DE102016215453A1

DE102016215453A1 - Gasprozessoreinheit, sowie Brennstoffzellenvorrichtung mit einer solchen Gasprozessoreinheit

Info

Publication number: DE102016215453A1
Application number: DE102016215453.2A
Authority: DE
Inventors: Norbert Domaschke; Maxime Carre
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-08-18
Filing date: 2016-08-18
Publication date: 2018-02-22
Also published as: WO2018033458A1; EP3501052A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasprozessoreinheit (26, 28), insbesondere Kathodengasprozessor (26), für eine Brennstoffzellenvorrichtung (10), welche zumindest eine erste Funktionseinheit (34) aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein erster Anschlusskasten (70) und zumindest ein zweiter Anschlusskasten (72) angeordnet sind, welche zur Speisung von zumindest einem Abgas eingerichtet sind. Die Erfindung betrifft auch eine Brennstoffzellenvorrichtung (10) mit einer solchen Gasprozessoreinheit (26).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasprozessoreinheit, insbesondere Kathodengasprozessor, für eine Brennstoffzellenvorrichtung, welche zumindest eine erste Funktionseinheit aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner auch eine Brennstoffzellenvorrichtung, welche eine erfindungsgemäße Gasprozessoreinheit aufweist.
Stand der Technik
Die DE 10 2014 226 082 A1 offenbart Gasprozessoreinheit, welche eine Mehrzahl von Funktionseinheiten aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung hat demgegenüber den Vorteil, dass zumindest ein erster Anschlusskasten (70) und zumindest ein zweiter Anschlusskasten (72) angeordnet sind, welche zur Speisung von zumindest einem Abgas eingerichtet sind, wodurch eine effektivere Betriebsweise der Gasprozessoreinheit ermöglicht wird.
Unter einer „Brennstoffzellenvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche insbesondere einen, vorzugsweise funktionstüchtigen, Bestandteil, insbesondere eine Konstruktions- und/oder Funktionskomponente, eines Brennstoffzellensystems oder das gesamte Brennstoffzellensystem ausbildet.
Unter einer „Brennstoffzelleneinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Brennstoffzelle verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine chemische Energie zumindest eines, insbesondere kontinuierlich zugeführten, Brenngases, insbesondere Wasserstoff und/oder Kohlenstoffmonoxid, und zumindest eines Oxidationsmittels, insbesondere Sauerstoff, insbesondere in elektrische Energie umzuwandeln. Die zumindest eine Brennstoffzelle kann insbesondere als Festoxid-Brennstoffzelle (engl. Solid Oxide Fuel Cell, abgek. SOFC) ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst die zumindest eine Brennstoffzelleneinheit eine Vielzahl von Brennstoffzellen, welche insbesondere in einem Brennstoffzellenstack angeordnet sind.
Unter einer „Gasprozessoreinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, ein insbesondere gasförmiges Fluid vor einer Zuleitung zu einer Anode und/oder zu einer Kathode einer Brennstoffzelleneinheit für eine Verwendung innerhalb einer in der Brennstoffzelleneinheit ablaufenden Reaktion und/oder zumindest ein Abgas der in der Brennstoffzelleneinheit ablaufenden Reaktion aufzubereiten und/oder nachzubereiten. Insbesondere ist zumindest ein Teil einer Gasprozessoreinheit oder die Gasprozessor als Einheit ein Kathodengasprozessor und/oder ein Anodengasprozessor.
Unter einer „Funktionseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Teileinheit der Gasprozessoreinheit verstanden werden, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, zumindest einen Beitrag zu einer Aufbereitung und/oder Vorbereitung des insbesondere gasförmigen Fluids und/oder des zumindest einen Abgases zu leisten. Die Gasprozessoreinheit umfasst insbesondere eine Mehrzahl, insbesondere zumindest zwei, insbesondere verschieden voneinander und/oder identisch zueinander ausgebildeter, Funktionseinheiten. Insbesondere sind die Funktionseinheiten der Gasprozessoreinheit in ein gemeinsames Gehäuse der Gasprozessoreinheit integriert. Insbesondere ist ein Teil der Funktionseinheiten als ein Kathodengasprozessor und/oder als ein Anodengasprozessor ausgebildet.
Unter einem „Kathodengasprozessor“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, insbesondere eine Umgebungsluft vor einer Zuführung an eine Kathode einer Brennstoffzelleneinheit auf eine Reaktionstemperatur zu erwärmen und/oder ein Anodenabgas der Brennstoffzelleneinheit nachzubereiten. Alternativ oder zusätzlich kann der Kathodengasprozessor dazu vorgesehen sein, zumindest einen Teil eines Erdgases und/oder eines Brenngases und/oder eines brenngashaltiges Gasgemischs auf eine Reaktionstemperatur zu erwärmen.
Unter einem „Anodengasprozessor“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, insbesondere ein Erdgas und/oder ein Brenngas und/oder ein brenngashaltiges Gasgemisch auf eine Reaktionstemperatur zu erwärmen und/oder das Erdgas in ein Brenngas und/oder ein Brenngasgemisch zu überführen. Alternativ oder zusätzlich kann der Anodengasprozessor dazu vorgesehen sein, zumindest einen Teil einer Umgebungsluft vor einer Zuführung an eine Kathode einer Brennstoffzelleneinheit auf eine Reaktionstemperatur zu erwärmen. Ebenso ist es denkbar, dass der Anodengasprozessor dazu vorgesehen ist, eine Entschwefelung von Brenngas vorzunehmen.
Unter einem „Erdgas“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Gas und/oder ein Gasgemisch, insbesondere ein Naturgasgemisch, verstanden werden, welches zumindest ein Alkan, insbesondere Methan, Ethan, Propan und/oder Butan, umfasst. Ferner kann das Erdgas weitere Bestandteile aufweisen, wie insbesondere Kohlenstoffdioxid und/oder Stickstoff und/oder Sauerstoff und/oder Schwefelverbindungen.
Unter einem „Anschlusskasten“ soll in diesem Zusammenhang ein Raum, insbesondere ein Vorraum und/oder Plenum, verstanden werden, welcher dazu eingerichtet ist ein Fluid, insbesondere ein Abgas, wie beispielsweise Kathodenabgas oder Anodenabgas, oder Erdgas, und/oder eine Umgebungsluft, zu einer Funktionseinheit, vorzugsweise zu einer Nachbrenneinheit, zu Speisen. Ein Anschlusskasten selbst kann zusätzliche Prozess-Anschlüsse aufweisen, welche dazu vorgesehen sind eine Zufuhr und/oder Abfuhr von Fluiden zu einer Gasprozessoreinheit zu ermöglichen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung möglich. So ist es von Vorteil wenn der zumindest eine erste Anschlusskasten zur Speisung von Kathodenabgas eingerichtet ist und der zumindest eine zweite Anschlusskasten zur Speisung von Anodenabgas eingerichtet ist, wodurch eine effektive Betriebsweise der Gasprozessoreinheit, insbesondere des Kathodengasprozessors, ermöglicht wird.
Vorzugsweise ist zumindest ein Teil eines Anschlusskastens und/oder ein Teil einer Vielzahl von Anschlusskästen ein Teil einer Funktionseinheit. In bevorzugter Weise sind ein Anschlusskasten, welcher zur Speisung von Kathodenabgas vorgesehen ist, und/oder ein Anschlusskasten, welcher zur Speisung von Anodenabgas vorgesehen ist, zumindest ein Bestandteil einer Funktionseinheit, wie beispielsweise einer Nachbrenneinheit, oder mehrerer Funktionseinheiten. Alternativ kann ein Anschlusskasten aber auch nicht ein Bestandteil einer Funktionseinheit sein. Beispielsweise können ein Anschlusskasten oder eine Vielzahl von Anschlusskästen als ein Modul, insbesondere als ein Modul zur Erweiterung einer Gasprozessoreinheit ausgebildet sein. In bevorzugter Weise ist ein Anschlusskasten jedoch zumindest ein Bestandteil einer Gasprozessoreinheit.
Unter „eingerichtet“ oder „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.
Auch ist es von Vorteil, wenn die zumindest eine erste Funktionseinheit als eine Nachbrenneinheit ausgebildet ist und/oder die Gasprozessoreinheit zumindest eine zweite Funktionseinheit aufweist, welche vorzugsweise als ein Wärmeübertrager ausgebildet ist, wodurch eine kompakte Bauweise mit minimierten Wärmeverlusten ermöglicht wird.
Unter einer „Nachbrenneinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest einen brennbaren Bestandteil eines Abgases zumindest weitgehend nachzuverbrennen. Vorzugsweise ist die Nachbrenneinheit dazu vorgesehen, insbesondere innerhalb eines Anodenabgases einer Brennstoffzelleneinheit enthaltenes Brenngas zumindest weitgehend zu oxidieren. Insbesondere kann die Nachbrenneinheit einen katalytischen Nachbrenner und/oder einen Diffusionsbrenner und/oder einen Rekuperatorbrenner und/oder einen teil- und/oder vollvormischenden Brenner und/oder einen Porenbrenner umfassen.
Unter einem „Wärmeübertrager“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, Wärme in Richtung eines Temperaturgefälles zwischen zumindest zwei insbesondere fluiden Stoffströmen zu übertragen, insbesondere in einem Kreuzstrombetrieb und/oder in einem Gleichstromprinzip und/oder vorzugsweise in einem Gegenstromprinzip. Als Wärmeübertrager ausgebildete Funktionseinheiten sind insbesondere dazu vorgesehen, eine Wärme von zumindest einem fluiden Stoffstrom, insbesondere einem Abgas und/oder einem Abgasgemisch der Brennstoffzelleneinheit, auf eine Umgebungsluft, welche in zumindest einem Betriebszustand einer Kathode der Brennstoffzelleneinheit zugeführt ist, zu übertragen. Vorzugsweise sind die als Wärmeübertrager ausgebildeten Einheiten jeweils als Koaxialwärmeübertrager und/oder Helix-Rohr-Wärmeübertrager ausgebildet. Alternativ könnte eine als Wärmeübertrager ausgebildete Funktionseinheit dazu vorgesehen sein, Wärme von zumindest einem fluiden Stoffstrom, insbesondere einem Abgas, vorzugsweise einem Anodenabgas einer Brennstoffzelleneinheit, insbesondere auf ein Erdgas und/oder ein Brenngas und/oder ein brenngashaltiges Gasgemisch, welches in zumindest einem Betriebszustand einer Anode der Brennstoffzelleneinheit zugeführt wird, zu übertragen.
Unter einer „Reformereinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine chemisch-technische Einheit zu zumindest einer, insbesondere teilweisen oder vollständigen, Aufbereitung des Erdgases, insbesondere durch eine Dampfreformierung und/oder durch eine partielle Oxidation und/oder durch eine autotherme Reformierung, insbesondere zur Gewinnung zumindest eines Brenngases und/oder eines brenngashaltigen Gasgemischs, verstanden werden.
In einer vorteilhaften Ausführung ist zumindest ein dritter Anschlusskasten, welcher zur Speisung von Kathodenabgas oder Anodenabgas eingerichtet ist, angeordnet, wodurch insbesondere das gespeiste Kathodenabgas und/oder Anodenabgas gezielt räumlich verteilt werden kann.
Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine erste Funktionseinheit zumindest eine Wandung, insbesondere eine Lochplatte, mit einer Vielzahl an Öffnungen, aufweist, wobei insbesondere die Anschlusskästen angrenzend zu der zumindest einen Wandung ausgebildet sind. Dadurch wird eine besonders effektive Speisung der zumindest einen Funktionseinheit, vorzugsweise der Nachbrenneinheit, insbesondere mit Kathodenabgas und Anodenabgas, ermöglicht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn jeweils zumindest ein Teil der Vielzahl an Öffnungen strömungstechnisch jeweils zumindest einem der Anschlusskästen zugeordnet ist, wodurch insbesondere eine effektive Vermischung von gespeistem Kathodenabgas und Anodenabgas erfolgen kann.
Es ist von Vorteil, wenn die Anschlusskästen rotationssymmetrisch, bzw. kreissymmetrisch, ausgebildet sind, wodurch eine kostengünstige Herstellung und eine Reduzierung eventuell auftretender thermo-mechanischer Spannungen ermöglicht wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anschlusskästen entlang zumindest einer Richtung betrachtet gemäß ihrer jeweiligen Größe geordnet angeordnet sind, wodurch insbesondere die Zugänglichkeit zu den Prozess-Anschlüssen der Anschlusskästen verbessert ist.
Darunter, dass die Anschlusskästen „entlang zumindest einer Richtung betrachtet gemäß ihrer jeweiligen Größe geordnet angeordnet sind“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass insbesondere ausgehend von einem Anschlusskasten mit einer größten räumlichen Ausdehnung oder mit einer kleinsten räumlichen Ausdehnung entlang einer Richtung betrachtet die weiteren Anschlusskästen mit abnehmender räumlicher Ausdehnung oder zunehmender räumlicher Ausdehnung angeordnet sind.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind die Anschlusskästen konzentrisch, insbesondere in radialer Richtung, nebeneinander angeordnet, wodurch insbesondere eine Speisung von Kathodenabgas und Anodenabgas zur Nachbrenneinheit über einen großen Bereich der Wandung, insbesondere der Lochplatte, verteilt ist.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführung sind zumindest zwei der Anschlusskästen ineinander, insbesondere der zumindest eine zweite Anschlusskasten innerhalb des zumindest einen ersten Anschlusskastens, angeordnet, wodurch eine deutlich kompaktere Ausgestaltung der Gasprozessoreinheit ermöglicht wird.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführung ist die zumindest eine zweite Funktionseinheit zumindest teilweise als ein wendelförmiger Rohrwärmeübertrager ausgebildet, wodurch ein effektiverer Wärmeübertrag erreicht wird.
Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest zweite Funktionseinheit, insbesondere der wendelförmige Rohrwärmeübertrager, in die zumindest eine erste Funktionseinheit, vorzugsweise in einen Brennraum der Nachbrenneinheit, integriert ist, wodurch eine kompaktere Bauweise erreicht wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Staurohr zur Stauung von heißem Abgas der Nachbrennereinheit angeordnet ist, wodurch insbesondere der Strömungsweg des Abgases gezielt beeinflusst werden kann.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführung ist mindestens ein zusätzliches Abgasleitmittel, insbesondere wendelförmiges Abgasleitmittel, angeordnet, welches insbesondere dazu vorgesehen ist heißes Abgas der Nachbrennereinheit, vorzugsweise entlang einem Verlauf des wendelförmigen Rohrwärmeübertragers, zu führen, wodurch der Wärmeübertrag ebenfalls zusätzlich verbessert werden kann.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführung weist die zumindest eine erste Funktionseinheit mindestens einen Zugang, vorzugsweise verschließbaren Zugang, insbesondere eine Service-Öffnung, auf, wodurch eine Wartung der Gasprozessoreinheit ermöglicht wird.
Insbesondere ist der mindestens eine Zugang in der zumindest einen Wandung der zumindest einen ersten Funktionseinheit und/oder zumindest teilweise durch zumindest einen der Anschlusskästen ausgebildet, wodurch der Zugang auf technisch elegante Weise realisiert ist.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführung ist die zumindest zweite Funktionseinheit zumindest teilweise als ein wendelförmiger Doppelrohrwärmeübertrager, insbesondere mit mindestens einer Rohrtransposition, ausgebildet, wodurch der Wärmeübertrag zusätzlich gesteigert wird.
Zeichnungen
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennstoffzellenvorrichtung;
2 eine schematische Außendarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit;
3 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit;
4 eine schematische Querschnittsdarstellung eines unteren Bereichs des Ausführungsbeispiels der Gasprozessoreinheit aus 3;
5 eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit;
6 eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit;
7 eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit;
8 eine schematische Querschnittsdarstellung eines unteren Bereichs des Ausführungsbeispiels der Gasprozessoreinheit aus 7;
9 eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit;
Der Fachmann wird die in der Beschreibung und den Zeichnungen offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Beschreibung
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennstoffzellenvorrichtung 10. Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 umfasst eine Brennstoffzelleneinheit 12. Die Brennstoffzelleneinheit 12 ist hier vereinfacht als eine Brennstoffzelle 14 zur Erzeugung elektrischer und thermischer Energie dargestellt. Die elektrische Energie ist über zwei Gleichstromleitungen 16, 18 abgreifbar. Alternativ ist jedoch auch eine Ausbildung einer Brennstoffzelleneinheit als ein Brennstoffzellenstack mit einer Vielzahl von Brennstoffzellen denkbar.
Die Brennstoffzelle 14 ist vorzugsweise als Festoxid-Brennstoffzelle ausgeführt. Die Brennstoffzelleneinheit 12, bzw. die Brennstoffzelle 14, umfasst eine Anode 20, einer Kathode 22 und einen zwischen der Anode 20 und der Kathode 22 angeordneten Elektrolyten 24.
Weiter weist die Brennstoffzellenvorrichtung 10 zwei Gasprozessoreinheiten 26, 28 auf. Bei der Gasprozessoreinheit 26 handelt es sich um einen Kathodengasprozessor 30. Bei der Gasprozessoreinheit 28 handelt es sich um einen Anodengasprozessor 32. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass die zwei Gasprozessoreinheiten 26, 28 in einer Gasprozessoreinheit, insbesondere als Einheit, ausgebildet sind.
Der Kathodengasprozessor 26 weist eine erste Funktionseinheit 34 und eine zweite Funktionseinheit 36 auf. Die erste Funktionseinheit 34 ist als Nachbrenneinheit 38 ausgebildet, während die zweite Funktionseinheit 36 als ein Wärmeübertrager 40 ausgebildet ist.
Der Anodengasprozessor 32 weist eine dritte Funktionseinheit 42, eine vierte Funktionseinheit 44 und eine fünfte Funktionseinheit 46 auf. Die dritte Funktionseinheit 42 und die fünfte Funktionseinheit 46 sind jeweils als Wärmeübertrager 48, 52 ausgebildet, während die vierte Funktionseinheit 44 als eine Reformereinheit 50 ausgebildet ist. Die vierte Funktionseinheit 44 ist strömungstechnisch zwischen die dritte Funktionseinheit 42 und die fünfte Funktionseinheit 46 geschaltet.
Über einen Prozessanschluss 54 wird der Brennstoffzellenvorrichtung 10 ein Frischgas zugeführt. Das Frischgas besteht aus frischem Erdgas und einem Rezirkulat, welches über einen zweiten Prozessanschluss 56 aus der Brennstoffzellenvorrichtung 10 abgeführt wird. Das Erdgas und das Rezirkulat werden außerhalb der Brennstoffzellenvorrichtung 10 über einen Anschluss 58 zusammengeführt und mittels eines Verdichters 60 verdichtet. Alternativ wäre es aber auch denkbar, dass das Erdgas und das Rezirkulat innerhalb der Brennstoffzellenvorrichtung 10 über den Anschluss 58 zusammengeführt werden.
Das Frischgas wird in der dritten Funktionseinheit 42 durch ein Anodenabgas der Brennstoffzelleneinheit 12 vorgewärmt. Zu einer Entschwefelung des Erdgases kann der dritten Funktionseinheit 42 eine hier nicht dargestellte Entschwefelungseinheit, insbesondere eine Heißentschwefelungseinheit, vorgeschaltet sein. Im Anschluss wird es durch die vierte Funktionseinheit 44 hindurch in die fünfte Funktionseinheit 52 geleitet, in dem es auf eine Reaktionstemperatur zwischen 650 °C und 850 °C erhitzt wird. Die vierte Funktionseinheit 44, welche als Reformereinheit 50 ausgebildet ist, dient einer endothermen Dampf-Reformierung der im Erdgas vorhandenen langkettigen Alkane (C_xH_2(x+1), mit x > 1): C_xH_2(x+1) + x·H₂O → x·CO + (2x + 1)·H₂
Das durch die vierte Funktionseinheit 18 gewonnene brenngashaltige Reformat wird der Anode 20 der Brennstoffzelleneinheit 12 zugeführt, wo es durch eine elektrochemische Reaktion unter Erzeugung von elektrischer und thermischer Energie umgesetzt wird. Ein heißes Anodenabgas der Brennstoffzelleneinheit 12 wird in die fünfte Funktionseinheit 52 geleitet, um das Frischgas auf die Reaktionstemperatur zu erhitzen. Da das Reformat nicht vollständig in der Anode 20 der Brennstoffzelleneinheit 12 umsetzbar ist, wird ein Teil des Anodenabgases, wie bereits beschrieben, dem frischen Erdgas als Rezirkulat zugeführt. Der Rest des Anodenabgases wird der ersten Funktionseinheit 34 zugeführt. In der ersten Funktionseinheit 34 werden brennbare Bestandteile des Anodenabgases nachverbrannt. Die in der ersten Funktionseinheit 34 entstehende Wärme wird verwendet, um eine der Brennstoffzellenvorrichtung 10 über einen dritten Prozessanschluss 62 zugeführte Umgebungsluft für die Kathode 22 zu erhitzen und um beispielsweise Heizungswasser und/oder Brauchwasser nach einem fünften Prozessanschluss 64 zu erwärmen.
Für die elektrochemische Reaktion in der Kathode 22 wird die Umgebungsluft in der zweiten Funktionseinheit 36 auf die Reaktionstemperatur erhitzt. Nach dem Austritt aus der Brennstoffzelleneinheit 12 wird ein Kathodenabgas direkt in die erste Funktionseinheit 34 geleitet. Zusätzlich zu einem Teil des Anodenabgases kann der ersten Funktionseinheit 34 Erdgas über eine Rohrleitung 66 zugeführt werden. Dies kann vor allem bei einem Aufheizvorgang der Brennstoffzellenvorrichtung 10 notwendig sein.
2 zeigt eine schematische Außendarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit 26. Die Gasprozessoreinheit 26, im gezeigten Fall der Kathodengasprozessor 30, für die Brennstoffzellenvorrichtung 10, weist – wie schon erläutert – die erste Funktionseinheit 34 auf. Im gezeigten Fall ist die Gasprozessoreinheit 26, bzw. der Kathodengasprozessor 30 zumindest im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet.
Die Gasprozessoreinheit 26, bzw. der gezeigte Kathodengasprozessor 30, zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass ein erster Anschlusskasten 70 und ein zweiter Anschlusskasten 72 angeordnet sind, welche zur Speisung von Abgas eingerichtet sind. Durch die gezeigte Ausgestaltung der Anschlusskästen lässt sich die Gasprozessoreinheit 26, bzw. der Kathodengasprozessor 30, besser in die Brennstoffzellenvorrichtung 10 integrieren. Vor allem lässt sich die Gasprozessoreinheit 26 einfacher stromabwärts der Brennstoffzelleneinheit 12 in die Brennstoffzellenvorrichtung 10 integrieren.
In dem gezeigten Fall ist der erste Anschlusskasten 70 zur Speisung von Kathodenabgas eingerichtet und der zweite Anschlusskasten 72 zur Speisung von Anodenabgas, wodurch Kathodenabgas und Anodenabgas parallel gespeist werden können.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist zudem ein dritter Anschlusskasten 74, welcher zur Speisung von Kathodenabgas eingerichtet ist, angeordnet. Durch den dritten Anschlusskasten wird die Speisung von Kathodenabgas zusätzlich räumlich verteilt. Alternativ wäre es aber auch denkbar, dass der dritte Anschlusskasten 74 zur Speisung von Anodenabgas vorgesehen ist.
Alternativ ist es auch denkbar, dass der erste Anschlusskasten 70 zur Speisung von Anodenabgas eingerichtet ist und der zweite Anschlusskasten 72 zur Speisung von Kathodenabgas. Auch wäre es denkbar, dass der dritte Anschlusskasten 74 zur Speisung von Anodenabgas eingerichtet ist.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird dem ersten Anschlusskasten 70 über eine erste Zuführleitung 76 und dem dritten Anschlusskasten 74 über eine dritte Zuführleitung 80 das zu speisende Kathodenabgas zugeführt. Gleichzeitig wird dem zweiten Anschlusskasten 72 über eine zweite Zuführleitung 78 das zu speisende Anodenabgas zugeführt.
Wie schon erwähnt, ist die erste Funktionseinheit 34 als Nachbrenneinheit 38 ausgebildet. So wird das gespeiste Anodengas unter Beimischung das gespeisten Kathodengases im Inneren der Gasprozessoreinheit 26, bzw. des Kathodengasprozessors 30, effektiv verbrannt, wobei das in der ersten Funktionseinheit 34, bzw. in der Nachbrenneinheit 30, entstehende heiße Abgas die Gasprozessoreinheit 26 über eine Austrittsöffnung 82 verlässt.
Darüber hinaus, weist die Gasprozessoreinheit 26, bzw. der Kathodengasprozessor 30, – wie ebenfalls schon erwähnt – eine zweite Funktionseinheit 36 auf, welche als Wärmeübertrager 40 ausgebildet ist. Dem Wärmeübertrager 40 wird Umgebungsluft über eine vierte Zuführleitung 84 zugeführt, wodurch ein Teil der Wärme des in der ersten Funktionseinheit 34, bzw. der Nachbrenneinheit 38, entstehenden heißen Abgases auf die Umgebungsluft übertragen wird. Anschließend verlässt die vorgewärmte Umgebungsluft die zweite Funktionseinheit 36, bzw. den Wärmeübertrager 40, über eine Abführleitung und wird, wie in 1 gezeigt, der Kathode 22 der Brennstoffzelleneinheit 12 zugeführt.
Das durch die Übertragung von Wärme auf die Umgebungsluft zum Teil abgekühlte aber weiterhin noch heiße Abgas der ersten Funktionseinheit 34, bzw. der Nachbrenneinheit 38, wird anschließend von der Austrittsöffnung 62 über den in 1 gezeigten, fünften Prozessanschluss 62 abgeführt und kann beispielsweise weiter zur Erwärmung von Heizungswasser und/oder Brauchwasser genutzt werden.
In 3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit 26, bzw. des Kathodengasprozessors 30, gezeigt. Es lässt sich erkennen, dass die erste Funktionseinheit 36, bzw. die Nachbrenneinheit 38, eine Brennkammer 88 aufweist, die im Inneren der Gasprozessors 26 zylindrisch ausgebildet ist und von der zweiten Funktionseinheit 36, bzw. des Wärmeübertragers 40, mantelförmig umgeben wird. So lässt sich auch erkennen dass der Wärmeübertrager 40 als ein Koaxialwärmeübertrager 90 ausgebildet ist, wobei die zu erwärmende zugeführte Umgebungsluft gegenläufig zu dem in der ersten Funktionseinheit 34, bzw. der Nachbrenneinheit 38, entstehenden, heißen Abgases geführt wird. Die Brennkammer 88 wird durch eine zylindrische Wandung 92 begrenzt. Die zylindrische Wandung 92 ist dabei ein Teil des Koaxialwärmeübertragers 90 und damit auch der zweiten Funktionseinheit 36. Der in der vorhergehenden Beschreibung beschriebene Wärmeübertrag von dem in der ersten Funktionseinheit 34, bzw. der Nachbrenneinheit 38, entstehenden, heißen Abgas auf die Umgebungsluft findet dabei über die zylindrische Wandung 92 statt. Die zylindrische Wandung 92 kann allerdings auch zumindest teilweise als ein Teil der Brennkammer 88 und damit auch der ersten Funktionseinheit 34 aufgefasst werden.
Die Anschlusskästen 70, 72, 73 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einem unteren Bereich 94 der Gasprozessoreinheit 26 ausgebildet. Die erste Funktionseinheit 34 weist eine Wandung 96, in dem gezeigten Fall eine Lochplatte 100, mit einer Vielzahl an Öffnungen 102, auf, wobei die Anschlusskästen 70, 72, 74 angrenzend zu der Wandung 96 ausgebildet sind. Dadurch wird eine besonders kompakte Bauweise erreicht, wobei die Nachbrenneinheit 38, bzw. die Brennkammer 88, durch die Öffnungen 102 düsenartig mit Kathodenabgas und Anodenabgas effektiv gespeist wird. Durch die düsenartige Einspeisung von Kathodenabgas und Anodenabgas entstehen in der Brennkammer 88 rezirkulationsartige Ströme, bzw. Verwirbelungen, knapp über der Oberfläche der Wandung 96, welche positiv zur Vermischung des Anodenabgases mit dem Kathodenabgas und damit auch zur Verbrennung in der Brennkammer 88 beitragen. Die genannten rezirkulationsartigen Ströme sind dabei im Wesentlichen lateral zur Oberfläche der Wandung 96, vor allem an den Öffnungen 102, lokalisiert.
4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung des unteren Bereichs 94 der Gasprozessoreinheit 26, bzw. des Kathodengasprozessors 30 aus 3. So kann man erkennen, dass jeweils zumindest ein Teil, bzw. eine Anzahl, der Vielzahl an Öffnungen 102 strömungstechnisch jeweils zumindest einem der Anschlusskästen 70, 72, 74 zugeordnet ist. Dabei ist jeweils der zumindest eine Teil der Vielzahl an Öffnungen 102 jeweils in einem Teilbereich 104, 106, 108 ausgebildet, der an jeweils zumindest einen der Anschlusskästen 70, 72, 74 angrenzt.
In dem Ausführungsbeispiel aus 4 sind drei Teilbereiche 104, 106, 108 gezeigt in denen die Öffnungen 102 ausgebildet sind. Dabei ist in einem inneren Teilbereich 104 eine erste Anzahl an Öffnungen 110 kreisförmig angeordnet, wobei die Öffnungen 110 strömungstechnisch mit dem ersten Anschlusskasten 70 verbunden sind. In einem mittleren Teilbereich 106 ist eine zweite Anzahl an Öffnungen 112 ebenfalls kreisförmig angeordnet, wobei die Öffnungen 112 strömungstechnisch mit dem zweiten Anschlusskasten 72 verbunden sind. In einem äußeren Teilbereich 108 ist eine dritte Anzahl an Öffnungen 114 ebenfalls kreisförmig angeordnet, wobei die Öffnungen 114 strömungstechnisch mit dem dritten Anschlusskasten 74 verbunden sind.
Die Öffnungen 102 können unterschiedliche Größen aufweisen. So sind die Öffnungen 112 in dem mittleren Teilbereich 106 kleiner ausgebildet als die Öffnungen 110 im inneren Teilbereich 104 und die Öffnungen 114 im äußeren Teilbereich 108. Dadurch kann Anodenabgas durch die Öffnungen 112 im mittleren Teilbereich 106 mit einer höheren Geschwindigkeit in die Brennkammer 88 eingespeist werden, wodurch wiederum die Vermischung von Anodenabgas und Kathodenabgas begünstigt wird.
Außerdem sind die Anschlusskästen 70, 72, 74 rotationssymmetrisch, bzw. kreissymmetrisch, ausgebildet, wodurch zum einen eine kompakte Bauweise erreicht wird und zum anderen eine kostengünstige Herstellung, beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens, ermöglicht wird.
Weiter sind die Anschlusskästen 70, 72, 74 entlang zumindest einer Richtung betrachtet gemäß ihrer jeweiligen Größe geordnet angeordnet. Wodurch die Zuführleitungen 76, 78, 80 einfacher mit den Anschlusskästen in Verbindung gebracht werden können, wobei zugleich die Kompaktheit der Gasprozessoreinheit 26 gewährleistet bleibt.
In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Anschlusskasten 70, 72, 74 ausgehend von dem ersten Anschlusskasten 70, mit einer größten räumlichen Ausdehnung, radial nach außen hin mit abnehmender räumlicher Ausdehnung angeordnet. Vereinfacht ausgedrückt bilden die Anschlusskasten eine pyramidale Anordnung.
Im gezeigten Fall sind die Anschlusskästen 70, 72, 74 konzentrisch, insbesondere in radialer Richtung, nebeneinander angeordnet. So ist der erste Anschlusskasten 70 zylindrisch in der Mitte ausgebildet, wobei der zweite Anschlusskasten 72 ringförmig um den ersten Anschlusskasten 70 ausgebildet ist. Daraufhin ist der dritte Anschlusskasten 74 ringförmig um den zweiten Anschlusskasten 72 ausgebildet. Da die Anschlusskasten 70, 72, 74 derart nebeneinander ausgebildet sind, kann auch eine entsprechende konzentrische Anordnung der Öffnungen 102 realisiert werden, wodurch auch eine konzentrisch alternierende Speisung von Anodenabgas und Kathodenabgas ermöglicht wird. Dies wiederum begünstigt die Vermischung von Anodenabgas und Kathodenabgas, wodurch eine besonders ertragsreiche Verbrennung ermöglicht wird.
In 5 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit 26, bzw. eines Kathodengasprozessors 30, gezeigt. Dabei sind zumindest zwei der Anschlusskästen 70, 72, 74 ineinander, im gezeigten Fall der zweite Anschlusskasten 72 innerhalb des ersten Anschlusskastens 70, angeordnet. So wird für die Speisung von Kathodenabgas lediglich der erste Anschlusskasten 70 benötigt, wodurch die Ausbildung eines dritten Anschlusskastens 74, wie er im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4 gezeigt ist, entfallen kann. Entsprechend wird dadurch zum einen die Bauweise der Gasprozessoreinheit 26, bzw. des Kathodengasprozessors 30, kompakter und zum anderen werden Materialkosten bei einer Herstellung der Gasprozessoreinheit gespart.
Zudem entfällt die Anordnung einer dritten Zuführleitung 80, wie sie in den Ausführungsbeispielen der 1 bis 4 gezeigt wird. So ist lediglich die erste Zuführleitung 76 für die Zufuhr von Kathodenabgas zum ersten Anschlusskasten 70 und die zweite Zuführleitung 78 für die Zufuhr von Anodenabgas zum zweiten Anschlusskasten 72 angeordnet. Dabei verläuft die zweite Zuführleitung 78 teilweise innerhalb des ersten Anschlusskastens 70, wodurch die Zufuhr von Anodenabgas zum zweiten Anschlusskasten 72 ermöglicht wird.
Darüber hinaus ist in dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel die zweite Funktionseinheit 36, bzw. der Wärmeübertrager 30, als ein wendelförmiger Rohrwärmeübertrager 120 ausgebildet. Der wendelförmige Rohrwärmeübertrager 120 ist dabei in den Brennraum 80 der ersten Funktionseinheit 34, bzw. der Nachbrenneinheit 38, integriert. Dadurch kann das in der ersten Funktionseinheit 34, bzw. der Nachbrenneinheit 38, entstehende heiße Abgas den wendelförmigen Rohrwärmeübertrager 120 umströmen.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die vierte Zuführleitung 84 und die Abführleitung 86, im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 4, in axialer Richtung ausgebildet, wodurch bezogen auf die Strömung der Umgebungsluft auch eine axiale Integration in eine Brennstoffzellenvorrichtung 10 ermöglicht wird, wodurch wiederum thermo-mechanische Spannungen, die Anzahl der Fügestellen und Druckverluste reduziert werden.
Außerdem weist die gezeigte Gasprozessoreinheit 26 im unteren Bereich 94 eine Aufweitung 126 der Brennkammer 88 auf, wodurch die Abführleitung 86 durch die Brennkammer 88 geleitet werden kann ohne die Verbrennung im Bereich der Öffnungen 102 zu beeinflussen.
Des Weiteren ist in dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Staurohr 122 zur Stauung von heißem Abgas der Nachbrennereinheit 38 angeordnet, wodurch das heiße Abgas der Nachbrenneinheit 38, dicht an dem wendelförmigen Rohrwärmetauscher 120 vorbei strömt, wodurch wiederum der Wärmeübertrag auf die im wendelförmigen Wärmeübertrager strömende Umgebungsluft effektiv erhöht wird.
Das Staurohr 122 ist an einer der Austrittsöffnung 82 zugewandten Seite verschlossen. Im gezeigten Fall ist das Staurohr 122 an der der Austrittsöffnung 82 zugewandten Seite durch eine Platte 124 verschlossen. Dadurch sind die durch die Verbrennung in der Nachbrenneinheit 38 entstehenden Korrosionen, im Vergleich zur Verschließung des anderen Rohrendes an einer der Wandung 96 zugewandten Seite, vermindert. Des Weiteren sind die abgasseitigen Druckverluste reduziert, da sich das heiße Abgas nach der Verbrennung stetiger ausprägen kann und nicht direkt auf eine Verschlussplatte trifft.
6 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit. Dabei ist ein zusätzliches Abgasleitmittel 130, im gezeigten Fall ein wendelförmiges Abgasleitmittel 130, angeordnet, welches dazu vorgesehen ist heißes Abgas der Nachbrennereinheit 38 entlang dem Verlauf des wendelförmigen Rohrwärmeübertragers 120 zu führen, wodurch der Wärmeübertrag auf die im wendelförmigen Rohrwärmeübertrager 120 geführte Umgebungsluft zusätzlich erhöht wird. In dem gezeigten Fall handelt es sich bei dem Abgasleitmittel 130 um ein Abgasleitblech 132.
In 7 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit 26, bzw. des Kathodengasprozessors 30, gezeigt. Man kann erkennen, dass die erste Funktionseinheit 34, bzw. die Nachbrenneinheit 38, einen Zugang 140, im gezeigten Fall einen verschließbaren Zugang 140, welcher eine Service-Öffnung 142 darstellt, aufweist. Der Zugang 140 kann durch eine Klappe 144 verschlossen oder geöffnet werden. Durch den Zugang 140, bzw. die Service-Öffnung 142, wird eine Wartung, bzw. Säuberung, der Nachbrenneinheit 38 ermöglicht.
Der Zugang 140 ist derart ausgebildet, dass er von dem ersten Anschlusskasten 70 zum Teil umgeben ist. Der Zugang 140 ist also zum Teil angrenzend zum ersten Anschlusskasten 70 ausgebildet. So ist auch ein Teil des Zugangs 140 durch den ersten Anschlusskasten 70 ausgebildet. Dadurch bleibt die Kompaktheit der Gasprozessoreinheit 26 gewährleistet.
In 8 ist eine schematische Querschnittsdarstellung des unteren Bereichs 94 des Ausführungsbeispiels der Gasprozessoreinheit 26, bzw. des Kathodengasprozessors 30, aus 7 gezeigt. Man kann erkennen, dass in der Wandung 96, bzw. der Lochplatte 100, zusätzlich zu den Öffnungen 102 eine größere Öffnung 146 ausgebildet ist. So ist der Zugang 140 zum Teil in der Wandung 96 der ersten Funktionseinheit 26, bzw. der Nachbrenneinheit 34, ausgebildet, wodurch der Brennraum 88 der Nachbrenneinheit 34 für eine Wartung zugänglich wird.
Alternativ ist es auch denkbar, dass der Zugang 140 an einen anderen, beispielsweise einen zweiten und/oder dritten Anschlusskasten, angrenzt oder von einem anderen, wie dem zweiten und/oder dritten Anschlusskasten umgeben wird. So ist es beispielsweise auch denkbar, dass der in 4 gezeigte erste Anschlusskasten 70 zu einem Zugang 140 modifiziert wird. Dies könnte dadurch erreicht werden, dass auf der Unterseite des Anschlusskastens 70 eine Klappe, ähnlich der Klappe 144, ausgebildet wird und auf der Oberseite des Anschlusskastens 70 eine größere Öffnung, ähnlich der größeren Öffnung 146, in der Wandung 96, bzw. der Lochplatte 100, ausgebildet wird, wodurch der Brennraum 88 für eine Wartung zugänglich wird.
In 9 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Gasprozessoreinheit 26, bzw. eines Kathodengasprozessors 30, gezeigt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite Funktionseinheit 36 als ein wendelförmiger Doppelrohrwärmeübertrager 150 ausgebildet, wodurch die wärmetauschende Oberfläche und damit auch der Wärmeübertrag auf die im Wärmeübertrager 40 strömende Umgebungsluft vergrößert wird.
Ferner kann durch die vergrößerte wärmetauschende Oberfläche die Länge des Wärmeübertragers 40, bzw. des wendelförmigen Doppelrohrwärmeübertragers 150, verringert werden, wodurch wiederum Druckverluste minimiert werden.
Im gezeigten Fall ist der wendelförmige Doppelrohrwärmeübertrager 150 mit einer Rohrtransposition 152 ausgebildet, wodurch die Länge der einzelnen Rohrwendeln 154, 156 ausgeglichen wird. So werden auch die Druckverluste in den einzelnen Rohrwendeln 154, 156 gegenüber einander ausgeglichen.
Die in den 5 bis 7 gezeigten wendelförmigen Rohrwärmeübertrager 120 und/oder der in der 9 gezeigte wendelförmige Doppelrohrwärmeübertrager 150 können auch als Helix-Rohr-Wärmeübertrager verstanden werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014226082 A1 [0002]

Claims

Gasprozessoreinheit (26), insbesondere Kathodengasprozessor (30), für eine Brennstoffzellenvorrichtung (10), welche zumindest eine erste Funktionseinheit (34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Anschlusskasten (70) und zumindest ein zweiter Anschlusskasten (72) angeordnet sind, welche zur Speisung von zumindest einem Abgas eingerichtet sind.
Gasprozessoreinheit (26), nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erste Anschlusskasten (70) zur Speisung von Kathodenabgas eingerichtet ist und der zumindest eine zweite Anschlusskasten (72) zur Speisung von Anodenabgas eingerichtet ist.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste Funktionseinheit (34) als eine Nachbrenneinheit (38) ausgebildet ist und/oder die Gasprozessoreinheit (26) zumindest eine zweite Funktionseinheit (36) aufweist, welche vorzugsweise als ein Wärmeübertrager (40) ausgebildet ist.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein dritter Anschlusskasten (74), welcher zur Speisung von Kathodenabgas oder Anodenabgas eingerichtet ist, angeordnet ist.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste Funktionseinheit (34) zumindest eine Wandung (96), insbesondere eine Lochplatte (100), mit einer Vielzahl an Öffnungen (102), aufweist, wobei insbesondere die Anschlusskasten (70, 72, 74) angrenzend zu der zumindest einen Wandung (96) ausgebildet sind.
Gasprozessoreinheit (26) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zumindest ein Teil der Vielzahl an Öffnungen (102) strömungstechnisch jeweils zumindest einem der Anschlusskasten (70, 72, 74) zugeordnet ist.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskasten (70, 72, 74) rotationssymmetrisch, bzw. kreissymmetrisch, ausgebildet sind.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskasten (70, 72, 74) entlang zumindest einer Richtung betrachtet gemäß ihrer jeweiligen Größe geordnet angeordnet sind.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Anschlusskasten (70, 72, 74) konzentrisch, insbesondere in radialer Richtung, nebeneinander angeordnet sind.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Anschlusskasten (70, 72, 74) ineinander, insbesondere der zumindest eine zweite Anschlusskasten (72) innerhalb des zumindest einen ersten Anschlusskastens (70), angeordnet sind.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zweite Funktionseinheit (36) zumindest teilweise als ein wendelförmiger Rohrwärmeübertrager (120) ausgebildet ist.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zweite Funktionseinheit (36), insbesondere der wendelförmige Rohrwärmeübertrager (120), in die zumindest eine erste Funktionseinheit (34), vorzugsweise in einen Brennraum (88) der Nachbrenneinheit (38), integriert ist.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Staurohr (122) zur Stauung von heißem Abgas der Nachbrennereinheit (38) angeordnet ist.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zusätzliches Abgasleitmittel (130), insbesondere wendelförmiges Abgasleitmittel (130), angeordnet ist, welches insbesondere dazu vorgesehen ist heißes Abgas der Nachbrennereinheit (38), vorzugsweise entlang einem Verlauf des wendelförmigen Rohrwärmeübertragers (120), zu führen.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste Funktionseinheit (34) mindestens einen Zugang (140), vorzugsweise verschließbaren Zugang (140), insbesondere eine Service-Öffnung (142), aufweist.
Gasprozessoreinheit (26) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zugang in der zumindest einen Wandung (96) der zumindest einen Funktionseinheit (34) und/oder zumindest teilweise durch zumindest einen der Anschlusskästen (70, 72, 74) ausgebildet ist.
Gasprozessoreinheit (26) nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zweite Funktionseinheit (36) zumindest teilweise als ein wendelförmiger Doppelrohrwärmeübertrager (150), insbesondere mit mindestens einer Rohrtransposition (152), ausgebildet ist.
Brennstoffzellenvorrichtung (10) aufweisend mindestens eine Gasprozessoreinheit (26, 28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.