JP2023509207A - ガス状媒体、特に水素を搬送および／または圧縮するための燃料電池システム用サイドチャネルコンプレッサ - Google Patents

Abstract

ガス状媒体、特に水素を搬送および／または圧縮するための燃料電池システム（３７）用サイドチャネルコンプレッサ（１）であって、ハウジング（３）がハウジング上部部分（７）とハウジング下部部分（８）とを有している前記ハウジング（３）および駆動部（６）と、前記ハウジング（３）内で回転軸線（４）を中心として周回するように延び、少なくとも１つの周回するサイドチャネル（１９，２１）を有しているコンプレッサ室（３０）と、前記ハウジング（３）内にあり、前記回転軸線（４）を中心として回転可能に配置され、前記駆動部（６）によって駆動されるコンプレッサホイール（２）であって、その周部にして前記コンプレッサ室（３０）の領域に配置される翼板（５）を有している前記コンプレッサホイール（２）と、前記ハウジング（３）にそれぞれ１つずつ形成され、前記コンプレッサ室（３０）を介して、特に前記少なくとも１つのサイドチャネル（１９，２１）を介して互いに流動結合されているガス吸入口（１４）およびガス排出口（１６）とを備えた前記サイドチャネルコンプレッサ（１）。その際、本発明によれば、前記駆動部（６）はステータ（１１）とロータ（１７）とを有し、前記ロータ（１７）はカプセリング要素（１８）により少なくともほぼ完全に取り囲まれ、したがって特に周囲からカプセリングされている。【選択図】 図２、図３

Description

本発明は、特に燃料電池駆動部を備えた車両で使用するために設けられている、ガス状媒体、特に水素を搬送および／または圧縮するための燃料電池システム用サイドチャネルコンプレッサに関するものである。

車両の分野では、液状燃料以外に、将来的にガス状燃料の役割も増してきている。特に燃料電池駆動部を備えた車両の場合、水素ガス流を制御しなければならない。その場合、液状燃料の噴射の場合のようにガス流を不連続に制御するのではなく、ガスを少なくとも１つの高圧タンクから取り出して、中圧パイプシステムの供給パイプを介してエゼクタユニットへ誘導する。このエゼクタユニットは、低圧パイプシステムの結合パイプを介してガスを燃料電池へ案内する。ガスが燃料電池を貫流した後、リターンパイプを介してガスをエゼクタユニットへ戻すように案内する。その際、ガスリターンを流動技術的に且つ効率技術的に支援するサイドチャネルコンプレッサを中間接続することがある。加えて、サイドチャネルコンプレッサは、特にある程度の停止時間後に車両を（コールド）スタートさせる際に、燃料電池駆動部内での流動構築を支援するために使用される。このサイドチャネルコンプレッサの駆動は通常複数の電動機を介して行われ、これら電動機には、車両内での作動時に車両バッテリーを介して電圧が供給される。

特許文献１および特許文献２から、ガス状媒体、特に水素を搬送および／または圧縮する燃料電池システム用サイドチャネルコンプレッサが知られている。その際、サイドチャネルコンプレッサはハウジングと駆動部とを有し、この場合ハウジングはハウジング上部部分とハウジング下部部分とを有している。さらに、ハウジング内には、回転軸線のまわりを周回するように延びるコンプレッサ室が配置され、コンプレッサ室は少なくとも１つの周回するサイドチャネルを有している。ハウジング内にはコンプレッサホイールがあり、コンプレッサホイールは回転軸線のまわりを回転可能に配置され、駆動部によって駆動され、この場合コンプレッサホイールはその周部にしてコンプレッサ室の領域に配置される翼板を有している。また、前記特許文献１および前記特許文献２から知られているサイドチャネルコンプレッサは、それぞれハウジングに形成されるガス吸入口とガス排出口とを有し、ガス吸入口とガス排出口とはコンプレッサ室を介して、特に少なくとも１つのサイドチャネルを介して互いに流動結合されている。

前記特許文献１および前記特許文献２から知られているサイドチャネルコンプレッサには、ある種の欠点がありうる。

その場合、駆動部を構成している要素は、その材料特性のためにアノード媒体と接触するときに、特に水素と接触するときにこれらによって損傷を受けることがある。周囲から駆動部へ侵入する水または汚染物のような他の物質も駆動部の構成部品を損傷させることがある。その際、酸化反応、水素脆化または更なる材料損傷になりうる。これは、駆動部および駆動部の周辺にあるサイドチャネルコンプレッサの構成部品も少なくとも部分的に運動状態にある、特に回転運動状態にあるという事実により、これら構成部品を損傷させることになり得る。これも、駆動部の故障および／またはサイドチャネルコンプレッサ全体の故障の原因になりうる。

さらに、前記特許文献１および前記特許文献２から知られているサイドチャネルコンプレッサには、コールドスタート手順の際に、駆動部またはサイドチャネルコンプレッサの特定の部品が迅速に充分に昇温せず、それによって氷片による損傷の危険があり、サイドチャネルコンプレッサおよび／または燃料電池システムの寿命を低減させることがあるという欠点があり得る。

ＤＥ２０１７１０２１５７３９ 独国特許出願公開第１０２０１８２０４７１３号明細書

本発明によれば、独立請求項の構成要件を備えた、ガス状媒体、特に水素を搬送および／または圧縮するための燃料電池システム用サイドチャネルコンプレッサが提供される。

請求項１に関しては、駆動部がステータとロータとを有し、前記ロータがカプセリング要素により少なくともほぼ完全に取り囲まれ、したがって特に周囲からカプセリングされているサイドチャネルコンプレッサが提案される。このようにして、ロータがアノード媒体、特に水素との接触から、或いは、水または汚染物のような周囲からの他の物質との接触から保護されているという利点を得ることができる。その際、カプセリング要素はロータを周囲媒体との接触から効果的に遮蔽し、それによって駆動部の寿命を、したがってサイドチャネルコンプレッサの寿命を延ばすことができるとともに、駆動部の破損している構成部品による故障の確率が低減される。加えて、ロータを少なくともほぼ完全に取り囲むカプセリング要素による駆動部および／またはロータのカプセリングはコンパクトな構成方法で実現でき、その結果駆動部および／またはサイドチャネルコンプレッサの構造的変更は行う必要がなく、或いは、最小限で済む。このようにして、本発明による発明の有利な構成をコスト上好ましい態様で実現できる。

従属項は、本発明の有利な更なる構成に関する。

有利な構成によれば、駆動部はラジアルタイプのインナーロータ型電動機として実施され、この場合駆動部は、特にロータは、駆動軸を介してコンプレッサホイールと結合され、この場合駆動軸とコンプレッサホイールとロータとは回転軸線のまわりに回転可能に支持され、またロータとコンプレッサホイールとはそれぞれ形状結合式に、素材結合式に、または摩擦結合式に駆動軸と結合されている。このようにして、駆動部および／またはサイドチャネルコンプレッサにおける更なる構造変更または少なくともわずかな構造変更を必要とせずに、カプセリング要素のコスト上好ましい取り付けを実現できる。これはサイドチャネルコンプレッサの組み立てコストを、よって製造コストを低減させ、他方サイドチャネルコンプレッサの故障確率を低減させることができる。

特に有利な構成によれば、ロータは少なくとも１つの永久磁石を有し、および／または、カプセリング要素は少なくとも特殊鋼を有する特殊鋼キャップとして構成されている。このようにして、ロータおよび／または駆動部全体の故障確率を低減できるという利点を得ることができる。これは、特に水素に対し感応性がある、たとえば永久磁石の軟磁性材料のような組み立て複合体の構成部分を、内側にある領域へ移動させ、他方特に水素に対し感応性がない、たとえば特殊鋼のような組み立て複合体の構成部分を、外側にあって取り囲んでいる領域へ移動させるようにして達成することができる。これは、駆動部の寿命を、よってサイドチャネルコンプレッサ全体の寿命を延ばすことができるという利点を提供する。

サイドチャネルコンプレッサの有利な構成によれば、ロータは、コンプレッサホイールとは逆の側で駆動軸と面一になって終わるように駆動軸に装着され、この場合特殊鋼キャップはそのコンプレッサホイール側にして駆動軸の領域に開口部を有し、また特殊鋼キャップは、駆動軸に装着されたロータを、開口部の領域を除いて完全に取り囲んでいる。このようにして、駆動部および／またはサイドチャネルコンプレッサのコンパクトな構成様式を維持する、または、生じさせることができるという利点を得ることができる。

特に有利な更なる構成によれば、駆動軸と特殊鋼キャップとは、開口部の領域において、ロータが、特に永久磁石が、外側にある領域に対しカプセリングされているように摩擦結合式に、形状結合式に、または素材結合式に互いに結合されている。このようにしてロータの感応性がある構成部品および／または材料の特殊鋼キャップによる効率的なカプセリングを得ることができるという利点が得られ、この場合水素または他の物質がロータの内側にある領域内へ侵入して軟磁性材料を損傷させる可能性がある特殊鋼キャップの唯一の領域、特に開口部の領域を効率的にカプセリングすることができる。この利点は、特殊鋼キャップと駆動軸との間の堅牢なカプセリング結合によって得られ、これによって駆動部および／またはサイドチャネルコンプレッサの故障確率を低減させることができる。

サイドチャネルコンプレッサの有利な構成によれば、駆動部は、ステータとロータとを有するアキシャルフィールド型電動機として構成され、この場合ステータとロータとは回転軸線のまわりを周回するように円板状に形成され、またステータは回転軸線の方向においてロータの横に配置されている。このようにして、体積に比較して表面積を可能な限り小さくすることにより、サイドチャネルコンプレッサのコンパクトで省スペースな構成様式を実現できる。これは、たとえば車両において客のそばにわずかな取り付け空間しか必要としないという利点を提供する。さらに、サイドチャネルコンプレッサのコンパクトな構成様式は、特に体積に比較して可能な限り小さい表面積を持つ構成様式は、周囲温度が低い場合、特に０℃以下の範囲では、サイドチャネルコンプレッサの冷却が比較的ゆっくり行われ、したがって氷片形成の発生をより長く遅らせることができるという利点を提供する。

有利な更なる構成によれば、ロータは、少なくとも１つの永久磁石と、ロータハブと、固定円板とを有し、この場合カプセリング要素はロータハブおよび／または永久磁石を少なくともほぼ完全に取り囲み、従って外側にある領域に対しカプセリングしている。このようにして、駆動部のコンパクトな構造形態を得ることができ、特にアキシャルフィールド型電動機としての実施形態の場合がそうである。その際、コンプレッサホイールの支持部をも含めてロータの少なくともほぼすべての構成部品をコンプレッサホイールの内径部の領域に配置して統合できる。さらに、本発明によるサイドチャネルコンプレッサの実施態様により、ロータの、特にロータハブおよび／または永久磁石の確実なカプセリングを達成できる。

サイドチャネルコンプレッサの有利な構成によれば、カプセリング要素は少なくとも２層の構成を有し、この場合その第１の層は弾性変形可能な材料、特にエラストマーから構成され、その第２の層は特殊鋼から構成されている。このようにして、一方では、ロータハブおよび永久磁石のカプセリングを改善できる。というのは、弾性変形可能な材料は、その材料特性に基づきどの領域へも流れ込むことができ、および／または、その弾性に基づきロータハブおよび永久磁石により好適に装着できるからである。これに対し、特殊鋼から成る第２の層は、エラストマーとは異なり、カプセリング要素により優れた構造強度を与えることができる。したがって、駆動部および／またはサイドチャネルコンプレッサの信頼性を向上させることができる。

特に有利な構成によれば、カプセリング要素は、特殊鋼キャップを圧着させた少なくとも１つのエラストマー密封要素から成っている。このようにして、少なくとも２つの層を有し、特に特性が異なる少なくとも２つの材料を有するカプセリング要素を、駆動部および／またはロータおよび／またはコンプレッサホイールに装着する前に予め組み立てできるという利点を得ることができる。このようにして、組み立てコストおよび必要な組み立て時間並びに組み立てミスを低減させることができる。これは、サイドチャネルコンプレッサの全コストがより少なくなるという利点を提供し、組み立てミスの発生確率が低減するため、駆動部および／またはサイドチャネルコンプレッサの故障確率がより少なくなるという利点を提供する。

特にサイドチャネルコンプレッサをスタートまたはスイッチオフおよび／または作動させるための有利な方法によれば、ロータおよび／またはカプセリング要素の誘導加熱を生じさせるステータの通電を行い、この場合特に少なくとも特殊鋼を有しているカプセリング要素は、その材料特性のために特に良好に誘導加熱させることができる。その際、材料である特殊鋼は高い導電性を有し、これによってより良好に誘導加熱させることができる。その際加熱は、特殊鋼から成る層が導電体であるため、磁場を用いた、特に渦電流損を用いた電気作用による効果として発生する。その際ロータは、ステータのコイルを短時間通電したときに、特に熱エネルギーとして解放される電力の損失が発生するために、誘導加熱される。このようにして、回転磁界がない時にステータを通電することによりロータの加熱が発生するという利点を得ることができ、この場合、このために特に誘導の効果が使用される。その際に、特に熱伝導性材料から成るロータを加熱でき、このことは特にサイドチャネルコンプレッサおよび／または車両のコールドスタート手順の際に有利である。その際ロータが暖まり、たとえば使用されている材料の高い熱伝導性のために熱エネルギーをコンプレッサホイールへ伝導する。その際の熱エネルギー伝導は、コンプレッサホイールと氷片が形成されたハウジングとの間の領域への流動方向で行われる。これらの氷片は、サイドチャネルコンプレッサの起動および／またはスタートの際にサイドチャネルコンプレッサを損傷させることがあり、および／または、ハウジング内でのコンプレッサホイールの回転をロックによって妨害することがある。さらに、コンプレッサホイールの起動の際に剥がれが生じることがあり、その際に角ばった氷片が剥離して、搬送方向においてサイドチャネルコンプレッサの後方および／または燃料電池、特に燃料電池の膜の後方にある構成部品を損傷させることがある。その際にロータを加熱することにより、コンプレッサホイールと特に内側の境界リングおよび外側にあるリングフランジ（両者はそれぞれ小さな間隔を形成し、特にハウジングに対し小さなギャップ幅を形成している）の領域が加熱される。これによって氷片が融け、流動物が固形凝集状態から液状凝集状態へ変化し、たとえば燃料電池システム内にある逃がし弁および／または排出弁を用いて排出することができる。このようにして、サイドチャネルコンプレッサおよび／または燃料電池システムの寿命を延ばすことができる。

本発明は、ここで説明した実施例およびその中で強調された見解に限定されるものではない。むしろ、請求の範囲によって示された範囲内であれば、当業者による処置の枠内にある多数の変更が可能である。

次に、図面を用いて本発明をより詳細に説明する。
本発明によるサイドチャネルコンプレッサの概略断面図である。 第１実施例による本発明によるサイドチャネルコンプレッサの一部分を斜視図で示した図である。 第２実施例による本発明によるサイドチャネルコンプレッサの一部分を斜視図で示した図である。

図１の図示から、回転軸線４に対し回転対称に形成された、本発明に従って提案されるサイドチャネルコンプレッサ１の縦断面が見て取れる。

この場合、サイドチャネルコンプレッサ１はコンプレッサホイール２を有し、コンプレッサホイールは特に閉じた円板状のコンプレッサホイール２として形成され、水平に延びる回転軸線４を中心として回転可能にハウジング３内に支持されている。その際、駆動部６は、特に電気駆動部６は、コンプレッサホイール２の回転駆動部６として用いられる。なお、駆動部６は、第１実施例によればラジアルタイプのインナーロータ型電動機６として構成されていてよく、或いは、第２実施例によれば、アキシャルフィールド型電動機６として構成されていてよい。さらに、駆動部６は複数の冷却フィン３３を有していてよい。ハウジング３は、互いに結合されているハウジング上部部分７とハウジング下部部分８とを含んでいる。両ハウジング部分７，８の間には、回転軸線４を中心として周回する密封要素を設けてよく、密封要素はサイドチャネルコンプレッサ１のコンプレッサ室３０のカプセリングを生じさせ、特に外部からの汚染または湿気を防止するカプセリングを生じさせる。第１実施例によれば、コンプレッサホイール２は駆動軸９上に相対回転不能に配置され、ハウジング上部部分７とハウジング下部部分８とによって取り囲まれる。第２実施例によれば、コンプレッサホイール２は、特に、ロータハブ２９（図３に示されている）と少なくとも１つの軸受２７とを介して、たとえばハウジング上部部分８にあるジャーナルで間接的に支持されていてよい。

第１実施例では、コンプレッサホイール２は内側のコンプレッサホイールハブ１０を有し、この場合コンプレッサホイールハブ１０は繰り抜き部を有し、この繰り抜き部を通じて駆動軸９を差し込み、またコンプレッサホイールハブ１０は特に締まりばめを用いて駆動軸９と結合されている。加えて、コンプレッサホイールハブ１０は周回するように、回転軸線４とは逆の側でハブ足部１２によって画成されている。さらに、この実施例では、回転軸線４を中心として周回する少なくとも１つのパッキン２３が駆動軸９の外径部に配置され、特に回転軸線４に対し軸線方向においてはハブ足部１２と駆動部６との間に配置され、回転軸線４に対し半径方向においては駆動軸９とハウジング上部部分７との間に配置されている。

ハブ足部１２を起点に外側へ回転軸線４から離間する方向で、コンプレッサホイール２は周回する円形のハブ円板１３を形成している。さらに、コンプレッサホイール２は、ハブ円板１３の外面に接続している少なくとも１つのコンベアセル２８を形成している。コンプレッサホイール２のこの少なくとも１つのコンベアセル２８は、周回しているハウジング３のコンプレッサ室３０内で回転軸線４を中心として周回するように延びている。さらに、図１では、コンベアセル２８の領域に翼板５の切断輪郭が見て取れる。この翼板５はＶ字状の輪郭を有していてよい。さらに、それぞれのコンベアセル２８はコンプレッサホイール２の回転方向において２つの翼板５によって画成され、この場合複数の翼板５がコンプレッサホイール２において回転軸線４を中心として周回するように回転軸線４に対し半径方向に配置されている。

さらに、ハウジング３は、特にハウジング上部部分７および／またはハウジング下部部分８は、コンプレッサ室３０の領域に少なくとも１つの周回するサイドチャネル１９，２１を有している。その際、少なくとも１つのサイドチャネル１９，２１は、コンベアセル２８に対し軸線方向において片側または両側で延びるようにハウジング３内で回転軸線４の方向に延びている。その際、少なくとも１つのサイドチャネル１９，２１は、少なくともハウジング３の部分領域においては、回転軸線４を中心として周回するように延びていてよく、この場合少なくとも１つのサイドチャネル１９，２１がハウジング３内に形成されていない部分領域には、ブレーカー領域１５がハウジング３内に形成されている。

第１実施例では、駆動軸９は、ころ軸受２７、特に玉軸受２７であってよい少なくとも１つの軸受２７を用いてハウジング３内に支持されている。駆動部６は、該駆動部６が少なくとも１つの端面でもって回転軸線４に対し軸線方向にハウジング３の端面に当接することにより、サイドチャネルコンプレッサ１のハウジング３と結合されていてよく、特にハウジング上部部分７と結合されていてよい。

さらに、ハウジング３は、特にハウジング下部部分８は、ガス吸入口１４とガス排出口１６とを形成している。その際、ガス吸入口１４とガス排出口１６とは、特に少なくとも１つのサイドチャネル１９，２１を介して、互いに流動結合されている。その際、コンプレッサホイール２の回転方向においてガス吸入口１４からガス排出口１６への回転が進むにつれて、コンプレッサホイール２のコンベアセル２８内と、特に複数のコンベアセル２８内と、サイドチャネル１９内とで、ガス状媒体の圧縮および／または圧力および／または流速が大きくなる。その際ガス状媒体は、貫流を行った後にサイドチャネルコンプレッサ１のガス排出口１６を通じて排出され、そして排流方向に、特に燃料電池システム３７のジェットポンプ４１の方向に流出する。ブレーカー領域１５によって加圧側と吸込側との切り離しが行われ、この場合吸込側はガス吸入口１４の領域にあり、加圧側はガス排出口１６の領域にある。

駆動部６からトルクがコンプレッサホイール２へ伝達される。その際、コンプレッサホイール２は回転運動を実施し、コンベアセル２８は回転軸線４を中心として周回するような回転運動でハウジング３内のコンプレッサ室３０を通って第１の回転方向に移動する。その際に、すでにコンプレッサ室３０内にあるガス状媒体がコンベアセル２８によって一緒に移動せしめられ、その際に搬送および／または圧縮される。加えて、コンベアセル２８と少なくとも１つのサイドチャネル１９，２１との間でガス状媒体の運動が行われ、特に流動交替が行われる。さらに、サイドチャネルコンプレッサ１はガス吸入口１４とガス排出口１６とを介して燃料電池システム３７と結合されており、この場合特に燃料電池からの未使用再循環媒体であるガス状媒体は、ガス吸入口１４を介してサイドチャネルコンプレッサ１のコンプレッサ室３０内へ流入し、および／または、サイドチャネルコンプレッサ１に供給され、および／または、ガス吸入口１４の上流側に支持されている領域から吸い込まれる。その際、ガス状媒体は貫流を行った後にサイドチャネルコンプレッサ１のガス排出口１６を通じて排出される。

図２は、第１実施例による本発明によるサイドチャネルコンプレッサ１の一部分を斜視図で示したものであり、この場合駆動部６はラジアルタイプのインナーロータ型電動機６として構成され、ステータ１１とロータ１７とを有している。その際、ロータ１７はカプセリング要素１８によって少なくともほぼ完全に囲まれており、したがって特に周囲からカプセリングされている。その際駆動部６は、特にロータ１７は、駆動軸９を介してコンプレッサホイール２と結合され、この場合駆動軸９とコンプレッサホイール２とロータ１７とは回転軸線４を中心として回転可能に支持され、またロータ１７とコンプレッサホイール２とはそれぞれ駆動軸９と形状結合式に、素材結合式に、或いは摩擦結合式に結合されている。その際、たとえば、駆動軸９はコンプレッサホイール２の両側にそれぞれある２つの軸受２７を用いて支持されていてよい。

さらに、ロータ１７が少なくとも１つの永久磁石２５を有していること、および／または、カプセリング要素１８が少なくとも特殊鋼を有する特殊鋼キャップ１８として構成されていることが示されている。その際ロータ１７は、コンプレッサホイール２とは逆の側で駆動軸９と面一になって終わるようにこれに装着され、この場合特殊鋼キャップ１８は、そのコンプレッサホイール２側にして駆動軸９の領域に開口部２２を有している。さらにその際、特殊鋼キャップ１８は駆動軸９に装着されたロータ１７を、開口部２２の領域を除いて完全に取り囲んでいる。さらに、駆動軸９と特殊鋼キャップ１８とは、開口部２２の領域において次のように互いに摩擦結合式に、形状結合式に、または素材結合式に結合されており、すなわちロータ１７が、特に永久磁石２５が外側にある領域に対してカプセリングされているように互いに摩擦結合式に、形状結合式に、または素材結合式に結合されている。

図３には、第２実施例による本発明によるサイドチャネルコンプレッサ１の一部分が斜視図で示されている。その際、駆動部６はステータ１１とロータ１７とを有するアキシャルフィールド型電動機６として構成され、この場合ステータ１１とロータ１７とは回転軸線４を中心として周回するように円板状に形成され、またステータ１１は回転軸線４の方向においてロータ１７の横に配置されている。さらに、ロータ１７は少なくとも永久磁石２５と、ロータハブ２９と、固定円板３１とを有し、この場合カプセリング要素１８はロータハブ２９および／または永久磁石２５を少なくともほぼ完全に取り囲み、従って外側にある領域に対しカプセリングしている。その際、カプセリング要素１８は少なくとも２層の構成を有し、この場合第１の層は弾性変形可能な材料、特にエラストマーから構成され、第２の層は特殊鋼から構成されている。一例としての実施形態では、カプセリング要素１８は、特殊鋼キャップを圧着させた少なくとも１つのエラストマー密封要素から成り、これによって簡単な組み立てが可能になる。

（図１に示した）パッキン２３は、第２実施例では不必要なものであってよい。というのは、ここではステータ１１の空間とロータ１７の空間との間の流動的切り離しは特に中間壁という形態でハウジング３内に形成されているからである。また、ここでは、駆動部６からコンプレッサホイール２へのトルク伝達のための駆動軸９も必要としない。というのは、この実施例では、ロータ１７は円板状の要素として直接コンプレッサホイール２内にあるからである。

サイドチャネルコンプレッサ１の第１および第２の実施例それぞれに対しては、ステータ１１の通電により、ロータ１７および／またはカプセリング要素１８の誘導加熱を生じさせることができ、この場合特に少なくとも特殊鋼を有しているカプセリング要素１８は、その材料特性のために、特に高い誘導抵抗のために、迅速な加熱を可能にする。

１ サイドチャネルコンプレッサ
２ コンプレッサホイール
３ ハウジング
４ 回転軸線
５ 翼板
６ アキシャルフィールド型電動機（駆動部）
７ ハウジング上部部分
８ ハウジング下部部分
９ 駆動軸
１１ ステータ
１４ ガス吸入口
１６ ガス排出口
１７ ロータ
１８ 特殊鋼キャップ（カプセリング要素）
１９，２１ サイドチャネル
２２ 開口部
２５ 永久磁石
２９ ロータハブ
３０ コンプレッサ室
３１ 固定円板
３７ 燃料電池システム

Claims (10)

1. ガス状媒体、特に水素を搬送および／または圧縮するための燃料電池システム（３７）用サイドチャネルコンプレッサ（１）であって、ハウジング（３）がハウジング上部部分（７）とハウジング下部部分（８）とを有している前記ハウジング（３）および駆動部（６）と、前記ハウジング（３）内で回転軸線（４）を中心として周回するように延び、少なくとも１つの周回するサイドチャネル（１９，２１）を有しているコンプレッサ室（３０）と、前記ハウジング（３）内にあり、前記回転軸線（４）を中心として回転可能に配置され、前記駆動部（６）によって駆動されるコンプレッサホイール（２）であって、その周部にして前記コンプレッサ室（３０）の領域に配置される翼板（５）を有している前記コンプレッサホイール（２）と、前記ハウジング（３）にそれぞれ１つずつ形成され、前記コンプレッサ室（３０）を介して、特に前記少なくとも１つのサイドチャネル（１９，２１）を介して互いに流動結合されているガス吸入口（１４）およびガス排出口（１６）とを備えた前記サイドチャネルコンプレッサ（１）において、前記駆動部（６）がステータ（１１）とロータ（１７）とを有し、前記ロータ（１７）がカプセリング要素（１８）により少なくともほぼ完全に取り囲まれ、したがって特に周囲からカプセリングされていることを特徴とするサイドチャネルコンプレッサ（１）。
2. 前記駆動部（６）がラジアルタイプのインナーロータ型電動機（６）として構成され、前記駆動部（６）が、特に前記ロータ（１７）が、駆動軸（９）を介して前記コンプレッサホイール（２）と結合され、前記駆動軸（９）と前記コンプレッサホイール（２）と前記ロータ（１７）とが前記回転軸線（４）を中心として回転可能に支持され、前記ロータ（１７）と前記コンプレッサホイール（２）とがそれぞれ形状結合式に、素材結合式に、または摩擦結合式に前記駆動軸（９）と結合されていることを特徴とする、請求項１に記載のサイドチャネルコンプレッサ（１）。
3. 前記ロータ（１７）が少なくとも１つの永久磁石（２５）を有し、および／または、前記カプセリング要素（１８）が少なくとも特殊鋼を有する特殊鋼キャップ（１７８）として構成されていることを特徴とする、請求項２に記載のサイドチャネルコンプレッサ（１）。
4. 前記ロータ（１７）が、前記コンプレッサホイール（２）とは逆の側で前記駆動軸（９）と面一になって終わるように前記駆動軸（９）に装着され、前記特殊鋼キャップ（１８）がその前記コンプレッサホイール（２）側にして前記駆動軸（９）の領域に開口部（２２）を有し、前記特殊鋼キャップ（１８）が、前記駆動軸（９）に装着された前記ロータ（１７）を、前記開口部（２２）の領域を除いて完全に取り囲んでいることを特徴とする、請求項３に記載のサイドチャネルコンプレッサ（１）。
5. 前記駆動軸（９）と前記特殊鋼キャップ（１８）とは、前記開口部（２２）の領域において、前記ロータ（１７）が、特に前記永久磁石（２５）が、外側にある領域に対しカプセリングされているように摩擦結合式に、形状結合式に、または素材結合式に互いに結合されていることを特徴とする、請求項３または４に記載のサイドチャネルコンプレッサ（１）。
6. 前記駆動部（６）が、前記ステータ（１１）と前記ロータ（１７）とを有するアキシャルフィールド型電動機（６）として構成され、前記ステータ（１１）と前記ロータ（１７）とが前記回転軸線（４）を中心として周回するように円板状に形成され、前記ステータ（１１）が前記回転軸線（４）の方向において前記ロータ（１７）の横に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のサイドチャネルコンプレッサ（１）。
7. 前記ロータ（１７）が、少なくとも１つの永久磁石（２５）と、ロータハブ（２９）と、固定円板（３１）とを有し、前記カプセリング要素（１８）が前記ロータハブ（２９）および／または前記少なくとも１つの永久磁石（２５）を少なくともほぼ完全に取り囲み、従って外側にある領域に対しカプセリングしていることを特徴とする、請求項６に記載のサイドチャネルコンプレッサ（１）。
8. 前記カプセリング要素（１８）が少なくとも２層の構成を有し、その第１の層が弾性変形可能な材料、特にエラストマーから構成され、その第２の層が特殊鋼から構成されていることを特徴とする、請求項７に記載のサイドチャネルコンプレッサ（１）。
9. 前記カプセリング要素（１８）が、特殊鋼キャップを圧着させた少なくとも１つのエラストマー密封要素から成っていることを特徴とする、請求項８に記載のサイドチャネルコンプレッサ（１）。
10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の方法において、前記ステータ（１１）の通電が、前記ロータ（１７）および／または前記カプセリング要素（１８）の誘導加熱を生じさせ、特に、少なくとも特殊鋼を有する前記カプセリング要素（１８）が、その材料特性により、特に高い誘導抵抗により、迅速な加熱を促進することを特徴とする方法。

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