CN110168198B - 具有用于提高液压效率的非润湿表面的冲击式涡轮机 - Google Patents

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Abstract

描述了用于内燃发动机的曲轴箱通风***的旋转聚结器元件的涡轮机的各种布置。在一些布置中，涡轮机是冲击式涡轮机，其也被称为培尔顿涡轮机或斜击式涡轮机。涡轮机用于将来自加压流体的流的液压功率转换成用于驱动旋转元件的机械功率。涡轮机包括排斥加压流体的非润湿表面(例如，疏油或疏水表面)。非润湿表面可以通过等离子涂层、含氟聚合物涂层、微观形貌特征等来实现。非润湿表面增加了从加压流体的流到涡轮机的功率传输效率，从而与润湿表面涡轮机相比增加了旋转元件的旋转速度，这进而增加了旋转元件的效率。

Description

具有用于提高液压效率的非润湿表面的冲击式涡轮机
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年1月9日提交的且标题为“Impulse Turbine with Non-Wetting Surface for Improved Hydraulic Efficiency”的美国临时专利申请第62/443,991号的优先权和权益，该美国临时专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请涉及旋转分离器。
背景
在内燃发动机的运行期间，一部分燃烧气体可能流出燃烧气缸并进入发动机的曲轴箱。这些气体通常被称为“窜漏”气体。窜漏气体包括气溶胶、油和空气的混合物。如果直接排放到周围环境中，窜漏气体中包含的气溶胶可能危害环境。因此，窜漏气体通常经由曲轴箱通风***按规定路径排出曲轴箱。曲轴箱通风***可以使窜漏气体通过聚结器(即，聚结过滤元件)，以去除窜漏气体中包含的大部分气溶胶和油。过滤后的窜漏气体(“清洁”气体)然后或者排放到周围环境(在开放式曲轴箱通风***中)，或者按规定路径返回到内燃发动机的进气口以用于进一步燃烧(在封闭式曲轴箱通风***中)。
一些曲轴箱通风***利用旋转聚结器元件，旋转聚结器元件通过在过滤期间旋转聚结器元件来提高曲轴箱通风***的过滤效率。在旋转聚结器元件中，污染物(例如，悬浮在窜漏气体中并由窜漏气体输送的油滴)通过离心分离技术至少部分地被分离。此外，聚结器元件的旋转可以产生泵送效果，这减少了通过曲轴箱通风***的压降。聚结器元件可以包括例如过滤介质、分离锥的堆叠、分离盘的堆叠或它们的组合。聚结器元件可以通过联接到聚结器元件的流体驱动涡轮机而旋转。
概述
各种示例性实施方案涉及用于驱动过滤***中的旋转元件的涡轮机。涡轮机包括中心主体和联接到中心主体的多个叶片(buckets)。多个叶片构造成将来自流体的流的液压能量转换成机械能量以使涡轮机旋转。多个叶片中的每个叶片包括相对于流体的非润湿表面。
在一些实施方案中，所述流体是油，并且其中所述非润湿表面是疏油表面。
在一些实施方案中，所述多个叶片中的每个叶片包括切口。
在一些实施方案中，所述涡轮机是培尔顿式涡轮机、斜击式涡轮机、具有分开叶片布置的培尔顿式涡轮机、单叶片培尔顿式涡轮机、具有螺旋形叶片的培尔顿式涡轮机或班基横流式涡轮机。
在一些实施方案中，所述非润湿表面通过等离子体涂覆所述非润湿表面而形成。
在一些实施方案中，所述非润湿表面通过化学涂覆所述非润湿表面而形成。
在一些实施方案中，所述非润湿表面通过在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度而形成。
在一些实施方案中，所述非润湿表面由等离子体涂覆所述非润湿表面、化学涂覆所述非润湿表面或在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度中的至少两种的组合而形成。
另一个示例性实施方案涉及用于内燃发动机的曲轴箱通风***。曲轴箱通风***包括壳体，该壳体具有入口和出口，入口接收来自内燃发动机的待被过滤的曲轴箱窜漏气体。壳体界定中心隔室。曲轴箱通风***还包括旋转聚结器元件，该旋转聚结器元件定位在中心隔室内并联接到驱动轴。曲轴箱通风***包括联接到驱动轴的涡轮机。涡轮机构造成在曲轴箱通风***的运行期间使旋转聚结器元件旋转。涡轮机包括中心主体和联接到中心主体的多个叶片。多个叶片构造成将来自流体的流的液压能量转换成机械能量以使涡轮机旋转。多个叶片中的每个叶片包括相对于流体的非润湿表面。
另一个示例性实施方案涉及一种用于内燃发动机的曲轴箱通风***，所述曲轴箱通风***包括：
壳体，所述壳体具有入口和出口，所述入口接收来自所述内燃发动机的待过滤的曲轴箱窜漏气体，所述壳体界定中心隔室；
旋转聚结器元件，其定位在所述中心隔室内并联接到驱动轴；和
涡轮机，所述涡轮机包括：
中心主体，其可操作地联接到所述驱动轴，以及
联接到所述中心主体的多个叶片，所述多个叶片构造成将来自流体的流的液压能量转换成机械能量以使所述涡轮机旋转，并由此使所述旋转聚结器元件旋转，所述多个叶片中的每个叶片包括相对于所述流体的非润湿表面。
在一些实施方案中，所述流体是油，并且其中所述非润湿表面是疏油表面。
在一些实施方案中，所述多个叶片中的每个叶片包括切口。
在一些实施方案中，所述涡轮机是培尔顿式涡轮机、斜击式涡轮机、具有分开叶片布置的培尔顿式涡轮机、单叶片培尔顿式涡轮机、具有螺旋形叶片的培尔顿式涡轮机或班基横流式涡轮机。
在一些实施方案中，所述非润湿表面通过等离子体涂覆所述非润湿表面而形成。
在一些实施方案中，所述非润湿表面通过化学涂覆所述非润湿表面而形成。
在一些实施方案中，所述非润湿表面通过在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度而形成。
在一些实施方案中，所述非润湿表面由等离子体涂覆所述非润湿表面、化学涂覆所述非润湿表面或在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度中的至少两种的组合而形成。
在又一组实施方案中，一种方法包括提供界定入口、出口和中心隔室的壳体。驱动轴定位在壳体的中心隔室中。旋转聚结器元件联接到驱动轴。提供了涡轮机，该涡轮机具有中心主体和与中心主体联接的多个叶片。多个叶片中的每个叶片包括相对于流体的非润湿表面。涡轮机联接到驱动轴。多个叶片构造成将来自流体的流的液压能量转换成机械能量以使涡轮机旋转。
在一些实施方案中，所述非润湿表面通过等离子体涂覆所述非润湿表面而形成。
在一些实施方案中，所述非润湿表面通过化学涂覆所述非润湿表面而形成。
在一些实施方案中，所述非润湿表面通过在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度而形成。
在一些实施方案中，所述非润湿表面通过等离子体涂覆所述非润湿表面、化学涂覆所述非润湿表面或在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度中的至少两种的组合而形成。
在一些实施方案中，所述流体是油，并且其中所述非润湿表面是疏油表面。
根据结合附图时进行的以下的详细描述，这些和其它的特征连同其组织和操作的方式将变得明显，其中在所有的下文描述的若干个附图中，相同的元件具有相同的标记。
附图简述
根据结合附图考虑的下面的描述和所附权利要求，本公开的前述特征和其它特征将变得更充分明显。应理解，这些附图仅描绘了根据本公开的数个实施方式且因此不应被考虑为限制本公开的范围，本公开将通过使用附图以另外的具体说明和细节被描述。
图1示出了根据一个示例性实施方案的曲轴通风***的横截面图。
图2示出了根据一个示例性实施方案的涡轮机的透视图。
图3示出了根据另一个示例性实施方案的涡轮机的透视图。
图4示出了根据另外一个示例性实施方案的涡轮机的透视图。
图5示出了根据另一个示例性实施方案的涡轮机的透视图。
图6是示出根据另外一个示例性实施方案的涡轮机的一部分的透视图的计算动态模拟。
图7示出了与具有非润湿部分和润湿部分的表面相互作用的液滴的横截面图。
图8示出了根据一个示例性实施方案的液滴(例如，油或水的液滴) 的视图，该液滴通过多个突出部从固体表面(例如，涡轮机)升高。
图9示出了接触角增大如何影响用于不同流体的典型冲击式涡轮机设计的效率的曲线图。
图10是根据实施方案的用于制造曲轴箱通风***的方法的示意性流程图。
贯穿以下详细描述，参考附图。在附图中，除非上下文另外规定，否则相似的符号通常标识相似的部件。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施方式不意图是限制性的。可以利用其它实施方式，并且可以做出其它改变而不偏离此处提出的主题的精神或范围。应容易理解，如在本文通常描述的以及在附图中示出的本公开的方面可以在各种各样的不同构造中被布置、替换、组合和设计，所有构造都被明确地设想并构成本公开的一部分。
详细描述
总体参考附图，描述了用于旋转元件的涡轮机的各种布置。旋转元件可以是，例如用于内燃发动机的曲轴箱通风***的旋转聚结器元件、离心分离器(例如液体-颗粒分离器)等。在一些布置中，涡轮机是冲击式涡轮机，其也被称为培尔顿涡轮机(peltonturbine)或斜击式涡轮机。涡轮机用于将来自加压流体的流的液压功率转换成用于驱动旋转元件的机械功率。涡轮机包括排斥加压流体的非润湿表面(例如，疏油或疏水表面)。非润湿表面可以通过等离子涂层、含氟聚合物涂层、微观形貌特征等来实现。非润湿表面增加了从加压流体的流到涡轮机的功率传输效率，从而与润湿表面涡轮机相比增加了旋转元件的旋转速度，这进而增加了旋转元件的效率。
参考图1，示出了根据示例性实施方案的曲轴箱通风***100的横截面图。曲轴箱通风***100用于描述包括由加压流体驱动的旋转元件的***的基本操作。曲轴箱通风***100通常处理从内燃发动机曲轴箱接收的窜漏气体，以去除曲轴箱窜漏气体中包含的气溶胶、油和其它微粒。曲轴箱通风***100通常包括壳体102，壳体102具有接收待过滤的曲轴箱窜漏气体(例如，来自内燃发动机的曲轴箱的窜漏气体)的入口104、具有安装在其中的旋转聚结器元件106的中心隔室、以及向内燃发动机(在封闭的曲轴箱通风***中)或环境(在开放的曲轴箱通风***中)提供过滤的窜漏气体的出口108。
在曲轴箱通风***100的运行期间，窜漏气体穿过入口104进入壳体 102。窜漏气体被引导到中心隔室，在中心隔室中窜漏气体以由内向外的方式流动穿过旋转聚结器元件106。在可选布置中，曲轴箱通风***100 可以构造成具有从外向内的流动布置。旋转聚结器元件106联接到中心轴 110，该中心轴110将旋转传递到旋转聚结器元件106。中心轴110由涡轮机112旋转地驱动，涡轮机112通过由油泵114产生的油的射流来旋转。涡轮机112是冲击式涡轮机，其也被称为培尔顿涡轮机或斜击式涡轮机。随着旋转聚结器元件106旋转，旋转聚结器元件106分离窜漏气体中包含的油、气溶胶和其它污染物。分离的污染物穿过排出口116从壳体102排出，并返回发动机曲轴箱油槽(engine crankcase sump)118。旋转聚结器元件106大致包括第一端帽120、第二端帽122和分离设备124。分离设备124可以包括过滤介质、分离锥的堆叠和/或分离盘的堆叠的任意组合。
仍然参考图1，涡轮机112将来自油的射流的液压功率转换成机械功率以转动中心轴110。通常，对于涡轮机112而言，对于任何给定的受限功率输入来说，需要实现可能的最高旋转速度，以最大化旋转聚结器元件 106的性能(以及提供穿过旋转聚结器元件106的流动的降低的或负的压降)。涡轮机112的功率输入受到油泵114产生的油的射流的压力乘以穿过喷嘴将射流引导入涡轮机112中的允许流率的限制。在一些布置中，涡轮机112可用的功率在20-120瓦的范围内。从涡轮机112到中心轴110的功率输出等于涡轮机112的效率乘以功率输入。作为非限制性示例，如果涡轮机112的效率是50％，并且功率输入是20-120瓦，则输出到旋转轴110 的功率将在10-60瓦的范围内。因此，为了在不增加功率输入的情况下从涡轮机112获得更高的功率输出，需要增大涡轮机112的效率。具有提高涡轮机112效率的特征的涡轮机112的各种布置将在下面参照图2至图7 进一步详细描述。
参考图2，示出了根据示例性实施方案的涡轮机200的透视图。涡轮机200可以用来代替曲轴箱通风***100的涡轮机112。涡轮机200是斜击式类型的涡轮机。涡轮机200包括中心主体202和联接到中心主体202 的多个叶片204。如本文中使用的，术语“叶片”指的是具有表面的结构，该表面被构造成受流体的流冲击，以便至少将流体的流的液压功率转换成机械功率(即，旋转)。“叶片”的结构可以包括但不限于碗形表面、杯形表面、平面表面、弯曲表面等。在图2中，叶片204通常是碗形状的。中心主体202通常是环形状的，并且叶片204中的每一个从中心主体202的外周延伸。例如，中心主体202可以联接到曲轴箱通风***100的中心轴 110。叶片204中的每一个包括定位在叶片204的第一端部处的切口 (cutaway)206。切口206提供了每个叶片204的月牙形顶部轮廓(从图 2的右侧向上的视角看)。切口206在每个叶片204中形成开口，从而允许流体208的流通过喷嘴210以有限的接近角212从叶片204的上方(或下方)引导入叶片204中的每一个中，如图2中所示。有限接近角212可以在十五度和二十度之间。在一些布置中，喷嘴210由曲轴箱通风***100 的油泵114供应，并且流体208是油。如下文进一步详细描述的，每个叶片204的内表面(即，被流体208的流冲击的表面)是排斥流体208的非润湿(即，疏性的(phobic))表面。
参考图3，示出了根据另一示例性实施方案的涡轮机300的透视图。涡轮机300可以用来代替曲轴箱通风***100的涡轮机112。涡轮机300 是具有分开叶片布置的培尔顿式涡轮机。涡轮机300包括中心主体302和联接到中心主体302的多个叶片304。中心主体302通常是环形状的，并且叶片304中的每一个从中心主体302的外周延伸。例如，中心主体302 可以联接到曲轴箱通风***100的中心轴110。叶片304中的每一个是分开叶片，该分开叶片具有由脊310分开的第一叶片部分306和第二叶片部分308。第一叶片形部分306和第二叶片形部分308中的每一个是大致上碗形状的。叶片304中的每一个包括定位在叶片304的外侧(即，涡轮机 300的外周)的切口312。切口312以脊310为中心，并在每个叶片304 中形成开口，从而允许流体314的流通过喷嘴(例如，喷嘴210)引导到叶片304中的每一个的中心，使得流体314的流被脊310分开并被引导到第一叶片部分306和第二叶片部分308中。在一些布置中，喷嘴由曲轴箱通风***100的油泵114供应，并且流体314是油。如下文进一步详细描述的，每个叶片304的内表面(即，被流体314的流冲击的表面)是排斥流体314的非润湿(即，疏性的)表面。
参考图4，示出了根据又一个示例性实施方案的涡轮机400的透视图。涡轮机400可以用来代替曲轴箱通风***100的涡轮机112。涡轮机400 是改进的单叶片培尔顿式涡轮机，其具有切向射流和顶部入口底部排放布置。涡轮机400包括中心主体402和联接到中心主体402的多个叶片404。中心主体402通常是环形状的，并且叶片404中的每一个从中心主体402 的轴向表面延伸。例如，中心主体402可以联接到曲轴箱通风***100的中心轴110。叶片404中的每一个是大致碗形的。叶片404中的每一个包括定位在叶片404的上部外侧上的切口406。在一些布置中，切口406邻近支撑件定位，该支撑件将叶片404连接到中心主体402。在一些布置中，切口406为每个叶片404提供月牙形轮廓。切口406被设定尺寸和被成形以允许流体408的流通过喷嘴(例如喷嘴210)被引导到叶片404中的每一个的中心。然后，叶片404通过沿受流体408的流冲击的叶片404的弯曲表面转动(即，按规定路径使其行进)流体，将流体引导出叶片404的相对侧(即，下侧)。在一些布置中，喷嘴由曲轴箱通风***100的油泵 114供应，并且流体408是油。如下文进一步详细描述的，每个叶片404 的内表面(即，被流体408的流冲击的表面)是排斥流体408的非润湿(即，疏性的)表面。
参考图5，示出了根据另一示例性实施方案的涡轮机500的透视图。涡轮机500可以用来代替曲轴箱通风***100的涡轮机112。涡轮机500 是具有螺旋形叶片布置的改进型培尔顿式涡轮机。涡轮机500包括具有中心开口504的圆柱形主体502。圆柱形主体502包括形成在圆柱形主体502 的外周表面上的多个叶片506。例如，圆柱形主体502可以联接到曲轴箱通风***100的中心轴110。图5的实施方案中的叶片506中的每一个是螺旋形的。叶片506中的每一个在圆柱形主体502的径向表面上形成为凹部。叶片506的螺旋形状被构造成从叶片506的顶部部分处的喷嘴508接收流体的流(例如，如图5中喷嘴508的定位所示)，以沿由螺旋形状产生的叶片506的弯曲表面转动流体，并将流体从叶片506的底部部分引导出来。在一些布置中，喷嘴508由曲轴箱通风***100的油泵114供应，并且流体是油。如下文进一步详细描述的，每个叶片506的内表面(即，被流体的流冲击的表面)是排斥流体的非润湿(即，疏性的)表面。
参考图6，示出了根据又一个示例性实施方案CFD模拟，其示出了涡轮机600的一部分的透视图。涡轮机600可以用来代替曲轴箱通风***100 的涡轮机112。涡轮机600是班基横流式涡轮机(Banki cross-flow turbine)。涡轮机600包括圆柱形主体602，圆柱形主体602具有从圆柱形主体602 突出的多个叶片604。例如，圆柱形主体602可以联接到曲轴箱通风*** 100的中心轴110。图6的实施方案中的叶片604中的每一个由弯曲表面界定。多个叶片604形成多个弯曲通道，该多个弯曲通道从圆柱形主体602 的外周朝向圆柱形主体602的中心延伸。通道被布置成接收来自喷嘴(例如，喷嘴210)的流体606的流，并沿着弯曲表面，朝向圆柱形主体602 的中心转动流体。在一些布置中，喷嘴由曲轴箱通风***100的油泵114 供应，并且流体606是油。如下文进一步详细描述的，被流体606的流冲击的叶片604是非润湿的(即，疏性的)并且排斥流体。
如上面所描述的，上面描述的涡轮机200、300、400、500和600中的每一个包括非润湿(即，疏性的)表面，在该非润湿表面上流体(例如，油)冲击涡轮机。在流体是油的布置中，表面是疏油的。在流体是水的布置中，表面是疏水的。图7突出了流体如何与润湿表面和非润湿表面反应的差异。如图7中所示，表面700具有非润湿(即，疏性的)部分702和润湿部分704。第一流体滴706被示出在非润湿部分702上。第一流体滴 706相对于表面700形成第一接触角708。第一接触角708大于90°。在一些布置中，第一接触角708高达150°。第二流体滴710被示出在润湿部分704上。第二流体滴710相对于表面700形成第二接触角712。第二接触角712小于90°。在一些布置中，第二接触角712小于20°。因此，第一流体滴706附着到非润湿部分702的程度小于第二流体滴710附着到润湿部分704的程度。
涡轮机200、300、400、500和600的非润湿(即，疏性的)表面可以通过工艺的任意组合来形成。液滴和表面之间的接触角由流体和表面内的粘附力和粘合力决定，并且大体上取决于固体表面的自由能以及液体本身的表面张力。在一些布置中，非润湿涂层通过降低固体的表面自由能来提供非润湿特性。例如，碳氟化合物的弱分子晶体结构，其中分子通过物理力(范德华力等)结合在一起，倾向于具有非常“低的能量”并且倾向于是“非润湿”的。在一些布置中，非润湿表面通过等离子体涂覆表面、化学涂覆表面(例如，用含氟聚合物(如全氟聚醚)、硅烷等)，或者它们的组合来形成，在表面上产生表面微尺度形貌(即，类似于“荷叶效应”，由此荷叶表面包含多尺度结构，包括尺寸约为10-50微米的凸起，这些凸起通过在水和荷叶表面之间捕获空气来排斥水)。在一些布置中，基于蒸发的化学涂层(包含专有聚合物、含氟溶剂、含氟聚合物和烷烃)可以通过浸渍、涂抹或喷涂工艺来施加，并且根据所选择的工艺，沉积据报道的厚度范围为5纳米至500纳米的耐用涂层(例如，经由涂层和表面之间的共价键合)。其它沉积工艺依赖于真空或气相沉积方法。如由测角仪测量的，上面提到的涂层导致据报道的超过70°，甚至可能超过130°的水和油接触角。这些方法通常在结合到聚合物基底的介电粘合层的顶部上形成疏性的单层。
在另一种布置中，涡轮机200、300、400、500和600的非润湿表面可以通过产生微米和纳米尺度形貌表面粗糙度来实现，该表面粗糙度用于在液滴下方捕获空气。这些表面可以使用溶胶凝胶工艺在现有基底表面 (即，塑料或金属涡轮机叶片)上形成，在该溶胶凝胶工艺中硅烷用某些化学物质(例如，氟化合物)改性，并作为纳米尺度颗粒的“溶胶”分散在胶体溶液中。溶液蒸发，并且颗粒形成粘附到表面的致密的微粗糙结构，该微粗糙结构从涡轮机的固体表面排斥液体。这产生了荷叶效应，其在图 8中被图示。图8示出了通过多个突出部806从固体表面804(例如涡轮机)升高的液滴802(例如，油或水)的视图。在一些布置中，突出部806 是10-15微米宽并且从固体表面804延伸10-20微米的微尺度突出部。突出部806在固体表面804和微滴802之间捕获空气包，这有助于从固体表面804排斥微滴802。突出部806包括纳米尺度表面粗糙度808，这进一步增强荷叶效应。
通过利用涡轮机200、300、400、500和600的非润湿表面，涡轮机 200、300、400、500和600的效率提高约2.5％至8％(取决于流体、涡轮机的尺寸、流体的流相对于涡轮机的对齐、涡轮机的布置、流体的流的压力等)。性能的提高至少部分是流体在涡轮机200、300、400、500和600 的表面上附着减少的结果。涡轮机200、300、400、500和600的效率提高导致从流体射流到旋转元件(即，到曲轴箱通风***100的旋转聚结器元件106)的功率传输增加。在图9中绘出了增加的效率，其示出了接触角的增加(例如，通过如上面所描述的涂覆/处理，降低表面自由能)如何影响对于不同表面张力的流体(例如，约20达因/厘米的油和约70达因/ 厘米的水)的典型冲击式涡轮机设计的液压效率的曲线图表 900。
图10是根据一个实施方案的用于制造曲轴箱通风***(例如，曲轴箱通风***100)的示例方法1000的示意流程图。方法1000包括在1002 提供界定入口、出口和中心隔室的壳体。例如，壳体可以包括曲轴箱通风***100的壳体102，壳体102具有中心隔室并界定入口104和出口108。
在1004，驱动轴定位在壳体的中心隔室中。例如，中心轴110定位在中心隔室中。在1006，旋转聚结器元件联接到驱动轴。例如，旋转聚结器元件106或任何其它合适的可旋转元件联接到中心轴110。驱动轴在中心隔室内自由旋转，以便将旋转运动传递到与其联接的旋转聚结器元件。
在1008，提供涡轮机。涡轮机包括中心主体和与中心主体联接的多个叶片。多个叶片构造成将来自流体的流的液压能量转换成机械能量以使涡轮机旋转。涡轮机可以包括例如涡轮机200、300、400、500、600或本文中描述的任何其它涡轮机。此外，涡轮机的多个叶片中的每一个均包括相对于流体的非润湿表面。
非润湿表面可以使用任何合适的工艺形成。在一些实施方案中，非润湿表面通过等离子体涂覆非润湿表面而形成。在其它实施方案中，非润湿表面通过化学涂覆非润湿表面而形成。在又一实施方案中，非润湿表面通过在非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度而形成。在还有的其它实施方案中，非润湿表面由等离子体涂覆非润湿表面、化学涂覆非润湿表面或在非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度中的至少两种的组合形成。在特定实施方案中，用于驱动涡轮机的流体是油。在这样的实施方案中，非润湿表面可以包括疏油表面。
在1010，涡轮机联接到驱动轴，例如涡轮机(例如，涡轮机200、300、 400、500、600)的中心主体(例如，中心主体202、302、402、502、602) 可操作地联接到中心轴110，使得涡轮机的任何旋转均使驱动轴旋转，并由此使聚结器元件旋转。
应注意，本文用于描述各种实施方案的术语“示例”的任何使用旨在表示这样的实施方案是可能的实施方案的可能的示例、表示和/或说明(且这样的术语并不意图暗示这样的实施方案必然是非凡的或最好的示例)。
如本文中使用的，术语“近似”旨在涵盖指定数量或数量范围的约正负5％的范围。
本文中对元件的位置(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等) 的引用仅用于描述图中各种元件的定向。应当指出的是，各种元件的定向可根据其它的示例性实施方案而不同，并且这种变化意在被本公开所包含。
如在本文使用的术语“联接”和类似术语意指两个构件直接或间接连结到彼此。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这样的连结可以在以下情况下实现：两个构件或两个构件和任何附加的中间构件彼此一体地形成为单个整体，或者两个构件或两个构件和任何附加的中间构件附接至彼此。
重要的是注意到，各种示例性实施方案的构造和布置仅仅是说明性的。虽然在本公开中只详细描述了几个实施方案，但审阅本公开的本领域技术人员应容易认识到，很多修改(例如，在各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料的使用、颜色、定向等上的变化) 是可能的，而实质上不偏离本文所述的主题的新颖性教导和优点。例如，示出为整体形成的元件可由多个部分或元件构成，元件的位置可以倒置或者以其它方式改变，并且分立的元件或位置的性质或数目可以发生改变或变化。根据可替代的实施方案，任何工艺或方法步骤的顺序或次序可以改变或者重新排列。另外，来自特定的实施方案的特征可以与来自其它实施方案的特征组合，如将被本领域普通技术人员所理解的。也可在各种示例性实施方案的设计、操作条件和布置上做出其它替代、修改、变化和省略，而不偏离本发明的范围。
虽然本说明书包含很多特定的实施方式细节，但这些不应被解释为对任何实施方案或可被要求保护的内容的范围的限制，而是作为特定实施方案的特定实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中在独立的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以组合地在单个实施方式中实施。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独地或以任何适当的子组合的方式实施。此外，虽然特征在上面可被描述为以某些组合起作用且甚至最初被这样要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情况下可从该组合删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变形。

Claims (22)

1.一种涡轮机，包括：
中心主体；和
联接到所述中心主体的多个叶片，所述多个叶片构造成将来自流体的流的液压能量转换成机械能量以使所述涡轮机旋转，所述多个叶片中的每个叶片的内表面包括相对于所述流体的非润湿表面，在所述非润湿表面处所述流体冲击所述叶片。
2.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，所述流体是油，并且其中所述非润湿表面是疏油表面。
3.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，所述多个叶片中的每个叶片包括切口。
4.根据权利要求1所述的涡轮机，其中，所述涡轮机是培尔顿式涡轮机、斜击式涡轮机、具有分开叶片布置的培尔顿式涡轮机、单叶片培尔顿式涡轮机、具有螺旋形叶片的培尔顿式涡轮机或班基横流式涡轮机。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮机，其中，所述非润湿表面通过等离子体涂覆所述非润湿表面而形成。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮机，其中，所述非润湿表面通过化学涂覆所述非润湿表面而形成。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮机，其中，所述非润湿表面通过在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度而形成。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的涡轮机，其中，所述非润湿表面由等离子体涂覆所述非润湿表面、化学涂覆所述非润湿表面或在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度中的至少两种的组合而形成。
9.一种用于内燃发动机的曲轴箱通风***，所述曲轴箱通风***包括：
壳体，所述壳体具有入口和出口，所述入口接收来自所述内燃发动机的待过滤的曲轴箱窜漏气体，所述壳体界定中心隔室；
旋转聚结器元件，其定位在所述中心隔室内并联接到驱动轴；和
涡轮机，所述涡轮机包括：
中心主体，其可操作地联接到所述驱动轴，以及
联接到所述中心主体的多个叶片，所述多个叶片构造成将来自流体的流的液压能量转换成机械能量以使所述涡轮机旋转，并由此使所述旋转聚结器元件旋转，所述多个叶片中的每个叶片的内表面包括相对于所述流体的非润湿表面，在所述非润湿表面处所述流体冲击所述叶片。
10.根据权利要求9所述的曲轴箱通风***，其中，所述流体是油，并且其中所述非润湿表面是疏油表面。
11.根据权利要求9所述的曲轴箱通风***，其中，所述多个叶片中的每个叶片包括切口。
12.根据权利要求9所述的曲轴箱通风***，其中，所述涡轮机是培尔顿式涡轮机、斜击式涡轮机、具有分开叶片布置的培尔顿式涡轮机、单叶片培尔顿式涡轮机、具有螺旋形叶片的培尔顿式涡轮机或班基横流式涡轮机。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的曲轴箱通风***，其中，所述非润湿表面通过等离子体涂覆所述非润湿表面而形成。
14.根据权利要求9-12中任一项所述的曲轴箱通风***，其中，所述非润湿表面通过化学涂覆所述非润湿表面而形成。
15.根据权利要求9-12中任一项所述的曲轴箱通风***，其中，所述非润湿表面通过在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度而形成。
16.根据权利要求9-12中任一项所述的曲轴箱通风***，其中，所述非润湿表面由等离子体涂覆所述非润湿表面、化学涂覆所述非润湿表面或在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度中的至少两种的组合而形成。
17.一种用于制造曲轴箱通风***的方法，包括：
提供壳体，所述壳体界定入口、出口和中心隔室；
将驱动轴定位在所述壳体的所述中心隔室中；
将旋转聚结器元件联接到所述驱动轴；
提供涡轮机，所述涡轮机具有中心主体和联接到所述中心主体的多个叶片，所述多个叶片中的每个叶片的内表面包括相对于流体的非润湿表面，在所述非润湿表面处所述流体冲击所述叶片；和
将所述涡轮机联接到所述驱动轴，
其中所述多个叶片构造成将来自所述流体的流的液压能量转换成机械能量以使所述涡轮机旋转。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述非润湿表面通过等离子体涂覆所述非润湿表面而形成。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述非润湿表面通过化学涂覆所述非润湿表面而形成。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述非润湿表面通过在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度而形成。
21.根据权利要求17所述的方法，其中，所述非润湿表面通过等离子体涂覆所述非润湿表面、化学涂覆所述非润湿表面或在所述非润湿表面上产生表面微尺度形貌粗糙度中的至少两种的组合而形成。
22.根据权利要求17-21中任一项所述的方法，其中，所述流体是油，并且其中所述非润湿表面是疏油表面。
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