DE102022213437A1

DE102022213437A1 - Coupling part for blower of a fuel cell device

Info

Publication number: DE102022213437A1
Application number: DE102022213437.0A
Authority: DE
Inventors: Loganathan Jagadeeswarn; Hegde Anand; Martin Hoeller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2024-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kopplungsteil (70) zur Kopplung eines Gebläses (42) an ein Gehäuse (50), wobei vorgesehen ist, dass das Gebläse (42) einen Motor (60) und ein Gebläseteil (62) aufweist welche über eine Welle (68) miteinander verbunden sind, wobei das Kopplungsteil (70) einen Motorkopplungsabschnitt (78) auf einer Vorderseite (76) aufweist, einen Gehäusekoppungsabschnitt (100) auf einer Rückseite (96) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass das Kopplungsteil (70) eine Wellendurchführung (102) für die Welle (68) aufweist.The invention relates to a coupling part (70) for coupling a fan (42) to a housing (50), wherein the fan (42) has a motor (60) and a fan part (62) which are connected to one another via a shaft (68), wherein the coupling part (70) has a motor coupling section (78) on a front side (76) and a housing coupling section (100) on a rear side (96). It is proposed that the coupling part (70) has a shaft feedthrough (102) for the shaft (68).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kopplungsteil zur Kopplung eines Gebläses an ein Gehäuse nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Die Erfindung betrifft auch eine Brennstoffzellenvorrichtung mit einem über das Kopplungsteil an das Gehäuse der Brennstoffzellenvorrichtung gekoppelten Gebläse.The invention relates to a coupling part for coupling a fan to a housing according to the preamble of the independent claim. The invention also relates to a fuel cell device with a fan coupled to the housing of the fuel cell device via the coupling part.

Stand der TechnikState of the art

In Brennstoffzellenvorrichtung besteht die Möglichkeit, dass sich im Gehäuse eine Mischung aus Wasserstoffgas und Luft ansammeln kann, beispielweise im Falle einer Leckage. Diese ungewünschte Ansammlung von Wasserstoffgas und Luft birgt die Gefahr einer Explosion, so dass besondere Sicherheitsmaßnahmen bereitgestellt werden müssen, welche die Ansammlung und/oder Zündung von solchen Mischungen verhindern. Typischerweise weisen die in Brennstoffzellenvorrichtungen benötigten Gebläse mit elektrisch erregten Motoren mit Kohlebürsten angetrieben, welche im Betrieb Funken ausbilden können, welche wiederrum ein Wasserstoff-Luft Gemisch entzünden können. Solche Motoren können vorteilhaft außerhalb vom Gehäuse angeordnet werden. Der Motor kann dann durch sein hohes Gewicht das Gehäuse belasten, insbesondere Schwingungen bzw. Drehschwingungen könnten problematisch sein.In fuel cell devices, there is the possibility that a mixture of hydrogen gas and air can accumulate in the housing, for example in the event of a leak. This undesirable accumulation of hydrogen gas and air poses the risk of an explosion, so that special safety measures must be provided to prevent the accumulation and/or ignition of such mixtures. Typically, the fans required in fuel cell devices are driven by electrically excited motors with carbon brushes, which can form sparks during operation, which in turn can ignite a hydrogen-air mixture. Such motors can advantageously be arranged outside the housing. The motor can then strain the housing due to its high weight, and vibrations or torsional vibrations in particular could be problematic.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

VorteileAdvantages

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Kopplungsteil zur Kopplung eines Gebläses an ein Gehäuse. Es ist vorgesehen, dass das Gebläse einen Motor und ein Gebläseteil aufweist, welche über eine Welle miteinander verbunden sind. Das Kopplungsteil weist einen Motorkopplungsabschnitt auf einer Vorderseite auf sowie einen Gehäusekopplungsabschnitt auf einer Rückseite. Erfindungsgemäß weist das Kopplungsteil eine Wellendurchführung für die Welle auf Das hat den Vorteil, dass mit Hilfe des Kopplungsteils das Gebläse, insbesondere der Motor des Gebläses, und das Gehäuse mechanisch voneinander entkoppelt werden können. So ist das Gebläse mittelbar bzw. indirekt über das Kopplungsteil mit dem Gehäuse verbunden. Durch die Verwendung des Kopplungsteils besteht keine unmittelbare bzw. direkte Verbindung zwischen dem Gebläse und dem Gehäuse. Insbesondere ist es möglich, dass Gebläse das Gehäuse nicht kontaktiert. Das Kopplungsteil ermöglicht eine Trennung zwischen Gebläse und Gehäuse. Damit können Schäden am Gehäuse und/oder Gebläse verhindert werden. Das ist insbesondere vorteilhaft für Gehäuse von Brennstoffzellenvorrichtung. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der Brennstoffzellenvorrichtung erhöht werden.The present invention describes a coupling part for coupling a fan to a housing. It is provided that the fan has a motor and a fan part, which are connected to one another via a shaft. The coupling part has a motor coupling section on a front side and a housing coupling section on a rear side. According to the invention, the coupling part has a shaft feedthrough for the shaft. This has the advantage that with the help of the coupling part, the fan, in particular the motor of the fan, and the housing can be mechanically decoupled from one another. The fan is thus indirectly connected to the housing via the coupling part. By using the coupling part, there is no immediate or direct connection between the fan and the housing. In particular, it is possible for the fan not to contact the housing. The coupling part enables a separation between the fan and the housing. This can prevent damage to the housing and/or the fan. This is particularly advantageous for housings of fuel cell devices. In this way, the reliability and durability of the fuel cell device can be increased.

Das Gebläse ist nicht Teil des Kopplungsteils, insbesondere sind der Motor, Gebläseteil und Welle nicht Teil des Kopplungsteils. Das Gehäuse ist nicht Teil des Kopplungsteils.The fan is not part of the coupling part, in particular the motor, fan part and shaft are not part of the coupling part. The housing is not part of the coupling part.

Unter einer Brennstoffzellenvorrichtung soll insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche insbesondere einen, insbesondere funktionstüchtigen, Bestandteil, insbesondere eine Konstruktions- und/oder Funktionskomponente, eines Brennstoffzellensystems oder das gesamte Brennstoffzellensystem ausbildet.A fuel cell device is to be understood in particular as a device which forms in particular a, in particular functional, component, in particular a construction and/or functional component, of a fuel cell system or the entire fuel cell system.

Unter einem Brennstoffzellensystem soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein System zu einer stationären und/oder mobilen Gewinnung, insbesondere elektrischer und/oder thermischer Energie unter Verwendung zumindest einer Brennstoffzelleneinheit verstanden werden.In this context, a fuel cell system is to be understood in particular as a system for stationary and/or mobile generation, in particular of electrical and/or thermal energy, using at least one fuel cell unit.

Ein Brennstoffzellensystem weist einen oder eine Mehrzahl von Brennstoffzelleneinheit auf. Typischerweise weist ein Brennstoffzellensystem Komponenten und Leitungen auf, welche dazu vorgesehen sind, der Brennstoffzelleneinheit Brennstoff und Luft zuzuführen. Weiterhin weist ein Brennstoffzellensystem Komponenten und Leitungen auf, um von der Brennstoffzelleneinheit Abgase abzuführen. Vorteilhaft weisen Brennstoffzellensystem einen Rezirkulationskreis auf, aufweisend Komponenten und Leitungen, welcher dazu vorgesehen ist, nicht umgesetzten Brennstoff und/oder nicht umgesetzte Luft in die Brennstoffzelleneinheit zurückzuführen. Insgesamt weist eine Brennstoffzelleneinheit wenigstens eine oder eine Mehrzahl von Gebläsen auf, welche dazu vorgesehen sind, ein Fluid, insbesondere ein gasförmiges Fluid zu befördern. Das Fluid kann insbesondere ein Brennstoff, eine Luft, ein Abgas oder eine Kombination der vorne genannten sein. Das Gebläse der vorliegenden Erfindung kann insbesondere ein Gebläse einer Luftzuführung sein, ein Gebläse einer Brennstoffzuführung, ein Gebläse einer Abgasabführung und/oder ein Gebläse eines Rezirkulationskreises sein. Es ist auch denkbar, dass das Gebläse Teil eines Lüftungssystems ist, welches dazu vorgesehen ist, das Gehäuse der Brennstoffzellenvorrichtung zu belüften oder zu entlüften, insbesondere zur Vermeidung einer ungewünschten Ansammlung einer Brennstoff-Luft Mischung im Gehäuse.A fuel cell system has one or a plurality of fuel cell units. Typically, a fuel cell system has components and lines which are intended to supply fuel and air to the fuel cell unit. Furthermore, a fuel cell system has components and lines to discharge exhaust gases from the fuel cell unit. Fuel cell systems advantageously have a recirculation circuit, having components and lines which are intended to return unreacted fuel and/or unreacted air to the fuel cell unit. Overall, a fuel cell unit has at least one or a plurality of fans which are intended to convey a fluid, in particular a gaseous fluid. The fluid can in particular be a fuel, air, exhaust gas or a combination of the above. The fan of the present invention can in particular be a fan of an air supply, a fan of a fuel supply, a fan of an exhaust gas discharge and/or a fan of a recirculation circuit. It is also conceivable that the fan is part of a ventilation system which is intended to ventilate or vent the housing of the fuel cell device, in particular to avoid an undesirable accumulation of a fuel-air mixture in the housing.

Unter einer Brennstoffzelleneinheit soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit mit einer Mehrzahl von Brennstoffzellen verstanden werden. Typischweise sind die Brennstoffzellen in einer Brennstoffzelleneinheit aufeinander gestapelt angeordnet, eine solche Brennstoffzelleneinheit wird auch als Brennstoffzellenstack bezeichnet. Eine Brennstoffzelle ist insbesondere dazu vorgesehen, zumindest eine chemische Reaktionsenergie zumindest eines, insbesondere kontinuierlich zugeführten, Brenngases, insbesondere Wasserstoff, und zumindest eines Oxidationsmittels, insbesondere Sauerstoff, insbesondere in elektrische Energie umzuwandeln. Die Brennstoffzelle kann insbesondere als Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) ausgebildet sein. Typischerweise ist in einer Brennstoffzelleneinheit eine Mehrzahl von Brennstoffzellen elektrisch in Reihe miteinander verschaltet.In this context, a fuel cell unit is to be understood as a unit with a plurality of fuel cells. Typically, the fuel cells in a fuel cell unit are stacked on top of each other; such a fuel cell unit is also referred to as a fuel cell stack. A fuel cell is particularly intended to convert at least one chemical reaction energy of at least one, in particular continuously supplied, fuel gas, in particular hydrogen, and at least one oxidizing agent, in particular oxygen, in particular into electrical energy. The fuel cell can in particular be designed as a solid oxide fuel cell (SOFC). Typically, a plurality of fuel cells are electrically connected in series in a fuel cell unit.

Unter einer Brennstoffzuführung soll eine Quelle für einen Brennstoff verstanden werden, welcher der Brennstoffzellenvorrichtung zugeführt wird. Beispielsweise kann die Brennstoffzuführung ein Anschluss für eine externe Brennstoffzuleitung sein, beispielsweise aus einem Erdgasnetz oder aus einer Wasserstoffflasche. Ein Brennstoff kann beispielsweise Erdgas, Wasserstoff oder eine Mischung aus Erdgas und Wasserstoff sein. In Varianten sind auch andere Brennstoffe und Mischungen von Brennstoffen denkbar, beispielsweise kann der Brennstoff B Erdgas, Wasserstoff, Methan, Ammoniak und/oder Kohlegas bzw. Synthesegas aufweisen.A fuel supply is to be understood as a source for a fuel which is supplied to the fuel cell device. For example, the fuel supply can be a connection for an external fuel supply line, for example from a natural gas network or from a hydrogen bottle. A fuel can be, for example, natural gas, hydrogen or a mixture of natural gas and hydrogen. In variants, other fuels and mixtures of fuels are also conceivable, for example, fuel B can contain natural gas, hydrogen, methane, ammonia and/or coal gas or synthesis gas.

Unter einem Rezirkulationskreis bzw. einem Anodenrezirkulationskreislauf soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Fluidverbindung bzw. ein Fluidpfad verstanden werden, welche bzw. welcher dazu vorgesehen ist, ein brennstoff- bzw. wasserstoff- und wasserhaltiges Anodenabgas von wenigstens einer Brennstoffzelleneinheit einer Mischstelle zuzuführen, an welcher das Anodenabgas mit dem zumindest im Wesentlichen reinen Brennstoff bzw. Wasserstoff vermischt wird. Insbesondere ist der Rezirkulationskreis dazu vorgesehen, der Brennstoffzelleneinheit nicht umgesetzten Brennstoff bzw. Wasserstoff erneut anodenseitig zuzuführen. Insbesondere ist die Mischung des Anodenabgases und des Brennstoffs bzw. Wasserstoffs dazu vorgesehen, der Brennstoffzelleneinheit anodenseitig zugeführt zu werden. Ein Gebläse des Rezirkulationskreises ist ein Rezirkulationsgebläse und dazu vorgesehen, ein Rezirkulat zu bewegen.In this context, a recirculation circuit or an anode recirculation circuit is to be understood as meaning in particular a fluid connection or a fluid path which is intended to supply an anode exhaust gas containing fuel or hydrogen and water from at least one fuel cell unit to a mixing point at which the anode exhaust gas is mixed with the at least essentially pure fuel or hydrogen. In particular, the recirculation circuit is intended to supply unreacted fuel or hydrogen to the fuel cell unit again on the anode side. In particular, the mixture of the anode exhaust gas and the fuel or hydrogen is intended to be supplied to the fuel cell unit on the anode side. A fan of the recirculation circuit is a recirculation fan and is intended to move a recirculate.

Unter einem Rezirkulat soll im Rahmen dieser Erfindung ein Gasgemisch aus einem brennstoff- bzw. wasserstoff- und wasserhaltigem Anodenabgas von wenigstens einer Brennstoffzelleneinheit mit frischem Brennstoff verstanden werden.In the context of this invention, a recirculate is understood to mean a gas mixture of a fuel- or hydrogen- and water-containing anode exhaust gas from at least one fuel cell unit with fresh fuel.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Gebläse durch das Kopplungsteil derart am Gehäuse montiertbar ist, dass der Motor außerhalb von Gehäuse angeordnet ist und das Gebläseteil innerhalb von Gehäuse angeordnet ist. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass entzündliche Fluide, insbesondere das Rezirkulat oder ein Luft-Brennstoff-Gemisch, nicht den Motor umspülen, welcher - beispielsweise aufgrund von Kohlebürstenkontakten - zur Funkenbildung neigen kann.According to the present invention, it is provided that the fan can be mounted on the housing by the coupling part in such a way that the motor is arranged outside the housing and the fan part is arranged inside the housing. In this way, it can be avoided that flammable fluids, in particular the recirculate or an air-fuel mixture, do not wash around the motor, which - for example due to carbon brush contacts - can tend to spark formation.

Darunter, dass der Motor außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest wesentliche Bestandteile des Motors außerhalb vom Gehäuse angeordnet sind, vorzugsweise der vollständige Motor. Teile des Gebläses, welche zum Verdichten bzw. Antreiben von Anodenabgas, Brennstoff und/oder Luft vorgesehen sind, sind innerhalb des Gehäuses angeordnet. Damit weist das Gebläse Teile auf, welche innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und Teile, welche außerhalb des Gehäuses angeordnet sind, insbesondere den Motor oder Teile des Motors.The fact that the motor is arranged outside the housing is to be understood in particular to mean that at least essential components of the motor are arranged outside the housing, preferably the entire motor. Parts of the fan which are intended for compressing or driving anode exhaust gas, fuel and/or air are arranged inside the housing. The fan therefore has parts which are arranged inside the housing and parts which are arranged outside the housing, in particular the motor or parts of the motor.

Es ist vorgesehen, dass der Motor das Gebläseteil antreibt. Dazu weist ist der Motor mit dem Gebläseteil eine mechanische Verbindung über eine Welle auf.The motor is intended to drive the blower part. For this purpose, the motor and the blower part have a mechanical connection via a shaft.

Unter einem Gebläseteil soll insbesondere ein Teil des Gebläses verstanden werden, welcher dafür vorgesehen ist, ein Fluid, insbesondere gasförmiges Fluid zu bewegen, beispielsweise Luft oder das Rezirkulat. Insbesondere kann der Gebläseteil dazu ausgebildet sein, das Fluid zu kontaktieren. Beispielsweise kann das Gebläseteil ein Schaufelrad bzw. Lüfterrad oder ein Verdichterrad - welches beispielsweise mit einer Verdichterkammer zusammenwirkt - aufweisen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das Gebläseteil vom Motor angetrieben.A blower part is to be understood in particular as a part of the blower which is intended to move a fluid, in particular a gaseous fluid, for example air or the recirculate. In particular, the blower part can be designed to contact the fluid. For example, the blower part can have a blade wheel or fan wheel or a compressor wheel - which interacts with a compressor chamber, for example. In the context of the present invention, the blower part is driven by the motor.

Das Gebläseteil wird im Betrieb vom Fluid direkt oder indirekt umspült. Es ist denkbar, dass das Gebläseteil in einem Raumvolumen im Gehäuse angeordnet ist, insbesondere einer Kammer, welche Teil eines Fluidpfads ist. Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Abschnitt eines Innenvolumens des Gehäuses zur Führung des Fluids, beispielsweise Luft, vorgesehen ist, wobei dieser Abschnitt weitere Komponenten der Brennstoffzellenvorrichtung aufweist, welche vom Fluid umspült werden können. So kann es Teil eines Sicherheitskonzepts sein, dass Komponenten von Luft umspült werden, beispielsweise um unerwünschte Ansammlungen von Brennstoff-Luft Gemisch im Abschnitt zu verhindern. Wenn ein Gebläseteil in einem Raumvolumen oder einer Kammer angeordnet ist, die Teil eines Fluidpfads ist, so kann das Gebläseteil derart ausgestaltet sein, dass es über eine Ansaugöffnung zum Ansaugen des Fluids aufweist, und dass es eine Auslassöffnung zum Auslassen des beschleunigten bzw. verdichteten Fluid aufweist. Es ist auch denkbar, dass das Gebläseteil an eine Fluidleitung angeschlossen ist und das Fluid im Betrieb über einen Zuleitungsteil der Leitung dem Gebläseteil zugeführt wird und über einen Ableitungsteil der Leitung vom Gebläse abgeführt wird.During operation, the blower part is directly or indirectly flushed with fluid. It is conceivable that the blower part is arranged in a spatial volume in the housing, in particular a chamber which is part of a fluid path. For example, it is conceivable that a section of an internal volume of the housing is provided for guiding the fluid, for example air, wherein this section has further components of the fuel cell device which can be flushed with fluid. For example, it can be part of a safety concept that components are flushed with air, for example to prevent undesirable accumulations of fuel-air mixture in the section. If a blower part is arranged in a spatial volume or a chamber which is part of a fluid path, the blower part can be designed such that it has an intake opening for sucking in the fluid and that it has an outlet opening for discharging the accelerated or compressed fluid. It is also conceivable that the blower part is connected to a fluid line and the fluid is supplied to the blower part during operation via a supply line part of the line and via a discharge section of the line from the blower.

Unter einem Motorkopplungsabschnitt soll ein Abschnitt des Kopplungsteils verstanden werden, welcher dazu vorgesehen bzw. ausgebildet ist, an dem Motor zu koppeln. A motor coupling section is understood to mean a section of the coupling part which is intended or designed to couple to the motor.

Beispielweise kann der Motorkopplungsabschnitt Gewindeaufnahmen oder Öffnungen zum Anschrauben des Motors aufweisen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Motor im montierten Zustand den Motorkopplungsabschnitt kontatktiert.For example, the motor coupling section can have threaded receptacles or openings for screwing on the motor. In particular, it is intended that the motor contacts the motor coupling section when mounted.

Unter einem Gehäusekopplungsabschnitt soll ein Abschnitt des Kopplungsteils verstanden werden, welcher dazu vorgesehen bzw. ausgebildet ist, an das Gehäuse zu koppeln. Beispielweise kann der Gehäusekopplungsabschnitt Gewindeaufnahmen oder Öffnungen zum Anschrauben an das Gehäuse aufweisen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Gehäuse im montierten Zustand den Gehäusekopplungsabschnitt kontatktiert.A housing coupling section is to be understood as a section of the coupling part which is intended or designed to couple to the housing. For example, the housing coupling section can have threaded receptacles or openings for screwing to the housing. It is particularly intended that the housing contacts the housing coupling section in the assembled state.

Auf diese Weise ist im montierten Zustand der Motor über das Kopplungsteil mittelbar mit dem Gehäuse verbunden. Es ist vorgesehen, dass im montierten Zustand die Wellendurchführung des Kopplungsteil an einer Wellenöffnung des Gehäuses angeordnet ist.In this way, when assembled, the motor is indirectly connected to the housing via the coupling part. It is intended that, when assembled, the shaft feedthrough of the coupling part is arranged at a shaft opening in the housing.

Typischerweise ist das Kopplungsteil überwiegend flächig bzw. eben ausgebildet. Insbesondere kann das Kopplungsteil eine Platte als Grundkörper aufweisen.Typically, the coupling part is predominantly flat or planar. In particular, the coupling part can have a plate as a base body.

Unter einer Vorderseite des Kopplungsteils soll insbesondere eine solche Seite des Kopplungsteils verstanden werden, welche im an das Gehäuse montierten Zustand in vom Gehäuse weggerichtet ist. Unter einer Rückseite des Kopplungsteils soll insbesondere eine solche Seite des Kopplungsteils verstanden werden, welche im an das Gehäuse montierten Zustand zum Gehäuse hingewendet ist.A front side of the coupling part is to be understood in particular as a side of the coupling part which, when mounted on the housing, is directed away from the housing. A rear side of the coupling part is to be understood in particular as a side of the coupling part which, when mounted on the housing, is directed towards the housing.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn das wenigstens eine Gebläse als ein Rezirkulationsgebläse eines Rezirkulationskreises ausgebildet ist. Im Rezirkulationskreis wird das brennstoffhaltige Rezirkulat transportiert, so dass mit dem erfindungsgemäßen Kopplungsteil die Sicherheit erhöht werden kann.It is particularly advantageous if the at least one fan is designed as a recirculation fan of a recirculation circuit. The fuel-containing recirculate is transported in the recirculation circuit, so that safety can be increased with the coupling part according to the invention.

Es ist auch von Vorteil, wenn das wenigstens eine Gebläse als ein Luftgebläse einer Luftzuführung ausgebildet ist. Typischerweise wird in Brennstoffzellenvorrichtungen die zugeführte zumindest abschnittsweise durch das Gehäuse geführt, um beispielsweise durch Leckagen ins Gehäuse eingedrungenen Brennstoff wegzuspülen. Damit kann sich auch in einem Luftstrom ein entzündliches Gasgemisch ausbilden, so dass durch die Verwendung des Kopplungsteils für ein Luftgebläse die Sicherheit erhöht werden kann.It is also advantageous if the at least one fan is designed as an air fan of an air supply. Typically, in fuel cell devices, the supplied air is guided at least partially through the housing in order to flush away fuel that has penetrated into the housing through leaks, for example. This means that a flammable gas mixture can also form in an air stream, so that safety can be increased by using the coupling part for an air fan.

Es ist denkbar, dass die Brennstoffzellenvorrichtung mehr als ein Gebläse mit einem Kopplungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, insbesondere eine Mehrzahl an solchen Gebläsen. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Luftgebläse und das Rezirkulationsgebläse mit einem Kopplungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung am Gehäuse gekoppelt sind.It is conceivable that the fuel cell device has more than one fan with a coupling part according to the present invention, in particular a plurality of such fans. For example, it is conceivable that the air fan and the recirculation fan are coupled to the housing with a coupling part according to the present invention.

Vorteilhaft ist es vorgesehen, dass das Kopplungsteil zur Kopplung des Gebläses an einer Oberseite des Gehäuses vorgesehen ist. Die Bezeichnungen „oben“ und „unten“ sollen sich im Rahmen dieser Erfindung auf vorgesehene Standardpositionen des Gehäuses bzw. der Brennstoffzellenvorrichtung in einer Betriebsposition beziehen. Unter einer Betriebsposition soll eine Anordnung der Brennstoffzellenvorrichtung verstanden werden, in welcher sie weitestgehend vollständig betreibbar ist. Insbesondere ist die Brennstoffzellenvorrichtung in ihrer Betriebsposition zumindest an eine Brennstoffzufuhr und eine Stromleitung gekoppelt.It is advantageous that the coupling part for coupling the fan is provided on an upper side of the housing. In the context of this invention, the terms "top" and "bottom" refer to intended standard positions of the housing or the fuel cell device in an operating position. An operating position is to be understood as an arrangement of the fuel cell device in which it can be operated as fully as possible. In particular, the fuel cell device is coupled at least to a fuel supply and a power line in its operating position.

In diesem Zusammenhang soll unter einer Unterseite eine solche Seite des Gehäuses bzw. Hauptgehäuses verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, in einer Betriebsposition auf einem Boden zu stehen bzw. einem Boden zugewandt zu sein. Unter einem Boden soll dabei eine geeignete Fläche bzw. Untergrund verstanden werden, auf welchem die Brennstoffzellenvorrichtung aufstellbar ist. Vorteilhaft erstreckt sich die Unterseite in der Betriebsposition zumindest abschnittsweise entlang des Bodens. Es ist denkbar, dass die Unterseite in der Betriebsposition zumindest abschnittsweise den Boden kontaktiert. Es ist auch denkbar, dass die Brennstoffzellenvorrichtung insbesondere an der Unterseite Füße aufweist, welche in der Betriebsposition den Boden kontaktieren. Es ist auch vorstellbar, dass die Brennstoffzellenvorrichtung in der Betriebsposition mit Haltemitteln, beispielsweise Wandschienen oder einem Gerüst montiert ist und die Unterseite den Boden nicht kontaktieren muss.In this context, a bottom side is to be understood as a side of the housing or main housing which is intended to stand on a floor or face a floor in an operating position. A floor is to be understood as a suitable surface or substrate on which the fuel cell device can be set up. The bottom side advantageously extends at least partially along the floor in the operating position. It is conceivable that the bottom side contacts the floor at least partially in the operating position. It is also conceivable that the fuel cell device has feet, in particular on the bottom, which contact the floor in the operating position. It is also conceivable that the fuel cell device is mounted in the operating position with holding means, for example wall rails or a scaffold, and the bottom side does not have to contact the floor.

Unter einer Oberseite kann in diesem Zusammenhang eine solche Seite des Gehäuses bzw. Hauptgehäuses verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, in einer Betriebsposition einer Decke eines Gebäudes bzw. einer Bebauung, in welcher die Brennstoffzellenvorrichtung angeordnet ist, zugewandt zu sein. Beispielsweise ist die Oberseite eine vom Boden abgewandte Seite, insbesondere eine am weitesten vom Boden entfernte Seite. Vorteilhaft ist die Oberseite im Wesentlichen parallel zur Unterseite ausgerichtet. Typischerweise sind die Komponenten der Brennstoffzellenvorrichtung zwischen der Oberseite und der Unterseite angeordnet.In this context, an upper side can be understood as a side of the housing or main housing which is intended to face a ceiling of a building or a structure in which the fuel cell device is arranged in an operating position. For example, the upper side is a side facing away from the ground, in particular a side furthest from the ground. Advantageously, the upper side is aligned substantially parallel to the lower side. Typically, the Components of the fuel cell device arranged between the top and the bottom.

Darunter, dass sich eine erste Struktur weitgehend oder im Wesentlichen parallel zu einer zweiten Struktur angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass eine Haupterstreckungsrichtung der ersten Struktur bevorzugt parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der zweiten Struktur angeordnet ist oder um einen Winkel von höchstens 20°, bevorzugt höchstens 10°, besonders bevorzugt höchstens 5° von einer parallelen Anordnung abweicht.The fact that a first structure is arranged largely or substantially parallel to a second structure is to be understood in particular to mean that a main extension direction of the first structure is preferably arranged parallel to a main extension direction of the second structure or deviates from a parallel arrangement by an angle of at most 20°, preferably at most 10°, particularly preferably at most 5°.

Darunter, dass sich eine erste Struktur weitgehend oder im Wesentlichen senkrecht zu einer zweiten Struktur angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass eine Haupterstreckungsrichtung der ersten Struktur bevorzugt senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung der zweiten Struktur angeordnet ist oder um einen Winkel von höchstens 20°, bevorzugt höchstens 10°, besonders bevorzugt höchstens 5° von einer senkrechten Anordnung abweicht.The fact that a first structure is arranged largely or substantially perpendicular to a second structure is to be understood in particular to mean that a main extension direction of the first structure is preferably arranged perpendicular to a main extension direction of the second structure or deviates from a perpendicular arrangement by an angle of at most 20°, preferably at most 10°, particularly preferably at most 5°.

Darunter, dass das Gebläse an einer Oberseite angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass es auf einer Oberseite angeordnet ist, oder dass es an einer zur Oberseite unmittelbar benachbarten Seite des Gehäuses angeordnet ist und dabei in der Nähe der Oberseite angeordnet ist. Darunter, dass das Gebläse auf einer Seite in der Nähe der Oberseite angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass der Abstand des Gebläses zur Oberseite weniger als 30% einer Abstandes von der Oberseite zur Unterseite beträgt, bevorzugt weniger als 20%, besonders bevorzugt weniger als 10%.The fact that the fan is arranged on a top side is to be understood in particular to mean that it is arranged on a top side, or that it is arranged on a side of the housing immediately adjacent to the top side and is arranged near the top side. The fact that the fan is arranged on a side near the top side is to be understood in particular to mean that the distance of the fan to the top side is less than 30% of a distance from the top side to the bottom side, preferably less than 20%, particularly preferably less than 10%.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des Kopplungsteil möglich.The features listed in the subclaims enable advantageous further developments of the coupling part.

Wenn der Motorkopplungsabschnitt wenigstens ein Schraubenloch aufweist, welches zur Kopplung über eine Schraube mit dem Gehäuse vorgesehen ist, ist eine besonders zuverlässige Kopplung möglich. Unter einem Schraubenloch soll insbesondere eine Öffnung bzw. Durchführung für eine Schraube verstanden werden, welches zum Durchführen des Gewindeteils der Schraube vorgesehen ist und vorteilhaft einen kleineren Durchmesser als der Schraubenkopf des Schraube aufweist.If the motor coupling section has at least one screw hole, which is provided for coupling to the housing via a screw, a particularly reliable coupling is possible. A screw hole is to be understood in particular as an opening or passage for a screw, which is provided for passing through the threaded part of the screw and advantageously has a smaller diameter than the screw head of the screw.

Das Kopplungsteil wird weiter verbessert durch einen äußeren Kragen, welcher einen oberen Abschnitt aufweist, der sich entlang einer Grundplatte erstreckt. Ein Kragen ermöglicht insbesondere eine elastische Kopplung, was vorteilhaft eine mechanische Entkopplung zwischen Motor und Gehäuse ermöglicht, was insbesondere die Belastung des Gehäuses durch Schwingungen bzw. Drehschwindungen reduzieren kann.The coupling part is further improved by an outer collar, which has an upper section that extends along a base plate. A collar enables, in particular, an elastic coupling, which advantageously enables mechanical decoupling between the motor and the housing, which can in particular reduce the load on the housing due to vibrations or torsional shrinkage.

Unter einem Kragen soll insbesondere ein Abschnitt des Kopplungsteils verstanden werden, welcher sich aus einem äußeren Rand der Grundplatte heraus erstreckt. Vorteilhaft weist der Kragen ein Zwischensegment auf, welche die Grundplatte mit dem oberen Abschnitt verbindet. Das Zwischensegment erstreckt sich zumindest abschnittsweise senkrecht aus der Grundplatte heraus. Beispielsweise kann das Zwischensegment U-förmig gekrümmt sein. Ein Kragen kann insbesondere durch einen Umformungsprozess herstellbar sein, in welchem eine ebene Platte am Rand umgebogen wird, so dass ein äußerer Rand der vorher ebenen Platte nach der Umformung in das Innere der Platte weist und zur inneren Grundfläche der Platte parallel oder weitgehend parallel angeordnet ist.A collar is to be understood in particular as a section of the coupling part which extends from an outer edge of the base plate. The collar advantageously has an intermediate segment which connects the base plate to the upper section. The intermediate segment extends at least in sections vertically out of the base plate. For example, the intermediate segment can be curved in a U-shape. A collar can be produced in particular by a forming process in which a flat plate is bent at the edge so that an outer edge of the previously flat plate points into the interior of the plate after the forming and is arranged parallel or largely parallel to the inner base surface of the plate.

Dadurch, dass der obere Abschnitt ein oberes Schraubenloch aufweist und die Grundplatte ein korrespondierendes unteres Schraubenloch aufweist, welche zur Kopplung über eine Schraube mit dem Gehäuse vorgesehen sind, ist eine besonders vorteilhaft Umsetzung eine Gehäusekopplungsabschnitts möglich. Auf diese Weise ist eine vorteilhafte mechanische Entkopplung zwischen Motor und Gehäuse möglich. Because the upper section has an upper screw hole and the base plate has a corresponding lower screw hole, which are intended for coupling to the housing via a screw, a particularly advantageous implementation of a housing coupling section is possible. In this way, an advantageous mechanical decoupling between the motor and the housing is possible.

Der Gehäusekopplungsabschnitt wird weiter verbessert, wenn das obere Schraubenloch größer ist als das untere Schraubenloch, wobei vorgesehen ist, dass im montierten Zustand eine Schraube durch das obere und untere Schraubenloch verläuft und koaxial um die Schraube eine Feder angeordnet ist, welche durch das obere Schraubenloch einen Schraubenkopf kontaktiert und am unteren Schraubenloch die Grundplatte kontaktiert. Auf diese Weise können Schwingungen auch durch die Feder aufgenommen werden, was die mechanische Entkopplung zwischen Motor und Gehäuse, insbesondere gegenüber von Schwingungen, weiter erhöht. Weiterhin ist es so möglich, dass die Grundplatte im montierten Zustand mittels der Feder an das Gehäuse gepresst wird, was eine bessere Abdichtung des Gehäuses ermöglicht.The housing coupling section is further improved if the upper screw hole is larger than the lower screw hole, whereby it is provided that in the assembled state a screw runs through the upper and lower screw holes and a spring is arranged coaxially around the screw, which contacts a screw head through the upper screw hole and contacts the base plate at the lower screw hole. In this way, vibrations can also be absorbed by the spring, which further increases the mechanical decoupling between the motor and the housing, especially with regard to vibrations. Furthermore, it is possible for the base plate to be pressed against the housing by means of the spring in the assembled state, which enables better sealing of the housing.

Die Dichtheit des Kopplungsteils wird weiter verbessert, wenn um die Wellendurchführung auf der Rückseite eine Dichtung verläuft. Vorteilhaft verläuft die Dichtung im montierten Zustand um eine korrespondierende Wellenöffnung im Gehäuse.The tightness of the coupling part is further improved if a seal runs around the shaft feedthrough on the back. When installed, the seal advantageously runs around a corresponding shaft opening in the housing.

Die Dichtheit des Kopplungsteils wird noch weiter verbessert, wenn die Dichtung wenigstens eine Dichtlippe aufweist. Die Dichtlippe kann dazu vorgesehen sein, mit dem Gehäuse bzw. dem Rand der Wellenöffnung zusammenzuwirken. Die Dichtlippe kann dazu vorgesehen sein, mit dem Kopplungsteil, insbesondere der Wellendurchführung bzw. ihrem Rand zusammenzuwirken. Eine Dichtlippe kann kantenschutzartig ausgebildet sein, insbesondere eine Kanal- bzw. Nutform aufweisen, welche im montierten Zustand über eine Kante einer Öffnung bzw. Durchführung oder über ein Strukturelement - beispielsweise einen Kragen - greift bzw. diese oder dieses umgreift.The tightness of the coupling part is further improved if the seal has at least one sealing lip. The sealing lip can be designed to interact with the housing or the edge of the shaft opening. The sealing lip can be provided to interact with the coupling part, in particular the shaft feedthrough or its edge. A sealing lip can be designed as an edge protector, in particular have a channel or groove shape, which in the assembled state grips over an edge of an opening or feedthrough or over a structural element - for example a collar - or surrounds this or that.

Die Dichtheit kann weiter erhöht werden, wenn sich aus der Rückseite wenigstens ein um die Wellendurchführung verlaufender Dichtungskragen erstreckt, welcher zur Kontaktierung der Dichtung vorgesehen ist. Es ist auch denkbar, dass der Dichtungskragen mit einer Dichtlippe zusammenwirkt.The tightness can be further increased if at least one sealing collar extends from the rear side around the shaft feedthrough, which is intended to contact the seal. It is also conceivable that the sealing collar interacts with a sealing lip.

Von Vorteil ist auch ein Gebläse mit einem Kopplungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Gebläse weist einen Motor und ein Gebläseteil auf, welche über eine Welle miteinander verbunden sind, wobei der Motor an den Motorkopplungsabschnitt gekoppelt ist und die Welle durch die Wellendurchführung durchgeführt ist. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Kopplungsteils wird die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des Gebläses erhöht.A fan with a coupling part according to the present invention is also advantageous. The fan has a motor and a fan part which are connected to one another via a shaft, the motor being coupled to the motor coupling section and the shaft being guided through the shaft passage. The use of the coupling part according to the invention increases the durability and reliability of the fan.

Weiterhin wird eine Brennstoffzellenvorrichtung vorgeschlagen, mit mindestens einer Brennstoffzelleneinheit in einem Gehäuse, aufweisend wenigstens ein Gebläse, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse mit einem Kopplungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung an das Gehäuse gekoppelt ist. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Kopplungsteils entlastet das Gehäuse, insbesondere können Schäden durch Schwingungen bzw. Drehschwingungen des Motors reduziert oder vermieden werden. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Brennstoffzellenvorrichtung erhöht.Furthermore, a fuel cell device is proposed, with at least one fuel cell unit in a housing, having at least one fan, characterized in that the fan is coupled to the housing with a coupling part according to the present invention. The use of the coupling part according to the invention relieves the load on the housing, in particular damage caused by vibrations or torsional vibrations of the motor can be reduced or avoided. In this way, the reliability and safety of the fuel cell device is increased.

Die Brennstoffzellenvorrichtung wird weiter verbessert, wenn das Gehäuse ein Hauptgehäuse und einen Gehäuseanbau am Hauptgehäuse aufweist, wobei die mindestens eine Brennstoffzelleneinheit im Hauptgehäuse angeordnet ist und der Motor am Gehäuseanbau über das Kopplungsteil am Gehäuseanbau angeordnet ist. Auf diese Weise können der Motor und das Hauptgehäuse weiter entkoppelt werden. Das hat den weiteren Vorteil, dass das Gebläse bzw. sein Motor weiter von Komponenten des Brennstoffzellenvorrichtung abtrennbar ist. So ist durch den Gehäuseanbau eine physische Abtrennung des Gebläses vom Hauptgehäuse möglich. Im unwahrscheinlichen Fall, dass sich Fluide am Motor entzünden, wäre damit nur der Gehäuseanbau betroffen.The fuel cell device is further improved if the housing has a main housing and a housing attachment on the main housing, wherein the at least one fuel cell unit is arranged in the main housing and the motor is arranged on the housing attachment via the coupling part on the housing attachment. In this way, the motor and the main housing can be further decoupled. This has the further advantage that the fan or its motor can be further separated from components of the fuel cell device. The housing attachment thus makes it possible to physically separate the fan from the main housing. In the unlikely event that fluids on the motor ignite, only the housing attachment would be affected.

Unter einem Gehäuseanbau soll insbesondere ein Nebengehäuse verstanden werden, welches am Hauptgehäuse angeordnet ist. Es besteht eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Hauptgehäuse und dem Gehäuseanbau, zumindest für das durch das Gebläse transportierte Fluid, beispielsweise durch eine Öffnung. Vorteilhaft hat das Nebengehäuse ein deutlich kleineres Volumen als das Hauptgehäuse, beispielsweise weniger als 30% von Volumen des Hauptgehäuses, bevorzugt weniger als 20%, besonders bevorzugt kleiner als 10%.A housing attachment is understood to mean, in particular, a secondary housing which is arranged on the main housing. There is a fluidic connection between the main housing and the housing attachment, at least for the fluid transported by the fan, for example through an opening. The secondary housing advantageously has a significantly smaller volume than the main housing, for example less than 30% of the volume of the main housing, preferably less than 20%, particularly preferably less than 10%.

In Varianten ist wenigstens eine Komponente eines kalten Anlagenteils, insbesondere eine Regeleinheit, im oder am Gehäuseanbau angeordnet.In variants, at least one component of a cold system part, in particular a control unit, is arranged in or on the housing attachment.

Typischerweise weisen Brennstoffzellenvorrichtungen einem kalten Anlagenteil und einen heißen Anlagenteil auf.Typically, fuel cell devices have a cold part and a hot part.

Unter einem heißen Anlagenteil soll insbesondere eine Untergruppe von Komponenten der Brennstoffzellenvorrichtungen verstanden werden. Der heißte Anlagenteil weist die Brennstoffzelleneinheit auf sowie weitere Komponenten, welche in einem engen thermischen Kontakt mit der Brennstoffzelleneinheit stehen, typischerweise Wärmetauscher, welche zur unmittelbaren Rückführung einer Abwärme der Abgase der Brennstoffzelleneinheit zurück in die Brennstoffzelleneeinheit vorgesehen sind. Typischweise weist der heiße Anlagenteil einen Reformer für den zugeführten Brennstoff sowie einen Nachbrenner zur Verbrennung der Abgase auf. Der heiße Anlagenteil wird auch als hot Balance of Plant (hot BoP) oder hotbox bezeichnet.A hot part of the system is to be understood in particular as a subgroup of components of the fuel cell devices. The hot part of the system has the fuel cell unit and other components that are in close thermal contact with the fuel cell unit, typically heat exchangers that are intended for the direct return of waste heat from the exhaust gases of the fuel cell unit back to the fuel cell unit. The hot part of the system typically has a reformer for the supplied fuel and an afterburner for burning the exhaust gases. The hot part of the system is also referred to as the hot balance of plant (hot BoP) or hotbox.

Unter einem kalten Anlagenteil soll insbesondere eine Untergruppe von Komponenten der Brennstoffzellenvorrichtungen verstanden werden. Der kalte Anlagenteil weist typischerweise solche Komponenten auf, welche den heißen Anlagenteil bzw. die Brennstoffzellenvorrichtungen mit dem Brennstoff und Luft versorgt sowie das Abgas abführt. Der kalte Anlagenteil beispielweise wenigstens eine Zuführleitung zur Bereitstellung eines Brennstoffs für die Brennstoffzelleneeinheit, eine Luftzuleitung, sowie eine Abgasleitung auf. Typischerweise weist ein kalter Anlagenteil einen Rezirkulationskreis auf. Typischerweise wird auch die Elektronik einer Brennstoffzellenvorrichtung, insbesondere eine Steuereinheit, Regeleinheit, Leistungselektronik und dergleichen dem kalten Anlagenteil zugerechnet. Der kalte Anlagenteil wird auch als cold Balance of Plant (cold BoP) bezeichnet.A cold system part is to be understood in particular as a subgroup of components of the fuel cell devices. The cold system part typically has components which supply the hot system part or the fuel cell devices with the fuel and air and remove the exhaust gas. The cold system part, for example, has at least one supply line for providing a fuel for the fuel cell unit, an air supply line and an exhaust line. A cold system part typically has a recirculation circuit. The electronics of a fuel cell device, in particular a control unit, regulating unit, power electronics and the like, are also typically assigned to the cold system part. The cold system part is also referred to as the cold balance of plant (cold BoP).

Eine weitere Verbesserung liegt vor, wenn wenigstens eine Komponente eines heißen Anlagenteils, insbesondere ein Reformer und/oder Nachbrenner, im Hauptgehäuse angeordnet ist bzw. sind. Neben der Erhöhung der Sicherheit ist es so auch möglich, Komponenten der heißen Anlagenteils von Komponenten des warmen Anlagenteils zu räumlich zu trennen. Die Komponenten des kalten Anlagenteils weisen im Betrieb eine geringere Temperatur auf als die Komponenten des heißen Anlagenteils, so dass auf diese Weise ein effizienterer Betrieb der Brennstoffzellenvorrichtung möglich ist.A further improvement is achieved if at least one component of a hot plant part, in particular a reformer and/or afterburner, is or are arranged in the main housing. In addition to increasing safety, it is also possible to spatially separate components of the hot part of the system from components of the warm part of the system. The components of the cold part of the system have a lower temperature during operation than the components of the hot part of the system, so that more efficient operation of the fuel cell device is possible in this way.

Zeichnungendrawings

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Kopplungsteils und der Brennstoffzellenvorrichtung abgebildet/dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung der strömungstechnischen Verschaltung einer Brennstoffzellenvorrichtung mit Gebläse,
2 eine teiltransparente, perspektivische Schnittansicht auf eine Brennstoffzellenvorrichtung mit einem über das Kopplungsteil am Gehäuse befestigten Gebläse,
3 bis 5 einen anderen Schnitt durch das Kopplungsteil mit Gebläse am Gehäuse aus 2 in verschiedenen Perspektiven,
6 eine schematische, nicht maßstabsgetreue Schnittansicht auf das Kopplungsteil am Gehäuse befestigt ohne Gebläse,
7 eine Variante des Kopplungsteils aus 6 und
8 eine Detailansicht auf die Brennstoffzellenvorrichtung mit einem über das Kopplungsteil am Gehäuse befestigten Gebläse aus 2 in einer anderen Perspektive.

The drawings show embodiments of the coupling part and the fuel cell device and are explained in more detail in the following description. They show

1 a schematic representation of the fluidic connection of a fuel cell device with fan,
2 a partially transparent, perspective sectional view of a fuel cell device with a fan attached to the housing via the coupling part,
3 to 5 another section through the coupling part with fan on the housing 2 in different perspectives,
6 a schematic, not to scale sectional view of the coupling part attached to the housing without fan,
7 a variant of the coupling part from 6 and
8th a detailed view of the fuel cell device with a fan attached to the housing via the coupling part 2 in a different perspective.

BeschreibungDescription

In den verschiedenen Ausführungsvarianten erhalten gleiche Teile die gleichen Bezugszahlen.In the different versions, identical parts are given the same reference numbers.

In 1 ist ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Brennstoffzellenvorrichtung 10 gezeigt. Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 umfasst beispielhaft zwei Brennstoffzelleneinheiten 12, eine erste Brennstoffzelleneinheit 12a und eine zweite Brennstoffzelleneinheit 12b. 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. Die erste Brennstoffzelleneinheit 12a ist im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein erster Brennstoffzellenstack. Die zweite Brennstoffzelleneinheit 12b ist im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein zweiter Brennstoffzellenstack.In 1 a schematic circuit diagram of an embodiment of a fuel cell device 10 is shown. The fuel cell device 10 comprises, for example, two fuel cell units 12, a first fuel cell unit 12a and a second fuel cell unit 12b. In the embodiment shown, the fuel cell units 12 are designed as fuel cell stacks, which have a plurality of fuel cells, in the present case solid oxide fuel cells (SOFC). The first fuel cell unit 12a is in the 1 shown embodiment is a first fuel cell stack. The second fuel cell unit 12b is in the 1 The embodiment shown is a second fuel cell stack.

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.Furthermore, the fuel cell device 10 comprises a plurality of processor units 14. In the context of this invention, a processor unit 14 is to be understood in particular as a unit or component of the fuel cell device 10 which is not a fuel cell unit 12. In the present case, the processor units 14 are units for the chemical and/or thermal preparation and/or post-processing of at least one medium to be converted and/or converted in a fuel cell unit 12, such as a fuel gas, air and/or an exhaust gas.

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.One of the processor units 14 is a heat exchanger 18 arranged in an air supply 16 for heating an oxygen-containing air L supplied to the fuel cell units 12. In the present case, the air L is supplied, for example in normal operation, to a cathode chamber 20 of the fuel cell units 12, while reformed fuel RB, in this case hydrogen, is supplied to an anode chamber 22. In the fuel cell units 12, the reformed fuel RB is electrochemically converted with the help of oxygen from the air L, generating electricity and heat.

Der reformierte Brennstoff RB wird erzeugt, indem der Brennstoffzellenvorrichtung 10 über eine Brennstoffzuführung 24 Brennstoff B, im vorliegenden Fall beispielhaft Erdgas, zugeführt wird, welcher in einer weiteren Prozessoreinheit 14, im vorliegenden Fall einem Reformer 26, reformiert wird.The reformed fuel RB is produced by supplying fuel B, in the present case for example natural gas, to the fuel cell device 10 via a fuel supply 24, which is reformed in a further processor unit 14, in the present case a reformer 26.

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.Furthermore, the fuel cell units 12 are connected on the exhaust side to a further processor unit 14, in the present case to an afterburner 28. The afterburner 28 is supplied with exhaust gas from the fuel cell units 12, in the present case cathode exhaust gas KA via a cathode exhaust gas duct 30 and a portion of the anode exhaust gas AA via an anode exhaust gas duct 32. The cathode exhaust gas KA contains unused air L or unused oxygen, while the anode exhaust gas AA contains possibly unreacted, reformed fuel RB and/or possibly unreformed fuel B. By means of the afterburner 28, the anode exhaust gas AA or the possibly unreacted, reformed fuel RB and/or the possibly unreformed fuel B contained therein is burned with the admixture of the cathode exhaust gas KA or the oxygen contained therein in the air L, whereby additional heat can be generated.

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.The hot exhaust gas A produced during combustion in the afterburner 28 is discharged via an exhaust duct 34 via a further processor unit 14, in the present case via a heat exchanger 36, from the afterburner 28. The heat exchanger 36 is in turn fluidically connected to the reformer 26, so that heat is transferred from the hot exhaust gas A to the fuel B fed to the reformer 26. Accordingly, the heat of the hot exhaust gas A can be used for reforming the fuel B fed in the reformer 26.

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.Downstream of the heat exchanger 36 there is a further processor unit 14, in this case the heat exchanger 18, in the exhaust gas duct 34, so that the remaining heat of the hot exhaust gas A can be transferred to the supplied air L in the air supply 16. Accordingly, the remaining heat of the hot exhaust gas can be used to preheat the supplied air L in the air supply 16.

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.In addition, the fuel cell device 10 has a return line 38, by means of which a portion of the anode exhaust gas AA can be branched off from the anode exhaust gas line 32 and fed to an anode recirculation circuit 40. The branched off anode exhaust gas AA passes through a further processor unit 14, in the present case a further heat exchanger 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.By means of the anode recirculation circuit 40, the branched part of the anode exhaust gas AA can be returned or fed again to the respective anode chamber 22 of the fuel cell units 12 and/or the reformer 26, so that the unreacted, reformed fuel RB possibly contained in the branched anode exhaust gas AA can subsequently be converted in the fuel cell unit 12 and/or the unreformed fuel B possibly contained in the branched anode exhaust gas AA can subsequently be reformed in the reformer 26. This can further increase the efficiency of the fuel cell device 10. In addition, fresh fuel B can be mixed into the branched anode exhaust gas AA recirculated in the anode recirculation circuit 40 via the fuel supply line 24. By means of the further heat exchanger 39, heat can then be transferred from the branched anode exhaust gas AA from the return line 38 to the fuel mixture in the anode recirculation circuit 40 resulting from the addition of the fresh fuel B for thermal processing.

Über Gebläse 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. Der Anodenrezirkulationskreis 40 weist ein Rezirkulationsgebläse 48 auf. Das Rezirkulationsgebläse 48 ist ein Gebläse 42.The supply of air L in the air supply 16, the supply of fuel B in the fuel supply 24 and the recirculation rate of the anode exhaust gas AA in the anode recirculation circuit 40 can be regulated and/or coordinated with one another via blowers 42 in the respective lines. The anode recirculation circuit 40 has a recirculation blower 48. The recirculation blower 48 is a blower 42.

Ferner weist die Brennstoffzellenvorrichtung 10 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.Furthermore, the fuel cell device 10 has a heating element 44 for, in the present case, additional heating of the air L supplied to the fuel cell units 12 in a bypass line 46, whereby the operating efficiency of the fuel cell device 10 is increased.

Wie deutlich zu erkennen ist, werden im Ausführungsbeispiel beide Brennstoffzelleneinheiten 12 über die Luftzuführung 16 und einem Luftgebläse 58 mit Luft L versorgt. Fluidisch sind die beiden Brennstoffzelleneinheiten 12 über die Luftzuführung 16 parallel verschaltet. Damit weisen die beiden Brennstoffzelleneinheiten 12 eine gemeinsame Luftversorgung 16, 42 auf. Damit weisen die beiden Brennstoffzelleneinheiten 12 eine gemeinsame Luftversorgung auf, wobei eine durch das Luftgebläse 58 geförderte Luft L über zwei fluidisch parallel zueinander verschaltete Luftzuführungen 16 zu der jeweiligen Brennstoffzelleneinheit 12 geführt wird. Das Luftgebläse 58 ist ein Gebläse 42. Durch die gemeinsame Luftzuführung 16 wird insbesondere an beide Brennstoffzelleneinheiten 12 weitgehend der gleiche Luftstrom L geliefert.As can be clearly seen, in the exemplary embodiment both fuel cell units 12 are supplied with air L via the air supply 16 and an air blower 58. The two fuel cell units 12 are fluidically connected in parallel via the air supply 16. The two fuel cell units 12 therefore have a common air supply 16, 42. The two fuel cell units 12 therefore have a common air supply, with air L conveyed by the air blower 58 being guided to the respective fuel cell unit 12 via two air supplies 16 fluidically connected in parallel to one another. The air blower 58 is a blower 42. The common air supply 16 ensures that largely the same air flow L is supplied to both fuel cell units 12.

Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden beide Brennstoffzelleneinheiten 12 über die Brennstoffzuführung und beispielhaft einen Reformer 26 mit Brennstoff B bzw. reformierten Brennstoff RB versorgt. Der Brennstoff B bzw. der reformierte Brennstoff RB werden dabei jeweils von einem Gebläse 42 an der Brennstoffzuführung 24 und von einem Gebläse 42 im Anodenrezirkulationskreis 40, dem Rezirkulationsgebläse 48, transportiert. Dabei sind im Ausführungsbeispiel die Brennstoffzelleneinheiten 12 fluidisch mit dem Reformer 26 parallel verschaltet. Damit weisen die beiden Brennstoffzelleneinheiten 12 eine gemeinsame Brennstoffversorgung 24, 26, 42 auf. Diese gemeinsame Brennstoffversorgung 24, 26, 42 stellt im gezeigten Ausführungsbeispiel den beiden Brennstoffzelleneinheiten 12 eine weitgehend gleiche Grundmenge von Brennstoff zur Verfügung.In 1 In the exemplary embodiment shown, both fuel cell units 12 are supplied with fuel B or reformed fuel RB via the fuel supply and, for example, a reformer 26. The fuel B or the reformed fuel RB are each transported by a fan 42 on the fuel supply 24 and by a fan 42 in the anode recirculation circuit 40, the recirculation fan 48. In the exemplary embodiment, the fuel cell units 12 are fluidically connected in parallel with the reformer 26. The two fuel cell units 12 therefore have a common fuel supply 24, 26, 42. In the exemplary embodiment shown, this common fuel supply 24, 26, 42 provides the two fuel cell units 12 with a largely equal basic amount of fuel.

Anders formuliert weisen die beiden Brennstoffzelleneinheiten 12 eine gemeinsame Brennstoffversorgung auf, wobei durch Gebläse 42 geförderter Brennstoff B bzw. reformierter Brennstoff RB über zwei fluidisch parallel zueinander verschaltete Brennstoffzuführungen 24 zu der jeweiligen Brennstoffzelleneinheit 12 geführt wird. Durch die gemeinsame Brennstoffzuführung 24 wird insbesondere an beide Brennstoffzelleneinheiten 12 weitgehend der gleiche Brennstoffstrom B bzw. Strom von reformierten Brennstoff RB geliefert.In other words, the two fuel cell units 12 have a common fuel supply, wherein fuel B or reformed fuel RB conveyed by blower 42 is fed to the respective fuel cell unit 12 via two fuel feeds 24 connected in parallel to one another. Due to the common fuel feed 24, largely the same fuel flow B or flow of reformed fuel RB is supplied to both fuel cell units 12.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Brennstoffzellenvorrichtung 10, welches die Anordnung der Komponenten der Brennstoffzellenvorrichtung 10 verdeutlicht. Dazu ist ein Gehäuse 50 durchsichtig dargestellt. Die Brennstoffzellenvorrichtung 10 weist ein Gehäuse 50 auf. Beispielhaft weist das Gehäuse 50 ein Hauptgehäuse 52 und einen Gehäuseanbau 54 auf. Im Ausführungsbeispiel sind die erste Brennstoffzelleneinheit 12a und die zweite Brennstoffzelleneinheit 12b im Hauptgehäuse 52 angeordnet. 2 shows a schematic representation of an embodiment of the fuel cell device 10, which illustrates the arrangement of the components of the fuel cell device 10. For this purpose, a housing 50 is shown transparently. The fuel cell device 10 has a housing 50. For example, the housing 50 has a main housing 52 and a housing attachment 54. In the embodiment, the first fuel cell unit 12a and the second fuel cell unit 12b are arranged in the main housing 52.

Das Gebläse 42 ist in Ausführungsbeispiel das Rezirkulationsgebläse 48. Das Gebläse 42 ist beispielhaft am Gehäuseanbau 54 angeordnet. 2 zeigt einen Schnitt durch das Gebläse 42 und den Gehäuseanbau 54. Wie deutlich zu erkennen ist, weist das Gebläse 42 einen Motor 60 und ein Gebläseteil 62 auf. Der Motor 60 ist außerhalb vom Gehäuseanbau 54 bzw. Gehäuse 50 angeordnet. Der Gebläseteil 62 ist innerhalb vom Gehäuseanbau 54 bzw. Gehäuse 50 angeordnet. Wie deutlich zu erkennen ist, sind der Motor 60 und Gebläseteil 62 über eine Welle 68 miteinander verbunden. Die Welle 68 ist durch ein Kopplungsteil 70 durchgeführt, welches beispielhaft am Gehäuseanbau 54 angeordnet ist. Beispielhaft ist am Gehäuseanbau 54 eine Regeleinheit 64 angeordnet, welche beispielhaft als ein Schaltkasten ausgebildet ist.In the embodiment, the blower 42 is the recirculation blower 48. The blower 42 is arranged, for example, on the housing attachment 54. 2 shows a section through the blower 42 and the housing attachment 54. As can be clearly seen, the blower 42 has a motor 60 and a blower part 62. The motor 60 is arranged outside the housing attachment 54 or housing 50. The blower part 62 is arranged inside the housing attachment 54 or housing 50. As can be clearly seen, the motor 60 and blower part 62 are connected to one another via a shaft 68. The shaft 68 is guided through a coupling part 70, which is arranged, for example, on the housing attachment 54. For example, a control unit 64 is arranged on the housing attachment 54, which is designed, for example, as a switch box.

Beispielhaft sind in der in 2 gezeigten Ausführungsform der Reformer 26, Nachbrenner 28 und der Wärmeübertrager 18 im Hauptgehäuse 52 angeordnet. Das Hauptgehäuse 52 weist eine Oberseite 56a und eine Unterseite 56b auf. Der Gehäuseanbau 54 ist beispielhaft an einer Nebenseite 56c angeordnet, welche an der Oberseite 56a angrenzt. Beispielhaft grenzt die Nebenseite 56c an der Unterseite 46b an. An der Nebenseite 56c ist beispielhaft ein Durchströmöffnung 66 angeordnet, welche den Gehäuseanbau 54 strömungstechnisch mit dem Hauptgehäuse 52 verbindet.Examples are in the 2 In the embodiment shown, the reformer 26, afterburner 28 and the heat exchanger 18 are arranged in the main housing 52. The main housing 52 has a top side 56a and a bottom side 56b. The housing attachment 54 is arranged, for example, on a secondary side 56c, which borders on the top side 56a. For example, the secondary side 56c borders on the bottom side 46b. On the secondary side 56c, for example, a flow opening 66 is arranged, which fluidically connects the housing attachment 54 to the main housing 52.

In Varianten kann das Gebläse 42 auf der Oberseite 56a angeordnet. In weiteren Varianten kann das Gebläse 42 auf der Nebenseite 56c an der Oberseite 56a angeordnet. Insbesondere kann das Gebläse 42 auf der Nebenseite 56c zwischen dem Gehäuseanbau 54 und der Oberseite 56a angeordnet sein.In variants, the fan 42 can be arranged on the top side 56a. In further variants, the fan 42 can be arranged on the secondary side 56c on the top side 56a. In particular, the fan 42 can be arranged on the secondary side 56c between the housing attachment 54 and the top side 56a.

3 zeigt eine Ansicht auf das Gebläse 42. Das Kopplungsteil 70 ist beispielhaft mit vier Schrauben 72 an das Gehäuse 50 befestigt. Beispielhaft weist das Kopplungsteil 70 eine weitgehend rechteckigen Grundplatte 74. Beispielhaft sind die Schrauben 72 jeweils an den Ecken der rechteckigen Grundplatte 74 angeordnet. In 3 ist ein Schnitt durch die beiden Schrauben 72, die bei einer Draufsicht auf den Motor 60 rechts vom Motor 60 angeordnet sind. In der Abbildung ist die linke untere Ecke und die dort angeordnete Schraube 72 ausgeblendet. 3 shows a view of the fan 42. The coupling part 70 is attached to the housing 50 with four screws 72. For example, the coupling part 70 has a largely rectangular base plate 74. For example, the screws 72 are arranged at the corners of the rectangular base plate 74. In 3 is a section through the two screws 72, which are arranged to the right of the motor 60 in a top view of the motor 60. In the illustration, the lower left corner and the screw 72 arranged there are hidden.

Darunter, dass eine Struktur weitgehend oder im Wesentlichen einer bestimmten geometrischen Form entspricht bzw. gemäß dieser geometrischen Form ausgebildet ist, soll insbesondere verstanden werden, wenn eine solche gedachte geometrische Form existiert, von welcher die Struktur bzw. ein Rand oder eine Oberfläche dieser Struktur um weniger als 25% abweicht, bevorzugt weniger als 10% abweicht, besonders bevorzugt weniger als 5% abweicht. Ein Maß für diese Abweichung könnte beispielsweise die Oberflächendifferenz von der Struktur zur Oberfläche der kleinsten möglichen diese Struktur umschließenden gefachten geometrischen Form, normiert auf die Gesamtoberfläche der Struktur, sein.The fact that a structure largely or essentially corresponds to a certain geometric shape or is designed according to this geometric shape is to be understood in particular when such an imaginary geometric shape exists from which the structure or an edge or a surface of this structure deviates by less than 25%, preferably less than 10%, particularly preferably less than 5%. A measure of this deviation could, for example, be the surface difference between the structure and the surface of the smallest possible geometric shape enclosing this structure, normalized to the total surface of the structure.

Der Motor 60 ist zentral an einer Vorderseite 76 der Grundplatte 74 befestigt. Der Motor 60 ist an einem zentral an der Vorderseite 76 angeordneten Motorkopplungsabschnitt 78 des Kopplungsteils 70 angeordnet. Beispielhaft ist der Motor 60 an die Vorderseite 76 angeschraubt.The motor 60 is centrally attached to a front side 76 of the base plate 74. The motor 60 is arranged on a motor coupling section 78 of the coupling part 70 arranged centrally on the front side 76. For example, the motor 60 is screwed to the front side 76.

Im in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Kopplungsteil 70 einen äußeren Kragen 80 auf. Die Schrauben 72 sind jeweils an dem Kragen 80 angeordnet. 4 zeigt eine Detailansicht auf eine der vier Schrauben 72 aus 3. Der Kragen 80 weist einen oberen Abschnitt 82 auf, welcher im Wesentlichen parallel zur Grundplatte 74 angeordnet ist. Der Kragen weist beispielhaft ein les Kragensegment 84 auf, welches den oberen Abschnitt 82 mit der Grundplatte 74 verbindet. Auf dem oberen Abschnitt 82 ist im Ausführungsbeispiel eine oberes Schraubenloch 86a angeordnet. In 3 In the embodiment shown, the coupling part 70 has an outer collar 80. The screws 72 are each arranged on the collar 80. 4 shows a detailed view of one of the four screws 72 from 3 The collar 80 has an upper section 82 which is arranged substantially parallel to the base plate 74. The collar has, for example, a collar segment 84 which connects the upper section 82 to the base plate 74. In the exemplary embodiment, an upper screw hole 86a is arranged on the upper section 82.

Unterhalb vom oberen Schraubenloch 86a ist in der Grundplatte 72 vorteilhaft ein unteres Schraubenloch 86b angeordnet. Die Schraube 72 verläuft durch das obere Schraubenloch 86a und das untere Schraubenloch 86b und ist mit einem Gewinde 88 in einer Gewindeaufnahme 90 am Gehäuse 50 angeschraubt. Die Schraube 72 weist einen Schraubenkopf 92. Der Schraubenkopf 92 liegt am Rand des oberen Schraubenlochs 86a an bzw. kontaktiert diesen.A lower screw hole 86b is advantageously arranged in the base plate 72 below the upper screw hole 86a. The screw 72 runs through the upper screw hole 86a and the lower screw hole 86b and is screwed to the housing 50 with a thread 88 in a threaded receptacle 90. The screw 72 has a screw head 92. The screw head 92 rests on the edge of the upper screw hole 86a or contacts it.

Beispielhaft ist koaxial um die Schraube 72 eine Feder 94 angeordnet - siehe auch 6. Die Feder 94 ist beispielhaft als eine Schraubenfeder ausgebildet. Wie deutlich zu erkennen ist, ist das obere Schraubenloch 86a größer ausgebildet als das untere Schraubenloch 86b. Das obere Schraubenloch 86a hat einen größeren Durchmesser als die Feder 94. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Feder 94 den Schraubenkopf 92 kontaktiert. Insbesondere verläuft die Feder 94 durch das obere Schraubenloch 86a. Insbesondere berührt die Feder 94 nicht den oberen Abschnitt 82. Das untere Schraubenloch 86b hat einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser der Feder 94. Die Feder 94 kontaktiert den Rand um das untere Schraubenloch 86b. Insbesondere ist die Feder 94 zwischen dem Schraubenkopf 92 und der Vorderseite 76 der Grundplatte 74 eingespannt.For example, a spring 94 is arranged coaxially around the screw 72 - see also 6 . The spring 94 is designed as a coil spring, for example. As can be clearly seen, the upper screw hole 86a is larger than the lower screw hole 86b. The upper screw hole 86a has a larger diameter than the spring 94. In this way, it is possible for the spring 94 to contact the screw head 92. Ins Specifically, the spring 94 passes through the upper screw hole 86a. Specifically, the spring 94 does not contact the upper portion 82. The lower screw hole 86b has a diameter smaller than the diameter of the spring 94. The spring 94 contacts the rim around the lower screw hole 86b. Specifically, the spring 94 is clamped between the screw head 92 and the front surface 76 of the base plate 74.

Weiterhin ist im Ausführungsbeispiel zwischen einer Rückseite 96 des Kopplungsteils 70 bzw. der Grundplatte 74 und dem Gehäuse 50 eine Dichtung 98 angeordnet. Die Dichtung 98 verläuft um die Welle 68. Insbesondere ist die Dichtung 98 durch die Grundplatte 74 an das Gehäuse 50 gepresst. Insbesondere wird durch die Feder 94 die Grundplatte 74 auf die Dichtung 98 gepresst. Die Schraube 72 ist an einem Gehäusekopplungsabschnitt 100 angeordnet.Furthermore, in the exemplary embodiment, a seal 98 is arranged between a rear side 96 of the coupling part 70 or the base plate 74 and the housing 50. The seal 98 runs around the shaft 68. In particular, the seal 98 is pressed against the housing 50 by the base plate 74. In particular, the spring 94 presses the base plate 74 onto the seal 98. The screw 72 is arranged on a housing coupling section 100.

5 zeigt eine Seitenansicht auf den Schnitt entlang des Kopplungsteils 70 aus 3. Wie deutlich zu erkennen ist, ist der Motor 60 am Motorkopplungsabschnitt 78 an das Kopplungsteil 70 befestigt. Die Welle 68 ist durch eine Wellendurchführung 102 am Kopplungsteil 70 und eine Wellenöffnung 104 im Gehäuse durchgeführt. In 5 sind die Wellendurchführung 102 und die Wellenöffnung 104 nicht sichtbar, siehe 6. Auf diese Weise kontaktiert das Gebläse 42 das Gehäuse 50 nicht unmittelbar. Das Gebläse 42 ist über das Kopplungsteil 70 indirekt mit dem Gehäuse 50 verbunden. 5 shows a side view of the section along the coupling part 70 of 3 . As can be clearly seen, the motor 60 is attached to the coupling part 70 at the motor coupling section 78. The shaft 68 is guided through a shaft passage 102 on the coupling part 70 and a shaft opening 104 in the housing. In 5 the shaft bushing 102 and the shaft opening 104 are not visible, see 6 In this way, the fan 42 does not directly contact the housing 50. The fan 42 is indirectly connected to the housing 50 via the coupling part 70.

6 zeigt eine schematische Darstellung einer Seitenansicht des Schnitts durch das an das Gehäuse montierte Kopplungsteil 70 entlang von den beiden rechten Schrauben 72. 6 zeigt eine schematische Darstellung des Kopplungsteils 70 aus den 3 bis 5, der Übersicht halber ist das Gebläse 42 weggelassen. Die beiden Schrauben 72 und zugehörigen Schraubenlöcher 86 an dem Kragen 80 sind weitgehend gleichartig ausgebildet. In 6 ist deutlich die Wellendurchführung 102 zu erkennen, welche zentral auf der Grundplatte 74 angeordnet ist. Beispielhaft ist die Wellendurchführung 102 weitgehend kreisrund ausgebildet. Der Wellendurchführung 102 gegenüberliegend ist im Gehäuse 50 eine Wellenöffnung 104 ausgebildet. Beispielhaft ist die Wellenöffnung 104 kreisrund ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel hat die Wellenöffnung 104 größer als die Wellendurchführung 102. Beispielhaft sind die Wellendurchführung 102 und die Wellenöffnung 104 koaxial angeordnet, insbesondere ist die Wellendurchführung 102 an der Wellenöffnung 104 zentral angeordnet. 6 shows a schematic representation of a side view of the section through the coupling part 70 mounted on the housing along the two right screws 72. 6 shows a schematic representation of the coupling part 70 from the 3 to 5 , for the sake of clarity, the fan 42 is omitted. The two screws 72 and the corresponding screw holes 86 on the collar 80 are largely of the same design. In 6 the shaft feedthrough 102 can be clearly seen, which is arranged centrally on the base plate 74. For example, the shaft feedthrough 102 is largely circular. A shaft opening 104 is formed in the housing 50 opposite the shaft feedthrough 102. For example, the shaft opening 104 is circular. In the exemplary embodiment, the shaft opening 104 is larger than the shaft feedthrough 102. For example, the shaft feedthrough 102 and the shaft opening 104 are arranged coaxially, in particular the shaft feedthrough 102 is arranged centrally on the shaft opening 104.

Wie in 6 deutlich zu erkennen ist, ist zwischen der Rückseite 96 der Grundplatte 74 und dem Gehäuse 50 eine Dichtung 98 zusammengepresst. Die Dichtung 98 im um die Wellendurchführung 102 herum angeordnet. Beispielhaft ist Dichtung 98 kreisringförmig ausgebildet. Beispielhaft verläuft die Dichtung 98 um die Wellenöffnung 104 herum. Insbesondere weist die Dichtung 98 einen größeren Durchmesser auf als die Wellendurchführung 102. Insbesondere weist die Dichtung 98 einen größeren Durchmesser auf als die Wellenöffnung 104.As in 6 As can be clearly seen, a seal 98 is pressed together between the rear side 96 of the base plate 74 and the housing 50. The seal 98 is arranged around the shaft feedthrough 102. For example, the seal 98 is designed in the shape of a ring. For example, the seal 98 runs around the shaft opening 104. In particular, the seal 98 has a larger diameter than the shaft feedthrough 102. In particular, the seal 98 has a larger diameter than the shaft opening 104.

7 zeigt eine detaillierte Schnittansicht auf einen Schnitt durch eine Schraube 72 in einer weiteren Variante des Kopplungsteils 70, welches an ein Gehäuse 50 montiert ist. Der Kragen 80, die Schraube 72 und die Feder 94 sind wie in der Variante aus 6 ausgebildet. Im Unterscheid zur Variante in 6, weist die Dichtung 98 in der in 7 gezeigten Variante eine Dichtlippe 106 auf. Die Dichtlippe 106 umgreift den Rand der Wellenöffnung 104. Beispielhaft ist die Dichtlippe 106 kantenschutzartig bzw. nach Art einer Nut oder eines Kanals ausgebildet, in welche bzw. welchen die Kante der Wellenöffnung 104 wie eine Feder eingreift. 7 shows a detailed sectional view of a section through a screw 72 in another variant of the coupling part 70, which is mounted on a housing 50. The collar 80, the screw 72 and the spring 94 are as in the variant of 6 In contrast to the variant in 6 , the seal 98 in the 7 The variant shown has a sealing lip 106. The sealing lip 106 surrounds the edge of the shaft opening 104. For example, the sealing lip 106 is designed as an edge protector or in the manner of a groove or channel, into which the edge of the shaft opening 104 engages like a spring.

Weiterhin erstreckt sich aus der Rückseite 96 ein erster Dichtungskragen 108a, welcher um die Wellendurchführung 102 verläuft. Im abgebildeten montierten Zustand liegt der erste Dichtungskragen 108a an der Dichtung 98 an, vorteilhaft kontaktierend, und ist beispielhaft zwischen der Dichtung 98 und der Wellendurchführung 102 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel erstreckt sich aus der Rückseite 96 beispielhaft ein zweiter Dichtungskragen 108b, welcher um die Wellendurchführung 102 verläuft. Beispielhaft verläuft der zweite Dichtungskragen 108b um den ersten Dichtungskragen 108a. Im abgebildeten montierten Zustand liegt der zweite Dichtungskragen 108b an der Dichtung 98 an, vorteilhaft kontaktierend, und ist beispielhaft zwischen der Dichtung 98 und einem äußeren Rand der Grundplatte 74 angeordnet. Insbesondere ist die Dichtung 98 im montierten Zustand zwischen dem ersten Dichtungskragen 108a und dem zweiten Dichtungskragen 108b angeordnet. Vorteilhaft sind der erste Dichtungskragen 108a und/oder der zweite Dichtungskragen 108b weitgehend kreisringförmig ausgebildet.Furthermore, a first sealing collar 108a extends from the rear side 96 and runs around the shaft feedthrough 102. In the assembled state shown, the first sealing collar 108a rests against the seal 98, advantageously making contact, and is arranged, for example, between the seal 98 and the shaft feedthrough 102. In the exemplary embodiment, a second sealing collar 108b extends from the rear side 96 and runs around the shaft feedthrough 102. For example, the second sealing collar 108b runs around the first sealing collar 108a. In the assembled state shown, the second sealing collar 108b rests against the seal 98, advantageously making contact, and is arranged, for example, between the seal 98 and an outer edge of the base plate 74. In particular, the seal 98 is arranged, in the assembled state, between the first sealing collar 108a and the second sealing collar 108b. Advantageously, the first sealing collar 108a and/or the second sealing collar 108b are largely circular in shape.

8 zeigt die Schnittansicht durch das Gebläse aus 2 in einer anderen Perspektive. Wie deutlich zu erkennen ist, ist die Welle 68 durch die Wellendurchführung 102 und die Wellenöffnung 104 durchgeführt. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Wellenöffnung 104 größer als die Wellendurchführung 102, die Rückseite 96 der Grundplatte 74 ist durch die Wellenöffnung 104 sichtbar. Die Wellendurchführung 102 wird vorteilhaft durch den an die Grundplatte 74 gekoppelten Motor 60 abgedichtet. Die Wellenöffnung 104 ist insbesondere durch die Dichtung 98 gegen das Gehäuse 50 abgedichtet. Wie deutlich zu erkennen ist, verläuft die kreisringförmige Dichtung 98 entlang des Randes der Wellenöffnung 104 bzw. ist an der Wellenöffnung 104 angeordnet. 8 veranschaulicht, dass das Gebläse 42 über das Kopplungsteil 70 mittelbar mit den Gehäuse 50 verbunden ist. 8th shows the sectional view through the fan from 2 in a different perspective. As can be clearly seen, the shaft 68 is passed through the shaft feedthrough 102 and the shaft opening 104. It can be clearly seen that the shaft opening 104 is larger than the shaft feedthrough 102, the rear side 96 of the base plate 74 is visible through the shaft opening 104. The shaft feedthrough 102 is advantageously sealed by the motor 60 coupled to the base plate 74. The shaft opening 104 is sealed against the housing 50 in particular by the seal 98. As can be clearly seen, the annular seal 98 runs along the edge of the shaft opening 104 or is arranged on the shaft opening 104. 8th illustrates that the fan 42 is indirectly connected to the housing 50 via the coupling part 70.

Claims

Coupling part (70) for coupling a fan (42) to a housing (50), wherein the fan (42) has a motor (60) and a fan part (62) which are connected to one another via a shaft (68), wherein the coupling part (70) has a motor coupling section (78) on a front side (76), a housing coupling section (100) on a rear side (96), characterized in that the coupling part (70) has a shaft feedthrough (102) for the shaft (68).

Coupling part (70) according to Claim 1 , characterized in that the motor coupling portion (78) has at least one screw hole (86) which is provided for coupling via a screw (72) to the housing (50).

Coupling part (70) according to one of the preceding claims, characterized by an outer collar (80) having an upper portion (82) extending along a base plate (74).

Coupling part (70) according to Claim 3 , characterized in that the upper portion (82) has an upper screw hole (86a) and the base plate (74) has a corresponding lower screw hole (86b), which are intended for coupling via a screw (72) to the housing (50).

Coupling part (70) according to Claim 4 , characterized in that the upper screw hole (86a) is larger than the lower screw hole (86b), wherein in the assembled state a screw (72) runs through the upper and lower screw holes (86a, 86b) and a spring (94) is arranged coaxially around the screw (72), which spring contacts a screw head (92) through the upper screw hole (86a) and contacts the base plate (74) at the lower screw hole (86b).

Coupling part (70) according to one of the preceding claims, characterized in that a seal (98) runs around the shaft feedthrough (102) on the rear side (96).

Coupling part (70) according to Claim 6 , characterized in that the seal (98) has at least one sealing lip (106).

Coupling part (70) according to Claim 6 or 7 , characterized in that at least one sealing collar (108, 108a, 108b) extends from the rear side (96) and runs around the shaft passage (102) and is provided for contacting the seal (98).

Coupling part (70) according to one of the preceding claims with a fan (42), wherein the fan (42) has a motor (60) and a fan part (62) which are connected to one another via a shaft (68), wherein the motor (60) is coupled to the motor coupling section (78) and the shaft (68) is passed through the shaft passage (102).

Fuel cell device (10) with at least one fuel cell unit (12) in a housing (50), having at least one fan (42), characterized in that the fan (42) is coupled to the housing (50) with a coupling part (70) according to one of the preceding claims.