CN116745024A - 燃料电池加湿器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种燃料电池加湿器，包括：通过使用从燃料电池堆排出的湿气加湿从外部供应的干燥气体的加湿模块；接合到加湿模块的一个端部的第一盖；以及接合到加湿模块的另一个端部的第二盖，其中，加湿器包括通过机械组装气密地接合到加湿模块的一个端部使得第一盖可以仅与中空纤维膜流体连通的第一封装构件，其中，所述加湿模块包括具有所述第一封装构件插入的第一插入凹槽的第一子壳体。

Description

燃料电池加湿器

技术领域

本公开涉及一种配置为将加湿气体供应到燃料电池的燃料电池加湿器。

背景技术

与例如干电池和蓄电池的常规化学电池不同，燃料电池的优点在于，只要供应氢和氧，燃料电池可以持续产生电力，并且燃料电池的优点在于没有热量损失，因此燃料电池的效率大约是内燃机的效率的两倍。

另外，燃料电池通过组合氢和氧将产生的化学能直接转换成电能，从而排出的污染物的量较少。因此，燃料电池的优点在于，燃料电池是环保的，并且燃料电池的优点在于可以减少由于能量消耗增加导致的能源枯竭的担忧。

基于所使用电解质的类型，这种燃料电池通常可以被分类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)。

这些燃料电池基本通过相同的原理来工作，但是这些燃料电池在所使用的燃料的类型、操作温度、催化剂和电解液方面彼此不同。在这些燃料电池中，已知聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)是对于运输系统以及小型固定发电设备最有利的，由于聚合物电解质膜燃料电池在比其他燃料电池低的温度下工作，并且聚合物电解质膜燃料电池的输出密度较高，从而可以使聚合物电解质膜燃料电池小型化。

提高聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)性能的最重要的因素中的一个因素是通过将预定量或更多的水分供应到膜电极组件(MEA)的聚合物电解质膜或质子交换膜(PEM)以保持水分含量。原因在于，如果聚合物电解质膜或质子交换膜干燥了，发电效率会快速降低。

1)起泡器加湿法，用水填充抗压容器并目标气体能够通过扩散器以供应水分，2)直接注射法，计算燃料电池反应所需的供应的水分的量，并通过电磁阀将水分直接供应到气流管道，以及3)膜加湿法，使用聚合物隔膜将水分供应到气相流化床，以上方法被用作加湿聚合物电解质膜或质子交换膜的方法。

在这些方法中，使用配置为选择性地仅传输包括废气的水蒸气以加湿聚合物电解质膜或质子交换膜的膜将水蒸气提供到要供应到聚合物电解质膜或质子交换膜的空气的膜加湿法的优点在于可以减小加湿器的重量和尺寸。

当形成模块时，每单位体积上具有较大渗透面积的中空纤维膜适于在膜加湿法中所使用的选择性渗透膜。也就是说，当使用中空纤维膜制造膜加湿器时，可以高度集成具有较大接触表面积的中空纤维膜，从而即使在小容量的情况下，也可以充分地加湿燃料电池，可以使用低成本的材料，并且可以收集包括在从燃料电池排出的高温废气中的水分和热量，从而通过加湿器再利用所收集的水分和热量。

图1是常规燃料电池加湿器的示意性分解透视图。

如图1所示，常规膜加湿型加湿器100包括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的加湿模块110以及分别接合到加湿模块110的两端部的盖120。

盖120中的一个将从外部供应的空气传输到加湿模块110，并且另一盖将被加湿模块110加湿的空气传输到燃料电池堆。

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以及中间壳体111中的多个中空纤维膜112。一束中空纤维膜112的两端部被封装在固定层113中。通常，各个固定层113通过使用浇铸法固化例如液体聚氨酯树脂的液体聚合物而形成。

从外部供应的空气沿着中空纤维膜112的中空部流动。通过废气入口111a引入中间壳体111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从中间壳体111排出。当废气与中空纤维膜112的外表面接触时，包含在废气中的水分穿过中空纤维膜112传输，以加湿沿着中空纤维膜112的中空部流动的空气。

在与中间壳体111的内部空间完全隔离的状态下，盖120的内部空间必须仅与中空纤维膜112的中空部流体连通。否则，由于压力差导致发生泄漏，从而减少被供应到燃料电池堆的加湿气体的量，从而燃料电池的发电效率降低。

通常，如图1所示，封装中空纤维膜112的端部的固定层113以及设置在固定层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的内部空间隔离。与固定层113类似地，各个树脂层114通常通过使用浇铸法固化例如液体聚氨酯树脂的液体聚合物而形成。

然而，形成树脂层114的浇铸工序需要相对长的工序时间，因此加湿器100的生产率降低。

发明内容

技术问题

鉴于上述问题做出本公开，并且本公开的目的是提供一种能够防止由于通过浇注工序形成树脂层而导致的加湿器的生产率降低的燃料电池加湿器。

技术方案

为了实现上述目的，本公开可以包括以下结构。

根据本公开的燃料电池加湿器可以包括：加湿模块，该加湿模块配置为使用从燃料电池堆排出的湿气加湿从外部供应的干燥气体；第一盖，该第一盖接合到加湿模块的一个端部；以及第二盖，该第二盖接合到加湿模块的另一个端部。所述加湿模块可以包括：中间壳体；以及设置在中间壳体中的至少一个滤筒(cartridge)，该滤筒被配置为容纳多个中空纤维膜。滤筒可以包括：内壳体，该内壳体具有其中容纳的多个中空纤维膜；第一灌封层，该第一灌封层配置为固定各个中空纤维膜的一个端部；以及第一子壳体，该第一子壳体设置为抵接内壳体的一个端部和第一灌封层。

根据本公开的燃料电池加湿器还可以包括：通过机械组装气密地接合到加湿模块的一个端部使得第一盖仅与中空纤维膜流体连通的第一封装构件。第一子壳体可以包括配置为允许第一封装构件被插入其中的第一插入凹槽。第一封装构件可以包括：第一封装主体，该第一封装主体配置为使中间壳体与内壳体彼此隔离；以及第一突出构件，该第一突出构件形成为从第一封装主体突出，第一突出构件被配置为插入第一插入凹槽。

有益效果

本公开被实施为使得紧密密封盖的内部空间和中间壳体的内部空间的浇注工序被省略。因此，本公开可以缩短生产的工序时间，因此可以提高生产率。

本公开被实施为防止干燥气体和湿气通过第一封装构件被插入第一子壳体而实现的气密结构泄漏。因此，本公开可以实现双向密封结构，从而增加密封力，因此可以提高加湿性能。

附图说明

图1是常规燃料电池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加湿器沿图2的线I-I截取的示意性分解的横截面图。

图4是示出根据本公开的燃料电池加湿器沿图2的线I-I截取的示意性结合的横截面图。

图5是根据本公开的燃料电池加湿器中的滤筒的示意性平面图。

图6是图4的部分A的示意性放大横截面图。

图7是示出根据本公开的燃料电池加湿器中的第一封装构件与加湿模块分离的状态的基于图2的线I-I的示意性分解横截面图。

图8是图4的部分B的示意性放大横截面图。

图9是示出根据本公开的燃料电池加湿器中的第二封装构件与加湿模块分离的状态的基于图2的线I-I的示意性分解横截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的燃料电池加湿器的实施例。

参照图2至图4，根据本公开的燃料电池加湿器1被配置为使用从燃料电池堆(未示出)排出的湿气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。干燥气体可以被湿气加湿，并且可以被供应到燃料电池堆。根据本公开的燃料电池加湿器1包括配置为加湿干燥气体的加湿模块2、接合到加湿模块2的一个端部的第一盖3以及接合到加湿模块2的另一个端部的第二盖4。

参照图2至图4，加湿模块2加湿从外部供应的干燥气体。第一盖3可以被接合到加湿模块2的一个端部。第二盖4可以被接合到加湿模块2的另一个端部。第一盖3可以将干燥气体传输到加湿模块2。在这种情况下，第二盖4可以将加湿模块2中被湿气加湿的干燥气体传输到燃料电池堆。第一盖3可以将湿气传输到加湿模块2。在这种情况下，在干燥气体在加湿模块2中被加湿之后，第二盖4可以将湿气排出到外部。

加湿模块2包括中间壳体21和至少一个滤筒22。

滤筒22被接合到中间壳体21。滤筒22可以被设置在中间壳体21中。中间壳体21的两端部开口。在这种情况下，容纳孔211可以形成在中间壳体21中。容纳孔211可以形成为在第一轴方向(X轴方向)上穿过中间壳体21延伸。

第一气体入口212和第一气体出口213可以形成在中间壳体21上。第一气体入口212可以允许湿气或干燥气体通过其被引入中间壳体21。第一气体出口213可以允许湿气或干燥气体通过其从中间壳体21排出。第一气体入口212和第一气体出口213可以被设置为在第一轴方向(X轴方向)上彼此间隔开。

当湿气流过第一气体入口212和第一气体出口213时，湿气可以通过第一气体入口212经由中间壳体21的内部被供应到滤筒22，并且与中空纤维膜221的外表面接触。在此过程中，包含在湿气中的水分可以穿过中空纤维膜221传输以加湿沿着中空纤维膜221的中空部流动的干燥气体。加湿的干燥气体可以从中空纤维膜221排出，并且可以通过第二盖4被供应到燃料电池堆。在加湿干燥气体之后，湿气可以从滤筒22排出，湿气可以流过中间壳体21的内部，并且湿气可以通过第一气体出口213从中间壳体21排出。第一气体入口212可以被连接到燃料电池堆，使得湿气被供应到第一气体入口212。在这种情况下，湿气可以是从燃料电池堆排出的废气。

当干燥气体流过第一气体入口212和第一气体出口213时，干燥气体可以通过第一气体入口212经由中间壳体21的内部被供应到滤筒22，并且可以与滤筒22的中空纤维膜221的外表面接触。在此过程中，沿着中空纤维膜的中空部流动的湿气中的水分可以穿过中空纤维膜221传输以加湿引入滤筒22的干燥气体。加湿的干燥气体可以滤筒22排出，加湿的干燥气体可以流过中间壳体21的内部，加湿的干燥气体可以通过第一气体出口213从中间壳体21排出，并且加湿的干燥气体可以被供应到燃料电池堆。在加湿干燥气体之后，湿气可以从中空纤维膜221排出，并且可以通过第二盖4被排出到外部。在这种情况下，湿气可以是从燃料电池堆排出的废气。

第一气体入口212和第一气体出口213可以从中间壳体21突出。第一气体入口212和第一气体出口213可以在相同方向上从中间壳体21突出。第一气体入口212和第一气体出口213也可以在不同方向上从中间壳体21突出。第一气体入口212和第一气体出口213以及中间壳体21可以一体地形成。

滤筒22被设置在中间壳体21中，并且包括多个中空纤维膜221。中空纤维膜221可以被接合到滤筒22，以被模块化。因此，中空纤维膜221可以通过将滤筒22接合到中间壳体21的工序被安装在中间壳体21中。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以改善中空纤维膜221的安装、分离和更换的容易性。

滤筒22可以包括内壳体222。

内壳体222具有形成在其端部的开口，并且中空纤维膜221被容纳在内壳体中。中空纤维膜221可以被设置在内壳体222中，以被模块化。中空纤维膜221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两种或更多种的混合物制成的聚合物膜。

滤筒22可以包括第一灌封层223。第一灌封层223被配置为固定各个中空纤维膜221的一个端部。在这种情况下，第一灌封层223可以形成为不阻挡中空纤维膜221的中空部。第一灌封层223可以通过浇铸工序固化例如液体聚氨酯树脂的液体树脂而形成。第一灌封层223可以将各个中空纤维膜221的一个端部固定到内壳体222。

滤筒22可以包括第二灌封层224。第二灌封层224被配置为固定各个中空纤维膜221的另一个端部。在这种情况下，第二灌封层224可以形成为不阻挡中空纤维膜221的中空部。因此，干燥气体或湿气可以被供应到中空纤维膜221的中空部，而不受第二灌封层224和第一灌封层223的影响，并且可以从中空纤维膜221的中空部排出，而不受第二灌封层224和第一灌封层223的影响。第二灌封层224可以通过浇铸工序固化例如液体聚氨酯树脂的液体树脂而形成。第二灌封层224可以将各个中空纤维膜221的另一个端部固定到内壳体222。

滤筒22可以包括第二气体入口225和第二气体出口226。

第二气体入口225形成在内壳体222上。第二气体入口225可以形成在内壳体222的一侧。例如，内壳体222的一侧可以是上表面。第二气体入口225可以允许湿气或干燥气体通过其被引入中间壳体21。第二气体入口225可以穿过内壳体222形成。第二气体入口225可以通过穿透内壳体222形成的一个通孔来实现。如图5所示，第二气体入口225可以通过穿透内壳体222形成的多个通孔来实现。在这种情况下，第二气体入口225可以包括穿过内壳体222的不同部分形成的多个入口窗225a。入口窗225a可以被设置为在第一轴方向(X轴方向)和第二轴方向(Y轴方向)上彼此间隔开，以形成矩阵。第二轴方向(Y轴方向)是垂直于第一轴方向(X轴方向)的轴向方向。

第二气体出口226形成在内壳体222上。第二气体出口226可以形成在内壳体222的一侧。第二气体出口226可以允许湿气或干燥气体通过其从中间壳体21排出。第二气体出口226可以穿过内壳体222形成。第二气体出口226可以通过穿透内壳体222形成的一个通孔来实现。如图5所示，第二气体出口226可以通过穿透内壳体222形成的多个通孔来实现。在这种情况下，第二气体出口226可以包括穿过内壳体222的不同部分形成的多个出口窗226a。出口窗226a可以被设置为在第一轴方向(X轴方向)和第二轴方向(Y轴方向)上彼此间隔开，以形成矩阵。第二气体出口226和第二气体入口225可以被设置为在第一轴方向(X轴方向)上彼此间隔开。

当湿气流过第二气体出口226和第二气体入口225时，湿气可以通过第一气体入口212被供应到中间壳体21的内表面与内壳体222的外表面之间的空间，湿气可以通过第二气体入口225被供应到内壳体222，并且湿气可以与中空纤维膜221的外表面接触。在此过程中，包含在湿气中的水分可以穿过中空纤维膜221传输以加湿沿着中空纤维膜221的中空部流动的干燥气体。加湿的干燥气体可以从中空纤维膜221排出，并且可以通过第二盖4被供应到燃料电池堆。在加湿干燥气体之后，湿气可以通过第二气体出口226被排出到内壳体222的外表面与中间壳体21的内表面之间的空间，并且可以通过第一气体出口213从中间壳体21排出。

当干燥气体流过第二气体出口226和第二气体入口225时，干燥气体可以通过第一气体入口212被供应到中间壳体21的内表面与内壳体222的外表面之间的空间，干燥气体可以通过第二气体入口225被供应到内壳体222，并且干燥气体可以与中空纤维膜221的外表面接触。在此过程中，沿着中空纤维膜的中空部流动的湿气中的水分可以穿过中空纤维膜221传输以加湿引入内壳体222的干燥气体。加湿的干燥气体可以通过第二气体出口226被排出到内壳体222的外表面与中间壳体21的内表面之间的空间，加湿的干燥气体可以通过第一气体出口213从中间壳体21排出，并且加湿的干燥气体可以被供应到燃料电池堆。在加湿干燥气体之后，湿气可以从中空纤维膜221排出，并且可以通过第二盖4被排出到外部。

参照图2至图4，第一盖3被接合到加湿模块2的一个端部。第一盖3可以将从外部供应的干燥气体或湿气传输到加湿模块2。

参照图2至图4，第二盖4被接合到加湿模块2的另一个端部。第二盖4可以将从加湿模块2传输的干燥气体或湿气排出到外部。当加湿的干燥气体从加湿模块2传输时，第二盖4可以将加湿的干燥气体传输到燃料电池堆。

参照图2至图7，根据本公开的燃料电池加湿器1可以被实施为使得通过机械组装在中间壳体21与滤筒22之间形成密封，而不需要进行浇注工序。在这种情况下，根据本公开的燃料电池加湿器1可以包括第一封装构件23。

第一封装构件23可以通过机械组装气密地接合到加湿模块2的一个端部。因此，第一封装构件23允许第一盖3仅与中空纤维膜221流体连通。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以省略需要相对长的工序时间的浇注工序，从而可以缩短生产的工序时间，从而可以提高生产率。在这种情况下，第一封装构件23可以使第一外部空间OS1与第一内部空间IS1彼此隔离，从而彼此不流体连通。第一外部空间OS1位于滤筒22与第一盖3之间。引入中空纤维膜221的干燥气体或从中空纤维膜221排出的干燥气体可以流入第一外部空间OS1中。引入中空纤维膜221的湿气或从中空纤维膜221排出的湿气也可以流入第一外部空间OS1中。第一内部空间IS1位于滤筒22与中间壳体21之间。通过第一气体入口212引入的湿气或通过第二气体出口226排出的湿气可以流入第一内部空间IS1中。第一封装构件23可以由可弹性变形的材料制成。例如，第一封装构件23可以由橡胶制成。第一封装构件23可以形成为环形，以在滤筒22与中间壳体21之间形成密封。

当包括第一封装构件23时，滤筒22可以包括第一子壳体227。

第一子壳体227被设置为抵接内壳体222的一个端部和第一灌封层223。第一子壳体227可以被接合到第一灌封层223。第一子壳体227可以被设置为包围第一灌封层223的外周。因此，第一灌封层223可以被设置在第一子壳体227中。第一子壳体227可以形成为环形。第一子壳体227可以由具有比第一封装构件23强度大的材料制成。例如，第一子壳体227可以由金属或塑料制成。第一子壳体227可以包括第一插入凹槽2271。第一插入凹槽2271可以形成在第一子壳体227的面对第一盖3的一个表面中。第一插入凹槽2271可以沿着第一子壳体227形成为环形。

第一封装构件23可以包括第一封装主体231和第一突出构件232。

第一封装主体231使中间壳体21与内壳体222彼此隔离。第一封装主体231可以使第一外部空间OS1与第一内部空间IS1彼此隔离，从而彼此不流体连通。可以通过第一封装主体231防止中间壳体21与内壳体222之间的湿气和干燥气体的混合。

第一突出构件232从第一封装主体231突出。第一突出构件232可以在第一插入方向(箭头ID1表示的方向)上从第一封装主体231突出。第一插入方向(箭头ID1表示的方向)是从第一盖3到滤筒22的方向。当第一封装构件23通过机械组装气密地接合到加湿模块2的一个端部时，第一突出构件232可以被插入第一插入凹槽2271中。因此，根据本公开的燃料电池加湿器1被实施为通过封装构件23被插入第一子壳体227中而实现的气密结构在第一封装构件23与滤筒22之间牢固地形成密封。此外，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，仅当湿气和干燥气体穿过第一突出构件232与第一子壳体227的内壳体之间的空间时，湿气和干燥气体可以在第一内部空间IS1与第一外部空间OS1之间流动，从而可能发生气体泄漏。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以增加干燥气体和湿气通过第一封装构件23被插入第一子壳体227中而实现的气密结构泄漏所必须的移动距离，从而可以增加能够防止干燥气体和湿气的泄漏的力。此外，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以防止干燥气体和湿气两者通过第一封装构件23被插入第一子壳体227中而实现的气密结构泄漏。在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以通过这种双向结构在从干燥气体到湿气的方向上以及从湿气到干燥气体的方向上实现双重密封。同时，第一突出构件232可以形成为各种形状中的任何一种形状，例如，圆柱形或矩形。

第一突出构件232被插入第一插入凹槽2271的第一插入方向(箭头ID1表示的方向)可以被实施为与在第一外部空间OS1中形成的外部压力被施加到第一封装主体231的方向相同的方向。因此，根据本公开的燃料电池加湿器1被实施为使得第一突出构件232通过在第一外部空间OS1中形成的外部压力更牢固地插入第一插入凹槽2271，从而在使用湿气加湿干燥气体期间，使第一突出构件与第一子壳体227更紧密地接触。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，在使用湿气加湿干燥气体期间，可以使用在第一外部空间OS1中形成的外部压力进一步增加第一封装构件23的密封力。

第一封装构件23可以包括第一封装翼部233。

第一封装翼部233从第一突出构件232突出。当第一突出构件232被插入第一插入凹槽2271时，第一封装翼部233可以被插入第一插入凹槽2271，从而使第一封装翼部可以与第一子壳体227紧密接触。因此，可以使用第一封装翼部233实现第一封装构件23的密封力。

第一封装翼部233可以被实施为比第一突出构件232更容易弹性变形。为此，第一封装翼部233可以形成为在延伸的同时具有比第一突出构件232小的横截面积。第一封装翼部233可以形成为在从第一突出构件232向外突出的同时第一封装翼部的横截面积逐渐减小的形状。

第一封装翼部233可以形成为在倾斜状态下从与第一突出构件232接合的一个端部延伸到与第一突出构件232间隔开的另一个端部，使得第一封装翼部233与第一突出构件232之间的夹角233a(参见图7)为锐角。因此，在第一封装翼部插入第一插入凹槽2271期间，第一封装翼部233可以在夹角233a减小的方向上顺利地弹性变形，并且在第一封装翼部位于第一插入凹槽2271中的状态下，第一封装翼部233可以通过回复力与第一子壳体227的内壁紧密接触。因此，第一封装翼部233可以顺利地插入第一插入凹槽2271中，并且在被插入第一插入凹槽2271之后，第一封装翼部233可以与第一子壳体227的内壁紧密接触，从而可以实现密封力。

同时，由于使用第一封装翼部233实现密封力，所以第一突出构件232的横截面积可以被实施为小于第一插入凹槽2271的横截面积。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，第一突出构件232可以顺利地插入第一插入凹槽2271，并且第一封装翼部233也可以通过其弹性变形顺利地插入第一插入凹槽2271，从而可以改善第一封装构件23的机械组装的容易性。第一突出构件232的横截面积以及第一插入凹槽2271的横截面积中的每一者基于垂直于第一插入方向(箭头ID1表示的方向)的轴向方向。

第一封装构件23可以包括第二封装翼部234。

第二封装翼部234从第一突出构件232突出。当第一突出构件232被插入第一插入凹槽2271时，第二封装翼部234可以被插入第一插入凹槽2271，从而使第二封装翼部与第一子壳体227紧密接触。因此，可以使用第二封装翼部234实现第一封装构件23的密封力。在这种情况下，第二封装翼部234和第一封装翼部233可以被插入第一插入凹槽2271，并且第二封装翼部234和第一封装翼部233可以在彼此间隔开的状态下与第一子壳体227紧密接触。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以使用第二封装翼部234和第一封装翼部233在不同的位置实现密封力，从而可以进一步增加密封力。

第二封装翼部234可以被实施为比第一突出构件232更容易弹性变形。为此，第二封装翼部234可以形成为在延伸的同时具有比第一突出构件232更小的横截面积。第二封装翼部234可以形成为在从第一突出构件232向外突出的同时第二封装翼部的横截面积逐渐减小的形状。

第二封装翼部234可以形成为在倾斜状态下从与第一突出构件232接合的一个端部延伸到与第一突出构件232间隔开的另一个端部，使得第二封装翼部234与第一突出构件232之间的夹角234a(参见图7)为锐角。因此，在第二封装翼部插入第一插入凹槽2271期间，第二封装翼部234可以在夹角234a减小的方向上顺利地弹性变形，并且在第二封装翼部位于第一插入凹槽2271中的状态下，第二封装翼部234可以通过回复力与第一子壳体227的内壁紧密接触。因此，第二封装翼部234可以顺利地插入第一插入凹槽2271中，并且在被插入第一插入凹槽2271之后，第二封装翼部234可以与第一子壳体227的内壁紧密接触，从而可以实现密封力。

第二封装翼部234可以在第一分离方向(箭头SD1表示的方向)上与第一封装翼部233间隔开的状态下从第一突出构件232突出。第一分离方向(箭头SD1表示的方向)和第一插入方向(箭头ID1表示的方向)在相同的轴方向上彼此相反。在这种情况下，第一封装翼部233可以在第一插入方向(箭头ID1表示的方向)上与第二封装翼部234间隔开。

第二封装翼部234从第一突出构件232突出的长度可以被实施为大于第一封装翼部233从第一突出构件232突出的长度。也就是说，第二封装翼部234可以从第一突出构件232突出为具有比第一封装翼部233长的长度。因此，与第一封装翼部233相比，第二封装翼部234可以与第一子壳体227的内壁更紧密地接触，从而可以实现比第一封装翼部233强的密封力。同时，第一封装翼部233从第一突出构件232突出的长度可以被实施为小于第二封装翼部234从第一突出构件232突出的长度。也就是说，第一封装翼部233可以从第一突出构件232突出为具有比第二封装翼部234短的长度。因此，与第二封装翼部234相比，第一封装翼部233可以更顺利地插入第一插入凹槽2271，从而可以实现比第二封装翼部234更好的机械组装性。

如上所述，由于第一封装构件23通过具有进一步改善的机械组装性的第一封装翼部233并且具有进一步增加密封力的第二封装翼部234的组合来实现，所以可以增加加湿模块2的一个端部的密封力，同时改善加湿模块2的另一个端部的机械组装的容易性。在这种情况下，第一封装翼部233在第一插入方向(箭头ID1表示的方向)上与第二封装翼部234间隔开。因此，当第一封装构件23被机械组装时，第一封装翼部233比第二封装翼部234更早地插入第一插入凹槽2271。因此，可以进一步改善第一封装构件23在加湿模块2的一个端部的机械组装的容易性。

第一封装构件23可以包括第一增强构件235。

第一增强构件235可以被设置在第一封装主体231中。第一增强构件235可以形成为具有比第一封装主体231大的强度。因此，第一增强构件235可以防止由于在第一外部空间OS1中形成的外部压力而导致的第一封装主体231的过度变形。例如，第一增强构件235可以由金属或塑料制成。第一增强构件235可以被实施为通过嵌件成型被设置在第一封装主体231中。第一增强构件235可以形成为环形。

第一封装构件23可以包括第一增强突出部236。

第一增强突出部236从第一增强构件235突出。第一增强突出部236从第一增强构件235朝向第一突出构件232突出，并位于第一突出构件232中。因此，第一增强突出部236可以防止由于在第一突出构件232插入第一插入凹槽2271期间施加的压力以及在第一外部空间OS1中形成的外部压力而导致的第一突出构件232的过度变形。第一增强突出部236可以形成为具有比第一突出构件232大的强度。例如，第一增强突出部236可以由金属或塑料制成。第一增强突出部236可以被实施为通过嵌件成型被设置在第一突出构件232中。第一增强突出部236可以形成为环形。第一增强突出部236和第一增强构件235可以一体地形成。

第一封装构件23可以包括第一卡合构件237。

第一卡合构件237从第一封装主体231突出。第一卡合构件237可以在第一插入方向(箭头ID1表示的方向)上从第一封装主体231突出。第一卡合构件237可以被设置为，在第一封装主体231被插设于第一卡合构件237与第一突出构件232之间的状态下，与第一突出构件232相对。在这种情况下，第一封装主体231可以位于第一卡合构件237与第一突出构件232之间。当第一封装构件23包括第一卡合构件237时，中间壳体21可以包括第一卡合凹槽214(参见图6)。第一卡合凹槽214可以形成在中间壳体21的包围滤筒22的外壁中。当第一封装构件23通过机械组装被接合到加湿模块2的一个端部时，第一卡合构件237可以被插入第一卡合凹槽214。因此，当在第一插入方向(箭头ID1表示的方向)上施加第一外部空间OS1中的压力时，第一封装构件23可以通过第一卡合构件237的卡合结构被中间壳体21支撑，从而可以牢固地保持滤筒22与中间壳体21之间的隔离。第一卡合构件237和第一卡合凹槽214中的每一者可以形成为环形。第一卡合构件237和第一封装主体231可以一体地形成。

第一封装构件23可以包括第一支撑凹槽238。

第一支撑凹槽238形成在第一卡合构件237中。第一支撑凹槽238可以形成在第一卡合构件237接触中间壳体21的一个表面中。当第一封装构件23包括第一支撑凹槽238时，中间壳体21可以包括第一支撑构件215。当第一封装构件23通过机械组装被接合到加湿模块2的一个端部时，第一支撑构件215可以被插入第一支撑凹槽238以支撑第一卡合构件237。因此，即使在第一插入方向(箭头ID1表示的方向)上施加第一外部空间OS1中的压力，也可以通过第一封装构件23更牢固地保持滤筒22与中间壳体21之间的隔离。第一支撑构件215可以从中间壳体21接触第一卡合构件237的一个表面突出。

同时，当第一盖3被接合到加湿模块2的一个端部时，在第一封装构件23通过机械组装被接合到加湿模块2的一个端部的状态下，第一盖3可以朝向中间壳体21按压第一封装主体231。因此，即使在第一插入方向(箭头ID1表示的方向)上施加第一外部空间OS1中的压力，也可以使用第一盖3的压力通过第一封装构件23更牢固地保持滤筒22与中间壳体21之间的隔离。

参照图2至图9，根据本公开的燃料电池加湿器1包括第二封装构件24。

第二封装构件24可以通过机械组装气密地接合到加湿模块2的另一个端部。因此，第二封装构件24允许第二盖4仅与中空纤维膜221流体连通。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以省略需要相对长的工序时间的浇注工序，从而可以缩短生产的工序时间，从而可以提高生产率。在这种情况下，第二封装构件24可以使第二外部空间OS2与第二内部空间IS2彼此隔离，从而彼此不流体连通。第二外部空间OS2位于滤筒22与第二盖4之间。干燥气体或湿气可以流入第二外部空间OS2。第二外部空间OS2位于滤筒22与中间壳体21之间。干燥气体或湿气可以流入第二内部空间IS2。第二内部空间IS2和第一内部空间IS1可以通过分隔壁(未示出)在空间上彼此间隔开。第二封装构件24可以由可弹性变形的材料制成。例如，第二封装构件24可以由橡胶制成。第二封装构件24可以形成为环形，以在滤筒22与中间壳体21之间形成密封。

当包括第二封装构件24时，滤筒22可以包括第二子壳体228。

第二子壳体228被设置为抵接内壳体222的另一个端部和第二灌封层224。第二子壳体228可以被接合到第二灌封层224。第二子壳体228可以被设置为包围第二灌封层224的外周。因此，第二灌封层224可以被设置在第二子壳体228中。第二子壳体228可以形成为环形。第二子壳体228可以由具有比第二封装构件24强度大的材料制成。例如，第二子壳体228可以由金属或塑料制成。第二子壳体228可以包括第二插入凹槽2281。第二插入凹槽2281可以形成在第二子壳体228的面对第二盖4的一个表面中。第二插入凹槽2281可以沿着第二子壳体228形成为环形。

第二封装构件24可以包括第二封装主体241和第二突出构件242。

第二封装主体241使中间壳体21与内壳体222彼此隔离。第二封装主体241可以使第二外部空间OS2与第二内部空间IS2彼此隔离，从而彼此不流体连通。可以通过第二封装主体241防止中间壳体21与内壳体222之间的湿气和干燥气体的混合。

第二突出构件242从第二封装主体241突出。第二突出构件242可以在第二插入方向(箭头ID2表示的方向)上从第二封装主体241突出。第二插入方向(箭头ID2表示的方向)是从第二盖4到滤筒22的方向。当第二封装构件24通过机械组装气密地接合到加湿模块2的另一个端部时，第二突出构件242可以被插入第二插入凹槽2281中。因此，根据本公开的燃料电池加湿器1被实施为通过封装构件23被插入第二子壳体228中而实现的气密结构在第二封装构件24与滤筒22之间牢固地形成密封。此外，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，仅当湿气和干燥气体穿过第二突出构件242与第二子壳体228的内壳体之间的空间时，湿气和干燥气体可以在第二内部空间IS2与第二外部空间OS2之间流动，从而可能发生气体泄漏。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以增加干燥气体和湿气通过第二封装构件24被插入第二子壳体228中而实现的气密结构泄漏所必须的移动距离，从而可以增加能够防止干燥气体和湿气的泄漏的力。此外，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以防止干燥气体和湿气两者通过第二封装构件24被插入第二子壳体228中而实现的气密结构泄漏。在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以通过这种双向结构在从干燥气体到湿气的方向上以及从湿气到干燥气体的方向上实现双重密封。同时，第二突出构件242可以形成为各种形状中的任何一种形状，例如，圆柱形或矩形。

第二突出构件242被插入第二插入凹槽2281的第二插入方向(箭头ID2表示的方向)可以被实施为与在第二外部空间OS2中形成的外部压力被施加到第二封装主体241的方向相同的方向。因此，根据本公开的燃料电池加湿器1被实施为使得第二突出构件242通过在第二外部空间OS2中形成的外部压力更牢固地插入第二插入凹槽2281，从而在使用湿气加湿干燥气体期间，使第二突出构件与第二子壳体228更紧密地接触。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，在使用湿气加湿干燥气体期间，可以使用在第二外部空间OS2中形成的外部压力进一步增加第二封装构件24的密封力。

第一封装构件23可以包括第三封装翼部243。

第三封装翼部243从第二突出构件242突出。当第二突出构件242被插入第二插入凹槽2281时，第三封装翼部243可以被插入第二插入凹槽2281，从而使第三封装翼部可以与第二子壳体228紧密接触。因此，可以使用第三封装翼部243实现第二封装构件24的密封力。

第三封装翼部243可以被实施为比第二突出构件242更容易弹性变形。为此，第三封装翼部243可以形成为在延伸的同时具有比第二突出构件242小的横截面积。第三封装翼部243可以形成为在从第二突出构件242向外突出的同时第三封装翼部的横截面积逐渐减小的形状。

第三封装翼部243可以形成为在倾斜状态下从与第二突出构件242接合的一个端部延伸到与第二突出构件242间隔开的另一个端部，使得在第三封装翼部243与第二突出构件242之间的夹角243a(参见图9)为锐角。因此，在第三封装翼部插入第二插入凹槽2281期间，第三封装翼部243可以在夹角243a减小的方向上顺利地弹性变形，并且在第三封装翼部位于第二插入凹槽2281中的状态下，第三封装翼部243可以通过回复力与第二子壳体228的内壁紧密接触。因此，第三封装翼部243可以顺利地插入第二插入凹槽2281中，并且在被插入第二插入凹槽2281之后，第三封装翼部243可以与第二子壳体228的内壁紧密接触，从而可以实现密封力。

同时，由于使用第三封装翼部243实现密封力，所以第二突出构件242的横截面积可以被实施为小于第二插入凹槽2281的横截面积。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，第二突出构件242可以顺利地插入第二插入凹槽2281，并且第三封装翼部243也可以通过其弹性变形顺利地插入第二插入凹槽2281，从而可以改善第二封装构件24的机械组装的容易性。第二突出构件242的横截面积以及第二插入凹槽2281的横截面积中的每一者基于垂直与第二插入方向(箭头ID2表示的方向)的轴向方向。

第二封装构件24可以包括第四封装翼部244。

第四封装翼部244从第二突出构件242突出。当第二突出构件242被插入第二插入凹槽2281时，第四封装翼部244可以被插入第二插入凹槽2281，从而使第四封装翼部可以与第二子壳体228紧密接触。因此，可以使用第四封装翼部244实现第二封装构件24的密封力。在这种情况下，第四封装翼部244和第三封装翼部243可以被插入第二插入凹槽2281，并且第四封装翼部244和第三封装翼部243可以在彼此间隔开的状态下与第二子壳体228紧密接触。因此，在根据本公开的燃料电池加湿器1中，可以使用第四封装翼部244和第三封装翼部243在不同的位置实现密封力，从而可以进一步增加密封力。

第四封装翼部244可以被实施为比第二突出构件242更容易弹性变形。为此，第四封装翼部244可以形成为在延伸的同时具有比第二突出构件242小的横截面积。第四封装翼部244可以形成为在从第二突出构件242向外突出的同时第四封装翼部的横截面积逐渐减小的形状。

第四封装翼部244可以形成为在倾斜状态下从与第二突出构件242接合的一个端部延伸到与第二突出构件242间隔开的另一个端部，使得在第四封装翼部244与第二突出构件242之间的夹角244a(参见图9)为锐角。因此，在第四封装翼部插入第二插入凹槽2281期间，第四封装翼部244可以在夹角244a减小的方向上顺利地弹性变形，并且在第四封装翼部位于第二插入凹槽2281中的状态下，第四封装翼部244可以通过回复力与第二子壳体228的内壁紧密接触。因此，第四封装翼部244可以顺利地插入第二插入凹槽2281中，并且在被插入第二插入凹槽2281之后，第四封装翼部244可以与第二子壳体228的内壁紧密接触，从而可以实现密封力。

第四封装翼部244可以在第二分离方向(箭头SD2表示的方向)上与第三封装翼部243间隔开的状态下从第二突出构件242突出。第二分离方向(箭头SD2表示的方向)和第二插入方向(箭头ID2表示的方向)在相同的轴方向上彼此相反。在这种情况下，第三封装翼部243可以在第二插入方向(箭头ID2表示的方向)上与第四封装翼部244间隔开。

第四封装翼部244从第二突出构件242突出的长度可以被实施为大于第三封装翼部243从第二突出构件242突出的长度。也就是说，第四封装翼部244可以从第二突出构件242突出为具有比第三封装翼部243长的长度。因此，与第三封装翼部243相比，第四封装翼部244可以与第二子壳体228的内壁更紧密地接触，从而可以实现比第三封装翼部243强的密封力。同时，第三封装翼部243从第二突出构件242突出的长度可以被实施为小于第四封装翼部244从第二突出构件242突出的长度。也就是说，第三封装翼部243可以从第二突出构件242突出为具有比第四封装翼部244短的长度。因此，与第四封装翼部244相比，第三封装翼部243可以更顺利地插入第二插入凹槽2281，从而可以实现比第四封装翼部244更好的机械组装性。

如上所述，由于第二封装构件24通过具有进一步改善的机械组装性的第三封装翼部243并且具有进一步增加密封力的第四封装翼部244的组合来实现，所以可以增加加湿模块2的另一个端部的密封力，同时改善加湿模块2的另一个端部的机械组装的容易性。在这种情况下，第三封装翼部243在第二插入方向(箭头ID2表示的方向)上与第四封装翼部244间隔开。因此，当第二封装构件24被机械组装时，第三封装翼部243比第四封装翼部244更早地插入第二插入凹槽2281。因此，可以进一步改善第二封装构件24在加湿模块2的另一个端部的机械组装的容易性。

第二封装构件24可以包括第二增强构件245。

第二增强构件245可以被设置在第二封装主体241中。第二增强构件245可以形成为具有比第二封装主体241大的强度。因此，第二增强构件245可以防止由于在第二外部空间OS2中形成的外部压力而导致的第二封装主体241的过度变形。例如，第二增强构件245可以由金属或塑料制成。第二增强构件245可以被实施为通过嵌件成型被设置在第二封装主体241中。第二增强构件245可以形成为环形。

第二封装构件24可以包括第二增强突出部246。

第二增强突出部246从第二增强构件245突出。第二增强突出部246从第二增强构件245朝向第二突出构件242突出，并位于第二突出构件242中。因此，第二增强突出部246可以防止由于在第二突出构件242插入第二插入凹槽2281期间施加的压力以及在第二外部空间OS2中形成的外部压力而导致的第二突出构件242的过度变形。第二增强突出部246可以形成为具有比第二突出构件242大的强度。例如，第二增强突出部246可以由金属或塑料制成。第二增强突出部246可以被实施为通过嵌件成型被设置在第二突出构件242中。第二增强突出部246可以形成为环形。第二增强突出部246和第二增强构件245可以一体地形成。

第二封装构件24可以包括第二卡合构件247。

第二卡合构件247从第二封装主体241突出。第二卡合构件247可以在第二插入方向(箭头ID2表示的方向)上从第二封装主体241突出。第二卡合构件247可以被设置为，在第二封装主体241被插设于第二卡合构件247与第二突出构件242之间的状态下，与第二突出构件242相对。在这种情况下，第二封装主体241可以位于第二卡合构件247与第二突出构件242之间。当第二封装构件24包括第二卡合构件247时，中间壳体21可以包括第二卡合凹槽216(参见图8)。第二卡合凹槽216可以形成在中间壳体21的包围滤筒22的外壁中。当第二封装构件24通过机械组装被接合到加湿模块2的另一个端部时，第二卡合构件247可以被插入第二卡合凹槽216中。因此，当在第二插入方向(箭头ID2表示的方向)上施加第二外部空间OS2中的压力时，第二封装构件24可以通过第二卡合构件247的卡合结构被中间壳体21支撑，从而可以牢固地保持滤筒22与中间壳体21之间的隔离。第二卡合构件247和第二卡合凹槽216中的每一者可以形成为环形。第二卡合构件247和第二封装主体241可以一体地形成。

第二封装构件24可以包括第二支撑凹槽248。

第二支撑凹槽248形成在第二卡合构件247中。第二支撑凹槽248可以形成在第二卡合构件247接触中间壳体21的一个表面中。当第二封装构件24包括第二支撑凹槽248时，中间壳体21可以包括第二支撑构件217。当第二封装构件24通过机械组装被接合到加湿模块2的另一个端部时，第二支撑构件217可以被插入第二支撑凹槽248以支撑第二卡合构件247。因此，即使在第二插入方向(箭头ID2表示的方向)上施加第二外部空间OS2中的压力，也可以通过第二封装构件24更牢固地保持滤筒22与中间壳体21之间的隔离。第二支撑构件217可以从中间壳体21接触第二卡合构件247的一个表面突出。

同时，当第二盖4被接合到加湿模块2的另一个端部时，在第二封装构件24通过机械组装被接合到加湿模块2的另一个端部的状态下，第二盖4可以朝向中间壳体21按压第二封装主体241。因此，即使在第二插入方向(箭头ID2表示的方向)上施加第二外部空间OS2中的压力，也可以使用第二盖4的压力通过第二封装构件24更牢固地保持滤筒22与中间壳体21之间的隔离。

上述本公开不限于上面的实施例和附图，并且对于本公开所属领域普通技术人员而言显而易见的是，在不脱离本公开的技术构思的情况下，可以进行各种替换、修改和变更。

Claims (11)

1.一种燃料电池加湿器，所述燃料电池加湿器包括：

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

第一盖，所述第一盖接合到所述加湿模块的一个端部；以及

第二盖，所述第二盖接合到所述加湿模块的另一个端部，其中：

所述加湿模块包括：

中间壳体；以及

至少一个滤筒，设置在所述中间壳体中，所述滤筒被配置为容纳多个中空纤维膜，

所述滤筒包括：

内壳体，所述内壳体具有容纳在其中的所述多个中空纤维膜；

第一灌封层，所述第一灌封层配置为固定各个所述中空纤维膜的一个端部；以及

第一子壳体，所述第一子壳体设置为抵接所述内壳体的一个端部和所述第一灌封层，

所述燃料电池加湿器还包括：第一封装构件，所述第一封装构件通过机械组装气密地接合到所述加湿模块的一个端部使得所述第一盖仅与所述中空纤维膜流体连通，

所述第一子壳体包括配置所述第一封装构件能够插入其中的第一插入凹槽，并且

所述第一封装构件包括：

第一封装主体，所述第一封装主体配置为使所述中间壳体与内壳体彼此隔离；以及

第一突出构件，所述第一突出构件形成为从所述第一封装主体突出，所述第一突出构件被配置为插入所述第一插入凹槽。

2.根据权利要求1所述燃料电池加湿器，其中：

所述第一封装构件包括形成为从所述第一突出构件突出的第一封装翼部，并且

所述第一封装翼部被插入所述第一插入凹槽并与所述第一子壳体紧密接触。

3.根据权利要求2所述燃料电池加湿器，其中，所述第一封装翼部形成为在倾斜状态下从与所述第一突出构件接合的一个端部延伸到与所述第一突出构件间隔开的另一个端部，使得所述第一封装翼部与所述第一突出构件之间的夹角为锐角。

4.根据权利要求2所述燃料电池加湿器，其中，

所述第一封装构件包括形成为从所述第一突出构件突出的第二封装翼部，并且

所述第二封装翼部和所述第一封装构件在彼此间隔开的状态下被插入所述第一插入凹槽并与所述第一子壳体紧密接触。

5.根据权利要求4所述燃料电池加湿器，其中：

所述第一封装翼部与所述第二封装翼部在所述第一突出构件被插入所述第一插入凹槽的第一插入方向上间隔开，并且

所述第一封装翼部从所述第一突出构件突出的长度小于所述第二封装翼部从所述第一突出构件突出的长度。

6.根据权利要求4所述燃料电池加湿器，其中，所述第二封装翼部形成为在倾斜状态下从与所述第一突出构件接合的一个端部延伸到与所述第一突出构件间隔开的另一个端部，使得所述第二封装翼部与所述第一突出构件之间的夹角为锐角。

7.根据权利要求1所述燃料电池加湿器，其中：

所述第一封装构件包括位于所述第一封装主体中的第一增强构件，并且

所述第一增强构件形成为具有比所述第一封装主体大的强度。

8.根据权利要求7所述燃料电池加湿器，其中：

所述第一封装构件包括形成为从所述第一增强构件突出的第一增强突出部，并且

所述第一增强突出部从所述第一增强构件朝向所述第一突出构件突出，并位于所述第一突出构件中。

9.根据权利要求1所述燃料电池加湿器，其中，所述第一突出构件在与外部空间中形成的外部压力被施加到所述第一封装主体的方向相同的方向上被插入所述第一插入凹槽，所述外部空间在所述第一盖与所述中间壳体之间。

10.根据权利要求1所述燃料电池加湿器，其中：

所述中间壳体包括配置为所述第一封装构件能够插入其中的第一卡合凹槽，并且

所述第一封装构件包括形成为从所述第一封装主体突出的第一卡合构件，所述第一卡合构件被配置为插入所述第一卡合凹槽。

11.根据权利要求10所述燃料电池加湿器，其中：

所述第一封装构件包括形成在所述第一卡合构件中的第一支撑凹槽，并且

所述中间壳体包括配置为被插入所述第一支撑凹槽以支撑所述第一卡合构件的第一支撑构件。