DE102019215473A1

DE102019215473A1 - Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem zur Förderung und/oder Verdichtung eines gasförmigen Mediums

Info

Publication number: DE102019215473A1
Application number: DE102019215473.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Kurz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Seitenkanalverdichter (1) für ein Brennstoffzellensystem (31) zur Förderung und/oder Verdichtung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, mit einem Gehäuse (3), mit einem in dem Gehäuse (3) befindlichen Verdichterrad (2), das drehbar um eine Drehachse (4) angeordnet und zumindest mittelbar durch einen Antrieb (6) angetrieben ist, wobei das Verdichterrad (2) an seinem Umfang im Bereich eines Verdichterraums (30) angeordnete Förderzellen (5) aufweist, und mit jeweils einer am Gehäuse (3) ausgebildeten Gas-Einlassöffnung (14) und einer Gas-Auslassöffnung (16), die über den Verdichterraum (30), insbesondere dem mindestens einen Seitenkanal (19, 21), fluidisch miteinander verbunden sind, wobei das Gehäuse (3) eine erste und zweite Spaltfläche (32, 34) jeweils dem Verdichterrad (2) zugewandt und radial zur Drehachse (4) verlaufend aufweist und wobei sich im Bereich der Spaltflächen (32, 34) jeweils ein erstes und zweites funktionsrelevantes Spaltmaß (36, 38) zwischen dem Gehäuse (3) und dem Verdichterrad (2) ausbildet.Erfindungsgemäß weist dabei der Seitenkanalverdichter (1) einen Förderbereich (29) und einen Abscheidebereich (25) auf, insbesondere im Gehäuse (3).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem zur Förderung und/oder Verdichtung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, das insbesondere zur Anwendung in Fahrzeugen mit einem Brennstoffzellenantrieb vorgesehen ist.
Im Fahrzeugbereich spielen neben flüssigen Kraftstoffen in Zukunft auch gasförmige 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 gasförmige Medium aus mindestens einem Hochdrucktank entnommen und über eine Zuströmleitung eines Mitteldruckleitungssystem an eine Ejektoreinheit geleitet. Diese Ejektoreinheit führt das gasförmige Medium über eine Verbindungsleitung eines Niederdruckleitungssystems zu einer Brennstoffzelle. Nachdem das gasförmige Medium durch die Brennstoffzelle geströmt ist wird es über eine Rückführleitung zurück zur Ejektoreinheit geführt. Dabei kann der Seitenkanalverdichter zwischengeschaltet werden, der die Gasrückführung strömungstechnisch und effizienztechnisch unterstützt. Zudem werden Seitenkanalverdichter zur Unterstützung des Strömungsaufbaus im Brennstoffzellenantrieb eingesetzt, insbesondere bei einem (Kalt)-Start des Fahrzeugs nach einer gewissen Standzeit. Das Antreiben dieser Seitenkanalverdichter erfolgt üblicherweise über Elektromotoren, die beim Betrieb in Fahrzeugen über die Fahrzeugbatterie mit Spannung versorgt werden.
Aus der DE 10 2014 220 891 A1 ist ein Gas-Flüssigkeitsabscheider bekannt, zum Abscheiden von einem flüssigen Bestandteil, insbesondere Wasser, von einem gasförmigen Bestandteil, insbesondere Abgas, das von der Brennstoffzelle abgegeben wird. Dieser Gas-Flüssigkeitsabscheider bildet dabei ein Gehäuse aus, in das über ein Einbringrohr Abgas zugeführt wird. In dem Gehäuse wird Wasser, das in dem Abgas enthalten ist, von dem Abgas abgeschieden. Danach wird das Abgas, das Substanzen wie Wasserstoff enthält, wobei der Wasserstoff im Folgenden als H₂ bezeichnet wird, über ein Auslassrohr zur Brennstoffzelle zurückgeführt. Weiterhin weist das Gehäuse eine Ablaufbohrung auf, über die H₂O und/oder N₂ aus dem Gehäuse zur Außenseite abgelassen wird.
Der aus der DE 10 2014 220 891 A1 bekannte Gas-Flüssigkeitsabscheider kann gewisse Nachteile aufweisen.
Der bekannte Gas-Flüssigkeitsabscheider muss als zusätzliches Bauteil in der Peripherie des Brennstoffzellensystems, insbesondere fluidisch, eingebunden werden. Damit benötigt der Gas-Flüssigkeitsabscheider, da er als zusätzliche Komponente vorliegt, ein eigenes Gehäuse und eine eigene Leitungsanbindung. Dies erhöht die Kosten des gesamten Brennstoffzellensystem. Da das Abgas von der Brennstoffzelle, das über ein Einbringrohr in das Gehäuse eingebracht wird, neben dem Bestandteil Wasser, wobei Wasser im Folgenden als H₂O bezeichnet wird, auch weitere schwere Bestandteile, insbesondere gasförmiger Stickstoff, der im Folgenden als N₂ bezeichnet wird, enthält, wird dieser neben dem H₂ wieder aus dem Gehäuse, beispielsweise über das Auslassrohr, wieder in die Brennstoffzelle gefördert. Dadurch weist der Gas-Flüssigkeitsabscheider den Nachteil auf, dass nicht nur nahezu reines H₂ zurück in die Brennstoffzelle gefördert wird, sondern auch andere schwere Bestandteile, wie beispielsweise N₂. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle und somit des Brennstoffzellensystems reduziert.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Seitenkanalverdichter für ein Brennstoffzellensystem zur Förderung und/oder Verdichtung von einem gasförmigen Medium, insbesondere Wasserstoff, mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche bereitgestellt.
Bezugnehmend auf Anspruch 1 weist der Seitenkanalverdichter einen Förderbereich und einen Abscheidebereich, insbesondere einen Gas-Flüssigkeitsabscheider, auf, wobei diese insbesondere in einem Gehäuse angeordnet sind. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass der Abscheidebereich zum Abscheiden der schweren Bestandteile, wie H₂O und/oder N₂, nicht außerhalb des Gehäuses des Seitenkanalverdichters im Brennstoffzellensystem angeordnet werden muss, sondern das der Abscheidebereich in das Gehäuse des Seitenkanalverdichters integriert werden kann. Somit wird kein zusätzliches Gehäuse und keine zusätzliche Verrohrung für den Abscheidebereich außerhalb des Gehäuses des Seitenkanalverdichters benötigt. Dadurch lässt sich eine Kostenersparnis erzielen, da die Materialkosten und/oder die Fertigungskosten für das separate Abscheidebereich-Gehäuse eingespart werden können. Weiterhin bietet eine Integration des Abscheidebereichs in das Gehäuse des Seitenkanalverdichters den Vorteil, dass die Komponenten Seitenkanalverdichter und/oder Abscheidebereich und/oder das gesamte Brennstoffzellensystem weniger Bauraum, insbesondere weniger Bauraum im Fahrzeug, benötigen, da zum einen der Platzbedarf des separaten Abscheidebereichs nicht mehr benötigt wird und/oder das die Zu- und Ableitungen zur fluidischen Anbindung des Abscheidebereich obsolet werden, insbesondere wenn der Abscheidebereich direkt an den internen Strömungsleitungen des Seitenkanalverdichters platziert wird. Dadurch werden die Strömungswiderstände innerhalb der des Seitenkanalverdichters und/oder des Abscheidebereich und/oder des gesamten Brennstoffzellensystem reduziert, wodurch sich der Wirkungsgrad erhöhen und/oder Betriebskosten reduzieren lassen. Darüber hinaus lassen sich die Montage- und Materialkosten der nicht mehr benötigten Zu- und Ableitungen und des separaten Gehäuses einsparen.
Weiterhin lässt sich durch die Integration des Abscheidebereichs in das Gehäuse des Seitenkanalverdichters der Vorteil erzielen, das die Kaltstarteigenschaften des Seitenkanalverdichters und/oder des gesamten Brennstoffzellensystems verbessert werden können. Da der Abscheidebereich nun in das Gehäuse des Seitenkanalverdichter integriert ist, ist dieser besser gegen kalte Temperaturen geschützt, wobei bei kalten Temperaturen die Gefahr besteht, dass flüssiges H₂O, welches sich im Abscheidebereichs gesammelt hat, gefriert und dadurch den Abscheidebereich schädigt und/oder bei einem Kaltstartvorgang einer Brennstoffzelle und/oder des Fahrzeugs Eisstücke, die durch die einsetzende Strömung im Brennstoffzellensystem mitgefördert werden, weitere Komponenten des Brennstoffzellensystems und/oder die Brennstoffzelle selber schädigen. Somit kann die Ausfallwahrscheinlichkeit des Seitenkanalverdichters und/oder des Abscheidebereichs und/oder des gesamte Brennstoffzellensystem reduziert werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Seitenkanalverdichters möglich. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gehäuse mehrteilig ausgebildet und weist zumindest ein Gehäuse-Oberteil, ein Gehäuse-Unterteil und ein Zentrifugal-Gehäuse auf. Dabei weisen das Gehäuse-Oberteil und das Gehäuse-Unterteil den Förderbereich auf und das Zentrifugal-Gehäuse weist den Abscheidebereich auf. Auf diese Weise können die Herstellungskosten und/oder Montagekosten für das Gehäuse reduziert werden, da ein einfaches metallisches Stangenmaterial oder einfache Drehteile verwendet werden, wodurch teuren Metallguss-Verfahren obsolet werden. Zudem kann die Montage vereinfacht werden, da sich durch die Mehrteiligkeit des Gehäuses das Gehäuse-Oberteil, das Gehäuse-Unterteil und das Zentrifugal-Gehäuse mittels nur eines Monateschritts und/oder Mittels verbinden lassen, beispielsweise mittels einer durchgehenden Verschraubung oder eine Klammer, die in Richtung der Drehachse eine Montagekraft ausübt. Des Weiteren lassen sich somit die Herstellkosten des gesamten Seitenkanalverdichters und/oder das Gewicht des gesamten Seitenkanalverdichters reduzieren, ohne die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Seitenkanalverdichters nachteilig zu beeinflussen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Seitenkanalverdichter eine Zentrifuge im Abscheidebereich auf. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass die Bestandteile H₂O und N₂ nahezu vollständig vom gasförmigen Medium, insbesondere vom H₂, abgeschieden werden können. Zudem erfolgt der Abscheideprozess schon innerhalb des Seitenkanalverdichters, der zudem unmittelbar hinter dem Ausgang der Brennstoffzelle angeordnet sein kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die schweren Bestandteile H₂O und N₂ möglichst frühzeitig vom gasförmigen Medium im Seitenkanalverdichter abgeschieden werden können und aus dem Brennstoffzellensystem herausgeleitet werden können, bevor das gasförmige Medium in den Verdichterbereich eintritt. Somit müssen die schweren Bestandteile nur über eine möglichst geringe Strecke des Brennstoffzellenkreislaufs mitgefördert werden, wodurch Strömungsverluste und/oder Wirkungsgradverluste verringert werden können. Somit lässt sich der Wirkungsgrad und/oder die Leistung der Brennstoffzelle erhöhen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Seitenkanalverdichters sind eine Gas-Einlassöffnung und eine Gas-Auslassöffnung über den Abscheidebereich und den Förderbereich, insbesondere das Zentrifugal-Gehäuse und/oder das Gehäuse-Oberteil und/oder das Gehäuse-Unterteil fluidisch miteinander verbunden. Dabei ist der Abscheidebereich mittels einer Zuführung mit dem Förderbereich, insbesondere einem jeweiligen Seitenkanal, verbunden ist. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass das gasförmige Medium nur einen möglichst kurzen Weg von der Gas-Einlassöffnung zur Gas-Auslassöffnung durch den Seitenkanalverdichter zurücklegen muss, während zusätzlich zur Förderwirkung des H₂ ein Abscheiden der schweren Bestandteile im Gehäuse des Seitenkanalverdichters vollzogen werden kann. Zudem können durch die direkte Anbindung des Förderbereichs an den Verdichterbereich mittels der Zuführung Strömungsverluste im gasförmigen Medium aufgrund einer Reibung mit langen Verbindungsleitungen zwischen den beiden Bereichen, beispielsweise bei einer externen Verrohrung, verringert werden. Dadurch lässt sich zum einen der Vorteil erzielen, dass sich der Wirkungsgrad des Seitenkanalverdichters verbessern lässt und die Fördermenge des in der Brennstoffzelle zur Energieerzeugung benötigten H₂ erhöhen lässt, wodurch sich der Wirkungsgrad und/oder die Leistung der Brennstoffzelle verbessert. Zum anderen kann das Eindringen von H₂O in den Förderbereich des Seitenkanalverdichters verhindert oder zumindest verringert werden. Das in den Seitenkanalverdichter eindringende H₂O kann zur Schädigung der beweglichen Bauteile und/oder der nicht-korrosionsbeständigen Bauteile und/oder der elektrischen Bauteile des Seitenkanalverdichters führen. Bei einer Beschädigung der Bauteile des Seitenkanalverdichters durch eindringendes H₂O bei der ein elektrischer Kurzschluss auftritt kann wiederum das gesamte Brennstoffzellensystem geschädigt werden. Somit kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung und Integration des Abscheidebereichs die Lebensdauer des Seitenkanalverdichters und/oder des gesamten Brennstoffzellensystems gesteigert werden. Weiterhin kann die Möglichkeit eines Ausfalls des gesamten Brennstoffzellensystems reduziert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Seitenkanalverdichter eine entlang der Drehachse verlaufenden Antriebswelle auf, wobei die Zentrifuge und ein Verdichterrad auf der Antriebswelle angeordnet sind, wobei insbesondere die Antriebswelle und somit die Zentrifuge und das Verdichterrad zugleich von einem Antrieb angetrieben werden. Zudem kann der Seitenkanalverdichter in einer alternativen Ausführungsform einen entlang der Drehachse verlaufenden Mitnahme-Flansch aufweisen, der entlang der Drehachse eine innere Bohrung aufweist, wobei die Zentrifuge und das Verdichterrad auf dem Mitnahme-Flansch, insbesondere einem zylindrischen Ansatz, angeordnet sind, wobei insbesondere der Mitnahme-Flansch und somit die Zentrifuge und das Verdichterrad zugleich vom Antrieb angetrieben werden. Auf diese Weise können unter der Verwendung nur eines Antriebs beide Bauteile, das Verdichterrad und die Zentrifuge, über die Antriebswelle oder den Mitnahme-Flansch angetrieben werden wodurch der Seitenkanalverdichter mittels des Antriebs beide Funktionen ausführen kann, die Förderfunktion und die Abscheidefunktion. Dies führt zu einer Verringerung der Herstellkosten und/oder Wartungskosten, da weniger Bauteile zum Abbilden der beiden Funktionen benötigt werden. Zudem können die Betriebskosten reduziert werden, da mittels des einen Antriebs beide Funktionen realisiert werden und somit die eingesetzte elektrische Energie zum Betreiben verringert werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Seitenkanalverdichters ist der Antrieb als ein Axialfeld-Elektromotor ausgeführt, der einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der scheibenförmig um die Drehachse umlaufende Rotor, als ein Permanentmagnet ausgeführt ist, der in Richtung der Drehachse mit der Antriebswelle oder dem Mitnahme-Flansch in Kontakt steht und/oder mit dem Mitnahme-Flansch verbunden ist, insbesondere mittels einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder einer stoffschlüssigen Verbindung. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass der Antrieb als eine in Richtung der Drehachse schmale Komponente umgesetzt werden kann, die aufgrund Ihres Durchmessers zwar viel Bauraum radial zur Drehachse benötigt, jedoch axial zur Drehachse schmal ausgeführt ist und somit axial zur Drehachse wenig Bauraum benötigt. Die anderen Komponenten des Seitenkanalverdichters, insbesondere das Gehäuse und das Verdichterrad, sind auch schmal ausgebildet, sind gleichartig als in Richtung der Drehachse schmale Komponenten umgesetzt, die aufgrund Ihrer Durchmesser zwar viel Bauraum radial zur Drehachse benötigen, jedoch axial zur Drehachse schmal ausgeführt sind und somit axial zur Drehachse wenig Bauraum benötigen. Bei einer Kombination des Antriebs mit den weiteren Komponenten des Seitenkanalverdichters, insbesondere dem Gehäuse und dem Verdichterrad und der Zentrifuge, werden somit Komponenten mit gleichartige Bauraumausprägungen kombiniert, wodurch sich einen kompakte und platzsparende Bauweise des gesamten Seitenkanalverdichters erzielen lässt. Dabei ist die kompakte und platzsparende Bauweise des Seitenkanalverdichters durch eine möglichst geringe Oberfläche im Verhältnis zum Volumen realisiert. Dies bietet den Vorteil, dass nur ein geringer Einbauraum beim Kunden benötigt wird, beispielsweise in einem Fahrzeug. Des Weiteren bietet die kompakte Bauweise des Seitenkanalverdichters, insbesondere mit einer möglichst geringen Oberfläche im Verhältnis zum Volumen, den Vorteil, dass ein Auskühlen des Seitenkanalverdichter bei niedrigen Umgebungstemperaturen, insbesondere im Bereich unterhalb 0°C, langsamer erfolgt und somit das Auftreten von Eisbrückenbildung länger verzögert werden kann.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung wird die Zentrifuge zumindest nahezu vollständig aus Kunststoff hergestellt. Auf diese Weise können die Herstellkosten der Zentrifuge reduziert werden, wobei im Folgenden die verringerten Kosten während der Phasen des Herstellprozesses erläutert werden. Die Materialkosten, insbesondere die Rohmaterialkosten, für die Zentrifuge, die zumindest nahezu vollständig aus Kunststoff hergestellt ist, sind geringer als die Materialkosten, insbesondere die Rohmaterialkosten der Zentrifuge aus einem Gussmaterial, insbesondere einem Metallguss-Material. Des Weiteren muss bei der Ausformung einer Zentrifuge aus Kunststoff, beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens, weniger Energie, insbesondere elektrische Energie, aufgewendet werden, als bei der Ausformung, insbesondere mittels eines metallischen Gießverfahrens. Weiterhin sind die Kosten für die Nachbearbeitung der Zentrifuge, bei dem als Werkstoff Kunststoff verwendet wird, geringer im Vergleich zu einer Zentrifuge aus Gussmaterial, insbesondere aufgrund der Materialhärte und dem daraus resultierenden Werkzeugverschleiss und einer für die Zentrifuge nachteiligen Temperaturentwicklung bei der Nachbearbeitung. Weiterhin lassen sich bei der Verwendung von Kunststoff für die Zentrifuge komplexe Geometrien einer inneren Zentrifugen-Geometrie realisieren, die die Förderwirkung des Seitenkanalverdichters verbessern und den Wirkungsgrad erhöhen können. Dabei kann auch eine additive Fertigung der Zentrifuge, wie beispielsweise ein 3D-Druckverfahren zum Einsatz kommen. Auf diese Weise kann durch die Verwendung von Kunststoff anstelle von beispielsweise einem Gussmaterial zum einen die Herstellkosten und zudem das Gesamtgewicht und/oder die Gesamtmasse der Zentrifuge reduziert werden. Folglich weist die Zentrifuge somit geringeres Massenträgheitsmoment insbesondere bei einer Rotationsbewegung auf. Zum einen ergibt sich damit der Vorteil, dass die Zentrifuge eine verbesserte Rotationsdynamik und ein schnelleres Ansprechverhalten beim Beschleunigen und/oder Abbremsen in die und/oder aus der Rotationsbewegung aufweist, wobei sich somit die gewünschte Drehzahländerung schneller erreichen lässt. Somit kann ein gewünschter Betriebszustand des Anodenkreislaufs und somit der gesamten Brennstoffzelle schneller herbeigeführt werden. Zum anderen lässt sich der Vorteil erzielen, dass die benötige Energie, insbesondere die elektrische Energie, für den Antrieb des Seitenkanalverdichters reduziert werden kann, da es für eine Beschleunigung und/oder Abbremsung der Zentrifuge aufgrund des geringeren Massenträgheitsmomentes weniger Energie, insbesondere elektrische Energie, aufgewendet werden muss. Auf diese Weise lassen sich die gesamten Betriebskosten und/oder die Herstellkosten des Brennstoffzellensystems reduzieren.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Seitenkanalverdichters befindet sich ein drittes funktionsrelevantes Spaltmaß zwischen einer ersten projizierten Kontur des Zentrifugal-Gehäuses und einer zweiten projizierten Kontur der Zentrifuge. Dabei weist die Zentrifuge der inneren Zentrifugen-Geometrie auf, die derart ausgestaltete Leitschaufeln aufweist, dass die schweren Bestandteile des gasförmigen Mediums, insbesondere H₂O und/oder N₂, mittels des Zentrifugalprinzips bei einer Rotation der Zentrifuge vom gasförmigen Medium abgeschieden und in Richtung der ersten projizierten Kontur gelenkt werden. Auf diese Weise lässt sich eine effiziente und zumindest nahezu vollständige Abscheidung der schweren Bestandteile und Herausleitung aus der Zentrifugen-Geometrie erzielen, wobei zumindest nahezu kein H₂ im Abscheidebereich für die spätere Wiederverwendung in der Brennstoffzelle verloren geht. Somit lassen sich die Betriebskosten und der Wirkungsgrad des Brennstoffzellensystems steigern.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird der Stator zumindest teilweise von einem topfförmigen Dichtelement umschlossen. Dabei ist das topfförmige Dichtelement insbesondere als eine Kunststoffumspritzung des Stators ausgeführt, wobei das Dichtelement eine Kapselung der elektrischen Komponenten des Seitenkanalverdichters, insbesondere des Stators, vom Medium eines Verdichterraums, insbesondere Wasserstoff, bewirkt. Auf diese Weise lässt sich der Vorteil erzielen, dass der Bereich des Stators, der elektrische Leitungen und Spulen aufweist und der somit besonders anfällig gegen eindringende Feuchtigkeit ist, gekapselt werden kann. Dabei erfolgt die Kapselung durch den Einsatz des topfförmigen Dichtelements derart, so dass ein Kurzschluss durch Flüssigkeitseintrag vermieden werden kann, da sich alle elektrischen Bauteile, wie beispielsweise eine Magnetspule, innerhalb des gekapselten Raums befinden und somit gegen Flüssigkeit geschützt sind.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des Seitenkanalverdichters verläuft eine Wirkrichtung der Schwerkraft und/oder einer Ablaufbohrung zumindest nahezu parallel zur Drehachse, wobei das Zentrifugal-Gehäuse ein trichterförmiges Reservoir auf der dem Antrieb abgewandten der Zentrifuge aufweist, insbesondere zwischen der Zentrifuge und der Ablaufbohrung, wobei sich die Ablaufbohrung zumindest nahezu am niedrigsten geodätischen Punkt des Reservoirs befindet. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass sich die Gravitationskraft nutzen lässt, um die schweren Bestandteile, wie H₂O und/oder N₂, aus dem Reservoir und/oder dem Abscheidebereich des Sammelbehälters abzuleiten. Dabei kann auch bei einem reduzierten Druckniveau im Reservoir im Vergleich zum Förderbereich und einem entsprechenden Druckgefälle zusätzlich für ein Abführen der schweren Bestandteile über die Ablaufbohrung gesorgt werden. Zudem ist es möglich, dass das Reservoir im Zentrifugal-Gehäuse bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Ablaufbohrung zumindest nahezu vollständig geleert werden kann und somit die schweren Bestandteile mittels der in einer niedrigen geodätischen Höhe angeordneten Ablaufbohrung nahezu vollständig abgeleitet werden können. Somit lässt sich der Abscheidegrad der nicht erwünschten schweren Bestandteile verbessern, wodurch sich der Wirkungsgrad des Seitenkanalverdichters und/oder des Brennstoffzellensystems verbessern lässt.
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.
Figurenliste
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:

1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Der Darstellung gemäß 1 ist eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zu entnehmen.
Dabei ist in 1 gezeigt, dass der Seitenkanalverdichter 1 ein Gehäuse 3 aufweist, wobei sich in dem Gehäuse 3 ein Verdichterrad 2 und eine Zentrifuge 52 befinden, die drehbar um eine Drehachse 4 angeordnet und zumindest mittelbar durch einen Antrieb 6 angetrieben sind. Dabei weist das Verdichterrad 2 an seinem Umfang im Bereich eines Verdichterraums 30 angeordnete Förderzellen 5 auf. Des Weiteren weist der Seitenkanalverdichter 1 einen Förderbereich 29 und einen Abscheidebereich 25, insbesondere im Gehäuse 3, auf.
Zudem ist der Seitenkanalverdichter 1 mittels einer Gas-Einlassöffnung 14 und/oder einer Gas-Auslassöffnung 16 mit einem Brennstoffzellensystem 31 verbunden, wobei der Seitenkanalverdichter 1 insbesondere als Komponente eines Anodenkreislaufs des Brennstoffzellensystems 31 eingesetzt wird. Ein erster Seitenkanal 19 und/oder ein zweiter Seitenkanal 21 verlaufen derart im Gehäuse 3 in Richtung der Drehachse 4, dass diese axial zur Förderzelle 5 beidseitig verlaufen. Die Seitenkanäle 19, 21 können dabei zumindest in einem Teilbereich des Gehäuses 3 umlaufend um die Drehachse 4 verlaufen.
Das Gehäuse 3 des Seitenkanalverdichters 1 ist darüber hinaus mehrteilig ausgebildet und weist zumindest ein Gehäuse-Oberteil 7, ein Gehäuse-Unterteil 8 und ein Zentrifugal-Gehäuse 10 aufweist, die beispielsweise in Richtung der Drehachse 4 nebeneinander angeordnet sein können, wobei das Gehäuse-Oberteil 7 und das ein Gehäuse-Unterteil 8 den Förderbereich 29 aufweisen und das Zentrifugal-Gehäuse 10 den Abscheidebereich 25 aufweist. Der Seitenkanalverdichter 1 weist zudem die Zentrifuge 52 im Abscheidebereich 25 auf. Diese Zentrifuge 52 kann dabei kegelstumpfförmig umlaufend um die Drehachse 4 verlaufen. Dabei sind die Gas-Einlassöffnung 14 und die Gas-Auslassöffnung 16 über den Abscheidebereich 25 und den Förderbereich 29, insbesondere das Zentrifugal-Gehäuse 10 und/oder das Gehäuse-Oberteil 7 und/oder das Gehäuse-Unterteil 8 fluidisch miteinander verbunden, wobei der Abscheidebereich 25 mittels einer Zuführung 41 mit dem Förderbereich 29, insbesondere dem jeweiligen Seitenkanal 19, 21 verbunden ist. Das gasförmige Medium strömt dabei in einer Strömungsrichtung 15a über die Gas-Einlassöffnung 14 in den Abscheidebereich 25 des Seitenkanalverdichters 1 ein, durchströmt daraufhin eine innere Zentrifugen-Geometrie 54 und strömt von dort über die Zuführung 41 in Strömungsrichtung 15b weiter in den Förderbereich 29, insbesondere den zweiten Seitenkanal 21. Dabei wird das gasförmige Medium aufgrund des rotierenden Verdichterrads 2 verdichtet und/oder beschleunigt und verlässt schlussendlich den Seitenkanalverdichter 1 über die Gas-Auslassöffnung 16 zum Brennstoffzellensystem 31. Gleichzeitig dient das Gehäuse-Unterteil 8 auch zur fluidischen Trennung der beiden Bereiche 25, 29, wobei sich insbesondere zumindest eine Dichtung zwischen dem Zentrifugal-Gehäuse 10 und dem Gehäuse-Unterteil 8 befindet.
Weiterhin ist in 1 gezeigt, dass der Seitenkanalverdichter 1 eine entlang der und rotationssymmetrisch zur Drehachse 4 verlaufende Antriebswelle 18 aufweist, wobei die Zentrifuge 52 und das Verdichterrad 2 auf der Antriebswelle 18 angeordnet sind, wobei die Antriebswelle 18 und die Zentrifuge 52 und das Verdichterrad 2 zugleich vom Antrieb 6 angetrieben werden. Die Antriebswelle 18 ist dabei mittels zumindest eines Lagers 27, 47 im Gehäuse 3 gelagert, insbesondere in einer Bohrung 43 des Gehäuse-Unterteils 8. Dabei sind das Verdichterrad 2 und/oder die Zentrifuge 52 mittels einer kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit der Antriebswelle 18 verbunden. Der Antrieb 6 kann dabei als ein Axialfeld-Elektromotor 6 ausgeführt sein, der einen Stator 11 und einen Rotor 17 aufweist, wobei der scheibenförmig um die Drehachse 4 umlaufende Rotor 17, als ein Permanentmagnet 17 ausgeführt ist, der in Richtung der Drehachse 4 mit der Antriebswelle 18 in Kontakt steht und/oder mit einem (in 2 gezeigten) Mitnahme-Flansch 20 verbunden ist, insbesondere mittels einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder einer stoffschlüssigen Verbindung. Die Zentrifuge 52 ist dabei zumindest nahezu vollständig aus Kunststoff hergestellt. Dabei wird der Rotor 17 entweder nur bei einer Bestromung des Stators 11 in Richtung der Drehachse 4, insbesondere mittels einer Axialkraft 9, bewegt. Alternativ kann auch eine dauerhafte und permanente Axialkraft 9 auf den Rotor 17 wirken, insbesondere auch bei einer abgeschalteten Bestromung des Stators 11, insbesondere mittels einer Magnetkraft. Dabei wird zumindest ein Lager 27, 47 mit einer axialen Vorspannung beaufschlagt, wodurch das jeweilige Rillenkugellager 27, 47 als Axiallager und/oder als Radiallager dient. Dabei kann der Vorteil erzielt werden, dass nur ein Lager 27, 47 verwendet werden muss, dass beide Funktionen des Axiallagers und des Radiallagers abdeckt. Aufgrund des zumindest nahezu identischen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Komponenten des Gehäuses 3 und der Antriebswelle 18 und/oder des Mitnahme-Flansches 20 kann entweder das erste Lager 27 oder das zweite Lager 47 als Festlager bestimmt werden, um der auf den Mitnahmeflansch 20, insbesondere über den Rotor 17, wirkenden Axialkraft 9 entgegenzuwirken, so dass sich das Verdichterrad 2 nicht in Richtung der Drehachse 4 bewegen kann. Das Verdichterrad 2, das zusätzliche zu den Förderzellen 5 im Bereich seines inneren Durchmessers eine Nabenscheibe 23 aufweist, wobei die Nabenscheibe 23 formschlüssig in Richtung der Drehachse 4 zwischen einer Fixierscheibe 13 und dem Mitnahme-Flansch 20 fixiert ist, wobei die Antriebswelle 18 mit einer dritten Stirnfläche 46 mit der Nabenscheibe 23 in Kontakt steht.
Zudem ist in 1 gezeigt, dass sich ein drittes funktionsrelevantes Spaltmaß 48 zwischen einer ersten projizierten Kontur 24 des Zentrifugal-Gehäuses 10 und einer zweiten projizierten Kontur 26 der Zentrifuge 52 befindet, wobei die Zentrifuge 52 die innere Zentrifugen-Geometrie 54 aufweist, die derart ausgestaltete Leitschaufeln aufweist, dass die schweren Bestandteile des gasförmigen Mediums, insbesondere H₂O und/oder N₂, mittels des Zentrifugalprinzips bei einer Rotation der Zentrifuge 52 vom gasförmigen Medium abgeschieden und in Richtung der ersten projizierten Kontur 24 gelenkt werden. Das Wirkprinzip wird dabei mittels der Ausformung der Zentrifugen-Geometrie 54 und der Rotationsgeschwindigkeit der Zentrifuge 52 wie folgt verstärkt: Je schneller sich die Zentrifuge 52 um die Drehachse 4 dreht, desto höhere Fliehkräfte werden auf das gasförmige Medium ausgeübt, wobei die schweren Bestandteile, wie H₂O und N₂, mittels der inneren Zentrifugen-Geometrie 54 aus der Zentrifuge 52 herausgelenkt werden, insbesondere zur ersten projizierten Kontur 24. Der leichtere Bestandteil des gasförmigen Mediums, wie beispielsweise H₂, kann jedoch aufgrund der geringeren Maße innerhalb der inneren Zentrifugen-Geometrie 54 verbleiben und wird nur geringfügig ausgelenkt. Nachdem das H₂ die Zentrifuge 52 und/oder die Zentrifugen-Geometrie 54 in der Strömungsrichtung 15 durchströmt hat, gelangt es über die Zuführung 41 in den Förderbereich 29 des Seitenkanalverdichters 1, insbesondere einen jeweiligen Seitenkanals 19, 21, wobei die schweren Bestandteile zumindest nahezu vollständig abgespalten sind. Durch die Rotation der Zentrifuge 52 und der Ausgestaltung derer einzelnen Leitschaufeln werden somit Teilchen mit erhöhter Dichte, beispielsweise Wassertröpfchen nach außen gegen die erste projizierte Kontur 24 des Zentrifugal-Gehäuses 10 geschleudert und somit dem gasförmigen Medium entzogen. Die im Abscheidebereich 25 an der ersten projizierten Kontur 24 angesammelten Wassertröpfchen rinnen innerhalb der ersten projizierten Kontur 24 aufgrund der Gravitationskraft zum geodätisch tiefsten Punkt und können über die Ablaufbohrung 49 aus dem Seitenkanalverdichter 1 und somit dem Brennstoffzellensystem 31 abgeleitet werden.
1 zeigt darüber hinaus, dass der Stator 11 zumindest teilweise von einem topfförmigen Dichtelement 28 umschlossen wird, wobei das topfförmige Dichtelement 28 insbesondere als eine Kunststoffumspritzung 28 des Stators 11 ausgeführt ist, und wobei das Dichtelement 28 eine Kapselung der elektrischen Komponenten des Seitenkanalverdichters 1, insbesondere des Stators 11, vom Medium des Verdichterraums 30, insbesondere Wasserstoff, bewirkt. Das Gehäuse-Oberteil 7 weist zudem eine erste Spaltfläche 32, und das Gehäuse-Oberteil 7 weist eine zweite Spaltfläche 34 auf, die jeweils dem Verdichterrad 2 zugewandt sind und die radial zur Drehachse 4 verlaufen. Dabei ist im Bereich der Spaltflächen 32, 34 jeweils ein erstes und zweites funktionsrelevantes Spaltmaß 36, 38 ausgebildet, insbesondere zwischen dem Gehäuse 3 und dem Verdichterrad 2. Das Verdichterrad 2 ist dabei mit einer ersten Stirnfläche 40 der ersten Spaltfläche 32 zugewandt und mit einer zweiten Stirnfläche 42 der zweiten Spaltfläche 34 zugewandt. Im Bereich der Förderzelle 5 und/oder des Verdichterraums 30 weist das Verdichterrad 2 eine Gesamt-Breite 45 auf.
Zudem ist in 1 gezeigt, dass der Seitenkanalverdichter 1 einen Stator-Raum 35 und einem Rotor-Raum 33 aufweist, wobei in diesen Räumen 33, 35 zumindest teilweise die Bauteile des Antriebs 6 angeordnet sind. Ein Statorgehäuse 39 ist dabei am Gehäuse-Oberteil 7 angebracht ist. Das Statorgehäuse 39 bewirkt eine fluidische Kapselung des Stator-Raums 35 und/oder des Antriebs 6, wobei sich der Stator-Raum 35 in Richtung der Drehachse 4 vorzugsweise zumindest teilweise im Gehäuse-Oberteil 7 befindet. Eine der Drehachse 4 abgewandter Außendurchmesser-Oberfläche steht dabei mit der der Drehachse 4 zugewandten Innendurchmesser-Oberfläche des Statorgehäuses 39 in Kontakt.
In 2 ist der Seitenkanalverdichter 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Seitenkanalverdichter 1 weist dabei den entlang der Drehachse 4 verlaufenden Mitnahme-Flansch 20 auf, der entlang der Drehachse 4 eine innere Bohrung 37 aufweist. Dabei sind die Zentrifuge 52 und das Verdichterrad 2 auf dem Mitnahme-Flansch 20 angeordnet sind, wobei insbesondere der Mitnahme-Flansch 20 und somit die Zentrifuge 52 und das Verdichterrad 2 zugleich vom Antrieb 6 angetrieben werden.
Des Weiteren ist in 2 gezeigt, dass das Zentrifugal-Gehäuse 10 einen zylindrischen Lagerzapfen 12 aufweist, wobei der Lagerzapfen 12 derart in Richtung der Drehachse 4 verläuft, dass seine Mantelfläche umlaufend um die Drehachse 4 verläuft und wobei das erste Lager 27 und/oder das zweite Lager 47 radial zur Drehachse 4 mit der Mantelfläche des Lagerzapfens 12 in Kontakt stehen. Dabei steht eine Lageraußenschale mit dem metallischen Bauteil Mitnahme-Flansch 20 des Seitenkanalverdichters 1 in Anlage und/oder ist mittels einer kraftschlüssigen Verbindung mit diesem verbunden. Des Weiteren steht eine Lagerinnenschale mit dem metallischen Bauteil Zentrifugal-Gehäuse 10, insbesondere dem Lagerzapfen 12, des Seitenkanalverdichters 1 in Anlage und/oder ist mittels einer kraftschlüssigen Verbindung mit diesem verbunden. Weiterhin kann die Nabenscheibe 23 mit ihrem der Drehachse 4 zugewandten Innendurchmesser mit einem Außendurchmesser des Mitnahme-Flansches 20 in Anlage stehen, insbesondere mit dessen Außendurchmesser. Eine Befestigung der Nabenscheibe 23 und/oder des Verdichterrad 2 am Mitnahme-Flansch 20 kann dabei beispielsweise mittels einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung erzielt werden. Dabei wird die Nabenscheibe 23 formschlüssig zwischen der Fixierscheibe 13 und dem Mitnahme-Flansch 20 fixiert. Zudem können das Verdichterrad 2 und/oder die Zentrifuge 52 mittels einer kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung mit dem Mitnahme-Flansch 20 verbunden sein.
Des Weiteren ist in 2 gezeigt, dass der Antrieb 6 als ein Axialfeld-Elektromotor 6 ausgeführt ist, der den Stator 11 und den Rotor 17 aufweist, wobei der scheibenförmig um die Drehachse 4 umlaufende Rotor 17, als ein Permanentmagnet 17 ausgeführt ist, der in Richtung der Drehachse 4 mit dem Mitnahme-Flansch 20 in Kontakt steht und/oder mit dem Mitnahme-Flansch 20 verbunden ist, insbesondere mittels einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder einer stoffschlüssigen Verbindung.
In dem in 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel des Seitenkanalverdichters 1 befindet sich die Gas-Einlassöffnung 14 außermittig und somit versetzt zur Drehachse 4, wobei die Zuführung 41 des gasförmigen Medium vom Abscheidebereich 25 zum Förderbereich 29, insbesondere den Seitenkanal 21 des Förderbereichs 29 dabei rechtwinklig und/oder orthogonal umgesetzt wird.
In 3 ist der Seitenkanalverdichter 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Seitenkanalverdichter 1 ist dabei derart ausgeführt und im Fahrzeug zu montieren, dass eine Wirkrichtung der Schwerkraft 53 und/oder die Ablaufbohrung 49 zumindest nahezu parallel zur Drehachse 4 verlaufen, wobei das Zentrifugal-Gehäuse 10 ein trichterförmiges Reservoir 51 auf der dem Antrieb 6 abgewandten Seite der Zentrifuge 52 aufweist, insbesondere zwischen der Zentrifuge 52 und der Ablaufbohrung 49, wobei sich die Ablaufbohrung 49 zumindest nahezu am niedrigsten geodätischen Punkt des Reservoirs 51 befindet.
Die Strömungsrichtung 15a, insbesondere die Einströmrichtung in den Seitenkanalverdichter, des gasförmigen Mediums erfolgt nun über die radial zur Drehachse am Gehäuse 3 angeordnete Gas-Einlassöffnung 14. Die abgeschiedenen schweren Bestandteile des gasförmigen Mediums rinnen an der ersten projizierten Kontur 24 wegen der Gravitationskraft nach unten in das trichterförmiges Reservoir 51 und werden von dort über die Ablaufbohrung 49 aus dem System abgeleitet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014220891 A1 [0003, 0004]

Claims

Seitenkanalverdichter (1) für ein Brennstoffzellensystem (31) zur Förderung und/oder Verdichtung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, mit einem Gehäuse (3), mit einem in dem Gehäuse (3) befindlichen Verdichterrad (2), das drehbar um eine Drehachse (4) angeordnet und zumindest mittelbar durch einen Antrieb (6) angetrieben ist, wobei das Verdichterrad (2) an seinem Umfang im Bereich eines Verdichterraums (30) angeordnete Förderzellen (5) aufweist, und mit jeweils einer am Gehäuse (3) ausgebildeten Gas-Einlassöffnung (14) und einer Gas-Auslassöffnung (16), die über den Verdichterraum (30), insbesondere dem mindestens einen Seitenkanal (19, 21), fluidisch miteinander verbunden sind, wobei das Gehäuse (3) eine erste und zweite Spaltfläche (32, 34) jeweils dem Verdichterrad (2) zugewandt und radial zur Drehachse (4) verlaufend aufweist und wobei sich im Bereich der Spaltflächen (32, 34) jeweils ein erstes und zweites funktionsrelevantes Spaltmaß (36, 38) zwischen dem Gehäuse (3) und dem Verdichterrad (2) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanalverdichter (1) einen Förderbereich (29) und einen Abscheidebereich (25), insbesondere im Gehäuse (3) aufweist.
Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) mehrteilig ausgebildet ist und zumindest ein Gehäuse-Oberteil (7), ein Gehäuse-Unterteil (8) und ein Zentrifugal-Gehäuse (10) aufweist, wobei das Gehäuse-Oberteil (7) und das Gehäuse-Unterteil (8) den Förderbereich (29) aufweisen und das Zentrifugal-Gehäuse (10) den Abscheidebereich (25) aufweist.
Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanalverdichter (1) eine Zentrifuge (52) im Abscheidebereich (25) aufweist.
Seitenkanalverdichter (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gas-Einlassöffnung (14) und die Gas-Auslassöffnung (16) über den Abscheidebereich (25) und den Förderbereich (29), insbesondere das Zentrifugal-Gehäuse (10) und/oder das Gehäuse-Oberteil (7) und/oder das Gehäuse-Unterteil (8) fluidisch miteinander verbunden sind, wobei der Abscheidebereich (25) mittels einer Zuführung (41) mit dem Förderbereich (29), insbesondere dem jeweiligen Seitenkanal (19, 21), verbunden ist.
Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanalverdichter (1) eine entlang der Drehachse (4) verlaufenden Antriebswelle (18) aufweist, wobei die Zentrifuge (52) und das Verdichterrad (2) auf der Antriebswelle (18) angeordnet sind, wobei insbesondere die Antriebswelle (18) und somit die Zentrifuge (52) und das Verdichterrad (2) zugleich vom Antrieb (6) angetrieben werden.
Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenkanalverdichter (1) einen entlang der Drehachse (4) verlaufenden Mitnahme-Flansch (20) aufweist, der entlang der Drehachse (4) eine innere Bohrung (37) aufweist, wobei die Zentrifuge (52) und das Verdichterrad (2) auf dem Mitnahme-Flansch (20), insbesondere einem zylindrischen Ansatz (22), angeordnet sind, wobei insbesondere der Mitnahme-Flansch (20) und somit die Zentrifuge (52) und das Verdichterrad (2) zugleich vom Antrieb (6) angetrieben werden.
Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (6) als ein Axialfeld-Elektromotor (6) ausgeführt ist, der einen Stator (11) und einen Rotor (17) aufweist, wobei der scheibenförmig um die Drehachse (4) umlaufende Rotor (17), als ein Permanentmagnet (17) ausgeführt ist, der in Richtung der Drehachse (4) mit der Antriebswelle (18) oder dem Mitnahme-Flansch (20) in Kontakt steht und/oder verbunden ist, insbesondere mittels einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder einer stoffschlüssigen Verbindung.
Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifuge (52) zumindest nahezu vollständig aus Kunststoff hergestellt wird.
Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein drittes funktionsrelevantes Spaltmaß (48) zwischen einer ersten projizierten Kontur (24) des Zentrifugal-Gehäuses (10) und einer zweiten projizierten Kontur (26) der Zentrifuge (52) befindet, wobei die Zentrifuge (52) eine innere Zentrifugen-Geometrie (54) aufweist, die derart ausgestaltete Leitschaufeln aufweist, dass die schweren Bestandteile des gasförmigen Mediums, insbesondere H₂O und/oder N₂, mittels des Zentrifugalprinzips bei einer Rotation der Zentrifuge (52) vom gasförmigen Medium abgeschieden und in Richtung der ersten projizierten Kontur (24) gelenkt werden.
Seitenkanalverdichter (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirkrichtung der Schwerkraft (53) und/oder die Ablaufbohrung (49) zumindest nahezu parallel zur Drehachse (4) verlaufen, wobei das Zentrifugal-Gehäuse (10) ein trichterförmiges Reservoir (51) auf der dem Antrieb (6) abgewandten der Zentrifuge (52) aufweist, insbesondere zwischen der Zentrifuge (52) und der Ablaufbohrung (49), wobei sich die Ablaufbohrung (49) zumindest nahezu am niedrigsten geodätischen Punkt des Reservoirs (51) befindet.