DE102021214807A1 - Brennstoffzellenvorrichtung - Google Patents

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DE102021214807A1
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Helmut Suesser
Martin Hoeller
Sebastian Obermeyer
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft Brennstoffzellenvorrichtung (10), umfassend zumindest eine Prozessoreinheit (14) und eine Medienführungseinheit (50), welche dazu vorgesehen ist von einem zumindest einer Brennstoffzelleneinheit (12) zuzuführenden und/oder abzuführenden Medium durchströmt zu werden. Die Brennstoffzellevorrichtung (10) zeichnet sich dadurch aus, dass die zumindest eine Prozessoreinheit (14), insbesondere ein Wärmeübertrager (39), an der Medienführungseinheit (50) angeordnet, vorzugsweise angebracht, ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betriff eine Brennstoffzellenvorrichtung, umfassend zumindest eine Prozessoreinheit und eine Medienführungseinheit, welche dazu vorgesehen ist von einem zumindest einer Brennstoffzelleneinheit zuzuführenden und/oder abzuführenden Medium durchströmt zu werden.
  • Stand der Technik
  • Das Dokument DE102019215230 A1 offenbart eine Brennstoffzellenvorrichtung mit Brennstoffzellenstacks und Prozessoreinheiten, wobei zwischen den Brennstoffzellenstacks und den Prozessoreinheiten eine Verteilerplatte zur Medienführung angeordnet ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die zumindest eine Prozessoreinheit, insbesondere ein Wärmeübertrager, an der Medienführungseinheit angeordnet, vorzugsweise angebracht, ist. Dadurch wird eine platzsparende Ausgestaltung der Brennstoffzellevorrichtung ermöglicht.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung nach dem Hauptanspruch möglich. So ist es von Vorteil, wenn die Medienführungseinheit zumindest eine Ausnehmung und/oder zumindest eine Erhebung für die zumindest eine Prozessoreinheit aufweist. Wodurch eine vereinfachte Montage der Prozessoreinheit an die Medienführungseinheit ermöglicht wird.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Medienführungseinheit eine planare Platte umfasst, an welcher die zumindest eine Prozessoreinheit angebracht ist. Dadurch wird eine stabile Montage der Prozessoreinheit an die Medienführungseinheit ermöglicht.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Ausnehmung und/oder die zumindest eine Erhebung für die zumindest eine Prozessoreinheit auf der planaren Platte ausgebildet sind, wodurch sowohl eine stabile als auch eine vereinfachte Montage der Prozessoreinheit an die Medienführungseinheit ermöglicht wird.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn die Medienführungseinheit zumindest zwei Ausnehmungen, insbesondere eine erste Ausnehmung und eine zweite Ausnehmung, für die zumindest eine Prozessoreinheit aufweist. Wodurch eine ebenfalls vereinfachte Montage der Prozessoreinheit an die Medienführungseinheit ermöglicht wird.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Erhebung zwischen den zumindest zwei Ausnehmungen, vorzugsweise zwischen der ersten Ausnehmung und der zweiten Ausnehmung, für die zumindest eine Prozessoreinheit ausgebildet ist, wodurch eine besonders vereinfachte Montage der Prozessoreinheit an die Medienführungseinheit ermöglicht wird.
  • Auch ist es von Vorteil, wenn die zumindest eine Prozessoreinheit in der zumindest einen Ausnehmung, vorzugsweise in der ersten Ausnehmung, positioniert ist, wodurch eine besonders stabile Montage der Prozessoreinheit an die Medienführungseinheit ermöglicht wird.
  • Von Vorteil ist es auch, wenn die zumindest eine Prozessoreinheit an der zumindest einen Erhebung, insbesondere zwischen den zumindest zwei Ausnehmungen, vorzugsweise zwischen der ersten Ausnehmung und der zweiten Ausnehmung, befestigt, insbesondere angeschweißt, ist, wodurch sowohl eine besonders stabile als auch eine besonders vereinfachte Montage der Prozessoreinheit an die Medienführungseinheit ermöglicht wird.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn die Medienführungseinheit, insbesondere die planare Platte, vorzugsweise in der zumindest einen Ausnehmung, zumindest eine Strömungsöffnung aufweist welche dazu vorgesehen ist von einem der zumindest einen Prozessoreinheit zuzuführenden und/oder abzuführenden Medium durchströmt zu werden. Dadurch kann die Strömungsführung für die Prozessoreinheit in die Medienführungseinheit integriert werden, wodurch zusätzlich Bauraum gespart werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn an der zumindest einen Strömungsöffnung, insbesondere in der zumindest einen Ausnehmung, eine Dichtung angeordnet ist und/oder an der zumindest einen Strömungsöffnung eine weitere Ausnehmung, vorzugsweise eine dritte Ausnehmung, für eine Dichtung ausgebildet ist. Dadurch wird ein vereinfachter Anschluss der Prozessoreinheit an die Strömungsführung der Medienführungseinheit ermöglicht.
  • Figurenliste
  • In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
    • 1 ein schematisches Scheltbild eines Ausführungsbeispiels einer Brennstoffzellenvorrichtung,
    • 2 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Teils der Brennstoffzellenvorrichtung aus 1
    • 3 eine perspektivische Darstellung der Medienführungseinheit des Ausführungsbeispiels aus 2,
    • 4 eine weitere perspektivische Darstellung der Medienführungseinheit des Ausführungsbeispiels aus 2,
    • 5 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der Medienführungseinheit aus 4 in einem für eine Prozessoreinheit vorgesehenen Schnittstellenbereich,
    • 6 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der Brennstoffzellenvorrichtung aus 2 im Bereich einer an die Medienführungseinheit angeordneten Prozessoreinheit.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In 1 ist ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Brennstoffzellenvorrichtung 10 gezeigt. Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 umfasst zwei Brennstoffzelleneinheiten 12. Die Brennstoffzelleneinheiten 12 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Brennstoffzellenstacks ausgeführt, welche eine Vielzahl von Brennstoffzellen, im vorliegenden Fall Festoxidbrennstoffzellen (englisch: solid oxide fuel cell, SOFC), aufweisen. Des Weiteren umfasst die Brennstoffzellenvorrichtung 10 eine Vielzahl von Prozessoreinheiten 14.
  • Unter einer „Prozessoreinheit“ 14 soll im Rahmen dieser Erfindung insbesondere eine Einheit oder Komponente der Brennstoffzellenvorrichtung 10 verstanden werden, bei der es sich nicht um eine Brennstoffzelleneinheit 12 handelt. In dem vorliegenden Fall handelt es sich bei den Prozessoreinheiten 14 um Einheiten zur chemischen und/oder thermischen Vor- und/oder Nachbereitung zumindest eines in einer Brennstoffzelleneinheit 12 umzusetzenden und/oder umgesetzten Mediums, wie beispielsweise eines Brenngases, einer Luft und/oder eines Abgases.
  • Bei einer der Prozessoreinheiten 14 handelt es sich um einen in einer Luftzuführung 16 angeordneten Wärmeübertrager 18 zur Erwärmung einer den Brennstoffzelleneinheiten 12 zugeführten, sauerstoffhaltigen Luft L. Im vorliegenden Fall wird die Luft L, beispielsweise in einem Normalbetrieb, jeweils einem Kathodenraum 20 der Brennstoffzelleneinheiten 12 zugeführt, während jeweils einem Anodenraum 22 reformierter Brennstoff RB, im vorliegenden Wasserstoff, zugeführt wird. In den Brennstoffzelleneinheiten 12 wird der reformierte Brennstoff RB durch Mitwirkung von Sauerstoff aus der Luft L unter Erzeugung von Strom und Wärme elektrochemisch umgesetzt.
  • Der reformierte Brennstoff RB wird erzeugt, indem der Brennstoffzellenvorrichtung 10 über eine Brennstoffzuführung 24 Brennstoff B, im vorliegenden Fall Erdgas, zugeführt wird, welcher in einer weiteren Prozessoreinheit 14, im vorliegendem Fall einem Reformer 26, reformiert wird.
  • Des Weiteren sind die Brennstoffzelleneinheiten 12 abgasseitig mit einer weiteren Prozessoreinheit 14, im vorliegenden Fall mit einem Nachbrenner 28, verbunden. Dem Nachbrenner 28 wird Abgas der Brennstoffzelleneinheiten 12 zugeführt, im vorliegenden Fall Kathodenabgas KA über eine Kathodenabgasführung 30 und ein Teil des Anodenabgas AA über eine Anodenabgasführung 32. Das Kathodenabgas KA enthält unverbrauchte Luft L, bzw. unverbrauchten Sauerstoff, während das Anodenabgas AA ggf. nicht-umgesetzten, reformierten Brennstoff RB und/oder ggf. nicht-reformierten Brennstoff B enthält. Mittels des Nachbrenners 28 wird das Anodenabgas AA, bzw. der ggf. darin enthaltene nicht-umgesetzte, reformierte Brennstoff RB und/oder der ggf. darin enthaltende nicht-reformierte Brennstoff B, unter Beimischung des Kathodenabgases KA, bzw. des darin enthaltenen Sauerstoffs der Luft L, verbrannt, wodurch zusätzliche Wärme erzeugt werden kann.
  • Das bei der Verbrennung im Nachbrenner 28 entstehende heiße Abgas A wird über eine Abgasführung 34 über eine weitere Prozessoreinheit 14, im vorliegenden Fall über einen Wärmeübertrager 36, vom Nachbrenner 28 abgeführt. Der Wärmeübertrager 36 ist dabei wiederum mit dem Reformer 26 strömungstechnisch verbunden, so dass Wärme von dem heißen Abgas A auf den dem Reformer 26 zugeführten Brennstoff B übertragen wird. Entsprechend kann die Wärme des heißen Abgases A für die Reformierung des zugeführten Brennstoffs B im Reformer 26 genutzt werden.
  • Stromabwärts des Wärmeübertragers 36 befindet sich eine weitere Prozessoreinheit 14, im vorliegenden Fall der Wärmeübertrager 18, in der Abgasführung 34, so dass die verbleibende Wärme des heißen Abgases A auf die zugeführte Luft L in der Luftzuführung 16 übertragen werden kann. Entsprechend kann die verbleibende Wärme des heißen Abgases für ein Vorwärmen der zugeführten Luft L in der Luftführung 16 genutzt werden.
  • Darüber hinaus weist die Brennstoffzellenvorrichtung 10 eine Rückführung 38 auf, mittels welcher ein Teil des Anodenabgas AA aus der Anodenabgasleitung 32 abgezweigt und einem Anodenrezirkulationskreis 40 zugeführt werden kann. Dabei passiert das abgezweigte Anodenabgas AA eine weitere Prozessoreinheit 14, im vorliegenden Fall einen weiteren Wärmeübertrager 39.
  • Mittels des Anodenrezirkulationskreises 40 kann der abgezweigte Teil des Anodenabgas AA dem jeweiligen Anodenraum 22 der Brennstoffzelleneinheiten 12 und/oder dem Reformer 26 rückgeführt, bzw. erneut zugeführt, werden, so dass der ggf. im abgezweigten Anodenabgas AA enthaltene, nicht-umgesetzte, reformierte Brennstoff RB im Nachgang in der Brennstoffzelleneinheit 12 umgesetzt und/oder der ggf. im abgezweigten Anodenabgas AA enthaltene, nicht-reformierte Brennstoff B im Nachgang im Reformer 26 reformiert werden kann. Dadurch kann der Wirkungsgrad der Brennstoffzellenvorrichtung 10 weiter erhöht werden. Zudem kann über die Brennstoffzuführleitung 24 frischer Brennstoff B dem im Anodenrezirkulationskreis 40 rezirkuliertem, abgezweigten Anodenabgas AA beigemischt werden. Mittels des weiteren Wärmeübertragers 39 kann dann zur thermischen Aufbereitung Wärme von dem abgezweigten Anodenabgas AA aus der Rückführleitung 38 auf das durch die Beimischung des frischen Brennstoffs B entstehende Brennstoffgemisch im Anodenrezirkulationskreis 40 übertragen werden.
  • Über Verdichter 42 in den jeweiligen Leitungen, kann die Zufuhr von Luft L in der Luftzuführung 16, die Zufuhr von Brennstoff B in der Brennstoffzuführung 24 und die Rezirkulationsrate des Anodenabgases AA im Anodenrezirkulationskreis 40 geregelt und/oder aufeinander abgestimmt werden.
  • Ferner weist die Brennstoffzellenvorrichtung ein Heizelement 44 zur, im vorliegenden Fall zusätzlichen, Erwärmung der den Brennstoffzelleninheiten 12 zugeführten Luft L in einer Bypassleitung 46, wodurch die Betriebseffizienz der Brennstoffzellevorrichtung 10 gesteigert wird.
  • Die in 2 bis 8 dargestellten Vorrichtungen und Bauteile stellen nun eine Möglichkeit zur konstruktionstechnischen Umsetzung eines Teiles der in 1 schematisch dargestellten Brennstoffzellenvorrichtung 10 dar und dienen der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung. Konstruktionstechnische Ausgestaltungen von weiteren Komponenten, wie beispielsweise die Anodenabgasrezirkulation 40, sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und zur Wahrung der Übersichtlichkeit in den Figuren nicht näher dargestellt.
  • In 2 ist eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Teils der Brennstoffzellenvorrichtung 10 aus 1 gezeigt. Der gezeigte Teil der Brennstoffzellenvorrichtung 10 umfasst zwei Brennstoffzelleneinheiten 12 und eine Vielzahl an Prozessoreinheiten 14, im vorliegenden Fall einen Reformer 26 und im Unterschied zu dem Schaltbild aus 1 sogar zwei Nachbrenner 28. Zwischen den zwei Brennstoffzelleneinheiten 12 und den Prozessoreinheiten 14, im vorliegenden dem Reformer 26 und dem Nachbrenner 28, wiederum ist eine Medienführungseinheit 50 angeordnet.
  • Die Medienführungseinheit 50 ist dazu vorgesehen Medien zu zumindest einer Brennstoffzelleneinheit 12 zu führen und/oder von einer Brennstoffzelleneinheit 12 abzuführen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Medienführungseinheit 50 dazu vorgesehen ein erstes Medium, wie beispielsweise den reformierten Brennstoff RB, zu zumindest einer Brennstoffzelleneinheit 12 zu führen und ein zweites Medium, wie beispielsweise das Kathodenabgas KA, von zumindest einer Brennstoffzelleneinheit 12 abzuführen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Medienführungseinheit 50 auch dazu vorgesehen die Medien über die Zumindest eine Brennstoffzelleneinheit 12, im gezeigten Fall über die Vielzahl der, bzw. die zwei, Brennstoffzelleneinheiten 12, und/oder über die zumindest eine Prozessoreinheit 14, im gezeigten Fall über die Vielzahl der Prozessoreinheiten 14, zu verteilen. Entsprechend kann die Medienführungseinheit 50 auch als Verteilereinheit verstanden werden.
  • In 3 und 4 sind perspektivische Darstellungen der Medienführungseinheit 50 des Ausführungsbeispiels aus 2 gezeigt. Die Medienführungseinheit 50 umfasst Tiefziehteile 52.
  • Durch die Tiefziehzeile 52 wird im Vergleich zum Stand der Technik eine noch kompaktere Bauweise der Brennstoffzellenvorrichtung 10 ermöglicht. Darüber hinaus wird die Teilevielfalt reduziert und die Herstellung vereinfacht. Außerdem wird die Flexibilität hinsichtlich verschiedener Anschlüsse der Prozessoreinheiten 14, im gezeigten Fall des Reformers 26 und der Nachbrenner 28, an die Brennstoffzelleneinheiten 12 erhöht.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Medienführungseinheit 50 neben den Tiefziehteilen 52 eine planare Platte 54. Durch die planare Platte 54 wird eine stabile und einfache Ausgestaltung der Medienführungseinheit 50 ermöglicht. Unter Anderem können die Brennstoffzelleneinheiten 12 an der planaren Platte 12 stabil angebracht werden. So erfüllt die planare Platte eine tragende Funktion für die Brennstoffzelleneinheiten 12.
  • Alternativ wäre es aber auch möglich die Medienführungseinheit 50 nur aus Tiefziehteilen 52, ohne die planare Platte 54, auszubilden, wobei die Brennstoffzelleneinheiten 12 anderweitig angeordnet werden könnten. Beispielsweise könnten die Brennstoffzelleneinheiten 12 auf einen Zwischenträger eines Gehäuses aufgestellt werden und lediglich zur Strömungsführung mit der Medienführungseinheit 50 verbunden werden. Es wäre aber auch möglich, dass die Brennstoffzelleneinheiten 12 auf den Fußboden und/oder einen Gehäuseboden aufgestellt werden, während die Medienführungseinheit 50 mit ihren Tiefziehteilen 52 auf den Brennstoffzelleneinheiten 12 angeordnet wird. In diesem Fall könnten die Brennstoffzelleneinheiten 12, bzw. ein Gehäuseteil der Brennstoffzelleneinheiten 12 eine tragende Funktion für die Medienführungseinheit 50 mit ihren Tiefziehteilen 52 übernehmen.
  • Die Medienführungseinheit 50, im vorliegenden Fall die planare Platte 54, weist Öffnungen 56 zur Durchführung von in den Brennstoffzelleneinheiten 12 umzusetzenden und/oder umgesetzten Medien auf. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei einem Teil der Öffnungen 56 um Zuführöffnungen 58, welche zur Durchführung von in den Brennstoffzelleneinheiten 12 umzusetzenden Medien vorgesehen sind. Bei einem anderen Teil der Öffnungen 56 handelt es sich hingegen um Abführöffnungen 60, welche zur Durchführung von in den Brennstoffzelleneinheiten 12 umgesetzten Medien vorgesehen sind.
  • Im vorliegenden Fall handelt es sich bei den in den Brennstoffzelleneinheiten 12 umzusetzenden Medien um die Luft L und den reformierten Brennstoff RB. So weist die planare Platte 50 jeweils für eine der Brennstoffzelleneinheiten 12 eine Luftzuführöffnung 62 für die Luft L und zwei Brennstoffzuführöffnungen 64 für den reformierten Brennstoff RB auf.
  • Bei den in den Brennstoffzelleneinheiten 12 umgesetzten Medien handelt es sich im vorliegenden Fall wiederum um das Anodenabgas AA und das Kathodenabgas KA. So weist die planare Platte 50 jeweils für eine der Brennstoffzelleneinheiten 12 eine Anodenabgasöffnung 66 und zwei Kathodenabgasöffnungen 68 auf.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Tiefziehteile 52 an der planaren Platte 54 angebracht, im gezeigten Fall angeschweißt. Dadurch wird eine besonders stabile und zugleich kostengünstige Ausgestaltung ermöglicht.
  • Die Tiefziehteile 52 bilden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit der planaren Platte 54 jeweils Medienführungsräume für die den Brennstoffzelleneinheiten 12 zuzuführenden und/oder für die von den Brennstoffzelleneinheiten 12 abzuführenden Medien. Diese Medienführungsräume sind im gezeigten Fall zwischen den Tiefziehteilen 52 und der planaren Platte 54 ausgebildet. Die besagten Medienführungsräume können im Rahmen dieser Erfindung auch als Medienführungskanäle verstanden werden. Die Medienführungsräume erstrecken sich zwischen den Prozessoreinheiten 14 und den Brennstoffzelleneinheiten 12. In dem gezeigten Fall erstrecken sich die Medienführungsräume jeweils von einer Prozessoreinheit 14 über einer Zuführöffnung 58 bis in die Brennstoffzelleneinheiten 12 oder von den Brennstoffzelleneinheiten 12 über eine Abführöffnung 60 bis zu einer Prozessoreinheit 14.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Öffnungen 56 der Medienführungseinheit 50 derart angeordnet, dass Sie einzelne Schnittstellenbereiche 61 bilden. In dem gezeigten Fall bilden die Öffnungen 56 jeweils zwei Schnittstellenbereiche 61 pro Brennstoffzelleneinheit. In dem vorliegend gezeigten Fall sind in einem Schnittstellenbereich 61 die einer Brennstoffzelleneinheit 12 zugeordneten Zuführöffnungen 58 oder die einer Brennstoffzelleneinheit 12 zugeordneten Abführöffnungen 60 angeordnet.
  • Die gezeigte Brennstoffzellenvorrichtung 10 zeichnet sich nun dadurch aus, dass eine Prozessoreinheit 14, in dem gezeigten Fall der weitere Wärmeübertrager 39, an der Medienführungseinheit 50, in dem gezeigten Fall an der planaren Platte 54, angeordnet, bzw. angebracht, ist. So weist die Medienführungseinheit 50, bzw. die planare Platte 54, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen weiteren Schnittstellenbereich 62 für eine Prozessoreinheit 14, im vorliegenden Fall für den weiteren Wärmeübertrager 39, auf. Dadurch wird eine platzsparende Ausgestaltung der Brennstoffzellevorrichtung 10 ermöglicht.
  • In 5 ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der Medienführungseinheit 50 aus 4 in einem für die Prozessoreinheit 14, bzw. den weiteren Wärmeübertrager 39, vorgesehenen, weiteren Schnittstellenbereich 62 gezeigt. Wie man 5 entnehmen kann, weist die Medienführungseinheit 50, bzw. die planare Platte 54, zumindest eine Ausnehmung 64, im gezeigten Fall eine erste Ausnehmung 66 und eine zweite Ausnehmung 68, und zumindest eine Erhebung 70 für die Prozessoreinheit 14, bzw. den weiteren Wärmeübertrager 39, auf.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Erhebung 70 zwischen den zwei Ausnehmungen 64, bzw. zwischen der ersten Ausnehmung 66 und der zweiten Ausnehmung 64, ausgebildet. Dadurch wird eine besonders vereinfachte Montage der Prozessoreinheit 14, bzw. des weiteren Wärmeübertragers 39, an die Medienführungseinheit 50, bzw. die planare Platte 54, ermöglicht.
  • In dem gezeigten Fall wird die Erhebung 70 durch die zwei Ausnehmungen 64 ausgebildet. So muss die Erhebung 70 in der Herstellung nicht eigens, bspw. durch weitere Bauteile, ausgebildet werden, sondern wird schon durch die Ausbildung der zwei Ausnehmungen 64 ausgebildet. Entsprechend wird die Herstellung vereinfacht.
  • In 6 ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der Brennstoffzellenvorrichtung 10 aus 2 im Bereich der an die Medienführungseinheit 50 angeordneten Prozessoreinheit 14, bzw. des weiteren Wärmeübertragers 39, gezeigt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Prozessoreinheit 14, bzw. der weitere Wärmeübertrager 39, in zumindest einer Ausnehmung 64, im vorliegenden Fall in der ersten Ausnehmung 66, positioniert. Dadurch wird eine besonders stabile Montage der Prozessoreinheit 14, bzw. des weiteren Wärmeübertragers 39, an die Medienführungseinheit 50, bzw. die planare Platte 54, ermöglicht.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine Prozessoreinheit 14, bzw. der weitere Wärmeübertrager 39, an der Erhebung 70, im vorliegenden Fall zwischen den zumindest zwei Ausnehmungen 64, bzw. zwischen der ersten Ausnehmung 66 und der zweiten Ausnehmung 68, befestigt, im vorliegenden Fall angeschweißt. Dadurch wird sowohl eine besonders stabile als auch eine besonders vereinfachte Montage der Prozessoreinheit 14 an die Medienführungseinheit 50 ermöglicht. Insbesondere wird durch die zweite Ausnehmung 68 die Zugänglichkeit für ein Anschweißen der Prozessoreinheit 14, bzw. des weiteren Wärmeübertragers 39, an die Erhebung 70 erhöht, bzw. vereinfacht.
  • Wie 5 des Weiteren entnommen werden kann, weist die Medienführungseinheit 50, insbesondere die planare Platte 54, im gezeigten Fall in der ersten Ausnehmung 64, zwei Strömungsöffnungen 72 auf, welche dazu vorgesehen sind von einem der Prozessoreinheit 14, bzw. dem weiteren Wärmeübertrager 39, zuzuführenden und/oder abzuführenden Medium durchströmt zu werden. Dadurch kann die Strömungsführung für die Prozessoreinheit 14, bzw. den weiteren Wärmeübertrager 39, in die Medienführungseinheit 50 integriert werden, wodurch zusätzlich Bauraum gespart werden kann.
  • In dem gezeigten Fall weist die Medienführungseinheit 50, bzw. die planare Platte 54, eine erste Strömungsöffnung 74 auf, welche dazu vorgesehen ist von einem der Prozessoreinheit 14, bzw. dem weiteren Wärmeübertrager 39, zuzuführenden Medium, im vorliegenden Fall von dem Anodenabgas AA, durchströmt zu werden. Darüber hinaus weist die Medienführungseinheit 50, bzw. die planare Platte 54, eine zweite Strömungsöffnung 76 auf, welche dazu vorgesehen ist von einem von der Prozessoreinheit 14, bzw. von dem weiteren Wärmeübertrager 39, abzuführenden Medium, im vorliegenden Fall von dem im Anodenrezirkulationskreis 40 rezirkuliertem Anodenabgas AA und/oder frischem Brennstoff B, durchströmt zu werden.
  • In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist an der zumindest einen Strömungsöffnung 72, im vorliegenden Fall an der ersten Strömungsöffnung 74, in der zumindest einen Ausnehmung 64, im vorliegenden Fall in der ersten Ausnehmung 66, eine weitere Ausnehmung 78, vorliegend eine dritte Ausnehmung 80, für eine Dichtung ausgebildet. Dadurch wird ein vereinfachter Anschluss der Prozessoreinheit 14, bzw. des weiteren Wärmeübertragers 39, an die Strömungsführung der Medienführungseinheit 50 ermöglicht. So kann durch eine Dichtung an der ersten Strömungsöffnung 74 ein abgedichteter Medienführungsraum für das der Prozessoreinheit 14, bzw. dem weiteren Wärmeübertrager 39, zuzuführende Medium, im vorliegenden Fall für das Anodenabgas AA, ausgebildet werden, während die erste Ausnehmung 66 als Medienführungsraum für das von der Prozessoreinheit 14, bzw. von dem weiteren Wärmeübertrager 39, abzuführende Medium, im vorliegenden Fall für das im Anodenrezirkulationskreis 40 rezirkulierte Anodenabgas AA und/oder für den frischen Brennstoff B, fungieren kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102019215230 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Brennstoffzellenvorrichtung (10), umfassend zumindest eine Prozessoreinheit (14) und eine Medienführungseinheit (50), welche dazu vorgesehen ist von einem zumindest einer Brennstoffzelleneinheit (12) zuzuführenden und/oder abzuführenden Medium durchströmt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Prozessoreinheit (14), insbesondere ein Wärmeübertrager (39), an der Medienführungseinheit (50) angeordnet, vorzugsweise angebracht, ist.
  2. Brennstoffzellenvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienführungseinheit (50) zumindest eine Ausnehmung (64) und/oder zumindest eine Erhebung (70) für die zumindest eine Prozessoreinheit (14) aufweist.
  3. Brennstoffzellenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienführungseinheit (50) eine planare Platte (54) umfasst, an welcher die zumindest eine Prozessoreinheit (14) angebracht ist.
  4. Brennstoffzellenvorrichtung (14) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Ausnehmung (64) und/oder die zumindest eine Erhebung (70) für die zumindest eine Prozessoreinheit (14) auf der planaren Platte (54) ausgebildet sind.
  5. Brennstoffzellenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienführungseinheit (50) zumindest zwei Ausnehmungen (64), insbesondere eine erste Ausnehmung (66) und eine zweite Ausnehmung (68), für die zumindest eine Prozessoreinheit (14) aufweist.
  6. Brennstoffzellenvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Erhebung (70) zwischen den zumindest zwei Ausnehmungen (64), vorzugsweise zwischen der ersten Ausnehmung (66) und der zweiten Ausnehmung (68), für die zumindest eine Prozessoreinheit (14) ausgebildet ist.
  7. Brennstoffzellenvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Prozessoreinheit (14) in der zumindest einen Ausnehmung (64), vorzugsweise in der ersten Ausnehmung (66), positioniert ist.
  8. Brennstoffzellenvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Prozessoreinheit (14) an der zumindest einen Erhebung (70), insbesondere zwischen den zumindest zwei Ausnehmungen (64), vorzugsweise zwischen der ersten Ausnehmung (66) und der zweiten Ausnehmung (68), befestigt, insbesondere angeschweißt, ist.
  9. Brennstoffzellenvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienführungseinheit (50), insbesondere die planare Platte (54), vorzugsweise in der zumindest einen Ausnehmung (64), zumindest eine Strömungsöffnung (72) aufweist welche dazu vorgesehen ist von einem der zumindest einen Prozessoreinheit (14) zuzuführenden und/oder abzuführenden Medium durchströmt zu werden.
  10. Brennstoffzellenvorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der zumindest einen Strömungsöffnung (72), insbesondere in der zumindest einen Ausnehmung (64), eine Dichtung angeordnet ist und/oder an der zumindest einen Strömungsöffnung (72) eine weitere Ausnehmung (78), vorzugsweise eine dritte Ausnehmung (80), für eine Dichtung ausgebildet ist.
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