AT520481A1 - Injection system for a fuel cell system for injecting fuel into a combustion chamber - Google Patents

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AT520481A1
AT520481A1 ATA50838/2017A AT508382017A AT520481A1 AT 520481 A1 AT520481 A1 AT 520481A1 AT 508382017 A AT508382017 A AT 508382017A AT 520481 A1 AT520481 A1 AT 520481A1
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Ing Dipl (Fh) Michael Reissig
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Avl List Gmbh
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Injektionssystem (1) für ein Brennstoffzellensystem (2), aufweisend einen Injektor (3) zum Einspritzen von Brennstoff (4) in einen Brennraum (5) des Brennstoffzellensystems (2), eine Brennstoff-Dosierkammer (6) zum dosierten Zwischenspeichern des Brennstoffs (4) für den Injektor (3), und ein Einspritzventil (7) zum dosierten Einspritzen des Brennstoffs (4) in die Brennstoff- Dosierkammer (6), wobei die Brennstoff-Dosierkammer (6) in einem Positionierungskörper (8), zum Positionieren des Injektors (3) und des Einspritzventils (7) im Brennstoffzellensystem (2), ausgestaltet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Brennstoffzellensystem (2) mit dem Injektionssystem (1), ein Kraftfahrzeug (18) mit dem Brennstoffzellensystem (2) sowie ein Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum (5) unter Verwendung des erfindungsgemäßen Injektionssystems (1).The present invention relates to an injection system (1) for a fuel cell system (2), comprising an injector (3) for injecting fuel (4) into a combustion space (5) of the fuel cell system (2), a metered dose fuel chamber (6) Buffering of the fuel (4) for the injector (3), and an injection valve (7) for metered injection of the fuel (4) into the fuel metering chamber (6), wherein the fuel metering chamber (6) in a positioning body (8) , for positioning the injector (3) and the injection valve (7) in the fuel cell system (2), is configured. The invention further relates to a fuel cell system (2) with the injection system (1), a motor vehicle (18) with the fuel cell system (2) and a method for injecting fuel into the combustion chamber (5) using the injection system (1) according to the invention.

Description

(57) Die vorliegende Erfindung betrifft ein Injektionssystem (1) für ein Brennstoffzellensystem (2), aufweisend einen Injektor (3) zum Einspritzen von Brennstoff (4) in einen Brennraum (5) des Brennstoffzellensystems (2) , eine Brennstoff-Dosierkammer (6) zum dosiertenThe invention relates to an injection system (1) for a fuel cell system (2), comprising an injector (3) for injecting fuel (4) into a combustion chamber (5) of the fuel cell system (2), a fuel metering chamber (6 ) for dosed

Zwischenspeichern des Brennstoffs (4) für den Injektor (3), und ein Einspritzventil (7) zum dosierten Einspritzen des Brennstoffs (4) in die BrennstoffDosierkammer (6), wobei die BrennstoffDosierkammer (6) in einem Positionierungskörper (8), zum Positionieren des Injektors (3) und des Einspritzventils (7) im Brennstoffzellensystem (2), ausgestaltet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Brennstoffzellensystem (2) mit dem Injektionssystem (1), ein Kraftfahrzeug (18) mit dem Brennstoffzellensystem (2) sowie ein Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum (5) unter Verwendung des erfindungsgemäßenIntermediate storage of the fuel (4) for the injector (3), and an injection valve (7) for the metered injection of the fuel (4) into the fuel metering chamber (6), the fuel metering chamber (6) in a positioning body (8) for positioning the Injector (3) and the injection valve (7) in the fuel cell system (2). The invention further relates to a fuel cell system (2) with the injection system (1), a motor vehicle (18) with the fuel cell system (2) and a method for injecting fuel into the combustion chamber (5) using the invention

Injektionssystems (1).Injection system (1).

Figure AT520481A1_D0001

Fig. 1Fig. 1

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ZusammenfassungSummary

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Injektionssystem (1) für ein Brennstoffzellensystem (2), aufweisend einen Injektor (3) zum Einspritzen von Brennstoff (4) in einen Brennraum (5) des Brennstoffzellensystems (2), eine Brennstoff-Dosierkammer (6) zum dosierten Zwischenspeichern des Brennstoffs (4) für den Injektor (3), und ein Einspritzventil (7) zum dosierten Einspritzen des Brennstoffs (4) in die BrennstoffDosierkammer (6), wobei die Brennstoff-Dosierkammer (6) in einem Positionierungskörper (8), zum Positionieren des Injektors (3) und des Einspritzventils (7) im Brennstoffzellensystem (2), ausgestaltet ist.The invention relates to an injection system (1) for a fuel cell system (2), comprising an injector (3) for injecting fuel (4) into a combustion chamber (5) of the fuel cell system (2), and a fuel metering chamber (6) for metering Intermediate storage of the fuel (4) for the injector (3), and an injection valve (7) for the metered injection of the fuel (4) into the fuel metering chamber (6), the fuel metering chamber (6) in a positioning body (8) for Positioning the injector (3) and the injection valve (7) in the fuel cell system (2) is designed.

Die Erfindung betrifft ferner ein Brennstoffzellensystem (2) mit dem Injektionssystem (1), ein Kraftfahrzeug (18) mit dem Brennstoffzellensystem (2) sowie ein Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum (5) unter Verwendung des erfindungsgemäßen Injektionssystems (1).The invention further relates to a fuel cell system (2) with the injection system (1), a motor vehicle (18) with the fuel cell system (2) and a method for injecting fuel into the combustion chamber (5) using the injection system (1) according to the invention.

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Injektionssystem für ein Brennstoffzellensystem zum Einspritzen von Brennstoff in einen BrennraumInjection system for a fuel cell system for injecting fuel into a combustion chamber

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Injektionssystem für ein Brennstoffzellensystem, aufweisend einen Injektor zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum des Brennstoffzellensystems, eine Brennstoff-Dosierkammer zum dosierten Zwischenspeichern des Brennstoffs für den Injektor, und ein Einspritzventil zum dosierten Einspritzen des Brennstoffs in die Brennstoff-Dosierkammer. Die Erfindung betrifft ferner ein Brennstoffzellensystem sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem.The present invention relates to an injection system for a fuel cell system, comprising an injector for injecting fuel into a combustion chamber of the fuel cell system, a fuel metering chamber for metered intermediate storage of the fuel for the injector, and an injection valve for metered injection of the fuel into the fuel metering chamber. The invention further relates to a fuel cell system and a motor vehicle with a fuel cell system.

Im Stand der Technik sind verschiedene Injektionssysteme bekannt. Injektionssysteme werden in der Regel verwendet, um Brennstoff bzw. ein Brennstoffgemisch in einen Brennraum einer Brennkammer einzuspritzen. Zum Einspritzen des Brennstoffs kann ein Injektor, beispielsweise in Form einer Einzelfluiddüse (single-fluid nozzle) verwendet werden, da über einen solchen Injektor der Brennstoff mit einem hohen Zerstäubungsgrad in den Brennraum eingespritzt werden kann. Darüber hinaus ist eine Einzelfluiddüse relativ kostengünstig. Die Verwendung einer Einzelfluiddüse erforderte bisher allerdings ein komplexes Druckregulierungssystem, um der Einzelfluiddüse auf sichere Weise eine definierte Brennstoffmenge zuführen zu können. Einzelfluiddüsen sind deshalb nicht zwangsläufig die bevorzugte Wahl.Various injection systems are known in the prior art. Injection systems are generally used to inject fuel or a fuel mixture into a combustion chamber of a combustion chamber. An injector, for example in the form of a single fluid nozzle, can be used to inject the fuel, since the fuel can be injected into the combustion chamber with a high degree of atomization via such an injector. In addition, a single fluid nozzle is relatively inexpensive. Until now, however, the use of a single fluid nozzle has required a complex pressure regulation system in order to be able to reliably supply a defined amount of fuel to the single fluid nozzle. Single fluid nozzles are therefore not necessarily the preferred choice.

Aus der DE 198 44 163 C1 geht ein Verfahren zum dosierenden, pulsartigen Pumpen fluider Medien unter hohem Druck hervor, wobei ein aus der gespeicherten kinetischen Energie eines elektromagnetisch angetriebenen Ankerelements einer Hubkolbenpumpe resultierender Druckstoß über einen Sperrkörper auf ein in einem mit einer Abspritzeinrichtung in Verbindung stehenden Druckraum eingeschlossenes Nutzfluid übertragen wird, so dass eine vorbestimmte Menge des Nutzfluids aus einer Abspritzeinheit befördert wird, wobei die gespeicherte kinetische Energie des Ankerelements schlagartig zunächst auf ein in einem dem Druckraum vorgeordneten Druckvorraum eingeschlossenes Arbeitsfluid einen Druckstoß induzierend übertragen wird, der sich im Arbeitsfluid ausbreitend auf den Sperrkörper und vom Sperrkörper auf das Nutzfluid übertragen wird. Eine solche Vorrichtung zum Zuführen der fluiden Medien zur Abspritzeinrichtung erfordert einen relativ komplexen Systemaufbau.DE 198 44 163 C1 discloses a method for metering, pulse-like pumping of fluid media under high pressure, a pressure surge resulting from the stored kinetic energy of an electromagnetically driven armature element of a reciprocating piston pump passing through a blocking body onto a one connected to a spraying device Useful fluid enclosed in the pressure chamber is transmitted, so that a predetermined amount of the useful fluid is conveyed out of a spraying unit, the stored kinetic energy of the anchor element being suddenly transmitted to a working fluid enclosed in a pressure antechamber upstream of the pressure chamber, inducing a pressure surge which spreads in the working fluid the locking body and is transferred from the locking body to the useful fluid. Such a device for supplying the fluid media to the spraying device requires a relatively complex system structure.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Injektionssystem, ein Brennstoffzellensystem, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchen bzw. in welchem Brennstoff auf einfache, zuverlässige und kostengünstige Weise in einen Brennraum eingespritzt werden kann.The object of the present invention is to at least partially take into account the problems described above. In particular, it is an object of the present invention to provide an injection system, a fuel cell system, a motor vehicle and a method with which or in which fuel it is possible to inject fuel into a combustion chamber in a simple, reliable and cost-effective manner.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch das Injektionssystem gemäß Anspruch 1, das Brennstoffzellensystem gemäß Anspruch 13, das Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 14 sowie das Verfahren gemäß Anspruch 15 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Injektionssystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem, dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug, dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is solved by the claims. In particular, the above object is achieved by the injection system according to claim 1, the fuel cell system according to claim 13, the motor vehicle according to claim 14 and the method according to claim 15. Further advantages of the invention result from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the injection system apply, of course, also in connection with the fuel cell system according to the invention, the motor vehicle according to the invention, the method according to the invention and vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is always made to one another or can be.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Injektionssystem für ein Brennstoffzellensystem zur Verfügung gestellt. Das Injektionssystem weist einen Injektor zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum des Brennstoffzellensystems, eine Brennstoff-Dosierkammer zum dosierten Zwischenspeichern des Brennstoffs für den Injektor, und ein Einspritzventil zum dosierten Einspritzen des Brennstoffs in die Brennstoff-Dosierkammer, auf. Die Brennstoff-Dosierkammer ist in einem Positionierungskörper, zum Positionieren des Injektors und des Einspritzventils im Brennstoffzellensystem, ausgestaltet.According to a first aspect of the present invention, an injection system for a fuel cell system is provided. The injection system has an injector for injecting fuel into a combustion chamber of the fuel cell system, a fuel metering chamber for metered intermediate storage of the fuel for the injector, and an injection valve for metered injection of the fuel into the fuel metering chamber. The fuel metering chamber is configured in a positioning body for positioning the injector and the injection valve in the fuel cell system.

Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Positionierungskörpers können das Einspritzventil und der Injektor auf einfache Weise im Brennstoffzellensystem, insbesondere relativ zueinander und/oder relativ zum Brennraum, positioniert werden. Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung kann zunächst Brennstoff bzw. ein Brennstoffgemisch durch das Einspritzventil in den Brennraum im Positionierungskörper eingespritzt werden. Dadurch kann zunächst die gewünschte bzw. eine definierte Menge am Brennstoff für den Injektor bereitgestellt werden. Sobald sich der Brennstoff in der Brennstoff-Dosierkammer befindet, kann dieser durch den Injektor in den Brennraum / 21Using the positioning body according to the invention, the injection valve and the injector can be easily positioned in the fuel cell system, in particular relative to one another and / or relative to the combustion chamber. In an arrangement according to the invention, fuel or a fuel mixture can first be injected through the injection valve into the combustion chamber in the positioning body. As a result, the desired or a defined amount of fuel can be made available to the injector. As soon as the fuel is in the fuel metering chamber, it can be injected into the combustion chamber / 21

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AVL List GmbH eingespritzt werden. Auf einen komplexen Zuführ- und/oder Dosiermechanismus zum Bereitstellen der gewünschten Menge Brennstoff am Injektor kann dadurch verzichtet werden. Das vorliegende Injektionssystem kann dadurch entsprechend kostengünstig bereitgestellt werden.AVL List GmbH are injected. This eliminates the need for a complex feed and / or metering mechanism to provide the desired amount of fuel to the injector. The present injection system can thus be provided at a correspondingly low cost.

Bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem ist es außerdem besonders einfach, ein fehlerhaftes Einspritzventil und/oder einen fehlerhaften Injektor auszutauschenIn an injection system according to the invention, it is also particularly simple to replace a faulty injection valve and / or a faulty injector

Durch das direkte Einspritzen des Brennstoffs in die Brennstoff-Dosierkammer ist es ferner auf einfache Weise möglich, den gewünschten Brennstoffdruck am Injektor bereitzustellen. Hierfür ist lediglich ein entsprechend definierter Einspritzvorgang durch die Einspritzdüse erforderlich.By injecting the fuel directly into the fuel metering chamber, it is also possible in a simple manner to provide the desired fuel pressure at the injector. All that is required for this is a correspondingly defined injection process through the injection nozzle.

Unter dem Brennstoffzellensystem ist vorliegend insbesondere ein SOFC-System zu verstehen. Das Injektionssystem ist demnach zum Einspritzen eines Brennstoffs in einen Brennraum eines SOFC-System ausgestaltet. Die jeweiligen Funktionskomponenten des Injektionssystems sind dafür ausreichend hitzebeständig ausgestaltet. Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht es auch, dass beispielsweise ein hitzeempfindlicher Injektor in einem kühleren oder weniger heißen bzw. warmen Bereich positionierbar ist.In the present case, the fuel cell system is to be understood in particular as an SOFC system. The injection system is accordingly designed for injecting a fuel into a combustion chamber of an SOFC system. The respective functional components of the injection system are designed to be sufficiently heat-resistant. The construction according to the invention also enables, for example, a heat-sensitive injector to be positioned in a cooler or less hot or warm area.

Unter der Brennstoff-Dosierkammer ist vorzugsweise eine zumindest im Wesentlichen abgeschlossene Kammer innerhalb des Positionierungskörpers zu verstehen. Die Brennstoff-Dosierkammer kann als Zwischenspeicher oder als Zwischenspeicherkammer verstanden werden. Der Positionierungskörper kann als Haltekörper, Lagerkörper oder Befestigungskörper zum Halten, Lagern oder Befestigen des Einspritzventils sowie des Injektors innerhalb des Brennstoffzellensystems verstanden werden. D.h., ohne den Positionierungskörper könnten weder das Einspritzventil noch der Injektor auf die erfindungsgemäße Weise an der gewünschten Position im Brennstoffzellensystem positioniert werden.The fuel metering chamber is preferably to be understood as an at least substantially closed chamber within the positioning body. The fuel metering chamber can be understood as an intermediate storage or as an intermediate storage chamber. The positioning body can be understood as a holding body, bearing body or fastening body for holding, storing or fastening the injection valve and the injector within the fuel cell system. That is, without the positioning body, neither the injection valve nor the injector could be positioned at the desired position in the fuel cell system in the manner according to the invention.

Unter dem Brennraum ist ein Volumen innerhalb einer Brennkammer zu verstehen, in welchem der Brennstoff verbrannt wird bzw. verbrannt werden kann. Die Brennkammer ist entsprechend als Teil des Positionierungskörpers ausgestaltet.The combustion chamber is to be understood as a volume within a combustion chamber in which the fuel is burned or can be burned. The combustion chamber is accordingly designed as part of the positioning body.

Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Injektionssystem das Einspritzventil an einem ersten Positionierungsabschnitt / 21According to a development of the present invention, it is possible that in an injection system the injection valve is located on a first positioning section / 21

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AVL List GmbH des Positionierungskörpers befestigt ist und der Injektor an einem zweiten Positionierungsabschnitt des Positionierungskörpers befestigt ist. Dadurch können das Einspritzventil und der Injektor auf einfache Weise in einer gewünschten Position im Brennstoffzellensystem positioniert, gelagert oder fixiert werden. Insbesondere können der Einspritzkörper und der Injektor dadurch einfach relativ zueinander positioniert werden. So können beispielsweise zunächst der Injektor am zweiten Positionierungsabschnitt befestigt, der Positionierungskörper anschließend im Brennstoffzellensystem in der gewünschten Position angeordnet, und danach das Einspritzventil am ersten Positionierungsabschnitt befestigt werden. Durch den erfindungsgemäß ausgestalteten Positionierungskörper können das Einspritzventil sowie der Injektor darüber hinaus besonders einfach und stabil relativ zum Brennraum positioniert werden.AVL List GmbH of the positioning body is attached and the injector is attached to a second positioning section of the positioning body. As a result, the injection valve and the injector can be easily positioned, stored or fixed in a desired position in the fuel cell system. In particular, the injection body and the injector can thereby be easily positioned relative to one another. For example, the injector can first be attached to the second positioning section, the positioning body can then be arranged in the fuel cell system in the desired position, and then the injection valve can be attached to the first positioning section. The positioning body designed according to the invention also allows the injection valve and the injector to be positioned particularly simply and stably relative to the combustion chamber.

Ferner ist es möglich, dass bei einem Injektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung das Einspritzventil, die Brennstoff-Dosierkammer und der Injektor zumindest abschnittsweise fluchtend zueinander angeordnet sind. Insbesondere verlaufen dabei eine Einspritzrichtung des Einspritzventils und eine Injektionsrichtung des Injektors vorzugsweise in die gleiche Richtung. Besonders bevorzugt sind die Einspritzrichtung des Einspritzventils und die Injektionsrichtung des Injektors koaxial zueinander ausgerichtet. Die Brennstoff-Dosierkammer ist zumindest abschnittsweise in einer Flucht zwischen der Einspritzrichtung und der Injektionsrichtung ausgestaltet. Dadurch kann das Injektionssystem besonders kompakt und entsprechend platzsparend zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus können dadurch dynamische Kräfte im Injektionssystem und somit auch im Brennstoffzellensystem gering gehalten werden. D.h., das Injektionssystem kann mit einer hohen dynamischen Stabilität zur Verfügung gestellt werden.Furthermore, it is possible that in an injection system according to the present invention, the injection valve, the fuel metering chamber and the injector are arranged at least in sections in alignment with one another. In particular, an injection direction of the injection valve and an injection direction of the injector preferably run in the same direction. The injection direction of the injection valve and the injection direction of the injector are particularly preferably aligned coaxially to one another. The fuel metering chamber is configured, at least in sections, in alignment between the injection direction and the injection direction. As a result, the injection system can be made available in a particularly compact and space-saving manner. In addition, dynamic forces in the injection system and thus also in the fuel cell system can be kept low. That is, the injection system can be provided with a high dynamic stability.

Weiterhin ist es bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem möglich, dass sich der Brennraum zumindest abschnittsweise in einem Gehäuseabschnitt des Brennstoffzellensystems befindet und der Positionierungskörper wenigstens einen Befestigungsabschnitt zum Befestigen des Positionierungskörpers am Gehäuseabschnitt und dadurch zum Bilden einer Brennkammer, in welcher sich der Brennraum befindet, aufweist. Durch den Befestigungsabschnitt und die entsprechende Ausgestaltung des Positionierungskörpers können die Einspritzdüse und der Injektor auf besonders einfache Weise ortsstabil am und im Brennraum positioniert werden.Furthermore, in an injection system according to the invention, it is possible for the combustion chamber to be located at least in sections in a housing section of the fuel cell system and for the positioning body to have at least one fastening section for fastening the positioning body to the housing section and thereby for forming a combustion chamber in which the combustion chamber is located. Due to the fastening section and the corresponding configuration of the positioning body, the injection nozzle and the injector can be positioned in a particularly simple manner on and in the combustion chamber in a stable manner.

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Dadurch kann der Brennstoff entsprechend zuverlässig in den Brennraum eingespritzt werden. Außerdem kann dadurch, dass der Positionierungskörper vorzugsweise einen Teil der Brennkammer bildet, das zugehörige Gesamtsystem besonders kompakt, materialsparend, und mithin entsprechend gewichtssparend bereitgestellt werden. Dies ist insbesondere für die Verwendung im mobilen Einsatz von Vorteil.As a result, the fuel can be correspondingly reliably injected into the combustion chamber. In addition, because the positioning body preferably forms part of the combustion chamber, the associated overall system can be provided in a particularly compact, material-saving and, accordingly, correspondingly weight-saving manner. This is particularly advantageous for use in mobile use.

Zudem ist es bei einem Injektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass der wenigstens eine Befestigungsabschnitt wenigstens eine Durchgangsöffnung zum Durchführen eines Befestigungsmittels aufweist. Dadurch kann der Positionierungskörper einfach am Gehäuseabschnitt befestigt werden. Der Positionierungskörper weist vorzugsweise wenigstens zwei Durchgangsöffnungen auf, durch welche der Positionierungskörper mittels Schraubenkörpern am Gehäuseabschnitt befestigt werden kann. Diese Befestigungsmöglichkeit kann besonders kostengünstig zur Verfügung gestellt werden.In addition, in the case of an injection system according to the present invention, it is possible for the at least one fastening section to have at least one through opening for the passage of a fastening means. As a result, the positioning body can be easily attached to the housing section. The positioning body preferably has at least two through openings, through which the positioning body can be fastened to the housing section by means of screw bodies. This fastening option can be made available at particularly low cost.

Darüber hinaus ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem der Positionierungskörper einstückig oder im Wesentlichen einstückig ausgestaltet ist. Dadurch kann das Injektionssystem besonders stabil, kostengünstig und mit einem geringen Komplexitätsgrad zur Verfügung gestellt werden. Durch den einstückigen, insbesondere monolithischen Aufbau des Positionierungskörpers kann außerdem eine robuste und entsprechend sichere Betriebsweise des Injektionssystems begünstigt werden.Furthermore, it is possible that in an injection system according to the invention the positioning body is configured in one piece or essentially in one piece. As a result, the injection system can be made available in a particularly stable, cost-effective manner and with a low degree of complexity. The one-piece, in particular monolithic structure of the positioning body can also promote a robust and correspondingly safe mode of operation of the injection system.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der Positionierungskörper eine größere Masse, insbesondere eine mehr als doppelt so große Masse, als der Injektor und/oder das Einspritzventil aufweist. Damit kann gewährleistet werden, dass das Einspritzventil sowie der Injektor sicher und stabil im Positionierungskörper sitzen, wenn das Brennstoffzellensystem in Betrieb ist. Dadurch kann außerdem eine entsprechend zuverlässige Betriebsweise des Brennstoffzellensystems gewährleistet werden. Durch eine solche massive Bauweise des Positionierungskörpers kann dieser zudem, wie bereits vorstehend erwähnt, als Verschlusskörper zum wenigstens teilweisen Umschließen oder Abdecken des Brennraums ausgestaltet sein. Demnach kann auf ein separates Verschluss- bzw. Abdeckelement zum Verschließen oder Bedecken des Brennraums verzichtet werden. Somit kann der Komplexitätsgrad entsprechend niedrig gehalten / 21According to a further embodiment variant of the present invention, it is possible for the positioning body to have a larger mass, in particular a mass that is more than twice as large, than the injector and / or the injection valve. This ensures that the injection valve and the injector sit securely and stably in the positioning body when the fuel cell system is in operation. This also ensures a correspondingly reliable mode of operation of the fuel cell system. With such a massive construction of the positioning body, it can, as already mentioned above, be designed as a closure body for at least partially enclosing or covering the combustion chamber. Accordingly, a separate closure or cover element for closing or covering the combustion chamber can be dispensed with. The degree of complexity can thus be kept correspondingly low / 21

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AVL List GmbH werden. Die Masse des Positionierungskörpers ist dabei vorzugsweise größer als die Masse des Injektors und des Einspritzventils zusammen.AVL List GmbH. The mass of the positioning body is preferably greater than the mass of the injector and the injection valve combined.

Bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem ist es weiterhin möglich, dass von der Brennstoff-Dosierkammer innerhalb des Positionierungskörpers ein FluiddruckBestimmungskanal in Richtung einer Außenseite des Positionierungskörpers zum Bestimmen eines Fluiddrucks in der Brennstoff-Dosierkammer abzweigt. Dies ist insbesondere aufgrund der erfindungsgemäß vorgeschlagenen massiven Bauweise des Positionierungskörpers möglich. Unter Verwendung des FluiddruckBestimmungskanals kann der Fluiddruck in der Brennstoff-Dosierkammer besonders leicht ermittelt bzw. bestimmt werden. Bei herkömmlichen Injektionssystemen war dies nicht möglich, da ein entsprechender Positionierungsabschnitt entweder nicht einstückig ausgestaltet war bzw. nicht einstückig ausgestaltet sein konnte, oder weil schlicht nicht ausreichend Platz für den erfindungsgemäßen FluiddruckBestimmungskanal war. Der Fluiddruck-Bestimmungskanal verläuft vorzugsweise von der Brennstoff-Dosierkammer bis zur Außenseite des Positionierungskörpers, wobei außerhalb des Positionierungskörpers eine Druckmessvorrichtung zum Bestimmen bzw. Messen des Fluiddrucks in der Brennstoff-Dosierkammer angeordnet ist. So kann über die Druckmessvorrichtung außerhalb des Positionierungskörpers auf einfache Weise der Fluiddruck bzw. Brennstoffdruck innerhalb der BrennstoffDosierkammer ermittelt werden.In the case of an injection system according to the invention, it is also possible for a fluid pressure determination channel to branch off from the fuel metering chamber within the positioning body in the direction of an outside of the positioning body for determining a fluid pressure in the fuel metering chamber. This is possible in particular because of the massive construction of the positioning body proposed according to the invention. Using the fluid pressure determination channel, the fluid pressure in the fuel metering chamber can be determined or determined particularly easily. In conventional injection systems, this was not possible because a corresponding positioning section was either not designed in one piece or could not be designed in one piece, or simply because there was insufficient space for the fluid pressure determination channel according to the invention. The fluid pressure determination channel preferably extends from the fuel metering chamber to the outside of the positioning body, a pressure measuring device for determining or measuring the fluid pressure in the fuel metering chamber being arranged outside the positioning body. Thus, the fluid pressure or fuel pressure within the fuel metering chamber can be determined in a simple manner via the pressure measuring device outside the positioning body.

Bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem ist es weiterhin möglich, dass der Injektor eine Einzelfluiddüse aufweist oder als Einzelfluiddüse ausgestaltet ist. Genauer gesagt weist der Injektor bevorzugt eine Einzelfluid-Atomisierungsdüse auf, welche den Brennstoff besonders fein zerstäubt in den Brennraum einspritzen kann. Eine solche Einzelfluiddüse ist kostengünstig und platzsparend bereitstellbar. Dabei ist es aus vorgenannten Gründen erst aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus hinsichtlich der Vorlagerung der Brennstoff-Dosierkammer und des Einspritzventils stromaufwärts der Einzelfluiddüse möglich bzw. sinnvoll, eine entsprechend einfach aufgebaute Einzelfluiddüse zu verwenden.In the case of an injection system according to the invention, it is also possible for the injector to have an individual fluid nozzle or to be designed as an individual fluid nozzle. To be more precise, the injector preferably has a single fluid atomization nozzle which can inject the fuel into the combustion chamber in a particularly finely atomized manner. Such an individual fluid nozzle can be provided inexpensively and in a space-saving manner. For the aforementioned reasons, it is only possible or sensible to use a correspondingly simply constructed individual fluid nozzle because of the structure according to the invention with regard to the preliminary storage of the fuel metering chamber and the injection valve upstream of the individual fluid nozzle.

Zudem kann es von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Injektionssystem der Positionierungskörper einen konusförmigen und/oder sich verjüngenden Stirnabschnitt aufweist. Wie vorstehend bereits erwähnt, kann der Positionierungskörper als Verschlusskörper bzw. Deckel einer Brennkammer dienen. Mit dem ko / 21In addition, it can be advantageous if, in an injection system according to the invention, the positioning body has a conical and / or tapered end section. As already mentioned above, the positioning body can serve as a closure body or cover of a combustion chamber. With the ko / 21

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AVL List GmbH nusförmigen und/oder sich verjüngenden Stirnabschnitt kann der Positionierungskörper besonders einfach und sicher in eine Öffnung der Brennkammer gesetzt werden, um diese zu verschließen. Zusätzlich oder alternativ kann der Stirnabschnitt auch einen Gewindeabschnitt aufweisen, durch welchen der Positionierungskörper in eine komplementär ausgestaltete Öffnung der Brennkammer eingedreht werden kann. Auch dadurch kann ein einfacher und sicherer Verschlussmechanismus zum Verschließen der Brennkammer mittels des Positionierungskörpers bereitgestellt werden.AVL List GmbH nut-shaped and / or tapered end section, the positioning body can be placed particularly easily and securely in an opening of the combustion chamber in order to close it. Additionally or alternatively, the end section can also have a threaded section through which the positioning body can be screwed into a complementarily configured opening in the combustion chamber. This also makes it possible to provide a simple and secure closing mechanism for closing the combustion chamber by means of the positioning body.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Brennstoffzellensystem mit einem wie vorstehend im Detail beschriebenen Injektionssystem zur Verfügung gestellt. Das Brennstoffzellensystem weist eine Brennkammer auf, in welcher sich der Brennraum befindet, wobei der Positionierungskörper zumindest teilweise einen Innenwandabschnitt des Brennraums bildet. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Injektionssystem beschrieben worden sind. Das Brennstoffzellensystem ist vorzugsweise als ein SOFC-System ausgestaltet. Das Injektionssystem im Brennstoffzellensystem ist bevorzugt als Injektionssystem zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum bzw. eine Brennkammer eines Startbrenners und/oder eines Abgasbrenners des Brennstoffzellensystems ausgestaltet.According to a further aspect of the present invention, a fuel cell system with an injection system as described in detail above is provided. The fuel cell system has a combustion chamber in which the combustion chamber is located, the positioning body at least partially forming an inner wall section of the combustion chamber. A fuel cell system according to the invention thus brings with it the same advantages as have been described in detail with reference to the injection system according to the invention. The fuel cell system is preferably designed as an SOFC system. The injection system in the fuel cell system is preferably designed as an injection system for injecting fuel into a combustion chamber or a combustion chamber of a starting burner and / or an exhaust gas burner of the fuel cell system.

Im Brennraum ist vorzugsweise ein Heizmittel angeordnet, welches insbesondere als elektrisches Heizmittel, beispielsweise als Widerstandsheizmittel, ausgestaltet ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann der Brennstoff durch das Einspritzventil in weiterer Folge direkt auf das Heizmittel gespritzt und dadurch besonders effizient erhitzt, verdampft und entzündet werden.A heating means is preferably arranged in the combustion chamber and is designed in particular as an electrical heating means, for example as a resistance heating means. As a result of the arrangement according to the invention, the fuel can subsequently be sprayed directly onto the heating medium through the injection valve and thereby heated, evaporated and ignited particularly efficiently.

Im Rahmen eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit einem wie vorstehen beschriebenen Brennstoffzellensystem zur Bereitstellung elektrischer Energie und wenigstens einem Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs unter zumindest teilweiser Verwendung der elektrischen Energie, die durch das Brennstoffzellensystem bereitgestellt wird, zur Verfügung gestellt. Unter dem Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein PKW oder ein LKW zu verstehen.Within the scope of a further aspect of the present invention, a motor vehicle with a fuel cell system as described above for providing electrical energy and at least one electric motor for driving the motor vehicle is provided using at least partial use of the electrical energy provided by the fuel cell system. The motor vehicle is preferably to be understood as a car or a truck.

Darüber hinaus wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum eines Brennstoffzellensystems mit einem / 21In addition, in the context of the present invention, a method for injecting fuel into a combustion chamber of a fuel cell system with a / 21

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AVL List GmbH wie vorstehend im Detail beschriebenen Injektionssystem zur Verfügung gestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:AVL List GmbH provided as described in detail above injection system. The process has the following steps:

- Einspritzen einer vordefinierten Menge an Brennstoff in die BrennstoffDosierkammer durch das Einspritzventil, undInjecting a predefined amount of fuel into the fuel metering chamber through the injection valve, and

- Einspritzen der vordefinierten Menge an Brennstoff aus der BrennstoffDosierkammer in den Brennraum durch den Injektor.- Injecting the predefined amount of fuel from the fuel metering chamber into the combustion chamber through the injector.

Durch diese Einspritzreihenfolge im erfindungsgemäßen Injektionssystem kann der Brennstoff, wie vorstehend bereits beschrieben, unter Verwendung eines kostengünstigen Injektors auf sichere und einfache Weise korrekt dosiert sowie fein zerstäubt in den Brennraum eingespritzt werden. Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Verfahren damit die gleichen Vorteile auf, wie sie vorstehend mit Bezug auf das Injektionssystem beschrieben worden sind. Unter dem Einspritzen einer vordefinierten Menge kann ein dosiertes Einspritzen des Brennstoffs in die BrennstoffDosierkammer verstanden werden. Im Brennraum kann ein Heizmittel vorgesehen sein, auf welches die vordefinierte Menge an Brennstoff insbesondere unmittelbar aufgespritzt wird.As a result of this injection sequence in the injection system according to the invention, the fuel, as already described above, can be dosed correctly and finely atomized into the combustion chamber using a cost-effective injector in a safe and simple manner. In addition, the method according to the invention thus has the same advantages as have been described above with reference to the injection system. The injection of a predefined quantity can be understood as a metered injection of the fuel into the fuel metering chamber. A heating means can be provided in the combustion chamber, onto which the predefined amount of fuel is in particular sprayed directly.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.Further measures improving the invention result from the following description of various exemplary embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All of the features and / or advantages arising from the claims, the description or the drawing, including structural details and spatial arrangements, can be essential to the invention both individually and in the various combinations.

Es zeigen jeweils schematisch:Each shows schematically:

Figur 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht zum Erläutern eines Injektionssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und1 shows a partially sectioned side view for explaining an injection system according to an embodiment of the present invention, and

Figur 2 ein Kraftfahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem sowie dem in Fig. 1 dargestellten Injektionssystem gemäß der vorliegenden Erfindung.Figure 2 shows a motor vehicle with a fuel cell system and the injection system shown in Fig. 1 according to the present invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 und 2 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are given the same reference numerals in FIGS. 1 and 2.

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AVL List GmbHAVL List GmbH

In Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Injektionssystem 1 für ein Brennstoffzellensystem 2 dargestellt. Das Injektionssystem 1 weist einen Injektor 3 zum Einspritzen von Brennstoff 4 in einen Brennraum 5 des Brennstoffzellensystems 2 auf. Das Injektionssystem 1 weist ferner eine Brennstoff-Dosierkammer 6 zum dosierten Zwischenspeichern des Brennstoffs 4 für den Injektor 3 auf. Außerdem weist das Injektionssystem ein Einspritzventil 7 zum dosierten Einspritzen des Brennstoffs 4 in die Brennstoff-Dosierkammer 6 auf. Die Brennstoff-Dosierkammer 6 ist in einem Positionierungskörper 8 ausgestaltet, der zum Positionieren des Injektors 3 und des Einspritzventils 7 im Brennstoffzellensystem 2 anordenbar ist. Das heißt, an einem im Brennstoffzellensystem 2 positionierten Positionierungskörper 8 können das Einspritzventil 7 sowie der Injektor 3 positioniert bzw. befestigt werden, sodass diese Bauteile grundsätzlich nur durch den Positionierungskörper 8 in ihrer Position im Brennstoffzellensystem 2 gehalten werden könnten.1 schematically shows an injection system 1 according to the invention for a fuel cell system 2. The injection system 1 has an injector 3 for injecting fuel 4 into a combustion chamber 5 of the fuel cell system 2. The injection system 1 also has a fuel metering chamber 6 for the metered temporary storage of the fuel 4 for the injector 3. In addition, the injection system has an injection valve 7 for the metered injection of the fuel 4 into the fuel metering chamber 6. The fuel metering chamber 6 is configured in a positioning body 8, which can be arranged in the fuel cell system 2 for positioning the injector 3 and the injection valve 7. That is, the injection valve 7 and the injector 3 can be positioned or fastened to a positioning body 8 positioned in the fuel cell system 2, so that these components could in principle only be held in their position in the fuel cell system 2 by the positioning body 8.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das Einspritzventil 7 an einem ersten Positionierungsabschnitt 16 des Positionierungskörpers 8 an diesem befestigt und der Injektor 3 ist an einem zweiten Positionierungsabschnitt 17 des Positionierungskörpers 8 an diesem befestigt.As shown in FIG. 1, the injection valve 7 is fastened to a first positioning section 16 of the positioning body 8 and the injector 3 is fastened to a second positioning section 17 of the positioning body 8.

Das Einspritzventil 7, die Brennstoff-Dosierkammer 6 und der Injektor 3 sind abschnittsweise fluchtend zueinander angeordnet. Das Einspritzventil 7 und der Injektor 3 weisen somit die gleiche Einspritzrichtung auf. Der Brennraum 5 befindet sich im Wesentlichen in einem Gehäuseabschnitt 11 des Brennstoffzellensystems 2 und der Positionierungskörper 8 weist zwei Befestigungsabschnitte 9, 10 zum Befestigen des Positionierungskörpers 8 am Gehäuseabschnitt 11 und dadurch zum Bilden einer Brennkammer 13, in welcher sich der Brennraum 5 befindet, auf.The injection valve 7, the fuel metering chamber 6 and the injector 3 are arranged in sections in alignment with one another. The injection valve 7 and the injector 3 thus have the same injection direction. The combustion chamber 5 is essentially located in a housing section 11 of the fuel cell system 2 and the positioning body 8 has two fastening sections 9, 10 for fastening the positioning body 8 to the housing section 11 and thereby for forming a combustion chamber 13 in which the combustion chamber 5 is located.

Die beiden Befestigungsabschnitte 9, 10 weisen jeweils eine Durchgangsöffnung zum Durchführen eines Befestigungsmittels auf. Hierüber kann der Positionierungskörper 8 mit dem Gehäuseabschnitt 11 verschraubt werden.The two fastening sections 9, 10 each have a through opening for the passage of a fastening means. The positioning body 8 can be screwed to the housing section 11 in this way.

Der Injektor 3 weist ferner eine Abdeckung 12 auf, welche sich in die BrennstoffDosierkammer 6 erstreckt bzw. innerhalb dieser angeordnet ist. Die Abdeckung 12 ist insbesondere als Drahtgeflecht ausgebildet, welches den Injektor 3 vor Verschmutzungen oder Fremdkörpern schützt.The injector 3 also has a cover 12 which extends into the fuel metering chamber 6 or is arranged within the latter. The cover 12 is designed in particular as a wire mesh, which protects the injector 3 from dirt or foreign bodies.

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Der Positionierungskörper 8 ist einstückig ausgestaltet. Außerdem weist der Positionierungskörper 8 eine größere Masse als der Injektor 3 und/oder das Einspritzventil 7 auf. Der Positionierungskörper 8 ist darüber hinaus als Verschlusskörper in Form eines Deckels zum wenigstens teilweisen Umschließen bzw. Verschließen des Brennraums 5 ausgestaltet. Somit bildet der Positionierungskörper 8 zumindest einen Teil eines Innenwandabschnitts 15 des Brennraums 5.The positioning body 8 is designed in one piece. In addition, the positioning body 8 has a larger mass than the injector 3 and / or the injection valve 7. The positioning body 8 is also designed as a closure body in the form of a cover for at least partially enclosing or closing the combustion chamber 5. The positioning body 8 thus forms at least part of an inner wall section 15 of the combustion chamber 5.

Wie ferner in Fig. 1 dargestellt, zweigt von der Brennstoff-Dosierkammer 6 innerhalb des Positionierungskörpers 8 ein Fluiddruck-Bestimmungskanal 14 in Richtung einer Außenseite des Positionierungskörpers 8 zum Bestimmen eines Fluiddrucks in der Brennstoff-Dosierkammer 6 ab. Der Fluiddruck kann unter Nutzung des FluiddruckBestimmungskanals 14 mit einer Druckmessvorrichtung 21 ermittelt werden.As further shown in FIG. 1, a fluid pressure determination channel 14 branches off from the fuel metering chamber 6 within the positioning body 8 in the direction of an outside of the positioning body 8 for determining a fluid pressure in the fuel metering chamber 6. The fluid pressure can be determined using the fluid pressure determination channel 14 with a pressure measuring device 21.

Der Injektor 3 ist als Einzelfluiddüse ausgestaltet. Der Positionierungskörper 8 weist einen konusförmigen bzw. sich in Richtung des Brennraums 5 verjüngenden Stirnabschnitt 20 auf.The injector 3 is designed as a single fluid nozzle. The positioning body 8 has a conical end section 20 which tapers in the direction of the combustion chamber 5.

In Fig. 2 ist ein Kraftfahrzeug 18 mit einem Brennstoffzellensystem 2 zur Bereitstellung elektrischer Energie und wenigstens einem Elektromotor 19 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 18 unter zumindest teilweiser Verwendung der elektrischen Energie, die durch das Brennstoffzellensystem 2 bereitgestellt wird, dargestellt. Das Brennstoffzellensystem 2 gemäß Fig. 2 weist ein wie zu Fig. 1 beschriebenes Injektionssystem zum Einspritzen von Brennstoff 4 in einen Brennraum 5 eines Startbrenners und/oder eines Abgasbrenners des Brennstoffzellensystems 2 auf.FIG. 2 shows a motor vehicle 18 with a fuel cell system 2 for providing electrical energy and at least one electric motor 19 for driving the motor vehicle 18 using the electrical energy provided by the fuel cell system 2 at least in part. The fuel cell system 2 according to FIG. 2 has an injection system as described for FIG. 1 for injecting fuel 4 into a combustion chamber 5 of a starting burner and / or an exhaust gas burner of the fuel cell system 2.

Mit erneutem Bezug auf Fig. 1 wird anschließend ein Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff 4 in einen Brennraum 5 eines Brennstoffzellensystems 2 mit dem dort dargestellten Injektionssystem 1 erläutert. In einem ersten Schritt S1 wird durch das Einspritzventil 7 zunächst eine vordefinierte Menge an Brennstoff 4 in die BrennstoffDosierkammer 6 eingespritzt. Hierbei kann der Druck in der BrennstoffDosierkammer 6 über den Fluiddruck-Bestimmungskanal und die Druckmessvorrichtung 21 ermittelt und dadurch ggf. entsprechend angepasst werden. Die sich nun in der Brennstoff-Dosierkammer 6 befindliche Brennstoffmenge wird in einem anschließenden Schritt S2 durch den Injektor 3 dosiert in den Brennraum 5 eingespritzt. Im Brennraum kann weiter ein Heizmittel (nicht dargestellt) angeordnet sein, auf wel11 / 21Referring again to FIG. 1, a method for injecting fuel 4 into a combustion chamber 5 of a fuel cell system 2 with the injection system 1 shown there will be explained. In a first step S1, a predetermined amount of fuel 4 is first injected into the fuel metering chamber 6 through the injection valve 7. Here, the pressure in the fuel metering chamber 6 can be determined via the fluid pressure determination channel and the pressure measuring device 21 and, if necessary, can be adapted accordingly. The amount of fuel now in the fuel metering chamber 6 is injected into the combustion chamber 5 in a subsequent step S2 by the injector 3. A heating medium (not shown) can also be arranged in the combustion chamber, on which wel11 / 21

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AVL List GmbH chen der Brennstoff in weiterer Folge in einem weiteren Schritt S3 gesprüht wird, um diesen zu erhitzen, zu verdampfen und/oder zu entzünden.AVL List GmbH Chen the fuel is subsequently sprayed in a further step S3 in order to heat, vaporize and / or ignite it.

Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. D.h., die Erfindung soll nicht auf die in den Figuren dargestellten 5 Ausführungsformen beschränkt betrachtet werden.In addition to the illustrated embodiments, the invention permits further design principles. That is, the invention should not be considered limited to the 5 embodiments shown in the figures.

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AVL List GmbHAVL List GmbH

BezugszeichenlisteReference list

InjektionssystemInjection system

BrennstoffzellensystemFuel cell system

InjektorInjector

Brennstofffuel

BrennraumCombustion chamber

Brennstoff-DosierkammerFuel dosing chamber

EinspritzventilInjector

PositionierungskörperPositioning body

BefestigungsabschnittFastening section

BefestigungsabschnittFastening section

GehäuseabschnittHousing section

Abdeckungcover

BrennkammerCombustion chamber

Fluiddruck-BestimmungskanalFluid pressure determination channel

Innenwandabschnitt erster Positionierungsabschnitt zweiter PositionierungsabschnittInner wall section first positioning section second positioning section

KraftfahrzeugMotor vehicle

ElektromotorElectric motor

StirnseiteFace

Druckmessvorrichtung / 21Pressure measuring device / 21

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AVL List GmbHAVL List GmbH

PatentansprücheClaims

Claims (21)

PatentansprücheClaims 1. Injektionssystem (1) für ein Brennstoffzellensystem (2), aufweisend einen Injektor (3) zum Einspritzen von Brennstoff (4) in einen Brennraum (5) des Brennstoffzellensystems (2), eine Brennstoff-Dosierkammer (6) zum dosierten Zwischenspeichern des Brennstoffs (4) für den Injektor (3), und ein Einspritzventil (7) zum dosierten Einspritzen des Brennstoffs (4) in die BrennstoffDosierkammer (6), wobei die Brennstoff-Dosierkammer (6) in einem Positionierungskörper (8), zum Positionieren des Injektors (3) und des Einspritzventils (7) im Brennstoffzellensystem (2), ausgestaltet ist dadurch gekennzeichnet, dass von der Brennstoff-Dosierkammer (6) innerhalb des Positionierungskörpers (8) ein Fluiddruck-Bestimmungskanal (14) in Richtung einer Außenseite des Positionierungskörpers (8) zum Bestimmen eines Fluiddrucks in der BrennstoffDosierkammer (6) abzweigt.1. Injection system (1) for a fuel cell system (2), comprising an injector (3) for injecting fuel (4) into a combustion chamber (5) of the fuel cell system (2), a fuel metering chamber (6) for metered intermediate storage of the fuel (4) for the injector (3), and an injection valve (7) for the metered injection of the fuel (4) into the fuel metering chamber (6), the fuel metering chamber (6) in a positioning body (8) for positioning the injector (3) and the injection valve (7) in the fuel cell system (2), is characterized in that a fluid pressure determination channel (14) in the direction of an outside of the positioning body (8) from the fuel metering chamber (6) within the positioning body (8) ) branches off to determine a fluid pressure in the fuel metering chamber (6). 1/11/1 1. Injektionssystem (1) für ein Brennstoffzellensystem (2), aufweisend einen Injektor (3) zum Einspritzen von Brennstoff (4) in einen Brennraum (5) des Brennstoffzellensystems (2), eine Brennstoff-Dosierkammer (6) zum dosierten Zwischenspeichern des Brennstoffs (4) für den Injektor (3), und ein Einspritzventil (7) zum dosierten Einspritzen des Brennstoffs (4) in die BrennstoffDosierkammer (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoff-Dosierkammer (6) in einem Positionierungskörper (8), zum Positionieren des Injektors (3) und des Einspritzventils (7) im Brennstoffzellensystem (2), ausgestaltet ist.1. Injection system (1) for a fuel cell system (2), comprising an injector (3) for injecting fuel (4) into a combustion chamber (5) of the fuel cell system (2), a fuel metering chamber (6) for metered intermediate storage of the fuel (4) for the injector (3), and an injection valve (7) for the metered injection of the fuel (4) into the fuel metering chamber (6), characterized in that the fuel metering chamber (6) in a positioning body (8) for Positioning the injector (3) and the injection valve (7) in the fuel cell system (2) is designed. 2. Injektionssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (7) an einem ersten Positionierungsabschnitt (16) des Positionierungskörpers (8) befestigt ist und der Injektor (3) an einem zweiten Positionierungsabschnitt (17) des Positionierungskörpers (8) befestigt ist.2. Injection system (1) according to claim 1, characterized in that the injection valve (7) is attached to a first positioning section (16) of the positioning body (8) and the injector (3) to a second positioning section (17) of the positioning body (8 ) is attached. 2. Injektionssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (7) an einem ersten Positionierungsabschnitt (16) des Positionierungskörpers (8) befestigt ist und der Injektor (3) an einem zweiten Positionierungsabschnitt (17) des Positionierungskörpers (8) befestigt ist.2. Injection system (1) according to claim 1, characterized in that the injection valve (7) is attached to a first positioning section (16) of the positioning body (8) and the injector (3) to a second positioning section (17) of the positioning body (8 ) is attached. 3. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (7), die Brennstoff-Dosierkammer (6) und der Injektor (3) zumindest abschnittsweise fluchtend zueinander angeordnet sind.3. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the injection valve (7), the fuel metering chamber (6) and the injector (3) are arranged at least in sections in alignment with one another. 3. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (7), die Brennstoff-Dosierkammer (6) und der Injektor (3) zumindest abschnittsweise fluchtend zueinander angeordnet sind.3. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the injection valve (7), the fuel metering chamber (6) and the injector (3) are arranged at least in sections in alignment with one another. 4. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Brennraum (5) zumindest abschnittsweise in einem Gehäuseabschnitt (11) des Brennstoffzellensystems (2) befindet und der Positionierungskörper (8) wenigstens einen Befestigungsabschnitt (9, 10) zum Befestigen des Positionierungskörpers (8) am Gehäuseabschnitt (11) und dadurch zum Bilden einer Brennkammer (13), in welcher sich der Brennraum (5) befindet, aufweist.4. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber (5) is at least in sections in a housing section (11) of the fuel cell system (2) and the positioning body (8) at least one fastening section (9, 10) for fixing the positioning body (8) to the housing section (11) and thereby for forming a combustion chamber (13) in which the combustion chamber (5) is located. 4. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Brennraum (5) zumindest abschnittsweise in einem Gehäuseabschnitt (11) des Brennstoffzellensystems (2) befindet und der Positionierungskörper (8) wenigstens einen Befestigungsabschnitt (9, 10) zum Befestigen des Positionierungskörpers (8) am Gehäuseabschnitt (11) und dadurch zum Bilden einer Brennkammer (13), in welcher sich der Brennraum (5) befindet, aufweist.4. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber (5) is at least in sections in a housing section (11) of the fuel cell system (2) and the positioning body (8) at least one fastening section (9, 10) for fixing the positioning body (8) to the housing section (11) and thereby for forming a combustion chamber (13) in which the combustion chamber (5) is located. 5. Injektionssystem (1) nach Anspruch 4,5. injection system (1) according to claim 4, 5. Injektionssystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Befestigungsabschnitt (9, 10) wenigstens eine Durchgangsöffnung zum Durchführen eines Befestigungsmittels aufweist.5. Injection system (1) according to claim 4, characterized in that the at least one fastening section (9, 10) has at least one through opening for carrying out a fastener. 6. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungskörper (8) einstückig oder im Wesentlichen einstückig ausgestaltet ist.6. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning body (8) is designed in one piece or essentially in one piece. 6. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungskörper (8) einstückig oder im Wesentlichen einstückig ausgestaltet ist.6. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning body (8) is designed in one piece or essentially in one piece. 7. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungskörper (8) eine größere Masse, insbesondere eine mehr als doppelt so große Masse, als der Injektor (3) und/oder das Einspritzventil (7) aufweist.7. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning body (8) has a larger mass, in particular a mass more than twice as large as the injector (3) and / or the injection valve (7). 7. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungskörper (8) eine größere Masse, insbesondere eine mehr als doppelt so große Masse, als der Injektor (3) und/oder das Einspritzventil (7) aufweist.7. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning body (8) has a larger mass, in particular a mass more than twice as large as the injector (3) and / or the injection valve (7). 8. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungskörper (8) als Verschlusskörper zum wenigstens teilweisen Umschließen des Brennraums (5) ausgestaltet ist.8. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning body (8) is designed as a closure body for at least partially enclosing the combustion chamber (5). 8. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungskörper (8) als Verschlusskörper zum wenigstens teilweisen Umschließen des Brennraums (5) ausgestaltet ist.8. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning body (8) is designed as a closure body for at least partially enclosing the combustion chamber (5). 9. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (3) eine Einzelfluiddüse aufweist oder als Einzelfluiddüse ausgestaltet ist.9. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the injector (3) has a single fluid nozzle or is designed as a single fluid nozzle. 9. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Brennstoff-Dosierkammer (6) innerhalb des Positionierungskörpers (8) ein Fluiddruck-Bestimmungskanal (14) in Richtung einer Außenseite des Positionierungskörpers (8) zum Bestimmen eines Fluiddrucks in der BrennstoffDosierkammer (6) abzweigt.9. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that of the fuel metering chamber (6) within the positioning body (8) has a fluid pressure determination channel (14) in the direction of an outside of the positioning body (8) for determining a fluid pressure branches off in the fuel metering chamber (6). 10. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungskörper (8) einen konusförmigen und/oder sich verjüngenden Stirnabschnitt (20) aufweist.10. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning body (8) has a conical and / or tapered end section (20). 10. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (3) eine Einzelfluiddüse aufweist oder als Einzelfluiddüse ausgestaltet ist.10. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the injector (3) has a single fluid nozzle or is designed as a single fluid nozzle. 11. Brennstoffzellensystem (2) mit einem Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Brennkammer (13), in welcher sich der Brennraum (5) befindet, wobei der Positionierungskörper (8) zumindest teilweise einen Innenwandabschnitt (15) des Brennraums (5) bildet.11. Fuel cell system (2) with an injection system (1) according to one of the preceding claims, further comprising a combustion chamber (13) in which the combustion chamber (5) is located, wherein the positioning body (8) at least partially an inner wall portion (15) of the Combustion chamber (5) forms. 11. Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionierungskörper (8) einen konusförmigen und/oder sich verjüngenden Stirnabschnitt (20) aufweist.11. Injection system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning body (8) has a conical and / or tapered end section (20). 12. Kraftfahrzeug (18) mit einem Brennstoffzellensystem (2) nach Anspruch 11 zur Bereitstellung elektrischer Energie und wenigstens einem Elektromotor (19) 12. Motor vehicle (18) with a fuel cell system (2) according to claim 11 for providing electrical energy and at least one electric motor (19) 12. Brennstoffzellensystem (2) mit einem Injektionssystem (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Brennkammer (13), in welcher sich der Brennraum (5) befindet, wobei der Positionierungskörper (8) zumindest teilweise einen Innenwandabschnitt (15) des Brennraums (5) bildet.12. Fuel cell system (2) with an injection system (1) according to one of the preceding claims, further comprising a combustion chamber (13) in which the combustion chamber (5) is located, wherein the positioning body (8) at least partially an inner wall portion (15) of the Combustion chamber (5) forms. 13. Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff (4) in einen Brennraum (5) eines Brennstoffzellensystems (2) mit einem Injektionssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend die Schritte:13. A method for injecting fuel (4) into a combustion chamber (5) of a fuel cell system (2) with an injection system (1) according to one of claims 1 to 10, comprising the steps: - Einspritzen einer vordefinierten Menge an Brennstoff (4) in die BrennstoffDosierkammer (6) durch das Einspritzventil (7), und- Injecting a predefined amount of fuel (4) into the fuel metering chamber (6) through the injection valve (7), and - Einspritzen der vordefinierten Menge an Brennstoff (4) aus der BrennstoffDosierkammer (6) in den Brennraum (5) durch den Injektor (3).- Injecting the predefined amount of fuel (4) from the fuel metering chamber (6) into the combustion chamber (5) through the injector (3). 13. Kraftfahrzeug (18) mit einem Brennstoffzellensystem (2) nach Anspruch 12 zur Bereitstellung elektrischer Energie und wenigstens einem Elektromotor (19) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (18) unter zumindest teilweiser Verwendung der elektrischen Energie, die durch das Brennstoffzellensystem (2) bereitgestellt wird.13. Motor vehicle (18) with a fuel cell system (2) according to claim 12 for providing electrical energy and at least one electric motor (19) for driving the motor vehicle (18) using at least partially the electrical energy provided by the fuel cell system (2) . 14. Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff (4) in einen Brennraum (5) eines Brennstoffzellensystems (2) mit einem Injektionssystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend die Schritte:14. A method for injecting fuel (4) into a combustion chamber (5) of a fuel cell system (2) with an injection system (1) according to one of claims 1 to 11, comprising the steps: - Einspritzen einer vordefinierten Menge an Brennstoff (4) in die BrennstoffDosierkammer (6) durch das Einspritzventil (7), und- Injecting a predefined amount of fuel (4) into the fuel metering chamber (6) through the injection valve (7), and - Einspritzen der vordefinierten Menge an Brennstoff (4) aus der BrennstoffDosierkammer (6) in den Brennraum (5) durch den Injektor (3).- Injecting the predefined amount of fuel (4) from the fuel metering chamber (6) into the combustion chamber (5) through the injector (3). 14 / 2114/21 PP31478ATPP31478AT AVL List GmbHAVL List GmbH 15 / 2115/21 PP31478ATPP31478AT AVL List GmbHAVL List GmbH 16 / 2116/21 PP31478ATPP31478AT AVL List GmbHAVL List GmbH 17/21 österreichisches17/21 Austrian PatentamtPatent office Recherchenbericht zu A 50838/2017Research report on A 50838/2017 Klassifikation des Anmeldungsgegenstands gemäß IPC: H01M 8/04225 (2016.01); H01M 8/0662 (2016.01); F23D 11/36 (2006.01); F02M 69/52 (2006.01) Classification of the subject of the application according to IPC: H01M 8/04225 (01/01/2016); H01M 8/0662 (2016.01); F23D 11/36 (2006.01); F02M 69/52 (2006.01) Klassifikation des Anmeldungsgegenstands gemäß CPC: H01M 8/04225 (2016.02); H01M 8/0662 (2016.02); F23D 11/36 (2016.08); F02M 69/52 (2013.01) Classification of the application according to CPC: H01M 8/04225 (2016.02); H01M 8/0662 (2016.02); F23D 11/36 (08/08/2016); F02M 69/52 (2013.01) Recherchierter Prüfstoff (Klassifikation): H01M, F02M, F23D, F01N Researched test substance (classification): H01M, F02M, F23D, F01N Konsultierte Online-Datenbank: EPODOC, WPIAP, Volltext-Patentdatenbanken EN und DE Consulted online database: EPODOC, WPIAP, full-text patent databases EN and DE Dieser Recherchenbericht wurde zu den am 02.10.2017 eingereichten Ansprüchen 1-14 erstellt. This search report was prepared for claims 1-14 filed on 02.10.2017. Kategorie*) Category*) Bezeichnung der Veröffentlichung: Ländercode, Veröffentlichungsnummer, Dokumentart (Anmelder), Veröffentlichungsdatum, Textstelle oder Figur soweit erforderlich Title of the publication: Country code, publication number, document type (applicant), publication date, text or figure if necessary Betreffend Anspruch Concerning claim X X X X X A X X X X X A WO 2013117311 Al (GANSER-HYDROMAG [CH]) 15. August 2013 (15.08.2013) Beschreibung Seiten 13-16; Figuren 1 und 2 EP 2427650 Al (ROBERT BOSCH GMBH [DE]) 14. März 2012 (14.03.2012) Das ganze Dokument EP 2522846 A2 (TRANSONIC COMBUSTION, INC. [US]) 14. November 2012 (14.11.2012) [0036]-[0039]; Figur 7 DE 102010039046 Al (ROBERT BOSCH GMBH [DE]) 09. Februar 2012 (09.02.2012) [ 0024]-[0055] ; Figuren 1 und 2 EP 1431564 A2 (AVL LIST GMBH [AT]) 23. Juni 2004 (23.06.2004) Das ganze Dokument WO 2004041424 Al (ROBERT BOSCH GMBH [DE]) 21. Mai 2004 (21.05.2004) Das ganze Dokument WO 2013117311 Al (GANSER-HYDROMAG [CH]) August 15, 2013 (08/15/2013) Description pages 13-16; Figures 1 and 2 EP 2427650 Al (ROBERT BOSCH GMBH [DE]) March 14, 2012 (03/14/2012) The whole document EP 2522846 A2 (TRANSONIC COMBUSTION, INC. [US]) November 14, 2012 (November 14, 2012) [0036] - [0039]; Figure 7 DE 102010039046 Al (ROBERT BOSCH GMBH [DE]) February 09, 2012 (09/02/2012) [0024] - [0055]; Figures 1 and 2 EP 1431564 A2 (AVL LIST GMBH [AT]) June 23, 2004 (June 23, 2004) The whole document WO 2004041424 Al (ROBERT BOSCH GMBH [DE]) May 21, 2004 (May 21, 2004) The whole document 1-8, 10-14 1-4, 6-14 1, 2, 7, 10, 11, 14 1-3, 6, 7, 10, 14 1, 2, 4, 6-8, 10-14 1-14 1-8, 10-14 1-4, 6-14 1, 2, 7, 10, 11, 14 1-3, 6, 7, 10, 14 1, 2, 4, 6-8, 10-14 1-14 Datum der Beendigung der Recherche: ς t 1 1 Prüfer(in): 30.08.2018 belIe 1 VOn 1 ENGLISCH JuliaDate of completion of the research: ς t 1 1 examiner: 30.08.2018 belIe 1 of 1 ENGLISH Julia *> Kategorien der angeführten Dokumente: A Veröffentlichung, die den allgemeinen Stand der Technik definiert. X Veröffentlichung von besonderer Bedeutung: der Anmeldungs- P Dokument, das von Bedeutung ist (Kategorien X oder Y), jedoch nach gegenstand kann allein aufgrund dieser Druckschrift nicht als neu bzw. auf dem Prioritätstag der Anmeldung veröffentlicht wurde, erfinderischer Tätigkeit beruhend betrachtet werden. E Dokument, das von besonderer Bedeutung ist (Kategorie X), aus dem Y Veröffentlichung von Bedeutung: der Anmeldungsgegenstand kann nicht ein „älteres Recht“ hervorgehen könnte (früheres Anmeldedatum, jedoch als auf erfinderischer Tätigkeit beruhend betrachtet werden, wenn die nachveröffentlicht, Schutz ist in Österreich möglich, würde Neuheit in Frage Veröffentlichung mit einer oder mehreren weiteren Veröffentlichungen stellen), dieser Kategorie in Verbindung gebracht wird und diese Verbindung für & Veröffentlichung, die Mitglied der selben Patentfamilie ist. einen Fachmann naheliegend ist. *> Categories of the listed documents: A publication that defines the general state of the art. X Publication of particular importance: the application P document that is of importance (categories X or Y), but after object cannot be published as new or published on the priority date of the registration solely due to this publication, inventive activity can be considered based. E Document of particular importance (Category X) from which Y Publication of importance: the subject of the application may not result in an "older right" (earlier filing date, however Novelty would be considered as based on inventive step, if the republished, protection is possible in Austria Make publication with one or more other publications), is associated with this category and this connection for & publication which is a member of the same patent family. is obvious to a specialist.
18/2118/21 DVR 0078018DVR 0078018 PP31478ATPP31478AT AVL List GmbHAVL List GmbH PatentansprücheClaims 19 / 21 [ ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE ]19/21 [LAST CLAIMS] PP31478ATPP31478AT AVL List GmbH dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Befestigungsabschnitt (9, 10) wenigstens eine Durchgangsöffnung zum Durchführen eines Befestigungsmittels aufweist.AVL List GmbH, characterized in that the at least one fastening section (9, 10) has at least one through opening for the passage of a fastening means. 20 / 21 [ ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE!20/21 [LAST CLAIMS! PP31478ATPP31478AT AVL List GmbH zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (18) unter zumindest teilweiser Verwendung der elektrischen Energie, die durch das Brennstoffzellensystem (2) bereitgestellt wird.AVL List GmbH for driving the motor vehicle (18) using at least partially the electrical energy provided by the fuel cell system (2). 21 / 21 [ ZULETZT VORGELEGTE ANSPRÜCHE^21/21 [LAST CLAIMS ^
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