DE102022202892A1 - Gas supply device - Google Patents

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DE102022202892A1 DE102022202892.9A DE102022202892A DE102022202892A1 DE 102022202892 A1 DE102022202892 A1 DE 102022202892A1 DE 102022202892 A DE102022202892 A DE 102022202892A DE 102022202892 A1 DE102022202892 A1 DE 102022202892A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gaszuführvorrichtung (1) mit einer Welle (7), die um eine Drehachse (13) drehbar in einem Gehäuse (15) gelagert ist, und mit einer Temperiereinrichtung (11), die eine die Welle (7) umgebende Mediumtemperierung (12) umfasst, die mit einer Gastemperierung (20) kombiniert ist.Um die Gaszuführvorrichtung (1) funktionell und/oder herstellungstechnisch zu verbessern, umfasst die Temperiereinrichtung (11) eine Temperierhülse (14) mit einer zur Strömungsführung eines Temperiermediums gestalteten ersten radial nach außen offenen Temperierleitgeometrie (18) und zum Temperieren von Gas einen mit einer zweiten radial nach außen offenen Temperierleitgeometrie (21) versehenen Gastemperierring (24), der die erste Temperierleitgeometrie (18) begrenzt und der radial außen von einem Gehäusekörper (16) begrenzt wird, wobei der Gastemperierring (24) einen hülsenartigen Grundkörper (29) umfasst, der mit einer mäanderartigen Struktur (50) versehen ist, die zur Darstellung der zweiten radial nach außen offenen Temperierleitgeometrie (21) dient und durch die eine Gasströmung mindestens einmal um einhundertachtzig Grad umgelenkt wird.The invention relates to a gas supply device (1) with a shaft (7), which is rotatably mounted in a housing (15) about an axis of rotation (13), and with a temperature control device (11), which has a medium temperature control (1) surrounding the shaft (7). 12), which is combined with a gas temperature control (20).In order to improve the gas supply device (1) functionally and/or in terms of manufacturing technology, the temperature control device (11) comprises a temperature control sleeve (14) with a first one designed to guide the flow of a temperature control medium radially outwards open temperature control geometry (18) and for temperature control of gas a gas temperature control ring (24) provided with a second radially outwardly open temperature control geometry (21), which delimits the first temperature control geometry (18) and which is delimited radially on the outside by a housing body (16), whereby the gas temperature control ring (24) comprises a sleeve-like base body (29) which is provided with a meander-like structure (50) which serves to represent the second temperature control geometry (21) which is open radially outwards and through which a gas flow is deflected at least once by one hundred and eighty degrees .

Description

Die Erfindung betrifft eine Gaszuführvorrichtung mit einer Welle, die um eine Drehachse drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, und mit einer Temperiereinrichtung, die eine die Welle umgebende Mediumtemperierung umfasst, die mit einer Gastemperierung kombiniert ist.The invention relates to a gas supply device with a shaft which is rotatably mounted in a housing about an axis of rotation, and with a temperature control device which comprises a medium temperature control surrounding the shaft, which is combined with a gas temperature control.

Stand der TechnikState of the art

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2018 201 162 A1 ist eine als Turbomaschine ausgeführte Luftzuführvorrichtung bekannt, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, mit einem Verdichter, einer Antriebsvorrichtung und einer Welle, wobei der Verdichter ein auf der Welle angeordnetes Laufrad, einen Verdichtereingang und einen Verdichterausgang aufweist, wobei ein Arbeitsfluid von dem Verdichtereingang zu dem Verdichterausgang förderbar ist, wobei an dem Verdichterausgang ein Antriebskühlpfad zur Kühlung der Antriebsvorrichtung abzweigt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2014 224 774 A ist eine Kühleinheit eines Luftkompressors bekannt, der ein Spiralgehäuse, ein Laufrad, das an dem Spiralgehäuse montiert ist, und einen Motor enthält, der das Laufrad antreibt, und den Motor und Lager, die eine Drehwelle des Motors lagern, unter Verwendung von Luft an einer Auslassseite des Laufrads kühlt, wobei die Kühleinheit folgendes aufweist: Eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen, die entlang einer Radialrichtung in einem Motorgehäuse angeordnet sind, das mit dem Spiralgehäuse gekoppelt ist, und durch die Kühlmittel strömt; und einen Kanal für gekühlte Luft, der zwischen den Kühlmittelkanälen des Motorgehäuses ausgebildet ist und durch den die Luft strömt.From the German disclosure document DE 10 2018 201 162 A1 an air supply device designed as a turbomachine is known, in particular for a fuel cell system, with a compressor, a drive device and a shaft, the compressor having an impeller arranged on the shaft, a compressor inlet and a compressor outlet, wherein a working fluid can be conveyed from the compressor inlet to the compressor outlet is, with a drive cooling path branching off at the compressor output for cooling the drive device. From the German disclosure document DE 10 2014 224 774 A is known a refrigeration unit of an air compressor that includes a volute casing, an impeller mounted on the volute casing, and a motor that drives the impeller, and the motor and bearings that support a rotating shaft of the motor using air on a outlet side of the impeller, the cooling unit comprising: a plurality of coolant channels arranged along a radial direction in a motor housing coupled to the volute and through which coolant flows; and a cooled air channel formed between the coolant channels of the engine housing and through which the air flows.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gaszuführvorrichtung mit einer Welle, die um eine Drehachse drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, und mit einer Temperiereinrichtung, die eine die Welle umgebende Mediumtemperierung umfasst, die mit einer Gastemperierung kombiniert ist, funktionell und/oder herstellungstechnisch zu verbessern.The object of the invention is to functionally and/or improve production technology a gas supply device with a shaft which is rotatably mounted in a housing about an axis of rotation and with a temperature control device which comprises a medium temperature control surrounding the shaft which is combined with a gas temperature control .

Die Aufgabe ist bei einer Gaszuführvorrichtung mit einer Welle, die um eine Drehachse drehbar in einem Gehäuse gelagert ist, und mit einer Temperiereinrichtung, die eine die Welle umgebende Mediumtemperierung umfasst, die mit einer Gastemperierung kombiniert ist, dadurch gelöst, dass die Temperiereinrichtung eine Temperierhülse mit einer zur Strömungsführung eines Temperiermediums gestalteten ersten radial nach außen offenen Temperierleitgeometrie und zum Temperieren von Gas einen mit einer zweiten radial nach außen offenen Temperierleitgeometrie versehenen Gastemperierring umfasst, der die erste Temperierleitgeometrie begrenzt und der radial außen von einem Gehäusekörper begrenzt wird, wobei der Gastemperierring einen hülsenartigen Grundkörper umfasst, der mit einer mäanderartigen Struktur versehen ist, die zur Darstellung der zweiten radial nach außen offenen Temperierleitgeometrie dient und durch die eine Gasströmung mindestens einmal um einhundertachtzig Grad umgelenkt wird. Die erste radial nach außen offene Temperierleitgeometrie umfasst zum Beispiel Temperiermediumleitstrukturen, zum Beispiel Temperiermediumkanäle, die von einem vorzugsweise flüssigen Temperiermedium durchströmt werden. Die erste Temperierleitgeometrie begrenzt die Temperiermediumleitstrukturen an der Temperierhülse vorzugsweise radial innen und in axialer Richtung. Radial außen werden die Temperiermediumleitstrukturen von der Temperierhülse nicht begrenzt. Die Begrenzung der Temperiermediumleitstrukturen der ersten radial nach außen offenen Temperierleitgeometrie erfolgt zumindest in einem axialen Abschnitt durch den Gastemperierring. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die erste radial nach außen offene Temperierleitgeometrie in einem axialen Abschnitt an einem Ende der Temperierhülse von dem Gastemperierring begrenzt. Es ist aber auch möglich, dass die erste radial nach außen offene Temperierleitgeometrie der Temperierhülse über ihre gesamte axiale Abmessung von dem Gastemperierring begrenzt wird. Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse der Welle. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zu dieser Drehachse. Analog bedeutet radial quer zu dieser Drehachse. Der Gastemperierring hat im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe mit einem rechteckigen Querschnitt. Radial innen hat der Gastemperierring im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels. Mit zumindest einem axialen Abschnitt dieses geraden Kreiszylindermantels begrenzt der Gastemperierring die erste radial nach außen offene Temperierleitgeometrie, die an der Temperierhülse ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich begrenzt der Gastemperierring die erste Temperierleitgeometrie der Temperierhülse in einer axialen Richtung. Das heißt, dass der Gastemperierring mit einer Stirnfläche zum Beispiel einen axial offenen Temperiermediumkanal begrenzt, der an der Temperierhülse vorgesehen ist. An dieser Stirnfläche und/oder radial innen strömt temperiertes Temperiermedium an dem Gastemperierring entlang. Radial außen ist die zweite radial nach außen offene Temperierleitgeometrie mit Gas umströmt. Die zweite radial nach außen offene Temperierleitgeometrie wird an den Gastemperierring vorteilhaft mit der mäanderartigen Struktur dargestellt. Mäander ist die Bezeichnung einer Flussschlinge in einer Abfolge weiterer Flussschlingen. Entsprechende Flussabschnitte werden als mäandrierende Flüsse bezeichnet. Durch die mäanderartige Struktur wird die Oberfläche des Gastemperierrings radial außen wirksam vergrößert. So kann das in einer Gasströmung an der mäanderartigen Struktur entlang geführte Gas mit Hilfe der Mediumtemperierung höchst effektiv temperiert werden. Bei dem Gastemperierring handelt es sich vorzugsweise um einen Luftkühlring, mit dem Luft gekühlt wird, die in einem Brennstoffzellenverdichter verdichtet wird. Der vorzugsweise als Luftkühlring ausgeführte Gastemperierring wird an seiner Innenseite mit einem temperierten Medium umströmt, das Wärme aufnimmt. Das temperierte Gas, insbesondere die gekühlte Luft, wird in der Gaszuführvorrichtung, insbesondere in dem Brennstoffzellenverdichter, für die Kühlung von Lagern, insbesondere mindestens einem Axiallager und zwei Radiallagern, sowie für die Kühlung eines Rotors und eines Stators eines elektromotorischen Antriebs der Gaszuführvorrichtung verwendet.The object is achieved in a gas supply device with a shaft which is rotatably mounted in a housing about an axis of rotation, and with a temperature control device which comprises a medium temperature control surrounding the shaft, which is combined with a gas temperature control, in that the temperature control device has a temperature control sleeve a first temperature control geometry designed to guide the flow of a temperature control medium and which is open radially outwards and for temperature control of gas a gas temperature control ring provided with a second temperature control geometry which is open radially outwards, which delimits the first temperature control geometry and which is delimited radially on the outside by a housing body, the gas temperature control ring being a sleeve-like Base body includes, which is provided with a meander-like structure, which serves to represent the second radially outwardly open temperature control geometry and through which a gas flow is deflected at least once by one hundred and eighty degrees. The first temperature control geometry, which is open radially outwards, includes, for example, temperature control medium guide structures, for example temperature control medium channels, through which a preferably liquid temperature control medium flows. The first temperature control geometry delimits the temperature control medium control structures on the temperature control sleeve, preferably radially on the inside and in the axial direction. The temperature control medium guide structures are not limited by the temperature control sleeve on the radial outside. The limitation of the temperature control medium guide structures of the first temperature control geometry that is open radially outwards occurs at least in an axial section by the gas temperature control ring. According to one exemplary embodiment, the first temperature control geometry, which is open radially outwards, is delimited in an axial section at one end of the temperature control sleeve by the gas temperature control ring. However, it is also possible for the first temperature control geometry of the temperature control sleeve, which is open radially outwards, to be limited by the gas temperature control ring over its entire axial dimension. The term axial refers to an axis of rotation of the shaft. Axial means in the direction of or parallel to this axis of rotation. Analogous means radially transverse to this axis of rotation. The gas temperature control ring essentially has the shape of an annular disk with a rectangular cross section. Radially on the inside, the gas temperature control ring essentially has the shape of a straight circular cylinder jacket. With at least one axial section of this straight circular cylinder jacket, the gas temperature control ring delimits the first temperature control geometry which is open radially outwards and which is formed on the temperature control sleeve. Alternatively or additionally, the gas temperature control ring limits the first temperature control geometry of the temperature control sleeve in an axial direction. This means that the gas temperature control ring with an end face delimits, for example, an axially open temperature control medium channel, which is provided on the temperature control sleeve. Tempered temperature control medium flows along the gas temperature control ring on this end face and/or radially inside. Radially on the outside, gas flows around the second temperature control geometry, which is open radially to the outside. The second temperature control geometry, which is open radially outwards, is advantageously represented on the gas temperature control ring with the meander-like structure. Meander is the name of a river loop in a sequence of other river loops. Corresponding river sections are referred to as meandering rivers. Due to the meander-like structure, the surface of the gas temperature control ring is effectively enlarged radially on the outside. So The gas guided along the meander-like structure in a gas flow can be tempered very effectively with the help of medium temperature control. The gas temperature control ring is preferably an air cooling ring with which air that is compressed in a fuel cell compressor is cooled. The inside of the gas temperature control ring, which is preferably designed as an air cooling ring, is surrounded by a temperature-controlled medium that absorbs heat. The tempered gas, in particular the cooled air, is used in the gas supply device, in particular in the fuel cell compressor, for cooling bearings, in particular at least one axial bearing and two radial bearings, as well as for cooling a rotor and a stator of an electric motor drive of the gas supply device.

Bei der Gaszuführvorrichtung handelt es sich zum Beispiel um einen Verdichter, insbesondere um einen Luftverdichter, der in einem Brennstoffzellensystem zur Bereitstellung von verdichteter Luft dient. Der Verdichter kann ein Laufrad umfassen. Der Verdichter kann aber auch mehrere Laufräder umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der Verdichter mit mindestens einem Turbinenrad ausgestattet sein. Dann wird der Verdichter auch als Turboverdichter oder Turbomaschine bezeichnet. Die Gaszuführvorrichtung kann nur durch mindestens eine Turbine angetrieben sein.The gas supply device is, for example, a compressor, in particular an air compressor, which serves to provide compressed air in a fuel cell system. The compressor may include an impeller. The compressor can also include several impellers. Alternatively or additionally, the compressor can be equipped with at least one turbine wheel. The compressor is then also referred to as a turbocompressor or turbomachine. The gas supply device can only be driven by at least one turbine.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gaszuführvorrichtung einen elektromotorischen Antrieb umfasst, der die Welle antreibt und der von der Mediumtemperierung umgeben ist. Der elektromotorische Antrieb der Gaszuführvorrichtung umfasst vorzugsweise einen Elektromotor mit einem feststehenden Stator, in dem ein Rotor drehbar angeordnet ist. Die mit der Temperierhülse dargestellte Temperierleitgeometrie dient, insbesondere in Verbindung mit einem Gehäusekörper, der die Temperierhülse radial außen umgibt, zur Darstellung von Hohlräumen, die von dem Temperiermedium durchströmt werden. Die beanspruchte Temperiereinrichtung stellt einen Wärmetauscher dar, der die Temperierhülse und den Gastemperierring umfasst. Die Temperierhülse stellt ein Innenteil dar. Der Gastemperierring stellt ein Mittelteil dar. Der Gehäusekörper stellt ein Außenteil dar. Die Temperiereinrichtung mit dem Innenteil, dem Mittelteil und dem Außenteil ist in einem Ringraum angeordnet, der radial innen von dem elektromotorischen Antrieb, insbesondere dem Stator des elektromotorischen Antriebs, begrenzt wird, und der radial außen offen ist beziehungsweise von einem Gehäuse oder einer angebauten Struktur begrenzt wird. Zwischen dem Innenteil und dem Mittelteil ist zum Beispiel mindestens ein Temperiermediumkanal ausgebildet, durch den das temperierte Temperiermedium, zum Beispiel ein Wasser-Glykol-Gemisch, fließt. Zwischen dem Mittelteil und dem Außenteil ist eine Gasleitstruktur, die zum Beispiel mindestens einen Gaskanal umfasst, ausgebildet, durch den zu kühlendes Gas strömt. Um die beiden Temperierleitgeometrien abzudichten, sind vorteilhaft Dichtungen, wie O-Ringe, vorgesehen.A preferred embodiment of the gas supply device is characterized in that the gas supply device comprises an electric motor drive which drives the shaft and which is surrounded by the medium temperature control. The electric motor drive of the gas supply device preferably comprises an electric motor with a fixed stator in which a rotor is rotatably arranged. The temperature control geometry shown with the temperature control sleeve serves, in particular in conjunction with a housing body that surrounds the temperature control sleeve radially on the outside, to represent cavities through which the temperature control medium flows. The claimed temperature control device represents a heat exchanger which includes the temperature control sleeve and the gas temperature control ring. The temperature control sleeve represents an inner part. The gas temperature control ring represents a middle part. The housing body represents an outer part. The temperature control device with the inner part, the middle part and the outer part is arranged in an annular space which is radially on the inside from the electric motor drive, in particular the stator of the electromotive drive, is limited, and is open radially on the outside or is limited by a housing or an attached structure. For example, at least one temperature control medium channel is formed between the inner part and the middle part, through which the temperature control medium, for example a water-glycol mixture, flows. A gas guide structure, which comprises, for example, at least one gas channel, through which gas to be cooled flows, is formed between the middle part and the outer part. In order to seal the two temperature control geometries, seals such as O-rings are advantageously provided.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderartige Struktur mindestens eine Umlenkstelle umfasst, an der eine in einer Umfangsrichtung geleitete Gasströmung umgelenkt wird. Zur Leitung der Gasströmung in Umfangsrichtung umfasst die zweite radial nach außen offene Temperierleitgeometrie entsprechende Gaskanäle, die radial außen an dem hülsenartigen Grundkörper ausgebildet sind. Durch die Umlenkung der Gasströmung kann das Gas effektiver temperiert werden.A further preferred embodiment of the gas supply device is characterized in that the meander-like structure comprises at least one deflection point at which a gas flow directed in a circumferential direction is deflected. To guide the gas flow in the circumferential direction, the second temperature control geometry, which is open radially outwards, comprises corresponding gas channels which are formed radially on the outside of the sleeve-like base body. By redirecting the gas flow, the gas can be tempered more effectively.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderartige Struktur mindestens eine Umlenkstelle umfasst, an der eine in einer axialen Richtung geleitete Gasströmung umgelenkt wird. Zur Leitung der Gasströmung in axialer Richtung umfasst die zweite radial nach außen offene Temperierleitgeometrie entsprechend angeordnete Gaskanäle, die außen an dem hülsenartigen Grundkörper ausgebildet sind. Durch die Umlenkung der Gasströmung kann das Gas effektiver temperiert werden.A further preferred embodiment of the gas supply device is characterized in that the meander-like structure comprises at least one deflection point at which a gas flow directed in an axial direction is deflected. To guide the gas flow in the axial direction, the second temperature control geometry, which is open radially outwards, comprises correspondingly arranged gas channels which are formed on the outside of the sleeve-like base body. By redirecting the gas flow, the gas can be tempered more effectively.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderartige Struktur mit zusätzlichen Leitrippen kombiniert ist, an denen die Gasströmung entlang geleitet wird. Die zusätzlichen Leitrippen erstrecken sich vorzugsweise in der Gasströmungsrichtung. Dadurch wird die Leitung der Gasströmung verbessert. Darüber hinaus stellen die Leitrippen Strömungswiderstände für die Gasströmung dar. Durch die Anzahl, Gestalt und Anordnung der zusätzlichen Leitrippen kann die Gasströmung im Hinblick auf die gewünschte Temperierung variiert und eingestellt werden.A further preferred embodiment of the gas supply device is characterized in that the meander-like structure is combined with additional guide ribs along which the gas flow is guided. The additional guide ribs preferably extend in the gas flow direction. This improves the conduction of the gas flow. In addition, the guide ribs represent flow resistance for the gas flow. Due to the number, shape and arrangement of the additional guide ribs, the gas flow can be varied and adjusted with regard to the desired temperature control.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderartige Struktur mindestens eine Zweikanalumlenkstelle umfasst, an der mindestens zwei parallel verlaufende Gaskanäle umgelenkt werden. Diese Gaskanäle können axial oder in Umfangsrichtung verlaufen. Durch die Umlenkung der Gasströmung kann das Gas effektiver temperiert werden.A further preferred embodiment of the gas supply device is characterized in that the meander-like structure comprises at least one two-channel deflection point at which at least two parallel gas channels are deflected. These gas channels can run axially or in the circumferential direction. By redirecting the gas flow, the gas can be tempered more effectively.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite radial nach außen offene Temperierleitgeometrie eine an einer axialen Seite offene Einströmausnehmung und eine an der gleichen axialen Seite offene Ausströmausnehmung außen an dem hülsenartigen Grundkörper des Gastemperierrings begrenzt. Dadurch werden das Zuführen und das Abführen des zu temperierenden Gases vereinfacht.A further preferred embodiment of the gas supply device is characterized in that the second is open radially outwards Temperature control geometry delimits an inflow recess open on one axial side and an outflow recess open on the same axial side on the outside of the sleeve-like base body of the gas temperature control ring. This simplifies the supply and removal of the gas to be tempered.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite radial nach außen offene Temperierleitgeometrie zwischen der Einströmausnehmung und der Ausströmausnehmung mehrere Umlenkstellen aufweist. Dadurch wird die Temperierwirkung signifikant erhöht.A further preferred embodiment of the gas supply device is characterized in that the second temperature control geometry, which is open radially outwards, has a plurality of deflection points between the inflow recess and the outflow recess. This significantly increases the temperature control effect.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderartige Struktur einstückig mit dem hülsenartigen Grundkörper verbunden ist. Dadurch wird die Montage des Gastemperierrings beziehungsweise der Gaszuführvorrichtung vereinfacht. Der Gastemperierring kann vor der Montage auf einfache Art und Weise auf die Temperierhülse aufgesteckt werden. Dann kann die Temperierhülse mit dem Gastemperierring axial in den Gehäusekörper montiert werden.A further preferred embodiment of the gas supply device is characterized in that the meander-like structure is connected in one piece to the sleeve-like base body. This simplifies the assembly of the gas temperature control ring or the gas supply device. The gas temperature control ring can be easily attached to the temperature control sleeve before assembly. The temperature control sleeve with the gas temperature control ring can then be mounted axially in the housing body.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Gaszuführvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Dichtung radial zwischen der Temperierhülse und dem Temperierring angeordnet ist, wobei eine zweite Dichtung radial zwischen dem Gastemperring und dem Gehäusekörper angeordnet ist. Die beiden Dichtungen sind zum Beispiel als O-Ringe ausgeführt und in entsprechenden Ringnuten aufgenommen. So kann mit einfachen Mitteln eine ausreichende Abdichtung zwischen der Gasströmung und dem Temperiermedium realisiert werden. Eine Ringnut zur Aufnahme der ersten Dichtung ist vorteilhaft radial außen an der Temperierhülse angeordnet. Eine Ringnut zur Aufnahme der zweiten Dichtung ist vorteilhaft radial außen an einem Bund des hülsenartigen Grundkörpers angeordnet, der im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels aufweist.A further preferred embodiment of the gas supply device is characterized in that a first seal is arranged radially between the tempering sleeve and the tempering ring, with a second seal being arranged radially between the gas tempering ring and the housing body. The two seals are designed, for example, as O-rings and accommodated in corresponding annular grooves. In this way, a sufficient seal between the gas flow and the temperature control medium can be achieved using simple means. An annular groove for receiving the first seal is advantageously arranged radially on the outside of the temperature control sleeve. An annular groove for receiving the second seal is advantageously arranged radially on the outside of a collar of the sleeve-like base body, which essentially has the shape of a straight circular cylinder jacket.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Gastemperierring für eine vorab beschriebene Gaszuführvorrichtung. Der Gastemperierring ist separat handelbar. The invention further relates to a gas temperature control ring for a gas supply device described above. The gas temperature control ring can be traded separately.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Brennstoffzellensystem mit einer vorab beschriebenen Gaszuführvorrichtung. Die vorzugsweise als Luftzuführvorrichtung ausgeführte Gaszuführvorrichtung dient in dem Brennstoffzellensystem zum Verdichten von Luft, die einem Brennstoffzellenstack in dem Brennstoffzellensystem zugeführt wird.The invention may also relate to a fuel cell system with a gas supply device described above. The gas supply device, which is preferably designed as an air supply device, is used in the fuel cell system to compress air which is supplied to a fuel cell stack in the fuel cell system.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which various exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawing.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer als Verdichter ausgeführten Luftzuführvorrichtung mit einer Kühleinrichtung, die eine Kühlmediumkühlung umfasst, die mit einer Luftkühlung kombiniert ist, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Längsschnitt;
  • 2 einen Ausschnitt aus 1 gemäß einer geringfügig modifizierten Variante des in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels; und die
  • 3 bis 8 verschiedene Ausführungsbeispiele eines mit einer mäanderartigen Struktur versehenen Gastemperierrings des in den 1 und 2 dargestellten Verdichters in unterschiedlichen Ansichten und Darstellungen.
Show it:
  • 1 a schematic representation of an air supply device designed as a compressor with a cooling device that includes a cooling medium cooling that is combined with air cooling, according to a first exemplary embodiment in longitudinal section;
  • 2 a section 1 according to a slightly modified variant of in 1 illustrated embodiment; and the
  • 3 until 8th various embodiments of a gas temperature control ring provided with a meander-like structure in the 1 and 2 compressor shown in different views and representations.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

In 1 ist eine als Luftzuführvorrichtung ausgeführte Gaszuführvorrichtung 1 schematisch im Längsschnitt dargestellt. Die Luftzuführvorrichtung 1 ist als Verdichter mit zwei Laufrädern 3, 4 ausgeführt.In 1 a gas supply device 1 designed as an air supply device is shown schematically in longitudinal section. The air supply device 1 is designed as a compressor with two impellers 3, 4.

Die Laufräder 3, 4 sind als Verdichterräder ausgeführt und jeweils in einem Spiralgehäuse 5, 6 drehbar angeordnet. Die Laufräder 3, 4 sind durch einen elektromotorischen Antrieb 2 drehbar angetrieben. Der elektromotorische Antrieb 2 umfasst einen Stator, in welchem ein Rotor mit einer Welle 7 drehbar angetrieben ist.The impellers 3, 4 are designed as compressor wheels and are each rotatably arranged in a spiral casing 5, 6. The impellers 3, 4 are rotatably driven by an electric motor drive 2. The electric motor drive 2 includes a stator in which a rotor with a shaft 7 is rotatably driven.

Die Welle 7 ist mit Hilfe zweier Radiallager 8, 9 und eines Axiallagers 10 drehbar in einem Gehäuse 15 gelagert. Das Gehäuse 15 umfasst einen Gehäusekörper 16, der im Wesentlichen topfartig ausgeführt ist. Der topfartige Gehäusekörper 16 ist durch einen Gehäusedeckel 17 verschlossen. Das Gehäuse 15 mit dem Gehäusekörper 16 und dem Gehäusedeckel 17 ist in axialer Richtung zwischen den beiden Spitalgehäusen 5, 6 angeordnet, die ebenfalls Teile des Gehäuses 15 darstellen.The shaft 7 is rotatably mounted in a housing 15 with the aid of two radial bearings 8, 9 and an axial bearing 10. The housing 15 includes a housing body 16, which is essentially pot-shaped. The pot-like housing body 16 is closed by a housing cover 17. The housing 15 with the housing body 16 and the housing cover 17 is arranged in the axial direction between the two hospital housings 5, 6, which also represent parts of the housing 15.

Der Begriff axial bezieht sich auf eine Drehachse 13, um welche die Welle 7 mit den beiden Laufrädern 3, 4 drehbar in dem Gehäuse 15 gelagert ist. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse 13. Analog bedeutet radial quer zur Drehachse 13.The term axial refers to an axis of rotation 13 about which the shaft 7 with the two wheels 3, 4 is rotatably mounted in the housing 15. Axial means in the direction of or parallel to the axis of rotation 13. Analogously, radial means transverse to the axis of rotation 13.

Der elektromotorische Antrieb 2, insbesondere der Stator des elektromotorischen Antriebs 2, ist in dem Gehäuse 15 von einer als Kühleinrichtung ausgeführten Temperiereinrichtung 11 umgeben. Die Kühleinrichtung 11 ist in einem Ringraum angeordnet, der radial innen von dem elektromotorischen Antrieb 2, insbesondere von dem Stator des elektromotorischen Antriebs 2, begrenzt wird.The electric motor drive 2, in particular the stator of the electric motor drive 2, is surrounded in the housing 15 by a temperature control device 11 designed as a cooling device. The cooling device 11 is arranged in an annular space which is delimited radially on the inside by the electromotive drive 2, in particular by the stator of the electromotive drive 2.

Radial außen wird der Ringraum, in welchem die Kühleinrichtung 11 angeordnet ist, von dem Gehäusekörper 16 begrenzt. In axialer Richtung wird der Ringraum, in welchem die Kühleinrichtung 11 angeordnet ist, von dem Gehäusekörper 16 und dem Gehäusedeckel 17 begrenzt.The annular space in which the cooling device 11 is arranged is delimited radially on the outside by the housing body 16. In the axial direction, the annular space in which the cooling device 11 is arranged is delimited by the housing body 16 and the housing cover 17.

Die Kühleinrichtung 11 umfasst eine als Kühlmediumkühlung ausgeführte Mediumtemperierung 12 und eine als Luftkühlung ausgeführte Gastemperierung 20. Die Kühlmediumkühlung 12 wird mit einem vorzugsweise flüssigen Temperiermedium, vorzugsweise Kühlmedium, betrieben, zum Beispiel einem Wasser-Glykol-Gemisch. Im Betrieb der Kühlmediumkühlung 12 strömt das temperierte, vorzugsweise gekühlte, Kühlmedium durch eine erste radial nach außen offene Temperierleitgeometrie 18.The cooling device 11 comprises a medium temperature control 12 designed as a cooling medium cooling and a gas temperature control 20 designed as air cooling. The cooling medium cooling 12 is operated with a preferably liquid temperature control medium, preferably a cooling medium, for example a water-glycol mixture. During operation of the cooling medium cooling 12, the tempered, preferably cooled, cooling medium flows through a first temperature control geometry 18 that is open radially outwards.

Die erste radial nach außen offene Temperierleitgeometrie 18 umfasst eine Vielzahl von Temperiermediumkanälen 19, insbesondere Kühlmediumkanälen, die an einer auch als Motorkühlhülse bezeichneten Temperierhülse 14 ausgebildet sind. Die radial nach außen offene Temperierleitgeometrie 18 der Kühlmediumkühlung 12 wird größtenteils durch den Gehäusekörper 16 und zu einem kleinen Teil durch die Luftkühlung 20 begrenzt.The first temperature control geometry 18, which is open radially outwards, comprises a plurality of temperature control medium channels 19, in particular cooling medium channels, which are formed on a temperature control sleeve 14, also referred to as a motor cooling sleeve. The radially outwardly open temperature control geometry 18 of the coolant cooling 12 is largely limited by the housing body 16 and to a small extent by the air cooling 20.

Die Luftkühlung 20 umfasst eine zweite ebenfalls radial nach außen offene Temperierleitgeometrie 21 mit einer Vielzahl von Gaskanälen 22, insbesondere Luftkanälen, die von Gasleitstrukturen begrenzt werden. Die radial nach außen offene Temperierleitgeometrie 21 der Luftkühlung 20 wird radial außen durch den Gehäusekörper 16 begrenzt.The air cooling 20 includes a second temperature control geometry 21, which is also open radially outwards and has a plurality of gas channels 22, in particular air channels, which are delimited by gas control structures. The radially outwardly open temperature control geometry 21 of the air cooling 20 is limited radially on the outside by the housing body 16.

In 2 sieht man, dass die Temperierleitgeometrie 18 der Kühlmediumkühlung 12 radial innen von einem hülsenartigen Grundkörper 23 der Motorkühlhülse 14 begrenzt wird. Analog wird die Temperierleitgeometrie 21 der Luftkühlung 20 radial innen von einem hülsenartigen Grundkörper 29 eines Gastemperierrings 24 begrenzt. Die hülsenartigen Grundkörper 23, 29 haben jeweils vorzugsweise im Wesentlichen die Gestalt von geraden Kreiszylindermänteln.In 2 one can see that the temperature control geometry 18 of the coolant cooling 12 is delimited radially on the inside by a sleeve-like base body 23 of the motor cooling sleeve 14. Analogously, the temperature control geometry 21 of the air cooling 20 is limited radially on the inside by a sleeve-like base body 29 of a gas temperature control ring 24. The sleeve-like base bodies 23, 29 each preferably have essentially the shape of straight circular cylinder jackets.

Der Grundkörper 23 der Motorkühlhülse 14 kann verschiedene axiale Abschnitte aufweisen, in denen der Grundkörper 23 unterschiedliche Innendurchmesser aufweist. Durch die unterschiedlichen Innendurchmesser werden Absätze dargestellt, die zum Beispiel zum Positionieren der Motorkühlhülse 14 relativ zu dem elektromotorischen Antrieb 2 dienen. Die Außendurchmesser des Grundkörpers 23 der Motorkühlhülse 1 4 sind in diesen axialen Abschnitten vorteilhaft ebenfalls unterschiedlich groß gestaltet.The base body 23 of the engine cooling sleeve 14 can have different axial sections in which the base body 23 has different inner diameters. The different inner diameters represent shoulders that are used, for example, to position the motor cooling sleeve 14 relative to the electric motor drive 2. The outer diameters of the base body 23 of the engine cooling sleeve 1 4 are also advantageously designed to be of different sizes in these axial sections.

Eine beispielhaft angedeutete Dichteinrichtung 28 ist als O-Ring ausgeführt und dient zur Abdichtung zwischen der Motorkühlhülse 14 und dem Gehäusekörper 16. Analog dient eine vorzugsweise ebenfalls als O-Ring ausgeführte Dichteinrichtung 25 zur Abdichtung zwischen dem Gastemperierring 24 und dem Gehäusekörper 16.A sealing device 28, indicated as an example, is designed as an O-ring and serves to seal between the motor cooling sleeve 14 and the housing body 16. Analogously, a sealing device 25, which is also preferably designed as an O-ring, serves to seal between the gas temperature control ring 24 and the housing body 16.

Die Kühleinrichtung 11 stellt einen Wärmetauscher dar, der sich aus drei Bauteilen zusammensetzt, einem Innenteil, einem Mittelteil und einem Außenteil. Bei dem Innenteil handelt es sich um die Motorkühlhülse 14. Bei dem Mittelteil handelt es sich um den Gastemperierring 24. Bei dem Außenteil handelt es sich um das Gehäuse 15 mit dem Gehäusekörper 16.The cooling device 11 represents a heat exchanger which is composed of three components, an inner part, a middle part and an outer part. The inner part is the motor cooling sleeve 14. The middle part is the gas temperature control ring 24. The outer part is the housing 15 with the housing body 16.

Zwischen dem Innenteil 14 und dem Mittelteil 24 ist ein Temperiermediumkanal 33, insbesondere ein Kühlmediumkanal 33, ausgebildet, durch den ein temperiertes Temperiermedium, insbesondere Kühlmedium, fließt, zum Beispiel ein Wasser-Glykol-Gemisch. Zwischen dem Mittelteil 14 und dem Außenteil 16 ist mindestens eine Gasleitstruktur, zum Beispiel ein Luftkanal, für das zu temperierende, insbesondere zu kühlende Gas, zum Beispiel Luft.A temperature control medium channel 33, in particular a cooling medium channel 33, is formed between the inner part 14 and the middle part 24, through which a temperature control medium, in particular cooling medium, flows, for example a water-glycol mixture. Between the middle part 14 and the outer part 16 there is at least one gas guide structure, for example an air duct, for the gas to be tempered, in particular to be cooled, for example air.

In 2 sieht man, dass der Gastemperierring 24, der auch als Luftkühlring bezeichnet werden kann, eine Vielzahl von Gasleitstrukturen, die auch als Luftleitstrukturen bezeichnet werden, umfasst. Die Gasleitstrukturen werden, wie im Folgenden mit Bezug auf die 3 bis 18 beschrieben wird, mit Hilfe von einer mäanderartigen Struktur 50 an dem Gastemperierring 24 realisiert, um die zweite Temperierleitgeometrie 21 darzustellen.In 2 one can see that the gas temperature control ring 24, which can also be referred to as an air cooling ring, comprises a large number of gas control structures, which are also referred to as air control structures. The gas control structures are as follows with reference to 3 until 18 is described, realized with the help of a meander-like structure 50 on the gas temperature control ring 24 in order to represent the second temperature control geometry 21.

Radial außen zwischen der zweiten Temperierleitgeometrie 21 und dem Gehäusekörper 16 können, wie in 2 nur durch ein Bezugszeichen angedeutet ist, Druckausgleichsspalte 31 vorgesehen werden, die einen Druckausgleich zwischen einzelnen Gaskanälen, die von den Gasleitstrukturen begrenzt werden, ermöglichen. Dadurch kann eine gleichmäßigere Durchströmung der Luftkanäle oder Gaskanäle realisiert werden. Zur Abdichtung zwischen der auch als Innenteil bezeichneten Temperierhülse 14 und dem auch als Mittelteil bezeichneten Gastemperierring 24 ist eine als O-Ring ausgeführte Dichteinrichtung 30 vorgesehen.Radially outside between the second temperature control geometry 21 and the housing body 16 can, as in 2 is only indicated by a reference number, pressure compensation columns 31 are provided, which enable pressure compensation between individual gas channels that are delimited by the gas guide structures. This allows a more uniform flow through the air ducts or gas ducts to be achieved. A sealing device 30 designed as an O-ring is provided for sealing between the temperature control sleeve 14, also referred to as the inner part, and the gas temperature control ring 24, also referred to as the middle part.

In den 3 und 6 sind zwei Ausführungsbeispiele des Gastemperierrings 24 perspektivisch dargestellt. In den 4 und 5 ist der Gastemperierring 24 aus den 3 und 6 in seinem eingebauten Zustand mit dem Gehäusekörper 16 im Schnitt dargestellt. In den 7 und 8 sind ähnliche Schnittansichten wie in den 4 und 5 gemäß zwei weiteren Ausführungsbeispielen dargestellt.In the 3 and 6 Two exemplary embodiments of the gas temperature control ring 24 are shown in perspective. In the 4 and 5 is the gas temperature control ring 24 from the 3 and 6 shown in section in its installed state with the housing body 16. In the 7 and 8th are similar sectional views as in the 4 and 5 shown according to two further exemplary embodiments.

Zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Teile werden in den 3 bis 8 die gleichen Bezugszeichen verwendet. Die Gemeinsamkeiten werden zunächst gemeinsam beschrieben. Danach wird auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsbeispielen eingegangen.To designate the same or similar parts, 3 until 8th the same reference numbers are used. The similarities will first be described together. The differences between the individual exemplary embodiments will then be discussed.

In den 3 und 6 sieht man, dass der Gastemperierring 24 an dem hülsenartigen Grundkörper 29 die mäanderartige Struktur 50 aufweist, die zur Darstellung der zweiten Temperierleitgeometrie 21 an dem Gastemperierring 24 dient.In the 3 and 6 one can see that the gas temperature control ring 24 on the sleeve-like base body 29 has the meander-like structure 50, which serves to represent the second temperature control geometry 21 on the gas temperature control ring 24.

Der hülsenartige Grundkörper 29 hat die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels, der die mäanderartige Struktur 50 radial innen an dem Gastemperierring 24 begrenzt. Radial außen wird die mäanderartige Struktur 50 von dem Grundkörper 16 begrenzt, wie man in den 4, 5 und 7, 8 sieht.The sleeve-like base body 29 has the shape of a straight circular cylinder jacket, which delimits the meandering structure 50 radially on the inside of the gas temperature control ring 24. The meander-like structure 50 is delimited radially on the outside by the base body 16, as can be seen in the 4 , 5 and 7 , 8th sees.

Die mäanderartige Struktur 50 begrenzt radial außen an dem hülsenartigen Grundkörper 29 Gaskanäle 57; 58; 59. Die in den 3 und 4 dargestellten Gaskanäle 57 verlaufen in Umfangsrichtung radial außen an dem hülsenartigen Grundkörper 29. Die in den 5 und 6 dargestellten Gaskanäle 58 verlaufen, wie man in den 5 und 6 sieht, ebenfalls in Umfangsrichtung.The meander-like structure 50 delimits gas channels 57 radially on the outside of the sleeve-like base body 29; 58; 59. The ones in the 3 and 4 The gas channels 57 shown run in the circumferential direction radially on the outside of the sleeve-like base body 29. The gas channels 57 shown in the 5 and 6 Gas channels 58 shown run, as can be seen in the 5 and 6 also in the circumferential direction.

Im Unterschied zu den 3 und 4 sind bei dem in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zwei in Umfangsrichtung verlaufende Gaskanäle 57, 58 als Doppelkanal ausgeführt und werden, wie in 5 durch Pfeile angedeutet ist, parallel durchströmt, bevor sie in der mäanderartigen Struktur 50 umgelenkt werden. Die in den 7 und 8 dargestellten Gaskanäle 59 erstrecken sich in axialer Richtung.In contrast to the 3 and 4 are with the in the 5 and 6 In the exemplary embodiment shown, two gas channels 57, 58 running in the circumferential direction are designed as double channels and are, as in 5 indicated by arrows, flows through in parallel before they are deflected in the meander-like structure 50. The ones in the 7 and 8th Gas channels 59 shown extend in the axial direction.

An einem axialen Ende weist der hülsenartige Grundkörper 29 einen radial nach außen abstehenden Bund 40 auf. Der Bund 40 ist, wie man in den 4, 5 und 7, 8 sieht, mit einer Aufnahmenut 46 zur Aufnahme der in 2 mit 25 bezeichneten Dichteinrichtung ausgestattet. Darüber hinaus ist radial außen dem hülsenartigen Grundkörper 29 ein Trennsteg 45 ausgebildet. Der Trennsteg 45 erstreckt sich senkrecht zu dem Bund 40, mit welchem der Trennsteg 45, der auch als Quersteg bezeichnet wird, einstückig verbunden ist.At one axial end, the sleeve-like base body 29 has a collar 40 projecting radially outwards. The Bund 40 is how to get into the 4 , 5 and 7 , 8th sees, with a receiving groove 46 for receiving the in 2 equipped with 25 designated sealing device. In addition, a separating web 45 is formed radially on the outside of the sleeve-like base body 29. The separating web 45 extends perpendicular to the collar 40, with which the separating web 45, which is also referred to as a transverse web, is connected in one piece.

Der Bund 40 und der Trennsteg 45 begrenzen radial außen an dem Grundkörper 29 des Gastemperierrings 24 eine Einströmausnehmung 41 und eine Ausströmausnehmung 42. Durch Pfeile 43 und 44 ist angedeutet, wie Gas axial zugeführt und axial abgeführt wird. Dementsprechend ist der Einströmausnehmung 41 eine Einströmöffnung zugeordnet. Der Ausströmausnehmung 42 ist eine Ausströmöffnung zugeordnet.The collar 40 and the separating web 45 delimit an inflow recess 41 and an outflow recess 42 radially on the outside of the base body 29 of the gas temperature control ring 24. Arrows 43 and 44 indicate how gas is axially supplied and axially removed. Accordingly, the inflow recess 41 is assigned an inflow opening. The outflow recess 42 is assigned an outflow opening.

Bei dem in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel verlaufen die Gaskanäle 57 in Umfangsrichtung zwischen der Einströmausnehmung 41 und der Ausströmausnehmung 42. Nach einer fast vollständigen Umschlingung des hülsenartigen Grundkörpers 29 in Umfangsrichtung erfolgt an Umlenkstellen 51 eine Richtungsumkehr des jeweiligen Gaskanals 57. Entsprechend der Anzahl der Umlenkstellen 51 verlängert sich der Gaskanal 57 für die Gasströmung. Der Verlauf der Gasströmung mit den Umlenkungen an der mäanderartigen Struktur 50 ist in 4 durch Pfeile angedeutet.With the one in the 3 and 4 In the exemplary embodiment shown, the gas channels 57 run in the circumferential direction between the inflow recess 41 and the outflow recess 42. After an almost complete wrap around the sleeve-like base body 29 in the circumferential direction, the direction of the respective gas channel 57 is reversed at deflection points 51. The gas channel 57 lengthens in accordance with the number of deflection points 51 for the gas flow. The course of the gas flow with the deflections on the meander-like structure 50 is in 4 indicated by arrows.

Bei dem in den 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die jeweils zwei in Umfangsrichtung verlaufenden Gaskanäle 57, 58 an Zweikanalumlenkstellen 53 paarweise umgelenkt. Das kann zum Beispiel durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Steg zwischen den Gaskanälen 57, 58 realisiert werden. Durch die parallele Strömung in einer Richtung kann der Druckverlust im Betrieb des Gastemperierrings 24 reduziert werden.With the one in the 5 and 6 In the exemplary embodiment shown, the two gas channels 57, 58 running in the circumferential direction are deflected in pairs at two-channel deflection points 53. This can be achieved, for example, by a web running in the circumferential direction between the gas channels 57, 58. Due to the parallel flow in one direction, the pressure loss during operation of the gas temperature control ring 24 can be reduced.

In 7 ist gezeigt, dass die mäanderartige Struktur 50 alternativ oder zusätzlich auch in axialer Richtung verlaufende Gaskanäle 59 aufweisen kann. Die axial durch die mäanderartige Struktur 50 geführte Gasströmung wird an Umlenkstellen 52 umgeleitet.In 7 It is shown that the meander-like structure 50 can alternatively or additionally also have gas channels 59 running in the axial direction. The gas flow guided axially through the meander-like structure 50 is diverted at deflection points 52.

Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die mäanderartige Struktur 50 aus 7 noch mit zusätzlichen Leitrippen 55 ergänzt. Durch die zusätzlichen Leitrippen 55 kann die Temperieroberfläche an der mäanderartigen Struktur 50 weiter vergrößert werden. Die zusätzlichen Leitrippen 55 können in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung angeordnet werden.At the in 8th The illustrated embodiment is the meander-like structure 50 7 supplemented with additional guide ribs 55. The additional guide ribs 55 allow the temperature control surface on the meander-like structure 50 to be further enlarged. The additional guide ribs 55 can be arranged in the circumferential direction and/or in the axial direction.

Die zusätzlichen Leitrippen 55 sind vorteilhaft einstückig mit dem hülsenartigen Grundkörper 29 verbunden. Der Bund 40 ist ebenfalls vorteilhaft einstückig mit dem hülsenartigen Grundkörper 29 verbunden. Der Bund 40 kann aber auch mit einem separaten Bauteil dargestellt werden. Das gleiche gilt für die zusätzlichen Leitrippen 55.The additional guide ribs 55 are advantageously connected in one piece to the sleeve-like base body 29. The collar 40 is also advantageously connected in one piece to the sleeve-like base body 29. The federal government 40 can also be represented with a separate component. The same applies to the additional guide ribs 55.

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Claims (10)

Gaszuführvorrichtung (1) mit einer Welle (7), die um eine Drehachse (13) drehbar in einem Gehäuse (15) gelagert ist, und mit einer Temperiereinrichtung (11), die eine die Welle (7) umgebende Mediumtemperierung (12) umfasst, die mit einer Gastemperierung (20) kombiniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung (11) eine Temperierhülse (14) mit einer zur Strömungsführung eines Temperiermediums gestalteten ersten radial nach außen offenen Temperierleitgeometrie (18) und zum Temperieren von Gas einen mit einer zweiten radial nach außen offenen Temperierleitgeometrie (21) versehenen Gastemperierring (24) umfasst, der die erste Temperierleitgeometrie (18) begrenzt und der radial außen von einem Gehäusekörper (16) begrenzt wird, wobei der Gastemperierring (24) einen hülsenartigen Grundkörper (29) umfasst, der mit einer mäanderartigen Struktur (50) versehen ist, die zur Darstellung der zweiten radial nach außen offenen Temperierleitgeometrie (21) dient und durch die eine Gasströmung mindestens einmal um einhundertachtzig Grad umgelenkt wird.Gas supply device (1) with a shaft (7), which is rotatably mounted in a housing (15) about an axis of rotation (13), and with a temperature control device (11), which includes a medium temperature control (12) surrounding the shaft (7), which is combined with a gas temperature control (20), characterized in that the temperature control device (11) has a temperature control sleeve (14) with a first temperature control geometry (18) which is designed to guide the flow of a temperature control medium and is open radially outwards and for temperature control of gas one with a second radial one comprising a gas temperature control ring (24) provided with a temperature control geometry (21) open to the outside, which delimits the first temperature control geometry (18) and which is delimited radially on the outside by a housing body (16), the gas temperature control ring (24) comprising a sleeve-like base body (29), which is provided with a meander-like structure (50), which serves to represent the second temperature control geometry (21) which is open radially outwards and through which a gas flow is deflected at least once by one hundred and eighty degrees. Gaszuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderartige Struktur (50) mindestens eine Umlenkstelle (51) umfasst, an der eine in einer Umfangsrichtung geleitete Gasströmung umgelenkt wird.Gas supply device after Claim 1 , characterized in that the meander-like structure (50) comprises at least one deflection point (51) at which a gas flow directed in a circumferential direction is deflected. Gaszuführvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderartige Struktur (50) mindestens eine Umlenkstelle (52) umfasst, an der eine in einer axialen Richtung geleitete Gasströmung angelenkt wird.Gas supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the meander-like structure (50) comprises at least one deflection point (52) at which a gas flow directed in an axial direction is articulated. Gaszuführvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderartige Struktur (50) mit zusätzlichen Leitrippen (55) kombiniert ist, an denen die Gasströmung entlang geleitet wird.Gas supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the meander-like structure (50) is combined with additional guide ribs (55) along which the gas flow is guided. Gaszuführvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderartige Struktur (50) mindestens eine Zweikanalumlenkstelle (53) umfasst, an der mindestens zwei parallel verlaufende Gaskanäle (57,58,59) umgelenkt werden.Gas supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the meander-like structure (50) comprises at least one two-channel deflection point (53) at which at least two parallel gas channels (57,58,59) are deflected. Gaszuführvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite radial nach außen offene Temperierleitgeometrie (21) eine an einer axialen Seite offene Einströmausnehmung (41) und eine an der gleichen axialen Seite offene Ausströmausnehmung (42) radial außen an dem hülsenartigen Grundkörper (29) des Gastemperierrings (24) begrenzt.Gas supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the second radially outwardly open temperature control geometry (21) has an inflow recess (41) open on one axial side and an outflow recess (42) open on the same axial side radially on the outside of the sleeve-like base body ( 29) of the gas temperature control ring (24). Gaszuführvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite radial nach außen offene Temperierleitgeometrie (21) zwischen der Einströmausnehmung (41) und der Ausströmausnehmung (42) mehrere Umlenkstellen (51,52) aufweist.Gas supply device after Claim 6 , characterized in that the second temperature control geometry (21) which is open radially outwards has a plurality of deflection points (51, 52) between the inflow recess (41) and the outflow recess (42). Gaszuführvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mäanderartige Struktur (50) einstückig mit dem hülsenartigen Grundkörper (29) verbunden ist.Gas supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the meander-like structure (50) is connected in one piece to the sleeve-like base body (29). Gaszuführvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Dichtung (30) radial zwischen der Temperrierhülse (14) und dem Temperierring (24) angeordnet ist, wobei eine zweite Dichtung (25) radial zwischen dem Gastemperierring (24) und dem Gehäusekörper (16) angeordnet ist.Gas supply device after Claim 8 , characterized in that a first seal (30) is arranged radially between the temperature control sleeve (14) and the temperature control ring (24), with a second seal (25) being arranged radially between the gas temperature control ring (24) and the housing body (16). Gastemperierring (24) für eine Gaszuführvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Gas temperature control ring (24) for a gas supply device (1) according to one of the preceding claims.
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