特開 2022-140228 半径方向部分および軸線方向部分を有する電気モーター冷却剤ジャケットを備えた圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022140228

(43)【公開日】2022-09-26

(54)【発明の名称】半径方向部分および軸線方向部分を有する電気モーター冷却剤ジャケットを備えた圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/58 20060101AFI20220915BHJP

【ＦＩ】

F04D29/58 P

F04D29/58 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021137885

(22)【出願日】2021-08-26

(31)【優先権主張番号】17/198,569

(32)【優先日】2021-03-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】518264217

【氏名又は名称】ギャレット・トランスポーテーション・ワン・インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 茂雄

(72)【発明者】

【氏名】カルロス・チャベス・カステラノス

(72)【発明者】

【氏名】アドニス・スパシアス

(72)【発明者】

【氏名】マニュエル・ゴンザレス

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB07

3H130AB27

3H130AB47

3H130AC03

3H130AC13

3H130BA33A

3H130BA33E

3H130BA33G

3H130BA33J

3H130BA97A

3H130BA97J

3H130CA21

3H130DA02Z

3H130DB01Z

3H130DD01Z

3H130DG03Z

3H130EA07A

3H130EA07E

3H130EA07G

3H130EA07J

3H130ED01A

3H130ED01E

3H130ED01G

3H130ED01J

(57)【要約】

【課題】半径方向部分および軸線方向部分を有する電気モーター冷却剤ジャケットを備えた圧縮機を提供すること。
【解決手段】圧縮機デバイスは、モーターケースおよび外側モーターハウジングによって協働的に画定される冷却剤ジャケットを含む。冷却剤ジャケットは、モーターの回転軸線に対して円周方向および軸線方向にモーターケースの周りに広がっている半径方向部分を含む。冷却剤ジャケットは、モーターケースの軸線方向端部を横切って半径方向に広がっている軸線方向部分を含む。複数のフロー通路のうちの少なくとも１つは、半径方向部分および軸線方向部分に流体接続している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機デバイスであって、
圧縮機ホイールを備えた圧縮機セクションと、
電気モーターを備えたモーターセクションであって、前記モーターセクションは、モーターケースおよび外側モーターハウジングによって収納されており、前記モーターケースは、前記外側モーターハウジングの中に支持されている、モーターセクションと、
前記圧縮機ホイールと前記モーターセクションとの間に延在するシャフトであって、前記シャフトは、前記電気モーターによって軸線の周りに回転方向に駆動され、前記圧縮機セクションの中の前記圧縮機ホイールを駆動的に回転させるように構成されている、シャフトと、
入口部、出口部、および冷却剤ジャケットを備えたモーター冷却システムであって、前記冷却剤ジャケットは、前記モーターケースと前記外側モーターハウジングとの間に画定され、前記電気モーターを覆っており、前記入口部は、前記外側モーターハウジングを通って延在しており、冷却剤流体を前記冷却剤ジャケットに給送するように構成されており、前記出口部は、前記外側モーターハウジングを通って延在しており、前記冷却剤ジャケットから前記冷却剤を受け入れるように構成されている、モーター冷却システムと
を含み、
前記冷却剤ジャケットは、前記冷却剤流体のフローを前記入口部から前記出口部へ方向付けるように構成されており、前記冷却剤ジャケットは、前記モーターケースの周りに前記冷却剤流体のフローを分配するように構成された複数のフロー通路を含み、前記複数のフロー通路は、少なくとも１つの発散流路および少なくとも１つの収束流路を画定しており、
前記冷却剤ジャケットは、前記軸線に対して円周方向および軸線方向に前記モーターケースの周りに広がっている半径方向部分を含み、前記冷却剤ジャケットは、前記モーターケースの軸線方向端部を横切って半径方向に広がっている軸線方向部分を含み、前記複数のフロー通路のうちの少なくとも１つは、前記半径方向部分および前記軸線方向部分に流体接続している、圧縮機デバイス。

【請求項2】

前記モーターケースは、ダムを含み、前記ダムは、前記モーターケースから外向きに突出しており、前記ダムは、前記複数のフロー通路のうちの２つへと前記冷却剤ジャケットを分割しており、随意的に、前記ダムは、前記軸線に対して前記モーターケースの上に螺旋方向に延在している、請求項１に記載の圧縮機デバイス。

【請求項3】

前記複数のフロー通路は、前記軸線の周りに前記円周方向に延在する円周方向フロー通路を含み、
随意的に、前記円周方向フロー通路は、前記冷却剤ジャケットの前記軸線方向部分の中に含まれており、または、前記円周方向フロー通路は、前記冷却剤ジャケットの前記半径方向部分の中に含まれている、請求項１または２に記載の圧縮機デバイス。

【請求項4】

前記複数のフロー通路は、前記軸線に沿って前記軸線方向に延在する軸線方向フロー通路を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧縮機デバイス。

【請求項5】

前記複数のフロー通路は、前記軸線の周りに螺旋方向に延在する螺旋フロー通路を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の圧縮機デバイス。

【請求項6】

前記半径方向部分および前記軸線方向部分に流体接続する前記複数のフロー通路のうちの前記少なくとも１つは、前記モーターケースを通って延在する貫通孔である、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧縮機デバイス。

【請求項7】

前記モーターケースは、ダムを含み、前記ダムは、前記モーターケースから外向きに突出しており、前記ダムは、開口部接合部によって分離されている第１の長手方向端部および第２の長手方向端部を含み、
前記開口部接合部は、前記半径方向部分および前記軸線方向部分に流体接続する前記複数のフロー通路のうちの前記少なくとも１つを少なくとも部分的に画定している、請求項１から６のいずれか一項に記載の圧縮機デバイス。

【請求項8】

前記冷却剤ジャケットの前記軸線方向部分は、前記モーターケースの第１の軸線方向端部を横切って半径方向に広がっている第１の軸線方向端部部分であり、
前記冷却剤ジャケットは、前記モーターケースの第２の軸線方向端部を横切って半径方向に広がっている第２の軸線方向端部部分を含み、
前記複数のフロー通路は、前記半径方向部分および前記第１の軸線方向端部部分に流体接続する第１の接合部を含み、前記複数のフロー通路は、前記半径方向部分および前記第２の軸線方向端部部分に流体接続する第２の接合部を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の圧縮機デバイス。

【請求項9】

前記モーターケースは、スリーブを含み、前記スリーブは、前記電気モーターの第１の軸線方向端部、および、前記電気モーターの半径方向面の少なくとも一部を受け入れ、前記電気モーターの第２の軸線方向端部を前記スリーブから露出されたままにし、
前記モーターケースは、キャップを含み、前記キャップは、前記スリーブに取り付けられ、前記電気モーターの前記第２の軸線方向端部をカバーする、請求項１から８のいずれか一項に記載の圧縮機デバイス。

【請求項10】

圧縮機デバイスを製造する方法であって、前記方法は、
圧縮機ホイールを備えた前記圧縮機デバイスの圧縮機セクションを提供するステップと、
モーターケースによって前記圧縮機デバイスのモーターセクションの電気モーターを収納するステップと、外側モーターハウジングの中の前記モーターケースを支持するステップと、
前記圧縮機ホイールと前記モーターセクションとの間にシャフトを延在させるステップであって、前記シャフトは、前記電気モーターによって軸線の周りに回転方向に駆動され、前記圧縮機セクションの中の前記圧縮機ホイールを駆動的に回転させるように構成されている、ステップと、
前記モーターケースと前記外側モーターハウジングとの間にモーター冷却システムの冷却剤ジャケットを画定し、前記電気モーターを覆うステップであって、前記モーター冷却システムは、入口部および出口部を有しており、前記入口部は、前記外側モーターハウジングを通って延在しており、冷却剤流体を前記冷却剤ジャケットに給送するように構成されており、前記出口部は、前記外側モーターハウジングを通って延在しており、前記冷却剤ジャケットから前記冷却剤を受け入れるように構成されている、ステップと
を含み、
前記冷却剤ジャケットは、前記冷却剤流体のフローを前記入口部から前記出口部へ方向付けるように構成されており、前記冷却剤ジャケットは、前記モーターケースの周りに前記冷却剤流体のフローを分配するように構成された複数のフロー通路を含み、前記複数のフロー通路は、少なくとも１つの発散流路および少なくとも１つの収束流路を画定しており、
前記冷却剤ジャケットは、前記軸線に対して円周方向および軸線方向に前記モーターケースの周りに広がっている半径方向部分を含み、前記冷却剤ジャケットは、前記モーターケースの軸線方向端部を横切って半径方向に広がっている軸線方向部分を含み、前記複数のフロー通路のうちの少なくとも１つは、前記半径方向部分および前記軸線方向部分に流体接続している、方法。

【請求項11】

圧縮機デバイスであって、
圧縮機ホイールを備えた圧縮機セクションと、
電気モーターを備えたモーターセクションであって、前記モーターセクションは、モーターケースおよび外側モーターハウジングによって収納されており、前記モーターケースは、前記外側モーターハウジングの中に支持されており、前記モーターケースは、前記外側モーターハウジングに向けて外向きに突出している複数のダムを含む、モーターセクションと、
前記圧縮機ホイールと前記モーターセクションとの間に延在するシャフトであって、前記シャフトは、前記電気モーターによって軸線の周りに回転方向に駆動され、前記圧縮機セクションの中の前記圧縮機ホイールを駆動的に回転させるように構成されている、シャフトと、
入口部、出口部、および冷却剤ジャケットを備えたモーター冷却システムであって、前記冷却剤ジャケットは、前記モーターケースと前記外側モーターハウジングとの間に画定され、前記電気モーターを覆っており、前記入口部は、前記外側モーターハウジングを通って延在しており、冷却剤流体を前記冷却剤ジャケットに給送するように構成されており、前記出口部は、前記外側モーターハウジングを通って延在しており、前記冷却剤ジャケットから前記冷却剤を受け入れるように構成されている、モーター冷却システムと
を含み、
前記冷却剤ジャケットは、前記冷却剤流体のフローを前記入口部から前記出口部へ方向付けるように構成されており、前記複数のダムは、前記冷却剤ジャケットを複数のフロー通路へと分割しており、前記複数のフロー通路は、前記モーターケースの周りに前記冷却剤流体のフローを分配するように構成されており、前記複数のフロー通路は、少なくとも１つの発散流路および少なくとも１つの収束流路を画定しており、
前記冷却剤ジャケットは、前記軸線に対して円周方向および軸線方向に前記モーターケースの周りに広がっている半径方向部分を含み、前記冷却剤ジャケットは、前記モーターケースの軸線方向端部を横切って半径方向に広がっている軸線方向部分を含み、
前記モーターケースは、前記半径方向部分および前記軸線方向部分に流体接続する貫通孔を含む、圧縮機デバイス。

【請求項12】

複数のダムのうちの少なくとも１つは、前記軸線に対して前記モーターケースの上に螺旋方向に延在している、請求項１１に記載の圧縮機デバイス。

【請求項13】

前記複数のフロー通路は、前記軸線の周りに前記円周方向に延在する円周方向フロー通路を含み、
随意的に、前記円周方向フロー通路は、前記冷却剤ジャケットの前記軸線方向部分の中に含まれており、または、前記円周方向フロー通路は、前記冷却剤ジャケットの前記半径方向部分の中に含まれている、請求項１１または１２に記載の圧縮機デバイス。

【請求項14】

前記複数のフロー通路は、前記軸線に沿って前記軸線方向に延在する軸線方向フロー通路を含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の圧縮機デバイス。

【請求項15】

前記複数のフロー通路は、前記軸線の周りに螺旋方向に延在する螺旋フロー通路を含む、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の圧縮機デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本開示は、概して、圧縮機に関し、より詳細には、軸線方向の熱交換器配置で配置されている冷却空気通路および液体冷却剤通路を備えた圧縮機に関する。また、本開示は、半径方向部分および軸線方向部分を有する電気モーター冷却剤ジャケットを備えた圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]さまざまなシステムが、圧縮流体を供給するための圧縮機を含む。たとえば、燃料電池システムは、空気が燃料電池スタックに給送される前に空気を圧縮するための燃料電池圧縮機を含むことが多い。これは、燃料電池システムの動作効率を向上させることが可能である。

【0003】

[0003]しかし、従来の圧縮機は、さまざまな欠陥に悩まされる可能性がある。電気式の圧縮機デバイスのケースでは、冷却システムが提供され得、冷却システムは、デバイスを通して冷却剤のフローを方向付け、モーターおよび／または他のコンポーネントの動作温度を所定の範囲内に維持する。いくつかの圧縮機は、流体冷却式の軸受を含むことが可能である。圧縮機デバイスの軸受、モーター、および／または他のコンポーネントを冷却することは、困難であることが判明し、非効率的な動作および／または早期の摩耗につながる可能性がある。追加的に、従来の圧縮機の中の冷却システムは、嵩張る可能性がある。そのうえ、これらの圧縮機の製造は、高価で非効率的である可能性がある。

【0004】

[0004]したがって、改善された冷却性能を提供する軸受冷却システムを備えた圧縮機を提供することが望ましい。軸受、モーター、冷却システム、および他の関連のコンポーネントが非常にコンパクトで製造可能になっているということがさらに望ましい。本開示の他の望ましい特徴および特性は、添付の図面およびこの背景技術の議論と併せて、後続の詳細な説明および添付の特許請求の範囲から明らかになることとなる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

[0005]１つの実施形態において、圧縮機デバイスが開示されており、圧縮機デバイスは、ハウジングと、圧縮機ホイールを備えた回転グループと、ハウジングの中での回転軸線の周りの回転グループの回転を支持する軸受とを含む。また、圧縮機デバイスは、回転軸線の周りでの回転グループの回転を駆動するモーターを含む。そのうえ、圧縮機デバイスは、モーター冷却システムを含み、モーター冷却システムは、モーターを冷却するために、ハウジングを通して第１の流体の第１のフローを提供する。モーター冷却システムは、第１の軸線方向位置において第１の流体フローセクションを含む。第１の流体フローセクションは、回転軸線に対して半径方向に下流方向に延在している。そのうえ、圧縮機デバイスは、軸受冷却システムを含み、軸受冷却システムは、軸受を冷却するために、ハウジングを通して第２の流体の第２のフローを提供する。軸受冷却システムは、第１の軸線方向位置から軸線方向に間隔を離して配置されている第２の軸線方向位置において、第２のフローセクションを含む。第２のフローセクションは、回転軸線に対して半径方向に下流方向に延在している。そのうえ、第１のフローセクションおよび第２のフローセクションは、第２の流体と第１の流体との間で熱を伝達するように構成されている熱交換器配置で配設されている。

【0006】

[0006]別の実施形態において、圧縮機デバイスを製造する方法が開示されている。方法は、圧縮機デバイスのハウジングの中に圧縮機デバイスの回転グループを収容するステップを含み、回転グループは、圧縮機ホイールを含む。この方法は、ハウジングの中に圧縮機デバイスのモーターを収容するステップを含み、モーターは、回転軸線の周りでの回転グループの回転を駆動するように構成されている。そのうえ、この方法は、圧縮機デバイスの軸受によって、ハウジングの中での回転軸線の周りの回転グループの回転を支持するステップを含む。また、この方法は、モーター冷却システムを提供するステップを含み、モーター冷却システムは、モーターを冷却するために、ハウジングを通して第１の流体の第１のフローを提供する。モーター冷却システムは、第１の軸線方向位置において第１の流体フローセクションを含む。第１の流体フローセクションは、回転軸線に対して半径方向に下流方向に延在している。この方法は、軸受冷却システムを提供するステップをさらに含み、軸受冷却システムは、軸受を冷却するために、ハウジングを通して第２の流体の第２のフローを提供する。軸受冷却システムは、第１の軸線方向位置から軸線方向に間隔を離して配置されている第２の軸線方向位置において、第２のフローセクションを含む。第２のフローセクションは、回転軸線に対して半径方向に下流方向に延在している。この方法は、第２の流体と第１の流体との間で熱を伝達するように構成されている熱交換器配置で、第１のフローセクションおよび第２のフローセクションを配設するステップを追加的に含む。

【0007】

[0007]さらなる実施形態において、圧縮機デバイスは、圧縮機ハウジングと、モーターハウジングと、内部部材とを含むハウジングを含み、圧縮機ハウジングは、入口部、ディフューザーエリア、および渦巻き通路を有しており、内部部材は、ディフューザーエリアおよびスラスト軸受部分に近接して、ディフューザー部分を有している。また、圧縮機デバイスは、圧縮機ホイールを備えた回転グループと、ハウジングの中での回転軸線の周りの回転グループの回転を支持する軸受とを含む。圧縮機デバイスは、モーターをさらに含み、モーターは、回転軸線の周りでの回転グループの回転を駆動し圧縮機ホイールが空気を圧縮するようになっており、空気は、入口部からディフューザーエリアを通って渦巻き通路の中へ流れる。そのうえ、圧縮機デバイスは、モーター冷却システムを含み、モーター冷却システムは、モーターを冷却するためにモーターハウジングを通して、および、ハウジングの内部部材を部分的に通して、液体冷却剤の第１のフローを提供する。モーター冷却システムは、第１の軸線方向位置において第１の流体フローセクションを含む。第１の流体フローセクションは、回転軸線に対して半径方向に下流方向に延在している。そのうえ、圧縮機デバイスは、軸受冷却システムを含み、軸受冷却システムは、渦巻き通路から所定の量の空気を受け入れ、軸受を冷却するためにハウジングを通して空気の第２のフローを提供する。軸受冷却システムは、第１の軸線方向位置から軸線方向に間隔を離して配置されている第２の軸線方向位置において、第２のフローセクションを含む。第２のフローセクションは、回転軸線に対して半径方向に下流方向に延在している。第１のフローセクションおよび第２のフローセクションは、空気から液体冷却剤へ熱を伝達するように構成された熱交換器配置で配設されている。

【0008】

[0008]追加的な実施形態において、圧縮機デバイスが開示されている。圧縮機デバイスは、圧縮機ホイールを備えた圧縮機セクションを含む。また、圧縮機デバイスは、電気モーターを備えたモーターセクションであって、モーターセクションは、モーターケースおよび外側モーターハウジングによって収納されている、モーターセクションを含む。モーターケースは、外側モーターハウジングの中に支持されている。圧縮機デバイスは、圧縮機ホイールとモーターセクションとの間に延在するシャフトをさらに含む。シャフトは、電気モーターによって軸線の周りに回転方向に駆動され、圧縮機セクションの中の圧縮機ホイールを駆動的に回転させるように構成されている。圧縮機デバイスは、入口部、出口部、および冷却剤ジャケットを備えたモーター冷却システムであって、冷却剤ジャケットは、モーターケースと外側モーターハウジングとの間に画定され、電気モーターを覆っている、モーター冷却システムを追加的に含む。入口部は、外側モーターハウジングを通って延在しており、冷却剤流体を冷却剤ジャケットに給送するように構成されている。出口部は、外側モーターハウジングを通って延在しており、冷却剤ジャケットから冷却剤を受け入れるように構成されている。冷却剤ジャケットは、冷却剤流体のフローを入口部から出口部へ方向付けるように構成されている。冷却剤ジャケットは、モーターケースの周りに冷却剤流体のフローを分配するように構成された複数のフロー通路を含む。複数のフロー通路は、少なくとも１つの発散流路および少なくとも１つの収束流路を画定している。冷却剤ジャケットは、軸線に対して円周方向および軸線方向にモーターケースの周りに広がっている半径方向部分を含む。冷却剤ジャケットは、モーターケースの軸線方向端部を横切って半径方向に広がっている軸線方向部分を含む。複数のフロー通路のうちの少なくとも１つは、半径方向部分および軸線方向部分に流体接続している。

【0009】

[0009]追加的な実施形態において、圧縮機デバイスを製造する方法が開示されている。この方法は、圧縮機ホイールを備えた圧縮機デバイスの圧縮機セクションを提供するステップを含む。また、この方法は、モーターケースによって圧縮機デバイスのモーターセクションの電気モーターを収納するステップと、外側モーターハウジングの中のモーターケースを支持するステップとを含む。そのうえ、この方法は、圧縮機ホイールとモーターセクションとの間にシャフトを延在させるステップを含む。シャフトは、電気モーターによって軸線の周りに回転方向に駆動され、圧縮機セクションの中の圧縮機ホイールを駆動的に回転させるように構成されている。また、この方法は、モーターケースと外側モーターハウジングとの間にモーター冷却システムの冷却剤ジャケットを画定し、電気モーターを覆うステップを含む。モーター冷却システムは、入口部および出口部を有している。入口部は、外側モーターハウジングを通って延在しており、冷却剤流体を冷却剤ジャケットに給送するように構成されている。出口部は、外側モーターハウジングを通って延在しており、冷却剤ジャケットから冷却剤を受け入れるように構成されている。冷却剤ジャケットは、冷却剤流体のフローを入口部から出口部へ方向付けるように構成されている。冷却剤ジャケットは、モーターケースの周りに冷却剤流体のフローを分配するように構成された複数のフロー通路を含む。複数のフロー通路は、少なくとも１つの発散流路および少なくとも１つの収束流路を画定している。冷却剤ジャケットは、軸線に対して円周方向および軸線方向にモーターケースの周りに広がっている半径方向部分を含む。冷却剤ジャケットは、モーターケースの軸線方向端部を横切って半径方向に広がっている軸線方向部分を含む。複数のフロー通路のうちの少なくとも１つは、半径方向部分および軸線方向部分に流体接続している。

【0010】

[0010]さらなる実施形態において、圧縮機デバイスが開示されている。圧縮機デバイスは、圧縮機ホイールを備えた圧縮機セクションを含む。圧縮機デバイスは、電気モーターを備えたモーターセクションであって、モーターセクションは、モーターケースおよび外側モーターハウジングによって収納されている、モーターセクションを含む。モーターケースは、外側モーターハウジングの中に支持されている。モーターケースは、外側モーターハウジングに向けて外向きに突出している複数のダムを含む。また、圧縮機デバイスは、圧縮機ホイールとモーターセクションとの間に延在するシャフトを含む。シャフトは、電気モーターによって軸線の周りに回転方向に駆動され、圧縮機セクションの中の圧縮機ホイールを駆動的に回転させるように構成されている。追加的に、圧縮機デバイスは、入口部、出口部、および冷却剤ジャケットを備えたモーター冷却システムであって、冷却剤ジャケットは、モーターケースと外側モーターハウジングとの間に画定され、電気モーターを覆っている、モーター冷却システムを含む。入口部は、外側モーターハウジングを通って延在しており、冷却剤流体を冷却剤ジャケットに給送するように構成されている。出口部は、外側モーターハウジングを通って延在しており、冷却剤ジャケットから冷却剤を受け入れるように構成されている。冷却剤ジャケットは、冷却剤流体のフローを入口部から出口部へ方向付けるように構成されている。複数のダムは、冷却剤ジャケットを複数のフロー通路へと分割している。複数のフロー通路は、モーターケースの周りに冷却剤流体のフローを分配するように構成されている。複数のフロー通路は、少なくとも１つの発散流路および少なくとも１つの収束流路を画定している。冷却剤ジャケットは、軸線に対して円周方向および軸線方向にモーターケースの周りに広がっている半径方向部分を含む。冷却剤ジャケットは、モーターケースの軸線方向端部を横切って半径方向に広がっている軸線方向部分を含む。モーターケースは、半径方向部分および軸線方向部分に流体接続する貫通孔を含む。

【0011】

[0011]本開示は、以降では、以下の図面と関連して説明されることとなり、図面において、同様の数字は、同様の要素を示している。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】[0012]燃料電池システムの中に組み込まれて示されている、本開示の例示的な実施形態による圧縮機デバイスの概略図である。

【図2】[0013]図１の圧縮機デバイスの第１の縦断面図である。

【図3】[0014]図１の圧縮機デバイスの第２の縦断面図である。

【図4】[0015]図１の線４－４に沿って見られた圧縮機デバイスの軸線方向断面図である。

【図5】[0016]追加的な例示的な実施形態による圧縮機デバイスの軸線方向断面図である。

【図6】[0017]追加的な例示的な実施形態による圧縮機デバイスの軸線方向断面図である。

【図7】[0018]本開示の追加的な例示的な実施形態による圧縮機デバイスの軸線方向断面図である。

【図8】[0019]追加的な実施形態による、図１の圧縮機デバイスのモーターケースの第１の斜視図である。

【図9】[0020]図８のモーターケースの第２の斜視図である。

【図10】[0021]追加的な実施形態による、図１の圧縮機デバイスの別のモーターケースの第１の斜視図である。

【図11】[0022]図１０のモーターケースの第２の斜視図である。

【図12】[0023]図１０のモーターケースの第３の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

[0024]以下の詳細な説明は、本質的に単に例示的なものに過ぎず、本開示、または、本開示の適用および使用を限定することを意図していない。そのうえ、先行する背景技術または以下の詳細な説明に提示される任意の理論に拘束される意図は存在していない。

【0014】

[0025]広く言えば、本明細書で開示されている例示的な実施形態は、圧縮機デバイス（たとえば、ｅ－チャージャー（ｅ－ｃｈａｒｇｅｒ）または電気式の圧縮機など）を含む。圧縮機デバイスは、電気モーターを覆う冷却剤ジャケットを含むことが可能である。冷却剤ジャケットは、強化された冷却のために電気モーターに対して半径方向におよび軸線方向に配設されている部分を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、圧縮機デバイスは、電気モーターを収納するモーターケースを含むことが可能であり、圧縮機デバイスの外側ハウジングは、モーターケースを受け入れて支持することが可能である。冷却剤ジャケットは、モーターケースおよび外側ハウジングによって、および、モーターケースと外側ハウジングとの間に協働的に画定され得る。冷却剤ジャケットは、１つまたは複数のダム、フローディバイダー、壁部などによって、別個のフローチャネルへと細分化され得る。これらのダム、フローディバイダー、壁部などは、モーターケースから突出することが可能である。冷却剤ジャケットは、複数のフロー通路を含むことが可能であり、複数のフロー通路は、モーターケースの周りで冷却剤流体のフローを分配し、収束的流路および／または発散的流路を生成させる。また、フロー通路は、圧縮機デバイスの回転軸線に対して円周方向に延在する円周方向の流路、軸線に対して概して半径方向に延在する半径方向の流路、軸線に対して螺旋方向に延在する螺旋流路、および／または、概して軸線に沿って延在する軸線方向の流路を含むことが可能である。そうであるので、冷却剤ジャケットは、強化された熱的性能のために、モーターの周りにフローを分配することが可能である。フローは、その効果的な冷却のために、調整された様式で特定のモーター構成の周りに方向付けされ得る。流速、圧力、および／または他の流体パラメーターが選択され得、冷却剤ジャケットは、動作の間の冷却剤のこれらの選ばれた流体パラメーターを提供するように構成され得る。フローは、圧縮機デバイスのための有益な熱的条件を提供するように制御され得る。したがって、圧縮機デバイスは、高い速度で動作され得、モーター冷却システムは、許容可能なレベルで温度を維持することが可能である。

【0015】

[0026]圧縮機デバイスは、コンパクトになっていることが可能であり、比較的に低い重量を有することが可能である。追加的に、本開示の圧縮機デバイスは、高度に製造可能であり得る。

【0016】

[0027]そのうえ、いくつかの実施形態において、モーター冷却システムは、圧縮機デバイスの軸受冷却システムと連結され得る。この点において、本明細書で開示されている例示的な実施形態は、軸受冷却システムを備えた圧縮機デバイス（たとえば、ｅ－チャージャーまたは電気式の圧縮機など）を含み、軸受冷却システムは、改善された軸受冷却を提供し、したがって、圧縮機デバイスの軸受に関して、改善された動作および摩耗保護を提供する。また、圧縮機デバイスは、コンパクトであり、高度に製造可能である。軸受冷却システムは、モーター冷却システムに熱的に連結されており、それによって、改善された軸受冷却を提供し、したがって、圧縮機デバイスの軸受に関して、改善された動作および摩耗保護を提供することが可能である。

【0017】

[0028]より具体的には、圧縮機デバイスは、ハウジングおよび回転グループを含むことが可能であり、回転グループは、ハウジングの中で回転軸線の周りに回転する。圧縮機デバイスは、軸受（たとえば、空気軸受など）を含むことが可能であり、軸受は、ハウジングの中での回転グループの回転を支持する。圧縮機デバイスは、モーター（たとえば、電気モーターなど）をさらに含むことが可能であり、モーターは、回転軸線の周りでの回転グループの回転を駆動する。そのうえ、圧縮機デバイスは、モーター冷却システムを含むことが可能であり、第１の冷却剤流体は、モーター冷却システムを通って流れ、モーターを冷却する。圧縮機デバイスは、軸受冷却システムを追加的に含むことが可能であり、第２の冷却剤流体は、軸受冷却システムを通って流れ、軸受を冷却する。モーター冷却システムおよび軸受冷却システムは、第１の流体と第２の流体との間で熱を伝達するためにハウジングの中に熱交換器配置で一緒に配設されているそれぞれの部分を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、モーター冷却システムの１つまたは複数のフローセクションは、軸受冷却システムの１つまたは複数のフローセクションとともに熱交換器配置で配設され得、フローセクションは、圧縮機デバイスの軸線に沿って間隔を離して配置されている。さらなる実施形態において、フローセクションは、回転軸線に対してモーター冷却システムの第１のフローセクションと第２のフローセクションとの間に配設され得る。モーター冷却システムおよび軸受冷却システムは、熱が（軸受冷却システムの）第２の冷却剤流体から（モーター冷却システムの）第１の冷却剤流体へ伝達されるように構成され、第２の冷却剤流体を冷却することが可能である。最終的に、これは、圧縮機デバイスに関して、動作効率を向上させ、摩耗保護を提供することが可能である。

【0018】

[0029]また、いくつかの実施形態において、１つまたは複数のパーツは、圧縮機デバイスの複数のエリアを画定することが可能である。たとえば、単一のパーツは、圧縮機フロー通路の少なくとも一部分（たとえば、ディフューザーエリアおよび／または渦巻きフロー通路の一部分）を画定することが可能であり、また、圧縮機デバイスの軸受を支持する部分を画定することが可能である。そのうえ、いくつかの実施形態において、このパーツは、軸受冷却システムおよび／またはモーター冷却システムの一部分を画定することが可能である。これらの特徴は、製造可能性を改善し、部品数を低下させ、および／または、追加的な利点を提供することが可能である。

【0019】

[0030]最初に図１を参照すると、例示的な実施形態による圧縮機デバイス１０２が示されている。圧縮機デバイス１０２は、ｅ－チャージャーまたは電動式圧縮機デバイスであることが可能である。また、示されているように、圧縮機デバイス１０２は、燃料電池システム１００の中に組み込まれ得る。しかし、圧縮機デバイス１０２は、本開示の範囲から逸脱することなく、別のシステムの中に組み込まれ得るということが認識されることとなる。

【0020】

[0031]いくつかの実施形態において、燃料電池システム１００は、たとえば、車、トラック、スポーツユーティリティービークル、バン、モーターサイクルなどの、車両の中に含まれ得る。しかし、燃料電池システム１００は、本開示の範囲から逸脱することなく、異なる使用のために構成され得るということが認識されることとなる。

【0021】

[0032]燃料電池システム１００は、複数の燃料電池を含む燃料電池スタック１０４を含むことが可能である。水素が、タンク１０６から燃料電池スタック１０４へ供給され得、酸素が、燃料電池スタック１０４へ供給され、公知の化学反応によって電気を発生させることが可能である。燃料電池スタック１０４は、電気的なデバイス（たとえば、電気モーター１０５など）のための電気を発生させることが可能である。述べられているように、燃料電池システム１００は、車両の中に含まれ得る。したがって、いくつかの実施形態において、電気モーター１０５は、電力を機械的な動力に変換し、車両の車軸（ひいては、１つまたは複数のホイール）を駆動して回転させることが可能である。酸素は、少なくとも部分的に圧縮機デバイス１０２によって燃料電池スタック１０４に提供され得る。

【0022】

[0033]図１～図３に示されているように、圧縮機デバイス１０２は、一般的に、回転グループ１１８およびハウジング１１９を含むことが可能であり、ハウジング１１９は、回転グループ１１８を収容して囲む。回転グループ１１８は、ハウジング１１９の中で、回転軸線１２０の周りでの回転のために、１つまたは複数の軸受１２１によって支持されている。

【0023】

[0034]回転グループ１１８は、一般的に、第１の端部１４２および第２の端部１４４を備えた細長い円筒形状のシャフト１４０を含むことが可能である。また、回転グループ１１８は、圧縮機ホイール１３０を含むことが可能であり、圧縮機ホイール１３０は、シャフト１４０の第１の端部１４２に固定されている。圧縮機ホイール１３０は、複数のブレード１４７を備えた前方側１４６と、第２の端部１４４の方を向く反対側の後方側１４８とを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、軸受１２１は、滑り軸受、空気軸受、および／またはオイルレス軸受として構成され得る。

【0024】

[0035]圧縮機デバイス１０２は、モーターセクション１１２を定義することが可能である。モーターセクション１１２は、電気モーター１３４を含むことが可能であり、電気モーター１３４は、ハウジング１１９の外側モーターハウジング１５０の中に収容されている。モーター１３４は、一般的に、公知のタイプのローター１３６およびステーター１３８を含むことが可能である。ローター１３６は、シャフト１４０の上に装着され得、ステーター１３８は、一般的に、中空で円筒形状になっており、ローター１３６を取り囲むことが可能である。ステーター１３８は、複数の電気巻線を含むことが可能であり、電気巻線は、第１の軸線方向端部１６５と第２の軸線方向端部１６９との間で、軸線１２０に沿って軸線方向に延在している。

【0025】

[0036]ローター１３６およびステーター１３８は、薄壁のモーターケース１３９の中に収容および収納され得る。モーターケース１３９は、一般的に、ステーター１３８の外側表面の形状に一致することが可能であり、中空であり、円筒形状であり、軸線１２０に実質的に中心を合わせられるようになっており、半径方向部分１３７、第１の軸線方向端部１３５、および第２の軸線方向端部１３１を備えている。図１、図２、および図３に表されているいくつかの実施形態において、モーターケース１３９は、スリーブ１６６およびキャップ１６８を含むことが可能である。スリーブ１６６は、カップ形状になっていることが可能であり、モーターケース１３９の第１の軸線方向端部１３５および半径方向部分１３７の少なくとも一部を画定することが可能である。スリーブ１６６は、第１の軸線方向端部１３５および半径方向部分１３７を横切って延在する外側表面１５７を含むことが可能である。スリーブ１６６は、中空になっていることが可能であり、電気モーター１３４のステーター１３８の第１の軸線方向端部１６５および半径方向面１６７を受け入れてカバーし、ステーター１３８の第２の軸線方向端部１６９をスリーブ１６６から露出されたままにするように構成され得る。キャップ１６８は、ディスク形状になっていることが可能であり、スリーブ１６６の開放端部に取り付けられて流体シールされ、電気モーター１３４の第２の軸線方向端部１６９をカバーすることが可能である。また、キャップ１６８は、モーターケース１３９の第２の軸線方向端部１３１を画定することが可能である。また、キャップ１６８は、モーターケース１３９の半径方向部分１３７の一部を画定することが可能である。モーターケース１３９は、高い熱伝導率を有する材料（たとえば、金属）から作製され得る。

【0026】

[0037]モーター１３４のモーターケース１３９は、外側モーターハウジング１５０の中に固定および支持され得、それらの間に１つまたは複数のギャップを備えている。これらのギャップは、より詳細に下記に議論されることとなるように、モーター１３４の冷却のための冷却剤流体のフローのためのスペースを提供する。

【0027】

[0038]シャフト１４０の第１の端部１４２および第２の端部１４４は、モーターケース１３９のそれぞれの側から延在することが可能であり、軸受１２１によって外側モーターハウジング１５０の中に支持され得る。したがって、モーター１３４は、ハウジング１１９の中での軸線１２０の周りの回転グループ１１８の回転を駆動するために、回転グループ１１８に動作可能に取り付けられ得る。

【0028】

[0039]また、圧縮機デバイス１０２は、圧縮機セクション１１０を含むことが可能である。圧縮機セクション１１０は、圧縮機ホイール１３０を含むことが可能であり、圧縮機ホイール１３０は、ハウジング１１９の圧縮機ハウジング１５２の中に収容されている。圧縮機ホイール１３０は、シャフト１４０の上に装着され得、シャフト１４０は、圧縮機ホイール１３０からモーターセクション１１２へ延在している。圧縮機ハウジング１５２は、チューブ状の入口部１５３を備えた圧縮機流路１５１を画定することが可能であり、チューブ状の入口部１５３は、軸線１２０に中心を合わせられている。入口部１５３は、本開示の範囲から逸脱することなく、さまざまな形状およびプロファイルを有することが可能である。また、圧縮機ハウジング１５２の流路１５１は、軸線１２０の周りに延在する渦巻き通路１５４の少なくとも一部を画定することが可能である。いくつかの実施形態において、圧縮機ハウジング１５２は、鋳造操作を介して、アディティブマニュファクチャリングプロセスを介して、または、その他の方法で製造されるユニタリー（単一のピース）コンポーネントであることが可能である。圧縮機ハウジング１５２は、外側モーターハウジング１５０の軸線方向面１５６に固定して取り付けられ得、圧縮機ホイール１３０の前方側１４６をカバーすることが可能である。圧縮機ホイール１３０は、圧縮機セクション１１０の圧縮機ハウジング１５２の中で、軸線１２０の周りにモーター１３４によって回転方向に駆動され得る。

【0029】

[0040]いくつかの実施形態において、圧縮機デバイス１０２は、中間ハウジング部材１５８を含むことが可能である。中間ハウジング部材１５８は、いくつかの実施形態において、ハウジング１１９の一部分および軸受１２１の一部分を画定することが可能である。したがって、中間ハウジング部材１５８は、「スラストカバー」と称され得、以降では、そのように称されることとなる。スラストカバー１５８は、いくつかの実施形態において、ユニタリーの、ワンピースの、ディスクのようなパーツであることが可能である。スラストカバー１５８は、第１の軸線方向面１６０および第２の軸線方向面１６２を含むことが可能である。スラストカバー１５８は、圧縮機セクション１１０とモーターセクション１１２との間に、および／または、圧縮機セクション１１０とモーターセクション１１２との間の移行部に配設され得る。第１の軸線方向面１６０は、圧縮機ハウジング１５２、および、圧縮機ホイール１３０の後方側１４８の方を向いていることが可能である。第１の外側半径方向縁部部分１６３は、圧縮機ハウジング１５２に対向し、それに係合し、および／または、それに固定して取り付けることが可能であり、第２の外側半径方向縁部部分１６４は、外側モーターハウジング１５０に対向し、それに係合し、および／または、それに固定して取り付けることが可能である。第２の軸線方向面１６２は、外側モーターハウジング１５０の軸線方向面１５６に対向し、それに係合し、および／または、それに固定して取り付けることが可能である。そうであるので、スラストカバー１５８のディフューザー部分１７０は、圧縮機ハウジング１５２と協働して、圧縮機デバイス１０２のディフューザーエリア１７２を画定することが可能であり、それは、圧縮機ホイール１３０の外側半径方向縁部から半径方向外向きに配設されている。さらに外向きにおいて、スラストカバー１５８の第１の軸線方向面１６０は、渦巻き通路１５４の中への入口部を協働的に画定することが可能である。また、スラストカバー１５８の第２の軸線方向面１６２および他の部分は、詳細に下記に説明されることとなるように、１つまたは複数の流体通路、セグメント、チャンバーなどを画定することが可能である。そのうえ、スラストカバー１５８は、軸受１２１を画定および／または支持するために、その内側半径方向部分の上にスラスト軸受部分１７４を含むことが可能である。示されているように、スラスト軸受部分１７４は、軸線方向に環状の圧縮機カラー１７６と軸受１２１のスラストディスク１７８との間に受け入れられ得る。

【0030】

[0041]圧縮機デバイス１０２の動作の間に、入口部空気ストリーム（図１の中の矢印１２２によって表されている）は、入口部１５３の中へ流入することが可能であり、入口部空気ストリーム１２２は、それが圧縮機ホイール１３０と圧縮機ハウジング１５２との間を下流に流れてディフューザーエリア１７２を通って渦巻き通路１５４の中へ流れるにつれて圧縮され得る。圧縮空気ストリーム（矢印１２４によって表されている）は、渦巻き通路１５４を退出することが可能であり、中間冷却器１２８に方向付けられ、次いで、燃料電池システム１００の動作効率を高めるために、燃料電池スタック１０４に方向付けられ得る。

【0031】

[0042]そのうえ、燃料電池スタック１０４からの排気ガスストリーム（矢印１３２によって表されている）は、図１に表されているように、大気に排出され得る。別の言い方をすれば、排気ガスストリーム１３２は、圧縮機デバイス１０２から離れるように方向付けられ得る。したがって、回転グループ１１８は、タービンを必要とすることなく、回転方向に駆動され得る。換言すれば、回転グループ１１８は、タービンレスであることが可能であり、いくつかの実施形態において、電気モーター１３４のみによって駆動され得る。他の実施形態において、排気ガスストリーム１３２は、圧縮機デバイス１０２に向けて戻るように方向付けられ、たとえば、回転グループ１１８の中に含まれるタービンホイールの回転を駆動することが可能である。そして、これは、圧縮機ホイール１３０の回転を駆動し、たとえば、電気モーター１３４を支援することが可能である。

【0032】

[0043]そのうえ、圧縮機デバイス１０２は、モーター冷却システム１８０を含むことが可能である。一般的に、モーター冷却システム１８０は、モーター１３４を冷却するために、ハウジング１１９を通して第１の流体（たとえば、液体冷却剤）の第１のフローを提供することが可能である。また、いくつかの実施形態において、モーター冷却システム１８０は、議論されることとなるように、軸受１２１を冷却するために、および、構造体を取り囲むために、ハウジング１１９を通され得る。モーター冷却システム１８０は、入口部１８１および出口部１８２（両方とも図１に概略的に表されている）、ならびに、入口部１８１および出口部１８２を接続するための１つまたは複数の連続的な流体経路を形成する複数の通路、チャンバーなどを含むことが可能である。

【0033】

[0044]図１に示されているように、モーター冷却システム１８０は、冷却剤ジャケット１８４を含むことが可能であり、冷却剤ジャケット１８４は、モーターケース１３９と外側モーターハウジング１５０との間のギャップによって画定されている。冷却剤ジャケット１８４は、入口部１８１および出口部１８２に流体接続することが可能である。入口部１８１は、外側モーターハウジング１５０を通って延在することが可能であり、比較的に低い温度の冷却剤流体を冷却剤ジャケット１８４へ給送するように構成され得る。熱は、モーターケース１３９を通して、電気モーター１３４から冷却剤ジャケット１８４の中の冷却剤へ伝達され得る。冷却剤ジャケット１８４は、入口部１８１から出口部１８２へ冷却剤流体のフローを方向付けるように構成され得る。出口部１８２は、外側モーターハウジング１５０を通って延在することが可能であり、冷却剤ジャケット１８４から比較的に高い温度の冷却剤を受け入れるように構成され得る。

【0034】

[0045]冷却剤ジャケット１８４は、複数のフロー通路を含むことが可能であり、複数のフロー通路は、冷却剤流体のフローをモーターケース１３９の周りに分配し、その中のモーター１３４を冷却するように構成されている。いくつかの実施形態において、冷却剤ジャケット１８４は、外径部分（すなわち、半径方向部分１８６）、第１の軸線方向端部部分１８８、および第２の軸線方向端部部分１８９へと細分化され得、それらは、モーター１３４を集合的に取り囲んで覆っている。冷却剤流体は、モーター冷却システム１８０の使用の間に、半径方向部分１８６、第１の軸線方向端部部分１８８、および第２の軸線方向端部部分１８９を通して送達および循環され得る。

【0035】

[0046]冷却剤ジャケット１８４の半径方向部分１８６は、軸線１２０に対して円周方向および軸線方向に、モーターケース１３９の周りに広がっていることが可能である。そうであるので、半径方向部分１８６は、円筒形状のジャケットであることが可能であり、円筒形状のジャケットは、モーターケース１３９および下にあるモーター１３４のステーター１３８の半径方向部分をカバーしてその上に延在している。モーターケース１３９の外側表面１５７と外側モーターハウジング１５０の対向する内側半径方向表面１７１との間の半径方向部分１８６を画定する半径方向に測定されるギャップ１５９が、例として図１に示されている。このギャップ１５９は、モーターケース１３９の軸線方向の長さの少なくとも一部に関して、半径方向部分１８６に沿って維持され得る。

【0036】

[0047]冷却剤ジャケット１８４の第１の軸線方向端部部分１８８は、モーターケース１３９の第１の軸線方向端部１３５を横切って、半径方向（たとえば、軸線１２０に対して実質的に垂直方向）に広がっていることが可能である。そうであるので、第１の軸線方向端部部分１８８は、ジャケット１８４のディスク形状の部分であることが可能であり、それは、第１の軸線方向端部１３５および下にあるステーター１３８の第１の軸線方向端部１６５をカバーしてその上に延在している。

【0037】

[0048]冷却剤ジャケット１８４の第２の軸線方向端部部分１８９は、モーターケース１３９の第２の軸線方向端部１３１を横切って、半径方向（たとえば、軸線１２０に対して実質的に垂直方向）に広がっていることが可能である。そうであるので、第２の軸線方向端部１８９は、ジャケット１８４のディスク形状の部分であることが可能であり、それは、第２の軸線方向端部１３１および下にあるステーター１３８の第２の軸線方向端部１６９をカバーしてその上に延在している。

【0038】

[0049]冷却剤ジャケット１８４の複数のフロー通路のうちの少なくとも１つは、半径方向部分１８６を第１の軸線方向端部部分１８８に流体接続することが可能である。図１～図３に表されているように、冷却剤ジャケット１８４は、半径方向部分と第１の軸線方向端部部分１８８との間の移行部において、第１の接合部２１５を含むことが可能である。同様に、冷却剤ジャケット１８４の複数のフロー通路のうちの少なくとも１つは、半径方向部分１８６を第２の軸線方向端部部分１８９に流体接続することが可能である。図１～図３に表されているように、冷却剤ジャケット１８４は、第２の接合部２１７を含むことが可能である。第２の接合部２１７は、モーターケース１３９の貫通孔２２９であることが可能であり、それは、半径方向部分１８６と第２の軸線方向端部部分１８９との間で、モーターケース１３９のキャップ１６８を通って延在している。図１に示されているように、貫通孔２２９は、キャップ１６８を通って軸線方向に延在することが可能である。貫通孔２２９は、同様に、軸線１２０の周りに円周方向に延在することが可能であるということが認識されることとなる。貫通孔２２９のさまざまな実施形態が、より詳細に下記に議論されている。

【0039】

[0050]また、モーター冷却システム１８０は、モーターケース１３９と外側モーターハウジング１５０との間のギャップを分割するための少なくとも１つの流体境界、バリア、パーティションなどを含むことが可能である。そうであるので、境界、バリア、パーティション、などは、冷却剤ジャケット１８４を複数のフロー通路へと分割することが可能である。たとえば、図１、図２、および図３に示されているように、冷却剤ジャケット１８４を複数のフロー通路へと分割する１つまたは複数のダム２４８が存在していることが可能である。いくつかの実施形態において、ダム２４８は、モーターケース１３９の一部であることが可能である。たとえば、少なくとも１つのダム２４８が存在していることが可能であり、少なくとも１つのダム２４８は、スリーブ１６６の外側表面１５７から、軸線１２０から離れるように半径方向に突出しており、内側半径方向表面１７１に近接して終端している。いくつかの実施形態において、ダム２４８の終端外側部は、外側モーターハウジング１５０の中にモーターケース１３９を支持するために、内側半径方向表面１７１に当接することが可能である。ダム２４８は、細長くなっていることが可能であり、いくつかの実施形態では、モーターケース１３９の外側表面１５７および／または他の部分に沿って長手方向に延在することが可能であるということが認識されることとなる。より具体的には、図１に表されているように、ダム２４８は、外側表面１５７に沿って円周方向に延在することが可能である。また、図１において、ダム２４８は、流体接合部２１５を維持するために円周方向に非連続的であることが可能であり、それによって、冷却剤ジャケット１８４の半径方向部分１８６と第１の軸線方向端部部分１８８との間のフローを可能にするということが認識されることとなる。したがって、流体接合部２１５は、半径方向部分１８６ｂと第１の軸線方向部分１８８との間の流体フローを制御するために、所定の位置において、所定の寸法で提供され得る。

【0040】

[0051]したがって、入口部１８１は、冷却剤流体のフローを冷却剤ジャケット１８４へ送達することが可能である。たとえば、入口部１８１は、冷却剤ジャケット１８４の半径方向部分１８６に流体接続され得る。半径方向部分１８６から、冷却剤流体は、第１の軸線方向部分１８８および第２の軸線方向部分１８９に分配され得る。図１に示されているように、出口部１８２は、冷却剤ジャケット１８４の半径方向部分１８６に流体接続され得る。したがって、第１および第２の軸線方向部分１８８、１８９の中の冷却剤流体は、出口部１８２を介して退出する前に、半径方向部分１８６に戻ることが可能である。

【0041】

[0052]したがって、冷却剤は、モーター１３４の半径方向部分および軸線方向部分の両方に送達され、それによって、モーター１３４を冷却するための大量の表面積露出を提供することが可能である。とりわけ、モーター１３４の第１の軸線方向端部１６５におけるステーター端ターンと第１の軸線方向部分１８８における冷却剤ジャケット１８４との間に、サーマルカップリングが存在していることが可能である。同様に、モーター１３４の第２の軸線方向端部１６９におけるステーター端ターンと第２の軸線方向部分１８９における冷却剤ジャケット１８４との間に、サーマルカップリングが存在していることが可能である。そうであるので、モーター１３４から冷却剤ジャケット１８４へ軸線方向への熱流束が存在していることが可能である。また、冷却剤ジャケット１８４の半径方向部分１８６は、モーター１３４から半径方向外向きに伝達する熱を吸収することが可能である。

【0042】

[0053]１つまたは複数のダム２４８、貫通穴２２９、接合部２１５などは、モーターケース１３９の周りの所定のエリアに冷却剤フローを方向付けおよび分配するために、冷却剤ジャケット１８４の流体通路を画定することが可能である。ダム２４８、接合部２１５、および貫通孔２２９は、モーターケース１３９の周りに（ひいては、モーター１３４の周りに）フローを方向付けおよび分配し、冷却剤の所定のフロー特性（圧力、圧力降下など）を維持することが可能である。したがって、モーター冷却システム１８０は、モーター１３４の効果的なおよび効率的な冷却を提供することが可能である。

【0043】

[0054]また、本開示のモーター冷却システム１８０は、圧縮機デバイス１０２の特定の構成のために調整および構成され得る。たとえば、より高い電力消費率（すなわち、より多くの熱エネルギーが発生させられる）で稼働することが予期される圧縮機デバイス１０２は、そのモーター１３４の周りの流体通路の１つの構成（たとえば、図８および図９のモーターケース１１３９）を含むことが可能である。逆に、より低い電力消費率（すなわち、より少ない熱エネルギーが発生させられる）で稼働することが予期される別の圧縮機デバイス１０２は、冷却剤ジャケット１８４の別の構成（たとえば、図１０および図１１のモーターケース２１３９）を含むことが可能である。モーターケース１１３９、２１３９のこれらの実施形態は、より詳細に下記に議論されることとなる。

【0044】

[0055]そのうえ、キャップ１６８およびダム２４８の外側部分は、外側モーターハウジング１５０の内部表面に当接することが可能である。これは、モーターケース１３９、モーター１３４、および回転グループ１１８のためのロバストな構造的支持および剛性を提供することが可能である。

【0045】

[0056]図１に示されているように、圧縮機デバイス１０２は、１つまたは複数のシーリング部材を含むことが可能であり、１つまたは複数のシーリング部材は、モーターケース１３９と外側モーターハウジング１５０との間に流体シールを生成させる。たとえば、第１のＯリングシール２３１が含まれ得、第１のＯリングシール２３１は、軸線１２０を取り囲み、軸線１２０に中心を合わせられている。Ｏリングシール２３１は、モーターケース１３９の第１の軸線方向端部１３５と外側モーターハウジング１５０との間でシールされ得る。また、第２のＯリングシール２３３が含まれ得、第２のＯリングシール２３３は、モーターケース１３９の第２の軸線方向端部１３１と外側モーターハウジング１５０との間でシールされている。

【0046】

[0057]図３に示されているように、いくつかの実施形態において、モーター冷却システム１８０は、第１の軸線方向チャネル１９０をさらに含むことが可能であり、第１の軸線方向チャネル１９０は、外側モーターハウジング１５０を通って、一般的に、外側半径方向部分１８６から圧縮機セクション１１０に向けて軸線方向に延在している。第１の軸線方向チャネル１９０は、真っ直ぐになっていることが可能であり、（フロー方向に対して垂直の）丸みを帯びた（円形の）断面を有することが可能である。また、第１の軸線方向チャネル１９０は、軸線１２０に対して角度１９１で、外側モーターハウジング１５０の軸線方向面１５６へ軸線方向に延在することが可能である。第１の軸線方向チャネル１９０は、軸線方向面１５６において開口していることが可能であり、軸線方向面１５６において、第１の軸線方向チャネル１９０は、モーター冷却システム１８０の半径方向フローセクション１９２に流体接続して交差している。

【0047】

[0058]半径方向フローセクション１９２は、スラストカバー１５８の中の環状の溝部１９４によって少なくとも部分的に画定され得る。溝部１９４は、スラストカバー１５８の第１の外側半径方向縁部部分１６３と第２の外側半径方向縁部部分１６４との間に画定され得る。そうであるので、溝部１９４は、スラストカバー１５８の外径縁部から半径方向内向きに延在することが可能である。また、半径方向フローセクション１９２は、軸線１２０の周りに円周方向に延在することが可能である。半径方向フローセクション１９２は、モーター冷却システム１８０の第２の軸線方向チャネル１９６（図３）に流体接続することが可能である。第２の軸線方向チャネル１９６は、軸線方向面１５６から外側モーターハウジング１５０の中へ、一般的に、圧縮機セクション１１０から離れるように軸線方向に延在し、冷却ジャケット１８４の外側半径方向部分１８６に流体接続して戻ることが可能である。図３に表されているように、第２の軸線方向チャネル１９６は、第１の軸線方向チャネル１９０から軸線１２０の反対側に配設され得る（たとえば、軸線１２０の周りに１８０度間隔を離して配置されている）。また、第２の軸線方向チャネル１９６は、所定の角度（たとえば、第１の軸線方向チャネル１９０の角度１９１の逆）で配設され得る。

【0048】

[0059]したがって、モーター冷却システム１８０は、第１の冷却剤（たとえば、液体冷却剤）が入口部１８１から出口部１８２へ下流方向に流れるための１つまたは複数の流体流路を画定することが可能である。動作の間に、第１の流体は、入口部１８１から冷却剤ジャケット１８４へ流れることが可能である。冷却剤ジャケット１８４の中のこの第１の流体のうちのいくらかは、そこから分岐することが可能であり、第１の流体は、第１の軸線方向チャネル１９０を通って、半径方向フローセクション１９２の中へさらに下流に流れることが可能である。そこで、流体は、スラストカバー１５８を通って、円周方向におよび軸線１２０に向けて半径方向内向きに、軸線１２０の周りに流れることが可能である。さらに下流に移動すると、流体は、第２の軸線方向チャネル１９６へ流れ、冷却剤ジャケット１８４に戻り、次いで、出口部１８２へ流れることが可能である。

【0049】

[0060]追加的に、圧縮機デバイス１０２は、軸受冷却システム２００を含むことが可能である。一般的に、軸受冷却システム２００は、軸受１２１を冷却するためにハウジング１１９を通して第２の流体（たとえば、空気または他のガス冷却剤）の第２のフローを提供することが可能である。また、軸受冷却システム２００は、議論されることとなるように、モーター冷却システム１８０とともに熱交換器配置で配設されるように、ハウジング１１９を通され得る。

【0050】

[0061]軸受冷却システム２００は、入口部２０２および出口部２０４を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、入口部２０２および／または出口部２０４は、圧縮機流路１５１に流体連通していることが可能である。たとえば、図１に示されているように、入口部２０２は、（たとえば、渦巻き通路１５４において）圧縮機流路１５１に流体接続され、そこから空気フローを受け入れることが可能であり、出口部２０４は、（たとえば、入口部１５３において）フローを圧縮機流路１５１に戻すよう流体接続され得る。また、軸受冷却システム２００は、入口部２０２および出口部２０４を接続する１つまたは複数の連続的な流体経路を形成する複数の通路、チャンバーなどを含むことが可能である。

【0051】

[0062]図２に示されているように、入口部２０２は、ピトー管（「逆」ピトー管）を含むことが可能であり、ピトー管は、渦巻き通路１５４の中に配設されており、渦巻き通路１５４に流体接続されている。また、軸受冷却システム２００は、軸線方向面１５６から外側モーターハウジング１５０を通って半径方向内向きに延在する通路を形成する１つまたは複数のボア２０６を含む。

【0052】

[0063]軸受冷却システム２００は、フローセクション２１０をさらに含むことが可能である。いくつかの実施形態において、フローセクション２１０は、スラストカバー１５８の第２の軸線方向面１６２、および、外側モーターハウジング１５０の軸線方向面１５６によって、協働的に画定され得る。たとえば、第２の軸線方向面１６２および／または軸線方向面１５６は、１つまたは複数の凹部２１２を含むことが可能であり、１つまたは複数の凹部２１２は、１つまたは複数の壁部２１４同士の間に画定されている。図示されている実施形態において、たとえば、軸線方向面１５６、１６２の両方は、それぞれの凹部２１２および壁部２１４を含み、それらは、軸線方向に（すなわち、軸線１２０に沿って）整合させられ、軸受冷却システム２００のフローセクション２１０を通るさまざまなセグメントを画定している。別の言い方をすれば、図２に示されているように、軸線方向面１５６は、第１の凹部２２０を含むことが可能であり、第１の凹部２２０は、軸線方向面１６２の第２の凹部２２２と軸線方向に整合し、フローセクション２１０のセグメント２２４を協働的に画定している。示されているように、軸線方向面１５６と軸線方向面１６２との間に画定されるフローセクション２１０の複数のセグメント２２４が存在している可能性がある。

【0053】

[0064]図４～図７に表されているように、フローセクション２１０のセグメント２２４は、連続的な流路として一緒に配置され得る。示されているように、セグメント２２４は、本開示の範囲から逸脱することなく、さまざまな配置を有することが可能である。フローセクション２１０を通る流路、および、流路の下流方向は、図４～図７の実施形態のそれぞれにおいて、矢印２２６によって示されている。示されているように、流路２２６は、回転軸線１２０に対して半径方向に下流方向に延在することが可能である。より具体的には、いくつかの実施形態において、流路２２６は、回転軸線１２０に対して半径方向内向きに下流方向に延在することが可能である。また、フローセクション２１０の流路２２６は、図４～図７に示されているように、回転軸線１２０の１つの側から回転軸線１２０の反対側へ延在することが可能である。いくつかの実施形態において、流路２２６は、回転軸線１２０の周りに半径方向および円周方向の両方に延在することが可能である。流路２２６は、それが下流方向に延在するにつれて、弧状にならびに／または線形におよび真っ直ぐに延在することが可能である。

【0054】

[0065]とりわけ、図４の実施形態では、フローセクション２１０を通る流路２２６は、複数の弧状セグメントを含み、複数の弧状セグメントは、第１の弧状セグメント２３２、第２の弧状セグメント２３４、および第３の弧状セグメント２３６を含み、それらは、軸線１２０の周りに弧状にそれぞれ延在している。弧状セグメント２３２、２３４、２３６は、個別の半径をそれぞれ有することが可能であり、それぞれの半径は、回転軸線１２０に対して実質的に一定のままになっていることが可能である。弧状セグメント２３２、２３４、２３６は、同心円状になっており、軸線１２０に中心を合わせられ得、第２の弧状セグメント２３４が、第１の弧状セグメント２３２と第３の弧状セグメント２３６との間に半径方向に配設されている。また、壁部２１４のうちの１つの中に第１の円周方向ギャップ２３８が存在していることが可能であり、ギャップ２３８は、第１および第２の弧状セグメント２３２、２３４に流体接続することが可能である。同様に、別の壁部２１４の中に第２の円周方向ギャップ２４０が存在していることが可能であり、ギャップ２４０は、第２および第３の弧状セグメント２３４、２３６に流体接続することが可能である。流路２２６は、第１の（外側）弧状セグメント２３２の中に画定された入力エリア２２８を有することが可能であり、流路２２６は、曲がりくねった経路に沿って下流に延在し、第１の弧状セグメント２３２を通って円周方向に反対側方向に、次いで、ギャップ２３８を通って第２の弧状セグメント２３４の中へ半径方向内向きに、次いで、第２の弧状セグメント２３４を通って円周方向に反対側方向に、次いで、ギャップ２４０を通って第３の弧状セグメント２３６の中へ半径方向内向きに、最終的に、フローセクション２１０の出力エリア２３０に延在することが可能である。

【0055】

[0066]図５に表されている追加的な実施形態では、フローセクション２１０は、弧状セグメント２４２を含むことが可能であり、弧状セグメント２４２は、円周方向におよび半径方向内向きに延在し、その入力エリア２２８からその出力エリア２３０へ軸線１２０に向けて螺旋状になっている。図６に表されているさらなる実施形態において、フローセクション２１０は、複数の長手方向に真っ直ぐなセグメント２４４を含むことが可能であり、複数の長手方向に真っ直ぐなセグメント２４４は、端部同士を接続されており、軸線１２０の一方の側から他方の側へ、その入力エリア２２８からその出力エリア２３０へ延在するようになっている。図６に示されているように、流路２２６は、流路２２６が軸線１２０の周りに延在するにつれて、軸線１２０に対して半径方向内向きに徐々に延在することが可能である（すなわち、徐々に軸線１２０のより近くになる）。そのうえ、図７に表されている実施形態では、フローセクション２１０は、複数の長手方向に真っ直ぐなセグメント２４６を含むことが可能であり、複数の長手方向に真っ直ぐなセグメント２４６は、端部同士を接続されており、軸線１２０の一方の側から他方の側へ延在し、そして、戻るようになっている。示されているように、入力エリア２２８は、一方の側にあり、半径方向外側に配設され得る。流路２２６は、入力エリア２２８から反対側方向にスプリットし、垂直方向にターンし、および軸線１２０の反対側まで延在し、再び垂直方向にターンし、軸線１２０のオリジナルの側まで延在して戻ることが可能である。示されているように、流路２２６は、軸線１２０に対して半径方向内向きに徐々に延在することが可能である（すなわち、徐々に軸線１２０のより近くになる）。

【0056】

[0067]図３に示されているように、軸受冷却システム２００は、第１の軸受注入経路２５０をさらに含むことが可能であり、第１の軸受注入経路２５０は、軸受１２１のスラストコンポーネントおよび／またはジャーナルコンポーネントに出力エリア２３０を流体接続している。たとえば、第１の軸受注入経路２５０は、スラストカバー１５８の内径部分を通って半径方向内向きに延在する通路であり、フローセクション２１０の出力エリア２３０をスラストディスク１７８の１つの軸線方向の側のギャップに流体接続することが可能である。したがって、圧縮機流路１５１からの流体（空気）は、軸受冷却システム２００を介して提供され、軸受１２１を冷却することが可能である。また、軸受冷却システム２００は、第２の軸受注入経路２５１を含むことが可能であり、第２の軸受注入経路２５１は、軸受１２１のスラストコンポーネントおよび／またはジャーナルコンポーネントに出力エリア２３０を流体接続している。たとえば、第２の軸受注入経路２５１は、モーター１３４に向けて軸線方向に延在するボアを含み、モーターケース１３９と外側モーターハウジング１５０との間のギャップにフローセクション２１０の出力エリア２３０を流体接続することが可能である。（環状のシーリング部材２５５が存在していることが可能であり、環状のシーリング部材２５５は、第２の軸受注入経路２５１によって提供される空気から、第１の軸線方向端部部分１８８の中の液体冷却剤をシールして分離している。）また、シャフト１４０と外側モーターハウジング１５０の内側半径方向リップ部２５４との間に画定された軸線方向の経路２５３が存在していることが可能であり、軸線方向の経路２５３は、第２の軸受注入経路２５１からスラストディスク１７８の他方の軸線方向の側へ空気を給送する。また、このエリアの中の空気は、同様に、軸受１２１のジャーナル要素にも流れることが可能である。そのうえ、軸受冷却システム２００は、さらに下流に流路を画定する特徴を含むことが可能である。

【0057】

[0068]したがって、動作の間に、軸受冷却システム２００の入口部２０２は、圧縮機流路１５１から空気を受け入れることが可能である。この空気は、ボア２０６（図２）を通して下流に、フローセクション２１０の入力エリア２２８へ流れることが可能である。フローは、フローセクション２１０の流路２２６に沿って半径方向内向きに継続することが可能であり、第１および第２の軸受注入経路２５０、２５１を介して軸受１２１へ流れることが可能である。空気は、最終的に、出口部２０４へ流れることが可能である。

【0058】

[0069]出口部２０４は、図１および図２に概略的に表されている。示されているように、出口部２０４は、細長い通路であることが可能であり、それは、ハウジング１１９の１つまたは複数の部分を通して画定されており、圧縮機流路１５１の入口部１５３に流体接続するように延在して戻る。いくつかの実施形態において、出口部２０４は、シャフト１４０の第２の端部１４４に近接するエリアから、外側モーターハウジング１５０および／または圧縮機ハウジング１５２を通って延在し、入口部１５３に流体接続することが可能である。また、第１の端部出口部分岐部２６０が存在していることも可能である（図２）。分岐部２６０は、半径方向に延在するボアであることが可能である。分岐部２６０は、モーター１３４と軸線方向面１５６の間の軸線方向位置において、外側モーターハウジング１５０を通って延在することが可能である。分岐部２６０は、第２の端部１４４から延在する出口部２０４の部分に交差することが可能である。そうであるので、分岐部２６０からのフローは、入口部１５３に戻ることが可能である。また、いくつかの実施形態において、出口部２０４の少なくとも一部は、ハウジング１１９の外部に沿って延在することが可能である。したがって、出口部２０４は、圧縮機ホイール１３０の上流において、軸受冷却システム２００の第２の流体を圧縮機流路１５１の入口部１５３に戻すことが可能である。

【0059】

[0070]軸受冷却システム２００およびモーター冷却システム１８０は、熱がそれらの間で伝達するように、熱交換器配置で一緒に配設され得る。たとえば、軸受冷却システム２００のフローセクション２１０、および、モーター冷却システム１８０の軸線方向端部部分１８８は、軸線１２０に沿って異なる軸線方向位置に配設され得、熱は、外側モーターハウジング１５０の介在部分２７０を通して、軸線方向に（すなわち、一般的に、軸線１２０に沿って）流体同士の間で交換され得る。また、フローセクション２１０およびモーター冷却システム１８０の半径方向フローセクション１９２は、軸線１２０に沿って異なる軸線方向位置に配設され得、熱は、スラストカバー１５８の介在部分２７２を通して、軸線方向に流体同士の間で交換され得る。たとえば、いくつかの実施形態において、および／または、いくつかの動作条件において、軸受冷却システム２００のフローセクション２１０の中の空気は、モーター冷却システム１８０の半径方向フローセクション１９２および軸線方向端部部分１８８の中の液体冷却剤よりも高温で走っている。したがって、液体冷却剤は、ヒートシンクであることが可能であり、そのような動作の間にフローセクション２１０の中の空気から熱を受け取ることが可能である。

【0060】

[0071]したがって、軸受およびモーター冷却システム１８０、２００の熱交換器配置は、モーター１３４および軸受１２１のための効果的な冷却を提供することが可能である。これは、最終的に、圧縮機デバイス１０２の動作効率を向上させることが可能である。また、これらの特徴は、圧縮機デバイス１０２の長い動作寿命時間にわたって、圧縮機デバイス１０２をロバストにすることが可能である。そのうえ、圧縮機デバイス１０２は、上記に議論されている特徴に起因して、コンパクトおよび軽量であることが可能である。追加的に、本開示の圧縮機デバイス１０２は、比較的に低い部品数および便利な組み立てプロセスによって高度に製造可能である。

【0061】

[0072]ここで図８および図９を参照すると、モーターケース１１３９は、追加的な実施形態に従って議論されることとなる。モーターケース１１３９は、図１～図３のモーターケース１３９に関して上記に議論されている複数の特徴を含むことが可能である。図１～図３のモーターケース１３９のコンポーネントに対応するコンポーネントは、１０００だけ増加された対応する参照数字を伴って示されている。

【0062】

[0073]モーターケース１１３９は、スリーブ１１６６およびキャップ１１６８を含むことが可能であり、それらは、電気モーターをその中に収納するように協働する。また、スリーブ１１６６は、第１の軸線方向端部１１３５に近接して、複数のダム１２４８（たとえば、スリーブ１１６６の周りに円周方向に延在する細長い円周方向ダム１３０２など）を含むことが可能である。円周方向ダム１３０２は、外側表面１１５７から（図１の外側モーターハウジング１５０に向けて）半径方向外向きに突出することが可能である。円周方向ダム１３０２は、第１の長手方向端部１３０４および第２の長手方向端部１３０６を含むことが可能であり、それらは、円周方向において所定の距離に間隔を離して配置されている。

【0063】

[0074]複数のダム１２４８は、第１の軸線方向ダム１３０８をさらに含むことが可能である。第１の軸線方向ダム１３０８は、軸線１１２０に沿って（たとえば、軸線１１２０に対して実質的に平行に）延在することが可能である。また、第１の軸線方向ダム１３０８は、スリーブ１１６６の外側表面１１５７から（図１の外側モーターハウジング１５０に向けて）半径方向外向きに突出することが可能である。

【0064】

[0075]複数のダム１２４８は、半径方向ダム１３１０（図９）を追加的に含むことが可能であり、半径方向ダム１３１０は、モーターケース１１３９の第１の軸線方向端部１１３５に沿って半径方向に延在している。半径方向ダム１３１０の軸線は、軸線１２０に交差することが可能である。半径方向ダム１３１０は、第１の軸線方向端部１１３５から（図１の外側モーターハウジング１５０に向けて）軸線方向外向きに突出することが可能である。半径方向ダム１３１０は、ダムセグメント１３１２において第１の軸線方向ダム１３０８に交差することが可能である。このセグメント１３１２は、円周方向に円周方向ダム１３０２の第１の長手方向端部１３０４と第２の長手方向端部１３０６との間に配設され得る。そうであるので、モーターケース１１３９のこのエリアは、円周方向にダム１３０２の第１の長手方向端部１３０４とダムセグメント１３１２との間に、第１の開口部１３１４を画定することが可能である。また、モーターケースは、円周方向にダム１３０２の第２の長手方向端部１３０６とダムセグメント１３１２との間に、第２の開口部１３１６の一部を画定することが可能である。モーターケース１１３９が外側モーターハウジング１５０（図１）の中に配設されているときには、開口部１３１４、１３１６は、冷却剤ジャケット１８４の半径方向部分１８６と第１の軸線方向部分１８８との間に流体接合部を提供することが可能である。

【0065】

[0076]モーターケース１１３９は、第２の軸線方向ダム１３０９をさらに含むことが可能である。第２の軸線方向ダム１３０９は、軸線１１２０に沿って（たとえば、それに対して実質的に平行に）延在することが可能である。第２の軸線方向ダム１３０９は、第１の軸線方向ダム１３０８から円周方向に間隔を離して配置され得る。

【0066】

[0077]モーターケース１１３９のキャップ１１６８（図８および図９）は、第１の貫通孔１３２０および第２の貫通孔１３２２を含むことが可能である。貫通孔１３２０、１３２２は、図１～図３の貫通孔２２９の実施形態と同様に、キャップ１１６８を通って軸線方向に延在することが可能である。貫通孔１３２０、１３２２は、キャップ１１６８の周りに角度的に間隔を離して配置され得る。モーターケース１１３９が外側モーターハウジング１５０（図１）の中に配設されているときには、貫通孔１３２０、１３２２は、冷却剤ジャケット１８４の半径方向部分１８６と第２の軸線方向部分１８９との間に流体接合部を提供することが可能である。

【0067】

[0078]モーターケース１１３９は、外側モーターハウジング１５０（図１）の中に配設され、冷却剤ジャケット１８４を協働的に画定することが可能であるということが理解される。冷却剤ジャケットへの入口部１１８１は、図８の中のモーターケース１１３９に対して示されている。また、出口部１１８３も示されている。入口部１１８１および／または出口部１１８３は、図１の実施形態と同様に配置され得、または、本開示の範囲から逸脱することなく、異なって構成され得る。外側モーターハウジング１５０は図８および図９において隠されているが、冷却剤のための複数のフロー通路が議論されることとなる。外側モーターハウジング１５０の内側表面１７１（図１）は、滑らかになっていることが可能であり、ダム１２４８およびキャップ１１６８の半径方向部分は、内側表面１７１に当接することが可能であるということが認識されることとなる。上記に述べられているように、冷却剤ジャケット１８４は、したがって、モーターケース１１３９と内側表面１７１との間のギャップの中に画定され得、ダム１２４８、キャップ１１６８の中の貫通孔、流体接合部などが、冷却剤ジャケット１８４を通してフローを方向付ける。

【0068】

[0079]動作の間に、冷却剤流体は、入口部１１８１から円周方向フロー通路１３５１（第１の軸線方向ダム１３０８と第２の軸線方向ダム１３０９との間で円周方向に画定されており、また、ダム１３０２とキャップ１１６８との間で軸線方向に画定されている）の中へ受け入れられ得る。冷却剤フローは、円周方向フロー通路１３５１の中で円周方向に両方の方向に発散して流れることが可能である。一方の円周方向において、冷却剤フローは、軸線方向にターンし、第１の開口部１３１４を通って、モーターケース１１３９の第１の軸線方向端部１１３５における第１の弧状フロー通路（図９の中の矢印１３５２によって示されている）の中へ流れることが可能である。他方の円周方向において、冷却剤は、第２の軸線方向ダム１３０９に向けて流れることが可能である。フローは、円周方向フロー通路１３５１からさらに発散することが可能であり、軸線方向にターンし、第１の貫通孔１３２０を通って第２の軸線方向端部１１３１における第２の弧状フロー通路１３５３へ流れることが可能である。

【0069】

[0080]図８に示されているように、第１の弧状フロー通路１３５２の中のフローは、第１の開口部１３１４から第２の開口部１３１６へ、モーターケース１１３９の第１の軸線方向端部１１３５に沿って円周方向に方向付けられ得る。第２の弧状フロー通路１３５３（図９）の中の冷却剤は、第１の貫通孔１３２０から第２の貫通孔１３２２へ円周方向に流れることが可能である。第２の開口部１３１６および第２の貫通孔１３２２からのフローは、反対側の軸線方向端部１１３２、１１３１から流れることが可能であり、軸線方向フロー通路１３６０の中で収束することが可能である。軸線方向フロー通路１３６０は、軸線１１２０に沿って延在することが可能であり、第１の軸線方向ダム１３０８および第２の軸線方向ダム１３０９によって画定され得る。これらの収束する冷却剤フローは、軸線方向フロー通路１３６０の中で軸線方向に流れ、次いで、出口部１１８２を介して冷却剤ジャケットを退出することが可能である。

【0070】

[0081]ここで図１０～図１２を参照すると、モーターケース２１３９の追加的な実施形態が、追加的な実施形態に従って議論されることとなる。モーターケース２１３９は、図８および図９のモーターケース１１３９に関して上記に議論されている複数の特徴を含むことが可能である。図８および図９のモーターケース１１３９のコンポーネントに対応するモーターケース２１３９のコンポーネントは、１０００だけ増加された対応する参照数字を伴って示されている。

【0071】

[0082]モーターケース２１３９は、スリーブ２１６６およびキャップ２１６８を含むことが可能であり、それらは、モーターを収納するように協働する。また、スリーブ２１６６は、複数のダム２２４８を含むことが可能である。モーターケース２１３９のダム２２４８は、第１の軸線方向端部２１３５に近接して、スリーブ２１６６の周りに円周方向に延在する第１の円周方向ダム２３０２を含むことが可能である。円周方向ダム２３０２は、外側表面２１５７から（図１の外側モーターハウジング１５０に向けて）半径方向外向きに突出することが可能である。円周方向ダム２３０２は、第１の長手方向端部２３０４および第２の長手方向端部２３０６を含むことが可能であり、それらは、円周方向において所定の距離に間隔を離して配置されている。

【0072】

[0083]複数のダム２２４８は、第１の蛇行ダム２４０２をさらに含むことが可能である。このダム２４０２は、軸線２１２０に対して外側表面２１５７の周りに円周方向に延在することが可能である。また、第１の蛇行ダム２４０２は、その長さに沿って、軸線２１２０に対して螺旋状に延在する少なくとも１つのセグメントを含むことが可能である。そうであるので、ダム２４０２は、第１の長手方向端部２４０４および第２の長手方向端部２４０６を含むことが可能であり、それらは、軸線２１２０に対して円周方向および軸線方向の両方に間隔を離して配置され得る。第２の長手方向端部２４０６は、円周方向に円周方向ダム２３０２の第１の長手方向端部２３０４と第２の長手方向端部２３０６との間に配設され得る。

【0073】

[0084]複数のダム２２４８は、第２の円周方向ダム２４１２をさらに含むことが可能である（図１２）。このダム２４１２は、軸線２１２０に対して外側表面２１５７の周りに円周方向に延在することが可能である。そうであるので、ダム２４１２は、第１の長手方向端部２４１６および第２の長手方向端部２４１８を含むことが可能であり、それらは、軸線２１２０に対して円周方向に間隔を離して配置され得る。

【0074】

[0085]フローダイバーターパッド２４１４が含まれ得、フローダイバーターパッド２４１４は、第２の円周方向ダム２４１２と接続することが可能である。パッド２４１４は、くさび形状になっていることが可能であり、議論されることとなるように、冷却剤ジャケットの中のフローを転向させるかまたは収束させるように形状決めされ得る。図１２に示されているように、パッド２４１４は、テーパー付きおよびくさび形状になっていることが可能であり、キャップ２１６８に向けて方向付けられるようになっている。また、パッド２４１４は、モーターケース２１３９を外側モーターハウジング１５０の中に支持するために外側モーターハウジング１５０（図１）に当接することができる比較的に大きい表面積を有する輪郭決めされた表面２４２０を提供することが可能である。

【0075】

[0086]複数のダム２２４８は、第３の円周方向ダム２４２２をさらに含むことが可能である。第３の円周方向ダム２４２２は、軸線２１２０に対して外側表面２１５７の周りに円周方向に延在することが可能である。そうであるので、ダム２４２２は、第１の長手方向端部２４２４（図１０および図１１）および第２の長手方向端部２４２６（図１２）を含むことが可能である。第３の円周方向ダム２４２は、軸線方向に第２の円周方向ダム２４１２と外側表面２１５７の上のキャップ２１６８との間に配設され得る。

【0076】

[0087]また、複数のダム２２４８は、半径方向ダム２３１０（図１１および図１２）を含むことが可能であり、半径方向ダム２３１０は、モーターケース１１３９の第１の軸線方向端部２１３５に沿って半径方向に延在している。半径方向ダム２３１０の軸線は、軸線２１２０に交差することが可能である。半径方向ダム２３１０は、第１の軸線方向端部２１３５から（図１の外側モーターハウジング１５０に向けて）軸線方向外向きに突出することが可能である。半径方向ダム２３１０は、蛇行ダム２４０２の第２の長手方向端部２４０６に交差することが可能である。半径方向ダム２３１０は、軸線２１２０に中心を合わせられている環状のダム２４０８にさらに交差することが可能である。また、環状のダム２４０８は、Ｏリングシール（たとえば、図１のシール２３１など）を受け入れるための溝部２４１０を含むことが可能である。

【0077】

[0088]半径方向ダム２３１０は、円周方向に円周方向ダム２３０２の第１の長手方向端部２３０４と第２の長手方向端部２３０６との間に配設され得る。そうであるので、モーターケース２１３９は、円周方向にダム２３０２の第２の長手方向端部２３０６と半径方向ダム２３１０との間に、第１の開口部２３１４を画定することが可能である。そのうえ、モーターケース２１３９は、円周方向に第１の長手方向端部２３０４と半径方向ダム２３１０との間に、第２の開口部２３１６を画定することが可能である。また、モーターケース２１３９は、フロー方向付けベーン２４３０を含むことが可能である。ベーン２４３０は、比較的に短いダムであることが可能であり、第１の開口部２３１４の中に配設され得る。ベーン２４３０は、第１の開口部２３１４を通るフローを方向付けることを補助することが可能である。モーターケース２１３９が外側モーターハウジング１５０（図１）の中に配設されているときには、開口部２３１４、２３１６は、冷却剤ジャケット１８４の半径方向部分１８６と第１の軸線方向部分１８８との間に流体接合部を提供することが可能である。

【0078】

[0089]そのうえ、モーターケース２１３９は、１つまたは複数の回転防止突出部２４３２を含むことが可能である（図１２）。突出部２４３２は、第１の半径方向ダム２３１０から軸線方向に突出するピンであることが可能である。突出部２４３２は、外側モーターハウジング１５０（図１）の中の対応するアパーチャーの中に受け入れられ、外側モーターハウジング１５０に対して固定された角度配向でモーターケース２１３９を保つことが可能である。同様に、１つまたは複数の追加的な回転防止特徴が存在していることが可能である。

【0079】

[0090]キャップ２１６８は、第２の半径方向ダム２４５０を含むことが可能である（図１０）。第２の半径方向ダム２４５０は、キャップ２１６８の外側半径方向縁部から第２の軸線方向端部２１３１の上で半径方向に延在することが可能である。第２の半径方向ダム２４５０は、環状のダム２４５２にさらに交差することが可能であり、環状のダム２４５２は、第２の軸線方向端部２１３１の上で軸線２１２０に中心を合わせられている。また、環状のダム２４５２は、Ｏリングシール（たとえば、図１のシール２３３など）を受け入れるための溝部２４５４を含むことが可能である。

【0080】

[0091]キャップ２１６８は、第１の貫通孔２３２０および第２の貫通孔２３２２を追加的に含むことが可能である。貫通孔２３２０は、キャップ２１６８を通って軸線方向に延在し、冷却剤ジャケット１８４の半径方向部分１８６および第２の軸線方向部分１８９に流体接続することが可能である。貫通孔２３２０、２３２２は、円周方向に間隔を離して配置され得、第２の半径方向ダム２４５０の両側に配設され得る。

【0081】

[0092]動作の間に、冷却剤流体は、入口部２１８１から第１の円周方向フロー通路の中へ受け入れられ得る（図１０および図１１の中の矢印２３５１によって規定されている）。このフローは、たとえば、以下を伴う複数の個別のフロー通路へと発散することが可能である：（ａ）矢印２４６０によって示されているように第３の円周方向ダム２４２２の第１の長手方向端部２４２４においてスプリットする部分；および（ｂ）第１の貫通孔２３２０を介して第２の軸線方向端部２１３１に転向させられる別の部分。第２の軸線方向端部２１３１において、冷却剤流体は、第２の貫通孔２３２２に向けて円周方向に流れ、底部側軸線方向フローチャネルを通して概して軸線方向に流れることが可能である（図１２の中の矢印２４６２によって表されている）。軸線方向フローチャネル２４６２のフロー軸線は、湾曲していることが可能であるが、一般的に、キャップ２１６８から第１の軸線方向端部２１３５に向けて軸線方向に延在することが可能である。

【0082】

[0093]そのうえ、図１０および図１１に示されているように、長手方向端部２４２４によって転向させられるフローの一部は、ダム２４２２のそれぞれの側に円周方向に流れることが可能である。さらに下流において、これらのフローは、（図１２の中の矢印２４８０によって表されているように）再び収束することが可能である。示されているように、このフローの一部は、フローダイバーターパッド２４１４（図１２）によって収束２４８０に向けて方向付けされ得る。さらに下流では、このフローは、第２の貫通孔２３２２から底部側軸線方向フローチャネル２４６２に進入するフローに再び加わることが可能である。さらに下流では、底部側軸線方向フローチャネル２４６２は、第１の軸線方向端部２１３５に近接して、両側の円周方向に発散することが可能である。一方の円周方向において、冷却剤流体は、第１の円周方向ダム２３０２と第２の円周方向ダム２４１２との間で、第１の開口部２３１４に向けて、円周方向フロー通路２４９０の中を流れることが可能である。他方の円周方向において、冷却剤流体は、蛇行ダム２４０２と円周方向ダム２３０２との間で、出口部２１８３に向けて、蛇行フロー通路２４９２（たとえば、螺旋フロー通路）の中を流れることが可能である。第１の開口部２３１４において、冷却剤流体は、第２の開口部２３１６および出口部２１８３に向けて円周方向に流れることが可能である。

【0083】

[0094]したがって、モーターケース１１３、１１３９、２１３９は、冷却剤ジャケットを通る冷却剤のフローを制御するためのさまざまな構成を有することが可能である。したがって、モーター冷却システムは、圧縮機デバイスのより高い性能のために、効果的なおよび効率的なモーター冷却を提供することが可能である。また、モーター冷却システムは、コンパクトなパッケージで提供され得る。また、モーター冷却システムは、同様に、製造効率および／または他の利益を提供することが可能である。

【0084】

[0095]少なくとも１つの例示的な実施形態が先述の詳細な説明において提示されてきたが、膨大な数の変形例が存在するということが認識されるべきである。また、１つまたは複数の例示的な実施形態は、単なる例に過ぎず、決して、本開示の範囲、適用可能性、または構成を限定することを意図していないということが認識されるべきである。むしろ、先述の詳細な説明は、本開示の例示的な実施形態を実装するための便利なロードマップを当業者に提供することとなる。添付の特許請求の範囲に記載されているような本開示の範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態において説明されている要素の機能および配置において、さまざまな変更が行われ得るということが理解される。

【符号の説明】

【0085】

１００ 燃料電池システム
１０２ 圧縮機デバイス
１０４ 燃料電池スタック
１０５ 電気モーター
１０６ タンク
１１０ 圧縮機セクション
１１２ モーターセクション
１１８ 回転グループ
１１９ ハウジング
１２０ 回転軸線
１２１ 軸受
１２２ 入口部空気ストリーム
１２４ 圧縮空気ストリーム
１２８ 中間冷却器
１３０ 圧縮機ホイール
１３１ 第２の軸線方向端部
１３２ 排気ガスストリーム
１３４ 電気モーター
１３５ 第１の軸線方向端部
１３６ ローター
１３７ 半径方向部分
１３８ ステーター
１３９ モーターケース
１４０ シャフト
１４２ 第１の端部
１４４ 第２の端部
１４６ 前方側
１４７ ブレード
１４８ 後方側
１５０ 外側モーターハウジング
１５１ 圧縮機流路
１５２ 圧縮機ハウジング
１５３ 入口部
１５４ 渦巻き通路
１５６ 軸線方向面
１５７ 外側表面
１５８ 中間ハウジング部材、スラストカバー
１５９ ギャップ
１６０ 第１の軸線方向面
１６２ 第２の軸線方向面
１６３ 第１の外側半径方向縁部部分
１６４ 第２の外側半径方向縁部部分
１６５ 第１の軸線方向端部
１６６ スリーブ
１６７ 半径方向面
１６８ キャップ
１６９ 第２の軸線方向端部
１７０ ディフューザー部分
１７１ 内側半径方向表面
１７２ ディフューザーエリア
１７４ スラスト軸受部分
１７６ 圧縮機カラー
１７８ スラストディスク
１８０ モーター冷却システム
１８１ 入口部
１８２ 出口部
１８４ 冷却剤ジャケット
１８６ 半径方向部分
１８８ 第１の軸線方向端部部分
１８９ 第２の軸線方向端部部分
１９０ 第１の軸線方向チャネル
１９１ 角度
１９２ 半径方向フローセクション
１９４ 溝部
１９６ 第２の軸線方向チャネル
２００ 軸受冷却システム
２０２ 入口部
２０４ 出口部
２０６ ボア
２１０ フローセクション
２１２ 凹部
２１４ 壁部
２１５ 第１の接合部
２１７ 第２の接合部
２２０ 第１の凹部
２２２ 第２の凹部
２２４ セグメント
２２６ 流路
２２８ 入力エリア
２２９ 貫通孔
２３０ 出力エリア
２３１ 第１のＯリングシール
２３２ 第１の弧状セグメント
２３３ シール
２３４ 第２の弧状セグメント
２３６ 第３の弧状セグメント
２３８ 第１の円周方向ギャップ
２４０ 第２の円周方向ギャップ
２４２ 弧状セグメント
２４４ 長手方向に真っ直ぐなセグメント
２４６ 長手方向に真っ直ぐなセグメント
２４８ ダム
２５０ 第１の軸受注入経路
２５１ 第２の軸受注入経路
２５３ 軸線方向の経路
２５４ 内側半径方向リップ部
２５５ 環状のシーリング部材
２６０ 第１の端部出口部分岐部
２７０ 介在部分
２７２ 介在部分
１１２０ 軸線
１１３１ 第２の軸線方向端部
１１３５ 第１の軸線方向端部
１１３９ モーターケース
１１５７ 外側表面
１１６６ スリーブ
１１６８ キャップ
１１８１ 入口部
１１８２ 出口部
１２４８ ダム
１３０２ 円周方向ダム
１３０４ 第１の長手方向端部
１３０６ 第２の長手方向端部
１３０８ 第１の軸線方向ダム
１３０９ 第２の軸線方向ダム
１３１０ 半径方向ダム
１３１２ ダムセグメント
１３１４ 第１の開口部
１３１６ 第２の開口部
１３２０ 第１の貫通孔
１３２２ 第２の貫通孔
１３５１ 円周方向フロー通路
１３５２ 第１の弧状フロー通路
１３５３ 第２の弧状フロー通路
１３６０ 軸線方向フロー通路
２１２０ 軸線
２１３１ 第２の軸線方向端部
２１３５ 第１の軸線方向端部
２１３９ モーターケース
２１５７ 外側表面
２１６６ スリーブ
２１６８ キャップ
２１８１ 入口部
２１８３ 出口部
２２４８ ダム
２３０２ 第１の円周方向ダム
２３０４ 第１の長手方向端部
２３０６ 第２の長手方向端部
２３１０ 半径方向ダム
２３１４ 第１の開口部
２３１６ 第２の開口部
２３２０ 第１の貫通孔
２３２２ 第２の貫通孔
２３５１ 第１の円周方向フロー通路
２４０２ ダム
２４０４ 第１の長手方向端部
２４０６ 第２の長手方向端部
２４０８ 環状のダム
２４１０ 溝部
２４１２ 第２の円周方向ダム
２４１４ フローダイバーターパッド
２４１６ 第１の長手方向端部
２４１８ 第２の長手方向端部
２４２０ 輪郭決めされた表面
２４２２ 第３の円周方向ダム
２４２４ 第１の長手方向端部
２４２６ 第２の長手方向端部
２４３０ フロー方向付けベーン
２４３２ 回転防止突出部
２４５０ 第２の半径方向ダム
２４５２ 環状のダム
２４５４ 溝部
２４６２ 軸線方向フローチャネル
２４９０ 円周方向フロー通路
２４９２ 蛇行フロー通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【外国語明細書】