DE102005051294A1

DE102005051294A1 - Rootsverdichter

Info

Publication number: DE102005051294A1
Application number: DE102005051294A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Kariya Hirano; Kazuho Kariya Yamada; Toshiro Kariya Fujii
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2006-06-08
Also published as: US20060088427A1; US7287970B2; JP2006125251A

Abstract

Ein Rootsverdichter hat ein Gehäuse, eine Drehwelle, einen Rotor und eine Schicht. Das Gehäuse definiert eine Pumpenkammer, einen Sauganschluss und einen Ausgabeanschluss. Der Sauganschluss und der Ausgabeanschluss grenzen an die Pumpenkammer. Die Drehwelle ist durch das Gehäuse drehbar gelagert. Der Rotor ist mit der Drehwelle verbunden und ist in der Pumpenkammer untergebracht. Fluid, das durch den Sauganschluss in die Pumpenkammer eingeführt wird, wird durch den Ausgabeanschluss durch Drehung des Rotors, der durch die Drehwelle gedreht angetrieben wird, zu der Außenseite der Pumpenkammer ausgegeben. Die Schicht ist in einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses ausgebildet, das die Pumpenkammer definiert. Die Schicht ist von einer Seite benachbart zu dem Sauganschluss zu einer Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss hin in eine Umfangsrichtung des Gehäuses dünner.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rootsverdichter, der Fluid, das in seine Pumpenkammer eingeführt wird, durch die Drehung seines Rotors zu der Außenseite der Pumpenkammer ausgibt.
In einem Brennstoffzellensystem, das Elektrizität durch Reagieren von Wasserstoff mit Sauerstoff generiert, wird Sauerstoff im Allgemeinen mit einem Rootsverdichter zu der Brennstoffzelle zugeführt. Der Rootsverdichter hat ein Gehäuse, das darin eine Pumpenkammer definiert, und hat ferner einen Antriebsrotor und einen angetriebenen Rotor, die an einer Drehwelle des Verdichters fixiert sind und die in dem Gehäuse untergebracht sind.

Die Japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-229248 offenbart einen derartigen Rootsverdichter, bei dem die innere Umfangsfläche des Gehäuses des Verdichters mit einer Harzschicht zum Verhindern beschichtet ist, dass jeder Rotor direkt auf der inneren Fläche des Gehäuses gleitet, das eine Pumpenkammer definiert. Dieser Rootsverdichter hat einen geeignetes Spiel zwischen der Harzschicht und jedem Rotor zum Verringern einer Luftleckage von der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss (Hochdruckseite) zu der Seite benachbart zu dem Sauganschluss (Niedrigdruckseite), während ein Eingriff zwischen jedem von dem Rotor und der Harzschicht verhindert wird. Dieser Spalt und die Dicke der Harzschicht sind bei der normalen Temperatur des Rootsverdichters über die Gehäuseumfangsrichtung gleichmäßig. Ferner ist der Rootsverdichter, der in der Japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-229248 offenbart ist, konstruiert, um betätigbar zu sein, das Gehäuse und die Harzschicht durch Kühlmittel, das durch einen Kühlmitteldurchgang in dem Gehäuse strömt, zu kühlen.

Dann wird in dem Rootsverdichter, der in der Offenlegungsschrift Nr. 6-229248 offenbart ist, wenn der Antriebsrotor durch eine Antriebsquelle wie beispielsweise einen Motor gedreht wird, der angetriebene Rotor ebenso dem Antriebsrotor folgend gedreht, wodurch Luft durch einen Sauganschluss, der mit der Pumpenkammer verbunden ausgebildet ist, in die Pumpenkammer eingeführt wird. Ferner wird die Luft durch Drehung des Antriebsrotors und des angetriebenen Rotors verdichtet und durch den Ausgabeanschluss, der angrenzend zu der Pumpenkammer ausgebildet ist, zu der Außenseite der Pumpenkammer ausgegeben. In diesem Verdichtungsprozess wird Luft in der Pumpenkammer verdichtet und hierdurch in der Temperatur mit dem Ergebnis erhöht, dass die Wärme von der Luft zu jedem von dem Rotor, der Harzschicht und dem Gehäuse geleitet wird. Da das Gehäuse durch Kühlmittel, das durch den Kühlmitteldurchgang strömt, gekühlt wird, werden das Gehäuse und die Harzschicht über das Gehäuse auf einer niedrigen Temperatur gehalten. Dementsprechend dehnt sich die Harzschicht im Wesentlichen nicht aus und ihre Dicke ist über die gesamte Umfangsrichtung des Gehäuses gleich bleibend gehalten.

In dem Rootsverdichter der Offenlegungsschrift Nr. 6-229248 steigt die Harzschicht in der Temperatur, da die Wärme der Luft direkt zu der Harzschicht geleitet wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Harzschicht benachbart zu dem Ausgabeanschluss, in dem das Verdichtungsverhältnis der Luft verhältnismäßig hoch ist, höher in der Temperatur als der Temperatur der Harzschicht benachbart zu dem Sauganschluss. Das heißt, dass ein Temperaturunterschied zwischen der Harzschicht benachbart zu dem Ausgabeanschluss und der Harzschicht benachbart zu dem Sauganschluss auftritt. Als ein Ergebnis hat die Harzschicht benachbart zu dem Ausgabeanschluss einen höheren linearen Ausdehnungskoeffizienten in der Dickenrichtung als die benachbart zu dem Sauganschluss. Somit ist die Harzschicht benachbart zu dem Ausgabeanschluss dicker als die benachbart zu dem Sauganschluss. Daher gibt es einen großen Unterschied der Dicke zwischen der Harzschicht benachbart zu dem Ausgabeanschluss und der Harzschicht benachbart zu dem Sauganschluss während einem Betrieb des Rootsverdichters. Das heißt, dass es einen großen Unterschied in einem Spalt zwischen der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss und der Seite benachbart zu dem Sauganschluss während einem Betrieb des Rootsverdichters gibt. Somit steigt die Luftleckage von der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss zu der Seite benachbart zu dem Sauganschluss durch den Spalt mit dem Ergebnis, dass das Verdichtungsverhältnis stark sinkt, oder Schwierigkeiten, wie beispielsweise einer Erhöhung einer Antriebsleistung durch die Leckage, auftreten.

Die Erfindung ist auf die Schaffung eines Rootsverdichters gerichtet, der einen Unterschied eines Spalts zwischen der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss und der Seite benachbart zu dem Sauganschluss während einem Betrieb des Verdichters verringert.

ZUSAMMENFASSUNG

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hat ein Rootsverdichter ein Gehäuse, eine Drehwelle, einen Rotor und eine Schicht. Das Gehäuse definiert eine Pumpenkammer, einen Sauganschluss und einen Ausgabeanschluss. Der Sauganschluss und der Ausgabeanschluss grenzen an die Pumpenkammer. Die Drehwelle ist durch das Gehäuse drehbar gelagert. Der Rotor ist mit der Drehwelle verbunden und in der Pumpenkammer untergebracht. Fluid, das durch den Sauganschluss in die Pumpenkammer eingeführt wird, wird durch den Ausgabeanschluss durch Drehung des Rotors, der durch die Drehwelle angetrieben wird, zu der Außenseite der Pumpenkammer ausgegeben. Die Schicht ist an einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses, das die Pumpenkammer definiert, ausgebildet. Die Schicht ist dünner von einer Seite benachbart zu dem Sauganschluss zu einer Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss in eine Umfangsrichtung des Gehäuses hin.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hat ein Rootsverdichter ein Gehäuse, eine Drehwelle, einen Rotor und eine Schicht. Das Gehäuse definiert eine Pumpenkammer, einen Sauganschluss und einen Ausgabeanschluss. Der Sauganschluss und der Ausgabeanschluss grenzen an die Pumpenkammer. Die Drehwelle ist durch das Gehäuse drehbar gelagert. Der Rotor ist mit der Drehwelle verbunden und in der Pumpenkammer untergebracht. Fluid, das durch den Sauganschluss in die Pumpenkammer eingeführt wird, wird durch den Ausgabeanschluss durch Drehung des Rotors, der durch die Drehwelle angetrieben wird, zu der Außenseite der Pumpenkammer ausgegeben. Die Schicht ist an einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses, das die Pumpenkammer definiert, ausgebildet. Die Schicht ist von einer Seite benachbart zu dem Ansauganschluss zu einer Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss in eine Umfangsrichtung des Gehäuses hin gleichmäßig. Die Schicht und der Rotor definieren dazwischen ein Spiel, das von einer Seite benachbart zu dem Ansauganschluss zu einer Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss in die Umfangsrichtung enger wird.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung in Zusammenhang genommen mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die als neu angesehen werden, sind in Einzelheiten in den anhängenden Ansprüchen aufgeführt. Die Erfindung zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen kann am besten durch Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 eine Schnittansicht eines Rootsverdichters gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1 ist;
3 ein Graph ist, der eine Veränderung eines Verhältnisses der Dicke einer Harzschicht zeigt;
4 ein Graph ist, der eine Veränderung eines Verhältnisses einer Temperatur einer Umfangswand zeigt;
5 ein Blockdiagramm eines Brennstoffzellensystems ist;
6 eine Schnittansicht ist, die das Innere einer Pumpenkammer nach einer thermischen Ausdehnung zeigt;
7 ein Graph ist, der eine Veränderung eines Verhältnisses eines Spalts zeigt; und
8 eine Schnittansicht ist, die das Innere der Pumpenkammer eines Rootsverdichters gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Das Nachstehende beschreibt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Rootsverdichters zum Zuführen von Sauerstoff zu einem Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 7.
Der Rootsverdichter 14 ist nachstehend beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, hat der Rootsverdichter 14 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Pumpenteil P und ein Motorteil M. Das Pumpenteil P hat ein Rotorgehäuse 22, ein Wellenlagerelement 23, das mit dem hinteren Ende (das rechte Ende in 1) des Rotorgehäuses 22 verbunden ist, und ein Getriebegehäuse 25, das mit der hinteren Fläche (die rechte Fläche in 1) des Wellenlagerelements 23 verbunden ist. In dem Pumpenteil P ist eine Pumpenkammer 24 zwischen dem Rotorgehäuse 22 und dem Wellenlagerelement 23 definiert, und eine Getriebekammer 26 ist zwischen dem Getriebegehäuse 25 und dem Wellenlagerelement 23 definiert. Das Motorteil M hat ein Motorgehäuse 27, das mit dem vorderen Ende (das linke Ende in 1) des Rotorgehäuses 22 durch eine Trennwand 28 verbunden ist. Eine Motorkammer 29 ist zwischen der Trennwand 28 und dem Motorgehäuse 27 definiert und ein Elektromotor (nicht gezeigt) ist in der Motorkammer 29 untergebracht.
In dem Rootkompressor 14 ist eine Antriebswelle 31 durch das Motorgehäuse 27, das Rotorgehäuse 22 und das Wellenlagerelement 23 durch Lager 32 drehbar gelagert. Ferner ist eine angetriebene Welle 35, die parallel zu der Antriebswelle 31 ist, durch das Rotorgehäuse 22 und das Wellenlagerelement 23 durch Lager 36 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 31 und die angetriebene Welle 35 korrespondieren zu einer Drehwelle in diesem Ausführungsbeispiel.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist in der Pumpenkammer 24 ein Antriebsrotor 39 an der Antriebswelle 31 fixiert und ein angetriebener Rotor 40 ist an der angetriebenen Welle 35 fixiert. Der Antriebsrotor 39 und der angetriebene Rotor 40 sind jeweils zweilappig oder kürbisförmig im Querschnitt, der entlang der axialen Richtung der Antriebswelle 31 und der angetriebenen Welle 35 genommen wird. Der Antriebsrotor 39 hat zwei Zahnköpfe 39a und zwei Zahnfüße 39b, die zwischen den Zahnköpfen 39a ausgebildet sind. Gleichermaßen hat der angetriebene Rotor 40 zwei Zahnköpfe 40a und zwei Zahnfüße 40b, die zwischen den Zahnköpfen 40a ausgebildet sind.
Die Zahnköpfe 39a des Antriebsrotors 39 greifen mit den Zahnfüßen 40b des angetriebenen Rotors 40 ein und die Zahnköpfe 40a des angetriebenen Rotors 40 greifen mit den Zahnfüßen 39b des angetriebenen Rotors 39 ein. Der Antriebsrotor 39 hat Durchgangslöcher 60 benachbart zu beiden, den Zahnköpfen 39a und den Durchgangslöchern 60, die sich jeweils axial durch den Antriebsrotor 39 erstrecken. Gleichermaßen hat der angetriebene Rotor 40 Durchgangslöcher 61 benachbart zu beiden, den Zahnköpfen 40a und den Durchgangslöchern 61, die sich axial durch den angetriebenen Rotor 40 erstrecken. Die Durchgangslöcher 60, 61 haben jeweils eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form im Querschnitt, der senkrecht zu der axialen Richtung des Antriebsrotors 39 bzw. des angetriebenen Rotors 40 genommen ist. Die Rotoren 39, 40, die mit diesen Durchgangslöchern 60, 61 versehen sind, bilden hohle Rotoren, die Hohlräume 50 bzw. 51 haben.
In der Pumpenkammer 24 ist ein Sauganschluss 24a angrenzend zu dem Rotorgehäuse 22 zum Einführen von Luft in die Pumpenkammer 24 ausgebildet, wie in 2 gezeigt ist. Zusätzlich zu der Pumpenkammer 24 ist ein Ausgabeanschluss 24b angrenzend zu dem Rotorgehäuse 22 an der entgegengesetzten Seite des Ansauganschluss 24a ausgebildet, wie in 2 gezeigt ist. Der Ausgabeanschluss 24b ist ausgebildet, um Luft, die in der Pumpenkammer 24 durch die Drehung des Antriebsrotors 39 und des angetriebenen Rotors 40 verdichtet wird, von der Pumpenkammer 24 auszugeben. In der Getriebekammer 26 ist ein Antriebszahnrad 44, das an dem hinteren Ende der Antriebswelle 31 fixiert ist, in Eingriff mit einem angetriebenen Zahnrad 45, das an dem hinteren Ende der angetriebenen Welle 35 fixiert ist, wie in 1 gezeigt ist.
In dem vorstehenden Rootsverdichter 14 wird, da die Antriebswelle 31 durch die Drehung des Elektromotors gedreht wird, die angetriebene Welle 35 durch den Eingriff zwischen dem Antriebszahnrad 44 und dem angetriebenen Zahnrad 45 in die zu der Drehrichtung der Antriebswelle 31 entgegengesetzte Richtung gedreht. Als ein Ergebnis werden in der Pumpenkammer 24 der Antriebsrotor 39 und der angetriebene Rotor 40 synchron mit einem Phasenunterschied von 90 Grad zwischen der Antriebswelle 31 und der angetriebenen Welle 35 gedreht. In Übereinstimmung mit der synchronen Drehung des Antriebsrotors 39 und des angetriebenen Rotors 40 wird Luft durch den Sauganschluss 24a in die Pumpenkammer 24 eingeführt. Danach wird die Luft, die in die Pumpenkammer 24 eingeführt ist, durch Zusammenwirkung der äußeren Flächen des Antriebsrotors 39 und des angetriebenen Rotors 40 und der inneren Fläche der Pumpenkammer 24 verdichtet. Durch die Drehung des Antriebsrotors 39 und des angetriebenen Rotors 40 wird die verdichtete Luft durch den Ausgabeanschluss 24b zu der Außenseite der Pumpenkammer 24 ausgegeben.
Das Nachstehende beschreibt die Pumpenkammer 24. Es wird angemerkt, dass die Pumpenkammer 24 des Rootsverdichters 14 bei der herkömmlichen Temperatur (ungefähr 25 Grad Celsius) beschrieben ist. Die Pumpenkammer 24 ist durch das Rotorgehäuse 22 und das Wellenlagerelement 23 definiert und die innere Umfangsfläche N des Rotorgehäuses 22 ist mit einer Harzschicht J beschichtet. Insbesondere hat das Rotorgehäuse 22 eine zylindrische Umfangswand 22a und eine vordere Wand 22b an dem vorderen Ende der Umfangswand 22a. Die Pumpenkammer 24 ist durch die Umfangswand 22a, die vordere Wand 22b und das Wellenlagerelement 23 definiert. Die Pumpenkammer 24 hat eine Form, die im Wesentlichen der Drehkurve der Zahnköpfe 39a, 40a folgt, um den Antriebsrotor 39 und den angetriebenen Rotor 40 drehbar unterzubringen. Dann ist in der Pumpenkammer 24 die innere Umfangsfläche N der Umfangswand 22a, die die innere Umfangsfläche des Rotorgehäuses 22 ist, zweilappig oder kürbisförmig im Querschnitt, der entlang der axialen Richtung der Antriebswelle 31 und der angetriebenen Welle 35 genommen ist.
Wie in 2 gezeigt ist, hat die Umfangswand 22a Vorsprünge 43a, 43b, die sich in eine axiale Richtung der Antriebswelle 31 und der angetriebenen Welle 35 bei den Positionen erstreckt, in denen zwei Drehkurven der Zahnköpfe 39a, 40a schneiden. Die Vorsprünge 43a, 43b sind zu der Mitte der Pumpenkammer 24 aufgebaut. Die Vorsprünge 43a, 43b sind gegenüberliegend zueinander ausgebildet. Die Umfangswand 22a hat den Sauganschluss 24a, der sich durch den Vorsprung 43a und den Ausgabeanschluss 24b erstreckt, der sich durch den Vorsprung 43b erstreckt.
In Bezug auf den Antriebsrotor 39 der Pumpenkammer 24 ist der Abstand in eine radiale Richtung zwischen der Drehmitte R1 der Antriebswelle 31 und der Innenumfangsfläche N als L1 definiert. In Bezug auf den angetriebenen Rotor 40 ist der Abstand in eine radiale Richtung zwischen der Drehmitte R2 der angetriebenen Welle 35 und der inneren Umfangsfläche N als L2 definiert. Der Abstand L1 ist von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b in eine Drehrichtung Y1 (die Richtung in den Uhrzeigersinn in 2) des Antriebsrotors 39 hin fortschreitend verringert. Der Abstand L2 ist von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b in eine Drehrichtung Y2 (in die Richtung entgegen des Uhrzeigersinns in 2) des angetriebenen Rotors 40 hin fortschreitend verringert. Als ein Ergebnis stimmt keine Drehmitte R1, R2 mit der Mitte eines Kreisbogens der inneren Umfangsfläche N überein, wo jeder Rotor 39, 40 untergebracht ist und etwas von der Mitte des kreisförmigen Bogens versetzt ist. Jeder Abstand L1, L2 ist an der Öffnungskante des Sauganschluss 24a am längsten und ist an der Öffnungskante des Ausgabeanschlusses 24b am kürzesten.
Die innere Umfangsfläche N der Umfangswand 22a, die die Pumpenkammer 24 ausbildet, ist mit der Harzschicht J beschichtet. Die Harzschicht J ist über die gesamte innere Umfangsfläche N der Umfangswand 22a ausgebildet. Diese Harzschicht J ist aus Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) Copolymerharz gefertigt. Es werden Materialien, die einen großen linearen Ausdehnungskoeffizienten, d.h. Materialien, die bei einer leichten Erhöhung der Temperatur sich stark in der Dicke ausdehnen, haben, bevorzugt für die Harzschicht J verwendet.
3 ist ein Graph, der eine Veränderung eines Dickenverhältnisses der Harzschicht J bei der normalen Temperatur des Rootsverdichters 14 zeigt. In dem Graph von 3 gibt die Abszissenachse eine Phase (Grad) an und die Ordinatenachse gibt ein Dickenverhältnis (Prozent) an. Die Phase (Grad) gibt eine Position an der inneren Umfangsfläche N der Umfangswand 22a an. Das heißt, dass die Position des offenen Endes des Sauganschlusses 24a an der inneren Umfangsfläche N der Umfangswand 22a als eine Phase mit null Grad definiert ist, die Phase zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24a in eine Umfangsrichtung der Umfangswand 22a steigt und die Position des Öffnungsendes des Ausgabeanschlusses 24b als eine Phase mit 240 Grad definiert ist. Andererseits gibt das Dickenverhältnis (Prozent) das Verhältnis einer Dicke der Harzschicht J bei einer Phase relativ zu der Dicke der Harzschicht J bei einer Phase von null Grad (die Dicke der Harzschicht J bei einer Phase/die Dicke der Harzschicht J bei einer Phase von null Grad × 100) an. Dementsprechend ist das Dickenverhältnis bei einer Phase von null Grad 100%. Wie in 3 gezeigt ist, ist das Dickenverhältnis der Harzschicht J von der Seite benachbart zu dem Ansauganschluss 24a (eine Phase von null Grad) proportional zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b (eine Phase von 240 Grad) in eine Umfangsrichtung der Umfangswand 22a gesenkt, d.h. in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Phase. Das heißt, dass die Harzschicht J in der Dicke von der Seite benachbart zu dem Ansauganschluss 24a (eine Phase mit null Grad) zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b (eine Phase von 240 Grad) in eine Umfangsrichtung der Umfangswand 22a verringert ist.
Die Harzschicht J hat ein größtes Dickenverhältnis bei einer Phase von null Grad und daher ist die Dicke maximal. Dann verändert die Harzschicht J fortschreitend ein Dickenverhältnis (oder die Dicke) von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart in eine Umfangsrichtung der Umfangswand 22a hin zu dem Ausgabeanschluss 24b. Das Dickenverhältnis ist bei einer Phase von 240 Grad am niedrigsten und daher ist die Dicke minimal. Die Dicke (das Dickenverhältnis) der Harzschicht J ist nicht stufenweise in eine Umfangsrichtung verringert (gesenkt), sondern stufenlos verringert. Es wird angemerkt, dass die Dicke der Harzschicht J bestimmt ist, um die Wartungsbedingung auf der Grundlage der Erfordernisse des Rootsverdichters 14 wie beispielsweise einer Umgebung und einer Betriebshäufigkeit, des Materials der Rotoren 39, 40, des Materials des Rotorsgehäuses 22 und dergleichen zu erfüllen.
4 ist ein Graph, der das Temperaturverhältnis der Umfangswand 22a während einem Betrieb des Rootsverdichters 14 zeigt. In dem Graph von 4 gibt die Abszissenachse eine Phase (Grad) an und die Ordinatenachse gibt ein Temperaturverhältnis (Prozent) an. Das Temperaturverhältnis (Prozent) gibt ein Verhältnis der Temperatur der Umfangswand 22a bei einer Phase relativ zu einer Temperatur der Umfangswand 22a bei einer Phase von null Grad an (eine Temperatur der Umfangswand 22a bei einer Phase/eine Temperatur der Umfangswand 22a bei einer Phase von null Grad × 100). Dementsprechend ist das Temperaturverhältnis bei einer Phase von null Grad 100%. Wie in 4 gezeigt ist, ist das Temperaturverhältnis der Umfangswand 22a bei dem Öffnungsende des Sauganschlusses 24a minimal, wo eine Phase null Grad ist, und ist bei dem Öffnungsende des Ausgabeanschlusses 24b maximal, wo eine Phase 240 Grad beträgt. Das Temperaturverhältnis der Umfangswand 22a ist von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a (eine Phase von null Grad) in eine Umfangsrichtung der Umfangswand 22a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b (eine Phase von 240 Grad) proportional erhöht, d.h. in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Phase. Das heißt, dass die Umfangswand 22a von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a (eine Phase von null Grad) zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b (eine Phase von 240 Grad) in eine Umfangsrichtung der Umfangswand 22a hin steigt. Dann hat die Harzschicht J ein größeres (dickeres) Dickenverhältnis (Dicke) an der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a, wo das Temperaturverhältnis relativ niedrig ist und der lineare Ausdehnungskoeffizient der Harzschicht J während einem Betrieb des Rootsverdichters 14 verhältnismäßig niedrig ist. Andererseits hat die Harzschicht J ein niedrigeres (dünneres) Dickenverhältnis (Dicke) an der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b, wo das Temperaturverhältnis verhältnismäßig hoch ist, und der lineare Ausdehnungskoeffizient ist während einem Betrieb des Rootsverdichters 14 verhältnismäßig hoch.
Es wird angemerkt, dass der Spalt zwischen den Scheiteln der Zahnköpfe 39a, 40a des Antriebsrotors 39 und des angetriebenen Rotors 40 und der Harzschicht J in eine radiale Richtung der Antriebswelle 31 und der angetriebenen Welle 35 als ein Spiel CL definiert ist. 7 ist ein Graph G1, der eine Veränderung eines Spielverhältnisses bei der normalen Temperatur des Rootsverdichters 14 zeigt. In 7 gibt die Abszissenachse eine Phase (Grad) an und die Ordinatenachse gibt ein Spielverhältnis (Prozent) an. Das Spielverhältnis (Prozent) gibt ein Verhältnis eines Spiels CL bei einer Phase relativ zu einem Verhältnis eines Spiels CL bei einer Phase von null Grad an (ein Spiel CL bei einer Phase/ein Spiel CL bei einer Phase von null Grad × 100). Dementsprechend beträgt das Spielverhältnis bei einer Phase von null Grad 100 Prozent.
Dann ist der Abstand L1, L2 bei dem Öffnungsende des Ansauganschlusses 24a maximal, wo eine Phase null Grad beträgt, und ist bei dem Öffnungsende des Ausgabeanschlusses 24b minimal, wo eine Phase 240 Grad beträgt. In der Harzschicht J ist die Dicke (Dickenverhältnis) bei dem Öffnungsende des Ansauganschlusses bei einer Phase von null Grad maximal und ist an dem Öffnungsende des Ausgabenanschlusses 24b bei einer Phase von 240 Grad minimal. Dementsprechend ist, wie in dem Graph G1 von 7 gezeigt ist, das Spielverhältnis bei dem Öffnungsende des Sauganschlusses 24a bei einer Phase von null Grad maximal und ist bei dem Öffnungsende des Ausgabeanschlusses 24b bei einer Phase von 240 Grad minimal. Das Spielverhältnis ist von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a (eine Phase von null Grad) zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b (eine Phase von 240 Grad) in eine Umfangsrichtung der Umfangswand 22a, d.h. in Übereinstimmung mit einer Erhöhung einer Phase, proportional gesenkt. Das heißt, dass das Spiel CL von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a (eine Phase von null Grad) in eine Umfangsrichtung der Umfangswand 22a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b (eine Phase von 240 Grad) verengt ist. Es wird angemerkt, dass der Unterschied eines Spiels CL zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b klein ist, so dass die Luftleckage von der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b zu der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a, die aus dem Unterschied des Spiels CL resultiert, verhindert ist.
Das Nachstehende beschreibt den Betrieb des Rootsverdichters 14 zum Zuführen von Luft zu dem Brennstoffzellensystem 10. Es wird angemerkt, dass der Rootsverdichter 14 während einem Betrieb des Rootsverdichters 14 eine größere Temperatur als die normale Temperatur (25 Grad Celsius) hat. Der Graph G2 in 7 zeigt ein Spielverhältnis (Prozent) während einem Betrieb des Rootsverdichters 14. Das Spielverhältnis (Prozent) zeigt ein Verhältnis eines Spiels CL bei einer Phase relativ zu einem Spiel CL bei einer Phase von null Grad.
Das Brennstoffzellensystem 10 hat eine Brennstoffzelle 11, eine Sauerstoffzufuhreinrichtung 12 und eine Wasserstoffzufuhreinrichtung 13, wie in 5 gezeigt ist. Die Brennstoffzelle 11 reagiert Sauerstoff (Luft), der von der Sauerstoffzufuhreinrichtung 12 zugeführt wird, mit Wasserstoff, der von der Wasserstoffzufuhreinrichtung 13 zugeführt wird, um Gleichstrom (Gleichstromleistung) zu generieren. Die Sauerstoffzufuhreinrichtung 12 hat den Rootsverdichter 14 zum Zuführen verdichteter Luft, die mit einem Sauerstoffzufuhranschluss (nicht gezeigt) durch eine Leitung 15 verbunden ist. Die Leitung 15 ist auf halbem Wege mit einem Befeuchter 16 versehen. Die Wasserstoffzufuhreinrichtung 13 hat eine Pumpe 17 zum Rezyklieren von Wasserstoffgas (Wasserstoff-Off-Gas) und einen Wasserstoffbehälter 20 oder eine Wasserstoffversorgung. Die Pumpe 17 ist mit einem Wasserstoffzufuhranschluss (nicht gezeigt) der Brennstoffzelle 11 durch eine Leitung 18 verbunden und mit einem Wasserstoffableitanschluss (nicht gezeigt) der Brennstoffzelle 11 durch eine Leitung 19 verbunden. Der Wasserstoffbehälter 20 ist durch eine Leitung 21 mit der Leitung 18 verbunden.
Wenn das Brennstoffzellensystem 10 Elektrizität generiert und der Rootsverdichter 14 arbeitet, wird Luft durch den Sauganschluss 24a in die Pumpenkammer 24 eingeführt, durch den Antriebsrotor 39 und den angetriebenen Rotor 40 verdichtet und durch den Ausgabeanschluss 24b ausgegeben. Wenn der Rootsverdichter 14 die normale Temperatur aufweist, ist der Unterschied eines Spiels CL (Spielverhältnis) zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b mit dem Ergebnis klein, dass die Luftleckage von der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b zu der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a durch den Unterschied eines Spiels CL auf ein Minimum unterdrückt ist, wie in den Graph G1 von 7 gezeigt ist. Somit wird Luft ohne Verringerung eines Verdichtungsverhältnisses verdichtet.
Dann wird die Luft, die durch den Sauganschluss 24a in die Pumpenkammer 24 eingeführt wird, fortschreitend verdichtet, da sie von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabenanschluss 24b hin überführt wird. In Übereinstimmung mit der Verdichtung wird die Temperatur der Luft fortschreitend erhöht. Daher verursacht eine Wärme der Luft mit einer erhöhten Temperatur, dass die Temperatur der Harzschicht J und der Umfangswand 22a erhöht wird. Dann werden, da Luft mit der normalen Temperatur durch den Sauganschluss 24a in die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a der Pumpenkammer 24 eingeführt wird, die Harzschicht J und die Umfangswand 22a durch Kühlen durch die zirkulierende Luft in der Temperatur nicht stark erhöht. Andererseits wird die Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b in der Temperatur erhöht. Als ein Ergebnis tritt ein Temperaturunterschied (Temperaturverhältnis) zwischen der Umfangswand 22a benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Umfangswand 22a benachbart zu dem Ausgabeanschluss 22b auf. Zusätzlich werden der Antriebsrotor 39 und der angetriebene Rotor 40 gedreht, so dass sie sich als ein Ganzes gleichmäßig thermisch ausdehnen.
Als ein Ergebnis ist, wie in 6 gezeigt ist, die Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b der Harzschicht höher in der Temperatur als die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a, so dass sie einen größeren linearen Ausdehnungskoeffizienten in die Durchgangsdickenrichtung hat. Andererseits ist die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a der Harzschicht J niedriger in der Temperatur als die Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b, so dass sie einen geringeren linearen Ausdehnungskoeffizienten in die Durchgangsdickenrichtung hat.
Wie in 3 gezeigt ist, ist die Dicke (ein Dickenverhältnis) der Harzschicht J bei der normalen Temperatur des Rootsverdichters 14 von dem Sauganschluss 24a zu dem Ausgabeanschluss 24b in eine Umfangsrichtung fortschreitend verringert. Das Öffnungsende des Sauganschlusses 24a ist maximal in der Dicke und das Öffnungsende des Ausgabeanschlusses 24b ist minimal in der Dicke.
Daher wird, da die Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b in der Temperatur größer als die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a ist, die Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b dicker als die bei der normalen Temperatur, aber die Anfangsdicke bei einem Beschichten ist mit dem Ergebnis verhältnismäßig dünn, dass die Dicke der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b als Ganzes nicht zu dick sein wird. Andererseits wird, da die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a in der Temperatur niedriger als die Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b ist, die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a dicker als die bei der normalen Temperatur, aber die Anfangsdicke bei einem Beschichten ist mit dem Ergebnis verhältnismäßig dick, dass die Dicke der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a als ein Ganzes geeignet ist. Dementsprechend ebnet, sogar wenn ein Unterschied einer thermischen Ausdehnung zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a der Umfangswand 22a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b der Umfangswand 22a auftritt, der Anfangsunterschied der Dicke zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b den Unterschied einer thermischen Ausdehnung der Harzschicht J ein. Das heißt, dass die Dicke der Harzschicht J als ein Ganzes im Wesentlichen gleichmäßig ist.
Die Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b der Umfangswand 22a ist in der Temperatur größer als die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und daher hat sie einen höheren linearen Ausdehnungskoeffizienten in einer Durchgangsdickenrichtung. Andererseits ist die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a der Umfangswand 22a in der Temperatur niedriger als die Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b und daher hat sie einen niedrigeren linearen Ausdehnungskoeffizienten in eine Richtung über die Dicke. Bei der normalen Temperatur des Rootsverdichters 14 ist das Spiel CL (ein Verhältnis eines Spiels) von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b hin fortschreitend verringert, wie durch den Graph G1 in 7 gezeigt ist. Die Harzschicht J hat, wenn sie thermisch ausgedehnt ist, eine gleichmäßige Dicke über die gesamte Umfangsrichtung der Umfangswand 22a. Daher kann, wenn es einen Unterschied einer thermischen Ausdehnung zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b der Umfangswand 22a gibt, der Unterschied einer thermischen Ausdehnung der Umfangswand 22a durch den Anfangsunterschied eines Spiels CL zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b gleichmäßig sein.
Als ein Ergebnis wird, wie in dem Graph G2 von 7 gezeigt ist, wenn sich die Harzschicht J und die Umfangswand 22a während einem Betrieb des Rootsverdichters 14 thermisch ausdehnen, der Unterschied eines Spielverhältnisses zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b nicht übermäßig groß. In anderen Worten wird der Unterschied eines Spiels CL zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b klein. Es wird angemerkt, dass das Spiel CL (ein Verhältnis eines Spiels) während einem Betrieb des Rootsverdichters 14 durch Auswahl des Materials der Umfangswand 22a, Einstellung der Dicke (eines Verhältnisses einer Dicke) der Harzschicht J oder dergleichen in Übereinstimmung mit den Betriebsbedingungen des Rootsverdichters 14 ungefähr null sein kann. Ferner dehnt sich die Harzschicht J thermisch aus und daher kann das Spiel CL kleiner als bei der normalen Temperatur sein. Dementsprechend ist die Luftleckage von der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b zu der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a durch das Spiel CL verringert und es wird verhindert, dass die Dichtung zwischen den Rotoren 39, 40 und der Harzschicht J verschleißt.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die nachstehenden vorteilhaften Wirkungen erhalten.

(1) Die Dicke der Harzschicht J ist von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b in eine Umfangsrichtung der Umfangswand 22a hin fortschreitend verringert. Daher kann, wenn ein Unterschied einer thermischen Ausdehnung zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b auftritt, die Dicke der Harzschicht J nach einer thermischen Ausdehnung über eine gesamte Umfangsrichtung der Umfangswand 22a gleichmäßig sein. Dementsprechend wird der Unterschied eines Spiels CL zwischen der Seite des Sauganschlusses 24a und der Seite des Ausgabeanschlusses 24b klein. Als ein Ergebnis wird verhindert, dass die Dichtung zwischen den Rotoren 39, 40 und der Harzschicht J verschleißt, und eine Verringerung eines Verdichtungsverhältnisses durch die Luftleckage von der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b zu der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a, eine Erhöhung einer Antriebsleistung durch die Luftleckage und ein direktes Gleiten zwischen den Rotoren 39, 40 und der inneren Umfangsfläche N der Umfangswand 2a können verhindert werden.
(2) Insbesondere dehnt sich die Harzschicht J thermisch aus und daher kann das Spiel CL kleiner als das bei der normalen Temperatur sein. Dementsprechend kann die Luftleckage von der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b zu der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a auf das Minimum verringert sein.
(3) Der Abstand L1, L2 zwischen der inneren Umfangsfläche N der Umfangswand 22a und des Antriebsrotors 39 und des angetretenen Rotors 40 werden von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a in eine Drehrichtung zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b kleiner ausgebildet. Wenn die innere Umfangswand N mit der Harzschicht J beschichtet ist, kann das Spiel CL zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b der Umfangswand 22a verschieden sein.
(4) Die Dicke der Harzschicht J ist von der Seite des Sauganschlusses 24a zu der Seite des Ausgabeanschlusses 24b hin stufenlos verringert. Daher kann das Spiel CL im Vergleich mit dem Fall konstant gleichmäßig sein, in dem die Dicke der Harzschicht J schrittweise verringert ist und die Positionen einer Änderung der Dicke in Stufen ausgeführt sind.
(5) Die Harzschicht J ist von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite des Ausgabeanschlusses 24b hin dünner ausgebildet. Im Vergleich mit dem Fall, in dem die Harzschicht J von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b hin gleichmäßig ausgebildet ist, können die Materialkosten der Harzschicht J niedrig sein.
(6) Das Spiel CL ist von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b hin in eine Umfangsrichtung kleiner ausgebildet. Daher kann, wenn die Umfangswand 22a sich thermisch ausdehnt, der Unterschied eines linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b und der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a durch den Unterschied eines Spiels CL dazwischen eingeebnet sein. Dementsprechend kann, da die Harzschicht J nach einer thermischen Ausdehnung in der Dicke im Wesentlichen gleichmäßig ist, das Spiel CL in eine Umfangsrichtung gleichmäßig sein.
(7) Die Temperatur der Umfangswand 22a wird von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b während einem Betrieb des Rootsverdichters 14 proportional größer und die Dicke der Harzschicht J wird von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b in Übereinstimmung mit den Temperaturgradienten proportional dünner. Dementsprechend verändert sich die Dicke der Harzschicht J in Übereinstimmung mit einer Änderung einer Temperaturverteilung der Umfangswand 22a, so dass die Dicke der Harzschicht J, die sich durch die Temperatur der Umfangswand 22a thermisch ausdehnt, über eine gesamte Umfangsrichtung leicht gleichmäßig gemacht sein kann.
(8) Die Harzschicht J ist als eine Schicht ausgebildet. Daher kann ein Auftragen der Harzschicht J auf der inneren Umfangsfläche N leicht sein.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt, sondern kann in die nachstehenden alternativen Ausführungsbeispiele modifiziert sein.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Harzschicht J so ausgebildet, dass die Dicke von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b hin in eine Umfangsrichtung gleichmäßig ist und das Spiel CL von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss in eine Umfangsrichtung hin zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b kleiner ist. Wenn der Aufbau somit ausgebildet ist, ist der Unterschied eines linearen Ausdehnungskoeffizienten der Umfangswand 22a durch den Temperaturunterschied zwischen der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b und der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a durch den Unterschied eines Spiels CL bei der normalen Temperatur des Rootsverdichters 14 während einem Betrieb des Rootsverdichters 14 eingeebnet. Dann ist während einem Betrieb des Rootsverdichters 14, sogar wenn der Temperaturunterschied zwischen der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b und der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und somit der Unterschied der Dicke auftritt, der Unterschied eines Spiels CL zwischen der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b und der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a verringert. Als ein Ergebnis wird verhindert, dass die Dichtung zwischen den Rotoren 39, 40 und der Harzschicht J verschleißt und eine Verringerung eines Verdichtungsverhältnisses durch die Luftleckage von der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b zu der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a, eine Erhöhung einer Antriebsleistung durch die Luftleckage und ein direktes Gleiten zwischen den Rotoren 39, 40 und der inneren Umfangsfläche N der Umfangswand 22a können verhindert werden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird der Rootsverdichter 14 als die Pumpe 17 in der Wasserstoffzufuhreinrichtung 13 des Brennstoffzellensystems 10 zum Zuführen von Wasserstofffluid verwendet. Ferner wird der Rootsverdichter 14 als ein Verdichter zum Verdichten eines Kühlmittels einer Klimaanlage zum Zuführen von Kühlmittelfluid verwendet.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird, wie in 8 gezeigt ist, die Dicke der Harzschicht J von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b hin schrittweise verringert.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das Spiel CL bei der normalen Temperatur des Rootsverdichters 14 auf das gleiche zwischen der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b gesetzt. Insbesondere kann das Spiel CL über eine gesamte Umfangsrichtung der Umfangswand 22a gleichmäßig sein.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel werden die vordere Wand 22b und das Wellenlagerelement 23 mit der Harzschicht J beschichtet.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das Rotorgehäuse 22 in zwei Hälften einschließlich der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a und der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b ausgebildet, die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a ist aus einem Material gefertigt, das einen verhältnismäßig größeren linearen Ausdehnungskoeffizienten hat, und die Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b ist aus dem Material gefertigt, das einen verhältnismäßig niedrigeren linearen Ausdehnungskoeffizienten als die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a hat. Dann ist das Spiel CL in eine Umfangsrichtung gleichmäßig. In diesem Fall dehnt sich in einem Zustand, in dem die Harzschicht J sich thermisch ausdehnt und die Dicke als ein Ganzes gleichmäßig ist, die Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a der Umfangswand 22a durch eine niedrigere Temperatur trotz ihres hohen linearen Ausdehnungskoeffizienten thermisch etwas aus, während die Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b der Umfangswand 22a sich durch einen niedrigeren linearen Ausdehnungskoeffizienten trotz einer hohen Temperatur etwas ausdehnt. Als ein Ergebnis ist das Spiel CL über eine gesamte Umfangsrichtung gleichmäßig. Alternativ ist das Rotorgehäuse 22 in eine Vielzahl von Elementen von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss 24a zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b ausgebildet, wobei das Element der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24a aus einem Material gefertigt ist, das den höchsten linearen Ausdehnungskoeffizienten hat, und zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss 24b aus einem Material gefertigt ist, das einen niedrigeren linearen Ausdehnungskoeffizienten hat.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind der Antriebsrotor 39 und der angetriebene Rotor 40 des Rootsverdichters 14 dreilappig ausgeführt.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von Paaren mit dem Antriebsrotor 39 und dem angetriebenen Rotor 40 axial an der Antriebswelle 31 bzw. der angetriebenen Welle 35 montiert, um einen mehrstufigen Rootsverdichter auszubilden.
Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als veranschaulichend und nicht als beschränkend zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die hierin gegebenen Einzelheiten begrenzt, sondern kann innerhalb des Umfangs der anhängenden Ansprüche modifiziert werden.
Ein Rootsverdichter hat ein Gehäuse, eine Drehwelle, einen Rotor und eine Schicht. Das Gehäuse definiert eine Pumpenkammer, einen Sauganschluss und einen Ausgabeanschluss. Der Sauganschluss und der Ausgabeanschluss grenzen an die Pumpenkammer. Die Drehwelle ist durch das Gehäuse drehbar gelagert. Der Rotor ist mit der Drehwelle verbunden und ist in der Pumpenkammer untergebracht. Fluid, das durch den Sauganschluss in die Pumpenkammer eingeführt wird, wird durch den Ausgabeanschluss durch Drehung des Rotors, der durch die Drehwelle gedreht angetrieben wird, zu der Außenseite der Pumpenkammer ausgegeben. Die Schicht ist an einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses ausgebildet, das die Pumpenkammer definiert. Die Schicht ist von einer Seite benachbart zu dem Sauganschluss zu einer Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss hin in eine Umfangsrichtung des. Gehäuses dünner.

Claims

Rootsverdichter, der ein Gehäuse, das eine Pumpenkammer definiert, einen Sauganschluss und einen Ausgabeanschluss, eine Drehwelle, die durch das Gehäuse drehbar gelagert ist, einen Rotor, der mit der Drehwelle verbunden ist und in der Pumpenkammer untergebracht ist, hat, wobei der Sauganschluss und der Ausgabeanschluss an die Pumpenkammer angrenzen, und wobei Fluid, das durch den Sauganschluss in die Pumpenkammer eingeführt wird, durch den Ausgabeanschluss durch Drehung des Rotors, der durch die Drehwelle angetrieben wird, zu der Außenseite der Pumpe ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht an einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses ausgebildet ist, die die Pumpenkammer definiert, und dass die Schicht von einer Seite benachbart zu dem Sauganschluss zu einer Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss in eine Umfangsrichtung des Gehäuses hin dünner ist.
Rootsverdichter nach Anspruch 1, wobei die Schicht stufenlos ausgebildet ist.
Rootsverdichter nach Anspruch 1, wobei die Schicht stufenweise ausgebildet ist.
Rootsverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schicht und der Rotor dazwischen ein Spiel definieren, das von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss in die Umfangsrichtung enger ist.
Rootsverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Temperatur des Gehäuses von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss in die Umfangsrichtung während einem Betrieb des Verdichters proportional größer ist und wobei die Schicht von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss in die Umfangsrichtung hin proportional dünner ist.
Rootsverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schicht aus Harz gefertigt ist.
Rootsverdichter nach Anspruch 6, wobei die Schicht einen großen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat.
Rootsverdichter nach Anspruch 7, wobei das Harz Ethylen-Tetrafluorethylencopolymerharz hat.
Rootsverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Rootsverdichter zum Verdichten von Sauerstoff, der zu einem Brennstoffzellensystem zugeführt wird, verwendet wird.
Rootsverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Abstand zwischen einer Drehmitte der Drehwelle und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses von der Seite benachbart zu dem Sauganschluss in eine Drehrichtung des Rotors hin zu der Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss fortschreitend verringert ist.
Rootsverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Rotor von einer Mitte eines Kreisbogens der inneren Umfangsfläche versetzt ist.
Rootsverdichter mit: einem Gehäuse, das eine Pumpenkammer, einen Sauganschluss und einen Ausgabeanschluss definiert, wobei der Sauganschluss und der Ausgabeanschluss an die Pumpenkammer grenzen; einer Drehwelle, die durch das Gehäuse drehbar gelagert ist; einem Rotor, der mit der Drehwelle verbunden ist und in der Pumpenkammer untergebracht ist, wobei Fluid, das durch den Sauganschluss in die Pumpenkammer eingeführt wird, durch Drehung des Rotors, der durch die Drehwelle angetrieben wird, durch den Ausgabeanschluss zu der Außenseite der Pumpenkammer ausgegeben wird; und einer Schicht, die an einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses ausgebildet ist, die die Pumpenkammer definiert, wobei die Schicht von einer Seite benachbart zu dem Sauganschluss zu einer Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss in eine Umfangsrichtung des Gehäuses hin gleichmäßig ist, und wobei die Schicht und der Rotor dazwischen ein Spiel definieren, das von einer Seite benachbart zu dem Sauganschluss zu einer Seite benachbart zu dem Ausgabeanschluss hin in die Umfangsrichtung enger ist.
Rootsverdichter nach Anspruch 12, wobei die Schicht aus Harz gemacht ist.
Rootsverdichter nach einem der Ansprüche 12 und 13, wobei der Rootsverdichter zum Verdichten von Sauerstoff, der zu einem Brennstoffzellensystem zugeführt wird, verwendet wird.