DE102007057192A1 - Device for humidifying a gas - Google Patents

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Abstract

In einem Gas-zu-Gas-Befeuchter (10) wird die aktive Membranfläche, über die dem Gas-zu-Gas-Befeuchter zugeführtes Abgas Feuchtigkeit an zu befeuchtende Luft abgibt, gesteuert. Dies ist insbesondere stufenlos unter Verwendung eines Schiebers (24) möglich, der einen Anteil der Einlässe (20) der Durchführungen (16) abdeckt. Durch die Stellung des Schiebers (24) kann der Feuchtigkeitsgrad der durch den Gas-zu-Gas-Befeuchter (10) zu befeuchtenden Luft festgelegt werden. Durch die Verwendung eines Schiebers (24) oder eines sonstigen mechanischen Stellelements, das Einlässe (20) bzw. Auslässe von Durchführungen unmittelbar abdeckt, ist der Gas-zu-Gas-Befeuchter (10) besonders kompakt baubar und nimmt somit wenig Platz in Anspruch, wobei er gleichzeitig kostengünstig ist.In a gas-to-gas humidifier (10), the active membrane area through which exhaust gas supplied to the gas-to-gas humidifier delivers moisture to air to be humidified is controlled. This is in particular continuously possible using a slide (24), which covers a portion of the inlets (20) of the bushings (16). By the position of the slide (24), the degree of humidity of the air to be humidified by the gas-to-gas humidifier (10) can be determined. By the use of a slide (24) or other mechanical control element that directly covers inlets (20) or outlets of feedthroughs, the gas-to-gas humidifier (10) is particularly compact buildable and thus takes up little space, while being inexpensive.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Befeuchten eines Gases nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Derartige Einrichtungen sind auch unter dem kurzen Namen „Befeuchter" aus Brennstoffzellensystemen bekannt, in denen Wasserstoff mit Luftsauerstoff zu Wasser reagiert. Die Reaktion wird dabei gefördert, wenn zumindest die zugeführte Luft einen bestimmten Feuchtigkeitsgrad hat.The The invention relates to a device for humidifying a gas The preamble of claim 1. Such devices are also under the short name "humidifier" from fuel cell systems in which hydrogen reacts with atmospheric oxygen to form water. The reaction is promoted when at least the supplied air has a certain degree of humidity.

Man unterscheidet zwischen den so genannten Kontaktbefeuchtern, bei denen Flüssigwasser aus einem Reservoir eingespritzt wird, und Gas-zu-Gas-Befeuchtern, bei denen das ohnehin Wasser enthaltende Abgas des Brennstoffzellensystems als Quelle für die Feuchtigkeit eingesetzt wird, und zwar wird das Abgas an Membranen vorbeigeführt, durch die die Feuchtigkeit durchtreten kann, um zu dem zu befeuchtenden Gas zu gelangen. Die Kontaktbefeuchter haben den Nachteil, dass sie bei kalten Umgebungstemperaturen besonders schnell vereisen können, wenn sie nicht aufwändig isoliert sind oder eigens beheizt werden. Kontaktbefeuchter haben jedoch den Vorteil, dass die Menge der zugeführten Feuchtigkeit relativ präzise gesteuert werden kann. Bei Gas-zu-Gas-Befeuchtern hingegen ist die Steuerung oder die Regelung des Feuchtigkeitsgrads schwierig. So variieren die Temperaturen der Gasströme abhängig von den Umgebungsbedingungen und der Last, und dies beeinflusst unmittelbar die Befeuchtungswirkungsgrade, ohne dass steuernd eingegriffen werden könnte. Der Feuchtigkeitsgehalt des Abgases variiert lastabhängig. Hierbei können Rückkopplungseffekte auftreten: Je mehr Wasser aus dem Brennstoffzellenstapel ausgetragen wird, desto mehr Wasser wird im Befeuchter vom Abluftstrom auf den Zuluftstrom übertragen.you distinguishes between the so-called contact humidifiers, at where liquid water is injected from a reservoir, and gas-to-gas humidifiers, in which the water containing anyway Exhaust gas of the fuel cell system as a source of moisture is used, and indeed the exhaust gas is guided past membranes, through which the moisture can pass to be moistened to the To get gas. The contact humidifiers have the disadvantage that they freeze very quickly at cold ambient temperatures can, if they are not elaborately isolated or specially heated. However, contact humidifiers have the advantage that the amount of moisture supplied is relatively precise can be controlled. For gas-to-gas humidifiers, on the other hand, is the controller or the regulation of the degree of moisture difficult. So vary the temperatures of the gas streams depend on the Environmental conditions and the load, and this affects immediately the humidification efficiencies without intervention could. The moisture content of the exhaust gas varies depending on the load. In this case, feedback effects can occur: The more water is discharged from the fuel cell stack, the more More water is transferred in the humidifier from the exhaust air flow to the supply air flow.

Zudem sind herkömmliche Gas-zu-Gas-Befeuchter so ausgebildet, dass die Fläche der Membran, über die der Austausch der Feuchtigkeit erfolgt, möglichst groß ist. Hierzu umfasst die Einrichtung zum Befeuchten eines Gases regelmäßig eine Vielzahl von Durchführungen, durch die Gas durchführbar ist. Bei Gas-zu-Gas-Befeuchtern gibt es Durchführungen sowohl für das feuchtigkeitsaufnehmende Gas – in den Durchführungen erhält also im Betrieb das durchströmende Gas Feuchtigkeit von einem anderen Medium – und es gibt auch solche Durchführungen, durch die das feuchtigkeitsabgebende Gas geführt wird. Üblicherweise sind Einlass und Auslass der Durchführungen präzise definiert. Vorliegend wird davon ausgegangen, dass eine Mehrzahl von Einlässen und bevorzugt alle Einlässe in einer gemeinsamen Oberfläche ausgebildet sind. Es ist auch möglich, dass eine Mehrzahl von Auslässen, bevorzugt alle Auslässe, in einer gemeinsamen Oberfläche ausgebildet sind. Es ist nicht ausgeschlossen, dass in einer gemeinsamen Oberfläche auch sowohl Einlässe als auch Auslässe von Durchführungen ausgebildet sind, wobei dies dann bevorzugt Einlässe und Auslässe von unterschiedlichen Durchführungen wären.moreover conventional gas-to-gas humidifiers are designed to that the area of the membrane over which the exchange the moisture is as large as possible. For this purpose, the device for moistening a gas regularly a variety of bushings through which gas can be carried is. For gas-to-gas humidifiers, there are bushings both for the moisture-absorbing gas - in the bushings receives so in operation gas flowing through moisture from another medium - and There are also such bushings through which the moisture-releasing Gas is led. Usually, inlet and Outlet of the bushings precisely defined. In the present case, it is assumed that a plurality of inlets and preferably all inlets in a common surface are formed. It is also possible that a majority outlets, preferably all outlets, in one common surface are formed. It is not excluded that in a common surface also both inlets as well as outlets formed by bushings These are then preferred inlets and outlets of different feedthroughs would be.

Das Vorsehen einer Vielzahl von Durchführungen erschwert eine Steuerung des Feuchtigkeitsgrades der durchgeführten Luft. Die aktive Membranfläche ist zunächst einmal an sich durch die Anzahl der Durchführungen vorgegeben. Der Aufbau bedingt, dass die Druckabfälle über die Einrichtung zum Befeuchten eines Gases hinweg mit dem durchströmenden Luftvolumen (das der Last des Brennstoffzellensystems entspricht) variabel sind, und diese Druckabfälle beeinflussen ebenfalls den Grad der Feuchtigkeit, den das zu befeuchtende Gas erhält.The Providing a variety of bushings makes it difficult Control of the degree of humidity of the performed air. The active membrane surface is initially on prescribed by the number of bushings. Of the Construction requires that the pressure drops over the Device for humidifying a gas with the flowing through Air volume (which corresponds to the load of the fuel cell system) are variable, and these pressure drops also affect the degree of humidity that the gas to be humidified receives.

Aus der DE 101 02 447 A1 ist es bekannt, eine Einrichtung zum Befeuchten eines Gases in eine Vielzahl von Teileinrichtungen aufzuteilen, nämlich entweder drei Hohlfasermembranmodule vorzusehen oder ein Hohlfasermembranmodul dreizuteilen. Jeder Einheit ist ein Ventil zugeordnet, das bestimmt, ob die Einheit zugeschaltet wird oder nicht. Bei drei derartigen Einheiten kann dann wahlweise ein Drittel des Befeuchters aktiv eingesetzt werden, zwei Drittel des Befeuchters oder der ganze Befeuchter.From the DE 101 02 447 A1 It is known to divide a device for humidifying a gas into a plurality of subassemblies, namely to provide either three hollow-fiber membrane modules or to divide a hollow-fiber membrane module into three. Each unit is assigned a valve that determines whether the unit is switched on or not. For three such units, one third of the humidifier can then be used, two thirds of the humidifier or the entire humidifier.

Da in der DE 101 02 447 A1 für jede der genannten Einheiten ein eigenes Ventil bereitgestellt werden muss, und zwar sowohl auf der Trockenluftzufuhrseite als auch auf der Abgaszufuhrseite, ist der Aufbau des Befeuchters sehr aufwändig. Ventile können auch bei kalten Umgebungstemperaturen schnell vereisen und sind insgesamt störanfällig. Sie nehmen Platz und bei ihrer Montage Zeit in Anspruch. Der Befeuchter aus der DE 101 02 447 A1 ist in drei Stufen einsetzbar, wodurch eine Regelung des Feuchtigkeitsgehalts nur in sehr grober Form erfolgen kann.Because in the DE 101 02 447 A1 For each of the units mentioned a separate valve must be provided, both on the dry air supply side and on the exhaust gas supply side, the structure of the humidifier is very expensive. Valves can quickly freeze even at cold ambient temperatures and are prone to breakdown overall. They take up space and take time to assemble. The humidifier from the DE 101 02 447 A1 is usable in three stages, whereby a regulation of the moisture content can take place only in very rough form.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zum Befeuchten eines Gases nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 derart weiterzubilden, dass die oben genannten Nachteile vermieden werden, d. h. die Einrichtung kostengünstig ist, wenig Bauraum und auch Gewicht in Anspruch nimmt, und dass sie möglichst wenig fehleranfällig ist, insbesondere was den Betrieb bei niedrigen Temperaturen angeht.It Object of the invention, a device for moistening a Further develop gas according to the preamble of claim 1 such that the above-mentioned disadvantages are avoided, d. H. the device is inexpensive, little space and weight to complete takes, and that they are as error-prone as possible is, especially in terms of operation at low temperatures.

Die Aufgabe wird durch eine Einrichtung zum Befeuchten eines Gases mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird somit ein mechanisches Stellelement bereitgestellt, das in zumindest zwei Stellungen verbringbar ist, wobei es in zumindest einer der Stellungen die Oberfläche (in der die Einlässe/Auslässe ausgebildet sind) zumindest in einem Teilabschnitt unmittelbar abdeckt und so einen Teil der Einlässe und/bzw. Auslässe zumindest teilweise verschließt.The object is achieved by a device for humidifying a gas having the features according to claim 1. According to the invention, therefore, a mechanical adjusting element is provided which can be brought into at least two positions, wherein it covers the surface (in which the inlets / outlets are formed) at least in one subsection in at least one of the positions and so part of the inlets and / or. Outlets at least partially closes.

Erfindungsgemäß wird somit von der Verwendung von Ventilen abgegangen, welche außerhalb des Befeuchters angeordnet sind. Stattdessen wird ein einfaches Stellelement verwendet, das unmittelbar den Durchführungen und damit den aktiven Membranen zugeordnet ist. Durch diese Unmittelbarkeit ergibt sich eine kompakte Bauweise, die mit Gewichts- und Platzeinsparungen einhergeht und zugleich kostengünstiger ist, als es die Verwendung von Ventilen ist. Die unmittelbare Zuordnung des mechanischen Stellelements zu der Oberfläche mit den Einlässen bzw. Auslässen ermöglicht insbesondere die stufenlose Regelung der aktiven Membranfläche, nämlich indem das mechanische Stellelement stufenlos verschiebbar gestaltet wird, zumindest zwischen zwei Endstellungen, so dass die Größe einer Teilfläche der Oberfläche, die durch das mechanische Stellelement abgedeckt ist, zwischen zwei Extremwerten beliebig einstellbar ist. Sind Einlässe bzw. Auslässe so über die Oberfläche verteilt, dass mit der Verschiebung des Stellelements die Anzahl der abgedeckten Einlässe bzw. Auslässe festgelegt wird, beeinflusst das mechanische Stellelement durch seine Stellung unmittelbar die Anzahl der Durchführungen, in die Gas eintreten kann und damit die Anzahl der Membranen in den Wandungen der Durchführungen, über die das Befeuchten erfolgt.According to the invention thus departed from the use of valves which outside of the humidifier are arranged. Instead, it becomes a simple one Actuator used directly to the bushings and thus associated with the active membranes. Through this immediacy results in a compact design, which saves weight and space is at the same time more cost effective than the Use of valves is. The immediate assignment of the mechanical Control element to the surface with the inlets or outlets allows in particular the stepless Control of the active membrane surface, namely by the mechanical actuator is designed to be infinitely displaceable, at least between two end positions, so the size a partial surface of the surface passing through the mechanical actuator is covered, between two extreme values is arbitrarily adjustable. Are inlets or outlets so spread over the surface, that with the Displacement of the actuator the number of covered inlets or outlets, affects the mechanical Actuator by its position directly the number of bushings, in the gas can enter and thus the number of membranes in the walls of the ducts over which the Moistening takes place.

Am einfachsten lässt sich das stufenlose Verschieben dadurch gestalten, dass als Oberfläche eine ebene Oberfläche gewählt wird und als mechanisches Stellelement ein plattenförmiger Schieber. Bei ebener Oberfläche kann alternativ das mechanische Stellelement als Blende ausgebildet sein, insbesondere wie bei einem Fotoapparat als eine aus Lamellen aufgebaute Blende.At the The easiest way to steplessly move it shape that as a surface a flat surface is selected and as a mechanical actuator a plate-shaped Slide. For a flat surface, alternatively, the mechanical Stellelement be designed as a diaphragm, in particular as in a Camera as an aperture made up of lamellae.

Es ist auch möglich, dass die Oberfläche, in die die Durchführungen mit ihren Einlässen bzw. Auslässen münden, eine Innenfläche einer Aussparung ist, wobei dann z. B., wenn in der Oberfläche die Einlässe ausgebildet sind, die Luft in die Aussparung hinein geführt wird und dann über die Oberfläche nach außen hin geführt wird. Ist die Aussparung eine zylindrische Aussparung, kann die Luft radial nach außen geführt werden. Das mechanische Stellelement kann dann ein solcher Körper sein, der passgenau in die Aussparung passt, so dass er, wenn er in die Aussparung geschoben wird, die Oberfläche teilweise abdeckt. Es bietet sich an, das mechanische Stellelement als rohrförmigen Körper auszubilden, durch den die Luft geradeaus durchtritt, insbesondere in denjenigen Bereich der Aussparung hinein, in den das mechanische Stellelement noch nicht hinein geschoben ist.It is also possible that the surface in the the ducts with their inlets or outlets open, an inner surface of a recess, then z. B. if in the surface of the inlets are formed, the air out into the recess and then over the surface to the outside led out. Is the recess a cylindrical one Recess, the air can be guided radially outwards become. The mechanical actuator can then such a body be that fits snugly into the recess, so he, if he is pushed into the recess, the surface partially covers. It makes sense, the mechanical actuator as a tubular Form body through which the air passes straight through, in particular in those area of the recess into, in the the mechanical actuator is not yet pushed into it.

Für eine Regelung der dem Gas zugeführten Feuchtigkeit ist es nicht unbedingt notwendig, dass das mechanische Stellelement stufenlos arbeitet. Es ist durchaus auch möglich, das mechanische Stellelement so auszubilden, dass in relativ kleinen Stufen der Anteil der abgedeckten Oberfläche festlegbar ist. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn das mechanische Stellelement eine Vielzahl von Teilelementen umfasst, wobei dann die Oberfläche Teilelement für Teilelement abgedeckt wird. Eine besonders einfache Ausführungsform hiervon sieht die Ausführung des mechanischen Stellelements als Rollo vor.For a regulation of the moisture supplied to the gas It is not absolutely necessary that the mechanical actuator infinitely variable. It is quite possible, the mechanical Stellelement in such a way that in relatively small stages of The proportion of the covered surface can be fixed. This is particularly possible when the mechanical actuator comprises a plurality of sub-elements, in which case the surface Subelement is covered for sub-element. A special simple embodiment thereof, the execution of the mechanical actuator as a roller blind.

Wie oben bereits erwähnt, eignet sich die vorliegende Erfindung besonders zum Einsatz bei einem Gas-zu-Gas-Befeuchter. Grundsätzlich ist es möglich, bei einem Gas-zu-Gas-Befeuchter über die Anzahl der abgedeckten Einlässe bzw. Auslässe zu den Durchführungen, zu denen das Abgas, welches die Feuchtigkeit abgibt, geführt wird, die aktive Membranoberfläche zu regeln, bevorzugt wird das mechanische Stellelement jedoch zur Regelung der zugeführten Trockenluft eingesetzt, also desjenigen Gases, welches zu befeuchten ist.As already mentioned above, the present invention is suitable especially for use with a gas-to-gas humidifier. in principle It is possible to over a gas-to-gas humidifier the number of covered inlets or outlets to the ducts, to which the exhaust gas, which the Moisture is conducted, the active membrane surface to regulate, but the mechanical actuator is preferred to Control of the supplied dry air used, so that Gas, which is to moisten.

Die Erfindung findet ihren Niederschlag auch in einem Brennstoffzellensystem mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Befeuchten eines Gases.The Invention is also reflected in a fuel cell system with a device according to the invention for moistening a gas.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht insbesondere auch ein Regeln der Feuchtigkeit des Gases, insbesondere der einem Brennstoffzellenstapel zugeführten Luft, so dass eine bevorzugte Ausführungsform des Brennstoffzellensystems auch eine Regeleinrichtung aufweist. Diese arbeitet in Abhängigkeit von einer Regelgröße, welche bevorzugt ein Maß für die Last des Brennstoffzellenstapels ist. Regelgröße kann hierbei die Menge an Abgas sein oder auch die Menge an Luft, welche die Einrichtung zum Befeuchten eines Gases durchläuft bzw. durchlaufen soll.The inventive device allows in particular also a regulation of the humidity of the gas, in particular the air supplied to a fuel cell stack so that a preferred embodiment of the fuel cell system also has a control device. This works in dependence from a controlled variable, which is preferably a measure of is the load of the fuel cell stack. controlled variable this can be the amount of exhaust gas or the amount of air, which passes through the device for humidifying a gas or should go through.

Hauptanwendung eines Brennstoffzellensystems mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Befeuchten eines Gases ist es, Strom zum Antreiben eines Elektromotors eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.main application a fuel cell system with an inventive Device for humidifying a gas is to power to drive a To provide electric motor of a motor vehicle.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei die Figur in einer schematischen Vereinfachung den Aufbau eines erfindungsgemäßen Gas-zu-Gas-Befeuchters veranschaulicht.following is a preferred embodiment of the invention below With reference to the drawing described, wherein the figure in a schematic Simplify the structure of an inventive Gas-to-gas humidifier illustrates.

Ein im Ganzen mit 10 bezeichneter Gas-zu-Gas-Befeuchter dient zum Befeuchten von in der Figur von der linken Seite einströmender (vergleiche Pfeile 12) und auf der in der Figur rechten Seite austretender (vergleiche Pfeile 14) Luft. Die Luft wird durch eine Vielzahl von Durchführungen 16 geführt, deren Wandung wasserdurchlässig ist, insbesondere als Membran ausgebildet ist. An den Membranen vorbei wird feuchte Luft vorbeigeführt. Dies ist in der Figur durch die Pfeile 18 veranschaulicht, ohne dass der genaue Strömungsweg dieser Luft dargestellt ist. Die bereits feuchte Luft ist in einem Brennstoffzellensystem insbesondere das Abgas des Brennstoffzellenstapels, in dem Wasserstoff mit Luftsauerstoff zu Wasser reagiert. In sinnvoller Weise wird nun das Wasser aus dem Abgas dazu benutzt, die dem Brennstoffzellenstapel zugeführte Luft zu befeuchten, um die Reaktion in dem Brennstoffzellenstapel zu fördern. Mit dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Durchführungen 16 Einlässe 20 auf, die in einer ebenen Oberfläche 22 ausgebildet sind.A whole with 10 designated gas-to-gas humidifier is used for moistening in the figure from the left side inflowing (see arrows 12 ) and on the right-hand side in the figure (compare arrows 14 ) Air. The air passes through a variety of ducts 16 guided, whose wall is permeable to water, in particular formed as a membrane. Passing the membranes, moist air is passed. This is in the figure by the arrows 18 illustrated without the exact flow path of this air is shown. In a fuel cell system, the already moist air is, in particular, the exhaust gas of the fuel cell stack, in which hydrogen reacts with atmospheric oxygen to form water. In a meaningful way, the water from the exhaust gas is now used to moisten the air supplied to the fuel cell stack in order to promote the reaction in the fuel cell stack. With the embodiment shown in the figure, the bushings 16 inlets 20 on that in a flat surface 22 are formed.

Der Gas-zu-Gas-Befeuchter 10 umfasst nun ein mechanisches Stellelement, nämlich einen Schieber 24, der plattenförmig ist und genau über die Oberfläche 22 und wieder weg geschoben werden kann, vergleiche den Doppelpfeil 26.The gas-to-gas humidifier 10 now includes a mechanical actuator, namely a slider 24 which is plate-shaped and exactly over the surface 22 and can be pushed away again, compare the double arrow 26 ,

Der Schieber 24 deckt einen Teil der Einlässe 20 zu, wenn er vor die Oberfläche 22 geschoben ist. Die Einlässe 20 sind derart verteilt, dass die Anzahl der von dem mechanischen Stellelement 24 abgedeckten Einlässe 20 umso mehr steigt, je weiter der Schieber 24 in der Figur nach oben geschoben wird. Durch die Durchlässe 16, deren Einlass 20 durch das mechanische Stellelement 24 abgedeckt ist, kann keine Luft mehr strömen, und sämtliche Luft fließt durch die Durchführungen 16, deren Einlässe 20 nicht abgedeckt sind. Es können einige Einlässe 20 teilweise abgedeckt sein, deren Anteil ist jedoch bei einem realen System, bei dem die Anzahl der Durchführungen 16 um mehrere Dimensionen größer ist als in der Figur, vernachlässigbar.The slider 24 covers part of the inlets 20 too, when he's in front of the surface 22 pushed. The inlets 20 are distributed such that the number of the mechanical actuator 24 covered inlets 20 the more the more the slider moves 24 is pushed up in the figure. Through the passages 16 whose inlet 20 through the mechanical actuator 24 is covered, no air can flow, and all air flows through the bushings 16 whose inlets 20 are not covered. There may be some inlets 20 However, their share is in a real system where the number of bushings 16 by several dimensions larger than in the figure, negligible.

Mit der Anzahl der Durchführungen 16 skaliert die aktive Membranfläche, über die das Abgas Feuchtigkeit an die Luft abgeben kann. Durch die Variation der aktiven Membranfläche kann besonders einfach Einfluss auf den Feuchtigkeitsgehalt der entsprechend den Pfeilen 14 aus dem Gas-zu-Gas-Befeuchter 10 austretenden Luft genommen werden. Die Erfindung ermöglicht eine präzise Regelung des Feuchtigkeitsgehalts der Luft, z. B. in Abhängigkeit von der Last eines Brennstoffzellenstapels, wofür die Menge an zugeführter Luft, welche beispielsweise direkt im Befeuchter 10 selbst gemessen werden könnte, ein Maß sein kann, oder wofür auch die Menge an Abgas ein Maß sein kann, welche ebenfalls im Befeuchter 10 gemessen werden könnte. Stellgröße ist dann der Vorschub des Schiebers 24 entsprechend dem Doppelpfeil 26, wobei üblicherweise ein Elektromotor durch eine elektronische Regeleinheit angesteuert wird, um die Regelung praktisch umzusetzen.With the number of bushings 16 scales the active membrane area through which the exhaust gas can release moisture to the air. Due to the variation of the active membrane surface can particularly easily influence the moisture content of the corresponding arrows 14 from the gas-to-gas humidifier 10 exiting air. The invention enables a precise control of the moisture content of the air, for. As a function of the load of a fuel cell stack, for which the amount of supplied air, which, for example, directly in the humidifier 10 itself could be a measure, or for what the amount of exhaust gas can be a measure, which is also in the humidifier 10 could be measured. Manipulated variable is then the feed of the slider 24 according to the double arrow 26 , In which usually an electric motor is controlled by an electronic control unit to implement the regulation practically.

Das mechanische Stellelement 24 kann statt auf der Einlassseite der Durchführung 16 auch auf deren Auslassseite angeordnet sein. Es ist nicht einmal erforderlich, dass der Schieber 24 Ein- bzw. Auslässe für die Trockenluft abdeckt, sondern es ist auch möglich, entsprechende in der Figur nicht gezeigte Einlässe bzw. Auslässe für das Abgas durch ein mechanisches Stellelement variabel abzudecken.The mechanical actuator 24 can take place on the inlet side of the implementation 16 be arranged on the outlet side. It does not even require the slider 24 Covering outlets or outlets for the dry air, but it is also possible to cover corresponding in the figure, not shown inlets or outlets for the exhaust gas by a variable mechanical variable actuator.

1010
Gas-zu-Gas-BefeuchterGas-to-gas humidifier
12, 14, 2612 14, 26
Richtung angebende Pfeiledirection indicating arrows
1616
Durchführungenbushings
2020
Einlässeinlets
2222
Oberflächesurface
2424
Stellelementactuator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Einrichtung (10) zum Befeuchten eines Gases mit einer Vielzahl von Durchführungen (16), durch die Gas durchführbar ist, und von denen im Betrieb das durchströmende Gas Feuchtigkeit von einem anderen Medium erhält oder an ein anderes Medium abgibt, wobei alle Durchführungen (16) einen Einlass (20) und einen Auslass haben und eine Mehrzahl von Einlässen (20) und/oder eine Mehrzahl von Auslässen in einer gemeinsamen Oberfläche (22) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch ein mechanisches Stellelement (24), das in zumindest zwei Stellungen verbringbar ist, wobei es in zumindest einer der Stellungen die Oberfläche (22) zumindest in einem Teilabschnitt unmittelbar abdeckt und so zumindest einen Teil der Einlässe (20) und/oder Auslässe zumindest teilweise verschließt.Facility ( 10 ) for moistening a gas with a plurality of passages ( 16 ), through which gas is feasible, and from which, during operation, the gas flowing through receives moisture from another medium or releases it to another medium, all ducts ( 16 ) an inlet ( 20 ) and an outlet and a plurality of inlets ( 20 ) and / or a plurality of outlets in a common surface ( 22 ) is formed, characterized by a mechanical actuator ( 24 ), which can be brought into at least two positions, wherein in at least one of the positions the surface ( 22 ) at least in a subsection immediately covers and so at least part of the inlets ( 20 ) and / or outlets at least partially closes. Einrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Stellelement (24) stufenlos verschiebbar ist, so dass die Größe einer abgedeckten Teilfläche der Oberfläche (22) zwischen zwei Extremwerten stufenlos einstellbar ist.Facility ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the mechanical actuating element ( 24 ) is infinitely displaceable, so that the size of a covered partial surface of the surface ( 22 ) is infinitely adjustable between two extreme values. Einrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (22) eben ist und das mechanische Stellelement ein plattenförmiger Schieber (24) ist.Facility ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the surface ( 22 ) is planar and the mechanical actuator is a plate-shaped slide ( 24 ). Einrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche die Innenfläche einer Aussparung ist und das mechanische Stellelement ein Körper, vorzugsweise ein rohrförmiger Körper, ist, der in die Aussparung schiebbar ist.Facility ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the surface is the inner surface of a recess and the mechanical actuator is a body, preferably a tubular body, which is slidable in the recess. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Stellelement eine Vielzahl von Teilelementen umfasst und die Oberfläche teilelementweise abdeckbar ist.Device according to claim 1, characterized that the mechanical actuator comprises a plurality of sub-elements comprises and the surface is partly coverable element. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Stellelement ein Rollo ist.Device according to claim 5, characterized in that that the mechanical actuator is a roller blind. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gas-zu-Gas-Befeuchter (10) ist, und die Vielzahl von Durchführungen, deren Einlass (20) und/oder Auslass in der Oberfläche (22) ausgebildet ist, zum Durchführen desjenigen Gases dient, welches zu befeuchten ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a gas-to-gas humidifier ( 10 ), and the plurality of bushings whose inlet ( 20 ) and / or outlet in the surface ( 22 ) is designed to carry out the gas which is to be humidified. Brennstoffzellensystem mit einer Einrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Fuel cell system with a device ( 10 ) according to any one of the preceding claims. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 8 mit einer Regeleinrichtung, die die Feuchtigkeit des Gases regelt.Fuel cell system according to claim 8 with a Control device that regulates the humidity of the gas. Kraftfahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem nach Patentanspruch 8 oder 9.Motor vehicle with a fuel cell system after Claim 8 or 9.
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