DE102006024694A1 - Combination device for the separation of liquids and gas from liquid mixtures and for mixing of liquids, comprises housing at which inlets and outlets for the liquid mixture are arranged, and gas permeable and liquid tight membrane - Google Patents

Combination device for the separation of liquids and gas from liquid mixtures and for mixing of liquids, comprises housing at which inlets and outlets for the liquid mixture are arranged, and gas permeable and liquid tight membrane Download PDF

Info

Publication number
DE102006024694A1
DE102006024694A1 DE102006024694A DE102006024694A DE102006024694A1 DE 102006024694 A1 DE102006024694 A1 DE 102006024694A1 DE 102006024694 A DE102006024694 A DE 102006024694A DE 102006024694 A DE102006024694 A DE 102006024694A DE 102006024694 A1 DE102006024694 A1 DE 102006024694A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
membrane
combination device
mixture
liquid
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102006024694A
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias Dr. Bronold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Germany GmbH
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Germany GmbH
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung SDI Germany GmbH, Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Germany GmbH
Priority to DE102006024694A priority Critical patent/DE102006024694A1/en
Priority to KR1020070008388A priority patent/KR101320575B1/en
Publication of DE102006024694A1 publication Critical patent/DE102006024694A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/02—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising gravity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/14—Pleat-type membrane modules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/36—Polytetrafluoroethene
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0668—Removal of carbon monoxide or carbon dioxide
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

The combination device for the separation of liquids and gas from liquid mixtures and for mixing of liquids, comprises housing (90) at which inlets and outlets for the liquid mixture are arranged, and a gas permeable and liquid tight membrane (115), which is connected to the device. The device consists of individual surfaces, which are arranged in such a manner that the surfaces form three-dimensional surface texture of the membrane. The first inlet (120) is arranged for a mixture from fuel, carbon dioxide and water. The second inlet is arranged for a water-air-mixture. The combination device for the separation of liquids and gas from liquid mixtures and for mixing of liquids, comprises housing (90) at which inlets and outlets for the liquid mixture are arranged, and a gas permeable and liquid tight membrane (115), which is connected to the device. The device consists of individual surfaces, which are arranged in such a manner that the surfaces form three-dimensional surface texture of the membrane. The first inlet (120) is arranged for a mixture from fuel, carbon dioxide and water. The second inlet is arranged for a water-air-mixture and for gas mixture from air and carbon dioxide. A connection is intended for the supply of fuel to the housing. The three-dimensional pattern of the membrane is produced by even single surfaces arranged adjacently angular to each other and by undulations of the membrane surface, by a wave shape of the membrane surface and by combination of surface elements. The total-surface of the membrane has pyramid-shaped deformations, and conical deformations. A number of stationary individual surfaces vertical to the total-extension surface are arranged on the total-extension surface of the membrane. The cavities formed by vertical surfaces are connected in single-sided manner by individual surfaces passing parallel to the extension surface. The membrane forms multisides of the housing, is arranged in the housing and is separated into two spaces. The liquid outlet is a rotatable curved tube and a flexible collecting tube arranged in the liquid tight housing. The membrane in the cross-section has a polygonal shape. Holes are formed in the surfaces of the polygonal membrane. The polygonal shape membrane with three surfaces limits on the fuel mixture-carbon dioxide-chamber.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kombinationsgerät zur Abscheidung von CO2 aus einem Brennstoff enthaltenden Fluidgemisch und zur Abscheidung von Wasser aus einem Wasser-Luft-Gemisch in einem Brennstoffzellensystem, insbesondere in einem Direkt-Methanol-Brennstoffzellensystem.The invention relates to a combination device for the separation of CO 2 from a fuel-containing fluid mixture and for the separation of water from a water-air mixture in a fuel cell system, in particular in a direct methanol fuel cell system.

Derartige Brennstoffzellensysteme werden üblicherweise für die Bereitstellung von elektrischer Energie in mobilen elektronischen Geräten benutzt.such Fuel cell systems are becoming common for the Provision of electrical energy in mobile electronic devices used.

Der allgemeine Aufbau eines solchen DMFC-Systems ist in 7 dargestellt. Die Brennstoffzelle 10 hat einen Lufteinlass 11 und einen Luftauslass 13. Eine Luftpumpe oder Gebläse 12 versorgt die Brennstoffzelle 10 mit Reaktionsluft durch den Lufteinlass 11. In einer Auslassleitung der Brennstoffzellen-Kathode ist ein Wärmetauscher 50 angeordnet. Ein Gebläse 55 kühlt den Wärmetauscher 50 und bewirkt damit eine Kühlung des Auslassstromes und Kondensation von Wasser. Das damit aus Luft und Wasser entstandene Zwei-Phasengemisch verlässt den Wärmetauscher 50 durch den Auslass 52. In Abströmrichtung nach dem Wärmetauscher 50 ist ein Wasserabscheider 60 angeordnet, um Wasser aus dem Luftstrom abzuscheiden. Das abgeschiedene Wasser wird zum Anodenkreislauf des Brennstoffzellensystems durch eine Kondensatorpumpe 70 zurückgeführt und die verbleibende Luft wird durch eine Entlüftung 61 an die Umgebung abgegeben. Um die Funktionsfähigkeit der Brennstoffzelle zu gewährleisten, muss in dem System CO2 von dem aus dem Brennstoffzellenauslass 16 kommenden Auslassstrom vor Rückführung des Brennstoffes in die Brennstoffzelle abgeschieden werden.The general structure of such a DMFC system is in 7 shown. The fuel cell 10 has an air inlet 11 and an air outlet 13 , An air pump or blower 12 supplies the fuel cell 10 with reaction air through the air inlet 11 , In an outlet line of the fuel cell cathode is a heat exchanger 50 arranged. A fan 55 cools the heat exchanger 50 and thus causes cooling of the outlet stream and condensation of water. The thus resulting from air and water two-phase mixture leaves the heat exchanger 50 through the outlet 52 , In the outflow direction after the heat exchanger 50 is a water separator 60 arranged to separate water from the air stream. The separated water becomes the anode circuit of the fuel cell system through a condenser pump 70 returned and the remaining air is removed through a vent 61 delivered to the environment. In order to ensure the operability of the fuel cell must be in the system from the CO 2 from the Brennstoffzellenauslass 16 be separated before returning the fuel in the fuel cell.

Dieser Auslassstrom enthält eine Mischung aus Methanol, Wasser und CO2. Zu diesem Zweck ist im Anoden-Kreislauf der Brennstoffzelle abflussseitig des Brennstoffzellenauslasses 16 ein CO2-Abscheider 20 angeordnet, welcher CO2 aus dem Reaktionsstrom abscheidet und es durch eine Entlüftungsöffnung 21 zur Umgebung abströmen lässt.This outlet stream contains a mixture of methanol, water and CO 2. For this purpose, in the anode circuit, the fuel cell is downstream of the fuel cell outlet 16 a CO 2 separator 20 arranged, which separates CO 2 from the reaction stream and through a vent 21 let flow to the environment.

In einem Mischgerät 22 wird der Brennstoffgemisch-Strom mit reinem Brennstoff aus einem Tank 30 gemischt. Eine Brennstoffpumpe 23 pumpt das Brennstoffgemisch zurück zu einem Brennstoffeinlass 15 der Brennstoffzelle.In a mixer 22 becomes the fuel mixture stream with pure fuel from a tank 30 mixed. A fuel pump 23 pumps the fuel mixture back to a fuel inlet 15 the fuel cell.

Eine spezielle Ausgestaltung eines kombinierten CO2- und Wasserabscheidungsgerätes ist im Dokument US 6,110,613 beschrieben. Die aus jeweils Brennstoffgemisch und CO2 und aus Luft und Wasser bestehenden aus der Brennstoffzelle kommenden Auslassströmungen werden einem einzelnen Separationsgerät zugeführt. Die flüssigen Bestandteile von beiden Strömungen verlassen den Abscheidungsraum an dessen Boden und werden der Brennstoffzelle nach Beimischung von konzentriertem Brennstoff wieder zugeführt. Die Gase werden zu einem Sammelgerät geführt, welches wiederum im Auslassgas enthaltenes Wasser und Brennstoffreste zu einem Einlassluftstrom durch eine durchlässige Einheit führen. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass das System orientierungsabhängig ist. Das bedeutet, dass Flüssigkeiten aus dem Gasauslass des Abscheidungsraumes austreten würden, wenn es in einer nichtsenkrechten Position genutzt wird.A special embodiment of a combined CO 2 - and Wasserabscheidungsgerätes is in the document US 6,110,613 described. The fuel flows from each of the fuel mixture and CO 2 and from air and water coming outlet flows are fed to a single separation device. The liquid components of both flows leave the deposition space at the bottom and are returned to the fuel cell after admixing concentrated fuel. The gases are directed to a collector, which in turn carries water and fuel residue contained in the outlet gas to an inlet airflow through a permeable unit. The disadvantage of this solution is that the system is orientation-dependent. This means that liquids would escape from the gas outlet of the deposition space when used in a non-perpendicular position.

Eine weitere Ausführung eines kombinierten CO2- und Wasserabscheidungsgerätes ist im Dokument EP 1383191 offengelegt. In dieser Ausführungsform wird die CO2-Abscheidung in einem mit Brennstoffgemisch gefüllten Raum ausgeführt, welcher einen Einlass aufweist, der mit einem Brennstoffzellenauslass verbunden ist und einen Auslass aufweist, welcher mit einer Zirkulationspumpe gekoppelt ist. Das in Gasblasen auftretende CO2 wird aus dem Brennstoffgemisch durch Wirkung der Schwerkraft während der Verweildauer des Brennstoffgemischs im Separationsraum abgeschieden. An der Oberseite des Abscheidungsraumes ist ein Wasserabscheider montiert. Es sind Öffnungen zwischen dem CO2-Abscheidungsraum und dem Wasserabscheider angeordnet. Mittels dieser Öffnungen lässt sich das abgeschiedene CO2 durch einen Gasauslass herausführen und das abgeschiedene Wasser zurück in den Anodenkreislauf des Brennstoffzellensystems führen. Beide Abscheidungsprozesse funktionieren damit auf Grundlage der Schwerkraft. Der Nachteil dieser Ausführungsform ist ebenfalls die Abhängigkeit von der Ausrichtung des Gerätes im Raum. Das bedeutet, das Gerät arbeitet im Wesentlichen ausschließlich in der aufrechten Position, d.h. in der Position, in der sich der Wasserabscheider an der Oberseite des Abscheidungsgerätes befindet. Diese Orientierungsabhängigkeit bewirkt eine Unflexibilität des Abscheidungsgerätes und erfordert den Einsatz zusätzlicher Sicherheitsvorkehrungen gegen Leckage, insbesondere wenn es in flache Systeme integriert werden soll, wie sie z.B. in transportablen Energieversorgungseinrichtungen von Notebooks erforderlich sind.Another embodiment of a combined CO 2 and Wasserabscheidungsgerätes is in the document EP 1383191 disclosed. In this embodiment, the CO 2 separation is performed in a fuel mixture filled space having an inlet connected to a fuel cell outlet and having an outlet coupled to a circulation pump. The problem encountered in gas bubbles CO 2 is separated from the fuel mixture by the effect of gravity during the dwell time of the fuel mixture in the separation space. At the top of the deposition space, a water separator is mounted. There are openings between the CO 2 -Abscheidungsraum and the water separator arranged. By means of these openings, the separated CO 2 can be led out through a gas outlet and lead the separated water back into the anode circuit of the fuel cell system. Both deposition processes work on the basis of gravity. The disadvantage of this embodiment is also the dependence on the orientation of the device in space. This means that the device operates essentially exclusively in the upright position, ie in the position in which the water separator is located at the top of the deposition device. This orientation dependency causes inflexibility of the deposition device and requires the use of additional security against leakage, especially when it is to be integrated into flat systems, such as are required in portable power supplies of notebooks.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Verfügung zu stellen, mit dem effektiv und energie- und raumsparend Abscheidungsprozesse und Mischungen von Fluiden durchgeführt werden können.Of the Invention is therefore based on the object, a device available provide, with the effective and energy and space saving deposition processes and mixtures of fluids can be performed.

Diese Aufgabe wird durch ein Kombinationsgerät erfüllt, welches zum Abscheiden von Flüssigkeiten und Gasen aus einem Fluidgemisch und zum Mischen von Fluiden dient. Dieses Kombinationsgerät umfasst ein Gehäuse, an welchem ein erster Einlass für ein Fluidgemisch, ein zweiter Einlass für ein weiteres Fluidgemisch, ein Auslass für ein Flüssigkeitsgemisch und ein Auslass für ein Gasgemisch angeordnet sind. Des Weiteren umfasst das Kombinationsgerät eine gasdurchlässige und flüssigkeitsdichte Membran, die mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Membran besteht aus einer Mehrzahl von Einzelflächen, die derart angeordnet sind, dass sie eine dreidimensionale Oberflächenstruktur ausbilden.This object is achieved by a combination device which serves for the separation of liquids and gases from a fluid mixture and for the mixing of fluids. This combination device comprises a housing, at which a first inlet for a fluid mixture, a second inlet for a further fluid mixture, an outlet for a liquid keitsgemisch and an outlet for a gas mixture are arranged. Furthermore, the combination device comprises a gas-permeable and liquid-tight membrane, which is connected to the housing. The membrane consists of a plurality of individual surfaces, which are arranged such that they form a three-dimensional surface structure.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Kombinationsgerätes besteht darin, dass es aufgrund der Flüssigkeitsundurchlässigkeit der Membran orientierungsunabhängig arbeitet. Das heißt, die Abscheidung von Gasen durch die Membran kann in jeder Gebrauchslage des Kombinationsgerätes erfolgen. Dadurch, dass unterschiedliche Fluidströme in einem Gerät vereinigt werden, müssen keine zusätzlichen Pumpen, die die Mischung von Fluiden bewirken sollen, angeordnet werden. Durch die Vermeidung des Einsatzes von Pumpen wird ebenfalls die für den Betrieb der Pumpen benötigte Energie im Gesamt-Brennstoffzellensystem eingespart. Des Weiteren bewirkt die Kombination von Abscheidungs- und Mischprozessen von Fluiden in einem Gerät im Wesentlichen eine Verringerung des Volumenbedarfs und damit ebenfalls eine Verringerung des Fertigungsaufwandes für das erfindungsgemäße Kombinationsgerät, was zu verringerten Produktionskosten führt.Of the Advantage of the combination device according to the invention exists in that it is due to the liquid impermeability the membrane independent of orientation is working. This means, The separation of gases through the membrane can in any position of use of the combination device respectively. The fact that different fluid streams combined in one device Need to become no additional pumps, which are intended to effect the mixture of fluids. By avoiding the use of pumps is also the for the Operation of the pumps needed Energy saved in the overall fuel cell system. Furthermore causes the combination of deposition and mixing processes of Fluids in a device essentially a reduction in volume requirements and thus also a reduction in the production costs for the combination device according to the invention, which is too reduced production costs.

Im Allgemeinen besteht beim Einsatz von Membranen zu Abscheidungszwecken die Gesetzmäßigkeit, dass, je höher das durch die Membran hindurch zu transferierende Gasvolumen sein soll, ebenfalls der von einer Pumpe erzeugte Gasdruck erhöht sein muss. Da in einem Brennstoffzellensystem sowohl der Luftstrom sowie auch der CO2-Strom, die aus der Brennstoffzelle herausströmen, durch die Abscheidungsmembran hindurchgepresst werden müssen, muss üblicherweise der durch eine Gaspumpe erzeugte Gasdruck sehr hoch sein, was zu einer groß zu dimensionierenden Pumpe und damit zu einem hohen Energieverbrauch führt. Dieser hohe Energieverbrauch verringert die allgemeine Energie-Effizienz des gesamten Brennstoffzellensystems.In general, when membranes are used for deposition purposes, it is the law that the higher the gas volume to be transferred through the membrane, the higher the gas pressure generated by a pump must be. Since in a fuel cell system, both the air flow and the CO 2 stream, which flow out of the fuel cell must be forced through the deposition membrane, usually the gas pressure generated by a gas pump must be very high, resulting in a large-sized pump and thus leads to high energy consumption. This high energy consumption reduces the overall energy efficiency of the entire fuel cell system.

Dadurch allerdings, dass erfindungsgemäß die Membranoberfläche dreidimensional strukturiert ist, erhöht sich im wesentlichen Maße die Größe ihrer Gesamtoberfläche. Durch den Einsatz dieser sehr großen Membranoberfläche ist es damit möglich, trotz eines relativ geringen Gasdruckes in einer Zeiteinheit ein relativ großes Gasvolumen zu Abscheidungszwecken durch die Membran hindurch zu transferieren. Eine zum Zweck der Gasabscheidung angeordnete Pumpe kann daher wesentlich kleiner dimensioniert sein als bei herkömmlichen Ausführungen, was ebenfalls zu einem wesentlich geringeren Energieverbrauch und damit zu einer besseren Energie-Effizienz des Gesamt-Brennstoffzellensystems führt.Thereby however, that according to the invention, the membrane surface three-dimensional structured, increased essentially dimensions the size of their total surface. By the use of this very large membrane surface is it possible, despite a relatively low gas pressure in a unit of time a relative great Transfer gas volume through the membrane for deposition purposes. A arranged for the purpose of gas separation pump can therefore significantly smaller dimensions than in conventional designs, which also leads to a much lower energy consumption and thus leading to a better energy efficiency of the overall fuel cell system.

Das dem Kombinationsgerät zugeführte Fluid-Gemisch besteht im Wesentlichen aus einem Gemisch von Flüssigkeiten und Gasen. Die oberflächenstrukturierte Membran ist so gestaltet, dass sie bei nicht vollständiger Füllung des Innenraumes des Kombinationsgerätes mit einem Fluid-Gemisch nur mit einem Teil ihrer Oberfläche ausschließlich mit Gas in Berührung ist. Die Membran hat dabei im Wesentlichen eine Gesamterstreckungsfläche, die in einer oder auch in mehreren Ebenen verlaufen kann. In mehreren Ebenen kann die Membranfläche z.B. dann verlaufen, wenn die Membran gebogen, gewölbt oder auch zylinderförmig ist, d.h., neben der dreidimensionalen Oberflächenstrukturierung auch noch eine dreidimensionale Verformung der Gesamt-Fläche aufweist.The the combination device supplied Fluid mixture consists essentially of a mixture of liquids and gases. The surface-structured Membrane is designed so that when not completely filled the Interior of the combination device with a fluid mixture only with a part of its surface exclusively with gas in touch is. The membrane has essentially a total extension area, the can run in one or more levels. In several Planes can be the membrane surface e.g. then run when the membrane is bent, arched or also cylindrical is, that is, in addition to the three-dimensional surface structuring also a three-dimensional deformation of the total area having.

Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der erste Einlass für ein Fluid-Gemisch ein Einlass für ein aus der Brennstoffzelle kommendes Gemisch aus Brennstoff und CO2 ist.It is advantageously provided that the first inlet for a fluid mixture is an inlet for a mixture of fuel and CO 2 coming from the fuel cell.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass der zweite Einlass für ein weiteres Fluid-Gemisch ein Einlass für ein Wasser-Luft-Gemisch ist. Dieses weitere Fluid-Gemisch strömt aus dem Wärmetauscher in das erfindungsgemäße Kombinationsgerät.Of Furthermore, it is provided that the second inlet for another Fluid mixture an inlet for is a water-air mixture. This further fluid mixture flows out of the heat exchangers in the combination device according to the invention.

Der Auslass für ein Flüssigkeitsgemisch ist ein Auslass für ein Gemisch aus Brennstoff und Wasser. Dieses aus dem Auslass strömende Fluid-Gemisch wird zur Brennstoffzelle zurückgeführt.Of the Outlet for a liquid mixture is an outlet for a mixture of fuel and water. This flowing from the outlet fluid mixture is returned to the fuel cell.

Der Auslass für ein Gasgemisch ist ein Auslass für ein Gemisch aus Luft und CO2. Das aus diesen Auslass strömende Gasgemisch wird in die Umgebung abgeführt.The outlet for a gas mixture is an outlet for a mixture of air and CO 2. The gas mixture flowing out of this outlet is discharged into the environment.

Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass am Gehäuse ein weiterer Anschluss zur Zuführung von Brennstoff vorhanden ist. Durch diesen Anschluss zur Zuführung von Brennstoff wird aus einem Tank kommender unvermischter Brennstoff dem Gemisch im Kombinationsgerät zugeführt.It may further be provided that on the housing another connection for the supply of Fuel is available. Through this connection for the supply of Fuel becomes unmixed fuel from a tank the mixture in the combination device fed.

In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die dreidimensionale Profilierung der Membran durch winklig zueinander angeordnete benachbarte, ebene Einzelflächen erzeugt wird. Das heißt, dass die ebenen Einzelflächen in einem Zickzack-Profil nebeneinander angeordnet sind. Die ebenen Einzelflächen verlaufen dabei in einer Erstreckungsrichtung der Membranfläche über deren gesamte Länge bzw. Breite.In Advantageously, it is provided that the three-dimensional profiling the membrane produced by angle to each other arranged adjacent, flat individual surfaces becomes. This means, that the flat individual surfaces arranged in a zigzag profile next to each other. The planes Individual surfaces run while in an extension direction of the membrane surface over the whole length or width.

In einer alternativen Ausführung ist vorgesehen, dass die dreidimensionale Profilierung der Membran durch Ausbeulungen der Membranfläche erzeugt ist. Diese Ausbeulungen können dabei z.B. pyramidenförmig oder auch kegelförmig ausgeführt sein. Die kegelförmigen bzw. pyramidenförmigen Ausbeulungen müssen dabei nicht spitz zulaufen. Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass deren Formen eher pyramidenstumpfförmig oder kegelstumpfförmig abgewandelt sind. Die genannten Ausbeulungen können dabei an einer Seite der Membran angeordnet sein bzw. auch auf beiden Seiten der Membran. In einer alternativen Ausführungsform zu den winklig zueinander angeordneten Einzelflächen kann die Membran-Gesamtfläche ebenfalls auch aus einem Wellenprofil bestehen. Das bedeutet, dass statt eines winkligen Überganges zwischen Einzelflächen ein abgerundeter Übergang derart ausgebildet ist, dass sich im Wesentlichen eine Wellenform, wie z.B. die einer Sinusschwingung, ergibt.In an alternative embodiment it is provided that the three-dimensional profiling of the membrane is produced by bulging of the membrane surface. These bulges can be performed, for example, pyramidal or conical be. The conical or pyramidal bulges do not have to be tapered. It may further be provided that the forms are modified rather truncated pyramidal or frustoconical. The aforementioned bulges can be arranged on one side of the membrane or on both sides of the membrane. In an alternative embodiment to the individual surfaces arranged at an angle to one another, the entire membrane surface may also consist of a wave profile. This means that instead of an angular transition between individual surfaces, a rounded transition is formed such that substantially a waveform, such as that of a sine wave, results.

Des Weiteren kann alternativ vorgesehen sein, dass auf der Gesamt-Erstreckungsfläche der Membran eine Mehrzahl von zur Gesamt-Erstreckungsfläche senkrecht stehenden Einzelflächen angeordnet sind, und die durch diese senkrechten Flächen gebildeten Hohlprofile durch einseitig parallel zur Gesamt-Erstreckungsfläche verlaufende Einzelflächen abgeschlossen sind. In dieser Ausführungsform erstrecken sich damit von der Gesamt-Erstreckungsfläche der Membran senkrecht dazu angeordnete z.B. quaderförmige oder auch zylinderförmige Hohlprofile. Diese an die Membranfläche angeschlossenen Hohlprofile sind mittels aus dem Membranmaterial hergestellten parallel zur Gesamt-Erstreckungsfläche der Membran ausgeführten einzelnen und zur Hohlprofilwand senkrecht angeordneten Einzelflächen abgeschlossen.Of Furthermore, it may alternatively be provided that on the entire extension surface of the membrane arranged a plurality of perpendicular to the total extent surface individual surfaces are, and the hollow profiles formed by these vertical surfaces by one side parallel to the total extension surface extending individual areas Are completed. In this embodiment extend so that of the total extent of the membrane perpendicular to it arranged e.g. cuboid or also cylindrical hollow profiles. This to the membrane surface connected hollow profiles are by means of the membrane material produced in parallel to the total surface area of the membrane executed individual and closed to the hollow profile wall vertically arranged individual surfaces.

Durch alle die genannten speziellen Ausführungsformen der Membran-Oberfläche ergibt sich eine im Vergleich zu einer glatten Gesamterstreckungsfläche der Membran wesentliche größere Oberfläche.By all of the mentioned specific embodiments of the membrane surface yields itself compared to a smooth total area of the Membrane essential larger surface area.

In einer besonderen Ausgestaltung weist das erfindungsgemäße Kombinationsgerät eine dreidimensionale Profilierung der Membran durch eine Kombination der genannten möglichen Ausführungsformen der Membran auf. Das bedeutet, dass auf der Gesamt-Erstreckungsfläche der Membran unterschiedliche Formgestaltungen der Membranfläche angeordnet sein können. Es können z.B. regelmäßig oder auch unregelmäßig pyramidenförmige Ausbeulungen neben kegelförmigen Ausbeulungen bzw. zickzack-förmiger Profilierung und/oder Wellenprofilierung der Membranfläche angeordnet sein.In In a particular embodiment, the combination device according to the invention has a three-dimensional Profiling of the membrane by a combination of the mentioned possible embodiments the membrane. This means that on the total extent of the Membrane different shapes of the membrane surface arranged could be. It can e.g. regularly or also irregular pyramidal bulges next to conical Bumps or zigzag-shaped Profiling and / or wave profiling of the membrane surface arranged be.

Um eine Volumen- und Gewichtsersparnis zu bewirken und den Fertigungsaufwand zu verringern ist vorgesehen, dass die Membran wenigstens eine Seite des Gehäuses bildet. Das heißt, wenigstens eine Seite des Gehäuses besteht ausschließlich aus Membran-Material. Bei ausreichender Steifigkeit des Gehäuses und großem Membranoberflächenbedarf können auch mehrere Seiten des Gehäuses durch die Membran oder mehrere Membranen gebildet sein.Around to bring about a reduction in volume and weight and the production costs To reduce it is provided that the membrane at least one side of the housing forms. This means, at least one side of the housing consists exclusively of Membrane material. With sufficient rigidity of the housing and great Membrane surface needs can also through several sides of the housing the membrane or multiple membranes may be formed.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Membran aus einem Material besteht, welches PTFE aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Membran aus PTFE besteht.In A further advantageous embodiment provides that the membrane is made of a material comprising PTFE. In particular, can be provided that the membrane is made of PTFE.

Bevorzugt ist des weiteren vorgesehen, dass im Gehäuse des erfindungsgemäßen Kombinationsgerätes und dieses in mindestens zwei Räume teilend ein Diaphragma angeordnet ist. Als Material des Diaphragmas kann dabei ein poröses Material wie z.B. ein Schwamm oder auch ein Löcher aufweisendes Material oder eine poröse Keramik verwendet werden. Das Diaphragma teilt den Gehäuseinnenraum des erfindungsgemäßen Kombinationsgerätes in zwei einzelne Räume, an dessen einem Teilraum der Einlass für das Fluid-Gemisch und der Auslass für das Flüssigkeitsgemisch angeordnet sind und an dessen anderer Raum der zweite Einlass für das weitere Fluid-Gemisch und der Auslass für die Gase angeschlossen sind. Das abgeschiedene CO2 durchtritt das Diaphragma und gelangt vom ersten Teilinnenraum des Gehäuseinnenraumes in den zweiten Teilinnenraum und verlässt diesen zusammen mit Luft durch die Membran. Des Weiteren tritt Wasser im zweiten Teilinnenraum des Gehäuseinnenraumes durch das Diaphragma hindurch in den ersten Teilinnenraum, von dem es durch den Brennstoffgemischauslass austritt.Preferably, it is further provided that in the housing of the combination device according to the invention and this in at least two rooms dividing a diaphragm is arranged. As a material of the diaphragm can be used a porous material such as a sponge or a material having holes or a porous ceramic. The diaphragm divides the housing interior of the combination device according to the invention into two individual spaces, at one partial space of which the inlet for the fluid mixture and the outlet for the liquid mixture are arranged, and at whose other space the second inlet for the further fluid mixture and the outlet for the gases are connected. The separated CO 2 passes through the diaphragm and passes from the first part of the interior of the housing interior in the second part of the interior and leaves it together with air through the membrane. Furthermore, water in the second partial interior of the housing interior passes through the diaphragm into the first partial interior, from which it exits through the fuel mixture outlet.

In günstiger Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kombinationsgerätes ist der Flüssigkeitsauslass ein in der Gehäusewand flüssigkeitsdicht drehbar gelagertes gekrümmtes Rohr. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass aufgrund der Drehbarkeit des gekrümmten Rohres dieses durch seine Schwerkraft mit seinem offenen Ende ständig nach unten hängt, so dass es mit der am tiefsten Punkt des Gehäuses befindlichen Flüssigkeit in Kontakt ist. Unabhängig von der Orientierung des Kombinationsgerätes im Raum lässt sich somit die ständige Verbindung von Flüssigkeitsauslass und im Gehäuse befindlicher Flüssigkeit erreichen.In better Embodiment of the combination device according to the invention is the liquid outlet one in the housing wall rotatable liquid-tight stored curved Pipe. This embodiment has the advantage that due to the rotatability of the curved one Pipe this by its gravity with its open end constantly down hangs, so that it is with the liquid located at the lowest point of the housing is in contact. Independently from the orientation of the combination device in space can be hence the permanent one Connection of liquid outlet and in the case liquid present to reach.

In einer alternativen Ausgestaltung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass der Flüssigkeitsauslass ein in der Gehäusewand flüssigkeitsdicht angeordnetes flexibles biegsames Rohr ist. In dieser Ausgestaltung bewirkt die flexible Biegbarkeit des Rohres, dass dieses ständig nach unten und somit ständig in Kontakt mit der im Gehäuse befindlichen Flüssigkeit ist.In However, an alternative embodiment may also be provided be that the fluid outlet one in the housing wall liquid-tight is arranged flexible flexible tube. In this embodiment The flexible bendability of the pipe causes it to be constantly reeling below and thus constantly in contact with the housing located liquid is.

Das den Gehäuseinnenraum teilende Diaphragma ist im Querschnitt vorzugsweise ein polygonales Profil. So kann das Diaphragma im Querschnitt z.B. quadratisch, fünfeckig oder auch prismatisch ausgeführt sein. Das bedeutet, dass im Wesentlichen ebene, winklig zueinander benachbarte Flächen einen geschlossen Polygonzug bilden. Um eine bessere Durchströmung des Diaphragmas von Flüssigkeiten zu erreichen kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass Löcher in den Flächen des polygonal geformten Diaphragmas vorhanden sind. Durch diese Löcher kann in einfacher Weise z.B. das Wasser von einem durch das Diaphragma gebildeten Teilinnenraum im Gehäuse in den anderen Teilinnenraum im Gehäuse strömen.The diaphragm which divides the housing interior is preferably a polygonal profile in cross section. So the diaphragm can in cross section be executed square, pentagonal or prismatic. This means that substantially planar, angled adjacent surfaces form a closed polygon. In order to achieve a better flow through the diaphragm of liquids may advantageously be provided that holes in the surfaces of the polygonal shaped diaphragm are present. Through these holes can flow in a simple manner, for example, the water from a part of the interior space formed by the diaphragm in the housing in the other part of the interior space in the housing.

Das erfindungsgemäße Kombinationsgerät wird vorteilhafterweise als Flüssigkeitsabscheidungsgerät und als Gerät zum Mischen von Brennstoffen in einem Brennstoffzellensystem verwendet.The Combination device according to the invention is advantageously as liquid separation device and as Device for Mixing fuels used in a fuel cell system.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen dabei:The The invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It shows:

1: das erfindungsgemäße Kombinationsgerät in einem Brennstoffzellensystem, 1 the combination device according to the invention in a fuel cell system,

2: ein Kombinationsgerät mit profilierter Membran, 2 : a combination device with profiled membrane,

3: Kombinationsgerät mit Diaphragma und Membran, 3 : Combination device with diaphragm and diaphragm,

4: zylinderförmiges Kombinationsgerät, 4 : cylindrical combination device,

5: Kombinationsgerät mit gewellter Membran, 5 : Combination device with corrugated membrane,

6: Kombinationsgerät mit polygonal geformtem Diaphragma 6 : Combination device with polygonal shaped diaphragm

7: Brennstoffzellensystem gemäß Stand der Technik der Technik. 7 : Fuel cell system according to the prior art of the art.

In 1 ist ein Brennstoffzellensystem dargestellt, welches eine Brennstoffzelle 10, einen Wärmetauscher 50, das erfindungsgemäße Kombinationsgerät 80 sowie einen Brennstofftank 30 und die zwischen diesen einzelnen Aggregaten angeordneten Verbindungsleitungen aufweist. Zur Beförderung der jeweiligen Fluide sind im Brennstoffzellensystem eine Gaspumpe 12, eine Zirkulationspumpe 23 und eine Brennstoffzellenpumpe 31 angeordnet. Der Wärmetauscher 50 wird mittels eines Gebläses 55 gekühlt.In 1 a fuel cell system is shown, which is a fuel cell 10 , a heat exchanger 50 , the combination device according to the invention 80 as well as a fuel tank 30 and having the connecting lines arranged between these individual units. To transport the respective fluids are in the fuel cell system, a gas pump 12 , a circulation pump 23 and a fuel cell pump 31 arranged. The heat exchanger 50 is by means of a blower 55 cooled.

Zwei aus Zwei-Phasen-Gemischen bestehende Strömungen werden in das Kombinationsgerät 80 geführt. Der aus dem Wärmetauscher 50 kommende Auslassstrom enthält Luft und Wasser und strömt in das Kombinationsgerät 80 durch dessen Luft-Wasser-Einlass 121. Der aus dem Brennstoffzellen-Anodenauslass 16 kommende Anoden-Auslassstrom enthält ein Brennstoffgemisch und CO2 und strömt in das Kombinationsgerät 80 an dessen Brennstoffgemisch-CO2-Einlass 120. Während der Verweildauer der Zweiphasen-Gemische im Kombinationsgerät 80 werden die Gase von den Flüssigkeiten aufgrund der Wirkung der Schwerkraft abgeschieden. Das heißt, dass aufgrund der geringeren Dichte der Gase Luft und CO2 diese im Kombinationsgerät 80 über den jeweiligen Flüssigkeiten Wasser und Brennstoff auftreten. Die Gase werden aus dem Innenraum des Kombinationsgerätes 80 durch Entlüftungsöffnungen 124 an die Umgebung abgegeben. Der mit dem kondensierten Wasser im Innenraum des Kombinationsgerätes 80 vermischte Brennstoff wird durch den Brennstoffgemischauslass 122 zurück zum Brennstoff-Anodeneinlass 15 durch eine Zirkulationspumpe 23 gepumpt.Two streams consisting of two-phase mixtures are added to the combination device 80 guided. The from the heat exchanger 50 The coming outlet stream contains air and water and flows into the combination unit 80 through its air-water inlet 121 , The from the fuel cell anode outlet 16 The coming anode outlet stream contains a fuel mixture and CO 2 and flows into the combination device 80 at the fuel mixture CO 2 inlet 120 , During the residence time of the two-phase mixtures in the combination device 80 the gases are separated from the liquids due to the effect of gravity. This means that due to the lower density of the gases, air and CO 2 in the combination device 80 over the respective liquids water and fuel occur. The gases are from the interior of the combination device 80 through vents 124 delivered to the environment. The with the condensed water in the interior of the combination device 80 mixed fuel is passed through the fuel mixture outlet 122 back to the fuel anode inlet 15 through a circulation pump 23 pumped.

Bei Bedarf kann mittels einer Brennstoffpumpe 31 Brennstoff, der in einem Brennstofftank 30 gelagert ist, über einen Einlass für konzentrierten Brennstoff 123 in das Kombinationsgerät 80 gepumpt werden. Dieser konzentrierte Brennstoff vermischt sich mit dem im Kombinationsgerät 80 enthaltenen Brennstoff-Wasser-Gemisch und verlässt das Kombinationsgerät 80 ebenfalls durch den Brennstoffgemischauslass 122.If necessary, by means of a fuel pump 31 Fuel in a fuel tank 30 is stored, via an inlet for concentrated fuel 123 in the combination device 80 be pumped. This concentrated fuel mixes with that in the combination unit 80 contained fuel-water mixture and leaves the combination device 80 also through the fuel mixture outlet 122 ,

Dadurch, dass an dem Kombinationsgerät 80 jeweils zwei Einlässe 120, 121 und zwei Auslässe 122, 123 angeordnet sind, lassen sich im Inneren des Kombinationsgerätes 80 Abscheidungsprozesse sowie gleichzeitig Mischprozesse von Flüssigkeiten bzw. Gasen durchführen. Diese Kombination von Abscheidung und Mischung von Flüssigkeiten bzw. Gasen in einem Gerät führt zu einem sehr einfachen Brennstoffzellensystemaufbau mit einer verringerten Anzahl von Einzelbauteilen und einem geringen Volumenbedarf.Because of that on the combination device 80 two inlets each 120 . 121 and two outlets 122 . 123 are arranged, can be inside the combination device 80 Deposition processes and simultaneously perform mixed processes of liquids or gases. This combination of separation and mixing of liquids or gases in one device results in a very simple fuel cell system design with a reduced number of individual components and a low volume requirement.

Die Erfindung ist in 2 dargestellt. Innerhalb des Kombinationsgerätes 80 ist der Abscheidungsraum 100 ausgebildet. Durch die Gehäusewand 90 des Kombinationsgerätes 80 führen jeweils der Luft-Wasser Einlass 121 und der Einlass 123 für konzentrierten Brennstoff sowie der Brennstoffgemisch-CO2-Einlass 120. Des weiteren ist eine Brennstoffgemischauslasseinrichtung 122 sowie die Membran 115 zum Herausführen der Gase Luft und CO2 aus dem Abscheidungsraum 100 am Kombinationsgerät 80 angeordnet. Das bedeutet, dass das aufgrund der unterschiedlichen Dichte im Abscheidungsraum 100 über den Flüssigkeiten befindliche Gas, bestehend aus Luft und CO2, durch die in Zickzack-Form profilierte Membran 115 durch diese hindurch an die Umgebung abgeführt werden kann. Es ist somit in dieser Ausführungsform kein extra Gas-Auslassrohr am Gehäuse 90 des Kombinationsgerätes 80 vorgesehen.The invention is in 2 shown. Within the combination device 80 is the separation room 100 educated. Through the housing wall 90 of the combination device 80 each lead the air-water inlet 121 and the inlet 123 for concentrated fuel as well as the fuel mixture CO 2 inlet 120 , Furthermore, a fuel mixture outlet device 122 as well as the membrane 115 for removing the gases air and CO 2 from the deposition space 100 on the combination device 80 arranged. This means that due to the different density in the deposition space 100 gas above the liquids, consisting of air and CO 2 , through the membrane profiled in a zigzag shape 115 can be dissipated through this to the environment. It is thus in this embodiment, no extra gas outlet pipe on the housing 90 of the combination device 80 intended.

Die Membran 115 besteht vorzugsweise aus einem porösen PTFE-Material oder aus einem anderen flüssigkeitsabweisenden Material oder aus einer Kombination von PTFE-Material mit einem weiteren flüssigkeitsabweisenden Material. Dadurch, dass die Membran gasdurchlässig und flüssigkeitsundurchlässig ist, werden durch sie die Gase an die Umgebung herausgeleitet und die Flüssigkeiten im Abscheidungsraum 100 des Kombinationsgerätes 80 gehalten. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, das Kombinationsgerät flexibel im Raum auszurichten, ohne dass z.B. Flüssigkeit durch Gasaustrittsöffnungen aus dem Kombinationsgerät 80 austritt. Durch die starke räumliche Profilierung der Membran 115 ergibt sich eine weit größere Oberfläche als wenn die Membran als glatte Ebene ausgeführt wird. Aufgrund dieser großen Oberfläche ist es möglich, ein großes Gasvolumen in einer bestimmten Zeiteinheit durch die Membran zu transferieren. Bei Anordnung einer dreidimensional profilierten Membran, welche sich über wenigstens eine Gesamt-Außenfläche des Kombinationsgerätes 80 erstreckt, ist die zur Gas-Transferierung zur Verfügung stehende Fläche der Membran so groß, dass im Brennstoffzellensystem ein nur relativ geringer Druck erzeugt werden muss, der das Gas aus dem Kombinationsgerät 80 an die Umgebung durch die Membran 115 hinausdrückt. Ein solch geringer Druck kann mit entsprechend klein dimensionierten Pumpen erzeugt werden, die einen nur geringfügigen Energieverbrauch haben, was die Gesamt-Energieeffizienz des Brennstoffzellensystems erhöht. In 2 ist die Membran im Zickzack-Profil dargestellt. Es sind allerdings auch weitere Ausführungsformen wie z.B. eine gebeulte Membran, eine gewellte oder eine mit pyramidenförmigen bzw. kegelförmigen oder stabförmigen Ausformungen versehene Membran 115 sowie die Kombination von einzelnen unterschiedlichen Ausformungen möglich.The membrane 115 preferably consists of a porous PTFE material or of another liquid-repellent material or of a combination of PTFE material with another liquid-repellent material. By virtue of the membrane being permeable to gas and impermeable to liquids, the gases are discharged to the environment through them and the liquids in the deposition space 100 of the combination device 80 held. This configuration makes it possible to flexibly align the combination device in the room, without, for example, liquid through gas outlet openings of the combination device 80 exit. Due to the strong spatial profiling of the membrane 115 results in a much larger surface than when the membrane is designed as a smooth plane. Because of this large surface area, it is possible to transfer a large volume of gas through the membrane in a given time unit. When arranging a three-dimensionally profiled membrane which extends over at least one overall outer surface of the combination device 80 extends, the surface of the membrane available for gas transfer is so large that in the fuel cell system, only a relatively low pressure must be generated, the gas from the combination device 80 to the environment through the membrane 115 also suppressed. Such a low pressure can be generated with correspondingly small-sized pumps, which have only a minor energy consumption, which increases the overall energy efficiency of the fuel cell system. In 2 the membrane is shown in zigzag profile. However, there are also other embodiments such as a dentate membrane, a corrugated or provided with pyramidal or conical or rod-shaped membrane 115 as well as the combination of individual different forms possible.

Eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung ist in 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform wird das Kombinationsgerät 80 mittels eines Diaphragmas 130 in zwei Einzelräume, nämlich dem Brennstoffgemisch-CO2-Raum 101 und dem Luft-Wasser-Raum 102 gebildet. An den Brennstoffgemisch-CO2-Raum 101 ist der Einlass 120 für das Brennstoffgemisch und CO2 sowie der Einlass 123 für konzentrierten Brennstoff angeordnet. Der Flüssigkeitsauslass 122 für Brennstoffgemisch und Wasser ist als flexibles Sammelrohr 126 in den Innenbereich des Brennstoffgemisch-CO2-Raumes 101 verlängert. Durch die Schwerkraft hängt das Ende des flexiblen Sammelrohres 126 ständig nach unten und befindet sich somit jeweils optimal in einer Stellung, in der es mit der am tiefsten Punkt innerhalb dieses Einzelraumes befindlichen Flüssigkeit in Kontakt ist. Der Luft-Wasser-Raum 102 innerhalb des Kombinationsgerätes 80 wird des Weiteren durch eine Membran 115 derart geteilt, dass ein Gassammelraum 103 innerhalb des Kombinationsgerätes 80 entsteht. An dem Luft-Wasser-Raum 102 ist der Einlass 121 für das Luft-Wasser-Gemisch angeordnet. An dem Gassammelraum 103 ist der Gasauslass 124 zum Herauslassen von Luft und CO2 aus dem Kombinationsgerät 80 angeordnet. Das Diaphragma ist im Wesentlichen ein flächiges Material mit Löchern oder aus porösen Schichten bestehend, wie z.B. ein geschäumtes Material oder eine poröse Keramik. In dem Brennstoffgemisch-CO2-Raum 101 wird das Brennstoffgemisch und CO2 durch den Brennstoffgemisch-CO2-Einlass 120 zugeführt. Aufgrund der Schwerkraft löst sich das CO2 aus dem Brennstoffgemisch und befindet sich über dem flüssigen Brennstoff. Im benachbarten Luft-Wasserraum 102, welcher durch den Luft-Wasser-Einlass 121 mit Luft-Wasser-Gemisch beschickt wird, separiert sich Luft vom Wasser. Aufgrund der Gasdurchlässigkeit des Diaphragmas 130 tritt das CO2 durch das Diaphragma 130 hindurch in den Luft-Wasser-Raum 102 und verlässt zusammen mit der in diesem Raum abgeschiedenen Luft diesen Luft-Wasser-Raum 102 durch die Abscheidungsmembran 115. Um die Gesamtoberfläche der Membran 115 zu erhöhen, ist die profilierte Membran 115 an zwei Seitenflächen des Luft-Wasser-Raumes 102 angeordnet. Die durch die Membran 115 in den Gassammelraum 103 getretenen Gase werden in diesem Gassammelraum 103 gesammelt und durch eine Entlüftungsöffnung 124 an die Umgebung abgeführt. Das im Luft-Wasser-Raum 102 verbleibende Wasser tritt durch das Diaphragma 130 hindurch in den benachbarten Brennstoffgemisch-CO2-Raum 101. Aus diesem Raum wird es mittels des Brennstoffgemischauslasses 122 herausgelassen. Die Öffnung des flexiblen Rohres 126 des Brennstoffgemischauslasses 122 ist orientierungsunabhängig. Somit kann das Kombinationsgerät 80 selbst in jeglicher räumlicher Orientierung betrieben werden, das Ende des flexiblen Rohres 126 des Brennstoffgemischauslasses 122 hängt ständig nach unten und ist somit vorteilhafterweise ständig in Kontakt mit der am tiefsten Punkt im Kombinationsgerät 80 vorhandenen Flüssigkeit. Bei Betrieb des Kombinationsgerätes 80, z.B. in einer Position wie in 3 dargestellt, ist es möglich, dass die Membran 115 sowie auch das Diaphragma 130 zur gleichen Zeit mit Flüssigkeiten (Brennstoffgemisch, Wasser) und Gasen (CO2, Luft) in Kontakt sind. Aufgrund der flüssigkeitsabweisenden Eigenschaft der Membran 115 wird dabei sämtliche Flüssigkeit im Abscheidungsraum 100 des Kombinationsgerätes 80 gehalten, und die Gase können den Abscheidungsraum 100 durch den nicht an Flüssigkeit anliegenden Teil der Membran 115 des Kombinationsgerätes 80 verlassen.Another possible embodiment of the invention is in 3 shown. In this embodiment, the combination device 80 by means of a diaphragm 130 in two individual rooms, namely the fuel mixture CO 2 space 101 and the air-water room 102 educated. To the fuel mixture CO 2 space 101 is the inlet 120 for the fuel mixture and CO 2 as well as the inlet 123 arranged for concentrated fuel. The liquid outlet 122 for fuel mixture and water is as a flexible manifold 126 in the interior of the fuel mixture CO 2 space 101 extended. By gravity hangs the end of the flexible manifold 126 constantly down and thus each is optimally in a position in which it is in contact with the liquid located at the lowest point within this individual space. The air-water room 102 within the combination device 80 is further through a membrane 115 so divided that a gas collection room 103 within the combination device 80 arises. At the air-water room 102 is the inlet 121 arranged for the air-water mixture. At the gas collection room 103 is the gas outlet 124 for venting air and CO 2 from the combination device 80 arranged. The diaphragm is essentially a sheet material with holes or porous layers, such as a foamed material or a porous ceramic. In the fuel mixture CO 2 space 101 becomes the fuel mixture and CO 2 through the fuel mixture CO 2 inlet 120 fed. Due to gravity, the CO 2 dissolves from the fuel mixture and is above the liquid fuel. In the neighboring air-water room 102 passing through the air-water inlet 121 is charged with air-water mixture, air separates from the water. Due to the gas permeability of the diaphragm 130 the CO 2 passes through the diaphragm 130 through into the air-water room 102 and leaves this air-water space together with the air separated in this room 102 through the separation membrane 115 , To the total surface of the membrane 115 increase is the profiled membrane 115 on two side surfaces of the air-water space 102 arranged. The through the membrane 115 in the gas storage room 103 Taken gases are in this gas collection room 103 collected and through a vent 124 discharged to the environment. That in the air-water room 102 remaining water passes through the diaphragm 130 through into the adjacent fuel mixture CO 2 space 101 , From this space, it is by means of the Brennstoffgemischauslasses 122 let out. The opening of the flexible pipe 126 of the fuel mixture outlet 122 is independent of orientation. Thus, the combination device 80 even in any spatial orientation, the end of the flexible tube 126 of the fuel mixture outlet 122 depends constantly down and is thus advantageously always in contact with the lowest point in the combination device 80 existing liquid. When operating the combination device 80 , eg in a position like in 3 shown, it is possible that the membrane 115 as well as the diaphragm 130 at the same time in contact with liquids (fuel mixture, water) and gases (CO 2 , air). Due to the liquid-repellent property of the membrane 115 in the process, all liquid in the deposition space 100 of the combination device 80 held, and the gases can the separation space 100 through the non-fluid part of the membrane 115 of the combination device 80 leave.

Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kombinationsgerätes ist in 4 dargestellt. Das Kombinationsgerät 80 hat in dieser Ausführung eine zylindrische Form. Die Erfindung ist aber nicht auf die zylindrische Form festgelegt, sondern es ist auch möglich, dass statt dessen z.B. eine prismatische Form verwendet wird. Die Membran 115 schließt den Luft-Wasser-Raum 102 ein und ist, abgesehen von der Ausrichtung ihrer Einzelflächenelemente, in ihrer Gesamt-Fläche insgesamt parallel zur äußeren Oberfläche des Kombinationsgerätes 80 angeordnet. Der durch die Membran 115 gebildete Innenraum ist mittels eines porösen Diaphragmas 130 von ebenfalls zylindrischer oder prismatischer Form in den Brennstoffgemisch-CO2-Raum 101 und in den genannten Luft-Wasser-Raum 102 geteilt. Die einzelnen Einlässe bzw. Auslässe sind wie oben in Bezug zu den vorhergehenden Figuren an die einzelnen Teilräume angeschlossen. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht in der sehr großen Oberfläche der Membran 115.An alternative embodiment of the combination device according to the invention is in 4 shown. The combination device 80 has a cylindrical shape in this embodiment. The invention is but not fixed to the cylindrical shape, but it is also possible that, for example, a prismatic shape is used instead. The membrane 115 closes the air-water room 102 and is, apart from the orientation of their individual surface elements, in their total area in total parallel to the outer surface of the combination device 80 arranged. The through the membrane 115 formed interior is by means of a porous diaphragm 130 also cylindrical or prismatic shape in the fuel mixture CO 2 space 101 and in the said air-water space 102 divided. The individual inlets or outlets are connected to the individual subspaces, as above with respect to the preceding figures. The advantage of this embodiment is the very large surface area of the membrane 115 ,

In 5 ist ein Kombinationsgerät 80 dargestellt, welches vorteilhafterweise ein nur geringes Volumen hat. In dieser Ausführungsform erstreckt sich die dreidimensional gestaltete Membran 115 in den Hauptraum des Abscheidungsraumes 100. Diese Ausführungsform bewirkt ein günstiges Verhältnis von Gesamtvolumen des Kombinationsgerätes 80 und der Maximierung der Gesamtfläche der Membran 115. Obwohl in dieser 5 nicht dargestellt, kann der Abscheidungsraum 100 ähnlich wie bei den vorhergehenden Figuren mittels eines Diaphragmas 130 in einen Brennstoffgemisch-CO2-Raum 101 und einen Luft-Wasser-Raum 102 unterteilt werden. Außerdem kann, wie auch schon in 3 dargestellt, der Brennstoffgemischauslass 122 mit einem flexiblen Rohr 126 gekoppelt werden, so dass dieses flexible Rohr 126 unter Wirkung der Schwerkraft ständig am tiefsten Punkt dieses Teilraumes stehenden Flüssigkeit in Kontakt ist, so dass eine Verbesserung der Orientierungsunabhängigkeit des Kombinationsgerätes 80 erreicht wird.In 5 is a combination device 80 represented, which advantageously has only a small volume. In this embodiment, the three-dimensionally shaped membrane extends 115 into the main room of the separation room 100 , This embodiment causes a favorable ratio of total volume of the combination device 80 and maximizing the total area of the membrane 115 , Although in this 5 not shown, the deposition space 100 similar to the previous figures by means of a diaphragm 130 in a fuel mixture CO 2 space 101 and an air-water room 102 be divided. In addition, as already in 3 shown, the fuel mixture outlet 122 with a flexible tube 126 be coupled, so this flexible tube 126 under the action of gravity constantly at the lowest point of this subspace standing liquid in contact, so that an improvement of the orientation independence of the combination device 80 is reached.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in 6 dargestellt. Hier ist der Luft-Wasser-Raum 102 innerhalb des Brennstoffgemisch-CO2-Raumes 101 mit wenigstens einem wesentlichen Teil seines Volumens angeordnet. Eine Außenwand bzw. Außenfläche des Luft-Wasser-Raumes 102 wird durch eine gefaltete Membran 115 erzeugt. Die den Luft-Wasser-Raum 102 vom Brennstoffgemisch-CO2-Raum 101 abgrenzende Diaphragma 130 weist Öffnungen 131 auf. In der dargestellten Ausführungsform ist das Diaphragma 130 im Profil fünfeckig gestaltet. Die Öffnungen 131 sind in den Flächen des Diaphragmas sowie an den durch angrenzende Flächen entstandenen Kanten des Diaphragmas 130 gebildet. Diese Öffnungen 131 dienen dazu, innerhalb des Luft-Wasser-Raumes 102 kondensiertes Wasser zum Brenn stoffgemisch-CO2-Raum 101 zu führen. Aufgrund der polygonal gestalteten Form des Diaphragmas 130 befindet sich Wasser innerhalb des Luft-Wasser-Raumes 102 ständig auf einer der Innenflächen des Polygons bzw. an einer der durch zwei benachbarte Innenflächen gebildeten Kanten des Diaphragmas 130. Dadurch, dass die Öffnungen 131 im Wesentlichen regelmäßig über die Gesamtfläche und Kanten des Diaphragmas 130 verteilt sind, kann das Wasser durch diese Öffnungen aus dem Luft-Wasser-Raum 102 einfach in den Brennstoffgemisch-CO2-Raum des Kombinationsgerätes 80 gelangen.A preferred embodiment of the invention is in 6 shown. Here is the air-water room 102 within the fuel mixture CO 2 space 101 arranged with at least a substantial part of its volume. An outer wall or outer surface of the air-water space 102 is through a folded membrane 115 generated. The the air-water room 102 from the fuel mixture CO 2 space 101 delimiting diaphragm 130 has openings 131 on. In the illustrated embodiment, the diaphragm is 130 pentagonal in profile. The openings 131 are in the surfaces of the diaphragm as well as on the edges of the diaphragm created by adjacent surfaces 130 educated. These openings 131 serve, within the air-water space 102 condensed water to fuel mixture CO 2 space 101 respectively. Due to the polygonal shape of the diaphragm 130 There is water within the air-water space 102 constantly on one of the inner surfaces of the polygon or on one of the edges of the diaphragm formed by two adjacent inner surfaces 130 , Because of the openings 131 essentially regularly over the total area and edges of the diaphragm 130 The water can pass through these openings from the air-water space 102 simply into the fuel mixture CO 2 space of the combination device 80 reach.

1010
Brennstoffzellefuel cell
1111
Kathoden-Einlass der BrennstoffzelleCathode inlet the fuel cell
1212
Luftpumpe/GebläseAir pump / blower
1313
Kathoden-Auslass der BrennstoffzelleCathode outlet the fuel cell
1515
Anoden-Einlass der BrennstoffzelleAnode inlet the fuel cell
1616
Anoden-Auslass der BrennstoffzelleAnode outlet the fuel cell
2020
O2-AbscheiderO 2 separator
2121
CO2-Auslass/EntlüftungsöffnungCO 2 outlet / vent
2222
Mischungsgerätmixing device
2323
Zirkulationspumpecirculation pump
3030
Brennstofftankfuel tank
3131
Brennstoffpumpefuel pump
5050
Wärmetauscherheat exchangers
5252
Wärmeetauscher-AuslassWärmeetauscher outlet
5555
Gebläsefan
6060
Wasserabscheiderwater
6161
Entlüftungvent
7070
Kondensatorpumpecondenser pump
8080
Kombinationsgerätcombination device
9090
Gehäusecasing
100100
Abscheidungsraumdeposition space
101101
Brennstoffgemisch-CO2-RaumFuel mixture CO 2 space
102102
Luft-Wasser-RaumAir-water space
103103
GassammelraumGas collection space
110110
Seitenfläche des KombinationsgerätesSide surface of the combination device
115115
Membranmembrane
120120
Erster Einlass für ein Fluidgemischfirst Inlet for a fluid mixture
121121
Zweiter Einlass für ein Fluidgemischsecond Inlet for a fluid mixture
122122
Auslass für ein Flüssigkeitsgemischoutlet for a liquid mixture
123123
Einlass für konzentrierten Brennstoffinlet for concentrated fuel
124124
Auslass für ein Gasgemischoutlet for a mixture of gases
126126
flexibles Sammelrohrflexible manifold
130130
Diaphragmadiaphragm
131131
Diaphragma-ÖffnungDiaphragm opening

Claims (23)

Kombinationsgerät zum Abscheiden von Flüssigkeiten und Gasen aus einem Fluidgemisch und zum Mischen von Fluiden, welches ein Gehäuse (90) umfasst, an welchem ein erster Einlass (120) für ein Fluidgemisch, ein zweiter Einlass (121) für ein weiteres Fluidgemisch, ein Auslass (122) für ein Flüssigkeitsgemisch und ein Auslass (124) für ein Gasgemisch angeordnet sind, und mit dem eine gasdurchlässige und flüssigkeitsdichte Membran (115) verbunden ist, die aus einer Mehrzahl von Einzelflächen besteht, die derart angeordnet sind, dass sie eine dreidimensionale Oberflächenstruktur der Membran (115) ausbilden.Combination apparatus for separating liquids and gases from a fluid mixture and for mixing fluids comprising a housing ( 90 ), at which a first inlet ( 120 ) for a fluid mixture, a second inlet ( 121 ) for another fluid mixture, an outlet ( 122 ) for a liquid mixture and an outlet ( 124 ) are arranged for a gas mixture, and with which a gas-permeable and liquid-tight membrane ( 115 ), which consists of a plurality of individual surfaces, which are arranged so that they have a three-dimensional surface structure of the membrane ( 115 ) train. Kombinationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Einlass (120) für ein Fluidgemisch ein Einlass für ein Gemisch aus Brennstoff und Kohlendioxid ist.Combination device according to claim 1, characterized in that the first inlet ( 120 ) for a fluid mixture is an inlet for a mixture of fuel and carbon dioxide. Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Einlass (121) für ein weiteres Fluidgemisch ein Einlass für ein Wasser-Luft-Gemisch ist.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the second inlet ( 121 ) is an inlet for a water-air mixture for another fluid mixture. Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (122) für ein Flüssigkeitsgemisch ein Auslass für ein Gemisch aus Brennstoff und Wasser ist.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet ( 122 ) for a liquid mixture is an outlet for a mixture of fuel and water. Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (124) für ein Gasgemisch ein Auslass für ein Gemisch aus Luft und Kohlendioxid ist.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet ( 124 ) for a gas mixture is an outlet for a mixture of air and carbon dioxide. Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse des weiteren ein Anschluss (123) zur Zuführung von Brennstoff vorhanden ist.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the housing further comprises a connection ( 123 ) is present for supplying fuel. Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Profilierung der Membran (115) durch winklig zueinander angeordnete benachbarte ebene Einzelflächen erzeugt ist.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the three-dimensional profiling of the membrane ( 115 ) is created by angularly spaced adjacent flat individual surfaces. Kombinationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Profilierung der Membran (115) durch Ausbeulungen der Membranfläche erzeugt ist.Combination device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the three-dimensional profiling of the membrane ( 115 ) is produced by bulging of the membrane surface. Kombinationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Profilierung der Membran (115) durch eine Wellenform der Membranfläche erzeugt ist.Combination device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the three-dimensional profiling of the membrane ( 115 ) is generated by a waveform of the membrane surface. Kombinationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamt-Fläche der Membran (115) pyramidenförmige Verformungen aufweist.Combination device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the total area of the membrane ( 115 ) has pyramidal deformations. Kombinationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamt-Fläche der Membran (115) kegelförmige Verformungen aufweist.Combination device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the total area of the membrane ( 115 ) has conical deformations. Kombinationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Gesamt-Erstreckungsfläche der Membran (115) eine Mehrzahl von zur Gesamt-Erstreckungsfläche senkrecht stehenden Einzelflächen angeordnet sind und die durch diese senkrechten Flächen gebildeten Hohlräume einseitig durch parallel zur Gesamt-Erstreckungsfläche verlaufende Einzelflächen abgeschlossen sind.Combination device according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the entire extension surface of the membrane ( 115 ) are arranged a plurality of perpendicular to the total extent surface individual surfaces and the cavities formed by these vertical surfaces are closed on one side by running parallel to the total extension surface of individual surfaces. Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Profilierung der Membran (115) durch eine Kombination der in den Ansprüchen 7–12 genannten Flächenelementen erzeugt ist.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the three-dimensional profiling of the membrane ( 115 ) is produced by a combination of the surface elements mentioned in claims 7-12. Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (115) wenigstens eine Seite des Gehäuses (90) bildet.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane ( 115 ) at least one side of the housing ( 90 ). Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (115) mehrere Seiten des Gehäuses (90) bildet.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane ( 115 ) several sides of the housing ( 90 ). Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (115) aus einem Material besteht, welches PTFE aufweist.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane ( 115 ) consists of a material which comprises PTFE. Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (90) und dieses in mindestens zwei Räume teilend ein Diaphragma (130) angeordnet ist.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing ( 90 ) and this in at least two rooms dividing a diaphragm ( 130 ) is arranged. Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsauslass (122) ein in der Gehäusewand flüssigkeitsdicht drehbar angeordnetes gekrümmtes Rohr ist.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid outlet ( 122 ) is a liquid-tight in the housing wall rotatably arranged curved tube. Kombinationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsauslass (122) ein in der Gehäusewand flüssigkeitsdicht angeordnetes flexibel biegsames Sammelrohr (126) ist.Combination device according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid outlet ( 122 ) a liquid-tightly arranged in the housing wall flexibly flexible manifold ( 126 ). Kombinationsgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma (130) im Querschnitt ein polygonales Profil aufweist.Combination device according to one of claims 15 to 17, characterized in that the diaphragm ( 130 ) has a polygonal profile in cross-section. Kombinationsgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Löcher (131) in den Flächen des polygonal geformten Diaphragmas (130) sind.Combination device according to claim 20, characterized in that holes ( 131 ) in the surfaces of the polygonal diaphragm ( 130 ) are. Kombinationsgeräte nach einem der Ansprüche 20 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma (130) mit polygonalem Profil mit mindestens drei Flächen an den Brennstoffgemisch-CO2-Raum (101) grenzt.Combination devices according to one of claims 20 to 21, characterized in that the diaphragm ( 130 ) having a polygonal profile with at least three faces on the fuel mixture CO 2 space ( 101 ) borders. Verwendung des Kombinationsgerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 22 als Flüssigkeitsabscheidungsgerät und als Gerät zum Mischen von Brennstoffen und Gasen in einem Brennstoffzellensystem.Use of the combination device according to one of claims 1 to 22 as liquid separation apparatus and as a device for mixing fuels and gases in a fuel cell system.
DE102006024694A 2006-05-19 2006-05-19 Combination device for the separation of liquids and gas from liquid mixtures and for mixing of liquids, comprises housing at which inlets and outlets for the liquid mixture are arranged, and gas permeable and liquid tight membrane Withdrawn DE102006024694A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006024694A DE102006024694A1 (en) 2006-05-19 2006-05-19 Combination device for the separation of liquids and gas from liquid mixtures and for mixing of liquids, comprises housing at which inlets and outlets for the liquid mixture are arranged, and gas permeable and liquid tight membrane
KR1020070008388A KR101320575B1 (en) 2006-05-19 2007-01-26 Combination device for the separation and mixing of fluids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006024694A DE102006024694A1 (en) 2006-05-19 2006-05-19 Combination device for the separation of liquids and gas from liquid mixtures and for mixing of liquids, comprises housing at which inlets and outlets for the liquid mixture are arranged, and gas permeable and liquid tight membrane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006024694A1 true DE102006024694A1 (en) 2007-11-22

Family

ID=38608127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006024694A Withdrawn DE102006024694A1 (en) 2006-05-19 2006-05-19 Combination device for the separation of liquids and gas from liquid mixtures and for mixing of liquids, comprises housing at which inlets and outlets for the liquid mixture are arranged, and gas permeable and liquid tight membrane

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101320575B1 (en)
DE (1) DE102006024694A1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1949038A1 (en) * 1968-10-03 1970-04-09 Phyllis Riely Separation device for gases and liquids
US3827562A (en) * 1972-03-03 1974-08-06 W Esmond Filtering device
US4302223A (en) * 1969-03-26 1981-11-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Air removal device
DE3304951A1 (en) * 1983-02-12 1984-08-16 Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal DEVICE FOR FILTERING A LIQUID
US5190524A (en) * 1990-02-10 1993-03-02 Roland Wex Device for bringing together several infusions and/or injections
US5221474A (en) * 1990-12-28 1993-06-22 Terumo Kabushiki Kaisha Transfusion filtering device
DE3916744C2 (en) * 1989-05-23 1994-02-03 Sartorius Gmbh Tubular filter element
US5599638A (en) * 1993-10-12 1997-02-04 California Institute Of Technology Aqueous liquid feed organic fuel cell using solid polymer electrolyte membrane
DE19807876A1 (en) * 1998-02-25 1999-08-26 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Fuel cell system
US5989318A (en) * 1998-05-19 1999-11-23 International Fuel Cells Corporation Apparatus for separating water from a two-phase stream
US6908500B2 (en) * 2002-04-08 2005-06-21 Motorola, Inc. System and method for controlling gas transport in a fuel cell

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040003951A (en) * 2002-07-05 2004-01-13 엘지전자 주식회사 Fuel density control device for fuel cell
JP2004206917A (en) 2002-12-24 2004-07-22 Kyoshin Kk Gas-liquid separation tank for fuel cell
JP4590848B2 (en) 2003-09-30 2010-12-01 株式会社Ｇｓユアサ Direct liquid fuel cell system and fuel cassette thereof
KR100528340B1 (en) * 2003-10-01 2005-11-15 삼성에스디아이 주식회사 Liguid fuel mixing apparatus and fuel cell apparatus adopting the same

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1949038A1 (en) * 1968-10-03 1970-04-09 Phyllis Riely Separation device for gases and liquids
US4302223A (en) * 1969-03-26 1981-11-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Air removal device
US3827562A (en) * 1972-03-03 1974-08-06 W Esmond Filtering device
DE3304951A1 (en) * 1983-02-12 1984-08-16 Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal DEVICE FOR FILTERING A LIQUID
DE3916744C2 (en) * 1989-05-23 1994-02-03 Sartorius Gmbh Tubular filter element
US5190524A (en) * 1990-02-10 1993-03-02 Roland Wex Device for bringing together several infusions and/or injections
US5221474A (en) * 1990-12-28 1993-06-22 Terumo Kabushiki Kaisha Transfusion filtering device
US5599638A (en) * 1993-10-12 1997-02-04 California Institute Of Technology Aqueous liquid feed organic fuel cell using solid polymer electrolyte membrane
DE19807876A1 (en) * 1998-02-25 1999-08-26 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Fuel cell system
US5989318A (en) * 1998-05-19 1999-11-23 International Fuel Cells Corporation Apparatus for separating water from a two-phase stream
US6908500B2 (en) * 2002-04-08 2005-06-21 Motorola, Inc. System and method for controlling gas transport in a fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
KR101320575B1 (en) 2013-10-22
KR20070111956A (en) 2007-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012004900A1 (en) Device for cooling and / or for heat recovery
EP3797182B1 (en) Electrolysis unit and method for operating the same
DE1551489A1 (en) Heat exchanger
DE69821088T2 (en) AMMONIA REFRIGERATION UNIT WITH EVAPORATION LIQUID
DE10392871T5 (en) Degassed PEM fuel cell system
DE102007052660A1 (en) liquid mixer
WO2017085077A1 (en) Separator plate for an electrochemical system and electrochemical system
DE2524022A1 (en) COOLING DEVICE
DE2548699A1 (en) DEVICE FOR THE ELECTROLYSIS OF A LIQUID UNDER PRESSURE
DE102014013372A1 (en) CENTRIFUGAL WATER SEPARATOR FOR A FUEL CELL SYSTEM
DE102020210532B3 (en) Compact recirculation area of a recirculation fuel cell device
DE10342470A1 (en) Device for flowing at least one fuel cell with a medium and fuel cell system
DE102006024694A1 (en) Combination device for the separation of liquids and gas from liquid mixtures and for mixing of liquids, comprises housing at which inlets and outlets for the liquid mixture are arranged, and gas permeable and liquid tight membrane
WO2023198581A1 (en) Device for reprocessing an electrolyte liquid
DE102006034814B4 (en) Use of cabin air for water production by means of fuel cell exhaust gases
DE4311439C2 (en) Device for cleaning, humidifying, dehumidifying and tempering gas, primarily air
DE2700893C2 (en) Refrigerant circuit for a heat pump with a parallelepiped-shaped housing
DE2622290A1 (en) EXHAUST GAS COOLING DEVICE FOR A COMBUSTION MACHINE
DE2831639C2 (en) Plate battery for mass and heat exchangers as well as for droplet separators
DE102022109435A1 (en) SYSTEM FOR WATER TREATMENT AND DESALINATION
DE380996C (en) Device for cleaning, cooling or other treatment of air or other gases
DE102013015799A1 (en) Arrangement for ventilating a room, in particular a laboratory room
DE2431851A1 (en) DRY CROSS-FLOW COOLING TOWER
DE2510754A1 (en) Inertial droplet separator for gas streams - using corrugated baffles with separation chambers having outlet flow
DE19602017A1 (en) Transverse current generating system in swimming pool

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20131203