一种径向压缩机(1)，其具有至少一个在压缩机壳体(2)中能旋转地驱动的运行轮(3)，该运行轮具有轮前侧(5)和轮背侧(6)，轮前侧(5)为了输送质量流(13；23)设有多个运行叶片(7)，运行轮(3)的轮背侧(6)具有叶栅(8)，利用叶栅在径向压缩机(1)的运行中在运行轮(3)的轮背侧(6)上产生第二压力分布(12)，其反作用于轮前侧(5)上的第一压力分布(11)，以减小在压缩机壳体(2)中支撑的轴向力。为了在功能上、尤其在作为空气供应装置用在燃料电池系统中方面改进径向压缩机(1)，压缩机壳体(2)实施成且与在运行轮(3)的轮背侧(6)上的叶栅(8)组合成使得利用运行轮(3)的轮背侧(6)上的叶栅(8)在径向压缩机(1)的运行中除了利用轮前侧(5)上的运行叶片(7)输送的质量流外还输送冷却空气质量流(14)。流(14)。流(14)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】径向压缩机和用于运行径向压缩机的方法
[0001]本专利技术涉及一种径向压缩机，其具有至少一个在压缩机壳体中能旋转地被驱动的运行轮，所述运行轮具有轮前侧和轮背侧，其中，所述轮前侧为了输送质量流而设有多个运行叶片，其中，所述运行轮的轮背侧具有叶栅，利用所述叶栅在所述径向压缩机的运行中在所述运行轮的轮背侧上产生第二压力分布，所述第二压力分布反作用于在所述轮前侧上的第一压力分布，以减小在所述压缩机壳体中要支撑的轴向力。本专利技术还涉及一种用于运行此类径向压缩机的方法。
技术介绍
[0002]从德国公开文献DE 10 2018 215 068 A1中已知一种用于径向涡轮压缩机的运行轮，该运行轮包括轮前侧和轮背侧，其中，该轮前侧为了输送介质而设有多个运行叶片，其中，运行轮的轮背侧具有多个叶片，其中，在轮背侧上的叶片成形且布置成，使得在径向涡轮压缩机的运行中通过在运行轮的轮背侧上的叶片产生第二压力分布，该第二压力分布与在轮前侧上的第一压力分布相同或与第一压力分布偏离小于百分之十，以减小在径向涡轮压缩机的轴向轴承处要支撑的轴向力。
技术实现思路
[0003]本专利技术的任务是，在功能上、尤其是作为空气供应装置使用在燃料电池系统中的方面改进根据权利要求1的前序部分的径向压缩机。
[0004]该任务在一种径向压缩机——所述径向压缩机具有至少一个在压缩机壳体中能旋转地被驱动的运行轮，所述运行轮具有轮前侧和轮背侧，其中，所述轮前侧为了输送质量流而设有多个运行叶片，其中，所述运行轮的轮背侧具有叶栅，利用所述叶栅在所述径向压缩机的运行中在所述运行轮的轮背侧上产生第二压力分布，所述第二压力分布反作用于在所述轮前侧上的第一压力分布，以减小在所述压缩机壳体中要支撑的轴向力——中通过以下方式来解决：所述压缩机壳体实施成并且与在所述运行轮的轮背侧上的叶栅组合成，使得除了利用所述轮前侧上的运行叶片所输送的质量流之外，还利用在所述运行轮的轮背侧上的叶栅在所述径向压缩机的运行中输送冷却空气质量流。运行轮例如借助于电动马达被驱动，以压缩在轮前侧上供应的介质、尤其是空气。因此，压缩机也被称为空气压缩机或空气压缩器。在燃料电池系统中，将利用空气压缩机所压缩的空气供应给燃料电池的正极。替代或附加于电动马达式驱动地，压缩机能够在驱动方面与涡轮机连接，该涡轮机利用燃料电池的废气来驱动。运行轮例如紧固在轴上，该轴在径向压缩机的运行中围绕其旋转轴线旋转。通过旋转轴线来定义轴向方向。“轴向”意味着在运行轮或者说轴的旋转轴线的方向上或与其平行。类似地，“径向”意味着横向于运行轮的旋转轴线。为了利用轴在压缩机壳体中支承运行轮，需要例如两个径向轴承和一个轴向轴承。在开头提到的德国公开文献DE 10 2018 215 068 A1中描述了，如何能够通过在轮背侧上的运行轮的叶栅来减小或者说平衡利用轴向轴承在压缩机壳体中要支撑的轴向力。在运行轮的轮背侧上的叶栅在要求保护的
径向压缩机中也行使这个功能。此外，在要求保护的径向压缩机的运行中也使用在运行轮的轮背侧上的叶栅，以输送冷却空气。在此，所输送的冷却空气能够有利地直接用在径向压缩机中本身中，以例如冷却径向轴承和轴向轴承。轴承冷却尤其是使用在燃料电池系统中的情况下是有利的，因为径向压缩机在那里以极高的转速运行。用于利用轴来支承运行轮的轴承有利地实施为空气轴承。
[0005]径向压缩机的一个优选实施例的特征在于，径向压缩机在运行轮的轮背侧上的叶栅的径向内部具有吸入开口，通过所述吸入开口吸入用于冷却空气质量流的冷却空气。所述吸入开口能够在构造上简单地实现，其方式是，在运行轮或者说轴与压缩机壳体之间允许例如定义的间隙。冷却空气质量流首先通过整个机器被输送并且在路径的末端从轮背部叶栅被排出。
[0006]径向压缩机的另一优选实施例的特征在于，在运行轮的轮背侧上的叶栅具有比在轮前侧上的运行叶片更大的外直径。由此，在轮背侧上实现了更大的压力形成，以确保输送足够的冷却空气。这提供了下述优点：能省去用于运行轮冷却和/或轴承冷却和/或转子冷却的另外的机构。
[0007]径向压缩机的另一优选实施例的特征在于，将(具有在运行轮的轮前侧上的运行叶片和轮背侧上的叶栅的)运行轮在压缩机壳体中布置为，使得利用在运行轮的轮背侧上的叶栅所输送的冷却空气质量流与利用在轮前侧上的运行叶片所输送的质量流在所述压缩机壳体中合并。这尤其是在作为空气压缩机使用在燃料电池系统中的情况下是有利的。然后，总空气质量流能够几乎任意地划分并且使用在燃料电池系统中。质量流的大部分在前侧被压缩并且小部分经由轮背侧来输送。
[0008]径向压缩机的另一优选实施例的特征在于，径向压缩机具有分离装置，所述分离装置将在运行轮的轮前侧上的流体室与轮背侧上的流体室分离。由此，一方面实现了，必要时能够在运行轮的轮前侧和轮背侧输送不同的介质。通常，在两个侧上都有空气。此外，特别有利地实现了，在径向压缩机的运行中，利用在轮背侧上的叶栅仅逆着几乎环境压力而不逆着在轮前侧上的运行叶片的高的最终压缩压力地输送冷却空气。这样能够有效地增加能输送的冷却空气质量流。
[0009]径向压缩机的另一优选实施例的特征在于，在运行轮的轮背侧上的流体室在压力侧基本上仅被加载以环境压力。在抽吸侧存在比在压力侧更低的压力。在通过轮背侧的叶栅之后，冷却空气质量流在此也能够有利地在压缩机外部使用。
[0010]径向压缩机的另一优选实施例的特征在于，分离装置包括密封件。所述密封件布置在压缩机壳体的合适的部位处。利用该密封件，以简单的方式实现了在轮前侧和轮背侧上的流体室之间的分离。
[0011]在用于运行前述的径向压缩机的方法中，上述任务替代地或附加地通过以下方式来解决：除了利用轮前侧上的运行叶片所输送的质量流之外，还利用在运行轮的轮背侧上的叶栅在径向压缩机的运行中输送冷却空气质量流，所述冷却空气质量流在所述径向压缩机中用于冷却目的。因此，能够特别有效地给在径向压缩机中的轴承(例如空气轴承)供给冷却空气。由此，尤其也在极高转速(如其在燃料电池系统中在空气供应中出现的那样)的情况下实现径向压缩机的运行。
[0012]所述方法的一个优选实施例的特征在于，独立于利用在轮前侧上的运行叶片所输
送的质量流地吸入和输送利用在运行轮的轮背侧上的叶栅在径向压缩机的运行中所输送的冷却空气质量流。这尤其提供了下述优点：冷却空气不必逆着高压地被输送。这适用于在轮前侧和背侧之间使用密封元件的情况。
[0013]本专利技术必要时也涉及用于前述的径向压缩机的压缩机壳体、密封件和/或运行轮。所提到的部件都能单独地被处理。
[0014]本专利技术必要时也涉及此类运行轮在前述的径向压缩机中的、用于提供附加的冷却空气质量流的应用。
[0015]本专利技术必要时也涉及具有前述的径向压缩机的燃料电池系统。
附图说明
[0016]本专利技术的其他优点、特征和细节由其中参考附图详细描述不同实施例的以下说明中得出。
[0017]其示出：
[0018]图1根据第一实施例的具有运行轮的径向压缩机的示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种径向压缩机(1)，其具有至少一个在压缩机壳体(2)中能旋转地被驱动的运行轮(3)，所述运行轮具有轮前侧(5)和轮背侧(6)，其中，所述轮前侧(5)为了输送质量流(13；23)而设有多个运行叶片(7)，其中，所述运行轮(3)的轮背侧(6)具有叶栅(8)，利用所述叶栅在所述径向压缩机(1)的运行中在所述运行轮(3)的轮背侧(6)上产生第二压力分布(12)，所述第二压力分布反作用于在所述轮前侧(5)上的第一压力分布(11)，以减小在所述压缩机壳体(2)中要支撑的轴向力，其特征在于，所述压缩机壳体(2)实施成并且与在所述运行轮(3)的所述轮背侧(6)上的所述叶栅(8)组合成，使得除了利用所述轮前侧(5)上的所述运行叶片(7)输送的质量流之外，还利用在所述运行轮(3)的所述轮背侧(6)上的所述叶栅(8)在所述径向压缩机(1)的运行中输送冷却空气质量流(14；24)。2.根据权利要求1所述的径向压缩机，其特征在于，所述径向压缩机(1)在所述运行轮(3)的所述轮背侧(6)上的所述叶栅(8)的径向内部具有吸入开口(28)，所述冷却空气质量流(14；24)通过所述吸入开口已穿过所述压缩机(1)的各个通道、从机器中被输送出。3.根据前述权利要求中任一项所述的径向压缩机，其特征在于，在所述运行轮(3)的所述轮背侧(6)上的所述叶栅(8)具有比在所述轮前侧(5)上的所述运行叶片(7)更大的外直径(10)。4.根据前述权利要求中任一项所述的径向压缩机，其特征在于，所述运行轮(3)具有在所述运行轮(3)的所述轮前侧(5)上的所述运行叶片(7)和所述轮背侧...
【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：
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