JP7093724B2 - ロータ冷却を用いた電気圧縮装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータ冷却を用いた内燃機関用電気圧縮装置に関する。

最近世代のますます多くの車両には、圧縮装置が装着されている。目標需要および法的要件を達成するためには、完全なドライブトレインの開発を促進し、個々の構成要素のみならず、それらの信頼性および効率に対してシステム全体を最適化することが必須的である。

公知された例は、例えば、タービンホイールが内燃機関の排気ガス流れによって駆動される排気ガスターボチャージャを含む。共通のシャフト上にタービンホイールとともに配置された圧縮機ホイールは、エンジン用の新鮮な吸入空気を圧縮する。この手段によって、燃焼のためにエンジンに利用可能な空気または酸素の量が増加され、終局には内燃機関の性能向上を誘導する。排気ガスターボチャージャの短所は、その回転速度または性能が排気ガス流れに依存し、したがって、エンジン負荷に依存することである。特に、低いエンジン速度において、これは排気ガスターボチャージャの有効性および効率に悪影響を及ぼし得る。

排気ガスターボチャージャの代案は、ｅブースタ（ｅＢｏｏｓｔｅｒ）とも呼ばれる電気ターボチャージャにより提示されている。これらのターボチャージャにおいて、圧縮機ホイールが配置されるシャフトは、エンジンからまたはタービンホイールを介した排気ガス流れによって駆動されるのではなく、その代わりに、シャフトを駆動する電気モータによって駆動される。この目的のために、ロータは、ロータの周りにステータを具備したシャフト上に配置される。シャフト、ロータ、およびステータは、ステータハウジングに囲まれている。高負荷で、および性能ピークの間、これらの構成要素は強く発熱する。極めて高いターボチャージャの温度を防止するために、ステータハウジング内のステータを冷却するための冷却材が供給される冷却ダクトを提供することが公知されている。しかし、これらのターボチャージャにおいては、冷却されていないロータの領域で依然として高温が発生する。これは需要ピークにおける性能を制限する。これは、排気ガスターボチャージャおよび電気ターボチャージャから製造されたハイブリッドバージョンのような電気または電気的に支援される圧縮装置にも同一に適用され、ここで圧縮機ホイールの駆動は、タービンホイールを介した排気ガス流れと、最も多くの場合にはタービンホイールと圧縮機ホイールとの間でシャフト上に配置された電気モータを介した排気ガス流れの両方によって可能になる。

したがって、本発明の目的は、ロータの冷却を可能にする内燃機関用圧縮装置を提供することである。

本発明は、請求項１に記載による内燃機関用圧縮装置に関する。

本発明による圧縮装置は、シャフト、シャフト上に装着された圧縮機ホイール、ステータハウジングおよびステータを有し、ステータは、ステータハウジング内に配置される。圧縮装置は、シャフト上に回転可能に固定配置されてステータによって囲まれているロータ、およびロータを冷却するためにステータハウジング内で循環する気流（ａｉｒ ｆｌｏｗ）を発生させるようにシャフトとの共通回転のために配置される第１ファン装置をさらに含む。この手段により、冷却気流がファン装置によってロータを通って案内される点で、ロータによって発生された熱がより良好に放出されるため、より長いブースト段階が可能になり、圧縮装置の過熱が防止され得る。したがって、ロータおよびその磁石に対して一般的により低い熱負荷が発生する。特に、需要ピークの間、ロータ冷却を用いない従来の圧縮装置／ｅブースタによるものより、本発明による圧縮装置によってより高い効率が提供される。循環気流はまた、シャプト用軸受に対する軸受シート（ｓｅａｔ）から、特に再冷却された空気が流れる軸受の軸受シートから、さらに熱を放出し得る。軸受はまた、シートの周りの流れによって間接的に冷却される。

実施形態において、気流は、ロータとステータとの間でロータに沿って軸方向に案内されてもよい。特に、気流は、圧縮機ホイールの方向にロータに沿って案内され得る。

前述したすべての実施形態と組合せ可能な実施形態において、気流は、ステータとステータハウジングとの間でおよび／またはステータハウジングを通って軸方向後側に案内され得る。したがって、気流は、ロータとステータとの間で循環しながら熱を吸収した後に、ステータハウジングで熱を放出する。

前述したすべての実施形態と組合せ可能な実施形態において、気流が案内される少なくとも１つのダクトがステータハウジング上におよび／または内に設けられていてもよい。少なくとも１つのダクトは、溝および／または穴として構成されてもよい。特に、少なくとも３つのダクト、好ましくは少なくとも５つのダクト、極めて好ましくは少なくとも８つのダクトが設けられていてもよい。選択的に、ダクトは円周方向に均一に分散配置されていてもよい。さらに、循環空気とステータハウジングとの間の熱交換を改善するため、表面を増加させるように機能する凹部、突出部などがダクトの領域内に設けられていてもよい。

前述したすべての実施形態と組合せ可能な実施形態において、ステータハウジングは、流体冷却、特に水冷されてもよい。ステータは、流体冷却によって効果的に冷却される。ステータハウジングは、この目的のために、流体入口、流体出口、および流体ダクトを含んでいてもよい。流体冷却はまた、ロータを冷却するための利点を有する。ステータハウジングに沿ってまたはステータハウジングを通って案内される気流は、利用可能な流体冷却によってステータハウジングにより多くの熱を放出してもよい。これは、ステータハウジングの密閉された空間内で循環する気流によって、ロータおよび軸受シート／軸受の連続的な冷却を可能にする。したがって、気流は、ロータを通過して流れることによって加熱され、これを通じてロータ自体が冷却される。次いで、気流は、流体冷却されたステータハウジングを通過して流れることによって再び冷却される。次いで、再冷却された空気は、圧縮機ホイールに対するシャフトの遠位軸受の軸受シートを通過し、そしてロータを冷却するためにロータに沿って案内されてもよい。

前述したすべての実施形態と組合せ可能な実施形態において、ロータは、磁石および／または第１および第２カバーディスクを含んでもよく、磁石は、第１および第２カバーディスクの間に配置される。ロータは、スリーブをさらに含んでいてもよく、スリーブは軸方向に延長されて磁石を半径方向外方に囲んでいる。スリーブは、その半径方向外側の外面上で粗くされてもよく、および／または表面積を増大させる構造を有してもよい。上記の構造は、溝、突出部および／または歯形部（ｔｅｅｔｈ）によって形成されてもよい。粗面または表面積を増大させる構造は、ロータから循環気流を通ってより良好な熱伝達を可能にする。

前述したすべての実施形態と組合せ可能な実施形態において、第２ファン装置が設けられていてもよく、第１ファン装置は、圧縮機ホイールから見たとき、ロータの遠位端部の領域内に配置されて、第２ファン装置は、ロータの近位端部領域内に配置されてもよい。

実施形態においては、第１ファン装置および第１カバーディスクは、一体型コンポーネントとして構成されてもよく、存在する場合に、第２ファン装置および第２カバーディスクも一体型コンポーネントとして構成されてもよい代案的に、第１ファン装置は、別個の構成要素であってもよく、シャフト上に固定されてもよく；選択的に、存在する場合に、第２ファン装置は、別個の構成要素であってもよく、シャフト上に固定されてもよい。第１ファン装置および存在する場合に選択的な第２ファン装置は、シャフトに接着されてもよく、シャフト上に加圧されてもよく、シャフト上に収縮してもよく、またはシャフトに螺合されていてもよい。

前述したすべての実施形態と組合せ可能な実施形態において、第１ファン装置および存在する場合に選択的な第２ファン装置は、少なくとも部分的にプラスチック材料および／または金属、特に軽量の金属から製造されてもよい。可能な限り、最も低い重量を有するファン装置の実施形態においては、ファン装置によって引き起こされる力の影響、およびそれによるシャフト上の不均衡およびトルクが防止され得るという利点を有する。

前述したすべての実施形態と組合せ可能な実施形態において、第１ファン装置および存在する場合に選択的な第２ファン装置は、ファン装置（ら）がシャフトと共通に回転するときに気流を発生させるため、円周方向に配列された複数のブレードを含んでもよい。

前述したすべての実施形態と組合せ可能な実施形態において、少なくとも１つの第１熱遮蔽部が設けられていてもよく、熱遮蔽部は、シャフト上に配置されてもよく、熱および気流からシャフトの第１軸受を保護するように設計される。第１熱遮蔽部は、第１軸受と圧縮機ホイールに対するロータの近位端部との間に配置されてもよい。さらに、第２熱遮蔽部が設けられてもよく、第２熱遮蔽部は、圧縮機ホイールに対するロータの遠位端部とシャフトの第２軸受との間に配置されてもよい。第１熱遮蔽部は、気流を案内するための第１ガイド手段が含まれてもよく、特に第１ガイド手段は、気流を半径方向外方に案内するのに適していてもよい。第２熱遮蔽部は、気流を案内するための第２ガイド手段が含まれてもよく、特に第２ガイド手段は、気流をロータの方向に案内するのに適していてもよい。ガイド手段は、均一に循環する気流の搬送することに寄与できるため、有利である。

図１は、本発明による圧縮装置の一実施形態の切開図を示す。

以下では、本発明によるロータ冷却を用いた圧縮装置の実施形態が図面によって説明される。

図１は、電気ターボチャージャまたはｅブースタ１０形態の圧縮装置の本発明による実施形態の一例を示す。圧縮装置１０は、シャフト１００、シャフト１００上に装着された圧縮機ホイール６００、ステータハウジング２００およびステータ３００を有する。圧縮装置１０は、シャフト１００上に回転可能に配置されたロータ４００をさらに含む。図１から明らかなように、ロータ４００は、ステータ３００によって囲まれており、ステータ３００およびロータ４００の両方は、ステータハウジング２００内に配置される。図１からの実施形態は、第１ファン装置５００をさらに示し、第１ファン装置は、シャフト１００との共通回転のために配置される。図１からの例においては、第１ファン装置５００は、シャフト１００上に装着される別個の構成要素として構成される。これに関するさらなる詳細およびファン装置５００の構成の代案に関するさらなる詳細は以降の本文に記載される。ファン装置５００は、圧縮装置１０の動作中に、ステータハウジング２００内のロータ４００を冷却するためにシャフト１００との共通回転を介して循環気流を発生させる。冷却気流がファン装置５００によってロータ３００を通って供給されるため、ロータは、改善された熱放出によって継続的に冷却されてよりゆっくり加熱され、このような理由からより長いブースト段階が可能になり得る。ロータ４００およびその磁石に対して一般的により低い熱負荷が発生する。ロータ４００の冷却を用いない従来の圧縮装置／ｅブースタによるものより、特に需要ピークの間、本発明による圧縮装置１０によって、より高い性能が提供される。循環気流は、シャフト１００に対する軸受７００、７１０の軸受シートから、特に再冷却された空気が流れる軸受７１０の軸受シートからさらに熱を放出してもよい。軸受自体もシートを通過する流れによって間接的に冷却される。

これによって、気流（気流の部分が図１に破線の矢印で示されている）は、好ましくは、ロータ４００とステータ３００との間で（ロータ４００の全体円周にわたって）ロータ４００に沿って軸方向にそして圧縮機ホイール６００の方向に進行する。その後、ロータ４００の端部の領域において、およびシャフト１００の軸受７００前に、気流がステータ３００とステータハウジング２００との間でおよび／またはステータハウジング２００を通って軸方向後側に案内されるように半径方向外方に（同様に全体円周にわたって）案内される。したがって、気流は、ロータとステータとの間で循環する間に熱を吸収し、ステータハウジングで再び熱を放出する。

気流を後側に案内するために、気流が案内されるダクトがステータハウジング２００上におよび／または内に設けられていてもよい（図１には図示せず）。特に、少なくとも３つのダクト、好ましくは少なくとも５つのダクト、極めて好ましくは少なくとも８つのダクトが設けられていてもよい。ダクトは、例えば、溝および／または穴として構成されてもよい。ダクトは、円周方向に均一に分散配置されていてもよい。同様に、図１には示されていないが、凹部、突出部などがダクトの領域に提供されてもよく、表面を増加させるように機能してもよい。この手段によって、循環空気とステータハウジングとの間の熱交換がさらに改善され得る。

循環気流の冷却は、ステータハウジング２００が流体冷却される場合にステータハウジング２００を通過して流れるか、ステータハウジング２００を通って流れるときに、特に効果的である。特に、ステータハウジング２００は、例えば、水冷され得る。ステータ２００は、流体冷却によって効果的に冷却される。ステータハウジング２００は、このため、流体入口、流体出口、および流体ダクトを含んでいてもよい。図１において、流体ダクトは、図面の下部でステータハウジング２００内に示されている。冷却材は、流体入口を介して流体ダクトに供給される。流体ダクト自体は、ステータハウジングにて円周方向に進行する。冷却材は、流体出口を通って再び放出されて連続的な冷却材流れが流体ダクト内で発生され、これを通ってステータハウジング２００およびさらにステータ３００の連続的な冷却が保障される。流体冷却はまた、ロータ４００の冷却のための利点を有する。ステータハウジング２００に沿って、またはステータハウジング２００を通って案内される気流は、気流がより多くの熱をステータハウジング２００に放出し得るため、流体が冷却しないステータハウジング２００の場合よりも利用可能な流体冷却によって、より強力に冷却される。これは、ステータハウジング２００の密閉された空間内における循環気流によって、ロータ４００および軸受シート／軸受の効果的且つ連続的な冷却を可能にする。これによって、気流は、ロータ４００を通過して流れる間に加熱され、これを通じてロータ４００が冷却される。次いで、気流は、流体冷却されたステータハウジング２００を通って流れることによって再び冷却される。その後、再冷却された空気は、圧縮機ホイール６００に対するシャフト１００の遠位軸受７１０の軸受シートを通過してそしてロータ４００を冷却するためにロータ４００に沿って再び案内される。

図１から明らかなように、ロータ４００は、磁石４１０および、また第１および第２カバーディスク４２０、４２２を有し、磁石４１０は、第１カバーディスク４２０と第２カバーディスク４２２との間に配置される。図１からの実施形態において、ロータ４００は、スリーブ４３０をさらに有し、スリーブ４３０は、軸方向に延長されて磁石４１０を半径方向外方に囲んでいる。スリーブ４３０は、その半径方向外方の外面４３２に粗くされてもよい（図１には図示せず）。代案的にまたは追加的に、外面４３２は、表面積を増加させる構造を有していてもよい。上記の構造は、例えば、溝、突出部、および／または歯形部によって形成されてもよい。粗面または表面積を増加させる構造は、ロータ４００から循環気流を通ってより良好な熱伝達を可能にする。ロータ４００に対してスリーブ４３０が設けられない場合、粗面または表面積を増加させる構造がロータ４００の半径方向の外面上に、例えば、磁石自体の外面上に直接提供されてもよい。

圧縮装置の代案的な一実施形態においては、第１ファン装置５００以外に第２ファン装置が設けられる。次いで、第１ファン装置５００は、圧縮機ホイール６００から見たとき（例えば、図１の実施形態に示すように）、ロータ４００の遠位端部の領域内に配置される。次いで、第２ファン装置が、例えば、ロータ４００の近位端部の領域内に配置されてもよい。圧縮機ホイール６００に対してロータ４００の近位端部は、圧縮機ホイール６００により近く配置されるロータ４００の該当端部である。それに相応して、ロータ４００の遠位端部は、圧縮機ホイールからより離れて配置されるロータ４００の該当端部である。

第１ファン装置５００がシャフト１００に固定された別個の構成要素として構成される実施形態が、図１に示されている。第２ファン装置が設けられる場合、これも同様に、シャフト１００上に固定された別個の構成要素として設けられていてもよい。第１ファン装置５００および存在する場合に選択的な第２ファン装置は、例えば、シャフト１００に接着されてもよく、シャフト１００上に加圧されてもよく、シャフト１００上に収縮してもよく、またはシャフト１００が螺合されていてもよい。別個の構成に対する代案として、第１ファン装置５００および第１カバーディスク４２０が一体型コンポーネントとして構成されてもよい。これは、存在する場合に、第２ファン装置および第２カバーディスク４２２に類似して適用され、同様に一体型コンポーネントとして構成されてもよい。

第１ファン装置５００および存在する場合に選択的な第２ファン装置は、少なくとも部分的にプラスチック材料および／または金属、特に軽量の金属（例えば、アルミニウムまたはマグネシウム）から製造されていてもよい。可能な限り、最も低い重量を有するファン装置の実施形態は、ファン装置（ら）を通った力の影響およびこれによるシャフト１００上の不均衡およびトルクが防止され得るという利点を有する。

ファン装置（ら）のすべての構成に対して別個の構成要素であるか、またはカバーディスク（ら）４２０、４２２と一体形であるかにかかわらず、第１ファン装置５００および存在する場合に選択的な第２ファン装置は、円周方向に配置された複数のブレードを含んでもいてもよい。ブレード５１０が圧縮装置１０のファン装置５００に対して図１に示されている。ブレード５１０は、ファン装置５００またはファン装置がシャフト１００と共通に回転するときに気流を発生させるか、気流を増加させる。

図１に示す実施形態は、第１および第２熱遮蔽部６００、６１０をさらに有し、上記の熱遮蔽部６００、６１０は、シャフト１００上に配置される。代案的に、１つの熱遮蔽体部のみが設けられてもよく、熱遮蔽体部が設けられなくてもよい。熱遮蔽部６００、６１０は、熱および気流からシャフト１００の第１および第２軸受７００、７１０を保護するのに適している。図１から明らかなように、第１熱遮蔽部６００は、第１軸受７００と圧縮機ホイール６００に対してロータ４００の近位端部の間に配置される。第２熱遮蔽部６１０は、圧縮機６００に対して、ロータ４００の近位段部とシャフト１００の第２軸受７１０との間に配置される。第１熱遮蔽部６００は、気流を案内するためのガイド手段をさらに含んでもよい。特に、第１ガイド手段は、気流を半径方向外方に案内するのに適していてもよい。第２熱遮蔽部６１０は、気流を案内するための第２ガイド手段を含んでもよい。第２ガイド手段は、ロータ４００の方向に気流を案内するのに適していてもよい（ガイド手段は、図１に示されていない）。ガイド手段は、均一に循環する気流を搬送することに寄与できるため、有利である。

本発明が以上説明され、添付された特許請求の範囲に定義されているが、本発明はまた、以下の実施形態によって代案的に定義されてもよいことが理解されるべきである：

実施形態１
内燃機関用圧縮装置（１０）であって：
シャフト（１００）と；
上記シャフト（１００）上に装着された圧縮機ホイール（６００）と；
ステータハウジング（２００）と；
上記ステータハウジング（２００）内に配置されるステータ（３００）と；
上記シャフト（１００）上に回転可能に固定配置されて、上記ステータ（３００）によって囲まれているロータ（４００）と；を含む圧縮装置において、
上記ロータ（４００）を冷却するため、上記ステータハウジング（２００）内に循環気流を発生させるように上記シャフト（１００）との共通回転のために配置される第１ファン装置（５００）を特徴とする圧縮装置。

実施形態２
上記気流は、上記ロータ（４００）と、上記ステータ（３００）との間で上記ロータ（４００）に沿って軸方向に案内されて、選択的に、上記気流は、上記圧縮機ホイール（６００）の方向に上記ロータ（４００）に沿って案内されることを特徴とする、実施形態１に記載の圧縮装置。

実施形態３
上記気流は、上記ステータ（３００）と、上記ステータハウジング（２００）との間でおよび／または上記ステータハウジング（２００）を通って上記軸方向後側に案内されることを特徴とする、実施形態１または実施形態２に記載の圧縮装置。

実施形態４
上記気流が案内される、少なくとも１つのダクトが上記ステータハウジング（２００）上におよび／または内に設けられることを特徴とする、先行する実施形態のいずれかに記載の圧縮装置。

実施形態５
上記、少なくとも１つのダクトは、溝および／または穴として構成されることを特徴とする、実施形態４に記載の圧縮装置。

実施形態６
少なくとも３つのダクト、好ましくは、少なくとも５つのダクト、極めて好ましくは、少なくとも８つのダクトが設けられ、選択的に、上記ダクトは、円周方向に均一に分散配置されることを特徴とする、実施形態４または実施形態５に記載の圧縮装置。

実施形態７
上記ステータハウジング（２００）は、流体冷却、特に水冷されることを特徴とする、先行する実施形態のいずれかに記載の圧縮装置。

実施形態８
上記ステータハウジング（２００）は、流体入口、流体出口、および流体ダクトを有することを特徴とする、実施形態７に記載の圧縮装置。

実施形態９
上記ロータ（４００）は、磁石（４１０）およびまた、第１および第２カバーディスク（４２０、４２２）を含み、上記磁石（４１０）は、上記第１カバーディスク（４２０）と上記第２カバーディスク（４２２）との間に配置されることを特徴とする、先行する実施形態のいずれかに記載の圧縮装置。

実施形態１０
上記ロータ（４００）は、スリーブ（４３０）を含み、上記スリーブ（４３０）は、軸方向に延長され、上記磁石（４１０）を半径方向外方に囲むことを特徴とする、実施形態９に記載の圧縮装置。

実施形態１１
上記スリーブ（４３０）は、その半径方向外側の外面（４３２）上で粗くされており、および／または上記表面積を増加させる構造を有することを特徴とする、実施形態１０に記載の圧縮装置。

実施形態１２
上記構造は、溝、突出部、および／または歯形部に形成されることを特徴とする、実施形態１１に記載の圧縮装置。

実施形態１３
第２ファン装置が設けられ、上記第１ファン装置（５００）は、上記圧縮機ホイール（６００）から見たとき、上記ロータ（４００）の遠位端部の領域内に配置されて、上記第２ファン装置は、上記ロータ（４００）の近位端部の領域内に配置されることを特徴とする、先行する実施形態のいずれかに記載の圧縮装置。

実施形態１４
上記第１ファン装置（５００）および上記第１カバーディスク（４２０）は、一体型コンポーネントとして構成され、選択的に、実施形態１３に従属する場合に、上記第２ファン装置および上記第２カバーディスク（４２２）は、一体型コンポーネントとして構成されることを特徴とする、実施形態９～１３のいずれかに記載の圧縮装置。

実施形態１５
上記第１ファン装置（５００）は、別個の構成要素であり、上記シャフト（１００）上に固定され、選択的に、実施形態１３に従属する場合に、上記第２ファン装置は、別個の構成要素であり、上記シャフト（１００）上に固定されることを特徴とする、実施形態１～１３のいずれかに記載の圧縮装置。

実施形態１６
上記第１ファン装置（５００）および選択的に、実施形態１３に従属する場合に、上記第２ファン装置は、上記シャフト（１００）上に接着されるか、上記シャフト（１００）上に加圧されるか、上記シャフト（１００）上に収縮されるか、または上記シャフト（１００）螺合されることを特徴とする、実施形態１５に記載の圧縮装置。

実施形態１７
上記第１ファン装置（５００）および選択的に、実施形態１３に従属する場合に、上記第２ファン装置は、少なくとも部分的にプラスチック材料および／または金属、特に軽量の金属から製造されることを特徴とする、先行する実施形態のいずれかに記載の圧縮装置。

実施形態１８
上記第１ファン装置（５００）および選択的に、実施形態１３に従属する場合に、上記第２ファン装置は、上記ファン装置（５００）、または上記ファン装置が上記シャフト（１００）と共通に回転するときに気流を発生させるため、順に円周方向に配置された複数のブレード（５１０）を含むことを特徴とする、先行する実施形態のいずれかに記載の圧 縮装置。

実施形態１９
少なくとも１つの第１熱遮蔽部（６００、６１０）が設けられ、上記熱遮蔽部（６００、６１０）は、上記シャフト（１００）上に配置されて熱および上記気流から上記シャフト（１００）の第１軸受（７００、７１０）を保護するよう設計されることを特徴とする、先行する実施形態のいずれかに記載の圧縮装置。

実施形態２０
上記第１熱遮蔽部（６００）は、上記第１軸受（７００）と上記圧縮機ホイール（６００）に対する上記ロータ（４００）の近位端部との間に配置されることを特徴とする、実施形態１９に記載の圧縮装置。

実施形態２１
第２熱遮蔽部（６１０）がさらに設けられ、上記第２熱遮蔽部（６１０）は、上記圧縮機ホイール（６００）に対する上記ロータ（４００）の遠位端部と上記シャフト（１００）の第２軸受（７１０）との間に配置されることを特徴とする、実施形態１９または実施形態２０に記載の圧縮装置。

実施形態２２
上記第１熱遮蔽部（６００）は、上記気流を案内するための第１ガイド手段を含み、特に上記第１ガイド手段は、上記気流を半径方向外方に案内するのに適していることを特徴とする、実施形態１９～２１のいずれかに記載の圧縮装置。

実施形態２３
上記第２熱遮蔽部（６１０）は、上記気流を案内するための第２ガイド手段を含み、特に上記第２ガイド手段は、上記気流を上記ロータ（４００）の方向に案内するのに適していることを特徴とする、実施形態２１または実施形態２２に記載の圧縮装置。

Claims (17)

1. 内燃機関用圧縮装置（１０）であって、
   シャフト（１００）と、
   前記シャフト（１００）上に装着された圧縮機ホイール（６００）と、
   ステータハウジング（２００）と、
   前記ステータハウジング（２００）内に配置されるステータ（３００）と、
   前記シャフト（１００）上に回転可能に固定配置されて、前記ステータ（３００）によって囲まれているロータ（４００）と、
   を備える圧縮装置において、
   前記ロータ（４００）を冷却するため、前記ステータハウジング（２００）内に循環気流を発生させるように前記シャフト（１００）との共通回転のために配置される第１ファン装置（５００）を備え、
   前記気流は、前記ステータ（３００）と前記ステータハウジング（２００）との間でおよび／または前記ステータハウジング（２００）を介して、前記シャフト（１００）の軸方向であり、前記圧縮機ホイール（６００）に対して、後側に案内されることを特徴とする圧縮装置。
2. 前記気流は、前記ロータ（４００）と前記ステータ（３００）との間で前記ロータ（４００）に沿って前記軸方向に案内されて、前記気流は、前記圧縮機ホイール（６００）の方向に前記ロータ（４００）に沿って案内されることを特徴とする、請求項１に記載の圧縮装置。
3. 前記気流が案内される、少なくとも１つのダクトが前記ステータハウジング（２００）上におよび／または内に設けられ、前記ダクトは溝および／または穴として構成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の圧縮装置。
4. 少なくとも３つのダクトが提供され、前記ダクトは、円周方向に均一に分散配置されることを特徴とする、請求項３に記載の圧縮装置。
5. 前記ステータハウジング（２００）は、流体冷却されることを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載の圧縮装置。
6. 前記ロータ（４００）は、磁石（４１０）およびまた、第１および第２のカバーディスク（４２０、４２２）を含み、前記磁石（４１０）は、前記第１カバーディスク（４２０）と前記第２カバーディスク（４２２）との間に配置されて、前記ロータ（４００）は、スリーブ（４３０）を含み、前記スリーブ（４３０）は、半径方向に延長され、前記磁石（４１０）を半径方向外方に囲むことを特徴とする、請求項１～５のいずれかに記載の圧縮装置。
7. 前記スリーブ（４３０）は、その半径方向外側の外面（４３２）上で粗くされており、および／または表面積を増加させる構造を有し、前記構造は、溝、突出部、および／または歯形部（ｔｅｅｔｈ）によって形成されることを特徴とする、請求項６に記載の圧縮装置。
8. 第２ファン装置が設けられ、前記第１ファン装置（５００）は、前記圧縮機ホイール（６００）から見たとき、前記ロータ（４００）の遠位端部の領域内に配置されて、前記第２ファン装置は、前記ロータ（４００）の近位端部の領域内に配置されることを特徴とする、請求項１～７のいずれかに記載の圧縮装置。
9. 前記第１ファン装置（５００）および前記第１カバーディスク（４２０）は、一体型コンポーネントとして構成されることを特徴とする、請求項６～７のいずれかに記載の圧縮装置。
10. 前記第１ファン装置（５００）は、別個の構成要素であり、前記シャフト（１００）上に固定されることを特徴とする、請求項１～８のいずれかに記載の装置。
11. 前記第１ファン装置（５００）は、前記シャフト（１００）と共通に回転するときに気流を発生させるため、円周方向に配置される複数のブレード（５１０）を含むことを特徴とする、請求項１～１０いずれかに記載の圧縮装置。
12. 前記第２ファン装置は、前記シャフト（１００）と共通に回転するときに気流を発生させるため、円周方向に配置される複数のブレード（５１０）を含むことを特徴とする、請求項８に記載の圧縮装置。
13. 少なくとも１つの第１熱遮蔽部（６００、６１０）が設けられ、前記熱遮蔽部（６００、６１０）は、前記シャフト（１００）上に配置されて、熱および前記気流から前記シャフト（１００）の第１軸受（７００、７１０）を保護するよう設計されることを特徴とする、請求項１～１２のいずれかに記載の圧縮装置。
14. 前記第１熱遮蔽部は、前記第１軸受（７００）と前記圧縮機ホイール（６００）に対する前記ロータ（４００）の近位端部の間に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の圧縮装置。
15. 第２熱遮蔽部（６１０）がさらに設けられ、前記第２熱遮蔽部（６１０）は、前記圧縮機ホイール（６００）に対する前記ロータ（４００）の遠位端部と前記シャフト（１００）の第２軸受（７１０）との間に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の圧縮装置。
16. 前記第１熱遮蔽部（６００）は、前記気流を案内するための第１ガイド手段を含み、前記第１ガイド手段は、前記気流を半径方向外方に案内するのに適していることを特徴とする、請求項１３または請求項１４に記載の圧縮装置。
17. 前記第２熱遮蔽部（６１０）は、前記気流を案内するための第２ガイド手段を含み、前記第２ガイド手段は、前記気流を前記ロータ（４００）の方向に案内するのに適していることを特徴とする、請求項１５に記載の圧縮装置。

Images