CN114962291A - 气体压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体压缩机(10)，尤其具有能转动地支承的压缩机轮的涡轮增压机，压缩机轮至少部分地布置在压缩机壳体中，其中，压缩机壳体具有气体引导区域以引导借助压缩机轮压缩的气体流，其中，设有电动马达，电动马达具有马达转子和马达定子并且至少局部地容纳在马达壳体的容纳区域中。为了在这种气体压缩机(10)中以简单的方式确保持续可靠的运行，根据本发明设有气体压力发生器，该气体压力发生器经由至少一个气体压力管路(70)与马达壳体(20)的容纳区域以引导空气的方式连接。

Description

气体压缩机

技术领域

本发明涉及一种气体压缩机，尤其具有能转动地支承的压缩机轮的涡轮增压机，压缩机轮至少部分地布置在压缩机壳体中，其中，压缩机壳体具有气体引导区域以引导借助压缩机轮压缩的气体流，其中，设有电动马达，电动马达具有马达转子和马达定子并且至少局部地容纳在马达壳体的容纳区域中。

本发明中的气体压缩机例如可为例如用于燃料电池的涡轮增压机、尤其废气涡轮增压机、充电设备或其他的压缩机，借助其压缩气体、优选空气。

背景技术

US 8,157,544 B2公开了一种废气涡轮增压机，该废气涡轮增压机在轴上承载压缩机轮和涡轮。在压缩机轮的区域中为轴配备电动马达。借助电动马达可支持轴的驱动。电动马达具有马达壳体，马达定子安装在马达壳体中。马达定子具有铁芯，线圈缠绕在铁芯上。铁芯和线圈嵌入铸料中。电动马达的马达转子以其永磁体张紧到轴上。马达壳体构造成胶筒的形式，胶筒可装入轴承壳体中，轴借助液动的滑动轴承支承在轴承壳体中。在运转应用期间，压缩机轮沿着轴的转动轴线经由气体输送部吸取空气。空气被压缩机轮压缩并且相对于转动轴线径向地传导到扩散器中。扩散器引导至螺旋通道。在螺旋通道中空气被继续压缩。紧接螺旋通道可将压缩的空气输送给内燃机。扩散器和螺旋通道由压缩机壳体形成，压缩机轮布置在压缩机壳体中。借助电动马达可优化涡轮增压机的响应性能。在马达壳体和轴承壳体之间的区域中设有密封件。密封件应防止液动的滑动轴承运行所需的润滑剂到达电动马达的区域中。

这些电驱动的、液动的或借助滚动轴承支承的气体压缩机在一定的运行区域中具有润滑剂泄漏。在压缩机侧，润滑剂经由密封件和压缩机轮侧腔输送到压缩机排出区域中。在此润滑剂污染高压侧的压缩机排气。这尤其在工作轮转速低时是这种情况，因为压缩机在低转速下在压缩机轮侧腔中没有产生足够高的背压。在电支持的气体压缩机的情况下，轴承润滑剂也会进入电动马达中。如果没有排走，轴承润滑剂会积聚在此，污染部件，并且在最坏的情况下侵蚀该区域中的材料。与压缩机侧的仅在转速低的区域中具有泄漏的密封部位不同，在马达侧在整个运行区域中可能出现泄漏。由于***在此没有构建反作用于泄漏的压力。

发明内容

本发明的目的是提供开头所述类型的电支持的气体压缩机，该气体压缩机能以简单的方式可靠地运行。

该目的通过一种气体压力发生器实现，该气体压力发生器经由至少一个气体压力管路与马达壳体的容纳区域以引导空气的方式连接。

根据本发明，可借助气体压力发生器经由气体压力管路在马达壳体的容纳区域中构建压力。尤其由此可在容纳区域中产生过压，该过压防止污染物、尤其润滑剂进入容纳区域中。以这种方式可靠地至少显著地降低容纳区域中的污染以及马达转子和/或马达定子的污染。这以简单的方式确保电动马达支持的气体压缩机的运行可靠性。

根据本发明的优选变型方案，可使得气体压力发生器具有压缩机轮，并且气体压力管路与由压缩机壳体形成的或沿流动方向在压缩机壳体之后布置的气体引导区域以引导气体的方式连接。以这种方式，将借助压缩机轮产生的总归存在的压力构建用于保护马达壳体的容纳区域以防污染物。在此，此时也实现了特别简单构建的且成本有利的结构。

本发明的可想到的变型方案是，电动马达以其马达转子间接地或直接地耦联到轴上，使得轴具有至少一个轴承区段以可转动地支承轴，优选支承在轴承壳体中，沿轴的轴线方向在轴承区段和马达转子之间布置密封区段，密封区段优选具有密封件，并且马达壳体的容纳区域与气体压力管路以引导空气方式连接，马达壳体的容纳区域和/或压缩机轮沿轴的轴线方向布置在密封区段的背离轴承区段的一侧上。

如前所述，经由气体压力管路在容纳空间中相对于布置在密封件的背离容纳区域的一侧上的区域产生过压。因此防止经由密封件会泄漏到马达壳体中。

如果马达壳体的容纳区域和压缩机轮布置在密封件的与轴颈相对的一侧上，则防止污染电动马达以及防止污染压缩机轮或压缩机壳体中的压力区域。尤其由此防止，例如润滑剂或在密封件的面对轴颈的一侧的区域中产生的其他污染物会挤至压缩机轮。

本发明的可想到的变型方案是，至少一个轴承区段具有液动的滑动轴承，该滑动轴承与润滑剂引导部以引导流体的方式连接，使得可经由润滑剂供给部将润滑剂引导给液动的滑动轴承。

根据本发明的变型方案，可设有轴承壳体，轴借助至少一个轴承区段支承在轴承壳体中，并且马达壳体可松开地与轴承壳体连接或至少局部地与轴承壳体连接成一件。如果马达壳体可松开地与轴承壳体连接，可形成各个***部件，各个***部件尤其也实现了安装包形式的设计方案。但是为了降低部件和安装费用也可使马达壳体和轴承壳体彼此连接成一件。

本发明的特别优选的改进方案是，气体压力管路至少局部地穿过轴承壳体。因此可将气体压力管路集成到轴承壳体中，使得没有产生额外的安装费用。在将气体压力管路集成到轴承壳体中时，同时保护气体压力管路以免受机械应力。

但是在本发明中也可想到，构建单独的气体压力管路。

因此在本发明的替代变型方案中，例如可使气体压力管路至少局部地由旁路管路、优选柔性的管路形成，气体压力管路优选在轴承壳体旁引导经过。

本发明的一种可能的变型方案，可使得马达壳体的容纳区域具有压力腔，并且使至少一个气体压力管路具有管路出口，管路出口通入压力腔中。然后能在压力腔中可靠地产生相对于环境的过压。

根据本发明的气体压缩机可设计成，使得马达壳体的容纳区域相对于环境密封。以这种方式可效用优化地在容纳区域中产生压力并且保持。构建的压力此时可经由不可避免的泄漏部位、例如在马达壳体的密封区段的区域中泄漏，以保护电动马达。

本发明的特别优选的变型方案是，压缩机壳体具有气体输送部，使得沿流动方向在气体输送部之后布置压缩机轮，沿流动方向在压缩机轮之后布置压缩机通道，并且气体压力管路通入压缩机通道的具有管路入口的区域中。在该设计方案中，使用气体压缩机的总归存在的压缩机区域作为本发明中的气体压力发生器。

在此尤其也可使得压缩机通道具有分散器通道，优选沿流动方向在压缩机轮之后在分散器通道上连接螺旋通道，并且气体压力管路通入分散器通道的具有管路入口的区域中或螺旋通道的具有管路入口的区域中。由此实现特别紧凑和简单的构造方式。

例如可通过以下方式进一步降低构造费用，压缩机壳体可松开地与轴承壳体连接或压缩机壳体至少部分地由轴承壳体一件式形成。

如果设有冷却装置，冷却装置具有冷却剂通道，使得借助在冷却剂通道中引导的冷却介质冷却电动马达和/或气体压力管路，此时可防止电动马达通过加载压缩空气而不期望的加热。在此例如可想到的是，在轴承壳体和/或马达壳体中有冷却剂通道，冷却剂可在冷却剂通道中循环。借助冷却剂通道可冷却气体压力通道和/或马达壳体的容纳区域，以便排走热量。

在本发明中也尤其可使冷却剂通道在马达壳体的区域中和/或轴承壳体的区域中引导。在此，例如在马达壳体和/或轴承壳体中加工出、例如钻出冷却剂通道，或与马达壳体和/或轴承壳体的制造一起成型、例如浇铸。

根据本发明气体压缩机可设计成，马达壳体容纳马达定子和其定子芯部和定子绕组，并且马达定子至少局部地嵌入到马达壳体中的铸料中。经由铸料可使马达定子可靠地保持在马达壳体中。还可利用铸料将容纳空间中的热量容纳到铸料中并且将热量经由铸料导走。由此改进电动马达的效率。

附图说明

下面根据附图中示出的实施例更详细地阐述本发明。其中示出：

图1示出了气体压缩机的整体剖面和局部示意图，

图2示出了根据图1的气体压缩机的马达单元的立体图，

图3示出了根据图2的马达单元的侧视图和剖视图，

图4示出了具有改型的马达壳体的马达单元，

图5示出了根据图2和图3的马达单元的简化侧视图和剖视图，以及

图6示出了气体压缩机的另一变型方案的侧视图和整体剖面。

具体实施方式

图1示出了应用在内燃机中的气体压缩机10，例如涡轮增压机、尤其废气涡轮增压机。但是本发明不限于废气涡轮增压机，而是也可应用在其他的气体压缩机中、例如涡轮增压机中、例如用于压缩气体的燃料电池装置中或其他的空气充电设备中。

在图1中为了清楚仅示出了涡轮增压机的一部分。尤其该示意图示出了涡轮增压机在其压缩机侧的区域中的造型。在图右侧通过虚线示出了涡轮增压机附加地还可具有包括涡轮的膨胀侧。涡轮增压机的该区域可按常规方式实施。优选地该区域此时也可如在EP3 293 406A1中所述地设计。

涡轮增压机具有轴承壳体11，轴12可转动地支承在轴承壳体中。优选地，轴12的支承如在EP 3 293 406A1中所述地设计。因此在本发明中为了支承轴12使用至少一个、优选至少两个液动的滑动轴承12.2。

但是也可想到的是，在本发明中轴12借助一个或多个滚动体轴承、例如球轴承支承。

最后在本发明中也可想到的是，轴12混合式地借助一个或多个液动的滑动轴承12.2和一个或多个滚动体轴承支承。

液动的滑动轴承12.2具有定子和能相对于定子转动的转子，其中，转子轴承面与定子的配对面相对而置以液动地产生压力。在沿着并且通过轴12的转动轴线的剖面中，转子轴承面和/或配对面在剖视图中形成连续的轴承轮廓，该轴承轮廓由至少两个轮廓区段形成。

在此通过轮廓区段形成的轮廓图设计成，使得其优选产生沿轴12的轴线方向连续液动的承载能力，该承载能力在径向和轴向的方向上起作用。在此例如轮廓区段可借助至少一个过渡区段连续地引导到彼此中，使得连续液动的承载能力可经由轮廓区段和过渡区段产生。

滑动轴承优选构造成在轮廓区段和过渡区段的区域中具有两个或更多个润滑楔的多面滑动轴承。

根据前述实施方式，轴12例如可具有两个轴承区段12.1，两个轴承区段分别是液动的滑动轴承12.2的一部分。两个液动的滑动轴承12.2沿轴向彼此间隔开。其中一个液动的滑动轴承12.2在此可如图1所示布置在涡轮增压机的压缩机侧的区域中。另一液动的滑动轴承12.2可被分配给涡轮增压机的涡轮机侧的区域。两个轴承区段12.1与轴承壳体11的轴颈13、14相对而置，以便形成液动的滑动轴承12.2。在此轴颈13、14也可由轴承壳体11的一个单独的衬套或多个单独的衬套形成。经由轴承壳体11的润滑剂供给部15为液动的滑动轴承12.2供给润滑剂。润滑剂供给部15具有润滑剂引导部15.1，润滑剂引导部被引导至液动的滑动轴承12.2。还设有排放管路15.2。通过排放管路可使润滑剂在流过液动的滑动轴承12.2之后被导走。

紧接轴承区段12.1，轴12具有密封区段12.3。借助密封区段12.3使得轴12相对于轴承壳体11的穿引部密封。密封区段12.3可由轴12本身、即与轴实施成一件。但是也可想到的是，轴12承载单独的构件，单独的构件形成密封区段12.3。优选地可使得单独的构件也形成轴承区段12.1，其中更为优选地，轴承区段12.1与密封区段12.3连接成一件。

轴12间接地或直接地紧接密封区段12.3而承载马达转子12.4。马达转子12.4是电动马达的一部分并且具有永磁体12.5，永磁体与轴12固定连接。

在马达转子12.4的与密封区段12.3相对的一侧上，轴12形成过渡区段12.6。在过渡区段12.6上安装压缩机轮12.9。为此，压缩机轮12.9具有孔，借助孔将压缩机轮推到轴12上。压缩机轮12.9支撑在过渡区段12.6上并且借助螺母12.8固紧。将螺母12.8拧紧到轴12的端部区段12.7上。

压缩机轮12.9具有终端元件36，在终端元件上一件式地模制压缩机叶片12.10。压缩机轮12.9可转动地布置在压缩机壳体30中。压缩机壳体30具有气体输送部31，气体输送部布置在压缩机轮12.9的上游。沿流动方向在压缩机轮12.9之后设有扩散器通道35。扩散器通道35过渡到螺旋形的压缩机通道32中。

如图1所示，压缩机壳体30具有连接侧33。借助连接侧33使得压缩机壳体30耦联到马达壳体20上。在此，压缩机壳体30以其连接侧33支撑在马达壳体20的支撑面24上。为了密封的连接，在连接侧33的区域中设有密封件34。

马达壳体20优选由不可磁化的材料构成、例如由铝构成，并且具有壁部21，壁部以底部的形式布置在面对轴承壳体11的一侧上。壁部21设有孔形式的穿引部21.1。在穿引部21.1中压入轴承壳体11的对中区段17。以这种方式使得马达壳体20相对于轴承壳体11在径向方向上定向。有利地还可使得穿引部21.1除了对中区段17以外还具有其他轴向区段。该其他轴向区段具有与对中区段17不同的内直径并且用于容纳马达转子12.5。

如图1可看出，马达壳体20布置在轴承壳体11和压缩机壳体30之间。相应地，轴承壳体11具有固定面16.1，固定面优选地可构造在法兰16上。马达壳体20以支撑面26贴靠在固定面16.1上。为了密封，在支撑面26和固定面16.1之间的区域中设置密封件21.2。

通过将马达壳体20布置在轴承壳体11和压缩机壳体30之间实现可紧凑和简单安装的构造方式。为了使构件彼此固紧可设置固定元件50、例如固紧螺钉。借助固定元件50可使得三个壳体相对彼此张紧。

马达壳体20紧接壁部21地具有环绕的侧壁22。在此，侧壁22从壁部21突起。在该实施例中，侧壁22间接地经由倒圆部27.1连接到壁部21上。相应地，侧壁22形成内壁22.1。内壁经由倒圆部27.1过渡到壁部21的底部区段27.2中。

内壁22.1、倒圆部27.1和底部区段27.2形成共同的容纳部。在该容纳部中容纳铸料28。

在图2和图3中可更清楚地看出马达壳体20的设计。如示意图所示，内壁22.1设有沿周向方向彼此间隔开的支撑区段22.4。在支撑区段22.4之间形成容纳区域27。容纳区域27以凹陷的槽的形式被加工到内壁22.1中。

在马达壳体20中可安装马达定子40。马达定子40具有由铁磁材料构成的定子芯部41。尤其定子芯部41由多个电子板形成，电子板沿轴12的轴线方向依次地堆叠。例如定子芯部41可被压叠。在此各个定子板由板裁剪部冲制而成并且彼此堆叠。各个定子板可经由压制彼此连接成统一的定子芯部41。

如图2所示，定子芯部41具有齿43。齿43沿径向伸向内。齿43在其径向外置的区域处借助连接区段42彼此连接。优选地，连接区段42与齿43连接成一件。齿43在其径向内置的端部处具有极靴44。

定子芯部41具有线圈45。线圈45由导电线形成，导电线围绕连接区段42缠绕。如图2可看出，线圈45以其径向外置的区域容纳在容纳部27中。线圈45的径向内置的区域分别布置在两个相邻的齿43之间。

如图3所示，定子芯部41可以其线圈45置入马达壳体20中。在此，定子芯部41以其连接区段42在径向外部支撑在马达壳体20的支撑区段22.4上。借助在定子芯部41的圆周上分布布置的支撑区段22.4实现定子芯部41的径向对中。理想地，定子芯部41与支撑区段22.4直接接触，以便实现将电动马达中产生的热损耗良好地导热到马达壳体20中。但是由于制造在此也可设置小的间隙。但是该间隙的公差应限定为，使得由此产生的马达定子40相对于马达转子12.4的偏心率没有对转子动力学产生不利影响。

替代地，定子芯部41可在指向内的齿43的延长部中具有沿径向指向外的齿，使得定子芯部41经由沿径向指向外的齿接触支撑区段22.4。

替代地或额外地，定子芯部41可沿轴12的轴线方向支撑在马达壳体20的推力轴承22.5上。推力轴承22.5例如可成角度地连接在支撑区段22.4上。经由推力轴承22.5维持马达定子40与连接到马达壳体20上的轴承壳体11的限定间距。优选地，该间距不应小于二毫米。该最小间距尤其在轴承壳体11由可磁化的材料构成时是必须的。

径向内置的极靴44位于内接圆上，如图2和图3所示。内接圆相对于壁部21中的穿引部21.1居中地布置。

置入马达壳体20中的定子芯部41可用铸料28包围，如图1和图5所示。在此浇铸的定子芯部41在线圈45、齿43和连接区段42的区域中通过铸料28包围。仅齿43的形成极靴44的自由端部、和/或面对支撑区段22.4和/或推力轴承22.5的区域未被铸料28包围。但是也可想到的是，在支撑区段22.4和/或推力轴承22.5之间形成间隙区域，在间隙区域中也布置有铸料28。

图1和图5还示出了，极靴44在维持间隙区域的情况下与马达转子12.4相对而置。铸料28与通过极靴44包围的圆同轴地形成缺口28.1。优选地，构造成孔的缺口28.1的直径相应于由极靴44包围的圆的直径。然后可以夹紧方式加工缺口28.1和极靴44的径向内置的端部。例如可借助钻机加工缺口28.1并且同时加工极靴44。

图1示出铸料28在压缩机轮12.9之后具有分界面28.2。在此，分界面28.2在维持间隙的情况下与压缩机轮12.9的终端元件36的后侧间隔开地布置。铸料28可精确匹配地加工以产生分界面，并且与压缩机轮12.9的轮廓匹配。分界面28.2可如图1中还示出地经由平台过渡到空气引导元件28.3中。空气引导元件28.3优选在径向方向上延伸。

在分界面28.2和空气引导元件28.3之间的平台例如可设计成，使得该平台跨接终端元件36的径向外置的区域。由此在空气引导元件28.3优选无阶梯地紧接由压缩机叶片12.10形成的空气引导区域时，尤其实现更好的空气引导。

空气引导元件28.3可如根据图1的实施例中所示形成用于分散器通道35的分界面。相应地，在空气引导元件28.3和压缩机壳体30的壁区域之间形成分散器通道35。

空气引导元件28.3无需或不完全沿径向延伸。空气引导元件也可具有任意不同的轮廓，以便以最佳的方式提供合适的空气引导。

附图还示出在分散器通道35上连接螺旋通道形式的压缩机通道32。空气引导元件28.3可尤其引导直至压缩机通道32的区域中，和/或可以是其一部分。但是也可想到的是，空气引导元件28.3仅在分散器通道的整个径向延伸上或仅在其径向延伸的一部分上限制分散器通道35。

通过使空气引导元件28.3限制分散器通道35实现涡轮增压机沿轴线方向的紧凑构造方式。尤其压缩机轮12.9此时可靠近面对的轴颈14布置。这降低了轴承载荷，并且提高了涡轮增压机的运转平稳性。

在另一有利的设计方案中，铸料28的面对压缩机壳体30的一侧可加工成，使得其形成平台28.4。平台28.4接合到压缩机壳体30的凹部中，以使压缩机壳体精确地沿径向相对于马达壳体20对准。

图1还示出铸料28在壁部21的区域中并且与穿引部21.1同轴地可设有凹空部28.5。由此实现铸料28没有阻碍对中区段17的定位。

线圈45可经由电流供给线路46连接到电压供给部上。电流供给线路46优选嵌入到铸料28中。如图1所示，为此例如可在马达壳体20中在定子芯部41和压缩机轮12.9之间设置空间区域，在该空间区域中敷设电流供给线路46并且该空间区域借助铸料28铸造而成。以这种方式使电流供给线路46受保护地安装以防腐蚀和机械应力。

图2示出马达壳体20在侧面具有开口29.3，开口提供至马达壳体20中所容纳的马达定子40所在区域的入口。开口29.3用于将电流供给线路46在侧面从马达壳体20形成的空间区域中引出。相应地，电流供给线路46可引至马达壳体20的连接侧29.4。优选地，形成开口29.3的通道区域被铸料28填充。在图1中示出，在连接侧29.4的区域中可布置电流接头47、例如插头元件。经由电流接头47可将线圈45简单地耦联到电压供给部上。电流接头可被浇铸到铸料28中。

附图还示出，马达壳体20具有冷却区段22.2。冷却区段22.2例如可在径向外部包围马达定子12.4。在冷却区段22.2中加工出冷却剂通道23。冷却剂通道23在马达定子的圆周的至少180°上、优选至少270°上环绕马达定子12.4。冷却剂通道23的端部通入冷却剂出口29.1中以及冷却剂入口29.2中。冷却剂出口29.1和冷却剂入口29.2可构造成，在其中定位连接管口，经由连接管口可连接软管或类似的冷却剂管路。如图2所示，冷却剂出口29.1和冷却剂入口29.2并排地构造在马达壳体20的同一侧上。以这种方式在马达壳体20中产生冷却罩，该冷却罩可几乎完全地沿马达壳体20的周向方向环流马达壳体20。

理想地，电流供给线路46在冷却剂出口29.1和冷却剂入口29.2之间穿过开口29.3，使得在敷设线路和冷却剂引导部之间没有碰触。

更理想地，马达壳体由良好导热的材料、例如铝制成。也可想到使用合适的塑料。该材料由于马达壳体20的紧凑构造方式不应是可磁化的，从而不会损害电动马达的功能性。

在马达壳体20作为铸件制造时，则为了制造冷却剂通道23使用失芯。为了制造失芯，提供至冷却剂通道23的一个或多个径向进入部。经由径向进入部可在制造马达壳体20之后将失芯取出。径向进入部此时例如可借助堵塞25流体密封地封闭。

如图1所见，马达壳体20具有气体压力管路70。可将气体压力管路加工到马达壳体20的铸料28中。在本发明中气体压力管路70也可至少局部地在马达壳体20的侧壁22的区域中或其他的马达壳体区域中延伸。

气体压力管路70具有管路入口71和管路出口72。管路入口71通入压缩机壳体30的压力区域中、即沿流动方向在压缩机轮12.9之后。

在该实施例中管路入口71通入分散器通道35的区域中。但是也可使管路入口在任意其他部位处通入压缩机壳体的压力区域中、例如螺旋通道中。

还可想到的是，管路入口71通入管路区域中，管路区域沿流动方向接下来连接在螺旋通道上。

管路出口72通入马达壳体20的容纳空间中，该容纳空间在此形成压力腔73。

在运行期间压缩机轮12.9产生气体流动，其中，经由气体输送部31输送气体、尤其空气并且借助压缩机轮12.9压缩。经压缩的气体经由分散器通道35导引至连接的螺旋通道。然后将经压缩的气体从压缩机壳体30中导走。

经由气体压力管路70将经压缩的气体导入压力腔73中，使得在此有与压力区域中、例如分散器通道35中或螺旋通道中大致相同的压力。此时在气体压缩机的运行状态期间，在密封区段12.3的区域中没有实现完全的密封效果时，则压力腔73中的气体压力防止润滑剂会越过密封区段12.3到达马达壳体20中、尤其马达壳体20的容纳区域中。

在本发明中，在此尤其可使压力腔73中的压力水平大于轴承壳体11的区域中的压力，在轴承壳体11的区域中面对密封区段12.3的轴承区段12.1布置在轴承壳体11中。因此将润滑剂可靠地保持在轴承壳体11中，并且防止润滑剂到达马达壳体20中。

通过使电动马达和压缩机轮12.9位于密封件12.3的背离轴承区段12.1的一侧上(沿轴12的轴线方向)，不仅防止污染马达壳体20的容纳空间，而且还防止在压缩机壳体30的区域中的污染。尤其由此防止污染通过压缩机轮12.9压缩的气体流。

涡轮增压机如下地进行安装。首先制造轴承壳体11和支承在其中的轴12。然后使马达壳体20在轴12上移动直至马达转子12.4与马达定子40相对而置从而形成间隙区域。借助固定面16.1限制接合运动，马达壳体20止挡在该固定面上。然后可在轴12上安装压缩机轮12.9并且旋紧螺母12.8。

然后使压缩机壳体30在与轴承壳体11相对的一侧上接合到马达壳体20上。压缩机壳体30、马达壳体20和轴承壳体11具有彼此对齐的孔。固紧螺钉50可穿过孔插接并且旋拧。替代地，也可将马达壳体20拧紧在轴承壳体11上。压缩机壳体30也可例如经由分开的螺旋件或经由张紧带仅与马达壳体20连接。

为了制成马达壳体20，首先形成图2和图3中示出的结构单元。在此壁部21设计成使得壁部还未设置穿引部21.1。然后可用铸料28填充图2和图3中形成的结构单元。然后在一作业步骤中，在铸料28中钻出缺口28.1并且同时钻出穿引部21.1。还可在固化的铸料28处借助切削加工精加工出空气引导元件28.3和/或分界面28.2和/或平台28.4和/或凹空部28.5。

铸料28例如可由耐热的材料构成、优选地由树脂材料构成、例如由填充氧化铝的高温树脂构成。

优选地，铸料由导热的材料构成并且更为优选地，导热系数在0.5W/(mK)和5W/(mK)之间的范围中。以这种方式可将电动马达的热损耗可靠地经由铸料28和马达壳体20之间的接触区域导入到冷却剂通道23中的冷却介质中。以这种方式也实现经由空气引导元件28.3将热导引到在压缩机壳体30中引导的压缩机空气中。

为了避免短路，铸料28优选由非导电的材料构成。此时可取消额外的绝缘措施。

如图2所示可在马达壳体20上浇铸支架60，用于固定电支持的涡轮增压机的致动器。

在图1至图5示出的实施例中，定子芯部41相对于内壁22.1支撑在轴向向内突出的支撑区段22.4上。但是替代地也可想到的是，在定子芯部41上有径向向外突出的支撑区段，径向向外突出的支撑区段此时与马达壳体20接触。

为了防止定子芯部41相对于马达壳体20转动，建议在马达壳体20和定子芯部41之间设置沿周向方向形状配合的连接。

额外地或替代地，可借助铸料28以材料连接的方式防止定子芯部41相对于马达壳体20转动。

此外例如也可在定子芯部41和马达壳体20之间建立材料连接和/或形状配合连接。

另一替代的变型方案是，马达单元具有环形的马达壳体20，马达壳体在压缩机侧上以及在轴承壳体侧上通过电绝缘的铸料28闭合。因此马达壳体20设计成无底部并且没有设计成盆状。

另一替代的变型方案可为，将马达壳体20和轴承壳体11共同地制造成一件，例如由铝或塑料制成。

在涡轮增压机运行期间，可通过电动马达支持压缩机轮12.9的驱动。在此，在马达定子40的线圈45中产生损耗热量。该损耗热量传递到定子芯部41上。因为此时定子芯部经由支撑区段22.4与马达壳体20连接，所以热量至少部分地进入到马达壳体20中。如上所述，马达壳体20由良好导热的材料、例如铝构成。因此热量被导入冷却剂通道以及在此流动的流体中。如在该实施例中，在使得定子芯部41支撑在推力轴承22.5上时，也经由推力轴承22.5将热引入到马达壳体20中。

为了特别高效地排走热，可为定子芯部41的每个连接区段42分配支撑区段22.4和/或推力轴承22.5。由此可使得定子芯部51和冷却的壳体20之间的热作用的接触面最大。在该实施例中设有电动马达的六个极对。因此设有十二个支撑区段22.4和/或十二个推力轴承22.5。但是这不是必须的。尤其也可仅使支撑区段22.4的一部分和/或推力轴承22.5的一部分贴靠在定子芯部41上。

附图也示出，支撑区段22.4位于定子芯部的齿43的径向延长部中。特别有利的是，马达定子20和定子芯部41的连接区段42的彼此连接的冷却区段居中地或近似居中地布置在相邻的线圈45之间，以便实现均匀的热量排出。

如尤其图2所示，冷却剂通道23从冷却剂入口29.2延伸至冷却剂出口29.1。附图可看出，在此冷却剂通道23围绕马达定子40的270°圆周延伸，使得能够特别高效地冷却。

在图4中示出了马达单元，该马达单元基本上相应于根据图1至图3和图5的马达单元。就此方面参见前面对附图的描述。为了避免重复仅描述区别之处。如图4所示，马达壳体20在冷却剂通道23的设计方案上有变化。相应地，冷却剂通道23具有沿轴的轴线方向延伸的第一区域。紧接该第一区域，冷却剂通道23具有至少局部在径向方向上延伸的径向区域。马达壳体40和径向区域沿轴12的轴线的方向在一个平面中的投影至少部分地重合。在气体压缩机/涡轮增压机10的该设计方案中实现了沿径向方向以及轴12的轴线方向将热从线圈45排放到冷却剂通道23中。

图6示出了本发明的另一实施例，其中示出了电驱动的压缩机作为气体压缩机10，该压缩机尤其可用作燃料电池的压缩机。

相同的构件或作用相同的构件设有相同的附图标记，因此为了避免重复可参考上述实施方式。

如图6所示，又使用了轴承壳体11，在轴承壳体中将轴12支承到两个轴承区段12.1上。在此其中至少一个轴承区段12.1可具有液动的滑动轴承12.2。

压缩机壳体30以其气体输送部31和其压缩机通道32布置在图6中轴承壳体11左侧上。

压缩机壳体30可能更换地与轴承壳体11连接。为此，压缩机壳体30借助其连接侧33并且在使用密封件34的情况下与轴承壳体11连接，例如螺旋连接。

在轴承壳体11的相对侧上马达壳体20与轴承壳体11连接。类似于第一实施例，马达壳体20具有壁部21，环形伸延的冷却剂通道23布置在壁部中。马达壳体20包围容纳空间，马达转子12.4和马达定子40布置在容纳空间中。

马达壳体20与轴承壳体11相对地具有支撑面24。罩盖51密封地安置在支撑面24上并且借助固定元件50与马达壳体20连接。以这种方式实现容纳空间的密封封闭。

如图6还示出，气体压力管路70如在根据图1至图5的实施例中以管路入口71通入压力发生器的压力区域中、即沿流动方向在压缩机轮12.9之后。在该实施例中，管路入口71通入分散器通道35中。但是如上所述，管路入口也可通至压缩机轮12.9下游的任意其他部位处。气体压力管路70被集成到轴承壳体11中，例如作为孔。

气体压力管路70分别具有管路出口72，而管路出口通入马达壳体20的容纳区域中，并且因此管路出口22与压力腔73以引导气体的方式连接。

在运行期间可经由气体压力管路70使压缩的气体到达压力腔73的区域中，使得在此能产生防止污染物、例如润滑剂从轴承壳体11到达马达壳体20的容纳空间中的压力水平。

Claims (22)

1.一种气体压缩机(10)，具有能转动地支承的压缩机轮(12.9)，所述压缩机轮至少部分地布置在压缩机壳体(30)中，其中，所述压缩机壳体(30)具有气体引导区域以引导借助所述压缩机轮(12.9)压缩的气体流，其中，设有电动马达，所述电动马达具有马达转子(12.4)和马达定子(40)，并且所述电动马达至少局部地容纳在马达壳体(20)的容纳区域中，

其特征在于，设有气体压力发生器，所述气体压力发生器经由至少一个气体压力管路(70)与所述马达壳体(20)的容纳区域以引导空气的方式连接。

2.根据权利要求1所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述气体压力发生器具有所述压缩机轮(12.9)，并且所述气体压力管路(70)与由所述压缩机壳体(12.9)形成的或沿流动方向在所述压缩机壳体(12.9)之后布置的气体引导区域以引导气体的方式连接。

3.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述电动马达以其马达转子(12.4)间接地或直接地耦联到轴(12)上，使得所述轴(12)具有至少一个轴承区段(12.1)以可转动地支承所述轴(12)，沿所述轴(12)的轴线方向在所述轴承区段(12.1)和所述马达转子(12.4)之间布置密封区段(12.3、13.3)，并且所述马达壳体(20)的容纳区域与所述气体压力管路(70)以引导空气的方式连接，所述马达壳体(20)的容纳区域和/或所述压缩机轮(12.9)沿所述轴(12)的轴线方向布置在所述密封区段(12.3、13.3)的背离所述轴承区段(12.1)的一侧上。

4.根据权利要求3所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述轴(12)具有至少一个轴承区段(12.1)以在轴承壳体(11)中可转动地支承所述轴(12)。

5.根据权利要求3所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述密封区段具有密封件。

6.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述至少一个轴承区段(12.1)具有液动的滑动轴承(12.2)，所述滑动轴承与润滑剂引导部(15.1)以引导流体的方式连接，使得能够经由润滑剂供给部(15)将润滑剂引导给液动的滑动轴承(12.2)。

7.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，设有轴承壳体(11)，所述轴(12)借助至少一个轴承区段(12)支承在所述轴承壳体中，并且所述马达壳体(20)可松开地与所述轴承壳体(11)连接或至少局部地与所述轴承壳体(11)连接成一件。

8.根据权利要求7所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述气体压力管路(70)至少局部地穿过所述轴承壳体(11)，或将所述气体压力管路(70)至少局部地由旁路管路形成。

9.根据权利要求8所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述旁路管路在所述轴承壳体(11)旁引导经过。

10.根据权利要求8或9所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述旁路管路是柔性的管路。

11.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述马达壳体(20)的容纳区域具有压力腔(73)，并且所述至少一个气体压力管路具有管路出口(72)，所述管路出口通入所述压力腔(73)中。

12.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述马达壳体(20)的容纳区域相对于环境密封。

13.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述压缩机壳体(30)具有气体输送部(31)，使得沿流动方向在所述气体输送部(31)之后布置压缩机轮(12.9)，沿流动方向在所述压缩机轮(12.9)之后布置压缩机通道(32)，并且所述气体压力管路(70)通入压缩机通道(32)的具有管路入口(71)的区域中。

14.根据权利要求13所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述压缩机通道(32)具有分散器通道(35)，并且所述气体压力管路(70)通入所述分散器通道(35)的具有管路入口(71)的区域中。

15.根据权利要求14所述的气体压缩机(10)，其特征在于，沿流动方向在所述压缩机轮(12.9)之后在所述分散器通道上连接螺旋通道，并且所述气体压力管路(70)通入所述螺旋通道的具有管路入口(71)的区域中。

16.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述压缩机壳体(30)可松开地与所述轴承壳体(11)连接，或所述压缩机壳体(30)至少部分地由轴承壳体(11)一件式形成。

17.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，设有冷却装置，所述冷却装置具有冷却剂通道(23)，使得借助在冷却剂通道(23)中引导的冷却介质冷却电动马达和/或气体压力管路(70)。

18.根据权利要求17所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述冷却剂通道(23)在所述马达壳体(20)的区域中和/或所述轴承壳体(11)的区域中引导。

19.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述马达壳体(20)容纳马达定子(40)和其定子芯部(41)以及定子绕组，并且所述马达定子(40)至少局部地嵌入到所述马达壳体(20)的铸料(28)中。

20.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，设有流量调节器，借助其能调节通过所述气体压力管路(70)的气体流量。

21.根据权利要求20所述的气体压缩机(10)，其特征在于，设有可调节的阀。

22.根据权利要求1或2所述的气体压缩机(10)，其特征在于，所述气体压缩机(10)是涡轮增压机。

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