Die Erfindung betrifft eine strömungsangetriebene Vorrichtung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein

Brennstoffzellensystem mit einer solchen strömungsangetriebenen Vorrichtung.

Strömungsangetriebene Vorrichtungen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung handelt es sich dabei vorzugsweise um Gasstrahlpumpen oder Turbinen, welche jeweils von einem dosiert zugeführten Treibgasstrom angetrieben werden.

Für das Beispiel der Gasstrahlpumpe als strömungsangetriebene Vorrichtung soll auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2007 057 451 A1 hingewiesen werden. Diese zeigt ein Brennstoffzellensystem mit einer Dosiereinheit, welche zwei parallele Ventile aufweist. Die Dosiereinheit kann dabei vorzugsweise als Strahlpumpe ausgebildet sein. Eine solche Strahlpumpe oder Gasstrahlpumpe nutzt einen Treibgasstrom, welcher durch wenigstens eine Düse in einen Mischbereich und in eine sogenannte Fangdüse eingespritzt wird, um einen zweiten Gasstrom durch Impulsaustausch und/oder Unterdruck anzusaugen und die beiden Gasströme vermischt zu fördern. Dies erfolgt an dem im genannten Stand der Technik dargestellten Beispiel der Brennstoffzelle so, dass hierdurch ein Abgasstrom rezirkuliert und zur Brennstoffzelle zurückgeführt wird. Da der Treibgasstrom in diesem Fall gleichzeitig der zu der Brennstoffzelle dosierte Brennstoffstrom ist, ist die Dosierung des Treibgasstroms entscheidend, um den Betrieb der Brennstoffzelle in der

gewünschten Art und Weise zu erreichen und die abgefragte Leistung bereitstellen zu können. Die Dosierung wird über die im genannten Stand der Technik angegebenen Ventile erreicht. Diese Ventile sind typischerweise als Proportionalventile ausgebildet oder besonders bevorzugt als Taktventile, welche beispielsweise als Magnetventile mit einer pulsweitenmodulierten Taktung angesteuert sind, um einen pulsierenden Gasstrom zu erzeugen, welcher im zeitlichen Mittel dem gewünschten zu dosierenden Gasstrom entspricht. Derartige Taktventile haben dabei den Nachteil, dass diese vergleichsweise laut sind, da der Ventilkörper typischerweise mit hoher Frequenz zwischen einer

Geöffnet-Stellung und einer Geschlossen-Stellung hin und her geschaltet wird.

Ein vergleichbarer Aufbau, bei welchem eine Fördereinrichtung für das Abgas über eine Turbine angetrieben wird, ist aus der DE 10 2006 003 799 A1 bekannt. Auch hier ist ein Treibgasstrom für die Turbine der zu der Brennstoffzelle dosierte Brennstoffstrom, sodass seine Dosierung entsprechend geregelt werden muss. Auch dies erfolgt über ein

Proportionalventil oder über Taktventile.

Der Vorteil bei dieser Technologie liegt darin, dass der Antrieb die Energie aus dem typischerweise in einem Druckgastank gespeicherten Brennstoff nutzt. Es handelt sich also jeweils um eine strömungsangetriebene Vorrichtung im oben beschriebenen Sinn.

Ein entscheidender Punkt für diese strömungsangetriebene Vorrichtung ist es nun, die Druckenergie mit möglichst hohem Wirkungsgrad in kinetische Energie umzusetzen. Um dies zu erreichen, sollte eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit in dem

Treibgasstrom erreicht werden. Insbesondere beim Aufbau einer Gasstrahlpumpe sollte die Strömungsgeschwindigkeit in der Düse beziehungsweise ihren Düsenöffnungen Schallgeschwindigkeit erreichen. Dies ist durch entsprechende Strömungsquerschnitte im Prinzip problemlos möglich. Die Verwendung von Takt- oder Proportionalventilen zur Wasserstoffdosierung stellt hier jedoch ein Problem dar, da sie die Strömung entweder „zerhackt" oder bei Bedarf auf einen geringen Strömungswert herabdosiert, sodass in diesem Fall die benötigten Geschwindigkeiten für den bestmöglichsten Einsatz der Energie nicht mehr erfüllt sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun darin, eine strömungsangetriebene Vorrichtung anzugeben, welcher bei hoher Dosiergenauigkeit des Treibgasstroms eine gute Umsetzung der eingebrachten Energie erlaubt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 sowie den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des nebengeordneten Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Lösung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen. Ferner ist ein Brennstoffzellensystem angegeben, welches die Aufgabe ebenfalls löst.

Der Treibgasstrom für die strömungsangetriebene Vorrichtung wird über wenigstens drei Ventile im Zustrom des Treibgasstroms, welche dort parallel angeordnet sind und als ungetaktete Schaltventile ausgebildet sind, dosiert. Der Vorteil dieses Aufbaus besteht darin, dass die ungetakteten Schaltventile, welche nur die Ventilstellung„Offen" oder „Geschlossen" kennen, nur bei Bedarf geschaltet werden. Dies bedeutet, dass je nach benötigtem Treibgasstrom mehr oder weniger der parallel angeordneten Ventile geöffnet sind. Diese werden also nicht getaktet, sodass die Problematik der Lärmemissionen, wie sie von Dosiereinrichtungen mit Taktventilen her bekannt ist, hier nicht entstehen kann. Außerdem entsteht der entscheidende Vorteil, dass kein pulsierender Treibgasstrom erzeugt wird, sondern ein kontinuierlich strömender Treibgasstrom. Dieser kann dann durch die Wahl einer geeigneten Düse beziehungsweise Düsenöffnungen die

erforderliche sehr hohe Strömungsgeschwindigkeit von idealerweise in etwa der

Schallgeschwindigkeit erreichen, um so den bestmöglichen Energieeintrag in den zu fördernden Gasstrom zu realisieren.

Die strömungsangetriebene Vorrichtung kann gemäß der ersten Ausführungsforrh der Erfindung ist als Gasstrahlpumpe ausgebildet sein. Die zweite Variante der Erfindung sieht es vor, dass die strömungsangetriebene Vorrichtung als Turbine ausgebildet ist. Der Treibgasstrom ist insbesondere für solche Turbinen geeignet, welche über einen

Gasstrom angetrieben werden können, beispielsweise eine Pelton-Turbine oder eine Tesla-Turbine. Es sind jedoch auch andere Turbinentypen, beispielsweise eine herkömmliche Radialturbine, denkbar.

In einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung der

strömungsangetriebenen Vorrichtung haben dabei alle Ventile denselben

durchströmbaren Querschnitt. Dieser Aufbau ist besonders einfach und effizient, da er mit mehreren parallel geschalteten identischen Ventilen auskommt. Er erfordert jedoch eine entsprechend hohe Anzahl von Ventilen, insbesondere wenn eine vergleichsweise feine Regulierung der Dosierung erfolgen soll, da der durchströmbare Querschnitt jedes einzelnen Ventils dann als Schaltschritt für die Zunahme des Dosiervolumenstroms gilt. In einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen strömungsangetriebenen Vorrichtung ist es daher vorgesehen, dass durch eine geschickte Wahl der Ventilquerschnitte die Anzahl der Ventile auf ein Minimum reduziert wird. Dafür verdoppeln sich die Querschnitte der Ventile von Ventil zu Ventil.

Verwendet man bei diesem Zusammenhang beispielsweise eine Anzahl von lediglich fünf Ventilen, so lassen sich Dosierdifferenzmengen von ca. 3,2 % bezogen auf den

Gesamtdurchfluss realisieren. Dies bedeutet, dass in 3,2 %-Schritten die erforderliche Dosiermenge eingestellt werden kann.

Nun ist es insbesondere so, dass, vor allem bei der Anwendung in Gasstrahlpumpen als strömungsangetriebene Vorrichtung, die Dosierung im Teillastbereich und im Bereich kleiner Lasten besonders wichtig ist. Daher ist es entscheidend, hier möglichst kleine Differenzdosiermengen zu haben, um eine quasi kontinuierliche Dosierung realisieren zu können. Bei größeren Volumenströmen ist dies nicht mehr so wichtig. Gemäß einer besonders günstigen und besonders vorteilhaften Weiterbildung der

strömungsangetriebenen Vorrichtung ist es daher vorgesehen, dass die durchströmbaren Querschnitte der Ventile mit kleinem durchströmbarem Querschnitt sich verdoppeln, wobei die durchströmbaren Querschnitte der Ventile mit zunehmendem durchströmbarem Querschnitt sich um einen mit dem durchströmbarem Querschnitt zunehmenden Faktor von mehr als zwei vergrößern. Diese besonders günstige Ausgestaltung der

erfindungsgemäß strömungsangetriebenen Vorrichtung nutzt also im Bereich der Ventile für die kleinen Dosiermengen die Verdoppelung, während mit zunehmendem

Durchmesser der Ventile der Faktor des zunehmenden durchströmbaren Querschnitts um mehr als zwei ansteigt. Dadurch sind im unteren Lastbereich vergleichsweise feine Dosierschritte möglich, ohne dass die Anzahl der benötigten Ventile dadurch sehr stark ansteigt. Die Differenzdosiermengen sind also bei niedrigen Lasten mit einer engeren Stufung versehen als bei höheren Lasten. Dies ist jedoch typischerweise unkritisch. Bei diesem Aufbau lässt sich mit einer Gesamtzahl von immer noch weniger als

beispielsweise acht bis zehn Ventilen eine sehr exakte und feine Dosierung, eine„quasikontinuierliche" Dosierung, in den relevanten Bereichen, erzielen.

Gemäß einer besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildung der

strömungsangetriebenen Vorrichtung ist es ferner vorgesehen, dass jedes Ventil mit einer eigenen Düsenöffnung für den Treibgasstrom verbunden ist. Dies ist sowohl in einer Gasstrahlpumpe als auch bei Düsen, durch welche eine Turbine mit einem Treibgasstrom beaufschlagt wird, denkbar und möglich. In der Gasstrahlpumpe können die

Düsenöffnungen beispielsweise als Feld von Düsenöffnungen in einem Düsenkörper realisiert sein. Bei einem Aufbau als Turbine können die Düsen mit jeweils einer

Düsenöffnung beispielsweise gleichmäßig um den Umfang verteilt angeordnet sein und je nach durchströmten Ventilen würden dann entsprechend nur einige der Düsen

angeströmt. Der Vorteil liegt darin, dass die Düsenöffnungen passend zum jeweiligen Ventildurchmesser so ausgelegt werden können, dass die benötigte hohe

Geschwindigkeit des Treibgasstroms, hier insbesondere die Schallgeschwindigkeit des Treibgasstroms, in allen Lastsituationen erreicht wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Gasstrahlpumpe beziehungsweise der Antrieb der Turbine verbessert.

Ferner löst ein Brennstoffzellensystem mit einer solchen strömungsangetriebenen Vorrichtung die Aufgabe. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass das

Brennstoffzellensystejn wenigstens eine Brennstoffzelle aufweist, wobei zumindest ein Abgas aus der Brennstoffzelle von einem Ausgang der Brennstoffzelle über eine

Rezirkulationsleitung zu einem Eingang der Brennstoffzelle zurückgeführt ist. Die

Brennstoffzelle weist als entweder ein Anodenrezirkulation und/oder eine

Kathodenrezirkulation auf. In der Rezirkulationsleitung ist zum Ausgleich der

Druckverluste dabei wenigstens eine Rezirkulationsfördereinrichtung angeordnet. Die Rezirkulationsfördereinrichtung kann durch die erfindungsgemäße

strömungsangetriebene Vorrichtung nach einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen zumindest teilweise angetrieben sein. Dieser bevorzugte Aufbau eines

Brennstoffzellensystem, bei welchem die strömungsangetriebene Vorrichtung die

Rezirkulationsfördereinrichtung zumindest teilweise antreibt, erlaubt ein sehr

energieeffizientes Rezirkulieren von Abgas, um so die von der Rezirkulation von Abgas in Brennstoffzellen üblichen Vorteile wie beispielsweise eine Verbesserung der

Befeuchtung, eine Verbesserung der Ausnutzung der zur Verfügung stehenden aktiven Fläche im Anodenraum oder dergleichen zu erreichen.

In einer besonders günstigen Weiterbildung hiervon ist es ferner vorgesehen, dass das Abgas Abgas aus einem Anodenraum der Brennstoffzelle ist, wobei frischer der

Brennstoffzelle zugeführter Brennstoff den Treibgasstrom für die strömungsangetriebene Vorrichtung bildet. Insbesondere dieser Einsatz in einer Anodenrezirkulation ist von entscheidendem Vorteil, da hier typischerweise als frischer Brennstoff ohnehin Brennstoff beziehungsweise Wasserstoff unter hohem Druck zur Verfügung steht. Dieser kann ohne zusätzlichen Energieaufwand innerhalb des Brennstoffzellensystems als Treibgasstrom verwendet werden, sodass das Brennstoffzellensystem selbst sehr energieeffizient arbeitet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen strömungsangetriebenen Vorrichtung sowie des Brennstoffzellensystems gemäß der Erfindung ergeben sich aus den restlichen abhängigen Ansprüchen und werden anhand des Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben wird.

Dabei zeigen:

Fig. 1 ein beispielhaftes Brennstoffzellensystem in einem Fahrzeug;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Gasstrahlpumpe als strömungsangetriebene

Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ein Diagramm des dosierten Wasserstoffstroms als Funktion der lastabhängigen

Sollvorgabe bei der in Fig. 2 dargestellten Gasstrahlpumpe; und

Fig. 4 eine beispielhafte Ausgestaltung der strömungsangetriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung als Turbine.

In der Darstellung der Figur 1 ist rein beispielhaft und sehr stark schematisiert ein Brennstoffzellensystem 1 in einem angedeuteten Fahrzeug 2 zu erkennen. Das

Brennstoffzellensystem 1 weist im Wesentlichen eine Brennstoffzelle 3 auf, welche ihrerseits einen Anodenraum 4 und einen Kathodenraum 5 zeigt. Die Brennstoffzelle 3 soll als Stapel von PEM-Brennstoffzellen ausgebildet sein. Der Kathodenraum 5 der Brennstoffzelle 3 wird über eine Luftfördereinrichtung 6 mit Luft als Sauerstofflieferant versorgt. Die Abluft aus dem Kathodenraum 5 gelangt in dem hier dargestellten

Ausführungsbeispiel an die Umgebung. Hier könnte prinzipiell auch eine Nachbereitung, beispielsweise eine Nachverbrennung, eine Turbine oder dergleichen angeordnet sein. Dies ist für die vorliegende Erfindung jedoch nicht von Interesse, sodass auf eine Darstellung verzichtet worden ist.

Der Anodenraum 4 der Brennstoffzelle 3 wird mit Wasserstoff H ₂ versorgt, welcher aus einem Druckgasspeicher 7 stammt. Er gelangt über ein Absperrventil 8 und eine später noch näher erläuterte Rezirkulationsfördereinrichtung 9 in den Anodenraum 4. Aus dem Bereich des Anodenraums 4 gelangt Abgas A aus dem Anodenraum 4 über eine

Rezirkulationsleitung 10 zurück in den Bereich der Rezirkulationsfördereinrichtung 9, und wird von dieser angesaugt und zurück in den Anodenraum 4 gefördert. Dieses Prinzip einer Anodenrezirkulation ist dabei aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Es dient dazu, den Anodenraum 4 mit einem Überschuss an Wasserstoff H ₂ zu versorgen, um seine aktive Fläche bestmöglichst auszunutzen. Der im Abgas aus dem Anodenraum 4 verbleibende Restwasserstoff wird dann zusammen mit inerten Gasen, welche durch die Membranen aus dem Kathodenraum 5 in den Anodenraum 4 diffundiert sind und einem kleinen Teil des Produktwasser, welcher im Anodenraum 4 entsteht, über die Rezirkulationsleitung 10 zurückgefördert und dem Anodenraum 4 vermischt mit dem frischen Wasserstoff H ₂ erneut zugeführt. Da sich in einer solchen Anodenrezirkulation mit der Zeit inerte Gase und Wasser anreichern und dadurch die

Wasserstoffkonzentration sinkt, muss, beispielsweise von Zeit zu Zeit, Wasser und Gas aus der Anodenrezirkulation abgelassen werden. Hierfür ist in der Darstellung der Figur 1 ein Ablassventil 11 prinzipmäßig angedeutet.

Um nun die Druckverluste im Bereich des Anodenraums 4 und im Bereich der

Rezirkulationsleitung 10 ausgleichen zu können, ist es notwendig, die

Rezirkulationsfördereinrichtung 9 für das rezirkulierte Abgas aus dem Anodenraum 4 vorzusehen. Als Rezirkulationsfördereinrichtung 9 kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 eine Gasstrahlpumpe 12 sein. Die Gasstrahlpumpe 12 ist dabei ein mögliches Beispiel für eine strömungsangetriebene Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Die Gasstrahlpumpe 12 ist in der Darstellung der Figur 2 nochmals im Detail geschnitten dargestellt. Sie besteht im Wesentlichen aus einer Düse 13, welcher als primärer Gasstrom der Wasserstoff H ₂ über eine Leitung 14 zugeführt wird. Der Gasstrom wird dann auf mehrere Leitungselemente aufgeteilt. In jedem der parallelen Leitungselemente liegt ein Schaltventil 15. Die Schaltventile 15, im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind es vier solche Schaltventile, welche nachfolgend mit 15.1 , 15.2, 15.3 und 15.4 bezeichnet werden. Die Schaltventile 15 liegen parallel zueinander in den parallelen Leitungselementen. Nun ist es so, dass die Schaltventile 15 als ungetaktete Schaltventile ausgebildet sind. Als Schaltventile können sie lediglich zwei Stellungen, nämlich eine geöffnete Stellung und eine geschlossene Stellung, aufweisen. Die Gesamtheit der einzelnen Schaltventile 15 in den parallelen Leitungselementen stellt dabei eine

Dosiereinrichtung 16 für die Gasstrahlpumpe 12 dar. Diese Dosiereinrichtung funktioniert nun so, dass je nach gewünschtem Volumenstrom eines oder mehrere der Schaltventile 15 geöffnet werden. Dadurch stellt sich ein durch die Schaltventile 15 strömender

Volumenstrom in der gewünschten Größe ein. Nun ist es so, dass die Schaltventile 15 prinzipiell mit demselben durchströmbaren Durchmesser ausgebildet sein könnten. Dies führt jedoch dazu, dass die Dosierung in vergleichsweise großen Schritten verläuft, beispielsweise bei vier gleichartigen Schaltventilen 15 in vier Einzeldosierschritten von je 25 %. Dies macht die Dosierung sehr ungenau.

Durch eine geschickte Wahl der durchströmbaren Durchmesser der Schaltventile 15 ist es jedoch möglich, eine deutlich feinere Dosierung mit einer nach wie vor sehr geringen Anzahl an Ventilen 15 zu realisieren. Der Aufbau funktioniert dann typischerweise so, dass der durchströmbare Querschnitt des zweiten Schaltventils 15.2 doppelt so groß ist wie der des ersten Schaltventils 15.1. Der durchströmbare Querschnitt des dritten

Schaltventils 15.3 ist dann wiederum doppelt so groß wie der durchströmbare Querschnitt des zweiten Schaltventils 15.2. Letztlich ist auch der durchströmbare Querschnitt des Schaltventils 15.4 doppelt so groß wie der des dritten Schaltventils 15.3. Dadurch lässt sich eine sehr feine Stufung erreichen, bei welcher die sogenannte Differenzdosiermenge D, also die Schrittweite zwischen den einzelnen möglichen Dosiermengen, bei ca. 6,66 % der maximalen Gesamtdosiermenge liegt. Die Dosiermengendifferenz D ergibt sich nach der Formel D = 100 / (2 ^N - 1), wobei N die Anzahl der eingesetzten Ventile 15 ist. Bei einer Anzahl von vier Ventilen ergibt sich die Differenzdosiermenge, wie bereits erwähnt, zu D = 6,66 %, für fünf Schaltventile zu D = 3,2 % und für sechs Schaltventile D = 1 ,58 %. Dies zeigt, dass mit sehr wenigen Ventilen bereits eine vergleichsweise exakte Dosierung möglich ist.

In der Darstellung der Figur 3 ist dieser Zusammenhang für das Beispiel der in Figur 2 dargestellten Gasstrahlpumpe 12 mit ihrer Dosiereinrichtung 16 dargestellt. Die vier Schaltventile 15 ermöglichen Differenzdosiermengen D von ca. 6,66 %. In der Darstellung der Figur 3 ist diese gestufte Funktionalität des auf der y-Achse aufgetragenen dosierten Wasserstoffmassenstroms gegenüber dem lastenabhängigen Sollwert aufgetragen. Die Schaltventile 15 werden von unten beginnend in einzelnen Stufen so geschaltet, dass zur ersten Stufe lediglich das erste Schaltventil 15.1 geöffnet ist. In der zweiten Stufe ist das zweite Schaltventil 15.2 geöffnet, in der dritten Stufe das erste und das zweite Schaltventil 15.1 und 15.2 gemeinsam. In der vierten Stufe wird dann das dritte Schaltventil 15.3 alleine geöffnet, in der fünften Stufe wird das dritte Schaltventil 15.3 zusammen mit dem ersten Schaltventil 15.1 , in der sechsten Stufe das dritte Schaltventil 15.3 zusammen mit dem zweiten Schaltventil 15.2, und so weiter. Dadurch ergibt sich bei einer geringen Anzahl von lediglich vier Schaltventilen dennoch eine vergleichsweise exakte Möglichkeit zur Dosierung des gewünschten Wasserstoffmassenstroms.

Wird nun ein Lastpunkt eingestellt, welcher zwischen zwei Differenzdosiermengen D liegt, wird es unweigerlich zu geringen Schwankungen des Anodendrucks kommen, weil weil dann typischerweise zwischen den beiden Ventilschaltungen„hin und her" geschaltet wird. Um dies zu vermeiden, lässt sich eine in der Regelungstechnik übliche

Hystereseschleife verwenden, um dieser Problematik zu begegnen. Diese

Hystereseschleife ist mit dem Bezugszeichen H bezeichnet und in der Darstellung der Figur 3 beispielhaft eingezeichnet.

Über die Schaltventile 15 ist dabei der Volumenstrom des primären Gasstroms durch jedes der parallelen Leitungselemente getrennt voneinander einstellbar. Die

Leitungselemente münden im Bereich der Düse 13 jeweils in einzelne Düsenöffnungen 17, welche einzeln angesprochen nachfolgend auch als Düsenöffnungen 17.1 , 17.2, 17.3 und 17.4 bezeichnet werden. Aus diesen Düsenöffnungen 17 strömt jeweils ein Teil des primären Gasstroms aus, sofern das jeweils zugeordnete Schaltventil 15 geöffnet ist. Der ausströmende primäre Gasstrom strömt dann in einen mit I bezeichneten Ansaugbereich der Gasstrahlpumpe 12, welchem seitlich aus der Rezirkulationsleitung 10 ein Abgas A aus dem Anodenraum 4 der Brennstoffzelle 3 zugeführt wird. Die Gase vermischen sich dann in einem mit II bezeichneten Mischbereich und strömen wieder zum Anodenraum 4.

Nun ist es so, dass die Verwendung von mehreren Düsenöffnungen 17 entscheidende Vorteile bei der maximalen Ausnutzung der Druckenergie zur Förderung des Abgases A bietet. Die Düsenöffnungen 17 können jeweils auf den durchströmbaren Querschnitt der ihnen zugeordneten Schaltventile 15 angepasst werden. So ist beispielsweise die

Düsenöffnung 17.1 mit dem kleinsten Durchmesser ausgebildet, wie auch das

Schaltventil 15.1. Durch diese Anpassung der Düsenöffnungen 17 an den Durchmesser der Schaltventile 15 lässt sich erreichen, dass die Düsenöffnungen 17 immer ideal durchströmt werden. Dies bedeutet, dass sie mit einer sehr hohen

Strömungsgeschwindigkeit, vorzugsweise Schallgeschwindigkeit, durchströmt werden. Dadurch wird der maximale Energieaustausch zwischen dem Treibgasstrom H ₂ und dem Abgasstrom A sichergestellt. Die zur Rezirkulation des Abgases A genutzte potentielle Energie aus dem unter Druck stehenden Wasserstoff lässt sich so maximal in kinetische Energie zur Förderung des Abgasstroms A umsetzen. Gleichzeitig ist die Dosierung über die ungetakteten Schaltventile 15 dabei sehr leise und lässt sich bei vergleichsweise geringer Anzahl an Ventilen15 mit ausreichend geringer Differenzdosiermenge

realisieren, wie es oben beschrieben worden ist.

Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung liegt nun darin, dass bei

Brennstoffzellensystemen 1 typischerweise eine vergleichsweise exakte Dosierung des Wasserstoffs vor allem bei niedrigen und mittleren Lasten entscheidend ist. Bei größeren Lasten spielt dies eine untergeordnete Rolle. Um bei dennoch sehr geringer Anzahl an Schaltventilen 15 eine möglichst exakte bedarfsgerechte Dosierung realisieren zu können, kann es nun vorgesehen sein, dass die Schaltventile 15.1 , 15.2 mit dem geringeren Durchmesser entsprechend der oben genannten Art mit dem Faktor 2 zwischen ihren durchströmbaren Durchmessern ausgestattet sind. Je größer der

Durchmesser der Schaltventile wird, also beispielsweise der Sprung vom Durchmesser des Schaltventils 15.2 auf den Durchmesser des Schaltventils 15.3, kann hier der Faktor etwas größer als 2 gewählt werden. Der Faktor kann sich dann zwischen dem Schaltventil 15.3 und 15.4 nochmals vergrößern. Dies ermöglicht beispielsweise beim Einsatz von sechs Schaltventilen 15 den Aufbau so, dass die ersten drei Schaltventile jeweils mit dem Faktor 2, das nachfolgende Schaltventil mit einem Faktor von beispielsweise 2,2, das darauffolgende mit einem Faktor von 2,6 und so weiter ausgebildet sind. Im Bereich von kleinen und niedrigeren Lasten ist dann eine exaktere Dosierung als beim beschriebenen Aufbau möglich, während die Dosierdifferenzmenge D nach„oben" hin größer werden. Dadurch lässt sich im Bereich von kleinen und mittleren Lasten eine sehr exakte

Dosierung realisieren, im Bereich der oberen Lasten, wo dies nicht mehr so entscheidend ist, werden die Differenzdosiermengen D entsprechend größer. Der Aufbau erlaubt ein Optimum an Dosiergenauigkeit in dem Bereich, in dem diese erforderlich ist, und minimaler Anzahl an benötigten Schaltventilen 15.

Dieser vorteilhafte Aufbau mit der Dosiereinrichtung 16 lässt sich nicht nur für eine Gasstrahlpumpe 12 als strömungsangetriebene Vorrichtung realisieren. Es ist vielmehr denkbar, diese auch für andere strömungsangetriebene Vorrichtungen einzusetzen, beispielsweise eine Turbine 18. In der Darstellung der Figur 4 ist eine solche Turbine 18 am Beispiel einer Pelton-Turbine dargestellt. Die Turbine 18 als Pelton-Turbine ist in der Draufsicht lediglich als kreisförmiges Peltonrad symbolisiert. Die typischerweise und an sich bekannten Schaufeln 19 am Außendurchmesser wurden zur Vereinfachung der Darstellung lediglich prinzipmäßig angedeutet. Der Aufbau der Turbine 18 verfügt analog zur Darstellung in Figur 2 über eine Dosiereinrichtung 16, welche wiederum vier einzelne Schaltventile 15 aufweist. Auch hier führen die einzelnen Leitungselemente zu einzelnen über den Umfang der Pelton-Turbine 18 in an sich bekannter Art und Weise verteilt angeordneten prinzipmäßig angedeuteten Düsen 20, welche jeweils eine Düsenöffnung 17 aufweisen. Der Aufbau lässt sich so hinsichtlich der Dosierung des Treibgasstroms analog zur oben ausführlich beschriebenen Gasstrahlpumpe 12 realisieren. Über die Pelton-Turbine 18 kann beispielsweise ein Rezirkulationsgebläse als

Rezirkulationsfördereinrichtung 9 angetrieben werden, wie dies aus der eingangs genannten DE 10 2006 003 799 A1 an sich bekannt ist.

Alternativ zur Pelton-Turbine wäre selbstverständlich auch die Verwendung einer Tesla- Turbine oder Radial-Turbine denkbar und möglich.