[发明专利]用于燃料电池系统的输送和/或压缩气态介质的侧通道压缩机

说明书

本发明涉及一种用于燃料电池系统(37)的侧通道压缩机(1)，用于输送和/或压缩气态介质、尤其是氢气，该侧通道压缩机具有壳体(3)；具有位于所述壳体(3)的压缩机室(30)，所述压缩机室具有至少一个环绕的侧通道(19,21)；具有位于所述壳体(3)中的压缩机轮(2)，所述压缩机轮可旋转地围绕旋转轴线(4)布置，其中，所述压缩机轮(2)在其周边上具有布置在所述压缩机室(30)的区域中的输送单元(5)，并且具有分别构造在壳体(3)上的气体进入开口(14)和气体排出开口(16)，它们通过压缩机室(30)、尤其至少一个侧通道(19,21)相互流体连接，其中，所述壳体(3)径向于旋转轴线(4)分别具有第一和第二端面(32,34)，所述第一和第二端面分别朝向所述压缩机轮(2)并且其中，在所述间隙面的区域中分别构造第一和第二功能相关的间隙尺寸(36,38)。根据本发明，压缩机轮(2)多件式地构造并且具有第一叶轮壳(10)和第二叶轮壳(12)。在此，所述叶轮壳(10,12)尤其轴向于旋转轴线(4)彼此并排地布置并且分别至少部分地由塑料制造。

技术领域

本发明涉及一种用于燃料电池系统的侧通道压缩机，用于输送和/或压缩气态介质、尤其是氢气，所述燃料电池系统尤其设置为用于使用在具有燃料电池驱动装置的车辆中。

背景技术

在车辆领域中，除液态燃料外，气态燃料在未来也越来越重要。尤其在具有燃料电池驱动装置的车辆中必须控制氢气流。在此，气流不再如在喷射液态燃料时那样不连续地被控制，而是将气态介质从至少一个高压箱取出并且经由中压管路系统的流入管路引导到喷射器单元上。该喷射器单元将气体经由低压管路系统的连接管路导向燃料电池。在气态介质流过燃料电池之后，该气态介质经由回流管路被引回到喷射器单元。在此，侧通道压缩机可以被连接在中间，该侧通道压缩机在流体技术和效率技术方面辅助气体再循环。此外，侧通道压缩机被用于尤其在一定停机时间之后(冷)启动车辆时辅助燃料电池驱动装置中的流动建立。该侧通道压缩机的驱动通常通过电动机实现，该电动机在车辆中运行时通过车辆电池被供给电压。

由DE10 2007 053 016 A1已知一种用于燃料电池系统的侧通道压缩机，在该侧通道压缩机中，气态介质、尤其是氢气被输送和/或压缩。侧通道压缩机具有在壳体中环绕的压缩机轮，该压缩机轮固定在驱动轴上并且被驱动装置置于旋转中并且因此绕着旋转轴线可旋转地布置。此外，侧通道压缩机具有位于壳体中的压缩机室，该压缩机室具有至少一个环绕的侧通道。在此，压缩机轮具有在其周边上布置在压缩机室的区域中的输送单元。此外，在壳体中分别布置有气体进入开口和气体排出开口，它们通过至少一个侧通道相互流体连接。在此，壳体具有面向压缩机轮的第一端面和第二端面，所述第一端面和第二端面分别相对于旋转轴线径向地延伸。在这些区域中，在壳体和压缩机轮之间分别形成内部的和外部的轴向间隙。

由DE10 2007 053 016 A1已知的侧通道压缩机可能具有一定缺点。在使用该侧通道压缩机、尤其作为再循环鼓风机(压缩机轮与该再循环鼓风机由一体式铸件构造)时，压缩机轮的制造成本可能相应地高。在此，高的制造成本由以下组成：铸造材料的高原材料成本和/或在制造、尤其在压缩机轮作为铸件的铸造工艺中的高能量成本和/或在压缩机轮的后续加工，例如切削和/或磨削的后续加工中的高加工成本。

由DE10 2007 053 016 A1已知的侧通道压缩机的另一缺点是由铸造材料制造的压缩轮的大尺寸。尤其在侧通道压缩机经常起动和制动时，压缩机轮必须持续地被加速和/或制动，使得该压缩机轮建立和/或降低相应的转速。在使用由铸造材料构成的压缩机轮时，由于铸造材料的质量为此需要驱动装置的相应高的能量耗费，尤其呈电能的形式，这又导致侧通道压缩机的提高的运行成本。

发明内容