用于冷却循环的离子交换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一个如权利要求1前序部分所述的用于冷却循环的离子交换器。
【背景技术】
[0002]由DE 10 2009 012 379 Al已知一个用于燃料电池冷却循环的离子交换器。利用离子交换器能够从冷却剂中去除不期望的离子，它们例如可能通过冷却剂与金属筒壳接触产生。离子交换器具有筒壳，在里面容纳离子交换树脂，它被冷却剂通流。为此离子交换器筒壳配有入口和出口，它们分别被多孔盖遮盖，用于使离子交换树脂在冷却剂通流筒壳期间保持在筒壳的壳体里面。
[0003]由DE 10 2009 037 080 Al也已知一个类似的装置，它同样公开了在燃料电池的冷却剂循环里面的离子交换器。筒壳由垂直竖立的圆柱体构成，它具有位于下面的入口，其中离子交换树脂滞留在入口上方的筛子上。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，通过简单的措施制成用于冷却剂循环的离子交换器。
[0005]这个目的按照本发明通过权利要求1的特征实现。从属权利要求给出适宜的改进方案。
[0006]按照本发明的离子交换器在冷却剂循环里面使用，用于从冷却剂去除正的或负的带电的离子。这种冷却剂循环例如在燃料电池系统中用于冷却，在燃料电池系统中以电化学途径产生电流，例如用于驱动机动车里面的电动机。作为另一应用示例所述离子交换器可以安装在用于机动车蓄电池的冷却剂循环里面。但是，原则上也考虑应用离子交换器用于在静止设备中的冷却循环。
[0007]所述离子交换器具有由塑料制成的外壳，具有用于冷却剂的入口和出口。所述外壳容纳离子交换剂，离子交换剂被冷却剂通流，其中在冷却剂中的离子、即阴离子和阳离子通过离子交换剂从冷却剂中去除。所述离子交换剂例如以颗粒形的树脂出现，它可以包括用于负充电离子的阴离子树脂和用于正充电离子的阳离子树脂。在此用于阴离子和阳离子的离子交换树脂以确定的混合比出现。
[0008]为了避免离子交换剂从外壳里面挤出来，至少在出口里面、但是适宜地也在入口里面分别设置塑料过滤部件。在入口里面的塑料过滤部件还具有任务，过滤流入的冷却剂并且去除一起输送的污物颗粒。
[0009]为了简单地制成离子交换器，所述外壳由注塑件构成，它在注塑工艺中制成。所述塑料过滤部件被围注。如果不仅在出口而且在入口里面分别设有塑料过滤部件，将两个塑料过滤部件围注在外壳里面。
[0010]其优点是，可以使用成本有利的塑料过滤部件，并且可以省去由微孔金属材料或玻璃烧结板制成的成本昂贵的过滤部件。
[0011]此外有利的是，所述塑料过滤部件在独立的加工步骤中制成，通过烧结粉末状的原料并且紧接着衬入到注塑模具里面。还有利的是，无需事后固定塑料过滤部件在外壳里面。通过以外壳的塑料围注塑料过滤部件使过滤部件以足够的方式固定在其在外壳出口或入口里面的理论位置。此外无需固定措施。
[0012]所述塑料过滤部件例如由筛网或烧结块构成并且具有许多微孔，冷却剂穿过微孔流动，但是微孔的直径足够小，用于滞留离子交换剂。因为塑料过滤部件不仅设置在出口而且设置在入口里面，使塑料过滤部件适宜地一致地或者至少相同形式地构成。
[0013]在注塑期间塑料原料可以挤入到塑料过滤部件的边缘侧微孔里面，由此实现与外壳塑料原料的形状锁合地连接。附加地可以使塑料过滤部件的轮廓被外壳塑料原料包围，由此同样实现与外壳的形状锁合地连接。
[0014]按照另一适宜的实施例，外壳和过滤部件的塑料原料具有至少接近相同的溶点。在加工过程期间预制的塑料过滤部件固定在其在铸模里面的位置并且被形成外壳的塑料原料围注。由于相同或至少接近的溶点，所述塑料过滤部件可以在其边缘部位溶化并且达成与原料材料锁合地连接。因此在塑料过滤部件与外壳之间不仅存在形状锁合的连接，而且还存在材料锁合的连接。
[0015]对于外壳和过滤部件可以有利地使用同一种塑料。
[0016]在加工方法中至少一塑料过滤部件在模具里面设置在要制成的外壳的出口里面、有利地分别使塑料过滤部件设置在出口和入口里面，并且利用适合的固定装置保持位置。所述外壳的塑料原料在注塑工艺中注入并且围注塑料过滤部件，其中必要时提高注塑期间的压力，用于影响塑料过滤部件，尤其减小塑料过滤部件的微孔尺寸。
【附图说明】
[0017]由其它权利要求、附图描述和附图给出其它优点和适宜的实施例。附图示出:
图1用于燃料电池系统的冷却循环示意图，具有组合的离子交换器，
图2离子交换器的立体图，
图3沿着离子交换器的剖面图。
[0018]在附图中相同的零部件配有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0019]在图1中以非常简化的方式示出用于燃料电池系统2的冷却剂循环1，燃料电池系统以电化学途径产生电流，例如在机动车中用于驱动电动机。在冷却剂循环I里面组合热交换器3，通过它排出热量。利用栗4保持流体循环。此外在冷却剂循环I里面组合离子交换器5，它配有离子交换剂，离子交换剂被冷却剂在冷却剂循环中通流。通过这种方式可以使离子在冷却剂中复合在离子交换剂上并由此从冷却剂中去除。
[0020]作为离子交换器例如考虑颗粒状的离子交换树脂和阳离子交换树脂，其中两种树脂充分混合地容纳在离子交换器5里面并且相互间处于确定的量比。
[0021]如同按照图2和3的离子交换器5的视图给出的那样，离子交换器5具有圆柱形外壳6，在其中容纳示意表示的颗粒状离子交换树脂9-阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。在外壳6里面在对置的端面上加入用于输入或排出冷却剂的入口 7和出口 8。
[0022]如同由图3看到的那样，在入口 7以及出口 8里面分别与外壳6内室相邻地存在塑料过滤部件10，它要防止离子交换树脂9从外壳6里面挤出。塑料过滤部件10还具有过滤功能，通过使在冷却剂中携带的至少输入侧的污物颗粒在塑料过滤部件10上被筛出。塑料过滤部件10在入口 7和出口 8里面最好一致地构成。
[0023]离子交换器5的外壳6由塑料组成并且在注塑工艺中制成。两个塑料过滤部件10在加工外壳6期间被塑料原料围注，由此在公共的加工步骤里面不仅制成塑料外壳6，而且组合预制的塑料过滤部件10到外壳6里面。
[0024]在加工期间塑料过滤部件10通过适合的固定装置、例如冲头保持并且固定在其在模具里面的位置，在模具里面围注用于外壳的塑料。冲头或固定装置固定塑料过滤部件10，尤其在塑料过滤部件的端面上，由此防止围注的塑料挤入到塑料过滤部件的端面里面。由此保证，在塑料过滤部件10里面的微孔至少基本没有塑料原料，并且冷却剂可以通过入口或出口导入到外壳里面或者从其中排出。
[0025]以形状和材料锁合的方式实现在塑料过滤部件10与外壳6之间的连接。优选对于塑料过滤部件使用具有与外壳塑料接近或者一致溶点和相同光学构造的塑料原料，由此使塑料过滤部件的圆周侧在注入外壳塑料时溶化并且在塑料过滤部件与外壳之间建立材料锁合的连接。同时，外壳的塑料原料可以在圆周侧略微在径向上挤入到塑料过滤部件里面，并且通过这种方式实现材料锁合的连接。此外能够使外壳的塑料原料在一个或两个端面上至少略微搭接塑料过滤部件的端面棱边，由此同样产生形状锁合的连接。
【主权项】
1.一种用于冷却循环(I)的离子交换器，具有外壳(6)，该外壳具有用于冷却剂的入口(7)和出口(8)，其中在外壳(6)里面容纳离子交换剂，其特征在于，所述外壳(6)由塑料组成并且由注塑件制成，其中在出口(8)里面设置塑料过滤部件(10)，该过滤部件被塑料围注。2.如权利要求1所述的离子交换器，其特征在于，在所述入口(7)里面设置塑料过滤部件(10)，该过滤部件被塑料围注。3.如权利要求2所述的离子交换器，其特征在于，所述塑料过滤部件(10)在出口(8)和入口(7)里面相同形式地构成。4.如权利要求1至3中任一项所述的离子交换器，其特征在于，所述塑料过滤部件(10)的塑料和外壳(6)的塑料具有至少接近相同的溶点。5.如权利要求1至4中任一项所述的离子交换器，其特征在于，在所述塑料过滤部件(10)的边缘侧的微孔里面容纳外壳(6)的塑料原料。6.如权利要求1至5中任一项所述的离子交换器，其特征在于，所述塑料过滤部件(10)的边缘部位通过注入外壳(6)的塑料原料溶化。7.—种冷却剂循环，具有如权利要求1至6中任一项所述的离子交换器。8.一种汽车蓄电池，具有如权利要求7所述的冷却剂循环。9.一种燃料电池系统，具有如权利要求7所述冷却剂循环。10.一种用于加工具有外壳的离子交换器、尤其如权利要求1至5中任一项所述的离子交换器的方法，在该方法中，所述外壳(6)由注塑件制成，其中在外壳(6)的出口(8)里面围注塑料过滤部件(10)。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，通过增加的压力在注塑期间减小塑料过滤部件(10)的微孔尺寸。
【专利摘要】一种用于冷却循环的离子交换器具有外壳，该外壳具有用于冷却剂的入口和出口。所述外壳由塑料组成并且由注塑件制成，其中在出口里面设置塑料过滤部件，该塑料过滤部件注入到外壳里面。
【IPC分类】H01M8/04, B01J47/02
【公开号】CN105163856
【申请号】CN201380065320
【发明人】A.克洛茨, V.屈默林, M.贝利希
【申请人】曼·胡默尔有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2013年11月21日
【公告号】DE102012024428A1, US20150273356, WO2014090537A1