DE10141738B4 - Fuel cell system with at least one fuel cell - Google Patents
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Abstract
Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle, mit einer anodenseitigen Leitung zur Zuführung eines Brennstoffes zu der wenigstens einen Brennstoffzelle, mit einer anodenseitigen Leitung zur Abführung eines Anodenabstroms von der wenigstens einen Brennstoffzelle, mit einer kathodenseitigen Leitung zur Zuführung eines Oxidationsmittels zu der wenigstens einen Brennstoffzelle, mit einer kathodenseitigen Leitung zur Abführung eines Kathodenabstroms von der wenigstens einen Brennstoffzelle, mit einer Entwässerungseinrichtung zum Entfernen von Wasser aus einem der wenigstens einen Brennstoffzelle zuströmenden oder von derselben abströmenden Medienstrom, welche ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Abscheidekörper aufweist, und mit wenigstens einer in Strömungsrichtung des Medienstroms vor der Entwässerungseinrichtung angeordneten Wärmetauschereinrichtung, welche ein Gehäuse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Gehäuses (13) der Entwässerungseinrichtung (11) an den Querschnitt des Ge häuses (12) der Wärmetauschereinrichtung (10) angepaßt ist, und daß sich das Gehäuse (13) der Entwässerungseinrichtung (11) unmittelbar an das Gehäuse (12) der Wärmetauschereinrichtung (10) anschließt.The fuel cell system with at least one fuel cell, with an anode-side line to feed a fuel to the at least one fuel cell, with an anode-side line for discharging an anode effluent from the at least one fuel cell, with a cathode side Lead to the feeder an oxidizing agent to the at least one fuel cell, with a cathode-side line for discharging a cathode effluent from the at least one fuel cell, with a drainage device for Removing water from one of the at least one fuel cell inflowing or from the same outflowing Media stream, which is a housing having a separating body disposed therein, and at least one in the flow direction the media flow in front of the drainage device arranged heat exchanger device, which a housing characterized in that the cross section of the housing (13) of dehydrator (11) to the cross section of the Ge housing (12) the heat exchanger device (10) adapted is, and that is the housing (13) the drainage device (11) directly to the housing (12) the heat exchanger device (10) connects.
Description
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The The invention relates to a fuel cell system with at least one Fuel cell according to the closer defined in the preamble of claim 1 Art.
Ein
gattungsgemäßes Brennstoffzellensystem
ist aus der
In Brennstoffzellensystemen können die dort beschriebenen Entwässerungseinrichtungen einerseits erforderlich sein, um in der von der Brennstoffzelle weg führenden Medienableitung durch die Abkühlung der Luft in dem Wärmetauscher entstehendes, kondensiertes Wasser aus der Luft abzuscheiden, und andererseits, um in der zu der Brennstoffzelle führenden Medienzuleitung die Luftfeuchtigkeit, die zuvor durch einen Wärmetauscher erhöht wurde, auf ein bestimmtes Maß einzuregeln.In Fuel cell systems can the drainage facilities described there on the one hand, to be required in the fuel cell leading away Media discharge by the cooling the air in the heat exchanger to separate emerging, condensed water from the air, and on the other hand, in order to supply in the leading to the fuel cell media supply the Humidity, which was previously increased by a heat exchanger on to regulate a certain amount.
Problematisch ist hierbei jedoch häufig der sehr hohe Druckverlust, der durch diese Entwässerungseinrichtung entsteht, sowie die sich teilweise hierdurch ergebenden Strömungsablösungen, die nicht selten zu einer Verringerung des Wirkungsgrades des gesamten Brennstoffzellensystems führen. Ein weiterer Nachteil ist, daß aufgrund der undefinierten Strömung durch die Entwässerungseinrichtung bereits abgeschiedenes Wasser wieder von der Strömung erfaßt und verwirbelt wird. Dies trägt zusätzlich zu einer Verringerung des Abscheidegrades solcher Entwässerungseinrichtung und somit zu Problemen beim Betrieb des Brennstoffzellensystems bei.Problematic is however common here the very high pressure loss caused by this drainage device, as well as the resulting flow separations, not infrequently to a reduction in the efficiency of the entire Lead fuel cell system. One Another disadvantage is that due the undefined flow through the dewatering device already separated water is again detected by the flow and swirled. This contributes additionally a reduction of the degree of separation of such dewatering device and thus problems in the operation of the fuel cell system at.
Die
Aus
der
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennstoffzellensystem mit wenigstens einer Brennstoffzelle zu schaffen, bei welchem eine verbesserte Abscheidung von kondensiertem Wasser mittels einer Entwässerungseinrichtung möglich ist.It is therefore an object of the present invention, a fuel cell system with at least one fuel cell, in which an improved Separation of condensed water by means of a dewatering device is possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge löst.According to the invention this Object by the mentioned in the characterizing part of claim 1 Features ge triggers.
Durch die erfindungsgemäße Anpassung des Gehäusequerschnitts der Entwässerungseinrichtung an den Gehäusequerschnitt der Wärmetauschereinrichtung ergibt sich eine erheblich verbesserte Geschwindigkeitsverteilung innerhalb der Entwässerungseinrichtung. Dies führt vorteilhafterweise auch zu einer sehr homogenen Strömung innerhalb des Querschnitts der jeweiligen Leitung, in dem die Wärmetauschereinrichtung und die Entwässerungseinrichtung angeordnet sind.By the adaptation of the invention Housing cross-section the drainage device to the housing cross-section the heat exchanger device results in a significantly improved speed distribution within the drainage facility. this leads to advantageously also to a very homogeneous flow within the cross section of the respective conduit in which the heat exchanger means and the drainage device are arranged.
Dadurch und weil erfindungsgemäß das Gehäuse der Entwässerungseinrichtung sich unmittelbar an das Gehäuse der Wärmetauschereinrichtung anschließt, ist ein sehr hoher Abscheidegrad an kondensiertem Wasser aus der jeweiligen Luftströmung durch die Entwässerungseinrichtung möglich, so daß sich insgesamt ein besserer Wirkungsgrad des gesamten Brennstoffzellensystems ergeben kann.Thereby and because according to the invention the housing of dehydrator directly to the case the heat exchanger device connects, is a very high degree of separation of condensed water from the respective Air flow through the drainage device possible, so that Overall, a better efficiency of the entire fuel cell system can result.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist der Verzicht auf die ansonsten erforderliche zusätzliche Verrohrung zwischen den beiden genannten Bauteilen sowie die äußerst gleichmäßige Anströmung der Entwässerungseinrichtung auch bei beispielsweise durch Lastwechsel hervorgerufenen Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit.One Another advantage of the invention is the abandonment of the otherwise required additional Piping between the two components mentioned and the extremely uniform flow of the dehydrator even with, for example, caused by load changes the flow velocity.
Wenn der Medienstrom durch die Wärmetauschereinrichtung und die Entwässerungseinrichtung im wesentlichen waagrecht erfolgt, so kann in besonders vorteilhafter Weise die Abscheidung des Wassers durch die Schwerkraft nach unten erfolgen, wodurch verhindert wird, daß die Medienströmung bereits abgeschiedenes Wasser mitreißen kann. Ein weiterer Vorteil der horizontalen Anordnung der Wärmetauschereinrichtung und der Entwässerungseinrichtung ist der verringerte Raumbedarf gerade bei schwierigen Einbausituationen.If the media flow through the heat exchanger device and the drainage device in the essentially horizontally, so can in particularly advantageous Make the separation of the water by gravity down done, thereby preventing the media flow already carry away separated water can. Another advantage of the horizontal arrangement of the heat exchanger device and the drainage device is the reduced space requirement especially in difficult installation situations.
Sehr hohe Abscheidegrade innerhalb der Entwässerungseinrichtung können insbesondere bei stark variierenden Medienströmungen in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erreicht werden, wenn der Abscheidekörper als Drahtgestrick ausgebildet ist.Very high separation rates within the dewatering device can in particular with strongly varying media flows can be achieved in an advantageous embodiment of the invention, when the separator body is designed as a knitted wire.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbei spiel.Further yield advantageous embodiments and refinements of the invention from the remaining subclaims as well as from the following principle illustrated by the drawing Ausführungsbei game.
Es zeigt:It shows:
Die
Anodenseite
Im
vorliegenden Fall ist in jeder der Leitungen
So
soll beispielsweise in der kathodenseitigen Medienzuleitung
Die
Wärmetauschereinrichtung
In
In
Der
Querschnitt des Gehäuses
Zum
Abscheiden von kondensiertem Wasser, welches durch die Abkühlung des
Medienstromes in der Wärmetauschereinrichtung
In
dem Raum
Durch
die Unterbringung des Sensors
Oberhalb
des Raumes
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10141738A DE10141738B4 (en) | 2001-08-25 | 2001-08-25 | Fuel cell system with at least one fuel cell |
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---|---|---|---|
DE10141738A DE10141738B4 (en) | 2001-08-25 | 2001-08-25 | Fuel cell system with at least one fuel cell |
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Publication Number | Publication Date |
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DE10141738A1 DE10141738A1 (en) | 2003-03-13 |
DE10141738B4 true DE10141738B4 (en) | 2008-04-30 |
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ID=7696626
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DE (1) | DE10141738B4 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19531852C1 (en) * | 1995-08-30 | 1996-12-19 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Fuel cell with drainage system for water or steam |
DE19701560C2 (en) * | 1997-01-17 | 1998-12-24 | Dbb Fuel Cell Engines Gmbh | Fuel cell system |
DE19911016C2 (en) * | 1999-03-12 | 2001-07-26 | Daimler Chrysler Ag | Fuel cell system with water release agents on the cathode side |
-
2001
- 2001-08-25 DE DE10141738A patent/DE10141738B4/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: NUCELLSYS GMBH, 73230 KIRCHHEIM, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |