CN104587837A - 用于隔离流体的设备的空心纤维模块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于隔离流体的设备、尤其是空气湿润器、尤其是用于燃料电池装置的空气湿润器的空心纤维模块（10）及其制造方法。壁由部分通透结构构成的多个空心纤维（16）并排延伸。在空心纤维（16）之间布置至少一个扁平的流体可透过的间隔介质（20）。所述至少一个间隔介质（20）具有自保持其扁平状态的结构。至少一个间隔介质（10）对两个相邻空心纤维（16）中的至少一个空心纤维至少在朝向相应另一空心纤维（16）的侧至少部分周界地进行包围。

Description

用于隔离流体的设备的空心纤维模块及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于隔离流体的设备、尤其是空气湿润器、尤其是用于燃料电池装置的空气湿润器的空心纤维模块，其具有多个空心纤维，所述空心纤维的壁由部分通透的结构构成，所述空心纤维并排延伸并且在所述空心纤维之间布置至少一个扁平的流体可透过的间隔介质，该间隔介质具有自保持其扁平状态的结构。

另外，本发明涉及一种用于制造用于隔离流体的设备、尤其是空气湿润器、尤其是用于燃料电池装置的空气湿润器的空心纤维模块、尤其是根据本发明的空心纤维模块的方法，其中壁由部分通透结构构成的多个空心纤维并排布置并且在所述空心纤维之间布置至少一个扁平的流体可透过的间隔介质，该间隔介质具有自保持其其扁平状态的结构。

背景技术

从US 20090115078 A1中公知了空心纤维的一种装置，该装置尤其良好地适用于燃料电池的湿润器。该空心纤维装置由水蒸汽可透过的空心纤维制成。在此，第一空气流可以被引导到空心纤维中，并且第二空气流可以在空心纤维之外引导。这些空心纤维借助于设备彼此保持一定间隔。该设备具有由无纺材料制成的平坦轨道的形式，该轨道被布置为垂直于第二空气流。由无纺材料制成的轨道由合成纤维制成，该合成纤维彼此连接得使得通向阻力是小的。反之，该设备也可以由开孔泡沫、尤其是聚氨酯泡沫制成。在空心纤维装置中，与由无纺材料制成的轨道处于相同侧的空心纤维可以彼此贴合。

本发明所基于的任务在于，构造一种空心纤维模块以及一种用于制造空心纤维模块的方法，其中每个空心纤维都可以与其相邻空心纤维保持一定间隔。

发明内容

根据本发明，该任务通过如下方式来解决：至少一个间隔介质将两个相邻空心纤维中的至少一个空心纤维至少在朝向相应另一空心纤维的侧至少部分周界地包围。

因此根据本发明，所有相邻空心纤维都用至少一个间隔介质保持一定间隔。有利地可以为所有空心纤维设置几乎相同的间隔。通过这种方式，可以实现空心纤维模块中的空心纤维处的均匀密度。因此，可以实现对空心纤维模块的均匀流经和加载荷。因此还可以避免：在引入流体时，低纤维密度的区域优先被流体流经。因此可以防止：在那时空心纤维模块的具有较高纤维密度的区域较低程度地被流体流经，并且空心纤维的在那里存在的纤维面未被使用。此外，因此可以避免：尤其是在横向于空心纤维的纵轴的强烈流体流的情况下，这些空心纤维未被均匀和可靠地彼此隔离并使空心纤维束紧凑化。可替代地，相邻空心纤维之间的间隔可以改变。通过这种方式可以改变空心纤维模块中的流动分布。

要隔离的流体可以有利地是气态流体。气态流体可以具有低粘性。气态流体有利地可以是用水蒸汽饱和化的空气。通过这种方式，可以在将用水蒸汽饱和化的具有高水含量的空气引导通过空心纤维模块时防止：在强烈空气流的情况下促进空心纤维的粘合。因此，可以提高空心纤维模块尤其是在用于空气湿润器、尤其是燃料电池装置的空气湿润器的情况下的可靠性。

通过两个相邻空心纤维中的至少一个至少部分周界地被至少一个间隔介质包围，所述至少一个间隔介质可以扁平地防止所述相邻空心纤维可能过于彼此接近或者甚至彼此接触。因此，也可以防止相邻空心纤维的最小接触。所述至少一个间隔介质可以有利地延伸到空心纤维的对于隔离的有效整个长度上。所述至少一个间隔介质有利地可以至少延伸到所述两个相邻空心纤维中的至少一个的周界的四分之一上。通过这种方式，可以用单个间隔介质将空心纤维相对于两个相邻空心纤维保持一定间隔。所述至少一个间隔介质优选地可以至少延伸到所述两个相邻空心纤维中的至少一个的周界的一半上。通过这种方式，可以将具有所述至少一个间隔介质的空心纤维的这两个相邻空心纤维在共同的平面内布置在该空心纤维的相对周界侧上。因此，可以进一步减少空心纤维的空间需求。

所述至少一个间隔介质具有自保持其扁平状态的结构。这意味着，间隔介质也可以在没有空心纤维的情况下保持其扁平状态。在此，间隔介质仍然是可变形的、尤其是可伸长和/或可弯曲的。空心纤维和间隔介质因此可以彼此分开地预先制造。不需要以任何方式将空心纤维用至少一并形成所述至少一个间隔介质的另一种材料来加工、尤其是纺织、机器编织、针织、刺绣、编制、编织、缝纫或其他类型的纺织方式进行加工。也不需要空心纤维具有支承和/或成形功能，以便维持所述至少一个间隔介质的扁平状态。通过这种方式，可以减少对空心纤维的机械和/或几何要求。另外，因此可以简化空心纤维和/或间隔介质的制造。此外，可以简化空心纤维关于所述至少一个间隔介质的布置。

在特别有利的第一实施方式中，所述至少一个扁平间隔介质可以是波浪形或锯齿状形状的垫，并且空心纤维可以交替地布置在垫的相对侧的波谷或波纹谷底上。因此，空心纤维可以分别布置在波谷或波纹谷底中并且由此部分周界地被所述至少一个间隔介质包围。通过这种方式，可以在垫的一侧的两个相邻空心纤维之间在垫的相对侧上布置各一个空心纤维，该空心纤维位于那里的相应波谷或波纹谷底中。因此，处于相应同一侧的两个相邻空心纤维可以被处于相对垫侧的空心纤维以及包围其的垫片段彼此隔离。

垫有利地可以在置入空心纤维以前就已经被置于波浪形或锯齿状形状。垫有利地可以被压印。借助于压印，可以简单地实现波谷或波纹谷底。波浪形状或波纹形状也可以通过折叠垫来实现。可替代地，垫可以首先通过以一定方式置入空心纤维而被置于波浪形或锯齿状形状。

 波浪或波纹的间隔、其宽度和/或其深度有利地可以在垫的伸展上是均匀的。通过这种方式，空心纤维可以沿着垫均匀地布置。波谷或波纹度谷底的深度有利地可以对应于空心纤维的外直径。通过这种方式，空心纤维可以分别在大范围上、至少在其周界的一半上被所述至少一个间隔介质包围。因此，空心纤维可以以节省空间的方式在共同的平面内布置交替地在垫的相对的侧上。通过这种方式，可以简单地实现由空心纤维构成的平坦的层，所述空心纤维在垫的相对的侧上放置在波谷或波纹谷底中。

波浪间隔或波纹间隔有利地可以为3mm至6mm、优选大致4mm。波浪高度或波纹高度有利地可以为2.5mm至4.5mm、优选大致3.5mm。

波谷或波纹谷底在其谷底的走向有利地对应于空心纤维的轮廓，使得空心纤维可以分别扁平地紧贴到波谷或波纹谷底中。

垫有利地可以由无纺、所谓非纺材料、尤其是无纺织物制成。在使用空心纤维模块来与低粘性流体进行隔离时，无纺垫材料可以通过其堵塞作用导致流体流的均匀化。通过这种方式，可以减少、优选避免死区和未被利用的过滤面。垫也可以由织物类、尤其是纺织、针织、刺绣、编织、缝纫或机器编织的材料制成。

垫有利地可以对流体具有大的通透性，使得可以减小在流经垫时出现的压力损失。

垫的材料有利地可以是挠性的、尤其是弹性的，使得其形状可以简单地与空心纤维和/或与以后的空心纤维模块的形状相匹配。此外，可以用挠性材料来简单地补偿空心纤维模块中的可能的、尤其是运行造成的振动，以便防止对空心纤维模块的干扰或损坏。

在另一有利的实施方式中，空心纤维可以借助于至少一个固定装置、尤其是至少一个横向于波浪或波纹延伸的固定装置条固定在垫上。利用所述至少一个固定装置，空心纤维可以被保持在其在波谷或波纹谷底中的位置处。因此，可以简单地预先安装具有空心纤维的垫。具有固定的空心纤维的多个垫可以简单地被组装成空心纤维束。空心纤维束可以简单地置入到模块壳体中。利用所述至少一个固定装置，还可以防止：空心纤维在空心纤维模块的运行中可能移动到波谷中或从波谷中移动出。

所述至少一个固定装置有利地可以具有至少一个横向于波浪或波纹延伸的固定装置条，所述固定装置条横向于垫的一侧的所有空心纤维延伸。通过这种方式，可以利用单个固定装置条来一并固定垫的一侧的所有空心纤维。所述至少一个固定装置条可以是与垫伸展成比例地窄的，使得其覆盖空心纤维和垫的相应低有效性的流体可透过面。

所述至少一个固定装置有利地可以借助于粘结剂、尤其是热粘胶或硅树脂或线缝来实现。该线缝尤其是可以横向于垫的一侧的所有空心纤维延伸。粘结剂可以被简单地涂敷。

在另一有利的实施方式中，由具有空心纤维的垫构成的多个层可以分层布置。通过这种方式，可以简单地实现多层空心纤维束。相应层可以彼此分开地制造。预先制造的层可以根据空心纤维模块的所需的大小被相应地组装。通过这种方式，可以根据层的数目来简单和灵活地预先给定空心纤维模块的隔离能力。层有利地可以彼此固定。为了固定层，必要时可以仅仅或者至少一并地使用将已经用于将空心纤维固定在垫处的所述至少一个固定装置。通过这种方式，可以减小用于连接层的单独装置的成本。

在另一有利的实施方式中，垫可以被布置为使得一层的空心纤维在垂直于由空心纤维纵轴撑开的平面的观察方向上布置在分别相邻的层的两个空心纤维之间。因此，所述层可以被布置为使得一层的空心纤维分别布置在相邻层的空心纤维的间隙中。通过这种方式，空心纤维可以被紧密地打包，使得空心纤维的打包大小可以相应地减小。

在另一有利的实施方式中，可以在由具有空心纤维的垫以及必要时固定装置构成的至少两个相邻层之间分别布置至少一个间隔装置。利用所述至少一个间隔装置，可以简单地将相邻层保持为彼此间隔开。通过这种方式，可以进一步改善空心纤维束中的均匀的流体流动。可以防止：所述层紧密地彼此紧贴并因此劣化或甚至防止流体流动。

 间隔装置可以有利地具有栅格。栅格可以简单地布置在层之间。栅格有利地可以是平面栅格。通过这种方式，栅格可以平坦和节省空间地紧贴由具有空心纤维的垫构成的相应平面层。

 所述至少一个间隔装置有利地可以固定在由具有空心纤维的垫构成的层之一处、尤其是与其粘接在一起。因此，可以进一步改善空心纤维束的稳定性。所述至少一个间隔装置有利地可以利用所述至少一个固定装置固定在垫和/或空心纤维处。通过这种方式，可以减小用于单独的固定装置的成本。

在特别有利的第二实施方式中，空心纤维的至少一部分可以分别布置在具有流体可透过的周界壁的间隔管中。利用该间隔管，相应空心纤维可以在整个周界上以及在间隔管的长度上被扁平地包围。通过这种方式，所述空心纤维可以在间隔管的长度上与所有相邻空心纤维保持一定间隔。

所述空心纤维中的每个有利地可以分别用间隔管来包围。通过这种方式，不需要注意具有或没有间隔管的空心纤维的布置的顺序。如果不是所有的空心纤维都配备有自己的间隔管，则可以在空心纤维模块中将具有间隔管的空心纤维与没有间隔管的空心纤维交替地布置，以便防止相邻空心纤维可能彼此接触。

间隔管有利地可以是织物管、优选纺织品管或者由泡沫材料制成的管。间隔管具有自保持其扁平状态的结构。扁平状态优选地是套管形状或柱形形状的基础。在没有空心纤维的情况下，间隔管也保持管所特有的状态，在该状态下，管壁按周界闭合地包围内部空间。在此，间隔管在没有空心纤维的情况下也可以被压平，由此相应地减小内部空间的体积。但是这不改变其保持其管状态。

间隔管有利地可以由对流体非常通透的材料制成。通过这种方式，可以相应减小对流体流动的妨碍。另外，间隔管可以由挠性材料制成，使得其可以简单地与空心纤维的形状相匹配。间隔管有利地可以由聚苯硫醚（PPS）制成。

间隔管可以以圆形形式有利地具有2mm至7mm、优选2.4mm至6.4mm、优选大致3.2mm的外直径。间隔管的内直径有利地可以被减小为使得该内直径大致对应于空心纤维的外直径。通过这种方式，间隔管可以紧密地贴合空心纤维。间隔管有利地为可伸长的，使得可以简化空心纤维到间隔管中的置入。间隔管的伸长能力可以是以材料为根据和/或以加工为根据的。

在另一有利的实施方式中，空心纤维可以至少以一个纤维端部、优选以两个纤维端部超出所述至少一个间隔介质。通过这种方式，可以在所述至少一个突出的纤维端部处简单地实现流体连接的接线端子。在使用具有波谷或波纹谷底的垫的情况下，纤维端部可以超出垫的相应侧。在使用间隔管的情况下，纤维端部可以从相应间隔管中突出。

空心纤维有利地可以在纤维端部处缩紧。为此，尤其是可以使用环氧树脂、热蜡、或热粘胶。空心纤维的纤维端部有利地可以在连接方向上固定、尤其是浇注在空心纤维模块的模块壳体中。为此，其尤其是可以利用静态铸造或者根据离心铸造方法来灌封。

另外，根据本发明，该技术任务利用一种方法通过如下方式来解决：将所述至少一个间隔介质关于空心纤维被布置为使得所述间隔介质对两个相邻空心纤维中的至少一个空心纤维至少在朝向相应另一空心纤维的侧至少部分周界地进行包围。

上面结合根据本发明的空心纤维模块所示出的优点和特征相应地适用于根据本发明的方法及其有利的扩展方案并且反之亦然。

根据本发明，将空心纤维的至少一部分布置在至少一个预先制造的间隔介质中或至少一个预先制造的间隔介质处。因此，所述空心纤维可以在空心纤维束中布置为使得所述空心纤维中没有空心纤维能够在对于流体隔离有效的区域中接触相邻空心纤维。通过分开制造所述至少一个间隔介质，不需要空心纤维具有为了用间隔介质的另一材料来以织物方式加工、尤其是纺织、针织、刺绣、机器编织或编织所述空心纤维所需的特性。另外，不需要在制造所述至少一个间隔介质时注意不要折皱甚至损坏敏感的空心纤维。所述至少一个间隔介质的制造因此可以简化。

 在该方法的特别有利的第一扩展方案中，用于实现所述至少一个扁平间隔介质的垫可以被成形为波浪形或锯齿状的，并且空心纤维可以被置入到垫的相对侧的波谷或波纹谷底中。在波谷或波纹谷底中，空心纤维可以被精确地定位。在此，波谷或波纹谷底的边沿可以保证与分别相邻的空心纤维的一定距离。利用均匀的波浪布置或波纹布置，可以沿着垫简单地实现空心纤维的均匀布置。波浪或波纹的成形有利地可以通过压印或折叠来实现。可替代地，波谷或波纹谷底也可以在置入空心纤维时成形。

在该方法的另一有利的扩展方案中，空心纤维可以分别借助于至少一个固定装置固定在垫上，尤其是可以将至少一个固定装置条横向于波浪或波纹布置。通过这种方式，可以防止空心纤维在波谷或波纹谷底中的移位或移动。因此，空心纤维有利地可以简单地与垫一起作为层预先制造。然后，这些层可以在以后组装成空心纤维束。有利地可以横向于波浪或波纹布置粘结剂、尤其是热粘胶、或硅树脂或线缝。通过这种方式，可以简单地一起固定所有空心纤维。因此，可以相应地减小工作成本。

 在该方法的另一有利的扩展方案中，可以将由具有空心纤维的垫构成的多个层分层为空心纤维束。因此，空心纤维束以及由此空心纤维模块可以相应地扩大。空心纤维可以通过这种方式简单地分布式地布置在空心纤维束中。因此可以改善空心纤维束的包大小。

垫有利地可以被分层为使得一层的空心纤维在垂直于以该层的空心纤维纵轴撑开的平面的观察方向上布置在分别相邻的的层的两个空心纤维之间。通过这种方式，可以扩大空心纤维束中的空心纤维的打包密度。

有利地可以在由具有空心纤维的垫、以及必要时至少一个固定装置构成的至少两个相邻层之间分别布置至少一个间隔装置。通过这种方式可以使层彼此保持尤其是均匀的间隔。

间隔装置有利地可以固定在由具有空心纤维的垫构成的层之一处、尤其是与其粘接在一起。为此，有利地可以为此使用至少一个固定装置来将空心纤维布置在垫上。间隔装置有利地可以分别与由具有空心纤维的垫构成的层一起预先制造。该层可以与由具有空心纤维的垫、以及必要时相应间隔装置构成的其它层连接。通过这种方式，可以减小安装成本。

作为间隔装置，有利地可以使用栅格、尤其是平面栅格。栅格是流体可透过的，并且因此允许层之间的流体流动。

在该方法的特别有利的第二扩展方案中，空心纤维的至少一部分可以分别布置在具有流体可透过的周界壁的间隔管中。具有间隔管的空心纤维可以简单地预先制造。具有间隔管的空心纤维可以简单地作为空心纤维束布置在空心纤维模块的模块壳体中。所有空心纤维有利地可以分别配备有间隔管。通过这种方式可以简化模块壳体中的布置。不必注意具有间隔管的空心纤维和没有间隔管的空心纤维的顺序。

间隔管有利地可以由织物、优选纺织品或泡沫材料制成。织物、尤其是纺织品所具有的优点是，其可以以加工为根据地简单伸长。为此，织物材料可以是能自伸长的。

间隔管有利地可以为了布置在空心纤维上首先被拉到安装套管上，并且空心纤维可以插入到安装套管中。为了简化安装，安装套管可以具有锥形地变尖的顶端，利用该顶端可以将该其简单地插入到间隔管中。间隔管可以在插入安装套管时向外伸长。安装套管可以接着从间隔管中拉出，其中间隔管被保持在空心纤维上。在除去安装套管以后，间隔管可以被减小到更小的直径。间隔管有利地可以减小到空心纤维的直径，使得其可以紧密地贴合空心纤维的径向外周界侧。通过这种方式，可以实现空心纤维在间隔管中的节省空间的布置。空心纤维的纤维端部可以接着被缩紧。接着，空心纤维可以在空心纤维束中被布置为使得两个相邻空心纤维中的至少一个具有间隔管。

在该方法的另一有利的扩展方案中，可以将空心纤维关于所述至少一个间隔介质布置为使得所述空心纤维在一个纤维端部处、优选在两个纤维端部处超出所述至少一个间隔介质。在此，空心纤维在垫的波谷或波纹谷底中被布置为使得所述空心纤维至少以一个纤维端部、优选以两个纤维端部超出该垫。在该方法的可替代的扩展方案中，间隔管可以在相应空心纤维上被布置为使得空心纤维至少以一个纤维端部、优选以两个纤维端部超出间隔管。空心纤维可以在与所述至少一个间隔介质连接以后在相应纤维端部处配备流体接线端子。空心纤维束有利地可以以相应纤维端部被注入、尤其是灌封。

附图说明

本发明的另外的优点、特点和细节从下面描述中得出，在该描述中根据附图进一步阐述本发明的实施例。本领域普通技术人员也可以对附图、说明书和权利要求书中以组合式公开的特征适宜地单独进行观察并且概括成合理的另外的组合。附图：

图1至10

示意性地示出了空气湿润器的根据第一实施例的具有多个空心纤维的处于不同制造阶段和方面的空心纤维模块，所述空心纤维布置在波浪形间隔垫中；

图11至23

示出了空气湿润器的根据第二实施例的具有多个空心纤维的处于不同制造阶段和方面的空心纤维模块，所述空心纤维分别布置在织物管中。

在附图中给相同构件配备相同附图标记。

具体实施方式

 在图1至10中示出了根据第一实施例的处于不同制造阶段的空心纤维模块10。图10示出了在端侧开放的空心纤维模块10。空心纤维模块10是燃料电池装置的空气湿润器的一部分。

 空心纤维模块10包括被构造为层状的空心纤维束12，该空心纤维束12布置在模块壳体14中。空心纤维束12具有多个空心纤维16，所述空心纤维16大致彼此平行地布置。空心纤维16具有由部分通透结构构成的壁。在运行中，用水蒸汽饱和化的空气流入空心纤维16。水蒸汽25通过部分通透的壁到达空心纤维16的内部空间中，并且从那里被运送到燃料电池。空心纤维16示例性地布置在三个层18中。每个层18都示例性地具有九个空心纤维16。

 另外，每个层18都具有波浪形的间隔垫20。间隔垫20由非常开放、挠性的无纺材料制成。在本实施例中，间隔垫20由聚丙烯（PP）制成。间隔垫20对于用水蒸汽饱和化的空气是通透性的。

间隔垫20具有均匀的平行延伸的波浪。所述波浪是借助于压印实现的。波浪在间隔垫20的相对的侧上分别形成波谷22和波峰24。波浪的高度、即波谷24的深度在图2中用双箭头标示。波浪高度24优选为大致3.5mm。波谷22与波峰24之间在间隔垫20的一侧的波浪间隔（其在图1和2中分别由双箭头28来标示）、即波谷22的宽度为大致4mm。

层18的空心纤维16分别布置在间隔垫20的相对侧上的波谷22中。空心纤维16的外直径大致对应于波浪高度26，使得空心纤维16在其纵轴的径向上观察时可以总体上分别完全沉浸到波谷22中。层18的空心纤维16的纵轴布置在一个平面内。通过将空心纤维16交替地布置在相对的侧上，间隔垫20分别隔离相邻的空心纤维16并且将其保持均匀的间隔。空心纤维16如图3、5和7中所示以其两个纤维端部30在相对的横向边缘处超出间隔垫20。

在间隔垫20的每个横向边缘的区域中，空心纤维16分别借助于固定条32固定在间隔垫20的相应侧上。固定条32由热粘胶制成。固定条32在间隔垫20的相应侧上垂直于空心纤维16的纵轴25、横向于所有空心纤维16延伸。

在图9和10中处于下方的两个层18分别具有平坦的隔离栅格34。隔离栅格34在与由空心纤维16的纵轴撑开的平面平行的平面内延伸到间隔垫20的整个横向伸展上。在其横向边缘处，隔离栅格34可以分别被空心纤维16的纤维端部30超出。隔离栅格34分别用固定条34粘接在一起，并且因此固定地固定在相应层18的间隔垫20处。在空心纤维束12中，隔离栅格34分别位于具有空心纤维16的两个间隔垫20之间，使得这些空心纤维16彼此隔离。隔离栅格34对于用水蒸汽饱和化的空气是通透性的。

在空心纤维束12中，层18被布置为使得一个层18的空心纤维16被布置为在与空心纤维16的纵轴垂直的观察方向上处于分别相邻的层18的两个空心纤维16之间。该观察方向在图9中用箭头36和虚线来标示。通过这种方式，空心纤维16总体上被紧密地打包。实现了层序列A-B-A。图9和图10上方和下方的分别形成A层的两个外层8的空心纤维16、波谷22和波峰24在观察方向36上对齐。形成B层的中间层18被布置为在与空心纤维16的纵轴垂直的方向上关于两个外面的层18错开波浪间隔28。

为了制造空心纤维模块10，间隔垫20和空心纤维16彼此分开地制造。间隔垫20分别具有自身地并在没有空心纤维16的情况下维持其扁平状态的结构。波浪在间隔垫20中被压印。在图1中以俯视图示出了波浪形的间隔垫20之一。图2以侧视图示出了来自图1的在那里的观察方向II上的间隔垫20。

空心纤维16在间隔垫20的两侧都置入到波谷22中。这在图3和4中予以示出。侧视图的观察方向II在空心纤维16的纵轴的方向上进行示出。

在间隔垫20的两侧布置有固定条32，并且因此将空心纤维16固定在波谷22中。在间隔垫20中的两个中，相应的隔离栅格34被放置在间隔垫20的一侧，并且与固定条32粘接在一起。这用图7和8来示出。

预先制造的层18如在图9中以侧视图所示那样在层序列A-B-A中彼此错开地分层。在此，分别在两个相邻的层18之间存在隔离栅格34。

这样形成的空心纤维束12被置入到模块壳体14中。在端侧开放的空心纤维模块10在图10中以侧视图示出。

 空心纤维16的纤维端部30例如借助于环氧树脂或热粘胶被缩紧（ver?den）。然后，空心纤维16在纤维端部30处以在此不进一步关注的方式被灌封（potten）。在灌封以后，在空心纤维模块10的两个端侧露出空心纤维16的纤维端部30。

 在图11至22中示出了根据第二实施例的处于不同制造阶段的空心纤维模块110。图23示出了在端侧开放的空心纤维模块110。与来自图1至10的第一实施例不同，在第二实施例中，替代于间隔垫20而设置间隔管120，以便将相邻空心纤维16彼此保持一定间隔。每个空心纤维16都被间隔管120包围。

间隔管120之一在图11中以侧视图示出，并且在图12中，来自图11的间隔管以那里的观察方向XII用轴向视图示出。观察方向XII相应地也适用于来自图14、16、18、20和23的轴向视图。间隔管120是织物管。织物管具有自保持其扁平状态的结构。间隔管120优选地由聚苯硫醚（PPS）制成。间隔管120的直径在如图11和12所示的未伸长的状态下为大致3.2mm。在未伸长的状态下，间隔管120的直径大致对应于空心纤维16的外直径。

空心纤维16如图23所示以层序列A-B-A-B布置在四个层中。通过这种方式，空心纤维16被紧密地打包。层118的至少布置在内部的空心纤维16分别位于相邻层118的两个空心纤维16之间的间隙中。

与来自图1至10的第一实施例不同，在第二实施例中，层118的空心纤维16未彼此固定。在此，可以放弃如在第一实施例中那样的固定条32和隔离栅格34。间隔管120分别在两个纤维端部30之间的区域中分别完全覆盖、并且除了其流体可透过的网孔以外无空隙地覆盖空心纤维16。通过这种方式，相邻空心纤维16的没有哪个地方直接彼此接触。也就是说，因此可以实现所有相邻空心纤维16之间的均匀间隔。

 为了制造空心纤维模块110，间隔管120和空心纤维16分开制造。

空心纤维16各个分别配备有间隔管120。为此，如图15和16中所示的安装套管138在纵轴的方向上被引入到间隔管120中。在移入安装套管138时，间隔管120被拉长。为了简化安装套管138的插入，该安装套管138具有锥形地变尖的顶端140。安装套管138是中空的。除了其顶端140以外，安装套管138的壁是直的和圆柱形的。安装套管138的圆柱形片段的径向内直径大于空心纤维16的径向外直径。安装套管138的圆柱形片段比间隔管120的长度更长，使得该间隔管120如图17所示可以完全布置在安装套管138上。图18示出了具有间隔管120的安装套管138的轴向视图。

空心纤维16在轴向上从背向顶端140的开放侧被插入到安装套管138的内部空间中。空心纤维16的插入方向在图19中由箭头142来标示。图20示出了具有间隔管120和空心纤维16的安装套管138的轴向视图。

然后，安装套管138如图21中由箭头144所标示的那样被从间隔管120中拉出。在此，间隔管120固定在空心纤维16上，使得其不能在径向上滑动。也就是说，安装套管138同时被从空心纤维16抽出。在此，间隔管120再次被收缩到其原始直径，并且紧密地紧贴到空心纤维16的径向外周界侧上。图22中以侧视图示出了具有拉伸的间隔管120的空心纤维16。空心纤维16以其两个纤维端部30超过相应的间隔管120。

接着，纤维端部30与第一实施例类似地例如用环氧树脂或热粘胶在两侧被缩紧。具有间隔管120的空心纤维16被置入到模块壳体14中并且以图23所示方式分层。接着，空心纤维16的纤维端部30在两侧被灌封。该灌封在两侧为了露出纤维端部30而被打开。

在空心模块10、110及其制造方法的所有上述实施例中，尤其是可以进行下列修改：

本发明不限于用于燃料电池装置的空气湿润器的空心模块10、110。其也可以用于其它类型的空气湿润器或其它类型的用于隔离流体的设备。

在空心纤维模块10的第一实施例中，也可以设置多于或少于每层18九个空心纤维16。

也可以设置多于或少于三层18。

间隔垫20也可以替代于由无纺材料构成而由通透性织物类材料制成，比如纺织、针织、刺绣、编织、机器编织的材料。

间隔垫20也可以替代于波浪形折叠的而是锯齿状折叠的。

波浪高度24也可以小于或大于3.5mm。其优选地可以处于2.5mm至4.5mm。

波浪间隔28也可以大于或小于4mm。其优选地可以处于3mm至5mm。

间隔垫20也可以替代于由聚丙烯制成而由其它类型材料制成。

固定条32也可以替代于由热粘胶实现，而由其他类性粘结剂、例如硅基粘结剂实现或由线缝实现。

 间隔垫20也可以替代于通过事先压印、而首先通过置入空心纤维16来实现。

替代于借助于灌封，空心纤维16也可以以其它方式配备接线端子。

 在第二实施例中，间隔管120可以替代于织物管而被实施为其他类管、以及无纺管。

间隔管120也可以替代于由聚苯硫醚而由其他类材料制成。

间隔管120的外直径也可以大于或小于3.2mm、例如处于2mnm至7mm、优选处于2.4mm至6.4mm。

在根据第二实施例的方法中，也可以首先将空心纤维16插入到安装套管138中，并且接着将安装套管138插入到间隔管120中。空心纤维16到安装套管138中的插入以及安装套管139到间隔管120中的插入也可以在一个工作流程中进行。

在第二实施例中，也可以设置多于或少于四层118。

Claims (14)

1.一种用于隔离流体的设备的、尤其是空气湿润器的、尤其是用于燃料电池装置的空气湿润器的空心纤维模块（10；110），具有多个空心纤维（16），所述空心纤维（16）的壁由部分通透的结构构成；所述空心纤维（16）并排延伸并且在所述空心纤维（16）之间布置至少一个扁平的、流体可透过的间隔介质（20；120），所述至少一个间隔介质（20；120）具有自保持其扁平状态的结构，其特征在于，所述至少一个间隔介质（20；120）将两个相邻空心纤维（16）中的至少一个空心纤维至少在朝向相应另一空心纤维（16）的侧至少部分周界地包围。

2.如权利要求1所述的空心纤维模块，其特征在于，所述至少一个扁平的间隔介质是波浪形或锯齿状成形的垫（20），并且空心纤维（16）交替地布置在垫（20）的相对的侧的波谷（22）或波纹谷底中。

3.如权利要求2所述的空心纤维模块，其特征在于，空心纤维（16）借助于至少一个固定装置、尤其是至少一个横向于波浪或波纹延伸的固定装置条（32）固定在垫（20）上。

4.如权利要求2或3所述的空心纤维模块，其特征在于，由具有空心纤维（16）的垫（20）构成的多个层（18）分层布置。

5.如权利要求4所述的空心纤维模块，其特征在于，垫（20）被布置为使得一层（18）的空心纤维（16）在垂直于由空心纤维纵轴撑开的平面的观察方向（36）上布置在分别相邻的层（18）的两个空心纤维（16）之间。

6.如权利要求4或5所述的空心纤维模块，其特征在于，在由具有空心纤维（16）的垫以及必要时固定装置（32）构成的至少两个相邻的层（18）之间分别布置至少一个间隔装置（34）。

7.如权利要求1所述的空心纤维模块，其特征在于，空心纤维（16）的至少一部分分别布置在具有流体可透过的周界壁的间隔管（120）中。

8.如前述权利要求之一所述的空心纤维模块，其特征在于，空心纤维（16）至少以一个纤维端部、优选以两个纤维端部（30）超出所述至少一个间隔介质（20；120）。

9.一种用于制造用于隔离流体的设备的、尤其是空气湿润器的、尤其是用于燃料电池装置的空气湿润器的空心纤维模块、尤其是根据前述权利要求之一所述的空心纤维模块（10；110）的方法，其中壁由部分通透结构构成的多个空心纤维（16）并排布置并且在所述空心纤维（16）之间布置至少一个扁平的、流体可透过的间隔介质（20；120），所述至少一个间隔介质（20；120）具有自保持其其扁平状态的结构，其特征在于，将所述至少一个间隔介质（20；120）关于空心纤维（16）布置为使得所述至少一个间隔介质（20；120）对两个相邻空心纤维（16）中的至少一个空心纤维至少在朝向相应另一空心纤维（16）的侧至少部分周界地进行包围。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于实现所述至少一个扁平的间隔介质的垫（20）被成形为波浪形或锯齿状的，并且空心纤维（16）被置入到垫（20）的相对的侧的波谷（22）或波纹谷底中。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，空心纤维（16）分别借助于至少一个固定装置固定在垫（20）上，尤其是将至少一个固定装置条（32）横向于波浪或波纹布置。

12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，由具有空心纤维（16）的垫（20）构成的多个层（18）被分层为空心纤维束（12）。

13. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，空心纤维（16）的至少一部分分别布置在具有流体可透过的周界壁的间隔管（120）中。

14.如权利要求9至13之一所述的方法，其特征在于，将空心纤维（16）关于所述至少一个间隔介质（20；120）布置为使得所述空心纤维（16）至少以一个纤维端部、优选以两个纤维端部（30）超出所述至少一个间隔介质（20；120）。