DE102018128382A1 - Luftfilter für ein Brennstoffzellenfahrzeug - Google Patents

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Kimiko Yoshida
Jun Goto
Ryu Hirata
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Toyota Boshoku Corp
Toyota Motor Corp
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Abstract

Ein Luftfilter (1) für ein Brennstoffzellenfahrzeug (30) umfasst: ein Gehäuse (11) mit einem Einlass (14) und einem Auslass (15); und ein Filterelement (2), das am Gehäuse (11) befestigt ist, wobei das Filterelement (2) konfiguriert ist, um das Gehäuse (11) in eine Einlassseite und eine Auslassseite zu unterteilen und Luft, die von der Einlassseite zur Auslassseite strömt, zu filtern. Auf der Einlassseite des Gehäuses (11) ist ein Verriegelungsvorsprung (17) vorgesehen, der zur Innenseite des Gehäuses (11) ragt. Ein erster Vorfilter (4), ein zweiter Vorfilter (5) und ein chemischer Filter (3) sind sandwichartig zwischen dem Verriegelungsvorsprung (17) und dem Filterelement (2) in der Reihenfolge des ersten Vorfilters (4), des chemischen Filters (3) und des zweiten Vorfilters (5) von der stromaufwärts gelegenen Seite als Einlassseite des Filterelements (2) im Inneren des Gehäuses (11) zur stromabwärts gelegenen Seite als Auslassseite des Filterelements (2) im Inneren des Gehäuses (11) angeordnet.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Luftfilter für ein Brennstoffzellenfahrzeug, wobei der Luftfilter in einem Einlasssystem zum Zuführen von Luft zu einem Brennstoffzellenstapel angeordnet ist.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein in einem Brennstoffzellenfahrzeug angeordneter Brennstoffzellenstapel ist im Allgemeinen so ausgebildet, dass eine Mehrzahl von Zellen, in denen jeweils eine Elektrodenanordnung sandwichartig zwischen Separatoren angeordnet ist, gestapelt ist. Die Elektrodenanordnung ist so konfiguriert, dass ein Wasserstoff-Elektrodenkatalysator und ein Sauerstoff-Elektrodenkatalysator auf die gegenüberliegenden Oberflächen einer Festpolymerelektrolytmembran aufgebracht werden. Wenn ein Katalysator, der Edelmetalle wie Platin verwendet, jedoch mit Verunreinigungen wie Staub, PM2,5 (Feinstaub) und einer molekularen schädlichen chemischen Substanz in der Luft in Kontakt kommt, nimmt seine Aktivität ab. Wenn also die als Kathodengas zu verwendende Luft dem Brennstoffzellenstapel zugeführt wird, ohne die Verunreinigungen zu entfernen, nimmt die Aktivität des Katalysators ab. Dies kann dazu führen, dass eine elektrochemische Reaktion schwach wird und eine Leistung abnimmt (eine Stromerzeugungsspannung sinkt).
  • Daneben bedarf es bei einem Ansaugsystem für einen Verbrennungsmotor aus dem Stand der Technik nicht der Entfernung einer chemischen Substanz aus der Luft. Dementsprechend ist es schwierig, eine molekulare (gasförmige) schädliche chemische Substanz durch ein Filterelement zu entfernen, das in einem Verbrennungsmotorluftfilter vorgesehen ist, um Staub und Partikel in der Luft zu entfernen. Die molekulare (gasförmige) schädliche chemische Substanz verursacht eine Leistungsabnahme des Brennstoffzellenstapels.
  • Aus diesem Grund wird bei dem Brennstoffzellenfahrzeug, um eine schädliche chemische Substanz aus der Luft zu entfernen, die dem Brennstoffzellenstapel zugeführt werden soll, ein chemischer Filter aus einem Katalysator, Aktivkohle oder dergleichen, der an einem Basismaterial angebracht und konfiguriert ist, um die schädliche chemische Substanz zu adsorbieren und zu entfernen, im Einlasssystem gemäß dem Stand der Technik angeordnet.
  • Die japanische Patentanmeldung JP 2009-193671 A beschreibt beispielsweise einen Luftfilter, in dem ein chemischer Filter als Filter untergebracht ist.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Jedoch können der Katalysator, die Aktivkohle oder dergleichen, die an dem den chemischen Filter bildenden Basismaterial angebracht sind, durch Vibration oder Einlassluftwind vom Basismaterial abfallen. Hier ist es bei einem Luftfilter, der nur mit einem chemischen Filter ausgestattet ist, schwierig, herabfallende Substanzen aufzufangen, und es ist schwierig, Partikel aufzufangen, die keine Adsorption an dem chemischen Filter zeigen. Ausgehend von diesen Punkten gibt es Verbesserungsmöglichkeiten für den in der JP 2009-193671 A beschriebenen Luftfilter.
  • Im Luftfilter des Standes der Technik ist in einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass ein Filterelement vorgesehen, das zum Filtern von Luft konfiguriert ist, die von einer Einlassseite zu einer Auslassseite strömt. Vor diesem Hintergrund ist es denkbar, dass ein chemischer Filter mit dem Luftfilter kombiniert wird. Genauer gesagt, ist es denkbar, dass ein chemischer Filter an einer Einlassseite (stromaufwärts) des Filterelements im Inneren des Gehäuses hinzugefügt wird.
  • Der Luftfilter des Standes der Technik wird jedoch unter der Voraussetzung gebildet, dass das Filterelement daran befestigt ist. In einem Fall, bei welchem dem Luftfilter ein chemischer Filter hinzugefügt wird, besteht, wenn der chemische Filter wie der Luftfilter fest befestigt ist, eine Möglichkeit, dass seine Struktur kompliziert ist und die Kosten dafür steigen. Daneben besteht bei schwacher Befestigung des chemischen Filters die Möglichkeit, dass der chemischer Filter schwingt und anormale Geräusche verursacht oder das Basismaterial des chemischen Filters an das Filterelement stößt, so dass das Filterelement beschädigt wird.
  • Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, dass relativ große Fremdstoffe bzw. Fremdkörper, die aus dem Einlass eindringen, an den chemischen Filter stoßen, so dass sich der chemische Filter verformt und ein Druckverlust zunimmt.
  • Die Erfindung betrifft einen Luftfilter für ein Brennstoffzellenfahrzeug, bei dem ein Filterelement in einem Gehäuse befestigt ist, und bietet eine Technik zum Schutz eines chemischen Filters und zur wackelfreien Anbringung des chemischen Filters im Gehäuse sowie zur Begrenzung einer Leistungsabnahme eines Brennstoffzellenstapels mit einer einfachen Struktur.
  • Ein erfindungsgemäßer Luftfilter für ein Brennstoffzellenfahrzeug ist so konfiguriert, dass ein Vorsprung, der zur Innenseite eines Gehäuses ragt, vorgesehen ist, und ein chemischer Filter und Schutzelemente, die auf der stromaufwärts gelegenen Seite und der stromabwärts gelegenen Seite des chemischen Filters angeordnet sind, sandwichartig zwischen dem Vorsprung und einem Filterelement angeordnet sind, so dass der chemische Filter fest am Gehäuse angebracht ist.
  • Genauer gesagt, betrifft die Erfindung einen Luftfilter für ein Brennstoffzellenfahrzeug, wobei der Luftfilter ein Gehäuse und ein Filterelement umfasst. Das Gehäuse hat einen Einlass und einen Auslass. Das Filterelement ist am Gehäuse befestigt und konfiguriert, um das Gehäuse in eine Einlassseite und eine Auslassseite zu unterteilen, und Luft, die von der Einlassseite zur Auslassseite strömt, zu filtern.
  • Der Luftfilter ist so konfiguriert, dass: ein Verriegelungsvorsprung, der zur Innenseite des Gehäuses ragt, auf der Einlassseite im Gehäuse ausgebildet ist; und ein erstes Schutzelement und ein zweites Schutzelement, die jeweils eine Gasdurchlässigkeit bzw. Durchlässigkeit aufweisen, und ein chemischer Filter, der konfiguriert ist, um eine in der Luft enthaltene molekulare Substanz zu adsorbieren, sind sandwichartig zwischen dem Verriegelungsvorsprung und dem Filterelement im Inneren des Gehäuses in einer Reihenfolge vom ersten Schutzelement, dem chemischen Filter und dem zweiten Schutzelement von einer stromaufwärts gelegenen Seite, welche die Einlassseite des Filterelements im Inneren des Gehäuses bildet, zu einer stromabwärts gelegenen Seite, welche die Auslassseite des Filterelements im Inneren des Gehäuses bildet, angeordnet.
  • Bei dieser Konfiguration ist der Verriegelungsvorsprung vorgesehen, der nach innen ragt, und das erste Schutzelement, das zweite Schutzelement und der chemische Filter sind sandwichartig zwischen dem Verriegelungsvorsprung und dem am Gehäuse befestigten Filterelement angeordnet. Mit einer so einfachen Konfiguration kann der chemische Filter ohne zu wackeln im Gehäuse befestigt werden. Dadurch ist es möglich, ungewöhnliche Geräusche, die durch Vibrationen des chemischen Filters verursacht werden, zu begrenzen.
  • Da das erste Schutzelement auf der stromaufwärts gelegenen Seite des chemischen Filters vorgesehen ist, ist es außerdem möglich, eine Situation zu begrenzen, dass relativ große Fremdkörper, die aus dem Einlass eindringen, an den chemischen Filter stoßen, so dass eine Zunahme des Druckverlustes durch Verformung und dergleichen des chemischen Filters verhindert werden kann.
  • Da zudem das zweite Schutzelement zwischen dem chemischen Filter und dem Filterelement vorgesehen ist, ist es außerdem möglich, eine Beschädigung des Filterelements durch ein Anstoßen an ein Basismaterial des chemischen Filters zu verhindern.
  • Da der chemische Filter auf der stromabwärts gelegenen Seite des gasdurchlässigen bzw. durchlässigen ersten Schutzelements vorgesehen ist, ist es darüber hinaus möglich, eine schädliche chemische Substanz in der Luft, die durch das erste Schutzelement strömt, durch Adsorption an einem Katalysator oder Aktivkohle zu entfernen. Da das Filterelement auf der stromabwärts gelegenen Seite des gasdurchlässigen bzw. durchlässigen zweiten Schutzelements vorgesehen ist, können Partikel, die durch den chemischen Filter strömen und nicht am chemischen Filter adsorbiert werden, eine vom chemischen Filter abfallende Substanz und dergleichen vom Filterelement aufgefangen und aus der Luft entfernt werden. So wird einem Brennstoffzellenstapel saubere Luft zugeführt, wodurch eine Leistungsabnahme des Brennstoffzellenstapels verhindert werden kann.
  • Weiterhin kann bei dem Luftfilter das erste Schutzelement ein Vorfilter für den chemischen Filter sein und das zweite Schutzelement kann ein Vorfilter für das Filterelement sein.
  • Bei dieser Konfiguration stoßen relativ große Fremdkörper, die aus dem Einlass eindringen, zuerst auf den Vorfilter (das erste Schutzelement), so dass es möglich ist, die Verformung des chemischen Filters zu verhindern. Weiterhin wird der Staub in der Luft bis zu einem gewissen Grad durch den Vorfilter (das erste Schutzelement) entfernt, so dass ein Verstopfen des chemischen Filters verhindert werden kann. Hierdurch ist es möglich, eine Zunahme des Druckverlustes des chemischen Filters weiter zu begrenzen.
  • Ebenso werden Partikel und dergleichen, die den chemischen Filter passieren, bis zu einem gewissen Grad durch den Vorfilter (das zweite Schutzelement) entfernt, so dass ein Verstopfen des Filterelements verhindert werden kann.
  • Weiterhin kann das Gehäuse bei dem Luftfilter so ausgebildet sein, dass ein Gehäuseelement auf der Einlassseite an einem Gehäuseelement auf der Auslassseite angebracht ist, und das Filterelement kann so am Gehäuse befestigt sein, dass eine äußere Umfangskante des Filterelements sandwichartig zwischen dem Gehäuseelement auf der Einlassseite bzw. dem einlassseitigen Gehäuseelement und dem Gehäuseelement auf der Auslassseite bzw. dem auslassseitigen Gehäuseelement gehalten ist.
  • Bei dieser Konfiguration kann der Luftfilter einfach zusammengebaut werden, indem das erste Schutzelement, der chemische Filter und das zweite Schutzelement derart im Gehäuseelement auf der Einlassseite angeordnet werden, dass sie mit dem Verriegelungsvorsprung verriegelt sind, und das Filterelement sandwichartig zwischen dem Gehäuseelement auf der Einlassseite und dem Gehäuseelement auf der Auslassseite gehalten ist.
  • Zudem kann das Filterelement bei dem Luftfilter ein geladener Filter sein.
  • Mit dieser Konfiguration können SO2, NH3, NOx und dergleichen, die PM2,5 verursachen, durch den chemischen Filter entfernt werden, und Partikel wie PM2,5 können effizient durch eine elektrostatische Kraft des geladenen Filters gefangen werden. Hierdurch ist es möglich, eine Leistungsabnahme des Brennstoffzellenstapels und die Erzeugung von PM2,5 zu begrenzen und so zur Reinigung der Umgebungsluft beizutragen.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, ist es mit dem Luftfilter der vorliegenden Erfindung mit einer einfachen Struktur möglich, den chemischen Filter im Inneren des Gehäuses ohne zu wackeln zu befestigen, während der chemische Filter geschützt ist, und es ist auch möglich, eine Leistungsabnahme des Brennstoffzellenstapels zu begrenzen.
  • Figurenliste
  • Die Merkmale und Vorteile sowie die technische und wirtschaftliche Bedeutung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen; hierbei zeigt:
    • 1 eine Ansicht, die schematisch ein Brennstoffzellensystem eines Brennstoffzellenfahrzeugs gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung darstellt;
    • 2 eine Schnittansicht, die schematisch einen Luftfilter für ein Brennstoffzellenfahrzeug darstellt;
    • 3 eine Schnittansicht zur Beschreibung eines Luftstroms, wenn Schnee im Inneren des Luftfilters abgelagert wird; und
    • 4 eine Schnittansicht, die schematisch einen Luftfilter für ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist eine Ansicht, die schematisch ein Brennstoffzellensystem eines Brennstoffzellenfahrzeugs 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Das Brennstoffzellenfahrzeug 30 ist auf der Vorderseite in Front-Heck-Richtung des Fahrzeugs mit einem Grill bzw. Gitter 31 als Lufteinlassöffnung versehen, über die Außenluft angesaugt wird. Wie durch einen weißen Pfeil in 1 angedeutet ist, wird im Brennstoffzellenfahrzeug 30 die vom Gitter 31 angesaugte Luft über einen Lufteinlass (nicht dargestellt) in eine Zufuhr- bzw. Versorgungsleitung 32 eingeleitet. Die Zufuhrleitung 32 ist mit einem Luftfilter 1, einem Luftförderer (Luftkompressor) 33 und einem Öffnungs-/Schließventil (nicht dargestellt) versehen. Der Luftfilter 1 entfernt die in der Luft enthaltenen Fremdstoffe. Der Luftförderer (Luftkompressor) 33 saugt Außenluft an und verdichtet sie auf einen vorbestimmten Druck, um die Außenluft zur stromabwärts gelegenen Seite zu leiten. Das Öffnungs-/Schließventil steuert den Ein- und Austritt der Luft als Kathodengas zu einem Brennstoffzellenstapel (im Folgenden auch als FC-Stapel bezeichnet) 40.
  • Zusätzlich zur Luft als Kathodengas wird dem FC-Stapel 40 Wasserstoff als Anodengas aus einem Hochdruck-Wasserstofftank (nicht dargestellt) zugeführt, wie durch einen schwarzen Pfeil in 1 angezeigt ist. Der FC-Stapel 40 ist ein Stromerzeuger, der konfiguriert ist, um anhand einer chemischen Reaktion zwischen Wasserstoff und Luftsauerstoff elektrische Energie zu erzeugen, die einem Motor (nicht dargestellt) oder einer Antriebsbatterie (nicht dargestellt) zugeführt wird. Der FC-Stapel 40 ist so ausgebildet, dass eine Mehrzahl von Zellen, in denen jeweils eine Elektrodenanordnung sandwichartig zwischen Separatoren angeordnet ist, gestapelt ist. Die Elektrodenanordnung ist so konfiguriert, dass ein Wasserstoff-Elektrodenkatalysator und ein Sauerstoff-Elektrodenkatalysator auf die gegenüberliegenden Oberflächen einer festen Polymerelektrolytmembran aufgebracht werden.
  • Wasser, das durch die chemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff entsteht, wird aus dem FC-Stapel 40 in ein Abgasauslassrohr 34 geleitet. Weiterhin wird Wasserstoff, der durch den FC-Stapel 40 fließt, in das Abgasauslassrohr 34 ausgegeben und dann durch einen Verdünner (nicht dargestellt) auf eine ausreichend niedrige Konzentration verdünnt, und danach wird der Wasserstoff nach außen abgegeben.
  • Wenn ein Katalysator, der Edelmetalle wie Platin verwendet und für den FC-Stapel 40 verwendet wird, mit Verunreinigungen wie Staub, PM2,5 und einer schädlichen chemischen Substanz in der Luft in Berührung kommt, nimmt seine Aktivität ab. Wenn also die als Kathodengas verwendete Luft dem FC-Stapel 40 zugeführt wird, ohne die Verunreinigungen zu entfernen, nimmt die Aktivität des Katalysators ab, so dass eine elektrochemische Reaktion schwach wird und eine Ausgangsleistung abnimmt.
  • In Anbetracht dessen ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Filterelement 2 zum Entfernen von Staub und Partikeln im Luftfilter 1 vorgesehen, wie nachfolgend beschrieben wird. Weiterhin wird in der vorliegenden Ausführungsform, um eine molekulare (gasförmige) schädliche chemische Substanz und dergleichen aus der dem FC-Stapel 40 zugeführten Luft zu entfernen, dem Luftfilter 1 ein chemischer Filter 3 hin zugefügt, der zum Absorbieren und Entfernen der schädlichen chemischen Substanz und dergleichen konfiguriert ist.
  • 2 ist eine Schnittansicht, die den Luftfilter 1 für ein Brennstoffzellenfahrzeug schematisch darstellt. Der Luftfilter 1 umfasst ein Luftfiltergehäuse 11 mit einem Einlass 14 und einem Auslass 15, das Filterelement 2, einen ersten Vorfilter 4, einen zweiten Vorfilter 5 und den chemischen Filter 3.
  • Das Luftfiltergehäuse 11 hat eine Zweikammerstruktur, die aus einem einlassseitigen Gehäuseelement 12, in dem der Einlass 14 ausgebildet ist, und einem auslassseitigen Gehäuseelement 13 besteht, in dem der Auslass 15 ausgebildet ist. Das Luftfiltergehäuse 11 ist in einer rechteckigen rohrförmigen Form derart ausgebildet, dass ein im einlassseitigen Gehäuseelement 12 gebildeter Anschlussabschnitt 12a an einem im auslassseitigen Gehäuseelement 13 gebildeten Anschlussabschnitt 13a befestigt ist. Am Einlass 14 ist eine Zufuhrleitung 32 angeschlossen, so dass die vom Gitter 31 angesaugte Luft zugeführt wird. Zudem ist die Zufuhrleitung 32 mit dem Auslass 15 verbunden, so dass die durch das Luftfiltergehäuse 11 strömende Luft ausgestoßen wird. Das einlassseitige Gehäuseelement 12 umfasst einen Verriegelungsvorsprung 17, der zur Innenseite des Luftfiltergehäuses 11 hin vorsteht, so dass der Verriegelungsvorsprung 17 auf einer Seite angeordnet ist, die näher am Einlass 14 liegt als der Anschlussabschnitt 12a und über den gesamten Umfang der rechteckigen Form ausgebildet ist.
  • Weiterhin ist im Luftfiltergehäuse 11 ein Bypassweg 16 gebildet, über den das Innere des Luftfiltergehäuses 11 mit einem externen Raum S3 kommuniziert. Dadurch kann die Luft in einem Motorraum, in dem sich der Luftfilter 1 befindet, zugeführt werden. Der Bypassweg 16 kommuniziert mit einem einlassseitigen Raum S1 (später beschrieben) auf einer Seite, die näher am Einlass 14 liegt als der Verriegelungsvorsprung 17. Weiterhin kommuniziert der Bypassweg 16 auch mit dem einlassseitigen Raum S1 auf einer Seite, die näher am Auslass 15 liegt als der Verriegelungsvorsprung 17, über eine im einlassseitigen Gehäuseelement 12 ausgebildete Öffnung 18. Tatsächlich ist der Bypassweg 16, wie in 1 dargestellt, mit einem Dichtungselement 6 (einer Gummilippe, einem Urethanschwamm und dergleichen) gefüllt, so dass die Verbindung mit dem einlassseitigen Raum S1 auf der Seite, die näher am Einlass 14 liegt als der Verriegelungsvorsprung 17 blockiert ist. Dementsprechend kommuniziert der Bypassweg 16 nur über die Öffnung 18 mit dem einlassseitigen Raum S1.
  • Das Filterelement 2 umfasst ein rechteckiges Filtermedium 2a und ein Dichtungselement 2b, das am Außenumfang des Filtermediums 2a vorgesehen ist, um eine äußere Umfangskante des Filterelements 2 zu bilden. Das Filtermedium 2a ist so ausgebildet, dass feinmaschiges Filterpapier oder Vliesstoff zu Falten gefaltet wird. Das Filterelement 2 ist fest mit dem Luftfiltergehäuse 11 verbunden, so dass die äußere Umfangskante (das Dichtungselement 2b) zwischen dem Anschlussabschnitt 12a des einlassseitigen Gehäuseelements 12 und dem Anschlussabschnitt 13a des auslassseitigen Gehäuseelements 13 eingeklemmt ist, so dass das Filterelement 2 einen Spalt zwischen dem einlassseitigen Gehäuseelement 12 und dem auslassseitigen Gehäuseelement 13 abdichtet. Das Filterelement 2 ist als solches im Inneren des Luftfiltergehäuses 11 vorgesehen, und somit teilt das Filterelement 2 das Luftfiltergehäuse 11 in den Raum S1 auf der Einlassseite (die stromaufwärts gelegene Seite) und einen Raum S2 auf der Auslassseite (die stromabwärts gelegene Seite) und filtert die von der Einlassseite zur Auslassseite strömende Luft, um Staub und Partikel aus der Luft zu entfernen.
  • Der erste Vorfilter (ein erstes Schutzelement) 4 und der zweite Vorfilter (ein zweites Schutzelement) 5 bestehen jeweils aus einem grobporösen Material, wie beispielsweise Vliesstoff. Daneben ist der chemische Filter 3 so konfiguriert, dass Aktivkohle, an die MnO2 und Alkali gebunden sind, von einem Aluminiummaterial mit Wabenstruktur (nachfolgend als Aluminiumwabe bezeichnet) getragen wird und SO2, NH3, NOx und dergleichen durch Adsorption zersetzt und entfernt. Hierbei sind SO2, NH3, NOx und dergleichen Faktoren, die eine chemische Substanz, die für den FC-Stapel 40 schädlich ist, sowie PM2,5 verursachen. Ein rechteckiger Urethanrahmen (nicht dargestellt) ist an einem Außenumfang der Aluminiumwabe angeordnet.
  • Wie in 2 dargestellt ist, sind der erste Vorfilter 4, der zweite Vorfilter 5 und der chemische Filter 3 im Luftfiltergehäuse 11 so befestigt, dass der erste Vorfilter 4, der zweite Vorfilter 5 und der chemische Filter 3 in der Reihenfolge vom ersten Vorfilter 4, dem chemischen Filter 3 und dem zweiten Vorfilter 5 von der stromaufwärts gelegenen Seite, die die Einlassseite des Filterelements im Gehäuse bildet, in Richtung zur stromabwärts gelegenen Seite, die die Auslassseite des Filterelements im Gehäuse bildet, sandwichartig zwischen dem Verriegelungsvorsprung 17 und dem Filterelement 2 angeordnet sind.
  • Genauer gesagt ist, wenn der erste Vorfilter 4, der zweite Vorfilter 5 und der chemische Filter 3 innerhalb des Luftfiltergehäuses 11 installiert sind, der chemische Filter 3 sandwichartig zwischen dem ersten Vorfilter 4 und dem zweiten Vorfilter 5 angeordnet. In diesem Zustand wird der Urethanrahmen für den chemischen Filter 3 in das einlassseitige Gehäuseelement 12 eingesetzt, und der erste Vorfilter 4, der chemische Filter 3 und der zweite Vorfilter 5 werden darin eingeschoben, bis der erste Vorfilter 4 an dem Verriegelungsvorsprung 17 anliegt. Somit kann in der vorliegenden Ausführungsform der Einrichtvorgang in einem Zustand durchgeführt werden, in dem der chemische Filter 3 sandwichartig zwischen dem ersten Vorfilter 4 und dem zweiten Vorfilter 5 angeordnet ist. Mit anderen Worten, der Einrichtvorgang kann durchgeführt werden, ohne den chemischen Filter 3 direkt zu berühren. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die Aluminiumwabe verformt oder ein Bediener durch Berühren der Aluminiumwabe verletzt wird.
  • Weiterhin ist das Filterelement 2 in das einlassseitige Gehäuseelement 12 eingebaut, an dem der erste Vorfilter 4, der chemische Filter 3 und der zweite Vorfilter 5 montiert sind, und das Dichtungselement 2b des Filterelements 2 ist sandwichartig zwischen dem Anschlussabschnitt 12a des einlassseitigen Gehäuseelements 12 und dem Anschlussabschnitt 13a des ausgangsseitigen Gehäuseelements 13 angeordnet. Somit ist das Filterelement 2 am Luftfiltergehäuse 11 befestigt. Hierbei werden der erste Vorfilter 4, der chemische Filter 3 und der zweite Vorfilter 5 am Luftfiltergehäuse 11 in einem Zustand befestigt, bei dem sie sandwichartig zwischen dem Verriegelungsvorsprung 17 und dem Filterelement 2 gehalten sind.
  • In dem derart konfigurierten Luftfilter 1 mit einer so einfachen Konfiguration, wonach der erste Vorfilter 4, der chemische Filter 3 und der zweite Vorfilter 5 sandwichartig zwischen dem Verriegelungsvorsprung 17 und dem am Luftfiltergehäuse 11 befestigten Filterelement 2 gehalten sind, kann der chemische Filter 3 ohne zu wackeln im Luftfiltergehäuse 11 befestigt werden. Hierdurch ist es möglich, ohne eine komplizierte Struktur zur Befestigung des chemischen Filters 3 zu verwenden, ungewöhnliche Geräusche, die durch Vibrationen des chemischen Filters 3 verursacht werden, zu begrenzen.
  • Da der erste Vorfilter 4 auf der stromaufwärts gelegenen Seite des chemischen Filters 3 vorgesehen ist, kann zudem eine solche verhindert werden, dass relativ große Fremdkörper, die aus dem Einlass 14 eindringen, an den chemischen Filter 3 stoßen. Hierdurch kann beispielsweise verhindert werden, dass sich der chemische Filter 3 verformt, weil Kieselsteine und dergleichen, die mit der Luft aufgenommen werden, an den chemischen Filter 3 stoßen oder der chemische Filter 3 verstopft wird, weil ein mit der Luft aufgenommenes Blatt und dergleichen am chemischen Filter 3 klebt. Dadurch ist es möglich, eine Zunahme des Druckverlustes des chemischen Filters 3 zu verhindern.
  • Weiterhin ist der zweite Vorfilter 5 zwischen dem chemischen Filter 3 und dem Filterelement 2 vorgesehen. Hierdurch ist es möglich zu verhindern, dass das aus Filterpapier oder dergleichen bestehende Filterelement 2 durch den Kontakt mit dem chemischen Filter 3, der aus der Aluminiumwabe besteht, beschädigt wird.
  • Darüber hinaus ist der chemische Filter 3 auf der stromabwärts gelegenen Seite des (gas)durchlässigen ersten Vorfilters 4 vorgesehen. Hierdurch ist es möglich, eine schädliche chemische Substanz in der Luft, die durch den ersten Vorfilter 4 strömt, zu entfernen, indem sie von der Aktivkohle adsorbiert wird.
  • Weiterhin ist das Filterelement 2 auf der stromabwärts gelegenen Seite des durchlässigen zweiten Vorfilters 5 vorgesehen. Daher können Partikel, die den chemischen Filter 3 passieren und nicht am chemischen Filter 3 adsorbiert werden, eine Substanz, die vom chemischen Filter 3 fällt und dergleichen, vom Filterelement 2 aufgefangen und aus der Luft entfernt werden. Dadurch wird dem Brennstoffzellenstapel 40 saubere Luft zugeführt, wodurch eine Leistungsabnahme des Brennstoffzellenstapels 40 verhindert werden kann.
  • Es sei angemerkt, dass beim Fahren des Brennstoffzellenfahrzeugs 30 während Schnee fällt Schnee 50 (siehe 3) mit der Luft in den Luftfilter 1 eingebracht wird, so dass das Filterelement 2 durch den im Luftfilter 1 angesammelten Schnee 50 blockiert oder verstopft werden kann. Dies könnte die Stromerzeugung stoppen und somit die Fortführung des Betriebs des Brennstoffzellenfahrzeugs 30 erschweren. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es jedoch möglich, durch Bereitstellen des Bypasspfades 16 im Luftfilter 1, wie vorstehend beschrieben, den Betrieb des Brennstoffzellenfahrzeugs 30 fortzusetzen, wie nachfolgend beschrieben.
  • 3 ist eine Schnittdarstellung zur Beschreibung eines Luftstroms, wenn der Schnee 50 im Inneren des Luftfilters 1 abgelagert wird. Wie in 3 dargestellt ist, ist es schwierig, die Luft aus dem Einlass 14 aufzunehmen, wenn sich der mit der Luft aufgenommene Schnee 50 im Inneren des Luftfiltergehäuses 11 ablagert (siehe eine Kreuzmarkierung in 3). Da der Schnee 50 jedoch durch den ersten Vorfilter 4 und den auf der stromaufwärts vom Filterelement 2 angeordneten chemischen Filter 3 aufgestaut wird, wird das Filterelement 2 selbst nicht durch den Schnee 50 blockiert. So ist im Luftfiltergehäuse 11 der Bypassweg 16 gebildet, über den ein Raum S1A zwischen dem chemischen Filter 3 und dem Filterelement 2 mit dem externen Raum S3 außerhalb des Luftfiltergehäuses 11 kommuniziert. Hierbei ist es auch dann möglich, selbst wenn es aufgrund des im Luftfiltergehäuse 11 abgelagerten Schnees 50 schwierig ist, die Luft aus dem Einlass 14 aufzunehmen, die Luft im Motorraum über den Bypassweg 16 aufzunehmen. Es sei angemerkt, dass der Bypassweg 16 mit dem Dichtungselement 6 gefüllt ist, so dass die Verbindung mit dem einlassseitigen Raum S1 auf der Seite, die dem Einlass 14 näher liegt als der Verriegelungsvorsprung 17, blockiert ist. Dementsprechend wird der Bypassweg 16 nicht durch den im Luftfiltergehäuse 11 abgelagerten Schnee 50 blockiert.
  • Somit wird die Luft im externen Raum S3, in dem der Schnee 50, ein Kieselstein und dergleichen nicht enthalten sind, vom Luftverdichter aufgenommen. Die Luft wird aus dem Bypassweg 16 eingeleitet, wie in 3 durch einen weißen Pfeil angezeigt, um den Raum S1A zwischen dem chemischen Filter 3 und dem Filterelement 2 durch die Öffnung 18 zu erreichen, und dann strömt die Luft durch den zweiten Vorfilter 5, der im Raum S1A vorgesehen ist. Danach werden Staub, Partikel und dergleichen durch das Filterelement 2 aus der Luft entfernt, so dass die Luft aus dem Auslass 15 in die Zufuhrleitung 32 geleitet wird, wie durch einen schwarzen Pfeil in 3 angezeigt ist.
  • Somit wird mit dem Luftfilter 1 der vorliegenden Ausführungsform, auch wenn sich der mit der Luft aufgenommene Schnee 50 im Luftfiltergehäuse 11 ablagert, dem Brennstoffzellenstapel saubere Luft zugeführt, aus der Fremdkörper entfernt werden. Damit ist es möglich, einen Stillstand der Stromerzeugung zu verhindern, wodurch der Betrieb des Brennstoffzellenfahrzeugs fortgesetzt werden kann.
  • Ausführungsform 2
  • Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform 1 dadurch, dass ein Filterelement eines Luftfilters 21 ein geladener Filter 22 ist. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede zu Ausführungsform 1 beschrieben.
  • 4 ist eine Schnittansicht, die den Luftfilter 21 für ein Brennstoffzellenfahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform schematisch darstellt. Der Luftfilter 21 ist mit dem ersten Vorfilter 4, dem chemischen Filter 3, dem zweiten Vorfilter 5 und dem geladenen Filter 22 nacheinander von der stromaufwärts gelegenen Seite versehen.
  • Der geladene Filter 22 umfasst ein rechteckiges Filtermedium 22a und ein Dichtungselement 22b, das am Außenumfang des Filtermediums 22a angeordnet ist, um eine äußere Umfangskante des geladenen Filters 22 zu bilden. Das Filtermedium 22a ist so ausgebildet, dass eine auf feinmaschigem Filterpapier aufgebrachte Harzvliesstoffschicht einer Elektretverarbeitung (EN: electret processing) unterzogen und anschließend zu Falten gefaltet wird. Der geladene Filter 22 entfernt ähnlich wie das Filterelement 2 der Ausführungsform 1 Staub und Partikel aus der Luft. Darüber hinaus werden im Gegensatz zum Filterelement 2 von Ausführungsform 1 durch die Durchführung der Elektretverarbeitung winzige Partikel wie PM2,5 effizient durch eine elektrostatische Kraft gefangen.
  • Wie in 4 dargestellt ist, ist der geladene Filter 22 fest mit dem Luftfiltergehäuse 11 verbunden, so dass die äußere Umfangskante (das Dichtungselement 22b) sandwichartig zwischen dem Anschlussabschnitt 12a des einlassseitigen Gehäuseelements 12 und dem Anschlussabschnitt 13a des auslassseitigen Gehäuseelements 13 gehalten ist, so dass der geladene Filter 22 den Spalt zwischen dem einlassseitigen Gehäuseelement 12 und dem auslassseitigen Gehäuseelement 13 abdichtet.
  • Der so konfigurierte Luftfilter 21 ist mit dem chemischen Filter 3 auf der stromabwärts gelegenen Seite des durchlässigen ersten Vorfilters 4 versehen, so dass es möglich ist, SO2, NH3, NOx und dergleichen, die eine schädliche chemische Substanz verursachen, und PM2,5 in der durch den ersten Vorfilter 4 strömenden Luft durch Adsorption durch Aktivkohle zu entfernen.
  • Weiterhin ist der geladene Filter 22 auf der stromabwärts gelegenen Seite des durchlässigen zweiten Vorfilters 5 vorgesehen. Daher können Partikel, die den chemischen Filter 3 passieren und nicht am chemischen Filter 3 adsorbiert werden, und eine aus dem chemischen Filter 3 fallende Substanz entfernt werden, und ferner kann auch PM2,5 durch eine elektrostatische Kraft des geladenen Filters 22 adsorbiert werden. So wird dem Brennstoffzellenstapel 40 saubere Luft zugeführt, so dass es möglich ist, eine Leistungsabnahme des Brennstoffzellenstapels 40 zu begrenzen und die Erzeugung von PM2,5 zu begrenzen, wodurch es möglich ist, zur Reinigung der Umgebungsluft beizutragen.
  • Andere Ausführungsformen
  • Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene andere Art und Weise ausgeführt werden, ohne von ihrer Idee oder ihrem Hauptmerkmal abzuweichen.
  • Bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden der erste Vorfilter 4 und der zweite Vorfilter 5 als erstes Schutzelement und das zweite Schutzelement verwendet. Das erste Schutzelement und das zweite Schutzelement sind jedoch hierauf nicht beschränkt, solange sie durchlässig sind und den chemischen Filter 3, das Filterelement 2 und den geladenen Filter 22 schützen können. Als erstes Schutzelement und zweites Schutzelement kann ein Netzelement oder dergleichen verwendet werden, das keine Luftfilterfunktion hat, aber relativ große Fremdstoffe wie z.B. einen Kieselstein auffangen kann.
  • Die obigen Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht nur beispielhaft und sollten nicht einschränkend interpretiert werden. Darüber hinaus sind alle Änderungen und Ergänzungen in einem Bereich, der äquivalent zum Umfang der Ansprüche ist, von der Erfindung umfasst.
  • Erfindungsgemäß wird mit einer einfachen Struktur ein chemischer Filter ohne zu wackeln in einem Gehäuse befestigt, während der chemische Filter geschützt ist, und eine Leistungsabnahme eines Brennstoffzellenstapels kann verhindert werden. Dementsprechend ist die Erfindung äußerst nützlich, wenn die Erfindung auf einen Luftfilter für ein Brennstoffzellenfahrzeug angewendet wird, wobei der Luftfilter so konfiguriert ist, dass ein Filterelement in einem Gehäuse befestigt ist.
  • 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 2009193671 A [0005, 0006]

Claims (4)

  1. Luftfilter (1; 21) für ein Brennstoffzellenfahrzeug (30), wobei der Luftfilter (1; 21) aufweist: ein Gehäuse (11) mit einem Einlass (14) und einem Auslass (15); und ein Filterelement (2; 22), das am Gehäuse (11) befestigt ist, wobei das Filterelement (2; 22) konfiguriert ist, um das Gehäuse (11) in eine Einlassseite und eine Auslassseite zu unterteilen und Luft, die von der Einlassseite zur Auslassseite strömt, zu filtern, wobei: auf der Einlassseite des Gehäuses (11) ein Verriegelungsvorsprung (17) ausgebildet ist, der zur Innenseite des Gehäuses (11) ragt; und ein erstes Schutzelement (4) und ein zweites Schutzelement (5), die jeweils durchlässig sind, sowie ein chemischer Filter (3), der konfiguriert ist, um in der Luft enthaltene molekulare Substanzen zu adsorbieren, sandwichartig zwischen dem Verriegelungsvorsprung (17) und dem Filterelement (2; 22) im Inneren des Gehäuses (11) in einer Reihenfolge vom ersten Schutzelement (4), dem chemischen Filter (3) und dem zweiten Schutzelement (5) von einer stromaufwärts gelegenen Seite, welche die Einlassseite des Filterelements (2; 22) im Inneren des Gehäuses (11) bildet, zu einer stromabwärts gelegenen Seite, welche die Auslassseite des Filterelements (2) im Inneren des Gehäuses (11) bildet, angeordnet sind.
  2. Luftfilter (1; 21) nach Anspruch 1, wobei das erste Schutzelement (4) ein Vorfilter (4) für den chemischen Filter (3) ist; und das zweite Schutzelement (5) ein Vorfilter (5) für das Filterelement (2; 22) ist.
  3. Luftfilter (1; 21) nach Anspruch 1 oder 2, wobei: das Gehäuse (11) derart ausgebildet ist, dass ein Gehäuseelement (12) auf der Einlassseite an einem Gehäuseelement (13) auf der Auslassseite angebracht ist; und das Filterelement (2, 22) so am Gehäuse (11) befestigt ist, dass eine äußere Umfangskante (2b; 22b) des Filterelements (2; 22) sandwichartig zwischen dem Gehäuseelement (12) auf der Einlassseite und dem Gehäuseelement (13) auf der Auslassseite gehalten ist.
  4. Luftfilter (1; 21) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Filterelement (22) ein geladener Filter (22) ist.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7268538B2 (ja) * 2019-08-28 2023-05-08 トヨタ紡織株式会社 エアクリーナ
US11066162B2 (en) * 2019-10-09 2021-07-20 Kitty Hawk Corporation Short takeoff and landing vehicle with forward swept wings
JP2021065841A (ja) * 2019-10-24 2021-04-30 トヨタ自動車株式会社 エアクリーナ
CN111180763B (zh) * 2020-01-14 2021-02-12 江苏大学 一种显著提升除湿性能的燃料电池滤清器及其除湿滤清方法
CN111173779B (zh) * 2020-01-14 2020-11-20 江苏大学 用于极寒环境的燃料电池车辆空气滤清器及空气滤清方法
CN111871609B (zh) * 2020-07-14 2021-08-03 中国第一汽车股份有限公司 一种空气滤清器及燃料电池汽车
US11866169B2 (en) 2020-08-07 2024-01-09 Textron Innovations Inc. System and method for supplying passively filtered ram air to a hydrogen fuel cell of a UAV
CN112599822B (zh) * 2020-12-16 2022-06-24 中铁轨道交通装备有限公司 一种用于氢燃料电池的空气供应过滤系统及控制方法
CN113797664A (zh) * 2021-08-03 2021-12-17 河北环纤新材料科技有限公司 一种基于化学吸附的燃料电池车辆的空气滤清器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009193671A (ja) 2008-02-12 2009-08-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムの吸気装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19945715A1 (de) * 1999-09-23 2001-04-05 Emitec Emissionstechnologie Direkt-Methanol-Brennstoffzellenanlage und Betriebsverfahren dazu
US6797027B2 (en) * 2001-04-11 2004-09-28 Donaldson Company, Inc. Filter assemblies and systems for intake air for fuel cells
DE10230283A1 (de) * 2002-07-05 2004-01-29 Daimlerchrysler Ag Verfahren und Anordnung zum Reinigen der einer Brennstoffzelle für den Betrieb zuzuführenden Gase von Bestandteilen, die für den Brennstoffzellenbetrieb ungünstig sind
JP4498683B2 (ja) 2003-03-07 2010-07-07 本田技研工業株式会社 車両用燃料電池の空気供給装置。
JP2006147317A (ja) * 2004-11-18 2006-06-08 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用のエアクリーナ装置
KR100707598B1 (ko) * 2005-06-24 2007-04-13 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 공기공급장치 및 이를 채용한 연료전지
DE102005031182A1 (de) * 2005-07-01 2007-01-04 Carl Freudenberg Kg Filteranordnung
JP2007077963A (ja) * 2005-09-16 2007-03-29 Nissan Motor Co Ltd エアクリーナ
JP2009509733A (ja) * 2005-10-01 2009-03-12 カール・フロイデンベルク・カーゲー フィルタ装置
CN101804283B (zh) * 2010-04-16 2012-07-25 同济大学 一种用于燃料电池的空气净化器
GB2514917B (en) * 2012-03-21 2018-05-09 Suzuki Motor Corp Air intake device for fuel cell vehicle
JP5998993B2 (ja) * 2013-03-13 2016-09-28 トヨタ紡織株式会社 エアクリーナ
CN103566675B (zh) * 2013-09-16 2015-12-23 同济大学 一种适用于燃料电池系统的阴极空气过滤器
DE102014017483A1 (de) * 2013-12-12 2015-06-18 Mann + Hummel Gmbh Filtergehäuse und Filteranordnung
KR20170098511A (ko) * 2016-02-22 2017-08-30 현대자동차주식회사 연료전지 자동차용 에어 필터
KR20180019911A (ko) * 2016-08-17 2018-02-27 현대자동차주식회사 차량용 에어클리너
JP2018037170A (ja) * 2016-08-29 2018-03-08 トヨタ紡織株式会社 燃料電池システム用エアクリーナ
CN107441835A (zh) * 2017-09-04 2017-12-08 苏州中氢能源科技有限公司 一种燃料电池发电系统空气过滤器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009193671A (ja) 2008-02-12 2009-08-27 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池システムの吸気装置

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Publication number Publication date
CN110021770B (zh) 2022-09-27
CN110021770A (zh) 2019-07-16
JP2019106306A (ja) 2019-06-27
US10868319B2 (en) 2020-12-15
US20190181479A1 (en) 2019-06-13

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