DE102023103647A1

DE102023103647A1 - Turbofluidmaschine

Info

Publication number: DE102023103647A1
Application number: DE102023103647.5A
Authority: DE
Inventors: Ryo Umeyama
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2023-02-15
Publication date: 2023-08-17
Also published as: US20230258200A1; CN116608138A; JP2023119769A

Abstract

Eine Turbofluidmaschine hat: ein Gehäuse (1); einen elektrischen Motor (3); ein Laufrad, das ein Fluid komprimiert; und eine Antriebswelle (5), die das Laufrad und den elektrischen Motor (3) in dem Gehäuse (1) verbindet. Die Laufradkammer umfasst eine erste Laufradkammer (27a) und eine zweite Laufradkammer (29a), die in einer Axialrichtung der Antriebswelle (5) voneinander beabstandet sind. Das Laufrad hat: ein erstes Laufrad (7), das das Fluid komprimiert, um ein erstes komprimiertes Fluid zu erzeugen; und ein zweites Laufrad (8), das das erste komprimierte Fluid komprimiert, um ein zweites komprimiertes Fluid zu erzeugen. Die Turbofluidmaschine hat des Weiteren Folgendes: einen Durchgang (9) für komprimiertes Fluid, durch den hindurch das erste komprimierte Fluid zu der zweiten Laufradkammer (29a) zugeführt wird; und eine Vielzahl von Strömungsbegradigungsdurchgängen (31a-31g, 33a-33g, 35a-35d), die sich im Inneren des Durchgangs (9) für komprimiertes Fluid in einer Richtung erstrecken, in der sich der Durchgang (9) für komprimiertes Fluid erstreckt, und durch die hindurch das erste komprimierte Fluid begradigt und zu der zweiten Laufradkammer (29a) zugeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbofluidmaschine.
JP 2015-187444 A und JP H08-200296 A offenbaren eine herkömmliche Turbofluidmaschine. Die Turbofluidmaschine der JP 2015-187444 A umfasst ein Gehäuse, einen elektrischen Motor, ein Laufrad, eine Antriebswelle und einen Durchgang für komprimiertes Fluid. Das Gehäuse hat eine Laufradkammer und eine Motorkammer. Die Laufradkammer hat eine erste Laufradkammer und eine zweite Laufradkammer, die von der ersten Laufradkammer in einer Axialrichtung der Antriebswelle beabstandet ist. Die Motorkammer ist zwischen der ersten Laufradkammer und der zweiten Laufradkammer angeordnet. Der elektrische Motor ist in der Motorkammer untergebracht.
Das Laufrad umfasst ein erstes Laufrad, das in der ersten Laufradkammer untergebracht ist, und ein zweites Laufrad, das in der zweiten Laufradkammer untergebracht ist. Die Antriebswelle ist in dem Gehäuse untergebracht und erstreckt sich in der Axialrichtung, um das erste und zweite Laufrad und den elektrischen Motor zu verbinden. Das Gehäuse hat einen Auslass und einen Einlass. Der Auslass ist mit der ersten Laufradkammer verbunden, und der Einlass ist mit der zweiten Laufradkammer verbunden. Der Durchgang für komprimiertes Fluid ist außerhalb des Gehäuses angeordnet und verbindet den Auslass und den Einlass.
In solch einer Turbofluidmaschine drehen das erste und zweite Laufrad mit einer Drehung des elektrischen Motors, um ein Fluid in zwei Stufen zu komprimieren. Im Speziellen komprimiert das erste Laufrad das Fluid im Inneren der ersten Laufradkammer, um ein erstes komprimiertes Fluid zu erzeugen. Das erste komprimierte Fluid wird von der ersten Laufradkammer zu der zweiten Laufradkammer durch den Durchgang für komprimiertes Fluid hindurch zugeführt. Dann komprimiert das zweite Laufrad das erste komprimierte Fluid, um ein zweites komprimiertes Fluid zu erzeugen.
In der vorstehend beschriebenen Turbofluidmaschine, wenn das erste Laufrad und das zweite Laufrad drehen, wird eine Drehkomponente auf das erste komprimierte Fluid und das zweite komprimierte Fluid aufgebracht. Des Weiteren wird in solch einer Turbofluidmaschine das erste komprimierte Fluid, das die Drehkomponente hat, zu der zweiten Laufradkammer durch den Durchgang für komprimiertes Fluid hindurch zugeführt. Somit, wenn das zweite Laufrad das erste komprimierte Fluid komprimiert, um das zweite komprimierte Fluid zu erzeugen, ist es schwierig, einen Druck des zweiten komprimierten Fluids zu erhöhen, aufgrund der Drehkomponente, die in dem ersten komprimierten Fluid enthalten ist. Dies verursacht eine Verringerung einer Kompressionsleistung bzw. eines Kompressionsverhältnisses des Fluids.
Andererseits ist in der Turbofluidmaschine der JP H08-200296 A eine Teilungsplatte im Inneren eines Durchgangs für komprimiertes Fluid vorgesehen. Die Teilungsplatte hat, in ihrem mittleren Abschnitt, eine Öffnung, in die ein erstes komprimiertes Fluid strömt. Die Teilungsplatte hat eine ringförmige Form. Die Teilungsplatte hat eine Vielzahl von Rückführungs-Führungsflügeln. Die Rückführungs-Führungsflügel sind in einer Umfangsrichtung der Teilungsplatte angeordnet.
In solch einer Turbofluidmaschine wird das erste komprimierte Fluid, das durch den Durchgang für komprimiertes Fluid hindurchströmt, von einer Außenumfangsseite der Teilungsplatte in die Öffnung durch die Rückführungs-Führungsflügel geführt und strömt von der Öffnung zu einem Einlass hin. Somit wird in dieser Turbofluidmaschine das erste komprimierte Fluid durch die Rückführungs-Führungsflügel der Teilungsplatte gerade gemacht bzw. begradigt und zu der zweiten Laufradkammer zugeführt. Als eine Folge erhöht sich in dieser Turbofluidmaschine ein Druck des zweiten komprimierten Fluids in ausreichender Weise.
Diese Art von Turbofluidmaschine muss verkleinert werden, damit die Turbofluidmaschine leicht an einem Fahrzeug oder dergleichen montiert werden kann. Jedoch ist in der Turbofluidmaschine der JP H08-200296 A eine Verkleinerung der Teilungsplatte schwierig aufgrund einer komplizierten Gestaltung der Teilungsplatte, und es ist notwendig, eine Größe zu erhöhen, um einen Raum für die Teilungsplatte zu gewährleisten. Somit ist die Verkleinerung dieser Art von Turbofluidmaschine schwierig. Darüber hinaus erhöhen sich Herstellungskosten der Turbofluidmaschine aufgrund der komplizierten Gestaltung der Teilungsplatte.
Die vorliegende Erfindung, die in Anbetracht des vorstehend genannten Problems gemacht worden ist, ist auf ein Vorsehen einer Turbofluidmaschine gerichtet, die eine Größe und Herstellungskosten mit einer hohen Kompressionsleistung verringert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Turbofluidmaschine vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein Gehäuse mit einer Laufradkammer und einer Motorkammer; einen elektrischen Motor, der in der Motorkammer untergebracht ist; ein Laufrad, das in der Laufradkammer untergebracht ist und ein Fluid mit einer Drehung des elektrischen Motors komprimiert; und eine Antriebswelle, die das Laufrad und den elektrischen Motor in dem Gehäuse verbindet. Die Laufradkammer hat bzw. umfasst eine erste Laufradkammer und eine zweite Laufradkammer, die voneinander in einer Axialrichtung der Antriebswelle beabstandet sind. Das Laufrad hat bzw. umfasst: ein erstes Laufrad, das in der ersten Laufradkammer untergebracht ist und das Fluid komprimiert, um ein erstes komprimiertes Fluid zu erzeugen; und ein zweites Laufrad, das in der zweiten Laufradkammer untergebracht ist und das erste komprimierte Fluid komprimiert, um ein zweites komprimiertes Fluid zu erzeugen. Die Turbofluidmaschine hat des Weiteren: einen Durchgang für komprimiertes Fluid, durch den hindurch das erste komprimierte Fluid zu der zweiten Laufradkammer zugeführt wird; und eine Vielzahl von Strömungsbegradigungsdurchgängen, die sich im Inneren des Durchgangs für komprimiertes Fluid in einer Richtung erstrecken, in der sich der Durchgang für komprimiertes Fluid erstreckt, und durch die hindurch das erste komprimierte Fluid begradigt wird und zu der zweiten Laufradkammer zugeführt wird.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich von der folgenden Beschreibung zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen, die beispielhaft Prinzipien der Erfindung darstellen.
Die Erfindung zusammen mit Aufgaben und Vorteilen von dieser kann am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden.

1 ist eine Querschnittsansicht einer Turbofluidmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptteils der Turbofluidmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und stellt „X“ von 1 dar;
3 ist eine Querschnittsansicht der Turbofluidmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel entlang einer Linie III-III von 2;
4A ist eine schematische Ansicht einer Querschnittsfläche eines Durchgangs für komprimiertes Fluid in der Turbofluidmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und 4B ist eine schematische Ansicht einer Querschnittsfläche eines Strömungsbegradigungsdurchgangs in der Turbofluidmaschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Hauptteils einer Turbofluidmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, die, wie 2, einen Durchgang für komprimiertes Fluid, einen Strömungsbegradigungsdurchgang und einen Kühlungsabschnitt darstellt.
6 ist eine Querschnittsansicht der Turbofluidmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entlang einer Linie VI-VI von 5;
7A ist eine schematische Ansicht einer Querschnittsfläche eines Durchgangs für komprimiertes Fluid in der Turbofluidmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und 7B ist eine schematische Ansicht einer Querschnittsfläche eines Strömungsbegradigungsdurchgangs in der Turbofluidmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
8 ist eine Querschnittsansicht der Turbofluidmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel entlang einer Linie VIII-VIII von 5;
9 ist eine Querschnittsansicht einer Turbofluidmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel aus Sicht in der gleichen Richtung wie der von 3; und
10A ist eine schematische Ansicht einer Querschnittsfläche eines Durchgangs für komprimiertes Fluid in der Turbofluidmaschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, und 10B ist eine schematische Ansicht einer Querschnittsfläche eines Strömungsbegradigungsdurchgangs in der Turbofluidmaschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.

Das Folgende beschreibt ein erstes bis drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen. Eine Turbofluidmaschine von jedem von dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ist an einem Brennstoffzellenfahrzeug montiert und mit einem Brennstoffzellenstapel verbunden. Das Brennstoffzellenfahrzeug und der Brennstoffzellenstapel sind nicht dargestellt.
Wie in 1 bis 3 dargestellt ist, hat die Turbofluidmaschine des ersten Ausführungsbeispiels ein Gehäuse 1, einen elektrischen Motor 3, eine Antriebswelle 5, ein Laufrad, das ein erstes Laufrad 7 und ein zweites Laufrad 8 umfasst, einen Durchgang 9 für komprimiertes Fluid und sieben erste Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g. Jeder von den ersten Strömungsbegradigungsdurchgängen 31a bis 31g ist ein Beispiel eines „Strömungsbegradigungsdurchgangs“ der vorliegenden Erfindung.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kennzeichnet ein durchgehender Pfeil von 1 eine Vorne-Hinten-Richtung der Turbofluidmaschine. Die Vorne-Hinten-Richtung entspricht einem Beispiel einer „Axialrichtung einer Antriebswelle“ der vorliegenden Erfindung. Die Ausdrücke „vorne/hinten“ und „vorwärts/rückwärts“ bzw. „nach vorne/nach hinten“ kennzeichnen die Vorne-Hinten-Richtung der Turbofluidmaschine. Eine Orientierung bzw. Lage der Turbofluidmaschine ist in geeigneter Weise in Abhängigkeit von einem Fahrzeug änderbar, an dem die Turbofluidmaschine montiert ist.
Das Gehäuse 1 ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Wie in 1 dargestellt ist, umfasst das Gehäuse 1 ein Motorgehäuse 10, eine erste Platte 11, eine zweite Platte 12, eine dritte Platte 13, ein erstes Kompressorgehäuse 14 und ein zweites Kompressorgehäuse 15.
Das Motorgehäuse 10 hat eine Endwand 10a und eine Umfangswand 10b. Die Endwand 10a ist an einem hinteren Ende des Motorgehäuses 10 angeordnet und erstreckt sich in einer Radialrichtung des Motorgehäuses 10. Die Endwand 10a hat eine erste Endfläche 101, die der vorderen Seite zugewandt ist, und eine zweite Endfläche 102, die entgegengesetzt zu der ersten Endfläche 101 ist und der hinteren Seite zugewandt ist. Die zweite Endfläche 102 bildet eine hintere Endfläche des Motorgehäuses 10 aus.
Die Umfangswand 10b ist einstückig mit der Endwand 10a ausgebildet und erstreckt sich von der Endwand 10a rohrförmig nach vorne. Die Umfangswand 10b hat, in ihrem vorderen Teil, eine Öffnung. Die Endwand 10a und die Umfangswand 10b definieren das Motorgehäuse 10 mit einer rohrförmigen Form mit Boden. Ein Flanschabschnitt 10c ist an einem vorderen Ende der Umfangswand 10b ausgebildet. Der Flanschabschnitt 10c steht von der Umfangswand 10b in der Radialrichtung des Motorgehäuses 10 nach außen vor.
Die erste Platte 11 ist vor dem Motorgehäuse 10 angeordnet. Die erste Platte 11 hat eine erste vordere Fläche 11a, die an der vorderen Seite positioniert ist, und eine erste hintere Fläche 11b, die an der hinteren Seite positioniert ist. Die erste Platte 11 gestattet, dass die erste hintere Fläche 11b mit dem Flanschabschnitt 10c in Kontakt ist, und ist mit dem Flanschabschnitt 10c verbunden. Als eine Folge schließt die erste Platte 11 die Öffnung der Umfangswand 10b. Somit definieren die Endwand 10a, die Umfangswand 10b und die erste hintere Fläche 11b eine Motorkammer 30 im Inneren des Motorgehäuses 10.
Die erste Platte 11 hat einen ersten Nabenabschnitt 11c, eine erste Aussparung 11d und ein erstes Wellenloch 11e. Der erste Nabenabschnitt 11c steht von der ersten hinteren Fläche 11b zylindrisch nach hinten vor und erstreckt sich im Inneren der Motorkammer 30. Ein erstes Radiallager 21a ist im Inneren des ersten Nabenabschnitts 11c vorgesehen.
Die erste vordere Fläche 11a ist nach hinten ausgespart, um die erste Aussparung 11d auszubilden. Ein erstes Drucklager 23a und ein zweites Drucklager 23b sind im Inneren der ersten Aussparung 11d vorgesehen. Das erste Wellenloch 11e ist in einem mittleren Abschnitt der ersten Platte 11 positioniert und erstreckt sich durch die erste Platte 11 in der Vorne-Hinten-Richtung. Somit ist das erste Wellenloch 11e mit der ersten Aussparung 11d bei einem vorderen Ende des ersten Wellenlochs 11e in Verbindung und ist mit dem ersten Nabenabschnitt 11c bei einem hinteren Ende des ersten Wellenlochs 11e in Verbindung. Der erste Nabenabschnitt 11c, die erste Aussparung 11d und das erste Wellenloch 11e sind koaxial miteinander ausgebildet.
Die Endwand 10a des Motorgehäuses 10 hat einen zweiten Nabenabschnitt 10d und ein zweites Wellenloch 10e. Der zweite Nabenabschnitt 10d steht von der ersten Endfläche 101 zylindrisch nach vorne vor und erstreckt sich im Inneren der Motorkammer 30. Ein zweites Radiallager 21b ist im Inneren des zweiten Nabenabschnitts 10d vorgesehen. Das zweite Wellenloch 10e ist in einem mittleren Abschnitt der Endwand 10a angeordnet und erstreckt sich durch die Endwand 10a in der Vorne-Hinten-Richtung hindurch. Somit ist das zweite Wellenloch 10e mit dem zweiten Nabenabschnitt 10d bei einem vorderen Ende des zweiten Wellenlochs 10e in Verbindung. Der zweite Nabenabschnitt 10d und das zweite Wellenloch 10e sind koaxial mit dem ersten Nabenabschnitt 11c, der ersten Aussparung 11d und dem ersten Wellenloch 11e ausgebildet.
Die zweite Platte 12 ist vor der ersten Platte 11 angeordnet. Die zweite Platte 12 hat eine zweite vordere Fläche 12a an einer vorderen Seite der zweiten Platte 12 und eine zweite hintere Fläche 12b an einer hinteren Seite der zweiten Platte 12. Die zweite Platte 12 gestattet, dass die zweite hintere Fläche 12b mit der ersten vorderen Fläche 11a in Kontakt ist, und ist mit der ersten Platte 11 verbunden.
Die zweite Platte 12 hat eine zweite Aussparung 12c und ein drittes Wellenloch 12d. Die zweite vordere Fläche 12a ist nach hinten ausgespart, um die zweite Aussparung 12c auszubilden. Die zweite Aussparung 12c hat einen Durchmesser, der kleiner ist als der der ersten Aussparung 11d. Ein erstes Dichtungsbauteil 25a ist im Inneren der zweiten Aussparung 12c vorgesehen. Das dritte Wellenloch 12d ist in einem mittleren Abschnitt der zweiten Platte 12 angeordnet und erstreckt sich durch die zweite Platte 12 in der Vorne-Hinten-Richtung. Somit ist des dritte Wellenloch 12d mit der zweiten Aussparung 12c bei einem vorderen Ende des dritten Wellenlochs 12d in Verbindung und ist mit der ersten Aussparung 11d bei einem hinteren Ende des dritten Wellenlochs 12d in Verbindung. Die zweite Aussparung 12c und das dritte Wellenloch 12d sind koaxial mit dem ersten Nabenabschnitt 11c, der ersten Aussparung 11d und dem ersten Wellenloch 11e ausgebildet.
Die dritte Platte 13 ist in der hinteren Seite des Motorgehäuses 10 angeordnet. Die dritte Platte 13 hat eine dritte vordere Fläche 13a an einer vorderen Seite der dritten Platte 13 und eine dritte hintere Fläche 13b an einer hinteren Seite der dritten Platte 13. Die dritte Platte 13 gestattet, dass die dritte vordere Fläche 13a mit der zweiten Endfläche 102 der Endwand 10a in Kontakt ist, und ist mit dem Motorgehäuse 10 verbunden.
Die dritte Platte 13 hat eine dritte Aussparung 13c und ein viertes Wellenloch 13d. Die dritte hintere Fläche 13b ist nach vorne ausgespart, um die dritte Aussparung 13c auszubilden. Die dritte Aussparung 13c hat den gleichen Durchmesser wie der der zweiten Aussparung 12c. Ein zweites Dichtungsbauteil 25b ist im Inneren der dritten Aussparung 13c vorgesehen. Das vierte Wellenloch 13d ist in einem mittleren Abschnitt der dritten Platte 13 angeordnet und erstreckt sich durch die dritte Platte 13 in der Vorne-Hinten-Richtung. Somit ist das vierte Wellenloch 13d mit dem zweiten Wellenloch 10e bei einem vorderen Ende des vierten Wellenlochs 13d in Verbindung und ist mit der dritten Aussparung 13c bei einem hinteren Ende des vierten Wellenlochs 13d in Verbindung. Die dritte Aussparung 13c und das vierte Wellenloch 13d sind koaxial mit dem zweiten Nabenabschnitt 10d und dem zweiten Wellenloch 10e ausgebildet. Das heißt die dritte Aussparung 13c und das vierte Wellenloch 13d sind koaxial mit dem ersten Nabenabschnitt 11c, der ersten Aussparung 11d, dem ersten Wellenloch 11e, der zweiten Aussparung 12c und dem dritten Wellenloch 12d ausgebildet.
Das erste Kompressorgehäuse 14 ist vor der zweiten Platte 12 angeordnet. Das erste Kompressorgehäuse 14 hat eine rohrförmige Form. Das erste Kompressorgehäuse 14 ist mit der zweiten vorderen Fläche 12a der zweiten Platte 12 in Kontakt und ist mit der zweiten Platte 12 verbunden. Als eine Folge bildet das erste Kompressorgehäuse 14 einen vorderen Endabschnitt des Gehäuses 1 aus. Das erste Kompressorgehäuse 14 hat einen ersten Einlass 14a und einen ersten Auslass 14b.
Der erste Einlass 14a ist koaxial mit dem dritten Wellenloch 12d ausgebildet und erstreckt sich im Inneren des ersten Kompressorgehäuses 14 in der Vorne-Hinten-Richtung. Ein vorderes Ende des ersten Einlasses 14a ist bei einer vorderen Endfläche 140 des ersten Kompressorgehäuses 14 geöffnet. Eine Einlassrohrleitung 37 ist mit dem ersten Einlass 14a verbunden. Luft, die Sauerstoff enthält, wird in den ersten Einlass 14a von einer Außenseite des Gehäuses 1 durch die Einlassrohrleitung 37 hindurch angesaugt. Die Luft ist ein Beispiel eines „Fluids“ der vorliegenden Erfindung.
Der erste Auslass 14b erstreckt sich im Inneren des ersten Kompressorgehäuses 14 in dessen Radialrichtung und ist bei einer Außenumfangsfläche 141 des ersten Kompressorgehäuses 14 geöffnet. Ein erster gerader Durchgang 9a des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid, der später beschrieben wird, ist mit dem ersten Auslass 14b verbunden.
Eine erste Laufradkammer 27a, eine erste Abgabekammer 27b und ein erster Diffusordurchgang 27c sind zwischen dem ersten Kompressorgehäuse 14 und der zweiten vorderen Fläche 12a ausgebildet. Die erste Laufradkammer 27a ist mit dem ersten Einlass 14a in Verbindung. Die erste Abgabekammer 27b ist um die erste Laufradkammer 27a herum ausgebildet und erstreckt sich um eine Achse des ersten Einlasses 14a herum. Die erste Abgabekammer 27b ist mit dem ersten Auslass 14b in Verbindung. Die erste Laufradkammer 27a ist mit der ersten Abgabekammer 27b durch den ersten Diffusordurchgang 27c hindurch in Verbindung. Als eine Folge ist die erste Laufradkammer 27a mit dem ersten Auslass 14b durch den ersten Diffusordurchgang 27c und die erste Abgabekammer 27b in Verbindung.
Das zweite Kompressorgehäuse 15 ist in der hinteren Seite der dritten Platte 13 angeordnet. Das zweite Kompressorgehäuse 15 hat eine rohrförmige Form, wie das erste Kompressorgehäuse 14. Das zweite Kompressorgehäuse 15 ist in Kontakt mit der dritten hinteren Fläche 13b der dritten Platte 13 und mit der dritten Platte 13 verbunden. Somit bildet das zweite Kompressorgehäuse 15 einen hinteren Endabschnitt des Gehäuses 1 aus. Das zweite Kompressorgehäuse 15 hat einen zweiten Einlass 15a und einen zweiten Auslass 15b.
Der zweite Einlass 15a ist koaxial mit dem ersten Einlass 14a ausgebildet und erstreckt sich im Inneren des zweiten Kompressorgehäuses 15 in der Vorne-Hinten-Richtung. Ein hinteres Ende des zweiten Einlasses 15a ist bei einer hinteren Endfläche 150 des zweiten Kompressorgehäuses 15 geöffnet. Ein vierter gerader Durchgang 9d des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid, der später beschrieben wird, ist mit dem zweiten Einlass 15a verbunden.
Der zweite Auslass 15b erstreckt sich im Inneren des zweiten Kompressorgehäuses 15 in dessen Radialrichtung und ist bei der Außenumfangsfläche 151 des zweiten Kompressorgehäuses 15 geöffnet. Eine Abgaberohrleitung 39 ist mit dem zweiten Auslass 15b verbunden. Durch die Abgaberohrleitung 39 ist die Turbofluidmaschine mit dem Brennstoffzellenstapel verbunden.
Eine zweite Laufradkammer 29a, eine zweite Abgabekammer 29b und ein zweiter Diffusordurchgang 29c sind zwischen dem zweiten Kompressorgehäuse 15 und der dritten hinteren Fläche 13b ausgebildet. Die zweite Laufradkammer 29a ist mit dem zweiten Einlass 15a in Verbindung. Die zweite Abgabekammer 29b ist um die zweite Laufradkammer 29a herum ausgebildet und erstreckt sich um eine Achse des zweiten Einlasses 15a herum. Die zweite Abgabekammer 29b ist mit dem zweiten Auslass 15b in Verbindung. Die zweite Laufradkammer 29a ist mit der zweiten Abgabekammer 29b durch den zweiten Diffusordurchgang 29c hindurch in Verbindung. Als eine Folge ist die zweite Laufradkammer 29a mit dem zweiten Auslass 15b durch den zweiten Diffusordurchgang 29c und die zweite Abgabekammer 29b in Verbindung.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind in dem Gehäuse 1 die erste Laufradkammer 27a und die zweite Laufradkammer 29a in der Vorne-Hinten-Richtung voneinander beabstandet, und die Motorkammer 30 ist zwischen der ersten Laufradkammer 27a und der zweiten Laufradkammer 29a angeordnet. Die erste Laufradkammer 27a und die zweite Laufradkammer 29a werden kollektiv als eine Laufradkammer bezeichnet.
Der elektrische Motor 3 ist in der Motorkammer 30 untergebracht. Der elektrische Motor 3 hat einen Stator 3a und einen Rotor 3b. Der Stator 3a hat eine zylindrische Form, erstreckt sich in der Vorne-Hinten-Richtung und ist an einer Innenumfangsfläche der Umfangswand 10b fixiert. Der Stator 3 ist mit einer Leistungsversorgung (nicht dargestellt) verbunden, die außerhalb des Gehäuses 1 vorgesehen ist. Der Rotor 3b, dessen Durchmesser kleiner ist als der des Stators 3a, hat eine zylindrische Form und erstreckt sich in der Vorne-Hinten-Richtung. Der Rotor 3b ist im Inneren des Stators 3a angeordnet.
Die Antriebswelle 5 hat eine zylindrische säulenartige Form und erstreckt sich in der Axialrichtung der Antriebswelle 5, d. h. in der Vorne-Hinten-Richtung. Die Antriebswelle 5 hat einen ersten Wellenabschnitt 5a, einen zweiten Wellenabschnitt 5b, einen dritten Wellenabschnitt 5c, einen vierten Wellenabschnitt 5d und einen fünften Wellenabschnitt 5e, die in dieser Reihenfolge von der vorderen Seite zu der hinteren Seite angeordnet sind. Der erste Wellenabschnitt 5a und der fünfte Wellenabschnitt 5e haben den gleichen Durchmesser und haben jeweils den kleinsten Durchmesser in der Antriebswelle 5. Der zweite Wellenabschnitt 5b und der vierte Wellenabschnitt 5d haben den gleichen Durchmesser und haben jeweils einen Durchmesser, der größer ist als der von jedem von dem ersten Wellenabschnitt 5a und dem fünften Wellenabschnitt 5e. Ein vorderes Ende des zweiten Wellenabschnitts 5b ist mit dem ersten Wellenabschnitt 5a verbunden. Ein hinteres Ende des vierten Wellenabschnitts 5d ist mit dem fünften Wellenabschnitt 5e verbunden. Der dritte Wellenabschnitt 5c hat den größten Durchmesser in der Antriebswelle 5. Ein vorderes Ende des dritten Wellenabschnitts 5c ist mit dem zweiten Wellenabschnitt 5b verbunden, und ein hinteres Ende des dritten Wellenabschnitts 5c ist mit dem vierten Wellenabschnitt 5d verbunden.
Die Antriebswelle 5 ist in das Gehäuse 1 eingesetzt und ist um eine Wellenachse O drehbar. In der Antriebswelle 5 erstreckt sich der erste Wellenabschnitt 5a im Inneren der ersten Laufradkammer 27a. Die Wellenachse O erstreckt sich in einer Richtung parallel zu der Vorne-Hinten-Richtung der Turbofluidmaschine.
Der zweite Wellenabschnitt 5b ist in das dritte Wellenloch 12d und das erste Wellenloch 11e eingesetzt und erstreckt sich im Inneren der zweiten Aussparung 12c und der ersten Aussparung 11d. Der zweite Wellenabschnitt 5b ist in das erste Dichtungsbauteil 25a im Inneren der zweiten Aussparung 12c eingesetzt. Als eine Folge dichtet das erste Dichtungsbauteil 25a einen Spalt zwischen der ersten Laufradkammer 27a und der ersten Aussparung 11d und der Motorkammer 30 ab. Der zweite Wellenabschnitt 5b ist in das erste Drucklager 23a und das zweite Drucklager 23b im Inneren der ersten Aussparung 11d eingesetzt und ist in eine Stützplatte 51 pressgepasst. Die Stützplatte 51 ist zwischen dem ersten Drucklager 23a und dem zweiten Drucklager 23b angeordnet. Somit hält die Stützplatte 51 das erste Drucklager 23a zwischen der zweiten hinteren Fläche 12b und der Stützplatte 51 in der Vorne-Hinten-Richtung und hält das zweite Drucklager 23b zwischen einer Wandfläche der ersten Aussparung 11d und der Stützplatte 51 in der Vorne-Hinten-Richtung.
Der dritte Wellenabschnitt 5c erstreckt sich im Inneren der Motorkammer 30. Der dritte Wellenabschnitt 5c ist in den Rotor 3b eingesetzt und an diesem fixiert. Der dritte Wellenabschnitt 5c ist durch das erste Radiallager 21a im Inneren des ersten Nabenabschnitts 11c gestützt und ist durch das zweite Radiallager 21b im Inneren des zweiten Nabenabschnitts 10d gestützt.
Der vierte Wellenabschnitt 5d die ist in das vierte Wellenloch 13d eingesetzt und erstreckt sich im Inneren der dritten Aussparung 13c. Der vierte Wellenabschnitt 5d ist in das zweite Dichtungsbauteil 25b im Inneren der dritten Aussparung 13c eingesetzt. Als eine Folge dichtet das zweite Dichtungsbauteil 25b einen Spalt zwischen der zweiten Laufradkammer 29a und der Motorkammer 30 ab. Der fünfte Wellenabschnitt 5e erstreckt sich im Inneren der zweiten Laufradkammer 29a.
Das erste Laufrad 7 ist in der ersten Laufradkammer 27a untergebracht. Das erste Laufrad 7 ist in einer im Wesentlichen konischen Form ausgebildet, deren Durchmesser sich von der vorderen Seite zu der hinteren Seite allmählich erhöht. Andererseits ist das zweite Laufrad 8 in der zweiten Laufradkammer 29a untergebracht. Das zweite Laufrad 8 ist symmetrisch zu dem ersten Laufrad 7 in der Vorne-Hinten-Richtung. Das heißt das zweite Laufrad 8 ist in einer im Wesentlichen konischen Form ausgebildet, deren Durchmesser sich von der vorderen Seite zu der hinteren Seite allmählich verringert. Das erste Laufrad 7 ist aus einer Aluminiumlegierung hergestellt und das zweite Laufrad 8 ist aus Stahl hergestellt.
Das erste Laufrad 7 ist an dem ersten Wellenabschnitt 5a der Antriebswelle 5 fixiert. Das zweite Laufrad 8 ist an dem fünften Wellenabschnitt 5e der Antriebswelle 5 fixiert. Somit verbindet die Antriebswelle 5 das erste und zweite Laufrad 7, 8 und den elektrischen Motor 3.
Der Durchgang 9 für komprimiertes Fluid ist separat von dem Gehäuse 1 vorgesehen und ist außerhalb des Gehäuses 1 vorgesehen. Der Durchgang 9 für komprimiertes Fluid hat einen ersten geraden Durchgang 9a, einen zweiten geraden Durchgang 9b, einen dritten geraden Durchgang 9c, einen vierten geraden Durchgang 9d, einen ersten Eckdurchgang 9e, einen zweiten Eckdurchgang 9f und einen dritten Eckdurchgang 9g. Der Durchgang 9 für komprimiertes Fluid, der den ersten bis vierten geraden Durchgang 9a bis 9d und den ersten bis dritten Eckdurchgang 9e bis 9g hat, ist aus einer Metallrohrleitung mit einer zylindrischen Form ausgebildet. Eine erste komprimierte Luft, die später beschrieben wird, strömt durch den Durchgang 9 für komprimiertes Fluid.
Der erste bis vierte gerade Durchgang 9a bis 9d erstrecken sich jeweils gerade in ihren Längsrichtungen. Die erste komprimierte Luft strömt durch den ersten bis vierten geraden Durchgang 9a bis 9d in deren Längsrichtungen. Wie in 2 und 3 dargestellt ist, entspricht ein Innendurchmesser des dritten geraden Durchgangs 9c einer ersten Länge L1. Ein Innendurchmesser von jedem von dem ersten, dem zweiten und dem vierten geraden Durchgang 9a, 9b, 9d von 1 entspricht auch der ersten Länge L1. Jeder von dem ersten bis dritten Eckdurchgang 9e bis 9g ist bei einem im Wesentlichen rechten Winkel gebogen. Ein Innendurchmesser von jedem von dem ersten bis dritten Eckdurchgang 9e bis 9g ist größer als der von jedem von dem ersten bis vierten geraden Durchgang 9a bis 9d. Der erste bis vierte gerade Durchgang 9a bis 9d erstrecken sich im Inneren des ersten bis dritten Eckdurchgangs 9e bis 9g.
In dem Durchgang 9 für komprimiertes Fluid sind der erste gerade Durchgang 9a, der erste Eckdurchgang 9e, der zweite gerade Durchgang 9b, der zweite Eckdurchgang 9f, der dritte gerade Durchgang 9c, der dritte Eckdurchgang 9g und der vierte gerade Durchgang 9d in dieser Reihenfolge in einer Strömungsrichtung der ersten komprimierten Luft angeordnet, die später beschrieben wird. Dann ist in dem Durchgang 9 für komprimiertes Fluid ein Ende des ersten geraden Durchgangs 9a mit dem ersten Auslass 14b verbunden. Durch den ersten Eckdurchgang 9e ist das andere Ende des ersten geraden Durchgangs 9a mit einem Ende des zweiten geraden Durchgangs 9b verbunden. Durch den zweiten Eckdurchgang 9f ist das andere Ende des zweiten geraden Durchgangs 9b mit einem Ende des dritten geraden Durchgangs 9c verbunden. Durch den dritten Eckdurchgang 9g ist das andere Ende des dritten geraden Durchgangs 9c mit einem Ende des vierten geraden Durchgangs 9d verbunden. Das andere Ende des vierten geraden Durchgangs 9d ist mit dem zweiten Einlass 15a verbunden. Der Durchgang 9 für komprimiertes Fluid verbindet den ersten Auslass 14b und den zweiten Einlass 15a, wie vorstehend beschrieben ist. Der erste bis vierte gerade Durchgang 9a bis 9d bilden jeweils einen geraden Abschnitt des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid aus, und der erste bis dritte Eckdurchgang 9e bis 9g bilden jeweils einen Eckabschnitt des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid aus.
Hier ist in dem Durchgang 9 für komprimiertes Fluid ein Abstand von dem dritten geraden Durchgang 9c zu dem zweiten Einlass 15a kleiner als der von dem ersten Auslass 14b zu dem dritten geraden Durchgang 9c. Das heißt in dem Durchgang 9 für komprimiertes Fluid ist der dritte gerade Durchgang 9c bei einer Position näher zu dem zweiten Einlass 15a als zu dem ersten Auslass 14b angeordnet, d. h. bei einer Position näher zu der zweiten Laufradkammer 29a als zu der ersten Laufradkammer 27a. Der Durchgang 9 für komprimiertes Fluid kann eine beliebige Form haben, so wie es geeignet ist.
Wie in 1 bis 3 dargestellt ist, sind die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g im Inneren des dritten geraden Durchgangs 9c vorgesehen. Als eine Folge sind in dem Durchgang 9 für komprimiertes Fluid die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g jeweils bei einer Position näher zu der zweiten Laufradkammer 29a als zu der ersten Laufradkammer 27a angeordnet.
Wie in 2 und 3 dargestellt ist, haben die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g die gleiche Gestaltung und sind jeweils aus einem zylindrischen Körper ausgebildet, der aus Metall hergestellt ist und sich gerade in eine Richtung erstreckt, die parallel zu der Längsrichtung des dritten geraden Durchgangs 9c ist. Im Speziellen sind die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g jeweils aus einem bekannten Rohr ausgebildet, das aus Metall hergestellt ist. Somit strömt die erste komprimierte Luft durch die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g. Eine Länge von jedem der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g in einer Längsrichtung von diesen ist kleiner als die des dritten Begradigungsdurchgangs 9c in der Längsrichtung von diesem. Eine beliebige Anzahl der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g kann in geeigneter Weise vorgesehen sein, solange eine Vielzahl von ersten Strömungsbegradigungsdurchgängen vorgesehen ist. Die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g können aus einem zylindrischen Körper ausgebildet sein, der aus Harz hergestellt ist.
Ein Innendurchmesser von jedem der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g entspricht einer zweiten Länge L2. Die zweite Länge L2 ist kleiner als die erste Länge L1, die dem Innendurchmesser des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid entspricht. Im Speziellen ist die zweite Länge L2 kleiner als ein Drittel der ersten Länge L1. Somit ist, wie in 4B dargestellt ist, eine zweite Durchgangsquerschnittsfläche S2, die eine Querschnittsfläche von jedem der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g ist, kleiner als eine erste Durchgangsquerschnittsfläche S1, die eine Querschnittsfläche des dritten geraden Durchgangs 9c von 4A ist. Des Weiteren ist eine Summe aus sieben zweiten Durchgangsquerschnittsflächen S2, die der Anzahl der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g entspricht, kleiner als die erste Durchgangsquerschnittsfläche S1.
Wie in 3 dargestellt ist, sind die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g aneinander gebonded bzw. geklebt, während der erste Strömungsbegradigungsdurchgang 31a in einem mittleren Abschnitt des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid angeordnet ist und an die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31b bis 31g gebondet ist, die in einer Umfangsrichtung des ersten Strömungsbegradigungsdurchgangs 31a angeordnet sind. Die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g sind in den dritten geraden Durchgang 9c eingesetzt und sind an eine Innenumfangsfläche 901 des dritten geraden Durchgangs 9c gebondet und an dieser fixiert. Als eine Folge sind die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g im Inneren des dritten geraden Durchgangs 9c vorgesehen.
In der vorstehend beschriebenen Turbofluidmaschine führt die Leistungsversorgung Leistung zu dem elektrischen Motor 3, der in 1 dargestellt ist, zu, um den elektrischen Motor 3 zu betreiben, was ein Drehen der Antriebswelle 5 um die Wellenachse O herum bewirkt. Mit einer Drehung des elektrischen Motors 3 dreht das erste Laufrad 7 um die Wellenachse O im Inneren der ersten Laufradkammer 27a, und das zweite Laufrad 8 dreht um die Wellenachse O im Inneren der zweiten Laufradkammer 29a. Somit komprimieren in der Turbofluidmaschine das erste Laufrad 7 und das zweite Laufrad 8 Luft, die von dem ersten Einlass 14a angesaugt wird, in zwei Stufen.
Im Speziellen komprimiert das erste Laufrad 7 die Luft, die von dem ersten Einlass 14a in die erste Laufradkammer 27a gesaugt wird, um eine erste komprimierte Luft zu erzeugen. Dann strömt die erste komprimierte Luft von der ersten Laufradkammer 27a zu der ersten Abgabekammer 27b. Das heißt ein Druck der ersten komprimierten Luft ist höher als der der Luft, die von dem ersten Einlass 14a in die erste Laufradkammer 27a gesaugt wird.
Die erste komprimierte Luft wird von dem ersten Auslass 14b in den Durchgang 9 für komprimiertes Fluid abgegeben, strömt durch den ersten geraden Durchgang 9a, den ersten Eckdurchgang 9e, den zweiten geraden Durchgang 9b, den zweiten Eckdurchgang 9f, den dritten geraden Durchgang 9c, die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g, den dritten Eckdurchgang 9g und den vierten geraden Durchgang 9d in dieser Reihenfolge und wird von dem zweiten Einlass 15a in die zweite Laufradkammer 29a zugeführt.
Das zweite Laufrad 8 komprimiert des Weiteren die erste komprimierte Luft, die in die zweite Laufradkammer 29a zugeführt wird, um eine zweite komprimierte Luft zu erzeugen, die einen höheren Druck als der der ersten komprimierten Luft hat. Dann strömt die zweite komprimierte Luft von der zweiten Laufradkammer 29a zu der zweiten Abgabekammer 29b. Wie vorstehend beschrieben ist, wird die zweite komprimierte Luft von dem zweiten Auslass 15b in die Abgaberohrleitung 39 abgegeben und wird zu einer Kathode des Brennstoffzellenstapels durch die Abgaberohrleitung 39 zugeführt.
In der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels drehen das erste Laufrad 7 und das zweite Laufrad 8 um die Wellenachse O herum, sodass eine Drehkomponente auf jede von der ersten komprimierten Luft und der zweiten komprimierten Luft aufgebracht wird. In der Turbofluidmaschine wird die erste komprimierte Luft, die durch den Durchgang 9 für komprimiertes Fluid strömt, in den ersten Strömungsbegradigungsdurchgängen 31a bis 31g begradigt und wird in die zweite Laufradkammer 29a zugeführt.
Das heißt, wie durch einen gestrichelten Pfeil von 2 dargestellt ist, die erste komprimierte Luft, die von dem ersten Auslass 14b abgegeben wird, geht durch den ersten geraden Durchgang 9a, den ersten Eckdurchgang 9e, den zweiten geraden Durchgang 9b, den zweiten Eckdurchgang 9f und den dritten geraden Durchgang 9c hindurch und erreicht die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g. Dann strömt die erste komprimierte Luft, die die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g erreicht hat, durch die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g. Der Innendurchmesser von jedem der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g entspricht der zweiten Länge L2, die kleiner ist als die erste Länge L1, die dem Innendurchmesser des dritten geraden Durchgangs 9c entspricht. Somit ist ein Durchmesser von jedem der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g kleiner als der des dritten Begradigungsdurchgangs 9c, und die zweite Durchgangsquerschnittsfläche S2 ist kleiner als die erste Durchgangsquerschnittsfläche S1. Das heißt ein Innenraum von jedem der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g ist schmäler als der des dritten geraden Durchgangs 9c.
Somit wird die erste komprimierte Luft allmählich begradigt, während sie durch die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g strömt, was die Drehkomponente der ersten komprimierten Luft verringert. Als eine Folge strömt die erste komprimierte Luft, die durch die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g hindurchgegangen ist, durch den dritten Eckdurchgang 9g und den vierten geraden Durchgang 9d in einem Zustand, in dem die Drehkomponente der ersten komprimierten Luft verringert ist im Vergleich zu der der ersten komprimierten Luft, die die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g noch nicht erreicht hat. Somit wird die erste komprimierte Luft von dem zweiten Einlass 15a in die zweite Laufradkammer 29a in einem Zustand zugeführt, in dem die Drehkomponente der ersten komprimierten Luft verringert ist im Vergleich zu der der ersten komprimierten Luft, wenn diese von dem ersten Auslass 14b abgegeben wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels, wenn das zweite Laufrad 8 die erste komprimierte Luft komprimiert, um die zweite komprimierte Luft zu erzeugen, der Druck der zweiten komprimierten Luft in ausreichender Weise erhöht. Somit wird in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels die zweite komprimierte Luft mit einem hohen Druck zu der Kathode des Brennstoffzellenstapels zugeführt. Um genau zu sein, strömt ein Teil der ersten komprimierten Luft durch Spalte zwischen den ersten Strömungsbegradigungsdurchgängen 31a bis 31g und zwischen jedem der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g und dem dritten geraden Durchgang 9c. Des Weiteren werden der Teil der ersten komprimierten Luft, der durch die Spalte geströmt ist, und der Teil der ersten komprimierten Luft, der durch die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g geströmt ist, in die zweite Laufradkammer 29a zugeführt und werden durch das zweite Laufrad 8 komprimiert.
Hier ist jeder der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g aus dem zylindrischen Körper ausgebildet, der sich gerade erstreckt und die zweite Durchgangsquerschnittsfläche S2 hat, die kleiner ist als die erste Durchgangsquerschnittsfläche S1, und ist im Speziellen aus einem bekannten Rohr ausgebildet. Des Weiteren ist eine Summe aus den sieben zweiten Durchgangsquerschnittsflächen S2, die der Anzahl der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g entsprechen, kleiner als die erste Durchgangsquerschnittsfläche S1. Als eine Folge wird in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels die erste komprimierte Luft in geeigneter Weise begradigt, während sie durch die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g strömt, obwohl eine Gestaltung von jedem der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g vereinfacht ist, um eine Verkleinerung und eine Verringerung von Herstellungskosten der Turbofluidmaschine zu erreichen. In der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird eine Erhöhung der Größe des dritten geraden Durchgangs 9c und demzufolge eine Erhöhung der Größe des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid unterdrückt, obwohl die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g im Inneren des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid vorgesehen sind.
Deshalb werden in der Turbofluidmaschine des ersten Ausführungsbeispiels die Verkleinerung und die Verringerung der Herstellungskosten der Turbofluidmaschine mit einer hohen Kompressionsleistung erreicht.
Insbesondere sind die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g in dem dritten geraden Durchgang 9c bei einer Position näher zu der zweiten Laufradkammer 29a als zu der ersten Laufradkammer 27a vorgesehen. Somit ist in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein Druckabfall der ersten komprimierten Luft so weit wie möglich während einer Zeitspanne minimiert, bis die erste komprimierte Luft durch die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g hindurchgeht und von dem zweiten Einlass 15a zu der zweiten Laufradkammer 29a zugeführt wird.
Da die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g jeweils aus dem zylindrischen Körper ausgebildet sind, strömt die erste komprimierte Luft in geeigneter Weise durch die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g im Vergleich zu einem Fall, in dem die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g beispielsweise jeweils aus einem rechteckigen rohrförmigen Körper ausgebildet sind. Deshalb ist es möglich, den Druckabfall der ersten komprimierten Luft, die durch die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g strömt, zu verringern.
Zweites Ausführungsbeispiel
In einer Turbofluidmaschine eines zweiten Ausführungsbeispiels sind das erste Laufrad 7 und das zweite Laufrad 8 (siehe 1) jeweils aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Wie in 5 und 6 dargestellt ist, sind in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels sieben zweite Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g im Inneren des dritten geraden Durchgangs 9c vorgesehen. Jeder der zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g ist ein Beispiel eines „Strömungsbegradigungsdurchgangs“ der vorliegenden Erfindung.
Die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g haben die gleiche Gestaltung. Wie in 5 dargestellt ist, sind die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g jeweils aus einem zylindrischen Körper ausgebildet, der aus Metall hergestellt ist und sich gerade in einer Richtung erstreckt, die parallel zu der Längsrichtung des dritten geraden Durchgangs 9c ist. Im Speziellen sind die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g jeweils aus einem bekannten Rohr ausgebildet, das aus Metall hergestellt ist. Als eine Folge strömt die erste komprimierte Luft durch die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g. Eine beliebige Anzahl der zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g kann in geeigneter Weise festgelegt werden, solange eine Vielzahl von zweiten Strömungsbegradigungsdurchgängen vorgesehen ist. Die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g können aus einem zylindrischen Körper ausgebildet sein, der aus Harz hergestellt ist.
Hier entspricht ein Innendurchmesser von jedem der zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g einer dritten Länge L3. Die dritte Länge L3 ist kleiner als die zweite Länge L2, die dem Innendurchmesser von jedem der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g des ersten Ausführungsbeispiels entspricht. Somit ist, wie in 7B dargestellt ist, eine dritte Durchgangsquerschnittsfläche S3, die eine Querschnittsfläche von jedem der zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g ist, kleiner als die erste Durchgangsquerschnittsfläche S1, die eine Querschnittsfläche des dritten geraden Durchgangs 9c ist, die in 7A dargestellt ist. Des Weiteren ist eine Summe aus sieben dritten Durchgangsquerschnittsflächen S3, die der Anzahl der zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g entspricht, kleiner als die erste Durchgangsquerschnittsfläche S1. Merkmale der zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g, die anders sind als das vorstehend beschriebene Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispiels, sind die gleichen wie diejenigen der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g. Ein Montieren der zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g an dem dritten geraden Durchgang 9c wird später beschrieben.
Wie in 5 dargestellt ist, hat in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Durchgang 9 für komprimiertes Fluid einen Kühlungsabschnitt 41. Der Kühlungsabschnitt 41 hat einen ersten Verbindungsanschluss 41a, einen zweiten Verbindungsanschluss 41b, eine Zufuhrrohrleitung 41c, eine Rückführrohrleitung 41d, eine Pumpe 41e, eine erste Trennwand 41f, eine zweite Trennwand 41g und eine Kühlungskammer 41h.
Der erste Verbindungsanschluss 41a und der zweite Verbindungsanschluss 41b sind in dem dritten geraden Durchgang 9c voneinander beabstandet. Im Speziellen sind der erste Verbindungsanschluss 41a und der zweite Verbindungsanschluss 41b jeweils bei einer Position angeordnet, wo jeder der zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g in dem dritten geraden Durchgang 9c angeordnet ist. Des Weiteren ist der erste Verbindungsanschluss 41a stromabwärts in einer Strömungsrichtung der ersten komprimierten Luft relativ zu dem zweiten Verbindungsanschluss 41b ausgebildet. Der erste Verbindungsanschluss 41a und der zweite Verbindungsanschluss 41b erstrecken sich in dem dritten geraden Durchgang 9c in dessen Radialrichtung, was ein miteinander Verbinden einer Innenseite und einer Außenseite des geraden dritten Durchgangs 9c gestattet.
Ein Ende der Zufuhrrohrleitung 41c ist mit dem ersten Verbindungsanschluss 41a verbunden, und das andere Ende der Zufuhrrohrleitung 41c ist mit einem Radiator (nicht dargestellt) des Fahrzeugs verbunden. Ein Ende der Rückführrohrleitung 41d ist mit dem Radiator verbunden, und das andere Ende der Rückführrohrleitung 41d ist mit dem zweiten Verbindungsanschluss 41b verbunden. Eine Kühlflüssigkeit 43 (siehe 8), wie bpsw. Wasser und ein Kältemittel mit langer Lebensdauer, strömt durch die Zufuhrrohrleitung 41c und die Rückführrohrleitung 41d. Die Pumpe 41e, die in 5 dargestellt ist, ist in der Zufuhrrohrleitung 41c vorgesehen. Durch die Zufuhrrohrleitung 41c und die Rückführrohrleitung 41d zirkuliert die Kühlflüssigkeit 43 durch die Kühlungskammer 41h und den Radiator. Die Pumpe 41e kann in der Rückführrohrleitung 41d vorgesehen sein.
Die erste Trennwand 41f und die zweite Trennwand 41g sind jeweils aus Harz hergestellt, wie aus einem synthetischen Gummi, und haben die gleiche Gestaltung. Das Folgende beschreibt die erste Trennwand 41f. Wie in 6 dargestellt ist, hat die erste Trennwand 41f eine Scheibenform, und ein Durchmesser der ersten Trennwand 41f entspricht der ersten Länge L1, die die gleiche Länge ist wie der Innendurchmesser des dritten geraden Durchgangs 9c. Sieben Montagelöcher 411 bis 417 erstrecken sich durch die erste Trennwand 41f hindurch. Die erste Trennwand 41f und die zweite Trennwand 41g können aus Metall hergestellt sein.
Wie in 5 dargestellt ist, sind die erste Trennwand 41f und die zweite Trennwand 41g im Inneren des dritten geraden Durchgangs 9c vorgesehen und sind in der Strömungsrichtung der ersten komprimierten Luft voneinander beabstandet. Im Speziellen ist in dem dritten geraden Durchgang 9c die erste Trennwand 41f stromaufwärts in der Strömungsrichtung der ersten komprimierten Luft relativ zu dem zweiten Verbindungsanschluss 41b vorgesehen, und die zweite Trennwand 41g ist stromabwärts in der Strömungsrichtung der ersten komprimierten Luft relativ zu dem ersten Verbindungsanschluss 41a vorgesehen. Die erste Trennwand 41f und die zweite Trennwand 41g sind in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche 901 des dritten geraden Durchgangs 9c und sind an diese gebondet wird. Somit (unter)teilen die erste Trennwand 41f und die zweite Trennwand 41g das Innere des dritten geraden Durchgangs 9c.
Die Kühlungskammer 41h ist zwischen der ersten Trennwand 41f, der zweiten Trennwand 41g und der Innenumfangsfläche 901 in dem dritten geraden Durchgang 9c ausgebildet. Die erste Trennwand 41f und die zweite Trennwand 41g dichten einen Spalt zwischen einer Innenseite und einer Außenseite der Kühlungskammer 41h ab. Die Zufuhrrohrleitung 41c ist mit der Kühlungskammer 41h über den ersten Verbindungsanschluss 41a verbunden, und die Rückführrohrleitung 41d ist mit der Kühlungskammer 41h über den zweiten Verbindungsanschluss 41b verbunden.
Die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g sind in Montagelöcher 411 bis 417 der ersten Trennwand 41f bzw. der zweiten Trennwand 41g eingesetzt. Im Speziellen ist, wie in 6 gezeigt ist, der zweite Strömungsbegradigungsdurchgang 33a in das Montageloch 411 eingesetzt, der zweite Strömungsbegradigungsdurchgang 33b ist in das Montageloch 412 eingesetzt, der zweite Strömungsbegradigungsdurchgang 33c ist in das Montageloch 413 eingesetzt, der zweite Strömungsbegradigungsdurchgang 33d ist in das Montageloch 414 eingesetzt, der zweite Strömungsbegradigungsdurchgang 33e ist in das Montageloch 415 eingesetzt, der zweite Strömungsbegradigungsdurchgang 33f ist in das Montageloch 416 eingesetzt, und der zweite Strömungsbegradigungsdurchgang 33g ist in das Montageloch 417 eingesetzt. Als eine Folge sind die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g an der ersten Trennwand 41f und der zweiten Trennwand 41g in einem Zustand fixiert, in dem der zweite Strömungsbegradigungsdurchgang 33a in einem mittleren Abschnitt des dritten geraden Durchgangs 9c positioniert ist und die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33b bis 33g in einer Umfangsrichtung des zweiten Strömungsbegradigungsdurchgangs 33a angeordnet sind.
Wie vorstehend beschrieben ist, sind die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g im Inneren der Kühlungskammer 41h vorgesehen und sind an der ersten Trennwand 41f und der zweiten Trennwand 41g fixiert. Hier sind in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels Spalte zwischen den zweiten Strömungsbegradigungsdurchgängen 33a bis 33g und ein Spalt zwischen jedem der zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g und der Innenumfangsfläche 901 des dritten geraden Durchgangs 9c verbreitert im Vergleich zu denjenigen der Turbofluidmaschine des ersten Ausführungsbeispiels. Merkmale, die anders als das vorstehend beschriebene Merkmal der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind, sind die gleichen wie diejenigen der Turbofluidmaschine des ersten Ausführungsbeispiels. Die gleichen Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und die redundanten Beschreibungen von diesen sind weggelassen.
In der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels strömt die erste komprimierte Luft, die die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g erreicht hat, durch die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g. Als eine Folge wird in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels die erste komprimierte Luft von dem zweiten Einlass 15a in die zweite Laufradkammer 29a in einem Zustand zugeführt, in dem die Drehkomponente der ersten komprimierten Luft verringert ist, wie in der Turbofluidmaschine des ersten Ausführungsbeispiels.
In der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird, wie in 8 dargestellt ist, die Pumpe 41e so betätigt, dass die Kühlflüssigkeit 43 von der Zufuhrrohrleitung 41c in die Kühlungskammer 41h strömt. Dann wird in der Kühlungskammer 41h Wärme zwischen der ersten komprimierten Luft, die durch die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g hindurchströmt, und der Kühlflüssigkeit 43 ausgetauscht. Somit kühlt der Kühlungsabschnitt 41 die erste komprimierte Luft, die durch die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g strömt.
In dem Kühlungsabschnitt 41 ist der erste Verbindungsanschluss 41a stromabwärts in der Strömungsrichtung der ersten komprimierten Luft relativ zu dem zweiten Verbindungsanschluss 41b vorgesehen. Deshalb strömt, wie durch einen durchgehenden Pfeil von 5 gezeigt ist, die Kühlflüssigkeit 43, die von der Zufuhrrohrleitung 41c in die Kühlungskammer 41h geströmt ist, stromaufwärts in der Strömungsrichtung der ersten komprimierten Luft, und im Speziellen strömt sie zu dem zweiten Verbindungsanschluss 41b und der Rückführrohrleitung 41d. Dann ist die Strömungsrichtung der ersten komprimierten Luft, die durch die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g hindurchströmt, entgegengesetzt zu einer Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit 43, die im Inneren der Kühlungskammer 41h strömt. Somit wird die Wärme in geeigneter Weise zwischen der ersten komprimierten Luft, die durch die zweiten Strömungsbegradigungsdurchgänge 33a bis 33g hindurchströmt, und der Kühlflüssigkeit 43 ausgetauscht, sodass der Kühlungsabschnitt 41 die erste komprimierte Luft in ausreichender Weise kühlt.
Wie vorstehend beschrieben ist muss in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels, da die erste komprimierte Luft gekühlt wird und in die zweite Laufradkammer 29a zugeführt wird, das zweite Laufrad 8 keine übermäßig hohe Wärmewiderstandsfähigkeit haben. Somit ist in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels das zweite Laufrad 8 aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, was ein Gewicht des zweiten Laufrads 8 verringert und Herstellungskosten der Turbofluidmaschine verringert.
In der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels kühlt der Kühlungsabschnitt 41 die erste komprimierte Luft, was verhindert, dass eine Temperatur der zweiten komprimierten Luft ansteigt. Deshalb ist es nicht notwendig, einen Kühlungsabschnitt zum Kühlen der zweiten komprimierten Luft vorzusehen. In der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird durch die erste komprimierte Luft verhindert, dass sich die Temperatur des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid erhöht, was des Weiteren verhindert, dass sich eine Temperatur des Gehäuses 1 aufgrund von Wärme des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid erhöht. Betriebe, die anders als der vorstehend beschriebene Betrieb der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind, sind die gleichen wie diejenigen der Turbofluidmaschine des ersten Ausführungsbeispiels.
Drittes Ausführungsbeispiels
Wie in 9 dargestellt ist, sind in einer Turbofluidmaschine eines dritten Ausführungsbeispiels vier dritte Strömungsbegradigungsdurchgänge 35a bis 35d in dem dritten geraden Durchgang 9c vorgesehen. Jeder der dritten Strömungsbegradigungsdurchgänge 35a bis 35d ist ein Beispiel eines „Strömungsbegradigungsdurchgangs“ der vorliegenden Erfindung. In der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist eine Teilungsplatte 45 im Inneren des dritten geraden Durchgangs 9c vorgesehen.
Die Teilungsplatte 45 ist aus Metall hergestellt, erstreckt sich in einer Kreuzform in der Radialrichtung des dritten geraden Durchgangs 9c und erstreckt sich gerade in einer Längsrichtung der Teilungsplatte 45 parallel zu dem dritten geraden Durchgang 9c. Hier ist eine Länge der Teilungsplatte 45c in der Radialrichtung des dritten geraden Durchgangs 9c gleich zu der ersten Länge L1, die dem Innendurchmesser des dritten geraden Durchgangs 9c entspricht. Eine Länge der Teilungsplatte 45 in ihrer Längsrichtung ist die gleiche wie die vorstehend beschriebene Länge von jedem der ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g, die nicht dargestellt sind. Die Teilungsplatte kann eine beliebige Form haben, so wie es geeignet ist. Die Teilungsplatte 45 kann aus Harz hergestellt sein.
Die Teilungsplatte 45 teilt den dritten geraden Durchgang 9c in die dritten Strömungsbegradigungsdurchgänge 35a bis 35d im Inneren des dritten geraden Durchgangs 9c. Da sich die Teilungsplatte 45 gerade in ihrer Längsrichtung parallel zu dem dritten geraden Durchgang 9c erstreckt, erstreckt sich auch jeder von den dritten Strömungsbegradigungsdurchgängen 35a bis 35d in seiner Längsrichtung parallel zu dem dritten geraden Durchgang 9c.
Ein Querschnitt von jedem der dritten Strömungsbegradigungsdurchgänge 35a bis 35d in einer Richtung senkrecht zu der Strömungsrichtung der ersten komprimierten Luft hat eine Kreissektorform, bei der der dritte gerade Durchgang 9c im Wesentlichen in vier Teile geteilt ist. Somit ist, wie in 10B dargestellt ist, eine vierte Durchgangsquerschnittsfläche S4, die eine Querschnittsfläche von jedem der dritten Strömungsbegradigungsdurchgänge 35a bis 35d ist, kleiner als die erste Durchgangsquerschnittsfläche S1, die eine Querschnittsfläche des dritten geraden Durchgangs 9c ist, wie in 10A dargestellt ist. Eine Summe von vier vierten Durchgangsquerschnittsflächen S4, die der Anzahl der dritten Strömungsbegradigungsdurchgänge 35a bis 35d entsprechen, ist kleiner als die erste Durchgangsquerschnittsfläche S1. Merkmale, die anders sind als das vorstehend beschriebene Merkmal der Turbofluidmaschine des dritten Ausführungsbeispiels, sind die gleichen wie diejenigen der Turbofluidmaschine des ersten Ausführungsbeispiels.
In der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels strömt die erste komprimierte Luft, die die dritten Strömungsbegradigungsdurchgänge 35a bis 35d erreicht hat, durch die dritten Strömungsbegradigungsdurchgänge 35a bis 35d. Als eine Folge wird in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels die erste komprimierte Luft von dem zweiten Einlass 15a in die zweite Laufradkammer 29a in einem Zustand zugeführt, in dem die Drehkomponente der ersten komprimierten Luft verringert ist. In der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Teilungsplatte 45 im Inneren des dritten geraden Durchgangs 9c vorgesehen, was die dritten Strömungsbegradigungsdurchgänge 35a bis 35d leicht im Inneren des dritten geraden Durchgangs 9c anordnet. Somit ist in der Turbofluidmaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Gestaltung von jedem der dritten Strömungsbegradigungsdurchgänge 35a bis 35d vereinfacht. Betriebe, die anders sind als der vorstehend beschriebene Betrieb der Turbofluidmaschine des dritten Ausführungsbeispiels, sind die gleichen wie diejenigen der Turbofluidmaschine des ersten Ausführungsbeispiels.
Wie vorstehend beschrieben ist, obwohl die vorliegende Erfindung gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht durch das erste bis dritte Ausführungsbeispiel beschränkt und kann in geeigneter Weise modifiziert werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise können in der Turbofluidmaschine des ersten Ausführungsbeispiels, obwohl die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g in dem dritten geraden Durchgang 9c des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid vorgesehen sind, die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g in dem ersten geraden Durchgang 9a, dem vierten geraden Durchgang 9d oder dergleichen vorgesehen sein. Das gleiche gilt für die Turbofluidmaschine von jedem von dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel.
In der Turbofluidmaschine des ersten Ausführungsbeispiels können die ersten Strömungsbegradigungsdurchgänge 31a bis 31g in einer Vielzahl von Abschnitten des Durchgangs 9 für komprimiertes Fluid vorgesehen sein. Das gleiche gilt für die Turbofluidmaschine von jedem von dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel.
In der Turbofluidmaschine von jedem von dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel kann der Durchgang 9 für komprimiertes Fluid einstückig mit dem Gehäuse 1 in dessen Inneren ausgebildet sein.
In der Turbofluidmaschine von jedem von dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel, obwohl Luft als „Fluid“ der vorliegenden Erfindung dient, kann ein Kältemittel, das zum Klimatisieren verwendet wird, als das „Fluid“ der vorliegenden Erfindung dienen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Brennstoffzellensystem, eine Klimaanlage und dergleichen anwendbar.
Eine Turbofluidmaschine hat: ein Gehäuse (1); einen elektrischen Motor (3); ein Laufrad, das ein Fluid komprimiert; und eine Antriebswelle (5), die das Laufrad und den elektrischen Motor (3) in dem Gehäuse (1) verbindet. Die Laufradkammer umfasst eine erste Laufradkammer (27a) und eine zweite Laufradkammer (29a), die in einer Axialrichtung der Antriebswelle (5) voneinander beabstandet sind. Das Laufrad hat: ein erstes Laufrad (7), das das Fluid komprimiert, um ein erstes komprimiertes Fluid zu erzeugen; und ein zweites Laufrad (8), das das erste komprimierte Fluid komprimiert, um ein zweites komprimiertes Fluid zu erzeugen. Die Turbofluidmaschine hat des Weiteren Folgendes: einen Durchgang (9) für komprimiertes Fluid, durch den hindurch das erste komprimierte Fluid zu der zweiten Laufradkammer (29a) zugeführt wird; und eine Vielzahl von Strömungsbegradigungsdurchgängen (31a-31g, 33a-33g, 35a-35d), die sich im Inneren des Durchgangs (9) für komprimiertes Fluid in einer Richtung erstrecken, in der sich der Durchgang (9) für komprimiertes Fluid erstreckt, und durch die hindurch das erste komprimierte Fluid begradigt und zu der zweiten Laufradkammer (29a) zugeführt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

JP 2015187444 A [0002]
JP H08200296 A [0002, 0006, 0008]

Claims

Turbofluidmaschine mit: einem Gehäuse (1), das eine Laufradkammer und eine Motorkammer (30) hat; einem elektrischen Motor (3), der in der Motorkammer (30) untergebracht ist; einem Laufrad, das in der Laufradkammer untergebracht ist und ein Fluid mit einer Drehung des elektrischen Motors (3) komprimiert; und einer Antriebswelle (5), die in dem Gehäuse (1) untergebracht ist und das Laufrad und den elektrischen Motor (3) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradkammer eine erste Laufradkammer (27a) und eine zweite Laufradkammer (29a) umfasst, die in einer Axialrichtung der Antriebswelle (5) voneinander beabstandet sind, das Laufrad Folgendes umfasst: ein erstes Laufrad (7), das in der ersten Laufradkammer (27a) untergebracht ist und das Fluid komprimiert, um ein erstes komprimiertes Fluid zu erzeugen; und ein zweites Laufrad (8), das in der zweiten Laufradkammer (29a) untergebracht ist und das erste Fluid komprimiert, um ein zweites komprimiertes Fluid zu erzeugen, und die Turbofluidmaschine des Weiteren Folgendes hat: einen Durchgang (9) für komprimiertes Fluid, durch den hindurch das erste komprimierte Fluid zu der zweiten Laufradkammer (29a) zugeführt wird; und eine Vielzahl von Strömungsbegradigungsdurchgängen (31a-31g, 33a-33g, 35a-35d), die sich im Inneren des Durchgangs (9) für komprimiertes Fluid in einer Richtung erstrecken, in der sich der Durchgang (9) für komprimiertes Fluid erstreckt, und durch die das erste komprimierte Fluid begradigt wird und zu der zweiten Laufradkammer (29a) zugeführt wird.
Turbofluidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Strömungsbegradigungsdurchgänge (31a-31g, 33a-33g, 35a-35d) an einer Position näher zu der zweiten Laufradkammer (29a) als zu der ersten Laufradkammer (27a) angeordnet ist.
Turbofluidmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Strömungsbegradigungsdurchgänge (31a-31g, 33a-33g) aus einem zylindrischen Körper ausgebildet ist, der sich gerade erstreckt.
Turbofluidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (9) für komprimiertes Fluid einen Kühlungsabschnitt (41) hat, der gestaltet ist, um das erste komprimierte Fluid zu kühlen, das durch jeden der Strömungsbegradigungsdurchgänge (33a-33g) hindurchströmt.