7o de cojinete para el segundo cojinete 13, estando dispuesto el segundo cojinete 13 en el segundo asiento de cojinete 7o y formando la pared 7n de asiento de cojinete en el lado opuesto al segundo cojinete 13 una pared 7p de salida del canal de enfriamiento de una canal 7d de enfriamiento del intercambiador 7c de calor. La pared 7n de asiento del cojinete comprende ventajosamente un lado 7q frontal as^ como, partiendo del lado 7q frontal, una parte 7r de cojinete con forma de cilindro hueco, formando el lado 7q frontal y el tramo 7r de cojinete el asiento 7o de cojinete y siendo tanto el lado 7q frontal, como tambien el tramo 7r con forma de cilindro hueco del cojinete, parte de la pared 7p exterior del canal de enfriamiento. Esta configuracion es especialmente ventajosa, ya que el flujo de calor de la carcasa 7 de gas caliente al asiento 7o del cojinete es reducido en gran medida. Ventajosamente se evita con ello una transmision de calor del segundo cojinete 13 al rotor 8 de celdas. De manera especialmente ventajosa se enfna el asiento 7o del cojinete con tanta intensidad, que a traves del segundo cojinete 13 se puede disipar ademas el calor del rotor 8 de celdas. El rotor 8 de celdas puede ser enfriado asf de manera especialmente ventajosa.
La pared 7n de asiento del cojinete esta unida ventajosamente por medio de un punto 7s delgado, respectivamente un puente, con el resto 7 de la carcasa 7 de gas caliente para reducir el flujo del calor desde el resto de la carcasa 7 de gas caliente a la pared 7n de asiento del cojinete.
En una configuracion ventajosa comprende el sobrealimentador 1 con onda de presion, en el caso de que este posea un rotor partido, una pluralidad de juntas 26 de laberinto como se representa a tftulo de ejemplo esquematicamente en la figura 11. Las juntas 26 de laberinto estan dispuestas por ejemplo en el lado interior de la carcasa 11 del rotor y en el lado exterior de la pared 8e exterior del rotor de celdas, estando representadas en la figura 11 unicamente las juntas 26 de laberinto dispuestas en la carcasa 11 del rotor. Las juntas 26 de laberinto se extienden 360° en la direccion del contorno, estando representadas en la figura 11 las juntas 26 de laberinto solo en la parte inferior de la carcasa 11 del rotor para mayor claridad. Las juntas 26 de laberinto tambien se extendenan, sin embargo, en la parte superior de la carcasa 11 del rotor. Las juntas 26 de laberinto estan dispuestas ventajosamente al menos en la zona de la ranura 18 para evitar en la zona entre la ranura 18 y la carcasa 11 del rotor un escape de fluido a traves de la ranura 18 de la celda 10 del rotor. Ventajosamente se disponen, ademas, dos juntas 26 de laberinto, que se extienden cada una 360° en la direccion del contorno, en la zona final del rotor 8 de celdas, como se representa en la figura 11, para evitar la penetracion de fluido en la ranura entre la pared 8e exterior del rotor de celdas y el lado interior de la carcasa 11 del rotor.
El intercambiador 7c de calor posee ventajosamente un canal 7e de enfriamiento que rodea completamente el canal 5 de gases de escape de alta presion al menos a lo largo de un tramo 4b de enfriamiento, de manera que la pared exterior del canal 4 de gases de escape de alta presion forme al mismo tiempo una parte de la pared 7p exterior del canal de enfriamiento. La zona 7s delgada, respectivamente el puente forma ventajosamente, como se representa en la figura 11, en ambos lados una pared 7p exterior de canal de enfriamiento, lo que reduce adicionalmente el flujo de calor desde la parte restante de la carcasa 7 de gas caliente hacia la pared 7n de asiento del cojinete.
El intercambiador 7c de calor posee ventajosamente un canal 7e de enfriamiento, que rodea el canal 5 de gases de escape de baja presion al menos a lo largo de un tramo 5b de enfriamiento, de manera que la pared exterior del canal 5 de gases de escape de baja presion forma al mismo tiempo una parte de la pared 7p exterior del canal de enfriamiento.
En una configuracion ventajosa se puede prever, ademas, un circuito 30 cerrado de aceite, que comprende tubenas 30a de aceite, para alimentar el primer y/o el segundo cojinete 14, 13 con aceite, no estando representadas en la figura 11 en la carcasa 7 de gas caliente y/o en la carcasa 6 de gas fno las tubenas de aceite necesarias para ello.
El enfriamiento del sobrealimentador 1 con onda de presion tiene como consecuencia, que este posee durante el funcionamiento una temperatura mas baja. Esto brinda la ventaja, de que, como se representa en la figura 11, la junta entre la carcasa 6 de gas fno y la carcasa 11 del rotor y/o entre la carcasa 7 de gas caliente y la carcasa 11 del rotor se pueden utilizar juntas 27 anulares, respectivamente juntas toricas, para la hermetizacion, siendo las juntas 27 anulares de metal o de material plastico, con preferencia de un material con elasticidad permanente como silicona. La junta 27 anular se extiende en la direccion del contorno sobre 360 grados.
La figura 14 muestra otro ejemplo de ejecucion de un rotor 8 de celdas configurado en dos piezas en la direccion de la extension del arbol 12 del rotor y que comprende un primer elemento 8a de rotor de celdas con un primer elemento 8h de cojinete y un segundo elemento 8b de rotor de celdas con un segundo elemento 8i de cojinete, formando los dos elementos 8a, 8b de rotor de celdas, respectivamente los dos elementos 8h, 8i de cojinete una ranura 18 mutua, de manera, que los elementos 8a, 8b de rotor de celdas estan distanciados entre sf formando una ranura 18. Las celdas 10 de rotor que se extienden de manera continua entre el primer y el segundo elemento 8c, 8d de rotor de celdas estan distanciadas igualmente en la transicion entre el primer y el segundo elemento 8a y 8b de rotor en el valor de la ranura 18, no impidiendo la ranura 18 el flujo de fluido en las celdas 10 de rotor mutuamente alineadas en la zona de la ranura 18. Los dos elementos 8a, 8b de rotor de celdas estan unidos entre sf por medio del arbol 12 del rotor y giran en el mismo sentido D de rotacion. Los elementos 8h, 8i de cojinete estan unidos en sus zonas 8l, 8m finales firmemente con el arbol 12 del rotor. Un calentamiento del rotor 8 de celdas tiene como consecuencia, que los elementos 8a, 8b de rotor de celdas se dilaten, de manera, que se reduce la ranura 18.
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Un enfriamiento del rotor 8 de celdas tiene como consecuencia, que la ranura 18 aumenta. La forma de ejecucion representada en la figura 14 tiene la ventaja de que la ranura 16 entre el lado 7f frontal de la carcasa 7 de gas caliente y el primer elemento 8a del rotor de celdas es constante o permanece esencialmente constante durante el funcionamiento del sobrealimentador 1 con onda de presion con independencia de la temperatura del elemento 8a del rotor de celdas, ya que la variacion de la longitud del elemento 8a del rotor de celdas resultante del calentamiento se manifiesta desde el punto de vista del ancho de la ranura 18. El ancho de la ranura 18 es en una configuracion ventajosa en el estado fno del rotor 8 de celdas de 0,4 mm, reduciendose este ancho durante el funcionamiento del sobrealimentador 1 con onda de presion a un valor preferentemente inferior a 0,2 mm debido al calentamiento del rotor 8 de celdas. En una configuracion especialmente ventajosa se cierra la ranura 18 completamente, debido al calentamiento. Durante un enfriamiento del rotor 8 de celdas aumenta nuevamente la ranura 18 hasta el estado fno.
El enfriamiento del sobrealimentador 1 con onda de presion tiene como consecuencia, que este posee una temperatura mas baja durante el funcionamiento. Esto brinda la ventaja de que para la hermetizacion entre la carcasa 6 de gas fno y la carcasa 11 del rotor y/o entre la carcasa 7 de gas caliente y la carcasa 11 del rotor se puede utilizar juntas 27 anulares para la hermetizacion, siendo los anillos 27 de hermetizacion de metal o de material plastico.
Tambien puede resultar ventajoso disponer un intercambiador adicional de calor para enfriar un conducto de aportacion de gases de escape de alta presion, estando dispuesto el conducto de aportacion de los gases de escape de alta presion delante del canal 4 de gases de escape de alta presion en la direccion del flujo de los gases de escape.
El rotor 8 de celdas segun el invento se representa en los ejemplos de ejecucion expuestos en combinacion con una carcasa 7 de gas caliente refrigerada. Sin embargo, el rotor 8 de celdas segun el invento tambien se presta para un sobrealimentador 1 con onda de presion que no posea una carcasa 7 de gas caliente refrigerada.
En un ejemplo del procedimiento el gas de escape sale con aproximadamente 1.050° C del motor de gasolina, es enfriado en el canal 4 de gases de escape de alta presion y penetra con aproximadamente 850° C en el rotor de celdas. Ademas, el rotor de celdas es enfriado con el aire fresco 2a entrante, que posee aproximadamente 20° C, de manera que el primer elemento 8a del rotor de celdas posee una temperatura de aproximadamente 450° C y el segundo elemento 8b del rotor de celdas una temperatura de aproximadamente 200° C.

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    REIVINDICACIONES
    1. Sobrealimentador con onda de presion (1) para compactar aire (2a) fresco para un motor de combustion, que comprende una carcasa (6) de gas fno, una carcasa (7) de gas caliente asf como una carcasa (11) del rotor dispuesta entre ellas, estando dispuesto en el interior de la carcasa (11) del rotor un rotor (8) de celdas rotativo, poseyendo el rotor (8) de celdas una pluralidad de celdas (10) de rotor, que se extienden en la direccion de la extension del rotor (8) de celdas y forman una union conductora de fluido, comprendiendo la carcasa (7) de gas caliente un canal (4) de gases de escape de alta presion y un canal (5) de gases de escape de baja presion y comprendiendo la carcasa (6) de gas fno una canal (2) de aire fresco y un canal (3) de aire de sobrealimentacion y estando unidos el canal (4) de gases de escape de alta presion y el canal (5) de gases de escape de baja presion, el canal (2) de aire fresco y el canal (3) de aire de sobrealimentacion de manera conductora de fluido con el rotor (8) de celdas, comprendiendo la carcasa (6) de gas fno un cojinete (14) del rotor de celdas, estando unido el rotor (8) de celdas con un arbol (12) del rotor, estando apoyado el arbol (12) del rotor en el cojinete (14) de rotor de celdas y estando partido el rotor (8) de celdas en la direccion de la extension del arbol (12) del rotor, comprendiendo al menos un primer elemento (8a) de rotor de celdas y un segundo elemento (8b) de rotor de celdas, estando distanciados entre sf el primer y el segundo elemento (8a y 8b) de rotor de celdas en la direccion de extension del arbol (12) del rotor formando una ranura (18), caracterizado por que la ranura (18) es abierta, de manera, que del primer elemento (8a) de rotor de celdas al segundo elemento (8b) de rotor de celdas estan unidas entre sf en la direccion de la extension del arbol (12) del rotor las celdas (10) de rotor que se hallan una detras de otra de manera conductora de fluido a traves de la ranura (18) abierta.
  2. 2. Sobrealimentador con onda de presion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la ranura (18) posee un ancho maximo de 0,5 mm.
  3. 3. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el rotor (8) de celdas esta partido en el centro en la direccion de la extension del arbol (12) del rotor.
  4. 4. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la carcasa (7) de gas caliente comprende un segundo cojinete (13) de rotor de celdas y porque el arbol (12) del rotor (8) de celdas esta apoyado tanto en el primer cojinete (14) del rotor de celdas en la carcasa (6) de gas fno, como tambien en el segundo cojinete (13) del rotor de celdas en la carcasa (7) de gas caliente.
  5. 5. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el primer elemento (8a) de rotor de celdas y/o el segundo elemento (8b) de rotor de celdas estan unidos de manera firme con el arbol (12) del rotor.
  6. 6. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el primer elemento (8a) de rotor de celdas y el segundo elemento (8b) de rotor de celdas estan dispuestos sobre el arbol (12) del rotor de manera desplazable en la direccion de la extension del arbol (12) del rotor.
  7. 7. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que entre el primer y el segundo elemento (8a, 8b) de rotor de celdas esta dispuesto un muelle (28) que genera una fuerza de repulsion mutua sobre los dos elemento (8a, 8b) del rotor de celdas.
  8. 8. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que un tope (12c) esta unido de manera firme con el arbol (12) del rotor apoyando en el primer elemento (8a) de rotor de celdas para garantizar una ancho (16) definido de la ranura (16) entre un lado (7f) frontal de la carcasa (7) de gas caliente y un primer lado (8c) frontal del primer elemento (8a) de rotor de celdas.
  9. 9. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el rotor (8) de celdas comprende una pluralidad de elemento (8a, 8b) de rotor de celdas dispuestos uno detras de otro en la direccion de la extension del arbol (12) del rotor, hallandose la pluralidad en el margen entre 3 y 30.
  10. 10. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el primer elemento (8a) de rotor de celdas y el segundo elemento (8b) de rotor de celdas son de materiales distintos, poseyendo el material del primer elemento (8a) de rotor de celdas una resistencia a calor mayor que el material del segundo elemento (8b) de rotor de celdas.
  11. 11. Sobrealimentador con onda de presion segun la reivindicacion 10, caracterizado por que el primer elemento (8a) de rotor de celdas es de una acero resistente a calor.
  12. 12. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado por que el segundo elemento (8b) del rotor de celdas es de un material plastico.
  13. 13. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el primer elemento (8a) de rotor de celdas y el segundo elemento (8b) de rotor de celdas estan dispuestos uno
    detras de otro en la direccion de la extension del arbol (12) del rotor y poseen un punto de transicion y porque en el punto de transicion esta dispuesta una junta (26) de laberinto.
  14. 14. Sobrealimentador con onda de presion segun la reivindicacion 1 a 11, caracterizado por que el primer 5 elemento (8a) de rotor de celdas y el segundo elemento (8b) de rotor de celdas estan dispuestos uno detras de otro
    en la direccion de la extension del arbol (12) del rotor y porque el segundo elemento (8b) de rotor de celdas asf como un tramo (11a) de la carcasa (11) del rotor, que rodea el segundo elemento (8b) del rotor de celdas, estan configurados de manera adaptada de tal modo, que el segundo elemento (8b) de rotor de celdas asf como el tramo (11a) envolvente forman mutuamente una junta (26) de laberinto.
    10
  15. 15. Sobrealimentador con onda de presion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la carcasa (7) de gas caliente comprende un intercambiador (7c) de calor y porque el intercambiador (7c) de calor esta configurado de tal modo que se pueda enfriar el canal (4) de gases de escape de alta presion.
    15 16. Sobrealimentador con onda de presion segun la reivindicacion 15, caracterizado por que el intercambiador (7c)
    de calor esta configurado de tal modo, que primero se enfna el segundo cojinete (13) del rotor de celdas y despues el canal (4) de gases de escape de alta presion.
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