[發(fā)明專利]燃料電池的加濕系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680028857.8
• 申請日: 2006-08-03
• 公開（公告）號: CN101238606A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寺崎貴行;臼田昌弘;中田雅秋
• 申請（專利權(quán)）人: 日產(chǎn)自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 劉新宇;張會華

本申請要求2005年8月5日提交的日本專利申請No.2005-228732的優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種加濕系統(tǒng)，更具體地，涉及一種用于燃料電池的加濕系統(tǒng)，但不限于此。

背景技術(shù)

一些燃料電池包括用于加濕入口氣體的加濕系統(tǒng)。該加濕系統(tǒng)用于燃料電池以增大燃料電池的平均電流密度。入口氣體需要最佳濕度水平以產(chǎn)生可能用于特定的燃料電池的最高的平均電流密度。使入口氣體的濕度增大到最佳水平的一個技術(shù)是將來自出口氣體的水分傳送到入口氣體，由于在燃料電池的化學反應(yīng)過程中產(chǎn)生的水，所以該出口氣體具有高的水分含量。

用于燃料電池系統(tǒng)的加濕系統(tǒng)可使用中空纖維膜。在中空纖維膜的內(nèi)部設(shè)置細孔以使水分與氣流分離。在中空纖維膜內(nèi)部流動的出口氣體的水分被傳送到中空纖維膜的外部以加濕在中空纖維膜的外部流動的入口氣體。

發(fā)明內(nèi)容

然而，中空纖維膜不是特別堅固，容易在加濕系統(tǒng)內(nèi)破裂。中空纖維膜的破裂經(jīng)常發(fā)生在氣流高度集中的區(qū)域，如氣體流過加濕系統(tǒng)的出口和入口。

為了防止中空纖維膜的破裂，可在氣流高度集中的區(qū)域布置高強度纖維。然而，高強度纖維往往加濕性能差，這降低了加濕系統(tǒng)的加濕能力。

總體來說，本發(fā)明提供一種可以在保持高加濕性能的同時有效防止中空纖維膜破裂的加濕裝置。根據(jù)本發(fā)明，加濕裝置交換在中空纖維膜的內(nèi)部流動的氣流與在中空纖維膜的外部流動的氣流之間的水分。

在一個實施例中，本發(fā)明涉及一種包括具有導入管和排出管的外殼的裝置。第一氣流通過導入管流入到外殼。第一氣流通過排出管流出外殼。該裝置還包括被外殼覆蓋的纖維模塊，該纖維模塊具有殼體和容納在殼體中的中空纖維膜。殼體包括流入孔和排出孔，第一氣流通過該流入孔從外殼的壁與殼體之間的間隙流入到殼體，第一氣流通過該排出孔從外殼的壁與殼體之間的間隙流出，而第二氣流在中空纖維膜內(nèi)流動。該裝置還包括將間隙分隔成導入室和排出室的隔壁。流入孔與導入室連接，而排出孔與排出室連接。朝中空纖維模塊的軸線方向的內(nèi)側(cè)設(shè)置流入孔的導入管的位置，或朝中空纖維模塊的軸線方向的內(nèi)側(cè)設(shè)置排出孔的排出管的位置。

在另一個實施例中，本發(fā)明涉及一種包括加濕系統(tǒng)和燃料電池堆的裝置，該燃料電池堆接收來自加濕系統(tǒng)的被加濕的氣流并將濕潤氣流輸出到加濕系統(tǒng)。加濕系統(tǒng)包括具有第一中空中心的外殼和具有第二中空中心的殼體。外殼包括導入管和排出管，其中第一氣流通過導入管流到第一中空中心，第一氣流通過排出管流出第一中空中心。殼體至少部分布置在外殼的第一中空中心內(nèi)。殼體包括第二中空中心內(nèi)的中空纖維膜、與中空纖維膜連接的流入口、與中空纖維膜連接的排出口、流入孔和排出孔，其中，第二氣流通過流入口流到中空纖維膜，第二氣流通過排出口流出中空纖維膜，第一氣流通過流入孔從外殼的壁與殼體之間的間隙流入到殼體，第一氣流通過排出孔從外殼的壁與殼體之間的間隙流出。加濕系統(tǒng)還包括將間隙分隔成導入室和排出室的隔壁。流入孔與導入室連接而排出孔與排出室連接。鄰近隔壁布置導入管。

附圖說明

圖1是圖解第一典型實施例的加濕裝置的斜立體圖。

圖2(a)是圖解第一典型實施例的加濕裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一部分的剖視圖。

圖2(b)是圖解第一典型實施例的中空纖維模塊的局部剖視圖。

圖3是圖解第二典型實施例的加濕裝置的斜立體圖。

圖4是圖3的加濕裝置的剖視圖。

圖5(a)是圖解第三典型實施例的加濕裝置的斜立體圖。

圖5(b)是圖解第三典型實施例的加濕裝置的剖視圖。

圖6是圖解第四典型實施例的加濕裝置的斜立體圖。

圖7是圖解第五典型實施例的加濕裝置的斜立體圖。

圖8是圖解第六典型實施例的加濕裝置的斜立體圖。

具體實施方式

圖1是圖解第一典型實施例的加濕裝置1的斜立體圖。此外，圖2(a)是圖解加濕裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一部分的剖視圖。圖2(b)是圖解中空纖維模塊的局部剖視圖。加濕裝置1可用于燃料電池系統(tǒng)。