[go: up one dir, main page]

DE10216710A1 - Arrangement for producing water on board an airplane comprises a water producing unit in the form of high temperature fuel cells partially or completely integrated into a driving gear of the airplane - Google Patents

Arrangement for producing water on board an airplane comprises a water producing unit in the form of high temperature fuel cells partially or completely integrated into a driving gear of the airplane

Info

Publication number
DE10216710A1
DE10216710A1 DE10216710A DE10216710A DE10216710A1 DE 10216710 A1 DE10216710 A1 DE 10216710A1 DE 10216710 A DE10216710 A DE 10216710A DE 10216710 A DE10216710 A DE 10216710A DE 10216710 A1 DE10216710 A1 DE 10216710A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement according
fuel cell
engine
water
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE10216710A
Other languages
German (de)
Other versions
DE10216710B4 (en
Inventor
Claus Hoffjann
Hans-Juergen Heinrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Priority to DE10216710A priority Critical patent/DE10216710B4/en
Priority claimed from DE10249588A external-priority patent/DE10249588B4/en
Priority to DE10249588A priority patent/DE10249588B4/en
Priority to ES03008232T priority patent/ES2262917T3/en
Priority to EP03008232A priority patent/EP1354794B1/en
Priority to AT03008232T priority patent/ATE323644T1/en
Priority to DE50303003T priority patent/DE50303003D1/en
Priority to JP2003110380A priority patent/JP4746823B2/en
Priority to US10/417,893 priority patent/US7550218B2/en
Publication of DE10216710A1 publication Critical patent/DE10216710A1/en
Publication of DE10216710B4 publication Critical patent/DE10216710B4/en
Application granted granted Critical
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D11/00—Passenger or crew accommodation; Flight-deck installations not otherwise provided for
    • B64D11/02—Toilet fittings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
    • H01M8/2495—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies of fuel cells of different types
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Arrangement for producing water on board an airplane comprises a water producing unit in the form of high temperature fuel cells (1) partially or completely integrated into a driving gear of the airplane so that fuel chambers of the driving gear can be partially or completely produced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Wasser an Bord eines Luftfahrzeuges unter Verwendung von einer oder mehreren Brennstoffzellen. The invention relates to an arrangement for generating water on board an aircraft Use of one or more fuel cells.

Speziell in Luftfahrzeugen aber auch an Bord von Wasser- oder Landfahrzeugen sowie bei autonomen stationären Einrichtungen lässt sich Wasser z. B. durch den Einsatz von Brennstoffzellen oder durch einen anderen geeigneten Prozess gewinnen. Um hierbei die der Flug- und Betriebssicherheit sowie dem Komfort eines Luftfahrzeuges dienenden Redundanzen zu gewährleisten, müssen die einzelnen Systeme entsprechend miteinander verschaltet sein. Die bisher übliche Trennung zwischen Wasser- bzw. Abwassersystemen einerseits, Klima- bzw. Kabinenluftsystemen, Energieerzeugungssystemen sowie Hydraulik- bzw. Pneumatiksystemen anderseits ist durch den Einsatz von Brennstoffzellen nicht sinnvoll und vorteilhaft. Especially in aircraft, but also on board water or land vehicles and at autonomous stationary facilities can water z. B. through the use of fuel cells or win through another suitable process. In this regard, that of flight and operational safety as well as to ensure redundancies for the comfort of an aircraft, the individual systems can be interconnected accordingly. The usual separation between Water and wastewater systems on the one hand, air conditioning and cabin air systems, Power generation systems as well as hydraulic or pneumatic systems on the other hand is through the use of Fuel cells not useful and advantageous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine optimale Ausnutzung der Brennstoffzellentechnologie und entsprechende Redundanzen für das Flugzeug gewährleistet sowie den geforderten Sicherheitsaspekten Rechnung trägt. The invention has for its object to provide an arrangement of the type mentioned, which make optimal use of fuel cell technology and corresponding redundancies for the aircraft guarantees and takes into account the required safety aspects.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine teilweise oder vollständige Integration einer Wassererzeugungseinheit in Form von einer oder mehreren Hochtemperatur = Brennstoffzellen (9) in ein Flugzeugtriebwerk derart, dass Brennkammern des Flugzeugtriebwerkes ganz oder teilweise ersetzt werden. The object is achieved according to the invention by partially or completely integrating a water generation unit in the form of one or more high-temperature fuel cells ( 9 ) into an aircraft engine such that combustion chambers of the aircraft engine are replaced in whole or in part.

Erfindungsgemäße Ausgestaltungen der Anordnung sind in den Unteransprüchen 2 bis 29 beschrieben. Embodiments of the arrangement according to the invention are in subclaims 2 to 29 described.

Der Hauptvorteil der Erfindung liegt neben den aus der bordeigenen Wassererzeugung bekannten Vorteilen in Bezug auf Gewicht, Flexibilität, Wasserqualität und Wassermenge sowie Abwassermengenreduzierung, insbesondere in einem deutlich verminderten Schadstoffausstoß des Triebwerkes durch die höhere Effizienz des mit einem Gasturbinenprozess verbundenen Hochtemperatur-Brennstoffzellenprozess sowie der damit verbundenen Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und der Nutzung des Brennstoffzellen-Abgases zur Wassergeneration. Im Idealfall wird lediglich CO2 und Wasserdampf als Abgas ausgestossen. The main advantage of the invention lies in addition to the advantages known from on-board water production in terms of weight, flexibility, water quality and water quantity as well as wastewater quantity reduction, in particular in a significantly reduced emission of pollutants by the engine due to the higher efficiency of the high-temperature fuel cell process associated with a gas turbine process and the associated process Reduction of fuel consumption and the use of fuel cell exhaust gas for water generation. Ideally, only CO 2 and water vapor are emitted as exhaust gas.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die teilweise Nutzung des im Brennstoffzellen-Abgas enthaltenen Wassers, die Bildung von Kondensstreifen und die damit verbundene typische Schlierenbewölkung in hohen Atmosphäreschichten vermindert wird. Bezogen auf die Gesamtzahl der täglichen Flugbewegungen und durch die zusätzliche Verminderung des Ausstoßes von Kondensationskeimen durch unvollständige Verbrennungsprozesse ergibt sich hier eine nennenswerte Verminderung von Kondensatbildung in der Atmosphäre durch Flugzeugabgase. Another advantage is that by partially using the fuel cell exhaust gas contained water, the formation of contrails and the associated typical Cloud streaking in high atmospheric layers is reduced. Based on the total number of daily Flight movements and by additionally reducing the emission of condensation germs incomplete combustion processes result in a significant reduction of Airborne exhaust fumes form in the atmosphere.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die einzige Figur eine Anordnung zur Wassergenerierung durch eine in ein Triebwerk integrierte Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Diese Anordnung wird nach einem aus gängigen Flugzeugtriebwerken bekannten Prozess betrieben. Luft wird angesaugt, über Kompressorstufen verdichtet, in Brennkammern (herkömmlich mit Treibstoff versetzt und gezündet) erhitzt und über Turbinenstufen, die ihrerseits mit den Kompressorstufen gekoppelt sind, ausgestoßen. Die dabei entstehende Rotationsenergie der Kompressor-Turbineneinheit wird auf einen sogenannten Fan übertragen, welcher den Hauptanteil des Schubes eines Triebwerks liefert. In the drawing, an embodiment according to the invention is shown, and that shows only figure an arrangement for water generation by an integrated in an engine High-temperature fuel cell. This arrangement is based on one of common aircraft engines known process operated. Air is sucked in, compressed via compressor stages, in combustion chambers (conventionally mixed with fuel and ignited) heated and over turbine stages, which in turn with are coupled to the compressor stages. The resulting rotational energy of the Compressor turbine unit is transferred to a so-called fan, which is the main part of the thrust of an engine delivers.

Erfindungsgemäß wird der in den Brennkammern herkömmlicher Art stattfindende Prozess durch den Einsatz von einer oder mehreren Hochtemperatur-Brennstoffzellen ergänzt bzw. ganz abgelöst. Das Prinzip von Hochtemperaturbrennstoffzellen ist für sogenannte SOFCs (Solid Oxide Fuel Cells - Oxidkeramik-Brennstoffzellen) und MCFGs (Motten Carbonate Fuel Cells - Schmelzkarbonat Brennstoffzellen) beschrieben worden. Zukünftig verfügbare andere Verfahren sind grundsätzlich ebenfalls einsetzbar. According to the invention, the process taking place in the conventional combustion chambers is carried out by the Use of one or more high-temperature fuel cells supplemented or completely replaced. The principle of high-temperature fuel cells is for so-called SOFCs (Solid Oxide Fuel Cells - Oxide Ceramic Fuel Cells) and MCFGs (Moth Carbonate Fuel Cells - Molten Carbonate Fuel cells) have been described. Other procedures available in the future are fundamental can also be used.

Bei dem vorliegenden Verfahren sind prinzipbedingt die Luftseite d. h. der Sauerstofflieferant der Brennstoffzelle und die Brennstoffseite d. h. der Wasserstofflieferant der Brennstoffzelle voneinander getrennt. In the present method, the air side d. H. the oxygen supplier of the Fuel cell and the fuel side d. H. the hydrogen supplier of the fuel cell from each other Cut.

Die Luft durchströmt das Triebwerk in Schubrichtung, wird verdichtet und in die Hochtemperatur- Brennstoffzelle geleitet. Hier wird sie durch den Oxidationsprozess erhitzt, der Sauerstoffanteil wird, soweit von der Brennstoffzelle benötigt, entzogen. Schließlich wird die so erhitzte Luft in der Turbine des Triebwerkes wieder entspannt. Die enthaltene Energie wird in den verschiedenen Turbinenstufen in Rotationsenergie umgewandelt und an die Kompressorstufen und den Fan des Triebwerkes abgegeben um neue Luft anzusaugen bzw. Schubarbeit zu verrichten. The air flows through the engine in the thrust direction, is compressed and into the high-temperature Fuel cell headed. Here it is heated by the oxidation process, which becomes oxygen as far as required by the fuel cell. Eventually the air heated in the turbine the engine relaxed again. The energy contained is in the different turbine stages converted into rotational energy and sent to the compressor stages and the fan of the engine given to suck in new air or to do push work.

Der Brennstoff, gängigerweise Kerosin, wird zunächst mit einem Grauwasseranteil emulgiert und dann über einen Verdampfer in die Brennstoffzelle geleitet. Der interne Reformerprozess spaltet den für den Betrieb der Brennstoffzelle nötigen Wasserstoff aus dem Brennstoff ab und oxidiert zu Wasser, weiches in der Brennstoffzelle dann als Wasserdampf vorliegt. Die im Brennstoff enthaltenen Kohlenstoffanteile oxidieren zu CO2 welches dem Abgas an geeigneter Stelle d. h. nach der ersten und/oder zweiten Kondensationsstufe entzogen wird. The fuel, usually kerosene, is first emulsified with a proportion of gray water and then passed into the fuel cell via an evaporator. The internal reformer process separates the hydrogen necessary for the operation of the fuel cell from the fuel and oxidizes it to water, which is then present in the fuel cell as water vapor. The carbon components contained in the fuel oxidize to CO 2 which is extracted from the exhaust gas at a suitable point, ie after the first and / or second condensation stage.

Der so erzeugte Wasserdampf wird teilweise in den Turbinenteil abgeleitet um den in ihm enthaltenen Energieanteil in Rotationsenergie umzuwandeln und zu einem geringeren Teil in einem Wärmetauscher zu Wasser auskondensiert. The water vapor generated in this way is partially discharged into the turbine section around the one contained in it Convert energy share into rotational energy and to a lesser extent in one Heat exchanger condensed to water.

Zur Aussonderung noch eventuell vorhandener Schadstoffe im Wasser, wird dieses zunächst über einen Verdampfer/Kondensator-Prozess erneut destilliert und dann über Aktivkohlefilter nachbehandelt. To separate out any pollutants that may still be present in the water, this is first done using distilled an evaporator / condenser process again and then over activated carbon filter treated.

Der Verdampfer wird mit der Prozesswärme der Brennstoffzelle betrieben. Ebenso werden die Aktivkohlefilter mit der Prozesswärme der Brennstoffzelle in einem Temperaturniveau betrieben, welches Verkeimung der Filter ausschließt. Zur Regeneration der Aktivkohle werden die Filter jeweils wechselseitig mit Brennstoffzellen-Prozesswärme regeneriert. Nach der Aktivkolhlefiltration erfolgt eine erneute Kondensation und Absenkung des Temperaturniveaus des Wassers. The evaporator is operated with the process heat of the fuel cell. Likewise, the Activated carbon filter operated with the process heat of the fuel cell at a temperature level Germs in the filter are excluded. The filters are used to regenerate the activated carbon alternately regenerated with fuel cell process heat. After the active column filtration there is another Condensation and lowering the temperature level of the water.

Claims (29)

1. Anordnung zur Erzeugung von Wasser an Bord eines Luftfahrzeuges unter Verwendung von einer oder mehreren Brennstoffzellen, gekennzeichnet durch eine teilweise oder vollständige Integration einer Wassererzeugungseinheit in Form von einer oder mehreren Hochtemperatur- Brennstoffzellen (1) in ein Flugzeugtriebwerk derart, dass Brennkammern des Flugzeugtriebwerkes ganz oder teilweise ersetzt werden. 1. Arrangement for the production of water on board an aircraft using one or more fuel cells, characterized by a partial or complete integration of a water generation unit in the form of one or more high-temperature fuel cells ( 1 ) in an aircraft engine such that combustion chambers of the aircraft engine entirely or partially replaced. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochtemperatur-Brennstoffzellen vom Typ Oxidkeramik-Brennstoffzelle (SOFC - Solid Oxide Fuel Cell) oder Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC - Molten Carbonate Fuel Cell) ausgeführt sind oder einem in Leistung und Temperaturniveau vergleichbaren Typ angehören. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the High-temperature fuel cells of the type oxide ceramic fuel cell (SOFC - Solid Oxide Fuel Cell) or Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC) or one in Performance and temperature level belong to a comparable type. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Hochtemperatur- Brennstoffzelle (1) ein Kondensationsprozess (6, 7) des Abgases (5) nachgeschaltet ist, der Wasser aus den Abgasen der Brennstoffzelle auskondensiert. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the high-temperature fuel cell ( 1 ) is followed by a condensation process ( 6 , 7 ) of the exhaust gas ( 5 ), which condenses water from the exhaust gases of the fuel cell. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzellen beidseitig auf der Luft- bzw. Sauerstoffseite einerseits und auf der Brennstoff- bzw. Wasserstoffseite andererseits mit Druck beaufschlagbar ausgeführt ist. 4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the fuel cells on both sides on the air or oxygen side on the one hand and on the fuel or hydrogen side on the other hand is designed to be pressurized. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff (z. B. Kerosin) mit Grauwasser vermischt und/oder emulgiert wird. 5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the fuel (z. B. kerosene) with Greywater is mixed and / or emulsified. 6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verdampfung des Brennstoffgemisches (3) ein Verdampfer (3a) vorgesehen ist, dem ein interner Reformerprozess (2) der Brennstoffzelle (1) nachgeordnet ist. 6. Arrangement according to claim 1 or 5, characterized in that for evaporating the fuel mixture ( 3 ), an evaporator ( 3 a) is provided, which is followed by an internal reformer process ( 2 ) of the fuel cell ( 1 ). 7. Anordnung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (3a) mit der Prozesswärme der Brennstoffzelle (1) betreibbar ausgeführt ist. 7. Arrangement according to claim 1 or 6, characterized in that the evaporator ( 3 a) with the process heat of the fuel cell ( 1 ) is designed to be operable. 8. Anordnung nach Anspruch 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (3a) ringförmig um die Brennstoffzelle (1) angeordnet ist. 8. Arrangement according to claim 1, 6 or 7, characterized in that the evaporator ( 3 a) is arranged in a ring around the fuel cell ( 1 ). 9. Anordnung nach Anspruch 1, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verdampfer (3a) ein Kompressor (8) nachgeschaltet ist. 9. Arrangement according to claim 1, 6, 7 or 8, characterized in that the evaporator ( 3 a) is followed by a compressor ( 8 ). 10. Anordnung nach Anspruch 1 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressor (8) über eine Abgasturbine (6) antreibbar ausgeführt ist. 10. The arrangement according to claim 1 or 9, characterized in that the compressor ( 8 ) is designed to be drivable via an exhaust gas turbine ( 6 ). 11. Anordnung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasturbine (6) mit dem Abgas (5) der Brennstoffzelle (1) betreibbar ausgeführt ist. 11. The arrangement according to claim 1 and 10, characterized in that the exhaust gas turbine ( 6 ) with the exhaust gas ( 5 ) of the fuel cell ( 1 ) is designed to be operable. 12. Anordnung nach Anspruch 1, 3, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasturbine (6) eine Stufe des Kondensationsprozesses bildet. 12. The arrangement according to claim 1, 3, 10 or 11, characterized in that the exhaust gas turbine ( 6 ) forms a stage of the condensation process. 13. Anordnung nach Anspruch 1, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasturbine (6) und der Kompressor (8) einfach oder mehrfach vorhanden ist. 13. Arrangement according to claim 1, 9, 10 or 11, characterized in that the exhaust gas turbine ( 6 ) and the compressor ( 8 ) is present one or more times. 14. Anordnung nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrfacher Anordnung der Kompressoren (8) neben den Brennstoff-Kompressoren auch Kompressoren für Druckluft und Hydraulik vorgesehen sind. 14. Arrangement according to claim 1 or 13, characterized in that in the case of multiple arrangement of the compressors ( 8 ), compressors for compressed air and hydraulics are also provided in addition to the fuel compressors. 15. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stufe des Kondensationsprozesses als ein Wärmetauscher (7) ausgeführt ist. 15. The arrangement according to claim 1 or 3, characterized in that a stage of the condensation process is designed as a heat exchanger ( 7 ). 16. Anordnung nach Anspruch 1, 3 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher im Luftstrom des Triebwerkes und/oder im Luftstrom an der Triebwerks-Aussenhaut betrieben wird. 16. The arrangement according to claim 1, 3 or 15, characterized in that the heat exchanger operated in the air flow of the engine and / or in the air flow on the engine skin becomes. 17. Anordnung nach Anspruch 1, 3 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kondensationsprozess (6, 7) ein Verdampfer/Kondensatorprozess (14a, 14b) zur Wasserpurifikation nachgeschaltet ist. 17. The arrangement according to claim 1, 3 or 15, characterized in that the condensation process ( 6 , 7 ) is followed by an evaporator / condenser process ( 14 a, 14 b) for water purification. 18. Anordnung nach Anspruch 1 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (14a) mit der Prozesswärme der Brennstoffzelle (1) betreibbar ausgeführt ist. 18. The arrangement according to claim 1 or 17, characterized in that the evaporator ( 14 a) with the process heat of the fuel cell ( 1 ) is designed to be operable. 19. Anordnung nach Anspruch 1, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (14a) ringförmig um die Brennstoffzelle (1) angeordnet ist. 19. The arrangement according to claim 1, 17 and 18, characterized in that the evaporator ( 14 a) is arranged in a ring around the fuel cell ( 1 ). 20. Anordnung nach Anspruch 1 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (14b) im Luftstrom des Triebwerkes und/oder im Luftstrom an der Triebwerks-Aussenhaut betrieben wird. 20. The arrangement according to claim 1 or 17, characterized in that the capacitor ( 14 b) is operated in the air flow of the engine and / or in the air flow on the engine skin. 21. Anordnung nach Anspruch 1, 3 oder 17, dass dem Abgas (5) das CO2 (13) nach den Kondensationsprozessen des Wärmetauschers (7) und/oder des Kondensators (14b) entzogen wird. 21. Arrangement according to claim 1, 3 or 17, that the exhaust gas ( 5 ), the CO 2 ( 13 ) after the condensation processes of the heat exchanger ( 7 ) and / or the condenser ( 14 b) is withdrawn. 22. Anordnung nach Anspruch 1, 3 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verdampfer/ Kondensator (14a, 14b,) eine Aktivkohlefiltration (15a, 15b) nachgeschaltet ist. 22. The arrangement according to claim 1, 3 or 17, characterized in that the evaporator / condenser ( 14 a, 14 b,) is followed by an activated carbon filtration ( 15 a, 15 b). 23. Anordnung nach Anspruch 1 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkohlefilter (15a, 15b) in der Nähe der Brennstoffzelle (1) angeordnet sind und mit der Prozesswärme der Brennstoffzelle regeneriert werden. 23. The arrangement according to claim 1 or 22, characterized in that the activated carbon filters ( 15 a, 15 b) are arranged in the vicinity of the fuel cell ( 1 ) and are regenerated with the process heat of the fuel cell. 24. Anordnung nach Anspruch 1 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Aktivkohlefiltration (15a, 15b) Wasser in destillierter Qualität abgenommen wird. 24. The arrangement according to claim 1 or 23, characterized in that after the activated carbon filtration ( 15 a, 15 b) water is removed in distilled quality. 25. Anordnung nach Anspruch 1 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des erzeugten Wassers dem erhitzten Luftstrom vor den Turbinenstufen des Triebwerkes (33, 34) zugeführt wird. 25. The arrangement according to claim 1 or 24, characterized in that a part of the water generated is supplied to the heated air flow before the turbine stages of the engine ( 33 , 34 ). 26. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenstufen des Triebwerkes die Kompressorstufen (31, 32) und den Fan (30) des Triebwerkes betreiben, wobei die Kompressorstufen (31, 32) die Brennstoffzelle Luft- bzw. Sauerstoffseitig mit Druck beaufschlagen und der Fan (30) im Wesentlichen den Schub erzeugt. 26. The arrangement according to claim 1, characterized in that the turbine stages of the engine operate the compressor stages ( 31 , 32 ) and the fan ( 30 ) of the engine, the compressor stages ( 31 , 32 ) pressurizing the fuel cell on the air or oxygen side and the fan ( 30 ) essentially generates the thrust. 27. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzelle auch ohne Druckbeaufschlagung durch die Kompressoren (31, 32 und 8) betreibbar ausgeführt ist. 27. The arrangement according to claim 1, characterized in that the fuel cell is designed to be operable even without pressurization by the compressors ( 31 , 32 and 8 ). 28. Anordnung nach Anspruch 1 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Triebwerkskompressor (32) und die Triebwerksturbine (33) zur Luftversorgung und Kühlung der Brennstoffzelle (1) mit verminderter Drehzahl mitdrehen, während der Fan (30), die Triebwerkskompressor-Vorstufe und die Triebwerksturbinen-Niederdruckstufe (34) gebremst werden. 28. The arrangement according to claim 1 or 27, characterized in that the engine compressor ( 32 ) and the engine turbine ( 33 ) for air supply and cooling of the fuel cell ( 1 ) rotate at a reduced speed, while the fan ( 30 ), the engine compressor precursor and the engine turbine low pressure stage ( 34 ) are braked. 29. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch ein mittels Druckluft startbares Triebwerk. 29. Arrangement according to one of claims 1 to 28, characterized by a means of compressed air startable engine.
DE10216710A 2001-10-11 2002-04-16 Arrangement for generating water on board an aircraft Expired - Fee Related DE10216710B4 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10216710A DE10216710B4 (en) 2001-10-11 2002-04-16 Arrangement for generating water on board an aircraft
DE10249588A DE10249588B4 (en) 2002-04-16 2002-10-24 Arrangement for generating water on board an aircraft
AT03008232T ATE323644T1 (en) 2002-04-16 2003-04-09 ARRANGEMENT FOR GENERATING WATER ON BOARD AN AIRCRAFT
EP03008232A EP1354794B1 (en) 2002-04-16 2003-04-09 Apparatus for obtaining water onboard an aircraft
ES03008232T ES2262917T3 (en) 2002-04-16 2003-04-09 SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF WATER ON BOARD OF AN AIRCRAFT.
DE50303003T DE50303003D1 (en) 2002-04-16 2003-04-09 Arrangement for generating water on board an aircraft
JP2003110380A JP4746823B2 (en) 2002-04-16 2003-04-15 Propulsion device configured to generate water on board an aircraft
US10/417,893 US7550218B2 (en) 2001-10-11 2003-04-16 Apparatus for producing water onboard of a craft driven by a power plant

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10150261 2001-10-11
DE10150261.3 2001-10-11
DE10216710A DE10216710B4 (en) 2001-10-11 2002-04-16 Arrangement for generating water on board an aircraft
DE10249588A DE10249588B4 (en) 2002-04-16 2002-10-24 Arrangement for generating water on board an aircraft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10216710A1 true DE10216710A1 (en) 2003-04-30
DE10216710B4 DE10216710B4 (en) 2006-11-16

Family

ID=26010356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10216710A Expired - Fee Related DE10216710B4 (en) 2001-10-11 2002-04-16 Arrangement for generating water on board an aircraft

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10216710B4 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10229309B4 (en) * 2002-06-29 2006-06-01 Airbus Deutschland Gmbh Process for the use of black and / or gray water in the treatment of fuels for high temperature fuel cells
DE10249588B4 (en) * 2002-04-16 2006-10-19 Airbus Deutschland Gmbh Arrangement for generating water on board an aircraft
WO2009095180A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Airbus Operations Gmbh System and method for the reduction of harmful substances in engine exhaust gases
US7648628B2 (en) 2004-06-09 2010-01-19 Airbus Deutschland Gmbh Water treatment for an aircraft
US7659015B2 (en) 2006-01-20 2010-02-09 Airbus Deutschland Gmbh Combined fuel cell system
US7767359B2 (en) 2002-10-24 2010-08-03 Airbus Deutschland Gmbh Device for producing water on board of an airplane
US9350037B2 (en) 2011-04-21 2016-05-24 Airbus Operations Gmbh Method for manufacturing a solid oxide fuel cell element by layer-wise buildup and solid oxide fuel cell element
US9541001B2 (en) 2011-04-21 2017-01-10 Airbus Operations Gmbh Drive unit, method for providing power, and use of a drive unit

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012020345A1 (en) * 2012-10-17 2014-04-17 Eads Deutschland Gmbh Fuel cell system used in aircraft, for producing hydrogen containing gas, has mixing device that is connected to fuel source and water source, and adapted to provide fuel emulsion of water and fuel for producing hydrogen containing gas
DE202014102091U1 (en) 2014-05-05 2014-05-28 Quazim Ismaili Apparatus for producing industrial water for an aircraft
DE102018203159B4 (en) 2018-03-02 2021-05-06 MTU Aero Engines AG Reduction of contrails when operating aircraft
DE102021004031A1 (en) 2021-08-03 2023-02-09 Hans-Martin Striebel Long-haul airliner with no harmful emissions, called Care Liner

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4323719C2 (en) * 1993-07-15 1995-06-22 Daimler Benz Aerospace Airbus Method and device for carrying out the method for water supply on board an aircraft
WO1999035702A1 (en) * 1998-01-08 1999-07-15 Southern California Edison Company Power generation system utilizing turbine gas generator and fuel cell
DE19821952C2 (en) * 1998-05-15 2000-07-27 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Power supply unit on board an aircraft
GB9813757D0 (en) * 1998-06-25 1998-08-26 Gec Marconi Aerospace Limited Integral fuel cell

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10249588B4 (en) * 2002-04-16 2006-10-19 Airbus Deutschland Gmbh Arrangement for generating water on board an aircraft
DE10229309B4 (en) * 2002-06-29 2006-06-01 Airbus Deutschland Gmbh Process for the use of black and / or gray water in the treatment of fuels for high temperature fuel cells
US7172702B2 (en) 2002-06-29 2007-02-06 Airbus Deutschland Gmbh Method for using water in the processing of fuels for high temperature fuel cells
US7767359B2 (en) 2002-10-24 2010-08-03 Airbus Deutschland Gmbh Device for producing water on board of an airplane
US7648628B2 (en) 2004-06-09 2010-01-19 Airbus Deutschland Gmbh Water treatment for an aircraft
US7659015B2 (en) 2006-01-20 2010-02-09 Airbus Deutschland Gmbh Combined fuel cell system
WO2009095180A1 (en) * 2008-01-31 2009-08-06 Airbus Operations Gmbh System and method for the reduction of harmful substances in engine exhaust gases
CN101932811A (en) * 2008-01-31 2010-12-29 空中客车作业有限公司 Systems and methods for reducing hazardous substances in engine exhaust
US8910484B2 (en) 2008-01-31 2014-12-16 Airbus Operations Gmbh System and process for the reduction of harmful substances in engine exhaust gases
US9350037B2 (en) 2011-04-21 2016-05-24 Airbus Operations Gmbh Method for manufacturing a solid oxide fuel cell element by layer-wise buildup and solid oxide fuel cell element
US9541001B2 (en) 2011-04-21 2017-01-10 Airbus Operations Gmbh Drive unit, method for providing power, and use of a drive unit

Also Published As

Publication number Publication date
DE10216710B4 (en) 2006-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10216709B4 (en) Process for the treatment and distribution of airborne water in air, land and / or water vehicles
EP1035016B1 (en) Auxiliary Power Unit for Aircraft
EP1567412B1 (en) Device for producing water on board of an airplane
EP0629548B1 (en) Device to recover energy for an aircraft, in particular passenger aircraft
US7550218B2 (en) Apparatus for producing water onboard of a craft driven by a power plant
DE10216710A1 (en) Arrangement for producing water on board an airplane comprises a water producing unit in the form of high temperature fuel cells partially or completely integrated into a driving gear of the airplane
DE102018208026A1 (en) An exhaust treatment device, aircraft propulsion system, and method of treating an exhaust flow
WO2010084119A1 (en) Split-flow recirculating gas turbine
DE102004039164A1 (en) Method for generating energy in a gas turbine comprehensive power generation plant and power generation plant for performing the method
DE112009001834T5 (en) A system and method for operating a power generation system with an alternative working fluid
DE10393027T5 (en) Method and apparatus for generating compressed air by using reforming gas from a fuel reformer
DE112009001835T5 (en) A system and method for operating a gas turbine engine with an alternative working fluid
DE4323719C2 (en) Method and device for carrying out the method for water supply on board an aircraft
EP1354794B1 (en) Apparatus for obtaining water onboard an aircraft
DE10249588B4 (en) Arrangement for generating water on board an aircraft
WO2007017387A2 (en) Method for increasing the efficiency of a combined gas/steam power station with integrated gasification combined cycle
EP2399315A1 (en) Fuel cell system comprising at least one fuel cell
DE102008052790A1 (en) Autoclave module for supply of inert gas for autoclave device and for autoclave system, has exhaust supply attached to combustion engine, where combustion engine has lambda control unit and emission control device
DE102005054888A1 (en) System useful in an aircraft, comprises an oxygen enrichment device for generating oxygen-enriched air, a fuel cell system with a fuel cell using the oxygen-enriched air, and a sensor that detects the oxygen in the oxygen-enriched air
DE102018112454A1 (en) Device for supplying air to a fuel cell
DE102012009318A1 (en) Diesel engine and method for increasing the performance of an existing diesel engine
DE102006002882B4 (en) Combined fuel cell system and use of the fuel cell system in an aircraft
DE102020107905A1 (en) Energy conversion device, vehicle and method for operating an energy conversion device
DE202017004842U1 (en) System for operating an internal combustion engine
DE19710841A1 (en) Reduction of rich pollutant emissions from vehicular engines by supply of oxidant to exhaust gases

Legal Events

Date Code Title Description
AG Has addition no.

Ref document number: 10249588

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: AIRBUS OPERATIONS GMBH, 21129 HAMBURG, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee