CN116544445A - 燃料电池装置 - Google Patents

燃料电池装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116544445A
CN116544445A CN202310065559.1A CN202310065559A CN116544445A CN 116544445 A CN116544445 A CN 116544445A CN 202310065559 A CN202310065559 A CN 202310065559A CN 116544445 A CN116544445 A CN 116544445A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
fluid
cell unit
guiding
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310065559.1A
Other languages
English (en)
Inventor
C·劳赞斯基
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of CN116544445A publication Critical patent/CN116544445A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2418—Grouping by arranging unit cells in a plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2428—Grouping by arranging unit cells on a surface of any form, e.g. planar or tubular
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明涉及一种燃料电池装置(10)，其具有在燃料电池单元复合结构(13)中的至少一个燃料电池单元(12)，燃料电池单元复合结构具有用于将至少一种流体(21a、21b、21c、21d)导入燃料电池单元(12)和/或从燃料电池单元导出的至少一个流体导引装置(50)。提出了，所述燃料电池装置(10)具有流体封闭装置(100)，该流体封闭装置构造用于，至少部分封闭流体导引装置(50)以至少部分使将燃料电池单元(12)与燃料电池单元复合结构(13)脱耦、特别是从燃料电池单元复合结构中取出。

Description

燃料电池装置
技术领域
本发明涉及一种按照独立权利要求的类型的燃料电池装置。
背景技术
文献DE102019215230 A1公开了一种带有燃料电池电堆和处理器单元的燃料电池装置，其中，在燃料电池电堆和处理器单元之间布置有用于导引介质的分配板。
发明内容
本发明涉及一种燃料电池装置，其具有在燃料电池单元复合结构中的至少一个燃料电池单元，该燃料电池单元复合结构具有用于将至少一种流体导入到燃料电池单元中和/或从燃料电池单元导出的至少一个流体导引装置。提出了，燃料电池装置具有流体封闭装置，该流体封闭装置构造用于，至少部分封闭流体导引装置以至少部分将燃料电池单元与燃料电池单元复合结构脱耦、特别是从燃料电池单元复合结构中取出。
带有独立权利要求的特征的本发明具有的优点是，在将单个燃料电池单元从燃料电池单元复合结构取出时，可以截断流体供送和/或导出，因而优选不再有流体能从燃料电池装置的流体管线漏出。以这种方式可以将各个燃料电池单元例如由于老化过程而单独从燃料电池单元复合结构、特别是燃料电池电堆取出，其中，流体管线优选至少部分被封闭。同一燃料电池单元复合结构的另外的燃料电池单元自身优选可以以这种方式在取出燃料电池单元时继续运行。因此可以有利地提高在此所述类型的燃料电池装置的使用寿命。此外还可以有利地降低维护成本。
在本发明的范畴内，燃料电池单元优选应指的是在此所述类型的燃料电池装置、固体氧化物燃料电池(英文为：solid oxide fuel cell，简称SOFC)。燃料电池单元复合结构优选应指的是燃料电池电堆。燃料电池单元复合结构优选具有至少两个、优选多个燃料电池单元。
在本发明的范畴内，流体例如可以涉及空气和/或经重整的燃烧气体和/或废气，例如阳极气体和/或阴极气体。但也可以想到其它流体。
通过在从属权利要求中阐释的特征，燃料电池装置的有利的扩展设计方案是可能的。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案规定，流体封闭装置具有至少一个导向支持结构和至少一个用于至少部分封闭流体导引装置的阀器件，其中，导向支持结构构造用于将阀器件与燃料电池单元机械地联接起来。导向支持结构优选构造用于，将至少一个燃料电池单元的运动、特别是基本上平移的运动转化成阀器件的一种用于打开和/或封闭至少一个配属于阀器件的流体通道的运动。导向支持结构为此目的优选与有待移除的燃料电池单元有效联接。导向支持结构优选贴靠在所述燃料电池单元上。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案规定，阀器件构造用于，至少部分、优选完全地流体地封闭流体导引装置的通道开口。阀器件为了进行至少部分封闭的目的而优选具有与通道开口关联的形状。至少一个通道开口优选具有阀座。阀座优选布置在通道开口中。阀座优选与通道开口分开构造。阀器件优选构造用于，流体密封地封闭至少一个通道开口。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案规定，导向支持结构具有至少一个贴靠元件、优选支承元件、特别优选用于将燃料电池单元的从燃料电池单元传递到阀器件上的连接安装力进行传力导入给流体导引装置的支承板。导向支持结构优选构造用于，通过连接安装力的传递在燃料电池单元插入或安装在燃料电池单元复合结构中时，将阀器件这样从至少一个通道开口移出，使得对应的流体可以流入到燃料电池单元中。具有通道开口、特别是通道开口的阀座和对应的阀器件的阀，因此通过燃料电池单元的连接安装力的施加而优选被打开。在将对应的燃料电池单元从燃料电池单元复合结构取出时并且随之而来地取消了作用到阀器件上的连接安装力时，流体封闭装置有利地构造用于，流体密封地封闭对应的阀。
按照本发明的一种特别优选的扩展设计方案，导向支持结构具有至少一个支撑元件，该支撑元件构造用于，将阀器件支撑在贴靠元件处。支撑元件优选具有至少一个、优选多个支撑销。支撑销优选布置在贴靠元件处。支撑销优选至少部分穿通流体导引装置、特别是流体通道板。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案规定，流体导引装置构造成流体分配元件。流体分配元件优选具有至少一个通道开口。流体分配元件优选具有多个通道开口。流体分配元件优选具有流体通道板。流体分配元件优选具有一个或多个拉深件。通道开口优选设置成用于导引通过有待在燃料电池单元中转化的流体和/或在燃料电池单元中已转化的流体的入口和/或出口。通道开口优选构造用于一种和/或多种流体。在此所述类型的流体优选涉及到气态的和/或液态的流体。在此所述类型的流体优选涉及到空气L和/或经重整的燃烧气体和/或阳极气体和/或阴极气体。
流体导引装置优选具有流体通道板。流体通道板优选基本上构造成平坦的。流体通道板优选构造用于贴靠在燃料电池单元上。燃料电池单元复合结构的燃料电池单元优选具有共同的流体导引装置、特别是共同的流体通道板。优选地，在这个流体通道板中布置着用于使在燃料电池中所需的和/或转化的各种流体流入和/或流出的所有所需的通道开口。优选在流体通道板的一个侧面处布置有燃料电池单元。优选在流体通道板和燃料电池单元之间布置有流体封闭装置的导向支持结构的贴靠元件。优选在流体通道板的背对燃料电池单元的侧面处布置有流体分配元件、特别是构造成拉深件的流体分配元件。优选在流体通道板的背对燃料电池单元的侧面处布置有至少一个阀器件、优选全部的阀器件。阀器件优选布置在流体导引装置内、特别是流体分配元件内。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案规定，流体导引装置在至少一个处理器单元和至少一个燃料电池单元、特别是燃料电池单元复合结构之间延伸。
流体导引装置优选具有至少一个拉深件、优选多个拉深件。拉深件优选设置用于将所述一种流体和/或所述多种流体分配给布置在流体通道板中的通道开口。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案规定，至少一个通道开口、优选一种流体的所有的构造成入口和/或出口的通道开口、优选多种流体的所有的构造成入口和/或出口的通道开口，优选燃料电池单元的流体导引装置的所有的通道开口，分别具有与对应的阀器件配合作用的阀座以至少部分封闭通道开口。每个阀座因此具有自己的阀器件。所有同时有待调整的阀器件优选可以通过共同的导向支持结构接通。
本发明的一种特别有利的扩展设计方案可以规定，流体封闭装置具有复位器件，该复位器件构造用于，在燃料电池单元从连接安装位置运动出来时、特别是在燃料电池单元从燃料电池单元复合结构取出时，将阀器件复位到、特别是移入到在至少一个通道开口中的至少一个阀座中以便至少部分封闭通道开口。复位器件优选与导向支持结构连接。复位器件优选具有多个复位元件。优选为每个阀器件配设至少一个复位元件。通过使复位器件具有弹簧元件而可以提供一种结构设计上简单的装置。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案，流体封闭装置可以具有多个阀器件，其中，优选所有的阀器件为了至少部分封闭燃料电池单元的通道开口而构造成能通过共同的导向支持结构调整。以这种方式可以在将相应的燃料电池单元从燃料电池单元复合结构中取出时，基本上同时封闭这个所取出的燃料电池单元的全部的入口和/或出口，因而不会有进一步的流体漏出。可以特别优选同时封闭燃料电池单元的所有的入口。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案可以规定，用于封闭流体导引装置和/或燃料电池单元的一部分通道开口的阀器件处的功能单元被构造成能通过共同的导向支持结构进行调整。以这种方式可以在取出燃料电池单元时自动地、同时地封闭预定义的通道开口分组。本发明的一种有利的扩展设计方案也可以规定，用于封闭燃料电池单元的流体导引装置的通道开口的每个阀器件均构造成能通过单独的导向支持结构调整。以这种方式可以根据燃料电池单元的取出运动灵活地进行封闭。
附图说明
燃料电池的实施例在附图中绘出并且在接下来的说明书中更为详细地力口以阐释。图中：
图1是燃料电池装置的一种实施例的示意性线路图；
图2是图1的燃料电池装置的一个部分的实施例的立体图；
图3是图2的实施例的介质导引单元的立体图；
图4在剖面图中示出了带有流体封闭元件的流体导引装置的截取部分。
具体实施方式
在不同的实施变型方案中，相同的部分使用相同的附图标记。
在图1中示出了燃料电池装置10的一种实施例的示意性线路图。燃料电池装置10包括两个燃料电池单元12。燃料电池单元12在所示实施例中设计成燃料电池电堆，燃料电池电堆具有多个燃料电池，在当前情况下是固体氧化物燃料电池(英文为：solid oxidefuel cell，简称SOFC)。燃料电池单元12形成了燃料电池单元复合结构13。
也可以想到的是，燃料电池装置具有多于两个的燃料电池单元12。燃料电池装置的所有的燃料电池单元12优选形成了燃料电池复合结构13。按照本发明的一种有利的扩展设计方案，燃料电池装置10可以包括多个处理器单元14。
“处理器单元”14在本发明的范畴内尤其应当指的是燃料电池装置10的一个单元或部件，其并不是燃料电池单元12。在当前的情况下，处理器单元14涉及到用于化学地准备和/或后处理和/或热准备和/或后处理至少一种在燃料电池单元12中有待转化的和/或已转化的流体的单元，该流体例如是燃烧气体、空气和/或废气。
处理器单元14之一可以优选涉及到布置在空气供送结构16中的传热器18以加热供送给燃料电池单元12的、含氧的流体21a，如空气L。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案，构造成空气L的第一流体21a例如可以在正常运行中分别供送给燃料电池单元12的阴极室20。此外，按照本发明的一种有利的实施方式，构造成经重整的燃烧气体RB的第二流体21b，例如氢，可以供送给阳极室22。优选地，在燃料电池单元12中，经重整的燃料RB通过来自空气L的氧气的协作在产生电流和热量的情况下进行电化学转化。
优选构造成经重整的燃料RB的第二流体21b优选以如下方式产生，即，通过燃料供送结构24将流体21c即燃料B，在当前情况下为天然气，供送给燃料电池装置10，该燃料在另一种处理器单元14中，在当前为重整器26中，进行重整。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案可以规定，燃料电池单元12在废气侧与另一个处理器单元14，在当前情况下与补燃器28连接。流体21d，即燃料电池单元12的废气，被供送给补燃器28，在当前情况下，阴极废气KA通过阴极废气导引结构30并且阳极废气AA的一部分通过阳极废气导引结构32供送。阴极废气KA包含未消耗的空气L或者未消耗的氧气，阳极废气AA则可能包含未转化的、经重整的燃料RB和/或可能包含未重整的燃料B。
阳极废气AA、或者可能包含在其中的未转化的经重整的燃料RB和/或可能包含在其中的未重整的燃料B，在混合阴极废气KA或者包含在其中的空气L的氧气的情况下，借助补燃器28燃烧，由此可以产生附加的热量。
按照另一种有利的扩展设计方案，在补燃器28中燃烧时所产生的热的废气A，通过废气导引结构34，经由另一个处理器单元14，在当前情况下经由传热器36，从补燃器28排出。传热器36在此又与重整器26在流动技术上连接，因而热量从热的废气A传递给供送给重整器26的燃料B。热的废气的热量相应地可以用于在重整器26中重整所供送的燃料B。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案，在传热器36的下游，另一个处理器单元14，在当前情况下为传热器18，处在废气导引结构34中，因而热的废气A的残余的热量可以传递给在空气供送结构16中的所供送的空气L。热的废气的残余的热量相应地可以用于预热在空气导引结构16中的所供送的空气L。
此外，燃料电池装置10按照一种有利的扩展设计方案具有回引结构38，借助回引结构将阳极废气AA的一部分从阳极废气管线32分支并且可以供送给阳极再循环回路40。在此，分支的阳极废气AA经过另一个处理器单元14，在当前情况下为另一个传热器39。
借助阳极再循环回路40可以将阳极废气AA的分支部分回引给或者重新供送给燃料电池单元12的相应的阳极室22和/或重整器26，因而可能包含在分支的阳极废气AA中的未转化的经重整的燃料RB后续可以在燃料电池单元12中被转化和/或可能包含在分支的阳极废气AA中的、未重整的燃料B后续可以在重整器26中被重整。由此可以进一步提高燃料电池装置10的效率。
此外，优选可以通过燃料供送管线24将新鲜的燃料B与在阳极再循环回路40中再循环的分支的阳极废气AA混合。借助另外的传热器39就可以优选为了热处理而将热量从来自回引管线38的分支的阳极废气AA传递给阳极再循环回路40中通过混合新鲜的燃料B生成的燃料混合物。
按照本发明的一种有利的扩展设计方案，可以通过压缩机42在相应的管线中调节和/或彼此协调在空气供送结构16中的空气L的供送、在燃料供送结构24中的燃料B的供送和在阳极再循环回路40中阳极废气AA的再循环率。
按照一种特别优选的扩展设计方案，燃料电池装置可以具有加热元件44以在当前情况下额外加热在旁通管线46中的供送给燃料电池单元12的空气L，由此提高了燃料电池装置10的运行效率。
在图2至4中示出的装置和构件现在提供了一种用于在结构技术上实现在图1中示意性示出的燃料电池装置10的一部分的可行方案并且用于阐明本发明。另外的部件，如阳极废气再循环结构40的结构技术上的设计方案，是本领域技术人员由现有技术普遍公知的并且为了清楚起见而没有在图中详细示出。
在图2中示出了图1的燃料电池装置10的一部分的一种实施例的立体图。燃料电池装置10的所示部分包括两个燃料电池单元12。按照本发明在图2中示出的实施方式，两个燃料电池单元12形成了一个燃料电池单元复合结构13。但也可以想到的是，在此所述类型的燃料电池装置10具有多个燃料电池单元12。可以想到的是，燃料电池装置10的所有的燃料电池单元12均布置在共同的燃料电池单元复合结构13中。但也可以想到的是，一部分燃料电池单元12构成了第一燃料电池单元复合结构13并且第二部分的燃料电池单元12构成了第二燃料电池单元复合结构13。
按照本发明的在图2中示出的实施方式，燃料电池装置10具有多个处理器单元14，在当前情况下是重整器26，并且与图1的线路图不同的是具有两个补燃器28。在两个燃料电池单元12和处理器单元14、在当前为重整器26和补燃器28之间，布置有流体导引单元50。也可以想到的是，流体导引单元构造用于，将另一种流体导入到燃料电池单元12中或者从这些燃料电池单元导出。
如在图2中可以看到的那样，流体导引单元50构造用于，将至少一种流体、优选多种流体21a、21b、21c、21d导引给至少一个燃料电池单元12和/或从燃料电池单元12导出。
按照本发明在图2中示出的实施方式，流体导引装置50构造用于，将第一流体21b、例如经重整的燃料RB，导引给至少一个燃料电池单元12并且将第二流体21d、例如阴极废气KA，从至少一个燃料电池单元12导出。
在所示的实施例中，流体导引单元50也设置用于，将流体21a、21b、21c、21d经由至少一个燃料电池单元12，在所示情况下经由多个燃料电池单元12或两个燃料电池单元12和/或经由至少一个处理器单元14、在所示情况下经由多个处理器单元14地进行分配。按照本发明的图2所示的实施方式，流体导引装置50构造用于，将一种和/或多种流体21a、21b、21c、21d分配给燃料电池单元12。
按照本发明的一种特别有利的扩展设计方案，流体导引装置50可以包括拉深件52。通过使用拉深件52，实现了燃料电池装置10的一种相比现有技术还要更为紧凑的构造方式。此外，减少了零件多样性并且简化了制造。此外还提高了在处理器单元14、在所示情况下重整器26和补燃器28到燃料电池单元12上的各种连接的方面的灵活性。
按照本发明的图2所示的实施方式，流体导引装置可以构造成流体分配元件，该流体分配元件适用于将在此所述类型的一种和/或多种流体分配给燃料电池单元复合结构13的燃料电池单元12。
按照本发明的一种优选的实施方式，流体分配元件具有至少一个流体通道板54。流体通道板54可以优选与构造成拉深件52的另外的流体导引元件分开构造。基本上通过流体通道板54实现了流体导引装置50的一种稳定的和简单的设计方案。
按照本发明的一种特别有利的扩展设计方案，流体通道板54具有基本上平坦的面，在该面上可以布置燃料电池单元12。燃料电池单元复合结构13的燃料电池单元12优选具有共同的流体通道板54。燃料电池单元12此外还可以稳定地安装在平面的、优选平坦的流体导引板54处。若流体通道板54至少在一侧构造成平坦的，那么流体通道板就可以特别有利地起到燃料电池单元12的支架的作用。按照本发明的一种特别优选的实施方式，在流体通道板54处在背对燃料电池单元12的侧面处布置有附加的流体导引元件、特别是对应的拉深件52。
但备选也可能的是，流体导引单元50由流体通道板54构成。也可以想到的是，流体导引单元50仅具有在此所述类型的拉深件52，其中，燃料电池单元12可以直接机械地布置在拉深件52处。燃料电池单元12例如可以安置到壳体的中间支架上并且仅为了导引流体而与流体导引装置50连接。但也可能的是，燃料电池单元12安置到地面和/或壳体底部上，流体导引装置50则可以布置在燃料电池单元12上。在这种情况下，燃料电池单元12或者燃料电池单元12的壳体部分，可以承担起对流体导引装置50的承载功能。
图3示例性地示出了流体导引装置50。按照本发明的在图3中示出的实施方式，流体导引装置50构造成流体分配装置，该流体分配装置适用于将一种和/或多种流体21a、21b、21c、21d分配给燃料电池单元复合结构13的燃料电池单元12和/或将一种和/或多种流体21a、21b、21c、21d从燃料电池装置12导走。
按照本发明的在图3中示出的实施方式，流体导引装置50具有流体分配元件。流体分配元件具有流体通道板54。在流体通道板54中布置有至少一个通道开口56。流体通道板54优选具有多个通道开口56a、56b、56c、56d。通道开口56a、56b、56c、56d构造用于供送和/或导出在燃料电池单元12中转化的流体。
按照本发明的一种特别优选的扩展设计方案，通道开口56a、56b、56c、56d构造成入口和/或出口。按照在图3中示出的实施方式，一部分通道开口56a、56b构造成入口58a、58b，入口设置用于导引通过有待在燃料电池单元12中转化的介质。另一部分通道开口56c、56d则涉及出口60a、60b，出口设置用于导引通过在燃料电池单元12中转化的介质。
按照本发明的在图3中示出的实施方式，有待在燃料电池单元12中转化的流体涉及到空气21a和经重整的燃烧气体21b。流体通道板54分别为了在此示例性为两个的燃料电池单元12中的每一个燃料电池单元而相应地具有用于空气21a的、构造成入口58a、58b的空气供送开口62a、62b和用于经重整的燃料21b的两个燃料供送开口64a、64b。在燃料电池单元12中转化的流体21d在当前情况下又涉及到阳极废气AA和阴极废气KA。因此流体通道板54分别为了燃料电池单元12中的其中一个燃料电池单元而具有一个阳极废气开口66a、66b和两个阴极废气开口68a、68b。根据有待导引的流体，通道开口56a、56b、56c、56d可以具有任意的横截面形状。
按照本发明的一种优选的实施方式，拉深件52可以安装在、例如焊接在、在当前情况下焊接在流体通道板54处。由此实现了一种特别稳定的和同时利于成本的设计方案。
按照本发明现在规定，燃料电池装置10具有至少一个流体封闭装置100，该流体封闭装置构造用于，至少部分封闭流体导引装置50以使燃料电池单元12至少部分与燃料电池单元复合结构13脱耦、特别是从燃料电池单元复合结构取出(Entnahme)。本发明的一种可能的实施方式可以规定，流体封闭装置100布置在通道开口56a、56b、56c、56d处。流体封闭装置100尤其构造用于，在将燃料电池单元12中的至少一个燃料电池单元从这种燃料电池单元复合结构中取出时至少部分封闭通道开口56a、56b、56c、56d。
流体封闭装置100的一种可能的实施方式在图4中示出。图4示出了流体导引装置50的一个截取部分的剖视图，其按照在此所示的实施方式可以具有流体通道板54。为了更好地示出，在图4中绘出了流体通道板54，其在此例如仅具有一个通道开口56。通道开口56可以构造成用于一种流体和/或多种流体的入口58a、58b和/或出口60a、60b。通道开口56在此仅示例性地构造成贯通钻孔，当然也可以想到的是，通道开口56具有其它的横截面形状。
按照本发明的图4所示的实施方式，流体封闭装置100具有导向支持结构101和至少一个阀器件102。阀器件102构造用于，在嵌接在贯通开口56中时，至少部分、优选完全封闭这个贯通开口。导向支持结构101构造用于，将阀器件102机械地与至少一个燃料电池单元12联接。换句话说，导向支持结构101构造用于，将燃料电池单元12的背离流体导引装置50或者朝着流体导引装置50的运动，转化成阀器件102进入或者离开有待封闭的或有待打开的通道开口56的移入或移出。
按照本发明的图4所示的实施方式，导向支持结构101具有至少一个贴靠元件104。贴靠元件104优选构造成用于将从燃料电池单元12传递给阀器件102的连接安装力F在连接安装位置106中进行传力导入的支承板。图4示出了在连接安装位置106中的流体封闭装置100。燃料电池单元12安装在燃料电池单元10中。如在图4中明确可以看到的那样，移入的燃料电池单元12将阀器件102经由导向支持结构101在这个位置中从通道开口56压出，因而燃料电池单元12与流体导引装置50流体地连接。
按照本发明的一种优选的扩展设计方案，流体封闭装置100现在具有至少一个复位器件107。该复位器件107构造用于，在燃料电池单元12从连接安装位置106运动出来时，特别是在取出燃料电池单元12时，使阀器件102复位到、特别是移入到通道开口的阀座中以至少部分封闭通道开口。按照本发明的在图4中示出的实施方式，复位器件107构造成弹簧元件。在将燃料电池单元12从燃料电池单元复合结构中取出时，复位器件107的复位力现在由于燃料电池单元12的减小的或消失的连接安装力F而将对应的阀器件102压入到有待封闭的通道开口56中。优选能以这种方式在将相应的燃料电池单元12从燃料电池单元复合结构中取出时将燃料电池单元12的所有的通道开口56流体地封闭。可以想到的是，仅设置一个复位元件107。该复位元件为了封闭所有有待封闭的通道开口56而将全部的阀器件102压入到对应的通道开口56中。也可以想到的是，为每个阀器件或一部分阀器件102配设自己的复位元件107。
也可以想到的是，通道开口56至少部分具有用于与阀器件102配合作用的附加的阀座。
如在图4中可以清楚地看到的那样，按照本发明的在图4中示出的实施方式，导向支持结构101具有贴靠元件104。贴靠元件104布置在流体通道板54和燃料电池单元12之间。流体通道板54具有至少一个有待封闭的通道开口56。根据本发明的在图4中示出的实施方式，阀器件102布置在流体通道板54的背对燃料电池单元12的一侧处。当然，也可以想到的是，阀器件可以布置在面朝燃料电池单元的一侧处。为了穿通流体通道板54，导向支持结构101具有至少一个支撑元件109。可以想到的是，用于至少部分封闭燃料电池单元12的流体导引装置50的通道开口56a、56b、56c、56d的所有的阀器件被构造成能通过共同的导向支持结构101进行调整。也可以想到的是，用于对燃料电池单元12的流体导引装置50的作为分组的通道开口56a、56b、56c、56d进行封闭的阀器件102处的功能单元被构造成能通过共同的导向支持结构进行调整。也可以想到的是，用于封闭燃料电池单元12的流体导引装置50的贯通开口56a、56b、56c、56d的每个阀器件102均被构造成能通过单独的导向支持结构101进行调整。

Claims (15)

1.燃料电池装置(10)，其具有在燃料电池单元复合结构(13)中的至少一个燃料电池单元(12)，所述燃料电池单元复合结构具有用于将至少一种流体(21a、21b、21c、21d)导入燃料电池单元(12)和/或从燃料电池单元导出的至少一个流体导引装置(50)，其特征在于，所述燃料电池装置(10)具有流体封闭装置(100)，该流体封闭装置构造用于，至少部分封闭所述流体导引装置(50)以至少部分使将所述燃料电池单元(12)与所述燃料电池单元复合结构(13)脱耦、特别是从所述燃料电池单元复合结构中取出。
2.按照权利要求1所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，所述流体封闭装置(100)具有至少一个导向支持结构(101)和用于至少部分封闭所述流体导引装置(50)的至少一个阀器件(102)，其中，所述导向支持结构(101)构造用于，将所述阀器件(102)机械地与所述燃料电池单元(12)联接。
3.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，所述阀器件(102)构造用于，至少部分、优选完全地流体地封闭所述流体导引装置(50)的通道开口(56a、56b、56c、56d)。
4.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，所述导向支持结构(101)具有至少一个贴靠元件(104)、优选支承元件、特别优选用于将所述燃料电池单元(12)的从所述燃料电池单元(12)传递到所述阀器件(102)上的连接安装力(F)朝所述流体导引装置(50)上进行传力导入的支承板。
5.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，所述导向支持结构(101)具有用于将所述阀器件(102)支撑在所述贴靠元件(104)处的至少一个支撑元件(109)。
6.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，所述流体导引装置(50)构造成流体分配元件，其中，所述流体分配元件具有至少一个通道开口(56a、56b、56c、56d)、优选多个通道开口(56a、56b、56c、56d)，其中，所述通道开口(56a、56b、56c、56d)优选构造成用于使一种流体(21a、21b、21c、21d)和/或多种流体(21a、21b、21c、21d)进入和/或离开所述燃料电池单元(12)的入口和/或出口(58a、58b、60a、60b)。
7.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，所述流体导引装置(50)具有流体通道板(54)，其中，至少一个燃料电池单元(12)布置在该流体通道板(54)处。
8.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，所述流体导引装置(50)在至少一个处理器单元(14)和至少一个燃料电池单元(12)之间延伸，其中，所述流体导引装置(50)具有至少一个拉深件(52)、优选多个拉深件(52)。
9.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，至少一个通道开口(56a、56b、56c、56d)、优选一种流体(21a、21b、21c、21d)的所有构造成入口(58a、58b)和/或出口(60a、60b)的通道开口(56a、56b、56c、56d)、优选多种流体(21a、21b、21c、21d)的所有构造成入口(58a、58b)和/或出口(60a、60b)的通道开口(56a、56b、56c、56d)、优选燃料电池单元(12)的流体导引装置(50)的所有的通道开口(56a、56b、56c、56d)，分别具有与阀器件(102)配合作用的、用于至少部分封闭所述通道开口的阀座。
10.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，所述流体封闭装置(100)具有复位器件(107)，该复位器件构造用于，在所述燃料电池单元(12)从连接安装位置(106)运动出来时、特别是在取出所述燃料电池单元(12)时，将所述阀器件(102)复位到、特别是移入到在所述至少一个通道开口(56a、56b、56c、56d)中的至少一个阀座中以至少部分封闭所述通道开口(56a、56b、56c、56d)。
11.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，所述复位器件(107)具有弹簧元件。
12.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，所述支撑元件(109)至少部分穿通所述流体导引装置(50)、特别是所述流体通道板(54)。
13.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，流体封闭装置(100)具有多个阀器件(102)，其中，优选所有的阀器件(102)为了至少部分封闭燃料电池单元(12)的流体导引装置(50)的通道开口(56a、56b、56c、56d)而构造成能通过共同的导向支持结构(100)调整。
14.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，用于对燃料电池单元(12)的流体导引装置(50)的一部分通道开口(56a、56b、56c、56d)进行封闭的阀器件(102)处的功能单元被构造成能通过共同的导向支持结构(101)进行调整。
15.按照前述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(10)，其特征在于，用于封闭燃料电池单元(12)的流体导引装置(50)的通道开口(56a、56b、56c、56d)的每个阀器件(102)均构造成能通过单独的导向支持结构(100)调整。
CN202310065559.1A 2022-02-01 2023-02-01 燃料电池装置 Pending CN116544445A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022201024.8A DE102022201024A1 (de) 2022-02-01 2022-02-01 Brennstoffzellenvorrichtung
DE102022201024.8 2022-02-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116544445A true CN116544445A (zh) 2023-08-04

Family

ID=87160703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310065559.1A Pending CN116544445A (zh) 2022-02-01 2023-02-01 燃料电池装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN116544445A (zh)
DE (1) DE102022201024A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007051361B3 (de) 2007-10-26 2009-04-16 Enerday Gmbh Modulgehäuse für Brennstoffzellenmodule und Verfahren zum Bereitstellen eines Brennstoffzellenmoduls
DE102007051309A1 (de) 2007-10-26 2009-04-30 Enerday Gmbh Modul zum Anordnen in einem Kraftfahrzeug und Aufnahmevorrichtung für ein solches Modul
DE102008015350A1 (de) 2008-03-22 2009-04-23 Forschungszentrum Jülich GmbH Modular aufgebauter Brennstoffzellenstapel
DE102019215230A1 (de) 2019-10-02 2021-04-08 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellenvorrichtung
DE102020209735A1 (de) 2020-08-03 2022-02-03 Argo Gmbh System zum fluidführenden Verbinden eines Elements mit einem Gegenstück, Adapterelement sowie Adaptergehäuse zum fluidführenden Verbinden sowie Adaptersystem aufweisend das Adapterelement sowie das Adaptergehäuse

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022201024A1 (de) 2023-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9105894B2 (en) Fuel cell system containing anode tail gas oxidizer and hybrid heat exchanger/reformer
US8026013B2 (en) Annular or ring shaped fuel cell unit
EP1387429B1 (en) Solid-oxide fuel cell system having an integrated air supply system
US8920997B2 (en) Hybrid fuel heat exchanger—pre-reformer in SOFC systems
US20220384836A1 (en) Fuel cell device
US6942942B2 (en) Solid-oxide fuel cell assembly having a thermal enclosure within a structural enclosure
EP1916731B1 (en) Fuel cell system
US8241801B2 (en) Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
US20060147771A1 (en) Fuel cell system with independent reformer temperature control
US20070196704A1 (en) Intergrated solid oxide fuel cell and fuel processor
US7422812B2 (en) Solid-oxide fuel cell system having a thermally-regulated cathode air heat exchanger
US7279246B2 (en) Solid-oxide fuel cell system having an integrated air/fuel manifold
KR102495983B1 (ko) 연료전지 시스템
US20070111054A1 (en) Cascaded fuel cell system
US7524572B2 (en) Fuel cell system with thermally integrated combustor and corrugated foil reformer
US7294424B2 (en) Solid-oxide fuel cell assembly having simplified arrangement of current collectors
US9698440B2 (en) Fuel cell module
EP2697853B1 (en) Fuel cell module
US9178228B2 (en) Solid oxide fuel cell system
CN116544445A (zh) 燃料电池装置
CN218632139U (zh) 燃料电池系统
JP7316575B2 (ja) 燃料電池モジュールおよび燃料電池システム。
CN118435402A (zh) 燃料电池装置
KR20230148028A (ko) 연료전지 모듈
KR20070012527A (ko) 용융탄산염 연료전지 발전플랜트의 차압제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication