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Title:
COMPRESSOR UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/083313
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a compressor unit (1) for a gaseous medium (3), comprising at least one compressor (5) and a drive unit (7) that is coupled thereto, at least one inlet (9) for the gaseous medium (3), and at least one outlet (11) for the gaseous medium (3). The aim of the invention is to supply a compact compressor unit in which the temperature of the compressed gaseous medium can be influenced in a simple manner. Said aim is achieved by a guiding system (13) for the gaseous medium (3), which is arranged between one outlet (12) of the compressor (5) and the outlet (11) of the compressor unit (1).

Inventors:
DITTMAR RUDI (DE)
FISCHER PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/003273
Publication Date:
October 09, 2003
Filing Date:
March 28, 2003
Export Citation:
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Assignee:
NASH ELMO IND GMBH (DE)
DITTMAR RUDI (DE)
FISCHER PETER (DE)
International Classes:
F04D23/00; F04D29/58; (IPC1-7): F04D29/58; F04D23/00
Domestic Patent References:
WO1995024563A11995-09-14
Foreign References:
US4969803A1990-11-13
US4125345A1978-11-14
US4923364A1990-05-08
Attorney, Agent or Firm:
TERGAU & POHL (Mögeldorfer Hauptstrasse 51 Nürnberg, 90482, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verdichtereinheit (1) für ein gasförmiges Medium (3) wel che zumindest einen Verdichter (5) und eine damit gekoppelte Antriebseinheit (7), zumindest einem Einlass (9) für das gas förmige Medium (3) und zumindest einem Auslass (11) für das gasförmige Medium (3) aufweist g e k e n n z e i c h n e t durch ein Führungssystem (13) für das gasförmige Medium (3), wel ches zwischen einem Ausgang (12) des Verdichters (5) und dem Auslass (11) der Verdichtereinheit (1) angeordnet ist, sowie durch eine Einrichtung (15) zur Temperaturbeeinflussung, wel che ein temperaturbeeinflussendes Medium enthält, wobei die Einrichtung (15) zur Temperaturbeeinflussung in direktem thermischen Kontakt sowohl zu der Antriebseinheit (7) als auch zu dem Führungssystem (13) angeordnet ist.
2. Verdichtereinheit (1) nach Anspruch l, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das tempe raturbeeinflussende Medium Luft ist.
3. Verdichtereinheit (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das tempe raturbeeinflussende Medium eine Flüssigkeit (17) ist.
4. Verdichtereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das gas förmige Medium (3) durch das temperaturbeeinflussende Medium (17) erwärmbar ist.
5. Verdichtereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das gas förmige Medium (3) durch das temperaturbeeinflussende Medium (17) kühlbar ist.
6. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebseinheit (7) durch das temperaturbeeinflussende Medium (17) kühlbar ist.
7. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Verdichtereinheit (1) einen Stromrichter (19) aufweist, wel cher die Antriebseinheit (7) speist.
8. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Stromrichter (19) durch das temperaturbeeinflussende Medium (17) kühlbar ist.
9. Verdichtereinheit (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ein richtung (15) zur Temperaturbeeinflussung zumindest als eine Teilhülle (21) der Verdichtereinheit (1) ausgebildet ist, wo bei die Teilhülle (21) ein Flüssigkeitsbad (25) aufnimmt und in dem Flüssigkeitsbad (25) zumindest Teile des Führungssy stems (13) verlaufen.
10. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Einrichtung (15) zur Temperaturbeeinflussung Kühlschlangen (27) als ein Führungssystem (13) aufweist, welche spiralför mig um die Antriebseinheit (7) verlaufen.
11. Verdichtereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ver dichtereinheit (1) ein Gehäuse (29) mit eckiger Außenkontur (31) aufweist, wobei die Einrichtung (15) zur Temperaturbe einflussung Kühlschlangen (27) als ein Führungssystem (13) aufweist, welche in Ecken des Gehäuses (29) verlaufen.
12. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ein richtung (15) zur Temperaturbeeinflussung ein Wärmetauscher (35) ist, durch welchen Wärmeenergie des verdichteten Mediums (3) an das temperaturbeeinflussende Medium abgebbar ist.
13. Verdichtereinheit (1) nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Wärme tauscher (35) scheibenförmig ausgeführt ist.
14. Verdichtereinheit (1) nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der schei benförmige Wärmetauscher (35) eine Fläche (37) aufweist und der Stromrichter (19) ein Leistungshalbleiterbauelement (39) auf einer Trägerplatte (41) aufweist, wobei die Trägerplatte (41) mit der Fläche (37) des Wärmetauschers (35) wärmeleitend verbunden ist.
15. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Verdichter (5) ein Seitenkanalverdichter ist.
16. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Verdichter (5) zumindest zwei Verdichter aufweist.
17. Verdichtereinheit (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das die Antriebseinheit (7) ein elektrischer Motor ist.
Description:
Beschreibung Verdichtereinheit Die Erfindung betrifft eine Verdichtereinheit gemäß dem Ober- begriff des Anspruchs 1.

Derartige Verdichtereinheiten, insbesondere zur Verdichtung gasförmiger Medien, sind beispielsweise aus der Schrift Sie- mens Energietechnik, Sonderheft Pumpen und Verdichter, be- kannt (Herausgeber und Verlag : Siemens AG, Berlin/München ; <BR> <BR> Siemens Energietechnik 7 (1985) ). Die Verdichtereinheit weist zumindest einen Verdichter, eine Antriebseinheit, durch wel- che der Verdichter antreibbar ist, zumindest einen Einlass und zumindest einen Auslass jeweils für das gasförmige Medium wie Luft, Sauerstoff, Stickstoff usw. auf. Durch die Verdich- tung innerhalb einer derartigen Verdichtereinheit wird das gasförmige Medium verdichtet. Gemäß den thermodynamischen Ge- setzen ergibt sich eine Erwärmung des verdichteten Mediums.

Bei der Erwärmung können durchaus hohe Temperaturen entste- hen. Das komprimierte gasförmige Medium wird in der Regel ei- ner nachfolgenden Einheit zugeführt. Falls die nachfolgende Einheit für das gasförmige Medium einen bestimmten Tempera- turbereich vorsieht, in welchem das gasförmige Medium sich zu befinden hat, so ist das verdichtete Medium für die nachfol- gende Einheit wegen einer Temperatur außerhalb des zulässigen Temperaturbereichs ungeeignet. Die nachfolgende Einheit kann beispielsweise ein chemischer Verfahrensschritt sein. Ver- dichtete gasförmige Medien sind vielseitig anwendbar, wie z. B. in der Chemie, Physik oder Elektrotechnik. Für Brenn- stoffzellen beispielsweise wird verdichtete Luft benötigt, welche eine bestimmte Temperatur nicht überschreitet. Her- kömmliche Verdichter sind deshalb für beispielsweise Brenn- stoffzellen ungeeignet, da die austretende komprimierte Luft, d. h. das gasförmige Medium, eine zu hohe Temperatur aufweist.

Da in manchen chemischen Prozessen gasförmige Medien auch bei sehr niedrigen Temperaturen auftreten können, die in einem Verdichter zu verdichten sind, um danach einer weiteren Ver- wendung zugeführt zu werden, die jedoch eine Mindesttempera- tur des komprimierten gasförmigen Mediums verlangt, sind bis- herige Verdichtereinheiten dann auch nicht einsetzbar, wenn bei ihnen der Temperaturanstieg zwischen einem Einlass des Verdichters und einem Auslass der Verdichtereinheit zu gering ausfällt.

Zur Verwendung bisheriger Verdichter in den oben genannten Fällen sind stets Zusatzeinrichtungen notwendig, die eine be- stimmte Temperatur des verdichteten gasförmigen Mediums be- wirken, d. h. entweder eine Temperaturerhöhung oder eine Tem- peraturreduzierung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte Verdichtereinheit anzugeben, bei der die Temperatur des verdichteten gasförmi- gen Mediums auf einfache Weise beeinflussbar ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verdichterein- heit für ein gasförmiges Medien gelöst, welche zumindest ei- nen Verdichter und eine damit gekoppelte Antriebseinheit, zu- mindest einem Einlass für das gasförmige Medium und zumindest einem Auslass für das gasförmige Medium aufweist wobei ein Führungssystem für das gasförmige Medium, zwischen einem Aus- gang des Verdichters und dem Auslass der Verdichtereinheit angeordnet ist.

Durch den Verdichtungsvorgang innerhalb des Verdichters ist das gasförmige Medium sowohl in seinem Druck verändert, als auch entsprechend der thermodynamischen Gesetzmäßigkeiten in der Temperatur. Bislang bildet der Ausgang des Verdichters vom Auslass der Verdichtereinheit. Durch das erfindungsgemäße Führungssystem ist der Ausgang des Verdichters vom Auslass der Verdichtereinheit separiert, zumindest durch das Füh- rungssystem. Alleine dadurch ergibt sich bereits eine Beein-

flussung des gasförmigen Mediums durch das Führungssystem.

Die Beeinflussung ergibt sich unter anderem daraus, dass die kinetische Energie des gasförmigen Mediums durch das Füh- rungssystem verändert wird. Eine andere Beeinflussung ergibt sich durch die Abgabe von thermischer Energie des gasförmigen Mediums über das Führungssystem. Die thermische Energieabgabe erfolgt in einfacher Weise durch Konvektion. Darüber hinaus ist die thermische Energieabgabe über eine Einrichtung zur Energieabgabe forciert.

Die Verdichtereinheit zum Verdichten gasförmiger Medien, wel- che zumindest einen Verdichter, eine Antriebseinheit, durch welche der Verdichter antreibbar ist und zumindest einen Ein- lass und zumindest einen Auslass jeweils für das Medium auf- weist, ist also so ausgebildet dass das gasförmige Medium zu- mindest teilweise zwischen dem Verdichter und dem Auslass durch ein Führungssystem leitbar ist, wobei das Führungssy- stem durch ein Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung in wärmeleitendem Kontakt zu einem temperaturbeeinflussenden Me- dium, wie einem Kühlmedium gesetzt ist. Die Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung steht weiterhin zur Abfuhr von Ver- lustwärme in direktem thermischen Kontakt zu der Antriebsein- heit.

Die Verdichtereinheit ist bevorzugt so ausgebildet, dass das Führungssystem zumindest teilweise innerhalb der Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung verläuft, die das temperaturbe- einflussende Medium enthält.

Die Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung ist beispielswei- se eine Einrichtung zur Luftkühlung und/oder auch eine Ein- richtung zur Flüssigkeitskühlung. Das temperaturbeeinflussen- de Medium ist folglich z. B. Luft und/oder eine Flüssigkeit.

Ist die Antriebseinheit des Verdichtermoduls ein elektrischer Motor, so kann dies ein eigenbelüfteter Motor sein. Mit der Kühlluft des eigenbelüfteten Motors, welche auch zumindest

teilweise über das Führungssystem streicht, ist eine Beein- flussung und Kühlung der Temperatur des durch den Verdichter verdichteten gasförmigen Mediums ermöglicht. Die Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung weist dann zumindest auch einen Lüfter auf. Zugehörig zur Einrichtung zur Temperaturbeein- flussung ist auch, zumindest in Teilen, das Führungssystem.

Unter der Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung sind derar- tige Teile zur verstehen welche zur Temperaturbeeinflussung benötigt werden. Im Falle der Verwendung eines Lüfters ist dieser ein Eigenlüfter oder auch ein Fremdlüfter, wie bei ei- nem fremdbelüfteten Motor.

Die Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung ist auch als eine Einrichtung mit einer Flüssigkeit als temperaturbeeinflussen- des Medium ausführbar. In einer Ausführungsform fungiert das temperaturbeeinflussende Medium als Kühlflüssigkeit. Verläuft das Führungssystem zumindest teilweise in der Flüssigkeit, so kann Wärmeenergie an die Flüssigkeit abgegeben werden, bzw. auch von dieser aufgenommen werden. Die Einrichtung zur Tem- peraturbeeinflussung weist in diesem Fall zumindest ein Mit- tel auf, welches die Flüssigkeit zur Temperaturbeeinflussung aufnimmt. Dieses Mittel ist beispielsweise ein Rohr oder auch ein Behältnis, wie eine Art geschlossene Wanne, in welchem auch zumindest teilweise das Führungssystem liegt. Im Falle von Rohren, können Rohre auch ineinander geführt sein-Rohr im Rohr-, wobei in einem Rohr das temperaturbeeinflussende Medium verläuft und in einem andern Rohr das verdichtete gas- förmige Medium transportiert wird (Führungssystem). Auch bei einem flüssigen temperaturbeeinflussenden Medium ist durch dieses eine gleichzeitige Kühlung der Antriebseinheit (z. B. elektrischer Motor) ermöglicht.

Die Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung kann abhängig von der Einsatzart zwei Kühlrichtungen aufweisen. Ist das austre- tende verdichtete gasförmige Medium wie z. B. Luft zu kühlen, so entfaltet sich die Kühlwirkung der Einrichtung zur Tempera-

turbeeinflussung auf das verdichtete gasförmige Medium. Ist das verdichtete gasförmige Medium sehr kühl und soll dieses somit erwärmt werden, kann die Erwärmung durch die Wärmever- luste der Antriebseinheit erfolgen. Dadurch ergibt sich eine Kühlwirkung der Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung be- züglich der Antriebseinheit, welche z. B. ein elektrischer Mo- tor ist.

In einer vorteilhaften Weise ist somit das gasförmige Medium durch die Flüssigkeit, welche zur Kühlung verwendet wird, z. B. Kühlwasser, erwärmbar.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kühlt die Flüssigkeit das gasförmige Medium.

In vielen Bereichen der Technik, z. B. im Fahrzeugbau, sind Verdichteraggregate mit hoher Leistungsdichte, d. h. kleinen Bauvolumina und geringem Gewicht bei hoher Verdichtungsleis- tung, erwünscht. Weitere Anforderungen bezüglich derartiger Verdichteraggregate, d. h. Verdichtereinheiten, sind bei- spielsweise eine niedrige Geräuschbelastung, eine regelbare Drehzahl, niedrige Ablufttemperatur und/oder ein hoher Grad an Wartungsfreiheit. Verdichtereinheiten gewinnen immer grö- ßere Bedeutung, insbesondere bei der autarken Energieversor- gung von Fahrzeugen im Stillstand, so können bei Fahrzeugen dennoch Geräte wie Klimaanlagen, Heizungen, Radiogeräte usw. betriebsbereit sein. Dies wird beispielsweise durch Brenn- stoffzellensysteme ermöglicht, die wegen der geringen Platz- verhältnisse vorzugsweise kompakt aufzubauen sind. Zum Be- trieb derartiger Brennstoffzellensysteme sind Verdichtersys- teme notwendig, die vorteilhafterweise auf diese Anwendungs- fälle auch speziell optimiert sind. Durch eine erfindungsge- mäß aufgebaute Verdichtereinheit sind die Anforderungen der Brennstoffzellensysteme zu erfüllen.. Die Verdichtereinheit selbst ist beispielsweise durch eine Antriebseinheit ange- trieben, wie einen Asynchronmotor, einen Synchronmotor, einen Reluktanzmotor oder andere Motortypen.

Derartige Motoren sind vorzugsweise durch einen Stromrichter gespeist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Verdich- tereinheit weist eine derartige Verdichtereinheit folglich auch einen Stromrichter auf, welcher die Antriebseinheit speist. Auch dies kommt einem kompakten Aufbau entgegen.

Sowohl die Antriebseinheit als auch der Stromrichter selbst erzeugen im Betrieb Verlustwärme. Durch die Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung ist es nun in einfacher Weise mög- lich, zusätzlich auch den Umrichter zu kühlen. Selbstver- ständlich ist es auch möglich, deren Abwärme nicht nur abzu- transportieren, sondern auch einer Nutzung zuzuführen. Durch die geringe Wärmekapazität bei Stromrichtern im Vergleich zu Motoren ist eine gute Kühlung besonders vorteilhaft. Nicht nur die Lebensdauer, sondern auch die Leistungsdichte sind so zu erhöhen.

Zur Speisung der Antriebseinheit, d. h. eines Motors, sind ne- ben wassergekühlten Stromrichtern auch luftgekühlte Strom- richter einsetzbar. A3xzh der Motor ist als Antriebseinheit luftgekühlt ausführbar. In einer vorteilhaften Ausführung ist der Motor eigenbelüftet. Die Eigenbelüftung des Motors ist auch zur Kühlung des Umrichters verwendbar. Neben der Kühlung des Umrichters ist durch die Eigenbelüftung des Motors auch eine Kühlung des verdichteten gasförmigen Mediums möglich, indem die Kühlluft an dem Führungssystem, in welchem sich das verdichtete gasförmige Medium befindet, vorbeistreicht. Ein Vorteil luftbasierter Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung ist deren Robustheit.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung zumindest als eine Teilhülle der Verdichtereinheit ausgebildet, wobei die Teil- hülle ein Wasserbad aufnimmt und in dem Wasserbad zumindest Teile des Kühlungssystems verlaufen.

Die Wasserkühlung ist eine besonders effektive Art der Küh- lung. Weist nun das Kühlungssystem ein Wasserbad auf, welches sich zumindest in einer Teilhülle der Verdichtereinheit aus- bildet, so kann darin zumindest teilweise das Führungssystem des verdichteten gasförmigen Mediums verlaufen, so dass durch eine derartige Anordnung das verdichtete gasförmige Medium gekühlt ist. Da die Wärmekapazität des Wassers begrenzt ist, ist vorteilhafterweise ein Austausch des bereits erwärmten Wassers vorzusehen. Dafür werden ein Wasserauslass und ein Wassereinlass benötigt. Dies gilt natürlich auch für andere Flüssigkeiten, das Wasser ist lediglich ein Beispiel für eine Flüssigkeit. Bei der Auswahl der Flüssigkeit sind stets die Umweltbedingungen zu berücksichtigen, so dass beispielsweise auch die Verwendung entionisierten Wassers notwendig sein kann.

In einer weiteren Ausführungsform der Verdichtereinheit weist die Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung Kühlschlangen als ein Führungssystem auf, welche spiralförmig um die Antriebs- einheit verlaufen. Dabei wird die runde Aufbauform von Moto- ren ausgenutzt.

Weist die Verdichtereinheit ein Gehäuse auf, welches als Hül- le fungiert, und eine rechteckige Außenkontur hat, dann ver- laufen die Kühlschlangen der Einrichtung zur Temperaturbeein- flussung, die als Führungssystem fungieren, in vorteilhafter Weise in den Ecken des somit um so kompakteren Gehäuses. Der Verlauf in den Ecken des Gehäuses ist deswegen vorteilhaft, da dieser Bereich wegen der runden Aufbauform von Motoren ei- gentlich sonst ungenutzt ist. Als Ersatz oder Ergänzung zu einem Wasserbad ist auch ein spezieller Wärmetauscher als Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung, also folglich auch als Kühleinrichtung, vorsehbar. Durch einen derartigen Wärme- tauscher ist Wärmeenergie des verdichteten Mediums an die Flüssgkeit zur Kühlung abgebbar.

Wegen der zylindrischen Aufbauform von Motoren ist ein schei- benförmig aufgebauter Wärmetauscher konstruktiv einfach in die Verdichtereinheit zu integrieren. Der scheibenförmige Wärmetauscher weist eine Fläche auf, welche dem Stromrichter, welcher zumindest ein Leistungs-Halbleiter-Bauelement auf ei- ner Trägerplatte aufweist, zugewandt ist bzw. zumindest mit der Trägerplatte wärmeleitend verbunden ist. Leistungs- Halbleiter-Bauelemente sind innerhalb eines Stromrichters diejenigen Bausteine, welche besonders viel Wärmeenergie ab- geben und empfindlich auf zu hohe Temperaturen mit Ausfall reagieren. Ein Beispiel dafür sind IGBT's. Aus diesem Grund werden die Leistungs-Halbleiter-Bauelemente in einer kombi- nierten Einrichtung zur Temperaturbeeinflussung zusammen mit dem komprimierten gasförmigen Medium gekühlt.

Die Verdichtereinheit ist beispielsweise als ein Seitenkanal- verdichter aufgebaut. Seitenkanalverdichter, wie auch andere Verdichter, sind zudem auch aus verschiedenen Verdichtern aufbaubar, wobei dies sowohl eine Parallellschaltung von Ver- dichtern einbezieht, als auch eine Hintereinanderschaltung von Verdichtern, die zusammen wieder einen Verdichter bilden.

Verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung.

Bezug genommen, in der Ausführungsformen der Verdichterein- heit bzw. von Teilen davon schematisch veranschaulicht sind.

Es zeigen : FIG 1 eine Verdichtereinheit mit Umrichtermotor und Ver- dichter im Wasserbad, FIG 2 eine Verdichtereinheit mit Motor und Verdichter im Wasserbad, FIG 3 eine Anschlussseite einer Verdichtereinheit,

FIG 4 einen Längsschnitt durch eine Verdichtereinheit, FIG 5 einen weiteren Längsschnitt durch eine Verdichter- einheit, FIG 6 eine dreidimensinale Darstellung eines spiralförmig verlaufenden Führungsssytems, FIG 7 eine dreidimensionale Längsaufsicht auf Teile einer Verdichtereinheit, FIG 8 einen Ausschnitt einer Längsansicht einer Verdich- tereinheit, und FIG 9 eine Anschlussseite einer Verdichtereinheit.

Die Darstellung gemäß Figur 1 zeigt eine Verdichtereinheit 1, welche eine Hülle 23 aufweist, wobei diese auch als Gehäuse der Verdichtereinheit 1 ausführbar ist. Innerhalb der Hülle 23 befindet sich ein Stromrichter 19, daran anschließend eine Antriebseinheit 7 und ein Verdichter 5. Da es sich bei der Darstellung um einen Längsschnitt durch die Verdichtereinheit 1 handelt, ergeben sich Schnitte bezüglich eines Führungssys- tems 13. Das Führungssystem 13 weist Rohre auf, in welchen ein gasförmiges Medium 3 führbar ist, wobei die Führungsrich- tung teilweise durch Kreise mit einem Punkt bzw. einem Kreuz gekennzeichnet ist. Das Führungssystem 13 wird über einen Ausgang 12 des Verdichters 5 gespeist. Der Verdichter 5 be- findet sich zusammen mit der Antriebseinheit 7 und dem Strom- richter 19 innerhalb einer Flüssigkeit 17, welche den Raum zwischen der Hülle 23 und den soeben beschriebenen Elementen auffüllt. Innerhalb der Flüssigkeit 17 verläuft das Füh- rungsssytem 13, wobei Wärmeenergie zwischen dem gasförmigen Medium 3 und der Flüssigkeit 17, welche ein Wasserbad 25 bil- det, austauschbar ist. In vorteilhafter Weise wird durch das Wasserbad 25 nicht nur das verdichtete gasförmige Medium,

welches durch das Führungssystem 13 verläuft, gekühlt, son- dern auch die Antriebseinheit 7 und der Stromrichter 19. Das Führungssystem 13 ist derartig aufbaubar, dass nur das ver- dichtete gasförmige Medium 3 sich im Wärmeaustausch mit der Flüssigkeit 17 befindet, oder dass auch das noch nicht ver- dichtete gasförmige Medium sich im Wärmeaustausch mit der Flüssigkeit 17. befindet, und/oder dass sich eine Kombination ergibt.

Die Darstellung gemäß Figur 2 zeigt eine Verdichtereinheit 1 ähnlich wie in Figur 1, allerdings ist in dieser Figur sche- matisch der Einlass bzw. Auslass des gasförmigen Mediums 3 angedeutet. Weiterhin ist durch Pfeile der Eintritt bzw. Aus- tritt der Flüssigkeit aus dem Wasserbad schematisch skiz- ziert. Durch das Bezugszeichen 9 wird der Einlass und durch das Bezugszeichen 11 der Auslass für das gasförmige Medium 3 angegeben. Dabei ist der Auslass 12 der Verdichtereinheit 1 ein Ende des Führungssystems 13 und der Ausgang 12 des Ver- dichters 5 das andere Ende des Führungssystems 13. Im Ver- gleich zur Figur 1 befindet sich in Figur 2 der Stromrichter außerhalb der Flüssigkeit 17 bzw. des Wasserbads 25. Die Spannungsversorgung 51 des Stromrichters 19 wird durch einen Pfeil symbolisiert.

Die Darstellung gemäß Figur 3 zeigt einen Deckel 45 der Ver- dichtereinheit l, wobei der Deckel 45 das Wasserbad 25 ab- schließt. Die Darstellung zeigt die Stromzuführung 47, den Auslass 11, den Einlass 9, und ebenso die Strömungsrichtung in die entsprechenden Öffnungen 53,54 für das gasförmige Me- dium 3. Der eckige Deckel 31 weist Ecken 33 des Gehäuses auf.

Da insbesondere auch der Motor als Antriebseinheit 7 mit ei- ner kreisförmigen Außenkontur herstellbar ist, ergibt sich in den Ecken 33 Raum für das Führungssystem 13.

Die Darstellung gemäß Figur 4 zeigt eine Verdichtereinheit 1 mit einem eckigen Gehäuse 29, wobei in den Ecken des Gehäuses das Führungssystem 13 innerhalb der Flüssigkeit 17 liegt. Die

Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch die Verdichtereinheit 1. Wie bereits oben erwähnt, folgt auf den Verdichter 5 die Antriebseinheit 7 und darauf der Stromrichter 19. Charakte- ristisch für dieses System ist das platzsparend verlegte Füh- rungssystem 13, welches beispielsweise verlegte Rohrschlangen zur Kühlung des verdichteten gasförmigen Mediums sind. Die Kühlung ist beispielsweise eine Endkühlung des gasförmigen verdichteten Mediums 3 oder auch eine Zwischenkühlung bei ei- nem mehrstufigen Verdichter. Zweckmäßigerweise kann das Ge- häuse 29 aus tiefgezogenem, nicht-rostendem Material, wie z. B. Edelstahl, hergestellt werden. Die Verdichtereinheit 1 ist vorteilhaft durch in das Gehäuse 29 integrierte Dämpfer schwingungsgedämpft und/oder isoliert an andere Einheiten anbringbar. Im Deckel 45 sind alle Anschlüsse, wie die Strom- zuführung 47, eine Schnittstelle 49, ein Einlass 9 und ein Auslass 11, und Öffnungen 53,54 für die Zu-und Abfuhr des gasförmigen Mediums 3 integriert Die Schnittstelle 49 dient z. B. zur Drehzahlregelung des Umrichters, welche durch ein Busssytem ermöglicht werden kann. In vorteilhafter Weise ist der Deckel 45 mit Hilfe einer Flansch-, Schnapp-oder Press- verbindung am Gehäuse 29 befestigt. Die Abdichtungen am De- ckel 45 zum Gehäuse 29 und Durchführungen können mit Gummi- oder Kunststoff-Pressverbindungen erfolgen. Abhängig von den Einsatzgegebenheiten einer derartigen Verdichtereinheit 1 sind diese derart ausbildbar, dass die Anschlüsse an der Ver- dichtereinheit 1 verteilt angeordnet sind.

Durch die gezeigte Verdichtereinheit (1) ist eine effektive Kühlwirkung des Gesamtsystems von Stromrichter 19, Antriebs- einheit 7 und Verdichter 5 bei sehr platzsparender Bauweise zu erzielen. Durch das einhüllende Gehäuse 29 ergibt sich ei- ne geräuscharme Lösung für den Aufbau der Verdichtereinheit l. Eine optimierte Schwingungsdämpfung über weite Drehzahlbe- reiche der Antriebseinheit 7 ergibt sich durch die Dämpfung über die Dämpfer 43 an mehreren Stellen der Verdichtereinheit 1. Dadurch, dass die Anschlüsse im Deckel 45 integriert sind, ergibt sich eine leichte und übersichtliche Handhabung der

Anschlussmöglichkeiten. Auch in Verbindung mit anderen Modu- len, z. B. einer Brennstoffzelle, ist die Verdichtereinheit 1 leicht einzubauen und zu befestigen. Die kompakte Bauweise der beschriebenen Verdichtereinheit 1 ermöglicht einen einfa- chen Ausbau, insbesondere im Fehlerfall. Bei geeigneter Mate- rialwahl für die verwendeten Werkstoffe der Verdichtereinheit 1 ergibt sich eine hohe Wartungsfreiheit. Bei der Verwendung von Wasser als Flüssigkeit 17 kann das Rosten metallischer Teile durch die Verwendung von z. B. Edelstahl vermieden wer- den.

Die Darstellung gemäß Figur 5 zeigt eine Verdichtereinheit 1, bei welchem der Stromrichter 19 außerhalb der Flüssigkeit 17 liegt. Zwischen der Antriebseinheit 7 und dem Stromrichter 19, welcher auch als Umrichter bezeichnet werden kann, liegt ein Wärmetauscher 35. Durch diesen Wärmetauscher 35 ist die Flüssigkeit 17 geführt. Der Wärmetauscher 35 grenzt sowohl an die Antriebseinheit 7 als auch an den Stromrichter an und kann somit beide Einrichtungen kühlen. Der Stromrichter 19 weist eine Trägerplatte 41 auf. Auf dieser Trägerplatte 41 ist zumindest ein Leistungs-Halbleiter-Bauelement 39, welches Wärmeenergie an die Trägerplatte 41, abgibt. Die Trägerplatte 41 wiederum gibt die Wärmeenergie an den Wärmetauscher 35 ab, über den durch die Flüssigkeit 17 die Wärme aus dem System abgebbar ist. Wie bei Figur 4 schon gezeigt, weist die Ver- dichtereinheitl eine Schnittstelle 49 auf. Diese Schnittstel- le 49 ist für verschiedene Signale sowohl für den Motor als auch für den Stromrichter nutzbar. Beispiele hierfür sind Drehzahl-Soll-und-Istwert, Temperatur-Soll-und-Istwerte und/oder andere Signale, die analog und/oder digital, bei- spielsweise über ein BUS-System wie CAN-Bus oder Profibus, übertragbar sind.

Die Darstellung gemäß Figur 6 zeigt die dreidimensionale Dar- stellung eines spiralförmig verlaufenden Führungssystems 13 der Einrichtung (15) zur Temperaturbeeinflussung. Durch diese Ausgestaltung des Führungssystems 13 liegt auch die Bezeich-

nung als Kühlschlange 27 nahe, durch welche die Antriebsein- heit 7 umwickelt ist.

Die Darstellung gemäß Figur 7 zeigt-ähnlich wie Figur 6- die dreidimensionale Darstellung einer Kombination aus Ver- dichter 5 und Antriebseinheit 7 zusammen mit einer Einrich- tung (15) zur Temperaturbeeinflussung.

Die Darstellung gemäß Figur 8 zeigt perspektivisch einen Aus- schnitt einer Seitenansicht der Verdichtereinheit 1. In der oberen Hälfte der Abbildung ist der Auslass 11 für das gas- förmige Medium 3 gezeigt, wobei der Auslass 11 an das Füh- rungsssytem 13 grenzt, welches über den Einlass 9 mit dem gasförmigen Medium 3 gespeist wird. Das Führungsssytem 13 weist Kühlschlangen 27 auf, welche sich in einer Flüssigkeit 17 befindet. Die Flüssigkeit 17 wird durch eine Teilhülle 21 in einem geschlossenen Volumen gehalten. Der Austausch der Flüssigkeit 17 erfolgt über den Kühlwassereintritt 55 und den Kühlwasseraustritt 57. Durch den Austausch von Kühlwasser, also der Flüssigkeit 17, ist auch eine Kühlung des Motors 7 gewährleistet.

Die Darstellung gemäß Figur 9 zeigt die Draufsicht auf die Anschlussseite der Verdichtereinheit 1. Die Anschlussseite ist als Deckel 45 ausgeführt, welcher einen Einlass für eine Stromzuführung 47 aufweist. Des weiteren ist eine Schnitt- stelle 49 zum Anschluss z. B. einer CAN-Steuerung vorgesehen.

Das Kühlwasser tritt als Flüssigkeit 17 in den Kühlwasserein- tritt 61 ein und fließt aus dem Kühlwasseraustritt 59 aus dem System der Verdichtereinheit 1 wieder hinaus. Der Luftein- tritt erfolgt über den Einlass 9 und der Luftaustritt über den Auslass 11.