CN116154224A - 燃料电池用膜加湿器 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，包括：中空纤维膜盒，包括盒壳体、中空纤维膜以及树脂层，其中，所述盒壳体形成为中空且开口部朝向长度方向两侧，并且多个通气孔形成在所述盒壳体的侧壁，所述中空纤维膜插入到所述盒壳体内部，所述树脂层填充所述盒壳体的长度方向两侧内部空间，膜加湿器壳体，内部形成有所述中空纤维膜盒，以及隔板，形成在所述膜加湿器壳体的内部空间；所述隔板包括插入所述盒壳体的长度方向末端的安装孔。

Description

燃料电池用膜加湿器
技术领域
本发明涉及一种内置有中空纤维膜盒的燃料电池用膜加湿器，更具体地，涉及一种燃料电池用膜加湿器，其中可以配置有隔板，使得容易组装和拆卸中空纤维膜盒，同时提高每个流路的气密性，并且多个中空纤维膜盒可以以可拆卸的结构安装在一个中空纤维膜壳体内部。
背景技术
燃料电池是指通过结合氢气和氧气来产生电的发电型电池。与干电池、蓄电池等一般化学电池不同，燃料电池只要供给氢气和氧气就可以继续产生电，而且没有热损失，因此具有比内燃机效率高2倍左右的优点。并且，由于氢气和氧气结合而产生的化学能直接转化为电能，因此公害物质排放量低。因此，燃料电池不仅具有环保性，而且具有减少对能源消耗增加导致的资源枯竭的担忧的优点。这种燃料电池根据所使用的电解质的种类，大致可分为聚合物电解质膜燃料电池(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell，PEMFC)、磷酸燃料电池(Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MoltenCarbonate Fuel Cell，MCFC)、固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)以及碱性燃料细胞(Alkaline Fuel Cell，AFC)等。
这些燃料电池中的每一个本质上都根据相同的原理运行，但使用的燃料种类、运行温度、催化剂、电解质等各不相同。其中，由于与其他燃料电池相比，在低温下工作，而且由于功率密度大，可以实现小型化，因此聚合物电解质型燃料电池被认为是不仅在小规模固定发电设备，而且在运输系统中最有前途。
提高聚合物电解质型燃料电池性能的最重要因素之一是，通过向膜-电极组件(Membrane Electrode Assembly，MEA)的聚合物电解质膜(Polymer Eletrolyte Membrane或Proton Exchange Membrane，PEM)供给一定量以上的水分来维持含水率。这是因为当聚合物电解质膜干燥时，发电效率急剧下降。聚合物电解质膜的加湿方法有：1)在耐压容器中填充水后，使目标气体通过扩散器(diffuser)来供给水分的起泡(bubbler)加湿法；2)通过计算燃料电池反应所需的供水量并通过电磁阀直接向气流管道供给水分的直接喷射(direct injection)法；以及3)通过使用聚合物分离膜向气体的流化层供给水分的加湿膜法。
其中，通过使用仅选择性地透射废气中包含的水蒸气的膜向供给至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的加湿膜法具有能够使加湿器变为轻量化及小型化的优点。当形成模块时，在加湿膜法中使用的选择性透射膜优选为每单位体积的透射面积大的中空纤维膜。即当使用中空纤维膜制造加湿器时，由于可以高度集成具有大接触表面积的中空纤维膜，因此具有即使是小容量也可以实现充分的燃料电池的加湿，并且可以使用低成本的材料，回收从燃料电池排出的高温未反应气体中包含的水分和热量并可以通过加湿器重复使用的优点。
如上所述，已经提出了具有各种形状和结构的构成为使用中空纤维膜进行加湿的燃料电池用膜加湿器，在现有的燃料电池用膜加湿器中，大量的中空纤维膜和膜加湿器壳体都通过树脂层结合为一体，由于膜加湿器组装难度大，生产效率降低，而且当中空纤维膜因使用时间长而老化时，不能仅更换中空纤维膜，因此存在必须将整个膜加湿器报废的问题。并且，在现有的燃料电池用膜加湿器中，由于一个膜加湿器壳体内部具有一个中空纤维膜束，因此即使仅在一部分中空纤维膜束发生缺陷，也无法更换一部分中空纤维膜束，因此还存在必须将整个膜加湿器报废的缺点。
另一方面，所述树脂层由昂贵的材料制成，如以往一样，当用树脂层填充膜加湿器壳体的整个两端时，存在制造成本非常高的缺点。此外，由于将中空纤维膜结合在膜加湿器壳体的树脂层与膜加湿器壳体热膨胀系数不同，因此当树脂层和膜加湿器壳体经过数次加热和冷却时，所述树脂层与膜加湿器壳体之间可能会细微的隔开。如上所述，当树脂层与膜加湿器壳体之间隔开时，湿空气与干空气会直接相遇，因此存在无法实现正常膜加湿的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1KR 10-2098641B1
发明内容
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种气密性提高的燃料电池用膜加湿器，树脂层配置为仅填充中空纤维膜盒的两侧，从而可以减少树脂层的使用量，并且多个中空纤维膜盒以可拆卸的结构安装在一个膜加湿器壳体，以便能够容易组装和更换零件，并且配置有隔板以提高湿空气流路和干空气流路的气密性。
用于解决问题的手段
根据本发明的用于实现上述目的的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，包括：中空纤维膜盒，包括盒壳体、中空纤维膜以及树脂层，其中，所述盒壳体形成为中空且开口部朝向长度方向两侧，并且多个通气孔形成在所述盒壳体的侧壁，所述中空纤维膜插入到所述盒壳体内部，所述树脂层填充所述盒壳体的长度方向两侧内部空间，膜加湿器壳体，内部形成有所述中空纤维膜盒，以及隔板，形成在所述膜加湿器壳体的内部空间；所述隔板包括插入所述盒壳体的长度方向末端的安装孔。
其中，特征在于，所述树脂层以覆盖所述盒壳体的长度方向两端和所述盒壳体的长度方向两侧的外侧面的方式进行灌封。
其中，特征在于，所述盒壳体还包括包绕所述盒壳体的长度方向中部的突出肋，所述通气孔以所述突出肋为基准分别形成在所述盒壳体的长度方向一侧壁和长度方向另一侧壁。
其中，特征在于，所述膜加湿器壳体包括隔壁，该隔壁中形成有插入孔以便插入所述盒壳体。
其中，特征在于，所述隔板在所述安装孔的外侧端具备突出的凸台，所述树脂层与所述凸台接触。
其中，特征在于，还包括O形环，用于密封所述凸台和所述树脂层之间。
其中，特征在于，包括：中空纤维膜盒，包括盒壳体、中空纤维膜以及树脂层，其中，所述盒壳体形成为中空且开口部朝向长度方向两侧，并且多个通气孔形成在所述盒壳体的侧壁，且所述盒壳体还形成有从长度方向两侧突出的卡接棱和与所述卡接棱隔开的凸缘，所述中空纤维膜插入所述盒壳体的内部，所述树脂层填充所述盒壳体的长度方向两侧内部空间，以及膜加湿器壳体内部形成有所述中空纤维膜盒，在所述凸台和所述凸缘之间形成有填充所述树脂层的多个通孔。
其中，特征在于，所述树脂层以覆盖所述盒壳体的长度方向两端和所述盒壳体的长度方向两侧的外侧面的方式进行灌封。
其中，特征在于，所述盒壳体还包括包绕所述盒壳体的长度方向中部的突出肋，所述通气孔以所述突出肋为基准分别形成在所述盒壳体的长度方向一侧壁和长度方向另一侧壁。
其中，特征在于，所述膜加湿器壳体包括隔壁，该隔壁中形成有插入孔以便插入所述盒壳体。
其中，特征在于，所述树脂层形成为外侧周缘以阶梯状弯曲的形状，所述卡接棱与所述树脂层的弯曲部位相接。
其中，特征在于，所述凸缘的突出高度形成为大于所述卡接棱的突出高度，所述树脂层，覆盖到形成所述凸缘的位置处，并层叠到所述凸缘的突出高度处。
根据本发明的用于实现上述目的的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，包括：中空纤维膜盒，包括盒壳体、中空纤维膜以及树脂层，其中，所述盒壳体形成为中空且开口部朝向长度方向两侧，并且多个通气孔形成在所述盒壳体的侧壁，所述中空纤维膜插入到所述盒壳体内部，所述树脂层填充所述盒壳体的长度方向两侧内部空间，膜加湿器壳体，内部形成有所述中空纤维膜盒，以及隔板(bulkhead)，形成在所述膜加湿器壳体的内部空间；所述隔板与所述盒壳体隔开形成。
其中，其特征在于，所述盒壳体通过所述树脂层与所述隔板连接。
其中，其特征在于，在所述隔板和所述树脂层之间包括O形环。
其中，其特征在于，所述盒壳体形成有从长度方向两侧突出的卡接棱及从所述卡接棱隔开的凸缘。
其中，其特征在于，所述树脂层形成到所述凸缘形成的高度处。
发明效果
根据本发明的燃料电池用膜加湿器，由于多个中空纤维膜盒以可拆卸的结构安装在一个膜加湿器壳体，因此组装和更换零件非常容易，并且由于树脂层构成为仅填充中空纤维膜盒的两侧，因此可以通过减少昂贵的树脂层的使用量来降低制造成本，由于湿空气流路和干空气流路的气密性提高，因此具有提高加湿效率的优点。
附图说明
图1和图2是根据本发明的一实施例的燃料电池用膜加湿器的立体图和立体剖视图。
图3是根据本发明的中空纤维膜盒的立体图。
图4是盒壳体的侧视图。
图5是根据本发明的中空纤维膜盒的剖视图。
图6是示出隔板和第一壳体的结合结构的分解立体图。
图7是示出第一壳体和第三壳体的结合结构的分解立体图。
图8是根据本发明的燃料电池用膜加湿器的剖视图。
图9和图10是示出膜加湿器壳体的密封结构的剖视图。
图11和图12是根据本发明的另一实施例的燃料电池用膜加湿器的立体图和立体剖视图。
图13和图14是示出隔板结合在中空纤维膜盒的两端的结构的立体图和分解立体图。
图15是根据本发明的盒壳体的部分立体图。
图16是示出中空纤维膜盒和膜加湿器壳体以隔板为介质结合的结构的垂直剖视图。
图17是根据本发明的O形环和头部密封件的立体图。
图18是根据本发明的一对隔板立体图。
图19是根据本发明的第一壳体的水平截面立体图。
图20是根据本发明的又一实施例的燃料电池用膜加湿器的立体图。
图21和图22是根据本发明的中空纤维膜盒和配置其的燃料电池用膜加湿器的分解立体图和立体剖视图。
图23是根据本发明的燃料电池用膜加湿器中包括的壳体的立体剖视图。
图24是根据本发明的燃料电池用膜加湿器中包括的盒的部分立体图。
图25和图26是示出中空纤维膜和树脂层结合在盒的结构的立体图和剖视图。
图27是示出隔板与盖的结合结构的分解立体图。
图28是根据本发明的燃料电池用膜加湿器的垂直剖视图，示出湿空气和干空气的流动方向。
具体实施方式
以下，参照所附的图1至图10，对根据本发明的一实施例的燃料电池用膜加湿器进行详细说明。
图1和图2是根据本发明的燃料电池用膜加湿器的立体图和立体剖视图，图3是根据本发明的中空纤维膜盒的立体图，图4是盒壳体的侧视图，图5是根据本发明的中空纤维膜盒的剖视图。
根据本发明的燃料电池用膜加湿器是一种构成为使得通过中空纤维膜220外部的湿空气中的水分传递到通过中空纤维膜220内部的干空气的加湿器，其结构特征在于，中空纤维膜220不与膜加湿器壳体100结合为一体，而是安装成中空纤维膜220内置在以可拆卸的结构结合在膜加湿器壳体100的中空纤维膜盒200的内部，并且隔板500安装在膜加湿器壳体100的长度方向一侧，中空纤维膜盒200的长度方向一侧插入到所述隔板500的结构。
即根据本发明的燃料电池用膜加湿器，包括：中空纤维膜盒200，包括盒壳体210、中空纤维膜220以及树脂层230，其中，所述盒壳体210形成为中空管形状且开口部朝向长度方向两侧，并且多个通气孔212设置在侧壁，所述中空纤维膜220插入到所述盒壳体210的内部以使长度方向两端朝向所述盒壳体210的开口部，所述树脂层230填充所述盒壳体210的长度方向两侧的内部空间以使所述中空纤维膜220的长度方向两端暴露于外部；膜加湿器壳体100，形成有内部设置有所述中空纤维膜盒200并且与所述通气孔212连通的湿空气流入口131和湿空气流出口112、与所述中空纤维膜220连通的干空气流入口121和干空气流出口132；以及隔板500，安装成使得外侧周缘与所述膜加湿器壳体100的长度方向一侧的内侧面紧贴并且所述盒壳体210的长度方向一端插入到形成在中心部的安装孔510。
这样，当中空纤维膜盒200以隔板500为介质安装在膜加湿器壳体100时，具有中空纤维膜盒200的组装和更换作业变得容易，并且当改变中空纤维膜盒200的形状或规格时，只需更换隔板500，即可共用膜加湿器壳体100的优点。
并且，由于根据本发明的燃料电池用膜加湿器构成为用树脂层230仅填充盒壳体210的长度方向两侧的内部空间，而不是用树脂层230填充所有膜加湿器壳体100的长度方向两侧内部空间，因此还具有可以显著减少昂贵的树脂层230的使用量，从而可以降低产品的制造成本的优点。
另一方面，所述膜加湿器壳体100包括：第一壳体110，以长度方向两侧开放的中空管形状形成，插入所述膜加湿器盒；第二壳体120，结合成覆盖所述第一壳体110的长度方向一侧(在本实施例中为左侧)；以及第三壳体130，结合成覆盖所述第一壳体110的长度方向另一侧(在本实施例中为右侧)。干空气流入口121和干空气流出口132形成在第二壳体120和第三壳体130，湿空气流入口131和湿空气流出口112分别形成在第三壳体130和第一壳体110。
因此，通过所述干空气流入口121流入到第二壳体120内部的干空气沿着中空纤维膜220内部的流路通过盒壳体210并传递至第三壳体130内部后，通过干空气流出口132向外部抽出(参见虚线箭头)。并且，通过湿空气流入口131流入到第三壳体130内部的湿空气通过中空纤维膜盒200的通气孔212流入到中空纤维膜盒200内部后，与中空纤维膜220的外表面接触并流动，并通过第一壳体110的湿空气流出口112流出。
另一方面，在所述盒壳体210的长度方向中部的外侧面形成有前后分割所述膜加湿器壳体100的内部空间的突出肋213，所述通气孔212以所述突出肋213为基准分别形成在所述盒壳体210的长度方向一侧壁和长度方向另一侧壁。流入到所述湿空气流入口131的湿空气不直接排放到湿空气流出口112，而是通过形成在盒壳体210的后侧(在本实施例中为右侧)侧壁的通气孔212流入到盒壳体210内部并向前方流动后，经过形成在所述盒壳体210的前侧(在本实施例中为左侧)侧壁的通气孔212，排放到第一壳体110的湿空气流出口112。
这样，当干空气与中空纤维膜220内侧面接触并流动，并且湿空气与中空纤维膜220外侧面接触并流动时，所述湿空气中的水分传递至干空气，从而可以对所述干空气进行加湿，这种加湿原理与现有的膜加湿器相同，因此将省略其详细描述。
此时，在本实施例中，仅示出了膜加湿器壳体100由三个壳体(即第一壳体110、第二壳体120、第三壳体130)构成的情况，然而所述膜加湿器壳体100也可以由两个壳体构成，或由四个以上的壳体构成，也可以由一个壳体(单一壳体结构)构成。
另一方面，另一特征在于，所述盒壳体210中设置有卡接棱214和盒凸缘215，以使结合在盒壳体210的树脂层230不容易从所述盒壳体210脱离。所述卡接棱214形成在盒壳体210的整个长度方向两端，并且向外(更明确地，朝向沿着盒壳体210的横向突出的方向)突出，所述盒凸缘215形成在从卡接棱214隔开预定距离的位置处。
此时，所述卡接棱214以完全埋入树脂层230的方式安装，即使树脂层230没有粘附到盒壳体210的表面并被剥离，只要卡接棱214没有损坏，所述树脂层230就可以保持与盒壳体210结合的状态。
进而，所述盒壳体210的侧壁中的所述卡接棱214和所述盒凸缘215形成的位置处之间可以形成有填充所述树脂层230的多个通孔216。所述树脂层230最初以液体状态与盒壳体210接触后，通过固化过程与盒壳体210结合为一体，如上所述，当通孔216形成在盒壳体210的侧壁中的由树脂层230包裹的部位时，液体树脂层230在与盒壳体210接触的过程中填充通孔216，因此可以获得树脂层230和盒壳体210之间的结合强度非常高的效果。
并且，所述盒凸缘215是用于限制中空纤维膜盒200插入到隔板500的距离的部件，下面将参照图9详细描述所述盒凸缘215的安装结构和功能。
图6是示出隔板和第一壳体的结合结构的分解立体图，图7是示出第一壳体和第三壳体的结合结构的分解立体图，图8是根据本发明的燃料电池用膜加湿器的剖视图，图9和图10是示出膜加湿器壳体的密封结构到的剖视图。
如图6所示，所述隔板500的外侧面中与所述中空纤维膜盒200相邻的部位形成有直角延伸的头部凸缘520，所述头部凸缘520被挤压并固定在第一壳体110和第二壳体120之间。
此时，如图9所示，所述盒壳体210的盒凸缘215紧贴于隔板500的表面(在本实施例中为右侧表面)，O形环300压入到所述盒凸缘215和隔板500的接触面之间，以能够防止空气从所述盒凸缘215和所述隔板500的接触面之间流出的现象。
另一方面，所述第二壳体120设置有安装所述头部凸缘520的安装槽，并且当所述头部凸缘520与第二壳体120结合时，所述头部凸缘520以完全埋入安装槽的结构结合。并且所述第一壳体110结合成覆盖所述头部凸缘520中朝向所述第一壳体110的面(在本实施例中为右侧面)及所述第二壳体120中朝向所述第一壳体110的面(在本实施例中为右侧面)，用于防止空气流出的头部密封件400可以以压入的结构安装在所述第一壳体110、所述第二壳体120和所述头部凸缘520相遇的位置处。
此时，当O形环300和头部密封件400作为单独的部件制造并安装时，需要单独进行O形环300的设置和头部密封件400的设置，因此不仅组装产品需要很多时间，而且由于在设置O形环300时改变头部密封件400的位置，并且在设置头部密封件400时改变O形环300的位置，可能导致组装缺陷问题。因此，如本实施例所示，优选地，所述O形环300和头部密封件400通过多个连接桥410连接为一体。
所述第三壳体130中形成有两个空气出入口，即湿空气流入口131和干空气流出口132，并且设置有由流路分割板135分割的湿空气流路133和干空气流路134，使得通过湿空气流入口131的湿空气和通过干空气流出口132的干空气不相互接触。此时，所述湿空气流路133构成为将盒壳体210和所述膜加湿器壳体100之间的空间与所述湿空气流入口131连通。并且，干空气流路134构成为，将所述中空纤维膜盒200的长度方向另一端与所述干空气流出口132连通。
并且，为了防止通过中空纤维膜220内部的干空气流入到湿空气流路133，在所述盒壳体210的长度方向另一侧设置有沿着中空纤维膜220的直径方向延伸并覆盖所述干空气流路134的延伸板240。所述延伸板240与分割湿空气流路133和干空气流路134的流路分割板135的末端紧贴地结合，因此通过中空纤维膜220的干空气和流入到湿空气流路133的湿空气不直接接触。
另一方面，当湿空气和干空气隔着中空纤维膜220间接接触并交换湿气时，湿气在中空纤维膜220内部凝结并落下，因此，冷凝水可能会聚集在干空气流路134的底部。当聚集在干空气流路134底部的冷凝水的流量增加到一定水平以上时，不仅湿空气和干空气之间的湿度交换不能正常实现，而且还存在膜加湿器损坏的风险。
因此，根据本发明的燃料电池用膜加湿器可以包括旁路流路，将聚集在所述干空气流路134的底部的冷凝水排放到所述盒壳体210和所述膜加湿器壳体100之间的空间。所述旁路流路的一侧端位于空气流路134的底部附近，而另一侧端位于盒壳体210的上侧。
此时，由于干空气流路134的内部压力高于湿空气流路133的内部压力，因此聚集在干空气流路134的底部的冷凝水沿旁路流路向上流，并喷射到盒壳体210和膜加湿器壳体100之间的空间。另一方面，适用于本发明的旁路流路与盒壳体210一体注塑，而不是由单独的金属管制造，因此具有不需要单独的制造成本或组装成本的优点。
另一方面，盒壳体210的长度方向另一侧(在本实施例中为右侧)直接安装在第三壳体130，而不是以单独的隔板500为介质安装在第三壳体130。即如图10所示，位于盒壳体210的长度方向另一侧的盒凸缘215紧贴于流路分割板135的末端，并且所述盒凸缘215和流路分割板135之间可以设置有O形环300，从而能够密封盒凸缘215和流路分割板135之间的接触部位。类似地，在第一壳体110和第三壳体130的接触部位可以设置有头部密封件400，并且为了组装工艺的方便性，所述头部密封件400与所述O形环300连接并制造成一体。
接下来，将参照所附的图11至图19详细描述根据本发明的另一实施例的燃料电池用膜加湿器。
图11和图12是根据本发明的燃料电池用膜加湿器的立体图和立体剖视图，图13和图14是示出隔板结合在中空纤维膜盒的两端的结构的立体图和分解立体图，图15是根据本发明的盒壳体的部分立体图。
根据本发明的燃料电池用膜加湿器是一种构成为使通过中空纤维膜220外部的湿空气中的水分传递至通过中空纤维膜220内部的干空气的加湿器，其结构上的最大特征在于，中空纤维膜220不与膜加湿器壳体100结合为一体，而是安装成中空纤维膜220内置在以可拆卸的结构结合在膜加湿器壳体100的中空纤维膜盒200的内部，并且在一个膜加湿器壳体100内部安装有多个中空纤维膜盒200。
即根据本发明的燃料电池用膜加湿器，包括：中空纤维膜盒200，包括盒壳体210、中空纤维膜220以及树脂层230，其中，所述盒壳体210形成为中空管形状且开口部朝向长度方向两侧，并且多个通气孔212设置在侧壁，所述中空纤维膜220插入到所述盒壳体210的内部以使长度方向两端朝向所述盒壳体210的开口部，所述树脂层230填充所述盒壳体210的长度方向两侧的内部空间以使所述中空纤维膜220的长度方向两端暴露于外部；膜加湿器壳体100，形成有内部设置有多个所述中空纤维膜盒200并且与所述通气孔212连通的湿空气流入口111和湿空气流出口112、与所述中空纤维膜220连通的干空气流入口121和干空气流出口132；以及一对隔板500，安装成使得外侧周缘与所述膜加湿器壳体100的长度方向一侧的内侧面紧贴并且所述盒壳体210的长度方向末端插入到形成在中心部的多个安装孔510。
如上所述，当中空纤维膜盒200以隔板500为结合介质安装在膜加湿器壳体100时，可以通过增加或减少形成在隔板500的安装孔510的数量来增加或减少可安装的中空纤维膜盒200的数量，因此具有可以在共用膜加湿器壳体100同时，增加中空纤维膜盒200的规格和数量的自由度的优点。此时，在本实施例中，仅示出了三个中空纤维膜盒200安装在一对隔板500的情况，但是安装在一对隔板500的所述中空纤维膜盒200的数量可以改变为两个或四个等各种数量。
并且，当中空纤维膜盒200的长度方向两端以配合方式安装到隔板500时，所述中空纤维膜盒200的组装变得容易，从而提高生产率，并且中空纤维膜盒200的更换变得简单，因此还具有使用方便的优点。
并且，根据本发明的燃料电池用膜加湿器构成为用树脂层230仅填充盒壳体210的长度方向两侧的内部空间，而不是用树脂层230填充所有膜加湿器壳体100的长度方向两侧内部空间，因此还具有可以显著减少昂贵的树脂层230的使用量，从而可以降低产品的制造成本的优点。
另一方面，所述膜加湿器壳体100包括：第一壳体110，以长度方向两侧开放的中空管形状形成，插入所述膜加湿器盒；第二壳体120，结合成覆盖所述第一壳体110的长度方向一侧(在本实施例中为左侧)；以及第三壳体130，结合成覆盖所述第一壳体110的长度方向另一侧(在本实施例中为右侧)。湿空气流入口111和湿空气流出口112形成在第一壳体110，干空气流入口121形成在第二壳体120，并且干空气流出口132形成在第三壳体130。
因此，通过所述干空气流入口121流入到第二壳体120内部的干空气沿着中空纤维膜220内部的流路通过盒壳体210并传递至第三壳体130内部后，通过干空气流出口132向外部抽出(参见虚线箭头)。并且，通过湿空气流入口111流入到第一壳体110的后侧(在本实施例中为右侧)内部的湿空气通过通气孔212引入到中空纤维膜盒200内部，与中空纤维膜220的外表面接触并流动，并通过湿空气流出口112向外部流出。
另一方面，在所述盒壳体210的长度方向中部的外侧面形成有前后分割所述膜加湿器壳体100的内部空间的突出肋213，所述通气孔212以所述突出肋213为基准分别形成在所述盒壳体210的长度方向一侧壁和长度方向另一侧壁。流入到所述湿空气流入口111的湿空气不直接排放到湿空气流出口112，而是通过形成在盒壳体210的后侧(在本实施例中为右侧)侧壁的通气孔212流入到盒壳体210内部并向前方流动后，经过形成在所述盒壳体210的前侧(在本实施例中为左侧)侧壁的通气孔212，排放到湿空气流出口112。
这样，当干空气与中空纤维膜220内侧面接触并流动，并且湿空气与中空纤维膜220外侧面接触并流动时，所述湿空气中的水分传递至干空气，从而可以对所述干空气进行加湿，这种加湿原理与现有的膜加湿器相同，因此将省略其详细描述。
在本实施例中，仅示出了膜加湿器壳体100由三个壳体(即第一壳体110、第二壳体120、第三壳体130)构成的情况，然而所述膜加湿器壳体100也可以由两个壳体构成，或由四个以上的壳体构成，也可以由一个壳体(单一壳体结构)构成。
另一方面，另一特征在于，所述盒壳体210中设置有卡接棱214和盒凸缘215，以使结合在盒壳体210的树脂层230不容易从所述盒壳体210脱离。所述卡接棱214形成在盒壳体210的整个长度方向两端，并且向外(更明确地，朝向沿着盒壳体210的横向突出的方向)突出，所述盒凸缘215形成在从卡接棱214隔开预定距离的位置处。
此时，所述卡接棱214以完全埋入树脂层230的方式安装，即使树脂层230没有粘附到盒壳体210的表面并被剥离，只要卡接棱214没有损坏，所述树脂层230就可以保持于盒壳体210结合的状态。
进而，所述盒壳体210的侧壁中的所述卡接棱214和所述盒凸缘215形成的位置处之间可以形成有填充所述树脂层230的多个通孔216。所述树脂层230最初以液体状态与盒壳体210接触后，通过固化过程与盒壳体210结合为一体，如上所述，当通孔216形成在盒壳体210的侧壁中的由树脂层230包裹的部位时，液体树脂层230在与盒壳体210接触的过程中填充通孔216，因此可以获得树脂层230和盒壳体210之间的结合强度非常高的效果。
并且，形成在所述盒壳体210的长度方向两侧的盒凸缘215是用于限制中空纤维膜盒200插入到隔板500的距离的部件，下面将参照单独的附图详细描述所述盒凸缘215的安装结构和功能。
图16是示出中空纤维膜盒和膜加湿器壳体以隔板为介质结合的结构的垂直剖视图，图17是根据本发明的O形环和头部密封件的立体图，图18是根据本发明的一对隔板立体图，图19是根据本发明的第一壳体的水平截面立体图。
所述中空纤维膜盒200以长度方向两端插入到形成在隔板500的安装孔510的方式结合，此时，盒凸缘215形成在盒壳体210的长度方向两侧，以限制所述中空纤维膜盒200的插入距离。当中空纤维膜盒200的末端插入安装孔510预定深度时，所述盒凸缘215紧贴于隔板500的表面(在本实施例中为右侧表面)，所述中空纤维膜盒200不能再插入安装孔510。
此时，O形环300压入到所述盒凸缘215和隔板500的接触面之间，以能够防止空气从所述盒凸缘215和所述隔板500的接触面之间流出的现象。由于为每个盒凸缘215配置有一个所述O形环300，因此如本实施例，当安装三个中空纤维膜盒200时，总共需要6个所述O形环300。
并且，所述一对隔板500设置有从外侧面中与所述中空纤维膜盒200相邻的部位延伸的头部凸缘520，所述第二壳体120和第三壳体130设置有安装所述头部凸缘520的凸缘安装槽。所述第一壳体110的长度方向末端结合成覆盖安装在所述凸缘安装槽的头部凸缘520，并且头部密封件400分别压入到所述第一壳体110、所述第二壳体120和所述头部凸缘520相遇的位置处以及所述第一壳体110、所述第三壳体130和所述头部凸缘520相遇的位置处。
如上所述，当三个部件相遇的位置处设置有头部密封件400时，由于第一壳体110和第二壳体120之间、第一壳体110和头部密封件400之间、第二壳体120和头部密封件400之间被一次密封，因此具有可以减少膜加湿器壳体100的零件数量并且可以简化内部结构的优点。
此时，在本实施例中，仅示出了第一壳体110结合成覆盖安装在第二壳体120的凸缘安装槽的头部凸缘520的结构，但是第一壳体110结合成覆盖安装在第三壳体130的凸缘安装槽的头部凸缘520的结构相比于图16只有方向相反，实质上是相同的，因此将省略其详细描述。
此时，当O形环300和头部密封件400作为单独的部件制造并安装时，需要单独进行O形环300的设置和头部密封件400的设置，因此不仅组装产品需要很多时间，而且由于在设置O形环300时改变头部密封件400的位置，并且在设置头部密封件400时改变O形环300的位置，可能导致组装缺陷问题。因此，如本实施例所示，优选地，三个所述O形环300和一个头部密封件400通过多个连接桥410连接为一体。当然，当一个膜加湿器壳体100内部安装有两个中空纤维膜盒200时，两个O形环300和一个头部密封件400通过连接桥410连接，并且当一个膜加湿器壳体100内部安装有四个中空纤维膜盒200时，四个O形环300和一个头部密封件400必须通过连接桥410连接。即根据中空纤维膜盒200的安装数量设置通过连接桥410与一个头部密封件400连接的O形环300的数量。
此时，优选地，头部密封件安装槽530、O形环安装槽540和连接桥安装槽550分别形成在所述隔板500的外侧面中朝向所述中空纤维膜盒200的中心部的面，使得所述头部密封件400和O形环300和连接桥410能够稳定地安装在隔板500。
另一方面，多个所述中空纤维膜盒200以突出肋213相互紧贴的层叠结构排列，并安装在膜加湿器壳体100内部，如本实施例所示，当突出肋213的横截面形成为椭圆形且第一壳体110的内侧面形成为平面时，突出肋213的外侧面和第一壳体110的内侧面之间可能不密封。
因此，优选地，在所述第一壳体110的内侧面中与所述突出肋213对应的部位可以形成有中空块113，其中，以相互紧贴的方式层叠的多个突出肋213以配合方式插入该中空块113。所述中空块113的内侧面形成为与突出肋213相匹配的形状，当突出肋213以配合方式插入到中空块113时，可以获得所述突出肋213的外侧面被中空块113的内侧面完全挤压的效果。
接下来，将参照所附的图20至图28详细描述根据本发明的又一实施例的燃料电池用膜加湿器。
图20是根据本发明的又一实施例的燃料电池用膜加湿器的立体图，图21和图22是根据本发明的中空纤维膜盒和配置其的燃料电池用膜加湿器的分解立体图和立体剖视图，图23是根据本发明的燃料电池用膜加湿器中包括的壳体的立体剖视图。
根据本发明的燃料电池用膜加湿器是一种构成为使通过中空纤维膜220外部的湿空气中的水分传递至通过中空纤维膜220内部的干空气的加湿器，其结构上的最大特征在于，中空纤维膜220不与膜加湿器壳体100结合为一体，而是中空纤维膜220安装在单独的中空纤维膜盒200中，并且所述中空纤维膜盒200以可拆卸的结构与盒壳体210结合。
根据本发明的中空纤维膜盒200包括：一个以上的盒壳体210，开口部朝向前后方向，形成为中空管形状并以可拆卸的结构安装在所述膜加湿器壳体100内部，并且多个通气孔212形成在侧壁；中空纤维膜220，插入到所述盒壳体210内部；以及树脂层230，填充所述盒壳体210的长度方向两侧内部空间，以使所述中空纤维膜220的长度方向两端暴露于外部，并且覆盖所述盒壳体210的长度方向两端和长度方向两侧外侧面。
此外，根据本发明的燃料电池用膜加湿器构成为将如上所述构成的中空纤维膜盒200；以及开口部朝向前后方向，形成为中空管形状，同时在长度方向两侧侧壁形成有湿空气流入口111和湿空气流出口112的膜加湿器壳体100作为基本部件。
如上所述，在根据本发明的燃料电池用膜加湿器中，多个中空纤维膜盒200以可拆卸的结构结合在膜加湿器壳体100，具有当多个中空纤维膜盒200中的任何一个中空纤维膜盒200中所包括的中空纤维膜220损坏时，仅更换该中空纤维膜盒200，而其它零件均可使用的优点，即具有显著降低维护和修理成本的优点。
并且，根据本发明的燃料电池用膜加湿器构成为用树脂层230仅填充盒壳体210的长度方向两侧的内部空间，而不是用树脂层230填充所有膜加湿器壳体100的长度方向两侧内部空间，因此还具有可以显著减少昂贵的树脂层230的使用量，从而可以降低产品的制造成本的优点。
另一方面，所述膜加湿器壳体100形成为长度方向两侧开放的中空管形状，并且一对隔板500结合在所述膜加湿器壳体100的两侧开口部，并且分别形成干空气流出口620和干空气流入口610的一对盖600结合成覆盖所述一对隔板500的外侧。此时，插入所述盒壳体210的长度方向末端的安装孔510形成在所述隔板500。
因此，通过所述干空气流入口610流入到盖600内部的干空气沿着中空纤维膜220内部的流路通过盒壳体210并传递至相反侧盖600内部后，再通过干空气流出口620向外部抽出。
并且，所述盒壳体210的长度方向中部外侧面形成有前后分割所述膜加湿器壳体100的内部空间的突出肋213，并且流入到所述湿空气流入口111的湿空气不直接排放到湿空气流出口112，而是通过形成在盒壳体210的前侧(在本实施例中为左侧)侧壁的通气孔212流入到盒壳体210内部并向后方流动后，经过形成在所述盒壳体210的后侧(在本实施例中为右侧)侧壁的通气孔212向后侧盖600内部抽出，再通过湿空气流出口112向外部排放。
这样，当干空气与中空纤维膜220内侧面接触并流动，并且湿空气与中空纤维膜220外侧面接触并流动时，所述湿空气中的水分被传递至干空气，从而可以对所述干空气进行加湿，这种加湿原理与现有的膜加湿器相同，因此将省略其详细描述。
在本实施例中，仅示出了所述膜加湿器壳体100的两侧开口部被一对盖600封闭的结构，但只要可内置中空纤维膜盒200的同时，可隔离内外部，则所述膜加湿器壳体100的结构可以构成为任何结构。
另一方面，在所述膜加湿器壳体100内部的长度方向中部设置隔壁137，以便即使在膜加湿器壳体100内部设置多个中空纤维膜盒200，膜加湿器壳体100的内部空间也可以完全隔开前侧和后侧。所述隔壁137设置为横穿膜加湿器壳体100的长度方向中部，并形成插入孔139，以便插入并安装所述盒壳体210，并且所述盒壳体210以配合方式插入所述插入孔139。此时，由于形成在盒壳体210的中部外侧面的突出肋213紧贴于所述安装孔510的内侧面，因此在流入到膜加湿器壳体100的前侧内部空间的湿空气在不通过盒壳体210内部的情况下，不能传递至膜加湿器壳体100的后侧内部空间。
并且，可以设置密封所述隔板500的外侧面和所述盖600的内侧面之间的头部密封件400，以防止干空气从隔板500和盖600之间流出。下面将参照图28详细描述该头部密封件400结合结构和根据其的效果。
在本实施例中，仅示出了在一个膜加湿器壳体100内部安装三个中空纤维膜盒200的情况下，安装在所述膜加湿器壳体100内部的中空纤维膜盒200的数量和形状以及排列方式可以根据设计者的选择进行各种改变。
当要制作所述提及到的根据本发明的燃料电池用膜加湿器时，首先，通过以下方式制备中空纤维膜盒200，首先准备开口部朝向长度方向两侧，形成为中空管形状并且多个通气孔212设置在侧壁的盒壳体210，并且将多个中空纤维膜220插入所述盒壳体210的内部，以便长度方向两端朝向所述盒壳体210的开口部之后，在所述盒壳体210的长度方向两侧内部空间填充树脂层230，以便所述中空纤维膜220的长度方向两端暴露于外部。完成中空纤维膜盒200的制备后，通过以下方式制备燃料电池用膜加湿器，在与所述通气孔212连通的湿空气流入口111和湿空气流出口112分别形成在长度方向两侧，与所述中空纤维膜220连通的干空气流入口610和干空气流出口620分别形成在长度方向两侧的膜加湿器壳体100内部插入并设置所述中空纤维膜盒200。
这样，当预先制备的中空纤维膜盒200以可拆卸的结构安装在膜加湿器壳体100内部时，由于可以只更换所述中空纤维膜盒200，因此不仅易于维护和维修，而且仅在盒壳体210内部填充树脂层230，从而具有能够减少树脂层230的使用量的优点。另外，由于可以预先制作中空纤维膜盒200，因此具有可以缩短制备燃料电池用膜加湿器所需的时间的优点。
图24是根据本发明的燃料电池用膜加湿器中包括的盒的部分立体图，图25和图26是示出中空纤维膜和树脂层结合在盒的结构的立体图和剖视图。
根据本发明的燃料电池用膜加湿器中，其结构上的另一特征在于，树脂层230结合成不仅填充盒壳体210的长度方向两侧的内部空间，而且还覆盖盒壳体210的长度方向末端和长度方向两侧外侧面一部分。这样，当树脂层230结合成覆盖盒壳体210的长度方向末端和长度方向两侧外侧面的一部分时，即使膜加湿器壳体100或盒壳体210、树脂层230经过数次反复热膨胀和收缩，在每个零件之间产生间隙，湿空气也不会从各零件之间的间隙流出，这将参照图28详细描述。
另一方面，结构上的特征在于，所述盒壳体210中设置有卡接棱214和盒凸缘215，以使结合在盒壳体210的树脂层230不容易从所述盒壳体210脱离。所述卡接棱214形成在盒壳体210的整个长度方向两端，并且向外(更明确地，朝向安装孔510内侧面)突出，所述凸缘215形成在从卡接棱214隔开预定距离的位置处。
此时，所述卡接棱214以完全埋入树脂层230的方式安装，即使树脂层230没有粘附到盒壳体210的表面并被剥离，只要卡接棱214没有损坏，所述树脂层230就可以保持与盒壳体210结合的状态。
进而，所述盒壳体210的侧壁中的所述卡接棱214和所述盒凸缘215形成的位置处之间可以形成有填充所述树脂层230的多个通孔216。所述树脂层230最初以液体状态与盒壳体210接触后，通过固化过程与盒壳体210结合为一体，如上所述，当通孔216形成在盒壳体210的侧壁中的由树脂层230包围的部位时，液体树脂层230在与盒壳体210接触的过程中填充通孔216，因此可以具有树脂层230和盒壳体210之间的结合强度非常高的优点。
并且，在所述树脂层230安装以覆盖卡接棱214以及凸缘215的情况下，当盒壳体210插入隔板500的安装孔510时，由于不能直接接触到所述安装孔510的内侧面，因此结合强度可能会稍微降低。因此，在根据本发明的燃料电池用膜加湿器中，所述凸缘215的突出高度形成为大于所述卡接棱214的突出高度，并且所述树脂层230优选构成为覆盖直到盒壳体210的长度方向两侧外侧面中形成所述凸缘215的位置处，并且层叠到所述凸缘215的突出高度。
这样，当凸缘215的末端被配置为向外部暴露时，并且当盒壳体210结合到隔板500时，由于所述凸缘215的末端与安装孔510的内侧面紧贴，因此具有能够提高所述盒壳体210和隔板500之间的结合强度的优点。
图27是示出隔板与盖的结合结构的分解立体图，图28是根据本发明的燃料电池用膜加湿器的垂直剖视图，示出湿空气和干空气的流动方向。
优选地，根据本发明的燃料电池用膜加湿器构成为使得树脂层230和安装孔510之间能够被可靠地密封。例如，所述隔板500可以在整个所述安装孔510的外侧端(在图28中为左侧端)具备突出的凸台525。
如上所述，在凸台525形成在安装孔510的情况下，当盒壳体210和隔板500结合时，所述树脂层230的外侧端周缘紧贴于所述凸台525，因此具有提高树脂层230和安装孔510之间的密封力的优点。进而，优选地，为了使树脂层230和安装孔510之间更牢固地密封，额外设置密封所述凸台525和树脂层230之间的O形环300。
并且，所述树脂层230形成为外侧周缘以阶梯状弯曲的形状，以便进一步提高树脂层230和凸台525之间的粘附性，并且所述凸台525被安装成边缘部位与所述树脂层230的弯曲的部位紧贴。这样，当凸台525的边缘结合成压入到树脂层230的阶梯状弯曲部时，即使外力和振动施加到树脂层230或隔板500，结合部位不仅可以不晃动而保持固定状态，而且增加树脂层230和隔板500的接触面积，因此还具有改善密封力的优点。
另一方面，由于盒壳体210和树脂层230和隔板500具有不同的热膨胀系数，因此当反复加热和冷却所述盒壳体210、树脂层230和隔板500时，在每个部件之间的接触面产生微小间隙，因此，湿空气可能被流入到每个部件之间的接触面。此时，在根据本发明的燃料电池用膜加湿器中，即使湿空气流入到每个部件之间的接触面，也被O形环300和头部密封件400阻挡，并且所述湿空气不能朝向盖600侧流出，而返回到盒壳体210内部(参见图28的实线箭头方向)。
即根据本发明的燃料电池用膜加湿器具有以下优点，即使在各零件之间产生间隙，由于湿空气和干空气不直接接触，因此可以稳定地保持将中空纤维膜220作为介质的湿气传递。
如上所述，尽管已经使用优选实施例详细描述了本发明，但是本发明的范围不限于特定实施例，并且应该由所附权利要求来解释。此外，本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，许多修改和变化是可能的。
附图标记说明：
100：膜加湿器壳体 110：第一壳体
111、131：湿空气流入口 112：湿空气流出口
113：中空块 120：第二壳体
121：干空气流入口 122：凸缘安装槽
130：第三壳体 132：干空气流出口
135：流路分割板 137：隔壁
200：中空纤维膜盒 210：盒壳体
212：通气孔 213：突出肋
214：卡接棱 215：盒凸缘
216：通孔 220：中空纤维膜
230：树脂层 300：O形环
400：头部密封件 410：连接桥
500：隔板 510：安装孔
520：头部凸缘 530：头部密封件安装槽
540：O形环安装槽 550：连接桥安装槽
525：凸台 139：插入孔

Claims (17)

1.一种燃料电池用膜加湿器，其特征在于，包括：
中空纤维膜盒，包括盒壳体、中空纤维膜以及树脂层，其中，所述盒壳体形成为中空且开口部朝向长度方向两侧，并且多个通气孔形成在所述盒壳体的侧壁，所述中空纤维膜插入到所述盒壳体内部，所述树脂层填充所述盒壳体的长度方向两侧内部空间，
膜加湿器壳体，内部形成有所述中空纤维膜盒，以及
隔板，形成在所述膜加湿器壳体的内部空间；
所述隔板包括插入所述盒壳体的长度方向末端的安装孔。
2.根据权利要求1所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述树脂层以覆盖所述盒壳体的长度方向两端和所述盒壳体的长度方向两侧的外侧面的方式进行灌封。
3.根据权利要求1所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述盒壳体还包括包绕所述盒壳体的长度方向中部的突出肋，
所述通气孔以所述突出肋为基准分别形成在所述盒壳体的长度方向一侧壁和长度方向另一侧壁。
4.根据权利要求1所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述膜加湿器壳体包括隔壁，该隔壁中形成有插入孔以便插入所述盒壳体。
5.根据权利要求1所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述隔板在所述安装孔的外侧端具备突出的凸台，
所述树脂层与所述凸台接触。
6.根据权利要求5所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
还包括O形环，用于密封所述凸台和所述树脂层之间。
7.一种燃料电池用膜加湿器，其特征在于，包括：
中空纤维膜盒，包括盒壳体、中空纤维膜以及树脂层，其中，所述盒壳体形成为中空且开口部朝向长度方向两侧，并且多个通气孔形成在所述盒壳体的侧壁，且所述盒壳体还形成有从长度方向两侧突出的卡接棱和与所述卡接棱隔开的凸缘，所述中空纤维膜插入所述盒壳体的内部，所述树脂层填充所述盒壳体的长度方向两侧内部空间，以及
膜加湿器壳体，内部形成有所述中空纤维膜盒；
在凸台和所述凸缘之间形成有填充所述树脂层的多个通孔。
8.根据权利要求7所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述树脂层以覆盖所述盒壳体的长度方向两端和所述盒壳体的长度方向两侧的外侧面的方式进行灌封。
9.根据权利要求7所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述盒壳体还包括包绕所述盒壳体的长度方向中部的突出肋，
所述通气孔以所述突出肋为基准分别形成在所述盒壳体的长度方向一侧壁和长度方向另一侧壁。
10.根据权利要求7所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述膜加湿器壳体包括隔壁，该隔壁中形成有插入孔以便插入所述盒壳体。
11.根据权利要求7所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述树脂层形成为外侧周缘以阶梯状弯曲的形状，
所述卡接棱与所述树脂层的弯曲部位相接。
12.根据权利要求7所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述凸缘的突出高度形成为大于所述卡接棱的突出高度，
所述树脂层覆盖到形成所述凸缘的位置处，并层叠到所述凸缘的突出高度处。
13.一种燃料电池用膜加湿器，其特征在于，包括：
中空纤维膜盒，包括盒壳体、中空纤维膜以及树脂层，其中，所述盒壳体形成为中空且开口部朝向长度方向两侧，并且多个通气孔形成在所述盒壳体的侧壁，所述中空纤维膜插入到所述盒壳体内部，所述树脂层填充所述盒壳体的长度方向两侧内部空间，
膜加湿器壳体，内部形成有所述中空纤维膜盒，以及
隔板，形成在所述膜加湿器壳体的内部空间；
所述隔板与所述盒壳体隔开形成。
14.根据权利要求13所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述盒壳体通过所述树脂层与所述隔板连接。
15.根据权利要求13所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
在所述隔板和所述树脂层之间包括O形环。
16.根据权利要求13所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述盒壳体形成有从长度方向两侧突出的卡接棱及与所述卡接棱隔开的凸缘。
17.根据权利要求16所述的燃料电池用膜加湿器，其特征在于，
所述树脂层形成到所述凸缘形成的高度处。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5211855B2 (ja) * 2008-05-29 2013-06-12 日産自動車株式会社 燃料電池の加湿装置
KR102186187B1 (ko) * 2016-12-29 2020-12-03 코오롱인더스트리 주식회사 중공사막 모듈 제조방법 및 이에 의해 제조된 중공사막 모듈
KR102263284B1 (ko) * 2018-06-05 2021-06-09 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 막가습기
KR102248995B1 (ko) * 2018-01-11 2021-05-06 코오롱인더스트리 주식회사 유체의 흐름 방향 제어가 가능한 중공사막 카트리지 및 이를 포함하는 연료전지 막가습기
KR102265021B1 (ko) * 2018-06-05 2021-06-14 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 막가습기
KR20200122211A (ko) * 2019-04-17 2020-10-27 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 가습기 및 그것을 위한 패킹 부재
KR102423872B1 (ko) * 2019-06-25 2022-07-21 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 가습기 및 그 제조방법
KR102423873B1 (ko) * 2019-06-25 2022-07-21 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 가습기 및 그 제조방법
KR20210067366A (ko) * 2019-11-29 2021-06-08 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 가습기의 카트리지 및 연료전지용 가습기
KR102304857B1 (ko) * 2020-03-11 2021-09-27 주식회사 케이퓨얼셀 연료전지용 막가습기

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