WO2015131970A1 - Filterkasten für einen luftfilter für eine brennstoffzelle, filtervorrichtung und energieumwandler - Google Patents

Filterkasten für einen luftfilter für eine brennstoffzelle, filtervorrichtung und energieumwandler Download PDF

Info

Publication number
WO2015131970A1
WO2015131970A1 PCT/EP2014/078544 EP2014078544W WO2015131970A1 WO 2015131970 A1 WO2015131970 A1 WO 2015131970A1 EP 2014078544 W EP2014078544 W EP 2014078544W WO 2015131970 A1 WO2015131970 A1 WO 2015131970A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter box
filter
air
open
clean air
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/078544
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Kleppa
Daniel Grundei
Original Assignee
Volkswagen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen Ag filed Critical Volkswagen Ag
Publication of WO2015131970A1 publication Critical patent/WO2015131970A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0687—Reactant purification by the use of membranes or filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0002—Casings; Housings; Frame constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/56—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
    • B01D46/62—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition connected in series
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a filter box for an air filter for a fuel cell and an energy converter with such a filter.
  • an energy converter For converting chemical energy into electrical or mechanical energy by an energy converter, such as a fuel cell or a
  • the energy converter is supplied oxygen.
  • the oxygen is obtained, for example, from the ambient air. Because in the ambient air
  • WO 2008075754 A1 describes an associated air filter device for a fuel cell.
  • a so-called filter box can be used.
  • a lower part of the filter box is, for example, box-shaped or cylindrical with an upper one
  • the filter box Opening, a bottom, side wall or side walls and a connecting piece for a supply line for supplying air to be filtered (raw air) in the side wall or one of the side walls.
  • a filtering element can be used, the clean air side is completely surrounded by the clean air part and the unfiltered air side of the lower part.
  • the filtering element and the filter box are dimensioned and designed so that all the unfiltered air supplied to the filter box through the connecting piece must pass through the filtering element before it can leave the filter box as clean air again through the additional connecting piece.
  • This structure is also called a closed filter device.
  • the filter box is gastight. For discharging water, which is obtained on the unfiltered air side, a drain valve is provided.
  • Filter boxes are known for example from DE 102009016739 A1 and WO 20101 15631 A1.
  • CN 101439250B describes that filter boxes can be made of aluminum, plastic or stainless steel, for example.
  • Open filter devices dispense with the filter box or at least on the lower part of the filter box. In the simplest case, an opening of the discharge line, which would be connected when using a closed filter box to the other connecting pieces, closed by a filtering element.
  • So-called sports filter boxes have holes in the bottom of the lower part, which are closed by rubber. Sport filter boxes and open filter devices are used to influence the engine noise of
  • Discharge lines or open-porous supply line sections are used. This is described for example in EP 1659283 B1.
  • the invention is based on the object to provide an improved filter box for an air filter for a fuel cell, which allows an improved overall efficiency.
  • a filter box according to claim 1 is proposed for an air filter for a fuel cell according to the invention.
  • a Rohluftteil the filter box encloses a raw air side of the air filter and a clean air part of the filter box encloses a clean air side of the air filter.
  • the filter box is characterized in that the unfiltered air part is at least partially openly porous, so that at least a partial volume flow of unfiltered air can be sucked in via the open-porous part of the unfiltered air part.
  • the open-porous part has many advantages. So either pressure loss in the feed line for raw air can be partially compensated, so with the same size better
  • Total efficiency can be achieved, or the filter box are made smaller, so with the same overall efficiency a smaller size can be achieved. Furthermore, an improved flow of the air filter can be realized. In addition, the filter box is lighter. Also, a better sound emission behavior can be achieved. - -
  • the open-porous part forms a bottom of the Rohluftteils, which in turn forms a lower part of the filter box, so that can drain through the open-porous part of water from the filter box. A drain valve is then no longer necessary.
  • the open-porous part of the raw air part may comprise, for example, macroporous ceramic.
  • the open-porous part of the raw air part may also comprise polymer foam of capillary suspensions.
  • the open-porous part of the unfiltered air part can also comprise holes in a bottom of the unfiltered air part. This is the simplest and least expensive variant.
  • An acoustic mat can be glued over the holes. This is how soundproofing is achieved.
  • a filter material for example activated carbon
  • the open-pored part can be incorporated into the open-pored part. Then the partial volume flow is prefiltered.
  • a filter device according to claim 8 is also proposed.
  • the filter device comprises the filter box proposed according to the invention and a filtering element.
  • the filtering element is arranged between the Rohluftteil of the filter box and the clean air part of the filter box.
  • an energy converter is also proposed with a fuel cell, a clean air supply to the fuel cell and the filter device proposed according to the invention.
  • the clean air supply is connected to a clean air connection in the clean air part of the filter box.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a filter box in section according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a filter box in section according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of a filter box in section according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 4 a schematic representation of a filter box in section according to a fourth exemplary embodiment of the invention
  • Figure 5 is a schematic representation of a bottom of a Rohluftteils a
  • Figure 6 is a schematic representation of a bottom of a Rohluftteils a
  • Figure 7 is a schematic representation of an energy converter according to a
  • Figure 1 shows a schematic representation of a filter box in section according to a first embodiment of the invention.
  • the filter box 100 consists of a clean air part 1 10 and a Rohluftteil 120th
  • the Rohluftteil 120 encloses a Rohluftseite 132 and the clean air part 1 10 a clean air side 131 of a filtering element 130 (air filter), which is disposed between the clean air and the Rohluftteil 1 10, 120.
  • An unfiltered air supply can be connected to a raw air connection 125 in the unfiltered air part, via which unfiltered air can be sucked.
  • Clean air part can be connected to a clean air discharge, through which clean air can be forwarded to a fuel cell.
  • the clean air part 1 10 is gas-tight, so that essentially all clean air exits via the clean air connection.
  • the Rohluftteil 1 12 is - -
  • the Rohluftteil 120 forms a lower part of the filter box 100 and the bottom 121 of the Rohluftteils 120 consists of an open-porous material.
  • the open-porous material may additionally be water-permeable. Then, raw air accumulating water can run out of the filter box 100 via the Rohluftteil 120.
  • the entire Rohluftteil 120 made of an open-porous material. This makes the Rohluftteil particularly easy.
  • the unfiltered air part 120 forms a lower part of the filter box 100 and the bottom 121 of the unfiltered air part 120 comprises a perforated plate with through holes 122, for example bores.
  • the unfiltered air part 120 comprises additional through holes 124 in the side wall.
  • An exemplary perforated plate is shown in FIG.
  • the holes as shown schematically in FIG. 6, can be felt with open-pored filling 127.
  • an at least gas-permeable acoustic mat 123 may be mounted above the holes 122, 124 from the interior 126 of the filter box 100.
  • the acoustic mat 123 may be glued in place.
  • the open-porous material from which the unfiltered air part of the filter box consists wholly or partly can comprise, for example, macroporous ceramic and / or macroporous polymer foam.
  • Macroporous ceramics and macroporous polymer foam can be produced in different ways. Depending on the desired pore size and pore density replica technique, Platzhaltermethode or slip foams can be used. Another method exploits capillary effects and allows pore sizes of over 50 nm. In a three-phase suspension with two liquid phases and nano- to microparticulate solid particles, the liquid phases are of different polarity and therefore not miscible with each other, so that there is a thin-bodied to cream-like material, which can be brought into a desired shape. Now, the liquid phases are extracted, thermally released or otherwise removed, and the material
  • this can also be a mechanical
  • the material Take over filter effect, especially when all raw air is sucked through the material.
  • the material it is optionally also possible for the material to comprise chemically active substances for chemical filtration, for example activated carbon. Then the open-porous material additionally has a chemical filtering effect.
  • FIG. 7 shows by way of example how the filter box according to the invention can be used.
  • An energy converter 300 comprises a fuel cell 200, in which the air supply by means of a clean air supply 210 to a clean air connection 1 15 in the clean air part 1 10 a
  • Filter box 100 is connected to the fuel cell 200 and a filtering element 130 is connected in a filter box 100.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Filterkasten (100) für einen Luftfilter (130) für eine Brennstoffzelle (200). Es ist vorgesehen, dass ein Rohluftteil (120) des Filterkastens (100) eine Rohluftseite (132) des Luftfilters (130) umschließt und ein Reinluftteil (110) des Filterkastens (100) eine Reinluftseite (131) des Luftfilters (130) umschließt. Den Filterkasten (100) kennzeichnet, dass der Rohluftteil (120) zumindest teilweise offenporös ist, sodass zumindest ein Teilvolumenstrom der Rohluft über den offenporösen Teil des Rohluftteils (120) angesogen werden kann.

Description

Beschreibung
Filterkasten für einen Luftfilter für eine Brennstoffzelle,
Filtervorrichtung und Energieumwandler
Die Erfindung betrifft einen Filterkasten für einen Luftfilter für eine Brennstoffzelle und einen Energieumwandler mit einem solchen Filter.
Zur Umwandlung chemischer Energie in elektrische oder mechanische Energie durch einen Energieumwandler, wie beispielsweise eine Brennstoffzelle oder eine
Verbrennungskraftmaschine, wird dem Energieumwandler Sauerstoff zugeführt. Der Sauerstoff wird dabei beispielsweise aus der Umgebungsluft gewonnen. Da in der Umgebungsluft
Schwebstoffe und Partikel vorhanden sein können, die die Haltbarkeit oder Funktionalität des Energieumwandlers beeinträchtigen können, wird der entnommene Teil der Umgebungsluft gefiltert, ehe die gefilterte Luft dem Energieumwandler zugeführt wird. WO 2008075754 A1 beschreibt eine zugehörige Luftfiltervorrichtung für eine Brennstoffzelle.
Dazu kann beispielsweise ein sogenannter Filterkasten verwendet werden. Ein unterer Teil des Filterkastens ist beispielsweise kästen- oder zylinderförmig ausgeführt mit einer oberen
Öffnung, einem Boden, Seitenwand bzw. Seitenwänden und einem Anschlussstutzen für eine Zuführleitung zur Zuführung zu filternder Luft (Rohluft) in der Seitenwand bzw. einer der Seitenwände. Durch Aufsetzen eines oberen Teils, der die obere Öffnung des unteren Teils verschließt und einen weiteren Anschlussstutzen für eine Abführleitung zur Abführung gefilterter Luft (Reinluft) umfasst, kann der Filterkasten so luftdicht verschlossen werden, dass lediglich durch die Zuführleitung und die Abführleitung Luft in den Filterkasten dringen bzw. austreten kann. In den Filterkasten kann ein filtrierendes Element eingesetzt werden, dessen Reinluftseite vollständig von dem Reinluftteil und dessen Rohluftseite vollständig von dem Unterteil umschlossen wird. Das filtrierende Element und der Filterkasten sind so dimensioniert und ausgebildet, dass alle durch den Anschlussstutzen dem Filterkasten zugeführte Rohluft das filtrierendes Element passieren muss, ehe sie durch den weiteren Anschlussstutzen den Filterkasten als Reinluft wieder verlassen kann. Diesen Aufbau nennt man auch geschlossene Filtervorrichtung. Abgesehen von den Anschlussstutzen ist der Filterkasten gasdicht. Zum Ablassen von Wasser, das auf der Rohluftseite anfällt, ist ein Ablassventil vorgesehen.
Filterkästen sind beispielsweise aus DE 102009016739 A1 und aus WO 20101 15631 A1 bekannt. CN 101439250B beschreibt, dass Filterkästen beispielsweise aus Aluminium, Plastik oder Edelstahl bestehen können. Offene Filtervorrichtungen verzichten auf den Filterkasten oder zumindest auf den unteren Teil des Filterkastens. Im einfachsten Fall ist eine Öffnung der Abführleitung, die bei Verwendung eines geschlossenen Filterkastens an den weiteren Anschlussstutzen angeschlossen wäre, durch ein filtrierendes Element verschlossen. Sogenannte Sportfilterkästen weisen im Boden des unteren Teils Bohrungen auf, die durch Gummi verschlossen sind. Sportfilterkästen und offene Filtervorrichtungen dienen der Beeinflussung des Motorengeräusches von
Verbrennungskraftmaschinen.
Bei geschlossenen Filtervorrichtungen wird durch die Länge und Strömungseigenschaften der Zu- und der Abführleitung ein Druckverlust bewirkt, der durch einen Verdichter kompensiert werden muss und sich so auf den Gesamtwirkungsgrad niederschlägt. Zur Verringerung des Druckverlustes können kurze Zu- und Abführleitungen, strömungsoptimierte Zu- und
Abführleitungen oder offenporöse Zuführleitungsabschnitte verwendet werden. Dies wird beispielsweise in EP 1659283 B1 beschrieben.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Filterkasten für einen Luftfilter für eine Brennstoffzelle anzugeben, der einen verbesserten Gesamtwirkungsgrad ermöglicht.
Dazu wird erfindungsgemäß ein Filterkasten nach Anspruch 1 für einen Luftfilter für eine Brennstoffzelle vorgeschlagen.
Dabei umschließt ein Rohluftteil des Filterkastens eine Rohluftseite des Luftfilters und ein Reinluftteil des Filterkastens umschließt eine Reinluftseite des Luftfilters. Der Filterkasten ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohluftteil zumindest teilweise offenporös ist, sodass zumindest ein Teilvolumenstrom der Rohluft über den offenporösen Teil des Rohluftteils angesogen werden kann.
Der offenporöse Teil hat viele Vorteile. So kann entweder Druckverlust in der Zuführleitung für Rohluft teilweise kompensiert werden, also bei gleicher Baugröße ein besserer
Gesamtwirkungsgrad erzielt werden, oder der Filterkasten verkleinert werden, also bei gleichem Gesamtwirkungsgrad eine geringere Baugröße erreicht werden. Weiterhin kann eine verbesserte Anströmung des Luftfilters realisiert werden. Zudem ist der Filterkasten leichter. Auch kann ein besseres Schallemissionsverhalten erreicht werden. - -
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der offenporöse Teil einen Boden des Rohluftteils bildet, welches seinerseits einen Unterteil des Filterkasten bildet, sodass durch den offenporösen Teil Wasser aus dem Filterkasten ablaufen kann. Ein Ablassventil ist dann nicht mehr notwendig.
Der offenporöse Teil des Rohluftteils kann beispielsweise makroporöse Keramik umfassen.
Der offenporöse Teil des Rohluftteils kann auch Polymerschaum aus Kapillarsuspensionen umfassen.
Der offenporöse Teil des Rohluftteils kann auch Löcher in einem Boden des Rohluftteils umfassen. Dies ist die einfachste und kostengünstigste Variante.
Dabei kann eine Akustikmatte über die Löcher geklebt sein. So wird Schallschutz erreicht.
Vorteilhafterweise kann in den offenporösen Teil ein Filtermaterial, beispielsweise Aktivkohle eingearbeitet sein. Dann wird der Teilvolumenstrom vorgefiltert.
Erfindungsgemäß wird noch eine Filtervorrichtung gemäß Anspruch 8 vorgeschlagen. Die Filtervorrichtung umfasst den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Filterkasten und ein filtrierendes Element. Das filtrierende Element ist zwischen dem Rohluftteil des Filterkastens und dem Reinluftteil des Filterkastens angeordnet.
Erfindungsgemäß wird noch ein Energieumwandler vorgeschlagen mit einer Brennstoffzelle, einer Reinluftzuführung zu der Brennstoffzelle und der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Filtervorrichtung. Dabei ist die Reinluftzuführung an einen Reinluftanschluss im Reinluftteil des Filterkastens angeschlossen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen
Zeichnungen erläutert. Es zeigen: - -
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Filterkastens im Schnitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Filterkastens im Schnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Filterkastens im Schnitt gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Filterkastens im Schnitt gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Bodens eines Rohluftteils eines
Filterkastens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 6 eine schematische Darstellung eines Bodens eines Rohluftteils eines
Filterkastens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
Figur 7 eine schematische Darstellung eines Energieumwandlers gemäß einem
Ausführungsbeispiel.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Filterkastens im Schnitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Filterkasten 100 besteht aus einem Reinluftteil 1 10 und einem Rohluftteil 120.
Zusammengesetzt umschließt das Rohluftteil 120 eine Rohluftseite 132 und das Reinluftteil 1 10 eine Reinluftseite 131 eines filtrierenden Elements 130 (Luftfilter), der zwischen dem Reinluft- und dem Rohluftteil 1 10, 120 angeordnet ist.
An einen Rohluftanschluss 125 im Rohluftteil kann eine Rohluftzuführung angeschlossen werden, über die Rohluft angesaugt werden kann. An einen Reinluftanschluss 1 15 im
Reinluftteil kann eine Reinluftabführung angeschlossen werden, über die Reinluft an eine Brennstoffzelle weitergeleitet werden kann. Dabei ist das Reinluftteil 1 10 gasdicht ausgebildet, sodass im Wesentlichen alle Reinluft über den Reinluftanschluss austritt. Das Rohluftteil 1 12 ist - -
hingegen gasdurchlässig ausgebildet, sodass zumindest ein Teil der angesogenen Rohluft über das Rohluftteil 120 in den Filterkasten 100 eintritt.
Im ersten Ausführungsbeispiel bildet das Rohluftteil 120 ein Unterteil des Filterkastens 100 und der Boden 121 des Rohluftteils 120 besteht aus einen offenporösen Material. So kann ein Teilvolumenstrom der Rohluft durch das offenporöse Material angesaugt werden. Das offenporöse Material kann zusätzlich wasserdurchlässig sein. Dann kann rohluftseitig anfallendes Wasser über das Rohluftteil 120 aus dem Filterkasten 100 laufen.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel besteht das gesamte Rohluftteil 120 aus einem offenporösen Material. Dadurch wird das Rohluftteil besonders leicht.
In einem dritten Ausführungsbeispiel, das Figur 3 schematisch zeigt, bildet das Rohluftteil 120 ein Unterteil des Filterkastens 100 und der Boden 121 des Rohluftteils 120 umfasst eine Lochplatte mit durchgehenden Löchern 122, beispielsweise Bohrungen. In einem vierten Ausführungsbeispiel, das Figur 4 schematisch zeigt, umfasst das Rohluftteil 120 zusätzliche durchgehende Löcher 124 in der Seitenwandung. Eine beispielhafte Lochplatte ist in Figur 5 gezeigt. Dabei können die Löcher, wie in Figur 6 schematisch gezeigt, mit offenporöser Füllung 127 gefühlt sein. Zusätzlich oder alternativ kann eine zumindest gasdurchlässige Akustikmatte 123 vom Innenraum 126 des Filterkastens 100 her über den Löchern 122, 124 angebracht sein. So kann die Akustikmatte 123 beispielsweise eingeklebt sein.
Das offenporöse Material, aus dem das Rohluftteil des Filterkastens ganz oder teilweise besteht, kann beispielsweise makroporöse Keramik und/oder makroporösen Polymerschaum umfassen. Makroporöse Keramik und makroporöser Polymerschaum lassen sich auf unterschiedliche Weisen herstellen. In Abhängigkeit von der gewünschten Porengröße und Porendichte können Replikatechnik, Platzhaltermethode oder Schlickerschäumen zum Einsatz kommen. Ein weiteres Verfahren nutzt Kapillareffekte aus und ermöglicht Porengrößen von über 50 nm. In einer dreiphasigen Suspension mit zwei flüssigen Phasen und nano- bis mikropartikulären Feststoffpartikeln sind die flüssigen Phasen von unterschiedlicher Polarität und daher nicht miteinander mischbar, sodass ein dünnflüssiges bis cremeförmiges-Material vorliegt, das in eine gewünschte Form gebracht werden kann. Werden nun die flüssigen Phasen extrahiert, thermisch entbunden oder anderweitig entfernt, und das Material
anschließend gesintert, so entsteht ein hoch-offenporöser Festkörper. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Rohluftteil eines Filterkastens hergestellt werden, welcher so offenporös ist, dass die gesamte benötigte Rohluft über das offenporöse Rohluftteil angesaugt werden kann. Daher kann in allen beispielhaften Ausführungsformen die Rohluftöffnung am Rohluftteil auch weggelassen werden.
Bei der Verwendung von offenporösem Material kann dieses auch eine mechanische
Filterwirkung übernehmen, speziell, wenn alle Rohluft über das Material angesaugt wird. In allen Ausführungsbeispielen mit offenporösem Material ist es optional auch möglich, dass das Material chemisch aktive Substanzen zur chemischen Filterung umfasst, beispielsweise Aktivkohle. Dann hat das offenporöse Material zusätzlich eine chemische Filterwirkung.
Figur 7 zeigt beispielhaft, wie der erfindungsgemäße Filterkasten verwendet werden kann. Ein Energieumwandler 300 umfasst eine Brennstoffzelle 200, bei der die Luftzuführung mittels einer Reinluftzuführung 210 an einen Reinluftanschluss 1 15 im Reinluftteil 1 10 eines
erfindungsgemäßen Filterkastens 100 angeschlossen ist, zu der die Brennstoffzelle 200 und ein filtrierendes Element 130 in einem Filterkastens 100 angeschlossen ist. Der niedrigere
Ansaugdruck, der zur Luftansaugung notwendig ist, sorgt für einen verbesserten
Gesamtwirkungsgrad des Energieumwandlers 300.
Bezugszeichenliste
Filterkasten
Reinluftteil (Oberteil)
Reinluftanschluss
Rohluftteil (Unterteil)
Boden des Unterteils
durchgehendes Loch
Akustikmatte
weiteres durchgehendes Loch
Rohluftanschluss
Innenraum des Rohluftteils
offenporöse Füllung
Filter
Reinluftseite des Filters
Rohluftseite des Filters
Brennstoffzelle
Reinluftzuführung
Energieumwandler

Claims

Patentansprüche
1 . Filterkasten (100) für einen Luftfilter (130) für eine Brennstoffzelle (200), wobei ein
Rohluftteil (120) des Filterkastens (100) eine Rohluftseite (132) des Luftfilters (130) umschließt und ein Reinluftteil (1 10) des Filterkastens (100) eine Reinluftseite (131 ) des Luftfilters (130) umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohluftteil (120) zumindest teilweise offenporös ist, sodass zumindest ein Teilvolumenstrom der Rohluft über den offenporösen Teil des Rohluftteils (120) angesogen werden kann.
2. Filterkasten (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, der offenporöse Teil einen Boden des Rohluftteils (120) bildet, welches seinerseits ein Unterteil des Filterkasten (100) bildet, sodass durch den offenporösen Teil Wasser aus dem Filterkasten (100) ablaufen kann.
3. Filterkasten (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
offenporöse Teil des Rohluftteils (120) makroporöse Keramik umfasst.
4. Filterkasten (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der offenporöse Teil des Rohluftteils (120) offenporigen Polymerschaum umfasst.
5. Filterkasten (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der offenporöse Teil des Rohluftteils (120) aus Löchern (122, 124) im Rohluftteil (120) besteht.
6. Filterkasten (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohluftteil (120) eine Akustikmatte (123) umfasst, die über die Löcher (122, 124) geklebt ist.
7. Filterkasten (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den offenporösen Teil Filtermaterial eingearbeitet ist.
8. Filtervorrichtung (300) mit einem Filterkasten (100) nach einem der vorangehenden
Ansprüche und ein filtrierendes Element (130), dadurch gekennzeichnet, dass das filtrierende Element (130) zwischen dem Rohluftteil (120) des Filterkastens (100) und dem Reinluftteil (1 10) des Filterkastens (100) angeordnet ist.
9. Energieumwandler (300) mit einer Brennstoffzelle (200), einer Reinluftzuführung (210) zu der Brennstoffzelle (200) und einer Filtervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinluftzuführung (210) an einen Reinluftanschluss (1 15) im Reinluftteil (1 10) des Filterkastens (100) angeschlossen ist.
PCT/EP2014/078544 2014-03-06 2014-12-18 Filterkasten für einen luftfilter für eine brennstoffzelle, filtervorrichtung und energieumwandler WO2015131970A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014204162.7A DE102014204162B4 (de) 2014-03-06 2014-03-06 Filtervorrichtung für eine Brennstoffzelle
DE102014204162.7 2014-03-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015131970A1 true WO2015131970A1 (de) 2015-09-11

Family

ID=52273124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/078544 WO2015131970A1 (de) 2014-03-06 2014-12-18 Filterkasten für einen luftfilter für eine brennstoffzelle, filtervorrichtung und energieumwandler

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014204162B4 (de)
WO (1) WO2015131970A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2843218A (en) * 1956-07-16 1958-07-15 Elmer C Kiekhaefer Air cleaner
US20020014058A1 (en) * 1994-11-23 2002-02-07 Donaldson Company, Inc. Reverse flow air filter arrangement and method
WO2008075754A1 (en) 2006-12-20 2008-06-26 Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha Air filter device of fuel cell
EP1659283B1 (de) 2004-10-15 2010-08-18 Trelleborg Fluid & Acoustic Solutions (TFAS) Leitungsrohr zum Fördern eines gasförmigen Mediums und Luftansaugvorrichtung mit einem derartigen Rohrsystem
DE102009016739A1 (de) 2009-04-09 2010-10-14 Carl Freudenberg Kg Filtergehäuse für eine Brennstoffzelle
CN101439250B (zh) 2008-11-28 2011-11-16 同济大学 可用于燃料电池的空气过滤器
EP2703057A2 (de) * 2012-09-03 2014-03-05 Carl Freudenberg KG Fluidreiniger

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3727143A1 (de) * 1987-08-14 1989-02-23 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Kurbelgehaeuseentlueftungsfilter
DE19517144C1 (de) * 1995-05-10 1996-07-04 Draegerwerk Ag Filter für elektrochemische Meßzelle
DE19628089C2 (de) * 1996-07-12 1998-12-03 Deere & Co Belüftungseinrichtung für eine Fahrzeugkabine und Filtergehäuse
DE10113548A1 (de) * 2001-03-20 2002-10-02 Westermann Kaeltetechnik Gmbh Vorrichtung zur Reinhaltung der Luft in einer Klima- oder Kühlanlage
DE10257072A1 (de) * 2002-12-06 2004-06-24 Mann + Hummel Gmbh Bauteil zum Einbau in geringem Abstand unter der äußeren Karosseriehaut eines Kraftfahrzeuges im Fußgängeraufprallbereich
DE102006032371A1 (de) 2006-07-13 2008-01-17 Emkon Systemtechnik Projektmanagement Gmbh Verfahren zum maschinellen Führen von stabförmigen Artikeln und Vorrichtung zum maschinellen Führen von stabförmigen Artikeln
DE102006032716A1 (de) * 2006-07-14 2008-01-17 Daimler Ag Luftfilteranordnung für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2843218A (en) * 1956-07-16 1958-07-15 Elmer C Kiekhaefer Air cleaner
US20020014058A1 (en) * 1994-11-23 2002-02-07 Donaldson Company, Inc. Reverse flow air filter arrangement and method
EP1659283B1 (de) 2004-10-15 2010-08-18 Trelleborg Fluid & Acoustic Solutions (TFAS) Leitungsrohr zum Fördern eines gasförmigen Mediums und Luftansaugvorrichtung mit einem derartigen Rohrsystem
WO2008075754A1 (en) 2006-12-20 2008-06-26 Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha Air filter device of fuel cell
CN101439250B (zh) 2008-11-28 2011-11-16 同济大学 可用于燃料电池的空气过滤器
DE102009016739A1 (de) 2009-04-09 2010-10-14 Carl Freudenberg Kg Filtergehäuse für eine Brennstoffzelle
WO2010115631A1 (de) 2009-04-09 2010-10-14 Carl Freudenberg Kg Filtergehäuse für eine brennstoffzelle
EP2703057A2 (de) * 2012-09-03 2014-03-05 Carl Freudenberg KG Fluidreiniger

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014204162A1 (de) 2015-09-10
DE102014204162B4 (de) 2023-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006039581B4 (de) Kraftstofffilter
EP2506953B1 (de) Dunstabzugshaube
DE102011116520A1 (de) Luftfilterpatrone zur Druckluftaufbereitung für eine Druckluftaufbereitungsanlage
DE102007056675A1 (de) Kraftfahrzeug
DE102009005158A1 (de) Kombinationsfilter
DE112018006434T5 (de) Lufttrocknerspülluftreinigungsvorrichtung mit strukturierten absorbierenden partikeln
DE102007006556B4 (de) Verfahren zur Sauerstoffnotversorgung in einem Flugzeug
DE202007003941U1 (de) Körper aus einem Schall absorbierenden Material
WO2015131970A1 (de) Filterkasten für einen luftfilter für eine brennstoffzelle, filtervorrichtung und energieumwandler
EP1803970A3 (de) Schwingungsisolationssystem mit pneumatischem Tiefpassfilter
DE102015100426A1 (de) Reinigungsgerät und Verfahren zur Lärmminderung bei einem Reinigungsgerät
DE102012010690B4 (de) Kraftfahrzeugsitz
DE102016002264A1 (de) Reinigungsmodul, Filterelement und Filtersystem
DE102018003329A1 (de) Absorptionskorb und Absorptionskorbsystem
EP3359282A1 (de) Trockenmittelpatrone mit verbesserter trocknung und regeneration
DE102009020844A1 (de) Akkumulator für eine Klimaanlage, insbesondere Kfz-Klimaanlage
DE19512967C2 (de) Filterelement
DE102008027803A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verdichtung der Festkörperpartikel separiert aus Abgasen
DE102015105214A1 (de) Aktivkohlefiltervorrichtung
EP0644332B1 (de) Flüssigkeitsringgaspumpe mit einer geräuschdämpfenden Einrichtung
DE102009004911A1 (de) Luftfiltereinrichtung
DE19926480C2 (de) Schalldämpfer
DE10246991B3 (de) Reststaubfiltervorrichtung
DE102009004913A1 (de) Luftfiltereinrichtung
DE102010018256A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Filterkörpers sowie zugehöriger Filterkörper

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14821150

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14821150

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1