DE102008060533A1 - Liquid separator for a fuel cell system - Google Patents

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Abstract

Ein Flüssigkeitsabscheider (42, 44, 46) für ein Brennstoffzellensystem umfasst einen Sammelbehälter (48), der einen Gaseinlass (62), einen Gasauslass (64) und einen Wasserauslass (66) aufweist, eine Wasserablaufleitung (52), die mit dem Wasserauslass (66) verbunden ist, und ein Ablassventil (54), das in der Wasserablaufleitung (52) angeordnet ist. Um eine schnelle Funktionsfähigkeit des Flüssigkeitsabscheiders (42, 44, 46) bei einem Gefrierstart zu gewährleisten, ist in dem Sammelbehälter (48) wenigstens ein beheizbares Strukturelement (70) derart angeordnet und ausgebildet, dass es beim Beheizen in einem Eisblock (68) in dem Sammelbehälter (48) wenigstens einen mit dem Wasserauslass (66) verbundenen Kanal erzeugt.A liquid separator (42, 44, 46) for a fuel cell system comprises a sump (48) having a gas inlet (62), a gas outlet (64) and a water outlet (66), a water drain line (52) connected to the water outlet (46). 66) and a drain valve (54) disposed in the water drain line (52). In order to ensure fast functioning of the liquid separator (42, 44, 46) during a freeze start, at least one heatable structural element (70) is arranged and formed in the collecting container (48) in such a way that it is heated in an ice block (68) in the Sump (48) generates at least one connected to the water outlet (66) channel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider, insbesondere einen Flüssigkeitsabscheider für ein Brennstoffzellensystem, sowie ein Brennstoffzellensystem mit wenigstens einem derartigen Flüssigkeitsabscheider.The The invention relates to a liquid separator, in particular a liquid separator for a fuel cell system, and a fuel cell system with at least one such Liquid separator.

Unter einer Brennstoffzelle wird sowohl eine einzelne Brennstoffzelle (kurz: Einzelzelle) als auch eine Hintereinanderschaltung von zwei oder mehr Einzelzellen zu einem Brennstoffzellenstapel (kurz: Stack) verstanden.Under A fuel cell becomes both a single fuel cell (in short: single cell) as well as a series connection of two or more single cells to a fuel cell stack (short: Stack) Understood.

Üblicherweise wird in einer Brennstoffzelle zur Erzeugung elektrischer Energie anodeneingangsseitig Wasserstoff oder ein wasserstoffreiches Gas als Brennstoff und kathodenseitig Sauerstoff oder ein sauerstoffreiches Gas wie zum Beispiel Umgebungsluft als Oxidationsmittel zugeführt. Die Elektroden der Brennstoffzelle sind durch eine Ionenaustauschmembran (z. B. Polymer-Elektrolyt-Membran) voneinander getrennt.Usually is used in a fuel cell to generate electrical energy anode-side hydrogen or a hydrogen-rich gas as fuel and cathode side oxygen or an oxygen-rich Gas such as ambient air supplied as an oxidizing agent. The electrodes of the fuel cell are through an ion exchange membrane (eg polymer electrolyte membrane) separated from each other.

Die anodeneingangsseitig zugeführten Wasserstoffmoleküle reagieren an einem im Anodenbereich vorhandenen Anodenkatalysator nach der Gleichung H2 → 2·H+ + 2·e und geben dabei unter Bildung von positiv geladenen Wasserstoffionen (Protonen) Elektronen an die Elektrode ab. Die so im Anodenbereich gebildeten Protonen diffundieren anschließend durch die Ionenaustauschmembran zum Kathodenbereich. Dort reagieren sie an einem Kathodenkatalysator mit dem kathodenseitig zugeführten Sauerstoff sowie den über einen äußeren Stromkreis zugeleiteten Elektronen nach der Gleichung O2 + 4·H+ + 4·e → 2·H2O zu Wasser.The hydrogen molecules supplied at the anode-side react on the anode catalyst in the anode region according to the equation H 2 → 2 · H + + 2 · e - and thereby give electrons to the electrode to form positively charged hydrogen ions (protons). The protons thus formed in the anode region then diffuse through the ion exchange membrane to the cathode region. There, they react on a cathode catalyst with the cathode-side supplied oxygen and the supplied via an external circuit electrons according to the equation O 2 + 4 · H + + 4 · e - → 2 · H 2 O to water.

In dem Brennstoffzellensystem wird somit als Reaktionsprodukt der elektrochemischen Prozesse in der Brennstoffzelle Wasser gebildet. Darüber hinaus wird häufig gemeinsam mit den dem Anodenbereich bzw. dem Kathodenbereich zugeführten Reaktanden zusätzliches Wasser in das Brennstoffzellensystem eingetragen. Beispielsweise kann in den Anodengasen oder in der Umgebungsluft Feuchtigkeit enthalten sein.In The fuel cell system is thus the reaction product of the electrochemical Processes formed in the fuel cell water. About that In addition, it often becomes common with the anode area or the cathode region added reactants additional Water entered into the fuel cell system. For example may contain moisture in the anode gases or in the ambient air be.

Flüssiges Wasser kann jedoch in dem Brennstoffzellensystem, insbesondere im Bereich der Brennstoffzelle vorgesehene Strömungskanäle blockieren und so eine gleichmäßige Verteilung der gasförmigen Reaktanden in dem System bzw. in der Brennstoffzelle beeinträchtigen. Dies kann sich negativ auf den Umsetzungsgrad der Reaktanden in der Brennstoffzelle und damit auf den Wirkungsgrad des Systems auswirken. Weiter kann in dem Brennstoffzellensystem vorhandenes flüssiges Wasser bei tiefen Temperaturen gefrieren, was zu Beschädigungen der Systemkomponenten und Blockaden von Strömungskanälen führen kann. Bei einer mobilen Anwendung der Brennstoffzelle, zum Beispiel für einen Antrieb eines Fahrzeugs, ist es außerdem notwendig, eine Emission von flüssigem Wasser zu vermeiden, da dieses bei tiefen Außentemperaturen zu einer Eisbildung auf einer Fahrbahn und somit zu einer Verkehrsgefährdung führen könnte.liquid However, water can be used in the fuel cell system, especially in the Block the fuel cell provided flow channels and so a uniform distribution of gaseous Affecting reactants in the system or in the fuel cell. This can negatively affect the degree of conversion of the reactants in the fuel cell and thus affect the efficiency of the system. Further, in the fuel cell system existing liquid Water freezes at low temperatures, causing damage to the System components and blockages of flow channels can lead. In a mobile application of the fuel cell, for example, for a drive of a vehicle, it is also necessary, an emission of liquid Avoid water as this is at low outside temperatures Ice formation on a road and thus a traffic hazard could lead.

Deshalb enthalten Brennstoffzellensysteme üblicherweise mehrere Flüssigkeitsabscheider, die an verschiedenen Stellen in dem System angeordnet sind, um flüssiges Wasser aus den Gasströmen bzw. dem System zu entfernen.Therefore Fuel cell systems usually contain several Liquid separators, which are in different places in The system is arranged to remove liquid water from the Gas flows or the system to remove.

Der Aufbau eines herkömmlichen Brennstoffzellensystems, wie es beispielsweise in der DE 10 2004 056 952 A1 beschrieben ist, ist in 3 veranschaulicht.The structure of a conventional fuel cell system, as for example in the DE 10 2004 056 952 A1 is described in is 3 illustrated.

Das in 3 beispielhaft dargestellte Brennstoffzellensystem enthält eine Brennstoffzelle 10 mit einem Anodenbereich 12 und einem Kathodenbereich 14, die durch eine Ionenaustauschmembran 16 voneinander getrennt sind. Das Brennstoffzellensystem umfasst üblicherweise eine Vielzahl solcher Brennstoffzellen 10, die zur Bildung eines Stacks hintereinander angeordnet bzw. übereinander gestapelt sind.This in 3 exemplified fuel cell system includes a fuel cell 10 with an anode area 12 and a cathode region 14 passing through an ion exchange membrane 16 are separated from each other. The fuel cell system usually includes a plurality of such fuel cells 10 , which are arranged one behind the other or stacked to form a stack.

Dem Kathodenbereich 14 der Brennstoffzelle 10 wird durch einen Kompressor 18 über eine Kathodengaszufuhrleitung 20 Luft bzw. ein sauerstoffreiches Gas zugeführt. Zur Ableitung der in der Brennstoffzelle 10 entstehenden Kathodenabgase ist der Kathodenbereich der Brennstoffzelle 10 mit einer Kathodenabgasabfuhrleitung 22 verbunden.The cathode area 14 the fuel cell 10 is through a compressor 18 via a cathode gas supply line 20 Supplied air or an oxygen-rich gas. For the derivation of in the fuel cell 10 resulting cathode exhaust gases is the cathode region of the fuel cell 10 with a cathode exhaust gas discharge line 22 connected.

Um für die Wasserstoffionen leitfähig zu sein, muss die Ionenaustauschmembran 16 der Brennstoffzelle 10 ständig befeuchtet werden. Zu diesem Zweck ist in der Kathodengaszufuhrleitung 20 ein Befeuchtungssystem 24 angeordnet, das die kathodenseitig zugeführte Luft mit Wasser befeuchtet. Das Befeuchtungssystem 24 steht vorzugsweise auch mit der Kathodenabgasabfuhrleitung 22 in Verbindung und ist als Gas-Gas-Membranbefeuchter ausgebildet.In order to be conductive for the hydrogen ions, the ion exchange membrane must 16 the fuel cell 10 be constantly moistened. For this purpose, in the cathode gas supply line 20 a humidification system 24 arranged, which humidifies the cathode-side supplied air with water. The humidification system 24 is preferably also with the cathode exhaust gas discharge line 22 in conjunction and is designed as a gas-gas membrane humidifier.

Der Anodenbereich 12 der Brennstoffzelle 10 steht mit einer Anodengaszufuhrleitung 26 in Verbindung, durch welche dem Anodenbereich 12 Wasserstoff zugeführt wird. Zur Dosierung der Wasserstoffzufuhr in den Anodenbereich 12 ist in dieser Anodengaszufuhrleitung 26 ein erstes Ventil 28 angeordnet. Eine Anodenabgasabfuhrleitung 30 ist als Rezirkulationsleitung ausgebildet, in der ein Rezirkulationsgebläse 32 angeordnet ist, um aus dem Anodenbereich 12 der Brennstoffzelle 10 austretende Anodenabgase im Kreislauf zu führen. In der Anodenabgasabfuhrleitung 30 sind vorzugsweise Sensoren 34, 36 vorgesehen, um den Druck, die Temperatur und die relative Feuchte der Anodenabgase sowie die Wasserstoffkonzentration in den Anodenabgasen zu messen.The anode area 12 the fuel cell 10 is connected to an anode gas supply line 26 in connection through which the anode area 12 Hydrogen is supplied. For dosing the hydrogen supply in the anode area 12 is in this anodes gas supply line 26 a first valve 28 arranged. An anode exhaust gas discharge line 30 is designed as a recirculation line, in which a recirculation fan 32 is arranged to leave the anode area 12 the fuel cell 10 To lead exiting anode exhaust gases in the circulation. In the anode exhaust gas discharge line 30 are preferably sensors 34 . 36 provided to measure the pressure, the temperature and the relative humidity of the anode exhaust gases and the hydrogen concentration in the anode exhaust gases.

Ferner steht die Anodenabgasabfuhrleitung 30 vorzugsweise auch über ein zweites Ventil 38 mit einer Spülleitung 40 in Verbindung. Nach dem Abschalten des Brennstoffzellensystems kann das zweite Ventil 38 geöffnet werden, um den Anodenbereich 12 der Brennstoffzelle 10 mit einem durch die Spülleitung 40 zugeführten Spülgas wie beispielsweise Luft zu spülen.Further, there is the anode exhaust gas discharge line 30 preferably also via a second valve 38 with a flushing line 40 in connection. After switching off the fuel cell system, the second valve 38 be opened to the anode area 12 the fuel cell 10 with one through the purge line 40 supplied purge gas such as air to rinse.

Aus den oben dargelegten Gründen sind vorzugsweise in der Kathodengaszufuhrleitung 20 ein erster Flüssigkeitsabscheider 42, in der Anodengaszufuhrleitung 26 ein zweiter Flüssigkeitsabscheider 44 und in der Anodenabgasabfuhrleitung 30 ein weiterer Flüssigkeitsabscheider 46 angeordnet. Jeder dieser Flüssigkeitsabscheider 42, 44, 46 enthält im Allgemeinen einen Sammelbehälter 48 und einen Pegelsensor 50 zum Erfassen des Flüssigkeitspegels in dem Sammelbehälter 48. Ein Flüssigkeitsauslass jedes Sammelbehälters 48 ist mit einer Wasserablaufleitung 52 verbunden, in der jeweils ein Ablassventil 54 angeordnet ist. Wenn ein Pegelsensor 50 anzeigt, dass der Wasserpegel im Sammelbehälter 48 des zugehörigen Flüssigkeitsabscheiders 42, 44, 46 einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wird das entsprechende Ablassventil 54 geöffnet, sodass das im Sammelbehälter 48 gesammelte Wasser durch den Flüssigkeitsauslass und die jeweilige Wasserablaufleitung 52 aus dem Brennstoffzellensystem abgeführt werden kann.For the reasons set forth above, it is preferable in the cathode gas supply line 20 a first liquid separator 42 , in the anode gas supply line 26 a second liquid separator 44 and in the anode exhaust gas discharge line 30 another liquid separator 46 arranged. Each of these liquid separators 42 . 44 . 46 generally contains a collection container 48 and a level sensor 50 for detecting the liquid level in the collecting container 48 , One fluid outlet of each reservoir 48 is with a water drainage pipe 52 connected, in each case a drain valve 54 is arranged. If a level sensor 50 Indicates that the water level in the sump 48 the associated liquid separator 42 . 44 . 46 has reached a predetermined value, the corresponding drain valve 54 opened, so that in the sump 48 collected water through the liquid outlet and the respective water drain line 52 can be removed from the fuel cell system.

In Zusammenhang mit den beschriebenen Flüssigkeitsabscheidern 42, 44, 46 besteht insbesondere nach dem Abschalten des Brennstoffzellensystems das Problem, dass das in den Sammelbehältern 48 sowie in den Wasserablaufleitungen 52 bis zu den Ablassventilen 54 gesammelte flüssige Wasser bei niedrigen Außentemperaturen gefrieren kann, sodass sich in den Sammelbehältern 48, den Wasserablaufleitungen 52 und den Ablassventilen 54 Eisblöcke bilden können, die einen Wasserablauf verhindern. Wird das Brennstoffzellensystem bei sehr niedrigen Temperaturen gestartet (so genannter Gefrierstart), so müssen die Sammelbehälter 48, die Wasserablaufleitungen 52 und die Ablassventile 54 der vorhandenen Flüssigkeitsabscheider 42, 44, 46 des Systems erwärmt werden, um die dort existierenden Eisblöcke zu schmelzen und die Funktionsfähigkeit der Flüssigkeitsabscheider 42, 44, 46 nach dem Betriebsstart möglichst schnell herzustellen. Im Stand der Technik werden hierzu entsprechende Heizelemente eingesetzt.In connection with the described liquid separators 42 . 44 . 46 In particular, after switching off the fuel cell system is the problem that in the collection containers 48 as well as in the water drainage pipes 52 to the drain valves 54 Collected liquid water at low outside temperatures can freeze, resulting in collection containers 48 , the water drainage pipes 52 and the drain valves 54 Ice blocks can form that prevent water drainage. If the fuel cell system is started at very low temperatures (so-called freeze start), then the sump 48 , the water drainage pipes 52 and the drain valves 54 the existing liquid separator 42 . 44 . 46 be heated to melt the ice blocks existing there and the functioning of the liquid separator 42 . 44 . 46 produce as quickly as possible after the start of operation. In the prior art corresponding heating elements are used for this purpose.

Zum Beispiel ist aus der DE 10 2007 051 811 A1 ein über einen geteilten Solenoiden beheizbares Ablassventil zur Verwendung in einem Brennstoffzellensystem bekannt.For example, from the DE 10 2007 051 811 A1 a divertable via a shared solenoid discharge valve for use in a fuel cell system known.

Weiter offenbart die DE 100 13 687 B4 ein Brennstoffzellensystem, bei dem zumindest teilweise beheizbare Medienleitungen vorgesehen sind.Next discloses the DE 100 13 687 B4 a fuel cell system in which at least partially heatable media lines are provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsabscheider für ein Brennstoffzellensystem zu schaffen, der bei einem so genannten Gefrierstart schnell funktionsfähig ist.Of the Invention is based on the object, a liquid separator to create a fuel cell system at a so-called freeze start is fast functioning.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Flüssigkeitsabscheider mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These Task is solved by a liquid separator with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention are in the dependent Claims specified.

Ein Flüssigkeitsabscheider gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Sammelbehälter, der einen Gaseinlass, einen Gasauslass und einen Wasserauslass aufweist, eine Wasserablaufleitung, die mit dem Wasserauslass verbunden ist, und ein Ablassventil, das in der Wasserablaufleitung angeordnet ist, auf. Zusätzlich ist in dem Sammelbehälter wenigstens ein beheizbares Strukturelement derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es beim Beheizen in einem Eisblock in dem Sammelbehälter wenigstens einen mit dem Wasserauslass verbundenen Kanal erzeugt.One Liquid separator according to the present The invention comprises a collection container having a gas inlet, a gas outlet and a water outlet, a water drain line, the connected to the water outlet, and a drain valve, the in the water drain line is arranged on. additionally is in the collecting container at least one heatable structural element is arranged and designed such that it is heated when in a block of ice in the collection at least one with generated connected to the water outlet channel.

Mit dem beheizbaren Strukturelement im Sammelbehälter werden gezielt für die Funktion des Sammelbehälters benötigte Bereiche, nämlich jene zur Bildung von Kanälen für einen Ablauf flüssigen Wassers zum Wasserauslass in die Wasserablaufleitung erwärmt. Dies führt zur schnellen Herstellung der Funktionsfähigkeit des Flüssigkeitsabscheiders, ohne den gesamten Eisblock schmelzen zu müssen, wie dies bei herkömmlichen Flüssigkeitsabscheidern der Fall ist. Durch die Eingrenzung der zu erwärmenden Bereiche im Sammelbehälter kann die Funktionsfähigkeit des Flüssigkeitsabscheiders bei einem so genannten Gefrierstart nicht nur sehr schnell, sondern auch mit einem nur geringen Energieaufwand gewährleistet werden.With the heatable structural element in the collecting container specifically required for the function of the collection container Areas, namely those for the formation of channels for a drain of liquid water to the water outlet heated in the water drain line. this leads to for quickly producing the functionality of the liquid separator, without to melt the entire block of ice, as with conventional liquid separators the case is. By limiting the areas to be heated in the collection can the functionality the liquid separator in a so-called freeze start Not only very fast, but also guaranteed with only a small amount of energy become.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das wenigstens eine beheizbare Strukturelement aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt als ein Material des Sammelbehälters. Hierdurch wird die Wärme noch gezielter in den Sammelbehälter eingeleitet, indem der Wärmeeintragbereich noch weiter beschränkt wird.In a preferred embodiment of the invention, the at least one heatable structural element is formed from a material which has a higher thermal conductivity than a material of the collecting container. As a result, the heat is introduced in a more targeted manner in the collecting container by the heat input limited even further becomes.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das wenigstens eine beheizbare Strukturelement unter Verwendung der Wärmeenergie einer Brennstoffzelle, eines Startheizers oder eines Betriebsmediums, vorzugsweise eines Kühlmediums, des Brennstoffzellensystems erwärmt werden. Da zum Auftauen des Flüssigkeitsabscheiders ohnehin vorhandene Wärmequellen des Brennstoffzellensystems genutzt werden, ist der Energieaufwand für den Wärmeeintrag in den Sammelbehälter des Flüssigkeitsabscheiders sehr gering.In In a further embodiment of the invention, the at least one Heatable structural element using the heat energy a fuel cell, a starting heater or a working medium, preferably a cooling medium, the fuel cell system to be heated. There to thaw the liquid separator Any existing heat sources of the fuel cell system be used, is the energy input for the heat input into the collecting tank of the liquid separator very low.

Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine beheizbare Strukturelement auch unter Verwendung eines elektrischen Heizelements oder einer Wasserstoffverbrennung im Flüssigkeitsabscheider selbst erwärmt werden.alternative or additionally, the at least one heatable structural element also using an electric heating element or a Hydrogen combustion in the liquid separator itself to be heated.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist das wenigstens eine beheizbare Strukturelement ein in den Sammelbehälter ragendes Rippenelement auf.In an embodiment of the invention, the at least a heatable structural element a in the sump protruding rib element.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist das wenigstens eine beheizbare Strukturelement ein mit dem Wasserauslass verbundenes Rohrelement mit Durchbrechungen in der Rohrwand auf.In another embodiment of the invention, the at least a heatable structural element connected to the water outlet pipe element with openings in the pipe wall.

In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind auch das Ablassventil und/oder die Wasserablaufleitung zumindest teilweise beheizbar.In In yet another embodiment of the invention are also the drain valve and / or the water drain line at least partially heated.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Brennstoffzellensystem eine Brennstoffzelle mit einem Anodenbereich und einem Kathodenbereich, eine Kathodengaszufuhrleitung, eine Kathodenabgasabfuhrleitung, eine Anodengaszufuhrleitung, eine Anodenabgasabfuhrleitung und wenigstens einen oben beschriebenen Flüssigkeitsabscheider.According to one Another aspect of the invention includes a fuel cell system a fuel cell having an anode region and a cathode region, a cathode gas supply line, a cathode exhaust gas discharge line, an anode gas supply line, an anode exhaust gas discharge line and at least a liquid separator described above.

Bei dem Flüssigkeitsabscheider des Brennstoffzellensystems, der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, handelt es sich zum Beispiel um einen Flüssigkeitsabscheider in der Kathodengaszufuhrleitung, einen Flüssigkeitsabscheider in der Anodengaszufuhrleitung und/oder einen Flüssigkeitsabscheider in der Anodenabgasabfuhrleitung des Brennstoffzellensystems.at the liquid separator of the fuel cell system, formed in accordance with the present invention is, it is for example a liquid separator in the cathode gas supply line, a liquid separator in the anode gas supply line and / or a liquid separator in the anode exhaust gas discharge pipe of the fuel cell system.

Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnungen besser verständlich. Dabei zeigen:Above and other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments better understood with reference to the accompanying drawings. Showing:

1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Flüssigkeitsabscheiders der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of the structure of a liquid separator of the present invention;

2 eine Teilperspektivansicht, teilweise im Schnitt, eines Flüssigkeitsabscheiders gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 2 a partial perspective view, partially in section, of a Flüssigkeitsabscheiders according to a preferred embodiment of the invention; and

3 ein schematisches Blockschaltbild eines Brennstoffzellensystems, bei dem der Flüssigkeitsabscheider der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise eingesetzt werden kann. 3 a schematic block diagram of a fuel cell system, in which the liquid separator of the present invention can be used in an advantageous manner.

Der Flüssigkeitsabscheider der vorliegenden Erfindung kann in vorteilhafter Weise in einem Brennstoffzellensystem eingesetzt werden, wie es in 3 beispielhaft veranschaulicht ist und bereits oben erläutert worden ist. Die Erfindung ist aber selbstverständlich nicht nur auf diese Anwendung, insbesondere nicht nur auf ein derart aufgebautes Brennstoffzellensystem beschränkt. Außerdem ist die vorliegende Erfindung sowohl bei mobilen als auch bei stationären Anwendungen vorteilhaft einsetzbar.The liquid separator of the present invention can be advantageously used in a fuel cell system as shown in FIG 3 is exemplified and has already been explained above. However, the invention is of course not limited to this application, in particular not limited to a fuel cell system constructed in this way. In addition, the present invention is advantageously usable in both mobile and stationary applications.

In dem in 3 dargestellten Brennstoffzellensystem, dessen Beschreibung hier nicht nochmals wiederholt werden soll, können der Flüssigkeitsabscheider 42 in der Kathodengaszufuhrleitung 20, der Flüssigkeitsabscheider 44 in der Anodengaszufuhrleitung 26 und/oder der Flüssigkeitsabscheider 46 in der Anodenabgasabfuhrleitung 30 als ein erfindungsgemäßer Flüssigkeitsabscheider ausgestaltet sein.In the in 3 illustrated fuel cell system, the description of which should not be repeated here again, the liquid separator 42 in the cathode gas supply line 20 , the liquid separator 44 in the anode gas supply line 26 and / or the liquid separator 46 in the anode exhaust gas discharge line 30 be designed as an inventive liquid separator.

Das Grundprinzip und die Funktionsweise eines Flüssigkeitsabscheiders der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezug auf 1 näher erläutert.The basic principle and operation of a liquid separator of the present invention will now be described with reference to FIG 1 explained in more detail.

Der Flüssigkeitsabscheider 42, 44, 46 hat ein Gehäuse 60, in dem der Sammelbehälter 48 angeordnet ist, der häufig trichterförmig ausgebildet ist, wie in 1 angedeutet. Im oberen Bereich des Sammelbehälters 48 sind ein Gaseinlass 62 und ein Gasauslass 64 vorgesehen. Durch den Gaseinlass 62 strömt ein Gas zusammen mit darin enthaltenem flüssigem Wasser in den Sammelbehälter, das flüssige Wasser wird im Bodenbereich des Sammelbehälters 48 gesammelt, und das entfeuchtete Gas verlässt den Sammelbehälter 64 durch den Gasauslass.The liquid separator 42 . 44 . 46 has a housing 60 in which the collection container 48 is arranged, which is often funnel-shaped, as in 1 indicated. In the upper area of the collection container 48 are a gas inlet 62 and a gas outlet 64 intended. Through the gas inlet 62 a gas flows together with liquid water contained in it into the sump, the liquid water is in the bottom area of the sump 48 collected, and the dehumidified gas leaves the sump 64 through the gas outlet.

Im Bodenbereich des Sammelbehälters 48 befindet sich ein Wasserauslass 66, der mit einer Wasserablaufleitung 52 verbunden ist. In dieser Wasserablaufleitung 52 ist ein Ablassventil 54 angeordnet, um den Strömungsweg durch die Wasserablaufleitung 52 zu öffnen und zu sperren. Ein Sensor (nicht dargestellt in 1) erfasst den Pegel des flüssigen Wassers in dem Sammelbehälter. Bei einem vorbestimmten Pegelwert wird dann das Ablassventil 54 geöffnet, um das flüssige Wasser aus dem Sammelbehälter 48 zum Beispiel an die Umgebung, an einen weiteren Wasserabscheider, an eine Medienleitung des Brennstoffzellensystems oder an die Kathodengaszufuhrleitung in die Brennstoffzelle sein.In the bottom area of the collection container 48 there is a water outlet 66 that with a water drainage pipe 52 connected is. In this water drainage line 52 is a drain valve 54 arranged to the flow path through the water drain line 52 to open and lock. A sensor (not shown in FIG 1 ) detects the level of liquid water in the sump. At a predetermined level, the drain valve then becomes 54 Open to collect the liquid water from the collection container 48 for example, to the environment, to another water separator, to a media line of the fuel cell system or to the cathode gas supply line into the fuel cell.

Wie in 1 veranschaulicht, kann es bei sehr niedrigen Außentemperaturen dazu kommen, dass das flüssige Wasser im Sammelbehälter 48 gefriert und sich im unteren Bereich des Sammelbehälters 48 ein Eisblock 68 bildet, der dann den Wasserauslass 66 blockiert. Ebenso können bei niedrigen Außentemperaturen das Ablassventil 54 und die Wasserablaufleitung 52 stromauf des Ablassventils 54 durch gefrorenes Wasser blockiert werden. Die Gefahr dieser Eisbildung besteht natürlich insbesondere bei abgeschaltetem Brennstoffzellensystem, da dann die Strömungswege durch den Flüssigkeitsabscheider 42, 44, 46 nicht mehr durchströmt werden, insbesondere nicht mehr mit einem Medium durchströmt werden, dessen Temperatur ausreichend hoch ist, um ein Gefrieren des Wassers zu verhindern.As in 1 illustrated, it may happen at very low ambient temperatures that the liquid water in the reservoir 48 freezes and settles in the bottom of the collection container 48 an ice block 68 then forms the water outlet 66 blocked. Similarly, at low outdoor temperatures, the drain valve 54 and the water drainage line 52 upstream of the drain valve 54 be blocked by frozen water. Of course, the risk of this ice formation is particularly when the fuel cell system is switched off, because then the flow paths through the liquid separator 42 . 44 . 46 no longer be flowed through, in particular no longer be flowed through with a medium whose temperature is sufficiently high to prevent freezing of the water.

Bei einem Start des Brennstoffzellensystems aus dem in 1 gezeigten Zustand heraus, d. h. bei einem so genannten Gefrierstart, bei dem im Sammelbehälter 48 des Flüssigkeitsabscheiders 42, 44, 46 üblicherweise ein Eisblock 68 vorhanden ist, der den Wasserauslass 66 blockiert, muss nun möglichst rasch die Funktionsfähigkeit des Flüssigkeitsabscheiders 42, 44, 46 gewährleistet werden. Mit anderen Worten muss möglichst schnell erreicht werden, dass flüssiges Wasser aus dem Sammelbehälter 48 in die Wasserablaufleitung 52 abfließen kann.At a start of the fuel cell system from the in 1 shown state, ie at a so-called freeze start, in the collection container 48 of the liquid separator 42 . 44 . 46 usually an ice block 68 is present, the the water outlet 66 blocked, must now as soon as possible, the functionality of the liquid separator 42 . 44 . 46 be guaranteed. In other words, must be achieved as quickly as possible, that liquid water from the reservoir 48 in the water drainage line 52 can drain away.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen wird zu diesem Zweck nicht der komplette Eisblock 68 geschmolzen, wozu ein relativ hoher Energieaufwand benötigt wird. Statt dessen ist in dem Sammelbehälter 48, insbesondere in seinem unteren Bereich, wo sich üblicherweise der Eisblock 68 bildet, wenigstens ein Strukturelement 70 angeordnet bzw. ausgebildet, welches beheizbar ist und welches durch seine erwärmte Struktur in dem Eisblock wenigstens einen Kanal bildet, durch den flüssiges Wasser aus dem Sammelbehälter 48 über den Wasserauslass 66 in die Wasserablaufleitung 52 fließen kann. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit kann es vorteilhaft sein, mehrere, voneinander unabhängige Kanäle durch das wenigstens eine Strukturelement 70 zu erzeugen.Unlike conventional systems, this is not the complete ice block for this purpose 68 melted, which requires a relatively large amount of energy. Instead, in the sump 48 , especially in its lower area, where usually the block of ice 68 forms, at least one structural element 70 arranged or formed, which is heated and which forms at least one channel through its heated structure in the block of ice, through the liquid water from the reservoir 48 over the water outlet 66 in the water drainage line 52 can flow. To increase the reliability, it may be advantageous to use several independent channels through the at least one structural element 70 to create.

D. h. zum Erzielen der Funktionsfähigkeit des Flüssigkeitsabscheiders 42, 44, 46 muss nicht der gesamte Eisblock 68 geschmolzen werden, sondern es genügt ein kleiner Teilbereich davon. Aus diesem Grund ist auch nur ein geringerer Energieaufwand notwendig, um das Ablaufen flüssigen Wassers zu ermöglichen.Ie. to achieve the functionality of the liquid separator 42 . 44 . 46 does not have the entire block of ice 68 be melted, but it is sufficient a small portion of it. For this reason, only a small amount of energy is needed to allow the drainage of liquid water.

Eine weitere Begrenzung des Wärmeeintragbereichs und damit des benötigten Energieaufwandes kann erreicht werden, indem das wenigstens eine Strukturelement 70 aus einem Material mit einer guten Wärmeleitfähigkeit (z. B. Aluminium, Kupfer) ausgeführt ist, während die übrigen (Wand-)Bereiche des Sammelbehälters 48 aus einem Material mit einer geringeren Wärmeleitfähigkeit (z. B. Kunststoff) bestehen. Dieser Effekt kann durch spezielle Beschichtungen ein Wärmeübergang an den Eisblock 68 oder den Sammelbehälter 48 verringert werden.A further limitation of the heat input region and thus of the required energy expenditure can be achieved by the at least one structural element 70 is made of a material with a good thermal conductivity (eg aluminum, copper), while the remaining (wall) areas of the collecting container 48 consist of a material with a lower thermal conductivity (eg plastic). This effect can be due to special coatings heat transfer to the block of ice 68 or the collection container 48 be reduced.

Das Strukturelement 70 im Sammelbehälter 48 sowie die Wasserablaufleitung 54 einschließlich des Ablassventils 52 innerhalb des Gehäuses können auf verschiedene Weisen beheizt werden. Zum Beispiel kann die gewünschte Erwärmung unter Ver wendung der Wärmeenergie der Brennstoffzelle, eines Startheizers oder eines Betriebsmediums, vorzugsweise eines Kühlmediums, des Brennstoffzellensystems erzielt werden. Da hierbei zum Auftauen des Flüssigkeitsabscheiders 42, 44, 46 ohnehin vorhandene Wärmequellen des Brennstoffzellensystems genutzt werden, ist der Energieaufwand für den Wärmeeintrag in den Sammelbehälter des Flüssigkeitsabscheiders sehr gering. Alternativ oder zusätzlich können das wenigstens eine beheizbare Strukturelement 70, das Ablassventil 54 und die Wasserablaufleitung 52 innerhalb des Gehäuses 60 auch unter Verwendung eines elektrischen Heizelements oder einer Wasserstoffverbrennung im Flüssigkeitsabscheider selbst erwärmt werden.The structural element 70 in the collection container 48 as well as the water drainage line 54 including the drain valve 52 inside the housing can be heated in various ways. For example, the desired heating may be achieved using the heat energy of the fuel cell, a starting heater, or an operating medium, preferably a cooling medium, of the fuel cell system. Because here to thaw the liquid separator 42 . 44 . 46 Any existing heat sources of the fuel cell system are used, the energy required for the heat input into the sump of the liquid is very low. Alternatively or additionally, the at least one heatable structural element 70 , the drain valve 54 and the water drainage line 52 inside the case 60 also be heated using an electric heating element or a hydrogen combustion in the liquid separator itself.

Der Bereich der Wasserablaufleitung 52 außerhalb des Gehäuses 60 des Flüssigkeitsabscheiders 42, 44, 46 ist vorzugsweise ebenfalls beheizbar, zum Beispiel durch ein elektrisches Heizelement 72.The area of the water drainage line 52 outside the case 60 of the liquid separator 42 . 44 . 46 is preferably also heated, for example by an electric heating element 72 ,

Das beheizbare Strukturelement 70 kann beispielsweise durch Rippenstrukturen an der Innenwand des Sammelbehälters 48 in seinem Bodenbereich gebildet sein. Werden die Rippenstrukturen beheizt, so bilden sich sehr schnell Kanäle in den Vertiefungen zwischen den Rippen der Rippenstrukturen.The heatable structural element 70 For example, by rib structures on the inner wall of the collecting container 48 be formed in its bottom area. If the rib structures are heated, channels are very quickly formed in the depressions between the ribs of the rib structures.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform des wenigstens einen Strukturelements 70 wird nachfolgend Bezug nehmend auf 2 genauer beschrieben.Another preferred embodiment of the at least one structural element 70 will be referred to below 2 described in more detail.

In dem Ausführungsbeispiel von 2 ist das beheizbare Strukturelement 70 im Sammelbehälter 48 aus einem Rohrelement gebildet, das mit dem Wasserauslass 66 und der Wasserablaufleitung 52 verbunden ist und in das Innere des Sammelbehälters 48 ragt. Die Höhe des Rohrelements 70 in den Sammelbehälter 48 ist dabei so bemessen, dass sie größer als die Höhe eines zu erwartenden Eisblocks 68 ist. Beispielsweise entspricht sie dem Wasserpegel, bei welchem der Sensor 50 im Betrieb des Brennstoffzellensystems das Ablassventil 54 betätigt, um das flüssige Wasser aus dem Sammelbehälter 48 ablaufen zu lassen.In the embodiment of 2 is the heatable structural element 70 in the collection container 48 formed from a tubular element that connects to the water outlet 66 and the water drainage line 52 is connected and in the interior of the collection container 48 protrudes. The height of the pipe element 70 in the collection container 48 is sized so that it is greater than the height of an expected block of ice 68 is. For example, it corresponds to what serpegel level at which the sensor 50 during operation of the fuel cell system, the drain valve 54 Pressed to remove the liquid water from the sump 48 to expire.

Das Rohrelement 70 ist in 2 mit einem im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt dargestellt. Es sind aber ebenso andere Querschnittsformen für das Rohrelement denkbar, zum Beispiel elliptisch, quadratisch, rechteckig, polygonal. Wie weiter in 2 erkennbar, ist das Rohrelement 70 mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 76 in Form von Bohrungen, Langlöchern, Schlitzen oder dergleichen versehen.The pipe element 70 is in 2 shown with a substantially circular cross-section. But there are also other cross-sectional shapes for the pipe element conceivable, for example, elliptical, square, rectangular, polygonal. As in further 2 recognizable, is the pipe element 70 with a variety of openings 76 provided in the form of holes, slots, slots or the like.

Unterhalb des Sammelbehälters 48 ist ein Heizkörper 78 angeordnet. Dieser Heizkörper 78 steht mit dem Rohrelement 70 im Sammelbehälter 48 in sehr gutem Wärmekontakt, er ist zum Beispiel einstückig mit diesem aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit ausgebildet. Wie in 2 dargestellt, sind in dem Heizkörper 78 Kanäle 80 für ein Heizmedium ausgebildet. Dieses Heizmedium ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Kühlmedium des Brennstoffzellensystems, welches sich beim Betrieb der Brennstoffzelle 10 erwärmt. Wie oben erläutert, kann der Heizkörper 78 aber auch auf andere Weise geheizt werden, um das Rohrelement 70 zu erwärmen.Below the collection container 48 is a radiator 78 arranged. This radiator 78 stands with the pipe element 70 in the collection container 48 in very good thermal contact, for example, it is integrally formed with this of a material with good thermal conductivity. As in 2 are shown in the radiator 78 channels 80 designed for a heating medium. This heating medium is in a preferred embodiment of the invention, the cooling medium of the fuel cell system, which is during operation of the fuel cell 10 heated. As explained above, the radiator 78 but also be heated in other ways to the pipe element 70 to warm up.

Hat sich in dem Sammelbehälter 48 nach dem Abschalten des Brennstoffzellensystems ein Eisblock 68 gebildet und soll das System aus diesem Zustand heraus wieder gestartet werden (Gefrierstart), so werden der Heizkörper 78 unterhalb des Sammelbehälters 48 und damit auch das Rohrelement 70 im Innenraum des Sammelbehälters 48 erwärmt (zum Beispiel mit Hilfe des Kühlmediums des Brennstoffzellensystems). Durch die Erwärmung des Rohrelements 70 schmilzt der Eisblock 68 zunächst in unmittelbarer Nähe des Rohrelements 70 sowie im Innern des Rohrelements 70. So bilden sich zunächst mehrere Kanäle in dem Eisblock 68, durch welche flüssiges Wasser, das im Sammelbehälter 48 oberhalb des Eisblocks 68 neu gesammelt wird, zum Wasserauslass 66 des Sammelbehälters 48 und weiter durch die Wasserablaufleitung 52 abfließen können. Im Laufe der Zeit wird natürlich auch hier der gesamte Eisblock 68 geschmolzen.Has himself in the collection container 48 after switching off the fuel cell system, an ice block 68 If the system is to be restarted from this state (freeze start), then the radiator will be formed 78 below the collection container 48 and thus also the pipe element 70 in the interior of the collection container 48 heated (for example, using the cooling medium of the fuel cell system). By heating the pipe element 70 the ice block melts 68 first in the immediate vicinity of the tubular element 70 as well as inside the pipe element 70 , Thus, first several channels form in the block of ice 68 through which liquid water in the sump 48 above the ice block 68 is recollected, to the water outlet 66 of the collection container 48 and continue through the water drainage line 52 can drain away. Over time, of course, here is the entire block of ice 68 melted.

Da der Eisblock 68 sehr gezielt nur in einem kleinen Teilvolumen direkt innerhalb des Rohrelements 70 und um dieses herum geschmolzen wird, genügt ein relativ geringer Energieaufwand. Außerdem kann der kleine Volumenanteil des Eisblockes 68 sehr schnell geschmolzen werden, sodass die Funktionsfähigkeit des Flüssigkeitsabscheiders 42, 44, 46 bei einem Gefrierstart sehr rasch hergestellt werden kann.Because the ice block 68 very targeted only in a small sub-volume directly inside the pipe element 70 and around it is melted, a relatively low energy consumption is sufficient. In addition, the small volume fraction of the ice block 68 be melted very quickly, so that the functionality of the liquid separator 42 . 44 . 46 can be made very quickly at a freeze start.

Während in dem Ausführungsbeispiel von 2 nur ein Rohrelement 70 in dem Sammelbehälter vorhanden ist, ist es auch möglich, mehrere Rohrelemente oder ein verzweigtes Rohrelementsystem vorzusehen oder ein oder mehrere Rohrelemente mit den oben erwähnten Rippenstrukturen zu kombinieren.While in the embodiment of 2 only one pipe element 70 is present in the collecting container, it is also possible to provide a plurality of tubular elements or a branched tubular element system or to combine one or more tubular elements with the above-mentioned rib structures.

In dem Ausführungsbeispiel von 2 ist die Wasserablaufleitung 52 im Anschluss an den Wasserauslass 66 des Sammelbehälters 48, d. h. stromauf des Ablassventils 54, mit einem elektrischen Heizelement 74 ausgebildet, welches die Wasserablaufleitung 52 bei einem Gefrierstart und auch beim Betrieb bei niedrigen Umgebungstemperaturen erwärmt und so Eis in der Leitung auftaut bzw. eine Eisbildung verhindert.In the embodiment of 2 is the water drainage pipe 52 following the water outlet 66 of the collection container 48 ie upstream of the drain valve 54 , with an electric heating element 74 formed, which the water drain line 52 warmed up during a freeze start and also during operation at low ambient temperatures, thus thawing ice in the line or preventing ice formation.

In einer Variante dieses Ausführungsbeispiels kann die Wasserablaufleitung 52 im Gehäuse 60 des Flüssigkeitsabscheiders 42, 44, 46 aber wie das Strukturelement 70 bzw. dessen Heizkörper 78 ebenfalls durch das Kühlmedium des Brennstoffzellensystems beheizt werden.In a variant of this embodiment, the water drain line 52 in the case 60 of the liquid separator 42 . 44 . 46 but like the structural element 70 or its radiator 78 also be heated by the cooling medium of the fuel cell system.

Die Beheizung des Strukturelements 70, der Wasserablaufleitung 52 und des Ablassventils 54 wird vorzugsweise nur bei niedrigen Umgebungstemperaturen durchgeführt, bei denen davon ausgegangen werden muss, dass eine Eisbildung in diesen Komponenten stattgefunden hat. Zu diesem Zweck sind ein oder mehrere Temperatursensoren (nicht dargestellt) vorgesehen.The heating of the structural element 70 , the water drainage pipe 52 and the drain valve 54 is preferably carried out only at low ambient temperatures, where it must be assumed that ice formation has taken place in these components. For this purpose, one or more temperature sensors (not shown) are provided.

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Claims (14)

Flüssigkeitsabscheider (42, 44, 46), insbesondere für ein Brennstoffzellensystem, mit einem Sammelbehälter (48), der einen Gaseinlass (62), einen Gasauslass (64) und einen Wasserauslass (66) aufweist; einer Wasserablaufleitung (52), die mit dem Wasserauslass (66) verbunden ist; und einem Ablassventil (54), das in der Wasserablaufleitung (52) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sammelbehälter (48) wenigstens ein beheizbares Strukturelement (70) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es beim Beheizen in einem Eisblock (68) in dem Sammelbehälter (48) wenigstens einen mit dem Wasserauslass (66) verbundenen Kanal erzeugt.Liquid separator ( 42 . 44 . 46 ), in particular for a fuel cell system, with a collecting container ( 48 ), which has a gas inlet ( 62 ), a gas outlet ( 64 ) and a water outlet ( 66 ) having; a water drainage pipe ( 52 ) connected to the water outlet ( 66 ) connected is; and a drain valve ( 54 ) located in the water drainage line ( 52 ), characterized in that in the collecting container ( 48 ) at least one heatable structural element ( 70 ) is arranged and designed such that when heated in an ice block ( 68 ) in the collecting container ( 48 ) at least one with the water outlet ( 66 ) connected channel. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine beheizbare Strukturelement (70) aus einem Material gebildet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt als ein Material des Sammelbehälters (48).Liquid separator according to claim 1, characterized in that the at least one heatable structural element ( 70 ) is formed of a material having a higher thermal conductivity than a material of the collecting container ( 48 ). Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine beheizbare Strukturelement (70) unter Verwendung der Wärmeenergie einer Brennstoffzelle (10), eines Startheizers oder eines Betriebsmediums des Brennstoffzellensystems erwärmbar ist.Liquid separator according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one heatable structural element ( 70 ) using the heat energy of a fuel cell ( 10 ), a starting heater or an operating medium of the fuel cell system can be heated. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine beheizbare Strukturelement (70) unter Verwendung eines Kühlmediums des Brennstoffzellensystems erwärmbar ist.Liquid separator according to claim 3, characterized in that the at least one heatable structural element ( 70 ) is heatable using a cooling medium of the fuel cell system. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine beheizbare Strukturelement (70) unter Verwendung eines elektrischen Heizelements erwärmbar ist.Liquid separator according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one heatable structural element ( 70 ) is heatable using an electric heating element. Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine beheizbare Strukturelement (70) unter Verwendung einer Wasserstoffverbrennung im Flüssigkeitsabscheider (42, 44, 46) selbst erwärmbar ist.Liquid separator according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one heatable structural element ( 70 ) using hydrogen combustion in the liquid separator ( 42 . 44 . 46 ) is itself heatable. Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine beheizbare Strukturelement (70) ein in den Sammelbehälter (48) ragendes Rippenelement aufweist.Liquid separator according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one heatable structural element ( 70 ) into the collecting container ( 48 ) has protruding rib member. Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine beheizbare Strukturelement (70) ein mit dem Wasserauslass (66) verbundenes Rohrelement mit Durchbrechungen in der Rohrwand aufweist.Liquid separator according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one heatable structural element ( 70 ) with the water outlet ( 66 ) connected pipe element having openings in the pipe wall. Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablassventil (54) ein beheizbares Ablassventil ist.Liquid separator according to one of the preceding claims, characterized in that the drain valve ( 54 ) is a heated drain valve. Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserablaufleitung (52) zumindest teilweise beheizbar ist.Liquid separator according to one of the preceding claims, characterized in that the water drain line ( 52 ) is at least partially heated. Brennstoffzellensystem, mit einer Brennstoffzelle (10) mit einem Anodenbereich (12) und einem Kathodenbereich (14); einer Kathodengaszufuhrleitung (20); einer Kathodenabgasabfuhrleitung (22); einer Anodengaszufuhrleitung (26); einer Anodenabgasabfuhrleitung (30); und wenigstens einem Flüssigkeitsabscheider (42, 44, 46), dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Flüssigkeitsabscheider (42, 44, 46) nach einem der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist.Fuel cell system, with a fuel cell ( 10 ) with an anode region ( 12 ) and a cathode region ( 14 ); a cathode gas supply line ( 20 ); a cathode exhaust gas discharge line ( 22 ); an anode gas supply line ( 26 ); an anode exhaust gas discharge line ( 30 ); and at least one liquid separator ( 42 . 44 . 46 ), characterized in that the at least one liquid separator ( 42 . 44 . 46 ) is designed according to one of the preceding claims. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kathodengaszufuhrleitung (20) ein Flüssigkeitsabscheider (42) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 angeordnet ist.Fuel cell system according to claim 11, characterized in that in the cathode gas supply line ( 20 ) a liquid separator ( 42 ) is arranged according to one of claims 1 to 10. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anodengaszufuhrleitung (26) ein Flüssigkeitsabscheider (44) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 angeordnet ist.Fuel cell system according to claim 11 or 12, characterized in that in the anode gas supply line ( 26 ) a liquid separator ( 44 ) is arranged according to one of claims 1 to 10. Brennstoffzellensystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anodenabgasabfuhrleitung (30) ein Flüssigkeitsabscheider (46) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 angeordnet ist.Fuel cell system according to one of claims 11 to 13, characterized in that in the anode exhaust gas discharge line ( 30 ) a liquid separator ( 46 ) is arranged according to one of claims 1 to 10.
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