專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料電池系統(tǒng)的容器裝置和用于將離子交換模塊裝入冷卻劑容器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于燃料電池系統(tǒng)的容器裝置，包括冷卻劑容器和具有離子交換材料的模塊，所述模塊能經(jīng)一開(kāi)口被裝入冷卻劑容器中。另外，本發(fā)明涉及一種用于將具有離子交換材料的模塊裝入用于燃料電池系統(tǒng)的冷卻劑容器中的方法，其中在該冷卻劑容器
中一開(kāi)口暴露。
背景技術(shù)：
EP2025028B1公開(kāi)了一種帶有用于冷卻燃料電池組的冷卻回路的燃料電池系統(tǒng)。 在冷卻回路中流動(dòng)的冷卻劑借助離子交換器去離子/脫離子。由此確保，在燃料電池組的各單體之間不會(huì)經(jīng)冷卻劑產(chǎn)生電流。用于降低冷卻劑的導(dǎo)電能力的去離子樹(shù)脂被安置在一袋狀件或類(lèi)似的容器中。該袋狀件通過(guò)一填入口被裝入一設(shè)置在冷卻回路中的冷卻劑補(bǔ)償容器中。在裝入袋狀件后利用旋合封口結(jié)構(gòu)將冷卻劑補(bǔ)償容器的填入口封閉。在此認(rèn)為不利的情況是，在更換具有去離子樹(shù)脂的容器時(shí)容易引起不希望的對(duì)冷卻劑的污染。這種污染一般會(huì)提高冷卻劑的導(dǎo)電能力，這便至少會(huì)降低燃料電池系統(tǒng)的效率。在不幸的情況下，污染可能導(dǎo)致短路、燃料電池系統(tǒng)被損壞或?qū)θ剂想姵叵到y(tǒng)周?chē)h(huán)境的嚴(yán)重的電危險(xiǎn)。因此，在任何情況下必須盡可能地避免對(duì)冷卻劑的污染。另外，JP2004-311347A1公開(kāi)了一種用于燃料電池系統(tǒng)的冷卻劑容器，其具有可取下的蓋件。在冷卻劑容器的底部上設(shè)有一板狀模塊，該模塊含有離子交換樹(shù)脂。為了更換模塊可將蓋件從冷卻劑容器上取下并取出模塊。事先可以將位于冷卻劑容器中的冷卻劑排出ο在更換模塊時(shí)首先完全排空冷卻劑容器是不切實(shí)際的，而從未被排空的冷卻劑容器取出模塊卻具有很高的冷卻劑污染風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是，提供所述類(lèi)型的容器裝置和方法，借助所述裝置和方法能特別是基本上避免對(duì)冷卻劑的污染。所述目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的容器裝置和具有權(quán)利要求7的特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的具有其他有益改進(jìn)的有利實(shí)施方式在各從屬權(quán)利要求中給出。根據(jù)本發(fā)明的用于燃料電池系統(tǒng)的容器裝置包括冷卻劑容器和一具有離子交換材料或者離子交換介質(zhì)的模塊。冷卻劑容器用作冷卻劑的補(bǔ)償容器，借助所述冷卻劑來(lái)冷卻燃料電池系統(tǒng)的燃料電池組。該模塊可經(jīng)一開(kāi)口被裝入冷卻劑容器中。設(shè)有一用于模塊的保護(hù)套/護(hù)罩(SchutzhUlle)，在將模塊裝入冷卻劑容器中時(shí)借助該保護(hù)套能使所述開(kāi)口相對(duì)于冷卻劑容器的周?chē)h(huán)境密封。因此，在將模塊裝入冷卻劑容器中之前，例如在運(yùn)輸模塊期間，保護(hù)套確保保護(hù)模塊免受污損。此外，在將模塊裝入冷卻劑容器中期間，模塊的保護(hù)套遮蔽所述開(kāi)口，使得不會(huì)有污染冷卻劑的物質(zhì)從冷卻劑容器的周?chē)h(huán)境經(jīng)所述開(kāi)口進(jìn)入冷卻劑容器。在用新的模塊更換已使用的模塊時(shí)，該新的模塊經(jīng)開(kāi)口被裝入冷卻劑容器中，因而通過(guò)保護(hù)套防污染地封閉所述開(kāi)口。在將模塊裝入冷卻劑容器中時(shí)，另外通過(guò)保護(hù)套保護(hù)模塊免于接觸、例如由于裝配工人或處理模塊的類(lèi)似人員引起的接觸，從而保護(hù)其免受污染。特別是可在很大程度上避免對(duì)冷卻劑的污染。在本發(fā)明的一種有利的實(shí)施方式中，保護(hù)套包括至少一個(gè)密封元件，所述至少一個(gè)密封元件能移動(dòng)/被推到所述冷卻劑容器的一具有所述開(kāi)口的接管(Mutzen)上和/或能插入所述接管中和/或能在內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)螺紋連接到所述接管上。通過(guò)這種集成到保護(hù)套中的密封元件，能夠在將模塊裝入冷卻劑容器中時(shí)以特別簡(jiǎn)單的方式密封冷卻劑容器的開(kāi)口。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在用于將具有離子交換介質(zhì)的模塊裝入用于燃料電池系統(tǒng)的冷卻劑容器的方法中可至少基本上避免對(duì)冷卻劑的污染，其中在該冷卻劑容器中一開(kāi)口暴露，其中，借助模塊的一保護(hù)套在將模塊裝入冷卻劑容器中時(shí)相對(duì)于冷卻劑容器的周?chē)h(huán)境密封所述開(kāi)口。防模塊受污損的保護(hù)套可用作運(yùn)輸封閉件，其然后在將未經(jīng)使用的模塊裝入冷卻劑容器中時(shí)防污染地封閉冷卻劑容器的開(kāi)口。在此另外有利的是，在將模塊裝入冷卻劑容器后——特別是通過(guò)取下或旋下—— 使保護(hù)套與冷卻劑容器分開(kāi)。在將模塊裝入冷卻劑容器后，保護(hù)套已實(shí)現(xiàn)了其功能并且在其與冷卻劑容器分離的情況下不會(huì)導(dǎo)致其他干擾。針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的容器裝置所述的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)選實(shí)施方式也適應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的方法，反之亦然。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，上述在說(shuō)明書(shū)中提及的特征和特征組合以及以下在對(duì)附圖的說(shuō)明中提及的和/或在附圖中示出的特征和特征組合不僅能以相應(yīng)給出的組合方式應(yīng)用，而且能以其它的組合方式應(yīng)用或單獨(dú)地應(yīng)用。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)由權(quán)利要求、以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式的說(shuō)明以及參照附圖得出。其中，圖1示出其中安裝有離子交換模塊的冷卻劑容器的局部剖視圖；圖2示出冷卻劑容器的示意圖，在該冷卻劑容器中裝入有離子交換模塊；和圖3示出從冷卻劑容器取下離子交換模塊的保護(hù)套。
具體實(shí)施例方式圖1示出用于燃料電池系統(tǒng)的容器裝置1的局部。容器裝置包括一冷卻劑容器2， 該冷卻劑容器用作用于冷卻燃料電池系統(tǒng)的燃料電池組的冷卻劑的補(bǔ)償容器。圖1僅示出冷卻劑容器2的一接管3，該接管界定出一引入開(kāi)口 4。該引入開(kāi)口 4的尺寸設(shè)計(jì)成使得經(jīng)該引入開(kāi)口能將一離子交換模塊5裝入冷卻劑容器2。離子交換模塊5包括一柱狀的儲(chǔ)存器6，在該儲(chǔ)存器中接納有離子交換材料7。離子交換模塊5被一保護(hù)套8包圍，該保護(hù)套在運(yùn)輸期間保護(hù)離子交換模塊5不被污損。保護(hù)套8的底部9能夠例如通過(guò)撕斷而與保護(hù)套8分開(kāi)。底部9的分開(kāi)在圖1中通過(guò)一運(yùn)動(dòng)箭頭10表示。保護(hù)套8還具有一密封圈11，該密封圈在使底部9分開(kāi)后可移動(dòng)到冷卻劑容器2的接管3上。圖2示出容器裝置1，在該容器裝置中用于離子交換模塊5的保護(hù)套8已被推動(dòng)到冷卻劑容器2的接管3上。在此，密封圈11使冷卻劑容器2的引入開(kāi)口 4相對(duì)于冷卻劑容器2的周?chē)h(huán)境密封而不受污染。作為通過(guò)推動(dòng)密封圈11對(duì)冷卻劑容器2的引入開(kāi)口 4的密封的替代或可選方案， 可以將保護(hù)套8螺紋連接到接管3上。在此，密封圈11可在接管3的內(nèi)螺紋或外螺紋中被引導(dǎo)。替代地，也可以設(shè)有貼靠在接管3內(nèi)周側(cè)的密封圈和貼靠在外周側(cè)的密封圈11。在接管3的區(qū)域中，在冷卻劑容器2上設(shè)有導(dǎo)軌12，所述導(dǎo)軌用于使得能夠?qū)㈦x子交換模塊5位置正確地裝入冷卻劑容器2中。通過(guò)使離子交換模塊5的一蓋件13碰到——這時(shí)起止擋作用的——導(dǎo)軌12，該蓋件13限制了將離子交換模塊5沿圖2所示的箭頭14的方向裝入冷卻劑容器2中。替代于蓋件13，也可以在離子交換模塊5上設(shè)置一另一類(lèi)型的止擋部。一旦例如通過(guò)取下或旋下而使保護(hù)套8離開(kāi)冷卻劑容器2 (參見(jiàn)圖3)，蓋件13也可以直接用作接管3的防污染的封閉件。但也可以設(shè)置一單獨(dú)的蓋件從而在取下保護(hù)套8 后封閉接管3，例如一能螺紋連接到接管3上的蓋件。還可以，例如借助卡口連接結(jié)構(gòu)將蓋件13安裝在插入到冷卻劑容器2中的離子交換模塊5上，以封閉引入開(kāi)口 4。如果設(shè)有單獨(dú)的蓋件，則可使該單獨(dú)的蓋件可拆卸或不可拆卸地與離子交換模塊 5連接，例如通過(guò)將其螺紋連接到蓋件13上。該單獨(dú)的蓋件可以例如以螺紋連接到離子交換模塊5的方式在儲(chǔ)存器6中連帶地提供。通過(guò)該單獨(dú)的蓋件提供了有利的可能方案，以適合/巧妙的方式將離子交換模塊5組合到單獨(dú)的蓋件上、例如螺紋連接單獨(dú)的蓋件(連同固定在其上的離子交換模塊)并且將離子交換模塊4連同單獨(dú)的蓋件從引入開(kāi)口中取出。 在接下來(lái)裝入替換的離子交換器模塊5時(shí)，可以以適合的方式將該替換的離子交換器模塊再與環(huán)繞的儲(chǔ)存器6—起組合在單獨(dú)的蓋件上并(連同固定在其上的單獨(dú)的蓋件)引入該引入開(kāi)口 4中。在將離子交換模塊5鎖定在規(guī)定的位置中后，可使該單獨(dú)的蓋件又例如與接管3螺紋連接。這便允許特別有效并且防污染地更換離子交換模塊5。對(duì)于冷卻劑容器2，圖2和圖3僅示出上部的、具有接管3的區(qū)域和下部區(qū)域，該下部區(qū)域同樣具有用于離子交換模塊5的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)15。在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)15的區(qū)域中，有利地另外設(shè)有鎖定裝置16。該鎖定裝置16 —方面用作離子交換模塊5與冷卻劑容器2的鎖定裝置。 另一方面鎖定裝置16在將離子交換模塊5裝入冷卻劑容器2中時(shí)形成一止擋部。在將離子交換模塊5與平衡容器2鎖定時(shí)，在此，在下側(cè)安置到離子交換模塊5上的密封圈17用于離子交換模塊5在冷卻劑容器2中的密封定位。因此，可能的是，冷卻劑容器2的底部至少局部地由離子交換模塊5的底部18形成。密封圈17另外用于，在將經(jīng)離子交換材料7引入的冷卻劑進(jìn)入冷卻劑容器2中時(shí)可預(yù)先規(guī)定通過(guò)離子交換模塊5的流動(dòng)路徑。因此可以使冷卻劑從下向上或從上向下地流動(dòng)穿過(guò)離子交換模塊5，從而使冷卻劑被去離子。離子交換模塊5的柱狀形狀及其在冷卻劑容器2中的豎立取向因此有利。在圖3中通過(guò)另一運(yùn)動(dòng)箭頭19示出從冷卻劑容器2的接管3取下保護(hù)套8。為了能夠在離子交換材料7耗盡時(shí)將離子交換模塊5簡(jiǎn)單地從冷卻劑容器2中取出，可在離子交換模塊5上設(shè)置一(未示出的)手柄或類(lèi)似的操縱元件。例如可在更換離子交換模塊5前將該手柄沉入離子交換模塊5，然后從離子交換模塊5上拆下手柄，以處理離子交換模塊5。替代或附加地，可在離子交換模塊5上設(shè)置一用于拆卸工具的接納區(qū)域，例如具有相應(yīng)標(biāo)記的部位，該部位能被拆卸工具穿過(guò)以接著將離子交換模塊5從冷卻劑容器2中取出。拆卸工具因此可設(shè)計(jì)成能通過(guò)插入和/或旋入離子交換模塊5而連接到離子交換模塊5上。通過(guò)設(shè)置可取下的保護(hù)套8，在將離子交換模塊5裝入冷卻劑容器2中時(shí)，所述冷卻劑容器2至多在最短的時(shí)間內(nèi)——即直至引入開(kāi)口 4在取下保護(hù)套8后再被密封——暴露于來(lái)自冷卻劑容器2的周?chē)h(huán)境的污染。特別是如果離子交換模塊5的蓋件13確保冷卻劑容器2的密封時(shí)，在從接管3取下保護(hù)套8時(shí)引入開(kāi)口 4甚至已被防污染地密封。附圖標(biāo)記表
1容器裝置
2冷卻劑容器
3接管
4引入開(kāi)口
5離子交換模塊
6儲(chǔ)存器
7離子交換材料
8保護(hù)套
9底部
10運(yùn)動(dòng)箭頭
11密封圈
12導(dǎo)軌
13蓋件
14箭頭
15引導(dǎo)結(jié)構(gòu)
16鎖定裝置
17密封圈
18底部
19運(yùn)動(dòng)箭頭
權(quán)利要求
1.一種用于燃料電池系統(tǒng)的容器裝置，包括冷卻劑容器(2)和具有離子交換材料(7) 的模塊(5)，所述模塊能經(jīng)一開(kāi)口(4)被裝入所述冷卻劑容器( 中，其特征在于，設(shè)有一用于所述模塊(5)的保護(hù)套(8)，在將所述模塊(5)裝入所述冷卻劑容器(2)中時(shí)借助該保護(hù)套能使所述開(kāi)口(4)相對(duì)于所述冷卻劑容器O)的周?chē)h(huán)境密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器裝置，其特征在于，所述保護(hù)套(8)包括至少一個(gè)密封元件(11)，所述至少一個(gè)密封元件能移動(dòng)到所述冷卻劑容器O)的一具有所述開(kāi)口(4)的接管(3)上和/或能插入所述接管中和/或能在內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)螺紋連接到所述接管上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的容器裝置，其特征在于，在所述模塊( 上和/或所述冷卻劑容器( 上設(shè)有至少一個(gè)止擋部(12，13，16)，以用于限制將所述模塊( 裝入所述冷卻劑容器O)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的容器裝置，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)弓I導(dǎo)結(jié)構(gòu) (12，5)，用以位置正確地將所述模塊( 裝入所述冷卻劑容器O)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的容器裝置，其特征在于，特別是在形成有密封座的情況下被裝入所述冷卻劑容器O)中的所述模塊( 與所述冷卻劑容器( 相鎖定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的容器裝置，其特征在于，所述模塊( 具有一——特別是可被放入使用狀態(tài)的——操縱元件和/或用于操縱元件的接納區(qū)域，借助所述操縱元件和/或接納區(qū)域能將所述模塊( 從所述冷卻劑容器( 取出。
7.一種用于將具有離子交換材料(7)的模塊(5)裝入用于燃料電池系統(tǒng)的冷卻劑容器O)中的方法，其中在該冷卻劑容器O)中一開(kāi)口(4)暴露，其特征在于，借助所述模塊 (5)的一保護(hù)套(8)在將所述模塊( 裝入所述冷卻劑容器O)中時(shí)相對(duì)于所述冷卻劑容器O)的周?chē)h(huán)境密封所述開(kāi)口 G)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在將所述模塊( 裝入所述冷卻劑容器 (2)后——特別是通過(guò)取下或旋下——使所述保護(hù)套(8)與所述冷卻劑容器( 分開(kāi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于燃料電池系統(tǒng)的容器裝置(1)，包括冷卻劑容器(2)和具有離子交換材料(7)的模塊(5)，所述模塊能經(jīng)一引入開(kāi)口(4)裝入冷卻劑容器(2)中。所述模塊(5)具有保護(hù)套(8)，在將所述模塊(5)裝入所述冷卻劑容器(2)中時(shí)借助該保護(hù)套能使引入開(kāi)口(4)相對(duì)于冷卻劑容器(2)的周?chē)h(huán)境密封。另外，本發(fā)明涉及一種用于將具有離子交換介質(zhì)(7)的模塊(5)裝入用于燃料電池系統(tǒng)的冷卻劑容器(2)中的方法。所述保護(hù)套(8)可在將所述模塊(5)裝入后與所述冷卻劑容器(2)分開(kāi)。
文檔編號(hào)H01M8/04GK102576888SQ201080046142
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者M·米特曼, S·紐伯特, W·施懷恩巴赫 申請(qǐng)人:戴姆勒股份公司