DE102023202064A1

DE102023202064A1 - Ionenfilter

Info

Publication number: DE102023202064A1
Application number: DE102023202064.5A
Authority: DE
Inventors: Kyeong Jun BAEK; Sun Ae Park; Hun Woo Park; Hyung Geun Cho; Young Sang Cho; Sang Pil Byun
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2023-03-08
Publication date: 2024-04-18
Also published as: CN117883860A; US20240123370A1; KR20240051543A

Abstract

Ein Ionenfilter zum Zirkulieren von Kühlmittel in einem Brennstoffzellenstapel eines Brennstoffzellenfahrzeugs umfasst ein Gehäuse mit einem Einlass, der derart eingerichtet ist, dass ein Fluid eingeleitet wird, und einem Auslass, der derart eingerichtet ist, dass das Fluid ausgeleitet wird, ein Filterelement, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, um das Fluid zu filtern, eine Ventilbaugruppe, die an dem Einlass vorgesehen ist und derart eingerichtet ist, dass sie den Fluss des durch den Einlass in das Gehäuse eingeleiteten Fluids zulässt oder blockiert, und ein Schieberelement, das in dem Gehäuse vorgesehen ist und derart eingerichtet ist, dass es einen Betrieb der Ventilbaugruppe einstellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen lonenfilter und insbesondere einen lonenfilter, der für die Zirkulation eines Kühlmittels in einem Brennstoffzellenstapel eines Brennstoffzellenfahrzeugs verwendet wird.
Hintergrund
Ein Brennstoffzellensystem erzeugt elektrische Energie durch eine elektrochemische Reaktion von Reaktionsgasen in einem Brennstoffzellenstapel. Der Brennstoffzellenstapel ist mit einer Luftzufuhrvorrichtung, die derart eingerichtet ist, dass sie die für die elektrochemische Reaktion erforderliche sauerstoffhaltige Luft zuführt, und mit einer Wasserstoffzufuhrvorrichtung verbunden, die derart eingerichtet ist, dass sie Wasserstoff als Brennstoff zuführt. Das Brennstoffzellensystem weist ebenfalls ein Wärme- und Wassermanagementsystem zur Ableitung von Wärme und Wasser nach außen auf, welche als Ergebnis der elektrochemischen Reaktion in dem Brennstoffzellenstapel erzeugt werden.
Wie oben beschrieben, gibt der Brennstoffzellenstapel Wärme und Wasser als Nebenprodukte der Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff ab, die Reaktionsgase sind. Daher umfasst das Brennstoffzellensystem eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Stapels bzw. Stack, um einen Temperaturanstieg des Stapels zu verhindern, und verwendet einen Wasserkühlungstyp zur Kühlung des Stapels durch Zirkulation eines Kühlmittels durch einen Kühlmittelkanal in dem Stapel.
Ein Brennstoffzellen-Ionenfilter ist in einer Zirkulationsleitung des Kühlmittels bereitgestellt, das durch den Stapel zirkuliert und den Stapel verlässt. Der lonenfilter verbessert die elektrische Isolationsstabilität des Fahrzeugs, indem er eine elektrische Leitfähigkeit, die durch die in dem Kühlmittel vorhandenen positiven und negativen Ionen erhöht wird, auf einem bestimmten Niveau oder darunter hält.
Eine mit einem Ionenaustauscherharz gefüllte Ionenfilterpatrone ist in einem Ionenfiltergehäuse montiert, und die Patrone muss aufgrund der Filterlebensdauer des Ionenaustauscherharzes nach einer bestimmten Zeit ausgetauscht werden. Aufgrund der Notwendigkeit des regelmäßigen Austauschs muss ein oberer Abschnitt des Ionenfiltergehäuses an dem obersten Ende eines Wärmemanagementsystems (TMS) positioniert werden, um den Austritt des Kühlmittels zu minimieren, wenn die Patrone ausgetauscht wird.
Wie in 1 dargestellt, ist ein oberer Abschnitt eines Ionenfiltergehäuses 610 derart angeordnet, dass er mit einer obersten Linie des TMS übereinstimmt, die durch A1 etwa angedeutet wird. Zu diesem Zweck wird eine Länge einer Montagehalterung 630 stark vergrößert, so dass ein oberes Ende des Ionenfiltergehäuses 610 an der gleichen Position wie die Linie A1 angeordnet ist.
Wenn der obere Abschnitt des Ionenfiltergehäuses 610 auf einer Linie A2 angeordnet ist, d.h. wenn er an einer niedrigeren Position als die Linie A1 angeordnet ist, liegt der obere Abschnitt des Ionenfiltergehäuses 610 tiefer als ein oberstes Ende einer Kühlmittelleitung. In diesem Fall besteht das Problem eines übermäßigen Kühlmittelverlustes, nachdem die Ionenfilterpatrone ausgetauscht wurde.
Wenn der obere Abschnitt des Ionenfiltergehäuses 610 derart angeordnet ist, dass er etwa mit einer Linie A3 übereinstimmt, liegt der obere Teil des Ionenfiltergehäuses 610 höher als das oberste Ende der Kühlmittelleitung. In diesem Fall sammeln sich Luftblasen in dem Ionenfilter, und der Durchfluss des Kühlmittels kann verringert werden.
Wie oben beschrieben besteht eine Beschränkung hinsichtlich der Anordnung des Ionenfilters dahingehend, dass dieser derart angeordnet ist, dass er dem obersten Ende des TMS entspricht, und das Gesamtgewicht und die Kosten des Fahrzeugs erhöhen sich durch die Zunahme der Länge der Halterung 630.
DARSTELLUNG
Die vorliegende Offenbarung erfolgte in dem Bestreben, dieses Problem zu lösen, und zielt darauf ab, einen Ionenfilter bereitzustellen, der Kopfbeschränkungen in einem Brennstoffzellensystem überwindet und auf einfache Weise gewartet werden kann.
Zudem ist die vorliegende Offenbarung darauf gerichtet, einen Ionenfilter bereitzustellen, dessen Form frei gestaltet werden kann.
Ein Ionenfilter gemäß der vorliegenden Offenbarung weist ein Gehäuse mit einem Einlass, der derart eingerichtet ist, dass ein Fluid eingeleitet wird, und einem Auslass, der derart eingerichtet ist, dass das Fluid ausgeleitet wird, ein Filterelement, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, um das Fluid zu filtern, eine Ventilbaugruppe, die an dem Einlass vorgesehen ist und derart eingerichtet ist, dass sie die Strömung des Fluids, das durch den Einlass in das Gehäuse eingeleitet wird, zulässt oder blockiert, sowie ein Schieberelement auf, das in dem Gehäuse vorgesehen ist und derart eingerichtet ist, dass es einen Betrieb der Ventilbaugruppe einstellt.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, den Ionenfilter bereitzustellen, der eine Kopfeinschränkung in dem Brennstoffzellensystem überwindet und auf einfache Weise gewartet werden kann.
Zudem ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, den Ionenfilter bereitzustellen, bei dem die Form des Ionenfiltergehäuses frei eingerichtet werden kann.
Die Wirkungen der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die oben beschriebenen Wirkungen beschränkt, und andere, nicht erwähnte Wirkungen können von einem Fachmann anhand der folgenden Beschreibung klar erkannt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Darstellung, die einen herkömmlichen Ionenfilter in einem Brennstoffzellensystem für ein Fahrzeug zeigt.
2A ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Ionenfilters zeigt.
2B ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Ionenfilters zeigt, von dem ein Teil des Gehäuses in 2A entfernt ist.
3 ist eine Darstellung, die eine Vorderansicht eines Beispiels des Ionenfilters zeigt, von dem der Teil des Gehäuses entfernt wurde.
4 ist eine Darstellung, die eine vergrößerte Ansicht eines in 3 mit P1 bezeichneten Teils zeigt.
5 ist eine Darstellung, die eine Seitenansicht von oben auf ein Beispiel eines Deckels des Ionenfilters zeigt.
6A bis 6C sind Darstellungen, die ein Beispiel eines Teils des Ionenfilters veranschaulichen und ein Beispiel für eine zugehörigen Funktionsweise zwischen dem Deckel und einem Schieberelement beschreiben;
7 ist eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel für die Kopplungsbeziehung zwischen dem Schieberelement und einem Filterelement des Ionenfilters zeigt.
8 ist eine Darstellung, die eine vergrößerte Ansicht eines Beispiels eines durch P2 in 3 bezeichneten Abschnitts zeigt;
9 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer perspektivischen Explosionsansicht eines Beispiels einer Ventilbaugruppe aus 8 zeigt;
10A, 10B und 10C sind Darstellungen, die ein Beispiel einer Verknüpfung des Schieberelements und der Ventilbaugruppe zeigen, um den Durchfluss von Kühlmittel in den Ionenfilter zu ermöglichen oder zu blockieren.
11 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für einen Belüftungszustand des Ionenfilters zeigt.
12 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Zustandsanzeigeteils und eines Selektors zeigt, der es ermöglicht, dass ein Zustand, in dem der Durchfluss von Kühlmittel in den Ionenfilter erlaubt oder blockiert ist, von außen als ein Teil des Deckels des Ionenfilters beobachtet werden kann.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die 2A, 2B und 3 weist ein Ionenfilter 1 ein Gehäuse 10 auf. Ein Filterelement 20 ist in dem Gehäuse 10 aufgenommen. Das Filterelement 20 ist derart eingerichtet, dass es Ionen filtert, die in einem Kühlmittel vorhanden sind, das durch den Ionenfilter 1 strömt. In manchen Ausführungsformen ist das Filterelement 20 ein Patronenfilter. Gemäß der vorliegenden Offenbarung können das Gehäuse 10 und das Filterelement 20 eine zylindrische Form oder die Form einer polygonalen Säule, beispielsweise einer rechteckigen Säule, haben. Insbesondere kann das Filterelement 20 durch ein weiter unten zu beschreibendes Schieberelement 40 betätigt werden, auch wenn das Filterelement 20 keinen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Zudem ist ein Deckel 30 lösbar an das Gehäuse 10 gekoppelt. In manchen Ausführungsformen ist in dem Deckel 30 ein Kopplungsloch 36 vorgesehen. Eine mit dem Kopplungsloch 36 ausgerichtete Einführöffnung ist ebenfalls in dem Gehäuse 10 vorgesehen. Das Kopplungsloch 36 und das Einführungsloch sind derart montiert, dass ein Befestigungselement, wie etwa ein Bolzen, hindurchgeführt werden kann, so dass das Gehäuse 10 und der Deckel 30 trennbar gekoppelt werden können. Zudem ist der Deckel 30 wasserdicht mit dem Gehäuse 10 verbunden, so dass das Kühlmittel in dem Gehäuse 10 nicht zwischen dem Deckel 30 und dem Gehäuse 10 austritt.
Das Gehäuse 10 weist einen Einlass 12, durch den das Kühlmittel von außen eingeleitet wird, und einen Auslass 14 auf, durch den das Kühlmittel, das das Gehäuse 10 durchlaufen hat, nach außen ausgeleitet wird. In manchen Ausführungsformen kann der Einlass 12 mit einem rohrförmigen Abschnitt 16 verbunden sein. Der rohrförmige Abschnitt 16 ist mit einem Verteiler, einem externen Schlauch oder einem Rohrabschnitt für die Zufuhr eines Kühlmittels zu dem Ionenfilter 1 verbunden. Zudem kann der Auslass 14 in manchen Ausführungsformen an dem Deckel 30 oder in dem Gehäuse 10 vorgesehen sein.
Wie in 4 dargestellt, ist das Schieberelement 40 an dem Deckel 30 montiert. Insbesondere ist das Schieberelement 40 in Bezug auf den Deckel 30 drehbar montiert. Das Schieberelement 40 ermöglicht ein einfaches Auswechseln des Filterelements 20 und minimiert gleichzeitig einen Verlust von Kühlmittel beim Auswechseln des Filterelements 20.
Zu diesem Zweck ist das Schieberelement 40 mit dem Deckel 30 wirkverbunden. In dem Schieberelement 40 ist eine Führungsnut 50 ausgebildet. Die Führungsnut 50 ist derart ausgebildet, dass sie in einer Außenfläche des Schieberelements 40 ausgespart ist und sich im Wesentlichen in einer Längsrichtung des Schieberelements 40 erstreckt.
Zudem enthält der Deckel 30, wie in 5 gut zu sehen, eine Öffnung 32. Das Schieberelement 40 ist drehbar in der Öffnung 32 montiert. Die Öffnung 32 des Deckels 30 ist mit einem Vorsprung 34 versehen. In manchen Ausführungsformen kann ein Paar Vorsprünge 34 derart vorgesehen sein, dass sie einander zugewandt sind. Der Vorsprung 34 sitzt in der Führungsnut 50 des Schieberelements 40, und das Schieberelement 40 kann sich in einem Zustand drehen, in dem der Vorsprung 34 in der Führungsnut 50 sitzt. Daher ist der Vorsprung 34 an dem Deckel 30 befestigt, aber wenn der Vorsprung 34 von der Führungsnut 50 aus betrachtet wird, kann man erkennen, dass sich der Vorsprung 34 relativ entlang der Führungsnut 50 bewegt, wenn sich das Schieberelement 40 dreht.
Wie in den 6A bis 6C dargestellt, ist die Führungsnut 50 derart eingerichtet, dass sie sich von einer unteren Seite zu einer oberen Seite des Schieberelements 40 entlang eines Umfangs des Schieberelements 40 erstreckt. Die Führungsnut 50 umfasst einen unteren flachen Abschnitt 51, einen mittleren flachen Abschnitt 53 und einen oberen flachen Abschnitt 55. Ein unterer geneigter Abschnitt 57, der sich schräg entlang des Umfangs des Schieberelements 40 erstreckt, ist in der Führungsnut 50 zwischen dem unteren flachen Abschnitt 51 und dem mittleren flachen Abschnitt 53 vorgesehen. Ebenfalls umfasst die Führungsnut 50 einen oberen geneigten Abschnitt 59, der sich schräg entlang des Umfangs des Schieberelements 40 zwischen dem mittleren flachen Abschnitt 53 und dem oberen flachen Abschnitt 55 erstreckt.
In manchen Ausführungsformen ist der obere flache Abschnitt 55 mit einem oberen Anschlag 155 versehen. Zudem ist der untere flache Abschnitt 51 mit einem unteren Anschlag 151 versehen. Der untere Anschlag 151 und der obere Anschlag 155 sind derart eingerichtet, dass sie die vertikale Bewegung des Filterelements 20 durch Begrenzung der Bewegung des Vorsprungs 34 einschränken. Wie oben beschrieben, kann der Vorsprung 34 eine Vielzahl von Positionen umfassen, während er sich kontinuierlich von dem unteren flachen Abschnitt 51 zu dem oberen flachen Abschnitt 55 der Führungsnut 50 bewegt.
Die Führungsnut 50 kann eine Trennungsnut 60 aufweisen. Die Trennungsnut 60 kann derart eingerichtet sein, dass sie sich vertikal von der Führungsnut 50, z.B. dem unteren flachen Abschnitt 51, zu der Unterseite des Schieberelements 40 erstreckt. Die Trennungsnut 60 ermöglicht es, den mit dem Schieberelement 40 gekoppelten Deckel 30 von dem Schieberelement 40 zu trennen. Auch wenn die Trennungsnut 60 nicht vorhanden ist, können der Vorsprung 34 des Deckels 30 und die Führungsnut 50 des Schieberelements 40 jedoch in einem gekoppelten Zustand aneinander befestigt oder voneinander gelöst werden.
Ein Dichtungselement 90 ist zwischen dem Schieberelement 40 und dem Deckel 30 montiert. Wenn sich eine Ventilbaugruppe 100 in einem offenen Zustand befindet (d.h. den Durchfluss von Kühlmittel durch den Ionenfilter 1 zulässt), kann das Dichtungselement 90 eine Innenseite und eine Außenseite des Gehäuses 10 abdichten. Daher wird das Kühlmittel, das durch den Ionenfilter 1 strömt, nur durch den Auslass 14 ausgeleitet. Wie weiter unten beschrieben, kann der Ionenfilter 1 jedoch auch in einen Belüftungszustand versetzt werden. In diesem Fall ist das Dichtungselement 90 von der Öffnung 32 beabstandet, und die Ventilbaugruppe 100 kann sich in einem teilweise offenen Zustand befinden.
Wie in 7 dargestellt, ist das Schieberelement 40 drehbar an dem Filterelement 20 befestigt. Zu diesem Zweck umfasst das Schieberelement 40 ein Verbindungsteil 70. In manchen Ausführungsformen kann das Verbindungsteil 70 eine Buchsenverbindung bzw. ein Buchsengelenk sein, die bzw. das an einem unteren Ende des Schieberelements 40 vorgesehen ist. Das Filterelement 20 umfasst ein Kopplungsteil 22. Das Kopplungsteil 22 ist mit dem Verbindungsteil 70 verbunden, um das Schieberelement 40 drehbar zu befestigen. In manchen Ausführungsformen kann das Kopplungsteil 22 ein Kugelgelenk sein, das in das Verbindungsteil 70 eingesetzt und daran befestigt ist. Daher kann sich das Filterelement 20 durch die Drehung des Schieberelements 40 vertikal innerhalb des Gehäuses 10 bewegen. Natürlich ist in dem Gehäuse 10 ein zusätzlicher Raum vorhanden, in dem sich das Filterelement 20 vertikal bewegen kann.
Wie in 8 dargestellt, umfasst der Ionenfilter 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung die Ventilbaugruppe 100. Die Ventilbaugruppe 100 ist an dem Einlass 12 des Ionenfilters 1 montiert und dem Schieberelement 40 wirkverbunden zugeordnet. Dies wird im Folgenden beschrieben. Die Ventilbaugruppe 100 umfasst eine geschlossene Position, in der der Durchfluss zu dem Einlass 12 des Ionenfilters 1 blockiert ist, eine offene Position, in der der Durchfluss durch den Einlass 12 des Ionenfilters 1 möglich ist, und eine teilweise offene Position zwischen der geschlossenen Position und der offenen Position.
Wie in 9 gut zu erkennen ist, umfasst die Ventilbaugruppe 100 ein Ventilgehäuse 110. Das Ventilgehäuse 110 ist an dem Gehäuse 10 befestigt. In manchen Ausführungsformen ist das Ventilgehäuse 110 mit dem Gehäuse 10 verschraubt. In manchen Ausführungsformen kann das Ventilgehäuse 110 auf dem Einlass 12 des Gehäuses 10 sitzen und daran befestigt sein.
Die Ventilbaugruppe 100 umfasst einen Kern 120. Der Kern 120 ist im Inneren des Ventilgehäuses 110 aufgenommen. Der Kern 120 ist im Inneren des Ventilgehäuses 110 derart aufgenommen, dass sich der Kern 120 linear in einer Längsrichtung des Gehäuses 10 bewegen kann.
Der Kern 120 enthält einen Hohlraum 122. Der Hohlraum 122 ist in einer Längsrichtung des Kerns 120 ausgebildet, und das Kühlmittel strömt durch den Hohlraum 122. Der Kern 120 ist mit einer Öffnung 124 versehen, die durch einen Umfang des Kerns verläuft. Das Kühlmittel kann durch die Öffnung 124 in eine Innenseite oder den Hohlraum 122 des Kerns 120 strömen.
Ein elastisches Element 130 ist zwischen dem Ventilgehäuse 110 und dem Kern 120 montiert. Das elastische Element 130 wird von dem Ventilgehäuse 110 getragen. Wenn sich der Kern 120 in Richtung des elastischen Elements 130 bewegt, wird das elastische Element 130 zwischen einem an einem Ende des Kerns 120 ausgebildeten Flansch 126 und dem Ventilgehäuse 110 zusammengedrückt. Wenn der Kern 120 in seine ursprüngliche Position zurückkehrt, kehrt das elastische Element 130 in seine ursprüngliche Position zwischen dem Flansch 126 und dem Ventilgehäuse 110 zurück. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das elastische Element 130 eine Feder sein. Das elastische Element 130 kann jedoch aus verschiedenen Materialien gebildet sein und verschiedene Strukturen aufweisen, die in der Lage sind, genau wie die Feder eine Rückstellkraft bereitzustellen.
Ein Plattenelement 140 ist an den Kern 120 gekoppelt. In manchen Ausführungsformen kann der Kern 120 mit einem Eingriffsteil 128 versehen sein, das in das Plattenelement 140 eingesetzt werden kann. Das Plattenelement 140 kann mit einem Loch 142 gebildet sein, in welches das Eingriffsteil 128 eingeführt werden kann. Das Plattenelement 140 kann den Einlass 12 oder einen in dem Gehäuse 10 ausgebildeten Strömungsweg blockieren. Das Plattenelement 140 ist an den Kern 120 gekoppelt, um außerhalb des Ventilgehäuses 110 positioniert zu werden. Auf einer mit dem Ventilgehäuse 110 in Berührung kommenden Oberfläche des Plattenelements 140 kann ein Dichtungselement 150 zur Wasserdichtigkeit vorgesehen sein. Das Plattenelement 140 kann Rückfluss verhindern, indem es in engen Kontakt mit dem Ventilgehäuse 110 kommt, wenn der Durchfluss des Kühlmittels blockiert ist.
Ein Haltering 160 ist an dem Kopplungsteil 22 des Kerns 120 montiert, der durch das Loch 142 hindurchgeführt ist. Der Haltering 160 befestigt den Kern 120 und das Plattenelement 140. Als nicht einschränkendes Beispiel kann der Haltering 160 ein E-Ring sein.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf 3 weist das Filterelement 20 ein Kontaktteil 24 auf. Das Kontaktteil 24 ordnet die Ventilbaugruppe 100 dem Schieberelement 40 wirkverbunden zu. Insbesondere drückt das Kontaktteil 24 den Kern 120 der Ventilbaugruppe 100 durch die vertikale Bewegung des Filterelements 20 zusammen oder gibt ihn frei. Die Ventilbaugruppe 100 wird in einer offenen Position positioniert, indem der Kern 120 durch das Kontaktteil 24 gedrückt wird, während die Ventilbaugruppe 100 in einer geschlossenen Position positioniert wird, indem sie von dem Kern 120 gelöst wird.
Wie in 10A bis 10C gezeigt, ist eine Funktionsweise des Ionenfilters 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung wie folgt.
In 10A ist der Vorsprung 34 an dem unteren flachen Teil 51 der Führungsnut 50 positioniert, und die Ventilbaugruppe 100 ist in der geschlossenen Position positioniert. Daher ist in diesem Zustand der Durchfluss von dem rohrförmigen Abschnitt 16 zu dem Einlass 12 des Gehäuses 10 unmöglich, und das Filterelement 20 kann ausgetauscht werden.
Mit anderen Worten ist in 10A der Ionenfilter 1 in einem austauschbaren Zustand. Da sich die Ventilbaugruppe 100 in dem geschlossenen Zustand befindet, wird kein Kühlmittel durch den rohrförmigen Abschnitt 16 in das Gehäuse 10 eingeleitet. Zudem befindet sich das Schieberelement 40 in einer obersten Position, in der der Vorsprung 34 an dem unteren flachen Abschnitt 51 positioniert ist. Daher befindet sich das an das Schieberelement 40 gekoppelte Filterelement 20 ebenfalls in einem Zustand, in dem es sich in dem Gehäuse 10 nach oben bewegt, und das Filterelement 20 kann durch Lösen des Deckels 30 ausgetauscht werden.
Wenn das Schieberelement 40 in dem Zustand von 10A gedreht wird, ist der Vorsprung 34 in einem Zustand, in dem er sich entlang des unteren geneigten Abschnitts 57 bewegt, wie in 10B gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich das mit dem Schieberelement 40 gekoppelte Filterelement 20 in dem Gehäuse 10 allmählich nach unten. Wenn die Ventilbaugruppe 100 durch das elastische Element 130 allmählich geöffnet wird, kann das Kühlmittel teilweise durch den rohrförmigen Abschnitt 16 in das Gehäuse 10 eingeleitet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, eine Entlüftungsfunktion durch den mittleren flachen Abschnitt 53 zu implementieren. Dies wird nachfolgend beschrieben.
Wenn das Schieberelement 40 in dem Zustand von 10B kontinuierlich gedreht wird, bewegt sich der Vorsprung 34 zu dem oberen flachen Abschnitt 55 durch den mittleren flachen Abschnitt 53 und den oberen geneigten Abschnitt 59, wie in 10C gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Drehung des Schieberelements 40 durch den oberen Anschlag 155 nicht weiter gedreht werden. In diesem Zustand ist die Ventilbaugruppe 100 vollständig geöffnet, und das Kühlmittel wird in das Gehäuse 10 eingeleitet. In diesem Zustand fährt das Fahrzeug.
Wie oben beschrieben kann der Ionenfilter 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung die Entlüftungsfunktion durch das Schieberelement 40 ohne eine separate Konfiguration für die Entlüftung erreichen.
In dem Zustand gemäß 10B, d.h. während sich der Vorsprung 34 von dem unteren flachen Abschnitt 51 (Zustand gemäß 10A) zu dem oberen flachen Abschnitt 55 (Zustand gemäß 10C) bewegt, kann die Ventilbaugruppe 100 belüftet werden, da sie sich in einem teilweise geöffneten Zustand befindet (siehe 11). Mit anderen Worten, wenn der Vorsprung 34 an dem mittleren flachen Abschnitt 53 positioniert ist, ist das Dichtungselement 90 auch von der Öffnung 32 beabstandet, und die Ventilbaugruppe 100 kann belüftet werden, da sie sich auch im teilweise offenen Zustand befindet.
Zudem kann der Ionenfilter 1 ein Zustandsanzeigeteil 38 und einen Selektor 80 aufweisen, so dass der Zustand des Ionenfilters auf einfache Weise von außen erkannt werden kann. Der Zustand des Ionenfilters 1 kann auf verschiedene Weise durch das Zustandsanzeigeteil 38 und den Selektor 80 angezeigt werden. Als nicht einschränkendes Beispiel, das sich auf 12 bezieht, ist der Deckel 30 mit dem Zustandsanzeigeteil 38 versehen, das den offenen (OFFEN), belüfteten (BELÜFTUNG) und geschlossenen (GESCHLOSSEN) Zustand anzeigt. Als weiteres, nicht einschränkendes Beispiel kann das Zustandsanzeigeteil 38 auch derart eingerichtet sein, dass es den Austausch-, Betriebs- und Belüftungszustand des Ionenfilters 1 anzeigt. Ebenfalls kann das gedrehte Schieberelement 40 einen Selektor 80 aufweisen, der jeden Zustand anzeigen kann. Der Zustand des Ionenfilters 1 kann auf einfache Weise von außen durch das Zustandsanzeigeteil 38 erkannt werden, das durch den Selektor 80 angezeigt wird. Im Stand der Technik ist in dem Ionenfilter 1 eine separate Struktur für die Belüftung enthalten. Im Gegensatz dazu kann gemäß der vorliegenden Offenbarung sogar die Belüftungsfunktion mit einem Schieberelement 40 realisiert werden, wodurch die Vorrichtung vereinfacht wird.
Wie oben beschrieben, stellt die vorliegende Offenbarung einen Ionenfilter bereit, der die Wartbarkeit nicht nur in einer kreisförmigen Patrone, sondern auch in einer atypischen Patrone verbessern kann.

Claims

Ionenfilter, aufweisend: ein Gehäuse, welches einen Einlass, der zur Aufnahme von Fluid eingerichtet ist, und einen Auslass, der zur Ausleitung des Fluids in dem Gehäuse eingerichtet ist, bereitstellt; ein Filterelement, das in dem Gehäuse aufgenommen ist und eingerichtet ist, das Fluid zu filtern; eine Ventilbaugruppe, die an dem Einlass bereitgestellt und derart eingerichtet ist, dass sie das Einleiten des Fluids in das Gehäuse durch den Einlass selektiv zulässt oder blockiert; und ein Schieberelement, das in dem Gehäuse vorgesehen und derart eingerichtet ist, dass es einen Betrieb der Ventilbaugruppe steuert.
Ionenfilter nach Anspruch 1, wobei das Schieberelement in Bezug auf das Gehäuse drehbar montiert ist, das Filterelement an das Schieberelement gekoppelt ist, und das Filterelement derart eingerichtet ist, dass es basierend auf einer Drehung des Schieberelements die Ventilbaugruppe durch lineares Bewegen in dem Gehäuse selektiv drückt oder freigibt.
Ionenfilter nach Anspruch 2, wobei das Schieberelement ein buchsenförmiges Verbindungsteil aufweist, und wobei das Filterelement ein kugelförmiges Kopplungsteil aufweist, das in das buchsenförmige Verbindungsteil eingesetzt und an dieses gekoppelt ist.
Ionenfilter nach Anspruch 2, wobei die Ventilbaugruppe aufweist: ein Ventilgehäuse, das an den Einlass des Gehäuses gekoppelt ist, und einen Kern, der derart eingerichtet ist, dass er (i) sich in dem Ventilgehäuse durch das Filterelement bewegt, und (ii) den Einlass öffnet oder schließt.
Ionenfilter nach Anspruch 4, wobei die Ventilbaugruppe ferner ein elastisches Element aufweist, das an einer Umfangsfläche des Kerns angeordnet ist, von dem Ventilgehäuse getragen wird, und derart eingerichtet ist, dass es dem Kern eine Rückstellkraft bereitstellt.
Ionenfilter nach Anspruch 5, wobei die Ventilbaugruppe ferner aufweist: ein Plattenelement, das an den Kern gekoppelt ist und den Einlass von einer Außenseite der Ventilbaugruppe abdeckt, und ein Dichtungselement, das derart eingerichtet ist, dass es eine Abdichtung zwischen dem Plattenelement und dem Einlass bereitstellt.
Ionenfilter nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse ferner einen Deckel aufweist, der lösbar an das Gehäuse gekoppelt ist und eine Öffnung definiert, in der das Schieberelement drehbar montiert ist, und wobei der Deckel an einem Umfang der Öffnung einen Vorsprung bereitstellt, der dem Schieberelement wirkverbunden zugeordnet ist.
Ionenfilter nach Anspruch 7, wobei das Schieberelement eine Führungsnut aufweist, die von einer Oberfläche des Schieberelements ausgenommen und derart eingerichtet ist, dass sie sich in Bezug auf den Vorsprung bewegt.
Ionenfilter nach Anspruch 8, wobei die Führungsnut ferner aufweist: einen unteren flachen Abschnitt, der an einer Unterseite des Schieberelements angeordnet ist, und einen oberen flachen Abschnitt, der an einer Oberseite des Schieberelements angeordnet ist, und wobei die Führungsnut einen geneigten Abschnitt aufweist, der sich schräg entlang des Umfangs des Schieberelements von dem unteren flachen Abschnitt zu dem oberen flachen Abschnitt erstreckt.
Ionenfilter nach Anspruch 9, wobei die Führungsnut ferner einen mittleren flachen Abschnitt aufweist, der zwischen dem unteren flachen Abschnitt und dem oberen flachen Abschnitt angeordnet ist.
Ionenfilter nach Anspruch 9, ferner aufweisend: eine Trennungsnut, die sich von dem unteren flachen Abschnitt zu einem unteren Ende des Schieberelements erstreckt.
Ionenfilter nach Anspruch 9, wobei der untere flache Abschnitt und der obere flache Abschnitt mit einem unteren Anschlag und einem oberen Anschlag versehen sind, die derart eingerichtet sind, dass sie jeweils Bewegung des Vorsprungs blockieren.
Ionenfilter nach Anspruch 10, ferner aufweisend: ein Dichtungselement, das an einem Umfang des Deckels montiert ist.
Ionenfilter nach Anspruch 13, wobei das Filterelement derart eingerichtet ist, dass es auf Grundlage dessen, dass der Vorsprung an dem oberen flachen Abschnitt positioniert ist, (i) die Ventilbaugruppe derart drückt, dass sie in einer offenen Position ist, und (ii) das Dichtungselement derart bewegt, dass es die Öffnung berührt.
Ionenfilter nach Anspruch 13, wobei das Filterelement derart eingerichtet ist, dass es auf Grundlage dessen, dass der Vorsprung an dem unteren flachen Abschnitt positioniert ist, (i) die Ventilbaugruppe derart freigibt, dass sie in einer geschlossenen Position ist, und (ii) das Dichtungselement derart bewegt, dass es von der Öffnung beabstandet ist.
Ionenfilter nach Anspruch 13, wobei die Ventilbaugruppe aufgrund dessen, dass der Vorsprung an dem mittleren flachen Abschnitt positioniert ist, in einer teilweise offenen Position ist und das Dichtungselement von der Öffnung beabstandet ist.
Ionenfilter nach Anspruch 10, wobei eine Position der Ventilbaugruppe gemäß einer Position des Vorsprungs in Bezug auf die Führungsnut bestimmt wird.
Ionenfilter nach Anspruch 17, wobei eine obere Fläche des Schieberelements mit einem Selektor versehen ist, und wobei der Deckel ein Zustandsanzeigeteil aufweist, das derart eingerichtet ist, dass es einen Zustand des Ionenfilters unter Verwendung eines durch den Selektor angegebenen Punktes anzeigt.