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Title:
FUEL CONDUCTING DEVICE FOR CONDUCTING A FUEL, FUEL CELL ASSEMBLY, AND WATERCRAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/094324
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fuel conducting device (3) for conducting a fuel, comprising − a line (7) which has a core line (7.1) and an encasing area (7.2) which surrounds the core line (7.1), wherein the core line (7.1) is designed to conduct the fuel, and the encasing area (7.2) is designed to be filled with a liquid encasing area medium (11), and − a conveyor device (9) which is fluidically connected to the encasing area (7.2), said conveyor device (9) being designed to convey the liquid encasing area medium (11) into the encasing area (7.2). The invention additionally relates to a fuel cell assembly (2) comprising at least one fuel cell (5) and such a fuel conducting device (3) and to a watercraft (1) comprising such a fuel conducting device (3) and/or such a fuel cell assembly (2).

Inventors:
OSZFOLK BENJAMIN (DE)
GOMERINGER ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/053911
Publication Date:
May 10, 2024
Filing Date:
February 16, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ROLLS ROYCE SOLUTIONS GMBH (DE)
International Classes:
H01M8/04082; H01M8/0438; H01M8/04746; F16L9/18
Foreign References:
DE102015214563B32016-12-08
GB1485401A1977-09-14
CN113471483A2021-10-01
Attorney, Agent or Firm:
KORDEL, Mattias et al. (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Brennstoffleitvorrichtung (3) zum Leiten eines Brennstoffs, umfassend

- eine Leitung (7), die eine Kernleitung (7.1) und einen die Kernleitung (7.1) umgreifenden Mantelraum (7.2) aufweist, wobei die Kemleitung (7.1) eingerichtet ist, um den Brennstoff zu leiten und wobei der Mantelraum (7.2) eingerichtet ist, um mit einem flüssigen Mantelraummedium (11) befüllt zu werden, und

- eine Eördervorrichtung (9), die mit dem Mantelraum (7.2) strömungstechnisch verbunden ist, wobei die Eördervorrichtung (9) eingerichtet ist, um das flüssige Mantelraummedium (11) in den Mantelraum (7.2) zu fördern.

2. Brennstoffleitvorrichtung (3) nach Anspruch 1, mit einer Absperrvorrichtung (15), die eingerichtet ist, um eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Eördervorrichtung (9) und dem Mantelraum (7.2) wahlweise in einem Absperrzustand abzusperren oder in einem Freigabezustand freizugeben.

3. Brennstoffleitvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit

- einer Vorrats sammelvorrichtung (17) für das flüssige Mantelraummedium (11), wobei

- die Vorrats sammelvorrichtung (17) mit der Eördervorrichtung (9) strömungstechnisch derart verbunden ist, dass das flüssige Mantelraummedium (7.2) durch die Fördervorrichtung (9) aus der Vorrats sammelvorrichtung (17) in den Mantelraum (7.2) gefördert werden kann.

4. Brennstoffleitvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit

- einer Druckmessvorrichtung (19), die eingerichtet ist, um einen Ist- Druck in dem Mantelraum (7.2) zu erfassen,

- einer Steuervorrichtung (21), die mit der Fördervorrichtung (9), der Druckmessvorrichtung (19) und der Absperrvorrichtung (15) wirkverbunden und eingerichtet ist, um abhängig von dem Ist-Druck o die Fördervorrichtung (9) zwischen einem Förderzustand, in dem die Fördervorrichtung (9) das Mantelraummedium (11) fördert, und einem Ruhezustand, in dem die Fördervorrichtung (9) ausgeschaltet ist, zu schalten, und um o die Absperrvorrichtung (15) zwischen dem Freigabezustand und dem Absperrzustand zu schalten.

5. Brennstoffleitvorrichtung (3) nach Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung (21) zusätzlich eingerichtet ist, um abhängig von dem Ist-Druck

- in einem Startzustand die Absperrvorrichtung (15) in den Freigabezustand zu schalten und/oder die Fördervorrichtung (9) in den Förderzustand zu schalten,

- in einem Haltezustand die Absperrvorrichtung (15) in den Absperrzustand zu schalten und die Fördervorrichtung (9) in den Ruhezustand zu schalten, und um

- in einem Not-Abschaltzustand eine mit dem Brennstoff versorgte Anlage, die mit der Brennstoffleitvorrichtung (3) wirkverbunden ist, abzuschalten.

6. Brennstoffzellenanordnung (2) mit wenigstens einer Brennstoffzelle (5) und mit einer Brennstoffleitvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei

- ein Zufuhranschluss (23) der wenigstens einen Brennstoffzelle (5) strömungstechnisch mit der Kernleitung (7.1) verbunden ist, sodass der wenigstens einen Brennstoffzelle (5) durch die Kernleitung (7.1) Brennstoff zum Verbrauch in der wenigstens einen Brennstoffzelle (5) zugeleitet werden kann, wobei

- die wenigstens eine Brennstoffzelle (5) eingerichtet ist, um den Brennstoff in das Mantelraummedium (11) umzusetzen, wobei

- ein Abfuhranschluss (25) der wenigstens einen Brennstoffzelle (5) strömungstechnisch mit der Fördervorrichtung (9) verbunden ist, sodass das in der Brennstoffzelle (5) gebildete Mantelraummedium (11) in den Mantelraum (7.2) gefördert werden kann.

7. Brennstoffzellenanordnung (2) nach Anspruch 6, wobei der Abfuhranschluss (25) mit der Vorrats sammelvorrichtung (17) strömungstechnisch verbunden ist, sodass das abfließende Mantelraummedium (11) in die Vorrats sammelvorrichtung (17) leitbar ist.

8. Brennstoffzellenanordnung (2) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Steuervorrichtung (21) eingerichtet ist, um in dem Not-Abschaltzustand die wenigstens eine Brennstoffzelle (5) abzuschalten.

9. Wasserfahrzeug (1), mit

- einer Brennstoffleitvorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, und/oder

- einer Brennstoffzellenanordnung (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8.

Description:
BESCHREIBUNG

Brennstoffleitvorrichtung zum Leiten eines Brennstoffs, Brennstoffzellenanordnung und Wasserfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffleitvorrichtung zum Leiten eines insbesondere gasförmigen Brennstoffs, insbesondere Wasserstoff oder eines insbesondere flüssigen Brennstoffs, insbesondere Methanol, eine Brennstoffzellenanordnung mit einer solchen Brennstoffleitvorrichtung und ein Wasserfahrzeug mit einer solchen Brennstoffleitvorrichtung und/oder einer solchen Brennstoffzellenanordnung.

Ein gasförmiger Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, oder ein flüssiger Brennstoff, insbesondere Methanol, können einen hohen Dampfdruck und einen niedrigen Siedepunkt aufweisen. Aufgrund des hohen Dampfdrucks kann es bei der Speicherung und beim Transport des gasförmigen oder flüssigen Brennstoffs, insbesondere bei einer zusätzlichen Erhitzung einer Speichervorrichtung oder einer Transportvorrichtung, zu einem mechanischen Versagen der Integrität der Speichervorrichtung oder der Transportvorrichtung kommen, was zu einem Schaden führen kann.

Die Klassifikationsgesellschaft DNV beschreibt grundsätzlich zwei Verfahren, wie gasförmige oder flüssige Brennstoffe, insbesondere mit einem niedrigen Flammpunkt, insbesondere Wasserstoff oder Methanol, geführt werden können. Dabei kommt üblicherweise eine doppelwandige Leitung zum Einsatz. Eine solche Leitung weist eine Kernleitung und einen befüllbaren Mantelraum oder alternativ eine spülbare Mantelleitung auf. Der gasförmige oder flüssige Brennstoff wird in der Kernleitung geführt. Je nach Wahl des Verfahrens wird der Mantelraum mit einem inerten Gas, insbesondere Stickstoff, befüllt oder die Mantelleitung wird mit Luft gespült. Das Befüllen mit inertem Gas, insbesondere Stickstoff, ist teuer und aufwändig, da neben einer gastauglichen Befüllanlage zusätzlich inertes Gas, insbesondere Stickstoff, als Betriebsstoff verbraucht wird. Ferner muss die Gasdichtigkeit der gesamten Anlage sichergestellt und kontinuierlich überprüft werden. Beim Spülen mit Luft wird zwar auf ein inertes Gas, insbesondere Stickstoff, verzichtet, jedoch ist im Gegenzug eine Spülvorrichtung notwendig, die dauerhaft die Mantelleitung spült. Dies ist energetisch aufwändig und teuer. Es wäre somit wünschenswert, einen gasförmigen oder flüssigen Brennstoff ohne einen aufwändigen Spülvorgang und ohne die Bereitstellung eines zusätzlichen Betriebsstoffs, insbesondere eines inerten Gases, insbesondere Stickstoff, einfach und sicher leiten zu können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffleitvorrichtung zum Leiten eines insbesondere gasförmigen oder flüssigen Brennstoffs, eine Brennstoffzellenanordnung mit einer solchen Brennstoffleitvorrichtung, sowie ein Wasserfahrzeug mit einer solchen Brennstoffleitvorrichtung und/oder einer solchen Brennstoffzellenanordnung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile reduziert sind, vorzugsweise nicht auftreten.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsformen.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Brennstoffleitvorrichtung zum Leiten eines insbesondere gasförmigen oder flüssigen Brennstoffs, geschaffen wird. Die Brennstoffleitvorrichtung weist eine Leitung und eine Eördervorrichtung auf. Die Leitung weist eine Kemleitung und einen die Kemleitung umgreifenden Mantelraum auf. Die Kemleitung ist eingerichtet, um den Brennstoff zu leiten. Der Mantelraum ist eingerichtet, um mit einem flüssigen Mantelraummedium befüllt zu werden. Die Eördervorrichtung ist mit dem Mantelraum strömungstechnisch verbunden. Die Eördervorrichtung ist eingerichtet, um das flüssige Mantelraummedium in den Mantelraum zu fördern, insbesondere den Mantelraum mit dem flüssigen Mantelraummedium zu befüllen, insbesondere vollständig zu befüllen. Auf diese Weise kann vorteilhaft der insbesondere gasförmige oder flüssige Brennstoff einfach und sicher geleitet werden. Berner wird vorteilhaft auf eine Spülvorrichtung zur dauerhaften, energetisch aufwändigen und voluminösen Spülung der Mantelleitung verzichtet.

Unter einem gasförmigen Brennstoff wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere ein bei 25 °C und 1013 mbar gasförmiger Brennstoff, insbesondere mit einem niedrigen Elammpunkt, insbesondere gemäß der SOLAS-Regulation II-2/4.2 verstanden.

Unter einem flüssigen Brennstoff wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere ein bei 25 °C und 1013 mbar flüssiger Brennstoff, insbesondere mit einem niedrigen Elammpunkt, insbesondere gemäß der SOLAS-Regulation II-2/4.2 verstanden. Insbesondere ist der gasförmige Brennstoff Wasserstoff. Insbesondere ist der flüssige Brennstoff Methanol.

Unter einem flüssigen Mantelraummedium wird im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere ein bei 25 °C und 1013 mbar flüssiges Medium verstanden.

Insbesondere ist das flüssige Mantelraummedium Wasser.

Die Kemleitung ist insbesondere durch eine erste Wandung begrenzt, die die Kemleitung von dem Mantelraum abgrenzt. Der Mantelraum ist insbesondere durch die erste Wandung und durch eine zweite Wandung, die Kemleitung umgreifende Wandung, insbesondere ein Mantelrohr, begrenzt.

Die Fördervorrichtung ist insbesondere eine Pumpe, insbesondere eine Strömungspumpe oder eine Verdrängungspumpe.

Der Mantelraum weist insbesondere eine Entlüftungsöffnung auf. Die Entlüftungsöffnung ist insbesondere eingerichtet, um bei der Förderung des flüssigen Mantelraummediums in den Mantelraum ein in dem Mantelraum enthaltenes Gas, insbesondere Luft, aus dem Mantelraum entweichen zu lassen. Die Entlüftungsöffnung ist insbesondere eingerichtet, um verschlossen zu werden, insbesondere um nach dem Entweichen des Gases, insbesondere der Luft, aus dem Mantelraum geschlossen zu werden. Insbesondere weist der Mantelraum eine Mehrzahl von Entlüftungsöffnungen auf.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennstoffleitvorrichtung eine Absperrvorrichtung aufweist. Die Absperrvorrichtung ist eingerichtet, um eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Fördervorrichtung und dem Mantelraum wahlweise in einem Absperrzustand abzusperren oder in einem Freigabezu stand freizugeben. Somit kann vorteilhaft nach dem Befüllen des Mantelraums sichergestellt werden, dass das Mantelraummedium in dem Mantelraum - ohne einen weiteren Betrieb der Fördervorrichtung - verbleibt und insbesondere ein vorbestimmter Druck aufrechterhalten wird.

Die Absperrvorrichtung ist insbesondere ein Absperrventil oder ein Absperrhahn. Die Absperrvorrichtung weist insbesondere einen Antrieb auf, der eingerichtet ist, um die Absperrvorrichtung abzu sperren oder freizugeben. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennstoffleitvorrichtung eine Vorrats sammelvorrichtung für das flüssige Mantelraummedium aufweist. Die Vorrats sammelvorrichtung ist mit der Fördervorrichtung strömungstechnisch derart verbunden, dass das flüssige Mantelraummedium durch die Fördervorrichtung aus der

Vorrats sammelvorrichtung in den Mantelraum gefördert werden kann. Auf diese Weise kann vorteilhaft das zur Befüllung des Mantelraums notwendige Mantelraummedium besonders einfach bereitgestellt werden.

Die Vorrats sammelvorrichtung ist insbesondere ein Tank oder ein Behälter.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Brennstoffleitvorrichtung eine Druckmessvorrichtung und eine Steuervorrichtung aufweist. Die Druckmessvorrichtung ist eingerichtet, um einen Ist-Druck in dem Mantelraum zu erfassen. Die Steuervorrichtung ist mit der Fördervorrichtung, der Druckmessvorrichtung und der Absperrvorrichtung wirkverbunden und eingerichtet, um abhängig von dem Ist-Druck die Fördervorrichtung zwischen einem Förderzustand, in dem die Fördervorrichtung das Mantelraummedium fördert, und einem Ruhezustand, in dem die Fördervorrichtung ausgeschaltet ist, zu schalten, und um die Absperrvorrichtung zwischen dem Freigabezustand und dem Absperrzustand zu schalten. Durch die Steuervorrichtung ist es vorteilhaft möglich, die Brennstoffleitvorrichtung teil- oder vollautomatisiert zu betreiben.

Insbesondere ist die Druckmessvorrichtung an der Brennstoffleitvorrichtung angeordnet, um den Ist-Druck in dem Mantelraum zu erfassen. Insbesondere ist der Ist-Druck ein momentaner Ist- Druck in dem Mantelraum.

Dass die Steuervorrichtung eingerichtet ist, um abhängig von dem Ist- Druck die Fördervorrichtung und die Absperrvorrichtung zu schalten, bedeutet im Kontext der vorliegenden technischen Eehre insbesondere, dass die Steuervorrichtung eingerichtet ist, um den Ist-Druck zu erfassen, mit mindestens einem vorbestimmten Soll-Druckschwellenwert zu vergleichen und basierend auf dem Vergleich die Fördervorrichtung und die Absperrvorrichtung zwischen den jeweils zugeordneten Zuständen zu schalten.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuervorrichtung zusätzlich eingerichtet ist, um abhängig von dem Ist-Druck in einem Startzustand die Absperrvorrichtung in den Freigabezustand zu schalten und/oder die Fördervorrichtung in den Förderzustand zu schalten, in einem Haltezustand die Absperrvorrichtung in den Absperrzustand zu schalten und die Fördervorrichtung in den Ruhezustand zu schalten, und um in einem Not- Abschaltzustand eine über die Brennstoffleitvorrichtung mit dem Brennstoff versorgte Anlage abzuschalten. Auf diese Weise ist vorteilhaft eine teil- oder vollautomatisierte Überwachung des Ist-Drucks während des Betriebs der Brennstoffleitvorrichtung möglich. Ferner ist es vorteilhaft möglich, dass die Brennstoffleitvorrichtung in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden kann. Ferner kann die Anlage vorteilhaft in einem Not-Zustand, insbesondere bei einer Brennstoff-Leckage teil- oder vollautomatisiert abgeschaltet werden, sodass insbesondere ein Schaden vermieden wird.

Insbesondere ist der Startzustand ein Zustand, in dem die mit der Brennstoffleitvorrichtung wirkverbundene Anlage eingeschaltet wird oder werden soll. Insbesondere ist in dem Startzustand der Ist-Druck geringer als ein erster vorbestimmter Soll-Druckschwellenwert. Insbesondere fördert in dem Startzustand die Fördervorrichtung das Mantelraummedium in den Mantelraum, bis der Ist-Druck den ersten vorbestimmten Soll-Druckschwellenwert erreicht oder überschreitet. Erreicht oder überschreitet der Ist-Druck den ersten vorbestimmten Soll- Druckschwellenwert, wechselt die Steuervorrichtung insbesondere in den Haltezustand.

Insbesondere ist der erste vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert größer als ein vorbestimmter oder tatsächlicher Druckwert des Brennstoffs in der Kemleitung. Auf diese Weise wird vermieden, dass Brennstoff aus der Kemleitung in den Mantelraum austreten kann.

Insbesondere ist in dem Not- Abschaltzustand der Ist-Druck geringer als ein zweiter vorbestimmter Soll-Druckschwellenwert. In einer Ausführungsform sind der erste vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert und der zweite vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert gleich gewählt. In einer anderen Ausführungsform sind der erste vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert und der zweite vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert verschieden gewählt. Insbesondere ist der zweite vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert geringer als der erste vorbestimmte Soll- Druckschwellenwert, um eine Art Hysterese für den Haltezustand bereitzustellen und ein zu schnelles Schalten zu verhindern. Insbesondere schaltet die Steuervorrichtung in den Not- Abschaltzustand, wenn der Ist-Druck unter den zweiten vorbestimmten Soll-Druckschwellenwert fällt, wobei er also insbesondere einen negativen Druckgradienten beim Überstreichen des zweiten vorbestimmten Soll-Druckschwellenwerts aufweist. Insbesondere ist der zweite vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert kleiner als der erste vorbestimmte Soll- Druckschwellenwert und größer als der vorbestimmte oder tatsächliche Druckwert des Brennstoffs in der Kemleitung. Auf diese Weise wird auch im Leckagefall vermieden, dass Brennstoff aus der Kernleitung in den Mantelraum austreten kann, vielmehr tritt in diesem Fall Mantelraummedium in die Kemleitung ein.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Brennstoffzellenanordnung mit wenigstens einer Brennstoffzelle und mit einer erfindungsgemäßen Brennstoffleitvorrichtung oder einer Brennstoffleitvorrichtung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen geschaffen wird. Ein Zufuhranschluss der wenigstens einen Brennstoffzelle ist strömungstechnisch mit der Kernleitung verbunden, sodass der wenigstens einen Brennstoffzelle durch die Kemleitung Brennstoff zum Verbrauch in der wenigstens einen Brennstoffzelle zugeleitet werden kann. Die wenigstens eine Brennstoffzelle ist eingerichtet, um den Brennstoff in das Mantelraummedium als ein insbesondere elektrochemisches Reaktionsprodukt umzusetzen. Ein Abfuhranschluss der wenigstens einen Brennstoffzelle ist strömungstechnisch mit der Fördervorrichtung verbunden, sodass das in der Brennstoffzelle gebildete Mantelraummedium in den Mantelraum gefördert werden kann. In Zusammenhang mit der Brennstoffzellenanordnung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Brennstoffleitvorrichtung erläutert wurden. Weiterhin wird vorteilhaft ein ohnehin vorhandenes und damit kostenneutral oder zumindest günstig bereitgestelltes Produkt der Brennstoffzelle als Mantelraummedium verwendet, wodurch auf einen zusätzlichen und insbesondere teuren Betriebsstoff verzichtet werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abfuhranschluss mit der Vorrats sammelvorrichtung strömungstechnisch verbunden ist, sodass das abfließende Mantelraummedium in die Vorrats sammelvorrichtung leitbar ist. Auf diese Weise wird vorteilhaft ein Puffervorrat des Mantelraummediums bereitgestellt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuervorrichtung eingerichtet ist, um in dem Not- Abschaltzustand die wenigstens eine Brennstoffzelle abzuschalten. Vorteilhafterweise kann so ein sicherer und teil- oder vollautomatisierter Betrieb der Brennstoffzelle sichergestellt werden. Insbesondere wird die Brennstoffzelle davor geschützt, mit einem zu geringen Brennstoff druck betrieben zu werden, sowie davor, dass Mantelraummedium über eine Leckage der Kernleitung in den Zufuhranschluss eindringt.

Insbesondere wird die wenigstens eine Brennstoffzelle durch die Steuervorrichtung in dem Not- Abschaltzustand abgeschaltet, wenn beispielsweise die erste Wandung beschädigt wird und die Kernleitung dadurch eine Öffnung aufweist, sodass das Mantelraummedium von dem Mantelraum durch die Öffnung hindurch in die Kernleitung strömen kann. Daraufhin kommt es insbesondere zu einer Reduzierung des Ist-Drucks in dem Mantelraum bis unter den zweiten vorbestimmten Soll-Druckschwellenwert, sodass die mit der Brennstoffleitvorrichtung wirkverbundene Anlage, insbesondere die Brennstoffzelle, abgeschaltet wird.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Wasserfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Brennstoffleitvorrichtung oder einer Brennstoffleitvorrichtung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und/oder mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Brennstoffzellenanordnung oder eine Brennstoffzellenanordnung nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen geschaffen wird. In Zusammenhang mit dem Wasserfahrzeug ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Brennstoffleitvorrichtung und der Brennstoffzellenanordnung erläutert wurden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige:

Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wasserfahrzeugs mit einer Brennstoffzellenanordnung und einer Brennstoffleitvorrichtung.

Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Wasserfahrzeugs 1 mit einer Brennstoffzellenanordnung 2, die eine Brennstoffleitvorrichtung 3 und wenigstens eine Brennstoffzelle 5 aufweist.

Die Brennstoffleitvorrichtung 3 weist eine Eeitung 7 und eine Fördervorrichtung 9 auf. Die Eeitung 7 weist eine Kernleitung 7.1 und einen die Kemleitung 7.1 umgreifenden Mantelraum 7.2 auf. Die Kemleitung 7.1 ist eingerichtet, um - dargestellt durch einen Pfeil A - den Brennstoff zu leiten. Der Mantelraum 7.2 ist eingerichtet, um mit einem flüssigen Mantelraummedium 11 befüllt zu werden. Die Fördervorrichtung 9 ist mit dem Mantelraum 7.2 strömungstechnisch verbunden. Die Fördervorrichtung 9 ist eingerichtet, um das flüssige Mantelraummedium 11 in den Mantelraum 7.2 zu fördern, und bevorzugt den Mantelraum 7.2 mit dem flüssigen Mantelraummedium 11 zu befüllen, bevorzugt vollständig zu befüllen.

Die Kemleitung 7.1 ist bevorzugt durch eine erste Wandung 13.1 begrenzt, die die Kemleitung

7.1 von dem Mantelraum 7.2 abgrenzt. Der Mantelraum 7.2 ist bevorzugt durch die erste Wandung 13.1 und durch eine zweite Wandung 13.2, insbesondere ein Mantelrohr begrenzt. Die Fördervorrichtung 9 ist bevorzugt eine Pumpe, bevorzugt eine Strömungspumpe oder eine V erdrängungspumpe .

Der Mantelraum 7.2 weist bevorzugt eine Entlüftungsöffnung 12 auf. Die Entlüftungsöffnung 12 ist bevorzugt eingerichtet, um bei der Förderung des flüssigen Mantelraummediums 11 in den Mantelraum 7.2 ein in dem Mantelraum 7.2 enthaltenes Gas, bevorzugt Luft, aus dem Mantelraum 7.2 entweichen zu lassen. Die Entlüftungsöffnung 12 ist bevorzugt eingerichtet, um verschlossen zu werden, bevorzugt um nach dem Entweichen des Gases, bevorzugt der Luft, aus dem Mantelraum 7.2 geschlossen zu werden. Bevorzugt weist der Mantelraum 7.2 eine Mehrzahl von Entlüftungsöffnungen 12 auf.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Brennstoffleitvorrichtung 3 eine Absperrvorrichtung 15 aufweist. Die Absperrvorrichtung 15 ist eingerichtet, um eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Fördervorrichtung 9 und dem Mantelraum 7.2 wahlweise in einem Absperrzustand abzusperren und in einem Freigabezustand freizugeben.

Die Absperrvorrichtung 15 ist bevorzugt ein Absperrventil oder ein Absperrhahn. Die Absperrvorrichtung 15 weist bevorzugt einen Antrieb 10 auf, der eingerichtet ist, um die Absperrvorrichtung 15 abzusperren oder freizugeben.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Brennstoffleitvorrichtung 3 eine Vorrats sammelvorrichtung 17 für das flüssige Mantelraummedium 11 aufweist. Die Vorrats sammelvorrichtung 17 ist mit der Fördervorrichtung 9 strömungstechnisch derart verbunden, dass das flüssige Mantelraummedium 11 durch die Fördervorrichtung 9 aus der Vorrats sammelvorrichtung 17 in den Mantelraum 7.2 gefördert werden kann.

Die Vorrats sammelvorrichtung 17 ist bevorzugt ein Tank oder ein Behälter.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Brennstoffleitvorrichtung 3 eine Druckmessvorrichtung 19 und eine Steuervorrichtung 21 aufweist. Die Druckmessvorrichtung 19 ist eingerichtet, um einen Ist- Druck in dem Mantelraum 7.2 zu erfassen. Die Steuervorrichtung 21 ist mit der Fördervorrichtung 9, der Druckmessvorrichtung 19 und der Absperrvorrichtung 15 wirkverbunden und eingerichtet, um abhängig von dem Ist-Druck die Fördervorrichtung 9 zwischen einem Förderzustand, in dem die Fördervorrichtung 9 das Mantelraummedium 11 fördert, und einem Ruhezustand, in dem die Fördervorrichtung 9 ausgeschaltet ist, zu schalten, und um die Absperrvorrichtung 15 zwischen dem Freigabezustand und dem Absperrzustand zu schalten.

Bevorzugt ist die Druckmessvorrichtung 19 strömungstechnisch mit dem Mantelraum 7.2 verbunden. Bevorzugt ist der Ist-Druck ein momentaner Ist-Druck in dem Mantelraum 7.2.

Insbesondere ist die Steuervorrichtung 21 eingerichtet, um abhängig von dem Ist-Druck in einem Startzustand die Absperrvorrichtung 15 in den Freigabezustand zu schalten und/oder die Fördervorrichtung 9 in Förderzustand zu schalten, in einem Haltezustand die Absperrvorrichtung 15 in den Absperrzustand zu schalten und die Fördervorrichtung 9 in den Ruhezustand zu schalten, und um in einem Not- Abschaltzustand die mit der Brennstoffleitvorrichtung 3 wirkverbundene Brennstoffzelle 5 abzuschalten.

Bevorzugt ist der Startzustand ein Zustand, in dem die Brennstoffzelle 5 eingeschaltet wird oder werden soll. Bevorzugt ist in dem Startzustand der Ist-Druck geringer als ein erster vorbestimmter Soll-Druckschwellenwert. Bevorzugt fördert in dem Startzustand die Fördervorrichtung 9 das Mantelraummedium 11 in den Mantelraum 7.2, bis der Ist-Druck den ersten vorbestimmten Soll-Druckschwellenwert erreicht oder überschreitet. Erreicht oder überschreitet der Ist-Druck den ersten vorbestimmten Soll-Druckschwellenwert, wechselt die Steuervorrichtung bevorzugt in den Haltezustand.

Bevorzugt ist der erste vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert größer als ein vorbestimmter oder tatsächlicher Druckwert des Brennstoffs in der Kemleitung 7.1. Auf diese Weise wird vermieden, dass Brennstoff aus der Kemleitung 7.1 in den Mantelraum 7.2 austreten kann.

Bevorzugt ist in dem Not- Abschaltzustand der Ist-Druck geringer als ein zweiter vorbestimmter Soll-Druckschwellenwert. In einer Ausführungsform sind der erste vorbestimmte Soll- Druckschwellenwert und der zweite vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert gleich gewählt. In einer anderen Ausführungsform sind der erste vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert und der zweite vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert verschieden gewählt. Bevorzugt ist der zweite vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert geringer als der erste vorbestimmte Soll- Druckschwellenwert, um eine Art Hysterese für den Haltezustand bereitzustellen und ein zu schnelles Schalten zu verhindern. Bevorzugt schaltet die Steuervorrichtung 21 in den Not- Abschaltzustand, wenn der Ist-Druck unter den zweiten vorbestimmten Soll-Druckschwellenwert fällt, wobei er also bevorzugt einen negativen Druckgradienten beim Überstreichen des zweiten vorbestimmten Soll-Druckschwellenwerts aufweist. Bevorzugt ist der zweite vorbestimmte Soll- Druckschwellenwert kleiner als der erste vorbestimmte Soll-Druckschwellenwert und größer als der vorbestimmte oder tatsächliche Druckwert des Brennstoffs in der Kernleitung 7.1. Auf diese Weise wird auch im Leckagefall vermieden, dass Brennstoff aus der Kemleitung 7.1 in den Mantelraum 7.2 austreten kann, vielmehr tritt in diesem Fall das Mantelraummedium 11 in die Kernleitung 7.1 ein.

Ein Zufuhranschluss 23 der wenigstens einen Brennstoffzelle 5 ist strömungstechnisch mit der Kernleitung 7.1 verbunden, sodass - dargestellt durch den Pfeil A - der wenigstens einen Brennstoffzelle 5 durch die Kemleitung 7.1 Brennstoff zum Verbrauch in der wenigstens einen Brennstoffzelle 5 zugeleitet werden kann. Die wenigstens eine Brennstoffzelle 5 ist eingerichtet, um den Brennstoff in das Mantelraummedium 11 als ein bevorzugt elektrochemisches Reaktionsprodukt umzusetzen. Ein Abfuhranschluss 25 der wenigstens einen Brennstoffzelle 5 ist strömungstechnisch insbesondere über die Vorrats sammelvorrichtung 17 mit der Fördervorrichtung 9 verbunden, sodass das in der Brennstoffzelle 5 gebildete Mantelraummedium 11 in den Mantelraum 7.2 gefördert werden kann.

Bevorzugt wird die wenigstens eine Brennstoffzelle 5 durch die Steuervorrichtung 21 in dem Not- Abschaltzustand abgeschaltet, wenn beispielsweise die erste Wandung 13.1 beschädigt wird und die Kernleitung 7.1 dadurch eine Öffnung aufweist, sodass das Mantelraummedium 11 von dem Mantelraum 7.2 durch die Öffnung hindurch in die Kemleitung 7.1 strömen kann.

Daraufhin kommt es bevorzugt zu einer Reduzierung des Ist- Drucks in dem Mantelraum 7.2 bis unter den zweiten vorbestimmten Soll-Druckschwellenwert, sodass die mit der Brennstoffleitvorrichtung 3 wirkverbundene Anlage, hier die Brennstoffzelle 5, abgeschaltet wird.