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Die Erfindung betrifft eine Gasstrahlpumpe zur Förderung eines sekundären Gasstroms durch einen primären Gasstrom nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellensystem mit einer solchen Gasstrahlpumpe.
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Gasstrahlpumpen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Sie werden häufig auch als Jetpump oder Ejektor bezeichnet. Sie dienen dazu, über einen primären Gasstrom einen sekundären Gasstrom zu fördern. Typischerweise wird der primäre Gasstrom über eine Düse in einen Ansaugbereich eingedüst, in welchen der sekundäre Gasstrom eintritt. Danach folgt ein Mischbereich, in welchem sich der sekundäre Gasstrom und der primäre Gasstrom mischen, bevor sie über einen Diffusor in der gewünschten Art und Weise weiterströmen. Die Düse, über welche der primäre Gasstrom in den Ansaugbereich eindosiert wird, ist, insbesondere im Austrittsbereich des primären Gasstroms aus der Düse, dabei unter bestimmten Anwendungsfällen sehr empfindlich, beispielsweise hinsichtlich eines eventuellen Einfrierens der Düse. Besonders problematisch ist dies, wenn der sekundäre Gasstrom ein feuchter Gasstrom ist und das System nach dem Abstellen Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts ausgesetzt ist. Reste der Feuchtigkeit können dann im Bereich der Düse auskondensieren oder sind bereits als Tröpfchen in diesen Bereich gelangt. Sie können dann die Düse, und hier insbesondere die Düsenöffnung beziehungsweise die Düsenöffnungen, welche einen sehr kleinen Durchmesser haben, entsprechend verstopfen und in diesem Bereich gefrieren. Die Gasstrahlpumpe ist dann ohne vorheriges Auftauen nicht verwendbar.
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Besonders problematisch ist dies nun dann, wenn die Austrittsdurchmesser im Bereich der Düse vergleichsweise klein, insbesondere kleiner als ca. 3 mm sind. Bei diesen geringen Durchmessern kann das Wasser, auch wenn es noch nicht gefroren ist, nicht selbständig abfließen, sondern wird durch Adhäsionskräfte im Bereich der Düsenöffnung gehalten. Größere Durchmesser der Düsenöffnungen, beispielsweise größer als 5 mm, sind im Prinzip möglich, beeinflussen aber die Auslegung der Gasstrahlpumpe massiv und sind für einige Anwendungen nicht geeignet.
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Gasstrahlpumpen werden nun häufig in Brennstoffzellensystemen eingesetzt, beispielsweise um in einem sogenannten Anodenkreislauf Abgas aus dem Anodenbereich zum Eingang des Anodenbereichs zurückzuführen und gemischt mit frischem Gas der Anode erneut zuzuführen. Das Anodenabgas bildet dabei typischerweise den sekundären Gasstrom, welcher aus Restwasserstoff, inerten Gasen und Feuchtigkeit besteht, während Wasserstoff, beispielsweise aus einem Druckgasspeicher, den primären Gasstrom bildet. Wird das Brennstoffzellensystem nun beispielsweise in einem Fahrzeug eingesetzt, so ist es bei den bei Personenkraftwagen üblichen Leistungsklassen so, dass eine Auslegung der Gasstrahlpumpe typischerweise zu Düsendurchmessern in der Größenordnung von lediglich 2 mm führt. Die oben genannte Problematik lässt sich daher durch die Wahl eines anderen Düsendurchmessers nicht umgehen. Besonders kritisch ist es außerdem, weil Fahrzeuge häufig bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts bewegt und insbesondere bis zum nächsten Wiederstart abgestellt werden. In diesen Fällen kann es zu einem Einfrieren der Gasstrahlpumpe kommen, sodass eine erneute Inbetriebnahme entsprechend zeit- und energieintensiv ist, da sie zuerst ein Auftauen der Gasstrahlpumpe erforderlich macht.
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Beispielhaft wird auf entsprechende Brennstoffzellensysteme mit einer Gasstrahlpumpe beziehungsweise einem Ejektor als Rezirkulationsfördereinrichtung verwiesen. Solche Aufbauten sind beispielsweise in der
JP 63 021 760 A oder der
JP 2006 169 977 A beschrieben.
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Hinsichtlich der beschriebenen Problematik des Beheizens zum Auftauen der Düse wird auf die
DE 10 2008 003 034 A1 verwiesen, welche eine beheizte Düse einer Gasstrahlpumpe zeigt.
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Zum weiteren Stand der Technik wird außerdem auf die
WO 2008/086819 A1 verwiesen, welche die Beschichtung von Komponenten in einem Brennstoffzellensystem zur Verbesserung des Austrags von Produktwasser beschreibt. Dabei werden hydrophobe und hydrophile Beschichtungen, beispielsweise in Rohrleitungen, miteinander kombiniert.
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Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Gasstrahlpumpe zur Förderung eines sekundären Gasstroms durch einen primären Gasstrom anzugeben, welche die oben beschriebene Problematik des Einfrierens weitgehend verhindert und somit ein energie- und zeitintensives Aufheizen unnötig macht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Gasstrahlpumpe mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Gasstrahlpumpe ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen. Außerdem ist ein Brennstoffzellensystem im Anspruch 13 angegeben.
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Die erfindungsgemäße Lösung sieht es vor, dass die Düse in einem Austrittsbereich des primären Gasstroms in den Ansaugbereich eine im wesentlichen ringförmige, den Austrittsbereich umgebende Düsenkappe zwischen dem Austrittsbereich und dem Ansaugbereich aufweist. Der Einsatz einer solchen Düsenkappe stellt ein einfaches und effizientes Mittel dar, um durch den konstruktiven Aufbau der Düse eine Abschirmung des hinsichtlich des Einfrierens kritischen Austrittsbereichs der Düsenöffnungen in der Düse gegenüber dem gegebenenfalls feuchten sekundären Gasstrom zu erzielen. Der Eintrag von Feuchtigkeit durch den sekundären Gasstrom in den Bereich der Austrittsöffnungen der Düse wird dadurch verhindert und der Problematik eines eventuellen Einfrierens wird effizient vorgebeugt.
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Gemäß einer besonders günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung kann es dabei vorgesehen sein, dass das Material der Düsenkappe als Gitter oder Geflecht mit einer Vielzahl von Durchbrechungen ausgebildet ist. Ein solches Gitter oder Geflecht mit einer Vielzahl von Durchbrechungen ist in der Lage, vergleichsweise viel Wasser aufzunehmen und dieses an einer konkret vorgegebenen Stelle zu halten. Die Problematik eines Einfrierens lässt sich dadurch verringern.
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In einer weiteren sehr günstigen und vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Gasstrahlpumpe ist es ferner vorgesehen, dass die Düsenkappe wenigstens eine Öffnung in dem ringförmigen Abschnitt quer zur Strömungsrichtung des primären Gasstroms aufweist, wobei im Falle der Ausbildung als Gitter oder Geflecht die wenigstens eine Öffnung größer als mehrere der Durchbrechungen gemeinsam ist. Die grundsätzliche Problematik beim Einsatz einer Düsenkappe zur Abschirmung von Feuchtigkeit liegt darin, dass sich innerhalb der Düsenkappe in der Strömung Zonen ausbilden, in welchen keine Strömung oder eine Strömung entgegen der eigentlichen Strömungsrichtung des primären Gasstroms auftritt. Im Bereich dieser „Totzonen” kann sich Wasser ansammeln, welches sich dann innerhalb der Düsenkappe staut und so ebenfalls die oben beschriebene Problematik hinsichtlich des Einfrierens verursachen kann. Durch eine entsprechende Öffnung gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltung der Erfindung kann dies verhindert werden, da durch die Öffnung sich im Inneren der Düsenkappe sammelndes Wasser abströmen kann.
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Gemäß einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung dieser Idee kann alternativ oder ergänzend in der Düsenkappe beim bestimmungsgemäßen Gebrauch in Richtung der Schwerkraft unten ein Docht zur Abfuhr von Flüssigkeit angeordnet sein. Die Verwendung eines solchen Dochts ergänzend oder alternativ zu einer Öffnung kann ebenfalls Wasser aus dem Bereich der Totzonen abführen und in unkritische Bereiche ableiten.
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Die wenigstens eine Öffnung kann dabei als Bohrung und/oder als auf der dem Austrittsbereich des primären Gasstroms abgewandten Seite der Düsenkappe offene Kerbe ausgebildet sein. Eine solche Bohrung kann beispielsweise durch seitliches Bohren in die Düsenkappe eingebracht werden. Eine Kerbe kann einfach und effizient von der dem Austrittsbereich abgewandten Seite der Düsenkappe her in die Düsenkappe eingeschnitten werden. In beiden Fällen werden durch die wenigstens eine Öffnung Totzonen reduziert und im Falle, das Wasser sich ansammelt, kann es durch die Öffnung abströmen.
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In einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung dieser Idee ist es daher vorgesehen, dass die Öffnung beim bestimmungsgemäßen Einsatz in Richtung der Schwerkraft unten angeordnet ist. Dadurch kann ein Abfließen des Wassers aufgrund der Schwerkraft einfach und effizient erfolgen.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Gasstrahlpumpe kann es außerdem vorgesehen sein, dass die Düsenkappe an ihrer dem primären Gasstrom zugewandten Innenseite eine hydrophobe Oberfläche aufweist. Eine solche hydrophobe Oberfläche, welche beispielsweise durch Beschichten realisiert sein kann, weist das Wasser im besonders kritischen Innenbereich der Düsenkappe ab. Es kann dann leicht und effizient nach außerhalb der Düsenkappe abströmen, und ist in diesem Bereich unkritisch. Unterstützend können außerdem die im Inneren der Düsenkappe liegenden Bereiche der Fläche, aus denen der primäre Gasstrom austritt, eine hydrophobe Oberfläche aufweisen. Dies unterstützt den beschriebenen Effekt.
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Ergänzend hierzu kann es ferner vorgesehen sein, dass eine dem primären Gasstrom abgewandte Außenseite und/oder Stirnseite der Düsenkappe eine hydrophile Beschichtung aufweist. Eine solche hydrophile Beschichtung, welche Wasser anzieht, kann in den Bereichen, in denen das Wasser hinsichtlich des Einfrierens unkritisch ist, aufgebracht werden. Sie kann prinzipiell alleine vorhanden sein und so Wasser aufnehmen und von den kritischen Bereichen fern halten. Sie kann insbesondere auch in Kombination mit einer oder mehrerer der oben beschriebenen hydrophoben Beschichtungen kombiniert vorhanden sein, um so Wasser gezielt von der einen Stelle weg und zur anderen Stelle hin zu bewegen.
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Ferner wird ein Brennstoffzellensystem beschrieben, welches wenigstens eine Brennstoffzelle aufweist, mit einer Brennstoffzufuhr zu einem Anodenraum der Brennstoffzelle und mit einer Anodenrezirkulation, um Abgas aus dem Anodenraum zum Eingang des Anodenraums zurückzuführen. Das Brennstoffzellensystem weist eine Gasstrahlpumpe zum Zurückführen des Abgases auf, welche von Brennstoff aus der Brennstoffzufuhr als primärem Gasstrom angetrieben ist. Die Gasstrahlpumpe ist dabei in der oben genannten Art und Weise ausgebildet. Insbesondere bei einem solchen Einsatzzweck, bei welchem als Sekundärgasstrom feuchtes Abgas aus einem Anodenraum einer Brennstoffzelle verwendet wird, ist eine Gasstrahlpumpe hinsichtlich des Einfrierens besonders kritisch. Daher ist eine Gasstrahlpumpe in der oben beschriebenen Ausgestaltung hier von besonderem Vorteil. Insbesondere gilt dies, wenn das Brennstoffzellensystem zur Erzeugung von Antriebsleistung in einem Fahrzeug verwendet wird, da Fahrzeuge häufig bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts betrieben werden beziehungsweise abgestellt werden. Im Falle eines Wiederstarts kann durch die erfindungsgemäß ausgestaltete Gasstrahlpumpe dann auf langwierige und energieintensive Startvorgänge mit einem Auftauen der Gasstrahlpumpe verzichtet werden. Daneben ist die Gasstrahlpumpe als sehr energieeffiziente Rezirkulationsfördereinrichtung anderen Arten von Fördereinrichtung wie beispielsweise Gebläsen und dergleichen energetisch deutlich überlegen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gasstrahlpumpe ergeben sich aus den restlichen abhängigen Ansprüchen und werden zusammen mit einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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Dabei zeigen:
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1 ein beispielhaftes Brennstoffzellensystem in einem Fahrzeug;
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2 eine Schnittansicht von oben durch eine Gasstrahlpumpe gemäß der Erfindung;
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3 eine Düse der Gasstrahlpumpe gemäß 2 in einer ersten alternativen Ausführungsform;
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4 eine Düse der Gasstrahlpumpe gemäß 2 in einer zweiten alternativen Ausführungsform;
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5 eine Düse der Gasstrahlpumpe gemäß 2 in einer dritten alternativen Ausführungsform in einer seitlichen Ansicht;
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6 eine Düse der Gasstrahlpumpe gemäß 2 in einer vierten alternativen Ausführungsform in einer seitlichen Ansicht; und
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7 eine vergrößerte Darstellung der Düse gemäß 2 mit dargestellten Oberflächenbeschichtungen.
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In der Darstellung der 1 ist rein beispielhaft und sehr stark schematisiert ein Brennstoffzellensystem 1 in einem angedeuteten Fahrzeug 2 zu erkennen. Das Brennstoffzellensystem 1 weist im Wesentlichen eine Brennstoffzelle 3 auf, welche ihrerseits einen Anodenraum 4 und einen Kathodenraum 5 zeigt. Die Brennstoffzelle 3 soll als Stapel von PEM-Brennstoffzellen ausgebildet sein. Der Kathodenraum 5 der Brennstoffzelle 3 wird über eine Luftfördereinrichtung 6 mit Luft als Sauerstofflieferant versorgt. Die Abluft aus dem Kathodenraum 5 gelangt in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel an die Umgebung. Hier könnte prinzipiell auch eine Nachbereitung, beispielsweise eine Nachverbrennung, eine Turbine oder dergleichen angeordnet sein. Dies ist für die vorliegende Erfindung jedoch nicht von Interesse, sodass auf eine Darstellung verzichtet worden ist.
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Der Anodenraum 4 der Brennstoffzelle 3 wird mit Wasserstoff H2 versorgt, welcher aus einem Druckgasspeicher 7 stammt. Er gelangt über eine Druckregeleinrichtung 8 und eine später noch näher erläuterte Gasstrahlpumpe 9 in den Anodenraum 4. Aus dem Bereich des Anodenraums 4 gelangt Abgas A aus dem Anodenraum 4 über eine Rezirkulationsleitung 10 zurück in den Bereich der Gasstrahlpumpe 9, und wird von dieser als sekundärer Gasstrom angesaugt und zurück in den Anodenraum 4 gefördert. Dieses Prinzip einer Anodenrezirkulation ist dabei aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Es dient dazu, den Anodenraum 4 mit einem Überschuss an Wasserstoff H2 zu versorgen, um seine aktive Fläche bestmöglichst auszunutzen. Der im Abgas aus dem Anodenraum 4 verbleibende Restwasserstoff wird dann zusammen mit inerten Gasen, welche durch die Membranen aus dem Kathodenraum 5 in den Anodenraum 4 diffundiert sind und einem kleinen Teil des Produktwasser, welcher im Anodenraum 4 entsteht, über die Rezirkulationsleitung 10 zurückgefördert und dem Anodenraum 4 vermischt mit dem frischen Wasserstoff H2 erneut zugeführt. Da sich in einer solchen Anodenrezirkulation mit der Zeit inerte Gase und Wasser anreichern und dadurch die Wasserstoffkonzentration sinkt, muss, beispielsweise von Zeit zu Zeit, Wasser und Gas aus der Anodenrezirkulation abgelassen werden. Hierfür ist in der Darstellung der 1 ein Ablassventil 11 prinzipmäßig angedeutet.
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Um nun die Druckverluste im Bereich des Anodenraums 4 und im Bereich der Rezirkulationsleitung 10 ausgleichen zu können, ist es notwendig, eine Rezirkulationsfördereinrichtung für das rezirkulierte Abgas aus dem Anodenraum 4 vorzusehen. Als Rezirkulationsfördereinrichtung ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 die bereits erwähnte Gasstrahlpumpe 9 vorgesehen.
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In der Darstellung der 2 ist diese in einer Schnittdarstellung im Blick von oben beim bestimmungsgemäßen Einsatz zu erkennen. Die Gasstrahlpumpe 9 besteht aus einer Düse 12, welcher hier über zwei getrennte Zuleitungen 13, und idealerweise jeweils getrennten Ventileinrichtungen, Wasserstoff H2 aus dem Druckgasspeicher 7 als primärer Gasstrom zugeführt wird. Über Düsenöffnungen 14 gelangt dieser Wasserstoff H2 in der Düse 12 in einen mit I bezeichneten Austrittsbereich aus der Düse 12. Er wird über die Düse 12 dann in einen mit II bezeichneten Ansaugbereich eindosiert. Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit des primären Gasstroms H2 ergibt sich im Ansaugbereich ein Impulsaustausch, durch welchen das Abgas A aus der Rezirkulationsleitung 10 entsprechend beschleunigt wird. Anschließend folgt ein Mischbereich, welcher mit III bezeichnet ist, und in welchem sich die Gase A, H2 miteinander vermischen ehe sie über einen mit IV bezeichneten Diffusor weiter in Richtung des Anodenraums 4 strömen. Nun ist es so, dass durch den Abgasstrom A Feuchtigkeit und Wassertröpfchen in den Ansaugbereich II und den Austrittsbereich I eingetragen werden können. Um ein Benetzen der Düsenöffnungen 14 und die Gefahr eines Zufrierens der Düsenöffnungen 14, nach dem Abstellen des Brennstoffzellensystems 1 bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts, zu verhindern, ist im Bereich der Düse 12 eine Düsenkappe 15 vorgesehen. Die Düsenkappe 15 schirmt den Austrittsbereich I des Wasserstoffs H2 vor dem Gasstrom des Abgases A ab. Sie ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und umgibt den mit I bezeichneten Austrittsbereich so, dass das durch die Rezirkulationsleitungen 10 anströmende Abgas A von diesem Bereich abgelenkt wird. Von dem Abgas A mit transportiertes Wasser wird dadurch von dem kritischen Austrittsbereich I, in welchem es die Düsenöffnungen 14 verstopfen und in deren Bereich gefrieren könnte, ferngehalten.
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Diese Aufgabe, Flüssigkeit vom Austrittsbereich 1 der Düse 12 fernzuhalten, erfüllt die Düsenkappe 15 mit ihrem ringförmigen Aufbau sehr effizient und mit sehr einfachen konstruktiven Mitteln. Allerdings verursacht eine solche Düsenkappe typischerweise Totzonen der Strömung innerhalb der Düsenkappe 15, was so wiederum zu einer Wasseransammlung im Bereich dieser Totzonen führen kann. Um dies zu verhindern, ist bei der in 2 gezeigten Düsenkappe im bestimmungsgemäßen Einsatz in Richtung der Schwerkraft unten eine Öffnung 16 angeordnet, welche hier als sich in Richtung des Austrittsbereichs I verjüngende Kerbe ausgeführt ist. Diese Öffnung 16 verhindert einerseits die Ausbildung von Totzonen der Strömung und erlaubt es andererseits, dem sich im Inneren der ringförmigen Düsenkappe 15 sammelnden Wasser abzuströmen. Da die Öffnung 16, sofern nur eine vorhanden ist, in Richtung der Schwerkraft im bestimmungsgemäßen Einsatz unten angeordnet ist, kann das Wasser durch die Schwerkraft ablaufen. Weitere Öffnungen 16 um den Umfang der Düsenkappe 15 sind prinzipiell denkbar und möglich, sie dienen dann nicht dem Wasserablauf, sondern der Verringerung von Totzonen der Strömung.
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Neben der in 2 dargestellten Kerbe als Öffnung 16 ist es selbstverständlich auch denkbar, die Öffnung 16 andersartig auszubilden, beispielsweise durch eine Bohrung als Öffnung 16, wie sie in der Darstellung der 3 zu erkennen ist. Die Bohrung als Öffnung 16 durchdringt das Material der Düsenkappe beziehungsweise den ringförmigen Teil der Düsenkappe 15 quer zur Strömungsrichtung des primären Gasstroms H2 und kann ebenfalls über den Umfang verteilt mehrfach angeordnet sein oder vorzugsweise mit einer einzigen Öffnung 16 in Richtung der Schwerkraft unten, welche wiederum das Ablaufen von sich sammelndem Wasser ermöglicht.
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In der Darstellung der 4 sind zwei unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeiten für des Material der Düsenkappe 15 in einer einzigen Figur dargestellt. In der oberen Hälfte ist eine Ausbildung der Düsenkappe 15 in der Art eines Lochblechs mit vielen einzelnen Durchbrechungen 17 dargestellt. Alternativ dazu ist das Material der Düsenkappe 15 in der unteren Hälfte der 4 beispielhaft als Geflecht dargestellt. Ein solches Geflecht oder Gewirke kann beispielsweise aus dünnen metallischen Drähten, vorzugsweise rostfreien Drähten aus Edelstahl, hergestellt sein. Es weist durch die Ausbildung als Geflecht oder Gewirke ebenfalls zahlreiche Durchbrechungen 17 (hier nicht erkennbar) ähnlich den Durchbrechungen 17 bei der Ausgestaltung in der Art eines Lochblechs auf. In beiden Fällen lässt sich durch die Durchbrechungen 17 Flüssigkeit im Bereich der Düsenkappe 15 aufnehmen, sodass die Düsenkappe 15 neben der reinen Abschirmung des Austrittsbereichs I vor dem feuchten Gasstrom A zusätzlich eine Aufnahme und damit eine gezielte Verteilung von Wasser in unkritische Bereiche ermöglicht. Die beiden in 4 dargestellten Ausgestaltungen ließen sich selbstverständlich mit Öffnungen 16, beispielsweise in der Art von wenigstens einer Kerbe oder wenigstens einer Bohrung, entsprechend kombinieren, um den Effekt noch weiter zu verbessern.
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In der Darstellung der 5 ist ein alternativer Schnitt durch die Düse 12 dargestellt. Die Düse 12 ist dabei nicht mehr wie bisher im bestimmungsgemäßen Einsatz aus Richtung der Schwerkraft von oben zu sehen, sondern von einer Seite, was durch die mittels eines Pfeils g eingezeichnete Schwerkraft symbolisiert ist. Die Düsenkappe 15 ist hier beispielsweise aus einem Vollmaterial ausgebildet und weist keine Öffnung auf. Stattdessen ist im Bereich der Schwerkraft unten ein Docht 18 angeordnet, welcher zur Aufnahme von flüssigem Wasser geeignet ist. Damit wird Wasser aus dem Inneren der Düsenkappe 15 sicher und zuverlässig aufgenommen und durch den Docht abgeführt. Es kann dann entsprechend abgeleitet werden, was in der Darstellung der 5 durch Tropfen 19 beispielhaft dargestellt ist. Der in 5 dargestellte Aufbau lässt sich dabei selbstverständlich mit den oben beschriebenen Aufbauten entsprechend kombinieren. Beispielhaft ist dies in der Darstellung der 6 zu erkennen. Die Darstellung der 6 zeigt im Wesentlichen eine der möglichen Kombinationen, nämlich hier die Kombination zwischen den Ausführungen gemäß den 3 und 5 in einem Schnitt analog der Darstellung in 5. Der Docht 18 ist dabei nicht lediglich in die Düsenkappe 15 eingelegt, sondern durch die Öffnung 16 hindurchgeführt und übernimmt im Wesentlichen dieselbe Aufgabe wie bei der Beschreibung der 5 bereits erläutert worden ist.
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Abschließend soll in der Darstellung der 7 nochmals eine vergrößerte Darstellung der Düse analog der Darstellung in 2 aufgegriffen werden. Die Düse 12 lässt sich nämlich ergänzend oder alternativ zu den bisher beschriebenen Ausführungen durch eine geeignete Ausgestaltung der Oberflächen nochmals verbessern. Hierfür sind im Bereich der Düse 12, und hier im Bereich der den primären Gasstrom zugewandten Flächen beispielsweise der Düsenöffnungen 14, des Austrittsbereichs 1 sowie einer dem primären Gasstrom zugewandten Innenfläche 20 der Düsenkappe 15 hydrophobe Oberflächen vorgesehen. Dies kann beispielsweise durch hydrophobe Beschichtungen erfolgen, welche in der Darstellung der 7 als gestrichelt dargestellte Oberflächenbeschichtungen angedeutet sind. Dabei können einige oder alle der mit der hydrophoben Beschichtung dargestellten Oberflächen entsprechend beschichtet werden, besonders wichtig ist dabei die Beschichtung der Innenfläche 20 der Düsenkappe 15.
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Ergänzend oder alternativ hierzu können außerdem hydrophile Beschichtungen, welche in der Darstellung der 7 durch punktierte Oberflächenbeschichtungen dargestellt sind, vorgesehen werden. Diese können vorzugsweise an den Stirnseiten 21 und den Außenseiten 22 der Düsenkappe 15 entsprechend vorgesehen sind. Diese hydrophilen Beschichtungen ziehen das Wasser an und leiten es damit faktisch aus dem kritischen Bereich ab. Insbesondere in Kombination mit den hydrophoben Beschichtungen führt dies zu einem sehr sicheren und hinsichtlich des Einfrierens sehr unkritischen Bauteil. Dies kann durch entsprechende Öffnungen 16 im Bereich der Düsenkappe 15 in der oben bereits beschriebenen Art weiter unterstützt werden. Selbstverständlich wäre auch der Einsatz eines Dochts 18 und/oder die Ausbildung der Düsenkappe 15 als Gitter oder Geflecht in Kombination mit den hydrophilen und/oder hydrophoben Beschichtungen denkbar und möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 63021760 A [0005]
- JP 2006169977 A [0005]
- DE 102008003034 A1 [0006]
- WO 2008/086819 A1 [0007]
