CN114747055A - 燃料电池用加湿器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料电池用加湿器，所述加湿器包括：加湿模块，通过使用从燃料电池堆排出的湿气体来加湿从外部供应的干燥气体；以及第一盖，耦接到加湿模块的一端。加湿模块包括：中间壳体；以及设置在中间壳体中并且容纳多个中空纤维膜的至少一个盒。燃料电池用加湿器还包括第一封装构件，其通过机械组装气密地耦接到加湿模块的至少一端使得第一盖仅与中空纤维膜进行流体连通。

Description

燃料电池用加湿器

技术领域

本发明涉及一种被配置为向燃料电池供应加湿气体的燃料电池用加湿器。

背景技术

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，并且其优点还在于没有热损失，由此燃料电池的效率大约是内燃机效率的两倍。

另外，燃料电池将由氢和氧的结合产生的化学能直接转换成电能，从而排放的污染物量少。因此，该燃料电池的优点在于燃料电池是环保的，并且其优点还在于可以减少关于由于能量消耗的增加引起的资源枯竭的担忧。

根据所使用的电解质的种类，这种燃料电池一般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)。

这些燃料电池的工作原理基本相同，但在所使用的燃料的类型、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，聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)被公知为对运输系统以及小型固定式发电设备最有利的，因为聚合物电解质膜燃料电池在比其他燃料电池更低的温度下工作并且聚合物电解质膜燃料电池的输出密度高，因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(PEMFC)的性能的最重要因素之一是向膜电极组件(MEA)的聚合物电解质膜或质子交换膜(PEM)供应预定量或更多的水分来保持水分含量。其原因在于，如果聚合物电解质膜或质子交换膜干燥，则发电效率急剧降低。

用作对聚合物电解质膜或质子交换膜进行加湿的方法有：1)起泡器加湿(bubblerhumidification)法，该方法将水填充到耐压容器中并使目标气体通过扩散器以供应水分；2)直接注入法，该方法计算燃料电池反应所需的要供应的水分量，并且通过电磁阀直接向气流管道供应水分；以及3)膜加湿法，该方法使用聚合物分离膜向气体流化床供应水分。

在这些方法中，膜加湿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向被供应到聚合物电解质膜或质子交换膜的气体提供水蒸气以加湿聚合物电解质膜或质子交换膜，其优点在于，可以减小加湿器的重量和尺寸。

当形成模块时，每单位体积具有大传输面积的中空纤维膜适用于膜加湿法中使用的选择性渗透膜。即，当使用中空纤维膜制造加湿器时，可以将具有大接触表面积的中空纤维膜高度一体化，由此即使是小容量也可以充分加湿燃料电池，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废气中包含的水分和热量，并且通过加湿器再利用所收集的水分和热量。

图1是传统的燃料电池用加湿器的示意分解立体图。

如图1所示，传统的膜加湿型加湿器100包括：加湿模块110，在加湿模块110中在从外部供应的气体与从燃料电池堆(未示出)排出的废气之间进行水分交换；以及盖120，所述盖120分别耦接到加湿模块110的相对两端。

其中一个盖120将从外部供应的空气输送到加湿模块110，另一个盖将由加湿模块110加湿的空气输送到燃料电池堆。

加湿模块110包括具有废气入口111a和废气出口111b的中间壳体111以及位于中间壳体111中的多个中空纤维膜112。一束中空纤维膜112的相对两端被灌封在固定层113中。通常，每个固定层113通过使用浇铸方法使液体聚合物(例如液体聚氨酯树脂)硬化而形成。

从外部供给的空气沿着中空纤维膜112的中空部分流动。通过废气入口111a引入中间壳体111中的废气与中空纤维膜112的外表面接触，并且从中间壳体111通过废气出口111b排出。当废气与中空纤维膜112的外表面接触时，在废气中包含的水分通过中空纤维膜112输送以加湿沿中空纤维膜112的中空部分流动的空气。

盖120的内部空间必须在与中间壳体111的内部空间完全隔离的状态下仅与中空纤维膜112的中空部分进行流体连通。否则，发生由于压力差引起的空气泄漏，由此供给至燃料电池堆的加湿空气的量减少，并且燃料电池的发电效率降低。

通常，如图1所示，在其中灌封中空纤维膜112的相对两端的固定层113和设置在固定层113与中间壳体111之间的树脂层114将盖120的内部空间与中间壳体111的内部空间隔开。与固定层113类似，每个树脂层114通常通过使用浇铸工序使液体聚合物(例如液体聚氨酯树脂)硬化而形成。

然而，用于形成树脂层114的浇铸工序需要相对长的工序时间，由此降低了加湿器100的生产率。

发明内容

技术问题

鉴于上述问题做出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种燃料电池用加湿器，其能够防止由于通过浇铸工序对树脂层的形成导致加湿器的生产率降低。

技术方案

为了实现上述目的，本发明可以包括以下结构。

根据本发明的燃料电池用加湿器可以包括：加湿模块，所述加湿模块被配置为使用从燃料电池堆排出的湿气体来加湿从外部供应的干燥气体；以及第一盖，所述第一盖耦接到加湿模块的一端。加湿模块可以包括中间壳体和设置在中间壳体中的至少一个盒，所述盒被配置为容纳多个中空纤维膜。根据本发明的燃料电池用加湿器可以进一步包括第一封装构件，所述第一封装构件通过机械组装而气密地耦接到加湿模块的至少一端使得第一盖仅与中空纤维膜进行流体连通。第一封装构件可以包括第一软构件和第一硬构件，所述第一软构件被配置为接触盒和中间壳体中的每一个，所述第一硬构件耦接到第一软构件。第一软构件可以包括第一插入槽，所述第一插入槽被配置为容许第一硬构件插入其中。第一硬构件可以在被插入第一插入槽中的状态下变形以在盒与中间壳体彼此分离的分离方向上延伸，从而可以使第一软构件与盒紧密接触。

有益效果

本发明被实施为省略用于密闭地密封盖的内部空间和中间壳体的内部空间的浇铸工序。因此，在本发明中，可以通过减少用于生产的工序时间来提高生产率。

本发明被实施以提供包括硬构件和软构件的组合的封装构件，由此通过硬构件的变形使软构件与盒紧密接触。因此，在本发明中，可以增加中间壳体与盒之间的密闭密封的力，从而可以提高加湿性能。

附图说明

图1是现有的燃料电池用加湿器的示意分解透视图。

图2是根据本发明的燃料电池用加湿器的示意性分解透视图。

图3是示出沿图2的线I-I截取的根据本发明的燃料电池用加湿器的示意性分解剖视图。

图4是示出沿图2的线I-I截取的根据本发明的燃料电池用加湿器的耦接的示意性剖视图。

图5是示出图4的A部分的示意性放大剖视图。

图6是示出沿图2的线I-I截取的第一封装构件被分解的状态的示意性放大剖视图。

图7是示出在图5的基础上第一硬构件延伸的状态的示意性剖视图。

图8是示出在图5的基础上第一软构件设置有第一支撑构件的状态的示意性剖视图。

图9是示出在根据本发明的燃料电池用加湿器中两个盒耦接到中间壳体的实施例的示意性分解透视图。

图10是示出沿图9的线II-II截取的、第一封装构件和第二封装构件被分解的状态的放大概念图。

图11是示出沿图9的线II-II截取的、第一封装构件和第二封装构件耦接到中间壳体和盒的状态的示意性放大剖视图。

图12是示出在图11的基础上第二硬构件延伸的状态的示意性剖视图。

图13是示出在图11的基础上第二软构件设置有第二支撑构件的状态的示意性剖视图。

图14是示出在根据本发明的燃料电池用加湿器中三个盒耦接到中间壳体的实施例的示意性分解透视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的燃料电池用加湿器的实施例。

参照图2至图4，根据本发明的燃料电池用加湿器1使用从燃料电池堆排出的湿气体来加湿从外部供应的干燥气体。干燥气体可以是燃料气体或空气。干燥气体可以在被湿气体加湿之后，供应到燃料电池堆。

根据本发明的燃料电池用加湿器1包括被配置为对气体进行加湿的加湿模块2以及与加湿模块2的一端耦接的第一盖3。加湿模块2包括：盒21，多个中空纤维膜211被耦接到盒21；中间壳体22，盒21耦接到中间壳体22；以及第一封装构件23，所述第一封装构件23设置在盒21与中间壳体22之间以将盒21与中间壳体22之间密闭地密封。第一封装构件23可以通过耦接将盒21与中间壳体22之间密闭地密封，而无需浇铸工序。因此，第一封装构件23可以密闭地密封第一盖3的内部空间和中间壳体22的内部空间。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以省略需要相对较长的工序时间的浇铸工序，由此可以通过减少用于生产的工序时间来提高生产率。

在下文中，将参照附图详细描述加湿模块2和第一盖3。

参照图2至图4，加湿模块2使用从燃料电池堆排出的湿气体对从外部供应的干燥气体进行加湿。第一盖3可以耦接到加湿模块2的一端。第二盖4可以耦接到加湿模块2的另一端。第一盖3可以将从外部供应的干燥气体输送到加湿模块2。第二盖4可以将通过加湿模块2加湿的干燥气体输送到燃料电池堆。第二盖4可以将从外部供应的干燥气体输送到加湿模块2，第一盖3可以将通过加湿模块2加湿的干燥气体输送到燃料电池堆。

加湿模块2包括盒21、中间壳体22和第一封装构件23。

盒21包括多个中空纤维膜211。中空纤维膜211可以实现为盒21以便模块化。因此，可以通过将盒21耦接到中间壳体22的工序将中空纤维膜211安装在中间壳体22中。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以改进中空纤维膜211的安装、分离和更换的容易度。盒21可以包括被配置成容纳中空纤维膜211的内部壳体210。中空纤维膜211可以设置在内部壳体210中以便模块化。每个中空纤维膜211可以包括由聚砜树脂、聚醚砜树脂、磺化聚砜树脂、聚偏二氟乙烯(PVDF)树脂、聚丙烯腈(PAN)树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂或其中两种以上的混合物制成的聚合物膜。

盒21可以包括第一灌封部212。第一灌封部212将中空纤维膜211固定。第一灌封部212可以固定每个中空纤维膜211的一侧。在这种情况下，第一灌封部212可以形成为不阻挡中空纤维膜211的中空部分。第一灌封部212可以通过使用浇铸工序使液体树脂(例如液体聚氨酯树脂)硬化而形成。第一灌封部212可以将内部壳体210和每个中空纤维膜211的一侧彼此固定。

盒21可以包括第二灌封部213。第二灌封部213将每个中空纤维膜211的另一侧固定。在这种情况下，第二灌封部213可以形成为不阻挡中空纤维膜211的中空部分。因此，将被供应到燃料电池堆的气体可以被供应到中空纤维膜211的中空部分，可以被加湿，并且可以被供应到燃料电池堆而不会被第二灌封部213和第一灌封部212妨碍。第二灌封部213可以通过使用浇铸工序使液体树脂(例如液体聚氨酯树脂)硬化而形成。第二灌封部213可以将内部壳体210和每个中空纤维膜211的另一侧彼此固定。

盒21耦接到中间壳体22。盒21可以设置在中间壳体22中，使得在中间壳体22的内表面与盒21的外表面之间限定空间。中间壳体22可以包括入口221和出口222。含有水分的湿气体可以通过入口221被供应到中间壳体22中，然后可以与中空纤维膜211的外表面接触。在此过程中，湿气体中所含的水分可以通过中空纤维膜211输送，从而可以将沿中空纤维膜211的中空部分流动的气体加湿。加湿的气体可以从中空纤维膜211排出，然后可以供应到燃料电池堆。在将气体加湿之后，湿气体可以从中间壳体22通过出口222排出。入口221可以连接到燃料电池堆。在这种情况下，湿气体可以是从燃料电池堆排出的废气。

同时，盒21可以设置有被配置为使湿气体经由其被引入的引入孔(未示出)和被配置为在对沿着中空纤维膜211的中空部分流动的气体加湿之后使湿气体经由其排出的排出孔(未示出)。在这种情况下，湿气体可以通过入口221被供应到中间壳体22的内表面与盒21的外表面之间，可以通过引入孔被供应到盒21中，可以加湿沿着中空纤维膜211的中空部分流动的气体，可以通过排出孔在中间壳体22的内表面与盒21的外表面之间排出，并且可以从中间壳体22通过出口222排出。

参照图2至图7，第一封装构件23将盒21与中间壳体22之间密闭地密封。第一封装构件23可以通过机械组装被气密地耦接到加湿模块2的至少一端。因此，第一封装构件23使第一盖3仅与中空纤维膜211进行流体连通。因此，第一封装构件23可以防止要供应到燃料电池堆的气体与供应到中间壳体22的湿气体之间的直接混合。第一封装构件23可以插入到盒21与中间壳体22之间。在这种情况下，盒21可以插入到形成在第一封装构件23中的第一通孔23a中。第一封装构件23可以接触中间壳体22的内壁、盒21的外壁和第一灌封部212中的每一个。通过这种接触，第一封装构件23可以气密地耦接到加湿模块2的一端。在这种情况下，第一封装构件23可以接触中间壳体22的内壁的一部分、盒21的外壁的一部分和第一灌封部212的一部分中的每一个。

根据本发明的燃料电池用加湿器1可以包括多个第一封装构件23。第一封装构件23和23’可以分别气密地耦接到加湿模块2的相对两端。在这种情况下，第一封装构件23和23’可以设置在盒21的相对侧。第一封装构件23’可以接触中间壳体22的内壁、盒21的外壁和第二灌封部213中的每一个，由此第一封装构件23’可以气密地耦接到加湿模块2的另一端。在这种情况下，第一封装构件23’可以接触中间壳体22的内壁的一部分、盒21的外壁的一部分和第二灌封部213的一部分中的每一个。由于第一封装构件23和23’被实施为除了它们的位置彼此不同之外具有相同的结构，下面将基于设置在加湿模块2的一端处的第一封装构件23进行说明。对于本发明所属领域的技术人员来说，由此得出设置在加湿模块2的另一端处的第一封装构件23’是显而易见的。

第一封装构件23可以包括第一软构件231和第一硬构件232。

第一软构件231接触盒21和中间壳体22中的每一个。第一软构件231可以由可弹性变形的材料制成。例如，第一软构件231可以由橡胶制成。第一软构件231可以形成为环形以将盒21与中间壳体22之间密闭地密封。

第一软构件231可以包括第一插入槽231a(如图6所示)。第一硬构件232可以插入第一插入槽231a中。第一插入槽231a可以形成在第一软构件231的面对第一盖3的表面中。第一插入槽231a可以形成为环形。

第一硬构件232耦接到第一软构件231。第一硬构件232可以插入第一插入槽231a中。如图7所示，在第一硬构件232插入第一插入槽231a中的状态下，第一硬构件232可以变形以在盒21与中间壳体22彼此分离的分离方向(X轴方向)上延伸，从而可以使第一软构件231与盒21紧密接触。因此，第一硬构件232可以增大第一软构件231与盒21之间的密闭密封的力。在这种情况下，第一软构件231的位于第一硬构件232与盒21之间的部分可以通过第一硬构件232而弹性变形并且被压缩。当第一硬构件232在分离方向(X轴方向)上延伸时，第一软构件231的位于第一硬构件232与盒21之间的部分也可以弹性变形和压缩，由此可以使第一软构件231的该部分与中间壳体22紧密接触。第一硬构件232可以形成为对应于第一插入槽231a的环形。

第一硬构件232可以塑性变形以沿分离方向(X轴方向)延伸。因此，第一硬构件232可以保持在第一软构件231与盒21紧密接触的状态。此外，第一硬构件232可以保持在第一软构件231与中间壳体22紧密接触的状态。因此，第一封装构件23可以被牢固地保持在将盒21与中间壳体22之间密闭地密封的状态。第一硬构件232可以由可塑性变形的材料制成。例如，第一硬构件232可以由金属或塑料制成。

第一硬构件232可以包括第一外壁构件2321、第一连接构件2322和第一按压构件2323。

第一外壁构件2321设置为面对中间壳体22。当第一硬构件232在分离方向(X轴方向)上延伸时，第一外壁构件2321可以朝向中间壳体22变形。因此，第一外壁构件2321可以使第一软构件231的位于第一硬构件232与中间壳体22之间的部分与中间壳体22紧密接触。

第一连接构件2322将第一外壁构件2321与第一按压构件2323彼此连接。第一连接构件2322、第一外壁构件2321和第一按压构件2323可以一体地形成。

第一按压构件2323设置为面对盒21。当第一硬构件232沿分离方向(X轴方向)延伸时，第一按压构件2323可以朝向盒21变形。因此，第一按压构件2323可以按压第一软构件231的位于第一硬构件232与盒21之间的部分，从而与盒21紧密接触。

第一延伸槽232a可以设置在第一按压构件2323与第一外壁构件2321之间。在第一软构件231插入中间壳体22与盒21之间并且第一硬构件232插入第一插入槽231a中的状态下，延伸工具(未示出)可以插入第一延伸槽232a中。随着延伸工具插入第一延伸槽232a中，第一按压构件2323可以朝向盒21变形以将第一软构件231朝向盒21按压。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以在第一硬质件232未延伸的状态下安装第一封装构件23，从而可以提高安装第一封装构件23的容易性。另外，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以在安装第一封装构件23后，使用延伸工具容易地延伸第一硬构件232，使得第一软构件231与盒21紧密接触，从而可以提高增加密闭密封力的容易性。延伸工具可以是被配置为插入第一延伸槽232a中以在分离方向(X轴方向)上延伸第一硬构件232的工具。延伸工具的插入第一延伸槽232a中的部分可以形成为在延伸工具插入第一延伸槽232a中的方向上尺寸逐渐减小。在延伸工具插入第一延伸槽232a中的同时，延伸工具可以使第一外壁构件2321朝向中间壳体22变形。

第一按压构件2323可以形成为具有比第一外壁构件2321更大的厚度。因此，第一按压构件2323可以朝向盒21塑性变形，从而第一按压构件可以被更牢固地保持在使第一软构件231与盒21紧密接触的状态。因此，根据本发明的燃料电池用加湿器1被实现为进一步增加第一封装构件23与盒21之间的密闭密封的力。

这里，为了使第一硬构件232变形，在将延伸工具插入第一延伸槽232a中的过程中，存在第一封装构件23被过深地插入中间壳体22与盒21之间的可能性。为了防止这种情况，第一软构件231可以通过卡合而耦接到中间壳体22。下面将详细描述第一软构件231的结构。

第一软构件231可以包括第一软本体2311、延伸构件2312、卡合槽2313以及卡合构件2314。

第一软本体2311设置在盒21与中间壳体22之间。第一插入槽231a可以形成在第一软本体2311中。当第一硬构件232沿分离方向(X轴方向)延伸时，第一按压构件2323可以按压第一软本体2311的位于第一硬构件232与盒21之间的部分。第一外壁构件2321可以按压第一软本体2311的位于第一硬构件232与中间壳体22之间的部分。

延伸构件2312从第一软本体2311向中间壳体22延伸。延伸构件2312可以由中间壳体22支撑。延伸构件2312可以将卡合构件2314和第一软本体2311彼此连接。延伸构件2312、卡合构件2314和第一软本体2311可以一体地形成。

卡合槽2313形成在延伸构件2312中。卡合槽2313可以设置在第一软本体2311与卡合构件2314之间。中间壳体22可以插入卡合槽2313中。

卡合构件2314耦接到延伸构件2312。卡合构件2314可以设置在插入到卡合槽2313中的中间壳体22的外侧。在这种情况下，中间壳体22可以设置在卡合构件2314与第一软本体2311之间。

由于第一软构件231通过卡合而耦接到中间壳体22，如上所述，第一封装构件23插入到中间壳体22与盒21之间的深度可能在第一硬构件232变形的过程中受到限制。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以通过第一硬构件232的变形提高使第一软构件231与盒21紧密接触的稳定性。

参照图8，第一软构件231可以包括第一支撑构件2315。第一支撑构件2315朝向盒21的第一灌封部212突出。第一支撑构件2315可以由第一灌封部212支撑。因此，在第一硬构件232的变形过程中，第一支撑构件2315可以由第一灌封部212支撑，由此可以限制第一封装构件23插入中间壳体22与盒21之间的深度。

第一支撑构件2315可以从第一软本体2311突出。第一支撑构件2315可以突出不阻挡与第一灌封部212耦接的中空纤维膜211的中空部分的长度。第一支撑构件2315和第一软本体2311可以一体地形成。

参照图8，第一软构件231可以包括第一增强构件2316。第一增强构件2316可以设置在第一软本体2311中。第一增强构件2316可以由刚度比第一软本体2311更高的材料制成。例如，第一增强构件2316可以由金属或塑料制成。第一增强构件2316可以被实现为通过嵌入成型而设置在第一软本体2311中。

参照图2至图8，第一盖3耦接到加湿模块2的一端。第一盖3与盒21之间的空间与盒21与中间壳体22之间的空间可以通过第一封装构件23在密闭密封的状态下隔离。

第一盖3可以包括第一推压构件31。当第一盖3耦接到加湿模块2的一端时，第一推压构件31可以将延伸构件2312朝向中间壳体推压。因此，第一推压构件31可以进一步增加第一封装构件23被保持在将盒21与中间壳体22之间密闭密封状态所需的固定力。

参照图2至图4，第二盖4与加湿模块2的另一端耦接。第二盖4和盒21之间的空间可以通过第一封装构件23’在密闭密封状态下与盒21和中间壳体22之间的空间隔离。第一封装构件23’与上述第一封装构件23大致相同，将省略对其的详细描述。

参照图9至图13，根据本发明的燃料电池用加湿器1可以被实施为使得多个盒21耦接在中间壳体22中。在这种情况下，中间壳体22可以包括设置在盒21和21’之间的分隔构件(未示出)。盒21和21’可以在设置在分隔构件之间的状态下单独地可拆卸地耦接到中间壳体22。同时，在图11至图13中，尽管盒中的每一个包括中空纤维膜，但仅示出了盒20和21’中的每一个而省略了多个中空纤维膜。

当加湿模块2被实施为使得多个盒21耦接到中间壳体22时，加湿模块可以包括第二封装构件24。

第二封装构件24设置在盒21和21’之间以将盒21和21’之间密闭密封。第二封装构件24可以防止将被供应到燃料电池堆的气体和在盒21和21’之间供应的湿气体之间的直接混合。根据本发明的燃料电池用加湿器1可以包括多个第二封装构件24。第二封装构件24和24’可以设置在盒21和21’的相对两侧。由于第二封装构件24和24’被实施为除了它们的位置彼此不同之外具有相同的结构，因此将基于设置在盒21和21’中的每一个的一侧处的第二封装构件24进行说明。对于本发明所属领域的技术人员来说，由此得出设置在盒21和21’中的每一个的另一侧处的第二封装构件24’是显而易见的。

第二封装构件24可以包括第二软构件241和第二硬构件242。

第二软构件241接触盒21和21’中的每一个。第二软构件241可以由可弹性变形的材料制成。例如，第二软构件241可以由橡胶制成。第二软构件241可以包括第二插入槽241a(如图10所示)。第二硬构件242可以插入第二插入槽241a中。第二插入槽241a可以形成在第二软构件241的面对第一盖3的表面中。

第二硬构件242耦接到第二软构件241。第二硬构件242可以插入第二插入槽241a中。如图12所示，在第二硬构件242插入第二插入槽241a的状态下，第二硬构件242可以变形以在盒21与21’彼此分离的分离方向(X轴方向)上延伸，由此可以使第二软构件241与盒21和21’紧密接触。因此，第二硬构件242可以增加第二软构件241与盒21和21’之间的密闭密封的力。在这种情况下，第二软构件241的位于第二硬构件242与盒21之间的该部分可以通过第二硬构件242弹性变形并被压缩。第二软构件241的位于第二硬构件242与盒21’之间的该部分可以通过第二硬构件242弹性变形并被压缩。

第二硬构件242可以塑性变形以沿分离方向(X轴方向)延伸。因此，第二硬构件242可以保持在第二软构件241与盒21和21’紧密接触的状态。因此，第二封装构件24可以被牢固地保持在盒21与21’之间的密闭密封的状态。第二硬构件242可以由可塑性变形的材料制成。例如，第二硬构件242可以由金属或塑料制成。

第二硬构件242可以包括第二连接构件2421和多个第二按压构件2422和2422’。

第二连接构件2421将第二按压构件2422和2422’彼此连接。第二连接构件2421和第二按压构件2422、2422’可以一体地形成。

第二按压构件2422和2422’设置为面对盒21和21’。当第二硬构件242在分离方向(X轴方向)上延伸时，第二按压构件2422和2422’可以朝向盒21和21’变形。因此，第二按压构件2422和2422’可以按压第二软构件241的位于盒21与21’之间的部分以与盒21和21’紧密接触。

第二延伸槽242a可以设置在第二按压构件2422与2422’之间。在第二软构件241插入到盒21与21’之间并且第二硬构件242插入到第二插入槽241a中的状态下，延伸工具可以插入到第二延伸槽242a中。随着延伸工具插入到第二延伸槽242a，第二按压构件2422和2422’可以朝向盒21和21’变形以将第二软构件241朝向盒21和21’按压。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以在第二硬构件242未延伸的状态下安装第二封装构件24，由此可以提高安装第二封装构件24的容易性。此外，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以在安装第二封装构件24之后，使用延伸工具容易地延伸第二硬构件242，使得第二软构件241与盒21和21’紧密接触，从而可以提高增加密闭密封力的容易性。

第二硬构件242可以形成为具有比第一硬构件232更大的厚度。第二硬构件242整体的平均厚度可以大于第一硬构件232整体的平均厚度。在这种情况下，第二按压构件2422和2422’中的每一者可以形成为具有比第一外壁构件2321更大的厚度。第二按压构件2422和2422’中的每一个可以形成为具有与第一按压构件2323相同的厚度。因此，根据本发明的燃料电池用加湿器1被实现为进一步增加第二封装构件24与盒21和21’之间的密闭密封的力。

这里，第二软构件241和第一软构件231可以一体地形成。因此，可以通过一次插入操作来安装第二软构件241和第一软构件231。在这种情况下，可以单独制造第二硬构件242和第一硬构件232。

参照图13，为了使第二硬构件242变形，在将延伸工具插入第二延伸槽242a的过程中，存在第二封装构件24过深地插入盒21与21’之间的可能性。为了防止这种情况，第二软构件241可以包括从第二软本体2411突出的多个第二支撑构件2412和2412’。

第二软本体2411设置在盒21与21’之间。第二插入槽241a可以形成在第二软本体2411中。

第二支撑构件2412和2412’朝向盒21和21’的第一灌封部212和212’突出。第二支撑构件2412和2412’可以由第一灌封部212和212’支撑。因此，在第二硬构件242变形的过程中，第二支撑构件2412和2412’可以由第一灌封部212和212’支撑，从而可以限制第二封装构件24插入到盒21与21’之间的深度。

第二支撑构件2412和2412’可以从第二软本体2411的相对两侧突出。第二支撑构件2412和2412’可以突出不阻挡与第一灌封部212和212’耦接的中空纤维膜211(图8所示)的中空部分的长度。第二支撑件2412和2412’与第二软本体2411可以一体地成型。

参照图13，第二软构件241可以包括第二增强构件2413。第二增强构件2413可以设置在第二软本体2411中。第二增强构件2413可以由刚度比第二软本体2411更高的材料制成。例如，第二增强构件2413可以由金属或塑料制成。第二增强构件2413可以通过嵌件成型而设置在第二软本体2411中。

图8至图13示出了两个盒21耦接到中间壳体22。然而，本发明不限于此。如图14所示，根据本发明的燃料电池用加湿器1可以实现为使得三个盒21、21’和21”耦接到中间壳体22。在这种情况下，可以在加湿模块2的一侧设置两个第二封装构件24，并且可以在加湿模块2的另一侧设置两个第二封装构件24’。尽管未示出，但是根据本发明的燃料电池用加湿器1可以实现为使得四个或更多的盒21耦接到中间壳体22。在这种情况下，第二封装构件24的数量可以与耦接到中间壳体22的盒21的数量成比例地增加。

以上描述的本发明不限于上述实施例和附图，并且对于本发明所属领域的普通技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的技术构思的情况下可以进行各种替代、修改和变形。

Claims (12)

1.一种燃料电池用加湿器，所述加湿器包括：

加湿模块，所述加湿模块被配置为使用从燃料电池堆排出的湿气体来加湿从外部供应的干燥气体；以及

第一盖，所述第一盖耦接到所述加湿模块的一端，其中，

所述加湿模块包括：中间壳体；以及设置在所述中间壳体中的至少一个盒，所述盒被配置为容纳多个中空纤维膜，

所述加湿器还包括第一封装构件，所述第一封装构件通过机械组装而气密地耦接到所述加湿模块的至少一端，使得所述第一盖仅与所述中空纤维膜进行流体连通，

所述第一封装构件包括：第一软构件，所述第一软构件被配置为接触所述盒和所述中间壳体中的每一个；以及第一硬构件，所述第一硬构件耦接到所述第一软构件，

所述第一软构件包括第一插入槽，所述第一插入槽被配置为容许所述第一硬构件插入所述第一插入槽中，并且

所述第一硬构件在被插入所述第一插入槽中的状态下变形以在所述盒与所述中间壳体彼此分离的分离方向上延伸，从而使所述第一软构件与所述盒紧密接触。

2.根据权利要求1所述的加湿器，其中，所述第一硬构件塑性变形以在所述分离方向上延伸，由此所述第一硬构件保持所述第一软构件与所述盒紧密接触的状态。

3.根据权利要求1所述的加湿器，其中，所述第一硬构件包括：

第一按压构件，所述第一按压构件设置为面对所述盒；

第一外壁构件，所述第一外壁构件设置为面对所述中间壳体；

第一连接构件，所述第一连接构件被配置为将所述第一按压构件与所述第一外壁构件彼此连接；以及

第一延伸槽，所述第一延伸槽设置在所述第一按压构件与所述第一外壁构件之间。

4.根据权利要求3所述的加湿器，其中，随着延伸工具被插入所述第一延伸槽中，所述第一按压构件朝向所述盒变形以将所述第一软构件朝向所述盒按压。

5.根据权利要求3所述的加湿器，其中，所述第一按压构件形成为具有大于所述第一外壁构件的厚度。

6.根据权利要求3所述的加湿器，其中，

所述盒包括第一灌封部，所述第一灌封部被配置为固定所述中空纤维膜中的每一者的一侧，并且

所述第一软构件包括第一支撑构件，所述第一支撑构件朝所述第一灌封部突出，所述第一支撑构件由所述第一灌封部支撑。

7.根据权利要求1所述的加湿器，其中，所述第一软构件包括：

第一软本体，所述第一软本体设置在所述中间壳体与所述盒之间；

延伸构件，所述延伸构件从所述第一软本体朝向所述中间壳体延伸；

卡合槽，所述卡合槽形成在所述延伸构件中；以及

卡合构件，所述卡合构件设置在插入所述卡合槽中的所述中间壳体的外侧。

8.根据权利要求7所述的加湿器，其中，所述第一盖包括第一推压构件，所述第一推压构件被配置为将所述延伸构件朝向所述中间壳体推压。

9.根据权利要求3所述的加湿器，其中，

多个所述盒耦接到所述中间壳体，

所述加湿模块包括设置在所述盒之间的第二封装构件，所述第二封装构件被配置成将所述盒之间密闭地密封，

所述第二封装构件包括：第二软构件，所述第二软构件被配置为接触每个所述盒；以及第二硬构件，所述第二硬构件耦接到所述第二软构件，

所述第二软构件包括第二插入槽，所述第二插入槽被配置为容许所述第二硬构件插入所述第二插入槽中，并且

所述第二硬构件在被插入所述第二插入槽的状态下变形以在所述盒彼此分离的分离方向上延伸，从而使所述第二软构件与所述盒紧密接触。

10.根据权利要求9所述的加湿器，其中，所述第二软构件和所述第一软构件一体地形成。

11.根据权利要求9所述的加湿器，其中，所述第二硬构件形成为具有大于所述第一硬构件的厚度。

12.根据权利要求1所述的加湿器，其中，

所述盒包括被配置为固定所述中空纤维膜的第一灌封部，并且

所述第一封装构件接触所述中间壳体的内壁、所述盒的外壁以及所述第一灌封部中的每一个。

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