[发明专利]燃料电池装置及其在机动车辆中的用途

权利要求书

1.一种燃料电池装置(1)，其特别是用于机动车辆，

-具有燃料电池(2)；通向所述燃料电池(2)的用于阴极供应气体流(5)的供应气体路径(3)，所述供应气体路径限定供应气体流动方向(4)，所述阴极供应气体流包括供应给所述燃料电池(2)的含水供应气体；和远离所述燃料电池(2)的用于阴极排放气体流(9)的排放气体路径(7)，所述排放气体路径限定排放气体流动方向(8)，所述阴极排放气体流包括从所述燃料电池(2)流出的含水排放气体；

-其中，所述供应气体路径(3)和排放气体路径(7)被引导通过所述燃料电池装置(1)的加湿器(10)，所述加湿器与供应气体和排放气体流体连通，用于加湿所述供应气体和除湿所述排放气体；

-其中，所述排放气体路径(7)被引导通过所述燃料电池装置(1)的水分离器(11)，所述水分离器与排放气体流体连通，用于从所述排放气体中去除水并且用于提供该水作为蒸发水；

-具有用于冷却所述燃料电池(2)的热交换器(12)，所述热交换器具有用于冷却所述热交换器(12)的蒸发冷却器(13)；

-其中，所述蒸发冷却器(13)被分配给流体连通的水分离器(11)并且由所述水分离器向其供应蒸发水。

2.根据权利要求1所述的燃料电池装置(1)，

其特征在于，

-所述水分离器(11)相对于所述阴极排放气体流(9)的排放气体流动方向(8)布置在所述加湿器(10)的上游；和/或

-所述水分离器(11)相对于所述阴极排放气体流(9)的排放气体流动方向(8)布置在所述加湿器(10)的下游；和/或

-所述水分离器(11)布置在驱动涡轮(38)中或下游或由所述驱动涡轮形成。

3.根据权利要求2所述的燃料电池装置(1)，

其特征在于，

-布置在所述加湿器(10)上游的所述水分离器(11)由粗水分离器(14)形成，用于从所述排放气体中去除水并且用于提供该水作为蒸发水；和/或

-布置在所述加湿器(10)下游的所述水分离器(11)由细水分离器(15)形成，用于从所述排放气体中去除水并且用于提供该水作为蒸发水。

4.根据上述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(1)，

其特征在于，

-其具有从所述水分离器(11)通向所述蒸发冷却器(13)的给水路径(16)，所述给水路径用于蒸发水的给水流(18)，所述给水流限定给水流动方向(17)，用于供应所述蒸发冷却器(13)；或者

-其具有流体平行的给水路径(16、20)对，用于供应所述蒸发冷却器(13)，即

-用于蒸发水的给水流(18)的给水路径(16)，所述给水流(18)限定给水流动方向(17)，并且从所述粗水分离器(14)通向蒸发冷却器(13)，和

-用于蒸发水的另外的给水流(22)的另外的给水路径(20)，所述另外的给水流(22)限定另外的给水流动方向(21)，并且从所述细水分离器(15)通向蒸发冷却器(13)。

5.根据权利要求4所述的燃料电池装置(1)，

其特征在于，

阀装置(23)用于控制或调节所述蒸发水的质量或体积流量，所述阀装置允许蒸发水流过，并且所述阀装置流体地插入到所述给水流(18)中或所述另外的给水流(22)中或在流体地插入到所述蒸发冷却器(13)和水分离器(11)之间的一个给水流(18)中和另外的给水流(22)中。

6.根据权利要求4所述的燃料电池装置(1)，

其特征在于，

一个阀装置(23)通过给水阀(25)、浮阀、带泄漏的浮阀(26)、泄压阀、止回阀或这些阀的组合来实现。

7.根据上述权利要求中任一项所述的燃料电池装置(1)，

其特征在于，

收集体积(27)用于收集蒸发水，所述收集体积在一侧与所述蒸发冷却器(13)流体连接，并且在另一侧与所述水分离器(11)或所述粗水分离器(14)和/或所述细水分离器(15)和/或驱动涡轮(38)流体连接。