【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于燃料电池系统的压缩机，尤其是用于商用车辆的燃料电池系统的压缩机，压缩机具有压缩机壳体、压缩机轮、与压缩机轮作用连接的旋转式驱动的压缩机轴、以及以能绕旋转轴线转动的方式将压缩机轴支承在压缩机壳体中的支承组件，其中，支承组件具有轴向空气轴承，以用于承受压缩机壳体与压缩机轴之间在旋转轴线的方向上的力（以下也被称为：轴向力）。
技术介绍
1、为了正确的运行，燃料电池系统通常需要以受控方式进行在阴极侧的空气输送，以便能够在燃料电池（即所谓的堆）之内保持燃料电池系统运行所需的最佳的反应物平衡。已知的是，空气借助一个或多个压缩机来压缩，并因此为燃料电池提供可控的空气质量流量或空气体积流量。
2、要由燃料电池产生的功率越高，通过压缩机所必须输送的所需的质量流量或体积流量就越高。在压缩机运行中，由于对空气的抽吸过程而存在作用到压缩机轴上的轴向力。随着压缩机轴和压缩机轮的转速的提升，（在横截面恒定的情况下）所抽吸的空气量进而是所构建起来的压力提升，进而轴向力也提升。这种效应在单级的压缩机中比在双级的压缩机中更为明显，在双级的压缩机中，轴向力至少被部分均衡。
3、如果轴向力对于所使用的支承件来说过高，将导致磨损加剧，尤其是在常用的转速情况下。也就是说，所出现的轴向力在所有压缩机系统中都必须通过支承组件来截获，以此使得在压缩机中的旋转的元件与固定不动的元件之间不发生所不期望的高磨损。由于上述压缩机在运行中转速较高，使得在支承组件中使用轴向空气轴承已被证明是可靠的，该轴向空气轴承应用于承受压缩机轴与压缩机壳体之间
4、双级的压缩机大多可以通过使用轴向空气轴承来以充分的程度补偿轴向力。然而，双级的压缩机由于其设计原理而占用的结构空间尤其是在车辆内的空间提供越来越有限的背景下被认为是一个挑战。因此，双级的压缩机大多不适合应用于乘用车辆，并且在商用车辆内由于技术的发展也使得安装空间也越来越紧缺。
技术实现思路
1、在此背景下，本专利技术的任务在于，提供一种压缩机，在该压缩机中尽可能地减少上述缺点。尤其地，本专利技术的任务在于，对上述类型的压缩机进行如下改进，即，使得可以更好地承受作用到压缩机轴上的轴向力，并且使得压缩机在此同时要求尽可能少的所需的结构空间。另外，本专利技术的任务尤其还在于，尽可能有成本效益地实现上述目标。
2、本专利技术通过如下方式解决其任务，即，本专利技术提出了一种根据权利要求1的压缩机。尤其地，本专利技术提出，在开头所述类型的压缩机中，轴向空气轴承是第一轴向空气轴承，并且此外，支承组件还具有第二轴向空气轴承，该第二轴向空气轴承在旋转轴线的方向（以下也被称为：轴向方向）上与第一轴向空气轴承间隔开地布置并且（附加于第一轴向空气轴承地）被设立成用于承受压缩机壳体与压缩机轴之间在旋转轴线的方向上的力，即轴向力。换句话说，根据本专利技术，现在第一轴向空气轴承和第二轴向空气轴承都被设置成用于提供轴向轴承功能，从而使得由压缩机轮经由压缩机轴引入的轴向力可以被两个轴向空气轴承所承受。
3、本专利技术基于如下认知，即，使用第二轴向空气轴承，使得在一方面提高轴向的承载能力（即承受轴向力的可能性）与另一方面扩展所需的结构空间之间展现出人意料的良好折中。安装附加的轴承必然强制性地需要附加的结构空间，即使这看起来与直觉相悖，但事实证明，与例如传统方案（例如通过径向结构较大的轴向空气轴承取代已知的压缩机的现有的轴向空气轴承）相比，第二轴向空气轴承附加所需的轴向结构空间可以导致明显更加合适于整个压缩机的封闭容积。同时，通过使用多个轴承，即使是在采用本身设计简单的轴承类型的情况下，也整体上实现了显著提高支承组件的轴向的承载力，从而并不一定需要动用昂贵的特殊轴承，如螺旋槽轴承。尽管如此，本专利技术即使在使用螺旋槽轴承时也仍发挥其在适度增加结构空间的情况下改善承载能力的优点。
4、由本专利技术的优选的实施方式和改进方案也得到了另外的优点，下文将对此进行描述。
5、在一个有利的改进方案中，压缩机是单级的压缩机，其中，压缩机轮布置在压缩机轴的第一端部区段处，并且其中，第二轴向空气轴承布置在压缩机轴的与第一端部区段背对的第二端部区段处。通过一侧是压缩机轮且另一侧是第二轴向空气轴承的背对的布置方式改善了旋转质量的平衡。尤其是在单级的压气机的情况下，这尤其是对于支承组件来说是一种较大的设计结构上的优势，这将产生有利于更长的使用寿命的效果。
6、在一个优选的实施方式中，支承组件具有径向支承组件。优选地，径向支承组件具有布置在第一轴向空气轴承与第二轴向空气轴承之间的一定数量的径向轴承。根据本专利技术，“一定数量”指的是1或大于1的整数的数字。
7、优选地，径向轴承布置在第一轴向空气轴承与第二轴向空气轴承之间。
8、特别优选地，支承组件具有两个径向轴承，它们例如可以被构造为径向空气轴承。通过轴向空气轴承与径向轴承的配重和间隔，可以实现有利的重量分布，并且由此也在良好的程度上提供了对轴向空气轴承的可接近性以用于维护。
9、在另外的优选的实施方式中，第一轴向空气轴承具有第一工作盘，该第一工作盘被设立成用于在第一气隙中运转，并且第二轴向空气轴承具有第二工作盘，该第二工作盘被设立成用于在第二气隙中运转。
10、为了实现尽可能多的通用件数，可以优选的是，以相同的方式制造两个轴向空气轴承，尤其是在其主要元件（箔、箔载体、工作盘）方面。由此可以提升成本效益，例如在生产成本和装配成本方面。
11、在替选的优选实施方式中，其中一个工作盘（如第一工作盘）在径向方向上被确定成尺寸是大于各另一工作盘（如第二工作盘）的。依赖于差异程度地，这将导致两个轴向空气轴承在轴向方向上的承载能力不同，这可以对轴向轴承的明确的作用方向的限定进行支持。
12、在另外的优选实施方式中，一定数量的径向轴承因此具有第一径向轴承和第二径向轴承，第一径向轴承被布置成与第一轴向空气轴承有第一轴向间距，第二径向轴承被布置成与第一径向轴承有间距并与第二轴向空气轴承有第二轴向间距，其中，第二轴向间距和第一轴向间距是不同的。
13、优选地，第二轴向间距大于第一轴向间距。
14、在压缩机轴的安置有第一轴向空气轴承的一侧上通常也布置有压缩机轮，从而使得在压缩机轴的这一侧上的旋转质量和倾斜力矩按预期地大于左侧上的旋转质量和倾斜力矩。然而，通过使第二轴向空气轴承和与之相邻的下一个径向轴承（即第二径向轴承）的间距更大，可以至少实现了部分补偿倾斜力矩。
15、尤其地，第一径向力从第一工作盘作用到径向支承组件上，并且第二径向力从第二工作盘作用到径向支承组件上。第三径向力从被布置成与第一或第二径向轴承有第三轴向间距的压缩机轮作用到径向支承组件上。由这些径向力与间距分别得出倾斜力矩，这些倾斜力矩经由压缩机轴作用到径向支承组件上。
16、优选地，第一、第二和第三间距被确定尺寸，使得所得出的倾斜力矩至少部分地且优选完全地相互抵消。
17、替选或附本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于燃料电池系统（100）的压缩机（1），尤其是用于商用车辆（300）的燃料电池系统（100）的压缩机，所述压缩机具有压缩机壳体（3）、压缩机轮（11）、与所述压缩机轮（11）作用连接的旋转式驱动的压缩机轴（5）、以及以能绕旋转轴线（A）转动的方式将所述压缩机轴（5）支承在所述压缩机壳体（3）中的支承组件（7），其中，所述支承组件（7）具有轴向空气轴承（7c），以用于承受所述压缩机壳体（3）与所述压缩机轴（5）之间的轴向力（Faxial），
2.根据权利要求1所述的压缩机（1），
3.根据权利要求1或2所述的压缩机（1），
4.根据权利要求3所述的压缩机（1），
5.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机（1），
6.根据权利要求5所述的压缩机（1），
7.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机（1），
8.根据权利要求7所述的压缩机（1），
9.根据权利要求8所述的压缩机（1），
10.根据权利要求8或9所述的压缩机（1），
11.根据权利要求5至10中任一项
12.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机（1），
13.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机，
14.用于驱动车辆（300）、尤其是商用车辆的燃料电池系统（100），所述燃料电池系统具有用于在阴极侧向燃料电池（101）供应空气的压缩机（1），
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于燃料电池系统（100）的压缩机（1），尤其是用于商用车辆（300）的燃料电池系统（100）的压缩机，所述压缩机具有压缩机壳体（3）、压缩机轮（11）、与所述压缩机轮（11）作用连接的旋转式驱动的压缩机轴（5）、以及以能绕旋转轴线（a）转动的方式将所述压缩机轴（5）支承在所述压缩机壳体（3）中的支承组件（7），其中，所述支承组件（7）具有轴向空气轴承（7c），以用于承受所述压缩机壳体（3）与所述压缩机轴（5）之间的轴向力（faxial），
2.根据权利要求1所述的压缩机（1），
3.根据权利要求1或2所述的压缩机（1），
4.根据权利要求3所述的压缩机（1），
5.根据前述权利要求中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：雅尼克·里克，
申请(专利权)人：采埃孚商用车系统全球有限公司，
类型：发明
国别省市：
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