DE102006042109A1

DE102006042109A1 - Gehäuse zum Aufnehmen zumindest eines Brennstoffzellenstapels

Info

Publication number: DE102006042109A1
Application number: DE102006042109A
Authority: DE
Inventors: Jens Hafemeister
Original assignee: Enerday GmbH
Current assignee: SunFire GmbH
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-08
Also published as: WO2008028440A8; EP2059970A1; JP2010503159A; WO2008028440A1; CA2662017A1; EA200970254A1; CN101584072A; AU2007294310A1; US20090269652A1; DE102006042109B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zum Aufnehmen zumindest eines Brennstoffzellenstapels (16; 116; 216; 316; 416), mit einer ersten Gehäuseschale (10; 110; 210; 310; 410) und einer zweiten Gehäuseschale (12; 112; 212; 312; 412), wobei die erste und zweite Gehäuseschale mit einer Spanneinrichtung so gegeneinander verspannbar sind, dass durch die Elastizitätskraft der Spanneinrichtung der aufzunehmende Brennstoffzellenstapel in seiner Stapelrichtung verspannbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zum Aufnehmen zumindest eines Brennstoffzellenstapels, mit einer ersten Gehäuseschale und einer zweiten Gehäuseschale.
Ferner betrifft die Erfindung ein System aus solch einem Gehäuse und einem Brennstoffzellenstapel.
SOFC-Brennstoffzellensysteme (SOFC = "Solid Oxide Fuel Cell") bestehen aus mehreren Komponenten, wozu unter anderem ein Reformer, ein Nachbrenner sowie ein SOFC-Brennstoffzellenstapel gehören. Diese Komponenten werden bei Temperaturen um 900 °C betrieben.
Bekanntermaßen werden SOFC-Brennstoffzellenstapel unter einer definierten Verspannung hergestellt. Diese Verspannung wird während der Fertigung, der Lagerung sowie des Einbaus im System durch temporäre Verspannungen gewährleistet. Aus der DE 103 08 382 B3 ist beispielsweise eine Möglichkeit zur Verspannung eines Brennstoffzellenstapels bekannt.
Bisherige Möglichkeiten der Verspannung haben jedoch den Nachteil, dass, falls die hochtemperaturbeständige Isolation unter Druck und hoher Temperatur schwindet, die Verspannung diesem Schwinden nicht in ausreichendem Maße begegnet, so dass die Verspannung des Brennstoffzellenstapels nicht dauerhaft gewährleistet werden kann.
Ein weiterer Nachteil der bisherigen Verspannungen ist der, dass die Montage der Spannelemente keine montagegünstige Lösung darstellt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine montagegünstige Möglichkeit zur dauerhaften Verspannung zumindest eines Brennstoffzellenstapels zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch das Gehäuse gemäß Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe stellt die Erfindung ein Gehäuse zum Aufnehmen zumindest eines Brennstoffzellenstapels zur Verfügung. Das Gehäuse umfasst eine erste Gehäuseschale und eine zweite Gehäuseschale, wobei die erste und zweite Gehäuseschale mit einer Spanneinrichtung so gegeneinander verspannbar sind, dass durch die Elastizitätskraft der Spanneinrichtung der aufzunehmende Brennstoffzellenstapel in seiner Stapelrichtung verspannbar ist. Dieses Gehäuse hat den Vorteil, dass zumindest der Brennstoffzellenstapel in jedem Betriebszustand und bei jeder Temperatur stets optimal verspannt ist. Ferner wird dadurch ein Gehäuse geschaffen, welches Aufnahmefunktion und Verspannfunktion kombiniert und trotzdem sehr einfach und unkompliziert zu montieren ist. Dadurch können nicht nur der Montageaufwand bzw. die Montagekosten verringert werden, sondern auch die Herstellungskosten. Ferner wird eine verbesserte Zugänglichkeit für Wartungszwecke geschaffen, ohne eine aufwendige Demontage durchführen zu müssen. Ein weiterer Vorteil des Gehäuses ist der Schutz der aufgenommenen Elemente vor Schmutz und Beschädigungen.
Ferner kann das Gehäuse derart aufgebaut sein, dass die Gehäuseschalen in der Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels spalterzeugungsfrei um eine bestimmte Distanz voneinander weg bewegbar sind. Dies bietet den Vorteil, dass auch bei temperaturbedingter Ausdehnung des zu verspannenden Brennstoffzellenstapels, dieser stets in einem von der Umgebung abgeschlossenen Raum angeordnet ist. Somit ist der Innenraum stets vor Schmutz und Beschädigungen geschützt.
Diese spalterzeugungsfreie Bewegung kann dadurch realisiert werden, dass zwischen den einander zugewandten Kanten der Gehäuseschalen eine elastische Dichtung angeordnet ist. Bei einer Bewegung der Gehäuseschalen voneinander weg kann eine solche, vorzugsweise sehr stark elastische, Dichtung durch die verringerte Komprimierung zusätzlichen Raum einnehmen, wodurch verhindert wird, dass ein Spalt zwischen den Gehäuseschalen entsteht.
Alternativ oder zusätzlich kann diese spalterzeugungsfreie Bewegung auch dadurch realisiert werden, dass die Gehäuseschalen ineinander schiebbar sind. Dies hat den Vorteil, dass sich die Gehäuseschalen gegenseitig in einer Richtung senkrecht zu einer Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels stützen und stabilisieren, so dass eine sehr robuste und einfach aufgebaute Verspannung verwirklicht werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Hitzeabstrahlung der vom Gehäuse aufgenommenen Elemente nach Außen stark verringert werden kann, da die Elemente im Inneren unabhängig vom Betriebszustand immer von einer Wandung umgeben sind.
Das erfindungsgemäße Gehäuse kann in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet sein, dass die Spanneinrichtung eine Mehrzahl von Federklappspannern umfasst. Durch die Verwendung von Federklappspannern sind keine Werkzeuge zur Montage und Befestigung der Gehäuseschalen erforderlich. Dies ist eine sehr einfache und kostengünstige Möglichkeit eine optimale Verspannung des Brennstoffzellenstapels zu gewährleisten.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Spanneinrichtung ein Spannrahmen mit Federn ist. Ein Spannrahmen bietet die Möglichkeit einer robusten Verspannung mit hoher Verspannungskraft.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Gehäuse so weiter gebildet sein, dass die Gehäuseschalen aus einem Isolationsmaterial hergestellt sind. Zusätzlich zur Aufnahme und Verspannfunktion bietet diese Weiterbildung den Vorteil, dass das Gehäuse auch noch eine Isolationsfunktion zur Verfügung stellt.
Dieser Vorteil kann alternativ dadurch erreicht werden, dass die Gehäuseschalen mit einer Isolationsschicht versehen sind.
Des Weiteren kann das erfindungsgemäße Gehäuse so weitergebildet sein, dass die innere Gehäuseschale, welche in die äußere Gehäuseschale schiebbar ist, sich soweit in der Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels erstreckt, dass mindestens 90% der Stapelhöhe des aufzunehmenden Brennstoffzellenstapels von der inneren Gehäuseschale aufgenommen werden. Diese Variante bietet den Vorteil, dass nahezu der komplette Brennstoffzellenstapel in einer Richtung senkrecht zur Stapelrichtung gestützt wird. Aufwendige Befestigungen der einzelnen Brennstoffzellenelemente des Brennstoffzellenstapels können somit entbehrlich werden.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Gehäuse so weitergebildet sein, dass das Gehäuse dazu ausgelegt ist, einen Reformer und/oder einen Nachbrenner eines Brennstoffzellensystems zumindest teilweise aufzunehmen. Dadurch ist eine Möglichkeit geschaffen ein komplettes Brennstoffzellensystem in dem Gehäuse unterzubringen. Auch dies bietet den Vorteil, dass eine sehr einfache und kostengünstige Montagemöglichkeit realisiert werden kann.
Diese Ausführungsform kann in vorteilhafter Weise so weitergebildet sein, dass beide Gehäuseschalen zur Aufnahme des Reformers und/oder des Nachbrenners Aussparungen aufweisen, die jeweils zur offenen Seite der Gehäuseschalen offen sind. Dadurch ist eine einfache Montage gewährleistet und zugleich die Möglichkeit geschaffen, einen rohrartigen Reformer und/oder Nachbrenner durch die beiden Stirnseiten des Gehäuses hindurchzuführen. Die Aussparungen bieten neben der einfachen Montage auch den Vorteil, diese Elemente durch die Gehäusewände zu verspannen.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein System umfassend ein solches Gehäuse und einen Brennstoffzellenstapel bereit. Dieses System bietet die vorstehend genannten Vorteile in übertragener Weise.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Gehäuse gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem geöffneten Zustand;
2 das erfindungsgemäße Gehäuse aus 1 in einem geschlossenen Zustand;
3 ein erfindungsgemäßes Gehäuse gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einem geöffneten Zustand;
4 das Gehäuse aus 3 in einem geschlossenen Zustand;
5 ein erfindungsgemäßes Gehäuse gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel in einem geöffneten Zustand;
6 das Gehäuse aus 5 in einem geschlossenen Zustand;
7 ein erfindungsgemäßes Gehäuse gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einem geöffneten Zustand;
8 ein erfindungsgemäßes Gehäuse gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel in einem geöffneten Zustand; und
9 das Gehäuse aus 8 in einem geschlossenen Zustand.
Die 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gehäuses, wobei 1 einen geöffneten und 2 einen geschlossenen Zustand des Gehäuses darstellt. Das erfindungsgemäße Gehäuse umfasst eine äußere Gehäuseschale 10 und eine innere Gehäuseschale 12, die vorzugsweise aus Isolationsmaterial hergestellt sind. Alternativ dazu können die äußere und/oder die innere Gehäuseschale 10, 12 auf ihren Innen- und/oder Außenseiten mit einem Isolationsmaterial versehen sein. Die beiden Gehäuseschalen 10, 12 sind quaderförmige einseitig offene Schalen, die so ausgebildet sind, dass sie passgenau oder mit kleinem Spiel ineinander schiebbar sind. Die äußere Gehäuseschale 10 ist mit vier Federklappspannern 14 versehen, die als Spanneinrichtung fungieren. Diese Federklappspanner 14 sind so an die Außenseite der äußeren Gehäuseschale 10 fixiert, dass die Greifarme der Federklappspanner 14 im geschlossenen Zustand des Gehäuses (siehe 2) die innere Gehäuseschale 12 teilweise umgreifen können. Das heißt die Greifarme liegen an der Außenseite des Bodens der inneren Gehäuseschale 12 an und drücken diese mit einer gewissen elastischen Kraft in die äußere Gehäuseschale 10, so dass die innere Gehäuseschale 12 in der äußeren Gehäuseschale 10 gehalten wird. Alternativ zu den Federklappspannern 14 kann als Spanneinrichtung auch ein Spannrahmen dienen, wie er in der DE 103 08 382 B3 offenbart ist. Das Gehäuse ist für die Aufnahme zumindest eines Brennstoffzellenstapels 16 vorgesehen. Dieser Brennstoffzellenstapel 16 ist so in die innere Gehäuseschale 12 eingesetzt, dass die Wände der inneren Gehäuseschale 12 den Brennstoffzellenstapel 16 in einer Richtung senkrecht zur Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels 16 stützen (die Brennstoffzellenstapelrichtung entspricht in 1 der Vertikalrichtung). Die innere Gehäuseschale 12 ist so dimensioniert, dass der Brennstoffzellenstapel 16 nahezu vollständig von der inneren Gehäuseschale 12 aufgenommen wird, vorzugsweise werden mehr als 90% des Brennstoffzellenstapels von der inneren Gehäuseschale 12 aufgenommen. Dadurch, dass der Brennstoffzellenstapel 16 über die Oberkante der inneren Gehäuseschale 12 hervorsteht wird der Brennstoffzellenstapel 16 im geschlossenen Zustand des Gehäuses durch die angebrachten und fi xierten Federklappspanner 14 in seiner Stapelrichtung verspannt, d.h. die Böden der beiden Gehäuseschalen 10, 12 werden durch die Federklappspanner 14 so gegeneinander gedrückt, dass der Brennstoffzellenstapel 16 in seiner Stapelrichtung zwischen diesen Böden verspannt wird. Auf diese Weise wird die Verspannung durch die Elastizität der Federklappspanner 14 und die Verschiebbarkeit der Gehäuseschalen 10, 12 in jedem Betriebszustand beibehalten. Für die Zuleitungen zum Brennstoffzellenstapel 16 können nicht dargestellte Bohrungen im Boden der inneren Gehäuseschale 12 vorgesehen sein.
Die 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gehäuses, wobei 3 einen geöffneten und 4 einen geschlossenen Zustand des Gehäuses darstellt. Das Gehäuse gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel umfasst eine äußere Gehäuseschale 110 und eine innere Gehäuseschale 112, wobei die äußere Gehäuseschale mit Federklappspannern 114 versehen ist. Zur Vermeidung von Wiederholung wird explizit darauf hingewiesen, dass sich die Gehäuseschale 110 von der Gehäuseschale 10 des ersten Ausführungsbeispiels und die Gehäuseschale 120 von der Gehäuseschale 12 des ersten Ausführungsbeispiels nur durch die Aspekte unterscheiden, die nachfolgend beschrieben werden. Die Federklappspanner 14 sind identisch zu den Federklappspannern 114 (wobei alternativ der im ersten Ausführungsbeispiel genannte Spannrahmen vorgesehen sein kann). Im Unterscheid zum ersten Ausführungsbeispiel nimmt gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel das Gehäuse nicht nur einen Brennstoffzellenstapel 116 auf, sondern das komplette Brennstoffzellensystem. Als Teil des Brennstoffzellensys tems ist in 3 ein Brennrohr 118 dargestellt, welches ein Reformer oder ein Nachbrenner oder ein Teil davon sein kann. Zur Aufnahme dieses Brennrohrs 118 sind die äußere Gehäuseschale 110 und die innere Gehäuseschale 112 jeweils mit Aussparungen 120 versehen, die jeweils zu der Seite offen sind, welche dem jeweiligen Boden der entsprechenden Gehäuseschale 110, 112 gegenüberliegt. Die Radien am geschlossenen Ende der Aussparungen 120 entsprechen im Wesentlichen dem halben Durchmesser des Brennrohrs 118. Die Breite der Aussparungen 120 entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser des Brennrohrs 118. Zusätzlich kann das Brennrohr 118 zur Verbesserung der Isolation und zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen und somit zur besseren Verspannung mit einer Ummantelung 122 aus einem Isolations- und Dämpfmaterial versehen sein. Hinsichtlich der Funktionsweise der Verspannung wird auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel verwiesen.
Die 5 und 6 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gehäuses, wobei 5 einen geöffneten und 6 einen geschlossenen Zustand des Gehäuses darstellt. Das Gehäuse gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel umfasst eine obere Gehäuseschale 210 und eine untere Gehäuseschale 212. Die Gehäuseschalen 210, 212 sind vorzugsweise aus Isolationsmaterial hergestellt. Alternativ dazu können die obere und/oder die untere Gehäuseschale 210, 212 auf ihren Innen- und/oder Außenseiten mit einem Isolationsmaterial versehen sein. Die beiden Gehäuseschalen 210, 212 sind quaderförmige einseitig offene Schalen, deren Kanten auf der jeweils offenen Seite eine dazwischen angeordnete, stark elastische Dichtung 224 einklemmen. Wie im zweiten Ausführungsbeispiel nimmt gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel das Gehäuse nicht nur einen Brennstoffzellenstapel 216 auf, sondern das komplette Brennstoffzellensystem. Als Teil des Brennstoffzellensystems ist in 5 und 6 ein Brennrohr 218 dargestellt, welches ein Reformer oder ein Nachbrenner oder ein Teil davon sein kann. Zur Aufnahme dieses Brennrohrs 218 sind die obere Gehäuseschale 210 und die untere Gehäuseschale 212 jeweils mit Aussparungen 220 versehen, die jeweils zu der Seite offen sind, welche dem jeweiligen Boden der entsprechenden Gehäuseschale 210, 212 gegenüberliegt. Die vier Aussparungen 220 für das Brennrohr 218 entsprechen dabei jeweils einem Halbkreis, dessen Radius etwas größer als der halbe Außendurchmesser des Brennrohrs 218 ist. Der Radius ist deshalb etwas größer, weil zwischen eingesetztem Brennrohr 218 und den Gehäuseschalen 210 und 212 die Dichtung 224 angeordnet ist. Die Dichtung 224 ist dabei in der Draufsicht (Draufsicht der 5) vorzugsweise rahmenförmig. An den Abschnitten der Aussparungen 220 ist die Dichtung 224 ringförmig ausgebildet, wobei die Ringform das Brennrohr 218 umgibt. Diese ringförmigen Abschnitte der Dichtung 224 sind vorzugsweise einstückig mit den übrigen flachen Abschnitten verbunden. Ferner ist die obere Gehäuseschale 210 mit acht Federklappspannern 214 versehen, die als Spanneinrichtung fungieren (vier der Federklappspanner 214 sind in 6 dargestellt; aus Gründen der Übersichtlichkeit zeigt 5 keinen Federklappspanner). Jeweils zwei der Federklappspanner 214 sind an einer Seitenfläche der Gehäuseschale 210 angebracht. Die Greifarme der Federklappspanner 214 greifen in diesem Ausführungsbeispiel in Einkerbungen oder Schlitze, die an den entsprechenden Stellen, bis zu denen die Greif arme der Federklappspanner 214 reichen, in der unteren Gehäuseschale 212 vorgesehen sind. Alternativ zu den Einkerbungen oder Schlitzen können entsprechende Vorsprünge oder Stifte vorgesehen sein. Über die Federklappspanner 214 können die obere und die untere Gehäuseschale 210, 212 mit einer gewissen elastischen Kraft gegeneinander verspannt werden. Im geschlossenen Zustand des Gehäuses ist der Brennstoffzellenstapel 216 derart eingesetzt, dass der Brennstoffzellenstapel zwischen den Böden der beiden Gehäuseschalen 210, 212 verspannt wird. Im Ausgangszustand ist dabei die Dichtung 224 stark zusammengedrückt. Durch die Federklappspanner 214 wird der Brennstoffzellenstapel 216 in seiner Stapelrichtung zwischen diesen Böden so verspannt, dass die Verspannung durch die Elastizität der Federklappspanner 214 in jedem Betriebszustand beibehalten wird. Für die Zuleitungen zum Brennstoffzellenstapel 216 können nicht dargestellte Bohrungen im Boden der inneren Gehäuseschale 212 vorgesehen sein. Alternativ zu den Federklappspannern 214 kann der bereits genannte Spannrahmen vorgesehen sein. Wenn das vorstehend beschriebene System in Betrieb genommen wird, dehnt sich der Brennstoffzellenstapel 216 hitzebedingt aus. Die Gehäuseschalen 210 und 212 bewegen sich eventuell minimal auseinander, wobei jedoch die Dichtung 224 dieser Bewegung folgt, d.h. die Kompression der Dichtung 224 wird verringert, wodurch diese mehr Raum einnimmt. Auf diese Weise wird verhindert, dass ein offener Spalt zwischen den Gehäuseschalen 210 und 212 entsteht. Durch die Kraft der Federklappspanner 214 einerseits und die Ausdehnungskraft andererseits sowie durch Hitze kann unter Umständen das Material der Gehäuseschalen 210, 212 dauerhaft schwinden. Die elastische Federkraft der Federklappspanner 214 und die elastische Verformung der Dichtung 224 gleichen diese Bewegungen in jedem Betriebszustand aus, so dass sowohl der Brennstoffzellenstapel immer optimal verspannt ist und immer verhindert wird, dass ein Spalt zwischen den Gehäuseschalen 210, 212 entsteht.
7 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einem geöffneten Zustand. Dieses Gehäuse umfasst eine obere Gehäuseschale 310 und eine untere Gehäuseschale 312. Zur Vermeidung von Wiederholung werden in der folgenden Beschreibung des vierten Ausführungsbeispiels nur die Unterschiede zum dritten Ausführungsbeispiel erläutert. Im vierten Ausführungsbeispiel ist die untere Gehäuseschale 312 mit einem Absatz versehen, welcher der Oberkante der Gehäuseschale 212 des dritten Ausführungsbeispiels entspricht. Auf dem Absatz ist folglich eine stark elastische Dichtung 324 angeordnet, auf der wiederum die Kante der offenen Seite der Gehäuseschale 310 aufliegt. Oberhalb des Absatzes ist die Wandung der Gehäuseschale 312 dünner als unterhalb des Absatzes. Oberhalb des Absatzes ist die Außenseite der unteren Gehäuseschale 312 passgenau zur Innenseite der oberen Gehäuseschale 310 oder mit leichtem Spiel zu dieser verschiebbar angeordnet. Somit vereint dieses Ausführungsbeispiel die verschiebbare Anordnung der zwei Gehäuseschalen entsprechend des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels und das Vorsehen einer elastischen Dichtung entsprechend des dritten Ausführungsbeispiels. Gegenüber der Funktionalität des dritten Ausführungsbeispiels kommt beim vierten Ausführungsbeispiel hinzu, dass der Brennstoffzellenstapel 316 nahezu vollständig von der unteren Gehäuseschale 312 aufgenommen wird, vor zugsweise werden mehr als 90% des Brennstoffzellenstapels von der unteren Gehäuseschale 312 aufgenommen, wodurch der Brennstoffzellenstapel auch in der Richtung senkrecht zu seiner Stapelrichtung gestützt. Hinsichtlich der übrigen Komponenten (z.B. dem Vorsehen von Federklappspannern oder eines Spannrahmens) und der Funktionalität wird auf das dritte Ausführungsbeispiel verwiesen.
Die 8 und 9 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gehäuses, wobei 8 einen geöffneten und 9 einen geschlossenen Zustand des Gehäuses darstellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem dritten Ausführungsbeispiel dadurch, dass bei diesem Gehäuse lediglich einen Brennstoffzellenstapel 416 von einer oberen Gehäuseschale 410 und einer unteren Gehäuseschale 412 aufgenommen und verspannt wird. Folglich sind auch keine Aussparungen für ein Brennrohr oder dergleichen vorgesehen. Ferner ist eine elastische Dichtung 424 nicht mit ringförmigen Abschnitten versehen, sondern ist als Rahmen (in der Draufsicht der 8) gleichmäßiger Dicke ausgebildet. Die Federklappspanner 414 samt zugeordneter Eingriffsmöglichkeit entsprechen denen des dritten Ausführungsbeispiels, wobei alternativ der bereits mehrfach genannte Spannrahmen vorgesehen sein kann.
Als Abwandlung kann im dritten, vierten und fünften Ausführungsbeispiel auch vorgesehen sein, dass die Dichtflächen der Gehäuseschalen, d.h. die einander zugewandten Flächen der Gehäuseschalen, verzahnt ausgeführt sind, wobei die Verzahnung der einen Gehäuseschale in die Verzahnung der anderen Gehäuseschale passt. Die elastische, dazwischen an geordnete Dichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, so ihre Form dieser Verzahnung folgt. Der Vorteil einer solchen Ausführung ist, dass durch die Verzahnung eine Hitzeabstrahlung verringert werden kann, weil die einzelnen Zähne die Hitze im Inneren des Gehäuses besser zurückhalten als wenn die Dichtflächen eben ausgebildet sind.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

10: Äußere Gehäuseschale
12: Innere Gehäuseschale
14: Federklappspanner
16: Brennstoffzellenstapel
110: Äußere Gehäuseschale
112: Innere Gehäuseschale
114: Federklappspanner
116: Brennstoffzellenstapel
118: Brennrohr
120: Aussparungen
122: Ummantelung
210: Obere Gehäuseschale
212: Untere Gehäuseschale
214: Federklappspanner
216: Brennstoffzellenstapel
218: Brennrohr
220: Aussparungen
224: Dichtung
310: Obere Gehäuseschale
312: Untere Gehäuseschale
316: Brennstoffzellenstapel
318: Brennrohr
320: Aussparungen
324: Dichtung
410: Obere Gehäuseschale
412: Untere Gehäuseschale
414: Federklappspanner
416: Brennstoffzellenstapel
424: Dichtung

Claims

Gehäuse zum Aufnehmen zumindest eines Brennstoffzellenstapels (16; 116; 216; 316; 416), mit einer ersten Gehäuseschale (10; 110; 210; 310; 410) und einer zweiten Gehäuseschale (12; 112; 212; 312; 412), wobei die erste und zweite Gehäuseschale mit einer Spanneinrichtung so gegeneinander verspannbar sind, dass durch die Elastizitätskraft der Spanneinrichtung der aufzunehmende Brennstoffzellenstapel in seiner Stapelrichtung verspannbar ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseschalen (10, 12; 110, 112; 210, 212; 310, 312; 410, 412) in der Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels (16; 116; 216; 316; 416) spalterzeugungsfrei um eine bestimmte Distanz voneinander weg bewegbar sind.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den einander zugewandten Kanten der Gehäuseschalen (10, 12; 110, 112; 210, 212; 310, 312; 410, 412) eine elastische Dichtung (224; 324; 424) angeordnet ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseschalen (10, 12; 110, 112; 310, 312) ineinander schiebbar sind.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung eine Mehrzahl von Federklappspannern (14; 114; 214; 414) umfasst.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinrichtung ein Spannrahmen mit Federn ist.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseschalen (10, 12; 110, 112; 210, 212; 310, 312; 410, 412) aus einem Isolationsmaterial hergestellt sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseschalen (10, 12; 110, 112; 210, 212; 310, 312; 410, 412) mit einer Isolationsschicht versehen sind.
Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Gehäuseschale (12; 112; 312), welche in die äußere Gehäuseschale (10; 110; 310) schiebbar ist, sich soweit in der Stapelrichtung des Brennstoffzellenstapels (16; 116; 316) erstreckt, dass mindestens 90 der Stapelhöhe des aufzunehmenden Brennstoffzellenstapels von der inneren Gehäuseschale aufgenommen werden.
Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse dazu ausgelegt ist, einen Reformer und/oder einen Nachbrenner eines Brennstoffzellensystems zumindest teilweise aufzunehmen.
Gehäuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gehäuseschalen (110, 112; 210, 212; 310, 312) zur Aufnahme des Reformers und/oder des Nachbrenners Aussparungen (120; 220; 320) aufweisen, die jeweils zur offenen Seite der Gehäuseschalen (110, 112; 210, 212; 310, 312) offen sind.
System umfassend ein Gehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einen Brennstoffzellenstapel (16; 116; 216; 316; 416).