CN112261987A - 中空纤维膜组件制造方法及通过其制造的中空纤维膜组件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种通过使用打开的中空纤维膜盒来制造中空纤维膜组件的方法及通过该方法制造的中空纤维膜组件。根据本发明的实施例的中空纤维膜组件的制造方法包括：制备中空纤维膜盒；打开所述中空纤维膜盒；将中空纤维膜设置在打开的中空纤维膜盒中；以及将设置有中空纤维膜的中空纤维膜盒关闭。

Description

中空纤维膜组件制造方法及通过其制造的中空纤维膜组件

技术领域

本公开涉及一种使用可打开的中空纤维膜盒来制造中空纤维膜组件的方法以及通过该方法制造的中空纤维膜组件。

背景技术

燃料电池是将氢和氧结合来发电的发电电池。这种燃料电池的优点在于，与诸如干电池或蓄电池的普通化学电池不同，只要供应氢和氧就可以连续地发电，以及没有热损失，由此燃料电池的效率是内燃机效率的约两倍。

此外，燃料电池将由氢和氧的结合所产生的化学能直接转换成电能，由此，排放的污染物的体积小。因此，燃料电池的优点在于，燃料电池对环境友好，并且可以减少由于能源消耗的增加引起的资源枯竭的担忧。

基于所使用的电解质的种类，这种燃料电池通常可以分为聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)或碱性燃料电池(AFC)。

这些燃料电池基本上以相同的原理工作，但在所使用的燃料的种类、工作温度、催化剂和电解质方面彼此不同。在这些燃料电池中，由于聚合物电解质膜燃料电池在比其他燃料更低的温度下工作并且高分子电解质膜燃料电池的输出密度高，因此聚合物电解质膜燃料电池已知是对运输系统以及小型固定发电设备是最有利的，由此可以使聚合物电解质膜燃料电池小型化。

改善聚合物电解质膜燃料电池的性能的最重要因素之一是向膜电极组件(MEA)的聚合物电解质膜(PEM)(也称为质子交换膜)供应规定量或更多的水分以保持含水量。其原因在于，在聚合物电解质膜变干的情况下，发电效率急剧降低。

作为对聚合物电解质膜进行加湿的方法，使用1)向耐压容器中填充水并使目标气体通过扩散器以供应水分的鼓泡机加湿方法；2)计算燃料电池反应所必需的待供应的水量并通过电磁阀直接向气流管道供应水分的直接注入方法；以及3)使用聚合物分离膜向气体流化床供应水分的膜加湿方法。

在这些方法中，膜加湿方法使用被配置成选择性地仅透过废气中包含的水蒸气的膜来向被供应至聚合物电解质膜的气体提供水蒸气从而加湿聚合物电解质膜，这种膜加湿方法的优点在于可以减小加湿器的重量和尺寸。

在形成有组件的情况下，作为在膜加湿方法中使用的选择性透过膜，优选使用每单位体积的透过面积大的中空纤维膜。即，在使用中空纤维膜制造膜加湿器的情况下，接触表面积大的中空纤维膜的高度一体化是可能的，由此，即使在小容量的情况下也可以充分地对燃料电池加湿，可以使用廉价的材料，并且可以收集在高温下从燃料电池排出的非反应气体中包含的水分和热量，并且可以通过加湿器再利用所收集的水分和热量。

然而，在使用中空纤维膜的加湿器的情况下，多个中空纤维膜被一体化以增大加湿器的容量。在这种情况下，由于由高度集成的中空纤维膜引起的阻力，在中空纤维膜外部流动的气体流动在整个加湿器中是不均匀的。

为了解决这个问题，将中空纤维膜组件配置成具有多个盒，所述多个盒安装在膜加湿器外壳中以实现均匀的气体流动。即，将中空纤维膜束容纳在每个盒中，并且将多个盒安装在膜加湿器外壳中，使得被引入到膜加湿器外壳中的气体在盒中流动，由此气体的流动是均匀的。

然而，常规的盒系统在制造时具有以下问题。

传统的盒系统使用封闭型盒，该封闭型盒在其上表面和下表面开口并且在其侧表面封闭。因此，必须将干燥状态下的中空纤维膜在盒竖立的状态下沿盒的纵向方向插入到盒中。在将干燥状态下的中空纤维膜插入到盒中的情况下，中空纤维膜在其插入过程中弯曲。

在将干燥状态下的多个中空纤维膜插入到盒中的过程中，中空纤维膜由于各种原因，例如已插入的中空纤维膜与正在插入的中空纤维膜之间的摩擦或在中空纤维膜插入的过程中发生的干扰，而被损坏。

此外，为了将干燥状态下的中空纤维膜插入到盒中而不会对其造成损坏，必须稍微稀疏地插入中空纤维膜，由此中空纤维膜的堆积密度(PD)降低。

此外，为了将中空纤维膜插入到盒中而不会对其造成损坏，需要作业者将中空纤维膜小心地插入到盒中，这导致处理时间和人力需求的增加。

发明内容

技术问题

本发明是鉴于上述问题而做出的，本发明的目的是提供一种中空纤维膜组件的制造方法以及通过该方法制造的中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件的制造方法能够防止在将中空纤维膜束插入到盒中的过程中引起的对中空纤维膜束的损坏和中空纤维膜束的堆积密度的降低，并且能够减少处理时间和人力需求。

技术方案

根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法包括：

制备中空纤维膜盒；打开所述中空纤维膜盒；将中空纤维膜设置在打开的中空纤维膜盒中；以及将在其中设置有中空纤维膜的所述中空纤维膜盒关闭。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法中，中空纤维膜盒可以包括：主体单元，所述主体单元具有形成在其上部和下部的每一者上的网格单元；以及锁定单元，所述锁定单元配置成以铰接方式紧固所述主体单元。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法中，所述锁定单元可以包括形成在主体单元的一侧上的锁定盖、以及形成在主体单元的另一侧使得从主体单元突出的锁定突起。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法中，锁定单元可以包括配置成打开主体单元的一侧的整个表面的锁定盖、以及形成在主体单元上使得从主体单元突出的锁定突起。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法中，主体单元的下表面、主体单元的两个侧表面以及主体单元的上表面的下侧可以一体地形成，并且主体单元的上表面的上侧可以能够与主体单元的侧表面中的一个分离，从而使主体单元向一个方向打开。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法中，中空纤维膜盒可以包括：主体单元，所述主体单元具有形成在其上部和下部中的每一者上的网格单元；以及锁定单元，所述锁定单元配置成以滑动方式紧固主体单元。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法中，锁定单元可以包括：锁定盖，所述锁定盖配置成沿主体单元的一侧滑动，以打开或关闭主体单元；以及滑动槽，所述滑动槽形成在主体单元的一侧，使得锁定盖能够沿滑动槽滑动。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法中，主体单元可以形成为可分为上表面和下表面，主体单元的上表面和下表面中的一个可以是配置成沿着另一表面滑动以打开或关闭主体单元的锁定盖，并且所述另一表面可以设置有配置成使得锁定盖沿着其滑动的滑动槽。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法中，主体单元的下表面、主体单元的两个侧表面以及主体单元的上表面的下侧可以一体地形成，主体单元的上表面的上侧可以形成为能够与主体单元的侧表面分离，主体单元的上表面的上侧可以是配置成滑动以打开或关闭主体单元的锁定盖，并且主体单元的下表面可以设置有配置成使得上表面的上侧沿其滑动的滑动槽。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法中，网格单元可以包括配置成引导流体的流动方向的多个肋以及形成为被多个肋包围的窗口，其中每个肋的拐角曲率可以是0.7以上。

根据本公开的实施例的中空纤维膜组件包括：

外壳单元，所述外壳单元包括第一流体入口、第一流体出口、第二流体入口和第二流体出口；以及至少一个可打开的中空纤维膜盒，所述至少一个可打开的中空纤维膜盒安装在外壳单元中，所述可打开的中空纤维膜盒在其中容纳多个中空纤维膜。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件中，所述中空纤维膜盒可以包括：主体单元，所述主体单元具有形成在其上部和下部中的每一者上的网格单元；以及锁定单元，所述锁定单元配置成以铰接方式紧固主体单元。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件中，所述锁定单元可以包括形成在主体单元的一侧上的锁定盖、以及形成在主体单元的另一侧上使得从主体单元突出的锁定突起。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件中，所述锁定单元可以包括配置成打开主体单元的一侧的整个表面的锁定盖、以及形成在主体单元上使得从主体单元突出的锁定突起。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件中，主体单元的下表面、主体单元的两个侧表面以及主体单元的上表面的下侧可以一体地形成，并且主体单元的上表面的上侧可以能够与主体单元的侧表面中的一个分离，从而使主体单元向一个方向打开。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件中，中空纤维膜盒可以包括：主体单元，所述主体单元具有形成在其上部和下部中的每一者上的网格单元；以及锁定单元，所述锁定单元配置成以滑动方式紧固主体单元。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件中，锁定单元可以包括：锁定盖，所述锁定盖配置成沿主体单元的一侧滑动，以打开或关闭主体单元；以及滑动槽，所述滑动槽形成在主体单元的一侧上使得锁定盖能够沿着滑动槽滑动。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件中，所述主体单元形成为可被分为上表面和下表面，所述主体单元的上表面和下表面中的一个可以是配置成沿着另一表面滑动以打开或关闭主体单元的锁定盖，并且所述另一表面可以设置有配置成使得锁定盖沿着其滑动的滑动槽。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件中，主体单元的下表面、主体单元的两个侧表面以及主体单元的上表面的下侧可以一体地形成，主体单元的上表面的上侧可以形成为能够与主体单元的侧表面分离，主体单元的上表面的上侧可以是配置成滑动以打开或关闭主体单元的锁定盖，并且主体单元的下表面可以设置有配置成使得上表面的上侧沿着其滑动的滑动槽。

在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件中，网格单元可以包括配置成引导流体的流动方向的多个肋、以及形成为被多个肋包围的窗口，其中每个肋的拐角曲率可以是0.7以上。

根据本公开的各个方面的其他实施例的细节被包括在本公开的以下的详细描述中。

有益效果

根据本公开的实施例，在盒打开的状态下设置中空纤维膜，由此可以防止在以往技术中在将中空纤维膜插入到盒中时引起的对中空纤维膜的损坏。

另外，由于不用担心中空纤维膜在其设置的过程中被损坏，因此可以将中空纤维膜以比以往技术更高的密度设置在盒中，由此可以增大中空纤维膜束的堆积密度(PD)。

另外，由于将中空纤维膜适当地设置在打开的盒中足以满足要求，因此，与将中空纤维膜插入到封闭型盒中的情况相比，可以进一步减少作业者的劳力，因而可以减少处理时间和人力需求。

而且，在常规的中空纤维膜插入过程中，必须使用干燥的中空纤维膜来将中空纤维膜插入到封闭型盒中。然而，在本公开中，不是将中空纤维膜插入到盒中，而是将中空纤维膜设置于打开状态下的盒中。因此，不仅可以将湿润状态下的中空纤维膜设置在盒中，而且可以将干燥状态下的中空纤维膜设置在盒中。

另外，常规地，需要单独的网格网来防止中空纤维膜被切割。然而，在根据本公开的盒中包括网格单元，由此可以防止中空纤维膜被切割，因此不需要单独的网格网。

附图说明

图1是示出根据本公开实施例的中空纤维膜组件的制造方法的流程图。

图2是示出在根据本公开实施例的中空纤维膜组件的制造方法中使用的、可打开的中空纤维膜盒的示例的立体图。

图3是示出图2的可打开的中空纤维膜滤盒被打开(展开)的状态的俯视图。

图4至图9是示出可打开的中空纤维膜盒的不同实施例的立体图。

图10是沿图2的线A-A’截取的剖视图，示出了经由网格单元引入的流体的流动方向。

图11是示出根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的分解立体图。

具体实施方式

本公开可以以各种方式改变并且可以具有各种实施例，其中将在以下详细描述中详细示出和描述具体实施例。然而，本公开不限于具体实施例，并且应当理解，本公开包括本公开的思想和技术范围内包括的所有修改、等同物或替换。

本公开中使用的术语被提供用于描述具体实施例，而不限制本公开。除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。在本公开中，应当理解，术语“包括”、“具有”等表明说明书中所描述的特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，但不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在或增加。在下文中，将参照附图描述根据本公开的实施例的燃料电池膜加湿器。

图1是示出根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法的流程图，图2是示出在根据本公开实施例的中空纤维膜组件的制造方法中使用的、可打开的中空纤维膜盒的示例的立体图，图3是示出图2的可打开的中空纤维膜盒被打开(展开)的状态的俯视图。图4至图9是示出可打开的中空纤维膜盒的不同实施例的立体图。

如图1所示，根据本公开的实施例的中空纤维膜组件的制造方法包括：制备中空纤维膜盒的步骤(S100)；打开中空纤维膜盒的步骤(S200)；将中空纤维膜设置在打开的中空纤维膜盒中的步骤(S300)；以及关闭其中设置有中空纤维膜的中空纤维膜盒的步骤(S400)。

首先，制备中空纤维膜盒(S100)。

本公开中使用的中空纤维膜盒是在图2至图9的每一个中示出的可打开的中空纤维膜盒100(以下称为“盒”)。盒100包括：具有形成在其上部和下部中的每一者处的网格单元130的主体单元110；以及配置成紧固主体单元110的锁定单元120。

在图2至图5的每一个中示出的盒100中，铰链型锁定单元120紧固主体单元110。在图6至图9的每一个中示出的盒100中，主体单元110的至少一部分能够分离，并且滑动型锁定单元120耦接并紧固主体单元110。

首先，将参照图2至图5描述包括铰链型锁定单元120的盒。

参照图2和图3，主体单元110可以形成为在其两个侧表面处倒圆的长方体形状、具有圆形截面的圆柱形或具有椭圆形截面的椭圆圆柱形。这仅是主体单元110的形状的图示，并且本公开不限于此。

主体单元110优选地由具有大尺寸稳定性、高树脂流动度和高抗热变形性的材料制成。这种材料的例子包括聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和尼龙。主体单元110包括折叠部111，折叠部111配置成在被锁定单元120锁定的主体单元110被释放的状态时允许盒100展开。折叠部111是形成在主体单元110内部的凹槽。例如，折叠部111可以是V形凹槽或U形凹槽。

主体单元110包括防分离钩112，防分离钩112配置成当盒100插入到外壳单元200中时防止盒100从外壳单元200分离(见图12)。钩112可以形成为在主体单元110的上表面或下表面中的至少一个上形成为从其突出规定长度的突起的形状。

锁定单元120可以形成在主体单元110的一个侧表面上。锁定单元120包括与主体单元110的一侧连接的锁定盖121以及在主体单元110的另一侧上形成为从其突出的锁定突起122。然而，本公开不限于此。锁定单元120可以包括形成在锁定盖121上的锁定突起(未示出)以及形成在主体单元中的锁定凹部(未示出)，使得锁定突起被插入到锁定凹部中。

如图4所示，锁定单元120可以配置成打开主体单元110的一侧的整个表面。在这种情况下，锁定单元120包括配置成打开或关闭主体单元110的一侧的整个表面的锁定盖121、以及在主体单元110上形成为从主体单元110突出的锁定突起122。在这种情况下，不需要在主体单元110处形成折叠部111，从而可以提高盒100的耐久性。

如图5所示，锁定单元120可以配置成向一个方向打开主体单元110的上表面的一部分。在这种情况下，主体单元110的下表面和两个侧表面一体地形成，上表面的下侧113与主体单元110的侧表面一体地形成，并且主体单元的上表面的上侧114能够与主体单元110的侧表面中的一个侧表面分离，从而以铰接的方式向一个方向打开主体单元。即，主体单元110的上表面的上侧114形成为以主体单元110的另一侧表面为轴以规定角度可旋转。在这种情况下，主体单元110的上表面的上侧114可以执行锁定盖的功能，在主体单元110的上表面的上侧114上可以形成锁定突起(未示出)，并且在与锁定突起相对应的部分中可以形成锁定凹部(未示出)。当然，锁定凹部可以形成在主体单元110的上表面的上侧114中，并且锁定突起可以形成在与锁定凹部相对应的部分上。

接下来，将参照图6至图9描述包括滑动型锁定单元120的盒。如图6至9所示，锁定单元120可以配置为沿着主体单元110的至少一部分滑动。

在图6所示的盒100中，锁定单元120沿着主体单元110的一侧滑动以打开或关闭主体单元110。主体单元110的一个侧表面可以能分离从而形成锁定单元120。锁定单元120可以包括：锁定盖121，锁定盖121配置成沿主体单元110的一侧在上下方向上滑动，以打开或关闭主体单元110；以及滑动槽123，滑动槽123形成在主体单元的一侧使得锁定盖能够沿滑动槽滑动。如所示，锁定盖121可以形成为弯曲形状。然而，本公开不限于此。在这种情况下，不需要在主体单元110处形成折叠部111，由此可以提高盒100的耐久性。

在图7所示的盒100中，主体单元110形成为可分为上表面110a和下表面110b。上表面110a或下表面110b中的至少一者执行锁定盖的功能。例如，主体单元110的上表面110a可以是锁定盖。在这种情况下，可以在主体单元110的下表面110b中形成滑动槽123，使得上表面110a能够沿着该滑动槽滑动。此时，锁定单元120可以包括主体单元110的上表面110a和滑动槽123。即使在这种情况下，也不需要在主体单元110处形成折叠部111，由此可以提高盒100的耐久性。具体地，图7的盒100在将湿润状态下的中空纤维膜插入到该盒100中时是有用的。

在图8所示的盒100中，锁定单元120配置成以与图5类似的方式打开主体单元110的上表面的一部分。主体单元110的下表面和两个侧表面一体地形成，主体单元的上表面的下侧113与主体单元110的侧表面一体地形成，并且上表面的上侧114能够与主体单元110的侧表面分离从而以滑动方式打开主体单元。上表面的上侧114可以执行锁定盖的功能。可以在主体单元110的下表面110b的一部分中形成滑动槽123，使得上表面的上侧114能够沿着该滑动槽滑动。此时，锁定单元120可以包括主体单元的上表面的上侧114和滑动槽123。即使在这种情况下，也不需要在主体单元110处形成折叠部111，由此可以提高盒100的耐久性。

在将干燥状态下的中空纤维膜插入到图7的盒中的情况下，由于没有能够支撑中空纤维膜的结构，因此，在将中空纤维膜插入到高于下表面110b的高度的位置时，将干燥状态下的中空纤维膜插入相当于盒的容量的仅一半左右的量。另一方面，在将干燥状态下的中空纤维膜插入到图8的盒中的情况下，由于与下表面110b一体地形成的上表面的下侧113用作能够支撑干燥状态下的中空纤维膜的结构，因此可以将干燥状态下的中空纤维膜以相当于盒的容量的量插入到盒中。即使在使用图7的盒的情况下，由于湿润状态下的中空纤维膜因水分而彼此聚集，因此可以将湿润状态下的中空纤维膜以相当于盒的容量的量插入到盒中。

图9示例性地示出了盒100的主体单元110大体形成为圆柱形状的情况。与图6至图8类似，圆柱体的一部分可以能够分离从而形成锁定盖，圆柱体的一半可以能够分离从而形成锁定盖，或者圆柱体的一部分可以一体地形成而圆柱体的其余部分可以能够分离以形成锁定盖，并且可以在与锁紧盖相对应的位置处形成滑动槽。锁定盖和滑动槽可以构成锁定单元。然而，这仅仅是一个示例，盒100的主体单元110的形状不限于此。

网格单元130形成在主体单元110的上部和下部中的每一者上。网格单元130允许经由第二流体入口231(稍后进行描述)引入的第二流体经由窗口132被引入到盒100中，使得在第二流体与在盒100中经由第一流体入口221引入的第一流体之间进行水分交换。网格单元130可以防止引入的第二流体的一部分与设置在盒100中的中空纤维膜直接碰撞，由此可以防止损坏中空纤维膜。

如图10所示，构成网格单元130的每个肋可以引导引入的第二流体的流动方向，由此可以防止对位于每个肋131正下方的中空纤维膜束的损坏。此时，中空纤维膜束被损坏的程度根据每个肋131的拐角曲率而改变。测试结果在下表1中示出。

[表1]

R	被切割的纤维膜的数量
		0.3	1800根纤维膜中的23根
0.5	1800根纤维膜中的19根
		0.7	1800根纤维膜中的8根
0.9	1800根纤维膜中没有一根

参考上表1，优选地，每个肋131的拐角曲率R为0.7以上。在拐角曲率R等于或小于0.5的情况下，中空纤维膜的总数的1％以上被切割，这可能对总体加湿效率产生不利影响。另一方面，在拐角曲率R等于或大于0.7的情况下，中空纤维膜中的仅一部分被切割，因此其对总体加湿效率的影响不显著。

将网格单元130的长度L2+L3设定为相当于盒的总长度L1的10％至70％，并且将形成为被肋131包围的窗口132的总面积设定为相当于盒的总面积的30％至70％。在窗口132的总面积超过盒的总体面积的70％的情况下，经由第二流体入口231引入的第二流体能够经由中空纤维膜输送水分的空间的尺寸减小，这对总体加湿效率产生不利影响。

另一方面，以往，需要单独的网格网来防止中空纤维膜被切割。然而，在根据本公开的盒100中，由于包括网格单元130，因此可以防止中空纤维膜被切割，因而不需要单独的网格网。

随后，将如上所述制备的盒100打开(S200)。

如图2至图5所示，在盒包括铰链型锁定单元的情况下，拉动形成在主体单元110的侧表面上的锁定单元120以释放在锁定盖121和锁定突起122之间的耦接状态，并由此打开主体单元110。

如图6至图9所示，在盒包括滑动型锁定单元的情况下，锁定盖沿一个方向滑动以打开主体单元110的侧表面。

随后，在中空纤维膜盒100打开的状态下，将中空纤维膜设置在盒100中(S300)。此时，可以设置干燥状态下的中空纤维膜。可替代地，可以设置湿润状态下的中空纤维膜。

将中空纤维膜清洗然后充分地干燥。将干燥状态下的中空纤维膜设置在盒100中。将中空纤维膜设置在打开状态下的主体单元110的右侧部分(主体单元的形成有锁定盖的部分)中，如图3所示。

另一方面，如图4所示，在锁定单元120配置成打开主体单元110的一侧的整个表面的情况下，或者，如图6所示，在锁定单元120配置成沿着主体单元110的一侧滑动的情况下，主体单元110的一侧的整个表面可以打开，盒100可以放置成使得主体单元110的一侧的打开的整个表面朝上，并且中空纤维膜H可以插入到盒100中使得中空纤维膜中的每一者的纵向方向平行于主体单元110的开口侧，由此可以将中空纤维膜容易地设置在盒100中。

另一方面，在锁定单元120配置成使主体单元110的上表面的一部分向一个方向打开的情况下，如图5或图8所示，将主体单元110的上表面的上侧114打开，并且将干燥状态或湿润状态下的中空纤维膜设置在主体单元的打开部分中。

另一方面，在主体单元的上表面110a被滑动以打开主体单元的情况下，如图7所示，将主体单元的上表面110a打开，并且将湿润状态下的中空纤维膜设置在主体单元的打开部分中。

根据本公开的不同实施例，在盒打开的状态下将中空纤维膜设置在盒中，因此不会发生如以往技术那样当将中空纤维膜插入到封闭型盒中时发生的对中空纤维膜的损坏。

此外，不用担心在中空纤维膜的设置期间中空纤维膜被损坏。因此，可以将中空纤维膜以比以往技术更高的密度设置在盒中，从而可以提高中空纤维膜束的堆积密度(PD)。

此外，将中空纤维膜适当地设置在打开的盒中足以满足要求，由此，与将中空纤维膜插入到封闭型盒中的情况相比，可以进一步减少作业者的劳力，因此可以减少处理时间和人力需求。

另一方面，在使用可打开的中空纤维膜盒的情况下，如本公开中所述，可以清洗中空纤维膜，然后可以将湿润状态下的中空纤维膜设置在盒100中而无需干燥。即，在以往的中空纤维膜的插入过程中，必须使用干燥的中空纤维膜以将中空纤维膜插入到封闭型盒中。然而，在本公开中，中空纤维膜不插入到盒中，而是设置在打开状态下的盒中。因此，可以不仅将湿润状态下的中空纤维膜而且可以将干燥状态下的中空纤维膜设置在盒中。

随后，将设置有中空纤维膜的中空纤维膜盒关闭(S400)。

在盒包括铰链型锁定单元的情况下，如图2至图5所示，锁定盖121和锁定突起122被彼此紧固以将盒关闭。

在盒包括滑动型锁定单元的情况下，如图6至9所示，锁定盖121向另一方向滑动以将主体单元110关闭。

将盒关闭之后，将中空纤维膜的端部捆扎并灌封。中空纤维膜之间的间隙通过灌封工艺被填充。

另一方面，尽管可以在将盒关闭之后执行灌封工艺，但是也可以在将中空纤维膜设置在盒中的步骤(S300)中执行灌封工艺。即，可以使用多个中空纤维膜来形成中空纤维膜束，可以将中空纤维膜束的端部捆扎并灌封，并且可以将灌封的中空纤维膜束设置在盒中。

将中空纤维膜设置在可打开的中空纤维膜盒中，然后通过上述过程将盒关闭，由此制造盒100。如图11所示，制造一个或多个盒100并将它们设置在外壳单元200中。

在下文中，将参照图11描述根据本公开的实施例的中空纤维膜组件。在根据本公开的实施例的中空纤维膜组件中，在外壳单元200中设置至少一个盒100，并且在盒中容纳有中空纤维膜。在此，利用上述方法制造盒，该盒包括：主体单元110，主体单元110具有形成在其上部和下部的每一者上的网格单元130；以及锁定单元120，锁定单元120配置成锁定主体单元110。

如图11所示，根据本公开的实施例的中空纤维膜组件包括外壳单元200和安装在外壳单元200中的至少一个盒100，该外壳单元在其中容纳有多个中空纤维膜。

外壳单元200限定了中空纤维膜组件的外观。外壳单元200可以包括外壳主体210和外壳盖220，外壳主体210和外壳盖220可以彼此一体地耦接。外壳主体210和外壳盖220中的每一个可以由诸如聚丙烯5(PP5)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)或聚碳酸酯的硬塑料、或金属制成。

此外，外壳主体210和外壳盖220中的每一者的横截面形状可以是多边形或圆形。多边形可以是矩形、正方形、梯形、平行四边形、五边形或六边形，并且多边形的拐角可以是圆形。另外，该圆形可以是椭圆形。

外壳主体210在其两端设置有第二流体入口231和第二流体出口232，第二流体经由第二流体入口231引入，第二流体经由第二流体出口232排出。

在外壳单元200中设置有至少一个盒100，在盒100中容纳有配置成允许水分选择性地穿过其中的多个中空纤维膜。在此，每个中空纤维膜由已知材料制成，因此将在本说明书中省略其详细描述。

盒100在其两端设置有灌封单元(未示出)，灌封单元被配置成将中空纤维膜结合并填充中空纤维膜之间的间隙。因此，盒100的两端被灌封单元阻塞，由此在盒中限定了配置成允许第二流体从其中流过的流动通道。每个灌封单元由已知材料制成，因此将在本说明书中省略其详细描述。

另一方面，外壳盖220耦接到外壳主体210的两端。第一流体入口221和第一流体出口222形成在外壳盖220中。经由形成在外壳盖220中的一者中的第一流体入口221引入的第一流体被引入到盒中，流过每个中空纤维膜的内部管道，从盒中流出，并经由形成在另一个外壳盖220中的第一流体出口222排出到外部。

在外壳单元200中形成至少一个可以安装盒100的插入孔240，并且盒100被插入到插入孔240中。这时，形成在盒上的防分离钩112的突起从插入孔240的端部突出，由此盒100的安装完成。通过防分离钩112的突起防止盒向相反方向从插入孔中脱离，由此可以防止安装在插入孔240中的盒100向相反方向与插入孔分离。

在需要从插入孔240中抽出盒100进行修理和清洗的情况下，可以在用强力推动突起的状态下向与盒100的插入方向相反的方向推动盒100，由此可以从插入孔中抽出盒100。

以下，将描述如上所述构造的中空纤维膜组件中的第一流体和第二流体之间的水分交换的过程。在以下描述中，第一流体可以是低湿度流体，第二流体可以是高湿度流体。可替代地，第二流体可以是低湿度流体，第一流体可以是高湿度流体。

第一流体经由形成在外壳盖220中的一者中的第一流体入口221被引入到外壳单元200和盒100中，在中空纤维膜中流动，并经由形成在另一外壳盖220中的第一流体出口222从中空纤维膜组件中排出。另一方面，第一流体可以经由第一流体出口222被引入，然后可以向第一流体经由第一流体入口221排出的方向流动。

第二流体经由外壳主体210的第二流体入口231被引入到外壳主体210中，经由盒100的网格单元130a在中空纤维膜的外部流动，经由盒100的网格单元130b流入到外壳主体210中，并经由外壳主体210的第二流体出口232排出到外部。

另一方面，第二流体可以经由第二流体出口232被引入，然后可以向第二流体经由第二流体入口231排出的方向流动。即，第一流体和第二流体可以沿相反方向流动，或者可以沿相同方向流动。

第一流体和第二流体在中空纤维膜的内部和外部流动，并且通过中空纤维膜彼此交换诸如水分或热量的物质。

尽管以上已经描述了本公开的实施例，但是对于本公开所属领域的普通技术人员而言显而易见的是，在不脱离所附权利要求书中记载的本公开的思想的前提下，可以通过添加、改变、删除或补充部件对本公开进行各种修改或改变，并且这些修改和改变均落入本公开的权利要求的范围内。

[附图标记的说明]

100：中空纤维膜滤盒 110：主体单元

120：锁定单元 130：网格单元

200：外壳单元 210：外壳主体

220：外壳盖 240：插入孔

Claims (20)

1.一种中空纤维膜组件的制造方法，所述方法包括：

制备中空纤维膜盒；

打开所述中空纤维膜盒；

将中空纤维膜设置在打开的所述中空纤维膜盒中；以及

将其中设置有所述中空纤维膜的所述中空纤维膜盒关闭。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中空纤维膜盒包括：

主体单元，所述主体单元具有形成在所述主体单元的上部和下部中的每一个上的网格单元；以及

锁定单元，所述锁定单元配置成以铰接方式紧固所述主体单元。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述锁定单元包括：

锁定盖，所述锁定盖形成在所述主体单元的一侧；以及

锁定突起，所述锁定突起以从所述主体单元突出的方式形成在主体单元的另一侧。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述锁定单元包括：

锁定盖，所述锁定盖配置成打开所述主体单元的一侧的整个表面；以及

锁定突起，所述锁定突起以从所述主体单元突出的方式形成在所述主体单元上。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，

所述主体单元的下表面、所述主体单元的两个侧表面以及所述主体单元的上表面的下侧一体地形成，并且

所述主体单元的所述上表面的上侧能够与所述主体单元的所述侧表面中的一个侧表面分离，从而使所述主体单元在一个方向上打开。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中空纤维膜盒包括：

主体单元，所述主体单元具有形成在所述主体单元的上部和下部中的每一者上的网格单元；以及

锁定单元，所述锁定单元配置成以滑动方式紧固所述主体单元。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述锁定单元包括：

锁定盖，所述锁定盖配置成沿所述主体单元的一侧滑动，以打开或关闭所述主体单元；以及

滑动槽，所述滑动槽形成在所述主体单元的所述一侧，使得所述锁定盖能沿着所述滑动槽滑动。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，

所述主体单元形成为能够分为上表面和下表面，

所述主体单元的所述上表面和所述下表面中的一个是配置成沿着另一表面滑动以打开或关闭所述主体单元的锁定盖，并且

所述另一表面设置有滑动槽，所述滑动槽配置成使得所述锁定盖沿着所述滑动槽滑动。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，

所述主体单元的下表面、所述主体单元的两个侧表面以及所述主体单元的上表面的下侧一体地形成，

所述主体单元的所述上表面的上侧形成为能够与所述主体单元的所述侧表面分离，

所述主体单元的所述上表面的所述上侧是配置成滑动以打开或关闭所述主体单元的锁定盖，并且

所述主体单元的所述下表面设置有滑动槽，所述滑动槽配置成使得所述上表面的所述上侧沿所述滑动槽滑动。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的方法，其中，所述网格单元包括：

多个肋，所述多个肋配置成引导流体的流动方向；以及

窗口，所述窗口形成为被所述多个肋包围，并且

其中，所述肋中的每一者的拐角曲率是0.7以上。

11.一种中空纤维膜组件，包括：

外壳单元，所述外壳单元包括第一流体入口、第一流体出口、第二流体入口和第二流体出口；以及

至少一个可打开的中空纤维膜盒，所述至少一个可打开的中空纤维膜盒安装在所述外壳单元中，所述可打开的中空纤维膜盒中容纳有多个中空纤维膜。

12.根据权利要求11所述的中空纤维膜组件，其中，所述可打开的中空纤维膜盒包括：

主体单元，所述主体单元具有形成在所述主体单元的上部和下部中的每一者上的网格单元；以及

锁定单元，所述锁定单元配置成以铰接方式紧固所述主体单元。

13.根据权利要求12所述的中空纤维膜组件，其中，所述锁定单元包括：

锁定盖，所述锁定盖形成在所述主体单元的一侧；以及

锁定突起，所述锁定突起以从所述主体单元突出的方式形成在所述主体单元的另一侧。

14.根据权利要求12所述的中空纤维膜组件，其中，所述锁定单元包括：

锁定盖，所述锁定盖配置成打开所述主体单元的一侧的整个表面；以及

锁定突起，所述锁定突起以从所述主体单元突出的方式形成在所述主体单元上。

15.根据权利要求12所述的中空纤维膜组件，其中，

所述主体单元的下表面、所述主体单元的两个侧表面以及所述主体单元的上表面的下侧一体地形成，并且

所述主体单元的所述上表面的上侧能够与所述主体单元的所述侧表面中的一个侧表面分离，从而使所述主体单元在一个方向上打开。

16.根据权利要求11所述的中空纤维膜组件，其中，所述可打开的中空纤维膜盒包括：

主体单元，所述主体单元具有形成在所述主体单元的上部和下部中的每一者上的网格单元；以及

锁定单元，所述锁定单元配置成以滑动方式紧固所述主体单元。

17.根据权利要求16所述的中空纤维膜组件，其中，所述锁定单元包括：

锁定盖，所述锁定盖配置成沿所述主体单元的一侧滑动，以打开或关闭所述主体单元；以及

滑动槽，所述滑动槽形成在所述主体单元的所述一侧，使得所述锁定盖能够沿着所述滑动槽滑动。

18.根据权利要求16所述的中空纤维膜组件，其中，

所述主体单元形成为能够分为上表面和下表面，

所述主体单元的所述上表面和所述下表面中的一个是配置成沿着另一表面滑动以打开或关闭所述主体单元的锁定盖，并且

所述另一表面设置有滑动槽，所述滑动槽配置成使得所述锁定盖沿着所述滑动槽滑动。

19.根据权利要求16所述的中空纤维膜组件，其中，

所述主体单元的下表面、所述主体单元的两个侧表面以及所述主体单元的上表面的下侧一体地形成，

所述主体单元的所述上表面的上侧形成为能够与所述主体单元的所述侧表面分离，

所述主体单元的所述上表面的所述上侧是配置成滑动以打开或关闭所述主体单元的锁定盖，并且

所述主体单元的所述下表面设置有滑动槽，所述滑动槽配置成使得所述上表面的所述上侧沿着所述滑动槽滑动。

20.根据权利要求12至19中任一项所述的中空纤维膜组件，其中，所述网格单元包括：

多个肋，所述多个肋配置成引导流体的流动方向；以及

窗口，所述窗口形成为被所述多个肋包围，并且

其中，所述肋中的每一者的拐角曲率是0.7以上。

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