DE102020104404A1

DE102020104404A1 - Turbo-fluid-maschine

Info

Publication number: DE102020104404A1
Application number: DE102020104404.6A
Authority: DE
Inventors: Hidefumi Mori; Junya Suzuki; Kazuki OKAZAKI
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2020-08-20
Also published as: JP7103263B2; JP2020133500A; CN111594464A; US11221012B2; US20200263698A1; CN111594464B

Abstract

Eine Turbo-Fluid-Maschine (101, 102, 103, 104) hat ein Gehäuse (10, 14), ein rotierendes Element (20) und einen Motor (28). Ein Teil des Fluids, der durch ein Verdichterlaufrad (22) verdichtet wurde, wird in einen Motoraufnahmeraum (18) durch einen einlassseitigen Strömungskanal (IN) eingeführt, der eine einlassseitig feste Drossel (TH1) hat, und wird von dem Motoraufnahmeraum (18) durch einen auslassseitigen Strömungskanal (EN) ausgelassen, der eine auslassseitig feste Drossel (TH2) hat. Der auslassseitige Strömungskanal (EN) hat ein Verbindungsteil (ENa), das mit dem Motoraufnahmeraum (18) verbunden ist. Das Verbindungsteil (ENa) ist getrennt von einem Zwischenraum zwischen einer zweiten Trennwand (15) und einer Welle (21) ausgebildet, und ist gegenüber von einem Verbindungsteil (INa) des einlassseitigen Strömungskanals (IN) positioniert, der mit dem Motoraufnahmeraum (18) über den Motor (28) in einer axialen Richtung der Welle (21) verbunden ist. Die einlassseitig feste Drossel (TH1) und die auslassseitig feste Drossel (TH2) sind so konfiguriert, dass ein Druck in dem Motoraufnahmeraum (18) höher ist als ein Druck in einem Turbinenrad-Gegendruckbereich (39).

Description

STAND DER TECHNIK
Wie in der Patentanmeldung JP 2004-183598 erwähnt, ist es wahrscheinlich, dass der Motor einer Fluidmaschine (einer Fluidpumpe) rostig wird, wenn Fluid in eine Motorkammer eintritt, so dass es erforderlich ist, das Eindringen von Fluid in die Motorkammer zu unterdrücken.
In einer Turbo-Fluid-Maschine hat ein rotierendes Element ein Verdichterlaufrad, ein Turbinenrad und eine Welle, und das rotierende Element ist in einem Gehäuse angeordnet. Ein solch rotierendes Element wird von einem Motor in Rotation versetzt. Die Turbo-Fluid-Maschine erzeugt einen Differenzdruck, indem sie den Innendruck in einem Strömungskanal oder ähnlichem, das in einem Gehäuse ausgebildet ist, so nutzt, dass die Turbo-Fluid-Maschine das Eindringen des Fluids aus der Turbinenkammer in die Motorkammer unterdrückt.
Eine Temperatur um die Welle herum in dem Gehäuse wird wahrscheinlich steigen. Insbesondere, da die Strömung des Fluids unterdrückt wird, wenn das Eindringen des Fluids in die Motorkammer unterdrückt wird, ist es wahrscheinlicher, dass die Temperatur um die Welle herum in dem Gehäuse ansteigt, so dass die Unterdrückung des Temperaturanstiegs erforderlich ist. Dementsprechend ist es erwünscht, dass die Turbo-Fluid-Maschine den Temperaturanstieg um die Welle herum in dem Gehäuse unterdrückt, wenn die Turbo-Fluid-Maschine die Fluidströmung dazu bringt, den Innendruck in dem Strömungskanal oder ähnlichem in dem Gehäuse zur Erzeugung des Differenzdrucks zu nutzen.
Die vorliegende Offenbarung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen und ist auf die Bereitstellung einer Turbo-Fluid-Maschine ausgerichtet, die das Eindringen von Fluid aus einer Turbinenkammer in eine Motorkammer und den Temperaturanstieg um eine Welle herum in einem Gehäuse unterdrückt.
ZUSAMMENFASSUNG
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Turbo-Fluid-Maschine vorgesehen, die eine Gehäuse, ein rotierendes Element und einen Motor hat. Das Gehäuse hat eine erste Trennwand und eine zweite Trennwand. Ein Motoraufnahmeraum ist zwischen der ersten Trennwand und der zweiten Trennwand in einer axialen Richtung ausgebildet, in welche sich eine Welle erstreckt. Die erste Trennwand ist zwischen dem Motoraufnahmeraum und einer Laufradkammer angeordnet. Die zweite Trennwand ist zwischen dem Motoraufnahmeraum und einer Turbinenkammer angeordnet. Das rotierende Element hat die Welle, dich sich durch die erste Trennwand und die zweite Trennwand erstreckt, ein Verdichterlaufrad, das an der Welle befestigt ist und in der Laufradkammer angeordnet ist, um eine Fluidverdichtung durchzuführen, und ein Turbinenrad, dass an der Welle befestigt ist und in der Turbinenkammer angeordnet ist, um eine Energierückgewinnung durchzuführen. Der Motor ist in dem Motoraufnahmeraum angeordnet und konfiguriert, um das rotierende Element zu drehen. Ein Turbinenrad-Gegendruckbereich ist an einer Seite der zweiten Trennwand nahe zu der Turbinenkammer ausgebildet. Eine Wellendichtung ist zwischen der zweiten Trennwand und der Welle angeordnet, um eine Fluidkommunikation/Fluidverbindung zwischen dem Motoraufnahmeraum und dem Turbinenrad-Gegendruckbereich einzuschränken. Ein Teil des Fluids, das durch das Verdichterlaufrad verdichtet wurde, wird in den Motoraufnahmeraum durch einen einlassseitigen Strömungskanal eingeführt, der eine einlassseitig feste Drossel hat, und wird aus dem Motoraufnahmeraum durch einen auslassseitigen Strömungskanal ausgelassen, der eine auslassseitig feste Drossel hat. Der auslassseitige Strömungskanal hat ein Verbindungsteil, das mit dem Motoraufnahmeraum verbunden ist. Das Verbindungsteil ist getrennt von einem Zwischenraum zwischen der zweiten Trennwand und der Welle ausgebildet und ist gegenüber von einem Verbindungsteil des einlassseitigen Strömungskanals positioniert, der den Motoraufnahmeraum über den Motor in der axialen Richtung verbindet. Die einlassseitig feste Drossel und die auslassseitig feste Drossel sind so konfiguriert, dass ein Druck in dem Motoraufnahmeraum höher ist als ein Druck in dem Turbinenrad-Gegendruckbereich.
Andere Aspekte und Vorteile der Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Offenbarung veranschaulichen.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen kann am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen:

1 eine Schnittansicht einer Turbo-Fluid-Maschine 101 gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
2 eine Schnittansicht der Turbo-Fluid-Maschine 101 gemäß der ersten Ausführungsform ist, die einen Zustand darstellt, in welchem die Turbo-Fluid-Maschine 101 in Betrieb ist;
3 ein Graph ist, der eine Druckverteilung abbildet, wenn die Turbo-Fluid-Maschine 101 gemäß der ersten Ausführungsform in Betrieb ist;
4 eine Schnittansicht einer Turbo-Fluid-Maschine 102 gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
5 eine Schnittansicht einer Turbo-Fluid-Maschine 103 gemäß einer dritten Ausführungsform ist;
6 eine Schnittansicht der Turbo-Fluid-Maschine 103 gemäß der dritten Ausführungsform ist, die einen Zustand darstellt, in welchem die Turbo-Fluid-Maschine 103 in Betrieb ist;
7 eine Schnittansicht einer Turbo-Fluid-Maschine 104 gemäß einer vierten Ausführungsform ist; und
8 eine Schnittansicht der Turbo-Fluid-Maschine 104 gemäß der vierten Ausführungsform ist, die einen Zustand darstellt, in welchem die Turbo-Fluid-Maschine 104 in Betrieb ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Turbo-Fluid-Maschinen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden die gleichen Teile und die sich entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei eine redundante Beschreibung nicht wiederholt werden muss.
Erste Ausführungsform
(Turbo-Fluid-Maschine 101)
Wie in 1 dargestellt, hat eine Turbo-Fluid-Maschine 101 ein Gehäuse 10, ein rotierendes Element 20, und einen Motor 28. Das Gehäuse 10 hat ein Verdichtergehäuse 11, eine erste Trennwand 12, Mittelgehäuse/Zentralgehäuse 13, 14, eine zweite Trennwand 15 und ein Turbinengehäuse 16. Diese Elemente des Gehäuses 10 sind in einer axialen Richtung einer Welle 32 des rotierenden Elements 20 miteinander gekoppelt (eine Richtung, in welche sich eine zentrale Achse der Welle 21 erstreckt).
Ein Motoraufnahmeraum 18 ist zwischen der ersten Trennwand 12 und der zweiten Trennwand 15 in der axialen Richtung ausgebildet und der Motoraufnahmeraum 18 hat eine Motorkammer 17. Der Motor 28 (ein Stator 28a und ein Rotor 28b) ist in dem Motoraufnahmeraum 18 angeordnet, insbesondere in der Motorkammer 17. Die erste Trennwand 12 ist zwischen dem Motoraufnahmeraum 18 und einer Laufradkammer 11b angeordnet. Die zweite Trennwand 15 ist zwischen dem Motoraufnahmeraum 18 und einer Turbinenkammer 16b angeordnet. Ein Wellenloch 12a ist durch die erste Trennwand 12 ausgebildet und ein Wellenloch 15a ist durch die zweite Trennwand 15 ausgebildet. Eine Wellendichtung 19 ist zwischen der zweiten Trennwand 15 (ein innerer peripherer Abschnitt des Wellenlochs 15a) und der Welle 21 ausgebildet. Die Wellendichtung 19 hat zum Beispiel eine C-Form und verfügt über einen Ausschnitt in einer Umfangsrichtung der Wellendichtung 19.
Das rotierende Element 20 hat die Welle 21, ein Verdichterlaufrad 22 und ein Turbinenrad 23. Die Welle 21 hat einen Abschnitt 21a mit einem großen Durchmesser und Innenringe 21b, 21c, und erstreckt sich durch das Wellenloch 12a der ersten Trennwand 12 und das Wellenloch 15a der zweiten Trennwand 15. Das Verdichterlaufrad 22 ist an einem Ende der Welle 21 befestigt und ist in der Laufradkammer 11b angeordnet. Das Turbinenrad 23 ist an dem anderen Ende der Welle 21 befestigt und ist in der Turbinenkammer 16b angeordnet.
Das Verdichterlaufrad 22 führt eine Fluidverdichtung durch. Das Turbinenrad 23 führt eine Energierückgewinnung durch, um aus dem von dem Verdichterlaufrad 22 verdichteten Fluid Energie zu gewinnen. Das Verdichterlaufrad 22 hat eine Grundplatte 22a mit einer Scheibenform, Schaufeln 22b und eine Gegendruckaufnahmefläche 22c. Die Schaufeln 22b sind an einer Seite der Grundplatte 22a ausgebildet und die Gegendruckaufnahmefläche 22c ist an der anderen Seite der Grundplatte 22a gegenüber von den Schaufeln 22b ausgebildet. In ähnlicher Weise hat das Turbinenrad 23 eine Grundplatte 23a mit einer Scheibenform, Schaufeln 23b und eine Gegendruckaufnahmefläche 23c. Die Schaufeln 23b sind an einer Seite der Grundplatte 23a ausgebildet und die Gegendruckaufnahmefläche 23c ist an der anderen Seite der Grundplatte 23a gegenüber von den Schaufeln 23b ausgebildet.
Die Turbo-Fluid-Maschine 101 hat ferner ein Axial-Folienlager/Druckfolienlager 24 und Radial-Folienlager 25, 26, die innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet sind. Die Welle 21 wird durch das Axial-Folienlager 24 und die Radial-Folienlager 25, 26 unterstützt/gestützt. Das Axial-Folienlager 24 und der Abschnitt 21a mit dem großen Durchmesser der Welle 21 sind in einem Raum 37 angeordnet, der durch die erste Trennwand 12 und das Mittelgehäuse/Zentralgehäuse 13 definiert ist. Die Welle 21 wird zusammen mit dem Verdichterlaufrad 22 und dem Turbinenrad 23 durch den Motor 28 gedreht. Die Welle 21 wird gedreht, indem nur Energie von dem Motor empfangen wird, oder sie wird gedreht, indem zusätzlich zur Energie von dem Motor 28 auch noch Hilfsenergie von dem Turbinenrad 23 empfangen wird.
Die erste Trennwand 12 ist der Gegendruckaufnahmefläche 22c des Verdichterlaufrads 22 mit einem Raum zwischen der ersten Trennwand 12 und der Gegendruckaufnahmefläche 22c zugewandt. Das Verdichterlaufrad 22 ist in der Laufradkammer 11b so angeordnet, dass ein Verdichterlaufrad-Gegendruckbereich 30 zwischen der ersten Trennwand 12 und dem Verdichterlaufrad 22 (an einer Seite der ersten Trennwand 12 nahe der Laufradkammer 11b) in der axialen Richtung ausgebildet ist.
Die zweite Trennwand 15 ist der Gegendruckaufnahmefläche 23c des Turbinenrads 23 mit einem Abstand zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Gegendruckaufnahmefläche 23c zugewandt. Das Turbinenrad 23 ist in der Turbinenkammer 16b so angeordnet, dass ein Turbinenrad-Gegendruckbereich 39 zwischen der zweiten Trennwand 15 und dem Turbinenrad 23 (an einer Seite der zweiten Trennwand 15 nahe der Turbinenkammer 16b) in der axialen Richtung ausgebildet ist. Ein Raum 38 ist zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Motorkammer 17 ausgebildet. Die Turbo-Fluid-Maschine 101 kann ferner einen Resolver/Koordinatenwandler 27 haben, der einen Drehwinkel der Welle 21 detektiert/erfasst und ist in dem Raum 38 angeordnet. Der Resolver 27 hat einen Resolverrotor 27a und einen Resolverstator 27b. Der Resolverrotor 27a ist an der Welle 21 des rotierenden Elements 20 so befestigt, dass der Resolverrotor 27a zusammen mit der Welle 21 drehbar ist, und der Resolverstator 27b ist an dem Mittelgehäuse 14 befestigt. Der Raum 37, die Motorkammer 17 und der Raum 38 sind in dieser Reihenfolge nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden, um den Motoraufnahmeraum 18 auszubilden/zu bilden. Der Motoraufnahmeraum 18 bildet einen Raum, der durch die Wellendichtung 19 und einen Trennabschnitt 12b definiert ist, welcher später beschrieben wird. Die Wellendichtung 19 beschränkt eine Fluidkommunikation/Fluidverbindung zwischen dem Motoraufnahmeraum 18 und dem Turbinenrad-Gegendruckbereich 39.
Das Gehäuse 10 hat einen einlassseitigen Strömungskanal IN, einen auslassseitigen Strömungskanal EN und einen Kommunikationskanal/ Verbindungskanal CN. Der einlassseitige Strömungskanal IN hat eine einlassseitig feste Drossel TH1. Die einlassseitig feste Drossel TH1 ist in der axialen Richtung näher an dem Turbinenrad 23 positioniert als an dem Verdichterlaufrad 22.
In dieser Ausführungsform hat die erste Trennwand 12 den Trennabschnitt 12b. Der Trennabschnitt 12b erstreckt sich ringförmig, um die Welle 21 zu umgeben, und unterteilt den Verdichterlaufrad-Gegendruckbereich 30 in einen radial inneren Raum 31 und einen radial äußeren Raum 32. In dieser Ausführungsform ist die einlassseitig feste Drossel TH1 durch den Trennabschnitt 12b definiert. Der einlassseitige Strömungskanal IN hat die einlassseitig feste Drossel TH1 und den radial inneren Raum 31 und ist mit dem Motoraufnahmeraum 18 durch das Wellenloch 12a verbunden.
Der radial innere Raum 31 ist mit einem externen Raum durch das Wellenloch 12a, die Motorkammer 17, dem Raum 38 und dem auslassseitigen Strömungskanal EN verbunden. Der radial innere Raum 31 steht mit dem externen Raum, welcher ein anderer Raum ist als der radial äußere Raum 32, nicht über den radial äußeren Raum 32 in Verbindung. Das heißt, ein Teil des Fluids, das durch das Verdichterlaufrad 22 verdichtet wurde, wird in den Motoraufnahmeraum 18 durch den einlassseitigen Strömungskanal IN eingeführt, der die einlassseitig feste Drossel TH1 hat. Die Drosselstruktur der einlassseitig festen Drossel TH1 verursacht, dass der Druck in dem radial inneren Raum 31 niedriger ist als der Druck in dem radial äußeren Raum 32, wenn Fluid gepumpt wird.
Der auslassseitige Strömungskanal EN hat eine auslassseitig feste Drossel TH2. Die auslassseitig feste Drossel TH2 ist in der axialen Richtung näher an dem Verdichterlaufrad 22 positioniert als an dem Turbinenrad 23. Das Fluid, das in den Motoraufnahmeraum 18 eingeführt wird, wird aus dem Motoraufnahmeraum 18 durch den auslassseitigen Strömungskanal EN ausgelassen, der die auslassseitig feste Drossel TH2 hat. Der auslassseitige Strömungskanal EN hat ein Verbindungsteil ENa, das mit dem Motoraufnahmeraum 18 verbunden ist, und das Verbindungsteil ENa ist getrennt von einem Zwischenraum zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Welle 21 ausgebildet. Das Verbindungsteil ENa des auslassseitigen Strömungskanals EN zu dem Motoraufnahmeraum 18 ist gegenüber von einem Verbindungsteil des einlassseitigen Strömungskanals IN, der mit dem Motoraufnahmeraum 18 über den Motor 28 in der axialen Richtung verbunden ist. In dieser Ausführungsform wird der auslassseitige Strömungskanal EN in dem Mittelgehäuse 14 ausgebildet und verbindet den Raum 38 und den externen Raum. Der Kommunikationskanal CN verbindet den einlassseitigen Strömungskanal IN und den auslassseitigen Strömungskanal EN, und steht mit dem Raum 38 in Verbindung, der zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Motorkammer 17 ausgebildet ist.
2 ist eine Schnittdarstellung der Turbo-Fluid-Maschine 101, die einen Zustand darstellt, in welchem die Turbo-Fluid-Maschine 101 in Betrieb ist. Das Fluid wird in die Turbo-Fluid-Maschine 101 durch eine Einlassöffnung 11 a gesaugt und wird durch das Verdichterlaufrad 22 verdichtet. Ein Teil des verdichteten Fluids passiert einen Diffusor und strömt in Richtung hin zu einer Auslasskammer 11c. Ein anderer Teil des verdichteten Fluids passiert den radial äußeren Raum 32 und die einlassseitig feste Drossel TH1. Der Druck des Fluids verringert sich, wenn das Fluid die einlassseitig feste Drossel TH1 (wie durch den Pfeil A in 3 angezeigt) passiert.
Das Fluid strömt dann von dem einlassseitigen Strömungskanal IN (der einlassseitig festen Drossel TH1) in Richtung hin zu der gegenüberliegenden Seite der einlassseitig festen Drossel TH1 über den Motor 28 durch den Kommunikationskanal/Verbindungskanal CN entlang zumindest eines Teils der Welle 21. In dieser Ausführungsform ist der Kommunikationskanal/ Verbindungskanal CN so konfiguriert, dass das Fluid durch den Motoraufnahmeraum 18 strömt, indem es zwischen dem Wellenloch 12a und der Welle 21, zwischen dem Axial-Folienlager 24 und dem Abschnitt 21a mit großem Durchmesser, zwischen dem Radial-Folienlager 25 und dem Innenring 21b, zwischen dem Stator 28a und dem Rotor 28b, zwischen dem Radial-Folienlager 26 und dem Innenring 21c, und zwischen dem Resolverrotor 27a und dem Resolverstator 27b hindurchströmt. Der Druck des Fluids ist im Wesentlichen konstant oder leicht abnehmend, während das Fluid zwischen ihnen, wie vorstehend beschrieben, strömt (wie durch einen Pfeil B in 3 angezeigt). Das Fluid, das den Kommunikationskanal/Verbindungskanal CN passiert, das heißt, das Fluid, das den Raum 38 erreicht hat, passiert ferner den auslassseitigen Strömungskanal EN. Der Druck des Fluids verringert sich weiter, zum Beispiel auf einen Druckwert entsprechend dem Saugdruck, wenn das Fluid die auslassseitig feste Drossel TH2 des auslassseitigen Strömungskanals EN passiert (wie durch einen Pfeil C in 3 angezeigt).
Wie in 3 abgebildet, erhöht sich der Druck in dem Kommunikationskanal CN, der von dem einlassseitigen Strömungskanal IN dem Kommunikationskanal CN zugeführt wird (wie durch den Pfeil B in 3 angezeigt). Das heißt, die einlassseitig feste Drossel TH1 und die auslassseitig feste Drossel TH2 sind so konfiguriert, dass der Druck in dem Raum 38, der zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Motorkammer 17 ausgebildet ist, in anderen Worten, der Druck in dem Motoraufnahmeraum 18 (in 3 durch den Pfeil B angezeigt), höher ist als der Druck in dem Turbinenrad-Gegendruckbereich 39.
(Funktionsweise und vorteilhafte Effekte)
Die Turbo-Fluid-Maschine 101 dient zum Beispiel als ein Luftverdichter für ein Brennstoffzellensystem. Das Verdichterlaufrad 22 wird durch den Motor 28 und das Turbinenrad 23 gedreht, um Luft als externes Fluid in die Turbo-Fluid-Maschine 101 einzuführen, und die Luft, die von dem Verdichterlaufrad 22 verdichtet wird, wird in die Auslasskammer 11c gepumpt. Die hohe Druckluft in der Auslasskammer 11c wird einem Stack/Stapel des Brennstoffzellensystems (das heißt einem Brennstoffzellenstapel 50) zugeführt. Das Turbinenrad 23 wird durch die Luft, die von dem Brennstoffzellenstapel 50 (FC-Stapel 50 in 1) ausgelassen wird, gedreht und unterstützt den Rotationsbetrieb der Welle 21.
Der Druck in dem Verdichterlaufrad-Gegendruckbereich 30 (Laufrad-Gegendruck) erhöht sich, wenn das Fluid gepumpt wird. Der Gegendruck wirkt als Gegenlast, um das Verdichterlaufrad 22 in Richtung hin zu einer Eingangsseite der Einlassöffnung 11a zu verdrängen. In dieser Ausführungsform ist die einlassseitig feste Drossel TH1 durch den Trennabschnitt 12b ausgebildet und die einlassseitig feste Drossel TH1 unterteilt den Verdichterlaufrad-Gegendruckbereich 30 in den radial inneren Niederdruck-Raum 31 und den radial äußeren Hochdruck-Raum 32. Das Vorhandensein des radial inneren Raums 31 unterdrückt das Erhöhen der Gegenlast und unterdrückt dadurch die Verdrängung der Verdichterlaufrads 22 in Richtung hin zu der Eingangsseite der Einlassöffnung 11a. Das Vorhandensein des radial inneren Raums 31 unterdrückt auch, dass das Axial-Folienlager 24 eine übermäßige Kraft von dem Abschnitt 21a mit dem großen Durchmesser der Welle 21 erhält. Die einlassseitig feste Drossel TH1 ist durch den Trennabschnitt 12b ausgebildet. Das heißt, der Trennabschnitt 12b dient auch dazu, um den Verdichterlaufrad-Gegendruckbereich 30 in den radial inneren Raum 31 und den radial äußeren Raum 32 zu unterteilen, um die Gegenlast des Verdichterlaufrads 22 zu reduzieren. Diese Konfiguration erreicht eine effiziente Auslegung der Turbo-Fluid-Maschine 101.
Das rotierende Element 20 wird durch den Motor 28 gedreht. Die Turbo-Fluid-Maschine 101 erzeugt einen Differenzdruck durch das Verwenden eines Innendrucks in einem Strömungskanal, der in dem Gehäuse 10 so ausgebildet ist, dass der Druck in dem Raum 38 (in 3 durch den Pfeil B angezeigt), der zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Motorkammer 17 ausgebildet ist, höher ist als der Druck in dem Turbinenrad-Gegendruckbereich 39. Dementsprechend unterdrückt die Turbo-Fluid-Maschine 101 den Eintritt von Fluid aus der Turbinenkammer 16b in die Motorkammer 17 (wie durch einen Pfeil D in 3 angezeigt).
Die Turbo-Fluid-Maschine 101 gemäß dieser Ausführungsform verringert den Druck an zumindest zwei Positionen wie der einlassseitig festen Drossel TH1 und der auslassseitig festen Drossel TH2, so dass die Turbo-Fluid-Maschine 101 leicht den vorstehend beschriebenen Differenzdruck erzeugt. Der Differenzdruck wird leicht durch die Einstellung der Größen der Strömungskanalquerschnitte der einlassseitig festen Drossel TH1 und der auslassseitig festen Drossel TH2 und/oder die Einstellung des Flächenverhältnisses zwischen der Strömungskanalquerschnittsfläche der einlassseitig festen Drossel TH1 und der Strömungsquerschnittsfläche der auslassseitig festen Drossel TH2 erzeugt. Zum Beispiel ist die Strömungskanalquerschnittsfläche der einlassseitig festen Drossel TH1 vorzugsweise größer als die Strömungskanalquerschnittsfläche der auslassseitig festen Drossel TH2. Diese Konfiguration ermöglicht, dass der Druck in der Motorkammer 17 leicht höher wird als der Durchschnittswert des Gegendrucks des Turbinenrads 23 und des atmosphärischen Drucks, und diese Konfiguration ermöglicht daher, dass der Druck in dem Raum 38 (in 3 durch den Pfeil B angezeigt), der zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Motorkammer 17 ausgebildet ist, leicht höher wird als der Druck in dem Turbinenrad-Gegendruckbereich 39. Wenn das Fluid zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Wellendichtung 19 (der Ausschnitt, der in der Wellendichtung 19 ausgebildet ist) hindurchströmt, ist die Strömungskanalquerschnittsfläche zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Wellendichtung 19 kleiner als die Strömungskanalquerschnittsfläche jeder der einlassseitig festen Drossel TH1 und der auslassseitig festen Drossel TH2.
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird der Druck stromabwärts der auslassseitig festen Drossel TH2 auf einen Druckwert entsprechend dem Saugdruck eingestellt. Der Druck stromabwärts der auslassseitig festen Drossel TH2 kann jedoch auf einen Druckwert entsprechend dem atmosphärischen Druck oder einem Druckwert entsprechend dem Auslassdruck, der durch das Turbinenrad 23 ausgelassen wird, eingestellt werden, solange der vorstehend genannte Differenzdruck erzeugt wird. Um die Erzeugung des vorstehend beschriebenen Differenzdrucks zu unterstützen, kann die Ventilfunktion an einer beliebigen Position (zum Beispiel an beliebiger Position im einlassseitigen Strömungskanal IN, im Kommunikationskanal CN und im auslassseitigen Strömungskanal EN) zusätzlich zu der einlassseitig festen Drossel TH1 und der auslassseitig festen Drossel TH2 vorgesehen werden.
Die Temperatur um die Welle 21 herum in dem Gehäuse 10 wird wahrscheinlich steigen, wenn keine besonderen Maßnahmen getroffen werden. Insbesondere, wenn der Eintritt des Fluids in die Motorkammer 17 unterdrückt wird, was zur Unterdrückung des Fluidstroms führt, steigt die Temperatur um die Welle 21 herum in dem Gehäuse 10 aufgrund der Unterdrückung des Fluidstroms mit größerer Wahrscheinlichkeit an. In dieser Ausführungsform lässt die Turbo-Fluid-Maschine 101 das Fluid nacheinander durch den einlassseitigen Strömungskanal IN, den Kommunikationskanal CN und den auslassseitigen Strömungskanal EN strömen, um den Innendruck in dem Kanal, der in dem Gehäuse 10 ausgebildet ist, zur Erzeugung des Differenzdrucks zu nutzen. Das Fluid strömt von dem einlassseitigen Strömungskanal IN (dem Verbindungsteil Ina) in Richtung hin zu dem auslassseitigen Strömungskanal EN (dem Verbindungsteil ENa), der gegenüber dem Verbindungsteil INa positioniert ist, über den Motor 28 durch den Kommunikationskanal CN. Dadurch wird ein Wärmeabgabeeffekt in einem Raum um die Welle 21 herum erreicht und somit der Temperaturanstieg um die Welle 21 herum in dem Gehäuse 10 unterdrückt. Das heißt, der auslassseitige Strömungskanal EN ist näher an dem Turbinenrad 23 positioniert als das Axial-Folienlager 24 und die Radial-Folienlager 25, 26, und diese Konfiguration ermöglicht die Wärmeabgabe oder Kühlung des Axial-Folienlagers 24 und der Radial-Folienlager 25, 26. Darüber hinaus ist der auslassseitige Strömungskanal EN näher an dem Turbinenrad 23 positioniert als der Resolver 27 und diese Konfiguration ermöglicht die Wärmeabgabe oder Kühlung des Resolvers 27.
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform hat das Mittelgehäuse 14 den auslassseitigen Strömungskanal EN, um den Raum 38 zu ermöglichen, um mit dem externen Raum in Verbindung zu stehen. Das Mittelgehäuse 14 kann jedoch ohne den auslassseitigen Strömungskanal EN gemäß den Spezifikationen der Turbo-Fluid-Maschine ausgebildet sein. In diesem Fall ist die Strömungsquerschnittsfläche der einlassseitig festen Drossel TH1 vorzugsweise größer als die Strömungskanalquerschnittsfläche der auslassseitig festen Drossel TH2.
Zweite Ausführungsform
4 ist eine Schnittansicht einer Turbo-Fluid-Maschine 102 gemäß einer zweiten Ausführungsform. In der Turbo-Fluid-Maschine 102, hat das Gehäuse 10 ferner einen Verbindungsströmungskanal 29, um Fluid, welches durch den auslassseitigen Strömungskanal EN geströmt ist, zu der Einlassöffnung 11a zu führen, die stromaufwärts des Verdichterlaufrads 22 positioniert ist.
Wenn die Turbo-Fluid-Maschine 102 zum Beispiel als ein Luftverdichter für ein Brennstoffzellensystem dient, wird die Menge an Luft, die dem Brennstoffzellenstapel 50 des Brennstoffzellensystems zugeführt wird, gemessen und/oder durch einen Luftdruckflussmesser 40 gesteuert. Die Turbo-Fluid-Maschine 102 hat ferner den Verbindungsströmungskanal 29 und diese Konfiguration eliminiert und minimiert mögliche Fehler in einer Flussrate zwischen dem Messwert der Flussrate auf dem Luftdruckflussmesser 40 und der tatsächlichen Flussrate der verdichteten Luft, die von der Auslasskammer 11c zugeführt wird. Diese Konfiguration ermöglicht eine Reduktion der Flussrate der Luft, welche für die Erzeugung des Differenzdrucks und der Wärmeabgabe zugeführt wird, auf das erforderliche Minimum zu reduzieren.
Der Verbindungsströmungskanal 29 kann in dem Mittelgehäuse 13 ausgebildet sein, das einen nicht-dargestellten Wassermantel hat. Das Vorhandensein des Verbindungsströmungskanals 29 ermöglicht die Rückführung des verdichteten Fluids zu der Einlassöffnung 11a über den Verbindungsströmungskanal 29, so dass ein Anstieg der Auslasstemperatur wahrscheinlich ist. Durch die Bereitstellung des Verbindungsströmungskanals 29, der den Wärmeaustausch mit dem Wassermantel ermöglicht, wird ein Anstieg der Ansaugtemperatur und damit eine durch die Wärmeerzeugung verursachte Abnahme der Flussrate unterdrückt. Darüber hinaus, wenn ein Zwischenkühler oder ähnliches auf der stromabwärts gelegenen Seite angeordnet ist, reduziert das Vorhandensein des Verbindungsströmungskanals 29 die Belastung des Zwischenkühlers. Diese Konfiguration erhöht die Wärmeabgabeeffizienz für das Axial-Folienlager 24, die Radial-Folienlager 25, 26 und den Resolver 27.
Dritte Ausführungsform
5 ist eine Schnittansicht einer Turbo-Fluid-Maschine 103 gemäß einer dritten Ausführungsform. In der Turbo-Fluid-Maschine 103 hat das Gehäuse 10 zwei Strömungskanäle 29a, 29b. Der einlassseitige Strömungskanal IN ist innerhalb des Strömungskanals 29a ausgebildet. Der einlassseitige Strömungskanal IN verbindet eine Auslassöffnung 11d, die stromabwärts des Verdichterlaufrads 22 ausgebildet ist, und den Raum 38, der zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Motorkammer 17 (das heißt, dem Motor 28) ausgebildet ist, um das Fluid in den Motoraufnahmeraum 18 einzuführen.
Die auslassseitig feste Drossel TH2 ist in einer Wellendichtung zwischen der ersten Trennwand 12 (dem Wellenloch 12a) und der Welle 21 ausgebildet. Der Strömungskanal 29b verbindet den radial inneren Raum 31 und einen Raum, der ein anderer Raum ist als der radial äußere Raum 32 (welcher in dieser Ausführungsform die Einlassöffnung 11a ist, die stromaufwärts des Verdichterlaufrads 22 positioniert ist), so dass der Druck in dem radial inneren Raum 31 niedriger ist als der Druck in dem radial äußeren Raum 32, wenn das Fluid gepumpt wird.
6 ist eine Schnittansicht der Turbo-Fluid-Maschine 103, die in einem Zustand dargestellt ist, in welchem die Turbo-Fluid-Maschine 103 in Betrieb ist. Das Fluid wird durch die Einlassöffnung 11a in die Turbo-Fluid-Maschine 103 gesaugt und durch das Verdichterlaufrad 22 verdichtet. Der größte Teil des verdichteten Fluids passiert den Diffusor und strömt in die Auslasskammer 11c. Ein Teil des verdichteten Fluids, welcher die Auslasskammer 11c erreicht hat, passiert die Auslassöffnung 11d, den Strömungskanal 29a und die einlassseitig feste Drossel TH1. Der Druck des Fluids verringert sich, wenn das Fluid die einlassseitig feste Drossel TH1 passiert.
Das Fluid passiert den einlassseitigen Strömungskanal IN (die einlassseitig feste Drossel TH1). Das Fluid strömt dann von dem einlassseitigen Strömungskanal IN (dem Verbindungsteil INa) in Richtung hin zu dem auslassseitigen Strömungskanal EN (dem Verbindungsteil ENa), das sich gegenüber von dem Verbindungsteil INa befindet, über den Motor 28 durch den Kommunikationskanal CN entlang zumindest eines Teils der Welle 21. In dieser Ausführungsform ist der Kommunikationskanal CN so konfiguriert, dass das Fluid durch den Motoraufnahmeraum 18 strömt, indem es zwischen dem Radial-Folienlager 26 und dem Innenring 21c, zwischen dem Stator 28a und dem Rotor 28b, zwischen dem Radial-Folienlager 25 und dem Innenring 21b, und zwischen dem Axial-Folienlager 24 und dem Abschnitt 21a mit großem Durchmesser hindurchströmt. Die einlassseitig feste Drossel TH1 kann ferner näher an der zweiten Trennwand 15 positioniert werden, so dass das Fluid auch zwischen dem Resolverrotor 27a und dem Resolverstator 27b hindurchströmt. In diesem Zeitraum ist der Druck des Fluids im Wesentlichen konstant oder leicht abnehmend.
Der Druck des Fluids, welches den Kommunikationskanal CN passiert, das heißt zwischen dem Wellenloch 12a und der Welle 21 (das heißt, der auslassseitigen festen Drossel TH2) hindurchströmt, verringert sich weiter, wenn das Fluid den auslassseitigen Strömungskanal EN passiert. Das Fluid passiert ferner den radial inneren Raum 31 und den Strömungskanal 29b. Der Druck des Fluids, das von dem einlassseitigen Strömungskanal IN dem Kommunikationskanal CN zugeführt wird, erhöht den Druck in dem Kommunikationskanal CN und verursacht, dass der Druck in dem Raum 38 (das heißt, dem Motoraufnahmeraum 18), der zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Motorkammer 17 ausgebildet ist, höher wird als der Druck in dem Turbinenrad-Gegendruckbereich 39. Dadurch erreicht diese Konfiguration die gleichen Funktionen und vorteilhaften Effekte wie die der ersten Ausführungsform.
Vierte Ausführungsform
7 ist eine Schnittansicht einer Turbo-Fluid-Maschine 104 gemäß einer vierten Ausführungsform. In der Turbo-Fluid-Maschine 104 hat das Gehäuse 10 die zwei Strömungskanäle 29a, 29b. Der einlassseitige Strömungskanal IN ist innerhalb des Strömungskanals 29a ausgebildet. Der einlassseitige Strömungskanal IN verbindet die Auslassöffnung 11d, die stromabwärts von dem Verdichterlaufrad 22 ausgebildet ist, und das Wellenloch 12a der ersten Trennwand 12, durch welches sich die Welle 21 erstreckt, um das Fluid in den Motoraufnahmeraum 18 einzuführen.
Das Mittelgehäuse 14 hat die auslassseitig feste Drossel TH2. Die auslassseitig feste Drossel TH2 verbindet den Raum 38 (das heißt, den Motoraufnahmeraum 18), der zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Motorkammer 17 ausgebildet ist, und einen anderen Raum als den Raum 38 so, dass der Druck des Fluids, das von dem einlassseitigen Strömungskanal IN dem Kommunikationskanal CN zugeführt wird, verursacht, dass der Druck in dem Raum 38 (dem Motoraufnahmeraum 18) höher ist als der Druck in dem Turbinenrad-Gegendruckbereich 39. Der Strömungskanal 29b verbindet den radial inneren Raum 31 und einen anderen Raum als den radial äußeren Raum 32 so, dass der Druck in dem radial inneren Raum 31 niedriger ist als der Druck in dem radial äußeren Raum 32, wenn das Fluid gepumpt wird.
8 ist eine Schnittansicht der Turbo-Fluid-Maschine 104, die einen Zustand darstellt, in welchem die Turbo-Fluid-Maschine 104 in Betrieb ist. Das Fluid wird durch die Einlassöffnung 11a in die Turbo-Fluid-Maschine 104 gesaugt und wird durch das Verdichterlaufrad 22 verdichtet. Ein Teil des verdichteten Fluids passiert den Diffusor und strömt in die Auslasskammer 11c. Ein Teil des Fluids, das die Auslasskammer 11c nach der Verdichtung erreicht hat, strömt durch die Auslassöffnung 11d, den Strömungskanal 29a und die einlassseitig feste Drossel TH1. Der Druck des Fluids verringert sich, wenn das Fluid die einlassseitig feste Drossel TH1 passiert.
Das Fluid strömt durch den einlassseitigen Strömungskanal IN (die einlassseitig feste Drossel TH1). Das Fluid strömt dann von dem einlassseitigen Strömungskanal IN (dem Verbindungsteil INa) in Richtung hin zu dem auslassseitigen Strömungskanal EN (dem Verbindungsteil ENa), der gegenüber von dem Verbindungsteil INa positioniert ist, über den Motor 28 durch den Kommunikationskanal CN entlang zumindest eines Teils der Welle 21. In dieser Ausführungsform ist der Kommunikationskanal CN so konfiguriert, dass das Fluid durch den Motoraufnahmeraum 18 strömt, indem es zwischen dem Wellenloch 12a und der Welle 21, zwischen dem Axial-Folienlager 24 und dem Abschnitt 21a mit großem Durchmesser, zwischen dem Radial-Folienlager 25 und dem Innenring 21b, zwischen dem Stator 28a und dem Rotor 28b, zwischen dem Radial-Folienlager 26 und dem Innenring 21c, und zwischen dem Resolverrotor 27a und dem Resolverstator 27b hindurchströmt. In diesem Zeitraum ist der Druck des Fluids im Wesentlichen konstant oder leicht abnehmend.
Das Fluid, das den Kommunikationskanal CN passiert, das heißt, das Fluid, das den Raum 38 erreicht hat, passiert den auslassseitigen Strömungskanal EN. Der Druck des Fluids verringert sich weiter, zum Beispiel auf einen Druckwert entsprechend dem Saugdruck, wenn das Fluid durch die auslassseitig feste Drossel TH2 des auslassseitigen Strömungskanal EN strömt. Der Druck des Fluids, das von dem einlassseitigen Strömungskanal IN dem Kommunikationskanal CN zugeführt wird, erhöht den Druck in dem Kommunikationskanal CN und verursacht/bewirkt, dass der Druck in dem Raum 38, der zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Motorkammer 17 ausgebildet ist, höher ist als der Druck in dem Turbinenrad-Gegendruckbereich 39. Dadurch erreicht diese Konfiguration die gleichen Funktionen und vorteilhaften Effekte wie die der ersten Ausführungsform.
Der Druck in dem Verdichterlaufrad-Gegendruckbereich 30 (Laufrad-Gegendruck) erhöht sich, wenn das Fluid gepumpt wird. Der Gegendruck bewirkt eine Verdrängung des Verdichterlaufrads 22 in Richtung der Eingangsseite der Einlassöffnung 11a. Dementsprechend ist es bevorzugt, wenn solch ein Gegendruck niedrig ist. Im Gegensatz dazu muss der Druck in dem Raum 38, der zwischen der zweiten Trennwand 15 und der Motorkammer 17 ausgebildet ist, höher sein als der Druck in dem Turbinenrad-Gegendruckbereich 39.
In dieser Ausführungsform ist der Strömungskanal 29b in der ersten Trennwand 12 ausgebildet, und steht in geringer Verbindung mit dem vorstehend beschriebenen Raum 38. Dementsprechend unterdrückt diese Konfiguration den hohen Druck in dem Raum 38, der sich direkt auf die Erhöhung des Gegendrucks (Gegenlast) des Verdichterlaufrads 22 auswirkt. Diese Konfiguration unterdrückt dadurch die Verdrängung des Verdichterlaufrads 22 weiter in Richtung hin zu der Eingangsseite der Einlassöffnung 11a.
Obwohl die Ausführungsformen vorstehend beschrieben wurden, ist die vorstehende Offenbarung illustrativ und in jeder Hinsicht nicht einschränkend. Der technische Umfang der vorliegenden Offenbarung wird durch die Bedingungen der Ansprüche definiert und soll alle Änderungen innerhalb des Umfangs und der Bedeutung, die den Bedingungen der Ansprüche entsprechen, einschließen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004183598 [0001]

Claims

Turbo-Fluid-Maschine (101, 102, 103, 104) mit: einem Gehäuse (10, 14) mit einer ersten Trennwand (12) und einer zweiten Trennwand (15), wobei ein Motoraufnahmeraum (18) zwischen der ersten Trennwand (12) und der zweiten Trennwand (15) in einer axialen Richtung ausgebildet ist, in welche sich eine Welle (21) erstreckt, wobei die erste Trennwand (12) zwischen dem Motoraufnahmeraum (18) und einer Laufradkammer (11b) angeordnet ist, und die zweite Trennwand (15) zwischen dem Motoraufnahmeraum (15) und einer Turbinenkammer (16b) angeordnet ist; einem rotierenden Element (20) mit der Welle (21), die sich durch die erste Trennwand (12) und die zweite Trennwand (15) erstreckt, einem Verdichterlaufrad (22), das an der Welle (21) befestigt und in der Laufradkammer (11b) angeordnet ist, um eine Fluidverdichtung durchzuführen, und einem Turbinenrad (23), das an der Welle (21) befestigt und in der Turbinenkammer (16b) angeordnet ist, um eine Energierückgewinnung durchzuführen; und einem Motor (28), der in dem Motoraufnahmeraum (18) angeordnet und so konfiguriert ist, um das rotierende Element (20) zu drehen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Turbinenrad-Gegendruckbereich (39) an einer Seite der zweiten Trennwand (15) nahe der Turbinenkammer (16b) ausgebildet ist, eine Wellendichtung (19) zwischen der zweiten Trennwand (15, 15a) und der Welle (21) angeordnet ist, um die Fluidkommunikation zwischen dem Motoraufnahmeraum (18) und dem Turbinenrad-Gegendruckbereich (39) zu beschränken, ein Teil des durch das Verdichterlaufrad (22) verdichteten Fluids in den Motoraufnahmeraum (18) durch einen einlassseitigen Strömungskanal (IN) eingeführt wird, der eine einlassseitig feste/befestigte Drossel (TH1) hat, und aus dem Motoraufnahmeraum (18) durch einen auslassseitigen Strömungskanal (EN) abgeführt wird, der eine auslassseitig feste/befestigte Drossel (TH2) hat, der auslassseitige Strömungskanal (EN) ein Verbindungsteil (ENa) hat, das mit dem Motoraufnahmeraum (18) verbunden ist, wobei das Verbindungsteil (ENa) getrennt von einem Zwischenraum zwischen der zweiten Trennwand (15) und der Welle (21) ausgebildet ist und gegenüber einem Verbindungsteil (INa) des einlassseitigen Strömungskanals (IN) positioniert ist, der mit dem Motoraufnahmeraum (18) über den Motor (28) in axialer Richtung verbunden ist, und die einlassseitig feste Drossel (TH1) und die auslassseitig feste Drossel (TH2) so konfiguriert sind, dass ein Druck in dem Motoraufnahmeraum (18) höher ist als ein Druck in dem Turbinenrad-Gegendruckbereich (39).
Turbo-Fluid-Maschine (101, 102, 103, 104) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) ferner einen Verbindungsströmungskanal (29) hat, um Fluid, das durch den auslassseitigen Strömungskanal (EN) hindurchgeströmt ist, einer Einlassöffnung (11a) zuzuführen, die sich stromaufwärts des Verdichterlaufrads (22) befindet.
Turbo-Fluid-Maschine (101, 102, 103, 104) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbo-Fluid-Maschine (101, 102, 103, 104) ferner ein Gleit-/Folienlager (24, 25, 26) hat, das die Welle (21) trägt, und Fluid durch den Motoraufnahmeraum (18) strömt, indem es zwischen dem Folienlager (24, 25, 26) und der Welle (21, 21a, 21b, 21c) hindurchströmt.
Turbo-Fluid-Maschine (101, 102, 103, 104) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbo-Fluid-Maschine (101, 102, 103, 104) ferner einen Resolver (27) hat, der einen Drehwinkel der Welle (21) detektiert, der Resolver (27) einen Resolverrotor (27a), der an der Welle (21) so befestigt ist, dass der Resolverrotor (27a) zusammen mit der Welle (21) drehbar ist, und einen Resolverstator (27b) hat, der am Gehäuse (14) befestigt ist, und das Fluid durch den Motoraufnahmeraum (18) strömt, indem es zwischen dem Resolverrotor (27a) und dem Resolverstator (27b) hindurchströmt.
Turbo-Fluid-Maschine (101, 102, 103, 104) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdichterlaufrad-Gegendruckbereich (30) an einer Seite der ersten Trennwand (12) nahe der Laufradkammer (11b) ausgebildet ist, und die erste Trennwand einen Trennabschnitt (12b) hat, der sich ringförmig erstreckt, um die Welle (21) zu umgeben, und den Verichterlaufrad-Gegendruckbereich (30) in einen radial inneren Raum (31) und einen radial äußeren Raum (32) unterteilt.
Turbo-Fluid-Maschine (101, 102, 104) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einlassseitig feste Drossel (TH1) durch den Trennabschnitt (12b) ausgebildet ist.
Turbo-Fluid-Maschine (103) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslassöffnung (11d), die stromabwärts des Verdichterlaufrads (22) ausgebildet ist, mit einem Raum (38) verbunden ist, der zwischen der zweiten Trennwand (15) und dem Motor (28) ausgebildet ist, um das Fluid in den Motoraufnahmeraum (18) einzuführen, die auslassseitig feste Drossel (TH2) zwischen der ersten Trennwand (12) und der Welle (21) ausgebildet ist, und das Gehäuse (10) ferner einen Strömungskanal (29b) hat, der den radial inneren Raum (31) und einen anderen Raum (11a) als den radial äußeren Raum (32) so verbindet, dass ein Druck in dem radial inneren Raum (31) niedriger ist als ein Druck in dem radial äußeren Raum (32), wenn Fluid gepumpt wird.
Turbo-Fluid-Maschine (104) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlassöffnung (11d), die stromabwärts des Verdichterlaufrad (22) ausgebildet ist, mit einem Wellenloch (12a) der ersten Trennwand (12) verbunden ist, durch welches sich die Welle (21) erstreckt, um das Fluid in den Motoraufnahmeraum (18) einzuführen, und das Gehäuse (10) ferner einen Strömungskanal (29b) hat, der den radial inneren Raum (31) und einen anderen Raum (11a) als den radial äußeren Raum (32) so verbindet, dass ein Druck in dem radial inneren Raum (31) niedriger ist als ein Druck in dem radial äußeren Raum (32), wenn Fluid gepumpt wird.