DE102022201020A1 - Device and method for recirculating anode gas in an anode circuit of a fuel cell system, fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Rezirkulation von Anodengas in einem Anodenkreis eines Brennstoffzellensystems (31) sowie ein Brennstoffzellensystem (31) mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1).
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Rezirkulation von Anodengas in einem Anodenkreis des Brennstoffzellensystems (31)a, bei dem mindestens zwei parallel geschaltete Strahlpumpen (4, 6) verwendet werden, die lastabhängig jeweils einzeln oder gemeinsam betrieben werden
The invention relates to a device (1) for recirculating anode gas in an anode circuit of a fuel cell system (31) and a fuel cell system (31) with a device (1) according to the invention.
The invention also relates to a method for recirculating anode gas in an anode circuit of the fuel cell system (31)a, in which at least two jet pumps (4, 6) connected in parallel are used, which are operated individually or jointly depending on the load
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rezirkulation von Anodengas in einem Anodenkreis eines Brennstoffzellensystems. Ferner wird ein Verfahren zur Rezirkulation von Anodengas in einem Anodenkreis des Brennstoffzellensystems vorgeschlagen. Die Vorrichtung ermöglicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellensystem mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention relates to a device for recirculating anode gas in an anode circuit of a fuel cell system. A method for recirculating anode gas in an anode circuit of the fuel cell system is also proposed. The device enables the method according to the invention to be carried out. In addition, the invention relates to a fuel cell system with a device according to the invention.
Stand der TechnikState of the art
Ein Brennstoffzellensystem umfasst mindestens eine Brennstoffzelle, mit deren Hilfe ein Brennstoff, beispielsweise Wasserstoff, und ein Oxidationsmittel, beispielsweise Sauerstoff, in elektrische Energie, Wärme und Wasser gewandelt werden können. Eine Brennstoffzelle weist hierzu eine Anode und eine Kathode auf. Die Anode wird im Betrieb des Brennstoffzellensystems mit dem Brennstoff, die Kathode mit dem Oxidationsmittel versorgt. Bei dem Brennstoff handelt es sich demnach um das Anodengas.A fuel cell system comprises at least one fuel cell, which can be used to convert a fuel, for example hydrogen, and an oxidizing agent, for example oxygen, into electrical energy, heat and water. For this purpose, a fuel cell has an anode and a cathode. During operation of the fuel cell system, the anode is supplied with the fuel and the cathode with the oxidizing agent. The fuel is therefore the anode gas.
Systemisch hat sich bei der Versorgung der Anode mit Brennstoff bzw. Anodengas der Ansatz etabliert, das noch brennstoffreiche aus der Brennstoffzelle austretende Anodengas zu rezirkulieren und zusammen mit frischem Brennstoff erneut der Anode zuzuführen. Hierbei gelangt oftmals eine Strahlpumpe in Kombination mit einer weiteren Strahlpumpe als Gasfördereinheit zum Einsatz um eine Rezirkulationsleistung bei verschiedenen Betriebszuständen, insbesondere einen Hochlastbetrieb und einen Niedriglastbetrieb, abzudecken. Die Strahlpumpen die können dabei lastabhängig jeweils einzeln oder gemeinsam betreibbar sein. Die Strahlpumpen werden dabei durch jeweils ein separates Dosierventil pro Strahlpumpe mit Wasserstoff versorgt, um eine flexible, bedarfsgerechte Zudosierung des Anodengases, bei dem es sich insbesondere um ein Treibmedium handelt, zu gewährleisten.Systemically, when supplying the anode with fuel or anode gas, the approach has become established of recirculating the anode gas exiting the fuel cell, which is still rich in fuel, and feeding it back to the anode together with fresh fuel. In this case, a jet pump is often used in combination with another jet pump as a gas delivery unit in order to cover a recirculation capacity in different operating states, in particular high-load operation and low-load operation. Depending on the load, the jet pumps can each be operated individually or together. The jet pumps are each supplied with hydrogen by a separate dosing valve per jet pump in order to ensure flexible metering of the anode gas, which is in particular a propellant medium, as required.
Aus der
Mit der Lösung dieses Problems ist die vorliegende Erfindung befasst. Zur Lösung werden die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird das Brennstoffzellensystem mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.The present invention is concerned with solving this problem. The device with the features of
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung_und ein Verfahren zur Rezirkulation von Anodengas in einem Anodenkreis eines Brennstoffzellensystems und ein Brennstoffzellensystem vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst mindestens zwei parallel geschaltete Strahlpumpen, die lastabhängig jeweils einzeln oder gemeinsam betreibbar sind, wobei den Strahlpumpen zumindest mittelbar ein Treibmedium, insbesondere aus einem Tank über ein jeweiliges Dosierventil und eine Zuströmleitung zugeführt wird.According to the invention, a device and a method for recirculating anode gas in an anode circuit of a fuel cell system and a fuel cell system are proposed. The device comprises at least two jet pumps connected in parallel, which can be operated individually or together depending on the load, with the jet pumps being supplied at least indirectly with a driving medium, in particular from a tank via a respective metering valve and an inflow line.
Bezugnehmend auf Anspruch 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgeführt, dass eine erste Strahlpumpe fluidisch zuströmseitig oder abströmseitig über mindestens ein Rückschlagventil mit einer Brennstoffzelle, insbesondere einem Anodenbereich, verbunden ist, wobei eine zweite Strahlpumpe ohne ein derartiges Rückschlagventil, insbesondere im Strömungspfad, fluidisch zuströmseitig oder abströmseitig mit der Brennstoffzelle, insbesondere dem Anodenbereich, verbunden ist. Auf diese Weise kann der Vorteil erzielt werden, dass eine kostengünstige Ausführung der Vorrichtung herbeigeführt werden kann, da ein zusätzliches zweites Rückschlagventil für die zweite Strahlpumpe eingespart werden kann. Zudem wird der Bauraumbedarf durch den Wegfall des zusätzlichen zweiten Rückschlagventils deutlich gesenkt. Somit kann eine kompaktere Bauweise der Vorrichtung herbeigeführt werden, wodurch weniger Bauraum im Gesamtfahrzeug benötigt wird. Weiterhin kann die Lebensdauer der Vorrichtung erhöht werden, da die Gefahr eines defekten zweiten Rückschlagventils aufgrund der Einsparung dieses vollständig vermieden wird. Des Weiteren kann durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung die Kaltstartfähigkeit der Vorrichtung und somit des gesamten Brennstoffzellensystems verbessern, insbesondere bei Temperaturen unter 0°C, bei der eine hohe Feuchtigkeit im Anodenkreis vorliegt. Ein Festfrieren des zweiten Rückschlagventil im Bereich der zweiten Strahlpumpe wird somit dadurch verhindert, dass die zweite Strahlpumpe ohne ein derartiges zweites Rückschlagventil ausgeführt und/oder mit einer Brennstoffzelle verbunden ist. Dadurch kann die zweite Strahlpumpe auch bei tiefen Temperaturen zuverlässig betrieben werden und ein Start der Brennstoffzelle ist jederzeit möglich.With reference to
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Fördereinrichtung möglich. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The measures listed in the dependent claims are advantageous developments of the conveyor device specified in
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung befindet sich das Rückschlagventil der ersten Strahlpumpe abströmseitig im Bereich einer Verbindungsleitung oder zwischen der Verbindungsleitung und der ersten Strahlpumpe. Zudem oder alternativ kann sich das oder ein zusätzliches Rückschlagventil zuströmseitig über einen ersten Zulauf im Bereich einer Rückführleitung oder zwischen der Rückführleitung und der ersten Strahlpumpe befinden. Auf diese Weise kann in zuverlässiger Weise eine Rückströmung der Fördermenge durch die erste Strahlpumpe verhindert werden, insbesondere während die erste Strahlpumpe keine Mengensteuerung des Treibmediums durchführt. Zudem kann durch diese erfinderische Ausführungsform der Vorrichtung eine kompakte Bauform der Vorrichtung herbeigeführt werden.According to a particularly advantageous development of the device, the check valve of the first jet pump is located on the outflow side in the area of a connecting line or between the connecting line and the first jet pump. In addition or as an alternative, the check valve or an additional check valve can be located on the inflow side via a first inlet in the area of a return line or between the return line and the first jet pump. In this way, it is possible to reliably prevent the delivery quantity from flowing back through the first jet pump, in particular while the first jet pump is not controlling the quantity of the propellant medium. In addition, a compact design of the device can be brought about by this inventive embodiment of the device.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist die zweite Strahlpumpe für einen Niedriglastbetrieb ausgelegt. Dabei erfolgt eine Mengensteuerung eines Treibmediums, insbesondere im Rahmen einer Zudosierung, ausschließlich durch ein zweite Dosierventil. In Falle des Niedriglastbetriebs kann somit ausschließlich die zweite Strahlpumpe betrieben werden, indem die erste Strahlpumpe mittels des Dosierventils fluidisch von der Zuströmleitung getrennt wird und auch eine Rückströmung der Fördermenge durch die erste Strahlpumpe mittels des Rückschlagventils verhindert werden. Dabei hat die zweite Strahlpumpe aufgrund Ihrer Größe und/oder der Ausführung der Strömungskonturen einen besseren Wirkungsgrad als die erste Strahlpumpe bei einem Niederlastbetrieb des Brennstoffzellensystems. Zudem treten keine Reibungsverluste aufgrund eines Durchströmens des Anodengases durch die erste Strahlpumpe auf. Somit kann eine gleichbleibend hohe Rezirkulationsleistung und/oder ein hoher Wirkungsgrad bereitgestellt werden.According to an advantageous development of the device, the second jet pump is designed for low-load operation. In this case, the quantity of a propellant medium is controlled, in particular as part of metering, exclusively by a second metering valve. In the case of low-load operation, only the second jet pump can be operated in that the first jet pump is fluidically separated from the inflow line by means of the metering valve and a backflow of the delivery quantity through the first jet pump can also be prevented by means of the check valve. Because of its size and/or the design of the flow contours, the second jet pump is more efficient than the first jet pump when the fuel cell system is operated at low load. In addition, there are no friction losses due to the anode gas flowing through the first jet pump. A consistently high recirculation capacity and/or a high level of efficiency can thus be provided.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Strahlpumpe für einen Hochlastbetrieb ausgelegt und eine Mengensteuerung eines Treibmediums, insbesondere im Rahmen einer Zudosierung, erfolgt durch ein erste Dosierventil. Auf diese Weise kann eine gleichbleibend hohe Rezirkulationsleistung bereitgestellt werden, da die Strahlpumpen getrennt voneinander ansteuerbar sind. Zudem kann der Wirkungsgrad des Brennstoffzellensystems verbessert werden, da eine optimale Beschickung der Brennstoffzelle mittels der ersten Strahlpumpe erfolgen kann.According to a particularly advantageous embodiment, the first jet pump is designed for high-load operation, and the quantity of a propellant medium is controlled, in particular as part of metering, by a first metering valve. In this way, a consistently high recirculation capacity can be provided, since the jet pumps can be controlled separately from one another. In addition, the efficiency of the fuel cell system can be improved since the fuel cell can be optimally charged by means of the first jet pump.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung weist die zweite Strahlpumpe auch bei einer geringen Fördermenge, die zumindest nahezu gegen null geht, ein zumindest annähernd identisches Druckaufbaupotential auf, wie die erste Strahlpumpe, insbesondere aufgrund der geometrischen Ausführung der zweiten Strahlpumpe. Auf diese Weise kann mittels dieses Druckaufbaupotential eine Rückströmung der Fördermenge des Anodengases durch die zweite Strahlpumpe verhindert werden. Somit kann der Wirkungsgrad der Vorrichtung und/oder des Brennstoffzellensystems verbessert.According to a particularly advantageous development of the device, the second jet pump has an at least approximately identical pressure build-up potential as the first jet pump, even with a low delivery rate that approaches at least almost zero, in particular due to the geometric design of the second jet pump. In this way, this pressure build-up potential can be used to prevent the delivery quantity of the anode gas from flowing back through the second jet pump. The efficiency of the device and/or of the fuel cell system can thus be improved.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung verzweigt sich die Zuströmleitung von dem ersten Absperrventil kommend im Bereich eines ersten Knotenpunktes in eine erste Zuströmleitung und eine zweite Zuströmleitung verzweigt. Auf diese Weise kann eine parallele Verschaltung der ersten und zweiten Strahlpumpe erfolgen. Dabei kann eine Beschickung ausschließlich der zweiten Strahlpumpe erfolgen, indem das zweite Dosierventil geöffnet wird, während das erste Dosierventil der ersten Strahlpumpe geschlossen bleibt. Darüber hinaus sind die zwei parallel geschalteten Strahlpumpen gemeinsam betreibbar. Dabei lässt sich der Wirkungsgrad der Vorrichtung und/oder des Brennstoffzellensystems verbessern und eine effiziente Versorgung der Brennstoffzelle mit Wasserstoff gewährleisten über zumindest nahezu alle Betriebszustände.According to an advantageous embodiment of the device, the inflow line coming from the first shut-off valve branches off in the area of a first node into a first inflow line and a second inflow line. In this way, the first and second jet pumps can be connected in parallel. In this case, only the second jet pump can be charged by opening the second metering valve while the first metering valve of the first jet pump remains closed. In addition, the two jet pumps connected in parallel can be operated together. In this way, the efficiency of the device and/or the fuel cell system can be improved and an efficient supply of hydrogen to the fuel cell can be ensured over at least almost all operating states.
Die vorgeschlagene Vorrichtung ist demnach insbesondere zur Durchführung des im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Mit Hilfe der Vorrichtung lassen sich somit die gleichen Vorteile erzielen das der Wirkungsgrad des Brennstoffzellensystems verbessert werden kann.The proposed device is therefore particularly suitable for carrying out the method according to the invention described below. With the aid of the device, the same advantages can thus be achieved that the efficiency of the fuel cell system can be improved.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Rezirkulation von Anodengas in einem Anodenkreis des Brennstoffzellensystems werden mindestens zwei parallel geschaltete Strahlpumpen verwendet, bei der permanent die zweite Strahlpumpe betrieben wird und lastabhängig die erste Strahlpumpe zugeschaltet werden kann, insbesondere mittels des ersten Dosierventils, wobei nur die erste Strahlpumpe ein Rückschlagventil aufweist. Auf diese Weise kann das Verfahren derart betrieben werden, dass der Strömungswiderstand der Strömungsleitungen aufgrund des nicht vorhandenen zweiten Rückschlagventils im Bereich der zweiten Strahlpumpe reduziert werden kann. Auf diese Weise lässt sich der Wirkungsgrad des Brennstoffzellensystems mittels des Verfahrens verbessert werden. Zudem können grundsätzlich auch beide Strahlpumpen zur Rezirkulation von Anodengas eingesetzt werden. Auf diese Weise kann eine gleichbleibend hohe Rezirkulationsleistung erbracht werden, und zwar sowohl bei hoher als auch bei niedriger Last.According to an advantageous embodiment of the proposed method for recirculating anode gas in an anode circuit of the fuel cell system, at least two jet pumps connected in parallel are used, in which the second jet pump is permanently operated and the first jet pump can be switched on depending on the load, in particular by means of the first metering valve, with only the first jet pump has a check valve. In this way, the method can be operated in such a way that the flow resistance of the flow lines can be reduced due to the absence of a second check valve in the area of the second jet pump. In this way, the efficiency of the fuel cell system can be improved using the method. In addition, both jet pumps can in principle also be used for the recirculation of anode gas. In this way, a consistently high recirculation performance can be achieved, both at high and at low loads.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass bei Niedriglast lediglich eine für Niedriglast ausgelegte zweite Strahlpumpe betrieben wird. Dies führt zu einer lastangepassten Rezirkulationsleistung. Für Hochlast kann eine Hochlast-Strahlpumpe, bei der es sich um die erste Strahlpumpe, vorgesehen sein, die dann zusammen mit der Niedriglast-Strahlpumpe, bei der es sich um die zweite Strahlpumpe handelt, betrieben wird.In a particularly advantageous embodiment of the method, it is proposed that at low load only a second jet pump designed for low load is operated. This leads to a load-adapted recirculation performance. For high load, a high-load jet pump, which is the first jet pump, can be provided, which is then operated together with the low-load jet pump, which is the second jet pump.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens wird im Betrieb lediglich der zweiten Strahlpumpe ein Rückströmen von Anodengas durch die jeweils erste Strahlpumpe mit Hilfe mindestens Ventils, insbesondere des Rückschlagventils, verhindert. Sofern nur eine Strahlpumpe betrieben wird, besteht die Gefahr, dass Anodengas über eine inaktive Strahlpumpe rückgesaugt wird. Bei der Verwendung des Sperrelements als das Rückschlagventil, kann auch dieses ein passives bzw. druckgesteuertes Ventil sein, so dass auch hier die Umsetzung vergleichsweise einfach ist. Das mindestens eine Sperrelement ist vorzugsweise im Bereich der Verbindungsleitung angeordnet.In a particularly advantageous embodiment of the method, when only the second jet pump is in operation, a backflow of anode gas through the respective first jet pump is prevented with the aid of at least one valve, in particular the check valve. If only one jet pump is operated, there is a risk that anode gas will be sucked back via an inactive jet pump. When using the blocking element as the check valve, this can also be a passive or pressure-controlled valve, so that implementation is comparatively simple here as well. The at least one blocking element is preferably arranged in the area of the connecting line.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, within the range specified by the claims, a large number of modifications are possible, which are within the scope of expert action.
Figurenlistecharacter list
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the drawing.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
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1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Strahlpumpe -
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung mit einer Brennstoffzelle und einer Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel -
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung mit der Brennstoffzelle und der Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
-
1 a schematic longitudinal section through a jet pump according to the invention -
2 a schematic representation of a fuel cell arrangement according to the invention with a fuel cell and a device according to a first embodiment -
3 a schematic representation of a fuel cell arrangement according to the invention with the fuel cell and the device according to a second embodiment
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die Darstellung gemäß
Dabei weist die Strahlpumpe 4, 6 einen ersten Zulauf 28, einen zweiten Zulauf 36 einen Ansaugbereich 7, ein Mischrohr 9 und einen Diffusorbereich 11 auf. Das Anodengas strömt dabei zumindest teilweise in einer Strömungsrichtung III durch die Strahlpumpe 4, 6, wobei die Strömungsrichtung III parallel zu einer Längsachse 52 der Strahlpumpe 4, 6 verläuft. Der Großteil der durchströmten Bereiche der Strahlpumpe 4, 6 sind dabei zumindest annährend rohrförmig ausgebildet und dienen zum Fördern und/oder Leiten des gasförmigen Mediums, bei dem es sich insbesondere um H2 mit Anteilen an H2O und N2 handelt, in der Strahlpumpe 4, 6 Dabei wird der Strahlpumpe 4, 6 mittels des zweiten Zulaufs 36 ein Treibmedium zugeführt, welches durch einen Kanal einer Düse 12 in den Ansaugbereich 7 oder das Mischrohr 9 einströmt. Zudem wird der Strahlpumpe 4, 6 ein Rezirkulat durch den ersten Zulauf 28 zugeführt, wobei es sich bei dem Rezirkulat insbesondere um das unverbrauchte H2 aus einem Anodenbereich 38 (gezeigt in
Von der Düse 12 wird das Treibmedium in den Ansaugbereich 7 und/oder das Mischrohr 9 abgelassen. Der durch die Düse 12 strömende und als Treibmedium dienende Wasserstoff weist eine Druckdifferenz und/oder Geschwindigkeitsdifferenz zum Rezirkulationsmedium auf, das aus dem ersten Zulauf 28 in die jeweilige Strahlpumpe 4, 6 einströmt, wobei das Treibmedium insbesondere einen höheren Druck von mindestens 5 bar aufweist. Wenn sich ein sogenannter Strahlpumpeneffekt einstellt wird das Rezirkulationsmedium mit einem geringen Druck in den zentralen Strömungsbereich der jeweiligen Strahlpumpe 4, 6 gefördert. Dabei strömt das Treibmedium mit der beschriebenen Druckdifferenz und einer hohen Geschwindigkeit, die insbesondere nahe der Schallgeschwindigkeit liegen kann, durch die Düse 12 in den Ansaugbereich 7 und/oder das Mischrohrs 9 ein.The propellant medium is discharged from the
Die Düse 12 weist dabei eine innere Ausnehmung in Form eines Strömungsöffnung auf, durch die das gasförmige Medium strömen kann, insbesondere im Falle der ersten Strahlpumpe 4 von einem ersten Dosierventil 10 kommend und in den Ansaugbereich 7 und/oder das Mischrohr 9 einströmend. Dabei trifft das Treibmedium auf das Rezirkulationsmedium, das sich bereits im Ansaugbereich 7 und/oder im Mischrohr 9 befindet. Aufgrund der hohen Geschwindigkeits- und/oder Druck-Differenz zwischen dem Treibmediums und dem Rezirkulationsmedium wird eine innere Reibung und Turbulenz zwischen den Medien erzeugt. Dabei entsteht eine Scherspannung in der Grenzschicht zwischen dem schnellen Treibmedium und dem wesentlich langsameren Rezirkulationsmedium. Diese Spannung bewirkt eine Impulsübertragung, wobei das Rezirkulationsmedium beschleunigt und mitgerissen wird. Die Mischung geschieht nach dem Prinzip der Impulserhaltung. Dabei wird das Rezirkulationsmedium in der Strömungsrichtung III beschleunigt und es entsteht für das Rezirkulationsmedium ein Druckabfall, wodurch eine Saugwirkung einsetzt und somit weiteres Rezirkulationsmedium aus dem Bereich des ersten Zulaufs 28 nachgefördert wird.The
Dieser Effekt kann als Strahlpumpeneffekt bezeichnet werden. Durch das Ansteuern der Zu-Dosierung des Treibmediums mittels des ersten Dosierventils 10 und/oder eines ersten Absperrventils 15 kann eine Förderrate des Rezirkulationsmediums reguliert werden und auf den jeweiligen Bedarf eines gesamten Brennstoffzellen-Systems 31 (nicht gezeigt in
Wie in
Dabei ist gezeigt, dass die Vorrichtung 1 und/oder die jeweilige Strahlpumpe 4, 6 über eine Verbindungsleitung 29 mit der Brennstoffzelle 32 verbunden sind, die den Anodenbereich 38 und einen Kathodenbereich 40 umfasst. Zudem ist eine Rückführleitung 23 vorgesehen, die den Anodenbereich 38 der Brennstoffzelle 32 zumindest mittelbar mit dem jeweiligen ersten Zulauf 28, und somit insbesondere mit dem Ansaugbereich 7, des der jeweiligen Strahlpumpe 4, 6 verbindet. Mittels der Rückführleitung 23 kann das im Anodenbereich 38 beim Betrieb der Brennstoffzelle 32 nicht verwertete erste gasförmige Medium zum ersten Zulauf 28 zurückgeführt werden. Bei diesem ersten gasförmigen Medium handelt es sich insbesondere um das vorangegangen beschriebene Rezirkulationsmedium. Es kann sich zudem in einer beispielhaften Ausführungsform im Bereich der Rückführleitung 23 ein Wasserabscheider 8 und/oder ein Ablassventil 30 befinden. Somit strömt das unverbrauchte gasförmige Medium aus der Brennstoffzelle 32 in den Wasserabscheider 8, in dem das Wasser vom Wasserstoff getrennt wird und in dem dann das Wasser beispielsweise mittels eines Ventils 8 in eine Umgebung 26 abgelassen wird. Von dort kann das Anodengas über die Verbindungsleitung 29 zurück zur jeweiligen Strahlpumpe 4, 6 oder zum Ablassventil 30 strömen. Im Bereich des Ablassventils 30, bei dem es sich insbesondere um ein Purge-Ventil 30 handelt, Wasser und/oder Wasserstoff und/oder Stickstoff an die Umgebung 26 abgegeben werden.It is shown that the
Wie in
Wie in
Bei der in
In
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been fully described above with reference to the preferred exemplary embodiment, it is not restricted thereto but can be modified in a variety of ways.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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DE102007004590A1 (en) | 2007-01-30 | 2008-07-31 | Daimler Ag | Gas-supply assembly for anode-sided gas supply in fuel cell device, has jet pump arrangement for delivering of supply gas in gas supply section under insertion of gas propellant |
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Patent Citations (1)
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DE102007004590A1 (en) | 2007-01-30 | 2008-07-31 | Daimler Ag | Gas-supply assembly for anode-sided gas supply in fuel cell device, has jet pump arrangement for delivering of supply gas in gas supply section under insertion of gas propellant |
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