例如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)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的加濕裝置，該加濕裝置例如用于燃料電池。
【背景技術(shù)】
[0002]例如在文件DE102009034095A1或EP1261992B1中所述的已知的用于燃料電池的加濕裝置具有多個(gè)膜(Menbran)，其位于平行的平面中且分開位于之間的流動(dòng)通道，通過該流動(dòng)通道引導(dǎo)潮濕的或干燥的空氣。水分子透過每個(gè)膜從潮濕的空氣流進(jìn)入到干燥的空氣流，其據(jù)此富含濕度。加濕的空氣流被輸送到燃料電池系統(tǒng)，在其中在電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生電流。
[0003]根據(jù)文件DE102009034095A1多個(gè)相疊的膜以堆疊的方式結(jié)合。膜在其邊緣區(qū)域中與殼體的框架部分(Rahmenteil)連接，其中在相鄰的膜的框架部分之間布置有用于流動(dòng)密封的封閉的密封元件。相疊的流動(dòng)通道(在其之間分別布置有膜)由干燥的或潮濕的空氣交叉地流過?？蚣懿糠趾臀挥谥g的密封元件同時(shí)用作間距保持器(Abstandshalter)，使得以彼此間隔開的方式固定平行夾入的膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于創(chuàng)建一種簡(jiǎn)單且緊湊構(gòu)造的加濕裝置，其具有多個(gè)流動(dòng)通道，干燥的或潮濕的氣流流動(dòng)通過該流動(dòng)通道。
[0005]根據(jù)本發(fā)明該目的利用權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求給出有利的改進(jìn)方案。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的加濕裝置允許流動(dòng)空氣富含濕度，從而在空氣流中達(dá)到要求的最少濕度含量。加濕裝置例如使用于燃料電池，在其中在電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生電流。在此富含濕度的空氣供應(yīng)給燃料電池的入口。帶有相對(duì)高的濕度含量的排出空氣在出口側(cè)離開燃料電池；排出空氣被導(dǎo)入到加濕裝置中，在其中濕度經(jīng)由膜傳送給引來的新鮮空氣流。
[0007]此外在其它技術(shù)領(lǐng)域中使用加濕裝置也是可行的。例如加濕裝置可使用于加濕在封閉的空間或艙室(如例如在飛機(jī)中)中的呼吸空氣。
[0008]加濕裝置具有至少兩個(gè)相疊的可透水的膜，該膜容納在殼體中。分別沿著每個(gè)膜的相對(duì)而置的側(cè)邊引導(dǎo)氣流，其中氣流具有不同大小的濕度含量。水通過膜相應(yīng)從帶有較高的濕度含量的氣流到達(dá)帶有較低的濕度含量的氣流。
[0009]在根據(jù)本發(fā)明的加濕裝置中，至少兩個(gè)相疊的膜中的每個(gè)膜褶皺形地容納在殼體中。膜的不同的褶皺分開用于帶有高的和低的濕度份額的氣流的流動(dòng)通道，濕度份額穿過膜至少部分地被平衡。每個(gè)膜可折疊多次，這意味著與傳統(tǒng)的帶有堆疊單元(其帶有多個(gè)分別布置在平行的平面中的膜)的加濕裝置相比顯著的結(jié)構(gòu)上的簡(jiǎn)化。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案中，加濕裝置的每層僅唯一的膜基本上足夠，然而其如有可能可折疊許多次。但還可行的是，每層使用多個(gè)膜，其直接彼此鄰接。至少兩個(gè)(如有可能多于兩個(gè))的膜相疊地布置在加濕裝置中。
[0010]通過膜相疊地堆疊在加濕裝置中(其中每個(gè)膜構(gòu)造成褶皺形)，可達(dá)到進(jìn)一步的效率提升。膜可容納在共同的殼體中。然而有利地，每個(gè)膜布置在分開的帶有模塊殼體的加濕模塊中，其中模塊殼體可堆疊。該實(shí)施方案具有如下優(yōu)點(diǎn)，即膜固定地容納在其相應(yīng)的模塊殼體中且在模塊殼體內(nèi)部在膜的不同的側(cè)邊之間進(jìn)行密封。
[0011]各兩個(gè)加濕模塊有利地鏡像對(duì)稱地堆疊。例如兩個(gè)加濕模塊可底部相靠地結(jié)合在一起，這具有如下優(yōu)點(diǎn)，即側(cè)向待供應(yīng)的氣流可經(jīng)由共同的流入開口引入到膜的相應(yīng)的流動(dòng)通道中。以相應(yīng)的方式經(jīng)由在相對(duì)而置的殼體側(cè)邊上的共同的流出開口導(dǎo)出氣流。據(jù)此總體上降低用于供應(yīng)和導(dǎo)出氣流的接口的數(shù)量。
[0012]根據(jù)另一適宜的實(shí)施方案，鏡像對(duì)稱地堆疊的加濕模塊在彼此毗連的區(qū)域中在沒有底板或蓋板的情況下相互靠放。由此在加濕裝置的內(nèi)部獲得用于待供應(yīng)的氣流的共同的流動(dòng)空間，其分布在位于上方和位于下方的膜的流動(dòng)通道上。共同的流動(dòng)空間位于在位于上方的膜和位于下方的膜之間的中間。例如帶有降低的濕度的新鮮空氣導(dǎo)入到該流動(dòng)空間中，然而帶有提高的濕度份額的氣流在每個(gè)膜的相應(yīng)背離中間的流動(dòng)空間的側(cè)邊上行進(jìn)。
[0013]可為有利的是，經(jīng)由附加的分隔元件分開在膜之間的共同的流動(dòng)空間，以便確保，導(dǎo)入的氣流與每個(gè)膜側(cè)邊直接接觸且因此可經(jīng)由膜發(fā)生高效的濕度交換。位于中間的分隔元件防止在流入開口和流出開口之間筆直地穿流加濕裝置。分隔元件例如由無紡織物(Vlies)制成，其中也考慮其它的紡織材料或者吸收力超強(qiáng)材料。
[0014]可為適宜的是，在膜的褶皺中插入間隔元件，其穩(wěn)定褶皺且防止褶皺坍縮。尤其在在帶有較高的和較低的濕度含量的氣流之間存在壓力差的情況中，間隔元件用于穩(wěn)定褶皺。但在此足夠的是，間隔元件僅插入到帶有較低壓力的氣流的褶皺中，因?yàn)橥ㄟ^較高的壓力防止在另一氣流中的褶皺的坍縮。
[0015]間隔元件有利地在延伸跨過褶皺的長(zhǎng)度。間隔元件有例如構(gòu)造成矩形的插入部件，其保持在基板處。在基板處可容納有大量這種插入部件，其分別伸入到膜的褶皺中。間隔元件有利地實(shí)施成與基板分開且插入到基板中。如有可能插入開口引入到基板中，經(jīng)由該插入開口間隔元件可引入到其在基板處的安裝位置中?？蔀檫m宜的是，將間隔元件的一部分一起噴鑄(anspritzen)到基板處且通過插入開口裝配間隔元件的一部分。例如對(duì)于每隔一個(gè)間隔元件將插入開口引入到基板中。
[0016]根據(jù)另一適宜的實(shí)施方案，間隔元件具有基部支座(Grundtjiger)，其如有可能可實(shí)施為板且為橫向異型部的支座，該橫向異型部確定了褶皺寬度?；恐ё鶅?yōu)選延伸跨過褶皺長(zhǎng)度，橫向異型部可沿著基部支座的高度布置在不同的位置處且按照高度位置具有不同的寬度。由此可考慮在褶皺底部的方向上逐漸變細(xì)的褶皺寬度。
[0017]沿著褶皺(間隔元件插入到該褶皺中)的氣流可沿著基板的兩側(cè)引導(dǎo)。支撐膜的橫向異型部可在此形成沿著基部支座的曲折形的流動(dòng)通道，通過該流動(dòng)通道引導(dǎo)氣體。在基部支座的一側(cè)或如有可能兩側(cè)處流動(dòng)通道的曲折結(jié)構(gòu)確保通過流動(dòng)通道引導(dǎo)的氣流與膜的足夠長(zhǎng)的接觸以用于期望的濕度交換。
[0018]間隔元件尤其基部支座可在端側(cè)的區(qū)域中具有密封元件，其噴鑄到間隔元件處或以其它方式與間隔元件連接。密封元件負(fù)責(zé)在間隔元件的端棱邊和加濕裝置的起容納作用的殼體之間流動(dòng)密封的連接。如有可能在間隔元件處的密封元件與在殼體處的另一密封元件按照迷宮式密封相互作用。
[0019]為了支撐由相當(dāng)薄的材料制成的膜，有利地在膜的至少一側(cè)處貼靠有支撐格柵(Stuzgitter)，該支撐格柵例如由塑料或金屬制成且至少近似優(yōu)選地完全在一側(cè)處延伸越過膜的表面。在支承格柵中的流動(dòng)開口允許在膜的不同的側(cè)邊之間足夠的流動(dòng)交換。膜和支承格柵可相互連接。但如有可能膜僅松動(dòng)地安放在支承格柵上。不僅這樣的實(shí)施方案(即在其中僅在膜的一側(cè)處設(shè)置有支承格柵)而且在膜的兩側(cè)處帶有支承格柵的實(shí)施方案都是可行的。
[0020]根據(jù)再另一適宜的實(shí)施方案，密封元件噴鑄到膜的端側(cè)處。通過密封元件(其沿著膜的褶皺的端棱邊延伸)還防止在膜的不同的側(cè)邊之間的錯(cuò)誤氣流。
[0021]為了膜的邊緣側(cè)的密封還可行的是，兩個(gè)梳形構(gòu)造的側(cè)向的框架部分相互接合。
【附圖說明】
[0022]可從其它權(quán)利、【附圖說明】以及圖紙中得出其它優(yōu)點(diǎn)和適宜的實(shí)施。其中:
圖1顯示了用于例如用于燃料電池的加濕裝置的加濕模塊，帶有模塊殼體，在其中容納有可透水的折疊