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Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung sowie ein Brennstoffzellensystem und eine Brennkraftmaschine.
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Seit geraumer Zeit werden Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Wassereinspritzung ausgestattet, mittels welcher Wasser zur Kühlung eines Brennraums einer solchen Brennkraftmaschine in ihren Brennraum eingespritzt werden kann. Ebenfalls seit längerer Zeit werden eine Brennstoffzelle umfassende Brennstoffzellensysteme, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit Kühlkreisläufen ausgestattet, welche zur Kühlung der Brennstoffzelle von einer Flüssigkeit durchströmt werden können. In beiden der voranstehend genannten Anwendungsfälle stellen sich hohe Anforderungen an die Reinheit des Wassers bzw. der Flüssigkeit, die mit dem Ziel zu erfüllen sind, Ablagerungen etwaiger von der Flüssigkeit bzw. dem Wasser mitgeführter Fremdstoffe in der Brennkraftmaschine bzw. im Brennstoffzellensystem zu vermeiden oder zumindest zu vermindern. Solche Ablagerungen können zu einer Funktionsbeeinträchtigung der Brennkraftmaschine bzw. des Brennstoffzellensystems und im Extremfall sogar zum Totalausfall führen. Außerdem erhöhen von der Flüssigkeit bzw. dem Wasser mitgeführte Partikel und Ionen in unerwünschter Weise eine elektrische Leitfähigkeit des Wassers und wirken korrosionsfördernd.
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Vor diesem Hintergrund werden oftmals Filtereinrichtungen zum Reinigen der Flüssigkeit bzw. des Wassers eingesetzt, die fluidisch hintereinander geschaltet einen Ionentauscher und einen Partikelfilter sowie manchmal einen Aktivkohlefilter umfassen, mittels welcher sowohl in der Flüssigkeit bzw. dem Wasser gelöste Fremdstoffe in Form von Ionen als auch nicht in der Flüssigkeit bzw. dem Wasser gelöste Fremdstoffe in Form von Partikeln aus der Flüssigkeit bzw. dem Wasser entfernt werden können. Solche Filtereinrichtungen, bei welchen ein gesamter Volumenstrom an Flüssigkeit bzw. Wasser sowohl durch den lonentauscher als auch den Partikelfilter gezwungen wird, bedingen aber in nachteiliger Weise einen hohen Druckverlust von stromauf nach stromab der Filtereinrichtung.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung für Filtereinrichtungen sowie für Brennstoffzellensysteme mit einer solchen Filtereinrichtung und für Brennkraftmaschinen mit einer derartigen Filtereinrichtung - insbesondere der voranstehend dargelegten Problematik Rechnung tragend - neue Wege aufzuzeigen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Grundidee der Erfindung ist demnach, einen Partikelfilter und einen lonentauscher einer Filtereinrichtung zum Reinigen einer Flüssigkeit in einem gemeinsamen Gehäuse anzuordnen und dabei fluidisch parallel zueinander zu schalten. Mit anderen Worten kann also der Partikelfilter einen Bypass für den lonentauscher bilden und umgekehrt.
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Dies erlaubt es vorteilhaft, einen Druckverlust in der zu reinigenden Flüssigkeit von stromauf nach stromab der Filtereinrichtung gegenüber herkömmlichen Filtereinrichtungen mit lonentauscher und Partikelfilter zu reduzieren. Dabei wird zwar nicht der gesamte Volumenstrom sowohl durch den lonentauscher als auch den Partikelfilter geführt; dies ist aber bei der vorliegenden Filtereinrichtung auch nicht zwingend erforderlich, da es sich gezeigt hat, dass schon ein teilweises Entfernen der Ionen und der Partikel aus der Flüssigkeit zu einer starken Verminderung unerwünschter Ablagerungen in einem Brennstoffzellensystem bzw. in einer Brennkraftmaschine mit einer solchen Filtereinrichtung führt. Ferner kann die elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit und seine korrosive Wirkung in ausreichendem Maße verringert werden. Unter Partikeln können in diesem Zusammenhang, insbesondere mehrmolekulare, Agglomerationen in der Flüssigkeit nicht gelöster, insbesondere wenigstens teilweise in der Flüssigkeit unlöslicher, Fremdstoffe verstanden werden. Ein Partikel kann also sowohl ein Fremdfestkörper als auch ein Fremdflüssigkeitströpfchen oder eine Kombination aus beidem sein. Demgegenüber befinden sich die Ionen stromauf des lonentauschers in der Flüssigkeit in Lösung.
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Eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung zum Reinigen einer Flüssigkeit umfasst einen von der Flüssigkeit durchströmbaren Partikelfilter zum Entfernen von Partikeln aus der Flüssigkeit. Die Filtereinrichtung umfasst außerdem einen von der Flüssigkeit durchströmbaren lonentauscher zum Entfernen von Ionen aus der Flüssigkeit. Darüber hinaus umfasst die Filtereinrichtung ein sich entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckendes Gehäuse, in welchem der Partikelfilter und der lonentauscher eingehaust sind. Dabei sind der Partikelfilter und der lonentauscher fluidisch parallel zueinander geschaltet. Die Filtereinrichtung erlaubt es vorteilhaft, einen ausreichend großen Anteil an von der Flüssigkeit stromauf der Filtereinrichtung mitgeführter Partikel und Ionen zu entfernen und zugleich einen an der Filtereinrichtung anfallenden Druckverlust in der Flüssigkeit gering zu halten. Damit einhergehend besticht die Filtereinrichtung bauraumbezogen mit einer hohen Durchflussrate.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Filtereinrichtung sind der Partikelfilter von einem ersten Rohrkörper des Gehäuses und der lonentauscher von einem zweiten Rohrkörper des Gehäuses jeweils quer zur Erstreckungsrichtung begrenzt, wobei sich vorzugsweise beide Rohrkörper entlang der Erstreckungsrichtung erstrecken. Eine solche Filtereinrichtung ist besonders kostengünstig herstellbar, da in die Rohrkörper jeweils eine vorgefertigte lonentauscher-Kartusche bzw. Partikelfilter-Kartusche eingeschoben werden kann.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Filtereinrichtung sind die beiden Rohrkörper quer zur Erstreckungsrichtung mittels wenigstens einer Versteifung oder/und mittels einer entlang der Erstreckungsrichtung verlaufenden Längsnaht miteinander verbunden. Eine derartige Filtereinrichtung erweist sich als mechanisch besonders stabil.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Filtereinrichtung sind der Partikelfilter und der lonentauscher in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung nebeneinander angeordnet. Dabei ist der Partikelfilter in dem Schnitt mittels einer Trennwand quer zur Erstreckungsrichtung fluidisch vom Ionentauscher getrennt, die vorzugsweise integral vom Gehäuse umfasst ist. Damit lässt sich ein besonders großer Anteil des durch die Außenmaße des Gehäuses festgelegten Bauraums für den lonentauscher und für den Partikelfilter nutzen. Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Filtereinrichtung ist vorgesehen, dass der Partikelfilter den lonentauscher in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung vollständig umgibt bzw. einfasst, oder umgekehrt. Dies erlaubt vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Durchströmung des lonentauschers und des Partikelfilters und damit einhergehend eine besonders gleichmäßige Verteilung der bei der Durchströmung auf den lonentauscher, den Partikelfilter und das Gehäuse lastenden druckabfallsbedingten Belastungen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Filtereinrichtung umfasst diese einen Flüssigkeitsverteiler, der zum jeweils anteiligen Einleiten der Flüssigkeit in den Partikelfilter und in den fluidisch parallel zum Partikelfilter geschalteten lonentauscher sowohl mit dem Partikelfilter als auch mit dem lonentauscher fluidisch kommuniziert. Ferner umfasst die Filtereinrichtung einen Flüssigkeitssammler, der zum Sammeln der Flüssigkeit nach dem jeweils anteiligen Durchströmen des Partikelfilters und des fluidisch parallel zum Partikelfilter geschalteten Ionentauschers sowohl mit dem Partikelfilter als auch mit dem lonentauscher fluidisch kommuniziert. Dabei sind der Partikelfilter und der fluidisch parallel zu diesem geschaltete lonentauscher zwischen dem Flüssigkeitsverteiler und dem Flüssigkeitssammler angeordnet. Somit lässt sich die erfindungswesentliche fluidisch Parallelschaltung des lonentauschers und des Partikelfilters besonders kompakt bauend realisieren.
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Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Filtereinrichtung sind der Flüssigkeitssammler und der Flüssigkeitsverteiler an zwei einander entlang der Erstreckungsrichtung gegenüberliegenden Stirnseiten des Gehäuses fluidisch an den Partikelfilter und den lonentauscher angeschlossen. Dies erweist sich strömungstechnisch als besonders vorteilhaft.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Filtereinrichtung weisen der Partikelfilter und der lonentauscher quer zur Erstreckungsrichtung geschnitten jeweils eine elliptische, insbesondere kreisförmige, Geometrie auf. Dies sorgt für eine gleichmäßige Durchströmung des lonentauschers bzw. des Partikelfilters jeweils für sich genommen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Filtereinrichtung weist das Gehäuse quer zur Erstreckungsrichtung geschnitten eine Vollellipsen-Geometrie, insbesondere eine Vollkreis-Geometrie, auf. Ein solches Gehäuse erweist sich als mechanisch besonders stabil.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Filtereinrichtung sieht vor, dassder Ionentauscher und der Partikelfilter quer zur Erstreckungsrichtung geschnitten jeweils eine Ellipsensegment-Geometrie, insbesondere eine Kreissegment-Geometrie, aufweisen, wobei die Ellipsensegment-Geometrien des lonentauschers und des Partikelfilters einander zu einer Vollellipsen-Geometrie, insbesondere einer Vollkreis-Geometrie, komplettieren. Somit lässt sich ein besonders großer Anteil des durch die Außenmaße des Gehäuses festgelegten Bauraums für den Ionentauscher und den Partikelfilter nutzen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Filtereinrichtung umfasst das Gehäuse zwei einander entlang der Erstreckungsrichtung gegenüberliegende Stirnplatten, an welchen die Stirnseiten vorhanden sind. Es versteht sich, dass die Stirnplatten jeweils fluidisch geöffnet sein können, sodass der lonentauscher und der Partikelfilter stirnseitig mit der zu reinigenden Flüssigkeit versorgt werden können und die Flüssigkeit nach dem Durchströmen des lonentauschers und des Partikelfilters stirnseitig abgeleitet werden kann. Solche Stirnplatten wirken vorteilhaft mechanisch aussteifend auf die Filtereinrichtung und erlauben ferner einen einfach umzusetzende fluidisch Anschluss des Pflichtverteidigers und des Fluidsammlers an den lonentauscher und an den Partikelfilter.
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Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Filtereinrichtung umfasst der lonentauscher eine flüssigkeitsdurchlässige Schüttung sowie eine flüssigkeitsdurchlässige Vlieseinlage und eine flüssigkeitsdurchlässige Druckplatte, wobei die Schüttung mittels der Vielseinlage und der Druckplatte entlang der Erstreckungsrichtung vorgespannt ist. Ein solcher lonentauscher erweist sich als besonders wirksam.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Filtereinrichtung ist/sind der Flüssigkeitsverteiler oder/und der Flüssigkeitssammler lösbar am Gehäuse befestigt. Dabei umfassen der Flüssigkeitsverteiler oder/und der Flüssigkeitssammler oder/und das Gehäuse ein Kunststoffmaterial oder bestehen aus einem Kunststoffmaterial. Der Flüssigkeitssammler oder/und der Flüssigkeitsverteiler oder/und das Gehäuse können spritzgegossen sein. Eine solche Filtereinrichtung ist besonders einfach montierbar und, insbesondere bei großen Stückzahlen, kostengünstig herstellbar.
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Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Filtereinrichtung ist vorgesehen, dass der Partikelfilter und der lonentauscher so ausgebildet und aufeinander abgestimmt sind, dass ein Volumenstromanteil eines den Partikelfilter und den Ionentauscher parallel durchströmenden Volumenstroms an zu reinigender Flüssigkeit im Partikelfilter zwischen dreimal und zehnmal, insbesondere viermal, so groß ist wie der komplementäre Volumenstromanteil im Ionentauscher. Damit lässt sich eine ausreichende Reinigung der Flüssigkeit bei geringem an der Reinigungseinrichtung anfallenden Druckabfall erreichen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Filtereinrichtung umfasst der lonentauscher einen lonentauschabschnitt mit einem lonentauschmittel und einen Partikelfiltrationsabschnitt mit einem Partikelfiltrationsmittel, die im lonentauscher fluidisch zueinander in Reihe geschaltet sind. Somit lässt sich ein besonders großer Anteil der stromauf der Filtereinrichtung von der Flüssigkeit mitgeführter Partikel beim Durchströmen der Filtereinrichtung aus der Flüssigkeit entfernen.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Brennstoffzellensystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Das Brennstoffzellensystem umfasst wenigstens eine Brennstoffzelle. Ferner weist das Brennstoffzellensystem einen von einer Flüssigkeit durchströmbaren Kühlkreislauf auf. Außerdem umfasst das Brennstoffzellensystem eine im Kühlkreislauf angeordnete und der Erfindung entsprechende Filtereinrichtung gemäß der voranstehenden Beschreibung, wobei mittels der Filtereinrichtung die Flüssigkeit reinigbar ist. Die voranstehend aufgezeigten Vorteile der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung übertragen sich folglich auch auf das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem mit einer solchen Filtereinrichtung.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die einen Brennraum umfasst, in welchen eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, zur Kühlung des Brennraums einspritzbar ist. Außerdem umfasst die Brennkraftmaschine eine erfindungsgemäße und der obigen Beschreibung entsprechende Filtereinrichtung, mittels welcher die Flüssigkeit vor ihrem Einspritzen in den Brennraum reinigbar ist. Die oben dargelegten Vorteile der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung übertragen sich entsprechend auch auf die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einer solchen Filtereinrichtung.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 perspektivisch dargestellt, ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung,
- 2 das Beispiel der 1 in einer Draufsicht entgegen einer Erstreckungsrichtung der Filtereinrichtung,
- 3 perspektivisch dargestellt, ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung,
- 4 das Beispiel der 3 in einer Draufsicht entgegen der Erstreckungsrichtung,
- 5 ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung in einem Schnitt entlang der Erstreckungsrichtung.
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In der 1 ist grobschematisch ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 veranschaulicht, die zum Reinigen einer Flüssigkeit L dient. Die Filtereinrichtung 1 umfasst einen Partikelfilter 2, der zum Entfernen von Partikeln aus der Flüssigkeit L von der Flüssigkeit L durchströmt werden kann. Darüber hinaus umfasst die Filtereinrichtung 1 einen lonentauscher 3, welcher zum Entfernen von Ionen aus der Flüssigkeit von der Flüssigkeit L durchströmt werden kann. Unter Partikeln können in diesem Zusammenhang Agglomerationen in der Flüssigkeit L nicht gelöster Fremdstoffe, also Fremdfestkörper sowie Fremdflüssigkeitströpfchen, verstanden werden. Demgegenüber befinden sich die mittels des lonentauschers 3 aus der Flüssigkeit L entfernbaren Ionen in Lösung in der Flüssigkeit L.
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Die Filtereinrichtung 1 umfasst außerdem ein Gehäuse 4, welches sich entlang einer Erstreckungsrichtung E erstreckt. Im Gehäuse 4 sind sowohl der Partikelfilter 2 als auch der lonentauscher 3 eingehaust. Das Gehäuse 4 kann für den Partikelfilter 2 und den lonentauscher 3 ein gemeinsames Gehäuse 4 sein. Dabei sind der Partikelfilter 2 und der lonentauscher 3 fluidisch parallel zueinander geschaltet. Der Partikelfilter 2 kann eine Vielfilterlage, ein Vlies, ein Metallgitter, ein Sieb, ein sonstiges Offenporiges oder eine Kombination darauf umfassen bzw. sein.
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Die 2 zeigt das Beispiel der 1 in einer Draufsicht entgegen der Erstreckungsrichtung E. Gemäß den 1 und 2 umfasst das Gehäuse 4 einen ersten Rohrkörper 5 und einen zweiten Rohrkörper 6, die sich beispielsweise beide entlang der Erstreckungsrichtung E erstrecken. Dabei sind der Partikelfilter 2 von dem ersten Rohrkörper 5 des Gehäuses 4 und der lonentauscher 3 von dem zweiten Rohrkörper 6 des Gehäuses 4 jeweils quer zur Erstreckungsrichtung E begrenzt. Es ist ferner erkennbar, dass die beiden Rohrkörper 5, 6 quer zur Erstreckungsrichtung E mittels wenigstens einer Versteifung 7 - in der 1 sind mehrere solche Versteifungen 7 veranschaulicht - miteinander verbunden sind. Alternativ oder zusätzlich können die Rohrkörper 5, 6 mittels einer entlang der Erstreckungsrichtung E verlaufenden Längsnaht miteinander verbunden sein, was in den Figuren nicht gezeigt ist.
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Die 3 illustriert ein weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 in einer perspektivischen Darstellung. Das Beispiel der 3 ist außerdem in 4 in einer Draufsicht entgegen der Erstreckungsrichtung E gezeigt. Den Beispielen der 1 bis 4 entsprechend sind der Partikelfilter 2 und der lonentauscher 3 in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E nebeneinander angeordnet.
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Gemäß den 3 und 4 ist der Partikelfilter 2 im Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E mittels einer Trennwand 8 quer zur Erstreckungsrichtung E fluidisch vom Ionentauscher 3 getrennt. Beispielsweise ist die Trennwand 8 integral vom Gehäuse 4 umfasst.
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In der 5 ist ein weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 entlang der Erstreckungsrichtung E geschnitten gezeigt. Gegensätzlich zu den Beispielen der 1 bis 4 umgibt beim Beispiel der 5 der Partikelfilter 2 in einem Schnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung E den lonentauscher 3 vollständig. Mit anderen Worten fasst der Partikelfilter 2 den lonentauscher 3 in diesem Schnitt vollständig ein. In umgekehrter Weise kann auch der lonentauscher 3 den Partikelfilter 2 vollständig umgeben bzw. einfassen. Partikelfilter 2 und Ionentauscher 3 können koaxial zueinander angeordnet sein.
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Die 1, 3 und 5 zeigen darüber hinaus, dass die Filtereinrichtung 1 beispielsweise einen Flüssigkeitsverteiler 9 umfassen kann. Der Flüssigkeitsverteiler 9 kommuniziert zum jeweils anteiligen Einleiten der Flüssigkeit L in den Partikelfilter 2 und in den fluidisch parallel zum Partikelfilter 2 geschalteten lonentauscher 3 sowohl mit dem Partikelfilter 2 als auch mit dem lonentauscher 3 fluidisch. Die Filtereinrichtung 1 umfasst beispielsweise einen Flüssigkeitssammler 10. Der Flüssigkeitssammler 10 kommuniziert zum Sammeln der Flüssigkeit L nach dem jeweils anteiligen Durchströmen des Partikelfilters 2 und des fluidisch parallel zum Partikelfilter 2 geschalteten lonentauschers 3 sowohl mit dem Partikelfilter 2 als auch mit den lonentauscher 3 fluidisch. Dabei sind der Partikelfilter 2 und der fluidisch parallel zu diesem geschaltete lonentauscher 3 zwischen dem Flüssigkeitsverteiler 9 und dem Flüssigkeitssammler 10 angeordnet. Beispielsweise sind der Flüssigkeitssammler 10 und der Flüssigkeitsverteiler 9 an zwei einander entlang der Erstreckungsrichtung E gegenüberliegenden Stirnseiten 11 des Gehäuses 4 fluidisch an den Partikelfilter 2 und den lonentauscher 3 angeschlossen.
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Gemäß den 1 und 2 weisen der Partikelfilter 2 und der lonentauscher 3 quer zur Erstreckungsrichtung E geschnitten jeweils eine elliptische Geometrie 12 auf, die kreisförmig sein kann. Das Gehäuse 4 umfasst beispielsweise zwei einander entlang der Erstreckungsrichtung E gegenüberliegende Stirnplatten, an welchen die Stirnseiten 11 vorhanden sind. Es versteht sich, dass die Stirnplatten 15 fluidisch geöffnet sind, sodass der Partikelfilter 2 und der lonentauscher 3 mit der Flüssigkeit L stirnseitig versorgt bzw. die Flüssigkeit L nach dem Durchströmen des Partikelfilter 2 und des lonentauschers 3 von diesen stirnseitig abgeleitet werden kann.
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Dem Beispiel der 2 und 4 entsprechend weist das Gehäuse 4 quer zur Erstreckungsrichtung E geschnitten eine Vollellipsen-Geometrie 12 auf, die insbesondere eine Vollkreis-Geometrie sein kann. Der lonentauscher 3 und der Partikelfilter 2 weisen quer zur Erstreckungsrichtung E geschnitten jeweils eine Ellipsensegment-Geometrie 13 auf, die insbesondere eine Kreissegment-Geometrie sein kann. Dabei komplettieren die Ellipsensegment-Geometrien 13 des Ionentauschers 3 und des Partikelfilters 2 einander zu einer Vollellipsen-Geometrie 14, die eine Vollkreis-Geometrie sein kann und die der Vollellipsen-Geometrie 14 des Gehäuses 4 im Wesentlichen - also abzüglich etwaiger Wandstärken - entsprechen kann.
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Bei den Beispielen der 1 bis 5 umfasst der lonentauscher 3 eine flüssigkeitsdurchlässige Schüttung sowie eine flüssigkeitsdurchlässige Vlieseinlage und eine flüssigkeitsdurchlässige Druckplatte, wobei die Schüttung mittels der Vlieseinlage und der Druckplatte entlang der Erstreckungsrichtung E vorgespannt ist. Die Schüttung des lonentauschers 3 kann ein Kunstharz umfassen, welches ein Gelharz sein kann. Die Schüttung kann ein Kunstharz mit oder aus wenigstens einem (wasser-)unlöslichen Polymer umfassen bzw. sein. Das Kunstharz kann quervernetztes Polystyrol sein oder umfassen. Das Kunstharz kann Polyacrylat umfassen oder sein. Das Kunstharz kann funktionalisiert sein. Das Kunstharz kann einen Wassergehalt zwischen 30 Massen- oder Volumenprozent und 70 Massen- oder Volumenprozent, insbesondere ca. 50 Massen- oder Volumenprozent, aufweisen. Das Kunstharz kann porös oder gelförmig sein. Der Flüssigkeitsverteiler 9 sowie - alternativ oder zusätzlich - der Flüssigkeitssammler 10 sind beispielsweise lösbar am Gehäuse 4 befestigt. Dabei können der Flüssigkeitsverteiler 9 sowie - jeweils alternativ oder zusätzlich - der Flüssigkeitssammler 10 und das Gehäuse 4 ein Kunststoffmaterial umfassen oder aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Der Flüssigkeitsverteiler 9 sowie - jeweils alternativ oder zusätzlich - der Flüssigkeitssammler 10 und das Gehäuse 4 können spritzgegossen sein. Der Partikelfilter 2 und der lonentauscher 3 sind beispielsweise so ausgebildeten auf einander abgestimmt, dass ein Volumenstromanteil eines den Partikelfilter 2 und den lonentauscher 3 parallel durchströmenden Volumenstroms an zu reinigender Flüssigkeit L im Partikelfilter 2 zwischen dreimal und zehnmal - in den gezeigten Beispielen viermal - so groß ist wie der komplementäre Volumenstromanteil im lonentauscher 3.
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Gemäß 5 umfasst der lonentauscher 3 einen lonentauschabschnitt 15 mit einem lonentauschmittel 16 und einen Partikelfiltrationsabschnitt 17 mit Partikelfiltrationsmittel 18. Der lonentauschabschnitt 15 und der Partikelfilterabschnitt 17 des lonentauschers 3 sind im lonentauscher 3 fluidisch zueinander in Reihe geschaltet.
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Die Beispiele erfindungsgemäßer Filtereinrichtungen 1 gemäß den 1 bis 5 sind in einem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem einsetzbar. Ein solches Brennstoffzellensystem kann beispielsweise Teil eines Kraftfahrzeugs sein. Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem umfasst eine Brennstoffzelle sowie einen Kühlkreislauf, der von einer Flüssigkeit L durchströmbar ist. Das Brennstoffzellensystem umfasst ferner eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1, die jener der 1 bis 5 entsprechen kann. Dabei ist die Filtereinrichtung 1 im Kühlkreislauf des Brennstoffzellensystems angeordnet, sodass mittels der Filtereinrichtung 1 die Flüssigkeit L gereinigt werden kann.
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Die Beispiele erfindungsgemäßer Filtereinrichtungen 1 der 1 bis 5 sind in einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine einsetzbar. Eine solche Brennkraftmaschine kann beispielsweise Teil eines Kraftfahrzeugs sein. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Brennraum, in welchen eine Flüssigkeit L - beispielsweise Wasser- zur Kühlung des Brennraums einspritzbar ist. Darüber hinaus umfasst die Brennkraftmaschine eine Filtereinrichtung 1, die jener der 1 bis 5 entsprechen kann. Mittels der Filtereinrichtung 1 ist die Flüssigkeit L vor ihrem Einspritzen in den Brennraum reinigbar.
