氢气压缩机的制作方法

本发明涉及用于压缩氢气的压缩装置，该压缩装置包括第一数量的第一类型压缩机，其中，第一类型压缩机相应具有第一流入区域，其构造成用于具有第一部分进入体积流量的流动，其中，第一类型压缩机相应具有第一流出区域，其构造成用于具有第一部分流出体积流量的流出，该压缩装置还包括第二类型压缩机，其中，第二类型压缩机具有第二流入区域，其构造成用于具有第二部分进入体积流量的流动，其中，第二类型压缩机具有第二流出区域，其构造成用于具有第二部分流出体积流量的流出，其中，第二类型压缩机的第二流入区域与第一类型压缩机的第一流出区域以流动技术的方式连接。

背景技术：

1、氢气密度在大气状态下非常低，约为90g/m3。因此，为了达到可用的能量密度，必须对氢气进行压缩。

2、然而，由于氢气的摩尔质量小，所以氢气的有效压缩是一个技术挑战。在此，取决于压缩比，需要很多个压缩级，这需要中间冷却并且必须安置在相应数量的压缩机壳体中。这导致具有相应数量的驱动马达和中间传动装置的大量支路。

技术实现思路

1、基于现有技术的已知问题和缺点，本发明的目的是提供能够实现成本优势的系统和方法。

2、该目的通过一种用于压缩氢气的压缩装置来实现，该压缩装置包括第一数量的第一类型压缩机，其中，第一类型压缩机相应具有第一流入区域，其构造成用于具有第一部分进入体积流量的流动，其中，第一类型压缩机相应具有第一流出区域，其构造成用于具有第一部分流出体积流量的流出，该压缩装置还包括第二类型压缩机，其中，第二类型压缩机具有第二流入区域，其构造成用于具有第二部分进入体积流量的流动，其中，第二类型压缩机具有第二流出区域，其构造成用于具有第二部分流出体积流量的流出，其中，第二类型压缩机的第二流入区域与第一类型压缩机的第一流出区域以流动技术的方式连接，其中，第一类型压缩机和第二类型压缩机的数量和压力比使得第一部分流出体积流量之和与第一部分进入体积流量一致。

3、本发明的一个基本构思是将压缩装置设计得尽可能紧凑，以便由此最大限度地减少驱动马达和壳体的使用。为此，要保持体积流量尽可能恒定并且损失尽可能小。为此，压缩机以级联方式连接，其中，压缩机壳体的数量随着压力比的增加而减少。

4、根据壳体上的压力比，相应数量的体积流量被汇集在一起，其中，部分体积流量的总和再次与初始的输入体积流量一致。壳体在此布置在空间中，使得其可以设有相应的管道并且可以仅用单个驱动器来运行。为此，需要具有多个驱动端的齿轮箱，正如齿轮式压缩机中也使用的那样。

5、直接或间接从属于权利要求1的从属权利要求涉及本发明的有利的改进方案。

6、在第一有利的改进方案中，第一类型压缩机、第二类型压缩机、第三类型压缩机和第四类型压缩机在其压力比方面不同。因此，可以优化地配置这些压缩机以便满足压缩任务。

7、在另一有利的改进方案中，第一类型压缩机被设计成在结构上是相同的。

8、在本发明的意义中，结构相同的设计应被理解为各第一类型压缩机的制造、装配和物理压缩任务几乎相同。第一类型压缩机的这种统一设计节省了成本，因为单独的调节可以忽略不计。

9、在另一有利的改进方案中，第二类型压缩机被设计成在结构上是相同的。

10、在本发明的意义中，结构相同的设计应被理解为各第二类型压缩机的制造、装配和物理压缩任务几乎相同。第二类型压缩机的这种统一设计节省了成本，因为单独的调节可以忽略不计。

11、在一种有利的改进方案中，第一类型压缩机、第二类型压缩机、第三类型压缩机和/或第四类型压缩机被设计成是多级的。

12、由此可以优化每个单独的压缩机的压缩任务。

13、在另一有利的改进方案中，在第一类型压缩机的输出端与第二类型压缩机的输入端之间布置有用于冷却流动介质的冷却装置，其中，在第二类型压缩机的输出端与第三类型压缩机的输入端之间布置有用于冷却流动介质的冷却装置，和/或其中，在第三类型压缩机的输出端与第四类型压缩机的输入端之间布置有用于冷却流动介质的冷却装置。

14、在一种有利的改进方案中，压缩装置包括齿轮式压缩机，该齿轮式压缩机具有大齿轮和多个行星齿轮，其中，第一类型压缩机以传递转矩的方式联接在第一行星齿轮处和第二行星齿轮处，其中，第二类型压缩机以传递转矩的方式联接在第三行星齿轮处，其中，第三类型压缩机和第四类型压缩机以传递转矩的方式联接在第四行星齿轮处。

15、由此尤其可以仅使用一个驱动单元，以由此节省成本。

16、在一种有利的改进方案中，四个第一类型压缩机沿着第一轴线布置在第一行星齿轮处，其中，四个第一类型压缩机沿着第二轴线布置在第二行星齿轮处，其中，在第一行星齿轮和第二行星齿轮的每侧相应布置两个第一类型压缩机。

17、在该有利的改进方案中，进一步实施了级联的构思。第一类型压缩机的布置由此节省空间和成本。

18、所述压缩装置具有相对较多数量的相同的壳体，由此可以借助重复部件来降低成本。

技术特征：

1.用于压缩氢气的压缩装置(1)，

2.根据权利要求1所述的压缩装置(1)，

3.根据权利要求1或2所述的压缩装置(1)，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩装置(1)，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的压缩装置(1)，

6.根据权利要求1所述的压缩装置(1)，

7.根据权利要求1或2所述的压缩装置(1)，

8.根据前述权利要求中任一项所述的压缩装置(1)，

9.根据前述权利要求中任一项所述的压缩装置(1)，

10.根据前述权利要求中任一项所述的压缩装置(1)，

11.根据前述权利要求中任一项所述的压缩装置(1)，

12.根据权利要求7所述的压缩装置(1)，

13.根据权利要求7或8所述的压缩装置(1)，

14.根据权利要求7至9中任一项所述的压缩装置(1)，

15.根据权利要求7至10中任一项所述的压缩装置(1)，

16.根据前述权利要求中任一项所述的压缩装置(1)，

17.根据权利要求7所述的压缩装置(1)，

技术总结
本发明涉及用于压缩氢气的压缩装置(1)，该压缩装置包括：至少八个第一类型压缩机(2)，所述第一类型压缩机在输入侧以流动技术的方式与氢气输入管路连接；至少两个第二类型压缩机(3)，所述第二类型压缩机在输入侧以流动技术的方式与所述第一类型压缩机(2)的输出端连接；至少一个第三类型压缩机(4)，所述第三类型压缩机在输入侧以流动技术的方式与所述第二类型压缩机(3)的输出端连接；至少一个第四类型压缩机(5)，所述第四类型压缩机在输入侧以流动技术的方式与所述第三类型压缩机(4)的输出端连接。

技术研发人员：M·迈耶-戈利扎,K·米尼
受保护的技术使用者：西门子能源环球有限责任两合公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23