JP2007285257A - Fluid compression and conveyance device - Google Patents

Fluid compression and conveyance device Download PDF

Info

Publication number
JP2007285257A
JP2007285257A JP2006115675A JP2006115675A JP2007285257A JP 2007285257 A JP2007285257 A JP 2007285257A JP 2006115675 A JP2006115675 A JP 2006115675A JP 2006115675 A JP2006115675 A JP 2006115675A JP 2007285257 A JP2007285257 A JP 2007285257A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
compressor
pump
motor
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006115675A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Tatsuzawa
正 龍沢
Kaoru Kaneko
薫 金子
Nobuyuki Iketani
信之 池谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2006115675A priority Critical patent/JP2007285257A/en
Publication of JP2007285257A publication Critical patent/JP2007285257A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid compression and conveyance device 1 that is reduced in size and weight, and for reducing noise and vibration thereof. <P>SOLUTION: The fluid compression and conveyance device includes: a compressor 3 for compressing a first working fluid, with a pump 33 for conveying a second working fluid installed in the compressor 3 in parallel or series, and an electric motor 45 in the proximity of the compressor 3, a motor shaft 47 of the electric motor 45 connected and interlocked with a compressor shaft 15 of the compressor 3, and a power transmitting mechanism 69 for transmitting power from the compressor shaft 15 to a pump shaft 35 of the pump 33. The power transmitting mechanism 69 is configured to temporally control a connecting condition between the compressor shaft 15 and the pump shaft 35 or a torque when an excessive rotational torque acts on the compressor 15. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば燃料電池自動車等の車両に搭載される流体圧縮輸送装置に関する。   The present invention relates to a fluid compression transport device mounted on a vehicle such as a fuel cell vehicle.

車両の一例としての燃料電池自動車に搭載される燃料電池システムは、流体圧縮輸送装置を用いており、この流体圧縮輸送装置は、第1作動流体としてのエアを圧縮して前記燃料電池システムにおける燃料電池へ供給したり、第2作動流体としての冷却水を前記燃料電池自動車内へ輸送したりする装置であって、前記流体圧縮装置の具体的な構成は、次のようになる。   A fuel cell system mounted on a fuel cell vehicle as an example of a vehicle uses a fluid compression / transport device, and the fluid compression / transport device compresses air as a first working fluid and fuel in the fuel cell system. A device that supplies the battery or transports cooling water as a second working fluid into the fuel cell vehicle. The specific configuration of the fluid compression device is as follows.

即ち、前記燃料電池自動車の適宜位置には、エアを圧縮して前記燃料電池へ供給するエアコンプレッサが設けられており、このエアコンプレッサは、回転可能なコンプレッサ軸を備えている。そして、前記エアコンプレッサの近傍には、電力を得て動力を発生させる第1電動モータが設けられており、この第1電動モータは、回転可能な第1モータ軸を備えてあって、前記第1モータ軸は、前記コンプレッサ軸に連動連結してある。   That is, an air compressor is provided at an appropriate position of the fuel cell vehicle to compress the air and supply the compressed air to the fuel cell. The air compressor includes a rotatable compressor shaft. A first electric motor that generates electric power by generating electric power is provided in the vicinity of the air compressor. The first electric motor includes a rotatable first motor shaft, and One motor shaft is linked to the compressor shaft.

また、前記エアコンプレッサの近傍には、冷却水を前記燃料電池自動車内へ輸送する水ポンプが設けられており、この水ポンプは、回転可能なポンプ軸を備えている。そして、前記水ポンプの近傍には、電力を得て動力を発生させる第2電動モータが設けられており、この第2電動モータは、回転可能な第2モータ軸を備えてあって、前記第2モータ軸は、前記ポンプ軸に連動連結してある。   A water pump for transporting cooling water into the fuel cell vehicle is provided in the vicinity of the air compressor, and the water pump includes a rotatable pump shaft. In the vicinity of the water pump, a second electric motor that generates electric power by generating electric power is provided. The second electric motor includes a rotatable second motor shaft, and The two motor shafts are linked to the pump shaft.

従って、前記第1電動モータによって動力を発生させて、前記第1モータ軸を回転させることにより、前記コンプレッサ軸を前記第1モータ軸に連動して回転させる。これにより、前記エアコンプレッサを駆動させて、エアを圧縮して前記燃料電池へ供給することができる。   Therefore, the compressor shaft is rotated in conjunction with the first motor shaft by generating power by the first electric motor and rotating the first motor shaft. Thus, the air compressor can be driven to compress the air and supply it to the fuel cell.

また、前記第2電動モータによって動力を発生させて、前記第2モータ軸を回転させることにより、前記ポンプ軸を前記第2モータ軸に連動して回転させる。これにより、前記水ポンプを駆動させて、冷却水を前記燃料電池自動車内へ輸送することができる。   Further, power is generated by the second electric motor to rotate the second motor shaft, thereby rotating the pump shaft in conjunction with the second motor shaft. Thereby, the water pump can be driven to transport the cooling water into the fuel cell vehicle.

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献1及び特許文献2に示すものがある。
特開11−107970号公報 特開2003−120566号公報
In addition, there exist some which are shown to patent document 1 and patent document 2 as a prior art relevant to this invention.
JP 11-107970 A JP 2003-120566 A

ところで、前記エアコンプレッサと前記水ポンプを個別の電動モータ(前記第1電動モータと前記第2電動モータ)により駆動させているため、前記流体圧縮輸送装置のスペースが拡大すると共に、前記流体圧縮輸送装置の重量が増大するという問題がある。   By the way, since the air compressor and the water pump are driven by separate electric motors (the first electric motor and the second electric motor), the space of the fluid compression transport device is expanded and the fluid compression transport is performed. There is a problem that the weight of the apparatus increases.

一方、前述の問題を解決するために、前記コンプレッサ軸と前記ポンプ軸を連動連結することによって、1つの電動モータにより前記エアコンプレッサと前記水ポンプを駆動させることも考えられる。しかしながら、1つの電動モータによって前記エアコンプレッサと前記水ポンプを駆動させると、通常、前記エアコンプレッサは急加減速(急加速と急減速)の動作を伴うことから、前記水ポンプ内又は前記水ポンプに接続した配管内において、前記エアコンプレッサの急加速動作時にキャビテーションが発生したり、前記エアコンプレッサの急減速動作時に水撃が発生したりして、前記流体圧縮輸送装置の騒音及び振動が大きくなるという問題がある。   On the other hand, in order to solve the above-mentioned problem, it is conceivable to drive the air compressor and the water pump by one electric motor by interlockingly connecting the compressor shaft and the pump shaft. However, when the air compressor and the water pump are driven by a single electric motor, the air compressor usually accompanies sudden acceleration / deceleration (rapid acceleration and rapid deceleration). In the pipe connected to the air compressor, cavitation occurs during the sudden acceleration operation of the air compressor, or water hammer occurs during the sudden deceleration operation of the air compressor, which increases the noise and vibration of the fluid compression transport device. There is a problem.

本発明の第1の特徴は、車両に搭載され、第1作動流体を圧縮したり、第2作動流体を輸送したりする流体圧縮輸送装置において、
回転可能なコンプレッサ軸を備えてあって、第1作動流体を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサに並列又は直列に設けられ、回転可能なポンプ軸を備えてあって、第2作動流体を輸送するポンプと、
前記コンプレッサの近傍に設けられ、回転可能なモータ軸を備えてあって、前記モータ軸が前記コンプレッサ軸に連動連結し、電力を得て動力を発生させる電動モータと、
前記コンプレッサ軸と前記ポンプ軸を接続するように設けられ、前記コンプレッサ軸に過度の回転トルクが作用すると前記コンプレッサ軸と前記ポンプ軸との接続状態が一時的に又はトルクが制御されるように構成され、前記コンプレッサ軸から前記ポンプ軸へ動力を伝達する動力伝達機構と、
を具備したことである。
A first feature of the present invention is a fluid compression and transport device that is mounted on a vehicle and compresses a first working fluid or transports a second working fluid.
A compressor having a rotatable compressor shaft and compressing the first working fluid;
A pump which is provided in parallel or in series with the compressor and which has a rotatable pump shaft and transports the second working fluid;
An electric motor provided in the vicinity of the compressor and having a rotatable motor shaft, the motor shaft being interlocked with the compressor shaft, and obtaining power to generate power;
The compressor shaft and the pump shaft are connected to each other, and when excessive rotational torque acts on the compressor shaft, the connection state between the compressor shaft and the pump shaft is temporarily or the torque is controlled. A power transmission mechanism for transmitting power from the compressor shaft to the pump shaft;
It is that it was equipped.

本発明の第1の特徴によると、前記電動モータによって動力を発生させて、前記モータ軸を回転させることにより、前記コンプレッサ軸を前記モータ軸に連動して回転させると共に、前記動力伝達機構によって前記コンプレッサ軸から前記ポンプ軸へ動力が伝達されて、前記ポンプ軸を前記コンプレッサ軸に連動して回転させる。これにより、1つの前記電動モータによって前記コンプレッサ及び前記ポンプを駆動させて、第1作動流体を圧縮したり、第2作動流体を輸送したりすることができる。   According to a first aspect of the present invention, the compressor shaft is rotated in conjunction with the motor shaft by generating power by the electric motor and rotating the motor shaft, and the power transmission mechanism Power is transmitted from the compressor shaft to the pump shaft, causing the pump shaft to rotate in conjunction with the compressor shaft. Thereby, the compressor and the pump can be driven by one electric motor to compress the first working fluid or transport the second working fluid.

また、前記コンプレッサの急加速動作又は急減速動作が生じると、前記コンプレッサ軸に過度の回転トルクが作用することになる。一方、前述のように、前記動力伝達手段は、前記コンプレッサ軸に過度の回転トルクが作用すると前記コンプレッサ軸と前記ポンプ軸との接続状態が一時的に又はトルクが制御されるように構成されているため、前記コンプレッサ軸に過度の回転トルクが作用すると、前記コンプレッサ軸から前記ポンプ軸へ動力が一時的に伝達されなくなる。これにより、前記ポンプ内又は前記ポンプに接続した配管内において、前記コンプレッサの急加速動作時にキャビテーションが発生したり、前記コンプレッサの急減速動作時に水撃が発生したりすることを抑えることができる。   Further, when the sudden acceleration operation or sudden deceleration operation of the compressor occurs, excessive rotational torque acts on the compressor shaft. On the other hand, as described above, the power transmission means is configured such that when excessive rotational torque acts on the compressor shaft, the connection state between the compressor shaft and the pump shaft is temporarily or the torque is controlled. Therefore, if excessive rotational torque acts on the compressor shaft, power is not temporarily transmitted from the compressor shaft to the pump shaft. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of cavitation during the rapid acceleration operation of the compressor or the occurrence of water hammer during the rapid deceleration operation of the compressor in the pump or the pipe connected to the pump.

本発明の第2の特徴は、車両に搭載され、第1作動流体を圧縮したり、第2作動流体を輸送したりする流体圧縮輸送装置において、
回転可能なコンプレッサ軸を備えてあって、第1作動流体を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサに直列に設けられ、回転可能なポンプ軸を備えてあって、第2作動流体を輸送するポンプと、
前記コンプレッサと前記ポンプとの間に設けられ、回転可能な一対のモータ軸を備えてあって、前記一対のモータ軸のうちの一方のモータ軸が前記コンプレッサ軸に連動連結し、電力を得て動力を発生させる両軸型の電動モータと、
前記一対のモータ軸のうちの他方のモータ軸と前記ポンプ軸を接続するように設けられ、前記他方のモータ軸に過度の回転トルクが作用すると前記他方のモータ軸と前記ポンプ軸との接続状態が一時的に又はトルクが制御されるように構成され、前記他方のモータ軸から前記ポンプ軸へ動力を伝達する動力伝達機構と、
を具備したことである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fluid compressing and transporting device which is mounted on a vehicle and compresses the first working fluid or transports the second working fluid.
A compressor having a rotatable compressor shaft and compressing the first working fluid;
A pump provided in series with the compressor, having a rotatable pump shaft, and transporting a second working fluid;
A pair of rotatable motor shafts is provided between the compressor and the pump, and one motor shaft of the pair of motor shafts is linked to the compressor shaft to obtain electric power. A double-shaft electric motor that generates power;
Provided to connect the other motor shaft of the pair of motor shafts and the pump shaft, and when excessive rotational torque acts on the other motor shaft, the connection state between the other motor shaft and the pump shaft A power transmission mechanism configured to transmit torque from the other motor shaft to the pump shaft.
It is that it was equipped.

本発明の第2の特徴によると、前記電動モータによって動力を発生させて、前記一対のモータ軸を回転させることにより、前記コンプレッサ軸を前記一方のモータ軸に連動して回転させると共に、前記動力伝達機構によって前記他方のモータ軸から前記ポンプ軸へ動力が伝達されて、前記ポンプ軸を前記他方のモータ軸に連動して回転させる。これにより、1つの前記電動モータによって前記コンプレッサ及び前記ポンプを駆動させて、第1作動流体を圧縮したり、第2作動流体を輸送したりすることができる。   According to a second aspect of the present invention, power is generated by the electric motor, and the pair of motor shafts are rotated to rotate the compressor shaft in conjunction with the one motor shaft, and the power Power is transmitted from the other motor shaft to the pump shaft by the transmission mechanism, and the pump shaft rotates in conjunction with the other motor shaft. Thereby, the compressor and the pump can be driven by one electric motor to compress the first working fluid or transport the second working fluid.

また、前記コンプレッサの急加速動作又は急減速動作が生じると、前記コンプレッサ軸に過度の回転トルクが作用することになる。一方、前述のように、前記動力伝達手段は、前記他方のモータ軸に過度の回転トルクが作用すると前記他方のモータ軸と前記ポンプ軸との接続状態が一時的に又はトルクが制御されるように構成されているため、前記他方のモータ軸に過度の回転トルクが作用すると、前記他方のモータ軸から前記ポンプ軸へ動力が一時的に伝達されなくなる。これにより、前記ポンプ内又は前記ポンプに接続した配管内において、前記コンプレッサの急加速動作時にキャビテーションが発生したり、前記コンプレッサの急減速動作時に水撃が発生したりすることを抑えることができる。   Further, when the sudden acceleration operation or sudden deceleration operation of the compressor occurs, excessive rotational torque acts on the compressor shaft. On the other hand, as described above, when the excessive torque is applied to the other motor shaft, the power transmission means temporarily controls the connection state between the other motor shaft and the pump shaft or the torque. Therefore, when excessive rotational torque acts on the other motor shaft, power is not temporarily transmitted from the other motor shaft to the pump shaft. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of cavitation during the rapid acceleration operation of the compressor or the occurrence of water hammer during the rapid deceleration operation of the compressor in the pump or the pipe connected to the pump.

本発明によれば、1つの前記電動モータによって前記コンプレッサ及び前記ポンプを駆動させることができると共に、前記ポンプ内又は前記配管内において、前記コンプレッサの急加速動作時にキャビテーションが発生したり、前記コンプレッサの急減速動作時に水撃が発生したりすることを抑えることができるため、前記流体圧縮輸送装置の省スペース化及び軽量化を図りつつ、前記流体圧縮輸送装置の騒音及び振動を低減することができる。   According to the present invention, the compressor and the pump can be driven by the one electric motor, and cavitation is generated in the pump or the pipe during the rapid acceleration operation of the compressor, Since it is possible to suppress the occurrence of water hammer during sudden deceleration operation, it is possible to reduce the noise and vibration of the fluid compression transport device while reducing the space and weight of the fluid compression transport device. .

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図1及び図2を参照して説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

ここで、図1は、第1実施形態に係わる流体圧縮輸送装置を示す図であって、図2は、第1実施形態に係わる流体圧縮輸送装置における流体継手を示す断面図である。なお、図面中において、「L」は、左方向を指し、「R」は、右方向を指す。   Here, FIG. 1 is a diagram showing a fluid compression / transport device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a fluid coupling in the fluid compression / transport device according to the first embodiment. In the drawings, “L” indicates the left direction, and “R” indicates the right direction.

図1及び図2に示すように、本発明の実施形態に係わる流体圧縮輸送装置1は、燃料電池自動車に搭載される燃料電池システムに用いられるものであって、第1作動流体としてのエアを圧縮して前記燃料電池システムにおける燃料電池へ供給したり、第2作動流体としての冷却水を前記燃料電池自動車内へ輸送したりする装置である。そして、流体圧縮輸送装置1の具体的な構成は、以下のようになる。   As shown in FIGS. 1 and 2, a fluid compression transport device 1 according to an embodiment of the present invention is used in a fuel cell system mounted on a fuel cell vehicle, and uses air as a first working fluid. It is a device that compresses and supplies the fuel cell to the fuel cell in the fuel cell system, and transports cooling water as a second working fluid into the fuel cell vehicle. And the specific structure of the fluid compression transport apparatus 1 is as follows.

即ち、前記燃料電池自動車の適宜位置には、エアを圧縮して前記燃料電池へ供給するスクリュー型のエアコンプレッサ3が設けられている。また、エアコンプレッサ3は、コンプレッサケース5を備えており、このコンプレッサケース5の右端付近(一端付近)には、高圧のエアを吐出する吐出口7が形成されてあって、コンプレッサケース5の左端(他端)には、エアを吸入する吸入口9が形成されている。   That is, a screw type air compressor 3 that compresses air and supplies it to the fuel cell is provided at an appropriate position of the fuel cell vehicle. The air compressor 3 includes a compressor case 5. A discharge port 7 for discharging high-pressure air is formed near the right end (near one end) of the compressor case 5. A suction port 9 for sucking air is formed at (the other end).

コンプレッサケース5内には、雌ロータ11が複数のベアリング13を介して回転可能に設けられている。また、雌ロータ11は、複数のベアリング13に回転可能に支持された雌ロータ軸15(コンプレッサ軸の1つ)と、この雌ロータ軸15に一体的に設けられた螺旋凹状の複数の雌スパイラル17とを備えている。   A female rotor 11 is rotatably provided in the compressor case 5 via a plurality of bearings 13. The female rotor 11 includes a female rotor shaft 15 (one of the compressor shafts) rotatably supported by a plurality of bearings 13, and a plurality of spiral concave female spirals provided integrally with the female rotor shaft 15. 17.

コンプレッサケース5内には、雄ロータ19が複数のベアリング21を介して回転可能に設けられている。また、雄ロータ19は、複数のベアリング21に回転可能に支持された雄ロータ軸23(コンプレッサ軸の1つ)と、この雄ロータ軸23に一体的に設けられかつ雌スパイラル17に噛み合う螺旋凸状の複数の雄スパイラル25とを備えている。   A male rotor 19 is rotatably provided in the compressor case 5 via a plurality of bearings 21. The male rotor 19 includes a male rotor shaft 23 (one of the compressor shafts) that is rotatably supported by a plurality of bearings 21 and a spiral projection that is provided integrally with the male rotor shaft 23 and meshes with the female spiral 17. And a plurality of male spirals 25.

コンプレッサケース5の右側には、ギアボックス27が設けられており、雌ロータ軸15及び雄ロータ軸23は、コンプレッサケース5内からギアボックス27内へ突出してある。また、雌ロータ11と雄ロータ19を同期して反対方向に回転させるように連動連結するため、雌ロータ軸15の右端付近には、雌ロータギア29が一体的に設けられており、雄ロータ軸23の右端付近には、雌ロータギア29に噛み合った雄ロータギア31が一体的に設けられている。   A gear box 27 is provided on the right side of the compressor case 5, and the female rotor shaft 15 and the male rotor shaft 23 protrude from the compressor case 5 into the gear box 27. Further, in order to interlock and connect the female rotor 11 and the male rotor 19 so as to rotate in the opposite directions, a female rotor gear 29 is integrally provided in the vicinity of the right end of the female rotor shaft 15. A male rotor gear 31 meshed with the female rotor gear 29 is integrally provided in the vicinity of the right end of 23.

前記燃料電池自動車の近傍には、冷却水を前記燃料電池自動車内へ輸送する水ポンプ33がエアコンプレッサ3に並列に設けられており、この水ポンプ33は、回転可能なポンプ軸35を備えている。また、水ポンプ33は、左端に、入口ポート37を有してあって、この入口ポート37は、タンク側配管39を介してタンク(図示省略)に接続してある。更に、水ポンプ33は、右端付近に、出口ポート41を有してあって、この出口ポート41は、燃料電池自動車側配管43を介して冷却部品に接続してある。   In the vicinity of the fuel cell vehicle, a water pump 33 for transporting cooling water into the fuel cell vehicle is provided in parallel with the air compressor 3, and the water pump 33 includes a rotatable pump shaft 35. Yes. Further, the water pump 33 has an inlet port 37 at the left end, and this inlet port 37 is connected to a tank (not shown) via a tank side pipe 39. Further, the water pump 33 has an outlet port 41 in the vicinity of the right end, and this outlet port 41 is connected to a cooling component via a fuel cell vehicle side pipe 43.

ギアボックス27の右側(換言すればエアコンプレッサ3の近傍)には、電気を得て動力を発生させる電動モータ45が設けられており、この電動モータ45は、回転可能なモータ軸47を備えている。また、モータ軸47は、ギアボックス27内に位置してあって、カップリング49によって雌ロータ軸15に同軸状に連動連結してある。なお、モータ軸47を雌ロータ軸15に同軸状に連動連結する代わりに、雄ロータ軸23に同軸状に連動連結しても差し支えない。   On the right side of the gear box 27 (in the vicinity of the air compressor 3 in other words), an electric motor 45 that generates electricity and generates power is provided. The electric motor 45 includes a rotatable motor shaft 47. Yes. The motor shaft 47 is located in the gear box 27 and is coupled to the female rotor shaft 15 in a coaxial manner by a coupling 49. The motor shaft 47 may be coaxially linked to the male rotor shaft 23 instead of being linked to the female rotor shaft 15 in a coaxial manner.

ギアボックス27内には、伝達軸51がベアリング53を介して回転可能かつポンプ軸35と同軸状に設けられており、ギアボックス27における雌ロータ軸15と伝達軸51の間には、中間軸55がベアリング57を介して回転可能に設けられている。そして、雌ロータ軸15と伝達軸51を連動連結するため、雌ロータ軸15の右端付近には、主動ギア59が一体的に設けられており、伝達軸51には、従動ギア61が一体的に設けられてあって、中間軸55には、主動ギア59に噛み合った中間従動ギア63及び従動ギア61に噛み合った中間主動ギア65がそれぞれ一体的に設けられている。   In the gear box 27, a transmission shaft 51 is rotatably provided via a bearing 53 and coaxial with the pump shaft 35. An intermediate shaft is provided between the female rotor shaft 15 and the transmission shaft 51 in the gear box 27. 55 is rotatably provided via a bearing 57. In order to interlock the female rotor shaft 15 and the transmission shaft 51, a main driving gear 59 is integrally provided near the right end of the female rotor shaft 15, and a driven gear 61 is integrally formed on the transmission shaft 51. The intermediate shaft 55 is integrally provided with an intermediate driven gear 63 meshed with the main driving gear 59 and an intermediate main driving gear 65 meshed with the driven gear 61, respectively.

水ポンプ33とギアボックス27との間には、保護ケース67が設けられており、この保護ケース67内には、伝達軸51からポンプ軸35へ(換言すれば、雌ロータ軸15からポンプ軸35へ)動力を伝達する動力伝達機構としての流体継手69が設けられている。また、図2に示すように、流体継手69自体の構成は一般的なものであって、流体継手69は、ポンプ軸35に一体的に設けられた従動羽根車71と、伝達軸51に一体的に設けられかつ内部流体を介して回転力を従動羽根車71に伝える主動羽根車73と、この主動羽根車73に一体的に設けられた継手ケース75とを備えている。そして、流体継手69は、伝達軸51(換言すれば、雌ロータ軸15)に過度の回転トルクが作用すると、前記回転トルクの一部が内部流体の熱に変換されて、伝達軸51とポンプ軸35との接続状態(換言すれば、雌ロータ軸15とポンプ軸35との接続状態)が一時的に解除されるように構成されている。   A protective case 67 is provided between the water pump 33 and the gear box 27, and in the protective case 67 from the transmission shaft 51 to the pump shaft 35 (in other words, from the female rotor shaft 15 to the pump shaft). 35) A fluid coupling 69 is provided as a power transmission mechanism for transmitting power. Further, as shown in FIG. 2, the configuration of the fluid coupling 69 itself is general, and the fluid coupling 69 is integrated with the driven impeller 71 provided integrally with the pump shaft 35 and the transmission shaft 51. And a main impeller 73 that transmits a rotational force to the driven impeller 71 via an internal fluid, and a joint case 75 that is provided integrally with the main impeller 73. In the fluid coupling 69, when excessive rotational torque acts on the transmission shaft 51 (in other words, the female rotor shaft 15), a part of the rotational torque is converted into heat of the internal fluid, and the transmission shaft 51 and the pump The connection state with the shaft 35 (in other words, the connection state between the female rotor shaft 15 and the pump shaft 35) is temporarily released.

次に、第1実施形態の作用及び効果について説明する。   Next, the operation and effect of the first embodiment will be described.

電動モータ45によって動力を発生させて、モータ軸47を回転させることにより、雌ロータ軸15及び雄ロータ軸23をモータ軸47に連動して回転させると共に、流体継手69によって雌ロータ軸15から(中間軸55及び伝達軸51を介して)ポンプ軸35へ動力が伝達されて、ポンプ軸35を雌ロータ軸15に連動して回転させる。これにより、1つの電動モータ45によってエアコンプレッサ3及び水ポンプ33を駆動させることができ、複数の雌ロータ11と複数の雄ロータ19を同期して回転させて、コンプレッサケース5内においてエアを圧縮して前記燃料電池へ供給したり、冷却水を前記燃料電池自動車内へ輸送したりすることができる。   By generating power by the electric motor 45 and rotating the motor shaft 47, the female rotor shaft 15 and the male rotor shaft 23 are rotated in conjunction with the motor shaft 47, and from the female rotor shaft 15 by the fluid coupling 69 ( Power is transmitted to the pump shaft 35 (via the intermediate shaft 55 and the transmission shaft 51), causing the pump shaft 35 to rotate in conjunction with the female rotor shaft 15. Thus, the air compressor 3 and the water pump 33 can be driven by one electric motor 45, and the plurality of female rotors 11 and the plurality of male rotors 19 are rotated in synchronization to compress air in the compressor case 5. Thus, it can be supplied to the fuel cell, or the cooling water can be transported into the fuel cell vehicle.

また、エアコンプレッサ3の急加速動作又は急減速動作が生じると、雌ロータ軸15に過度の回転トルクが作用することになる。一方、前述のように、流体継手69は、雌ロータ軸15に過度の回転トルクが作用すると雌ロータ軸15とポンプ軸35との接続状態が一時的に解除されるように構成されているため、雌ロータ軸15に過度の回転トルクが作用すると、雌ロータ軸15から(中間軸55及び伝達軸51を介して)ポンプ軸35へ動力が一時的に伝達されなくなる。これにより、水ポンプ33内又は配管39,43内において、エアコンプレッサ3の急加速動作時にキャビテーションが発生したり、エアコンプレッサ3の急減速動作時に水撃が発生したりすることを抑えることができる。   Further, if the air compressor 3 undergoes a sudden acceleration operation or a sudden deceleration operation, excessive rotational torque acts on the female rotor shaft 15. On the other hand, as described above, the fluid coupling 69 is configured such that the connection state between the female rotor shaft 15 and the pump shaft 35 is temporarily released when excessive rotational torque acts on the female rotor shaft 15. When excessive rotational torque acts on the female rotor shaft 15, power is temporarily not transmitted from the female rotor shaft 15 to the pump shaft 35 (via the intermediate shaft 55 and the transmission shaft 51). Thereby, in the water pump 33 or the pipes 39 and 43, it is possible to suppress the occurrence of cavitation during the rapid acceleration operation of the air compressor 3 or the occurrence of water hammer during the rapid deceleration operation of the air compressor 3. .

従って、第1実施形態によれば、1つの電動モータ45によってエアコンプレッサ3及び水ポンプ33を駆動させることができると共に、水ポンプ33内又は配管39,43内において、エアコンプレッサ3の急加速動作時にキャビテーションが発生したり、エアコンプレッサ3の急減速動作時に水撃が発生したりすることを抑えることができるため、流体圧縮輸送装置1の省スペース化及び軽量化を図りつつ、流体圧縮輸送装置1の騒音及び振動を低減することができる。   Therefore, according to the first embodiment, the air compressor 3 and the water pump 33 can be driven by one electric motor 45, and the rapid acceleration operation of the air compressor 3 in the water pump 33 or the pipes 39 and 43 is possible. It is possible to suppress the occurrence of cavitation from time to time and the occurrence of water hammer when the air compressor 3 is suddenly decelerated. Therefore, the fluid compression and transportation device 1 can be saved while saving space and weight. 1 noise and vibration can be reduced.

なお、本発明は、第1実施形態の説明に限るものではなく、例えば、水ポンプ33をエアコンプレッサ3に並列に設けられる代わりに、エアコンプレッサ3に直列に設けられるようにしても差し支えない。また、動力伝達機構として流体継手69の代わりに、トルクコンバータ又はトルクリミッタを用いても差し支えない。   The present invention is not limited to the description of the first embodiment. For example, the water pump 33 may be provided in series with the air compressor 3 instead of being provided in parallel with the air compressor 3. Further, instead of the fluid coupling 69, a torque converter or a torque limiter may be used as the power transmission mechanism.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について図3を参照して説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

ここで、図3は、第2実施形態に係わる流体圧縮輸送装置を示す図である。なお、図面中において、「L」は、左方向を指し、「R」は、右方向を指す。   Here, FIG. 3 is a figure which shows the fluid compression transport apparatus concerning 2nd Embodiment. In the drawings, “L” indicates the left direction, and “R” indicates the right direction.

図3に示すように、第2実施形態に係わる流体圧縮輸送装置77は、第1実施形態に係わる流体圧縮輸送装置1と同様に、燃料電池自動車に搭載される燃料電池システムに用いられるものであって、第1作動流体としてのエアを圧縮して前記燃料電池システムにおける燃料電池へ供給したり、第2作動流体としての冷却水を前記燃料電池自動車内へ輸送したりする装置である。そして、第2実施形態に係わる流体圧縮輸送装置77は、第1実施形態に係わる流体圧縮輸送装置1と略同様の構成を有しており、流体圧縮輸送装置77の具体的な構成のうち特徴部分についてのみ説明する。なお、流体圧縮輸送装置77における複数の構成要素のうち、流体圧縮輸送装置1における構成要素と対応するものについては、図中に同一番号を付して、説明を省略する。   As shown in FIG. 3, the fluid compression transport device 77 according to the second embodiment is used for a fuel cell system mounted on a fuel cell vehicle, similarly to the fluid compression transport device 1 according to the first embodiment. In this device, the air as the first working fluid is compressed and supplied to the fuel cell in the fuel cell system, or the cooling water as the second working fluid is transported into the fuel cell vehicle. The fluid compressing and transporting apparatus 77 according to the second embodiment has substantially the same configuration as that of the fluid compressing and transporting apparatus 1 according to the first embodiment. Only the part will be described. In addition, about the component corresponding to the component in the fluid compression transport apparatus 1 among several components in the fluid compression transport apparatus 77, the same number is attached | subjected in a figure and description is abbreviate | omitted.

即ち、水ポンプ33はエアコンプレッサ3と直列に設けられてあって、ギアボックス27及び右側(換言すれば、エアコンプレッサ3の近傍)には、電動モータ45と異なる両軸型の電動モータ79が設けられている。また、電動モータ79は、回転可能な一対のモータ軸81,83を備えてあって、一対のモータ軸81,83のうちの一方のモータ軸81は、カップリング85によって雌ロータ軸15に同軸状に連動連結してある。   That is, the water pump 33 is provided in series with the air compressor 3, and a double-shaft electric motor 79 different from the electric motor 45 is provided on the gear box 27 and the right side (in other words, in the vicinity of the air compressor 3). Is provided. The electric motor 79 includes a pair of rotatable motor shafts 81 and 83, and one of the pair of motor shafts 81 and 83 is coaxial with the female rotor shaft 15 by a coupling 85. Are linked to each other.

ギアボックス27と水ポンプ33との間には、保護ケース87が設けられており、この保護ケース87内には、一対のモータ軸81,83のうちの他方のモータ軸83からポンプ軸35へ動力を伝達する動力伝達機構としての流体継手89が設けられている。また、流体継手89自体の構成は一般的なものであって、流体継手89は、ポンプ軸35に一体的に設けられた従動羽根車91と、他方のモータ軸83に一体的に設けられかつ内部流体を介して回転力を従動羽根車91に伝える主動羽根車93と、この主動羽根車93に一体的に設けられた継手ケース95とを備えている。そして、流体継手89は、他方のモータ軸83に過度の回転トルクが作用すると、前記回転トルクの一部が内部流体の熱に変換されて、他方のモータ軸83とポンプ軸35との接続状態が一時的に解除されるように構成されている。   A protective case 87 is provided between the gear box 27 and the water pump 33. Within the protective case 87, the other motor shaft 83 of the pair of motor shafts 81, 83 is connected to the pump shaft 35. A fluid coupling 89 is provided as a power transmission mechanism for transmitting power. The fluid coupling 89 itself has a general configuration, and the fluid coupling 89 is provided integrally with the driven impeller 91 provided integrally with the pump shaft 35 and the other motor shaft 83. A main impeller 93 that transmits a rotational force to the driven impeller 91 via an internal fluid, and a joint case 95 provided integrally with the main impeller 93 are provided. In the fluid coupling 89, when excessive rotational torque acts on the other motor shaft 83, a part of the rotational torque is converted into heat of the internal fluid, and the connection state between the other motor shaft 83 and the pump shaft 35 is obtained. Is configured to be temporarily released.

次に、第2実施形態の作用及び効果について説明する。   Next, the operation and effect of the second embodiment will be described.

電動モータ79によって動力を発生させて、一対のモータ軸81,83を同期して反対方向へ回転させることにより、雌ロータ軸15を一方のモータ軸81に連動して回転させると共に、流体継手89によって他方のモータ軸83からポンプ軸35へ動力が伝達されて、ポンプ軸35を他方のモータ軸83に連動して回転させる。これにより、1つの電動モータ79によってエアコンプレッサ3及び水ポンプ33を駆動させることができ、複数の雌ロータ11と複数の雄ロータ19を同期して回転させて、コンプレッサケース5内においてエアを圧縮して前記燃料電池へ供給したり、冷却水を前記燃料電池自動車内へ輸送したりすることができる。   Power is generated by the electric motor 79 and the pair of motor shafts 81 and 83 are rotated in the opposite direction in synchronization with each other, whereby the female rotor shaft 15 is rotated in conjunction with one motor shaft 81 and the fluid coupling 89 is rotated. Thus, power is transmitted from the other motor shaft 83 to the pump shaft 35, and the pump shaft 35 is rotated in conjunction with the other motor shaft 83. Thus, the air compressor 3 and the water pump 33 can be driven by one electric motor 79, and the plurality of female rotors 11 and the plurality of male rotors 19 are rotated in synchronization to compress air in the compressor case 5. Thus, it can be supplied to the fuel cell, or the cooling water can be transported into the fuel cell vehicle.

また、エアコンプレッサ3の急加速動作又は急減速動作が生じると、他方のモータ軸83に過度の回転トルクが作用することになる。一方、前述のように、流体継手89は、他方のモータ軸83に過度の回転トルクが作用すると他方のモータ軸83とポンプ軸35との接続状態が一時的に解除されるように構成されているため、他方のモータ軸83に過度の回転トルクが作用すると、他方のモータ軸83からポンプ軸35へ動力が一時的に伝達されなくなる。これにより、水ポンプ33内又は配管39,43内において、エアコンプレッサ3の急加速動作時にキャビテーションが発生したり、エアコンプレッサ3の急減速動作時に水撃が発生したりすることを抑えることができる。   Further, when the sudden acceleration operation or the sudden deceleration operation of the air compressor 3 occurs, an excessive rotational torque acts on the other motor shaft 83. On the other hand, as described above, the fluid coupling 89 is configured such that the connection state between the other motor shaft 83 and the pump shaft 35 is temporarily released when excessive rotational torque acts on the other motor shaft 83. Therefore, if excessive rotational torque acts on the other motor shaft 83, power is not temporarily transmitted from the other motor shaft 83 to the pump shaft 35. Thereby, in the water pump 33 or the pipes 39 and 43, it is possible to suppress the occurrence of cavitation during the rapid acceleration operation of the air compressor 3 or the occurrence of water hammer during the rapid deceleration operation of the air compressor 3. .

従って、第2実施形態によれば、1つの電動モータ79によってエアコンプレッサ3及び水ポンプ33を駆動させることができると共に、水ポンプ33内又は配管39,43内において、エアコンプレッサ3の急加速動作時にキャビテーションが発生したり、エアコンプレッサ3の急減速動作時に水撃が発生したりすることを抑えることができるため、流体圧縮輸送装置89の省スペース化及び軽量化を図りつつ、流体圧縮輸送装置77の騒音及び振動を低減することができる。   Therefore, according to the second embodiment, the air compressor 3 and the water pump 33 can be driven by one electric motor 79, and the rapid acceleration operation of the air compressor 3 in the water pump 33 or the pipes 39 and 43 is possible. Since it is possible to suppress the occurrence of cavitation from time to time and the occurrence of water hammer during the rapid deceleration operation of the air compressor 3, it is possible to save space and reduce the weight of the fluid compression and transportation device 89 while reducing the amount of fluid. 77 noise and vibration can be reduced.

なお、本発明は、第2実施形態の説明に限るものではなく、例えば、動力伝達機構として流体継手89の代わりに、トルクコンバータ又はトルクリミッタを用いても差し支えない。   The present invention is not limited to the description of the second embodiment. For example, a torque converter or a torque limiter may be used instead of the fluid coupling 89 as a power transmission mechanism.

前述のように、本発明をいくつかの好ましい実施形態により説明したが、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。   As described above, the present invention has been described with reference to some preferred embodiments. However, the scope of rights encompassed by the present invention is not limited to these embodiments.

第1実施形態に係わる流体圧縮輸送装置を示す図であって、一部断面してある。It is a figure which shows the fluid compression transport apparatus concerning 1st Embodiment, Comprising: A partial cross section is shown. 第1実施形態に係わる流体圧縮輸送装置における流体継手を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the fluid coupling in the fluid compression transport apparatus concerning 1st Embodiment. 第2実施形態に係わる流体圧縮輸送装置を示す図であって、一部断面してある。It is a figure which shows the fluid compression transport apparatus concerning 2nd Embodiment, Comprising: A partial cross section is carried out.

符号の説明Explanation of symbols

1 流体圧縮輸送装置
3 エアコンプレッサ
15 雌ロータ軸(コンプレッサ軸)
33 水ポンプ
35 ポンプ軸
45 電動モータ
47 モータ軸
69 流体継手
77 流体圧縮輸送装置
79 電動モータ
81 一方のモータ軸
83 他方のモータ軸
89 流体継手
1 Fluid compression transport device 3 Air compressor 15 Female rotor shaft (compressor shaft)
33 Water pump 35 Pump shaft 45 Electric motor 47 Motor shaft 69 Fluid coupling 77 Fluid compression transport device 79 Electric motor 81 One motor shaft 83 The other motor shaft 89 Fluid coupling

Claims (3)

車両に搭載され、第1作動流体を圧縮したり、第2作動流体を輸送したりする流体圧縮輸送装置において、
回転可能なコンプレッサ軸を備えてあって、第1作動流体を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサに並列又は直列に設けられ、回転可能なポンプ軸を備えてあって、第2作動流体を輸送するポンプと、
前記コンプレッサの近傍に設けられ、回転可能なモータ軸を備えてあって、前記モータ軸が前記コンプレッサ軸に連動連結し、電力を得て動力を発生させる電動モータと、
前記コンプレッサ軸と前記ポンプ軸を接続するように設けられ、前記コンプレッサ軸に過度の回転トルクが作用すると前記コンプレッサ軸と前記ポンプ軸との接続状態が一時的に又はトルクが制御されるように構成され、前記コンプレッサ軸から前記ポンプ軸へ動力を伝達する動力伝達機構と、
を具備したことを特徴とする流体圧縮輸送装置。
In a fluid compression and transportation device mounted on a vehicle and compressing a first working fluid or transporting a second working fluid,
A compressor having a rotatable compressor shaft and compressing the first working fluid;
A pump which is provided in parallel or in series with the compressor and which has a rotatable pump shaft and transports the second working fluid;
An electric motor provided in the vicinity of the compressor and having a rotatable motor shaft, the motor shaft being interlocked with the compressor shaft, and obtaining power to generate power;
The compressor shaft and the pump shaft are connected to each other, and when excessive rotational torque acts on the compressor shaft, the connection state between the compressor shaft and the pump shaft is temporarily or the torque is controlled. A power transmission mechanism for transmitting power from the compressor shaft to the pump shaft;
A fluid compressing and transporting apparatus characterized by comprising:
車両に搭載され、第1作動流体を圧縮したり、第2作動流体を輸送したりする流体圧縮輸送装置において、
回転可能なコンプレッサ軸を備えてあって、第1作動流体を圧縮するコンプレッサと、
前記コンプレッサに直列に設けられ、回転可能なポンプ軸を備えてあって、第2作動流体を輸送するポンプと、
前記コンプレッサと前記ポンプとの間に設けられ、回転可能な一対のモータ軸を備えてあって、前記一対のモータ軸のうちの一方のモータ軸が前記コンプレッサ軸に連動連結し、電力を得て動力を発生させる両軸型の電動モータと、
前記一対のモータ軸のうちの他方のモータ軸と前記ポンプ軸を接続するように設けられ、前記他方のモータ軸に過度の回転トルクが作用すると前記他方のモータ軸と前記ポンプ軸との接続状態が一時的に又はトルクが制御されるように構成され、前記他方のモータ軸から前記ポンプ軸へ動力を伝達する動力伝達機構と、
を具備したことを特徴とする流体圧縮輸送装置。
In a fluid compression and transportation device mounted on a vehicle and compressing a first working fluid or transporting a second working fluid,
A compressor having a rotatable compressor shaft and compressing the first working fluid;
A pump provided in series with the compressor, having a rotatable pump shaft, and transporting a second working fluid;
A pair of rotatable motor shafts is provided between the compressor and the pump, and one motor shaft of the pair of motor shafts is linked to the compressor shaft to obtain electric power. A double-shaft electric motor that generates power;
Provided to connect the other motor shaft of the pair of motor shafts and the pump shaft, and when excessive rotational torque acts on the other motor shaft, the connection state between the other motor shaft and the pump shaft A power transmission mechanism configured to transmit torque from the other motor shaft to the pump shaft.
A fluid compressing and transporting apparatus characterized by comprising:
前記動力伝達機構は、流体継手、トルクコンバータ、及びトルクリミッタのうちのいずれかであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の流体圧縮輸送装置。   The fluid compression transport device according to claim 1, wherein the power transmission mechanism is any one of a fluid coupling, a torque converter, and a torque limiter.
JP2006115675A 2006-04-19 2006-04-19 Fluid compression and conveyance device Pending JP2007285257A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006115675A JP2007285257A (en) 2006-04-19 2006-04-19 Fluid compression and conveyance device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006115675A JP2007285257A (en) 2006-04-19 2006-04-19 Fluid compression and conveyance device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007285257A true JP2007285257A (en) 2007-11-01

Family

ID=38757261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006115675A Pending JP2007285257A (en) 2006-04-19 2006-04-19 Fluid compression and conveyance device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007285257A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4640190B2 (en) Electric pump for hydrogen circulation
US8231363B2 (en) Screw compressor
US11280226B2 (en) Waste heat recovery system
JP2005036769A (en) Wind power generation device
US11686316B2 (en) Integrally geared compressor having a combination of centrifugal and positive displacement compression stages
CN104514715B (en) Convolute-hydrodynamic mechanics
US7024964B2 (en) Hydraulic drive device utilizing electric motor
US20180020895A1 (en) Electrical generator system for use with vehicle mounted electric floor cleaning system
CN108431420B (en) Screw compressor
JP2007285257A (en) Fluid compression and conveyance device
JP4840234B2 (en) Tandem screw compressor
JP2001317376A (en) Auxiliary machine driving unit for gas turbine engine
JP2010144614A (en) Air compressing mechanism of vehicle
JP2005220755A (en) Auxiliary drive engine starter
US20230175517A1 (en) Integrally geared compressor
JP2009263120A (en) Air conditioner layout of work machine
KR20170044802A (en) Electromotive compressor for vehicle
JP2001065486A (en) Pump device
TWI537500B (en) Power transmission system
US20060056991A1 (en) Transmission device for an air compressor
JP2005207326A (en) Reduction gears apparatus of gas turbine power generation equipment
JP2011021540A (en) Screw compressor
JP2011027113A (en) Screw compressor
JPH1047279A (en) Two-stage pump device
JP2003206753A (en) Gas turbine device for machine drive

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110617

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110621

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111101