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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Medienversorgung in einem Brennstoffzellensystem nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
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Brennstoffzellensysteme, und hier insbesondere solche, die mit PEM-Brennstoffzellen ausgestattet sind, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Solchen Brennstoffzellensystemen werden Medien zugeführt. Diese Medien können typischerweise Luft und Wasserstoff sein. Der in der Luft enthaltene Sauerstoff dient als Oxidationsmittel in einem Kathodenraum der Brennstoffzelle. Der dem Brennstoffzellensystem zugeführte Wasserstoff wird üblicherweise in einem Druckspeicher unter hohem Druck von beispielsweise 350 oder 750 bar gespeichert. Er wird über eine Ventileinrichtung einem Anodenraum der Brennstoffzelle zusammen mit dem Sauerstoff in der Luft durch eine protonenleitende Membran hindurch umgesetzt. Dabei entsteht Wasser und die gewünschte elektrische Leistung. Nun ist es so, dass der Wasserstoff typischerweise mit einem Überschuss in seinem Volumen angeboten wird, alleine schon, um sämtliche Bereiche des Anodenraums gleichmäßig mit Wasserstoff zu versorgen. Den Anodenraum verlässt damit ein Abgas, welches noch einen hohen Anteil an Wasserstoff aufweist. Außerdem werden mit dem Abgas ein Teil des Produktwassers und durch die Membranen hindurch in den Bereich des Anodenraums eindringende Inertgase, insbesondere Stickstoff, abgeführt. Das Abgas aus dem Anodenraum 3 wird nun über eine Rezirkulationseinrichtung und eine Rezirkulationsleitung zurück in den Eingangsbereich des Anodenraums gefördert, sodass auch der hierin enthaltene Wasserstoff vollends aufgebraucht werden kann. Mit der Zeit reichert sich dann in dem rezirkulierten Gasstrom immer mehr inertes Gas an und es sammelt sich eine immer größere Menge an Wasser. Von Zeit zu Zeit werden daher das Wasser und das Inertgas aus dem System abgelassen.
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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.
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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.
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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.
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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, dämpfen.
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Im Bereich der Wasserstoffversorgung kann durch die Ventile, welche typischerweise getaktet betrieben werden, eine unerwünschte Schallemission entstehen. Auch die Rezirkulationsfördereinrichtung für das Anodenabgas, welche im Allgemeinen als Strömungsverdichter beziehungsweise Rezirkulationsgebläse ausgebildet ist, emittiert Schall. Da in diesem Bereich höhere Druckverluste jedoch problematisch sind, kann in diesem Bereich nur bedingt mit Schalldämpfern gearbeitet werden.
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Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Medienversorgung in einem Brennstoffzellensystem zu schaffen, welches die Ausbreitung von in der Vorrichtung entstehendem Schall weitestgehend unterbindet und dabei leicht und kompakt baut.
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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.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung fasst die Komponenten zur Medienversorgung in einem schalldämmenden Gehäuse zusammen. Dies verhindert weitgehend die Emission von Schall aus diesen Komponenten, welche in jedem Fall eine Medienfördereinrichtung sowie gegebenenfalls getaktete Ventile und/oder einen elektromotorischen Antrieb der Medienfördereinrichtung umfassen. Die Problematik, dass Tragrahmen und dergleichen das schalldämmende Gehäuse durchdringen, und so Schallbrücken bilden, kann mit dem erfindungsgemäßen Aufbau vermieden werden. Dieser ist nämlich so, dass das schalldämmende Gehäuse selbsttragend ausgebildet ist, und dass die Komponenten von dem schalldämmenden Gehäuse getragen werden. Das Gehäuse übernimmt also sowohl die Funktionalität des schalldämmenden Gehäuses als auch die Funktionalität eines Tragrahmens für die Komponenten der Medienversorgung, welche schallgedämmt werden sollen.
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Damit entsteht ein sehr leiser, leichter und sehr kompakter Aufbau für eine entsprechende Einrichtung zur Medienversorgung.
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Gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die Komponenten entkoppelt an dem schalldämmenden Gehäuse befestigt sind. Dieser Aufbau mit gegenüber dem schalldämmenden Gehäuse entkoppelt befestigten Medienkomponenten erlaubt es, dass diese im Inneren des schalldämmenden Gehäuses entsprechend beweglich sind und gegen die Übertragung von Körperschall entkoppelt aufgenommen sind. Das schalldämmende Gehäuse selbst kann dann ortsfest in einem Packaging beispielsweise des Brennstoffzellensystems verbaut werden, ohne dass entsprechende Bauräume für eine Bewegung des Gehäuses vorgesehen werden müssen, da sich sämtliche aufgrund der entkoppelten Befestigung beweglich angeordneten Komponenten im Inneren des Gehäuses befinden.
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In einer alternativen sehr günstigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es dagegen auch vorgesehen sein, dass das schalldämmende Gehäuse in eine Innenschale und eine Außenschale aufgeteilt ist, wobei die Komponenten fest mit der Innenschale verbunden sind, und wobei die Innenschale entkoppelt in der Außenschale befestigt ist. Dadurch entsteht ein ähnlicher Aufbau, bei dem die Außenschale fest und insbesondere ortsfest in dem System eingebaut werden kann. Eventuelle Bauräume, welche eine Bewegung der Schale gewährleisten würden, müssen hier nicht vorgehalten werden. Bei dem Aufbau sind außerdem die Komponenten der Vorrichtung zur Medienversorgung fest in der Innenschale des schalldämmenden Gehäuses angeordnet, sodass auch hier ein vergleichsweise enges Packaging stattfinden kann. Die beiden Schalen sind dann gegeneinander entkoppelt, sodass keine Übertragung von Schall, insbesondere keine Übertragung von Körperschall von der Innenschale an die Außenschale und damit beispielsweise an einen Tragrahmen des Systems oder dergleichen erfolgen kann.
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In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es dabei vorgesehen, dass das schalldämmende Gehäuse eine gitterförmige Tragstruktur und eine äußere Schale aufweist. Dieser Aufbau mit einer gitterförmigen Tragstruktur bringt mit vergleichsweise wenig Material eine vergleichsweise hohe Steifigkeit in das schalldämmende Gehäuse und kann insbesondere zur Aufnahme der Komponenten gekoppelt oder auch fest analog den beiden oben beschriebenen alternativen Weiterbildungen genutzt werden. Diese gitterförmige Tragstruktur ist dann von einer äußeren Schale umgeben, welche eine Abdichtung für die Schalldämmung übernimmt. Diese Schale muss lediglich einen Verschluss des schalldämmenden Gehäuses bilden, sodass diese entsprechend leicht ausgeführt werden kann, da sie erst in Kombination mit der gitterförmigen Tragstruktur ihre selbsttragenden Eigenschaften ausbilden muss. Damit entsteht ein sehr leichter Aufbau für das schalldämmende Gehäuse.
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In einer sehr günstigen Ausgestaltung hiervon kann es vorgesehen sein, dass dieser Aufbau als Weiterbildung des oben beschriebenen Aufbaus mit Innenschale und Außenschale ausgebildet ist und dass die gitterförmige Tragstruktur als die innere Schale fungiert, welche entkoppelt gegenüber der äußeren Schale aufgehängt ist. Auch dieser Aufbau ist entsprechend leicht und garantiert bei geringem Bauvolumen und besten mechanischen Eigenschaften einen sehr guten Schallschutz.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass die Medienversorgung als Luftversorgungsmodul ausgebildet ist, welches als Komponenten zumindest eine Luftfördereinrichtung und wenigstens einen Schalldämpfer umfasst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem schalldämmenden Gehäuse kann also bevorzugt für ein Luftversorgungsmodul, oder auch Kathodenmodul, eingesetzt werden, welches als primäre Geräuschquelle die Luftfördereinrichtung umfasst, welche insbesondere als volumetrischer Verdichter, beispielsweise Schrauben- oder Rootsverdichter, ausgebildet sein kann. Prinzipiell ist auch die Ausbildung als Strömungsverdichter denkbar, wobei die Schallemissionen durch einen volumetrischen Verdichter entsprechend höher sind und daher die sehr gute Schalldämmung gemäß des erfindungsgemäßen Aufbaus dann besonders gut zu tragen kommen.
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In einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung hiervon 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 verbindende Rohren vermieden, welche ihrerseits Schall an die Umgebung abstrahlen könnten.
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In einer sehr günstigen und vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Medienversorgung auch als Wasserstoffversorgungsmodul ausgebildet sein, welches als Komponenten zumindest eine Rezirkulationsfördereinrichtung und wenigstens eine getaktet betriebene Ventileinrichtung umfasst. Die Medienversorgung ist hier also als Wasserstoffversorgungsmodul beziehungsweise sogenanntes Anodenmodul ausgebildet. Das schalldämmende Gehäuse dämmt dabei den Schall, welcher durch die Rezirkulationsfördereinrichtung, welche typischerweise als Gebläse ausgebildet ist, entsteht. Außerdem werden Ventileinrichtungen, wie sie beispielsweise zur Wasserstoffversorgung des Brennstoffzellensystems benötigt werden, oder für das Ablassen von inertem Gas und Wasser aus dem Rezirkulationskreislauf sehr häufig getaktet betrieben. Derartige getaktet betriebene Ventileinrichtungen sind daher eine Quelle für entsprechende Geräuschemissionen. Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau können also auch diese entsprechend schallgedämmt und von dem schalldämmenden Gehäuse getragen ausgebildet werden.
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In einer sehr günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es außerdem vorgesehen, dass das schalldämmende Gehäuse Metall, Kunststoff, faserverstärkten Kunststoff oder einen Verbundwerkstoff hiervon als eines seiner Materialien aufweist. Das schalldämmende Gehäuse kann also vergleichsweise flexibel und leicht aufgebaut werden, beispielsweise indem verschiedene sehr stabile Materialien wie faserverstärkter Kunststoff und/oder Metalle eingesetzt oder miteinander kombiniert werden.
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Gemäß einer sehr günstigen Weiterbildung hiervon ist es außerdem vorgesehen, dass das schalldämmende Gehäuse mit einem schalldämmenden Material ausgekleidet ist. Dieses schalldämmende Material kann beispielsweise ein Schaumstoff oder Ähnliches sein, welcher das schalldämmende Gehäuse beziehungsweise bei dem Aufbau mit mehreren Schalen oder Gitterstrukturen zumindest die äußere Schale entsprechend auskleidet, und so in dem schalldämmenden Gehäuse entstehende Schallwellen schluckt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht also eine kompakte, leichte und sehr leise Vorrichtung zur Medienversorgung in einem Brennstoffzellensystem. Die bevorzugte, aber nicht einzige Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt daher in der Verwendung zur Medienversorgung 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.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich außerdem aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend anhand der Figuren näher dargestellt und erläutert ist.
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Dabei zeigen:
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1 eine prinzipmäßige Darstellung eines Transportmittels mit einem Brennstoffzellensystem;
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2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Medienversorgung eines Brennstoffzellensystems; und
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3 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Wasserstoffversorgung eines Brennstoffzellensystems.
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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 Vorrichtung 7 zur Wasserstoffversorgung 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. Die Vorrichtung 5 zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems soll in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen volumetrischen Verdichter 12 sowie zwei vor und nach dem volumetrischen Verdichter 12 angeordnete Schalldämpfer 13, 14 umfassen. Der Verdichter 12, welcher prinzipiell auch als Strömungsverdichter ausgebildet sein könnte, wird dabei elektromotorisch von einem Motor 15 angetrieben, welcher in der Darstellung der 2 zu erkennen ist.
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Die Vorrichtung 7 zur Wasserstoffversorgung wird häufig auch als Anodenmodul bezeichnet. Sie umfasst eine Ventileinrichtung 16, welche die Versorgung mit Wasserstoff aus dem Druckspeicher 8 übernimmt. Außerdem soll das Anodenmodul eine Rezirkulationsleitung 17 mit einer Rezirkulationsfördereinrichtung 18 umfassen, mittels welcher unverbrauchtes Abgas aus dem Anodenraum 6 wieder dem Anodenraum 6 zugeführt wird. In diesem sogenannten Anodenkreislauf reichert sich mit der Zeit inertes Gas, insbesondere Stickstoff, an, welcher durch die Membranen der Brennstoffzelle 3 hindurch von dem Kathodenraum 4 in den Anodenraum 6 diffundiert. Außerdem sammelt sich eine geringe Menge an Produktwasser auch im Anodenraum 6 und wird von seinem Abgas ausgetragen. Durch die Kreislaufführung dieser Medien reichern sich diese in der Anodenrezirkulation an und müssen von Zeit zu Zeit abgelassen werden. Hierfür ist wenigstens eine Ventileinrichtung 19, ein sogenanntes Drain/Purge-Ventil 19, vorgesehen. Dieses kann insbesondere in einem Wasserabscheider angeordnet sein und so zuerst das Wasser und dann das inerte Gas ablassen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Prinzipiell wären jedoch auch mehrere derartige Ventileinrichtungen 19 denkbar, um beispielsweise Wasser und Gas getrennt voneinander abzulassen.
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Da die Ventileinrichtungen 16, 19 typischerweise getaktet betrieben werden, geht von Ihnen eine gewisse Geräuschemission aus, ebenso wie von der Rezirkulationsfördereinrichtung 18. Für die Vorrichtung 7 zur Wasserstoffversorgung gilt also im Wesentlichen dasselbe wie für die Vorrichtung 5 zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems 2, nämlich dass diese entsprechende Geräuschemissionen durch die in ihnen verwendeten Komponenten verursachen.
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Dieser bis hierher gezeigte und beschriebene Aufbau entspricht dabei dem Aufbau gemäß dem Stand der Technik, sodass auf die 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 dem Verdichter 12 sowie seinem Antriebsmotor 15, beispielsweise einem elektrischen Motor. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 5 weist diese außerdem die zwei Schalldämpfer 13, 14 auf. Diese sind mit dem Verdichter 12 über angedeutete Verbindungsrohre 20 gekoppelt. Diese Verbindungsrohre 20 können dabei insbesondere sehr kurz sein, oder in die Schalldämpfer 13, 14 integriert werden, sodass die Schalldämpfer 13, 14 bevorzugt direkt an den Verdichter 12 angekoppelt sind. Dadurch entfallen eventuelle Schallemissionen, welche im Bereich der Verbindungsrohre 20 auftreten und an die Umgebung abgestrahlt werden könnten.
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Der eine der Schalldämpfer 13 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Ansaugleitung 21 verbunden, durch welche Luft, beispielsweise aus der Umgebung, über einen Luftfilter oder dergleichen angesaugt werden kann. Die so durch den Schalldämpfer 13 angesaugte Luft wird dann durch den Verdichter 12 in den Schalldämpfer 14 gefördert und gelangt von diesem über eine Druckleitung 22 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 22 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.
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Die Problematik bei diesem Aufbau ist nun die, dass der Verdichter 12, insbesondere wenn er als volumetrischer Verdichter ausgebildet ist, eine vergleichsweise hohe Schallemission durch Druckschwankungen in dem geförderten Luftstrom verursacht. Durch die beiden Schalldämpfer 13, 14 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 13, 14 des Verdichters 12 und auch des Antriebsmotors 15. Um nun derartige Schallemissionen zu vermeiden, ist bei der Vorrichtung 5 gemäß der Erfindung dieser Aufbau von einem schalldämmenden Gehäuse 23 umgeben. Dieses schalldämmende Gehäuse 23 schließt den Aufbau dicht ein und ist über flexible hier nicht dargestellte Elemente, wie Schäume oder andersartige flexible Kompensatoren, im Bereich der das schalldämmende Gehäuse 23 durchdringenden Elemente, also insbesondere im Bereich der Ansaugleitung 21 und der Druckleitung 22, entsprechend abgedichtet.
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Das schalldämmende Gehäuse 23 ist dabei als selbsttragendes Gehäuse aufgebaut und kann beispielsweise aus einem Metall oder einem entsprechend stabilen Kunststoff aufgebaut sein. Neben massiven Kunststoffen wären hier auch faserverstärkte Kunststoffe, beispielsweise mit Glasfasern oder Kohlefasern verstärkte Kunststoffe denkbar, wobei hinsichtlich der Herstellungskosten glasfaserverstärkte Kunststoffe zu bevorzugen sind. Je nach Ausgestaltung und Material kann auch ein Verbundwerkstoff für das schalldämmende Gehäuse 23, beispielsweise aus Kunststoff und Metall, eingesetzt werden. Nötigenfalls weist das schalldämmende Gehäuse 23 dabei entsprechende Verstärkungsrippen auf, um dieses entsprechend stabil auszuführen, sodass dieses in jedem Fall ausreichend stabil ausgebildet ist. Auf die Darstellung derartiger Verstärkungsrippen oder dergleichen wurde hier aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Außerdem sind nun die Komponenten der Vorrichtung zur Medienversorgung, also in der Darstellung der 2, der Vorrichtung 5 zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems 2 von dem schalldämmenden Gehäuse 23 getragen und entsprechend an diesem befestigt. In der Ausgestaltung der 2 erfolgt diese Befestigung der Komponenten, hier also der Einheit aus Verdichter 12 und Antriebsmotor 15 sowie der Schalldämpfer 13, 14 an dem schalldämmenden Gehäuse 23 über Entkopplungselemente 24, beispielsweise Gummipuffer oder dergleichen. Damit wird erreicht, dass die Komponenten keinen Körperschall auf das schalldämmende Gehäuse 23 übertragen. Das schalldämmende Gehäuse 23 ist ferner mit einem schalldämmenden Material 25, beispielsweise einer Schaumstoffschicht, einem in das schalldämmende Gehäuse 23 eingespritzten porösen Schaum oder dergleichen ausgekleidet, um zu verhindern, dass Schallemissionen der Komponenten 12, 13, 14, 15 in dem schalldämmenden Gehäuse 23 nach außerhalb gelangen.
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Das schalldämmende Gehäuse 23 übernimmt also die Schalldämmung der in ihm eingeschlossenen Komponenten der Vorrichtung 5 zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems 2. Außerdem trägt es diese Komponenten, sodass auf einen aufwendigen, teuren und insbesondere schweren Tragrahmen, welcher ebenfalls schallisoliert und entkoppelt durch das schalldämmende Gehäuse 23 geführt werden müsste, verzichtet werden kann. Der Aufbau wird dadurch einfacher, leichter und billiger. Außerdem entsteht der entscheidende Vorteil, dass das schalldämmende Gehäuse 23 als Ganzes nicht entkoppelt aufgehängt werden muss und typischerweise keine durch den Schall verursachten Bewegungen ausführt. Deshalb kann das schalldämmende Gehäuse 23 in seiner Umgebung in dem Brennstoffzellensystem 2 vergleichsweise dicht mit weiteren Modulen und Elementen umgeben werden, da keine Beweglichkeit aufgrund der entkoppelten Befestigung vorgesehen werden muss. Dies ist in der Darstellung der 2 durch einen Tragrahmen 26 prinzipmäßig angedeutet, welcher über starre Verbindungselemente 27 mit dem schalldämmenden Gehäuse 23 verbunden ist und seitlich sehr dicht an beziehungsweise neben dem Gehäuse 23 angeordnet werden kann.
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Neben dem hier erwähnten Aufbau des schalldämmenden Gehäuses 23 aus einem Gehäuseteil, welches gegebenenfalls Verstärkungsrippen aufweist, wäre auch ein Aufbau des schalldämmenden Gehäuses 23 aus einer inneren Tragstruktur, welche insbesondere gitterförmig ausgebildet ist, denkbar. An dieser Tragstruktur könnten dann die Komponenten 12, 13, 14, 15 entsprechend über die Entkopplungselemente 24 befestigt sein. Diese in sich stabile aber offene Struktur wäre dann von einer Schale umgeben, welche wiederum die Abdichtung des schalldämmenden Gehäuses nach außen übernimmt und zumindest im Bereich zwischen den gitterförmigen Streben der Tragstruktur mit einem schalldämmenden Material, beispielsweise Schaumstoff oder porösem Schaum, ausgeschäumt sein könnte.
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In der Darstellung der 3 ist nun ein alternativer Aufbau des schalldämmenden Gehäuses 23 zu erkennen, welcher in diesem Fall beispielhaft die Vorrichtung 7 zur Wasserstoffversorgung des Brennstoffzellensystems 2 aufnimmt. Das schalldämmende Gehäuse 23 besteht in dieser Ausführungsform aus einer äußeren Schale 28 sowie einer inneren Schale 29. In der inneren Schale 29 sind die Ventileinrichtungen 19, 16 sowie die Rezirkulationsfördereinrichtung 17 mit ihrem elektrischen Antriebsmotor 30 angeordnet und über die starren Verbindungselemente 27 fest mit dieser inneren Schale 29 des schalldämmenden Gehäuses 23 verbunden. Die innere Schale kann dabei als durchgehende Schale wiederum aus einem Metall, einem faserverstärkten Kunststoff oder dergleichen ausgebildet sein. Prinzipiell wäre es auch denkbar, die innere Schale 29 analog der oben beschriebenen Ausführung lediglich als gitterförmige Tragstruktur, beispielsweise aus Metallstäben, auszubilden. An dieser inneren Schale 29 sind nun die Komponenten 16, 17, 19, 30 fest angebunden und werden von dieser inneren Schale 29 getragen. Die innere Schale 29 ist dann über Entkopplungselemente 24, von denen hier beispielhaft vier Stück dargestellt sind, mit der äußeren Schale 28 des schalldämmenden Gehäuses 23 verbunden. Je nach Aufbau der inneren Schale 29, also je nachdem ob diese dicht oder als gitterförmige Struktur ausgebildet ist, kann das geschäumte Material zur Schalldämmung nun im Inneren der inneren Schale 29 und/oder im Inneren der äußeren Schale 28 angeordnet sein. In der in 3 gewählten Darstellung wurde das schalldämmende Material 25 beispielhaft in der äußeren Schale 28 dargestellt. Auch bei dieser Ausführungsform entsteht ein entsprechender Aufbau, bei welchem sich aufgrund von Schallemissionen und auf die innere Schale 29 übertragen Körperschall lediglich die innere Schale 29 gegenüber der äußeren Schale 28 bewegt. Das schalldämmende Gehäuse 23 als solches kann nun wiederum, wie auch das schalldämmende Gehäuse 23 in der Ausgestaltung gemäß 2, fest und ohne benötigte Spielräume in das Gesamtsystem integriert werden.
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Die beiden hier beschriebenen Ausführungsbeispiele, welche an einer Vorrichtung 5 zur Luftversorgung des Brennstoffzellensystems 2 einerseits und einer Vorrichtung 7 zur Wasserstoffversorgung des Brennstoffzellensystems 2 andererseits beschrieben wurden, sind dabei selbstverständlich austauschbar, sodass der im Rahmen der 2 beschriebene Aufbau auch für ein Wasserversorgungsmodul und der in 3 beschriebene Aufbau für ein Luftversorgungsmodul eingesetzt werden könnte. Auch sind die Ideen, welche im Rahmen der beiden Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, selbstverständlich untereinander kombinierbar, wobei auch derartige Ausgestaltungen unter den Rahmen der Erfindung fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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