DE102021205463A1 - Fuel supply for a fuel cell, fuel cell unit and method for supplying a fuel to a fuel cell - Google Patents

Fuel supply for a fuel cell, fuel cell unit and method for supplying a fuel to a fuel cell Download PDF

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Abstract

Um eine Brennstoffzuführung für eine Brennstoffzelle bereitzustellen, welche eine optimierte Brennstoffzuführung und geringe Herstellungskosten aufweist, wird vorgeschlagen, dass die Brennstoffzuführung eine Rezirkulationseinrichtung umfasst, durch welche Abgas über einen Rezirkulationskreislauf und wenigstens eine Verdichtereinrichtung von einem Ausgang der Brennstoffzelle zu einem Eingang der Brennstoffzelle rückführbar ist, sowie eine Brennstoffeinrichtung zum Zuführen eines Brennstoffs zu der Rezirkulationseinrichtung, wobei ein Brennstoffeinlass der Brennstoffeinrichtung in die Verdichtereinrichtung mündet und/oder in einen an die Verdichtereinrichtung angrenzenden Leitungsabschnitt des Rezirkulationskreislaufs mündet.In order to provide a fuel supply for a fuel cell, which has an optimized fuel supply and low production costs, it is proposed that the fuel supply comprises a recirculation device, through which exhaust gas can be returned via a recirculation circuit and at least one compressor device from an outlet of the fuel cell to an inlet of the fuel cell, as well as a fuel device for supplying a fuel to the recirculation device, wherein a fuel inlet of the fuel device opens into the compressor device and/or into a line section of the recirculation circuit adjoining the compressor device.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennstoffzuführung für eine Brennstoffzelle sowie eine Brennstoffzelleneinheit. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Zuführen eines Brennstoffs zu einer Brennstoffzelle.The present invention relates to a fuel supply for a fuel cell and a fuel cell unit. In addition, the present invention relates to a method for supplying a fuel to a fuel cell.

Es sind Brennstoffzellen mit einer Brennstoffzuführung zum Zuführen eines Brennstoffs bekannt, bei welchen der Brennstoff, beispielsweise Wasserstoff (H2), unmittelbar vor dem Eintreten in die Brennstoffzelle mit einem rückgeführten Abgas der Brennstoffzelle gemischt wird. Um ein optimales Vermischen des Brennstoffs mit dem Abgas sicherzustellen, ist bei einer solchen Brennstoffzuführung ein komplexes Verrohrungssystem am Eingang der Brennstoffzelle erforderlich. Dieses weist signifikante Herstellungskosten auf.Fuel cells with a fuel supply for supplying a fuel are known, in which the fuel, for example hydrogen (H 2 ), is mixed with a recirculated exhaust gas from the fuel cell immediately before it enters the fuel cell. In order to ensure optimal mixing of the fuel with the exhaust gas, a complex piping system is required at the inlet of the fuel cell with such a fuel supply. This has significant manufacturing costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffzuführung bereitzustellen, die eine optimierte Zuführung eines Brennstoffs zu einer Brennstoffzelle ermöglicht und geringe Herstellungskosten aufweist.The present invention is based on the object of providing a fuel feed which enables an optimized feed of a fuel to a fuel cell and has low production costs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennstoffzuführung für eine Brennstoffzelle gelöst, die eine Rezirkulationseinrichtung umfasst, durch welche Abgas über einen Rezirkulationskreislauf und wenigstens eine Verdichtereinrichtung von einem Ausgang der Brennstoffzelle zu einem Eingang der Brennstoffzelle rückführbar ist, und eine Brennstoffeinrichtung zum Zuführen eines Brennstoffs zu der Rezirkulationseinrichtung, wobei ein Brennstoffeinlass der Brennstoffeinrichtung in die Verdichtereinrichtung mündet und/oder in einen an die Verdichtereinrichtung angrenzenden Leitungsabschnitt des Rezirkulationskreislaufs mündet.This object is achieved according to the invention by a fuel supply for a fuel cell, which comprises a recirculation device, through which exhaust gas can be returned via a recirculation circuit and at least one compressor device from an outlet of the fuel cell to an inlet of the fuel cell, and a fuel device for supplying a fuel to the recirculation device , wherein a fuel inlet of the fuel device opens into the compressor device and/or into a line section of the recirculation circuit adjoining the compressor device.

Dadurch kann eine einfache Konfiguration der Brennstoffzuführung und/oder eine reduzierte Komponentenanzahl der Brennstoffzuführung erreicht sein, so dass eine verringerte Komplexität des Verrohrungssystems, insbesondere im Bereich des Einlasses der Brennstoffzelle, ermöglicht sein kann.As a result, a simple configuration of the fuel supply and/or a reduced number of components of the fuel supply can be achieved, so that a reduced complexity of the piping system, in particular in the area of the inlet of the fuel cell, can be made possible.

Zudem kann durch eine solche Brennstoffzuführung ein verkürzter und/oder optimierter Strömungsweg für den Brennstoff und/oder das Abgas ausgebildet sein. Dadurch können vor dem Eintritt in die Brennstoffzelle ein optimiertes Strömungsprofil, ein geringer Druckverlust und/oder eine homogene Vermischung des Brennstoffs mit dem Abgas ausgebildet sein.In addition, a shortened and/or optimized flow path for the fuel and/or the exhaust gas can be formed by such a fuel supply. As a result, before entering the fuel cell, an optimized flow profile, a low pressure loss and/or homogeneous mixing of the fuel with the exhaust gas can be formed.

Durch die reduzierte Komplexität der Brennstoffzuführung kann darüberhinaus eine einfache Herstellung und signifikante Senkung der Herstellungskosten erreicht sein, beispielsweise durch standardisierte und/oder weniger komplexe Fertigungsverfahren und/oder Fertigungswerkzeuge.In addition, the reduced complexity of the fuel supply means that the production costs can be simplified and the production costs significantly reduced, for example by means of standardized and/or less complex production methods and/or production tools.

Die Komponenten der Brennstoffzuführung können beispielsweise als Spritzgussteile ausbildbar sein.The components of the fuel supply can be embodied as injection molded parts, for example.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Brennstoffeinlass in eine Verdichterkammer und/oder in einen Verdichtereinlass und/oder Verdichterauslass der Verdichtereinrichtung mündet.In one embodiment of the invention, it can be provided that the fuel inlet opens into a compressor chamber and/or into a compressor inlet and/or compressor outlet of the compressor device.

Auf diese Weise kann die Mischung des Brennstoffs mit dem Abgas in der Verdichtereinrichtung vorgesehen sein.In this way, the mixing of the fuel with the exhaust gas can be provided in the compressor device.

Insbesondere durch das Zuführen des Brennstoffs in die Verdichterkammer und/oder den Verdichtereinlass kann durch die Komprimierung eine optimale Mischung des zugeführten Brennstoffs mit dem rezirkulierten Abgas vorgesehen sein.In particular, by supplying the fuel into the compressor chamber and/or the compressor inlet, an optimal mixture of the supplied fuel with the recirculated exhaust gas can be provided by the compression.

Bevorzugt kann bei der Brennstoffzuführung vorgesehen sein, dass der Brennstoffeinlass integral mit wenigstens einer Verdichterkomponente der Verdichtereinrichtung ausgebildet ist.When supplying fuel, it can preferably be provided that the fuel inlet is formed integrally with at least one compressor component of the compressor device.

Vorzugsweise kann der Brennstoffeinlass integral mit wenigstens einem Gehäuseelement der Verdichtereinrichtung ausgebildet sein, insbesondere integral mit wenigstens einem die Verdichterkammer zumindest teilweise begrenzenden Gehäuseelement der Verdichtereinrichtung.The fuel inlet can preferably be formed integrally with at least one housing element of the compressor device, in particular integrally with at least one housing element of the compressor device that at least partially delimits the compressor chamber.

Vorteilhaft kann bei der Brennstoffzuführung vorgesehen sein, dass der Brennstoffeinlass eine Schnittstelle für eine Reguliereinrichtung und/oder eine Reguliereinrichtung zum Regulieren des Brennstoffs umfasst und die Schnittstelle und/oder die Reguliereinrichtung integral mit wenigstens einer Verdichterkomponente der Verdichtereinrichtung ausgebildet ist.When supplying fuel, it can advantageously be provided that the fuel inlet comprises an interface for a regulating device and/or a regulating device for regulating the fuel and the interface and/or the regulating device is designed integrally with at least one compressor component of the compressor device.

Vorzugsweise kann die Schnittstelle für die Reguliereinrichtung und/oder die Reguliereinrichtung integral mit wenigstens einem die Verdichterkammer zumindest teilweise begrenzenden Gehäuseelement der Verdichtereinrichtung ausgebildet sein.The interface for the regulating device and/or the regulating device can preferably be formed integrally with at least one housing element of the compressor device which at least partially delimits the compressor chamber.

Bevorzugt kann eine Einlassöffnung des Brennstoffeinlasses mit einem ersten Gehäuseelement der Verdichtereinrichtung integral ausgebildet sein und die Schnittstelle für die Reguliereinrichtung und/oder die Reguliereinrichtung kann integral mit wenigstens einem weiteren Gehäuseelement der Verdichtereinrichtung ausgebildet sein.An inlet opening of the fuel inlet can preferably be formed integrally with a first housing element of the compressor device and the interface for the regulating device and/or the regulating device can be formed integrally with at least one further housing element of the compressor device.

Vorteilhafterweise umfasst der Brennstoffeinlass die Einlassöffnung, durch welche der Brennstoff zugeführt wird, eine Auslassöffnung, die in die Verdichterkammer und/oder den Verdichtereinlass mündet, und einen Brennstoffdurchgang, der die Einlassöffnung und die Auslassöffnung miteinander verbindet.Advantageously, the fuel inlet comprises the inlet opening through which the fuel is supplied, an outlet opening which opens into the compression chamber and/or the compressor inlet, and a fuel passage which connects the inlet opening and the outlet opening to one another.

Zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung kann die Reguliereinrichtung angeordnet sein und/oder anordenbar sein. Durch die Reguliereinrichtung kann ein Volumenstrom des Brennstoffs regulierbar sein.The regulating device can be and/or can be arranged between the inlet opening and the outlet opening. A volume flow of the fuel can be regulated by the regulating device.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Leitungsabschnitt des Rezirkulationskreislaufs zwischen dem Brennstoffeinlass und der Verdichtereinrichtung eine Leitungslänge von 100 mm oder weniger, vorzugsweise 50 mm oder weniger, aufweist.Provision can preferably be made for the line section of the recirculation circuit between the fuel inlet and the compressor device to have a line length of 100 mm or less, preferably 50 mm or less.

Vorzugsweise weist der Leitungsabschnitt des Rezirkulationskreislaufs zwischen dem Brennstoffeinlass und dem Verdichtereinlass und/oder Verdichterauslass eine Leitungslänge von 100 mm oder weniger, vorzugsweise 50 mm oder weniger, auf.The line section of the recirculation circuit between the fuel inlet and the compressor inlet and/or compressor outlet preferably has a line length of 100 mm or less, preferably 50 mm or less.

Besonders bevorzugt ist der Leitungsabschnitt des Rezirkulationskreislaufs zwischen dem Brennstoffeinlass und der Verdichtereinrichtung frei von weiteren Kreislaufkomponenten ist. Diese Kreislaufkomponenten können beispielsweise Schnittstellen, Ventile, Regler, Sensoren, Filter, Drosseln, Düsen, Abscheideeinrichtungen und/oder dergleichen sein.The line section of the recirculation circuit between the fuel inlet and the compressor device is particularly preferably free of further circuit components. These circuit components can be, for example, interfaces, valves, controllers, sensors, filters, throttles, nozzles, separating devices and/or the like.

Der Leitungsabschnitt des Rezirkulationskreislaufs kann bevorzugt als ein Strömungskanal oder Rohr, besonders bevorzugt als ein gerader und/oder unverzweigter Strömungskanal oder Rohr, ausgebildet sein.The line section of the recirculation circuit can preferably be designed as a flow channel or tube, particularly preferably as a straight and/or unbranched flow channel or tube.

Vorteilhafterweise kann bei der Brennstoffzuführung vorgesehen sein, dass die Verdichtereinrichtung als ein Seitenkanalverdichter ausgebildet ist.When supplying fuel, it can advantageously be provided that the compressor device is in the form of a side channel compressor.

Der Seitenkanalverdichter umfasst einen Seitenkanal als Verdichterkammer.The side channel compressor includes a side channel as a compression chamber.

Die Verdichtereinrichtung kann mehrere Gehäuseelemente aufweisen, welche die Verdichterkammer definieren und/oder Komponenten der Verdichtereinrichtung aufnehmen.The compressor device can have a number of housing elements which define the compressor chamber and/or accommodate components of the compressor device.

Wenigstens eines der Gehäuseelemente kann als ein Deckelelement ausgebildet sein. Mit dem Deckelelement kann die Schnittstelle für die Reguliereinrichtung und/oder die Einlassöffnung des Brennstoffeinlasses integral ausgebildet sein.At least one of the housing elements can be designed as a cover element. The interface for the regulating device and/or the inlet opening of the fuel inlet can be formed integrally with the cover element.

Die Gehäuseelemente, insbesondere das Deckelelement, können als Spritzgussteile ausgebildet sein.The housing elements, in particular the cover element, can be designed as injection molded parts.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Brennstoffzelleneinheit.The present invention also relates to a fuel cell unit.

Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffzelleneinheit bereitzustellen, die einen effizienten Betrieb ermöglicht und niedrige Herstellungskosten aufweist.In this respect, the invention is based on the object of providing a fuel cell unit which enables efficient operation and has low production costs.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Brennstoffzelleneinheit wenigstens eine Brennstoffzelle umfasst sowie eine Rezirkulationseinrichtung, durch welche Abgas von einem Ausgang der Brennstoffzelle zu einem Eingang der Brennstoffzelle rückführbar ist, wobei zum Zuführen eines Brennstoffs zumindest eine Brennstoffzuführung gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in that a fuel cell unit comprises at least one fuel cell and a recirculation device, through which exhaust gas can be recirculated from an outlet of the fuel cell to an inlet of the fuel cell, with at least one fuel feed according to one of the previously described embodiments being provided for supplying a fuel .

Eine Brennstoffzelleneinheit mit einer solchen Brennstoffzuführung kann eine verringerte Komplexität, insbesondere des Verrohrungssystems, aufweisen, wodurch eine vereinfachte Herstellung und reduzierte Herstellungskosten erreicht werden können.A fuel cell unit with such a fuel supply can have a reduced complexity, in particular of the piping system, as a result of which simplified production and reduced production costs can be achieved.

Da durch diese Brennstoffzuführung zudem ein verkürzter und/oder optimierter Strömungsweg das Brennstoff-Abgas-Gemisch erreicht sein kann, kann auf diese Weise ein effizienter Brennstoffzellenbetrieb ermöglicht sein.Since this fuel supply can also result in a shortened and/or optimized flow path for the fuel/exhaust gas mixture, efficient fuel cell operation can be made possible in this way.

Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Zuführen eines Brennstoffs zu einer Rezirkulationseinrichtung einer Brennstoffzelle.The present invention also relates to a method for supplying a fuel to a recirculation device of a fuel cell.

Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, durch welches eine optimierte Zuführung des Brennstoffs zu der Brennstoffzelle erreicht ist.In this regard, the invention is based on the object of providing a method by which an optimized supply of the fuel to the fuel cell is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Zuführen eines Brennstoffs zu einer Brennstoffzelle gelöst, bei welchem ein Abgas über einen Rezirkulationskreislauf und wenigstens eine Verdichtereinrichtung von einem Ausgang der Brennstoffzelle zu einem Eingang der Brennstoffzelle rückgeführt wird und der Brennstoff über einen Brennstoffeinlass der Verdichtereinrichtung zugeführt wird und/oder einem an die Verdichtereinrichtung angrenzenden Leitungsabschnitt des Rezirkulationskreislaufs zugeführt wird.This object is achieved according to the invention by a method for supplying fuel to a fuel cell, in which an exhaust gas is recirculated via a recirculation circuit and at least one compressor device from an outlet of the fuel cell to an inlet of the fuel cell and the fuel is fed to the compressor device via a fuel inlet and /or is fed to a line section of the recirculation circuit that is adjacent to the compressor device.

Dadurch kann ein optimierter Strömungsweg für den Brennstoff und/oder das Abgas geschaffen sein. Neben einer homogenen Mischung des Brennstoffs mit dem Abgas kann ein optimiertes Strömungsprofil und/oder geringer Druckverlust innerhalb der Brennstoffzuführung erreicht sein.This can create an optimized flow path for the fuel and/or the exhaust gas. In addition to a homogeneous mixture of the fuel with the exhaust gas, an optimized Strö tion profile and/or low pressure loss within the fuel supply.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Brennstoff einer Verdichterkammer und/oder einem Verdichtereinlass und/oder einem Verdichterauslass der Verdichtereinrichtung zugeführt wird und der Brennstoff in der Verdichterkammer und/oder in dem Verdichtereinlass und/oder in dem Verdichterauslass zumindest mit dem zur Brennstoffzelle rückgeführten Abgas gemischt wird.In an advantageous development of the method, it can be provided that the fuel is supplied to a compressor chamber and/or a compressor inlet and/or a compressor outlet of the compressor device and the fuel in the compressor chamber and/or in the compressor inlet and/or in the compressor outlet at least with the exhaust gas recirculated to the fuel cell.

Der Brennstoff und das Abgas werden somit gemeinsam durch die Verdichtereinrichtung komprimiert, so dass eine besonders homogene Mischung des Brennstoffs mit dem Abgas erreicht werden kann.The fuel and the exhaust gas are thus compressed together by the compressor device, so that a particularly homogeneous mixture of the fuel with the exhaust gas can be achieved.

Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Further preferred features and/or advantages of the invention are the subject of the following description and the graphic representation of exemplary embodiments.

Figurenlistecharacter list

  • 1 eine schematische Darstellung einer Brennstoffzelleneinheit mit einer ersten Ausführungsform einer Brennstoffzuführung; 1 a schematic representation of a fuel cell unit with a first embodiment of a fuel supply;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Brennstoffzelleneinheit mit einer zweiten Ausführungsform einer Brennstoffzuführung; 2 a schematic representation of a fuel cell unit with a second embodiment of a fuel supply;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Brennstoffzelleneinheit mit einer dritten Ausführungsform einer Brennstoffzuführung; 3 a schematic representation of a fuel cell unit with a third embodiment of a fuel supply;
  • 4 eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Verdichtereinrichtung; 4 a perspective view of an exemplary compressor device;
  • 5 eine schematische Teilschnittansicht einer Verdichterkammer der Verdichtereinrichtung in 4 mit einem Brennstoffeinlass. 5 a schematic partial sectional view of a compression chamber of the compression device in 4 with a fuel inlet.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols in all figures.

Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Brennstoffzelleneinheit.the 1 shows a schematic representation of a fuel cell unit denoted as a whole by 100 .

Die Brennstoffzelleneinheit 100 umfasst eine Brennstoffzelle 102 und eine Brennstoffzuführung 104.The fuel cell unit 100 comprises a fuel cell 102 and a fuel feed 104.

Die Brennstoffzelle 102 ist durch mehrere Brennstoffzellenelemente gebildet. Die Brennstoffzellenelemente bilden einen Brennstoffzellen-Stack.The fuel cell 102 is formed by multiple fuel cell elements. The fuel cell elements form a fuel cell stack.

Die Brennstoffzelle 102 kann jede beliebige Brennstoffzelle sein, beispielsweise eine Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle (PMFC), Alkalische Brennstoffzelle (AFC), Direkt-Methanol-Brennstoffzelle (DMFC), Phosphorsaure-Brennstoffzelle (PAFC), Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC) oder Oxidkeramische-Brennstoffzelle (SOFC).The fuel cell 102 may be any fuel cell, such as a polymer electrolyte fuel cell (PMFC), alkaline fuel cell (AFC), direct methanol fuel cell (DMFC), phosphoric acid fuel cell (PAFC), molten carbonate fuel cell (MCFC), or oxide ceramic -Fuel cell (SOFC).

Über einen Eingang 106 wird der Brennstoffzelle 102 Brennstoff und/oder ein Brennstoffgemisch (Brennstoff-Abgas-Gemisch) und/oder Oxidator und/oder Kühlmittel zugeführt. Über den Ausgang 108 der Brennstoffzelle 102 werden Abgas und/oder der Brennstoff und/oder der Oxidator und/oder das Kühlmittel ausgegeben.Fuel and/or a fuel mixture (fuel-exhaust gas mixture) and/or oxidizer and/or coolant is supplied to the fuel cell 102 via an inlet 106 . Exhaust gas and/or the fuel and/or the oxidizer and/or the coolant are discharged via the outlet 108 of the fuel cell 102 .

Die Brennstoffzuführung 104 umfasst eine Rezirkulationseinrichtung 110 und eine Brennstoffeinrichtung 112.The fuel feed 104 comprises a recirculation device 110 and a fuel device 112.

Die Rezirkulationseinrichtung 110 umfasst einen Rezirkulationskreislauf 114 und wenigstens eine Verdichtereinrichtung 116.Recirculation device 110 comprises a recirculation circuit 114 and at least one compressor device 116.

Durch die Rezirkulationseinrichtung 110 wird ein Teil eines Abgases der Brennstoffzelle 102 von dem Ausgang 108 der Brennstoffzelle 102 zu dem Eingang 106 der Brennstoffzelle 102 rückgeführt.Part of an exhaust gas from the fuel cell 102 is recirculated from the outlet 108 of the fuel cell 102 to the inlet 106 of the fuel cell 102 by the recirculation device 110 .

Der Rezirkulationskreislauf 114 ist durch ein Leitungssystem gebildet, durch welches das Abgas der Brennstoffzelle 102 und/oder ein zugeführter Brennstoff geleitet wird.The recirculation circuit 114 is formed by a line system through which the exhaust gas from the fuel cell 102 and/or a supplied fuel is/are conducted.

Durch die Verdichtereinrichtung 116 erfolgt eine Verdichtung und Förderung des Abgases und/oder Brennstoffs im Rezirkulationskreislauf 114.Compressor device 116 compresses and conveys the exhaust gas and/or fuel in recirculation circuit 114.

Die Verdichtereinrichtung 116 kann jeder geeignete Verdichter sein. Bevorzugt ist die Verdichtereinrichtung 116 als ein Seitenkanalverdichter ausgebildet.Compressor assembly 116 may be any suitable compressor. Compressor device 116 is preferably designed as a side channel compressor.

Die Verdichtereinrichtung 116 weist einen Verdichtereinlass 118 und einen Verdichterauslass 120 auf. Über den Verdichtereinlass 118 und den Verdichterauslass 120 ist die Verdichtereinrichtung 116 mit dem Rezirkulationskreislauf 114 fluidgekoppelt.The compressor device 116 has a compressor inlet 118 and a compressor outlet 120 . The compressor device 116 is fluidically coupled to the recirculation circuit 114 via the compressor inlet 118 and the compressor outlet 120 .

Über den Verdichtereinlass 118 treten das Abgas und/oder der Brennstoff in die Verdichtereinrichtung 112 ein. Über den Verdichterauslass 120 treten das Abgas und/oder der Brennstoff aus der Verdichtereinrichtung 112 aus.The exhaust gas and/or the fuel enter the compressor device 112 via the compressor inlet 118 . The exhaust gas and/or the fuel exit the compressor device 112 via the compressor outlet 120 .

In dem Rezirkulationskreislauf 114 können weitere Komponenten, beispielsweise Schnittstellen, Ventile, Regler, Sensoren, Filter, Drosseln, Düsen, Abscheideeinrichtungen und/oder dergleichen, vorgesehen sein.In the recirculation circuit 114, further components such as interfaces, valves, controllers, sensors, filters, throttles, nozzles, Separation devices and / or the like, be provided.

Der Rezirkulationskreislauf 114 weist eine oder mehrere Abführeinrichtungen 122 auf über die zumindest ein Teil des Abgases und/oder Brennstoffs und/oder Oxidators und/oder Kühlmittels abgeführt werden.The recirculation circuit 114 has one or more removal devices 122 via which at least part of the exhaust gas and/or fuel and/or oxidizer and/or coolant is removed.

Durch die Brennstoffeinrichtung 112 wird der Brennstoff, beispielsweise Wasserstoff (H2), der Rezirkulationseinrichtung 110 zugeführt.The fuel, for example hydrogen (H2), is supplied to the recirculation device 110 by the fuel device 112 .

Die Brennstoffeinrichtung 112 weist eine Brennstoffleitung 124, ein Brennstoffeinlass 126, ein Druckregelventil 128 und/oder eine Filtereinrichtung 130 auf. Die Brennstoffeinrichtung 112 kann weitere Komponenten umfassen, beispielsweise Sensoren und/oder dergleichen.The fuel device 112 has a fuel line 124, a fuel inlet 126, a pressure control valve 128 and/or a filter device 130. The fuel assembly 112 may include other components, such as sensors and/or the like.

Die Brennstoffeinrichtung 112 ist mit einer nicht näher dargestellten Brennstoffversorgung, beispielsweise einen Brennstoffspeicher, gekoppelt.The fuel device 112 is coupled to a fuel supply, not shown in detail, for example a fuel store.

Bei der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104 mündet der Brennstoffeinlass 126 der Brennstoffeinrichtung 112 in die Verdichtereinrichtung 116.At the in 1 The first embodiment of fuel feed 104 illustrated in the first embodiment, fuel inlet 126 of fuel device 112 opens into compressor device 116.

Wie nachfolgend bezüglich 5 näher beschrieben, mündet der Brennstoffeinlass 126 in eine Verdichterkammer 132 der Verdichtereinrichtung 116.As below regarding 5 described in more detail, fuel inlet 126 opens into a compression chamber 132 of compression device 116.

Alternativ oder ergänzend kann der Brennstoffeinlass 126 der Brennstoffeinrichtung 112 in den Verdichtereinlass 118 und/oder Verdichterauslass 120 der Verdichtereinrichtung 116 münden. Der Verdichtereinlass 118 bildet in der Verdichtereinrichtung 116 eine Zuführung für das Abgas und/oder den Brennstoff in die Verdichterkammer 132. Der Verdichterauslass 120 bildet in der Verdichtereinrichtung 116 eine Abführung für das Abgas und/oder den Brennstoff aus der Verdichterkammer 132.Alternatively or additionally, the fuel inlet 126 of the fuel device 112 can open into the compressor inlet 118 and/or compressor outlet 120 of the compressor device 116 . In compressor device 116, compressor inlet 118 forms a feed for the exhaust gas and/or the fuel into compressor chamber 132. In compressor device 116, compressor outlet 120 forms a discharge for the exhaust gas and/or fuel from compressor chamber 132.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennstoffzelleneinheit 102 mit einer zweiten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104 und 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Brennstoffzelleneinheit 102 mit einer dritten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104. 2 shows a schematic representation of a fuel cell unit 102 with a second embodiment of the fuel supply 104 and 3 shows a schematic representation of a fuel cell unit 102 with a third embodiment of the fuel supply 104.

Die zweite und dritte Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104 unterscheiden sich von der ersten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104 lediglich in der Ausgestaltung bzw. Anordnung des Brennstoffeinlasses 126. Alle weiteren Komponenten und/oder Ausgestaltungen entsprechen denen der Brennstoffzelleneinheit 102 mit der ersten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104 gemäß 1.The second and third embodiment of the fuel feed 104 differ from the first embodiment of the fuel feed 104 only in the configuration or arrangement of the fuel inlet 126. All other components and/or configurations correspond to those of the fuel cell unit 102 with the first embodiment of the fuel feed 104 according to 1 .

Bei der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104 und bei der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104 mündet der Brennstoffeinlass 126 der Brennstoffeinrichtung 112 in einen an die Verdichtereinrichtung 116 angrenzenden Leitungsabschnitt 134 des Rezirkulationskreislaufs 114.At the in 2 illustrated second embodiment of the fuel supply 104 and in the 3 In the third embodiment of fuel feed 104 illustrated, fuel inlet 126 of fuel device 112 opens into a line section 134 of recirculation circuit 114 adjoining compressor device 116.

Wie in 2 dargestellt, kann der Brennstoffeinlass 126 der Brennstoffeinrichtung 112 in Strömungsrichtung gesehen nach dem Verdichterauslass 120 in den an die Verdichtereinrichtung 116 angrenzenden Leitungsabschnitt 134 des Rezirkulationskreislaufs 114 münden.As in 2 shown, the fuel inlet 126 of the fuel device 112 can open after the compressor outlet 120 in the line section 134 of the recirculation circuit 114 adjoining the compressor device 116 , viewed in the direction of flow.

Wie in 3 dargestellt, kann der Brennstoffeinlass 126 der Brennstoffeinrichtung 112 alternativ oder ergänzend in Strömungsrichtung gesehen vor dem Verdichtereinlass 118 in den an die Verdichtereinrichtung 116 angrenzenden Leitungsabschnitt 134 des Rezirkulationskreislaufs 114 münden.As in 3 shown, the fuel inlet 126 of the fuel device 112 can alternatively or additionally open upstream of the compressor inlet 118 in the line section 134 of the recirculation circuit 114 adjoining the compressor device 116 as seen in the direction of flow.

Eine Leitungslänge L des Leitungsabschnitts 134 kann zwischen dem Brennstoffeinlass 126 der Brennstoffeinrichtung 112 und dem Verdichtereinlass 118 und/oder Verdichterauslass 120 der Verdichtereinrichtung 116 100 mm oder weniger, vorzugsweise 50 mm oder weniger, betragen.A line length L of the line section 134 between the fuel inlet 126 of the fuel device 112 and the compressor inlet 118 and/or compressor outlet 120 of the compressor device 116 can be 100 mm or less, preferably 50 mm or less.

Insbesondere ist der Leitungsabschnitt 134 des Rezirkulationskreislaufs 114 zwischen dem Brennstoffeinlass 126 und der Verdichtereinrichtung 116 frei von weiteren Komponenten des Rezirkulationskreislaufs 114. Diese Komponenten können beispielsweise Schnittstellen, Ventile, Regler, Sensoren, Filter, Drosseln, Düsen, Abscheideeinrichtungen und/oder dergleichen sein.In particular, the line section 134 of the recirculation circuit 114 between the fuel inlet 126 and the compressor device 116 is free of further components of the recirculation circuit 114. These components can be, for example, interfaces, valves, controllers, sensors, filters, throttles, nozzles, separator devices and/or the like.

Der Leitungsabschnitt 134 des Rezirkulationskreislaufs 114 zwischen dem Brennstoffeinlass 126 und der Verdichtereinrichtung 116 ist durch einen Strömungskanal oder ein Rohr, vorzugsweise einen geraden und/oder unverzweigten Strömungskanal oder Rohr, ausgebildet.The line section 134 of the recirculation circuit 114 between the fuel inlet 126 and the compressor device 116 is formed by a flow channel or a tube, preferably a straight and/or unbranched flow channel or tube.

4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Verdichtereinrichtung 116 am Beispiel eines exemplarischen Seitenkanalverdichters. Ebenso kann die Verdichtereinrichtung 116 durch jeden anderen geeigneten Verdichter ausgebildet sein. 4 shows a perspective view of the compressor device 116 using the example of an exemplary side channel compressor. Likewise, the compressor device 116 can be formed by any other suitable compressor.

Die Verdichtereinrichtung 116 umfasst ein Gehäuse 136, den Verdichtereinlass 118, den Verdichterauslass 120 und eine Antriebseinrichtung 138. Der Verdichtereinlass 118 und der Verdichterauslass 120 sind mit dem Rezirkulationskreislauf 114 fluidgekoppelt.The compressor device 116 comprises a housing 136, the compressor inlet 118, the compressor outlet 120 and a drive device 138. The compressor inlet 118 and the compressor outlet 120 are fluidly coupled to the recirculation circuit 114.

Das Gehäuse 136 ist durch ein erstes und ein zweites Gehäuseelemente 140, 142 gebildet. Ebenso kann das Gehäuse 136 durch mehr als zwei Gehäuseelementen gebildet sein. Die Gehäuseelemente 140, 142 begrenzen zumindest teilweise die Verdichterkammer 132 der Verdichtereinrichtung 116.The housing 136 is formed by first and second housing members 140,142. Likewise, the housing 136 can be formed by more than two housing elements. Housing elements 140, 142 at least partially delimit compression chamber 132 of compression device 116.

Zumindest das erste Gehäuseelement 140 kann als ein Deckelelement ausgebildet sein. Bevorzugt ist zumindest eines der Gehäuseelemente 140, 142, insbesondere das erste Gehäuseelement 140, d.h. das Deckelelement, als Spritzgussteil ausgebildet.At least the first housing element 140 can be designed as a cover element. At least one of the housing elements 140, 142, in particular the first housing element 140, i.e. the cover element, is preferably designed as an injection molded part.

Bezüglich 1 wurde bereits beschrieben, dass der Brennstoffeinlass 126 bei der ersten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104 in die Verdichterkammer 132 und/oder den Verdichtereinlass 118 und/oder Verdichterauslass 120 der Verdichtereinrichtung 116 mündet.With reference to 1 It has already been described that the fuel inlet 126 in the first embodiment of the fuel feed 104 opens into the compressor chamber 132 and/or the compressor inlet 118 and/or compressor outlet 120 of the compressor device 116 .

5 zeigt eine schematische Teilschnittansicht der Verdichterkammer 132 der Verdichtereinrichtung 116, bei welcher der Brennstoffeinlass 126 in die Verdichterkammer 132 mündet. 5 shows a schematic partial sectional view of the compression chamber 132 of the compression device 116, in which the fuel inlet 126 opens into the compression chamber 132.

Wie in 5 dargestellt, ist der Brennstoffeinlass 126 integral mit den Gehäuseelementen 140, 142 der Verdichtereinrichtung 116 ausgebildet.As in 5 As shown, fuel inlet 126 is formed integrally with housing members 140, 142 of compressor assembly 116.

Der Brennstoffeinlass 126 bildet einen Durchgang, durch welchen der Brennstoff der Verdichterkammer 132 zugeführt wird.The fuel inlet 126 forms a passage through which fuel is delivered to the compression chamber 132 .

Die Verdichterkammer 132 ist durch einen Seitenkanal des Seitenkanalverdichters gebildet. Der Brennstoffeinlass 126 kann tangential in den Seitenkanal des Seitenkanalverdichters münden.The compressor chamber 132 is formed by a side channel of the side channel compressor. The fuel inlet 126 can open tangentially into the side channel of the side channel compressor.

Der Brennstoffeinlass 126 kann in einer Strömungsrichtung oder entgegen der Strömungsrichtung in die Verdichterkammer 132 münden. Vorzugsweise mündet der Brennstoffeinlass 126 entlang eines Strömungsweges in der Verdichterkammer 132 mittig in die Verdichterkammer 132.The fuel inlet 126 may open into the compression chamber 132 in a flow direction or counter to the flow direction. Fuel inlet 126 preferably opens centrally into compression chamber 132 along a flow path in compression chamber 132.

Der Brennstoffeinlass 126 umfasst eine Einlassöffnung 144, durch welche der Brennstoff zugeführt wird, eine Auslassöffnung 146, die in die Verdichterkammer 132 und/oder den Verdichtereinlass 118 mündet, und einen Brennstoffdurchgang 148, der die Einlassöffnung 144 und die Auslassöffnung 146 miteinander verbindet.The fuel inlet 126 includes an inlet port 144 through which the fuel is supplied, an outlet port 146 that opens into the compression chamber 132 and/or the compressor inlet 118, and a fuel passage 148 that interconnects the inlet port 144 and the outlet port 146.

Zwischen der Einlassöffnung 144 und der Auslassöffnung 146 ist eine Reguliereinrichtung 150 vorgesehen. Durch die Reguliereinrichtung 150 wird der Volumenstrom des Brennstoffs reguliert.A regulating device 150 is provided between the inlet opening 144 and the outlet opening 146 . The volume flow of the fuel is regulated by the regulating device 150 .

Die Reguliereinrichtung 150 ist an einer Schnittstelle 152 des Brennstoffeinlasses 126 angeordnet. Die Schnittstelle 152 ist integral mit dem Gehäuseelement 140 ausgebildet.The regulator 150 is located at an interface 152 of the fuel inlet 126 . Interface 152 is integral with housing member 140 .

Die Einlassöffnung 144 ist mit der Brennstoffleitung 124 der Brennstoffeinrichtung 112 gekoppelt. Die Einlassöffnung 144 ist integral mit dem Gehäuseelement 142 ausgebildet.The inlet port 144 is coupled to the fuel line 124 of the fuel assembly 112 . The inlet port 144 is formed integrally with the housing member 142 .

Ebenso können die Einlassöffnung 144 und die Schnittstelle 152 gemeinsam integral mit dem Gehäuseelement 140 oder mit dem Gehäuseelement 142 ausgebildet sein.Likewise, the inlet opening 144 and the interface 152 together can be formed integrally with the housing member 140 or with the housing member 142 .

Auch kann die Reguliereinrichtung 150 integral mit einem der Gehäuseelemente 140, 142 ausgebildet sein.The regulating device 150 can also be formed integrally with one of the housing elements 140, 142.

Durch die Reguliereinrichtung 150 ist ein der Verdichterkammer 132 zuzuführender Volumenstrom des Brennstoffs regulierbar. Die Reguliereinrichtung 150 ist insbesondere ein Druckregelventil.A volume flow of fuel to be supplied to the compression chamber 132 can be regulated by the regulating device 150 . The regulating device 150 is in particular a pressure control valve.

Bei dieser ersten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104 ist die Mischung des Brennstoffs mit dem Abgas in der Weise vorgesehen, dass ein Teilstrom des Abgases, d.h. ein definierter Volumenstrom des Abgases, von dem Ausgang 108 der Brennstoffzelle 102 über den Rezirkulationskreislauf 114 der Verdichtereinrichtung 116 zugeführt wird.In this first embodiment of fuel supply 104, the fuel is mixed with the exhaust gas in such a way that a partial flow of the exhaust gas, i.e. a defined volume flow of the exhaust gas, is supplied from the outlet 108 of the fuel cell 102 via the recirculation circuit 114 to the compressor device 116.

In der Verdichtereinrichtung 116 wird das Abgas über den Verdichtereinlass 118 in die Verdichterkammer 132 geleitet und durch Schaufelräder 154 der Verdichtereinrichtung 116 komprimiert.In the compressor device 116 , the exhaust gas is conducted into the compressor chamber 132 via the compressor inlet 118 and is compressed by impellers 154 of the compressor device 116 .

Gleichzeit wird ein durch die Reguliereinrichtung 150 regulierter Volumenstrom des Brennstoffs über den Brennstoffeinlass 126 der Verdichterkammer 132 zugeführt. In der Verdichterkammer 132 werden der Brennstoff und das Abgas miteinander gemischt und komprimiert. Aufgrund der simultanen Komprimierung und Mischung des Brennstoffs mit dem Abgas wird eine homogene Vermischung erreicht.At the same time, a volumetric flow of fuel regulated by the regulating device 150 is supplied to the compression chamber 132 via the fuel inlet 126 . In the compression chamber 132, the fuel and the exhaust gas are mixed together and compressed. Homogeneous mixing is achieved due to the simultaneous compression and mixing of the fuel with the exhaust gas.

Das komprimierte und gemischte Brennstoff-Abgas-Gemisch wird aus der Verdichterkammer 132 über den Verdichterauslass 120 in den Rezirkulationskreislauf 114 und zu dem Eingang 106 der Brennstoffzelle 102 geleitet.The compressed and mixed fuel-exhaust mixture is directed from the compression chamber 132 via the compressor outlet 120 into the recirculation circuit 114 and to the input 106 of the fuel cell 102 .

Bei der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104, bei welcher der Brennstoffeinlass 126 in Strömungsrichtung gesehen nach dem Verdichterauslass 120 in den an die Verdichtereinrichtung 116 angrenzenden Leitungsabschnitt 134 des Rezirkulationskreislaufs 114 mündet, erfolgt die Mischung des Brennstoffs mit dem Abgas unmittelbar nach dem Einleiten des komprimierten Abgases aus dem Verdichterauslass 120 in den Rezirkulationskreislauf 114.At the in 2 illustrated second embodiment of the fuel supply 104, in which the fuel inlet 126 seen in the direction of flow opens after the compressor outlet 120 in the line section 134 of the recirculation circuit 114 adjoining the compressor device 116, the fuel is mixed with the exhaust gas immediately after introducing the compressed exhaust gas from the compressor outlet 120 into the recirculation circuit 114.

Aufgrund der kurzen Leitungslänge L des Leitungsabschnitts 134 und/oder weil der Leitungsabschnitt 134 des Rezirkulationskreislaufs 114 zwischen dem Brennstoffeinlass 126 und der Verdichtereinrichtung 116 frei von weiteren Komponenten des Rezirkulationskreislaufs 114 ist, wird eine homogene Mischung des Brennstoffs mit dem Abgas erreicht.Due to the short line length L of line section 134 and/or because line section 134 of recirculation circuit 114 between fuel inlet 126 and compressor device 116 is free of other components of recirculation circuit 114, homogeneous mixing of the fuel with the exhaust gas is achieved.

Bei der in 3 dargestellten dritten Ausführungsform der Brennstoffzuführung 104, bei welcher der Brennstoffeinlass 126 in Strömungsrichtung gesehen vor dem Verdichtereinlass 118 in den an die Verdichtereinrichtung 116 angrenzenden Leitungsabschnitt 134 des Rezirkulationskreislaufs 114 mündet, erfolgt eine Vormischung des Brennstoffs mit dem Abgas in dem Rezirkulationskreislauf 114 unmittelbar vor dem Verdichtereinlass 118 der Verdichtereinrichtung 116 und eine weitere Mischung durch die Komprimierung des Brennstoffs mit dem Abgas in der Verdichterkammer 132.At the in 3 In the illustrated third embodiment of fuel feed 104, in which fuel inlet 126 opens upstream of compressor inlet 118, viewed in the direction of flow, into line section 134 of recirculation circuit 114 that adjoins compressor device 116, the fuel is premixed with the exhaust gas in recirculation circuit 114 immediately upstream of compressor inlet 118 of the compressor device 116 and further mixing by the compression of the fuel with the exhaust gas in the compressor chamber 132.

Bei beiden in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen wird das gemischte und komprimierte Brennstoff-Abgas-Gemisch anschließend über den Rezirkulationskreislauf 114 zu dem Eingang 106 der Brennstoffzelle 102 geleitet.With both in the 2 and 3 In the illustrated embodiments, the mixed and compressed fuel-exhaust gas mixture is then conducted via the recirculation circuit 114 to the inlet 106 of the fuel cell 102 .

BezugszeichenlisteReference List

100100
Brennstoffzelleneinheitfuel cell unit
102102
Brennstoffzellefuel cell
104104
Brennstoffzuführungfuel delivery
106106
EingangEntry
108108
AusgangExit
110110
Rezirkulationseinrichtungrecirculation device
112112
Brennstoffeinrichtungfuel facility
114114
Rezirkulationskreislaufrecirculation circuit
116116
Verdichtereinrichtungcompression device
118118
Verdichtereinlasscompressor inlet
120120
Verdichterauslasscompressor outlet
122122
Abführeinrichtungendischarge devices
124124
Brennstoffleitungfuel line
126126
Brennstoffeinlassfuel inlet
128128
Druckregelventilpressure control valve
130130
Filtereinrichtungfilter device
132132
Verdichterkammercompression chamber
134134
Leitungsabschnittline section
136136
GehäuseHousing
138138
Antriebseinrichtungdrive device
140140
Gehäuseelementhousing element
142142
Gehäuseelementhousing element
144144
Einlassöffnungintake port
146146
Auslassöffnungexhaust port
148148
Brennstoffdurchgangfuel passage
150150
Reguliereinrichtungcontrol device
152152
Schnittstelleinterface
154154
Schaufelräderpaddle wheels

Claims (10)

Brennstoffzuführung (104) für eine Brennstoffzelle (102), umfassend eine Rezirkulationseinrichtung (110), durch welche Abgas über einen Rezirkulationskreislauf (114) und wenigstens eine Verdichtereinrichtung (116) von einem Ausgang (108) der Brennstoffzelle (102) zu einem Eingang (106) der Brennstoffzelle (102) rückführbar ist, und eine Brennstoffeinrichtung (112) zum Zuführen eines Brennstoffs zu der Rezirkulationseinrichtung (110), wobei ein Brennstoffeinlass (126) der Brennstoffeinrichtung (112) in die Verdichtereinrichtung (116) mündet und/oder in einen an die Verdichtereinrichtung (116) angrenzenden Leitungsabschnitt (134) des Rezirkulationskreislaufs (114) mündet.Fuel feed (104) for a fuel cell (102), comprising a recirculation device (110) through which exhaust gas via a recirculation circuit (114) and at least one compressor device (116) from an outlet (108) of the fuel cell (102) to an inlet (106 ) of the fuel cell (102) can be recycled, and a fuel device (112) for supplying fuel to the recirculation device (110), wherein a fuel inlet (126) of the fuel device (112) opens into the compressor device (116) and/or into one the compressor device (116) adjoining line section (134) of the recirculation circuit (114) opens out. Brennstoffzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffeinlass (126) in eine Verdichterkammer (132) und/oder in einen Verdichtereinlass (118) und/oder Verdichterauslass (120) der Verdichtereinrichtung (116) mündet.fuel supply after claim 1 , characterized in that the fuel inlet (126) opens into a compressor chamber (132) and/or into a compressor inlet (118) and/or compressor outlet (120) of the compressor device (116). Brennstoffzuführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffeinlass (126) integral mit wenigstens einer Verdichterkomponente der Verdichtereinrichtung (116) ausgebildet ist.fuel supply after claim 1 or 2 , characterized in that the fuel inlet (126) is formed integrally with at least one compressor component of the compressor device (116). Brennstoffzuführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoffeinlass (126) eine Schnittstelle (152) für eine Reguliereinrichtung (150) und/oder eine Reguliereinrichtung (150) zum Regulieren des Brennstoffs umfasst und die Schnittstelle (152) und/oder die Reguliereinrichtung (150) integral mit wenigstens einer Verdichterkomponente der Verdichtereinrichtung (116), vorzugsweise integral mit wenigstens einem die Verdichterkammer (132) zumindest teilweise begrenzenden Gehäuseelement (140, 142) der Verdichtereinrichtung (116), ausgebildet ist.Fuel feed according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel inlet (126) comprises an interface (152) for a regulating device (150) and/or a regulating device (150) for regulating the fuel and the interface (152) and/or the Regulating device (150) is formed integrally with at least one compressor component of the compressor device (116), preferably integrally with at least one housing element (140, 142) of the compressor device (116) at least partially delimiting the compressor chamber (132). Brennstoffzuführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (134) des Rezirkulationskreislaufs (114) zwischen dem Brennstoffeinlass (126) und der Verdichtereinrichtung (116) eine Leitungslänge von 100 mm oder weniger, vorzugsweise 50 mm oder weniger, aufweist.fuel supply after claim 1 , characterized in that the line section (134) of the recirculation circuit (114) between the fuel inlet (126) and the compressor device (116) has a line length of 100 mm or less, preferably 50 mm or less. Brennstoffzuführung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsabschnitt (134) des Rezirkulationskreislaufs (114) zwischen dem Brennstoffeinlass (126) und der Verdichtereinrichtung (116) frei von weiteren Kreislaufkomponenten ist.fuel supply after claim 1 or 5 , characterized in that the line section (134) of the recirculation circuit (114) between the fuel inlet (126) and the compressor device (116) is free of further circuit components. Brennstoffzuführung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtereinrichtung (116) als ein Seitenkanalverdichter ausgebildet ist.Fuel feed according to one of the preceding claims, characterized in that the compressor device (116) is designed as a side channel compressor. Brennstoffzelleneinheit umfassend wenigstens eine Brennstoffzelle (102) und eine Rezirkulationseinrichtung (110), durch welche Abgas von einem Ausgang (108) der Brennstoffzelle (102) zu einem Eingang (106) der Brennstoffzelle (102) rückführbar ist, wobei zum Zuführen eines Brennstoffs zumindest eine Brennstoffzuführung (104) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 vorgesehen ist.Fuel cell unit comprising at least one fuel cell (102) and a recirculation device (110) through which exhaust gas can be recirculated from an outlet (108) of the fuel cell (102) to an inlet (106) of the fuel cell (102), wherein for supplying a fuel at least one Fuel supply (104) according to one of Claims 1 until 7 is provided. Verfahren zum Zuführen eines Brennstoffs zu einer Brennstoffzelle (102), bei welchem ein Abgas über einen Rezirkulationskreislauf (114) und wenigstens eine Verdichtereinrichtung (116) von einem Ausgang (108) der Brennstoffzelle (102) zu einem Eingang (106) der Brennstoffzelle (102) rückgeführt wird und der Brennstoff über einen Brennstoffeinlass (126) der Verdichtereinrichtung (116) zugeführt wird und/oder einem an die Verdichtereinrichtung (116) angrenzenden Leitungsabschnitt (134) des Rezirkulationskreislaufs (110) zugeführt wird.Method for supplying a fuel to a fuel cell (102), in which an exhaust gas via a recirculation circuit (114) and at least one compressor device (116) from an outlet (108) of the fuel cell (102) to an inlet (106) of the fuel cell (102 ) is returned and the fuel is fed via a fuel inlet (126) to the compressor device (116) and/or to a line section (134) of the recirculation circuit (110) adjoining the compressor device (116). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff einer Verdichterkammer (132) und/oder einem Verdichtereinlass (118) und/oder einem Verdichterauslass (120) der Verdichtereinrichtung (116) zugeführt wird und der Brennstoff in der Verdichterkammer (132) und/oder in dem Verdichtereinlass (118) und/oder in dem Verdichterauslass (120) zumindest mit dem zur Brennstoffzelle (102) rückgeführten Abgas gemischt wird.procedure after claim 9 , characterized in that the fuel is supplied to a compressor chamber (132) and/or a compressor inlet (118) and/or a compressor outlet (120) of the compressor device (116) and the fuel in the compressor chamber (132) and/or in the compressor inlet (118) and/or in the compressor outlet (120) is mixed at least with the exhaust gas recirculated to the fuel cell (102).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19706584A1 (en) 1997-02-21 1998-08-27 Aeg Energietechnik Gmbh High temperature fuel cell
DE10115336A1 (en) 2001-03-28 2002-10-31 Gen Motors Corp Intellectual P Fuel cell system and method for operating a fuel cell system
DE10357482A1 (en) 2002-12-09 2004-07-01 Denso Corp., Kariya Fuel Cell System
DE102016117234A1 (en) 2015-09-23 2017-03-23 GM Global Technology Operations LLC VALIDATION AND CORRECTION OF ESTIMATION OF H2 CONCENTRATION AT GENE 2 ANODE
DE112019004420T5 (en) 2018-10-03 2021-05-27 Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha Ejector and the same comprehensive fuel cell system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19706584A1 (en) 1997-02-21 1998-08-27 Aeg Energietechnik Gmbh High temperature fuel cell
DE10115336A1 (en) 2001-03-28 2002-10-31 Gen Motors Corp Intellectual P Fuel cell system and method for operating a fuel cell system
DE10357482A1 (en) 2002-12-09 2004-07-01 Denso Corp., Kariya Fuel Cell System
DE102016117234A1 (en) 2015-09-23 2017-03-23 GM Global Technology Operations LLC VALIDATION AND CORRECTION OF ESTIMATION OF H2 CONCENTRATION AT GENE 2 ANODE
DE112019004420T5 (en) 2018-10-03 2021-05-27 Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha Ejector and the same comprehensive fuel cell system

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