CN111670298A - 尤其用于燃料电池系统的涡轮机、燃料电池系统、用于运行涡轮机的方法和用于运行燃料电池系统的方法 - Google Patents

尤其用于燃料电池系统的涡轮机、燃料电池系统、用于运行涡轮机的方法和用于运行燃料电池系统的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111670298A
CN111670298A CN201880087636.0A CN201880087636A CN111670298A CN 111670298 A CN111670298 A CN 111670298A CN 201880087636 A CN201880087636 A CN 201880087636A CN 111670298 A CN111670298 A CN 111670298A
Authority
CN
China
Prior art keywords
path
cooling
turbine
drive
fuel cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880087636.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111670298B (zh
Inventor
A·温格特
T·R·奥特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN111670298A publication Critical patent/CN111670298A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111670298B publication Critical patent/CN111670298B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/005—Cooling of pump drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12—Cooling
    • F01D25/125—Cooling of bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/04—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines
    • F01D5/043—Blade-carrying members, e.g. rotors for radial-flow machines or engines of the axial inlet- radial outlet, or vice versa, type
    • F01D5/046—Heating, heat insulation or cooling means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/22—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being gaseous at standard temperature and pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/04—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output
    • F02C6/06—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas
    • F02C6/08—Gas-turbine plants providing heated or pressurised working fluid for other apparatus, e.g. without mechanical power output providing compressed gas the gas being bled from the gas-turbine compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/047—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
    • F04D29/0473—Bearings hydrostatic; hydrodynamic for radial pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/051—Axial thrust balancing
    • F04D29/0513—Axial thrust balancing hydrostatic; hydrodynamic thrust bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/05—Shafts or bearings, or assemblies thereof, specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/056—Bearings
    • F04D29/057—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5806—Cooling the drive system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/5826—Cooling at least part of the working fluid in a heat exchanger
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04111—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants using a compressor turbine assembly
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/22—Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising carbon or oxygen or hydrogen and other elements; Fuel cells in which the fuel is based on materials comprising only elements other than carbon, oxygen or hydrogen
    • H01M8/222—Fuel cells in which the fuel is based on compounds containing nitrogen, e.g. hydrazine, ammonia
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/10—Arrangements for cooling or ventilating by gaseous cooling medium flowing in closed circuit, a part of which is external to the machine casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/16—Other safety measures for, or other control of, pumps
    • F02B2039/162—Control of pump parameters to improve safety thereof
    • F02B2039/164—Control of pump parameters to improve safety thereof the temperature of the pump, of the pump drive or the pumped fluid being limited
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/40—Application in turbochargers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/207—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium with openings in the casing specially adapted for ambient air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明涉及一种涡轮机(10)，尤其用于燃料电池系统(1)。涡轮机(10)包括压缩机(11)、驱动装置(20)和轴(14)。所述压缩机(11)具有布置在所述轴(14)上的叶轮(15)、压缩机入口(11a)和压缩机出口(11b)。工作流体能够从所述压缩机入口(11a)输送至所述压缩机出口(11b)。在所述压缩机出口(11b)处分岔出用于冷却所述驱动装置(20)的驱动冷却路径(92)。此外，提出一种具有根据本发明的涡轮机(10)的燃料电池系统(1)、一种用于运行涡轮机(10)的方法和一种运行燃料电池系统(1)的方法。

Description

尤其用于燃料电池系统的涡轮机、燃料电池系统、用于运行涡 轮机的方法和用于运行燃料电池系统的方法
背景技术
由现有技术、例如由公开文献DE 10 2012 224 052 A1已知用于燃料电池系统的实施为涡轮压缩器的涡轮机。已知的涡轮压缩器具有可以通过驱动装置驱动的轴。在该轴上布置有压缩机和废气涡轮。
在详细构型中，实施为涡轮压缩器的涡轮机由公开文献DE 10 2008 044876 A1已知。已知的涡轮压缩器具有布置在轴上的叶轮或压缩机。在此，压缩机实施为径向叶轮，并且工作流体由压缩机入口输送至压缩机出口。
本发明的主题是涡轮机的部件、尤其是驱动装置的借助于工作流体的有效冷却。
为了能够运行例如在车辆中的燃料电池，必须一方面提供氢气，另一方面提供环境中的空气。在此，由现有技术已知电驱动的涡轮压缩机，该涡轮压缩机用于向燃料电池的空气供应。在通过电动机驱动的旋转轴上安装有压缩机轮，该压缩机轮将所需的空气质量流朝着燃料电池的方向输送。
发明内容
根据本发明的涡轮机具有优化的冷却，该冷却尤其用于轴承部位和驱动装置。优选地，涡轮机在此布置在燃料电池系统中。
为此，涡轮机包括压缩机、驱动装置和轴。压缩机具有布置在所述轴上的叶轮、压缩机入口和压缩机出口。工作流体可以从压缩机入口输送至压缩机出口，并且在此优选被压缩。在压缩机出口处分岔出用于冷却驱动装置的驱动冷却路径。
因此，由于压缩的工作流体在驱动冷却路径中存在工作流体的压力或质量流，通过该压力或质量流实现从驱动装置到驱动冷却路径的工作流体中的强迫对流。通过处于压力下的工作流体产生在涡轮机内部在驱动冷却路径中的流动；由于压力，驱动冷却路径不必费事地密封，而是可以通过相应的空腔、缝隙等限定。与此相应地，在驱动装置和工作流体之间的热传递系数是高的，使得驱动装置的冷却非常有效。
尤其在涡轮机的摩擦部位上、例如在轴承或驱动装置上产生摩擦热，该摩擦热应通过驱动冷却路径或通过在那里流动的工作流体冷却。为此尤其可以使用环境空气。
在尤其优选的实施方案中，在驱动冷却路径中在驱动装置的上游布置换热器。压缩的并且由此也加热的工作流体在要冷却的驱动装置之前被冷却，使得驱动装置的冷却更有效地构型。
在优选的实施方案中，驱动装置具有转子和定子。在此，转子布置在轴上。驱动冷却路径引导通过在转子和定子之间的缝隙。由此，转子和定子的冷却非常简单地构型。优选地，缝隙是在驱动冷却路径中的节流点，使得在那里的工作流体的流动速度特别高并且在驱动装置和工作流体之间的热传递系数伴随着所述流动速度也特别高。
在有利的扩展方案中，所述轴借助于两个径向轴承支承，其中，这两个径向轴承布置在驱动冷却路径中。因此，除了驱动装置之外附加地，这两个径向轴承也通过工作流体有效地冷却。在此优选地，两个径向轴承朝着驱动装置的两个轴向端部布置。
有利地，驱动冷却路径分支成第一部分路径和第二部分路径。一个径向轴承布置在第一部分路径中并且一个径向轴承布置在第二部分路径中。由此，工作流体在涡轮机内部在驱动冷却路径中的流动导向非常简单地构型；可以取消费事的密封部位。优选地，驱动冷却路径在驱动装置处分支成第一部分路径和第二部分路径。
在有利的实施方案中，所述轴借助于轴向轴承受支承，其中，轴向轴承布置在第一部分路径中。在此，轴向轴承优选包括轴向轴承垫板(Axiallagerscheibe)。由此也有效地冷却轴向轴承。理想地，轴向轴承和一个径向轴承布置在第一部分路径中并且另一个径向轴承以及驱动装置的最大部分布置在第二部分路径中。由此，这两个部分路径不由于接收的热量而过载。
在另外的优选实施方案中，所述轴借助于轴向轴承和至少一个径向轴承受支承。驱动冷却路径分支成第一部分路径和第二部分路径。轴向轴承布置在第一部分路径中并且径向轴承布置在第二部分路径中。由此，两个轴承通过不同的部分路径有效地冷却。如果涡轮机还具有第二径向轴承，那么优选从第一部分路径还分岔出第三部分路径，使得第二径向轴承也由自身的部分路径冷却。
在有利的扩展方案中，在第一部分路径中、优选在轴向轴承的下游布置有部分路径阀。由此可以通过轴向轴承控制空气或氧化剂的质量流。优选地，部分路径阀实施为比例阀。部分路径阀最终将通过驱动冷却路径的空气或氧化剂的总质量流分配到各个部分路径上；布置在其中的部件可以符合需要地优化地冷却。
在有利的扩展方案中，与叶轮的后侧相对置地布置有后壁作为涡轮机的壳体的一部分。在后壁中构造有通风孔。通风孔布置在涡轮机的轮背部冷却路径中，该轮背部冷却路径从压缩机出口分岔出。因此，轮背部冷却路径是在驱动冷却路径旁边的第二冷却路径，该第二冷却路径从压缩机出口分岔出。由此可以利用工作流体的本身存在的泄漏或防止工作流体在后侧上产生的滞止压力；恰恰相反：流到后侧上的工作流体考虑用于尤其是轴向轴承的冷却。
与此相应地，轮背部冷却路径优选引导通过轴向轴承。为此，轴向轴承例如可以实施为布置在所述轴上的轴向轴承垫板，该轴向轴承垫板与止推板(Anlaufplatte)共同作用。然后工作流体流到止推板和轴向轴承垫板之间的缝隙。在此，止推板布置在涡轮机的壳体上或者是壳体的一部分。
在有利的实施方案中，所述轴借助于第二径向轴承受支承。驱动冷却路径分支成第一部分路径和第二部分路径。一个径向轴承布置在第一部分路径中，并且一个径向轴承布置在第二部分路径。轮背部冷却路径优选在轴向轴承的上游通到第一部分路径中。由此增大在第一部分路径中的质量流并且伴随着该质量流提升第一部分路径的冷却作用。
在有利的实施方案中，在驱动冷却路径中布置有冷却阀。如果驱动冷却路径分支成两个或更多个部分路径，那么冷却阀优选布置在该部分路径的上游。由此，有利地构造为比例阀的冷却阀可以控制用于冷却涡轮机中的部件、尤其是驱动装置、轴向轴承和径向轴承的空气或氧化剂的总质量流。如果不需要这些部件的冷却，那么冷却阀关闭驱动冷却路径并且通过驱动冷却路径的空气的质量流被阻止，该质量流对于涡轮机的体积效率而言显示为损耗质量流。由此最终提升涡轮机的效率。
根据本发明的有利的扩展方案设置为，在压缩机出口处分岔出尤其用于压力限界的旁路通道。以该方式，可以避免压缩机喘振并且即使在高转速的情况下仍运行压缩机。例如在燃料电池系统的情况下，在真正的燃料电池中提供的质量流小于在压缩机中输送的质量流。差值通过旁路通道导出。旁路通道可以部分地或完全地打开，以便能够在小质量流的情况下实现高压力比。在此，压缩机输送的质量流大于在后续部分(Nachgang)中提供的质量流。
另一优点由此得出：在旁路通道中布置有旁通阀。以该方式，能够实现通过旁路通道的质量流的调节或控制，从而不必永久地流经旁路通道，而是仅在涡轮机的预给定的运行点处或在探测压缩机喘振时流经。
特别有利地，旁路通道通过驱动冷却路径形成。以该方式，能够省去附加于驱动冷却路径的单独的旁路通道并且由此节省在系统中的附加管路。由此明显减小涡轮机的位置需要并且涡轮机可以节省位置地实施。
也特别有利地，旁通阀通过冷却阀形成。以该方式，省去一个阀。因此，减小涡轮机的费用和复杂性。此外，取消在涡轮机的持续使用中可能会闭锁或失效的部件，从而降低涡轮机的故障可能。此外，可以减少在系统中需要的测量技术。因此，不需要在驱动冷却路径中和在不同于该驱动冷却路径的旁路通道中的质量流的分开的测量技术的感测，以便能够识别并且调节在各个通道中的质量流。通过两个通道的合并，取消一个通道的传感装置。由此也减少会损坏的部件的数量，使得所述措施导致涡轮机的可靠性的提升。
特别有利地，设置有调节单元，该调节单元操控冷却阀的打开度，以便使驱动冷却路径中的、优选在驱动冷却路径的下游侧端部的区域中的介质的温度的实际值追踪温度的额定值。以该方式，通过驱动冷却路径的冷却质量流可以匹配于驱动装置的冷却需要并且保持最小化。冷却质量流显示为由压缩机产生的总质量流的损耗，该损耗在燃料电池系统的驱动的情况下不再提供用于燃料电池。因为冷却质量流通过压缩机提供，需要能量来产生所述冷却质量流。该能量对涡轮机的总效率起不利作用。因此，通过所述调节可以使冷却质量流的分岔对于总效率的影响最小化。
此外有利地，调节单元根据用于驱动冷却路径中的介质的温度的额定值并且根据期望的旁路质量流操控冷却阀的打开度。以该方式，能够使驱动冷却路径中的冷却质量流或介质的温度的调节和旁路质量流的调节统一并且因此有效地提升冷却阀的功能性。
在有利的扩展方案中，叶轮实施为径向叶轮。叶轮可以在其前侧上由工作流体沿着流动路径流经。流动路径包括轴向流动端部和径向流动端部；在此，轴向流动端部相应于压缩机入口并且径向流动端部相应于压缩机出口。由功能决定地，在叶轮上出现流体引起的轴向力，该轴向力优选通过轴向轴承支承。优选地，轴向轴承也通过驱动冷却路径冷却。
在优选的扩展方案中，除了冷却阀之外附加地，在所述部分路径的一个部分路径中布置有部分路径阀，使得不仅可以控制空气或氧化剂的总质量流，而且也可以控制质量流到部分路径中的分配。与此相应地，部分路径阀优选也实施为比例阀。
在有利的应用中，涡轮机布置在燃料电池系统中。为此，涡轮机实施为涡轮压缩器或叶轮实施为压缩机。燃料电池系统具有燃料电池、用于将氧化剂导入到燃料电池中的空气供应管路和用于将氧化剂从燃料电池导出的废气管路。压缩机布置在空气供应管路中。在此，空气供应管路用于使工作流体或氧化剂流入到燃料电池中，并且废气管路用于将氧化剂或反应的氧化剂或它们的混合物从燃料电池导出。涡轮压缩器根据上面所述的实施方式中的一个实施方式构型。优选地，叶轮在此实施为径向叶轮。作为氧化剂优选使用环境空气。涡轮机的尽可能多的部件通过驱动冷却路径的冷却提高所述涡轮机的效率和使用寿命。
在有利的扩展方案中，燃料电池系统具有带着另外的叶轮的废气涡轮。所述另外的叶轮同样布置在所述轴上。废气涡轮布置在废气管路中。优选地，废气涡轮的所述另外的叶轮与涡轮压缩器的叶轮相反取向地布置，使得作用到两个叶轮上的相应有效的合成的轴向力部分地补偿。由燃料电池流出的反应的工作流体或氧化剂可以非常有效地作为用于废气涡轮的能源使用；由此减小用于涡轮压缩器的驱动装置的必需的驱动功率。在此有利地，废气管路与冷却流体路径分开，使得没有加热的介质供应给所述冷却流体路径。
优点由此得出：驱动冷却路径在废气涡轮的上游通到废气管路中。以该方式，冷却质量流导向到废气涡轮上。由此能够实现冷却质量流的剩余能量的再利用，使得能够节省在压缩机运行时的能量。
也有利地，驱动冷却路径在废气涡轮下游通到废气管路中。以该方式，实现在驱动冷却路径上的最大压力降，使得能够实现通过驱动冷却路径的高质量流，该高质量流导致尽可能大的冷却作用，因为所述质量流尽可能快地运走从要冷却的部件接收的热量。
根据本发明的用于运行涡轮机的方法具有以下优点：由调节单元操控冷却阀的打开度，以便调设用于驱动冷却路径中的介质的温度的预给定的额定值。以该方式确保，即使在驱动冷却路径和旁路通道合并的情况下也至少引起用于驱动装置或涡轮机的部件的必需的冷却功率。
另一优点通过与此有关的方法权利要求实现：由调节单元操控冷却阀的打开度，以便根据探测的压缩机喘振调设在驱动冷却路径中的期望的旁路质量流，该旁路质量流大于用于调设针对驱动冷却路径中的介质的温度的额定值所需的质量流。以该方式，通过这样调设引起的冷却质量流既能够确保驱动装置或涡轮机的部件的足够冷却也能够确保避免压缩机喘振。因此，通过冷却阀的根据本发明的操控确保，通过将驱动冷却路径和旁路通道合并到同一个通道中既确保驱动冷却路径的功能也确保旁路通道的那个功能。
根据本发明的用于运行具有涡轮机的燃料电池系统的方法具有以下优点：由调节单元操控冷却阀的打开度，以便根据燃料电池系统的所期望的运行状态调设出在驱动冷却路径中的期望的旁路质量流，该旁路质量流大于用于调设针对驱动冷却路径中的介质的温度的额定值所需的质量流。以该方式，通过这样调设引起的冷却质量流既能够确保驱动装置或涡轮机的部件的足够冷却也能够确保燃料电池系统的期望的运行状态的出现。因此，通过冷却阀的根据本发明的操控确保，通过将驱动冷却路径和旁路通道合并到同一个通道中，既确保驱动冷却路径的功能也确保旁路通道的那个功能。
燃料电池系统优选可以设置成用于驱动机动车的驱动装置。
附图说明
本发明的其他可选的细节和特征由附图中示意性示出的优选实施例的下列描述得出。
在附图中：
图1示意性示出具有现有技术中的实施为涡轮压缩器的涡轮机的燃料电池系统，
图2示意性示出根据本发明的涡轮机的剖面，其中，仅示出重要区域，
图3示意性示出另外的根据本发明的涡轮机的剖面，其中，仅示出重要区域，
图4示意性示出根据第一实施例的具有实施为涡轮压缩器的涡轮机的燃料电池系统，
图5示意性示出根据第二实施例的具有实施为涡轮压缩器的涡轮机的燃料电池系统，并且
图6示出用于根据本发明的用于运行涡轮机或燃料电池系统的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出由DE 10 2012 224 052 A1已知的燃料电池系统1。燃料电池系统1包括燃料电池2、空气供应管路3、废气管路4、压缩机11、废气涡轮13、具有用于压力降低的旁通阀5的旁路通道150和未详细示出的用于将燃料供应至燃料电池2的供应管路。旁通阀5例如可以是节气门。作为旁通阀5例如可以使用废气泄压阀。
燃料电池2是原电池，该原电池将通过未示出的燃料供应管路供应的燃料和氧化剂的化学反应能转化为电能，该氧化剂在这里示出的实施方式中是吸入空气，该吸入空气通过空气供应管路3供应给燃料电池2。燃料优选可以是氢气或甲烷或甲醇。相应地，作为废气生成水蒸气或者水蒸气和二氧化碳。燃料电池2例如设置成用于驱动机动车的驱动装置。在此，通过燃料电池2产生的电能例如驱动机动车的电动机。
压缩机11布置在空气供应管路3中。废气涡轮13布置在废气管路4中。压缩机11和废气涡轮13通过轴14机械连接。轴14可以由驱动装置20电驱动。废气涡轮13用于支持驱动装置20以用于驱动轴14或压缩机11。压缩机11、轴14和废气涡轮13共同形成涡轮机10。
图2示意性示出尤其用于使用在燃料电池系统1中的根据本发明的涡轮机10的纵剖面。涡轮机10具有壳体8，在该壳体中布置有涡轮机10的部件并且该壳体多件式地实施。涡轮机10在该实施方案中实施为涡轮压缩器10并且具有布置在轴14上的叶轮15，该叶轮作为压缩机11或压缩器起作用。附加地，涡轮机10可选地具有废气涡轮13，该废气涡轮包括布置在轴14上的另外的叶轮13a。在此优选地，所述另外的叶轮13a和叶轮15定位在轴14的相反的端部上。
优选地，涡轮机10布置在燃料电池系统1中，使得压缩机11的叶轮15布置在空气供应管路3中，以便使燃料电池2供应以环境空气或氧化剂，并且使得废气涡轮13的所述另外的叶轮13a布置在废气管路4中。
涡轮机10的驱动装置20实施为电动机，布置在压缩机11和废气涡轮13之间，并且包括转子21和定子22。转子21同样布置在轴14上。定子22位置固定地定位在涡轮压缩器10的壳体8中。轴14关于驱动装置20的两侧借助于各一个径向轴承41、42可旋转地受支承。驱动装置20定位在两个径向轴承41、42之间。冷却装置80径向围绕定子22地布置。在图2的实施方案中，冷却装置80具有构造在壳体8中的冷却槽81，使得冷却剂绕流定子22并且可以有效地冷却。
叶轮15在图2的实施方案中实施为径向叶轮，即在作为涡轮压缩器或压缩机11使用的情况下在轴向上流进并且在径向上流出；因此，氧化剂或工作流体从压缩机入口11a流至压缩机出口11b。为此，叶轮15在其前侧15a上具有流动路径，该流动路径包括轴向流动端部18和径向流动端部17。如在径向叶轮中，在剖视图中流经叶轮15的工作流体的方向经常改变约90°。在实施为涡轮压缩器的情况下，叶轮15在轴向流动端部18上、即在压缩机入口11a处由工作流体在轴向上流进，工作流体随后在前侧15a上流经流动路径16并且在此被压缩并且接着在径向流动端部17上、即在压缩机出口11b处在径向上从叶轮15流出。
在叶轮15的后侧15b上，与后侧15b相对置地布置有后壁89作为壳体8的一部分。后侧15b与径向流动端部17通过流体连接并且根据可能的节流点也具有该径向流动端部的压力水平。在优选的实施方案中，后壁89也可以构造用于叶轮15的轴向轴承。然而，在图2的实施方案中，轴向轴承43构造在轴向轴承垫板14a和止推板87之间。轴向轴承垫板14a布置在轴14上，并且止推板87布置在壳体8上或实施为壳体的组件。
在后壁89中构造有通风孔88，所述通风孔远离后侧15b地朝着涡轮机10内部的方向引导。通过后壁89中的通风孔88进行叶轮15的轮背部或后侧15b的通风。由此一方面降低由压缩机11产生的轴向力，由此可以减小在轴向轴承43中出现的损耗功率。此外，氧化剂通过通风孔88出来的泄漏用于冷却构造在轴向轴承垫板14a和止推板87之间的轴向轴承43，该轴向轴承被流经。从后侧15b通过通风孔88并且通过轴向轴承43的冷却路径被称为轮背部冷却路径91。在轮背部冷却路径91的端部处缓和(entspannte)的氧化剂从涡轮机10导出，或者也可以又供应给轴向流动端部18。
在压缩机出口11b处从空气供应管路3分岔出另外的冷却路径：驱动冷却路径92。对此，氧化剂或工作流体的一部分在压缩机出口11b处分岔，以便在涡轮机10的内部冷却驱动装置20和径向轴承41、42。然而，在压缩机出口11b的下游在驱动冷却路径92中优选首先布置有换热器93，以便冷却压缩的和加热的工作流体。
由压缩机11压缩的空气或压缩的氧化剂没有完全引导至燃料电池2。一小部分在压缩机出口11b处被取出并且首先通过换热器93冷却。为此，优选使用冷却定子22的冷却装置80的冷却水。随后将冷却的空气或冷却的氧化剂在左径向轴承41和定子22之间导入到壳体8中。在那里驱动冷却路径92的质量流在分支点92a处分支成第一部分路径92b和第二部分路径92c。
第一部分路径92b在分支点92a之后引导到轴14和左径向轴承41之间的缝隙中，进一步引导经过轴向轴承垫板14a旁边并且最后从壳体8导出。第二部分路径92c在分支点92a之后引导到转子21和定子之间的缝隙中，进一步引导到轴14和右径向轴承42之间的缝隙中，并且在废气涡轮13旁边从壳体8导出。
此外，通过第二部分路径92c经由转子21和定子22之间的缝隙以及右径向轴承42的流动导向得出以下优点：出现的、可能也潮湿的泄漏从涡轮机10导出。第一部分路径92b和第二部分路径92c在部件冷却之后离开涡轮机10并且例如在废气涡轮13之后供应至废气管路4。
通过压缩机11压缩的并且因此加热的空气通过换热器93冷却并且随后又朝着驱动装置20和轴承部位(径向轴承41、42和轴向轴承43)导回到壳体8中；由此优化涡轮机10的冷却设计。优选地，在涡轮机10中实现驱动冷却路径92的多个部分路径92b、92c，以便能够尽可能分开地冷却每个部件(径向轴承41、42，轴向轴承43，在转子21和定子22之间的缝隙)。这些部件直接位于驱动冷却路径92或轮背部冷却路径91中，即直接由工作流体流进并且借助于强迫对流冷却，这是非常有效的。基于导热的冷却装置80非常好地受支持，尤其在转子21和定子22之间的缝隙中以及在轴承部位中，因为这些位置距离冷却装置80相对较远并且从它们至冷却装置80的热流与此相应地较小。
优选地，换热器93构造为空气-水-换热器，该换热器通过冷却装置80的冷却剂冷却驱动冷却路径92中的空气。
图3示出涡轮机10的剖面，该涡轮机类似于图2的实施方案。因此，下面基本上探讨两个实施方案的区别。
由压缩机11压缩的空气如在图2的实施方案中那样不完全引导至燃料电池2。一小部分被取出并且首先通过换热器93冷却。为此，优选使用冷却装置80的冷却水来冷却定子22。然后将冷却的空气经由驱动冷却路径92引导到壳体8中并且在那里在分支点92a处分成第一部分路径92b和第二部分路径92c。在第一部分路径92b中在分支点92a的下游布置有另外的分支点92d，由该另外的分支点分岔出第三部分路径92e。
第一部分路径92b在所述另外的分支点92d的下游引导通过轴向轴承43，第三部分路径92e引导通过左径向轴承41。第二部分路径92c引导通过右径向轴承42并且在驱动装置20的区域中与第三部分路径92e合并，以便一起又从壳体8导出。与该第二部分路径分开地，第一部分路径92b离开壳体8。由此，所有三个轴承41、42、43分别彼此分开地由各自的部分路径92b、92c、92e冷却。在部分路径92b、92c、92e从壳体8输出之后，这些部分路径优选可以在废气涡轮13的下游接合到废气管路4上。
为了调整在各个部分路径92b、92c、92e中的质量流，在优选的扩展方案中安装阀。这些阀可以按照要求对各个部分路径92b、92c、92e进行节流：
-冷却阀95在部分路径92b、92c、92e的上游布置在驱动冷却路径92中。
-部分路径阀96在轴向轴承43的下游布置在第一部分路径92b中。
通过冷却阀95可以控制通过驱动冷却路径92的空气或氧化剂的总质量流，即通过三个部分路径92b、92c、92e的质量流的和，其中，冷却阀95布置在这些部分路径92b、92c、92e的上游。部分路径阀96又控制通过第一部分路径92b的空气或氧化剂在所述另外的分支点92d之后的质量流，并且布置在轴向轴承43的下游。这意味着，在冷却阀95打开并且部分路径阀96关闭的情况下两个径向轴承41、42由空气或氧化剂流经，但轴向轴承43并不由空气或氧化剂流经。
可选地，两个阀95、96也可以相应地使用在根据图2的实施方案中，以便控制在驱动冷却路径92或部分路径92b、92c中的质量流。
在图4中示意性示出根据第一实施例的具有实施为涡轮压缩器的涡轮机10的燃料电池系统1。在此，相同的附图标记表明与之前描述的附图相同的元件。相比于图1中示出的燃料电池系统，产生以下区别：一方面在压缩机11的出口处分岔出驱动冷却路径92。在此，可以附加地设置为，如在图4中示出并且关于图2描述地，在压缩机11的出口侧首先设置用于冷却工作流体的换热器93并且在换热器93的下游分岔出驱动冷却路径92。在进入到壳体8中，驱动冷却路径92具有冷却阀95，如也可以在图3中看出的那样。冷却阀95也可以替代地布置在壳体8内部。在离开壳体8之后，驱动冷却路径92在废气涡轮13下游通到废气管路4中，如关于图3也描述的那样。
由此实现在驱动冷却路径92上的最大压力降，使得能够实现通过驱动冷却路径92的高质量流。因为驱动冷却路径92作为节流点起作用，需要在驱动冷却路径92上的压力降来产生冷却质量流。在此，在驱动冷却路径92中出现的冷却质量流很大程度上取决于在压缩机11之后存在的压力。由此，在压缩机出口11b处在喘振极限(Pumpgrenze)附近在相应高压力的情况下出现最大的冷却质量流并且在压缩机出口11b处在阻塞极限(Stopfgrenze)附近在相应小压力的情况下出现最小的冷却质量流。为了将需要的冷却质量流适配于燃料电池系统1的运行点或运行状态，冷却阀95可以在最简单的情况下构造为具有预给定的固定打开度的固定节流部，该固定节流部针对燃料电池系统1的最经常使用的运行点或运行状态确保用于驱动装置20或涡轮机10的部件的足够冷却功率。在此，所需的冷却质量流取决于不同系数，如涡轮机10的压缩机转速和压缩比以及驱动装置20的功率。在此，相比于所需的打开度，固定地调设出冷却阀95的更高的打开度，以便在所需的冷却功率方面为保险起见。与此相应地，涡轮机10不效率优化地运行。
因此，替代地提出借助于控制单元110实现冷却质量流的控制或调节，在该控制单元中驱动冷却通道92的节流特性根据燃料电池系统1的运行点或运行状态B适配。在该情况中，冷却阀95例如是电磁的或机械的、例如构造为双金属阀的比例阀并且因此能够实现该冷却阀的打开度的可变调设。驱动冷却通道92的节流特性关于燃料电池系统1的当前的运行状态或运行点B的适配例如可以通过基于特征曲线的阀控制进行。在此，根据涡轮机10的压缩机转速和压缩比以及驱动装置20的功率分别将所需的冷却质量流和与此相关地将冷却阀95的对应的打开度配属给燃料电池系统1的当前的运行状态。与此相应地，操控冷却阀95以用于调设出所期望的打开度。以该方式，能够调设出针对所需的冷却功率的最小冷却质量流并且因此涡轮机10在燃料电池系统的每个运行点或运行状态中效率优化地运行。
特征曲线存储在控制单元110中并且根据实验获取。燃料电池系统1的呈涡轮机10的压缩机转速和压缩比以及驱动装置20的功率的形式的当前的运行状态或运行点B同样存在于控制单元110中或者借助于传感机构供应给所述控制单元。冷却阀95通过控制单元110的基于特征曲线的控制在图4中以虚线示出。
替代地，调节冷却阀95的打开度并且对此由调节单元100并且因此不再直接由控制单元110操控。在此，冷却阀95也可以如关于基于特征曲线的控制所述地构造。调节单元100又由传感器单元105供应以传感器信号S。根据图4的燃料电池系统1中的燃料电池2作为节流阀示出，以便说明燃料电池2在例如呈吸入空气的形式的氧化剂或工作流体的质量流上的节流效果。
调节单元100主要这样调设冷却阀95的打开度，使得在燃料电池系统1的相应的运行点或运行状态B中实现用于冷却驱动装置20或涡轮机10的部件所需的冷却作用。为此，在传感器单元105中设置温度传感器115，该温度传感器测量驱动冷却路径92中的介质的温度并且由此测量冷却质量流的温度。该温度是实际值或实际温度，其通过传感器信号S供应给调节单元100。针对驱动冷却路径92中的介质的温度，在调节单元100中存储有额定值。通过操控冷却阀95的打开度，调节单元100使实际值追踪额定值。在此，冷却阀95的打开度的增大导致冷却质量流的提升并且由此导致驱动冷却通道92中的介质的温度下降。相反地，冷却阀95的打开度的减小导致冷却质量流的减少并且由此导致驱动冷却通道92的介质的温度升高。以该方式，能够调设用于所需的冷却功率的最小冷却质量流并且因此涡轮机10在燃料电池系统1的每个运行点或运行状态中效率优化地运行。
有利地并且如在图4中示出，驱动冷却路径92中的介质的温度由温度传感器115在驱动冷却路径92的下游侧端部处的、驱动冷却路径92的所谓的排放口或出口125处测量，即在驱动冷却路径92的以下部位处测量，在该部位上冷却质量流已经流过驱动装置20和涡轮机10的要冷却的部件并且不再具有另外的冷却功能。以该方式，在所描述的驱动冷却路径92的温度调节时，完全地感测冷却质量流的在冷却时接收的热量并且因此完全地考虑冷却作用。在此，出口125在图4中仅示意性示出。如关于图2和3描述的那样，驱动冷却路径92可以分成多个部分路径92b、92c、92e，所述部分路径在不同的出口处离开驱动装置20或涡轮机10的部件。温度传感器115在这些出口的一个出口处测量介质的温度。替代地，也可以在所述出口的每个出口处分别布置有温度传感器，以便测量各个部分路径92b、92c、92e的介质的在那里的温度。在该情况下，在所述出口处测量的温度的算术平均值作为实际值起作用。
作为用于温度的额定值、也被称为额定温度可以使用在出口125处或在所述的部分路径92b、92c、92e的情况下在这些部分路径92b、92c、92e的相应出口处的温度的实验获取的值。在此，可以选择实验获取的值作为极限值，在出口125处或在这些出口处不应超过该极限值，以便确保驱动装置20或涡轮机10的部件的运行安全性并且保护它们免受损害。
在此，调节电路的调节参量是冷却阀95的节流位态或打开度。为了确保温度传感器115在驱动冷却路径92的出口125处或在所述的部分路径92b、92c、92e的情况下在这些部分路径92b、92c、92e的相应的出口处的测量点总是达到对于涡轮机10和驱动装置20的内部温度有代表性的测量值，在驱动冷却路径中或在相应的部分路径92b、92c、92e中必须总是存在最小冷却质量流。因此，由调节单元100防止冷却阀95的完全关闭。如果冷却阀95完全关闭，那么涡轮机10或驱动装置会在内部过热，而在驱动冷却路径92的出口处或在所述的部分路径92b、92c、92e的情况下在这些部分路径92b、92c、92e的相应出口处的温度以相关的程度变化。
由燃料电池系统1的控制单元110将说明燃料电池系统1的或由燃料电池系统1驱动的车辆的调设出的运行状态或运行点B的信号供应给调节单元100。在此，控制单元110也可以同时涉及车辆的控制单元。
相比于图1，根据图4的燃料电池系统1不具有带着单独的旁通阀5的单独的旁路通道110。根据按照图4的实施方式，旁路通道通过驱动冷却路径92形成。换言之，驱动冷却路径92除了冷却驱动装置20和涡轮机10的部件之外也附加地承担旁路通道110的功能。相应地，冷却阀95除了调设冷却质量流在驱动冷却路径92的出口125处的额定温度之外附加地也承担调设期望的旁路质量流的功能。换言之，冷却阀95附加地承担旁通阀5的功能。因此，冷却质量流同时履行旁路质量流的功能。
调节单元100主要这样操控冷却阀95，使得用于冷却驱动装置20和涡轮机10的部件所需的额定温度在驱动冷却路径92的出口125处尽可能出现。换言之，应至少确保驱动冷却路径92的冷却功能。
调节单元100参照另外的供应的传感器信号V附加地获取，压缩机11是否达到喘振状态(Pumpzustand)、即所谓的压缩机喘振。这可以导致压缩机11的毁坏并且由此导致燃料电池系统1的失效，并且因此要避免。在此，压缩机喘振的探测能够以本领域技术人员已知的方式进行，例如在DE 102012 224 052A1中描述的那样。燃料电池2在靠近喘振极限(从该喘振极限起出现压缩机喘振)的高压时的运行是有利的并且能够实现压缩机11在高效率情况下的运行。在燃料电池系统1运行时探测和避免压缩机喘振更重要。因此，目标是燃料电池2在高压时的运行和工作流体的小的质量流。这可以通过驱动冷却路径92的旁路功能确保。
如果由调节单元100参照接收的传感器信号V探测压缩机喘振，那么冷却阀95由调节单元100操控来调设打开度，以便调设出期望的旁路质量流来避免压缩机喘振。为此，在驱动冷却路径92的出口125处借助于质量流测量器120、在这里例如空气质量测量器感测在出口125处的冷却质量流的实际值。根据当前示例，质量流测量器120同样是传感器单元105的部件。冷却质量流的实际值同样通过调节单元100的传感器信号S传播。然而，质量流测量器120也可以与传感器单元105分开地布置，例如布置在驱动冷却路径92的上游侧的端部上，以便测量在进入到壳体8之前的冷却质量流的实际值。以该方式确保，尤其在存在部分路径92b、92c、92e时感测总冷却质量流，因为在换热器93下游分岔出的全部的冷却质量流有助于驱动冷却路径92的旁通功能。
相应期望的旁路质量流或额定旁路质量流可以根据实验针对燃料电池系统1的不同运行状态或运行点获取并且以特征曲线存储在调节单元100中。所述相应期望的旁路质量流或额定旁路质量流针对相应的运行状态确保避免压缩机喘振。那么驱动冷却路径92的节流特性按照燃料电池系统1的运行状态或运行点B适配。
调节单元100参照特征曲线根据燃料电池系统1的当前的运行状态或运行点B确定额定旁路质量流并且使用于冷却质量流的实际值追踪额定旁路质量流。调节参量是冷却阀95的打开度。
因此，调节单元100既实施温度调节也实施旁路质量流的调节。
因为调节单元100首先应确保驱动装置20和涡轮机10的部件的所需的冷却，由于冷却阀95的所调设的打开度得出的冷却质量流至少变得这么大，使得能够尽可能遵循在冷却质量流的出口125处的额定温度。通过旁路质量流的叠加的调节可以在驱动冷却路径92中出现合成的冷却质量流，该冷却质量流大于用于调设针对驱动冷却路径92的出口处的介质温度的额定值所需的质量流。要么调设用于出现额定温度所需的质量流，要么当额定旁路质量流较大时调设额定旁路质量流。以该方式，除了调设出所需的冷却作用之外也确保避免压缩机喘振。通过冷却阀95调设的质量流既确保额定温度的出现也确保关于相应的压力限界的、用于避免压缩机喘振所期望的旁路质量流的出现。
此外，调节单元100可以根据燃料电池系统1的所接收的运行状态或运行点B识别出，燃料电池系统1是否位于运行状态中，在该运行状态中应避免以工作流体流经燃料电池2。在该情况下，调节单元100也操控冷却阀95以用于调设打开度，该打开度导致冷却质量流，该冷却质量流必要时超过用于调设针对驱动装置20的必需冷却的额定温度得出的冷却质量流。以该方式，除了调设所需的冷却作用之外也确保避免以工作流体流经燃料电池2。这例如可以通过冷却阀95的完全打开实现。这种运行状态例如在测试压缩机11的用于燃料电池系统1的空气供给的功能时出现。在此，测试通过压缩机11是否能够提供足够的压力和质量流。在此，在压缩机11的可能的错误运行的情况下也应避免工作流体流经燃料电池2以用于保护燃料电池2。这可以通过冷却阀95的完全打开实现。在该情况下，通过冷却阀95调设的质量流即确保额定温度的出现也确保用于燃料电池系统1的当前运行状态或运行点B所期望的旁路质量流或额定旁路质量流的出现。
工作流体通常完全地引导通过燃料电池2，通过驱动冷却路径92一部分或完全地绕过该燃料电池，因为工作流体的一部分在压缩机11下游在进入到燃料电池2之前分岔。在此，压缩机11可以如所述那样在至少一个运行状态中运行，而不输送工作流体通过燃料电池2。
在图5中示出用于所描述的根据本发明的方法的示例性流程的流程图，所述方法在调设驱动冷却路径92的出口125处的额定温度和额定旁路质量流方面运行涡轮机10或燃料电池系统1。所述方法在调节单元100中运行。
在程序开始之后，在程序点200中获取燃料电池系统1的当前运行状态或运行点B。然后分支至程序点205。
在程序点205中，根据传感器信号S由调节单元100接收在驱动冷却路径92的出口125处的实际温度并且与额定温度比较。根据在额定温度和实际温度之间的差调设冷却阀95的打开度，以便使实际温度追踪额定温度。随后分支至程序点210。
在程序点210中测试，所获取的运行状态B是否要求通过燃料电池2的工作流体的质量流的下降或者甚至要求该质量流的中断、例如用于所描述的压缩机11的功能测试。如果是这种情况，那么分支至程序点215，否则分支至程序点230。
在程序点215中获取第一额定旁路质量流，以便实现通过燃料电池2的质量流的必需下降。随后分支至程序点220。
在程序点220中，根据传感器信号S由调节单元100接收用于冷却质量流的实际值并且与所获取的第一额定旁路质量流比较，并且检测第一额定旁路质量流是否小于用于冷却质量流的实际值。如果是这种情况，那么分支至程序点230并且不变地维持冷却阀95的操控。否则分支至程序点225。
在程序点225中，增大冷却阀95的打开度，以便使用于冷却质量流的实际值追踪第一额定旁路质量流。在压缩机11的功能测试的示例中完全打开冷却阀95。随后分支至程序点230。
在程序点230中针对压缩机喘振的存在分析处理所述另外的传感器信号V。随后分支至程序点235。
在程序点235中检测，是否存在压缩机喘振。如果是这种情况，那么分支至程序点240，否则离开程序并且在燃料电池系统1的继续运行中重新运行程序。
在程序点240中，如所述那样由特征曲线获取第二额定旁路质量流，在该第二额定旁路质量流中在所谓的安全运行中在相对于喘振极限具有足够距离的情况下避免压缩机喘振。在该情况下，靠近喘振极限的运行出于安全原因优选不出现。随后分支至程序点245。
在程序点245中，根据传感器信号S由调节单元100接收用于冷却质量流的实际值并且与获取的第二额定旁路质量流比较，并且检验第二额定旁路质量流是否小于用于冷却质量流的实际值。如果是这种情况，那么离开程序并且不变地维持冷却阀95的操控。否则分支至程序点250。
在程序点250中，增大冷却阀95的打开度，以便使用于冷却质量流的实际值追踪第二额定旁路质量流。随后离开程序。
对于不应取消具有旁通阀5的单独的旁路通道150的情况，为了操控冷却阀95仅考虑所述的基于特征曲线的控制或温度调节并且在根据图5的流程图中在程序步骤205之后会离开程序并且随后在燃料电池系统1的继续运行中重新运行所述程序。
根据按照图5的燃料电池系统1的第二实施例，其中，相同的附图标记表明与之前附图中相同的元件，与按照图4的燃料电池系统1的第一实施例的不同是，驱动冷却路径92在离开壳体8之后不是在废气涡轮13下游、而是在上游通到废气管路4中。由此将冷却质量流导回到废气涡轮13上，使得能够实现冷却质量流的剩余能量的再利用。然后，由此相比于按照图4的第一实施例通过驱动冷却路径92仅能够实现的较小的压力降和质量流。

Claims (26)

1.涡轮机(10)，该涡轮机尤其用于燃料电池系统(1)，该涡轮机具有压缩机(11)、驱动装置(20)和轴(14)，其中，所述压缩机(11)具有布置在所述轴(14)上的叶轮(15)、压缩机入口(11a)和压缩机出口(11b)，其中，工作流体能够从所述压缩机入口(11a)输送至所述压缩机出口(11b)，其特征在于，在所述压缩机出口(11b)处分岔出用于冷却所述驱动装置(20)的驱动冷却路径(92)。
2.根据权利要求1所述的涡轮机(10)，其特征在于，在所述驱动冷却路径(92)中在所述驱动装置(20)的上游布置有换热器(93)。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述驱动装置(20)具有转子(21)和定子(22)，其中，所述转子(21)布置在所述轴(14)上，其中，所述驱动冷却路径(92)引导通过所述转子(21)和所述定子(22)之间的缝隙。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述轴(14)借助于两个径向轴承(41、42)受支承，其中，这两个径向轴承(41、42)布置在所述驱动冷却路径(92)中。
5.根据权利要求4所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述驱动冷却路径(92)分支成第一部分路径(92b)和第二部分路径(92c)，其中，一个径向轴承(41)布置在所述第一部分路径(92b)中，并且一个径向轴承(42)布置在所述第二部分路径(92c)中。
6.根据权利要求5所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述轴(14)借助于轴向轴承(43)受支承，其中，所述轴向轴承(43)布置在所述第一部分路径(92b)中。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述轴(14)借助于轴向轴承(43)和至少一个径向轴承(41、42)受支承，其中，所述驱动冷却路径(92)分支成第一部分路径(92b)和第二部分路径(92c)，其中，所述轴向轴承(43)布置在所述第一部分路径(92b)中并且所述径向轴承(41、42)布置在所述第二部分路径(92c)中。
8.根据权利要求5或7所述的涡轮机(10)，其特征在于，在所述第一部分路径(92b)中、优选在所述轴向轴承(43)的下游布置有部分路径阀(96)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，与所述叶轮(15)的后侧(15b)相对置地布置有作为所述涡轮机(10)的壳体(8)的一部分的后壁(89)，其中，在所述后壁(89)中构造有通风孔(88)，其中，所述通风孔(88)布置在所述涡轮机(10)的轮背部冷却路径(91)中，该轮背部冷却路径从所述压缩机出口(11b)分岔出。
10.根据权利要求9所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述轴(14)借助于轴向轴承(43)受支承，其中，所述轮背部冷却路径(91)引导通过所述轴向轴承(43)。
11.根据权利要求9或10所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述轴(14)借助于两个径向轴承(41、42)受支承，其中，所述驱动冷却路径(92)分支成第一部分路径(92b)和第二部分路径(92c)，其中，一个径向轴承(41)布置在所述第一部分路径(92b)中并且一个径向轴承(42)布置在所述第二部分路径(92c)中，其中，所述轮背部冷却路径(91)通到所述第一部分路径(92b)中。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述叶轮(15)实施为径向叶轮，其中，所述叶轮(15)能够在它的前侧(15a)上由工作流体沿着流动路径(16)流经，其中，所述流动路径(16)包括轴向流动端部(18)和径向流动端部(17)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，在所述压缩机出口(11b)处分岔出尤其用于压力限界的旁路通道(92)。
14.根据权利要求13所述的涡轮机(10)，其特征在于，在所述旁路通道(92)中布置有旁通阀(95)。
15.根据权利要求13或14所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述旁路通道通过所述驱动冷却路径(92)形成。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的涡轮机(10)，其特征在于，在所述驱动冷却路径(92)中、优选在这两个部分路径(92b、92c)的上游布置有冷却阀(95)。
17.如果权利要求16引用权利要求14，根据该权利要求所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述旁通阀通过所述冷却阀(95)形成。
18.根据权利要求16或17所述的涡轮机(10)，其特征在于，设置有调节单元(100)，该调节单元操控所述冷却阀(95)的打开度，以便使在所述驱动冷却路径(92)中的、优选在所述驱动冷却路径(92)的下游侧端部的区域中的介质的温度的实际值追踪温度的额定值。
19.根据权利要求18所述的涡轮机(10)，其特征在于，所述调节单元(100)根据用于所述驱动冷却路径(92)中的介质的温度的额定值并且根据期望的旁路质量流操控所述冷却阀(95)的打开度。
20.燃料电池系统(1)，该燃料电池系统具有燃料电池(2)、用于将氧化剂导入到所述燃料电池(2)中的空气供应管路(3)和用于将所述氧化剂从所述燃料电池(2)导出的废气管路(4)，其特征在于，所述燃料电池系统(1)具有根据权利要求1至18中任一项所述的涡轮机(10)，其中，所述压缩机(11)布置在所述空气供应管路(3)中。
21.根据权利要求19所述的燃料电池系统(1)，其中，所述燃料电池系统(1)具有带着另外的叶轮(13a)的废气涡轮(13)，其中，所述另外的叶轮(13a)布置在所述轴(14)上，其中，所述废气涡轮(13)布置在所述废气管路(4)中。
22.根据权利要求20所述的燃料电池系统(1)，其特征在于，所述驱动冷却路径(92)在所述废气涡轮(13)的上游通到所述废气管路(4)中。
23.根据权利要求20所述的燃料电池系统(1)，其特征在于，所述驱动冷却路径(92)在所述废气涡轮(13)的下游通到所述废气管路(4)中。
24.用于运行根据权利要求18或19所述的涡轮机(10)的方法，其特征在于，由所述调节单元(100)操控所述冷却阀(95)的打开度，以便调设用于所述驱动冷却路径(92)中的介质的温度的预给定的额定值。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，由所述调节单元(100)操控所述冷却阀(95)的打开度，以便根据探测的压缩机喘振调设所述驱动冷却路径(92)中的期望的旁路质量流，该旁路质量流大于用于调设针对所述驱动冷却路径(92)中的介质的温度的额定值所需的质量流。
26.用于运行具有根据权利要求19所述的涡轮机(10)的、根据权利要求20至23中任一项所述的燃料电池系统(1)的方法，其特征在于，由所述操控调节单元(100)操控所述冷却阀(95)的打开度，以便根据所述燃料电池系统(1)的期望的运行状态调设所述驱动冷却路径(92)中的期望的旁路质量流，该旁路质量流大于用于调设针对所述驱动冷却路径(92)中的介质的温度的额定值所需的质量流。
CN201880087636.0A 2018-01-25 2018-11-21 涡轮机、燃料电池系统和相应的运行方法 Active CN111670298B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018201162.1 2018-01-25
DE102018201162.1A DE102018201162A1 (de) 2018-01-25 2018-01-25 Turbomaschine, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem
PCT/EP2018/082047 WO2019145065A1 (de) 2018-01-25 2018-11-21 Turbomaschine, insbesondere für ein brennstoffzellensystem, brennstoffzellensystem, verfahren zum betrieb einer turbomaschine und verfahren zum betrieb eines brennstoffzellensystems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111670298A true CN111670298A (zh) 2020-09-15
CN111670298B CN111670298B (zh) 2022-07-29

Family

ID=64477127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880087636.0A Active CN111670298B (zh) 2018-01-25 2018-11-21 涡轮机、燃料电池系统和相应的运行方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11143096B2 (zh)
EP (1) EP3743608B1 (zh)
JP (1) JP7093422B2 (zh)
CN (1) CN111670298B (zh)
DE (1) DE102018201162A1 (zh)
WO (1) WO2019145065A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114072941A (zh) * 2019-07-05 2022-02-18 罗伯特·博世有限公司 具有空气冷却的压缩器/涡轮单元的燃料电池系统以及方法
CN116123064A (zh) * 2023-02-09 2023-05-16 广州汽车集团股份有限公司 一种燃料电池空压机冷却系统及其控制方法
CN116659109A (zh) * 2023-07-25 2023-08-29 浙江科维节能技术股份有限公司 合成氨装置用防喘振型氨冷冻系统及其防喘振方法

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017220855A1 (de) * 2017-11-22 2019-05-23 Robert Bosch Gmbh Turbokompressor, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem
DE102019220170A1 (de) * 2019-12-19 2021-06-24 Robert Bosch Gmbh Verdichter
CN112503025A (zh) * 2020-02-28 2021-03-16 长城汽车股份有限公司 空气压缩机和车辆
US11913473B2 (en) 2020-03-17 2024-02-27 Garrett Transportation I Inc Compressor with electric motor coolant jacket having radial and axial portions
US11359645B2 (en) 2020-03-17 2022-06-14 Garrett Transportation I Inc Compressor with cooled air passage and liquid coolant passage in axial heat exchanger arrangement
DE102020205172A1 (de) * 2020-04-23 2021-10-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strömungsmaschine, Verfahren zum Betreiben einer Strömungsmaschine
DE102020205280A1 (de) * 2020-04-27 2021-10-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Brennstoffzellensystem
CN111536057A (zh) * 2020-05-09 2020-08-14 太原科技大学 一种氢燃料涡轮增程器两级压气机
DE102020208917A1 (de) * 2020-07-16 2022-01-20 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer rotierenden Arbeitsmaschine, rotierende Arbeitsmaschine sowie Brennstoffzellensystem mit rotierender Arbeitsmaschine
DE102020212605A1 (de) * 2020-10-06 2022-04-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Radialer Verdichter und Verfahren zum Betreiben eines radialen Verdichters
DE102020215751A1 (de) 2020-12-11 2022-06-15 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Turbomaschine, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem
DE102022202686A1 (de) 2022-03-18 2023-09-21 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Elektromotor und Gasfördervorrichtung mit Elektromotor
DE102022202892A1 (de) 2022-03-24 2023-09-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE102022202887A1 (de) 2022-03-24 2023-09-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Luftzuführvorrichtung und Motorkühlhülse
DE102022202888A1 (de) 2022-03-24 2023-09-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE102022202886A1 (de) 2022-03-24 2023-09-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE102022202903A1 (de) 2022-03-24 2023-09-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE102022202889A1 (de) 2022-03-24 2023-09-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE102022202899A1 (de) 2022-03-24 2023-09-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE102022204867A1 (de) 2022-05-17 2023-11-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE102022204860A1 (de) 2022-05-17 2023-11-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE202022104248U1 (de) 2022-07-27 2023-11-02 Borgwarner Inc. Aufladevorrichtung mit Axiallager
DE102022208880A1 (de) 2022-08-26 2024-02-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Elektromotor und Verfahren zur Montage eines Isolierelements in dem Elektromotor
DE102022208881A1 (de) 2022-08-26 2024-02-29 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Elektromotor
DE102022210428A1 (de) 2022-09-30 2024-04-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE102022210409A1 (de) 2022-09-30 2024-04-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gaszuführvorrichtung
DE202022106777U1 (de) 2022-12-02 2022-12-21 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gasfördervorrichtung

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101535709A (zh) * 2006-11-06 2009-09-16 罗伯特.博世有限公司 带有热管理的流体储存容器
US20090249786A1 (en) * 2008-01-11 2009-10-08 Stephen Garrett Turbomachine system and turbine therefor
US20100111725A1 (en) * 2007-01-19 2010-05-06 Daimler Ag Fluid flow machine
DE102010040830A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-15 Robert Bosch Gmbh Ladereinrichtung sowie Antriebsaggregat
CN102422006A (zh) * 2009-05-06 2012-04-18 丹佛斯特波科尔压缩机有限公司 朗肯循环热回收方法和装置
US20120107105A1 (en) * 2009-07-13 2012-05-03 Gerard Korenblik Turbocompressor assembly with a cooling system
US20120328968A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system
CN103282620A (zh) * 2011-02-17 2013-09-04 沃依特专利有限责任公司 具有增压的内燃机和涡轮复合系统的传动系
DE102012224052A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erfassung eines Verdichterpumpens eines elektrisch angetriebenen Verdichters und Brennstoffzellensystem mit einem elektrisch angetriebenen Verdichter und einem Regelgerät zum Durchführen des Verfahrens
EP1613864B1 (fr) * 2003-04-11 2015-10-14 Thermodyn Groupe moto-compresseur centrifuge
CN105308289A (zh) * 2013-06-28 2016-02-03 博格华纳公司 用于燃烧发动机的增压装置
US20160032931A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Hyundai Motor Company Cooling unit of air compressor for fuel cell vehicle
DE102015210574A1 (de) * 2015-06-09 2016-12-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Oxidationsmittelförderer zur Förderung eines Oxidationsmittels zu mindestens einer Brennstoffzelle sowie Brennstoffzellensystem
EP3244033A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-15 MAHLE Filter Systems Japan Corporation Turbocharger

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904471A (en) * 1996-12-20 1999-05-18 Turbodyne Systems, Inc. Cooling means for a motor-driven centrifugal air compressor
US6246138B1 (en) 1998-12-24 2001-06-12 Honeywell International Inc. Microturbine cooling system
KR100644966B1 (ko) * 2004-10-19 2006-11-15 한국과학기술연구원 초소형 동력 발생장치
JP2007159277A (ja) 2005-12-06 2007-06-21 Nishishiba Electric Co Ltd 高速回転機の冷却構造
DE102008044876A1 (de) 2008-08-29 2010-03-04 Daimler Ag Luftversorgungseinheit für eine Brennstoffzelle
DE102012221303A1 (de) 2012-11-22 2014-05-22 Robert Bosch Gmbh Antriebseinrichtung mit einer Brennstoffzelle und einem Abgasturbolader

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1613864B1 (fr) * 2003-04-11 2015-10-14 Thermodyn Groupe moto-compresseur centrifuge
CN101535709A (zh) * 2006-11-06 2009-09-16 罗伯特.博世有限公司 带有热管理的流体储存容器
US20100111725A1 (en) * 2007-01-19 2010-05-06 Daimler Ag Fluid flow machine
US20090249786A1 (en) * 2008-01-11 2009-10-08 Stephen Garrett Turbomachine system and turbine therefor
CN102422006A (zh) * 2009-05-06 2012-04-18 丹佛斯特波科尔压缩机有限公司 朗肯循环热回收方法和装置
US20120107105A1 (en) * 2009-07-13 2012-05-03 Gerard Korenblik Turbocompressor assembly with a cooling system
DE102010040830A1 (de) * 2010-09-15 2012-03-15 Robert Bosch Gmbh Ladereinrichtung sowie Antriebsaggregat
CN103282620A (zh) * 2011-02-17 2013-09-04 沃依特专利有限责任公司 具有增压的内燃机和涡轮复合系统的传动系
US20120328968A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell system
DE102012224052A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erfassung eines Verdichterpumpens eines elektrisch angetriebenen Verdichters und Brennstoffzellensystem mit einem elektrisch angetriebenen Verdichter und einem Regelgerät zum Durchführen des Verfahrens
CN105308289A (zh) * 2013-06-28 2016-02-03 博格华纳公司 用于燃烧发动机的增压装置
US20160032931A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 Hyundai Motor Company Cooling unit of air compressor for fuel cell vehicle
DE102015210574A1 (de) * 2015-06-09 2016-12-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Oxidationsmittelförderer zur Förderung eines Oxidationsmittels zu mindestens einer Brennstoffzelle sowie Brennstoffzellensystem
EP3244033A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-15 MAHLE Filter Systems Japan Corporation Turbocharger

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114072941A (zh) * 2019-07-05 2022-02-18 罗伯特·博世有限公司 具有空气冷却的压缩器/涡轮单元的燃料电池系统以及方法
CN114072941B (zh) * 2019-07-05 2024-06-04 罗伯特·博世有限公司 具有空气冷却的压缩器/涡轮单元的燃料电池系统以及方法
CN116123064A (zh) * 2023-02-09 2023-05-16 广州汽车集团股份有限公司 一种燃料电池空压机冷却系统及其控制方法
CN116123064B (zh) * 2023-02-09 2024-05-07 广州汽车集团股份有限公司 一种燃料电池空压机冷却系统及其控制方法
CN116659109A (zh) * 2023-07-25 2023-08-29 浙江科维节能技术股份有限公司 合成氨装置用防喘振型氨冷冻系统及其防喘振方法
CN116659109B (zh) * 2023-07-25 2023-10-17 浙江科维节能技术股份有限公司 合成氨装置用防喘振型氨冷冻系统及其防喘振方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3743608B1 (de) 2022-03-09
WO2019145065A1 (de) 2019-08-01
KR20200109366A (ko) 2020-09-22
US20200347780A1 (en) 2020-11-05
EP3743608A1 (de) 2020-12-02
DE102018201162A1 (de) 2019-07-25
CN111670298B (zh) 2022-07-29
US11143096B2 (en) 2021-10-12
JP2021511645A (ja) 2021-05-06
JP7093422B2 (ja) 2022-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111670298B (zh) 涡轮机、燃料电池系统和相应的运行方法
KR101933819B1 (ko) 가스 터빈의 냉각 계통, 이것을 구비하고 있는 가스 터빈 설비, 및 가스 터빈의 부품 냉각 방법
US6385958B2 (en) Method for pressure modulation of turbine sidewall cavities
EP2444627B1 (en) Electric supercharging device
CN114072941B (zh) 具有空气冷却的压缩器/涡轮单元的燃料电池系统以及方法
US10914188B2 (en) Device and method for cooling a low pressure turbine in a turbomachine
US20200271130A1 (en) Compressor
US10767562B2 (en) Modulated cooled P3 air for impeller
US20170074171A1 (en) Gas turbine plant and method of improving existing gas turbine plant
CN104213987A (zh) 双轴式燃气轮机
EP2623751B1 (en) Method and apparatus to control part-load performance of a turbine
US10352196B2 (en) Gas turbine operation method and operation control device
US6637215B1 (en) Aircraft ground support air conditioning unit with heat exchanger bypass
JP2005240573A (ja) 二軸式ガスタービン及びその冷却空気供給方法
KR102695179B1 (ko) 특히 연료 전지 시스템을 위한 터보 기계, 연료 전지 시스템, 터보 기계의 작동을 위한 방법, 그리고 연료 전지 시스템의 작동을 위한 방법
US7044214B2 (en) Aircraft ground support air conditioning unit with cooling air flow control doors
KR20130000355A (ko) 증기 구동식 압축 장치
US20220102741A1 (en) Fuel cell system
KR20180083920A (ko) 가스 터빈 냉각 계통, 이것을 구비하는 가스 터빈 설비, 가스 터빈 냉각 계통의 제어 방법
CN219607357U (zh) 一种空调系统
CN219640428U (zh) 一种空调系统
JP7429337B2 (ja) 圧縮空気供給システム
CN117906266A (zh) 一种空调系统
CN115380156A (zh) 电和机械液压控制阀泄漏时涡轮发动机热交换器的隔离
CN115427672A (zh) 用于停止涡轮发动机的电机的装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant