DE102008053800A1 - Exhaust tract for proton exchange membrane-fuel cell system in vehicle, has collector for collecting water that is conveyed based on pressure in pipe portion and collector, where pressure is based on operating condition of fuel cell system - Google Patents

Exhaust tract for proton exchange membrane-fuel cell system in vehicle, has collector for collecting water that is conveyed based on pressure in pipe portion and collector, where pressure is based on operating condition of fuel cell system Download PDF

Info

Publication number
DE102008053800A1
DE102008053800A1 DE102008053800A DE102008053800A DE102008053800A1 DE 102008053800 A1 DE102008053800 A1 DE 102008053800A1 DE 102008053800 A DE102008053800 A DE 102008053800A DE 102008053800 A DE102008053800 A DE 102008053800A DE 102008053800 A1 DE102008053800 A1 DE 102008053800A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
collecting container
exhaust
line
liquid water
fuel cell
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.)
Withdrawn
Application number
DE102008053800A
Other languages
German (de)
Inventor
Rui Qing Dipl.-Ing. Tong
Rolf Dipl.-Ing. Fischer (FH)
Jürgen Dipl.-Ing. Juraschek (FH)
Bernd Dipl.-Ing. Günther
Stefan Dr. Reiff
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102008053800A priority Critical patent/DE102008053800A1/en
Publication of DE102008053800A1 publication Critical patent/DE102008053800A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04156Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
    • H01M8/04164Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal by condensers, gas-liquid separators or filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095Fuel cells with polymeric electrolytes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

The tract (1) has a collector (3) e.g. cylindrical hollow body, for collecting liquid water (4) separated from exhaust gas, where the water is separated in a region of evacuation of the water from the collector via a pipe portion (2). The collector is connected with the pipe portion in the region of the evacuation of the water by a connecting pipe (16) e.g. riser pipe. The water is conveyed from the collector via the connecting pipe depending on pressure (p1, p2) in the pipe portion and the collector, where the pressure is dependent on an operating condition of a fuel cell system. An independent claim is also included for a method for delivering liquid water collected in an exhaust tract of a fuel cell system.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasstrang für ein Brennstoffzellensystem mit einem Leitungsteil, durch welches das Abgas ableitbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellensystem mit einem derartigen Abgasstrang. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Austragen von in einem Abgasstrang eines Brennstoffzellensystems angesammelten Flüssigwassers.The The invention relates to an exhaust gas system for a fuel cell system with a conduit part, through which the exhaust gas is derivable. Of Furthermore, the invention relates to a fuel cell system with a such exhaust system. In addition, the invention relates a method for discharging accumulated in an exhaust line of a fuel cell system Liquid water.

Brennstoffzellensysteme werden bei vielen Anwendungen, insbesondere mobilen Anwendungen, wie beispielsweise in einem Fahrzeug für den Antrieb oder sonstige Aggregate, als Energiequelle verwendet. Am weitesten verbreitet sind hier Brennstoffzellen mit Protonenaustauschmembranen (PEM), bei denen die Anode der Brennstoffzelle mit Wasserstoff als Brennstoff und die Kathode mit Sauerstoff bzw. Luft als Oxidationsmittel versorgt wird. Anode und Kathode sind durch eine protonendurchlässige, elektrisch nicht leitfähige Membran getrennt.Fuel cell systems are used in many applications, especially mobile applications, such as in a vehicle for propulsion or other aggregates, used as energy source. Most widely used here are fuel cells with proton exchange membranes (PEM), where the anode of the fuel cell with hydrogen as fuel and supplies the cathode with oxygen or air as the oxidant becomes. Anode and cathode are protected by a proton permeable, electrically non-conductive membrane separated.

Bei der elektrochemischen Reaktion des Wasserstoffs und des Sauerstoffs zu Wasser wird elektrische Energie erzeugt, die durch Elektroden an Anode und Kathode abgegriffen wird. Mehrere einzelne elektrisch in Reihe geschaltete Brennstoffzellen werden zu einem Brennstoffzellenstapel zusammengefasst.at the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen On water, electrical energy is generated by electrodes is tapped at the anode and cathode. Several individual electric series connected fuel cells become a fuel cell stack summarized.

Die Membran kann sowohl durch befeuchteten Wasserstoff, durch befeuchteten Sauerstoff bzw. Luft, aber auch durch das in der Kathode entstehende Produktwasser aus der Sauerstoff-Wasserstoff-Reaktion befeuchtet werden. Ist zuviel Wasser in der Brennstoffzelle, insbesondere in der Kathode, so reduziert sich durch einen gestörten Gastransport die Leistung der Brennstoffzelle. Das aus der elektrochemischen Reaktion entstandene Wasser wird zusammen mit überschüssiger Luft aus der Kathode in Form von flüssigem Wasser oder Wasserdampf über eine Brennstoffzellenabgasleitung aus dem Brennstoffzellensystem ausgeleitet. Diese Abgasleitung ist üblicherweise einem Abgasstrang zugeordnet. Hierbei kann der Wasserdampf, beispielsweise in der Warmlaufphase oder bei tiefen Außentemperaturen, in der Abgasleitung kondensieren. Die Abgase der Anode, die einen wesentlich geringeren Wasseranteil aufweisen, werden ebenfalls durch den Abgasstrang aus dem Brennstoffzellensystem abgeführt.The Membrane can be humidified by both humidified hydrogen Oxygen or air, but also by the resulting in the cathode Product water from the oxygen-hydrogen reaction humidifies become. Is too much water in the fuel cell, especially in the cathode, so reduced by a disturbed gas transport the Power of the fuel cell. This from the electrochemical reaction resulting water gets along with excess Air from the cathode in the form of liquid water or Water vapor via a fuel cell exhaust gas line the fuel cell system discharged. This exhaust pipe is common assigned to an exhaust line. Here, the water vapor, for example in the warm-up phase or at low outside temperatures, in condense the exhaust pipe. The exhaust gases of the anode, which is a significant Have less water, are also through the exhaust system discharged from the fuel cell system.

Der Austritt von Wasser in flüssiger Form aus einem Brennstoffzellensystem ist allerdings aus verschiedenen Gründen unerwünscht, insbesondere bei einem Brennstoffzellensystem in den mobilen Anwendungen, da es hier aufwendiger ist, das austretende Wasser aufzufangen. Beispielsweise ist es bei der Verwendung eines Brennstoffzellensystems in einem Fahrzeug unerwünscht, dass flüssiges Wasser auf die Fahrbahn gelangt und dort eventuell bei niedrigen Temperaturen gefriert und zu Glatteisbildung beiträgt.Of the Outlet of water in liquid form from a fuel cell system is undesirable for a variety of reasons, especially in a fuel cell system in mobile applications, since it is more expensive here to catch the escaping water. For example, it is in the use of a fuel cell system in a vehicle unwanted that liquid Water gets on the road and there possibly at low Freezes temperatures and contributes to ice formation.

Bei einem mit reinem Wasserstoff betriebenen Fahrzeug entsteht als Oxidationsprodukt Wasser, das sowohl in flüssigen als auch in gasförmigen Zustand an die Umgebung abgegeben wird. Beispielsweise kann der Austrag von Flüssigwasser aus dem Brennstoffzellensystem über den Abgasstrang dann erfolgen, wenn das Fahrzeug am Hang abgestellt ist. Ebenso kann dies dann auftreten, wenn sich das Brennstoffzellensystem im Leerlauf befindet. Auch dann, wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, kann es zu einem schwallartigen Austritt von angesammelten Flüssigwasser aus dem Abgasstrang kommen. Die daraus resultierenden Probleme wurden bereits oben erwähnt.at A vehicle powered by pure hydrogen is produced as an oxidation product Water, both in liquid and in gaseous state is delivered to the environment. For example, the discharge of liquid water from the fuel cell system via the exhaust line then take place when the vehicle is parked on a slope is. Likewise, this can occur when the fuel cell system idle. Even if the vehicle accelerates it may accumulate to a gushing out of Liquid water come from the exhaust system. The resulting Problems have already been mentioned above.

Aus der DE 10 2005 029 536 A1 ist ein Brennstoffzellensystem bekannt, bei dem das in einem Abgasstrang gesammelte Flüssigwasser zerstäubt wird, wobei diesbezüglich Ultraschallsensoren verwendet werden, welche im Abgasstrang angeordnet sind.From the DE 10 2005 029 536 A1 a fuel cell system is known in which the liquid water collected in an exhaust line is atomized, in this regard, ultrasonic sensors are used, which are arranged in the exhaust line.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgasstrang sowie ein Brennstoffzellensystem als auch ein Verfahren zum Austragen von in dem Abgasstrang angesammelten Flüssigwasser zu schaffen, bei dem der schwallartige Austritt von Flüssigwasser in relativ großen Mengen verhindert werden kann.It Object of the present invention, an exhaust line and a fuel cell system as well as a method for discharging of creating liquid water accumulated in the exhaust line, in which the surge-like discharge of liquid water in relatively large quantities can be prevented.

Diese Aufgabe wird durch einen Abgasstrang, welcher die Merkmale nach Anspruch 1 aufweist, ein Brennstoffzellensystem, welches die Merkmale nach Anspruch 25 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Anspruch 26 aufweist, gelöst.These Task is by an exhaust line, which the characteristics after Claim 1, a fuel cell system having the features according to claim 25, and a method comprising the features according to claim 26, solved.

Ein erfindungsgemäßer Abgasstrang für ein Brennstoffzellensystem umfasst ein Leitungsteil, durch welches das Abgas leitbar bzw. ableitbar ist. Der Abgasstrang umfasst darüber hinaus einen Sammelbehälter zum Sammeln des aus dem Abgas abgeschiedenen Flüssigwasser, welcher im Bereich des Abtransports des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter von dem Leitungsteil separiert ist. Der Sammelbehälter ist mit dem Leitungsteil in diesem Bereich des Abtransports des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter mit zumindest einer Verbindungsleitung verbunden.One inventive exhaust gas line for a fuel cell system comprises a conduit part, through which the exhaust gas can be conducted or diverted is. The exhaust system also includes a collection container for collecting the separated from the exhaust gas liquid water, which in the area of the removal of liquid water is separated from the collecting container of the conduit part. The collecting tank is with the conduit part in this area the removal of the liquid water from the reservoir connected to at least one connecting line.

Abhängig von von einem Betriebszustand des Brennstoffzellensystems abhängigen Drücken in dem Leitungsteil und dem Sammelbehälter ist das Flüssigwasser über die Verbindungsleitung aus dem Sammelbehälter förderbar bzw. austragbar. Es wird somit durch eine spezifische mechanische Ausgestaltung des Abgasstrangs in einfacher und dennoch hochfunktioneller Weise so ermöglicht, dass der schwallartige Austritt in spezifischen Betriebszuständen des Brennstoffzellensystems und somit auch eines Abgasstrangs, verhindert werden kann. In ganz spezifischer Weise werden die in den verschiedenen Betriebszuständen auftretenden Druckverhältnisse in dem Leitungsteil einerseits und dem Sammelbehälter andererseits dahingehend geschickt ausgenützt, dass der unerwünschte schwallartige Austritt des Flüssigwassers verhindert werden kann, andererseits jedoch automatisch das Flüssigwasser in entsprechender Dosierung abtransportiert werden kann.Depending on an operating condition of the fuel cell system dependent pressures in the conduit part and the collecting container, the liquid water is conveyed or discharged via the connecting line from the collecting container. It is thus characterized by a specific mechanical staltung the exhaust line in a simple yet highly functional way so that the surge-like outlet in specific operating conditions of the fuel cell system and thus also an exhaust line, can be prevented. In a very specific manner, the pressure conditions occurring in the various operating conditions in the line part on the one hand and the collecting container on the other hand cleverly exploited to the effect that the undesirable surge-like discharge of liquid water can be prevented, on the other hand, however, the liquid water can be automatically transported in the appropriate dosage.

Insbesondere kann somit vermieden werden, dass relativ viel angesammeltes Flüssigwasser unkontrolliert aus dem Abgasstrang austritt und somit insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen zu einer Glatteisbildung auf Fahrbahnen führt.Especially can thus be avoided that relatively much accumulated liquid water uncontrolled exits the exhaust line and thus especially at low Ambient temperatures leads to a black ice on roads.

Vorzugsweise ist das Leitungsteil durch den Sammelbehälter geführt. Dies ermöglicht neben einer kompakten Ausgestaltung eine besonders geeignete Realisierung zur Einstellung der Druckverhältnisse.Preferably the conduit part is passed through the collecting container. This allows a compact design in addition to a particularly suitable implementation for adjusting the pressure conditions.

Insbesondere ist der Sammelbehälter als zylinderförmiger Hohlkörper ausgebildet.Especially is the collection container as a cylindrical hollow body educated.

Bevorzugt bilden der Sammelbehälter und das Leitungsteil einen Resonator. In diesem Zusammenhang kann eine multifunktionelle Ausgestaltung dahingehend gewährleistet werden, dass zum einen das Sammeln von Flüssigwasser und der Austrag daraus gewährleistet werden kann, andererseits dass durch diesen Resonator auch eine unerwünschte Geräuschbildung reduziert werden kann. Gerade bei einer hohlzylinderförmigen Ausgestaltung des Sammelbehälters, welches eine rohrförmige Ausgestaltung ermöglicht, kann das Leitungsteil von diesem Sammelbehälter umlaufend umgeben sein, wodurch die Resonator-Ausgestaltung im Hinblick zur Schalldämpfung besonders vorteilhaft ermöglicht werden kann.Prefers the collecting container and the line part form a resonator. In this connection, a multifunctional design can be made be ensured that on the one hand, the collection of liquid water and the discharge can be guaranteed, on the other hand that by this resonator also an undesirable noise can be reduced. Especially with a hollow cylindrical Design of the collecting container, which is a tubular Design allows, the line part of this Surrounding container be surrounded, whereby the resonator design be made particularly advantageous in terms of soundproofing can.

Das Leitungsteil umfasst in bevorzugter Weise ein sich im Sammelbehälter erstreckendes Teilstück, wobei die Verbindung des Sammelbehälters mit dem Teilstück über die Verbindungsleitung innerhalb des Sammelbehälters ausgebildet ist. Auch diesbezüglich lässt sich eine hochfunktionelle Ausgestaltung in kompakter und bauraumminimierter Weise realisieren.The Conduit part preferably comprises a collection container extending portion, wherein the connection of the collecting container with the section via the connecting line within the collection container is formed. Also in this regard can be a highly functional design in a compact and realize space-minimized way.

Vorzugsweise weist das Leitungsteil ein sich im Sammelbehälter erstreckendes Teilstück auf, welches außerhalb des Bereichs zum Abtransport des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter eine Mehrzahl von durchgängigen Löchern aufweist. Durch diese Ausgestaltung kann einerseits die Druckeinstellung zwischen dem Innenraum des Leitungsteils und dem Innenraum des Sammelbehälters im Hinblick auf die automatische Austragung des Flüssigwassers ohne eine Schwallgenerierung verbessert werden und darüber hinaus das zuverlässige und automatische Ableiten des aus dem Abgas abgeschiedenen Flüssigwassers in den Sammelbehälter ermöglicht werden. Darüber hinaus trägt eine derartige Ausgestaltung mit Löchern auch positiv dazu bei, dass die Schallemission reduziert wird. Auch eine verbesserte Schalldämpfung kann dadurch gewährleistet werden.Preferably the conduit part has a collecting vessel extending in the Section on which outside of the area for removing the liquid water from the reservoir has a plurality of through holes. By this configuration, on the one hand, the pressure setting between the interior of the conduit part and the interior of the collecting container with regard to the automatic discharge of liquid water be improved without a surge generation and above In addition, the reliable and automatic derivation of the the exhaust gas separated liquid water into the sump be enabled. In addition, carries Such a design with holes also positive in that the noise emission is reduced. Also an improved Soundproofing can be guaranteed.

Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn die Löcher in diesem Teilstück des Leitungsteils mit unterschiedlichen Geometrien und/oder unterschiedlichen Ausmaßen und/oder unterschiedlichen Bohrungswinkeln ausgebildet sind. Eine situationsspezifische optimierte Realisierung im Hinblick auf die Funktionalität zur automatischen und schwalllosen Austragung des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter und zusätzlich einer verbesserten Schalleigenschaft kann dadurch eingestellt werden. Vorzugsweise weist das Leitungsteil ein sich im Sammelbehälter erstreckendes Teilstück auf, und im Zwischenraum zwischen dem Sammelbehälter und dem Teilstück sind eine Mehrzahl von Trennwänden angeordnet. Dadurch kann die Schalldämpfung mit derartigen insbesondere vertikal orientierten Trennwänden besonders positiv beeinflusst werden. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die Trennwände in Längsrichtung des Leitungsteils betrachtet mit unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet sind. Auch hier kann somit situationsspezifisch und bedarfsabhängig eine besonders geeignete Schalldämpfung realisiert werden.Especially It is preferable if the holes in this section of the line part with different geometries and / or different Dimensions and / or different bore angles formed are. A situation-specific optimized realization with regard to on the functionality for automatic and no-noise discharge the liquid water from the reservoir and In addition, an improved sound characteristic can thereby be set. Preferably, the conduit part is a in the collecting container extending section, and in the space between the sump and the Section are arranged a plurality of partitions. This allows the sound attenuation with such particular vertically oriented partitions particularly positively influenced become. In particular, it may be provided in this connection that the partitions in the longitudinal direction of the pipe part considered arranged at different distances from each other are. Here, too, can be situation-specific and demand-dependent a particularly suitable sound attenuation can be realized.

Besonders bevorzugt erweist es sich wenn die zumindest eine Verbindungsleitung zwischen dem Leitungsteil und dem Sammelbehälter als Steigrohr ausgebildet ist. Dadurch kann die Funktionalität der automatischen Austragung des gesammelten Flüssigwassers im Sammelbehälter bei sich einstellenden spezifischen Druckverhältnissen besonders effektiv und effizient erfolgen.Especially it is preferable if the at least one connecting line between the conduit part and the collecting container as a riser is trained. This allows the functionality of the automatic Discharge of the collected liquid water in the collecting tank at self-adjusting specific pressure conditions particularly effective and efficient.

Vorzugsweise ist der Bereich des Abtransports des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter an einem in die Umgebung mündenden Endstück des Leitungsteils zugewandten Ende des Sammelbehälters ausgebildet. Gerade diese spezifische Positionierung ermöglicht es, dass das ausgetragene Flüssigwasser unverzüglich in die Umgebung abgeleitet werden kann und nicht noch relativ weite Wege im Leitungsteil zu absolvieren hat. Eine unerwünschte weitere Ansammlung im Leitungsteil des ausgetragenen Flüssigwassers kann dadurch verhindert werden. Darüber hinaus kann durch eine derartige Ausgestaltung in bevorzugter Weise erreicht werden, dass das Flüssigwasser nach dem Austrag aus dem Sammelbehälter quasi automatisch in die Umgebung abgeleitet wird, falls das Endstück des Leitungsteils in bevorzugter Weise eine entsprechende Formgebung aufweist, welche das selbständige Ableiten aus dem Endstück gewährleistet.Preferably, the region of the removal of the liquid water from the collecting container is formed at an end of the collecting container which opens into the environment in the end region of the conduit part. Just this specific positioning makes it possible that the discharged liquid water can be discharged immediately into the environment and does not have to complete relatively long distances in the line part. An undesirable further accumulation in the conduit part of the discharged liquid water can be prevented. In addition, can be achieved by such a configuration in a preferred manner that the liquid water after discharge from the Collecting container is virtually automatically discharged into the environment, if the end of the line part in a preferred manner has a corresponding shape, which ensures the independent derivation from the tail.

Vorzugsweise weist die Verbindungsleitung ein gewinkeltes Rohrstück auf, welches sich mit einem ersten Abschnitt im Wesentlichen vertikal erstreckt und sich mit einem zweiten Abschnitt im Wesentlichen horizontal erstreckt. Auch durch diese spezifische Formgebung der Verbindungsleitung kann das Austragen positiv unterstützt werden und darüber hinaus das unerwünschte schwallartige Austreten von Flüssigwasser verhindert werden.Preferably the connection line has an angled piece of pipe which is essentially vertical with a first section extends and extends substantially horizontally with a second portion extends. Also by this specific shaping of the connecting line can the support will be positively supported and above In addition, the undesirable surge of liquid water be prevented.

Insbesondere erstreckt sich der horizontal orientierte Abschnitt der Verbindungsleitung in das Endstück des Leitungsteils hinein. Auch dadurch kann das Ableiten des aus dem Sammelbehälter ausgetragenen Flüssigwassers in die Umgebung positiv unterstützt werden.Especially extends the horizontally oriented portion of the connecting line into the end piece of the pipe part. Even so can the discharge of discharged from the reservoir liquid water be positively supported in the environment.

Vorzugsweise ist im Inneren des Leitungsteils ein Strömungswiderstandselement für einen Abgasstrom angeordnet. Dies ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltung im Hinblick auf die Einstellung der Druckverhältnisse im Inneren des Leitungsteils und im Inneren des Sammelbehälters, wodurch dadurch besonders effektiv betriebsphasenspezifisch das einerseits erwünschte und andererseits nicht erwünschte Austragen von Flüssigwasser aus dem Sammelbehälter erreicht werden kann.Preferably is a flow resistance element inside the pipe part arranged for an exhaust gas flow. This is a special one preferred embodiment with regard to the adjustment of the pressure conditions inside the pipe part and inside the collecting tank, thereby particularly effective operating phase specific the on the one hand desirable and on the other undesirable Discharging liquid water from the sump can be achieved.

Insbesondere ist das Strömungswiderstandselement in Strömungsrichtung des Abgases vor der Verbindungsleitung angeordnet. Die Erzeugung der Druckverhältnisse kann dadurch sehr genau und auch sehr ortsspezifisch ermöglicht werden.Especially is the flow resistance element in the flow direction of the exhaust gas arranged in front of the connecting line. The production The pressure conditions can thereby very accurately and also very site-specific.

Insbesondere ist das Strömungswiderstandselement so ausgebildet, dass der Abgasstrom betriebsphasenabhängig so leitbar ist, dass im Bereich des Abtransports des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter betriebsphasenabhängig verschiedene Druckverhältnisse zwischen dem Leitungsteilinneren und dem Sammelbehälterinneren so einstellbar sind, dass betriebsphasenabhängig das Flüssigwasser automatisch über die Verbindungsleitung aus dem Sammelbehälter förderbar ist.Especially the flow resistance element is designed so that the exhaust gas flow is operationally dependent on the operating phase such that in the area of the removal of liquid water from the Collecting container operating phase dependent different pressure conditions between the conduit part interior and the collection container interior are adjustable so that the operating phase depends on the liquid water automatically the connecting line can be conveyed from the collecting container is.

Insbesondere ist das Strömungswiderstandselement so ausgebildet, dass der Abgasstrom im Lastfall des Brennstoffzellensystems so leitbar ist, dass im Bereich des Abtransports des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter in dem Leitungsteil in Strömungsrichtung nach dem Strömungswiderstandselement ein kleiner Druck erzeugbar ist, als sich dieser im Sammelbehälter im Bereich des Abtransports des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter einstellt, und der Abtransport des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter dann erfolgt bzw. freigegeben ist.Especially the flow resistance element is designed so that the exhaust gas flow in the load case of the fuel cell system so conductive is that in the area of the removal of liquid water from the sump in the conduit part in the flow direction after the flow resistance element, a small pressure can be generated, as this in the sump in the area the removal of the liquid water from the reservoir adjusts, and the removal of the liquid water from the Collecting then takes place or is released.

Vorzugsweise ist das Strömungswiderstandselement so ausgebildet, dass der Abgasstrom im Leerlauffall des Brennstoffzellensystems so leitbar ist, dass im Bereich des Abtransports des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter in dem Leitungsteil in Strömungsrichtung nach dem Strömungswiderstandselement ein Druck erzeugbar ist, welcher im Wesentlichen dem Druck entspricht, welcher sich im Leerlauffall im Sammelbehälter im Bereich des Abtransports des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter einstellt und der Abtransport des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter unterbunden ist.Preferably the flow resistance element is designed so that the exhaust gas flow in the idle case of the fuel cell system is so conductive, that in the area of the removal of the liquid water from the collecting container in the conduit part in the flow direction after the flow resistance element, a pressure can be generated which is substantially equal to the pressure which is in idle case in the collection container in the area of the removal of the liquid water from the sump adjusts and the removal of the liquid water from the reservoir is prevented.

Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn das Strömungswiderstandselement den Abgasstrom durchlassende Öffnungen aufweist. Die Druckverhältniseinstellung wird dadurch nochmals positiv begünstigt.Especially it proves to be preferable if the flow resistance element Having the exhaust flow through openings. The pressure ratio setting This will again positively favored.

Es kann vorgesehen sein, dass das Strömungswiderstandselement kegelförmig ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang kann das Strömungswiderstandselement ein Gegenstand sein, welcher beispielsweise als spitzer, mit Bohrungen oder Aussparungen versehener Kegel ist. Auch hier können die Öffnungen mit Steigungswinkeln und Bohrungswinkeln unterschiedlich ausgebildet sein, wobei dann abhängig vom Innendurchmesser des Leitungsteils und der Positionierung im Sammelbehälter eine entsprechende Ausgestaltung der Steigungswinkel und der Bohrungswinkel erfolgen kann.It it can be provided that the flow resistance element is formed cone-shaped. In this context can the flow resistance element may be an object which, for example as a pointed, provided with holes or recesses cone is. Again, the openings with pitch angles and Bohrungswinkeln be formed differently, in which case dependent from the inner diameter of the pipe part and the positioning in the Collecting container a corresponding embodiment of the pitch angle and the bore angle can be made.

Es kann auch vorgesehen sein, dass das Strömungswiderstandselement ein abgerundeter, mit Bohrungen und Aussparungen versehener Kegel ist, welcher dann beispielsweise als Teil einer Eiform ausgebildet ist. Das Strömungswiderstandselement kann auch als Drahtgeflecht oder als Leitblech ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass das Strömungswiderstandselement als Lüfterrad oder Drallrad insbesondere als feststehendes Lüfterrad ausgebildet ist.It can also be provided that the flow resistance element a rounded cone with holes and recesses which is then formed, for example, as part of an egg shape is. The flow resistance element can also be used as a wire mesh or be designed as a baffle. It is also possible that the flow resistance element as a fan or swirl wheel in particular as a fixed fan is trained.

Insbesondere erweist das Leitungsteil ein in die Umgebung mündendes Endstück auf, in welchem zumindest ein siebartiges Element angeordnet ist. Durch dieses weitere Element kann das aus dem Sammelbehälter ausgetragene und dann in die Umgebung ausströmende Flüssigwasser zerstäubt werden.Especially proves the line part opening into the environment End piece, in which at least one sieve-like element is arranged. By this additional element that can from the sump discharged and then discharged into the environment liquid water be atomized.

Dieses siebartige Element kann unterschiedliche Formgebungen aufweisen und beispielsweise als plane Platte realisiert sein. Es kann jedoch auch eine Krümmung realisiert sein, welche sowohl konkav als auch konvex realisiert sein kann.This sieve-like element may have different shapes and be realized for example as a flat plate. It can, however also be realized a curvature, which is both concave as well as convex can be realized.

Besonders bevorzugt erweist es sich, wenn dieses siebartige Elemente frostschutzsicher bzw. einfriersicher ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang kann zur Vermeidung eines Zufrierens dieses siebartigen Elements vorgesehen sein, dass dieses aus Beschichtungen, insbesondere Nano-Beschichtungen ausgebildet ist. Ebenso kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass dieses siebartige Element temperaturbeaufschlagbar ist und insbesondere heizbar ist. Dazu kann beispielsweise ein Heizwiderstand vorgesehen sein, welcher an oder in das Element angebracht bzw. eingebracht ist. Durch einen derartigen Heizwiderstand kann das siebartige Element geheizt werden und das vorbeiströmende Flüssigwasser kann erwärmt werden, wodurch ein Einfrieren verhindert werden kann. Ebenso kann vorgesehen sein, dass dieses siebartige Element aus einer Mehrzahl von Teilelementen aufgebaut ist, welche ebenfalls wiederum siebartig ausgebildet sind. Bei einer diesbezüglichen Ausgestaltung ist es möglich, dass die einzelnen Teilelemente mit größeren Maschenweiten realisiert sind, wobei in diesem Zusammenhang dann Maschenweiten größer 4 mm vorgesehen sein können. Diese Teilelemente können dann in versetzter Anordnung zueinander angeordnet werden, wodurch wieder ein relativ feinmaschiges siebartiges System realisiert werden kann.Especially it proves to be preferable if this sieve-like elements frost protection or freeze-proof is formed. In this context can provided for avoiding Zufrierens this sieve-like element Be that from coatings, especially nano-coatings is trained. Likewise, it may be provided in this connection that this sieve-like element is temperaturbeaufschlagbar and is particularly heatable. This can, for example, a heating resistor be provided, which is attached to or in the element or is introduced. By such a heating resistor can sieve-like element are heated and the passing liquid water can be heated, which prevents freezing can be. Likewise, it may be provided that this sieve-like Element is composed of a plurality of sub-elements, which are again designed like a sieve. In a related Embodiment, it is possible that the individual sub-elements are realized with larger mesh sizes, where in this context then mesh sizes larger 4 mm can be provided. These subelements can then be arranged in a staggered arrangement to each other, which again a relatively fine mesh screen-like system can be realized.

Der Abgasstrang kann auch mehrere Verbindungsleitungen zwischen dem Sammelbehälter und dem Leitungsteil aufweisen, welche alle gleich ausgebildet sind oder auch unterschiedliche Ausgestaltung aufweisen können. In diesem Zusammenhang können die Verbindungsleitungen unterschiedliche Geometrien und/oder unterschiedliche Dimensionierungen, beispielsweise unterschiedliche Durchmesser und/oder unterschiedliche Höhen, aufweisen.Of the Exhaust line can also have several connecting lines between the Have collecting container and the conduit part, which all are the same or different design can have. In this connection can the connection lines different geometries and / or different Dimensions, for example, different diameters and / or different heights, have.

Durch die Verbindungsleitung und ihre spezifische Anordnung kann das im Resonator-Reservoir, dem Sammelbehälter, befindliche Flüssigwasser in einem mehrstufigen Verfahren zerstäubend ausgetragen werden. Die optimale Funktionsweise der angebrachten Verbindungsleitung und deren Wasseraustragskapazität wird vorzugsweise durch das Strömungswiderstandselement im Inneren des Leitungsteils derart positiv unterstützt, dass der Abluftstrahl so abgeleitet wird, dass dieser im Resonator im Bereich der Wasseransaugung der Verbindungsleitung einen Überdruck erzeugt und in Strömungsrichtung des Abgases in dem Leitungsteil nach diesem Strömungswiderstandselement einen Unterdruck erzeugt. Im Leerlaufbetrieb des Brennstoffzellensystems stellen sich in diesem Zusammenhang gleiche Druckverhältnisse ein, so dass über die Verbindungsleitung kein Wasseraustrag erfolgt. In Abhängigkeit des dynamischen Abluftstroms stellen sich bei Lastanforderungen des Brennstoffzellensystems, insbesondere im Volllastbetrieb, Druckdifferenzen ein, insbesondere maximale Druckdifferenzen im Volllastbetrieb, wodurch sich aufgrund physikalischer Bedingungen ein Austrag des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter über die Verbindungsleitung realisieren lässt, welcher jedoch keinen schwallartigen Austrag darstellt.By the connection line and its specific arrangement can be found in the Resonator reservoir, the sump, located liquid water discharged in a multi-stage process atomizing become. The optimal functioning of the attached connection line and their Wasseraustragskapazität is preferably by the flow resistance element in the interior of the conduit part so positively supported that the exhaust air discharged so is that this in the resonator in the water intake of the Connecting line generates an overpressure and in the flow direction of the exhaust gas in the pipe part after this flow resistance element generates a negative pressure. In idle mode of the fuel cell system In this context, the same pressure conditions arise one, so that over the connecting line no water discharge he follows. Depend on the dynamic exhaust air flow at load requirements of the fuel cell system, in particular in full load operation, pressure differences on, in particular maximum Pressure differences in full load operation, which is due to physical Conditions a discharge of the liquid water from the reservoir over the connection line can be realized, which, however does not represent a surgey discharge.

Ein erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem umfasst einen erfindungsgemäßen Abgasstrang oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon. Das Brennstoffzellensystem ist insbesondere als mobiles Brennstoffzellensystem ausgebildet und in einem Fahrzeug angeordnet. Es umfasst bevorzugter Weise einen Brennstoffzellenstapel mit einer Mehrzahl von Brennstoffzellen, welche vorzugsweise als PEM-Brennstoffzellen realisiert sind.One Fuel cell system according to the invention an exhaust gas line according to the invention or a advantageous embodiment thereof. The fuel cell system is designed in particular as a mobile fuel cell system and arranged in a vehicle. It preferably comprises a Fuel cell stack with a plurality of fuel cells, which are preferably realized as PEM fuel cells.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Austragen von in einem Abgasstrang eines Brennstoffzellensystems angesammelten Flüssigwassers wird das aus einem Abgasstrom, welcher durch ein Leitungsteil des Abgasstroms strömt, abgeschiedenes Flüssigwasser in einem Sammelbehälter gesammelt und über eine an einem den Sammelbehälter und das Leitungsteil separierenden Bereich zum Abtransport des Flüssigwassers aus dem Sammelbehälter ausgebildete und den Sammelbehälter mit dem Leitungsteil verbindende Verbindungsleitung ausgetragen. Das Austragen des gesammelten Flüssigwasser über die Verbindungsleitung wird abhängig von sich aufgrund von spezifischen Betriebszuständen des Brennstoffzellensystems spezifisch einstellenden Druckverhältnissen im Sammelbehälter einerseits und dem Leitungsteil andererseits durchgeführt. Insbesondere wird dies automatisch erfolgen. Durch diese Vorgehensweise kann der schwallartige Austritt von angesammelten Flüssigwasser im Sammelbehälter verhindert werden, wodurch in vorteilhafter Weise auch verhindert werden kann, dass in spezifischen Betriebsphasen eine relativ große Menge von Flüssigwasser austritt. Dadurch kann auch eine unerwünschte Glatteisbildung auf der Fahrbahn bei tiefen Umgebungstemperaturen vermieden oder zumindest deutlich reduziert werden.at the inventive method for discharging of accumulated in an exhaust line of a fuel cell system Liquid water is from an exhaust gas stream, which through a conduit part of the exhaust gas stream flows, separated Liquid water collected in a collection container and about one at one the collecting tank and the line part separating area for removing the liquid water formed from the collection container and the collection container discharged with the line part connecting line. The discharge of the collected liquid water over the connection line is dependent on itself of specific operating conditions of the fuel cell system specific adjusting pressure conditions in the collecting container on the one hand and the line part, on the other hand. Especially this will happen automatically. Through this approach can the surge-like discharge of accumulated liquid water be prevented in the collecting container, thereby advantageously It can also be prevented in specific operating phases a relatively large amount of liquid water leaks. This can also be an undesirable smoothness on the road at low ambient temperatures avoided or at least be significantly reduced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:One Embodiment of the invention will be described below schematic drawings explained in more detail. It demonstrate:

1 eine schematische Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abgasstrangs in einer ersten Betriebsphase; 1 a schematic sectional view through an embodiment of an exhaust line according to the invention in a first phase of operation;

2 eine schematische Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abgasstrangs in einer zweiten Betriebsphase; und 2 a schematic sectional view through an embodiment of an exhaust line according to the invention in a second phase of operation; and

3 eine schematische Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Abgasstrangs in einer dritten Betriebsphase. 3 a schematic sectional view through an embodiment of an exhaust system according to the invention in a third phase of operation.

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 seitlichen Aufrissdarstellung ein Abgasstrang 1 gezeigt, welcher einem Brennstoffzellensystem zugeordnet ist. Das Brennstoffzellensystem ist ein mobiles Brennstoffzellensystem, welches in einem Fahrzeug angeordnet ist.In 1 is a schematic side elevational view of an exhaust system 1 shown, which is associated with a fuel cell system. The fuel cell system is a mobile fuel cell system disposed in a vehicle.

Über den Abgasstrang 1 werden die von dem Brennstoffzellensystem in Betrieb erzeugten Abgase in einem Abgasstrom I abgeleitet, und insbesondere in die Umgebung abgeleitet. Wie bereits oben erwähnt, entsteht bei der elektrochemischen Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff in dem Brennstoffzellensystem Wasser, welches im Abgasstrom I enthalten ist. In diesem Zusammenhang bildet sich auch Flüssigwasser 4, welches aus dem Abgasstrom I aufgrund der Umgebungsbedingungen im Abgasstrang 1 abgeschieden wird. Der Abgasstrang 1 umfasst ein rohrförmiges Leitungsteil 2 und einen Sammelbehälter 3. Der Sammelbehälter 3 ist als zylinderförmiger Hohlkörper ausgebildet, welcher ein Teilstück 5 des Leitungsteils 2 umlaufend umgibt. Das Leitungsteil 2 erstreckt sich somit durch den Sammelbehälter 3 hindurch, wobei ein Endstück 6 des Leitungsteils 2 gekrümmt ausgebildet ist und mit seiner Krümmung beispielsweise in Richtung einer Fahrbahn nach unten orientiert ist. Darüber hinaus weist das Endstück 6 auf der dem Sammelbehälter 3 abgewandten Seite eine Öffnung auf, aus der das aus dem Sammelbehälter 3 ausgetragene Flüssigwasser 4 dosiert auslaufen kann.About the exhaust system 1 The exhaust gases generated by the fuel cell system in operation are derived in an exhaust gas flow I, and in particular discharged into the environment. As already mentioned above, in the electrochemical reaction between hydrogen and oxygen in the fuel cell system, water is produced which is contained in the exhaust gas flow I. In this context, liquid water is formed 4 , which from the exhaust stream I due to the ambient conditions in the exhaust system 1 is deposited. The exhaust system 1 comprises a tubular conduit part 2 and a collection container 3 , The collection container 3 is formed as a cylindrical hollow body, which is a section 5 of the line part 2 surrounds. The pipe part 2 thus extends through the sump 3 through, with an end piece 6 of the line part 2 is curved and is oriented with its curvature, for example, in the direction of a roadway down. In addition, the tail has 6 on the sump 3 side facing away from an opening from which the out of the sump 3 discharged liquid water 4 dosed can leak.

Gemäß der Darstellung in 1 wird das aus dem Abgasstrom I abgeschiedene Flüssigwasser 4 in dem Sammelbehälter 3 gesammelt, wobei in diesem Zusammenhang das Teilstück 5 bereichsweise eine Mehrzahl von Löchern 8 aufweist. Das Teilstück 5 ist somit quasi perforiert ausgebildet, wobei es in einem Bereich 7, welcher zum Abtransport des Flüssigwassers 4 aus dem Sammelbehälter 3 vorgesehen ist, keine derartigen Löcher 8 aufweist. In diesem Bereich 7 ist das Leitungsteil 2, insbesondere das Teilstück 5, von dem Sammelbehälter 3 quasi separiert. Die Wand des Teilstücks 5 bildet in diesem Bereich 7 eine vollständige Trennung von dem Inneren des Sammelbehälters 3.As shown in 1 becomes the separated from the exhaust stream I liquid water 4 in the collection container 3 collected, in this context, the section 5 partially a plurality of holes 8th having. The section 5 is thus formed almost perforated, where it is in one area 7 , which for the removal of the liquid water 4 from the collection container 3 is provided, no such holes 8th having. In this area 7 is the conduit part 2 , in particular the section 5 , from the collection container 3 almost separated. The wall of the section 5 forms in this area 7 a complete separation from the interior of the collection container 3 ,

Vorzugsweise weisen die Löcher 8 unterschiedliche Geometrien und/oder unterschiedliche Ausmaße und/oder unterschiedliche Bohrungswinkel auf. Das Leitungsteil 2, insbesondere das Teilstück 5, und der Sammelbehälter 3 sind so dimensioniert, dass im ineinander geführten Bereich ein Zwischenraum 9 ausgebildet ist, so dass das Gesamtsystem zwischen dem Leitungsteil 2 und dem Sammelbehälter 3 einen Resonator bildet, welcher auch zur Schalldämpfung funktionell ausgebildet ist. Zur Verbesserung dieser Schalldämpfung sind zusätzlich Trennwände 10, 11, 12 und 13 in diesem Zwischenraum 9 ausgebildet, welche sich im Ausführungsbeispiel vollständig von der Außenseite des Teilstücks 5 bis zur Innenseite des Sammelbehälters 3 erstrecken. Darüber hinaus sind die Trennwände 10 bis 13 in Längsrichtung des Leitungsteils 2 und somit in x-Richtung mit unterschiedlichen Abständen angeordnet, wodurch die Schalldämpfung nochmals verbessert werden kann.Preferably, the holes have 8th different geometries and / or different dimensions and / or different bore angles. The pipe part 2 , in particular the section 5 , and the collection container 3 are dimensioned so that in the area guided into each other a gap 9 is formed, so that the entire system between the line part 2 and the collection container 3 forms a resonator, which is also designed to function soundproofing. To improve this soundproofing are additional partitions 10 . 11 . 12 and 13 in this space 9 formed, which in the embodiment completely from the outside of the section 5 to the inside of the collection container 3 extend. In addition, the partitions 10 to 13 in the longitudinal direction of the line part 2 and thus arranged in the x-direction with different distances, whereby the sound attenuation can be further improved.

Der Sammelbehälter 3 weist ein erstes Ende 14 und ein zweites Ende 15 auf. Der Bereich 7 ist gemäß der Darstellung im Ausführungsbeispiel benachbart und nahe zum Ende 15 bzw. anschließend an das Ende 15 ausgebildet. An diesen Bereich 7 ist eine Verbindungsleitung 16 angeordnet, welche als Steighülse bzw. Steigrohr oder Steigleitung ausgebildet ist. Diese Verbindungsleitung 16 verbindet den Sammelbehälter 3 mit dem Leitungsteil 2, insbesondere dem Teilstück 5. Die Verbindungsleitung 16 umfasst ein vertikales Teilstück 17 und ein daran anschließendes horizontales Teilstück 18. Das horizontale Teilstück 18 erstreckt sich in das Endstück 6 des Leitungsteils 2, wobei der überwiegende Teil der Verbindungsleitung 16 innerhalb des Sammelbehälters 3 angeordnet ist.The collection container 3 has a first end 14 and a second end 15 on. The area 7 is adjacent as shown in the embodiment and close to the end 15 or subsequently to the end 15 educated. At this area 7 is a connection line 16 arranged, which is designed as a climbing sleeve or riser or riser. This connection line 16 connects the collection container 3 with the line part 2 , in particular the section 5 , The connection line 16 includes a vertical section 17 and a subsequent horizontal section 18 , The horizontal section 18 extends into the tail 6 of the line part 2 , where the vast majority of the interconnector 16 within the collection container 3 is arranged.

Die Orientierung des horizontalen Teils 18 im Endstück 6 ist so angeordnet, dass das über die Verbindungsleitung 16 aus dem Sammelbehälter 3 ausgetragene Flüssigwasser 4 direkt in das Endstück 6 einlaufen kann und durch die Krümmung des Endstücks 6 quasi automatisch aus diesem Endstück 6 auslaufen kann.The orientation of the horizontal part 18 in the tail 6 is arranged so that over the connecting line 16 from the collection container 3 discharged liquid water 4 directly into the tail 6 can shrink and by the curvature of the tail 6 almost automatically from this tail 6 can expire.

Darüber hinaus umfasst der Abgasstrang 1 ein Strömungswiderstandselement 19, welches im Inneren des Leitungsteils 2 und insbesondere im Inneren des Teilstücks 5 angeordnet ist. Bevorzugter Weise ist das Strömungswiderstandselement 19 in Richtung der Strömung des Abgasstroms I im Bereich 7 angeordnet und dort insbesondere vor der Verbindungsleitung 16. Im Ausführungsbeispiel ist das Strömungswiderstandselement 19 kegelförmig konzipiert und weist eine Mehrzahl von durchgängigen Löchern 20 auf.In addition, the exhaust system includes 1 a flow resistance element 19 which is inside the pipe part 2 and in particular in the interior of the section 5 is arranged. Preferably, the flow resistance element 19 in the direction of the flow of the exhaust stream I in the area 7 arranged there and in particular in front of the connecting line 16 , In the exemplary embodiment, the flow resistance element 19 Conically designed and has a plurality of continuous holes 20 on.

Der Sammelbehälter 3 ist an seinen Enden 14 und 15 geschlossen.The collection container 3 is at its ends 14 and 15 closed.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist lediglich eine Verbindungsleitung 16 gezeigt, selbstverständlich können dort jedoch auch eine Mehrzahl von derartigen Verbindungsleitungen 16 angeordnet sein, welche gleich ausgebildet sein können oder aber auch unterschiedlich im Hinblick auf die Geometrie und/oder Ausmaße und/oder Orientierung. Über diese Verbindungsleitung 16 kann in einem mehrstufigen Verfahren das Flüssigwasser 4 zerstäubend ausgetragen werden.In the embodiment according to 1 is just a connection line 16 Of course, however, there can also be a plurality of such connecting lines 16 be arranged, which may be the same design or even different in terms of geometry and / or dimensions and / or orientation. About this connection line 16 can in a mehrstufi The method is the liquid water 4 be discharged atomizing.

Durch die Ausgestaltung des Abgasstrangs 1, insbesondere der Anordnung der Komponenten des Teilstücks 5 des Sammelbehälters 3, der Verbindungsleitung 16 und des Strömungswiderstandselements 19 kann erreicht werden, dass abhängig von spezifischen Betriebszuständen des Brennstoffzellensystems spezifische Druckverhältnisse zwischen den Drücke p1 und p2 im Bereich 7 im Sammelbehälter 3 und im Teilstück 5 des Leitungsteils 2 erzeugt werden, so dass abhängig von diesen Druckverhältnissen ein betriebsphasenspezifisches Austragen des Flüssigwassers 4 aus der Verbindungsleitung 16 erfolgt oder eben dies gerade verhindert wird. Durch diese Konzeptionierung kann ein unerwünschter Austrag von Flüssigwasser 4 verhindert werden und darüber hinaus auch gewährleistet werden, dass das Flüssigwasser 4 nicht schwallartig ausgetragen wird.Due to the design of the exhaust system 1 , in particular the arrangement of the components of the section 5 of the collection container 3 , the connection line 16 and the flow resistance element 19 can be achieved that depending on specific operating conditions of the fuel cell system specific pressure conditions between the pressures p1 and p2 in the range 7 in the collection container 3 and in the section 5 of the line part 2 be generated, so that, depending on these pressure conditions, a phase-specific discharge of the liquid water 4 from the connection line 16 or just this is just prevented. Due to this conception, an undesirable discharge of liquid water 4 be prevented and beyond that also be ensured that the liquid water 4 not played out.

Vorzugsweise ist das Strömungswiderstandselement 19 im Teilstück 5 so positioniert, dass der Abgasstrom I so abgeleitet bzw. umgelenkt wird, dass dieser im Resonator im Bereich der Wasseransaugung der Verbindungsleitung 16 einen Überdruck p1 erzeugt und in Strömungsrichtung hinter dem Strömungswiderstandselement 19 im Teilstück 5 ein Unterdruck p2 erzeugt wird. Dies stellt sich insbesondere automatisch in Betriebszuständen ein, bei denen das Brennstoffzellensystem im Lastfalle, insbesondere in Volllast betrieben wird. In Abhängigkeit des dynamischen Abluftstroms I stellt sich gerade bei Volllast, des Brennstoffzellensystems die maximale Druckdifferenz ein, bei der der Druck p1 wesentlich größer ist als der Druck p2, wodurch ein maximaler Wasseraustrag über die Verbindungsleitung 16 erreicht werden kann, welcher jedoch nicht schwallartig erfolgt.Preferably, the flow resistance element 19 in the section 5 positioned so that the exhaust stream I is derived or deflected so that this in the resonator in the water intake of the connecting line 16 generates an overpressure p1 and in the flow direction behind the flow resistance element 19 in the section 5 a negative pressure p2 is generated. This is in particular automatically in operating states in which the fuel cell system is operated in the load case, in particular at full load. Depending on the dynamic exhaust air flow I is just at full load, the fuel cell system, the maximum pressure difference, in which the pressure p1 is substantially greater than the pressure p2, whereby a maximum water discharge through the connecting line 16 can be achieved, which is not bubbly, however.

Wie in der 1 dargestellt ist, ist im Bereich der Öffnung des Endstücks 6 und somit an dem dem Sammelbehälter 3 abgewandten Ende ein siebartiges Element 21 angeordnet, mit welchem erreicht werden kann, dass das ausströmende Flüssigwasser 4 zerstäubt ausgetragen wird. Die Form des Siebes ist lediglich beispielhaft und symbolisch dargestellt, und kann plan, konkav oder konvex sein. Zur Vermeidung eines Zufrierens des Elements 21 kann dieses aus Nanobeschichtungen bestehen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das Element 21 heizbar ist, wobei diesbezüglich beispielsweise ein Heizwiderstand eingebaut sein kann, der dafür sorgt, dass das siebartige Element 21 und das ausströmende Flüssigwasser 4 erwärmt werden. Es ist auch möglich, eine Kombination von mehreren derartigen Elementen 21 anzuordnen, welche jeweils dann mit einer größeren Maschenweite, beispielsweise größer 4 mm ausgebildet werden können. Durch eine versetzte Anordnung der Mehrzahl der Elemente 21 kann in diesem Zusammenhang wieder ein relativ engmaschiges System zur Zerstäubung des ausgetragenen Flüssigwassers 4 erreicht werden.Like in the 1 is shown, is in the region of the opening of the tail 6 and thus at the collecting container 3 opposite end of a sieve-like element 21 arranged, with which it can be achieved that the outflowing liquid water 4 is discharged atomized. The shape of the screen is merely exemplary and symbolically represented, and may be plan, concave or convex. To avoid freezing of the element 21 This can consist of nano coatings. But it can also be provided that the element 21 is heated, in this respect, for example, a heating resistor can be installed, which ensures that the sieve-like element 21 and the effluent liquid water 4 to be heated. It is also possible to have a combination of several such elements 21 to be arranged, which can then each be formed with a larger mesh size, for example greater than 4 mm. By an offset arrangement of the plurality of elements 21 can in this context again a relatively close-meshed system for atomizing the discharged liquid water 4 be achieved.

Gemäß der Darstellung ist die Verbindungsleitung 16 so angeordnet, dass die Verbindung zwischen dem Leitungsteil 2 und dem Sammelbehälter 3 innerhalb des ineinander geführten Bereichs dieser beiden Teile 2 und 3 realisiert ist.As shown, the connection line 16 arranged so that the connection between the line part 2 and the collection container 3 within the nested area of these two parts 2 and 3 is realized.

In 2 ist ein Betriebszustand gezeigt, bei dem sich das Brennstoffzellensystem im Leerlauf befindet. Der Abgasstrom I ist in dieser Betriebsphase so ausgebildet und mit einer Strömungsgeschwindigkeit realisiert, dass ein Teil II durch das Strömungswiderstandslement 19 abgelenkt wird und ein weiterer Teil durch die Löcher 20 des Strömungswiderstandselements 19 hindurch tritt. In diese Leerlaufphase des Brennstoffzellensystems stellt sich dann ein Druckverhältnis ein, bei dem die Drücke p1 und p2 im Wesentlichen gleich groß sind. Aufgrund dieser Druckverhältniseinstellung kann im Leerlauffall erreicht werden, dass ein Wasseraustrag aus dem Sammelbehälter 3 über die Verbindungsleitung 16 nicht stattfindet. Da die Leerlaufphase des Brennstoffzellensystems in überwiegender Weise bei Stillstand des Fahrzeugs auftritt, kann dadurch gemäß der Darstellung in 2 erreicht werden, dass gerade dann kein schwallartiger Austrag des Flüssigwassers 4 erfolgt und somit eine Fahrbahn nicht mit relativ viel Wasser benetzt wird, wodurch auch bei relativ tiefen Temperaturen verhindert werden kann, dass eine derartig große Flüssigwassermenge austritt und auf der Fahrbahn gefriert.In 2 an operating condition is shown in which the fuel cell system is idling. The exhaust gas flow I is formed in this phase of operation and implemented at a flow rate that a part II by the Strömungswiderstandslement 19 is distracted and another part through the holes 20 the flow resistance element 19 passes through. In this idle phase of the fuel cell system then sets a pressure ratio at which the pressures p1 and p2 are substantially equal. Due to this pressure ratio adjustment can be achieved in the idle case that a water discharge from the reservoir 3 over the connecting line 16 not taking place. Since the idling phase of the fuel cell system predominantly occurs when the vehicle is at a standstill, as shown in FIG 2 be achieved that just then no surge-like discharge of liquid water 4 takes place and thus a roadway is not wetted with relatively much water, which can be prevented even at relatively low temperatures that such a large amount of liquid water exits and freezes on the road.

Demgegenüber ist gemäß der Darstellung in 3 ein Betriebszustand des Brennstoffzellensystems gezeigt, welcher den Volllastbetrieb zeigt. Bei dieser Betriebsphase wird der Abgasstrom I nahezu vollständig gemäß der Darstellung in 3 abgelenkt, und der Teilstrom III am Strömungswiderstandselement 19 abgelenkt und tritt über die Löcher 8 im Teilstück 5 in den Sammelbehälter 3 ein. Im Lastfalle des Brennstoffzellensystems stellt sich somit ein Druckverhältnis ein, bei dem der Druck p1 wesentlich größer ist als der Druck p2. Aufgrund dieser Druckverhältnisse und der physikalischen Gegebenheiten wird somit ein automatischer Austrag von Flüssigwasser 4 aus dem Sammelbehälter 3 über die Verbindungsleitung 16 in das Leitungsteil 2 erreicht. Da der Volllastbetrieb üblicherweise bei sich bewegendem Fahrzeug und insbesondere bei beschleunigendem Fahrzeug auftritt, kann gerade in diesen spezifischen Betriebsphasen eine geeignete Austragung des Flüssigwassers 4 ermöglicht werden, wobei auch in diesem Zusammenhang ein schwallartiger Austritt verhindert wird und eine Austragung durchgeführt wird, welche auch hier die Fahrbahn lokal nicht unnötig mit großer Flüssigwassermenge benetzt.In contrast, as shown in FIG 3 an operating state of the fuel cell system showing the full load operation is shown. In this operating phase, the exhaust gas flow I is almost completely as shown in FIG 3 deflected, and the partial flow III at the flow resistance element 19 distracted and steps over the holes 8th in the section 5 in the collection container 3 one. In the load case of the fuel cell system thus sets a pressure ratio at which the pressure p1 is substantially greater than the pressure p2. Due to these pressure conditions and the physical conditions thus becomes an automatic discharge of liquid water 4 from the collection container 3 over the connecting line 16 in the line part 2 reached. Since the full load operation usually occurs when the vehicle is moving and in particular when the vehicle is accelerating, it is precisely in these specific operating phases that a suitable discharge of the liquid water can take place 4 be possible, whereby in this context, a surge-like outlet is prevented and a discharge is carried out, which also here the road surface does not unnecessarily wet with large amount of liquid water.

Es wird somit betriebsphasenabhängig automatisch ein derartiges Druckverhältnis zwischen den Drücken p1 und p2 eingestellt, das genau bei den Betriebsphasen, bei denen ein Austrag des Flüssigwassers 4 vorteilhaft und auch gewünscht ist, dosiert ermöglicht wird, und das in den Betriebsphasen, in denen gerade kein Flüssigwasser austritt oder kein schwallartiger Flüssigwasseraustritt erwünscht ist, dieser auch verhindert wird.It is thus adjusted operating phase-dependent automatically such a pressure ratio between the pressures p1 and p2, precisely in the operating phases in which a discharge of the liquid water 4 advantageous and also desired, metered is made possible, and that in the operating phases in which just no liquid water leaks or no gushing liquid water outlet is desired, this is also prevented.

Die Druckdifferenz zwischen den Drücken p1 und p2 und somit die Wirkungsweise der Verbindungsleitung 16 vergrößert sich in Abhängigkeit des Abluftstroms I bzw. in Abhängigkeit der Lastanforderung und somit des Betriebszustands des Brennstoffzellensystems.The pressure difference between the pressures p1 and p2 and thus the operation of the connecting line 16 increases depending on the exhaust air flow I or as a function of the load requirement and thus the operating state of the fuel cell system.

Da der Flüssigkeitsstand im Resonator und insbesondere im Sammelbehälter 3 spezifisch vermindert werden kann, wird die Funktion des Resonators zur Schalldämpfung positiv unterstützt. Ebenfalls wirkt die Ableitung des Abluftstroms I am Strömungswiderstandselement 19 positiv auf das Geräuschverhalten ein.Since the liquid level in the resonator and in particular in the collecting container 3 can be specifically reduced, the function of the resonator for sound attenuation is positively supported. Also, the derivative of the exhaust air flow I acts on the flow resistance element 19 positive for the noise behavior.

11
Abgasstrangexhaust gas line
22
Leitungsteilline part
33
SammelbehälterClippings
44
Flüssigwasserliquid water
55
Teilstücksection
66
Endstücktail
77
BereichArea
88th
Löcherholes
99
Zwischenraumgap
10, 11, 12, 1310 11, 12, 13
Trennwändepartitions
14, 1514 15
EndeThe End
1616
Verbindungsleitungconnecting line
1717
Vertikales Teilstückvertical section
1818
Horizontales Teilstückhorizontal section
1919
StrömungswiderstandselementFlow resistance element
2020
Löcherholes
2121
Elementelement
II
Abgasstromexhaust gas flow
P1, p2P1, p2
Drückepressures

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102005029536 A1 [0007] DE 102005029536 A1 [0007]

Claims (26)

Abgasstrang für ein Brennstoffzellensystem mit einem Leitungsteil (2), durch welches das Abgas leitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sammelbehälter (3) zum Sammeln des aus dem Abgas abgeschiedenen Flüssigwassers (4) vorgesehen ist, welcher im Bereich des Abtransports des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) von dem Leitungsteil (2) separiert ist, wobei der Sammelbehälter (3) mit dem Leitungsteil (2) im Bereich des Abtransports des Flüssigwassers (4) mit zumindest einer Verbindungsleitung (16) verbunden ist und abhängig von von einem Betriebszustand des Brennstoffzellensystems abhängigen Drücken (p1, p2) in dem Leitungsteil (2) und dem Sammelbehälter (3) das Flüssigwasser (4) über die Verbindungsleitung (16) aus dem Sammelbehälter (3) förderbar ist.Exhaust line for a fuel cell system with a line part ( 2 ), through which the exhaust gas is conductive, characterized in that a collecting container ( 3 ) for collecting the separated from the exhaust gas liquid water ( 4 ) is provided, which in the area of the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) of the line part ( 2 ) is separated, wherein the collecting container ( 3 ) with the line part ( 2 ) in the area of the removal of the liquid water ( 4 ) with at least one connecting line ( 16 ) and dependent on an operating state of the fuel cell system dependent pressures (p1, p2) in the line part ( 2 ) and the collecting container ( 3 ) the liquid water ( 4 ) via the connecting line ( 16 ) from the collecting container ( 3 ) is eligible. Abgasstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsteil (2) durch den Sammelbehälter (3) geführt ist.Exhaust line according to claim 1, characterized in that the line part ( 2 ) through the collecting container ( 3 ) is guided. Abgasstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (3) ein zylinderförmiger Hohlkörper ist.Exhaust tract according to claim 1 or 2, characterized in that the collecting container ( 3 ) is a cylindrical hollow body. Abgasstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (3) und das Leitungsteil (2) einen Resonator bilden.Exhaust tract according to one of the preceding claims, characterized in that the collecting container ( 3 ) and the line part ( 2 ) form a resonator. Abgasstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsteil (2) ein sich im Sammelbehälter (3) erstreckendes Teilstück (5) aufweist, wobei die Verbindung des Sammelbehälters (3) mit dem Teilstück (5) über die Verbindungsleitung (16) innerhalb des Sammelbehälters (3) ausgebildet ist.Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized in that the line part ( 2 ) in the collecting container ( 3 ) extending portion ( 5 ), wherein the connection of the collecting container ( 3 ) with the section ( 5 ) via the connecting line ( 16 ) within the collecting container ( 3 ) is trained. Abgasstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsteil (2) ein sich im Sammelbehälter (3) erstreckendes Teilstück (5) aufweist, welches außerhalb des Bereichs zum Abtransport des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) eine Mehrzahl von durchgängigen Löchern (8) aufweist.Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized in that the line part ( 2 ) in the collecting container ( 3 ) extending portion ( 5 ), which outside the range for the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) a plurality of continuous holes ( 8th ) having. Abgasstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (8) unterschiedliche Geometrien und/oder Ausmaße und/oder Bohrungswinkel aufweisen.Exhaust tract according to claim 6, characterized in that the holes ( 8th ) have different geometries and / or dimensions and / or bore angle. Abgasstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsteil (2) ein sich im Sammelbehälter (3) erstreckendes Teilstück (5) aufweist, und im Zwischenraum (9) zwischen dem Sammelbehälter (3) und dem Teilstück (5) Trennwände (10, 11, 12, 13) angeordnet sind.Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized in that the line part ( 2 ) in the collecting container ( 3 ) extending portion ( 5 ), and in the space ( 9 ) between the collecting container ( 3 ) and the section ( 5 ) Partitions ( 10 . 11 . 12 . 13 ) are arranged. Abgasstrang nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (10, 11, 12, 13) in Längsrichtung des Leitungsteils (2) betrachtet mit unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet sind.Exhaust line according to claim 8, characterized in that the partitions ( 10 . 11 . 12 . 13 ) in the longitudinal direction of the line part ( 2 ) are viewed with different distances to each other. Abgasstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verbindungsleitung (16) als Steigrohr angeordnet ist.Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one connecting line ( 16 ) is arranged as a riser. Abgasstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Abtransports des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) an dem einem in die Umgebung mündenden Endstück (6) des Leitungsteils (2) zugewandten Ende des Sammelbehälters (3) ausgebildet ist.Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized in that the region of the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) at the end opening into the environment ( 6 ) of the line part ( 2 ) facing the end of the collecting container ( 3 ) is trained. Abgasstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung (16) ein gewinkeltes Rohrstück ist, welches sich mit einem ersten Abschnitt (17) im Wesentlichen vertikal erstreckt und sich mit einem zweiten Abschnitt (18) im wesentlichen horizontal erstreckt.Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting line ( 16 ) is an angled piece of pipe which is connected to a first section ( 17 ) extends substantially vertically and is connected to a second section ( 18 ) extends substantially horizontally. Abgasstrang nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der horizontal orientierte Abschnitt (18) sich in das Endstück (6) des Leitungsteils (2) erstreckt.Exhaust tract according to claim 11 and 12, characterized in that the horizontally oriented portion ( 18 ) into the tail ( 6 ) of the line part ( 2 ). Abgasstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Leitungsteils (2) ein Strömungswiderstandselement (19) für den Abgasstrom (I) angeordnet ist.Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized in that in the interior of the line part ( 2 ) a flow resistance element ( 19 ) is arranged for the exhaust gas stream (I). Abgasstrang nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (19) in Strömungsrichtung des Abgases vor der Verbindungsleitung (16) angeordnet ist.Exhaust tract according to claim 14, characterized in that the flow resistance element ( 19 ) in the flow direction of the exhaust gas in front of the connecting line ( 16 ) is arranged. Abgasstrang nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (19) so ausgebildet ist, dass der Abgasstrom (I) betriebsphasenabhängig so leitbar ist, dass im Bereich (7) des Abtransports des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) betriebsphasenabhängig verschiedene Druckverhältnisse zwischen dem Leitungsteilinneren und dem Sammelbehälterinneren so einstellbar sind, dass betriebsphasenabhängig das Flüssigwasser (4) automatisch über die Verbindungsleitung (16) aus dem Sammelbehälter (3) förderbar ist.Exhaust tract according to claim 14 or 15, characterized in that the flow resistance element ( 19 ) is designed such that the exhaust gas flow (I) is operable depending on the operating phase such that in the region ( 7 ) of the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) operating phase-dependent different pressure conditions between the conduit part interior and the collection container interior are adjustable so that operating phase dependent the liquid water ( 4 ) automatically via the connection line ( 16 ) from the collecting container ( 3 ) is eligible. Abgasstrang nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (19) so ausgebildet ist, dass der Abgasstrom (I) im Lastfall des Brennstoffzellensystems so leitbar ist, dass im Bereich (7) des Abtransports des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) in dem Leitungsteil (2) in Strömungsrichtung nach dem Strömungswiderstandselement (19) ein kleinerer Druck (p2) erzeugbar ist, als sich dieser im Sammelbehälter (3) im Bereich des Abtransports des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) einstellt und der Abtransport des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) erfolgt.Exhaust line according to claim 16, characterized in that the flow resistance element ( 19 ) is designed so that the exhaust gas flow (I) is conductive in the load case of the fuel cell system, that in the area ( 7 ) of the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) in the line part ( 2 ) in the flow direction after the flow resistance element ( 19 ) is a smaller pressure (p2) can be generated, as this in the collecting container ( 3 ) in the area of the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) and the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) he follows. Abgasstrang nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (19) so ausgebildet ist, dass der Abgasstrom (I) im Leerlauffall des Brennstoffzellensystems so leitbar ist, dass im Bereich (7) des Abtransports des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) in dem Leitungsteil (2) in Strömungsrichtung nach dem Strömungswiderstandselement (19) ein Druck (p2) erzeugbar ist, welcher im Wesentlichen dem Druck (p1) entspricht, welcher sich im Leerlauffall im Sammelbehälter (3) im Bereich des Abtransports des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) einstellt und der Abtransport des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) unterbunden ist.Exhaust line according to claim 16 or 17, characterized in that the flow resistance element ( 19 ) is designed so that the exhaust gas flow (I) in the idle case of the fuel cell system is so conductive that in the area ( 7 ) of the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) in the line part ( 2 ) in the flow direction after the flow resistance element ( 19 ) a pressure (p2) can be generated which essentially corresponds to the pressure (p1) which, in the case of idling, in the collecting container (p1) 3 ) in the area of the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) and the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) is prevented. Abgasstrang nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (19) den Abgasstrom (I) durchlassende Öffnungen (20) aufweist.Exhaust line according to one of claims 14 to 18, characterized in that the flow resistance element ( 19 ) the exhaust gas stream (I) through openings ( 20 ) having. Abgasstrang nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (19) kegelförmig ausgebildet ist.Exhaust line according to one of claims 14 to 19, characterized in that the flow resistance element ( 19 ) is cone-shaped. Abgasstrang nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (19) als Drahtgeflecht ausgebildet ist.Exhaust line according to one of claims 14 to 20, characterized in that the flow resistance element ( 19 ) is designed as a wire mesh. Abgasstrang nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (19) als feststehendes Lüfterrad ausgebildet ist.Exhaust line according to one of claims 14 to 20, characterized in that the flow resistance element ( 19 ) is designed as a fixed fan. Abgasstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungsteil (2) ein in die Umgebung mündendes Endstück (6) aufweist, in welchem zumindest ein siebartiges Element (21) angeordnet ist.Exhaust line according to one of the preceding claims, characterized in that the line part ( 2 ) an opening into the environment ( 6 ), in which at least one sieve-like element ( 21 ) is arranged. Abgasstrang nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das siebartige Element (21) Einfrierschutzsicher ausgebildet ist.Exhaust tract according to claim 23, characterized in that the sieve-like element ( 21 ) Einfrierschutzsicher trained. Brennstoffzellensystem mit einem Abgasstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Fuel cell system with an exhaust line ( 1 ) according to any one of the preceding claims. Verfahren zum Austragen von in einem Abgasstrang (1) eines Brennstoffzellensystems angesammelten Flüssigwasser (4), bei welchem das aus einem Abgasstrom, welcher durch ein Leitungsteil (2) des Abgasstrangs strömt, abgeschiedene Flüssigwasser (4) in einem Sammelbehälter (3) gesammelt wird und über eine an einem den Sammelbehälter (3) und das Leitungsteil (2) separierenden Bereich (7) zum Abtransport des Flüssigwassers (4) aus dem Sammelbehälter (3) ausgebildete und den Sammelbehälter (3) mit dem Leitungsteil (2) verbindende Verbindungsleitung (16) ausgetragen wird, wobei das Austragen des gesammelten Flüssigwassers (4) über die Verbindungsleitung (16) abhängig von sich aufgrund von spezifischen Betriebszuständen des Brennstoffzellensystems spezifisch einstellenden Druckverhältnissen (p1, p2) im Sammelbehälter (3) und dem Leitungsteil (2) erfolgt.Method for discharging in an exhaust line ( 1 ) of a fuel cell system accumulated liquid water ( 4 ), in which the from an exhaust gas stream, which through a line part ( 2 ) of the exhaust gas stream, separated liquid water ( 4 ) in a collecting container ( 3 ) is collected and via a to a collecting container ( 3 ) and the line part ( 2 ) separating area ( 7 ) for the removal of the liquid water ( 4 ) from the collecting container ( 3 ) and the collecting container ( 3 ) with the line part ( 2 ) connecting connecting line ( 16 ), wherein the discharge of the collected liquid water ( 4 ) via the connecting line ( 16 ) depending on specific due to specific operating conditions of the fuel cell system specifically adjusting pressure ratios (p1, p2) in the collecting container ( 3 ) and the line part ( 2 ) he follows.
DE102008053800A 2008-10-29 2008-10-29 Exhaust tract for proton exchange membrane-fuel cell system in vehicle, has collector for collecting water that is conveyed based on pressure in pipe portion and collector, where pressure is based on operating condition of fuel cell system Withdrawn DE102008053800A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008053800A DE102008053800A1 (en) 2008-10-29 2008-10-29 Exhaust tract for proton exchange membrane-fuel cell system in vehicle, has collector for collecting water that is conveyed based on pressure in pipe portion and collector, where pressure is based on operating condition of fuel cell system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008053800A DE102008053800A1 (en) 2008-10-29 2008-10-29 Exhaust tract for proton exchange membrane-fuel cell system in vehicle, has collector for collecting water that is conveyed based on pressure in pipe portion and collector, where pressure is based on operating condition of fuel cell system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008053800A1 true DE102008053800A1 (en) 2010-05-06

Family

ID=42062929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008053800A Withdrawn DE102008053800A1 (en) 2008-10-29 2008-10-29 Exhaust tract for proton exchange membrane-fuel cell system in vehicle, has collector for collecting water that is conveyed based on pressure in pipe portion and collector, where pressure is based on operating condition of fuel cell system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008053800A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015140529A1 (en) * 2014-03-20 2015-09-24 Intelligent Energy Limited Fuel cell stack
DE102014019482A1 (en) 2014-12-23 2016-06-23 Daimler Ag Exhaust system of a fuel cell system
DE102015004720A1 (en) 2015-04-09 2016-10-13 Daimler Ag Vehicle with a fuel cell system
DE102015011842A1 (en) 2015-09-10 2017-03-16 Daimler Ag Exhaust system of a fuel cell system
DE102018204828A1 (en) 2018-03-29 2019-10-02 Ford Global Technologies, Llc Prevention of black ice by waste water from motor vehicles

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005029536A1 (en) 2005-06-25 2006-12-28 Daimlerchrysler Ag Proton exchange membrane fuel cell system operation for use in vehicle, involves atomizing water found in fuel cell exhaust gas by ultrasound, which is produced by piezo-unit, and transferring structure-borne sound on water

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005029536A1 (en) 2005-06-25 2006-12-28 Daimlerchrysler Ag Proton exchange membrane fuel cell system operation for use in vehicle, involves atomizing water found in fuel cell exhaust gas by ultrasound, which is produced by piezo-unit, and transferring structure-borne sound on water

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015140529A1 (en) * 2014-03-20 2015-09-24 Intelligent Energy Limited Fuel cell stack
DE102014019482A1 (en) 2014-12-23 2016-06-23 Daimler Ag Exhaust system of a fuel cell system
DE102015004720A1 (en) 2015-04-09 2016-10-13 Daimler Ag Vehicle with a fuel cell system
DE102015011842A1 (en) 2015-09-10 2017-03-16 Daimler Ag Exhaust system of a fuel cell system
DE102018204828A1 (en) 2018-03-29 2019-10-02 Ford Global Technologies, Llc Prevention of black ice by waste water from motor vehicles
US10957923B2 (en) 2018-03-29 2021-03-23 Ford Global Technologies, Llc Preventing the formation of black ice as a result of exhaust water from motor vehicles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008053800A1 (en) Exhaust tract for proton exchange membrane-fuel cell system in vehicle, has collector for collecting water that is conveyed based on pressure in pipe portion and collector, where pressure is based on operating condition of fuel cell system
DE112019001116B4 (en) liquid separator
DE102011109644A1 (en) Fuel cell system with at least one fuel cell
WO2004017450A2 (en) Device and method for humidifying a gas flow
EP3047533A1 (en) Exhaust gas system and motor vehicle comprising an exhaust gas system
DE112007001094B4 (en) Vehicle equipped with a fuel cell system
DE112007002888B4 (en) Valve for fuel cell and fuel cell vehicle
DE102016013666A1 (en) Device for separating liquid
DE102017215495A1 (en) Water separator for a fuel cell system, fuel cell system and method for operating a fuel cell system
DE102015213641A1 (en) Fuel cell water collector
DE102010024187A1 (en) Device for moistening
WO2020221814A1 (en) Cyclone
DE102016224652A1 (en) Mixing device and a fuel cell with such a mixing device
WO2016146302A1 (en) Fuel cell system having a moistened stream of oxidising agent
DE2823521A1 (en) Hydrogen sepn. from gas streams - using very thin walled hollow nickel fibres with internal dia. 1 to 50 micron
DE3036344A1 (en) METHOD AND SYSTEM FOR HUMIDIFYING AIR FOR ROOM AIR-CONDITIONING
DE102021202857A1 (en) Device for separating and collecting water from a gas stream, fuel cell system and method for operating a fuel cell system
DE102008005649B4 (en) Device for operating a fuel cell
DE102018203406A1 (en) Gas distributor structure for a fuel cell
WO2010063442A1 (en) Liquid separator for a fuel cell system
DE102004022245B4 (en) Fuel cell system and method for its operation
DE102007039236A1 (en) Fuel cell system and method for operating a fuel cell system
WO2009121462A1 (en) Fuel cell system and motor vehicle having such a fuel cell system
DE102017208227A1 (en) Low-pressure collector for a refrigeration system of a vehicle and refrigeration system with a low-pressure collector
DE102012111862B4 (en) Exhaust filter device

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0008040000

Ipc: H01M0008066200