CN117642223A - 中空纤维膜筒体和包括其的中空纤维膜组件 - Google Patents

中空纤维膜筒体和包括其的中空纤维膜组件 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种中空纤维膜筒体和一种中空纤维膜组件，该中空纤维膜筒体通过向中空纤维膜均匀地供应流体，能够防止中空纤维膜的纤维断裂。所述中空纤维膜容纳在根据本公开的一个实施方案的中空纤维膜筒体中，并且使第一流体和第二流体进行水分交换，其中，所述第一流体流入所述中空纤维膜中，从外部引入的所述第二流体流出所述中空纤维膜，在所述中空纤维膜筒体中形成有开口，通过所述开口引入或排出所述第二流体，在所述开口中形成有引入所述第二流体的第一部分和每单位面积的所述第二流体的流入流速大于所述第一部分的流入流速的第二部分，并且所述第二部分的宽度小于所述第一部分的宽度。

Description

中空纤维膜筒体和包括其的中空纤维膜组件
技术领域
本公开涉及一种中空纤维膜筒体和包括该中空纤维膜筒体的中空纤维膜组件。
背景技术
燃料电池是一种使氢气与氧气结合以产生电力的发电电池。与常规化学电池诸如干电池或蓄电池不同，这种燃料电池具有的优势在于，只要向其供应氢气和氧气，就可以连续地产生电力，并且没有热损失，因此燃料电池的效率约为内燃机的两倍。
另外，燃料电池直接将氢气与氧气结合产生的化学能转化为电能，因此，排出的污染物的体积小。因此，燃料电池具有环境友好并且可以减少因能源消耗增加而导致资源枯竭的担忧的优势。
基于所使用的电解质的种类，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)。
这些燃料电池基本上通过相同的原理操作，但是在所使用的燃料的种类、操作温度、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它燃料电池更低的温度下操作，并且聚合物电解质膜燃料电池的输出密度高，因此，能够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被认为是最适合运输系统和小型固定发电设备的燃料电池。
改善聚合物电解质膜燃料电池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(PEN)供应一定量或更多的水分以便保持水分含量。其原因是，在聚合物电解质膜变干的情况下，发电效率骤然下降。
作为加湿聚合物电解质膜的方法，使用1)用水填充耐压容器并使目标气体经过扩散器以供应水分的鼓泡加湿法，2)计算燃料电池反应所需要的水分并且通过电磁阀向气体流管直接供应水分的直接注射法，和3)通过使用聚合物分离膜向气体流化床供应水分的加湿膜法。
在这些方法中，通过使用配置为仅选择性地渗透废气中包含的水蒸气的膜将水蒸气提供到供应至聚合物电解质膜的气体中以加湿聚合物电解质膜的加湿膜法的优势在于可以减小加湿器的重量和尺寸。
在加湿膜法中使用的选择性渗透膜优选地为在形成组件时每单位体积具有大渗透面积的中空纤维膜。即，在通过使用中空纤维膜制造膜加湿器的情况下，具有大接触表面积的中空纤维膜的高度集成是可能的，因此，即使在小容量的情况下也可以充分地加湿燃料电池，可以使用廉价的材料，并且可以收集高温下从燃料电池排出的废气中包含的水分和热量，通过加湿器重新利用收集的水分和热量。
在使用中空纤维膜的加湿器的情况下，然而，为了增加加湿器的容量，集成了多个中空纤维膜。在这方面，由于由高集成的中空纤维膜引起的阻力，因此在整个加湿器中，流出中空纤维膜的气体的流动不均匀。
为了解决该问题，为了实现均匀的气流，中空纤维膜组件配置为具有安装在膜加湿器外壳中的多个筒体。即，中空纤维膜束容纳在每个筒体中，多个筒体安装在膜加湿器外壳中，使得引入该膜加湿器外壳中的气体流入筒体，使得气体的流动均匀。
然而，在常规中空纤维膜组件中，通过开口供应的流体的流动集中在中空纤维膜的一部分中，引起中空纤维膜发生纤维断裂的问题。另外，由于流动不是均匀的，存在加湿性能和流动耐久性低的问题。
发明内容
技术问题
本公开解决了上面问题并提供了一种中空纤维膜筒体和一种中空纤维膜组件，该中空纤维膜筒体通过向中空纤维膜均匀地供应流体，能够防止中空纤维膜的纤维断裂。
技术方案
根据本公开的一个实施方案，提供一种中空纤维膜筒体，其中容纳有配置为使第一流体和第二流体进行水分交换的中空纤维膜，其中，所述第一流体流入所述中空纤维膜中，从外部引入的所述第二流体流出所述中空纤维膜，在所述中空纤维膜筒体中形成有开口，通过所述开口引入或排出所述第二流体，在所述开口中形成有引入所述第二流体的第一部分和每单位面积的所述第二流体的流入流速大于所述第一部分的流入流速的第二部分，并且所述第二部分的宽度小于所述第一部分的宽度。
所述开口可以具有宽度和长度，并且所述开口的宽度可以逐渐改变。
所述开口可以形成为使得所述开口的宽度在纵向方向上从所述开口的一端向其另一端逐渐减小。
所述开口可以形成为使得所述开口的宽度在纵向方向上从所述开口的中心向其外侧逐渐减小。
所述开口可以包括具有均匀宽度的部分和具有逐渐改变宽度的部分。
在所述开口中可以形成有多个窗口。
在所述开口中可以安装有筛网。
在所述中空纤维膜筒体中可以形成有在所述中空纤维膜筒体的宽度方向彼此隔开的多个开口，并且所述多个开口中的至少一个可以形成为圆形或椭圆形。
所述开口可以包括具有均匀宽度的恒定宽度部分，和具有在纵向方向上从所述恒定宽度部分到所述开口的一端逐渐减小的宽度的可变宽度部分。
所述开口可以形成为非典型形状。
根据本公开的一个实施方案，提供了一种包括外壳单元和多个中空纤维膜筒体的中空纤维膜组件，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，所述多个中空纤维膜筒体设置在所述外壳单元中并且其中容纳有中空纤维膜，其中，在所述多个中空纤维膜筒体的每一个中形成有开口，通过所述开口引入或排出所述第二流体，在所述开口中形成有第一部分和每单位面积的第二流体的流入流速大于所述第一部分的流入流速的第二部分，并且所述第二部分的宽度小于所述第一部分的宽度。
所述开口可以具有宽度和长度，并且所述开口的宽度可以逐渐改变。
所述开口可以形成为使得所述开口的宽度在纵向方向上从所述开口的一端向其另一端逐渐减小。
所述开口可以形成为使得所述开口的宽度在纵向方向上从所述开口的中心向其外侧逐渐减小。
所述开口可以包括具有均匀宽度的部分和具有逐渐改变宽度的部分。
所述开口形成为使得所述开口的宽度朝所述第二流体入口或所述第二流体出口逐渐减小。
在所述中空纤维膜筒体中可以形成有在所述中空纤维膜筒体的宽度方向上彼此隔开的多个开口，并且所述多个开口中的至少一个可以形成为圆形或椭圆形。
所述开口可以包括具有均匀宽度的恒定宽度部分，和具有在纵向方向上从所述恒定宽度部分到所述开口的一端逐渐减小的宽度的可变宽度部分。
所述开口可以形成为非典型形状。
有益效果
根据本公开的一个实施方案，所述开口的宽度形成为逐渐改变，因此，流体的流速可以均匀地分布。因此，可以防止所述中空纤维膜的纤维断裂，并且加湿性能和流动耐久性可以得到改善。
附图说明
图1是示出了根据本公开的第一个实施方案的中空纤维膜组件的分解透视图。
图2是示出了根据本公开的第一个实施方案的中空纤维膜筒体的透视图。
图3是示出了根据本公开的第二个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
图4是示出了根据本公开的第三个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
图5是示出了根据本公开的第四个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
图6是示出了根据本公开的第五个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
图7是示出了根据本公开的第六个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
图8是示出了根据本公开的第七个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
图9是示出了根据本公开的第八个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
图10是示出了根据本公开的第九个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
具体实施方式
本公开可以在各种修改中改变，并且可以具有各种实施方案，其中将在下面详细描述中详细说明和描述具体实施方案。然而，本公开不限于特定的实施方案，并且应当理解的是，本公开包括包含在本公开的构思和技术范围内的所有修改、等同物以及替换。
本公开中使用的术语仅用于描述具体实施方案，并不限制本公开。除非上下文另有明确指示，否则单数形式意在也包括复数形式。在本公开中，应当理解的是，术语“包括”或“具有”等指定本说明书中描述的特征、数目、步骤、操作、要素、部件或其组合的存在，但不排除一个或多个其他特征、数目、步骤、操作、要素、部件或其组合的存在或添加。
下文中，将参照附图描述根据本公开的第一个实施方案的中空纤维膜组件。
图1是示出了根据本公开的第一个实施方案的中空纤维膜组件的分解透视图。图2是示出了根据本公开的第一个实施方案的中空纤维膜筒体的透视图。
参照图1和图2，根据本实施方案的中空纤维膜组件10包括外壳单元200和安装在外壳单元200中的多个中空纤维膜筒体100(下文中也称作“筒体”)并且其中容纳有多个中空纤维膜。
外壳单元200形成中空纤维膜组件10的外观。外壳单元200可以包括外壳体110和外壳盖120，外壳体110和外壳盖120可以彼此一体地接合。每个外壳体110和外壳盖120可以由硬质塑料诸如聚碳酸酯或金属制成。
另外，在宽度方向上的每个外壳体110和外壳盖120的截面形状可以为多边形或圆形。所述多变形可以为矩形、正方形、梯形、平行四边形、五边形或六边形，并且多变形的角可以是圆的。另外，所述圆形可以为椭圆形。
在外壳体210的一个表面上形成有引入第二流体的第二流体入口231和排出第二流体的第二流体出口232。其中容纳有配置为使水分选择性从中经过的多个中空纤维膜的多个中空纤维膜筒体100设置在外壳单元200中。此处，每个中空纤维膜由已知的材料制成，因此，在此省略其详细的描述。
在每个中空纤维膜筒体100的两端形成有结合中空纤维膜并填充中空纤维膜之间的空隙的灌封单元(未示出)。因此，每个中空纤维膜筒体100的两端由所述灌封单元封闭，从而在每个中空纤维膜筒体100中形成有配置为使第二流体从中经过的流动通道。每个灌封单元由已知的材料制成，因此，在此省略其详细的描述。
同时，外壳盖220接合至外壳体210的两端。在外壳盖220中分别形成有第一流体入口221和第一流体出口222。通过形成在一个外壳盖220中的第一流体入口221引入的第一流体被引入到每个中空纤维膜中，流经每个中空纤维膜的内部管道，流出每个中空纤维膜，并且通过形成在另一外壳盖220中的第一流体出口222向外排出。
在外壳单元200中形成有其中可以安装中空纤维膜筒体100的多个插入孔240，并且中空纤维膜筒体100插入相应的插入孔240中。
中空纤维膜筒体100可以是在其两个侧表面处是圆的平行六面体形状。另外，中空纤维膜筒体100可以具有面向第二流体入口231和第二流体出口232的曲面，和具有连接两个曲面的平面。然而，本公开不限于此，所述中空纤维膜筒体可以为横截面为圆形的圆柱形，或横截面为椭圆形的椭圆形圆柱形。
中空纤维膜筒体100优选地由具有高尺寸稳定性、高树脂流动性和高耐热变形的材料制成。这样的材料的实例包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)和尼龙。
开口M11形成在中空纤维膜筒体100的纵向方向上的两端。开口M11可以形成在中空纤维膜筒体100的两个相面对的表面中，并且可以形成为在中空纤维膜筒体100的宽度方向(z轴方向)上延伸。开口M11可以形成在设置为与引入第二流体的方向平行的表面中。然而，本公开不限于此。
设置在一侧的开口M11使通过下面描述的第二流体入口231引入的湿润的第二流体引入到中空纤维膜筒体100中，使得第二流体与通过中空纤维膜筒体100中的第一流体入口221引入的干燥的第一流体之间进行水分交换。设置在另一侧的开口M11排出进行了水分交换的第二流体。
开口M11可以防止部分引入的第二流体直接与设置在中空纤维膜筒体100内部的中空纤维膜碰撞，从而防止损坏中空纤维膜。
根据本实施方案的开口M11可以具有长度L11和宽度W11，并且开口M11的长度L11或宽度W11可以逐渐改变。在开口M11中可以形成有具有相对小的第二流体的流入流速的第一部分和具有每单位面积的第二流体的流入流速比第一部分相对大的第二部分，并且第二部分的宽度W11可以小于第一部分的宽度W11。此处，第二部分可以是与第一流体入口221邻近的部分，可以是开口M11在纵向方向(y轴方向)上的中心部分，并且可以是位于第一流体入口221的相对侧上的部分。
为此，开口M11可以形成为使得宽度W11在纵向方向(z轴方向)上从开口M11的一端到其另一端逐渐减小。在本实施方案中的开口M11展示为三角形，但是本公开不限于此，并且开口M11可以具有宽度W11变化的各种形状诸如圆形、椭圆形和多边形。
另外，开口M11可以形成为使得长度L11在宽度方向(y轴方向)上从开口M11的一端到其另一端逐渐减小。开口M11可以形成为使得长度L11在纵向方向(y轴方向)上从中空纤维膜筒体100的外部到其内部逐渐减小。
另一方面，开口M11可以包括平行于中空纤维膜筒体100的纵向方向的基准线131、倾斜于基准线131的倾斜线132和垂直于基准线131的连接线133。
参考线131可以平行于中空纤维膜筒体100的纵向方向(y轴方向)，并且可以设置在开口M11的上部。倾斜线132可以连接参考线131和连接线133。
用于均匀分布第二流体的筛网137可以安装在开口M11中。然而，本公开不限于此，并且多个窗口可以安装在开口M11中。
如在本实施方案中，当开口M11的长度L11和宽度W11形成为逐渐变化时，开口M11的宽度W11在流速高的部分减小，而开口M11的宽度W11在流速低的部分增加，从而实现均匀加湿。另外，倾斜线132可以引起在相对于中空纤维膜筒体100的倾斜方向上的流动，从而防止中空纤维膜受损并实现均匀加湿。
接下来，描述在如上所述配置的中空纤维膜组件10中的第一流体与第二流体之间的水分交换过程。在下面的描述中，第一流体可以是低湿度流体，第二流体可以是高湿度流体。或者，第二流体可以是低湿度流体，第一流体可以是高湿度流体。
第一流体通过形成在一个外壳盖220中的第一流体入口221供应到外壳单元200和中空纤维膜筒体100中，流经中空纤维膜，并通过形成在另一外壳盖220中的第一流体出口222从中空纤维膜组件10中排出。同时，第一流体可以沿第一流体被引入至第一流体出口222并通过第一流体入口221排出的方向流动。
第二流体通过外壳体210的第二流体入口231供应至外壳体210，通过中空纤维膜筒体100的开口M11流出中空纤维膜，通过中空纤维膜筒体100的开口M11排出至外壳体210，并且通过外壳体210的第二流体出口232排出至外部。
同时，第二流体还可以沿第二流体被引入至第二流体出口232并通过第二流体入口231排出的方向流动。即，第一流体和第二流体可以以相反的方向或者以相同的方向流动。第一流体和第二流体分别流入并流出中空纤维膜，并且通过中空纤维膜交换物质诸如水分或者热量。
下文中，描述了根据本公开的第二个实施方案的中空纤维膜筒体。图3是示出了根据本公开的第二个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
参照图3，除了开口M12之外，根据第二个实施方案的中空纤维膜筒体310与根据第一个实施方案的中空纤维膜筒体具有相同的结构，因此，省略对相同配置的重复描述。
开口M12可以具有长度L12和宽度W12，并且宽度W12可以在纵向方向(z轴方向)上从开口M12的一端至其另一端逐渐减小。开口M12可以形成为使得其宽度朝第二流体入口和第二流体出口逐渐减小。
引入开口M12的第二流体的流速不均匀，开口M12可以包括以高流速引入第二流体的第一部分和以比第一部分慢的流速引入第二流体的第二部分。第一部分的宽度比第二部分的宽度小，因此，第二流体可以均匀地供应到中空纤维膜筒体310中。
根据条件，与第二流体入口和第二流体出口邻近的部分可以示出比其他部分相对较快的流速分布。当开口M12的宽度W12朝第二流体入口和第二流体出口逐渐减小时，不仅第二流体可以均匀地供应并排出，而且还可以稳定地防止对中空纤维膜的损坏。
根据本实施方案的开口M12可以包括与中空纤维膜筒体310的纵向方向(y轴方向)平行的基准线311，形成为倾斜于基准线311的倾斜线312，以及与基准线311垂直的连接线313。
基准线311可以与中空纤维膜筒体310的纵向方向(y轴方向)平行并且设置在开口M12的下部，倾斜线312可以将基准线311与连接线313连接。
同时，多个窗口可以形成在开口M12中，开口M12可以包括形成为正方形的第一窗口315和形成为三角形的第二窗口316。然而，本公开不限于此，所述窗口可以形成为多种形状诸如多边形或圆形。
第二窗口316可以接触倾斜线312，第一窗口315可以接触基准线311和连接线313或可以设置在内部。
根据本实施方案，因为开口M12的宽度W12朝第二流体入口和第二流体出口逐渐第减小，不仅第二流体可以均匀地分布，而且还可以稳定地防止对中空纤维膜的损坏。另外，因为第一窗口315和第二窗口316形成在开口M12中，流动可以是均匀的，流体可以稳定地移动。
下文中，描述了根据本公开的第三个实施方案的中空纤维膜筒体。图4是示出了根据本公开的第三个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
参照图4，因为除了开口M13之外，根据第三个实施方案的中空纤维膜筒体320与根据第一个实施方案的中空纤维膜筒体的结构相同，因此省略对相同配置的重复描述。
开口M13可以形成为使得宽度W13在纵向方向(z轴方向)上从开口M13的中心至其外侧逐渐减小。另外，开口M13可以形成为使得长度L13在宽度方向(y轴方向)上从开口M13的一端到其另一端逐渐减小。另外，开口M13可以形成为使得长度L13在纵向方向(y轴方向)上从中空纤维膜筒体320的外部到其内部逐渐减小。
根据本实施方案的开口M13可以包括与中空纤维膜筒体320的纵向方向(y轴方向)垂直的基准线321，形成为倾斜于基准线321的第一倾斜线322，和将基准线321连接至第一倾斜线322并形成为倾斜于基准线321的第二倾斜线323。基准线321可以设置在开口M13的一侧端。筛网327或者多个窗口可以安装在开口M13中。
根据条件，在纵向方向上与开口M13的两端邻近的部分可以示出比其他部分相对较快的流速分布。如在第三个实施方案中，当开口M13的宽度W13在纵向方向上从开口M13的中心至其外侧逐渐减小时，不仅第二流体可以均匀地供应并排出，而且还可以稳定地防止对中空纤维膜的损坏。
下文中，描述了根据本公开的第四个实施方案的中空纤维膜筒体。图5是示出了根据本公开的第四个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
参照图5，因为除了开口M14之外，根据第四个实施方案的中空纤维膜筒体330与根据第一个实施方案的中空纤维膜筒体的结构相同，因此省略对相同配置的重复描述。
根据第四个实施方案的开口M14可以形成为使得宽度W14在纵向方向(z轴方向)上从开口M14的中心至其外侧逐渐减小。开口M14可以形成为使得长度L14在宽度方向(y轴方向)上从开口M14的一端到其另一端逐渐减小。另外，开口M14可以形成为使得长度L14在纵向方向(y轴方向)上从中空纤维膜筒体330的外部到其内部逐渐减小。
另外，开口M14可以包括：基准线331，与中空纤维膜筒体330的纵向方向(y轴方向)垂直；第一连接线332，在纵向方向上接合至基准线331的一端并且与基准线331垂直；第二连接线333，在纵向方向上接合至基准线331的另一端、与第一连接线332隔开并且平行于第一连接线332；第一倾斜线334，从第一连接线332倾斜地延伸；和第二倾斜线335，将第一倾斜线334连接至第二连接线333。筛337或者多个窗口可以安装在开口M14中。
由第一连接线332和第二连接线333形成的开口M14的一部分具有均匀的长度L14，由第一倾斜线334和第二倾斜线335形成的开口M14的一部分具有逐渐改变的长度L14。
如在第四个实施方案中，当开口M14的宽度W14在纵向方向上从开口M14的中心至其外侧逐渐减小时，在在纵向方向上与开口M14的两端邻近的部分具有快流速的情况下，不仅第二流体可以均匀地供应并排出，而且还可以稳定地防止对中空纤维膜的损坏。
下文中，描述了根据本公开的第五个实施方案的中空纤维膜筒体。图6是示出了根据本公开的第五个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
参照图6，因为除了开口M15之外，根据第五个实施方案的中空纤维膜筒体340与根据第一个实施方案的中空纤维膜筒体的结构相同，因此省略对相同配置的重复描述。
根据第五个实施方案的开口M15可以形成为使得宽度W15在纵向方向(z轴方向)上从开口M15的中心至其外侧逐渐减小，并且使得长度L15沿宽度方向(y轴方向)从开口M15的中心至其外侧逐渐减小。
另外，开口M15可以包括，设置为平行于中空纤维膜筒体340的纵向方向(y轴方向)的第一基准线341，与第一基准线341隔开并且设置为平行于第一基准线341的第二基准线342，在纵向方向上倾斜地连接至第一基准线341的一端的第一倾斜线343，在纵向方向上倾斜地连接至第一基准线341的另一端的第二倾斜线344，连接第一倾斜线343至第二基准线342的第三倾斜线345，连接第二倾斜线344至第二基准线342的第四倾斜线346。用于第二流体的均匀分布的筛347或者多个窗口可以安装在开口M15中。
由第一基准线341和第二基准线342形成的开口M15的一部分具有均匀的长度L15，由第一倾斜线343和第二倾斜线344形成的开口M15的一部分和由第三倾斜线345和第四倾斜线346形成的开口M15的一部分具有逐渐改变的长度L15。
如在第五个实施方案中，当开口M15的宽度W15在纵向方向上从开口M15的中心至其外侧逐渐减小时，在在纵向方向上与开口M15的两端邻近的部分具有快流速的情况下，不仅第二流体可以均匀地供应并排出，而且还可以稳定地防止对中空纤维膜的损坏。
下文中，描述了根据本公开的第六个实施方案的中空纤维膜筒体。图7是示出了根据本公开的第六个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
参照图7，因为除了开口M16之外，根据第六个实施方案的中空纤维膜筒体350与根据第一个实施方案的中空纤维膜筒体的结构相同，因此省略对相同配置的重复描述。
根据本实施方案的开口M16可以形成为使得宽度W16在纵向方向(z轴方向)上从开口M16的中心至其外侧逐渐减小。开口M16可以形成为在开口M16的纵向方向上的中心部分处，并且可以包括具有均匀宽度的部分和具有向外侧逐渐减小的宽度的部分。另外，开口M16可以形成为使得长度L16在宽度方向(y轴方向)上从开口M16的一端到其另一端逐渐增加。
开口M16可以包括设置为垂直于中空纤维膜筒体350的纵向方向(y轴方向)的第一基准线351，与第一基准线351隔开并且设置为与第一基准线351平行的第二基准线352，在纵向方向上倾斜地连接至第一基准线351的一端的第一倾斜线353，和在纵向方向上倾斜地连接至第一基准线351的另一端的第二倾斜线354。第一倾斜线353和第二倾斜线354连接至第一基准线351和第二基准线352。筛网357或者多个窗口可以安装在开口M16中。
由第一基准线351和第二基准线352形成的开口M16的一部分具有均匀的宽度W16，由第一倾斜线353和第二倾斜线354形成的开口M16的一部分具有逐渐改变的宽度W16。
如在第六个实施方案中，当开口M16的宽度W16在长度方向上从开口M16的中心至其外侧逐渐减小时，在在纵向方向与开口M16的两端邻近的部分具有快流速的情况下，不仅第二流体可以均匀地供应并排出，而且还可以稳定地防止对中空纤维膜的损坏。
下文中，描述了根据本公开的第七个实施方案的中空纤维膜筒体。图8是示出了根据本公开的第七个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
参照图8，因为除了第一开口M17和第二开口M18之外，根据第七个实施方案的中空纤维膜筒体360与根据第一个实施方案的中空纤维膜筒体的结构相同，因此省略对相同配置的重复描述。
根据本实施方案的第一开口M17和第二开口M18形成在中空纤维膜筒体360的侧表面中，并且两个第一开口M17和两个第二开口M18在中空纤维膜筒体360的纵向方向(y轴方向)上彼此隔开。
第一开口M17和第二开口M18在中空纤维膜筒体360的宽度方向(z轴方向)上可以彼此隔开。第一开口M17可以设置为比第二开口M18更靠近第二流体入口和第二流体出口。另外，筛网367或者多个窗口可以安装在第一开口M17和第二开口M18中。
第一开口M17和第二开口M18可以形成为使得第一开口M17和第二开口M18的宽度从它们的中心到它们的外侧逐渐减少。第一开口M17可以具有椭圆形，第二开口M18可以具有圆形。然而，本公开不限于此，第一开口M17和第二开口M18可以形成为可以形成为宽度变化的各种形状诸如圆形、椭圆形和多边形。
另外，第一开口M17的主轴X11可以形成为在中空纤维膜筒体360的纵向方向(y轴方向)上延伸，第一开口M17的短轴X12可以形成为在中空纤维膜筒体360的宽度方向(z轴方向)延伸。
下文中，描述了根据本公开的第八个实施方案的中空纤维膜筒体。图9是示出了根据本公开的第八个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
参照图9，因为除了开口M21之外，根据第八个实施方案的中空纤维膜筒体370与根据第一个实施方案的中空纤维膜筒体的结构相同，因此省略对相同配置的重复描述。
根据第八个实施方案的每个开口M21可以包括：恒定宽度部分WS11，具有在纵向方向上从开口M21的一端到其另一端均匀的宽度W210；和可变宽度部分WS12，具有在纵向方向上从恒定宽度部分WS11到开口M12的一端逐渐减小的宽度。在本实施方案中，可变宽度部分WS12示出为由直线形成，但是本公开并不限于此，可变宽度部分WS12可以由曲线形成。
另外，开口M21可以包括：与中空纤维膜筒体370的纵向方向(y轴方向)垂直的第一基准线371；与第一基准线371隔开并且设置为平行于第一基准线371的第二基准线372；在纵向方向上连接第一基准线371的一端至第二基准线372的一端的连接线373；从第一基准线371的另一端倾斜地延伸的第一倾斜线374；和从第二基准线372的另一端倾斜地延伸的第二倾斜线375。此处，第一倾斜线374和第二倾斜线375是彼此连接的。筛网377或者多个窗口可以安装在开口M21中。
可变宽度部分WS12可以由第一倾斜线374和第二倾斜线375形成，并且可以形成为使得可变宽度部分WS12的宽度朝第二流体入口或者第二流体出口逐渐减小。因此，可以稳定地防止中空纤维膜的损坏。
下文中，描述了根据本公开的第九个实施方案的中空纤维膜筒体。图10是示出了根据本公开的第九个实施方案的中空纤维膜筒体的前视图。
参照图10，除了开口M22之外，根据第九个实施方案的中空纤维膜筒体380与根据第一个实施方案的中空纤维膜筒体具有相同的结构，因此，省略对相同配置的重复描述。
根据第九个实施方案的开口M22可以形成为使得宽度W22在纵向方向(z轴方向)上从开口M22的一端至其另一端逐渐增加或减小。另外，开口M22可以形成为使得宽度W22在纵向方向(z轴方向)上从开口M22的中心至其外侧逐渐减小。开口M22可以形成为非典型形状，其中多条曲线或直线连接。另外，筛网387或者多个窗口可以安装在开口M22中。
尽管上面已经描述了本公开的实施方案，对于本公开所属领域的普通技术人员来说，显而易见的是，在不脱离所附权利要求中所述的本公开的构思的情况下，可以通过添加、改变、删除或补充部件来对本公开进行各种修改和变更，并且这些修改和变更落入本公开的权利范围内。

Claims (19)

1.一种中空纤维膜筒体，其中容纳有配置为使第一流体和第二流体进行水分交换的中空纤维膜，其中，所述第一流体流入所述中空纤维膜中，从外部引入的所述第二流体流出所述中空纤维膜，
在所述中空纤维膜筒体中形成有开口，通过所述开口引入或排出所述第二流体，
在所述开口中形成有引入所述第二流体的第一部分和每单位面积的所述第二流体的流入流速大于所述第一部分的流入流速的第二部分，并且所述第二部分的宽度小于所述第一部分的宽度。
2.根据权利要求1所述的中空纤维膜筒体，其中，所述开口具有宽度和长度，并且所述开口的宽度逐渐改变。
3.根据权利要求2所述的中空纤维膜筒体，其中，所述开口形成为使得所述开口的宽度在纵向方向上从所述开口的一端到其另一端逐渐减小。
4.根据权利要求2所述的中空纤维膜筒体，其中，所述开口形成为使得所述开口的宽度在纵向方向上从所述开口的中心到其外侧逐渐减小。
5.根据权利要求2所述的中空纤维膜筒体，其中，所述开口包括具有均匀宽度的部分和具有逐渐改变宽度的部分。
6.根据权利要求1所述的中空纤维膜筒体，其中，在所述开口中形成有多个窗口。
7.根据权利要求1所述的中空纤维膜筒体，其中，在所述开口中安装有筛网。
8.根据权利要求1所述的中空纤维膜筒体，其中，在所述中空纤维膜筒体中形成有在所述中空纤维膜筒体的宽度方向上彼此隔开的多个开口，并且所述多个开口中的至少一个形成为圆形或椭圆形。
9.根据权利要求1所述的中空纤维膜筒体，其中，所述开口包括具有均匀宽度的恒定宽度部分，和具有在纵向方向上从所述恒定宽度部分到所述开口的一端逐渐减小的宽度的可变宽度部分。
10.根据权利要求1所述的中空纤维膜筒体，其中，所述开口形成为非典型形状。
11.一种中空纤维膜组件，包括：
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；和
多个中空纤维膜筒体，设置在所述外壳单元中并且其中容纳有中空纤维膜，
其中，在所述多个中空纤维膜筒体的每一个中形成有开口，通过所述开口引入或排出所述第二流体，
在所述开口中形成有第一部分和每单位面积的所述第二流体的流入流速大于所述第一部分的流入流速的第二部分，并且所述第二部分的宽度小于所述第一部分的宽度。
12.根据权利要求11所述的中空纤维膜组件，其中，所述开口具有宽度和长度，并且所述开口的宽度逐渐改变。
13.根据权利要求12所述的中空纤维膜组件，其中，所述开口形成为使得所述开口的宽度在纵向方向上从所述开口的一端到其另一端逐渐减小。
14.根据权利要求12所述的中空纤维膜组件，其中，所述开口形成为使得所述开口的宽度在纵向方向上从所述开口的中心到其外侧逐渐减小。
15.根据权利要求11所述的中空纤维膜组件，其中，所述开口包括具有均匀宽度的部分和具有逐渐改变宽度的部分。
16.根据权利要求11所述的中空纤维膜组件，其中，所述开口形成为使得所述开口的宽度朝所述第二流体入口或所述第二流体出口逐渐减小。
17.根据权利要求11所述的中空纤维膜组件，其中，在所述中空纤维膜筒体中形成有在所述中空纤维膜筒体的宽度方向上彼此隔开的多个开口，并且所述多个开口中的至少一个形成为圆形或椭圆形。
18.根据权利要求11所述的中空纤维膜组件，其中，所述开口包括具有均匀宽度的恒定宽度部分，和具有在纵向方向上从所述恒定宽度部分到所述开口的一端逐渐减小的宽度的可变宽度部分。
19.根据权利要求11所述的中空纤维膜组件，其中，所述开口形成为非典型形状。
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