DE102022131312A1

DE102022131312A1 - Fluidabscheider und Brennstoffzellensystem mit einem Flüssigkeitsabscheider

Info

Publication number: DE102022131312A1
Application number: DE102022131312.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Weber
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2022-11-28
Filing date: 2022-11-28
Publication date: 2024-05-29
Also published as: WO2024115122A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider (10) zum Abscheiden einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, aus einer Fluidströmung, insbesondere einer Luftströmung eines Brennstoffzellensystems, umfassend wenigstens eine Abscheidestufe (50) mit einem Gehäuse (11) mit einem strömungsführenden Bereich (18), welcher mit einer Fluidleitung (36) mit einem ersten Durchmesser (D1) verbunden ist. Der strömungsführende Bereich (18) weist wenigstens ein Innenrohr (12) und wenigstens ein Außenrohr (22) auf, welche in einer axialen Richtung (82) zueinander angeordnet sind. Das Außenrohr (22) weist einen Einlaufbereich (21) und einen in Strömungsrichtung (80) folgenden konischen Bereich (23) auf, wobei der Einlaufbereich (21) mit der Fluidleitung (36) verbunden ist. Der konische Bereich (23) weist einen stromabwärtigen zweiten Durchmesser (D2) auf. Das Innenrohr (12) ist konisch ausgebildet und weist einen stromaufwärtigen dritten Durchmesser (D3) auf. Zwischen dem Abscheidebereich (24) und dem Flüssigkeitsauslass (30) ist ein strömungsberuhigter Bereich (20) mit wenigstens einem strömungsberuhigenden Element (28) angeordnet.Ferner betrifft die Erfindung ein Brennstoffzellensystem mit einem Flüssigkeitsabscheider.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsabscheider zum Abscheiden einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, aus einer Fluidströmung, insbesondere einer Luftströmung eines Brennstoffzellensystems, sowie ein Brennstoffzellensystem mit einem Flüssigkeitsabscheider.
Stand der Technik
EP 1167743 B1 offenbart einen Wasserabscheider, der als Drallabscheider ausgebildet ist. Der Wasserabscheider umfasst ein Innenrohr und ein Außenrohr, welche in axialer Richtung aufeinander folgend angeordnet sind, wobei das Innenrohr mit einem axialen Abschnitt in das Außenrohr hineinragt und das Außenrohr über einen Wasserauslass verfügt, der tangential in Drallrichtung angeordnet ist.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Flüssigkeitsabscheider, zum Abscheiden einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, aus einer Fluidströmung, insbesondere einer Luftströmung eines Brennstoffzellensystems, zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines Brennstoffzellensystems mit einem derartigen Flüssigkeitsabscheider.
Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit einem Flüssigkeitsabscheider zum Abscheiden einer Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, aus einer Fluidströmung, insbesondere einer Luftströmung eines Brennstoffzellensystems, umfassend wenigstens eine Abscheidestufe mit einem Gehäuse mit einem strömungsführenden Bereich, welcher mit einer Fluidleitung mit einem ersten Durchmesser verbunden ist, wobei der strömungsführende Bereich wenigstens ein Innenrohr und wenigstens ein Außenrohr aufweist, welche in einer axialen Richtung zueinander angeordnet sind, wobei das Innenrohr an das Außenrohr anschließt und in Strömungsrichtung stromab des Außenrohrs angeordnet ist, wobei in der Fluidleitung ein Drallerzeuger zur Erzeugung eines Dralls der Fluidströmung angeordnet ist, wobei ein Abscheidebereich auf einer radialen Außenseite des Innenrohrs und des Außenrohrs angeordnet und mit einem Flüssigkeitsauslass, insbesondere einem Wasserauslass, verbunden ist, welcher schräg zu der axialen Richtung und mit seiner Auslassöffnung vorzugsweise entgegen der Strömungsrichtung verläuft, wobei das Außenrohr einen Einlaufbereich und einen in Strömungsrichtung folgenden konischen und/oder tulpenförmigen Bereich aufweist, wobei der Einlaufbereich mit der Fluidleitung verbunden ist, wobei der konische Bereich einen stromabwärtigen zweiten Durchmesser aufweist, wobei das Innenrohr konisch ausgebildet ist und einen stromaufwärtigen dritten Durchmesser aufweist, und wobei zwischen dem Abscheidebereich und dem Flüssigkeitsauslass ein strömungsberuhigter Bereich mit wenigstens einem strömungsberuhigenden Element angeordnet ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zumindest ein konischer Bereich zumindest teilweise zylindrisch ausgebildet.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Aufgaben gelöst durch ein Brennstoffzellensystem mit einem Kathodenzuluftpfad und einem Kathodenabluftpfad einer Brennstoffzelleneinheit und mit wenigstens einem Flüssigkeitsabscheider.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Es wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Abscheider zum Abscheiden von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, aus einer Fluidströmung, insbesondere einer Luftströmung eines Brennstoffzellensystems, vorgeschlagen, umfassend wenigstens eine Abscheidestufe mit einem Gehäuse mit einem strömungsführenden Bereich, welcher mit einer Fluidleitung mit einem ersten Durchmesser verbunden ist. Der strömungsführende Bereich weist wenigstens ein Innenrohr und wenigstens ein Außenrohr auf, welche in einer axialen Richtung zueinander angeordnet sind. Das Innenrohr schließt an das Außenrohr an und ist in Strömungsrichtung stromab des Außenrohrs angeordnet. In der Fluidleitung ist ein Drallerzeuger zur Erzeugung eines Dralls der Fluidströmung angeordnet. Ein Abscheidebereich ist auf einer radialen Außenseite des Innenrohrs und des Außenrohrs angeordnet und mit einem Flüssigkeitsauslass verbunden, welcher schräg zu der axialen Richtung und mit seiner Auslassöffnung vorzugsweise entgegen der Strömungsrichtung verläuft. Das Außenrohr weist einen Einlaufbereich und einen in Strömungsrichtung folgenden konischen und/oder tulpenförmigen Bereich auf, wobei der Einlaufbereich mit der Fluidleitung verbunden ist. Der konische Bereich weist einen stromabwärtigen zweiten Durchmesser auf. Das Innenrohr ist konisch und/oder tulpenförmigen ausgebildet und weist einen stromaufwärtigen dritten Durchmesser auf. Dabei ist zwischen dem Abscheidebereich und dem Flüssigkeitsauslass ein strömungsberuhigter Bereich mit wenigstens einem strömungsberuhigenden Element angeordnet.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist zumindest ein konischer Bereich zumindest teilweise zylindrisch ausgebildet.
Vorteilhaft kann die vorgeschlagene Komponente zur Flüssigkeitsabscheidung aus Luft- bzw. Gasströmungen beispielsweise in einem Kathodenluftpfad bzw. einem Abgasauslass eines Brennstoffzellensystems dienen. Beispielsweise liegt Wasser aus der Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff bei einem Brennstoffzellensystem in einer Zweiphasenströmung vor und wird zweckmäßigerweise über Wasserabscheider abgeschieden.
Vorteilhaft kann der Flüssigkeitsabscheider als Drallabscheider ausgebildet sein, bei dem der Flüssigkeitsauslass im bestimmungsgemäßen Zustand schräg zu der axialen Richtung und mit seiner Auslassöffnung vorzugsweise entgegen der Strömungsrichtung verläuft. Günstigerweise weist der Innenraum des Flüssigkeitsabscheiders dabei ein Innenrohr und ein Außenrohr auf, welche in axialer Richtung aufeinander folgend angeordnet sind, wobei das Innenrohr am Übergang zum Außenrohr einen kleineren Durchmesser aufweist als das Außenrohr. Der strömungsführende Bereich im Inneren von Außenrohr und Innenrohr ist so zur Drallabscheidung ausgebildet.
Die Fluidströmung, insbesondere Luft, wird der Abscheidestufe über eine Fluidleitung mit einem ersten Durchmesser zugeführt, in welcher ein Drallerzeuger angeordnet ist, welcher in der Fluidströmung einen Drall erzeugt. Das Fluid strömt durch einen strömungsführenden Bereich im Inneren eines Außenrohrs, welches sich in Strömungsrichtung mit einem konischen und/oder tulpenförmigen Bereich trichterförmig mit einem Austrittsdurchmesser, dem zweiten Durchmesser öffnet. Unmittelbar anschließend ist ein Innenrohr angeordnet, welches ebenfalls konisch und/oder tulpenförmigen ausgebildet ist und sich in Strömungsrichtung trichterförmig öffnet, wobei allerdings sowohl der Eintrittsdurchmesser, der dritte Durchmesser, als auch der Austrittsdurchmesser kleiner sind als der Austrittsdurchmesser des Außenrohrs. In dem Innenrohr ist bei einer solchen Anordnung von Außenrohr und Innenrohr ein Verzögerungsbereich ausgebildet. Auf der radialen Außenseite des konischen Bereichs des Außenrohrs sowie des Innenrohrs ist innerhalb des Gehäuses des Flüssigkeitsabscheiders der Abscheidebereich angeordnet, in welchem die abgeschiedene Flüssigkeit gesammelt wird und über einen strömungsberuhigten Bereich dem Flüssigkeitsauslass zugeführt werden kann.
Der strömungsberuhigte Bereich weist wenigstens ein strömungsberuhigendes Element auf, mittels welchem der Drall der Fluidströmung reduziert wird, damit die abgeschiedene Flüssigkeit günstig in den Flüssigkeitsauslauf gelangen kann. Das strömungsberuhigende Element kann beispielsweise als Rippe ausgebildet sein, welche quer zu dem Drall der Fluidströmung angeordnet ist und so den Drall unterbricht. Alternativ kann das strömungsberuhigende Element auch als Gitter ausgebildet sein, welches zwischen dem Abscheidebereich und dem strömungsberuhigten Bereich angeordnet ist und das als durchlässige Trennwand den Drall der Fluidströmung unterbricht.
Mit dem Flüssigkeitsabscheider kann so eine Verbesserung der Abscheideleistung erreicht werden, indem Flüssigkeitsanteile, welche nach der ersten Abscheidestufe als Wandfilm in der Fluidströmung auftreten, günstig abgeschieden werden und abfließen können. Der Flüssigkeitsabscheider unterscheidet sich so durch eine verbesserte funktionale Abscheideleistung bei geringerem Druckverlust günstig vom Stand der Technik.
Der vorgeschlagene Flüssigkeitsabscheider weist eine Abscheidestufe mit einem Außenrohr und einem Innenrohr auf. Günstigerweise können mehrere Abscheidestufen modular hintereinander angeordnet werden, um so einen erhöhten Abscheidegrad zu erreichen. So kann ein Flüssigkeitsabscheider beispielsweise zwei Abscheidestufen oder vier Abscheidestufen aufweisen, welche hintereinandergeschaltet sind.
Der Flüssigkeitsabscheider kann vorteilhaft in einem horizontalen Einbau oder einem vertikalen Einbau beispielsweise in einem Brennstoffzellensystem eines Fahrzeugs betrieben werden. Auch kann der Flüssigkeitsabscheider in einem Winkel zur Horizontalen betrieben werden.
Vorteilhaft kann der Flüssigkeitsabscheider aus Kunststoff gebildet sein und beispielsweise mit herkömmlichen Spritzgussverfahren hergestellt werden. Vorzugsweise ist zumindest der Flüssigkeitsauslass aus Kunststoff gebildet.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführung ist der Flüssigkeitsabscheider im 3D-Druck-Verfahren hergestellt oder als Metallsinterteil.
Der Drallerzeuger kann vorteilhaft einstückig mit der Fluidleitung sein. So kann der Flüssigkeitsabscheider günstig hergestellt werden. Alternativ ist auch möglich, dass der Drallerzeuger tauschbar in der Fluidleitung angeordnet ist und bei Bedarf ersetzt werden kann.
Eine Abscheidestufe eines Flüssigkeitsabscheiders kann günstig als modulare Komponente hergestellt werden, welche bei einem mehrstufigen Flüssigkeitsabscheider dann mit einem oder mehreren weiteren Flüssigkeitsabscheidern zusammengefügt werden. Dabei können die Gehäuse der einzelnen Abscheidestufen beispielsweise verschweißt oder verklebt werden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann der dritte Durchmesser kleiner als der erste Durchmesser und der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser sein. Mit einer solchen Dimensionierung kann die Fluidströmung im Innenrohr geeignet verzögert werden, um so eine günstige Abscheidung von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, im konischen und/oder tulpenförmigen Bereich des Außenrohrs und weiterführend im Abscheidebereich radial außerhalb von Innenrohr und konischem und/oder tulpenförmigen Bereich des Außenrohrs zu erreichen.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann das strömungsberuhigende Element als Rippe ausgebildet sein, wobei die Rippe entlang einer Innenwand des strömungsberuhigten Bereichs zum Flüssigkeitsauslass verläuft. Insbesondere kann die Rippe bei bestimmungsgemäßem Einbau am Boden der Innenwand verlaufen. Die Rippe kann günstigerweise quer zu dem Drall der Fluidströmung angeordnet sein. Dadurch wird der Drall der Fluidströmung reduziert, damit die abgeschiedene Flüssigkeit günstig in den Flüssigkeitsauslauf gelangen kann.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann das strömungsberuhigende Element als ein ringförmig um das Außenrohr angeordnetes Gitter ausgebildet sein, das den Abscheidebereich von dem strömungsberuhigten Bereich trennt. Insbesondere kann das strömungsberuhigende Element in Strömungsrichtung gesehen konvex gewölbt sein. Alternativ kann das strömungsberuhigende Element auch als Gitter ausgebildet sein, welches zwischen dem Abscheidebereich und dem strömungsberuhigten Bereich angeordnet ist. Beispielsweise kann das Gitter als aufgeschnittener Torus um das Außenrohr angeordnet sein. Dadurch wird der Drall der Fluidströmung reduziert, damit die abgeschiedene Flüssigkeit günstig in den Flüssigkeitsauslauf gelangen kann.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann ein Verhältnis des zweiten Durchmessers zu dem dritten Durchmesser mindestens 1 und höchstens 3, bevorzugt mindestens 1,5 und höchstens 2, betragen. Damit ist das Verhältnis des Austrittsdurchmessers des konischen und/oder tulpenförmigen Bereichs des Außenrohrs zu dem Eintrittsdurchmesser des Innenrohrs vorteilhaft so festgelegt werden, dass sich dadurch sich eine günstige Strömungsbeeinflussung erreichen lässt und damit die Flüssigkeitsabscheiderate erhöht werden kann.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann ein axialer Abstand zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr zwischen -20 mm und +20 mm betragen, wobei ein negativer Abstand bedeutet, dass das Innenrohr 12 in das Außenrohr 22 eintaucht. Insbesondere kann der Abstand bevorzugt 0 mm betragen. Das Innenrohr kann somit leicht in das Außenrohr eintauchen bzw. höchstens einen geringen Abstand zu dem Außenrohr aufweisen, dass sich dadurch sich eine günstige Strömungsbeeinflussung erreichen lässt und damit die Flüssigkeitsabscheiderate erhöht werden kann.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann ein Verhältnis einer Länge des Innenrohrs zu einer Länge des Außenrohrs mindestens 0,1 und höchstens 1, bevorzugt mindestens 0,3 und höchstens 0,4 betragen. Das Innenrohr weist vorteilhaft eine geringere bis sehr viel geringere Länge als das Außenrohr auf, dass sich dadurch sich eine günstige Strömungsbeeinflussung erreichen lässt und damit die Flüssigkeitsabscheiderate erhöht werden kann.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann ein halber Kegelwinkel des konischen Innenrohrs zwischen -10° und +20° betragen. Die Konusform des Innenrohrs lässt sich so von trichterförmig aufweitend bis trichterförmig verengend ausbilden, dass sich dadurch sich eine günstige Strömungsbeeinflussung erreichen lässt und damit die Flüssigkeitsabscheiderate erhöht werden kann.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann ein halber Kegelwinkel des konischen Bereichs des Außenrohrs zwischen -10° und +20° betragen. Auch die Konusform des Außenrohrs lässt sich so von trichterförmig aufweitend bis trichterförmig verengend ausbilden, dass sich dadurch sich eine günstige Strömungsbeeinflussung erreichen lässt und damit die Flüssigkeitsabscheiderate erhöht werden kann.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann ein halber Kegelwinkel des Einlaufbereichs des Außenrohrs zwischen 0° und +10° betragen. Die Konusform des Einlaufbereichs des Außenrohrs lässt sich so über einen geringeren Winkelbereich variieren, dass sich dadurch sich eine günstige Strömungsbeeinflussung erreichen lässt und damit die Flüssigkeitsabscheiderate erhöht werden kann.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann eine Neigung einer flüssigkeitsabführenden Flanke des strömungsberuhigten Bereichs bei bestimmungsgemäßem Einbau zwischen 0° und 60°, bevorzugt 30°, gegen eine Schwererichtung betragen. Auf diese Weise kann die abgeschiedene Flüssigkeits bei bestimmungsgemäßem Betrieb des Flüssigkeitsabscheiders günstig abfließen.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Flüssigkeitsabscheiders kann die Flanke des strömungsberuhigten Bereichs bei bestimmungsgemäß horizontalem Einbau in Strömungsrichtung zu der axialen Richtung hin geneigt sein. Bei bestimmungsgemäß vertikalem Einbau kann die flüssigkeitsabführende Flanke in Strömungsrichtung von der axialen Richtung weg geneigt sein. Auf diese Weise kann die abgeschiedene Flüssigkeit bei bestimmungsgemäßem Betrieb des Flüssigkeitsabscheiders günstig abgeführt werden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung, insbesondere bei einem vertikalen Einbau des Flüssigkeitsabscheiders, kann eine Flüssigkeitsablauföffnung an der geodätisch tiefsten Stelle der Nabe des Drallerzeugers angeordnet sein. Die Flüssigkeitsablauföffnung verhindert eine Ansammlung von Flüssigkeit in auf der Nabeninnenseite falls die Nabe, beispielsweise herstellungsbedingt, insbesondere bei der Herstellung als Spritzgussteil, innen ausgenommen ist oder einen Hohlraum aufweist. Eine Ansammlung von Flüssigkeit, ist aufgrund des thermischen Verhaltens von Flüssigkeiten, insbesondere der Volumenausdehnung von Wasser bei niedrigen Temperaturen zu verhindern. Die Flüssigkeitsablauföffnung ist mit einem möglichst kleinen Querschnitt ausgebildet, der einerseits eine Bypass-Strömung zum Drallerzeuger durch die Nabe des Drallerzeugers verhindert, andererseits so groß ist, dass die Grenzflächenspannung der Flüssigkeit ermöglicht, durch die Öffnung abzulaufen. Vorzugsweise weist die Öffnung, insbesondere für einen Wasserablauf, einen Durchmesser von mindestens 2mm, bzw. eine Durchmesseräquivalent-Fläche von 2mm für nicht runde Querschnittflächen, auf. Bei kleinen Flüssigkeitsabscheidern kann die Flüssigkeitsablauföffnung einen Durchmesser bis hin zum Nabeninnnendurchmesser aufweisen.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann der Flüssigkeitsabscheider wenigstens zwei Abscheidestufen umfassen, wobei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend jeweils alternierend ein Außenrohr und ein Innenrohr anschließend angeordnet ist. Günstigerweise können mehrere Abscheidestufen modular hintereinander angeordnet werden, um so einen erhöhten Abscheidegrad zu erreichen. So kann ein Flüssigkeitsabscheider beispielsweise zwei Abscheidestufen oder vier Abscheidestufen aufweisen, welche hintereinander geschaltet sind.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung können bei in Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden Abscheidestufen diese jeweils identisch oder zumindest fast identisch ausgebildet sein. Günstigerweise können mehrere identische oder zumindest fast identische Abscheidestufen modular hintereinander angeordnet werden, um so einen erhöhten Abscheidegrad zu erreichen. So kann ein Flüssigkeitsabscheider beispielsweise zwei Abscheidestufen oder vier Abscheidestufen aufweisen, welche hintereinander geschaltet sind. Die Gehäuse der einzelnen Abscheidestufen können günstigerweise miteinander verschweißt oder verklebt werden, um eine dichte Fluidleitung zu erreichen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Brennstoffzellensystem vorgeschlagen mit einem Kathodenzuluftpfad und einem Kathodenabluftpfad einer Brennstoffzelleneinheit und mit wenigstens einem Flüssigkeitsabscheider.
Vorteilhaft kann der Flüssigkeitsabscheider der Abscheidung einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aus Luft- bzw. Gasströmungen, beispielsweise in einem Kathodenluftpfad bzw. einem Abgasauslass eines Brennstoffzellensystems dienen. So liegt beispielsweise Wasser aus der Reaktion von H₂ mit O₂ bei einem Brennstoffzellensystem in einer Zweiphasenströmung vor und wird zweckmäßigerweise über Wasserabscheider abgeschieden.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung kann der Flüssigkeitsabscheider in einem Annodenluftpfad eines Brennstoffzellensystems eingesetzt sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen beispielhaft:

1 einen Längsschnitt durch einen horizontal betriebenen Flüssigkeitsabscheider mit einer Abscheidestufe nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Darstellung der beispielhaften geometrischen Maße und Dimensionen eines Flüssigkeitsabscheiders nach 1 ;
3 eine Seitenansicht eines horizontal betriebenen Flüssigkeitsabscheiders mit zwei Abscheidestufen nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 einen Längsschnitt durch den Flüssigkeitsabscheider nach 3;
5 einen Längsschnitt durch einen horizontal betriebenen Flüssigkeitsabscheider mit vier Abscheidestufen nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
6 eine isometrische Innenansicht auf das Innenrohr des Flüssigkeitsabscheiders nach 1 in Strömungsrichtung;
7 eine isometrische Innenansicht auf das Außenrohr des Flüssigkeitsabscheiders nach 1 entgegen der Strömungsrichtung;
8 einen Längsschnitt durch einen vertikal betriebenen Flüssigkeitsabscheider mit einer Abscheidestufe nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
9 einen Längsschnitt durch einen vertikal betriebenen Flüssigkeitsabscheider mit zwei Abscheidestufen nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
10 eine vereinfachte Darstellung eines Brennstoffzellensystems mit Kathodenzuluftpfad und Kathodenabluftpfad.

Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
1 zeigt einen Längsschnitt durch einen horizontal betriebenen Flüssigkeitsabscheider in einer Ausführung als Wasserabscheider 10 mit einer Abscheidestufe 50 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Wasserabscheider 10 dient zum Abscheiden von Wasser aus einer Fluidströmung, insbesondere einer Luftströmung eines Brennstoffzellensystems. Der Wasserabscheider 10 umfasst eine Abscheidestufe 50 mit einem Gehäuse 11 mit einem strömungsführenden Bereich 18, welcher mit einer Fluidleitung 36 mit einem ersten Durchmesser D1 verbunden ist. Der strömungsführende Bereich 18 weist ein Innenrohr 12 und ein Außenrohr 22 auf, welche in einer axialen Richtung 82 zueinander angeordnet sind. Das Innenrohr 12 schließt an das Außenrohr 22 an und ist in Strömungsrichtung 80 stromab des Außenrohrs 22 angeordnet. Die Fluidströmung wird der Fluidleitung 36 über den Einlass 38 zugeführt und verlässt den Wasserabscheider 10 am Auslass 40 der Fluidleitung 36 am anderen Ende des Gehäuses 11.
In der Fluidleitung 36 ist ein Drallerzeuger 26 zur Erzeugung eines Dralls der Fluidströmung angeordnet. Der Drallerzeuger 26 kann einstückig mit der Fluidleitung 36 oder tauschbar ausgebildet sein. Der strömungsführende Bereich 18 ist so zur Drallabscheidung von Wasser aus der Fluidströmung ausgebildet.
Ein Abscheidebereich 24 ist auf einer radialen Außenseite des Innenrohrs 12 und des Außenrohrs 22 angeordnet und mit einem Wasserauslass 30 verbunden, welcher schräg zu der axialen Richtung 82 und mit seiner Auslassöffnung entgegen der Strömungsrichtung 80 verläuft.
Das Außenrohr 22 weist einen Einlaufbereich 21 und einen in Strömungsrichtung 80 folgenden konischen Bereich 23 auf. Der Einlaufbereich 21 ist mit der Fluidleitung 36 verbunden. Der konische Bereich 23 weitet sich in Strömungsrichtung 80 trichterförmig, insbesondere tulpenförmig, auf und weist einen stromabwärtigen zweiten Durchmesser D2 als Austrittsdurchmesser auf, der größer als der erste Durchmesser D1 der Fluidleitung 36 ist.
Das Innenrohr 12 ist konisch ausgebildet und weist einen stromaufwärtigen dritten Durchmesser D3 als Eintrittsdurchmesser auf. Der dritte Durchmesser D3 ist kleiner als der Austrittsdurchmesser D1', sodass sich auch das Innenrohr 12 in Strömungsrichtung trichterförmig aufweitet.
Zwischen dem Abscheidebereich 24 und dem Wasserauslass 30 ist ein strömungsberuhigter Bereich 20 mit wenigstens einem strömungsberuhigenden Element 28 angeordnet. Das strömungsberuhigende Element 28 ist als Rippe 32 ausgebildet, und verläuft entlang einer Innenwand des strömungsberuhigten Bereichs 20 zum Wasserauslass 30. Insbesondere verläuft die Rippe 32 bei bestimmungsgemäßem Einbau am Boden der Innenwand.
Die Flanke 42 des strömungsberuhigten Bereichs 20 ist bei bestimmungsgemäß horizontalem Einbau in Strömungsrichtung 80 zu der axialen Richtung 82 hin geneigt.
Der Wasserabscheider 10 kann mit mehreren Montageflanschen 44, von denen in 1 nur einer sichtbar ist, beispielsweise in einem Brennstoffzellensystem 100 befestigt werden.
Die Fluidströmung, insbesondere Luft, wird der Abscheidestufe 50 über die Fluidleitung 36 mit einem ersten Durchmesser D1 zugeführt, in welcher der Drallerzeuger 26 angeordnet ist, welcher in der Fluidströmung einen Drall erzeugt. Das Fluid strömt durch den strömungsführenden Bereich 18 im Inneren des Außenrohrs 22, welches sich in Strömungsrichtung 80 mit dem konischen Bereich 23 trichterförmig mit einem Austrittsdurchmesser, dem zweiten Durchmesser D2 öffnet. Unmittelbar anschließend ist das Innenrohr 12 angeordnet, welches ebenfalls konisch ausgebildet ist und sich in Strömungsrichtung 80 trichterförmig öffnet, wobei allerdings sowohl der Eintrittsdurchmesser, der dritte Durchmesser D3, als auch der Austrittsdurchmesser kleiner sind als der Austrittsdurchmesser D2 des Außenrohrs 22. In dem Innenrohr 12 ist bei einer solchen Anordnung von Außenrohr 22 und Innenrohr 12 der Verzögerungsbereich 14 ausgebildet. Auf der radialen Außenseite des konischen Bereichs 23 des Außenrohrs 22 sowie des Innenrohrs 12 ist innerhalb des Gehäuses 11 des Wasserabscheiders 10 der Abscheidebereich 24 angeordnet, in welchem das abgeschiedene Wasser gesammelt wird und über den strömungsberuhigten Bereich 20 dem Wasserauslass 30 zugeführt werden kann.
2 zeigt eine schematische Darstellung der geometrischen Maße eines Wasserabscheiders 10 nach 1.
Die Bereiche der in 2 angegebenen Maße und Verhältnisse stellen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wasserabscheiders 10 mit einer Abscheidestufe 50 für eine günstige Wasserabscheidung dar. Jedoch kann auch mit abweichenden Maßen und Verhältnissen eine gute Wasserabscheidung erzielt werden.
Vorteilhaft hat sich gezeigt, wenn ein Verhältnis des zweiten Durchmessers D2 zu dem dritten Durchmesser D3 mindestens 1 und höchstens 3, bevorzugt mindestens 1,5 und höchstens 2, beträgt.
Das Gehäuse 11 weist einen Innendurchmesser D4 auf. Der Drallerzeuger 26 weist eine Drallerzeugernabe 27 mit einem Außendurchmesser D5 auf.
Weiter kann ein axialer Abstand X1 zwischen dem Innenrohr 12 und dem Außenrohr 22 günstigerweise zwischen -20 mm und +20 mm betragen. Dabei bedeutet ein negativer Abstand X1, dass das Innenrohr 12 in das Außenrohr 22 eintaucht. Der Abstand X1 kann bevorzugt 0 mm betragen.
Als günstig erweist sich auch ein Verhältnis einer Länge X2 des Innenrohrs 12 zu einer Länge X3 des Außenrohrs 22 von mindestens 0,1 und höchstens 1, bevorzugt mindestens 0,3 und höchstens 0,4.
Ein halber Kegelwinkel A1 des konischen Innenrohrs 12 kann günstigerweise zwischen - 40° und +20° betragen.
Günstigerweise kann ein halber Kegelwinkel A2 des konischen Bereichs 23 des Außenrohrs 22 zwischen -10° und +20° betragen.
Ein halber Kegelwinkel A3 des Einlaufbereichs 21 des Außenrohrs 22 kann günstigerweise zwischen 0° und +10° betragen.
Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Wasserabscheiders 10 kann, wie in 2 definiert, beispielsweise folgende Maße aufweisen:

halber Kegelwinkel Innenrohr 12: A1 = 8,5°,
halber Kegelwinkel konischer Bereich 23 Außenrohr 22: = 19,5°,
halber Kegelwinkel Einlaufbereich 21 Außenrohr 22: A3 = 1,4°,
Durchmesser Fluidleitung 36: D1 = 52 mm,
Austrittsdurchmesser Außenrohr 22: D2 = 68 mm,
Eintrittsdurchmesser Innenrohr 12: D3 = 42 mm,
Durchmesser Gehäuse 11: D4 = 100 mm,
Durchmesser Drallerzeugernabe 27: D5 = 15,4 mm,
Durchmesser Wasserauslauf 30: D6 = 15 mm,
Gesamtlänge Wasserabscheider 10: L1 = 200 mm,
Abstand Außenrohr 22 - Fluidleitung 36: L2 = 38 mm,
Länge konischer Bereich 22: L3 = 21,7 mm,
Abstand Drallerzeugernabe 27 - konischer Bereich 23: L4 = 55,3 mm,
Radius Übergang Einlaufbereich 21 - konischer Bereich 23: R1 = 75 mm,
Abstand Außenrohr 22 - Innenrohr 12: X1 = 0 mm,
Länge Innenrohr 12: X2 = 21 mm,
Länge Außenrohr 22: X3 = 29,5 mm.

Eine Neigung der wasserabführenden Flanke 42 des strömungsberuhigten Bereichs 20 kann bei bestimmungsgemäßem Einbau vorteilhaft zwischen 0° und 60°, bevorzugt 30°, gegen eine Schwererichtung 60 betragen. Sie ist der jeweiligen Einbausituation angepasst.
In 3 ist eine Seitenansicht eines horizontal betriebenen Wasserabscheiders 10 mit zwei Abscheidestufen 50 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. 4 zeigt einen Längsschnitt durch den Wasserabscheider 10.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Abscheidestufen 50 in einem Wasserabscheider 10 angeordnet, wobei in Strömungsrichtung 80 aufeinanderfolgend jeweils alternierend ein Außenrohr 22 und ein Innenrohr 12 anschließend angeordnet ist. Die in Strömungsrichtung 80 aufeinanderfolgenden Abscheidestufen 50 sind jeweils identisch ausgebildet. Vor der ersten Abscheidestufe 50 ist in der Fluidleitung der Drallerzeuger 26 angeordnet. Vor der zweiten Abscheidestufe 50 ist dagegen kein weiterer Drallerzeuger 26 angeordnet. Jede Abscheidestufe 50 weist ihren eigenen Wasserauslauf 30 auf. Bei zwei hintereinander folgenden Abscheidestufen 50 lässt sich ein höherer Abscheidegrad bei der Wasserabscheidung erreichen.
5 zeigt einen Längsschnitt durch einen horizontal betriebenen Wasserabscheider 10 mit vier Abscheidestufen 50 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei vier hintereinander folgenden Abscheidestufen 50 lässt sich ein noch höherer Abscheidegrad bei der Wasserabscheidung erreichen.
6 zeigt eine isometrische Innenansicht auf das Innenrohr 12 des Wasserabscheiders 10 nach 1 in Strömungsrichtung 80. Dabei ist nur ein Teil des Wasserabscheiders 10 mit dem Innenrohr 12 und der dahinter folgenden Fluidleitung 36 mit dem Auslass 40 dargestellt.
Im unteren Bereich des Gehäuses 11 ist der strömungsberuhigte Bereich 20 mit der nach schräg unten verlaufenden Flanke 42 erkennbar. Am Boden der Innenwand des strömungsberuhigten Bereichs 20 verläuft zur Drallbrechung die Rippe 32 als strömungsberuhigendes Element 28.
Das Gehäuse 11 weist drei im Dreieck angeordnete Montageflansche 44 zur Befestigung auf.
7 zeigt dazu eine isometrische Innenansicht auf das Außenrohr 22 des Wasserabscheiders 10 nach 1 entgegen der Strömungsrichtung 80. Dabei ist der andere Teil des Wasserabscheiders 10 mit dem Außenrohr 22 und dem dahinter liegenden Drallerzeuger 26 dargestellt.
Im unteren Bereich des Gehäuses 11 ist der Wasserauslass 30 und der in dem strömungsberuhigten Bereich 20 angeordneten Rippe 32 zu erkennen.
Weiter ist erkennbar, wie sich das Außenrohr 22 von dem Einlaufbereich 21 über den konischen Bereich 23 trichterförmig öffnet.
In 8 ist ein Längsschnitt durch einen vertikal betriebenen Wasserabscheider 10 mit einer Abscheidestufe 50 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Der prinzipielle Aufbau des Wasserabscheiders 10 ist gleich zu der in 1 dargestellten Ausführungsform für einen horizontalen Betrieb. Lediglich der strömungsberuhigte Bereich 20 mit dem Wasserauslass 30 ist anders angeordnet. Die wasserabführende Flanke 42 ist bei bestimmungsgemäß vertikalem Einbau in Strömungsrichtung 80 von der axialen Richtung 82 weg geneigt, da auf diese Weise eine besonders kompakte Bauweise erreicht werden kann.
Das strömungsberuhigende Element 28 ist als ein ringförmig um das Außenrohr 22 angeordnetes Gitter 34 ausgebildet, das den Abscheidebereich 24 von dem strömungsberuhigten Bereich 20 trennt. Insbesondere ist das Gitter 34 in Strömungsrichtung 80 gesehen konvex gewölbt ist. Alternativ kann das Gitter 34 auch torusförmig um das Außenrohr 22 angeordnet sein.
Für einem vertikalen Einbau oder Betrieb des Wasserabscheiders 10, ist eine Flüssigkeitsablauföffnung 29 an der geodätisch tiefsten Stelle der Nabe 27 des Drallerzeugers 26 angeordnet. Die Flüssigkeitsablauföffnung 29 verhindert eine Ansammlung von Flüssigkeit in auf der Nabeninnenseite. Die Flüssigkeitsablauföffnung 29 ist mit einem kleinen Querschnitt ausgebildet, der einerseits eine Bypass-Strömung zum Drallerzeuger 26 durch die Drallerzeugernabe 27 verhindert, andererseits so groß ist, dass die Grenzflächenspannung der Flüssigkeit ermöglicht, durch die Öffnung 29 abzulaufen. Vorzugsweise weist die Öffnung 29, insbesondere für einen Wasserablauf, einen Durchmesser von mindestens 2mm auf.
9 zeigt einen Längsschnitt durch einen vertikal betriebenen Wasserabscheider 10 mit zwei Abscheidestufen 50 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Abscheidestufen 50 in einem Wasserabscheider 10 angeordnet, wobei in Strömungsrichtung 80 aufeinanderfolgend jeweils alternierend ein Außenrohr 22 und ein Innenrohr 12 anschließend angeordnet ist. Die in Strömungsrichtung 80 aufeinanderfolgenden Abscheidestufen 50 sind jeweils identisch ausgebildet. Vor der ersten Abscheidestufe 50 ist in der Fluidleitung der Drallerzeuger 26 angeordnet. Jede Abscheidestufe 50 weist ihren eigenen Wasserauslauf 30 auf. Bei zwei hintereinander folgenden Abscheidestufen 50 lässt sich ein höherer Abscheidegrad bei der Wasserabscheidung erreichen.
10 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines an sich bekannten Brennstoffzellensystems 100 mit einer Brennstoffzelleneinheit 120 mit einem Kathodenzuluftpfad 122 und Kathodenabluftpfad 124. Über den Kathodenzuluftpfad 122 wird der Brennstoffzelleneinheit 120 Umgebungsluft zugeführt, die über eine Reinigungsstufe 102 gefiltert und über einen Kompressor oder eine Pumpe 110 angesaugt und verdichtet wird. Die verdichtete Luft wird in einem Wärmetauscher 104 abgekühlt und mit einem Befeuchter 106 mit definierter Feuchte versehen.
In der Brennstoffzelleneinheit 120 reagiert der Luftsauerstoff mit Wasserstoff zu Wasser, das als Luft/Wassergemisch über den Kathodenabluftpfad 124 aus der Brennstoffzelleneinheit 120 abgeführt wird. Einen Teil des Wassers kann die Kathodenabluft im Befeuchter 106 an die Kathodenzuluft abgeben. Stromab des Befeuchters 106 ist ein Wasserabscheider 10 angeschlossen, der entsprechend den vorstehenden Ausführungsbeispielen ausgebildet sein kann. Das abgeschiedene Wasser wird in einem Drainagepfad 130 abgeführt, während die getrocknete Kathodenabluft der Turbine des Kompressor oder der Pumpe 110 zugeführt wird. Die Positionierung des Wasserabscheiders 10 stromauf der Turbine des Kompressor oder der Pumpe 110 ist besonders günstig.
Es sind im Brennstoffzellensystem 100 weitere Wasserabscheider 10 angeordnet.
Bezugszeichen

10: Wasserabscheider
11: Gehäuse
12: Innenrohr
14: Verzögerungsbereich
16: Abschnitt
18: strömungsführender Bereich
20: strömungsberuhigter Bereich
21: Einlaufbereich
22: Außenrohr
23: konischer Bereich
24: Abscheidebereich
26: Drallerzeuger
27: Drallerzeugernabe
28: strömungsberuhigendes Element
29: Öffnung Wasserablass
30: Wasserauslass
31: axiale Richtung
32: Rippe
34: Gitter
36: Fluidleitung
38: Einlass
40: Auslass
42: Flanke
44: Montageflansch
50: Abscheidestufe
60: Schwererichtung
80: Strömungsrichtung
82: axiale Richtung
100: Brennstoffzellensystem
102: Reinigungsstufe
104: Wärmetauscher
106: Befeuchter
110: Pumpe
120: Brennstoffzelleneinheit
122: Kathodenzuluftpfad
124: Kathodenabluftpfad
130: Drainageleitung
A1: halber Kegelwinkel Innenrohr
A2: halber Kegelwinkel konischer Bereich Außenrohr
A3: halber Kegelwinkel Einlaufbereich Außenrohr
D1: Durchmesser Fluidleitung am Eintritt
D1': Durchmesser Fluidleitung am Austritt
D2: Austrittsdurchmesser Außenrohr
D3: Eintrittsdurchmesser Innenrohr
D4: Durchmesser Gehäuse
D5: Durchmesser Nabe Drallerzeuger
D6: Durchmesser Wasserauslauf
L1: Gesamtlänge Wasserabscheider
L2: Abstand Austritt Außenrohr - Fluidleitung
L3: Länge konischer Bereich
L4: Abstand Fluidleitung - konischer Bereich
R1: Radius Übergang Einlaufbereich - konischer Bereich
X1: Abstand Außenrohr - Innenrohr
X2: Länge Innenrohr
X3: Länge Außenrohr

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

EP 1167743 B1 [0002]

Claims

Flüssigkeitsabscheider (10) zum Abscheiden einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, aus einer Fluidströmung, insbesondere einer Luftströmung eines Brennstoffzellensystems, umfassend wenigstens eine Abscheidestufe (50) mit einem Gehäuse (11) mit einem strömungsführenden Bereich (18), welcher mit einer Fluidleitung (36) mit einem ersten Durchmesser (D1) verbunden ist, wobei der strömungsführende Bereich (18) wenigstens ein Innenrohr (12) und wenigstens ein Außenrohr (22) aufweist, welche in einer axialen Richtung (82) zueinander angeordnet sind, wobei das Innenrohr (12) an das Außenrohr (22) anschließt und in Strömungsrichtung (80) stromab des Außenrohrs (22) angeordnet ist, wobei in der Fluidleitung (36) ein Drallerzeuger (26) zur Erzeugung eines Dralls der Fluidströmung angeordnet ist, wobei ein Abscheidebereich (24) auf einer radialen Außenseite des Innenrohrs (12) und des Außenrohrs (22) angeordnet und mit einem Flüssigkeitsauslass (30) verbunden ist, welcher schräg zu der axialen Richtung (82) und mit seiner Auslassöffnung vorzugsweise entgegen der Strömungsrichtung (80) verläuft, wobei das Außenrohr (22) einen Einlaufbereich (21) und einen in Strömungsrichtung (80) folgenden konischen und/oder tulpenförmigen Bereich (23) aufweist, wobei der Einlaufbereich (21) mit der Fluidleitung (36) verbunden ist, wobei der konische und/oder tulpenförmigen Bereich (23) einen stromabwärtigen zweiten Durchmesser (D2) aufweist, wobei das Innenrohr (12) konisch und/oder tulpenförmigen ausgebildet ist und einen stromaufwärtigen dritten Durchmesser (D3) aufweist, und wobei zwischen dem Abscheidebereich (24) und dem Flüssigkeitsauslass (30) ein strömungsberuhigter Bereich (20) mit wenigstens einem strömungsberuhigenden Element (28) angeordnet ist.
Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1, wobei der dritte Durchmesser (D3) kleiner als der erste Durchmesser (D1) und der erste Durchmesser (D1) kleiner als der zweite Durchmesser (D2) ist.
Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1 oder 2, wobei das strömungsberuhigende Element (28) als Rippe (32) ausgebildet ist, wobei die Rippe (32) entlang einer Innenwand des strömungsberuhigten Bereichs (20) zum Flüssigkeitsauslass (30) verläuft, insbesondere bei bestimmungsgemäßem Einbau am Boden der Innenwand verläuft.
Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 1 oder 2, wobei das strömungsberuhigende Element (28) als ein ringförmig um das Außenrohr (22) angeordnetes Gitter (34) ausgebildet ist, das den Abscheidebereich (24) von dem strömungsberuhigten Bereich (20) trennt, insbesondere in Strömungsrichtung (80) gesehen konvex gewölbt ist.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis des zweiten Durchmessers (D2) zu dem dritten Durchmesser (D3) mindestens 1 und höchstens 3, bevorzugt mindestens 1,5 und höchstens 2, beträgt.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein axialer Abstand (X1) zwischen dem Innenrohr (12) und dem Außenrohr (22) zwischen -20 mm und +20 mm beträgt, wobei ein negativer Abstand (X1) bedeutet, dass das Innenrohr (12) in das Außenrohr (22) eintaucht, insbesondere wobei der Abstand (X1) bevorzugt 0 mm beträgt.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis einer Länge (X2) des Innenrohrs (12) zu einer Länge (X3) des Außenrohrs (22) mindestens 0,1 und höchstens 1, bevorzugt mindestens 0,3 und höchstens 0,4 beträgt.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein halber Kegelwinkel (A1) des konischen Innenrohrs (12) zwischen -10° und +20° beträgt.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein halber Kegelwinkel (A2) des konischen Bereichs (23) des Außenrohrs (22) zwischen -10° und +20° beträgt.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein halber Kegelwinkel (A3) des Einlaufbereichs (21) des Außenrohrs (22) zwischen 0° und +10° beträgt.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Neigung einer flüssigkeitsabführenden Flanke (42) des strömungsberuhigten Bereichs (20) bei bestimmungsgemäßem Einbau zwischen 0° und 60°, bevorzugt 30°, gegen eine Schwererichtung (60) beträgt.
Flüssigkeitsabscheider nach Anspruch 11, wobei die Flanke (42) des strömungsberuhigten Bereichs (20) bei bestimmungsgemäß horizontalem Einbau in Strömungsrichtung (80) zu der axialen Richtung (82) hin geneigt ist, wobei die flüssigkeitsabführende Flanke (42) bei bestimmungsgemäß vertikalem Einbau in Strömungsrichtung (80) von der axialen Richtung (82) weg geneigt ist.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens zwei Abscheidestufen (50), wobei in Strömungsrichtung (80) aufeinanderfolgend jeweils alternierend ein Außenrohr (22) und ein Innenrohr (12) anschließend angeordnet ist.
Flüssigkeitsabscheider nach einem der Ansprüche 2 bis 13, wobei bei in Strömungsrichtung (80) aufeinanderfolgenden Abscheidestufen (50) diese jeweils identisch ausgebildet sind.
Brennstoffzellensystem (100) mit einem Kathodenzuluftpfad (122) und einem Kathodenabluftpfad (124) einer Brennstoffzelleneinheit (120) und mit wenigstens einem Flüssigkeitsabscheider (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.