CN100442585C - 燃料电池的冷却剂箱和包括该冷却剂箱的燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种存储用于燃料电池系统的冷却剂的冷却剂箱，包括：外壳，其包括冷却剂入口和冷却剂出口并且限定了冷却剂存储空间；离子消除器，其安装在所述冷却剂存储空间中，被供应至少一部分冷却剂并且排出所供应的冷却剂，并且消除包含在所供应的冷却剂中的至少一部分离子；用于消除包含在所述冷却剂中的泡沫的泡沫消除装置；其中所述泡沫消除装置包括：泡沫收集元件，其布置在所述冷却剂入口的下游侧并且形成倾斜表面，而包含在所述冷却剂中的泡沫附着到所述倾斜表面；和泡沫出口，其用于排出所述泡沫收集元件所收集的泡沫。本发明还提供了一种燃料电池系统。

Description

燃料电池的冷却剂箱和包括该冷却剂箱的燃料电池系统
相关申请的相互参照
本申请要求于2005年9月30向韩国知识产权局申请的韩国专利申请No.10-2005-0092485的优选权和权益，上述申请的全部内容被结合于此以作参考。
技术领域
本发明涉及燃料电池的冷却剂箱和包括该冷却剂箱的燃料电池系统。尤其是，本发明涉及用于其中设有离子消除器的燃料电池的冷却剂箱和包括该冷却剂箱的燃料电池系统。
背景技术
众所周知，燃料电池的冷却剂箱是用于存储供应给燃料电池系统的冷却剂的设备。
通常，在燃料电池堆中产生大量热量，并且冷却剂被提供给燃料电池堆以便消散这些热量。
在燃料电池堆中循环的冷却剂由泵传输到散热器。在散热器中被冷却的一部分冷却剂被传递到冷却剂箱，并且剩余部分被传递到离子消除器。
包含在冷却剂中的离子可能导致诸如燃料电池短路这样的问题，因此由离子消除器去除离子。
然而，在传统的冷却剂箱和传统的燃料电池系统中，离子消除器和冷却剂箱彼此并行连接，因此存在的一个问题是冷却剂箱和离子消除器在发动机室中所占的空间太大。
此外，由于冷却剂箱和离子消除器所占的空间太大，因此损害了设计的自由度，并且整个系统变得复杂，而且制造成本增加。
另外，由于传统的冷却剂箱和包括该冷却剂箱的传统燃料电池系统并不包括泡沫消除器，因此包含在冷却剂中的泡沫会损害冷却性能。
在背景部分公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此它可能包含并不构成在本国对于本领域的普通技术人员来说是已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明旨在提供一种冷却剂箱和一种燃料电池系统，其具有增强设计自由度、减小制造成本和有效消除包含在冷却剂中的泡沫的优点。
根据本发明的一个实施例的典型冷却剂箱包括外壳，该外壳带有冷却剂入口和冷却剂出口并且限定了冷却剂存储空间，和离子消除器，该离子消除器安装在所述冷却剂存储空间中，被供应至少一部分冷却剂并且排出所供应的冷却剂，并且消除包含在所供应的冷却剂中的至少一部分离子。
在本发明的一个实施例中，一种燃料电池系统包括燃料电池堆，用于冷却从所述燃料电池堆中排出的冷却剂的散热器，用于接收和临时存储所述散热器所冷却的冷却剂的冷却剂箱，和用于循环所述冷却剂的冷却剂泵。所述冷却剂箱包括外壳，该外壳带有冷却剂入口和冷却剂出口并且限定冷却剂存储空间；和离子消除器，其安装在所述冷却剂存储空间中，被供应至少一部分冷却剂并且排出所供应的冷却剂，并且消除包含在所供应的冷却剂中的至少一部分离子。所述冷却剂箱可以进一步包括用于消除包含在所述冷却剂中的泡沫的泡沫消除装置。所述泡沫消除装置可以包括泡沫收集元件，其布置在所述冷却剂入口的下游侧并且形成倾斜表面，包含在所述冷却剂中的泡沫附着到所述倾斜表面，和泡沫出口，其用于排出所述泡沫收集元件所收集的泡沫。
所述泡沫收集元件可以具有圆锥形状。
所述泡沫出口可以形成于所述外壳的上部。
90％的总冷却剂流可以通过所述冷却剂入口流入到所述冷却剂存储空间，并且其余的可流入到所述离子消除器。
用于分离冷却剂流的分离板可以安装在所述冷却剂入口中。
本发明还提供了一种燃料电池系统，包括：燃料电池堆；用于冷却从所述燃料电池堆中排出的冷却剂的散热器；用于接收和临时存储所述散热器所冷却的冷却剂的冷却剂箱；和用于循环所述冷却剂的冷却剂泵。其中所述冷却剂箱包括：外壳，其包括冷却剂入口和冷却剂出口并且限定了冷却剂存储空间，和离子消除器，其安装在所述冷却剂存储空间中，被供应至少一部分冷却剂并且排出所供应的冷却剂，并且消除包含在所供应的冷却剂中的至少一部分离子；所述冷却剂箱进一步包括用于消除包含在所述冷却剂中的泡沫的泡沫消除装置；其中所述泡沫消除装置包括：泡沫收集元件，其布置在所述冷却剂入口的下游侧并且形成倾斜表面，包含在所述冷却剂中的泡沫附着到所述倾斜表面；和泡沫出口，其用于排出所述泡沫收集元件所收集的泡沫。
附图说明
图1是显示根据本发明的一个典型实施例的燃料电池系统的图示；
图2是显示根据本发明的一个典型实施例的冷却剂箱的图示；
图3是图2中部分A的放大图；
图4是根据本发明的一个典型实施例的冷却剂箱的离子消除器的图示；
图5是根据本发明的一个典型实施例的冷却剂箱的分离板的图示。
具体实施方式
将在下文参考附图详细描述本发明的一个典型实施例。
图1是显示根据本发明的一个典型实施例的燃料电池系统的图示，图2是显示根据本发明的一个典型实施例的冷却剂箱的图示，图4是根据本发明的一个典型实施例的冷却剂箱的离子消除器的图示。
如图1中所示，根据本发明的一个典型实施例的燃料电池系统包括燃料电池堆107，散热器105和冷却剂箱100。
散热器105冷却从燃料电池堆107排出的冷却剂。
冷却剂箱100接收由散热器105冷却的冷却剂并且临时存储被接收的冷却剂，冷却剂泵109循环该冷却剂。
根据本发明的一个典型实施例的冷却剂箱包括外壳201和离子消除器101。
外壳201包括冷却剂入口205和冷却剂出口211并且限定了冷却剂存储空间203。
另外，离子消除器101被安装在冷却剂存储空间203中，被供应至少一部分冷却剂并且排出所供应的冷却剂，而且消除包含在所供应的冷却剂中的至少一部分离子。
所述冷却剂冷却燃料电池堆107，然后通过冷却剂通道111由冷却剂泵109提供给散热器105。
由散热器105冷却的冷却剂被输送到冷却剂箱100。
如图1，图2和图4中所示，离子消除器101被布置在冷却剂箱100的外壳201内。
从散热器105通过冷却剂通道111提供的冷却剂通过冷却剂入口205被供应给外壳201。
另外，第二冷却剂入口209连接到冷却剂通道111，并且流过第二冷却剂入口209的冷却剂通过歧管215供应给离子消除器101。
当经过离子消除器101时离子被消除的冷却剂通过冷却剂出口211与临时存储在外壳201内的冷却剂存储空间203中的冷却剂一起排出。
通过冷却剂出口211排出的冷却剂再次被供应给燃料电池堆107。
图3是图2中部分A的放大图。
参考图2和图3，根据本发明的一个典型实施例的冷却剂箱100进一步包括用于消除包含在冷却剂中的泡沫的泡沫消除装置103。
泡沫消除装置103包括泡沫收集元件213和泡沫出口207。
泡沫收集元件213被安装在冷却剂入口205的下游侧并且形成倾斜表面，包含在冷却剂中的泡沫附着到所述倾斜表面。
泡沫收集元件213具有圆锥形状，并且泡沫出口207形成于外壳201的上部。
泡沫出口207排出由泡沫收集元件213收集的泡沫。
参考图3中所示的箭头，通过冷却剂入口205供应的冷却剂流到具有圆锥形状的泡沫收集元件213的倾斜表面301上并且流入到外壳201的冷却剂存储空间203中。
当冷却剂流入到具有圆锥形状的泡沫收集元件213的倾斜表面301上时，包含在冷却剂中的泡沫附着于倾斜表面301。
附着的泡沫从倾斜表面301分离，然后通过泡沫出口207排出。
因此，在根据本发明的一个典型实施例的冷却剂箱100中，包含在冷却剂中的泡沫可以被排出到外部，从而可以增强冷却剂的冷却性能。
在本发明的一个典型实施例中，为了保持冷却剂的电导率，90％的总冷却剂流通过冷却剂入口205流入到冷却剂存储空间203中。
其余10％的总冷却剂流被供应给离子消除器101。
如果更多的冷却剂流被供应给离子消除器101，那么离子消除器101的寿命会缩短。
在根据本发明的一个典型实施例的冷却剂箱中，流入到离子消除器101中的冷却剂的百分比被设在10％，从而可以提高离子消除器101的耐用性。
图5是显示根据本发明的一个典型实施例的冷却剂箱的分离板的图示。
参考图5，用于分离冷却剂流的分离板400被安装在冷却剂入口205内。
分离板400可以最小化流过冷却剂入口205的冷却剂流中的涡流。
在本发明的一个典型实施例中，分离板400形成为两个板并且具有对应于冷却剂入口205的形状的角度。分离板400被布置成使得冷却剂入口205中的冷却剂流被分离。
由于在冷却剂入口205中流动的冷却剂流中的涡流被分离板400阻止，因此可以有效且均匀地消除包含在冷却剂中的泡沫。
在本发明的一个典型实施例中，由于离子消除器被布置在冷却剂箱中，因此可以减小冷却剂箱的总尺寸。
由于冷却剂箱的尺寸被减小，因此可以增强设计自由度，减小制造成本，并且可以简化燃料电池系统。
此外，由于泡沫消除器消除了泡沫，因此可以增强冷却剂的冷却性能，并且包含在冷却剂中的泡沫可以由分离板均匀地消除。
尽管结合了当前被认为是可行的典型实施例描述了本发明，应当理解本发明并不限于所公开的实施例，相反地，本发明意欲涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改以及等效布置。

Claims (10)

1.一种存储用于燃料电池系统的冷却剂的冷却剂箱，包括：
外壳，其包括冷却剂入口和冷却剂出口并且限定了冷却剂存储空间，
离子消除器，其安装在所述冷却剂存储空间中，被供应至少一部分冷却剂并且排出所供应的冷却剂，并且消除包含在所供应的冷却剂中的至少一部分离子，和
用于消除包含在所述冷却剂中的泡沫的泡沫消除装置；其中所述泡沫消除装置包括：
泡沫收集元件，其布置在所述冷却剂入口的下游侧并且形成倾斜表面，而包含在所述冷却剂中的泡沫附着到所述倾斜表面；和
泡沫出口，其用于排出所述泡沫收集元件所收集的泡沫。
2.根据权利要求1所述的冷却剂箱，其中：
所述泡沫收集元件具有圆锥形状。
3.根据权利要求1所述的冷却剂箱，其中：
所述泡沫出口形成于所述外壳的上部。
4.根据权利要求1所述的冷却剂箱，其中：
90％的总冷却剂流通过所述冷却剂入口流入到所述冷却剂存储空间，并且其余的流入到所述离子消除器。
5.根据权利要求1所述的冷却剂箱，其中：
用于分离冷却剂流的分离板被安装在所述冷却剂入口中。
6.一种燃料电池系统，包括：
燃料电池堆；
用于冷却从所述燃料电池堆中排出的冷却剂的散热器；
用于接收和临时存储所述散热器所冷却的冷却剂的冷却剂箱；和
用于循环所述冷却剂的冷却剂泵，其中所述冷却剂箱包括：
外壳，其包括冷却剂入口和冷却剂出口并且限定了冷却剂存储空间，和
离子消除器，其安装在所述冷却剂存储空间中，被供应至少一部分冷却剂并且排出所供应的冷却剂，并且消除包含在所供应的冷却剂中的至少一部分离子；
所述冷却剂箱进一步包括用于消除包含在所述冷却剂中的泡沫的泡沫消除装置；其中所述泡沫消除装置包括：
泡沫收集元件，其布置在所述冷却剂入口的下游侧并且形成倾斜表面，包含在所述冷却剂中的泡沫附着到所述倾斜表面；和
泡沫出口，其用于排出所述泡沫收集元件所收集的泡沫。
7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其中：
所述泡沫收集元件具有圆锥形状。
8.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其中：
所述泡沫出口形成于所述外壳的上部。
9.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其中：
90％的总冷却剂流通过所述冷却剂入口流入到所述冷却剂存储空间，并且其余的流入到所述离子消除器。
10.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其中：
用于分离冷却剂流的分离板被安装在所述冷却剂入口中。
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