DE102017127484A1

DE102017127484A1 - Ionenaustauscher

Info

Publication number: DE102017127484A1
Application number: DE102017127484.7A
Authority: DE
Inventors: Naoki Yamaguchi; Kosuke KUSABA; Tatsuya Ojio
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2018-05-24
Also published as: JP2018083145A; US20180145349A1; JP6617685B2; US11050068B2

Abstract

Ein Ionenaustauscher, der in einem Kühlsystem einer Brennstoffzellenanlage verwendet wird, weist auf: einen Verbindungsrohrbereich, der einen ersten Durchflussweg aufweist, der es Kühlmittel, das von einer Seite eingeleitet wird, ermöglicht, dort hindurch zu der anderen Seite zu strömen; einen Gehäusebereich, der zum Herstellen einer Verbindung mit dem Verbindungsrohrbereich vorgesehen ist; und einen Speicherkörper, der mit dem Gehäusebereich zusammengebaut ist, einen zweiten Durchflussweg aufweist, in dem sich ein Teil des Kühlmittels verzweigt und aus dem Verbindungsrohrbereich strömt, und erneut in den Verbindungsrohrbereich fließt, und ein Ionenaustauschharz in dem zweiten Durchflussweg speichert, wobei: ein Einbauzustand des Speicherkörpers mit Bezug auf den Gehäusebereich in einer Vielzahl von Arten änderbar ist; und ein Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt, durch Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers änderbar ist.

Description

HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ionenaustauscher, der in einem Kühlsystem einer Brennstoffzellenanlage verwendet wird.
Beschreibung des Stands der Technik
In einer Brennstoffzellenanlage, wenn Wasserstoff und Sauerstoff chemisch miteinander in einer Brennstoffzelle reagieren und eine Energieerzeugung durchgeführt wird, erzeugt die Brennstoffzelle Wärme. Folglich ist in der Brennstoffzellenanlage ein Kühlsystem vorgesehen, das die Brennstoffzelle während der Energieerzeugung durch Umwälzen (zirkulieren lassen) eines Kühlmittels bei einer geeigneten Temperatur hält.
In dem Kühlsystem, wenn eine Ionenkonzentration in dem Kühlmittel durch eine Säureproduktion, die durch eine thermische Verschlechterung des Kühlmittels verursacht wird, oder eine Ionenabgabe aus einem Rohrbauteil oder Ähnlichem ansteigt, erhöht sich die Leitfähigkeit des Kühlmittels. Infolgedessen bestehen Bedenken, dass eine elektrische Leckage aus der Brennstoffzelle durch das Kühlmittel zu der Außenseite hervorgerufen wird. Ferner besteht auch eine Sorge, dass sich eine Erzeugungseffizienz der Brennstoffzelle verschlechtert.
Indessen ist in dem Stand der Technik ein Ionenaustauscher, der einen Anstieg einer Ionenkonzentration in einem Kühlmittel unterdrücken soll, in einem Kühlsystem einer Brennstoffzellenanlage vorgesehen. Der Ionenaustauscher ist derart ausgebildet, dass er Ionen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, dadurch entfernt, dass er es dem Kühlmittel ermöglicht, durch das Innere eines Gehäuses hindurchzulaufen, das mit einem Ionenaustauschharz gefüllt ist.
In dem Ionenaustauscher wird ein Druckverlust erzeugt, wenn das Kühlmittel durch einen Ionenaustauschharzbereich hindurchläuft. Wenn der Druckverlust ansteigt, steigt auch eine Belastung einer Pumpe, die das Kühlmittel umwälzt. Entsprechend steigt ein Energieverbrauch aufgrund der Pumpe an, und es bestehen Bedenken, dass sich die Erzeugungseffizienz der Brennstoffzelle verschlechtert. Folglich ist ein geringer Druckverlust in dem Ionenaustauscher bevorzugt.
Jedoch, da in einer anfänglichen Betriebsphase der Brennstoffzellenanlage eine große Anzahl von Ionen von einem Konfigurationsbauteil abgegeben werden, wie beispielsweise einem Rohr, das soeben eingebaut worden ist, wird eine Ionenabgabemenge in dem Kühlsystem extrem groß. Folglich wird es in der anfänglichen Phase, da die Ionenmenge, die auszutauschen ist, auch groß wird, z.B. sogar wenn der Druckverlust hoch ist, notwendig, es einer großen Kühlmittelmenge zu ermöglichen, durch den Ionenaustauschharzbereich hindurchzulaufen, und eine Ionenaustauscheffizienz zu erhöhen.
Indessen nimmt die Ionenabgabemenge aus dem Konfigurationsbauteil, wie beispielsweise einem Rohr, ab, wenn Zeit verstreicht. Folglich, nachdem eine vorgegebene Zeitspanne von einem Betriebsstart der Brennstoffzellenanlage verstrichen ist, nimmt die Menge, die durch die thermische Verschlechterung des Kühlmittels hervorgerufen wird, einen großen Teil der Ionenabgabemenge in dem Kühlsystem ein, und es nicht nötig, die Ionenaustauscheffizienz so sehr zu erhöhen.
Folglich bestehen in einem Fall, bei dem der Ionenaustauscher verwendet wird, der eine Struktur aufweist, bei der es einer großen Kühlmittelmenge ermöglicht wird, durch den Ionenaustauschharzbereich in Übereinstimmung mit der Ionenabgabemenge bei der anfänglichen Phase hindurchzulaufen, sogar in einem Zustand, bei dem die Ionenabgabemenge, nachdem die vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, relativ gering ist, Bedenken, dass ein Zustand aufrechterhalten wird, bei dem die Ionenaustauscheffizienz oder der Druckverlust höher als notwendig ist.
Indessen wurde auch ein Ionenaustauscher erfunden, bei dem ein Verhältnis der Ionenaustauscheffizienz oder des Druckverlustes sich in Übereinstimmung mit einer Betriebslast ändert (z.B. bezogen auf JP-A-2010-198796 ). In dem in der JP-A-2010-198796 beschriebenen Ionenaustauscher wird eine Ausgestaltung verwendet, bei der eine Änderung in dem Strömungswiderstand (Druckverlust) durch Erhöhen oder Reduzieren einer Kapazität des Ionenaustauschharzes, durch das das Kühlmittel hindurchläuft, in Übereinstimmung mit einer Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels erzeugt wird.
Jedoch ist es bei der in der JP-A-2010-198796 beschriebenen Ausgestaltung notwendig, eine Vielzahl von Durchflusswegen vorzusehen, die das Ionenaustauschharz darin speichern (lagern, to store), oder einen Mechanismus vorzusehen, der die Durchflusswege in Übereinstimmung mit der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels umschaltet, und es bestehen Bedenken, dass sich die Größe des Ionenaustauschers erhöht und seine Struktur kompliziert wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung des oben beschriebenen Umstands gemacht, und es ist ihr Ziel, einen Ionenaustauscher vorzusehen, der eine Ionenaustauscheffizienz oder einen Druckverlust ändern kann, während eine Komplexität und Vergrößerung einer Struktur in einem Kühlsystem einer Brennstoffzellenanlage unterdrückt wird.
Nachfolgend wird jeder Aspekt, der zum Lösen des Problems geeignet ist, in seinen Einzelheiten beschrieben. Zusätzlich werden einheitliche Betriebseffekte zudem in den entsprechenden Aspekten nach Bedarf ausgeführt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Ionenaustauscher, der in einem Kühlsystem einer Brennstoffzellenanlage verwendet wird, vorgesehen, der aufweist: einen Verbindungsrohrbereich, dessen beide Endbereiche derart ausgebildet sind, dass sie entsprechend mit einem vorgegebenen Rohr des Kühlsystems verbindbar sind, wobei der Verbindungsrohrbereich einen ersten Durchflussweg aufweist, der es einem Kühlmittel, das von einer Seite eingeleitet wird, ermöglicht, dort hindurch zu der anderen Seite zu laufen (hindurchzuströmen); einen Gehäusebereich, der zum in Verbindung stehen mit dem Verbindungsrohrbereich vorgesehen ist; und einen Speicherkörper, der an den Gehäusebereich gebaut ist, der einen zweiten Durchflussweg aufweist, in dem sich ein Teil des Kühlmittels, das in den Verbindungsrohrbereich eingeleitet wird, aufteilt und aus dem Verbindungsrohrbereich strömt und erneut in den Verbindungsrohrbereich übergeht, und der ein Ionenaustauschharz in dem zweiten Durchflussweg speichert, bei dem: ein Einbauzustand des Speicherkörpers mit Bezug auf den Gehäusebereich in eine Vielzahl von Arten veränderlich ist; und ein Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt, durch Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers veränderlich ist.
Gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt ist die Ausgestaltung mit dem Verbindungsrohrbereich, der den ersten Durchflussweg aufweist, der es dem Teil des Kühlmittels, der in den Ionenaustauscher eingeleitet wird, ermöglicht, hindurchzuströmen, ohne durch den Ionenaustauschharzbereich hindurchzulaufen; und mit dem Speicherkörper (Gehäusebereich) versehen, der den zweiten Durchflussweg aufweist, in dem sich der Teil des Kühlmittels verzweigt und aus dem Verbindungsrohrbereich strömt, und das Ionenaustauschharz ist in dem Speicherkörper gespeichert, und die in dem Kühlmittel enthaltenen Ionen werden entfernt. Entsprechend ist es möglich, eine Ionenaustauscheffizienz zu verbessern, während ein Anstieg in einem Druckverlust unterdrückt wird.
Ferner wird in dem Aspekt unter der oben beschriebenen Ausgestaltung eine Ausgestaltung verwendet, bei der das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt, durch Ändern des Einbauzustands (Einbauposition oder -ausrichtung) des Speicherkörpers mit Bezug auf den Gehäusebereich veränderlich.
Zum Beispiel durch Festlegen des Einbauzustands des Speicherkörpers auf einen ersten Einbauzustand ist es möglich, das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg (Ionenaustauschharzbereich) strömt, zu erhöhen, und durch Festlegen des Einbauzustands auf einen zweiten Einbauzustand ist es möglich, das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt, zu reduzieren.
Mit anderen Worten ist es durch Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers möglich, die Leistung des Ionenaustauschers derart zu ändern, dass er sich in einem Zustand befindet, bei dem die Ionenaustauscheffizienz und der Druckverlust hoch sind, und dass er sich in einem Zustand befindet, bei dem die Ionenaustauscheffizienz und der Druckverlust gering sind.
Folglich nimmt in der anfänglichen Betriebsphase der Brennstoffzellenanlage, in der die Ionenabgabemenge in dem Kühlsystem ansteigt, die Ionenaustauscheffizienz durch Festlegen des Einbauzustands des Speicherkörpers auf den ersten Einbauzustand zu. Indessen, nachdem eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, während der die Ionenabgabemenge abgenommen hat, kann durch Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers, wenn eine zyklische Inspektion oder Ähnliches durchgeführt wird, zu dem zweiten Einbauzustand ein Zustand erreicht werden, bei dem der Druckverlust gering ist.
Auf diese Art und Weise ist es gemäß dem Aspekt möglich, die Leistung (Ionenaustauscheffizienz oder Druckverlust) des Ionenaustauschers in Übereinstimmung mit der Anforderung zu ändern, die abhängig von der Betriebszeit der Brennstoffzellenanlage variiert.
Insbesondere ist es in dem Aspekt, da es nicht nötig ist, eine Vielzahl von Durchflusswegen (zweiter Durchflussweg) vorzusehen, die das Ionenaustauschharz darin speichern, oder da es auch nicht nötig ist, einen Mechanismus oder Ähnliches vorzusehen, der die Vielzahl von Durchflusswegen umschaltet, möglich, die Größe des Ionenaustauschers zu reduzieren und den Aufbau zu vereinfachen. Ferner, da es auch nicht nötig ist, den Speicherkörper (Patrone) gegen ein zusätzliches Produkt zum Ändern der Leistung einzutauschen, ist es möglich, einen Anstieg in der Anzahl von Bauteilen zu unterdrücken und Energie zu sparen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung kann ein Öffnungsgebiet eines Einlasskanals, durch den das Kühlmittel aus dem Verbindungsrohrbereich in den zweiten Durchflussweg eingeleitet wird, durch Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers veränderlich sein.
Gemäß dem oben beschriebenen zweiten Aspekt ist es durch eine relativ einfache Ausgestaltung, bei der sich das Öffnungsgebiet des Einlasskanals des zweiten Durchflussweges ändert, möglich, das Verhältnis des Kühlmittels, das durch den zweiten Durchflusskanal strömt, zu ändern. Infolgedessen ist es möglich, den Aufbau zu vereinfachen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung kann der Speicherkörper einen Teil aufweisen, der zum Vorstehen zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs eingebaut ist, und kann den Einlasskanal, durch den das Kühlmittel aus dem Verbindungsrohrbereich in den zweiten Strömungsweg eingeleitet wird, an dem vorstehenden Teil aufweisen und einen Auslasskanal aufweisen, durch den das Kühlmittel aus dem zweiten Durchflussweg zu dem Verbindungsrohrbereich ausgelassen wird.
Gemäß dem oben beschriebenen dritten Aspekt, da der Einlasskanal und der Auslasskanal des zweiten Durchflussweges derart angeordnet sind, dass sie in den Verbindungsrohrbereich offen sind, ist es möglich, das Kühlmittel effizient in den zweiten Durchflussweg einzuleiten und das Kühlmittel aus dem zweiten Durchflussweg herauszuführen und die Ionenaustauscheffizienz zu verbessern.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung kann der Einbauzustand des Speicherkörpers durch Drehen des Speicherkörpers um einen vorgegebenen Winkel im Hinblick auf eine Einbaurichtung des Speicherkörpers mit Bezug auf den Gehäusebereich als eine axiale Mitte veränderlich sein.
Gemäß dem oben beschriebenen vierten Aspekt ist es nur durch Drehen des Einbaukörpers um einen vorgegebenen Winkel mit Bezug auf den Gehäusebereich möglich, das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt, zu ändern. Infolgedessen ist es möglich, die Umbauarbeit zu vereinfachen und den Aufbau zu vereinfachen.
Zum Beispiel kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der die Position des Öffnungsbereichs, der als der Einlasskanal dient, der das Kühlmittel aus dem Verbindungsrohrbereich in den zweiten Strömungsweg einleitet, und die Position des Öffnungsbereichs, der als der Auslasskanal dient, der das Kühlmittel aus dem zweiten Durchflussweg zu dem Verbindungsrohrbereich herausleitet, zueinander durch Drehen des Speicherkörpers um 180° im Hinblick auf die Einbaurichtung des Speicherkörpers als eine axiale Mitte geändert werden. Hier ist es z.B. auch möglich, wenn eine Ausgestaltung verwendet wird, bei der die Öffnungsgebiete der beiden Öffnungsbereiche variieren, die Ausgestaltung gemäß dem oben beschriebenen Aspekt 2 nur durch Ändern der Positionen der beiden Öffnungsbereiche zu realisieren.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung kann eine Verbindungsrohrbereich-seitige Stirnfläche des Speicherkörpers, der zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs vorsteht, derart angeordnet sein, dass sie mit Bezug auf eine Durchflusswegrichtung des ersten Durchflusswegs geneigt ist.
Gemäß dem eben beschriebenen fünften Aspekt, da der Vorsprungsbetrag zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs in einer Umfangsrichtung des Speicherkörpers durch Bilden des Öffnungsbereichs variiert, der als der Einlasskanal oder der Auslasskanal des zweiten Durchflusswegs auf einer äußeren Umfangsfläche des vorstehenden Teils des Speicherkörpers dient, kann die Ausgestaltung gemäß dem oben beschriebenen Aspekt 2 durch eine relativ einfache Ausgestaltung realisiert werden.
Zusätzlich ist das Öffnungsgebiet des Einlasskanals des ersten Durchflusswegs derart ausgebildet, dass es veränderlich ist. Wenn sich das Öffnungsgebiet des Einlasskanals des ersten Durchflusswegs verringert, verringert sich das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem ersten Durchflussweg strömt, und das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt, erhöht sich um den (so sehr wie der) Verringerungsbetrag. Im Gegensatz dazu, wenn sich das Öffnungsgebiet des Einlasskanals des ersten Durchflusswegs vergrößert, vergrößert sich das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt. Infolgedessen ist es möglich, das Verhältnis des Kühlmittels zu ändern, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt, ohne das Öffnungsgebiet des Einlasskanals des zweiten Durchflusswegs zu ändern.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung kann der Ionenaustauscher ferner ein Vorsprungsstück aufweisen, das zum Vorstehen von der Verbindungsrohrbereich-seitigen Stirnfläche des Speicherkörpers, der zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs hervorsteht, ausgebildet ist, und das Vorsprungsstück kann zwischen einem Zustand, bei dem es entlang der Durchflusswegrichtung des ersten Durchflusswegs installiert ist, und einem Zustand, bei dem es entlang einer Richtung senkrecht zu der Durchflusswegrichtung des ersten Durchflusswegs installiert ist, durch das Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers geändert werden.
Gemäß dem oben beschriebenen sechsten Aspekt verleiht das Vorsprungsstück durch das Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers dem Kühlmittel, das in dem ersten Durchflussweg strömt, einen größeren Widerstand oder verleiht dem Kühlmittel, das in dem ersten Durchflussweg strömt, einen geringeren Widerstand. Hier, gemäß dem Zustand, bei dem das Vorsprungsstück dem Kühlmittel, das in dem ersten Durchflussweg strömt, einen größeren Widerstand verleiht, verringert sich das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem ersten Durchflussweg strömt, und das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt, erhöht sich um den Verringerungsbetrag. Infolgedessen ist es möglich, ohne Ändern des Öffnungsgebiets des Einlasskanals des zweiten Durchflusswegs, das Verhältnis des Kühlmittels zu ändern, das durch den zweiten Durchflussweg strömt.
Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung kann der Ionenaustauscher ferner ein bewegliches Stück aufweisen, dessen eines Ende schwenkbar gelagert ist, so dass es drehbar ist, und dessen anderes Ende ein freies Ende auf der Verbindungsrohrbereich-seitigen Stirnfläche des Speicherkörpers ist, der zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs vorsteht, und eine freie Endseite des beweglichen Stücks kann zwischen einem Zustand, bei dem er weiter auf der stromaufwärtigen Seite des ersten Durchflusswegs positioniert ist als eine Drehachsenseite, und einem Zustand, bei dem er weiter auf der stromabwärtigen Seite des ersten Durchflusswegs positioniert ist als die Drehachsenseite, durch das Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers geändert werden.
Gemäß dem oben beschriebenen siebten Aspekt wird in einem Zustand, bei dem die freie Endseite des beweglichen Stücks weiter auf der stromaufwärtigen Seite des ersten Durchflusswegs positioniert ist als die Drehachsenseite, das bewegliche Stück zum Blockieren des ersten Durchflusswegs verlagert, und es wird ein Zustand erreicht, bei dem das bewegliche Stück dem Kühlmittel, das in den ersten Durchflussweg strömt, einen größeren Widerstand verleiht. Zu derselben Zeit wird ein Zustand erreicht, bei dem es möglich ist, eine große Menge an Kühlmittel in den Einlasskanal des zweiten Durchflusswegs durch das bewegliche Stück einzuleiten. Indessen wird in einem Zustand, bei dem die freie Endseite des beweglichen Stücks weiter auf der stromabwärtigen Seite des ersten Durchflusswegs positioniert ist als die Drehachsenseite, ein Zustand erreicht, bei dem das bewegliche Stück zum Öffnen des ersten Durchflusswegs verlagert wird, und der Widerstand, der dem Kühlmittel, das in dem ersten Durchflussweg strömt, durch das bewegliche Stück verliehen wird, verringert wird. Infolgedessen ist es ähnlich dem oben beschriebenen Aspekt 6 ohne Ändern des Öffnungsgebiets des Einlasskanals des zweiten Durchflusswegs möglich, das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt, zu ändern.
Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung kann der Ionenaustauscher ferner eine Positionierungseinheit aufweisen, die zum Bestimmen einer Position des Speicherkörpers abhängig von jeder der Vielzahl von Arten von Einbauzuständen ausgebildet ist.
Gemäß dem oben beschriebenen achten Aspekt ist es möglich, ein Lageverstellen des Speicherkörpers infolge einer Vibration oder Ähnlichem zu verhindern und die Leistung des Ionenaustauschers aufrechtzuerhalten, so dass sie eine vorgegebene geforderte Leistung ist.
Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung kann der Verbindungsrohrbereich eine Form einer im Wesentlichen geraden Linie aufweisen.
Hier meint eine „Form einer im Wesentlichen geraden Linie“, dass die Form nicht in einer U-Form oder in einer L-Form gebogen ist, und ein Fall, bei dem ein Druckverlust im Wesentlichen groß ist, ist nicht eingeschlossen, ist nicht auf eine vollständig gerade Linie beschränkt, und eine Form, die sanft gebogen oder gekrümmt ist zu dem Ausmaß, dass das Strömungsmittel problemlos strömen kann, ist miteingeschlossen.
In dem Ionenaustauscher aus dem Stand der Technik, da eine Ausgestaltung verwendet wird, bei der die gesamte Menge des eingeleiteten Kühlmittels durch den Ionenaustauschharzbereich strömt, ist der Druckverlust extrem groß. Indessen wurde in den vergangenen Jahren, ähnlich der JP-A-2010-198796 , auch ein Ionenaustauscher erfunden, der einen Bypass-Durchflussweg aufweist, in dem ein Teil des eingeleiteten Kühlmittels an dem Ionenaustauschharzbereich vorbeiströmt.
Jedoch bestehen in einem Fall, bei dem der Bypass-Durchflussweg in einer U-Form oder in einer Klammerform gebogen ist, Bedenken, dass sich der Druckverlust naturgemäß vergrößert. Zusätzlich bestehen in einem Fall, bei dem der Bypass-Durchflussweg, der an dem Ionenaustauschharzbereich vorbeiführt, in dem Gehäusebereich vorgesehen ist, Bedenken, dass die Größe des Ionenaustauschers zunimmt.
Indessen, gemäß dem oben beschriebenen neunten Aspekt, ist es durch Vorsehen des Verbindungsrohrbereichs (erster Durchflussweg) einer Form einer im Wesentlichen geraden Linie möglich, es einem Teil des Kühlmittels zu ermöglichen, in den Ionenaustauscher eingeleitet zu werden, so dass es gerade nach vorne hindurchläuft, ohne durch den Ionenaustauschharzbereich zu strömen, und das Kühlmittel aus dem Ionenaustauscher auf der kürzesten Distanz herauszuleiten. Infolgedessen ist es möglich, den Druckverlust extrem gering zu halten (machen). Zusätzlich ist es nicht nötig, den Bypass-Durchflussweg vorzusehen, der den Ionenaustauschharzbereich in dem Gehäusebereich umgeht, es ist nicht nötig, den Länge des Verbindungsrohrbereichs weiter zu kürzen, und es ist folglich möglich, die Größe des Ionenaustauschers zu reduzieren.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger verstanden aus der detaillierten Beschreibung, die nachfolgend gegeben wird, und den beigefügten Zeichnungen, die lediglich zu Illustrationszwecken angeführt sind, und folglich für die vorliegende Erfindung nicht beschränkend sind, und in denen:

1 eine schematische Ausgestaltungsansicht ist, die ein Kühlsystem einer Brennstoffzellenanlage zeigt;
2 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die einen Ionenaustauscher zeigt;
3 eine Schnittansicht ist, die den Ionenaustauscher in einem ersten Einbauzustand in der Situation zeigt, bei der das Kühlmittel nicht strömt;
4 eine Schnittansicht ist, die den Ionenaustauscher in dem ersten Einbauzustand in der Situation zeigt, bei der das Kühlmittel strömt;
5 eine Schnittansicht ist, die den Ionenaustauscher in einem zweiten Einbauzustand in der Situation zeigt, bei der das Kühlmittel strömt;
6 eine Schnittansicht ist, die einen Ionenaustauscher in einem ersten Einbauzustand gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
7 eine Schnittansicht ist, die den Ionenaustauscher in einem zweiten Einbauzustand gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
8 eine Schnittansicht ist, die einen Ionenaustauscher in einem ersten Einbauzustand gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
9 eine Schnittansicht ist, die den Ionenaustauscher in einem zweiten Einbauzustand gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
10 eine Schnittansicht ist, die einen Ionenaustauscher in einem ersten Einbauzustand gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt; und
11 eine Schnittansicht ist, die den Ionenaustauscher in einem zweiten Einbauzustand gemäß der vierten Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Ein Ionenaustauscher gemäß der Erfindung wird z.B. in einem Kühlsystem einer Brennstoffzellenanlage in einem Brennstoffzellenfahrzeug verwendet. 1 ist eine schematische Ausgestaltungsansicht, die ein Kühlsystem 50 der Brennstoffzellenanlage zeigt, an der ein Ionenaustauscher 1, der später beschrieben wird, angebracht ist.
Wie in 1 gezeigt, ist der Durchflussweg, in dem das Kühlmittel zirkuliert, hauptsächlich aus einem stromaufwärtsseitigen Rohr 53, das einen Einlasskanal 51a einer Brennstoffzelle 51 und einen Auslasskanal 52b eines Kühlers 52 miteinander verbindet, einem stromabwärtsseitigen Rohr 54, das einen Auslasskanal 51b der Brennstoffzelle 51 und einen Einlasskanal 52a des Kühlers 52 miteinander verbindet, und einem Bypassrohr 55, das parallel zu dem Kühler 52 mit dem stromaufwärtsseitigen Rohr 53 und dem stromabwärtsseitigen Rohr 54 verbunden ist, gebildet.
Der Ionenaustauscher 1 ist in dem Bypassrohr 55 installiert, und ein Drei-Wege-Ventil (elektromagnetisches Drei-Wege-Ventil) 60 ist an einem Verbindungsteil zwischen dem Bypassrohr 55 und dem stromaufwärtsseitigen Rohr 53 installiert. Zusätzlich ist in dem stromaufwärtsseitigen Rohr 53 zwischen dem Drei-Wege-Ventil 60 und der Brennstoffzelle 51 eine Pumpe 61 zum Umwälzen des Kühlmittels installiert. Ferner werden verschiedene Steuerarten im Hinblick auf das Kühlsystem 5, wie beispielsweise eine Schaltsteuerung durch Drei-WegeVentile 60 und eine Antriebssteuerung der Pumpe 61, von einer Steuereinheit durchgeführt, die nicht gezeigt ist.
Hier wird gemäß einer Ausgestaltung der Brennstoffzelle 51 beschrieben. Eine allgemeine Brennstoffzelle (eine einzelne Hochpolymer-Brennstoffzelle) weist einen Brennstoffzellenstapel, in dem eine Vielzahl von energieerzeugenden Zellen gestapelt ist. In den energieerzeugenden Zellen sind auf beiden Seiten eines elektrolytischen Films eine Membran-Elektroden-Baugruppe (MEA), in der eine Anode (Brennstoffelektrode) und eine Kathode (Luftelektrode) installiert sind, die entsprechend aus einer katalytischen Schicht und einer Gasverteilungsschicht gebildet sind, von einem Paar von Trennstücken ergriffen.
Brennstoffzellengas (z.B. Wasserstoffgas) wird der Anode jeder der energieerzeugenden Zellen zugeführt, und oxidierendes Gas (z.B. Luft) wird der Kathode zugeführt. Wenn das Brennstoffgas der Anode zugeführt wird, reagiert der in dem Brennstoffgas enthaltende Sauerstoff mit einem Katalysator der katalytischen Schicht, die die Anode bildet, und entsprechend werden Wasserstoffionen erzeugt. Die erzeugten Wasserstoffionen dringen durch den elektrolytischen Film hindurch, und eine chemische Reaktion zu Sauerstoff wird in der Kathode bewirkt. Energie wird durch die chemische Reaktion erzeugt.
Jede der energieerzeugenden Zellen erzeugt Wärme in Übereinstimmung mit der Energieerzeugung. In der Brennstoffzelle 51 (Brennstoffzellenstapel) ist ein Durchflussweg (nicht gezeigt) zum Umwälzen des Kühlmittels in Bezug auf jede der energieerzeugenden Zellen ausgebildet, und die energieerzeugenden Zellen werden durch das Kühlmittel, das aus dem Einlasskanal 51a zu der Innenseite eingeleitet wird, gekühlt. Zusätzlich wird das Kühlmittel, an dem der Wärmeaustausch vollendet ist, aus dem Auslasskanal 51b abgelassen.
Ferner wird in der Ausführungsform ein Langzeitkühlmittel (LLC), das durch Enthalten eines Ethylenglykols (kältebeständiges Fluid) in Wasser erhalten wird, als das Kühlmittel verwendet. Folglich, wenn die energieerzeugende Zelle der Brennstoffzelle 51 durch das Kühlmittel gekühlt wird, wird das Ethylenglykol, das in dem Kühlmittel enthalten ist, erwärmt und zerfällt, Säure (z.B. Methansäure) wird erzeugt, und negative Ionen werden durch die Säure erzeugt. Zusätzlich, wenn die Innenfläche eines Umwälzdurchflusswegs (Rohre 53, 54, 55 und Ähnliches) des Kühlmittels von der Säure verätzt wird, werden auch positive Ionen erzeugt. Auf diese Art und Weise enthält das Kühlmittel Fremdionen, indem die negativen Ionen und die positiven Ionen miteinander vermischt sind. Da die Ionen elektrische Ladungen aufweisen, nimmt die Leitfähigkeit des Kühlmittels zu, wenn die Konzentration der Fremdionen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, zunimmt. Infolgedessen bestehen Bedenken, dass durch das Kühlmittel eine elektrische Leckage aus der Brennstoffzelle 51 zu der Außenseite verursacht wird.
Indessen versprüht der Kühler 52 die Luft durch ein Lüfterrad, das nicht gezeigt ist, und kühlt das Kühlmittel, das durch die Brennstoffzelle 51 erwärmt wird. Das Kühlmittel wird erwärmt, wenn es durch das Innere des Kühlers 52 hindurchläuft, und wird gekühlt. In dieser Ausführungsform wird der Strom des Kühlmittels derart gesteuert, dass die Temperatur der Brennstoffzelle 51 die am besten geeignete Temperatur wird (z.B. 65°C).
Das Drei-Wege-Ventil 60 schaltet den Durchflussweg, in dem das Kühlmittel strömt, um. Genauer ist in einem Fall, bei dem die Temperatur der Brennstoffzelle 51 unterhalb der am besten geeigneten Temperatur liegt, ein erster Einlass (auf der Seite des Kühlers 52) des Drei-Wege-Ventils 60 geschlossen, und ein zweiter Einlass (auf der Seite des Bypassrohrs 55) und ein Auslass (auf der Seite der Pumpe 61) sind offen. Entsprechend zirkuliert das Kühlmittel zwischen der Brennstoffzelle 51 und dem Bypassrohr 55 durch das Antreiben der Pumpe 61. Indessen, wenn die Temperatur der Brennstoffzelle 51 die am besten geeignete Temperatur überschreitet, sind der ersten Einlass und der Auslass des Drei-Wege-Ventils 60 offen, und der zweite Einlass ist geschlossen. Entsprechend zirkuliert das Kühlmittel zwischen der Brennstoffzelle 51 und dem Kühler 52 durch das Betreiben der Pumpe 61, und die Brennstoffzelle 51 wird gekühlt.
Folglich zirkuliert in einem Fall, bei dem die Temperatur der Brennstoffzelle 51 unterhalb der am besten geeigneten Temperatur liegt, stets die gesamte Menge von Kühlmittel in dem Kühlsystem 50 durch das Bypassrohr 55. Zu diesem Zeitpunkt, da das Kühlmittel durch den Ionenaustauscher 1 hindurchläuft, werden die Fremdionen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, teilweise entfernt. Entsprechend wird der Anstieg in der Leitfähigkeit des Kühlmittels unterdrückt.
Nachfolgend wird eine Ausgestaltung des Ionenaustauschers 1 mit Bezug auf 2 bis 5 beschrieben. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Ionenaustauscher 1 zeigt. 3 ist eine Schnittansicht, die den Ionenaustauscher in einem ersten Einbauzustand in der Situation zeigt, bei der das Kühlmittel nicht strömt. 4 ist eine Schnittansicht, die den Ionenaustauscher in dem ersten Einbauzustand in der Situation zeigt, bei der das Kühlmittel strömt, und 5 ist eine Schnittansicht, die den Ionenaustauscher in einem zweiten Einbauzustand in der Situation zeigt, bei der das Kühlmittel strömt.
Der Ionenaustauscher 1 weist eine Ausgestaltung auf, bei der ein Verbindungsrohrbereich 2, der mit dem Bypassrohr 55 verbunden ist, ein äußerer Zylinderbereich 3, der derart ausgebildet ist, dass er mit dem Verbindungsrohrbereich 2 integriert ist (integral ausgebildet ist), ein innerer Zylinderbereich 4, der auf der Innenseite des äußeren Zylinderbereichs 3 gelagert (gehalten) ist, und ein Deckelbereich 5, der den äußeren Zylinderbereich 3 versperrt, vorgesehen sind, und der Einbauzustand des inneren Zylinderbereichs 4 und des Deckelbereichs 5 mit Bezug auf den äußeren Zylinderbereich 3 ist zu dem ersten Einbauzustand und dem zweiten Einbauzustand änderbar. Folglich entspricht in der Ausführungsform der äußere Zylinderbereich 3 einem Gehäusebereich, und der innere Zylinderbereich 4 und der Deckelbereich 5 bilden den Speicherkörper.
Der Verbindungsrohrbereich 2 stellt eine im Wesentlichen zylindrische Form dar, die in einer Form einer geraden Linie wie der Gesamtkörper gebildet ist. Der Verbindungsrohrbereich 2 ist mit dem Bypassrohr 55 derart verbunden, dass eine axiale Mittellinie C1 davon entlang einer im Wesentlichen horizontalen Richtung verläuft.
Der Verbindungsrohrbereich 2 weist einen einführseitigen Verbindungsbereich 2a auf, der mit einem Bypassrohr 55a auf der stromaufwärtigen Seite in einem Endbereich in der Längsrichtung verbunden werden kann, und weist einen auslassseitigen Verbindungsbereich 2b auf, der mit einem Bypassrohr 55b auf der stromabwärtigen Seite in dem anderen Endbereich in der Längsrichtung verbunden werden kann. Der Öffnungsbereich des einführseitigen Verbindungsbereichs 2a bildet den Einlasskanal des Verbindungsrohrbereichs 2, und der Öffnungsbereich des auslassseitigen Verbindungsbereichs 2b bildet den Auslasskanal des Verbindungsrohrbereichs 2.
Der äußere Zylinderbereich 3 ist zum nach oben Vorstehen von dem Verbindungsrohrbereich 2 ausgebildet und stellt eine nach unten gerichtete (bottomed) zylindrische Form her, dessen obere Fläche offen ist. Jedoch stehen der Verbindungsrohrbereich 2 und der äußere Zylinderbereich 3 miteinander auf der Innenseite über einen Öffnungsbereich 9 in Verbindung.
In einem Zustand, in dem die axiale Mittellinie C1 des Verbindungsrohrbereichs 2 und eine axiale Mittellinie C2 des äußeren Zylinderbereichs 3 orthogonal zueinander sind, und der Ionenaustauscher 1 an dem Bypassrohr 55 angebracht ist, wird ein Zustand erreicht, bei dem die axiale Mittellinie C2 des äußeren Zylinderbereichs 3 entlang einer im Wesentlichen vertikalen Richtung verläuft.
Der innere Zylinderbereich 4 stellt eine nach unten gerichtete zylindrische Form dar, dessen obere Fläche wie der Gesamtkörper offen ist, und wird in dem äußeren Zylinderbereich 3 derart gelagert, dass sich eine axiale Mittellinie C3 davon mit der axialen Mittellinie C2 des äußeren Zylinderbereichs 3 überlappt. Folglich ist die Richtung der axialen Mittellinie C2 des äußeren Zylinderbereichs 3 eine Einbaurichtung des inneren Zylinderbereichs 4 in der Ausführungsform. Der innere Zylinderbereich 4, der in dem äußeren Zylinderbereich 3 gelagert ist, befindet sich in einem Zustand, bei dem ein Teil (ein Bodenwandbereich 10 und ein Umfangswandbereich in der Umgebung davon) auf der Endspitzenseite in der Einbaurichtung zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs 2 über den Öffnungsbereich 9 vorsteht. Hier bildet der Bodenwandbereich 10 die Stirnfläche (Endspitzenfläche in der Einbaurichtung) auf der Seite des Verbindungsrohrbereichs in der Ausführungsform.
In dem inneren Zylinderbereich 4 ist ein Unterteilungswandbereich 11 ausgebildet, der das Innere in zwei Gebiete unterteilt. Der Unterteilungswandbereich 11 ist entlang der Ebene ausgebildet, die die axiale Mittellinie C3 aufweist. Zusätzlich wird in einem Zustand, bei dem der innere Zylinderbereich 4 in dem äußeren Zylinderbereich 3 gelagert ist, ein Zustand erreicht, bei dem der Unterteilungswandbereich 11 entlang der Ebene senkrecht zu der axialen Mittellinie C1 des Verbindungsrohrbereichs 2 angeordnet ist. Jedoch ist der obere Endbereich des Unterteilungswandbereichs 11 an einer Position niedriger als der obere Endbereich (oberer Öffnungsrandbereich 4a) des inneren Zylinderbereichs 4 vorgesehen, und die zwei Gebiete stehen miteinander in dem oberen Bereich des inneren Zylinderbereichs 4 in Verbindung. Indessen ist der untere Endbereich des Unterteilungswandbereichs 11 mit dem Bodenwandbereich 10 verbunden.
Der Bodenwandbereich 10 des inneren Zylinderbereichs 4 ist derart ausgebildet, dass er mit Bezug auf den Unterteilungswandbereich 11 (axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs 4) geneigt ist. In einem Zustand, bei dem der innere Zylinderbereich 4 in dem äußeren Zylinderbereich 3 gelagert ist, ist der Bodenwandbereich 10 derart angeordnet, dass er mit Bezug auf die axiale Mittellinie C1 des Verbindungsrohrbereichs 2 geneigt ist.
Genauer ist in dem ersten Einbauzustand, der in 3 und 4 gezeigt ist, der innere Zylinderbereich 4 derart gelagert, dass der unterste Teil des Bodenwandbereichs 10 auf der am weitesten stromaufwärts liegenden Seite positioniert ist, und der höchste Teil ist auf der am weitesten stromabwärts liegenden Seite positioniert. Mit anderen Worten wird ein Zustand erreicht, bei dem der Vorsprungsbetrag des inneren Zylinderbereichs 4 zu dem Verbindungsrohrbereich 2 auf der am weitesten stromaufwärts liegenden Seite am größten ist und auf der am weitesten stromabwärts liegenden Seite am kleinsten ist.
Indessen ist in dem zweiten Einbauzustand, der in 5 gezeigt ist, der innere Zylinderbereich 4 derart gelagert, dass der unterste Teil des Bodenwandbereichs 10 auf der am weitesten stromabwärts liegenden Seite positioniert ist und der höchste Teil auf der am weitesten stromaufwärts liegenden Seite positioniert ist. Mit anderen Worten wird ein Zustand erreicht, bei dem der Vorsprungsbetrag des inneren Zylinderbereichs 4 zu dem Verbindungsrohrbereich 2 auf der am weitesten stromabwärts liegenden Seite am größten ist und auf der am weitesten stromaufwärts liegenden Seite am kleinsten ist.
Ein Öffnungsbereich 13 ist in dem Umfangswandbereich des inneren Zylinderbereichs 4 ausgebildet, der zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs 2 vorsteht. Entsprechend wird ein Zustand erreicht, bei dem der Verbindungsrohrbereich 2 und der innere Zylinderbereich 4 miteinander in Verbindung stehen. Ein netzwerkähnliches Gewebe 14 ist an dem Öffnungsbereich 13 angebracht. Obwohl es das Hindurchströmen des Kühlmittels ermöglicht, stört das Gewebe 14 das Hindurchdringen eines Ionenaustauschharzes 18, das später beschrieben wird.
In dem Öffnungsbereich 13 in der Ausführungsform ist ein oberer Randbereich davon entlang derselben Höhenposition (dieselbe Position in der Richtung der axialen Linie C3) ausgebildet, und ein unterer Randbereich davon ist entlang des Bodenwandbereichs 10 ausgebildet. Mit anderen Worten variiert eine vertikale Breite des Öffnungsbereichs 13 gemäß der Umfangsrichtung des inneren Zylinderbereichs 4. Genauer ist die vertikale Breite des Öffnungsbereichs 13 an der Position, die dem untersten Teil des Bodenwandbereichs 10 entspricht, die größte, und die vertikale Breite des Öffnungsbereichs 13 an der Position, die dem höchsten Teil des Bodenwandbereichs 10 entspricht, ist die kleinste (bezogen auf 3 oder ähnliche). Entsprechend variiert ein Öffnungsgebiet des Öffnungsbereichs 13 in jedem vorgegebenen Bereich in der Umfangsrichtung des inneren Zylinderbereichs 4.
Unter der oben beschriebenen Ausgestaltung ist zwischen dem Bodenwandbereich 10 des inneren Zylinderbereichs 4 und dem inneren Wandbereich des Verbindungsrohrbereichs 2 ein erster Durchflussweg R1 ausgebildet, durch den das Kühlmittel, das aus dem Einlasskanal des Verbindungsrohrbereichs 2 eingeleitet wird, zu dem Auslasskanal des Verbindungsrohrbereichs 2 strömt. Jedoch ist in dem ersten Durchflussweg R1 in dem ersten Einbauzustand (bezogen auf 3 und 4) der Einlasskanal durch die Neigung des Bodenwandbereichs 10 des inneren Zylinderbereichs 4 enger als der Auslasskanal. Indessen ist in dem ersten Durchflussweg R1 in dem zweiten Einbauzustand (bezogen auf 5) der Einlasskanal weiter als der Auslasskanal durch die Neigung des Bodenwandbereichs 10 des inneren Zylinderbereichs 4.
Zusätzlich ist auf der Innenseite des inneren Zylinderbereichs 4 ein zweiter Durchflussweg R2 ausgebildet, in den ein Teil des Kühlmittels über den Öffnungsbereich 13 aus dem Verbindungsrohrbereich 2 eingeleitet wird und der in einer im Wesentlichen U-Form als/wie der Gesamtkörper gekrümmt ist, die erneut zu dem Verbindungsrohrbereich 2 über den Öffnungsbereich 13 zurückkehrt. Hier ist der Einlasskanal des zweiten Durchflusswegs R2 durch den Öffnungsbereich 13 gebildet, der weiter auf der stromaufwärtigen Seite positioniert ist als der Unterteilungswandbereich 11 des inneren Zylinderbereichs 4, und der Auslasskanal des zweiten Durchflusswegs R2 ist durch den Öffnungsbereich 13 ausgebildet, der weiter auf der stromabwärtigen Seite positioniert als der Unterteilungswandbereich 11.
Jedoch wird in dem ersten Einbauzustand (bezogen auf 3 und 4) das Öffnungsgebiet (vertikale Breite) des Einlasskanals des zweiten Durchflusswegs R2 größer als das Öffnungsgebiet des Auslasskanals. Ferner wird das Öffnungsgebiet des Einlasskanals des zweiten Durchflusswegs R2 größer als das Öffnungsgebiet des Einlasskanals des ersten Durchflusswegs R1.
Indessen ist in dem zweiten Einbauzustand (bezogen auf 5) das Öffnungsgebiet des Einlasskanals des zweiten Durchflusswegs R2 kleiner als das Öffnungsgebiet des Auslasskanals. Ferner ist das Öffnungsgebiet in dem Einlasskanal des zweiten Durchflusswegs R2 kleiner als das Öffnungsgebiet in dem Einlasskanal des ersten Durchflusswegs R1.
In dem inneren Zylinderbereich 4 (zweiter Durchflussweg R2) ist das körnige Ionenaustauschharz 18 gespeichert, das die Fremdionen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, durch den Ionenaustausch entfernen kann. Das Ionenaustauschharz 18 ist ein bekanntes Harz, und in der Ausführungsform sind ein Anion-Austauschharz, das die negativen Ionen absorbiert, und ein Kation-Austauschharz, das die positiven Ionen adsorbiert, gespeichert, so dass sie miteinander vermischt sind.
Der obere Öffnungsrandbereich 4a des inneren Zylinderbereichs 4 ist an der Innenfläche (hintere Fläche) des Deckelbereichs 5 mittels einem vorgegebenen Haftmittel befestigt. Entsprechend sind der innere Zylinderbereich 4 und der Deckelbereich 5 miteinander integriert, und das Ionenaustauschharz 18 kann als eine Patrone gehandhabt werden, deren Inneres abgedichtet ist. Zusätzlich ist ein Teil des zweiten Durchflusswegs R2 durch die Innenfläche des Deckelbereichs 5 ausgebildet.
Indessen ist der Deckelbereich 5 an dem äußeren Zylinderbereich 3 derart befestigt, dass er anbringbar und lösbar ist. In dieser Ausführungsform ist der Deckelbereich 5 durch vier Schrauben (Bolzen) 20 über eine Dichtung 19 mit Bezug auf einen Flanschbereich 3b angebracht, der an dem Umfangsrand eines oberen Öffnungsbereichs 3a des äußeren Zylinderbereichs 3 ausgebildet ist.
Genauer, wie in 2 gezeigt, sind in dem Flanschbereich 3b des äußeren Zylinderbereichs 3 vier Schraublöcher 3d in einem äquivalenten Abstand (Abstand um 90°) um die axiale Mittellinie C2 herum ausgebildet. Indessen sind vier Schraublöcher 5d in dem Deckelbereich 5 ausgebildet. Zusätzlich sind durch Fixieren der Schraube 20 an jedem der Schraublöcher 3d und 5d in einem Zustand, bei dem jedes der Schraublöcher 3d des äußeren Zylinderbereichs 3 und jedes der Schraublöcher 5d des Deckelbereichs 5 positioniert sind, die Positionen des inneren Zylinderbereichs 4 und des Deckelbereichs 5 zueinander fixiert. Eine Positionierungseinheit in der Ausführungsform ist aus den Schraublöchern 3d und 5d und der Schraube 20 gebildet.
Durch die Ausgestaltung kann durch Verschieben/Verstellen des Positionsverhältnisses jedes der Schraublöcher 3d des äußeren Zylinderbereichs 3 und jedes der Schraublöcher 5d des Deckelbereichs 5 nacheinander der Einbauzustand des inneren Zylinderbereichs 4 mit Bezug auf den äußeren Zylinderbereich 3 in einem Abstand von 90° im Hinblick auf die axiale Mittellinie C2 (axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs 4) des äußeren Zylinderbereichs 3 als eine axiale Mitte geändert werden.
In der Ausführungsform, bezogen auf die axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs 4 als eine axiale Mitte, kann durch Drehen des inneren Zylinderbereichs 4 um 180° der Einbauzustand des inneren Zylinderbereichs 4 mit Bezug auf den äußeren Zylinderbereich 3 zu dem ersten Einbauzustand (bezogen auf 3 und 4) und den zweiten Einbauzustand (bezogen auf 5) geändert werden. Mit anderen Worten kann die Position des Öffnungsbereichs 13, der als der Einlasskanal des zweiten Durchflusswegs R2 dient, und die Position des Öffnungsbereichs 13, der als der Auslasskanal dient, zueinander geändert werden.
Als nächstes werden Effekte des Ionenaustauschers 1 der Ausführungsform beschrieben, die wie oben beschrieben ausgebildet ist. Ein Teil des Kühlmittels, das über das Bypassrohr 55a auf der stromaufwärtigen Seite in den Verbindungsrohrbereich 2 eingeleitet wird, wird über den Öffnungsbereich 13 auf der stromaufwärtigen Seite in den zweiten Durchflussweg R2 eingeleitet. Das verbleibende Kühlmittel wird über den ersten Durchflussweg R1 in den Auslasskanal des Verbindungsrohrbereichs 2 eingeleitet und wird auf der stromabwärtigen Seite zu dem Bypassrohr 55b abgelassen.
Ferner, wie in den 4 und 5 gezeigt, wird in der Ausführungsform eine Ausgestaltung verwendet, bei der, wenn das Kühlmittel zirkuliert, das Ionenaustauschharz 18 in dem inneren Zylinderbereich 4 zu der stromabwärtigen Seite weggeschwemmt wird, und ein Einlassraumbereich, in dem das Ionenaustauschharz 18 nicht vorhanden ist, bildet sich in der Umgebung des Einlasskanals (Öffnungsbereich 13 auf der stromaufwärtigen Seite) des zweiten Durchflusswegs R2 aus. Folglich tritt das Kühlmittel, das durch den Einlasskanal (Öffnungsbereich 13 auf der stromaufwärtigen Seite) des zweiten Durchflusswegs R2 hindurchgeströmt ist, zunächst in den Einlassraumbereich ein.
Danach strömt das Kühlmittel entlang des zweiten Durchflusswegs R2 durch einen Hohlraum des Ionenaustauschharzes 18, wendet in dem oberen Endbereich des Unterteilungswandbereichs 11 in die entgegengesetzte Richtung und strömt nach unten zu dem Auslasskanal (Öffnungsbereich 13 auf der stromabwärtigen Seite) des zweiten Durchflusswegs R2. Während der Bewegung werden die Fremdionen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, durch das Ionenaustauschharz 18 entfernt.
Zusätzlich wird das Kühlmittel aus dem Auslasskanal des zweiten Durchflusswegs R2 zu dem Verbindungsrohrbereich 2 abgelassen. Auf diese Art und Weise fließt das Kühlmittel, das zu dem Verbindungsrohrbereich 2 abgelassen wird, in das Kühlmittel des ersten Durchflusswegs R1, wird in den Auslasskanal des Verbindungsrohrbereichs 2 eingeleitet und wird zu dem Bypassrohr 55b auf der stromabwärtigen Seite abgelassen.
Durch die Ausgestaltung ist es in der Ausführungsform möglich, ein Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg R2 strömt, durch Festsetzen des Einbauzustands des inneren Zylinderbereichs 4 mit Bezug auf den äußeren Zylinderbereich 3 auf den ersten Einbauzustand (bezogen auf 3 und 4) zu erhöhen, und das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg R2 strömt, durch Festlegen des Einbauzustands auf den zweiten Einbauzustand (bezogen auf 5) zu reduzieren. Mit anderen Worten ist es durch Ändern des Einbauzustands des inneren Zylinderbereichs 4 möglich, die Leistung des Ionenaustauschers 1 in einen Zustand, bei dem die Ionenaustauscheffizienz und der Druckverlust hoch sind, und in einen Zustand zu ändern, bei dem die Ionenaustauscheffizienz und der Druckverlust gering sind.
Zusätzlich erhöht sich in der Ausführungsform in einer anfänglichen Betriebsphase der Brennstoffzellenanlage, in der eine Ionenabgabemenge sich in dem Kühlsystem 50 erhöht, die Ionenaustauscheffizienz durch Festlegen des Einbauzustands des inneren Zylinderbereichs 4 auf den ersten Einbauzustand. Indessen, nachdem eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, während der die Ionenabgabemenge abnimmt, wird durch Ändern des Einbauzustands des inneren Zylinderbereichs 4 auf den zweiten Einbauzustand, z.B. zu dem Zeitpunkt einer Fabrikverschiffung oder einer Ein-Monat-Inspektion, ein Zustand erreicht, bei dem der Druckverlust gering ist.
Wie oben im Detail beschrieben, ist es gemäß der Ausführungsform durch Vorsehen des Verbindungsrohrbereichs 2 (erster Durchflussweg R1), der eine Form einer im Wesentlichen geraden Linie aufweist, möglich, es einem Teil des Kühlmittels, das in den Ionenaustauscher 1 eingeleitet wird, zu ermöglichen, geradewegs nach vorne hindurchzulaufen, ohne durch den inneren Zylinderbereich 4 (Ionenaustauschharz 18) hindurchzulaufen, und das Kühlmittel aus dem Ionenaustauscher 1 auf der kürzesten Distanz auszuleiten. Infolgedessen ist es möglich, den Druckverlust extrem zu reduzieren.
Darüber hinaus wird in der Ausführungsform die Ausgestaltung verwendet, bei der das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg R2 strömt, durch Ändern des Einbauzustands des inneren Zylinderbereichs 4 mit Bezug auf den äußeren Zylinderbereich 3 geändert werden kann. Entsprechend ist es möglich, die Leistung (Ionenaustauscheffizienz oder Verhältnis des Druckverlusts) des Ionenaustauschers 1 in Übereinstimmung mit der Anforderung, die entsprechend der Betriebszeit der Brennstoffzellenanlage variiert, zu ändern.
Insbesondere ist es in der Ausführungsform, da es nicht notwendig ist, eine Vielzahl von Durchflusswegen (zweiter Durchflussweg R2), die das Ionenaustauschharz 18 darin speichern, vorzusehen, und es auch nicht nötig ist, einen Mechanismus oder Ähnliches zum Umschalten der Vielzahl von Durchflusswegen vorzusehen, ist es möglich, die Größe des Ionenaustauschers 1 zu reduzieren und den Aufbau zu vereinfachen. Ferner, da es auch nicht notwendig ist, den inneren Zylinderbereich 4 (Patrone) durch ein zusätzliches Produkt zum Ändern der oben beschriebenen Leistung auszutauschen, ist es möglich, einen Anstieg in der Anzahl der Baueile zu unterdrücken und Energie zu sparen.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform mit Bezug auf 6 und 7 im Detail beschrieben. 6 ist eine Schnittansicht, die den Ionenaustauscher in dem ersten Einbauzustand gemäß der Ausführungsform zeigt, und 7 ist eine Schnittansicht, die den Ionenaustauscher in dem zweiten Einbauzustand zeigt. Jedoch sind den Teilen, die sich mit denen in der oben beschriebenen Ausführungsform überlappen, dieselben Bezugsnamen und dieselben Bezugszeichen gegeben, die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen, und die Beschreibung konzentriert sich nachfolgend auf Teile, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
In der Ausführungsform ist zusätzlich zu dem Umfangswandbereich des inneren Zylinderbereichs 4 der Öffnungsbereich 13 auch in dem Bodenwandbereich 10 ausgebildet, und das Gewebe 14 ist daran angebracht. Zusätzlich ist in dem ersten Einbauzustand (bezogen auf 6) der innere Zylinderbereich 4 derart gelagert, dass der unterste Teil des Bodenwandbereichs 10 auf der am weitesten stromaufwärts liegenden Seite positioniert ist, und der höchste Teil ist auf der am weitesten stromabwärts liegenden Seite positioniert. Indessen ist in dem zweiten Einbauzustand (bezogen auf 7) der innere Zylinderbereich 4 derart gelagert, dass der unterste Teil des Bodenwandbereichs 10 auf der am weitesten stromabwärts liegenden Seite positioniert ist und der höchste Teil auf der am weitesten stromaufwärts liegenden Seite positioniert ist.
Ferner ist in der Ausführungsform eine Klammer 25 vorgesehen, deren eines Ende derart gelagert ist, dass es in dem Bodenwandbereich 10 drehbar ist und deren anderes Ende ein freies Ende ist, und die als ein bewegliches Stück dient, das in dem Verbindungsrohrbereich 2 angeordnet ist. Die Drehachsenrichtung der Klammer 25 ist entlang des Unterteilungswandbereichs 11 festgelegt.
In dem ersten Einbauzustand (bezogen auf 6) wird ein Zustand erreicht, bei dem die Seite des freien Endes der Klammer 25 weiter auf der stromaufwärtigen Seite des ersten Durchflusswegs R1 positioniert ist als die Seite der Drehachse. Entsprechend, wenn das Kühlmittel über das Bypassrohr 55a auf der stromaufwärtigen Seite in den Verbindungsrohrbereich 2 eingeleitet wird, wird die Klammer 25 zum Blockieren des ersten Durchflusswegs R1 verlagert, und die gesamte Menge oder eine extrem große Menge an Kühlmittel wird in den zweiten Durchflussweg R2 über den Öffnungsbereich 13 auf der stromaufwärtigen Seite eingeleitet. Danach wird das Kühlmittel, das aus dem Auslasskanal des zweiten Durchflusswegs R2 zu dem Verbindungsrohrbereich 2 abgelassen wird, in den Auslasskanal des Verbindungsrohrbereichs 2 eingeleitet und wird zu dem Bypassrohr 55b auf der stromabwärtigen Seite abgelassen.
Indessen wird in dem zweiten Einbauzustand (bezogen auf 7) ein Zustand erreicht, bei dem die Seite des freien Endes der Klammer 25 weiter auf der stromabwärtigen Seite des ersten Durchflusswegs R1 positioniert ist als die Seite der Drehachse. Entsprechend, wenn das Kühlmittel über das Bypassrohr 55a auf der stromaufwärtigen Seite in den Verbindungsrohrbereich 2 eingeleitet wird, wird ein Zustand erreicht, bei dem die Klammer 25 zum Öffnen des ersten Durchflusswegs R1 verlagert wird und der Öffnungsbereich 13 auf der stromabwärtigen Seite, der in dem Bodenwandbereich 10 ausgebildet ist, blockiert wird. Zusätzlich wird ein Teil des Kühlmittels, das in dem Verbindungsrohrbereich 2 über das Bypassrohr 55a auf der stromaufwärtigen Seite eingeleitet wird, in den zweiten Durchflussweg R2 über den Öffnungsbereich 13 auf der stromaufwärtigen Seite eingeleitet. Das verbleibende Kühlmittel wird über den ersten Durchflussweg R1 in den Auslasskanal des Verbindungsrohrbereichs 2 eingeleitet und wird zu dem Bypassrohr 55b auf der stromabwärtigen Seite abgelassen.
Wie oben im Detail beschrieben, werden gemäß der Ausführungsform Betriebseffekte erzielt, die ähnlich zu denen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind. Insbesondere ist es gemäß der Ausführungsform durch den Funktionseffekt der Klammer 25 in dem ersten Einbauzustand möglich, eine größere Menge von Kühlmittel in den zweiten Durchflussweg R2 einzuleiten. Infolgedessen ist es möglich, die Ionenaustauscheffizienz zu verbessern.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform mit Bezug auf 8 und 9 im Detail beschrieben. 8 ist eine Schnittansicht, die den Ionenaustauscher in dem ersten Einbauzustand gemäß der Ausführungsform zeigt, und 9 ist eine Schnittansicht, die den Ionenaustauscher in dem zweiten Einbauzustand zeigt. Jedoch sind den Teilen, die sich mit denen in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform überlappen, dieselben Bezugsnamen und dieselben Bezugszeichen gegeben, die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen, und die Beschreibung konzentriert sich nachfolgend auf Teile, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
In dem inneren Zylinderbereich 4 sind zwei Unterteilungswandbereiche 11A und 11B zum Unterteilen des Inneren in vier Gebiete ausgebildet. Die Unterteilungswandbereiche 11A und 11B sind derart ausgebildet, dass sie einander in einer Querschnittsform in der axialen Mittellinie C3 überschneiden. Zusätzlich wird in dem ersten Einbauzustand (bezogen auf 8) ein Zustand erreicht, bei dem der Unterteilungswandbereich 11A entlang der Ebene senkrecht zu der axialen Mittellinie C1 des Verbindungsrohrbereichs 2 angeordnet ist. Indessen wird in dem zweiten Einbauzustand (bezogen auf 9) ein Zustand erreicht, bei dem der Unterteilungswandbereich 11B entlang der Ebene senkrecht zu der axialen Mittellinie C1 des Verbindungsrohrbereichs 2 angeordnet ist.
Jedoch ist der obere Endbereich der Unterteilungswandbereiche 11A und 11B an einer Position vorgesehen, die niedriger als der obere Endbereich (oberer Öffnungsrandbereich 4a) des inneren Zylinderbereichs 4 liegt, und die vier Gebiete stehen miteinander in dem oberen Endbereich der inneren Zylinderbereichs 4 in Verbindung. Indessen sind der untere Endbereich des Unterteilungswandbereiche 11A und 11B mit dem Bodenwandbereich 10 verbunden.
Zusätzlich ist in der Ausführungsform der Bodenwandbereich 10 des inneren Zylinderbereichs 4 derart ausgebildet, dass er orthogonal zu den Unterteilungswandbereichen 11A und 11B (axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs 4) ist. Zusätzlich ist die vertikale Breite des Öffnungsbereichs 13, der in dem Umfangswandbereich des inneren Zylinderbereichs 4 ausgebildet ist, in der Umfangsrichtung des inneren Zylinderbereichs 4 konstant.
Entsprechend sind in der Ausführungsform die Öffnungsgebiete (vertikale Breite) des Einlasskanals und des Auslasskanals des ersten Durchflusswegs R1 in dem ersten Einbauzustand (bezogen auf 8) und in dem zweiten Einbauzustand (bezogen auf 9) konstant. Ähnlich sind die Öffnungsgebiete des Einlasskanals und des Auslasskanals des zweiten Durchflusswegs R2 in dem ersten Einbauzustand und in dem zweiten Einbauzustand konstant.
Ferner ist in der Ausführungsform eine Rippe 30, die eine Form einer im Wesentlichen flachen Platte aufweist, die als ein Vorsprungsstück dient, zum Vorstehen von dem Bodenwandbereich 10 ausgebildet. Die Rippe 30 ist entlang des Unterteilungswandbereichs 11A ausgebildet.
Unter der oben beschriebenen Ausgestaltung ist es durch Drehen des inneren Zylinderbereichs 4 um 90° im Hinblick auf die axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs als die axiale Mitte möglich, den Einbauzustand des inneren Zylinderbereichs 4 mit Bezug auf den äußeren Zylinderbereich 3 in den ersten Einbauzustand (bezogen auf 8) und den zweiten Einbauzustand (bezogen auf 9) zu ändern.
Zusätzlich wird ein Teil des Kühlmittels, das über das Bypassrohr 55a auf der stromaufwärtigen Seite in den Verbindungsrohrbereich 2 eingeleitet wird, in den zweiten Durchflussweg R2 über den Öffnungsbereich 13 auf der stromaufwärtigen Seite eingeleitet. Das verbleibende Kühlmittel wird über den ersten Durchflussweg R1 in den Auslasskanal des Verbindungsrohrbereichs 2 eingeleitet und wird zu dem Bypassrohr 55b auf der stromabwärtigen Seite abgeleitet. Das Kühlmittel, das in den zweiten Durchflussweg R2 eingeleitet wird, strömt durch den Hohlraum des Ionenaustauschharzes 18 und strömt nach oben entlang des zweiten Durchflusswegs R2. Danach dreht das Kühlmittel in dem oberen Endbereich des Unterteilungswandbereichs 11A oder des Unterteilungswandbereichs 11B in die entgegengesetzte Richtung um und strömt nach unten zu dem Auslasskanal (Öffnungsbereich 13 auf der stromabwärtigen Seite) des zweiten Durchflusswegs R2. Zusätzlich wird das Kühlmittel zu dem Verbindungsrohrbereich 2 aus dem Auslasskanal des zweiten Durchflusswegs R2 abgelassen, fließt in das Kühlmittel des ersten Durchflusswegs R1, wird in den Auslasskanal des Verbindungsrohrbereichs 2 eingeleitet und wird zu dem Bypassrohr 55b auf der stromabwärtigen Seite abgelassen.
Zu diesem Zeitpunkt wird in dem ersten Einbauzustand ein Zustand erreicht, bei dem die Rippe 30 entlang der Richtung orthogonal zu der Durchflusswegrichtung (axiale Mittellinie C1) des ersten Durchflusswegs R1 installiert ist. Entsprechend, wenn das Kühlmittel in den Verbindungsrohrbereich 2 über das Bypassrohr 55a auf der stromaufwärtigen Seite eingeleitet wird, wird ein Zustand erreicht, bei dem die Rippe 30 dem Kühlmittel, das in dem ersten Durchflussweg R1 strömt, einen größeren Widerstand verleiht, das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem ersten Durchflussweg R1 strömt, verringert sich, und um so viel wie der Verringerungsbetrag nimmt das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg R2 strömt, zu.
Indessen wird in dem Einbauzustand (bezogen auf 9) ein Zustand erreicht, bei dem die Rippe 30 entlang der Durchflusswegrichtung (axiale Mittellinie C1) des ersten Durchflusswegs R1 installiert ist. Entsprechend, wenn das Kühlmittel in den Verbindungsrohrbereich 2 über das Bypassrohr 55a auf der stromaufwärtigen Seite eingeleitet wird, wird ein Zustand erreicht, bei dem der Widerstand, der dem Kühlmittel von der Rippe 30 verliehen wird, das in dem ersten Durchflussweg R1 strömt, geringer ist, das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem ersten Durchflussweg R1 strömt, zunimmt, und um so viel wie die Zunahmemenge nimmt das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg R2 strömt, ab.
Wie oben im Detail beschrieben, werden gemäß der Ausführungsform Betriebseffekte erzielt, die ähnlich denen der oben beschriebenen Ausführungsformen sind. Insbesondere ist es gemäß der Ausführungsform möglich, das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg R2 strömt, zu ändern.
Vierte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine vierte Ausführungsform mit Bezug auf 10 und 11 im Detail beschrieben. 10 ist eine Schnittansicht, die den Ionenaustauscher in dem ersten Einbauzustand gemäß der Ausführungsform zeigt, und 11 ist eine Schnittansicht, die den Ionenaustauscher in dem zweiten Einbauzustand zeigt. Jedoch werden den Teilen, die sich mit denen in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform überlappen, dieselben Bezugsnamen und dieselben Bezugszeichen gegeben, die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen, und die Beschreibung wird sich nachfolgend auf Teile konzentrieren, die sich von denen der ersten Ausführungsform unterscheiden.
In der Ausführungsform ist der Bodenwandbereich 10 des inneren Zylinderbereichs 4 derart ausgebildet, dass er orthogonal zu dem Unterteilungswandbereich 11 (axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs 4) ist. Zusätzlich ist die vertikale Breite des Öffnungsbereichs 13, der in dem Umfangswandbereich des inneren Zylinderbereichs 4 ausgebildet ist, in der Umfangsrichtung des inneren Zylinderbereichs 4 konstant. Entsprechend sind in der Ausführungsform die Öffnungsgebiete (vertikale Breite) des Einlasskanals und des Auslasskanals des ersten Durchflusswegs R1 konstant, und die Öffnungsgebiete des Einlasskanals und des Auslasskanals des zweiten Durchflusswegs R2 sind konstant.
Zusätzlich wird in der Ausführungsform eine Ausgestaltung verwendet, bei der der obere Öffnungsrandbereich 4a des inneren Zylinderbereichs 4 nicht an der Innenfläche (hintere Fläche) des Deckelbereichs 5 anhaftet und nicht daran befestigt ist, und der innere Zylinderbereich 4 und der Deckelbereich 5 werden als separate Körper gehandhabt. Zusätzlich wird eine Ausgestaltung verwendet, bei der der Einbauzustand des inneren Zylinderbereichs 4 mit Bezug auf den äußeren Zylinderbereich 3 in der vertikalen Richtung (Richtung der axialen Mittellinie C2) ausgerichtet ist. In der Ausführungsform bildet der innere Zylinderbereich 4 den Speicherkörper.
Entsprechend ist die Höhenposition des Bodenwandbereichs 10 des inneren Zylinderbereichs 4, d.h. der Vorsprungsbetrag des inneren Zylinderbereichs 4 zu dem (in den) Verbindungsrohrbereich 2 in dem ersten Einbauzustand (bezogen auf 10) und in dem zweiten Einbauzustand (bezogen auf 11) geändert. Mit anderen Worten sind das Öffnungsgebiet des Einlasskanals und des Auslasskanals des ersten Durchflusswegs R1 und das Öffnungsgebiet des Einlasskanals und des Auslasskanals des zweiten Durchflusswegs R2 in dem ersten Einbauzustand und in dem zweiten Einbauzustand geändert.
Hier sind die Öffnungsgebiete (vertikale Breite) des Einlasskanals und des Auslasskanals des zweiten Durchflusswegs R2, die in dem Verbindungsrohrbereich 2 offen sind, in dem ersten Einbauzustand größer als die in dem zweiten Einbauzustand. Hingegen sind die Öffnungsgebiete des Einlasskanals und des Auslasskanals des ersten Durchflusswegs R1 in dem ersten Einbauzustand kleiner als die in dem zweiten Einbauzustand.
Genauer ist auf der äußeren Umfangsfläche des inneren Zylinderbereichs 4 ein vorstehender Eingriffsbereich 35, der eine im Wesentlichen halbkreisförmige Querschnittsform aufweist, entlang der Umfangsrichtung ausgebildet. Entsprechend dazu ist auf der inneren Umfangsfläche des äußeren Zylinderbereichs 3 ein erster ausgesparter Eingriffsbereich 36A, der eine im Wesentlichen halbkreisförmige Querschnittsform aufweist, mit der der vorstehende Eingriffsbereich 35 in Eingriff gelangen kann, entlang der Umfangsrichtung ausgebildet, und ein zweiter ausgesparter Eingriffsbereich 36B, der eine im Wesentlichen halbkreisförmige Querschnittsform aufweist, mit der der vorstehende Eingriffsbereich 35 in Eingriff gelangen kann, ist entlang der Umfangsrichtung mit einem vorgegebenen Abstand über dem ersten ausgesparten Eingriffsbereich 36A ausgebildet.
Zusätzlich steht in einem Fall, bei dem der innere Zylinderbereich 4 sich in dem ersten Einbauzustand befindet (bezogen auf 10), der vorstehende Eingriffsbereich 35 mit dem ersten ausgesparten Eingriffsbereichs 36A in Eingriff, und in einem Fall, bei dem der innere Zylinderbereich 4 sich in dem zweiten Einbauzustand befindet (bezogen auf 11), steht der vorstehende Eingriffsbereich 35 mit dem zweiten ausgesparten Eingriffsbereich 36B in Verbindung. Entsprechend ist es möglich, den inneren Zylinderbereich 4 in jedem der Einbauzustände zu positionieren. Folglich ist die Positionierungseinheit in der Ausführungsform aus dem vorstehenden Eingriffsbereich 35 und dem ersten ausgesparten Eingriffsbereich 36A und dem zweiten ausgesparten Eingriffsbereich 36B gebildet.
Unter der oben beschriebenen Ausgestaltung, wenn der Einbauzustand des inneren Zylinderbereichs 4 von dem ersten Einbauzustand zu dem zweiten Einbauzustand wechselt, z.B. zu dem Zeitpunkt einer Fabrikverschiffung oder einer Ein-Monat-Inspektion, nachdem der Deckelbereich 5 in einem Zustand herausgenommen wurde, bei dem das Kühlmittel nicht strömt, wird der innere Zylinderbereich 4, der sich in dem ersten Einbauzustand befindet, in einer Richtung umgekehrt zu der Einbaurichtung nach oben gezogen.
Wenn der innere Zylinderbereich 4 gezogen wird, während sich der innere Zylinderbereich 4 elastisch verformt, wird der vorstehende Eingriffsbereich 35 von dem ersten ausgesparten Eingriffsbereich 36A entfernt, und der innere Zylinderbereich 4 wird nach oben verlagert. Danach, wenn der vorstehende Eingriffsbereich 35 den zweiten ausgesparten Eingriffsbereich 36B erreicht, greift der vorstehende Eingriffsbereich 35 in den zweiten ausgesparten Eingriffsbereich 36B ein, und der innere Zylinderbereich 4 kehrt zu dem Anfangszustand zurück. Entsprechend wird ein Zustand erreicht, bei dem der innere Zylinderbereich 4 in dem zweiten Einbauzustand positioniert ist.
Wie oben im Detail beschrieben, werden gemäß der Ausführungsform Betriebseffekte erzielt, die denen der oben beschriebenen Ausführungsform ähneln.
Ferner darf die Erfindung nicht auf die beschriebenen Inhalte der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt werden, sondern kann z.B. wie folgt realisiert werden. Es ist unnötig zu erwähnen, dass weitere Anwendungsbeispiele und Modifizierungsbeispiel, die nachfolgend nicht beschrieben sind, auch möglich sind.
(a) In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Erfindung als der Ionenaustauscher ausgeführt, der in dem Kühlsystem der Brennstoffzellenanlage in dem Brennstoffzellenfahrzeug verwendet wird, ist aber nicht darauf beschränkt, die Erfindung kann z.B. als ein Ionenaustauscher ausgeführt sein, der in einem Kühlsystem einer Brennstoffzellenanlage für eine Energieerzeugung in einer Fabrik oder zu Hause verwendet wird.
(b) Die Ausgestaltung, wie beispielsweise die Anbringungsposition des Ionenaustauschers 1, in dem Kühlsystem 50 ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Z.B. kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der der Ionenaustauscher 1 an dem Kühlsystem angebracht ist, das eine Strömungsrate des Kühlmittels zu dem Kühler 52 oder dem Bypass-Rohr 55 steuern kann. Zusätzlich kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der ein zweites Bypass-Rohr, das sich von dem Bypass-Rohr 55 verzweigt, vorgesehen ist, und der Ionenaustauscher 1 ist an dem zweiten Bypass-Rohr angebracht.
(c) In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird der im Wesentlichen zylindrische Verbindungsrohrbereich 2, der in Form einer geraden Linie ausgebildet ist, verwendet, aber die Ausgestaltung des Verbindungsrohrbereichs ist nicht darauf beschränkt. Z.B. kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der der Verbindungsrohrbereich 2 in einer U-Form oder in einer L-Form gebogen ist. Jedoch ist es bevorzugter, den Verbindungsrohrbereich zu verwenden, der eine Form aufweist, die sanft gekrümmt oder gebogen ist bis zu dem Ausmaß, dass wenigstens das Kühlmittel problemlos strömen kann.
(d) In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine Ausgestaltung verwendet, bei der der Einbauzustand des inneren Zylinderbereichs 4 mit Bezug auf den äußeren Zylinderbereich 3 auf zwei Arten geändert wird, wie beispielsweise den ersten Einbauzustand und den zweiten Einbauzustand, und die Leistung des Ionenaustauschers 1 ändert sich in zwei Arten. Darauf nicht beschränkt, kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der der Einbauzustand des inneren Zylinderbereichs 4 mit Bezug auf den äußeren Zylinderbereich 3 sich in drei oder mehr Arten ändert, und die Leistung des Ionenaustauschers 1 in drei oder mehr Arten ändert. Z.B. kann unter der Ausgestaltung gemäß der vierten Ausführungsform eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der ein dritter ausgesparter Eingriffsbereich, mit dem der vorstehende Eingriffsbereich 35 in Eingriff gelangen kann, zusätzlich zu dem ersten ausgesparten Eingriffsbereich 36A und dem zweiten ausgesparten Eingriffsbereich 36B vorgesehen ist, und die Leistung des Ionenaustauschers 1 kann in drei Schritten geändert werden.
(e) In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine Ausgestaltung verwendet, bei der ein Teil des inneren Zylinderbereichs 4 an dem äußeren Zylinderbereich 3 zum Vorstehen zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs 2 eingebaut ist, und der Einlasskanal und der Auslasskanal des inneren Zylinderbereichs 4 sind derart angeordnet, dass sie in den Verbindungsrohrbereich 2 offen sind, aber nicht darauf beschränkt, andere Ausgestaltungen können verwendet werden.
Zum Beispiel kann eine Ausgestaltung vorgesehen sein mit: der Speicherkörper (Patrone), der eine Form einer geraden Linie aufweist, der das Ionenaustauschharz darin speichert, ist vorgesehen, der Öffnungsbereich, der als der Einlasskanal dient, ist an einer Endseite des Speicherkörpers vorgesehen, der Öffnungsbereich, der als der Auslasskanal dient, ist auf der anderen Endseite vorgesehen; und der Gehäusebereich, der den Einlassdurchflussweg aufweist, durch den das Kühlmittel in den Einlasskanal des Speicherkörpers aus dem Verbindungsrohrbereich eingeleitet wird, und den Auslassdurchflussweg aufweist, durch den das Kühlmittel zu dem Verbindungsrohrbereich aus dem Auslasskanal des Speicherkörpers abgelassen wird, und die Öffnungsgebiete beider Endbereiche des Speicherkörpers werden zum vorherigen Variieren ausgebildet. Gemäß der Ausgestaltung ist es durch Ändern des Einbauzustands (Ausrichtung) des Speicherkörpers mit Bezug auf den Gehäusebereich und durch Umschalten der Position des Öffnungsbereichs, der als der Einlasskanal in dem Speicherkörper dient, und der Position des Öffnungsbereichs, der als der Auslasskanal dient, zueinander möglich, das Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem Speicherkörper (zweiter Durchflussweg) strömt, zu ändern.
(f) Eine Ausgestaltung des äußeren Zylinderbereichs 3, des inneren Zylinderbereichs 4 und des Deckelbereichs 5 ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und weitere Ausgestaltungen können verwendet werden.
Zum Beispiel sind in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen der äußere Zylinderbereich 3 und der innere Zylinderbereich 4 in einer zylindrischen Form ausgebildet, sind jedoch nicht darauf beschränkt, eine unterschiedliche Form kann verwendet werden, wie beispielsweise eine elliptische Form oder viereckige Zylinderform. Ferner werden durch Ausbilden des äußeren Zylinderbereichs 3 und des inneren Zylinderbereichs 4 in einer polygonalen Zylinderform Funktionen der Positionierungseinheit zum Verhindern der Positionsverlagerung in der Umfangsrichtung des inneren Zylinderbereichs 4 erreicht.
Zusätzlich wird in der oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsform eine Ausgestaltung verwendet, bei der der innere Zylinderbereich 4 an der Innenfläche des Dekkelbereichs 5 mittels vorgegebener Haftmittel befestigt ist, der innere Zylinderbereich 4 und der Deckelbereich 5 miteinander integriert sind, und das Ionenaustauschharz 18 als eine Patrone gehandhabt werden kann, deren Inneres abgedichtet ist.
Nicht darauf beschränkt, kann z.B. eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der der innere Zylinderbereich 4 und der Deckelbereich 5 frei anbringbar und lösbar sind. In der oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsform kann ähnlich der vierten Ausführungsform eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der der innere Zylinderbereich 4 und der Deckelbereich 5 nicht zusammengebaut sind und entsprechend separat gehandhabt werden.
Zusätzlich ist die Einbauausgestaltung des Deckelbereichs 5 und des äußeren Zylinderbereichs 4 nicht auf die der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und weitere Ausgestaltungen können verwendet werden. Z.B. kann in einem Fall einer Ausgestaltung, bei der der innere Zylinderbereich 4 und der Deckelbereich 5 nicht zusammengebaut sind und entsprechend separat gehandhabt werden, eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der der Außengewindebereich in dem äußeren Umfangsbereich des äußeren Zylinderbereichs 3 ausgebildet ist, ein Innengewindebereich auf der Innenseite des Deckelbereichs 5 ausgebildet ist, und beide der Gewindebereiche miteinander verschraubt sind.
(g) Die Ausgestaltung gemäß der Positionierungseinheit ist nicht auf jede der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und andere Ausgestaltungen können verwendet werden.
Zum Beispiel ist in der oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsform die Positionierungseinheit aus den Schraubenlöchern 3d und 5d und der Schraube 20 gebildet, aber stattdessen kann unter der Ausgestaltung, bei der der innere Zylinderbereich 4 und der Deckelbereich 5 nicht aneinander gebaut sind und entsprechend separat gehandhabt werden, eine Ausgestaltung mit einem ausgesparten Bereich oder einem vorstehenden Bereich, der auf der Innenumfangsfläche des äußeren Zylinderbereichs 3 vorgesehen ist, der jedem des ersten Einbauzustands und des zweiten Einbauzustands entspricht, und einem vorstehendem Eingriffsbereich oder einem ausgesparten Eingriffsbereich, der auf der äußeren Umfangsfläche des inneren Zylinderbereichs 4 vorgesehen ist, der dem ausgesparten Bereich oder dem vorstehenden Bereich entspricht und mit dem ausgesparten Bereich oder dem vorstehenden Bereich in Eingriff ist, vorgesehen sein und folglich wird die Positionsverlagerung in der Umfangsrichtung des inneren Zylinderbereichs 4 verhindert. Es braucht auch nicht erwähnt zu werden, dass in der oben beschriebenen vierten Ausführungsform eine Ausgestaltung, bei der die Positionsverlagerung in der Umfangsrichtung des inneren Zylinderbereichs 4 verhindert wird, zusätzlich zu der Ausgestaltung, bei der die Positionsverlagerung in der vertikalen Richtung des inneren Zylinderbereichs 4 verhindert wird, verwendet werden kann.
(h) In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird eine Ausgestaltung verwendet, bei der der Bodenwandbereich 10 des inneren Zylinderbereichs 4 derart ausgebildet ist, dass er mit Bezug auf die axiale Mittellinie C3 geneigt ist, und entsprechend dazu variiert das Öffnungsgebiet des Öffnungsbereichs 13 in jedem vorgegebenen Bereich in der Umfangsrichtung des inneren Zylinderbereichs 4. Nicht darauf beschränkt, kann unter der Ausgestaltung, bei der der Bodenwandbereich 10 des inneren Zylinderbereichs 4 derart ausgebildet ist, dass er orthogonal zu der axialen Mittellinie C3 ist, eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der das Öffnungsgebiet des Öffnungsbereichs 13, der als der Einlasskanal dient, und das Öffnungsgebiet des Öffnungsbereichs 13, der als der Auslasskanal dient, ausgebildet sind, dass sie variieren.
(i) In der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform ist der Bodenwandbereich 10 des inneren Zylinderbereichs 4 derart ausgebildet, dass er mit Bezug auf die axiale Mittellinie C3 geneigt ist, aber darauf nicht beschränkt, kann z.B. eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der die Klammer 25, die als das bewegliche Stück dient, in dem Bodenwandbereich 10 vorgesehen ist, der derart vorgesehen ist, dass er orthogonal zu der axialen Mittellinie C3 ist.
(j) In der oben beschriebenen dritten Ausführungsform sind die Öffnungsgebiete des Einlasskanals und des Auslasskanals des zweiten Durchflusswegs R2 in dem ersten Einbauzustand und in dem zweiten Einbauzustand konstant, aber darauf nicht beschränkt, kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der die Öffnungsgebiete des Einlasskanals und des Auslasskanals des zweiten Durchflusswegs R2 in dem ersten Einbauzustand und in dem zweiten Einbauzustand variieren, und eine Ausgestaltung kann verwendet werden, bei der die Rippe 30, die als das Vorsprungsstück dient, in dem Bodenwandbereich 10 des inneren Zylinderbereichs 4 vorgesehen ist.
(k) In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine Ausgestaltung verwendet, bei der der Ionenaustauscher 1 derart installier ist, dass die axiale Mittellinie C1 des Verbindungsrohrbereichs 2 entlang der im Wesentlichen horizontalen Richtung ausgerichtet ist und die axiale Mittellinie C2 (die axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs 4) des äußeren Zylinderbereichs 3 entlang der im Wesentlichen vertikalen Richtung ausgerichtet ist.
Darauf nicht beschränkt, kann z.B. eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der der Ionenaustauscher 1 derart installiert ist, dass die axiale Mittellinie C1 des Verbindungsrohrbereichs 2 entlang der im Wesentlichen vertikalen Richtung ausgerichtet ist und die axiale Mittellinie C2 (die axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs 4) des äußeren Zylinderbereichs 3 entlang der im Wesentlichen horizontalen Richtung ausgerichtet ist.
Zusätzlich kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der Ionenaustauscher 1 derart installiert ist, dass die axiale Mittellinie C1 des Verbindungsrohrbereichs 2 entlang der im Wesentlichen horizontalen Richtung ausgerichtet ist und die axiale Mittellinie C2 (die axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs 4) des äußeren Zylinderbereichs 3 entlang der im Wesentlichen horizontalen Richtung ausgerichtet ist.
Zusätzlich kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der Ionenaustauscher 1 derart installiert ist, dass die axiale Mittellinie C1 des Verbindungsrohrbereichs 2 oder die axiale Mittellinie C2 (die axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs 4) des äußeren Zylinderbereichs 3 mit Bezug auf die horizontale Richtung oder die vertikale Richtung geneigt ist.
Zusätzlich kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der der Verbindungsrohrbereich 2 und der äußere Zylinderbereich 3 derart ausgebildet sind, dass sie miteinander integriert sind, so dass die axiale Mittellinie C1 des Verbindungsrohrbereichs 2 und die axiale Mittellinie C2 (axiale Mittellinie C3 des inneren Zylinderbereichs 4) des äußeren Zylinderbereichs 3 einander in einem geneigten Zustand überschneiden.
(1) In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wird eine Ausgestaltung verwendet, bei der der Ionenaustauscher derart installiert ist, dass der Verbindungsrohrbereich 2 auf der unteren Seite positioniert ist und der äußere Zylinderbereich 3 (innerer Zylinderbereich 4) auf der oberen Seite positioniert ist, aber darauf nicht beschränkt, kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der Ionenaustauscher 1 derart installiert ist, dass der Verbindungsrohrbereich 2 auf der oberen Seite positioniert ist und der äußere Zylinderbereich 3 (innerer Zylinderbereich 4) auf der unteren Seite positioniert ist.
Zum Beispiel kann eine Ausgestaltung verwendet werden, bei der der Verbindungsrohrbereich 2 derart ausgebildet ist, dass er mit dem Deckelbereich 5 integriert ist, und der Deckelbereich 5 wird mit dem nach unten gerichteten zylindrischen äußeren Zylinderbereich 3 in einem Zustand zusammengebaut, bei dem der innere Zylinderbereich 4 gelagert ist, und entsprechend steht die obere Stirnseite (hintere Stirnseite in der Einbaurichtung) des inneren Zylinderbereichs 4 zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs 2 hervor, und der Einlasskanal und der Auslasskanal des inneren Zylinderbereichs 4 in dem Verbindungsrohrbereich 2 werden angeordnet.
Jedoch, wie in jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben, ist die Ausgestaltung, bei der der Verbindungsrohrbereich 2 unterhalb des äußeren Zylinderbereichs 3 vorgesehen ist, bevorzugt. In einem Fall, bei dem der Verbindungsrohrbereich 2 unterhalb des äußeren Zylinderbereichs 3 vorgesehen ist, wird eine Austauscharbeit leicht durchgeführt, ohne dass Kühlmittel in dem äußeren Zylinderbereich 3 zurückgelassen wird, wenn die Austauscharbeit der Ionenaustauschharzpatrone (der innere Zylinderbereich 3 und der Deckelbereich 5) durchgeführt wird.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einrichtungen jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze an der Bereichsangabe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010198796 A [0009, 0010, 0039]

Claims

Ionenaustauscher, der in einem Kühlsystem einer Brennstoffzellenanlage verwendet wird, mit: einem Verbindungsrohrbereich, dessen beide Endbereiche derart ausgebildet sind, dass sie entsprechend mit einem vorgegebenen Rohr des Kühlsystems verbindbar sind, wobei der Verbindungsrohrbereich einen ersten Durchflussweg aufweist, der es einem Kühlmittel, das von einer Seite eingeleitet wird, ermöglicht, dort hindurch zu der anderen Seite zu strömen; einem Gehäusebereich, der vorgesehen ist, dass er mit dem Verbindungsrohrbereich in Verbindung steht; und einem Speicherkörper, der an dem Gehäusebereich montiert ist, einen zweiten Durchflussweg aufweist, in dem sich ein Teil des Kühlmittels, das in den Verbindungsrohrbereich eingeleitet wird, verzweigt und aus dem Verbindungsrohrbereich strömt, und erneut in den Verbindungsrohrbereich fließt, und ein Ionenaustauschharz in dem zweiten Durchflussweg speichert, bei dem: ein Einbauzustand des Speicherkörpers mit Bezug auf den Gehäusebereich in einer Vielzahl von Arten änderbar ist; und ein Verhältnis des Kühlmittels, das zu dem zweiten Durchflussweg strömt, durch Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers änderbar ist.
Ionenaustauscher nach Anspruch 1, bei dem ein Öffnungsgebiet eines Einlasskanals, durch den das Kühlmittel in den zweiten Durchflussweg aus dem Verbindungsrohrbereich eingeleitet wird, durch Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers änderbar ist.
Ionenaustauscher nach Anspruch 1, bei dem der Speicherkörper einen Teil aufweist, der zum Vorstehen zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs montiert ist, und den Einlasskanal, durch den das Kühlmittel aus dem Verbindungsrohrbereich in den zweiten Durchflussweg an dem vorstehenden Teil eingeleitet wird, und einen Auslasskanal aufweist, durch den das Kühlmittel aus dem zweiten Durchflussweg zu dem Verbindungsrohrbereich ausgelassen wird.
Ionenaustauscher nach Anspruch 3, bei dem der Einbauzustand des Speicherkörpers durch Drehen des Speicherkörpers um einen vorgegebenen Winkel im Hinblick auf eine Einbaurichtung des Speicherkörpers mit Bezug auf den Gehäusebereich als eine axiale Mitte änderbar ist.
Ionenaustauscher nach Anspruch 4, bei dem eine Verbindungsrohrbereich-seitige Stirnfläche des Speicherkörpers, der zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs hervorsteht, derart angeordnet ist, dass sie mit Bezug auf eine Durchflusswegrichtung des ersten Durchflusswegs geneigt ist.
Ionenaustauscher nach Anspruch 4, ferner mit einem Vorsprungsstück, das zum Vorstehen von der Verbindungsrohrbereich-seitigen Stirnfläche des Speicherkörpers, der zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs vorsteht, ausgebildet ist, bei dem das Vorsprungsstück zwischen einem Zustand, bei dem es entlang der Durchflusswegrichtung des ersten Durchflusswegs installiert ist, und einem Zustand, bei dem es entlang einer Richtung orthogonal zu der Durchflusswegrichtung des ersten Durchflusswegs installiert ist, durch Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers wechselt.
Ionenaustauscher nach Anspruch 4, ferner mit einem beweglichen Stück, dessen eines Ende schwenkbar gelagert ist, so dass es drehbar ist, und dessen anderes Ende ein freies Ende auf der Verbindungsrohrbereich-seitigen Stirnfläche des Speicherkörpers ist, der zu der Innenseite des Verbindungsrohrbereichs vorsteht, bei dem eine freie Endseite des beweglichen Stücks zwischen einem Zustand, bei dem es weiter auf der stromaufwärtigen Seite des ersten Durchflusswegs positioniert ist als eine Drehachsenseite, und einem Zustand, bei dem es weiter auf der stromabwärtigen Seite des ersten Durchflusswegs positioniert ist als die Drehachsenseite, durch Ändern des Einbauzustands des Speicherkörpers wechselt.
Ionenaustauscher nach Anspruch 1, ferner mit einer Positionierungseinheit, die zum Festlegen einer Position des Speicherkörpers abhängig von jeder der Vielzahl von Arten von Einbauzuständen ausgebildet ist.
Ionenaustauscher nach Anspruch 1, bei dem der Verbindungsrohrbereich eine Form einer im Wesentlichen geraden Linie aufweist.