尤其用于燃料電池的加濕裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(gè)透水蒸氣的薄膜，它們平行且相互間隔地設(shè)置，其中所述薄膜在邊緣被框架框住。
【背景技術(shù)】
[0002]由EP I 261 992 BI已知這種加濕裝置。加濕裝置附屬于燃料電池并且用于，使空氣流富含水分，接著輸送空氣流到燃料電池系統(tǒng)，在燃料電池系統(tǒng)中以電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流。加濕裝置具有透水蒸氣的薄膜，它夾緊在兩個(gè)框架部件之間，在其中加入用于輸入或排出空氣流的通流孔。穿過(guò)薄膜水分子從潮濕的空氣流擠入到干燥的空氣流，空氣流以這種方式富含水分并接著輸送到燃料電池。
[0003]由US 2001/0046616 Al已知用于燃料電池的加濕裝置，該專利同樣公開(kāi)了夾緊在兩個(gè)框架部件之間的薄膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，給出一種結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單構(gòu)造的加濕裝置，通過(guò)它使空氣流富含水分并且含有多個(gè)透水蒸氣的薄膜，它們被框架框住。
[0005]這個(gè)目的按照本發(fā)明通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征得以實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求給出適宜的改進(jìn)方案。
[0006]借助于按照本發(fā)明的加濕裝置可以使流動(dòng)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(gè)透水蒸氣的薄膜，它們平行且相互間隔地設(shè)置。所述薄膜在邊緣被框架框住。優(yōu)選每個(gè)薄膜附屬于框架或框架部件，其中所述框架或框架部件包括薄膜可以相互疊摞并且形成疊摞單元。
[0007]通過(guò)富含水分的空氣流實(shí)現(xiàn)所需的最少水分含量。所述加濕裝置例如用于燃料電池，在其中可以以電化學(xué)反應(yīng)在使用富含水分的、流經(jīng)的流動(dòng)空氣的條件下產(chǎn)生電流。所述加濕裝置的薄膜對(duì)于水蒸氣是通透的，但是對(duì)于空氣不通透，由此通過(guò)薄膜僅僅產(chǎn)生較高水分的空氣流與較低水分的空氣流的水交換，空氣流作為輸入空氣輸送到燃料電池。所述疊摞單元可以具有更大量的這種分別固定在框架里面的薄膜。所述加濕裝置可以容納在外殼里面、必要時(shí)多個(gè)疊摞單元里面。
[0008]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(jī)或汽車?yán)锩鎸?duì)于富集的呼吸空氣使用加濕裝置。此外所述加濕裝置可以用于廢氣去濕。
[0009]按照本發(fā)明的第一實(shí)施例，所述框架由復(fù)合薄片形成，它具有兩個(gè)位于上下的薄片，在其間分別夾緊薄膜邊緣。所述下薄片和上薄片在其邊緣部位頂靠在薄膜的底面或頂面上并且以這種方式圍繞薄膜邊緣。所述下和上薄片固定地相互連接，由此產(chǎn)生作用于薄膜上的且固定薄膜的夾緊力。
[0010]這個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，位于上下的兩個(gè)薄片可以通過(guò)不同的方式相互連接，而位于其間的、被夾緊的薄膜不必一定與上或下薄片連接。原則上有利的是，所述薄膜僅僅通過(guò)夾緊力固定在上與下薄片之間；無(wú)需與薄片中的一個(gè)薄片另外連接。由此也省去例如必須在薄膜邊緣部位上涂覆粘接劑的必要性，并且省去為此所執(zhí)行的準(zhǔn)備措施，例如腐蝕薄膜邊緣部位。
[0011]而所述薄片可以通過(guò)不同的方式相互連接。優(yōu)選所述上和下薄片相互粘接，其中所述連接在薄膜以外實(shí)現(xiàn)。作為薄片考慮自粘接的薄片或者其它薄片，在其上涂覆例如粘接劑。所述薄片必要時(shí)是疊層薄片。所述薄片的突出邊緣例如具有2mm的寬度。突出的邊緣徑向位于薄膜外棱邊以外并且在這里兩個(gè)薄片相互連接。
[0012]由復(fù)合薄片構(gòu)成框架的另一優(yōu)點(diǎn)在于相當(dāng)微小的厚度。這能夠以相互間微小的距離構(gòu)造具有多個(gè)薄膜的疊摞單元。
[0013]按照本發(fā)明的另一方面，分別框住薄膜的框架由縫線形成，它縫紉到薄膜的邊緣部位里面。通過(guò)縫紉在縫線與薄膜邊緣部位之間實(shí)現(xiàn)形狀鎖合的連接。
[0014]由在邊緣部位與薄膜縫紉的縫線構(gòu)成框架的優(yōu)點(diǎn)是，能夠在邊緣部位實(shí)現(xiàn)不同的造型。此外為了加工框架無(wú)需附加的粘接劑。在加工框架時(shí)還避免不可繼續(xù)使用的多余框架材料。最后利用縫紉也可以在環(huán)繞的框架內(nèi)部與邊緣部位間隔地加入縫紉縫，例如為了使薄膜中的缺口鑲邊和穩(wěn)定，穿過(guò)缺口例如導(dǎo)引管或類似部件。
[0015]原則上可以在薄膜邊緣部位產(chǎn)生不同類型的縫紉縫，例如考慮鋸齒縫、具有包邊的縫等。可以有利地在邊緣部位使用相當(dāng)大量的縫線材料，用于在其邊緣部位達(dá)到所期望的薄膜穩(wěn)定性。
[0016]此外有利的是，所述框架的厚度相當(dāng)微小，由此在疊摞單元中薄膜可以以相應(yīng)微小的間隔相互設(shè)置。
[0017]在邊緣部位中縫紉的另一優(yōu)點(diǎn)在于，在薄膜的邊緣部位中無(wú)需涂覆粘接劑并且相應(yīng)地也無(wú)需預(yù)處理、例如通過(guò)腐蝕等。
[0018]另一優(yōu)點(diǎn)在于，不產(chǎn)生或只產(chǎn)生微少的突出于薄膜邊緣部位的框架，由此不會(huì)由于加工框架在薄膜平面中加大疊摞單元或者至少不顯著加大。
[0019]按照適宜的實(shí)施例，所述縫線由熱塑材料制成，并且在縫紉到薄膜邊緣部位里面以后通過(guò)輸入熱量并且在壓力下熱塑地變形。通過(guò)熱塑變形過(guò)程在邊緣部位實(shí)現(xiàn)類似薄片的表面，此外封閉縫紉微孔，它們通過(guò)縫紉在薄膜邊緣部位中產(chǎn)生。
[0020]按照另一適宜的實(shí)施例，一個(gè)附加線或附加帶敷設(shè)在薄膜邊緣部位上并且被縫線縫繞。通過(guò)這種方式增加在薄膜邊緣部位用于形成框架的材料量并且改善邊緣部位的穩(wěn)定性?？梢栽谶吘壊课坏囊幻嫔匣蛘咴趦擅嫔显O(shè)置一個(gè)或多個(gè)附加線。所述附加線或附加帶適宜地同樣由熱塑材料制成，由此在通過(guò)熱塑縫線縫紉以后可以產(chǎn)生熱塑變形，它也包括附加線或附加帶。
[0021]熱塑變形可以伴隨擠壓縫線或者可能存在的附加線或附加帶。通過(guò)這種方式產(chǎn)生光滑的框架表面，此外使厚度一致。
[0022]必要時(shí)多個(gè)直接位于上下的薄膜分別固定在框架里面，其中中間的、位于中間的薄膜形成功能薄膜并且外部的薄膜分別形成覆蓋膜。由多個(gè)位于上下的薄膜組成的組合分別固定在從屬的框架或框架部件里面。在由具有下和上薄片的復(fù)合薄片構(gòu)成框架的情況下，在其間固定夾緊薄膜組合的邊緣部位，排除通過(guò)薄膜外棱邊的錯(cuò)誤氣流以及排除在薄膜組合的薄膜之間的錯(cuò)誤氣流。同樣適用于具有由縫線形成的框架的加濕裝置結(jié)構(gòu)，其中縫線縫纟刃邊緣部位包括位于上下的薄膜。
[0023]有利地使每個(gè)薄膜或每個(gè)薄膜組合在疊摞單元中分別被框架或框架部件框住。位于上下的框架和薄膜通過(guò)間隔部件相互分開(kāi)，它在框架部位可以由環(huán)繞的粘接劑帶構(gòu)成，它一方面使相鄰框架相互連接，另一方面承擔(dān)密封墊的功能，并且流體密封地封閉在相鄰薄膜之間的流體空間。此外可以在間隔的薄膜之間設(shè)有塑料間隔部件。作為塑料間隔部件也可以使用粘接帶。
[0024]所述疊摞單元適宜地安裝在加濕裝置的外殼里面。必要時(shí)可以在外殼里面安裝多個(gè)疊摞單元，它們分別包括多個(gè)框架和薄膜。
【附圖說(shuō)明】
[0025]其它優(yōu)點(diǎn)和適宜的實(shí)施例由其它權(quán)利要求、附圖描述和附圖給出。附圖示出:
圖1用于燃料電池的加濕裝置俯視圖，具有外殼，在其中容納疊摞單元，后者具有多個(gè)上下疊摞的透水蒸氣的薄膜，
圖2薄膜俯視圖，它被框架框住，
圖3薄膜剖面圖，具有側(cè)面的框架，
圖4疊摞單元，具有兩個(gè)位于上下的薄膜，
圖5具有框架的薄膜的另一實(shí)施例，
圖6具有框架的薄膜的剖面圖，
圖7疊摞單元，具有兩個(gè)上下放