涡轮式流体机械制造技术

得到抑制从涡轮机室侧向马达室侧的流体侵入并且也抑制壳体内的轴周边的温度上升的涡轮式流体机械。由压缩机叶轮(22)升压后的流体的一部分经由具有入口侧固定节流部(TH1)的入口侧流路(IN)而向马达收容空间(18)导入，导入到马达收容空间(18)的流体经由具有出口侧固定节流部(TH2)的出口侧流路(EN)而从马达收容空间(18)排出。出口侧流路(EN)中的与马达收容空间(18)的连接部，与第2区划壁(15)与轴(21)之间的间隙分开设置，且与入口侧流路(IN)中的与马达收容空间的连接部在轴向上相对于马达(28)位于相反侧。入口侧固定节流部(TH1)及出口侧固定节流部(TH2)构成为马达收容空间的压力比涡轮机叶轮背面区域(39)的压力高。

【技术实现步骤摘要】
涡轮式流体机械
本说明书涉及涡轮式流体机械。
技术介绍
如专利文献1所公开那样，在具备马达的流体机械(流体泵)中，若流体向马达室侵入，则马达容易生锈，因此希望抑制流体向马达室的侵入。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-183598号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在涡轮式流体机械中，包括压缩机叶轮、涡轮机叶轮及轴的旋转构件配置于壳体中。这样的旋转构件通过马达而旋转。通过利用在壳体内形成的流路等的内压而产生差压，能够抑制流体从涡轮机室侧向马达室侧侵入。在此，壳体内的轴周边的温度容易上升。尤其是，在抑制了流体向马达室的侵入的情况下，因流体的流动被抑制，壳体内的轴周边的温度更容易上升，期望温度上升的抑制。在为了利用在壳体内形成的流路等的内压来产生差压而使流体移动的情况下，优选能够也一并抑制壳体内的轴周边的温度的上升。本说明书的目的在于，公开具备能够抑制流体从涡轮机室侧向马达室侧侵入并且能够也一并抑制壳体内的轴周边的温度上升的构造的涡轮式流体机械。用于解决课题的技术方案基于本公开的涡轮式流体机械具备：壳体，包括第1区划壁及第2区划壁，在轴向上的上述第1区划壁与上述第2区划壁之间形成有马达收容空间，相对于上述第1区划壁在上述马达收容空间的相反侧形成有叶轮室，相对于上述第2区划壁在上述马达收容空间的相反侧形成有涡轮机室；旋转构件，包括轴、压缩机叶轮及涡轮机叶轮，上述轴以贯通上述第1区划壁及上述第2区划壁的方式配置，上述压缩机叶轮固定于上述轴并且配置于上述叶轮室内，进行流体的压缩作用，上述涡轮机叶轮固定于上述轴并且配置于上述涡轮机室内，进行再生作用；及马达，配置于上述马达收容空间内，使上述旋转构件旋转，在上述第2区划壁的上述涡轮机室侧形成有涡轮机叶轮背面区域，在上述第2区划壁与上述轴之间配置有轴密封部，限制了上述马达收容空间与上述涡轮机叶轮背面区域的流体的连通，由上述压缩机叶轮升压后的流体的一部分经由具有入口侧固定节流部的入口侧流路而向上述马达收容空间导入，导入到上述马达收容空间的流体能够经由具有出口侧固定节流部的出口侧流路而从上述马达收容空间排出，上述出口侧流路中的与上述马达收容空间的连接部，与上述第2区划壁与上述轴之间的间隙分开设置，且与上述入口侧流路中的与上述马达收容空间的连接部在轴向上相对于上述马达位于相反侧，上述入口侧固定节流部及上述出口侧固定节流部构成为上述马达收容空间的压力比上述涡轮机叶轮背面区域的压力高。根据上述涡轮式流体机械，通过利用在壳体内形成的流路的内压而产生了差压，马达收容空间的压力比涡轮机叶轮背面区域的压力高。因此，能够抑制流体从涡轮机室侧向马达室侧侵入。另外，入口侧流路中的与马达收容空间的连接部与出口侧流路中的与马达收容空间的连接部相对于马达互相位于相反侧。流体从入口侧隔着马达向其相反侧的出口侧流动，因此能够得到流体对轴的周边空间的散热效果，能够也一并抑制壳体内的轴周边的温度的上升。在上述涡轮式流体机械中，可以是，在上述壳体还设置有连接流路，该连接流路用于将通过了上述出口侧流路的流体向上述压缩机叶轮的上游侧的吸入口供给。根据上述涡轮式流体机械，在将涡轮式流体机械例如作为空气压缩机而在燃料电池系统中使用的情况下，能够利用空气流量计来测定或控制空气向燃料电池系统的电池堆叠体(英文：stack)供给多少，但通过涡轮式流体机械还具备连接流路，能够减小在空气流量计的测定值与实际从排出室送出的压缩空气之间可能产生的流量的误差。为了差压的形成及散热而供给的空气的流量也能够设为必要最低限度。可以是，上述涡轮式流体机械还具备对上述轴进行轴支承的箔(英文：foil)轴承，在上述马达收容空间内流动的流体构成为通过上述箔轴承与上述轴之间。根据上述涡轮式流体机械，能够也提高对箔轴承的散热效率。可以是，上述涡轮式流体机械还具备检测上述轴的旋转角度的旋转变压器，上述旋转变压器具有以能够一体旋转的方式固定于上述轴的旋转变压器转子、和固定于上述壳体的旋转变压器定子，在上述马达收容空间中流动的流体构成为通过上述旋转变压器转子与上述旋转变压器定子之间。根据上述涡轮式流体机械，能够也提高对旋转变压器的散热效率。在上述涡轮式流体机械中，可以是，在上述第1区划壁的上述叶轮室侧形成有压缩机叶轮背面区域，在上述第1区划壁设置有区划部，该区划部以包围上述轴的周围的方式呈环状延伸，并将上述压缩机叶轮背面区域划分为内径侧空间和外径侧空间。根据上述涡轮式流体机械，压缩机叶轮的背面载荷的增加因内径侧空间的存在而受到抑制，进而也抑制了压缩机叶轮朝向吸入口的入口侧位移。在上述涡轮式流体机械中，可以是，上述入口侧固定节流部由上述区划部形成。根据上述涡轮式流体机械，能够使为了减少压缩机叶轮的背面载荷而将压缩机叶轮背面区域划分为内径侧空间和外径侧空间的区划部作为用于形成入口侧固定节流部的单元发挥功能，也能够得到布局上的高利用效率。在上述涡轮式流体机械中，可以是，通过将上述压缩机叶轮的下游侧的排出口与形成于上述第2区划壁的上述马达侧处的空间连接，上述流体被导入于上述马达收容空间，上述出口侧固定节流部形成于上述第1区划壁与上述轴之间，在上述壳体还设置有以在流体的压送时上述内径侧空间的压力比上述外径侧空间的压力低的方式将上述内径侧空间连接于上述外径侧空间以外的空间的流路。通过上述涡轮式流体机械，也能够抑制流体从涡轮机室侧向马达室侧侵入，也能够得到流体对轴的周边空间的散热效果。在上述涡轮式流体机械中，可以是，通过将上述压缩机叶轮的下游侧的排出口与上述第1区划壁中的位于上述轴的外周处的轴孔连接，上述流体被导入于上述马达收容空间，在上述壳体还设置有以在流体的压送时上述内径侧空间的压力比上述外径侧空间的压力低的方式将上述内径侧空间连接于上述外径侧空间以外的空间的流路。根据上述涡轮式流体机械，即使将马达收容空间的压力设定为高的值，也抑制了其影响直接导致压缩机叶轮的背面载荷的上升。能够进一步抑制压缩机叶轮朝向吸入口的入口侧位移。专利技术的效果根据本说明书公开的涡轮式流体机械，能够抑制流体从涡轮机室侧向马达室侧侵入，并且能够也一并抑制壳体内的轴周边的温度上升。附图说明图1是示出实施方式1中的涡轮式流体机械101的剖视图。图2是示出实施方式1中的涡轮式流体机械101的运转时的状况的剖视图。图3是示出实施方式1中的涡轮式流体机械101的运转时的压力分布的坐标图。图4是示出实施方式2中的涡轮式流体机械102的剖视图。图5是示出实施方式3中的涡轮式流体机械103的剖视图。图6是示出实施方式3中的涡轮式流体机械103的运转时的状况的剖视图。图7是示出实施方式4中的涡轮式流体机械104的剖视图。图8是示出实施方式4中的涡轮式流体机械104的运转时的状况的剖视图。附图标记说明10壳体，11压缩机壳体，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮式流体机械，具备：/n壳体，包括第1区划壁及第2区划壁，在轴向上的所述第1区划壁与所述第2区划壁之间形成有马达收容空间，相对于所述第1区划壁在所述马达收容空间的相反侧形成有叶轮室，相对于所述第2区划壁在所述马达收容空间的相反侧形成有涡轮机室；/n旋转构件，包括轴、压缩机叶轮及涡轮机叶轮，所述轴以贯通所述第1区划壁及所述第2区划壁的方式配置，所述压缩机叶轮固定于所述轴并且配置于所述叶轮室内，进行流体的压缩作用，所述涡轮机叶轮固定于所述轴并且配置于所述涡轮机室内，进行再生作用；及/n马达，配置于所述马达收容空间内，使所述旋转构件旋转，/n在所述第2区划壁的所述涡轮机室侧形成有涡轮机叶轮背面区域，/n在所述第2区划壁与所述轴之间配置有轴密封部，限制了所述马达收容空间与所述涡轮机叶轮背面区域之间的流体的连通，/n由所述压缩机叶轮升压后的流体的一部分经由具有入口侧固定节流部的入口侧流路而向所述马达收容空间导入，/n导入到所述马达收容空间的流体能够经由具有出口侧固定节流部的出口侧流路而从所述马达收容空间排出，/n所述出口侧流路中的与所述马达收容空间的连接部，与所述第2区划壁与所述轴之间的间隙分开设置，且与所述入口侧流路中的与所述马达收容空间的连接部在轴向上相对于所述马达位于相反侧，/n所述入口侧固定节流部及所述出口侧固定节流部构成为，所述马达收容空间的压力比所述涡轮机叶轮背面区域的压力高。/n...

【技术特征摘要】
20190220 JP 2019-0281771.一种涡轮式流体机械，具备：
壳体，包括第1区划壁及第2区划壁，在轴向上的所述第1区划壁与所述第2区划壁之间形成有马达收容空间，相对于所述第1区划壁在所述马达收容空间的相反侧形成有叶轮室，相对于所述第2区划壁在所述马达收容空间的相反侧形成有涡轮机室；
旋转构件，包括轴、压缩机叶轮及涡轮机叶轮，所述轴以贯通所述第1区划壁及所述第2区划壁的方式配置，所述压缩机叶轮固定于所述轴并且配置于所述叶轮室内，进行流体的压缩作用，所述涡轮机叶轮固定于所述轴并且配置于所述涡轮机室内，进行再生作用；及
马达，配置于所述马达收容空间内，使所述旋转构件旋转，
在所述第2区划壁的所述涡轮机室侧形成有涡轮机叶轮背面区域，
在所述第2区划壁与所述轴之间配置有轴密封部，限制了所述马达收容空间与所述涡轮机叶轮背面区域之间的流体的连通，
由所述压缩机叶轮升压后的流体的一部分经由具有入口侧固定节流部的入口侧流路而向所述马达收容空间导入，
导入到所述马达收容空间的流体能够经由具有出口侧固定节流部的出口侧流路而从所述马达收容空间排出，
所述出口侧流路中的与所述马达收容空间的连接部，与所述第2区划壁与所述轴之间的间隙分开设置，且与所述入口侧流路中的与所述马达收容空间的连接部在轴向上相对于所述马达位于相反侧，
所述入口侧固定节流部及所述出口侧固定节流部构成为，所述马达收容空间的压力比所述涡轮机叶轮背面区域的压力高。


2.根据权利要求1所述的涡轮式流体机械，
在所述壳体还设置有连接流路，该连接流路用于将通过了所述出口侧流路的流体向所述压缩机叶轮的上游侧的吸入口供给。


3.根据权利要求1或2所述的涡轮式流体机械，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：森英文，铃木润也，冈崎和贵，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：日本;JP