CN111417815A - 用于将至少一个液态组分从气态组分分离的气液分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气液分离器(2)，用于将至少一个液态组分、尤其是H2O与气态组分、尤其是H2分离，所述气液分离器具有收集容器(12)，向所述收集容器供应介质，其中，至少将介质的液态组分分离到所述收集容器(12)中，其中，介质的分离出的部分经由排出阀(46)从所述收集容器(12)被导出。根据本发明，所述气液分离器(2)在此集成到再循环泵(9)的壳体(11)中。

Description

用于将至少一个液态组分从气态组分分离的气液分离器
技术领域
本发明涉及一种用于将至少一个液态组分从气态组分分离的气液分离器，其中，该气液分离器集成到再循环泵的壳体中，并且其中，进行介质的至少一个液态组分的分离，所述气液分离器尤其应用在具有燃料电池驱动器的车辆的燃料电池系统中。
背景技术
除液态燃料外，气态燃料未来在车辆领域中也越来越重要。尤其在具有燃料电池驱动器的车辆中必须控制氢气流。在此，气流不再如在喷射液态燃料时那样不连续地被控制，而是从至少一个高压箱取出气体并且通过中压管路系统的流入管路被引导到喷射器单元上。该喷射器单元将气体经由低压管路系统的连接管路引向燃料电池。尤其由未消耗的氢气和非活性成分、尤其是水和氮气组成的废气从燃料电池经由再循环路径被再循环。
由DE 10 2014 220 891 A1已知一种气液分离器，用于将液态组分，尤其是水从气态组分、尤其是从燃料电池排出的废气分离。在此，该气液分离器构成壳体，废气通过引入管被供应到壳体中。在壳体中，包含在废气中的水从废气分离。然后，包含物质如氢气的废气经由排出管被引回至燃料电池，其中，氢气在下面被称为H2。此外，壳体具有排出接头，经由该排出接头将分离出的并且储存的水从壳体排出到外侧。
由DE 10 2014 220 891 A1已知的气液分离器可以具有一定缺点。
已知的气液分离器必须作为附加的构件尤其流体上连接在燃料电池系统的外围装置中。因此，气液分离器需要自己的壳体和自己的管路附接件，因为气液分离器作为附加的部件存在。
因为燃料电池的经由引入管引入到壳体中的废气除组分水外也含有其它重组分，尤其是气态氮，其中，水在下面被称为H2O，气态氮在下面被称为N2，所以除H2外，氮气又由壳体，例如经由排出管又被输送到燃料电池中。由此，气液分离器具有以下缺点：不但将几乎纯的H2而且也将其它重组分，例如N2输送回到燃料电池中。由此降低了燃料电池的效率并且从而降低了燃料电池系统的效率。
发明内容
根据权利要求1提出一种气液分离器，该气液分离器集成到再循环泵的壳体中。以这种方式可以实现以下优点：气液分离器不需要附加的壳体，因为该气液分离器集成到再循环泵的壳体中。由此能够实现成本节约，因为可以节约用于单独的气液分离器壳体的材料成本和/或制造成本。此外，将气液分离器集成到再循环泵的壳体中提供以下优点：部件再循环泵和/或气液分离器和/或整个燃料电池系统需要很少的安装空间、尤其在车辆中的很少的安装空间，因为一方面，尤其当气液分离器直接被安放在再循环泵的内部通流管路上时，不再需要单独的气液分离器壳体的空间需求，和/或用于流体附接气液分离器的输入和导出管路是多余的。由此，降低了在再循环泵和/或气液分离器和/或整个燃料电池系统内的流动阻力，由此能够提高效率和/或降低运行成本。此外，能够节约不再需要的输入和导出管路的装配和材料成本。
此外，通过将气液分离器集成到再循环泵的壳体中能够实现以下优点：可以改善气液分离器和/或再循环泵和/或整个燃料电池系统的冷启动特性。因为气液分离器现在集成到再循环泵的壳体中，所以该气液分离器相对于低温被更好地保护，其中，在低温时存在聚集在气液分离器中的液态H2O冻结的危险并且由此损坏气液分离器，和/或在燃料电池和/或车辆的冷启动过程中，由于在燃料电池系统中开始流动而一起被输送的冰块会损坏燃料电池系统的其它部件和/或燃料电池本身。因此可以降低再循环泵和/或气液分离器和/或整个燃料电池系统的失效概率。
从属权利要求涉及本发明的优选扩展方案。
根据一个特别有利的构型，气液分离器沿流动方向位于再循环泵的压缩机室之后、尤其在出口的区域中。以这种方式能够实现以下优点：对于气液分离器不需要附加的能量来实现组分H2O与介质、尤其是H2的分离。为此，通过再循环泵对介质进行加速和/或压缩足以使介质设有相应的速度和/或相应的压力，使得可以借助气液分离器完成组分H2O与介质的分离。在此，尤其有利的是，气液分离器位于再循环泵之后。因此，在气液分离器的区域中不需要附加的部件，例如泵。由此可以提高气液分离器和/或再循环泵和/或整个燃料电池系统的效率并且可以降低运行成本。此外，在气液分离器的区域中没有对于其它部件，例如泵的另外的构件成本，由此可以降低整个燃料电池系统的成本。
根据一个有利的扩展方案，气液分离器沿流动方向位于再循环泵的压缩机室之前、尤其在入口的区域中。以这种方式可以避免以下缺点：H2O必须与待输送的介质一起被输送通过再循环泵、尤其通过压缩机室。由此，一方面能够实现以下优点：能够改进再循环泵的效率并且提高在燃料电池中用于产生能量所需要的H2的输送量，由此能够提高燃料电池的效率和/或功率。另一方面，可以防止或至少减小H2O渗入到再循环泵的压缩机室和/或再循环泵中。渗入到再循环泵中的H2O可以导致再循环泵的可运动构件和/或不耐腐蚀的构件和/或电子构件的损坏。在再循环泵的构件由于渗入的H2O而损坏时(在此出现电子短路)可能又损坏整个燃料电池系统。因此，在根据本发明的气液分离器的构型中，再循环泵和/或整个燃料电池系统的使用寿命提高。此外，可以减小整个燃料电池系统失效的可能性。
根据一个有利构型，除通过气液分离器分离液态组分H2O外，气态组分N2也被气液分离器从介质分离出。以这种方式可以实现以下优点：借助气液分离器同时分离几多个不希望的组分、尤其是来自燃料电池的再循环介质的废料。由此提高介质的用于在燃料电池中、尤其是在阳极侧上产生能量的气态组分的比例。借助气液分离器将组分H2O和N2与H2分离并且从再循环泵的流出通道引导到收集容器中。这提供以下优点：提高燃料电池和/或燃料电池系统的效率，而作为在燃料电池运行中的副产物和/或废料而不希望的组分借助气液分离器被分离，并且因此，更高比例的用于在燃料电池中产生能量的组分可以被输送回到燃料电池中。此外，通过根据本发明的气液分离器的构型，在燃料电池系统中不再需要用于导出气态N2的附加部件，例如呈排出阀的形式，因为该任务被气液分离器承担。因此，气液分离器在一个方法步骤中将H2O和N2从介质分离。以这种方式实现以下优点：可以节约成本，因为不再需要附加部件排出阀，用于排出N2。此外，可以减少在燃料电池系统运行时对H2的需求，这又导致在运行成本方面的成本节约。
根据一个特别有利的扩展方案，气液分离器具有流出通道、分离棱边和收集容器，其中，流出通道沿流动方向首先具有第一变细部，然后尤其在分离棱边的区域中具有弯曲部，该弯曲部具有半径。以这种方式，与在不存分离棱边的情况下介质更强烈的减速相比，介质和介质的不同组分在分离过程中由于分离棱边而更不强烈地减速。因此，分离棱边辅助介质的重组分H2O和N2与轻组分H2的分离过程。由此能够实现H2O和N2高效且低流动损耗地流到收集容器中，而H2流向出口。此外，具有高的H2比例的介质可以从那里沿流动方向进一步穿过流出管路运动，而在至少一个容器的区域中不需要另外的输送流体的部件如泵或风扇，以便能够进一步运送具有高的H2比例的介质。因此，可以减少在至少一个容器的区域中或在至少一个容器处用于运行另外的输送流体的部件、尤其是被电驱动的泵或风扇的能量。由此可以提高燃料电池系统的效率并且降低运行成本。
根据一个有利的构造方式，气液分离器具有入口、分离棱边和收集容器，其中，入口沿流动方向首先具有第二变细部，然后尤其在分离棱边的区域中具有弯曲部，该弯曲部具有半径。以这种方式能够引起由组分H2、H2O和N2组成的介质在流过入口和第二变细部时首先被加速，然后借助弯曲部在流动方向上被偏转。在此，介质在外侧区域上冲击到分离棱边上，尤其在该外侧区域中，作用到介质上的离心力最大。
由此得到以下优点：尤其比H2具有更大质量的组分H2O和N2在流动方向上向弯曲部的外侧区域偏转并且因此向分离棱边和收集容器偏转，而组分H2由于其较小的质量而不太强烈地向弯曲部的外侧区域偏转，并且因此采用经由弯曲部的位于曲线内侧区域的最短路经。由此得到以下优点：能够从介质获得更高比例的H2O和N2，并且因此能够这样地提高气液分离器的分离过程的效率，使得经由出口从再循环泵流出的介质几乎完全不含组分H2O和N2。由此能够改善整个燃料电池系统的效率。
根据一个有利的扩展方案，组分H2O和N2借助离心原理被气液分离器从介质分离出。此外，介质在沿流动方向流过第一和/或第二变细部时被加速。此外，介质在沿流动方向流过弯曲部时经历这样的偏转，使得组分H2O和N2由于其质量而经历较大的偏转，而轻组分H2由于其质量而经历较小的偏转。以这种方式可以实现以下优点：通过气液分离器这样地改进分离过程，使得组分H2O和N2几乎完全从介质、尤其是H2分离。由此保证，尽可能高比例的H2流回到燃料电池，由此可以提高燃料电池的效率和/或功率。此外，能够实现以下优点：为了将组分H2O和N2与组分H2分离，尤其从燃料电池系统和/或从上级系统车辆不必提供附加的能量和/或仅须提供少量能量。这是因为，流过第一变细部或流过第二变细部的介质尤其由于通过各如文丘里喷嘴(Venturi-Düse)那样作用的变细部而具有增大的流速。该增大的流速在借助离心原理分离组分时产生有利影响。因此，不再需要进一步引入能量、尤其是动能到介质中，以便可以通过气液分离器借助离心原理引起分离过程的最优效率。由此可以提高燃料电池系统的效率并且可以降低运行成本。
根据一个有利的构造方式，介质在流过弯曲部时冲击到分离棱边上，其中，轻组分H2沿流动方向朝出口偏转，而组分H2O和N2沿流动方向偏转到收集容器中，其中，尤其小部分的轻组分H2能够一起被偏转到收集容器中。以这种方式，与在不存在分离棱边的情况下介质更强烈的减速相比，介质和介质的不同组分在分离过程中由于分离棱边而不太强烈地减速。因此，分离棱边尤其借助离心原理辅助介质的重组分H2O和N2从轻组分H2的分离过程。由此能够实现H2O和N2高效且低流动损耗地流到收集容器中，而H2流向出口。此外，具有高H2比例的介质可以从那里沿流动方向进一步穿过出口运动，而在至少一个容器的区域中不需要另外的输送流体的部件如泵或风扇，以便能够进一步运送具有高H2比例的介质。因此，在至少一个容器的区域中或在至少一个容器处可以减少用于运行另外的输送流体的部件、尤其是被电驱动的泵或风扇的能量。由此可以提高燃料电池系统的效率并且可以降低运行成本。
根据一个特别有利的扩展方案，H2从收集容器经由抽吸连接件被引回到再循环泵的流入通道中。此外，H2可以从收集容器经由抽吸连接件被引回到再循环泵的流入通道或流出通道中。以这种方式可以实现以下优点：组分H2在分离过程中以不利且不希望的方式与H2O和N2一起流到收集容器中，而在借助排出阀将收集容器排气时不与组分H2O和N2一起向外被导出。而是组分H2可以被引回到再循环过程中并且因此被引回到燃料电池系统中，在那里H2在燃料电池中可供用于重新获取能量。由此仅须从燃料电池系统外部、例如从高压箱补充更少的H2用于获取能量。由此可以降低燃料电池系统的运行成本并且最终降低整个车辆的运行成本。此外，由此可以防止，必须将更多的H2引出到在燃料电池系统外的区域中，这在一定状况下、例如在地下停车场中停放的车辆中可能由于H2的易燃性而导致安全危害。此外，可以实现以下优点：可以提高燃料电池的效率和/或功率。
根据一个有利的构造方式，抽吸连接件具有节流元件。由于建立收集容器与再循环泵和燃料电池系统的流动通道的另外连接的抽吸连接件，在一定前提条件下再循环泵的效率可能变差，因为再循环泵借助在压缩机室中必须产生附加能量的压缩机轮，因为由于抽吸连接件而在尤其位于流入通道区域中的低压侧和尤其位于流出通道区域中的高压侧之间发生连续的压力交换并且因此产生压力损失。现在通过使用节流元件可以将再循环泵的效率损失保持得小，所述节流元件在收集容器的区域和再循环泵的流动通道之间引起尽可能最大的节流。因此，通过节流元件例如由于通流直径的横截面小而减少压力损失。由此能够将高压侧和低压侧之间的压力损失保持得小，由此提高再循环泵的效率并且能够降低运行成本。
根据一个有利的扩展方案，在收集容器和抽吸连接件之间的区域中有隔膜室，其中，隔膜室尤其具有隔膜插入件。此外，隔膜插入件构造为半渗透隔膜，其中，介质的轻组分H2可以穿过隔膜运动，而组分H2O和N2尤其由于分子尺寸不能穿过隔膜运动。以这种方式一方面可以实现以下优点：因为隔膜引起压力减小，所以通过抽吸连接件在低压侧和高压侧之间出现很小的压力损失。此外，可以实现以下优点：通过隔膜防止，组分H2O和N2可以通过抽吸连接件流回到再循环泵和燃料电池系统中，因为分子尺寸太大而不能通过隔膜。然而，在分离过程中以不利且不希望的方式与H2O和N2一起流到收集容器中的组分H2可以穿过隔膜扩散并且因此通过隔膜，因为H2的分子尺寸小于H2O和N2的分子尺寸。此外，当H2O处于液态中时，由于表面张力，隔膜还可以防止H2O经由抽吸连接件通过。由此能够提高再循环泵和整个燃料电池系统的效率。
附图说明
下面参照附图详细地说明本发明的实施例。在附图中是：
图1具有根据第一实施例的根据本发明的气液分离器的燃料电池系统的示意图；
图2根据第二实施例的气液分离器的示意图，
图3根据第三实施例的气液分离器的示意图，
图4根据第四实施例的气液分离器的示意图。
具体实施方式
根据图1的示图示出具有根据本发明的气液分离器2的第一实施例的燃料电池系统1，其中，气液分离器2在一个示例性的实施方式中除液态组分H2O外，还将气态组分N2从介质分离，其中，尤其是气态组分N2具有比组分H2更大的质量。
图1示出燃料电池系统1，在该燃料电池系统中示出具有气液分离器2的再循环泵9，其中，气液分离器2集成到再循环泵9的壳体11中。此外示出，燃料电池系统1具有燃料电池30和集成的喷射泵10。在此，部件具有气液分离器2的再循环泵9、集成的喷射泵10和燃料电池30借助管路流体上相互连接。燃料电池30具有阳极区域31和阴极区域32并且用于尤其在车辆中借助氢气、即H2和氧气、即O2的反应产生能量。在此，能量能够以电能形式产生。
在此，根据本发明的气液分离器2和/或再循环泵9与阳极区域31经由连接管路4流体连接。在此，将介质、尤其是来自燃料电池30的阳极区域31的再循环介质为了再循环而引导到再循环泵9上。在此，再循环介质几乎完全由未消耗的H2以及来自在燃料电池30内用于获取能量的过程的副产物H2O和N2组成，所述未消耗的H2在燃料电池30内不与氧气发生化学或电反应。在此，介质沿流动方向II在阳极侧上通过连接管路4流到再循环泵9的入口16中。组分H2O和N2也可以替代地被称为非活性气体成分，其中，不能考虑将这些组分用于在燃料电池30的阳极区域31中获取能量。因此，对于燃料电池系统1的整体运行的效率由于再循环路径中的组分H2O和N2而减小，因为如果这些组分不借助气液分离器2分离出，则这些组分必须通过整个阳极路径被一起输送，尤其通过连接管路4、流出管路5、再循环泵9、可选地存在的集成的喷射泵10并且通过流入管路3被一起输送。因此，在此也可以将组分H2的更少的质量和/或体积输送和/或再循环，该组分H2对于在燃料电池30中获取能量是需要的。
此外，在图1中示出，介质经由入口16沿流动方向II通过第二变细部21流到再循环泵9的流入通道7中。在此，在介质通过流入通道7流入到再循环泵9的压缩机室26中之前，该介质由于第二变细部21的直径减小而被加速。在此，再循环泵9在壳体11内具有压缩机轮13，其中，压缩机轮13位于压缩机室26中，并且其中，压缩机轮13沿旋转方向35执行旋转。由于压缩机轮13的旋转，在该压缩机轮的外周上布置有叶片37，因此对气态介质沿旋转方向35从流入通道7的区域至再循环泵9的压缩机室26中的流出通道20的区域进行加速和/或压缩。在由压缩机轮37对气态介质进行加速和/或压缩之后，气态介质从流出通道20通过第一变细部15流到弯曲部19的区域中，其中，弯曲部19具有半径17，其中，在弯曲部19的区域中发生气态介质的偏转和/或导流。在此，在介质沿流动方向Ⅱ流过弯曲部19时，组分H2O和N2借助离心原理从介质分离。在此，介质在流过第一变细部15时沿流动方向II被加速，其中，介质然后在沿流动方向II流过弯曲部19时经历这样的偏转，使得组分H2O和N2由于其质量而经历较大的偏转，而轻组分H2由于其质量而经历较小的偏转。在此，重组分H2O和N2沿流动方向VI流到收集容器12中并且因此从介质分离出，其中，几乎全部是H2的介质沿流动方向VII进一步流向再循环泵9的出口18。在此，收集容器12布置在弯曲部19的外侧半径17处。然而，可以是，组分H2在分离过程中以不利的方式与H2O和N2一起流到收集容器12中。为了不失去这些H2用于在燃料电池系统1中的另外的能量获取过程，设置将H2从收集容器12经由抽吸连接件9引回到再循环泵9的流入通道7中。
此外，在图1中示出，收集容器12在其下部区域中具有排出阀46，其中，排出阀46与传感器装置22连接。在此，传感器装置22连续地感测H2O和N2成分并且必要时感测收集容器12中的H2成分和/或压力，并且一旦超过关于组分H2O和N2成分的浓度的确定值和/或压力，则操控排出阀46，并且将重组分H2O和N2借助排出阀46从收集容器12、尤其从下部区域排出和/或引出。在燃料电池系统1的一个可能的示例性构型中，组分H2O和N2借助排出阀46经由可选的回流管路到达燃料电池系统1的进气管中。从那里，组分H2O和N2通过进气管进一步流到燃料电池30的阴极区域32中。在一个示例性的实施方式中，设置抽吸连接件29，借助该抽吸连接件可以将H2从收集容器12引回到流入通道7中，使得H2不从燃料电池回路被引出。
如从图1可看到，根据第一实施例的气液分离器2沿流动方向II位于再循环泵9的压缩机室26之后，其中，气液分离器2尤其位于出口18的区域中。
在介质流过再循环泵9并且通过出口18离开之后，尤其几乎完全是H2的介质进一步沿流动方向II经由流出管路5流到集成的喷射泵10中。在喷射泵10内发生所谓的喷射泵效应。为此，气态推进介质、尤其是H2从箱27、尤其是高压箱27通过箱管路33流入到喷射泵10中。此外，再循环介质被再循环泵9输送到喷射泵10的抽吸区域中。现在，推进介质在高压下被带入到抽吸区域中。在此，气态推进介质沿流动方向II的方向流动。从高压箱27流到喷射泵10的抽吸区域中并且用作推进介质的H2相对于流入到抽吸区域中的再循环介质具有压差，其中，推进介质尤其具有至少10bar的更高压力。为了出现喷射泵效应，再循环介质以小的压力和小的质量流被输送到喷射泵10的抽吸区域中。在此，推进介质以所说明的压差和尤其接近声速的高速流入到抽吸区域中。在此，推进介质冲击到已经位于抽吸区域中的再循环介质上。由于高速和/或推进介质与再循环介质之间的压差产生介质之间的内部摩擦和紊流。在此，在快速的推进介质和明显更慢的再循环介质之间的边界层中产生剪切应力。该应力引起动量传递，其中，再循环介质被加速并且被携带。混合根据动量守恒原理进行。在此，再循环介质沿流动放向II被加速并且对于再循环介质也形成压力降，由此开始抽吸作用并且因此从再循环泵9的区域补充另外的再循环介质。
在喷射泵10中的再循环介质被推进介质加速并且两种介质混合之后，几乎完全是H2的新产生的介质通过流入管路3流向燃料电池30，尤其流向阳极区域31。
在根据图2的第二实施例的气液分离器2的示意图中示出，流出通道20在弯曲部19的区域中具有分离棱边8。在此，介质在流过弯曲部19时冲击到分离棱边8上，其中，轻组分H2沿流动方向VII朝出口18偏转，而组分H2O和N2沿流动方向VI偏转到收集容器12中，其中，尤其小部分的轻组分H2可能一起偏转到收集容器12中。在此，分离棱边8对分离过程产生有利影响，因为介质的划分有利于重组分H2O和N2沿流动方向VII朝收集容器12的方向流动，并且另一方面有利于轻组分H2沿流动方向VII朝出口18的方向流动。在此，介质在流过弯曲部19时冲击到分离棱边8上，该分离棱边布置在弯曲部19的外部区域上、尤其是在曲线外侧的区域上。此外，分离棱边8具有尖的和/或楔形的区域，该区域尤其借助离心原理辅助组分H2O和N2从组分H2分离。在此，在流过弯曲部19时，离心力作用到介质的组分上，这又有利于尤其借助离心原理将组分H2O和N2从较轻的组分H2分离。
附加地，在此有利的是，流出通道20借助第一变细部15沿流动方向II变细。由此能够提高介质的流速，使得在该时间点仍具有所有组分H2O、N2和H2，由此增大离心力效应并且因此能够有利于分离。在此，还附加地起有利的作用，分离棱边8在流出通道20中这样地布置在弯曲部19的区域中，使得分离棱边8位于流出通道20和/或弯曲部19的最低点上并且因此位于面向重力作用方向的一侧上。由此借助离心原理、附加地通过重力作用辅助较重组分与较轻组分的分离，并且因此实现更有效的分离。
在此，根据第二实施例，气液分离器2在收集容器12和例如再循环泵9的流入通道7之间不构造抽吸连接件29。由此可以防止流出通道20和流入通道7之间的压力降。
图3示出根据第三实施例的气液分离器2的示意图。在此示出，抽吸连接件29具有节流元件14。附加地示出，在收集容器12和抽吸连接件29之间的区域中有隔膜室23，其中，隔膜室23尤其具有隔膜插入件25。在此，隔膜插入件25构造为半渗透隔膜34，其中，介质的轻组分H2可以穿过隔膜34运动，而组分H2O和N2尤其由于分子尺寸而不能穿过隔膜34运动。在此，抽吸连接件29至少接近收集容器12的最高点并且因此位于收集容器12的背离重力作用方向的一侧上，而排出阀46位于收集容器12的最低点上并且因此位于收集容器12的面向重力作用方向的一侧上。由此可以实现以下优点：较重组分H2O和N2由于其大的质量而在收集容器12中更容易朝排出阀46的方向流动并且因此充满收集容器12的面向重力作用方向的下方容积。与此相反，较轻组分H2由于其小的质量而在收集容器12中更容易朝排出阀46的方向流动并且因此充满收集容器12的背离重力作用方向的上方容积。由此可以实现以下优点：通过组分在收集容器12中借助利用重力的分层引起，大部分的组分H2O和N2可以通过排出阀46被排出，而几乎完全防止H2通过排出阀46流出。此外，通过组分在收集容器12中借助利用重力的分层引起，大部分的组分H2可以通过抽吸连接件29被引回到再循环泵中。
在此，组分H2有针对性地经由抽吸区域29被引导到入口16和/或流入通道7的区域中，该区域位于第二变细部21的区域之后，其中，在此尤其在该区域中形成喷射泵效应。
图4示出，气液分离器2沿流动方向II位于再循环泵9的压缩机室26之前、尤其位于入口16的区域中。在此，再循环泵9具有入口16、分离棱边8和收集容器12，其中，入口16沿流动方向II首先具有第二变细部21，然后尤其在分离棱边8的区域中具有弯曲部19，该弯曲部具有半径17。介质在沿流动方向II流过第二变细部21时被加速。此外，介质在沿流动方向II流过弯曲部19时经历这样的偏转，使得组分H2O和N2组分由于其质量而经历较大的偏转，而轻组分H2由于其质量而经历较小的偏转。在此，组分H2O和N2并且部分地也有H2借助分离棱边8偏转到收集容器12中。在此，H2从收集容器12经由抽吸连接件29引回到再循环泵9的流出通道20中。
本发明不限于在这里所说明的实施例和其中突出的方面。而是，在由权利要求说明的范围内能够实现多种变型。

Claims (14)

1.一种气液分离器(2)，用于将至少一个液态组分、尤其是H2O与气态组分、尤其是H2分离，所述气液分离器具有收集容器(12)，向所述收集容器供应介质，其中，至少将介质的液态组分分离到所述收集容器(12)中，其中，介质的分离出的部分经由排出阀(46)从所述收集容器(12)被导出，其特征在于，所述气液分离器(2)集成到再循环泵(9)的壳体(11)中。
2.根据权利要求1所述的气液分离器(2)，其特征在于，所述气液分离器沿流动方向II位于所述再循环泵(9)的压缩机室(26)之后，尤其位于出口(18)的区域中。
3.根据权利要求1所述的气液分离器(2)，其特征在于，所述气液分离器沿流动方向II位于所述再循环泵(9)的压缩机室(26)之前，尤其位于入口(16)的区域中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的气液分离器(2)，其特征在于，除液态组分H2O外，气态组分N2被所述气液分离器(2)从介质分离出。
5.根据权利要求2所述的气液分离器(2)，其特征在于，所述气液分离器具有流出通道(20)、分离棱边(8)和收集容器(12)，其中，所述流出通道(20)沿流动方向II首先具有第一变细部(15)，然后尤其在所述分离棱边(8)的区域中具有弯曲部(19)，该弯曲部具有半径(17)。
6.根据权利要求3所述的气液分离器(2)，其特征在于，所述气液分离器具有所述入口(16)、分离棱边(8)和所述收集容器(12)，其中，所述入口(16)沿流动方向II首先具有第二变细部(21)，然后尤其在所述分离棱边(8)的区域中具有弯曲部(19)，所述弯曲部具有半径(17)。
7.根据权利要求4所述的气液分离器(2)，其特征在于，组分H2O和N2借助离心原理从介质被分离出。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的气液分离器(2)，其特征在于，介质在流过所述第一和/或第二变细部(15,21)时沿流动方向II被加速，并且介质在流过所述第二弯曲部(19)时沿流动方向II经历这样的偏转，使得组分H2O和N2由于其质量而经历较大的偏转，而轻组分H2由于其质量而经历较小的偏转。
9.根据权利要求8所述的气液分离器(2)，其特征在于，介质在流过所述弯曲部(19)时冲击到所述分离棱边(8)上，其中，所述轻组分H2沿流动方向VII朝所述出口(18)偏转，而组分H2O和N2沿流动方向VI偏转到所述收集容器(12)中，其中，尤其小部分的轻组分H2能够一起被偏转到所述收集容器(12)中。
10.根据权利要求2和9中任一项所述的气液分离器(2)，其特征在于，H2从所述收集容器(12)经由抽吸连接件(29)被引回到所述再循环泵(9)的流入通道(7)中。
11.根据权利要求3和9中任一项所述的气液分离器(2)，其特征在于，H2从所述收集容器(12)经由抽吸连接件(29)被引回到所述再循环泵(9)的流入通道(7)或流出通道(20)中。
12.根据权利要求10或11所述的气液分离器(2)，其特征在于，所述抽吸连接件(29)具有节流元件(14)。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的气液分离器(2)，其特征在于，在所述收集容器(12)和所述抽吸连接件(29)之间的区域中有隔膜室(23)，其中，所述隔膜室(23)尤其具有隔膜插入件(25)。
14.根据权利要求13所述的气液分离器(2)，其特征在于，所述隔膜插入件(25)构造为半渗透隔膜(34)，其中，所述介质轻的组分H2能够穿过所述隔膜(34)运动，而组分H2O和N2尤其由于分子尺寸而不能穿过所述隔膜(34)运动。
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