滤部件10可以容易地更换。必要时这个过滤部件可以通过一个或多个独立的颗粒过滤器和/或气溶胶过滤器耦联，它们例如可以在需要时独立地更换。
[0077]图10简示出燃料电池系统200，具有在到燃料电池叠摞220的空气输入212，214里面的过滤系统100。燃料电池系统200只粗略的简示，未示出其余的且专业人员公知的组成部分。燃料电池系统200通过外壳210表示，空气通过空气输入212进入到外壳里面并且通过过滤系统100和连接在其上的空气输入214作为阴极空气输送到燃料电池叠摞220。
[0078]对于过滤部件10无需独立的外壳。在此过滤部件10作为阴极空气过滤器，并且代替折叠(打摺的)颗粒过滤器或者附加地对于颗粒过滤器例如可以具有粗粉尘垫作为颗粒过滤器。粗粉尘垫可以由泡沫或无纺布垫构成。
[0079]颗粒过滤部件可以前置于过滤部件10，并因此具有前置过滤器的功能。颗粒过滤部件也可以后置于过滤部件10，并因此具有所谓的“警察过滤器”的功能。如果颗粒过滤部件不适合于或者只部分地适合于过滤气溶胶，也能够最好在颗粒过滤部件后面安置第二过滤部件，它专门适用于过滤气溶胶。也可以设想由前置过滤器、过滤部件10和后置保险部件(“警察过滤器”)组成的组合。
[0080]前置颗粒过滤器使粉尘颗粒和气溶胶远离过滤部件10，由此避免在过滤部件10中由于沉淀的粉尘颗粒引起的提前的压力损失增加。由此提高过滤部件10的使用寿命(寿命持续时间)。后置的颗粒过滤器除了从空气流中吸收粉尘颗粒和气溶胶以外也可能滞留从过滤部件10卷绕层中排出的活性炭颗粒。由此例如实现附加的燃料电池系统保护功能，并且避免由于颗粒污染引起的那种损伤。
[0081]燃料电池汽车在燃料电池叠摞22的阴极端必需空气过滤器，它也分离有害气体。这以物理的和化学的过滤器形式实现。在此有利地以其它活性炭过滤器构成，其过滤体10由具有卷绕层的圆部件构成，如同上面已经描述过的那样。由于在大功率的燃料电池(例如80kW)时大的质量流在这种圆部件中需要长的过滤体，它们在结构空间方面可能是有问题的，用于提供所需的过滤面积和接触时间，主要涉及含有吸附剂的过滤部件10。
[0082]因此特别有利的是，多个过滤部件10几何上相互串联，如同在图9中的布置中所述的那样。几何上的相互串联对应于符合流体地并联过滤部件10。特别有利地为了表示足够的动态性在燃料电池叠摞220的阴极空气供给时存在可能性，远离燃料电池叠摞220或从过滤部件10串联的干净空气出口按照需要接通或断开过滤部件10串联端部上一个或多个过滤部件10。如果对于例如80kW燃料电池系统的全部流量的过滤部件10由唯一的具有卷绕层的过滤体构成，这涉及结构空间，与使用寿命的关系非常紧密，这通常又使结构空间状况明显困难。此外通过这种方法由唯一的过滤部件10可以如同在积木式系统中那样构造过滤系统，这是成本有利的。
[0083]图11示出半成品的原理结构，具有固定的吸附颗粒散料层300，包括载体302、饰层303、吸附层304，例如以散料层的形式，具有固定的吸附颗粒。这种半成品可以用于加工过滤部件的卷绕体。
[0084]由图1la-1le给出用于按照本发明的过滤部件的吸附过滤层的其它可能的结构。图1la示出固定的活性炭颗粒散料层300，包括载体层301和具有活性炭颗粒的散料层302。
[0085]两个这样的层可以通过不同的方式连接成半成品，它们可以单层或多层的形成吸附过滤层。在按照图1lb的实施例中两个这样的层300这样上下地设置，使散料层302分别位于上下，其中形成半成品，它在两侧由载体层301限制。多个这样的半成品为了形成整个吸附过滤层可以上下叠摞。
[0086]在按照图1lc的实施例中两个这样的层300以相同的取向上下设置，但是也可以更多数量的这样的层300以这种方式上下地设置。为了形成封闭的吸附过滤层，可以将饰层303涂覆在散料层302上。
[0087]图1ld示出半成品301的实施例，具有固定的活性炭颗粒散料层302，活性炭颗粒涂覆在载体层301上并且被饰层303覆盖。半成品310或者可以单层地、或者如同在图lie中所示那样以两层或多层位于上下的半成品310结构形成整个吸附过滤层。
[0088]散料层302在这些实施例中利用细的粘接纤维网与各自的载体层和饰层连接，但是也可以选择其它连接方式。
[0089]在强烈的有害气体负荷情况下，例如在大量脏污空气的隧道里面，接通或断开也是有利的，因为在那里可以接通断开的过滤面积，并因此在相同负荷时降低在各个过滤部件10中的流速。由此提高在过滤部件10中有害气体的滞留时间并由此提高有害气体的接触概率，这导致更高的有害气体分离率。
[0090]与目前使用的传统的过滤部件，例如打摺的过滤部件不同，按照本发明的具有卷绕层的过滤部件10提供相对较低的流速并且允许要过滤的介质与过滤介质的有利的增加的接触时间，这负责在过滤部件10中可靠地吸附或吸收有害物质。由此改善过滤部件10的功能性或者说过滤效率也包括吸附效率。
【主权项】
1.一种过滤部件(10)，包括过滤体(12)，具有自身封闭的外侧面(50)，该外侧面包围自身封闭的内侧面(52)，其中该内侧面(52)围成中心通流空间，其中在外侧面(50)与内侧面(52)之间设置至少一过滤介质(16)，并且其中所述过滤体(12)至少局部地包括至少一卷绕层(14)，该卷绕层具有至少一吸附剂。2.如权利要求1所述的过滤部件，其中，所述过滤体(12)包括载体(20)，在其上涂覆具有至少一吸附剂的覆层(22)，并且所述载体(20)通过卷绕载体(20)得到基本圆形的横截面。3.如权利要求1或2所述的过滤部件，其中，所述卷绕层(14)在其棱边(26)上具有封边(34，36，38，40)。4.如上述权利要求中任一项所述的过滤部件，其中，所述封边(34，3，6，38，40)形成端面的端部板(46，48)。5.如上述权利要求中任一项所述的过滤部件，其中，所述过滤体(12)符合流体地与至少一颗粒过滤器(70)耦联。6.如上述权利要求中任一项所述的过滤部件，其中，所述过滤体(12)符合流体地与至少一气溶胶过滤器(80)耦联。7.如上述权利要求中任一项所述的过滤部件，其中，所述过滤部件(10)基本无外壳地这样构成，所述过滤部件(10)包括可通流的外侧面(50)。8.如上述权利要求中任一项所述的过滤部件，其中，所述至少一吸附剂包括至少一由活性炭、沸石、硅胶、金属氧化物、分子筛、层状硅酸盐、纳米粘土族中的原料。9.使用如上述权利要求中任一项所述的过滤部件(10)，作为空气过滤器、尤其作为汽车的车厢空气过滤器。10.使用如上述权利要求中任一项所述的过滤部件(10)作为燃料电池设备中的空气过滤器。11.一种过滤部件(10)布置(90)，其中至少两个过滤部件(10)符合流体地串联。12.如权利要求11所述的布置，其中一个或多个过滤部件(10)符合流体地按照需要接通或断开。13.一种过滤系统(100)具有如权利要求1至8中任一项所述的过滤部件(10)，包括过滤体(12)，具有自封闭的外侧面(50)，它包围自身封闭的内侧面(52)，其中在外侧面(50)与内侧面(52)之间设置至少一过滤介质(16)，其中所述过滤体(12)至少局部地包括至少一卷绕层(14)，该卷绕层具有至少一吸附剂。14.如权利要求13所述的过滤系统，其中，所述过滤部件(10)基本无外壳地构成，所述过滤部件(10 )包括可通流的外侧面(50 )。
【专利摘要】本发明涉及一个过滤部件（10），包括过滤体（12），具有自身封闭的外侧面（50），该外侧面包围自身封闭的内侧面（52），其中在外侧面（50）与内侧面（52）之间设置至少一过滤介质（16），并且其中所述过滤体（12）至少局部地包括至少一卷绕层（14），该卷绕层具有至少一吸附剂。本发明还涉及一个过滤系统（100），具有过滤部件（10），包括过滤体（12），具有自封闭的外侧面（50），它包围自身封闭的内侧面（52），其中在外侧面（50）与内侧面（52）之间设置至少一过滤介质（16），其中所述过滤体（12）至少局部地包括至少一卷绕层（14），该卷绕层具有至少一吸附剂。
【IPC分类】B01D53/04, B01D46/00, F02M35/024
【公开号】CN105228720
【申请号】CN201480028639
【发明人】M.福尔克, T.彭泽尔, A.斯科佩, I.昂格, D.魏斯, M.法佐尔德
【申请人】曼·胡默尔有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年3月31日
【公告号】DE102013008389A1, DE112014002465A5, EP2996791A1, US20160129383, WO2014183918A1