DE102018200637A1 - Side channel compressor for a fuel cell system for conveying and / or compressing a gaseous medium - Google Patents

Side channel compressor for a fuel cell system for conveying and / or compressing a gaseous medium Download PDF

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Inventor
Michael Kurz
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Robert Bosch GmbH
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/602—Drainage

Abstract

Seitenkanalverdichter (1) für ein Brennstoffzellensystem (37) zur Förderung und/oder Verdichtung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, mit einem Gehäuse (3), mit einem in dem Gehäuse (3) befindlichen Verdichterraum (30), der mindestens einen umlaufenden Seitenkanal (19, 21) aufweist, mit einem in dem Gehäuse (3) befindlichen Verdichterrad (2), das drehbar um eine Drehachse (4) angeordnet ist, wobei das Verdichterrad (2) an seinem Umfang im Bereich des Verdichterraums (30) angeordnete Förderzellen (28) aufweist, und mit jeweils einer am Gehäuse (3) ausgebildeten Gas-Einlassöffnung (14) und einer Gas-Auslassöffnung (16), die über den Verdichterraum (30), insbesondere zwei Seitenkanäle (19, 21), fluidisch miteinander verbunden sind, wobei das Gehäuse (3) eine erste und zweite Anlagefläche (23, 25) jeweils dem Verdichterrad (2) zugewandt und axial zur Drehachse (4) verlaufend aufweist und wobei sich in diesen Bereichen jeweils ein innerer und ein äußerer Axialspalt (38, 40) zwischen dem Gehäuse (3) und dem Verdichterrad (2) ausbildet. Erfindungsgemäß befindet sich dabei im Bereich der Axialspalte (38, 40) wenigstens ein scheibenförmiges Element (22, 24).

Figure DE102018200637A1_0000
Side channel compressor (1) for a fuel cell system (37) for conveying and / or compressing a gaseous medium, in particular hydrogen, with a housing (3), with a compressor chamber (30) located in the housing (3) and having at least one peripheral side channel (3). 19, 21), with a compressor wheel (2) located in the housing (3), which is arranged rotatably about an axis of rotation (4), wherein the compressor wheel (2) has conveying cells arranged on its circumference in the region of the compressor chamber (30). 28), and each having a on the housing (3) formed gas inlet port (14) and a gas outlet port (16) via the compressor chamber (30), in particular two side channels (19, 21), are fluidly interconnected , wherein the housing (3) has a first and second abutment surface (23, 25) respectively facing the compressor wheel (2) and extending axially to the axis of rotation (4) and wherein in each of these areas an inner and an outer Axia gap (38, 40) between the housing (3) and the compressor wheel (2) is formed. According to the invention, at least one disk-shaped element (22, 24) is located in the region of the axial gaps (38, 40).
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Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem zum Fördern und/oder Verdichten von einem gasförmigen Medium, insbesondere Wasserstoff, das insbesondere zur Anwendung in Fahrzeugen mit einem Brennstoffzellenantrieb vorgesehen ist.The present invention relates to a side channel compressor for a fuel cell system for conveying and / or compressing a gaseous medium, in particular hydrogen, which is provided in particular for use in vehicles with a fuel cell drive.

Im Fahrzeugbereich spielen neben flüssigen Kraftstoffen in Zukunft auch gasförmige Kraftstoffe eine zunehmende Rolle. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb müssen Wasserstoffgasströme gesteuert werden. Die Gasströme werden hierbei nicht mehr diskontinuierlich wie bei der Einspritzung von flüssigem Kraftstoff gesteuert, sondern es wird das gasförmige Medium aus mindestens einem Hochdrucktank entnommen und über eine Zuströmleitung eines Mitteldruckleitungssystem an eine Ejektoreinheit geleitet. Diese Ejektoreinheit führt das gasförmige Medium über eine Verbindungsleitung eines Niederdruckleitungssystems zu einer Brennstoffzelle. Nachdem das gasförmige Medium durch die Brennstoffzelle geströmt ist wird es über eine Rückführleitung zurück zur Ejektoreinheit geführt. Dabei kann der Seitenkanalverdichter zwischengeschaltet werden, der die Gasrückführung strömungstechnisch und effizienztechnisch unterstützt. Zudem werden Seitenkanalverdichter zur Unterstützung des Strömungsaufbaus im Brennstoffzellenantrieb eingesetzt, insbesondere bei einem (Kalt)-Start des Fahrzeugs nach einer gewissen Standzeit. Das Antreiben dieser Seitenkanalverdichter erfolgt üblicherweise über Elektromotoren, die beim Betrieb in Fahrzeugen über die Fahrzeugbatterie mit Spannung versorgt werden.In the vehicle sector, in addition to liquid fuels, gaseous fuels will also play an increasing role in the future. In particular, in vehicles with fuel cell drive hydrogen gas flows must be controlled. The gas streams are no longer controlled discontinuously as in the injection of liquid fuel, but it is the gaseous medium removed from at least one high pressure tank and passed through an inflow line of a medium pressure line system to an ejector unit. This ejector unit leads the gaseous medium via a connecting line of a low-pressure line system to a fuel cell. After the gaseous medium has passed through the fuel cell, it is returned to the ejector unit via a return line. In this case, the side channel compressor can be interposed, which supports the gas recirculation flow technology and efficiency technology. In addition, side channel blowers are used to support the flow structure in the fuel cell drive, in particular during a (cold) start of the vehicle after a certain service life. The driving of these side channel blowers usually takes place via electric motors, which are supplied with voltage via the vehicle battery during operation in vehicles.

Aus der DE 10 2007 053 016 A1 ist ein Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem bekannt, bei dem ein gasförmiges Medium, insbesondere Wasserstoff, gefördert und/oder verdichtet wird. Der Seitenkanalverdichter weist ein in einem Gehäuse umlaufendes Verdichterrad auf, das auf einer Antriebswelle befestigt ist und von einem Antrieb in Rotation versetzt wird und somit drehbar um eine Drehachse angeordnet ist. Weiterhin weist der Seitenkanalverdichter einen in dem Gehäuse befindlichen Verdichterraum auf, der mindestens einen umlaufenden Seitenkanal aufweist. Das Verdichterrad weist dabei an seinem Umfang im Bereich des Verdichterraums angeordnete Förderzellen auf. Im Gehäuse ist zudem jeweils eine Gas-Einlassöffnung und eine Gas-Auslassöffnung angeordnet, die über den mindestens einen Seitenkanal fluidisch miteinander verbunden sind. Dabei weist das Gehäuse eine erste und zweite Anlagefläche jeweils dem Verdichterrad zugewandt und axial zur Drehachse verlaufend auf. In diesen Bereichen bildet sich jeweils ein innerer und ein äußerer Axialspalt zwischen dem Gehäuse und dem Verdichterrad aus.From the DE 10 2007 053 016 A1 a side channel compressor for a fuel cell system is known, in which a gaseous medium, in particular hydrogen, is conveyed and / or compressed. The side channel compressor has a compressor wheel revolving in a housing, which is mounted on a drive shaft and is rotated by a drive and is thus rotatably arranged about an axis of rotation. Furthermore, the side channel compressor has a compressor chamber located in the housing, which has at least one circumferential side channel. The compressor wheel has at its circumference in the region of the compressor chamber arranged on delivery cells. In addition, in each case a gas inlet opening and a gas outlet opening are arranged in the housing, which are fluidly connected to one another via the at least one side channel. In this case, the housing has a first and second abutment surface respectively facing the compressor wheel and extending axially to the axis of rotation. In each of these areas, an inner and an outer axial gap is formed between the housing and the compressor wheel.

Der aus der DE 10 2007 053 016 A1 bekannte Seitenkanalverdichter kann gewisse Nachteile aufweisen. Bei der Verwendung des Seitenkanalverdichters, insbesondere als Rezirkulationsgebläse, im Brennstoffzellensystem kann es in einem Innenraum des Seitenkanalverdichters zur Bildung von flüssigem Wasser, insbesondere durch Auskondensation aus dem gasförmigen Medium, kommen. Im abgeschalteten Zustand des Brennstoffzellensystems im Fahrzeug setzt sich dieses Wasser bei niedrigen Umgebungstemperaturen an den Verrohrungen des Systems aber auch an den rotierenden Teilen des Seitenkanalverdichters wie Lagern, der Antriebswelle oder dem Verdichterrad ab. Beim Starten des Fahrzeugs und somit des Brennstoffzellensystems kann dies bei zu großer Eisbrückenbildung zu einem Blockieren des Antriebs führen, wodurch die rotierenden Teile, insbesondere das Verdichterrad, beschädigt werden können und/oder ein Starten des Systems erschwert beziehungsweise verzögert oder vollständig verhindert wird.The from the DE 10 2007 053 016 A1 known side channel compressor can have certain disadvantages. When using the side channel compressor, in particular as a recirculation fan, in the fuel cell system, it may come in an interior of the side channel compressor for the formation of liquid water, in particular by condensation from the gaseous medium. In the off state of the fuel cell system in the vehicle, this water settles at low ambient temperatures on the piping of the system but also on the rotating parts of the side channel compressor such as bearings, the drive shaft or the compressor wheel. When starting the vehicle and thus the fuel cell system, this can lead to a blocking of the drive in case of too much ice bridge formation, whereby the rotating parts, in particular the compressor wheel, can be damaged and / or starting the system is difficult or delayed or completely prevented.

In der DE 10 2015 00 264 A1 ist ein Seitenkanalverdichter beschrieben, der durch eine Ausformung und Anordnung des Strömungsgehäusedeckels unterhalb des Laufrades in Wirkrichtung der Schwerkraft, ein Kontakt von flüssigem Wasser und/oder die Ausbildung von Eisbrücken an den beweglichen Bauteilen verhindert. Jedoch kann der in der DE 10 2015 00 264 A1 beschriebene Seitenkanalverdichters gewisse Nachteile aufweisen. Die Einbaulage des Seitenkanalverdichters im Brennstoffzellensystem und/oder im Fahrzeug ist beispielsweise nicht variabel aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung des Seitenkanalverdichters, insbesondere durch den geodätisch unterhalb des Laufrades angeordneten Strömungsgehäusedeckel. Wird eine sehr spezifische Einbaulage des Seitenkanalverdichters im Fahrzeug und/oder Neigungswinkel des Fahrzeugs nicht eingehalten, beispielsweise aufgrund von Bauraumrestriktionen des Fahrzeugherstellers und/oder eines an einer abschüssigen Strasse geparkten Fahrzeugs, so kann eine zuverlässige Vermeidung von Eisbrückenbildung zwischen den Bauteilen nicht realisiert werden, da sich aufgrund der Verkippung flüssiges Wasser zwischen dem Verdichterrad und dem Gehäuse sammelt. Dies ist dadurch bedingt, dass sich der in der DE 10 2015 00 264 A1 beschriebene Seitenkanalverdichter des Effekts der Schwerkraft zunutze macht, um das flüssige Wasser abzuleiten. Des Weiteren kann es bei einem unvollständigen Abführen des flüssigen Wassers in den Bereich des Zwischenraum zu einer Eisbrückenbildung zwischen dem Laufrad und dem Gehäuse kommen.In the DE 10 2015 00 264 A1 a side channel compressor is described, which prevents a formation of liquid and the arrangement of the flow housing cover below the impeller in the direction of gravity, a contact of liquid water and / or the formation of ice bridges on the moving components. However, in the DE 10 2015 00 264 A1 described side channel compressor have certain disadvantages. The mounting position of the side channel compressor in the fuel cell system and / or in the vehicle, for example, not variable due to the structural design of the side channel compressor, in particular by the geodetically arranged below the impeller flow housing cover. If a very specific mounting position of the side channel compressor in the vehicle and / or angle of inclination of the vehicle is not maintained, for example because of space constraints of the vehicle manufacturer and / or a parked on a sloping road vehicle, so a reliable avoidance of ice bridge formation between the components can not be realized because due to the tilting liquid water collects between the compressor wheel and the housing. This is due to the fact that in the DE 10 2015 00 264 A1 described lateral channel compressor of the effect of gravity makes use of to derive the liquid water. Furthermore, incomplete discharge of the liquid water into the region of the gap may cause ice bridging between the impeller and the housing.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Bezugnehmend auf Anspruch 1 ist ein Seitenkanalverdichter derart ausgebildet, dass dass sich im Bereich von Axialspalten wenigstens ein scheibenförmiges Element befindet. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass sich zwischen einem Verdichterrad und einem Gehäuse, insbesondere im Bereich eines inneren und/oder äußeren Axialspalts, flüssiges Wasser sammeln kann. Dies ist dadurch bedingt, dass ein möglicher Spalt zwischen dem Verdichterrad und dem Gehäuse durch das jeweilige scheibenförmige Element gefüllt wird und sich somit in diesem Bereich kein flüssiges Wasser sammeln kann, dass später aufgrund von niedrigen Temperaturen, insbesondere Außentemperaturen unter 0°C, gefriert und somit Eisbrücken ausbildet. Dadurch wird sichergestellt, dass sich bei niedrigen Temperaturen keine Eisbrücken im Bereich einer jeweiligen Anlagefläche ausbilden können. Die Bereiche in denen das Verdichterrad und das Gehäuse einen Spalt, insbesondere einen Bereich mit einem geringen Spaltmaß ausbilden, ist der Bereich des inneren und äußeren Axialspalts, wobei zwei innere Axialspalte und zwei äußere Axialspalte durch das Verdichterrad und eine erste Anlagefläche des Gehäuses und durch das Verdichterrad und eine zweiten Anlagefläche des Gehäuses ausgebildet werden. Dadurch lässt sich der Seitenkanalverdichter auch bei niedrigen Temperaturen und langen Standzeiten problemlos starten, da keine Eisbrücken entstehen, die ein Blockieren des Verdichterrads im Gehäuse bewirken können. Die Einbaulage und/oder Lage des Seitenkanalverdichters in einem Brennstoffzellensystem und/oder Fahrzeug ist dabei in einem großen Bereich flexibel, da sich der geometrische und/oder schwerkraftbedingter Effekt zur Ableitung des Wassers in einem großen Winkelbereich einstellen kann und der hauptsächliche Effekt zur Ableitung des Wassers aus der geometrischen Ausprägung des wenigstens eine scheibenförmigen Element und/oder Fliehkräften ergibt. Weiterhin kann eine Schädigung der rotierenden Teile des Seitenkanalverdichters und/oder eines Antriebs, insbesondere eines elektrischen Antriebs, aufgrund von Eisbrückenbildung und/oder eindringendem flüssigem Wasser, verhindert werden. Weiterhin kann ein Blockieren des Verdichterrads bei einem Kaltstart aufgrund von Eisbrücken verhindert werden, wodurch sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung die vorteilhafte Funktion eines Einfrierschutzes des Verdichterrads ergibt. Dies führt zu einer verbesserten Kaltstartfähigkeit und einer höheren Zuverlässigkeit des Seitenkanalverdichters im Brennstoffzellensystem und/oder im Fahrzeug.Referring to claim 1, a side channel compressor is formed such that at least one disc-shaped element is located in the region of axial gaps. In this way it can be prevented that liquid water can collect between a compressor wheel and a housing, in particular in the region of an inner and / or outer axial gap. This is due to the fact that a possible gap between the compressor wheel and the housing is filled by the respective disk-shaped element and thus can not collect in this area no liquid water that later due to low temperatures, especially outside temperatures below 0 ° C, freezes and thus forming ice bridges. This ensures that at low temperatures no ice bridges can form in the area of a respective contact surface. The areas in which the compressor wheel and the housing form a gap, in particular a region with a small gap, is the area of the inner and outer axial gaps, wherein two inner axial gaps and two outer axial gaps through the compressor wheel and a first bearing surface of the housing and through the Compressor and a second contact surface of the housing are formed. As a result, the side channel blower can be started easily even at low temperatures and long service lives, since no ice bridges occur that can cause the compressor wheel to lock in the housing. The installation position and / or position of the side channel compressor in a fuel cell system and / or vehicle is flexible in a wide range, since the geometric and / or gravitational effect for discharging the water can be set in a wide angle range and the main effect for the discharge of water from the geometric expression of the at least one disc-shaped element and / or centrifugal forces results. Furthermore, damage to the rotating parts of the side channel compressor and / or a drive, in particular an electric drive, due to ice bridging and / or penetrating liquid water can be prevented. Furthermore, blocking the compressor wheel can be prevented in a cold start due to ice bridges, resulting in the advantageous embodiment of a freeze protection of the compressor by the inventive design. This leads to an improved cold start capability and a higher reliability of the side channel compressor in the fuel cell system and / or in the vehicle.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Seitenkanalverdichter möglich. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements of the claim 1 side channel blower are possible. The subclaims relate to preferred developments of the invention.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung bildet das wenigstens eine scheibenförmige Element eine innere Kontur aus, die sich im Bereich des jeweiligen inneren Axialspalts zwischen dem Verdichterrad und dem Gehäuse befindet, wobei die innere Kontur ringförmig um eine Drehachse verläuft. Des Weiteren bildet das wenigstens eine scheibenförmige Element eine äußere Kontur aus, die sich im Bereich des jeweiligen äußeren Axialspalts zwischen dem Verdichterrad und dem Gehäuse befindet, wobei die äußere Kontur ringförmig um die Drehachse verläuft. Auf diese Weise kann eine reibungsarme und stoßarme Rotation des Verdichterrades gewährleistet werden, da sich ein möglicher Führungseffekt des Verdichterrades durch die innere Kontur und durch die äußere Kontur des wenigstens einen scheibenförmigen Elements, insbesondere im Bereich der jeweiligen Anlagefläche, bei einer Rotation ergibt. Weiterhin kann der Vorteil erzielt werden, dass das Risiko eines Verkantens und/oder Verkippens des Verdichterrades reduziert wird. Ein weiterer Vorteil der ringförmig um die Drehachse verlaufenden inneren Kontur und/oder äußeren Kontur ist, dass eine verbesserte Kapselung der Bereiche der Seitenkanäle und/oder eines innenliegenden Bereichs und/oder eines außenliegenden Bereichs voneinander erzielt werden kann. Weiterhin kann durch die Kapselung der Seitenkanäle voneinander ein Austausch des gasförmigen Mediums zwischen den beiden Seitenkanälen nur durch im Bereich eines Verdichterraums angeordnete Förderzellen des Verdichterrades stattfinden, was bei einem sich in Drehung befindlichen Förderrad aufgrund der Strömungsverhältnisse nur begrenzt möglich ist. Dadurch kann gewährleistet werden, dass sich in beiden Seitenkanälen ein voneinander unabhängiger Druckaufbau und eine unabhängige Zirkulationsströmung mit dem Gehäuse ausbildet, wobei ein Impulsaustausch zwischen Kanal- und Laufradströmung in beiden Seitenkanälen genutzt wird. Dies bietet den Vorteil, dass der Wirkungsgrad und/oder das Fördervolumen des Seitenkanalverdichters erhöht werden kann, insbesondere im Vergleich zu Seitenkanalverdichtern mit nur einem Seitenkanal. Dadurch lässt sich die Lebensdauer des Seitenkanalverdichters erhöhen, während die Ausfallwahrscheinlichkeit des gesamten Brennstoffzellensystems reduziert wird.According to an advantageous embodiment, the at least one disc-shaped element forms an inner contour, which is located in the region of the respective inner axial gap between the compressor wheel and the housing, wherein the inner contour extends annularly about an axis of rotation. Furthermore, the at least one disk-shaped element forms an outer contour, which is located in the region of the respective outer axial gap between the compressor wheel and the housing, the outer contour extending annularly around the axis of rotation. In this way, a low-friction and low-impact rotation of the compressor wheel can be ensured, since a possible guiding effect of the compressor wheel through the inner contour and the outer contour of the at least one disc-shaped element, in particular in the region of the respective contact surface, results in a rotation. Furthermore, the advantage can be achieved that the risk of tilting and / or tilting of the compressor wheel is reduced. A further advantage of the inner contour and / or outer contour running annularly about the axis of rotation is that improved encapsulation of the regions of the side channels and / or an inner region and / or an outer region can be achieved from one another. Furthermore, by the encapsulation of the side channels from one another exchange of the gaseous medium between the two side channels only take place in the region of a compressor chamber arranged conveying cells of the compressor wheel, which is limited in a rotating impeller due to the flow conditions possible. It can thereby be ensured that an independent pressure build-up and an independent circulation flow with the housing are formed in both side channels, an impulse exchange between channel and impeller flow being utilized in both side channels. This offers the advantage that the efficiency and / or the delivery volume of the side channel compressor can be increased, in particular in comparison to side channel compressors with only one side channel. As a result, the life of the side channel compressor can be increased, while the probability of failure of the entire fuel cell system is reduced.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Gehäuse einen Unterbrecher-Bereich zwischen der Gas-Einlassöffnung und der Gas-Auslassöffnung auf, wobei das wenigstens eine scheibenförmige Element eine Verbindungs-Kontur ausbildet. Die Verbindungs-Kontur befindet sich im Unterbrecher-Bereich zwischen dem Verdichterrad und dem Gehäuse, wobei die Verbindungs-Kontur die innere Kontur mit der äußeren Kontur verbindet, so dass insbesondere das wenigstens eine scheibenförmige Element einteilig ausgeführt ist. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass eine effektive Trennung einer Druckseite, insbesondere im Bereich der Gas-Auslassöffnung, und einer Saugseite, insbesondere im Bereich der Gas-Einlassöffnung bewirkt wird. Diese Trennung ist notwendig, damit eine effektive Förderung des gasförmigen Mediums im Brennstoffzellensystem gewährleistet werden kann und verhindert wird, dass ein Rückfluss und/oder Druckabbau des gasförmigen Mediums von der Druckseite zur Saugseite über den Trennungsbereich erfolgt. Durch die durch das scheibenförmige Element ausgebildete Verbindungs-Kontur im Unterbrecher-Bereich kann sichergestellt werden, dass sich der Differenzdruck zwischen der Druckseite und der Einlassseite immer weiter abbaut und eine Kapselung erzielt werden kann. Durch die sich im Unterbrecher-Bereich zwischen dem Gehäuse und dem Verdichterrad befindliche Verbindungs-Kontur kann sich ein gleichmässiger Abbau der Differenzdruck einstellen und es treten keine negativen Effekte aufgrund eines Strömungsabrisses auf. Dadurch lassen sich die Druckverluste im Unterbrecher-Bereich reduzieren und der Wirkungsgrad des Seitenkanalverdichters steigern. Es ist zudem weiterhin vorteilhaft ist dabei, dass die Verbindungs-Kontur radial zur Drehachse im Übergangsbereich zum mindestens einen Seitenkanal gerundet verläuft, wodurch die negativen Effekte aufgrund eines Strömungsabrisses weiter reduziert werden. Zudem bietet die einteilige Ausführung des scheibenförmigen Elements, die mittels der Verbindungs-Kontur ermöglicht wird, Vorteile bei der Montage, wodurch sich die Montagezeit und die Montagekosten reduzieren lassen.According to an advantageous development, the housing has a breaker area between the gas inlet opening and the gas outlet opening, wherein the at least one disk-shaped element forms a connection contour. The connection contour is located in the interrupter region between the compressor wheel and the housing, wherein the connection contour connects the inner contour with the outer contour, so that in particular, the at least one disk-shaped element is made in one piece. In this way, the advantage can be achieved that an effective separation of a pressure side, in particular in the region of the gas outlet opening, and a suction side, in particular in the region of the gas inlet opening is effected. This separation is necessary so that an effective delivery of the gaseous medium in the fuel cell system can be ensured and it is prevented that a backflow and / or pressure reduction of the gaseous medium from the pressure side to the suction side over the separation area. By formed by the disk-shaped element connection contour in the interrupter area can be ensured that the differential pressure between the pressure side and the inlet side degrades more and more and an encapsulation can be achieved. By located in the breaker area between the housing and the compressor wheel connection contour can be a uniform reduction of the differential pressure set and there are no negative effects due to a stall. As a result, the pressure losses in the interrupter area can be reduced and the efficiency of the side channel compressor increased. It is also advantageous in this case that the connection contour extends radially rounded to the axis of rotation in the transition region to at least one side channel, whereby the negative effects due to a stall are further reduced. In addition, the one-piece design of the disc-shaped element, which is made possible by means of the connection contour, offers advantages during assembly, which can reduce assembly time and installation costs.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuse ein Gehäuse-Oberteil und ein Gehäuse-Unterteil auf, wobei ein erstes scheibenförmiges Element an einer axial zur Drehachse verlaufenden Stirnfläche des Gehäuse-Oberteils fixiert ist und ein zweites scheibenförmiges Element an einer axial zur Drehachse verlaufenden Stirnfläche des Gehäuse-Unterteils fixiert ist. Auf diese Weise kann eine kostengünstige Umsetzung der Flächenpaarung, insbesondere im Bereich mindestens eines inneren und eines äußeren Axialspalts, zwischen dem Gehäuse und dem Verdichterrad realisiert werden. Diese erfindungsgemäße Flächenpaarung verhindert, dass sich zwischen dem Verdichterrad und dem Gehäuse, insbesondere im Bereich des jeweiligen Axialspalts, flüssiges Wasser sammelt, wodurch sichergestellt wird, dass sich keine Eisbrücken in diesem Bereich bei niedrigen Temperaturen zwischen dem Verdichterrad und dem Gehäuse ausbilden. Die Realisierung ist kostengünstig, da eine Montage und/oder Fixierung des jeweiligen scheibenförmigen Elements an der Stirnfläche des Gehäuse-Oberteils und/oder des Gehäuse-Unterteil einen geringen Montageaufwand erfordert. Zudem kann das Gehäuse-Oberteils und/oder des Gehäuse-Unterteil im Bereich des aufzubringenden scheibenförmigen Elements nahezu unbearbeitet bleiben oder es kann ein kostengünstiges Verfahren zur Verbesserung der Oberflächenrauhigkeit eingesetzt werden. Diese bietet den Vorteil, dass Änderungen an der schon vorhandenen konstruktiven Ausprägung des Verdichterrads nicht notwendig sind. Des Weiteren ist nur ein Montageschritt erforderlich und somit kann eine kostengünstige Realisierung der besonders vorteilhaften Weiterbildung Einfrierschutz erfolgen. Somit ergibt sich der Vorteil, dass die Kaltstartfähigkeit des Seitenkanalverdichters verbessert werden kann, während nur geringe Fertigungsmehrkosten entstehen. Zudem kann durch das derartige Fixieren der scheibenförmigen Elemente, insbesondere zwecks einer Ausbildung eines Einfrierschutzes, eine kompakten Bauweise des Seitenkanalverdichters erzielt werden.According to a particularly advantageous embodiment, the housing has a housing upper part and a housing lower part, wherein a first disk-shaped element is fixed to an axially extending to the axis of rotation end face of the housing upper part and a second disc-shaped element on an axially extending to the axis of rotation end face of the Housing base is fixed. In this way, a cost-effective implementation of the surface pairing, in particular in the region of at least one inner and one outer axial gap, can be realized between the housing and the compressor wheel. This surface pairing according to the invention prevents liquid water from collecting between the compressor wheel and the housing, in particular in the region of the respective axial gap, thereby ensuring that no ice bridges in this area form at low temperatures between the compressor wheel and the housing. The realization is cost-effective, since a mounting and / or fixing of the respective disk-shaped element on the end face of the housing upper part and / or the housing lower part requires little installation effort. In addition, the housing upper part and / or the lower housing part can remain virtually unprocessed in the region of the disk-shaped element to be applied or a cost-effective method for improving the surface roughness can be used. This offers the advantage that changes to the existing structural design of the compressor wheel are not necessary. Furthermore, only one assembly step is required, and thus cost-effective implementation of the particularly advantageous development of freeze protection can take place. Thus, there is the advantage that the cold start capability of the side channel compressor can be improved, while only small production costs arise. In addition, can be achieved by such fixing the disc-shaped elements, in particular for the purpose of forming a Einfrierschutzes, a compact design of the side channel compressor.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung befindet sich eine ringförmige Druckfeder zwischen dem ersten scheibenförmigen Element und dem zweiten scheibenförmigen Element, wobei die ringförmige Druckfeder radial umlaufend um die Drehachse und außerhalb des Verdichterrads verläuft und wobei das jeweilige scheibenförmige Element durch die Druckfeder axial zur Drehachse gegen die jeweilige Stirnfläche des Gehäuses gedrückt wird. Des Weiteren wird das wenigstens eine scheibenförmiges Element mittels wenigstens einer Zentrierscheibe im Bereich ihres inneren Querschnitts mit dem Gehäuse fixiert ist und/oder in Anlage gehalten. Dabei wird eine Zentrierung des wenigstens einen scheibenförmigen Elements radial zur Drehachse über einen Absatz der wenigstens einen Zentrierscheibe erzielt. Auf diese Weise kann eine hohe Lebensdauer der Fixierung des scheibenförmigen Elements am Gehäuse erzielt werden, während nur ein sehr kleiner und kompakter Bauraum für das fixierende Element in Form der Druckfeder benötigt wird. Zudem wird das scheibenförmige Element mittels der Zentrierscheibe derart radial zur Drehachse am Gehäuse befestigt, dass sich eine genaue Ausrichtung des scheibenförmigen Elements radial zur Drehachse erreichen lässt und sich dadurch eine hohe Lebensdauer des Seitenkanalverdichters erzielen lässt. Die Umsetzung des Einfrierschutzes durch eine Fixierung und/oder Zentrierung mittels der Druckfeder und/oder die mindestens eine Zentrierscheibe kann somit in einer kompakten Bauweise umgesetzt werden, während sich eine zuverlässige Anbringung der scheibenförmige Elemente erzielen lässt. Zudem kann ein Verrutschen des wenigstens einen scheibenförmigen Elements radial zur Drehachse verhindert werden, wodurch ein zuverlässiger Einfrierschutz gewährleistet und somit eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Seitenkanalverdichters erzielt werden kann.According to an advantageous development, there is an annular compression spring between the first disc-shaped element and the second disc-shaped element, wherein the annular compression spring extends radially circumferentially about the axis of rotation and outside the compressor wheel and wherein the respective disc-shaped element by the compression spring axially to the axis of rotation against the respective end face of the housing is pressed. Furthermore, the at least one disk-shaped element is fixed by means of at least one centering disk in the region of its inner cross section with the housing and / or held in abutment. In this case, a centering of the at least one disk-shaped element is achieved radially to the rotation axis via a shoulder of at least one centering. In this way, a high life of the fixation of the disk-shaped element can be achieved on the housing, while only a very small and compact space for the fixing element in the form of the compression spring is needed. In addition, the disk-shaped element is fastened by means of the centering disc so radially to the axis of rotation on the housing that can achieve a precise alignment of the disk-shaped element radially to the rotation axis and thereby achieve a long life of the side channel compressor. The implementation of the anti-freeze protection by fixing and / or centering by means of the compression spring and / or the at least one centering disc can thus be implemented in a compact design, while a reliable attachment of the disc-shaped elements can be achieved. In addition, slipping of the at least one disk-shaped element radially to the axis of rotation can be prevented, whereby a reliable Einfrierschutz ensures and thus high reliability and life of the side channel compressor can be achieved.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung weist das wenigstens eine scheibenförmige Element eine wasserabweisende Oberfläche auf und/oder besteht aus einem wasserabweisenden Material. Zudem kann das wenigstens eine scheibenförmige Element aus einem Kunststoff oder aus einem nicht-korrosiven Stahl bestehen. In einer weiteren besonders vorteilhaften Weiterbildung weist das wenigstens eine scheibenförmige Element eine derartige Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenrauhigkeit auf, dass eine geringe Benetzbarkeit der Oberfläche durch Flüssigkeiten, insbesondere durch Wasser, erzielt werden kann und/oder das wenigstens eine scheibenförmige Element ist mit Teflon beschichtet. Auf diese Weise lässt sich der Vorteil erzielen, dass sich Wasseranlagerungen im Bereich zwischen dem Verdichterrad und dem Gehäuse zum einen durch die Ausbildung des wenigstens einen scheibenförmigen Elemente nahezu verhindert wird. Zum anderen können Wasser-Anlagerungen durch die Oberflächengestaltung und/oder das gewählte Material des scheibenförmigen Elements zudem aktiv von den scheibenförmigen Elementen und somit aus dem jeweiligen inneren und äußeren Axialspalt weggeleitet werden. Dadurch entsteht ein weiterer wasserableitender Effekt aufgrund der Oberflächengestaltung und/oder Materialauswahl der scheibenförmigen Elemente zusätzlich zum Effekt des Verhinderns von Wasserablagerungen und/oder Eisbrückenbildung aufgrund der Positionierung der scheibenförmigen Elemente im Bereich des jeweiligen inneren und/oder äußeren Axialspalts. Weiterhin kann durch die Ausgestaltung der scheibenförmigen Elemente mit einer wasserabweisende Oberfläche und/oder mit einem wasserabweisenden Material mögliche Eisbrücken und/oder Eisstücke, die in einem anderen Bereich des Brennstoffzellensystems entstehen und in den Bereich des Seitenkanalverdichters, insbesondere in den Verdichterraum und/oder die erste Anlagefläche und/oder die zweite Anlagefläche, gelangen, schneller abgeleitet werden. Zusätzlich wird ein Anhaften dieser mögliche Eisbrücken und/oder Eisstücke an das jeweiligen scheibenförmige Elemente aufgrund der erfinderischen Ausgestaltung des Seitenkanalverdichters nahezu verhindert. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Ausbildung der scheibenförmigen Elemente aus einem Kunststoff und/oder nicht-korrosiven Stahl ein Korrodieren und/oder Rosten und/oder Oxidieren der scheibenförmigen Elemente verhindert wird. Dadurch kann die Lebensdauer der scheibenförmigen Elemente und somit des gesamten Seitenkanalverdichters erhöht werden.. According to a particularly advantageous development, the at least one disk-shaped element has a water-repellent surface and / or consists of a water-repellent material. In addition, the at least one disc-shaped element made of a plastic or a non-corrosive steel. In a further particularly advantageous development, the at least one disk-shaped element has such a surface structure and / or surface roughness that a low wettability of the surface by liquids, in particular by water, can be achieved and / or the at least one disk-shaped element is coated with Teflon. In this way, the advantage can be achieved that water deposits in the area between the compressor wheel and the housing is almost prevented by the formation of at least one disc-shaped elements on the one hand. On the other hand, water deposits by the surface design and / or the selected material of the disk-shaped element can also be actively led away from the disc-shaped elements and thus from the respective inner and outer axial gap. This results in a further water-draining effect due to the surface design and / or material selection of the disk-shaped elements in addition to the effect of preventing water deposits and / or ice bridge formation due to the positioning of the disk-shaped elements in the region of the respective inner and / or outer axial gap. Furthermore, through the configuration of the disc-shaped elements with a water-repellent surface and / or with a water-repellent material possible ice bridges and / or pieces of ice that arise in another area of the fuel cell system and in the area of the side channel compressor, in particular in the compressor room and / or the first Contact surface and / or the second contact surface, get away, are derived more quickly. In addition, adhesion of these possible ice bridges and / or pieces of ice to the respective disk-shaped elements is virtually prevented due to the inventive design of the side channel compressor. Furthermore, there is the advantage that in a design of the disc-shaped elements made of a plastic and / or non-corrosive steel corrosion and / or rusting and / or oxidation of the disc-shaped elements is prevented. As a result, the life of the disc-shaped elements and thus of the entire side channel compressor can be increased.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das wenigstens eine scheibenförmige Element aus einem reibungsreduzierenden Material und/oder mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung ausgeführt und, wobei die Reibungsreduzierung insbesondere durch den Einsatz von Kohlenstoff und/oder Graphit erzielt wird. Weiterhin kann das scheibenförmige Element mit Teflon beschichtet sein. According to an advantageous embodiment, the at least one disc-shaped element made of a friction-reducing material and / or with a friction-reducing coating and, wherein the friction reduction is achieved in particular by the use of carbon and / or graphite. Furthermore, the disc-shaped element may be coated with Teflon.

Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass eine geringere Reibung zwischen dem scheibenförmigen Element und möglichen Eisbrücken und/oder Eispartikeln entstehen. Dies wiederum hat zum einen den Vorteil, dass die Eispartikeln nicht am scheibenförmigen Element anhaften können und mögliche Eisbrücken somit einfach am scheibenförmigen Element abrutschen. Dadurch lässt sich die Ausfallwahrscheinlichkeit des Seitenkanalverdichters reduzieren und die Lebensdauer des gesamten Brennstoffzellensystems, insbesondere aufgrund einer Reduzierung der Eisbrückenbildung im Bereich des Verdichterraums, erhöhen.In this way, the advantage can be achieved that a lower friction between the disc-shaped element and possible ice bridges and / or ice particles arise. This, in turn, has the advantage that the ice particles can not adhere to the disk-shaped element and thus easily slip off possible ice bridges on the disk-shaped element. This can reduce the probability of failure of the side channel compressor and increase the life of the entire fuel cell system, in particular due to a reduction of ice bridge formation in the region of the compressor chamber.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung besteht das wenigstens eine scheibenförmige Element aus einer flexiblen Folie. Zudem ist das wenigstens eine scheibenförmige Element, insbesondere die flexible Folie, an jeweils einer axial zur Drehachse verlaufenden Stirnfläche des Verdichterrads fixiert, insbesondere geklebt, wobei sich das wenigstens eine scheibenförmige Element im montierten Zustand des Seitenkanalverdichters im Bereich des inneren Axialspalts und/oder des äußeren Axialspalts befindet. Auf diese Weise kann zum einen der Vorteil erzielt werden, dass eine schnelle und kostengünstige Montage des scheibenförmigen Elements in Form der flexiblen Folie erzielt werden kann. Durch die Möglichkeit des Klebens, insbesondere Einklebens, des scheibenförmigen Elements und/oder der flexiblen Folie kann eine Reduzierung der Montagezeit und der Montagekosten herbeigeführt werden. Eine weitere Vorteilhafte Maßnahme ist das Aufbringen des Klebers und/oder der Klebefläche auf dem scheibenförmigen Elements und/oder der flexiblen Folie. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Größe der möglichen Anhaftfläche und/oder Klebefläche des scheibenförmigen Elements mit der Stirnfläche des Verdichterrads, wodurch sich eine stabile Verbindung und somit erhöhte Lebensdauer Seitenkanalverdichter ergibt. Eine weitere Reduzierung der Montagekosten lässt sich dadurch erzielen, dass das Gehäuse-Oberteil und/oder das Gehäuse-Unterteil in unverändertem Zustand genutzt werden können, insbesondere indem raue Oberflächen nicht zusätzliche nachbearbeitet werden müssen, da die Klebeeigenschaften bei einer Montage der Bauteile durch eine hohe Rauhigkeit der Oberflächen verbessert werden. Darüber hinaus ist eine kompakte Bauweise des Seitenkanalverdichters möglich, aufgrund einer platzsparenden Ausführung und Anordnung der flexiblen Folie, insbesondere axial zur Drehachse. According to an advantageous development, the at least one disk-shaped element consists of a flexible film. In addition, the at least one disk-shaped element, in particular the flexible film, is fixed, in particular glued, to an end face of the compressor wheel extending axially to the axis of rotation, wherein the at least one disk-shaped element in the assembled state of the side channel compressor in the region of the inner axial gap and / or the outer Axial gaps is located. In this way, on the one hand, the advantage can be achieved that a quick and cost-effective installation of the disk-shaped element in the form of the flexible film can be achieved. By the possibility of gluing, in particular gluing, the disc-shaped element and / or the flexible film, a reduction of the assembly time and the assembly costs can be brought about. Another advantageous measure is the application of the adhesive and / or the adhesive surface on the disc-shaped element and / or the flexible film. Another advantage results from the size of the possible adhesion surface and / or adhesive surface of the disk-shaped element with the end face of the compressor wheel, resulting in a stable connection and thus increased life side channel blower. A further reduction in assembly costs can be achieved in that the housing upper part and / or the lower housing part can be used in the same state, especially by rough surfaces do not need to be reworked, since the adhesive properties in a mounting of the components by a high Roughness of the surfaces can be improved. In addition, a compact design of the side channel compressor is possible due to a space-saving design and arrangement of the flexible film, in particular axially to the axis of rotation.

Figurenlistelist of figures

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.With reference to the drawing, the invention will be described below in more detail.

Es zeigt:

  • 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters,
  • 2 einen in 1 mit A-A bezeichneten Schnitt eines Gehäuses des Seitenkanalverdichters ohne ein Verdichterrad in einer Draufsicht auf ein Gehäuse-Unterteil in vergrößerter Darstellung,
  • 3 eine Draufsicht eines scheibenförmigen Elements in vergrößerter Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 4 eine Draufsicht des scheibenförmigen Elements in vergrößerter Darstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
It shows:
  • 1 a schematic sectional view of a side channel compressor according to the invention,
  • 2 one in 1 With AA designated section of a housing of the side channel compressor without a compressor wheel in a plan view of a lower housing part in an enlarged view,
  • 3 a plan view of a disk-shaped element in an enlarged view according to a first embodiment,
  • 4 a plan view of the disk-shaped element in an enlarged view according to a second embodiment,

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Der Darstellung gemäß 1 ist eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters 1 zu entnehmen.The representation according to 1 is a schematic sectional view of a side channel compressor according to the invention 1 refer to.

Der Seitenkanalverdichter 1 weist dabei ein Verdichterrad 2 auf, das um eine horizontal verlaufenden Drehachse 4 drehbar in einem Gehäuse 3 gelagert ist. Dabei dient ein Antrieb 6, insbesondere ein elektrischer Antrieb 6, als Drehantrieb 6 des Verdichterrades 2. Das Verdichterrad 2 ist drehfest auf einer Antriebswelle 9 angeordnet und ist insbesondere mittels eines Pressverbands mit der Antriebswelle 9 verbunden ist. Das Verdichterrad 2 weist eine innere Verdichterrad-Nabe 10 auf, wobei die Verdichterrad-Nabe 10 eine Ausnehmung aufweist, durch die die Antriebswelle 9 gesteckt ist. Die Verdichterrad-Nabe 10 ist zudem umlaufend auf der der Drehachse 4 abgewandten Seite durch einen Naben-Fuß 12 begrenzt. Vom Naben-Fuß 12 nach außen von der Drehachse 4 weg bildet das Verdichterrad 2 eine umlaufende kreisförmige Naben-Scheibe 13 aus, wobei das Verdichterrad 2 zudem eine außenseitig an die Naben-Scheibe 13 anschliessende Förderzelle 28 ausbildet. Dabei verläuft eine Vielzahl an Förderzellen 28 umlaufend um die Drehachse 4 in einem umlaufenden Verdichterraum 30 des Gehäuses 3 im Verdichterrad 2.The side channel compressor 1 has a compressor wheel 2 on, around a horizontal axis of rotation 4 rotatable in a housing 3 is stored. It serves a drive 6 , in particular an electric drive 6 , as a rotary drive 6 of the compressor wheel 2 , The compressor wheel 2 is non-rotatable on a drive shaft 9 arranged and is in particular by means of a press fit with the drive shaft 9 connected is. The compressor wheel 2 has an inner compressor wheel hub 10 on, with the compressor wheel hub 10 has a recess through which the drive shaft 9 is plugged. The compressor wheel hub 10 is also circumferential on the axis of rotation 4 opposite side by a hub-foot 12 limited. From the hub foot 12 outward from the axis of rotation 4 away forms the compressor wheel 2 a circumferential circular hub disc 13 out, with the compressor wheel 2 also an outside of the hub disc 13 subsequent delivery cell 28 formed. There is a large number of delivery cells 28 circulating around the axis of rotation 4 in a rotating compressor room 30 of the housing 3 in the compressor wheel 2 ,

Des Weiteren weist das Gehäuse 3 im Bereich des Verdichterraums 30 einen ersten umlaufende Seitenkanal 19 und/oder einen zweiten umlaufenden Seitenkanal 21 auf. Dabei verlaufen die Seitenkanäle 19, 21 derart im Gehäuse 3 in Richtung der Drehachse 4, dass diese axial zur Förderzelle 28 beidseitig verlaufen. Die Seitenkanäle 19, 21 können dabei zumindest in einem Teilbereich des Gehäuses 3 umlaufend um die Drehachse 4 verlaufen, wobei in dem Teilbereich, in dem die Seitenkanäle 19, 21 im Gehäuse 3 nicht ausgebildet ist, ein Unterbrecher-Bereich 15 im Gehäuse 3 ausgebildet ist.Furthermore, the housing has 3 in the area of the compressor room 30 a first circumferential side channel 19 and / or a second circumferential side channel 21 on. The side channels run 19 . 21 such in the case 3 in the direction of the axis of rotation 4 in that this is axial to the feed cell 28 on both sides. The side channels 19 . 21 can thereby at least in a portion of the housing 3 circulating around the axis of rotation 4 run, wherein in the subregion in which the side channels 19 . 21 in the case 3 not formed, a breaker area 15 in the case 3 is trained.

Die Antriebswelle 9 ist mit einem Ende axial zur Drehachse 4 zumindest kardanisch mit dem Antrieb 6 verbunden. Dabei befindet sich ein Lager 27 am Außendurchmesser der Antriebswelle 9 axial im Bereich zwischen dem Antrieb 6 und dem Verdichterrad 2, insbesondere zwischen dem Antrieb 6 und dem Naben-Fuß 12 des Verdichterrads 2. Die Antriebswelle 9 bildet einen Lager-Zapfen 36 axial zur Drehachse 4 auf Ihrer dem Antrieb 6 abgewandten Seite aus, wobei sich im Bereich des Lager-Zapfens 36 ein weiteres Lager 27 befindet. Bei den Lagern 27 kann es sich um Wälzlager 27 handeln, insbesondere um Kugellager 27. Zudem ist eine Tellerfeder 35 gezeigt, die sich zum einen am Gehäuse 3 abstützt und zum anderen an dem Naben-Fuß 12 des Verdichterrads 2. Auf diese Weise lässt sich das Verdichterrad 2 axial zur Drehachse 4 im Gehäuse 3 positionieren, wobei sich insbesondere das Spaltmaß über einen inneren Axialspalte 38 und/oder einen äußeren Axialspalt 40 einstellen lässt. Darüber hinaus lässt sich mittels der Tellerfeder 35 eine Vorspannung der jeweiligen Lager 27 erzielen.The drive shaft 9 is with one end axially to the axis of rotation 4 at least cardan with the drive 6 connected. There is a warehouse 27 on the outer diameter of the drive shaft 9 axially in the area between the drive 6 and the compressor wheel 2 , in particular between the drive 6 and the hub foot 12 the compressor wheel 2 , The drive shaft 9 forms a bearing journal 36 axially to the axis of rotation 4 on yours the drive 6 facing away from, wherein in the area of the bearing pin 36 another camp 27 located. At the camps 27 it can be rolling bearings 27 act, especially around ball bearings 27 , In addition, a plate spring 35 shown, on the one hand on the housing 3 and on the other hand at the hub foot 12 the compressor wheel 2 , In this way, the compressor wheel can be 2 axially to the axis of rotation 4 in the case 3 position, in particular, the gap dimension over an inner axial column 38 and / or an outer axial gap 40 can be set. In addition, can be by means of the plate spring 35 a bias of the respective camp 27 achieve.

Weiterhin bildet das Gehäuse 3 eine Gas-Einlassöffnung 14 und eine Gas-Auslassöffnung 16 aus. Dabei sind die Gas-Einlassöffnung 14 und die Gas-Auslassöffnung 16, insbesondere über den mindestens einen Seitenkanal 19, 21 fluidisch miteinander verbunden.Furthermore, the housing forms 3 a gas inlet opening 14 and a gas outlet port 16 out. Here are the gas inlet opening 14 and the gas outlet opening 16 , in particular via the at least one side channel 19 . 21 fluidly connected.

Vom Antrieb 6 wird ein Drehmoment über die Verdichterrad-Nabe 10 auf das Verdichterrad 2 übertragen. Dabei wird das Verdichterrad 2 in Rotationsbewegung versetzt und die wenigstens eine Förderzelle 28 bewegt sich in einer Rotationsbewegung umlaufend um die Drehachse 4 durch den Verdichterraum 30 im Gehäuse 3 in Richtung einer Drehrichtung 20 (siehe 2). Dabei wird ein schon im Verdichterraum 30 befindliches gasförmiges Medium durch die Förderzelle 28 mitbewegt und dabei gefördert und/oder verdichtet. Zudem findet eine Bewegung des gasförmigen Mediums, insbesondere ein Strömungsaustausch, zwischen der Förderzelle 28 und dem mindestens einen Seitenkanal 19, 21 statt. Dabei ist es für die Förderwirkung entscheidend, dass sich im Betrieb eine Zirkulationsströmung 26 innerhalb des jeweiligen Seitenkanals 19, 21 ausbilden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Seitenkanäle 19, 21 mittels der Flächenpaarungen im Bereich des jeweiligen inneren Axialspalts 38 und des äußeren Axialspalts 40 pneumatisch voneinander getrennt sind. Die Bereiche in denen das Verdichterrad 2 und das Gehäuse 3, insbesondere ein Gehäuse-Oberteil 7 und ein Gehäuse-Unterteil 8 einen Spalt, insbesondere einen Bereich mit einem geringen Spaltmaß ausbilden, ist der Bereich des inneren und äußeren Axialspalts 38, 40, die durch das Verdichterrad 2 und einer ersten Anlagefläche 23 und/oder einer zweiten Anlagefläche 25 des Gehäuses 3 ausgebildet wird, insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Flächenpaarung zwischen dem Gehäuse 3 und/oder dem Verdichterrad 2 und/oder mindestens einem scheibenförmigen Element 22, 24. Somit befindet sich im Bereich der Axialspalte 38, 40 wenigstens ein scheibenförmiges Element 22, 24, insbesondere zwischen dem Gehäuse 3 und dem Verdichterrad 2. Dabei weisen die erwähnten Flächenpaarungen in der Regel ein möglichst geringes Spiel zueinander auf. Des Weiteren strömt das gasförmige Medium, bei dem es sich insbesondere um ein unverbrauchtes Rezirkulationsmedium aus einem Brennstoffzellensystem 37, insbesondere eine Brennstoffzelle, handelt, über die Gas-Einlassöffnung 14 in den Verdichterraum 30 des Seitenkanalverdichters 1 ein und/oder wird dem Seitenkanalverdichter 1 zugeführt und/oder wird aus dem Bereich, der der Gas-Einlassöffnung 14 vorgelagert ist, angesaugt. Dabei wird das gasförmige Medium nach erfolgtem Durchlauf durch die Gas-Auslassöffnung 16 des Seitenkanalverdichters 1 abgeleitet und strömt zurück in das Brennstoffzellensystem 37. Des Weiteren ist eine Symmetrieachse 48 gezeigt, die orthogonal zur Drehachse 4 und symmetrisch mittig durch die Schnittgeometrie des Verdichterrads 2 verläuft.From the drive 6 becomes a torque through the compressor wheel hub 10 on the compressor wheel 2 transfer. In this case, the compressor wheel 2 set in rotation and the at least one conveyor cell 28 moves in a rotational movement circumferentially around the axis of rotation 4 through the compressor room 30 in the case 3 in the direction of a direction of rotation 20 (please refer 2 ). One is already in the compressor room 30 befindliches gaseous medium through the feed cell 28 moved and promoted and / or compressed. In addition, a movement of the gaseous medium, in particular a flow exchange, takes place between the delivery cell 28 and the at least one side channel 19 . 21 instead of. It is crucial for the conveying effect that during operation a circulation flow 26 within each side channel 19 . 21 can train. This is achieved by the fact that the side channels 19 . 21 by means of the surface pairings in the region of the respective inner axial gap 38 and the outer axial gap 40 are pneumatically separated from each other. The areas where the compressor wheel 2 and the case 3 , in particular a housing upper part 7 and a housing base 8th forming a gap, in particular a region with a small gap, is the area of the inner and outer axial gaps 38 . 40 passing through the compressor wheel 2 and a first contact surface 23 and / or a second contact surface 25 of the housing 3 is formed, in particular by means of a Surface pairing according to the invention between the housing 3 and / or the compressor wheel 2 and / or at least one disk-shaped element 22 . 24 , Thus, it is located in the area of the axial gaps 38 . 40 at least one disc-shaped element 22 . 24 , in particular between the housing 3 and the compressor wheel 2 , The mentioned surface pairings usually have the least possible play on each other. Furthermore, the gaseous medium flows, which in particular is an unconsumed recirculation medium from a fuel cell system 37 , in particular a fuel cell, acts via the gas inlet opening 14 in the compressor room 30 of the side channel compressor 1 one and / or becomes the side channel compressor 1 supplied and / or is from the area of the gas inlet opening 14 is upstream, sucked. In this case, the gaseous medium after passing through the gas outlet opening 16 of the side channel compressor 1 derived and flows back into the fuel cell system 37 , Furthermore, there is an axis of symmetry 48 shown orthogonal to the axis of rotation 4 and symmetrically centered by the cutting geometry of the compressor wheel 2 runs.

Des Weiteren ist in 1 gezeigt, dass mittels der Axialspalte 38, 40 eine Kapselung der Förderzelle 28 und/oder des jeweiligen Seitenkanals 19, 21 voneinander und/oder den jeweiligen Seitenkanal 19, 21 von einem bezüglich der Drehachse 4 radial innenliegenden Bereich 50 und/oder einem bezüglich der Drehachse 4 radial außenliegenden Bereich 52 des Gehäuses 3 erfolgt. In bestimmten Betriebssituation des Seitenkanalverdichters 1 kann ein zumindest teilweises und geringfügiges Hindurchbewegen des gasförmigen Mediums vom mindestens einen Seitenkanal 19, 21 in den außenliegenden Bereich 52 zumindest zeitweise erfolgen. Durch die Kapselung wird verhindert, dass das gasförmige Medium aus dem Bereich der Förderzelle 28 und/oder den Seitenkanälen 19, 21 in den innenliegenden Bereich 50 und/oder den außenliegenden Bereich 52 des Seitenkanalverdichters 1 vordringen kann. Dadurch wird weiterhin verhindert, dass die Bauteile Antrieb 6 und/oder Lager 27 und/oder Antriebswelle 9, die sich im innenliegenden Bereich 50 befinden, beschädigt werden. Im Falle des elektrischen Antriebs 6 kann eine Eindringen des schweren Bestandsteils Wasser oder von Wasserstoff zu einem Kurzschluss führen und/oder zu einer Schädigung der elektrische oder weichmagnetischen Bauteile des Antriebs 6 führen. Dies kann den Betrieb des gesamten Seitenkanalverdichters 1 einschränken und sogar zu einem Ausfall führen. Weiterhin ist mittels der Axialspalte 38, 40 eine Erhöhung des Wirkungsgrads des Seitenkanalverdichters 1 möglich, je geringer die Größe des jeweiligen Axialspalts 38, 40 desto höher der erzielbare Wirkungsgrad des Seitenkanalverdichters.Furthermore, in 1 shown that by means of the axial column 38 . 40 an encapsulation of the delivery cell 28 and / or the respective side channel 19 . 21 from each other and / or the respective side channel 19 . 21 from one with respect to the axis of rotation 4 radially inner area 50 and / or one with respect to the axis of rotation 4 radially outside area 52 of the housing 3 he follows. In certain operating situation of the side channel compressor 1 may be at least partially and slightly passing the gaseous medium from the at least one side channel 19 . 21 in the outer area 52 at least temporarily. The encapsulation prevents the gaseous medium from the area of the delivery cell 28 and / or the side channels 19 . 21 in the interior area 50 and / or the outside area 52 of the side channel compressor 1 can penetrate. This will further prevent the components drive 6 and / or bearings 27 and / or drive shaft 9 that are in the interior area 50 are damaged. In the case of the electric drive 6 For example, penetration of the heavy constituent water or of hydrogen can lead to a short circuit and / or damage to the electrical or soft magnetic components of the drive 6 to lead. This may affect the operation of the entire side channel compressor 1 restrict and even lead to a failure. Furthermore, by means of the axial column 38 . 40 an increase in the efficiency of the side channel compressor 1 possible, the smaller the size of the respective axial gap 38 . 40 the higher the achievable efficiency of the side channel compressor.

In 1 ist darüber hinaus gezeigt, dass der Antrieb 6 einen axial zur Drehachse 4 verlaufenden Rotor 17 aufweist, wobei der Rotor 17 kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Antriebswelle 9 verbunden ist, insbesondere mittels eines Pressverbands. Eine Kapselung des Rotors 17 gegen Umwelteinflüsse und/oder gegen Feuchtigkeit und Verschmutzung von außen wird durch den Einsatz eines Rotorgehäuses 41 erzielt. Weiterhin wird ein Entweichen von Wasserstoff aus dem Seitenkanalverdichters 1 in die Umgebung durch den Einsatz des Rotorgehäuses 41 verhindert. Zudem weist der Antrieb 6 einen um die Drehachse 4 umlaufenden Stator 11 auf, wobei der Stator 11 außerhalb und/oder umlaufend um den Rotor 17 angeordnet ist und/oder sich der Rotor 17 innerhalb des Innendurchmessers des Stators 11 befindet. Durch eine Bestromung des Stators 11 kann der Rotor 17 angetrieben werden und insbesondere in eine Rotationsbewegung versetzt werden. Eine Kapselung des Stators 11 gegen Umwelteinflüsse und/oder gegen Feuchtigkeit und Verschmutzung von außen wird durch den Einsatz eines Statorgehäuses 39 erzielt. Das Rotorgehäuse 41 und/oder das Statorgehäuse 39 können dabei am Gehäuse 3 des Seitenkanalverdichters 1 fixiert sein, insbesondere an das Gehäuse 3 angeschraubt sein.In 1 In addition, it is shown that the drive 6 an axial to the axis of rotation 4 extending rotor 17 having, wherein the rotor 17 non-positively and / or positively with the drive shaft 9 is connected, in particular by means of a pressing association. An encapsulation of the rotor 17 against environmental influences and / or against moisture and pollution from the outside is through the use of a rotor housing 41 achieved. Furthermore, an escape of hydrogen from the side channel compressor 1 into the environment through the use of the rotor housing 41 prevented. In addition, the drive points 6 one around the axis of rotation 4 revolving stator 11 on, with the stator 11 outside and / or around the rotor 17 is arranged and / or the rotor 17 within the inside diameter of the stator 11 located. By energizing the stator 11 can the rotor 17 be driven and in particular be placed in a rotational movement. An encapsulation of the stator 11 against environmental influences and / or against moisture and pollution from the outside is through the use of a stator 39 achieved. The rotor housing 41 and / or the stator housing 39 can do this on the case 3 of the side channel compressor 1 be fixed, in particular to the housing 3 be screwed on.

In 1 ist darüber hinaus gezeigt, dass das Gehäuse 3 das Gehäuse-Oberteil 7 und das Gehäuse-Unterteil 8 aufweist, wobei ein erstes scheibenförmiges Element 22 an einer axial zur Drehachse 4 verlaufenden Stirnfläche des Gehäuse-Oberteils 7 fixiert ist und ein zweites scheibenförmiges Element 24 an einer axial zur Drehachse 4 verlaufenden Stirnfläche des Gehäuse-Unterteils 8 fixiert ist. Zudem befindet sich eine ringförmige Druckfeder 5 zwischen dem ersten scheibenförmigen Element 22 und dem zweiten scheibenförmigen Element 24, wobei die ringförmige Druckfeder 5 radial umlaufend um die Drehachse 4 und außerhalb des Verdichterrads 2, insbesondere im außenliegenden gekapselten Bereich 52, verläuft und wobei das jeweilige scheibenförmige Element 22, 24 durch die Druckfeder 5 axial zur Drehachse 4 gegen die jeweilige Stirnfläche des Gehäuses 3 gedrückt wird. Weiterhin wird wenigstens eines der scheibenförmigen Element 22, 24 mittels wenigstens einer jeweiligen Zentrierscheibe 29, 31 im Bereich ihrer inneren Kontur 32 mit dem Gehäuse 3 fixiert ist und/oder in Anlage gehalten wird, wobei eine Zentrierung des wenigstens einen scheibenförmigen Elements 22, 24 radial zur Drehachse 4 über einen Absatz 33 der wenigstens einen Zentrierscheibe 29, 31 erzielt wird.In 1 In addition, it is shown that the housing 3 the housing upper part 7 and the lower housing part 8th having a first disc-shaped element 22 at an axial to the axis of rotation 4 extending end face of the housing upper part 7 is fixed and a second disc-shaped element 24 at an axial to the axis of rotation 4 extending end face of the housing base 8th is fixed. In addition, there is an annular compression spring 5 between the first disk-shaped element 22 and the second disc-shaped element 24 , wherein the annular compression spring 5 radially encircling the axis of rotation 4 and outside the compressor wheel 2 , in particular in the outer encapsulated area 52 , runs and wherein the respective disc-shaped element 22 . 24 through the compression spring 5 axially to the axis of rotation 4 against the respective end face of the housing 3 is pressed. Furthermore, at least one of the disk-shaped element 22 . 24 by means of at least one respective centering disc 29 . 31 in the area of their inner contour 32 with the housing 3 is fixed and / or held in abutment, wherein a centering of the at least one disc-shaped element 22 . 24 radial to the axis of rotation 4 about a paragraph 33 the at least one centering disc 29 . 31 is achieved.

2 zeigt einen in 1 mit A-A bezeichneten Schnitt des Seitenkanalverdichters 1 in vergrößerter Darstellung bei dem das Gehäuse 3, insbesondere das Gehäuse-Unterteil 8, die Gas-Einlassöffnung 14, die Gas-Auslassöffnung 16, der Unterbrecher-Bereich 15, der Seitenkanal 19, und die Drehrichtung 20 des nicht dargestellten Verdichterrads 2 darstellt. Das gasförmige Medium strömt dabei im Betrieb des Seitenkanalverdichters 1 in Drehrichtung 20 von der Gas-Einlassöffnung 14 zur die Gas-Auslassöffnung 16. Weiterhin ist in 2 gezeigt, dass das Gehäuse 3 den Unterbrecher-Bereich 15 zwischen der Gas-Einlassöffnung 14 und der Gas-Auslassöffnung 16 aufweist. Das gasförmige Medium wird durch das nicht dargestellte Verdichterrad 2 gefördert und/oder strömt dabei von der Gas-Einlassöffnung 14 zur Gas-Auslassöffnung 16 und durchströmt dabei, zumindest teilweise, mindestens einen Seitenkanal 19, 21. Dabei erhöht sich mit fortschreitendem Umlauf von der Gas-Einlassöffnung 14 zur Gas-Auslassöffnung 16 in Drehrichtung 20 die Verdichtung und/oder der Druck und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Mediums in der Förderzelle 28, insbesondere in der Förderzelle 28 des Verdichterrades 2 und in den Seitenkanälen 19, 21. Durch den Unterbrecher-Bereich 15 wird eine Trennung einer Druckseite und einer Saugseite bewirkt, wobei sich die Saugseite im Bereich der Gas-Einlassöffnung 14 befindet und die Druckseite im Bereich der Gas-Auslassöffnung 16 befindet. Die Trennung mittels des Unterbrecher-Bereichs 15 ist notwendig, damit eine effektive Förderung des gasförmigen Mediums im Brennstoffzellensystem 37, insbesondere im Seitenkanalverdichter 1 gewährleistet werden kann und kein Rückfluss und/oder Druckabbau des gasförmigen Mediums von der Druckseite zur Saugseite über den Unterbrecher-Bereich 15 erfolgt. Zudem ist in 2 die Symmetrieachse 48 gezeigt, die radial zur Drehachse 4 und durch den Unterbrecher-Bereich 15 verläuft. 2 shows an in 1 With AA designated section of the side channel compressor 1 in an enlarged view in which the housing 3 , in particular the lower housing part 8th , the gas inlet opening 14 , the gas outlet 16 , the breaker area 15 , the side channel 19 , and the direction of rotation 20 the compressor wheel, not shown 2 represents. The gaseous medium flows during operation of the side channel compressor 1 in the direction of rotation 20 from the gas inlet port 14 to the gas outlet opening 16 , Furthermore, in 2 shown that the case 3 the breaker area 15 between the gas inlet opening 14 and the gas outlet opening 16 having. The gaseous medium is through the compressor wheel, not shown 2 promoted and / or flows from the gas inlet opening 14 to the gas outlet opening 16 and flows through it, at least partially, at least one side channel 19 . 21 , This increases with progressive circulation of the gas inlet opening 14 to the gas outlet opening 16 in the direction of rotation 20 the compression and / or the pressure and / or the flow velocity of the gaseous medium in the delivery cell 28 , especially in the conveyor cell 28 of the compressor wheel 2 and in the side channels 19 . 21 , Through the breaker area 15 a separation of a pressure side and a suction side is effected, wherein the suction side in the region of the gas inlet opening 14 located and the pressure side in the area of the gas outlet opening 16 located. The separation by means of the breaker area 15 is necessary for effective promotion of the gaseous medium in the fuel cell system 37 , especially in the side channel compressor 1 can be ensured and no reflux and / or pressure reduction of the gaseous medium from the pressure side to the suction side over the breaker area 15 he follows. Moreover, in 2 the axis of symmetry 48 shown, which are radial to the axis of rotation 4 and through the breaker area 15 runs.

3 zeigt eine Draufsicht des jeweiligen scheibenförmigen Elements 22, 24 in vergrößerter Darstellung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei kann sich jeweils eines der scheibenförmigen Elemente 22, 24 zwischen dem Gehäuse 3 und dem Verdichterrad 2 befinden und die vorteilhafte Funktion eines Einfrierschutzes des Seitenkanalverdichters 1 ausbilden. Das erste scheibenförmige Element 22 befindet sich dazu beispielsweise axial zur Drehachse 4 zwischen dem Verdichterrad 2 und der Stirnfläche, insbesondere der ersten Anlagefläche 23, des Gehäuse-Oberteils 7, während sich das zweite scheibenförmige Element 24 sich dazu beispielsweise axial zur Drehachse 4 zwischen dem Verdichterrad 2 und der Stirnfläche, insbesondere der zweiten Anlagefläche 25, des Gehäuse-Unterteils 8, befindet. Dabei bildet jeweils das wenigstens eine scheibenförmige Element 22, 24 die innere Kontur 32 aus, die sich im Bereich des jeweiligen inneren Axialspalts 38 (dargestellt in 1) zwischen dem Verdichterrad 2 und dem Gehäuse 3 befindet, wobei die innere Kontur 32 ringförmig um die Drehachse 4 verläuft. Weiterhin weist das wenigstens eine scheibenförmige Element 22, 24 eine äußere Kontur 34 auf, die sich im Bereich des jeweiligen äußeren Axialspalts 40 (dargestellt in 1) zwischen dem Verdichterrad 2 und dem Gehäuse 3 befindet, wobei die äußere Kontur 34 ringförmig um die Drehachse 4 verläuft. Zwischen der inneren Kontur 32 und der äußeren Kontur 34 bildet das wenigstens eine scheibenförmige Element 22, 24 jeweils eine Verbindungs-Kontur 45 aus, die sich im Unterbrecher-Bereich 15 zwischen dem Verdichterrad 2 und dem Gehäuse 3 befindet, wobei die Verbindungs-Kontur 45 die innere Kontur 32 mit der äußeren Kontur 34 verbindet, so dass insbesondere das mindestens eine scheibenförmige Element 22, 24 einteilig ausgeführt ist. Das jeweilige scheibenförmige Element 22, 24 bildet im Überlappungsbereich mit dem jeweiligen Seitenkanal 19, 21 des Gehäuses 3 eine Aussparung 18 auf, um eine Ausbildung der jeweiligen Zirkulationsströmung 26 zwischen der Förderzelle 28 des Verdichterrads 2 und dem jeweiligen Seitenkanals 19, 21 des Gehäuses 3 zu ermöglichen. Das gasförmige Medium kann somit axial zur Drehachse 4 durch die Aussparung 18 des jeweiligen scheibenförmigen Elements 22, 24 strömen. Zudem ist in 3 die Symmetrieachse 48 gezeigt, die radial zur Drehachse 4 und durch die Verbindungs-Kontur 45 verläuft. Die jeweilige Verbindungs-Kontur 45 des jeweiligen scheibenförmigen Elements 22, 24 überdeckt somit den jeweiligen Unterbrecher-Bereich 15 im Gehäuse 3 im montierten Zustand. 3 shows a plan view of the respective disc-shaped element 22 . 24 in an enlarged view according to a first embodiment. In each case, one of the disc-shaped elements 22 . 24 between the case 3 and the compressor wheel 2 located and the advantageous function of a freezer of the side channel compressor 1 form. The first disk-shaped element 22 is located, for example, axially to the axis of rotation 4 between the compressor wheel 2 and the end face, in particular the first contact surface 23 , the housing shell 7 while the second disc-shaped element 24 for example, axially to the axis of rotation 4 between the compressor wheel 2 and the end face, in particular the second contact surface 25 , of the housing base 8th , is located. In each case forms the at least one disc-shaped element 22 . 24 the inner contour 32 out, located in the region of the respective inner axial gap 38 (shown in 1 ) between the compressor wheel 2 and the housing 3 is located, with the inner contour 32 ring around the axis of rotation 4 runs. Furthermore, this has at least one disk-shaped element 22 . 24 an outer contour 34 on, which are in the range of the respective outer axial gap 40 (shown in 1 ) between the compressor wheel 2 and the housing 3 is located, with the outer contour 34 ring around the axis of rotation 4 runs. Between the inner contour 32 and the outer contour 34 this forms at least one disk-shaped element 22 . 24 one connection contour each 45 out, in the breaker area 15 between the compressor wheel 2 and the housing 3 is located, with the connection contour 45 the inner contour 32 with the outer contour 34 connects, so that in particular the at least one disc-shaped element 22 . 24 is made in one piece. The respective disk-shaped element 22 . 24 forms in the overlap area with the respective side channel 19 . 21 of the housing 3 a recess 18 on to an education of the respective circulation flow 26 between the conveyor cell 28 the compressor wheel 2 and the respective side channel 19 . 21 of the housing 3 to enable. The gaseous medium can thus be axial to the axis of rotation 4 through the recess 18 of the respective disc-shaped element 22 . 24 stream. Moreover, in 3 the axis of symmetry 48 shown, which are radial to the axis of rotation 4 and through the connection contour 45 runs. The respective connection contour 45 of the respective disc-shaped element 22 . 24 thus covers the respective breaker area 15 in the case 3 in the assembled state.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Seitenkanalverdichters 1 weist das wenigstens eine scheibenförmige Element 22, 24 eine wasserabweisende Oberfläche auf und/oder das wenigstens eine scheibenförmige Element 22, 24 besteht aus einem wasserabweisenden Material. Darüber hinaus besteht das wenigstens eine scheibenförmige Element 22, 24 ein in einer beispielhaften Ausführungsform aus einem Kunststoff oder aus einem nicht-korrosiven Stahl. Auch ist es möglich, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element 22, 24 aus einem reibungsreduzierenden Material und/oder mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung ausgeführt und, wobei die Reibungsreduzierung insbesondere durch den Einsatz von Kohlenstoff und/oder Graphit erzielt wird. Dadurch kann der Vorteil erzielt werden, dass eine geringere Reibung zwischen dem scheibenförmigen Element und möglichen Eisbrücken und/oder Eispartikeln entstehen. Dies wiederum hat zum einen den Vorteil, dass die Eispartikeln nicht am scheibenförmigen Element anhaften können und mögliche Eisbrücken somit einfach am scheibenförmigen Element abrutschen. Dadurch lässt sich die Ausfallwahrscheinlichkeit des Seitenkanalverdichters reduzieren und die Lebensdauer des gesamten Brennstoffzellensystems, insbesondere aufgrund einer Reduzierung der Eisbrückenbildung im Bereich des Verdichterraums, erhöhen. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das wenigstens eine scheibenförmige Element 22, 24 eine derartige Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenrauhigkeit auf, dass eine geringe Benetzbarkeit der Oberfläche durch Flüssigkeiten, insbesondere durch Wasser, erzielt werden kann. Zudem kann das wenigstens eine scheibenförmige Element 22, 24 mit Teflon beschichtet sein.In an advantageous embodiment of the side channel compressor 1 has the at least one disc-shaped element 22 . 24 a water-repellent surface and / or the at least one disc-shaped element 22 . 24 consists of a water-repellent material. In addition, there is at least one disc-shaped element 22 . 24 in one exemplary embodiment of a plastic or a non-corrosive steel. It is also possible that the at least one disc-shaped element 22 . 24 made of a friction-reducing material and / or with a friction-reducing coating and, wherein the friction reduction is achieved in particular by the use of carbon and / or graphite. As a result, the advantage can be achieved that a lower friction between the disk-shaped element and possible ice bridges and / or ice particles arise. This, in turn, has the advantage that the ice particles can not adhere to the disk-shaped element and thus easily slip off possible ice bridges on the disk-shaped element. This can reduce the probability of failure of the side channel compressor and increase the life of the entire fuel cell system, in particular due to a reduction of ice bridge formation in the region of the compressor chamber. In a further exemplary embodiment, the at least one disc-shaped element 22 . 24 Such a surface structure and / or surface roughness on that a low wettability of the surface by liquids, in particular by water, can be achieved. In addition, the at least one disc-shaped element 22 . 24 be coated with Teflon.

4 zeigt eine Draufsicht des jeweiligen scheibenförmigen Elements 22, 24 in vergrößerter Darstellung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. In dieser Darstellung besteht das jeweilige scheibenförmige Element 22, 24 aus einer flexiblen Folie 22, 24. Dabei weist die jeweilige flexible Folie 22, 24 die innere Kontur 32 auf, die ringförmig um die Drehachse 4 verläuft. Des weiteren weist die jeweilige flexible Folie die äußere Kontur 34 auf, die ringförmig um die Drehachse 4 verläuft. In der Ausführung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die jeweilige flexible Folie 22, 24 nicht zwangsläufig die Verbindungs-Kontur 45 auf, sondern die innere Kontur 32 kann mittels Verbindungsrippen 43 mit der äußeren Kontur 34 verbunden sein. Die Verbindungsrippen 43 verlaufen dabei nahezu radial zur Drehachse 4 und umlaufend um die Drehachse 4. Zwischen den Verbindungsrippen 43 bildet das jeweilige scheibenförmige Element 22, 24 mehrere Aussparungen 18 aus, um eine Ausbildung der jeweiligen Zirkulationsströmung 26 zwischen der Förderzelle 28 des Verdichterrads 2 und dem jeweiligen Seitenkanals 19, 21 des Gehäuses 3 zu ermöglichen. Durch die Verbindungsrippen 43 kann zudem eine effektive Trennung der Druckseite und der Saugseite des Seitenkanalverdichters 1 im Unterbrecher-Bereich 15 erzielt werden. Des Weiteren ist die jeweilige flexible Folie 22, 24 ist jeweils an einer axial zur Drehachse 4 verlaufenden Stirnfläche des Verdichterrads 2 fixiert, insbesondere geklebt, ist, wobei sich das wenigstens eine scheibenförmige Element 22, 24 im montierten Zustand des Seitenkanalverdichters 1 im Bereich des inneren Axialspalts 38 und/oder des äußeren Axial-spalts 40 befindet. 4 shows a plan view of the respective disc-shaped element 22 . 24 in an enlarged view according to a second embodiment. In this illustration, there is the respective disk-shaped element 22 . 24 from a flexible film 22 . 24 , In this case, the respective flexible film 22 . 24 the inner contour 32 on, the ring around the axis of rotation 4 runs. Furthermore, the respective flexible film has the outer contour 34 on, the ring around the axis of rotation 4 runs. In the embodiment according to the second embodiment, the respective flexible film 22 . 24 not necessarily the connection contour 45 on, but the inner contour 32 can by means of connecting ribs 43 with the outer contour 34 be connected. The connecting ribs 43 run almost radially to the axis of rotation 4 and revolving around the axis of rotation 4 , Between the connecting ribs 43 forms the respective disk-shaped element 22 . 24 several recesses 18 from, to a training of the respective circulation flow 26 between the conveyor cell 28 the compressor wheel 2 and the respective side channel 19 . 21 of the housing 3 to enable. Through the connecting ribs 43 In addition, an effective separation of the pressure side and the suction side of the side channel compressor 1 in the breaker area 15 be achieved. Furthermore, the respective flexible film 22 . 24 is in each case at an axial to the axis of rotation 4 extending end face of the compressor wheel 2 fixed, in particular glued, is, wherein the at least one disc-shaped element 22 . 24 in the assembled state of the side channel compressor 1 in the region of the inner axial gap 38 and / or the outer axial gap 40 is located.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007053016 A1 [0003, 0004]DE 102007053016 A1 [0003, 0004]
  • DE 10201500264 A1 [0005]DE 10201500264 A1 [0005]

Claims (15)

Seitenkanalverdichter (1) für ein Brennstoffzellensystem (37) zur Förderung und/oder Verdichtung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, mit einem Gehäuse (3), mit einem in dem Gehäuse (3) befindlichen Verdichterraum (30), der mindestens einen umlaufenden Seitenkanal (19, 21) aufweist, mit einem in dem Gehäuse (3) befindlichen Verdichterrad (2), das drehbar um eine Drehachse (4) angeordnet ist, wobei das Verdichterrad (2) an seinem Umfang im Bereich des Verdichterraums (30) angeordnete Förderzellen (28) aufweist, und mit jeweils einer am Gehäuse (3) ausgebildeten Gas-Einlassöffnung (14) und einer Gas-Auslassöffnung (16), die über den Verdichterraum (30), insbesondere zwei Seitenkanäle (19, 21), fluidisch miteinander verbunden sind, wobei das Gehäuse (3) eine erste und zweite Anlagefläche (23, 25) jeweils dem Verdichterrad (2) zugewandt und axial zur Drehachse (4) verlaufend aufweist und wobei sich in diesen Bereichen jeweils ein innerer und ein äußerer Axialspalt (38, 40) zwischen dem Gehäuse (3) und dem Verdichterrad (2) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich der Axialspalte (38, 40) wenigstens ein scheibenförmiges Element (22, 24) befindet.Side channel compressor (1) for a fuel cell system (37) for conveying and / or compressing a gaseous medium, in particular hydrogen, with a housing (3), with a compressor chamber (30) located in the housing (3) and having at least one peripheral side channel (3). 19, 21), with a compressor wheel (2) located in the housing (3), which is arranged rotatably about an axis of rotation (4), wherein the compressor wheel (2) has conveying cells arranged on its circumference in the region of the compressor chamber (30). 28), and each having a on the housing (3) formed gas inlet port (14) and a gas outlet port (16) via the compressor chamber (30), in particular two side channels (19, 21), are fluidly interconnected , wherein the housing (3) has a first and second abutment surface (23, 25) respectively facing the compressor wheel (2) and extending axially to the axis of rotation (4) and wherein in each of these areas an inner and an outer Axia A gap (38, 40) is formed between the housing (3) and the compressor wheel (2), characterized in that at least one disc-shaped element (22, 24) is located in the region of the axial gaps (38, 40). Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) eine innere Kontur (32) ausbildet, die sich im Bereich des jeweiligen inneren Axialspalts (38) zwischen dem Verdichterrad (2) und dem Gehäuse (3) befindet, wobei die innere Kontur (32) ringförmig um die Drehachse (4) verläuft.Side channel compressor (1) according to Claim 1 , characterized in that the at least one disc-shaped element (22, 24) forms an inner contour (32) which is in the region of the respective inner axial gap (38) between the compressor wheel (2) and the housing (3), wherein the inner contour (32) extends annularly around the axis of rotation (4). Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) eine äußere Kontur (34) ausbildet, die sich im Bereich des jeweiligen äußeren Axialspalts (40) zwischen dem Verdichterrad (2) und dem Gehäuse (3) befindet, wobei die äußere Kontur (34) ringförmig um die Drehachse (4) verläuft.Side channel compressor (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the at least one disc-shaped element (22, 24) forms an outer contour (34) located in the region of the respective outer axial gap (40) between the compressor wheel (2) and the housing (3), wherein the outer contour (34) extends annularly about the axis of rotation (4). Seitenkanalverdichter (1) gemäß einem der vorrangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) einen Unterbrecher-Bereich (15) zwischen der Gas-Einlassöffnung (14) und der Gas-Auslassöffnung (16) aufweist.Side channel compressor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (3) has a breaker area (15) between the gas inlet opening (14) and the gas outlet opening (16). Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) eine Verbindungs-Kontur (45) ausbildet, die sich im Unterbrecher-Bereich (15) zwischen dem Verdichterrad (2) und dem Gehäuse (3) befindet, wobei die Verbindungs-Kontur (45) die innere Kontur (32) mit der äußeren Kontur (34) verbindet, so dass insbesondere das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) einteilig ausgeführt ist.Side channel compressor (1) according to Claim 4 , characterized in that the at least one disc-shaped element (22, 24) forms a connection contour (45) located in the interrupter region (15) between the compressor wheel (2) and the housing (3), the connection Contour (45) connects the inner contour (32) with the outer contour (34), so that in particular the at least one disc-shaped element (22, 24) is made in one piece. Seitenkanalverdichter (1) gemäß einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) ein Gehäuse-Oberteil (7) und ein Gehäuse-Unterteil (8) aufweist, wobei ein erstes scheibenförmiges Element (22) an einer axial zur Drehachse (4) verlaufenden Stirnfläche des Gehäuse-Oberteils (7) fixiert ist und ein zweites scheibenförmiges Element (24) an einer axial zur Drehachse (4) verlaufenden Stirnfläche des Gehäuse-Unterteils (8) fixiert ist.Side channel compressor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (3) has a housing upper part (7) and a housing lower part (8), wherein a first disk-shaped element (22) at an axis to the axis of rotation ( 4) extending end face of the housing upper part (7) is fixed and a second disc-shaped element (24) on an axially to the axis of rotation (4) extending end face of the housing lower part (8) is fixed. Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine ringförmige Druckfeder (5) zwischen dem ersten scheibenförmigen Element (22) und dem zweiten scheibenförmigen Element (24) befindet, wobei die ringförmige Druckfeder (5) radial umlaufend um die Drehachse (4) und außerhalb des Verdichterrads (2) verläuft und wobei das jeweilige scheibenförmige Element (22, 24) durch die Druckfeder (5) axial zur Drehachse (4) gegen die jeweilige Stirnfläche des Gehäuses (3) gedrückt wird.Side channel compressor (1) according to Claim 6 characterized in that an annular compression spring (5) is located between the first disk-shaped element (22) and the second disk-shaped element (24), wherein the annular compression spring (5) extends radially around the axis of rotation (4) and outside the compressor wheel (5). 2) and wherein the respective disk-shaped element (22, 24) by the compression spring (5) axially to the axis of rotation (4) against the respective end face of the housing (3) is pressed. Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein scheibenförmiges Element (22, 24) mittels wenigstens einer Zentrierscheibe (29, 31) im Bereich ihrer inneren Kontur (32) mit dem Gehäuse (3) fixiert ist und/oder in Anlage gehalten wird, wobei eine Zentrierung des wenigstens einen scheibenförmigen Elements (22, 24) radial zur Drehachse (4) über einen Absatz (33) der wenigstens einen Zentrierscheibe (29, 31) erzielt wird.Side channel compressor (1) according to Claim 5 . 6 or 7 , characterized in that at least one disc-shaped element (22, 24) by means of at least one centering disc (29, 31) in the region of its inner contour (32) with the housing (3) is fixed and / or held in abutment, wherein a centering the at least one disk-shaped element (22, 24) is achieved radially relative to the axis of rotation (4) via a shoulder (33) of the at least one centering disk (29, 31). Seitenkanalverdichter (1) gemäß einem der vorrangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) eine wasserabweisende Oberfläche aufweist und/oder aus einem wasserabweisenden Material besteht.Side channel compressor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one disc-shaped element (22, 24) has a water-repellent surface and / or consists of a water-repellent material. Seitenkanalverdichter (1) gemäß einem der vorrangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) aus einem Kunststoff oder aus einem nicht-korrosiven Stahl bestehen.Side channel compressor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one disc-shaped element (22, 24) made of a plastic or a non-corrosive steel. Seitenkanalverdichter (1) gemäß einem der vorrangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) aus einem reibungsreduzierenden Material und/oder mit einer reibungsreduzierenden Beschichtung ausgeführt und, wobei die Reibungsreduzierung insbesondere durch den Einsatz von Kohlenstoff und/oder Graphit erzielt wird.Side channel compressor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one disc-shaped element (22, 24) made of a friction-reducing material and / or with a friction-reducing coating and, wherein the friction reduction in particular by the use of carbon and / or Graphite is achieved. Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) eine derartige Oberflächenstruktur und/oder Oberflächenrauhigkeit aufweisen, dass eine geringe Benetzbarkeit der Oberfläche durch Flüssigkeiten, insbesondere durch Wasser, erzielt werden kann. Side channel compressor (1) according to Claim 9 , characterized in that the at least one disc-shaped element (22, 24) have such a surface structure and / or surface roughness that a low wettability of the surface by liquids, in particular by water, can be achieved. Seitenkanalverdichter (1) gemäß einem der vorrangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) mit Teflon beschichtet sind.Side channel compressor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one disc-shaped element (22, 24) are coated with Teflon. Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) aus einer flexiblen Folie (22, 24) bestehen.Side channel compressor (1) according to Claim 1 to 3 , characterized in that the at least one disk-shaped element (22, 24) consist of a flexible film (22, 24). Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) an jeweils einer axial zur Drehachse (4) verlaufenden Stirnfläche des Verdichterrads (2) fixiert, insbesondere geklebt, ist, wobei sich das wenigstens eine scheibenförmige Element (22, 24) im montierten Zustand des Seitenkanalverdichters (1) im Bereich des jeweiligen inneren Axialspalts (38) und/oder des jeweiligen äußeren Axialspalts (40) befindet.Side channel compressor (1) according to Claim 14 , characterized in that the at least one disc-shaped element (22, 24) is fixed, in particular glued, to an end face of the compressor wheel (2) extending axially relative to the axis of rotation (4), wherein the at least one disk-shaped element (22, 24) in the assembled state of the side channel compressor (1) in the region of the respective inner axial gap (38) and / or the respective outer axial gap (40).
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