EP1573847A2 - Vorrichtung zur luftversorgung von brennstoffzellen - Google Patents

Vorrichtung zur luftversorgung von brennstoffzellen

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EP1573847A2
EP1573847A2 EP03788866A EP03788866A EP1573847A2 EP 1573847 A2 EP1573847 A2 EP 1573847A2 EP 03788866 A EP03788866 A EP 03788866A EP 03788866 A EP03788866 A EP 03788866A EP 1573847 A2 EP1573847 A2 EP 1573847A2
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EP
European Patent Office
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compressor
expander
wheels
fuel cell
fuel cells
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03788866A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Stute
Fritz-Martin Scholz
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/12—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F01C1/123—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with tooth-like elements, extending generally radially from the rotor body cooperating with recesses in the other rotor, e.g. one tooth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C18/123—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with radially or approximately radially from the rotor body extending tooth-like elements, co-operating with recesses in the other rotor, e.g. one tooth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a device for supplying air to fuel cells according to the kind defined in the preamble of claim 1.
  • DE 197 55 116 Cl discloses a generic device for supplying air to fuel cells.
  • the fuel cell is supplied with air via a compressor and then expanded in an expander.
  • the expander is operated with the exhaust air of a catalytic burner, which is also connected downstream of the fuel cell.
  • a pump for generating pressure or vacuum is known from WO 00/57062 AI.
  • the compressors or expanders of the device according to the invention for supplying air to fuel cells designed as claw compressors or expanders with respective compressor or expander wheels enable very high compression ratios and thus a very good supply of fresh air to the fuel cell. They have a simple structure and a reliable function.
  • Figure 1 shows a fuel cell with an air supply device according to the invention.
  • Figure 2 shows the device for air supply according to the invention in a section.
  • FIG. 3 shows an enlarged illustration of a unit comprising a compressor and an expander
  • Fig. 5 is a diagram in which the torque of the compressor and the expander is plotted against the angle of rotation.
  • FIG. 1 shows a very schematic illustration of a fuel cell 1 which has a cathode compartment 2 and an anode compartment 3 in a manner known per se.
  • a hydrogen-containing gas is supplied to the anode compartment 3 in a manner which is not shown but is known per se.
  • Air or atmospheric oxygen is supplied to the cathode compartment 2, for which purpose a subsequent device 4 described in detail for the air supply to the fuel cell 1 is provided.
  • the device 4 has a compressor 5 connected upstream of the fuel cell 1 and an expander 6 connected downstream of the fuel cell 1.
  • the way in which the compressor 5 and the expander 6 are connected to the fuel cell 1 is not explicitly shown, but can be done, for example, by means of ordinary lines.
  • the compressor 5 is designed as a claw compressor and has two compressor wheels
  • the expander 6 is basically identical to the compressor 5 and has two expander wheels
  • the arrows labeled "A" indicate the respective directions of rotation of the compressor wheels 7, 7 'and the expander wheels 9, 9'. It can thus be seen that the compressor 5 and the expander 6 have the same direction of rotation. However, in order to achieve a compression from the pressure P x to the pressure P 2 in the compressor 5 and a relaxation from the pressure P 3 to the pressure P in the expander 6, the compressor 5 and the expander 6 have a mirror-inverted structure.
  • the compression ratios P 2 / P ⁇ and P 3 / P 4 are given in the present case by the geometry of the compressor wheels 7, 7 'and the expander of 9, 9', that is, by the structure of the compressor 5 and the expander 6, they can but can also be adjustable by a mechanism, not shown.
  • the compressor wheels 7, 7 'and the expander wheels 9, 9' are each mounted on common shafts 15, 15 '. Both the shaft 15 and the shaft 15 'are each supported by means of two bearing elements 16 and 17 or 16' and 17 '. Furthermore, the common shafts 15 and 15 'are connected by a synchronization gear 18, which ensures that the compressor wheel 7 synchronizes with the compressor wheel 7' and the expander wheel 9 with the expander wheel 9 '.
  • the shaft 15 is connected to a drive motor 19 which serves to drive the device 4.
  • the gas compressed in the compressor 5 is fed to the expander 6, where residual energy is removed from it by expansion. Due to the common mounting, the expander 6 feeds the recovered power directly to the two shafts 15 and 15 ′ and thus reduces the power of the drive motor 19 required for the compressor 5.
  • the compressor 5 and the expander 6 are cooled by means of expansion cooling. Firstly befin- • to 6 18. Des det this, as shown in Fig. 2 are discernible, the cooler expander on the side of the synchronization gear Further, the gas after leaving the expander 6 for cooling the compressor 5 and the subsequent storage 16 and 16 'used. To achieve this, in the present case the compressor 5 and the expander 6 are accommodated in a common housing 20, which is double-walled. 4, the working principle of the compressor 5 is shown in a total of six stages.
  • stage a) the rotation of the compressor wheels 7, 7 'according to arrow A increases the volume of a scooping chamber 21 located in the area of the inlet 11 and the gas is sucked in via the inlet 11, which is also referred to as a suction channel.
  • Step b) shows a scoop space 21 correspondingly enlarged by the rotation.
  • step c) The separation of the delivery volumes of the two compressor wheels 7, 7 'shown in step c) results in an isochore delivery of the gas in the direction of the pressure side or the outlet 12.
  • Step d) shows the union of the two volumes with is accompanied by a compression.
  • the gas cannot leave the compressor 5, since the lower compressor wheel 7 'closes the outlet 12. Only when the drain 12 is released, as shown in step e), can the precompressed gas be pushed out, as shown in step f). In this way, the gas is compressed from the pressure P x to the pressure P 2 and conveyed in the direction of the fuel cell 1.
  • Fig. 2 it can be seen that the compressor wheels 7, 7 'have a considerably larger width than the expander wheels 9, 9'.
  • the scoop around the expander 6, which is not shown, is thus smaller than the corresponding scoop space 21 of the compressor 5.
  • the size of the scoop space of the expander 6 is 0.3 to 0.6 times the scoop space 21 of the compressor 5 ,
  • Relatively simple manufacturing processes can be used to manufacture the compressor wheels 7, 7 'and the expander wheels 9, 9' because, in contrast to, for example, screw compressors, the geometry of the compressor wheels 7, 7 'and the expander of 9, 9' are not in the axial direction is twisted. Since the compression, as described above, is radial and not in Axial direction takes place, the length or width of the compressor wheels 7, 7 'and the expander wheels 9, 9' is smaller than their diameter, so that compact designs can be realized in particular with a multi-stage arrangement of compressors or expanders. Such a multi-stage design can be used to realize larger pressure differences or to achieve independent volume flows at different individual pressures.
  • FIG. 5 shows a torque curve of the compressor 5 and the expander 6 over the angle of rotation of the compressor wheels 7, 7 'and the expander wheels 9, 9'. Since the compressor 5 compresses in the direction of rotation while the expander 6 expands in the direction of rotation and since, as described above, the lengths of the compressor wheels 7, 7 'and the expander wheels 9, 9' are different, the torque profiles shown result.
  • the expander 6 is initially in phase with the compressor 5, the difference between maximum and minimum torque being able to be reduced by approximately 20% by a suitable angular displacement.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Luftversorgung von Brennstoffzellen weist einen der Brennstoffzelle vorgeschalteten Verdichter und einen der Brennstoffzelle nachgeschalteten Expander auf. Der Verdichter ist als Klauenverdichter mit wenigstens zwei ineinandergreifenden Verdichterrädern und der Expander ist als Klauenexpander mit wenigstens zwei ineinandergreifenden Expanderrädern ausgeführt.

Description

Vorrichtung zur Luftversorgung von Brennstoffzellen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftversorgung von Brennstoffzellen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art .
Aus der DE 197 55 116 Cl ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Luftversorgung von Brennstoffzellen bekannt. Hierbei wird der Brennstoffzelle über einen Verdichter Luft zugeführt und anschließend in einem Expander expandiert . Dabei wird der Expander mit der Abluft eines ebenfalls der Brennstoffzelle nachgeschalteten katalytischen Brenners betrieben.
Problematisch bei diesen bekannten Luftversorgungseinheiten ist jedoch häufig die Tatsache, dass der Brennstoffzelle nicht genug Luft zugeführt werden kann und außerdem die Verdichter und die Expander schlechte Wirkungsgrade aufweisen.
Eine Pumpe zur Erzeugung von Druck oder Unterdruck ist aus der WO 00/57062 AI bekannt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Luftversorgung von Brennstoffzellen zu schaffen, die einen einfachen Aufbau aufweist und effektiv arbeitet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst . Die erfindungsgemäß als Klauenverdichter bzw. -expander mit jeweiligen Verdichter- bzw. Expanderrädern ausgebildeten Verdichter bzw. Expander der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Luftversorgung von Brennstoffzellen ermöglichen sehr hohe Verdichtungsverhältnisse und somit eine sehr gute Versorgung der Brennstoffzelle mit Frischluft. Dabei weisen sie einen einfachen Aufbau und eine zuverlässige Funktion auf .
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin- düng ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Aus- führungsbeispiel .
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Brennstoffzelle mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Luf versorgung;
Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Luftversorgung in einem Schnitt;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung einer Einheit aus Verdichter und Expander; und
Fig. 4 die Wirkungsweise des Verdichters der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 5 ein Diagramm, in dem das Drehmoment des Verdichters und des Expanders über dem Drehwinkel aufgetragen ist.
Fig. 1 zeigt in sehr schematischer Darstellung eine Brennstoffzelle 1, welche in an sich bekannter Weise einen Kathodenraum 2 und einen Anodenraum 3 aufweist. In nicht darge- stellter, jedoch an sich bekannter Weise wird dem Anodenraum 3 ein Wasserstoffhaltiges Gas zugeführt. Dem Kathodenraum 2 wird Luft bzw. Luftsauerstoff zugeführt, wozu eine nachfol- gend detailliert beschriebene Vorrichtung 4 zur Luftversorgung der Brennstoffzelle 1 vorgesehen ist.
Die Vorrichtung 4 weist einen der Brennstoffzelle 1 vorgeschalteten Verdichter 5 und einen der Brennstoffzelle 1 nachgeschalteten Expander 6 auf. Die Art und Weise der Verbindung des Verdichters 5 und des Expanders 6 mit der Brennstoffzelle 1 ist nicht explizit dargestellt, kann jedoch beispielsweise durch gewöhnliche Leitungen erfolgen.
Wie ebenfalls in Fig. 1 erkennbar, ist der Verdichter 5 als Klauenverdichter ausgebildet und weist zwei Verdichterräder
7, 7' auf, die ihrerseits jeweils mit zwei Verdichterklauen
8, 8' versehen sind. Der Expander 6 ist im Prinzip identisch wie der Verdichter 5 aufgebaut und weist zwei Expanderräder
9, 9' auf, die wiederum mit jeweiligen Expanderklauen 10, 10' versehen sind. Durch die Rotation der Verdichterräder 7, 7' wird das an einem Zulauf 11 zu dem Verdichter 5 gelangende Gas mit einem Druck Pi angesaugt und auf einen an einem Ab- lauf 12 herrschenden Druck P2 verdichtet, was später noch näher erläutert wird. Mit dem Druck P2 wird das Gas der Brennstoffzelle 1 zugeführt. Nach der Brennstoffzelle 1 herrscht in dem Gas ein Druck P3, mit dem das Gas dem Expander 6 an einem Zulauf 13 desselben zugeführt wird. Durch die Rotation der Expanderr der 9 wird das Gas auf einem Druck P4 entspannt, der an einem Ablauf 14 des Expanders 6 herrscht.
Hierbei geben die mit "A" bezeichneten Pfeile die jeweiligen Drehrichtungen der Verdichterräder 7, 7' und der Expanderrä- der 9, 9' an. Somit ist zu erkennen, dass der Verdichter 5 und der Expander 6 dieselbe Drehrichtung aufweisen. Um jedoch bei dem Verdichter 5 eine Verdichtung von dem Druck Px auf den Druck P2 und bei dem Expander 6 eine Entspannung von dem Druck P3 auf den Druck P zu erreichen, weisen der Verdichter 5 und der Expander 6 einen spiegelverkehrten Aufbau auf. Die Verdichtungsverhältnisse P2/Pχ und P3/P4 sind im vorliegenden Fall durch die Geometrie der Verdichterräder 7, 7' und der Expanderr der 9, 9', also durch den Aufbau des Verdichters 5 und des Expanders 6, vorgegeben, sie können jedoch auch durch einen nicht dargestellten Mechanismus einstellbar sein.
Wie in Fig. 2 erkennbar, sind die Verdichterräder 7, 7' und die Expanderräder 9, 9' jeweils auf gemeinsamen Wellen 15, 15' gelagert. Sowohl die Welle 15 als auch die Welle 15' ist jeweils mittels zweier Lagerelementen 16 und 17 bzw. 16' und 17' gelagert. Des weiteren sind die gemeinsamen Wellen 15 und 15' durch ein Synchronisationsgetriebes 18 verbunden, welches für einen Gleichlauf des Verdichterrads 7 mit dem Verdichter- rad 7 ' und des Expanderrads 9 mit dem Expanderrad 9 ' sorgt . Die Welle 15 ist mit einem Antriebsmotor 19 verbunden, der zum Antrieb der Vorrichtung 4 dient .
Bei der beschriebenen Vorrichtung 4, die eine Kombination aus dem Verdichter 5 und dem Expander 6 darstellt, wird das in dem Verdichter 5 verdichtete Gas dem Expander 6 zugeleitet, wo demselben durch Entspannung Restenergie entzogen wird. Durch die gemeinsame Lagerung führt der Expander 6 die zurückgewonnene Leistung direkt den beiden Wellen 15 und 15 ' zu und verringert somit die für den Verdichter 5 erforderliche Leistung des Antriebsmotors 19.
Wie aus Fig. 3 erkennbar, werden der Verdichter 5 und der Expander 6 mittels Expansionskühlung gekühlt . Zum einen befin- • det sich hierzu, wie in Fig. 2 erkennbar, der kühlere Expander 6 auf der Seite des Synchronisationsgetriebes 18. Des weiteren wird das Gas nach dem Verlassen des Expanders 6 zur Kühlung des Verdichters 5 sowie der sich daran anschließenden Lagereinrichtungen 16 und 16' verwendet. Um dies zu errei- chen, sind im vorliegenden Fall der Verdichter 5 und der Expander 6 in einem gemeinsamen Gehäuse 20 untergebracht, welches doppelwandig ausgeführt ist . In Fig. 4 ist das Arbeitsprinzip des Verdichters 5 in insgesamt sechs Stufen dargestellt. In Stufe a) wird durch die Rotation der Verdichterräder 7, 7' gemäß dem Pfeil A das Volumen eines sich im Bereich des Zulaufs 11 sich befindlichen Schöpfraums 21 vergrößert und das Gas über den auch als Saugkanal bezeichneten Zulauf 11 angesaugt. Schritt b) zeigt einen durch die Rotation entsprechend vergrößerten Schöpfraum 21.
Durch die in Schritt c) dargestellte Trennung der Fördervolumina der beiden Verdichterräder 7, 7' ergibt sich eine iso- chore Förderung des Gases in Richtung der Druckseite bzw. dem Ablauf 12. Schritt d) zeigt die Vereinigung der beiden Volu- mina, die mit einer Verdichtung einhergeht. Das Gas kann den Verdichter 5 allerdings nicht verlassen, da das untere Verdichterrad 7' den Ablauf 12 verschließt. Erst wenn der Ablauf 12 freigegeben ist, wie in Schritt e) dargestellt, kann das vorverdichtete Gas ausgeschoben werden, wie dies in Schritt f) dargestellt ist. Auf diese Weise wird also das Gas von dem Druck Px auf den Druck P2 verdichtet und in Richtung der Brennstoffzelle 1 gefördert.
In Fig. 2 ist erkennbar, dass die Verdichterräder 7, 7' eine erheblich größere Breite aufweisen als die Expanderräder 9, 9 ' . Damit ist auch der nicht dargestellter Schöpfr um des Expanders 6 kleiner als der entsprechende Schöpfräum 21 des Verdichters 5. Im allgemeinen beträgt die Größe des Schöpf- raums des Expanders 6 das 0,3- bis 0,6-fache des Schöpfraums 21 des Verdichters 5.
Zur Herstellung der Verdichterräder 7, 7' und der Expanderräder 9, 9' können relativ einfache Herstellungsverfahren angewendet werden, weil im Gegensatz zu beispielsweise Schrauben- Verdichtern die Geometrie der Verdichterräder 7, 7' sowie der Expanderr der 9, 9' in axialer Richtung nicht verdreht ist. Da die Verdichtung, wie oben beschrieben, radial und nicht in Achsrichtung erfolgt, ist die Länge bzw. Breite der Verdichterräder 7, 7' und der Expanderräder 9, 9' kleiner als ihr Durchmesser, so dass sich insbesondere bei mehrstufiger Anordnung von Verdichtern bzw. Expandern kompakte Bauformen re- alisieren lassen. Eine solche mehrstufige Bauform kann zur Realisierung größerer Druckdifferenzen oder zur Erzielung unabhängiger Volumenströme bei unterschiedlichen Einzeldrücken genutzt werden.
Fig. 5 zeigt einen Drehmomentverlauf des Verdichters 5 und des Expanders 6 über dem Drehwinkel der Verdichterräder 7, 7' bzw. der Expanderräder 9, 9'. Da der Verdichter 5 in Drehrichtung verdichtet während der Expander 6 in Drehrichtung expandiert und da, wie oben beschrieben, die Längen der Ver- dichterrader 7, 7' und der Expanderräder 9, 9' unterschiedlich sind, ergeben sich die dargestellten Drehmomentverläufe. Der Expander 6 ist dabei zunächst phasengleich zu dem Verdichter 5, wobei durch eine geeignete Winkelverschiebung sich die Differenz von maximalem zu minimalem Drehmoment um ca. 20% verringern lässt .

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Luftversorgung von Brennstoffzellen, mit einem der Brennstoffzelle vorgeschalteten Verdichter und einem der Brennstoffzelle nachgeschalteten Expander, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Verdichter (5) als Klauenverdichter mit wenigs- tens zwei ineinandergreifenden Verdichterr dern (7,7') und der Expander (6) als Klauenexpander mit wenigstens zwei ineinandergreifenden Expanderrädern (9,9') ausgeführt ist .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verdichterräder (1,1') und die Expanderräder (9,9') jeweils wenigstens zwei Verdichterklauen (8,8') bzw. Expanderklauen (10,10') aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Verdichterräder (7,7') und die Expanderr der (9,9') jeweils auf gemeinsamen Wellen (15,15') gelagert sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die gemeinsamen Wellen (15,15') mit einem Synchroni- sationsgetriebe (18) verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Verdichter (5) und der Expander (6) dieselbe Drehrichtung (A) und einen spiegelverkehrten Aufbau auf- weisen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die durch den Verdichter (5) und den Expander (6) erzeugten Verdichtungsverhältnisse (P2/Pι, P3/P) durch den Aufbau derselben festgelegt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die durch den Verdichter (5) und den Expander (6) erzeugten Verdichtungsverhältnisse (P2/Pι, P3/P) einstellbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schöpfr um des Expanders (6) kleiner ist als der Schöpfräum (21) des Verdichters (5) .
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Größe des Schöpfraums des Expanders (6) das 0,3 bis 0,6-fache des Schöpfraums (21) des Verdichters (5) beträgt .
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Verdichter (5) und der Expander (6) mittels Expansionskühlung gekühlt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zum Erreichen der Expansionskühlung des Verdichters (5) und des Expanders (6) sich der Expander (6) auf der Seite des Synchronisationsgetriebes (18) befindet.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das den Expander (6) verlassende Gas dem Verdichter (5) zugeführt wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Verdichter (5) und der Expander (6) in einem gemeinsamen Gehäuse (20) untergebracht sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Gehäuse (20) doppelwandig ausgeführt ist.
EP03788866A 2002-12-12 2003-12-09 Vorrichtung zur luftversorgung von brennstoffzellen Withdrawn EP1573847A2 (de)

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DE10258363A DE10258363A1 (de) 2002-12-12 2002-12-12 Vorrichtung zur Luftversorgung von Brennstoffzellen
PCT/DE2003/004042 WO2004054025A2 (de) 2002-12-12 2003-12-09 Vorrichtung zur luftversorgung von brennstoffzellen

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US (1) US20060147323A1 (de)
EP (1) EP1573847A2 (de)
AU (1) AU2003293281A1 (de)
DE (2) DE10258363A1 (de)
WO (1) WO2004054025A2 (de)

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