DE102017212815A1 - Turbomachine, in particular for a fuel cell system - Google Patents

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Andreas Wengert
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Abstract

Turbomaschine (10), insbesondere für ein Brennstoffzellensystem (1). Die Turbomaschine (10) umfasst eine Welle (14), ein Laufrad (15) und eine Axiallagerscheibe (30). Das Laufrad (15) und die Axiallagerscheibe (30) sind auf der Welle (14) angeordnet. An der Axiallagerscheibe (30) ist eine Lauffläche (31) zur axialen Lagerung ausgebildet. Die Lauffläche (31) bildet mit einer korrespondierenden Lagerfläche (86) ein Axiallager (35). An der Axiallagerscheibe (30) ist eine Strömungsvorrichtung (50) angeordnet. Die Strömungsvorrichtung (50) liegt in einem Kühlfluidpfad (60).Turbomachine (10), in particular for a fuel cell system (1). The turbomachine (10) comprises a shaft (14), an impeller (15) and a thrust washer (30). The impeller (15) and the thrust washer (30) are arranged on the shaft (14). On the thrust washer (30) has a running surface (31) is formed for axial storage. The running surface (31) forms a thrust bearing (35) with a corresponding bearing surface (86). On the thrust washer (30), a flow device (50) is arranged. The flow device (50) lies in a cooling fluid path (60).

Description

Stand der TechnikState of the art

Als Turbokompressoren ausgeführte Turbomaschinen für ein Brennstoffzellensystem sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2012 224 052 A1 . Der bekannte Turbokompressor weist eine von einer Antriebsvorrichtung antreibbare Welle auf. Auf der Welle sind ein Verdichter und eine Abgasturbine angeordnet.Turbomachines designed as turbocompressors for a fuel cell system are known from the prior art, for example from the published patent application DE 10 2012 224 052 A1 , The known turbo-compressor has a shaft drivable by a drive device. On the shaft, a compressor and an exhaust gas turbine are arranged.

In detaillierterer Ausgestaltung ist eine als Turbokompressor ausgeführte Turbomaschine aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 044 876 A1 bekannt. Der bekannte Turbokompressor weist ein auf einer Welle angeordnetes Laufrad auf. Das Laufrad ist dabei als Radialläufer ausgeführt, wird also auf seiner Vorderseite von einem Arbeitsfluid entlang eines Strömungspfads durchströmt, wobei der Strömungspfad ein axiales Strömungsende und ein radiales Strömungsende umfasst.In a more detailed embodiment is designed as a turbo compressor turbomachine from the published patent application DE 10 2008 044 876 A1 known. The known turbo-compressor has an impeller arranged on a shaft. The impeller is designed as a radial runner, so is flowed through on its front by a working fluid along a flow path, wherein the flow path comprises an axial flow end and a radial flow end.

Weiterhin ist aus der EP 2 006 497 A1 bekannt, dass die Welle von Turbomaschinen mittels einer Axiallagerscheibe axial gelagert werden kann.Furthermore, from the EP 2 006 497 A1 It is known that the shaft of turbomachinery can be axially supported by means of a thrust washer.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Ausgestaltung der Axiallagerscheibe dergestalt, dass dabei die Kühlung der Turbomaschine optimiert wird.The subject matter of the present invention is the configuration of the axial bearing washer in such a way that the cooling of the turbomachine is optimized.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Turbomaschine weist eine optimierte Axiallagerscheibe auf, die der Kühlung der Turbomaschine, beispielsweise der Lagerstellen und/oder der Antriebsvorrichtung, dient. Vorzugsweise ist die Turbomaschine dabei in einem Brennstoffzellensystem angeordnet.The turbomachine according to the invention has an optimized axial bearing disk which serves to cool the turbomachine, for example the bearing points and / or the drive device. Preferably, the turbomachine is arranged in a fuel cell system.

Dazu umfasst die Turbomaschine eine Welle, ein Laufrad und die Axiallagerscheibe. Das Laufrad und die Axiallagerscheibe sind auf der Welle angeordnet. An der Axiallagerscheibe ist eine Lauffläche zur axialen Lagerung ausgebildet. Die Lauffläche bildet mit einer korrespondierenden Lagerfläche ein Axiallager. Vorzugsweise ist die Normalenrichtung der Lauffläche identisch zur Achse der Welle. An der Axiallagerscheibe ist eine Strömungsvorrichtung angeordnet. Die Strömungsvorrichtung liegt in einem Kühlfluidpfad.For this purpose, the turbomachine comprises a shaft, an impeller and the thrust washer. The impeller and the thrust washer are arranged on the shaft. On the thrust washer a tread for axial storage is formed. The tread forms a thrust bearing with a corresponding bearing surface. Preferably, the normal direction of the tread is identical to the axis of the shaft. At the axial bearing disc, a flow device is arranged. The flow device is located in a cooling fluid path.

Durch die Strömungsvorrichtung weist die Axiallagerscheibe damit eine weitere Funktion auf, nämlich eine Kühlfunktion. Die rotierende Strömungsvorrichtung erzeugt eine Strömung, welche vorteilhafterweise so gestaltet ist, dass der Kühlfluidpfad sämtliche kritische Tribostellen der Turbomaschine berücksichtigt. Der Kühlfluidpfad dient der Kühlung der Turbomaschine. Ein Kühlfluid wird mittels der Strömungsvorrichtung durch den Kühlfluidpfad gespült und führt dabei die Wärme aus den Komponenten der Turbomaschine ab. Insbesondere an den Tribostellen, wie beispielsweise an Lagerungen oder Antriebsvorrichtungen, entsteht Reibwärme, welche über den Kühlfluidpfad bzw. durch das Kühlfluid gekühlt werden sollen. Vorzugsweise kann als Kühlfluid das gleiche Medium verwendet werden, welches als Arbeitsfluid durch das Laufrad strömt. Insbesondere kann dazu die Umgebungsluft verwendet werden.As a result of the flow device, the axial bearing disk thus has a further function, namely a cooling function. The rotating flow device generates a flow, which is advantageously designed so that the cooling fluid path takes into account all critical tribo points of the turbomachine. The cooling fluid path serves to cool the turbomachine. A cooling fluid is flushed by the flow device through the cooling fluid path, thereby dissipating the heat from the components of the turbomachine. Friction heat, which is to be cooled by the cooling fluid path or by the cooling fluid, is generated in particular at the tribological sites, such as bearings or drive devices. Preferably, the same medium can be used as cooling fluid, which flows as working fluid through the impeller. In particular, the ambient air can be used for this purpose.

In vorteilhaften Weiterbildungen ist das Laufrad als Radialläufer ausgeführt. Das Laufrad ist auf seiner Vorderseite von einem Arbeitsfluid entlang eines Strömungspfads durchströmbar. Der Strömungspfad umfasst ein axiales Strömungsende und ein radiales Strömungsende. Funktionsbedingt treten an dem Laufrad fluidisch resultierende Axialkräfte auf, welche durch die Axiallagerscheibe gelagert werden. Eine Axiallagerscheibe ist damit insbesondere bei Radialläufern eine gut geeignete Komponente für das Axiallager. Wenn das Laufrad als Radialläufer gestaltet ist, hat die Turbomaschine einen sehr hohen Wirkungsgrad. Insbesondere für den Einsatz in einer Luftzuführungsleitung eines Brennstoffzellensystems ist ein derartiger Radialläufer gut geeignet.In advantageous developments, the impeller is designed as a radial rotor. The impeller is flowed through on its front by a working fluid along a flow path. The flow path includes an axial flow end and a radial flow end. Functionally occur on the impeller fluidly resulting axial forces, which are supported by the thrust washer. An axial bearing disk is therefore a well-suited component for the axial bearing, in particular in radial runners. If the impeller is designed as a radial runner, the turbomachine has a very high efficiency. In particular, for use in an air supply line of a fuel cell system, such a radial runner is well suited.

In vorteilhaften Weiterbildungen münden der Kühlfluidpfad und das radiale Strömungsende in einen Auslass. Der Auslass ist vorzugsweise in einem Gehäuse der Turbomaschine ausgebildet und stellt einen gemeinsamen Ausgang des Arbeitsfluids und des Kühlfluids aus der Turbomaschine dar. Arbeitsfluid und Kühlfluid können dazu beispielsweise die Umgebungsluft sein. Zur Kühlung der Turbomaschine wird also nicht das durch das Laufrad verdichtete und damit aufgeheizte Arbeitsfluid verwendet, sondern das Kühlfluid, welches durch einen separaten Einlass in den Kühlfluidpfad einströmt. Bevorzugt weist die Turbomaschine also eine Parallelschaltung aus Strömungspfad und Kühlfluidpfad auf, welche sich vor der Brennstoffzelle vereinigen.In advantageous developments, the cooling fluid path and the radial flow end open into an outlet. The outlet is preferably formed in a housing of the turbomachine and constitutes a common outlet of the working fluid and the cooling fluid from the turbomachine. For this purpose, working fluid and cooling fluid may be, for example, the ambient air. For cooling the turbomachine, therefore, not the working fluid compressed by the impeller and thus heated, but the cooling fluid, which flows into the cooling fluid path through a separate inlet, is used. Thus, the turbomachine preferably has a parallel connection of the flow path and the cooling fluid path, which unite in front of the fuel cell.

In alternativen vorteilhaften Ausführungen vereinigen sich der Strömungspfad und der Kühlfluidpfad nicht. Dadurch wird das Druckniveau des am radialen Strömungsende verdichteten Arbeitsfluids nicht durch das Kühlfluid abgesenkt; das Kühlfluid muss dadurch nicht gegen den Druck des radialen Strömungsendes gefördert werden.In alternative advantageous embodiments, the flow path and the cooling fluid path do not unite. As a result, the pressure level of the working fluid compressed at the radial flow end is not lowered by the cooling fluid; the cooling fluid need not be promoted against the pressure of the radial flow end.

In vorteilhaften Weiterbildungen ist die Axiallagerscheibe der Rückseite des Laufrads zugewandt. Dadurch ist die Axiallagerscheibe bauraumsparend innerhalb der Turbomaschine angeordnet. Weiterhin können im Bereich der Rückseite und der Axiallagerscheibe dann Maßnahmen zur Axialkraftreduzierung getroffen werden, beispielsweise ein Druckteiler angeordnet werden; dadurch wird die auf die Welle wirkende fluidisch resultierende Axialkraft reduziert und mit ihr auch die in dem Axiallager entstehende Reibwärme.In advantageous developments, the axial bearing disk faces the rear side of the rotor wheel. As a result, the axial bearing disc is arranged to save space within the turbomachine. Furthermore, in the area of the rear side and the thrust washer then measures for Axialkraftreduzierung are taken, for example, a pressure divider are arranged; As a result, the fluidically resulting axial force acting on the shaft is reduced, and with it also the frictional heat generated in the axial bearing.

In vorteilhaften Ausführungen ist die Lauffläche der Rückseite des Laufrads zugewandt. Die Normalenrichtung der Lauffläche zeigt also auf die Rückseite des Laufrads. Vorzugsweise erzeugt die Strömungsvorrichtung dabei eine Strömung in dem Kühlfluidpfad, welche in Richtung des Laufrads führt. Das Kühlfluid kann dort mit dem Arbeitsfluid vermischt oder getrennt von diesem aus der Turbomaschine geleitet werden.In advantageous embodiments, the running surface faces the rear side of the running wheel. The normal direction of the tread thus points to the back of the wheel. In this case, the flow device preferably generates a flow in the cooling fluid path, which leads in the direction of the impeller. The cooling fluid can be mixed there with the working fluid or separated from it from the turbomachine.

Bevorzugt ist die Strömungsvorrichtung an einer der Lauffläche entgegengesetzten Gengenseite der Axiallagerscheibe angeordnet. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das Axiallager nur eine Richtung lagern muss, so dass die Axiallagerscheibe auch nur eine Lauffläche aufweisen muss. Die Rückseite bzw. die Gegenseite der Axiallagerscheibe weist dementsprechend Bauraum für eine weitere Funktion, nämlich die zur Kühlung auf. Weiterhin ist es dadurch möglich den Kühlfluidpfad sehr effizient in Richtung des Laufrads strömen zu lassen, nämlich im Querschnitt U-förmig um die Axiallagerscheibe herum.Preferably, the flow device is arranged on one of the running surface opposite gengen side of the thrust washer. This is particularly advantageous if the thrust bearing only needs to support one direction, so that the thrust washer must have only one tread. The rear side or the opposite side of the axial bearing disk accordingly has space for a further function, namely that for cooling. Furthermore, this makes it possible to flow the cooling fluid path very efficiently in the direction of the impeller, namely in a U-shaped cross-section around the axial bearing disk.

In vorteilhaften Ausführungen umfasst die Strömungsvorrichtung mehrere Schaufeln. Vorzugsweise umfasst die Strömungsvorrichtung drei bis sechs Schaufeln. Die Schaufeln können dabei gerade, aber auch gekrümmt ausgeführt sein. Bevorzugt sind die Schaufeln in Drehrichtung konkav gekrümmt, so dass eine sehr vorteilhafte Strömung nach radial außen erzeugt wird. Der Kühlfluidpfad läuft somit radial um die Axiallagerscheibe herum, im Schnitt betrachtet in einer U-Form.In advantageous embodiments, the flow device comprises a plurality of blades. Preferably, the flow device comprises three to six blades. The blades can be made straight, but also curved. Preferably, the blades are concavely curved in the direction of rotation, so that a very advantageous flow is generated radially outward. The cooling fluid path thus passes radially around the thrust washer, when viewed in section in a U-shape.

In vorteilhaften Weiterbildungen ist das Laufrad als Verdichter ausgeführt, wobei das axiale Strömungsende den Strömungseingang und das radiale Strömungsende den Strömungsausgang des Strömungspfads darstellt. Der Verdichter weist dabei vorzugsweise eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung auf. Insbesondere bei Verwendung in einem Brennstoffzellensystem ist dies eine sehr effiziente Ausführung einer Turbomaschine.In advantageous developments, the impeller is designed as a compressor, wherein the axial flow end represents the flow input and the radial flow end represents the flow output of the flow path. The compressor preferably has an electromagnetic drive device. In particular, when used in a fuel cell system, this is a very efficient embodiment of a turbomachine.

Vorteilhafterweise liegt die Antriebsvorrichtung in dem Kühlfluidpfad, vorzugsweise stromaufwärts der Strömungsvorrichtung. Insbesondere bei einer elektromagnetischen Antriebsvorrichtung wird dadurch nicht nur die Reibwärme aus der Antriebsvorrichtung abgeführt, sondern auch der Wirkungsgrad der Antriebsvorrichtung erhöht, was den Wirkungsgrad der gesamten Turbomaschine verbessert. Dazu muss nicht die gesamte Antriebsvorrichtung in dem Kühlfluidpfad angeordnet sein, sondern der Kühlfluidpfad so gestaltet sein, dass er eine möglichst große Wärmemenge durch das Kühlfluid aus der Antriebsvorrichtung abführen kann. Dazu kann der Kühlfluidpfad beispielsweise zwischen einem Rotor und einem Stator der Antriebsvorrichtung hindurch führen.Advantageously, the drive device is located in the cooling fluid path, preferably upstream of the flow device. In particular, in an electromagnetic drive device, not only the frictional heat is removed from the drive device, but also increases the efficiency of the drive device, which improves the efficiency of the entire turbomachine. For this purpose, not the entire drive device must be arranged in the cooling fluid path, but the cooling fluid path must be designed so that it can dissipate the largest possible amount of heat through the cooling fluid from the drive device. For this purpose, the cooling fluid path may, for example, pass between a rotor and a stator of the drive device.

In bevorzugten Ausführungen ist die Welle mittels zumindest eines Radiallagers gelagert. Das Radiallager liegt in dem Kühlfluidpfad, so dass auch das Radiallager effektiv gekühlt oder sogar zusätzlich geschmiert wird. Verschleiß und potenzielle Kavitationserosion in dem Radiallager werden dadurch minimiert bzw. vermieden. Die Welle kann auch mittels zweier Radiallager radial gelagert sein. Vorteilhafterweise sind dann beide Radiallager in dem Kühlfluidpfad angeordnet. Auch hier muss nicht das gesamte Radiallager in dem Kühlfluidpfad angeordnet sein, sondern der Kühlfluidpfad so gestaltet sein, dass das Kühlfluid eine möglichst große Wärmemenge aus dem Radiallager abführen kann. Dazu kann der Kühlfluidpfad beispielsweise zwischen einer Lagerhülse des Radiallagers und der Welle hindurch führen.In preferred embodiments, the shaft is supported by means of at least one radial bearing. The radial bearing is located in the cooling fluid path, so that the radial bearing is effectively cooled or even lubricated. Wear and potential cavitation erosion in the radial bearing are thereby minimized or avoided. The shaft can also be supported radially by means of two radial bearings. Advantageously, then both radial bearings are arranged in the cooling fluid path. Again, not the entire radial bearing must be arranged in the cooling fluid path, but the cooling fluid path be designed so that the cooling fluid can dissipate the largest possible amount of heat from the radial bearing. For this purpose, the cooling fluid path may, for example, pass between a bearing sleeve of the radial bearing and the shaft.

In vorteilhaften Verwendungen ist die Turbomaschine in einem Brennstoffzellensystem angeordnet. Die Turbomaschine ist dazu als Turbokompressor bzw. das Laufrad als Verdichter ausgeführt. Das Brennstoffzellensystem weist eine Brennstoffzelle, eine Luftzuführungsleitung zum Zuführen eines Oxidationsmittels in die Brennstoffzelle und eine Abgasleitung zum Abführen des Oxidationsmittels aus der Brennstoffzelle auf. Der Verdichter ist in der Luftzuführungsleitung angeordnet. Die Luftzuführungsleitung dient dabei der Zuströmung des Arbeitsfluids bzw. Oxidationsmittels in die Brennstoffzelle, und die Abgasleitung dient der Abfuhr des Oxidationsmittels bzw. des reagierten Oxidationsmittels bzw. einem Gemisch daraus aus der Brennstoffzelle. Der Turbokompressor ist gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen gestaltet. Vorzugsweise ist das Laufrad dabei als Radialläufer ausgeführt und Kühlfluidpfad und Strömungspfad sind parallel geschaltet und münden in einem gemeinsamen Auslass ineinander. Als Oxidationsmittel und als Kühlfluid wird bevorzugt die Umgebungsluft verwendet. Die Kühlung möglichst vieler Komponenten der Turbomaschine erhöht deren Effizienz und Lebensdauer.In advantageous uses, the turbomachine is arranged in a fuel cell system. The turbomachine is designed as a turbo compressor or the impeller as a compressor. The fuel cell system includes a fuel cell, an air supply passage for supplying an oxidant into the fuel cell, and an exhaust passage for discharging the oxidant from the fuel cell. The compressor is arranged in the air supply line. The air supply line serves for the inflow of the working fluid or oxidizing agent into the fuel cell, and the exhaust gas line serves to remove the oxidizing agent or the reacted oxidizing agent or a mixture thereof from the fuel cell. The turbocompressor is designed according to one of the embodiments described above. Preferably, the impeller is designed as a radial runner and cooling fluid path and flow path are connected in parallel and open into one another in a common outlet. As the oxidizing agent and the cooling fluid, the ambient air is preferably used. The cooling of as many components of the turbomachine increases their efficiency and service life.

In vorteilhaften Weiterbildungen weist das Brennstoffzellensystem eine Abgasturbine mit einem weiteren Laufrad auf. Das weitere Laufrad ist ebenfalls auf der Welle angeordnet. Die Abgasturbine ist in der Abgasleitung angeordnet. Vorzugsweise ist das weitere Laufrad der Abgasturbine entgegenorientiert zum Laufrad des Turbokompressors angeordnet, so dass sich die jeweils wirksamen resultierenden Axialkräfte auf die beiden Laufräder teilweise kompensieren. Das aus der Brennstoffzelle ausströmende reagierte Arbeitsfluid bzw. Oxidationsmittel kann sehr wirkungsvoll als Leistungsquelle für die Abgasturbine verwendet werden; dadurch wird die benötigte Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung für den Turbokompressor reduziert. Vorteilhafterweise ist dabei die Abgasleitung von dem Kühlfluidpfad getrennt, so dass dem Kühlfluidpfad kein aufgeheiztes Medium zugeführt wird.In advantageous developments, the fuel cell system has an exhaust gas turbine with a further impeller. The further impeller is also arranged on the shaft. The exhaust gas turbine is arranged in the exhaust pipe. Preferably, the further impeller of the exhaust gas turbine is arranged counter to the impeller of the turbocompressor, so that the respective effective resulting axial forces on the two wheels partially compensate. The effluent from the fuel cell Reacted working fluid or oxidant can be used very effectively as a power source for the exhaust gas turbine; As a result, the required drive power of the drive device for the turbocompressor is reduced. Advantageously, the exhaust gas line is separated from the cooling fluid path, so that no heated medium is supplied to the cooling fluid path.

Das Brennstoffzellensystem kann vorzugsweise dazu eingerichtet sein, eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzutreiben.The fuel cell system may preferably be configured to drive a drive device of a motor vehicle.

Figurenlistelist of figures

Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind.Further optional details and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, which are shown schematically in the figures.

Es zeigen:

  • 1 schematisch ein Brennstoffzellensystem mit einer als Turbokompressor ausgeführten Turbomaschine aus dem Stand der Technik,
  • 2 schematisch einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Turbomaschine, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.
  • 3 schematisch einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Turbomaschine, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.
  • 4 eine Draufsicht auf eine Axiallagerscheibe, wobei nur die wesentlichen Bereiche dargestellt sind.
Show it:
  • 1 1 is a schematic view of a fuel cell system with a turbomachine of the prior art, designed as a turbo-compressor;
  • 2 schematically a section through a turbomachine according to the invention, wherein only the essential areas are shown.
  • 3 schematically a section through a turbomachine according to the invention, wherein only the essential areas are shown.
  • 4 a plan view of a thrust washer, only the essential areas are shown.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

1 zeigt ein aus der DE 10 2012 224 052 A1 bekanntes Brennstoffzellensystem 1. Das Brennstoffzellensystem 1 umfasst eine Brennstoffzelle 2, eine Luftzuführungsleitung 3, eine Abgasleitung 4, einen Verdichter 11, eine Abgasturbine 13, ein Bypassventil 5 zur Druckabsenkung und eine nicht näher gezeigte Zuführungsleitung für Brennstoff zu der Brennstoffzelle 2. Das Bypassventil 5 kann beispielsweise eine Regelklappe sein. Als Bypassventil 5 kann beispielsweise ein Wastegate-Ventil eingesetzt werden. 1 shows one from the DE 10 2012 224 052 A1 known fuel cell system 1 , The fuel cell system 1 includes a fuel cell 2 , an air supply line 3 , an exhaust pipe 4 , a compressor 11 , an exhaust gas turbine 13 , a bypass valve 5 for lowering the pressure and a feed line not shown in detail for fuel to the fuel cell 2 , The bypass valve 5 For example, it can be a control flap. As a bypass valve 5 For example, a wastegate valve can be used.

Die Brennstoffzelle 2 ist eine galvanische Zelle, die chemische Reaktionsenergie eines über die nicht gezeigte Brennstoffzuführungsleitung zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie wandelt, das bei der hier gezeigten Ausführungsform Ansaugluft ist, die über die Luftzuführungsleitung 3 der Brennstoffzelle 2 zugeführt wird. Der Brennstoff kann vorzugsweise Wasserstoff oder Methan oder Methanol sein. Entsprechend entsteht als Abgas Wasserdampf oder Wasserdampf und Kohlendioxid. Die Brennstoffzelle 2 ist beispielsweise eingerichtet, eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzutreiben. Beispielsweise treibt die durch die Brennstoffzelle 2 erzeugte elektrische Energie dabei einen Elektromotor des Kraftfahrzeugs an.The fuel cell 2 is a galvanic cell that converts chemical reaction energy of a fuel supplied via the fuel supply line, not shown, and an oxidant into electrical energy, which in the embodiment shown here is intake air via the air supply line 3 the fuel cell 2 is supplied. The fuel may preferably be hydrogen or methane or methanol. Accordingly, the exhaust gas is water vapor or water vapor and carbon dioxide. The fuel cell 2 is configured, for example, to drive a drive device of a motor vehicle. For example, it drives through the fuel cell 2 generated electrical energy while an electric motor of the motor vehicle.

Der Verdichter 11 ist in der Luftzuführungsleitung 3 angeordnet. Die Abgasturbine 13 ist in der Abgasleitung 4 angeordnet. Der Verdichter 11 und die Abgasturbine 13 sind über eine Welle 14 mechanisch verbunden. Die Welle 14 ist von einer Antriebsvorrichtung 20 elektrisch antreibbar. Die Abgasturbine 13 dient der Unterstützung der Antriebsvorrichtung 20 zum Antreiben der Welle 14 bzw. des Verdichters 11. Der Verdichter 11, die Welle 14 und die Abgasturbine 13 bilden zusammen eine Turbomaschine 10.The compressor 11 is in the air supply line 3 arranged. The exhaust gas turbine 13 is in the exhaust pipe 4 arranged. The compressor 11 and the exhaust gas turbine 13 are about a wave 14 mechanically connected. The wave 14 is from a drive device 20 electrically driven. The exhaust gas turbine 13 serves to support the drive device 20 to power the shaft 14 or of the compressor 11 , The compressor 11 , the wave 14 and the exhaust gas turbine 13 Together they form a turbomachine 10 ,

2 zeigt schematisch einen Längsschnitt einer Turbomaschine 10, insbesondere zur Verwendung in einem Brennstoffzellensystem 1. Die Turbomaschine 10 ist in dieser Ausführung als Turbokompressor 10 ausgeführt und weist ein auf der Welle 14 angeordnetes Laufrad 15 auf, welches als Verdichter 11 bzw. Kompressor wirkt. Zusätzlich weist die Turbomaschine 10 optional die Abgasturbine 13 auf, welche ein auf der Welle 14 angeordnetes weiteres Laufrad 13a umfasst. Vorzugsweise sind dabei das weitere Laufrad 13a und das Laufrad 15 auf den entgegengesetzten Enden der Welle 14 positioniert. 2 schematically shows a longitudinal section of a turbomachine 10 , in particular for use in a fuel cell system 1 , The turbo machine 10 is in this embodiment as turbo compressor 10 executed and has one on the shaft 14 arranged impeller 15 on which as a compressor 11 or compressor acts. In addition, the turbomachine points 10 optionally the exhaust gas turbine 13 on which one on the shaft 14 arranged further impeller 13a includes. Preferably, the other impeller are 13a and the impeller 15 on the opposite ends of the shaft 14 positioned.

Vorteilhafterweise ist die Turbomaschine 10 in dem Brennstoffzellensystem 1 angeordnet, so dass das Laufrad 15 des Verdichters 11 in der Luftzuführungsleitung 3 angeordnet ist und so dass das weitere Laufrad 13a der Abgasturbine 13 in der Abgasleitung 4 angeordnet ist.Advantageously, the turbomachine 10 in the fuel cell system 1 arranged so that the impeller 15 of the compressor 11 in the air supply line 3 is arranged and so that the further impeller 13a the exhaust gas turbine 13 in the exhaust pipe 4 is arranged.

Das Laufrad 15 ist in der Ausführung der 2 als Radialläufer ausgeführt, wird also im Falle des Einsatzes als Turbokompressor bzw. Verdichter 11 axial angeströmt und strömt radial ab. Das Laufrad 15 weist dazu auf seiner Vorderseite 15a einen Strömungspfad 16 auf, welcher ein axiales Strömungsende 18 und ein radiales Strömungsende 17 umfasst. Wie bei einem Radialläufer üblich ändert sich die Richtung eines durch das Laufrad 15 strömenden Arbeitsfluids in der Schnittansicht um etwa 90°. Im Falle der Ausführung als Turbokompressor wird das Laufrad 15 am axialen Strömungsende 18 von dem Arbeitsfluid axial angeströmt, das Arbeitsfluid durchläuft dann den Strömungspfad 16 auf der Vorderseite 15a und wird dabei verdichtet und tritt anschließend am radialen Strömungsende 17 radial aus dem Laufrad 15 aus.The impeller 15 is in the execution of 2 designed as a radial runner, so in the case of use as turbo compressor or compressor 11 flows axially and flows radially. The impeller 15 points to this on his front 15a a flow path 16 on which an axial flow end 18 and a radial flow end 17 includes. As is common with a radial runner, the direction of one through the impeller changes 15 flowing working fluid in the sectional view by about 90 °. In the case of execution as turbo compressor is the impeller 15 at the axial flow end 18 flows axially from the working fluid, the working fluid then passes through the flow path 16 on the front side 15a and is compressed and then occurs at the radial flow end 17 radially out of the impeller 15 out.

Auf seiner Vorderseite 15a ist das Laufrad 15 mit dem Druck des Arbeitsfluids beaufschlagt. Dabei ist dieser Druck nicht konstant, sondern steigt vom Innendurchmesser zum Außendurchmesser an; dies gilt für den Einsatz der Turbomaschine 10 sowohl als Turbokompressor als auch als Turbine. Beim Einsatz der Turbomaschine 10 als Turbine kehrt sich lediglich die Richtung des Strömungspfads 16 um, nämlich vom radialen Strömungsende 17 zum axialen Strömungsende 18; die qualitativen Druckverhältnisse auf der Vorderseite 15a sind jedoch die gleichen wie beim Turbokompressor. Die Rückseite 15b des Laufrads 15 ist dabei konstant mit dem hohen Druck des radialen Strömungsendes 17 beaufschlagt. Es ergibt sich daraus also eine resultierende fluidische Kraft auf das Laufrad 15, welche in der 2 nach links wirkt.On his front 15a is the wheel 15 subjected to the pressure of the working fluid. This pressure is not constant, but rises from Inner diameter to the outer diameter on; This applies to the use of turbomachinery 10 both as turbo compressor and as turbine. When using the turbomachine 10 as a turbine, only the direction of the flow path is reversed 16 around, namely from the radial flow end 17 to the axial flow end 18 ; the qualitative pressure conditions on the front 15a However, they are the same as the turbocharger compressor. The backside 15b of the impeller 15 is constant with the high pressure of the radial flow end 17 applied. This results in a resulting fluidic force on the impeller 15 which in the 2 works to the left.

Durch verschiedene Maßnahmen kann diese Axialkraft reduziert werden. Jedoch ist dennoch ein Axiallager 35 erforderlich. Das Axiallager 35 umfasst eine auf der Welle 14 angeordnete Axiallagerscheibe 30. Die Axiallagerscheibe 30 kann dazu beispielsweise auf die Welle 14 aufgepresst sein, oder - wie in 2 gezeigt - mittels einer Mutter 49 unter Zwischenlage des Laufrads 15 gegen eine Schulter der Welle 14 verspannt sein. Die Axiallagerscheibe 30 weist eine vorzugsweise gehärtete und geschliffene Lauffläche 31 für das Axiallager 35 auf, die mit einer Lagerfläche 86 zusammenwirkt, welche in der Ausführung der 2 an einem Gehäuse 8 der Turbomaschine 10 ausgebildet ist. Das Gehäuse 8 kann dabei auch mehrteilig ausgeführt sein bzw. die Lagerfläche 86 kann an einem weiteren mit dem Gehäuse 8 verbundenen Bauteil ausgebildet sein.Through various measures, this axial force can be reduced. However, it is still a thrust bearing 35 required. The thrust bearing 35 includes one on the shaft 14 arranged thrust washer 30 , The thrust washer 30 can do this, for example, on the wave 14 be pressed on, or - as in 2 shown - by means of a nut 49 with the intermediate wheel 15 against a shoulder of the shaft 14 be tense. The thrust washer 30 has a preferably hardened and ground tread 31 for the thrust bearing 35 on that with a storage area 86 cooperates in the execution of the 2 on a housing 8th the turbo machine 10 is trained. The housing 8th can also be executed in several parts or the storage area 86 can be on another with the case 8th be formed connected component.

Vorzugsweise ist die Turbomaschine 10 so ausgeführt, dass die fluidisch resultierende Axialkraft immer in einer Richtung wirkt, also keine Vorzeichenumkehr erfährt. Demzufolge ist auch lediglich eine Lagerfläche 86 erforderlich, da in der entgegengesetzten Richtung keine Axiallagerung nötig ist.Preferably, the turbomachine is 10 designed so that the fluidic axial force always acts in one direction, so undergoes no sign reversal. As a result, there is only one storage area 86 required, since in the opposite direction no axial bearing is necessary.

Die Antriebsvorrichtung 20 der als Turbokompressor ausgeführten Turbomaschine 10 ist als Elektromotor ausgeführt, zwischen dem Verdichter 11 und der Abgasturbine 13 angeordnet und umfasst einen Rotor 21 und einen Stator 22. Der Rotor 21 ist ebenfalls auf der Welle 14 angeordnet. Der Stator 22 ist ortsfest in dem nur partiell dargestellten Gehäuse 8 des Turbokompressors 10 positioniert. Das Gehäuse 8 kann auch mehrteilig ausgeführt sein. Die Welle 14 ist zu beiden Seiten der Antriebsvorrichtung 20 mittels je eines Radiallagers 41, 42 drehbar gelagert. Die Antriebsvorrichtung 20 ist zwischen den beiden Radiallagern 41, 42 positioniert. An den äußeren Enden der Welle 14 ist am einen Ende das Laufrad 15 angeordnet und am anderen Ende das weitere Laufrad 13a, welches die Abgasturbine 13 bildet.The drive device 20 the turbocharged engine designed as turbo compressor 10 is designed as an electric motor, between the compressor 11 and the exhaust gas turbine 13 arranged and includes a rotor 21 and a stator 22 , The rotor 21 is also on the wave 14 arranged. The stator 22 is stationary in the only partially illustrated housing 8th of the turbocompressor 10 positioned. The housing 8th can also be made in several parts. The wave 14 is on both sides of the drive device 20 by means of a radial bearing 41 . 42 rotatably mounted. The drive device 20 is between the two radial bearings 41 . 42 positioned. At the outer ends of the shaft 14 At one end is the impeller 15 arranged and at the other end the other impeller 13a which the exhaust gas turbine 13 forms.

Erfindungsgemäß weist nun die Axiallagerscheibe 30 an einer der Lauffläche 31 abgewandten Gegenseite 32 eine Strömungsvorrichtung 50 auf. Die Strömungsvorrichtung 50 ist dazu ausgebildet, kühles, nicht verdichtetes Arbeitsfluid von einem dem Laufrad 15 entfernten Bereich der Turbomaschine 10 derart anzusaugen, dass dadurch die beiden Radiallager 41, 42 und die Antriebsvorrichtung 20 gekühlt werden.According to the invention now has the thrust washer 30 on one of the tread 31 facing away from the other side 32 a flow device 50 on. The flow device 50 is designed to cool, non-compressed working fluid from one impeller 15 distant area of the turbomachine 10 sucked so that thereby the two radial bearings 41 . 42 and the drive device 20 be cooled.

Dazu zeigt 3 schematisch einen Schnitt durch eine Turbomaschine 10 mit einem skizzierten Kühlfluidpfad 60. Der Kühlfluidpfad 60 führt von einem in dem Gehäuse 8 ausgebildeten Einlass 81 über die beiden Radiallager 41, 42, die Antriebsvorrichtung 20 und die Axiallagerscheibe 30 zu einem ebenfalls in dem Gehäuse 8 ausgebildeten Auslass 82. Der Einlass 81 ist benachbart zu dem Verdichterrad 13a ausgebildet, soll vorzugsweise aber nicht das dort durchströmende Arbeitsfluid aufnehmen. Der Auslass 82 ist am anderen Ende der Welle 14 benachbart zu dem radialen Strömungsende 17 des Laufrads 15 ausgebildet. Dort kann sich das Kühlfluid, welches den Kühlfluidpfad 60 durchströmt hat, mit dem durch das Laufrad 15 verdichteten Arbeitsfluid, welches aus dem radialen Strömungsende 17 ausströmt, vermischen, oder aber getrennt von diesem aus der Turbomaschine 10 geführt werden.In addition shows 3 schematically a section through a turbomachine 10 with a sketched cooling fluid path 60 , The cooling fluid path 60 leads from one in the housing 8th trained inlet 81 over the two radial bearings 41 . 42 , the drive device 20 and the thrust washer 30 to one also in the case 8th trained outlet 82 , The inlet 81 is adjacent to the compressor wheel 13a designed, but preferably does not absorb the working fluid flowing through there. The outlet 82 is at the other end of the wave 14 adjacent to the radial flow end 17 of the impeller 15 educated. There, the cooling fluid, which is the cooling fluid path 60 through which flows through the impeller 15 compressed working fluid, which from the radial flow end 17 flows out, mix, or separate from this from the turbomachine 10 be guided.

Die Strömungsvorrichtung 50 weist vorzugsweise mehrere Schaufeln auf. Dazu zeigt 4 eine Draufsicht auf die Gegenseite 32 der Axiallagerscheibe 30. An der Gegenseite 32 sind sechs gekrümmte Schaufeln 51 angeordnet. Bei Drehung der Welle 14 - und mit ihr der Axiallagerscheibe 30 - wird durch die Schaufeln 51 ein Luftstrom bzw. Strom des Kühlfluids von radial innen nach radial außen erzeugt. Dementsprechend wird das Kühlfluid um die Axiallagerscheibe 30 - im Schnitt der 3 als U-Form zu sehen - herumgelenkt, und gelangt dadurch auf die Seite der Lauffläche 31 bzw. der Lagerfläche 86, und von dort weiter zum Auslass 82, wo es sich in Weiterbildungen der Erfindung mit dem durch das Laufrad 15 verdichteten Arbeitsfluid vermischen kann.The flow device 50 preferably has a plurality of blades. In addition shows 4 a plan view of the opposite side 32 the thrust washer 30 , At the opposite side 32 are six curved blades 51 arranged. Upon rotation of the shaft 14 - and with it the thrust washer 30 - gets through the blades 51 generates an air flow or flow of the cooling fluid from radially inward to radially outward. Accordingly, the cooling fluid becomes around the thrust washer 30 - on average the 3 as a U-shape - turned around, and thus reaches the side of the tread 31 or the storage area 86 , and from there to the outlet 82 , Where it is in developments of the invention with the by the impeller 15 compressed working fluid can mix.

Die Schaufeln 51 in der Ausführung der 4 weisen eine gekrümmte Form auf, können alternativ aber auch eine gerade Form aufweisen.The shovels 51 in the execution of 4 have a curved shape, but may alternatively have a straight shape.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Turbomaschine 10, insbesondere zur Verwendung in einem Brennstoffzellensystem 1 ist wie folgt:The operation of the turbomachine according to the invention 10 , in particular for use in a fuel cell system 1 is as follows:

Um die Brennstoffzelle 2 betreiben zu können, muss einerseits der Brennstoff sowie auch das Oxidationsmittel, vorzugsweise Luft aus der Umgebung, bereitgestellt werden. Auf der von der Antriebsvorrichtung 20 angetriebenen, rotierenden Welle 14 ist das Laufrad 15 angebracht, das den benötigten Luftmassenstrom durch die Luftzuführungsleitung 3 in Richtung der Brennstoffzelle 2 fördert. Zur Lagerung der Welle 14 sind in der Turbomaschine 10 Lagerstellen vorgesehen, nämlich vorzugsweise die zwei Radiallager 41, 42 und das Axiallager 35. Die in den Lagern 35, 41, 42 entstehende Reibungswärme muss durch eine geeignete Kühlung abgeführt werden. Hierzu eignet sich beispielsweise Luft, die durch die Turbomaschine 10 geleitet wird.To the fuel cell 2 To operate, on the one hand, the fuel and the oxidizing agent, preferably air from the environment, must be provided. On the of the drive device 20 driven, rotating shaft 14 is the wheel 15 attached, the required air mass flow through the air supply line 3 in the direction of the fuel cell 2 promotes. For storage of the shaft 14 are in the turbo machine 10 Storage locations provided, namely preferably the two radial bearings 41 . 42 and the thrust bearing 35 , The ones in the camps 35 . 41 . 42 The resulting frictional heat must be dissipated by suitable cooling. For this purpose, for example, air is suitable, through the turbomachine 10 is directed.

Um diesen Kühlluftstrom zu optimieren soll nun erfindungsgemäß nicht die bereits erwärmte, verdichtete Luft vom Laufrad 15 verwendet werden, sondern aus der entgegengesetzten Richtung gekühlte, unverdichtete Luft angesaugt werden, so dass die Kühlung effektiver wird. Dazu weist die Axiallagerscheibe 30 auf der Gegenseite 32 Schaufeln 51 auf. Dadurch ist es möglich, Frischluft aus der Umgebung durch den Einlass 81 anzusaugen und durch die Turbomaschine 10 zu leiten.In order to optimize this cooling air flow according to the invention should not now the already heated, compressed air from the impeller 15 are used, but are sucked from the opposite direction cooled, uncompressed air, so that the cooling is more effective. For this purpose, the thrust washer 30 on the opposite side 32 shovel 51 on. This makes it possible to get fresh air from the environment through the inlet 81 suck in and through the turbomachine 10 to lead.

Dadurch ergeben sich die folgenden Vorteile:

  • - Bereits aufgeheizte Luft des Verdichters 11 bzw. Laufrads 15 muss nicht zur Kühlung der Turbomaschine 10 verwendet werden.
  • - Entkopplung der für die Brennstoffzelle 2 vorgesehenen Luftmenge von der Kühlluftmenge.
  • - Wirkungsgradverbesserung der Turbomaschine 10.
This results in the following advantages:
  • - Already heated air of the compressor 11 or impeller 15 does not need to cool the turbomachine 10 be used.
  • - Decoupling of the fuel cell 2 provided amount of air from the amount of cooling air.
  • - Improvement in the efficiency of the turbomachine 10 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • DE 102008044876 A1 [0002]DE 102008044876 A1 [0002]
  • EP 2006497 A1 [0003]EP 2006497 A1 [0003]

Claims (12)

Turbomaschine (10), insbesondere für ein Brennstoffzellensystem (1), mit einer Welle (14), einem Laufrad (15) und einer Axiallagerscheibe (30), wobei das Laufrad (15) und die Axiallagerscheibe (30) auf der Welle (14) angeordnet sind, wobei an der Axiallagerscheibe (30) eine Lauffläche (31) zur axialen Lagerung ausgebildet ist, wobei die Lauffläche (31) mit einer korrespondierenden Lagerfläche (86) ein Axiallager (35) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass an der Axiallagerscheibe (30) eine Strömungsvorrichtung (50) angeordnet ist, wobei die Strömungsvorrichtung (50) in einem Kühlfluidpfad (60) liegt.Turbomachine (10), in particular for a fuel cell system (1), having a shaft (14), an impeller (15) and an axial bearing disk (30), the impeller (15) and the axial bearing disk (30) being mounted on the shaft (14). wherein a running surface (31) for axial mounting is formed on the axial bearing disk (30), wherein the running surface (31) with a corresponding bearing surface (86) forms a thrust bearing (35), characterized in that on the axial bearing disk (30 ), a flow device (50) is arranged, wherein the flow device (50) lies in a cooling fluid path (60). Turbomaschine (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (15) als Radialläufer ausgeführt ist, wobei das Laufrad (15) auf seiner Vorderseite (15a) von einem Arbeitsfluid entlang eines Strömungspfads (16) durchströmbar ist, wobei der Strömungspfad (16) ein axiales Strömungsende (18) und ein radiales Strömungsende (17) umfasst.Turbomachine (10) after Claim 1 characterized in that the impeller (15) is designed as a radial runner, wherein the impeller (15) on its front side (15a) by a working fluid along a flow path (16) can be flowed through, wherein the flow path (16) has an axial flow end (18). and a radial flow end (17). Turbomaschine (10) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlfluidpfad (60) und das radiale Strömungsende (17) in einen Auslass (82) münden.Turbomachine (10) after Claim 2 characterized in that the cooling fluid path (60) and the radial flow end (17) open into an outlet (82). Turbomaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallagerscheibe (30) der Rückseite (15b) des Laufrads (15) zugewandt ist.Turbomachine (10) after one of Claims 1 to 3 characterized in that the thrust washer (30) faces the rear side (15b) of the impeller (15). Turbomaschine (10) nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche (31) der Rückseite (15b) des Laufrads (15) zugewandt ist.Turbomachine (10) after Claim 4 characterized in that the running surface (31) faces the rear side (15b) of the running wheel (15). Turbomaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsvorrichtung (50) an einer der Lauffläche (31) entgegengesetzten Gengenseite (32) der Axiallagerscheibe (30) angeordnet ist.Turbomachine (10) after one of Claims 1 to 5 characterized in that the flow device (50) on one of the running surface (31) opposite Gengenseite (32) of the thrust washer (30) is arranged. Turbomaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsvorrichtung (50) mehrere Schaufeln (51) umfasst.Turbomachine (10) after one of Claims 1 to 6 characterized in that the flow device (50) comprises a plurality of blades (51). Turbomaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (15) als Verdichter (11) mit einer Antriebsvorrichtung (20) ausgeführt ist, wobei das axiale Strömungsende (18) den Strömungseingang und das radiale Strömungsende (17) den Strömungsausgang des Strömungspfads (16) darstellen.Turbomachine (10) after one of Claims 1 to 7 characterized in that the impeller (15) is designed as a compressor (11) with a drive device (20), wherein the axial flow end (18) represent the flow input and the radial flow end (17) the flow output of the flow path (16). Turbomaschine (10) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (20) in dem Kühlfluidpfad (60) liegt, vorzugsweise stromaufwärts der Strömungsvorrichtung (50).Turbomachine (10) after Claim 8 characterized in that the drive device (20) lies in the cooling fluid path (60), preferably upstream of the flow device (50). Turbomaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (14) mittels zumindest eines Radiallagers (41, 42) gelagert ist und dass das Radiallager (41, 42) in dem Kühlfluidpfad (60) liegt.Turbomachine (10) after one of Claims 1 to 9 characterized in that the shaft (14) by means of at least one radial bearing (41, 42) is mounted and that the radial bearing (41, 42) in the cooling fluid path (60). Brennstoffzellensystem (1) mit einer Brennstoffzelle (2), einer Luftzuführungsleitung (3) zum Zuführen eines Oxidationsmittels in die Brennstoffzelle (2) und einer Abgasleitung (4) zum Abführen des Oxidationsmittels aus der Brennstoffzelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem (1) eine Turbomaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, wobei das Laufrad (15) als Verdichter (11) ausgeführt ist und wobei der Verdichter (11) in der Luftzuführungsleitung (3) angeordnet ist.Fuel cell system (1) with a fuel cell (2), an air supply line (3) for supplying an oxidizing agent into the fuel cell (2) and an exhaust line (4) for discharging the oxidizing agent from the fuel cell (2), characterized in that the fuel cell system ( 1) a turbomachine (10) according to one of Claims 1 to 10 wherein the impeller (15) is designed as a compressor (11) and wherein the compressor (11) in the air supply line (3) is arranged. Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 11, wobei das Brennstoffzellensystem (1) eine Abgasturbine (13) mit einem weiteren Laufrad (13a) aufweist, wobei das weitere Laufrad (13a) auf der Welle (14) angeordnet ist, wobei die Abgasturbine (13) in der Abgasleitung (4) angeordnet ist.Fuel cell system (1) after Claim 11 wherein the fuel cell system (1) comprises an exhaust gas turbine (13) with a further impeller (13a), wherein the further impeller (13a) is arranged on the shaft (14), wherein the exhaust gas turbine (13) in the exhaust pipe (4) is.
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