CN107762902B - 用于提供两个相互分开地引导的介质流的输送布置系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特别是在燃料推动的车辆加热器中用于提供两个相互分开地引导的介质流的输送布置系统，所述输送布置系统包括能绕第一转动轴线(A)转动以输送第一介质的第一输送轮(14)、能绕第二转动轴线(A)转动以输送第二介质的第二输送轮(16)以及用于驱动第一输送轮(14)和第二输送轮(16)的驱动马达(12)，所述输送布置系统的特征在于，至少一个输送轮(16)与所述驱动马达(12)通过磁耦布置系统(60)耦联。

Description

用于提供两个相互分开地引导的介质流的输送布置系统
技术领域
本发明涉及一种特别是在燃料推动的车辆加热器中用于提供两个相互分开地引导的介质流的输送布置系统，所述输送布置系统包括能绕第一转动轴线转动以输送第一介质的第一输送轮、能绕第二转动轴线转动以输送第二介质的第二输送轮以及用于驱动第一输送轮和第二输送轮的驱动马达。
背景技术
这样的输送布置系统例如由DE202004015442U1已知。在已知的输送布置系统中使用构造为电动马达的驱动马达，以便对燃料推动的车辆加热器的两个输送轮进行驱动。所述输送轮中的第一输送轮用于将作为气态的第一介质的燃烧空气输送到车辆加热器的燃烧区域中。所述输送轮中的第二输送轮用于将作为气态的第二介质的热空气朝车辆加热器的换热布置系统的方向输送。
发明内容
本发明的任务在于，规定一种特别是在燃料推动的车辆加热器中用于提供两个相互分开地引导的车辆加热器的输送布置系统，其中，以简单的方式和方法能实现在仍然能通过一个共同的驱动马达实现驱动两个输送轮时可靠地分开两个介质流。
按照本发明，该任务通过特别是在燃料推动的车辆加热器中用于提供两个相互分开地引导的介质流的输送布置系统得以解决，所述输送布置系统包括：
-能绕第一转动轴线转动以输送第一介质的第一输送轮，
-能绕第二转动轴线转动以输送第二介质的第二输送轮，
-用于驱动第一输送轮和第二输送轮的驱动马达，
在此，进一步规定，至少一个输送轮与所述驱动马达通过磁耦布置系统耦联。
通过将至少一个输送轮经由磁耦布置系统与驱动马达耦联，可以与所述至少一个输送轮相配地避免机械耦联、亦即输送轮与驱动马达直接的实体的相互作用。磁耦布置系统能通过磁力相互作用实现对这样的输送轮的耦联，从而输送轮在一侧并且驱动马达在另一侧例如可以设置在通过至少一个壁相互分开的体积区域中并且在该壁中不必设置开口，用于使提供输送轮的耦联的元件、例如驱动马达的轴穿过。
在一种特别是在车辆的驱动系统中使用时特别有利的变型方案中提出，所述第一输送轮是用于输送气态的第一介质的的气体输送轮，并且所述第二输送轮是用于输送液态的第二介质的液体输送轮，并且所述第二输送轮与所述驱动马达通过所述磁耦布置系统耦联。
为了将作为气态的第一介质的燃烧空气输送到燃料推动的车辆加热器的燃烧区域，一种结构证实为特别有利的，在该结构中可以规定，与所述第一输送轮相配地在第一壳体中设置有绕第一转动轴线环状地延伸的、沿第一转动轴线的方向敞开的输送通道，所述输送通道具有通过中断区域与介质入口分开的介质出口，并且所述第一输送轮包括轴向地覆盖所述输送通道的、环状的输送区域，所述输送区域具有多个沿绕第一转动轴线的周向相继的输送叶片。因此，在这里在输送轮与输送通道配合作用的情况下按照侧通道风机的类型构造的输送布置系统的输送区域。
为了输送液态的第二介质而提出，所述第二输送轮在用于第二介质的流动通道中能绕第二转动轴线转动地支承，其中，优选所述流动通道具有基本上沿第二转动轴线的方向朝向所述第二输送轮引导的流入通道区域和沿径向方向远离所述第二输送轮引导的流出通道区域。
为了能够为气态的第一介质提供封闭的流动体积而提出，所述第一输送轮设置在由第二壳体包围的空间区域中，其中，优选所述第二壳体与所述第一壳体固定地连接，用于提供密封的封闭部。
为了确定地、稳定地定位第二输送轮以输送液态的第二介质可以规定，在所述流动通道中设置有沿第二转动轴线的方向延伸的用于所述第二输送轮的支承销轴，其中，优选所述支承销轴绕第二转动轴线不可转动地优选支承在所述第二壳体上，所述支承销轴可转动地支承所述第二输送轮。
所述驱动马达可以包括具有转子轴的转子布置系统。在这种构造方案中，优选所述输送轮中的一个输送轮与该转子轴机械地耦联并且另一个输送轮与该转子轴通过所述磁耦布置系统耦联。在这里要指出的是，就本发明而言，利用机械耦联讨论至少每种不允许在输送轮与转子轴之间打滑的耦联方式，亦即例如通过摩擦夹紧配合、通过齿状啮合、通过材料锁合、例如粘接、生成的或通过传动装置提供的耦联。
为了能够实现所述输送轮中的至少一个输送轮的通过磁力生成的耦联而提出，所述驱动马达包括具有转子轴的转子布置系统，并且所述磁耦布置系统包括与该转子轴机械地耦联的驱动磁体布置系统和与至少一个输送轮耦联的从动磁体布置系统，所述至少一个输送轮通过所述磁耦布置系统与所述驱动马达耦联。在此，优选所述磁体布置系统中的至少一个磁体布置系统包括至少一个永磁体。
针对简单的、稳定的结构可以规定，所述驱动磁体布置系统与所述转子轴无相对转动地连接。在此，可以规定所述驱动磁体布置系统与所述转子轴直接地耦联或/和通过所述第一输送轮耦联。
在一种备选构造方式中，所述驱动磁体布置系统与所述转子轴可以通过所述传动布置系统耦联。以这种方式和方法可以用于两个输送轮能以彼此不同的转速旋转。
所述传动布置系统可以包括行星齿轮传动装置，其中，所述行星齿轮传动装置优选可以构造有太阳轮、行星齿轮支架和空心轮，所述太阳轮与所述转子轴连接用于共同转动，所述行星齿轮支架与所述驱动磁体布置系统连接用于共同转动或者通过所述驱动磁体布置系统提供，所述行星齿轮支架具有多个与所述太阳轮啮合的行星齿轮，所述空心轮不能绕第一转动轴线和第二转动轴线转动并且与所述行星齿轮啮合。
在结构上特别简单地待实现的构造方式中，所述空心轮可以设置在所述第二壳体上。
所述第一转动轴线和第二转动轴线可以相互对应，从而两个输送轮实际上绕一个共同的转动轴线驱动，用于转动。所述驱动马达优选是具有定子布置系统和转子布置系统的电动马达，所述定子布置系统可以具有一个或多个定子绕组，所述转子布置系统可以具有转子轴，通过该转子轴进行与输送轮的耦联。
此外，本发明涉及一种用于车辆的驱动系统，所述驱动系统包括驱动机构、用于引导液态的冷却介质穿过驱动机构的冷却介质循环回路和具有按照本发明的输送布置系统的燃料推动的车辆加热器，其中，设置有第二输送轮，用于将作为第二介质的冷却介质循环回路的冷却介质输送到所述车辆加热器的换热布置系统，并且设置有第一输送轮，用于将作为第一介质的燃烧空气输送到所述车辆加热器的燃烧区域。
附图说明
下面借助附图详细描述本发明。附图中：
图1示出用于提供两个相互分开地引导的介质流的输送布置系统的剖视图；
图2以分解的剖视图示出图1的输送布置系统；
图3示出输送布置系统的一种备选构造方式的与图1相对应的视图；
图4以分解的剖视图示出图3的输送布置系统；
图5示出图3的输送布置系统的支承行星齿轮传动装置和驱动磁体布置系统的壳体；
图6在图5中的视向VI中示出图5的壳体的轴向视图；
图7示出用于车辆的驱动系统的原理图，所述车辆具有配备有图1至6的输送布置系统的车辆加热器。
具体实施方式
图1和图2示出整一般以10表示的输送布置系统的第一构造方式。输送布置系统10包括构造为电动马达的驱动马达12，通过该驱动马达可以驱动第一输送轮14和第二输送轮16，用于绕一个共同的转动轴线A转动。驱动马达12在马达壳体14中包括具有一个或多个能电激励的定子绕组的定子布置系统和能在马达壳体14中转动的具有转子轴20的转子布置系统18。
马达壳体12与输送布置系统10的第一壳体22连接或者例如也可以通过第一壳体22的整合的组成部分提供。在第一壳体22中设置有开口24，转子轴22沿转动轴线A的方向延伸穿过该开口，从而该转子轴在第一壳体22的背离马达壳体12的轴侧26上突出于所述第一壳体。
在第一壳体22中构造有绕转动轴线A环状地延伸的输送通道28。在未示出的中断区域中，输送通道28沿周向中断。介质入口和介质出口通过所述中断区域沿周向相互分开，要通过第一输送轮14输送的气态的第一介质、亦即例如用于燃料推动的车辆加热器的燃烧空气可以经由所述介质入口进入到输送通道28中，第一介质通过所述介质出口又离开输送通道28。输送轮14与环状的输送通道28相配地具有对应地环状成形的输送区域30，该输送区域具有多个沿周向设置在其上的且相继的输送叶片32。输送轮14与输送通道28一起形成输送布置系统10的按照侧通道风机的类型构造的输送区域。
驱动马达12的转子轴20在图1和图2中示出的实例中延伸穿过在输送轮14中设置的开口34。输送轮14与转子轴20直接地、机械地与所述转子轴连接，用于绕转动轴线A共同转动。转子轴20例如可以通过压配合容纳在开口34中。也能实现齿状的啮合或者通过粘接或类似方式的固定的、机械的连接。
输送轮14容纳在由第二壳体36包围的空间区域38中，所述第二壳体与第一壳体22例如在输送轮14或者说输送通道28的径向外部固定地且流体密封地连接。在第二壳体36上固定地且提供流体密封的封闭部地支承流动通道元件42，所述流动通道元件为液态的第二介质提供流动通道40。流动通道元件42在第一管区段44中提供基本上沿第二转动轴线A的方向朝向第二输送轮16引导的流入通道区域46并且在第二管区段48中提供在示出的实例中基本上径向地远离第二输送轮16引导的流出通道区域50。要通过第二输送轮16输送的液态的第二介质经由流入通道区域46沿转动轴线A的方向朝向第二输送轮16流动并且在第二输送轮16的转动运行中通过多个在其上沿绕转动轴线A的周向相继的输送叶片52输送到流出通道区域50中。
在第二壳体36的壳体附接件54上固定地支承用于第二输送轮16的支承销轴58。支承销轴58例如可以压入到壳体附接件54中或/和通过材料锁合、例如粘接固定地保持在所述壳体附接件上。在支承销轴58上例如借助于滑动支承件原则上可自由转动地支承第二输送轮16。
为了也能够通过驱动马达12来驱动与驱动马达12非机械地耦联的第二输送轮16以绕转动轴线A转动，设置有一般以60表示的磁耦布置系统。该磁耦布置系统包括例如具有一个或多个永磁体的驱动磁体布置系统62，该驱动磁体布置系统与转子轴20或者说在其上无相对转动地支承的第一输送轮14耦联以共同转动。所述永磁体例如可以设置在包围这些永磁体的壳体中，该壳体由塑料材料或类似物制成。转子轴20嵌入到壳体中或者也可能嵌入到圆盘状地构造的永磁体中。因此，驱动磁体布置系统62例如可以通过压配合、粘接或类似方式与驱动轴20直接地无相对转动地连接，但备选地或附加地也可以与第一输送轮14无相对转动地连接。驱动磁体布置系统62处于由第二壳体36包围的空间区域38中并且因此通过第二壳体36、特别是该第二壳体的也具有壳体套筒54的壁64与第二输送轮16分开并且也与在流动通道元件42中形成的用于第二介质的流动通道40分开。
在第二输送轮16上设置有磁耦布置系统60的从动磁体布置系统66。该从动磁体布置系统66也可以包括一个或多个永磁体，所述永磁体例如置入到由塑料材料制成的壳体中。这样的壳体可以例如通过粘接或类似方式与例如同样由塑料构成的第二输送轮16固定地连接。原则上，一个或多个永磁体也可以置入到第二输送轮16的构造材料中或者直接固定在第二输送轮16上。支承销轴58和例如还有壳体附接件54贯穿从动磁体布置系统66中的开口56，从而第二输送轮16例如轴向地支撑在壳体附接件54上地在支承销轴58上可转动地支承。
通过在两个磁体布置系统62、66之间起作用的磁力将这两个磁体布置系统联结以用于共同转动，从而在转子轴20转动时并且在此在驱动磁体布置系统62转动时也驱动从动磁体布置系统66，用于绕转动轴线A转动，并且因此第二输送轮16也绕转动轴线A旋转。因此，在第二输送轮16和驱动马达12之间不存在直接的机械联结的情况下，存在如下可能性，即，所述第二输送轮设置在用于液态的第二介质的流动通道40中并且通过驱动马达12驱动以绕转动轴线A转动，所述驱动马达也驱动第一输送轮14以用于转动。这一方面能实现可靠地分开两个介质流，在示出的实例中特别是也通过第二壳体实现，但另一方面保证在激励驱动马达12时可靠地驱动两个输送轮14、16，用于绕转动轴线转动。
这样的输送布置系统的一种备选构造方式在图3至6中示出。在这里，在结构或功能方面对应于上面描述的组件或结构组件的组件或结构组件以相同的附图标记表示。
在图3至6中示出的结构中，第二输送轮16也通过磁耦布置系统60与驱动马达12或者说该驱动马达的驱动轴20耦联，用于绕转动轴线A共同转动。磁耦布置系统60在这里也还具有设置在空间区域38中的驱动磁体布置系统62和与第二输送轮16一起容纳在流动通道40或者说流动通道元件42中的从动磁体布置系统66。第一输送轮14与驱动马达12的转子轴20的耦联和驱动马达与第一壳体22中的环形通道28的相互作用如先前参照图1和2所描述的那样。
然而，不同于在先前描述的构造方式中，驱动磁体布置系统62不是无相对转动地与转子轴20连接，而是与该转子轴通过一般以68表示的传动布置系统连接或者能通过转子轴20经由传动布置系统68驱动以绕转动轴线A转动。在示出的实例中，传动布置系统68包括行星齿轮传动装置70，该行星齿轮传动装置具有与转子轴20或/和第一输送轮14固定地连接以共同旋转的太阳轮72。在第二壳体36或者说该第二壳体的壁64上设置有基本上沿转动轴线的方向延伸到空间区域38中的、例如基本上圆柱形的附接件74，该附接件在其远离壁64的端部区域中提供空心轮76。在示出的实例中，在太阳轮72和空心轮76之间设置有四个沿周向例如成相互均匀的间距地设置的行星齿轮78，所述行星齿轮不仅与太阳轮72、而且与空心轮76啮合作用。行星齿轮78在例如环状地构造的行星齿轮支架80上绕基本上平行于转动轴线A的转动轴线可自由转动地支承。行星齿轮支架80又固定在驱动磁体布置系统62上或者形成该驱动磁体布置系统的一部分，从而在行星齿轮支架80绕转动轴线A转动时驱动磁体布置系统62也对应地绕转动轴线A转动。所述转动通过如下方式引起，即，在太阳轮72绕转动轴线A转动时，由于空心轮76无相对转动地设置在第二壳体36上，通过与太阳轮72的啮合作用而置于转动中的行星齿轮78在空心轮76上滚动并且在该滚动运动时驱动行星齿轮支架80以绕转动轴线A转动。在图6中示出的构造实例中，其中，在空心轮和太阳轮之间设置有2比1的直径比或齿数比，太阳轮72以预先确定的转速转动导致第二输送轮16沿相同的转动方向以一定转速转动，该转速对应于太阳轮的转速的三分之一并且因此对应于第一输送轮14或者说转子轴20的转速的三分之一。
因此，通过确定行星齿轮传动装置70的不同组件的尺寸能实现对第二输送轮16的转速与第一输送轮14的转速进行不同地预给定。
下面参照图7借助原理图阐述先前描述的输送布置系统10向车辆的驱动系统中的整合。一般以82表示的驱动系统包括例如构造为内燃机的驱动机构84并且与此相配地包括也穿过驱动机构84的水套引导的冷却介质循环回路86，所述冷却介质循环回路用于一般液态的冷却介质、亦即例如水或类似物。冷却介质可以在冷却介质循环回路86中通过冷却介质泵88驱动以用于循环。冷却介质循环回路86也引导穿过一般称为冷凝器的换热布置系统90。在此，在驱动机构84中生成的热可以放出，以使冷却介质或驱动机构84冷却。所述热例如可以传递给穿流冷凝器90的且要导入到车辆内部空间中的空气。
此外，驱动系统82包括一般以92表示的燃料推动的车辆加热器。车辆加热器92包括燃烧区域94以及换热布置系统96。与车辆加热器92相配地设置有先前描述的输送布置系统10。第一管区段44经由分支管线98接合到冷却介质循环回路86上。换热布置系统96经由另一个分支管线100同样接合到冷却介质循环回路86上，从而换热布置系统96在冷却介质循环回路86中基本上与冷凝器90并联或者说也与驱动机构84并联。在图7中不能看到输送布置系统10的第二管区段48，该管区段将通过第二输送轮16输送的液态的介质、亦即冷却介质循环回路86的冷却介质导入到换热布置系统96中。
通过第一输送轮14将由箭头L标明的燃烧空气朝燃烧区域94的方向输送、在其中与燃料混合并且在燃烧区域94中燃烧以提供热。在此产生的废气A经由未示出的废气引导系统离开燃烧区域94。
在驱动系统7的运行中在驱动机构84运行时在其中生成的热可以经由冷凝器90放出。如果不需要车辆加热器92的运行，则输送布置系统10保持去激活，从而由于与冷凝器90相比大得多的流动阻力两个分支管线98、100基本上不被穿流并且基本上在冷却介质循环回路86中循环的所有冷却介质也穿流冷凝器90。如果例如在停车采暖运行模块中、亦即在驱动机构84去激活时车辆内部空间变热，则车辆加热器92处于运行中。在这种状态下也激活输送布置系统10，从而一方面冷却介质循环回路86的冷却介质输送穿过换热布置系统96并且另一方面通过第一输送轮14将燃烧空气L输入到燃烧区域94中。在此，为了用于确定地穿流冷凝器90，可以通过阀102禁止驱动机构84的穿流。如果阀102置于释放通向驱动机构84的穿流的阀位置中，则在车辆加热器92的换热布置系统96中变热的冷却介质也可以穿流驱动机构84并且该冷却介质在运行开始之前预热。在此，为了例如用于通过车辆加热器92仅驱动机构84变热，在车辆加热器92和冷凝器90之间的流动区域中也可以设置有阀，该阀在这种情况下于是截止地连接，以便用于冷却装置90不被穿流，而穿流换热布置系统96的所有冷却介质穿流驱动机构84。在这种状态下例如也可以辅助支持地运行冷却介质泵88。

Claims (14)

1.用于提供两个相互分开地引导的介质流的输送布置系统，所述输送布置系统包括：
-能绕第一转动轴线(A)转动以输送第一介质的第一输送轮(14)，
-能绕第二转动轴线(A)转动以输送第二介质的第二输送轮(16)，
-用于驱动第一输送轮(14)和第二输送轮(16)的驱动马达(12)，
其中，至少一个输送轮(16)与所述驱动马达(12)通过磁耦布置系统(60)耦联，所述驱动马达(12)包括具有转子轴(20)的转子布置系统(18)，并且所述磁耦布置系统(60)包括与该转子轴(20)机械地耦联的驱动磁体布置系统(62)和与至少一个输送轮(16)耦联的从动磁体布置系统(66)，所述至少一个输送轮通过所述磁耦布置系统(60)与所述驱动马达(12)耦联，
其特征在于，所述驱动磁体布置系统(62)与所述转子轴(20)通过传动布置系统(68)耦联以用于在所述第一输送轮(14)和所述第二输送轮(16)中提供不同的转速。
2.根据权利要求1所述的输送布置系统，其特征在于，所述输送布置系统在燃料推动的车辆加热器中使用。
3.根据权利要求1所述的输送布置系统，其特征在于，所述第一输送轮(14)是用于输送气态的第一介质的气体输送轮，并且所述第二输送轮(16)是用于输送液态的第二介质的液体输送轮，并且所述第二输送轮(16)与所述驱动马达(12)通过所述磁耦布置系统(60)耦联。
4.根据权利要求3所述的输送布置系统，其特征在于，与所述第一输送轮(14)相配地在第一壳体(22)中设置有绕第一转动轴线(A)环状地延伸的、沿第一转动轴线(A)的方向敞开的输送通道(28)，所述输送通道具有通过中断区域与介质入口分开的介质出口，并且所述第一输送轮(14)包括轴向地覆盖所述输送通道(28)的、环状的输送区域(30)，所述输送区域具有多个沿绕第一转动轴线(A)的周向相继的输送叶片(32)，
或/和
所述第二输送轮(16)在用于第二介质的流动通道(40)中能绕第二转动轴线(A)转动地支承。
5.根据权利要求4所述的输送布置系统，其特征在于，所述流动通道(40)具有基本上沿第二转动轴线(A)的方向朝向所述第二输送轮(16)引导的流入通道区域(46)和沿径向方向远离所述第二输送轮(16)引导的流出通道区域(50)。
6.根据权利要求4或5所述的输送布置系统，其特征在于，所述第一输送轮(14)设置在由第二壳体(36)包围的空间区域(38)中，或/和
在所述流动通道(40)中设置有沿第二转动轴线(A)的方向延伸的用于所述第二输送轮(16)的支承销轴(58)。
7.根据权利要求6所述的输送布置系统，其特征在于，所述第二壳体(36)与所述第一壳体(22)固定地连接，用于提供密封的封闭部，或/和所述支承销轴(58)绕第二转动轴线(A)不可转动地支承在所述第二壳体(36)上，所述支承销轴可转动地支承所述第二输送轮(16)。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的输送布置系统，其特征在于，所述驱动马达(12)包括具有转子轴(20)的转子布置系统(18)，并且所述输送轮(14、16)中的一个输送轮与该转子轴(20)机械地耦联并且另一个输送轮(16)与所述转子轴(20)通过所述磁耦布置系统(60)耦联。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的输送布置系统，其特征在于，所述驱动磁体布置系统(62)包括至少一个永磁体，或/和所述从动磁体布置系统(60)包括至少一个永磁体。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的输送布置系统，其特征在于，所述传动布置系统(68)包括行星齿轮传动装置(70)。
11.根据权利要求10所述的输送布置系统，其特征在于，所述行星齿轮传动装置包括太阳轮(72)、行星齿轮支架(80)和空心轮，所述太阳轮与所述转子轴(20)连接用于共同转动，所述行星齿轮支架与所述驱动磁体布置系统(62)连接用于共同转动或者由所述驱动磁体布置系统(62)提供，所述行星齿轮支架具有多个与所述太阳轮(72)啮合的行星齿轮(78)，所述空心轮不能绕第一转动轴线(A)和第二转动轴线(A)转动并且与所述行星齿轮(78)啮合。
12.根据权利要求11所述的输送布置系统，其特征在于，所述第一输送轮(14)设置在由第二壳体(36)包围的空间区域(38)中，所述空心轮(76)设置在所述第二壳体(36)上。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的输送布置系统，其特征在于，所述第一转动轴线(A)对应于所述第二转动轴线(A)，或/和所述驱动马达(12)是具有定子布置系统和转子布置系统(18)的电动马达，所述转子布置系统具有转子轴(20)。
14.用于车辆的驱动系统，所述驱动系统包括驱动机构(84)、用于引导液态的冷却介质穿过所述驱动机构(84)的冷却介质循环回路(86)和具有根据权利要求1至13中任一项所述的输送布置系统(10)的燃料推动的车辆加热器(92)，其中，设置有第二输送轮(16)，用于将所述冷却介质循环回路(86)的冷却介质作为第二介质输送到所述车辆加热器(92)的换热布置系统(96)，并且设置有第一输送轮(14)，用于将燃烧空气(L)作为第一介质输送到所述车辆加热器(92)的燃烧区域(94)。
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