DE102007048321A1 - Apparatus and method for separating a liquid from a gas stream and fuel cell system - Google Patents

Apparatus and method for separating a liquid from a gas stream and fuel cell system Download PDF

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René Dipl.-Ing. Häußler
Cosimo S. Dipl.-Ing. Mazzotta
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, mit einem Strömungskanal (1), welcher in Strömungsrichtung (P) des Gasstroms ein erstes Teilelement (2) und ein zweites Teilelement (3) aufweist, welches zumindest bereichsweise ein größeres Innenmaß (d2) als das erste Teilelement (2) aufweist, wobei ein Übergang (8b) der Innenseiten (6, 12, 7) zwischen dem zweiten Teilelement (3) und einem an das zweite Teilelement (3) in Strömungsrichtung (P) anschließenden dritten Teilelement (4) des Strömungskanals (1) gestuft ausgebildet ist und das zweite Teilelement (3) sich aufweitend ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Abscheiden e strömenden Gasstrom.The invention relates to a device for separating a liquid from a gas stream, having a flow channel (1) which has a first subelement (2) and a second subelement (3) in the flow direction (P) of the gas stream, which at least partially has a larger internal dimension ( d2) as the first subelement (2), wherein a transition (8b) of the inner sides (6, 12, 7) between the second subelement (3) and a third subelement adjoining the second subelement (3) in the flow direction (P) (4) of the flow channel (1) is stepped and formed the second sub-element (3) is widening. The invention also relates to a method for separating e flowing gas stream.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, mit einem Strömungskanal, welcher in Strömungsrichtung des Gasstroms ein erstes und ein zweites Teilelement aufweist, welches zumindest bereichsweise ein größeres Innenmaß als das erste Teilelement aufweist, und ein Übergang zwischen dem zweiten und einem dritten Teilelement gestuft ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellensystem mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem in einem Strömungskanal strömenden Gasstrom.The The invention relates to an apparatus and a method for depositing a liquid from a gas stream, with a flow channel, which in the flow direction of the gas flow a first and a second sub-element, which at least partially a larger internal dimension than the first sub-element has, and a transition between the second and a third sub-element is stepped. Furthermore it concerns the invention a fuel cell system with such a device and a method for separating a liquid a gas stream flowing in a flow channel.

In Brennstoffzellensystemen kommt es bei spezifischen Betriebszuständen vor, dass Wasser in den Brennstoffzellenstapel eindringt, wobei dies sowohl auf der Kathodenseite als auch auf der Anodenseite einer Brennstoffzelle gegeben ist. Ursache hierfür kann sowohl auskondensiertes Wasser sein, als auch Wasser aus der Brennstoffzelle, welches rezirkuliert wurde. Vor allem bei Lastsprüngen kommt es vor, dass sich Wasseransammlungen aus Komponenten oder Rohren lösen und mitgerissen werden. Diese landen dann im Brennstoffzellenstapel und können zu einer Funktionsbeeinträchtigung in einer Brennstoffzelle führen bzw. einen negativen Einfluss beim Widerstart oder sogar beim Starten bei kalten Umgebungsbedingungen, insbesondere nahe oder unter der 0-Grad-Grenze, haben.In Fuel cell systems occur in specific operating conditions in that water penetrates into the fuel cell stack, wherein this on both the cathode side and on the anode side of a Fuel cell is given. Cause this can both condensed water, as well as water from the fuel cell, which was recirculated. Especially with load jumps It happens that water accumulations of components or Loosen pipes and get carried away. These then land in the fuel cell stack and can lead to a functional impairment lead in a fuel cell or a negative impact in the Restart or even when starting in cold conditions, especially near or below the 0 degree limit.

Prinzipiell kann eine derartige Problematik jedoch auch unabhängig von einem Brennstoffzellensystem bei allen anderen Systemen auftreten, bei denen als Gasstrom eine Zweiphasenmischung mit Flüssigkeit und Gas, transportiert wird.in principle However, such a problem can also be independent from a fuel cell system to all other systems, in which as a gas stream, a two-phase mixture with liquid and gas being transported.

Bei konventionellen Abscheidereinrichtungen ist es üblicherweise vorgesehen, dass ein Drahtgestrick bzw. ein Maschengeflecht oder ein Zyklon verwendet wird, um eine Verbesserung der Flüssigkeitsabscheidung erreichen zu können, indem größere Tropfen gebildet werden. Ein Nachteil dieser Ausführungen ist darin zu sehen, dass ein unerwünschter zusätzlicher Druckverlust und ein zusätzliches notwendiges Volumen erforderlich ist, insbesondere dann, wenn diese Einrichtung in einem Brennstoffzellensystem vorgesehen ist.at Conventional separator equipment is common provided that a wire mesh or a mesh or a cyclone is used to improve fluid separation to be able to reach by taking larger drops be formed. A disadvantage of these designs is therein to see that an unwanted extra Pressure loss and an additional necessary volume required is, especially if this device in a fuel cell system is provided.

Aus der DE 101 20 018 A1 ist ein Brennstoffzellensystem mit einem Wasserabscheider bekannt, welcher in einer ersten Ausführung ein Einlassrohr aufweist, welches senkrecht zu einem Sammelrohr angeordnet ist und in dieses mündet. Über das Einlassrohr wird der wasserbeladene Strom eingeleitet. Durch diese senkrechte Anordnung dieser beiden Rohre zueinander wird der in das Sammelrohr einströmende wasserbeladene Strom entlang der Innenseite des Sammelrohrs verwirbelt, wobei das Wasser in dem Strom durch Zentrifugalkraft an die Wand des Sammelrohrs geschleudert wird. An dem selben Ende, an dem das Einlassrohr in das Sammelrohr mündet, ist auch ein gekrümmtes Abgasrohr in das Sammelrohr eingeführt, wobei sich die Achse des Abgasrohrs im Einmündungsbereich ebenfalls senkrecht zur Achse des Sammelrohrs erstreckt. Das Abgasrohr ist an dem Ende, welches sich in dem Sammelrohr befindet, verjüngt ausgebildet. Des Weiteren weist dieser Wasserabscheider einen Sumpf zum Sammeln des abgeschiedenen Wasser auf, wobei dieser Sumpf separat und unabhängig von dem Einlassrohr und dem Abgasrohr am gegenüberliegenden Ende des Sammelrohrs ausgebildet ist. Der Sumpf ist somit ohne Wirkverbindung mit dem Abgasrohr und dem Einlassrohr ausgebildet. In einer weiteren Ausführung ist ein Wasserabscheider ausgebildet, bei dem in Strömungsrichtung des Gasstroms zunächst das Sammelrohr angeordnet ist, an dessen Ende das bereichsweise verjüngt ausgebildete Abgasrohr eingeführt ist. Bei dieser Ausführung sind das Abgasrohr und das Sammelrohr entlang der Längsachse hintereinander angeordnet, wobei wesentlich ist, dass das Sammelrohr an dem Ende, an dem das Abgasrohr sich in das Sammelrohr erstreckt, offen ist und somit der Gasstrom und Wassertröpfchen dort austreten können und in einen perforierten Zylinder oder Schirm in Form eines Drahtgestricks eintreten können, um dort gesammelt zu werden. Von diesem Zylinder oder Schirm tropft dann das Wasser in einen darunter angeordneten Sumpf.From the DE 101 20 018 A1 a fuel cell system with a water separator is known, which has an inlet tube in a first embodiment, which is arranged perpendicular to a manifold and opens into this. The water-laden stream is introduced via the inlet pipe. By this vertical arrangement of these two pipes to each other, the water-laden stream flowing into the collecting pipe is swirled along the inside of the collecting pipe, wherein the water in the stream is thrown by centrifugal force to the wall of the collecting pipe. At the same end, where the inlet pipe opens into the manifold, a curved exhaust pipe is inserted into the manifold, wherein the axis of the exhaust pipe in the junction region also extends perpendicular to the axis of the manifold. The exhaust pipe is tapered at the end located in the manifold. Furthermore, this water separator has a sump for collecting the separated water, which sump is formed separately and independently of the inlet pipe and the exhaust pipe at the opposite end of the collecting pipe. The sump is thus formed without operative connection with the exhaust pipe and the inlet pipe. In a further embodiment, a water separator is formed, in which, in the flow direction of the gas stream, first the collecting pipe is arranged, at the end of which the partially tapered exhaust pipe is introduced. In this embodiment, the exhaust pipe and the manifold along the longitudinal axis are arranged one behind the other, wherein it is essential that the manifold at the end at which the exhaust pipe extends into the manifold, is open and thus the gas stream and water droplets can escape there and in a perforated cylinder or screen can take the form of a wire mesh to be collected there. From this cylinder or screen then dripping the water into a sump below.

Darüber hinaus ist aus der DE 10 2004 022 245 A1 ein Feuchtigkeitsaustauschmodul für ein Brennstoffzellensystem bekannt, welches zur Befeuchtung des dem Kathodenraum einer Brennstoffzelle zugeführten Oxidationsmittels ausgebildet ist. Neben dieser Funktionalität ist das Feuchtigkeitsaustauschmodul auch ferner mit Mitteln zum Abscheiden von Flüssigkeit aus dem aus der Brennstoffzelle austretenden Gasstrom konzipiert. Dazu ist in einem Gehäuse des Feuchtigkeitsaustauschmoduls eine an der Innenseite ausgebildete Nut realisiert, so dass in dem Gehäuse zwei Teilbereiche mit unterschiedlichen Innendurchmessern ausgebildet sind. Die Nut ist dabei in einem Bereich angeordnet, in welchem der Gasstrom aufgrund seiner Drallbewegung entlang des Gehäuses des Einströmbereichs strömt, so dass sich in dem Gasstrom befindliche Flüssigkeitströpfchen aufgrund der Fliehkraft in dem Bereich des Gehäuses sammeln in dem die Nut angeordnet ist. Aus dem Bereich der Nut kann die sich sammelnde Flüssigkeit dann über ein Ventil oder eine Ablaufrinne aus dem Einströmbereich entfernt werden. Die Erweiterung des Querschnitts kann gestuft oder kontinuierlich ausgebildet sein. Die Nut ist jedoch jeweils im Querschnitt als gestufte Durchmesservergrößerung ausgebildet.In addition, from the DE 10 2004 022 245 A1 a moisture exchange module for a fuel cell system is known, which is designed for humidification of the cathode space of a fuel cell supplied oxidant. In addition to this functionality, the moisture exchange module is also designed with means for separating liquid from the gas stream leaving the fuel cell. For this purpose, a groove formed on the inside is realized in a housing of the moisture exchange module, so that two partial regions with different inner diameters are formed in the housing. The groove is arranged in a region in which the gas flow flows due to its swirl movement along the housing of the inflow region, so that liquid droplets located in the gas flow collect in the region of the housing due to the centrifugal force in which the groove is arranged. From the region of the groove, the collecting liquid can then be removed from the inflow region via a valve or a gutter. The extension of the cross section may be stepped or continuously formed. However, the groove is formed in each case in cross section as a stepped increase in diameter.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit welchem bzw. bei welchem die Flüssigkeitsabscheidung verbessert werden kann. Insbesondere bei einem Einsatz in einem Brennstoffzellensystem soll diese Flüssigkeitsabscheidung aus einem Gasstrom ohne großen Druckverlust und mit minimiertem Bauraum erfolgen können.It Object of the present invention, an apparatus and a To provide a method, with which or at which the liquid separation can be improved. Especially when used in a Fuel cell system intended this liquid separation from a gas stream without large pressure loss and with minimized Space can be made.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, welche die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 13 aufweist, gelöst. Darüber hinaus wird die Aufgabe durch ein Brennstoffzellensystem, welches die Merkmale nach Anspruch 12 aufweist, gelöst.These The object is achieved by a device having the features as claimed 1, and a method comprising the features of claim 13 has dissolved. In addition, the task gets through a fuel cell system having the features of claim 12 has dissolved.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom umfasst einen Strömungskanal, welcher in Strömungsrichtung des Gasstroms ein erstes und ein zweites Teilelement aufweist. Das zweite Teilelement ist so ausgebildet, dass es zumindest bereichsweise ein größeres Innenmaß als das erste Teilelement aufweist. Ein Übergang der Innenseiten zwischen dem zweiten Teilelement und einem an das zweite Teilelement in Strömungsrichtung anschließenden dritten Teilelement des Strömungskanals ist gestuft ausgebildet. Das zweite Teilelement ist an seiner Innenseite in Längsrichtung betrachtet zumindest bereichsweise aufgeweitet ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung des Strömungskanals kann eine verbesserte Flüssigkeitsabscheidung gewährleistet werden, wobei die Vorrichtung bauraumminimiert ausgestaltet werden kann. Die unerwünschte Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in dem Gasstrom bewegt sich vor allen Dingen entlang der Innenseiten der Teilelemente und somit insbesondere an den Wandungen der Rohre. Flüssigkeitstropfen in der Gasströmung selbst treten im Vergleich dazu nur minimal auf.A Device according to the invention for depositing a Liquid from a gas stream comprises a flow channel, which in the flow direction of the gas flow a first and having a second sub-element. The second subelement is like this trained that it at least partially a larger Internal dimension than the first sub-element has. A transition the inner sides between the second sub-element and one to the second sub-element in the flow direction subsequent third sub-element of the flow channel is stepped. The second subelement is on its inside in the longitudinal direction considered formed at least partially expanded. By This embodiment of the flow channel can be improved Ensuring liquid separation, wherein the device can be configured space-minimized. The unwanted liquid, especially water, in the gas stream moves above all along the insides the sub-elements and thus in particular on the walls of the tubes. Liquid drop in the gas flow itself is minimal in comparison on.

Daher ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch nicht mehr erforderlich, ein Abscheiderprinzip zugrunde zu legen, welches die Flüssigkeitstropfen zunächst dazu bringt, sich zu größeren Tropfen zu verbinden, um sie dann zusammenzuführen, wie dies beispielsweise bei Drahtgestrickabscheidern mit den entsprechenden Maschengeflechten der Fall ist.Therefore It is also in the device according to the invention no longer necessary to use a separator principle, which the liquid drops first brings to connect to larger drops, to then merge them, as for example in Wire knit separators with the appropriate meshes the case is.

Ein derartiges Drahtgestrick ist somit insbesondere bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht mehr vorgesehen.One Such wire mesh is thus particularly in the inventive Device no longer provided.

Vielmehr kann durch die spezifische Anordnung der Teilelemente des Strömungskanals und deren innenseitige Ausgestaltung durch die stufige Ausbildung zwischen dem zweiten und dem dritten Teilelement quasi eine Art Kammer geschaffen werden, in dem sich die in dem Gasstrom befindliche Flüssigkeit sammeln kann. Insbesondere wird dadurch besonders effektiv der sich an den Innenseiten entlang bewegende Flüssigkeitsanteil effektiv abgeschieden und gesammelt.Much more can by the specific arrangement of the sub-elements of the flow channel and the inside design by the gradual training between the second and the third sub-element quasi a kind Chamber are created, in which the located in the gas stream Can collect liquid. In particular, this makes it special effectively the liquid fraction moving along the insides effectively separated and collected.

Das zweite Teilelement ist insbesondere in Richtung zum dritten Teilelement hin aufgeweitet ausgebildet. Unter einer Aufweitung wird ein mit Betrachtung entlang der Längsachse zunehmendes Innenmaß verstanden. Insbesondere kann die Aufweitung somit auch trichterförmig bzw. konusförmig sein.The second sub-element is particularly in the direction of the third sub-element formed expanded. Under an expansion is a with Viewing along the longitudinal axis of increasing internal dimensions understood. In particular, the widening can thus also be funnel-shaped or be cone-shaped.

Vorzugsweise ist das zweite Teilelement an seiner Innenseite sich stetig aufweitend ausgebildet. Insbesondere wird somit in Richtung zum dritten Teilelement hin zunächst eine kontinuierliche und somit nicht gestufte Aufweitung des zweiten Teilelements ausgebildet, welche jedoch dann am Übergang zum dritten Teilelement wieder gestuft ist und somit an diesem Übergang vom zweiten zum dritten Teilelement insbesondere eine Querschnittverkleinerung realisiert ist.Preferably the second subelement is continuously widening on its inside educated. In particular, it is thus in the direction of the third sub-element initially a continuous and therefore not graded Expansion of the second part element formed, which, however, then is stepped again at the transition to the third sub-element and thus at this transition from the second to the third subelement in particular, a cross-sectional reduction is realized.

Vorzugsweise weist das zweite Teilelement an seinem dem dritten Teilelement angrenzenden Ende das größte Innenmaß auf. Gerade dadurch können sich am Übergang zwischen dem zweiten und dem dritten Teilelement relativ große Sammelbereiche ausbilden, wodurch auch relativ viel Flüssigkeit angesammelt werden kann, ohne dass sie wieder mit dem Gasstrom mitgerissen wird und durch das dritte Teilelement hindurch weiter befördert werden würde.Preferably has the second sub-element at its end adjacent to the third sub-element the largest inside dimension. Precisely because of this at the transition between the second and the third subelement form relatively large collection areas, which also relatively A lot of fluid can be accumulated without them is entrained again with the gas stream and through the third sub-element through.

Vorzugsweise entspricht das Innenmaß des dritten Teilelements am Übergang zum zweiten Teilelement dem Innenmaß des ersten Teilelements am Übergang zum zweiten Teilelement. An beiden Enden des zweiten Teilelements mündet dies dann in weitere Teilelemente, welche somit im Wesentlichen dann das gleiche Innenmaß aufweisen.Preferably corresponds to the internal dimension of the third sub-element at the transition to the second subelement the inner dimension of the first subelement at the transition to the second subelement. At both ends of the second sub-element then opens into further sub-elements, which thus essentially have the same internal dimensions.

Vorzugsweise weist die an das dritte Teilelement mündende Rückwand des zweiten Teilelements eine im Wesentlichen vertikal ausgebildete Innenseite auf. Auch dadurch kann durch eine relativ kurze Ausgestaltung eine kompakte und bauraumminimierte Ausgestaltung erreicht werden und darüber hinaus durch den sehr abrupten Übergang das Mitreißen des bereits gesammelten Wassers verhindert werden. Die Innenseite der Rückwand kann jedoch auch gegenüber der Vertikalen zumindest bereichsweise geneigt ausgebildet sein.Preferably has the opening to the third sub-element rear wall of the second sub-element a substantially vertically formed Inside up. Also, this can be achieved by a relatively short design a compact and space-minimized design can be achieved and moreover through the very abrupt transition prevents the entrainment of already collected water become. However, the inside of the back wall can also be opposite the vertical be at least partially inclined.

Vorzugsweise erstreckt sich das dem zweiten Teilelement zugewandte Ende des dritten Teilelements in das Innere des zweiten Teilelements. Durch eine derartige Ausgestaltung kann in besonders bevorzugter Weise ein Sammelbereich für die abgeschiedene Flüssigkeit am Übergang zwischen dem zweiten und dem dritten Teilelement geschaffen werden. Das im zweiten Teilelement befindliche Ende des dritten Teilelements dient somit quasi als Boden bzw. Deckel für den Sammelbereich und ein Mitreißen der Flüssigkeit in Richtung des dritten Teilelements und weiter kann dadurch besonders effektiv verhindert werden. Darüber hinaus kann durch diese Ausgestaltung ein sehr geringer Druckverlust erreicht werden.The end of the third subelement facing the second subelement preferably extends into the interior of the second subelement. By such a configuration, a collecting area for the separated liquid at the transition between the second and the third sub-element created in a particularly preferred manner the. The end of the third sub-element located in the second sub-element thus serves as a kind of bottom or cover for the collecting region and entrainment of the liquid in the direction of the third sub-element and further can thereby be prevented particularly effectively. In addition, a very low pressure loss can be achieved by this configuration.

Vorzugsweise erstreckt sich das Ende des dritten Teilelements so in das Innere des aufgeweiteten Abschnitts des zweiten Teilelements, dass zwischen der Außenseite des dritten Teilelements und der Innenseite des zweiten Teilelements ein Luftraum ausgebildet ist, in welchem die aus dem Gasstrom abscheidbare Flüssigkeit sammelbar ist. Der Strömungskanal ist somit quasi mit einem integrierten Sammelraum ausgebildet, wobei dies durch die sehr geschickte Positionierung der Teilelemente zueinander quasi automatisch erreicht werden kann.Preferably The end of the third subelement extends into the interior in this way the expanded portion of the second subelement that intervenes the outside of the third part element and the inside of the second sub-element, an air space is formed, in which collectable from the gas stream liquid can be collected is. The flow channel is thus virtually with an integrated plenum This is due to the very clever positioning the sub-elements can be reached each other almost automatically.

Durch eine minimale Komponentenzahl kann eine Multifunktionalität des Strömungskanals gewährleistet werden.By a minimal number of components can be a multi-functionality be ensured of the flow channel.

Vorzugsweise sind die drei Teilelemente des Strömungskanals in Reihe zueinander angeordnet. Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn die drei Teilelemente so angeordnet sind, dass sie eine gemeinsame geradlinige Längsachse aufweisen. Gerade eine derartige Hintereinanderanordnung ermöglicht eine besonders effektive Realisierung des Funktionsprinzips.Preferably are the three sub-elements of the flow channel in series arranged to each other. It proves particularly preferable if the three sub-elements are arranged so that they have a common have straight longitudinal axis. Just such Sequential arrangement allows a particularly effective Realization of the functional principle.

Vorzugsweise zweigt von dem zweiten Teilelement eine Leitung zum Ableiten der abgeschiedenen Flüssigkeit ab. Insbesondere zweigt die Leitung am Übergang zwischen dem zweiten und dem dritten Teilelement ab, insbesondere ist eine Abzweigung an der Unterseite des Übergangs vorgesehen. Dadurch kann auch die Gravitationswirkung genützt werden.Preferably branches from the second sub-element a line for deriving the deposited liquid. In particular, the branches Line at the transition between the second and the third sub-element off, in particular, is a turnoff at the bottom of the transition intended. As a result, the gravitational effect can be utilized become.

Insbesondere ist durch die Formgebung und Anordnung des zweiten und des dritten Teilelements an dem Übergang zwischen diesen Komponenten ein Luftraum ausgebildet, in welchen das abgeschiedene Wasser sammelbar ist.Especially is due to the shape and arrangement of the second and third Subelement at the transition between these components Air space formed in which the separated water collectible is.

Der Strömungskanal mit seinen Teilelementen ist vorzugsweise einstückig ausgebildet.Of the Flow channel with its sub-elements is preferably integrally formed.

Ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon. Das Brennstoffzellensystem ist insbesondere als mobiles Brennstoffzellensystem ausgebildet und kann vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug verwendet werden. Das Brennstoffzellensystem umfasst zumindest eine Brennstoffzelle, insbesondere einen Brennstoffzellenstapel mit mehreren Brennstoffzellen, wobei die Brennstoffzellen vorzugsweise als PEM-Brennstoffzellen ausgebildet sind.One Fuel cell system according to the invention a device according to the invention or an advantageous Embodiment thereof. The fuel cell system is in particular designed as a mobile fuel cell system and may preferably be used in a motor vehicle. The fuel cell system includes at least one fuel cell, in particular a fuel cell stack with a plurality of fuel cells, the fuel cells preferably are formed as PEM fuel cells.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem in einem Strömungskanal strömenden Gasstrom, wird die Flüssigkeit an der Innenseite eines in Strömungsrichtung des Gasstroms ersten Teilelements und einem darauf folgenden, in Strömungsrichtung an seiner Innenseite zumindest bereichsweise sich aufweitenden zweiten Teilelement des Strömungskanals entlangbewegt. Diese Entlangbewegung wird insbesondere durch den Gasstrom selbst bewirkt. Die Flüssigkeit wird an einem gestuften Übergang der Innenseiten zwischen dem zweiten Teilelement und einem nachfolgenden dritten Teilelement gesammelt. Alle drei Teilelemente sind zur Führung des Gasstroms ausgebildet. Durch eine derartige Vorgehensweise kann die Abscheidung von Flüssigkeit aus einem Gasstrom verbessert erfolgen und insbesondere ohne einen Zyklonabscheider oder einen Drahtgestrickabscheider ermöglicht werden.at a method according to the invention for depositing a liquid from one in a flow channel flowing gas stream, the liquid is at the Inside a first in the flow direction of the gas stream Sub-element and a subsequent, in the flow direction on its inside at least partially expanding second Part of the flow channel moved along. This movement is effected in particular by the gas flow itself. The liquid is at a stepped transition of the insides between the second sub-element and a subsequent third sub-element collected. All three sub-elements are to guide the Gas stream formed. By such a procedure can improves the separation of liquid from a gas stream take place and in particular without a cyclone separator or a Drahtgestrickabscheider be enabled.

Vorzugsweise werden die drei Teilelemente des Strömungskanals in axialer Richtung hintereinander angeordnet, insbesondere so angeordnet, dass sie eine gemeinsame geradlinigen Längsachse aufweisen. Vorzugsweise wird die gesammelte Flüssigkeit am Übergang zwischen dem zweiten und dem dritten Teilelement abgelassen.Preferably be the three sub-elements of the flow channel in the axial Direction arranged one behind the other, in particular arranged so that they have a common rectilinear longitudinal axis. Preferably, the collected liquid at the transition drained between the second and the third sub-element.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen.advantageous Embodiments of the device according to the invention are as advantageous embodiments of the invention View procedure.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:embodiments The invention will be described in more detail below with reference to schematic drawings explained. Showing:

1 eine schematische Schnittdarstellung durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und 1 a schematic sectional view through a first embodiment of a device according to the invention; and

2 eine schematische Schnittdarstellung durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 2 a schematic sectional view through a second embodiment of a device according to the invention.

In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In The figures are the same or functionally identical elements with the provided the same reference numerals.

In 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Querschnitt durch eine Vorrichtung I zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom gezeigt. Die Vorrichtung I ist in 1 mit Teilkomponenten dargestellt, wobei die Vorrichtung I einem mobilen Brennstoffzellensystem in einem Kraftfahrzeug zugeordnet ist. Der durch die Vorrichtung I strömende Gasstrom ist dabei ein Abgasstrom aus dem Kathodenraum und/oder dem Anodenraum einer Brennstoffzelle bzw. einem Brennstoffzellenstapel.In 1 is shown in a schematic representation of a cross section through a device I for separating a liquid from a gas stream. The device I is in 1 shown with sub-components, wherein the device I is assigned to a mobile fuel cell system in a motor vehicle. The gas stream flowing through the device I is an exhaust gas flow from the cathode Denraum and / or the anode compartment of a fuel cell or a fuel cell stack.

Die Vorrichtung I umfasst einen Strömungskanal 1, welcher ein erstes Teilelement 2 und ein in Strömungsrichtung daran anschließendes und nachgeordnetes zweites Teilelement 3 sowie ein wiederum an das zweite Teilelement 3 unmittelbar anschließendes drittes Teilelement 4 umfasst. Die drei Teilelemente 2, 3 und 4 sind in Strömungsrichtung, welche durch den Pfeil P charakterisiert ist, somit hintereinander in Reihe angeordnet und so ausgebildet und angeordnet, dass sie eine gemeinsame geradlinige Längsachse A aufweisen.The device I comprises a flow channel 1 which is a first subelement 2 and a downstream in the flow direction and downstream second sub-element 3 and in turn to the second sub-element 3 immediately following third subelement 4 includes. The three subelements 2 . 3 and 4 are thus arranged in series in the flow direction, which is characterized by the arrow P, and are formed and arranged such that they have a common linear longitudinal axis A.

Das erste Teilelement 2 ist rohrartig ausgebildet und weist im Ausführungsbeispiel einen runden Querschnitt auf, so dass ein Innenmaß d1 durch einen Innendurchmesser charakterisiert ist. In analoger Weise ist das zweite Teilelement 3 ebenfalls ein Rohrabschnitt, welcher als Innenmaß d2 einen Innendurchmesser aufweist. Das zweite Teilelement 3 ist in Richtung der Längsachse A sich stetig aufweitend ausgebildet und weist somit eine konusförmige Innenstruktur auf. Die Aufweitung ist in Richtung des dritten Teilelements 4 ausgebildet. Das Innenmaß d2 nimmt somit im Ausführungsbeispiel ausgehend vom Übergang 8a zwischen dem ersten Teilelement 2 und dem zweiten Teilelement 3 bis zum Übergang 8b zwischen dem zweiten Teilelement 3 und dem dritten Teilelement 4 stetig zu.The first subelement 2 is formed like a tube and has in the embodiment a round cross section, so that an inner dimension d1 is characterized by an inner diameter. In an analogous manner, the second subelement 3 also a pipe section, which has an inner diameter d2 an inner diameter. The second subelement 3 is formed continuously widening in the direction of the longitudinal axis A and thus has a conical inner structure. The widening is in the direction of the third subelement 4 educated. The inner dimension d2 thus assumes in the embodiment, starting from the transition 8a between the first subelement 2 and the second subelement 3 until the transition 8b between the second subelement 3 and the third subelement 4 steadily too.

Das dritte Teilelement 4 ist ebenfalls rohrartig ausgebildet und weist als Innenmaß d3 ebenfalls einen Innendurchmesser auf.The third subelement 4 is also formed like a tube and has as inner dimension d3 also an inner diameter.

Neben einem kreisrunden Querschnitt des ersten Teilelements 2 und/oder des zweiten Teilelements 3 und/oder des dritten Teilelements 4 kann zumindest eines dieser Teilelemente 2 bis 4 auch eine andere Querschnittgeometrie aufweisen und beispielsweise auch eckig oder oval oder dergleichen sein.In addition to a circular cross-section of the first sub-element 2 and / or the second subelement 3 and / or the third subelement 4 can at least one of these sub-elements 2 to 4 also have a different cross-sectional geometry and, for example, be angular or oval or the like.

Das erste Teilelement 2 weist eine Innenseite 5, das zweite Teilelement 3 eine Innenseite 6 und das dritte Teilelement 4 eine Innenseite 7 auf. Der Übergang 8a zwischen der Innenseite 5 des ersten Teilelements 2 und der Innenseite 6 des zweiten Teilelements 3 ist in der gezeigten Ausführung quasi kontinuierlich ohne einem scharfen Sprung ausgebildet.The first subelement 2 has an inside 5 , the second subelement 3 an inside 6 and the third subelement 4 an inside 7 on. The transition 8a between the inside 5 of the first subelement 2 and the inside 6 of the second subelement 3 is formed in the embodiment shown quasi continuously without a sharp jump.

Ein Übergang 8b zwischen dem zweiten Teilelement 3 und dem dritten Teilelement 4 ist in der gezeigten Ausführungsform als scharfe diskrete Stufe ausgebildet, wobei hier die Innenseite 6 im Wesentlichen vertikal an die horizontal orientierte Innenseite 7 mündet.A transition 8b between the second subelement 3 and the third subelement 4 is formed in the embodiment shown as a sharp discrete step, here the inside 6 essentially vertically to the horizontally oriented inside 7 empties.

Das zweite Teilelement 3 kann auch als Nut in dem Strömungskanal 1 ausgebildet sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Strömungskanal 1 vorzugsweise einstückig ausgebildet ist und somit dieses zweite Teilelement 3 als Nut konzipiert ist. Insbesondere ist dieses zweite Teilelement 3 vollständig umlaufend um die Achse A ausgebildet und kann somit insbesondere auch als Ringnut bezeichnet werden. Von dem zweiten Teilelement 3 zweigt an dessen Unterseite eine Leitung 9 zum Abführen des gesammelten abgeschiedenen Wassers aus dem Gasstrom ab.The second subelement 3 can also act as a groove in the flow channel 1 be educated. In particular, it is provided that the flow channel 1 is preferably formed in one piece and thus this second sub-element 3 designed as a groove. In particular, this second subelement 3 formed completely circumferentially about the axis A and thus may also be referred to in particular as an annular groove. From the second subelement 3 branches at the bottom of a line 9 for discharging the collected separated water from the gas stream.

In dem Brennstoffzellensystem wurde beobachtet, dass sich das unerwünschte Wasser in dem Gasstrom in den Teilelementen 2 bis 4, welche allesamt zur Leitung des Gasstroms vorgesehen sind, vor allem an den Innenseiten 5, 6 und 7 entlangbewegt und es kaum zur Tropfenbildung im Inneren der Gasströmung kommt. Daher ist es hier auch nicht mehr erforderlich, dass ein Drahtgestrick oder ein Zyklon verwendet wird, welches die Tropfen zunächst dazu bringt, sich zu größeren Tropfen zu verbinden und sie dann zusammenführt.In the fuel cell system, it has been observed that the unwanted water in the gas stream in the subelements 2 to 4 All of which are intended to guide the gas flow, especially on the insides 5 . 6 and 7 moved along and it hardly comes to drip inside the gas flow. Therefore, it is no longer necessary here that a wire mesh or a cyclone is used, which initially causes the drops to connect to larger drops and then merges.

In 1 wird das Wasser 10 durch die Gasströmung an der Innenseite 5 des ersten Teilelements 2 entlanggeführt und landet in der Ringnut bzw. dem mit größerem Innenmaß d2 ausgebildeten zweiten Teilelement 3. Dies erfolgt aufgrund dessen, da die Flüssigkeit bzw. das Wasser 10 bestrebt ist, an der Innenseite 5 bzw. 6 zu haften. Der diesbezügliche Effekt wird als Coanda-Effekt bezeichnet.In 1 becomes the water 10 through the gas flow on the inside 5 of the first subelement 2 along and ends up in the annular groove or the second partial element formed with a larger inner dimension d2 3 , This is due to the fact that the liquid or the water 10 endeavors, on the inside 5 respectively. 6 to stick. The effect is referred to as the Coanda effect.

Das Wasser 10 wird mit Hilfe der Schwerkraft und/oder der Druckdifferenz zwischen dem Innendruck im Strömungskanal 1 und dem Druck am Ende der Leitung 9 ausgetrieben.The water 10 is determined by gravity and / or the pressure difference between the internal pressure in the flow channel 1 and the pressure at the end of the pipe 9 expelled.

Je nachdem wie viel Wasser 10 vermutet wird, kann konstruktiv die Tiefe (vertikale Richtung) und/oder Länge (horizontale Richtung) des zweiten Teilelements 3 ausgestaltet werden. Ebenso kann auch vorgesehen sein, dass das zweite Teilelement 3 keine im Querschnitt spitze Ausgestaltung aufweist sondern die Querschnittform beispielsweise auch eckenfrei, beispielsweise bogenförmig konzipiert ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass das zweite Teilelement 3 nur teilweise umlaufend um die Achse A ausgebildet ist und somit nur teilweise einen sich über den Radius (d1/2) des ersten Teilelements 2 und einen sich über den Radius (d3/2) des dritten Teilelements 4 hinauserstreckenden Radius (d2/2) aufweist.Depending on how much water 10 is believed constructively the depth (vertical direction) and / or length (horizontal direction) of the second sub-element 3 be designed. Likewise, it can also be provided that the second sub-element 3 does not have a cross-sectional tip configuration but the cross-sectional shape, for example, also corner-free, for example, arcuately designed. It can also be provided that the second sub-element 3 is formed only partially circumferentially about the axis A and thus only partially over the radius (d1 / 2) of the first sub-element 2 and one over the radius (d3 / 2) of the third subelement 4 extending radius (d2 / 2) has.

Wie bereits erwähnt, nimmt das Innenmaß des zweiten Teilelements 3 ausgehend von diesem dem ersten Teilelement 2 zugewandten Ende stetig zu und weist an seinem dem dritten Teilelement 4 zugewandten Ende sein maximales Innenmaß auf. Der Übergang 8b zwischen dem zweiten Teilelement 2 und dem dritten Teilelement 4 ist wiederum gestuft ausgebildet, wobei in diesem Zusammenhang die Innenseite 6 in eine vertikal orientierte Innenseite 12 der Rückwand des zweiten Teilelements 3 übergeht, wobei diese vertikale Innenseite 12 an eine Außenseite 13 des dritten Teilelements 4 endet. Das Innenmaß d3 des dritten Teilelements 4 an diesem Übergang 8b ist kleiner als das maximale Innenmaß des zweiten Teilelements 3 an diesem Übergang 8b.As already mentioned, the inner dimension of the second part element decreases 3 starting from this the first subelement 2 towards the end facing steadily and has at its the third sub-element 4 facing the end of its maximum internal dimension. The transition 8b between the second subelement 2 and the third subelement 4 is in turn stepped, in which context the inside 6 in a vertically oriented inside 12 the rear wall of the second partial element 3 passes over, with this vertical inside 12 on an outside 13 of the third subelement 4 ends. The inner dimension d3 of the third subelement 4 at this transition 8b is smaller than the maximum inner dimension of the second partial element 3 at this transition 8b ,

Darüber hinaus ist das dritte Teilelement 4 so angeordnet, dass es sich mit seinem dem ersten und dem zweiten Teilelement 2 bzw. 3 zugewandten Ende 11 in das Innere des zweiten Teilelements 3 hineinerstreckt. Durch diese Ausgestaltung wird zwischen der Außenseite 13 und der Innenseite 6 ein Sammelraum in Form eines Luftraums 14 gebildet, welcher rückseitig durch die Innenseite 12 abgeschlossen ist. Ein Hindurchströmen durch die Innenseite 12 ist daher nicht möglich. Das dritte Teilelement 4 ist bei dieser Ausgestaltung somit quasi als „Tauchrohr" ausgebildet.In addition, the third subelement is 4 arranged so that it is with its the first and the second subelement 2 respectively. 3 facing the end 11 in the interior of the second sub-element 3 hineinerstreckt. By this configuration is between the outside 13 and the inside 6 a collection room in the form of an airspace 14 formed, which back through the inside 12 is completed. A flow through the inside 12 is therefore not possible. The third subelement 4 is thus formed in this embodiment, so to speak, as a "dip tube".

Durch den nicht scharf gestuften Übergang 8a zwischen dem ersten Teilelement 2 und dem zweiten Teilelement 3 kann verhindert werden, dass das an der Innenseite 5 strömende Wasser 10 durch die Gasströmung mitgerissen und von der Innenseite 5 bzw. 6 abgelöst wird und dadurch nicht in den Luftraum 14 gelangen könnte. Durch die stetige Aufweitung und somit die schräg gestellte Innenseite 6 kann dieser Ablösungseffekt im Vergleich zu einer scharfen diskreten Stufung verhindert werden und das Wasser 10 strömt auch nach dem Übergang 8a entlang der Innenseite 6 in Richtung des Luftraums 14. Durch das sich in das Innere des zweiten Teilelements 3 hineinerstreckende dritte Teilelement 4 kann besonders effektiv verhindert werden, dass das sich in diesen Lufträumen 14 gesammelte Wasser durch die Strömung wieder ausgetragen wird und auch durch das dritte Teilelement 4 hindurch mitgerissen wird.Through the not sharply graded transition 8a between the first subelement 2 and the second subelement 3 This can be prevented on the inside 5 pouring water 10 entrained by the gas flow and from the inside 5 respectively. 6 is replaced and thereby not in the airspace 14 could arrive. Due to the constant expansion and thus the inclined inside 6 This release effect can be prevented in comparison to a sharp discrete staging and the water 10 also flows after the transition 8a along the inside 6 in the direction of the airspace 14 , By getting into the interior of the second sub-element 3 extending third subelement 4 It can be particularly effectively prevented from getting in these air spaces 14 collected water is discharged through the flow again and also through the third sub-element 4 is carried along.

Die Geometrie des zweiten Teilelements 3 im Hinblick auf die Aufweitung im Hinblick auf die Dimensionierung des Luftraums 14 ist lediglich beispielhaft. Darüber hinaus ist die Länge, mit der sich das dritte Teilelement 4 in das Innere des zweiten Teilelements 3 hineinerstreckt lediglich beispielhaft und kann abweichend von der Darstellung in 1 auch anderweitig ausgestaltet sein.The geometry of the second subelement 3 with regard to the expansion with regard to the sizing of airspace 14 is just an example. In addition, the length with which the third subelement 4 in the interior of the second sub-element 3 extends purely by way of example and may deviate from the representation in 1 be designed otherwise.

Besonders an der unteren Seite des Raums 14 kann das effektive Sammeln des Wassers 10 aufgrund der Gravitation quasi behälterartig ermöglicht werden. Indem sich das dritte Teilelement 4 quasi deckelartig über diesen Raum 14 erstreckt, kann durch diesen Bereich des dritten Teilelements 4 quasi auch ein Überschwappschutz gewährleistet werden. Darüber hinaus kann bei dieser Ausgestaltung gemäß 1 ein sehr geringer Druckverlust gewährleistet werden.Especially on the lower side of the room 14 Can the effective collection of water 10 be made possible because of the gravity quasi container-like. By the third subelement 4 almost like a cover over this room 14 can extend through this area of the third sub-element 4 virtually a Überschwappschutz be guaranteed. In addition, in this embodiment according to 1 a very low pressure loss can be guaranteed.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Strömungskanals 1 für eine Vorrichtung I gezeigt, welche in dem Querschnitt im Unterschied zur Darstellung gemäß 2 ein drittes Teilelement 4 aufweist, welches am Übergang 8b zum zweiten Teilelement 3 endet. Bei dieser Ausführung erstreckt sich das dritte Teilelement 4 somit nicht in das Innere des zweiten Teilelements 3.In 2 is another embodiment of a flow channel 1 for a device I shown in the cross section in contrast to the illustration according to FIG 2 a third subelement 4 which is at the transition 8b to the second subelement 3 ends. In this embodiment, the third sub-element extends 4 thus not in the interior of the second sub-element 3 ,

Die Ausführungen gemäß 1 bis 3 sind vorzugsweise alle rotationssymmetrisch zur Achse A ausgebildet. Selbstverständlich kann jedoch auch vorgesehen sein, wie bereits zum Ausführungsbeispiel in 1 erwähnt, dass eine derartige rotationssymmetrische Ausgestaltung nicht vorgesehen ist. So kann beispielsweise in den Ausgestaltungen gemäß 2 und 3 auch vorgesehen sein, dass die Innenseiten 12 oberhalb und unterhalb der Achse A in den gezeigten Querschnittdarstellungen unterschiedliche vertikale Längen aufweisen. Diesbezüglich wäre dann eine asymmetrische Ausgestaltung zur Achse A konzipiert. Ebenso kann vorgesehen sein, dass das zweite Teilelement 3 lediglich über eine Teillänge aufgeweitet ausgebildet ist.The statements according to 1 to 3 are preferably all rotationally symmetrical to the axis A. Of course, however, can also be provided, as already for the embodiment in 1 mentions that such a rotationally symmetrical design is not provided. Thus, for example, in the embodiments according to 2 and 3 also be provided that the insides 12 have different vertical lengths above and below the axis A in the cross-sectional views shown. In this regard, an asymmetrical configuration to the axis A would then be designed. Likewise, it can be provided that the second sub-element 3 only widened over a partial length is formed.

Besonders bei einem Einsatz in einem Brennstoffzellensystem kann mit der Vorrichtung I eine effektive Abscheidung der Flüssigkeit aus einem Gasstrom erreicht werden und insbesondere bei Lastsprüngen des Brennstoffzellensystems verhindert werden, dass sich Wasseransammlungen aus Komponenten oder dem Strömungskanal lösen und mitgerissen werden. Dadurch kann auch verhindert werden, dass mitgerissenes Wasser in den Brennstoffzellenstapel gelangt und dort zu einer Funktionsbeeinträchtigung bzw. zu einem negativen Einfluss beim Wiederstart oder beim Start bei niedrigen Umgebungstemperaturen des Brennstoffzellensystems führt.Especially when used in a fuel cell system can be used with the device I is an effective separation of the liquid from a gas stream be achieved and in particular at load jumps of the fuel cell system Prevents water retention from components or solve the flow channel and entrained become. This can also be prevented that entrained Water enters the fuel cell stack and there to a functional impairment or to a negative influence during the restart or at the start at low ambient temperatures of the fuel cell system leads.

Die Verwendung der Vorrichtung I ist jedoch nicht auf ein Brennstoffzellensystem beschränkt und sie kann prinzipiell bei allen Systemen eingesetzt werden, bei denen eine Flüssigkeitsabscheidung aus einem Gasstrom vollzogen werden soll.The However, use of the device I is not on a fuel cell system limited and it can in principle with all systems be used, in which a liquid separation to be made from a gas stream.

11
Strömungskanalflow channel
22
erstes Teilelementfirst subelement
33
zweites Teilelementsecond subelement
44
drittes Teilelementthird subelement
5, 6, 7, 125, 6, 7, 12
Innenseiteinside
8a, 8b8a, 8b
Übergangcrossing
99
Leitungmanagement
1010
Wasserwater
1111
Ende des dritten TeilelementsThe End of the third subelement
1313
Außenseite des dritten Teilelementsoutside of the third subelement
1414
Luftraumairspace
AA
Längsachselongitudinal axis
d1, d2, d3d1 d2, d3
InnenmaßInternal dimensions
PP
Pfeilarrow

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Claims (15)

Vorrichtung zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, mit einem Strömungskanal (1), welcher in Strömungsrichtung (P) des Gasstroms ein erstes Teilelement (2) und ein zweites Teilelement (3) aufweist, welches zumindest bereichsweise ein größeres Innenmaß (d2) als das erste Teilelement (2) aufweist, und ein Übergang (8b) der Innenseiten (6, 12, 7) zwischen dem zweiten Teilelement (3) und einem an das zweite Teilelement (3) in Strömungsrichtung (P) anschließenden dritten Teilelement (4) des Strömungskanals (1) gestuft ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilelement (3) an seiner Innenseite (6, 12) in Längsrichtung (A) zumindest bereichsweise sich aufweitend ausgebildet ist.Device for separating a liquid from a gas stream, having a flow channel ( 1 ), which in the flow direction (P) of the gas flow, a first sub-element ( 2 ) and a second subelement ( 3 ), which at least partially has a larger inner dimension (d2) than the first partial element ( 2 ), and a transition ( 8b ) of the insides ( 6 . 12 . 7 ) between the second subelement ( 3 ) and one to the second subelement ( 3 ) in the flow direction (P) subsequent third sub-element ( 4 ) of the flow channel ( 1 ) is stepped, characterized in that the second sub-element ( 3 ) on its inside ( 6 . 12 ) is formed in the longitudinal direction (A) at least partially widening. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilelement (3) an seinem dem dritten Teilelement (4) angrenzenden Ende sein größtes Innenmaß aufweist.Device according to claim 1, characterized in that the second subelement ( 3 ) at its third subelement ( 4 ) adjacent end has its largest internal dimension. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenmaß (d3) des dritten Teilelements (4) am Übergang (8b) zum zweiten Teilelement (3) dem Innenmaß (d1) des ersten Teilelements (2) am Übergang (8a) zum zweiten Teilelement (3) entspricht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the internal dimension (d3) of the third subelement ( 4 ) at the transition ( 8b ) to the second subelement ( 3 ) the inner dimension (d1) of the first partial element ( 2 ) at the transition ( 8a ) to the second subelement ( 3 ) corresponds. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an das dritte Teilelement (4) mündende Rückwand des zweiten Teilelements (3) eine im Wesentlichen vertikal ausgebildete Innenseite (12) aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the to the third sub-element ( 4 ) opening back wall of the second sub-element ( 3 ) a substantially vertically formed inside ( 12 ) having. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Übergang (8b) zwischen dem zweiten (3) und dem dritten Teilelement (4) ein Luftraum (14) als Sammelraum für die abgeschiedene Flüssigkeit ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at the transition ( 8b ) between the second ( 3 ) and the third subelement ( 4 ) an airspace ( 14 ) is formed as a collecting space for the separated liquid. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das dem zweiten Teilelement (3) zugewandte Ende (11) des dritten Teilelements (4) in das Innere des zweiten Teilelements (3) erstreckt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second partial element ( 3 ) facing end ( 11 ) of the third subelement ( 4 ) into the interior of the second subelement ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Ende (11) des dritten Teilelements (4) so in das Innere des aufgeweiteten Abschnitts des zweiten Teilelements (3) erstreckt, dass zwischen der Außenseite (13) des dritten Teilelements (4) und der Innenseite (6, 12) des zweiten Teilelements (3) ein Luftraum (14) ausgebildet ist, in welchem die aus dem Gasstrom abscheidbare Flüssigkeit sammelbar ist.Device according to claim 5, characterized in that the end ( 11 ) of the third subelement ( 4 ) so in the interior of the expanded portion of the second partial element ( 3 ) that extends between the outside ( 13 ) of the third subelement ( 4 ) and the inside ( 6 . 12 ) of the second subelement ( 3 ) an airspace ( 14 ) is formed, in which the liquid can be collected from the gas stream is collectable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Teilelemente (2, 3, 4) in Reihe zueinander angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the three sub-elements ( 2 . 3 . 4 ) are arranged in series with each other. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Teilelemente (2, 3, 4) so angeordnet sind, dass sie eine gemeinsame Längsachse (A) aufweisen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the three sub-elements ( 2 . 3 . 4 ) are arranged so that they have a common longitudinal axis (A). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem zweiten Teilelement (3) eine Leitung (9) zum Ableiten der abgeschiedenen Flüssigkeit abzweigt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that of the second sub-element ( 3 ) a line ( 9 ) branches off to divert the separated liquid. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (9) am Übergang (8b) zwischen dem zweiten (3) und dem dritten Teilelement (4) abzweigt, insbesondere an der Unterseite des Übergangs, abzweigt.Apparatus according to claim 10, characterized in that the line ( 9 ) at the transition ( 8b ) between the second ( 3 ) and the third subelement ( 4 ) branches off, in particular at the bottom of the transition, branches off. Brennstoffzellensystem mit einer Vorrichtung (I) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Fuel cell system with a device (I) according to one of the preceding claims. Verfahren zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem in einem Strömungskanal (1) strömenden Gasstrom, bei dem die Flüssigkeit an der Innenseite (5) eines in Strömungsrichtung (P) des Gasstroms ersten Teilelements (2) und einem darauf folgenden, in Strömungsrichtung (P) an seiner Innenseite (6, 12) zumindest bereichsweise in Längsrichtung (A) sich aufweitenden zweiten Teilelement (3) des Strömungskanals (1) entlang bewegt wird, und die Flüssigkeit an einem gestuften Übergang (8b) der Innenseiten (6, 12, 7) zwischen dem zweiten Teilelement (3) und einem nachfolgenden dritten Teilelement (4) gesammelt wird.Method for separating a fluid from a fluid in a flow channel ( 1 ) flowing gas stream, wherein the liquid on the inside ( 5 ) of a first partial element in the flow direction (P) of the gas flow ( 2 ) and a following, in the flow direction (P) on its inside ( 6 . 12 ) at least partially in the longitudinal direction (A) expanding second sub-element ( 3 ) of the flow channel ( 1 ) and the liquid is moved along a stepped transition ( 8b ) of the insides ( 6 . 12 . 7 ) between the second subelement ( 3 ) and a subsequent third subelement ( 4 ) is collected. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Teilelemente (2, 3, 4) in axialer Richtung hintereinander angeordnet werden, insbesondere mit gemeinsamer Längsachse (A) angeordnet werden.Method according to claim 13, characterized in that the three sub-elements ( 2 . 3 . 4 ) are arranged one behind the other in the axial direction, in particular with a common longitudinal axis (A) are arranged. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die gesammelte Flüssigkeit am Übergang (8b) zwischen dem zweiten (3) und dem dritten Teilelement (4) abgelassen wird.A method according to claim 13 or 14, characterized in that the collected liquid at the transition ( 8b ) between the second ( 3 ) and the third subelement ( 4 ) is drained.
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