JP7168515B2 - 流体コンプレッサーを備える燃料電池 - Google Patents
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Description
2 ケース
4 電子部品
5 流体入口
6 圧縮流体出口
7 シャフト
8 第1の圧縮車
10 第2の圧縮車
12 モーター
14 ステーター
16 ローター
18 表側半径方向ベアリング
22 裏側半径方向ベアリング
24 軸方向ベアリング
26 表側半径方向ベアリングブラケット
28 裏側半径方向ベアリングブラケット
34 第1の溝
38 表側ベアリングOリングジョイント
40 第5の溝
50 内側ハウジング
52 内壁
54 チャネル
55 凹み
62 上側内面
64 プレート
66 細長材ばね
68 ボア穴
100 燃料電池
32、36 第2の溝
60a、60b 空洞
AA 長手軸
Claims (14)
- 流体入口(5)と圧縮流体出口(6)があるケース(2)を有する2段構成の流体コンプレッサー(1)を備える燃料電池(100)であって、
前記ケースは、長手軸(AA)のまわりを回転可能にマウントされたシャフト(7)と、及び前記シャフト(7)上にて裏側と裏側が対向するようにマウントされた第1の圧縮車(8)と第2の圧縮車(10)とを収容し、
前記第1の圧縮車(8)は第1の圧縮段を形成し、前記第2の圧縮車(10)は第2の圧縮段を形成し、前記第1の圧縮車(8)と前記第2の圧縮車(10)の間に、前記シャフト(7)を回転させるように構成しているモーター(12)が配置されており、前記モーター(12)は、ステーター(14)とローター(16)を備え、
前記ケース(2)は、前記長手軸(AA)と同軸に広がっており内部に少なくとも前記モーター(12)が配置されている貫通内側ハウジング(50)を形成しており、
前記内側ハウジング(50)には、少なくとも内壁(52)と前記モーター(12)の間のチャネル(54)を前記モーター(12)とともに形成するように構成している内壁(52)があり、
前記チャネル(54)は、前記第1の圧縮段と前記第2の圧縮段の間の前記長手軸(AA)に沿って位置している、前記流体コンプレッサー(1)の部品が前記チャネル(54)を形成するように大きさを有し構成されて、これにより、表側カバー(3b)と軸方向ベアリングブラケット(30)の間、表側半径方向ベアリングブラケット(26)と内壁(52)の間、前記モーター(12)のフェライト素子(14b)と前記内壁(52)の間、裏側半径方向ベアリングブラケット(28)と内壁(52)間、巻き(29)と内壁(52)間、そして、裏側カバー(3c)と巻き(29)の間に前記長手軸(AA)に沿って広がっており、前記チャネル(54)内を流れる前記第1の圧縮段により圧縮された圧縮対象流体が前記モーター(12)のフェライト素子(14b)を冷却し、さらに、オリフィス(57a;57b)によって流れをわずかに偏向させて、前記圧縮対象流体が前記モータ(12)に入り該モータ(12)のステーター(14)とローター(16)の間を流れるようにして前記モーター(12)を冷却することを可能にする少なくとも1つのオリフィス(57a)と、前記モータ(12)を冷却した後該モータ(12)から出た圧縮対象流体が前記チャネル(54)に再び合流することを可能にする少なくとも1つのオリフィス(57b)とが設けられており、
前記ケース(2)には、その表面において、前記流体コンプレッサー(1)の少なくとも1つの電子部品を受けるように構成している少なくとも1つの一体化されたハウジングを形成する少なくとも1つの空洞(60a、60b)があり、
前記一体化されたハウジングは、前記内壁(52)の方に広がっており、これによって、前記チャネル(54)内を流れる圧縮対象流体によって前記電子部品(4)を前記内壁(52)を介して冷却することが可能になる
燃料電池。 - 前記内側ハウジング(50)の前記内壁(52)は、環状の断面を有し、
前記モーター(12)の外面には、凹み(55)があり、
前記凹み(55)は、圧縮対象流体を流すための前記チャネル(54)を前記内壁(52)とともに形成している
請求項1に記載の燃料電池。 - 前記ケース(2)には、その上側内面(62)を形成する同じ表面上にて、いくつかの空洞(60a、60b)があり、各空洞(60a、60b)は、前記流体コンプレッサー(1)の電子部品を受けるように構成している一体化されたハウジングを形成しており、
前記空洞(60a、60b)は、前記ケース(2)の前記内壁(52)の上または側方に配置されている
請求項1又は2に記載の燃料電池。 - 前記空洞(60a、60b)は、圧縮対象流体を流すチャネル(54)に少なくとも部分的に沿って長手方向に広がっており、これによって、長手方向に広がっている一体化されたハウジングを形成する
請求項1~3のいずれかに記載の燃料電池。 - 前記流体コンプレッサー(1)は、前記流体コンプレッサー(1)の電子部品(4)を受けるように構成している少なくとも1つのプレート(64)を備え、
前記プレート(64)は、その下面上にて、少なくとも長手方向に延在している電子部品(4a、4b)を担持しており、
前記プレート(64)は、前記プレート(64)の下面に長手方向に延在している前記電子部品(4a、4b)がそれぞれ、圧縮対象流体を流す前記チャネル(54)に少なくとも部分的に沿って長手方向に広がっている対応する一体化されたハウジング内に収容されるように、前記ケース(2)の上側内面(62)の上に位置している
請求項4に記載の燃料電池。 - 前記一体化されたハウジングには、前記一体化されたハウジング内に配置された電子部品(4a)が前記一体化されたハウジングの壁に対向するように前記内壁(52)の方向に配置し続けるように構成している細長い材料から形成されたばね(66)がある
請求項1~5のいずれかに記載の燃料電池。 - 前記流体コンプレッサー(1)には、前記ケース(2)の上面(2a)を閉じる上側カバー(3a)があり、
前記上側カバー(3a)は、前記電子部品(4)の側に配置されている
請求項1~6のいずれかに記載の燃料電池。 - 前記シャフト(7)は、少なくとも表側半径方向ベアリング(18)、裏側半径方向ベアリング(22)及び軸方向ベアリング(24)によって、前記ケース(2)にマウントされている
請求項1~7のいずれかに記載の燃料電池。 - 前記チャネル(54)内を流れている圧縮対象流体が前記表側半径方向ベアリング(18)、前記裏側半径方向ベアリング(22)及び前記軸方向ベアリング(24)のそれぞれの近傍において流れることを可能にするように構成している少なくとも1つのオリフィス(59a)と、及び圧縮対象流体が前記表側半径方向ベアリング(18)、前記裏側半径方向ベアリング(22)、前記軸方向ベアリング(24)を冷却した後に前記チャネル(54)に再び合流することを可能にするように構成している前記少なくとも1つのオリフィス(57b)が形成されている
請求項8に記載の燃料電池。 - 前記軸方向ベアリング(24)は、空気力学的ベアリングであり、
前記軸方向ベアリングの面の少なくとも1つには、空気膜を作るように構成している空気膜形成用の第1の溝(24a)がある
請求項8又は9に記載の燃料電池。 - 前記表側半径方向ベアリング(18)と前記裏側半径方向ベアリング(22)は、空気力学的ベアリングであり、
前記シャフト(7)には、前記表側半径方向ベアリング(18)と前記裏側半径方向ベアリング(22)に対向する位置に、空気膜を作るように構成している空気膜形成用の第2の溝(32)がある
請求項8又は9に記載の燃料電池。 - 前記流体コンプレッサー(1)は、前記シャフト(7)のまわりにてそれぞれ前記モーター(12)の表側と裏側に配置されるように構成している表側半径方向ベアリングブラケット(26)と裏側半径方向ベアリングブラケット(28)を備え、
前記表側半径方向ベアリングブラケット(26)には、前記表側半径方向ベアリング(18)に形成されたジョイント受容用の第2の溝(36)に対向するように配置されているジョイント受容用の少なくとも第1の溝(34)があり、
前記ジョイント受容用の第1の溝(34)と前記ジョイント受容用の第2の溝(36)は、表側ベアリングOリングジョイント(38)を受けるように構成しており、
前記裏側半径方向ベアリングブラケット(28)には、前記裏側半径方向ベアリング(22)に形成されたジョイント受容用の第4の溝に対向するように配置されているジョイント受容用の少なくとも第3の溝があり、
前記ジョイント受容用の第3の溝と前記ジョイント受容用の第4の溝は、裏側ベアリングOリングジョイントを受けるように構成している
請求項8~11のいずれかに記載の燃料電池。 - 前記表側半径方向ベアリングブラケット(26)には、空気を通過させるために設けられた第5の溝(40)があり、
前記裏側半径方向ベアリングブラケット(28)には、空気を通過させるために設けられた第6の溝がある
請求項12に記載の燃料電池。 - 前記ケース(2)には、前記モーター(12)と前記電子部品(4)の間でケーブルの通過を可能にするように構成しているボア穴(68)があり、
前記ボア穴(68)は、シールされている
請求項1~13のいずれかに記載の燃料電池。
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