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    • 专利摘要:
    Eswerden eine Brennstoffzellenanordnung mit mehreren mittels einesVerteilermoduls (2) zusammengeschalteten Brennstoffzellenmodulen(3), wobei das Verteilermodul (2) jeweilige zum Anschluss der Brennstoffzellenmodule(3) vorgesehene Anschlussstellen (5) mit zum Zu- und Abführen derfür dasBetreiben der Brennstoffzellenmodule (3) erforderlichen Medien vorgeseheneVersorgungsanschlüsseund mit den Versorgungsanschlüssenverbundene Versorgungsleitungen enthält, sowie ein entsprechendesVerteilermodul selbst beschrieben. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass dasVerteilermodul (2) als Gussteil ausgebildet ist, in welchem dieVersorgungsleitungen in Form von gegossenen Kanälen vorgesehen sind.
    公开号:DE102004003670A1
    申请号:DE102004003670
    申请日:2004-01-24
    公开日:2005-07-21
    发明作者:Gerhard Dr. Filip；Michael Dipl.-Ing. Niehues
    申请人:MTU Friedrichshafen GmbH；
    IPC主号:H01M8-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Brennstoffzellenanordnung mit mehreren mittelseines Verteilermoduls zusammengeschalteten Brennstoffzellenmodulen nachdem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein entsprechendes Verteilermodulselbst.
    [0002] Ausder WO 99/60644 ist eine Brennstoffzellenanordnung bekannt, beider mehrere Brennstoffzellenmodule, die jeweils eine Anzahl vonin Form eines Stapels oder Stacks angeordneten Brennstoffzellenumfassen, mittels eines Verteilermoduls zusammengeschaltet sind.Das Verteilermodul enthält jeweiligeAnschlussstellen, die zum Anschluss der Brennstoffzellenmodule vorgesehensind und zum Zu- und Abführender fürdas Betreiben der in den Brennstoffzellenmodulen enthaltenen Brennstoffzellenerforderlichen Medien vorgesehene Versorgungsanschlüsse enthalten,sowie mit diesen Versorgungsanschlüssen verbundene Versorgungsleitungen.
    [0003] Damitbei Anwendungen, bei denen höhere elektrischeLeistungen erforderlich sind, wie in Schiffen und bei Bahnen, dieerforderlichen Leistungen, insbesondere 0,5 bis 30 MW oder auchmehr, dargestellt werden können,besteht eine Möglichkeitdarin, üblicheBrennstoffzellenmodule kleinerer Leis tung, insbesondere 1 kW bis300 kW oder auch mehr, zu koppeln und zentral zu versorgen. Diedazu erforderliche Verrohrung der einzelnen Module zum Zuführen undAbführender fürdas Betreiben der in den Brennstoffzellenmodulen enthaltenen Brennstoffzellenerforderlichen Medien, d.h. Brenngas, Oxidationsgas, Produktgas,Kühlflüssigkeit,wird dabei aufwendig, teuer und wenig wartungsfreundlich. Weiterhinist wegen der Lauflängezwischen der Versorgung und den Brennstoffzellenmodulen mit Auskondensation undmit Druckverlusten zu rechnen.
    [0004] DieAufgabe der Erfindung ist es eine Brennstoffzellenanordnung dervorausgesetzten Art mit einem verbesserten Verteilermodul zu schaffen.Insbesondere sollen der Aufwand für Herstellung und Montage vermindertund die Betriebsbedingungen fürdie Brennstoffzellenmodule verbessert werden.
    [0005] DieseAufgabe wird durch eine Brennstoffzellenanordnung nach dem Anspruch1 gelöst.
    [0006] VorteilhafteWeiterbildungen der erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnungsind in den Ansprüchen2 bis 24 angegeben.
    [0007] Weiterhinwird durch die Erfindung ein entsprechendes Verteilermodul selbstgeschaffen.
    [0008] Durchdie Erfindung wird eine Brennstoffzellenanordnung mit mehreren mittelseines Verteilermoduls zusammengeschalteten Brennstoffzellenmodulengeschaffen, wobei das Verteilermodul jeweilige zum Anschluss derBrennstoffzellenmodule vorgesehene Anschlussstellen mit zum Zu-und Abführender fürdas Betreiben der Brennstoffzellenmodule erforderlichen Medien vorgeseheneVersorgungsanschlüsseund mit den Versorgungsanschlüssenverbundene Versorgungsleitungen enthält. Erfin dungsgemäß ist dasVerteilermodul als Gussteil ausgebildet, in welchem die Versorgungsleitungenin Form von gegossenen Kanälenvorgesehen sind.
    [0009] Vorzugsweisehat das Verteilermodul eine sich in einer Längsrichtung erstreckende Form,wobei die die Versorgungsleitungen bildenden Kanäle in Längsrichtung des Verteilermodulsverlaufen und die Brennstoffzellenmodule seitlich am Verteilermodul angebrachtsind.
    [0010] DieBrennstoffzellenmodule könnenin einer Reihe an einer Seite des Verteilermoduls angebracht sein.
    [0011] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform derErfindung sind die Brennstoffzellenmodule in zwei Reihen an zweiSeiten des Verteilermoduls angebracht.
    [0012] Vorzugsweisesind dabei die Brennstoffzellenmodule an zwei entgegengesetztenSeiten des Verteilermoduls angebracht.
    [0013] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform derErfindung ist es vorgesehen, dass einer oder mehrere der die Versorgungsleitungenbildenden Kanäleeinen sich im Sinne des Erreichens eines konstanten Drucks in demKanal überdie Längedes Verteilermoduls veränderndenQuerschnitt aufweisen. Der Vorteil hiervon ist es, dass der Versorgungsdruck für alle andas Verteilermodul angeschlossenen Brennstoffzellenmodule im wesentlichengleich ist.
    [0014] Gemäß einerAusführungsformder Erfindung enthalten die die Versorgungsleitungen bildenden Kanäle mindestenseinen Brenngaszuführungskanalzur Zuführungvon Brenngas zu den Brennstoffzellenmodulen, mindestens einen Oxidationsgaszuführungskanalzur Zuführungvon Oxidationsgas oder Luft zu den Brenn stoffzellenmodulen und mindestenseinen Abgaskanal zum Abführenvon Abgas oder Produktgas von den Brennstoffzellenmodulen.
    [0015] Weiterhinist es vorzugsweise vorgesehen, dass die die Versorgungsleitungenbildenden Kanäle mindestenseinen Brenngasrückführungskanalzum Rückführen vonnicht umgesetzten Brenngas von den Brennstoffzellenmodulen enthalten.
    [0016] Weiterhinist es vorzugsweise vorgesehen, dass die die Versorgungsleitungenbildenden Kanäle mindestensjeweils einen Kühlwasservorlaufkanal undeinen Kühlwasserrücklaufkanalzum Zuführen bzw.Abführenvon Kühlwasserzu bzw. von den Brennstoffzellenmodulen enthalten.
    [0017] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform derErfindung sind die Kanälefür Brenngasund/oder Oxidationsgas den Kühlwasserkanälen benachbart verlaufendangeordnet. Der besondere Vorteil hiervon ist es, dass die Temperaturin den Kanälenfür Brenngasund/oder Oxidationsgas nicht unter die Kondensationstemperatur desbefeuchteten Brenn- oder Oxidationsgases abfällt.
    [0018] Inden Kanälenfür Brenngas,Oxidationsgas und/oder Abgas könnenVerengungen, Rippen oder Blenden zur Verwirbelung der Gase vorgesehen sein.Der Vorteil hiervon ist es, dass durch die Verwirbelung eine gleichmäßige Temperatur über den Querschnittund damit gleichmäßige Betriebsbedingungenfür alleBrennstoffzellenmodule erreichbar sind.
    [0019] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform derErfindung ist es vorgesehen, dass zwischen dem Kühlwasservorlaufkanal und demKühlwasserrücklaufkanaleine Wärmeisolierungvorgesehen ist. Eine solche Wärmeisolierunghilft einen thermischen Kurz schluss zwischen Kühlwasservorlauf und Kühlwasserrücklauf indem Verteilermodul zu vermeiden und damit die Leistungsfähigkeitdes Kühlsystemszu gewährleisten.
    [0020] DieWärmeisolierungkann vorzugsweise durch gegossene Hohlräume gebildet sein.
    [0021] Weiterhinkönnenim Verteilermodul Stromschienen oder zur Durchführung von Stromschienen dienendeKanäleoder Hohlräumefür denelektrischen Anschluss der Brennstoffzellenmodule vorgesehen sein.
    [0022] Gemäß einerbevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dassein weiterer Kühlwasserkanalzum Führenvon sehr kaltem Kühlwasserdem Abgaskanal benachbart verlaufend angeordnet ist. Dieser Kühlwasserkanal,der bei einem Schiff beispielsweise mit kaltem Seewasser aus einemPrimärkühlkreislaufversorgt werden kann, unterstütztdie Kondensation von Produktwasser aus dem Abgas, so dass ein nachgeschalteterapparativer Aufwand zur Wasserrückgewinnungverringert oder vermieden werden kann.
    [0023] Hierbeikann der Abgaskanal tief liegende oder teilweise abgetrennte Teilezum Abführenvon aus dem Abgas auskondensierendem Produktwasser enthalten.
    [0024] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform derErfindung ist es vorgesehen, dass mehrere Verteilermodule mit jeweilsdaran angeschlossenen Brennstoffzellenmodulen hintereinander geschaltet angeordnetsind.
    [0025] Vorzugsweisehat jedes Verteilermodul eigene Zu- und Abführungen für die in den VersorgungsleitungengeführtenGase und/oder Flüssigkeiten.
    [0026] Gemäß einerbevorzugten Ausführungsform derErfindung ist es vorgesehen, dass die Anschlussstellen Einrastvorrichtungenaufweisen, an denen die Brennstoffzellenmodule auf einfache Weiseanbringbar und lösbarsind.
    [0027] Zweckmäßigerweisesind im Bereich der Anschlussstellen Verschlussvorrichtungen vorgesehen, diebeim Ausbau eines Brennstoffzellenmoduls die zugehörigen Versorgungsanschlüsse vorzugsweise selbsttätig verschließen.
    [0028] Vorzugsweiseist das Verteilermodul aus Metall, Kunststoff oder Keramik hergestellt.
    [0029] Weiterhinwird durch die Erfindung ein Verteilermodul mit den vorgenanntenMerkmalen selbst geschaffen.
    [0030] Imfolgenden werden Ausführungsbeispiele einerBrennstoffzellenanordnung sowie eines Verteilermoduls gemäß der vorliegendenErfindung anhand der Zeichnung erläutert.
    [0031] Eszeigt:
    [0032] 1 eineperspektivische Darstellung einer Brennstoffzellenanordnung, beider mehrere Brennstoffzellenmodule mittels eines Verteilermodulszusammengeschaltet sind, gemäß einemAusführungsbeispielder Erfindung;
    [0033] 2 eineDraufsicht auf die in Figur dargestellte Brennstoffzellenanordnung;
    [0034] 3 einenLängsschnittdurch das in den 1 und 2 dargestellteVerteilermodul in der Seitenansicht;
    [0035] 4 einenQuerschnitt durch Verteilermodul und Brennstoffzellenmodule desin 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels;und
    [0036] 5 einenQuerschnitt durch ein Verteilermodul gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel derErfindung.
    [0037] Inden 1 und 2 ist eine Brennstoffzellenanordnung 1 dargestellt,bei der mehrere Brennstoffzellenmodule 3, die jeweils eineAnzahl von in Form eines Stapels oder Stacks angeordneten Brennstoffzellenenthalten, mittels eines Verteilermoduls 2 zusammengeschaltetsind. Dabei ist jedes Brennstoffzellenmodul 3 an einerjeweiligen Anschlussstelle 5 an das Verteilermodul 2 angeschlossen.
    [0038] Wiedie 3 zeigt, in welcher das Verteilermodul 2 imLängsschnittdargestellt ist, hat dieses eine sich in einer Längsrichtung ausgestreckte Form, wobeimehrere Kanälein Längsrichtungdes Verteilermoduls 2 verlaufen, welche Versorgungsleitungen 21, 22, 23, 24, 25, 26 zumZu- und Abführender für dasBetreiben der in den Brennstoffzellenmodulen 3 enthaltenenBrennstoffzellen erforderlichen Medien bilden.
    [0039] Wieaus 4 ersichtlich ist, die einen Querschnitt durchdie Brennstoffzellenanordnung 1 entlang der Linie B-B in 2 zeigt,sind die Brennstoffzellenmodule 3 seitlich an zwei entgegengesetzten Seitendes Verteilermoduls 2 angebracht und an den Anschlussstellen 5 mitden die Versorgungsleitungen bildenden Kanälen verbunden.
    [0040] Diedie Versorgungsleitungen 21, 22, 23, 24, 25, 26 bildendenKanäleumfassen bei dem in den 3 und 4 gezeigtenAusführungsbeispiel zweiBrenngaszuführungskanäle 21 zurZuführung vonBrenngas, beispielsweise Wasserstoff, zu den Brenn stoffzellenmodulen 3 über jeweiligean den Anschlussstellen 5 vorgesehene Versorgungsanschlüsse 11,sowie einen Oxidationsgaszuführungskanal 22 zurZuführungvon Oxidationsgas, beispielsweise Luft, zu den Brennstoffzellenmodulen 3 über jeweiligein den Anschlussstellen 5 vorgesehene Versorgungsanschlüsse 12.Zum Abführendes in den Brennstoffzellenmodulen 3 anfallenden Abgases oderProduktgases ist ein Abgaskanal 23 vorgesehen, der über jeweiligein den Anschlussstellen 5 enthaltene Versorgungsanschlüsse 13 mitden Brennstoffzellenmodulen 3 verbunden ist. Zum Rückführen vonin den Brennstoffzellen der Brennstoffzellenmodule 3 nichtumgesetztem Brenngas sind zwei Brenngasrückführungskanäle 24 vorgesehen,die über ebenfallsan den Anschlussstellen 5 vorgesehene Versorgungsanschlüsse 14 mitden Brennstoffzellenmodulen 3 verbunden sind.
    [0041] Weiterhinumfassen die die Versorgungsleitungen bildenden Kanäle jeweilseinen Kühlwasservorlaufkanal 25 undeinen Kühlwasserrücklaufkanal 26 zumZuführenbzw. Abführenvon Kühlwasserzu bzw. von den Brennstoffzellenmodulen 3, die an jeweiligenin den Anschlussstellen 5 enthaltenen Versorgungsanschlüssen 15, 16 mitden Brennstoffzellenmodulen 3 verbunden sind. Die Brenngaszuführungskanäle 21 undder Oxidationsgaszuführungskanal 22 sinddem Kühlwasserrücklaufkanal 26 benachbartverlaufen angeordnet, so dass die darin strömenden Gase auf einer Temperaturgehalten werden können,die höherals die Kondensationstemperatur der mit Wasserdampf befeuchtetenBrenn- bzw. Oxidationsgase ist.
    [0042] Weiterhinsind in dem Verteilermodul 2 Stromschienen oder Hohlräume 28 zurDurchführung vonStromschienen vorgesehen, welche dem elektrischen Anschluss derin den Brennstoffzellenmodulen 3 enthaltenen Brennstoffzellendienen.
    [0043] Einweiterer Kühlwasserkanal 27,der dem Abgaskanal 23 benachbart verlaufend angeordnet ist,ist zum Führenvon sehr kaltem Kühlwasser,beispielsweise von kaltem Seewasser aus einem Primärkühlkreiseines Seeschiffs, vorgesehen. Hierdurch wird der Abgaskanal 23 unddamit das durch diesen strömendeProduktgas soweit gekühlt,dass das in dem Abgas enthaltene Produktwasser weitestgehend auskondensiertwird und dadurch auf einen zusätzlichennachgeschalteten apparativen Aufwand zur Wasserrückgewinnung verzichtet werdenkann.
    [0044] DasVerteilermodul 2 ist als Gussteil ausgebildet, welchesaus Metall, Kunststoff, Keramik oder Mischformen gegossen sein kann,in welchem die Versorgungsleitungen 21, 22, 23, 24, 25, 26,sowie der zusätzlicheKühlwasserkanal 27 inForm von gegossenen Kanälenvorgesehen sind. Einer oder mehrere der die Versorgungsleitungen 21, 22, 23, 24, 25, 26 bildendenKanäle,gegebenenfalls auch der zusätzlicheKühlwasserkanal 27,kann mit einem sich überdie Längedes Verteilermoduls 2 verändernden Querschnitt ausgebildetsein, um insbesondere einen konstanten Druck in dem Kanal zu erreichenoder um in anderer Weise die Strömungder in den Kanälen fließenden Medienzu beeinflussen. Insbesondere für diedas Brenngas und das Oxidationsgas sowie das Abgas bzw. ProduktgasführendenKanälesind ein konstanter Druck und damit für alle Brennstoffzellenmodule 3 gleicheDruck- und damit Betriebsverhältnissesehr vorteilhaft.
    [0045] Weiterhinkönnenin den Kanälen 21, 22, 23, 24 für Brenngas,Oxidationsgas und/oder Abgas Verengungen, Rippen oder Blenden vorgesehensein, die einer Verwirbelung der Gase und damit gleichmäßigen Temperatur-und Konzentrationsverhältnissen derin den KanälengeführteGase dienlich sind.
    [0046] Wiedie 1 bis 3 erkennen lassen, kann dieBrennstoffzellenanordnung 1 so aufgebaut sein, dass mehrereVerteilermodule 2 mit jeweils daran angeschlossenen Brennstoffzellenmodulen 3 hintereinandergeschaltet angeordnet sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispielsind an einem Verteilermodul 2 an zwei einander entgegengesetztenSeiten zwei Brennstoffzellenmodule 3 angeschaltet. Es können jedochauch mehrere Brennstoffzellenmodule 3 an einer oder anzwei entgegengesetzten Seiten eines einzigen Verteilermoduls 2 vorgesehensein. Jedes Verteilermodul 2 kann eigene Zu- und Abführungenfür diein den Versorgungsleitungen 21, 22, 23, 24, 25, 26 undin den zusätzlichen Kühlwasserkanal 27 geführten Gaseund/oder Flüssigkeitenaufweisen.
    [0047] DieAnschlussstellen 5 könnenmit, in den Figuren nicht eigens dargestellten, Einrastvorrichtungenversehen sein, an denen die Brennstoffzellenmodule 3 aufeinfache Weise anbringbar und lösbar sind.
    [0048] ImBereich der Einraststellen könnenmit Ventilen in Verbindung stehende elektrische Kontakte oder Steckvorrichtungenangebracht sein, die es ermöglichen,die Versorgungskanäleentweder von Hand oder selbsttätigzu verschließen,so dass der Betrieb der anderen Module nicht notwendigerweise unterbrochenwerden muss, wenn ein Modul ausgetauscht wird. Diese Ventile können auchin einem separat davor montierten „standardisierten" Anschlussblock enthaltensein.
    [0049] Wennautomatisch schließendeVentile vorhanden sind, so kann die Verriegelung so vorgesehen sein,dass die Ventile beim Abziehen des Steuer- und Kontrollkabels selbsttätig schließen undden Modul freigeben.
    [0050] Aufjeden Fall sollen Vorrichtungen vorhanden sein, die ein Verschließen derVersorgungskanäleermöglichen,wenn ein Modul ausgebaut ist, damit die anderen weiter betriebenoder wieder in Betrieb genommen werden können.
    [0051] In 5 istin größerer Detailliertheitein Querschnitt durch ein Ausführungsbeispieleines Verteilermoduls 2 dargestellt, welches in seinemgrundsätzlichenAufbau dem in 4 gezeigten entspricht. Diein Längsrichtungdes Verteilermoduls 2 verlaufenden Kanäle umfassen zwei Brenngaszuführungskanäle 21 zurZuführungvon Brenngas, insbesondere Wasserstoff, zu den Brennstoffzellenmodulen 3, welcheim oberen Bereich des Verteilermoduls 2 vorgesehen sindund in Versorgungsanschlüssen 11 münden. Darunterund den Brenngaszuführungskanälen 21 benachbartist ein Oxidationsgaszuführungskanal 22 zurZuführungvon Oxidationsgas, insbesondere Luft, zu den Brennstoffzellenmodulen 3 angeordnet,welcher in Versorgungsanschlüssen 11 mündet.
    [0052] Wiederumdem Oxidationsgaszuführungskanal 22 benachbartist ein Kühlwasserrücklaufkanal 26 vorgesehen,der in Versorgungsanschlüssen 16 mündet. EinKühlwasservorlaufkanal 25 istvon dem Kühlwasserrücklaufkanal 26 durcheine Wärmeisolierung 29 thermischgetrennt, die durch Hohlräumegebildet ist, welche in das Verteilermodul 2 eingegossen sind.Ein Abgaskanal 23 zum Abführen des Abgases bzw. Produktgasesaus den Brennstoffzellen der Brennstoffzellenmodule 3 istan Versorgungsanschlüssen 13 anletztere angeschlossen, ist dem Kühlwasservorlaufkanal 25 benachbartangeordnet und enthältteilweise abgegrenzte und tiefer liegende Teile 23a zumAbführenvon aus dem Abgas auskondensierenden Produktwasser.
    [0053] Unterdem Abgaskanal 23, 23a ist unmittelbar benachbartein zusätzlicherKühlwasserkanal 27 vorgesehen,welche in der be reits genannten Weise von sehr kaltem Kühlwasserdurchströmtwird. Durch das in dem Kühlwasserkanal 27 strömende sehrkalte Kühlwasserwird die beim Auskondensieren des Produktwassers in dem Abgaskanal 23, 23a anfallende Kondensationswärme abgeführt. Dieabgeteilten Kanäle 23a,in denen das Produktwasser auskondensieren soll, liegen tiefer alsdie Versorgungsanschlüsse 13,um einen Wasserrückschlussund damit eine Verstopfung zu vermeiden, und sie sind so abschüssig ausgebildet,dass ein zuverlässigerAblauf des Kondenswassers gewährleistetist.
    [0054] Schließlich sindStromschienen bzw. zum Durchführenvon Stromschienen vorgesehene Hohlräume oder Kanäle 28 inLängsrichtungin dem Verteilermodul 2 vorgesehen.
    [0055] Beiden beschriebenen Ausführungsbeispielensind mehrer Brennstoffzellenmodule 3 an zwei gegenüberliegendenSeiten des Verteilermoduls 2 vorgesehen, die Brennstoffzellenmodule 3 können jedochauch an nur einer Seite des Verteilermoduls 2 vorgesehensein oder sie könnenauch in anderer Weise an dem Verteilermodul 2 vorgesehensein.
    1 Brennstoffzellenanordnung 2 Verteilermodul 3 Brennstoffzellenmodul 5 Anschlussstelle 11 Versorgungsanschluss 12 Versorgungsanschluss 13 Versorgungsanschluss 14 Versorgungsanschluss 15 Versorgungsanschluss 16 Versorgungsanschluss 21 Brenngaszuführungskanal 22 Oxidationsgaszuführungskanal 23 Abgaskanal23a Produktwasserkanal 24 Brenngasrückführungskanal 25 Kühlwasservorlaufkanal 26 Kühlwasserrücklaufkanal 27 Kühlwasserkanal(sehr kalt) 28 Stromschiene/Stromschienenkanal 29 Wärmeisolierung
    权利要求:
    Claims (26)
    [1] Brennstoffzellenanordnung mit mehreren mittelseines Verteilermoduls (2) zusammengeschalteten Brennstoffzellenmodulen(3), wobei das Verteilermodul (2) jeweilige zumAnschluss der Brennstoffzellenmodule (3) vorgesehene Anschlussstellen(5) mit zum Zu- und Abführender fürdas Betreiben der Brennstoffzellenmodule (3) erforderlichenMedien vorgesehene Versorgungsanschlüsse (11, 12, 13, 14, 15, 16)und mit den Versorgungsanschlüssen(11, 12, 13, 14, 15, 16)verbundene Versorgungsleitungen (21, 22, 23, 24, 25, 26)enthält, dadurchgekennzeichnet, dass das Verteilermodul (2) als Gussteil ausgebildetist, in welchem die Versorgungsleitungen (21, 22, 23, 24, 25, 26)in Form von gegossenen Kanälenvorgesehen sind.
    [2] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass das Verteilermodul (2) eine sich ineiner Längsrichtungerstreckende Form aufweist, wobei die die Versorgungsleitungen (21, 22, 23, 24, 25, 26)bildenden Kanälein Längsrichtungdes Verteilermoduls (2) verlaufen und die Brennstoffzellenmodule(3) seitlich am Verteilermodul (2) angebrachtsind.
    [3] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 2, dadurchgekennzeichnet, dass die Brennstoffzellenmodule (3) ineiner Reihe an einer Seite des Verteilermoduls (2) angebrachtsind.
    [4] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 2, dadurchgekennzeichnet, dass die Brennstoffzellenmodule (3) inzwei Reihen an zwei Seiten des Verteilermoduls (2) angebrachtsind.
    [5] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 4, dadurchgekennzeichnet, dass die Brennstoffzellenmodule (3) anzwei entgegengesetzten Seiten des Verteilermoduls (2) angebrachtsind.
    [6] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 3, 4 oder5, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der die Versorgungsleitungen(21, 22, 23, 24, 25, 26)bildenden Kanäleeinen sich im Sinne des Erreichens eines konstanten Drucks in demKanal überdie Längedes Verteilermoduls (2) verändernden Querschnitt aufweist.
    [7] Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Versorgungsleitungen (21, 22, 23, 24, 25, 26)bildenden Kanälemindestens einen Brenngaszuführungskanal(21) zur Zuführungvon Brenngas zu den Brennstoffzellenmodulen (3), mindestenseinen Oxidationsgaszuführungskanal(22) zur Zuführungvon Oxidationsgas oder Luft zu den Brennstoffzellenmodulen (3)und mindestens einen Abgaskanal (23) zum Abführen von Abgasoder Produktgas von den Brennstoffzellenmodulen (3) enthalten.
    [8] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 7, dadurchgekennzeichnet, dass die die Versorgungsleitungen (21, 22, 23, 24, 25, 26)bildenden Kanäle mindestenseinen Brenngasrückführungskanal(24) zum Rückführen vonnicht umgesetzten Brenngas von den Brennstoffzellenmodulen (3)enthalten.
    [9] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 7 oder 8,dadurch gekennzeichnet, dass die die Versorgungsleitungen (21, 22, 23, 24, 25, 26)bildenden Kanälemindestens jeweils einen Kühlwasservorlaufkanal(25) und einen Kühlwasserrücklaufkanal(26) zum Zuführenbzw. Abführenvon Kühlwasserzu bzw. von den Brennstoffzellenmodulen (3) enthalten.
    [10] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 7 oder 8und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (21, 22, 23, 24)für Brenngasund/oder Oxidationsgas und/oder Abgas den Kühlwasserkanälen (25, 26)benachbart verlaufend angeordnet sind.
    [11] Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Kanälen (21, 22, 23, 24)für Brenngas,Oxidationsgas und/oder Abgas Verengungen, Rippen oder Blenden zurVerwirbelung der Gase vorgesehen sind.
    [12] Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 9, 10oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kühlwasservorlaufkanal(25) und dem Kühlwasserrücklaufkanal(26) eine Wärmeisolierung(29) vorgesehen ist.
    [13] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 12, dadurchgekennzeichnet, dass die Wärmeisolierung(29) durch gegossene Hohlräume gebildet ist.
    [14] Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis13, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin im Verteilermodul (2)Stromschienen oder zur Durchführungvon Stromschienen dienende Kanäleoder Hohlräume(28) fürden elektrischen Anschluss der Brennstoffzellenmodule (3)vorgesehen sind.
    [15] Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis14, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Kühlwasserkanal (27)zum Führenvon sehr kaltem Kühlwasserdem Abgaskanal (23) benachbart verlaufend angeordnet ist.
    [16] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 15, dadurchgekennzeichnet, dass der Abgaskanal (23) tief liegendeTeile (23a) zum Abführenvon aus dem Abgas auskondensierendem Produktwasser enthält.
    [17] Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verteilermodule (2)mit jeweils daran angeschlossenen Brennstoffzellenmodulen (3)hintereinander geschaltet angeordnet sind.
    [18] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 17, dadurchgekennzeichnet, dass jedes Verteilermodul (2) eigene Zu-und Abführungenfür diein den Versorgungsleitungen (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27)geführtenGase oder Flüssigkeitenaufweist.
    [19] Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis18, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstellen (5)Einrastvorrichtungen aufweisen, an denen die Brennstoffzellenmodule(3) auf einfache Weise anbringbar und lösbar sind.
    [20] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 19, dadurchgekennzeichnet, dass die Versorgungsanschlüsse (11, 12, 13, 14, 15, 16)im Bereich der Anschlussstellen (5) durch Verschlussvorrichtungen verschließbar sind.
    [21] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 20, dadurchgekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtungen in einem separaten,zwischen Verteilermodul (2) und Brennstoffzellenmodul (3)angeordneten Anschlussblock angeordnet sind.
    [22] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 20 oder21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtungen beimAusbau eines Brennstoffzellenmoduls (3) jeweils die zugehörigen Versorgungsanschlüsse (11, 12, 13, 14, 15, 16)selbsttätig verschließen.
    [23] Brennstoffzellenanordnung nach Anspruch 22, dadurchgekennzeichnet, dass mechanische oder elektrische Betätigungseinrichtungenfür die Verschlussvorrichtungenmit den Einrastvorrichtungen gekoppelt sind.
    [24] Brennstoffzellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis23, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilermodul (2)aus Metall und/oder Kunststoff und/oder Keramik hergestellt ist.
    [25] Verteilermodul füreine Brennstoffzellenanordnung mit mehreren mittels des Verteilermoduls(2) zusammengeschalteten Brennstoffzellenmodulen (3),wobei das Verteilermodul (2) jeweilige zum Anschluss derBrennstoffzellenmodule (3) vorgesehene Anschlussstellen(5) mit zum Zu- und Abführender fürdas Betreiben der Brennstoffzellenmodule (3) erforderlichenMedien vorgesehene Versorgungsanschlüsse (11, 12, 13, 14, 15, 16)und mit den Versorgungsanschlüssen(11, 12, 13, 14, 15, 16)verbundene Versorgungsleitungen (21, 22, 23, 24, 25, 26)enthält,dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilermodul (2) alsGussteil ausgebildet ist, in welchem die Versorgungsleitungen (21, 22, 23, 24, 25, 26)in Form von gegossenen Kanälenvorgesehen sind.
    [26] Verteilermodul nach Anspruch 25 mit den kennzeichnendenMerkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 2 bis 24.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004003670B4|2008-02-14|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-07-21| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-08-07| 8364| No opposition during term of opposition|
    2010-10-14| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: MTU ONSITE ENERGY GMBH, 88045 FRIEDRICHSHAFEN, DE |
    2013-05-29| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANG, DE Free format text: FORMER OWNER: MTU ONSITE ENERGY GMBH, 88045 FRIEDRICHSHAFEN, DE Effective date: 20130408 Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANG, DE Free format text: FORMER OWNER: MTU FRIEDRICHSHAFEN GMBH, 88045 FRIEDRICHSHAFEN, DE Effective date: 20130514 |
    2015-08-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE10358789.6||2003-12-12||
    DE10358789||2003-12-12||
    DE102004003670A|DE102004003670B4|2003-12-12|2004-01-24|Brennstoffzellenanordnung mit mehreren mittels eines Verteilermoduls zusammengeschalteten Brennstoffzellenmodulen|DE102004003670A| DE102004003670B4|2003-12-12|2004-01-24|Brennstoffzellenanordnung mit mehreren mittels eines Verteilermoduls zusammengeschalteten Brennstoffzellenmodulen|
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