BR112019001917B1

BR112019001917B1 - EXHAUST PIPE UNIT AND DEVICE FOR A GENERATOR UNIT

Info

Publication number: BR112019001917B1
Application number: BR112019001917-0A
Authority: BR
Inventors: Julian MAKINSON; Siegfried Hartwig; Daiki Tanaka
Original assignee: Avl List Gmbh; Nissan Motor Co., Ltd
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2023-08-08

Abstract

A presente invenção diz respeito a uma unidade de gerador (1) compreendendo um alojamento (100) com pelo menos uma abertura (112), um dispositivo da célula de combustível, que é disposto no alojamento (100), um dispositivo de tubo de escape (200) com pelo menos um tubo de exaustão (210), que é conectado ao dispositivo da célula de combustível de uma maneira a transportar gás e que se estende através da abertura (112) do alojamento (100), e um isolante (220), que se estende pelo menos em uma área entre uma parede externa do tubo de exaustão (210) e uma borda da abertura (112) e, particularmente reduz, pelo menos para a maior parte, particularmente impede, pelo menos em maioria, a transferência de calor do tubo de exaustão (210) para o alojamento (100). Além disso, a presente invenção diz respeito a um dispositivo de tubo de escape (200) para uso em uma unidade de gerador (1) do tipo descrito neste documento.The present invention relates to a generator unit (1) comprising a housing (100) with at least one opening (112), a fuel cell device which is disposed in the housing (100), an exhaust pipe device (200) with at least one exhaust tube (210), which is connected to the fuel cell device in a gas-carrying manner and which extends through the opening (112) of the housing (100), and an insulator (220 ), which extends at least in an area between an outer wall of the exhaust pipe (210) and an edge of the opening (112) and particularly reduces, at least for the most part, particularly prevents, at least for the most part, the heat transfer from the exhaust pipe (210) to the housing (100). Furthermore, the present invention relates to an exhaust pipe device (200) for use in a generator unit (1) of the type described herein.

Description

[0001] A presente invenção diz respeito a unidade de gerador com um dispositivo da célula de combustível; a um veículo com uma unidade de gerador deste tipo e a um dispositivo de tubo de escape para uma unidade de gerador, particularmente deste tipo.[0001] The present invention relates to a generator unit with a fuel cell device; to a vehicle with a generator unit of this type and to an exhaust pipe device for a generator unit, particularly of this type.

[0002] Em teoria, as células de combustível são conhecidas desde meados do século XIX. Um “dispositivo da célula de combustível” dentro do significado da presente invenção é uma célula galvânica que converte a energia de reação química de um combustível provido continuamente e um oxidante em energia elétrica. Isso pode ser referido também como "combustão a frio".[0002] In theory, fuel cells have been known since the mid-19th century. A "fuel cell device" within the meaning of the present invention is a galvanic cell that converts the chemical reaction energy of a continuously supplied fuel and an oxidizer into electrical energy. This may also be referred to as "cold combustion".

[0003] A operação do dispositivo da célula de combustível é baseado na reação redox, na qual a redução e a oxidação ocorrem na separação física, especificamente em um limite entre o ânodo e o eletrólito ou entre o eletrólito e o cátodo. Esta reação redox é preferencialmente uma reação de oxigênio com o combustível, particularmente hidrogênio ou monóxido de carbono. No lado do cátodo, há preferencialmente um excesso de oxigênio, enquanto que no lado do ânodo existe uma falta de oxigênio, pois o oxigênio que está presente reage imediatamente com o combustível, por exemplo, com o hidrogênio. Devido a esse gradiente de concentração, o oxigênio se difunde do cátodo para o ânodo. No entanto, devido ao eletrólito intermediário ser permeável apenas para íons de oxigênio e não para moléculas de oxigênio, a molécula de oxigênio captura dois elétrons no limite entre o cátodo e o eletrólito, por meio do qual se torna um íon e pode penetrar a barreira. Uma vez que chegou ao limite com o ânodo, o íon reage cataliticamente com o gás combustível, liberando calor e produtos de combustão correspondentes e entregando dois eletrodos adicionais [sic] ao ânodo. Um requisito para isso é uma conexão eletricamente condutora entre o ânodo e o cátodo, na qual é criado um fluxo de corrente que pode ser usado para operar diferentes sistemas conectados condutivamente.[0003] The operation of the fuel cell device is based on the redox reaction, in which reduction and oxidation occur in physical separation, specifically at a boundary between the anode and the electrolyte or between the electrolyte and the cathode. This redox reaction is preferably a reaction of oxygen with the fuel, particularly hydrogen or carbon monoxide. On the cathode side, there is preferably an excess of oxygen, while on the anode side there is a lack of oxygen, as the oxygen that is present reacts immediately with the fuel, for example, with hydrogen. Due to this concentration gradient, oxygen diffuses from the cathode to the anode. However, because the intermediate electrolyte is permeable only to oxygen ions and not to oxygen molecules, the oxygen molecule captures two electrons at the boundary between the cathode and electrolyte, whereby it becomes an ion and can penetrate the barrier . Once reached the boundary with the anode, the ion reacts catalytically with the fuel gas, releasing heat and corresponding combustion products and delivering two additional electrodes [sic] to the anode. A requirement for this is an electrically conductive connection between the anode and the cathode, in which a current flow is created that can be used to operate different conductively connected systems.

[0004] O uso dessa tecnologia em automóveis tem sido objeto de pesquisa por uma pluralidade de empresas automotivas há mais de 20 anos. Células de combustível convencionais geralmente usam hidrogênio gasoso como combustível para a célula de combustível.[0004] The use of this technology in automobiles has been the subject of research by a plurality of automotive companies for more than 20 years. Conventional fuel cells generally use hydrogen gas as fuel for the fuel cell.

[0005] Particularmente, para aplicação como uma APU, é usado preferencialmente uma célula de combustível de oxigênio sólido (SOFC), que é, particularmente, uma célula de combustível de alta temperatura com uma temperatura de operação de 650 °C a 1000 °C. De acordo com uma modalidade, o eletrólito neste tipo de célula compreende um material cerâmico sólido que pode conduzir íons de oxigênio e, simultaneamente, tem um efeito isolante para os elétrons. O eletrólito de condução de íons de oxigênio é provido preferencialmente como uma membrana fina para ser capaz de transportar os íons de oxigênio usando energia mínima. Isso funciona especialmente bem a altas temperaturas. O lado externo do cátodo voltado para longe do eletrólito é envolto por ar; o lado externo do ânodo, por gás combustível. Ar não utilizado e gás combustível não utilizado, bem como produtos de combustão, são preferencialmente aspirados.[0005] Particularly, for application as an APU, a solid oxygen fuel cell (SOFC) is preferably used, which is, in particular, a high-temperature fuel cell with an operating temperature of 650 °C to 1000 °C . According to one embodiment, the electrolyte in this type of cell comprises a solid ceramic material that can conduct oxygen ions and simultaneously have an insulating effect for electrons. The oxygen ion conducting electrolyte is preferably provided as a thin membrane to be able to transport the oxygen ions using minimum energy. This works especially well at high temperatures. The outer side of the cathode facing away from the electrolyte is surrounded by air; the external side of the anode, by combustible gas. Unused air and unused fuel gas as well as combustion products are preferably sucked in.

[0006] Devido às altas temperaturas de operação e às temperaturas de exaustão correspondentemente altas, um tubo de exaustão, através do qual o gás de exaustão que surge é descarregado do dispositivo da célula de combustível, aquece. Devido às boas propriedades de condução de calor do metal, particularmente aço ou alumínio, os componentes que entram em contato com este tubo de exaustão também aquecem. Para reduzir a transferência de calor entre o tubo de exaustão e um alojamento em torno do dispositivo da célula de combustível, é uma medida comum fazer com que a abertura de uma passagem para o tubo de exaustão seja maior em termos de seu diâmetro do que o diâmetro do tubo de exaustão. Como resultado disto, forma-se uma lacuna entre a parede do alojamento e o tubo de exaustão, através da qual uma transferência de calor é reduzida pelo menos parcialmente.[0006] Due to the high operating temperatures and correspondingly high exhaust temperatures, an exhaust pipe, through which the arising exhaust gas is discharged from the fuel cell device, heats up. Due to the good heat conduction properties of metal, particularly steel or aluminum, components that come into contact with this exhaust pipe also heat up. To reduce heat transfer between the exhaust pipe and a housing around the fuel cell device, it is a common measure to make the opening of a passage for the exhaust pipe larger in terms of its diameter than the exhaust pipe diameter. As a result of this, a gap is formed between the housing wall and the exhaust pipe, through which heat transfer is at least partially reduced.

[0007] Um alojamento para uma pilha de células de combustível, compreendendo duas placas de extremidade, duas paredes laterais localizadas opostas uma à outra, uma parede de conexão lateral e pelo menos um elemento de troca de meio é conhecido a partir do documento WO 2016/030211 A1. As duas placas de extremidade são dispostas em ambas as extremidades da pilha de células de combustível. As duas paredes laterais situadas opostas conectam as placas de extremidade umas às outras. A parede de conexão lateral conecta as paredes laterais localizadas uma em frente à outra. O pelo menos um elemento de troca de meio compreende conexões de meios. As duas placas de extremidade são projetadas como uma estrutura de suporte termicamente isolante.[0007] A housing for a fuel cell stack, comprising two end plates, two side walls located opposite each other, a side connecting wall and at least one medium exchange element is known from document WO 2016 /030211 A1. The two end plates are arranged at both ends of the fuel cell stack. The two oppositely situated side walls connect the end plates to each other. The side connecting wall connects the side walls located opposite each other. The at least one media exchange element comprises media connections. The two end plates are designed as a thermally insulating support structure.

[0008] É um objetivo da presente invenção prover uma unidade de gerador melhorada com um dispositivo da célula de combustível. Particularmente, esta se destina a ter boas propriedades de isolamento térmico e preferencialmente reduzir, particularmente preferencialmente que o mesmo previna o aquecimento de um alojamento da unidade de gerador por si próprio.[0008] It is an object of the present invention to provide an improved generator unit with a fuel cell device. Particularly, it is intended to have good thermal insulation properties and preferably reduce, particularly preferably that it prevents heating of a housing of the generator unit itself.

[0009] Este objeto é alcançado por uma unidade de gerador de acordo com a reivindicação 1, um veículo de acordo com a reivindicação 13 e por um dispositivo de tubo de escape de acordo com a reivindicação 15. As características das modalidades vantajosas descritas a seguir podem ser combinadas umas com as outras conforme desejado, a menos que isto seja explicitamente excluído. Particularmente, as características e vantagens descritas em relação a um primeiro aspecto da invenção também se aplicam a outros aspectos da invenção e às suas modalidades vantajosas e vice- versa.[0009] This object is achieved by a generator unit according to claim 1, a vehicle according to claim 13 and by an exhaust pipe device according to claim 15. The characteristics of the advantageous embodiments described below may be combined with each other as desired unless this is explicitly excluded. Particularly, the characteristics and advantages described in relation to a first aspect of the invention also apply to other aspects of the invention and its advantageous embodiments and vice versa.

[0010] Um primeiro aspecto da presente invenção diz respeito a uma unidade de gerador compreendendo um alojamento com pelo menos uma abertura, um dispositivo da célula de combustível, que é disposto no alojamento, um dispositivo de tubo de escape com pelo menos um tubo de exaustão, que é conectado ao dispositivo da célula de combustível de uma maneira a transportar gás e que se estende através da abertura do alojamento, e um isolante, que se estende pelo menos em uma área entre uma parede externa do tubo de exaustão e uma borda da abertura e, particularmente reduz, pelo menos em maioria, particularmente impede, pelo menos em maioria, a transferência de calor do tubo de exaustão para o alojamento.[0010] A first aspect of the present invention relates to a generator unit comprising a housing with at least one opening, a fuel cell device which is disposed in the housing, an exhaust pipe device with at least one exhaust pipe exhaust, which is connected to the fuel cell device in a manner to transport gas and which extends through the opening of the housing, and an insulator, which extends at least in an area between an outer wall of the exhaust tube and an edge of the opening and particularly reduces, at least the majority, particularly prevents, at least the majority, heat transfer from the exhaust pipe to the housing.

[0011] Um uso preferencial da unidade de gerador de acordo com a invenção é em um veículo terrestre, tal como um veículo a motor pessoal e/ou caminhão, como uma unidade auxiliar de energia (APU), particularmente para prover energia elétrica a sistemas de bordo quando o sistema de acionamento é desligado, por exemplo, um motor de combustão interna com um alternador conectado.[0011] A preferred use of the generator unit according to the invention is in a land vehicle, such as a personal motor vehicle and/or truck, as an auxiliary power unit (APU), particularly for providing electrical power to electrical systems. onboard when the drive system is switched off, for example an internal combustion engine with an alternator connected.

[0012] Outro uso preferencial da unidade de gerador de acordo com a invenção é em um veículo terrestre, tal como um veículo a motor pessoal e/ou caminhão, como um componente do acionamento primário. A energia elétrica produzida é usada, pelo menos em parte, para acionar o veículo.[0012] Another preferred use of the generator unit according to the invention is in a land vehicle, such as a personal motor vehicle and/or truck, as a primary drive component. The electrical energy produced is used, at least in part, to drive the vehicle.

[0013] Uma “unidade de gerador” dentro do significado da presente invenção refere-se, particularmente, a um dispositivo que provê energia elétrica. Uma unidade de gerador no sentido da presente invenção é particularmente uma APU, que provê energia elétrica em um veículo se o acionamento primário for desligado.[0013] A “generator unit” within the meaning of the present invention refers, particularly, to a device that provides electrical energy. A generator unit in the sense of the present invention is particularly an APU, which provides electrical power in a vehicle if the primary drive is turned off.

[0014] No sentido da presente invenção, um "alojamento" refere- se particularmente a um dispositivo que possui uma cavidade na qual podem ser dispostos componentes adicionais que o dispositivo combina para formar uma unidade estrutural e/ou proteções contra influências ambientais gasosas e/ou líquidas e/ou sólidas. O alojamento da presente invenção é formado particularmente preferencialmente de um material metálico, particularmente de um material metálico em forma de folha, particularmente de uma liga de aço ou alumínio, e é fabricado a uma maneira de uma moldagem primária e/ou re-moldagem e/ou usinagem.[0014] In the sense of the present invention, a "housing" particularly refers to a device having a cavity in which additional components can be arranged which the device combines to form a structural unit and/or protections against gaseous environmental influences and/or or liquids and/or solids. The housing of the present invention is particularly preferably formed of a metallic material, particularly of a sheet-shaped metallic material, particularly of a steel or aluminum alloy, and is manufactured in a manner of primary molding and/or re-molding and /or machining.

[0015] Um “dispositivo de célula de combustível” dentro do significado da presente invenção é particularmente um dispositivo que por meio de uma reação química converte um combustível provido continuamente em energia elétrica como resultado de uma combustão a frio. Incluídas nesta definição estão particularmente as células de combustível alcalino (AFC), células de combustível de eletrólito de polímero (PEMFC), células de combustível de metanol direto (DMFC), células de combustível de ácido fórmico, particularmente - dependendo da modalidade - tendo platina e/ou paládio, e/ou catalisadores de rutênio, células de combustível de ácido fosfórico (PAFC), células de combustível de carbonato fundido (MCFC), células de combustível de óxido sólido (SOFC), células de combustível de carbono direto (SOFC, MCFC) e células de combustível de ar-magnésio (MAFC).[0015] A “fuel cell device” within the meaning of the present invention is particularly a device that by means of a chemical reaction converts a continuously supplied fuel into electrical energy as a result of cold combustion. Included in this definition are particularly alkaline fuel cells (AFC), polymer electrolyte fuel cells (PEMFC), direct methanol fuel cells (DMFC), formic acid fuel cells, particularly - depending on the embodiment - having platinum and/or palladium, and/or ruthenium catalysts, phosphoric acid fuel cells (PAFC), molten carbonate fuel cells (MCFC), solid oxide fuel cells (SOFC), direct carbon fuel cells (SOFC , MCFC) and magnesium air fuel cells (MAFC).

[0016] De acordo com uma modalidade preferencial, o ânodo é fornecido com combustível, particularmente bioetanol e/ou água misturada com etanol.[0016] According to a preferred embodiment, the anode is supplied with fuel, particularly bioethanol and/or water mixed with ethanol.

[0017] O dispositivo de célula de combustível é assim uma única célula de combustível ou um composto de uma pluralidade de células de combustível, particularmente na forma de uma pilha de células de combustível.[0017] The fuel cell device is thus a single fuel cell or a composite of a plurality of fuel cells, particularly in the form of a fuel cell stack.

[0018] Um "tubo de exaustão" dentro do significado da presente invenção refere-se particularmente a um corpo oco alongado, pelo menos em maioria, cujo comprimento é geralmente, pelo menos em maioria, maior que um diâmetro de uma seção transversal. O tubo de exaustão é, particularmente, pelo menos em maioria, fabricado a partir de um material rígido, tal como metal, particularmente aço, alumínio ou semelhante. Em contraste com o uso geral da linguagem, um tubo de exaustão no sentido da presente invenção também diz respeito a um corpo tipo mangueira que formado a partir de um material flexível, pelo menos em maioria, tal como tecido de borracha ou de metal ou semelhante. Combinações de tubos rígidos e flexíveis ou seções de mangueira também estão incluídas na definição do tubo de exaustão.[0018] An "exhaust pipe" within the meaning of the present invention particularly refers to an elongated hollow body, at least in majority, the length of which is generally, at least in majority, greater than a diameter of a cross section. The exhaust pipe is particularly, at least in the majority, manufactured from a rigid material, such as metal, particularly steel, aluminum or the like. In contrast to the general usage of the language, an exhaust pipe in the sense of the present invention also relates to a hose-like body that is formed from a flexible material, at least in majority, such as rubber or metal fabric or the like. . Combinations of rigid and flexible pipes or hose sections are also included in the exhaust pipe definition.

[0019] Dentro do significado da presente invenção, um "isolante" refere-se, particularmente, a um corpo feito de um material que possui uma condutividade elétrica e/ou térmica muito baixa, particularmente tendo uma resistência específica de > 106 ohmímetros (Q • m). De acordo com uma modalidade, o isolante é, dentro do significado da presente invenção, um corpo com alta resistência mecânica. De acordo com uma modalidade, um isolante tem um material do grupo compreendendo: óxido de alumínio, cerâmica, esteatite, porcelana, vidro, plásticos reforçados com fibra de vidro e resinas epoxi. Exemplos de isolantes térmicos incluem uma placa de isolamento a vácuo, um aerogel, um vidro espumado, uma espuma de vidro granular, lã mineral, poliuretano, poliestireno expandido com grafite, poliestireno extrudido, poliestireno expandido, espumas de polietileno, lã, cortiça, um painel de junco, celulose, esteiras de isolamento de cânhamo, painéis de isolamento de fibra de madeira, fardos de palha, painéis de construção leve com lã de madeira ou perlite.[0019] Within the meaning of the present invention, an "insulator" refers, particularly, to a body made of a material that has a very low electrical and/or thermal conductivity, particularly having a specific resistance of > 106 ohmmeters (Q • m). According to one embodiment, the insulator is, within the meaning of the present invention, a body with high mechanical resistance. According to one embodiment, an insulator has a material from the group comprising: aluminum oxide, ceramics, steatite, porcelain, glass, glass fiber reinforced plastics and epoxy resins. Examples of thermal insulators include a vacuum insulation board, an airgel, a foamed glass, a granular foam glass, mineral wool, polyurethane, expanded polystyrene with graphite, extruded polystyrene, expanded polystyrene, polyethylene foams, wool, cork, a reed panel, cellulose, hemp insulation mats, wood fiber insulation panels, straw bales, lightweight construction panels with wood wool or perlite.

[0020] Particularmente, a presente invenção baseia-se na abordagem de dissociação térmica do tubo de exaustão da unidade de gerador a partir de seu alojamento. Graças ao isolamento de acordo com a invenção do tubo de exaustão em relação ao alojamento pelo isolante, a transferência de calor do tubo de exaustão para o alojamento é reduzida, pelo menos em maioria, particularmente impedida, o que resulta na temperatura do alojamento sendo aumentada apenas ligeiramente em relação ao seu entorno, não é particularmente aumentada, pelo menos para a maior parte. Isto é vantajoso porque é possível dispensar o isolamento adicional do alojamento. Deste modo, um mecânico pode, por exemplo, trabalhar em ou na proximidade da unidade do gerador no decurso de um reparo ou inspeção sem incorrer na possibilidade de riscos para a saúde, particularmente por queimaduras ou semelhantes.[0020] Particularly, the present invention is based on the approach of thermal dissociation of the exhaust tube of the generator unit from its housing. Thanks to the insulation according to the invention of the exhaust pipe in relation to the housing by the insulator, the heat transfer from the exhaust pipe to the housing is reduced, at least mostly, particularly prevented, which results in the temperature of the housing being increased only slightly relative to its surroundings, it is not particularly enhanced, at least for the most part. This is advantageous because it is possible to do without additional insulation of the housing. In this way, a mechanic can, for example, work on or near the generator unit in the course of a repair or inspection without incurring the possibility of health risks, particularly from burns or the like.

[0021] De acordo com uma modalidade vantajosa, o dispositivo de célula de combustível é fechado pelo alojamento de uma maneira hermética, pelo menos para maior parte. Isto é particularmente vantajoso, porque uma robustez contra influências ambientais gasosas e/ou líquidas e/ou sólidas é assim aumentada. Isto também é vantajoso porque desta maneira um possível vazamento de gás do dispositivo de célula de combustível, por exemplo de hidrogênio, não pode escapar de uma maneira descontrolada, mas, se aplicável, pode ser detectado através de meios correspondentes para, se necessário, iniciar contramedidas apropriadas e/ou medidas de proteção.[0021] According to an advantageous embodiment, the fuel cell device is closed by the housing in an airtight manner, at least for the most part. This is particularly advantageous, because robustness against gaseous and/or liquid and/or solid environmental influences is thus increased. This is also advantageous because in this way a possible gas leak from the fuel cell device, for example hydrogen, cannot escape in an uncontrolled manner, but, if applicable, can be detected via corresponding means to, if necessary, start appropriate countermeasures and/or protective measures.

[0022] De acordo com outra modalidade vantajosa, uma primeira seção do isolante possui, pelo menos em maioria, uma forma básica cilíndrica, particularmente oca cilíndrica. De acordo com uma modalidade preferencial, a primeira seção do isolante envolve completamente o tubo de exaustão, pelo menos na sua maior parte, particularmente completamente, em relação a pelo menos uma seção transversal do tubo de exaustão.[0022] According to another advantageous embodiment, a first section of the insulator has, at least in majority, a cylindrical basic shape, particularly hollow cylindrical. According to a preferred embodiment, the first section of the insulator completely surrounds the exhaust pipe, at least for the most part, particularly completely, with respect to at least one cross-section of the exhaust pipe.

[0023] De acordo com outra modalidade vantajosa, a primeira secção do isolante é disposta entre a borda da abertura e a seção de escape. Isto é particularmente vantajoso, pois deste modo um revestimento completo do tubo de exaustão é provido preferencialmente pelo isolante na área da passagem através da abertura do alojamento.[0023] According to another advantageous embodiment, the first section of the insulator is arranged between the edge of the opening and the exhaust section. This is particularly advantageous, since in this way a complete covering of the exhaust pipe is preferably provided by the insulator in the area of the passage through the opening of the housing.

[0024] De acordo com outra modalidade vantajosa, a primeira seção do isolante forma uma conexão entre o alojamento e o tubo de exaustão que é, pelo menos em maioria, impermeável ao ar, líquidos e/ou sólidos. Isto é particularmente vantajoso para proteção do dispositivo de célula de combustível contra influências ambientais gasosas e/ou líquidas e/ou sólidas, pelo menos em maioria, e/ou prover um suporte adicional para o tubo de exaustão de tal modo que este não precise de ser mantido de maneira livre, estendendo-se para fora a partir de dentro do alojamento.[0024] According to another advantageous embodiment, the first section of the insulator forms a connection between the housing and the exhaust pipe that is, at least for the most part, impermeable to air, liquids and/or solids. This is particularly advantageous for protecting the fuel cell device against at least the majority of gaseous and/or liquid and/or solid environmental influences and/or providing additional support for the exhaust pipe in such a way that it does not require be held loosely, extending outwards from within the housing.

[0025] De acordo com outra modalidade vantajosa, uma segunda seção do isolante possui, pelo menos para a maior peça, um formato básico em disco, com um recesso particularmente circular, através do qual passa o tubo de exaustão. Isto é particularmente vantajoso para modalidades nas quais o tubo de exaustão é mantido no alojamento por meio de um flange, de modo a prover um efeito desejado de isolamento também entre o flange e a parede do alojamento.[0025] According to another advantageous embodiment, a second section of the insulator has, at least for the largest piece, a basic disc shape, with a particularly circular recess, through which the exhaust tube passes. This is particularly advantageous for embodiments in which the exhaust pipe is held in the housing by means of a flange, so as to provide a desired insulation effect also between the flange and the housing wall.

[0026] Um "flange" dentro do significado da presente invenção é um elemento de conexão, particularmente um elemento de conexão destacável não-destrutivo, para conectar e fechar tubos, peças de máquinas ou alojamentos, particularmente usando parafusos e porcas.[0026] A "flange" within the meaning of the present invention is a connecting element, particularly a non-destructive detachable connecting element, for connecting and closing pipes, machine parts or housings, particularly using screws and nuts.

[0027] De acordo com outra modalidade vantajosa da presente invenção, o tubo de exaustão tem um primeiro flange, que é provido, particularmente configurado, para fixar o tubo de exaustão ao alojamento, particularmente a uma parede, particularmente a uma parede exterior do alojamento.[0027] According to another advantageous embodiment of the present invention, the exhaust tube has a first flange, which is provided, particularly configured, to secure the exhaust tube to the housing, particularly to a wall, particularly to an outer wall of the housing. .

[0028] De acordo com outra modalidade vantajosa, a segunda seção do isolante é disposta em uma área entre a parede do alojamento e um lado do flange voltado para a parede do alojamento. Isto é particularmente vantajoso porque desta maneira uma transferência de calor do tubo de exaustão é reduzida, particularmente impedida, pelo menos para maior parte.[0028] According to another advantageous embodiment, the second section of the insulator is disposed in an area between the housing wall and a side of the flange facing the housing wall. This is particularly advantageous because in this way a heat transfer from the exhaust pipe is reduced, particularly prevented, at least for the most part.

[0029] De acordo com outra modalidade vantajosa, o isolante possui pelo menos uma primeira seção com um formato básico em disco cilíndrico, com um recesso particularmente circular, pelo menos em maioria, bem como uma segunda seção com pelo menos um formato básico em forma de disco, pelo menos em maioria, particularmente com um recesso particularmente circular, através do qual passa o tubo de exaustão. De acordo com uma modalidade preferencial, o isolante possui, portanto, uma seção transversal com formato de L, rotacionalmente simétrica, particularmente para a maior parte. Isto é particularmente vantajoso porque desta maneira a radiação térmica do tubo de exaustão, particularmente da seção do tubo de exaustão que se estende através da abertura do alojamento, é irradiada para pelo menos uma parede do alojamento. Esta radiação térmica é absorvida ou refletida pelo isolante, pelo menos parcialmente, particularmente completamente, pelo menos em maioria, particularmente completamente, de modo que uma área da parede do alojamento que é coberta pelo isolante não aquece, pelo menos em maioria, além de uma temperatura limite especificada, particularmente de 50 °C.[0029] According to another advantageous embodiment, the insulator has at least a first section with a basic cylindrical disc shape, with a particularly circular recess, at least in the majority, as well as a second section with at least one basic shape in the form disc, at least in the majority, particularly with a particularly circular recess, through which the exhaust pipe passes. According to a preferred embodiment, the insulator therefore has an L-shaped cross section, rotationally symmetric, particularly for the most part. This is particularly advantageous because in this way thermal radiation from the exhaust pipe, particularly from the section of the exhaust pipe extending through the opening of the housing, is radiated towards at least one wall of the housing. This thermal radiation is absorbed or reflected by the insulator, at least partially, particularly completely, at least in majority, particularly completely, so that an area of the housing wall that is covered by the insulator does not heat, at least in majority, beyond a specified limit temperature, particularly 50 °C.

[0030] De acordo com outra modalidade vantajosa, a abertura do alojamento é maior que a seção transversal particularmente mais larga, das peças do dispositivo de tubo de escape disposta na posição de instalação dentro do alojamento, particularmente para possibilitar a inserção dessas peças do dispositivo de tubo de escape através da abertura a partir do exterior durante a instalação. Isto é particularmente vantajoso, porque desta maneira é possível facilitar a instalação do dispositivo de tubo de escape no dispositivo de célula de combustível e/ou no alojamento, particularmente inserindo-o através da abertura de uma peça a partir do exterior.[0030] According to another advantageous embodiment, the opening of the housing is larger than the particularly wider cross-section of the exhaust pipe device parts arranged in the installation position within the housing, particularly to enable insertion of these device parts exhaust pipe through the opening from the outside during installation. This is particularly advantageous, because in this way it is possible to facilitate the installation of the exhaust pipe device into the fuel cell device and/or the housing, particularly by inserting it through the opening of a part from the outside.

[0031] De acordo com outra modalidade vantajosa, o pelo menos um tubo de exaustão possui um primeiro flange, particularmente no exterior do alojamento, o isolante, particularmente a segunda seção do isolante, é disposta pelo menos parcialmente, particularmente completamente, pelo menos para a maior peça, particularmente completamente, entre o primeiro flange e uma parede de alojamento. Isto é particularmente vantajoso para combinar as vantagens acima mencionadas das duas seções em um único projeto para reduzir as duas vias de transferência de calor mostradas, particularmente para impedi-las, pelo menos para a maior parte.[0031] According to another advantageous embodiment, the at least one exhaust pipe has a first flange, particularly on the outside of the housing, the insulator, particularly the second section of the insulator, is arranged at least partially, particularly completely, at least to the largest piece, particularly completely, between the first flange and a housing wall. This is particularly advantageous for combining the above-mentioned advantages of the two sections into a single design to reduce the two heat transfer pathways shown, particularly to prevent them, at least for the most part.

[0032] De acordo com outra modalidade vantajosa, um elemento de vedação com vedação a água e/ou gás, pelo menos em maioria, é disposto entre o isolante e o primeiro flange e/ou entre o alojamento e o isolante. Isto é particularmente vantajoso, porque desta maneira é provida uma vedação do espaço interior do alojamento contra influências ambientais, tais como jatos de água, particularmente aumentado. Desta forma, as especificações da unidade de gerador podem ser alteradas de modo que locais de aplicação ou instalação adicionais e/ou restrições estendidas em relação às condições ambientais no local de instalação possam ser permitidas. Além disso, a robustez da unidade de gerador, particularmente contra influências ambientais líquidas, é aumentada.[0032] According to another advantageous embodiment, a sealing element with water and/or gas sealing, at least in the majority, is arranged between the insulator and the first flange and/or between the housing and the insulator. This is particularly advantageous, because in this way a seal of the interior space of the housing against environmental influences, such as water jets, is provided, particularly increased. In this way, the specifications of the generator unit can be changed so that additional application or installation locations and/or extended restrictions regarding environmental conditions at the installation location can be permitted. Furthermore, the robustness of the generator unit, particularly against liquid environmental influences, is increased.

[0033] De acordo com outra modalidade vantajosa, o primeiro flange é mantido no alojamento com pelo menos um meio de retenção, particularmente por um parafuso. Isto é particularmente vantajoso, pois desta maneira pode ser provida uma conexão mecânica reforçada entre o tubo de exaustão e o alojamento. Particularmente, a fixação permite graus adicionais de liberdade do tubo de exaustão em relação ao alojamento sejam limitados, particularmente retirados. De acordo com uma modalidade vantajosa, o tubo de exaustão é mantido no alojamento, particularmente fixado, através do primeiro flange, particularmente de uma maneira destacável.[0033] According to another advantageous embodiment, the first flange is held in the housing with at least one retention means, particularly by a screw. This is particularly advantageous, as in this way a reinforced mechanical connection can be provided between the exhaust pipe and the housing. In particular, the fixation allows additional degrees of freedom of the exhaust pipe with respect to the housing to be limited, particularly removed. According to an advantageous embodiment, the exhaust pipe is held in the housing, particularly fixed, through the first flange, particularly in a detachable manner.

[0034] De acordo com outra modalidade vantajosa, o pelo menos um meio de retenção atravessa o primeiro flange e uma parede de alojamento, e particularmente o isolante e/ou o pelo menos um elemento de vedação. Isto é particularmente vantajoso para prover uma conexão entre o flange e a parede do alojamento desta maneira usando um meio de retenção de junta, estando os componentes, o isolante e o elemento de vedação localizados também entre estes. Isto é particularmente vantajoso no que diz respeito a uma simplificação da instalação. Deste modo, de acordo com uma modalidade preferencial, os recessos no isolante e do pelo menos um elemento de vedação, que limitam os pontos fracos em relação à sua tarefa destinada de isolamento térmico ou fluídico, são vantajosamente mantidos pequenos.[0034] According to another advantageous embodiment, the at least one retaining means passes through the first flange and a housing wall, and particularly the insulator and/or the at least one sealing element. It is particularly advantageous to provide a connection between the flange and the housing wall in this manner using a gasket retaining means, the components, the insulator and the sealing element also being located between them. This is particularly advantageous in terms of simplifying installation. Thus, according to a preferred embodiment, the recesses in the insulator and the at least one sealing element, which limit weak points in relation to their intended task of thermal or fluidic insulation, are advantageously kept small.

[0035] De acordo com outra modalidade vantajosa, o pelo menos um elemento de retenção é desacoplado termicamente do primeiro flange e/ou do alojamento, pelo menos em maioria, particularmente por meio de uma cobertura isolante removível ou um revestimento removível não destrutivo e isolante. Isto é particularmente vantajoso, porque desta maneira uma possível via de transferência de calor pode ser reduzida, particularmente impedida, a partir do tubo de exaustão para o alojamento através do meio de retenção.[0035] According to another advantageous embodiment, the at least one retaining element is thermally decoupled from the first flange and/or the housing, at least in majority, particularly by means of a removable insulating cover or a non-destructive and insulating removable liner. . This is particularly advantageous, because in this way a possible heat transfer path can be reduced, particularly prevented, from the exhaust pipe to the housing via the retaining means.

[0036] De acordo com outra modalidade vantajosa, o pelo menos um meio de retenção possui pelo menos uma arruela de isolamento.[0036] According to another advantageous embodiment, the at least one retaining means has at least one isolating washer.

[0037] De acordo com outra modalidade vantajosa, a unidade de gerador possui um segundo flange, o qual é provido, particularmente configurado, para conectar o dispositivo do tubo de escape a uma saída de exaustão do dispositivo da célula de combustível, que termina no alojamento. A provisão do segundo flange torna possível remover o tubo de exaustão ou o dispositivo de célula de combustível a partir da unidade de gerador independentemente uns dos outros, o que facilita qualquer trabalho de reparo, particularmente no tubo de exaustão resistente ao desgaste.[0037] According to another advantageous embodiment, the generator unit has a second flange, which is provided, particularly configured, to connect the exhaust pipe device to an exhaust outlet of the fuel cell device, which terminates at the accommodation. The provision of the second flange makes it possible to remove the exhaust pipe or the fuel cell device from the generator unit independently of each other, which facilitates any repair work, particularly on the wear-resistant exhaust pipe.

[0038] De acordo com outra modalidade vantajosa da unidade de gerador, o segundo flange é moldado de tal forma que pode ser guiado através da abertura do alojamento, particularmente de modo a ter um diâmetro menor que a abertura do alojamento. Isso torna o trabalho de reparo particularmente fácil.[0038] According to another advantageous embodiment of the generator unit, the second flange is shaped in such a way that it can be guided through the housing opening, particularly so as to have a smaller diameter than the housing opening. This makes repair work particularly easy.

[0039] De acordo com outra modalidade vantajosa, o dispositivo de célula de combustível tem um reformador que é particularmente provido, particularmente configurado, para prover o dispositivo de célula de combustível a um combustível adaptado à sua composição.[0039] According to another advantageous embodiment, the fuel cell device has a reformer that is particularly provided, particularly configured, to provide the fuel cell device with a fuel adapted to its composition.

[0040] Um “reformador” dentro do significado da presente invenção é particularmente um dispositivo no qual um material de partida de combustível, particularmente gás natural e/ou etanol, particularmente bioetanol e/ou água misturada com etanol, especificamente bioetanol, é fornecido e ali convertido em combustível, particularmente com a adição de calor, particularmente uma mistura gasosa compreendendo hidrogênio, dióxido de carbono e monóxido de carbono. Isto é particularmente vantajoso pois desta maneira o combustível necessário para operar a célula de combustível, particularmente a mistura de gás, não precisa ser armazenado nesta forma desde o início, mas pode ser armazenado de uma forma mais estável e/ou em uma forma com uma maior densidade de energia, e uma conversão no combustível é criada apenas brevemente - particularmente imediatamente, pelo menos na maior parte - antes da reação na célula de combustível.[0040] A "reformer" within the meaning of the present invention is particularly a device in which a fuel starting material, particularly natural gas and/or ethanol, particularly bioethanol and/or water mixed with ethanol, specifically bioethanol, is supplied and there converted into fuel, particularly with the addition of heat, particularly a gaseous mixture comprising hydrogen, carbon dioxide and carbon monoxide. This is particularly advantageous because in this way the fuel required to operate the fuel cell, particularly the gas mixture, does not need to be stored in this form from the start, but can be stored in a more stable form and/or in a form with a higher energy density, and a conversion to the fuel is created only briefly - particularly immediately, at least for the most part - before the reaction in the fuel cell.

[0041] Um aspecto adicional da presente invenção refere-se a um veículo, particularmente a um veículo terrestre, com uma unidade de gerador do tipo descrito neste documento. Isto é particularmente vantajoso, pois desta maneira as vantagens da unidade de gerador de acordo com a invenção, particularmente a alta eficiência energética, podem ser providas particularmente para uso diário, tal como para transporte rodoviário, o que pode contribuir para a redução de emissões de poluentes.[0041] A further aspect of the present invention relates to a vehicle, particularly a land vehicle, with a generator unit of the type described in this document. This is particularly advantageous, as in this way the advantages of the generator unit according to the invention, particularly the high energy efficiency, can be provided particularly for daily use, such as for road transport, which can contribute to the reduction of greenhouse emissions. pollutants.

[0042] De acordo com outra modalidade vantajosa, o veículo também possui uma reserva de combustível para o fornecimento de combustível, particularmente etanol, particularmente bioetanol, e/ou água misturada com etanol, particularmente bioetanol, sendo o combustível provido pelo menos parcialmente, particularmente pelo menos para a maior peça, particularmente completamente, como uma reserva para a operação do dispositivo da célula de combustível.[0042] According to another advantageous embodiment, the vehicle also has a fuel reserve for supplying fuel, particularly ethanol, particularly bioethanol, and/or water mixed with ethanol, particularly bioethanol, the fuel being provided at least partially, particularly at least for the largest part, particularly completely, as a reserve for the operation of the fuel cell device.

[0043] "Bio-etanol" no sentido da presente invenção refere-se ao etanol que, pelo menos na maior parte, é produzido a partir de biomassa ou das porções biodegradáveis de resíduos. “Etanol agrícola” é um termo usado como sinônimo disso.[0043] "Bio-ethanol" in the sense of the present invention refers to ethanol that, at least for the most part, is produced from biomass or biodegradable portions of waste. “Agricultural ethanol” is a term used synonymously with this.

[0044] Outro aspecto da presente invenção diz respeito a um dispositivo de tubo de escape, particularmente para uma unidade de gerador do tipo descrito aqui, compreendendo pelo menos um tubo de exaustão com uma extremidade a montante e uma extremidade a jusante, um primeiro flange, que é provido, particularmente configurado, para conectar o dispositivo de tubo de escape a um alojamento, particularmente a um alojamento da unidade de gerador, um segundo flange, que é provido, particularmente configurado, para conectar o dispositivo de tubo de escape a uma saída de exaustão, que termina particularmente no alojamento, particularmente a um dispositivo de célula de combustível da unidade de gerador, e um isolante, que se estende pelo menos em uma área entre a parede externa do tubo de exaustão e uma borda de uma abertura do alojamento e particularmente reduz, pelo menos em maioria, particularmente previne, a transferência de calor do tubo de exaustão para o alojamento. Isto é particularmente vantajoso, pois desta maneira o dispositivo de tubo de escape é preso à saída de exaustão do dispositivo de célula de combustível e ao alojamento do dispositivo de célula de combustível devido à estrutura de dois estágios com o primeiro flange e o segundo flange, no que resulta em um alívio de carga mecânica da conexão através do primeiro flange. Isto permite que o segundo flange seja projetado menos mecanicamente estável, particularmente menor e/ou mais fino, o que pode resultar em economia de peso e custo e, de acordo com uma modalidade, alcançar adicionalmente ou alternativamente o espaço de instalação necessário para conectar o dispositivo de tubo de escape à saída de exaustão dentro do espaço de instalação limitado dentro do alojamento.[0044] Another aspect of the present invention relates to an exhaust pipe device, particularly for a generator unit of the type described herein, comprising at least one exhaust pipe with an upstream end and a downstream end, a first flange , which is provided, particularly configured, to connect the exhaust pipe device to a housing, particularly to a housing of the generator unit, a second flange, which is provided, particularly configured, to connect the exhaust pipe device to a exhaust outlet, which terminates particularly at the housing, particularly at a fuel cell device of the generator unit, and an insulator, which extends at least in an area between the outer wall of the exhaust tube and an edge of an opening of the housing and particularly reduces, at least in majority, particularly prevents, the transfer of heat from the exhaust pipe to the housing. This is particularly advantageous because in this way the exhaust pipe device is attached to the exhaust outlet of the fuel cell device and the fuel cell device housing due to the two-stage structure with the first flange and the second flange, which results in a relief of the mechanical load of the connection through the first flange. This allows the second flange to be designed less mechanically stable, particularly smaller and/or thinner, which can result in weight and cost savings and, according to one embodiment, additionally or alternatively achieve the installation space required to connect the exhaust pipe device to exhaust outlet within the limited installation space within the housing.

[0045] De acordo com uma modalidade vantajosa do dispositivo de tubo de escape, o segundo flange é disposto mais perto da extremidade a montante do cano de descarga do que do primeiro flange.[0045] According to an advantageous embodiment of the exhaust pipe device, the second flange is arranged closer to the upstream end of the exhaust pipe than to the first flange.

[0046] De acordo com outra modalidade vantajosa do dispositivo de tubo de escape, o isolante se estende diretamente ao redor de uma parede externa do cano de descarga em pelo menos uma seção e/ou ao longo do lado do primeiro flange em pelo menos uma área. Para as vantagens e modalidades correspondentes que se baseiam sobre isto, é feita referência às modalidades acima para evitar repetições.[0046] According to another advantageous embodiment of the exhaust pipe device, the insulator extends directly around an outer wall of the exhaust pipe in at least one section and/or along the side of the first flange in at least one section. area. For the corresponding advantages and embodiments that are based on this, reference is made to the above embodiments to avoid repetition.

[0047] Outras características, vantagens e aplicações da presente invenção surgem a partir da seguinte descrição de várias modalidades exemplares com referência às figuras. São mostradas: Fig. 1 uma vista esquemática, pelo menos parcialmente, de uma unidade de gerador com um dispositivo de tubo de escape de acordo com uma modalidade da presente invenção; Fig. 1a uma vista em seção parcial em 3D, pelo menos parcialmente esquemática, de um dispositivo de tubo de escape de acordo com uma modalidade da presente invenção no estado instalado; Fig. 2 uma vista em seção esquemática, pelo menos parcialmente, de um dispositivo de tubo de escape de acordo com uma modalidade da presente invenção no estado instalado; Fig. 3a uma vista em 3D, pelo menos parcialmente esquemática, de um dispositivo de tubo de escape de acordo com uma modalidade da presente invenção; Fig. 3b outra vista do dispositivo de tubo de cauda da fig. 3a com elementos de retenção; Fig. 4 uma vista em 3D, pelo menos parcialmente esquemática, de um dispositivo de tubo de escape de acordo com uma modalidade da presente invenção com elementos de retenção; Fig. 5 uma representação esquemática, pelo menos parcialmente, de um isolador e uma pluralidade de elementos de vedação de acordo com uma modalidade da presente invenção; Fig. 6a uma vista detalhada do isolante da fig. 5; e Fig. 6b uma vista detalhada dos elementos de vedação da fig. 5.[0047] Other features, advantages and applications of the present invention arise from the following description of several exemplary embodiments with reference to the figures. Shown are: Fig. 1 a schematic view, at least partially, of a generator unit with an exhaust pipe device in accordance with an embodiment of the present invention; Fig. 1a is a 3D partial sectional view, at least partially schematic, of an exhaust pipe device in accordance with an embodiment of the present invention in the installed state; Fig. 2 is a schematic sectional view, at least partially, of an exhaust pipe device according to an embodiment of the present invention in the installed state; Fig. 3a is a 3D view, at least partially schematic, of an exhaust pipe device in accordance with an embodiment of the present invention; Fig. 3b another view of the tail tube device of fig. 3a with retention elements; Fig. 4 is a 3D view, at least partially schematic, of an exhaust pipe device in accordance with an embodiment of the present invention with retaining elements; Fig. 5 is a schematic representation, at least partially, of an insulator and a plurality of sealing elements in accordance with an embodiment of the present invention; Fig. 6a is a detailed view of the insulator of fig. 5; and Fig. 6b is a detailed view of the sealing elements of fig. 5.

[0048] A Fig. 1 mostra uma vista esquemática, pelo menos parcialmente, de uma unidade de gerador 1 com um dispositivo de tubo de escape 200 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Um dispositivo de célula de combustível (não mostrado) é disposto em um alojamento (100). Este último é conectado ao dispositivo do tubo de escape 200 de uma maneira a transportar gás, o dispositivo de tubo de escape com pelo menos um tubo de exaustão 210, na ilustração da fig. 1 dois tubos de exaustão 210, que se estende através de uma abertura 112 do alojamento 100, particularmente de uma parede de alojamento 110.[0048] Fig. 1 shows a schematic view, at least partially, of a generator unit 1 with an exhaust pipe device 200 in accordance with an embodiment of the present invention. A fuel cell device (not shown) is disposed in a housing (100). The latter is connected to the exhaust pipe device 200 in a way to transport gas, the exhaust pipe device with at least one exhaust pipe 210 in the illustration of fig. 1 two exhaust pipes 210, extending through an opening 112 of the housing 100, particularly a housing wall 110.

[0049] A Fig. 1a mostra uma vista em corte em 3D parcial ampliada do dispositivo de tubo de escape 200, como instalado no alojamento 100. De acordo com a modalidade da fig. 1a, as saídas de exaustão 120 do dispositivo de célula de combustível terminam dentro do alojamento 100 na área da parede de alojamento 110, particularmente em alinhamento com a abertura 112 na parede de alojamento 110. De acordo com a modalidade da fig. 1a, as saídas de exaustão 120 terminam em um flange de saída de exaustão, particularmente em uma junta do flange da saída. O dispositivo de tubo de escape 200 é instalado neste flange da saída de exaustão por meio de meios de retenção 252 adicionais. De acordo com uma modalidade preferencial, é disposto outro elemento de vedação 242 entre o flange da saída de exaustão e o segundo flange 260, o elemento de vedação sendo estanque a água e/ou gás, pelo menos para a maior parte.[0049] Fig. 1a shows an enlarged partial 3D sectional view of the exhaust pipe device 200, as installed in the housing 100. According to the embodiment of fig. 1a, the exhaust ports 120 of the fuel cell device terminate within the housing 100 in the area of the housing wall 110, particularly in alignment with the opening 112 in the housing wall 110. According to the embodiment of fig. 1a, the exhaust outlets 120 terminate in an exhaust outlet flange, particularly an outlet flange gasket. The exhaust pipe device 200 is installed on this exhaust outlet flange by means of additional retaining means 252. According to a preferred embodiment, another sealing element 242 is arranged between the exhaust outlet flange and the second flange 260, the sealing element being water and/or gas tight, at least for the most part.

[0050] A abertura 112 é maior em dimensão do que os tubos de exaustão 210 que passam. Deste modo, é possível inserir o dispositivo de tubo de escape com o segundo flange 260 através da abertura 112 no alojamento 100 da unidade de gerador 1 a partir do exterior e instalá-lo. O dispositivo de tubo de escape 200 é conectado, particularmente de uma maneira destacável, no alojamento 100, particularmente à parede de alojamento 110, através de um primeiro flange 230. De acordo com a modalidade da fig. 1a, a conexão é feita por meio de uma pluralidade de meios de retenção 250 tipo parafuso, que alcançam através do primeiro flange 230 e engatam na parede de alojamento 110 ou alcançam através do primeiro flange 230 e da parede de alojamento 110 e são mantidos presos no interior do alojamento, particularmente com porcas.[0050] The opening 112 is larger in dimension than the exhaust pipes 210 passing through. In this way, it is possible to insert the exhaust pipe device with the second flange 260 through the opening 112 in the housing 100 of the generator unit 1 from the outside and install it. The exhaust pipe device 200 is connected, particularly in a detachable manner, to the housing 100, particularly to the housing wall 110, via a first flange 230. According to the embodiment of fig. 1a, the connection is made by means of a plurality of screw-type retaining means 250, which reach through the first flange 230 and engage the housing wall 110 or reach through the first flange 230 and the housing wall 110 and are held in place. inside the housing, particularly with sows.

[0051] Um isolante 220 e dois elementos de vedação 240 também são providos entre o primeiro flange 230 e a parede de alojamento 110. Os elementos de vedação 240 são, por um lado, dispostos entre a parede de alojamento 110 e o isolante 220, bem como entre o isolante 220 e o primeiro flange 230. O isolante 220 possui uma primeira seção 222 que possui um formato básico em disco cilíndrico, com um recesso particularmente circular, pelo menos em maioria, e uma segunda seção 224 que possui um formato básico em forma de disco, pelo menos em maioria, particularmente com um recesso particularmente circular, através do qual passa o tubo de exaustão 210. Em conjunto, ambas as seções 222, 224 do isolante 220 formam uma seção transversal em formato de L, pelo menos para a maior parte.[0051] An insulator 220 and two sealing elements 240 are also provided between the first flange 230 and the housing wall 110. The sealing elements 240 are, on the one hand, arranged between the housing wall 110 and the insulator 220, as well as between the insulator 220 and the first flange 230. The insulator 220 has a first section 222 that has a basic cylindrical disc shape, with a particularly circular recess, at least in the majority, and a second section 224 that has a basic shape disk-shaped, at least in the majority, particularly with a particularly circular recess, through which the exhaust tube 210 passes. Together, both sections 222, 224 of the insulator 220 form an L-shaped cross-section, at least for the most part.

[0052] A Fig. 2 mostra uma vista em seção esquemática, pelo menos parcialmente, de um dispositivo de tubo de escape de acordo com uma modalidade da presente invenção no estado instalado. A modalidade de um dispositivo de tubo de escape 200 mostrado na fig. 2 corresponde, pelo menos em maioria, à modalidade da fig. 1 ou 1a, de modo que as modalidades aí também se aplicam à fig. 2, a menos que determinado explicitamente de outra forma ou evidente para o versado na técnica de uma maneira clara. Para evitar repetições, apenas observações suplementares devem seguir com referência à fig. 2: A direção do fluxo S mostrado na fig. 2 indica o sentido preferencial de movimento do fluxo volumétrico de gases de exaustão. O fluxo S mostrado também serve como base para dados orientados por fluxo, como no que diz respeito a uma extremidade a montante e a jusante do tubo de exaustão.[0052] Fig. 2 shows a schematic sectional view, at least partially, of an exhaust pipe device according to an embodiment of the present invention in the installed state. The embodiment of an exhaust pipe device 200 shown in fig. 2 corresponds, at least in the majority, to the embodiment of fig. 1 or 1a, so that the embodiments there also apply to fig. 2, unless otherwise explicitly stated or evident to the person skilled in the art in a clear manner. To avoid repetition, only supplementary observations should follow with reference to fig. 2: The flow direction S shown in fig. 2 indicates the preferred direction of movement of the volumetric flow of exhaust gases. The flow S shown also serves as a basis for flow-oriented data, such as with respect to an upstream and downstream end of the exhaust pipe.

[0053] Como pode ser visto na fig. 2, a abertura 112 na parede de alojamento 110 é maior em extensão do que um diâmetro do tubo de exaustão 210. De acordo com a modalidade da fig. 2, o tamanho da abertura 112 é, pelo menos na sua maior parte, baseado nas dimensões geométricas do segundo flange 260 para garantir que o dispositivo de tubo de escape 200 possa ser inserido através da abertura 112 no alojamento 100 a partir do exterior para instalação. De acordo com uma modalidade da presente invenção, particularmente a modalidade da fig. 2, a primeira seção 222 do isolante 220 se estende, pelo menos em maioria, paralelamente a uma extensão axial do dispositivo de tubo de escape 200 e/ou direção do escoamento S. De acordo com a modalidade da fig. 2, primeira seção 222 encosta em a uma borda de abertura 112, pelo menos na sua maior parte. De acordo com a modalidade da fig. 2, a primeira seção 222 do isolante 220 é espaçada de maneira anular a partir do tubo de exaustão 210, pelo menos para a maior parte. De acordo com uma modalidade alternativa (não representada) da presente invenção, a primeira seção 222 encosta no tubo de exaustão 210 em uma área, pelo menos para a maior parte. Em outra modalidade (não representada) do isolante 220, a primeira seção 222 do isolante 220 se estende completamente no espaço entre a abertura 112 e o tubo de exaustão 210, pelo menos para a maior parte. Em outras palavras, o isolante encosta tanto na abertura 112 como no tubo de escape 210, particularmente completamente, pelo menos para a maior parte.[0053] As can be seen in fig. 2, the opening 112 in the housing wall 110 is greater in length than one diameter of the exhaust pipe 210. According to the embodiment of fig. 2, the size of the opening 112 is, at least for the most part, based on the geometric dimensions of the second flange 260 to ensure that the exhaust pipe device 200 can be inserted through the opening 112 in the housing 100 from the outside for installation. . According to an embodiment of the present invention, particularly the embodiment of fig. 2, the first section 222 of the insulator 220 extends, at least in majority, parallel to an axial extension of the exhaust pipe device 200 and/or flow direction S. According to the embodiment of fig. 2, first section 222 abuts an opening edge 112, at least for the most part. According to the embodiment of fig. 2, the first section 222 of the insulator 220 is annularly spaced from the exhaust tube 210, at least for the most part. According to an alternative embodiment (not shown) of the present invention, the first section 222 abuts the exhaust pipe 210 in an area, at least for the most part. In another (not shown) embodiment of the insulator 220, the first section 222 of the insulator 220 extends completely into the space between the opening 112 and the exhaust tube 210, at least for the most part. In other words, the insulator abuts both the opening 112 and the exhaust pipe 210, particularly completely, at least for the most part.

[0054] Fig. 3 mostra uma vista em 3D, pelo menos parcialmente esquemática, de um dispositivo de tubo de escape 200 de acordo com uma modalidade da presente invenção, e a fig. 3b mostra outra vista do dispositivo de tubo de escape 200 da fig. 3a com elementos de retenção.[0054] Fig. 3 shows a 3D view, at least partially schematic, of an exhaust pipe device 200 in accordance with an embodiment of the present invention, and fig. 3b shows another view of the exhaust pipe device 200 of fig. 3a with retention elements.

[0055] Além das modalidades acima, os figs. 3a e 3b mostram que o segundo flange 260 provê uma conexão com junta para os dois tubos de exaustão 210. Outro elemento de vedação 242 corresponde, pelo menos em maioria, à geometria externa do segundo flange 260 com recessos correspondentes para os meios de retenção 252 e os fluxos do volume de gás de exaustão, que devem ser movidos das saídas de exaustão para os tubos de exaustão 210. A geometria dos elementos de vedação 240 corresponde, pelo menos em maioria, à geometria externa do primeiro flange 230 com recessos para a primeira seção 222 do isolante 220, bem como para os elementos de retenção 250.[0055] In addition to the above embodiments, figs. 3a and 3b show that the second flange 260 provides a gasket connection for the two exhaust pipes 210. Another sealing element 242 corresponds, at least in majority, to the external geometry of the second flange 260 with corresponding recesses for the retaining means 252 and the exhaust gas volume flows, which must be moved from the exhaust outlets to the exhaust pipes 210. The geometry of the sealing elements 240 corresponds, at least in majority, to the external geometry of the first flange 230 with recesses for the first section 222 of the insulator 220, as well as for the retaining elements 250.

[0056] A Fig. 4 mostra outra vista detalhada do dispositivo de tubo de escape 200, particularmente dos tubos de exaustão 210, primeiro flange 230 e segundo flange 260. De acordo com uma modalidade preferencial, particularmente a modalidade da fig.4, os tubos de exaustão 210, o primeiro flange 230 e o segundo flange 260 são concebidos em peça única. Isto também significa explicitamente os meios para prover um conjunto de componentes 210, 230 e 260, particularmente na forma de um produto semiacabado, sendo os componentes individuais montados mais tarde, isto é, não no decurso de um processo de fabrico primário, particularmente, por meio de soldagem, solda, colagem, travamento, aparafusamento, rebitagem ou similares. Em geral, pode-se dizer para as figuras descritas aqui que, por questão de clareza uma variedade de elementos de retenção são providos sempre com números de referência apenas a título de exemplo, mas isso não sugere uma diferença em relação aos elementos de retenção não- referenciados.[0056] Fig. 4 shows another detailed view of the exhaust pipe device 200, particularly the exhaust pipes 210, first flange 230 and second flange 260. According to a preferred embodiment, particularly the embodiment of fig. exhaust pipes 210, the first flange 230 and the second flange 260 are designed in one piece. This also explicitly means the means for providing a set of components 210, 230 and 260, particularly in the form of a semi-finished product, the individual components being assembled later, i.e. not in the course of a primary manufacturing process, particularly by welding, soldering, gluing, locking, screwing, riveting or similar means. In general, it can be said for the figures described here that for the sake of clarity a variety of retaining elements are always provided with reference numbers by way of example only, but this does not suggest a difference from non-retaining elements. - referenced.

[0057] As Figs. 5, 6a e 6b mostram, mais uma vez, vistas individuais no contexto dos componentes de um dispositivo de tubo de escape descrito com a montagem de acordo com pelo menos uma modalidade da presente invenção.[0057] Figs. 5, 6a and 6b again show individual views in context of the components of an exhaust pipe device described with assembly in accordance with at least one embodiment of the present invention.

[0058] Embora modalidades exemplares tenham sido discutidas na descrição anterior, deve notar-se que é possível uma pluralidade de variações. Além disso, deve notar-se que as modalidades exemplares são apenas exemplos, que não devem de modo algum limitar o escopo de proteção, os pedidos ou projeto, de qualquer forma. Em vez disso, a descrição anterior deve dar ao versado na técnica uma diretriz para a implementação de pelo menos uma modalidade exemplar, sendo possível realizar várias mudanças, particularmente com respeito à função e disposição dos componentes descritos, sem sair do escopo de proteção que surge das reivindicações e dessas combinações equivalentes de características. Lista dos números de referência 1 Unidade de gerador 100 Alojamento 110 Parede de alojamento 112 Abertura na parede do alojamento 110 120 Saída de exaustão 200 Dispositivo de tubo de escape 210 Tubo de exaustão 220 Isolante 222 Primeira seção de isolante 220 224 Segunda seção de isolante 220 230 Primeiro flange 240 Elemento de vedação 242 (Outro) elemento de vedação 250 Meio de retenção 252 (Outro) meio de retenção 260 Segundo flange S Direção de fluxo[0058] Although exemplary embodiments have been discussed in the previous description, it should be noted that a plurality of variations are possible. Furthermore, it should be noted that the exemplary embodiments are examples only, which shall in no way limit the scope of protection, the applications or design in any way. Instead, the foregoing description should give one skilled in the art a guideline for implementing at least one exemplary embodiment, making it possible to make various changes, particularly with respect to the function and arrangement of the described components, without departing from the scope of protection that arises. of the claims and such equivalent combinations of features. List of reference numbers 1 Generator unit 100 Housing 110 Housing wall 112 Opening in housing wall 110 120 Exhaust outlet 200 Exhaust pipe device 210 Exhaust pipe 220 Insulator 222 First section of insulation 220 224 Second section of insulation 220 230 First flange 240 Sealing element 242 (Other) sealing element 250 Retaining means 252 (Other) retaining means 260 Second flange S Flow direction

Claims

1. Generator unit (1), comprising: a housing (100) with at least one opening (112); a fuel cell device, which is disposed in the housing (100); an exhaust pipe device (200) with at least one exhaust pipe (210), which is connected to the fuel cell device in a gas-carrying manner and which extends through the opening (112) of the housing (100 ); and an insulator (220), which extends at least in an area between an outer wall of the exhaust tube (210) and an edge of the opening (112) and reduces, prevents the transfer of heat from the exhaust tube (210) to the housing (100), characterized by the fact that the at least one exhaust pipe (210) has a first flange (230), on the outside of the housing, in which the insulator (220), a second section (224) of the insulator (220), is disposed between the first flange (230) and a housing wall (110).

2. Generator unit according to claim 1, characterized by the fact that a first section (222) of the insulator (220) has a basic cylindrical, hollow cylindrical shape.

3. Generator unit according to claim 1 or 2, characterized by the fact that at least a second section (224) of the insulator (220) has a basic disc shape, having a circular recess, through which it passes o at least one exhaust pipe (210).

4. Generator unit according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that the opening (112) is larger than the widest cross-section of the parts of the exhaust pipe device (200) arranged in the position of installation within the housing (100), to enable insertion of those parts of the exhaust pipe device (200) through the opening (112) from the outside during installation.

5. Generator unit according to claim 1, characterized by the fact that at least one water and/or gas-tight sealing element (240) is disposed between the insulator (220) and the first flange (230) and/or between the housing (100) and the insulator (220).

6. Generator unit according to claim 1 or 5, characterized by the fact that the first flange (230) is held in the housing (100) by at least one retaining means (250), by a screw, wherein the at least one retention means (260) passes through the first flange (230) and a housing wall (110) and, the insulator (220) and/or the at least one sealing element (240).

7. Generator unit according to claim 6, characterized in that the at least one retaining means (260) passes through the first flange (230) and a housing wall (110), and the insulator (220) and/or at least one sealing element (240).

8. Generator unit according to claim 6 or 7, characterized by the fact that the at least one retaining means (250) is thermally decoupled from the first flange (230) and/or the housing (100), by means of of a removable insulating cover or a non-destructive, insulating removable liner.

9. Generator unit according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it additionally comprises a second flange (260), which is provided, configured, to connect the exhaust pipe device ( 200) to an exhaust outlet (120) of the fuel cell device, which terminates in the housing (100), wherein the second flange (260) is shaped in such a way that it can be guided through the opening (112) of the housing , so as to have a smaller diameter than the opening of the housing (112).

10. Generator unit according to claim 9, characterized by the fact that the second flange (260) is shaped in such a way that it can be guided through the opening of the housing (112), so as to have a diameter smaller than opening the housing (112).

11. Generator unit according to any of claims 1 to 10, characterized in that the fuel cell device has a reformer.

12. Exhaust pipe device (200), for a generator unit (1), as defined in any one of claims 1 to 11, having: at least one exhaust pipe (210), with an upstream end and a downstream end; a first flange (230), which is provided, configured, to connect the exhaust pipe device (200) to a housing (100) and the generator unit (1); a second flange (260), which is provided, configured, to connect the exhaust pipe device (200) to an exhaust outlet (120) of the fuel cell device of the generator unit (1), which terminates , in accommodation (100); and an insulator (220), providing a complete covering of the exhaust pipe in the area of passage through an opening in the housing (100) and, reduces, prevents, heat transfer from the exhaust pipe (210) to the housing (100 ), characterized by the fact that the at least one exhaust pipe (210) has a first flange (230), on the outside of the housing, in which the insulator (220), a second section (224) of the insulator (220) is disposed between the first flange (230) and a housing wall (110).

13. Exhaust pipe device according to claim 12, characterized in that the insulator (220) extends directly around an outer wall of the exhaust pipe (210) in at least one section and/or at along the side of the first flange (230) in at least one area.

14. Exhaust pipe device according to claim 12 or 13, characterized in that the second flange (260) is disposed closer to the upstream end of the exhaust pipe (210) than to the first flange (230). ).