[發明專利]尤其用于燃料電池的加濕裝置

在審

• 申請號: 201380045042.0
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN104584300A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: M.法佐爾德;H.多布施
• 申請（專利權）人: 曼·胡默爾有限公司
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;B01D63/02;B64D13/00;H01M8/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 趙辛;宣力偉

技術領域

本發明涉及一種尤其用于燃料電池的加濕裝置，具有疊摞單元，它含有多個透水蒸氣的薄膜，它們平行且相互間隔地設置，其中所述薄膜固定在上下疊摞的支承框架上。

背景技術

例如在EP?1?261?992?B1中描述了一個加濕裝置，按照該專利加濕裝置附屬于燃料電池并且用于，使輸送到燃料電池的空氣流富含水分。該加濕裝置具有透水蒸氣的薄膜，它夾緊在框架部件之間，其中在不同水分含量的空氣流之間通過薄膜要進行水分交換，不同水分含量的空氣流通過框架部件中的空隙導引，這些空隙垂直于薄膜平面延伸。

發明內容

本發明的目的是，給出一個結構上簡單構造的加濕裝置，通過它使空氣流富含水分并且含有多個透水蒸氣的薄膜，它們設置在支承框架里面。

這個目的按照本發明通過獨立權利要求的特征得以實現。從屬權利要求給出適宜的改進方案。

借助于按照本發明的加濕裝置可以使流動空氣富含水分。所述加濕裝置具有至少一疊摞單元，后者具有多個透水蒸氣的薄膜，它們平行且相互間隔地設置。要富含水分的進氣沿著薄膜的一個側面流動。沿著薄膜的對置側面流動排氣，它通過透水蒸氣的薄膜給出水分。所述薄膜分別在兩個上下疊摞的支承框架之間延伸并且在邊緣夾緊在支承框架之間。所述支承框架包括薄膜上下疊摞并且形成疊摞單元。所述支承框架可以相互連接。

通過富含水分的空氣流達到所需的最小水分含量。所述加濕裝置最好用于燃料電池，在其中以電化學反應在使用富含水分的流動空氣的條件下產生電流。所述加濕裝置的薄膜對于水蒸氣是通透的，但是對于空氣不通透，由此通過薄膜僅僅產生較高水分的空氣流與較低水分的空氣流的水交換，空氣流作為進氣輸送到燃料電池。所述疊摞單元必要時可以具有更大量的薄膜包括支承框架。所述加濕裝置必要時可以容納在外殼里面，具有多個疊摞單元里面。

作為另一使用可能性例如考慮在封閉的空間或者小房間里面、例如在飛機或汽車里面對于富集的呼吸空氣使用加濕裝置。在工業中廢氣流去濕時同樣可以使用所述加濕裝置。

所述薄膜分別設置在兩個支承框架之間，其中在每個薄膜的第一側面上形成進氣流路徑，并且在對置的側面上形成排氣流路徑。不僅對進氣流路徑而且對排氣流路徑在支承框架里面附設流體孔，通過它們分別流入進氣或流出排氣。所述流體孔由兩個支承框架限制，對支承框架附設位于其間的薄膜，并且流體孔平行于薄膜平面延伸。所述進氣流路徑和排氣流路徑相互間錯開角度地延伸，因此這些流體路徑交叉。

這個結構的優點是，所述流體孔與進氣流路徑具有相同的取向，由此使進氣流在通過流體孔溢出時在平行于薄膜的平面中沒有方向變化。這適宜地不僅適用于進氣流的流入孔，而且適用于流出孔。

所述排氣流路徑與其從屬的流體孔位于相同的取向，由此在平行于薄膜的平面中流動時無需改變方向。對于排氣流也適宜的是，不僅流入孔而且流出孔在對置的支承框架側面部位上位于與排氣流相同的取向上，由此既無需在流入到疊摞單元里面時，也無需從疊摞單元流出時在平行于薄膜的平面中改變方向。因為在平行于薄膜的平面中不發生或者至少減少方向變化，因此通過加濕裝置的流阻也降低。

所述流體孔位于外部的支承框架里面，其中由于用于進氣和排氣的流體路徑角度錯開地布置，所述疊摞單元在相互間角度錯開地布置的側面上被進氣和排氣通流。這易于連接在管道系統或流體系統上。

原則上可以使進氣流以及排氣流的至少一流體孔分別完全或部分地只加入到一個支承框架里面。例如不僅用于進氣流的流入孔而且流出孔都加入到一個支承框架里面，而不僅用于排氣流的流入孔而且流出孔都可以加入到第二支承框架里面。但是原則上也能夠實現這樣的結構，其中各不同的支承框架也部分地限制進氣流和/或排氣流的至少一流體孔。

固定在兩個支承框架之間的薄膜有利地形狀鎖合地夾緊在支承框架之間。在此，在第一支承框架上的第一形狀鎖合部件形狀鎖合地嵌接在第二支承框架上的第二形狀鎖合部件里面，其中所述薄膜夾緊在第一與第二形狀鎖合部件之間。在第一和第二支承框架上的形狀鎖合部件例如按照槽-榫原理構成并且包括在一個支承框架里面的槽，在其中嵌入另一支承框架上的凸起，其中所述薄膜被凸起夾緊在槽里面。最好在支承框架中的兩個對置側面上以相同的方式實現薄膜夾緊。在角度錯開的側面部位上所述薄膜適宜地同樣形狀鎖合地夾緊在支承框架之間，優選以相同的方式。通過在支承框架上的角度錯開的側面上不同地定位流體孔實現在薄膜頂面或底面上入流薄膜。通過形狀鎖合的夾緊也適宜地實現流體密封的密封。