特開 2024-19010 アキシャルベアリングを備えた過給装置

(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】P2024019010

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】アキシャルベアリングを備えた過給装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/00 20060101AFI20240201BHJP

【ＦＩ】

F02B39/00 H

【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 2023110660

(22)【出願日】2023-07-05

(31)【優先権主張番号】20 2022 104 248.9

(32)【優先日】2022-07-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】500124378

【氏名又は名称】ボーグワーナー インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100093861

【弁理士】

【氏名又は名称】大賀 眞司

(74)【代理人】

【識別番号】100129218

【弁理士】

【氏名又は名称】百本 宏之

(72)【発明者】

【氏名】セバスチャン・ドーシャー

【テーマコード（参考）】

3G005

【Ｆターム（参考）】

3G005EA16

3G005FA41

3G005GB51

(57)【要約】      （修正有）

【課題】アキシャルベアリングを備えた過給装置を提供する。
【解決手段】過給装置１０は、コンプレッサホイール１２０のシャフト２００と、コンプレッサハウジングに接続され、シャフト２００が回転可能に取り付けられたベアリングハウジング３００とを備える。ベアリングハウジング３００は、シャフト２００の軸方向の取り付けのためのアキシャルベアリング４００を備える。アキシャルベアリング４００は、シャフト２００に関して少なくとも部分的に半径方向２４に延びるベアリングギャップを有する。アキシャルベアリング４００は、コンプレッサ１００に流体的に接続され、コンプレッサ１００が動作しているときに、コンプレッサ１００からの流体ストリームがベアリングギャップを通って少なくとも部分的に半径方向２４に流れるように配置される。アキシャルベアリング４００は、コンプレッサ１００の圧力側１３０に流体的に接続される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

過給装置（１０）であって、
コンプレッサハウジング（１１０）と、その中に配置されたコンプレッサホイール（１２０）とを有するコンプレッサ（１００）と、
前記コンプレッサホイール（１２０）に結合されたシャフト（２００）と、
前記コンプレッサハウジングに接続され、前記シャフト（２００）が回転可能に取り付けられたベアリングハウジング（３００）であって、前記シャフト（２００）の軸方向の取り付けのためのアキシャルベアリング（４００）を備える、ベアリングハウジング（３００）とを備え、
前記アキシャルベアリング（４００）は、前記シャフト（２００）に関して少なくとも部分的に半径方向（２４）に延びるベアリングギャップ（４１０）を有する、過給装置（１０）において、
前記アキシャルベアリング（４００）は、前記コンプレッサ（１００）に流体的に接続され、前記コンプレッサ（１００）が動作しているときに、前記コンプレッサ（１００）からの流体ストリームが前記ベアリングギャップ（４１０）を通って少なくとも部分的に前記半径方向（２４）に流れるように配置されること、及び、
前記アキシャルベアリング（４００）は前記コンプレッサ（１００）の圧力側（１３０）に流体的に接続されることを特徴とする、
過給装置（１０）。

【請求項2】

前記アキシャルベアリング（４００）がアキシャルエアベアリングであること、及び、前記アキシャルベアリング（４００）の前記ベアリングギャップ（４１０）が前記コンプレッサ（１００）の前記圧力側（１３０）に流体的に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の過給装置（１０）。

【請求項3】

前記コンプレッサハウジング（１１０）がコンプレッサ後壁（１４０）を備えること、及び、アキシャル方向（２２）の前記アキシャルベアリング（４００）が、前記コンプレッサ後壁（１４０）と前記ベアリングハウジング（３００）との間に配置されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の過給装置（１０）。

【請求項4】

前記アキシャルベアリング（４００）が、回転不能に前記シャフト（２００）に結合されたアキシャルベアリングディスク（４２０）を備えること、及び、前記ベアリングギャップ（４１０）が前記アキシャルベアリングディスク（４２０）と前記コンプレッサ後壁（１４０）との間に延びることを特徴とする、請求項３に記載の過給装置（１０）。

【請求項5】

前記アキシャルベアリング（４００）を前記コンプレッサ（１００）の前記圧力側（１３０）に流体的に接続する少なくとも１つの供給ダクト（５００）をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の過給装置（１０）。

【請求項6】

前記供給ダクト（５００）が、前記コンプレッサホイール（１２０）と前記コンプレッサ後壁（１４０）との間の位置（ｗ１）に配置される供給ダクト入口（５３０）を有すること、及び、前記供給ダクト（５００）が、前記ベアリングギャップ（４１０）に開口する供給ダクト出口（５４０）を有することを特徴とする、請求項５に記載の過給装置（１０）。

【請求項7】

前記供給ダクト（５００）が、前記供給ダクト入口（５３０）からの流体ストリームが前記半径方向（２４）において前記シャフト（２００）に向かって、及び／又は前記アキシャル方向（２２）において前記供給ダクト出口（５４０）に向けられるように構成されることを特徴とする、請求項６に記載の過給装置（１０）。

【請求項8】

前記コンプレッサの動作中に前記ベアリングギャップ（４１０）を通って前記半径方向（２４）に流れる流体ストリームを前記アキシャルベアリング（４００）から排出するように考えられた少なくとも１つの戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）をさらに備える、請求項１～７のいずれか一項に記載の過給装置（１０）。

【請求項9】

前記コンプレッサハウジング（１１０）がコンプレッサ入口（１５０）を備えること、及び、前記戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が前記ベアリングギャップ（４１０）を前記コンプレッサ入口（１５０）に流体的に接続することを特徴とする、請求項８に記載の過給装置（１０）。

【請求項10】

その中に配置されたタービンホイールとタービンハウジング出口とを有するタービンハウジングを有するタービンをさらに備える、請求項８に記載の過給装置（１０）であって、前記戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、前記アキシャルベアリング（４００）、特に前記ベアリングギャップ（４１０）を前記タービンハウジング出口に流体的に接続することを特徴とする過給装置（１０）。

【請求項11】

前記戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、前記ベアリングギャップ（４１０）に流体的に接続された戻りダクト入口（６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ）を備えること、及び特に、前記アキシャルベアリング（４００）が、回転不能に前記シャフト（２００）に結合されたアキシャルベアリングディスク（４２０）を備え、前記半径方向（２４）の前記戻りダクト入口（６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ）が、前記アキシャルベアリングディスク（４２０）の半径方向外側に配置されることを特徴とする、請求項８～１０のいずれか一項に記載の過給装置（１０）。

【請求項12】

前記アキシャルベアリング（４００）が、前記アキシャルベアリングディスク（４２０）が配置されるアキシャルベアリング空間（４３０）を有すること、及び、前記アキシャルベアリング空間（４３０）が内部周方向面（４３１）を有すること、及び、前記戻りダクト入口（６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ）が前記アキシャルベアリング空間（４３０）の前記内部周方向面（４３１）に配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の過給装置（１０）。

【請求項13】

シール要素（４４０）が前記アキシャルベアリングディスク（４２０）と前記内部周方向面（４３１）との間に配置され、前記シール要素（４４０）はラビリンスシールであることを特徴とする、請求項１２に記載の過給装置（１０）。

【請求項14】

前記戻りダクト入口（６１０ｂ）が、前記シール要素（４４０）内に配置されること、又は、前記アキシャル方向（２２）の前記戻りダクト入口（６１０ａ）が、前記コンプレッサ後壁（１４０）と前記シール要素（４４０）との間に配置されることを特徴とする、請求項１３又は請求項３に記載の過給装置（１０）。

【請求項15】

前記シール要素（４４０）が、前記内部周方向面（４３１）に配置された少なくとも１つの周方向溝を備えることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の過給装置（１０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は過給装置に関し、特に内燃機関又は燃料電池用の過給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

最近の乗り物は、要求される目標や法的要件を満たすために、過給装置を装備する傾向が強まっている。過給装置の開発においては、信頼性と効率の観点から、システム全体だけでなく、個々の構成要素を最適化することが必要である。

【0003】

既知の過給装置は、ほとんどの場合、共通のシャフトを介して駆動ユニットに接続されたコンプレッサホイールを有する少なくとも１つのコンプレッサを有する。コンプレッサは、内燃機関又は燃料電池のために取り込まれた新鮮な空気を圧縮する。その結果、エンジンが燃焼に利用できる空気又は酸素の量、或いは燃料電池が反応に利用できる空気又は酸素の量が、それぞれ増加する。その結果、内燃機関又は燃料電池の出力がそれぞれ増大する。過給装置は、様々な駆動ユニットを備えることができる。先行技術では特に、コンプレッサが電気モータによって駆動される電気式過給機と、コンプレッサが排気ガスタービンによって駆動される排気ガスターボチャージャが開示されている。両方のシステムを組み合わせたものも先行技術に記載されている。

【0004】

先行技術のコンプレッサホイール、シャフト及び駆動ユニットからなるシステムは、通常、ラジアル及びアキシャルベアリングアセンブリによってベアリングハウジングに取り付けられる。コンプレッサホイールの動作中、アキシャル方向、特にベアリングハウジングから見てコンプレッサホイールに向かう方向に作用するアキシャル力が、シャフトに伝達され得る。シャフトをアキシャルベアリングに軸方向に取り付けるには、これらのアキシャル力を補償力又はベアリング力によって補償する必要がある。既知のシステムは、多くの場合、設置スペースの点で要求が増大し、設計の点で制約が生じる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、軸方向の取り付けが改良された過給装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、請求項１に記載の過給装置、特に内燃機関又は燃料電池用の過給装置に関する。従属請求項は過給装置の有利な設計実施形態を開示している。

【0007】

過給装置は、コンプレッサハウジングと、その中に配置されたコンプレッサホイールとを有するコンプレッサを備える。さらに、過給装置は、コンプレッサホイールに結合されたシャフトと、コンプレッサハウジングに接続され、シャフトが回転可能に取り付けられたベアリングハウジングとを備える。ベアリングハウジングはシャフトの軸方向の取り付けのためのアキシャルベアリングを備える。アキシャルベアリングは、シャフトに関して少なくとも部分的に半径方向に延びるベアリングギャップを有する。アキシャルベアリングは、コンプレッサに流体的に接続され、コンプレッサが動作しているときに、コンプレッサからの流体ストリームがベアリングギャップを通って少なくとも部分的に半径方向に流れるように配置される。アキシャルベアリングはコンプレッサの圧力側に流体的に接続される。換言すると、アキシャルベアリングは、流体ストリームがベアリングギャップを通って半径方向に排出されるように配置される。アキシャルベアリングの軸方向負荷は本発明による過給装置によって低減され得る。これによりアキシャルベアリングの摩耗及び亀裂が減少する。さらに、アキシャルベアリングは、より小さい寸法であり得る。さらに、アキシャルベアリングの冷却が流体ストリームによって提供され得る。

【0008】

設計実施形態において、アキシャルベアリングは、アキシャルエアベアリングであり得る。流体ストリームは漏出空気ストリームであり得る。コンプレッサはラジアルコンプレッサであり得る。コンプレッサの動作中、又はコンプレッサホイールの回転中、シャフトのアキシャル方向に（すなわちシャフト軸に平行に）、特に、ベアリングハウジングから見た場合にコンプレッサホイールに向かって作用するアキシャル力は、それぞれ、シャフトに伝達され得る。シャフトをアキシャルベアリングに軸方向に取り付けるために、これらのアキシャル力は、それぞれアキシャル方向に作用する補償力又はベアリング力によって補償されなければならない。これらのベアリング力はアキシャル力に抗して方向付けられ得る。これはアキシャルベアリングにエアベアリングを提供することによって実行可能であり、ここでベアリングパートナー間の空気フィルムが蓄積され、前記空気フィルムは現行のアキシャル力を平衡化する。コンプレッサハウジング内の（特に、それぞれコンプレッサの圧力側の、又はコンプレッサホイールの下流の）高い圧力レベルにより、流体ストリーム、特に漏出空気ストリームは、コンプレッサホイールの背後で、シャフトとハウジング部品（例えば、コンプレッサ後壁）との間に生じ得る。アキシャルベアリングはここで、この漏出空気ストリームがアキシャルベアリングのベアリングギャップの方に誘導されるように配置される。漏出空気ストリームが少なくとも部分的に半径方向にアキシャルベアリングギャップを通って流れ、排出される結果、現行のアキシャル力は、より簡単に平衡化されるが、その理由は、空気フィルムが蓄積される結果として、補償力が同様に漏出空気ストリームによって生成され得るからである。結果として、ベアリングの軸方向負荷は、低減され得る。これによりアキシャルベアリングの摩耗及び亀裂が減少し得る。さらに、アキシャルベアリングはより小さい寸法であり得る。さらに、アキシャルベアリングの冷却が漏出空気ストリームによって提供され得る。

【0009】

設計実施形態において、アキシャルベアリングのベアリングギャップは、コンプレッサの圧力側に流体的に接続され得る。コンプレッサの圧力側は特にコンプレッサホイールの下流の位置に置かれる。

【0010】

設計実施形態において、アキシャルベアリングは、コンプレッサホイールとベアリングハウジングとの間に構成され得る。コンプレッサハウジングは、コンプレッサ後壁を備えることができる。設計実施形態において、アキシャル方向のアキシャルベアリングは、コンプレッサハウジングとベアリングハウジングとの間に配置することができる。特に、アキシャル方向のアキシャルベアリングはコンプレッサ後壁とベアリングハウジングとの間に配置することができる。アキシャル方向のコンプレッサ後壁は、コンプレッサホイールとアキシャルベアリングとの間に配置することができる。

【0011】

設計実施形態において、アキシャルベアリングは、回転不能にシャフトに結合されたアキシャルベアリングディスクを備えることができる。さらに、アキシャルベアリングは、アキシャルベアリングディスクが配置されるアキシャルベアリング空間を有することができる。設計実施形態において、ベアリングギャップはアキシャルベアリングディスクとコンプレッサ後壁との間に延びることができる。

【0012】

設計実施形態において、アキシャルベアリングディスクは、シャフトの軸に実質的に直交して延在し、コンプレッサホイールに面する第１の延在面を有することができる。アキシャルベアリングディスクは、第１の延在面の反対側にあり、第１の延在面に実質的に平行に延在し、コンプレッサホイールに背を向ける第２の延在面を有することができる。

【0013】

設計実施形態において、ベアリングギャップは、第１の延在面とコンプレッサ後壁との間に延びることができる。特に、ベアリングギャップ内の漏出空気ストリームは、したがって、第１の延在面とコンプレッサ後壁との間を半径方向に流れることができ、その結果、これらの２つの構成要素の間の空気フィルムが漏出空気ストリームの結果として蓄積され、これによりアキシャルベアリング負荷の低減がもたらされ得る。

【0014】

設計実施形態において、アキシャルベアリングは、少なくとも１つの第１のベアリング中間層及び／又は第２のベアリング中間層を備えることができる。第１のベアリング中間層及び第２のベアリング中間層はアキシャル方向に互いに直接隣接するように配置することができる。設計実施形態において、第１のベアリング中間層はコンプレッサ後壁に直接隣接して配置することができ、アキシャル方向の第２のベアリング中間層はアキシャルベアリングディスクに、特に第１の延在面に隣接して配置することができる。

【0015】

第１のベアリング中間層は、アキシャル方向においてアキシャルベアリングディスクに対して第２のベアリング中間層を予め組み込むように考えることができる。設計実施形態において、第１のベアリング中間層は、アキシャル方向の第２のベアリング中間層の運動によって、第２のベアリング中間層とコンプレッサ後壁との間で弾性的に圧縮可能であるように考えることができる。

【0016】

設計実施形態において、コンプレッサの動作中、アキシャル方向のベアリングギャップは、アキシャルベアリングディスク、特に第１の延在面と、第２のベアリング中間層との間に構成され得る。

【0017】

設計実施形態において、アキシャルベアリングディスクは、第１の延在面と第２の延在面との間に延びる周方向延在面を備えることができる。特に、アキシャルベアリングディスクは、シャフト軸と周方向延在面との間で半径方向に測定される、第１の半径を有することができる。

【0018】

設計実施形態において、半径方向のベアリングギャップは、コンプレッサ後壁が第１の延在面に対向して横たわる領域内に延びることができる。特に半径方向のベアリングギャップは、周方向延在面まで延びることができる。

【0019】

アキシャルベアリング空間は、シャフト軸と内部周方向面との間で半径方向に測定される第２の半径を有する内部周方向面を有することができる。設計実施形態において、第１の半径は第２の半径未満であり得る。設計実施形態において、第１の半径は、シャフト軸とコンプレッサホイールの外周との間で半径方向に測定される、コンプレッサホイールの第３の半径未満であり得る。

【0020】

コンプレッサ後壁は、シャフトが半径方向に離間されるように配置された円筒形通路を有することができる。

【0021】

過給装置はさらに、アキシャルベアリング、特にベアリングギャップを、コンプレッサの圧力側に流体的に接続する少なくとも１つの供給ダクトを備えることができる。

【0022】

さらに、過給装置は、アキシャルベアリング、特にベアリングギャップから、コンプレッサの動作中にベアリングギャップを通って半径方向に流れる流体ストリームを排出するように考えられる少なくとも１つの戻りダクトをさらに備えることができる。設計実施形態において、供給ダクト内の第１の圧力は、戻りダクト内の第２の圧力より高い可能性がある。これは流体ストリームがベアリングギャップを通って流れる結果として保証することができる。

【0023】

設計実施形態において、供給ダクトは、コンプレッサホイールとコンプレッサ後壁との間の位置に配置された供給ダクト入口を有することができる。さらに、供給ダクトは、ベアリングギャップに開口する供給ダクト出口を有することができる。

【0024】

設計実施形態において、供給ダクトは、コンプレッサの圧力側からの、特に供給ダクト入口からの流体ストリームが実質的に半径方向においてシャフトに向かって、及び／又はアキシャル方向においてベアリングギャップに、特に供給ダクト出口に向けられるように構成されることができる。設計実施形態において、供給ダクトは、ベアリングギャップを起点として、実質的にアキシャル方向に、特にコンプレッサホイールに向かって、コンプレッサ後壁を貫いて、及び／又はシャフトとコンプレッサ後壁との間に延びるアキシャル供給ダクト部分を有することができる。

【0025】

設計実施形態において、供給ダクトは、アキシャル供給ダクト部分を起点として、実質的に半径方向にコンプレッサ後壁内を供給ダクト入口まで延びるラジアル供給ダクト部分を有することができる。

【0026】

コンプレッサハウジングは、コンプレッサ入口を備えることができる。

【0027】

設計実施形態において、戻りダクトは、アキシャルベアリング、特にベアリングギャップを、コンプレッサ入口に流体的に接続することができる。戻りダクトは、コンプレッサの動作中にベアリングギャップを通って半径方向に流れる流体ストリームがコンプレッサ入口に向けられるように構成されることができる。

【0028】

設計実施形態において、過給装置は燃料電池をさらに備えることができる。１つの設計実施形態において、戻りダクトは、アキシャルベアリング、特にベアリングギャップを、燃料電池に流体的に接続することができる。戻りダクトはここでは、コンプレッサの動作中にベアリングギャップを通って半径方向に流れる流体ストリームが燃料電池に向けられるように構成されることができる。

【0029】

燃料電池の代わりとして、過給装置は、その中に配置されたタービンホイールと、タービンハウジング出口とを有するタービンハウジングを有するタービンをさらに備えることができる。１つの設計実施形態において、戻りダクトはアキシャルベアリング、特にベアリングギャップをタービンハウジング出口に流体的に接続することができる。戻りダクトはここでは、コンプレッサの動作中にベアリングギャップを通って半径方向に流れる流体ストリームがタービンハウジング出口に向けられるように構成されることができる。

【0030】

設計実施形態において、戻りダクトは、ベアリングギャップ及び／又はアキシャルベアリング空間に流体的に接続された戻りダクト入口を備えることができる。

【0031】

設計実施形態において、戻りダクトは、コンプレッサ入口に接続された戻りダクト出口を備えることができる。

【0032】

設計実施形態において、少なくとも一部の戻りダクトは、ベアリングハウジング内及び／又はコンプレッサハウジング内に配置することができる。追加的に又は代替的に、少なくとも一部の戻りダクトは、外部ライン要素内に配置することができる。

【0033】

戻りダクトは、戻りダクトが閉鎖される閉位置と、戻りダクトが少なくとも部分的に開放される開位置との間で移動可能な弁要素を有することができる。

【0034】

設計実施形態において、半径方向の戻りダクト入口は、アキシャルベアリングディスクの半径方向外側に配置することができる。特に、戻りダクト入口は、アキシャルベアリング空間の内部周方向面に配置することができる。

【0035】

設計実施形態において、シール要素を、アキシャルベアリングディスクと内部周方向面との間に配置することができる。シール要素は特にラビリンスシールであり得る。

【0036】

設計実施形態において、アキシャル方向の内部周方向面の戻りダクト入口は、コンプレッサ後壁に隣接して配置することができる。特に、アキシャル方向の内部周方向面の戻りダクト入口は、少なくとも部分的に、コンプレッサ後壁とアキシャルベアリングディスクとの間に配置することができる。

【0037】

代替的に、アキシャル方向の内部周方向面の戻りダクト入口は、第２の延在面に対向するベアリングハウジングの壁部に隣接して配置することができる。特に、アキシャル方向の内部周方向面の戻りダクト入口は、少なくとも部分的に、壁部とアキシャルベアリングディスクとの間に配置することができる。

【0038】

代替的に、アキシャル方向の内部周方向面の戻りダクト入口は、コンプレッサ後壁と壁部との間の実質的に中心にあるように配置することができる。

【0039】

代替的に又は追加的に、アキシャル方向の内部周方向面の戻りダクト入口は、周方向延在面に実質的に対向して配置することができる。設計実施形態において、戻りダクト入口は、シール要素内に配置することができる。

【0040】

設計実施形態において、戻りダクト出口は、アキシャル方向に直交するコンプレッサ入口に開口することができる。代替的に、戻りダクト出口は、戻りダクトのダクト軸とアキシャル方向との間で測定される角度β＜９０°でコンプレッサ入口に開口することができる。

【0041】

設計実施形態において、コンプレッサハウジングは、コンプレッサ渦形室を有するコンプレッサ出口を備えることができる。コンプレッサ入口は入口部分とケーシング部分とを有することができる。追加的に、ケーシング部分とコンプレッサハウジング及び／又は入口部分との間に戻りチャンバが延びることができる。戻りチャンバは、ケーシング部分とコンプレッサハウジングとの間に軸方向に配置されるチャンバ入口から、ケーシング部分と入口部分との間に軸方向に配置されたチャンバ出口まで延びることができる。設計実施形態において、戻りダクト出口は、戻りチャンバに開口することができる。

【0042】

設計実施形態において、過給装置は、駆動ユニットをさらに備えることができ、コンプレッサホイールはシャフトによって駆動ユニットに結合される。

【0043】

設計実施形態において、駆動ユニットはタービン及び／又は電気モータを備えることができる。

【0044】

電気モータはベアリングハウジング内のモータ空間に配置することができる。設計実施形態において、電気モータはロータ及びステータを有することができる。特に、ロータはシャフト上に配置することができ、ステータはロータを取り囲むことができる。

【0045】

過給装置は、ベアリングハウジング内の受容空間内に配置される、電気モータを制御するためのパワーエレクトロニクス回路をさらに備えることができる。

【0046】

設計実施形態において、ベアリングハウジングは、シャフトの半径方向の取り付けのためのラジアルベアリングアセンブリを備えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0047】

【図1】本発明による概略的に示されたアキシャルベアリングを有する過給装置の横方向断面図を示す。

【図2】第１の設計実施形態によるアキシャルベアリングの詳細な横方向断面図を示す。

【図3】第２の設計実施形態によるアキシャルベアリングの詳細な横方向断面図を示す。

【図4】第３の設計実施形態によるアキシャルベアリングの詳細な横方向断面図を示す。

【図5】第４の設計実施形態によるアキシャルベアリングの詳細な横方向断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0048】

本出願の文脈において、アキシャル及びアキシャル方向という用語は、シャフト２００の軸２０に関連する。図を参照すると（例えば図１～５参照）、アキシャル方向は、参照符号２２によって示される。半径方向２４はここではアキシャル方向２２に関連する。同様に、円周、又は円周方向２６は、ここではアキシャル方向２２に関連する。方向２２及び２４は相互に直交する。

【0049】

図１は内燃機関又は燃料電池用の過給装置１０を示す。設計実施形態において、過給装置１０は、熱放散構成要素を冷却するために使用することもできる。過給装置１０は、コンプレッサハウジング１１０とその中に配置されたコンプレッサホイール１２０とを有するコンプレッサ１００を備える。さらに、過給装置１０は、回転不能にコンプレッサホイール１２０に結合されたシャフト２００を備える。ベアリングハウジング３００がコンプレッサハウジング１１０に接続される。シャフト２００はベアリングハウジング３００に回転可能に取り付けられる。ベアリングハウジングはここではシャフト２００を軸方向に取り付けるためのアキシャルベアリング４００と、シャフト２００を半径方向に取り付けるためのラジアルベアリングアセンブリ８００ａ、８００ｂとを備える。ラジアルベアリングアセンブリは、ベアリングハウジング３００内に配置され、第１のラジアルベアリング８００ａと第２のラジアルベアリング８００ｂとを有する。第１のラジアルベアリング８００ａ及び第２のラジアルベアリング８００ｂは、アキシャル方向２２において相互に離間されている。過給装置１０は駆動ユニット７００を備え、コンプレッサホイール１２０はシャフト２００によって駆動ユニット７００に結合される。図１に示されるように、駆動ユニット７００は、電気モータ７１０を備える。代替的に、又は追加的に、駆動ユニット７００は、タービン（図には示されない）を備えることができる。タービンは、その中に配置されたタービンホイールと、タービンハウジング出口とを有するタービンハウジングを有することができる。シャフト２００は、コンプレッサホイール１２０の反対側にあるシャフト２００の端部で回転不能にタービンホイールに結合されることができる。電気モータ７１０は、ベアリングハウジング３００内のモータ空間に配置される。電気モータ７１０は、ロータ７１１とステータ７１２を有し、特にロータ７１１はシャフト２００に配置され、ステータ７１２はロータ７１１を取り囲む。過給装置１０は、さらに、電気モータ７１０を制御するためのパワーエレクトロニクス回路を有することができ、これはベアリングハウジング３００内の受容空間に配置される。

【0050】

コンプレッサハウジング１１０は、コンプレッサ入口１５０と、コンプレッサ出口１６０と、コンプレッサ渦形室とを備える。図１に示されるような設計実施形態において、コンプレッサ入口１５０は入口部分１５１とケーシング部分１５２とを備えることができ、戻りチャンバ１５３がケーシング部分１５２とコンプレッサハウジング１１０及び／又は入口部分１５１との間に延びる。戻りチャンバ１５３はここでは、ケーシング部分１５２とコンプレッサハウジング１１０との間に軸方向に配置されたチャンバ入口１５３ａから、ケーシング部分１５２と入口部分１５１との間に軸方向に配置されたチャンバ出口１５３ｂまで延びる。

【0051】

図２～５は、複数の設計実施形態によるアキシャルベアリング４００の詳細な横方向断面図を示す。アキシャルベアリング４００は、シャフト２００に関して半径方向２４に少なくとも部分的に延びるベアリングギャップ４１０を有する。例えば図２に示されるように、ベアリングギャップ４１０は、半径方向２４に連続的に延びることもできる。アキシャルベアリング４００は、コンプレッサ１００に流体的に接続され、コンプレッサ１００が動作しているとき、コンプレッサ１００からの流体ストリームが少なくとも部分的にベアリングギャップ４１０を通って半径方向２４に流れるように配置される。換言すると、コンプレッサ１００の動作中にコンプレッサ１００の圧力側１３０からベアリングギャップ４１０へ流れる流体ストリーム、特に漏出空気ストリームは、半径方向２４にベアリングギャップ４１０を通って誘導される。流体ストリームはここでは図２～５において矢印によって視覚化されている。特に、アキシャルベアリング４００は、コンプレッサ１００の圧力側１３０に流体的に接続されている。より詳細には、コンプレッサ１００の圧力側１３０は、コンプレッサホイール１２０の下流に置かれた位置として定義することができる。この位置は特に後縁の下流及び／又はコンプレッサホイール１２０のブレードの後縁に直接置くことができる。コンプレッサホイールは、円周方向２６に配置され、それぞれ１つの前縁と１つの後縁とを有する複数のブレードを有する。前縁はここでは実質的にコンプレッサホイールの上流、したがってコンプレッサ入口１５０の入口断面セクションに向かって及び流入流体ストリームにおいて整列される。図１に示されるように、コンプレッサ１００は、遠心コンプレッサである。

【0052】

流体ストリームは漏出空気ストリームである。アキシャルベアリング４００のベアリングギャップ４１０は、コンプレッサ１００の圧力側１３０に流体的に接続されている。図２～５に示されるように、アキシャルベアリング４００は、アキシャルエアベアリングである。アキシャルベアリング４００は、漏出空気ストリームがベアリングギャップ４１０を通って半径方向２４に排出されるように配置される。コンプレッサ１００及びコンプレッサホイール１２０の動作中、アキシャル方向２２に（すなわちシャフト軸２０に平行に）作用する、特に、ベアリングハウジング３００から見た場合にコンプレッサホイール１２０に向かって作用するアキシャル力は、シャフト２００に伝達される。アキシャルベアリング４００におけるシャフト２００のアキシャル取付けのために、これらのアキシャル力は、それぞれ、補償力又はベアリング力によって補償されなければならない。これはアキシャルベアリング４００内に空気取付けを提供することによって提供することができ、ここで現行のアキシャル力を平衡化する空気フィルムがベアリングパートナー間に蓄積される。コンプレッサハウジング１１０内（特にコンプレッサホイール１２０の下流）の高圧により、漏出空気ストリームは、コンプレッサホイール１２０の背面に、シャフト２００とハウジング部品（例えばコンプレッサ後壁１４０）との間に生じ得る。アキシャルベアリング４００は、ここでは、この漏出空気ストリームがアキシャルベアリング４００のベアリングギャップ４１０まで進むことができるように配置される。漏出空気ストリームがアキシャルベアリング４００のベアリングギャップ４１０を通って流れて半径方向２４に排出される結果、現行のアキシャル力をより簡単に平衡化できるが、その理由は、空気フィルムが漏出空気ストリームによって蓄積される結果として補償力が同様に生成され得るからである。その結果、ベアリング４００の軸方向負荷を低減することができる。これによりアキシャルベアリング４００の摩耗及び亀裂が減少し得る。さらに、アキシャルベアリング４００は、より小さい寸法であることができる。さらに、アキシャルベアリング４００の冷却を、漏出空気ストリームによって提供することができる。コンプレッサ１００の圧力側１３０における圧縮された流体ストリーム全体の漏出空気ストリームの割合は、１％以上であり得る。設計実施形態において、この割合は、１％～１０％の間であり得る。他の設計実施形態において、この割合は、１％～７％以上の間であり得る。漏出空気ストリームの割合は、コンプレッサ１００の各動作地点に応じ得る。

【0053】

図２～５に示されるように、アキシャル方向２２のアキシャルベアリング４００は、コンプレッサホイール１２０とベアリングハウジング３００との間に配置される。コンプレッサハウジング１１０は、コンプレッサ後壁１４０を備える。コンプレッサ後壁は、コンプレッサハウジング１１０及び／又はベアリングハウジング３００に接続される。アキシャル方向２２のアキシャルベアリング４００は、コンプレッサ後壁１４０とベアリングハウジング３００との間に配置される。換言すると、アキシャル方向２２のコンプレッサ後壁１４０は、コンプレッサホイール１２０とアキシャルベアリング４００との間に配置される。コンプレッサ後壁１４０は円筒形通路１４１を備え、その通路内にシャフト２００は半径方向２４に離間されるように配置される。

【0054】

アキシャルベアリング４００は、シャフト２００に回転不能に結合されたアキシャルベアリングディスク４２０を有する。さらに、アキシャルベアリング４００は、アキシャルベアリングディスク４２０が配置されるアキシャルベアリング空間４３０を有する。アキシャルベアリングディスク４２０は、アキシャルベアリング空間４３０内で自由に回転するように配置される。アキシャルベアリング空間４３０は、ベアリングハウジング３００のコンプレッサ側に配置され、特にコンプレッサ後壁１４０とベアリングハウジング３００の壁部３１０によって画定される。ここでの壁部３１０は、半径方向部分と、コンプレッサ後壁１４０と共働してアキシャルベアリング空間４３０を画定するアキシャル部分とを有することができる。アキシャルベアリング空間４３０は、実質的に環状になるように構成される。その結果、アキシャルベアリング４００は、コンプレッサ後壁１４０と壁部３１０との間に配置される。コンプレッサ後壁１４０及び／又はベアリングハウジング３００は、アキシャルベアリング４００の一部を形成することができる。他の設計実施形態において、アキシャルベアリング４００は、コンプレッサ近位ベアリングハウスカバーとベアリングハウジング３００（図示せず）との間に配置することができる。コンプレッサ後壁１４０を有するアキシャルベアリング４００の配置の文脈で記載した特徴は、ベアリングハウスカバーにも類似の方法で適用することができる。

【0055】

図２～５に示されるように、ベアリングギャップ４１０は、アキシャルベアリングディスク４２０とコンプレッサ後壁１４０との間に延びる。ここでのベアリングギャップは少なくとも部分的に半径方向２４に延びる。設計実施形態において、ベアリングギャップ４１０はアキシャルベアリングディスク４２０とコンプレッサ後壁１４０との間で半径方向２４に連続的に延びることもできる。他の設計実施形態において、ベアリングギャップ４１０は、少なくとも部分的に、斜め方向に、したがって半径方向２４とアキシャル方向２２の組み合わせの中に延びることもできる。アキシャルベアリングディスク４２０は、シャフト２００の軸２０に実質的に直交して延在し、コンプレッサホイール１２０に面する第１の延在面４２１を有する。換言すると、第１の延在面４２１は少なくとも部分的にコンプレッサ後壁１４０に対向して横たわり、少なくとも部分的にコンプレッサ後壁１４０に平行に配置される。アキシャルベアリングディスク４２０は、第１の延在面４２１の反対側に横たわり、第１の延在面４２１に実質的に平行に延在し、コンプレッサホイール１２０に背を向ける第２の延在面４２２を有する。ベアリングギャップ４１０は、第１の延在面４２１とコンプレッサ後壁１４０との間に延びる。特に、ベアリングギャップ４１０内の漏出空気ストリームはしたがって第１の延在面４２１とコンプレッサ後壁１４０との間を半径方向２４に流れることができ、その結果、これらの２つの構成要素間の空気フィルムが漏出空気ストリームによって蓄積され、これによりアキシャルベアリング負荷の低減がもたらされ得る。

【0056】

例えば図２に示されるように、アキシャルベアリング４００は、少なくとも１つの第１のベアリング中間層４５０及び／又は第２のベアリング中間層４６０を備える。第１のベアリング中間層４５０及び第２のベアリング中間層４６０はアキシャル方向２２において互いに直接隣接するように配置される。第１のベアリング中間層４５０はコンプレッサ後壁１４０に直接隣接して配置され、第２のベアリング中間層４６０はアキシャル方向２２においてアキシャルベアリングディスク４２０に、特に第１の延在面４２１に隣接して配置される。図２～５の設計実施形態において、第１のベアリング中間層４５０はコンプレッサ後壁１４０に直接配置される。第１のベアリング中間層４５０は、第２のベアリング中間層４６０を、それぞれ、アキシャル方向２２においてアキシャルベアリングディスク４２０に対して、又はアキシャルベアリングディスク４２０の方向に予め組み込むように考えられる。第１のベアリング中間層４５０は、特に、アキシャル方向２２の第２のベアリング中間層４６０の移動によって第２のベアリング中間層４６０とコンプレッサ後壁１４０との間で弾性的に圧縮可能であるように考えられる。コンプレッサ１００の動作中、ベアリングギャップ４１０は、アキシャルベアリングディスク４２０、特に第１の延在面４２１と、第２のベアリング中間層４６０との間でアキシャル方向２２において構成される。アキシャルベアリングディスク４２０とコンプレッサ後壁１４０との間のベアリング効果は、ベアリングギャップ４１０によって生成され得る。設計実施形態において、第１のベアリング中間層４５０は、波形の中間層であり得る。第２のベアリング中間層４６０は、滑らかな中間層であり得る。

【0057】

上述のように、アキシャルベアリング４００は、したがって、アキシャルエアベアリングである。アキシャルベアリング４００内の空気フィルムは、それぞれ、シャフト２００の回転によって、又は回転不能にシャフト２００に結合されたアキシャルベアリングディスク４２０の回転によって生成され得る。シャフト２００及び／又はアキシャルベアリングディスク４２０の回転運動により、空気粒子が同様に動き始める。シャフト２００の表面上及び／又は第１の延在面４２１上のある位置で、空気に対するシャフト２００及び／又は第１の延在面４２１の相対速度は、ゼロであり得る。設計実施形態において、第２のベアリング中間層４６０はくさび構造を有することができる。くさび構造及び動き始めた空気粒子により、アキシャルベアリング４００のベアリングパートナー間、特に第１のベアリング面４２１と第２のベアリング中間層４６０との間に圧力が蓄積され得る。そのプロセス中、シャフト２００のアキシャル取付けに向けて貢献する空気フィルムが、ベアリングギャップ４１０内に形成される。シャフト２００の取り付けに必要なアキシャルベアリング力は、アキシャルベアリング４００、特にベアリングギャップ４１０に向けられた流体ストリームによってさらに低減され得る。

【0058】

図２～５に示されるように、ベアリングギャップ４１０はアキシャルベアリング４００の第１のベアリングギャップ４１０である。アキシャルベアリング４００は第２のベアリングギャップ９００を備える。第２のベアリングギャップ９００はアキシャルベアリングディスク４２０と、ベアリングハウジング３００、特にベアリングハウジング３００の壁部３１０との間に配置される。アキシャルベアリング４００はここで第３のベアリング中間層９１０と第４のベアリング中間層９２０とを有する。第３のベアリング中間層９１０はここで第１のベアリング中間層４５０の上記の特徴を実質的に有する。第４のベアリング中間層９２０は第２のベアリング中間層４６０の上記の特徴を実質的に有する。第３のベアリング中間層９１０と第４のベアリング中間層９２０は、アキシャル方向２２において互いに直接隣接するように配置される。第３のベアリング中間層９１０はベアリングハウジング３００、特に壁部３１０の半径方向部分に直接隣接して配置される。アキシャル方向２２の第４のベアリング中間層９２０はアキシャルベアリングディスク４２０、特に第２の延在面４２２に隣接して配置される。図２～５の設計実施形態において、第３のベアリング中間層９１０はベアリングハウジング３００の壁部３１０に直接配置される。第３のベアリング中間層９１０は、第４のベアリング中間層９２０を、それぞれ、アキシャル方向２２においてアキシャルベアリングディスク４２０に対して、又はアキシャルベアリングディスク４２０の方向に予め組み込むように考えられる。特に、第３のベアリング中間層９１０は、アキシャル方向２２の第４のベアリング中間層９２０の移動によって第４のベアリング中間層９２０と壁部３１０との間で弾性的に圧縮可能であるように考えられる。コンプレッサ１００の動作中、アキシャル方向２２の第２のベアリングギャップ９００は、アキシャルベアリングディスク４２０、特に第２の延在面４２２と、第４のベアリング中間層９２０との間に構成される。アキシャルベアリングディスク４２０と壁部３１０との間のベアリング効果は、第２のベアリングギャップ９００によって生成され得る。設計実施形態において、第３のベアリング中間層９１０は、波形の中間層であり得る。第４のベアリング中間層９２０は、滑らかな中間層であり得る。プロセス中、第１のベアリングギャップ４１０の文脈において上に記載した空気フィルムが、コンプレッサ１００の動作中に第２のベアリングギャップ９００内に同様に構成される。しかしながら、流体ストリーム、特に漏出空気ストリームは、第２のベアリングギャップ９００を通して向けられないが、その理由は、第１のベアリングギャップ４１０を通って流れた後、前記流体ストリームは半径方向２４に排出されるからである。

【0059】

図２、３及び５に示されるように、例えば、アキシャルベアリングディスク４２０は、アキシャル方向２２において、第１の延在面４２１と第２の延在面４２２との間に延びる周方向延在面４２３を備える。アキシャルベアリングディスク４２０は、シャフト軸２０と周方向延在面４２３との間の半径方向２４において測定される第１の半径ｒ１を有する。半径方向２４のベアリングギャップ４１０は、コンプレッサ後壁１４０が第１の延在面４２１に対向する領域に延びる。特に、半径方向２４のベアリングギャップ４１０は、周方向延在面４２３まで延びる。半径方向２４のベアリングギャップ４１０は、コンプレッサ後壁１４０の通路１４１と周方向延在面４２３との間に延びることができる。換言すると、半径方向２４のベアリングギャップ４１０は、コンプレッサ後壁１４０、特に第２のベアリング中間層４６０と第１の延在面４２１とが互いに対向する場所に延在することができる。コンプレッサ後壁１４０はここで、第１の延在面４２１に対して完全に又は部分的に平行に延在することができる。

【0060】

図２に示されるように、例えば、アキシャルベアリング空間４３０は、シャフト軸２０と内部周方向面４３１との間で半径方向２４において測定される第２の半径ｒ２を有する内部周方向面４３１を有する。上述のように、ここでシャフト軸２０はしたがってアキシャル方向２２と同軸上に延びる。第１の半径ｒ１は第２の半径ｒ２よりも小さい。第１の半径ｒ１は、シャフト軸２０とコンプレッサホイール１２０の外周との間で半径方向２４に測定されるコンプレッサホイール１２０の第３の半径ｒ３よりも小さい。

【0061】

図２～５によれば、過給装置１０は、アキシャルベアリング４００、特にベアリングギャップ４１０を、コンプレッサ１００の圧力側１３０に流体的に接続する少なくとも１つの供給ダクト５００を備える。さらに、過給装置１０は、コンプレッサ１００の動作中にベアリングギャップ４１０を通って半径方向２４に流れる流体ストリームをアキシャルベアリング４００、特にベアリングギャップ４１０から排出するように考えられる少なくとも１つの戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃを備える。換言すると、及び図２～５で確認できるように、少なくとも１つの戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、コンプレッサ１００の動作中にベアリングギャップ４１０を通って半径方向外方（特にアキシャル方向２２に関して）に流れる流体ストリームをアキシャルベアリング４００から排出するように構成される。図２に示されるように、供給ダクト５００内の第１の圧力ｐ１は、戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃ内の第２の圧力ｐ２よりも大きい。換言すると、例えば、供給ダクト５００の入口５３０で測定される第１の圧力ｐ１は、例えば、戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃの出口６２０で測定される第２の圧力ｐ２よりも大きい可能性がある。それは流体ストリームが差圧Δｐによってベアリングギャップ４１０を通して誘導される結果として保証され得る。

【0062】

供給ダクト５００は、コンプレッサホイール１２０とコンプレッサ後壁１４０との間の位置ｗ１に配置された供給ダクト入口５３０を有する。供給ダクト５００は、ベアリングギャップ４１０に開口する供給ダクト出口５４０を有する。供給ダクト５００は、コンプレッサ１００の圧力側１３０から、特に供給ダクト入口５３０からの流体ストリームが、実質的に半径方向２４においてシャフト２００の方に、及び／又はアキシャル方向２２においてベアリングギャップ４１０に、特に供給ダクト出口５４０に向けられるように構成される。供給ダクト５００は、ベアリングギャップ４１０を起点として実質的にアキシャル方向２２に、特にコンプレッサホイール１２０に向かって、コンプレッサ後壁１４０を通って及び／又はシャフト２００とコンプレッサ後壁１４０との間に延びるアキシャル供給ダクト部分５１０を有する。アキシャル供給ダクト部分５１０は、環状であるように、及び半径方向２４においてシャフト２００と通路１４１との間に延びるように構成されることができる。アキシャル供給ダクト部分５１０は、ベアリングギャップ４１０を起点とし、アキシャル方向２２において、コンプレッサ後壁１４０を通って、コンプレッサホイール１２０に隣接するコンプレッサ後壁１４０の横方向面まで延びることができる。供給ダクト５００は、アキシャル供給ダクト部分５１０を起点として、実質的に半径方向２４にコンプレッサ後壁１４０内を、及び／又はコンプレッサ後壁１４０に隣接して供給ダクト入口５３０まで延びるラジアル供給ダクト部分５２０を有する。特に、ラジアル供給ダクト部分５２０は、コンプレッサホイールの背面に向かって、又はコンプレッサ１００の圧力側１３０まで延びることができる。設計実施形態において、ラジアル供給ダクト部分５２０は、アキシャル供給ダクト部分５１０を起点として、少なくとも部分的に半径方向２４にコンプレッサ後壁１４０内を及び／又はコンプレッサホイール１２０に隣接するコンプレッサ後壁１４０の横方向面上を延びることができる。設計実施形態において、ラジアル供給ダクト部分５２０は、コンプレッサ後壁１４０にディスク状に配置されることができ、コンプレッサホイール１２０の第３の半径ｒ３よりも大きい半径まで延びることができる。アキシャル方向２２のコンプレッサホイール１２０は、部分的に、ラジアル供給ダクト部分５２０のディスク状凹部の中に配置することもできる（例えば、図２のコンプレッサホイールの背面とコンプレッサ後壁１４０の横方向面との間のオフセット参照）。他の設計実施形態において、ラジアル供給ダクト部分５２０は、供給ダクト入口５３０とアキシャル供給ダクト部分５１０を互いに接続するコンプレッサ後壁１４０の少なくとも１つの貫通孔として提供されることもできる。図２に矢印によって示されるように、例えば、位置ｗ１からの流体ストリームは最初に実質的に半径方向２４にシャフトに向かって流れ、次に通路１４１とシャフト２００との間をアキシャル方向２２にベアリングハウジングに向かって、そしてアキシャルベアリングディスク４２０の前で半径方向２４にベアリングギャップ４１０内に流れる。図２に示される例では、流体ストリームは次いで半径方向２４にベアリングギャップ４１０を通って、アキシャルベアリングディスク４２０の半径方向外側のアキシャルベアリング空間４３０内の位置まで流れる。

【0063】

図１に示すような第１の設計実施形態によれば、戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、アキシャルベアリング４００、特にベアリングギャップ４１０をコンプレッサ入口１５０に流体的に接続する。戻りダクト６００はここで、コンプレッサ１００の動作中にベアリングギャップ４１０を通って半径方向２４に流れる流体ストリームがコンプレッサ入口１５０に導かれるように構成されている。戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、コンプレッサ入口１５０に接続される戻りダクト出口６２０を有する。現行の漏出空気ストリームは、戻りダクト出口６２０を通ってコンプレッサ入口１５０に戻ることができる。図１に示されているように、戻りダクト出口６２０は、アキシャル方向２２に直交してコンプレッサ入口１５０、特に戻りチャンバ１５３に開口している。コンプレッサ入口１５０はここで、実質的にアキシャル方向２２に延びている。他の設計実施形態（図示せず）では、戻りダクト出口６２０は、戻りダクト６００のダクト軸２８、特に戻りダクト出口の領域とアキシャル方向２２との間で測定される角度β＜９０°で、コンプレッサ入口１５０に開口することができる。

【0064】

別の設計実施形態（図示せず）によれば、過給装置１０は燃料電池を備える。戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、アキシャルベアリング４００、特にベアリングギャップ４１０を、燃料電池に流体的に接続することができる。戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、コンプレッサ１００の動作中にベアリングギャップ４１０を通って半径方向２４に流れる流体ストリームが燃料電池に向けられるように構成することができる。燃料電池は、イオン透過性でガス不透過性の膜を有する電解質と、２つの電極、特に１つのアノード及び１つのカソードとを備えることができる。電極はここでは触媒層で被覆されている。膜はここでは２つのバイポーラ板によって境界を定めることができ、それによってバイポーラ板は反応流体ダクトを有する。特に、戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、ベアリングギャップ４１０を、膜のカソード側でバイポーラ板の１つの反応流体ダクトに流体的に接続することができる。この設計実施形態において、戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、反応流体ダクトの少なくとも１つに開口する戻りダクト出口を有することができる。

【0065】

さらなる設計実施形態（図示せず）によれば、過給装置１０は、タービンを備えることができる。戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃはここでは、アキシャルベアリング４００、特にベアリングギャップ４１０を、タービンハウジング出口に流体的に接続することができる。戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃはここでは、コンプレッサ１００の動作中にベアリングギャップ４１０を通って半径方向２４に流れる流体ストリームがタービンハウジング出口に向けられるように構成される。この設計実施形態の戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、タービンハウジング出口、したがってタービンホイールの下流に開口する戻りダクト出口を有することができる。

【0066】

図１～５に示されるように、戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、ベアリングギャップ４１０及び／又はアキシャルベアリング空間４３０に流体的に接続される戻りダクト入口６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃを備える。ベアリングギャップ４１０からの現行の漏出空気ストリームは、戻りダクト入口６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃによって戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃに入ることができる。設計実施形態において、少なくとも一部の戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、ベアリングハウジング３００及び／又はコンプレッサハウジング１１０に配置されることができる。少なくとも一部の戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、外部ライン要素６３０に配置されることができる。代替的に又は追加的に、過給装置１０がタービンを備える設計実施形態の少なくとも一部の戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、タービンハウジングに配置されることができる。代替的に又は追加的に、過給装置１０が燃料電池を備える設計実施形態の少なくとも一部の戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、燃料電池のハウジング部分内に配置されることができる。

【0067】

戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、戻りダクトが閉鎖される閉位置と、戻りダクトが少なくとも部分的に開放される開位置との間で移動可能な弁要素を有することができる（図示せず）。半径方向外側のベアリングギャップ４１０は、半径方向２４において半径ｒ１とｒ２との間に延在し、及び／又はアキシャル方向２２においてコンプレッサ後壁１４０とベアリングハウジング３００の壁部３１０との間に延在する、アキシャルベアリング空間４３０の環状収集部分によって取り囲まれているため、１つの戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃで十分である場合がある。２つ以上の戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃを設けることもできる。設計実施形態では、過給装置１０は、円周方向２６に相互に離間されている、特に１８０°の角度で離間されている２つの戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃを有することができる。しかしながら、円周方向２６において互いに均一に離間されている２つを超える戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃを設けることもできる。

【0068】

図１～５に示されるように、半径方向２４の戻りダクト入口６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃは、アキシャルベアリングディスク４２０の半径方向外側に配置される。戻りダクト入口６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃは特にアキシャルベアリング空間４３０の内部周方向面４３１上に配置される。代替的に、戻りダクト入口６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃは、コンプレッサ後壁１４０に配置することもできる。設計実施形態において、戻りダクト入口６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃは、アキシャルベアリングディスク４２０と内部周方向面４３１との間の位置で半径方向２４にコンプレッサ後壁１４０に配置することができる。代替的に、戻りダクト入口６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃは、アキシャルベアリングディスク４２０と内部周方向面４３１との間の位置で、ベアリングハウジング３００の壁部３１０に配置することができる。

【0069】

戻りダクト６００ａ、６００ｂ、６００ｃは、第１の戻りダクト入口６１０ａを有する第１の戻りダクト６００ａ、第２の戻りダクト入口６１０ｂを有する第２の戻りダクト６００ｂ、及び／又は第３の戻りダクト入口６１０ｃを有する第３の戻りダクト６００ｃを有することができる。図２に示される第１の設計実施形態によれば、アキシャル方向２２の第１の戻りダクト入口６１０ａは、コンプレッサ後壁１４０に隣接するように内部周方向面４３１上に配置することができる。特に、第１の戻りダクト入口６１０ａは、少なくとも部分的にアキシャル方向２２においてコンプレッサ後壁１４０とアキシャルベアリングディスク４２０との間にあるように、内部周方向面４３１上に配置することができる。流体ストリームはここで、ベアリングギャップ４１０から第１の戻りダクト入口６１０ａへ実質的に直接半径方向２４に流れることができる。

【0070】

図３に示される第２の設計実施形態によれば、第２の戻りダクト入口６１０ｂは、アキシャル方向２２においてコンプレッサ後壁１４０と壁部３１０との間の実質的に中心にあるように、内部周方向面４３１上に配置することができる。換言すると、アキシャル方向２２の第２の戻りダクト入口６１０ｂは、周方向延在面４２３の実質的に反対側で内部周方向面４３１上に配置することができる。図３に示されるように、流体ストリームは最初に半径方向２４にベアリングギャップ４１０を通って流れ、次に、ベアリングギャップ４１０及び／又はアキシャルベアリングディスク４２０の半径方向外側の位置で、少なくとも部分的にアキシャル方向２２に、特にベアリングハウジング３００及び／又は電気モータ７１０に向かって流れ、そして第２の戻りダクト入口６１０ｂのアキシャル位置で、再度半径方向２４に第２の戻りダクト入口６１０ｂ内に流れる。

【0071】

図４に示される第３の設計実施形態によれば、第３の戻りダクト入口６１０ｃは、アキシャル方向２２においてベアリングハウジング３００の壁部３１０に隣接するように、内部周方向面４３１上に配置することができ、前記壁部３１０は第２の延在面４２２の反対側にある。特に、第３の戻りダクト入口６１０ｃは、アキシャル方向２２において少なくとも部分的に壁部３１０とアキシャルベアリングディスク４２０との間にあるように内部周方向面４３１上に配置することができる。図４に示されるように、流体ストリームは最初に半径方向２４にベアリングギャップ４１０を通って流れ、次に、ベアリングギャップ４１０及び／又はアキシャルベアリングディスク４２０の半径方向外側の位置で、少なくとも部分的にアキシャル方向２２に、特にベアリングハウジング３００及び／又は電気モータ７１０に向かって流れ、そして第３の戻りダクト入口６１０ｃのアキシャル位置で、再度半径方向２４に第３の戻りダクト入口６１０ｃ内に流れる。

【0072】

例えば、上記の戻りダクト入口６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃのすべての提案と組み合わせることができる図５に示される第４の設計実施形態によれば、シール要素４４０を、アキシャルベアリングディスク４２０と内部周方向面４３１との間に配置することができる。１つの設計実施形態において、シール要素４４０は、ラビリンスシールであり得る。特に、シール要素４４０は、周方向延在面４２３と内部周方向面４３１との間に配置することができる。アキシャルベアリングディスク４２０上の圧力の改善された分散をシール要素４４０によって達成することができ、それによりアキシャルベアリング４００のコンプレッサホイール１２０に向かうアキシャル方向２２のアキシャル力成分もさらに低減することができる。好ましい設計実施形態において、シール要素４４０は、内部周方向面４３１上に配置され、半径方向２４において周方向延在面４２３の反対側にある少なくとも１つの（特に周方向の）溝を含むことができる。図２及び５に示される設計実施形態において、それぞれアキシャル方向２２において相互に離間され、それぞれ半径方向２４において周方向延在面４２３の反対側にある２つの溝を、内部周方向面４３１上に配置することができる。さらなる設計実施形態において、シール要素４４０は、２つより多くの溝を含むこともできる。少なくとも１つの溝の結果、内部周方向面４３１とアキシャルベアリングディスク４２０との間、特に内部周方向面４３１と周方向延在面４２３との間の流体ストリームの乱流（図２及び５の小さい矢印参照）を実現することができ、これは潜在的にさらなる圧力の低下をもたらし、また潜在的に、内部周方向面４３１とアキシャルベアリングディスク４２０との間のシール効果を改善する。

【0073】

図２の第１の設計実施形態において、アキシャル方向２２の第１の戻りダクト入口６１０ａは、コンプレッサ後壁１４０とシール要素４４０との間に配置することができる。図４の設計実施形態との組み合わせにおいて、アキシャル方向２２の第３の戻りダクト入口６１０ｃは、壁部３１０とシール要素４４０との間に配置することができる。

【0074】

図５による第４の設計実施形態において、第２の戻りダクト入口６１０ｂは、シール要素４４０内に配置することができる。第２の戻りダクト入口６１０ｂはここでは、アキシャル方向２２の流体ストリームがシール要素４４０の間の位置で第２の戻りダクト入口６１０ｂに入ることができるように配置される。特に、第２の戻りダクト入口６１０ｂは、少なくとも１つの溝の基部に配置することができる。２つの溝が提供される図５に示される設計実施形態において、第２の戻りダクト入口６１０ｂは、アキシャル方向２２において、コンプレッサホイール１２０を起点として、ベアリングハウジング３００に向かって最初の溝である溝の基部に配置することができる。図５に示されるように、流体ストリームは最初に半径方向２４にベアリングギャップ４１０を通って流れ、次にベアリングギャップ４１０及び／又はアキシャルベアリングディスク４２０の半径方向外側の位置で少なくとも部分的にアキシャル方向２２にシール要素４４０を通って、及び／又はシール要素４４０とアキシャルベアリングディスク４２０との間を、特にベアリングハウジング３００及び／又は電気モータ７１０に向かって流れ、そして第２の戻りダクト入口６１０ｂのアキシャル位置において、再度半径方向２４に第２の戻りダクト入口６１０ｂ内に流れる。

【0075】

本発明は上に記載され、添付の請求項において定義されるが、本発明は代替的に以下の実施形態に従って同様に定義され得ることは理解されるだろう。

【0076】

１．過給装置（１０）、特に内燃機関又は燃料電池用の過給装置（１０）であって、
コンプレッサハウジング（１１０）と、その中に配置されたコンプレッサホイール（１２０）とを有するコンプレッサ（１００）と、
コンプレッサホイール（１２０）に結合されたシャフト（２００）と、
コンプレッサハウジングに接続され、シャフト（２００）が回転可能に取り付けられたベアリングハウジング（３００）であって、シャフト（２００）の軸方向の取り付けのためのアキシャルベアリング（４００）を備える、ベアリングハウジング（３００）とを備え、
アキシャルベアリング（４００）は、シャフト（２００）に関して少なくとも部分的に半径方向（２４）に延びるベアリングギャップ（４１０）を有する、過給装置（１０）において、
アキシャルベアリング（４００）は、コンプレッサ（１００）に流体的に接続され、コンプレッサ（１００）が動作しているときに、コンプレッサ（１００）からの流体ストリームがベアリングギャップ（４１０）を通って少なくとも部分的に半径方向（２４）に流れるように配置されることを特徴とする、
過給装置（１０）。

【0077】

２．アキシャルベアリング（４００）がアキシャルエアベアリングであることを特徴とする、実施形態１に記載の過給装置（１０）。

【0078】

３．アキシャルエアベアリング（４００）、特にアキシャルベアリング（４００）のベアリングギャップ（４１０）が、コンプレッサ（１００）の圧力側（１３０）に流体的に接続されることを特徴とする、実施形態１又は実施形態２に記載の過給装置（１０）。

【0079】

４．流体ストリームが漏出空気ストリームであることを特徴とする、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0080】

５．アキシャル方向（２２）のアキシャルベアリング（４００）がコンプレッサホイール（１２０）とベアリングハウジング（３００）との間に構成されることを特徴とする、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0081】

６．コンプレッサハウジング（１１０）がコンプレッサ後壁（１４０）を備えることを特徴とする、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0082】

７．アキシャル方向（２２）のアキシャルベアリング（４００）がコンプレッサ後壁（１４０）とベアリングハウジング（３００）との間に配置されることを特徴とする、実施形態６に記載の過給装置（１０）。

【0083】

８．アキシャル方向（２２）のコンプレッサ後壁（１４０）がコンプレッサホイール（１２０）とアキシャルベアリング（４００）との間に配置されることを特徴とする、実施形態６又は実施形態７に記載の過給装置（１０）。

【0084】

９．アキシャルベアリング（４００）が、回転不能にシャフト（２００）に結合されたアキシャルベアリングディスク（４２０）を備えることを特徴とする、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0085】

１０．アキシャルベアリング（４００）が、アキシャルベアリングディスク（４２０）が配置されるアキシャルベアリング空間（４３０）を有することを特徴とする、実施形態９に記載の過給装置（１０）。

【0086】

１１．ベアリングギャップ（４１０）がアキシャルベアリングディスク（４２０）とコンプレッサ後壁（１４０）との間に延びることを特徴とする、実施形態６に従属する場合、実施形態１０に記載の過給装置（１０）。

【0087】

１２．アキシャルベアリングディスク（４２０）が、シャフト（２００）の軸（２０）に実質的に直交して延在し、コンプレッサホイール（１２０）に面する第１の延在面（４２１）を有すること、及び、アキシャルベアリングディスク（４２０）が、第１の延在面（４２１）の反対側にあり、第１の延在面（４２１）に実質的に平行に延在し、コンプレッサホイール（１２０）に背を向ける第２の延在面（４２２）を有することを特徴とする、実施形態９～１１のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0088】

１３．ベアリングギャップ（４１０）が第１の延在面（４２１）とコンプレッサ後壁（１４０）との間に延びることを特徴とする、実施形態１２に記載の過給装置（１０）。

【0089】

１４．アキシャルベアリング（４００）が、少なくとも１つの第１のベアリング中間層（４５０）及び／又は第２のベアリング中間層（４６０）を備えることを特徴とする、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0090】

１５．第１のベアリング中間層（４５０）及び第２のベアリング中間層（４６０）が、アキシャル方向（２２）において互いに直接隣接するように配置されることを特徴とする、実施形態１４に記載の過給装置（１０）。

【0091】

１６．第１のベアリング中間層（４５０）がコンプレッサ後壁（１４０）に直接隣接して配置されること、及び、アキシャル方向（２２）の第２のベアリング中間層（４６０）が、アキシャルベアリングディスク（４２０）、特に第１の延在面（４２１）に隣接するように配置されることを特徴とする、実施形態１２に従属する場合、実施形態１４又は実施形態１５に記載の過給装置（１０）。

【0092】

１７．第１のベアリング中間層（４５０）が、アキシャル方向（２２）においてアキシャルベアリングディスク（４２０）に対して第２のベアリング中間層（４６０）を予め組み込むように考えられることを特徴とする、実施形態１４～１６のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0093】

１８．第１のベアリング中間層（４５０）が、アキシャル方向（２２）の第２のベアリング中間層（４６０）の運動によって第２のベアリング中間層（４６０）とコンプレッサ後壁（１４０）との間で弾性的に圧縮可能であるように考えられることを特徴とする、実施形態１４～１７のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0094】

１９．動作中、アキシャル方向（２２）のベアリングギャップ（４１０）が、アキシャルベアリングディスク（４２０）、特に第１の延在面（４２１）と、第２のベアリング中間層（４６０）との間に構成されることを特徴とする、実施形態１２に従属する場合、実施形態１４～１８の１つに記載の過給装置（１０）。

【0095】

２０．アキシャルベアリングディスク（４２０）が、第１の延在面（４２１）と第２の延在面（４２２）との間に延びる周方向延在面（４２３）を備え、特に、アキシャルベアリングディスク（４２０）は、シャフト軸（２０）と周方向延在面（４２３）との間で半径方向（２４）に測定される第１の半径（ｒ１）を有することを特徴とする、実施形態１２～１９のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0096】

２１．半径方向（２４）のベアリングギャップ（４１０）が、コンプレッサ後壁（１４０）が第１の延在面（４２１）に対向して横たわる領域内に延び、特に半径方向（２４）のベアリングギャップ（４１０）が周方向延在面（４２３）まで延びることを特徴とする、実施形態２０に記載の過給装置（１０）。

【0097】

２２．アキシャルベアリング空間（４３０）が、シャフト軸（２２）と内部周方向面（４３１）との間で半径方向（２４）に測定される第２の半径（ｒ２）を有する内部周方向面（４３１）を有することを特徴とする、実施形態１０～２１のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0098】

２３．第１の半径（ｒ１）が第２の半径（ｒ２）未満であることを特徴とする、実施形態２０に従属する場合、実施形態２２に記載の過給装置（１０）。

【0099】

２４．第１の半径（ｒ１）が、シャフト軸（２０）とコンプレッサホイール（１２０）の外周との間で半径方向（２４）に測定されるコンプレッサホイール（１２０）の第３の半径（ｒ３）未満であることを特徴とする、実施形態２０～２３のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0100】

２５．コンプレッサ後壁（１４０）が、シャフト（２００）が半径方向（２４）において離間されるように配置される円筒形通路（１４１）を有することを特徴とする、実施形態６～２４のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0101】

２６．アキシャルベアリング（４００）、特にベアリングギャップ（４１０）をコンプレッサ（１００）の圧力側（１３０）に流体的に接続する少なくとも１つの供給ダクト（５００）をさらに備える、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0102】

２７．アキシャルベアリング（４００）、特にベアリングギャップ（４１０）から、コンプレッサの動作中にベアリングギャップ（４１０）を通って半径方向（２４）に流れる流体ストリームを排出するように考えられる少なくとも１つの戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）をさらに備える、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0103】

２８．供給ダクト（５００）内の第１の圧力（ｐ１）が、戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）内の第２の圧力（ｐ２）を上回ることを特徴とする、実施形態２６及び２７に記載の過給装置（１０）。

【0104】

２９．供給ダクト（５００）が、コンプレッサホイール（１２０）とコンプレッサ後壁（１４０）との間の位置（ｗ１）に配置される供給ダクト入口（５３０）を有すること、及び、供給ダクト（５００）が、ベアリングギャップ（４１０）に開口する供給ダクト出口（５４０）を有することを特徴とする、実施形態２６～２８のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0105】

３０．供給ダクト（５００）が、コンプレッサの圧力側（１３０）からの、特に供給ダクト入口（５３０）からの流体ストリームが、半径方向（２４）においてシャフト（２００）に向かって、及び／又はアキシャル方向（２２）においてベアリングギャップ（４１０）に、特に供給ダクト出口（５４０）に実質的に向けられるように構成されることを特徴とする、実施形態２９に記載の過給装置（１０）。

【0106】

３１．供給ダクト（５００）が、ベアリングギャップ（４１０）を起点として、実質的にアキシャル方向（２２）に、特にコンプレッサホイール（１２０）に向かって、コンプレッサ後壁（１４０）を貫いて、及び／又はシャフト（２００）とコンプレッサ後壁（１４０）との間に延びる、アキシャル供給ダクト部分（５１０）を有することを特徴とする、実施形態２６～３０のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0107】

３２．供給ダクト（５００）が、アキシャル供給ダクト部分（５１０）を起点として、実質的に半径方向（２４）にコンプレッサ後壁（１４０）内を供給ダクト入口（５３０）まで延びるラジアル供給ダクト部分（５２０）を有することを特徴とする、実施形態３１に記載の過給装置（１０）。

【0108】

３３．コンプレッサハウジング（１１０）がコンプレッサ入口（１５０）を備えることを特徴とする、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0109】

３４．戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、アキシャルベアリング（４００）、特にベアリングギャップ（４１０）をコンプレッサ入口（１５０）に流体的に接続する、実施形態２７～３３のいずれかに従属する場合、実施形態３３に記載の過給装置（１０）。

【0110】

３５．戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、コンプレッサ（１００）の動作中にベアリングギャップ（４１０）を通って半径方向（２４）に流れる流体ストリームがコンプレッサ入口（１５０）に向けられるように構成されることを特徴とする、実施形態３４に記載の過給装置（１０）。

【0111】

３６．燃料電池をさらに備える、実施形態２７～３３のいずれかに記載の過給装置（１０）であって、戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、アキシャルベアリング（４００）、特にベアリングギャップ（４１０）を燃料電池に流体的に接続することを特徴とする過給装置（１０）。

【0112】

３７．戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、コンプレッサの動作中にベアリングギャップ（４１０）を通って半径方向（２４）に流れる流体ストリームが燃料電池に向けられるように構成されることを特徴とする、実施形態３６に記載の過給装置（１０）。

【0113】

３８．その中に配置されたタービンホイールとタービンハウジング出口とを有するタービンハウジングを有するタービンをさらに備える、実施形態２７～３３のいずれかに記載の過給装置（１０）であって、戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、アキシャルベアリング（４００）、特にベアリングギャップ（４１０）をタービンハウジング出口に流体的に接続することを特徴とする過給装置（１０）。

【0114】

３９．戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、コンプレッサの動作中にベアリングギャップ（４１０）を通って半径方向（２４）に流れる流体ストリームがタービンハウジング出口に向けられるように構成されることを特徴とする、実施形態３８に記載の過給装置（１０）。

【0115】

４０．戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、ベアリングギャップ（４１０）及び／又はアキシャルベアリング空間（４３０）に流体的に接続される戻りダクト入口（６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ）を備えることを特徴とする、実施形態１０に従属する場合、実施形態２７～３９のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0116】

４１．戻りダクト（６００）が、コンプレッサ入口（１５０）ストップに接続された戻りダクト出口（６２０）を備えることを特徴とする、実施形態２３に従属する場合、実施形態３３～３５、又は４０のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0117】

４２．少なくとも一部の戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、ベアリングハウジング（３００）内及び／又はコンプレッサハウジング（１１０）内に配置されることを特徴とする、実施形態２７～４１のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0118】

４３．少なくとも一部の戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、外部ライン要素（６３０）に配置されることを特徴とする、実施形態２７～４２のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0119】

４４．戻りダクト（６００ａ、６００ｂ、６００ｃ）が、戻りダクトが閉鎖される閉位置と、戻りダクトが少なくとも部分的に開放される開位置との間で移動可能である弁要素を有することを特徴とする、実施形態２７～４３のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0120】

４５．半径方向（２４）の戻りダクト入口（６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ）が、アキシャルベアリングディスク（４２０）の半径方向外側に配置され、特に戻りダクト入口（６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃ）が、アキシャルベアリング空間（４３０）の内部周方向面（４３１）に配置されることを特徴とする、実施形態９及び２２に従属する場合、実施形態４０～４４のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0121】

４６．シール要素（４４０）がアキシャルベアリングディスク（４２０）と内部周方向面（４３１）との間に配置され、特に、シール要素（４４０）はラビリンスシールであることを特徴とする、実施形態８に従属する場合、実施形態２２～４５のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0122】

４７．アキシャル方向（２２）の内部周方向面（４３１）上の戻りダクト入口（６１０ａ）が、コンプレッサ後壁（１４０）に隣接して配置され、特に、アキシャル方向（２２）の内部周方向面（４３１）上の戻りダクト入口（６１０）が、少なくとも部分的にコンプレッサ後壁（１４０）とアキシャルベアリングディスク（４２０）との間に配置されることを特徴とする、実施形態６、９及び２２に従属する場合、実施形態４０～４６のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0123】

４８．アキシャル方向（２２）の内部周方向面（４３１）上の戻りダクト入口（６１０ｃ）が、第２の延在面（４２２）に対向して横たわるベアリングハウジング（３００）の壁部（３１０）に隣接して配置され、特に、アキシャル方向（２２）の内部周方向面（４３１）上の戻りダクト入口（６１０）が、少なくとも部分的に壁部（３１０）とアキシャルベアリングディスク（４２０）との間に配置されることを特徴とする、実施形態９、１２及び２２に従属する場合、実施形態４０～４６のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0124】

４９．アキシャル方向（２２）の内部周方向面（４３１）上の戻りダクト入口（６１０ｂ）が、コンプレッサ後壁（１４０）と壁部（３１０）との間の実質的に中心にあるように配置されることを特徴とする、実施形態２２に従属する場合、実施形態４０～４６のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0125】

５０．アキシャル方向（２２）の内部周方向面（４３１）上の戻りダクト入口（６１０ｂ）が、実質的に周方向延在面（４２３）に対向して配置されることを特徴とする、実施形態２０及び２２に従属する場合、実施形態４０～４６、又は４９に記載の過給装置（１０）。

【0126】

５１．戻りダクト入口（６１０ｂ）がシール要素（４４０）内に配置されること、又は、アキシャル方向（２２）の戻りダクト入口（６１０ａ）がコンプレッサ後壁（１４０）とシール要素（４４０）との間に配置されることを特徴とする、実施形態６及び４０に従属する場合、実施形態４６～５０のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0127】

５２．戻りダクト出口（６２０）が、アキシャル方向（２２）に直交するコンプレッサ入口（１５０）に開口することを特徴とする、実施形態３３に従属する場合、実施形態４１～５１のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0128】

５３．戻りダクト出口（６２０）が、戻りダクト（６００）のダクト軸（２８）とアキシャル方向（２２）との間で測定される角度β＜９０°でコンプレッサ入口（１５０）に開口することを特徴とする、実施形態４１～５１のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0129】

５４．コンプレッサハウジング（１１０）が、コンプレッサ渦形室を有するコンプレッサ出口（１６０）を備えることを特徴とする、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0130】

５５．コンプレッサ入口（１５０）が入口部分（１５１）とケーシング部分（１５２）とを有し、戻りチャンバ（１５３）がケーシング部分（１５２）とコンプレッサハウジング（１１０）及び／又は入口部分（１５１）との間に延びることを特徴とする、実施形態３３～５４のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0131】

５６．戻りチャンバ（１５３）が、ケーシング部分（１５２）とコンプレッサハウジング（１１０）との間に軸方向に配置されるチャンバ入口（１５３ａ）から、ケーシング部分（１５２）と入口部分（１５１）との間に軸方向に配置されるチャンバ出口（１５３ｂ）まで延びることを特徴とする、実施形態５５に記載の過給装置（１０）。

【0132】

５７．戻りダクト出口（６２０）が、戻りチャンバ（１５３）に開口することを特徴とする、実施形態４１に従属する場合、実施形態５５又は実施形態５６に記載の過給装置（１０）。

【0133】

５８．駆動ユニット（７００）をさらに備え、コンプレッサホイール（１２０）がシャフト（２００）によって駆動ユニット（７００）に結合される、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【0134】

５９．駆動ユニット（７００）がタービン及び／又は電気モータ（７１０）を備えることを特徴とする、実施形態５８に記載の過給装置（１０）。

【0135】

６０．電気モータ（７１０）がベアリングハウジング（３００）のモータ空間に配置されることを特徴とする、実施形態５９に記載の過給装置（１０）。

【0136】

６１．電気モータ（７１０）がロータ（７１１）及びステータ（７１２）を有し、特に、ロータ（７１１）がシャフト（２００）上に配置され、ステータ（７１２）がロータ（７１１）を取り囲むことを特徴とする、実施形態５９又は実施形態６０に記載の過給装置（１０）。

【0137】

６２．ベアリングハウジング（３００）の受容空間に配置される、電気モータ（７１０）を制御するためのパワーエレクトロニクス回路をさらに備える、実施形態５９～６１の１つに記載の過給装置（１０）。

【0138】

６３．ベアリングハウジング（３００）が、シャフト（２００）の半径方向の取り付けのためのラジアルベアリングアセンブリ（８００ａ、８００ｂ）を備えることを特徴とする、先行実施形態のいずれかに記載の過給装置（１０）。

【符号の説明】

【0139】

１０ 過給装置
２０ 軸
２２ アキシャル方向
２４ 半径方向
２６ 円周方向
２８ ダクト軸
１００ コンプレッサ
１１０ コンプレッサハウジング
１２０ コンプレッサホイール
１３０ 圧力側
１４０ コンプレッサ後壁
１４１ 円筒形通路
１５０ コンプレッサ入口
１５１ 入口部分
１５２ ケーシング部分
１５３ 戻りチャンバ
１５３ａ チャンバ入口
１５３ｂ チャンバ出口
１６０ コンプレッサ出口
２００ シャフト
３００ ベアリングハウジング
３１０ 壁部
４００ アキシャルベアリング
４１０ ベアリングギャップ
４２０ アキシャルベアリングディスク
４２１ 第１の延在面
４２２ 第２の延在面
４２３ 周方向延在面
４３０ アキシャルベアリング空間
４３１ 内部周方向面
４５０ 第１のベアリング中間層
４６０ 第２のベアリング中間層
５００ 供給ダクト
５１０ アキシャル供給ダクト部分
５２０ ラジアル供給ダクト部分
５３０ 供給ダクト入口
５４０ 供給ダクト出口
６００ａ 戻りダクト
６００ｂ 戻りダクト
６００ｃ 戻りダクト
６１０ａ 第１の戻りダクト入口
６１０ｂ 第２の戻りダクト入口
６１０ｃ 第３の戻りダクト入口
６２０ 出口
６３０ 外部ライン要素
７００ 駆動ユニット
７１０ 電気モータ
７１１ ロータ
７１２ ステータ
８００ａ ラジアルベアリングアセンブリ
８００ｂ ラジアルベアリングアセンブリ
９００ 第２のベアリングギャップ
９１０ 第３のベアリング中間層
９２０ 第４のベアリング中間層
ｒ 半径
β 角度
ｗ 位置
ｐ 圧力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】