DE102007050799B3 - Einrichtung zur Befeuchtung und Erhitzung eines zu reformierenden Brenngases für eine Brennstoffzellenanlage - Google Patents

Einrichtung zur Befeuchtung und Erhitzung eines zu reformierenden Brenngases für eine Brennstoffzellenanlage Download PDF

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Abstract

Einrichtung zur Befeuchtung und Erhitzung eines zu reformierenden Brenngases für eine Brennstoffzellenanlage, mit einem auf einem vorgegebenen Strömungsweg von dem zu befeuchtenden und zu erhitzenden Brenngas durchströmten Gehäuse (1), das einen in einem oberen Bereich gelegenen Einlass (2) und einen tiefer gelegenen Auslass (3) für das Brenngas aufweist, und mit einem Wärmetauscher (4), der innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet und im Gegenstrom zu dem zu befeuchtenden und zu erhitzenden Brenngas von einem die erforderliche Wärme liefernden Wärmeträger von unten nach oben durchströmbar ist, und mit einer Einrichtung zur Zuführung von für das Befeuchten des Brenngases vorgesehenem Wasser. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Einrichtung zur Zuführung des für das Befeuchten vorgesehenen Wassers einen im unteren Bereich des Gehäuses (1) angeordneten, das für das Befeuchten vorgesehene Wasser aufnehmenden Raum (5), in welchem das Wasser mit einem unteren Bereich des Wärmetauschers (4) zur Erhitzung in thermischem Kontakt steht, und einen von dem Raum (5) nach oben führenden Dampfströmungsweg (6) zum Transport von in dem Raum (5) verdampften Wasser zum oberen Bereich des Gehäuses (1) umfasst, und dass der vorgegebene Strömungsweg (7) für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas im oberen Bereich (8) des Gehäuses (1) mit dem Dampfströmungsweg (6) in Verbindung steht und von dem Dampfströmungsweg (6) getrennt in thermischem Kontakt mit dem Wärmetauscher (4) nach ...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befeuchtung und Erhitzung eines zu reformierenden Brenngases für eine Brennstoffzellenanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • In Brennstoffzellenanlagen, insbesondere in solchen mit Schmelzkarbonatbrennstoffzellen, wird häufig das für den Betrieb der Brennstoffzellen dienende Brenngas durch Reformierung aus einem Rohgas erhalten, wobei das Rohgas als Kohlenwasserstoff/Wasserdampf-Gemisch für das Reformieren vorbereitet wird.
  • Aus der DE 197 16 470 C1 geht ein Brennstoffaufbereitungsmodul als bekannt hervor, das zur Aufbereitung des den Brennstoffzellen einer Brennstoffzellenanlage zuzuführenden Brenngases dient. In einem gemeinsamen Gehäuse sind eine Vorwärm-, eine Befeuchtungs-, eine Vorreformierungs- und eine Brenngasaufheizungszone vorgesehen. Diese Zonen werden nacheinander vom Brenngas auf einer spiralförmigen Bahn durchströmt. Dabei sind die Befeuchtungs-, die Vorreformierungs- und die Brenngasaufheizungszone in einem Kreisringzylinder der Reihe nach von oben nach unten angeordnet. Die Erwärmung des Brenngases erfolgt durch das im Gegenstrom zugeführte heiße Abgas der Brennstoffzellenanlage.
  • Aus der US 2006/0097412 A1 ist eine Einrichtung bekannt, die zur Befeuchtung und Erhitzung eines zu reformierenden Gases für eine Schmelzkarbonatbrennstoffzellenanlage dient. Die bekannte Einrichtung umfasst ein auf einem vorgegebenen Strömungsweg von dem zu befeuchtenden und zu erhitzenden Brenngas durchströmbares Gehäuse, das in einem oberen Bereich einen Einlass für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas und einen tiefer gelegenen Auslass für das dann befeuchtete und erhitzte Brenngas aufweist. Innerhalb des Gehäuses ist ein Wärmetauscher angeordnet, der im Gegenstrom zu dem zu befeuchtenden und zu erhitzenden Brenngas von einem die erforderliche Wärme zuführenden Wärmeträger von unten nach oben durchströmbar ist. Weiterhin ist eine Einrichtung zur Zuführung von für das Befeuchten des Brenngases dienendem Wasser vorgesehen. Der Wärmetauscher ist durch eine Anzahl von mit gegenseitigem Abstand angeordneten Wärmetauscherplatten gebildet, welche von dem Wärmeträger von unten nach oben durchströmbar sind. In den Zwischenräumen zwischen den Wärmetauscherplatten wird das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas im Gegenstrom zu dem Wärmeträger vom oben liegenden Brenngaseinlass zu dem tiefer gelegenen Brenngasauslass geführt. Die Einrichtung zur Zuführung des für das Befeuchten des Brenngases dienenden Wassers ist durch eine Anzahl von im oberen Bereich des Gehäuses horizontal und parallel zueinander angeordneten dünnen Rohren gebildet, welche sich jeweils in die das Brenngas führenden Zwischenräume zwischen den Wärmetauscherplatten erstrecken, und denen von außen über einen Verteiler das befeuchtende Wasser zugeführt wird. Das Wasser wird aus den dünnen Rohren in die das Brenngas führenden Zwischenräume eingesprüht und verdampft.
  • Aus den japanischen Patent Abstracts JP 60112604 A und 63260801 A sind jeweils Einrichtungen zur Befeuchtung und Erhitzung eines zu reformierenden Brenngases bekannt, bei denen in einem Gehäuse ein sich zwischen einem oberen Röhrenboden und einem unteren Röhrenboden erstreckender Rohrbündelwärmetauscher vorgesehen ist, dessen Röhren innerlich von dem zu befeuchtenden und zu erhitzenden Brenngas von unten nach oben durchströmt werden. Das zum Befeuchten des Brenngases dienende Wasser wird oberhalb des oberen Röhrenbodens zugegeben und fließt im Inneren der Röhren des Wärmetauschers nach unten, wo es von dem nach oben strömenden Brenngas aufgenommen wird. Im Bereich zwischen den Röhrenböden werden die Röhren des Wärmetauschers äußerlich von als Wärmeträger dienendem heißem Dampf im Gegenstrom zu dem im Inneren der Röhren strömenden Brenngas umspült.
  • Die EP 0 320 440 B1 beschreibt ein Verfahren und eine Einrichtung zur Vorerwärmung von Kohlenwasserstoff/Wasserdampf-Gemischen. Dabei sollen in einem einzigen Wärmetauscher sowohl eine Vorerwärmung von zugeführten Kohlenwasserstoffen als auch eine Erzeugung und Überhitzung von Wasserdampf und eine Erzeugung und Vorerwärmung eines Kohlenwasserstoffgas/Wasserdampf-Gemischs erfolgen. Dazu ist ein Wärmeaustauscher stehender Bauart mit fünf übereinander angeordneten Zonen vorgesehen, von denen eine Wärmeaustauschzone dazu vorgesehen ist, die Kohlenwasserstoffe vorzuerwärmen und mit Wasserdampf zu sättigen. Diese Wärmeaustauschzone enthält im Inneren eines Gehäuses vertikal angeordnete Wärmeaustauschrohre, in welchen die zu befeuchtenden und zu erwärmenden Kohlenwasserstoffe nach oben geführt werden, im Gegenstrom zu Wasser, das oberhalb eingespritzt wird und in den Wärmeaustauschrohren nach unten fließt. Als Heizmedium wird Reformerprodukt außen über die Wärmeaustauschrohre im Gegenstrom zu den Kohlenwasserstoffen von oben nach unten geführt. Bei der bekannten Einrichtung ist unmittelbar über der besagten Zone eine weitere Wärmeaustauschzone vorgesehen, die gleichartig aufgebaut ist und dazu dient, die gasförmigen Kohlenwasserstoffe weiter zu erhitzen und fortwährend mit Wasserdampf zu sättigen, bis eine gewünschte Wasserdampfkonzentration erreicht ist.
  • Aus der DE 35 02 116 A1 ist ein Rohrbündelwärmeaustauscher als solcher bekannt, welcher ein in einem Gehäuse vertikal angeordnetes Rohrbündel umfasst, das an seinen Enden durch einen oberen bzw. einen unteren Rohrboden gehalten ist. Über oberhalb bzw. unterhalb der Rohrböden angeordnete Sammelräume wird ein Heizgas durch das Innere der Rohre des Rohrbündels geführt, während ein zu erwärmendes Gas im Gegenstrom dazu durch den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse des Wärmetauschers und den Rohren des Rohrbündels geführt wird.
  • Schließlich werden in der US 2003/0027025 A1 verschiedene Verfahren und Einrichtungen beschrieben, mit welchen kohlenwasserstoffhaltige Brenngas/Dampf-Mischungen in ein wasserstoffreiches Brenngas zum Betrieb der Brennstoffzellen umgewandelt werden sollen.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Befeuchtung und Erhitzung eines zu reformierenden Gases für eine Brennstoffzellenanlage zu schaffen, welche einfach aufgebaut und wirkungsvoll ist.
  • Die Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Durch die Erfindung wird eine Einrichtung zur Befeuchtung und Erhitzung eines zu reformierenden Brenngases für eine Brennstoffzellenanlage geschaffen, mit einem auf einem vorgegebenen Strömungsweg von dem zu befeuchtenden und zu erhitzenden Brenngas durchströmten Gehäuse, das einen in einem oberen Bereich gelegenen Einlass und einen tiefer gelegenen Auslass für das Brenngas aufweist, und mit einem Wärmetauscher, der innerhalb des Gehäuses angeordnet und im Gegenstrom zu dem zu befeuchtenden und zu erhitzenden Brenngas von einem die erforderliche Wärme zuführenden Wärmeträger von unten nach oben durchströmbar ist, und mit einer Einrichtung zur Zuführung von für das Befeuchten des Brenngases dienendem Wasser. Erfindungsgemäß umfasst die Einrichtung zur Zuführung des für das Befeuchten vorgesehenen Wassers einen im unteren Bereich des Gehäuses angeordneten, das für das Befeuchten vorgesehene Wasser aufnehmenden Raum, in welchem das Wasser mit einem unteren Bereich des Wärmetauschers zur Erhitzung in thermischem Kontakt steht, und einen von dem Raum nach oben führenden Dampfströmungsweg zum Transport von in dem Raum verdampften Wasser zum oberen Bereich des Gehäuses, wobei der vorgegebene Strömungsweg für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas im oberen Bereich des Gehäuses mit dem Dampfströmungsweg in Verbindung steht und von dem Dampfströmungsweg getrennt in thermischem Kontakt mit dem Wärmetauscher nach unten zum Auslass für das befeuchtete und erhitzte Brenngas führt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Dampfströmungsweg durch einen im Inneren des Gehäuses von dem Raum nach oben führenden Kanal gebildet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der den Dampfströmungsweg bildende Kanal zentral im Gehäuse angeordnet, und der Wärmetauscher ist in einem den Dampfströmungsweg umgebenden Zwischenraum angeordnet.
  • Vorzugsweise bildet der den Dampfströmungsweg umgebende Zwischenraum den vorgegebenen Strömungsweg für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung enthält der den Dampfströmungsweg umgebende Zwischenraum Einbauten, durch die das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas zwangsweise vom oben liegenden Einlass zum tiefer gelegenen Auslass geführt wird.
  • Die Einbauten können durch Umlenkbleche gebildet sein, die sich in dem den Dampfströmungsweg umgebenden Zwischenraum zwischen dem den Dampfströmungsweg bildenden Kanal und dem Gehäuse erstrecken.
  • Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Umlenkbleche sich jeweils über einen Teil des Umfangs um den den Dampfströmungsweg bildenden Kanal erstrecken und gegeneinander in der Höhe versetzt angeordnet sind.
  • Die Umlenkbleche können einen horizontal angeordneten, sich über einen Teil des Umfangs um den den Dampfströmungsweg bildenden Kanal erstreckenden ersten Teil aufweisen.
  • Weiter können die Umlenkbleche einen vertikal angeordneten, sich über einen Teil der Höhe des den Dampfströmungsweg umgebenden Zwischenraums erstreckenden zweiten Teil aufweisen, so dass der vorgegebene Strömungsweg für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas in Form einer den den Dampfströmungsweg bildenden Kanal umgebenden, mehrere Stufen aufweisenden Wendel ausgebildet ist.
  • Der Wärmetauscher kann durch einen Rohrbündelwärmetauscher mit einer Vielzahl von sich vertikal erstreckenden, von dem Wärmeträger durchströmbaren Rohren gebildet sein.
  • Die Rohre des Wärmetauschers können die Umlenkbleche vertikal durchdringend in dem den Dampfströmungsweg umgebenden und den vorgegebenen Strömungsweg für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas bildenden Zwischenraum angeordnet sein.
  • Vorzugsweise sind die Rohre des Wärmetauschers sich zwischen einem unteren Rohrboden und einem oberen Rohrboden erstreckend angeordnet und gegen die Rohrböden abgedichtet, wobei die Rohrböden zusammen mit am unteren und/oder am oberen Ende des Gehäuses vorgesehenen Hauben einen jeweiligen eintrittsseitigen bzw. austrittsseitigen Sammelraum für den die Rohre des Wärmetauschers durchströmenden Wärmeträger bilden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der zur Aufnahme des für das Befeuchten vorgesehenen Wassers dienende Raum über dem unteren Rohrboden vorgesehen und durch den unteren Bereich der Rohre des Wärmetauschers beheizbar, welche von dem unteren Rohrboden ausgehend durch den Raum verlaufen.
  • Der Raum kann eine obere Wandung aufweisen, welche diesen zu dem Strömungsweg für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas hin begrenzt, und welche eine Öffnung aufweist, an der der den Dampfströmungsweg bildende Kanal an den Raum angeschlossen ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein unterer Bereich des Strömungswegs für das zu befeuchtende und zu erhitzende Gas als Dampf/Kondensat-Sammler ausgebildet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Wärmetauscher zur Aufnahme von als Wärmeträger dienendem heißem Kathodengas mit einem Kathodenausgang der Brennstoffzellenanlage verbunden.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
  • Die Figur zeigt einen vertikalen Querschnitt durch eine Einrichtung zur Befeuchtung und Erhitzung eines zu reformierenden Brenngases für eine Brennstoffzellenanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in etwas schematisierter Darstellung.
  • Die in der Figur gezeigte Einrichtung umfasst ein Gehäuse 1, innerhalb dessen ein vorgegebener Strömungsweg 7 für ein zu befeuchtendes und zu erhitzendes Brenngas vorgesehen ist, welcher von einem Einlass 2 für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas im oberen Bereich des Gehäuses 1 zu einem tiefer gelegenen Auslass 3 für das dann befeuchtete und erhitzte Brenngas führt. Der vorgegebene Strömungsweg 7 für das Brenngas ist begrenzt durch einerseits das Gehäuse 1 und andererseits einen Kanal, der zentral im Inneren des Gehäuses 1 angeordnet ist und einen Dampfströmungsweg für Wasserdampf bildet, welcher zur Befeuchtung des am Einlass 2 zugeführten Brenngases dient. Das zum Befeuchten vorgesehene Wasser ist in einem Raum 5 enthalten, welcher in einem unteren Bereich der Einrichtung vorgesehen ist. Dieser Raum 5 ist durch eine obere Wandung 5a begrenzt, welche diesen zu dem Strömungsweg 7 für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas hin begrenzt, und welche eine Öffnung 5b aufweist, an der der besagte, den Dampfströmungsweg 6 bildende Kanal an den Raum 5 angeschlossen ist.
  • Ein Wärmetauscher 4, der innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet ist und im Gegenstrom zu dem zu befeuchtenden und zu erhitzenden Brenngas von einem die erforderliche Wärme zuführenden Wärmeträger von unten nach oben durchströmbar ist, ist durch einen Rohrbündelwärmetauscher gebildet, der eine Vielzahl von sich vertikal erstreckenden, von dem Wärmeträgermedium durchströmbaren Rohren enthält. Wie aus der Figur ersichtlich, sind die Rohre des Wärmetauschers 4 sich zwischen einem unteren Rohrboden 1a und einem oberen Rohrboden 1b erstreckend angeordnet und gegen die Rohrböden 1a, 1b abgedichtet.
  • Der zur Aufnahme des für das Befeuchten vorgesehenen Wassers dienende Raum 5 ist über dem unteren Rohrboden 1a vorgesehen und durch den unteren Bereich der Rohre des Wärmetauschers 4 beheizbar, welche von dem unteren Rohrboden 1a ausgehend durch den Raum 5 nach oben verlaufen.
  • Die Rohrböden 1a, 1b bilden zusammen mit am unteren bzw. am oberen Ende des Gehäuses 1 vorgesehenen Hauben 11, 12 einen jeweiligen eintrittsseitigen bzw. austrittsseitigen Sammelraum für den die Rohre des Wärmetauschers 4 von unten nach oben durchströmenden Wärmeträger.
  • Der vorgesehene Strömungsweg 7 für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas steht im oberen Bereich 8 des Gehäuses 1 mit dem von dem Raum 5 nach oben führenden, durch den Kanal 6 gebildeten Dampfströmungsweg in Verbindung und führt dann von dem Dampfströmungsweg 6 getrennt in thermischem Kontakt mit den Rohren des Wärmetauschers 4 nach unten zum Auslass 3, wo das befeuchtete und erhitzte Brenngas abgegeben wird. Der vorgegebene Strömungsweg 7 für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas, welcher außen durch das Gehäuse 1 und innen durch den den Dampfströmungsweg bildenden Kanal 6 begrenzt ist, enthält Einbauten in Form von Umlenkblechen 7a, 7b, durch welche das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas zwangsweise spiralförmig von dem oben liegenden Einlass 2 zu dem tiefer gelegenen Auslass 3 geführt wird. Die Umlenkbleche 7a, 7b erstrecken sich in dem vorgegebenen Strömungsweg 7 für das Brenngas zwischen dem den Dampfströmungsweg bildenden Kanal 6 und dem Gehäuse 1 über die ganze Breite des besagten Zwischenraums. Die Umlenkbleche 7a, 7b erstrecken sich jeweils über einen Teil des Umfangs um den Kanal 6 und sind gegeneinander in der Höhe versetzt angeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Umlenkbleche 7a, 7b einen horizontal angeordneten, sich über einen Teil des Umfangs um den Kanal 6 erstreckenden ersten Teil und einen vertikal angeordneten, sich über einen Teil der Höhe des besagten Zwischenraums erstreckenden zweiten Teil, so dass der vorgegebene Strömungsweg 7 für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas in Form einer mehrere Stufen aufweisenden Wendel ausgebildet ist, welche das Brenngas zwangsweise vom Einlass 2 zum Auslass 3 auf einem einzigen vorgegebenen und möglichen Weg führt.
  • Die Rohre des Wärmetauschers 4 durchdringen die horizontalen Teile der Umlenkbleche 7a, 7b innerhalb des durch den Zwischenraum 7 gebildeten vorgegebenen Strömungswegs für das Brenngas.
  • Wenn das im oberen Bereich 8 des Gehäuses 1 gebildete Gemisch von Brenngas und Wasserdampf über den vorgegebenen Strömungsweg 7 im Gegenstrom zu dem durch die Rohre des Wärmetauschers 4 geführten Wärmeträger nach unten geführt wird, wird dieses zunehmend überhitzt, so dass ein Gemisch von Brenngas und überhitztem Dampf am Auslass zur Verfügung steht. Der an der unteren Haube 11 zugeführte Wärmeträger kann beispielsweise in Form eines Heizgases mit ca. 600°C zur Verfügung stehen, das Gemisch von überhitztem Dampf und Brenngas kann dann bei einer Temperatur von beispielsweise 500 bis 550°C am Auslass 3 zur Verfügung stehen.
  • Der Wärmetauscher 4 kann innerhalb der Brennstoffzellenanlage, für die er das befeuchtete und erhitzte Brenngas zur Verfügung stellt, so angeordnet sein, dass der durch die Haube 11 gebildete Eingang für den Wärmeträger mit einem Kathodenausgang der Brennstoffzellenanlage verbunden ist, so dass heißes Kathodenabgas als Wärmeträger dient. Die in dem die Brennstoffzellen verlassenen heißen Kathodenabgas enthaltende sensible Wärme wird also genutzt, um das Brenngas im Strömungsweg 7 zu erhitzen und zu befeuchten.
  • Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein unterer Bereich des Strömungswegs 7 für das zu befeuchtende und zu erhitzende Gas als Dampf/Kondensat-Sammler 7c ausgebildet.
    • 1
    Gehäuse
    1a
    unterer Rohrboden
    1b
    oberer Rohrboden
    2
    Einlass
    3
    Auslass
    4
    Wärmetauscher
    5
    Raum
    5a
    obere Wandung
    5b
    Öffnung
    6
    Dampfströmungsweg
    7
    Strömungsweg für Brenngas
    7a
    Umlenkblech
    7b
    Umlenkblech
    7c
    Dampf/Kondensat-Sammler
    8
    oberer Bereich des Gehäuses
    11
    Haube
    12
    Haube

Claims (16)

  1. Einrichtung zur Befeuchtung und Erhitzung eines zu reformierenden Brenngases für eine Brennstoffzellenanlage, mit einem auf einem vorgegebenen Strömungsweg von dem zu befeuchtenden und zu erhitzenden Brenngas durchströmten Gehäuse (1), das einen in einem oberen Bereich gelegenen Einlass (2) und einen tiefer gelegenen Auslass (3) für das Brenngas aufweist, und mit einem Wärmetauscher (4), der innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet und im Gegenstrom zu dem zu befeuchtenden und zu erhitzenden Brenngas von einem die erforderliche Wärme liefernden Wärmeträger von unten nach oben durchströmbar ist, und mit einer Einrichtung zur Zuführung von für das Befeuchten des Brenngases vorgesehenem Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Zuführung des für das Befeuchten vorgesehenen Wassers einen im unteren Bereich des Gehäuses (1) angeordneten, das für das Befeuchten vorgesehene Wasser aufnehmenden Raum (5), in welchem das Wasser mit einem unteren Bereich des Wärmetauschers (4) zur Erhitzung in thermischem Kontakt steht, und einen von dem Raum (5) nach oben führenden Dampfströmungsweg (6) zum Transport von in dem Raum (5) verdampften Wasser zum oberen Bereich des Gehäuses (1) umfasst, und dass der vorgegebene Strömungsweg (7) für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas im oberen Bereich (8) des Gehäuses (1) mit dem Dampfströmungsweg (6) in Verbindung steht und von dem Dampfströmungsweg (6) getrennt in thermischem Kontakt mit dem Wärmetauscher (4) nach unten zum Auslass (3) für das befeuchtete und erhitzte Brenngas führt.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfströmungsweg (6) durch einen im Inneren des Gehäuses (1) von dem Raum (5) nach oben führenden Kanal gebildet ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Dampfströmungsweg (6) bildende Kanal zentral im Gehäuse (1) angeordnet ist, und dass der Wärmetauscher (4) in einem den Dampfströmungsweg (6) umgebenden Zwischenraum angeordnet ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der den Dampfströmungsweg (6) umgebende Zwischenraum den vorgegebenen Strömungsweg (7) für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas bildet.
  5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der den Dampfströmungsweg (6) umgebende Zwischenraum Einbauten (7a, 7b) enthält, durch die das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas zwangsweise vom oben liegenden Einlass (2) zum tiefer gelegenen Auslass (3) geführt wird.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbauten (7a, 7b) durch Umlenkbleche gebildet sind, die sich in dem den Dampfströmungsweg (6) umgebenden Zwischenraum zwischen dem den Dampfströmungsweg (6) bildenden Kanal und dem Gehäuse (1) erstrecken.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkbleche (7a, 7b) sich jeweils über einen Teil des Umfangs um den den Dampfströmungsweg (6) bildenden Kanal erstrecken und gegeneinander in der Höhe versetzt angeordnet sind.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkbleche (7a, 7b) einen horizontal angeordneten, sich über einen Teil des Umfangs um dem den Dampfströmungsweg (6) bildenden Kanal erstreckenden ersten Teil aufweisen.
  9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkbleche (7a, 7b) einen vertikal angeordneten, sich über einen Teil der Höhe des den Dampfströmungsweg (6) umgebenden Zwischenraums erstreckenden zweiten Teil aufweisen, so dass der vorgegebene Strömungsweg (7) für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas in Form einer den den Dampfströmungsweg (6) bildenden Kanal umgebenden, mehrere Stufen aufweisenden Wendel ausgebildet ist.
  10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (4) durch einen Rohrbündelwärmetauscher mit einer Vielzahl von sich vertikal erstreckenden, von dem Wärmeträger durchströmbaren Rohren gebildet ist.
  11. Einrichtung nach Anspruch 10 in Verbindung mit einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre des Wärmetauschers (4) die Umlenkbleche (7a, 7b) vertikal durchdringend in dem den Dampfströmungsweg (6) umgebenden und den vorgegebenen Strömungsweg für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas bildenden Zwischenraum angeordnet sind.
  12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre des Wärmetauschers (4) sich zwischen einem unteren Rohrboden (1a) und einem oberen Rohrboden (1b) erstreckend angeordnet und gegen die Rohrböden (1a, 1b) abgedichtet sind, und dass die Rohrböden (1a, 1b) zusammen mit am unteren und/oder am oberen Ende des Gehäuses (1) vorgesehenen Hauben (11, 12) einen jeweiligen eintrittsseitigen bzw. austrittsseitigen Sammelraum für den die Rohre des Wärmetauschers (4) durchströmenden Wärmeträger bilden.
  13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Aufnahme des für das Befeuchten vorgesehenen Wassers dienende Raum (5) über dem unteren Rohrboden (1a) vorgesehen und durch den unteren Bereich der Rohre des Wärmetauschers (4) beheizbar ist, welche von dem unteren Rohrboden (1a) ausgehend durch den Raum (5) verlaufen.
  14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (5) eine obere Wandung (5a) aufweist, welche diesen zu dem Strömungsweg (7) für das zu befeuchtende und zu erhitzende Brenngas hin begrenzt und welche eine Öffnung (5b) aufweist, an der der den Dampfströmungsweg (6) bildende Kanal an den Raum (5) angeschlossen ist.
  15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Bereich des Strömungswegs (7) für das zu befeuchtende und zu erhitzende Gas als Dampf/Kondensat-Sammler (7c) ausgebildet ist.
  16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (4) zur Aufnahme von als Wärmeträger dienendem heißem Kathodenabgas mit einem Kathodenausgang der Brennstoffzellenanlage verbunden ist.
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