JP2006501397A - 空冷装置の組み込まれた、電気式に運転される過給空気コンプレッサ - Google Patents

Abstract

空冷装置の組み込まれた、燃焼空気を圧縮するための装置
本発明は、燃焼空気を圧縮するための装置、特に自動車技術的な内燃機関のための燃焼空気を圧縮するための装置であって、ケーシング（１２）が設けられており、第１のケーシング部分（１４）のコンプレッサ室（２８）に配置された少なくとも１つのコンプレッサホイール（３０）が設けられており、コンプレッサホイール（３０）が、流れ方向でみてケーシング（１２）の空気入口（２４）と空気出口（４３）との間に配置されており、ケーシング（１２）の第２のケーシング（１６）に配置された、コンプレッサホイール（３０）を運転するための電動モータ（１８）が設けられている形式のものに関する。
本発明によれば、コンプレッサ室（２８）を空気出口（４３）と接続する、第１のケーシング部分（１２）の周方向で延びる流れ通路（４２）が、電動モータ（１８）を、少なくとも部分的に軸方向で取り囲んでいる。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の、燃焼空気を圧縮するための装置、特に電気式に運転される過給空気コンプレッサに関する。

背景技術
内燃機関の出力密度を、排ガス−ターボチャージャを用いて、燃料を燃焼するのに必要な空気を圧縮することによって高めることが公知である。ターボチャージャはタービンを備えており、タービンは、内燃機関の排ガス流路に配置されていて、内燃機関の過給空気供給路に配置されたコンプレッサを駆動する。

このようなターボチャージャは、その公知の欠点によれば、内燃機関の回転数が低い場合に、応答動作が遅くて満足できるものではない（ターボチャージャラグ；Turboladerloch）。

特に内燃機関の低い回転数領域で過給空気供給を改善するために、ターボチャージャを、電気的な補助駆動装置によって助成することが公知である。このことはたとえばターボチャージャに組み込まれた電動モータによって達成することができる。電動モータは、内燃機関の回転数が低い場合にターボチャージャのコンプレッサの軸を駆動する。このようなターボチャージャのハイブリッド−駆動系は、ターボチャージャの、必然的に耐熱性で鋼から形成されたタービンの高い質量慣性モーメントに基づいて、電動モータの高回転数負荷と、高い所要電力とを必要としている。さらに追加的な電動モータの組込によってターボチャージャの組込容量の増加がもたらされる。

そのようなハイブリッド−駆動系の欠点を回避するために、たとえば米国特許第６０２９４５２号明細書から、別個の、完全に電気的に運転される補助チャージャ（電気的な補助コンプレッサ；elektrischer Zusatzverdichter、ＥＺＶ）を、内燃機関の過給空気供給路において、従来慣用のタービン駆動式のターボチャージャに直列で運転することが公知である。その格別な利点によれば、過給過給空気供給路に対して別個に設けられた電気式の補助コンプレッサは、内燃機関の極めて低い回転数範囲で短時間的に使用するのに適合させることができる。典型的には、電気的な補助コンプレッサは、ターボチャージャの手前で直列に接続されるので、到達可能な過給圧は個々の圧力値の積として生じる。

電気式の補助コンプレッサの短時間的な高回転運転に基づいて、システム要素の強い熱負荷が生じる。過熱のパッシブな導出の他に、電気式の補助コンプレッサを、運転中に吸い込まれた過給空気自体によって冷却することも公知である。アクティブな空冷のために、米国特許第５９０４４７１号明細書には、吸い込まれた過給空気を、先ずモータケーシングに沿って、もしくは直接的にモータケーシングを通って案内して、次いで補助コンプレッサのコンプレッサ室に供給することが提案されている。駆動モータの、吸込開口とは反対側にコンプレッサホイールを配置すること、ならびにモータ自体を通過して空気流を案内することの結果として、パッシブな過給空気コンプレッサのために高い流れ抵抗が生じる。そのようなシステムの欠点によれば、過給空気のために達成できる作用効率が極めて小さい。

ターボチャージャの高い回転数をもたらして、同時にこれに関して専らターボチャージャの搬送作用に基づく過給空気の高い流量をもたらす、内燃機関の高い回転数範囲では、バイパス手段が使用され、これによって過給空気はもはや必要でない補助コンプレッサを迂回して直接的にターボチャージャのコンプレッサに供給される。したがって電気式の補助コンプレッサは、パッシブな運転状態で、ターボチャージャによって吸い込まれる過給空気のできるだけ小さい流れ抵抗を有する必要がある。

米国特許第５９０４４７１号明細書から、バイパス通路を電気式の補助コンプレッサに組み込むことが公知である。米国特許第５９０４４７１号明細書では、フラップ弁が用いられており、フラップ弁は過給空気流をバイパス通路に変向するので、過給空気流は、コンプレッサ室と、電気式に運転されるターボコンプレッサの、コンプレッサ室に配置されたコンプレッサホイールとを介して案内されない。そのようなフラップ制御式のバイパス手段は、補助コンプレッサの流れ技術的な要求に関して適当でなく、しかも過給空気コンプレッサに関する全システムの組付、サイズおよびコストの要求を考慮すると極めて手間がかかり高価なものである。

特に米国特許第５９０４４７１号明細書によるバイパス手段では、補助コンプレッサに比較的大きい流れ抵抗が生じる。なぜならば特に流れ通路に、形成されたフラップ弁によって、乱流動作をもたらすエッジおよび縁部が存在するからである。

したがって本発明の課題は、電気的な補助コンプレッサを改良して、アクティブな運転状態でもパッシブな運転状態でもできるだけ小さな流れ抵抗で構成要素の空冷を達成するようなものを提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部に記載した構成手段を有する、燃焼空気を圧縮するための装置によって解決される。有利な改良系および実施形態は、従属請求項の記載から明らかである。

発明の利点
本発明による、請求項１の特徴部に記載した構成手段を有する、電気式に駆動される過給空気コンプレッサは、従来技術で生じた欠点を回避して、電気式のターボコンプレッサを、内燃機関の過給空気供給路においてたとえばターボチャージャと直列で運転することができ、ここでは本発明による補助コンプレッサは、アクティブな運転状態でもパッシブな運転状態でも空冷される。有利には、空冷は、電気式の補助コンプレッサの比較的高い流れ抵抗を回避して実現される。

本発明による、燃焼空気を圧縮するための装置は、第１のケーシング部分を有するケーシングを備えており、第１のケーシング部分において、ケーシングのコンプレッサ室に少なくとも１つのコンプレッサホイールが配置されており、コンプレッサホイールは流れ方向でみてケーシングの空気入口と空気出口との間に配置されている。さらに本発明による補助コンプレッサのケーシングは第２のケーシング部分を備えており、第２のケーシングに、コンプレッサホイールを運転するための電動モータが配置されている。コンプレッサ室を出口通路と接続する、ケーシングの周方向で延びる流れ通路が少なくとも部分的に電動モータを包囲することによって、圧縮された過給空気流と、コンプレッサを駆動する電動モータとの間の熱的な結合が達成される。

本発明の有利な改良系および実施形態は、従属請求項に記載の特徴によって達成される。

本発明による補助コンプレッサでは、圧縮された過給空気の流れ通路は、次のように形成されていて、つまり流れ通路と電動モータとの間、もしくは流れ通路と、電動モータを収容する第２のケーシング部分との間で熱結合が生じるように形成されている。

有利には第２のケーシング部分は、少なくとも部分的に熱伝導性の材料、たとえば金属から形成されている。

本発明による補助コンプレッサの、熱伝導性の極めて良好でコンパクトな実施形態によれば、流れ通路が、主に第２のケーシング部分自体に形成されている。本発明による電気式の補助コンプレッサでは、コンプレッサのコンプレッサ室とコンプレッサの出口開口との間の、螺旋形に形成された接続通路は、従来技術の構成に対して、駆動用電動モータの方向に「反転」されている。したがって懸架している、つまり駆動装置のケーシングに巻き付くようなボリュート（コンプレッサ螺旋部）によって、モータおよび電子装置の最適な冷却がもたらされる。本発明によれば、空気を案内するケーシングの、特に有利な流れ形状は、真っ直ぐな、つまり軸方向の入口と、ケーシングの周に沿って配置された螺旋形の出口とによって得られる。

本発明による補助コンプレッサの特に有利な実施形態によれば、流れ通路（ボリュート）が、金属製のモータケーシングの一部として形成されている。補助コンプレッサのアクティブな運転状態でもパッシブな運転状態でも、ボリュートを通る高い空気質量流量によって、コンプレッサのための駆動モータが内蔵されている場合に、金属体の最適な冷却がもたらされる。駆動用電動モータの他に、モータケーシングには、モータもしくはコンプレッサ制御装置の、冷却しようとする電子素子を収容するコンパートメントを形成することもできる。

有利には、モータケーシングは、コンプレッサケーシングの周に沿って配置された流れ通路の内径よりも小さな直径を有している。このようにして本発明によるコンプレッサの構成容量を付加的に増加せずに、電動モータもしくは電動モータを収容するケーシングを、流れ通路によって少なくとも部分的に軸方向で包囲することができる。

本発明による補助コンプレッサの極めてコンパクトな構成サイズは、流れ通路がコンプレッサホイールの高圧側に配置されていることによっても達成される。特に流れ通路（ボリュート）は、コンプレッサホイールの、入口通路とは反対側に配置することができる。流れ通路のこのような実施形態によって、コンプレッサケーシング、もしくはコンプレッサホイールを駆動する電動モータの効果的な空冷が達成され、それも冷却効果に関する特別な流れ変向は必要でない。むしろ螺旋形のボリュートの構成をした最適な流れ案内は、有利には、ケーシング冷却に使用することもできる。

本発明による補助コンプレッサの流れ抵抗を、パッシブな運転状態でも、つまり電動モータの遮断状態でもできるだけ小さく維持するために、本発明によるコンプレッサは、バイパス通路を備えており、バイパス通路は、コンプレッサの入口通路を直接的に流れ通路（ボリュート）と接続する。流れ通路がバイパス通路を介してケーシングの入口通路と接続可能であることによって、本発明による流れ通路の形状は、パッシブな運転状態でも大きな冷却効果を達成する。したがって有利には、本発明による補助コンプレッサでは、アクティブな運転状態でもパッシブな運転状態でも、構成要素を冷却するのに同じ流れ通路を利用することができる。電気式の補助コンプレッサの大部分の運転状態を成すパッシブな運転状態では、補助コンプレッサは、専ら空気流をできるだけ小さな流れ抵抗で通過させる役割を有している。この場合後続使用を目的としてできるだけ低い運転温度にするために、構成要素は通流する空気を利用することができる。

有利には、本発明によるコンプレッサは、電動モータのアクティブな状態でバイパス通路を閉鎖する手段を備えている。バイパス通路を閉鎖する簡単で確実な構造形式では、半径方向でコンプレッサホイールから流出する空気の渦は、たとえばコンプレッサのディフューザに配置された羽根を介してバイパス通路を閉鎖するために利用される。この場合バイパス通路は、コンプレッサの入口通路に向いた側でも、流れ通路（ボリュート）に向いた側でも閉鎖される。流れ通路を両側で閉鎖することによって、有利には、バイパス通路の入口で空気渦流を実現し、ひいてはコンプレッサのアクティブな運転状態で比較的高い流れ抵抗を実現することができる。

さらに本発明による圧縮装置は、電動モータの非アクティブ状態でバイパス通路をできるだけ迅速かつ確実に開放する手段、特に弾性的な手段を備えている。バイパス通路の大きな流れ横断面に基づいて、本発明による補助コンプレッサは、パッシブな運転状態で、極めて小さな流れ抵抗しか有していない。このことによって補助コンプレッサのパッシブな運転状態でも、内燃機関もしくは過給空気供給路の全システムの有利な作用効率が得られる。

本発明による、燃焼空気を圧縮するための装置によって、自動車の過給空気のための、電気的に駆動される補助コンプレッサが実現され、補助コンプレッサは、効果的な冷却、特に吸い込まれた過給空気による冷却を実現し、比較的高い空気抵抗は生じない。空冷は、過給空気コンプレッサのアクティブな運転状態でもパッシブな運転状態でも実現され、有利には同じ通路を通って実現されるので、高回転で運転される電気式の補助コンプレッサのための熱負荷は小さく維持することができる。

本発明の装置の別の利点は、以下の実施例の説明および図面に記載した。

実施例の説明
次に本発明の実施例を図示し、詳しく説明する。図面、実施例の説明ならびに請求の範囲には、多くの特徴を組み合わせて記載した。専門家はこれらの特徴を個別的にみなして、有利な別の組み合わせを形成することができる。

図１には、本発明による、燃焼空気を圧縮するための装置の第１の実施例を概略的に示した。コンプレッサ１０はケーシング１２を備えており、ケーシング１２は、図１の実施例では複数部分から形成されている。コンプレッサのケーシングは、以下に圧縮装置のコンプレッサ部分とも記載する、圧縮装置の実質的なコンプレッサヘッド２２のための第１のケーシング部分１４と、第２のケーシング部分１６とを備えており、第２のケーシング部分１６は、コンプレッサのための駆動手段を包囲していて、かつ図１の実施例では、主に所属の電子素子を含んだ、コンプレッサを駆動する電動モータ１８を収容している。図１に示した実施例のコンプレッサの第２のケーシング部分１６は、製作的な理由から、３つの構成部分から形成されている。第２のケーシング部分１６は、極ポットもしくは管体として形成された、電動モータ１８の実際のモータケーシング１７と、軸方向でコンプレッサヘッド２２とモータケーシング１７との間に配置されたディフューザリング１９と、コンプレッサを制御するための電子素子のためのコンパートメント５２およびコンプレッサの流れ通路の一部を有する第３のケーシング部分１５とを備えている。

さらにケーシング１２は、第２のケーシング部分１６を閉鎖する底部２０を備えており、底部２０は圧縮装置のモータ部分に対する簡単なアプローチを実現し、かつコンプレッサホイールの駆動軸の支承部を支持している。

コンプレッサ１０のコンプレッサヘッド２２は、軸方向の吸込を有する遠心コンプレッサとして形成されている。コンプレッサヘッド２２のための第１のケーシング部分１４は、入口通路２４を備えた、鐘状もしくはホッパ状の構造を有しており、入口通路２４は、第１のケーシング部分１４の入口管片２６によって形成されている。

第１のケーシング部分１４には、コンプレッサ室２８が形成されており、コンプレッサ室２８にはコンプレッサホイール３０が配置されている。コンプレッサホイール３０は、コンプレッサ１０の第１のケーシング部分１４の入口通路２４に対して同心的に配置されている。コンプレッサホイール３０は、扁平な下面３２を備えており、下面３２は、コンプレッサ１０の第２のケーシング部分１６に、とりわけディフューザリング１９に向いている。コンプレッサホイール３０の、下面３２とは反対側の上面には、公知の形式で、３次元的に形成された羽根の構成をしたコンプレッサ構造体３４が設けられている。コンプレッサ１０の入口通路２４から、第１の流れ通路３６は、コンプレッサの軸方向でコンプレッサ室２８に延びている。コンプレッサの運転中に第１の流れ通路３６を通って吸い込まれる過給空気は、コンプレッサホイール３０によって加速されて、半径方向外向きに押し付けられる。半径方向の端部３８でコンプレッサ室２８は、ラジアルディフューザ４０に移行する。ラジアルディフューザ４０は、流れ通路に開口しており、流れ通路４２は、螺旋形部材としてケーシング１２の周に沿って持続的に拡張して、圧縮された過給空気のための捕集装置として作用する。螺旋形の流れ通路「ボリュート」４２がコンプレッサの周方向でみて始端部に接触する箇所で、流れ通路４２はコンプレッサのケーシング１２から接線方向で離間して延びている。ラジアルディフューザ４０は同様に接線方向で流れ通路４２に終わっている。したがってディフューザリング１９は、コンプレッサホイール３０に向いた側の上面で空気をコンプレッサホイールから流れ通路４２に搬送し、同時にこの空気によって冷却される。ここではディフューザリング１９は、コンプレッサのバイパス通路のための制御フード６０の下面と共にリングディフューザを成し、リングディフューザは、空気流を減速させて、したがって圧力を形成する。さらにディフューザリング１９は、同時に電動モータ１８の駆動軸のためのエンドシールドとして作用する。

本発明によるコンプレッサの、図１に示した実施例では、流れ通路４２の、図面で上側の、つまりコンプレッサヘッド２２に向いた部分は、コンプレッサの第１のケーシング部分１４と、第２のケーシング部分１６のディフューザリング１９とによって形成されているので、ディフューザリング１９は流れ通路４２における空気によっても冷却することができる。

本発明の圧縮装置では、流れ通路（ボリュート）４２は、軸方向で反転されていて、したがって電動モータ１８の第２のケーシング部分１６に向けられている（一般的に従来技術による適当なコンプレッサにおけるボリュートは、ラジアルディフューザの上方で、吸込側に向かって接続されている）。図１の実施例による流れ通路４２は、コンプレッサ１０の第２のケーシング部分１６に形成されていて、かつ軸方向でコンプレッサホイールに続いている。有利には、第２のケーシング部分１６は、コンプレッサを駆動する電動モータ１８を取り囲んでいて、かつ熱伝導良好の材料から成っている。特にこのケーシング部分は、金属、たとえばアルミニウムから製作されていてよい。このケーシング部分は流れ通路４２と、駆動系の電子素子５４のための支持体（電子素子用コンパートメント）５２とを備えている。この場合流動路４２を通流する空気は、一方ではディフューザリング１９を介して電動モータ１８を冷却し、また他方では電子素子用コンパートメント５２における電子素子５４を冷却する。

コンプレッサの流れ通路４２は、様々な横断面形状で形成することができる。ほぼ楕円形の横断面が有利である。図１に示した実施例では、楕円形の横断面形状の半軸の大きさで、僅かな差異が存在するだけである。別の実施例では、楕円率を際だたせることができる。したがってたとえば通路の描く楕円の長軸がコンプレッサの駆動軸に対して平行に延びるように、流れ通路４２を形成しかつ配置することもできる。このようにしてモータケーシング１７を、流れ通路４２の空気流によって大きな面積で冷却することができる。本発明によるコンプレッサは、流れ通路４２に関して楕円の横断面プロフィールの使用に制限されるものではない。円形または別の横断面形状も同様に使用可能である。

駆動モータ１８は、ステータ４４と、駆動軸４６に結合されたロータ４８とを備えていて、かつ流れ通路４２の内径よりも小さな直径を有して形成されている。このようにしてケーシング１２の周方向で延びる、電動モータに向かって反転された流れ通路４２は、電動モータ１８を周方向で完全に包囲して、かつ軸方向で少なくとも部分的に取り囲むことができる。

流れ通路４２の、電動モータ１８に向いた下位部分は、ケーシング部分１５もしくはケーシング部分１９に形成されている。製作技術的な理由から、第２のケーシング部分１６は複数の部分から形成されている。さらにケーシング部分１５は、モータ制御装置の電子素子のための支持体５２を備えている。流れ通路４２における高い空気質量流量によって、ケーシング部分１５の金属体５０の最適な冷却がもたらされる。したがって金属の良好な熱伝導率によって、第２のケーシング部分１５に形成された電子装置用コンパートメント５２の良好な冷却がもたらされる。さらに駆動モータ１８は、半径方向でケーシング部分１５によって包囲されたケーシング１７で、追加的に金属体５０によって冷却される。

有利には、電動モータ１８を制御するかもしくはコンプレッサ１０を運転するための電力用電子装置の電子素子５４は、金属体５０と熱的にコンタクトされている。このために熱伝導手段を備えているかまたは備えていない、電子素子と、特に高い伝力損失を生ぜしめる電力用半導体とは、直接ケーシング部分１５に取り付けることができる。このようにして良好な熱伝達経路、つまり電子素子５４から流れ通路４２内に存在する空気への高い熱流を実現することができる。電子装置コンパートメント５２はカバー５６を備えており、カバー５６は、場合によっては外面５７における適当な開口によって、周囲との追加的な熱交換をもたらすことができる。追加的に電動モータのケーシング部分１７は、既に記載したように、ディフューザリング１９およびケーシング部分１５と熱的に強く結合されているので、モータによって形成された熱はこの経路を通って良好に導出することができる。

図２および図３には、専ら駆動モータに関して幾分か変更されたコンプレッサ１１を示した。コンプレッサ１０，１１のアクティブな運転状態では、電動モータ１８は駆動軸４６を介してコンプレッサ室２８におけるコンプレッサホイール３０を駆動する。図２および図３の実施例では、コンプレッサ１１のケーシング１６は一体的に形成されている。このことは製作技術的に有利ではないが、しかしながら流れ通路４２の空気によるモータ１８および電子素子５４の最適な冷却を生ぜしめる。

コンプレッサ１０，１１のアクティブ状態もしくはパッシブ状態におけるそれぞれ異なる質量流量に対する適合は、制御フード６０によって行われ、制御フード６０は、第１のケーシング部分１４において、コンプレッサの入口管片２６とコンプレッサ室２８との間で鐘状に配置されている。入口管片２６から、ほぼ接線方向でバイパス通路６２が分岐しており、バイパス通路６２は入口通路２４と流れ通路４２との間の接続を実現する。この場合バイパス通路６２は、ラジアルディフューザ４０の出口領域に通じており、ラジアルディフューザはその位置で直接流れ通路４２に移行している。

ラジアルディフューザ４０には羽根６４が配置されており、羽根６４は制御フード６０と機械的に作用結合している。コンプレッサのアクティブ状態では、コンプレッサホイール３０からラジアルディフューザ４０に通流する圧縮された空気の渦流は、ディフューザに存在する羽根６４によって、制御フード６０を、コンプレッサホイールの回転方向で負荷する。制御フード６０は、ケーシング１４に支承されていて、それも所定の角度だけ空気渦流によって回動して、バイパス通路６２を、窓６６の回動によって、または適当な別の閉鎖エレメント６８によって閉鎖するように支承されている。この場合吸い込まれた圧縮空気は、入口管片２６から直接的にコンプレッサ室２８に達し、コンプレッサ室２８内で圧縮空気はコンプレッサホイール３０によって加速され、したがって圧縮される。流れ通路４２を介して、空気は、出口通路４３に向かって搬送される。この場合本発明によるコンプレッサ１０，１１では、バイパス通路６２の両側は、つまりバイパス通路６２の、入口通路２４に向いた始端部も、ラジアルディフューザ４０に向いた終端部も、閉鎖エレメント６８もしくは制御フード６０における窓６６の回動によって閉鎖される。このようにしてたとえばラジアルディフューザに通じるバイパス通路の開口に形成される恐れのある渦流形成を回避することができる。そのような渦流形成は、比較的高い流体抵抗を成し、かつ達成しようとする有利で損失の僅かな流れに不都合に作用するものである。

制御フード６０は、ケーシング１４内で支承されていて、それも所定の角度だけ、羽根６４に作用する空気渦流によって回動して、制御フード６０とケーシング１４との間に設けられたばね装置７０を緊締するように支承されている。

コンプレッサ１０，１１の電気式の駆動装置１８が遮断されると、ばね装置７０は、制御フード６０を図３に示した出発位置に回動して戻す戻しモーメントを及ぼし、したがって閉鎖エレメント６８はバイパス通路６２の終端部から離間して、バイパス通路を開放する。

図３には、本発明による圧縮装置をバイパス通路６２の開放状態で示した。たとえば後置の排ガス−ターボチャージャによって吸い込まれる圧縮空気は、入口通路２４と第１の流れ通路３６とを介して、本発明によるコンプレッサの制御フード６０に到達して、そこから窓エレメント６６を介して、開放されたバイパス通路６２に到達する。大きな流動横断面に基づいて、入口通路２４および窓６６でも、ならびにバイパス通路６２でも、パッシブな補助コンプレッサを通流する空気は、僅かな流れ抵抗しか受けず、ほとんど妨害されずに流れ通路４２に到達し、そこからコンプレッサ１０，１１の出口４３に到達する。搬送経路上で、流れ通路４２によって、吸い込まれた空気は、特に駆動モータ１８の配置された第２のケーシング部分１６の効果的な冷却を実現する。コンプレッサ１０，１１は、パッシブな運転形式で、通流する空気を利用して、次に使用するために、できるだけ低い運転温度にすることができる。

記載の圧縮装置によって、有利には、吸込空気を用いて、吸い込まれる過給空気の流れを流れ技術（流体力学）的に最適に形状付与することを断念せずに、駆動用電動モータの冷却も、電気的に作動される補助コンプレッサの所属の電子装置の冷却も実現することができる。両方の運転形式では、圧縮装置によって、有利で損失の少ない流れを形成することができ、これによってここでは所属の過給空気供給を用いた内燃機関の有利な作用効率が得られる。本発明による、流れ技術的に最適な流れ通路の配置構造によって、本発明によるコンプレッサのパッシブな運転状態でバイパス通路を使用する場合でも、できるだけ大きな流れ横断面を維持して、圧縮装置の電子素子の理想的な冷却を実現することができる。

本発明による、電気式に駆動される過給空気コンプレッサは、図示した実施例に制限されるものではない。特に圧縮装置は、単個のコンプレッサホイールの使用に制限されるものではない。

本発明の過給空気コンプレッサは、組み込まれたバイパス通路のための制御フードの使用に制限されるものではない。

本発明による、電気的に運転される過給空気コンプレッサを概略的に示した断面図である。 本発明による過給空気コンプレッサの選択的な実施例をバイパス通路の閉鎖状態で示した断面図である。 図２に示した過給空気コンプレッサをバイパス通路の開放状態で示した断面図である。

符号の説明

１０，１１ コンプレッサ、 １２ ケーシング、 １４ ケーシング部分、 １５ ケーシング部分、 １６ ケーシング部分、 １７ モータケーシング、 １８ 電動モータ、 １９ ディフューザリング、 ２０ 底部、 ２２ コンプレッサヘッド、 ２４ 入口通路、 ２６ 入口管片、 ２８ コンプレッサ室、 ３０ コンプレッサホイール、 ３２ 下面、 ３４ コンプレッサ構造体、３６ 流れ通路、 ３８ 端部、 ４０ ラジアルディフューザ、 ４２ 流れ通路、 ４３ 出口通路、 ４４ ステータ、 ４６ 駆動軸、 ４８ ローラ、 ５０ 金属体、 ５２ コンパートメント、 ５４ 電子素子、 ５６ カバー、 ５７ 外面、 ６０ 制御フード、 ６２ バイパス通路、 ６４ 羽根、 ６６ 窓、 ６８ 閉鎖エレメント、 ７０ ばね装置

Claims (16)

1. 燃焼空気を圧縮するための装置、特に自動車技術的な内燃機関のための燃焼空気を圧縮するための装置であって、
   ケーシング（１２）が設けられており、
   第１のケーシング部分（１４）のコンプレッサ室（２８）に配置された少なくとも１つのコンプレッサホイール（３０）が設けられており、該コンプレッサホイール（３０）が、流れ方向でみてケーシング（１２）の空気入口（２４）と空気出口（４３）との間に配置されており、
   ケーシング（１２）の第２のケーシング（１６）に配置された、コンプレッサホイール（３０）を運転するための電動モータ（１８）が設けられている形式のものにおいて、
   コンプレッサ室（２８）を空気出口（４３）と接続する、第１のケーシング部分（１２）の周方向で延びる流れ通路（４２）が、電動モータ（１８）を、少なくとも部分的に軸方向で取り囲んでいることを特徴とする、燃焼空気を圧縮するための装置。
2. 流れ通路（４２）が、電動モータ（１８）および／または第２のケーシング部分（１６）と熱的に結合されている、請求項１記載の装置。
3. 電子素子が主に流れ通路（４２）を介して放熱されるように、電子素子（５４）、特に駆動用電動モータ（１８）のモータ電子装置の電子素子が、第２のケーシング部分（１６）に組み込まれている、請求項１または２記載の装置。
4. 第２のケーシング部分（１６）が、少なくとも部分的に熱伝導性の材料から形成されている、請求項２または３記載の装置。
5. 第２のケーシング部分（１６）が、ディフューザリング（１９）を備えており、該ディフューザリング（１９）が、流れ通路（４２）の画設部の一部を成していて、かつ熱的に電動モータ（１８）と結合されている、請求項４記載の装置。
6. 流れ通路（４２）が、主に第２のケーシング（１６）に形成されている、請求項２記載の装置。
7. 流れ通路（４２）が、第２のケーシング部分と一体的に形成されている、請求項６記載の装置。
8. 流れ通路（４２）が、コンプレッサホイール（３０）の高圧側に配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 流れ通路（４２）が、コンプレッサホイール（３０）の、空気入口（２４）とは反対側に配置されている、請求項８記載の装置。
10. 流れ通路（４２）が、ケーシング（１２）の周方向に向いた横断面を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 流れ通路（４２）が、実質的に楕円の横断面を有しており、楕円の長軸が、実質的に電動モータ（１８）の駆動軸（４６）に対して平行に延びている、請求項１０記載の装置。
12. 流れ通路（４２）が、バイパス通路（６２）を介して、コンプレッサホイール（３０）を迂回して、ケーシング（１２）の空気入口（２４）と接続可能になっている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 電動モータ（１８）のアクティブ状態でバイパス通路（６２）を閉鎖する手段（６４，６８）が設けられている、請求項１２記載の装置。
14. 前記閉鎖手段（６４，６８）が、自動的に作動するようになっている、請求項１３記載の装置。
15. 前記閉鎖手段（６４，６８）が、空気式に作動するようになっている、請求項１３または１４記載の装置。
16. 電動モータ（１８）の非アクティブ状態でバイパス通路（６２）を開放する手段（７０）、特に弾性的な手段が設けられている、請求項１２から１５までのいずれか１項記載の装置。

Images