EP4334595A1 - Compresseur de gaz electrifie a double etage de compression - Google Patents

Compresseur de gaz electrifie a double etage de compression

Info

Publication number
EP4334595A1
EP4334595A1 EP22725193.1A EP22725193A EP4334595A1 EP 4334595 A1 EP4334595 A1 EP 4334595A1 EP 22725193 A EP22725193 A EP 22725193A EP 4334595 A1 EP4334595 A1 EP 4334595A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
compression wheel
compression
electric machine
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22725193.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Mickael LOSZKA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of EP4334595A1 publication Critical patent/EP4334595A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D17/08—Centrifugal pumps
    • F04D17/10—Centrifugal pumps for compressing or evacuating
    • F04D17/12—Multi-stage pumps
    • F04D17/122—Multi-stage pumps the individual rotor discs being, one for each stage, on a common shaft and axially spaced, e.g. conventional centrifugal multi- stage compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5806—Cooling the drive system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/582—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/5826—Cooling at least part of the working fluid in a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/51—Inlet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to the field of gas compression, in particular for supplying air to a fuel cell or an internal combustion engine.
  • a fuel cell transforms chemical energy into electrical energy.
  • the chemical reaction implemented is a combustion of hydrogen in oxygen, the reaction of which can be written by the equation:
  • the electrochemical oxidation of hydrogen is carried out at the level of an anode made of a conductive catalytic material, while the electrochemical reduction of oxygen occurs at the level of a cathode. generally made of the same catalytic material.
  • the anodic and cathodic compartments are separated by an electrolyte allowing the exchange of protons or ions.
  • the fuel cells which currently prove to be the most promising are so-called proton exchange membrane cells, operating from a source of hydrogen coming either from a bottle on board the vehicle, or from a unit producing hydrogen directly in the vehicle.
  • hydrogen can be produced directly using a reformer operating with an appropriate fuel, such as methanol, gasoline, diesel fuel, etc.
  • an air admission is carried out by an air admission.
  • This intake generally uses an air compressor to increase the amount of air introduced into the fuel cell.
  • the engine intake often includes supercharging means, which include a compressor, which can take the form of a turbocharger.
  • a first technical solution may be to use a single compression wheel, however such a compression wheel must have a large radial dimension, which increases its bulk and its mass, which makes its use in an embedded application.
  • a design requires a high rotation speed, which imposes strong constraints on the drive level (for example on the level of the electric machine) and on the level of the bearings ensuring the rotation of the compressor shaft.
  • patent applications RU157678, RU157236, RU143266, JP2004332666 and W00017524 relate to electrified compressors with two compression stages, in which the electric machine is arranged between the two compression wheels.
  • This design requires a large space between the two compression wheels, and generates stresses for the cooling and lubrication of the electric machine.
  • the object of the invention is to compress a gas with a high compression ratio and by limiting the size of the compressor.
  • the present invention relates to a two-stage electrified gas compressor, for which the electric machine is placed in the gas flow of the first compression wheel, and for which the second compression wheel is arranged in the opposite direction to the direction of the first compression wheel.
  • the use of two compression wheels ensures a high compression ratio and limits the weight of the compressor. Given the arrangement of the electric machine in the gas flow, the electric machine is included in the inlet of the compressor, which reduces its bulk, moreover, the bulk between the two compression wheels is reduced.
  • the invention relates to an electrified gas compressor with two compression stages comprising an electric machine, a drive shaft driven by said electric machine, a first compression wheel mounted on said drive shaft, and a second compression wheel mounted on said compression shaft.
  • Said electric machine is arranged in the gas flow supplying gas to said first compression wheel, and said second compression wheel is arranged on said drive shaft in the opposite direction to the direction of said first compression wheel.
  • said electric machine comprises at least one gas passageway through the stator of said electric machine and/or through the air gap of said electric machine, said at least one gas passageway supplying gas said first compression wheel.
  • said electric machine is a stator grid machine in which said at least one gas passageway is located in said stator of said electric machine.
  • said compressor comprises a conduit which connects the gas outlet of said first compression wheel to the gas inlet of said second compression wheel.
  • said conduit comprises a heat exchanger.
  • said compressor comprises at least one rolling means arranged between said first compression wheel and said second compression wheel.
  • said rolling means is chosen from a roller bearing, a ball bearing, an air bearing or a magnetic bearing.
  • said first compression wheel and said second compression wheel have an axial gas inlet and a radial gas outlet.
  • said compressor comprises a second electrical machine arranged in the gas flow supplying gas to said second compression wheel.
  • the invention relates to an electricity generation system comprising a fuel cell and a gas compressor according to one of the preceding characteristics for supplying said fuel cell with compressed air.
  • the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, comprising a system for generating electricity according to one of the preceding characteristics, and an electric traction machine for moving said vehicle, the electric traction machine being powered by said power generation system.
  • Figure 1 illustrates a gas compressor according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 2 illustrates a gas compressor according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 3 is a cross section of a stator grid electric machine that can be used in the compressor according to one embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a longitudinal section of a large air gap electric machine that can be used in the compressor according to one embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a sectional view of a compressor according to one embodiment of the invention.
  • Figure 6 illustrates a compressor according to a third embodiment of the invention.
  • the present invention relates to a gas compressor.
  • the compressor is electrified.
  • the compressor is driven by at least one electric machine.
  • the compressor is two-stage.
  • the compressor comprises two compression stages, so as to successively compress the gas, making it possible to obtain significant gas compression at a limited rotational speed.
  • the compressor according to the invention comprises:
  • At least one electric machine At least one electric machine
  • a drive shaft driven by the electric machine A drive shaft driven by the electric machine
  • first compression wheel and second compression wheel is considered in the order of the compression wheels in which the gas circulates.
  • the gas is compressed first in the first compression wheel, and in a second time in the second compression wheel.
  • the electric machine is arranged in the flow of gas supplying the first compression wheel.
  • the electric machine is arranged at the inlet of the first compression wheel, the gas flow passing through the electric machine before entering the first compression wheel.
  • the electric machine is included in the intake of the compressor, which reduces the bulk of the compressor, moreover, the bulk between the two compression wheels is reduced (there is no electric machine arranged between the two compressor wheels).
  • all of the gas which enters the first compression wheel passes through the electric machine.
  • no gas circulates around the electrical machine.
  • the rotor of the electric machine can be in contact with one end of the first compression wheel to limit the size, by reducing the distance between the electric machine and the first compression wheel.
  • the second compression wheel is arranged on the drive shaft in the opposite direction to the direction of the first compression wheel.
  • the two compression wheels are mounted back to back: the faces of the compression wheels including the outlets of the compression wheels face each other. This arrangement of the two compression wheels allows a balancing of the forces, and a simplified implementation of the compressor.
  • the first compression wheel and the second compression wheel can be centrifugal wheels.
  • the first compression wheel and the second compression wheel may be compression wheels having an inlet axial and a radial outlet.
  • This design favors the implementation of compression wheels.
  • the input of the first compression wheel is oriented towards the electrical machine, while the input of the second compression wheel is oriented towards the other. end of the drive shaft.
  • the two compression wheels can be of different types.
  • the electric machine may comprise at least one gas passageway through the electric machine.
  • this at least one gas passageway can be located in the stator of the electric machine, and/or be located in the air gap of the electric machine. This gas passageway allows the admission of gas into the first compression wheel.
  • the electric machine can be a stator grid electric machine.
  • the gas passageway is located in the stator of the electric machine.
  • An example of such an electric machine is described in particular in patent application FR 3041831 (US 2018-0269744).
  • Such an electric machine comprises a rotor and a stator.
  • the rotor may include at least one permanent magnet.
  • the stator comprises an outer crown, and radial stator teeth directed towards the rotor. Between the stator teeth is delimited a volume in which coils (to generate a magnetic flux) are mounted, and in which the gas passageways are formed. The coils are positioned close to the crown of the stator and away from the rotor.
  • the gas passageways are delimited by the stator teeth and the coils. These gas passageways are preferably large in size to limit pressure drops in the gas flow.
  • the cross-sectional area of the gas passageways may be at least similar to the cross-sectional area of the coils.
  • the section of the passageways can have substantially a triangular shape. This type of electric machine allows better magnetic performance compared to electric machines with a large air gap, for a limited mass.
  • the passage of gas makes it possible to cool the coils of the stator, which makes it possible to use an electric machine without a cooling system or with a simplified cooling system.
  • the electric machine can be an electric machine of the large Airgap (large air gap) type.
  • the air gap that is to say the space between the rotor and the stator, is large, so as to allow the flow of gas to pass.
  • the compressor may further comprise a pipe which connects the outlet of the first compression wheel to the inlet of the second compression wheel.
  • the pipe has a first radial portion (relative to the first compression wheel), and a last axial portion (relative to the second compression wheel).
  • the pipe which connects the two compression wheels can comprise a heat exchanger.
  • the heat exchanger can make it possible to reduce the temperature of the gas before entering the second compression wheel, and thus improve the performance of the compression. Indeed, it is easier to compress a cold fluid than a hot fluid.
  • This embodiment option of the invention is particularly suitable for the use of the compressor for a fuel cell, for which the temperature of the gas (air) must be limited to protect the fuel cell components.
  • the heat exchanger can be a heat exchanger with a coolant from a cooling circuit, the coolant can comprise water or any similar fluid.
  • the compressor may comprise at least one rolling means.
  • the rolling means can preferably be arranged between the first compression wheel and the second compression wheel.
  • the compressor may comprise two rolling means, the two rolling means being arranged between the first compression wheel and the second compression wheel, one close to the first compression wheel, and one close to the second compression wheel.
  • the compressor may comprise successively, along the drive shaft, the electric machine, the first compression wheel, at least one rolling means, and the second compression wheel.
  • the rolling means may be a bearing, a roller bearing, a ball bearing, an air bearing, a magnetic bearing, or any similar means.
  • These rolling means in particular the frictionless rolling means (balls, air, magnetic) make it possible to simplify the lubrication system and to limit lubrication leaks, which can pollute the compressed gas, such leaks possibly being particularly problematic.
  • the hydrocarbons present in the means of Lubrications can cause damage to the proton exchange membrane of the fuel cell.
  • the compressor may comprise a second electric machine.
  • the second electric machine can be arranged in the gas flow supplying gas to said second compression wheel.
  • the gas circulates successively in the first electric machine, the first compression wheel, the second electric machine and the second compression wheel.
  • the second electric machine can be identical (same type, same size) to the first electric machine arranged in the flow of gas supplying the first compression wheel.
  • the compressor can be symmetrical.
  • the second electrical machine can be a stator grid machine, in which the gas passes through the stator.
  • the second electric machine can be a machine with a large air gap.
  • the pipe connects the outlet of the first compression wheel to the inlet of the second electric machine, the inlet of the second electric machine being considered in the direction of gas flow.
  • FIG. 1 illustrates, schematically and in a non-limiting way, an electrified gas compressor with two compression stages according to a first embodiment of the invention.
  • the compressor 1 comprises an electric machine 2 which drives a drive shaft 5.
  • a first compression wheel 3 is mounted on the drive shaft 5.
  • a second compression wheel 4 is mounted on the drive shaft 5
  • the second compression wheel 4 is arranged in the opposite direction to the direction of the first compression wheel 3.
  • the compressor 1 further comprises two bearings 6 for guiding the drive shaft 2 in rotation.
  • compressor 1 comprises a pipe 7 which connects the radial outlet 10 of the first compression wheel 3 to the axial inlet 11 of the second compression wheel 4.
  • the arrows illustrate the circulation of the gas to be compressed by the compressor.
  • a gas to be compressed 8 for example air, passes through the electric machine 2 through at least one gas passageway 9. Then, the gas passes through the first compression wheel 3 to come out through the outlet 10 of the first compression wheel 3. The compressed gas passes through the pipe 7 to arrive at the inlet 11 of the second compression wheel 4. The compressed gas leaves the second compression wheel 4 through the outlet 12 of the second compression wheel 4.
  • FIG. 2 illustrates, schematically and in a non-limiting way, a compressor according to a second embodiment of the invention.
  • the pipe 7 further comprises a heat exchanger 13.
  • the heat exchanger 13 exchanges heat between the compressed gas at the outlet of the first compression wheel 3 and a cooling fluid.
  • the compressed gas comes out cooled before the second compression.
  • Figure 3 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, an electric machine with a stator grid, as described in patent application FR 3041831 (US 2018-0269744).
  • Figure 3 is a sectional view in a plane transverse to the axis of the rotor and the stator.
  • the electric machine 2 comprises a rotor 17 and a stator 14.
  • An air gap E is provided between the rotor 17 and the stator 14.
  • This air gap E is of limited size (for example of the order of 0.5 mm) to improve the magnetic performance of the electric machine.
  • the stator 14 of the electric machine comprises a crown 20, from which a plurality of stator teeth 18 start.
  • the stator teeth 18 are radial.
  • a volume 16 is formed by the stator teeth 18 and the crown 20.
  • the coils 19 which generate a magnetic flux.
  • the coils 19 are arranged close to the crown 20 and are remote from the rotor 17.
  • gas passageways 15 are formed in these volumes 16.
  • the gas passageways 15 are delimited by the stator teeth 18 and by the coils 19.
  • These gas passageways 15 have substantially a triangular section.
  • the area of the section of the gas passageways 15 is at least similar to the area of the section of the coils 19.
  • Figure 4 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, an electrical machine with a large air gap.
  • Figure 4 is a sectional view in the longitudinal plane to the axis of the rotor and the stator.
  • the electric machine 2 comprises a rotor 17 and a stator 14.
  • An air gap E is provided between the rotor 17 and the stator 14.
  • This air gap is of large size (of the order of a few mm, or even a few cm), so to form an annular passageway 9 around the rotor 17.
  • almost all of the gas supplying the first compression wheel of the compressor passes through the electrical machine in the air gap E.
  • Figure 5 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, a compressor according to one embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a longitudinal sectional view of the electrified compressor with two compression stages.
  • the stator of the electric machine, and the casing are not represented.
  • the rotor 17 At one end of the drive shaft 9 is fixedly mounted the rotor 17.
  • the rotor 17 comprises a permanent magnet 21 and a non-magnetic hoop 22.
  • Other embodiment variants of the rotor can be envisaged.
  • a first compression wheel 3 is mounted on the drive shaft 9.
  • a second compression wheel 4 At the other end of the compression shaft 9 is mounted a second compression wheel 4.
  • a first bearing support 24 for mounting a rolling means for guiding in rotation in a housing.
  • the rolling means comprises the bearing support in the form of a spacer 24 and a ring 27, as well as rolling elements such as balls (not shown).
  • the spacer 24 bears against the shoulder 25 of the drive shaft 9.
  • the ring 27 is provided with means for lubricating the rolling means.
  • retaining means such as a nut 23 can be provided at the second end of the drive shaft 9. The nut 23 allows the mounting and holding in position of the second compression wheel 4.
  • FIG. 6 illustrates, schematically and in a non-limiting manner, a compressor according to a third embodiment of the invention.
  • the compressor comprises a second electric machine 2′.
  • the second electric machine 2' is arranged in the flow of gas from the second compression wheel 4.
  • the second electric machine 2' comprises at least one gas passageway 9', which makes it possible to direct the gas at the outlet of the pipe 7 to the second compression wheel 4.
  • This embodiment may also include a heat exchanger (not shown) on line 7.
  • the invention relates to an electricity generation system.
  • the electricity generation system comprises at least one fuel cell and one compressor according to any one of the variants or combinations of variants as described previously.
  • the compressor generates compressed air for the oxygen intake of the fuel cell.
  • the compressor according to the invention is particularly suitable for the air compression for a fuel cell, in particular in terms of compression ratio and air temperature.
  • the fuel cell can be a low-temperature fuel cell, for example a fuel cell of the proton-exchange polymer membrane (PEMFC) type.
  • PEMFC proton-exchange polymer membrane
  • the fuel cell can be a high temperature fuel cell, for example SOFC from the English “Solid Oxide Fuel Cell” which can be translated as solid oxide fuel cell or MCFC from the English “Molten Carbonate Fuel Cell”. which can be translated as molten carbonate fuel cell.
  • the invention also relates to an internal combustion engine provided with a compressor according to any one of the variants or combinations of variants as described previously.
  • the compressor generates compressed air for the air intake into the cylinders of the internal combustion engine.
  • the invention relates to a vehicle, in particular an automobile road vehicle or heavy goods vehicle (or also a bus, a boat, an airplane, a hovercraft, an amphibious vehicle, etc.), comprising a fuel cell supplying at least one electric machine, and a compressor according to any one of the variants or combinations of variants described above.
  • the fuel cell can be a low-temperature fuel cell, for example a fuel cell of the proton-exchange polymer membrane (PEMFC) type. This type of fuel cell is currently the most suitable for mobile applications, in particular because of its cost.
  • PEMFC proton-exchange polymer membrane
  • the fuel cell can be a high temperature fuel cell, for example SOFC from the English “Solid Oxide Fuel Cell” which can be translated as solid oxide fuel cell or MCFC from the English “Molten Carbonate Fuel Cell”. which can be translated as molten carbonate fuel cell.
  • SOFC SOFC from the English “Solid Oxide Fuel Cell” which can be translated as solid oxide fuel cell
  • MCFC MCFC from the English “Molten Carbonate Fuel Cell”. which can be translated as molten carbonate fuel cell.
  • the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle or heavy goods vehicle (or also a coach, a boat, an airplane, a hovercraft, an amphibious vehicle, etc.), comprising an internal combustion engine provided with a compressor according to one any of the variants or combinations of variants as described previously.
  • the invention also relates to a fuel cell or an internal combustion engine for a stationary system, the fuel cell or the internal combustion engine being equipped with a compressor according to any one of the preceding characteristics.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un compresseur de gaz (1) électrifié à double étage, pour lequel la machine électrique (2) est placée dans le flux de gaz de la première roue de compression (3), et pour lequel la deuxième roue de compression (4) est agencée en sens opposée au sens de la première roue de compression (3).

Description

COMPRESSEUR DE GAZ ELECTRIFIE A DOUBLE ETAGE DE COMPRESSION
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine de la compression de gaz, notamment pour l’alimentation en air d’une pile à combustible ou d’un moteur à combustion interne.
De nombreux travaux sont consacrés actuellement au développement des piles à combustible en tant que sources d'énergie électrique pour l'alimentation, tant pour des applications stationnaires, que pour des applications embarquées, notamment pour des véhicules entraînés par des machines électriques. En effet, les avantages environnementaux des piles à combustible (rendements électrique et énergétique élevés, très faibles émissions de gaz nocifs, faible nuisance sonore, production localisée...) sont des atouts qui deviennent importants, en particulier pour le domaine du transport.
Une pile à combustible permet de transformer une énergie chimique en énergie électrique. Dans le cas d’une pile à combustible hydrogène/oxygène, la réaction chimique mise en œuvre est une combustion de l’hydrogène dans l’oxygène, dont la réaction peut s’écrire par l’équation :
Au sein d’une pile à combustible, l’oxydation électrochimique de l’hydrogène est réalisée au niveau d’une anode constituée d’un matériau catalytique conducteur, alors que la réduction électrochimique de l’oxygène se produit au niveau d’une cathode généralement constituée d’un même matériau catalytique. De plus, les compartiments anodique et cathodique sont séparés par un électrolyte permettant l’échange de protons ou d’ions.
Pour les véhicules automobiles, les piles à combustible qui s'avèrent actuellement les plus prometteuses sont les piles dites à membrane échangeuse de protons, fonctionnant à partir d'une source d'hydrogène provenant soit d'une bouteille embarquée dans le véhicule, soit d’une unité produisant directement de l'hydrogène dans le véhicule. C'est ainsi que l'on peut produire directement de l'hydrogène en utilisant un reformeur fonctionnant avec un carburant approprié, tel que le méthanol, l'essence, le gazole, etc. Généralement l’admission en dioxygène est réalisée par une admission en air. Cette admission utilise généralement un compresseur d’air afin d’augmenter la quantité d’air introduite dans la pile à combustible.
Dans le domaine des moteurs à combustion, l’admission du moteur comprend souvent des moyens de suralimentation, qui comprennent un compresseur, qui peut prendre la forme d’un turbo compresseur.
Pour ces applications (ainsi que pour d’autres applications), il est souvent recherché d’avoir un taux de compression important, tout en limitant l’encombrement et la masse, en particulier pour les applications embarquées (par exemple une pile à combustible ou un moteur à combustion interne au sein d’un véhicule).
Technique antérieure
Pour obtenir un taux de compression élevé, une première solution technique peut être d’utiliser une unique roue de compression, toutefois une telle roue de compression doit avoir une dimension radiale importante, ce qui augmente son encombrement et sa masse, ce qui rend complexe son utilisation dans une application embarquée. De plus, une telle conception nécessite une vitesse de rotation élevée, ce qui impose des contraintes fortes au niveau de l’entraînement (par exemple au niveau de la machine électrique) et au niveau des paliers assurant la rotation de l’arbre du compresseur.
Pour répondre à cette problématique d’encombrement, il a été développé des compresseurs électrifiés à deux étages de compression.
Par exemple, les demandes de brevet RU157678, RU157236, RU143266, JP2004332666 et W00017524 concernent des compresseurs électrifiés à deux étages de compression, dans lesquels la machine électrique est agencée entre les deux roues de compression. Cette conception nécessite un encombrement important entre les deux roues de compression, et génère des contraintes pour le refroidissement et la lubrification de la machine électrique.
Résumé de l’invention L’invention a pour but de comprimer un gaz avec un taux de compression élevé et en limitant l’encombrement du compresseur. Pour cela, la présente invention concerne un compresseur de gaz électrifié à double étage, pour lequel la machine électrique est placée dans le flux de gaz de la première roue de compression, et pour lequel la deuxième roue de compression est agencée en sens opposée au sens de la première roue de compression. L’utilisation de deux roues de compression permet d’assurer un taux de compression important et de limiter le poids du compresseur. Etant donné l’agencement de la machine électrique dans le flux de gaz, la machine électrique est incluse dans l’admission du compresseur, ce qui réduit son encombrement, de plus, l’encombrement entre les deux roues de compression est réduit. L’invention concerne un compresseur de gaz électrifié à double étage de compression comprenant une machine électrique, un arbre d’entraînement entraînée par ladite machine électrique, une première roue de compression montée sur ledit arbre d’entraînement, et une deuxième roue de compression montée sur ledit arbre de compression. Ladite machine électrique est agencée dans le flux de gaz alimentant en gaz ladite première roue de compression, et ladite deuxième roue de compression est agencée sur ledit arbre d’entraînement en sens opposé au sens de ladite première roue de compression.
Selon un mode de réalisation, ladite machine électrique comprend au moins une voie de passage du gaz à travers le stator de ladite machine électrique et/ou à travers l’entrefer de ladite machine électrique, ladite au moins une voie de passage du gaz alimentant en gaz ladite première roue de compression.
Avantageusement, ladite machine électrique est une machine à grille statorique dans laquelle ladite au moins une voie de passage du gaz est située dans ledit stator de ladite machine électrique.
Conformément à une mise en œuvre, ledit compresseur comprend une conduite qui relie la sortie de gaz de ladite première roue de compression à l’entrée de gaz de ladite deuxième roue de compression.
De manière avantageuse, ladite conduite comprend un échangeur de chaleur.
Selon un aspect, ledit compresseur comprend au moins un moyen de roulement agencé entre ladite première roue de compression et ladite deuxième roue de compression.
De préférence, ledit moyen de roulement est choisi parmi un roulement à rouleaux, un roulement à billes, un palier à air ou un palier magnétique.
Selon une option de réalisation, ladite première roue de compression et ladite deuxième roue de compression ont une entrée de gaz axiale et une sortie de gaz radiale. Selon un aspect, ledit compresseur comprend une deuxième machine électrique agencée dans le flux de gaz alimentant en gaz ladite deuxième roue de compression.
De plus, l’invention concerne un système de génération d’électricité comprenant une pile à combustible et un compresseur de gaz selon l’une des caractéristiques précédentes pour alimenter ladite pile à combustible en air comprimé.
En outre, l’invention concerne un véhicule, notamment véhicule automobile, comprenant un système de génération d’électricité selon l’une des caractéristiques précédentes, et une machine électrique de traction pour le déplacement dudit véhicule, la machine électrique de traction étant alimentée par ledit système de génération d’électricité.
D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après. Liste des figures
La figure 1 illustre un compresseur de gaz selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La figure 2 illustre un compresseur de gaz selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La figure 3 est une section transversale d’une machine électrique à grille statorique pouvant être utilisée dans le compresseur selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 4 est une section longitudinale d’une machine électrique à grand entrefer pouvant être utilisée dans le compresseur selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 5 est une vue en coupe d’un compresseur selon un mode de réalisation de l’invention.
La figure 6 illustre un compresseur selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
Description des modes de réalisation
La présente invention concerne un compresseur de gaz. Selon l’invention, le compresseur est électrifié. En d’autres termes, le compresseur est entraîné par au moins une machine électrique. De plus, le compresseur est à double étage. Autrement dit, le compresseur comprend deux étages de compression, de manière à comprimer successivement le gaz, permettant d’obtenir une compression de gaz importante à une vitesse de rotation limitée.
Ainsi, le compresseur selon l’invention comprend :
Au moins une machine électrique,
Un arbre d’entraînement entraîné par la machine électrique,
Une première roue de compression montée sur l’arbre de compression, et Une deuxième roue de compression montée sur l’arbre de compression.
La notion de première roue de compression et de deuxième roue de compression est considérée dans l’ordre des roues de compression dans lesquelles le gaz circule. Autrement dit, au sein du compresseur, le gaz est comprimé dans un premier temps dans la première roue de compression, et dans un deuxième temps dans la deuxième roue de compression.
Selon l’invention, la machine électrique est agencée dans le flux de gaz alimentant la première roue de compression. En d’autres termes, la machine électrique est agencée à l’entrée de la première roue de compression, le flux de gaz traversant la machine électrique avant d’entrer dans la première roue de compression. Ainsi, la machine électrique est incluse dans l’admission du compresseur, ce qui réduit l’encombrement du compresseur, de plus, l’encombrement entre les deux roues de compression est réduit (il n’y a aucune machine électrique agencée entre les deux roues de compresseur). Avantageusement, la totalité du gaz qui entre dans la première roue de compression traverse la machine électrique. Pour cette réalisation, aucun gaz ne circule autour de la machine électrique. En outre, le rotor de la machine électrique peut être en contact avec une extrémité de la première roue de compression pour limiter l’encombrement, en réduisant la distance entre la machine électrique et la première roue de compression.
De plus, la deuxième roue de compression est agencée sur l’arbre d’entraînement en sens opposé au sens de la première roue de compression. En d’autres termes, les deux roues de compression sont montées dos à dos : les faces des roues de compression comprenant les sorties des roues de compression se font face. Cette disposition des deux roues de compression permet un équilibrage des efforts, et une implémentation simplifiée du compresseur.
De préférence, la première roue de compression et la deuxième roue de compression peuvent être des roues centrifuges.
Conformément à une mise en œuvre de l’invention, la première roue de compression et la deuxième roue de compression peuvent être des roues de compression ayant une entrée axiale et une sortie radiale. Cette conception favorise l’implémentation des roues de compression. Pour cette mise en œuvre, étant donné le montage inversé des deux roues de compression, l’entrée de la première roue de compression est orientée vers la machine électrique, alors que l’entrée de la deuxième roue de compression est orientée vers l’autre extrémité de l’arbre d’entraînement. En variante, les deux roues de compression peuvent être de différent type.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la machine électrique peut comprendre au moins une voie de passage de gaz au travers de la machine électrique. Par exemple, cette au moins une voie de passage du gaz peut être située dans le stator de la machine électrique, et/ou être située dans l’entrefer de la machine électrique. Cette voie de passage du gaz permet l’admission de gaz dans la première roue de compression.
De préférence, la machine électrique peut être une machine électrique à grille statorique. Pour ce type de machine électrique, la voie de passage de gaz est située dans le stator de la machine électrique. Un exemple d’une telle machine électrique est décrit notamment dans la demande de brevet FR 3041831 (US 2018-0269744). Une telle machine électrique comprend un rotor et un stator. Le rotor peut comprendre au moins un aimant permanent. Le stator comprend une couronne externe, et des dents statoriques radiales dirigées vers le rotor. Entre les dents statoriques est délimité un volume dans lequel des bobines (pour générer un flux magnétique) sont montées, et dans lequel les voies de passage de gaz sont formées. Les bobines sont positionnées à proximité de la couronne du stator et éloignées du rotor. Les voies de passage de gaz sont délimitées par les dents statoriques et les bobines. Ces voies de passage de gaz sont de préférence de grandes dimensions pour limiter les pertes de charge dans le flux de gaz. Dans ce but, la surface de la section des voies de passage du gaz peut être au moins similaire à la surface de la section des bobines. Par exemple, la section des voies de passage peut avoir sensiblement une forme triangulaire. Ce type de machine électrique permet de meilleures performances magnétiques par rapport aux machines électriques à grand entrefer, pour une masse limitée. De plus, le passage du gaz permet de refroidir les bobines du stator, ce qui permet d’utiliser une machine électrique sans système de refroidissement ou avec un système de refroidissement simplifié.
En variante, la machine électrique peut être une machine électrique du type à grand Airgap (grand entrefer). Pour ce type de machine, l’entrefer, c’est-à-dire l’espace entre le rotor et le stator, est de grande dimension, de manière à laisser passer le flux de gaz. Afin de réaliser les deux compressions successives, le compresseur peut comprendre en outre une conduite qui relie la sortie de la première roue de compression à l’entrée de la deuxième roue de compression. Pour le mode de réalisation pour laquelle les deux roues de compression ont une entrée axiale et une sortie radiale, la conduite a une première portion radiale (par rapport à la première roue de compression), et une dernière portion axiale (par rapport à la deuxième roue de compression).
Selon une option de cette réalisation de l’invention, la conduite qui relie les deux roues de compression peut comprendre un échangeur de chaleur. L’échangeur de chaleur peut permettre de diminuer la température du gaz avant l’entrée dans la deuxième roue de compression, et ainsi améliorer la performance de la compression. En effet, il est plus facile de comprimer un fluide froid qu’un fluide chaud. Cette option de réalisation de l’invention est particulièrement adaptée pour l’utilisation du compresseur pour une pile à combustible, pour laquelle la température du gaz (air) doit être limitée pour protéger les composants pile à combustible. L’échangeur de chaleur peut être un échangeur de chaleur avec un fluide caloporteur d’un circuit de refroidissement, le fluide caloporteur peut comporter de l’eau ou tout fluide analogue.
Afin de réaliser le guidage en rotation de l’arbre d’entraînement par rapport à un carter, le compresseur peut comprendre au moins un moyen de roulement. Le moyen de roulement peut, de préférence, être agencé entre la première roue de compression et la deuxième roue de compression. De manière avantageuse, le compresseur peut comprendre deux moyens de roulement, les deux moyens de roulement étant agencés entre la première roue de compression et la deuxième roue de compression, un à proximité de la première roue de compression, et un à proximité de la deuxième roue de compression. Ainsi, selon un mode de réalisation préféré, le compresseur peut comporter successivement, le long de l’arbre d’entraînement, la machine électrique, la première roue de compression, au moins un moyen de roulement, et la deuxième roue de compression.
En raison de la vitesse de rotation limitée de l’arbre d’entraînement, le moyen de roulement peut être un palier, un roulement à rouleaux, un roulement à billes, un palier à air, un palier magnétique, ou tout moyen analogue. Ces moyens de roulement, en particulier les moyens de roulement sans frottement (billes, à air, magnétiques) permettent de simplifier le système de lubrification et de limiter les fuites de lubrification, qui peuvent polluer le gaz comprimé, de telle fuites pouvant être particulièrement problématiques pour une application du compresseur pour une pile à combustible. Le cas échéant, les hydrocarbures présents dans les moyens de lubrifications peuvent générer une détérioration de la membrane échangeuse de protons de la pile à combustible.
Conformément à une mise en œuvre de l’invention, le compresseur peut comprendre une deuxième machine électrique. La deuxième machine électrique peut être agencée dans le flux de gaz alimentant en gaz ladite deuxième roue de compression. Dans ce cas, le gaz circule successivement dans la première machine électrique, la première roue de compression, la deuxième machine électrique et la deuxième roue de compression. Cette réalisation permet d’augmenter la puissance disponible, et assure la redondance en cas de défaillance d’une des machines électriques.
Pour cette mise en œuvre, la deuxième machine électrique peut être identique (même typologie, même dimension) à la première machine électrique agencée dans le flux de gaz alimentant la première roue de compression. Ainsi, le compresseur peut être symétrique.
De préférence, la deuxième machine électrique peut être une machine à grille statorique, dans laquelle le gaz traverse le stator. En variante, la deuxième machine électrique peut être une machine à grand entrefer.
Lorsque le compresseur comprend une conduite, la conduite relie la sortie de la première roue de compression à l’entrée de la deuxième machine électrique, l’entrée de la deuxième machine électrique étant considéré dans le sens de circulation du gaz.
La figure 1 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un compresseur de gaz électrifié à double étage de compression selon un premier mode de réalisation de l’invention. Le compresseur 1 comprend une machine électrique 2 qui entraîne un arbre d’entraînement 5. Une première roue de compression 3 est montée sur l’arbre d’entraînement 5. Une deuxième roue de compression 4 est montée sur l’arbre d’entraînement 5. La deuxième roue de compression 4 est agencée dans le sens opposé du sens de la première roue de compression 3. Le compresseur 1 comprend en outre deux paliers 6 pour le guidage en rotation de l’arbre d’entraînement 2. De plus, le compresseur 1 comporte une conduite 7 qui relie la sortie 10 radiale de la première roue de compression 3 à l’entrée 11 axiale de la deuxième roue de compression 4.
Sur cette figure, les flèches illustrent la circulation du gaz à comprimer par le compresseur. Un gaz à comprimer 8, par exemple de l’air, traverse la machine électrique 2 au travers d’au moins une voie de passage du gaz 9. Ensuite, le gaz traverse la première roue de compression 3 pour ressortir par la sortie 10 de la première roue de compression 3. Le gaz comprimé traverse la conduite 7 pour arriver à l’entrée 11 de la deuxième roue de compression 4. Le gaz comprimé ressort de la deuxième roue de compression 4 par la sortie 12 de la deuxième roue de compression 4.
La figure 2 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un compresseur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Les éléments identiques au premier mode de réalisation de la figure 1 ne sont pas décrits une nouvelle fois. Pour ce mode de réalisation, la conduite 7 comprend en outre un échangeur de chaleur 13. De préférence, l’échangeur de chaleur 13 échange de la chaleur entre le gaz comprimé en sortie de la première roue de compression 3 et un fluide de refroidissement. Ainsi, en sortie de l’échangeur de chaleur 13, le gaz comprimé ressort refroidi avant la deuxième compression.
La figure 3 illustre, schématiquement et de manière non limitative, une machine électrique à grille statorique, telle que décrite dans la demande de brevet FR 3041831 (US 2018-0269744). La figure 3 est une vue en coupe dans un plan transversal à l’axe du rotor et du stator. La machine électrique 2 comprend un rotor 17 et un stator 14. Un entrefer E est prévu entre le rotor 17 et le stator 14. Cet entrefer E est de dimension limitée (par exemple de l’ordre de 0,5 mm) pour améliorer les performances magnétiques de la machine électrique. Le stator 14 de la machine électrique comprend une couronne 20, depuis laquelle part une pluralité de dents statoriques 18. Les dents statoriques 18 sont radiales. Un volume 16 est formé par les dents statoriques 18 et la couronne 20. Au sein du volume 16 sont agencées les bobines 19 qui génèrent un flux magnétique. Les bobines 19 sont agencées à proximité de la couronne 20 et sont éloignées du rotor 17. De plus, des voies de passage du gaz 15 sont formées dans ces volumes 16. Les voies de passage du gaz 15 sont délimitées par les dents statoriques 18 et par les bobines 19. Ces voies de passage du gaz 15 ont sensiblement une section triangulaire. De plus, la surface de la section des voies de passage du gaz 15 est au moins similaire à la surface de la section des bobines 19. Ainsi, la quasi-totalité du gaz alimentant la première roue de compression du compresseur traverse le stator dans les voies de passage du gaz 15.
La figure 4 illustre, schématiquement et de manière non limitative, une machine électrique à grand entrefer. La figure 4 est une vue en coupe dans le plan longitudinal à l’axe du rotor et du stator. La machine électrique 2 comprend un rotor 17 et un stator 14. Un entrefer E est prévu entre le rotor 17 et le stator 14. Cet entrefer est de dimension importante (de l’ordre de quelques mm, voire du quelques cm), de manière à former une voie de passage annulaire 9 autour du rotor 17. Ainsi, la quasi-totalité du gaz alimentant la première roue de compression du compresseur traverse la machine électrique dans l’entrefer E.
La figure 5 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un compresseur selon un mode de réalisation de l’invention. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale du compresseur électrifié à double étage de compression. Sur cette figure, le stator de la machine électrique, et le carter ne sont pas représentés. A une extrémité de l’arbre d’entraînement 9 est monté fixement le rotor 17. Pour l’exemple représenté, le rotor 17 comprend un aimant permanent 21 et une frette amagnétique 22. D’autres variantes de réalisation du rotor peuvent être envisagées. A proximité du rotor 17, une première roue de compression 3 est montée sur l’arbre d’entraînement 9. A l’autre extrémité de l’arbre de compression 9 est montée une deuxième roue de compression 4. Entre les deux roues de compressions 3 et 4, il est prévu un premier support de palier 24 pour le montage d’un moyen de roulement pour le guidage en rotation dans un carter. Le moyen de roulement comprend le support de palier sous la forme d’une entretoise 24 et une bague 27, ainsi que des éléments de roulement tels que des billes (non représentées). L’entretoise 24 est en appui sur l’épaulement 25 de l’arbre d’entraînement 9. La bague 27 est prévue avec des moyens de lubrification des moyens de roulement. En outre, des moyens de retenue, tel qu’un écrou 23 peut être prévu à la deuxième extrémité de l’arbre d’entraînement 9. L’écrou 23 permet le montage et le maintien en position de la deuxième roue de compression 4.
La figure 6 illustre, schématiquement et de manière non limitative, un compresseur selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Les éléments identiques au premier mode de réalisation de la figure 1 ne sont pas décrits une nouvelle fois. Pour ce mode de réalisation, le compresseur comprend une deuxième machine électrique 2’. La deuxième machine électrique 2’ est agencée dans le flux de gaz de la deuxième roue de compression 4. La deuxième machine électrique 2’ comprend au moins une voie de passage du gaz 9’, qui permet de diriger le gaz en sortie de la conduite 7 vers la deuxième roue de compression 4. Ce mode de réalisation peut également comprendre un échangeur de chaleur (non représenté) sur la conduite 7.
En outre, l’invention concerne un système de génération d’électricité. Le système de génération d’électricité comprend au moins une pile à combustible et un compresseur selon l’une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes telles que décrites précédemment. Le compresseur génère de l’air comprimé pour l’admission d’oxygène de la pile à combustible. En effet, le compresseur selon l’invention est particulièrement adapté à la compression d’air pour une pile à combustible, notamment en termes de taux de compression et de température de l’air.
De préférence, la pile à combustible peut être une pile à combustible basse température, par exemple une pile à combustible du type à membrane polymère échangeuse de protons (PEMFC de l’anglais « Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell »). Ce type de pile à combustible est actuellement la plus adaptée à des applications mobiles, en raison notamment de son coût. Alternativement, la pile à combustible peut être une pile à combustible haute température, par exemple SOFC de l’anglais « Solid Oxide Fuel Cell » pouvant être traduit par pile à combustible à oxyde solide ou MCFC de l’anglais « Molten Carbonate Fuel Cell » pouvant être traduit par pile à combustible à carbonate fondu.
Alternativement, l’invention concerne également un moteur à combustion interne pourvu d’un compresseur selon l’une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes telles que décrites précédemment. Le compresseur génère de l’air comprimé pour l’admission d’air dans les cylindres du moteur à combustion interne.
De plus, l’invention concerne un véhicule, notamment un véhicule routier automobile ou poids lourd (ou également un car, un bateau, un avion, un aéroglisseur, un véhicule amphibie, etc.), comprenant une pile à combustible alimentant au moins une machine électrique, et un compresseur selon l’une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes décrites ci-dessus. De préférence, la pile à combustible peut être une pile à combustible basse température, par exemple une pile à combustible du type à membrane polymère échangeuse de protons (PEMFC de l’anglais « Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell»). Ce type de pile à combustible est actuellement la plus adaptée à des applications mobiles, en raison notamment de son coût. Alternativement, la pile à combustible peut être une pile à combustible haute température, par exemple SOFC de l’anglais « Solid Oxide Fuel Cell » pouvant être traduit par pile à combustible à oxyde solide ou MCFC de l’anglais « Molten Carbonate Fuel Cell » pouvant être traduit par pile à combustible à carbonate fondu.
En variante, l’invention concerne un véhicule, notamment un véhicule routier automobile ou poids lourd (ou également un car, un bateau, un avion, un aéroglisseur, un véhicule amphibie, etc.), comprenant un moteur à combustion interne pourvu d’un compresseur selon l’une quelconque des variantes ou des combinaisons de variantes telles que décrites précédemment.
Alternativement, l’invention concerne également une pile à combustible ou un moteur à combustion interne pour un système stationnaire, la pile à combustible ou le moteur à combustion interne étant équipé d’un compresseur selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes.
Comme il va de soi, l’invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation du compresseur décrites ci-dessus à titre d’exemple, elle embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.

Claims

Revendications
1. Compresseur de gaz électrifié à double étage de compression comprenant une machine électrique (2), un arbre d’entraînement (5) entraîné par ladite machine électrique (2), une première roue de compression (3) montée sur ledit arbre d’entraînement (5), et une deuxième roue de compression (4) montée sur ledit arbre d’entraînement (5), caractérisé en ce que ladite machine électrique (2) est agencée dans le flux de gaz alimentant en gaz ladite première roue de compression (3), et en ce que ladite deuxième roue de compression (4) est agencée sur ledit arbre d’entraînement (5) en sens opposé au sens de ladite première roue de compression (3).
2. Compresseur de gaz selon la revendication 1 , dans lequel ladite machine électrique (2) comprend au moins une voie de passage du gaz (9) à travers le stator de ladite machine électrique (2) et/ou à travers l’entrefer de ladite machine électrique (2), ladite au moins une voie de passage du gaz (9) alimentant en gaz ladite première roue de compression (3).
3. Compresseur de gaz selon la revendication 2, dans lequel ladite machine électrique (2) est une machine à grille statorique dans laquelle ladite au moins une voie de passage du gaz (9) est située dans ledit stator de ladite machine électrique.
4. Compresseur de gaz selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit compresseur (1 ) comprend une conduite (7) qui relie la sortie de gaz de ladite première roue de compression (3) à l’entrée de gaz de ladite deuxième roue de compression (4).
5. Compresseur de gaz selon la revendication 4, dans lequel ladite conduite (7) comprend un échangeur de chaleur (13).
6. Compresseur de gaz selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit compresseur (1) comprend au moins un moyen de roulement (6) agencé entre ladite première roue de compression (3) et ladite deuxième roue de compression (4).
7. Compresseur de gaz selon la revendication 6, dans lequel ledit moyen de roulement (6) est choisi parmi un roulement à rouleaux, un roulement à billes, un palier à air ou un palier magnétique.
8. Compresseur de gaz selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ladite première roue de compression (3) et ladite deuxième roue de compression (4) ont une entrée de gaz axiale et une sortie de gaz radiale.
9. Compresseur de gaz selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit compresseur (1 ) comprend une deuxième machine électrique (2’) agencée dans le flux de gaz alimentant en gaz ladite deuxième roue de compression (4).
10. Système de génération d’électricité comprenant une pile à combustible et un compresseur de gaz (1 ) selon l’une des revendications précédentes pour alimenter ladite pile à combustible en air comprimé.
11. Véhicule, notamment véhicule automobile, comprenant un système de génération d’électricité selon la revendication 10, et une machine électrique de traction pour le déplacement dudit véhicule, la machine électrique de traction étant alimentée par ledit système de génération d’électricité.
EP22725193.1A 2021-05-06 2022-04-22 Compresseur de gaz electrifie a double etage de compression Pending EP4334595A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2104775A FR3122708A1 (fr) 2021-05-06 2021-05-06 Compresseur de gaz électrifié à double étage de compression
PCT/EP2022/060740 WO2022233603A1 (fr) 2021-05-06 2022-04-22 Compresseur de gaz electrifie a double etage de compression

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4334595A1 true EP4334595A1 (fr) 2024-03-13

Family

ID=76159658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22725193.1A Pending EP4334595A1 (fr) 2021-05-06 2022-04-22 Compresseur de gaz electrifie a double etage de compression

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4334595A1 (fr)
FR (1) FR3122708A1 (fr)
WO (1) WO2022233603A1 (fr)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000240596A (ja) * 1998-12-25 2000-09-05 Daikin Ind Ltd ターボ圧縮機
US20120128512A1 (en) * 2009-08-03 2012-05-24 Atlas Copco Airpower Turbocompressor system

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000017524A1 (fr) 1998-09-18 2000-03-30 Hitachi, Ltd. Compresseur centrifuge a deux allures commande directement par un moteur
US20040247461A1 (en) * 2001-11-08 2004-12-09 Frank Pflueger Two stage electrically powered compressor
JP4432360B2 (ja) 2003-05-09 2010-03-17 株式会社島津製作所 圧縮装置
KR100798084B1 (ko) * 2006-04-03 2008-01-28 한국과학기술연구원 소형 공기 블로워 장치
RU143266U1 (ru) 2013-12-16 2014-07-20 Открытое Акционерное Общество Холдинговая Компания "Вниихолодмаш-Холдинг" (Оао "Вниихолодмаш-Холдинг") Двухступенчатый центробежный компрессор
RU157678U1 (ru) 2015-02-12 2015-12-10 Открытое Акционерное Общество Холдинговая Компания "Вниихолодмаш-Холдинг" (Оао "Вниихолодмаш-Холдинг") Двухступенчатый центробежный компрессор
RU157236U1 (ru) 2015-02-12 2015-11-27 Открытое Акционерное Общество Холдинговая Компания "Вниихолодмаш-Холдинг" (Оао "Вниихолодмаш-Холдинг") Двухступенчатый центробежный компрессор
FR3041831B1 (fr) 2015-09-25 2019-04-19 IFP Energies Nouvelles Machine electrique tournante comportant un rotor et un stator pour le passage d'un fluide.
JP2017078356A (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 株式会社豊田自動織機 遠心圧縮機
US11274679B2 (en) * 2017-02-14 2022-03-15 Danfoss A/S Oil free centrifugal compressor for use in low capacity applications

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000240596A (ja) * 1998-12-25 2000-09-05 Daikin Ind Ltd ターボ圧縮機
US20120128512A1 (en) * 2009-08-03 2012-05-24 Atlas Copco Airpower Turbocompressor system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2022233603A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR3122708A1 (fr) 2022-11-11
WO2022233603A1 (fr) 2022-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8141360B1 (en) Hybrid gas turbine and internal combustion engine
US20100111725A1 (en) Fluid flow machine
US20140370412A1 (en) Charging Device for a Fuel Cell, in Particular of a Motor Vehicle
US10082111B2 (en) Turbocharging system with electric motor(s)
US12168953B2 (en) E-charger with longitudinal cooling passage
US11629734B2 (en) Compressor device with turbine section water recirculation path
FR3121554A1 (fr) Système et procédé de refroidissement d’une pile à combustible
WO2022189154A1 (fr) Système et procédé de conditionnement de carburant configuré pour alimenter un turbomoteur d'aéronef à partir de carburant issu d'un réservoir cryogénique
CN111536057A (zh) 一种氢燃料涡轮增程器两级压气机
CN112513470B (zh) 涡轮机
EP4334595A1 (fr) Compresseur de gaz electrifie a double etage de compression
US11799099B2 (en) Air bearing cooling path for compressor device
CN110529204A (zh) 用于为燃料电池装料的具有涡轮增压器的装置
WO2022028991A1 (fr) Dispositif d'alimentation de cathode d'une pile à combustible en air sous pression, à refroidissement optimisé
FR3101377A1 (fr) Systeme thermodynamique de production d’energie electrique mettant en œuvre plusieurs turbomachines comportant un recuperateur commun
Colombo et al. Gas bearings applications in automotive fuel cell technology
FR3138408A1 (fr) Ensemble propulsif pour aéronef comprenant une machine électrique de propulsion alimentée par une pile à combustible
WO2023202888A1 (fr) Vehicule avec systeme de refroidissement comprenant une plaque froide
EP4264056B1 (fr) Pompe auto-amorçante
Gödeke et al. Contribution of the Media Gap Motor Technology for Electrification
US11959493B2 (en) Turbomachine with e-machine housing thermal fluid retainer member
JP2008523306A (ja) 燃料電池を使用した発電システム
KR101276110B1 (ko) 차량용 공기공급장치
US20240229706A9 (en) Turbocharging assembly and method of controlling operation of a turbocharging assembly
WO2025032256A1 (fr) Système de pile à combustible avec moyens de circulation

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20231206

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20251209