DE102015210133A1

DE102015210133A1 - The fuel cell system

Info

Publication number: DE102015210133A1
Application number: DE102015210133.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schulze; Franz Wetzl; Rolf Lernbecher; Oliver Kriese; Friedrich Kneule; Andre Moc; Steffen Derhardt; Thomas Loibl; Imke Heeren; Herbert Waibel; Bernd Lutz; Alexander Konstandin; Frank Schuler; Stefan Schoenbauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2016-12-08

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffzellensystem mit einer Mehrzahl von insbesondere tubularen Brennstoffzelleneinheiten (12a, 14a; 12b), mit einer Mehrzahl von Hauptgaskanälen (16a; 16b), welche dazu vorgesehen sind, ein Brenngas einzuleiten und/oder ein Abgas auszuleiten und mit einer Mehrzahl von Nebengaskanälen (18a; 18b), welche dazu vorgesehen sind, den Brennstoffzelleneinheiten (12a, 14a; 12b) das Brenngas aus zumindest einem der Hauptgaskanäle (16a; 16b) zuzuleiten und/oder das Abgas von den Brennstoffzelleneinheiten (12a, 14a; 12b) zumindest einem der Hauptgaskanäle (16a; 16b) gesammelt zuzuleiten. Es wird vorgeschlagen, dass die Hauptgaskanäle (16a; 16b) und die Nebengaskanäle (18a; 18b) zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.The invention is based on a fuel cell system having a plurality of particular tubular fuel cell units (12a, 14a, 12b), with a plurality of main gas ducts (16a, 16b), which are intended to introduce a fuel gas and / or discharge an exhaust gas and with a A plurality of sub-gas passages (18a, 18b) adapted to supply the fuel cell units (12a, 14a, 12b) with the fuel gas from at least one of the main gas passages (16a, 16b) and / or the exhaust gas from the fuel cell units (12a, 14a, 12b ) at least one of the main gas channels (16a, 16b) to be supplied in a concentrated manner. It is proposed that the main gas passages (16a, 16b) and the subsidiary gas passages (18a, 18b) are arranged at least substantially in a common plane.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fuel cell system according to the preamble of patent claim 1.

Es sind bereits Brennstoffzellensysteme bekannt, welche eine Mehrzahl tubularer Brennstoffzelleneinheiten aufweisen. Die bekannten Brennstoffzellensysteme umfassen eine Mehrzahl von Hauptgaskanälen, welche dazu vorgesehen sind, ein Brenngas einzuleiten und/oder ein Abgas auszuleiten und eine Mehrzahl von Nebengaskanälen, welche dazu vorgesehen sind, den Brennstoffzelleneinheiten das Brenngas aus zumindest einem der Hauptgaskanäle zuzuleiten und/oder das Abgas von den Brennstoffzelleneinheiten zumindest einem der Hauptgaskanäle gesammelt zuzuleiten. Fuel cell systems are already known which have a plurality of tubular fuel cell units. The known fuel cell systems include a plurality of main gas passages, which are provided to introduce a fuel gas and / or discharge an exhaust gas and a plurality of sub-gas passages, which are provided to the fuel cell units to supply the fuel gas from at least one of the main gas channels and / or the exhaust gas from to supply the fuel cell units collected at least one of the main gas channels.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffzellensystem mit einer Mehrzahl von insbesondere tubularen Brennstoffzelleneinheiten, mit einer Mehrzahl von Hauptgaskanälen, welche dazu vorgesehen sind, ein Brenngas einzuleiten und/oder ein Abgas auszuleiten und mit einer Mehrzahl von Nebengaskanälen, welche dazu vorgesehen sind, den Brennstoffzelleneinheiten das Brenngas aus zumindest einem der Hauptgaskanäle zuzuleiten und/oder das Abgas von den Brennstoffzelleneinheiten zumindest einem der Hauptgaskanäle gesammelt zuzuleiten.The invention is based on a fuel cell system with a plurality of particular tubular fuel cell units, with a plurality of main gas channels, which are intended to initiate a fuel gas and / or discharge an exhaust gas and with a plurality of sub-gas channels, which are provided to the fuel cell units To supply fuel gas from at least one of the main gas channels and / or zugeleiten the exhaust gas from the fuel cell units collected at least one of the main gas channels.

Es wird vorgeschlagen, dass die Hauptgaskanäle und die Nebengaskanäle zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Unter einem „Brennstoffzellensystem“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein System zu einer stationären und/oder mobilen Gewinnung, insbesondere elektrischer und/oder thermischer, Energie unter Verwendung zumindest einer Brennstoffzelleneinheit und vorzugsweise unter Verwendung einer Mehrzahl von miteinander verschalteten Brennstoffzelleneinheiten verstanden werden. Unter einer „Brennstoffzelleneinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine chemische Reaktionsenergie zumindest eines, insbesondere kontinuierlich zugeführten, Brenngases, insbesondere Wasserstoff und/oder Methan und/oder Kohlenstoffmonoxid, und zumindest eines Oxidationsmittels, insbesondere Sauerstoff, insbesondere in elektrische Energie umzuwandeln. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Insbesondere sind die Brennstoffzelleneinheiten als tubulare Brennstoffzelleneinheiten ausgebildet. Unter einer „tubularen Brennstoffzelleneinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Brennstoffzelleneinheit mit einem röhrenförmigen Grundkörper verstanden werden. Insbesondere ist der röhrenförmige Grundkörper an einer Endseite geschlossen ausgeführt. Insbesondere weist der Grundkörper zumindest einen gasdurchlässig ausgebildeten Teilbereich auf. Insbesondere ist der zumindest eine gasdurchlässige Teilbereich zur Zuführung von Sauerstoff oder Luft vorgesehen. Insbesondere weist die tubulare Brennstoffzelleneinheit zumindest eine Funktionsschicht auf, welche auf den wenigstens einen zumindest teilweise gasdurchlässig ausgebildeten Teilbereich aufgebracht ist. Unter einer „Funktionsschicht“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Schicht verstanden werden, welche insbesondere zumindest eine Anode und zumindest eine Kathode sowie zumindest ein zwischen der zumindest einen Anode und der zumindest einen Kathode angeordnetes Elektrolyt aufweist. Insbesondere kann die zumindest eine Funktionsschicht auf einer Innenseite und/oder einer Außenseite des Grundkörpers angeordnet sein. Vorzugsweise ist die zumindest eine Funktionsschicht vollständig auf einer Innenseite des Grundkörpers angeordnet. Die tubulare Brennstoffzelleneinheit weist insbesondere ein Zuströmelement auf, welches dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand das Brenngas innenseitig in den Trägerkörper der tubularen Brennstoffzellenvorrichtung zu leiten. Unter einem „Zuströmelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein zumindest im Wesentlichen röhrenförmiges Element verstanden werden, welches dazu vorgesehen ist, zumindest in einem montierten Zustand zumindest teilweise in den Grundkörper der Brennstoffzellenvorrichtung hineinzuragen.It is proposed that the main gas channels and the secondary gas channels are arranged at least substantially in a common plane. In this context, a "fuel cell system" is to be understood as meaning, in particular, a system for stationary and / or mobile extraction, in particular electrical and / or thermal, energy using at least one fuel cell unit and preferably using a plurality of fuel cell units interconnected with one another. In this context, a "fuel cell unit" is to be understood as meaning in particular a unit which is provided with at least one chemical reaction energy of at least one, in particular continuously supplied, fuel gas, in particular hydrogen and / or methane and / or carbon monoxide, and at least one oxidant, in particular To convert oxygen, especially into electrical energy. By "provided" is intended to be understood in particular specially programmed, designed and / or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state. In particular, the fuel cell units are designed as tubular fuel cell units. A "tubular fuel cell unit" is to be understood in this context, in particular a fuel cell unit having a tubular base body. In particular, the tubular base body is designed to be closed on one end side. In particular, the base body has at least one gas-permeable part region. In particular, the at least one gas-permeable subregion is provided for the supply of oxygen or air. In particular, the tubular fuel cell unit has at least one functional layer which is applied to the at least one at least partially gas-permeable part region. In this context, a "functional layer" is to be understood as meaning, in particular, a layer which has, in particular, at least one anode and at least one cathode and at least one electrolyte arranged between the at least one anode and the at least one cathode. In particular, the at least one functional layer can be arranged on an inner side and / or an outer side of the main body. Preferably, the at least one functional layer is arranged completely on an inner side of the main body. The tubular fuel cell unit has, in particular, an inflow element which is provided to guide the fuel gas on the inside into the carrier body of the tubular fuel cell device in at least one operating state. In this context, an "inflow element" is to be understood as meaning, in particular, an at least substantially tubular element which is intended to project at least partially into the main body of the fuel cell device, at least in an assembled state.

Das Brenngassystem weist insbesondere zumindest zwei Hauptgaskanäle auf. Insbesondere ist zumindest einer der Hauptgaskanäle als Brenngashauptkanal ausgebildet. Zumindest ein weiterer der Hauptgaskanäle ist insbesondere als Abgashauptkanal ausgebildet. Der Brenngashauptkanal ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Brenngas einzuleiten. Insbesondere ist der Brenngashauptkanal dazu vorgesehen, mit einer externen Brenngasquelle verbunden zu werden. Der Abgashauptkanal ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Abgas aus dem Brenngassystem auszuleiten. Insbesondere ist der Abgashauptkanal dazu vorgesehen, mit einem externen Abgasleitsystem verbunden zu werden. Ferner weist das Brenngassystem eine Mehrzahl von Nebengaskanälen auf. Insbesondere ist zumindest ein Teil der Nebengaskanäle als Brenngasnebenkanäle ausgebildet. Insbesondere ist zumindest ein weiterer Teil der Nebengaskanäle als Abgasnebenkanäle ausgebildet. Die Brenngasnebenkanäle sind insbesondere dazu vorgesehen, den Brennstoffzelleneinheiten das Brenngas aus einem Brenngashauptkanal zuzuleiten. Die Abgasnebenkanäle sind insbesondere dazu vorgesehen, das Abgas von den Brennstoffzelleneinheiten einem Abgashauptkanal gesammelt zuzuleiten. The fuel gas system has in particular at least two main gas channels. In particular, at least one of the main gas channels is designed as a fuel gas main channel. At least one of the main gas channels is designed in particular as a main exhaust gas channel. The fuel gas main channel is in particular intended to introduce a fuel gas. In particular, the fuel gas main channel is intended to be connected to an external fuel gas source. The exhaust main channel is in particular intended to discharge an exhaust gas from the fuel gas system. In particular, the exhaust main channel is intended to be connected to an external exhaust control system. Furthermore, the fuel gas system has a plurality of sub-gas channels. In particular, at least some of the secondary gas channels are formed as fuel gas secondary channels. In particular, at least one further part of the secondary gas channels is designed as exhaust secondary channels. The fuel gas side channels are in particular provided to the fuel cell units to supply the fuel gas from a fuel gas main channel. The exhaust side channels are in particular provided to supply the exhaust gas from the fuel cell units to a main exhaust channel.

Darunter, dass die Hauptgaskanäle und die Nebengaskanäle „zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Hauptgaskanäle und die Nebengaskanäle über zumindest 85 %, vorteilhaft über zumindest 90 % und besonders vorteilhaft über zumindest 95 % ihrer jeweiligen Längserstreckung hinweg in einer gemeinsamen Ebene verlaufen. Unter einer „Längserstreckungsrichtung" eines Objekts soll insbesondere eine Richtung verstanden werden, welche parallel ist zu einer längsten Kante eines kleinsten gedachten Quaders, welcher das Objekt gerade noch umgibt. Insbesondere entspricht die Längserstreckungsrichtung der Hauptgaskanäle und der Nebengaskanäle jeweils der Hauptströmungsrichtung. Insbesondere beträgt eine Abweichung der Hauptgaskanäle und der Nebengaskanäle von der gemeinsamen Ebene in jedem Punkt entlang der jeweiligen Längserstreckung maximal 20 %, vorteilhaft maximal 10 % und besonders vorteilhaft maximal 5 % eines jeweiligen Gaskanaldurchmessers.By the fact that the main gas ducts and the auxiliary gas ducts "are arranged at least substantially in a common plane" should be understood in this context that the main gas ducts and the auxiliary gas ducts over at least 85%, advantageously over at least 90% and particularly advantageously over at least 95% extend along their respective longitudinal extent in a common plane. A "longitudinal extension direction" of an object should be understood to mean, in particular, a direction which is parallel to a longest edge of a smallest imaginary cuboid which just surrounds the object the main gas channels and the secondary gas channels from the common plane at each point along the respective longitudinal extent of a maximum of 20%, advantageously at most 10% and more preferably at most 5% of a respective gas channel diameter.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann ein gattungsgemäßes Brennstoffzellensystem mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Gasleitung bereitgestellt werden. By such a configuration, a generic fuel cell system having improved properties with respect to a gas line can be provided.

Insbesondere kann eine vorteilhaft zentrale Brenngaszuleitung und/oder Abgasableitung erreicht werden. Ferner kann eine vorteilhafte Brenngasverteilung auf die Brenngaseinheiten und/oder eine vorteilhaft gesammelte Ableitung von Abgasen der Brennstoffzelleneinheiten erfolgen.In particular, an advantageous central fuel gas supply and / or exhaust gas discharge can be achieved. Furthermore, an advantageous distribution of fuel gas to the fuel gas units and / or an advantageously collected discharge of exhaust gases of the fuel cell units can take place.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Hauptgaskanäle und die Nebengaskanälen zumindest im Wesentlichen rechtwinklig zueinander verlaufen. Darunter, dass die Hauptgaskanäle und die Nebengaskanäle „zumindest im Wesentlichen rechtwinklig zueinander verlaufen, soll insbesondere verstanden werden, dass eine Längserstreckungsrichtung jedes Nebengaskanals mit einer Längserstreckungsrichtung jedes Hauptgaskanals einen Winkel einschließt, welcher maximal um 15°, vorteilhaft um maximal 5° und besonders vorteilhaft um maximal 2° von einem 90° Winkel abweicht. Vorzugsweise sind die Hauptgaskanäle zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Vorzugsweise sind die Nebengaskanäle zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Unter „im Wesentlichen parallel“ soll hier insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Hierdurch kann eine vorteilhafte Anordnung der Hauptgaskanäle und der Nebengaskanäle, insbesondere im Hinblick auf eine Gasdurchströmung, erreicht werden.It is also proposed that the main gas channels and the secondary gas channels run at least substantially at right angles to one another. By the fact that the main gas ducts and the auxiliary gas ducts "extend at least substantially at right angles to one another, it should be understood that a longitudinal extension direction of each secondary gas duct with an elongate direction of each main gas duct forms an angle which is at most 15 °, advantageously at most 5 ° and particularly advantageous 2 ° apart from a 90 ° angle. Preferably, the main gas channels are arranged at least substantially parallel to each other. Preferably, the minor gas channels are arranged at least substantially parallel to each other. "Substantially parallel" is to be understood here as meaning, in particular, an alignment of a direction relative to a reference direction, in particular in a plane, wherein the direction relative to the reference direction is a deviation, in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 °. In this way, an advantageous arrangement of the main gas channels and the secondary gas channels, in particular with regard to a gas flow, can be achieved.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil der Brennstoffzelleneinheiten zumindest teilweise die Nebengaskanäle ausbildet. Insbesondere bildet der Teil der Brennstoffzelleneinheiten zumindest teilweise Brenngasnebenkanäle und Abgasnebenkanäle aus. Insbesondere weisen die Brennstoffzelleneinheiten jeweils einen Montagefuß auf, welcher in Umfangsrichtung betrachtet ein Teilsegment einer Begrenzungswand zumindest eines Nebengaskanals ausbildet und dazu vorgesehen ist, in einem mit zumindest einem weiteren Montagefuß zumindest einer weiteren Brennstoffzelleneinheit montierten Zustand einen Nebengaskanal auszubilden. Unter einem „Montagefuß“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein vorzugsweise zumindest teilweise als ein Sockel und/oder als ein Flansch ausgebildeter Bereich der Brennstoffzelleneinheit verstanden werden, welcher insbesondere zu einer Montage und insbesondere zu einer Befestigung und/oder Abdichtung der Brennstoffzelleneinheit insbesondere innerhalb eines Brennstoffzellensystems vorgesehen ist. Hierdurch können vorteilhaft einfache Nebengaskanäle ausgebildet werden. Furthermore, it is proposed that at least part of the fuel cell units at least partially form the secondary gas channels. In particular, the part of the fuel cell units at least partially forms fuel gas side channels and exhaust side channels. In particular, the fuel cell units each have a mounting foot which, viewed in the circumferential direction, forms a partial segment of a boundary wall of at least one secondary gas channel and is designed to form a secondary gas channel in a state mounted with at least one further mounting foot of at least one further fuel cell unit. In this context, a "mounting foot" should be understood as meaning, in particular, a region of the fuel cell unit which is at least partially designed as a base and / or as a flange and which in particular affixes to a mounting and in particular to a fastening and / or sealing of the fuel cell unit, in particular within a fuel cell system is provided. As a result, advantageously simple secondary gas channels can be formed.

Insbesondere kann eine Verwendung zusätzlicher Gasleitungen vorteilhaft entfallen, wodurch Kosten vorteilhaft minimiert werden können.In particular, the use of additional gas lines can advantageously be dispensed with, whereby costs can advantageously be minimized.

Vorzugsweise sind die Brennstoffzelleneinheiten, welche zumindest teilweise die Nebengaskanäle ausbilden, identisch zueinander ausgebildet. Insbesondere sind die Brennstoffzelleneinheiten hinsichtlich eines funktionellen und/oder geometrischen Aufbaus identisch zueinander ausgebildet. Hierdurch können Herstellungskosten vorteilhaft minimiert werden.Preferably, the fuel cell units, which at least partially form the secondary gas channels, are formed identical to one another. In particular, the fuel cell units are formed identical to each other in terms of a functional and / or geometric structure. As a result, manufacturing costs can be advantageously minimized.

Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil der Brennstoffzelleneinheiten zumindest teilweise die Hauptgaskanäle ausbildet. Insbesondere bildet ein Teil der Brennstoffzelleneinheiten zumindest teilweise einen Brenngashauptkanal oder einen Abgashauptkanal aus. Insbesondere weisen die Brennstoffzelleneinheiten jeweils einen Montagefuß auf, welcher in Umfangsrichtung betrachtet ein Teilsegment einer Begrenzungswand zumindest eines Hauptgaskanals ausbildet und dazu vorgesehen ist, in einem mit zumindest einem weiteren Montagefuß zumindest einer weiteren Brennstoffzelleneinheit montierten Zustand einen Hauptgaskanal auszubilden. Insbesondere können die Montagefüße zusätzlich ein Teilsegment einer Begrenzungswand zumindest eines Nebengaskanals aufweisen, welches dazu vorgesehen ist, in einem mit zumindest einem weiteren Montagefuß zumindest einer weiteren Brennstoffzelleneinheit montierten Zustand einen Nebengaskanal auszubilden. Vorzugsweise sind die Brennstoffzelleneinheiten, welche zumindest teilweise die Hauptgaskanäle ausbilden, verschieden zu den Brennstoffzelleneinheiten ausgebildet, welche zumindest teilweise die Nebengaskanäle ausbilden. Hierdurch können vorteilhaft einfach Hauptgaskanäle ausgebildet werden. Insbesondere kann eine Verwendung zusätzlicher Gasleitungen vorteilhaft entfallen, wodurch Kosten vorteilhaft minimiert werden können.It is also proposed that at least part of the fuel cell units at least partially form the main gas channels. In particular, a part of the fuel cell units at least partially forms a fuel gas main channel or an exhaust main channel. In particular, the fuel cell units each have a mounting foot which, viewed in the circumferential direction, forms a partial segment of a boundary wall of at least one main gas channel and is intended to form a main gas channel in a state mounted with at least one further mounting foot of at least one further fuel cell unit. In particular, the mounting feet additionally have a sub-segment of a boundary wall of at least one secondary gas channel which is provided to form a secondary gas channel in a state mounted with at least one further mounting foot of at least one further fuel cell unit. Preferably, the fuel cell units, which at least partially form the main gas channels, are formed differently to the fuel cell units, which at least partially form the secondary gas channels. As a result, main gas channels can advantageously be formed simply. In particular, the use of additional gas lines can advantageously be dispensed with, whereby costs can advantageously be minimized.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Brennstoffzellensystem zumindest ein von einer Brennstoffzelleneinheit verschiedenes Kanalelement aufweist, welches dazu vorgesehen ist, gemeinsam mit zumindest einem Teil der Brennstoffzelleneinheiten die Hauptgaskanäle zumindest teilweise auszubilden. Insbesondere weist das Kanalelement zumindest ein Teilsegment einer Begrenzungswand zumindest eines Hauptgaskanals auf, welches dazu vorgesehen ist, in einem mit zumindest einem Montagefuß zumindest einer Brennstoffzelleneinheit montierten Zustand einen Hauptgaskanal auszubilden. Hierdurch können vorteilhaft einfach Hauptgaskanäle ausgebildet werden. Insbesondere kann eine Verwendung zusätzlicher Gasleitungen vorteilhaft entfallen, wodurch Kosten vorteilhaft minimiert werden können.Furthermore, it is proposed that the fuel cell system has at least one channel element that is different from a fuel cell unit and that is provided to at least partially form the main gas passages together with at least one part of the fuel cell units. In particular, the channel element has at least one partial segment of a boundary wall of at least one main gas channel, which is provided to form a main gas channel in a state mounted with at least one mounting foot of at least one fuel cell unit. As a result, main gas channels can advantageously be formed simply. In particular, the use of additional gas lines can advantageously be dispensed with, whereby costs can advantageously be minimized.

Ferner wird vorgeschlagen, dass eine Einströmrichtung des Brenngases in zumindest einen der Hauptgaskanäle, insbesondere in einen Brenngashauptkanal, hinein zumindest im Wesentlichen einer Ausströmrichtung des Abgases aus zumindest einem weiteren der Hauptgaskanäle, insbesondere aus einen Abgashauptkanal, hinaus entspricht. Furthermore, it is proposed that an inflow direction of the fuel gas into at least one of the main gas passages, in particular into a fuel gas main channel, at least substantially corresponds to an outflow direction of the exhaust gas from at least one further of the main gas passages, in particular from an exhaust main passage.

Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.The fuel cell system according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the fuel cell system according to the invention may have a number deviating from a number of individual elements, components and units specified herein for fulfilling a mode of operation described herein.

Zeichnungdrawing

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, two embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Es zeigt:It shows:

1 eine perspektivische Darstellung eines Brennstoffzellensystems mit einer Mehrzahl von Brennstoffzelleneinheiten, welche Hauptgaskanäle und Nebengaskanäle ausbilden, 1 3 is a perspective view of a fuel cell system having a plurality of fuel cell units that form main gas channels and sub-gas channels,

2 eine perspektivische Darstellung eines Brennstoffzellenstacks, welcher zwei Brennstoffzellensysteme gemäß 1 umfasst, 2 a perspective view of a fuel cell stack, which two fuel cell systems according to 1 includes,

3 eine perspektivische Darstellung eines Brennstoffzellensystems mit einer Mehrzahl von Brennstoffzelleneinheiten, welche Nebengaskanäle ausbilden, und Kanalelementen, welche Hauptgaskanäle ausbilden, und 3 a perspective view of a fuel cell system having a plurality of fuel cell units, which form sub-gas channels, and channel elements, which form main gas channels, and

4 eine perspektivische Darstellung eines Brennstoffzellenstacks, welcher zwei Brennstoffzellensysteme gemäß 3 umfasst. 4 a perspective view of a fuel cell stack, which two fuel cell systems according to 3 includes.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Brennstoffzellensystem 10a mit einer Mehrzahl von tubularen Brennstoffzelleneinheiten 12a, 14a. Das Brennstoffzellensystem 10a weist hier beispielhaft 36 Brennstoffzelleneinheiten 12a, 14a auf, welche in einer Anordnung von 6 mal 6 Brennstoffzelleneinheiten 12a, 14a angeordnet sind. Alternativ kann ein Brennstoffzellensystem eine abweichende Anzahl von Brennstoffzelleneinheiten und/oder eine abweichende Anordnung von Brennstoffzelleneinheiten aufweisen. Ferner weist das Brennstoffzellensystem 10a zwei Hauptgaskanäle 16a auf. Die Hauptgaskanäle 16a sind dazu vorgesehen, ein Brenngas einzuleiten und/oder ein Abgas auszuleiten. Hierzu ist einer der Hauptgaskanäle 16a als ein Brenngashauptkanal 26a ausgebildet, welcher dazu vorgesehen ist, das Brenngas einzuleiten. Ein zweiter der Hauptgaskanäle 16a ist als ein Abgashauptkanal 28a ausgebildet, welcher dazu vorgesehen ist, auszuleiten. Die Hauptgaskanäle 16a sind parallel zueinander angeordnet. Eine Einströmrichtung 22a des Brenngases in einen der Hauptgaskanäle 16a hinein entspricht einer Ausströmrichtung 24a des Abgases aus einem weiteren der Hauptgaskanäle 16a hinaus. Die Hauptgaskanäle 16a sind in Strömungsrichtung jeweils einseitig mittels eines Abschlusselements 42a gasdicht verschlossen. 1 shows a perspective view of a fuel cell system 10a with a plurality of tubular fuel cell units 12a . 14a , The fuel cell system 10a has here by way of example 36 fuel cell units 12a . 14a on which in an arrangement of 6 times 6 fuel cell units 12a . 14a are arranged. Alternatively, a fuel cell system may have a different number of fuel cell units and / or a different arrangement of fuel cell units. Furthermore, the fuel cell system 10a two main gas channels 16a on. The main gas channels 16a are intended to introduce a fuel gas and / or discharge an exhaust gas. This is one of the main gas channels 16a as a fuel gas main channel 26a formed, which is intended to initiate the fuel gas. A second of the main gas channels 16a is as an exhaust main channel 28a trained, which is intended to divert. The main gas channels 16a are arranged parallel to each other. An inflow direction 22a of the fuel gas into one of the main gas channels 16a in corresponds to a discharge direction 24a the exhaust gas from another of the main gas channels 16a out. The main gas channels 16a are each in the flow direction on one side by means of a closure element 42a sealed gas-tight.

Neben den Hauptgaskanälen 16a weist das Brennstoffzellensystem 10a eine Mehrzahl von Nebengaskanälen 18a auf. Die Nebengaskanäle 18a sind dazu vorgesehen, den Brennstoffzelleneinheiten 12a, 14a das Brenngas aus einem der Hauptgaskanäle 16a zuzuleiten und/oder das Abgas von den Brennstoffzelleneinheiten 12a, 14a einem der Hauptgaskanäle 16a gesammelt zuzuleiten. Hierzu ist ein Teil der Nebengaskanäle 18a als Brenngasnebenkanäle 30a ausgebildet, welche dazu vorgesehen sind, den Brennstoffzelleneinheiten 12a; 14a das Brenngas aus dem Brenngashauptkanal 26a zuzuleiten. Ein weiterer Teil der Nebengaskanäle 18a ist als Abgasnebenkanäle 32a ausgebildet, welche dazu vorgesehen sind, dem Abgashauptkanal 28a das Abgas von den Brennstoffzelleneinheiten 12a, 14a gesammelt zuzuleiten. Die Nebengaskanäle 18a sind parallel zueinander angeordnet. Die Hauptgaskanäle 16a und die Nebengaskanäle 18a sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Die Hauptgaskanäle 16a und die Nebengaskanälen 18a verlaufen rechtwinklig zueinander. Die Nebengaskanäle 18a sind zwischen den Hauptgaskanälen 16a angeordnet.Next to the main gas channels 16a has the fuel cell system 10a a plurality of sub-gas channels 18a on. The secondary gas channels 18a are intended to fuel cell units 12a . 14a the fuel gas from one of the main gas channels 16a zuzuleiten and / or the exhaust of the fuel cell units 12a . 14a one of the main gas channels 16a collected. This is part of the minor gas channels 18a as fuel gas side channels 30a formed, which are provided to the fuel cell units 12a ; 14a the fuel gas from the Brenngashauptkanal 26a be forwarded. Another part of the secondary gas channels 18a is as exhaust side channels 32a formed, which are provided to the exhaust main channel 28a the exhaust gas from the fuel cell units 12a . 14a collected. The secondary gas channels 18a are arranged parallel to each other. The main gas channels 16a and the sub-gas channels 18a are arranged in a common plane. The main gas channels 16a and the sub-gas channels 18a are perpendicular to each other. The secondary gas channels 18a are between the main gas channels 16a arranged.

Ein Teil der Brennstoffzelleneinheiten 12a bildet teilweise die Nebengaskanäle 18a aus. Die Brennstoffzelleneinheiten 12a weisen jeweils einen Montagefuß 34a auf, welcher in Umfangsrichtung betrachtet jeweils ein Teilsegment einer Begrenzungswand eines Nebengaskanals 18a ausbildet. Die Montagefüße 34a sind jeweils dazu vorgesehen, in einem mit einem weiteren Montagefuß 34a weiterer Brennstoffzelleneinheiten 12a montierten Zustand die Nebengaskanäle 18a auszubilden. Die Brennstoffzelleneinheiten 12a, welche teilweise die Nebengaskanäle 18a ausbilden, sind identisch zueinander ausgebildet. Ein weiterer Teil der Brennstoffzelleneinheiten 14a bildet teilweise die Hauptgaskanäle 16a aus. Die Brennstoffzelleneinheiten 14a weisen jeweils einen Montagefuß 36a auf, welcher in Umfangsrichtung betrachtet ein Teilsegment einer Begrenzungswand eines Hauptgaskanals 16a ausbildet. Die Montagefüße 36a sind jeweils dazu vorgesehen, in einem mit einem weiteren Montagefuß 36a weiterer Brennstoffzelleneinheiten 14a montierten Zustand einen Hauptgaskanal 16a auszubilden. Die Montagefüße 36a weisen zusätzlich Teilsegmente einer Begrenzungswand zumindest eines Nebengaskanals 18a auf. Die Brennstoffzelleneinheiten 14a, welche teilweise die Hauptgaskanäle 16a ausbilden, sind verschieden zu den Brennstoffzelleneinheiten 12a ausgebildet, welche zumindest teilweise die Nebengaskanäle 18a ausbilden. Die Montagefüße 34a, 36a weisen jeweils eine rechteckige Grundfläche 40a auf. Die Montagefüße 34a, 36a sind untereinander beispielsweise mittels eines Glaslots verbunden und abgedichtet. Durch die rechteckige Grundfläche 40a der Montagefüße 34a, 36a ergibt sich für das gesamte Brennstoffzellensystem 10a ebenfalls eine rechteckige Grundfläche. Eine Einströmöffnung 44a und eine Ausströmöffnung 46a der Hauptgaskanäle 16a befinden sich in diagonal gegenüberliegenden Ecken des Brennstoffzellensystems 10a.A part of the fuel cell units 12a partially forms the secondary gas channels 18a out. The fuel cell units 12a each have a mounting foot 34a on, which viewed in the circumferential direction in each case a sub-segment of a boundary wall of a secondary gas channel 18a formed. The mounting feet 34a are each intended to be in one with another mounting foot 34a further fuel cell units 12a mounted state the sub-gas channels 18a train. The fuel cell units 12a , which partly the Nebengaskanäle 18a form, are formed identical to each other. Another part of the fuel cell units 14a partially forms the main gas channels 16a out. The fuel cell units 14a each have a mounting foot 36a on, which viewed in the circumferential direction, a sub-segment of a boundary wall of a main gas channel 16a formed. The mounting feet 36a are each intended to be in one with another mounting foot 36a further fuel cell units 14a mounted state a main gas channel 16a train. The mounting feet 36a additionally have subsegments of a boundary wall of at least one secondary gas channel 18a on. The fuel cell units 14a , which partially the main gas channels 16a are different to the fuel cell units 12a formed, which at least partially the Nebengaskanäle 18a form. The mounting feet 34a . 36a each have a rectangular base 40a on. The mounting feet 34a . 36a are interconnected, for example, by means of a glass solder and sealed. Due to the rectangular base 40a the mounting feet 34a . 36a results for the entire fuel cell system 10a also a rectangular base. An inflow opening 44a and an outflow port 46a the main gas channels 16a are located in diagonally opposite corners of the fuel cell system 10a ,

2 zeigt einen Brennstoffzellenstack 38a, welcher zwei Brennstoffzellensysteme 10a umfasst. Die Brennstoffzellensysteme 10a sind über die Montagefüße 34a, 36a der Brennstoffzelleneinheiten 12a, 14a miteinander verbunden, wodurch sich geschlossene Hauptgaskanäle 16a und Nebengaskanäle 18a ergeben. Alternativ ist es ebenso denkbar, Hauptgaskanäle und Nebengaskanäle mittels einer Deckplatte zu schließen. 2 shows a fuel cell stack 38a which two fuel cell systems 10a includes. The fuel cell systems 10a are above the mounting feet 34a . 36a the fuel cell units 12a . 14a interconnected, resulting in closed main gas channels 16a and secondary gas channels 18a result. Alternatively, it is also conceivable to close main gas ducts and auxiliary gas ducts by means of a cover plate.

In den 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1 und 2, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 2 und 3 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b ersetzt.In the 3 and 4 a further embodiment of the invention is shown. The following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the embodiments, wherein with respect to the same designated components, in particular with respect to components with the same reference numerals, in principle to the drawings and / or the description of the other embodiment, in particular 1 and 2 , can be referenced. To distinguish the embodiments of the letter a is the reference numerals of the embodiment in the 1 and 2 readjusted. In the embodiment of 2 and 3 the letter a is replaced by the letter b.

3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines alternativen Brennstoffzellensystems 10b mit einer Mehrzahl von tubularen Brennstoffzelleneinheiten 12b. Das Brennstoffzellensystem 10b weist hier beispielhaft 36 Brennstoffzelleneinheiten 12b auf, welche in einer Anordnung von 6 mal 6 Brennstoffzelleneinheiten 12b angeordnet sind. Alternativ kann ein Brennstoffzellensystem eine abweichende Anzahl von Brennstoffzelleneinheiten und/oder eine abweichende Anordnung von Brennstoffzelleneinheiten aufweisen. Ferner weist das Brennstoffzellensystem 10b zwei Hauptgaskanäle 16b auf. Die Hauptgaskanäle 16b sind dazu vorgesehen, ein Brenngas einzuleiten und/oder ein Abgas auszuleiten. Hierzu ist einer der Hauptgaskanäle 16b als ein Brenngashauptkanal 26b ausgebildet, welcher dazu vorgesehen ist, das Brenngas einzuleiten. Ein zweiter der Hauptgaskanäle 16b ist als ein Abgashauptkanal 28b ausgebildet, welcher dazu vorgesehen ist, auszuleiten. Die Hauptgaskanäle 16b sind parallel zueinander angeordnet. Eine Einströmrichtung 22b des Brenngases in einen der Hauptgaskanäle 16b hinein entspricht einer Ausströmrichtung 24b des Abgases aus einem weiteren der Hauptgaskanäle 16b hinaus. Die Hauptgaskanäle 16b sind in Strömungsrichtung jeweils einseitig mittels eines Abschlusselements 42b gasdicht verschlossen (vgl. 4). 3 shows a perspective view of an alternative fuel cell system 10b with a plurality of tubular fuel cell units 12b , The fuel cell system 10b has here by way of example 36 fuel cell units 12b on which in an arrangement of 6 times 6 fuel cell units 12b are arranged. Alternatively, a fuel cell system may have a different number of fuel cell units and / or a different arrangement of fuel cell units. Furthermore, the fuel cell system 10b two main gas channels 16b on. The main gas channels 16b are intended to introduce a fuel gas and / or discharge an exhaust gas. This is one of the main gas channels 16b as a fuel gas main channel 26b formed, which is intended to initiate the fuel gas. A second of the main gas channels 16b is as an exhaust main channel 28b trained, which is intended to divert. The main gas channels 16b are arranged parallel to each other. An inflow direction 22b of the fuel gas into one of the main gas channels 16b in corresponds to a discharge direction 24b the exhaust gas from another of the main gas channels 16b out. The main gas channels 16b are each in the flow direction on one side by means of a closure element 42b sealed gas-tight (cf. 4 ).

Neben den Hauptgaskanälen 16b weist das Brennstoffzellensystem 10b eine Mehrzahl von Nebengaskanälen 18b auf. Die Nebengaskanäle 18b sind dazu vorgesehen, den Brennstoffzelleneinheiten 12b das Brenngas aus einem der Hauptgaskanäle 16b zuzuleiten und/oder das Abgas von den Brennstoffzelleneinheiten 12b einem der Hauptgaskanäle 16b gesammelt zuzuleiten. Hierzu ist ein Teil der Nebengaskanäle 18b als Brenngasnebenkanäle 30b ausgebildet, welche dazu vorgesehen sind, den Brennstoffzelleneinheiten 12b das Brenngas aus dem Brenngashauptkanal 26b zuzuleiten. Ein weiterer Teil der Nebengaskanäle 18b ist als Abgasnebenkanäle 32b ausgebildet, welche dazu vorgesehen sind, dem Abgashauptkanal 28b das Abgas von den Brennstoffzelleneinheiten 12b gesammelt zuzuleiten. Die Nebengaskanäle 18b sind parallel zueinander angeordnet. Die Hauptgaskanäle 16b und die Nebengaskanäle 18b sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Die Hauptgaskanäle 16b und die Nebengaskanäle 18b verlaufen rechtwinklig zueinander. Die Nebengaskanäle 18b sind zwischen den Hauptgaskanälen 16b angeordnet.Next to the main gas channels 16b has the fuel cell system 10b a plurality of sub-gas channels 18b on. The secondary gas channels 18b are intended to fuel cell units 12b the fuel gas from one of the main gas channels 16b zuzuleiten and / or the exhaust gas from the fuel cell units 12b one of the main gas channels 16b collected. This is part of the minor gas channels 18b as fuel gas side channels 30b formed, which are provided to the fuel cell units 12b the fuel gas from the Brenngashauptkanal 26b be forwarded. Another part of the secondary gas channels 18b is as exhaust side channels 32b formed, which are provided to the exhaust main channel 28b the exhaust gas from the fuel cell units 12b collected. The secondary gas channels 18b are arranged parallel to each other. The main gas channels 16b and the sub-gas channels 18b are arranged in a common plane. The main gas channels 16b and the sub-gas channels 18b are perpendicular to each other. The secondary gas channels 18b are between the main gas channels 16b arranged.

Ein Teil der Brennstoffzelleneinheiten 12b bildet teilweise die Nebengaskanäle 18b aus. Die Brennstoffzelleneinheiten 12b weisen jeweils einen Montagefuß 34b auf, welcher in Umfangsrichtung betrachtet jeweils ein Teilsegment einer Begrenzungswand eines Nebengaskanals 18b ausbildet. Die Montagefüße 34b sind jeweils dazu vorgesehen, in einem mit einem weiteren Montagefuß 34b weiterer Brennstoffzelleneinheiten 12b montierten Zustand die Nebengaskanäle 18b auszubilden. Die Brennstoffzelleneinheiten 12b, welche teilweise die Nebengaskanäle 18b ausbilden, sind identisch zueinander ausgebildet. Ferner weist das Brennstoffzellensystem 10b von den Brennstoffzelleneinheiten 12b verschiedene Kanalelemente 20b auf. Die Kanalelemente 20b sind dazu vorgesehen, gemeinsam mit einem Teil der Brennstoffzelleneinheiten 12b die Hauptgaskanäle 16b auszubilden. Die Montagefüße 34b weisen jeweils eine rechteckige Grundfläche 40b auf. Die Montagefüße 34b sind untereinander beispielsweise mittels eines Glaslots verbunden und abgedichtet. Die Kanalelemente 20b sind beispielsweise mittels eines Glaslots mit Montagefüßen 34b der Brennstoffzelleneinheit 12b verbunden und abgedichtet. Durch die rechteckige Grundfläche 40b der Montagefüße 34b ergibt sich für das gesamte Brennstoffzellensystem 10b ebenfalls eine rechteckige Grundfläche. Eine Einströmöffnung 44b und eine Ausströmöffnung 46b der Hauptgaskanäle 16b befinden sich in diagonal gegenüberliegenden Ecken des Brennstoffzellensystems 10b.A part of the fuel cell units 12b partially forms the secondary gas channels 18b out. The fuel cell units 12b each have a mounting foot 34b on, which viewed in the circumferential direction in each case a sub-segment of a boundary wall of a secondary gas channel 18b formed. The mounting feet 34b are each intended to be in one with another mounting foot 34b further fuel cell units 12b mounted state the sub-gas channels 18b train. The fuel cell units 12b , which partly the Nebengaskanäle 18b form, are formed identical to each other. Furthermore, the fuel cell system 10b from the fuel cell units 12b different channel elements 20b on. The channel elements 20b are intended, together with a part of the fuel cell units 12b the main gas channels 16b train. The mounting feet 34b each have a rectangular base 40b on. The mounting feet 34b are interconnected, for example, by means of a glass solder and sealed. The channel elements 20b are for example by means of a glass solder with mounting feet 34b the fuel cell unit 12b connected and sealed. Due to the rectangular base 40b the mounting feet 34b results for the entire fuel cell system 10b also a rectangular base. An inflow opening 44b and an outflow port 46b the main gas channels 16b are located in diagonally opposite corners of the fuel cell system 10b ,

4 zeigt einen Brennstoffzellenstack 38b, welcher zwei Brennstoffzellensysteme 10b umfasst. Die Brennstoffzellensysteme 10b sind über die Montagefüße 34b der Brennstoffzelleneinheiten 12b und die Kanalelemente 20b miteinander verbunden, wodurch sich geschlossene Hauptgaskanäle 16b und Nebengaskanäle 18b ergeben. Alternativ ist es ebenso denkbar, Hauptgaskanäle und Nebengaskanäle mittels einer Deckplatte zu schließen. 4 shows a fuel cell stack 38b which two fuel cell systems 10b includes. The fuel cell systems 10b are above the mounting feet 34b the fuel cell units 12b and the channel elements 20b interconnected, resulting in closed main gas channels 16b and secondary gas channels 18b result. Alternatively, it is also conceivable to close main gas ducts and auxiliary gas ducts by means of a cover plate.

Claims

Fuel cell system with a plurality of particular tubular fuel cell units ( 12a . 14a ; 12b ), with a plurality of main gas channels ( 16a ; 16b ), which are intended to introduce a fuel gas and / or discharge an exhaust gas and with a plurality of secondary gas channels ( 18a ; 18b ), which are intended to the fuel cell units ( 12a . 14a ; 12b ) the fuel gas from at least one of the main gas channels ( 16a ; 16b ) and / or the exhaust gas from the fuel cell units ( 12a . 14a ; 12b ) at least one of the main gas channels ( 16a ; 16b ), characterized in that the main gas channels ( 16a ; 16b ) and the minor gas channels ( 18a ; 18b ) are arranged at least substantially in a common plane.

Fuel cell system according to claim 1, characterized in that the main gas channels ( 16a ; 16b ) and the minor gas channels ( 18a ; 18b ) extend at least substantially at right angles to each other.

Fuel cell system according to claim 1 or 2, characterized in that at least a part of the fuel cell units ( 12a ; 12b ) at least partially the minor gas channels ( 18a ; 18b ) trains.

Fuel cell system according to claim 3, characterized in that the fuel cell units ( 12a ; 12b ), which at least partially the minor gas channels ( 18a ; 18b ), are formed identical to each other.

Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the fuel cell units ( 14a ) at least partially the main gas channels ( 16a ) trains.

Fuel cell system at least according to claims 3 and 5, characterized in that the fuel cell units ( 14a ), which at least partially the main gas channels ( 16a ), unlike the fuel cell units ( 12a ) are formed, which at least partially the minor gas channels ( 18a ) train.

Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized by at least one of a fuel cell unit ( 12b ) different channel element ( 20b ), which is intended, together with at least a part of the fuel cell units ( 12b ) the main gas channels ( 16b ) at least partially.

Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized that an inflow direction ( 22a ; 22b ) of the fuel gas into at least one of the main gas channels ( 16a ; 16b ) in at least substantially an outflow direction ( 24a ; 24b ) of the exhaust gas from at least one other of the main gas channels ( 16a ; 16b ).

Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the main gas channels ( 16a ; 16b ) are arranged at least substantially parallel to each other.

Fuel cell system according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary gas channels ( 18a ; 18b ) are arranged at least substantially parallel to each other.

Fuel cell unit for a fuel cell system ( 10a ; 10b ) according to any one of claims 5 to 7.