CN105594042B - 流体交换膜组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及流体交换膜组件，所述流体交换膜组件包括：壳体，其包括至少两对流体流入口和流体排出口；以及流体交换膜，内置于所述壳体内，其防止在驱动状态下在任一对流体流入口和流体排出口之间流动的干燥流体与在另一对流体流入口和流体排出口之间流动的高湿流体直接接触，所述高湿流体的流体流入口包括扩散器(diffuser)。所述流体交换膜组件使朝向流体交换膜的一侧部流动的流体进行隔热膨胀，以提高高温高湿流体的相对湿度，从而能够使通过流体交换膜实现的流体传递量极大化，并且降低流体的压力，从而能够使流体流的压力分布均匀。

Description

流体交换膜组件
技术领域
本发明涉及流体交换膜组件，具体涉及一种仅通过设置简单的构件或者改变流路的形状就能够使通过流体交换膜实现的流体传递量极大化，并且使流体流的压力分布均匀的流体交换膜组件。
所述流体交换膜组件可以是水分供给组件、热交换组件、气体分离组件或者水处理组件。
背景技术
燃料电池是指通过结合氢和氧来发电的发电型电池。燃料电池不同于干电池或者蓄电池等一般的化学电池，只要供给氢和氧就能够持续发电，并且没有热损失，因此效率比内燃机高出两倍左右。此外，将通过氢和氧的结合所产生的化学能直接转换成电能，因此污染物排出量低。因此，燃料电池不但是环保型，还能够减少能量消耗增加所带来的资源枯竭的忧虑。根据所使用的电解质的种类，这种燃料电池可以大致分为聚合物电解质膜燃料电池(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell,PEMFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)、固体氧化物型燃料电池(SOFC)以及碱型燃料电池(AFC)等。这些各燃料电池虽然根本上基于相同的原理工作，但是所使用的燃料的种类、运行温度、催化剂、电解质等彼此不同。其中，相对于其它燃料电池，聚合物电解质膜燃料电池在低温下工作，并且输出密度高，因而能够实现小型化，因此认为，不仅对于小规模固定型发电设备，对于传递系统，也是最有前景的。
在提高聚合物电解质膜燃料电池的性能方面，最为重要的关键因素之一是，向膜-电极接合体(Membrane Electrode Assembly,MEA)的聚合物电解质膜(PolymerElectrolyte Membrane(聚合物电解质膜)或者Proton Exchange Membrane(质子交换膜),PEM)供给一定量以上的水分，从而维持含水率。这是因为当聚合物电解质膜干燥时发电效率急剧下降。对聚合物电解质膜进行加湿的方法有如下等方法：1)起泡器(bubbler)加湿方式，在耐压容器装满水后，使对象气体通过扩散器(diffuser)，从而供给水分；2)直接喷射(direct injection)方式，计算燃料电池反应所需的水分供给量，并通过电磁阀直接向气体流动管供给水分；3)加湿膜方式，利用高分子分离膜向气体的流动层供给水分。其中，加湿膜方式在实现加湿器的轻量化以及小型化方面有利，其利用仅使排出气体中所含的水蒸气选择性地透过的膜来向供给到聚合物电解质膜的气体提供水蒸气，从而对聚合物电解质膜进行加湿。
关于加湿膜方式中使用的选择性透过膜，可以使用单位体积的透过面积大的中空纤维膜，也可以使用有利于获得均匀流动的平膜。要求高度集成化的100kW以上的高容量燃料电池系统优选采用中空纤维膜的水分供给装置，而在50kW以下的一般燃料电池系统，使用任何形式的膜都无妨。
目前为止，为了加湿膜方式的水分供给组件的高度集成化而进行的技术开发仅集中在改善选择性透过膜的效率，然而本发明要在水分供给组件中增设物理装置以使水分传递效率极大化，并由此实现高度集成化以及制造成本的改善效果。
在先技术文献
专利文献
韩国公开专利第10-2009-0013304号(公开日：2009.02.05)
发明内容
所要解决的技术问题
本发明的目的在于，提供一种流体交换膜组件，使朝向流体交换膜的一侧部流动的流体膨胀，以提高高温高湿流体的相对湿度，从而能够使通过流体交换膜实现的流体传递量极大化，并且降低流体的压力，从而能够使流体流的压力分布均匀。
解决技术问题的方案
本发明的一实施例涉及的流体交换膜组件包括：壳体，其包括至少两对流体流入口和流体排出口；以及流体交换膜，内置于所述壳体内，其防止在驱动状态下在任一对流体流入口和流体排出口之间流动的干燥流体与在另一对流体流入口和流体排出口之间流动的高湿流体直接接触。
所述高湿流体的流体流入口包括扩散器(diffuser)。
所述扩散器可以设置在与所述流体流入口连接的管道上。
所述扩散器可以包括具有彼此不同内径的第一内径部以及第二内径部。
所述第二内径部的内径可以大于所述第一内径部的内径。
可以将所述第一内径部配置在所述流体流的上游处，并将所述第二内径部配置在所述流体流的下游处。
所述第二内径部的内径与所述第一内径部的内径之比可以是2:1至20:1。
所述扩散器可以包括位于所述第一内径部和所述第二内径部之间的内径放大部。
所述内径放大部的内径可以从所述第一内径部的内径逐渐放大为所述第二内径部的内径。
所述扩散器可以呈文氏管(venture tube)形状，并且所述第一内径部的内径可以逐渐缩小。
所述第一内径部的内径逐渐缩小的长度与所述内径放大部逐渐放大的长度之比可以是1:1至10:1。
所述第一内径部可以是孔板。
所述孔板可以包括形成有至少一个开口部的板，所述第二内径部的内径与所述开口部的直径之比可以是3:1至30:1。
所述第一内径部可以是喷嘴，并且所述第一内径部的内径可以逐渐缩小。
所述流体交换膜组件可以进一步包括用于对所述扩散器进行隔热隔的热构件。
所述流体交换膜可以是中空纤维膜形式，并且可以将所述壳体和所述流体交换膜配置成，使所述干燥流体经由所述中空纤维膜的中孔流动，并使所述高湿流体朝向所述中空纤维膜的外部流动。
所述壳体可以包括形成有第一流体流入口的流入壳体、形成有第一流体排出口的排出壳体以及形成有第二流体流入口和第二流体排出口的连接壳体，并且所述壳体可以具有通过所述连接壳体连接所述流入壳体和所述排出壳体的结构，可以以使中空纤维束的长度方向上的任一侧末端位于所述流入壳体处而另一侧末端位于所述排出壳体处的方式配置在所述壳体内。
所述连接壳体的两侧末端可以包括用于固定所述中空纤维的灌封部。
所述流体交换膜可以是平膜形式，并且可以将壳体和所述流体交换膜配置成，使所述干燥流体沿着所述平膜的一面流动，而使所述高湿流体沿着所述平膜的另一面流动。
所述壳体的结构可以是，具有内部空间，并且形成有两对流体流入口以及流体排出口，以便使流体从所述壳体的外部供给到所述内部空间，并使流体从所述内部空间排出到所述壳体的外部，将所述流体交换膜配置在所述壳体内的方式可以是，使平膜的边缘接触于所述壳体的内壁以将所述壳体的内部空间一分为二，所述被一分为二的内部空间中的任一个空间与一对流体流入口以及流体排出口连接，被一分为二的内部空间中的另一个空间与另一对流体流入口以及流体排出口连接。
所述流体交换膜组件可以是水分供给组件、热交换组件、气体分离组件或者水处理组件。
发明效果
本发明的流体交换膜组件使朝向流体交换膜的一侧部流动的流体进行隔热膨胀，以提高高温高湿流体的相对湿度，从而能够使通过流体交换膜实现的流体传递量极大化。
此外，所述流体交换膜组件降低所述流体的压力，使所述流体的压力分布均匀，从而使所述流体均匀地接触整个所述流体交换膜，因此能够提高所述流体交换膜组件的效率。
此外，无需为得到上述效果而增设额外的装置，只需设置简单的构件或者改变流路的形状即可。因此能够制造要求小型化、轻量化的加湿膜方式的燃料电池用水分供给组件，而且还能够确保经济性。
附图说明
图1是模式性地示出本发明的一实施方式涉及的流体交换膜组件的剖视图。
图2是模式性地示出本发明的另一实施方式涉及的流体交换膜组件的剖视图。
图3至图7是分别示出扩散器的各个不同实施例的剖视图。
图8及图9是示出孔板形状的第一内径部的俯视图。
图10是示出扩散器的另一实施例的剖视图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属领域具有普通知识的技术人员能够容易地实施。然而本发明可以以各种不同形式实现，并非局限于在此进行说明的实施例。
本发明的一实施例涉及的流体交换膜组件包括壳体以及内置于所述壳体内的流体交换膜。
所述流体交换膜组件是按照如下驱动的装置，即通过存在于至少两种流体之间的流体交换膜，使两种流体进行水分或热等的流体交换的。因此，所述壳体上可以形成有至少两对流体流入口和流体排出口。此外，可以将所述流体交换膜配置在所述壳体内，以防止两种流体直接接触。即，将流体交换膜配置在壳体内的方式可以是，在流体交换膜组件的驱动状态下，防止在某一对流体流入口和流体排出口之间流动的干燥流体与在另一对流体流入口和流体排出口之间流动的高湿流体直接接触。在本说明书中，干燥流体与高湿流体不直接接触并非是指干燥流体与高湿流体完全分离的状态，而是指在干燥流体和高湿流体之间存在多孔膜，使得干燥流体和高湿流体无法自由混合的状态。
可以根据所述流体交换膜的形式来控制构成所述流体交换膜组件的结构。
在一个示例中，如果所述流体交换膜由中空纤维膜形式的多孔膜形成，则可以将流体交换膜组件构成为，使两种流体中的任一种流体通过中空纤维的中孔，而使另一种流体通过中空纤维束之间。
如图1所示，这种流体交换膜组件40可以包括壳体，该壳体包括形成有流体流入口45a的流入壳体41、形成有流体排出口45b的排出壳体42以及形成有流体流入口46a和流体排出口46b的连接壳体43，并且具有通过所述连接壳体43连接所述流入壳体41以及所述排出壳体42的结构。此外，所述流体交换膜组件40可以具有按照如下配置所述流体交换膜44的结构，即使中空纤维束的长度方向P上的任一侧末端位于所述流入壳体41处而另一侧末端位于所述排出壳体42处的结构。
如图1所示，所述连接壳体43还可以包括位于所述连接壳体43两侧末端的灌封部47，以便固定所述中空纤维束。所述灌封部47捆扎所述中空纤维束并填补所述中空纤维束之间的空隙，以防止流经所述中空纤维束之间的流体流入中孔中。所述灌封部47的材料可以无限制地使用通常使用的材料。
所述流体交换膜组件40并非局限于上述结构，而是可以适当地应用利用中空纤维膜形式的多孔膜的组件所采用的结构。
在另一个示例中，如果流体交换膜由如图2所示的平膜形式的多孔膜形成，则可以将流体交换膜组件构成为，在两种流体之间存在平膜，使得两种流体沿着平膜的表面流动。
如图2所示，这种流体交换膜组件50可以包括壳体51，该壳体51的结构为，具有内部空间55，并且在其表面形成有两对流体流入口53a、54a以及流体排出口53b、54b，以便使流体从壳体51的外部供给到所述内部空间55，并使流体从所述内部空间55排出到所述壳体51的外部。此外，如图2所示，所述流体交换膜组件50可以包括流体交换膜52，该流体交换膜52配置为，所述平膜52的边缘接触于所述壳体51的内壁，从而将所述壳体51的内部空间55一分为二。所述平膜52可以包括褶皱，即可以折叠所述平膜52使其起皱，从而增加所述平膜52的接触面积。此时，将流体交换膜52配置在所述壳体51内的方式可以是，使一分为二的内部空间中的任一个空间55a与一对流体流入口53a以及流体排出口53b连接，并使一分为二的内部空间中的另一个空间55b与另一对流体流入口54a以及流体排出口54b连接。其结果，可将流体交换膜组件50构成为，通过流体交换膜52防止两种流体直接接触，并且使两种流体之间能够进行水分等的流体交换。在本说明书中，术语“一分为二”表示将一个空间分成两个空间，并不要求两个空间的大小或面积等相同，不同于术语“二等分”。
包括由所述平膜形式的多孔膜形成的流体交换膜的流体交换膜组件50，其结构同样不局限于上述结构，可以应用利用平膜形式的多孔膜的组件所采用的结构。
所述流体交换膜组件40、50具有优秀的两种以上的流体之间水分等的流体交换性能，因此能够应用于各种领域。例如，所述流体交换膜组件40、50可以用作水分交换组件、热交换组件、气体分离组件或者水处理组件等。
在一个示例中，所述流体交换膜组件40、50可以用作燃料电池的加湿组件。可以采用本领域公知的方式，将所述流体交换膜组件40、50用作燃料电池的加湿组件。此外，可以根据燃料电池的容量适当地控制所述流体交换膜组件40、50的结构。例如，要求高度集成化的100kW以上的高容量燃料电池系统可以使用采用中空纤维膜形式的多孔膜的组件。下面，以所述流体交换膜组件40、50是采用所述中空纤维膜形式的多孔膜的形式的流体交换膜组件40的情形为中心进行说明。
所述流体交换膜组件40的所述流体流入口45a、46b中的至少任一个包括扩散器60。所述图1中示出仅有一个流体流入口45a包括所述扩散器60，然而本发明并非限定于此，可以是另一流体流入口46a也包括所述扩散器60，也可以是只有所述另一流体流入口46a包括所述扩散器60。此外，所述图1中示出所述扩散器60与所述连接壳体43接触而配置，然而本发明并非限定于此，也可以将所述扩散器60设置在连接于所述流体流入口45a、46a的管道上。图2也示出了所述流体交换膜组件50的一个流体流入口53a包括扩散器60。
一般，在燃料电池的加湿组件中，作为水分供给源使用的是从燃料电池排出的高温高湿的流体。即使所述高温高湿的流体的绝对湿度(单位质量的空气中所含的水分的量)不变，当降低其温度以提高所述高温高湿流体的相对湿度时，通过所述流体交换膜44表面附近的相对湿度上升，能够提高水分传递效率。
为了降低所述高温高湿流体的温度，可以利用热交换器等额外装置，本发明中通过并非额外装置的所述扩散器60达成了所述目的。所述扩散器60引导所述高温高湿流体急剧隔热膨胀，从而以做功的形式使用所述高温高湿流体所具有的固有能量，根据能量第一定律，使温度降低。当所述高温高湿流体的温度降低时，相应温度下的饱和湿度会降低，相对湿度随之会提高。
因此，所述扩散器60提高所述高温高湿流体的相对湿度，从而能够使通过所述流体交换膜44实现的流体传递量极大化。此外，无需为得到上述效果而增设诸如热交换器的额外装置，只需设置诸如所述扩散器60的简单的构件，或者改变流路的形状就能够达到上述效果。
此外，所述扩散器60通过所述流体的膨胀来降低所述流体的压力，从而能够使所述流入壳体41或者所述连接壳体43内部的所述流体的压力分布均匀。由此，使所述流体能够均匀地接触整个所述流体交换膜44，从而还能够解决以往所述流体仅与所述流体交换膜44的一部分接触，因而降低所述流体交换膜组件40效率的问题。
图3是示出所述扩散器60的一个实施例的剖视图。所述图3中的箭头表示流体的流动方向。参照所述图3，所述扩散器60包括具有彼此不同内径的第一内径部61以及第二内径部62。所述第一内径部61配置在所述流体流的上游处，所述第二内径部62配置在所述流体流的下游处，所述第二内径部62的内径大于所述第一内径部61的内径。所述流体流经所述扩散器60的所述第一内径部61后流入所述第二内径部62时，急剧膨胀并且温度降低。
图4是示出所述扩散器60的另一个实施例的剖视图。在所述图3中，所述扩散器60的第一内径部61和第二内径部62不但内径不同，外径也彼此不同，然而参照所述图4时，所述扩散器60的第一内径部61的外径和所述第二内径部62的外径可以彼此相同。
所述第二内径部62的内径与所述第一内径部61的内径之比可以是2:1至20:1，优选，可以是3:1至10:1，进一步优选，可以是5:1至8:1。如果所述第二内径部62的内径小于所述第一内径部61内径的1/20，则有可能发生因压力损失过度而使流体流动阻碍变大，导致空气供给装置过载的问题，如果所述第二内径部62的内径超过所述第一内径部61内径的1/2，则有可能发生无法得到本发明所要解决的隔热膨胀效果的问题。
图5是示出所述扩散器60的另一个实施例的剖视图。参照所述图5，所述扩散器60包括位于所述第一内径部61和所述第二内径部62之间的内径放大部63。所述内径放大部63的内径可以从所述第一内径部61的内径逐渐放大为所述第二内径部62的内径。即，所述内径放大部63的内径沿着流体的流动方向逐渐放大。当所述扩散器60进一步包括所述内径放大部63时，使所述流体进一步缓慢地膨胀，从而能够减小所述流体的急剧膨胀带来的能量损失。
图6是示出所述扩散器60的另一个实施例的剖视图。参照所述图6，所述扩散器60可以呈文氏管(venture tube)形状。即，所述第一内径部61具有其内径沿着流体的流动方向逐渐缩小的形状，所述内径放大部63与所述第一内径部61的内径最小的末端连接，并且内径逐渐放大而与所述第二内径部62连接。可以设置如下的扩散器60，在所述第一内径部61的内径逐渐缩小时，既能保持与所述第一内径部61连接的管道和所属第二内径部62的内径相同，也能使所述流体膨胀。
此时，所述第一内径部61的内径逐渐缩小的长度可以小于所述内径放大部63逐渐放大的长度，具体而言，所述第一内径部61的内径逐渐缩小的长度与所述内径放大部逐渐放大的长度之比可以是1:1至10:1，优选，可以是2:1至7:1，进一步优选，可以是3:1至5:1。如果所述第一内径部61的内径逐渐缩小的长度与所述内径放大部63逐渐放大的长度之比小于1:1，则有可能发生无法得到隔热膨胀效果的问题，如果所述第一内径部61的内径逐渐缩小的长度超过所述内径放大部63逐渐放大的长度的十倍，则有可能发生空间限制问题，即无法在有限的空间内实现上述形状的结构。其中，所述长度是指所述流体的流动方向上的长度。
图7是示出所述扩散器60的另一个实施例的剖视图。参照所述图7，所述第一内径部61包括形成有至少一个开口部64的板。即，所述第一内径部61可以呈孔(orifice)板形状。图8及图9是示出所述孔板形状的第一内径部61的俯视图。参照所述图8及图9，第一内径部61包括至少一个开口部64。此时，所述第二内径部62的内径与所述开口部64的直径之比可以是3:1至30:1，优选，可以是5:1至20:1，进一步优选，可以是8:1至15:1。如果所述第二内径部62的内径小于所述开口部64直径的三倍，则有可能发生无法引导急剧膨胀的问题，如果所述第二内径部62的内径超过所述开口部64直径的三十倍，则有可能发生因开口部的大小过小而对流体流动产生过大的阻碍，导致压力损失非常大的问题。
图10是示出所述扩散器60的另一个实施例的剖视图。参照所述图10，所述第一内径部61可以呈喷嘴(nozzle)形状。即，所述第一内径部61可以具有其内径沿着流体的流动方向逐渐缩小的形状。
所述流体交换膜组件40可以进一步包括用于对所述扩散器60进行隔热的隔热构件70。当对所述扩散器60进行隔热时，能够使通过所述扩散器60膨胀的流体进行隔热膨胀。所述流体进行隔热膨胀时，能够进一步降低温度，由此能够进一步提高相对湿度。关于所述隔热构件70，以往一般使用的隔热材料都可以使用，具体而言，可以使用软木、棉、毛毡、碳化软木、泡沫橡胶等有机隔热材料或者石棉、玻璃棉、石英棉、硅藻土、碳酸镁粉末、氧化镁粉末、硅酸钙、珍珠岩等无机隔热材料，然而本发明并非限定于此。
发明的实施方式
实施例：加湿组件的制造
(比较例1)
将14,000个聚砜中空纤维膜(外径900um，内径800um)作为一束配置在方形的连接壳体(横向250mm，纵向250mm，高度500mm)的内部。
在所述连接壳体的两端覆盖灌封部形成用盖，并向所述中空纤维膜束的间隙空间以及所述中空纤维膜束和所述连接壳体之间的空间注入灌封用组成物后，进行固化使其密封(seal)。去除所述灌封部形成用盖之后，切割所述经固化的中空纤维膜灌封用组成物的末端，以使所述中空纤维膜束的末端暴露于所述灌封部切割部，从而形成灌封部，然后分别在所述连接壳体的两端部覆盖流入壳体和排出壳体，由此制造加湿组件。
(实施例1)
将14,000个聚砜中空纤维膜(外径900um，内径800um)作为一束配置在方形的连接壳体(横向250mm，纵向250mm，高度500mm)的内部。
在所述连接壳体的两端覆盖灌封部形成用盖，并向所述中空纤维膜束的间隙空间以及所述中空纤维膜束和所述连接壳体之间的空间注入灌封用组成物后，进行固化使其密封(seal)。去除所述灌封部形成用盖之后，切割所述经固化的中空纤维膜灌封用组成物的末端，以使所述中空纤维膜束的末端暴露于所述灌封部切割部，从而形成灌封部，然后在所述连接壳体的两端部分别覆盖流入壳体和排出壳体，由此制造加湿组件。
此时，在所述连接壳体的流体流入口设置了包括内径为10mm的第一内径部和内径为50mm的第二内径部的扩散器，。
(比较例2)
将聚砜平膜(横向250mm，纵向250×100mm)配置在方形的连接壳体(横向250mm，纵向250mm，高度500mm)内，使其将所述连接壳体的内部一分为二。在所述连接壳体的两端部分别覆盖流入壳体和排出壳体，由此制造加湿组件。
(实施例2)
将聚砜平膜(横向250mm，纵向250×100mm)配置在方形的连接壳体(横向250mm，纵向250mm，高度500mm)内，使其将所述连接壳体的内部一分为二。在所述连接壳体的两端部分别覆盖流入壳体和排出壳体，由此制造加湿组件。
此时，在所述连接壳体的流体流入口设置了包括内径为10mm的第一内径部和内径为50mm的第二内径部的扩散器。
实验例：所制造的灌封部的性能测定
通过在所述实施例以及比较例中制造的加湿组件的流入壳体处的流体流入口流入50g/sec的干燥空气，并通过连接壳体处的流体流入口流入温度为80℃、相对湿度为60％的高温高湿空气，从而实施了气体-气体加湿。
测定所述干燥空气被加湿后出来时的位置的温度及湿度，并换算成露点(DewPoint)，从而测定了加湿性能，并将其结果表示在下面的表1中。
表1
区分 比较例1 实施例1 比较例2 实施例2
加湿性能(℃) 54 61 48 53
参照所述表1可知，与在比较例中制造的加湿组件相比，在所述实施例中制造的加湿组件具有更加优秀的加湿效率。
以上对本发明的优选实施例进行了详细说明，然而本发明的权利保护范围并非局限于此，本领域技术人员利用权利要求书中所定义的本发明的基本概念进行的各种变形以及改进同样属于本发明的权利保护范围之内。
附图标记：
40 流体交换膜组件
41 流入壳体
42 排出壳体
43 连接壳体
44 流体交换膜
45a 流体流入口
45b 流体排出口
46a 流体流入口
46b 流体排出口
47 灌封部
50 流体交换膜组件
51 壳体
52 流体交换膜
53a 流体流入口
53b 流体排出口
54a 流体流入口
54b 流体排出口
55 内部空间
55a 一分为二的内部空间中的任一个空间
55b 一分为二的内部空间中的另一个空间
60 扩散器
61 第一内径部
62 第二内径部
63 内径放大部
64 开口部
70 隔热构件
产业上的利用可能性
本发明涉及流体交换膜组件，具体涉及一种仅通过设置简单的构件或者改变流路的形状就能够使通过流体交换膜实现的流体传递量极大化，并且使流体流的压力分布均匀的流体交换膜组件。
所述流体交换膜组件可以用于水分供给组件、热交换组件、气体分离组件或者水处理组件。

Claims (18)

1.一种流体交换膜组件，其特征在于，包括：
壳体，其包括至少两对流体流入口和流体排出口；以及
流体交换膜，内置于所述壳体内，其防止在驱动状态下在任一对流体流入口和流体排出口之间流动的干燥流体与在另一对流体流入口和流体排出口之间流动的高温高湿流体直接接触，
用于流入所述高温高湿流体的流体流入口包括用于提高高温高湿流体的相对湿度的扩散器，
所述扩散器包括具有彼此不同内径的第一内径部和第二内径部，配置在所述流体流的下游处的所述第二内径部的内径大于配置在所述流体流的上游处的所述第一内径部的内径，
所述流体交换膜组件进一步包括用于对所述扩散器进行隔热的隔热构件。
2.根据权利要求1所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述扩散器设置在与所述流体流入口连接的管道上。
3.根据权利要求1所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述第二内径部的内径与所述第一内径部的内径之比为2:1至20:1。
4.根据权利要求1所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述扩散器包括位于所述第一内径部和所述第二内径部之间的内径放大部。
5.根据权利要求4所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述内径放大部的内径从所述第一内径部的内径逐渐放大为所述第二内径部的内径。
6.根据权利要求5所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述扩散器呈文氏管形状。
7.根据权利要求6所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述第一内径部的内径逐渐缩小。
8.根据权利要求7所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述第一内径部的内径逐渐缩小的长度与所述内径放大部逐渐放大的长度之比为1:1至10:1。
9.根据权利要求1所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述第一内径部是孔板。
10.根据权利要求9所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述孔板包括形成有至少一个开口部的板，
所述第二内径部的内径与所述开口部的直径之比为3:1至30:1。
11.根据权利要求1所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述第一内径部是喷嘴。
12.根据权利要求11所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述第一内径部的内径逐渐缩小。
13.根据权利要求1所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述流体交换膜是中空纤维膜形式，将所述壳体和所述流体交换膜配置成，使所述干燥流体经由所述中空纤维膜的中孔流动，并使所述高温高湿流体朝向所述中空纤维膜的外部流动。
14.根据权利要求13所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述壳体包括形成有第一流体流入口的流入壳体、形成有第一流体排出口的排出壳体以及形成有第二流体流入口和第二流体排出口的连接壳体，
所述壳体具有通过所述连接壳体连接所述流入壳体和所述排出壳体的结构，
以使所述中空纤维束的长度方向上的任一侧末端位于所述流入壳体处而另一侧末端位于所述排出壳体处的方式配置在所述壳体内。
15.根据权利要求14所述的流体交换膜组件，其特征在于，
在所述连接壳体的两侧末端包括用于固定所述中空纤维的灌封部。
16.根据权利要求1所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述流体交换膜是平膜形式，将壳体和所述流体交换膜配置成，使所述干燥流体沿着所述平膜的一面流动，而使所述高温高湿流体沿着所述平膜的另一面流动。
17.根据权利要求16所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述壳体的结构为，具有内部空间，并且形成有两对流体流入口以及流体排出口，以便使流体从所述壳体的外部供给到所述内部空间，并使流体从所述内部空间排出到所述壳体的外部，
将所述流体交换膜配置在所述壳体内的方式为，使所述平膜的边缘接触于所述壳体的内壁以将所述壳体的内部空间一分为二，被一分为二的内部空间中的任一空间与一对流体流入口以及流体排出口连接，被一分为二的内部空间中的另一空间与另一对流体流入口以及流体排出口连接。
18.根据权利要求1所述的流体交换膜组件，其特征在于，
所述流体交换膜组件是水分供给组件或者气体分离组件。
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