CN102610836B - 离散支撑的湿侧板 - Google Patents

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Abstract

一种水蒸气传输分离器板组件及其制造方法。在由交替的湿侧板和干侧板的堆叠体构成的这种组件中，膜设置在湿侧板和干侧板之间，潮湿流体，例如燃料电池阴极排放物中可见的流体，抵靠每个膜的一侧流动，从而其水分含量中的至少一些行进经过膜到达膜的相对侧上的较低湿度流体。较低湿度流体，例如燃料电池阴极入口中可见的流体，通过经过膜的水分流的操作而经受湿度的增加。通过去除干侧板的扩散介质和连续增强结构，组件的至少一部分可以制造得更薄，从而简化总体组件。

Description

离散支撑的湿侧板
本申请要求于2011年1月20日提交的美国临时申请No.61/434,569的申请日的权益。
技术领域
本发明总体上涉及改进由燃料电池产生的水蒸汽的传输的方法，且更具体地涉及改进的水蒸汽传输(WVT)分离器板组件以及制造这种组件的方法。
背景技术
在许多燃料电池系统中，氢或富含氢气体通过流场供应给燃料电池的阳极侧，同时氧(例如，大气氧的形式)通过独立流场供应给燃料电池的阴极侧。合适的催化剂(例如，铂)通常设置为多孔扩散介质上的层，扩散介质通常由碳织物或纸制成，从而其展现弹性、导电性和透气性。催化扩散介质用于利于阳极侧处的氢氧化和阴极侧处的氧还原。由阳极处的氢分解产生的电流从扩散介质的催化部分穿过且通过独立电路，使得其可以是有用功源，同时，离子化氢穿过MEA与阴极处的离子化氧结合，以形成高温水蒸汽作为反应副产物。在称为质子交换膜或聚合物电解质膜(在任一情况下，PEM)燃料电池的一种燃料电池形式中，全氟磺化酸(PFSA)离聚物膜(例如，)形式的电解质组装在阳极和阴极的扩散介质之间。该分层结构通常称为膜电极组件(MEA)，且形成单个燃料电池。许多这样的单个电池可以组合以形成燃料电池堆，从而增加其功率输出。
燃料电池，尤其是PEM燃料电池，需要平衡水液位以确保适当操作。例如，重要的是避免燃料电池中具有过多的水，这可能导致反应物流场通道的溢流或相关阻塞，从而妨碍电池操作。另一方面，过少的水合作用限制膜的导电性且可能导致过早电池故障。加剧维持水液位平衡的困难的是，在燃料电池中发生许多相冲突的反应，其同时增加和减少局部和总体水合水平。
确保燃料电池内的适当水合水平的一种方法包括在反应物进入燃料电池之前湿化反应物中的一种或两者。例如，可以使用阴极处产生的水，借助于合适的加湿装置，以减少阳极或PFSA离聚物膜的脱水的可能性。这样的加湿装置的一个示例是WVT单元(也称为膜加湿器)，其从潮湿燃料电池流动路径(也称为流动通道)吸取水分且将其置于用于传输水分低的反应物的供给路径中。这通常通过使用设置在相邻高湿度和低湿度流体之间的WVT膜来完成。所述膜允许水蒸汽从较高湿度流体穿过所述膜到达较低湿度流体，同时抑制入口气体在不首先穿过燃料电池的情况下从低湿度流体不希望地直接传送到含有高湿度流体的出口。在一种结构形式中，该膜可以附连到扩散介质层(也称为气体扩散介质(GDM))，其总体上类似于上述MEA的扩散层(除了催化剂层之外)。这种膜和扩散介质层组合可以称为分离器、分离器板或膜加湿器组件。许多这种分离器板可以堆叠在一起，从而交替层利于干燥和潮湿流体的分别通过。在一个形式中，WVT单元包括湿侧分离器板(也称为湿侧板)和干侧分离器板(也称为干侧板)的交替层。
已知制造具有整体流动通道的由塑料板制成的WVT分离器组件，其中，气体扩散和膜层使用压敏粘结剂(PSA)附连到塑料板。这种方法的制造、修理或更换是耗时和昂贵的。此外，使用塑料板增加了分离器板的总体尺寸。
不包含塑料板的用于燃料电池系统的示例性膜加湿器在Skala的美国公布专利申请2009/0092863中公开，其由本发明的受让者拥有且在此通过参考全文引入。该申请中所述的装置描述了用于WVT单元的膜加湿器组件，其具有由扩散介质形成的顶侧和底层，扩散介质继而由用未固化树脂浸渍的玻璃纤维形成。大致平面的细长带状物阵列设置在扩散介质顶层和底层之间以提供顶层和底层的增强且保持顶层和底层之间间隔开。虽然Skala系统解决了先前WVT分离器板设计的许多缺陷，但是将期望使用分离器板组件堆叠体来进一步减少WVT单元的总体尺寸、重量和复杂性。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种分离器板组件可以制成较薄、较轻和较简单，以实现在WVT装置的相邻流场之间水蒸汽的有效传输，以便提供WVT干侧的湿化。所述组件可包括彼此隔开的一对湿侧分离器(或分离器板)。一对WVT膜设置在该对湿侧分离器的外表面上或附近，使得所述膜彼此面对面以在它们之间限定干侧流动通道。设置在该对WVT膜的面对面表面之间的间隔构件限定相邻湿侧分离器板之间的干侧区域的厚度。通过这种结构，取代常规干侧板形成的通道具有的厚度基本上由间隔构件限定，而不是由常规绳和附加扩散介质限定。因而，即使在干侧流动通道中存在附加支撑结构，它们也不会造成干侧流动通道厚度增加超过间隔构件所建立的厚度。此外，限定干侧流动通道的相对顶表面和底表面(或者侧向表面，取决于燃料电池取向)的湿侧WVT膜的存在意味着不存在或消除多余膜结构，这进一步有助于燃料电池厚度和部件数量。在一个优选形式中，间隔构件可以是沿反应物流的方向沿相对边缘设置的带的形式。
根据本发明的另一方面，一种制造这种分离器板组件的各个板的方法可以用于制作较简单、重量较轻、较低成本的WVT单元。所述方法包括：提供具有第一和第二表面的一对湿侧分离器；将WVT膜应用于该对湿侧分离器的第一表面；应用边缘带，所述边缘带定位在所述WVT膜中的至少一个的表面的相对边缘上；以及层叠该对湿侧分离器，其中，WVT膜彼此面对面。由此，位于该对WVT膜之间的边缘带限定在该对水蒸汽传输膜之间形成的流动通道的大致全部厚度。
如结合本发明的至少上述方面所讨论的，分离器板组件可以在没有常规干侧分离器板的情况下制成，其可以用边缘处以及板表面上的任选间歇性(即，离散的)支撑位置处的垫片取代。该配置类似于堆叠的多个湿侧板，从而在每个相邻的堆叠板或层之间是通过相邻湿侧板之间的边缘垫片和离散支撑件形成的薄干侧流动区域。位于湿侧和干侧流场之间的膜允许水分从前者传送到后者。
与湿侧分离器的相对侧上的相对平衡压力(例如，由于来自于阴极供给压缩机的相对均匀的进入干侧空气压力)结合，垫片和离散支撑件足以避免在WVT操作期间否则可能发生的振动和相关震动现象。此外，离散支撑件确保板之间的一致间隔，从而导致WVT堆叠体内的均匀分布干侧质量流。
如果期望，WVT组件可以使用在生产最终产品时消除板堆叠操作的过程制造。例如，可以使用基于卷筒物的过程，其利于连续形成湿侧分离器板，其中，堆叠体由被打褶和Z型折叠的连续卷筒物物品构成。在一个形式中，与常规“纸和绳”(“paper and string”)板配置或塑料板配置相比，去除干侧板导致干侧流动通道高度的显著减少。本发明人已经发现，通过用本发明方法取代“纸和绳”干侧板，可以实现相继湿侧板之间的间隙中的干侧流动通道高度的大约67％的减少或者对于塑料板配置减少高达大约75％。
具有离散支撑湿侧板的WVT组件可以具有以下益处中的一个或多个。在一些实施例中，WVT组件可以具有改进的水传输速率性能，例如，已经证实，在原型WVT组件中，在低流量时增加大约5％且在高流量时增加大约25％。这允许减少所需膜活性区域且因而伴随着减少分离器组件的数量。因而，WVT组件由于以下中的一个或多个原因可以具有较低成本：(1)消除膜活性区域(和相关板数量)、(2)消除干侧分离器组件部件和(3)堆叠WVT芯作为分离器组件生产过程的一部分。由于消除干侧分离器组件部件(例如，每个干侧分离器组件3.4克，可能是大约350克每个芯(取决于WVT组件中的湿和干侧组件的数量)，WVT组件可以具有较低质量，或者2.6千克目标的大约13.5％)。由于消除干侧分离器组件部件(例如，对于采用两件式GDM具有87绳的干侧板来说，大约10000件每个芯)，WVT组件可以具有较低部件数量。WVT组件可以具有减少的干侧通道高度(例如，每个电池大约减少400微米或在包含100个干侧流动通道的WVT芯上40毫米，或者占地面积的等同减少，如果希望)。由于消除干侧板中先前包含的GDM中的两件，WVT组件可以具有减少的干侧流动通道高度变化。
方案1.一种水蒸汽分离器板组件，包括：
一对湿侧分离器板，每个都在其中限定湿侧流动通道区域；
一对水蒸汽传输膜，该对水蒸汽传输膜设置在该对湿侧分离器板的相应表面上，从而在它们之间形成大致平面的干侧流动通道区域；和
至少一个间隔构件，所述至少一个间隔构件设置在该对水蒸汽传输膜之间，从而所形成的干侧流动通道区域具有的厚度基本上由所述至少一个间隔构件限定。
方案2.根据方案1所述的组件，还包括设置在所述干侧流动通道区域内的至少一个离散支撑件。
方案3.根据方案2所述的组件，其中，所述离散支撑件是点状物、突起、丝线或其组合。
方案4.根据方案3所述的组件，其中，所述点状物由选自现场固化粘结剂和衬有压敏粘结剂的垫料的组制成。
方案5.根据方案3所述的组件，其中，所述突起由热成形边缘带材料制成。
方案6.根据方案3所述的组件，其中，所述丝线由选自塑料、分散粘结剂和玻璃的组制成。
方案7.根据方案1所述的组件，其中，该对湿侧分离器板的湿侧流动通道区域配置成利于大致垂直于相邻干侧流动通道区域的流动。
方案8.根据方案7所述的组件，其中，湿侧流动通道区域通过沿该对隔开的扩散介质设置的至少一个丝线形成。
方案9.根据方案1所述的组件，其中，所述至少一个间隔构件包括至少一个边缘带。
方案10.一种制造水蒸汽传输组件的方法，所述方法包括：
提供多个湿侧分离器板，每个都具有在其中形成的至少一个湿侧流动通道区域，每个湿侧分离器板都包括至少一个扩散介质，所述至少一个扩散介质具有附连到其上的水蒸汽传输膜；
应用多个间隔构件，所述间隔构件基本上定位在所述多个湿侧分离器板中的至少两个的面对面表面上，从而在它们之间形成干侧流动通道区域；和
将所述至少两个湿侧分离器板彼此层叠。
方案11.根据方案10所述的方法，还包括：在层叠之前，在所述干侧流动通道区域内应用至少一个离散支撑件。
方案12.根据方案11所述的方法，还包括：将粘结剂涂覆于所述至少一个离散支撑件。
方案13.根据方案11所述的方法，其中，除了由于所述至少一个离散支撑件所引起的之外，所述干侧流动通道区域在边缘带之间基本上没有流动障碍物。
方案14.根据方案10所述的方法，其中，所述间隔构件包括在所述气体扩散介质层中的至少一个上的一对边缘带，从而在层叠后，气体扩散介质和该对边缘带形成所述多个湿侧分离器板中的一个。
方案15.根据方案14所述的方法，还包括：在层叠之前，在该对气体扩散介质层之间设置离散支撑件。
方案16.根据方案15所述的方法，其中，除了由于所述离散支撑件所引起的之外，所述干侧流动通道区域在该对边缘带之间基本上没有流动障碍物。
方案17.根据方案14所述的方法，还包括：
在应用该对边缘带之前，刻痕所述湿侧分离器板中的至少一个；
将该对边缘带应用于与刻痕相邻且平行于刻痕的表面的相对边缘上；和
在层叠该对湿侧分离器之前，在刻痕上折叠湿侧分离器。
方案18.根据方案10所述的方法，其中，干侧流动通道区域在设置在该对水蒸汽传输膜之间的边缘带之间形成，从而干侧流动通道区域的厚度基本上由边缘带限定。
方案19.根据方案18所述的方法，其中，所述干侧流动通道区域在边缘带之间基本上没有流动障碍物。
附图说明
具体实施例的以下详细描述可以在结合以下附图阅读时更好地理解，其中，相同的结构用相同的附图标记表示且其中：
图1是示出了具有相对于燃料电池堆的代表性WVT单元设置的燃料电池系统的一部分的示意图；
图2是根据现有技术的WVT的湿侧和干侧分离器板的交替堆叠体的分解图；
图3示出了图2的WVT的三板分离器板组件部段的侧向图；
图4示出了根据本发明方面的沿由湿侧板构成的分离器板组件的对等部段的干侧流动通道看的侧向图；
图5示出了湿侧板的各种可能离散支撑配置；
图6示出了本发明的制造离散支撑湿侧板的热压方法；
图7示出了本发明的制造离散支撑湿侧板的基于卷筒物的方法的简化图；和
图8A至8H示出了根据图7的轧制过程形成离散支撑的WVT分离器板组件的各个步骤。
具体实施方式
首先参考图1，示出了由燃料电池堆10构成的燃料电池系统1，包括许多独立燃料电池，其中每个均具有阳极12和阴极14。各个流动路径用于将反应物及其副产物传输往复相应阳极12和阴极14。WVT单元30流体地联接到流动路径20的合适部分以促进排放物24和供给物22之间的水分交换。具体地如阴极14所示，来自于压缩机(未示出)的干燥空气在一定范围的压力和低湿度(通常大约0％)内通过供给物22供给到WVT单元30中。类似地，从阴极14排出的排放物通过排放物24到达WVT单元30。阴极排放物24处于比在供给物22侧进入WVT单元30的空气更低的压力和更高的湿度。由许多湿侧和干侧板构成的芯在WVT单元30内，其以交替设置堆叠，从而(除了最外的板之外)每个板都夹在相反流动路径的板之间。
接下来参考图2和3，示出了已知分离器板的细节。WVT单元30的芯40由板50和60的堆叠体构成，其中，一个用作湿侧板，另一个用作干侧板。每个板50和60包括分别由GDM 52和62制成的大致平面顶层和底层。每个板50和60内的顶层和底层52和62彼此隔开以限定流动通道54和64，从而利于相应潮湿排放物24和供给物22流动通过板边缘。在现有技术的一种形式中，通道54、64可以整体形成为相应板的一部分，而在另一种形式中，它们可以独立地形成有带状(或绳状结构)66(以代表性方式在板60的通道64内示出)，其可以用粘结剂68(例如，热熔粘结剂)粘附到构成相邻顶或底板表面的相应扩散介质。本领域技术人员将理解的是，对等绳和粘结剂可以用在板50中。且这种绳状结构66可以限定大致矩形轮廓、大致圆柱形轮廓或任何其它熟知形状。边缘带55和65(当前仅仅示出后者)沿其长度与流动通道54和64对齐。边缘带55和65帮助提供限定通道54和64的厚度的间隔；例如，湿侧通道64的高度由边缘带65或绳66的厚度限定，同时GDM 62的附加厚度为板60的总厚度作贡献。
WVT膜70在相邻堆叠板50和60的面对面GDM表面52、62之间限定水蒸汽可渗透屏障。WVT膜70由适合于允许水从湿侧流动路径传输到干侧流动路径而同时抑制入口空气通过的材料制成，入口空气否则将在不首先通过燃料电池阴极的情况下直接传送到排放物流中。可以看出，板60的厚度的大部分由绳66的厚度限定。在一个示例中，间隙(定义为周围膜70之间的厚度且由绳66和绳66直接上方和下方的扩散层62的组合厚度构成)为大约0.63毫米。板50(和伴随的间隙)的厚度也大部分由绳66限定；但是由于板50经受较高负载(由于比干侧较低的内部压力)，因而它们不太经得起去除限定通道的绳66或相关结构。
接下来参考图4，示出了根据本发明方面的构成WVT芯一部分的板组件140，包括夹在两个板150之间的板160。在本上下文中，措辞“组件”意味着指代通过制造方法彼此附连、紧固或以其它方式连接的两个或更多部件，从而如此组装的部件集合形成完整机器、结构或机器单元。因而，组件140可形成如图所示层叠在一起的单个板150和单个板160，以及许多交替的板150、160的较大层叠或夹层堆叠体，使得组件140限定WVT单元(例如，先前示出的WVT单元30)的芯的一些或全部。板150包括上部和下部扩散介质152，在它们之间限定通道154。扩散介质152可以由任何常规材料形成，例如玻璃纤维、基于玻璃的(或其它)纸、碳织物等。类似地，WVT膜170可以是任何常规的膜，例如上文所述用于燃料电池MEA中的PFSA离聚物膜、亲水性聚合物膜或聚合物复合膜。边缘带155(在图5中示出)有助于以与图2所示大致类似的方式限定大致共延(延伸范围相同)的流动路径(即，流动通道)。
与图3所示的结构不同，板160没有扩散介质。形成干侧流动通道164的大致平面形状区域由膜170限定，膜170附连到板150的湿侧扩散介质152的相应表面，而湿侧流动通道154(在图4中示出，在板150的左和右边缘之间延伸)沿大致垂直路径流动，以促进交替的板150、160之间的增强水分交换。从板160去除扩散介质以及使用离散支撑件作为避免使用上述增强绳的方法允许组件140展现较低轮廓形式。这种离散支撑件相对于现有技术显著地减少组件140的轮廓。离散支撑件的示例在图4和5中图示为点状物151、突起153和丝线157。在一个非限制性示例中，在使用离散支撑件时，板160中的通道164高度(与间隙厚度一致)从大约0.63毫米减少为大约0.22毫米，表示通道164厚度减少大约67％。在该上下文中，离散支撑件是不连续的(例如，在点状物151和突起153的情况下)或者如果是连续的，由于支撑件的微小尺寸(例如，丝线157)，实现通道厚度(如图所示，在通道164中)的这种大的减少，从而极大地减少组件140的总轮廓。从干侧板去除扩散介质和增强绳等价于完全去除板160，唯一剩余结构是间隔构件(以边缘带165的形式示出)，间隔构件呈现为限定上述通道174的高度以允许干侧流体从中流过。已经确定，在干侧通道164内不需要连续增强结构，因为从压缩机引入组件的干侧流体的压力足以防止通道164塌陷。
在一些实施例中，为了避免振动，保持一致的板间隔或，避免与包括组件140的WVT单元的操作有关的相关结构问题，离散支撑件可任选地设置在板160的通道164中以代替现在没有的绳或相关增强结构，其否则压靠WVT膜170的相对侧。这些离散支撑件优选在膜170上形成或者与膜170接触。参考图5，示出了用于板150的扩散介质152的一个表面，其中，侧面包括各种形式的离散支撑件抵靠膜170设置或在膜170上设置，其中，可以使用三种不同方法。在第一方法中，现场(CIP)热熔或固化的点状物151的重复图案应用于膜170表面。点状物151可以作为轧制过程的一部分应用于膜170，如下文更详细讨论的那样，或者可以是能够以液体或半液体形式分配且然后固化的任何材料。在一种形式中，点状物151可以是大约200微米厚。在第二方法中，偏置热成形突起153可以沿板150的限定流动路径入口和出口的边缘在边缘带材料中形成；在一种形式中，热模可以用于制造突起153；这种突起153可以热成形到板150上的边缘带155中。各种形式的离散支撑件还允许减少电池之间的间隙，同时防止在消除绳或相关分离器装置时空气流引起的振动。如同点状物151那样，在一种形式中，边缘突起153可以为大约200微米厚。本领域技术人员将理解，点状物151或边缘突起153的该200微米厚度显著地小于结合现有技术所示和所述的厚度。在第三方法中，丝线157用作离散支撑件，其数量和直径(或相关厚度尺寸)相对于图3的结构中所示的绳66显著地减少。这种丝线157可以在堆叠过程期间安装，其中，它们可以使用相应入口和出口边缘上的热熔物热熔到位。这些方法可以单独或彼此组合使用以实现期望程度的离散增强。在获得丝线157的情况下，它们可以(在一种形式中)使用连接件独立地附连到板160，而在另一种形式中是可以在堆叠过程期间设置在板160之间的编织物形式。边缘带155，沿其流动路径尺寸延伸板150的长度，可通过使用少量压敏粘结剂(PSA)点状物(未示出)使热熔物或其它粘结剂施加到其上(例如，在前述轧制过程期间)。可依赖热熔物的随后再激活来实现边缘密封。
接下来参考图6，示出了热压机200的简化型式。在这种方法中，热压机200包括上部工具部分210和下部工具部分220。下部工具部分220可以制造为装配到由丝线编织固定装置230限定的空间内，用作框架来将下部扩散介质152保持到位，同时边缘带155和来自于上述第三增强方法的上述丝线157形式的间隔构件叠置以通过热熔粘结剂等附连到扩散介质152。在一种形式中，丝线157可以由聚丙烯、玻璃或相关结构材料制成，而边缘带155可以由用热熔粘结剂涂覆的聚丙烯制成。一旦要组装的所有部件都在压机200内到位，上部工具部分210就在显著的压力和温度下被朝下部工具部分220带动，以促使部件和粘结剂固结。与热压方法有关的细节在Skala的前述公布申请中讨论。
在一种形式中，板150可以以轧制过程制造，其中，膜170附连到或以其它方式靠近板150的两侧，其由扩散介质152形成。接下来参考图7，示出了使用示例性丝线315(可以与图5所示的丝线157相同)的更自动的轧制过程300。本领域技术人员将理解，自动化轧制过程300可以适合于使用点状物151或其它离散支撑件，如图5所示。与上述热压机200不同，轧制过程300通过基于滚轮的纸站335和膜站375利用板150的连续生产。纸站335和膜站375的配置使得一个或相继的一系列滚轮可用于实现期望程度的层叠形成。丝线315或其它相关增强物(如上所述，如果期望，可以用粘结剂涂覆)的线轴310从线轴架布线通过对齐工具320，从而它们作为丝线315的大致平面阵列在从相对滚轮330供给的湿侧扩散介质152层之间引入。如果期望，扩散介质152可以在与增强丝线315固结之前预加热。合适的预加热方法包括但不限于加热滚轮和红外手段。从卷筒物供给的边缘带165沿其横向边缘在上部和下部扩散介质层152之间引入。如同丝线315那样，如果期望，边缘带165可以用粘结剂涂覆。上部扩散介质152/丝线315/边缘带165/下部扩散介质152层叠体然后借助于使得它们通过加热滚轮340而固化，从而粘结剂(如果存在的话)将它们固化。如果期望，滚轮340可以由硅树脂制成或者用硅树脂处理，以利于在扩散介质152已经与丝线315或边缘带165结合后从相应供给滚轮释放上部和下部扩散介质152。
扩散介质152表面上的热熔物被再次加热且用于结合来自于卷筒物370的膜170。如果需要，附加粘结剂在膜站375上游的站350处应用。任选冷却站(未示出)可以包括在纸站335和膜站375之间以加速层叠体的固化过程。膜站375以与纸站335总体类似的方式配置，其中，它在扩散介质152的外表面上放置来自于卷筒物370的膜170层，其构成层叠体。类似地，压缩滚轮380促使膜170到粘结剂上，以用于紧固组件。可以包括附加冷却站(未示出)，以用于不管是来自于粘结剂站350还是其它地方的粘结剂的更快固化。在其下游，打印头和切割站(均未示出，后者是作为切割滚轮的示例性形式)可用于将组装的层叠体切割至希望长度。从那里，层叠体可以在模切站(未示出)处模切成分离器板形状。因而，部件可以使用模、激光、水喷流或类似物来冲切。可以采用附加步骤，包括将各个板堆叠到芯或相关包装中。类似地，分配站可以用于生产线且将板-板粘结剂放置在部件上，用于在切割至一定长度之后直列堆叠。
具体地参考图8A至8H，还可以使用层叠体的连续卷筒物400的各种操作和堆叠方法。在一种形式中，这种操作包括刻痕405(图8B)和Z型折叠(图8C至8E)连续层叠体400；这种方法粗略地类似于用于彩(或相关游戏)票卷筒物中的那样。如上所述的边缘带155、165可以在刻痕405处增加(以形成干燥流场)，同时卷筒物400将打褶，直到达到电池的数量且然后切割以形成一个完整WVT芯。该方法可以显著地减少芯部件数量；在定尺寸用于机动车应用的WVT的一个示例中，这种方法可以将部件数量减少大约3500。这种方法还可以导致使用前述离散丝线粘结剂，这继而可导致更多的多孔扩散介质152。具体地，由于Z型折叠堆叠体500现在将采用如图7中的过程所示的一系列连续丝线，引入可以使用间歇性热熔物应用，取代连续热熔物涂覆的丝线，从而减少用热熔物沉浸的扩散介质152的量，这继而将减少在沿生产路径前进时扩散介质152中的传输阻力。
切割站(未示出)可刻痕卷筒物400的板150的顶部和底部两者以形成湿蒸汽流动路径。一旦在板150中设置足够的折叠部，将允许手风琴形状的一系列折叠(图8E至图8G)。除了常规刀片之外，可以使用其它方法。在一种具体形式中，可以使用设置为合适功率水平的激光。
具体地如图8F和8G所示，一些间隔构件或相关支撑件可以添加到已刻痕板150。除了在相邻电池折叠时形成它们之间所需的间隔之外，这些间隔构件(例如，来自于上述图5的前述点状物151、突起(或尖头)153、连续丝线157、以及边缘带155)用于避免振动和相关问题。也如上文所述电池之间的一定间隔(例如，大约200微米)被认为有益于允许干燥空气在相邻面对面的电池之间流动。一旦添加垫片和支撑件，板150的各个部分沿靠近刻痕的打褶部折叠以构建如图8H所示的组件，以产生Z型折叠堆叠体500。上述间隔，虽然不必是最小值，但是可以定尺寸在流体流经通道时产生流体的期望压力下降。在一种示例性形式中，间隔是600微米，包括400微米通道和两层100微米扩散介质152。
虽然为了说明本发明已经示出了某些代表性实施例和细节，但是本领域技术人员将理解的是，可以作出各种变化，而不偏离由所附权利要求限定的本发明范围。

Claims (17)

1.一种水蒸汽分离器板组件，包括：
一对湿侧分离器板，每个都在其中限定湿侧流动通道区域；
一对水蒸汽传输膜，该对水蒸汽传输膜设置在该对湿侧分离器板的相应表面上，从而在它们之间形成大致平面的干侧流动通道区域；
至少一个间隔构件，所述至少一个间隔构件设置在该对水蒸汽传输膜之间，从而所形成的干侧流动通道区域具有的厚度基本上由所述至少一个间隔构件限定；和
设置在所述干侧流动通道区域内的至少一个离散支撑件。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述离散支撑件是点状物、突起、丝线或其组合。
3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述点状物由选自现场固化粘结剂和衬有压敏粘结剂的垫料的组制成。
4.根据权利要求2所述的组件，其中，所述突起由热成形边缘带材料制成。
5.根据权利要求2所述的组件，其中，所述丝线由选自塑料、分散粘结剂和玻璃的组制成。
6.根据权利要求1所述的组件，其中，该对湿侧分离器板的湿侧流动通道区域配置成利于大致垂直于相邻干侧流动通道区域的流动。
7.根据权利要求6所述的组件，其中，湿侧流动通道区域通过沿一对隔开的扩散介质设置的至少一个丝线形成。
8.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少一个间隔构件包括至少一个边缘带。
9.一种制造水蒸汽传输组件的方法，所述方法包括：
提供多个湿侧分离器板，每个都具有在其中形成的至少一个湿侧流动通道区域，每个湿侧分离器板都包括至少一个扩散介质，所述至少一个扩散介质具有附连到其上的水蒸汽传输膜；
应用多个间隔构件，所述间隔构件基本上定位在所述多个湿侧分离器板中的至少两个的面对面表面上，从而在它们之间形成干侧流动通道区域；
将所述至少两个湿侧分离器板彼此层叠；和
在层叠之前，在所述干侧流动通道区域内应用至少一个离散支撑件。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：将粘结剂涂覆于所述至少一个离散支撑件。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，除了由于所述至少一个离散支撑件所引起的之外，所述干侧流动通道区域在边缘带之间没有流动障碍物。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述间隔构件包括在所述扩散介质中的至少一个上的一对边缘带，从而在层叠后，扩散介质和该对边缘带形成所述多个湿侧分离器板中的一个。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：在层叠之前，在该对边缘带之间设置离散支撑件。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，除了由于所述离散支撑件所引起的之外，所述干侧流动通道区域在该对边缘带之间没有流动障碍物。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括：
在应用该对边缘带之前，刻痕所述湿侧分离器板中的至少一个；
将该对边缘带应用于与刻痕相邻且平行于刻痕的表面的相对边缘上；和
在层叠湿侧分离器板之前，在刻痕上折叠湿侧分离器板。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，干侧流动通道区域在设置在该对水蒸汽传输膜之间的边缘带之间形成，从而干侧流动通道区域的厚度基本上由边缘带限定。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述干侧流动通道区域在边缘带之间没有流动障碍物。
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