HINTERGRUND
DER ERFINDUNGBACKGROUND
THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor und insbesondere
auf einen Kompressor zum Druckbeaufschlagen von Fluid, welches durch
Drehen eines Rotors in eine Pumpenkammer gesaugt wird, und zum Ausstoßen des
Fluids über eine
Ausstoßöffnung aus
der Pumpenkammer.The
The present invention relates to a compressor, and more particularly
to a compressor for pressurizing fluid passing through
Rotating a rotor is sucked into a pump chamber, and for ejecting the
Fluids over one
Ejection opening off
the pump chamber.
Ein
Kompressor, der Fluid druckbeaufschlagt oder ein Fluidkompressor
kann beispielsweise in einem Brennstoffzellensystem verwendet werden. Eine
Brennstoffzelle verwendet Wasserstoffgas und ein Oxidationsgas,
um elektrische Energie zu erzeugen. Die Brennstoffzelle erzeugt
Wasser, wenn sie Energie erzeugt. Um das Wasser aus der Brennstoffzelle
abzuführen,
muss mehr Wasserstoffgas und Oxidationsgas zur Brennstoffzelle zugeführt werden, als
die Menge an Wasserstoffgas und Oxidationsgas die zum Erzeugen von
Energie verbraucht wird. Des weiteren führt die Brennstoffzelle Wasserstoffgas (d.h.
Wasserstoff-Abgas) ab, welches Wasserstoffgas enthält, das
keiner Reaktion unterworfen wurde. Der Ausstoß solch eines Wasserstoffgases
senkt die Brennstoffeffizienz. Um die Brennstoffeffizienz zu verbessern,
zirkuliert ein typischer Kompressor das Wasserstoff-Abgas aktiv
und mischt das Wasserstoff-Abgas mit frischem Wasserstoffgas, um
das Wasserstoff-Abgas zur Brennstoffzelle zurückzuführen. 1 zeigt ein Beispiel solch eines Kompressors.For example, a compressor that pressurizes fluid or a fluid compressor may be used in a fuel cell system. A fuel cell uses hydrogen gas and an oxidizing gas to generate electrical energy. The fuel cell generates water when it generates energy. In order to remove the water from the fuel cell, more hydrogen gas and oxidizing gas must be supplied to the fuel cell than the amount of hydrogen gas and oxidizing gas consumed to generate energy. Further, the fuel cell carries out hydrogen gas (ie, hydrogen off-gas) containing hydrogen gas which has not been subjected to a reaction. The discharge of such a hydrogen gas lowers the fuel efficiency. To improve fuel efficiency, a typical compressor actively circulates the hydrogen exhaust gas and mixes the hydrogen exhaust gas with fresh hydrogen gas to recirculate the hydrogen exhaust gas to the fuel cell. 1 shows an example of such a compressor.
Wie
in 1 dargestellt hat
ein Fluidkompressor 51 ein Gehäuse 52, das die Form
eines im Wesentlichen ovalen Zylinders hat. Eine Pumpenkammer 53 ist
im Gehäuse 52 definiert.
Wasserstoff-Abgas wird in die Pumpenkammer 53 angesaugt,
um mit Druck beaufschlagt zu werden. Zwei parallele Drehwellen (Antriebswelle 54 und
angetriebene Welle 55) sind in der Pumpenkammer 53 unterstützt. Zwei
Rotoren 56 und 57 sind jeweils an die Antriebswelle 54 und
die angetriebene Welle 55 fixiert. Eine Antriebsquelle,
wie beispielsweise ein Motor, treibt die Antriebswelle 54 und
die angetriebene Welle 55 an, um die Rotoren 56 und 57 mit
einem vorherbestimmten Intervall (Phasendifferenz) dazwischen zu
drehen. Infolgedessen wird ein Wasserstoff-Abgas in die Pumpenkammer 53 über eine
Ansaugöffnung 58 gesaugt,
die am oberen Teil der Pumpenkammer angeordnet ist und über eine
Ausstoßöffnung 59 aus
der Pumpenkammer 53 ausgestoßen, welche an dem unteren
Teil der Pumpenkammer 53 angeordnet ist. Die Wand der Pumpenkammer 53 ist so
geformt, dass sie zwei hohle zylindrische Abschnitte ausbildet,
die miteinander verbunden sind, so dass die Rotoren 56 und 57 entlang
der Wand drehen. Insbesondere erstreckt sich der untere Mittelteil der
Pumpenkammer 53 wie in 1 dargestellt
nach oben. Die Ausstoßöffnung 59 ist
in dem sich nach oben erstreckenden, unteren Teil der Pumpenkammer 53 ausgebildet.
Eine Aussparung 60 ist an jeder Seite der Ausstoßöffnung 59 ausgebildet.As in 1 has shown a fluid compressor 51 a housing 52 which has the shape of a substantially oval cylinder. A pump chamber 53 is in the case 52 Are defined. Hydrogen exhaust gas gets into the pump chamber 53 aspirated to be pressurized. Two parallel rotary shafts (drive shaft 54 and driven shaft 55 ) are in the pump chamber 53 supported. Two rotors 56 and 57 are each to the drive shaft 54 and the driven shaft 55 fixed. A drive source, such as a motor, drives the drive shaft 54 and the driven shaft 55 on to the rotors 56 and 57 to rotate with a predetermined interval (phase difference) in between. As a result, a hydrogen exhaust gas is introduced into the pump chamber 53 via a suction opening 58 sucked, which is arranged at the upper part of the pump chamber and via an ejection opening 59 from the pump chamber 53 ejected, which at the lower part of the pump chamber 53 is arranged. The wall of the pump chamber 53 is shaped so that it forms two hollow cylindrical sections, which are connected together, so that the rotors 56 and 57 turn along the wall. In particular, the lower central part of the pump chamber extends 53 as in 1 shown upwards. The ejection opening 59 is in the upwardly extending, lower part of the pump chamber 53 educated. A recess 60 is on each side of the discharge opening 59 educated.
Wie
vorstehend beschrieben, wird Wasser erzeugt und zusammen mit dem
Wasserstoff-Abgas ausgestoßen,
wenn eine Brennstoffzelle elektrische Energie erzeugt. Dementsprechend
wird auch Wasser zusätzlich
zum Wasserstoff-Abgas in die Pumpenkammer 53 gesaugt. Das
Wasserstoff-Abgas kann über
einen Gas-Flüssigkeits-Abscheider zu dem
Fluidkompressor 51 zugeführt werden. In solch einem
Fall wäre
jedoch die relative Feuchtigkeit des Wasserstoff-Abgases hoch. Wenn
folglich der Fluidkompressor 51 in einer Niedertemperatur-Atmosphäre ist,
kondensiert die Feuchtigkeit im Wasserstoff-Abgas während sich
der Taupunkt verändert und
erzeugt Wasser in der Pumpenkammer 53. Solches Wasser verbleibt
in der Aussparung 60 der Pumpenkammer 53. Wenn
der Fluidkompressor 51 in solch einem Zustand bei einer
niederen Temperatur für
eine lange Zeitdauer zurückgelassen
wird, würde
das Restwasser im Fluidkompressor 51 frieren. Eine Aktivierung
der Brennstoffzelle, wenn das Wasser gefroren ist, würde auf
diese Art und Weise die normale Aktivierung der Brennstoffzelle
stören. Beispielsweise
könnte
ein abnormaler Strom durch einen Motor strömen, welcher den Fluidkompressor 51 antreibt.As described above, when a fuel cell generates electric power, water is generated and discharged together with the hydrogen off-gas. Accordingly, water in addition to the hydrogen gas in the pump chamber 53 sucked. The hydrogen off-gas may pass through a gas-liquid separator to the fluid compressor 51 be supplied. In such a case, however, the relative humidity of the hydrogen gas would be high. Consequently, when the fluid compressor 51 In a low-temperature atmosphere, the moisture in the hydrogen off-gas condenses as the dew point changes and generates water in the pump chamber 53 , Such water remains in the recess 60 the pump chamber 53 , If the fluid compressor 51 is left in such a state at a low temperature for a long period of time, the residual water in the fluid compressor 51 freeze. Activating the fuel cell when the water is frozen would thus interfere with the normal activation of the fuel cell. For example, an abnormal current could flow through a motor connecting the fluid compressor 51 drives.
Das
Vorstehende beschreibt nur ein Beispiel solch eines Problems. Dieses
Problem kann in jedem System auftreten, in dem sich Flüssigkeit
in einer Pumpenkammer ansammelt.The
The above describes only an example of such a problem. This
Problem can occur in any system where there is liquid
accumulates in a pump chamber.
Die
offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr. 8-109888 beschreibt
eine Rootspumpe (eine Bauart eines Fluidkompressors), der das vorstehende
Problem löst.
Die Rootspumpe hat eine Ansaugöffnung,
die im oberen Teil eines Gehäuses
ausgebildet ist, und eine Ausstoßöffnung, die im unteren Teil
des Gehäuses
ausgebildet ist. Die Umgebung der Ausstoßöffnung im unteren Teil des
Gehäuses
ist flach. Das heißt,
es sind keine Aussparungen in dem unteren Teil der Pumpenkammer
ausgebildet. Dementsprechend stößt die Rootspumpe
das Wasser, welches in die Pumpenkammer gesaugt wurde und das Wasser,
welches in der Pumpenkammer kondensierte, von der Ausstoßöffnung aus,
so dass kein Wasser in der Pumpenkammer zurückbleibt.The
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-109888
a Roots pump (a type of a fluid compressor), the above
Problem solves.
The root pump has a suction port,
in the upper part of a housing
is formed, and an ejection opening, in the lower part
of the housing
is trained. The environment of the discharge opening in the lower part of the
housing
is flat. This means,
there are no recesses in the lower part of the pump chamber
educated. Accordingly, the Roots pump
the water that was sucked into the pump chamber and the water,
which condensed in the pump chamber, from the discharge port,
so that no water remains in the pump chamber.
Jedoch
hat die Rootspumpe auch einen Nachteil. Eine Rootspumpe wird für zahlreiche
Zwecke verwendet, wie beispielsweise als eine transportierbare Pumpe
oder eine Pumpe zur Verwendung in einem Fahrzeug. Bezüglich einer
Fahrzeugpumpe wird ein Fahrzeug zusätzlich zu ebenen Straßen entlang
geneigter Straßen
gefahren (oder geparkt). Folglich wäre die Pumpe ebenfalls abhängig von
der Stellung des Autos geneigt. Wenn die Pumpe geneigt ist, würde Wasser
im geneigten Zustand hin zur unteren Position fließen. Dementsprechend
kann Wasser abhängig
von der Stellung des Autos in der Pumpenkammer zurückbleiben
ohne über
die Ausstoßöffnung ausgestoßen zu werden.
Infolgedessen würde in
der Rootspumpe, die in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 8-109888 beschrieben wurde, das Restwasser unter einer Niedertemperatur-Atmosphäre gefrieren
und eine normale Aktivierung der Pumpe stören.However, the Roots pump also has a disadvantage. A root pump is used for a variety of purposes, such as a portable pump or a pump for use in a vehicle. With respect to a vehicle pump, a vehicle is driven (or parked) in addition to flat roads along inclined roads. Consequently, the pump would also be inclined depending on the position of the car. When the pump is tilted, water would flow in the inclined state to the lower position. Accordingly, depending on the position of the car, water may be left in the pump chamber without being ejected through the discharge port. As a result, in the Roots pump described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 8-109888, the residual water would freeze under a low-temperature atmosphere and interfere with normal activation of the pump.
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNGSUMMARY
THE INVENTION
Die
vorliegende Erfindung stellt einen Fluidkompressor bereit, der sicherstellt,
dass Wasser, welches in die Pumpenkammer gesaugt wurde oder in der
Pumpenkammer kondensierte, aus der Pumpenkammer über die Ausstoßöffnung ausgestoßen wird.The
The present invention provides a fluid compressor which ensures
that water which has been sucked into the pump chamber or in the
Pump chamber condensed, is ejected from the pump chamber via the ejection opening.
Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kompressor zum Druckbeaufschlagen
eines Fluids. Der Kompressor hat eine Pumpenkammer zum Ansaugen
von Fluid. Die Pumpenkammer hat einen Bodenteil, an dem sich Wasser
in der Pumpenkammer aufgrund der Schwerkraft sammelt, wenn der Kompressor
horizontal ist. Zwei drehbare und parallele Drehwellen sind in der
Pumpenkammer angeordnet. Zwei Rotoren sind jeweils an die zwei Drehwellen
fixiert. Zwei Rotoren sind an die jeweiligen zwei Drehwellen fixiert.
Die Rotoren werden gedreht, um das Fluid in der Pumpenkammer mit
Druck zu beaufschlagen. Eine Ausstoßöffnung stößt das druckbeaufschlagte Fluid
aus der Pumpenkammer aus. Die Ausstoßöffnung ist an der untersten
Position im Bodenteil der Pumpenkammer angeordnet, wenn eine Ebene,
die entlang der Achsen der zwei Drehwellen liegt, parallel zu einer
Horizontalebene oder um einen vorherbestimmten Winkel relativ zur
Horizontalebene geneigt ist. Die Pumpenkammer hat eine Führungsfläche, die
den Bodenteil teilweise oder gesamtheitlich mit der Ausstoßöffnung verbindet.
Die Führungsfläche ist
nach unten geneigt, so dass Wasser auf der Führungsfläche sich aufgrund der Schwerkraft
nach unten zur Ausstoßöffnung bewegt,
wenn die Ausstoßöffnung am
untersten Abschnitt in dem Bodenteil der Pumpenkammer angeordnet
ist.One
Aspect of the present invention is a compressor for pressurizing
a fluid. The compressor has a pumping chamber for suction
of fluid. The pump chamber has a bottom part, which is water
in the pump chamber due to gravity accumulates when the compressor
is horizontal. Two rotatable and parallel rotary shafts are in the
Pump chamber arranged. Two rotors are each to the two rotary shafts
fixed. Two rotors are fixed to the respective two rotary shafts.
The rotors are rotated to communicate with the fluid in the pumping chamber
To pressurize. An ejection port abuts the pressurized fluid
out of the pump chamber. The discharge opening is at the bottom
Position located in the bottom part of the pump chamber when a plane,
which lies along the axes of the two rotary shafts, parallel to one
Horizontal plane or by a predetermined angle relative to
Horizontal plane is inclined. The pump chamber has a guide surface, the
the bottom part connects partially or completely with the discharge opening.
The guide surface is
inclined downwards, leaving water on the guide surface due to gravity
moved down to the ejection opening,
when the ejection opening at
lowest portion disposed in the bottom part of the pump chamber
is.
Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Kompressor zum
Druckbeaufschlagen eines Fluids. Der Kompressor hat eine Pumpenkammer
zum Ansaugen von Fluid. Die Pumpenkammer hat einen Bodenteil an
dem sich Wasser in der Pumpenkammer aufgrund einer Schwerkraft sammelt. Der
Bodenteil hat einen untersten Abschnitt. Ein Rotor ist in der Pumpenkammer
angeordnet. Der Rotor wird gedreht, um das Fluid in der Pumpenkammer
mit Druck zu beaufschlagen. Eine Ausstoßöffnung, die am untersten Abschnitt
des Bodenteils angeordnet ist, stößt das druckbeaufschlagte Fluid
aus der Pumpenkammer aus. Die Pumpenkammer hat eine Führungsfläche, um
den Bodenteil teilweise oder gesamtheitlich mit der Ausstoßöffnung fortlaufend
zu verbinden. Die Führungsfläche ist
nach unten geneigt, so dass sich Wasser auf der Führungsfläche nach
unten zur Ausstoßöffnung aufgrund
der Schwerkraft bewegt.One
Another aspect of the present invention is a compressor for
Pressurizing a fluid. The compressor has a pump chamber
for sucking in fluid. The pump chamber has a bottom part
which collects water in the pump chamber due to gravity. Of the
Bottom part has a lowermost section. A rotor is in the pump chamber
arranged. The rotor is rotated to the fluid in the pump chamber
to apply pressure. A discharge opening, the lowest section
is disposed of the bottom part, pushes the pressurized fluid
out of the pump chamber. The pump chamber has a guide surface to
the bottom part partially or wholly with the discharge opening continuously
connect to. The guide surface is
inclined downwards, allowing water to follow the guide surface
down to the ejection opening due
of gravity.
Andere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung in Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich,
die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.Other
Aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following
Description in conjunction with the accompanying drawings,
exemplifying the principles of the invention.
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSUMMARY
THE DRAWINGS
Die
Erfindung zusammen mit deren Aufgabe und Vorteilen kann am besten
durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
zusammen mit den beigefügten Zeichnungen
verstanden werden, in denen folgendes dargestellt ist:The
Invention together with its purpose and advantages may best
by reference to the following description of the preferred embodiments
together with the attached drawings
be understood, in which the following is shown:
1 ist
eine Schnittdarstellung, welche eine Pumpenkammer eines Fluidkompressors
vom Stand der Technik darstellt; 1 Fig. 10 is a sectional view illustrating a pump chamber of a prior art fluid compressor;
2 ist
eine geschnittene Draufsicht eines Wasserstoffkompressors gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; 2 Fig. 12 is a sectional plan view of a hydrogen compressor according to a preferred embodiment of the present invention;
3 ist
eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 aus 2;
und 3 is a sectional view taken along the line 3-3 2 ; and
4 ist
eine Teil-Schnittdarstellung entlang der Linie 4-4 aus 3. 4 is a partial sectional view taken along the line 4-4 3 ,
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Nun
wird ein Wasserstoffkompressor 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben.
Der Wasserstoffkompressor 10 ist eine Bauart eines Fluidkompressors, der
in einem Brennstoffzellensystem verwendet wird.Now a hydrogen compressor 10 according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the 2 to 4 described. The hydrogen compressor 10 is a type of fluid compressor used in a fuel cell system.
Bezug
nehmend auf 2 hat im bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Wasserstoffkompressor 10 einen Motor M und eine Rootspumpe
P. Der Motor M hat ein zylindrisches Motorgehäuse 11 und eine Trennwand 12.
Das Motorgehäuse 11 hat
ein geschlossenes erstes Ende (linkes Ende, wie in 2 dargestellt)
und ein offenes zweites Ende (rechtes Ende, wie in 2 dargestellt).
Die Trennwand 12 ist an das Motorgehäuse 11 gekoppelt,
so dass das offene zweite Ende des Motorgehäuses 11 geschlossen
ist. Eine Motorkammer 13 wird durch die Innenfläche des
Motorgehäuses 11 und
die Innenfläche der
Trennwand 12 definiert. Die Pumpe P hat ein Pumpengehäuse 14,
das die Form eines im Wesentlichen ovalen Zylinders mit einem geschlossenen Ende
hat und einen Lagerblock 16. Das Pumpengehäuse 14 hat
ein offenes erstes Ende (linkes Ende, wie in 2 dargestellt).
Der Lagerblock 16 wird mittels Schrauben 15 am
Pumpengehäuse 14 befestigt, so
dass das offene erste Ende des Pumpengehäuses 14 geschlossen
ist. Eine Pumpenkammer 17 wird durch die Innenfläche des
Pumpengehäuses 14 und die
Innenfläche
des Lagerblocks 16 definiert.Referring to 2 has in the preferred embodiment of the hydrogen compressor 10 a motor M and a root pump P. The motor M has a cylindrical motor housing 11 and a partition 12 , The motor housing 11 has a closed first end (left end, as in 2 shown) and an open second end (right End, as in 2 ) Shown. The partition 12 is to the motor housing 11 coupled so that the open second end of the motor housing 11 closed is. A motor chamber 13 is through the inner surface of the motor housing 11 and the inner surface of the partition 12 Are defined. The pump P has a pump housing 14 which has the shape of a substantially oval cylinder with a closed end and a bearing block 16 , The pump housing 14 has an open first end (left end, as in 2 ) Shown. The storage block 16 is done by means of screws 15 on the pump housing 14 attached so that the open first end of the pump housing 14 closed is. A pump chamber 17 is through the inner surface of the pump housing 14 and the inner surface of the bearing block 16 Are defined.
In
der Pumpe P ist ein Zahnradgehäuse 18, das
die Form eines im Wesentlichen ovalen Zylinders hat und welches
kleiner als das Pumpengehäuse 14 ist,
an das zweite Ende (rechtes Ende, wie in 2 dargestellt)
des Pumpengehäuses 14 gekoppelt. Eine
Zahnradkammer 19 wird durch die Außenfläche des zweiten Endes des Pumpengehäuses 14 und
die Innenfläche
des Zahnradgehäuses 18 definiert.
Ein Befestigungselement, wie beispielsweise eine Schraube, befestigt
die Trennwand 12 an den Lagerblock 16. Mit anderen
Worten befestigt das Befestigungselement den Motor M und die Pumpe
P einstückig
miteinander. O-Ringe 20 zum Sicherstellen einer hermetischen
Abdichtung sind in der Oberflächenverbindung
des Motorgehäuses 11 und
der Trennwand 12, der Oberflächenverbindung des Pumpengehäuses 14 und
des Lagerblocks 16, der Oberflächenverbindung des Pumpengehäuses 14 und
des Zahnradgehäuses 18 und
der Oberflächenverbindung
der Trennwand 12 und des Lagerblocks 16 angeordnet.In the pump P is a gear housing 18 , which has the shape of a substantially oval cylinder and which is smaller than the pump housing 14 is at the second end (right end, as in 2 shown) of the pump housing 14 coupled. A gear chamber 19 is through the outer surface of the second end of the pump housing 14 and the inner surface of the gear housing 18 Are defined. A fastener, such as a screw, secures the bulkhead 12 to the storage block 16 , In other words, the fastener integrally secures the motor M and the pump P with each other. O-rings 20 To ensure a hermetic seal are in the surface connection of the motor housing 11 and the partition 12 , the surface connection of the pump housing 14 and the storage block 16 , the surface connection of the pump housing 14 and the gear housing 18 and the surface connection of the partition wall 12 and the storage block 16 arranged.
Ein
Lager 22 ist an der Endfläche 21 des Motorgehäuses 11 in
einer Art und Weise konzentrisch zum Motorgehäuse 11 so angeordnet,
dass es hin zur Motorkammer 13 gewandt ist. Das Lager 22 unterstützt drehbar
ein erstes Ende (linkes Ende, wie in 2 dargestellt)
der Antriebswelle 23, welche als Drehwelle fungiert. Die
Antriebswelle 23 erstreckt sich durch die Trennwand 12,
den Lagerblock 16 und die Endfläche 24 des Pumpengehäuses 14 und
in die Zahnradkammer 19. Ein Lager 25 ist auf
der Endfläche 24 des
Pumpengehäuses 14 angeordnet.
Das Lager 25 unterstützt
ein zweites Ende der Antriebswelle 23 drehbar. Ein Lager 26 ist
im Lagerblock 16 angeordnet. Das Lager 26 unterstützt einen
Mittelabschnitt der Antriebswelle 23 drehbar. Ein Motorrotor 27 ist
an die Antriebswelle 23 fixiert. Ein Motorstator 28 ist
an das Motorgehäuse
11 um den Motorrotor 27 fixiert. Der Motorrotor 27 und
der Motorstator 28 bilden einen Elektromotor 29.A warehouse 22 is at the end face 21 of the motor housing 11 concentric with the motor housing in a manner 11 arranged so that it goes to the engine chamber 13 is turned. The warehouse 22 rotatably supports a first end (left end, as in FIG 2 shown) of the drive shaft 23 , which acts as a rotary shaft. The drive shaft 23 extends through the partition 12 , the storage block 16 and the endface 24 of the pump housing 14 and in the gear chamber 19 , A warehouse 25 is on the endface 24 of the pump housing 14 arranged. The warehouse 25 supports a second end of the drive shaft 23 rotatable. A warehouse 26 is in the warehouse block 16 arranged. The warehouse 26 supports a central portion of the drive shaft 23 rotatable. A motor rotor 27 is to the drive shaft 23 fixed. A motor stator 28 is to the motor housing 11 around the motor rotor 27 fixed. The motor rotor 27 and the motor stator 28 form an electric motor 29 ,
Eine
angetriebene Welle 30 (Drehwelle) erstreckt sich parallel
zur Antriebswelle 23 in der Pumpenkammer 17 der
Pumpe P. Die angetriebene Welle 30 hat ein erstes Ende,
welches drehbar durch ein Lager 32 unterstützt wird,
welches im Lagerblock 16 angeordnet ist. Ein zweites Ende
der angetriebenen Welle 30 wird drehbar durch ein Lager 31 unterstützt, welches
in der Endfläche 24 des
Pumpengehäuses 14 angeordnet
ist. Ein Antriebsrotor 33, der durch zwei Nocken ausgebildet
wird, ist an die Antriebswelle 23 fixiert. Ein angetriebener
Rotor 34, der durch zwei Nocken ausgebildet wird, ist an
die angetriebene Welle 30 fixiert. In der gleichen Art
und Weise wie die Antriebswelle 23 erstreckt sich die angetriebene Welle 30 durch
die Endfläche 24 des
Pumpengehäuses 14 hindurch
und in die Zahnradkammer 19. In der Zahnradkammer 19 kämmt ein
Antriebszahnrad 35, welches an das zweite Ende der Antriebswelle 23 fixiert
ist, mit einem angetriebenen Zahnrad 36, welches an das
zweite Ende der angetriebenen Welle 30 fixiert ist. Abdichtringe 37 sind
im Lagerblock 16 und der Endfläche 24 des Pumpengehäuses 14 an
Stellen angeordnet, welche die Antriebswelle 23 und die angetriebene
Welle 30 berühren.A driven shaft 30 (Rotary shaft) extends parallel to the drive shaft 23 in the pump chamber 17 the pump P. The driven shaft 30 has a first end rotatable by a bearing 32 which is supported in the storage block 16 is arranged. A second end of the driven shaft 30 is rotatable by a bearing 31 supported, which in the end face 24 of the pump housing 14 is arranged. A drive rotor 33 , which is formed by two cams, is to the drive shaft 23 fixed. A powered rotor 34 formed by two cams is against the driven shaft 30 fixed. In the same way as the drive shaft 23 extends the driven shaft 30 through the endface 24 of the pump housing 14 through and into the gear chamber 19 , In the gear chamber 19 meshes with a drive gear 35 , which is connected to the second end of the drive shaft 23 is fixed, with a driven gear 36 , which is connected to the second end of the driven shaft 30 is fixed. sealing rings 37 are in the warehouse block 16 and the endface 24 of the pump housing 14 arranged at locations which the drive shaft 23 and the driven shaft 30 touch.
Nun
wird der interne Aufbau der Pumpenkammer 17 in der Pumpe
P beschrieben.Now, the internal structure of the pump chamber 17 described in the pump P.
Wie
in 3 dargestellt, erstreckt sich eine Ansaugöffnung 38 durch
die Oberseite des Pumpengehäuses 14 in
die Pumpenkammer P hindurch. Wasserstoff-Abgas, welches von einer
Brennstoffzelle V ausgestoßen
wird, wird in die Pumpenkammer 17 über die Ansaugöffnung 38 gesaugt.
Des weiteren erstreckt sich eine Ausstoßöffnung 40 durch die
Mitte eines Bodenteils 39 der Pumpenkammer 17 hindurch.
Das Wasserstoff-Abgas, welches in der Pumpenkammer 17 durch
Drehen der Rotoren 33 und 34 mit Druck beaufschlagt
wird, wird über
die Ausstoßöffnung 40 ausgestoßen. Die
Rotoren 33 und 34 werden so gedreht, dass deren äußerste Abschnitte
die Drehbahnen R, die in 3 dargestellt sind, mit einer Phasendifferenz
(90°) zwischen
der Antriebswelle 23 und der angetriebenen Welle 30 definieren.
Die Rotoren 33 und 34, die in dieser Art und Weise
gedreht werden, wirken mit der Wand der Pumpenkammer 17 zusammen,
um das Wasserstoff-Abgas,
welches in die Pumpenkammer 17 gesaugt wurde, mit Druck
zu beaufschlagen. Die Wand der Pumpenkammer 17 hat eine
Wirkfläche,
die entlang der Drehbahnen R der Rotoren 33 und 34 ausgebildet
ist, so dass ein leichter Zwischenraum zwischen der Wand der Pumpenkammer 17 und
den Rotoren 33 und 34 existiert. Eine Erhöhung der
Fläche
der Wirkfläche
verbessert die Effizienz des Kompressors. Folglich erstreckt sich die
Wirkfläche
am oberen Teil der Pumpenkammer 17 in der Umgebung der
Ansaugöffnung 38 kontinuierlich
entlang der Drehbahnen R der Rotoren 33 und 34 nach
innen.As in 3 shown, a suction extends 38 through the top of the pump housing 14 into the pump chamber P through. Hydrogen off-gas exhausted from a fuel cell V enters the pump chamber 17 over the intake 38 sucked. Furthermore, an ejection opening extends 40 through the middle of a bottom part 39 the pump chamber 17 therethrough. The hydrogen exhaust, which is in the pump chamber 17 by turning the rotors 33 and 34 is pressurized via the ejection port 40 pushed out. The rotors 33 and 34 are rotated so that their outermost portions of the lanes R, the in 3 are shown, with a phase difference (90 °) between the drive shaft 23 and the driven shaft 30 define. The rotors 33 and 34 , which are rotated in this way, interact with the wall of the pump chamber 17 put together the hydrogen exhaust gas which enters the pump chamber 17 was sucked to pressurize. The wall of the pump chamber 17 has an effective area along the lobes R of the rotors 33 and 34 is formed, leaving a slight space between the wall of the pump chamber 17 and the rotors 33 and 34 exist. Increasing the area of the effective area improves the efficiency of the compressor. Consequently, the effective area extends at the upper part of the pump chamber 17 in the vicinity of the intake 38 continuously along the rotors R of the rotors 33 and 34 inside.
Die
Innenfläche
des Bodenteils 39 in der Pumpenkammer 17 ist nach
unten hin zur Ausstoßöffnung 40 in
einer im Allgemeinen kegelförmigen
Art und Weise geneigt oder in einer im Allgemeinen trichterförmigen Art
und Weise. Wie der angetriebene Rotor 34, der in 3 dargestellt
ist, wenn jeder der Rotoren 33 und 34 in einem
Vertikalzustand in der Pumpenkammer 17 angeordnet ist,
kommen die Rotoren 33 und 34 dem Bodenteil 39 der
Pumpenkammer 17 an Proximalpositionen r am nächsten.
Eine nach unten geneigte kegelförmige
Führungsfläche 41 ist
von den Proximalpositionen r hin zur Kante 40a der Ausstoßöffnung 40 ausgebildet.
Die Führungsfläche 41 ist
von den Proximalpositionen r zur Ausstoßöffnung 40 von jeder
Richtung (Radialrichtung um die Ausstoßöffnung 40) einschließlich der
Axialrichtungen der Rotoren 33 und 34 (den Richtungen,
in die sich die Antriebswelle 23 und die angetriebene Welle 30 erstrecken)
und den Richtungen senkrecht zu den Axialrichtungen geneigt. Dementsprechend
ist die Kante 40a der Ausstoßöffnung 40 an der Mitte
der kegelförmigen
Führungsfläche 41 an
dem untersten Abschnitt (tiefsten Abschnitt) des Bodenteils 39 angeordnet.
Insbesondere hat der Bodenteil 39 der Pumpenkammer 17 eine
Führungsfläche 41,
die in dem Pumpengehäuse 14 nach
außen
geneigt ist. Im Bodenteil 39 ist die Ausstoßöffnung 40 am
untersten Abschnitt der Führungsfläche 41 ausgebildet.The inner surface of the bottom part 39 in the pump chamber 17 is down to the discharge opening 40 inclined in a generally conical manner or in a generally funnel-shaped manner. Like the driven rotor 34 who in 3 is shown when each of the rotors 33 and 34 in a vertical state in the pump chamber 17 is arranged, come the rotors 33 and 34 the bottom part 39 the pump chamber 17 closest to proximal positions r. A downwardly inclined conical guide surface 41 is from the proximal positions r to the edge 40a the ejection opening 40 educated. The guide surface 41 is from the proximal positions r to the ejection port 40 from each direction (radial direction around the ejection port 40 ) including the axial directions of the rotors 33 and 34 (the directions in which the drive shaft 23 and the driven shaft 30 extend) and the directions perpendicular to the axial directions inclined. Accordingly, the edge 40a the ejection opening 40 at the center of the conical guide surface 41 at the lowermost portion (deepest portion) of the bottom part 39 arranged. In particular, the bottom part has 39 the pump chamber 17 a guide surface 41 in the pump housing 14 is inclined to the outside. In the bottom part 39 is the ejection opening 40 at the lowest section of the guide surface 41 educated.
Mit
anderen Worten hat die Führungsfläche 41 einen
Querschnitt, der im Allgemeinen in Übereinstimmung mit dem Teil
einer Ellipse oder einem Teil eines Ellipsoids geformt ist. Die
Ausstoßöffnung 40 ist
an einer Position angeordnet, wo die Nebenachse der Ellipse und
der Umfang der Ellipse einander schneiden oder an einer Position
angeordnet entlang der Richtung der Nebenachse, die sich vom Zentrum des
Ellipsoiden erstreckt.In other words, the guide surface has 41 a cross-section that is generally shaped in accordance with the part of an ellipse or part of an ellipsoid. The ejection opening 40 is disposed at a position where the minor axis of the ellipse and the circumference of the ellipse intersect each other or at a position along the direction of the minor axis extending from the center of the ellipsoid.
Nun
wird der Betrieb des Wasserstoffkompressors 10 (Fluidkompressor)
beschrieben, wenn Wasser von der Ausstoßöffnung 40 aus der
Pumpenkammer 17 strömt.Now the operation of the hydrogen compressor 10 (Fluid compressor) when water from the discharge port 40 from the pump chamber 17 flows.
Als
erstes wird der Elektromotor 29 angetrieben, so dass die
Antriebswelle 23 gedreht wird. Infolgedessen dreht der
Kämmeingriff
des Antriebszahnrads 35 und des angetriebenen Zahnrads 36 die
angetriebene Welle 30 mit einer vorherbestimmten Phasendifferenz
zur Antriebswelle 23. Dementsprechend werden der Antriebsrotor 33 und
der angetriebene Rotor 34 in der Pumpenkammer 17 in
den Richtungen, die durch die Pfeile in 3 gekennzeichnet sind,
gedreht. Die synchrone Drehung der zwei Rotoren 33 und 34 saugt
Wasserstoff-Abgas, welches von der Brennstoffzelle V ausgestoßen wird,
in die Pumpenkammer 17. Des weiteren wird das Wasserstoff-Abgas
durch die Drehung der Rotoren 33 und 34 mit Druck
beaufschlagt und hin zum Bodenteil 39 geliefert, um aus
der Pumpenkammer 17 über
die Ausstoßöffnung 40,
die am untersten Abschnitt des Bodenteils 39 angeordnet
ist, abgeführt
zu werden.First, the electric motor 29 driven so that the drive shaft 23 is turned. As a result, the meshing engagement of the drive gear rotates 35 and the driven gear 36 the driven shaft 30 with a predetermined phase difference to the drive shaft 23 , Accordingly, the drive rotor 33 and the driven rotor 34 in the pump chamber 17 in the directions indicated by the arrows in 3 are marked, rotated. The synchronous rotation of the two rotors 33 and 34 sucks hydrogen exhaust gas discharged from the fuel cell V into the pump chamber 17 , Furthermore, the hydrogen exhaust gas is due to the rotation of the rotors 33 and 34 pressurized and towards the bottom part 39 delivered to the pump chamber 17 over the ejection opening 40 at the bottom of the bottom section 39 is arranged to be dissipated.
Wie
vorstehend beschrieben, kann das Wasserstoff-Abgas, welches in die
Pumpenkammer 17 gesaugt wird, Wasser beinhalten, welches
in der Brennstoffzelle V erzeugt wird. Dementsprechend kann der
Wasserstoffkompressor 10 Wasser in die Pumpenkammer 17 zusammen
mit dem Wasserstoff-Abgas saugen. Des weiteren kann die relative Feuchtigkeit
des Wasserstoff-Abgases hoch sein. In diesem Fall können Veränderungen
des Taupunktes das Wasser in dem Wasserstoff-Abgas kondensieren. Wenn der Wasserstoffkompressor 10 in
einer Niedertemperaturatmosphäre
in einem Zustand, in dem Wasser (kondensiertes Wasser) in der Pumpenkammer 17 zurückbleibt,
zurückgelassen
wird, kann das Restwasser gefrieren und die Aktivierung des Wasserstoffkompressors 10 behindern.
Jedoch vermeidet das erste Ausführungsbeispiel das
Auftreten solch eines Zustandes in einer bevorzugten Art und Weise.As described above, the hydrogen exhaust gas which enters the pump chamber 17 is sucked, include water, which is generated in the fuel cell V. Accordingly, the hydrogen compressor 10 Water in the pump chamber 17 suck together with the hydrogen exhaust gas. Furthermore, the relative humidity of the hydrogen off-gas may be high. In this case, changes in the dew point may condense the water in the hydrogen gas. If the hydrogen compressor 10 in a low-temperature atmosphere in a state where water (condensed water) in the pump chamber 17 left behind, the remaining water can freeze and the activation of the hydrogen compressor 10 hinder. However, the first embodiment avoids the occurrence of such a condition in a preferred manner.
Das
Wasser, welches in die Pumpenkammer 17 gesaugt wird, sammelt
sich am Bodenteil 39 der Pumpenkammer 17 aufgrund
der Schwerkraft oder der Drehung der Rotoren 33 und 34.
Am Bodenteil 39 fließt
das Wasser entlang der nach unten geneigten Führungsfläche 41 zur Ausstoßöffnung 40.
Die Ausstoßöffnung 40 ist
am untersten Abschnitt des Bodenteils 39 in der Pumpenkammer 17 angeordnet. Folglich
führt die
Führungsfläche 41 das
Wasser, welches sich am Bodenteil 39 sammelt, zur Kante 40a der
Ausstoßöffnung 40.
Dann wird das Wasser, welches die Kante 40a der Ausstoßöffnung 40 erreicht, über die
Ausstoßöffnung 40 aus
der Pumpenkammer 17 abgeführt. Dementsprechend bleibt
kein Wasser in der Pumpenkammer 17 zurück.The water entering the pump chamber 17 is sucked, collects at the bottom part 39 the pump chamber 17 due to gravity or rotation of the rotors 33 and 34 , At the bottom part 39 the water flows along the downwardly inclined guide surface 41 to the ejection opening 40 , The ejection opening 40 is at the bottom of the bottom part 39 in the pump chamber 17 arranged. Consequently, the guide surface leads 41 the water, which is at the bottom part 39 collects, to the edge 40a the ejection opening 40 , Then the water, which is the edge 40a the ejection opening 40 reached, over the ejection opening 40 from the pump chamber 17 dissipated. Accordingly, no water remains in the pump chamber 17 back.
Der
Wasserstoffkompressor 10 kann als ein Kompressor für ein Brennstoffzellensystem
eines Elektroautos installiert werden. In solch einem Fall könnte der
Wasserstoffkompressor 10 geneigt werden, wenn beispielsweise
das Fahrzeug an einer geneigten Straße geparkt wird. Jedoch führt beim
Wasserstoffkompressor 10 die nach unten geneigte kegelförmige Führungsfläche 41,
die sich um die Ausstoßöffnung 40 erstreckt,
das Wasser, welches am Bodenteil 39 der Pumpenkammer 17 angesammelt ist,
zur Ausstoßöffnung 40.
Dies stellt sicher, dass das Wasser, von der Ausstoßöffnung 40 aus
der Pumpenkammer 17 abgeführt wird. Dementsprechend verhindert
der Wasserstoffkompressor 10, dass Wasser in der Pumpenkammer 17 zurückbleibt.The hydrogen compressor 10 can be installed as a compressor for a fuel cell system of an electric car. In such a case, the hydrogen compressor could 10 tilted, for example, when the vehicle is parked on a sloping road. However, the hydrogen compressor performs 10 the downwardly inclined conical guide surface 41 that surround the ejection opening 40 extends, the water, which at the bottom part 39 the pump chamber 17 accumulated, to the ejection opening 40 , This ensures that the water, from the discharge opening 40 from the pump chamber 17 is dissipated. Accordingly, the hydrogen compressor prevents 10 that water in the pump chamber 17 remains.
Wie
vorstehend erwähnt,
hat der Wasserstoffkompressor 10 eine Pumpenkammer 17,
in welche Wasserstoffgas gesaugt wird. Die Pumpenkammer 17 hat
den Bodenteil 39, an dem sich Wasser in der Pumpenkammer 17 aufgrund
der Schwerkraft sammelt. Die Rotoren 33 und 34,
die in der Pumpenkammer 17 angeordnet sind, werden gedreht,
um das Wasserstoff-Abgas in der Pumpenkammer 17 mit Druck
zu beaufschlagen. Die Ausstoßöffnung 40, die
am untersten Abschnitt des Bodenteils 39 angeordnet ist,
führt das
mit Druck beaufschlagte Wasserstoffabgas aus der Pumpenkammer 17 ab.
Die Pumpenkammer 17 hat eine Führungsfläche 41 zum fortlaufenden
Verbinden des Bodenteils 39 mit der Ausstoßöffnung 40.
Die Führungsfläche 41 ist
nach unten geneigt, so dass Wasser auf der Führungsfläche 41 sich nach unten
zur Ausstoßöffnung 40 aufgrund der
Schwerkraft bewegt. Wenn sich folglich das Wasser in der Pumpenkammer 17 am
Bodenteil 39 aufgrund der Schwerkraft sammelt, wird das
Wasser in der nach unten geneigten Richtung der Führungsfläche 41,
welche fortlaufend in die Ausstoßöffnung 40 übergeht,
zur Ausstoßöffnung 40,
die am untersten Abschnitt des Bodenteils 39 angeordnet
ist, geführt. Dies
stellt sicher, dass Wasser von der Ausstoßöffnung 40 aus der
Pumpenkammer 17 strömt.
Dementsprechend gibt es kein Restwasser in der Pumpenkammer 17.As mentioned above, the hydrogen compressor has 10 a pump chamber 17 into which hydrogen gas is sucked. The pump chamber 17 has the bottom part 39 where there is water in the pump chamber 17 due to gravity gathers. The rotors 33 and 34 that in the pumps chamber 17 are arranged to be rotated to the hydrogen exhaust gas in the pump chamber 17 to apply pressure. The ejection opening 40 at the bottom of the bottom section 39 is arranged, the pressurized hydrogen exhaust gas from the pump chamber leads 17 from. The pump chamber 17 has a guide surface 41 for continuously connecting the bottom part 39 with the ejection opening 40 , The guide surface 41 is tilted downwards, leaving water on the guide surface 41 down to the discharge opening 40 moved by gravity. Consequently, when the water in the pump chamber 17 at the bottom part 39 due to gravity gathers, the water is in the downwardly inclined direction of the guide surface 41 , which continuously into the ejection opening 40 goes over to the ejection opening 40 at the bottom of the bottom section 39 is arranged, guided. This ensures that water from the discharge opening 40 from the pump chamber 17 flows. Accordingly, there is no residual water in the pump chamber 17 ,
Der
Wasserstoffkompressor 10 des bevorzugten Ausführungsbeispiels
hat die nachfolgend beschriebenen Vorteile.
- (1)
Im Wasserstoffkompressor 10 wird Wasser, welches in die
Pumpenkammer 17 gesaugt wird, entlang der nach unten geneigten
Führungsfläche 41 hin
zur Ausstoßöffnung 40 geführt, die
am untersten Abschnitt des Bodenteils 39 in der Pumpenkammer 17 ausgebildet
ist. Der Wasserstoffkompressor 10 stößt dann das Wasser zusammen
mit dem druckbeaufschlagten Wasserstoff-Abgas aus der Pumpenkammer 17 über die Ausstoßöffnung 40 aus.
Dementsprechend bleibt kein Wasser im Wasserstoffkompressor 10 in
der Pumpenkammer 17 zurück.
Dies verhindert, dass Restwasser gefriert und die Aktivierung des
Wasserstoffkompressors 10 behindert.
- (2) Die Führungsfläche 41 ist
kegelförmig
und nach unten hin zur Ausstoßöffnung 40 um
die Ausstoßöffnung 40 herum
geneigt und zwar von jeder Richtung um die Ausstoßöffnung 40.
Somit führt
die Führungsfläche 41 Wasser
aus jeder Richtung zur Ausstoßöffnung 40,
selbst wenn der Wasserstoffkompressor 10 geneigt ist. Dementsprechend
stößt der Wasserstoffkompressor 10 Wasser über die
Ausstoßöffnung 40 aus
der Pumpenkammer 17 aus, selbst wenn der Wasserstoffkompressor 10 geneigt
ist, wenn dieser in einem Fahrzeug installiert ist oder wenn dieser
bewegt wird.
- (3) Die Ausstoßöffnung 40 ist
in der Mitte des Bodenteils 39 der Pumpenkammer 17 ausgebildet. Somit
wird die kegelförmige
Führungsfläche 41 leicht
ausgebildet.
- (4) Die Führungsfläche 41 ist
von den Proximalpositionen r hin zur Kante der Ausstoßöffnung 40 nach
unten geneigt. Das heißt
die Führungsfläche 41 ist
von den Proximalpositionen r, welche die untersten Positionen der
bogenförmigen
Fläche der
Pumpenkammer 17 entlang der Drehbahn R der Rotoren 33 und 34 ist,
nach unten geneigt und gleichmäßig mit
der Ausstoßöffnung 40 verbunden.
Dementsprechend führt
die Führungsfläche 41 das
Wasser in der Pumpenkammer 17 ruhig zur Ausstoßöffnung 40.
Des weiteren wirken die Rotoren 33 und 34 und
die Wand der Pumpenkammer 17 zusammen, um mit dem Einschließen von
Wasserstoffgas bei einem Zeitpunkt zu beginnen, der vor dem Zeitpunkt
liegt, bei dem die Rotoren 33 und 34 in der Pumpenkammer 17 vertikal werden
(genauer bei einem Zeitpunkt, bei dem die Rotoren 33 und 34 am
Ende der Ansaugöffnung 38 vorbeiführen). Dementsprechend
bleibt die Kompressionseffizienz die gleiche.
The hydrogen compressor 10 of the preferred embodiment has the advantages described below. - (1) In the hydrogen compressor 10 is water, which enters the pump chamber 17 is sucked along the downwardly inclined guide surface 41 towards the discharge opening 40 guided at the bottom of the bottom part 39 in the pump chamber 17 is trained. The hydrogen compressor 10 then the water, together with the pressurized hydrogen exhaust gas, comes out of the pump chamber 17 over the ejection opening 40 out. Accordingly, no water remains in the hydrogen compressor 10 in the pump chamber 17 back. This prevents freezing of residual water and activation of the hydrogen compressor 10 with special needs.
- (2) The guide surface 41 is cone-shaped and down to the discharge opening 40 around the ejection opening 40 tilted around from any direction around the discharge opening 40 , Thus, the guide surface leads 41 Water from every direction to the discharge opening 40 even if the hydrogen compressor 10 is inclined. Accordingly, the hydrogen compressor hits 10 Water over the discharge opening 40 from the pump chamber 17 even if the hydrogen compressor 10 inclined when installed in a vehicle or when it is moved.
- (3) The discharge port 40 is in the middle of the bottom part 39 the pump chamber 17 educated. Thus, the conical guide surface becomes 41 easily trained.
- (4) The guide surface 41 is from the proximal positions r to the edge of the ejection opening 40 inclined downwards. That is the guide surface 41 is from the proximal positions r, which are the lowest positions of the arcuate surface of the pump chamber 17 along the lane R of the rotors 33 and 34 is inclined downwards and evenly with the ejection opening 40 connected. Accordingly, the guide surface leads 41 the water in the pump chamber 17 quiet to the ejection opening 40 , Furthermore, the rotors act 33 and 34 and the wall of the pump chamber 17 to start with the inclusion of hydrogen gas at a time, which is before the time at which the rotors 33 and 34 in the pump chamber 17 become vertical (more precisely at a time when the rotors 33 and 34 at the end of the intake opening 38 lead past). Accordingly, the compression efficiency remains the same.
Es
sollte jenen, die mit dem Stand der Technik vertraut sind, ersichtlich
sein, dass die vorliegende Erfindung in anderen spezifischen Formen
ausgeführt
sein kann, ohne vom Geist oder dem Rahmen der Erfindung abzuweichen.
Insbesondere sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung
in den folgenden Formen ausgeführt
sein kann.It
should be apparent to those familiar with the art
be that the present invention in other specific forms
accomplished
without departing from the spirit or scope of the invention.
In particular, it should be understood that the present invention
in the following forms
can be.
Der
Wasserstoffkompressor 10 kann wie nachfolgend aufgebaut
sein. Der Wasserstoffkompressor 10 (Fluidkompressor) hat
die Pumpenkammer 17, in welche Wasserstoff-Abgas (Fluid)
gesaugt wird. Die Pumpenkammer 17 hat den Bodenteil 39, an
dem sich Wasser in der Pumpenkammer 17 aufgrund der Schwerkraft
sammelt, wenn der Kompressor 10 horizontal ist. Die zwei
drehbaren und parallelen Wellen 23 und 30 sind
in der Pumpenkammer 17 angeordnet. Die zwei Rotoren 33 und 34,
die an die jeweiligen zwei Wellen 23 und 30 fixiert
sind, werden gedreht, um das Wasserstoff-Abgas in der Pumpenkammer 17 mit
Druck zu beaufschlagen. Die Ausstoßöffnung 40 stößt das druckbeaufschlagte
Wasserstoff-Abgas
aus der Pumpenkammer 17 aus. Die Ausstoßöffnung 40 ist an der
untersten Position im Bodenteil 39 der Pumpenkammer 17 angeordnet, wenn
eine Ebene, die entlang der Achsen der zwei Wellen 23 und 30 liegt,
parallel zu einer Horizontalebene ist oder um einen vorherbestimmten
Winkel relativ zur Horizontalebene geneigt ist. Die Pumpenkammer 17 hat
die Führungsfläche 41,
um den Bodenteil 39 fortlaufend mit der Ausstoßöffnung 40 zu verbinden.
Die Führungsfläche 41 ist
so nach unten geneigt, dass sich Wasser auf der Führungsfläche 41 aufgrund
der Schwerkraft zur Ausstoßöffnung 40 nach
unten bewegt, wenn die Ausstoßöffnung 40 am untersten
Abschnitt im Bodenteil 39 der Pumpenkammer 17 angeordnet
ist.The hydrogen compressor 10 can be constructed as follows. The hydrogen compressor 10 (Fluid compressor) has the pump chamber 17 into which hydrogen exhaust gas (fluid) is sucked. The pump chamber 17 has the bottom part 39 where there is water in the pump chamber 17 due to gravity gathers when the compressor 10 is horizontal. The two rotatable and parallel waves 23 and 30 are in the pump chamber 17 arranged. The two rotors 33 and 34 to the respective two waves 23 and 30 are fixed to the hydrogen exhaust gas in the pump chamber 17 to apply pressure. The ejection opening 40 The pressurized hydrogen exhaust gas comes out of the pump chamber 17 out. The ejection opening 40 is at the lowest position in the bottom part 39 the pump chamber 17 arranged when a plane running along the axes of the two waves 23 and 30 is parallel to a horizontal plane or inclined at a predetermined angle relative to the horizontal plane. The pump chamber 17 has the guide surface 41 to the bottom part 39 continuous with the discharge opening 40 connect to. The guide surface 41 is tilted down so that water is on the guide surface 41 due to gravity to the ejection opening 40 moved down when the ejection opening 40 at the lowest section in the bottom part 39 the pump chamber 17 is arranged.
Die
Führungsfläche 41 kann
nur in der Axialrichtung der Rotoren 33 und 34 (der
Richtung, in der die Antriebswelle 23 und die angetriebene
Welle 30 sich erstrecken) nach unten geneigt sein. In solch
einem Fall wird der Wasserstoffkompressor 10 beispielsweise
in einem Auto so installiert, dass die Drehwelle (d.h. die Antriebswelle 23)
parallel zur Längsrichtung
des Autos ist. Wenn somit das Auto auf einer geneigten Straße gefahren
oder angehalten (geparkt) wird, stößt der Wasserstoffkompressor 10 Wasser
aus der Pumpenkammer 17 über die Ausstoßöffnung 40 in
einer zufrieden stellenden Art und Weise aus.The guide surface 41 can only in the axial direction of the rotors 33 and 34 (the direction in which the drive shaft 23 and the driven shaft 30 extend) downwards. In such egg In this case, the hydrogen compressor becomes 10 For example, in a car installed so that the rotary shaft (ie, the drive shaft 23 ) is parallel to the longitudinal direction of the car. Thus, when the car is driven or stopped (parked) on a sloping road, the hydrogen compressor bumps 10 Water from the pump chamber 17 over the ejection opening 40 in a satisfactory manner.
Die
Führungsfläche 41 kann
nur in der Richtung senkrecht zur Axialrichtung der Rotoren 33 und 34 (der
Richtung, in der sich die Antriebswelle 23 und die angetriebene
Welle 30 erstrecken) nach unten geneigt sein. In solch
einem Fall wird der Wasserstoffkompressor 10 beispielsweise
in einem Auto so installiert, dass die Drehwelle (d.h. die Antriebswelle 23)
parallel zur Längsrichtung
des Autos ist. Wenn somit das Auto zur Seite schaukelt, wenn es
gefahren wird, stößt der Wasserstoffkompressor 10 Wasser über die
Ausstoßöffnung 40 aus
der Pumpenkammer 17 in einer zufrieden stellenden Art und
Weise aus.The guide surface 41 can only in the direction perpendicular to the axial direction of the rotors 33 and 34 (the direction in which the drive shaft 23 and the driven shaft 30 extend) downwards. In such a case, the hydrogen compressor becomes 10 For example, in a car installed so that the rotary shaft (ie, the drive shaft 23 ) is parallel to the longitudinal direction of the car. Thus, when the car rocks sideways when it is driven, the hydrogen compressor bumps 10 Water over the discharge opening 40 from the pump chamber 17 in a satisfactory manner.
Die
Führungsfläche 41 kann
in der Axialrichtung der Rotoren 33 und 34 (der
Richtung, in der sich die Antriebswelle 23 und die angetriebene
Welle 30 erstrecken) und der Richtung senkrecht zur Axialrichtung
(d.h. nur in zwei Richtungen) nach unten geneigt sein.The guide surface 41 can be in the axial direction of the rotors 33 and 34 (the direction in which the drive shaft 23 and the driven shaft 30 extend) and the direction perpendicular to the axial direction (ie only in two directions) to be inclined downwards.
Eine
Nut mit einer Bodenfläche,
welche nach unten geneigt und mit der Ausstoßöffnung 40 verbunden
ist, kann im Bodenteil 39 der Pumpenkammer 17 ausgebildet
sein. In solch einem Fall fungiert die Bodenfläche der Nut als Führungsfläche. Des
weiteren kann sich mehr als eine Nut radial von der Ausstoßöffnung 40 erstrecken.A groove with a bottom surface which slopes downwards and with the ejection opening 40 can be connected in the bottom part 39 the pump chamber 17 be educated. In such a case, the bottom surface of the groove acts as a guide surface. Furthermore, more than one groove may radially from the ejection opening 40 extend.
Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat die Führungsfläche 41 einen
Querschnitt, der im Allgemeinen in Übereinstimmung mit dem Teil
einer Ellipse oder dem Teil eines Ellipsoiden geformt ist. Des weiteren
ist die Ausstoßöffnung 40 an
einer Position angeordnet, wo sich die Nebenachse der Ellipse und der
Umfang der Ellipse einander schneiden oder an einer Position entlang
der Richtung der Nebenachse angeordnet, die sich von der Achse des
Ellipsoiden erstreckt. Anstatt dessen kann die Ausstoßöffnung 40 in
der Umgebung angeordnet werden, wo die Nebenachse der Ellipse und
der Umfang der Ellipse einander schneiden oder in der Umgebung einer
Position, die entlang der Richtung der Nebenachse angeordnet ist,
welche sich von der Achse des Ellipsoiden erstreckt.In the preferred embodiment, the guide surface has 41 a cross section that is generally shaped in accordance with the part of an ellipse or the part of an ellipsoid. Furthermore, the ejection opening 40 disposed at a position where the minor axis of the ellipse and the circumference of the ellipse intersect or are disposed at a position along the direction of the minor axis extending from the axis of the ellipsoid. Instead, the ejection opening 40 in the vicinity where the minor axis of the ellipse and the circumference of the ellipse cross each other or in the vicinity of a position located along the direction of the minor axis extending from the axis of the ellipsoid.
Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
hat der Kompressor 10 zwei Wellen 23 und 30 und
zwei Rotoren 33 und 34. Alternativ kann der Kompressor mehr
als zwei Wellen und mehr als zwei Rotoren haben.In the preferred embodiment, the compressor has 10 two waves 23 and 30 and two rotors 33 and 34 , Alternatively, the compressor may have more than two shafts and more than two rotors.
Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die vorliegende Erfindung in einem Wasserstoffkompressor 10 ausgeführt, welcher
kraftsam Wasserstoff-Abgas in einem Brennstoffzellensystem zirkuliert.
Anstatt dessen kann die vorliegende Erfindung in einem Luftkompressor
ausgeführt
werden. Alternativ kann die vorliegende Erfindung in einem Fluidkompressor ausgeführt werden,
welcher nicht in einem Brennstoffzellensystem verwendet wird.In the preferred embodiment, the present invention is in a hydrogen compressor 10 executed, which kraftsuliert hydrogen gas in a fuel cell system. Instead, the present invention may be carried out in an air compressor. Alternatively, the present invention may be embodied in a fluid compressor that is not used in a fuel cell system.
Die
vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele
sind als veranschaulichend und nicht als begrenzend zu verstehen
und die Erfindung ist nicht auf hierin erläuterte Details beschränkt, sondern
kann innerhalb dem Rahmen und Äquivalenten der
beigefügten
Ansprüche
modifiziert werden.The
present examples and embodiments
are to be understood as illustrative and not as limiting
and the invention is not limited to the details explained herein, but
can be within the scope and equivalents of
attached
claims
be modified.
Ein
Fluidkompressor (10) der das Abführen von Wasser von einer Ausstoßöffnung (40)
sicherstellt, wenn Wasser in eine Pumpenkammer (17) gesaugt
wird oder dort kondensiert. Der Kompressor hat eine Pumpenkammer
zum Ansaugen von Fluid. Die Pumpenkammer hat einen Bodenteil (39),
der in einem unteren Abschnitt der Pumpenkammer angeordnet ist.
Zwei Rotoren (33, 34), die in der Pumpenkammer
angeordnet sind, werden gedreht, um das Fluid in der Pumpenkammer
mit Druck zu beaufschlagen. Eine Ausstoßöffnung (40), die im
Bodenteil angeordnet ist, stößt das druckbeaufschlagte
Fluid aus der Pumpenkammer aus. Der Bodenteil definiert eine Führungsfläche (41),
die fortlaufend von der Ausstoßöffnung ausgebildet
ist. Die Führungsfläche ist
so nach unten geneigt, dass Wasser auf der Führungsfläche sich nach unten zur Ausstoßöffnung aufgrund
der Schwerkraft bewegt.A fluid compressor ( 10 ) the removal of water from a discharge port ( 40 ) ensures when water enters a pump chamber ( 17 ) is sucked or condensed there. The compressor has a pump chamber for sucking fluid. The pump chamber has a bottom part ( 39 ) disposed in a lower portion of the pump chamber. Two rotors ( 33 . 34 ) disposed in the pumping chamber are rotated to pressurize the fluid in the pumping chamber. A discharge opening ( 40 ) located in the bottom part expels the pressurized fluid from the pump chamber. The bottom part defines a guide surface ( 41 ) formed continuously from the discharge port. The guide surface is inclined downwardly so that water on the guide surface moves down to the ejection port due to gravity.