DE102009043564A1 - Device for supplying air in fuel cell system of e.g. rail-mounted or trackless land vehicle, has air conveyer system and sound absorbers integrated in sound capsule, where sound capsule is fastened to support structure - Google Patents

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Abstract

The device (5) has sound absorbers (15, 16) arranged at a suction-side and/or a pressure side of an air conveyer system (12). The air conveyer system and the sound absorbers are integrated in a sound capsule (20), where the sound capsule is fastened to a support structure (21). The sound capsule is partially made of a damming material (26) i.e. foamed material. The sound capsule is formed such that a part of a surface of the damming material is in direct contact with an inner area of the sound capsule.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftversorgung in einem Brennstoffzellensystem nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a device for air supply in a fuel cell system according to the closer defined in the preamble of claim 1.

Brennstoffzellensysteme, und hier insbesondere Brennstoffzellensysteme, welche mit PEM-Brennstoffzellen betrieben werden, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Solchen Brennstoffzellensystemen wird im allgemeinen Luft zugeführt. Der in der Luft enthaltene Sauerstoff dient als Oxidationsmittel im Kathodenraum der Brennstoffzelle. Die Brennstoffzellensysteme können dabei mit Wasserstoff, beispielsweise aus einem Druckspeicher oder dergleichen, versorgt werden. Prinzipiell ist es auch bekannt Wasserstoff beziehungsweise ein wasserstoffhaltiges Gas zum Betreiben der Brennstoffzelle in dem Brennstoffzellensystem selbst herzustellen. Hierfür dient dann beispielsweise eine partielle Oxidation und/oder eine Heißdampfreformierung eines kohlenwasserstoffhaltigen Ausgangsstoffs. In diesem Spezialfall wird auch für diese sogenannte Gaserzeugung Luft benötigt, welche ebenfalls über Luftfördereinrichtungen bereitgestellt werden kann.Fuel cell systems, and in particular fuel cell systems operated with PEM fuel cells, are known from the general state of the art. Such fuel cell systems are generally supplied with air. The oxygen contained in the air serves as an oxidizing agent in the cathode compartment of the fuel cell. The fuel cell systems can be supplied with hydrogen, for example from an accumulator or the like. In principle, it is also known to produce hydrogen or a hydrogen-containing gas for operating the fuel cell in the fuel cell system itself. This is then for example a partial oxidation and / or a hot steam reforming of a hydrocarbon-containing starting material. In this special case, air is also required for this so-called gas generation, which can also be provided via air conveyors.

Die Luftversorgung von derartigen Brennstoffzellensystemen erfolgt nun typischerweise über Luftfördereinrichtungen, welche sehr häufig in Form von Schrauben- oder Rootsverdichtern ausgebildet sind. Alternativ dazu sind jedoch auch andere Arten von Luftfördereinrichtungen denkbar, beispielsweise Gebläse, Membranverdichter oder Ähnliches. Sämtliche Luftfördereinrichtungen haben nun den Nachteil, dass sie Druckpulsationen in der Luftfördereinrichtung selbst und/oder in dem geförderten Volumenstrom der Luft erzeugen. Insbesondere bei volumetrischen Verdichtern, wie zum Beispiel Schrauben- oder Rootsverdichtern, sind diese Druckpulsationen vergleichsweise hoch. Sie führen zu einer entsprechenden Geräuschbelastung durch die Vorrichtung zur Luftversorgung.The air supply of such fuel cell systems is now typically via air conveyors, which are very often in the form of screw or Roots compressors. Alternatively, however, other types of air handling equipment are conceivable, for example blowers, membrane compressors or the like. All air conveyors now have the disadvantage that they generate pressure pulsations in the air conveyor itself and / or in the funded volume flow of air. Especially with volumetric compressors, such as screw or Roots compressors, these pressure pulsations are relatively high. They lead to a corresponding noise level through the device for air supply.

In stationären Systemen kann eine derartige Geräuschbelastung gegebenenfalls noch toleriert werden. Soll das Brennstoffzellensystem jedoch in Transportmitteln, insbesondere in Kraftfahrzeugen, eingesetzt werden, in denen es zumindest einen Teil der für den Antrieb benötigten Energie bereitstellt, dann sind derartige Geräuschemissionen höchst unerwünscht, da sie sowohl den Betreiber des Transportmittels als auch die Umgebung, in welcher sich das Transportmittel bewegt, entsprechend belasten.In stationary systems, such noise pollution may possibly still be tolerated. However, if the fuel cell system is to be used in means of transport, in particular in motor vehicles, in which it provides at least some of the energy required for the drive, then such noise emissions are highly undesirable because they affect both the operator of the means of transport and the environment in which moves the means of transport, load accordingly.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 07 176 A1 ist es daher bekannt, einen Kompressor in einem Luftmodul einer Brennstoffzelle mit einem oder mehreren Dämpfern zu koppeln, welche in der geförderten Gasströmung vor und nach der Luftfördereinrichtung angeordnet sind, um eine Geräuschverringerung zu erreichen.From the German patent application DE 10 2006 07 176 A1 It is therefore known to couple a compressor in an air module of a fuel cell with one or more dampers, which are arranged in the conveyed gas flow before and after the air conveyor to achieve a noise reduction.

Dieser Aufbau ist dabei zwar vergleichsweise klein und kompakt, erreicht durch die im geförderten Luftstrom angeordneten Schalldämpfer jedoch nur eine begrenzte Reduzierung der Geräuschemissionen, und kann insbesondere Schall, welcher nicht durch den geförderten Luftstrom selbst übertragen wird, sondern welcher als Körperschall oder abgestrahlter Schall emittiert wird, nicht dämpfen.Although this construction is comparatively small and compact, achieved by the arranged in the supported air flow muffler only a limited reduction of noise emissions, and in particular sound, which is not transmitted by the funded air flow itself, but which is emitted as structure-borne noise or radiated sound , do not steam.

Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Luftversorgung in einem Brennstoffzellensystem zu schaffen, welches die Ausbreitung von in der Vorrichtung entstehendem Schall weitestgehend unterbindet.It is therefore the object of the present invention to provide a device for air supply in a fuel cell system, which largely prevents the propagation of sound generated in the device.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.According to the invention this object is achieved by the features mentioned in the characterizing part of claim 1. Advantageous developments and refinements of the invention emerge from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird neben dem Einsatz wenigstens eines Schalldämpfers, welcher von dem geförderten Volumenstrom durchströmt wird, außerdem eine Schallkapsel eingesetzt, welche die Luftfördereinrichtung sowie den wenigstens einen Schalldämpfer umschließt. Diese Schallkapsel kann Schall, welcher von der Luftfördereinrichtung und von der Oberfläche des Schalldämpfers abgestrahlt wird, sehr gut dämpfen, sodass die sowohl durch den geförderten Volumenstrom übertragenen Schallemissionen als auch die direkt abgestrahlten Schallemissionen deutlich reduziert werden können. Der Aufbau erlaubt so eine außerordentlich leise Vorrichtung zur Luftversorgung in einem Brennstoffzellensystem.According to the invention, in addition to the use of at least one silencer, which is flowed through by the conveyed volume flow, also a sound capsule is used, which encloses the air conveying device and the at least one silencer. This sound capsule can very well dampen sound which is radiated from the air conveying device and from the surface of the silencer, so that the sound emissions transmitted both by the conveyed volumetric flow and the directly radiated sound emissions can be significantly reduced. The structure thus allows an extremely quiet device for air supply in a fuel cell system.

Die Luftversorgungseinrichtung und der wenigstens eine Schalldämpfer sind dabei gemäß einer besonders günstigen und vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einer Tragstruktur angeordnet, wobei die Schallkapsel entkoppelt auf dieser Tragstruktur und/oder den darauf fest angebauten Bauteilen (Verdichter, Antrieb, Schalldämpfer) befestigt ist. Durch diese akustische Entkopplung der Schallkapsel von der Tragstruktur für den Schalldämpfer und die Luftfördereinrichtung kann außerdem eine Reduzierung des übertragenen Körperschalls erreicht werden, da die Schallkapsel selbst an ihrer äußeren Oberfläche nun nicht mehr durch die auftretenden Druckpulsationen in Schwingungen versetzt wird. Von der Schallkapsel wird bei idealer Auslegung somit kein Schall nach außen abgestrahlt.The air supply device and the at least one silencer are arranged according to a particularly favorable and advantageous variant of the device according to the invention on a support structure, wherein the sound capsule is decoupled on this support structure and / or fixed thereto components (compressor, drive, muffler) is attached. Through this acoustic decoupling of the sound capsule from the support structure for the muffler and the air conveyor device, a reduction of the transmitted structure-borne noise can also be achieved since the sound capsule itself is no longer vibrated on its outer surface by the pressure pulsations occurring. From the sound capsule no sound is radiated to the outside with ideal design.

In einer weiteren sehr günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es ferner vorgesehen, dass der wenigstens eine Schalldämpfer direkt an die Luftfördereinrichtung angekoppelt ist. Dies bedeutet also, dass der Schalldämpfer direkt und ohne dazwischen angeordnete Rohrleitung fluidisch entweder mit der Saugseite und/oder der Druckseite der Luftfördereinrichtung verbunden ist. Dadurch werden Oberflächen von die Komponenten verbindenden Rohren vermieden, welche ihrerseits Schall an die Umgebung abstrahlen könnten.In a further very favorable and advantageous embodiment of the device according to the invention, it is further provided that the at least one silencer is coupled directly to the air conveyor. This means that the silencer is connected fluidically either directly to the suction side and / or the pressure side of the air conveying device without piping arranged therebetween. As a result, surfaces of the pipes connecting the components are avoided, which in turn could radiate sound to the environment.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht also ein sehr leises Luftmodul als Vorrichtung zur Luftversorgung in einem Brennstoffzellensystem. Die bevorzugte, aber nicht einzige, Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt daher in der Verwendung zur Luftversorgung eines Brennstoffzellensystems in einem Transportmittel. Ein solches Transportmittel kann insbesondere ein Kraftfahrzeug, aber auch ein schienengebundenes oder schienenloses Landfahrzeug im Bereich der Logistik, der Warenförderung oder dergleichen sein. Auch Schiffe oder Flugzeuge sind als entsprechende Transportmittel denkbar.The device according to the invention thus enables a very quiet air module as a device for air supply in a fuel cell system. The preferred, but not the only, application of the device according to the invention is therefore in the use for supplying air to a fuel cell system in a means of transport. Such a means of transport may in particular be a motor vehicle, but also a rail-bound or trackless land vehicle in the field of logistics, goods promotion or the like. Even ships or aircraft are conceivable as appropriate means of transport.

In einer entsprechend günstigen Ausgestaltung dieser Verwendung ist es dabei vorgesehen, dass die Tragstruktur, welche die Luftfördereinrichtung und den wenigstens einen Schalldämpfer trägt, entkoppelt in dem Transportmittel befestigt ist. Durch diese weitere Entkopplung der Tragstruktur nicht nur gegenüber der Schallkapsel, sondern auch gegenüber dem Transportmittel, kann eine weitere Reduzierung der Ausbreitung von Körperschall erzielt werden, sodass die erfindungsgemäße Vorrichtung noch leiser in dem Transportmittel arbeiten kann.In a correspondingly advantageous embodiment of this use, it is provided that the supporting structure, which carries the air conveying device and the at least one silencer, is decoupled in the transport means. As a result of this further decoupling of the support structure not only with respect to the sound capsule but also with respect to the means of transport, a further reduction in the propagation of structure-borne noise can be achieved so that the device according to the invention can work even more quietly in the means of transport.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich außerdem aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend anhand der Figuren näher dargestellt und erläutert ist.Further advantageous embodiments of the device according to the invention also result from the exemplary embodiment, which is illustrated and explained in more detail below with reference to FIGS.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine prinzipmäßige Darstellung eines Transportmittels mit einem Brennstoffzellensystem; und 1 a schematic representation of a means of transport with a fuel cell system; and

2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Luftversorgung eines Brennstoffzellensystems. 2 a schematic diagram of a device according to the invention for supplying air to a fuel cell system.

In der Darstellung der 1 ist ein sehr grob angedeutetes Fahrzeug 1 zu erkennen, welches mit einem Brennstoffzellensystem 2 versehen ist, von welchem nur die notwendigsten Komponenten dargestellt sind. Das Brennstoffzellensystem 2 besteht in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Brennstoffzelle 3, welche als Stapel von PEM-Brennstoffzellen aufgebaut sein soll. Zum Betrieb des Brennstoffzellensystems 2 wird einem Kathodenraum 4 der Brennstoffzelle 3 Luft über eine Vorrichtung 5 zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems 2 zugeführt. In der Brennstoffzelle 3 reagiert der in dieser Luft enthaltene Sauerstoff mit Wasserstoff, welcher einem Anodenraum 6 der Brennstoffzelle 3 über eine Ventileinrichtung 7 aus einem Druckspeicher 8 zugeführt wird. In der Brennstoffzelle 3 entsteht dann elektrische Leistung, welche über eine hier prinzipmäßig angedeutete Elektronikeinheit 9, zumindest einem Fahrmotor 10 des Fahrzeugs 1 zugeführt wird, welcher die hier prinzipmäßig angedeuteten Räder 11 des Fahrzeugs 1 zumindest mittelbar antreibt.In the presentation of the 1 is a very roughly indicated vehicle 1 to recognize which with a fuel cell system 2 is provided, of which only the most necessary components are shown. The fuel cell system 2 consists in the embodiment shown here of a fuel cell 3 , which should be constructed as a stack of PEM fuel cells. For operation of the fuel cell system 2 becomes a cathode compartment 4 the fuel cell 3 Air over a device 5 for supplying air to the fuel cell system 2 fed. In the fuel cell 3 The oxygen contained in this air reacts with hydrogen, which is an anode space 6 the fuel cell 3 via a valve device 7 from a pressure accumulator 8th is supplied. In the fuel cell 3 Then electrical power is generated, which via an electronic unit indicated here in principle 9 , at least one traction motor 10 of the vehicle 1 is supplied, which the here indicated in principle wheels 11 of the vehicle 1 at least indirectly.

Dieser bis hierher gezeigte und beschriebene Aufbau entspricht dabei dem Aufbau gemäß dem Stand der Technik, sodass auf die sehr stark vereinfachte Darstellung nicht näher eingegangen wird. Die Vorrichtung 5 zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems 2 ist in der Darstellung der 2 nochmals in einer immer noch schematischen, jedoch detaillierteren Darstellung zu erkennen. Die Vorrichtung 5 besteht im Wesentlichen aus einer Luftfördereinrichtung 12, welche wiederum aus einem Verdichter 13 sowie einem Antriebsmotor 14, beispielsweise einem elektrischen Antriebsmotor, aufgebaut ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 5 weist diese außerdem zwei Schalldämpfer 15, 16 auf. Diese sind mit dem Verdichter 13 über angedeutete Verbindungsrohre 17 gekoppelt. Diese Verbindungsrohre 17 können dabei insbesondere sehr kurz sein, oder in die Schalldämpfer 15, 16 integriert werden, sodass die Schalldämpfer 15, 16 bevorzugt direkt an den Verdichter 13 angekoppelt sind. Dadurch entfallen eventuelle Schallemissionen, welche im Bereich der Verbindungsrohre 17 auftreten könnten und an die Umgebung abgestrahlt werden.This structure shown and described here corresponds to the structure according to the prior art, so that the very simplified representation is not discussed in more detail. The device 5 for supplying air to the fuel cell system 2 is in the representation of 2 again in a still schematic, but more detailed representation to recognize. The device 5 consists essentially of an air conveyor 12 which in turn comes from a compressor 13 and a drive motor 14 , For example, an electric drive motor is constructed. In the embodiment of the device shown here 5 this also has two silencers 15 . 16 on. These are with the compressor 13 over indicated connecting pipes 17 coupled. These connecting pipes 17 can be very short in particular, or in the muffler 15 . 16 be integrated so that the muffler 15 . 16 preferably directly to the compressor 13 are coupled. This eliminates any sound emissions, which in the field of connecting pipes 17 could occur and be radiated to the environment.

Der eine der Schalldämpfer 15 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Ansaugleitung 18 verbunden, durch welche Luft, beispielsweise aus der Umgebung, über einen Luftfilter oder dergleichen angesaugt werden kann. Die so durch den Schalldämpfer 15 angesaugte Luft wird dann durch den Verdichter 13 in den Schalldämpfer 16 gefördert und von diesem über eine Druckleitung 19 in den Bereich des Brennstoffzellensystems 2, und hier insbesondere in den Bereich des Kathodenraums 4 der Brennstoffzelle 3. Selbstverständlich wäre die Luftförderung über die Druckleitung 19 parallel zu dem Kathodenraum 4 oder seriell vor beziehungsweise nach dem Kathodenraum 4 in andere Komponenten, wie beispielsweise einen Befeuchter, einen Brenner oder dergleichen, denkbar.The one of the silencers 15 is in the embodiment shown here with a suction line 18 connected, through which air, for example from the environment, via an air filter or the like can be sucked. The way through the muffler 15 sucked air is then through the compressor 13 in the muffler 16 promoted and from this via a pressure line 19 in the area of the fuel cell system 2 , and in particular in the area of the cathode compartment 4 the fuel cell 3 , Of course, the air delivery would be via the pressure line 19 parallel to the cathode compartment 4 or serially before or after the cathode compartment 4 in other components, such as a humidifier, a burner or the like, conceivable.

Die Problematik bei diesem Aufbau ist nun die, dass der Verdichter 13, insbesondere wenn er als volumetrischer Verdichter ausgebildet ist, eine vergleichsweise hohe Schallemission durch Druckschwankungen in dem geförderten Luftstrom verursacht. Durch die beiden Schalldämpfer 15, 16 kann ein Teil dieser Druckschwankungen in dem geförderten Luftstrom selbst bereits deutlich reduziert werden. Dennoch kommt es zu einer Abstrahlung von Schall aus dem Bereich der Oberflächen der Schalldämpfer 15, 16 des Verdichters 13 und auch des Antriebsmotors 14. Um nun derartige Schallemissionen zu vermeiden, ist bei der Vorrichtung 5 gemäß der Erfindung dieser Aufbau von einer Schallkapsel 20 umgeben. Diese Schallkapsel 20 schließt den Aufbau dicht ein und ist über flexible hier nicht dargestellte Elemente, wie Schäume oder andersartige flexible Kompensatoren, im Bereich der die Schallkapsel 20 durchdringenden Elemente, also insbesondere im Bereich der Ansaugleitung 18 und der Druckleitung 19, entsprechend abgedichtet.The problem with this structure is now that of the compressor 13 , Especially if it is designed as a volumetric compressor, a comparatively high noise emission by pressure fluctuations in the conveyed air flow caused. Through the two silencers 15 . 16 a part of these pressure fluctuations in the conveyed air flow itself can already be significantly reduced. Nevertheless, there is a radiation of sound from the area of the surfaces of the muffler 15 . 16 of the compressor 13 and also the drive motor 14 , In order to avoid such noise emissions, is in the device 5 according to the invention, this construction of a sound capsule 20 surround. This sound capsule 20 Closes the structure tightly and is flexible elements not shown here, such as foams or other flexible compensators, in the area of the sound capsule 20 penetrating elements, ie in particular in the region of the suction line 18 and the pressure line 19 , sealed accordingly.

Der Aufbau aus den beiden Schalldämpfern 15, 16, dem Antriebsmotor 14 und dem Verdichter 13 ist außerdem auf einer Tragstruktur 21 angeordnet. Die Bauteile sind dabei fest mit der Tragstruktur 21 gekoppelt. Nun kann es über die Tragstruktur 21 zur Übertragung von Körperschall kommen. Daher ist die Schallkapsel 20 ihrerseits entkoppelt auf der Tragstruktur 21 und/oder den Bauteilen 13, 14, 15, 16 befestigt. Dies ist in der Darstellung der 2 über Entkopplungselemente 22 angedeutet, welche beispielsweise in Form von gummielastischen Elementen oder dergleichen die Schallkapsel 20 gegenüber der Tragstruktur 21 befestigen. Durch die Entkopplung wird erreicht, dass auch die Oberfläche der Schallkapsel 20 keine durch Körperschall auf sie übertragenen Schallwellen emittiert.The structure of the two silencers 15 . 16 , the drive motor 14 and the compressor 13 is also on a support structure 21 arranged. The components are fixed to the support structure 21 coupled. Now it can be about the support structure 21 come to the transmission of structure-borne noise. Therefore, the sound capsule 20 in turn decoupled on the support structure 21 and / or the components 13 . 14 . 15 . 16 attached. This is in the presentation of 2 via decoupling elements 22 indicated, which, for example in the form of rubber-elastic elements or the like, the sound capsule 20 opposite the support structure 21 Fasten. The decoupling ensures that the surface of the sound capsule 20 does not emit sound waves transmitted to it by structure-borne noise.

Bei dem oben dargelegten bevorzugten Anwendungsfall der Vorrichtung 5 zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems 2 in einem Fahrzeug 1 ist die Tragstruktur 21 nun außerdem in dem Fahrzeug 1 befestigt. Auch hierfür dient eine weitere entkoppelte Befestigung, welche in der Darstellung der 2 über weitere Entkopplungselemente 23 zwischen der Tragstruktur 21 und einem Tragrahmen 24 des Fahrzeugs 1 angedeutet sind.In the preferred application of the device set forth above 5 for supplying air to the fuel cell system 2 in a vehicle 1 is the support structure 21 now also in the vehicle 1 attached. This also serves a further decoupled attachment, which in the representation of 2 via further decoupling elements 23 between the support structure 21 and a support frame 24 of the vehicle 1 are indicated.

Durch die Befestigung sowohl der Schallkapsel 20 über die Entkopplungselemente 22 auf der Tragstruktur 21 und/oder den Bauteilen 13, 14, 15, 16 und des Tragrahmens des Fahrzeugs 1 über die weiteren Entkopplungselemente 23 mit der Tragstruktur 21 wird eine optimale Entkopplung der Vorrichtung 5 zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems 2 erzielt, sodass die Übertragung von Körperschall weitestgehend ausgeschlossen werden kann.By attaching both the sound capsule 20 via the decoupling elements 22 on the support structure 21 and / or the components 13 . 14 . 15 . 16 and the support frame of the vehicle 1 via the further decoupling elements 23 with the supporting structure 21 becomes an optimal decoupling of the device 5 for supplying air to the fuel cell system 2 achieved, so that the transmission of structure-borne noise can be largely excluded.

Die Schallkapsel 20 besteht dabei in der bevorzugten Ausführungsform aus einer Schale 25, welche beispielsweise aus einem Metall oder einem Kunststoff hergestellt sein kann. Um die benötigte Festigkeit bei minimalem Gewicht zu gewährleisten, sind auch Verbundwerkstoffe, beispielsweise aus Metallen und Kunststoffen oder aus Kunststoffen und den Kunststoff verstärkenden Fasern, für die Schale 25 sehr gut geeignet. Das Innere der Schale 25 ist mit einem geschäumten Material 26 ausgeschäumt oder ausgekleidet, dessen Oberfläche insgesamt oder zumindest teilweise, beispielsweise über eine hier nicht dargestellte gelochte Innenschale, mit dem Innenraum der Schallkapsel 20 in Verbindung steht. Von dem Verdichter 13, dem Antriebsmotor 14 oder den beiden Schalldämpfern 15, 16 abgestrahlte Schallwellen gelangen so unmittelbar in den Bereich des geschäumten Materials 26 und können hier gedämpft beziehungsweise absorbiert werden. Als geschäumtes Material kann beispielsweise Schaumstoff oder Ähnliches eingesetzt werden.The sound capsule 20 consists in the preferred embodiment of a shell 25 , which may be made of a metal or a plastic, for example. To ensure the required strength with minimum weight, composites, for example of metals and plastics or of plastics and the plastic reinforcing fibers, for the shell 25 very suitable. The inside of the shell 25 is with a foamed material 26 foamed or lined, the surface of all or at least partially, for example via a perforated inner shell, not shown here, with the interior of the sound capsule 20 communicates. From the compressor 13 , the drive motor 14 or the two silencers 15 . 16 radiated sound waves thus reach directly into the area of the foamed material 26 and can be damped or absorbed here. As a foamed material, for example, foam or the like can be used.

Über diese bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung 5 zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems 2 mit der Schallkapsel 20 und den darin angeordneten Schalldämpfern 15, 16 kann die Luftversorgung eines Brennstoffzellensystems mit jeder Art von Verdichtern 13 sichergestellt werden, ohne dass eine nennenswerte Geräuschemission an die Umgebung der Vorrichtung 5 erfolgt. Die bevorzugte Verwendung liegt beim Einsatz von vergleichsweise lauten volumetrischen Verdichtern, zum Beispiel Schrauben- oder Rootsverdichtern. Alternativen für den Verdichter 13 könnten beispielsweise Strömungsmaschinen oder Impulsaustauschmaschinen, wie beispielsweise Seitenkanalverdichter, sein.About this preferred embodiment of the device 5 for supplying air to the fuel cell system 2 with the sound capsule 20 and the mufflers arranged therein 15 . 16 can supply air to a fuel cell system with any type of compressor 13 be ensured without a significant noise emission to the environment of the device 5 he follows. The preferred use is the use of relatively loud volumetric compressors, for example screw or Roots compressors. Alternatives for the compressor 13 For example, turbomachines or pulse exchange machines, such as side channel blowers, could be.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10200607176 A1 [0005] DE 10200607176 A1 [0005]

Claims (16)

Vorrichtung zur Luftversorgung in einem Brennstoffzellensystem, mit einer Luftfördereinrichtung, welche saugseitig und/oder druckseitig mit einem vom geförderten Volumenstrom durchströmten Schalldämpfer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (12) und der wenigstens eine Schalldämpfer (15, 16) in einer Schallkapsel (20) angeordnet sind.Device for air supply in a fuel cell system, with an air conveying device, which is provided on the suction side and / or on the pressure side with a silencer through which the delivered volume flow flows, characterized in that the air conveying device ( 12 ) and the at least one silencer ( 15 . 16 ) in a sound capsule ( 20 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass saugseitig und druckseitig der Luftfördereinrichtung (12) ein Schalldämpfer (15, 16) angeordnet ist, wobei beide Schalldämpfer (15, 16) in die Schallkapsel (20) integriert ausgeführt sind.Apparatus according to claim 1, characterized in that the suction side and the pressure side of the air conveying device ( 12 ) a silencer ( 15 . 16 ), both mufflers ( 15 . 16 ) into the sound capsule ( 20 ) are integrated. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (12) und der wenigstens eine Schalldämpfer (15, 16) auf einer Tragstruktur (21) angeordnet sind, wobei die Schallkapsel (20) entkoppelt auf der Tragstruktur (21) und/oder den Bauteilen 13, 14, 15, 16 befestigt ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the air conveying device ( 12 ) and the at least one silencer ( 15 . 16 ) on a supporting structure ( 21 ) are arranged, wherein the sound capsule ( 20 ) decoupled on the support structure ( 21 ) and / or the components 13 . 14 . 15 . 16 is attached. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallkapsel (20) zumindest teilweise aus einem dämmenden Material (26) hergestellt ist.Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the sound capsule ( 20 ) at least partially made of an insulating material ( 26 ) is made. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallkapsel (20) so ausgebildet ist, dass zumindest ein Teil der Oberfläche des dämmenden Materials (26) im direkten Kontakt zum Innenraum der Schallkapsel (20) steht.Device according to claim 4, characterized in that the sound capsule ( 20 ) is formed so that at least a part of the surface of the insulating material ( 26 ) in direct contact with the interior of the sound capsule ( 20 ) stands. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das dämmende Material (26) ein geschäumtes Material ist.Device according to claim 4 or 5, characterized in that the insulating material ( 26 ) is a foamed material. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallkapsel (20) eine Schale (25) aus Metall, Kunststoff, fasererstärktem Kunststoff oder einem Verbundwerkstoff hiervon aufweist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sound capsule ( 20 ) a bowl ( 25 ) made of metal, plastic, fiber-reinforced plastic or a composite material thereof. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallkapsel (20) nach außen dicht und im Bereich von Leitungsdurchführungen abgedichtet ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sound capsule ( 20 ) is sealed to the outside and sealed in the region of cable bushings. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Schalldämpfer (15, 16) direkt an die Luftfördereinrichtung (12) angekoppelt ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the at least one silencer ( 15 . 16 ) directly to the air conveyor ( 12 ) is coupled. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (12) einen volumetrischen Verdichter (13) umfasst.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the air conveying device ( 12 ) a volumetric compressor ( 13 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (12) einen Antriebsmotor (14) umfasst.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the air conveying device ( 12 ) a drive motor ( 14 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (12) eine Strömungsmaschine umfasst.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the air conveying device ( 12 ) comprises a turbomachine. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (12) eine Impulsaustauschmaschine umfasst.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the air conveying device ( 12 ) comprises a pulse exchange machine. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, zur Luftversorgung in einem Brennstoffzellensystem (2) in einem Transportmittel (1).Use of the device according to one of claims 1 to 13, for air supply in a fuel cell system ( 2 ) in a means of transport ( 1 ). Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (21) der Vorrichtung (5) zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems (2) entkoppelt in dem Transportmittel (1) befestigt ist.Use according to claim 14, characterized in that the supporting structure ( 21 ) of the device ( 5 ) for supplying air to the fuel cell system ( 2 ) decoupled in the means of transport ( 1 ) is attached. Verwendung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennstoffzellensystem (2) Vortriebsenergie für das Transportmittel (1) bereitstellt.Use according to claim 14 or 15, characterized in that the fuel cell system ( 2 ) Propulsion energy for the means of transport ( 1 ).
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