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JP6937848B2 - Sending unit - Google Patents
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Description

本発明は、燃料電池構造のための送出ユニットおよびその利用法に関する。 The present invention relates to a delivery unit for a fuel cell structure and how to use it.

特許文献1より、水素を提供するための少なくとも1つのエジェクタ本体を含む、燃料電池システムのための多段式エジェクタが公知であり、エジェクタ体の各々が相前後して位置するように配置された複数のノズルを含み、事前設定された空所が残され、相応のノズルにおける該空所の直径はエジェクタ本体の取込側からその外方の側へと見たときに拡大していく。さらに、個々のノズルの間の1つ空所または複数の空所と接続された複数のサブ取込部が、エジェクタ本体の外側表面に形成される。エジェクタ本体はハウジングの中に収容され、再循環する水素を収容するためのメイン取込部を含んでいる。この多段式エジェクタは、再循環する水素の量を増やすことによってシステム性能を向上させる。さらに、再循環する水素ガスの還流を最終的に防止するために、少なくとも1つの安全弁がエジェクタの取込位置に設けられている。コールドスタート能力を改善するために、エジェクタの周りに延びる少なくとも1つの加熱装置が設けられている。 From Patent Document 1, a multi-stage ejector for a fuel cell system including at least one ejector body for providing hydrogen is known, and a plurality of ejector bodies arranged so as to be positioned one after the other. A preset vacant space is left, including the nozzle, and the diameter of the vacant space at the corresponding nozzle increases when viewed from the intake side of the ejector body to its outer side. Further, a plurality of sub-capture portions connected to one space or a plurality of spaces between the individual nozzles are formed on the outer surface of the ejector body. The ejector body is housed in a housing and contains a main intake for containing recirculated hydrogen. This multi-stage ejector improves system performance by increasing the amount of recirculated hydrogen. Further, at least one safety valve is provided at the ejector intake position in order to finally prevent the reflux of the recirculated hydrogen gas. At least one heating device extending around the ejector is provided to improve the cold start capability.

特許文献2は、燃料電池のためのエジェクタに関する。このエジェクタは燃料電池で利用され、取込接続部と、吐出接続部と、吸込接続部と、酸化をするガスのための接続部とを有するエジェクタ本体を含んでいる。さらに3つのチャンバが本体に設けられ、ならびに、駆動ガスが流出するノズル穴を有するノズルが設けられ、さらに、ノズルを介して供給される駆動ガスと、燃料電池から放出されるガスとを混合して吸込接続部へと供給するディフューザが設けられている。さらに、ノズルに沿って軸方向に、その中に設けられた中空スペースへと延びるニードル状のコンポーネントが、本体の一方の側に収容されている。互いに向かい合う第1および第2のダイアフラムが配置されている。 Patent Document 2 relates to an ejector for a fuel cell. This ejector is used in a fuel cell and includes an ejector body having an intake connection, a discharge connection, a suction connection, and a connection for a gas to oxidize. Further, three chambers are provided in the main body, and a nozzle having a nozzle hole through which the driving gas flows out is provided, and further, the driving gas supplied through the nozzle and the gas discharged from the fuel cell are mixed. A diffuser is provided to supply the suction connection. Further, a needle-like component extending axially along the nozzle and into a hollow space provided therein is housed on one side of the body. First and second diaphragms facing each other are arranged.

米国特許第7,687,171B2号明細書U.S. Pat. No. 7,687,171 B2 米国特許第8,999,593B2号明細書U.S. Pat. No. 8,999,593B2

本発明によると、燃料電池システムのための送出ユニットが提案され、送出ユニットはノズルとディフューザとを有し、ディフューザは送出ユニットの内部に配置された調整部材を通じて軸方向へ位置調節可能である。ディフューザは、第1のH流入部を開放または閉止すると同時に、軸方向へ位置調節可能なディフューザと送出ユニットに定置に配置されたノズルとの間に製作された環状隙間の間隙幅を調節するように配置されるのが好ましい。それにより、駆動ガスが第1のH流入部から流出する環状隙間と、本発明により提案される送出ユニットによって送出されるべき再循環物のための流動断面との間の断面比率の変更が行われ、それに伴ってH再循環の制御が必要に応じて行われる。断面比率ARezirkulat/ARingspaltを8から50の間の広い範囲で変更することができる。第1のH流入部における流動断面が小さく調整されるほど、第1のH供給部を介して流れ込んだ駆動ガス媒体のいっそう高い吐出速度が生じる。第1のH流入部から吐出される駆動ガス媒体の吐出速度が高くなるほど、本発明により提案される送出ユニットによっていっそう多くの送出を設定することができる。 According to the present invention, a delivery unit for a fuel cell system has been proposed, the delivery unit having a nozzle and a diffuser, the diffuser being axially adjustable through an adjusting member located inside the delivery unit. Diffuser, at the same time as opening or closing the first H 2 inlet, adjusting the fabricated annular gap gap width between the nozzles arranged stationary in a position adjustable diffuser and delivery unit in the axial direction It is preferable that they are arranged in such a manner. Thereby, an annular gap driving gas flows out of the first H 2 inlet, a change of the cross section ratio between the flow cross-section for recycle to be delivered by the delivery unit proposed by the present invention performed, the control of the H 2 recycle with it are performed as required. The cross-section ratio A Rezirkulat / A Ringspart can be varied over a wide range between 8 and 50. The smaller the flow cross section in the first H 2 inflow section is adjusted, the higher the discharge rate of the drive gas medium flowing through the first H 2 supply section is generated. Higher discharge speed of the drive gas medium discharged from the first H 2 inlet is increased, it is possible to set the more of delivery by the delivery unit proposed by the present invention.

本発明で提案される解決法によれば、ディフューザは、調整部材を含んでいる軸受個所に収容される。調整部材は電磁石として製作されていてよいのが好ましい。電磁石への通電が行われる電磁石の電気接続部が、送出ユニットから導出される。 According to the solution proposed in the present invention, the diffuser is housed in a bearing location that includes an adjusting member. It is preferable that the adjusting member is manufactured as an electromagnet. The electrical connection of the electromagnet that energizes the electromagnet is derived from the delivery unit.

送出ユニットに定置に収容されたノズルと、軸方向へ位置調節可能なディフューザとの間に環状隙間が構成される。この環状隙間に第1のH流入部が連通し、これを介して、送出されるべき他の気体状の媒体のための気体状の駆動媒体として、本例では特にH再循環の役目を果たす水素が流入する。 An annular gap is formed between the nozzle stationaryly housed in the delivery unit and the diffuser whose position can be adjusted in the axial direction. A first H 2 inflow portion communicates with this annular gap, and as a gaseous driving medium for another gaseous medium to be sent out through the first H 2 inflow portion, in this example, particularly serves as an H 2 recirculation. Hydrogen that fulfills the inflow.

送出ユニットに定置に配置されたノズルと、軸方向へ位置調節可能なディフューザとの間の環状隙間は、一方ではディフューザ面によって、および他方ではノズル面によって区切られる。ディフューザは、送出ユニットに定置に配置されたノズルに対して相対的に軸方向へ位置調節可能であり、それにより、ノズル面とディフューザ面の間の環状隙間の環状隙間幅を変更することができる。 The annular gap between the nozzle stationary in the delivery unit and the axially adjustable diffuser is separated by the diffuser surface on the one hand and by the nozzle surface on the other. The diffuser is axially adjustable relative to the nozzles stationary in the delivery unit, thereby changing the annular clearance width of the annular gap between the nozzle surface and the diffuser surface. ..

本発明により提案される解決法の別の実施形態では、軸方向へ能動的に位置調節可能なディフューザは、ばねによって軸方向に初期応力をかけられる。休止状態にあるとき、ばねは、ディフューザが第1のH流入部を共に閉止するシートへと向かう方向にディフューザを押圧する。ディフューザを付勢するばねはそれ自体、送出ユニットの極に圧入された圧入部に支持される。この極に圧入された圧入リングの軸方向位置に応じて、ばねストロークと、ばねがディフューザを休止位置へと付勢する初期応力とを調整することができる。ディフューザは、調整部材が操作されていない状態にあるとき、たとえばエラストマーシールリングなどとして構成される封止部材によって第1のH流入部を閉止する。特に電磁石として構成される調整部材が操作されると、ディフューザがこれに対して作用するばねの初期応力に抗して軸方向へ位置調節され、それにより第1のH流入部が解放され、他方では、それと同時に環状隙間の間隙幅が調整される。電磁石構造の位置調節ストロークは軸方向で0μmから1000μmの間、好ましくは0μmから500μmの間、特別に好ましくは0μmから300μmの間である。操作部材への通電に応じて、第1のH流入部が開いたときに、ノズル面とディフューザ面の間の環状隙間の間隙幅を変えることができる。それに伴い、気体状のHが環状隙間から吐出される流速に影響を及ぼし、そのようにしてH再循環に影響を及ぼすことができる。 In another embodiment of the solution proposed by the present invention, the diffuser, which can be actively positioned axially, is axially initially stressed by a spring. When at rest, the spring, the diffuser pushes the diffuser in a direction towards the seat to close both the first H 2 inlet. The spring that urges the diffuser is itself supported by a press-fitting portion that is press-fitted into the pole of the delivery unit. The spring stroke and the initial stress at which the spring urges the diffuser to the resting position can be adjusted according to the axial position of the press-fit ring press-fitted into the pole. Diffuser, when in the state in which the adjusting member is not operated, to close the first H 2 inlet by configured sealing member, for example, as an elastomer seal ring, etc.. In particular, when configured adjustment member as an electromagnet is operated, the diffuser is adjusted position against the prestress of the spring axially acting contrary, the first H 2 inlet is released by it, On the other hand, at the same time, the gap width of the annular gap is adjusted. The position adjusting stroke of the electromagnet structure is between 0 μm and 1000 μm in the axial direction, preferably between 0 μm and 500 μm, and particularly preferably between 0 μm and 300 μm. Depending on the energization of the operating member, when the second inflow portion first H is opened, it is possible to change the gap width of the annular gap between the nozzle face and the diffuser surface. Along with this, gaseous H 2 can affect the flow velocity discharged from the annular gap, thus affecting H 2 recirculation.

本発明により提案される送出ユニットの1つの好ましい利用可能性は、燃料電池システムでの利用法にある。 One preferred availability of the delivery unit proposed by the present invention lies in its use in fuel cell systems.

本発明の解決法に伴って得られる利点は、本発明により提案される送出ユニットによって、ディフューザの能動的な位置調節が送出ユニットの内部の調整ユニットを通じて行われることにある。そのようにして、第1のH流入部から吐出される、気体状の駆動媒体としての役目を果たすHの流速に影響を及ぼすことができ、それに伴って、燃料電池システムにおけるH再循環を必要に即して制御することができる。ARezirkulat/ARingspaltの流動断面を変更することで、特にHである再循環物についての一定の流動断面のままで、中央の流動通路への環状隙間の吐出開口部を拡大または縮小することができ、それにより第1のH流入部から吐出される気体状の駆動ガスの、すなわち中央の流動断面におけるHの、流速の低下または上昇が調整される。本発明により提案される送出ユニットのコンパクトな設計形態を実現するために、特に電磁石として構成される調整部材がディフューザのための軸受個所に組み込まれるのが好ましい。電気接続部すなわちコイル接続部は、収容部と蓋ならびに極にある穴を通して、送出ユニットの両方の側で外部に向かって案内される。送出ユニットの個々のコンポーネント、すなわち極、ノズル、ならびに軸方向へ位置調節可能なディフューザのためにノズルに構成される軸受個所が、たとえば長手方向で相互にねじ止めされていてよい。各コンポーネントのねじ止めに代えて、これらがピン止めまたはその他の仕方で摩擦接合式に相互に結合されていてよく、それにより、保守目的や補修目的での分解が可能なままに保たれる。 An advantage obtained with the solution of the present invention is that the delivery unit proposed by the present invention allows the active position adjustment of the diffuser to be performed through the adjustment unit inside the delivery unit. In this way, the flow velocity of H 2 discharged from the first H 2 inflow section, which serves as a gaseous drive medium, can be affected, and accordingly, the H 2 regeneration in the fuel cell system. The circulation can be controlled as needed. By changing the flow cross-section of A Rezirkulat / A Ringspalt, in particular remains constant flow cross-section for recycle which is a H 2, to enlarge or reduce the outlet opening of the annular gap to the middle of the flow path The flow velocity of the gaseous driving gas discharged from the first H 2 inflow section, that is, H 2 in the central flow cross section, is adjusted to decrease or increase. In order to realize the compact design form of the delivery unit proposed by the present invention, it is particularly preferable that the adjusting member configured as an electromagnet is incorporated in the bearing portion for the diffuser. The electrical connection, or coil connection, is guided outward on both sides of the delivery unit through the housing, the lid, and the holes in the poles. The individual components of the delivery unit, namely the poles, the nozzles, and the bearing locations formed in the nozzles for the axially adjustable diffuser may be screwed together, for example in the longitudinal direction. Instead of screwing the components, they may be pinned or otherwise friction-bonded together, thereby leaving them disassembled for maintenance or repair purposes.

次に、図面を参照しながら本発明について詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

軸方向へ位置調節可能なディフューザを有する本発明の送出ユニットの一実施態様である。It is an embodiment of the delivery unit of the present invention having a diffuser whose position can be adjusted in the axial direction.

図1の図面には、軸方向へ位置調節可能なディフューザを有する本発明に基づく送出ユニットの一実施態様を見ることができる。 In the drawing of FIG. 1, one embodiment of a delivery unit according to the present invention having a diffuser whose position can be adjusted in the axial direction can be seen.

図1の図面には、対称軸に対して回転対称に構成された、本発明に基づいて提案される送出ユニット8の縦断面図を見ることができる。送出ユニットは、極10と、送出ユニット8に定置に支承されたノズル12とを含んでいる。磁気的な分離部が符号14によって表されている。送出ユニット8は、実質的に環状に製作された、特に磁気コイルとして製作される調整部材18によって操作されるディフューザ16を含んでいる。磁気コイルの形態の調整部材18は、環状に構成されたディフューザ16のための軸受個所20の内部に収容されている。
図1の図面から明らかなとおり、実質的に環状に構成されたディフューザ16は、ばね24によって軸方向に付勢されている。ばね24は圧入リング22に支持されている。圧入リング22は極10に圧入されている。ばね24によってディフューザ16に及ぼされるべき所望の初期応力に応じて、極10の内側外套面への圧入リング22の組付けが行われる。調整部材18が休止位置にあるとき、圧入リング22に支持されるばね24がディフューザをノズル12に向かって押圧する。ノズル12とディフューザ16の間に形成されるシートに、好ましくは環状に構成されるエラストマーシール材26が配置されていてよい。ばね24によってディフューザ16に及ぼされる初期応力により、第1のH流入部28が閉止される。閉止された第1のH流入部28により、Hが送出ユニット8の流動断面に達することはできない。第1のH流入部28から吐出されるHは、たとえば本発明により提案される送出ユニット8の中央の流動通路で別の第2の流入部36を介して燃料電池スタックから送出される気体状の再循環物、特にH再循環物のための気体状の駆動媒体としての役目を果たす。
In the drawing of FIG. 1, a vertical cross-sectional view of the delivery unit 8 proposed based on the present invention, which is configured to be rotationally symmetric with respect to the axis of symmetry, can be seen. The delivery unit includes a pole 10 and a nozzle 12 stationaryly supported by the delivery unit 8. The magnetic separator is represented by reference numeral 14. The delivery unit 8 includes a diffuser 16 operated by an adjusting member 18, which is made substantially annularly, in particular as a magnetic coil. The adjusting member 18 in the form of a magnetic coil is housed inside a bearing portion 20 for the diffuser 16 configured in an annular shape.
As is clear from the drawing of FIG. 1, the diffuser 16 configured to be substantially annular is axially urged by the spring 24. The spring 24 is supported by the press-fit ring 22. The press-fit ring 22 is press-fitted into the pole 10. The press-fit ring 22 is assembled to the inner mantle surface of the pole 10 according to the desired initial stress to be applied to the diffuser 16 by the spring 24. When the adjusting member 18 is in the resting position, the spring 24 supported by the press-fit ring 22 presses the diffuser toward the nozzle 12. An elastomer sealant 26 preferably formed in an annular shape may be arranged on the sheet formed between the nozzle 12 and the diffuser 16. The initial stress exerted on the diffuser 16 by a spring 24, the first H 2 inlet 28 is closed. Due to the closed first H 2 inflow section 28, H 2 cannot reach the flow section of the delivery unit 8. H 2 discharged from the first H 2 inlet 28 is sent from the fuel cell stack via a separate second inlet 36 in the middle of the flow passage of the delivery unit 8 that is proposed for example by the present invention gaseous recycle, in particular serve as a gaseous driving medium for the H 2 recycle.

磁気回路30は、極10、ノズル12、および軸方向42へ位置調節可能なディフューザによって形成される。 The magnetic circuit 30 is formed by a pole 10, a nozzle 12, and an axially adjustable diffuser.

第1のH流入部28に加えて、送出ユニット8に定置に収容されたノズル12は第2のH流入部36を備えている。この第2のH流入部36を介して、送出ユニット8の中央の流動断面に気体状の水素が流れる。第1のH流入部28を介して送出ユニット8の中央の流動通路に流れ込む、駆動媒体としての役目を果たす気体状のHの流速に応じて、第2の流入部36を介して流れ込む再循環物、特にH再循環物が送出される。第1のH流入部28から送出ユニット8の中央の流動断面に流入するHの流速の大きさが、第2のH流入部36からのH再循環物の送出速度を規定する。 In addition to the first H 2 inflow section 28, the nozzle 12 stationaryly housed in the delivery unit 8 includes a second H 2 inflow section 36. A gaseous hydrogen flows through the second H 2 inflow section 36 in the central flow cross section of the delivery unit 8. Flows into the center of the flow passage of the first H 2 inlet 28 via a delivery unit 8, depending on the flow rate of gaseous H 2 which serves as a driving medium, flows through the second inlet 36 recycle, in particular H 2 recycle is sent. The size of the central flow rate of H 2 flowing into the flow cross-section of the delivery unit 8 from the first H 2 inlet 28, defines the delivery rate of H 2 recycle from the second H 2 inlet 36 ..

図1の図面から明らかなように、第1のH流入部28はノズル12を通って延びて、シートの領域でエラストマーシール材26に連通する。すでに述べたとおり、第1のH流入部28はディフューザ16が休止位置にあるとき、ばね24によって及ぼされる初期応力に基づいて閉止される。好ましくは磁気コイルとして構成される調整部材18が操作されるとただちに、位置調節可能なディフューザ16が、調整部材が無通電の状態にあるときの休止位置から引き付けられて、本発明により提案される送出ユニット8の中央の流動断面へのH流入部28の連通部が解放される。特に磁気コイルとして構成される調整部材18への通電に応じて、連通個所が大きい流動断面または小さい流動断面を有する。第1のH流入部28の連通個所における流動断面に依存して、第1のH流入部28から中央の流動断面へと流れ出る気体状の駆動媒体の吐出速度が生じる。 As apparent from the drawing in FIG. 1, the first H 2 inlet 28 extends through the nozzle 12 communicates with the elastomeric sealing material 26 in the area of the sheet. As already mentioned, the first H 2 inflow section 28 when diffuser 16 is in the rest position, is closed on the basis of the initial stress exerted by the spring 24. As soon as the adjusting member 18, preferably configured as a magnetic coil, is operated, the position adjustable diffuser 16 is attracted from the resting position when the adjusting member is in a non-energized state, as proposed by the present invention. communicating portion of H 2 inlet 28 to the central flow cross-section of the delivery unit 8 is released. In particular, the communication point has a large flow cross section or a small flow cross section depending on the energization of the adjusting member 18 configured as a magnetic coil. Depending on the flow cross section in the communication point of the first H 2 inlet 28, the discharge rate of the gaseous propellant flowing out from the first H 2 inlet 28 into the center of the flow cross-section results.

軸方向42へのディフューザ16の能動的な位置調節は、軸受個所20にカプセル封じされて収容される、好ましくは磁気コイルとして構成される調整部材18への通電によって行われる。調整部材18への通電が行われると、ばね24によって生成される初期応力に抗してディフューザ16が引き付けられ、第1のH流入部28の端部にあるシートが開く。それと同時に、特に磁気コイルとして構成される調整部材18への通電に応じて第1のH流入部28の開放が行われ、それにより、環状隙間44の幅46が変化するようになっている。一方における送出ユニット8に定置に配置されたノズル12と、他方における軸方向42へ能動的に位置調節可能なディフューザ16との間の環状隙間44は、調整部材18への通電度に応じて拡張または狭隘化される。 The active position adjustment of the diffuser 16 in the axial direction 42 is performed by energizing an adjusting member 18 which is encapsulated and housed in a bearing portion 20, preferably configured as a magnetic coil. When energization of the adjustment member 18 is performed, the diffuser 16 against the initial stress generated by the spring 24 is attracted, the seat is opened at the end of the first H 2 inlet 28. At the same time, the opening of the first H 2 inlet 28 is carried out particularly according to the energization of the formed adjustment member 18 as a magnetic coil, whereby, so that the width 46 of the annular gap 44 varies .. The annular gap 44 between the nozzle 12 stationaryly arranged in the delivery unit 8 on one side and the diffuser 16 which can be actively adjusted in the axial direction 42 on the other side expands according to the degree of energization of the adjusting member 18. Or it will be narrowed down.

第1のH流入部28が開いているとき、気体状のHが環状隙間44を通って、本発明により提案される送出ユニット8の対称軸52と平行にこれを貫流する、第2のH流入部36を介して送出ユニットへ妨げられることなく流入する再循環するH流へと流れ込む。ノズル12と位置調節可能なディフューザ16の間の環状隙間44は、一方では、送出ユニット8に定置に配置されたノズル12のノズル面50によって区切られるとともに、他方では、軸方向42へ位置調節可能なディフューザ16のディフューザ面48によって区切られる。環状隙間44は、ディフューザ面48と定置のノズル面50とのそれぞれ異なる傾きに基づき、位置調節可能なディフューザ16の軸方向位置に応じて連通個所の方向で狭隘化していく。調整部材18が通電されていないとき、位置調節可能なディフューザ16に挿入されているエラストマーシール材26の形態の封止部材が第1のH流入部28を閉止する。それにより、位置調節可能なディフューザ16は封止機能を有しており、このことは、第1のH流入部28が閉じているとき、気体状の駆動媒体としての役目を果たすHの流入が妨げられることを意味し、すなわち、このケースでは第1のH流入部28はオフになる。 When the first H 2 inflow portion 28 is open, the gaseous H 2 passes through the annular gap 44 and flows parallel to the axis of symmetry 52 of the delivery unit 8 proposed by the present invention. It flows into the recirculating H 2 flow that flows into the delivery unit without being hindered through the H 2 inflow portion 36 of the above. The annular gap 44 between the nozzle 12 and the position-adjustable diffuser 16 is, on the one hand, separated by the nozzle surface 50 of the nozzle 12 stationary on the delivery unit 8 and, on the other hand, is axially adjustable. It is separated by the diffuser surface 48 of the diffuser 16. The annular gap 44 is narrowed in the direction of the communication location according to the axial position of the position-adjustable diffuser 16 based on the different inclinations of the diffuser surface 48 and the stationary nozzle surface 50. When the adjusting member 18 is not energized, the sealing member in the form of elastomeric seal member 26 which is inserted in a position adjustable diffuser 16 to close the first H 2 inlet 28. Thereby, the position adjustable diffuser 16 has a sealing function, this means that when the first H 2 inlet 28 is closed, the H 2 to serve as a gaseous driving medium means that the inflow is blocked, i.e., the first H 2 inlet 28 in this case is turned off.

磁気的な分離部14は、好ましくは気密性の物質接合式の接合プロセスによって、ノズル12および極10と結合されている。好ましくは磁気コイルとして構成される調整部材18の詳しくは図示しない接続部を、送出ユニット8の収容部と蓋ならびに極10にある穴を通して、送出ユニット8の両方の側で外部に向かって案内することができる。 The magnetic separator 14 is coupled to the nozzle 12 and the pole 10 by a preferably airtight material bonding process. A connection, not shown in detail, of an adjusting member 18, preferably configured as a magnetic coil, is guided outward on both sides of the delivery unit 8 through a hole in the housing, lid, and pole 10 of the delivery unit 8. be able to.

本発明により提案される送出ユニット8の図1に示す実施態様では、第1のH流入部28は水平方向区域40と垂直方向区域38とを有している。したがって第1のH流入部28は、送出ユニット8に定置に配置されたノズル12の材料を通って直角に延びている。ノズル12の材料へ製造工学的に好都合に、上述した垂直方向区域38ならびに水平方向区域40を特別に簡単な仕方で穴として製作することができる。選択される直径に応じて、第1のH流入部28を通過する気体状のH質量流量が第1のH流入部28を通して生じる。 In the embodiment shown in Figure 1 of the delivery unit 8 that is proposed by the present invention, the first H 2 inlet 28 has a horizontal section 40 and vertical section 38. The first H 2 inlet 28 thus extends at a right angle through the material arranged nozzle 12 stationary the delivery unit 8. For manufacturing engineering convenience to the material of the nozzle 12, the above-mentioned vertical zone 38 and horizontal zone 40 can be made as holes in a particularly simple manner. Depending on the diameter chosen, gaseous H 2 mass flow rate through the first H 2 inlet 28 is caused through the first H 2 inlet 28.

図1に示す実施態様では、再循環する気体状のHはノズル12の第2のH流入部36を通ってメイン流動断面へと送出ユニット8の対称軸52の領域で流れ込むのに対して、軸方向42へ位置調節可能なディフューザ16によって、磁気コイルとして構成された調整部材18が操作されたときに第1のH流入部28の開放または閉止を実現することができる。送出ユニット8の第1のH流入部28が開いた後、好ましくは磁気コイルとして構成されて軸受個所20に支承される調整部材18が相応に通電されれば、環状隙間44の幅46の変更を実現することができる。それによってひいては必要に応じて、特に部分負荷動作のときに、流入する気体状のHの流速に的確に影響を及ぼすことが可能である。送出ユニット8の対称軸52の領域における環状隙間44の連通個所で吐出される気体状のHの流速に依存して、噴射ポンプ効果に基づき、再循環するHが燃料電池スタックから第2の流入部36へ案内される。それに対して、好ましくは磁気コイルとして構成される調整部材18が通電されていないとき、第1のH流入部28が閉じられる。その吐出個所がノズル12の材料の中で、封止機能を及ぼすエラストマーシール材26の形態の封止部材によって閉じられるからである。符号54により、噴射ポンプとして構成される送出ユニット8のニードルが表されている。 In the embodiment shown in FIG. 1, while the gaseous H 2 recirculating flows in the region of the symmetry axis 52 of the second H 2 through the inlet 36 into the main flow section delivery unit 8 of the nozzle 12 Te, the position adjustable diffuser 16 in the axial direction 42, it is possible to realize an open or closed in the first H 2 inlet 28 when the adjusting member 18 that is configured as a magnetic coil is operated. After the first H 2 inlet 28 of the delivery unit 8 is open, if preferably is configured as a magnetic coil is energized correspondingly adjusting member 18 which is supported on the bearing point 20, the width 46 of annular gap 44 Changes can be realized. Whereby if thus required, especially when the part load operation, it is possible to influence accurately to the flow rate of gaseous H 2 flowing. Based on the injection pump effect, the recirculating H 2 is second from the fuel cell stack , depending on the flow velocity of the gaseous H 2 discharged at the communication point of the annular gap 44 in the region of the symmetry axis 52 of the delivery unit 8. It is guided to the inflow part 36 of. In contrast, preferably when constructed adjustment member 18 as a magnetic coil is not energized, the first H 2 inlet 28 is closed. This is because the discharge portion is closed by the sealing member in the form of the elastomer sealing material 26 that exerts a sealing function in the material of the nozzle 12. Reference numeral 54 represents a needle of a delivery unit 8 configured as an injection pump.

本発明は、ここに記載されている実施例およびその中で強調されている側面だけに限定されるものではない。むしろ、特許請求の範囲に記載されている範囲内で、当業者の行為の枠内にある数多くの改変が可能である。 The present invention is not limited to the examples described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope of the claims, a number of modifications within the framework of those skilled in the art are possible.

8 送出ユニット
12 ノズル
16 ディフューザ
18 調整部材
20 軸受個所
24 ばね
26 エラストマーシール材
28 H流入部
42 軸方向
44 環状隙間
48 ディフューザ面
50 ノズル面
8 Sending unit 12 Nozzle 16 Diffuser 18 Adjusting member 20 Bearing location 24 Spring 26 Elastomer sealant 28 H 2 Inflow part 42 Axial direction 44 Annular gap 48 Diffuser surface 50 Nozzle surface

Claims (9)

ノズル(12)と環状に構成されたディフューザ(16)とを有する、燃料電池システムのための送出ユニット(8)であって、前記ディフューザ(16)は前記送出ユニット(8)の内部に配置された調整部材(18)を通じて軸方向(42)へ位置調節可能であり、
前記ノズル(12)と前記ディフューザ(16)の間に環状隙間(44)が構成されており、
前記環状隙間(44)は、一方のディフューザ面(48)および他方のノズル面(50)によって区切られており、
前記環状隙間(44)は、前記ディフューザ(16)の軸方向位置に応じて連通個所の方向で狭隘化している、ことを特徴とする送出ユニット(8)
A delivery unit (8) for a fuel cell system having a nozzle (12) and an annularly configured diffuser (16), wherein the diffuser (16) is located inside the delivery unit (8). position adjustable der axially (42) through the adjusting member (18) has is,
An annular gap (44) is formed between the nozzle (12) and the diffuser (16).
The annular gap (44) is separated by one diffuser surface (48) and the other nozzle surface (50).
It said annular gap (44), the according to the axial position of the diffuser (16) that are narrowing in the direction of the communicating points, delivery unit, characterized in that (8).
前記ディフューザ(16)は前記調整部材(18)を含む軸受個所(20)に収容されることを特徴とする、請求項1に記載の送出ユニット(8)。 The delivery unit (8) according to claim 1, wherein the diffuser (16) is housed in a bearing portion (20) including the adjusting member (18). 前記調整部材(18)は電磁石であることを特徴とする、請求項1に記載の送出ユニット(8)。 The delivery unit (8) according to claim 1, wherein the adjusting member (18) is an electromagnet. 前記ノズル(12)は前記送出ユニット(8)に定置に収容され、前記ディフューザ(16)はこれに対して相対的に軸方向(42)へ位置調節されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の送出ユニット(8)。 1. The nozzle (12) is stationaryly housed in the delivery unit (8), and the diffuser (16) is positioned relative to the diffuser (16) in the axial direction (42). The transmission unit (8) according to any one of 3 to 3. 前記ディフューザ(16)は、ばね(24)によって軸方向(42)に初期応力をかけられることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の送出ユニット(8)。 The delivery unit (8) according to any one of claims 1 to 4, wherein the diffuser (16) is subjected to an initial stress in the axial direction (42) by a spring (24). 前記ばね(24)は、前記送出ユニット(8)の極(10)に圧入された圧入リング(22)に支持されることを特徴とする、請求項5に記載の送出ユニット(8)。 The delivery unit (8) according to claim 5, wherein the spring (24) is supported by a press-fit ring (22) press-fitted into the pole (10) of the delivery unit (8). 前記ディフューザ(16)は前記調整部材(18)が操作されていない状態のとき封止部材(26)によって第1のH2流入部(28)を閉止することを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の送出ユニット(8)。 Claims 1 to 6 , wherein the diffuser (16) closes the first H2 inflow portion (28) by the sealing member (26) when the adjusting member (18) is not operated. The transmission unit (8) according to any one of the above items. 前記調整部材(18)を操作するために前記環状隙間(44)への第1のH2流入部が開かれ、前記調整部材(18)が相応に操作されたとき前記ディフューザ面(48)と前記ノズル面(50)の間の間隙幅を調整可能であることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の送出ユニット(8)。 When the first H2 inflow portion into the annular gap (44) is opened to operate the adjusting member (18) and the adjusting member (18) is appropriately operated, the diffuser surface (48) and the above. The delivery unit (8) according to any one of claims 1 to 7, wherein the gap width between the nozzle surfaces (50) can be adjusted. 請求項1から8のいずれか1項に記載の送出ユニット(8)の燃料電池システムでの利用法
The method for using the delivery unit (8) according to any one of claims 1 to 8 in a fuel cell system .
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