DE102014006026A1 - Safety device for a fuel cell stack - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung (1) für einen Brennstoffzellenstapel, umfassend – eine Druckregeleinrichtung (1.1) zum Regeln eines Drucks eines Brennstoffs (B), welcher über eine Versorgungsleitung (2) dem Brennstoffzellenstapel zuführbar ist, wobei die Druckregeleinrichtung (1.1) mit der Versorgungsleitung (2) gekoppelt ist, – ein mit der Druckregeleinrichtung (1.1) gekoppeltes Überdruckventil (1.2), – eine mit dem Überdruckventil (1.2) gekoppelte Entlüftungsleitung (1.3) zum Abführen des Brennstoffs (B) nach außerhalb, und – ein Halteelement (1.4), mittels welchem das Überdruckventil (1.2) mit der Entlüftungsleitung (1.3) gekoppelt ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Halteelement (1.4) und die Entlüftungsleitung (1.3) als ein einteiliges Bauteil ausgebildet sind.The invention relates to a safety device (1) for a fuel cell stack, comprising - a pressure regulating device (1.1) for regulating a pressure of a fuel (B) which can be fed to the fuel cell stack via a supply line (2), the pressure regulating device (1.1) communicating with the supply line (2) is coupled, - a pressure relief valve (1.2) coupled to the pressure control device (1.1), - a vent line (1.3) coupled to the pressure relief valve (1.2) for discharging the fuel (B) to the outside, and - a retaining element (1.4) , By means of which the pressure relief valve (1.2) is coupled to the vent line (1.3). It is provided that the holding element (1.4) and the vent line (1.3) are formed as a one-piece component.
Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für einen Brennstoffzellenstapel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a safety device for a fuel cell stack according to the preamble of
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Sicherheitsvorrichtung für einen Brennstoffzellenstapel anzugeben.The object of the invention is to specify a safety device for a fuel cell stack that is improved over the prior art.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sicherheitsvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.The object is achieved by a safety device with the features specified in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Eine Sicherheitsvorrichtung für einen Brennstoffzellenstapel umfasst eine Druckregeleinrichtung zum Regeln eines Drucks eines Brennstoffs, welcher über eine Versorgungsleitung dem Brennstoffzellenstapel zuführbar ist, wobei die Druckregeleinrichtung mit der Versorgungsleitung gekoppelt ist, ein mit der Druckregeleinrichtung gekoppeltes Überdruckventil, eine mit dem Überdruckventil gekoppelte Entlüftungsleitung zum Abführen eines Brennstoffs nach außerhalb, und ein Halteelement, mittels welchem das Überdruckventil mit der Entlüftungsleitung gekoppelt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Halteelement und die Entlüftungsleitung als ein einteiliges Bauteil ausgebildet sind.A safety device for a fuel cell stack comprises a pressure regulating device for regulating a pressure of a fuel which is supplied to the fuel cell stack via a supply line, the pressure regulating device being coupled to the supply line, a pressure relief valve coupled to the pressure regulating device, a venting line coupled to the pressure relief valve for discharging a fuel to the outside, and a holding element, by means of which the pressure relief valve is coupled to the vent line. According to the invention it is provided that the holding element and the vent line are formed as a one-piece component.
Die Integration des Halteelements und der Entlüftungsleitung zu einem einteiligen Bauteil vereinfacht eine Montage der Sicherheitsvorrichtung, in dem anstelle von zwei Komponenten nur eine Komponente mit der Druckregeleinrichtung und insbesondere mit dem Überdruckventil zu verbinden ist. Damit sind gegenüber dem Stand der Technik auch Kosten verringerbar, da eine Anzahl von Befestigungselementen verringert ist. Darüber hinaus ist mittels der derart ausgebildeten Sicherheitsvorrichtung die Entlüftungsleitung mechanisch stabil mit dem Überdruckventil verbunden, so dass eine Entlüftung der Versorgungsleitung und damit auch ein Betrieb des Brennstoffzellenstapels sichergestellt sind.The integration of the holding element and the vent line to a one-piece component simplifies assembly of the safety device, in which instead of two components, only one component with the pressure control device and in particular with the pressure relief valve is to be connected. As a result, costs can also be reduced compared with the prior art since a number of fastening elements are reduced. In addition, by means of the thus formed safety device, the vent line mechanically stable connected to the pressure relief valve, so that a venting of the supply line and thus an operation of the fuel cell stack are ensured.
Das Überdruckventil ist kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig mit der Druckregeleinrichtung verbunden, wobei ein eine Austrittsöffnung des Überdruckventils umfassender Abschnitt des Überdruckventils von einer Gehäusewand eines Gehäuses der Druckregeleinrichtung abragt. Eine Eintrittsöffnung des Überdruckventils ist dabei innerhalb des Gehäuses angeordnet. Damit ist es möglich, die Druckregeleinrichtung über das Überdruckventil mit der Entlüftungsleitung zu verbinden.The pressure relief valve is non-positively and / or positively and / or materially connected to the pressure control device, wherein an outlet opening of the pressure relief valve comprehensive portion of the pressure relief valve protrudes from a housing wall of a housing of the pressure control device. An inlet opening of the pressure relief valve is arranged inside the housing. This makes it possible to connect the pressure control device via the pressure relief valve with the vent line.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Halteelement einen plattenförmigen Grundkörper und eine Anzahl von Befestigungsöffnungen, die in den Grundkörper eingebracht sind. Die plattenförmige Ausbildung des Grundkörpers ermöglicht damit eine mechanisch stabile kraftschlüssige Verbindung des Halteelements mit dem Gehäuse der Druckregeleinrichtung im Bereich des Überdruckventils, wobei der plattenförmige Grundkörper mit einer Rückseite des Halteelements parallel zur Gehäusewand angeordnet ist. Die Rückseite des Halteelements ist dabei eine der Gehäusewand zugewandte Seite des Grundkörpers.In a preferred embodiment, the holding element comprises a plate-shaped base body and a number of fastening openings, which are introduced into the base body. The plate-shaped design of the base body thus enables a mechanically stable frictional connection of the holding element with the housing of the pressure control device in the region of the pressure relief valve, wherein the plate-shaped base body is arranged with a rear side of the holding element parallel to the housing wall. The rear side of the retaining element is a side of the base body facing the housing wall.
Für den Kraftschluss sind Befestigungsschrauben vorgesehen, welche durch die Befestigungsöffnungen durchgeführt sind. Die Befestigungsschrauben werden bei der Montage nach Hindurchführen durch die Befestigungsöffnungen festgezogen, so dass das Halteelement und die Gehäusewand gegeneinander verpresst sind. Alternativ kann der Grundkörper auch mittels weiterer geeigneter Befestigungselemente, z. B. Nieten, Bolzen, Klemmen etc., mit der Gehäusewand verbunden werden.For the frictional fastening screws are provided, which are carried out through the mounting holes. The mounting screws are tightened during assembly after passing through the mounting holes, so that the holding element and the housing wall are pressed against each other. Alternatively, the base body by means of other suitable fasteners, eg. As rivets, bolts, terminals, etc., are connected to the housing wall.
Des Weiteren ist ein mit der Austrittsöffnung des Überdruckventils verbundener erster Abschnitt der Entlüftungsleitung vorzugsweise als eine Negativform des von der Gehäusewand abragenden Abschnitts des Überdruckventils ausgebildet, so dass bei Anordnung des Halteelements an der Gehäusewand die Entlüftungsleitung auf dem abragenden Abschnitt des Überdruckventils positioniert werden kann, wobei der abragende Abschnitt des Überdruckventils von dem ersten Abschnitt der Entlüftungsleitung umgeben ist. Der erste Abschnitt der Entlüftungsleitung erstreckt sich dabei in Richtung einer Vorderseite des Halteelements, wobei die Vorderseite eine Seite des Grundkörpers ist, die der Gehäusewand abgewandt ist.Furthermore, a connected to the outlet opening of the pressure relief valve first portion of the vent line is preferably formed as a negative mold protruding from the housing wall portion of the pressure relief valve, so that when the holding member is arranged on the housing wall, the vent line can be positioned on the projecting portion of the pressure relief valve, wherein the projecting portion of the pressure relief valve is surrounded by the first portion of the vent line. The first portion of the vent line extends in the direction of a front side of the holding element, wherein the front side is a side of the base body, which faces away from the housing wall.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Innendurchmesser des ersten Abschnitts der Entlüftungsleitung gegenüber einem Innendurchmesser eines dem ersten Abschnitt nachfolgenden zweiten Abschnitts vergrößert. Damit ist insbesondere ein Bauraum zur Anordnung der Entlüftungsleitung in einem Fahrzeug gegenüber einem gleichbleibenden Innendurchmesser verringert. In a further preferred embodiment, an inner diameter of the first section of the vent line is increased in relation to an inner diameter of a second section following the first section. Thus, in particular a space for arranging the vent line in a vehicle relative to a constant inner diameter is reduced.
Der erste Abschnitt der Entlüftungsleitung ist an den Grundkörper angeformt, wobei der Grundkörper im Bereich des angeformten ersten Abschnitts eine erste Aussparung aufweist, deren Durchmesser mit einem Innendurchmesser des ersten Abschnitts korrespondiert. Damit ist eine Verbindung zwischen dem Überdruckventil und der Entlüftungsleitung bei Anordnung des Grundkörpers an der Gehäusewand sichergestellt.The first section of the vent line is integrally formed on the base body, wherein the base body in the region of the molded-on first section has a first recess whose diameter corresponds to an inner diameter of the first section. This ensures a connection between the overpressure valve and the vent line when the main body is arranged on the housing wall.
Vorzugsweise umfasst der Grundkörper eine zweite Aussparung, an die eine bauchige Auswölbung angeformt ist, die sich in Richtung der Vorderseite des Halteelements erstreckt, wobei die bauchige Auswölbung einen Hohlraum bildet, welcher mit einem mittels des ersten Abschnitts der Entlüftungsleitung gebildeten Hohlraums verbunden ist.Preferably, the base body comprises a second recess, on which a bulbous bulge is formed, which extends in the direction of the front side of the holding element, wherein the bulbous bulge forms a cavity, which is connected to a cavity formed by means of the first portion of the vent line.
Besonders bevorzugt ist die zweite Aussparung mit der Druckregeleinrichtung verbunden, so dass eine Entlüftung der Druckregeleinrichtung sichergestellt ist, wobei ein Überdruck in der Druckregeleinrichtung, welcher beim Betrieb der Druckregeleinrichtung entstehen kann, über die Entlüftungsleitung abgelassen werden kann.Particularly preferably, the second recess is connected to the pressure control device, so that a venting of the pressure control device is ensured, wherein an overpressure in the pressure control device, which may arise during operation of the pressure control device, can be discharged via the vent line.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Zur besseren Veranschaulichung sind in allen
Die
Die Sicherheitsvorrichtung
Die Sicherheitsvorrichtung
Die Druckregeleinrichtung
Der Brennstofftank ist über einen ebenfalls nicht dargestellten Tankstutzen von einer externen Brennstoffquelle mit einem Brennstoff B, z. B. Wasserstoff, befüllbar. Mittels der Versorgungsleitung
Die Druckregeleinrichtung
Des Weiteren ist die Druckregeleinrichtung
Das Überdruckventil
Mit einem zweiten Ende, insbesondere einer Austrittsöffnung, ragt das Überdruckventil
Das Überdruckventil
Zusätzlich kann die Entlüftungsleitung
Die Entlüftungsleitung
Das Halteelement
Das Halteelement
Für eine weitere Befestigung des Halteelements
Die Außenflanken
An den Grundkörper
Der erste Abschnitt
Ein dem ersten Abschnitt
Der Grundkörper
Die zweite Aussparung
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Sicherheitsvorrichtungsafety device
- 1.11.1
- DruckregeleinrichtungPressure control device
- 1.1.11.1.1
- Gehäusecasing
- 1.1.1.11.1.1.1
- Gehäusewandhousing wall
- 1.21.2
- ÜberdruckventilPressure relief valve
- 1.31.3
- Entlüftungsleitungvent line
- 1.3.11.3.1
- erster Abschnittfirst section
- 1.3.21.3.2
- zweiter Abschnittsecond part
- 1.41.4
- Halteelementretaining element
- 1.4.11.4.1
- Grundkörperbody
- 1.4.21.4.2
- Befestigungsöffnungenmounting holes
- 1.4.31.4.3
- Außenflankenouter flanks
- 1.4.3.1.1.4.3.1.
- Befestigungsbohrungenmounting holes
- 1.4.41.4.4
- erste Aussparungfirst recess
- 1.4.51.4.5
- zweite Aussparungsecond recess
- 1.51.5
- bauchige Auswölbungbulbous bulge
- 22
- Versorgungsleitungsupply line
- 2.12.1
- Leitungsgehäuseline housing
- 33
- Befestigungsschraubefixing screw
- AA
- Abgasraumexhaust gas chamber
- BB
- Brennstofffuel
- FF
- Fahrzeug-UnterbodenverkleidungVehicle underbody panel
- x, y, zx, y, z
- Koordinatencoordinates
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 2008/0134693 A1 [0002] US 2008/0134693 A1 [0002]
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014006026.8A DE102014006026A1 (en) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | Safety device for a fuel cell stack |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014006026.8A DE102014006026A1 (en) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | Safety device for a fuel cell stack |
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DE102014006026A1 true DE102014006026A1 (en) | 2015-10-29 |
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