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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Befeuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, mit einem Gehäuse, in dem ein Plattenstapel angeordnet ist, sowie einen Plattenstapel für eine Befeuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, mit einer Mehrzahl von in einer Stapelrichtung aufeinander folgenden Kanalplatten.
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Stand der Technik
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DE 10 2013 020 503 A1 offenbart eine Befeuchtungseinrichtung, welche dazu eingesetzt wird, Strömungsluft, die beispielsweise einer Brennstoffzelle für die elektrochemische Reaktion zugeführt wird, mit einem definierten Feuchtigkeitsgehalt anzureichern. Die Befeuchtungseinrichtung weist eine Stapeleinheit mit mehreren übereinander angeordneten, vorzugsweise parallel und zueinander beabstandeten Membranen auf, die jeweils für Wasser durchlässig sind, nicht jedoch für Luft, wobei an den gegenüberliegenden Membranseiten Luftströme mit unterschiedlich hohem Feuchtigkeitsgehalt entlanggeführt werden, so dass durch die Membrane ein Wasser- bzw. Wasserdampfaustausch vom Luftstrom mit höherem Feuchtigkeitsgehalt zum Luftstrom mit geringerem Feuchtigkeitsgehalt erfolgt. Die Befeuchtungseinrichtung weist in einem Gehäuse die Stapeleinheit mit wasserdampfdurchlässigen Membranen auf, welche zwischen Rahmenteilen angeordnet sind. Das Gehäuse weist Pfeiler zur Halterung der Stapeleinheit auf, wobei die Verbindung zwischen Pfeilern und den Rahmenteilen über seitlich überstehende Verbindungsnasen erfolgt, die in eine Aufnahmenut einragen.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befeuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, mit einer verbesserten Anordnung eines Plattenstapels anzugeben.
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Eine weitere Aufgabe ist es, einen Plattenstapel für eine verbesserte Anordnung des Plattenstapels in einer derartigen Befeuchtungseinrichtung anzugeben.
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Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einer Befeuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, mit einem Gehäuse, welches wenigstens einen Eingang für ein erstes Fluid, insbesondere ein Abgas des Brennstoffzellensystems, einen Eingang für ein zweites Fluid, insbesondere eine Zuluft des Brennstoffzellensystems, einen Ausgang für das erste Fluid und einen Ausgang für das zweite Fluid aufweist, wobei in dem Gehäuse ein Plattenstapel mit einer Mehrzahl von in einer Stapelrichtung aufeinander folgenden Kanalplatten angeordnet ist, welche mit semipermeablen Membranen voneinander getrennte Strömungskanäle für das erste Fluid und für das zweite Fluid aufweisen, wobei das Gehäuse wenigstens eine Aufnahmevorrichtung aufweist, welche mit einer an dem Plattenstapel angeordneten Gegenaufnahmevorrichtung zu einer Lagerung und Abdichtung des Plattenstapels im Gehäuse zusammenwirkt.
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Die weitere Aufgabe wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst von einem Plattenstapel für eine Befeuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, umfassend eine Mehrzahl von in einer Stapelrichtung aufeinanderfolgenden Kanalplatten, welche mit semipermeablen Membranen voneinander getrennte Strömungskanäle für das erste Fluid und für das zweite Fluid aufweisen, weiter umfassend eine Gegenaufnahmevorrichtung, welche bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Plattenstapels in einem Gehäuse der Befeuchtungseinrichtung mit einer in dem Gehäuse angeordneten Aufnahmevorrichtung zu einer Lagerung und Abdichtung des Plattenstapels im Gehäuse zusammenwirkt.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Befeuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem vorgeschlagen, mit einem Gehäuse, welches wenigstens einen Eingang für ein erstes Fluid, insbesondere ein Abgas des Brennstoffzellensystems, einen Eingang für ein zweites Fluid, insbesondere eine Zuluft des Brennstoffzellensystems, einen Ausgang für das erste Fluid und einen Ausgang für das zweite Fluid aufweist, wobei in dem Gehäuse ein Plattenstapel mit einer Mehrzahl von in einer Stapelrichtung aufeinander folgenden Kanalplatten angeordnet ist, welche mit semipermeablen Membranen voneinander getrennte Strömungskanäle für das erste Fluid und für das zweite Fluid aufweisen. Das Gehäuse weist wenigstens eine Aufnahmevorrichtung auf, welche mit einer an dem Plattenstapel angeordneten Gegenaufnahmevorrichtung zu einer Lagerung und Abdichtung des Plattenstapels im Gehäuse zusammenwirkt.
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Die Befeuchtungseinrichtung stellt eine spezielle Ausführungsform eines Flachmembranbefeuchters dar. In einer Gruppe von Strömungskanälen strömt ein erstes, feuchtes oder wasserreiches Fluid, beispielsweise Abgas von Brennstoffzellen, während in einer anderen Gruppe von Strömungskanälen ein zweites, trockenes Fluid, beispielsweise Zuluft für die Brennstoffzellen, strömt. Über die semipermeablen Membranen kann das zweite, trockene Fluid von dem ersten Fluid befeuchtet werden.
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Der Plattenstapel mit den Kanalplatten ist beispielsweise axial über zwei, sich jeweils an den Enden auf Eintrittsseite und Austrittsseite des ersten oder zweiten Fluids befindende axial wirkende Dichtungen in dem Gehäuse schwimmend abgedichtet. Diese Dichtungen können entweder den Zuluft- oder den Abgasbereich dichten. Bevorzugt wird dabei der Zuluftbereich abgedichtet.
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Über zwei seitlich am Plattenstapel angeordnete, in Dichtrichtung der Axialdichtung verlaufende, als Gegenaufnahmevorrichtung wirkende Lagerrippen, welche in Führungsnuten des Gehäuses als Aufnahmevorrichtung eingreifen, wird der Plattenstapel gelagert. Die dadurch realisierte Nut-Feder-Verbindung ist neben der Lagerung auch für die Abdichtung einer Bypass-Strömung der nicht direkt abgedichteten Fluidströmung zuständig. Vorzugsweise wird die Kontaktstelle der Nut-Feder-Verbindung über ein Elastomerelement als Dichtungsvorrichtung, beispielsweise einen O-Ring oder eine Formdichtung, realisiert. Dies unterstützt die Dichtwirkung und dient gleichzeitig als Schwingungsdämpfer, um die im Betrieb auftretenden Schwingungen auf den Plattenstapel zu minimieren.
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Alternativ können die Lagerrippen am Gehäuse angeordnet sein und die Führungsnuten am Plattenstapel.
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Auf diese Weise tritt kein direkter fester Kontakt des Plattenstapels mit dem Gehäuse der Befeuchtungseinrichtung auf. Der Plattenstapel ist dadurch schwimmend gelagert. Ein möglicherweise auftretender axialer Luftspalt kann durch die Axialdichtung bzw. die Dichtungsvorrichtung der Nut-Feder-Lagerung abgedichtet werden. So kann der Zuluftstrom wirksam gegen den Abgasstrom gedichtet werden. Gleichzeitig ermöglichen die Dichtungen eine günstige Schwingungsdämpfung des Plattenstapels bei möglicherweise im Betrieb auftretenden Schwingungen.
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Die Kanalplatten des Plattenstapels können beispielsweise als Edelstahlplatten oder auch als Kunststoffplatten, beispielsweise aus PPS (Polypropylensulfid), ausgebildet sein.
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Das Gehäuse der Befeuchtungseinrichtung kann aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, ausgebildet sein. Alternativ ist auch möglich, dass das Gehäuse aus Kunststoff, beispielsweise aus PPS, PPA (Polyphtalamid), PA (Polyamid), ausgebildet ist.
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Das Gehäuse kann mehrteilig ausgebildet sein mit einem abnehmbaren Deckel. Auf diese Weise kann der Plattenstapel zu Wartungszwecken aus dem Gehäuse entnommen und/oder ausgetauscht werden.
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Günstigerweise kann die semipermeable Membran aus einem mikroporösen Material gebildet sein. Die Mikroporen im Material erlauben einen Feuchtetransport durch die Membran. Vorteilhaft kann der Feuchtetransport mittels Kapillarwirkung im mikroporösen Material erfolgen. Insbesondere kann die Membran aus PFSA gebildet sein. PFSA ist ein Kunststoff aus Perfluorosulfonsäure und unter anderem unter dem Markennamen Nafion bekannt. Die Membran kann zu beiden Seiten poröse Lagen, insbesondere Vlieslagen, zum Schutz und zur mechanischen Stabilisierung aufweisen.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung der Befeuchtungseinrichtung kann die Aufnahmevorrichtung oder die Gegenaufnahmevorrichtung quer, insbesondere senkrecht zu einer Schwerkraftrichtung, wenigstens zwei einander gegenüber liegende Führungsnuten aufweisen. Weiter kann die Gegenaufnahmevorrichtung oder die Aufnahmevorrichtung wenigstens zwei einander gegenüber liegende Lagerrippen aufweisen. Dabei können die Führungsnuten und die Lagerrippen bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Plattenstapels im Gehäuse ineinandergreifen. Über diese Nut-Feder-Verbindung, insbesondere in Kombination mit einer Dichtungsvorrichtung, kann der Plattenstapel vorteilhaft schwimmend gelagert und gleichzeitig gegen eine Bypass-Strömung des ersten Fluids abgedichtet werden. Die Nut-Feder-Verbindung unterstützt die Dichtwirkung und dient gleichzeitig als Schwingungsdämpfer, um die im Betrieb auftretenden Schwingungen auf den Plattenstapel zu minimieren.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung der Befeuchtungseinrichtung kann die Aufnahmevorrichtung oder die Gegenaufnahmevorrichtung Dichtungsvorrichtungen aufweisen, wodurch bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Plattenstapels im Gehäuse eine axiale Abdichtung des Plattenstapels gegen das Gehäuse bewirkbar ist. Die Dichtungsvorrichtung bewirkt so vorteilhaft eine Abdichtung, beispielsweise in einer Hochachse des Gehäuses gegen eine Umströmung um den Plattenstapel herum von einem ersten Innenraum des Gehäuses in einen zweiten Innenraum des Gehäuses, beispielsweise eine Umströmung aus einem oberen Innenraum des Gehäuses zu einem unteren Innenraum. Insbesondere kann durch die Dichtungsvorrichtungen eine Bypass-Strömung des ersten Fluids oder des zweiten Fluids um den Plattenstapel herum verhinderbar sein. Gleichzeitig dienen die Dichtungsvorrichtungen als Schwingungsdämpfer, um die im Betrieb auftretenden Schwingungen auf den Plattenstapel zu minimieren.
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Die Dichtungsvorrichtung kann beispielsweise als EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) - Element realisiert sein. Alternativ ist auch möglich, die Dichtungsvorrichtung anzuschäumen, beispielsweise mit einem Werkstoff auf Silikon-Basis. Die Dichtung kann als sogenannte CIP (cured in place) - Dichtung hergestellt sein.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung der Befeuchtungseinrichtung können die Dichtungsvorrichtungen an einander gegenüber liegenden Seiten der Lagerrippen oder der Führungsnuten angeordnet sein. So ergibt sich vorteilhaft eine beidseitige und damit doppelte Abdichtung. Außerdem kann die Dichtungsvorrichtung so noch besser als Schwingungsdämpfer für den Plattenstapel wirken.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung der Befeuchtungseinrichtung können die Dichtungsvorrichtungen umlaufend an den einander gegenüber liegenden Seiten der Lagerrippen oder der Führungsnuten angeordnet sein. So ergibt sich vorteilhaft eine beidseitige und damit doppelte Abdichtung. Außerdem kann die Dichtungsvorrichtung so noch besser als Schwingungsdämpfer für den Plattenstapel wirken. Außerdem können dadurch auch beispielsweise günstige O-Ring-Dichtungen eingesetzt werden.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung der Befeuchtungseinrichtung können die Lagerrippen an den zwei gegenüber liegenden Stirnseiten axiale Dichtungsabschnitte aufweisen. Damit wird die axiale Dichtwirkung weiter verstärkt. Außerdem kann durch eine solche Anordnung der axialen Dichtungsabschnitte die Schwingungsdämpfung im Bereich der Lagerrippen verstärkt werden.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung der Befeuchtungseinrichtung können die axialen Dichtungsabschnitte mit den Dichtungsvorrichtungen einstückig ausgebildet sein. Auf diese Weise können die axialen Dichtungsabschnitte kostengünstig hergestellt werden und können verliersicher angeordnet werden. Eine Montage des Plattenstapels gestaltet sich so einfacher.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung der Befeuchtungseinrichtung kann der Plattenstapel an zwei gegenüber liegenden Stirnseiten, insbesondere an einem Zuströmbereich und Abströmbereich des ersten oder zweiten Fluids, mit einer umlaufenden axialen Dichtung abgedichtet sein. Dabei kann die umlaufende axiale Dichtung in einer Nut am Plattenstapel angeordnet sein und gegen eine Innenseite des Gehäuses dichten. Alternativ kann die umlaufende Dichtung in einer Nut an einer Innenseite des Gehäuses angeordnet sein und gegen den Plattenstapel abdichten. Mit der Axialdichtung kann der zweite Fluidstrom, nämlich die Zuluft für die Brennstoffzellen, auf wirksame Weise gegen den ersten Fluidstrom, nämlich das Abgas der Brennstoffzellen abgedichtet werden. Die Befeuchtungseinrichtung kann eine effiziente Befeuchtung der Zuluft über die Befeuchtung durch die semipermeablen Membranen durchführen. Es findet keine Vermischung von Zuluft und Abgas statt.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Plattenstapel für eine Befeuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem vorgeschlagen, umfassend eine Mehrzahl von in einer Stapelrichtung aufeinander folgenden Kanalplatten, welche mit semipermeablen Membranen voneinander getrennte Strömungskanäle für das erste Fluid und für das zweite Fluid aufweisen. Weiter umfasst der Plattenstapel eine Gegenaufnahmevorrichtung, welche bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Plattenstapels in einem Gehäuse der Befeuchtungseinrichtung mit einer in dem Gehäuse angeordneten Aufnahmevorrichtung zu einer Lagerung und Abdichtung des Plattenstapels im Gehäuse zusammenwirkt.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung des Plattenstapels kann die Gegenaufnahmevorrichtung Dichtungsvorrichtungen aufweisen, wodurch bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Plattenstapels im Gehäuse eine axiale Abdichtung des Plattenstapels gegen das Gehäuse bewirkbar ist. Insbesondere kann durch die Dichtungsvorrichtungen eine Bypass-Strömung des ersten Fluids oder des zweiten Fluids um den Plattenstapel herum verhinderbar sein. Die Dichtungsvorrichtung bewirkt so vorteilhaft eine Abdichtung in einer Hochachse des Gehäuses gegen eine Umströmung um den Plattenstapel herum von einem oberen Innenraum des Gehäuses zu einem unteren Innenraum. Insbesondere kann durch die Dichtungsvorrichtungen eine Bypass-Strömung des ersten Fluids oder des zweiten Fluids um den Plattenstapel herum verhinderbar sein. Gleichzeitig dienen die Dichtungsvorrichtungen als Schwingungsdämpfer, um die im Betrieb auftretenden Schwingungen auf den Plattenstapel zu minimieren.
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Die Dichtungsvorrichtung kann beispielsweise als EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) - Element realisiert sein. Alternativ ist auch möglich, die Dichtungsvorrichtung anzuschäumen, beispielsweise mit einem Werkstoff auf Silikon-Basis. Die Dichtung kann als CIP (cured in place) - Dichtung hergestellt sein.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, 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. Es zeigen beispielhaft:
- 1 eine Befeuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Darstellung;
- 2 einen Plattenstapel nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Darstellung;
- 3 einen Längsschnitt durch die Befeuchtungseinrichtung nach 1;
- 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Längsschnitt der Befeuchtungseinrichtung nach 3;
- 5 einen Querschnitt durch die Befeuchtungseinrichtung nach 1;
- 6 einen weiteren Längsschnitt durch die Befeuchtungseinrichtung nach 1;
- 7 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Längsschnitt der Befeuchtungseinrichtung nach 6 mit dem Plattenstapel.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt eine Befeuchtungseinrichtung 100, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Darstellung von einer Außenseite. 2 zeigt einen Plattenstapel 50 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in isometrischer Darstellung. In 3 ist ein Längsschnitt durch die Befeuchtungseinrichtung 100 mit einem Plattenstapel 50 dargestellt, während in 4 ein vergrößerter Ausschnitt aus dem Längsschnitt der Befeuchtungseinrichtung nach 3 gezeigt ist.
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5 zeigt einen Querschnitt durch die Befeuchtungseinrichtung 100.
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6 zeigt einen weiteren, um 90° um die Hochachse gedrehten, Längsschnitt durch die Befeuchtungseinrichtung und 7 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Längsschnitt nach 6.
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Wie in 1 und in 3 erkennbar, umfasst die Befeuchtungseinrichtung 100 ein Gehäuse 102, welches einen Eingang 104 für ein erstes Fluid 64, insbesondere ein Abgas des Brennstoffzellensystems, einen Eingang 108 für ein zweites Fluid 66, insbesondere eine Zuluft des Brennstoffzellensystems, einen Ausgang 106 für das erste Fluid 64 und einen Ausgang 110 für das zweite Fluid 66 aufweist. Dabei wird bevorzugt das Abgas als erstes Fluid in Schwerkraftrichtung g von oben nach unten geleitet, damit eventuell auskondensiertes Wasser nicht im Plattenstapel 50 verbleibt, sondern auf Grund der Schwerkraft zum Ausgang 106 abgeführt werden kann.
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In dem Gehäuse 102 ist ein Plattenstapel 50, wie in 2 dargestellt, mit einer Mehrzahl von in einer Stapelrichtung 40 aufeinander folgenden Kanalplatten 10 angeordnet. Die Kanalplatten 10 sind mit Zugankern 58 gegeneinander verspannt.
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Die Kanalplatten 10 weisen mit semipermeablen Membranen voneinander getrennte Strömungskanäle 52, 54 für das erste Fluid 64 und für das zweite Fluid 66 auf, wie in 2 erkennbar ist. Dabei tritt das erste Fluid 64, nämlich das Abgas, in der Darstellung von oben über den Zuströmbereich 46 in die Strömungskanäle 52 ein und an der Unterseite des Plattenstapels 50 über den (nicht sichtbaren Abströmbereich 48 wieder aus. Das zweite Fluid 66, nämlich die Zuluft, tritt von der Stirnseite 30 über den Zuströmbereich 47 in die Strömungskanäle 54 ein und auf der gegenüber liegenden Stirnfläche 32 über den Abströmbereich 49 wieder aus.
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Der Plattenstapel 50 ist an den zwei gegenüber liegenden Stirnseiten 30, 32, insbesondere an dem Zuströmbereich 47 und dem Abströmbereich 49 des zweiten Fluids 66, mit einer umlaufenden axialen Dichtung 68 abgedichtet. Dabei ist die umlaufende axiale Dichtung 68 in einer (nicht sichtbaren) Nut am Plattenstapel 50 angeordnet und dichtet gegen eine Innenseite des Gehäuses 102, wie in den 3 und 4 erkennbar ist.
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Alternativ kann die umlaufende Dichtung 68 in einer Nut an einer Innenseite des Gehäuses 102 angeordnet sein und gegen den Plattenstapel 50 abdichten.
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Der Plattenstapel 50 umfasst weiter eine Gegenaufnahmevorrichtung 14, welche bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Plattenstapels 50 in dem Gehäuse 102 der Befeuchtungseinrichtung 100 mit einer in dem Gehäuse 102 angeordneten Aufnahmevorrichtung 12 zu einer Lagerung und Abdichtung des Plattenstapels 50 im Gehäuse 102 zusammenwirkt. Die Gegenaufnahmevorrichtung 14 ist als zwei an den Seiten des Plattenstapels 50 angeordnete Lagerrippen 20 ausgebildet. Die Gegenaufnahmevorrichtung 14 weist weiter eine umlaufende Dichtungsvorrichtung 22 auf, hier als O-Ring ausgebildet. An den Stirnseiten 30, 32 weist die Gegenaufnahmevorrichtung 14 außerdem axiale Dichtungsabschnitte 70 auf, welche bei diesem Ausführungsbeispiel mit der Axialdichtung 68 einstückig ausgebildet sind.
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3 zeigt im Längsschnitt die Einbaulage des Plattenstapels 50 im Gehäuse 102. Das Abgas 64 tritt durch den Eingang 104 in den Innenraum 112 des Gehäuses 102 ein und strömt über den Zuströmbereich 46 durch den Plattenstapel 50. Über den Abströmbereich 48 an der Unterseite des Plattenstapels 50 tritt das Abgas 64 wieder aus und verlässt das Gehäuse 102 über den Ausgang 106. Die Zuluft 66 tritt durch den Eingang 108 in das Gehäuse 102 ein und strömt an der Stirnseite 30 über den Zuströmbereich 47 in den Plattenstapel 50. Über den Abströmbereich 49 an der Stirnseite 32 tritt die angefeuchtete Zuluft 66 wieder aus dem Plattenstapel 50 aus und verlässt durch den Ausgang 110 das Gehäuse 102.
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Der Plattenstapel 50 ist an den Stirnseiten 30, 32 über die Axialdichtung 68 gegen die Innenseite des Gehäuses 102 abgedichtet. Auf diese Weise ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Zuluftbereich wirksam gegen den Abgasbereich gedichtet.
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Das Gehäuse 102 weist als gebautes Gehäuse 102 mehrere Gehäuseteile auf, die gegeneinander über Gehäusedichtungen 116 gedichtet sind. Einige der Gehäusedichtungen 116 sind exemplarisch bezeichnet. Durch das Abnehmen beispielsweise eines Gehäusedeckels kann der Plattenstapel 50 aus dem Gehäuse 102 entnommen und getauscht werden.
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In dem in 5 dargestellten Querschnitt der Befeuchtungseinrichtung 100 und insbesondere in den in den 6 und 7 dargestellten Längsschnitten ist die Lagerung des Plattenstapels 50 im Gehäuse 102 zu erkennen.
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Das Gehäuse 102 weist eine Aufnahmevorrichtung 12 auf, welche mit der an dem Plattenstapel 50 angeordneten Gegenaufnahmevorrichtung 14 zu einer Lagerung und Abdichtung des Plattenstapels 50 im Gehäuse 102 zusammenwirkt. Dazu weist die Aufnahmevorrichtung 12 quer, insbesondere senkrecht zu der Schwerkraftrichtung g, zwei einander gegenüber liegende Führungsnuten 114 auf, während, wie bereits in 2 dargestellt, die Gegenaufnahmevorrichtung 14 zwei einander gegenüber liegende Lagerrippen 20 aufweist. Die Führungsnuten 114 und die Lagerrippen 20 greifen bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Plattenstapels 50 im Gehäuse 102 ineinander.
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Die Gegenaufnahmevorrichtung 14 am Plattenstapel 50 weist Dichtungsvorrichtungen 22 in Form von O-Ringen auf. Dadurch wird bei einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Plattenstapels 50 im Gehäuse 102 eine axiale Abdichtung des Plattenstapels 50 gegen das Gehäuse 102 bewirkt. Insbesondere wird durch die Dichtungsvorrichtungen 22 eine Bypass-Strömung des Abgases 64 um den Plattenstapel 50 herum verhindert.
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Die Dichtungsvorrichtungen 22 sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel umlaufend an einander gegenüber liegenden Seiten der Lagerrippen 20 angeordnet. Die Lagerrippen 20 weisen, wie in 2 erkennbar, an den zwei gegenüber liegenden Stirnseiten 30, 32 axiale Dichtungsabschnitte 70 auf, die mit den Dichtungsvorrichtungen 22 einstückig ausgebildet sind.
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In 5 ist im Querschnitt der Plattenstapel 50 auf der Höhe der Gegenaufnahmevorrichtung 14 geschnitten, sodass die Lagerrippen 20 sowie der angeschnittene O-Ring der Dichtungsvorrichtung 22 erkennbar sind. Weiter sind die axialen Dichtungsabschnitte 70, welche gegen die Innenseite des Gehäuses 102 dichten, angeschnitten zu erkennen. Die Lagerrippen 20 liegen in den ebenfalls angeschnittenen Führungsnuten 114 als Aufnahmevorrichtung 12.
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Im Längsschnitt in den 6 und 7 ist die Lagerung des Plattenstapels 50 über die in die Führungsnuten 114 eingeschobenen Lagerrippen 20 zu erkennen. Dabei dichtet der umlaufende O-Ring der Dichtungsvorrichtung 22 gegen eine Oberseite und eine Unterseite der Führungsnut 114. Auf diese Weise kann vorteilhaft verhindert werden, dass eine Bypass-Strömung des Abgases 64 von dem oberen Teil des Innenraums 112 in den unteren Teil des Innenraums 112 seitlich an dem Plattenstapel 50 vorbei über die Führungsnut 114 strömen kann.
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In einem alternativen, nicht dargestellten, Ausführungsbeispiel können die Lagerrippen 20 auch am Gehäuse 102 und die Führungsnuten 114 in den Seitenwänden des Plattenstapels 50 angeordnet sein.
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Ebenfalls ist alternativ auch möglich, dass die Dichtungsvorrichtung 22, unabhängig von der Anordnung von Lagerrippen 20 und Führungsnuten 114, im Gehäuse 102 angeordnet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kanalplatte
- 12
- Aufnahmevorrichtung
- 14
- Gegenaufnahmevorrichtung
- 20
- Lagerrippe
- 22
- Dichtungsvorrichtung
- 30
- Stirnseite
- 32
- Stirnseite
- 40
- Stapelrichtung
- 46
- Zuströmbereich Abgas
- 47
- Zuströmbereich Zuluft
- 48
- Abströmbereich Abgas
- 49
- Abströmbereich Zuluft
- 50
- Plattenstapel
- 52
- Strömungskanal Abgas
- 54
- Strömungskanal Zuluft
- 58
- Zuganker
- 64
- erstes Fluid
- 66
- zweites Fluid
- 68
- Axialdichtung
- 70
- axialer Dichtungsabschnitt
- 100
- Befeuchtungseinrichtung
- 102
- Gehäuse
- 104
- Eingang Fluid 1 Abgas
- 106
- Ausgang Fluid 1
- 108
- Eingang Fluid 2 Luft
- 110
- Ausgang Fluid 2
- 112
- Innenraum
- 114
- Führungsnut
- 116
- Gehäusedichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013020503 A1 [0002]
