DE102022125451A1

DE102022125451A1 - CENTRIFUGAL COMPRESSORS

Info

Publication number: DE102022125451A1
Application number: DE102022125451.8A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Hirano; Hiroaki Kato; Junya Suzuki; Hidefumi Mori
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2023-04-20
Also published as: US20230117537A1; JP2023061141A; CN115992837A

Abstract

Ein Zentrifugalverdichter (10) hat einen Motorkühlkanal (50), durch das Kühlfluid zur Kühlung eines Elektromotors (18) strömt, einen Luftkanal (60), durch den Kühlluft zur Kühlung eines ersten Luftlagers (21) und eines zweiten Luftlagers (23) dem ersten Luftlager (21) bzw. dem zweiten Luftlager (23) zugeführt wird, und einen Wärmetauscher (70), der die Kühlluft kühlt. Der Motorkühlkanal (50) hat eine Vielzahl von axialen Kühlkanälen (51) mit einem ersten axialen Kühlkanal (52), durch den das Kühlfluid dem Wärmetauscher (70) zugeführt wird, und einem zweiten axialen Kühlkanal (53), durch den das Kühlfluid aus dem Wärmetauscher (70) abgeleitet wird. Der Wärmetauscher (70) hat einen ersten Anschluss (71), der mit dem ersten axialen Kühlkanal (52) in Verbindung steht, einen zweiten Anschluss (72), der mit dem zweiten axialen Kühlkanal (53) in Verbindung steht, und einen dritten Anschluss (73), der mit einem sich in einer axialen Richtung einer Drehwelle (24) erstreckenden axialen Luftkanal (61) in Verbindung steht.A centrifugal compressor (10) has a motor cooling duct (50) through which cooling fluid flows for cooling an electric motor (18), an air duct (60) through which cooling air for cooling a first air bearing (21) and a second air bearing (23) the first Air bearing (21) or the second air bearing (23) is supplied, and a heat exchanger (70) which cools the cooling air. The engine cooling duct (50) has a plurality of axial cooling ducts (51) with a first axial cooling duct (52) through which the cooling fluid is supplied to the heat exchanger (70) and a second axial cooling duct (53) through which the cooling fluid is discharged from the Heat exchanger (70) is derived. The heat exchanger (70) has a first port (71) communicating with the first axial cooling passage (52), a second port (72) communicating with the second axial cooling passage (53), and a third port (73) communicating with an axial air passage (61) extending in an axial direction of a rotating shaft (24).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zentrifugalverdichter. Ein Zentrifugalverdichter weist eine Drehwelle, einen Elektromotor, ein Verdichterlaufrad und ein Gehäuse auf. Der Elektromotor treibt die Drehwelle an. Das Verdichterlaufrad wird zusammen mit der Drehwelle gedreht, um ein Fluid zu verdichten. Das Gehäuse hat eine Motorkammer, die den Elektromotor aufnimmt. Der Zentrifugalverdichter weist ein erstes Luftlager und ein zweites Luftlager auf. Das erste Luftlager und das zweite Luftlager sind in der Motorkammer angeordnet. Das erste Luftlager und das zweite Luftlager sind auf gegenüberliegenden Seiten des Elektromotors in einer axialen Richtung der Drehwelle angeordnet, um die Drehwelle drehbar zu lagern. Das Gehäuse hat eine Umfangswand, die den Elektromotor umgibt, eine erste Stirnwand, die eine der an der Umfangswand ausgebildeten gegenüberliegenden Öffnungen verschließt, und eine zweite Stirnwand, die die andere der der an der Umfangswand ausgebildeten gegenüberliegenden Öffnungen verschließt. Die Umfangswand, die erste Stirnwand und die zweite Stirnwand definieren die Motorkammer. Beispielsweise hält die erste Stirnwand das erste Luftlager und hält die zweite Stirnwand das zweite Luftlager.The present invention relates to a centrifugal compressor. A centrifugal compressor has a rotary shaft, an electric motor, a compressor impeller, and a housing. The electric motor drives the rotating shaft. The compressor impeller is rotated together with the rotating shaft to compress a fluid. The housing has a motor chamber that houses the electric motor. The centrifugal compressor has a first air bearing and a second air bearing. The first air bearing and the second air bearing are arranged in the motor chamber. The first air bearing and the second air bearing are arranged on opposite sides of the electric motor in an axial direction of the rotary shaft to rotatably support the rotary shaft. The housing has a peripheral wall surrounding the electric motor, a first end wall closing one of the opposing openings formed on the peripheral wall, and a second end wall closing the other of the opposing openings formed on the peripheral wall. The peripheral wall, the first end wall, and the second end wall define the motor chamber. For example, the first end wall holds the first air bearing and the second end wall holds the second air bearing.

Stand der TechnikState of the art

Der Zentrifugalverdichter kann einen Motorkühlkanal, durch den Kühlfluid zur Kühlung des Elektromotors strömt, aufweisen, wie in koreanischer Patentanmeldung KR 10-2017-0088588 offenbart. Der Motorkühlkanal hat eine Vielzahl von axialen Kühlkanälen, die sich in axialer Richtung der Drehwelle erstrecken und entlang einer Umfangsrichtung der Umfangswand voneinander beabstandet sind. In dem in dem Gehäuse ausgebildeten Motorkühlkanal sind die axialen Kühlkanäle, die entlang der Umfangsrichtung der Umfangswand zueinander benachbart sind, verbunden. Infolgedessen erstreckt sich der Motorkühlkanal effizient entlang der Umfangsrichtung der Umfangswand. Daher wird der von der Umfangswand umgebene Elektromotor durch das durch den Motorkühlkanal strömende Kühlfluid effizient gekühlt.The centrifugal compressor may have a motor cooling passage through which cooling fluid flows to cool the electric motor, as in Korean patent application KR 10-2017-0088588 disclosed. The motor cooling passage has a plurality of axial cooling passages extending in an axial direction of the rotary shaft and spaced from each other along a circumferential direction of the circumferential wall. In the motor cooling passage formed in the case, the axial cooling passages adjacent to each other along the circumferential direction of the circumferential wall are connected. As a result, the engine cooling passage efficiently extends along the circumferential direction of the circumferential wall. Therefore, the electric motor surrounded by the peripheral wall is efficiently cooled by the cooling fluid flowing through the motor cooling passage.

In dem Zentrifugalverdichter wird leicht Wärme sowohl in dem ersten Luftlager als auch in dem zweiten Luftlager aufgrund von Hochgeschwindigkeitsrotation der Drehwelle erzeugt. Beispielsweise die internationale Veröffentlichung WO 2019/087869 offenbart einen Zentrifugalverdichter mit einem Luftkanal, durch den Kühlluft zur Kühlung des ersten Luftlagers und des zweiten Luftlagers jeweils dem ersten Luftlager und dem zweiten Luftlager zugeführt wird. Diese Art von Zentrifugalverdichter hat einen Wärmetauscher, der eingerichtet ist, um die Kühlluft durch Wärmeaustausch zwischen der Kühlluft und dem Kühlfluid zu kühlen. Die in dem Wärmetauscher gekühlte Kühlluft wird sowohl dem ersten Luftlager als auch dem zweiten Luftlager durch den Luftkanal zugeführt, so dass das erste Luftlager und das zweite Luftlager effizient gekühlt werden.In the centrifugal compressor, heat is easily generated in both the first air bearing and the second air bearing due to high-speed rotation of the rotating shaft. For example, the international release WO 2019/087869 discloses a centrifugal compressor having an air duct through which cooling air for cooling the first air bearing and the second air bearing is supplied to the first air bearing and the second air bearing, respectively. This type of centrifugal compressor has a heat exchanger configured to cool the cooling air through heat exchange between the cooling air and the cooling fluid. The cooling air cooled in the heat exchanger is supplied to both the first air bearing and the second air bearing through the air duct, so that the first air bearing and the second air bearing are efficiently cooled.

Es ist erforderlich, dass der Luftkanal eine Struktur, in der die Kühlluft effizient zu einem Teil der das erste Luftlager haltenden ersten Stirnwand und einem Teil der das zweite Luftlager haltenden zweiten Stirnwand strömt, aufweist. Daher ist es erforderlich, dass sich der Luftkanal in Richtung der ersten Stirnwand und der zweiten Stirnwand des Gehäuses erstreckt.The air duct is required to have a structure in which the cooling air efficiently flows to a part of the first end wall holding the first air bearing and a part of the second end wall holding the second air bearing. Therefore, the air duct is required to extend toward the first end wall and the second end wall of the housing.

In dem in dem Gehäuse ausgebildeten Motorkühlkanal können die axialen Kühlkanäle, die entlang der Umfangsrichtung der Umfangswand zueinander benachbart sind, (miteinander) verbunden sein, wie in der koreanischen Patentanmeldung KR 10-2017-0088588 offenbart. In diesem Fall muss der Luftkanal in dem Gehäuse so ausgebildet sein, dass er sich jeweils in Richtung sowohl der ersten Stirnwand als auch der zweiten Stirnwand erstreckt, wobei vermieden werden muss, dass der Luftkanal den Motorkühlkanal beeinträchtigt. Daher muss sich der Luftkanal in Richtung sowohl der ersten Stirnwand als auch der zweiten Stirnwand erstrecken, während er den Motorkühlkanal umgeht, was zu einer Vergrößerung des Zentrifugalverdichters führen kann.In the motor cooling passage formed in the housing, the axial cooling passages adjacent to each other along the circumferential direction of the circumferential wall may be connected (to each other) as in the Korean patent application KR 10-2017-0088588 disclosed. In this case, the air duct must be formed in the case so as to extend toward each of the first end wall and the second end wall, while avoiding the air duct from interfering with the engine cooling duct. Therefore, the air duct must extend toward both the first end wall and the second end wall while bypassing the engine cooling duct, which may lead to upsizing of the centrifugal compressor.

ZusammenfassungSummary

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zentrifugalverdichter (bzw. Zentrifugalkompressor) vorgesehen, der aufweist: eine Drehwelle; einen Elektromotor, der die Drehwelle antreibt; ein Verdichterlaufrad, das zusammen mit der Drehwelle gedreht wird, um (ein) Fluid zu verdichten/komprimieren; ein Gehäuse mit einer Motorkammer, die den Elektromotor aufnimmt/unterbringt; ein erstes Luftlager und ein zweites Luftlager, die auf gegenüberliegenden Seiten des Elektromotors in einer axialen Richtung der Drehwelle angeordnet sind, um die Drehwelle drehbar zu lagern; einen Motorkühlkanal, durch den Kühlfluid zur Kühlung des Elektromotors strömt/fließt; einen Luftkanal, durch den Kühlluft zur Kühlung des ersten Luftlagers und des zweiten Luftlagers jeweils sowohl dem ersten Luftlager als auch dem zweiten Luftlager (bzw. jedem des ersten Luftlager und des zweiten Luftlagers) zugeführt wird; und einen Wärmetauscher, der eingerichtet ist, um die Kühlluft durch Wärmeaustausch zwischen der Kühlluft und dem Kühlfluid zu kühlen. Das Gehäuse hat eine Umfangswand, die den Elektromotor umgibt und Öffnungen an gegenüberliegenden Enden aufweist, eine erste Stirnwand (bzw. Endwand), die eine der Öffnungen der Umfangswand verschließt und das erste Luftlager hält, und eine zweite Stirnwand, die die andere der Öffnungen der Umfangswand verschließt und das zweite Luftlager hält. Die Motorkammer wird durch die Umfangswand, die erste Stirnwand und die zweite Stirnwand definiert. Der Motorkühlkanal hat eine Vielzahl von axialen Kühlkanälen, die sich in der axialen Richtung der Drehwelle erstrecken und entlang einer Umfangsrichtung der Umfangswand voneinander beabstandet sind. Die axialen Kühlkanäle, die in Umfangsrichtung der Umfangswand zueinander benachbart sind, sind in dem in dem Gehäuse ausgebildeten Motorkühlkanal verbunden. Die Vielzahl der axialen Kühlkanäle weist einen ersten axialen Kühlkanal, durch den das Kühlfluid dem Wärmetauscher zugeführt wird, und einen zweiten axialen Kühlkanal, durch den das Kühlfluid aus dem Wärmetauscher abgeleitet wird, auf. Der Luftkanal ist in dem Gehäuse zwischen dem ersten axialen Kühlkanal und dem zweiten axialen Kühlkanal ausgebildet. Der Luftkanal hat einen axialen Luftkanal, der sich in der axialen Richtung der Drehwelle hin zu jeder der ersten Stirnwand und der zweiten Stirnwand erstreckt, und einen radialen Luftkanal, der mit dem axialen Luftkanal in Verbindung steht und durch den die Kühlluft dem ersten Luftlager und dem zweiten Luftlager zugeführt wird. Der Wärmetauscher hat einen ersten Anschluss, der (bzw. eine erste Öffnung, die) mit dem ersten axialen Kühlkanal in Verbindung steht, einen zweiten Anschluss, der mit dem zweiten axialen Kühlkanal in Verbindung steht, und einen dritten Anschluss, der mit dem axialen Luftkanal in Verbindung steht. Der Wärmetauscher ist an dem Gehäuse angebracht, so dass der erste Anschluss, der zweite Anschluss und der dritte Anschluss jeweilig zugehörig den ersten axialen Kühlkanal, den zweiten axialen Kühlkanal und/bzw. den axialen Luftkanal auf einer Außenseite des Gehäuses in radialer Richtung der Drehwelle überlappen.According to one aspect of the present invention, there is provided a centrifugal compressor, comprising: a rotary shaft; an electric motor that drives the rotary shaft; a compressor impeller rotated together with the rotary shaft to compress/compress fluid; a case having a motor chamber that accommodates the electric motor; a first air bearing and a second air bearing arranged on opposite sides of the electric motor in an axial direction of the rotary shaft to rotatably support the rotary shaft; a motor cooling passage through which cooling fluid for cooling the electric motor flows/flows; an air duct through which cooling air for cooling the first air bearing and the second air bearing is supplied to each of the first air bearing and the second air bearing (or each of the first air bearing and the second air bearing); and a heat exchanger configured to heat the cooling air through heat exchange between the cooling air and the cooling fluid cool. The housing has a peripheral wall surrounding the electric motor and having openings at opposite ends, a first end wall (or end wall) closing one of the openings of the peripheral wall and retaining the first air bearing, and a second end wall closing the other of the openings of the Closes peripheral wall and holds the second air bearing. The motor chamber is defined by the peripheral wall, the first end wall, and the second end wall. The motor cooling passage has a plurality of axial cooling passages that extend in the axial direction of the rotating shaft and are spaced from each other along a circumferential direction of the circumferential wall. The axial cooling passages, which are adjacent to each other in the circumferential direction of the peripheral wall, are connected in the motor cooling passage formed in the housing. The plurality of axial cooling passages includes a first axial cooling passage through which the cooling fluid is supplied to the heat exchanger and a second axial cooling passage through which the cooling fluid is discharged from the heat exchanger. The air passage is formed in the housing between the first axial cooling passage and the second axial cooling passage. The air duct has an axial air duct which extends in the axial direction of the rotary shaft toward each of the first end wall and the second end wall, and a radial air duct which communicates with the axial air duct and through which the cooling air is sent to the first air bearing and the second air bearing is supplied. The heat exchanger has a first port communicating (or opening) with the first axial cooling passage, a second port communicating with the second axial cooling passage, and a third port communicating with the axial air passage connected. The heat exchanger is attached to the housing such that the first port, the second port, and the third port respectively define the first axial cooling passage, the second axial cooling passage, and/or overlap the axial air passage on an outside of the housing in a radial direction of the rotary shaft.

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.Other aspects and advantages of the invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings which illustrate by way of example the principles of the invention.

Figurenlistecharacter list

Die Erfindung sowie die damit verbundenen Aufgaben und Vorteile sind am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen, in denen:

1 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Zentrifugalverdichters gemäß einer Ausführungsform ist;
2 eine perspektivische Explosionsansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Motorgehäuse, einem Wärmetauscher und einem zweiten Kühler/Radiator veranschaulicht, ist;
3 eine schematische Ansicht, die einen Motorkühlkanal und einen Luftkanal, die modelliert werden, veranschaulicht, ist;
4 eine Vorderansicht des Wärmetauschers ist;
5 eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Zentrifugalverdichters gemäß einer anderen Ausführungsform ist; und
6 eine Frontansicht eines Wärmetauschers gemäß einer anderen Ausführungsform ist.

The invention, and the objects and advantages associated therewith, may best be understood by reference to the following description of embodiments taken in connection with the accompanying drawings, in which:

1 Fig. 12 is a cross-sectional view for explaining a centrifugal compressor according to an embodiment;
2 12 is an exploded perspective view schematically illustrating a relationship among an engine housing, a heat exchanger, and a second cooler/radiator;
3 Fig. 12 is a schematic view illustrating an engine cooling duct and an air duct being modeled;
4 Fig. 12 is a front view of the heat exchanger;
5 Fig. 14 is a cross-sectional view for explaining a centrifugal compressor according to another embodiment; and
6 12 is a front view of a heat exchanger according to another embodiment.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsformenDetailed description of the embodiments

Im Folgenden wird eine Ausführungsform eines Zentrifugalverdichters unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben. Der Zentrifugalverdichter der vorliegenden Ausführungsform ist an einem Brennstoffzellenfahrzeug angebracht.In the following, an embodiment of a centrifugal compressor is described with reference to FIG 1 until 4 described. The centrifugal compressor of the present embodiment is mounted on a fuel cell vehicle.

Gesamtkonfiguration von Zentrifugalverdichter 10Overall configuration of centrifugal compressor 10

Wie in 1 dargestellt, weist ein Zentrifugalverdichter 10 ein Gehäuse 11 auf. Das Gehäuse 11 besteht aus einem metallischen Werkstoff, wie zum Beispiel Aluminium. Das Gehäuse 11 hat ein Motorgehäuse 12, ein Verdichtergehäuse 13, ein Turbinengehäuse 14, eine erste Platte 15, eine zweite Platte 16 und eine dritte Platte 17.As in 1 shown, a centrifugal compressor 10 has a housing 11 . The housing 11 is made of a metallic material such as aluminum. The housing 11 has a motor housing 12, a compressor housing 13, a turbine housing 14, a first plate 15, a second plate 16 and a third plate 17.

Das Motorgehäuse 12 hat eine röhrenförmige Form. Das Motorgehäuse 12 hat an dessen gegenüberliegenden Enden Öffnungen. Die erste Platte 15 ist mit einem Ende des Motorgehäuses 12 verbunden und verschließt eine der Öffnungen des Motorgehäuses 12. Die zweite Platte 16 ist mit dem anderen Ende des Motorgehäuses 12 verbunden und verschließt die andere der Öffnungen des Motorgehäuses 12.The motor housing 12 has a tubular shape. The motor housing 12 has openings at opposite ends thereof. The first plate 15 is connected to one end of the motor housing 12 and closes one of the openings of the motor housing 12. The second plate 16 is connected to the other end of the motor housing 12 and closes the other of the openings of the motor housing 12.

Das Motorgehäuse 12, die erste Platte 15 und die zweite Platte 16 definieren eine Motorkammer S1. In der Motorkammer S1 ist ein Elektromotor 18 untergebracht. Somit hat das Gehäuse 11 die Motorkammer S1. Das Motorgehäuse 12 dient als eine den Elektromotor 18 umgebende Umfangswand. Die erste Platte 15 dient als eine erste Stirnwand, die die eine der Öffnungen des Motorgehäuses 12 verschließt. Die zweite Platte 16 dient als eine zweite Stirnwand, die die andere der Öffnungen des Motorgehäuses 12 verschließt.The motor housing 12, the first plate 15 and the second plate 16 define a motor chamber S1. An electric motor 18 is accommodated in the motor chamber S1. Thus, the case 11 has the motor chamber S1. The motor case 12 serves as a peripheral wall surrounding the electric motor 18 . The first plate 15 serves as a first end wall that closes one of the openings of the motor case 12 . The second plate 16 serves as a second end wall closing the other of the openings of the motor housing 12 .

Die erste Platte 15 hat einen ersten Lagerhalteabschnitt 20. Der erste Lagerhalteabschnitt 20 ragt von einem mittigen Abschnitt der ersten Platte 15 in Richtung des Elektromotors 18 (vor). Der erste Lagerhalteabschnitt 20 hat eine zylindrische Form.The first plate 15 has a first bearing holding portion 20. The first bearing holding portion 20 protrudes from a central portion of the first plate 15 toward the electric motor 18 (forward). The first bearing holding portion 20 has a cylindrical shape.

Die erste Platte 15 hat eine kammerbildende Aussparung 15a an einer Stirnfläche der ersten Platte 15, die dem Motorgehäuse 12 gegenüber liegt. Die kammerbildende Aussparung 15a hat eine kreisförmige Lochform. Ein Innenraum des ersten Lagerhalteabschnitts 20 erstreckt sich durch die erste Platte 15 und ist an einer Bodenfläche der kammerbildenden Aussparung 15a geöffnet. Die kammerbildende Aussparung 15a ist koaxial mit dem ersten Lagerhalteabschnitt 20 ausgebildet.The first plate 15 has a chamber-forming recess 15a on an end surface of the first plate 15, which is the motor housing 12 opposite. The chamber forming recess 15a has a circular hole shape. An inner space of the first bearing holding portion 20 extends through the first plate 15 and is opened at a bottom surface of the chamber forming recess 15a. The chamber forming recess 15 a is formed coaxially with the first bearing holding portion 20 .

Die zweite Platte 16 hat einen zweiten Lagerhalteabschnitt 22. Der zweite Lagerhalteabschnitt 22 ragt von einem mittigen Abschnitt der zweiten Platte 16 in Richtung des Elektromotors 18 (vor). Der zweite Lagerhalteabschnitt 22 hat eine zylindrische Form.The second plate 16 has a second bearing holding portion 22. The second bearing holding portion 22 protrudes from a central portion of the second plate 16 toward the electric motor 18 (forward). The second bearing holding portion 22 has a cylindrical shape.

Die zweite Platte 16 hat eine Welleneinführöffnung 16a an dem mittigen Abschnitt der zweiten Platte 16. Die Welleneinführöffnung 16a steht mit einem Innenraum des zweiten Lagerhalteabschnitts 22 in Verbindung. Die Welleneinführöffnung 16a ist koaxial mit dem zweiten Lagerhalteabschnitt 22 ausgebildet.The second plate 16 has a shaft insertion hole 16a at the central portion of the second plate 16. The shaft insertion hole 16a communicates with an inner space of the second bearing holding portion 22. As shown in FIG. The shaft insertion hole 16a is formed coaxially with the second bearing holding portion 22 .

Die dritte Platte 17 ist mit einer Stirnfläche/Endfläche der ersten Platte 15, die dem Motorgehäuse 12 gegenüberliegt, verbunden. Die dritte Platte 17 hat eine Welleneinführöffnung 17a an einem mittigen Abschnitt der dritten Platte 17. Die Welleneinführöffnung 17a steht mit einem Inneren der kammerbildenden Ausnehmung 15a in Verbindung. Die Welleneinführöffnung 17a ist mit der kammerbildenden Aussparung 15a und dem ersten Lagerhalteabschnitt 20 koaxial ausgebildet. Die dritte Platte 17 und die kammerbildende Aussparung 15a der ersten Platte 15 definieren eine Axiallager-Aufnahmekammer S2. Die Axiallager-Aufnahmekammer S2 steht mit dem Innenraum des ersten Lagerhalteabschnitts 20 in Verbindung. Die Axiallager-Aufnahmekammer S2 steht mit der Welleneinführöffnung 17a in Verbindung.The third plate 17 is connected to an end surface of the first plate 15 which faces the motor housing 12 . The third plate 17 has a shaft insertion hole 17a at a central portion of the third plate 17. The shaft insertion hole 17a communicates with an inside of the chamber forming recess 15a. The shaft insertion hole 17a is formed coaxially with the chamber forming recess 15a and the first bearing holding portion 20 . The third plate 17 and the chamber forming recess 15a of the first plate 15 define a thrust bearing accommodating chamber S2. The thrust bearing accommodating chamber S2 communicates with the interior of the first bearing holding portion 20 . The thrust bearing accommodating chamber S2 communicates with the shaft insertion hole 17a.

Das Verdichtergehäuse 13 hat eine röhrenförmige Form und hat einen Einlass 13a mit einer kreisförmigen Lochform, von/aus dem Luft (hinein) in das Verdichtergehäuse 13 gesaugt wird. Das Verdichtergehäuse 13 ist mit einer Stirnfläche 17b der dritten Platte 17, die gegenüber der ersten Platte 15 ist/liegt, verbunden, und zwar (bzw. wobei) in einem Zustand, in dem der Einlass 13a koaxial mit der Welleneinführöffnung 17a der dritten Platte 17 und dem ersten Lagerhalteabschnitt 20 ausgebildet ist. Der Einlass 13a ist an einer Stirnfläche des Verdichtergehäuses 13, die der dritten Platte 17 gegenüber ist/liegt, geöffnet.The compressor housing 13 has a tubular shape and has an inlet 13 a with a circular hole shape from which air is sucked into the compressor housing 13 . The compressor housing 13 is connected to an end face 17b of the third plate 17 which is opposite to the first plate 15 in a state where the inlet 13a is coaxial with the shaft insertion hole 17a of the third plate 17 and the first bearing holding portion 20 is formed. The inlet 13a is opened at an end face of the compressor housing 13 that is opposite to the third plate 17 .

Eine erste Laufradkammer 13b, eine Auslasskammer 13c und ein erster Diffusorkanal 13d sind zwischen dem Verdichtergehäuse 13 und der Stirnfläche 17b der dritten Platte 17 ausgebildet. Die erste Laufradkammer 13b steht mit dem Einlass 13a in Verbindung. Die Auslasskammer 13c erstreckt sich entlang der Achse des Einlasses 13a um die erste Laufradkammer 13b (herum). Die erste Laufradkammer 13b steht über den ersten Diffusorkanal 13d mit der Auslasskammer 13c in Verbindung. Die erste Laufradkammer 13b steht mit der Welleneinführöffnung 17a der dritten Platte 17 in Verbindung. Das Verdichtergehäuse 13 hat einen Auslasskanal 13e, der mit der Auslasskammer 13c in Verbindung steht.A first impeller chamber 13b, a discharge chamber 13c and a first diffuser passage 13d are formed between the compressor housing 13 and the end face 17b of the third plate 17. The first impeller chamber 13b communicates with the inlet 13a. The outlet chamber 13c extends around the first impeller chamber 13b along the axis of the inlet 13a. The first impeller chamber 13b communicates with the outlet chamber 13c via the first diffuser channel 13d. The first impeller chamber 13 b communicates with the shaft insertion hole 17 a of the third plate 17 . The compressor housing 13 has a discharge port 13e communicating with the discharge chamber 13c.

Das Turbinengehäuse 14 hat eine röhrenförmige Form und hat einen Auslass 14a mit einer kreisförmigen Lochform, von/aus der Luft aus dem Turbinengehäuse 14 abgeleitet/ausgelassen wird. Das Turbinengehäuse 14 ist mit einer Stirnfläche 16b der zweiten Platte 16 verbunden, die gegenüber dem Motorgehäuse 12 ist/liegt, und zwar (bzw. wobei) in einem Zustand, in dem der Auslass 14a koaxial mit der Welleneinführöffnung 16a der zweiten Platte 16 und dem zweiten Lagerhalteabschnitt 22 ausgebildet ist. Der Auslass 14a ist an einer Stirnfläche des Turbinengehäuses 14, die der zweiten Platte 16 gegenüber ist/liegt, geöffnet.The turbine housing 14 has a tubular shape and has an outlet 14a with a circular hole shape from which air is discharged/discharged from the turbine housing 14 . The turbine housing 14 is connected to an end surface 16b of the second plate 16 which is opposite to the motor housing 12 in a state in which the outlet 14a is coaxial with the shaft insertion opening 16a of the second plate 16 and the second bearing holding portion 22 is formed. The outlet 14a is opened at an end face of the turbine housing 14 that is opposite to the second plate 16 .

Eine zweite Laufradkammer 14b, eine (An-)Saugkammer 14c und ein zweiter Diffusorkanal 14d sind zwischen dem Turbinengehäuse 14 und der Stirnfläche 16b der zweiten Platte 16 ausgebildet. Die zweite Laufradkammer 14b steht mit dem Auslass 14a in Verbindung. Die Saugkammer 14c erstreckt sich entlang der Achse des Auslasses 14a um die zweite Laufradkammer 14b (herum). Die zweite Laufradkammer 14b steht mit der Saugkammer 14c über den zweiten Diffusorkanal 14d in Verbindung. Die zweite Laufradkammer 14b steht mit der Welleneinführöffnung 16a in Verbindung.A second impeller chamber 14b, a suction (intake) chamber 14c and a second diffuser channel 14d are formed between the turbine housing 14 and the end surface 16b of the second plate 16. The second impeller chamber 14b communicates with the outlet 14a. The suction chamber 14c extends around the second impeller chamber 14b along the axis of the outlet 14a. The second impeller chamber 14b communicates with the suction chamber 14c via the second diffuser channel 14d. The second impeller chamber 14b communicates with the shaft insertion port 16a.

Konfiguration von Drehwelle 24Rotating shaft 24 configuration

Der Zentrifugalverdichter 10 weist eine Drehwelle 24 auf. Das Gehäuse 11 nimmt die Drehwelle 24 auf. Die Drehwelle 24 hat einen Wellenhauptkörper 24a, einen ersten Lagerungsabschnitt 24b, einen zweiten Lagerungsabschnitt 24c und einen dritten Lagerungsabschnitt 24d.The centrifugal compressor 10 has a rotating shaft 24 . The housing 11 accommodates the rotating shaft 24 . The rotary shaft 24 has a shaft main body 24a, a first bearing portion 24b, a second bearing portion 24c, and a third bearing portion 24d.

Der Wellenhauptkörper 24a hat ein erstes Ende, das in die erste Laufradkammer 13b durch die Motorkammer S1, das Innere des ersten Lagerhalteabschnitts 20, die Axiallager-Aufnahmekammer S2 und die Welleneinführöffnung 17a (vor)ragt. Der Wellenhauptkörper 24a hat ein zweites Ende, das in die zweite Laufradkammer 14b durch die Motorkammer S1, das Innere des zweiten Lagerhalteabschnitts 22 und die Welleneinführöffnung 16a (vor)ragt. Das heißt, der Wellenhauptkörper 24a erstreckt sich durch die Motorkammer S1 entlang der Achse des Motorgehäuses 12. Daher fällt eine axiale Richtung der Drehwelle 24 mit einer axialen Richtung des Motorgehäuses 12 zusammen.The shaft main body 24a has a first end inserted into the first impeller chamber 13b through the motor chamber S1, the interior of the first bearing holding portion 20, the thrust bearing accommodating chamber S2 and the shaft insertion hole 17a. The shaft main body 24a has a second end protruding into the second impeller chamber 14b through the motor chamber S1, the inside of the second bearing holding portion 22, and the shaft insertion hole 16a. That is, the shaft main body 24a extends through the motor chamber S1 along the axis of the motor housing 12. Therefore, an axial direction of the rotary shaft 24 coincides with an axial direction of the motor housing 12.

Der erste Lagerungsabschnitt 24b ist auf einem Teil einer äußeren Umfangsfläche des Wellenhauptkörpers 24a angeordnet, (dabei) näher an/zu dem ersten Ende als ein mittiger Abschnitt des Wellenhauptkörpers 24a (es) ist. Der erste Lagerungsabschnitt 24b ist innerhalb des ersten Lagerhalteabschnitts 20 angeordnet. Der erste Lagerungsabschnitt 24b ist mit dem Wellenhauptkörper 24a einstückig ausgebildet. Der erste Lagerungsabschnitt 24b ragt von der äußeren Umfangsfläche des Wellenhauptkörpers 24a (vor).The first bearing portion 24b is arranged on a part of an outer peripheral surface of the shaft main body 24a closer to the first end than a central portion of the shaft main body 24a (es). The first storage portion 24b is arranged inside the first bearing holding portion 20 . The first bearing portion 24b is integrally formed with the shaft main body 24a. The first bearing portion 24b protrudes (protrudes) from the outer peripheral surface of the shaft main body 24a.

Der zweite Lagerungsabschnitt 24c ist an einem Teil der äußeren Umfangsfläche des Wellenhauptkörpers 24a angeordnet, (dabei) näher an/zu dem zweiten Ende als der mittige Abschnitt des Wellenhauptkörpers 24a (es) ist. Der zweite Lagerungsabschnitt 24c ist innerhalb des zweiten Lagerhalteabschnitts 22 angeordnet. Der zweite Lagerungsabschnitt 24c ist an der äußeren Umfangsfläche des Wellenhauptkörpers 24a befestigt, während er ringförmig von der äußeren Umfangsfläche des Wellenhauptkörpers 24a vorsteht/ragt. Der zweite Lagerungsabschnitt 24c ist zusammen mit dem Wellenhauptkörper 24a drehbar.The second bearing portion 24c is arranged on a part of the outer peripheral surface of the shaft main body 24a (thereby) closer to the second end than the central portion of the shaft main body 24a (es). The second storage portion 24c is arranged inside the second bearing holding portion 22 . The second bearing portion 24c is fixed to the outer peripheral surface of the shaft main body 24a while annularly protruding from the outer peripheral surface of the shaft main body 24a. The second bearing portion 24c is rotatable together with the shaft main body 24a.

Der dritte Lagerungsabschnitt 24d ist an einem Teil der äußeren Umfangsfläche des Wellenhauptkörpers 24a angeordnet, (dabei) näher an/zu dem ersten Ende als der erste Lagerungsabschnitt 24b (es) ist. Der dritte Lagerungsabschnitt 24d ist innerhalb der Axiallager-Aufnahmekammer S2 angeordnet. Der dritte Lagerungsabschnitt 24d ist an der äußeren Umfangsfläche des Wellenhauptkörpers 24a befestigt, während er ringförmig von der äußeren Umfangsfläche des Wellenhauptkörpers 24a vorsteht/ragt. Der dritte Lagerungsabschnitt 24d ist zusammen mit dem Wellenhauptkörper 24a drehbar.The third bearing portion 24d is arranged on a part of the outer peripheral surface of the shaft main body 24a (thereby) closer to the first end than the first bearing portion 24b (it). The third bearing portion 24d is arranged inside the thrust bearing accommodating chamber S2. The third bearing portion 24d is fixed to the outer peripheral surface of the shaft main body 24a while annularly protruding from the outer peripheral surface of the shaft main body 24a. The third bearing portion 24d is rotatable together with the shaft main body 24a.

Ein erstes Dichtungselement 27 ist zwischen der Welleneinführöffnung 17a der dritten Platte 17 und der Drehwelle 24 angeordnet. Das erste Dichtungselement 27 verhindert eine Leckage von der aus der ersten Laufradkammer 13b hin zu der Motorkammer S1 strömenden Luft. Ein zweites Dichtungselement 28 ist zwischen der Welleneinführöffnung 16a der zweiten Platte 16 und der Drehwelle 24 angeordnet. Das zweite Dichtungselement 28 verhindert eine Leckage von aus der zweiten Laufradkammer 14b hin zu der Motorkammer S1 strömenden Luft. Zum Beispiel ist jedes des ersten Dichtungselementes 27 und des zweiten Dichtungselementes 28 ein Dichtungsring.A first sealing member 27 is interposed between the shaft insertion hole 17a of the third plate 17 and the rotating shaft 24 . The first sealing member 27 prevents leakage of the air flowing from the first impeller chamber 13b toward the motor chamber S1. A second sealing member 28 is interposed between the shaft insertion hole 16a of the second plate 16 and the rotating shaft 24 . The second sealing member 28 prevents leakage of air flowing from the second impeller chamber 14b to the motor chamber S1. For example, each of the first sealing member 27 and the second sealing member 28 is a sealing ring.

Verdichterlaufrad 25Compressor impeller 25

Der Zentrifugalverdichter 10 weist ein Verdichterlaufrad 25 auf. Das Verdichterlaufrad 25 ist mit dem ersten Ende des Wellenhauptkörpers 24a verbunden. Das Verdichterlaufrad 25 ist an einem Teil des Wellenhauptkörpers 24a angeordnet, (dabei) näher an/zu dem ersten Ende des Wellenhauptkörpers 24a als der dritte Lagerungsabschnitt 24d (es) ist. Das Verdichterlaufrad 25 ist in der ersten Laufradkammer 13b untergebracht. Das Verdichterlaufrad 25 ist zusammen mit dem Wellenhauptkörper 24a drehbar. Daher wird das Verdichterlaufrad 25 zusammen mit der Drehwelle 24 gedreht.The centrifugal compressor 10 has a compressor impeller 25 . The compressor impeller 25 is connected to the first end of the shaft main body 24a. The compressor impeller 25 is arranged on a part of the shaft main body 24a closer to the first end of the shaft main body 24a than the third support portion 24d (it). The compressor impeller 25 is accommodated in the first impeller chamber 13b. The compressor impeller 25 is rotatable together with the shaft main body 24a. Therefore, the compressor impeller 25 is rotated together with the rotating shaft 24 .

Turbinenrad 26Turbine wheel 26

Der Zentrifugalverdichter 10 weist ein Turbinenrad 26 auf. Das Turbinenrad 26 ist mit dem zweiten Ende des Wellenhauptkörpers 24a verbunden. Das Turbinenrad 26 ist an einem Teil des Wellenhauptkörpers 24a angeordnet, (dabei) näher an/zu dem zweiten Ende des Wellenhauptkörpers 24a als der zweite Lagerungsabschnitt 24c (es) ist. Das Turbinenrad 26 ist in der zweiten Laufradkammer 14b untergebracht. Das Turbinenrad 26 ist zusammen mit dem Wellenhauptkörper 24a drehbar. Daher wird das Turbinenrad 26 zusammen mit der Drehwelle 24 gedreht.The centrifugal compressor 10 has a turbine wheel 26 . The turbine wheel 26 is connected to the second end of the shaft main body 24a. The turbine wheel 26 is arranged at a part of the shaft main body 24a closer to the second end of the shaft main body 24a than the second bearing portion 24c (it). The turbine wheel 26 is accommodated in the second impeller chamber 14b. The turbine wheel 26 is rotatable together with the shaft main body 24a. Therefore, the turbine wheel 26 is rotated together with the rotating shaft 24 .

Konfiguration des Elektromotors 18Configuration of the electric motor 18

Der Elektromotor 18 weist einen Rotor 31 und einen Stator 32, die jeweils eine röhrenförmige Form haben, auf. Der Rotor 31 ist an dem Wellenhauptkörper 24a befestigt. Der Stator 32 ist an einer inneren Umfangsfläche des Motorgehäuses 12 befestigt. Der Rotor 31 ist innerhalb des Stators 32 entlang dessen radialer Richtung angeordnet. Der Rotor 31 wird zusammen mit dem Wellenhauptkörper 24a gedreht. Der Rotor 31 hat einen zylindrischen Rotorkern 31 a, der an dem Wellenhauptkörper 24a befestigt ist, und eine Vielzahl von Permanentmagneten (nicht dargestellt), die in dem Rotorkern 31 a angeordnet sind.The electric motor 18 has a rotor 31 and a stator 32 each having a tubular shape. The rotor 31 is fixed to the shaft main body 24a. The stator 32 is fixed to an inner peripheral surface of the motor case 12 . The rotor 31 is arranged inside the stator 32 along its radial direction. The rotor 31 is rotated together with the shaft main body 24a. The rotor 31 has a cylindrical rotor core 31a fixed to the shaft main body 24a, and a plurality of permanent magnets (not shown) arranged in the rotor core 31a.

Der Stator 32 umgibt den Rotor 31. Der Stator 32 weist einen Statorkern 33 und eine Spule 34 auf. Der Statorkern 33 hat eine zylindrische Form und ist an der inneren Umfangsfläche des Motorgehäuses 12 befestigt. Die Spule 34 ist um den Statorkern 33 gewickelt. Wenn ein elektrischer Strom von einer Batterie (nicht dargestellt) durch die Spule 34 fließt, wird die Drehwelle 24 zusammen mit dem Rotor 31 gedreht. Der Elektromotor 18 treibt also die Drehwelle 24 an. Das heißt, der Elektromotor 18 ist eine Antriebsenergiequelle zur Drehung der Drehwelle 24. Der Elektromotor 18 ist zwischen dem Verdichterlaufrad 25 und dem Turbinenrad 26 in der axialen Richtung der Drehwelle 24 angeordnet.The stator 32 surrounds the rotor 31. The stator 32 has a stator core 33 and a coil 34. As shown in FIG. The stator core 33 has a cylindrical shape and is fixed to the inner peripheral surface of the motor case 12 . The coil 34 is wound around the stator core 33 . When an electric current from a battery (not shown) flows through the coil 34, the rotary shaft 24 is rotated together with the rotor 31. FIG. The electric motor 18 drives so the rotary shaft 24 on. That is, the electric motor 18 is a driving power source for rotating the rotary shaft 24. The electric motor 18 is arranged between the compressor impeller 25 and the turbine wheel 26 in the axial direction of the rotary shaft 24. As shown in FIG.

Erstes Luftlager 21 und zweites Luftlager 23First air bearing 21 and second air bearing 23

Der Zentrifugalverdichter 10 weist ein erstes Luftlager 21 und ein zweites Luftlager 23 auf. Das erste Luftlager 21 hat eine zylindrische Form. Das erste Luftlager 21 wird von dem ersten Lagerhalteabschnitt 20 gehalten. Demzufolge hält die erste Platte 15 das erste Luftlager 21. Das erste Luftlager 21 ist näher an/zu dem ersten Ende des Wellenhauptkörpers 24a angeordnet, als der Elektromotor 18 (es) ist. Das erste Luftlager 21 lagert/stützt den ersten Lagerungsabschnitt 24b.The centrifugal compressor 10 has a first air bearing 21 and a second air bearing 23 . The first air bearing 21 has a cylindrical shape. The first air bearing 21 is held by the first bearing holding portion 20 . Accordingly, the first plate 15 supports the first air bearing 21. The first air bearing 21 is located closer to the first end of the shaft main body 24a than the electric motor 18(es) is. The first air bearing 21 supports the first bearing portion 24b.

Das erste Luftlager 21 lagert die Drehwelle 24, während sie in Kontakt mit dem ersten Lagerungsabschnitt 24b ist, bis eine Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 24 eine Schwebedrehzahl erreicht, bei der die Drehwelle 24 durch das erste Luftlager 21 (an)gehoben/freischwebend wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 24 die Schwebedrehzahl erreicht, wird der erste Lagerungsabschnitt 24b aufgrund des dynamischen Drucks einer zwischen dem ersten Lagerungsabschnitt 24b und dem ersten Luftlager 21 erzeugten pneumatischen Schicht zu dem ersten Luftlager 21 (an)gehoben. Dementsprechend lagert das erste Luftlager 21 die Drehwelle 24, ohne mit dem ersten Lagerungsabschnitt 24b in Kontakt zu sein.The first air bearing 21 supports the rotating shaft 24 while being in contact with the first supporting portion 24b until a rotating speed of the rotating shaft 24 reaches a levitation speed at which the rotating shaft 24 is lifted/floated by the first air bearing 21 . When the rotating speed of the rotating shaft 24 reaches the floating speed, the first supporting portion 24b is lifted toward the first air bearing 21 due to dynamic pressure of a pneumatic layer generated between the first supporting portion 24b and the first air bearing 21 . Accordingly, the first air bearing 21 supports the rotating shaft 24 without being in contact with the first supporting portion 24b.

Das zweite Luftlager 23 hat eine zylindrische Form. Das zweite Luftlager 23 wird durch den zweiten Lagerhalteabschnitt 22 gehalten. Somit hält die zweite Platte 16 das zweite Luftlager 23. Das zweite Luftlager 23 ist näher an/zu dem zweiten Ende des Wellenhauptkörpers 24a angeordnet, als der Elektromotor 18 (es) ist. Das zweite Luftlager 23 lagert den zweiten Lagerungsabschnitt 24c.The second air bearing 23 has a cylindrical shape. The second air bearing 23 is held by the second bearing holding portion 22 . Thus, the second plate 16 supports the second air bearing 23. The second air bearing 23 is located closer to the second end of the shaft main body 24a than the electric motor 18(es) is. The second air bearing 23 supports the second supporting portion 24c.

Das zweite Luftlager 23 lagert die Drehwelle 24, während sie in Kontakt mit dem zweiten Lagerungsabschnitt 24c ist, bis die Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 24 eine Schwebedrehzahl erreicht, bei der die Drehwelle 24 durch das zweite Luftlager 23 (an)gehoben/freischwebend wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 24 die Schwebedrehzahl erreicht, wird der zweite Lagerungsabschnitt 24c aufgrund des dynamischen Drucks einer zwischen dem zweiten Lagerungsabschnitt 24c und dem zweiten Luftlager 23 erzeugten pneumatischen Schicht zu dem zweiten Luftlager 23 (an)gehoben. Dementsprechend lagert das zweite Luftlager 23 die Drehwelle 24, ohne mit dem zweiten Lagerungsabschnitt 24c in Kontakt zu sein. Daher sind das erste Luftlager 21 und das zweite Luftlager 23 auf gegenüberliegenden Seiten des Elektromotors 18 in der axialen Richtung der Drehwelle 24 angeordnet, um die Drehwelle 24 drehbar zu lagern.The second air bearing 23 supports the rotating shaft 24 while in contact with the second supporting portion 24c until the rotating speed of the rotating shaft 24 reaches a levitation speed at which the rotating shaft 24 is lifted/floated by the second air bearing 23 . When the rotating speed of the rotating shaft 24 reaches the floating speed, the second supporting portion 24c is lifted toward the second air bearing 23 due to the dynamic pressure of a pneumatic layer generated between the second supporting portion 24c and the second air bearing 23 . Accordingly, the second air bearing 23 supports the rotating shaft 24 without being in contact with the second supporting portion 24c. Therefore, the first air bearing 21 and the second air bearing 23 are arranged on opposite sides of the electric motor 18 in the axial direction of the rotating shaft 24 to rotatably support the rotating shaft 24 .

Axiallager 29Thrust bearing 29

Das Axiallager 29 (bzw. Schublager) lagert die Drehwelle 24 drehbar in einer Schubrichtung. Die „Schubrichtung“ entspricht der axialen Richtung der Drehwelle 24. Das Axiallager 29 ist in der Axiallager-Aufnahmekammer S2 angeordnet. Das Axiallager 29 ist ein Luftlager.The thrust bearing 29 (or thrust bearing) rotatably supports the rotary shaft 24 in a thrust direction. The “thrust direction” corresponds to the axial direction of the rotating shaft 24. The thrust bearing 29 is arranged in the thrust bearing accommodating chamber S2. The thrust bearing 29 is an air bearing.

Das Axiallager 29 lagert die Drehwelle 24, während sie in Kontakt mit dem dritten Lagerungsabschnitt 24d ist, bis die Drehgeschwindigkeit der Drehwelle 24 eine Schwebedrehzahl erreicht, bei der die Drehwelle 24 durch das Axiallager 29 (an)gehoben/freischwebend wird. Wenn die Drehzahl der Drehwelle 24 die Schwebedrehzahl erreicht, wird der dritte Lagerungsabschnitt 24d aufgrund des dynamischen Drucks einer zwischen dem dritten Lagerungsabschnitt 24d und dem Axiallager 29 erzeugten pneumatischen Schicht zu dem Axiallager 29 (an)gehoben. Dementsprechend lagert das Axiallager 29 die Drehwelle 24, ohne mit dem dritten Lagerungsabschnitt 24d in Kontakt zu sein. Dementsprechend lagert das Axiallager 29 die Drehwelle 24 drehbar in der Schubrichtung. Das Axiallager 29 nimmt den Differenzdruck zwischen dem Verdichterlaufrad 25 und dem Turbinenrad 26 auf.The thrust bearing 29 supports the rotating shaft 24 while being in contact with the third supporting portion 24d until the rotational speed of the rotating shaft 24 reaches a levitation speed at which the rotating shaft 24 is lifted/floated by the thrust bearing 29 . When the rotational speed of the rotary shaft 24 reaches the floating speed, the third bearing portion 24d is lifted toward the thrust bearing 29 due to dynamic pressure of a pneumatic layer generated between the third bearing portion 24d and the thrust bearing 29 . Accordingly, the thrust bearing 29 supports the rotary shaft 24 without being in contact with the third support portion 24d. Accordingly, the thrust bearing 29 rotatably supports the rotary shaft 24 in the thrust direction. The axial bearing 29 absorbs the differential pressure between the compressor impeller 25 and the turbine wheel 26 .

Brennstoffzellensystem 40fuel cell system 40

Der Zentrifugalverdichter 10 mit der vorgenannten Konfiguration bildet einen Teil eines Brennstoffzellensystems 40, das an dem Brennstoffzellenfahrzeug angebracht ist, aus. Das Brennstoffzellensystem 40 weist, zusätzlich zu dem Zentrifugalverdichter 10, einen Brennstoffzellenstapel 41, einen Zufuhrkanal 42 und einen Auslasskanal 43 auf. Der Brennstoffzellenstapel 41 weist eine Vielzahl von Brennstoffzellen auf. Die Vielzahl der Brennstoffzellen ist der Übersichtlichkeit der Beschreibung halber nicht dargestellt. Der Brennstoffzellenstapel 41 ist mit dem Auslasskanal 13e über den Zufuhrkanal 42 verbunden. Der Brennstoffzellenstapel 41 ist mit der Saugkammer 14c über den Auslasskanal 43 verbunden.The centrifugal compressor 10 having the above configuration forms part of a fuel cell system 40 mounted on the fuel cell vehicle. The fuel cell system 40 has, in addition to the centrifugal compressor 10 , a fuel cell stack 41 , a supply channel 42 and an exhaust channel 43 . The fuel cell stack 41 has a plurality of fuel cells. The large number of fuel cells is not shown for the sake of clarity in the description. The fuel cell stack 41 is connected to the exhaust port 13e via the supply port 42 . The fuel cell stack 41 is connected to the suction chamber 14c via the exhaust port 43 .

Wenn die Drehwelle 24 zusammen mit dem Rotor 31 gedreht wird, werden das Verdichterlaufrad 25 und das Turbinenrad 26 zusammen mit der Drehwelle 24 gedreht. Dann wird aus dem Einlass 13a angesaugte Luft durch das Verdichterlaufrad 25 in der ersten Laufradkammer 13b verdichtet. Daher wird das Verdichterlaufrad 25 zusammen mit der Drehwelle 24 gedreht, um die Luft zu verdichten.When the rotary shaft 24 is rotated together with the rotor 31 , the compressor impeller 25 and the turbine wheel 26 are rotated together with the rotary shaft 24 . Then, air sucked from the inlet 13a is compressed by the compressor impeller 25 in the first impeller chamber 13b. Therefore, the compressor impeller 25 is rotated together with the rotating shaft 24 to compress the air.

Die in der ersten Laufradkammer 13b verdichtete Luft strömt/passiert durch den ersten Diffusorkanal 13d und wird aus der Auslasskammer 13c abgeleitet/ausgeleitet. Die aus der Auslasskammer 13c abgeleitete Luft wird in/an den Zufuhrkanal 42 durch den Auslasskanal 13e abgeleitet. Die in/an den Zufuhrkanal 42 abgeleitete Luft wird dem Brennstoffzellenstapel 41 über den Zufuhrkanal 42 zugeführt. Somit führt der Zentrifugalverdichter 10 die Luft dem Brennstoffzellenstapel 41 zu. In der dem Brennstoffzellenstapel 41 zugeführten Luft enthaltener Sauerstoff ist zur Stromerzeugung des Brennstoffzellenstapels 41 nützlich.The air compressed in the first impeller chamber 13b flows/passes through the first diffuser duct 13d and is discharged/discharged from the discharge chamber 13c. The air discharged from the discharge chamber 13c is discharged into/to the supply duct 42 through the discharge duct 13e. The air discharged into/to the supply duct 42 is supplied to the fuel cell stack 41 via the supply duct 42 . Thus, the centrifugal compressor 10 supplies the air to the fuel cell stack 41 . Oxygen contained in the air supplied to the fuel cell stack 41 is useful for power generation of the fuel cell stack 41 .

Hierbei weist die dem Brennstoffzellenstapel 41 zugeführte Luft nur etwa 20 % des für die Stromerzeugung des Brennstoffzellenstapels 41 nutzbaren Sauerstoffs auf. Daher werden etwa 80 % der dem Brennstoffzellenstapel 41 zugeführten Luft als Abgas aus dem Brennstoffzellenstapel 41 an/in den Auslasskanal 43 abgeleitet, ohne für die Stromerzeugung des Brennstoffzellenstapels 41 verwendet zu werden. Das an/in den Auslasskanal 43 abgeleitete Abgas wird durch den Auslasskanal 43 in die Saugkammer 14c gesaugt. Das in die Saugkammer 14c gesaugte Abgas wird durch den zweiten Diffusorkanal 14d in die zweite Laufradkammer 14b eingeleitet. Dann wird die kinetische Energie des in die zweite Laufradkammer 14b eingeleiteten Abgases genutzt, um das Turbinenrad 26 zu drehen. Dadurch wird die kinetische Energie des Abgases in Rotationsenergie des Turbinenrads 26 umgewandelt. Die in dem Turbinenrad 26 generierte Rotationsenergie unterstützt die Rotation der Drehwelle 24. Das Abgas wird, nachdem es die zweite Laufradkammer 14b durchströmt/passiert hat, über den Auslass 14a nach außen abgeleitet.In this case, the air supplied to the fuel cell stack 41 contains only approximately 20% of the oxygen that can be used for generating electricity in the fuel cell stack 41 . Therefore, about 80% of the air supplied to the fuel cell stack 41 is discharged as exhaust gas from the fuel cell stack 41 to the exhaust passage 43 without being used for power generation of the fuel cell stack 41 . The exhaust gas discharged to/into the exhaust port 43 is sucked through the exhaust port 43 into the suction chamber 14c. The exhaust gas sucked into the suction chamber 14c is introduced into the second impeller chamber 14b through the second diffuser passage 14d. Then, the kinetic energy of the exhaust gas introduced into the second impeller chamber 14b is used to rotate the turbine wheel 26 . This converts the kinetic energy of the exhaust gas into rotational energy of the turbine wheel 26 . The rotational energy generated in the turbine wheel 26 assists the rotation of the rotating shaft 24. The exhaust gas, after flowing through/passing through the second impeller chamber 14b, is discharged to the outside via the outlet 14a.

Kühlmittelkreislauf 45Coolant circuit 45

Das Brennstoffzellensystem 40 weist einen Kühlmittelkreislauf 45 auf. Der Kühlmittelkreislauf 45 weist eine Pumpe 46, einen ersten Kühler/Radiator 47 und einen zweiten Kühler/Radiator 48 auf. Kühlmittel (LLC: Long Life Coolant) zirkuliert in dem Kühlmittelkreislauf 45. Die Pumpe 46 pumpt das in dem Kühlmittelkreislauf 45 fließende Kühlmittel. Das in dem Kühlmittelkreislauf 45 zirkulierende Kühlmittel wird durch Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel inherhalb des Kühlmittelkreislaufs 45 und der Luft außerhalb des Kühlmittelkreislaufs 45 über den ersten Kühler 47 gekühlt, wenn es den ersten Kühler 47 durchströmt/passiert.The fuel cell system 40 has a coolant circuit 45 . The coolant circuit 45 has a pump 46 , a first cooler/radiator 47 and a second cooler/radiator 48 . Coolant (LLC: Long Life Coolant) circulates in the coolant circuit 45. The pump 46 pumps the coolant flowing in the coolant circuit 45. The coolant circulating in the coolant circuit 45 is cooled by heat exchange between the coolant inside the coolant circuit 45 and the air outside the coolant circuit 45 via the first radiator 47 as it flows through/passes through the first radiator 47 .

Wie in 2 dargestellt, hat das Motorgehäuse 12 eine Anbringungsfläche 121, an der der zweite Kühler 48 angebracht ist. 2 veranschaulicht das Motorgehäuse 12 schematisch. Die Anbringungsfläche 121 hat eine flache (Ober-)Flächenform. Der zweite Kühler 48 hat eine (einzige) Fläche, die als Anbringungsfläche 481 dient, um an der Anbringungsfläche 121 des Motorgehäuses 12 angebracht zu werden. Die Anbringungsfläche 481 des zweiten Kühlers 48 weist eine(n) Zufuhröffnung/-anschluss 48a und eine(n) Auslassöffnung/-anschluss 48b auf.As in 2 As shown, the motor housing 12 has a mounting surface 121 to which the second radiator 48 is mounted. 2 12 illustrates the motor housing 12 schematically. The attachment surface 121 has a flat (surface) surface shape. The second radiator 48 has a (single) surface serving as an attachment surface 481 to be attached to the attachment surface 121 of the motor case 12 . The mounting surface 481 of the second radiator 48 has a supply port/port 48a and a discharge port/port 48b.

Motorkühlkanal 50, Luftkanal 60 und Wärmetauscher 70Engine cooling duct 50, air duct 60 and heat exchanger 70

Wie in 1 dargestellt, weist der Zentrifugalverdichter 10 einen Motorkühlkanal 50, einen Luftkanal 60 und einen Wärmetauscher 70 auf. Kühlmittel, das als Kühlfluid zur Kühlung des Elektromotors 18 dient, strömt durch den Motorkühlkanal 50. Kühlluft zur Kühlung des ersten Luftlagers 21 und des zweiten Luftlagers 23 wird jedem des ersten Luftlagers 21 und des zweiten Luftlagers 23 durch den Luftkanal 60 zugeführt. Der Wärmetauscher 70 ist an dem Gehäuse 11 angebracht, um die Kühlluft zu kühlen.As in 1 As shown, the centrifugal compressor 10 includes a motor cooling duct 50, an air duct 60 and a heat exchanger 70. As shown in FIG. Coolant serving as cooling fluid for cooling the electric motor 18 flows through the motor cooling duct 50. Cooling air for cooling the first air bearing 21 and the second air bearing 23 is supplied to each of the first air bearing 21 and the second air bearing 23 through the air duct 60. The heat exchanger 70 is attached to the housing 11 to cool the cooling air.

Konfiguration des Motorkühlkanals 50Engine cooling duct configuration 50

Wie in 2 und 3 dargestellt, weist der Motorkühlkanal 50 eine Vielzahl von axialen Kühlkanälen 51, die sich in der axialen Richtung der Drehwelle 24 innerhalb des Motorgehäuses 12 erstrecken und entlang einer Umfangsrichtung des Motorgehäuses 12 voneinander beabstandet sind, auf. 3 zeigt den Motorkühlkanal 50, der modelliert wird. In dem in dem Gehäuse 11 ausgebildeten Motorkühlkanal 50 sind die axialen Kühlkanäle 51, die entlang der Umfangsrichtung des Motorgehäuses 12 zueinander benachbart sind, verbunden.As in 2 and 3 As shown, the motor cooling passage 50 has a plurality of axial cooling passages 51 extending in the axial direction of the rotating shaft 24 inside the motor case 12 and spaced apart from each other along a circumferential direction of the motor case 12 . 3 shows the engine cooling passage 50 being modeled. In the motor cooling passage 50 formed in the housing 11, the axial cooling passages 51 adjacent to each other along the circumferential direction of the motor housing 12 are connected.

Insbesondere ist eine Ausnehmung 151 an einer Stirnfläche der ersten Platte 15 nahe zu dem Motorgehäuse 12 ausgebildet, wie in 1 dargestellt. Eine Ausnehmung 161 ist an einer Stirnfläche der zweiten Platte 16 nahe zu dem Motorgehäuse 12 ausgebildet. Wie in 3 dargestellt, sind die axialen Kühlkanäle 51, die entlang der Umfangsrichtung des Motorgehäuses 12 zueinander benachbart sind, über die Ausnehmung 151 der ersten Platte 15 und die Ausnehmung 161 der zweiten Platte 16 miteinander verbunden.Specifically, a recess 151 is formed on an end face of the first plate 15 close to the motor case 12 as shown in FIG 1 shown. A recess 161 is formed on an end face of the second plate 16 close to the motor case 12 . As in 3 1, the axial cooling channels 51, which are adjacent to one another along the circumferential direction of the motor housing 12, are connected to one another via the recess 151 of the first plate 15 and the recess 161 of the second plate 16.

Die Vielzahl der axialen Kühlkanäle 51 enthält einen ersten axialen Kühlkanal 52, durch den das Kühlmittel dem Wärmetauscher 70 zugeführt wird, und einen zweiten axialen Kühlkanal 53, durch den das Kühlmittel von/aus dem Wärmetauscher 70 abgeleitet wird. Die Vielzahl der axialen Kühlkanäle 51 enthält einen dritten axialen Kühlkanal 54, durch den das Kühlmittel dem zweiten Kühler 48 zugeführt wird, und einen vierten axialen Kühlkanal 55, durch den das Kühlmittel von/aus dem zweiten Kühler 48 abgeleitet wird. Der dritte axiale Kühlkanal 54 und der vierte axiale Kühlkanal 55 sind entlang der Umfangsrichtung des Motorgehäuses 12 zueinander benachbart angeordnet.The plurality of axial cooling passages 51 includes a first axial cooling passage 52 through which the coolant is supplied to the heat exchanger 70 and a second axial cooling passage 53 through which the coolant is discharged from/from the heat exchanger 70. The plurality of axial cooling passages 51 includes a third axial cooling passage 54 through which the coolant is supplied to the second radiator 48 and a fourth axial cooling passage 55 through which the coolant is discharged from/from the second radiator 48 . The third axial cooling passage 54 and the fourth axial cooling passage 55 are along the Circumferential direction of the motor housing 12 arranged adjacent to each other.

Der Motorkühlkanal 50 weist einen ersten Verbindungskanal 56 und einen zweiten Verbindungskanal 57 auf. Der erste Verbindungskanal 56 und der zweite Verbindungskanal 57 sind in dem Motorgehäuse 12 ausgebildet. Ein Ende des ersten Verbindungskanals 56 steht in Verbindung mit dem dritten axialen Kühlkanal 54. Das andere Ende des ersten Verbindungskanals 56 ist an der Anbringungsfläche 121 des Motorgehäuses 12 geöffnet. Dann steht das andere Ende des ersten Verbindungskanals 56 in Verbindung mit der Zufuhröffnung 48a des zweiten Kühlers 48. Ein Ende des zweiten Verbindungskanals 57 steht in Verbindung mit dem vierten axialen Kühlkanal 55. Das andere Ende des zweiten Verbindungskanals 57 ist an der Anbringungsfläche 121 des Motorgehäuses 12 geöffnet. Dann steht das andere Ende des zweiten Verbindungskanals 57 mit der Auslassöffnung 48b des zweiten Kühlers 48 in Verbindung.The engine cooling duct 50 has a first connection duct 56 and a second connection duct 57 . The first connection passage 56 and the second connection passage 57 are formed in the motor housing 12 . One end of the first communication passage 56 communicates with the third axial cooling passage 54. The other end of the first communication passage 56 is opened on the mounting surface 121 of the motor case 12. As shown in FIG. Then, the other end of the first connection passage 56 communicates with the supply port 48a of the second radiator 48. One end of the second connection passage 57 communicates with the fourth axial cooling passage 55. The other end of the second connection passage 57 is on the mounting surface 121 of the motor housing 12 open. Then, the other end of the second connection passage 57 communicates with the outlet port 48b of the second radiator 48 .

Der Motorkühlkanal 50 weist einen Kühlfluidzufuhrkanal 58 und einen Kühlfluidauslasskanal 59 auf. Der Kühlfluidzufuhrkanal 58 steht in Verbindung mit dem zweiten axialen Kühlkanal 53. Das Kühlmittel wird dem zweiten axialen Kühlkanal 53 durch den Kühlfluidzufuhrkanal 58 zugeführt. Der Kühlfluidauslasskanal 59 steht in Verbindung mit dem ersten axialen Kühlkanal 52. Das Kühlmittel wird aus dem ersten axialen Kühlkanal 52 in den Kühlfluidauslasskanal 59 abgeleitet.The engine cooling duct 50 has a cooling fluid supply duct 58 and a cooling fluid outlet duct 59 . The cooling fluid supply passage 58 communicates with the second axial cooling passage 53. The coolant is supplied to the second axial cooling passage 53 through the cooling fluid supply passage 58. As shown in FIG. The cooling fluid outlet passage 59 communicates with the first axial cooling passage 52. The coolant is discharged from the first axial cooling passage 52 into the cooling fluid outlet passage 59.

Konfiguration von Luftkanal 60Configuration of air duct 60

Der Luftkanal 60 weist einen axialen Luftkanal 61 auf. 3 zeigt den Luftkanal 60, der modelliert wird. Der axiale Luftkanal 61 ist in dem Motorgehäuse 12 ausgebildet. Der axiale Luftkanal 61 ist zwischen dem ersten axialen Kühlkanal 52 und dem zweiten axialen Kühlkanal 53 entlang der Umfangsrichtung des Motorgehäuses 12 angeordnet und erstreckt sich in der axialen Richtung der Drehwelle 24 hin zu der ersten Platte 15 und der zweiten Platte 16.The air duct 60 has an axial air duct 61 . 3 shows the air duct 60 being modeled. The axial air passage 61 is formed in the motor housing 12 . The axial air passage 61 is arranged between the first axial cooling passage 52 and the second axial cooling passage 53 along the circumferential direction of the motor housing 12 and extends in the axial direction of the rotating shaft 24 toward the first plate 15 and the second plate 16.

Der Luftkanal 60 weist einen Luftzufuhrkanal 62 auf. Der Luftzufuhrkanal 62 steht mit dem axialen Luftkanal 61 in Verbindung. Insbesondere steht der Luftzufuhrkanal 62 mit einem Teil des axialen Luftkanals 61, der näher an/zu der zweiten Platte 16 ist, als ein mittiger Abschnitt des axialen Luftkanals 61 in dessen axialer Richtung (es) ist, in Verbindung. Die Kühlluft wird dem axialen Luftkanal 61 durch den Luftzufuhrkanal 62 zugeführt.The air duct 60 has an air supply duct 62 . The air supply duct 62 communicates with the axial air duct 61 . Specifically, the air supply duct 62 communicates with a part of the axial air duct 61 that is closer to the second plate 16 than a central portion of the axial air duct 61 in the axial direction (es) thereof. The cooling air is supplied to the axial air duct 61 through the air supply duct 62 .

Wie in 1 dargestellt, hat der Luftkanal 60 einen ersten radialen Luftkanal 63 und einen zweiten radialen Luftkanal 64, der als ein radialer Luftkanal, der mit dem axialen Luftkanal 61 in Verbindung steht, dient. Die Kühlluft wird dem ersten Luftlager 21 durch den ersten radialen Luftkanal 63 zugeführt. Die Kühlluft wird dem zweiten Luftlager 23 durch den zweiten radialen Luftkanal 64 zugeführt. Der erste radiale Luftkanal 63 ist mit einem Ende des axialen Luftkanals 61 verbunden. Der erste radiale Luftkanal 63 erstreckt sich in einer radialen Richtung der Drehwelle 24 innerhalb der ersten Platte 15. Der erste radiale Luftkanal 63 steht mit der Axiallager-Aufnahmekammer S2 in Verbindung. Die Kühlluft wird der Axiallager-Aufnahmekammer S2 durch den ersten radialen Luftkanal 63 zugeführt.As in 1 As shown, the air duct 60 has a first radial air duct 63 and a second radial air duct 64 serving as a radial air duct communicating with the axial air duct 61 . The cooling air is supplied to the first air bearing 21 through the first radial air passage 63 . The cooling air is supplied to the second air bearing 23 through the second radial air duct 64 . The first radial air passage 63 is connected to one end of the axial air passage 61 . The first radial air passage 63 extends in a radial direction of the rotary shaft 24 inside the first plate 15. The first radial air passage 63 communicates with the thrust bearing accommodating chamber S2. The cooling air is supplied to the thrust bearing accommodating chamber S<b>2 through the first radial air passage 63 .

Der zweite radiale Luftkanal 64 ist mit dem anderen Ende des axialen Luftkanals 61 verbunden. Der zweite radiale Luftkanal 64 erstreckt sich in der radialen Richtung der Drehwelle 24 innerhalb der zweiten Platte 16. Der zweite radiale Luftkanal 64 steht mit der Welleneinführöffnung 16a in Verbindung. Die Kühlluft wird der Welleneinführöffnung 16a durch den zweiten radialen Luftkanal 64 zugeführt.The second radial air passage 64 is connected to the other end of the axial air passage 61 . The second radial air passage 64 extends in the radial direction of the rotary shaft 24 inside the second plate 16. The second radial air passage 64 communicates with the shaft insertion hole 16a. The cooling air is supplied to the shaft insertion port 16a through the second radial air passage 64 .

Luftauslasskanal 65Air outlet duct 65

Der Zentrifugalverdichter 10 weist einen Luftauslasskanal 65 auf. Ein Ende des Luftauslasskanals 65 steht mit der Motorkammer S1 in Verbindung. Das andere Ende des Luftauslasskanals 65 steht mit dem Auslass 14a des Turbinengehäuses 14 in Verbindung. Der Luftauslasskanal 65 erstreckt sich innerhalb der zweiten Platte 16 und innerhalb des Turbinengehäuses 14. Die Kühlluft in der Motorkammer S1 wird aus dem Auslass 14a durch den Luftauslasskanal 65 abgeleitet.The centrifugal compressor 10 has an air outlet duct 65 . One end of the air outlet duct 65 communicates with the motor chamber S1. The other end of the air outlet duct 65 communicates with the outlet 14a of the turbine housing 14 . The air outlet duct 65 extends inside the second plate 16 and inside the turbine housing 14. The cooling air in the motor chamber S1 is discharged from the outlet 14a through the air outlet duct 65. FIG.

Anbringungsfläche 80Mounting surface 80

Wie in 2 dargestellt, hat das Motorgehäuse 12 eine Anbringungsfläche 80, an der der Wärmetauscher 70, an einem Teil der äußeren Umfangsfläche des Motorgehäuses 12, angebracht ist. Die Anbringungsfläche 80 ist eine ebene Fläche. Die Anbringungsfläche 80 hat eine Öffnung, an der ein(es der) Ende(n) des Kühlfluidzufuhrkanals 58 gegenüber dessen anderem Ende, das mit dem zweiten axialen Kühlkanal 53 in Verbindung steht, geöffnet ist. Die Anbringungsfläche 80 hat eine Öffnung, an der ein(es der) Ende(n) des Kühlfluidauslasskanals 59 gegenüber dessen anderem Ende, das mit dem ersten axialen Kühlkanal 52 in Verbindung steht, geöffnet ist. Die Anbringungsfläche 80 weist eine Öffnung auf, an der ein(es der) Ende(n) des Luftzufuhrkanals 62 gegenüber dessen anderem Ende, das mit dem axialen Luftkanal 61 in Verbindung steht, geöffnet ist. Somit sind der Kühlfluidzufuhrkanal 58, der Kühlfluidauslasskanal 59 und der Luftzufuhrkanal 62 an der Anbringungsfläche 80 geöffnet. Die Anbringungsfläche 80 überlappt jeden des ersten axialen Kühlkanals 52, des zweiten axialen Kühlkanals 53 und des axialen Luftkanals 61 an einer Außenseite des Motorgehäuses 12 in der radialen Richtung der Drehwelle 24.As in 2 As shown, the motor housing 12 has an attachment surface 80 to which the heat exchanger 70, on a part of the outer peripheral surface of the motor housing 12, is attached. The mounting surface 80 is a flat surface. The mounting surface 80 has an opening where one end(s) of the cooling fluid supply passage 58 opposite the other end thereof communicating with the second axial cooling passage 53 is opened. The mounting surface 80 has an opening where one end(s) of the cooling fluid outlet passage 59 opposite the other end thereof communicating with the first axial cooling passage 52 is opened. The attachment surface 80 has an opening where one end(s) of the air supply passage 62 opposite the other end thereof communicating with the axial air passage 61 is opened. Thus, the cooling fluid supply channel 58, the cooling fluid outlet channel 59 and the air supply channel 62 are opened on the attachment surface 80. FIG. The mounting surface 80 overlaps each of the first axial cooling passage 52, the second axial cooling passage 53 and the axial air passage 61 on an outside of the motor housing 12 in the radial direction of the rotating shaft 24.

Konfiguration des Wärmetauschers 70Configuration of the heat exchanger 70

Der Wärmetauscher 70 hat eine flache, quadratische Kastenform. Der Wärmetauscher 70 ist zum Beispiel unter Verwendung eines Bolzens/einer Schraube (nicht abgebildet) an der Anbringungsfläche 80 des Motorgehäuses 12 angebracht. Der Wärmetauscher 70 kühlt die Kühlluft durch Wärmeaustausch zwischen der Kühlluft und dem Kühlmittel, das den Motorkühlkanal 50 durchströmt hat. Der Wärmetauscher 70 weist eine an der Anbringungsfläche 80 des Motorgehäuses 12 zu befestigende Anbringungsfläche 70a auf.The heat exchanger 70 has a flat square box shape. The heat exchanger 70 is attached to the attachment surface 80 of the motor housing 12 using, for example, a bolt/screw (not shown). The heat exchanger 70 cools the cooling air by exchanging heat between the cooling air and the coolant that has passed through the engine cooling passage 50 . The heat exchanger 70 has an attachment surface 70a to be attached to the attachment surface 80 of the motor housing 12 .

Wie in 4 dargestellt, sind ein erster Anschluss 71 (bzw. eine erste Öffnung 71), ein zweiter Anschluss 72 und ein dritter Anschluss 73 an der Anbringungsfläche 70a geöffnet. Der erste Anschluss 71 steht mit dem Kühlfluidauslasskanal 59 in Verbindung. Somit steht der erste Anschluss 71 mit dem ersten axialen Kühlkanal 52 über/durch den Kühlfluidauslasskanal 59 in Verbindung. Der zweite Anschluss 72 steht mit dem Kühlfluidzufuhrkanal 58 in Verbindung. Somit steht der zweite Anschluss 72 mit dem zweiten axialen Kühlkanal 53 über/durch den Kühlfluidzufuhrkanal 58 in Verbindung. Der dritte Anschluss 73 steht mit dem Luftzufuhrkanal 62 in Verbindung. Somit steht der dritte Anschluss 73 mit dem axialen Luftkanal 61 über/durch den Luftzufuhrkanal 62 in Verbindung. Der Wärmetauscher 70 hat einen vierten Anschluss 74, der an einer der Anbringungsfläche 70a gegenüberliegenden Stirnfläche des Wärmetauschers 70 geöffnet ist. Wie in 2 dargestellt, ist eine Verbindung 75 an den vierten Anschluss 74 angeschlossen. Die Verbindung 75 ist beispielsweise ein L-förmig gebogenes Rohr.As in 4 As shown, a first port 71 (or first opening 71), a second port 72, and a third port 73 are opened on the attachment surface 70a. The first port 71 communicates with the cooling fluid outlet channel 59 . The first connection 71 is thus connected to the first axial cooling channel 52 via/through the cooling fluid outlet channel 59 . The second port 72 is in communication with the cooling fluid supply channel 58 . The second connection 72 is thus connected to the second axial cooling channel 53 via/through the cooling fluid supply channel 58 . The third connection 73 is connected to the air supply channel 62 . Thus, the third port 73 communicates with the axial air duct 61 via/through the air supply duct 62 . The heat exchanger 70 has a fourth port 74 opened at an end surface of the heat exchanger 70 opposite to the attachment surface 70a. As in 2 As shown, a connection 75 is connected to the fourth port 74 . The connection 75 is, for example, a tube bent in an L-shape.

Abzweigrohr 90Branch pipe 90

Wie in 1 dargestellt, weist der Zentrifugalverdichter 10 ein Abzweigrohr 90 auf. Ein Ende des Abzweigrohrs 90 zweigt von einem Teil des Auslasskanals 13e ab und erstreckt sich von dem Verdichtergehäuse 13 nach außen. Das andere Ende des Abzweigrohrs 90, das dem Auslasskanal 13e gegenüberliegt, ist mit der Verbindung 75 verbunden. Das eine Ende des Abzweigrohrs 90 steht mit dem Auslasskanal 13e in Verbindung. Das andere Ende des Abzweigrohrs 90 steht mit dem vierten Anschluss 74 des Wärmetauschers 70 über/durch die Verbindung 75 in Verbindung. Ein Teil von durch den Auslasskanal 13e strömender Luft strömt über/durch das Abzweigrohr 90, die Verbindung 75 und den vierten Anschluss 74 in den Wärmetauscher 70. Daher ist die durch den Wärmetauscher 70 strömende Kühlluft ein Teil der durch das Verdichterlaufrad 25 verdichteten Luft.As in 1 As shown, the centrifugal compressor 10 has a branch pipe 90 . One end of the branch pipe 90 branches off from a part of the discharge passage 13 e and extends outward from the compressor casing 13 . The other end of the branch pipe 90, which is opposite to the exhaust passage 13e, is connected to the joint 75. One end of the branch pipe 90 communicates with the exhaust port 13e. The other end of the branch pipe 90 communicates with the fourth port 74 of the heat exchanger 70 via the joint 75 . Part of air flowing through the outlet duct 13e flows into the heat exchanger 70 via the branch pipe 90, the joint 75 and the fourth port 74. Therefore, the cooling air flowing through the heat exchanger 70 is a part of the air compressed by the compressor impeller 25.

Funktionsweisenfunctionalities

Als Nächstes werden im Folgenden Funktionsweisen des Zentrifugalverdichters gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert.Next, operations of the centrifugal compressor according to the present embodiment are explained below.

Das Kühlmittel strömt durch das Innere des Wärmetauschers 70 und wird durch den ersten Anschluss 71 aus/von dem Wärmetauscher 70 in den Kühlfluidzufuhrkanal 58 (hinein) abgeleitet. Anschließend strömt das Kühlmittel durch den Kühlfluidzufuhrkanal 58 und wird in den zweiten axialen Kühlkanal 53 (hinein) abgeleitet. Das Kühlmittel strömt von dem zweiten axialen Kühlkanal 53 zu dem dritten axialen Kühlkanal 54 in dem Motorkühlkanal 50. Danach wird das Kühlmittel, das den dritten axialen Kühlkanal 54 erreicht hat, dem zweiten Kühler 48 durch den ersten Verbindungskanal 56 und die Zufuhröffnung 48a des zweiten Kühlers 48 zugeführt. Das dem zweiten Kühler 48 zugeführte Kühlmittel wird in dem zweiten Kühler 48 durch Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel in dem zweiten Kühler 48 und dem in dem Kühlmittelkreislauf 45 zirkulierenden Kühlmittel gekühlt.The coolant flows through the inside of the heat exchanger 70 and is discharged through the first port 71 from the heat exchanger 70 into the cooling fluid supply channel 58 (into). Subsequently, the coolant flows through the cooling fluid supply passage 58 and is discharged into the second axial cooling passage 53 (into). The coolant flows from the second axial cooling passage 53 to the third axial cooling passage 54 in the engine cooling passage 50. Thereafter, the coolant that has reached the third axial cooling passage 54 is supplied to the second radiator 48 through the first connection passage 56 and the second radiator supply port 48a 48 supplied. The coolant supplied to the second radiator 48 is cooled in the second radiator 48 by heat exchange between the coolant in the second radiator 48 and the coolant circulating in the coolant circuit 45 .

Das in dem zweiten Kühler 48 gekühlte Kühlmittel wird aus/von dem zweiten Kühler 48 durch die Auslassöffnung 48b an den zweiten Verbindungskanal 57 abgeleitet. Das an den zweiten Verbindungskanal 57 abgeleitete Kühlmittel passiert den zweiten Verbindungskanal 57 und wird an den vierten axialen Kühlkanal 55 in dem Motorkühlkanal 50 abgeleitet. Das Kühlmittel strömt von dem vierten axialen Kühlkanal 55 hin zu dem ersten axialen Kühlkanal 52 in dem Motorkühlkanal 50. Dann wird das Kühlmittel, das den ersten axialen Kühlkanal 52 erreicht hat, dem Wärmetauscher 70 über/durch den Kühlfluidauslasskanal 59 und den zweiten Anschluss 72 zugeführt. Das Kühlmittel strömt/fließt, wie oben beschrieben, durch den Motorkühlkanal 50, so dass der von dem Motorgehäuse 12 umgebene Elektromotor 18 durch das durch den Motorkühlkanal 50 fließende Kühlmittel gekühlt wird.The coolant cooled in the second radiator 48 is discharged from the second radiator 48 to the second connection passage 57 through the outlet port 48b. The coolant discharged to the second connection passage 57 passes through the second connection passage 57 and is discharged to the fourth axial cooling passage 55 in the engine cooling passage 50 . The coolant flows from the fourth axial cooling passage 55 toward the first axial cooling passage 52 in the motor cooling passage 50. Then, the coolant that has reached the first axial cooling passage 52 is supplied to the heat exchanger 70 via/through the cooling fluid outlet passage 59 and the second port 72 . As described above, the coolant flows through the motor cooling duct 50 so that the electric motor 18 surrounded by the motor housing 12 is cooled by the coolant flowing through the motor cooling duct 50 .

Ein Teil von (durch) den Auslasskanal 13e passierender Luft strömt durch das Abzweigrohr 90, die Verbindung 75 und den vierten Anschluss 74 in den Wärmetauscher 70 (hinein) und dient als die Kühlluft zur Kühlung des ersten Luftlagers 21 und des zweiten Luftlagers 23. Die (durch) den Wärmetauscher 70 passierende Kühlluft wird durch Wärmeaustausch zwischen der Kühlluft und dem (durch) den Wärmetauscher 70 passierenden Kühlmittel gekühlt. Sodann strömt die Kühlluft, die den Wärmetauscher 70 passiert hat, über/durch den dritten Anschluss 73 in den Luftzufuhrkanal 62 (hinein). Die Kühlluft, die in den Luftzufuhrkanal 62 (hinein) geströmt ist, strömt über/durch den axialen Luftkanal 61 sowohl zu der ersten Platte 15 als auch zu der zweiten Platte 16 hin. Die über/durch den axialen Luftkanal 61 zu der ersten Platte 15 hin strömende Kühlluft entspricht einer ersten Kühlluft, und die über/durch den axialen Luftkanal 61 zu der zweiten Platte 16 hin strömende Kühlluft entspricht einer zweiten Kühlluft.Part of air passing (through) the outlet duct 13e flows into (in) the heat exchanger 70 through the branch pipe 90, the joint 75 and the fourth port 74 and serves as the cooling air for cooling the first air bearing 21 and the second air bearing 23. The Cooling air passing (through) the heat exchanger 70 is cooled by heat exchange between the cooling air and the coolant passing (through) the heat exchanger 70 . Then, the cooling air that has passed through the heat exchanger 70 flows into (in) the air supply duct 62 via/through the third port 73 . The cooling air that has flowed into the air supply duct 62 flows toward both the first plate 15 and the second plate 16 via/through the axial air duct 61 . The cooling air flowing towards the first plate 15 via/through the axial air passage 61 corresponds to a first cooling air, and the cooling air flowing towards the second plate 16 via/through the axial air passage 61 corresponds to a second cooling air.

Die über/durch den axialen Luftkanal 61 zu der ersten Platte 15 hin strömende erste Kühlluft strömt in den ersten radialen Luftkanal 63 (hinein). Die über/durch den ersten radialen Luftkanal 63 strömende erste Kühlluft wird der Axiallager-Aufnahmekammer S2 zugeführt (bzw. in diese eingespeist). Die in die Axiallager-Aufnahmekammer S2 eingespeiste erste Kühlluft kühlt das Axiallager 29. Dann strömt die erste Kühlluft, die das Axiallager 29 gekühlt hat, in den ersten Lagerhalteabschnitt 20 (hinein) und wird dem ersten Luftlager 21 zugeführt, um das erste Luftlager 21 zu kühlen. Die erste Kühlluft, die das erste Luftlager 21 gekühlt hat, strömt zu dem Luftauslasskanal 65 hin und kühlt dabei den Elektromotor 18 in der Motorkammer S1.The first cooling air flowing toward the first plate 15 via/through the axial air passage 61 flows into (in) the first radial air passage 63 . The first cooling air flowing over/through the first radial air passage 63 is supplied to (or fed into) the thrust bearing accommodating chamber S2. The first cooling air fed into the thrust bearing accommodating chamber S2 cools the thrust bearing 29. Then, the first cooling air that has cooled the thrust bearing 29 flows into the first bearing holding portion 20 and is supplied to the first air bearing 21 to close the first air bearing 21 cool. The first cooling air that has cooled the first air bearing 21 flows toward the air outlet duct 65, thereby cooling the electric motor 18 in the motor chamber S1.

Andererseits strömt die über/durch den axialen Luftkanal 61 zu der zweiten Platte 16 hin strömende zweite Kühlluft in den zweiten radialen Luftkanal 64 (hinein). Die über/durch den zweiten radialen Luftkanal 64 strömende zweite Kühlluft wird der Welleneinführöffnung 16a zugeführt (bzw. in diese eingespeist). Die in die Welleneinführöffnung 16a eingespeiste zweite Kühlluft strömt in den zweiten Lagerhalteabschnitt 22 (hinein) und wird dem zweiten Luftlager 23 zugeführt, um das zweite Luftlager 23 zu kühlen. Die zweite Kühlluft, die das zweite Luftlager 23 gekühlt hat, strömt hin zu dem Luftauslasskanal 65 in der Motorkammer S1. Die zweite Kühlluft in dem Elektromotor 18 strömt über/durch den Luftauslasskanal 65 und wird aus/von dem Auslass 14a nach außen abgeleitet. Wie oben beschrieben, sind/werden das Axiallager 29, das erste Luftlager 21 und das zweite Luftlager 23 jeweils durch die erste Kühlluft bzw. die zweite Kühlluft gekühlt.On the other hand, the second cooling air flowing toward the second plate 16 via/through the axial air passage 61 flows into (in) the second radial air passage 64 . The second cooling air flowing over/through the second radial air passage 64 is supplied to (or fed into) the shaft insertion hole 16a. The second cooling air fed into the shaft insertion hole 16a flows into (into) the second bearing holding portion 22 and is supplied to the second air bearing 23 to cool the second air bearing 23 . The second cooling air that has cooled the second air bearing 23 flows toward the air outlet duct 65 in the motor chamber S1. The second cooling air in the electric motor 18 flows via/through the air outlet duct 65 and is discharged to the outside from/from the outlet 14a. As described above, the thrust bearing 29, the first air bearing 21 and the second air bearing 23 are cooled by the first cooling air and the second cooling air, respectively.

Wirkungeneffects

Die vorgenannte Ausführungsform bietet folgende vorteilhafte Effekte.

(1) Der axiale Luftkanal 61 des Luftkanals 60 ist zwischen dem ersten axialen Kühlkanal 52 und dem zweiten axialen Kühlkanal 53 angeordnet und erstreckt sich in der axialen Richtung der Drehwelle 24 hin zu jeder der ersten Platte 15 und der zweiten Platte 16. Infolgedessen ist es nicht erforderlich, dass sich der Luftkanal 60 hin zu der ersten Platte 15 und der zweiten Platte 16 erstreckt, während er den Motorkühlkanal 50 umgeht, wodurch der Zentrifugalverdichter 10 kleiner ausfällt. Dann werden die erste Kühlluft und die zweite Kühlluft, die durch den axialen Luftkanal 61 geströmt sind, dem ersten Luftlager 21 und dem zweiten Luftlager 23 durch den ersten radialen Luftkanal 63 und/bzw. den zweiten radialen Luftkanal 64 jeweils zugeführt, so dass das erste Luftlager 21 und das zweite Luftlager 23 durch die erste Kühlluft und die zweite Kühlluft wirksam gekühlt werden. Der Wärmetauscher 70 ist an dem Motorgehäuse 12 angebracht, so dass der erste Anschluss 71, der zweite Anschluss 72 und der dritte Anschluss 73 jeweilig den ersten axialen Kühlkanal 52, den zweiten axialen Kühlkanal 53 und/bzw. den axialen Luftkanal 61 an einer Außenseite des Motorgehäuses 12 in der radialen Richtung der Drehwelle 24 überlappen. Die oben beschriebene Konfiguration verkleinert den Zentrifugalverdichter 10.
(2) Der Kühlfluidzufuhrkanal 58, der Kühlfluidauslasskanal 59 und der Luftzufuhrkanal 62 sind an der Anbringungsfläche 80 des Motorgehäuses 12 geöffnet. Der erste Anschluss 71, der mit dem Kühlfluidauslasskanal 59 in Verbindung steht, der zweite Anschluss 72, der mit dem Kühlfluidzufuhrkanal 58 in Verbindung steht, und der dritte Anschluss 73, der mit dem Luftzufuhrkanal 62 in Verbindung steht, sind an der Anbringungsfläche 70a des Wärmetauschers 70 geöffnet. Dementsprechend ist die Länge jedes des Kühlfluidzufuhrkanals 58, des Kühlfluidauslasskanals 59 und des Luftzufuhrkanals 62 so weit wie möglich verkürzt. Infolgedessen verkleinert die vorgenannte Konfiguration den Zentrifugalverdichter 10 weiter.
(3) Die Kühlluft, die (durch) den Wärmetauscher 70 passiert, ist ein Teil der durch das Verdichterlaufrad 25 verdichteten Luft. Dementsprechend wird ein Teil der durch das Verdichterlaufrad 25 verdichteten Luft als die erste Kühlluft und die zweite Kühlluft zur Kühlung jeweils des ersten Luftlagers 21 bzw./und des zweiten Luftlagers 23 verwendet. Somit muss Luft, die sich von der durch das Verdichterlaufrad 25 verdichteten Luft unterscheidet, nicht jedem des ersten Luftlagers 21 und des zweiten Luftlagers 23 durch den Luftkanal 60 zugeführt werden, während sie als die erste Kühlluft und die zweite Kühlluft zur Kühlung des ersten Luftlagers 21 und/bzw. des zweiten Luftlagers 23 jeweils dient. Infolgedessen kann eine Konfiguration, in der das erste Luftlager 21 und das zweite Luftlager 23 gekühlt werden, vereinfacht werden.

The above embodiment offers the following advantageous effects.

(1) The axial air duct 61 of the air duct 60 is arranged between the first axial cooling duct 52 and the second axial cooling duct 53 and extends in the axial direction of the rotating shaft 24 toward each of the first plate 15 and the second plate 16. As a result, it is does not require the air duct 60 to extend toward the first plate 15 and the second plate 16 while bypassing the motor cooling duct 50, thereby making the centrifugal compressor 10 smaller. Then, the first cooling air and the second cooling air, which have flowed through the axial air passage 61, are supplied to the first air bearing 21 and the second air bearing 23 through the first radial air passage 63 and/or are supplied to the second radial air passage 64, respectively, so that the first air bearing 21 and the second air bearing 23 are effectively cooled by the first cooling air and the second cooling air. The heat exchanger 70 is attached to the motor housing 12 so that the first port 71, the second port 72 and the third port 73 respectively the first axial cooling channel 52, the second axial cooling channel 53 and/or overlap the axial air passage 61 on an outside of the motor housing 12 in the radial direction of the rotating shaft 24 . The configuration described above downsizes the centrifugal compressor 10.
(2) The cooling fluid supply passage 58, the cooling fluid discharge passage 59 and the air supply passage 62 are opened on the mounting surface 80 of the motor housing 12. The first port 71 communicating with the cooling fluid outlet passage 59, the second port 72 communicating with the cooling fluid supply passage 58, and the third port 73 communicating with the air supply passage 62 are on the heat exchanger mounting surface 70a 70 open. Accordingly, the length of each of the cooling fluid supply passage 58, the cooling fluid outlet passage 59 and the air supply passage 62 is shortened as much as possible. As a result, the above configuration further downsizes the centrifugal compressor 10 .
(3) The cooling air passing (through) the heat exchanger 70 is part of the air compressed by the compressor impeller 25 . Accordingly, part of the air compressed by the compressor impeller 25 is used as the first cooling air and the second cooling air for cooling the first air bearing 21 and/or the second air bearing 23, respectively. Thus, air other than the air compressed by the compressor impeller 25 need not be supplied to each of the first air bearing 21 and the second air bearing 23 through the air duct 60 while serving as the first cooling air and the second cooling air for cooling the first air bearing 21 and/or of the second air bearing 23 is used in each case. As a result, a configuration in which the first air bearing 21 and the second air bearing 23 are cooled can be simplified.

Abwandlungenmodifications

Die vorgenannte Ausführungsform kann wie folgt geändert werden. Die Ausführungsform kann mit den folgenden Abwandlungen innerhalb eines technisch konsistenten Bereichs kombiniert werden.The above embodiment can be modified as follows. The embodiment can be combined with the following modifications within a technically consistent range.

Wie in 5 dargestellt, kann das Gehäuse 11 einen Luft(ver)zweig(ungs)kanal 91, durch den ein Teil der durch das Verdichterlaufrad 25 verdichteten Luft strömt, aufweisen. Der Luftzweigkanal 91 ist an der Anbringungsfläche 80 geöffnet. Wie in 6 dargestellt, weist die Anbringungsfläche 70a des Wärmetauschers 70 einen vierten Anschluss 92, die mit dem Luftzweigkanal 91 in Verbindung steht, auf. Die durch den Luftzweigkanal 91 strömende Luft passiert über/durch den vierten Anschluss 92 (durch) das Innere des Wärmetauschers 70, wobei sie als Kühlluft zur Kühlung des ersten Luftlagers 21 und des zweiten Luftlagers 23 dient. Daher ist die (durch) den Wärmetauscher 70 passierende Kühlluft ein Teil der Luft, die durch das Verdichterlaufrad 25 verdichtetem Fluid entspricht.As in 5 shown, the housing 11 may have an air (branch) channel 91 through which a portion of the air compressed by the compressor impeller 25 flows. The branch air passage 91 is opened at the attachment surface 80 . As in 6 As shown, the mounting surface 70a of the heat exchanger 70 has a fourth port 92 communicating with the air branch duct 91 on. The air flowing through the air branch duct 91 passes the inside of the heat exchanger 70 via the fourth port 92 (through) serving as cooling air for cooling the first air bearing 21 and the second air bearing 23 . Therefore, the cooling air passing (through) the heat exchanger 70 is a portion of the air corresponding to fluid compressed by the compressor impeller 25 .

Dementsprechend wird ein Teil der durch das Verdichterlaufrad 25 verdichteten Luft als die Kühlluft zur Kühlung des ersten Luftlagers 21 und des zweiten Luftlagers 23 verwendet. Somit muss Luft, die sich von der durch das Verdichterlaufrad 25 verdichteten Luft unterscheidet, nicht jedem des ersten Luftlagers 21 und des zweiten Luftlagers 23 über/durch den Luftkanal 60 zugeführt werden, während sie als die Kühlluft zur Kühlung des ersten Luftlagers 21 und des zweiten Luftlagers 23 dient. Infolgedessen kann eine Konfiguration, in der das erste Luftlager 21 und das zweite Luftlager 23 gekühlt werden, vereinfacht werden. Das Gehäuse 11 weist den Luftzweigkanal 91, der an der Anbringungsfläche 80 geöffnet ist und durch den ein Teil der durch das Verdichterlaufrad 25 verdichteten Luft strömt, auf. Die Anbringungsfläche 70a hat die Öffnung, die dem vierten Anschluss 92, der mit dem Luftzweigkanal 91 in Verbindung steht, entspricht. Die vorgenannte Konfiguration verkürzt die Länge des Luftzweigkanals 91 so weit wie möglich und verkleinert den Zentrifugalverdichter 10 weiter.Accordingly, part of the air compressed by the compressor impeller 25 is used as the cooling air for cooling the first air bearing 21 and the second air bearing 23 . Thus, air other than the air compressed by the compressor impeller 25 need not be supplied to each of the first air bearing 21 and the second air bearing 23 via/through the air duct 60 while serving as the cooling air for cooling the first air bearing 21 and the second Air bearing 23 is used. As a result, a configuration in which the first air bearing 21 and the second air bearing 23 are cooled can be simplified. The housing 11 has the air branch passage 91 which is opened at the attachment surface 80 and through which a part of the air compressed by the compressor impeller 25 flows. The attachment surface 70a has the opening corresponding to the fourth port 92 communicating with the branch air passage 91. As shown in FIG. The above configuration shortens the length of the branch air passage 91 as much as possible and further downsizes the centrifugal compressor 10 .

In der vorgenannten Ausführungsform kann Luft, die sich von der durch das Verdichterlaufrad 25 verdichteten Luft unterscheidet, jedem des ersten Luftlagers 21 und des zweiten Luftlagers 23 über/durch den Luftkanal 60 zugeführt werden, wobei sie als die Kühlluft zur Kühlung des ersten Luftlagers 21 und des zweiten Luftlagers 23 dient.In the aforementioned embodiment, air other than the air compressed by the compressor impeller 25 can be supplied to each of the first air bearing 21 and the second air bearing 23 via/through the air duct 60, serving as the cooling air for cooling the first air bearing 21 and of the second air bearing 23 is used.

In der vorgenannten Ausführungsform ist eine Form des Wärmetauschers 70 nicht auf die flache, quadratische Kastenform beschränkt.In the above embodiment, a shape of the heat exchanger 70 is not limited to the flat square box shape.

In der vorgenannten Ausführungsform müssen die Zufuhröffnung 48a und die Auslassöffnung 48b nicht auf der Anbringungsfläche 481 des zweiten Kühlers 48 ausgebildet sein, sondern können auf einer anderen Oberfläche als der Anbringungsfläche 481 des zweiten Kühlers 48 ausgebildet sein. Das heißt, die Zufuhröffnung 48a und die Auslassöffnung 48b können in dem zweiten Kühler 48 an beliebigen Öffnungspositionen ausgebildet sein, solange der erste Verbindungskanal 56 mit der Zufuhröffnung 48a in Verbindung steht und der zweite Verbindungskanal 57 mit der Auslassöffnung 48b in Verbindung steht.In the aforementioned embodiment, the supply port 48 a and the discharge port 48 b need not be formed on the attachment surface 481 of the second radiator 48 but may be formed on a surface other than the attachment surface 481 of the second radiator 48 . That is, the supply port 48a and the discharge port 48b can be formed at any opening positions in the second radiator 48 as long as the first communication passage 56 communicates with the supply port 48a and the second communication passage 57 communicates with the discharge port 48b.

In der vorgenannten Ausführungsform müssen die axialen Kühlkanäle 51 und der axiale Luftkanal 61 nicht vollständig parallel zu der axialen Richtung der Drehwelle 24 verlaufen, sondern können sich innerhalb einer vorgegebenen Toleranz in der axialen Richtung der Drehwelle 24 biegen oder diagonal erstrecken.In the above embodiment, the axial cooling passages 51 and the axial air passage 61 need not be completely parallel to the axial direction of the rotary shaft 24, but may bend or extend diagonally in the axial direction of the rotary shaft 24 within a predetermined tolerance.

In der vorgenannten Ausführungsform müssen der erste radiale Luftkanal 63 und der zweite radiale Luftkanal 64 nicht vollständig parallel zu der radialen Richtung der Drehwelle 24 verlaufen, sondern können sich innerhalb einer vorgegebenen Toleranz in der radialen Richtung der Drehwelle 24 biegen oder diagonal erstrecken.In the above embodiment, the first radial air passage 63 and the second radial air passage 64 need not be completely parallel to the radial direction of the rotary shaft 24, but may bend or extend diagonally in the radial direction of the rotary shaft 24 within a predetermined tolerance.

In der vorgenannten Ausführungsform ist der Zentrifugalverdichter 10 an einem Brennstoffzellenfahrzeug angebracht und dient der Luftzufuhr zu dem Brennstoffzellenstapel 41, jedoch kann der Zentrifugalverdichter 10 zum Beispiel für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet werden und eingerichtet sein, um Kältemittel als Fluid zu verdichten. Der Zentrifugalverdichter 10 kann an etwas anderem als dem Fahrzeug angebracht sein.In the above embodiment, the centrifugal compressor 10 is mounted on a fuel cell vehicle and serves to supply air to the fuel cell stack 41, however, the centrifugal compressor 10 may be used for, for example, a vehicle air conditioner and configured to compress refrigerant as a fluid. The centrifugal compressor 10 may be attached to something other than the vehicle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

KR 1020170088588 [0002, 0005]
WO 2019/087869 [0003]

Claims

A centrifugal compressor (10) comprising: a rotary shaft (24); an electric motor (18) driving the rotary shaft (24); a compressor impeller (25) rotated together with the rotating shaft (24) to compress a fluid; a housing (11) having a motor chamber (S1) accommodating the electric motor (18); a first air bearing (21) and a second air bearing (23) disposed on opposite sides of the electric motor (18) in an axial direction of the rotary shaft (24) to rotatably support the rotary shaft (24); a motor cooling passage (50) through which cooling fluid flows to cool the electric motor (18); an air duct (60) through which cooling air for cooling the first air bearing (21) and the second air bearing (23) is supplied to both the first air bearing (21) and the second air bearing (23); and a heat exchanger (70) arranged to cool the cooling air through heat exchange between the cooling air and the cooling fluid; the housing (11) having a peripheral wall (12) surrounding the electric motor (18) and having openings at opposite ends, a first end wall (15) closing one of the openings of the peripheral wall (12), and the first air bearing (21) and a second end wall (16) closing the other of the openings of the peripheral wall (12) and supporting the second air bearing (23); the motor chamber (S1) being defined by the peripheral wall (12), the first end wall (15) and the second end wall (16); wherein the motor cooling passage (50) has a plurality of axial cooling passages (51) extending in the axial direction of the rotary shaft (24) and spaced apart from each other along a circumferential direction of the circumferential wall (12); wherein the axial cooling passages (51) adjacent to each other along the circumferential direction of the peripheral wall (12) are connected in the motor cooling passage (50) formed in the casing (11); characterized in that the plurality of axial cooling ducts (51) comprises a first axial cooling duct (52) through which the cooling fluid is supplied to the heat exchanger (70) and a second axial cooling duct (53) through which the cooling fluid from the heat exchanger (70 ) is derived; the air duct (60) has an axial air duct (61) which is arranged between the first axial cooling duct (52) and the second axial cooling duct (53) in the housing (12) and extends in the axial direction towards the rotary shaft (24). each of the first end wall (15) and the second end wall (16), and a radial air duct (64) communicating with the axial air duct (61) and through which the cooling air flows to the first air bearing (21) and the second air bearing (23) is supplied; the heat exchanger (70) has a first port (71) communicating with the first axial cooling passage (52), a second port (72) communicating with the second axial cooling passage (53), and a third port ( 73) communicating with the axial air passage (61); and the heat exchanger (70) is attached to the housing (11) so that the first port (71), the second port (72) and the third port (73) respectively associated with the first axial cooling passage (52), the second axial The cooling passage (53) and the axial air passage (61) overlap on an outside of the housing (12) in the radial direction of the rotary shaft (24).

Centrifugal compressor (10) after claim 1 , characterized in that the motor cooling duct (50) has: a cooling fluid outlet duct (59) to which the cooling fluid from the first axial cooling duct (52) is diverted, and a cooling fluid supply duct (58) through which the cooling fluid is fed to the second axial cooling duct (53 ) is supplied; the air duct (60) has an air supply duct (62) through which the cooling air is supplied to the axial air duct (61); a part of an outer peripheral surface of the peripheral wall (12) is an attachment surface (80) to which the heat exchanger (70) is attached; the cooling fluid supply channel (58), the cooling fluid outlet channel (59) and the air supply channel (62) are opened at the mounting surface (80); the heat exchanger (70) has an attachment surface (70a) to be attached to the attachment surface (80) of the housing (12); and the first port (71) communicating with the cooling fluid outlet passage (59), the second port (72) communicating with the cooling fluid supply passage (58), and the third port (73) communicating with the air supply passage ( 62) are opened on the attachment surface (70a) of the heat exchanger (70).

Centrifugal compressor (10) after claim 2 , characterized in that the cooling air flowing through the heat exchanger (70) corresponds to a portion of air compressed by the compressor impeller (25); the housing (11) has an air branch passage (91) which is opened at the mounting surface (80) of the housing (12) and through which a part of the air compressed by the compressor impeller (25) flows; and a fourth port (92) further opened on the mounting surface (70a) of the heat exchanger (70). net and communicates with the air branch duct (91).