Titel

Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem zur Förderung und/oder

Verdichtung von einem gasförmigen Medium, insbesondere Wasserstoff

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Seitenkanalverdichter für ein Brennstoff zellensystem zur Förderung und/oder Verdichtung von einem gasförmigen Me dium, insbesondere Wasserstoff, das insbesondere zur Anwendung in Fahrzeu gen mit einem Brennstoffzellenantrieb vorgesehen ist.

Im Fahrzeugbereich spielen neben flüssigen Kraftstoffen in Zukunft auch gasför mige Kraftstoffe eine zunehmende Rolle. Insbesondere bei Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb müssen Wasserstoffgasströme gesteuert werden. Die Gasströme werden hierbei nicht mehr diskontinuierlich, wie bei der Einspritzung von flüssigem Kraftstoff gesteuert, sondern es wird das Gas aus mindestens ei nem Hochdrucktank entnommen und über eine Zuströmleitung eines Mitteldruck leitungssystems an eine Ejektoreinheit geleitet. Diese Ejektoreinheit führt das Gas über eine Verbindungsleitung eines Niederdruckleitungssystems zu einer Brennstoffzelle. Nachdem das Gas durch eine Brennstoffzelle geströmt ist wird es über eine Rückführleitung zurück zur Ejektoreinheit geführt. Dabei kann der Seitenkanalverdichter zwischengeschaltet werden, der die Gasrückführung strö mungstechnisch und effizienztechnisch unterstützt. Zudem werden Seitenkanal verdichter zur Unterstützung des Strömungsaufbaus im Brennstoffzellenantrieb eingesetzt, insbesondere bei einem (Kalt)-Start des Fahrzeugs nach einer gewis sen Standzeit. Das Antreiben dieser Seitenkanalverdichter erfolgt üblicherweise über Elektromotoren, die beim Betrieb in Fahrzeugen über die Fahrzeugbatterie mit Spannung versorgt werden.

Aus der DE 2017 102 157 39 und der DE 10 2018 204 713 Al ist ein Seitenka nalverdichter für ein Brennstoffzellensystem bekannt, bei dem ein gasförmiges Medium, insbesondere Wasserstoff, gefördert und/oder verdichtet wird. Der Sei tenkanalverdichter weist dabei ein Gehäuse und einen Antrieb auf, wobei das Gehäuse ein Gehäuse-Oberteil und ein Gehäuse-Unterteil aufweist. Des Weite ren ist in dem Gehäuse ein umlaufend um eine Drehachse verlaufender Verdich terraum angeordnet, der mindestens einen umlaufenden Seitenkanal aufweist. In dem Gehäuse befindet sich ein Verdichterrad, das drehbar um die Drehachse angeordnet ist und durch den Antrieb angetrieben wird, wobei das Verdichterrad an seinem Umfang im Bereich des Verdichterraums angeordnete Schaufelblätter aufweist. Zudem weist der aus der DE 2017 102 15739 und der DE 10 2018204 713 Al bekannte Seitenkanalverdichter jeweils eine am Gehäuse ausgebildeten Gas-Einlassöffnung und eine Gas-Auslassöffnung auf, die über den Verdichter raum, insbesondere den mindestens einen Seitenkanal, fluidisch miteinander verbunden sind.

Der aus der DE 2017 102 15739 und der DE 102018204713 Al bekannte Sei tenkanalverdichter kann gewisse Nachteile aufweisen.

Der Antrieb besteht dabei aus Komponenten, die aufgrund Ihrer Materialeigen schaften durch das Anoden-Medium, insbesondere Wasserstoff, beschädigt wer den können, wenn Sie mit diesen in Kontakt kommen. Auch andere aus der Um gebung zum Antrieb vordringende Substanzen, wie Wasser oder Verschmutzung können Bauteile des Antriebs schädigen. Dabei kann es zu einer Oxidationsreak tion, zu Wasserstoffversprödung oder zu weiteren Materialschädigungen kom men. Dies kann aufgrund der Tatsache, dass der Antrieb und auch die Bauteile des Seitenkanalverdichters in der Peripherie des Antriebs sich zumindest teil weise in Bewegung, insbesondere in Rotationsbewegung, befinden zu einer Be schädigung dieser Bauteile führen. Dies kann dann wiederum zu einem Ausfall des Antriebs und/oder zu einem Ausfall des gesamten Seitenkanalverdichters führen.

Weiterhin kann der aus der DE 2017 102 15739 und der DE 102018204713 Al bekannte Seitenkanalverdichter den Nachteil aufweisen, dass bei einer Kalt startprozedur bestimmte Teile des Antriebs oder des Seitenkanalverdichters nicht schnell genug aufheizen, wodurch die Gefahr durch Beschädigung durch Eisbrü cken vorhanden ist, die die Lebensdauer des Seitenkanalverdichters und/oder des Brennstoffzellensystems reduzieren können. Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem zur Förderung und/oder Verdichtung von einem gasförmigen Medium, insbeson dere Wasserstoff, mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche bereit gestellt.

Bezugnehmend auf Anspruch 1 wird ein Seitenkanalverdichter vorgeschlagen, bei dem ein Antrieb einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der Rotor mit tels eines Kapselungs-Elements zumindest nahezu vollständig umschlossen und somit insbesondere von der Umgebung gekapselt wird. Auf diese Weise lässt sich der Vorteil erzielen, dass der Rotor gegen Kontakt mit Anoden-Medium, ins besondere Wasserstoff, oder weiterer Substanzen aus der Umgebung, wie Was ser oder Verschmutzung geschützt ist. Das Kapselungs-Element schirmt dabei den Rotor effektiv gegen den Kontakt mit dem umgebenden Medium ab, wodurch die Lebensdauer des Antriebs und somit des Seitenkanalverdichters erhöht wer den kann, und somit die Ausfallwahrscheinlich aufgrund von versagenden Bau teilen des Antriebs reduziert wird. Zudem kann die Kapselung des Antriebs und/oder des Rotors mittels des den Rotor zumindest nahezu vollständig um schließenden Kapselungs-Elements in einer kompakten Bauweise umgesetzt werden, so dass keine oder nur minimale konstruktive Änderungen an dem An trieb und/oder dem Seitenkanalverdichter vorgenommen werden müssen. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße und vorteilhafte Ausgestaltung der Er findung in einer kostengünstigen Weise umgesetzt werden.

Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Antrieb als ein radialer Innen läufer- Elektromotor ausgeführt ist, wobei der Antrieb, insbesondere der Rotor, über eine Antriebswelle mit einem Verdichterrad verbunden ist, wobei die An triebswelle, das Verdichterrad und der Rotor drehbar um eine Drehachse gela gert sind und wobei jeweils der Rotor und das Verdichterrad formschlüssig, stoff schlüssig oder kraftschlüssig mit der Antriebswelle verbunden sind. Auf diese Weise lässt sich eine kostengünstige Montage des Kapselungs-Elements ohne dass weitere oder zumindest nur geringfügige konstruktive Änderungen am An trieb und/oder am Seitenkanalverdichter notwendig sind. Dies reduziert die Mon tagekosten und somit die Fertigungskosten des Seitenkanalverdichters während die Ausfallwahrscheinlichkeit des Seitenkanalverdichters reduziert werden kann.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist der Rotor mindestens einen Permanentmagneten auf und/oder das Kapselungs-Element ist als eine Edelstahlkappe ausgeführt, die zumindest Edelstahl aufweist. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass die Ausfallwahrscheinlichkeit des Rotors und/oder des gesamten Antriebs reduziert werden kann. Dies kann derart er reicht werden, dass die, insbesondere gegenüber Wasserstoff, empfindlichen Bauteile des Montageverbundes, wie beispielsweise die weichmagnetischen Werkstoffe des Permanentmagneten, in einen innenliegenden Bereich verlagert werden, während die, insbesondere gegenüber Wasserstoff, unempfindlichen Bauteile des Montageverbundes, wie beispielsweise Edelstahl in den außenlie genden umgebenden Bereich verlagert werden. Dies bietet den Vorteil, dass die Lebensdauer des Antriebs und somit des gesamten Seitenkanalverdichters er höht werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Seitenkanalverdichters ist der Ro tor derart auf die Antriebswelle aufgebracht, dass er auf der dem Verdichterrad abgewandten Seite bündig mit dieser abschließt, wobei die Edelstahlkappe auf Ihrer dem Verdichterrad zugewandten Seite im Bereich der Antriebswelle eine Öffnung aufweist und wobei die Edelstahlkappe den auf die Antriebswelle aufge brachten Rotor vollständig umschließt, ausgenommen den Bereich der Öffnung. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass eine kompakte Bauweise des Antriebs und/oder des Seitenkanalverdichters beibehalten oder herbeigeführt werden kann.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind die Antriebswelle und die Edelstahlkappe im Bereich der Öffnung derart kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden, dass der Rotor, insbesondere der Permanentmagnet zu einem außenliegenden Bereich gekapselt ist. Auf diese Weise lässt sich der Vorteil erzielen, dass eine effiziente Kapselung der empfind lichen Bauteile und/oder Materialien des Rotors mittels der Edelstahlkappe erzielt werden kann, wobei sich der einzige Bereich der Edelstahlkappe, durch den Wasserstoff oder andere Stoffe in den innenliegenden Bereich des Rotors ein- dringen und die weichmagnetischen Werkstoffe schädigen könnten, insbeson dere der Bereich der Öffnung. Dieser Vorteil wird durch eine dauerhaft kapselnde Verbindung zwischen der Edelstahlkappe und der Antriebswelle erzielt, wodurch die Ausfallwahrscheinlichkeit des Antriebs und/oder des Seitenkanalverdichters reduziert werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des Seitenkanalverdichters ist der Antrieb als ein Axialfeld-Elektromotor ausgeführt, der den Stator und den Rotor aufweist, wobei der Stator und der Rotor scheibenförmig umlaufend um die Drehachse ausgebildet sind und wobei der Stator in Richtung der Drehachse neben dem Ro tor angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich eine kompakte und platzsparende Bauweise des Seitenkanalverdichters durch eine möglichst geringe Oberfläche im Verhältnis zum Volumen realisiert. Dies bietet den Vorteil, dass nur ein gerin ger Einbauraum beim Kunden benötigt wird, beispielsweise in einem Fahrzeug. Des Weiteren bietet die kompakte Bauweise des Seitenkanalverdichters, insbe sondere mit einer möglichst geringen Oberfläche im Verhältnis zum Volumen, den Vorteil, dass ein Auskühlen des Seitenkanalverdichters bei niedrigen Umge bungstemperaturen, insbesondere im Bereich unterhalb 0°C, langsamer erfolgt und somit das Auftreten von Eisbrückenbildung länger verzögert werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Rotor mindestens den Perma nentmagneten, eine Rotornabe und eine Fixierscheibe auf, wobei das Kapse lungs-Element die Rotornabe und/oder den Permanentmagneten zumindest na hezu vollständig umschließt und somit zu einem außenliegenden Bereich kap selt. Auf diese Weise kann eine kompakte Bauform des Antriebs erzielt werden, insbesondere bei der Ausführungsform als Axialfeld-Elektromotor. Dabei können zumindest nahezu alle Bauteile des Rotors im Bereich des Innendurchmessers des Verdichterrads angeordnet und integriert werden, inklusive der Lagerung des Verdichterrads. Des Weiteren lässt sich mittels der erfindungsgemäßen Ausfüh rung des Seitenkanalverdichters eine zuverlässige Kapselung des Rotors, insbe sondere der Rotornabe und/oder den Permanentmagneten.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Seitenkanalverdichters weist das Kapselungs-Element einen mindestens zweischichtigen Aufbau auf, wobei die erste Schicht einem elastisch verformbaren Material, insbesondere einem Elasto mer, ausgeführt ist und die zweite Schicht aus Edelstahl ausgeführt ist. Auf diese Weise kann zum einen eine verbesserte Kapselung der Rotornabe und des Per manentmagneten erzielt werden, da das elastisch verformbare Material aufgrund seiner Materialeigenschaften in jeden Bereich hineinfließen kann und/oder bes ser auf die Rotornabe und den Permanentmagneten aufgebracht werden kann aufgrund seiner Elastizität. Die zweite Schicht aus Edelstahl kann dem kapseln den Element hingegen bessere strukturelle Festigkeit geben im Gegensatz zum Elastomer. Somit lässt sich die Zuverlässigkeit des Antriebs und/oder des Seiten kanalverdichters erhöhen.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung besteht das Kapselungs-Ele ment aus mindestens einem Elastomer Dichtelement mit einer aufgepressten Edelstahlkappe. Auf diese Weise lässt sich der Vorteil erzielen, dass das mindes tens zwei Schichten aufweisende Kapselungs-Element, welches insbesondere mindestens zwei Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften aufweist, vor montiert werden kann, bevor es am Antrieb und/oder am Rotor und/oder am Ver dichterrad angebracht wird. Auf diese Weise lassen sich die Montagekosten und die benötigte Montagezeit sowie Montagefehler reduzieren. Dies bietet den Vor teil geringerer Gesamtkosten des Seitenkanalverdichters und aufgrund der redu zierten Auftretenswahrscheinlichkeit von Montagefehlers einer geringeren Aus fallwahrscheinlichkeit des Antriebs und/oder des Seitenkanalverdichters.

Gemäß einem vorteilhaften Verfahren, insbesondere zum Start oder zum Ab schalten und/oder zum Betreiben, des Seitenkanalverdichters erfolgt eine Bestro- mung des Stators eine induktive Erwärmung des Rotors und/oder des Kapse lungs-Elements bewirkt, wobei insbesondere das Kapselungs-Element, das zu mindest Edelstahl aufweist, aufgrund der Materialeigenschaften sich besondere gut induktiv erwärmen lässt. Das Material Edelstahl weist dabei eine hohe elektri sche Leitfähigkeit auf, wodurch es sich besser induktiv erwärmen lässt. Die Er wärmung tritt dabei als Effekt aufgrund einer elektrischen Beaufschlagung mittels eines Magnetfeldes, spezifischer mittels Wirbelstromverlusten, auf, da die Schicht aus Edelstahl ein elektrisch leitfähiger Körper ist. Dabei wird der Rotor bei einer kurzfristigen Bestromung der Spulen des Stators induktiv aufgewärmt, insbesondere aufgrund der entstehenden Verlustleistung, die als Wärmeenergie freigesetzt wird. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass durch die Bestromung des Stators bei einem nicht vorhandenen Drehfeld eine Erwärmung des Rotors einstellt, wobei hierzu insbesondere der Effekt der Induktion verwen- det wird. Dabei lässt sich der Rotor, der insbesondere aus einem wärmeleitfähi gen Material besteht, erwärmen, was insbesondere bei einer Kaltstartprozedur des Seitenkanalverdichters und/oder des Fahrzeugs vorteilhaft ist. Dabei er wärmt sich der Rotor und überträgt, beispielsweise aufgrund der hohen Wärme leitfähigkeit des verwendeten Materials, die Wärmeenergie auf das Verdichter rad. Dabei erfolgt der Wärmeenergieübertrag in einer Flussrichtung in den Be reich zwischen dem Verdichterrad und einem Gehäuse, in dem sich Eisbrücken ausgebildet haben. Diese Eisbrücken können bei einem Anfahren und/oder Star ten des Seitenkanalverdichters zur Beschädigung des Seitenkanalverdichters führen und/oder eine Rotation des Verdichterrads im Gehäuse durch ein Blockie ren verhindern. Weiterhin kann bei einem Anfahren des Verdichterrads ein Los brechen bewirkt werden, bei dem scharfkantige Eisstücke freigesetzt werden, die in Förderrichtung Bauteile hinter dem Seitenkanalverdichter und/oder einer Brennstoffzelle, insbesondere die Membran der Brennstoffzelle schädigen kön nen. Durch das Aufheizen des Rotors wird dabei das Verdichterrad und insbe sondere der Bereich des inneren Begrenzungsrings und des außenliegenden Ringbunds, die beide jeweils einen geringen Abstand, insbesondere ein geringes Spaltmaß, zum Gehäuse ausbilden, erwärmt. Dadurch schmelzen die Eisbrücken und die Flüssigkeit wechselt von einem festen zu einem flüssigen Aggregatzu stand und kann abgeführt werden, beispielsweise mittels eines im Brennstoffzel lensystem vorhandenen Purgeventil und/oder Ablassventil. Auf diese Weise kann die Lebensdauer des Seitenkanalverdichters und/oder des Brennstoffzellensys tems erhöht werden.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrie ben.

Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seiten kanalverdichters,

Figur 2 einen erfindungsgemäßen Teil des Seitenkanalverdichters gemäß ei nem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstel lung,

Figur 3 einen erfindungsgemäßen Teil des Seitenkanalverdichters gemäß ei nem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstel lung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Der Darstellung gemäß Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen rotationssymmet risch zu einer Drehachse 4 ausgebildeten erfindungsgemäß vorgeschlagene Sei tenkanalverdichter 1 zu entnehmen.

Der Seitenkanalverdichter 1 weist dabei ein Verdichterrad 2 auf, das insbeson dere als geschlossenes scheibenartiges Verdichterrad 2 ausgebildet ist und um die horizontal verlaufenden Drehachse 4 drehbar in einem Gehäuse 3 gelagert ist. Dabei dient ein Antrieb 6, insbesondere ein elektrischer Antrieb 6, als Dreh antrieb 6 des Verdichterrads 2. Der Antrieb 6 kann dabei gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel als ein radialer Innenläufer- Elektromotor 6 ausgeführt sein oder gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel als ein Axialfeld-Elektromotor 6 ausgeführt sein. Weiterhin kann der Antrieb 6 mehrere Kühlrippen 33 aufweisen. Das Gehäuse 3 umfasst ein Gehäuse-Oberteil 7 und ein Gehäuse-Unterteil 8, die miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Gehäuse-Teilen 7,8 kann sich ein um die Drehachse 4 umlaufendes Dichtelement befinden, welches eine Kap- selung eines Verdichterraums 30 des Seitenkanalverdichters 1 bewirkt, insbe sondere gegen Kontamination oder Feuchtigkeit von außen. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Verdichterrad 2 drehfest auf einer Antriebswelle 9 angeordnet und wird vom Gehäuse-Oberteil 7 und dem Gehäuse-Unterteil 8 um schlossen. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann das Verdichterrad 2 insbesondere mittelbar über eine Rotornabe 29 (gezeigt in Fig. 3) und mindes tens ein Lager 27 auf einem Lagerzapfen gelagert sein, der sich beispielweise im Gehäuse-Oberteil 8 befindet.

Im ersten Ausführungsbeispiel weist das Verdichterrad 2 eine innere Verdichter- rad-Nabe 10 auf, wobei die Verdichterrad-Nabe 10 eine Aussparung aufweist, durch die die Antriebswelle 9 gesteckt ist und wobei die Verdichterrad-Nabe 10 insbesondere mittels eines Pressverbands mit der Antriebswelle 9 verbunden ist. Die Verdichterrad-Nabe 10 ist zudem umlaufend auf der der Drehachse 4 abge wandten Seite durch einen Naben-Fuß 12 begrenzt. Zudem ist in diesem Ausfüh rungsbeispiel mindestens eine um die Drehachse 4 umlaufende Dichtung 23 am Außendurchmesser der Antriebswelle 9 angeordnet, insbesondere axial zur Drehachse 4 zwischen dem Naben-Fuß 12 und dem Antrieb 6 und radial zur Drehachse 4 zwischen der Antriebswelle 9 und dem Gehäuse-Oberteil 7.

Vom Naben-Fuß 12 nach außen von der Drehachse 4 weg bildet das Verdichter rad 2 eine umlaufende kreisförmige Naben-Scheibe 13 aus. Des Weiteren bildet das Verdichterrad 2 eine sich außenseitig an die Naben-Scheibe 13 anschlie ßende mindestens eine Förderzelle 28 aus. Diese mindestens eine Förderzelle 28 des Verdichterrads 2 verläuft umlaufend um die Drehachse 4 in dem umlau fenden Verdichterraum 30 des Gehäuses 3. Weiterhin ist in Fig. 1 im Bereich der Förderzelle 28 die geschnittene Kontur eines Schaufelblattes 5 zu sehen. Dieses Schaufelblatt 5 kann eine V-förmige Kontur aufweisen. Des Weiteren wird die je weilige Förderzelle 28 in Rotationsrichtung des Verdichterrads 2 von zwei Schau felblättern 5 begrenzt, wobei eine Anzahl von Schaufelblättern 5 umlaufend um die Drehachse 4 am Verdichterrad 2 radial zur Drehachse 4 angeordnet sind.

Des Weiteren weist das Gehäuse 3, insbesondere das Gehäuse-Oberteil 7 und/oder das Gehäuse-Unterteil 8, im Bereich des Verdichterraums 30 mindes tens einen umlaufenden Seitenkanal 19, 21 auf. Dabei verläuft der mindestens eine Seitenkanal 19, 21 derart im Gehäuse 3 in Richtung der Drehachse 4, dass dieser axial zur Förderzelle 28 einseitig oder beidseitig verläuft. Der mindestens eine Seitenkanal 19, 21 kann dabei zumindest in einem Teilbereich des Gehäu ses 3 umlaufend um die Drehachse 4 verlaufen, wobei in dem Teilbereich, in dem der mindestens eine Seitenkanal 19, 21 im Gehäuse 3 nicht ausgebildet ist, ein Unterbrecher-Bereich 15 im Gehäuse 3 ausgebildet ist.

In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle 9 mittels mindestens ei nes Lagers 27, bei dem es sich um Wälzlager 27 handeln kann, insbesondere um Kugellager 27, im Gehäuse 3 gelagert. Der Antrieb 6 kann mit dem Gehäuse 3 des Seitenkanalverdichters 1 verbunden sein, insbesondere mit dem Gehäuse- Oberteil 7, indem der Antrieb 6 mit mindestens einer Stirnfläche an einer Stirnflä che des Gehäuses 3 axial zur Drehachse 4 anliegt.

Weiterhin bildet das Gehäuse 3, insbesondere das Gehäuse-Unterteil 8, eine Gas-Einlassöffnung 14 und eine Gas-Auslassöffnung 16 aus. Dabei sind die Gas-Einlassöffnung 14 und die Gas-Auslassöffnung 16, insbesondere über den mindestens einen Seitenkanal 19, 21, fluidisch miteinander verbunden. Dabei er höht sich mit fortschreitendem Umlauf von der Gas-Einlassöffnung 14 zur Gas- Auslassöffnung 16 in Drehrichtung des Verdichterrads 2 die Verdichtung und/o der der Druck und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Medi ums in der Förderzelle 28, insbesondere in den Förderzellen 28 des Verdichter rads 2 und in den Seitenkanälen 19. Dabei wird das gasförmige Medium nach er folgtem Durchlauf durch die Gas-Auslassöffnung 16 des Seitenkanalverdichters 1 abgeleitet und strömt in einer Ausströmrichtung, insbesondere in Richtung einer Strahlpumpe 41 eines Brennstoffzellensystems 37, aus. Durch den Unterbrecher- Bereich 15 wird eine Trennung einer Druckseite und einer Saugseite bewirkt, wo bei sich die Saugseite im Bereich der Gas-Einlassöffnung 14 befindet und die Druckseite im Bereich der Gas-Auslassöffnung 16 befindet.

Vom Antrieb 6 wird ein Drehmoment auf das Verdichterrad 2 übertragen. Dabei wird das Verdichterrad 2 in Rotationsbewegung versetzt und die Förderzelle 28 bewegt sich in einer Rotationsbewegung umlaufend um die Drehachse 4 durch den Verdichterraum 30 im Gehäuse 3 in Richtung einer ersten Drehrichtung. Da bei wird ein schon im Verdichterraum 30 befindliches gasförmiges Medium durch die Förderzelle 28 mitbewegt und dabei gefördert und/oder verdichtet. Zudem fin det eine Bewegung des gasförmigen Mediums, insbesondere ein Strömungsaus tausch, zwischen der Förderzelle 28 und dem mindestens einen Seitenkanal 19, 21 statt. Des Weiteren ist der Seitenkanalverdichter 1 über die Gas- Einlassöff nung 14 und die Gas-Auslassöffnung 16 mit dem Brennstoffzellensystem 37 ver bunden, wobei das gasförmige Medium, bei dem es sich insbesondere um ein unverbrauchte Rezirkulationsmedium aus einer Brennstoffzelle handelt, über die Gas-Einlassöffnung 14 in den Verdichterraum 30 des Seitenkanalverdichters 1 ein und/oder wird dem Seitenkanalverdichter 1 zugeführt und/oder wird aus dem Bereich, der der Gas-Einlassöffnung 14 vorgelagert ist, angesaugt. Dabei wird das gasförmige Medium nach erfolgtem Durchlauf durch die Gas-Auslassöffnung 16 des Seitenkanalverdichters 1 abgeleitet.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Teil des Seitenkanalverdichters 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung, wobei der Antrieb 6 als ein. Dabei ist gezeigt, dass der Antrieb 6 als ein radialer Innen läufer- Elektromotor 6 ausgeführt ist und einen Stator 11 und einen Rotor 17 auf weist. Dabei wird der Rotor 17 mittels eines Kapselungs-Elements 18 zumindest nahezu vollständig umschlossen und somit insbesondere von der Umgebung ge kapselt. Der Antrieb 6, insbesondere der Rotor 17, ist dabei über die Antriebs welle 9 mit dem Verdichterrad 2 verbunden, wobei die Antriebswelle 9, das Ver dichterrad 2 und der Rotor 17 drehbar um die Drehachse 4 gelagert sind und wo bei jeweils der Rotor 17 und das Verdichterrad 2 formschlüssig, stoffschlüssig o- der kraftschlüssig mit der Antriebswelle 9 verbunden sind. In beispielhafterweise kann dabei die Antriebswelle 9 mittels zweier Lager 27, die sich jeweils beidseitig des Verdichterrads 2 befinden, gelagert ist.

Zudem ist gezeigt, dass der Rotor 17 mindestens einen Permanentmagneten 25 aufweist und/oder das Kapselungs-Element 18 als eine Edelstahlkappe 18 aus geführt ist, die zumindest Edelstahl aufweist. Dabei ist der Rotor 17 derart auf die Antriebswelle 9 aufgebracht, dass er auf der dem Verdichterrad 2 abgewandten Seite bündig mit dieser abschließt, wobei die Edelstahlkappe 18 auf Ihrer dem Verdichterrad 2 zugewandten Seite im Bereich der Antriebswelle 9 eine Öffnung

22 aufweist. Weiterhin umschließt dabei die Edelstahlkappe 18 den auf die An triebswelle 9 aufgebrachten Rotor 17 vollständig, ausgenommen den Bereich der Öffnung 22. Des Weiteren ist die Antriebswelle 9 und die Edelstahlkappe 18 im Bereich der Öffnung 22 derart kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind, dass der Rotor 17, insbesondere der Permanent magnet 25 zu einem außenliegenden Bereich gekapselt ist. In Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßer Teil des Seitenkanalverdichters 1 gemäß ei nem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Dabei ist der Antrieb 6 als ein Axialfeld-Elektromotor 6 ausgeführt ist, der den Stator 11 und den Rotor 17 aufweist, wobei der Stator 11 und der Rotor 17 schei benförmig umlaufend um die Drehachse 4 ausgebildet sind und wobei der Stator 11 in Richtung der Drehachse 4 neben dem Rotor 17 angeordnet ist. Weiterhin weist der Rotor 17 mindestens den Permanentmagneten 25, die Rotornabe 29 und eine Fixierscheibe 31 aufweist, wobei das Kapselungs-Element 18 die Ro tornabe 29 und/oder den Permanentmagneten 25 zumindest nahezu vollständig umschließt und somit zu einem außenliegenden Bereich kapselt.

Das Kapselungs-Element 18 weist dabei einen mindestens zweischichtigen Auf bau auf, wobei die erste Schicht aus einem elastisch verformbaren Material, ins besondere einem Elastomer, ausgeführt ist und die zweite Schicht aus Edelstahl ausgeführt ist. In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Kapselungs- Element 18 aus mindestens einem Elastomer Dichtelement mit einer aufgepress ten Edelstahlkappe besteht, wodurch eine vereinfachte Montage ermöglicht wird.

Die (in Fig. 1 gezeigte) Dichtung 23 kann im zweiten Ausführungsbeispiel über flüssig sein, da hier eine fluidische Trennung, insbesondere in Form einer Zwi schenwand, zwischen dem Raum des Stators 11 und dem Raum des Rotors 17, im Gehäuse 3 ausgebildet ist. Zudem wird hier auch keine Antriebswelle 9 zur Drehmomentübertragung vom Antrieb 6 auf das Verdichterrad 2 benötigt, da sich in diesem Ausführungsbeispiel der Rotor 17 als scheibenförmiges Element direkt im Verdichterrad 2 befindet.

Für jeweils das erste und das zweite Ausführungsbeispiels des Seitenkanalver dichters 1 kann mittels einer Bestromung des Stators 11 eine induktive Erwär mung des Rotors 17 und/oder des Kapselungs-Elements 18 bewirkt, wobei ins besondere das Kapselungs-Element 18, das zumindest Edelstahl aufweist, auf grund der Materialeigenschaften, insbesondere aufgrund eines hohen induktiven Widerstands, eine schnelle Erwärmung zulässt.