CN117425781A - 用于燃料电池系统的用于输送和/或再循环气态介质、尤其氢气的输送装置 - Google Patents

用于燃料电池系统的用于输送和/或再循环气态介质、尤其氢气的输送装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117425781A
CN117425781A CN202280039930.0A CN202280039930A CN117425781A CN 117425781 A CN117425781 A CN 117425781A CN 202280039930 A CN202280039930 A CN 202280039930A CN 117425781 A CN117425781 A CN 117425781A
Authority
CN
China
Prior art keywords
side channel
drive
running wheel
compressor
gaseous medium
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.)
Pending
Application number
CN202280039930.0A
Other languages
English (en)
Inventor
B·莱布斯勒
J·韦斯内尔
M·卡茨
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 CN117425781A publication Critical patent/CN117425781A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D23/00Other rotary non-positive-displacement pumps
    • F04D23/008Regenerative pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/04Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid-driven
    • F04D25/045Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid-driven the pump wheel carrying the fluid driving means, e.g. turbine blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/584Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps cooling or heating the machine

Landscapes

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

Abstract

用于燃料电池系统(31)的输送装置(1),其用于气态介质、尤其氢气的输送和/或再循环,其具有:侧通道压缩机(2),输送装置(1)至少部分地借助配量阀(6)利用处于压力下的气态介质的驱动射束(12)来驱动,将处于压力下的气态介质至少间接地借助配量阀(6)供应给侧通道压缩机(2);在壳体(17)中环绕着旋转轴线(23)延伸的压缩机室(30),其具有至少一个环绕的侧通道(19);位于壳体(17)中的运行轮(14),其绕着旋转轴线(23)能旋转地布置并且通过驱动器(10)来驱动,侧通道压缩机(2)具有壳体(17),连同构造在壳体(17)上的进气口(20)和排气口(22),它们通过压缩机室(30)、尤其至少一个第一侧通道(19)互相流体连接。根据本发明,气态介质借助配量阀(6)通过运行轮(14)供应至侧通道压缩机(2),供应至少几乎沿旋转轴线(23)的方向在运行轮(14)背离驱动器(10)的侧上进行。

Description

用于燃料电池系统的用于输送和/或再循环气态介质、尤其氢 气的输送装置
技术领域
本发明涉及一种用于燃料电池系统的输送装置,所述输送装置用于气态介质、尤其氢气的输送和/或再循环,所述气态介质尤其设置为应用在具有燃料电池驱动器的车辆中。
背景技术
在车辆领域中,除了液态燃料之外,在未来气态燃料也具有越来越重要的角色。尤其在具有燃料电池驱动器的车辆中必须控制氢气气流。在此,不再如喷射液态燃料时那样不连续地控制气流,而是将气体从至少一个高压罐取出并且通过中压管线系统的流入管线引导至输送装置。该输送装置将气体通过低压管线系统的连接管线引导至燃料电池。
从DE 10 2017 222 390 A1中已知一种用于燃料电池系统的输送装置,该输送装置用于气态介质、尤其氢气的输送和/或再循环,该输送装置具有侧通道压缩机、具有由处于压力下的气态介质的驱动射束所驱动的喷射泵(Strahlpumpe)并且具有配量阀。在此,将处于压力下的气态介质借助配量阀供应给喷射泵,其中,燃料电池的阳极输出端与输送装置的输入端流体连接,其中,输送装置的输出端与燃料电池的阳极输入端流体连接。
从DE 10 2017 222 390A1中已知的输送装置以及已知的燃料电池系统能够分别具有一定缺点。在此,输送装置的部件、尤其侧通道压缩机、HGI和喷射泵至少部分地借助呈管路形式和必要时呈附加的分配器板形式的流体连接部与内置通道相互连接和/或与燃料电池和/或与输送装置的其它部件连接。在此,所述部件至少部分地作为单独的结构组存在,所述结构组借助管路互相连接。在此,一方面产生多个流动偏转部并且因此产生流动损耗。由此降低输送装置的效率。
另一方面,通过所述部件(配量阀和/或喷射泵和/或侧通道压缩机)作为单独的结构组的布置方式产生以下缺点:这些部件总体上形成关于安装空间和/或几何体积的大的表面。由此有助于快速冷却,尤其是在整个车辆的长停放时间的情况下,这会导致增加的冰桥形成并因此导致增加的构件和/或燃料电池系统的损坏,这又会导致输送装置和/或燃料电池系统的降低的可靠性和/或使用寿命。此外,另一缺点是构件(配量阀和/或喷射泵和/或侧通道压缩机)和/或燃料电池系统和/或整个车辆的恶化的冷启动性能,因为加热能和/或热能必须分别单个地引入到构件(侧通道压缩机和/或喷射泵和/或配量阀)中,其中,所述构件彼此远离地布置并且因此必须单独加热每个构件(尤其在0℃以下的温度时),以便除去可能的冰桥。
此外,必须对部件(侧通道压缩机、喷射泵和配量阀)分别设置自身的壳体,这导致高的制造成本和/或材料成本。
发明内容
发明优点
根据本发明,提出一种用于燃料电池系统的输送装置,其用于气态介质、尤其氢气的输送和/或再循环,其中,氢气在下文中称为H2。在此,输送装置具有侧通道压缩机,其中,输送装置借助配量阀利用处于压力下的气态介质的驱动射束至少部分地来驱动,其中,将处于压力下的气态介质至少间接地借助配量阀供应给侧通道压缩机。在此,侧通道压缩机具有壳体,其带有位于壳体中的压缩机室(该压缩机室具有环绕的第一侧通道)并且带有位于壳体中的运行轮,该运行轮绕着旋转轴线能旋转地布置并且通过驱动器来驱动。此外,壳体尤其在第一侧通道的区域中具有进气口和排气口,所述进气口和排气口通过压缩机室互相流体连接。在此,该气态介质尤其能够是来自罐的驱动介质。
参考图1,输送装置构造成使得气态介质借助配量阀至侧通道压缩机的供应通过运行轮进行,其中,所述供应至少几乎沿旋转轴线的方向在运行轮背离驱动器的侧上进行。以这种方式能够实现以下优点:能够引起输送装置的紧凑的结构形式,因为该驱动器沿旋转轴线的方向布置在运行轮的与配量阀相对置的侧上。此外,能够降低侧通道压缩机的构件成本和/或装配成本,因为借助配量阀来供应气态介质不必从驱动器的侧进行,这例如借助空心轴导致构件和/或部件的更高的复杂性,该空心轴用于将转矩从驱动器传递到运行轮上并且用于使气态介质贯穿和供应至侧通道压缩机。这导致节省整个输送装置的成本。此外,以这种方式能够缩短在配量阀与侧通道压缩机之间的流动路径,这导致气态介质的流动损耗的减少并且因此导致整个输送机组的提高的效率。
通过在从属权利要求中列出的措施可实现在权利要求1中给出的输送装置的有利的扩展方案。从属权利要求涉及本发明的优选扩展方案。
根据输送装置的一个有利构型,将气态介质从配量阀供应到运行轮的轴向开口的区域中,其中,轴向开口尤其盘形地环绕着旋转轴线延伸。以这种方式能够将气态介质直接从配量阀引入到运行轮中,而无需例如呈管路形式的其他构件。这导致输送装置的降低的材料成本和装配成本。此外,例如对于管路系统和/或配量阀之间的机械接口,不需要密封部,使得能够实现气态介质至运行轮和/或侧通道压缩机的供应的低磨损和无摩擦的可行性。由于减少了摩擦磨损,因此这提供了提高输送机组的使用寿命的优点。
根据输送装置的一个特别有利的构型,运行轮在其背离旋转轴线的侧上构造壁部,其中,运行轮在其内置的壁部上具有至少一个径向开口,运行轮通过所述径向开口借助驱动介质和/或驱动射束来驱动,尤其在第二侧通道的区域中。以这种方式能够改善输送机组的效率,因为通过驱动介质和/或驱动射束对运行轮进行高效驱动,该驱动介质和/或驱动射束从运行轮的径向开口流出并且因此沿旋转方向驱动运行轮。在此,驱动介质、尤其是处于高压下且以高速从径向开口流出的驱动介质流到第二侧通道的区域中。在此,运行轮借助反冲驱动器被置于旋转运动中,其中,反冲尤其通过由所述至少一个径向开口流到第二侧通道中的驱动介质引起。
根据一个有利构型,运行轮具有径向通道,其中,所述通道从轴向开口的区域延伸至第二侧通道,其中,径向通道使轴向开口和第二侧通道流体连接。以这种方式能够实现以下优点:能够将通过配量阀喷入的气态介质和/或驱动射束、尤其是驱动介质的压力能和动能的大部分转换为运行轮的旋转能,其中,能够降低驱动射束利用第二侧通道的流动损耗和/或驱动介质利用径向通道的流动损耗。因此,能够提高输送装置和/或侧通道压缩机的效率。
根据一个特别有利的扩展方案,径向通道构造为敞开的沟槽,其中,相应的沟槽沿旋转轴线的方向在背离驱动器的侧上打开。以这种方式能够实现以下优点:将轴向开口与第二侧通道连接的敞开的沟槽能够借助简单的制造工艺被引入到运行轮中。此外,基于输送机组的这个根据本发明的构型,能够省去单独的构件“盘”或“盖”,由此能够降低材料成本和/或构件成本。
根据一个有利构型,径向通道构造为封闭的通道,其中,相应的通道借助单独的盖被封闭,使得所述通道沿旋转轴线的方向在背离驱动器的侧上被所述盖限界。以这种方式能够实现以下优点:实现用于将轴向开口连接到第二侧通道的紧凑的结构形式。
根据输送装置的一个有利的扩展方案,将驱动介质至少间接地通过配量阀配量到第二侧通道中和/或使其流入到该第二侧通道中,其中,第二侧通道与第一侧通道至少几乎完全地流体分离和/或仅在排气口的区域中流体连接。以这种方式能够确保,驱动介质和驱动射束的动能的大部分被用于驱动运行轮,并且该动能至少部分地不会由于随着位于第一侧通道中的再循环的流动损耗和/或摩擦损耗而失去。此外,发生在驱动介质与位于第二侧通道中的介质之间的压力交换和/或脉冲交换,其中,驱动介质相对于位于第二侧通道中的介质具有更高的压力和/或更高的速度。因此能够提高输送装置和/或侧通道压缩机的效率。
根据输送装置的一个特别有利的构型,运行轮尤其根据燃料电池的运行状态或者被驱动器驱动或者至少间接地被来自至少所述径向通道的驱动射束驱动或被这些元件同时驱动,该驱动器能够构造为驱动马达。以这种方式能够在侧通道压缩机和/或燃料电池和/或燃料电池系统的高负载点时通过配量阀的驱动射束的作用来支持侧通道压缩机的驱动马达,由此能够更紧凑地实施驱动马达和/或运行轮,由此能够减小整个输送装置所需的安装空间和成本。此外能够实现输送装置的更好的效率,因为输送装置能够在燃料电池系统和/或燃料电池的不同运行状态下更高效地工作。
根据输送装置的一个有利构型,所述至少一个径向通道螺旋形地从运行轮的内部延伸至壁部。以这种方式能够确保,驱动介质尽可能在穿流径向通道或敞开的沟槽时附加地通过运行轮的旋转结合螺旋形状来加速。此外,驱动射束能够至少几乎平行于内置的壁部的切线或与该切线成小角度地从运行轮流出,能够减少摩擦损失。此外,驱动介质在基于径向通道的更长的通道长度进行穿流的情况下更长地经受由于旋转的运行轮而产生的离心力,其中,能够实现进一步提高的加速度,该加速度引起驱动介质到第二侧通道中的提高的流入速度。以这种方式能够提高输送装置和/或侧通道压缩机的效率。
本发明不限于在此所描述的实施例以及在本文中突出的方面。相反地,在权利要求给定的范围内能够实现处于本领域技术人员的能力范围内的多种改型。
附图说明
下面根据附图详细地描述本发明。
其示出了:
图1根据本发明的具有再循环鼓风机的输送装置的示意性截面图;
图2根据第一实施例和第二实施例的具有配量阀和侧通道压缩机的输送装置的一部分的示意性截面图;
图3根据第一或第二实施例的输送装置、侧通道压缩机以及运行轮的在图2中以A-A标出的截面图和/或俯视图。
具体实施方式
根据图1的示图是根据本发明的具有侧通道压缩机2的输送装置1的示意性截面图。
侧通道压缩机2具有在壳体17中环绕的运行轮14,该运行轮紧固在驱动轴9上并且由驱动器10置于旋转中,该驱动器能够构造为驱动马达10。
在此,在一个示例性的实施方式中,运行轮14能够紧固在驱动轴9上。替代地,驱动马达10能够实施为不需要驱动轴9的轴向磁场马达10。
在此,在图1中示出,输送装置1适用于燃料电池系统31,用于气态介质、尤其氢气的输送和/或再循环。输送装置1具有侧通道压缩机2,其中,能够借助配量阀6(在图2中示出)以处于压力下的气态介质的驱动射束12(在图2中示出)至少部分地驱动输送装置1。在此,将处于压力下的气态介质借助配量阀6供应给输送装置1,其中,侧通道压缩机2具有运行轮14,该运行轮分别绕着旋转轴线23能旋转地布置。在此,燃料电池29的阳极输出端与输送装置1的进气口20流体连接。此外,燃料电池29的阳极输入端与输送装置1的排气口22流体连接。
在此,电驱动马达10用作运行轮14的旋转驱动器10。此外,输送装置1具有壳体17。壳体17包括互相连接的壳体上部分7和壳体下部分8。此外,运行轮14能够抗扭地布置在驱动轴9上并且被壳体上部分7和壳体下部分8包围。此外,运行轮14构造输送单元28,其在外侧连接到毂盘上。运行轮14的该输送单元28环绕着旋转轴线23地在壳体17的环绕的压缩机室30中延伸。此外,在图1中,在输送单元28的区域中可见一个相应的叶片11和/或多个相应的叶片11的截面轮廓。该相应的叶片11能够具有V形轮廓,其中,对称的V形轮廓沿旋转轴线23的方向延伸。此外,相应的输送单元28沿运行轮14的旋转方向被两个相应的叶片11限界,其中,多个叶片11环绕着旋转轴线23在径向上相对于旋转轴线23地布置在运行轮14上。
如在图1中所示的,壳体17、尤其是壳体上部分7和/或壳体下部分8在压缩机室30的区域中具有至少一个环绕的侧通道19、21。在此,所述至少一个侧通道19、21在壳体17中沿旋转轴线23的方向延伸,使得该侧通道相对于输送单元28轴向或径向地在一侧或在两侧延伸。在此,所述至少一个侧通道19、21能够至少在壳体17的部分区域中环绕着旋转轴线23延伸,其中,在壳体17中未构造有第一侧通道19的部分区域中,能够形成壳体17中的中断区域15(参见图3)。
在一个可行的实施方式中,驱动轴9相对于旋转轴线23轴向地至少万向式地与驱动马达10连接。此外,至少一个轴承27在驱动轴9的外径上轴向地位于壳体下部分8与运行轮14之间的区域中。
此外,壳体17、尤其是壳体下部分8构造进气口20和排气口22。在此,进气口20和排气口22尤其通过第一侧通道19互相流体连接。
在第一实施方式中,由驱动马达10将转矩通过驱动轴9传递到运行轮14上。在一个替代的实施方式中,驱动马达10能够实施为轴向磁场马达10并且因此直接借助磁场驱动运行轮14,而无须通过驱动轴9传递转矩。在此,将运行轮14置于旋转运动中,并且输送单元28在旋转运动中环绕着旋转轴线23地通过壳体17中的压缩机室30沿运行轮14的旋转方向24(参见图3)的方向运动。在此,通过输送单元28带动并且在此输送和/或压缩已经位于压缩机室30中的气态介质。此外,发生气态介质的运动、尤其是在输送单元28与第一侧通道19之间的流动交换。此外,侧通道压缩机2通过进气口20和排气口22与燃料电池系统31连接,其中,气态介质(其尤其是来自燃料电池29的未消耗的再循环介质)通过进气口20进入到侧通道压缩机2的压缩机室30中和/或被供应给侧通道压缩机2和/或从位于进气口20之前的区域被抽吸。在此,气态介质在完成穿过输送装置1和/或侧通道压缩机2之后经由侧通道压缩机2的排气口22被导出并且尤其经由阳极输出端流到燃料电池29中。此外,输送装置1和/或侧通道压缩机2具有壳体17,该壳体带有构造在壳体17上的进气口20和排气口22,所述进气口和排气口通过压缩机室30、尤其是所述至少一个第一侧通道19互相流体连接。
图2示出根据第一实施例的具有配量阀6、侧通道压缩机2和驱动马达10的输送装置1的一部分的示意性截面视图。
在此,示出用于气态介质、尤其氢气的输送和/或再循环的输送装置1,其具有侧通道压缩机2。在此,输送装置1借助配量阀6利用处于压力下的气态介质的驱动射束12至少部分地来驱动,其中,处于压力下的气态介质至少间接地借助配量阀6被供应给输送装置1并且作为驱动介质存在。根据输送装置1的一个特别有利的扩展方案,所述至少一个径向通道3与旋转轴线23正交地延伸。以这种方式能够实现以下优点:能够将通过配量阀6喷入的驱动射束12、尤其是驱动介质的压力能和动能的大部分转换为运行轮14的旋转能,其中,能够降低驱动射束12随着第二侧通道21的流动损耗和/或驱动介质随着径向通道3的流动损耗。因此,能够提高输送装置1和/或侧通道压缩机2的效率。
此外,在图2中示出,输送装置1具有环绕着旋转轴线23延伸的压缩机室30,该压缩机室具有至少一个环绕的第一侧通道19,具有位于壳体17(在图1中示出)中的运行轮14,该运行轮绕着旋转轴线23能旋转地布置并且被驱动器10驱动。在此,压缩机室30和第一侧通道19至少近似环形地绕着旋转轴线23延伸。侧通道压缩机2具有运行轮14,该运行轮在其周缘上具有布置在压缩机室30的区域中的叶片11。在此,运行轮14借助至少一个通到至少一个径向开口16中的径向通道3至少间接地与配量阀6和/或罐25流体连接。在此,将驱动介质从径向通道3配量到第二侧通道21中和/或使其流入到该第二侧通道中,其中,第二侧通道21与第一侧通道19至少几乎完全地流体分离和/或仅在排气口22的区域中流体连接。
在此,气态介质借助配量阀6通过运行轮14供应至侧通道压缩机2。此外,该供应至少几乎沿旋转轴线23的方向在运行轮14背离驱动器10的侧上进行,尤其是通过配量阀6的喷嘴36,该喷嘴通过内置的通道18与罐25连接。在此,将气态介质从配量阀6供应到运行轮14的轴向开口5的区域中,其中,轴向开口5尤其盘形地环绕着旋转轴线23延伸。
图2还示出,径向通道3从轴向开口5的区域延伸至第二侧通道21,其中,径向通道3使轴向开口5与第二侧通道21流体连接。在此,在图2中,在旋转轴线23上方示出输送装置1的第一实施例并且在旋转轴线23下方示出输送装置1的第二实施例。
根据第一实施例,输送装置1的、尤其是侧通道压缩机2的运行轮14的径向通道3构造为敞开的沟槽3a,其中,相应的沟槽3a沿旋转轴线23的方向在背离驱动器10的侧上打开。
根据第二实施例,输送装置1的径向通道3构造为封闭的通道3b,其中,通道3b借助单独的盖26被封闭,使得这些通道沿旋转轴线23的方向在背离驱动器10的侧上被盖26限界。
此外,在图2中示出,驱动轴9能够借助至少一个轴承27被支承,尤其是支承在壳体17中和/或驱动马达10上。在此,驱动轴9和/或运行轮14和/或至少一个轴承27和/或驱动马达10绕着旋转轴线23至少几乎旋转对称地延伸。运行轮14该能够借助压配合紧固在驱动轴9上。根据输送装置1的一个有利构型,所述至少一个径向通道3能够相对于旋转轴线23成角度β地延伸。以这种方式,能够改善驱动射束12和/或驱动介质到第二侧通道21中的流入特性,尤其当第二侧通道21具有从第一侧通道19倾斜离开的通流横截面时。
在输送装置1的另一示例性的实施方式中,两个侧通道19、21仅在压缩机室30的沿旋转方向24延伸的路径的一小部分、尤其小于50%上至少几乎完全地彼此流体分离。因此,两个侧通道19、21在剩余的位于排气口22之前的压缩机室30中互相流体连接,其中,该路径为压缩机室30的总路径的环绕旋转轴线23的路径的至少50%。以这种方式能够实现驱动介质与再循环物的改善的混合,其中,以这种方式尤其产生抽吸束效应,其方式是,驱动介质以较高的流动速度遇到再循环物,该再循环物以较低的流动速度在压缩机室30中流动。在此,发生脉冲传递,由此类似于在喷射泵中的效应产生抽吸束效应。
在输送装置1的一个示例性的实施方式中,在输送装置1的壳体17中存在元件配量阀6和侧通道压缩机2连同驱动马达10,其中,尤其存在配量阀6和侧通道压缩机2以及通道3、5的流动轮廓,所述通道使这两个元件2、6连接。因此不需要分别用于元件“侧通道压缩机2”和“配量阀6”的单独的壳体,而是能够使用共同的壳体17用于所有元件。
在图2中示出,尤其处于高压下的驱动介质从罐25流入到喷嘴36的内置的通道18中。在此,通过配量阀6将驱动介质从罐25配量给内置的通道18。驱动介质从内置的通道18继续沿至少几乎平行于旋转轴线23延伸的流动方向流动并且通过配量阀6的喷嘴36被喷入到运行轮14的轴向开口5中。在此,所述至少一个径向通道3与旋转轴线23正交地延伸。在轴向开口5的这个区域中,气态介质(其尤其是驱动介质)被偏转成使得其与旋转轴线23成角度β和/或至少几乎正交于旋转轴线地从轴向开口5的区域流向径向通道3并且流入该径向通道。驱动介质从径向通道3通过相应的径向开口16流入到第二侧通道21中。在此,运行轮14在内置的壁部13上具有至少一个径向开口16,通过该径向开口借助驱动介质驱动运行轮14。在此,将驱动介质至少间接地通过配量阀6配量到第二侧通道21中和/或使其流入到该第二侧通道中,其中,第二侧通道21与第一侧通道19至少几乎完全地流体分离和/或仅在排气口22的区域中流体连接。
图2还示出,单独的盖26能够构造为盘26,其中,该盘26借助一个装配步骤与运行轮14连接。借助该盖26,所述至少一个径向通道3的复杂结构的引入仅当该径向通道尤其螺旋形地远离旋转轴线23地延伸(在图3中示出)时才是可行的。
在图3中,示出根据第一或第二实施例的输送装置1、侧通道压缩机2以及运行轮14的在图2中以A-A标出的截面视图和/或俯视图。在此,运行轮14在其周缘上具有布置在压缩机室30的区域中的叶片11。此外示出,壳体17具有进气口20和排气口22,所述进气口和排气口通过压缩机室30、尤其是所述至少一个第一侧通道19互相流体连接。在此,再循环物从燃料电池29的阳极输出端通过进气口20被供应给压缩机室30。侧通道压缩机2在相应的侧通道19中输送和/或压缩再循环物。经压缩的再循环物从那里到达排气口22并且从那里返回燃料电池29,尤其是经由阳极输入端。在进气口20与排气口22之间存在中断区域15,以防止由排气口22至进气口20、尤其是沿旋转方向24的压力下降和/或压力补偿。在此,中断区域15至少部分地环绕旋转轴线23延伸并且至少在流体上中断相应的侧通道19、21。
此外,运行轮14在其背离旋转轴线23的侧上构造壁部13,其中,运行轮14在其内置的壁13上具有至少一个径向开口16和/或钻孔4,通过该径向开口和/或钻孔借助驱动介质和/或驱动射束12来驱动运行轮14,尤其是在第二侧通道21的区域中。在此,驱动射束12相对于内置的壁部13的切线32成至少几乎0°至60°的角度α地延伸。
此外,在此示出,径向通道3在面向压缩机室30的端部区域34中构造钻孔4,然而尤其仅在其总长度的一部分上。所述至少一个径向通道3在此从运行轮14的内部螺旋形地延伸至壁部13。
在此,配量阀6的驱动射束12(其中,其尤其涉及驱动介质)处于高压下并且以高速引入到第二侧通道21中。在此,力被施加到运行轮14上,使得该运行轮由于杠杆臂而被置于运动、尤其是旋转运动中和/或保持运动。在此,运行轮14沿旋转方向24旋转。因此,由罐25、尤其是高压罐25通过配量阀6流到侧通道压缩机2中的氢气(该氢气在罐25中具有比侧通道压缩机2的运行温度更低的温度)能够作为流入的氢气(其尤其涉及驱动介质)用于冷却侧通道压缩机2。这降低了输送装置1由于通过超温而引起的变热的失效概率。
在图3中还示出,运行轮14尤其根据燃料电池29的运行状态或者被驱动马达10驱动或者至少间接地被配量阀6的驱动射束12驱动或被元件6、10、12同时驱动。在要配量的氢气中包含的流动能用于一起驱动侧通道压缩机2的运行轮14。在此,驱动射束12流入到第二侧通道21的区域中并且以这种方式驱动运行轮14。氢气轴向地被供应给运行轮14、径向地被向外引导,使得驱动射束12沿周向方向离开运行轮14并且因此产生作用到运行轮14上的转矩。为了不产生不平衡,径向开口16和/或径向通道3均匀地分布在周缘上。
在图3中还示出,输送单元28分别位于两个相邻的叶片11之间。此外,叶片11具有对称的V形轮廓,其中,对称的V形轮廓沿旋转轴线23的方向延伸,其中,叶片11的对称的V形轮廓的打开侧指向运行轮14的旋转方向24。

Claims (10)

1.一种用于燃料电池系统(31)的输送装置(1),其用于气态介质、尤其是氢气的输送和/或再循环,所述输送装置具有:
侧通道压缩机(2),其中,所述输送装置(1)至少部分地借助配量阀(6)利用处于压力下的气态介质的驱动射束(12)来驱动,其中,将所述处于压力下的气态介质至少间接地借助所述配量阀(6)供应给所述侧通道压缩机(2);
在所述壳体(17)中环绕旋转轴线(23)延伸的压缩机室(30),所述压缩机室具有至少一个环绕的侧通道(19);
位于所述壳体(17)中的运行轮(14),所述运行轮围绕所述旋转轴线(23)能旋转地布置并且通过驱动器(10)来驱动,其中,所述侧通道压缩机(2)具有壳体(17),所述壳体具有构造在所述壳体(17)上的进气口(20)和排气口(22),所述进气口和排气口通过所述压缩机室(30)、尤其通过所述至少一个第一侧通道(19)互相流体连接;
其特征在于,所述气态介质借助所述配量阀(6)至所述侧通道压缩机(2)的供应通过所述运行轮(14)进行,其中,所述供应至少几乎沿所述旋转轴线(23)的方向在所述运行轮(14)背离所述驱动器(10)的侧上进行。
2.根据权利要求1所述的输送装置(1),其特征在于,将所述气态介质从所述配量阀(6)供应到所述运行轮(14)的轴向开口(5)的区域中,其中,所述轴向开口(5)尤其盘形地环绕所述旋转轴线(23)延伸。
3.根据权利要求1或2所述的输送装置(1),其特征在于,所述运行轮(14)在其背离所述旋转轴线(23)的侧上构造壁部(13),其中,所述运行轮(14)在其内置的壁部(13)上具有至少一个径向开口(16),所述运行轮(14)通过所述径向开口借助驱动介质和/或所述驱动射束(12)来驱动,尤其在第二侧通道(21)的区域中。
4.根据权利要求3所述的输送装置(1),其特征在于,所述运行轮(14)具有径向通道(3),其中,所述通道(3)从所述径向开口(16)的区域延伸至所述第二侧通道(21),其中,所述径向通道(3)使所述径向开口(16)和所述第二侧通道(21)流体地连接。
5.根据权利要求4所述的输送装置(1),其特征在于,所述径向通道(3)构造为敞开的沟槽(3a),其中,相应的所述沟槽(3a)沿所述旋转轴线(23)的方向在背离所述驱动器(10)的侧上打开。
6.根据权利要求4所述的输送装置(1),其特征在于,所述径向通道(3)构造为封闭的通道(3b),其中,相应的所述通道(3b)借助单独的盖(26)被封闭,使得所述通道(3b)沿所述旋转轴线(23)的方向在背离所述驱动器(10)的侧上被所述盖(26)限界。
7.根据前述权利要求中任一项所述的输送装置(1),其特征在于,将所述驱动介质至少间接地通过所述配量阀(6)配量到第二侧通道(21)中和/或使其流入到所述第二侧通道中,其中,所述第二侧通道(21)与所述第一侧通道(19)至少几乎完全地流体分离和/或仅在所述排气口(22)的区域中流体连接。
8.根据权利要求4所述的输送装置(1),其特征在于,所述运行轮(14)尤其根据燃料电池(29)的运行状态或者被所述驱动器(10)驱动,或者至少间接地被来自所述至少一个径向通道(3)的所述驱动射束(12)驱动或被这些元件(10、12、6)同时驱动,所述驱动器尤其构造为驱动马达(10)。
9.根据权利要求4所述的输送装置(1),其特征在于,所述至少一个径向通道(3a、b)螺旋形地从所述运行轮(14)的内部延伸至所述壁部(13)。
10.一种根据权利要求1至12中任一项所述的输送装置(1)在燃料电池系统(31)中的应用。
CN202280039930.0A 2021-06-04 2022-04-27 用于燃料电池系统的用于输送和/或再循环气态介质、尤其氢气的输送装置 Pending CN117425781A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021205685.7A DE102021205685A1 (de) 2021-06-04 2021-06-04 Fördereinrichtung für ein Brennstoffzellen-System zur Förderung und/oder Rezirkulation eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff.
DE102021205685.7 2021-06-04
PCT/EP2022/061235 WO2022253496A1 (de) 2021-06-04 2022-04-27 Fördereinrichtung für ein brennstoffzellen-system zur förderung und/oder rezirkulation eines gasförmigen mediums, insbesondere wasserstoff

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117425781A true CN117425781A (zh) 2024-01-19

Family

ID=81850545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280039930.0A Pending CN117425781A (zh) 2021-06-04 2022-04-27 用于燃料电池系统的用于输送和/或再循环气态介质、尤其氢气的输送装置

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4348056A1 (zh)
CN (1) CN117425781A (zh)
DE (1) DE102021205685A1 (zh)
WO (1) WO2022253496A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3128374A1 (de) * 1981-07-17 1983-02-17 Friedrich 8541 Röttenbach Schweinfurter Radialschaufelunterstuetzte seitenkanalpumpe
GB9121559D0 (en) * 1991-10-10 1991-11-27 Dowty Defence & Air Syst Pumps
DE102010035860A1 (de) * 2010-08-30 2012-03-01 Daimler Ag Brennstoffzellensystem
DE102011105710B4 (de) * 2011-06-22 2013-10-17 Pierburg Gmbh Rezirkulationsanordnung zur Rezirkulation von Anodenabgasen einer Brennstoffzelle
DE102017222390A1 (de) 2017-12-11 2019-06-13 Robert Bosch Gmbh Fördereinrichtung für eine Brennstoffzellenanordnung zum Fördern und/oder Rezirkulieren von einem gasförmigen Medium
DE102019215473A1 (de) * 2019-10-09 2021-04-15 Robert Bosch Gmbh Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem zur Förderung und/oder Verdichtung eines gasförmigen Mediums

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022253496A1 (de) 2022-12-08
DE102021205685A1 (de) 2022-12-08
EP4348056A1 (de) 2024-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111094753B (zh) 用于燃料电池系统的用于输送和/或压缩气态介质的侧通道压缩机
US7828511B1 (en) Axial tip turbine driven pump
US6527506B2 (en) Pump section for fuel pump
JP2022518776A (ja) 気体状の媒体を圧送するための、燃料電池システムのアノード回路のための圧送ユニット
JP2004518905A (ja) 直噴式内燃機関の燃料システムのための高圧燃料ポンプ、燃料システム並びに内燃機関
JP4972259B2 (ja) 遠心ポンプ
CN111051703B (zh) 用于燃料电池系统的用于输送和/或压缩气态介质的侧通道压缩机
CN113167285A (zh) 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
JP2023509207A (ja) ガス状媒体、特に水素を搬送および/または圧縮するための燃料電池システム用サイドチャネルコンプレッサ
CN104235031A (zh) 悬臂多级压缩机
US7931441B1 (en) Inducer with tip shroud and turbine blades
CN117425781A (zh) 用于燃料电池系统的用于输送和/或再循环气态介质、尤其氢气的输送装置
WO2023246204A1 (zh) 双模态压缩机
CN114765267A (zh) 燃料电池系统的气态介质输送和/或再循环的输送装置
CN111836969B (zh) 用于燃料电池系统的用于输送和/或压缩气态介质的侧通道压缩机
US11644037B2 (en) Side-channel compressor for a fuel cell system for conveying and/or compressing a gaseous medium
JP2004515696A (ja) フィードポンプ
CN115911457A (zh) 用于燃料电池系统的输送装置以及燃料电池系统
CN213627937U (zh) 一种滚动转子式及离心式复合压缩机
CN214577207U (zh) 一种多级特斯拉涡轮机
US1142882A (en) Turbine.
CN117855523A (zh) 用于燃料电池系统的输送装置
CN113366679B (zh) 燃料电池系统的阳极回路的用于输送气态介质的输送机组以及燃料电池系统
CN113464432B (zh) 螺旋压缩机的轴密封及回油机构
CN214366214U (zh) 一种串联式特斯拉涡轮机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication