CN113167285A - 用于燃料电池系统的输送和/或压缩气态介质的侧通道压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于燃料电池系统(37)的侧通道压缩机(1)，用于输送和/或压缩气态介质、尤其是氢气，该侧通道压缩机具有壳体(3)；具有位于所述壳体(3)中的压缩机室(30)，所述压缩机室具有至少一个环绕的侧通道(19,21)；具有位于所述壳体(3)中的压缩机轮(2)，所述压缩机轮可旋转地绕着旋转轴线(4)布置，其中，所述压缩机轮(2)在其周边上具有布置在所述压缩机室(30)的区域中的输送单元(5)，其中，所述输送单元(5)在面向所述旋转轴线(4)的一侧上被环绕的内限界环(26)限界并且具有分别构造在壳体(3)上的至少一个气体进入开口(14)和气体排出开口(16)，它们通过压缩机室(30)、尤其至少一个侧通道(19,21)相互流体连接，其中，所述壳体(3)相对于旋转轴线(4)径向地分别具有第一和第二端面(32,34)，所述第一和第二端面分别面向所述压缩机轮(2)，并且其中，在间隙面的区域中分别构造有至少一个功能相关的间隙尺寸(36,38)。根据本发明，所述压缩机轮(2)在此具有至少一个叶轮壳(10,12)，其中，所述叶轮壳具有相对于所述旋转轴线(4)径向地延伸的侧壁(13,23)和/或平行于所述旋转轴线延伸的外限界环(28)，由此，尤其引起所述输送单元(5)和/或所述侧通道(19,21)的流体包封。

Description

用于燃料电池系统的输送和/或压缩气态介质的侧通道压 缩机

技术领域

本发明涉及一种用于燃料电池系统的侧通道压缩机，用于输送和/或压缩气态介质、尤其是氢气，所述燃料电池系统尤其设置为用于使用在具有燃料电池驱动装置的车辆中。

背景技术

在车辆领域中，除液态燃料外，气态燃料在未来也越来越重要。尤其在具有燃料电池驱动装置的车辆中必须控制氢气流。在此，气流不再如在喷射液态燃料时那样不连续地被控制，而是将气态介质从至少一个高压箱取出并且经由中压管路系统的流入管路引导到喷射器单元上。该喷射器单元将气体经由低压管路系统的连接管路导向燃料电池。在气态介质流过燃料电池之后，该气态介质经由回流管路被引回到喷射器单元。在此，侧通道压缩机可以被连接在中间，该侧通道压缩机在流体技术和效率技术方面辅助气体再循环。此外，侧通道压缩机被用于尤其在一定停机时间之后(冷)启动车辆时辅助燃料电池驱动装置中的流动建立。该侧通道压缩机的驱动通常通过电动机实现，该电动机在车辆中运行时通过车辆电池被供给电压。

由DE10 2007 053 016 A1已知一种用于燃料电池系统的侧通道压缩机，在该侧通道压缩机中，气态介质、尤其是氢气被输送和/或压缩。侧通道压缩机具有在壳体中环绕的压缩机轮，该压缩机轮固定在驱动轴上并且被驱动装置置于旋转中并且因此绕着旋转轴线可旋转地布置。此外，侧通道压缩机具有位于壳体中的压缩机室，该压缩机室具有至少一个环绕的侧通道。在此，压缩机轮具有在其周边上布置在压缩机室的区域中的输送单元。在此，尤其借助输送单元和至少一个侧通道形成压缩机室。此外，在壳体中分别布置有气体进入开口和气体排出开口，它们通过至少一个侧通道相互流体连接。在此，壳体具有面向压缩机轮的第一端面和第二端面，所述第一端面和第二端面分别相对于旋转轴线径向地延伸。在这些区域中，在壳体和压缩机轮之间分别形成内部的和外部的轴向间隙。在壳体中的压缩机轮旋转时，在叶轮叶片和侧通道之间形成循环流动，通过所述循环流动将能量从压缩机轮引入到气态介质中。在此，气态介质轴向地沿旋转轴向的方向流入到输送单元的内部的、面向内限界环的区域中并且轴向地沿旋转轴线的方向又从输送单元的外部的、背离内限界环的区域流出。在流经叶轮叶片的输送单元时，气态介质经历旋流变化，通过该旋流变化

在环绕的侧通道引起压力升高。

由DE 10 2007 053 016 A1已知的侧通道压缩机可能具有一定缺点。在构造仅具有内限界环的输送单元的情况下，存在不利的流动关系。该缺点在输送气态介质、尤其在气态介质流入和流出输送单元时出现，其中，以该侧通道压缩机能够实现的输送压力和效率尤其低。此外，由DE 10 2007 053 016 A1已知的侧通道压缩机具有以下缺点：气态介质可以从输送单元相对于旋转轴线径向地并且轴向地流出和/或流入。此外，压缩机的输送单元尤其在压缩机轮的静止状态中完全沿旋转轴线的方向被流过，由此，在具有两个侧通道的侧通道压缩机的示例性实施方式中可能彼此不再或至少仅受限地实现侧通道的包封(Kapselung)。此外，通过相对于旋转轴线径向地从输送单元流出的气态介质，尤其相对于旋转轴线轴向地位于压缩机叶轮的各输送单元旁的至少一个侧通道不再充分利用气态介质。此外，通过由于气态介质的质量而产生的离心力效应增强了该作用，因为在压缩机轮旋转时，所输送的气态介质通过离心力总是增强地沿旋转轴线的方向径向地向外挤压，而不是相对于旋转轴线轴向地流动。由于气态介质与壳体之间的尤其相对于旋转轴线径向的增加的摩擦，气态介质的流动速度降低，并且气态介质的温度可以通过该摩擦升高，这又抵消了改善的压缩。此外，这种效应导致侧通道压缩机的降低的输送压力和减小的效率。

发明内容

根据本发明，提供一种具有独立权利要求的特征的用于燃料电池系统的侧通道压缩机，用于输送和/或压缩气态介质、尤其是氢气。

在此，侧通道压缩机具有压缩机轮，其中，压缩机轮具有至少一个叶轮壳，其中，该叶轮壳具有相对于旋转轴线径向延伸的侧壁和/或平行于旋转轴线延伸的外限界环，由此，尤其引起输送单元和/或侧通道的流体包封。因此，以有利的方式实现了，能够获得压缩机室、尤其是具有压缩机轮的输送单元的侧通道的成本低和/或有效的包封。在此，借助外限界环防止，气态介质可以从压缩机轮、尤其叶轮壳的输送单元相对于旋转轴线径向地流出、尤其流出到以下区域中：该区域不涉及应建立流体连接的各侧通道。此外，借助压缩机轮的和/或各叶轮壳的侧壁防止，气态介质可以从压缩机轮、尤其是叶轮壳的输送单元相对于旋转轴线径向地流出、尤其流出到不涉及各侧通道的区域中。这提供了以下优点：气态介质的流动仅在其所希望的区域中出现，即在侧通道压缩机与输送单元之间出现。由于介质与侧通道压缩机的其它区域的摩擦引起的摩擦损失可以尽可能地被减少和/或避免，由此可以提高侧通道压缩机的效率，所述摩擦损失引起侧通道压缩机对气态介质的输送作用和/或压缩作用变差。此外，至少几乎防止或减少了由于不希望的摩擦引起的气态介质的不希望的温度升高。此外，可以实现以下优点：在输送单元和各侧通道之间的循环流动可以这样地被优化，使得产生改善的输送作用。在此，气态介质在输送单元中这样地被引导通过侧壁和/或外限界环，使得气态介质可以有针对性地流入到至少一个侧通道中并且可以在输送单元中和/或在侧通道中形成改善的循环流动。这借助压缩机室中的提高的输送压力导致侧通道压缩机的改善的效率。

通过在从属权利要求中列举的措施可以实现在权利要求1中所说明的侧通道压缩机的有利扩展方案。从属权利要求涉及本发明的优选扩展方案。

根据一个特别有利的构型，压缩机轮具有第一叶轮壳和第二叶轮壳，其中，所述第一叶轮壳和第二叶轮壳尤其相对于旋转轴线轴向地彼此并排地布置。此外，在此至少一个叶轮壳可以至少部分地由塑料制造。以这种方式可以降低压缩机轮的制造成本，其中，在下面阐述在制造工艺阶段期间降低的成本。在此，用于压缩机轮和/或叶轮壳的材料成本、尤其是原材料成本(所述压缩机轮和/或叶轮壳至少部分地或至少几乎完全由至少一种塑料构成)小于由铸造材料制成的压缩机轮的材料成本、尤其是原材料成本。此外，在压缩机轮和/或叶轮壳由塑料例如借助注塑方法成型时，与尤压缩机轮由铸造材料，尤其借助铸造方法的成型相比，仅须消耗更少的能量、尤其是电能。此外，与由铸造材料制成的压缩机轮和/或叶轮壳，尤其由于材料硬度和由此引起的工具磨损和在后续加工中对压缩机轮不利的温度发展相比，用于使用塑料作为材料的压缩机轮和/或叶轮壳的后续加工的成本更低。以这种方式，通过例如代替铸造材料而使用塑料，一方面可以降低制造成本，另一方面可以降低压缩机轮的总重量和/或总质量。因此，压缩机轮尤其在旋转运动中具有较小的惯性矩。以这种方式，一方面得到以下优点：压缩机轮在加速到旋转运动中和/或从旋转运动制动时具有改善的旋转动态性和更快的响应特性，其中，因此能够更快地实现所希望的转速变化。因此能够在较短的时间段内引起阳极回路和因此整个燃料电池的所希望的运行状态。另一方面可以实现以下优点：可以减少用于驱动侧通道压缩机所需的能量、尤其是电能，因为由于较小的惯性矩而仅须消耗较少的能量、尤其是电能用于加速和/或制动压缩机轮。以这种方式可以降低燃料电池系统的总运行成本和/或制造成本。

根据一个有利的扩展方案，压缩机轮仅具有第一叶轮壳，并且壳体仅具有环绕的第一侧通道。以这种方式可以实现侧通道压缩机的紧凑且节省空间的结构形式，因为可以减小压缩机轮的宽度并且因此减小整个侧通道压缩机的宽度。此外，总体上需要用于侧通道压缩机的更少的构件。这尤其对于整个车辆是有利的，在该车辆中，用于燃料电池系统的部件的现有的安装空间受限制。此外，侧通道压缩机的根据本发明的构型提供以下优点：仅须调整压缩机轮和壳体之间的功能相关的第一间隙尺寸，以便实现压缩机室的包封。功能相关的第二间隙尺寸应当仅足够大地选择，使得在温度变化时由于不同的热膨胀系数不出现压缩机轮与壳体的碰撞。因此，可以减小装配费事并且因此可以降低装配成本。此外，可以减小侧通道压缩机的失效概率，因为侧通道压缩机代替至少两个功能相关的间隙尺寸仅具有一个功能相关的间隙尺寸，所述两个功能相关的间隙尺寸必须分别来调整并且因此在装配时也具有易出错性。

根据一个特别有利的构型，压缩机轮借助至少一个环绕的携动凸缘与驱动轴连接，其中，各携动凸缘以其内径相对于旋转轴线径向地与驱动轴力锁合地、尤其借助压配合连接。在此，各携动凸缘至少近似地相对于旋转轴线轴向地与各叶轮壳贴靠。此外，携动凸缘这样固定在驱动轴上，使得所述携动凸缘分别将相对于旋转轴线轴向的预紧力施加到各叶轮壳上。在此，各携动凸缘具有至少一个至少近似地平行于旋转轴线延伸的固定孔，各叶轮壳的至少一个至少近似地平行于旋转轴线延伸的固定销伸入到所述固定孔中。以这种方式可以实现以下优点：各叶轮壳沿旋转轴线的方向借助各携动凸缘并且至少间接地借助对应的另一叶轮壳形状锁合地固定。与旋转轴线正交地，各叶轮壳一方面形状锁合地借助伸到固定孔中的固定销固定，并且另一方面附加地借助在对应的另一叶轮壳上的贴靠而力锁合地固定。这提供了以下优点：一方面在马达侧的大驱动力矩可以被传递到压缩机轮、尤其是叶轮壳上。这即使在来自驱动器的强烈波动的转矩和/或转矩过高的情况下也导致整个侧通道压缩机的较小的失效概率。另一方面，压缩机轮的根据本发明借助至少两个携动凸缘的连接提供以下优点：在至少一个浮动和/或活动支承的情况下，可以补偿功能相关的间隙尺寸。因此，可以实现对至少一个侧通道或各侧通道的可靠包封，由此可以改善侧通道压缩机的效率。此外，通过使用携动凸缘简化了压缩机轮在轴上的装配和拆卸，并且因此可以降低装配和维护成本。

根据一个有利的构型，各叶轮壳的各侧壁引起第一侧通道与第二侧通道的流体分离。在此，借助各侧壁将压缩机轮中的一个输送单元分隔和/或分成两个沿旋转轴线方向的彼此并排布置的输送单元。在此，这两个输送单元中的每一个分别与一个侧通道处于流动交换中，其中，尤其形成循环流动。以这种方式，借助通过各侧壁的两个侧通道的流体分离可以实现以下优点：可以在侧通道压缩机中实现两个彼此独立的压缩机室。这一方面是有利的，因为在两个压缩机室之一失效时，例如由于包封问题和/或密封问题，另一压缩机室可以独立地继续输送，并且因此不出现侧通道压缩机的功能性的完全失效。另一方面，这是有利的，因为防止了流动、尤其在各输送单元与各侧通道之间的循环流动在流动技术上相互不利地影响。以这种方式可以减小侧通道压缩机的失效概率并且还可以提高侧通道压缩机的效率。

根据一个有利的构型，径向地环绕着旋转轴线的气隙相对于旋转轴线轴向地位于叶轮壳之间，其中，各叶轮壳附加地具有空腔，并且其中，空腔分别位于各叶轮壳的面向对应的另一叶轮壳的端面中。此外，弹簧元件、尤其碟形弹簧布置在该空腔中，其中，弹簧元件借助弹簧力将叶轮壳在轴向上彼此背离地压开并且尤其沿旋转轴线的方向压向各携动凸缘。此外，壳体和/或携动凸缘和/或驱动轴至少部分地由金属材料制造，其中，这些构件具有至少近似相同的热膨胀系数。在此，金属材料至少部分地具有铝和/或钢和/或金属合金。以这种方式可以将恒定的并且至少近似平行于旋转轴线延伸的压紧力施加到各叶轮壳上。在此，将叶轮壳这样地压向各携动凸缘，使得压缩机轮的总宽度在宽的温度区域上，例如-20℃至80℃几乎不改变或者至少仅略微改变。在此，由于材料在温度变化时的膨胀，各叶轮壳的宽度的变化、尤其沿旋转轴线的方向的变化可以通过气隙的可变宽度来补偿。一旦叶轮壳在宽度上增大，则气隙变小，其中，弹簧引起各叶轮壳恒定地压紧到各携动凸缘上。以这种方式可以实现以下优点：至少一个功能相关的间隙尺寸也不改变或至少仅略微改变，使得尤其不会出现至少一个功能相关的间隙尺寸的这种扩大，使得消除侧通道的气动包封和/或分离。因此，即使在经历宽的温度区域时，也可以提高或至少保持侧通道压缩机的可靠性和/或效率。

根据一个特别有利的扩展方案，对应的叶轮壳与对应的携动凸缘材料锁合地连接，尤其是借助于粘接过程，和/或对应的叶轮壳与对应的携动凸缘形状锁合地连接，尤其是借助于在制造对应的叶轮壳时的铸造过程。以这种方式，可以减少用于侧通道压缩机的所使用的构件的数量，并且因此可以减少侧通道压缩机的装配成本和/或构件成本和/或总成本。此外，可以提高侧通道压缩机的使用寿命，因为对应叶轮壳与携动凸缘的根据本发明的连接是稳定的连接。

根据一个有利的扩展方案，壳体具有两个气体进入开口和两个气体排出开口，其中，各一个气体进入开口和气体排出开口与第一侧通道流体连接，和/或，其中，各一个气体进入开口和气体排出开口与第二侧通道流体连接。以这种方式可以实现以下优点：在各压缩机室的各一个单独的气体进入开口和单独的气体排出开口的情况下，侧通道压缩机可以与燃料电池系统的两个输入管路和两个输出管路连接。由此，侧通道压缩机例如可以流体上接入在阳极回路的两个不同位置处，例如一个在喷射泵上游，而一个在喷射泵下游。

本发明不限于在此所描述的实施例和其中所强调的方面。更多地，在通过权利要求所说明的范围内可以实现在本领域技术人员处理的范围内的多个变型方案。

附图说明

在下面借助附图详细描述本发明。

附图示出了：

图1根据第一实施例的根据本发明的侧通道压缩机和根据本发明的压缩机轮的示意性剖视图，

图2叶轮壳的在图2中用C-C标出的侧视图，

图3根据第二实施例的根据本发明的侧通道压缩机和根据本发明的压缩机轮的示意性剖视图。

具体实施方式

从根据图1的示图得出根据第一实施例的根据本发明的侧通道压缩机1和根据本发明的压缩机轮2的示意性剖视图。

在此，侧通道压缩机1作为例如除喷射泵外的部件设置在燃料电池系统37的阳极回路中并且用于输送和/或压缩气态介质、尤其是氢气。在此，侧通道压缩机1具有壳体3、具有位于壳体3中的压缩机室30，该压缩机室具有至少一个环绕的侧通道19、21。在此，压缩机轮2位于壳体3中，其中，压缩机轮2可旋转地绕着旋转轴线4布置，并且其中，压缩机轮2在其环绕着旋转轴线4的周边上具有布置在压缩机室30的区域中的输送单元5。输送单元5在面向旋转轴线4的一侧上被环绕的内限界环26限界。在此，壳体3具有至少一个对应的气体进入开口14和气体排出开口16，它们通过压缩机室30和至少一个侧通道19、21相互流体连接。此外，壳体3相对于旋转轴线4径向延伸地分别具有至少一个第一端面32和/或第二端面34，所述端面分别面向压缩机轮2。在此，在间隙面的区域中分别形成至少一个功能相关的间隙尺寸36、38。

此外，壳体3在压缩机室30的区域中具有环绕的第一侧通道19和/或环绕的第二侧通道21。在此，多个输送单元5在压缩机轮2中绕着旋转轴线4在壳体3的几乎完全环绕着旋转轴线4的压缩机室30中环绕地延伸。在此，侧通道19、21在壳体3中沿旋转轴线4的方向这样延伸，使得这些侧通道相对于输送单元5轴向地在两侧延伸。在此，侧通道19、21可以至少在壳体3的部分区域中环绕着旋转轴线4延伸，其中，在壳体3中未构造有侧通道19、21的部分区域中形成壳体3中的中断区域15。在此，壳体3可以两件式地构造并且具有壳体上部分7和壳体下部分8。

此外，在图1中示出，压缩机轮2具有至少一个叶轮壳10、12，其中，所述叶轮壳分别具有相对于旋转轴线4径向延伸的侧壁13、23和/或分别具有平行于旋转轴线4延伸的外限界环28，由此，尤其引起输送单元5和/或侧通道19、21的流体包封。在一个示例性的实施方式中，在此，压缩机轮2可以具有第一叶轮壳10和第二叶轮壳12，其中，这两个叶轮壳尤其相对于旋转轴线4轴向地彼此并排布置。此外，在此至少一个叶轮壳10、12至少部分地由塑料制造。在此，可以是，各叶轮壳10、12完全由塑料制造或者是材料的复合物，其中例如使用不同的塑料和/或其它材料。在此，各叶轮壳10、12的各侧壁13、23引起第一侧通道19与第二侧通道21的流体分离。此外，各侧壁13、23引起各侧通道19、21与在外限界环28之外和/或在内限界环26之内的对应的体积区域的流体分离。在此，如在图1中所示地，压缩机室30可以借助对应的至少一个侧壁13、23分成两个流体和/或气动分离的压缩机室30a、30b。

此外，在图1中示出，侧通道压缩机1具有驱动轴9和驱动器6，其中，驱动轴9以一端部轴向于旋转轴线4至少万向节式地与驱动器6连接。在此，第一轴承27在驱动轴9的外径上轴向地位于驱动器6和压缩机轮2之间的区域中，并且第二轴承47位于压缩机轮2的背离驱动器6的一侧上。轴承27、47可以是滚动轴承27、47、尤其是球轴承27、47。一旦转矩从驱动器6被传递到压缩机轮2上，则压缩机轮2被置于旋转运动中并且至少一个输送单元5在旋转运动中环绕着旋转轴线4运动通过壳体3中的压缩机室30。在此，已经处于压缩机室30中的气态介质通过输送单元5一起运动并且在此被输送和/或压缩。此外，在输送单元5与至少一个侧通道19、21之间发生气态介质的运动、尤其流动交换。在此，对于输送效果决定性的是，在运行中可以在各侧通道19、21内形成循环流动50。

借助功能相关的间隙尺寸36、38实现，侧通道19、21被包封(gekapselt)并且因此彼此气动分离。在此，压缩机轮2和壳体3、尤其壳体上部分7和/或壳体下部分8形成对应的功能相关的间隙尺寸36、38，这些间隙尺寸这样小，使得气态介质不能通过各间隙尺寸36、38和/或不能经各间隙流过。在此，所提及的面配对32与40和/或34与42通常相对彼此具有尽可能小的间隙。此外，气态介质、尤其是来自燃料电池系统37的未消耗的再循环介质经由气体进入开口14流入到侧通道压缩机1的压缩机室30中和/或被供应给侧通道压缩机1和/或从位于气体进入开口14之前的区域中被吸入。在此，气态介质在完成流过侧通道压缩机1的气体排出开口16之后被导出并且流回到燃料电池系统37中。此外，示出对称轴线48，该对称轴线正交于旋转轴线4并且对称地居中穿过压缩机轮2的截面几何形状地延伸。

此外，在图1中示出，压缩机轮2借助至少一个环绕的携动凸缘22、24与驱动轴9连接，其中，各携动凸缘22、24以其内径相对于旋转轴线4径向地与驱动轴9力锁合地、尤其借助压配合连接。在此，各携动凸缘22、24至少近似地相对于旋转轴线4轴向地与各叶轮壳10、12贴靠，其中，携动凸缘22、24这样固定在驱动轴9上，使得所述携动凸缘分别将相对于旋转轴线4轴向延伸的预紧力施加到各叶轮壳10、12上。此外，第一叶轮壳10例如可以以第三端面40和/或第二叶轮壳12可以以第四端面42分别与第一携动凸缘22的第五端面44和/或第二携动凸缘24的第六端面46贴靠、尤其几乎轴向于旋转轴线4地贴靠。在此，相对于旋转轴线4轴向地作用的预紧力通过面40、42、44、46、54、56作用到各构件10、12、13、22、24上并且负责压缩机轮2的稳定的装配组合，其中，大的转矩也可以在驱动器6侧传递到压缩机轮2上。此外，各携动凸缘22、24具有至少一个至少近似相对于旋转轴线4轴向延伸的固定孔20，各叶轮壳10、12的至少一个相对于旋转轴线4轴向延伸的固定销18伸入到所述固定孔中。在此，壳体3和/或携动凸缘22、24和/或驱动轴9可以至少部分地由金属材料制造，其中，这些构件具有至少近似相同的热膨胀系数。在此，金属材料可以至少部分地是铝和/或钢和/或金属合金。

如在图1中所示地，径向地环绕着旋转轴线4的气隙52相对于旋转轴线4轴向地位于叶轮壳10、12之间，其中，各叶轮壳10、12附加地具有空腔31，其中，空腔31分别位于各叶轮壳10、12的面向对应的另一叶轮壳10、12的第七和第八端面54、56中。在此，弹簧元件35、尤其是碟形弹簧35布置在空腔31中，其中，弹簧元件35借助弹簧力将叶轮壳10、12在轴向上彼此压开并且压向各携动凸缘22、24，尤其至少几乎沿旋转轴线4的方向。此外，各叶轮壳10、12可以与各携动凸缘22、24材料锁合地连接，尤其借助粘接过程和/或通过叶轮壳10、12借助铸造过程在制造时直接碰到各携动凸缘22、24上。在此，各携动凸缘22、24可以至少部分地由金属和/或至少部分地由塑料构成。也可以是，各携动凸缘22、24由不同材料的复合物构成，其中，塑料和/或金属是该复合物的材料。

此外，在图1中示出，壳体3可以具有两个气体进入开口14a、b和两个气体排出开口16a、b。在此，在壳体上部分7中分别构造有气体进入开口14a和气体排出开口16a，和/或在壳体下部分8中分别构造有另一气体进入开口14b和另一气体排出开口16b。在此，一个气体进入开口14a和一个气体排出开口16a与第一压缩机室30a和第一侧通道19流体连接。在此，另一气体进入开口14b和另一气体排出开口16b与第二压缩机室30b和第二侧通道21流体连接。

由于构件壳体上部分7和/或壳体下部分8和/或携动凸缘22、24和/或驱动轴9由尤其具有至少近似相同的热膨胀系数的金属材料实施，这些构件在温度升高时沿旋转轴线4的方向至少近似相同强度地膨胀并且在温度降低时至少近似相同强度地收缩。因为压缩机轮2和尤其叶轮壳10、12至少部分地由塑料制造，所以它们具有不同的热膨胀系数。

因此，与壳体上部分7和/或壳体下部分8和/或携动凸缘22、24和/或驱动轴9相比，在温度变化时，叶轮壳10、12的宽度不同地变化。这又可能导致各功能相关的间隙尺寸36、38的这种扩宽，由此将不再确保侧通道19、21彼此包封和因此流体和/或气动分离。另一方面，在间隙尺寸36、38由于温度变化和侧通道压缩机1的构件的不同热膨胀系数而减小的情况下，各功能相关的间隙尺寸36、38可能变得这样小，使得压缩机轮2和壳体3相互接触，由此上述构件损坏和/或压缩机轮2被卡在壳体3中和因此侧通道压缩机1不再能够正常工作。由于在两个叶轮壳10、12之间使用弹簧元件35，与构件壳体上部分7和/或壳体下部分8和/或携动凸缘22、24和/或驱动轴9相比，可以这样补偿构件叶轮壳10、12的不同的宽度变化，使得弹簧元件35至少几乎沿旋转轴线4的方向被压在一起和/或彼此拉开。以这种方式，叶轮壳体10、12之间的气隙52的宽度45可以变化并且压缩机轮2的整个宽度45在经历不同温度区域时这样地匹配，使得所述功能相关的间隙尺寸36、38保持不变并且因此与侧通道压缩机1的构件的温度和不同热膨胀系数无关。

此外，在图1中示出，驱动器6具有相对于旋转轴线4轴向延伸的转子17，其中，转子17力锁合地和/或形状锁合地与驱动轴9连接，尤其借助压配合。通过使用转子壳体41实现转子17相对于周围环境影响和/或相对于外部的湿气和污染的包封。此外，驱动器6具有环绕着旋转轴线4的定子11，其中，定子11在外部环绕着转子17和/或转子17位于定子11的内径之内。通过定子11的通电可以驱动转子17并且尤其使转子处于旋转运动中。通过使用定子壳体39实现定子11相对于周围环境影响和/或相对于外部的湿气和污染的包封。在此，转子壳体41和/或定子壳体39可以固定在侧通道压缩机1的壳体3上、尤其拧紧到壳体3上。

图2示出叶轮壳10的在图1中用C-C标出的侧视图。在此，叶轮壳10具有内限界环26，该内限界环绕着旋转轴线4环形地延伸。此外，叶轮壳10具有外限界环28，该外限界环绕着旋转轴线4环形地延伸并且相对于内限界环26具有更大的直径。此外，叶轮壳10具有多个环绕着旋转轴线4的输送单元5，其中，输送单元5被两个叶轮叶片55限界。在此，输送单元5在面向各侧通道19、21的一侧上具有开口53。此外示出，叶轮壳10在内限界环26的区域中具有至少两个固定孔20，固定销18(在图1中示出)至少几乎平行于旋转轴线4地伸入到所述固定孔中。第二叶轮壳12具有相同元件并且在结构上至少几乎相同，然而，第二叶轮壳在结构和关于对称轴线48的对称性上镜像对称地构造。

图3示出根据第二实施例的根据本发明的侧通道压缩机1和根据本发明的压缩机轮2的示意性剖视图。在该实施例中，压缩机轮2仅具有第一叶轮壳10，第一叶轮壳10借助第一携动凸缘22与驱动轴9连接。在此，侧通道压缩机1具有壳体上部分7和壳体下部分8，其中，壳体上部分7具有气体进入开口14a、气体排出开口16a和第一侧通道19。此外，叶轮壳10在背离第一侧通道19的一侧上具有第一侧壁13。在此，第一压缩机室30a借助第一侧壁13和功能相关的第一间隙尺寸36被包封。

Claims (14)

1.一种用于燃料电池系统(37)的侧通道压缩机(1)，用于输送和/或压缩气态介质、尤其是氢气，所述侧通道压缩机具有：

壳体(3)；

位于所述壳体(3)中的压缩机室(30)，所述压缩机室具有环绕的至少一个侧通道(19,21)；

位于所述壳体(3)中的压缩机轮(2)，所述压缩机轮可旋转地绕着旋转轴线(4)布置，其中，所述压缩机轮(2)在其周边上具有布置在所述压缩机室(30)的区域中的输送单元(5)，其中，所述输送单元(5)在面向所述旋转轴线(4)的一侧上被环绕的内限界环(26)限界；和

分别构造在所述壳体(3)上的至少一个气体进入开口(14)和气体排出开口(16)，所述气体进入开口和气体排出开口通过所述压缩机室(30)和所述至少一个侧通道(19,21)相互流体连接，其中，所述壳体(3)相对于所述旋转轴线(4)径向地分别具有至少一个第一端面和/或第二端面(32,34)，所述第一和/或第二端面分别面向所述压缩机轮(2)，并且其中，在间隙面的区域中分别形成至少一个功能相关的间隙尺寸(36,38)，

其特征在于，所述压缩机轮(2)具有至少一个叶轮壳(10,12)，其中，所述叶轮壳具有相对于所述旋转轴线(4)径向地延伸的侧壁(13,23)和/或平行于所述旋转轴线延伸的外限界环(28)，由此，尤其引起所述输送单元(5)和/或所述侧通道(19,21)的流体包封。

2.根据权利要求1所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，所述压缩机轮(2)具有第一叶轮壳(10)和第二叶轮壳(12)，其中，所述叶轮壳尤其相对于所述旋转轴线(4)轴向地彼此并排布置。

3.根据权利要求1所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，所述压缩机轮(2)仅具有第一叶轮壳(10)并且所述壳体仅具有环绕的第一侧通道(19)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，所述至少一个叶轮壳(10,12)至少部分地由塑料制造。

5.根据前述权利要求中任一项所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，所述压缩机轮(2)借助至少一个环绕的携动凸缘(22,24)与驱动轴(9)连接，其中，各携动凸缘(22,24)以其内径相对于所述旋转轴线(4)径向地与所述驱动轴(9)力锁合地连接、尤其借助压配合连接，并且其中，各携动凸缘(22,24)至少近似相对于所述旋转轴线(4)轴向地与各叶轮壳(10,12)贴靠。

6.根据前述权利要求中任一项所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，各叶轮壳(10,12)的对应的侧壁(13,23)引起所述第一侧通道(19)与第二侧通道(21)的流体分离。

7.根据权利要求5所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，所述携动凸缘(22,24)固定在所述驱动轴(9)上，使得所述携动凸缘分别将相对于所述旋转轴线(4)轴向地延伸的预紧力施加到各叶轮壳(10,12)上。

8.根据权利要求7所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，径向地环绕着所述旋转轴线(4)的气隙(52)相对于所述旋转轴线(4)轴向地位于所述叶轮壳(10,12)之间，其中，各叶轮壳(10,12)附加地具有空腔(31)，其中，所述空腔(31)分别位于各叶轮壳(10,12)的面向对应的另一叶轮壳(10,12)的端面(54,56)中。

9.根据权利要求8所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，弹簧元件(35)、尤其碟形弹簧(35)布置在所述空腔(31)中，其中，所述弹簧元件(35)借助弹簧力将所述叶轮壳(10、12)在轴向上彼此压开并且压向各携动凸缘(22、24)，尤其沿所述旋转轴线(4)的方向。

10.根据权利要求5所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，

各携动凸缘(22,24)具有至少一个至少近似平行于所述旋转轴线(4)地延伸的固定孔(20)，各叶轮壳(10,12)的至少一个至少近似平行于所述旋转轴线(4)地延伸的固定销(18)伸入到所述固定孔中。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，各叶轮壳(10,12)与各携动凸缘(22,24)材料锁合地连接、尤其借助粘接过程，和/或

各叶轮壳(10,12)与各携动凸缘(22,24)形状锁合地连接，尤其借助在制造各叶轮壳(10,12)时的铸造过程。

12.根据前述权利要求中任一项所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，所述壳体(3)具有两个气体进入开口(14a，b)和两个气体排出开口(16a，b)，其中，一个气体进入开口和一个气体排出开口(14a，16a)分别与所述第一侧通道(19)流体连接，和/或，

其中，一个气体进入开口和一个气体排出开口(14b，16b)分别与所述第二侧通道(21)流体连接。

13.根据前述权利要求中任一项所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，所述壳体(3)和/或所述携动凸缘(22,24)和/或所述驱动轴(9)至少部分地由金属材料制造，其中，这些构件具有至少近似相同的热膨胀系数。

14.根据权利要求13所述的侧通道压缩机(1)，其特征在于，所述金属材料至少部分地具有铝和/或钢和/或金属合金。

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