[發(fā)明專利]用于處理功能系統(tǒng)的冷卻裝置的冷卻流體的處理單元

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210599331.2
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN103199280A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·克洛茨;V·屈默林;J·施塔爾;M·法佐爾德;A·埃普;M·貝利希;D·克萊因;P·圖爾恩
• 申請（專利權(quán)）人: 曼·胡默爾有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 梁冰;楊國治

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于處理特別是機(jī)動車的功能系統(tǒng)、尤其是燃料電池系統(tǒng)的冷卻裝置的冷卻流體的處理單元、特別是離子交換器，其包括：容器，所述容器具有至少一個(gè)用于待處理冷卻流體的入口和至少一個(gè)用于被處理的冷卻流體的出口，并且在所述容器中在所述入口與所述出口之間冷卻流體的流動路線中布置顆粒形式的離子交換介質(zhì)；和壓縮裝置，用于壓縮離子交換介質(zhì)。

背景技術(shù)

由DE102009037080A1已知了一種用于處理機(jī)動車燃料電池系統(tǒng)的冷卻循環(huán)的冷卻流體的離子交換筒。所述離子交換筒包括外罩，該外罩在上部區(qū)域中具有用于冷卻流體的流出口。所述離子交換筒的筒形底部具有流入口，冷卻流體可通過該流入口流入到所述離子交換筒的內(nèi)部。所述離子交換筒被填充有離子交換粒料。冷卻流體必須由下向上、即由流入口向流出口流經(jīng)離子交換粒料，并在那里進(jìn)行處理。擠壓墊片通過彈性的、大致空心柱形的波紋管(Faltenbalg)固定在筒蓋的、朝向離子交換筒內(nèi)部的內(nèi)側(cè)上。螺旋壓簧分別以一端支承在筒蓋的內(nèi)側(cè)上和擠壓墊片朝向所述筒蓋的側(cè)面上。擠壓裝置利用筒蓋、擠壓墊片和螺旋壓簧使得：只要例如放置離子交換粒料，即自動再次調(diào)整對離子交換粒料的擠壓。螺旋壓簧所處的彈簧空間相對于離子交換筒的內(nèi)部密封地封閉，從而沒有冷卻流體能進(jìn)入到彈簧空間中。所述擠壓裝置位于冷卻流體通過離子交換筒的流動路線的外部。所述擠壓裝置僅具有擠壓離子交換介質(zhì)的功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，設(shè)計(jì)一種開頭所述類型的處理單元，所述處理單元簡單且更緊湊地構(gòu)造，利用所述處理單元能夠?qū)崿F(xiàn)對冷卻流體的有效處理，并且利用所述處理單元能夠可靠地應(yīng)對離子交換介質(zhì)相對于容器的正和負(fù)地體積變化。

所述目的根據(jù)本發(fā)明通過下述方式來實(shí)現(xiàn)：壓縮裝置具有至少一個(gè)彈性的、多孔的壓縮部件、優(yōu)選開孔型泡沫材料部件，所述壓縮部件可由冷卻流體流經(jīng)地布置在入口與出口之間的流動路線中。

因此，根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置彈性的、多孔的壓縮部件，所述壓縮部件具有形狀穩(wěn)定特性并且設(shè)計(jì)有顯著的彈性，從而該壓縮部件簡單地匹配于離子交換介質(zhì)的正和負(fù)的體積變化并且使得離子交換介質(zhì)始終保持緊湊的形狀。優(yōu)選地，所述壓縮部件可以是開孔型泡沫材料部件。所述壓縮部件以壓簧的方式執(zhí)行壓縮功能。離子交換介質(zhì)的體積縮小可特別是源于冷卻介質(zhì)組分，所述冷卻介質(zhì)組分能夠化學(xué)地侵蝕并溶解離子交換介質(zhì)的顆粒。利用彈性的壓縮部件還可平衡離子交換介質(zhì)在容器中的、特別是由于冷卻介質(zhì)吸收到離子交換介質(zhì)中和/或熱膨脹而引起的膨脹。利用壓縮部件還可簡單且有效地反作用于特別是由于冰凍作用而引起的封裝密度或者容積密度的提高。同樣可補(bǔ)償冷卻流體在容器中的工作壓力的波動。通過利用彈性壓縮部件進(jìn)行的體積平衡，可以防止：離子交換介質(zhì)特別是由于在容器的壁中或者在壁之間的連接位置處形成斷裂而受到損害。這一點(diǎn)對處理單元的操作安全、特別是容器的密封起有利的作用。由于壓縮部件維持了離子交換介質(zhì)的緊湊性，所以容器可幾乎完全被離子交換介質(zhì)填滿。通過這種方式提高所述處理單元的交換容量。此外，通過壓緊離子交換介質(zhì)防止了，冷卻介質(zhì)開辟通過離子交換介質(zhì)的優(yōu)選流動路線。冷卻介質(zhì)在流經(jīng)時(shí)必須均勻地分布在離子交換介質(zhì)中，從而完全流經(jīng)離子交換介質(zhì)并且所有顆粒均勻地與冷卻介質(zhì)接觸。因此能夠提高離子交換器的使用壽命。此外，通過壓緊還防止了：離子交換介質(zhì)的顆粒可能在容器中自由地到處移動，這可能會導(dǎo)致增加地磨損顆粒。這種磨損可能導(dǎo)致離子交換介質(zhì)體積縮小。此外，磨損還可能引起處理單元中提高的壓力損失。特別是，磨損還可能阻塞處理單元中的流體通過。通過減少磨損，可延長處理單元、特別是離子交換介質(zhì)的使用壽命。此外，彈性的壓縮部件可有助于阻尼容器的可能的振動。通過這種方式克服處理單元由于振動而引起的損壞。可以減少用于附加的阻尼元件的費(fèi)用。這一點(diǎn)對安裝費(fèi)用、材料費(fèi)用、空間需求和重量起到了有利的作用。在流動路線中布置由于其開孔結(jié)構(gòu)可由冷卻流體流過的壓縮部件。所述壓縮部件能以擴(kuò)散器的形式使得冷卻流體分布在流動橫截面上。通過壓縮部件可改進(jìn)、特別是均勻化離子交換介質(zhì)中的流動比，并且由此最佳地利用離子交換效率和離子交換器容量。有利地，開孔型壓縮部件的孔可小于離子交換介質(zhì)的最小顆粒，從而泡沫材料部件能夠擋住所述顆粒。從而，可省略用于離子交換介質(zhì)的單獨(dú)的阻擋元件、特別是阻滯板。這一點(diǎn)對于材料費(fèi)用、安裝費(fèi)用和重量產(chǎn)生有利的作用。壓縮部件可附加地作為用于冷卻流體的過濾器，通過該過濾器可以過濾出例如包含在冷卻流體中的顆粒、特別是污物顆粒和/或冷卻系統(tǒng)的元件的磨損顆粒。因此，所述壓縮部件也可被構(gòu)造為過濾元件。有利地，開孔型泡沫材料部件的孔徑尺寸可小于冷卻流體中最小的顆粒。優(yōu)選地，所述壓縮部件可由一種相對于冷卻介質(zhì)熱和/或化學(xué)方面穩(wěn)定的材料構(gòu)成。從而，能延長壓縮部件的使用壽命。