EP1730805A2 - Filtervorrichtung, insbesondere für einen brennstoffzellenstapel - Google Patents

Filtervorrichtung, insbesondere für einen brennstoffzellenstapel

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EP1730805A2
EP1730805A2 EP05715486A EP05715486A EP1730805A2 EP 1730805 A2 EP1730805 A2 EP 1730805A2 EP 05715486 A EP05715486 A EP 05715486A EP 05715486 A EP05715486 A EP 05715486A EP 1730805 A2 EP1730805 A2 EP 1730805A2
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EP
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filter
fuel cell
cell stack
feed line
filter device
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EP05715486A
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Wolfram Kaiser
Markus Watzlawski
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/003—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions including coalescing means for the separation of liquid
    • B01D46/0031—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions including coalescing means for the separation of liquid with collecting, draining means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2411—Filter cartridges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/66—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter
    • B01D46/80—Chemical processes for the removal of the retained particles, e.g. by burning
    • B01D46/84—Chemical processes for the removal of the retained particles, e.g. by burning by heating only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2267/00—Multiple filter elements specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2267/40—Different types of filters
    • 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 filter device, in particular for a fuel cell stack, according to the preamble of claim 1.
  • part of the enthalpy of reaction converted can be obtained directly as electrical current.
  • a polymer electro-fuel cell essentially consists of a polymer membrane functioning as an electrolyte, which separates the reactants hydrogen and oxygen and has (H + -) proton conductivity, and two electrodes covered with catalyst material, the
  • Electrodes and polymer membrane are usually compacted into a membrane electrode assembly (MEA).
  • MEA membrane electrode assembly
  • bipolar plates are used which consist of electrically conductive material and are provided with gas distributor structures which enable the reaction products and reaction products to be transported in and out.
  • the distributor structures in the individual fuel cells usually have a meandering geometry in order to optimally supply the MEA with the operating media and to enable inexpensive removal.
  • a technical fuel single cell thus consists of an MEA and two bipolar plates which are supplied with the operating media via supply connections and through which the water of reaction is discharged and which can transport the electrical current occurring during the process.
  • a stack structure which is also referred to as a fuel cell stack, consists of one or more planar individual fuel cells stacked on top of one another and arranged in an electrical series connection.
  • Ports which are passed axially through the stack structure which and which supply the individual fuel cells with the operating media through channel structures branching off laterally via branch lines.
  • the filtering process takes place through a filter which is arranged between two sections of the feed line 102 in a housing 101 between the fuel cell stack 103 and the air compressor 104 or fan (in the case of low-pressure cells), the air from the environment, designated by reference numeral 105 in FIG. 3.
  • a main line (not shown) with the above-mentioned stub lines and channel structures is provided in the interior of the fuel cell stack 103.
  • a filter device for filtering an operating medium, which is fed to the fuel cell stack is provided with a filter, in which the filter is integrated in particular in the feed line running outside the fuel cell stack.
  • the filter is integrated in particular in the feed line running outside the fuel cell stack.
  • the filter is preferably arranged coaxially to the feed line, a gap being provided between the outer surface of the filter and the wall of the feed line, so that filtering can take place over the largest possible area.
  • the positioning is preferably carried out by means of support and positioning elements arranged in the gap, which ensure a central arrangement.
  • the support and positioning elements can be formed on the inner wall of the feed line and / or on the outer wall of the filter and / or can be formed by separately designed elements, in particular attached to the filter. They are particularly in the longitudinal direction running ribs arranged in a star shape are suitable.
  • the channels arranged between the individual ribs can be connected by means of interruptions of the ribs, so that flow compensation is possible in order to compensate for a pressure drop, for example as a result of a filter cake which has grown strongly on one side.
  • Four ribs are preferably provided at equidistant intervals. Distributed knobs are also possible, whereby the filter area can be kept as large as possible.
  • the filter preferably has a hollow cylindrical profile, but other configurations are also possible in principle.
  • a cleaning device is preferably provided, which is formed in particular by the filter being electrically heatable.
  • the filter can be arranged in a replaceable module, so that it can be replaced easily and without damage during installation.
  • the exchangeable module can in particular be formed by the corresponding part of the feed line forming the filter device with the filter arranged therein and corresponding connections to the blower or the blower-side feed line and to the fuel cell stack.
  • the filter is preferably hygroscopic at least in some areas and / or has capillaries which absorb the condensation water which occurs and / or enable the operating medium to be moistened, in particular in the starting phases of the fuel cell stack.
  • a prefilter can be arranged in front of the fuel cell stack, which filters out, in particular, larger particles, so that the filter inside the fuel cell stack can fulfill its function for as long as possible.
  • the filter can also protrude into the fuel cell stack and be at least partially received in a main line provided therein.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a filter according to the first exemplary embodiment
  • 2b shows a schematic illustration of the partially cut-open fuel cell stack without illustration of the filter
  • Fig. 3 is a schematic representation of a conventional filter device according to the prior art.
  • a fuel cell stack 1 as indicated in FIGS. 1 and 2b, consists of a plurality of individual fuel cells, which in turn are constructed from two bipolar plates and an MEA arranged between them (not shown).
  • the individual fuel cells are supplied with operating media, in particular with coolant, and also hydrogen (H 2 ) and air (in particular 0 2 ), which are used for the above, via one or more, common main lines 3 and branches 4 leading from them in the form of branch lines described reaction are required. Only the main air supply line 3 is discussed below.
  • a filter 5 for filtering the ambient air serving as the operating medium is hollow-cylindrical, the air to be filtered flowing through the filter 5 in the longitudinal direction and exiting through the side walls over essentially the entire length and the entire circumference of the hollow cylinder.
  • the hollow cylindrical filter 5 is arranged approximately concentrically in a likewise substantially cylindrical feed line 6, with an annular gap being provided between the outer surface of the filter 5 and the inner surface of the feed line 6, apart from support and positioning elements (not shown), so that one is possible large discharge area is guaranteed.
  • the filter 5 has approximately the same length as the supply line 6, seals being provided at the front and rear ends of the filter 5 and the supply line 6 opening directly into the main line 3 of the fuel cell stack 1.
  • the filter can be heated electrically and consists of a temperature-resistant filter material. If the pressure drop rises above a predetermined value due to a growing filter cake or if renewal is necessary due to saturation of the filter with pollutants, a reversal of the gas flow in connection with the heating of the filter can "burn off" the pollutants and / or filtered out particles
  • the arrangement of the filter in the supply line of the operating medium to the fuel cell stack corresponds to that of the first exemplary embodiment.
  • a prefilter is arranged in front of a filter device according to one of the previously described exemplary embodiments, the arrangement and structure of the prefilter corresponding to that according to the prior art.
  • a prefilter is particularly useful for operating media heavily and / or contaminated with large particles, so that is preferred a pre-cleaning takes place in a coarse pre-filter and the fine filter inside the fuel cell stack is not clogged by coarse particles.
  • the pre-filter can also be designed to be self-cleaning.
  • the hollow cylindrical filter is designed to be extended in such a way that it projects into the main line of the fuel cell stack via the feed line, so that according to this exemplary embodiment, too, only a flow cross-section that is smaller and therefore smaller Transition increasing pressure drop from supply line to filter or fuel cell housing is provided.
  • the filter and the hose are preferably designed to be elastic, so that an optimal and flexible adaptation to the available installation space is possible with an enlarged filter area.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zum Filtern eines Betriebsmedi­ums, das einem Brennstoffzellenstapel (1) über eine Zuleitung (6) zugeführt wird, mit mindestens einem Filter (5), wobei der Filter (5) in die Zuleitung (6) oder zumindest einen Teil der Zuleitung (6) integriert ist.

Description

BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart
Filtervorrichtung, insbesondere für einen Brennstoffzellenstapel
Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung, insbesondere für einen Brennstoffzellenstapel, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie mittels Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen stellt eine besonders effiziente und umweltfreundliche Methode zur Gewinnung von elektrischem Strom aus den Betriebsmedien Wasserstoff und Sauerstoff dar. Dabei finden zwei räumlich getrennte Elektrodenreaktionen statt, bei denen Elektronen freigesetzt bzw. gebunden werden:
H2 => 2H+ + 2e' (Anodische Reaktion)
2H+ + 2e" + VT. 02 => H20 (Kathodische Reaktion)
Durch elektrische Verbindung der räumlich getrennten Reaktionszonen kann ein Teil der dabei umgesetzten Reaktionsenthalpie direkt als elektrischer Strom gewonnen werden.
Eine Polymerelektroiyt-Brennstoffzelle besteht im wesentlichen aus einer als Elektrolyt fungierenden Polymermembran, welche die Reaktanden Wasserstoff und Sauerstoff voneinander trennt und eine (H+-)Protonenleitfähigkeit aufweist, sowie aus zwei mit Katalysatormaterial belegten Elektroden, die
BESTATIGUNGSKOPIE unter anderem zum Abgriff des von der Brennstoffzelle erzeugten elektrischen Stroms erforderlich sind. Elektroden und Polymermembran werden gewöhnlich zu einer Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) kompaktiert. Zur technischen Realisierung zweier durch den Elektrolyt voneinander ge- trennten, elektrisch über einen Außenleiter verbundenen Gasräume werden Bipolarplatten verwendet, die aus elektrisch leitfähigem Material bestehen und mit Gasverteilerstrukturen versehen sind, die den An- und Abtransport der Reaktionsedukte und Reaktionsprodukte ermöglichen. Die Verteilerstrukturen in den einzelnen Brennstoffzellen weisen meist eine mäanderför- mige Geometrie auf, um die MEA optimal mit den Betriebsmedien zu versorgen und eine günstige Abfuhr zu ermöglichen.
Somit besteht eine technische Brennstoff-Einzelzelle aus einer MEA, sowie zwei Bipolarplatten, die über Versorgungsanschlüsse mit den Betriebsmedi- en beaufschlagt und über die das Reaktionswasser abgeführt werden und die den beim Prozess auftretenden elektrischen Strom transportieren können.
Da die maximal erzielbare Zellenspannung einer Einzel-Brennstoffzelle phy- sikalisch begrenzt ist und im Anwendungsfall regelmäßig unter 1 V, typischerweise im Bereich von 0,5 bis 0,7 V liegt, werden zur Herstellung höherer Spannungen und Leistungen mehrere Einzel-Brennstoffzellen in Form einer elektrischen Serienschaltung zusammengeschaltet. Dieser im Folgenden als Stapelaufbau bezeichnete Komplex, welcher auch als Brennstoff- zellenstack bezeichnet wird, besteht aus einer oder mehreren aufeinander- gestapelten und in einer elektrischen Serienschaltung angeordneten, plana- ren Einzel-Brennstoffzellen.
Zur Versorgung der einzelnen Brennstoffzellen im Brennstoffzellenstapel mit den jeweiligen Betriebsmedien werden große Hauptleitungen, sogenannte
Ports, verwendet, welche axial durch den Stapelaufbau hindurchgeführt wer- den und welche die einzelnen Brennstoffzellen durch seitlich über Stichleitungen abzweigende Kanalstrukturen mit den Betriebsmedien versorgen.
Auf Grund der großen Menge an Reaktionsluft, die der Brennstoffzelle zur Versorgung der Brennstoffzellenreaktion mit Sauerstoff zugeführt werden muss, und in Hinblick auf die relative Empfindlichkeit der katalytisch aktiven Bereiche und der damit verbundenen Gasdiffusionszonen gegenüber einer Kontamination durch Giftstoffe und Blockade durch Partikel ist die Filterung der zugeführten Umgebungsluft unbedingt erforderlich.
Gemäß dem in Fig. 3 schematisch dargestellten Stand der Technik findet der Filtervorgang durch einen Filter statt, der zwischen zwei Teilstücken der Zuführungsleitung 102 in einem Gehäuse 101 zwischen Brenstoffzellenstapel 103 und Luftkompressor 104 oder Lüfter (bei Niederdruckzellen) angeordnet ist, wobei die Luft von aus der Umgebung, in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 105 bezeichnet, angesaugt wird. Im Anschluss an die Zuführungsleitung 102 ist im Inneren des Brennstoffzellenstapels 103 eine Hauptleitung (nicht dargestellt) mit den oben genannten Stichleitungen und Kanalstrukturen vorgesehen.
Für den Einsatz bei Anwendungen, die eine sehr kompakte Bauweise erfordern, wie beispielsweise im Kraftfahrzeugsektor, ergibt sich die Aufgabe, den Brennstoffzellenstapel mit Filtervorrichtung möglichst klein auszuführen. Dabei sollen jedoch die Druckverluste mit Blick auf höhere erforderliche Kom- pressorleistungen, sinkende Wirkungsgrade und längere Wartungsintervalle möglichst klein gehalten werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Filtervorrichtung zur Verfügung zu stellen, die insbesondere minimal zusätzlichen Bauraum erfordert, eine gleichwertige Filterleistung bei einem minimalen Druckverlust aufweist und möglichst kostengünstig herzustellen ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Filtervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist eine Filtervorrichtung zum Filtern eines Betriebsmediums, das dem Brennstoffzellenstapel zugeführt wird, mit einem Filter vorgesehen, bei welchem der Filter insbesondere in die außerhalb des Brennstoffzellenstapels verlaufende Zuleitung integriert ist. Durch die Integration des Filters in die Zuleitung wird der zusätzliche Bauraumbedarf für einen externen Filter, wie gemäß dem Stand der Technik vorgesehen, verringert. Insbesondere bei einer flexiblen Ausgestaltung des Filters und der Zuleitung lässt sich der vorhandene Bauraum optimal ausnutzen und an eine Vielzahl verschiedener Einbauvarianten anpassen. Ferner lässt sich die Zahl der An- Schlüsse um zwei verringern, da ein Anschluss der Zuleitung an das Filtergehäuse zur Zuleitung und Ableitung des zu filternden Betriebsmediums entfällt, wodurch der Druckabfall verringert werden kann.
Auf Grund der großen Filterfläche ergibt sich ein sehr geringer Druckverlust, der in Verbindung mit dem Aufwachsen des Filterkuchens verlängerte Wartungsintervalle ermöglicht.
Der Filter ist bevorzugt koaxial zur Zuleitung angeordnet, wobei zwischen der Außenfläche des Filters und der Wandung der Zuleitung ein Spalt vorgese- hen ist, so dass über eine möglichst große Fläche eine Filterung erfolgen kann. Die Positionierung erfolgt bevorzugt mittels im Spalt angeordneter Stütz- und Positionierungselemente, welche eine mittige Anordnung gewährleisten. Die Stütz- und Positionierungselemente können an der Innenwand der Zuleitung und/oder an der Außenwand des Filters ausgebildet sein und/oder durch getrennt ausgebildete, insbesondere auf den Filter aufgesteckte Elemente gebildet sein. Dabei sind insbesondere in Längsrichtung verlaufende, sternförmig angeordnete Rippen geeignet. Die zwischen den einzelnen Rippen angeordneten Kanäle können mittels Unterbrechungen der Rippen verbunden sein, so dass ein Strömungsausgleich möglich ist, um ein Druckgefälle beispielsweise in Folge eines einseitig stark angewachsenen Filterkuchens, auszugleichen. Bevorzugt sind vier Rippen in äquidistanten Abständen vorgesehen. Ebenfalls sind verteilt angeordnete Noppen möglich, wodurch die Filterfläche möglichst groß gehalten werden kann.
Der Filter weist bevorzugt ein hohlzylindrisches Profil auf, jedoch sind prinzi- piell auch andere Ausgestaltungen möglich.
Zur Erhöhung der Lebensdauer eines Filters ist bevorzugt eine Reinigungs- einrichtung vorgesehen, welche insbesondere durch eine elektrische Be- heizbarkeit des Filters gebildet ist.
Der Filter kann in einem austauschbaren Modul angeordnet sein, so dass er einfach und ohne Beschädigungen beim Einbau ausgetauscht werden kann. Das austauschbare Modul kann insbesondere durch den entsprechenden, die Filtervorrichtung bildenden Teil der Zuleitung mit dem hierin angeordne- ten Filter sowie entsprechender Anschlüsse an das Gebläse oder die geblä- seseitige Zuleitung und an den Brennstoffzellenstapel gebildet sein.
Bevorzugt ist der Filter zumindest bereichsweise hygroskopisch ausgebildet und/oder weist Kapillaren auf, die auftretendes Kondenswasser aufnehmen und/oder eine Befeuchtung des Betriebsmediums, insbesondere in Startphasen des Brennstoffzellenstapels, ermöglichen.
Vor dem Brennstoffzellenstapel kann ein Vorfilter angeordnet sein, welcher insbesondere größere Partikel ausfiltert, so dass der Filter im Inneren des Brennstoffzellenstapels möglichst lange seine Funktion erfüllen kann. Der Filter kann zur Vergrößerung der Filterfläche auch in den Brennstoffzellenstapel hineinragen und zumindest teilweise in einer hierin vorgesehenen Hauptleitung aufgenommen sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, teilweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung, im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Filters gemäß dem er- sten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2a eine schematische Darstellung der Funktion des Filters,
Fig. 2b eine schematische Darstellung des teilweise aufgeschnitte- nen Brennstoffzellenstapels ohne Darstellung des Filters, und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Filtervorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
Ein Brennstoffzellenstapel 1 , wie er in Fig. 1 und 2b angedeutet ist, besteht aus einer Mehrzahl von Einzel-Brennstoffzellen, welche ihrerseits aus zwei Bipolarplatten und einer dazwischen angeordneten MEA aufgebaut sind (nicht dargestellt). Die Einzel-Brennstoffzellen werden über je eine oder je mehrere, gemeinsame Hauptleitungen 3 und hiervon in Form von Stichleitungen abgehenden Abzweigungen 4 mit Betriebsmedien, insbesondere mit Kühlmittel, sowie Wasserstoff (H2) und Luft (insbesondere 02) versorgt, welche für die oben beschriebene Reaktion erforderlich sind. Im Folgenden wird nur auf die Luftversorgungs-Hauptleitung 3 eingegangen. Ein Filter 5 zur Filterung der als Betriebsmedium dienenden Umgebungsluft ist hohlzylindrisch ausgebildet, wobei die zu filternde Luft den Filter 5 in Längsrichtung durchströmt und durch die Seitenwände über im Wesentlichen die gesamte Länge und den gesamten Umfang des Hohlzylinders aus- tritt. Der hohlzylindrische Filter 5 ist etwa konzentrisch in einer ebenfalls im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildeten Zuleitung 6 angeordnet, wobei abgesehen von Stütz- und Positionierungselementen (nicht dargestellt) ein Ringspalt zwischen der Außenmantelfläche des Filters 5 und der Innenfläche der Zuleitung 6 vorgesehen ist, so dass eine möglichst große Ausströmflä- ehe gewährleistet ist. Der Filter 5 weist annähernd die gleiche Länge wie die Zuleitung 6 auf, wobei Abdichtungen am vorderen und hinteren Ende des Filters 5 vorgesehen sind und die Zuleitung 6 direkt in die Hauptleitung 3 des Brennstoffzellenstapels 1 mündet.
Gemäß einem zweiten, nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Filter elektrisch beheizbar und besteht aus einem temperaturbeständigen Filtermaterial. Steigt der Druckabfall auf Grund eines wachsenden Filterkuchens über einen vorgegebenen Wert oder ist auf Grund einer Sättigung des Filters mit Schadstoffen eine Erneuerung erforderlich, so kann durch Umkehrung des Gasflusses in Verbindung mit der Beheizung des Filters ein „Abbrennen" der Schadstoffe und/oder ausgefilterten Partikel erfolgen und dadurch der Filter gereinigt werden. Die Anordnung des Filters in der Zuleitung des Betriebsmediums zum Brennstoffzellenstapel entspricht der des ersten Ausführungsbeispiels.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das nicht in der Zeichnung dargestellt ist, ist vor einer Filtervorrichtung gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele ein Vorfilter angeordnet, wobei die Anordnung und der Aufbau des Vorfilters einem solchen gemäß dem Stand der Technik entspricht. Ein Vorfilter ist insbesondere bei stark und/oder mit großen Partikeln verschmutzten Betriebsmedien sinnvoll, so dass bevorzugt eine Vorreinigung in einem groben Vorfilter erfolgt und der feine Filter im Inneren des Brennstoffzellenstapels nicht durch grobe Partikel zugesetzt wird. Natürlich kann auch der Vorfilter selbstreinigend ausgebildet sein.
Zur weiteren Vergrößerung der Filterfläche ist gemäß einem weiteren nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der hohizylindrische Filter derart verlängert ausgebildet, dass er über die Zuleitung in die Hauptleitung des Brennstoffzellenstapels hineinragt, so dass auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel lediglich ein den Strömungsquerschnitt verkleinernder und da- mit den Druckabfall vergrößernder Übergang von Zuleitung zum Filter bzw. Brennstoffzellengehäuse vorgesehen ist. Hierbei wie auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Filter wie auch der Schlauch bevorzugt elastisch ausgebildet, so dass bei vergrößerter Filterfläche eine optimale und flexible Anpassung an den vorhandenen Bauraum möglich ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Filtervorrichtung zum Filtern eines Betriebsmediums, das insbesondere einem Brennstoffzellenstapel (1 ) über eine Zuleitung (6) zuführbar ist, mit mindestens einem Filter (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (5) in die Zuleitung (6) oder zumindest einen Teil der Zuleitung (6) integriert ist.
2. Brennstoffzellenstapel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (5) und die Zuleitung (6) zumindest im Bereich des Filters (5) flexibel ausgebildet sind.
3. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenfläche des Filters (5) und der Wandung der Zuleitung (6) ein Spalt vorgesehen ist.
4. Filtervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Spalt Stütz- und Positionierungselemente angeordnet sind.
5. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (5) und/oder die Zuleitung (6) hohlzy- lindrisch ausgebildet sind.
6. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungseinrichtung für den Filter (5) vorgesehen ist.
7. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (5) elektrisch beheizbar ist.
8. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (5) in einem austauschbaren Modul angeordnet ist.
9. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (5) zumindest bereichsweise hygroskopisch ausgebildet ist und/oder Kapillaren aufweist, die auftretendes Kondenswasser aufnehmen und/oder eine Befeuchtung des Betriebsmediums ermöglichen.
10. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Zuleitung (6) mit dem hierin angeordne- ten Filter (5) ein Vorfilter angeordnet ist.
EP05715486A 2004-03-18 2005-02-24 Filtervorrichtung, insbesondere für einen brennstoffzellenstapel Withdrawn EP1730805A2 (de)

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