CN115917800A - 燃料电池用加湿器 - Google Patents

燃料电池用加湿器 Download PDF

Info

Publication number
CN115917800A
CN115917800A CN202180038099.2A CN202180038099A CN115917800A CN 115917800 A CN115917800 A CN 115917800A CN 202180038099 A CN202180038099 A CN 202180038099A CN 115917800 A CN115917800 A CN 115917800A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
inlet
humidifier
outlet
air outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180038099.2A
Other languages
English (en)
Inventor
梁炯模
安雄铨
金度佑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kolon Industries Inc
Original Assignee
Kolon Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kolon Industries Inc filed Critical Kolon Industries Inc
Publication of CN115917800A publication Critical patent/CN115917800A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126—Humidifying
    • H01M8/04149—Humidifying by diffusion, e.g. making use of membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126—Humidifying
    • H01M8/04141—Humidifying by water containing exhaust gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/22—Membrane contactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02—Hollow fibre modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明涉及一种燃料电池用加湿器，该加湿器包括：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气体；第一盖，结合至所述加湿模块的一端；和第二盖，结合至所述加湿模块的另一端。所述加湿模块包括：中间壳，其两端打开；和至少一个筒，位于所述中间壳的内部并且包括多个中空纤维膜。在所述筒的内壳中形成的第二进气口和第二出气口之间的距离大于在所述中间壳中形成的第一进气口和第一出气口之间的距离。

Description

燃料电池用加湿器
技术领域
本公开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
与常规的化学电池如干电池或蓄电池不同，燃料电池的优点在于，只要供应氢气和氧气就可以持续发电，而且没有热量损失，因此，燃料电池的效率约为内燃机的效率的两倍。
另外，燃料电池将氢气与氧气的结合所产生的化学能直接转化为电能，由此，污染物的排放量小。因此，燃料电池具有的优点是，燃料电池是环境友好的，而且可以减少由于能源消耗增加引起的对资源枯竭的担忧。
基于使用的电解质的种类，这种燃料电池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(AEC)。
这些燃料电池基本上以相同的原理运行，但是在使用的燃料的种类、运行温度、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(PEMFC)在比其它燃料电池更低的温度下运行并且聚合物电解质膜燃料电池的输出密度高，由此可以使聚合物电解质膜燃料电池小型化，因此，聚合物电解质膜燃料电池已知最有利于运输系统以及小型固定式发电设备。
改善聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)的性能的最重要的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，以便保持水分含量。这是因为，如果聚合物电解质膜或质子交换膜干燥，则发电效率突然降低。
使用如下方法作为加湿聚合物电解质膜或质子交换膜的方法：1)起泡器加湿法，用水填充耐压容器，并将目标气体通过扩散器以便供应水分；2)直接注入法，计算燃料电池反应所需要的水分的供应量，并通过电磁阀将水分直接供应至气流管；和3)膜加湿法，使用聚合物分离膜将水分供应至气体流化床(gas fluid bed)。
在这些方法中，膜加湿法使用被配置为仅选择性地透过废气中包含的水蒸气的膜，向供应至聚合物电解质膜或质子交换膜的空气提供水蒸气，以便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。
当形成组件时，具有每单位体积大的渗透面积的中空纤维膜适合用于在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，具有大接触表面积的中空纤维膜可以高度集成，由此，即使在小容量下也可以充分加湿燃料电池，可以使用廉价材料，并且可以收集在高温下由燃料电池排出的废气中包含的水分和热量，并且可以通过加湿器重新使用收集的水分和热量。
图1是常规的燃料电池用加湿器的示意性分解透视图。
如图1中所示，常规的膜加湿型加湿器100包括：加湿模块110，其中在从外部供应的空气与从燃料电池堆(未示出)排出的废气之间进行水分交换；和盖120，分别结合至加湿模块110的相对端。
盖120中的一个将从外部供应的空气输送至加湿模块110，并且另一盖将由加湿模块110加湿的空气输送至燃料电池堆。
加湿模块110包括：中间壳111，其具有废气入口111a和废气出口111b；和在中间壳111中的多个中空纤维膜112。中空纤维膜112束的相对端封装在固定层113中。通常，各个固定层113通过使用浇铸法硬化液态聚合物如液态聚氨酯树脂来形成。其中封装有中空纤维膜112的相对端的固定层113以及在固定层113与中间壳111之间设置的树脂层114，将盖120的内部空间与中间壳111的内部空间隔离开。与固定层113类似，各个树脂层114通常通过使用浇铸法硬化液态聚合物如液态聚氨酯树脂来形成。
从外部供应的空气沿中空纤维膜112的中空部流动。通过废气入口111a引入到中间壳111中的废气与中空纤维膜112的外表面接触，并且通过废气出口111b从中间壳111中排出。当废气与中空纤维膜112的外表面接触时，废气中包含的水分通过中空纤维膜112输送，来加湿沿中空纤维膜112的中空部流动的空气。
在这种情况下，通常，引入到中间壳111中的废气流向中空纤维膜112。因此，通常，引入到中间壳111中的废气的压力直接施加于中空纤维膜112上，由此，中空纤维膜112被损坏或破坏。
发明内容
技术问题
鉴于上述问题而做出本公开，本公开的一个目的是提供一种燃料电池用加湿器，其能够减少中空纤维膜的损坏或破坏。
技术方案
为了实现上述目的，本公开可以包括下面构造。
根据本公开的燃料电池用加湿器可以包括：加湿模块，其被配置为使用从燃料电池堆中排出的湿气体来加湿从外部供应的干气体；第一盖，结合至所述加湿模块的一端；和第二盖，结合至所述加湿模块的另一端。所述加湿模块可以包括其相对端打开的中间壳和设置在所述中间壳中的至少一个筒(cartridge)，其中，所述筒可以包括多个中空纤维膜。所述筒可以包括其相对端打开的内壳，其中，所述中空纤维膜可以容纳在该内壳中。所述中间壳可以包括第一进气口和第一出气口，其中，所述第一进气口和所述第一出气口可以形成为在第一轴方向上彼此间隔开。所述内壳可以包括第二进气口和第二出气口，其中，所述第二进气口和所述第二出气口可以形成为在所述第一轴方向上彼此间隔开。在所述第一轴方向上，所述第二进气口与所述第二出气口之间的距离可以大于所述第一进气口与所述第一出气口之间的距离。
有益效果
在本公开中，可以降低中空纤维膜被气体压力损坏或破坏的危险。因此，在本公开中，可以延长寿命并且可以减少维护费用。
附图说明
图1是常规的燃料电池用加湿器的示意性分解透视图。
图2是根据本公开的燃料电池用加湿器的示意性分解透视图。
图3是示出根据本公开的燃料电池用加湿器沿图2的线I-I截取的示意性分解截面图。
图4是示出根据本公开的燃料电池用加湿器沿图2的线I-I截取的示意性结合截面图。
图5和图6是根据本公开的燃料电池用加湿器的筒的示意性平面图。
图7是示出根据本公开的燃料电池用加湿器的筒沿图5的线II-II截取的示意性侧截面图。
图8至图10是示出筒位于中间壳中的示意性局部剖视图。
具体实施方案
下文中，将参照附图详细描述根据本公开的燃料电池用加湿器的实施方案。同时，在图7至图10中，两条平行曲线为省略线。
参照图2至图4，根据本公开的燃料电池用加湿器1使用从燃料电池堆(未示出)排出的湿气体来加湿从外部供应的干气体。干气体可以是燃料气或空气。被湿气体加湿后，干气体可以被供应至燃料电池堆。根据本公开的燃料电池用加湿器1包括：被配置为加湿干气体的加湿模块2、与加湿模块2的一端结合的第一盖3和与加湿模块2的另一端结合的第二盖4。
参照图2至图4，加湿模块2加湿从外部供应的干气体。第一盖3可以与加湿模块2的一端结合。第二盖4可以与加湿模块2的另一端结合。第一盖3可以将干气体输送至加湿模块2。在这种情况下，第二盖4可以将在加湿模块2中由湿气体加湿的干气体输送至燃料电池堆。第一盖3可以将湿气体输送至加湿模块2。在这种情况下，在加湿模块2中加湿干气体之后，第二盖4可以将湿气体排出至外部。
加湿模块2包括中间壳21和至少一个筒22。
筒22与中间壳21结合。筒22可以设置在中间壳21中。中间壳21的相对端打开。在这种情况下，中间壳21可以包括接收孔211。接收孔211可以在第一轴方向(X轴方向)上通过中间壳21来形成。
中间壳21可以包括第一进气口212和第一出气口213。第一进气口212可以将湿气体或干气体引入到中间壳21中。第一出气口213可以从中间壳21的内部排出湿气体或干气体。第一进气口212和第一出气口213可以设置在沿第一轴方向(X轴方向)彼此间隔开的位置处。
当湿气体流过第一进气口212和第一出气口213时，湿气体可以通过第一进气口212经由中间壳21的内部供应至筒22，并且可以与筒22中的中空纤维膜221的外表面接触。在该过程中，湿气体中包含的水分可以通过中空纤维膜221输送，由此可以加湿沿着中空纤维膜221的中空部流动的干气体。加湿的干气体可以从中空纤维膜221中排出，并且可以通过第二盖4供应至燃料电池堆。加湿干气体之后，湿气体可以从筒22中排出，并且可以经由中间壳21的内部通过第一出气口213从中间壳21中排出。第一进气口212可以与燃料电池堆连接，以便接收湿气体。在这种情况下，湿气体可以是从燃料电池堆排出的废气。
当干气体流过第一进气口212和第一出气口213时，干气体可以通过第一进气口212经由中间壳21的内部供应至筒22，并且可以与中空纤维膜的外表面接触。在该过程中，沿中空纤维膜221的中空部流动的湿气体中的水分可以通过中空纤维膜221输送，由此可以加湿引入到筒22中的干气体。加湿的干气体可以从筒22中排出，经由中间壳21的内部通过第一出气口213从中间壳21中排出，并且可以供应至燃料电池堆。加湿干气体之后，湿气体可以从中空纤维膜221中排出，并且可以通过第二盖4排出至外部。第一盖3可以与燃料电池堆连接以便接收湿气体。在这种情况下，湿气体可以是从燃料电池堆排出的废气。
第一进气口212和第一出气口213可以从中间主体210伸出。中间主体210限定了中间壳21的整体外观。第一进气口212和第一出气口213可以沿相同方向从中间主体210伸出。第一进气口212、第一出气口213和中间主体210可以整体地形成。
筒22设置在中间壳21中，并且包括多个中空纤维膜221。中空纤维膜221可以与筒22结合以便模块化。因此，中空纤维膜221可以通过将筒22结合至中间壳21的过程而安装在中间壳21中。因此，在根据本公开的燃料电池用加湿器1中，可以改善中空纤维膜221的安装、分离和更换的容易性。
筒22可以包括内壳222。
内壳222具有在其端部形成的开口，并且在内壳中接收多个中空纤维膜221。中空纤维膜221可以设置在内壳222中，以便模块化。中空纤维膜221各自可以包括由聚砜树脂、聚醚砜树脂、磺化聚砜树酯、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、聚酯酰亚胺树脂或它们中的两种或更多种的混合物制成的聚合物膜。
筒22可以包括第一固定层223。第一固定层223固定各个中空纤维膜221的一端。第一固定层223可以关闭内壳222的开口。在这种情况下，第一固定层223可以形成为不堵塞中空纤维膜221的中空部分。第一固定层223可以通过使用浇铸工艺硬化液体树脂如液体聚氨酯树脂来形成。第一固定层223的一部分可以位于内壳222中，并且第一固定层的剩余部分可以从内壳222向外突出。第一固定层223可以将各个中空纤维膜221的一端与内壳222彼此固定。
筒22可以包括第二固定层224。第二固定层224固定各个中空纤维膜221的另一端。第二固定层224可以关闭内壳222的开口。在这种情况下，第二固定层224可以形成为不堵塞中空纤维膜221的中空部分。第二固定层224可以通过使用浇铸工艺硬化液体树脂如液体聚氨酯树脂来形成。第二固定层224的一部分可以位于内壳222中，并且第二固定层的剩余部分可以从内壳222向外突出。第二固定层224可以将各个中空纤维膜221的另一端与内壳222彼此固定。由于第二固定层224和第一固定层223形成为不堵塞中空纤维膜221的中空部分，因此，从外部供应的干气体或湿气体可以在不受第二固定层224和第一固定层223干扰的情况下供应至中空纤维膜221的中空部分，并且可以在不受第二固定层224和第一固定层223干扰的情况下从中空纤维膜221的中空部分中排出。
加湿模块2可以包括多个填充部件23和23′。
填充部件23和23′在筒22与中间壳21之间形成密封，以便防止干气体与湿气体之间的直接混合。填充部件23和23′可以插入到筒22与中间壳21之间。在这种情况下，筒22可以插入到在填充部件23和23′中形成的第一通过孔23a和23a′中。填充部件23和23′可以设置在筒22的相对侧。虽然未示出，但是可以在筒22的相对侧形成树脂层来代替填充部件23和23′。树脂层可以通过使用浇铸方法硬化液体聚合物如液体聚氨酯树脂来形成。
参照图2至图4，第一盖3与加湿模块2的一端结合。通过填充部件23或树脂层，可以在密封状态下将第一盖3与筒22之间的空间和筒22与中间壳21之间的空间隔离开。
参照图2至图4，第二盖4与加湿模块2的另一端结合。第二盖4可以在第一轴方向(X轴方向)上与第一盖3间隔开的位置处结合至加湿模块2的另一端。通过填充部件23′或树脂层，可以在密封状态下将第二盖4与筒22之间的空间和筒22与中间壳21之间的空间隔离开。
参照图2至图7，筒22可以包括第二进气口225和第二出气口226。
第二进气口225形成在内壳222中。第二进气口225可以形成在内壳222的一侧2220中。基于图7，内壳222的一侧2220可以对应于上表面。第二进气口225可以将湿气体或干气体引入到内壳222中。第二进气口225可以通过内壳222来形成。如图5和图7中所示，第二进气口225可以由通过内壳222形成的单个通孔来实施。如图6中所示，第二进气口225可以由通过内壳222形成的多个通孔来实施。在这种情况下，第二进气口225可以包括通过内壳222的不同部分形成的多个引入窗口225a。引入窗口225a可以彼此间隔地设置，以便在第一轴方向(X轴方向)和第二轴方向(Y轴方向)上形成矩阵。第二轴方向(Y轴方向)是垂直于第一轴方向(X轴方向)的轴方向。第二进气口225和第一固定层223可以在第一轴方向(X轴方向)上彼此间隔开。因此，第二进气口225与第一固定层223彼此不重叠。因此，可以防止第一固定层223被通过第二进气口225引入的湿气体或干气体的压力损坏或破坏。在图5和图6中，虚线表示第一固定层223面向第二进气口225的那个表面的位置。
第二出气口226形成在内壳222中。第二出气口226可以形成在内壳222的一侧2220中。第二出气口226可以从内壳222排出湿气体或干气体。第二出气口226可以通过内壳222来形成。如图5和图7中所示，第二出气口226可以由通过内壳222形成的单个通孔来实施。如图6中所示，第二出气口226可以由通过内壳222形成的多个通孔来实施。在这种情况下，第二出气口226可以包括通过内壳222的不同部分形成的多个排出窗口226a。排出窗口226a可以彼此间隔地设置，以便在第一轴方向(X轴方向)和第二轴方向(Y轴方向)上形成矩阵。第二出气口226和第二固定层224可以在第一轴方向(X轴方向)上彼此间隔开。因此，第二出气口226和第二固定层224彼此不重叠。因此，可以防止第二固定层224被通过第二出气口226排出的湿气体或干气体的压力损坏或破坏。在图5和图6中，虚线表示第二固定层224面向第二出气口226的那个表面的位置。第二出气口226和第二进气口225可以沿第一轴方向(X轴方向)位于第二固定层224与第一固定层223之间。第二出气口226和第二进气口225可以设置在沿第一轴方向(X轴方向)彼此间隔开的位置处。
当湿气体流过第二出气口226和第二进气口225时，湿气体可以通过第一进气口212在中间壳21的内表面与内壳222的外表面之间供应，可以通过第二进气口225供应至内壳222，并且可以与中空纤维膜221的外表面接触。在该过程中，湿气体中包含的水分可以通过中空纤维膜221输送，由此，沿中空纤维膜221的中空部流动的干气体可以被加湿。加湿的干气体可以从中空纤维膜221中排出，并且可以通过第二盖4供应至燃料电池堆。加湿干气体之后，湿气体可以通过第二出气口226在内壳222的外表面与中间壳21的内表面之间排出，并且可以通过第一出气口213从中间壳21中排出。
当干气体流过第二出气口226和第二进气口225时，干气体可以通过第一进气口212在中间壳21的内表面与内壳222的外表面之间供应，可以通过第二进气口225供应至内壳222，并且可以与中空纤维膜221的外表面接触。在该过程中，沿中空纤维膜221的中空部流动的湿气体中的水分可以通过中空纤维膜221输送，由此，引入到内壳222中的干气体可以被加湿。加湿的干气体可以通过第二出气口226在内壳222的外表面与中间壳21的内表面之间排出，可以通过第一出气口213从中间壳21中排出，并且可以供应至燃料电池堆。加湿干气体之后，湿气体可以通过中空纤维膜221排出，并且可以通过第二盖4排出至外部。
参照图2至图9，在根据本公开的燃料电池用加湿器1中，第二进气口225与第二出气口226之间的距离22D(下文称为“第二距离22D”)可以实施为大于第一进气口212与第一出气口213之间的距离21D(下文称为“第一距离21D”)。第二距离22D和第一距离21D两者均基于第一轴方向(X轴方向)。第二距离22D可以是在第一轴方向(X轴方向)上第二进气口225的中点与第二出气口226的中点之间的距离。第一距离21D可以是在第一轴方向(X轴方向)上第一进气口212的中点与第一出气口213的中点之间的距离。
第二距离22D可以实施为在第一轴方向(X轴方向)上大于第一距离21D。因此，第一进气口212和第二进气口225可以实施为在第一轴方向(X轴方向)上彼此不会部分地或完全地重叠。因此，根据本公开的燃料电池用加湿器1可以实施为使得通过第一进气口212引入到中间壳21中的湿气体或干气体的压力不直接施加于中空纤维膜221上。这将详细描述。
首先，如图8中所示，在第二距离22D(图9中所示)和第一距离21D(图9中所示)实施为在第一轴方向上彼此近似相等的比较例中，第一进气口212和第二进气口225彼此重叠。因此，在比较例中，通过第一进气口212引入的湿气体或干气体向第二进气口225流动，并且通过第二进气口225直接引入到内壳222中。因此，在比较例中，湿气体或干气体的压力直接施加于中空纤维膜221(图3中所示)上，由此，中空纤维膜221(图3中所示)被损坏或破坏的危险高。
其次，如图9中所示，在第二距离22D实施为在第一轴方向上大于第一距离21D的一个实例中，第一进气口212和第二进气口225彼此不重叠。在这种情况下，第一进气口212和第二进气口225可以沿第一轴方向(X轴方向)设置在彼此交错的位置上。因此，在该实例中，通过第一进气口212引入的湿气体或干气体流动至与第二进气口225间隔开的位置处，并且通过第二进气口225引入到内壳222中。因此，该实例可以实施为使得湿气体或干气体的压力不直接施加于中空纤维膜221(图3中所示)上。因此，在该实例中，与比较例相比，可以降低施加于中空纤维膜221的湿气体或干气体的压力，由此可以降低中空纤维膜221(图3中所示)被湿气体或干气体的压力损坏或破坏的危险。因此，在该实例中，与比较例相比，可以延长寿命和减少维护费用。虽然未示出，但是第一进气口212和第二进气口225可以彼此仅部分重叠。
第一进气口212可以在第一轴方向(X轴方向)上与第二进气口225和第二出气口226各自间隔开。因此，第一进气口212的整体可以实施为不与第二进气口225和第二出气口226各自重叠。在这种情况下，第一进气口212可以设置在沿第一轴方向(X轴方向)在第二进气口225与第二出气口226之间。
第一出气口213可以在第一轴方向(X轴方向)上与第二进气口225和第二出气口226各自间隔开。在这种情况下，第一进气口212和第一出气口213可以设置在沿第一轴方向(X轴方向)在第二进气口225与第二出气口226之间。因此，在根据本公开的燃料电池用加湿器1中，第一进气口212和第二进气口225设置为彼此不重叠，由此，可以减少中空纤维膜221的损坏或破坏，并且可以使用湿气体提高加湿性能。这将详细描述。
首先，在第二进气口225和第二出气口226设置在沿第一轴方向(X轴方向)在第一进气口212与第一出气口213之间的比较例中，第一进气口212和第二进气口225可以设置为彼此不重叠。然而，在比较例中，第二进气口225与第二出气口226之间的距离缩短，由此，湿气体或干气体在内壳222中停留的时间缩短，因此，加湿性能会降低。
其次，在第一进气口212和第一出气口213设置在沿第一轴方向(X轴方向)在第二进气口225与第二出气口226之间的一个实例中，第一进气口212和第二进气口225可以设置为彼此不重叠，并且第二进气口225与第二出气口226之间的距离可以增大。因此，在该实例中，可以减少由于湿气体或干气体的压力对中空纤维膜221的损坏或破坏，并且可以增加湿气体或干气体在内壳222中停留的时间，由此可以提高加湿性能。
参照图2至图9，中间壳21可以包括隔板部件214。
隔板部件214将中间壳21的内部分开。隔板部件214可以设置在沿第一轴方向(X轴方向)在第一进气口212与第一出气口213之间。因此，隔板部件214可以将中间壳21的内部分开为与第一进气口212连接的空间和与第一出气口213连接的空间。因此，隔板部件214可以防止通过第一进气口212引入的湿气体或干气体在不引入到第二进气口225中的情况下排出至第一出气口213。
隔板部件214可以封闭内壳222的外表面与中间壳21的内表面之间的间隙。因此，隔板部件214可以防止通过第一进气口212引入的湿气体或干气体向第一出气口213流动。隔板部件214可以设置为围绕内壳222的外表面。中间壳21的内表面可以设置为围绕隔板部件214的外表面。如图9中的虚线所示，隔板部件214可以设置为在内壳222的外表面与中间壳21的内表面之间横穿中间壳21的内部。
隔板部件214可以在第一轴方向(X轴方向)上与第一进气口212和第一出气口213各自间隔开。因此，第一进气口212可以位于沿第一轴方向(X轴方向)在第二进气口225与隔板部件214之间。第一出气口213可以位于沿第一轴方向(X轴方向)在第二出气口226与隔板部件214之间。
参照图10，在根据本公开的燃料电池用加湿器1中，第一进气口212可以形成为倾斜的。第一进气口212可以形成为倾斜的，使得随着第一进气口向中间壳21延伸，与第二进气口的距离增加。因此，根据本公开的燃料电池用加湿器1可以实施为使得湿气体或干气体在远离第二进气口225的方向上通过第一进气口212引入，由此，可以进一步降低施加于中空纤维膜221的湿气体或干气体的压力。通过第一进气口212引入的湿气体或干气体可以向隔板部件214流动。随后，湿气体或干气体的流动方向可以通过隔板部件214改变为流向第二进气口225，由此，湿气体或干气体可以通过第二进气口225引入到内壳222中。
第一进气口212可以设置为倾斜的，使得在第一进气口与中间壳21之间形成10度至90度的夹角212a。如果第一进气口212与中间壳21之间的夹角212a大于90度，则通过第一进气口212引入的湿气体或干气体流向第二进气口225，由此，中空纤维膜221被湿气体或干气体的压力损坏或破坏的危险会升高。如果第一进气口212与中间壳21之间的夹角212a小于10度，则引入接口(未示出)与第一进气口212的连接会困难。考虑到这一点，第一进气口212与中间壳21之间的夹角212a可以实施为10度至90度。因此，在根据本公开的燃料电池用加湿器1中，可以降低中空纤维膜221被通过第一进气口212引入的湿气体或干气体的压力损坏或破坏的危险，并且可以提高将引入接口与第一进气口212连接的容易性。
第一出气口213可以形成为倾斜的。第一出气口213可以形成为倾斜的，使得随着第一出气口向中间壳21延伸，与第二出气口226的距离增加。在这种情况下，第一出气口213和第一进气口212可以形成为倾斜的，使得随着第一出气口和第一进气口向中间壳21延伸，它们之间的距离减小。当第一出气口213和第一进气口212各自形成为倾斜的时，第一距离21D可以指第一进气口212和中间壳21的内部彼此连接的点，与第一出气口213和中间壳21的内部彼此连接的点之间的距离。
第一出气口213可以设置为倾斜的，使得在第一出气口与中间壳21之间形成10度至90度的夹角213a。如果第一出气口213与中间壳21之间的夹角213a大于90度，则通过第二出气口226排出的湿气体或干气体流向第一出气口213。结果，通过第二出气口226排出的湿气体或干气体的压力会增加，由此，中空纤维膜221被湿气体或干气体的压力损坏或破坏的危险会升高。如果第一出气口213与中间壳21之间的夹角213a小于10度，则排出接口(未示出)与第一出气口213的连接会困难。考虑到这一点，第一出气口213与中间壳21之间的夹角213a可以实施为10度至90度。因此，在根据本公开的燃料电池用加湿器1中，可以降低中空纤维膜221被通过第二出气口226排出的湿气体或干气体的压力损坏或破坏的危险，并且可以提高将排出接口与第一出气口213连接的容易性。
参照图2至图10，在根据本公开的燃料电池用加湿器1中，第一进气口212和第二进气口225可以设置为面向不同的方向。因此，在根据本公开的燃料电池用加湿器1中，通过第一进气口212引入的湿气体或干气体可以在朝向第二进气口225的方向上移动，然后可以通过第二进气口225引入，由此，可以进一步降低施加于中空纤维膜221的湿气体或干气体的压力。因此，在根据本公开的燃料电池用加湿器1中，可以进一步降低中空纤维膜221被湿气体或干气体的压力损坏或破坏的危险。例如，当在内壳222的上表面形成第二进气口225时，第一进气口212可以设置为面向内壳222的侧面。
第一出气口213和第二出气口226可以设置为面向不同的方向。因此，在根据本公开的燃料电池用加湿器1中，通过第二出气口226排出的湿气体或干气体可以在朝向第一出气口213的方向上移动，然后可以通过第一出气口213排出。例如，当在内壳222的上表面形成第二出气口226时，第一出气口213可以设置为面向内壳222的侧面。
上面描述的本公开不限于上述实施方案和附图，并且对于本公开所属领域的普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离本公开的技术构思的情况下，可以进行各种替代、修改和改变。

Claims (15)

1.一种燃料电池用加湿器，该加湿器包括：
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气体；
第一盖，结合至所述加湿模块的一端；和
第二盖，结合至所述加湿模块的另一端，其中，
所述加湿模块包括：
其相对端打开的中间壳；和
设置在所述中间壳中的至少一个筒，该筒包括多个中空纤维膜，
所述筒包括其相对端打开的内壳，所述中空纤维膜容纳在该内壳中，
所述中间壳包括第一进气口和第一出气口，所述第一进气口和所述第一出气口形成为在第一轴方向上彼此间隔开，
所述内壳包括第二进气口和第二出气口，所述第二进气口和所述第二出气口形成为在所述第一轴方向上彼此间隔开，并且
在所述第一轴方向上，所述第二进气口与所述第二出气口之间的距离大于所述第一进气口与所述第一出气口之间的距离。
2.根据权利要求1所述的加湿器，其中，在所述第一轴方向上所述第一进气口与所述第二进气口和所述第二出气口各自间隔开。
3.根据权利要求1所述的加湿器，其中，所述第一进气口和所述第一出气口设置在沿所述第一轴方向在所述第二进气口与所述第二出气口之间。
4.根据权利要求1所述的加湿器，还包括：
隔板部件，被配置为划分所述中间壳的内部，其中，
所述隔板部件设置在沿所述第一轴方向上在所述第一进气口与所述第一出气口之间。
5.根据权利要求4所述的加湿器，其中，所述隔板部件沿所述第一轴方向与所述第一进气口和所述第一出气口各自间隔开。
6.根据权利要求4所述的加湿器，其中，所述隔板部件封闭所述内壳的外表面与所述中间壳的内表面之间的间隙，从而防止通过所述第一进气口引入的湿气体或干气体流向所述第一出气口。
7.根据权利要求1所述的加湿器，其中，所述第一进气口形成为倾斜的，使得随着所述第一进气口向所述中间壳延伸，与所述第二进气口的距离增加。
8.根据权利要求7所述的加湿器，其中，所述第一进气口是倾斜的，使得在所述第一进气口与所述中间壳之间形成10度至90度的夹角。
9.根据权利要求1所述的加湿器，其中，所述第一出气口形成为倾斜的，使得随着所述第一出气口向所述中间壳延伸，与所述第二出气口的距离增加。
10.根据权利要求9所述的加湿器，其中，所述第一出气口是倾斜的，使得在所述第一出气口与所述中间壳之间形成10度至90度的夹角。
11.根据权利要求1所述的加湿器，其中，所述第一进气口和所述第二进气口设置在沿所述第一轴方向彼此交错的位置处。
12.根据权利要求1所述的加湿器，其中，所述第一进气口和所述第二进气口设置为面向不同的方向。
13.根据权利要求1或12所述的加湿器，其中，所述第一出气口和所述第二出气口设置为面向不同的方向。
14.根据权利要求1所述的加湿器，其中，
所述筒包括第一固定层，其配置为固定所述中空纤维膜各自的一端，并且
所述第一固定层与所述第二进气口在所述第一轴方向上彼此间隔开。
15.根据权利要求14所述的加湿器，其中，
所述筒包括第二固定层，其配置为固定所述中空纤维膜各自的另一端，
所述第二进气口和所述第二出气口位于沿所述第一轴方向在所述第一固定层与所述第二固定层之间，并且
所述第二固定层与所述第二出气口在所述第一轴方向上彼此间隔开。
CN202180038099.2A 2020-12-29 2021-11-08 燃料电池用加湿器 Pending CN115917800A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0186347 2020-12-29
KR20200186347 2020-12-29
PCT/KR2021/016112 WO2022145692A1 (ko) 2020-12-29 2021-11-08 연료전지용 가습기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115917800A true CN115917800A (zh) 2023-04-04

Family

ID=82259355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180038099.2A Pending CN115917800A (zh) 2020-12-29 2021-11-08 燃料电池用加湿器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230178766A1 (zh)
EP (1) EP4273975A1 (zh)
KR (1) KR20220095103A (zh)
CN (1) CN115917800A (zh)
WO (1) WO2022145692A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007046801A (ja) * 2005-08-05 2007-02-22 Nissan Motor Co Ltd 加湿装置
JP5135844B2 (ja) * 2007-03-28 2013-02-06 Ｎｏｋ株式会社 中空糸膜モジュール
KR101393558B1 (ko) * 2012-09-20 2014-05-09 기아자동차 주식회사 연료 전지용 가습장치
KR102098641B1 (ko) * 2015-06-22 2020-04-08 코오롱인더스트리 주식회사 중공사막 모듈
KR102240511B1 (ko) * 2017-12-29 2021-04-14 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지 막가습기

Also Published As

Publication number Publication date
EP4273975A1 (en) 2023-11-08
KR20220095103A (ko) 2022-07-06
US20230178766A1 (en) 2023-06-08
WO2022145692A1 (ko) 2022-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4068440A1 (en) Cartridge of fuel cell humidifier and fuel cell humidifier
CN114747055A (zh) 燃料电池用加湿器
KR102437728B1 (ko) 연료전지용 가습기의 카트리지 및 연료전지용 가습기
US20230197986A1 (en) Humidifier for fuel cell
CN117223134A (zh) 用于燃料电池加湿器的筒体和燃料电池加湿器
EP4224583A1 (en) Cartridge of humidifier for fuel cell and humidifier for fuel cell
KR20220086313A (ko) 연료전지용 가습기의 카트리지 및 연료전지용 가습기
KR20220043352A (ko) 연료전지용 가습기의 카트리지 및 연료전지용 가습기
CN115917800A (zh) 燃料电池用加湿器
KR20210067367A (ko) 연료전지용 가습시스템
EP4239737A1 (en) Cartridge of fuel cell humidifier, and fuel cell humidifier
US20230420706A1 (en) Humidifier system for fuel cell
EP4258395A1 (en) Humidifier for fuel cell
EP4258393A1 (en) Cartridge of humidifier for fuel cell and humidifier for fuel cell
WO2023239058A1 (ko) 연료전지용 가습기의 미드-케이스 및 연료전지용 가습기
WO2023239057A1 (ko) 연료전지용 가습기의 미드-케이스 및 연료전지용 가습기
KR20230173472A (ko) 연료전지용 가습기 및 연료전지용 가습기의 패킹부
CN116635134A (zh) 燃料电池膜增湿器
KR20220168452A (ko) 연료전지 막가습기
CN116685392A (zh) 燃料电池的加湿系统
KR20220155759A (ko) 연료전지용 가습기의 카트리지 및 연료전지용 가습기
CN117461175A (zh) 燃料电池膜加湿器
KR20240021436A (ko) 연료전지용 가습기 및 연료전지용 가습기의 카트리지
JP2024515090A (ja) 燃料電池の膜加湿器
CN116710190A (zh) 用于燃料电池的加湿器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination