本发明专利技术涉及一种用于燃料电池系统(31)的、用于输送和/或再循环气态介质、尤其是氢气的输送装置(1)，所述输送装置具有侧通道压缩机(2)，所述侧通道压缩机具有壳体(17)，其中，借助计量阀(6)以处在压力下的气态介质的推进射流(12)至少部分地驱动所述输送装置(1)，其中，所述侧通道压缩机(2)具有工作轮(14)，所述工作轮以能够围绕旋转轴线(4)旋转的方式布置，并且所述输送装置具有分别构造在所述壳体(17)上的气体进入开口(20)和气体排出开口(22)，所述气体进入开口和所述气体排出开口经由所述压缩机室(30)、尤其是至少一个侧通道(19、21)相互流体连接，其中，所述至少一个侧通道(19、21)具有中断区域(15)。根据本发明专利技术，所述输送装置(1)具有喷嘴组件(13)，所述喷嘴组件至少具有所述计量阀(6)、第一进口(34)和喷嘴(32)并且将所述推进射流(12)喷入到相应的侧通道(19、21)的区域中，其中，所述推进射流(12)从所述气体进入开口(20)旁边流过。此外，本发明专利技术涉及一种具有根据本发明专利技术的输送装置(1)的燃料电池系统(31)。料电池系统(31)。料电池系统(31)。
【技术实现步骤摘要】
用于燃料电池系统的输送装置以及燃料电池系统
[0001]本专利技术涉及一种用于燃料电池系统的输送装置，其用于输送和/或再循环气态介质、尤其是氢气，所述气态介质尤其设置用于在具有燃料电池驱动器的车辆中使用。除此之外，本专利技术涉及一种具有根据本专利技术的输送装置的燃料电池系统。
技术介绍
[0002]在车辆领域中，除了液态燃料之外，气态燃料在将来也将发挥越来越重要的作用。尤其是在具有燃料电池驱动器的车辆中，需要控制氢气气体流。在这种情况下，不再像在喷射液态燃料的情况下那样不连续地控制气体流，而是从至少一个罐、尤其是高压罐中提取气体并且经由中压管线系统的流入管线导向给输送装置。该输送装置将气体经由低压管线系统的连接管线引导至燃料电池。
[0003]由DE 10 2017 222 390 A1已知一种用于燃料电池系统的输送装置，该输送装置用于输送和/或再循环气态介质、尤其是氢气，该输送装置具有侧通道压缩机、具有喷射泵并且具有计量阀，该喷射泵被处在压力下的气态介质的推进射流驱动。在此，借助计量阀向喷射泵供应处在压力下的气态介质，其中，燃料电池的阳极输出端与输送装置的输入端流体连接，并且其中，输送装置的输出端与燃料电池的阳极输入端流体连接。
[0004]由DE 10 2017 222 390 A1已知的燃料电池系统的输送装置可能分别具有一定的缺点。在此，输送装置的部件，尤其是侧通道压缩机、计量阀和喷射泵，至少部分地借助呈管状线路和必要时附加的带有位于内部通道的分配器板的形式的流体连接部相互连接和/或与燃料电池连接和/或与该输送装置的其他部件连接。在此，所述部件至少部分地作为单独的结构组存在，所述单独的结构组借助管状线路相互连接。此外，喷嘴组件和/或喷射泵和侧通道压缩机作为单独的结构组存在，并且该侧通道压缩机连接在喷嘴组件和/或喷射泵的上游，并且所述部件经由连接管线和/或套管(Verrrohrung)连接。通过这种方式，侧通道压缩机的和喷嘴组件的能量的一部分、尤其是驱动能量在输送气态介质时丢失，因为由于侧通道压缩机和喷嘴组件与燃料电池之间的连接管线产生很多流动转向并且因此产生流动损失。由此降低该输送装置的效率。
[0005]另一方面，由于将计量阀和/或喷射泵和/或侧通道压缩机等部件布置为单独的构件，产生如下缺点：这些部件总体上构成关于结构空间和/或几何形状体积的大的表面。由此有利于快速冷却，尤其在整个车辆的长停放时间的情况下，这可以导致增加的冰桥形成并因此导致增加的对构件和/或整个燃料电池系统的损坏，这反过来可能导致输送装置的和/或燃料电池系统的降低的可靠性和/或使用寿命。此外，另一缺点是配量阀和/或喷射泵和/或侧通道压缩机等构件的和/或燃料电池系统的和/或整个车辆的差的冷启动性能，因为加热能量和/或热能必须分别单个地引入到侧通道压缩机和/或喷射泵和/或计量阀等构件中，其中，所述构件彼此远离地布置并且因此必须单独加热每个构件，尤其在低于0℃的温度的情况下，以便除去可能的冰桥。
[0006]另外，必须为侧通道压缩机、喷嘴组件和/或喷射泵和计量阀等部件分别设置自身
的壳体，这导致高制造成本和/或材料成本。
技术实现思路
[0007]根据本专利技术，提出一种用于燃料电池系统的输送装置，该输送装置用于输送和/或再循环气态介质、尤其是氢气，所述输送装置具有侧通道压缩机，该侧通道压缩机具有壳体。在此，借助计量阀以处在压力下的气态介质的推进射流至少部分地驱动输送装置。该侧通道压缩机具有工作轮，该工作轮以能够围绕旋转轴线旋转的方式布置，并且所述输送装置具有分别构造在壳体上的气体进入开口和气体排出开口，该气体进入开口和该气体排出开口经由压缩机室、尤其是至少一个侧通道相互流体连接，其中，所述至少一个侧通道可以具有中断区域。根据本专利技术，该输送装置具有喷嘴组件，该喷嘴组件至少具有计量阀、第一进口和喷嘴。在此，推进射流被喷入到相应的侧通道的区域中，其中，该推进射流从气体进入开口旁边流过。通过这种方式可以实现如下效应：通过喷嘴组件喷入到相应的侧通道的区域中的气态介质(该气态介质至少部分是推进介质)这样从气体进入开口旁边流过，使得至少部分地产生低压并且辅助来自于燃料电池的再循环物到侧通道和/或侧通道压缩机中的吸入和/或流入，借助所述气体进入开口向侧通道压缩机供应来自于燃料电池的再循环物。因此，通过喷嘴组件喷入的气态介质的速度简化侧通道压缩机的抽吸，该侧通道压缩机本身不必进行抽吸，而是通过由推进射流产生的流动来辅助所述抽吸。此外，在推进射流的气态介质与气态介质之间可能发生动量传递，所述气态介质可以是通过气体进入开口流入的再循环物。在此，推进射流的具有压力差和/或尤其可以接近声速的高速度的介质流动到相应的侧通道的起始区域中并且撞击到通过气体进入开口供应的再循环物上。由于推进射流的介质与再循环介质之间的高速度差和/或高压力差，在所述介质之间产生内摩擦和湍流。在此，在快速的推进介质与明显较缓慢的再循环介质之间的边界层中产生剪切应力。该应力引起动量传递，其中，再循环介质被加速和拖带。根据动量守恒原理，发生混合。在此，再循环介质在输送方向III上被加速，对于再循环介质而言产生压力下降，由此开始产生抽吸效果并且因此从气体进入开口的区域中补充输送另外的再循环介质。所述再循环物可以是来自于燃料电池的阳极区域的、尤其是来自于燃料电池堆的未消耗的H2，其中，该再循环物也可以具有水和氮气。另外，因此可以改进该输送总成的效率，因为借助计量阀的推进射流产生对输送功率的有效驱动和/或推动(Betreiben)。
[0008]通过下面列举的措施能够实现根据本专利技术的输送装置的有利的扩展方案。下面涉及本专利技术的优选的扩展方案。
[0009]根据输送装置的一种有利构型，喷嘴组件除了具有第一进口之外，还具有第二进口，借助所述第一进口供应推进介质，借助所述第二进口向喷嘴组件供应未消耗的再循环物，其中，尤其是所述循环物和所述推进介质在抽吸区域中混合成推进射流。通过这种方式，可以借助所谓的喷射泵效应产生该输送装置的改进的输送功率。在喷射泵效应的情况下，来自于燃料电池的具有低压力的再循环介质通过第二进口被输送到喷嘴组件的中央流动区域中、尤其是被输送到抽吸区域中。在此，具有压力差和/或尤其可以接近声速的高速度的推进介质通过喷嘴流动到抽吸区域中并且撞击到再循环物上。由于推进介质与再循环介质之间的速度差高和/或压力差高，在所述介质之间产生内摩擦和湍流。在此，在快速的推进介质与明显较缓慢的再循环介质之间的边界层中产生剪切应力。该应力引起动量传
递，其中，再循环介质被加速和拖带。根据动量守恒原理，发生混合。在此，再循环介质在第二流动方向IV上被加速，对于再循环介质而言产生压力下降，由此开始产生抽吸效果，并且因此从第一进口的区域中补充输送另外的再循环介质。通过这种方式能够提高输送装置的效率。
[0010]根据一种有利的扩展方案，输送装置具有喷嘴，其中，该喷嘴构造为文丘里喷嘴。通过这种方式能够实现改进的喷射泵效应并且能够产生喷嘴组件的和/或输送装置的紧凑的结构形式。此外，可以产生推本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.用于燃料电池系统(31)的输送装置(1)，所述输送装置用于输送和/或再循环气态介质、尤其是氢气，所述输送装置具有侧通道压缩机(2)，所述侧通道压缩机具有壳体(17)，其中，借助计量阀(6)以处在压力下的气态介质的推进射流(12)至少部分地驱动所述输送装置(1)，其中，所述侧通道压缩机(2)具有工作轮(14)，所述工作轮以能够围绕旋转轴线(4)旋转的方式布置，并且所述输送装置具有分别构造在所述壳体(17)上的气体进入开口(20)和气体排出开口(22)，所述气体进入开口和所述气体排出开口经由所述压缩机室(30)、尤其是至少一个侧通道(19、21)相互流体连接，其中，所述至少一个侧通道(19、21)具有中断区域(15)，其特征在于，所述输送装置(1)具有喷嘴组件(13)，所述喷嘴组件至少具有所述计量阀(6)、第一进口(34)和喷嘴(32)并且将所述推进射流(12)喷入到相应的侧通道(19、21)的区域中，其中，所述推进射流(12)从所述气体进入开口(20)旁边流过。2.根据权利要求1所述的输送装置(1)，其特征在于，所述喷嘴组件(13)除了具有所述第一进口(34)之外，还具有第二进口(36)，借助所述第一进口供应推进介质，借助所述第二进口向所述喷嘴组件(13)供应未消耗的再循环物，其中，尤其是所述循环物和所述推进介质在抽吸区域(33)中混合成所述推进射流(12)。3.根据权利要求1或者2所述的输送装置(1)，其特征在于，所述喷嘴(32)实施为文丘里喷嘴(32)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的输送装置(1)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：
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