CN110931827A - 燃料电池增湿器的膜管结构及其制备方法及增湿器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池增湿器的膜管结构及其制备方法及增湿器，包括有由若干根膜管组成的膜管束，膜管为由亲水材料制成的膜管，膜管的管体上设置有微孔，膜管束的左右两端口为采用胶粘固定成型的膜管束端口。膜管结构的制备方法，包括以下步骤：膜管叠放、灌胶固化、切割。燃料电池的增湿器包括有壳体和设置于壳体内的膜管结构，壳体内部具有容纳膜管束的容腔，壳体上方开设有干空气进口、水气出口、水气进口和湿空气出口。本发明的膜管结构中的膜管束管采用亲水材料，且通过膜管注胶固化切割加工而成，不仅能固定膜管束端口，而且也简化了膜管束的生产工艺，节省了膜管束的生产成本，从而填补国内膜管增湿器在燃料电池领域的空白。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃料电池增湿器的膜管结构。
本发明还涉及了燃料电池增湿器的膜管结构的制备方法。
本发明同时还涉及了由膜管结构组装而成的增湿器。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学发电装置，又称电化学发电器。燃料电池是等温的按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,无污染；此外，燃料电池装置不含或含有很少的运动部件，工作可靠，较少需要维修，且比传统发电机组安静；另外电化学反应清洁、完全，很少产生有害物质，因此燃料电池是一种能量转化效率高、无噪音、无污染的电化学发电装置。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
燃料电池的阴极进气的湿度控制主要采用增湿器，增湿器不但对进气湿度进行控制，还承担对进气进行预热，以使电堆具有更高的初始催化效率。目前国内运用的燃料电池的增湿器成本高、制备工艺较为复杂。
发明内容
本发明的目的是为了克服上面所述的技术问题，提供一种燃料电池增湿器的膜管结构，还提供了膜管结构的制备方法，同时也提供了由膜管结构组装而成的增湿器。
为了解决上面所述的技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种燃料电池增湿器的膜管结构，包括有由若干根膜管组成的膜管束，所述的膜管为由亲水材料制成的膜管，所述膜管的管体上设置有微孔，所述膜管束的左右两端口为采用胶粘固定成型的膜管束端口。
作为一种优选方案，所述膜管的管体上设置的微孔为纳米级微孔。
作为一种优选方案，所述的亲水材料为改性聚砜、聚醚砜、磺酸树脂或聚醚之一或其组合
本发明提供了一种如上面所述的膜管结构的制备方法，包括以下步骤：
膜管叠放：按照增湿器壳体容纳空间的体积形状叠放若干根膜管，形成膜管束；
灌胶固化：按照增湿器壳体容纳空间的长度对叠放好的膜管束进行分段封装灌胶、固化；
切割：对膜管束的每个固化段中间进行切割，得到左右两端口均进行胶粘固定的膜管结构。
作为一种优选方案，膜管结构的制备方法，包括以下步骤：
膜管叠放：按照增湿器壳体容纳空间的体积形状叠放若干根膜管，形成膜管束，并对膜管束里的每根膜管进行拉紧，使膜管束里的每根膜管处于相对平行的状态；
灌胶固化：按照增湿器壳体容纳空间的长度对叠放好的膜管束进行分段封装灌胶、固化；
切割：对膜管束的每个固化段中间进行切割，得到左右两端口均进行胶粘固定的膜管结构。
本发明提供了一种燃料电池的增湿器，包括有壳体和设置于壳体内的膜管结构，所述的膜管结构为如上面所述的膜管结构，所述的壳体内部具有容纳膜管束的容腔，壳体上方开设有干空气进口、水气出口、水气进口和湿空气出口，所述的干空气进口和湿空气出口设置在壳体的左右两侧，水气进口和水气出口位于干空气进口和湿空气出口之间，所述的干空气进口、湿空气出口分别与膜管束的左右两端连通，所述的水气出口和水气进口连通壳体内的容腔。
作为一种优选方案，所述壳体的左侧设置有能够密封卡紧膜管束左端口的第一卡口，所述的壳体的右侧设置有能够密封卡紧膜管束右端口的第二卡口；
作为一种优选方案，所述的第一卡口连通湿空气出口，所述的第二卡口连通干空气进口。
作为一种优选方案，所述的壳体为一体注塑成型的壳体。
作为一种优选方案，所述的水气进口和干空气进口下方均设置有能够进行拆卸安装的过滤网。
本发明的有益技术效果：
本发明的膜管结构中的膜管束管采用亲水材料，且通过膜管注胶固化切割加工而成，不仅能固定膜管束端口，而且也简化了膜管束的生产工艺，节省了膜管束的生产成本，从而填补国内膜管增湿器在燃料电池领域的空白，满足燃料电池对增湿的要求，降低成本，达到市场化需求。
附图说明
图1为膜管结构主视结构图。
图2为膜管结构侧视结构图。
图3为膜管结构图。
图4为图3的A处放大示意图。
图5按照本发明的燃料电池增湿器的结构图；
图6为按照本发明的燃料电池增湿器的侧面剖视图；
图7为按照本发明的燃料电池增湿器的立体剖视图。
图中：1.壳体、2.干空气进口、3.水气出口、4.水气进口、5.湿空气出口、6.膜管、61.微孔、62.膜管束端口。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
请一并参阅图1至图4，如图所示，一种燃料电池增湿器的膜管结构，包括有由若干根膜管6组成的膜管束，膜管6为由亲水材料制成的膜管，膜管的管体上设置有微孔61，膜管束的左右两端口为采用胶粘固定成型的膜管束端口62。
膜管6的管体上设置的微孔61为纳米级微孔。亲水材料为改性聚砜、聚醚砜、磺酸树脂或聚醚之一或其组合
一种如上面所述的膜管结构的制备方法，包括以下步骤：
膜管叠放：按照增湿器壳体容纳空间的体积形状叠放若干根膜管，形成膜管束；
灌胶固化：按照增湿器壳体容纳空间的长度对叠放好的膜管束进行分段封装灌胶、固化；
切割：对膜管束的每个固化段中间进行切割，得到左右两端口均进行胶粘固定的膜管结构。
作为一种优选方案，膜管结构的制备方法，包括以下步骤：
膜管叠放：按照增湿器壳体容纳空间的体积形状叠放若干根膜管，形成膜管束，并对膜管束里的每根膜管进行拉紧，使膜管束里的每根膜管处于相对平行的状态；
灌胶固化：按照增湿器壳体容纳空间的长度对叠放好的膜管束进行分段封装灌胶、固化；
切割：对膜管束的每个固化段中间进行切割，得到左右两端口均进行胶粘固定的膜管结构。
请一并参阅图5至图7，一种燃料电池的增湿器，包括有壳体1和设置于壳体内的膜管结构，膜管结构为如上面所述的膜管结构，壳体1内部具有容纳膜管束的容腔，壳体1上方开设有干空气进口2、水气出口3、水气进口4和湿空气出口5，干空气进口2和湿空气出口5设置在壳体1的左右两侧，水气进口4和水气出口3位于干空气进口2和湿空气出口5之间，干空气进口2、湿空气出口5分别与膜管束的左右两端口连通，水气出口3和水气进口4连通壳体1内的容腔。
壳体的左侧设置有能够密封卡紧膜管束左端口的第一卡口，所述的壳体的右侧设置有能够密封卡紧膜管束右端口的第二卡口。第一卡口连通湿空气出口，所述的第二卡口连通干空气进口。
作为一种优选方案，所述的壳体为一体注塑成型的壳体。
作为一种优选方案，所述的水气进口和干空气进口下方均设置有能够进行拆卸安装的过滤网。
干冷空气通过干空气进口2进入增湿器的膜管6内部，膜管6采用亲水材料制成，并在管体上设置有规则或不规则的微孔61，热水气(水气饱和)通过水气进口4增湿器内部的腔体中，既可以通过微孔61使水气进入膜管6内，也可以通过内冷外热的温差将水气渗透进入膜管6内部，并通过湿空气出口5散发出雾状湿气进入需要加湿的单元，起到增湿效果。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种燃料电池增湿器的膜管结构，包括有由若干根膜管(6)组成的膜管束，其特征在于：所述的膜管(6)为由亲水材料制成的膜管，所述膜管(6)的管体上设置有微孔(61)，所述膜管束的左右两端口为采用胶粘固定成型的膜管束端口(62)。
2.如权利要求1所述的膜管结构，其特征在于：所述膜管(6)的管体上设置的微孔(61)为纳米级微孔。
3.如权利要求1所述的膜管结构，其特征在于：所述的亲水材料为改性聚砜、聚醚砜、磺酸树脂或聚醚之一或其组合。
4.一种如权利要求1至3任一所述的膜管结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
膜管叠放：按照增湿器壳体容纳空间的体积形状叠放若干根膜管，形成膜管束；
灌胶固化：按照增湿器壳体容纳空间的长度对叠放好的膜管束进行分段封装灌胶、固化；
切割：对膜管束的每个固化段中间进行切割，得到左右两端口均进行胶粘固定的膜管结构。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
膜管叠放：按照增湿器壳体容纳空间的体积形状叠放若干根膜管，形成膜管束，并对膜管束里的每根膜管进行拉紧，使膜管束里的每根膜管处于相对平行的状态；
灌胶固化：按照增湿器壳体容纳空间的长度对叠放好的膜管束进行分段封装灌胶、固化；
切割：对膜管束的每个固化段中间进行切割，得到左右两端口均进行胶粘固定的膜管结构。
6.一种燃料电池的增湿器，包括有壳体和设置于壳体内的膜管结构，其特征在于：所述的膜管结构为如权利要求1至3任一所述的膜管结构，所述的壳体(1)内部具有容纳膜管束的容腔，壳体上方开设有干空气进口(2)、水气出口(3)、水气进口(4)和湿空气出口(5)，所述的干空气进口(2)和湿空气出口(5)设置在壳体的左右两侧，水气进口(4)和水气出口(3)位于干空气进口(2)和湿空气出口(5)之间，所述的干空气进口(2)、湿空气出口(5)分别与膜管束的左右两端口连通，所述的水气出口(3)和水气进口(4)连通壳体内的容腔。
7.如权利要求6所述的增湿器，其特征在于：所述壳体的左侧设置有能够密封卡紧膜管束左端口的第一卡口，所述的壳体的右侧设置有能够密封卡紧膜管束右端口的第二卡口。
8.如权利要求7所述的增湿器，其特征在于：所述的第一卡口连通湿空气出口(5)，所述的第二卡口连通干空气进口(2)。
9.如权利要求6所述的增湿器，其特征在于：所述的壳体(1)为一体注塑成型的壳体。
10.如权利要求6所述的增湿器，其特征在于：所述的水气进口(4)和干空气进口(2)下方均设置有能够进行拆卸安装的过滤网。
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