DE102017212825A1

DE102017212825A1 - Turbomaschine, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem

Info

Publication number: DE102017212825A1
Application number: DE102017212825.9A
Authority: DE
Inventors: Felix Wiedmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-07-26
Filing date: 2017-07-26
Publication date: 2019-01-31
Also published as: WO2019020287A1

Abstract

Turbomaschine (10), insbesondere für ein Brennstoffzellensystem (1). Die Turbomaschine (10) weist ein auf einer Welle (14) angeordnetes Laufrad (15) auf. Das Laufrad (15) ist als Radialläufer ausgeführt, wobei das Laufrad (15) auf seiner Vorderseite (15a) von einem Arbeitsfluid entlang eines Strömungspfads (16) durchströmbar ist. Der Strömungspfad (16) umfasst ein axiales Strömungsende (18) und ein radiales Strömungsende (17). Die Welle (14) wirkt an einem der Rückseite (15b) des Laufrads (15) zugewandten Wellenabschnitt (14a) mit einer Dichtungsanordnung (50) zusammen. Der Wellenabschnitt (14a) weist einen Dichtdurchmesser (33) auf. Der Dichtdurchmesser (33) ist größer als ein Innendurchmesser (31) des Laufrads (15) am axialen Strömungsende (18). Und der Dichtdurchmesser (33) ist kleiner als ein Außendurchmesser (32) des Laufrads (15) am radialen Strömungsende (17).

Description

Stand der Technik
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.
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.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass derartige Turbomaschinen eine Dichtungsanordnung aufweisen können, die mit der Welle zur Abdichtung zusammenwirkt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Turbomaschine weist eine reduzierte auf die Welle wirkende Axialkraft auf. Dazu werden die auf die Welle bzw. auf die mit ihr verbundenen Bauteile wirkenden Drücke, welche durch das Arbeitsfluid wirken, durch die Dichtungsanordnung so beeinflusst, dass die Welle in axialer Richtung vorzugsweise druckausgeglichen bzw. kraftausgeglichen ist. Vorzugsweise ist die Turbomaschine dabei in einem Brennstoffzellensystem angeordnet.
Dazu umfasst die Turbomaschine ein auf einer Welle angeordnetes Laufrad. Das Laufrad ist als Radialläufer ausgeführt, wobei das Laufrad auf seiner Vorderseite von einem Arbeitsfluid entlang eines Strömungspfads durchströmbar ist. Der Strömungspfad umfasst ein axiales Strömungsende und ein radiales Strömungsende. Die Welle wirkt an einem der Rückseite des Laufrads zugewandten Wellenabschnitt mit einer Dichtungsanordnung zusammen. Der Wellenabschnitt weist einen Dichtdurchmesser auf. Der Dichtdurchmesser ist größer als ein Innendurchmesser des Laufrads am axialen Strömungsende. Und der Dichtdurchmesser ist kleiner als ein Außendurchmesser des Laufrads am radialen Strömungsende.
Wie bei Turbomaschinen üblich, wirkt auf der Vorderseite des Laufrads eine kleinere durch das Arbeitsfluid resultierende Axialkraft als auf der Rückseite des Laufrads. Dieser Kraftüberschuss auf der Rückseite wird ausgeglichen, indem aufgrund des vergrößerten Dichtdurchmessers eine resultierende weitere Axialkraft auf die Welle wirkt, welche der auf der Rückseite wirkenden entgegengesetzt ist.
Vorzugsweise ist dabei in einem Betrieb der Turbomaschine die von dem Arbeitsfluid auf die Welle wirkende resultierende Axialkraft nahezu Null. Die Welle ist demzufolge in axialer Richtung nahezu druckausgeglichen bzw. kraftausgeglichen. Das Arbeitsfluid wirkt mittelbar oder unmittelbar - beispielsweise über Vorderseite und Rückseite des Laufrads - auf die Welle. Aufgrund der niedrigen resultierenden Axialkraft können das oder die Axiallager für die Welle sehr klein und bauraumsparend ausgeführt werden.
In vorteilhaften Ausführungen beträgt der Dichtdurchmesser das 0,4-fache bis 0,6-fache des Außendurchmessers. Alternativ oder ergänzend beträgt der Dichtdurchmesser mindestens das 2-fache des Innendurchmessers. Dadurch ist die Welle in axialer Richtung kraftausgeglichen gestaltet.
In vorteilhaften Ausführungen ist die Turbomaschine als Turbokompressor ausgeführt. Das axiale Strömungsende stellt somit den Strömungseingang des Strömungspfads dar, und das radiale Strömungsende den Strömungsausgang des Strömungspfads. Das Laufrad wird im Betrieb demzufolge axial angeströmt und strömt radial ab. Für den Turbokompressor ist eine Antriebsvorrichtung erforderlich. Die auf die Welle und somit auf deren Axiallagerung reduzierte resultierende Axialkraft ist durch die Platzierung der Dichtungsanordnung minimiert, so dass auch entsprechende Reibverluste minimiert sind.
Demzufolge ist auch die erforderliche Antriebsleistung der Antriebsvorrichtung reduziert und der Turbokompressor entsprechend energieeffizient gestaltet.
In vorteilhaften Weiterbildungen ist zwischen dem Wellenabschnitt und der Dichtungsanordnung ein Leckagespalt ausgebildet. So kann ein definierter Massenstrom des Arbeitsfluids durch den Leckagespalt fließen und nachgeschaltete Komponenten schmieren und/oder kühlen.
In vorteilhaften Ausführungen ist auf der dem Laufrad entgegengesetzten Seite der Dichtungsanordnung zumindest ein Lager angeordnet. Das zumindest eine Lager lagert die Welle rotierbar. Das zumindest eine Lager ist von dem durch den Leckagespalt fließenden Arbeitsfluid anströmbar. Im Betrieb wird das Lager somit von dem Arbeitsfluid angeströmt bzw. sogar durchströmt und dadurch gekühlt und/oder geschmiert. In vorteilhaften Ausführungen ist das Lager dabei als gasgeschmiertes Lager gestaltet.
In vorteilhaften Ausführungen ist auf der dem Laufrad entgegengesetzten Seite der Dichtungsanordnung eine Antriebsvorrichtung angeordnet. Die Antriebsvorrichtung ist von dem durch den Leckagespalt fließenden Arbeitsfluid anströmbar. Im Betrieb wird die Antriebsvorrichtung somit von dem Arbeitsfluid angeströmt bzw. sogar durchströmt und dadurch gekühlt und/oder geschmiert. In vorteilhaften Ausführungen umfasst die Antriebsvorrichtung dabei einen Stator und einen auf der Welle angeordneten Rotor, ist also als Elektromotor ausgeführt. Die Kühlung des Elektromotors, insbesondere des Stators, erhöht die Effizienz des Elektromotors.
In vorteilhaften Weiterbildungen ist ein weiteres Laufrad auf der Welle angeordnet. Das weitere Laufrad ist ebenfalls als Radialläufer ausgeführt. Das weitere Laufrad ist auf seiner Vorderseite von dem Arbeitsfluid entlang eines weiteren Strömungspfads durchströmbar, wobei der weitere Strömungspfad ein axiales Strömungsende und ein radiales Strömungsende umfasst. Das axiale Strömungsende des weiteren Laufrads ist entgegenorientiert zum axialen Strömungsende des Laufrads. Dadurch wirken die jeweiligen auf die beiden Laufräder wirkenden resultierenden fluidischen Axialkräfte in die entgegengesetzter Richtung, kompensieren sich also gegenseitig zu einem Teil. Demzufolge kann der Dichtdurchmesser des Wellenabschnitts verringert werden. Dadurch verringern sich auch der benötigte Bauraum der Turbomaschine und die bewegte Masse der Welle.
In vorteilhaften Verwendungen ist die Turbomaschine in einem Brennstoffzellensystem angeordnet. Die Turbomaschine ist dazu als Turbokompressor bzw. Verdichter ausgeführt, wobei das axiale Strömungsende den Strömungseingang und das radiale Strömungsende den Strömungsausgang des Strömungspfads darstellen. 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 Turbokompressor 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. Insbesondere in den Ausführungsformen mit Leckagespalt kann der Turbokompressor so sehr wirkungsvoll gekühlt werden.
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.
Das Brennstoffzellensystem kann vorzugsweise dazu eingerichtet sein, eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzutreiben.
Figurenliste
Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind.
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.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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.
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.
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.
2 zeigt schematisch einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen 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. 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.
Auf seiner Vorderseite 15a ist das Laufrad 15 von einem Innendurchmesser 31 bis zu einem Außendurchmesser 32 mit dem Druck des Arbeitsfluids beaufschlagt. Dabei ist dieser Druck nicht konstant, sondern steigt vom Innendurchmesser 31 zum Außendurchmesser 32 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 Antriebsvorrichtung 20 des Turbokompressors 10 ist als Elektromotor ausgeführt und umfasst einen Rotor 22 und einen Stator 21. Der Rotor 22 ist ebenfalls auf der Welle 14 angeordnet. Der Stator 21 ist ortsfest in einem nicht dargestellten Gehäuse des Turbokompressors 10 positioniert. Die Welle 14 ist zu beiden Seiten der Antriebsvorrichtung 20 mittels je eines Lagers 41, 42 drehbar gelagert. Die Antriebsvorrichtung 20 ist zwischen den beiden Lagern 41, 42 positioniert. An den äußeren Enden der Welle 14 ist am einen Ende das Laufrad 15 angeordnet und am anderen Ende ein weiteres Laufrad 13a, welches die Abgasturbine 13 bildet.
Erfindungsgemäß sollen nun die Axialkräfte auf die beiden Lager 41, 42 bzw. auf ein weiteres Axiallager reduziert werden, und zwar mit Hilfe des Drucks des Arbeitsfluids, welcher am Laufrad 15, an der Welle 14 und gegebenenfalls an dem weiteren Laufrad 13a anliegt. Dazu wirkt an einem dem Laufrad 15 zugewandten Wellenabschnitt 14a der Welle 14 eine Dichtungsanordnung 50 mit dem Wellenabschnitt 14a derart zusammen, dass beiderseits der Dichtungsanordnung 50 unterschiedliche Drücke herrschen:

- An der Seite zum Laufrad 15 liegt ein Arbeitsdruck p an, der dem Druck am radialen Strömungsende 17 entspricht, also vergleichsweise Hochdruck.
- An der dem Laufrad 15 abgewandten Seite liegt ein niedrigerer Druck p₀ an, der beispielsweise dem Atmosphärendruck oder dem Druck des axialen Strömungsendes 18 entspricht. Beispielhaft ist in der 2 der Druck p₀ zwischen der Dichtungsanordnung 50 und dem Lager 41 eingezeichnet

Die Dichtungsanordnung 50 wirkt demzufolge als Druckteiler. Der Wellenabschnitt 14a weist einen Dichtdurchmesser 33 auf, welcher größer als der Innendurchmesser 31 und kleiner als der Außendurchmesser 32 ist. Das Laufrad 15 ist demzufolge auf einem weiteren Wellenabschnitt 14c angeordnet, welcher einen geringeren Durchmesser als der Wellenabschnitt 14a aufweist. Dadurch ist eine sich in Richtung zum Laufrad 15 an den Wellenabschnitt 14a anschließende Stirnfläche 14b ebenfalls mit dem Arbeitsdruck p beaufschlagt und kompensiert einen Teil des auf der Rückseite 15b des Laufrads 15 wirkenden Arbeitsdrucks p bezüglich der resultierenden fluidischen Axialkraft.
An seiner Vorderseite 15a ist das Laufrad 15 mittels einer Mutter 49 auf der Welle 14 verspannt. Je nach Dichtkonzept ist diese Mutter 49 und das sich daran anschließende Ende der Welle 14 ebenfalls mit dem Druck des axialen Strömungsendes 18 beaufschlagt, dem Niederdruck p₁ , wie er in der 2 beispielhaft für die Stirnseite der Welle 14 dargestellt ist. Der Niederdruck p₁ ist dabei geringer als der Arbeitsdruck p, er könnte auch dem niedrigen Druck p₀ stromabwärts der Dichtungsanordnung 50 entsprechen.
In einer Ausführung ohne Dichtkonzept - wie in 2 gezeigt - ist also eine Fläche des Innendurchmessers 31 ebenfalls mit dem Niederdruck p₁ des axialen Strömungsendes 18 beaufschlagt. Dieser Niederdruck p₁ wirkt in der gleichen axialen Richtung wie der Druck auf die Vorderseite 15a und auf die Stirnfläche 14b. In entgegengesetzter axialer Richtung wirkt der Arbeitsdruck p auf die Rückseite 15b. Konstruktiv wird nun der Dichtdurchmesser 33 so gewählt, dass sich diese Drücke nahezu ausgleichen, die Welle 14 mit ihren Anbauteilen also quasi druckausgeglichen bzw. kraftausgeglichen ist. Konstruktiv wird also der Flächeninhalt der Stirnfläche 14b so gewählt, dass die Druckausgeglichenheit entsteht.
In weiterbildenden Ausführungen werden auch die Druckverhältnisse an weiteren Wellenbereichen und daran angeordneten Bauteilen berücksichtigt, insbesondere wenn dort andere Drücke als der Atmosphärendruck vorhanden sind. In der Ausführung der 2 ist dazu exemplarisch das weitere Laufrad 13a auf der Welle 14 angeordnet, welches vorzugsweise als Abgasturbine 13 in der Abgasleitung 4 des Brennstoffzellensystems 1 wirkt. Das weitere Laufrad 13a ist ebenfalls als Radialläufer gestaltet, so dass naturgemäß auch an dem weiteren Laufrad 13a eine fluidisch resultierende Axialkraft entsteht, die ungleich Null ist, sofern keine analoge Dichtungsanordnung wie beim Laufrad 15 des Verdichters 11 vorhanden ist. Diese Kräfte inklusive weiterer Stirnflächen auf der Seite der Abgasturbine 13 werden vorzugsweise für die Auslegung des Dichtdurchmessers 33 berücksichtigt.
In vorteilhaften Ausführungen ist zwischen der Dichtungsanordnung 50 und dem Wellenabschnitt 14a ein Leckagespalt 51 ausgebildet, so dass ein Durchtritt des Arbeitsfluids durch den Leckagespalt 51 ermöglicht ist. Dabei kann der Leckagespalt 51 gezielt auf einen hindurchtretenden Massenstrom eingestellt werden, um Bauteile wie die beiden Lager 41, 42 oder die Antriebsvorrichtung 20 zu kühlen. Weiterhin können aufgrund des Leckagespalts 51 die beiden Lager 41, 42 mit dem Arbeitsfluid geschmiert werden; vorzugsweise sind die beiden Lager 41, 42 dazu als gasgeschmierte Lager ausgeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012224052 A1 [0001, 0020]
DE 102008044876 A1 [0002]

Claims

Turbomaschine (10), insbesondere für ein Brennstoffzellensystem (1), mit einer Welle (14) und einem auf der Welle (14) angeordneten Laufrad (15), wobei 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, wobei die Welle (14) an einem der Rückseite (15b) des Laufrads (15) zugewandten Wellenabschnitt (14a) mit einer Dichtungsanordnung (50) zusammenwirkt, wobei der Wellenabschnitt (14a) einen Dichtdurchmesser (33) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtdurchmesser (33) größer ist als ein Innendurchmesser (31) des Laufrads (15) am axialen Strömungsende (18) und wobei der Dichtdurchmesser (33) kleiner ist als ein Außendurchmesser (32) des Laufrads (15) am radialen Strömungsende (17).
Turbomaschine (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Turbomaschine (10) als Turbokompressor ausgeführt ist, wobei das axiale Strömungsende (18) den Strömungseingang und das radiale Strömungsende (17) den Strömungsausgang des Strömungspfads (16) darstellen.
Turbomaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtdurchmesser (33) das 0,4-fache bis 0,6-fache des Außendurchmessers (32) beträgt.
Turbomaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtdurchmesser (33) mindestens das 2-fache des Innendurchmessers (31) beträgt.
Turbomaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betrieb der Turbomaschine (10) die von dem Arbeitsfluid auf die Welle (14) wirkende resultierende Axialkraft nahezu Null ist.
Turbomaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wellenabschnitt (14a) und der Dichtungsanordnung (50) ein Leckagespalt (51) ausgebildet ist.
Turbomaschine (10) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Laufrad (15) entgegengesetzten Seite der Dichtungsanordnung (50) zumindest ein Lager (41, 42) angeordnet ist, welches die Welle (14) rotierbar lagert, wobei das zumindest eine Lager (41, 42) von dem Arbeitsfluid anströmbar ist.
Turbomaschine (10) nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Laufrad (15) entgegengesetzten Seite der Dichtungsanordnung (50) eine Antriebsvorrichtung (20) angeordnet ist, wobei die Antriebsvorrichtung (20) von dem Arbeitsfluid anströmbar ist.
Turbomaschine (10) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (20) einen Stator (21) und einen auf der Welle (14) angeordneten Rotor (22) umfasst.
Turbomaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Laufrad (13a) auf der Welle (14) angeordnet ist, wobei das weitere Laufrad (13a) als Radialläufer ausgeführt ist, wobei das weitere Laufrad (13a) auf seiner Vorderseite von dem Arbeitsfluid entlang eines weiteren Strömungspfads durchströmbar ist, wobei der weitere Strömungspfad ein axiales Strömungsende und ein radiales Strömungsende umfasst, wobei das axiale Strömungsende des weiteren Laufrads (13a) entgegenorientiert zum axialen Strömungsende (18) des Laufrads (15) ist.
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 die Turbomaschine (10) als Turbokompressor ausgeführt ist, wobei das axiale Strömungsende (18) den Strömungseingang und das radiale Strömungsende (17) den Strömungsausgang des Strömungspfads (16) darstellen, und wobei der Turbokompressor in der Luftzuführungsleitung (3) angeordnet ist.
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.