WO2023285119A1 - Fuel delivery apparatus for delivering a fuel for a fuel cell system and method for operating a fuel delivery apparatus for delivering a fuel for a fuel cell system - Google Patents

Fuel delivery apparatus for delivering a fuel for a fuel cell system and method for operating a fuel delivery apparatus for delivering a fuel for a fuel cell system Download PDF

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Definitions

  • Fuel delivery device for delivering a fuel for a
  • Fuel delivery device for delivering a fuel for a
  • the present invention relates to a fuel delivery device for delivering fuel for a fuel cell system and a method for operating a fuel delivery device for delivering fuel for a fuel cell system.
  • the fuel for example hydrogen
  • the fuel cell can usually be provided for an anode circuit of the fuel cell.
  • the anode circuit is designed to supply the anode side of the fuel cell or the fuel cell stack with a first gas, which can then cause a reaction in the fuel cell.
  • the hydrogen can also be circulated via an ejector pump and/or a recirculation fan.
  • the ejector pump can cover an upper load range and the recirculation fan a lower load range.
  • a combination of circular circulation and fresh feed may be possible, but the two conveying methods also influence each other, since they are usually operated in series with one another (connected).
  • the (mobile) fuel cell system can be operated with an excess of hydrogen (Lamda>1), with an excess of hydrogen being able to be fed back into an anode path via a recirculation path, which can supply the fuel cell.
  • the recirculation can be implemented actively only by a recirculation pump or a recirculation pump with additional support by a jet nozzle or only passively by means of a jet nozzle. Since a single jet nozzle is usually not enough to cover the entire load range, two jet nozzles connected in parallel are usually used, although an additional control valve may be necessary to prevent the fresh fuel and the recirculated fuel-gas mixture from flowing back into the outflow channel of the fuel cell can decrease. However, an additional control valve causes additional costs for the entire system.
  • DE 112006003013 B4 describes a tank with a fitting and a valve, the valve being fixed in the fitting.
  • the present invention provides a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to claim 1 and a method for operating a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to claim 10.
  • the idea on which the present invention is based is a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system and a method for operating a Specify fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system, wherein a delivery of the fuel to a fuel cell can be controlled in such a way that it can be dispensed with an active and separately to be controlled control valve.
  • the fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system comprises a first delivery path for the fuel with a first delivery device; a second conveying path for the fuel with a second conveying device, wherein the first conveying path and the second conveying path are connected to one another in series and connect to one another and the fuel can be conveyed successively through the first conveying path and then through the second conveying path; an outlet opening for the fuel, which connects to the second delivery path and through which the fuel can be delivered to a fuel cell, the first delivery device and/or the second delivery device being set up to control a delivery capacity of the fuel depending on an operating capacity of the fuel cell system, and wherein the first delivery path and/or the second delivery path comprises a variable flow channel for the fuel, by means of which a volume flow of the fuel through the variable flow channel can be changed depending on the operating power of the fuel cell system.
  • passive recirculation can thus be implemented with two conveying devices, for example with two jet nozzles, without using an additional active control valve.
  • the two conveyors are connected in series.
  • Such jet nozzles can be controlled and activated by switching on a dosing valve (hydrogen dosing valve) associated with the conveyor device.
  • a cost-effective implementation of a passive recirculation of the fuel to the fuel cell can thus be implemented.
  • the fuel can be gaseous, for example, although it is also possible to pump a liquid fuel.
  • the first conveying path and/or the second conveying path can each or both comprise a pipe or a hose which can end in an end piece.
  • the word “fuel” can be understood broadly as an agent or component of a substance for powering a fuel cell, such as an anode side of a fuel cell. However, it is also possible to align the same system with a cathode side of the fuel cell.
  • the fuel cell can be an individual fuel cell or a fuel cell stack.
  • the conveying action can include different methods, for example pumping or suction jet conveying.
  • Two conveying paths can be operated by the respective conveying devices and depending on the specification in different operating modes, for example depending on the performance of the fuel cell and the necessary promotion of fresh or recirculated fuel.
  • the first conveying path and/or the second conveying path and their components can each be formed as modules.
  • the fuel delivery device can be used, for example, for all fuel cell systems with a hydrogen metering valve and recirculation or also for other types of fuel for fuel cell systems.
  • the first delivery device comprises a first metering valve and/or a first ejector pump.
  • the second delivery device comprises a second metering valve and/or a second ejector pump.
  • the required amount of fuel can be introduced into the delivery path through the metering valve. A certain volume flow can then be generated with the ejector pump.
  • the second delivery path includes a second external fuel connection, wherein the second external fuel connection can be connected to an external fuel tank.
  • the first delivery path comprises a first external fuel connection and/or a first internal fuel connection, wherein the first external fuel connection can be connected to an external fuel tank and the first internal fuel connection can be connected to a return from the fuel cell.
  • the external fuel connection can thus be used to introduce the fuel from an external fuel tank into the corresponding conveying path.
  • the fuel can be returned from the fuel cell back into the conveying path in recirculation and again through the corresponding conveying path to the fuel cell, for example from the anode side in recirculation back to the anode side.
  • the first delivery device comprises a first jet nozzle, which is arranged in the first delivery path and an inner volume flow of the fuel can be guided through an interior area of the first jet nozzle, and wherein the first jet nozzle forms the variable flow channel, with the first jet nozzle along of the first conveying path is movably arranged and depending on a position of the first jet nozzle an outer volume flow of the fuel around the first jet nozzle can be blocked or passed.
  • the displaceable jet nozzle can thus be used to control a total volume flow, which can be composed of the outer volume flow around the jet nozzle and the inner volume flow inside the jet nozzle, or only the outer or inner volume flow can correspond individually to the total volume flow.
  • the jet nozzle may have a substantially cylindrical shape, for example at one end with an increasing diameter towards one of the ends.
  • the second delivery device comprises a second jet nozzle, which is arranged in the second delivery path and an inner volume flow of the fuel can be guided through an interior area of the second jet nozzle, and wherein the second jet nozzle forms the variable flow channel, the second jet nozzle along of the second conveying path is movably arranged and depending on a position of the second jet nozzle, an outer volume flow of the fuel around the second jet nozzle can be blocked or passed.
  • the first delivery path includes a first spring device, with which the first jet nozzle can be counter-stressed against a sealing geometry and/or the second delivery path includes a second spring device, with which the second jet nozzle can be counter-stressed against an internal pressure of the fuel in the second delivery path .
  • the jet nozzle can be displaced against the force of the spring device and thereby allow or interrupt an external volume flow from its prestressed rest position, advantageously at the sealing seat (sealing geometry), with this sealing seat being able to correspond to a narrowing of the inner walls of the first conveying path and the jet sleeve can press against it.
  • the interruption can take place in such a way that the jet nozzle can be formed wider at its end with respect to the diameter of the conveying path than at its beginning and can thus close off a projection on a wall of the conveying path and thus interrupt the outer volume flow.
  • Such a shape can be referred to as sealing geometry and can form the variable flow channel.
  • the first delivery path and the second delivery path extend longitudinally along a same direction and the first delivery device is arranged at a beginning of the first delivery path and the second delivery device is arranged laterally on the second delivery path and comprises a second inlet nozzle for the Fuel, which is aligned in the direction of the two conveying paths in these.
  • the conveying paths can connect to one another linearly and thus form an elongate conveying device along a main direction.
  • the inlet nozzle can then be oriented in this longitudinal direction.
  • the fuel cell system comprises a fuel cell and a fuel delivery device according to the invention.
  • a fuel delivery device for delivering a fuel is provided and the fuel delivery device is connected to a fuel cell; detecting a need to deliver the fuel from a fuel tank and then deliver the fuel from the fuel tank to the fuel cell by means of the first delivery path with a first delivery device and/or by means of the second delivery path with a second delivery device; recognizing a need to pump the fuel when the operating power of the fuel cell system is low or when the operating power of the fuel cell system is high and then pumping the fuel in the first pumping path and/or in the second pumping path; and discharging the fuel to the fuel cell via the fuel exit port.
  • the operating performance when the operating performance is low, only the first conveyor device or the second conveyor device is operated, and when the operating performance is high, both the first conveyor device and the second conveyor device are operated, or when the operating performance is high, only that of the first conveyor device or the second conveyor device is operated second conveyor operated, which is designed stronger.
  • the delivery devices can be operated individually and create a negative pressure at the upstream inlet opening for the fuel in the delivery path, for example at the external or internal fuel connection, and through these then suck in the fuel from the outside or from the recirculation.
  • the more powerful conveyor can thus create a negative pressure and create a recirculation from the other conveyor.
  • the necessity can be detected via sensors or knowledge of the operating mode of the fuel cell, for example from a conclusion about the currently operated power range/load range of the fuel cell.
  • the method can advantageously also be distinguished by the already mentioned features of the fuel delivery device and vice versa.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to a further exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 4 shows a block diagram of method steps of a method for operating a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the fuel delivery device 10 for delivering a fuel for a fuel cell system comprises a first delivery path F1 for the fuel with a first delivery device FEI; a second delivery path F2 for the fuel with a second delivery device FE2, the first delivery path F1 and the second delivery path F2 being connected to one another in series and adjoining one another and the fuel being able to be delivered successively through the first delivery path F1 and then through the second delivery path F2; an outlet opening AO for the fuel, which connects to the second delivery path F2 and through which the fuel can be delivered to a fuel cell, with the first delivery device FEI and/or the second delivery device FE2 being set up to determine a delivery rate of the fuel depending on an operating performance of the To control fuel cell system, and wherein the first delivery path Fl and / or the second delivery path F2 comprises a variable flow channel for the fuel, by means of which a volumetric flow of fuel through the variable flow channel depending on the operating power of the fuel cell system can be changed.
  • the first delivery device FEI can
  • the second delivery device FE2 can include a second metering valve DV2 and/or a second ejector pump SSP2.
  • the second delivery path F2 can include a second external fuel connection ET2, wherein the second external fuel connection ET2 can be connectable to an external fuel tank.
  • the first conveying path Fl can comprise a first external fuel connection ETI and a first internal fuel connection IT1, the first external fuel connection ETI being able to be connected to an external fuel tank and the first internal fuel connection IT1 being able to be connected to a return from the fuel cell.
  • the first delivery device FEI can comprise a first jet nozzle SD1, which can be arranged in the first delivery path Fl and an inner volume flow of the fuel can be routed through an interior area IB1 of the first jet nozzle, and the first jet nozzle SD1 can form the variable flow channel, wherein the first jet nozzle SD1 can be arranged movably along the first conveying path Fl and, depending on a position of the first jet nozzle SD1, an outer volume flow of the fuel around the first jet nozzle SD1 can be blockable or permeable.
  • the first conveying path Fl can include a first spring device Fedl, with which the first jet nozzle SD1 can be counter-tensioned against the sealing geometry 2.2 (wall of the first conveying path) to 2.3 (expansion of the jet sleeve), for example for a clear starting position of the first jet nozzle SD1.
  • the sealing geometry can include a sealing seat, such as a projection or elevation on the wall of the conveying path (first or second). The jet nozzle can be pushed against this, advantageously by the spring device. This sealing position can correspond to a rest position, in which case the (first) jet nozzle can then be displaced in the opposite direction to the force of the first spring device and open an additional path for the fuel when the internal pressure increases.
  • the fuel delivery device 10 with its components can be designed to deliver liquid or gaseous hydrogen as fuel.
  • the fuel delivery device 10 can be configured as a double jet nozzle module, the delivery devices FEI and FE2 can be connected in series.
  • the delivery paths F1 and F2 can each be operated and activated by a hydrogen metering valve.
  • the external fuel connections ETI and ET2 can open into the respective delivery devices FEI and FE2 and supply them with fresh fuel, such as hydrogen, from an external tank.
  • the medium-pressure area can be sealed off from an outer and inner area of the adjoining delivery path via a seal 8a and 8b or 9a and 9b, which can delimit an outer area of the fuel delivery device 10 from the adjoining delivery path.
  • the so-called anode area Van can then border on the inside in the conveying path, which can be separated by the adjacent seal.
  • These seals can each include an O-ring, via the O-rings 8a, 8b and 9a, 9b in the anode area VAn.
  • the capacity of the conveying device can be designed to be greater, so that a larger (volume) mass flow can be fed back.
  • the conveyor such as the first FEI, may provide fresh fuel, such as hydrogen, to the system.
  • the second delivery device FE2 can then block the inflow from the medium-pressure area to the anode area, that is to say it can be switched off.
  • fresh hydrogen can be introduced from the nozzle 4.1 into the first conveying path Fl in the first conveying device FEI, and there is thus a negative pressure in areas in front of (in front of the sleeve from the direction of the fuel connection ETI or IT 1) the first conveying path Fl. which can draw in the recirculation gas (fuel) from the first internal fuel connection IT1.
  • the first jet nozzle SD1 shaped for example as a jet sleeve, can generate an inner volume flow.
  • the first jet nozzle SD1 may have a tubular shape and may have a smaller diameter at the metering valve side than at the end thereof toward along the first delivery path.
  • the first jet nozzle SD1 can have an enlarged outer diameter in an end area in the direction of the first conveying path and can end with the conveying path at an edge 2.2 with the sealing edge 2.3 of the jet nozzle SD1, which blocks a possible external volume flow SP1 between the jet sleeve 2.1 and the module housing 13 when the internal pressure forces can push the blasting sleeve against the sealing edge 2.3 during low-load operation.
  • the injected fresh hydrogen and the recirculation gas reach the inner volume flow SP2 (and SP3 of the second conveying path F2) in the fuel cell; the second conveying device can be switched off or operated with a lower power than the first conveying device.
  • the spring force Ff there is also a pneumatic force FpN in the same direction as this, which depends on the diameter ratio da/di, since a negative pressure can arise in front of the blasting sleeve 2.1 and an overpressure can arise after the blasting sleeve.
  • the sum of the two forces ensures that the sealing edge 2.2 can close the flow path SP1 and thus the injected fresh hydrogen cannot flow back into the internal fuel connection IT1 via the flow path SP1.
  • the second delivery device FE2 When operating at high load, the second delivery device FE2 can be active and its metering valve DV2 can supply the system with fresh hydrogen via the second external fuel connection ET2. The first delivery device FEI can then block the inflow from the medium-pressure area to the anode area at the first delivery device FEI.
  • the first conveyor can be switched off or operated with less power than the second conveyor.
  • the jet nozzle of the first conveying device FEI can also function without the first spring device Fedl; in this case, only very small flow losses occur in the outer flow path SP1 in high-load operation.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the fuel delivery device 10 from FIG. 1, but the first delivery device and thus the first delivery path does not include a displaceable jet nozzle.
  • the variant of FIG. 2 thus shows a double-jet nozzle module in whose direction of flow of the fuel the order of the effects of the conveying paths from FIG. 1 is reversed.
  • the conveying device of the first conveying path now for operation at high loads, can be connected upstream of the second conveying device for low loads.
  • the second delivery device FE2 comprises a second jet nozzle SD2, which is arranged in the second delivery path F2 and an inner volume flow of the fuel can be guided through an inner region IB2 of the second jet nozzle, and the second Jet nozzle SD2 forms the variable flow channel, the second jet nozzle SD2 being arranged movably along the second conveying path F2 and depending on a position of the second jet nozzle SD2 an outer volume flow of the fuel around the second jet nozzle SD2 can be blocked or passed.
  • the second conveying path F2 can include a second spring device Fed2, with which the second jet nozzle SD2 can be counter-tensioned against the sealing geometry 2.2/2.3 (similar to that in FIG. 1, but now in the second conveying path and on the second jet sleeve), for example for a clear starting position of the second jet nozzle SD2.
  • the sealing seats 2.3 and 2.2 can now be located on the second jet nozzle and on the second conveying path around the second jet nozzle SD2.
  • the same pressure conditions as shown in FIG. 1, now in FIG. 2 can be generated around the second jet nozzle so that the fuel can flow out of the first internal Fuel connection IT1 can be sucked in and a pressure in front of the jet sleeve of the second jet nozzle DS2 can be lower than the biasing force of the second spring device Fed2.
  • the sealing seat 2.2 of the second jet nozzle DS2 can then be placed on the sealing seat 2.3 of the second conveying path and block the outer volume flow. The fuel can then only be guided through the inner area IB2.
  • a pressure level can then be generated in the conveying paths, similar to FIG volume flow around the Jet sleeve of the second jet nozzle can be permeable.
  • the first and second conveying device can be operated with greater or lesser power relative to one another for the respective case, or one of the two can be switched off accordingly.
  • the two conveying devices can be operated in relation to one another in such a way that the resulting pressure levels in the conveying paths can open the second jet sleeve, or suction can be used from the outlet opening, for example from the fuel cell itself or from a device after the Output opening can be achieved, whereby a pulling effect and a corresponding pressure level can arise on the second jet sleeve and the opening effect of the sealing seat, similar to that explained in FIG. 1, can be produced.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • the fuel delivery device 10 according to FIG. 3 is characterized in that the first delivery path F1 and the second delivery path F2 are elongated (this is only partially elongated because a bend can be present) along the same direction R towards the outlet opening AO and the first delivery device FEI is arranged at a start of the first conveying path Fl and the second conveying device FE2 is arranged laterally on the second conveying path F2 and a second inlet nozzle E2, which can be aligned in the direction R of the two conveying paths in these.
  • the second inlet nozzle E2 can include a flexible or fixed nozzle or tubular shape, which can reach into the second conveying path F2 and can be bent by 90 degrees toward the outlet opening AO.
  • the second external fuel connection ET2 can be arranged next to the second delivery device FE2.
  • the fuel delivery device 10 of Fig. 3 essentially corresponds to that of Fig. 1 and is the same as that of Fig.
  • FIG. 3 corresponds to a different structural design of the double jet nozzle module.
  • the elongated design of the double jet nozzle module requires that the second conveyor FE2 is equipped with a curved second inlet nozzle E2.
  • FIG. 4 shows a block diagram of method steps of a method for operating a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a fuel delivery device for delivering a fuel is provided S1 and the fuel delivery device is connected to a fuel cell; a detection S2 of a need to convey the fuel from a fuel tank and then conveying S3 the fuel from the fuel tank to the fuel cell by means of the first conveying path with a first conveying device and/or by means of the second conveying path with a second conveying device; a detection S4 of a need to pump the fuel when the operating power of the fuel cell system is low or when the operating power of the fuel cell system is high and then pumping S5 the fuel in the first pumping path and/or in the second pumping path; and discharging S6 the fuel to the fuel cell via the fuel discharge port.

Abstract

The present invention relates to a fuel delivery apparatus (10) for delivering a fuel for a fuel cell system, comprising a first delivery path (F1) and a second delivery path (F2), the first delivery path (F1) and the second delivery path (F2) being connected to one another in series, the first delivery apparatus (FE1) and/or the second delivery apparatus (FE2) being designed to control a delivery rate of the fuel depending on an operating output of the fuel cell system, and the first delivery path (F1) and/or the second delivery path (F2) comprising a variable flow channel for the fuel, by means of which a volume flow of the fuel through the variable flow channel can be changed depending on the operating output of the fuel cell system.

Description

Beschreibung description
Titel title
Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für einFuel delivery device for delivering a fuel for a
Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben einerFuel cell system and method for operating a
Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für einFuel delivery device for delivering a fuel for a
Brennstoffzellensystem fuel cell system
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem. The present invention relates to a fuel delivery device for delivering fuel for a fuel cell system and a method for operating a fuel delivery device for delivering fuel for a fuel cell system.
Stand der Technik State of the art
Üblicherweise kann bei Brennstoffzellensystemen der Treibstoff, etwa Wasserstoff, für einen Anodenkreis der Brennstoffzelle bereitgestellt werden. Der Anodenkreis ist dabei dazu ausgelegt, die Anodenseite der Brennstoffzelle oder des Brennstoffzellenstapels mit einem ersten Gas zu versorgen, durch welches dann eine Reaktion an der Brennstoffzelle erfolgen kann. In fuel cell systems, the fuel, for example hydrogen, can usually be provided for an anode circuit of the fuel cell. The anode circuit is designed to supply the anode side of the fuel cell or the fuel cell stack with a first gas, which can then cause a reaction in the fuel cell.
Es ist dabei möglich, frischen Treibstoff (Wasserstoff) von einem Tank zu beziehen und diesen über ein Dosierventil dem System zuzuführen. Andererseits kann der Wasserstoff auch über eine Saugstrahlpumpe und/oder ein Rezirkulationsgebläse im Kreis gefördert werden. Die Saugstrahlpumpe kann dabei einen oberen Lastbereich abdecken und das Rezirkulationsgebläse einen unteren Lastbereich. Eine Kombination von Kreiszirkulation und frische Zufuhr kann möglich sein, die beiden Fördermethoden sich jedoch auch beeinflussen, da diese üblicherweise in Reihe zueinander (geschaltet) betrieben werden. Das (mobile) Brennstoffzellensystem kann beim Betrieb mit Wasserstoff mit einem Wasserstoffüberschuss (Lamda > 1) betrieben werden, wobei ein Überschuss an Wasserstoff über einen Rezirkulationspfad wieder in einen Anodenpfad zurückgeführt werden kann, welcher die Brennstoffzelle versorgen kann. It is possible to obtain fresh fuel (hydrogen) from a tank and feed it into the system via a metering valve. On the other hand, the hydrogen can also be circulated via an ejector pump and/or a recirculation fan. The ejector pump can cover an upper load range and the recirculation fan a lower load range. A combination of circular circulation and fresh feed may be possible, but the two conveying methods also influence each other, since they are usually operated in series with one another (connected). When operating with hydrogen, the (mobile) fuel cell system can be operated with an excess of hydrogen (Lamda>1), with an excess of hydrogen being able to be fed back into an anode path via a recirculation path, which can supply the fuel cell.
Üblicherweise kann die Rückführung aktiv nur durch eine Rezirkulationspumpe oder einer Rezirkulationspumpe mit zusätzlicher Unterstützung durch eine Strahldüse oder nur passiv mittels einer Strahldüse umgesetzt werden. Da eine einzige Strahldüse meist zu wenig ist um den gesamten Lastbereich abzudecken, werden meist zwei parallel geschaltete Strahldüsen genutzt, wobei jedoch ein zusätzliches Steuerventil notwendig werden kann, das ein Rückströmen des frischen Treibstoffs und des rezirkulierten Treibstoff- Gasgemisches in den Abströmkanal der Brennstoffzelle verhindern oder verringern kann. Ein zusätzliches Steuerventil verursacht jedoch Mehrkosten für das Gesamtsystem. Usually, the recirculation can be implemented actively only by a recirculation pump or a recirculation pump with additional support by a jet nozzle or only passively by means of a jet nozzle. Since a single jet nozzle is usually not enough to cover the entire load range, two jet nozzles connected in parallel are usually used, although an additional control valve may be necessary to prevent the fresh fuel and the recirculated fuel-gas mixture from flowing back into the outflow channel of the fuel cell can decrease. However, an additional control valve causes additional costs for the entire system.
In der DE 112006003013 B4 wird ein Tank mit einer Armatur und einem Ventil beschrieben, wobei das Ventil in der Armatur befestigt ist. DE 112006003013 B4 describes a tank with a fitting and a valve, the valve being fixed in the fitting.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of Invention
Die vorliegende Erfindung schafft eine Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem nach Anspruch 10. The present invention provides a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to claim 1 and a method for operating a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to claim 10.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Preferred developments are the subject of the dependent claims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, eine Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem und ein Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem anzugeben, wobei ein Fördern des Treibstoffs an eine Brennstoffzelle derart steuerbar ist, dass dabei auf ein aktives und separat anzusteuerndes Steuerventil verzichtet werden kann. The idea on which the present invention is based is a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system and a method for operating a Specify fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system, wherein a delivery of the fuel to a fuel cell can be controlled in such a way that it can be dispensed with an active and separately to be controlled control valve.
Erfindungsgemäß umfasst die Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem einen ersten Förderpfad für den Treibstoff mit einer ersten Fördereinrichtung; einen zweiten Förderpfad für den Treibstoff mit einer zweiten Fördereinrichtung, wobei der erste Förderpfad und der zweite Förderpfad miteinander in Reihe verbunden sind und aneinander anschließen und der Treibstoff nacheinander durch den ersten Förderpfad und danach durch den zweiten Förderpfad förderbar ist; eine Ausgangsöffnung für den Treibstoff, welche an den zweiten Förderpfad anschließt und durch welche der Treibstoff an eine Brennstoffzelle abgebbar ist, wobei die erste Fördereinrichtung und/oder die zweite Fördereinrichtung dazu eingerichtet ist, eine Förderleistung des Treibstoffs in Abhängigkeit einer Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems zu steuern, und wobei der erste Förderpfad und/oder der zweite Förderpfad einen variablen Strömungskanal für den Treibstoff umfasst, mittels dessen ein Volumensfluss des Treibstoffs durch den variablen Strömungskanal in Abhängigkeit der Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems veränderbar ist. According to the invention, the fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system comprises a first delivery path for the fuel with a first delivery device; a second conveying path for the fuel with a second conveying device, wherein the first conveying path and the second conveying path are connected to one another in series and connect to one another and the fuel can be conveyed successively through the first conveying path and then through the second conveying path; an outlet opening for the fuel, which connects to the second delivery path and through which the fuel can be delivered to a fuel cell, the first delivery device and/or the second delivery device being set up to control a delivery capacity of the fuel depending on an operating capacity of the fuel cell system, and wherein the first delivery path and/or the second delivery path comprises a variable flow channel for the fuel, by means of which a volume flow of the fuel through the variable flow channel can be changed depending on the operating power of the fuel cell system.
Erfindungsgemäß kann so eine passive Rezirkulation mit zwei Fördereinrichtungen, etwa mit zwei Strahldüsen, realisiert werden, ohne dabei ein zusätzliches aktives Steuerventil zu verwenden. Die zwei Fördereinrichtungen werden dabei in Reihe geschaltet. Solche Strahldüsen können durch das Einschalten eines der Fördereinrichtung zugehörigen Dosierventils (Wasserstoffdosierventil) kurz „HGI“ gesteuert und aktiviert werden. Somit kann eine kostengünstige Umsetzung einer passiven Rezirkulation des Treibstoffs zur Brennstoffzelle realisiert werden. According to the invention, passive recirculation can thus be implemented with two conveying devices, for example with two jet nozzles, without using an additional active control valve. The two conveyors are connected in series. Such jet nozzles can be controlled and activated by switching on a dosing valve (hydrogen dosing valve) associated with the conveyor device. A cost-effective implementation of a passive recirculation of the fuel to the fuel cell can thus be implemented.
Der Treibstoff kann beispielsweise gasförmig sein, wobei auch das Fördern eines flüssigen Treibstoffs möglich ist. Der erste Förderpfad und/oder der zweite Förderpfad können jeweils oder beide ein Rohr oder einen Schlauch umfassen, welcher in ein Endstück münden kann. Der Wortlaut „Treibstoff“ kann hier allgemein als ein Mittel oder eine Komponente eines Stoffs zum Antreiben einer Brennstoffzelle verstanden werden, etwa für eine Anodenseite einer Brennstoffzelle. Es ist dabei allerdings auch möglich, das gleiche System an eine Kathodenseite der Brennstoffzelle auszurichten. Die Brennstoffzelle kann dabei eine einzelne Brennstoffzelle oder ein Brennstoffzellenstapel sein. The fuel can be gaseous, for example, although it is also possible to pump a liquid fuel. The first conveying path and/or the second conveying path can each or both comprise a pipe or a hose which can end in an end piece. As used herein, the word “fuel” can be understood broadly as an agent or component of a substance for powering a fuel cell, such as an anode side of a fuel cell. However, it is also possible to align the same system with a cathode side of the fuel cell. The fuel cell can be an individual fuel cell or a fuel cell stack.
Die Aktion des Förderns kann dabei unterschiedliche Verfahren umfassen, beispielsweise ein Pumpen oder eine Saugstrahlförderung. Zwei Förderpfade können dabei durch die jeweiligen Fördereinrichtungen und je nach Vorgabe in unterschiedlichen Betriebsmodi, etwa abhängig von der Leistung der Brennstoffzelle und der nötigen Förderung von frischen oder rezirkulierten Treibstoff, betrieben werden. The conveying action can include different methods, for example pumping or suction jet conveying. Two conveying paths can be operated by the respective conveying devices and depending on the specification in different operating modes, for example depending on the performance of the fuel cell and the necessary promotion of fresh or recirculated fuel.
Der erste Förderpfad und/oder der zweite Förderpfad und deren Komponenten können jeweils als Module ausgeformt sein. The first conveying path and/or the second conveying path and their components can each be formed as modules.
Die Treibstofffördereinrichtung kann beispielsweise für alle Brennstoffzellensysteme mit Wasserstoffdosierventil und Rezirkulation oder auch für andere Treibstoffarten für Brennstoffzellensysteme zum Einsatz kommen. The fuel delivery device can be used, for example, for all fuel cell systems with a hydrogen metering valve and recirculation or also for other types of fuel for fuel cell systems.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst die erste Fördereinrichtung ein erstes Dosierventil und/oder eine erste Saugstrahlpumpe. According to a preferred embodiment of the fuel delivery device, the first delivery device comprises a first metering valve and/or a first ejector pump.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst die zweite Fördereinrichtung ein zweites Dosierventil und/oder eine zweite Saugstrahlpumpe. According to a preferred embodiment of the fuel delivery device, the second delivery device comprises a second metering valve and/or a second ejector pump.
Durch das Dosierventil kann die nötige Menge an Treibstoff in den Förderpfad eingebracht werden. Mit der Saugstrahlpumpe kann dann ein bestimmter Volumensfluss erzeugt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst der zweite Förderpfad eine zweite externe Treibstoffverbindung, wobei die zweite externe Treibstoffverbindung mit einem externen Treibstofftank verbindbar ist. The required amount of fuel can be introduced into the delivery path through the metering valve. A certain volume flow can then be generated with the ejector pump. According to a preferred embodiment of the fuel delivery device, the second delivery path includes a second external fuel connection, wherein the second external fuel connection can be connected to an external fuel tank.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst der erste Förderpfad eine erste externe Treibstoffverbindung und/oder eine erste interne Treibstoffverbindung, wobei die erste externe Treibstoffverbindung mit einem externen Treibstofftank verbindbar ist und die erste interne Treibstoffverbindung mit einem Rücklauf von der Brennstoffzelle verbindbar ist. According to a preferred embodiment of the fuel delivery device, the first delivery path comprises a first external fuel connection and/or a first internal fuel connection, wherein the first external fuel connection can be connected to an external fuel tank and the first internal fuel connection can be connected to a return from the fuel cell.
Durch die externe Treibstoffverbindung kann somit der Treibstoff von einem externen Treibstofftank in den entsprechenden Förderpfad eingebracht werden. Durch die interne Treibstoffverbindung kann der Treibstoff von der Brennstoffzelle zurück in den Förderpfad in Rezirkulation und wieder durch den entsprechenden Förderpfad zur Brennstoffzelle zurückgeführt werden, beispielsweise von der Anodenseite in Rezirkulation wieder zur Anodenseite. The external fuel connection can thus be used to introduce the fuel from an external fuel tank into the corresponding conveying path. Through the internal fuel connection, the fuel can be returned from the fuel cell back into the conveying path in recirculation and again through the corresponding conveying path to the fuel cell, for example from the anode side in recirculation back to the anode side.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst die erste Fördereinrichtung eine erste Strahldüse, welche im ersten Förderpfad angeordnet ist und ein innerer Volumensfluss des Treibstoffs durch einen Innenbereich der ersten Strahldüse leitbar ist, und wobei die erste Strahldüse den variablen Strömungskanal bildet, wobei die erste Strahldüse entlang des ersten Förderpfads beweglich angeordnet ist und abhängig von einer Position der ersten Strahldüse ein äußerer Volumensfluss des Treibstoffs um die erste Strahldüse herum sperrbar oder durchlassbar ist. According to a preferred embodiment of the fuel delivery device, the first delivery device comprises a first jet nozzle, which is arranged in the first delivery path and an inner volume flow of the fuel can be guided through an interior area of the first jet nozzle, and wherein the first jet nozzle forms the variable flow channel, with the first jet nozzle along of the first conveying path is movably arranged and depending on a position of the first jet nozzle an outer volume flow of the fuel around the first jet nozzle can be blocked or passed.
Durch die verschiebbare Strahldüse kann somit ein Gesamtvolumensfluss gesteuert werden, welcher sich aus dem äußeren Volumensfluss um die Strahldüse herum und dem inneren Volumensfluss im Inneren der Strahldüse zusammensetzen kann, oder jeweils nur der äußere oder innere Volumensfluss einzeln dem Gesamtvolumensfluss entsprechen können. Die Strahldüse kann eine im Wesentlichen zylindrische Form haben, beispielsweise an einem Ende mit einem sich zu einem der Enden hin vergrößernden Durchmesser. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst die zweite Fördereinrichtung eine zweite Strahldüse, welche im zweiten Förderpfad angeordnet ist und ein innerer Volumensfluss des Treibstoffs durch einen Innenbereich der zweiten Strahldüse leitbar ist, und wobei die zweite Strahldüse den variablen Strömungskanal bildet, wobei die zweite Strahldüse entlang des zweiten Förderpfads beweglich angeordnet ist und abhängig von einer Position der zweiten Strahldüse ein äußerer Volumensfluss des Treibstoffs um die zweite Strahldüse herum sperrbar oder durchlassbar ist. The displaceable jet nozzle can thus be used to control a total volume flow, which can be composed of the outer volume flow around the jet nozzle and the inner volume flow inside the jet nozzle, or only the outer or inner volume flow can correspond individually to the total volume flow. The jet nozzle may have a substantially cylindrical shape, for example at one end with an increasing diameter towards one of the ends. According to a preferred embodiment of the fuel delivery device, the second delivery device comprises a second jet nozzle, which is arranged in the second delivery path and an inner volume flow of the fuel can be guided through an interior area of the second jet nozzle, and wherein the second jet nozzle forms the variable flow channel, the second jet nozzle along of the second conveying path is movably arranged and depending on a position of the second jet nozzle, an outer volume flow of the fuel around the second jet nozzle can be blocked or passed.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung umfasst der erste Förderpfad eine erste Federeinrichtung, mit welcher die erste Strahldüse gegen eine Dichtgeometrie gegenspannbar ist und/oder der zweite Förderpfad umfasst eine zweite Federeinrichtung, mit welcher die zweite Strahldüse gegen einen Innendruck des Treibstoffs im zweiten Förderpfad gegenspannbar ist. According to a preferred embodiment of the fuel delivery device, the first delivery path includes a first spring device, with which the first jet nozzle can be counter-stressed against a sealing geometry and/or the second delivery path includes a second spring device, with which the second jet nozzle can be counter-stressed against an internal pressure of the fuel in the second delivery path .
Je nach den inneren Druckverhältnissen in dem Förderpfad kann die Strahldüse entgegen der Kraft der Federeinrichtung verschoben werden und dabei aus deren vorgespannter Ruheposition einen äußeren Volumensfluss zulassen oder unterbrechen, vorteilhaft am Dichtsitz (Dichtgeometrie), wobei dieser Dichtsitz einer Verengung der Innenwände des ersten Förderpfades entsprechen kann und die Strahlhülse daran andrücken kann. Das Unterbrechen kann dabei derart erfolgen, dass die Strahldüse an deren Ende bezüglich des Durchmessers des Förderpfads breiter ausgeformt sein kann als an deren Anfang und somit einen Vorsprung an einer Wand des Förderpfads abschließen kann und den äußeren Volumensfluss so unterbrechen kann. Eine derartige Formgebung kann als Dichtgeometrie bezeichnet werden und kann den variablen Strömungskanal bilden. Depending on the internal pressure conditions in the conveying path, the jet nozzle can be displaced against the force of the spring device and thereby allow or interrupt an external volume flow from its prestressed rest position, advantageously at the sealing seat (sealing geometry), with this sealing seat being able to correspond to a narrowing of the inner walls of the first conveying path and the jet sleeve can press against it. The interruption can take place in such a way that the jet nozzle can be formed wider at its end with respect to the diameter of the conveying path than at its beginning and can thus close off a projection on a wall of the conveying path and thus interrupt the outer volume flow. Such a shape can be referred to as sealing geometry and can form the variable flow channel.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Treibstofffördereinrichtung verlaufen der erste Förderpfad und der zweite Förderpfad länglich entlang einer gleichen Richtung und die erste Fördereinrichtung ist an einem Anfang des ersten Förderpfads angeordnet und die zweite Fördereinrichtung ist seitlich am zweiten Förderpfad angeordnet und umfasst eine zweite Einlassdüse für den Treibstoff, welche in die Richtung der beiden Förderpfade in diesen ausgerichtet ist. According to a preferred embodiment of the fuel delivery device, the first delivery path and the second delivery path extend longitudinally along a same direction and the first delivery device is arranged at a beginning of the first delivery path and the second delivery device is arranged laterally on the second delivery path and comprises a second inlet nozzle for the Fuel, which is aligned in the direction of the two conveying paths in these.
Die Förderpfade können linear aneinander anschließen und so eine länglich ausgedehnte Fördereinrichtung entlang einer Hauptrichtung bilden. Dazu kann dann die Einlassdüse in dieser länglichen Richtung orientiert sein. The conveying paths can connect to one another linearly and thus form an elongate conveying device along a main direction. For this purpose, the inlet nozzle can then be oriented in this longitudinal direction.
Erfindungsgemäß umfasst das Brennstoffzellensystem eine Brennstoffzelle und eine erfindungsgemäße Treibstofffördereinrichtung. According to the invention, the fuel cell system comprises a fuel cell and a fuel delivery device according to the invention.
Erfindungsgemäß erfolgt bei einem Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs und ein Verbinden der Treibstofffördereinrichtung mit einer Brennstoffzelle; ein Erkennen einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs von einem Treibstofftank und danach Fördern des Treibstoffs von dem Treibstofftank zu der Brennstoffzelle mittels des ersten Förderpfads mit einer ersten Fördereinrichtung und/oder mittels des zweiten Förderpfads mit einer zweiten Fördereinrichtung; ein Erkennen einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs bei einer geringen Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems oder bei einer hohen Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems und danach Fördern des Treibstoffs in dem ersten Förderpfad und/oder in dem zweiten Förderpfad; und ein Abgeben des Treibstoffs über die Ausgangsöffnung für den Treibstoff an die Brennstoffzelle. According to the invention, in a method for operating a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system, a fuel delivery device according to the invention for delivering a fuel is provided and the fuel delivery device is connected to a fuel cell; detecting a need to deliver the fuel from a fuel tank and then deliver the fuel from the fuel tank to the fuel cell by means of the first delivery path with a first delivery device and/or by means of the second delivery path with a second delivery device; recognizing a need to pump the fuel when the operating power of the fuel cell system is low or when the operating power of the fuel cell system is high and then pumping the fuel in the first pumping path and/or in the second pumping path; and discharging the fuel to the fuel cell via the fuel exit port.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird bei einer geringen Betriebsleistung nur die erste Fördereinrichtung oder die zweite Fördereinrichtung betrieben und bei einer hohen Betriebsleistung wird sowohl die erste Fördereinrichtung als auch die zweite Fördereinrichtung betrieben oder es wird bei einer hohen Betriebsleistung nur jene der ersten Fördereinrichtung oder der zweiten Fördereinrichtung betrieben, welche stärker ausgelegt ist. According to a preferred embodiment of the method, when the operating performance is low, only the first conveyor device or the second conveyor device is operated, and when the operating performance is high, both the first conveyor device and the second conveyor device are operated, or when the operating performance is high, only that of the first conveyor device or the second conveyor device is operated second conveyor operated, which is designed stronger.
Die Fördereinrichtungen können einzeln betrieben werden und einen Unterdrück an der im Förderpfad vorgeschalteten Einlassöffnung für den Treibstoff erzeugen, beispielsweise an der externen oder internen Treibstoffverbindung, und durch diese dann den Treibstoff von extern oder von der Rezirkulation ansaugen. Die stärker ausgelegte Fördereinrichtung kann so einen Unterdrück erzeugen und eine Rezirkulation von der anderen Fördereinrichtung erzeugen. The delivery devices can be operated individually and create a negative pressure at the upstream inlet opening for the fuel in the delivery path, for example at the external or internal fuel connection, and through these then suck in the fuel from the outside or from the recirculation. The more powerful conveyor can thus create a negative pressure and create a recirculation from the other conveyor.
Das Erkennen der Notwendigkeit kann über Sensoren oder Kenntnis über die Betriebsart der Brennstoffzelle erfolgen, etwa aus einem Rückschluss über den gegenwärtig betriebenen Leistungsbereich / Lastenbereich der Brennstoffzelle. The necessity can be detected via sensors or knowledge of the operating mode of the fuel cell, for example from a conclusion about the currently operated power range/load range of the fuel cell.
Das Verfahren kann sich vorteilhaft auch durch die bereits genannten Merkmale der Treibstofffördereinrichtung auszeichnen und umgekehrt. The method can advantageously also be distinguished by the already mentioned features of the fuel delivery device and vice versa.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Further features and advantages of embodiments of the invention result from the following description with reference to the attached drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment specified in the schematic figures of the drawing.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 shows a schematic illustration of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 shows a schematic illustration of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to a further exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und Fig. 4 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 shows a schematic illustration of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to a further exemplary embodiment of the present invention; and 4 shows a block diagram of method steps of a method for operating a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente. In the figures, the same reference symbols denote the same elements or elements with the same function.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic representation of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention.
Die Treibstofffördereinrichtung 10 zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, umfasst einen ersten Förderpfad Fl für den Treibstoff mit einer ersten Fördereinrichtung FEI; einen zweiten Förderpfad F2 für den Treibstoff mit einer zweiten Fördereinrichtung FE2, wobei der erste Förderpfad Fl und der zweite Förderpfad F2 miteinander in Reihe verbunden sind und aneinander anschließen und der Treibstoff nacheinander durch den ersten Förderpfad Fl und danach durch den zweiten Förderpfad F2 förderbar ist; eine Ausgangsöffnung AO für den Treibstoff, welche an den zweiten Förderpfad F2 anschließt und durch welche der Treibstoff an eine Brennstoffzelle abgebbar ist, wobei die erste Fördereinrichtung FEI und/oder die zweite Fördereinrichtung FE2 dazu eingerichtet ist, eine Förderleistung des Treibstoffs in Abhängigkeit einer Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems zu steuern, und wobei der erste Förderpfad Fl und/oder der zweite Förderpfad F2 einen variablen Strömungskanal für den Treibstoff umfasst, mittels dessen ein Volumensfluss des Treibstoffs durch den variablen Strömungskanal in Abhängigkeit der Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems veränderbar ist. Dabei kann die erste Fördereinrichtung FEI ein erstes Dosierventil DV1 und/oder eine erste Saugstrahlpumpe SSP1 umfassen. The fuel delivery device 10 for delivering a fuel for a fuel cell system comprises a first delivery path F1 for the fuel with a first delivery device FEI; a second delivery path F2 for the fuel with a second delivery device FE2, the first delivery path F1 and the second delivery path F2 being connected to one another in series and adjoining one another and the fuel being able to be delivered successively through the first delivery path F1 and then through the second delivery path F2; an outlet opening AO for the fuel, which connects to the second delivery path F2 and through which the fuel can be delivered to a fuel cell, with the first delivery device FEI and/or the second delivery device FE2 being set up to determine a delivery rate of the fuel depending on an operating performance of the To control fuel cell system, and wherein the first delivery path Fl and / or the second delivery path F2 comprises a variable flow channel for the fuel, by means of which a volumetric flow of fuel through the variable flow channel depending on the operating power of the fuel cell system can be changed. The first delivery device FEI can include a first metering valve DV1 and/or a first ejector pump SSP1.
Des Weiteren kann die zweite Fördereinrichtung FE2 ein zweites Dosierventil DV2 und/oder eine zweite Saugstrahlpumpe SSP2 umfassen. Der zweite Förderpfad F2 kann eine zweite externe Treibstoffverbindung ET2 umfassen, wobei die zweite externe Treibstoffverbindung ET2 mit einem externen Treibstofftank verbindbar sein kann. Furthermore, the second delivery device FE2 can include a second metering valve DV2 and/or a second ejector pump SSP2. The second delivery path F2 can include a second external fuel connection ET2, wherein the second external fuel connection ET2 can be connectable to an external fuel tank.
Des Weiteren kann der erste Förderpfad Fl eine erste externe Treibstoffverbindung ETI und eine erste interne Treibstoffverbindung IT1 umfassen, wobei die erste externe Treibstoffverbindung ETI mit einem externen Treibstofftank verbindbar ist und die erste interne Treibstoffverbindung IT1 mit einem Rücklauf von der Brennstoffzelle verbindbar sein kann. Furthermore, the first conveying path Fl can comprise a first external fuel connection ETI and a first internal fuel connection IT1, the first external fuel connection ETI being able to be connected to an external fuel tank and the first internal fuel connection IT1 being able to be connected to a return from the fuel cell.
Des Weiteren kann die erste Fördereinrichtung FEI eine erste Strahldüse SD1 umfassen, welche im ersten Förderpfad Fl angeordnet sein kann und ein innerer Volumensfluss des Treibstoffs kann durch einen Innenbereich IB1 der ersten Strahldüse leitbar sein, und wobei die erste Strahldüse SD1 den variablen Strömungskanal bilden kann, wobei die erste Strahldüse SD1 entlang des ersten Förderpfads Fl beweglich angeordnet sein kann und abhängig von einer Position der ersten Strahldüse SD1 ein äußerer Volumensfluss des Treibstoffs um die erste Strahldüse SD1 herum sperrbar oder durchlassbar sein kann. Furthermore, the first delivery device FEI can comprise a first jet nozzle SD1, which can be arranged in the first delivery path Fl and an inner volume flow of the fuel can be routed through an interior area IB1 of the first jet nozzle, and the first jet nozzle SD1 can form the variable flow channel, wherein the first jet nozzle SD1 can be arranged movably along the first conveying path Fl and, depending on a position of the first jet nozzle SD1, an outer volume flow of the fuel around the first jet nozzle SD1 can be blockable or permeable.
Dabei kann der erste Förderpfad Fl eine erste Federeinrichtung Fedl umfassen, mit welcher die erste Strahldüse SD1 gegen die Dichtgeometrie 2.2 (Wand des ersten Förderpfads) zu 2.3 (Strahlhülsenverbreiterung) gegengespannt sein kann, etwa für eine eindeutige Startposition der ersten Strahldüse SD1. Die Dichtgeometrie kann dabei einen Dichtsitz, etwa einen Vorsprung oder eine Erhebung an der Wand des Förderpfades (erster oder zweiter) umfassen. Gegen diesen kann die Strahldüse anliegend angeschoben werden, vorteilhaft durch die Federeinrichtung. Diese Dichtposition kann einer Ruheposition entsprechen, wobei bei einer Vergrößerung des Innendrucks kann dann die (erste) Strahldüse in Gegenrichtung zur Kraftwirkung der ersten Federeinrichtung verschoben werden und einen Zusatzpfad für den Treibstoff öffnen. The first conveying path Fl can include a first spring device Fedl, with which the first jet nozzle SD1 can be counter-tensioned against the sealing geometry 2.2 (wall of the first conveying path) to 2.3 (expansion of the jet sleeve), for example for a clear starting position of the first jet nozzle SD1. The sealing geometry can include a sealing seat, such as a projection or elevation on the wall of the conveying path (first or second). The jet nozzle can be pushed against this, advantageously by the spring device. This sealing position can correspond to a rest position, in which case the (first) jet nozzle can then be displaced in the opposite direction to the force of the first spring device and open an additional path for the fuel when the internal pressure increases.
Allgemein kann die Treibstofffördereinrichtung 10 mit deren Komponenten dazu ausgelegt sein, flüssigen oder gasförmigen Wasserstoff als Treibstoff zu fördern. In general, the fuel delivery device 10 with its components can be designed to deliver liquid or gaseous hydrogen as fuel.
Nach der Figur 1 kann die Treibstofffördereinrichtung 10 als ein Doppelstrahldüsenmodul ausgestaltet sein, dessen Fördereinrichtungen FEI und FE2 in Reihe geschaltet sein können. Die Förderpfade Fl und F2 können jeweils von einem Wasserstoffdosierventil betrieben werden und aktiviert werden. According to Figure 1, the fuel delivery device 10 can be configured as a double jet nozzle module, the delivery devices FEI and FE2 can be connected in series. The delivery paths F1 and F2 can each be operated and activated by a hydrogen metering valve.
In einem Mitteldruckbereich Vmitt können die externen Treibstoffverbindungen ETI und ET2 in die jeweiligen Fördereinrichtungen FEI und FE2 münden und diese mit frischem Treibstoff, etwa Wasserstoff, von einem externen Tank versorgen. Eine Abdichtung des Mitteldruckbereiches gegenüber einem Außen- und Innenbereich des anliegenden Förderpfades kann dazu jeweils über eine Dichtung erfolgen 8a, und 8b oder 9a und 9b, welche einen Außenbereich der Treibstofffördereinrichtung 10 von dem angrenzenden Förderpfad abgrenzen kann. Nach Innen in dem Förderpfad kann dann der sogenannte Anodenbereich Van angrenzen, welcher durch die anliegende Dichtung getrennt sein kann.In a medium-pressure range Vmitt, the external fuel connections ETI and ET2 can open into the respective delivery devices FEI and FE2 and supply them with fresh fuel, such as hydrogen, from an external tank. The medium-pressure area can be sealed off from an outer and inner area of the adjoining delivery path via a seal 8a and 8b or 9a and 9b, which can delimit an outer area of the fuel delivery device 10 from the adjoining delivery path. The so-called anode area Van can then border on the inside in the conveying path, which can be separated by the adjacent seal.
Diese Dichtungen können jeweils einen O-Ring umfassen, über die O-Ringe 8a, 8b und 9a, 9b in den Anodenbereich VAn. These seals can each include an O-ring, via the O-rings 8a, 8b and 9a, 9b in the anode area VAn.
Wenn die Brennstoffzelle niederlastig betrieben werden soll, wird weniger Treibstoff (Wasserstoff) benötigt, was auch in einer geringeren Leistung der Fördereinrichtung resultieren kann. If the fuel cell is to be operated at low loads, less fuel (hydrogen) is required, which can also result in lower output from the delivery device.
Bei hochlastigen Betriebspunkten kann die Leistung der Fördereinrichtung größer ausgelegt sein, so dass die Zurückspeisung eines größeren (Volumens) Massenstroms möglich ist. In the case of high-load operating points, the capacity of the conveying device can be designed to be greater, so that a larger (volume) mass flow can be fed back.
Bei einem Betrieb bei Niederlast kann die Fördereinrichtung, etwa die erste FEI, das System mit frischem Treibstoff, etwa Wasserstoff, versorgen. Die zweite Fördereinrichtung FE2 kann dann den Zustrom vom Mitteldruckbereich zum Anodenbereich sperren, also ausgeschaltet sein. During low load operation, the conveyor, such as the first FEI, may provide fresh fuel, such as hydrogen, to the system. The second delivery device FE2 can then block the inflow from the medium-pressure area to the anode area, that is to say it can be switched off.
Auf diese Weise kann in der ersten Fördereinrichtung FEI frischer Wasserstoff aus der Düse 4.1 in den ersten Förderpfad Fl eingebracht werden, und es entsteht somit in Bereichen vor (vor der Hülse aus Richtung der Treibstoffverbindung ETI oder IT 1) dem ersten Förderpfad Fl ein Unterdrück, der das Rezirkulationsgas (Treibstoff) aus der ersten internen Treibstoffverbindung IT1 ansaugen kann. Damit kann die erste Strahldüse SD1, etwa als eine Strahlhülse ausgeformt, einen innerer Volumensfluss erzeugen. In this way, fresh hydrogen can be introduced from the nozzle 4.1 into the first conveying path Fl in the first conveying device FEI, and there is thus a negative pressure in areas in front of (in front of the sleeve from the direction of the fuel connection ETI or IT 1) the first conveying path Fl. which can draw in the recirculation gas (fuel) from the first internal fuel connection IT1. In this way, the first jet nozzle SD1, shaped for example as a jet sleeve, can generate an inner volume flow.
Die erste Strahldüse SD1 kann eine Röhrenform aufweisen und an Seiten des Dosierventils einen kleineren Durchmesser aufweisen als an dessen Ende in Richtung entlang des ersten Förderpfads. So kann die erste Strahldüse SD1 in einem Endbereich in Richtung des ersten Förderpfads einen vergrößerten Außendurchmesser aufweisen und mit dem Förderpfad an einer Kante 2.2 mit der Dichtkante 2.3 der Strahldüse SD1 abschließen, die einen möglichen äußeren Volumensfluss SP1 zwischen der Strahlhülse 2.1 und dem Modulgehäuse 13 versperren kann, wenn die inneren Druckkräfte bei Niederlastbetrieb die Strahlhülse an die Dichtkante 2.3 schieben können. Der eingedüste Frisch -Wasserstoff und das Rezirkulationsgas gelangen in diesem Fall zum inneren Volumensfluss SP2 (und SP3 des zweiten Förderpfads F2) in die Brennstoffzelle, die zweite Fördereinrichtung kann dabei ausgeschaltet sein oder mit einer geringeren Leistung als die erste Fördereinrichtung betrieben werden. In diesem Betriebsbereich wirken neben der Federkraft Ff noch eine zu dieser gleichgerichtete pneumatische Kraft FpN die vom Durchmesserverhältnis da/di abhängt, da vor der Strahlhülse 2.1 ein Unterdrück und nach der Strahlhülse ein Überdruck entstehen kann. Die Summe der beiden Kräfte sorgt dafür, dass die Dichtkante 2.2 den Strömungspfad SP1 verschließen kann und so kein Rückströmen des eingedüsten frischen Wasserstoffs in die interne Treibstoffverbindung IT1 über den Strömungspfad SP1 möglich ist. The first jet nozzle SD1 may have a tubular shape and may have a smaller diameter at the metering valve side than at the end thereof toward along the first delivery path. The first jet nozzle SD1 can have an enlarged outer diameter in an end area in the direction of the first conveying path and can end with the conveying path at an edge 2.2 with the sealing edge 2.3 of the jet nozzle SD1, which blocks a possible external volume flow SP1 between the jet sleeve 2.1 and the module housing 13 when the internal pressure forces can push the blasting sleeve against the sealing edge 2.3 during low-load operation. In this case, the injected fresh hydrogen and the recirculation gas reach the inner volume flow SP2 (and SP3 of the second conveying path F2) in the fuel cell; the second conveying device can be switched off or operated with a lower power than the first conveying device. In this operating range, in addition to the spring force Ff, there is also a pneumatic force FpN in the same direction as this, which depends on the diameter ratio da/di, since a negative pressure can arise in front of the blasting sleeve 2.1 and an overpressure can arise after the blasting sleeve. The sum of the two forces ensures that the sealing edge 2.2 can close the flow path SP1 and thus the injected fresh hydrogen cannot flow back into the internal fuel connection IT1 via the flow path SP1.
Bei einem Betrieb bei Hochlast kann die zweite Fördereinrichtung FE2 aktiv sein und dessen Dosierventil DV2 über die zweite externe Treibstoffverbindung ET2 das System mit frischem Wasserstoff versorgen. Die erste Fördereinrichtung FEI kann dann den Zustrom vom Mitteldruckbereich zum Anodenbereich an der ersten Fördereinrichtung FEI sperren. Die erste Fördereinrichtung kann dabei ausgeschaltet sein oder mit geringerer Leistung als die zweite Fördereinrichtung betrieben werden. When operating at high load, the second delivery device FE2 can be active and its metering valve DV2 can supply the system with fresh hydrogen via the second external fuel connection ET2. The first delivery device FEI can then block the inflow from the medium-pressure area to the anode area at the first delivery device FEI. The first conveyor can be switched off or operated with less power than the second conveyor.
Wird nun frischer Wasserstoff aus der Düse der zweiten Fördereinrichtung eingebracht, entsteht in Bereichen vor der zweiten Strahldüse ein Unterdrück, der das Rezirkulationsgas aus der ersten internen Treibstoffverbindung IT1 ansaugt. Da der Rezirkulationsstrom nun größer ist als bei niedriger Last, ist der Querschnitt di an der Strahlhülse 2.1 nicht ausreichend groß zum Durchstrom bei Druckausgleich. Deshalb entsteht an der ersten Strahldüse FEI ein Druckgefälle, dessen wirksame Kraft FpH der optionalen Federkraft Ff der ersten Federeinrichtung Fedl entgegenwirken kann. Die Strahlhülse der SD1 kann axial in Richtung des ersten Förderpfades verfahren, die Dichtkante 2.2 gibt den äußeren Strömungspfad SP1 frei. Das Rezirkulationsgas kann nun durch die angedeuteten Öffnungen 13.1 des Außenmoduls in den Führungsbereich(en)If fresh hydrogen is now introduced from the nozzle of the second delivery device, a negative pressure is created in areas in front of the second jet nozzle, which the recirculation gas from the first internal fuel connection IT1 sucks. Since the recirculation flow is now greater than at low load, the cross-section di on the jet sleeve 2.1 is not large enough for flow through when the pressure is equalized. Therefore, a pressure drop occurs at the first jet nozzle FEI, the effective force FpH of which can counteract the optional spring force Ff of the first spring device Fedl. The jet sleeve of the SD1 can move axially in the direction of the first conveying path, the sealing edge 2.2 releases the outer flow path SP1. The recirculation gas can now flow through the indicated openings 13.1 of the outdoor module into the guide area(s)
13.2 der ersten Strahlhülse SD1 über den nun geöffneten Dichtsitz 2.3 in den Zuströmbereich vor der zweiten Fördereinrichtung FE2 gelangen. Da nun der äußere und innere Strömungspfad SP1 und SP2 zur Verfügung stehen, kann das gesamte anstehende Rezirkulationsgas der Strahldüse der zweiten Fördereinrichtung FE2 zugeführt werden. Die Strahldüse der zweiten Fördereinrichtung kann nun die Brennstoffzelle mit dem frischen Wasserstoff und dem anstehenden Rezirkulationgas versorgen. Die zweite Fördereinrichtung kann dann mit einer größeren Leistung als die erste Fördereinrichtung betrieben werden. 13.2 of the first blasting sleeve SD1 reach the inflow area in front of the second conveyor device FE2 via the now open sealing seat 2.3. Since the outer and inner flow paths SP1 and SP2 are now available, all of the recirculation gas that is present can be fed to the jet nozzle of the second conveyor device FE2. The jet nozzle of the second conveyor can now supply the fuel cell with the fresh hydrogen and the recirculation gas that is present. The second conveyor can then be operated with a higher power than the first conveyor.
Es kann die Funktion der Strahldüse der ersten Fördereinrichtung FEI auch ohne die erste Federeinrichtung Fedl gegeben sein; in diesem Fall entstehen im Hochlastbetrieb nur sehr geringe Strömungsverluste im äußeren Strömungspfad SP1. The jet nozzle of the first conveying device FEI can also function without the first spring device Fedl; in this case, only very small flow losses occur in the outer flow path SP1 in high-load operation.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 2 shows a schematic representation of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to a further exemplary embodiment of the present invention.
Die Fig. 2 zeigt die Treibstofffördereinrichtung 10 aus der Fig. 1, wobei jedoch die erste Fördereinrichtung und damit der erste Förderpfad keine verschiebbare Strahldüse umfasst. Die Variante der Fig. 2 zeigt somit ein Doppelstrahldüsenmodul in dessen Flussrichtung des Treibstoffs die Reihenfolge der Wirkungen der Förderpfade aus der Fig. 1 vertauscht ist. Die Fördereinrichtung des ersten Förderpfads, nunmehr für den Betrieb bei Hochlast, kann der zweiten Fördereinrichtung für niedrige Last vorgeschaltet sein. Die Treibstofffördereinrichtung 10 nach der Fig. 2 ist derart aufgebaut, dass die zweite Fördereinrichtung FE2 eine zweite Strahldüse SD2 umfasst, welche im zweiten Förderpfad F2 angeordnet ist und ein innerer Volumensfluss des Treibstoffs durch einen Innenbereich IB2 der zweiten Strahldüse leitbar ist, und wobei die zweite Strahldüse SD2 den variablen Strömungskanal bildet, wobei die zweite Strahldüse SD2 entlang des zweiten Förderpfads F2 beweglich angeordnet ist und abhängig von einer Position der zweiten Strahldüse SD2 ein äußerer Volumensfluss des Treibstoffs um die zweite Strahldüse SD2 herum sperrbar oder durchlassbar ist. Des Weiteren kann der zweite Förderpfad F2 eine zweite Federeinrichtung Fed2 umfassen, mit welcher die zweite Strahldüse SD2 gegen die Dichtgeometrie 2.2 / 2.3 (ähnlich wie in der Fig. 1, allerdings nun im zweiten Förderpfad und an der zweiten Strahlhülse) gegengespannt sein kann, etwa für eine eindeutige Startposition der zweiten Strahldüse SD2. FIG. 2 shows the fuel delivery device 10 from FIG. 1, but the first delivery device and thus the first delivery path does not include a displaceable jet nozzle. The variant of FIG. 2 thus shows a double-jet nozzle module in whose direction of flow of the fuel the order of the effects of the conveying paths from FIG. 1 is reversed. The conveying device of the first conveying path, now for operation at high loads, can be connected upstream of the second conveying device for low loads. The fuel delivery device 10 according to FIG. 2 is constructed in such a way that the second delivery device FE2 comprises a second jet nozzle SD2, which is arranged in the second delivery path F2 and an inner volume flow of the fuel can be guided through an inner region IB2 of the second jet nozzle, and the second Jet nozzle SD2 forms the variable flow channel, the second jet nozzle SD2 being arranged movably along the second conveying path F2 and depending on a position of the second jet nozzle SD2 an outer volume flow of the fuel around the second jet nozzle SD2 can be blocked or passed. Furthermore, the second conveying path F2 can include a second spring device Fed2, with which the second jet nozzle SD2 can be counter-tensioned against the sealing geometry 2.2/2.3 (similar to that in FIG. 1, but now in the second conveying path and on the second jet sleeve), for example for a clear starting position of the second jet nozzle SD2.
Die Dichtsitze 2.3 und 2.2 können sich nun an der zweiten Strahldüse und an dem zweiten Förderpfad um die zweite Strahldüse SD2 herum befinden. The sealing seats 2.3 and 2.2 can now be located on the second jet nozzle and on the second conveying path around the second jet nozzle SD2.
Ansonsten können bei einem entsprechenden Betrieb der zweiten Fördereinrichtung, etwa des zweiten Dosierventils und/oder der zweiten Saugstrahlpumpe, die gleichen Druckverhältnisse gemäß der Fig. 1, nun in der Fig. 2 um die zweite Strahldüse erzeugt werden, damit der Treibstoff aus der ersten internen Treibstoffverbindung IT1 angesaugt werden kann und ein Druck vor der Strahlhülse der zweiten Strahldüse DS2 geringer sein kann als die Vorspannkraft der zweiten Federeinrichtung Fed2. Dadurch kann dann der Dichtsitz 2.2 der zweiten Strahldüse DS2 auf den Dichtsitz 2.3 des zweiten Förderpfads aufsetzen und den äußeren Volumensfluss sperren. Der Treibstoff kann dann nur durch den Innenbereich IB2 geführt werden. Dies kann dem Niederlastregime entsprechen und vom ersten Förderpfad nur Rezirkulation betreiben wenn die erste Fördereinrichtung ausgeschaltet ist (von der zweiten Fördereinrichtung kann dazu dann Treibstoff von der externen Leitung ET2 gefördert werden), durch ein Ansaugen aus der ersten internen Treibstoffverbindung IT1 mit Unterdrück. Für einen Hochlastbetrieb kann dann ähnlich der Fig. 1 ein derartiges Druckniveau in den Förderpfaden erzeugt werden, dass die Strahlhülse der zweiten Strahldüse DS2 gegen die Feder gedrückt werden kann und sowohl der innere als auch der äußere Volumensfluss im zweiten Förderpfad betreibbar sind, da der äußere Volumensfluss um die Strahlhülse der zweiten Strahldüse durchlassbar sein kann. So können rezirkulierter Treibstoff und frischer Treibstoff gefördert werden, allein durch die inneren Druckverhältnisse und ohne ein zusätzliches aktives Steuerventil. Die erste und zweite Fördereinrichtung können entsprechend der Fig. 1 für den jeweiligen Fall mit größerer oder geringerer Leistung relativ zueinander betrieben werden, oder es kann eine der beiden entsprechend abgeschaltet sein. Um die zweite Strahlhülse zu verschieben können die beiden Fördereinrichtungen im Verhältnis zueinander derart betrieben werden, dass die entstehenden Druckniveaus in den Förderpfaden die zweite Strahlhülse öffnen können, oder es kann ein Ansaugen von der Ausgangsöffnung, etwa von der Brennstoffzelle selbst oder von einer Vorrichtung nach der Ausgangsöffnung, erzielt werden, wobei eine Zugwirkung und entsprechendes Druckniveau an der zweiten Strahlhülse entstehen kann und die Öffnungswirkung des Dichtsitzes, ähnlich wie zur Fig. 1 erklärt, erzeugt werden kann. Otherwise, with corresponding operation of the second delivery device, such as the second metering valve and/or the second ejector pump, the same pressure conditions as shown in FIG. 1, now in FIG. 2, can be generated around the second jet nozzle so that the fuel can flow out of the first internal Fuel connection IT1 can be sucked in and a pressure in front of the jet sleeve of the second jet nozzle DS2 can be lower than the biasing force of the second spring device Fed2. As a result, the sealing seat 2.2 of the second jet nozzle DS2 can then be placed on the sealing seat 2.3 of the second conveying path and block the outer volume flow. The fuel can then only be guided through the inner area IB2. This can correspond to the low-load regime and only operate recirculation from the first delivery path when the first delivery device is switched off (fuel can then be delivered from the external line ET2 by the second delivery device) by suction from the first internal fuel connection IT1 with negative pressure. For high-load operation, such a pressure level can then be generated in the conveying paths, similar to FIG volume flow around the Jet sleeve of the second jet nozzle can be permeable. In this way, recirculated fuel and fresh fuel can be conveyed solely through the internal pressure conditions and without an additional active control valve. According to FIG. 1, the first and second conveying device can be operated with greater or lesser power relative to one another for the respective case, or one of the two can be switched off accordingly. In order to displace the second jet sleeve, the two conveying devices can be operated in relation to one another in such a way that the resulting pressure levels in the conveying paths can open the second jet sleeve, or suction can be used from the outlet opening, for example from the fuel cell itself or from a device after the Output opening can be achieved, whereby a pulling effect and a corresponding pressure level can arise on the second jet sleeve and the opening effect of the sealing seat, similar to that explained in FIG. 1, can be produced.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 3 shows a schematic illustration of a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to a further exemplary embodiment of the present invention.
Die Treibstofffördereinrichtung 10 nach der Fig. 3 zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Förderpfad Fl und der zweite Förderpfad F2 länglich (dieser nur teilweise länglich da eine Biegung vorhanden sein kann) entlang einer gleichen Richtung R zur Ausgangsöffnung AO hin verlaufen und die erste Fördereinrichtung FEI an einem Anfang des ersten Förderpfads Fl angeordnet ist und die zweite Fördereinrichtung FE2 seitlich am zweiten Förderpfad F2 angeordnet ist und eine zweite Einlassdüse E2, welche in die Richtung R der beiden Förderpfade in diese ausgerichtet sein kann. Die zweite Einlassdüse E2 kann dabei eine flexible oder feste Düse oder Rohrform umfassen, die in den zweiten Förderpfad F2 hineinreichen kann und um 90 Grad zur Ausgangsöffnung AO hingebogen sein kann. The fuel delivery device 10 according to FIG. 3 is characterized in that the first delivery path F1 and the second delivery path F2 are elongated (this is only partially elongated because a bend can be present) along the same direction R towards the outlet opening AO and the first delivery device FEI is arranged at a start of the first conveying path Fl and the second conveying device FE2 is arranged laterally on the second conveying path F2 and a second inlet nozzle E2, which can be aligned in the direction R of the two conveying paths in these. The second inlet nozzle E2 can include a flexible or fixed nozzle or tubular shape, which can reach into the second conveying path F2 and can be bent by 90 degrees toward the outlet opening AO.
Die zweite externe Treibstoffverbindung ET2 kann ebenso wie in den anderen Beispielen neben der zweiten Fördereinrichtung FE2 angeordnet sein. Die Treibstofffördereinrichtung 10 der Fig. 3 entspricht im Wesentlichen jener aus der Fig. 1 und ist bezüglich der Anordnung in Flussrichtung gleich jener der Fig. As in the other examples, the second external fuel connection ET2 can be arranged next to the second delivery device FE2. The fuel delivery device 10 of Fig. 3 essentially corresponds to that of Fig. 1 and is the same as that of Fig.
1. Die Variante der Fig. 3 entspricht jedoch einer anderen konstruktiven Bauform des Doppelstrahldüsenmoduls. Die längliche Bauform des Doppelstrahldüsenmoduls erfordert es, dass die zweite Fördereinrichtung FE2 mit einer gekrümmten zweiten Einlassdüse E2 ausgestattet ist. 1. The variant of FIG. 3, however, corresponds to a different structural design of the double jet nozzle module. The elongated design of the double jet nozzle module requires that the second conveyor FE2 is equipped with a curved second inlet nozzle E2.
Fig. 4 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 4 shows a block diagram of method steps of a method for operating a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system according to an exemplary embodiment of the present invention.
Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem erfolgt ein Bereitstellen S1 einer erfindungsgemäßen Treibstofffördereinrichtung zum Fördern eines Treibstoffs und ein Verbinden der Treibstofffördereinrichtung mit einer Brennstoffzelle; ein Erkennen S2 einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs von einem Treibstofftank und danach Fördern S3 des Treibstoffs von dem Treibstofftank zu der Brennstoffzelle mittels des ersten Förderpfads mit einer ersten Fördereinrichtung und/oder mittels des zweiten Förderpfads mit einer zweiten Fördereinrichtung; ein Erkennen S4 einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs bei einer geringen Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems oder bei einer hohen Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems und danach Fördern S5 des Treibstoffs in dem ersten Förderpfad und/oder in dem zweiten Förderpfad; und ein Abgeben S6 des Treibstoffs über die Ausgangsöffnung für den Treibstoff an die Brennstoffzelle. In the method for operating a fuel delivery device for delivering a fuel for a fuel cell system, a fuel delivery device according to the invention for delivering a fuel is provided S1 and the fuel delivery device is connected to a fuel cell; a detection S2 of a need to convey the fuel from a fuel tank and then conveying S3 the fuel from the fuel tank to the fuel cell by means of the first conveying path with a first conveying device and/or by means of the second conveying path with a second conveying device; a detection S4 of a need to pump the fuel when the operating power of the fuel cell system is low or when the operating power of the fuel cell system is high and then pumping S5 the fuel in the first pumping path and/or in the second pumping path; and discharging S6 the fuel to the fuel cell via the fuel discharge port.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Although the present invention has been fully described above with reference to the preferred exemplary embodiment, it is not restricted thereto but can be modified in a variety of ways.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Treibstofffördereinrichtung (10) zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, umfassend: A fuel delivery device (10) for delivering a fuel for a fuel cell system, comprising:
- einen ersten Förderpfad (Fl) für den Treibstoff mit einer ersten Fördereinrichtung (FEI); - A first delivery path (Fl) for the fuel with a first delivery device (FEI);
- einen zweiten Förderpfad (F2) für den Treibstoff mit einer zweiten Fördereinrichtung (FE2), wobei der erste Förderpfad (Fl) und der zweite Förderpfad (F2) miteinander in Reihe verbunden sind und aneinander anschließen und der Treibstoff nacheinander durch den ersten Förderpfad (Fl) und danach durch den zweiten Förderpfad (F2) förderbar ist; - a second conveying path (F2) for the fuel with a second conveying device (FE2), the first conveying path (Fl) and the second conveying path (F2) being connected to one another in series and adjoining one another and the fuel being conveyed successively through the first conveying path (Fl ) and can then be conveyed through the second conveying path (F2);
- eine Ausgangsöffnung (AO) für den Treibstoff, welche an den zweiten Förderpfad (F2) anschließt und durch welche der Treibstoff an eine Brennstoffzelle abgebbar ist, wobei die erste Fördereinrichtung (FEI) und/oder die zweite Fördereinrichtung (FE2) dazu eingerichtet ist, eine Förderleistung des Treibstoffs in Abhängigkeit einer Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems zu steuern, und wobei der erste Förderpfad (Fl) und/oder der zweite Förderpfad (F2) einen variablen Strömungskanal für den Treibstoff umfasst, mittels dessen ein Volumensfluss des Treibstoffs durch den variablen Strömungskanal in Abhängigkeit der Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems veränderbar ist. - an outlet opening (AO) for the fuel, which connects to the second conveying path (F2) and through which the fuel can be delivered to a fuel cell, the first conveying device (FEI) and/or the second conveying device (FE2) being set up for this purpose, to control a delivery rate of the fuel depending on an operating performance of the fuel cell system, and wherein the first delivery path (F1) and/or the second delivery path (F2) comprises a variable flow channel for the fuel, by means of which a volume flow of the fuel through the variable flow channel is dependent the operating power of the fuel cell system can be changed.
2. Treibstofffördereinrichtung (10) nach Anspruch 1, bei welcher die erste Fördereinrichtung (FEI) ein erstes Dosierventil (DV1) und/oder eine erste Saugstrahlpumpe (SSP1) umfasst. 2. Fuel delivery device (10) according to claim 1, in which the first delivery device (FEI) comprises a first metering valve (DV1) and/or a first ejector pump (SSP1).
3. Treibstofffördereinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die zweite Fördereinrichtung (FE2) ein zweites Dosierventil (DV2) und/oder eine zweite Saugstrahlpumpe (SSP2) umfasst 3. Fuel delivery device (10) according to claim 1 or 2, in which the second delivery device (FE2) comprises a second metering valve (DV2) and/or a second ejector pump (SSP2).
4. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der zweite Förderpfad (F2) eine zweite externe Treibstoffverbindung (ET2) umfasst, wobei die zweite externe Treibstoffverbindung (ET2) mit einem externen Treibstofftank verbindbar ist. 4. Fuel delivery device (10) according to one of claims 1 to 3, in which the second delivery path (F2) comprises a second external fuel connection (ET2), the second external fuel connection (ET2) being connectable to an external fuel tank.
5. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der erste Förderpfad (Fl) eine erste externe Treibstoffverbindung (ETI) und/oder eine erste interne Treibstoffverbindung (IT1) umfasst, wobei die erste externe Treibstoffverbindung (ETI) mit einem externen Treibstofftank verbindbar ist und die erste interne Treibstoffverbindung (IT1) mit einem Rücklauf von der Brennstoffzelle verbindbar ist. 5. Fuel delivery device (10) according to one of claims 1 to 4, in which the first delivery path (Fl) comprises a first external fuel connection (ETI) and/or a first internal fuel connection (IT1), the first external fuel connection (ETI) having an external fuel tank and the first internal fuel connection (IT1) is connectable to a return from the fuel cell.
6. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die erste Fördereinrichtung (FEI) eine erste Strahldüse (SD1) umfasst, welche im ersten Förderpfad (Fl) angeordnet ist und ein innerer Volumensfluss des Treibstoffs durch einen Innenbereich (I Bl) der ersten Strahldüse leitbar ist, und wobei die erste Strahldüse (SD1) den variablen Strömungskanal bildet, wobei die erste Strahldüse (SD1) entlang des ersten Förderpfads (Fl) beweglich angeordnet ist und abhängig von einer Position der ersten Strahldüse (SD1) ein äußerer Volumensfluss des Treibstoffs um die erste Strahldüse (SD1) herum sperrbar oder durchlassbar ist. 6. Fuel delivery device (10) according to one of Claims 1 to 5, in which the first delivery device (FEI) comprises a first jet nozzle (SD1) which is arranged in the first delivery path (Fl) and an inner volume flow of the fuel through an inner region (I Bl) the first jet nozzle can be guided, and wherein the first jet nozzle (SD1) forms the variable flow channel, the first jet nozzle (SD1) being arranged movably along the first conveying path (Fl) and depending on a position of the first jet nozzle (SD1). outer volume flow of the fuel around the first jet nozzle (SD1) can be blocked or passed.
7. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher die zweite Fördereinrichtung (FE2) eine zweite Strahldüse (SD2) umfasst, welche im zweiten Förderpfad (F2) angeordnet ist und ein innerer Volumensfluss des Treibstoffs durch einen Innenbereich (IB2) der zweiten Strahldüse leitbar ist, und wobei die zweite Strahldüse (SD2) den variablen Strömungskanal bildet, wobei die zweite Strahldüse (SD2) entlang des zweiten Förderpfads (F2) beweglich angeordnet ist und abhängig von einer Position der zweiten Strahldüse (SD2) ein äußerer Volumensfluss des Treibstoffs um die zweite Strahldüse (SD2) herum sperrbar oder durchlassbar ist. 7. Fuel delivery device (10) according to one of Claims 1 to 6, in which the second delivery device (FE2) comprises a second jet nozzle (SD2) which is arranged in the second delivery path (F2) and an inner volume flow of the fuel through an inner region (IB2 ) of the second jet nozzle can be guided, and wherein the second jet nozzle (SD2) forms the variable flow channel, the second jet nozzle (SD2) being arranged movably along the second conveying path (F2) and depending on a position of the second jet nozzle (SD2) an outer one Volume flow of the fuel around the second jet nozzle (SD2) can be blocked or passed.
8. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, bei welcher der erste Förderpfad (Fl) eine erste Federeinrichtung (Fedl) umfasst, mit welcher die erste Strahldüse (SD1) gegen eine Dichtgeometrie gegenspannbar ist und/oder der zweite Förderpfad (F2) eine zweite Federeinrichtung (Fed2) umfasst, mit welcher die zweite Strahldüse (SD2) gegen einen Innendruck des Treibstoffs im zweiten Förderpfad (F2) gegenspannbar ist. 8. Fuel delivery device (10) according to one of claims 6 or 7, in which the first delivery path (Fl) comprises a first spring device (Fedl), with which the first jet nozzle (SD1) can be counter-stressed against a sealing geometry and/or the second delivery path ( F2) comprises a second spring device (Fed2) with which the second jet nozzle (SD2) can be counter-stressed against an internal pressure of the fuel in the second conveying path (F2).
9. Treibstofffördereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher der erste Förderpfad (Fl) und der zweite Förderpfad (F2) länglich entlang einer gleichen Richtung (R) verlaufen und die erste Fördereinrichtung (FEI) an einem Anfang des ersten Förderpfads (Fl) angeordnet ist und die zweite Fördereinrichtung (FE2) seitlich am zweiten Förderpfad (F2) angeordnet ist und eine zweite Einlassdüse (E2) für den Treibstoff umfasst, welche in die Richtung (R) der beiden Förderpfade in diesen ausgerichtet ist. 9. fuel conveyor (10) according to any one of claims 1 to 8, wherein the first conveyor path (Fl) and the second conveyor path (F2) extend longitudinally along a same direction (R) and the first conveyor (FEI) at a The beginning of the first conveying path (Fl) is arranged and the second conveying device (FE2) is arranged laterally on the second conveying path (F2) and includes a second inlet nozzle (E2) for the fuel, which is aligned in the direction (R) of the two conveying paths in these is.
10. Verfahren zum Betreiben einer Treibstofffördereinrichtung (10) zum Fördern eines Treibstoffs für ein Brennstoffzellensystem, umfassend die Schritte: 10. A method for operating a fuel delivery device (10) for delivering a fuel for a fuel cell system, comprising the steps:
- Bereitstellen (Sl) einer Treibstofffördereinrichtung (10) zum Fördern eines Treibstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und Verbinden der Treibstofffördereinrichtung (10) mit einer Brennstoffzelle; - Providing (Sl) a fuel delivery device (10) for delivering a fuel according to any one of claims 1 to 9 and connecting the fuel delivery device (10) with a fuel cell;
- Erkennen (S2) einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs von einem Treibstofftank und danach Fördern (S3) des Treibstoffs von dem Treibstofftank zu der Brennstoffzelle mittels des ersten Förderpfads (Fl) mit einer ersten Fördereinrichtung (FEI) und/oder mittels des zweiten Förderpfads (F2) mit einer zweiten Fördereinrichtung (FE2); - Recognition (S2) of a need to deliver the fuel from a fuel tank and then delivering (S3) the fuel from the fuel tank to the fuel cell by means of the first delivery path (Fl) with a first delivery device (FEI) and/or by means of the second delivery path ( F2) with a second conveyor (FE2);
- Erkennen (S4) einer Notwendigkeit zum Fördern des Treibstoffs bei einer geringen Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems oder bei einer hohen Betriebsleistung des Brennstoffzellensystems und danach Fördern (S5) des Treibstoffs in dem ersten Förderpfad (Fl) und/oder in dem zweiten Förderpfad (F2); und - Recognize (S4) a need to deliver the fuel at a low operating power of the fuel cell system or at a high operating power of the fuel cell system and then conveying (S5) the fuel in the first conveying path (F1) and/or in the second conveying path (F2); and
- Abgeben (S6) des Treibstoffs über die Ausgangsöffnung (AO) für den Treibstoff an die Brennstoffzelle. - Discharging (S6) the fuel via the outlet opening (AO) for the fuel to the fuel cell.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem bei einer geringen Betriebsleistung nur die erste Fördereinrichtung (FEI) oder die zweite Fördereinrichtung (FE2) betrieben wird und bei einer hohen Betriebsleistung sowohl die erste Fördereinrichtung (FEI) als auch die zweite Fördereinrichtung (FE2) betrieben werden oder bei einer hohen Betriebsleistung nur jene der ersten Fördereinrichtung (FEI) oder der zweiten Fördereinrichtung (FE2) betrieben wird, welche stärker ausgelegt ist. 11. The method according to claim 10, in which at low operating power only the first conveyor (FEI) or the second conveyor (FE2) is operated and at high operating power both the first conveyor (FEI) and the second conveyor (FE2) are operated or at high operating power only that of the first conveyor (FEI) or the second conveyor (FE2) is operated, which is designed to be stronger.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10251878A1 (en) * 2001-11-09 2003-07-17 Honda Motor Co Ltd Fuel circuit of the fuel cell system
US20090155641A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-18 Ralph Senner Multiple injector and ejector array
DE112006003013B4 (en) 2005-11-08 2011-07-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Aichi-ken tank
DE102017222390A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-13 Robert Bosch Gmbh Conveying device for a fuel cell assembly for conveying and / or recirculating a gaseous medium

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111740131B (en) 2020-06-24 2021-10-22 一汽解放汽车有限公司 Hydrogen return system of fuel cell

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10251878A1 (en) * 2001-11-09 2003-07-17 Honda Motor Co Ltd Fuel circuit of the fuel cell system
DE112006003013B4 (en) 2005-11-08 2011-07-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Aichi-ken tank
US20090155641A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-18 Ralph Senner Multiple injector and ejector array
DE102017222390A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-13 Robert Bosch Gmbh Conveying device for a fuel cell assembly for conveying and / or recirculating a gaseous medium

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