[发明专利]用于燃料电池系统的用于输送和/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)的用于输送和/或压缩气态介质、尤其是氢气的侧通道压缩机(1)，具有：壳体(3)和驱动装置(6)，其中，壳体(3)具有壳体上部分(7)和壳体下部分(8)；在壳体(3)中环绕旋转轴线(4)走向的压缩机室(30)，该压缩机室具有至少一个环绕的侧通道(19、21)；位于壳体(3)中的压缩机轮(2)，该压缩机轮能围绕旋转轴线(4)旋转地布置并且通过驱动装置(6)驱动，其中，压缩机轮(2)在它的周边处具有布置在压缩机室(30)的区域中的叶片(5)；和分别构造在壳体(3)上的气体进入开口(14)和气体排出开口(16)，它们经由压缩机室(30)、尤其至少一个侧通道(19、21)相互流体连通，其中，至少一个侧通道(19、21)具有中断区域(15)，其中，壳体(3)在中断区域(15)中具有经过至少一个侧通道(19、21)走向的隔片(25)，其中，相应的隔片(25)与压缩机轮(2)借助于面配对关于旋转轴线(4)轴向地形成密封的分隔区域(47)。根据本发明，在气体进入开口(14)和气体排出开口(16)之间至少暂时地和/或根据侧通道压缩机(1)的运行状态建立另外的流动连接(18)、尤其是旁通流动连接，其中，该旁通流动连接(18)尤其至少近似直接地构造在气体进入开口(14)和气体排出开口(16)之间。

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

在汽车领域中，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，而是将气体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。在气体流过燃料电池之后，该气体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DE 10 2015 000 264 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被输送和/或压缩。在此，侧通道压缩机具有壳体和驱动装置，其中，壳体具有壳体上部分和壳体下部分。此外，在壳体中布置有环绕旋转轴线走向的压缩机室，该压缩机室具有至少一个环绕的侧通道。在壳体中存在压缩机轮，该压缩机轮围绕旋转轴线可旋转地布置并且通过驱动装置驱动，其中，压缩机轮在其周边上具有布置在压缩机室的区域中的叶片。此外，由DE 10 2015 000 264 A1已知的侧通道压缩机相应地具有构造在壳体上的气体进入开口和气体排出开口，它们通过压缩机室、尤其是至少一个侧通道相互流体连通。

由DE 10 2015 000 264 A1已知的侧通道压缩机可以具有一定的缺点。

在侧通道压缩机和/或压缩机轮由于侧通道压缩机的故障和/或损坏的停止状态中，通过燃料电池系统、尤其是阳极回路要输送的气态介质完整地通过至少一个环绕的侧通道流经侧通道压缩机。替代地，侧通道压缩机和/或压缩机轮的停止状态可以基于，燃料电池系统处于有意地关断侧通道压缩机的运行状态中，以便确保通过另外的部件、如喷射泵的改善的输送速率。在此，侧通道压缩机在关断状态中形成流动阻力，一方面由于所述至少一个侧通道的几何成形并且另一方面由于压缩机室中的压缩机轮的几何形状、尤其由于压缩机轮的叶片几何形状。因为由此气态介质在所述情况中在压缩机轮停止时必须沿第一流动方向流经侧通道压缩机的整个所述至少一个侧通道，所以侧通道压缩机形成在燃料电池系统中的流动阻力，由此使整个燃料电池系统的效率和/或输送速率变差。

发明内容