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Die Erfindung betrifft eine Schmiermittelversorgungseinrichtung für einen Kraftwagen der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegeben Art sowie einen Kraftwagen gemäß Patentanspruch 7.
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Derartige Schmiermittelversorgungseinrichtungen sind aus dem Serienbau von Kraftwagen hinlänglich bekannt. Sie haben den Zweck, Schmieröl aus einem Schmierölreservoir an unterschiedliche Lagerstellen des Kraftwagens zu befördern, um somit die Lagerstellen zu schmieren und zu kühlen. Das Schmieröl stellt dabei eine gewisse Emissionsquelle dar, da es bei einem Austritt des Schmieröls an die Umgebung zu einer Verschmutzung kommt.
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Vor dem Hintergrund aktueller Entwicklungen zur Realisierung eines Kraftwagens ohne Emissionen, also eines so genannten Zero-Emission-Vehicles, spielt die Brennstoffzelle als Antriebsaggregat ohne Emissionen eine wichtige Rolle. Auch bei einem Kraftwagen mit einer solchen Brennstoffzelle existieren zu schmierende Lagerstellen. Somit ist auch bei diesen, eigentlich als Kraftwagen ohne Emissionen bezeichneten Kraftwagen, ein bestimmtes Potential zur Emission von Schadstoffen gegeben.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schmiermittelversorgungseinrichtung sowie einen Kraftwagen bereitzustellen, welche ein verbessertes Emissionsverhalten aufweisen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Schmiermittelversorgungseinrichtung für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Kraftwagen gemäß Patentanspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Schmiermittelversorgungseinrichtung für einen Kraftwagen mit zumindest einer Brennstoffzelle, mittels welcher die Reaktionsenergie eines Brennstoffes, insbesondere von Wasserstoff, und eines Oxidationsmittels, insbesondere von Sauerstoff, unter Bildung eines Reaktionsprodukts, insbesondere von Wasser, in elektrische Energie umwandelbar ist, und mit zumindest einer Lagereinrichtung, mittels welcher ein Bauteil, insbesondere eine Welle, bewegbar, insbesondere drehbar, lagerbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass die Lagereinrichtung mittels des Reaktionsprodukts schmierbar ist.
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Wie bereits eingangs beschrieben, existieren neben der emissionsfreien Brennstoffzelle, welche beispielsweise als Antriebsaggregat oder als Stromerzeugungsaggregat bei einem Kraftwagen eingesetzt wird, zu schmierende Lagereinrichtungen, die durch die erfindungsgemäße Schmiermittelversorgungseinrichtung schmierbar sind bei gleichzeitiger Vermeidung von Emissionen von Schadstoffen an die Umgebung durch die Schmiermittelversorgungseinrichtung bzw. durch das Schmiermittel, welches also in Form des Reaktionsproduktes, insbesondere Wasser, der Brennstoffzelle vorliegt. Dies ermöglicht einerseits die Schmierung und Kühlung der Lagereinrichtung und damit eine Absenkung der Ausfallwahrscheinlichkeit.
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Andererseits ermöglicht die erfindungsgemäße Schmiermittelversorgungseinrichtung die Darstellung eines tatsächlichen Null-Emissionsfahrzeugs, nicht nur in Bezug auf dessen Antriebsaggregat, welches beispielsweise die Brennstoffzelle darstellt, sondern auch in Bezug auf die Schmiermitteleinrichtung, da das herkömmliche Schmieröl, welches ein Emissionspotential aufweist, durch das absolut schadfreie Reaktionsprodukt der Brennstoffzelle substituiert ist.
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Des Weiteren sind durch die erfindungsgemäße Schmiermittelversorgungseinrichtung zusätzliche Behältnisse für das Schmiermittel sowie ein häufiges Befüllen dieser vermieden, da das Schmiermittel an Bord des Kraftwagens beim Betrieb der Brennstoffzelle erzeugt wird. Selbst wenn das Schmiermittel in Form des Reaktionsproduktes an die Umwelt gelangen sollte, so stellt es keinerlei Verschmutzung dar, da es sich beispielsweise um reines Wasser (H2O) handelt.
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Neben dem Reaktionsprodukt Wasser entsteht bei der Reaktion der Brennstoffzelle auch Wasserdampf, der ebenfalls zur Schmierung der Lagereinrichtung verwendbar ist. Dazu ist beispielsweise ein Abscheidungselement, insbesondere ein Wasserabscheider, vorgesehen, mittels welchem das Wasser aus dem Reaktionsprodukt der Brennstoffzelle, welches beispielsweise sowohl als Wasser als auch Wasserdampf vorliegt, abscheidbar und der Lagereinrichtung zuführbar ist.
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Bei einer solchen Lagereinrichtung kann es sich beispielsweise um Gleitlagerstellen mit sowie ohne schwimmenden Büchsen oder um Kugellagerungen handeln, die durch die erfindungsgemäße Schmiermittelversorgungseinrichtung absolut emissionsfrei schmierbar sind. Bei dem besagten Kraftwagen kommen in der Regel sehr viele und unterschiedliche Lagereinrichtungen zum Einsatz, die allesamt, gleich in welcher Form sie vorliegen, mit dem Reaktionsprodukt schmierbar sind.
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Die Darstellung der Schmierbarkeit der Lagereinrichtung mit dem Reaktionsprodukt, also beispielsweise mit Wasser, ist des Weiteren Luftlagerungen deutlich überlegen, da derartige Luftlagerungen unter dem Problem leiden, dass die Tragfähigkeit der Luftlagerungen relativ gering ist und nur mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten der zu lagernden Bauteile eine sichere Lagerfunktion erbringt. Durch permanente Start-/Stopp-Zyklen im Rahmen einer Start-/Stopp-Automatik des Kraftwagens bei mobilen Anwendungen erfüllen Luftlagerungen die Anforderungen über die geforderten Lebenszeiten der entsprechenden Bauteile nicht.
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Diese Problematik ist durch die erfindungsgemäße Schmiermittelversorgungseinrichtung gelöst. Denn so sind durch die erfindungsgemäße Schmiermittelversorgungseinrichtung hohe Tragfähigkeiten bei jedweden Bewegungsgeschwindigkeiten der zu lagernden Bauteile in jedem Betriebszustand des Kraftwagens, also auch im Rahmen einer Start-/Stopp-Automatik, gewährleistet, und das über sehr hohe Lebenszeiten.
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Bei den besagten, zu lagernden Bauteilen handelt es sich dabei um sich bewegende Bauteile, die einer Lagerung durch zumindest eine Lagerungseinrichtung bedürfen. Bei der Bewegung dieser Bauteile kann es sich beispielsweise um ein Drehen, also um eine rotatorische Bewegung aber auch um eine translatorische Bewegung oder dergleichen handeln. Im Falle jedweder Bewegungsform erlaubt die erfindungsgemäße Schmiermittelversorgungseinrichtung eine sichere Schmierung und Kühlung der entsprechenden Lagerungseinrichtung.
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Zum Schutz vor Korrosion ist die Lagereinrichtung zumindest teilweise aus einem korrosionsresistenten Werkstoff ausgebildet. Beispielsweise sind dazu keramische Werkstoffe sowie bestimmte Legierungen von metallischen Werkstoffen geeignet.
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Alternativ oder ergänzend kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Lagerungseinrichtung zumindest bereichsweise mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen ist.
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Komponenten der Lagerungseinrichtung liegen beispielsweise in der Form von Buchsen, Kugeln, Lagerringe bzw. Lagerteile des Rotors vor, die beispielsweise eine Lagerung eines Verdichters, insbesondere eines Radialverdichters, eines Elektromotors und/oder einer Turbine, beispielsweise einer Expansionsturbine, mit dem Reaktionsprodukt als Schmiermittel bewältigen können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrere bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnungen zeigen in:
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1 eine Längsschnittansicht einer Luftversorgungseinrichtung, mittels welcher eine Brennstoffzelle mit verdichteter Luft versorgbar ist, und deren bewegliche Teile mittels des Reaktionsprodukts einer Brennstoffzelle schmierbar sind,
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2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmiermittelversorgungseinrichtung mit einer Brennstoffzelle, wobei eine der Brennstoffzelle zugeordnete Luftversorgungseinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die Brennstoffzelle mit verdichteter Luft versorgbar ist,
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3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmiermittelversorgungseinrichtung gemäß 2, und
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4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmiermittelversorgungseinrichtung gemäß den 2 und 3.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
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Die 1 zeigt eine Luftversorgungseinrichtung 10, welche einen Verdichter 12 sowie eine Turbine 14 aufweist. Der Verdichter 12 umfasst dabei ein Verdichterrad 16, das drehfest mit einer Welle 18 verbunden ist. Die Turbine umfasst ein Turbinenrad 20, dass ebenso drehfest mit der Welle 18 verbunden ist. Die Welle 18 ist drehbar in einem Lagergehäuse 21 der Luftversorgungseinrichtung 10 mittels Kugellagern 22 und 24 gelagert.
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Das Verdichterrad 16 wird dabei über die Welle 18 von dem Turbinenrad 20 derart betrieben, dass mittels des Turbinenrads 20 eine Expansion von einem das Turbinenrad 20 umströmenden Medium geschieht. Dadurch wird die durch das Medium transportierte Energie umgewandelt in Bewegungsenergie des Turbinenrads 20, das sich somit dreht und über die Welle 18 das Verdichterrad 16 antreibt.
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Zur Unterstützung dieses Antriebs des Verdichterrads 16 aber auch des Turbinenrads 20 ist eine elektrische Antriebseinrichtung 26 vorgesehen, welche einen Stator 28 umfasst und die Welle 18 als Rotor auf die hinlänglich bekannte Art und Weise antreiben kann. Zur Kühlung der elektrischen Antriebseinrichtung 26 wird sie durch Kühlrippen 30 von Kühlwasser umströmt.
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Zur Schmierung der Kugellager 22, 24 ist nun vorgesehen, das Reaktionsprodukt in Form von Wasser einer Brennstoffzelle den Kugellagern 22, 24 über entsprechende Zuführkanäle zuzuführen. Dazu wird das Reaktionsprodukt an einem Eingang 32 gemäß einem Richtungspfeil 34 der Luftversorgungseinrichtung 10 zugeführt, wobei an dem Eingang 32 ein gewisser Eintrittsdruck pWe des Reaktionsprodukts herrscht, der mit dem Druck am Ausgang der Brennstoffzelle übereinstimmt. Das Reaktionsprodukt als Schmiermittel wird der Luftversorgungseinrichtung 10 über einen Ausgang 36 gemäß einem Richtungspfeil 38 abgeführt, wobei an diesem Ausgang 36 ein Druck pWa des Reaktionsprodukts als Schmiermittel vorliegt.
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Die 2 zeigt eine Prinzipskizze einer im Zusammenhang mit 1 bereits erwähnten Brennstoffzelle 40, mittels welcher die Reaktionsenergie eines Brennstoffes in Form von Wasserstoff und eines Oxidationsmittels in Form Sauerstoff unter Bildung des im Zusammenhang mit 1 bereits erwähnten Reaktionsprodukts in Form von Wasser und Wasserdampf in elektrische Energie umwandelbar ist, die über entsprechende Leitungen 42 und 44 einer Energiespeicherungseinrichtung 46 in Form einer Batterie zugeführt und in dieser gespeichert wird. Entnommen wird die elektrische Energie der Energiespeicherungseinrichtung 46 über Leitungen 48 und 50 und einem elektrischen Motor 52 zugeführt, der als Antriebsaggregat für einen Kraftwagen dient und über eine Welle 54 ein entsprechendes Moment zum Antrieb der Räder des Kraftwagens abgibt.
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Der besagte Wasserstoff ist dabei in einem Tank 56 gelagert und über entsprechende Verrohrungen 58 und 60 entnehmbar und der Brennstoffzelle zuführbar. Entlang der Strömungsrichtung des Wasserstoffes in den Verrohrungen 58 und 60 ist eine Ventileinrichtung 62 in Form eines Kraftstoffventils vorgesehen, dass eine Dosierung des Wasserstoffes erlaubt, was durch einen Pfeil 64 angedeutet ist. Diese Dosierung des Wasserstoffes wird von einer Regelungseinrichtung 66 geregelt, wobei diese Regelung durch einen strichlierten Pfeil 68 angedeutet ist.
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Die Reaktion in der Brennstoffzelle 40 geschieht dabei mit Umgebungssauerstoff aus Umgebungsluft. Zur Erhöhung der Effizient der Brennstoffzelle 40 ist diese von einer Luftversorgungseinrichtung 10' mit verdichteter der Luft versorgbar. Dazu weist Luftversorgungseinrichtung 10' einen Verdichter 12' auf, der ein Verdichterrad 16' umfasst. Das Verdichterrad 16' ist dabei mit einer Welle 18' drehfest verbunden, die von einer Antriebseinrichtung 26' in Form eines Elektromotors antreibbar ist. Dadurch wird Luft gemäß einem Richtungspfeil 70 aus der Umgebung angesaugt, durch das Verdichterrad 16' des Verdichters 12' verdichtet, weiterhin über Verrohrungen 72 einem Kühler 74 zugeführt, der die verdichtete Luft kühlt und schließlich über weitere Verrohrungen 76 der Brennstoffzelle 40 zugeführt.
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Wie schon in Zusammenhang mit der Luftversorgungseinrichtung 10 gemäß 1 erklärt, weist auch die Luftversorgungseinrichtung 10' zu lagernde Bauteile auf, wobei es sich beispielsweise um die besagte Welle 18' handelt. Zu dieser Lagerung sind entsprechende Lagerungseinrichtungen vorgesehen, die einer Schmierung zur Darstellung einer hohen Lebensdauer und zur Vermeidung eines Ausfalls einer Schmierung bedürfen. Zur Schmierung dieser Lagerungseinrichtung ist nun eine Schmiermittelversorgungseinrichtung 78 vorgesehen, die die Brennstoffzelle 40 umfasst und die das Reaktionsprodukt dieser entnimmt und zunächst über Verrohrungen 79 einem Wasserabscheider 80 zuführt. In diesem Wasserabscheider 80 geschieht eine Wasserextraktion aus dem Reaktionsprodukt der Brennstoffzelle 40, welches auch als Brennstoffzellen-Abgas bezeichnet wird. Das aus dem Reaktionsprodukt abgeschiedene Wasser wird in einem Wasserbehälter 82 aufgefangen, mittels welchem das Wasser speicherbar ist. Über weitere Verrohrungen 83 der Schmiermittelversorgungseinrichtung 78 wird das extrahierte Wasser einer Dosiereinrichtung 84 zugeführt, die einen mit einem Frostschutz gefüllten Behälter 86 aufweist. Das Frostschutzmittel wird dem extrahierten Wasser bedarfsgerecht zudosiert, um eine Vereisung der Lagerungseinrichtung der Luftversorgungseinrichtung 10' zu vermeiden.
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Diese Dosierung des Frostschutzmittels kann beispielsweise permanent oder auch bei einem oder jedem Abstellvorgang des Kraftwagens bzw. der Luftversorgungseinrichtung 10' erfolgen, womit ein Einfrieren der Lagerungseinrichtung in dem Abstellzeitraum für große Kältegrade verhindert ist. Nach etwaiger Zumischung des Frostschutzmittels, das beispielsweise in flüssiger oder in fester Form, beispielsweise als Salz vorliegt, wird das Wasser über entsprechende Verrohrungen 88 der Luftversorgungseinrichtung 10' und ihrer Lagereinrichtung bzw. ihren Lagereinrichtungen zugeführt, wodurch die Lagerungseinrichtungen mit dem Reaktionsprodukt der Brennstoffzelle 40 schmierbar sind. Nach erfolgter Schmierung der Lagerungseinrichtungen wird das Reaktionsprodukt über Verrohrungen 90 aus der Luftversorgungseinrichtung 10' entnommen und beispielsweise an die Umgebung geführt, wo das Schmiermittel in Form des Reaktionsprodukts keinerlei Schäden anrichtet, da es sich um reines Wasser handelt.
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Zur Einstellung eines gewissen Gegendrucks bei der Entnahme des Reaktionsmittels der Brennstoffzelle 40 über die Verrohrungen 79 und der Zuführung zum Wasserabscheider 80 ist eine Gegendruckklappe 92 vorgesehen, mittels welchem also der Gegendruck einstellbar und somit die Entnahme des Reaktionsprodukts aus der Brennstoffzelle 40 bedarfsgerecht darstellbar und an bestimmte Betriebspunkte der Brennstoffzelle 40 anpassbar ist.
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Wie die Ventileinrichtung 62 so ist auch die Gegendruckklappe 92 von der Regelungseinrichtung 66 regelbar, was durch einen strichlierten Pfeil 94 angedeutet ist. Des Weiteren übernimmt die Regelungseinrichtung 66 die Aufgabe der Regelung der Antriebseinrichtung 26' der Luftversorgungseinrichtung 10', was durch einen strichlierten Pfeil 96 angedeutet ist.
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Der Verdichter 12' der Luftversorgungseinrichtung 10' kann bei Bedarf mittels einer Entkopplungseinrichtung in einem Entkopplungsbereich 98 direkt zum Umgebungsdruck hin an betreffenden Abschnitten der Welle 18' abgedichtet werden. Desgleichen wäre auch eine entsprechende Abdichtung der Lagerungseinrichtungen möglich, wodurch ein Druckverhältnis eines Treibdruckes des Schmiermittels in Form des Reaktionsprodukts nicht von aktuellen Gasdrücken im Verdichter 12' beeinflusst würde, was eine Erleichterung für die Beherrschung der Anforderungen hinsichtlich Lagerung und Abdichtung mit sich bringt.
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Entsprechend der gemäß 2 dargestellten Schmierung der Lagerungseinrichtungen der Luftversorgungseinrichtung 10' ist es auch denkbar, anderweitige Aggregate mit sich bewegenden Teilen mit dem Reaktionsprodukt der Brennstoffzelle 40 zu versorgen und dortige Lagerungseinrichtungen zu schmieren.
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Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schmiermittelversorgungseinrichtung 78 gemäß 2 sowie die bereits in Zusammenhang mit 2 beschriebenen Komponenten, deren Funktion und Zweck analog zu dem zu 2 Beschriebenen ist.
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Die in Zusammenhang mit 2 beschriebene Luftversorgungseinrichtung 10' ist gemäß 3 um eine Turbine 14' erweitert, die ein Turbinenrad 20' aufweist, dass ebenso drehfest mit der Welle 18' verbunden ist. Stromab des Verdichterrads 16' des Verdichters 12' und Stromauf des Kühlers 74 ist eine Ventileinrichtung 99 angeordnet, welches eine Umblase-Mengen-Dosierung ermöglicht. Damit ist über entsprechende Vorrohrungen 100 der Turbine 14' bzw. dem Turbinenrad 20' Luft zuführbar, wodurch das Turbinenrad 20' und über die Welle 18' das Verdichterrad 16' antreibbar sind. Zudem mündet in die Verrohrungen 100 eine weitere Verrohrung 102 ein, über die das Abfallprodukt der Wasserabscheidung mittels des Wasserabscheiders 80, welches beispielsweise als Luft vorliegt, ebenso der durch die Verrohrung 100 strömenden Luft zuführbar ist, was dem Antrieb des Turbinenrads 20' verbessert.
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Die Turbine 14' weist zudem eine Verstelleinrichtung 103 auf, mittels welcher Strömungsbedingungen für das Turbinenrad 20' einstellbar sind, womit die Luftversorgungseinrichtung 10' insgesamt auf unterschiedlichste Betriebszustände der Brennstoffzelle 40 anpassbar ist, was ein effizienten Betrieb dieser sowie der Luftversorgungseinrichtung 10' und des gesamten Kraftwagens ermöglicht.
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Die Schmiermittelversorgungseinrichtung 78 gemäß 3 unterscheidet sich dahingehend von der Schmiermittelversorgungseinrichtung 78 gemäß 2, dass ein Wärmetauscher 105 vorgesehen ist, mittels welchem eine Konditionierung des Schmiermittels in Form von Wasser mit betreffenden Zusätzen, beispielsweise in Form des Frostschutzmittels, temperaturoptimal zu bewerkstelligen. Der Frostschutz könnte auch in Form von Feststoffen dargestellt sein, die sich im Bereich der Lagerungseinrichtung durch Lösen im Schmiermittel, also im Wasser, örtlich verteilen, wodurch beispielsweise eine Salzlösung geschaffen ist. Über Verrohrungen 104 ist es ermöglicht, einen Eintrittsdruck der Turbine 14' als Treibdruck für das Schmiermittel in Form des Reaktionsprodukts zu nutzen. Die Verstelleinrichtung 102 ist dabei ebenso wie die Ventileinrichtung 98 mittels der Regelungseinrichtung 66 regelbar. Die Regelung der Ventileinrichtung 98 sowie der Verstelleinrichtung 102 ist dabei durch strichlierte Pfeile 112 und 115 angedeutet.
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Das der Luftversorgungseinrichtung 10' abgeführte Schmiermittel sowie das aus dem Turbinenrad 20' ausströmende Medium wird über Verrohrungen 108 einer Filter- und/oder Reinigungseinrichtung 106 zugeführt und gemäß einem Richtungspfeil 110 an die Umgebung abgegeben.
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Ist bei der Schmiermittelversorgungseinrichtung 78 gemäß den 2 und 3 ein offener Schmierkreislauf angedeutet, in welchen das in der Brennstoffzelle permanent produzierte Reaktionsprodukt nur eine temporäre Nutzung als Schmiermittel erfährt bevor es in die Umgebung austritt, so ist ohne weiteres auch ein geschlossener Schmierkreislauf möglich, welcher von dem Wasserabscheider 80 am Austritt der Brennstoffzelle 40 nur mit einem entwichenen Leckagestrom des Schmiermittels versorgt wird.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass das für den Entkopplungsbereich 98 und bzgl. der Entkopplung des Verdichters 12' Gesagte analog für einen Entkopplungsbereich 98' sowie für eine Entkopplung der Turbine 14' der Luftversorgungseinrichtung 10' gemäß 3 gilt.
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In den 2 und 3 ist der Übersicht wegen eine Regelung der Brennstoffzelle 40 durch die Regelungseinrichtung 66 nicht dargestellt.
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Die 4 zeigt die Brennstoffzelle 40, die nun mittels zweier Luftversorgungseinrichtungen 10' und 10'' mit verdichteter Luft versorgbar ist. Die Luftversorgungseinrichtung 10' entspricht dabei der Luftversorgungseinrichtung 10' gemäß 2, deren Verdichter 12' als Niederdruckverdichter fungiert. Die Luftversorgungseinrichtung 10'' weist dabei die Ausgestaltung der Luftversorgungseinrichtung 10' gemäß 3 auf, deren Verdichter 12' als Hochdruckverdichter fungiert und Stromab des Verdichters 12' der Luftversorgungseinrichtung 10' angeordnet ist. Bei der Luftversorgungseinrichtung 10'' ist dabei nicht notwendiger Weise eine Antriebseinrichtung wie die Antriebseinrichtung 26' der Luftversorgungseinrichtung 10' vorgesehen. Auch die Luftversorgungseinrichtung 10'' weist entsprechende Entkopplungsbereiche 98 auf.
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Stromauf der Turbine 14' bzw. des Turbinenrads 20' der Luftversorgungseinrichtung 10'' ist eine Brennkammer 113 angeordnet, welcher über eine Ventileinrichtung 114 Wasserstoff aus dem Tank 56 zuführbar ist. Die Dosierung des Wasserstoffes durch die Ventileinrichtung 114 in Form eines Kraftstoffventils ist dabei wiederum durch einen Pfeil 116 angedeutet. So wie die Zuführung des Wasserstoffes über Verrohrungen 118 zu der Brennkammer 113 ist der Brennkammer 113 auch Luft und damit Sauerstoff aus der Luft über Verrohrungen 120 sowie Luft aus dem Abscheideprozess durch den Wasserabscheider 80 zuführbar. Diese Luft ist nun zusammen mit dem Wasserstoff in der Brennkammer 113 verbrennbar, wobei das so entstandene Abgas über Verrohrungen 122 dem Turbinenrad 20' der Turbine 14' der Luftversorgungseinrichtung 10'' zuführbar ist.
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Das Abgas weist somit eine hohe Temperatur und damit einen Energiegehalt auf, mittels welchem die Turbine 14' bzw. das Turbinenrad 20 sehr schnell und effizient antreibbar ist, was ebenso einen schnellen und effizienten Antrieb des Verdichterrades 16' und damit eine sehr gute Verdichtung der der Brennstoffzelle 40 zuzuführenden Luft erlaubt. Entsteht das Reaktionsprodukt in Form von Wasser und Wasserdampf an der Kathode der Brennstoffzelle 40, so ist der Brennkammer 113 alternativ oder ergänzend rezirkulierender Wasserstoff von der Anode der Brennstoffzelle 40 zuführbar. Diese Zuführung des Wasserstoffs von der Anode der Brennstoffzelle 40 ist dabei über Verrohrungen 126 angedeutet.
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Neben der in den Fig. dargestellten Schmierung der Lagereinrichtungen durch das Reaktionsprodukt, insbesondere durch Wasser der Brennstoffzelle 40, ist auch eine Kühlung der entsprechenden Lagereinrichtungen durch das Wasser gewährleistet.
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Der Übersicht halber nur teilweise angedeutet sind in der Fig. die Regelungen der Brennkammer 112, der Brennstoffzelle 40 sowie der Turbine 14', welche eine Vario-Turbine darstellt, der Luftversorgungseinrichtung 10'', wobei diese Regelung durch strichlierte Pfeile 112', 123 sowie 124 angedeutet ist.
