DE102022210602A1 - Conveying device for a fuel cell system for conveying and/or recirculating a gaseous medium, in particular hydrogen - Google Patents

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Jochen Wessner
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Abstract

Fördereinrichtung (1) für ein Brennstoffzellen-System (31) zur Förderung und/oder Rezirkulation eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, mit einem Seitenkanalverdichter (8), wobei die Fördereinrichtung (1) mittels eines Dosierventils (6) mit einem Treibstrahl (40) eines unter Druck stehenden gasförmigen Mediums zumindest teilweise angetrieben wird, wobei das unter Druck stehende gasförmigen Medium der Fördereinrichtung (1) mittels des Dosierventils (6) zugeführt wird, wobei der Seitenkanalverdichter (8) ein Verdichterrad (7) aufweist, das drehbar um eine Drehachse (4) angeordnet ist, wobei ein Anodenausgang (3) einer Brennstoffzelle (29) insbesondere einem Brennstoffzellen-Stack (33), mit einem Eingang, insbesondere einem Zulaufkanal (18), der Fördereinrichtung (1) fluidisch verbunden ist und wobei ein Ausgang, insbesondere einem Ablaufkanal (19), der Fördereinrichtung (1) mit einem Anodeneingang (5) der Brennstoffzelle (29) fluidisch verbunden ist, wobei das Verdichterrad (7) an seinem Umfang im Bereich eines Verdichterraums (30) angeordnete erste Schaufelblätter (35) aufweist.Erfindungsgemäß sind dabei der Verdichterraum (30) und/oder die ersten Schaufelblätter (35) auf Ihrer der Drehachse (41) abgewandten Seite durch einen äußeren Begrenzungsring (39) begrenzt und/oder zumindest teilweise fluidisch kapselbar, wobei sich auf der der Drehachse (41) abgewandten Seite des Begrenzungsrings (39) im Bereich eines Strömungskanals (22) angeordnete zweite Schaufelblätter (36) befinden, wobei das Verdichterrad (7) von dem auf die zweiten Schaufelblätter wirkenden Treibstrahl (40) des Dosierventils (6) antreibbar ist.Conveying device (1) for a fuel cell system (31) for conveying and/or recirculating a gaseous medium, in particular hydrogen, with a side channel compressor (8), wherein the conveying device (1) is at least partially driven by a metering valve (6) with a propulsion jet (40) of a pressurized gaseous medium, wherein the pressurized gaseous medium is supplied to the conveying device (1) by means of the metering valve (6), wherein the side channel compressor (8) has a compressor wheel (7) which is arranged to be rotatable about an axis of rotation (4), wherein an anode outlet (3) of a fuel cell (29), in particular a fuel cell stack (33), is fluidically connected to an inlet, in particular an inlet channel (18), of the conveying device (1), and wherein an outlet, in particular an outlet channel (19), of the conveying device (1) is fluidically connected to an anode inlet (5) of the fuel cell (29), wherein the compressor wheel (7) is arranged on its circumference in the region of a Compressor chamber (30) has first blades (35) arranged. According to the invention, the compressor chamber (30) and/or the first blades (35) are delimited on their side facing away from the axis of rotation (41) by an outer limiting ring (39) and/or can be at least partially fluidically encapsulated, with second blades (36) arranged on the side of the limiting ring (39) facing away from the axis of rotation (41) in the region of a flow channel (22), with the compressor wheel (7) being drivable by the propulsion jet (40) of the metering valve (6) acting on the second blades.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung für ein Brennstoffzellen-System zur Förderung und/oder Rezirkulation eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, das insbesondere zur Anwendung in Fahrzeugen mit einem Brennstoffzellenantrieb vorgesehen ist.The present invention relates to a conveying device for a fuel cell system for conveying and/or recirculating a gaseous medium, in particular hydrogen, which is intended 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 Gas aus mindestens einem Tank, insbesondere einem Hochdrucktank, entnommen und über eine Zuströmleitung eines Mitteldruckleitungssystem an die Fördereinrichtung geleitet. Diese Fördereinrichtung führt das Gas über eine Verbindungsleitung eines Niederdruckleitungssystems zu einer Brennstoffzelle.In the future, gaseous fuels will play an increasing role in the automotive sector alongside liquid fuels. Hydrogen gas flows must be controlled, particularly in vehicles with fuel cell drives. The gas flows are no longer controlled discontinuously as with the injection of liquid fuel, but the gas is taken from at least one tank, in particular a high-pressure tank, and fed to the delivery device via an inflow line of a medium-pressure line system. This delivery device feeds the gas to a fuel cell via a connecting line of a low-pressure line system.

Aus der DE 10 2017 222 390 A1 ist eine Fördereinrichtung für ein Brennstoffzellen-System zur Förderung und/oder Rezirkulation eines gasförmigen Mediums bekannt, insbesondere Wasserstoff, mit einem Seitenkanalverdichter, mit einer von einem Treibstrahl eines unter Druck stehenden gasförmigen Mediums angetriebenen Strahlpumpe und mit einem Dosierventil. Dabei wird das unter Druck stehende gasförmigen Medium der Strahlpumpe mittels des Dosierventils zugeführt wird, wobei ein Anodenausgang einer Brennstoffzelle mit einem Eingang der Fördereinrichtung fluidisch verbunden ist und wobei ein Ausgang der Fördereinrichtung mit einem Anodeneingang der Brennstoffzelle fluidisch verbunden ist,From the EN 10 2017 222 390 A1 a conveying device for a fuel cell system for conveying and/or recirculating a gaseous medium is known, in particular hydrogen, with a side channel compressor, with a jet pump driven by a propulsion jet of a pressurized gaseous medium and with a metering valve. The pressurized gaseous medium is fed to the jet pump by means of the metering valve, with an anode outlet of a fuel cell being fluidically connected to an inlet of the conveying device and with an outlet of the conveying device being fluidically connected to an anode inlet of the fuel cell,

Die aus der DE 10 2017 222 390 A1 bekannten Fördereinrichtung bekannte Brennstoffzellen-System kann jeweils gewisse Nachteile aufweisen. Dabei sind die Komponenten der Fördereinrichtung, insbesondere der Seitenkanalverdichter, das HGI und die Strahlpumpe zumindest teilweise mittels fluidischer Verbindungen in Form von Rohrleitungen und gegebenenfalls einer zusätzlichen Verteilerplatte mit innenliegenden Kanälen miteinander und/oder mit der Brennstoffzelle und/oder mit weiteren Komponenten der Fördereinrichtung verbunden. Dabei liegen die Komponenten zumindest teilweise als separate Baugruppen vor, die mittels Rohrleitungen miteinander verbunden sind. Dabei entstehen zum einen viele Strömungsumlenkungen und somit Strömungsverluste. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Fördereinrichtung reduziert.The EN 10 2017 222 390 A1 A fuel cell system known from a known conveyor system can have certain disadvantages. The components of the conveyor system, in particular the side channel compressor, the HGI and the jet pump, are at least partially connected to one another and/or to the fuel cell and/or to other components of the conveyor system by means of fluidic connections in the form of pipes and, if necessary, an additional distributor plate with internal channels. The components are at least partially present as separate assemblies that are connected to one another by means of pipes. This creates many flow deflections and thus flow losses. This reduces the efficiency of the conveyor system.

Zum anderen entsteht durch das Anordnen der Komponenten Dosierventil und/oder Strahlpumpe und/oder Seitenkanalverdichter als separate Baugruppen der Nachteil, dass diese insgesamt eine große Oberfläche im Bezug zum Bauraum und/oder geometrischen Volumen ausbilden. Dadurch wird ein schnelles Auskühlen begünstigt, insbesondere bei langen Standzeiten des Gesamtfahrzeugs, was zu einer erhöhten Bildung von Eisbrücken und somit einer erhöhten Schädigung der Bauteile und/oder des gesamten Brennstoffzellen-Systems führen kann, was wiederum zu einer verringerten Zuverlässigkeit und/oder Lebensdauer der Fördereinrichtung und/oder des Brennstoffzellen-Systems führen kann. Ein weiterer Nachteil ist zudem eine schlechte Kaltstarteigenschaft der Bauteile Dosierventil und/oder Strahlpumpe und/oder Seitenkanalverdichter und/oder des Brennstoffzellen-Systems und/oder des Gesamtfahrzeugs, da Heizenergie und/oder Wärmeenergie jeweils einzeln in die Bauteile Seitenkanalverdichter und/oder Strahlpumpe und/oder Dosierventil eingebracht werden muss, wobei die Bauteile voneinander entfernt angeordnet sind und somit jedes Bauteil separat aufgeheizt werden muss, insbesondere bei Temperaturen unter 0° Celsius, um mögliche Eisbrücken zu eliminieren.On the other hand, arranging the components metering valve and/or jet pump and/or side channel compressor as separate assemblies has the disadvantage that they form a large surface area in relation to the installation space and/or geometric volume. This promotes rapid cooling, especially when the entire vehicle is idle for long periods, which can lead to increased formation of ice bridges and thus increased damage to the components and/or the entire fuel cell system, which in turn can lead to reduced reliability and/or service life of the conveyor system and/or the fuel cell system. A further disadvantage is the poor cold start properties of the components metering valve and/or jet pump and/or side channel compressor and/or the fuel cell system and/or the entire vehicle, since heating energy and/or thermal energy must be introduced individually into the components side channel compressor and/or jet pump and/or metering valve, whereby the components are arranged at a distance from one another and thus each component must be heated separately, especially at temperatures below 0° Celsius, in order to eliminate possible ice bridges.

Des Weiteren muss für die Komponenten Seitenkanalverdichter, Strahlpumpe und Dosierventil jeweils ein eigenes Gehäuse vorgesehen werden, was zu hohen Herstellkosten und/oder Materialkosten führt. Auch führt das Vorsehen einer Strahlpumpe zu erhöhten Bauraumanforderungen an das Gesamtsystem Fördereinrichtung, da die Strahlpumpe im Verbund mit dem Dosierventil ausladend bauen kann.Furthermore, a separate housing must be provided for each of the side channel compressor, jet pump and metering valve components, which leads to high manufacturing costs and/or material costs. The provision of a jet pump also leads to increased installation space requirements for the entire conveying system, since the jet pump can be built in a bulky manner in conjunction with the metering valve.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Erfindungsgemäß wird eine Fördereinrichtung für ein Brennstoffzellen-System vorgeschlagen, zur Förderung und/oder Rezirkulation eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff. Dabei wird die Fördereinrichtung mittels eines Dosierventils mit einem Treibstrahl eines unter Druck stehenden gasförmigen Mediums zumindest teilweise angetrieben, wobei das unter Druck stehende gasförmigen Medium der Fördereinrichtung mittels des Dosierventils zugeführt wird, wobei der Seitenkanalverdichter ein Verdichterrad aufweist, das jeweils drehbar um eine Drehachse angeordnet ist. Dabei ist ein Anodenausgang einer Brennstoffzelle, insbesondere einem Brennstoffzellen-Stack, mit einem Eingang, insbesondere einem Zulaufkanal, der Fördereinrichtung fluidisch verbunden. Des Weiteren ist ein Ausgang, insbesondere einem Ablaufkanal, der Fördereinrichtung mit einem Anodeneingang der Brennstoffzelle fluidisch verbunden. Dabei kann das Verdichterrad an seinem Umfang im Bereich eines Verdichterraums angeordnete erste Schaufelblätter aufweisen.According to the invention, a conveying device for a fuel cell system is proposed for conveying and/or recirculating a gaseous medium, in particular hydrogen. The conveying device is at least partially driven by means of a metering valve with a propulsion jet of a pressurized gaseous medium, wherein the pressurized gaseous medium is fed to the conveying device by means of the metering valve, wherein the side channel compressor has a compressor wheel, which is arranged so as to be rotatable about an axis of rotation. An anode outlet of a fuel cell, in particular a fuel cell stack, is fluidically connected to an inlet, in particular an inlet channel, of the conveying device. Furthermore, an outlet, in particular an outlet channel, of the conveying device is fluidically connected to an anode inlet of the fuel cell. The Compressor wheel having first blades arranged on its circumference in the region of a compressor chamber.

Bezugnehmend auf Anspruch 1 wird die Fördereinrichtung vorgeschlagen, bei der ein Verdichterraum und/oder mehrere erste Schaufelblätter auf Ihrer der Drehachse abgewandten Seite durch einen äußeren Begrenzungsring begrenzt und/oder zumindest teilweise fluidisch kapselbar sind, wobei sich auf der der Drehachse abgewandten Seite des äußeren Begrenzungsrings im Bereich eines Strömungskanals angeordnete zweite Schaufelblätter befinden. Dabei ist das Verdichterrad von dem auf die zweiten Schaufelblätter wirkenden Treibstrahl des Dosierventils antreibbar. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad des Förderaggregats verbessert werden, da ein effizientes Antreiben des Verdichterrads über die auf der der Drehachse abgewandten Seite des äußeren Begrenzungsrings im Bereich des Strömungskanals angeordneten zweiten Schaufelblätter. Die zweiten Schaufelblätter sind mittels des Treibstrahls des Dosierventils antreibbar. Dabei prallt das unter hohem Druck und mit einer hohen Geschwindigkeit stehende Treibmedium in Form des Treibstrahls auf die Oberfläche der zweiten Schaufelblätter und bewirkt, insbesondere mittels einer Impulsübertragung und/oder eines Strömungseffekts, dass eine Kraft auf das Verdichterrad ausgeübt wird und aufgrund des Hebelarms das Verdichterrad in Bewegung versetzt wird und/oder in Bewegung gehalten wird. Weiterhin kann der Vorteil erzielt werden, dass das Bauteil Strahlpumpe eingespart werden kann und nicht mehr benötigt wird, da das Verdichterrad mittels des Dosierventils direkt angetrieben wird, wodurch sich der benötigte Bauraum der Fördereinrichtung verkleinern lässt, da das im Stand der Technik verwendete Bauteil Strahlpumpe ausladend und vom Rest der Bauteile der Fördereinrichtung wegragend bauen kann. Des Weiteren lässt sich der Vorteil erzielen, dass die Fördereinrichtung und/oder der Seitenkanalverdichter und/oder ein Antriebsmotor mittels des frisch einströmenden Treibmediums, welches insbesondere aus einem Tank, insbesondere einem Hochdrucktank, kommt, gekühlt werden kann. Zudem können die Produktkosten der Fördereinrichtung reduziert werden, da die Verwendung eines zusätzlichen Kühlelement-Bauteils nun nicht mehr benötigt wird.With reference to claim 1, the conveying device is proposed in which a compressor chamber and/or several first blades are delimited on their side facing away from the axis of rotation by an outer limiting ring and/or can be at least partially fluidically encapsulated, with second blades arranged on the side of the outer limiting ring facing away from the axis of rotation in the region of a flow channel. The compressor wheel can be driven by the propulsion jet of the metering valve acting on the second blades. In this way, the efficiency of the conveying unit can be improved, since the compressor wheel can be efficiently driven via the second blades arranged on the side of the outer limiting ring facing away from the axis of rotation in the region of the flow channel. The second blades can be driven by means of the propulsion jet of the metering valve. The propellant, which is under high pressure and at a high speed, impacts the surface of the second blades in the form of the propellant jet and, in particular by means of a momentum transfer and/or a flow effect, causes a force to be exerted on the compressor wheel and, due to the lever arm, the compressor wheel is set in motion and/or kept in motion. Furthermore, the advantage can be achieved that the jet pump component can be saved and is no longer required, since the compressor wheel is driven directly by means of the metering valve, which means that the required installation space of the conveying device can be reduced, since the jet pump component used in the prior art can be built in a protruding manner and protrudes away from the rest of the components of the conveying device. Furthermore, the advantage can be achieved that the conveying device and/or the side channel compressor and/or a drive motor can be cooled by means of the freshly flowing propellant medium, which comes in particular from a tank, in particular a high-pressure tank. In addition, the product costs of the conveying device can be reduced, since the use of an additional cooling element component is no longer required.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Fördereinrichtung möglich. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The measures listed in the subclaims enable advantageous further developments of the conveying device specified in claim 1. The subclaims relate to preferred further developments of the invention.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Fördereinrichtung weist der Seitenkanalverdichter auf der der Drehachse abgewandten Seite des äußeren Begrenzungsrings in einem Gehäuse mindestens einen zumindest teilweise gekapselten Abscheideraum und mindestens den zumindest teilweise ringförmig umlaufend um die Drehachse verlaufenden Strömungskanal auf. Auf diese Weise kann zum einen der Vorteil erzielt werden, dass die zweiten Schaufelblätter derart vom Treibstrahl des Dosierventils im Bereich des Strömungskanals angeströmt und angetrieben werden können, dass eine fluidische Trennung dieses Strömungskanals vom Verdichterraum erzielbar ist. Somit kann die Strömungsenergie des Treibstrahl zumindest nahezu ausschließlich in eine kinetische Rotationsenergie umgewandelt werden. Bei einer Eindüsung des Treibstrahls des Dosierventils auf die ersten Schaufelblätter im Bereich des Verdichterraums würde es zu einer fluidischen Vermischung des Treibmediums und des im Verdichterraum befindlichen gasförmigen Mediums, insbesondere des Rezirkulats kommen, wobei die Strömungsenergie des Treibstrahls zumindest teilweise aufgrund von Verwirbelungen, Strömungsverlusten und/oder Reibungsverlusten aufgrund Kontakt mit dem gasförmigen Medium und/oder den Oberflächen von mindestens einem Seitenkanal kommt. Somit lässt sich durch die erfindungsgemäße Ausführung der Fördereinrichtung mit dem Strömungskanal der Wirkungsgrad der Fördereinrichtung und/oder des gesamten Brennstoffzellensystems erhöhen. Zum anderen kann auf diese Weise der Vorteil erzielt werden, dass das Wasser aus dem gasförmigen Medium, welches aus dem Verdichterraum des Seitenkanalverdichter in den Abscheideraum abgeführt werden und/oder weiter heraus aus dem Gehäuse des Seitenkanalverdichter und der Fördereinrichtung abgeführt werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass eine Erhöhung des Wirkungsgrads des Seitenkanalverdichter und/oder der Fördereinrichtung über die gesamte Lebensdauer beibehalten werden kann, da der Anteil und/oder die Konzentration an H2 im gasförmigen Medium erhöht werden kann, während der Anteil und/oder die Konzentration des Wassers im gasförmigen Medium verringert werden kann. Weiterhin wird der Vorteil erzielt, dass durch das Herausleiten des Wassers aus dem Bereich des Verdichterraums verhindert wird, dass sich im abgeschalteten Zustand des Brennstoffzellen-Systems und bei niedrigen Umgebungstemperaturen sogenannte Eisbrücken zwischen den beweglichen Teilen, insbesondere dem Verdichterrad und dem Gehäuse, bilden. Derartige Eisbrücken würden ein Starten der Fördereinrichtung, insbesondere des Seitenkanalverdichter erschweren oder vollständig verhindern. Somit kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Seitenkanalverdichters und/oder der Fördereinrichtung eine Schädigung der rotierenden Teile des Seitenkanalverdichter aufgrund von Eisbrückenbildung, verhindert werden. Dies führt zu einer höheren Zuverlässigkeit der Fördereinrichtung.According to an advantageous embodiment of the conveying device, the side channel compressor has at least one at least partially encapsulated separation chamber and at least the flow channel that runs at least partially in a ring around the axis of rotation in a housing on the side of the outer limiting ring facing away from the axis of rotation. In this way, the advantage can be achieved that the second blades can be flowed against and driven by the propulsion jet of the metering valve in the area of the flow channel in such a way that a fluidic separation of this flow channel from the compressor chamber can be achieved. The flow energy of the propulsion jet can thus be converted at least almost exclusively into kinetic rotational energy. If the propulsion jet of the metering valve is injected onto the first blades in the area of the compressor chamber, there would be a fluidic mixing of the propulsion medium and the gaseous medium in the compressor chamber, in particular the recirculate, with the flow energy of the propulsion jet occurring at least partially due to turbulence, flow losses and/or friction losses due to contact with the gaseous medium and/or the surfaces of at least one side channel. The efficiency of the conveyor device and/or the entire fuel cell system can thus be increased by the inventive design of the conveyor device with the flow channel. On the other hand, this can achieve the advantage that the water from the gaseous medium, which is discharged from the compressor chamber of the side channel compressor into the separation chamber and/or can be discharged further out of the housing of the side channel compressor and the conveyor device. This offers the advantage that an increase in the efficiency of the side channel compressor and/or the conveying device can be maintained over the entire service life, since the proportion and/or concentration of H 2 in the gaseous medium can be increased, while the proportion and/or concentration of water in the gaseous medium can be reduced. Furthermore, the advantage is achieved that by leading the water out of the area of the compressor chamber, so-called ice bridges are prevented from forming between the moving parts, in particular the compressor wheel and the housing, when the fuel cell system is switched off and at low ambient temperatures. Such ice bridges would make it difficult or completely impossible to start the conveying device, in particular the side channel compressor. Thus, the inventive design of the side channel compressor and/or the conveying device can prevent damage to the rotating parts of the side channel compressor due to the formation of ice bridges. This leads to a higher reliability of the conveying device.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Fördereinrichtung weist diese einen Tank auf, wobei der Seitenkanalverdichter und der Tank mittels eines Verbindungskanals zumindest mittelbar fluidisch verbunden sind, insbesondere über den Abscheideraum, und gemeinsam einen Wasserabscheider ausbilden. Dabei befindet sich der Verbindungskanal auf einem höheren geodätischen Niveau als ein Zulaufkanal, insbesondere mittels dem das gasförmige Medium dem Seitenkanalverdichter und/oder der Fördereinrichtung zugeführt wird und der sich auf einem niedrigeren geodätischen Niveaus befindet. Auf diese Weise lässt sich der Vorteil erzielen, dass zum einen eine kompakte Anordnung der Komponenten der Fördereinrichtung und somit eine kompakte Bauform der Fördereinrichtung erzielt werden kann. Des Weiteren kann auf diese Weise der Vorteil erzielt werden, dass eine Ansammlung von Wasser in einer der Leitungen der Fördereinrichtung vermieden werden kann und das Wasser direkt aus der Fördereinrichtung in den Tank des Wassersammlers abgeführt wird. Zudem kann das Wasser beim Abführen auf ein höheres geodätisches Niveau beim Abführen in den Tank gebracht werden, so dass beim späteren Abführen des Wassers aus dem Tank keine zusätzliche Hubarbeit verrichtet werden muss, um das Wasser aus dem Anodenbereich mittels des Wassersabscheiders aus dem System und/oder dem Anodenbereich abzuführen. Somit kann mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Fördereinrichtung Energie eingespart werden und der Wirkungsgrad der Fördereinrichtung lässt sich erhöhen.According to an advantageous development of the conveying device, it has a tank, wherein the side channel compressor and the tank are at least indirectly fluidically connected by means of a connecting channel, in particular via the separation chamber, and together form a water separator. The connecting channel is located at a higher geodetic level than an inlet channel, in particular by means of which the gaseous medium is supplied to the side channel compressor and/or the conveying device and which is located at a lower geodetic level. In this way, the advantage can be achieved that, on the one hand, a compact arrangement of the components of the conveying device and thus a compact design of the conveying device can be achieved. Furthermore, in this way the advantage can be achieved that an accumulation of water in one of the lines of the conveying device can be avoided and the water is drained directly from the conveying device into the tank of the water collector. In addition, the water can be brought to a higher geodetic level when being drained into the tank, so that when the water is later drained from the tank, no additional lifting work has to be carried out in order to drain the water from the anode area out of the system and/or the anode area by means of the water separator. Thus, energy can be saved by means of the design of the conveying device according to the invention and the efficiency of the conveying device can be increased.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Fördereinrichtung weist ein Ablaufkanal einen Mischbereich auf, insbesondere in seinem stromaufwärtigen Bereich, wobei zudem der Ausgang des Seitenkanalverdichters und der Ausgang des Strömungskanals über den Mischbereich fluidisch miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass eine effiziente Zusammenführung und Vermischung des aus dem Dosierventil über den Strömungskanal in den Mischbereich zugeführten Treibmediums mit dem aus dem Verdichterraum des Seitenkanalverdichter über dessen Ausgang dem Mischbereich zugeführten Rezirkulats erfolgen kann. Eine Vermischung des Treibmediums und des Rezirkulats findet dabei erst im Mischbereich statt, ohne dass es stromaufwärts des Mischbereichs im Bereich des Verdichterraums oder des Strömungskanals zu einer Vermischung des Rezirkulats und des Treibmediums kommt. Somit kann ein Großteil der Druckenergie und/oder kinetischen Energie des aus einem Hochdrucktank kommenden und über das Dosierventil in den Strömungskanal des Seitenkanalverdichters zudosierte unter Druck stehende Treibmedium zumindest nahezu ausschließlich zum Antreiben des Verdichterrads über die zweiten Schaufelblätter erfolgen. Dies bewirkt den Vorteil eine Erhöhung des Wirkungsgrads der Fördereinrichtung und/oder des Seitenkanalverdichters. Des Weiteren bietet diese erfindungsgemäße Weiterbildung der Fördereinrichtung den Vorteil, dass das Treibmedium erst nach einem erfolgten Abscheiden des Wassers im Bereich des Verdichterraums und/oder des Abscheideraums und/oder des Seitenkanalverdichters mit dem Rezirkulat zusammengebracht wird, so dass verhindert werden kann, dass versehentlich ein Teil des Treibmediums über den Abscheideprozess des Wassers im Wasserabscheider aus dem Förderaggregat hinausgeleitet wird und somit nicht mehr in einem Brennstoffzellen-Stack genutzt werden kann. Somit lässt sich der Wirkungsgrad des Brennstoffzellen-Stacks und/oder des Brennstoffzellen-Systems erhöhen. According to a particularly advantageous development of the conveying device, a discharge channel has a mixing area, in particular in its upstream area, wherein the outlet of the side channel compressor and the outlet of the flow channel are also fluidically connected to one another via the mixing area. In this way, the advantage can be achieved that an efficient merging and mixing of the driving medium fed from the metering valve via the flow channel into the mixing area with the recirculate fed from the compressor chamber of the side channel compressor to the mixing area via its outlet can take place. Mixing of the driving medium and the recirculate only takes place in the mixing area, without mixing of the recirculate and the driving medium occurring upstream of the mixing area in the area of the compressor chamber or the flow channel. Thus, a large part of the pressure energy and/or kinetic energy of the pressurized propellant coming from a high-pressure tank and metered into the flow channel of the side channel compressor via the metering valve can be used at least almost exclusively to drive the compressor wheel via the second blades. This has the advantage of increasing the efficiency of the conveying device and/or the side channel compressor. Furthermore, this development of the conveying device according to the invention offers the advantage that the propellant is only brought together with the recirculate after the water has been separated in the area of the compressor chamber and/or the separation chamber and/or the side channel compressor, so that it can be prevented that part of the propellant is inadvertently led out of the conveying unit via the separation process of the water in the water separator and can therefore no longer be used in a fuel cell stack. The efficiency of the fuel cell stack and/or the fuel cell system can thus be increased.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Fördereinrichtung ist der Strömungskanal über eine Drossel zumindest mittelbar fluidisch mit dem Verdichterraum verbunden, insbesondere in einem stromabwärtigen Endbereich des Verdichterraums. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass bei einem erhöhten Druckniveau des Treibmediums im Strömungskanal das Treibmedium aus dem Strömungskanal in den Verdichterraum mittels der Drossel abgeführt wird, so dass sich das Druckniveau im Strömungskanal reduzieren lässt. Somit wird verhindert, dass das Treibmedium mit einem erhöhten Druckniveau in den Mischbereich einströmt und von dort in den Ablaufkanal und in den Brennstoffzellen-Stack einströmt und das Brennstoffzellen-Stack schädigt, da eine Membran des Brennstoffzellen-Stacks empfindlich auf Druckunterschiede zwischen Kathodenbereich und Anodenbereich reagiert und reißen kann und/oder beschädigt wird. Dabei ist die Drossel derart ausgeführt, dass das Treibmedium erst bei einem überschreiten eines bestimmten Druckniveaus die Drossel passiert, was beispielsweise durch die konstruktive geometrische Ausgestaltung der Drossel erreicht werden kann. Ein erhöhter Druck, welcher in den Verdichterraum über die Drossel abgeführt wird, kann effizienter im Verdichterraum abgebaut werden, aufgrund des größeren Strömungsraums und des strömungstechnischen Zusammenspiels zwischen Verdichterrad und dem mindestens einem Seitenkanal. Somit lässt sich die Ausfallwahrscheinlichkeit des Brennstoffzellen-Stacks und des gesamten Brennstoffzellen-Systems reduzieren und somit kann die Lebensdauer des Brennstoffzellen-Systems erhöht werden.According to a particularly advantageous embodiment of the conveying device, the flow channel is at least indirectly fluidically connected to the compressor chamber via a throttle, in particular in a downstream end region of the compressor chamber. In this way, the advantage can be achieved that when the pressure level of the driving medium in the flow channel is increased, the driving medium is discharged from the flow channel into the compressor chamber by means of the throttle, so that the pressure level in the flow channel can be reduced. This prevents the driving medium from flowing into the mixing area at an increased pressure level and from there into the discharge channel and into the fuel cell stack and damaging the fuel cell stack, since a membrane of the fuel cell stack reacts sensitively to pressure differences between the cathode area and the anode area and can tear and/or be damaged. The throttle is designed in such a way that the driving medium only passes through the throttle when a certain pressure level is exceeded, which can be achieved, for example, by the structural geometric design of the throttle. An increased pressure, which is discharged into the compressor chamber via the throttle, can be reduced more efficiently in the compressor chamber due to the larger flow space and the fluidic interaction between the compressor wheel and at least one side channel. This reduces the probability of failure of the fuel cell stack and the entire fuel cell system and thus increases the service life of the fuel cell system.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Fördereinrichtung die Drossel mittels einer Aktorik die Durchflussmenge einstellbar ist, insbesondere verringerbar oder erhöhbar, wobei die Drossel mittels der Aktorik auch komplett fluidisch schließbar ist, so dass insbesondere der Strömungskanal vom Verdichterraum zumindest über diese Strömungsverbindung fluidisch kapselbar ist. Auf diese Weise lässt sich der Vorteil erzielen, dass je nach Betriebszustand der Fördereinrichtung und/oder nach Druckniveau im Strömungskanal ein gesteuertes Abführen des Treibmediums aus dem Strömungskanal in den Verdichterraum derart zu erzielen, dass das Druckniveau im Strömungskanal und/oder im Mischbereich und/oder im Ablaufkanal zu regulieren und/oder zu verringern, dass das über den Anodeneingang in den Brennstoffzellen-Stack einströmende gasförmige Medium ein für das Brennstoffzellen-Stack schädliches Druckniveau nicht überschreitet. In einer beispielshaften Ausführungsform der Fördereinrichtung kann mittels eines oder mehrerer im Strömungskanal, im Mischbereich, im Ablaufkanal oder im Anodeneingang vorhandener Sensoren, insbesondere Drucksensoren, ein Druckniveau gemessen werden, wobei diese Messwerte zu einer gezielten Ansteuerung der Aktorik zur Einstellung des Öffnungsquerschnitts und/oder zum Schließen und/oder zum vollständigen Öffnen der Drossel. Auf diese Weise lässt sich ein schnelleres und effizienteres Abführen vom Treibmedium aus dem Strömungskanal erzielen, um zu verhindern, dass das Brennstoffzellen-Stack bei einem Überschreiten eines Druckniveaus beschädigt wird. Somit lässt sich die Lebensdauer des Brennstoffzellen-Stacks und/oder des Brennstoffzellen-Systems erhöhen.According to a particularly advantageous embodiment of the conveying device, the throttle can be adjusted by means of an actuator, in particular the flow rate can be reduced or increased, wherein the throttle can also be completely fluidically closed by means of the actuator, so that in particular the flow channel from the compressor chamber can be fluidically encapsulated at least via this flow connection. In this way, the advantage can be achieved that, depending on the operating state of the conveying device and/or the pressure level in the flow channel, a controlled discharge of the driving medium from the flow channel into the compressor chamber can be achieved in such a way that the pressure level in the flow channel and/or in the mixing area and/or in the discharge channel can be regulated and/or reduced so that the gaseous medium flowing into the fuel cell stack via the anode inlet does not exceed a pressure level that is harmful to the fuel cell stack. In an exemplary embodiment of the conveying device, a pressure level can be measured by means of one or more sensors, in particular pressure sensors, present in the flow channel, in the mixing area, in the discharge channel or in the anode inlet, whereby these measured values are used to specifically control the actuators to adjust the opening cross-section and/or to close and/or fully open the throttle. In this way, the propellant can be removed from the flow channel more quickly and efficiently to prevent the fuel cell stack from being damaged if a pressure level is exceeded. This increases the service life of the fuel cell stack and/or the fuel cell system.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Fördereinrichtung wird der Bestandteil Wasser vom gasförmigen Medium im Seitenkanalverdichter abgeschieden, wobei die Abscheidung insbesondere mittels des Zentrifugalprinzips erfolgt. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass die Bewegungsenergie, insbesondere die Rotationsenergie, des Verdichterrads, welche vornehmlich zum Verdichten des gasförmigen Mediums verwendet wird, auch dazu verwendet, das im gasförmigen Medium vorhandene Wasser vom Verdichterrad bei dessen Rotation beschleunigt wird und dabei mittels Zentrifugalkraft von der Drehachse des Verdichterrads wegbewegt. Somit kann eine effiziente Abscheidung des Wassers vom gasförmigen Medium erfolgen und es lässt sich der Wirkungsgrad des Wasserabscheiders und/oder der Fördereinrichtung verbessern. Durch die Nutzung des Zentrifugalprinzips zum Herausleiten der schweren Bestandteile wie Wasser, insbesondere aus dem Verdichterraum, kann der Vorteil erzielt werden, dass der Abscheideprozess derart verbessert wird, so dass das Wasser nahezu vollständig vom gasförmigen Medium, insbesondere vom Wasserstoff des gasförmigen Mediums abgeschieden werden kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein möglichst hoher Anteil an Wasserstoff zum Brennstoffzellen-Stack, zurückströmt, wodurch zum einen der Wirkungsgrad und/oder die Leistung des Brennstoffzellen-Stacks und/oder des Brennstoffzellen-Systems erhöht werden kann. Weiterhin lässt sich der Vorteil erzielen, dass zum Trennen des Bestandteils Wasser vom Bestandteil Wasserstoff keine zusätzliche Energie und/oder nur eine geringe Menge an Energie zur Verfügung gestellt werden muss, insbesondere vom Brennstoffzellen-System und/oder vom übergeordneten System Fahrzeug. Eine weitere Einleitung von Energie, insbesondere von kinetischer Energie oder Druckenergie, in das Medium ist somit nicht mehr notwendig, um eine optimale Effizienz des Abscheideprozesses durch den Seitenkanalverdichter mittels des Zentrifugalprinzips bewirken zu können. Dadurch kann der Wirkungsgrad des Brennstoffzellen-Systems erhöht werden und die Betriebskosten können reduziert werden.According to a particularly advantageous embodiment of the conveying device, the water component is separated from the gaseous medium in the side channel compressor, the separation taking place in particular by means of the centrifugal principle. In this way, the advantage can be achieved that the kinetic energy, in particular the rotational energy, of the compressor wheel, which is primarily used to compress the gaseous medium, is also used to accelerate the water present in the gaseous medium by the compressor wheel as it rotates and in the process moves it away from the axis of rotation of the compressor wheel by means of centrifugal force. This enables efficient separation of the water from the gaseous medium and the efficiency of the water separator and/or the conveying device can be improved. By using the centrifugal principle to remove the heavy components such as water, in particular from the compressor chamber, the advantage can be achieved that the separation process is improved in such a way that the water can be almost completely separated from the gaseous medium, in particular from the hydrogen of the gaseous medium. This ensures that as high a proportion of hydrogen as possible flows back to the fuel cell stack, which increases the efficiency and/or performance of the fuel cell stack and/or the fuel cell system. Another advantage is that no additional energy and/or only a small amount of energy needs to be provided to separate the water component from the hydrogen component, particularly from the fuel cell system and/or the higher-level vehicle system. Further introduction of energy, particularly kinetic energy or pressure energy, into the medium is therefore no longer necessary in order to achieve optimal efficiency of the separation process by the side channel compressor using the centrifugal principle. This increases the efficiency of the fuel cell system and reduces operating costs.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Fördereinrichtung der Verbindungskanal eine Krümmung aufweist, wobei sich eine Strömungsrichtung IV, insbesondere des abgeführten Wassers, im Bereich der Krümmung von einer parallel zu einer Referenzachse verlaufenden Strömungsrichtung IVa zu einer zumindest nahezu in einer Wirkrichtung der Schwerkraft verlaufenden Strömungsrichtung IVb ändert. Auf diese Weise lässt sich der Vorteil erzielt, dass das zumindest im zweiten Teilbereich B das Wasser ausschließlich mittels der bereits vorhandenen kinetischen Bewegungsenergie und mittels der Nutzung der Schwerkraft durch den Verbindungskanal bis in den Tank gefördert werden kann. Auf diese Weise wird keine zusätzliche Energie zum Transportieren durch den Teilbereich B benötigt, die erst von außerhalb des Verbindungskanals eingebracht werden müsste, wie beispielsweise einer Druckkraft oder eines zusätzlichen Impulses. Somit kann der Wirkungsgrad des Wasserabscheiders und/oder der Fördereinrichtung verbessert werden.According to a particularly advantageous embodiment of the conveying device, the connecting channel has a curvature, wherein a flow direction IV, in particular of the discharged water, changes in the region of the curvature from a flow direction IVa running parallel to a reference axis to a flow direction IVb running at least almost in a direction of gravity. In this way, the advantage can be achieved that at least in the second partial area B the water can be conveyed through the connecting channel into the tank exclusively by means of the already existing kinetic energy of movement and by using gravity. In this way, no additional energy is required for transport through the partial area B, which would first have to be introduced from outside the connecting channel, such as a pressure force or an additional impulse. The efficiency of the water separator and/or the conveying device can thus be improved.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Fördereinrichtung weist die zweiten Schaufelblätter als Pelton-Turbinen-Schaufelblätter ausgeführt sind. Dabei sind die zweiten Schaufelblätter auf der dem Treibstrahl und dem Dosierventil zugewandten Seite geöffnet und weisen eine bauchige Ausformung auf der dem Treibstrahl und dem Dosierventil abgewandten Seite auf. Auf diese Weise lässt sich der Vorteil erzielen, dass der durch den Treibstrahl erzielbare Förderdruck erhöht werden und der strömungstechnische Wirkungsgrad des Verdichterrads im Bereich des Strömungskanals verbessert werden kann. Somit kann der Gesamtwirkungsgrad des Seitenkanalverdichters erhöht werden. Des Weiteren lässt sich durch das mit einer hohen Geschwindigkeit stehende Treibmedium in Form des Treibstrahls und auf die geöffnete Oberfläche der Pelton-Turbinen-Schaufelblätter wirkende Kraft eine verbesserte Impulsübertragung und/oder eine verbesserter Strömungseffekt erzielen, so dass eine Kraft auf das jeweilige Verdichterrad ausgeübt wird und aufgrund des Hebelarms das Verdichterrad in Bewegung versetzt wird und/oder in Bewegung gehalten wird.According to a particularly advantageous embodiment of the conveying device, the second blades are designed as Pelton turbine blades. The second blades are open on the side facing the propulsion jet and the metering valve and have a bulbous shape on the side facing away from the propulsion jet and the metering valve. In this way, the advantage can be achieved that the delivery pressure achievable by the propulsion jet can be increased and the fluidic efficiency of the compressor wheel in the area of the flow channel can be improved. The overall efficiency of the side channel compressor can thus be increased. Furthermore, an improved momentum transfer and/or an improved flow effect can be achieved by the propulsion medium at high speed in the form of the propulsion jet and the force acting on the open surface of the Pelton turbine blades, so that a force is exerted on the respective compressor wheel and due to the lever arm the compressor wheel is set in motion and/or kept in motion.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen und/oder Kombinationen der in den Ansprüchen beschrieben Merkmale und/oder Vorteile möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope specified by the claims, a large number of modifications and/or combinations of the features and/or advantages described in the claims are possible, which are within the scope of expert action.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigt:

  • 1 zeigt in einer Draufsicht eine Fördereinrichtung mit einem Seitenkanalverdichter, einem Dosierventil und einem Strömungskanal,
  • 2 zeigt eine in 1 mit D-D bezeichnete Schnittansicht der Fördereinrichtung, insbesondere mit dem Seitenkanalverdichter.
It shows:
  • 1 shows a top view of a conveying device with a side channel compressor, a metering valve and a flow channel,
  • 2 shows a 1 Sectional view of the conveying device, marked DD, in particular with the side channel compressor.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Die Darstellung gemäß 1 zeigt in einer Draufsicht eine Fördereinrichtung 1 Diese Fördereinrichtung 1 ist für ein Brennstoffzellen-System 31 geeignet zur Förderung und/oder Rezirkulation eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff. Dabei weist die Fördereinrichtung 1 einem Seitenkanalverdichter 8, wobei die Fördereinrichtung 1 mittels eines Dosierventils 6 mit einem Treibstrahl 40 eines unter Druck stehenden gasförmigen Mediums zumindest teilweise angetrieben wird. Dabei wird das unter Druck stehende gasförmigen Medium der Fördereinrichtung 1 mittels des Dosierventils 6 zugeführt, wobei der Seitenkanalverdichter 8 ein Verdichterrad 7 aufweist, das drehbar um eine Drehachse 41 (gezeigt in 2) angeordnet ist. Des Weiteren ist in 1 gezeigt, dass ein Anodenausgang 3 einer Brennstoffzelle 29 insbesondere eines Brennstoffzellen-Stacks 33, mit einem Eingang, insbesondere einem Zulaufkanal 18, der Fördereinrichtung 1 fluidisch verbunden ist und wobei ein Ausgang, insbesondere ein Ablaufkanal 19, der Fördereinrichtung 1 mit einem Anodeneingang 5 der Brennstoffzelle 29 fluidisch verbunden ist. Dabei weist das Verdichterrad 7 an seinem Umfang im Bereich eines Verdichterraums 30 angeordnete erste Schaufelblätter 35 auf.The representation according to 1 shows a top view of a conveying device 1. This conveying device 1 is suitable for a fuel cell system 31 for conveying and/or recirculating a gaseous medium, in particular hydrogen. The conveying device 1 has a side channel compressor 8, wherein the conveying device 1 is at least partially driven by a metering valve 6 with a propulsion jet 40 of a pressurized gaseous medium. The pressurized gaseous medium is fed to the conveying device 1 by means of the metering valve 6, wherein the side channel compressor 8 has a compressor wheel 7 which is rotatable about a rotation axis 41 (shown in 2 ) is arranged. Furthermore, in 1 shown that an anode outlet 3 of a fuel cell 29, in particular of a fuel cell stack 33, is fluidically connected to an inlet, in particular an inlet channel 18, of the conveying device 1 and wherein an outlet, in particular an outlet channel 19, of the conveying device 1 is fluidically connected to an anode inlet 5 of the fuel cell 29. The compressor wheel 7 has first blades 35 arranged on its circumference in the region of a compressor chamber 30.

1 zeigt, dass eine erste Achse 15 und/oder eine zweite Achse 17 zumindest nahezu parallel zu einer Referenzachse 12 verlaufen. Des Weiteren kann das gasförmige Medium, bei dem es sich um ein Anodengas handeln, aus dem Brennstoffzellen-Stack 33 mittels der Fördereinrichtung 1 angesaugt werden, wobei es sich um ein im Brennstoffzellen-Stack 33 unverbrauchtes Rezirkulat handelt. Dieses Rezirkulat strömt über den Anodenausgang 3 in die Fördereinrichtung 1 und/oder den Zulaufkanal 18 ein und kann Wasser enthalten. Dieses Wasser kann beispielsweise in Form von Wasserpartikeln 11 vorliegen, die insbesondere als Wassertropfen auftreten. Das gasförmige Medium wird inklusive des Wassers in dem Verdichterrad 7 des Seitenkanalverdichters 8 in Rotationsbewegung versetzt und/oder gefördert und/ oder mittels des Verdichterrads 7 in Umfangsrichtung mitgenommen. Dazu sind am äußeren Durchmesser des Verdichterrads 7 mehrere erste Schaufelblätter 35 ausgebildet, die bei einer Rotationsbewegung des Verdichterrads 7 das gasförmige Medium mitnehmen und/oder fördern. Durch die höhere Dichte wandert das Wasser beim Fördern des gasförmigen Mediums mittels der erste Schaufelblätter 35 in dem Verdichterraum 30 radial nach außen, bei den typischen hohen Drehzahlen eines Seitenkanalverdichters 8 innerhalb einer halben bis dreiviertel Rotorumdrehung und wird mittels eines Verbindungskanals 20 aus dem Seitenkanalverdichter 8 herausgeleitet. Dabei wird der Bestandteil Wasser vom gasförmigen Medium im Seitenkanalverdichter 8 mittels des Zentrifugalprinzips abgeschieden. Das restliche getrocknete gasförmige Medium kann anschließend in einem Mischbereich 42, der sich stromabwärts des Ausgangs des Seitenkanalverdichters 8 befindet, mit frischem Wasserstoff, bei dem es sich insbesondere um ein Treibmedium handelt, welches über einen Strömungskanal 22 in den Mischbereich 42 strömt. 1 shows that a first axis 15 and/or a second axis 17 run at least almost parallel to a reference axis 12. Furthermore, the gaseous medium, which is an anode gas, can be sucked in from the fuel cell stack 33 by means of the conveyor device 1, wherein this is a recirculate that is not used in the fuel cell stack 33. This recirculate flows via the anode outlet 3 into the conveyor device 1 and/or the inlet channel 18 and can contain water. This water can be in the form of water particles 11, for example, which appear in particular as water droplets. The gaseous medium, including the water, is set in rotation in the compressor wheel 7 of the side channel compressor 8 and/or conveyed and/or carried along in the circumferential direction by means of the compressor wheel 7. For this purpose, a plurality of first blades 35 are formed on the outer diameter of the compressor wheel 7, which entrain and/or convey the gaseous medium when the compressor wheel 7 rotates. Due to the higher density, when the gaseous medium is conveyed by means of the first blades 35 in the compressor chamber 30, the water migrates radially outwards within half to three-quarters of a rotor revolution at the typical high speeds of a side channel compressor 8 and is led out of the side channel compressor 8 by means of a connecting channel 20. The water component is separated from the gaseous medium in the side channel compressor 8 by means of the centrifugal principle. The remaining dried gaseous medium can then be mixed in a mixing region 42, which is located downstream of the outlet of the side channel compressor 8, with fresh hydrogen, which is in particular a driving medium, which flows into the mixing region 42 via a flow channel 22.

Wie in 1 gezeigt weist die Fördereinrichtung 1 einen Tank 13 auf, wobei der Seitenkanalverdichter 8 und der Tank 13 mittels eines Verbindungskanals 20 zumindest mittelbar fluidisch verbunden sind, insbesondere über einen Abscheideraum 38 (gezeigt in 2), und gemeinsam einen Wasserabscheider 10 ausbilden, wobei sich der Verbindungskanal 20 auf einem höheren geodätischen Niveau 17 befindet als der Zulaufkanal 18. Mittels des Zulaufkanals 18 wird das gasförmige Medium, insbesondere das Rezirkulat dem Seitenkanalverdichter 8 und/oder der Fördereinrichtung 1 zugeführt, wobei sich der Zulaufkanal 18 auf einem niedrigeren geodätischen Niveaus 15 befindet, insbesondere im Hinblick auf eine Wirkrichtung der Schwerkraft 34. Der Verbindungskanal 20 verläuft in seinem ersten Teilbereich A zumindest nahezu parallel zu der Referenzachse 12. Dabei wird Wasser aus dem Seitenkanalverdichter 8, insbesondere dem Verdichterraum 30, durch den Verbindungskanal 20 abgeführt, insbesondere in den Tank 13. Die Referenzachse 12 verläuft dabei orthogonal zu der Wirkrichtung der Schwerkraft 34. Des Weiteren weist der Verbindungskanal 20 in seinem zweiten Teilbereich B eine Krümmung 37 auf, wobei sich eine Strömungsrichtung IV, insbesondere des abgeführten Wassers, im Bereich der Krümmung 37 von einer parallel zur Referenzachse 12 verlaufenden Strömungsrichtung IVa zu einer zumindest nahezu in Wirkrichtung der Schwerkraft 34 verlaufenden Strömungsrichtung IVb ändert. Weiterhin befindet sich der Wasserabscheider 10 und/oder der Tank 13 oberhalb des Anodenausgangs 3 und/oder der ersten Achse 15. Der Zulaufkanal 18 ist mittels eines ersten Ablaufs 28, in dem sich ein erstes Ablassventil 14, insbesondere ein Purge-Ventil 14 befindet, mit einem Kathodenausgang 23 verbunden. Zudem ist der Tank 13 des Wasserabscheiders 10 mittels eines zweiten Ablaufs 32, in dem sich ein zweites Ablassventil 16, insbesondere ein Drain-Ventil 16 befindet, mit dem Kathodenausgang 23 verbunden. Die Fördereinrichtung 1 kann dabei verwendet werden in einem Fahrzeug zur elektrischen Energieversorgung von einem Fahrantrieb und/oder Nebenverbrauchern. Der Tank 13 liegt erhöht oberhalb des Kathodenausgangs 23, sodass er Wasser speichern kann ohne zusätzlichen Bauraum unterhalb des Brennstoffzellen-Stacks 33 zu erfordern. Gleichzeitig wird so ein Rücklauf in die Fördereinrichtung 1 und/oder den Seitenkanalverdichter 8 verhindert. Das hier gezeigte erste Ablassventil 14 kann zur Reduzierung des Stickstoffgehaltes im Anodengas und/oder gasförmigen Medium verwendet werden, wenn diese Funktion vom zweiten Ablassventil 16, bei dem es sich insbesondere um ein Drain-Ventil 16 handelt, nur unzureichend erfüllt wird.As in 1 shown, the conveyor device 1 has a tank 13, wherein the side channel compressor 8 and the tank 13 are at least indirectly fluidically connected by means of a connecting channel 20, in particular via a separation chamber 38 (shown in 2 ), and together form a water separator 10, wherein the connecting channel 20 is located at a higher geodetic level 17 than the inlet channel 18. The gaseous medium, in particular the recirculate, is fed to the side channel compressor 8 and/or the conveyor device 1 by means of the inlet channel 18, wherein the inlet channel 18 is located at a lower geodetic level 15, in particular with regard to a direction of action of gravity 34. The connecting channel 20 runs in its first partial area A at least almost parallel to the reference axis 12. Water is discharged from the side channel compressor 8, in particular the compressor chamber 30, through the connecting channel 20, in particular into the tank 13. The reference axis 12 runs orthogonal to the direction of action of gravity 34. Furthermore the connecting channel 20 has a curvature 37 in its second partial region B, wherein a flow direction IV, in particular of the drained water, changes in the region of the curvature 37 from a flow direction IVa running parallel to the reference axis 12 to a flow direction IVb running at least almost in the direction of gravity 34. Furthermore, the water separator 10 and/or the tank 13 is located above the anode outlet 3 and/or the first axis 15. The inlet channel 18 is connected to a cathode outlet 23 by means of a first outlet 28 in which a first drain valve 14, in particular a purge valve 14, is located. In addition, the tank 13 of the water separator 10 is connected to the cathode outlet 23 by means of a second outlet 32 in which a second drain valve 16, in particular a drain valve 16, is located. The conveying device 1 can be used in a vehicle to supply electrical energy to a drive and/or auxiliary consumers. The tank 13 is located above the cathode outlet 23 so that it can store water without requiring additional installation space below the fuel cell stack 33. At the same time, this prevents a return flow into the conveying device 1 and/or the side channel compressor 8. The first drain valve 14 shown here can be used to reduce the nitrogen content in the anode gas and/or gaseous medium if this function is only inadequately fulfilled by the second drain valve 16, which is in particular a drain valve 16.

Des Weiteren wird in 1 gezeigt, dass der Ablaufkanal 19 den Mischbereich 42 in seinem stromaufwärtigen Bereich aufweist, wobei der Ausgang des Seitenkanalverdichters 8 und der Ausgang des Strömungskanals 22 über den Mischbereich 42 fluidisch miteinander verbunden sind. Der Ablaufkanal 19 kann dabei zumindest über einen Teil seiner Länge rotationssymmetrisch zu einer dritten Achse 27 verlaufen, wobei die dritte Achse 27 in einem Winkel α zu den Achsen 15, 17, 22 verläuft. Der Strömungskanal 22 kann zudem über eine Drossel 44 zumindest mittelbar fluidisch mit dem Verdichterraum 30 verbunden sein, insbesondere in einem stromabwärtigen Endbereich des Verdichterraums 30. Zudem ist in 1 gezeigt, dass die Fördereinrichtung 1 ein Heizelement 21 aufweist, wobei sich das Heizelement 21 insbesondere in einem Gehäuse 43 des Seitenkanalverdichters 8 befindet. Dieses Heizelement 21 kann verwendet werden bei niedrigen Temperaturen, falls die System-Heizleistung allein nicht ausreicht und gezielt Bereich der Fördereinrichtung 1 zu beheizen, in denen sich bei langen Standzeiten des Gesamtfahrzeugs Restwasser sammelt, wobei das Restwasser bei Temperaturen unter 0°C Eisbrücken ausbilden kann, die die Fördereinrichtung 1 beschädigen. Um dieses Ausbilden von Eisbrücken zu verhindern, wird das Heizelement 21 elektrisch mit Energie, insbesondere Heizenergie, versorgt. In weiteren alternativen Ausführungsformen kann das Heizelement 21 zudem, insbesondere zusätzlich zur elektrischen Energie, über einen Wärmetauscher mit Energie versorgt werden und/oder über ein Magnetfeld mit Energie versorgt werden, insbesondere induktiv, und/oder mechanisch mit Energie versorgt werden und/oder chemisch mit Energie versorgt werden.Furthermore, 1 shown that the discharge channel 19 has the mixing region 42 in its upstream region, wherein the outlet of the side channel compressor 8 and the outlet of the flow channel 22 are fluidically connected to one another via the mixing region 42. The discharge channel 19 can run rotationally symmetrically to a third axis 27 at least over part of its length, wherein the third axis 27 runs at an angle α to the axes 15, 17, 22. The flow channel 22 can also be at least indirectly fluidically connected to the compressor chamber 30 via a throttle 44, in particular in a downstream end region of the compressor chamber 30. In addition, in 1 shown that the conveyor device 1 has a heating element 21, wherein the heating element 21 is located in particular in a housing 43 of the side channel compressor 8. This heating element 21 can be used at low temperatures if the system heating output alone is not sufficient and to specifically heat areas of the conveyor device 1 in which residual water collects when the entire vehicle is idle for a long time, wherein the residual water can form ice bridges at temperatures below 0°C, which damage the conveyor device 1. In order to prevent this formation of ice bridges, the heating element 21 is supplied with electrical energy, in particular heating energy. In further alternative embodiments, the heating element 21 can also, in particular in addition to electrical energy, be supplied with energy via a heat exchanger and/or be supplied with energy via a magnetic field, in particular inductively, and/or be supplied with energy mechanically and/or be supplied with energy chemically.

In 1 wird dargestellt, dass dem Brennstoffzellen-Stack 33 mittels eines Kathodeneingangs 25 Luft, insbesondere Sauerstoff, aus der Umgebung, zugeführt wird. Diese Luft wird aus dem Brennstoffzellen-Stack 33 mittels des Kathodenausgangs 23 herausgeleitet, nachdem der Sauerstoff im Brennstoffzellen-Stack 33 zumindest teilweise mit dem Wasserstoff reagiert hat. Alle Bauteile der Fördereinrichtung 1 können dabei mittels eines plattenförmigen Elements 2 an der Brennstoffzelle 29 und/oder am Brennstoffzellen-Stack 33 befestigt sein.In 1 It is shown that air, in particular oxygen, from the environment is supplied to the fuel cell stack 33 by means of a cathode inlet 25. This air is led out of the fuel cell stack 33 by means of the cathode outlet 23 after the oxygen in the fuel cell stack 33 has at least partially reacted with the hydrogen. All components of the conveyor device 1 can be attached to the fuel cell 29 and/or to the fuel cell stack 33 by means of a plate-shaped element 2.

2 zeigt eine in 1 mit D-D bezeichnete Schnittansicht der Fördereinrichtung 1, insbesondere mit einem Seitenkanalverdichter 8. Dabei ist ein Ausschnitt des Seitenkanalverdichters 8 im Bereich des Verdichterraums 30, des mindestens einen Abscheideraums 38 und des Strömungskanals 22 gezeigt. Dabei ist gezeigt, dass der Seitenkanalverdichter 8 mindestens einen Seitenkanal 24 und das drehbar um die Drehachse 41 angeordnetes Verdichterrad 7 aufweist, wobei das Verdichterrad 7 an seinem Umfang angeordnete erste Schaufelblätter 35 aufweist, wobei sich ein Verdichterrraum 30 im Bereich der erste Schaufelblättern 35 und/oder eines mindestens einen Seitenkanals 24 befindet, wobei der Verdichterraum 30 und/oder die erste Schaufelblätter 35 auf Ihrer der Drehachse 41 abgewandten Seite durch einen äußeren Begrenzungsring 39 begrenzt und/oder zumindest teilweise fluidisch kapselbar sind. Der äußere Begrenzungsring 39 verläuft dabei rotationssymmetrisch zu der Drehachse 41 des Verdichterrads 7. Die Seitenkanäle 24 können sich in Richtung der Drehachse 41 beidseitig von den ersten Schaufelblättern 35 befinden. 2 shows a 1 sectional view, designated DD, of the conveying device 1, in particular with a side channel compressor 8. A section of the side channel compressor 8 is shown in the area of the compressor chamber 30, the at least one separation chamber 38 and the flow channel 22. It is shown that the side channel compressor 8 has at least one side channel 24 and the compressor wheel 7 arranged so as to be rotatable about the axis of rotation 41, the compressor wheel 7 having first blades 35 arranged on its circumference, a compressor chamber 30 being located in the area of the first blades 35 and/or at least one side channel 24, the compressor chamber 30 and/or the first blades 35 being delimited on their side facing away from the axis of rotation 41 by an outer delimiting ring 39 and/or being at least partially fluidically encapsulated. The outer limiting ring 39 runs rotationally symmetrically to the axis of rotation 41 of the compressor wheel 7. The side channels 24 can be located on both sides of the first blades 35 in the direction of the axis of rotation 41.

In 2 ist dabei dargestellt, dass der Seitenkanalverdichter 8 auf der der Drehachse 41 abgewandten Seite des äußeren Begrenzungsrings 39 in seinem Gehäuse 43 den mindestens einen zumindest teilweise gekapselten Abscheideraum 38 und mindestens den zumindest teilweise ringförmig umlaufend um die Drehachse 41 verlaufenden Strömungskanal 22 aufweist. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform weist der Seitenkanalverdichter 8 den ringförmig umlaufend um die Drehachse 41 verlaufenden Strömungskanal 22 auf und zwei ringförmig umlaufend um die Drehachse 41 verlaufende Abscheideräume 38 auf. In Richtung der Drehachse 41 befindet sich in dieser beispielhaften Ausführungsform der Strömungskanal 22 zwischen den beiden Abscheideräumen 38. Zudem ist gezeigt, dass sich auf der der Drehachse 41 abgewandten Seite des Begrenzungsrings 39 im Bereich des Strömungskanals 22 angeordnete zweite Schaufelblätter 36 befinden, wobei das Verdichterrad 7 von dem auf die zweiten Schaufelblätter 36 wirkenden Treibstrahl 40 des Dosierventils 6 antreibbar ist. Diese zweiten Schaufelblätter 36 können dabei als Pelton-Turbinen-Schaufelblätter 36 ausgeführt sein.In 2 It is shown that the side channel compressor 8 has, on the side of the outer limiting ring 39 facing away from the axis of rotation 41, in its housing 43, at least one at least partially encapsulated separation chamber 38 and at least the flow channel 22 running at least partially in a ring shape around the axis of rotation 41. In the exemplary embodiment shown, the side channel compressor 8 has the flow channel 22 running in a ring shape around the axis of rotation 41 and two separation chambers 38 running in a ring shape around the axis of rotation 41. In the direction of the In this exemplary embodiment, the flow channel 22 is located between the two separation chambers 38 on the axis of rotation 41. It is also shown that on the side of the limiting ring 39 facing away from the axis of rotation 41, there are second blades 36 arranged in the area of the flow channel 22, wherein the compressor wheel 7 can be driven by the propulsion jet 40 of the metering valve 6 acting on the second blades 36. These second blades 36 can be designed as Pelton turbine blades 36.

Des Weiteren wird in 2 gezeigt, dass die Abscheideräume 38 Wasser oder Wasserpartikel 11 aus dem Verdichterraum 30 aufnehmen können, welches mittels des Zentrifugalprinzips aus dem Verdichterraum 30 in die Abscheideräume 38 abgeführt wird. Bei zunehmender Rotationsgeschwindigkeit des Verdichterrads 7 wird der schwere Bestandteil Wasser des gasförmigen Mediums durch die mittels der Rotationsbewegung des Verdichterrads 7 wirkenden Kräfte, insbesondere eine Zentrifugalkraft und/oder eine Fliehkraft, derart groß, dass das Wasser und/oder die Wasserpartikel 11 in eine von der Drehachse 41 wegweisende Richtung IX vom jeweiligen Seitenkanal 24 und/oder dem Verdichterraum 30 zwischen dem äußeren Begrenzungsring 39 und dem Gehäuse 43 hindurch in den jeweiligen Abscheideraum 38 strömt. Das Wasser wird somit aus dem Bereich des mindestens einen Seitenkanals 24 und/oder Verdichterraums 30 herausgeleitet und im Bereich des jeweiligen Abscheideraums 38 gesammelt. Alternativ kann das Wasser mit einer vorhandenen tangential zum Verdichterrad-Umfang wirkenden resultierenden Bewegungsenergie in den Verbindungskanal 20, wobei der jeweilige Abscheideraum 38 fluidisch mit dem Verbindungskanal 20 verbunden ist.Furthermore, 2 shown that the separation chambers 38 can receive water or water particles 11 from the compressor chamber 30, which is discharged from the compressor chamber 30 into the separation chambers 38 by means of the centrifugal principle. As the rotation speed of the compressor wheel 7 increases, the heavy water component of the gaseous medium becomes so large due to the forces acting by means of the rotational movement of the compressor wheel 7, in particular a centrifugal force and/or a centrifugal force, that the water and/or the water particles 11 flow in a direction IX pointing away from the axis of rotation 41 from the respective side channel 24 and/or the compressor chamber 30 between the outer limiting ring 39 and the housing 43 into the respective separation chamber 38. The water is thus led out of the area of the at least one side channel 24 and/or compressor chamber 30 and collected in the area of the respective separation chamber 38. Alternatively, the water can flow into the connecting channel 20 with an existing resulting kinetic energy acting tangentially to the compressor wheel circumference, wherein the respective separation chamber 38 is fluidically connected to the connecting channel 20.

Wie in 2 gezeigt, ist bei der Drossel 44 mittels einer Aktorik 43 die Durchflussmenge einstellbar, insbesondere verringerbar oder erhöhbar, wobei die Drossel 44 mittels der Aktorik 43 auch komplett fluidisch schließbar ist, so dass insbesondere der Strömungskanal 22 vom Verdichterraum 30 zumindest über diese Strömungsverbindung fluidisch kapselbar ist. Des Weiteren ist gezeigt, dass das Verdichterrad 7 des Seitenkanalverdichters 8, insbesondere je nach Betriebszustand der Brennstoffzelle 29, entweder von einem Antriebsmotor 26 angetrieben oder zumindest mittelbar vom Treibstrahl 40 des Dosierventil 6 angetrieben. Alternativ kann das mindestens eine Verdichterrad 7 auch von den Elementen Antriebsmotor 26 oder Treibstrahl 40 des Dosierventils 6 gleichzeitig angetrieben werden.As in 2 As shown, the flow rate can be adjusted, in particular reduced or increased, at the throttle 44 by means of an actuator 43, wherein the throttle 44 can also be completely fluidically closed by means of the actuator 43, so that in particular the flow channel 22 of the compressor chamber 30 can be fluidically encapsulated at least via this flow connection. Furthermore, it is shown that the compressor wheel 7 of the side channel compressor 8, in particular depending on the operating state of the fuel cell 29, is either driven by a drive motor 26 or at least indirectly driven by the drive jet 40 of the metering valve 6. Alternatively, the at least one compressor wheel 7 can also be driven simultaneously by the drive motor 26 or drive jet 40 of the metering valve 6.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102017222390 A1 [0003, 0004]DE 102017222390 A1 [0003, 0004]

Claims (11)

Fördereinrichtung (1) für ein Brennstoffzellen-System (31) zur Förderung und/oder Rezirkulation eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, mit einem Seitenkanalverdichter (8), wobei die Fördereinrichtung (1) mittels eines Dosierventils (6) mit einem Treibstrahl (40) eines unter Druck stehenden gasförmigen Mediums zumindest teilweise angetrieben wird, wobei das unter Druck stehende gasförmigen Medium der Fördereinrichtung (1) mittels des Dosierventils (6) zugeführt wird, wobei der Seitenkanalverdichter (8) ein Verdichterrad (7) aufweist, das drehbar um eine Drehachse (41) angeordnet ist, wobei ein Anodenausgang (3) einer Brennstoffzelle (29), insbesondere einem Brennstoffzellen-Stack (33), mit einem Eingang, insbesondere einem Zulaufkanal (18), der Fördereinrichtung (1) fluidisch verbunden ist und wobei ein Ausgang, insbesondere einem Ablaufkanal (19), der Fördereinrichtung (1) mit einem Anodeneingang (5) der Brennstoffzelle (29) fluidisch verbunden ist, wobei das Verdichterrad (7) an seinem Umfang im Bereich eines Verdichterraums (30) angeordnete erste Schaufelblätter (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichterraum (30) und/oder die ersten Schaufelblätter (35) auf Ihrer der Drehachse (41) abgewandten Seite durch einen äußeren Begrenzungsring (39) begrenzt und/oder zumindest teilweise fluidisch kapselbar sind, wobei sich auf der der Drehachse (41) abgewandten Seite des Begrenzungsrings (39) im Bereich eines Strömungskanals (22) angeordnete zweite Schaufelblätter (36) befinden, wobei das Verdichterrad (7) von dem auf die zweiten Schaufelblätter (36) wirkenden Treibstrahl (40) des Dosierventils (6) antreibbar ist.Conveying device (1) for a fuel cell system (31) for conveying and/or recirculating a gaseous medium, in particular hydrogen, with a side channel compressor (8), wherein the conveying device (1) is at least partially driven by a metering valve (6) with a propulsion jet (40) of a pressurized gaseous medium, wherein the pressurized gaseous medium is supplied to the conveying device (1) by means of the metering valve (6), wherein the side channel compressor (8) has a compressor wheel (7) which is arranged to be rotatable about an axis of rotation (41), wherein an anode outlet (3) of a fuel cell (29), in particular a fuel cell stack (33), is fluidically connected to an inlet, in particular an inlet channel (18), of the conveying device (1), and wherein an outlet, in particular an outlet channel (19), of the conveying device (1) is fluidically connected to an anode inlet (5) of the fuel cell (29), wherein the compressor wheel (7) is arranged on its circumference in the region of a Compressor chamber (30) has first blades (35) arranged, characterized in that the compressor chamber (30) and/or the first blades (35) are delimited on their side facing away from the axis of rotation (41) by an outer limiting ring (39) and/or can be at least partially fluidically encapsulated, wherein second blades (36) arranged in the region of a flow channel (22) are located on the side of the limiting ring (39) facing away from the axis of rotation (41), wherein the compressor wheel (7) can be driven by the propulsion jet (40) of the metering valve (6) acting on the second blades (36). Fördereinrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanalverdichter (8) auf der der Drehachse (41) abgewandten Seite des äußeren Begrenzungsrings (39) in einem Gehäuse (43) mindestens einen zumindest teilweise gekapselten Abscheideraum (38) und mindestens den zumindest teilweise ringförmig umlaufend um die Drehachse (41) verlaufenden Strömungskanal (22) aufweist.Conveying device (1) according to Claim 1 , characterized in that the side channel compressor (8) has, on the side of the outer boundary ring (39) facing away from the axis of rotation (41), in a housing (43), at least one at least partially encapsulated separation chamber (38) and at least the flow channel (22) running at least partially in a ring shape around the axis of rotation (41). Fördereinrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (1) einen Tank (13) aufweist, wobei der Seitenkanalverdichter (8) und der Tank (13) mittels eines Verbindungskanals (20) zumindest mittelbar fluidisch verbunden sind und gemeinsam einen Wasserabscheider (10) ausbilden, wobei sich der Verbindungskanal (20) auf einem höheren geodätischen Niveau (17) befindet als der Zulaufkanal (18), insbesondere mittels dem das gasförmige Medium dem Seitenkanalverdichter (8) und/oder der Fördereinrichtung (1) zugeführt wird und der sich auf einem niedrigeren geodätischen Niveaus (15) befindet.Conveying device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the conveying device (1) has a tank (13), wherein the side channel compressor (8) and the tank (13) are at least indirectly fluidically connected by means of a connecting channel (20) and together form a water separator (10), wherein the connecting channel (20) is located at a higher geodetic level (17) than the inlet channel (18), in particular by means of which the gaseous medium is supplied to the side channel compressor (8) and/or the conveying device (1) and which is located at a lower geodetic level (15). Fördereinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablaufkanal (19) einen Mischbereich (42) aufweist, insbesondere in seinem stromaufwärtigen Bereich, wobei zudem der Ausgang des Seitenkanalverdichters (8) und der Ausgang des Strömungskanals (22) über den Mischbereich (42) fluidisch miteinander verbunden sind.Conveying device (1) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the discharge channel (19) has a mixing region (42), in particular in its upstream region, wherein in addition the outlet of the side channel compressor (8) and the outlet of the flow channel (22) are fluidically connected to one another via the mixing region (42). Fördereinrichtung (1) gemäß einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (22) über eine Drossel (44) zumindest mittelbar fluidisch mit dem Verdichterraum (30) verbunden ist, insbesondere in einem stromabwärtigen Endbereich des Verdichterraums (30).Conveying device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the flow channel (22) is at least indirectly fluidically connected to the compressor chamber (30) via a throttle (44), in particular in a downstream end region of the compressor chamber (30). Fördereinrichtung (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (44) mittels einer Aktorik (43) die Durchflussmenge einstellbar ist, insbesondere verringerbar oder erhöhbar, wobei die Drossel (44) mittels der Aktorik (43) auch komplett fluidisch schließbar ist, so dass insbesondere der Strömungskanal (22) vom Verdichterraum (30) zumindest über diese Strömungsverbindung fluidisch kapselbar ist.Conveying device (1) according to Claim 5 , characterized in that the throttle (44) can adjust the flow rate by means of an actuator (43), in particular can reduce or increase it, wherein the throttle (44) can also be completely fluidically closed by means of the actuator (43), so that in particular the flow channel (22) from the compressor chamber (30) can be fluidically encapsulated at least via this flow connection. Fördereinrichtung (1) gemäß einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestandteil Wasser vom gasförmigen Medium im Seitenkanalverdichter (8) mittels des Zentrifugalprinzips abgeschieden.Conveying device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the water component is separated from the gaseous medium in the side channel compressor (8) by means of the centrifugal principle. Fördereinrichtung (1) gemäß einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (20) eine Krümmung (37) aufweist, wobei sich eine Strömungsrichtung IV, insbesondere des abgeführten Wassers, im Bereich der Krümmung (37) von einer parallel zu einer Referenzachse (12) verlaufenden Strömungsrichtung IVa zu einer zumindest nahezu in einer Wirkrichtung der Schwerkraft (22) verlaufenden Strömungsrichtung IVb ändert.Conveying device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting channel (20) has a curvature (37), wherein a flow direction IV, in particular of the discharged water, changes in the region of the curvature (37) from a flow direction IVa running parallel to a reference axis (12) to a flow direction IVb running at least almost in a direction of action of gravity (22). Fördereinrichtung (1) gemäß einem der vorrangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schaufelblätter (36) als Pelton-Turbinen-Schaufelblätter (36) ausgeführt sind.Conveying device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second blades (36) are designed as Pelton turbine blades (36). Verwendung der Fördereinrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Brennstoffzellen-System (31).Use of the conveyor device (1) according to one of the Claims 1 until 9 in a fuel cell system (31). Verwendung des Brennstoffzellen-Systems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, in einem Fahrzeug zur elektrischen Energieversorgung von Fahrantrieb und/oder Nebenverbrauchern.Use of the fuel cell system (1) according to one of the Claims 1 until 10 , in a Vehicle for supplying electrical energy to the drive system and/or auxiliary consumers.
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