[实用新型]用于调节气流的涡轮装置和增压装置

说明书

本实用新型涉及一种用于调节气流的涡轮装置以及一种增压装置，该增压装置具有这种涡轮装置，其中从入口(10)输入的气流是可调节的，具体方式为，可调节的滑动套筒(48)在闭合位置与打开位置之间将通向设于涡轮壳体(30)中的涡轮叶轮(38)的进入开口(43)遮盖，使得所述气流在闭合位置中被截止，且在至少部分打开的位置中，所述气流的可调节的比例对设于用作发电机的电动机(18)的轴体(22)上的涡轮叶轮进行驱动，用以回收能量，其中所述滑动套筒在高于气流的预定值的情况下释放位于涡轮壳体中的壁开口(64)，从而产生一个旁路通道，使得气流以在所述涡轮叶轮(38)旁经过的方式直接通向排出开口(24)。

技术领域

本实用新型涉及一种特别是针对燃料电池或者针对内燃机的用于调节气流的涡轮装置，且本实用新型还涉及一种增压装置，该增压装置具有这种涡轮装置。

背景技术

在适应未来的废气规定和降低CO₂排放的普遍期望的过程中，需要在运行期间不产生排放的车辆。电动车辆和燃料电池车辆对汽车制造商的CO₂平衡有积极作用。由于电池驱动的电动车辆的行驶里程有限，且在电池技术领域在提升行驶里程方面难以取得重大突破，具有燃料电池的车辆是实现具有可接受的行驶里程的无排放行驶的途径。

在现有技术中，燃料电池已为人所熟知。借助燃料电池或者通常包含数个单电池的燃料电池系统，能够通过将空气的氧与氢气结合来无排放地输出电力。这类电池单体包括阳极、阴极、以及位于上述之间的膜片。通常借助压缩机将空气输入，这个压缩机可以是电驱动的。燃料电池的空气供给是很多研发工作的主题。有关燃料电池系统在车辆中的应用的概览参见出版物：“D.Metz等人，Luftversorgung für Brennstoffzellen(燃料电池的空气供给)，BorgWarner Knowledge Library，2014”。在该出版物中也阐释了设于压缩机侧的电动机的应用。

在DE 10 2012 007 377 A1中描述过一种具有至少一个燃料电池的燃料电池系统，其具有阳极室和阴极室，包含针对通向阴极室的空气流的送风管线，并且包含针对来自阴极室的空气流的排风管线，其中在送风管线中设有空气输送装置。在通向和/或来自阴极室的空气流的区域内，设有脉动装置，其用于脉动式改变空气流的压力、速度和/或体积流量。

EP 3 142 177 A1揭示过利用损耗回收系统进行燃料电池调节，其中结合流量调节装置对燃料电池的背压或空气湿度进行调节，此流量调节装置将因调节产生的能量回收。揭示的流量调节装置是与发电机耦合的涡轮。车辆系统包含燃料电池叠堆、用于调节自燃料电池叠堆流出的流体流的流量调节阀、以及与流量调节阀并联的流量调节装置，以产生电能作为对流体流的旁路区段的响应，这个旁路区段基于流量调节阀相对流体流的定向绕开流量调节阀。

该案还提出确定最优空气湿度，从而实现燃料电池的最高效的运行，并且将当前湿度测量值与这个额定湿度值进行比较。据此，就燃料电池而言能够减小输出处的背压，这使得阴极处的输出流所受的限制减小，从而减小阴极处的空气湿度。同样可以增大背压，这又对阴极处的输出流加以限制，以便提升阴极的空气湿度。

DE 10 2014 008 931 A1提出，废气涡轮增压器不再生成高于额定进气歧管压力的增压压力，而是通过用电机提取过剩的能量，使得废气涡轮增压器生成与内燃机的负荷比匹配的增压压力。这样一来，在部分负荷运行中可以将节流阀阀瓣完全打开，且内燃机以近乎无抽吸系统中的节流阀损失的方式工作。通过调节单元和对应的算法来对能量的提取和馈送进行智能调节。通过额外地对废气门位置进行针对性调节，能够主动影响待提取的能量大小。

实用新型内容

以现有技术为基础，本实用新型的目的在于，在运行期间进一步改善针对燃料电池或者针对内燃机的气流调节，并且减小构件复杂度。