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Die Erfindung betrifft einen Befeuchter zum Befeuchten eines trockenen ersten Gasstroms mittels eines feuchten zweiten Gasstroms.
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Ein derartiger Befeuchter kann insbesondere in einem Brennstoffzellensystem zur Anwendung kommen, um trockene Kathoden-Zuluft mit Hilfe feuchter Kathoden-Abluft zu befeuchten. Grundsätzlich sind jedoch auch beliebige andere Anwendungen für einen derartigen Befeuchter denkbar. Beispielsweise kann im Rahmen einer Gebäudeklimatisierung feuchte Gebäudeabluft zum Befeuchten von trockener Gebäudezuluft genutzt werden. Entsprechendes gilt für Klimaräume und Klimaschränke, in denen eine konstante Feuchtigkeit mit Luftaustausch erforderlich ist.
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Bei einem Brennstoffzellensystem führt die Verwendung von feuchter Kathoden-Zuluft zu einer erhöhten Verstromungsleistung. Ein derartiges Brennstoffzellensystem kann beispielsweise zum Erzeugen vom elektrischen Strom zum Antrieb eines Fahrzeugs verwendet werden. Ebenso ist denkbar, ein derartiges Brennstoffzellensystem als stationäre oder mobile Stromerzeugungseinrichtung an oder in einem Fahrzeug oder auch außerhalb und unabhängig von einem Fahrzeug zu nutzen.
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Üblicherweise besitzt ein derartiger Befeuchter ein Gehäuse, das einen Membranaufnahmeraum aufweist. Ferner besitzt der Befeuchter zumindest einen Membraneinsatz, der in den Membranaufnahmeraum eingesetzt ist. Der Membraneinsatz besteht üblicherweise aus einer Vielzahl von Membranen, die auf geeignete Weise angeordnet, insbesondere aufeinandergestapelt sind. Insoweit kann der Membraneinsatz regelmäßig auch als Membranstapel bezeichnet werden. Jedenfalls ist der Membraneinsatz vom ersten Gasstrom und vom zweiten Gasstrom fluidisch getrennt durchströmbar, wobei das Membranmaterial des Membraneinsatzes bzw. der Membranen bei der Durchströmung des Membraneinsatzes Feuchtigkeit vom zweiten Gasstrom zum ersten Gasstrom überträgt. Mit anderen Worten, das im Membraneinsatz verwendete Membranmaterial ist für das Gas quasi undurchlässig, während es für die Feuchtigkeit, in der Regel Wasser bzw. Wasserdampf, durchlässig ist. Dabei transportiert das Membranmaterial die Feuchtigkeit gemäß dem Dampfdruckgefälle, also von feucht nach trocken. Durch die gleichzeitige Durchströmung des Membraneinsatzes mit dem ersten Gasstrom und dem zweiten Gasstrom wird der trockene erste Gasstrom befeuchtet, während der feuchte zweite Gasstrom getrocknet wird.
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Das Gehäuse kann eine Gehäuseöffnung aufweisen, durch die der jeweilige Membraneinsatz in einer Einführrichtung in den Membranaufnahmeraum einsetzbar ist. Zweckmäßig kann das Gehäuse einen Deckel aufweisen, der die Gehäuseöffnung verschließt.
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Nach dem Betrieb des Befeuchters und auch während des Betriebs des Befeuchters kann im Montageaufnahmeraum enthaltene Feuchtigkeit kondensieren. Insbesondere kann Wasserdampf an Wänden, die den Membranaufnahmeraum begrenzen, kondensieren. Bei einem signifikanten Kondensatanfall im Membranaufnahmeraum fließt das sich beispielsweise an den Wänden des Gehäuses niederschlagende Kondensat schwerkraftbedingt nach unten und sammelt sich im Gehäuse an der tiefsten Stelle, in der Regel an einem Boden des Gehäuses. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen kann das Kondensat einfrieren. Kondensat und umso mehr Eis kann die ordnungsgemäße Funktion des Befeuchters beeinträchtigen. Beispielsweise kann ein durch den Membranaufnahmeraum führender Gaspfad durch das Kondensat bzw. durch das Eis mehr oder weniger blockiert werden.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Befeuchter der vorstehend beschriebenen Art eine vorteilhafte Ausführungsform anzugeben, bei der insbesondere die Nachteile von Kondensat bzw. Eis im Gehäuse reduziert sind.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Deckel, der zum Verschließen der Gehäuseöffnung dient, an einer dem Membranaufnahmeraum zugewandten Deckelinnenseite mit einer Kondensatmulde auszustatten, die zum Sammeln von im Membranaufnahmeraum anfallendem Kondensat ausgebildet bzw. geeignet ist. Hierdurch wird im Gehäuse ein Ort definiert, in dem sich das ggf. anfallende Kondensat im Gebrauchszustand des Befeuchters bevorzugt sammelt. Des Weiteren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Deckel im Bereich der Kondensatmulde mit einem Heizkanal ausgestattet ist, der von einem Heizmittel durchströmbar ist. In der Folge kann mit Hilfe des Heizmittels und mit Hilfe des Heizkanals Wärme dem Deckel im Bereich der Kondensatmulde zugeführt werden. Vereistes Kondensat kann dadurch einfach aufgetaut werden. Flüssiges Kondensat kann erwärmt werden, wodurch dessen Verdampfung begünstigt wird. Zweckmäßig kann der Heizkanal am Deckel einen Heizmitteleinlass zum Zuführen des Heizmittels und einen Heizmittelauslass zum Abführen des Heizmittels aufweisen. Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag kann die Gefahr einer Eisbildung im Gehäuse reduziert werden, da das Eis mit Hilfe des Heizmittels und des Heizkanals abgetaut werden kann. Im Betrieb des Befeuchters ist der Heizkanal über den Heizmitteleinlass und den Heizmittelauslass an einen Heizkreis angeschlossen, in dem das Heizmittel zirkuliert. Im Einbauzustand des Befeuchters ist der Deckel zweckmäßig an einer Unterseite des Gehäuses angeordnet, insbesondere so, dass die Kondensatmulde die tiefste Stelle im Membranaufnahmeraum bildet.
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Zweckmäßig kann das Gehäuse wenigstens einen Trockengaseinlass zum Zuführen des zu befeuchtenden trockenen ersten Gasstroms und wenigstens einen Feuchtgasauslass zum Abführen des befeuchteten ersten Gasstroms aufweisen. Des Weiteren kann das Gehäuse wenigstens einen Feuchtgaseinlass zum Zuführen des feuchten zweiten Gasstroms und wenigstens einen Trockengasauslass zum Abführen des getrockneten zweiten Gasstroms aufweisen. Bei einer Verwendung des Befeuchters in einem Brennstoffzellensystem wird über den Trockengaseinlass die zu befeuchtende Kathoden-Zuluft zugeführt. Über den Feuchtgasauslass wird die befeuchtete Kathoden-Zuluft abgeführt. Über den jeweiligen Feuchtgaseinlass wird feuchte Kathoden-Abluft zugeführt, während über den jeweiligen Trockengasauslass getrocknete Kathoden-Abluft abgeführt wird.
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Grundsätzlich lässt sich der Deckel mit integriertem Heizkanal einteilig ausgestalten, z.B. mittels 3D-Druck. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Deckel eine Deckelplatte aufweisen, die am Gehäuse befestigt ist, die einen zum Membranaufnahmeraum hin offenen Abschnitt des Heizkanals, den Heizmitteleinlass und den Heizmittelauslass aufweist. Der an der Deckelplatte ausgebildete Abschnitt des Heizkanals kann im Folgenden auch als Heizkanalabschnitt bezeichnet werden. Der Deckel kann außerdem eine bezüglich der Deckelplatte separate Muldenplatte aufweisen, die an der Deckelinnenseite an der Deckelplatte befestigt ist, die die Kondensatmulde aufweist und die den offenen Heizkanalabschnitt verschließt. Durch den mehrteilig, vorzugsweise zweiteilig, ausgestalteten Deckel lässt sich der im Deckel ausgebildete Heizkanal vergleichsweise einfach realisieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Deckelplatte ein Kunststoffteil sein, während die Muldenplatte bevorzugt ein Metallteil ist. Das Kunststoffteil kann mittels Spritzgusstechnik hergestellt sein. Das Metallteil kann mittels Druckgusstechnik hergestellt sein. Das Metallteil kann vorzugsweise aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere aus einer Aluminium- und/oder Magnesiumlegierung, hergestellt sein. Durch die Ausgestaltung der Muldenplatte als Metallteil wird die Wärmeübertragung von dem Heizmittel bzw. vom Heizkanal über die Muldenplatte in die Kondensatmulde und somit auf das Kondensat erheblich verbessert. Da außerdem die Muldenplatte die offene Seite des Heizkanalabschnitts verschließt, steht die Muldenplatt unmittelbar mit dem Heizmittel in Kontakt, was die Wärmeübertragung verbessert. Somit ist eine besonders effiziente Aufheizung des Kondensats möglich.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung schlägt vor, dass der offene Heizkanalabschnitt, der Heizmitteleinlass und der Heizmittelauslass integral an der Deckelplatte ausgeformt sind. Das bedeutet, dass der offene Heizkanalabschnitt, der Heizmitteleinlass und der Heizmittelauslass bereits beim Herstellen, insbesondere beim Spritzgießen, der Deckelplatte ausgebildet werden, was die Herstellung der Deckelplatte mit dem offenen Heizkanalabschnitt, dem Heizmitteleinlass und dem Heizmittelauslass preiswert macht.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung schlägt vor, dass die Deckelplatte im Bereich des Heizkanalabschnitts eine Vertiefung aufweist, in der die Muldenplatte versenkt angeordnet ist. Insbesondere kann die Vertiefung eine geschlossen umlaufende Ringstufe bilden, um eine umlaufende Auflage für die Muldenplatte bereitzustellen. Dies vereinfacht den Zusammenbau. Ferner bildet die Muldenplatte dadurch keine Störkontur im Membranaufnahmeraum.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung schlägt vor, zwischen der Deckelplatte und der Muldenplatte eine Ringdichtung anzuordnen. Auf diese Weise kann eine effiziente Medientrennung zwischen dem Heizkanal und dem Membranaufnahmeraum erzielt werden. Zur Aufnahme der Ringdichtung kann beispielsweise an der Muldenplatte eine dazu passende Ringnut ausgeformt werden. Die Ringdichtung kann insbesondere an der vorstehend genannten Ringstufe angeordnet sein.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Deckel an der Deckelinnenseite innerhalb der Kondensatmulde eine Kondensatablauföffnung aufweisen. Des Weiteren kann der Deckel an seiner vom Membranaufnahmeraum abgewandten Deckelaußenseite einen Kondensatauslass zum Abführen von Kondensat aufweisen. Hierdurch ist es insbesondere möglich, flüssiges Kondensat, das sich in der Kondensatmulde ansammelt, durch die Kondensatablauföffnung und den Kondensatauslass aus dem Gehäuse abzuführen. Hierdurch kann eine nachteilige Ansammlung größerer Kondensatmengen verhindert werden. In Verbindung mit dem Heizkanal kann die Funktionalität des Kondensatauslasses auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen sichergestellt werden, indem beispielsweise eine Vereisung des Kondensats in der Kondensatmulde und damit einhergehend eine Verstopfung der Kondensatablauföffnung verhindert werden.
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Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung, bei welcher die Muldenplatte die Kondensatauslassöffnung und den Kondensatauslass aufweist, während die Deckelplatte eine Durchtrittsöffnung aufweist, die vom Kondensatauslass durchsetzt ist. Hierdurch wird die Medientrennung bzw. Abdichtung zwischen Heizkanal einerseits und Membranaufnahmeraum andererseits vereinfacht. Optional kann eine weitere Ringdichtung zwischen einem Stutzenkörper des Kondensatauslasses und einem Kragen der Durchtrittsöffnung ausgebildet sein. Zur Positionierung dieser weiteren Ringdichtung kann insbesondere am Stutzenkörper eine entsprechende weitere Ringnut zur Aufnahme dieser Ringdichtung ausgebildet sein.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Deckel an der Deckelinnenseite innerhalb der Kondensatmulde eine in Richtung des Membranaufnahmeraums abstehende Wärmeleitstruktur aufweisen. Hierdurch wird die Wärmeübertragung in das ggf. vereiste Kondensat erheblich verbessert. Beispielsweise kann die Wärmeleitstruktur Rippen aufweisen. Diese Rippen können insbesondere konzentrisch zu der ggf. vorhandenen Kondensatauslassöffnung angeordnet sein. Die Wärmeleitstruktur ist so ausgestaltet, dass bei vorhandener Kondensatablauföffnung Kondensat zur Kondensatablauföffnung fließen kann.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann der Deckel einen am Gehäuse befestigten umlaufenden Deckelrand aufweisen, der in einer Anschlussebene liegt. Der Heizkanal, der Heizmitteleinlass und der Heizmittelauslass können parallel zu dieser Anschlussebene ausgerichtet sein. Hierdurch wird die Herstellung des Deckels, insbesondere der Deckelplatte, erheblich vereinfacht.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der Heizkanal die Kondensatmulde in Umfangsrichtung über mehr als 180°, vorzugsweise über mehr als 270°, umschließen. Hierdurch wird eine besonders effiziente Wärmeübertragung auf die Kondensatmulde realisiert. Die Umfangsrichtung bezieht sich hier auf die Einführrichtung, in der der Membraneinsatz durch die Gehäuseöffnung in den Membranaufnahmeraum eingesetzt ist.
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Zur verbesserten Wärmeübertragung zwischen dem Heizmittel und dem Kondensat kann im Heizkanal eine Wärmeleitstruktur ausgebildet sein, beispielsweise in Form von Rippen, die vom Heizmittel umströmbar sind. Beim mehrteilig ausgeführten Deckel kann diese Wärmeleitstruktur bevorzugt am Muldendeckel integral ausgeformt sein, so dass die Wärme rascher in den Muldendeckel und so in die Kondensatmulde übertragbar ist.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet ist, sodass es sechs Seiten aufweist, nämlich eine die Gehäuseöffnung aufweisende Unterseite, eine der Unterseite gegenüberliegende Oberseite und vier Wandseiten. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform können nun der Heizmitteleinlass und der Heizmittelauslass auf derselben Wandseite am Deckel enden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine isometrische Ansicht eines Befeuchters,
- 2 eine vereinfachte Schnittansicht des Befeuchters entsprechend Schnittlinien II in 1,
- 3 ein vergrößertes Detail der Schnittansicht im Bereich eines Deckels,
- 4 eine isometrische Ansicht von außen auf den Deckel,
- 5 eine isometrische Ansicht von innen auf den Deckel mit Muldenplatte,
- 6 eine isometrische Ansicht von innen auf den Deckel ohne Muldenplatte,
- 7 eine isometrische Ansicht von innen auf die Muldenplatte,
- 8 eine isometrische Ansicht von außen auf die Muldenplatte,
- 9 eine Ansicht wie in 7, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
- 10 eine Ansicht wie in 8, jedoch bei einer anderen Ausführungsform.
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Entsprechend 1 besitzt ein Befeuchter 1 ein Gehäuse 2, das einen z.B. in 2 erkennbaren Membranaufnahmeraum 3 umschließt bzw. enthält. Der Befeuchter 1 dient zum Befeuchten eines trockenen ersten Gasstroms 4 mittels eines feuchten zweiten Gasstroms 5. Der Befeuchter 1 ist bevorzugt für eine Verwendung in einem Brennstoffzellensystem vorgesehen und dient dort zum Befeuchten von Kathoden-Zuluft mittels Kathoden-Abluft. Zweckmäßig weist das Gehäuse 2 zumindest einen Trockengaseinlass 6 zum Zuführen des zu befeuchtenden trockenen ersten Gasstroms 4, insbesondere der zu befeuchtenden trockenen Kathoden-Zuluft auf. Ferner weist das Gehäuse 2 zumindest einen Feuchtgasauslass 7 zum Abführen des befeuchteten ersten Gasstroms 4, insbesondere der befeuchteten Kathoden-Zuluft, auf. Ferner ist das Gehäuse 2 mit wenigstens einem Feuchtgaseinlass 8 ausgestattet, über den der feuchte zweite Gasstrom 5, insbesondere die feuchte Kathoden-Abluft, zugeführt wird. Im Beispiel der 1 sind zwei derartige Feuchtgaseinlässe 8 vorgesehen. Außerdem ist das Gehäuse 2 mit wenigstens einem Trockengasauslass 9 ausgestattet, der zum Abführen des getrockneten zweiten Gasstroms 5, insbesondere der getrockneten Kathoden-Abluft, dient. Im Beispiel der 1 sind zwei derartige Trockengasauslässe 9 vorgesehen. Die einzelnen Gasströme sind in 1 durch Pfeile angedeutet. Der erste Gasstrom 4 ist bei seiner Zufuhr trocken und bei seiner Abfuhr feucht und bildet insoweit einen trockenen ersten Gasstrom 4t sowie einen feuchten ersten Gasstrom 4f. Der zweite Gasstrom 5 wird dagegen feucht zugeführt und getrocknet abgeführt, sodass der zweite Gasstrom 5 einen feuchten zweiten Gasstrom 5f sowie einen trockenen zweiten Gasstrom 5t bildet.
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Im Einbauzustand des Befeuchters 1 ist dieser ein hier nicht gezeigtes erstes Gasführungssystem, in dem das erste Gas 4 geführt wird, und in ein zweites Gasführungssystem eingebunden, in dem das zweite Gas geführt wird. Bei einer Brennstoffzellenanwendung ist das erste Gasführungssystem ein Kathodenluftzuführsystem, während das zweite Gasführungssystem ein Kathodenluftabführsystem ist.
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Der Befeuchter 1 ist gemäß 2 außerdem mit einem Membraneinsatz 10 ausgestattet, der in den Membranaufnahmeraum 3 eingesetzt ist, wobei der Membraneinsatz 10 vom ersten Gasstrom 4 und vom zweiten Gasstrom 5 fluidisch getrennt durchströmbar ist. Der Membraneinsatz 10 überträgt bei seiner Durchströmung Feuchtigkeit vom zweiten Gasstrom 5 auf den ersten Gasstrom 4. Üblicherweise kann der Membraneinsatz 10 durch einen Stapel entsprechend angeordneter Membranen gebildet sein, die aus einem geeigneten Membranmaterial bestehen. Beispielsweise kann das Membranmaterial semipermeabel oder selektiv permeabel ausgestaltet sein.
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Das Gehäuse 2 besitzt eine Gehäuseöffnung 11, die so dimensioniert ist, dass durch die Gehäuseöffnung 11 der jeweilige Membraneinsatz 10 in den Membranaufnahmeraum 3 einsetzbar ist. Gemäß dem in 1 gezeigten Beispiel kann vorgesehen sein, dass in den Membranaufnahmeraum 3 zwei Membraneinsätze 10 eingesetzt sind, denen jeweils ein Feuchtgaseinlass 8 und ein Trockengasauslass 9 zugeordnet ist. Das Gehäuse 2 weist ferner einen Deckel 12 auf, der die Gehäuseöffnung 11 verschließt. Gemäß den 2, 3 und 5 bildet der Deckel 12 an einer dem Membranaufnahmeraum 3 zugewandten Deckelinnenseite 13 eine Kondensatmulde 14 aus, die zum Sammeln von im Membranaufnahmeraum 3 anfallendem Kondensat, in der Regel Wasser, ausgebildet ist. Zweckmäßig befindet sich der Deckel 12 im Einbauzustand des Befeuchters 1 an einer Unterseite des Gehäuses 2, sodass innerhalb des Gehäuses 2 anfallendes Kondensat schwerkraftbedingt zum Deckel 12 und dort in die Kondensatmulde 14 gelangt.
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Gemäß den 1 bis 6 weist der Deckel 12 im Bereich der Kondensatmulde 14 einen Heizkanal 15 auf, der von einem Heizmittel 16, das in 1 durch Pfeile angedeutet ist, durchströmbar ist. Bevorzugt kommt hierbei ein flüssiges Heizmittel 16 zum Einsatz. Der Heizkanal 15 weist einen Heizmitteleinlass 17 zum Zuführen des Heizmittels 16 und einen Heizmittelauslass 18 zum Abführen des Heizmittels 16 auf. Im Betrieb des Befeuchters 1 strömt das Heizmittel 16 durch den Heizkanal 15 und erwärmt so den Deckel 12 im Bereich der Kondensatmulde 14. Kondensat innerhalb der Kondensatmulde 14 kann dadurch erwärmt und leichter verdampft werden. Vereistes Kondensat in der Kondensatmulde 14 kann dadurch aufgetaut und verflüssigt werden. Im Einbauzustand des Befeuchters 1 ist der Heizkanal 15 in einen hier nicht gezeigten Heizkreis eingebunden, in dem das Heizmittel zirkuliert.
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Gemäß den 2 bis 10 kann der Deckel 12 gemäß der hier bevorzugten Ausführungsform eine Deckelplatte 19 aufweisen, die am übrigen Gehäuse 2, beispielsweise mittels Schrauben 20, befestigt ist. Diese Deckelplatte 19 weist einen zum Membranaufnahmeraum 3 hin offenen Abschnitt 21 des Heizkanals 15 auf, der im Folgenden als offener Heizkanalabschnitt 21 bezeichnet wird. Die Deckelplatte 19 weist auch den Heizmitteleinlass 17 und den Heizmittelauslass 18 auf. Des Weiteren weist der Deckel 12 eine bezüglich der Deckelplatte 19 separate Muldenplatte 22 auf, die an der Deckelinnenseite 13 an der Deckelplatte 19 befestigt ist. Beispielsweise können hierzu entsprechende Schrauben 23 vorgesehen sein. Die Muldenplatte 22 weist an der Deckelinnenseite 13 die Kondensatmulde 14 auf und verschließt den offenen Heizkanalabschnitt 21. Hierzu kann die Muldenplatte 22, wie im gezeigten Beispiel, an die geometrische Form bzw. an die Kontur des offenen Heizkanalabschnitts 21 angepasst sein.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der Deckelplatte 19 um ein Kunststoffteil, während die Muldenplatte 22 bevorzugt ein Metallteil ist. Durch die Ausgestaltung der Deckelplatte 19 als Kunststoffteil ist es insbesondere leicht möglich, wie hier gezeigt, den offenen Heizkanalabschnitt 21, den Heizmitteleinlass 17 und den Heizmittelauslass 18 integral an der Deckelplatte 19 auszuformen. Gemäß den 2, 3, 5 und 6 kann die Deckelplatte 19 an der Deckelinnenseite 13 im Bereich des offenen Heizkanalabschnitts 21 eine Vertiefung 24 aufweisen. Die Vertiefung 24 kann als geschlossen umlaufende Ringstufe ausgestaltet sein, die den Heizkanalabschnitt 21 einfasst. Zweckmäßig ist die Vertiefung 24 so an die Kontur der Muldenplatte 22 angepasst, dass die Muldenplatte 22 in der Vertiefung 24 versenkt angeordnet werden kann. Insbesondere kann die Muldenplatte 22 in der Vertiefung 24 bündig an die Deckelplatte 19 anschließen.
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Gemäß den 2 und 3 kann zwischen der Deckelplatte 19 und der Muldenplatte 22 eine Ringdichtung 25 angeordnet sein. Zur besseren Positionierung dieser Ringdichtung 25 kann eine dazu komplementäre Ringnut 26 vorhanden sein, in welche die Ringdichtung 25 eingesetzt ist. Im gezeigten Beispiel ist die Ringnut 26 am Muldendeckel 22 integral ausgeformt.
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Gemäß den 2 bis 10 kann der Deckel 12 bei einer vorteilhaften Ausführungsform an der Deckelinnenseite 13 innerhalb der Kondensatmulde 14 eine Kondensatablauföffnung 27 aufweisen. An einer vom Membranaufnahmeraum 3 abgewandten Deckelaußenseite 28 kann der Deckel 12 einen Kondensatauslass 29 aufweisen, der zum Abführen von Kondensat dient. Die Kondensatablauföffnung 27 verbindet dabei den Kondensatauslass 29 mit der Kondensatmulde 14. Beim hier gezeigten bevorzugten Beispiel weist die Muldenplatte 22 die Kondensatablauföffnung 27 und den Kondensatauslass 29 auf, während die Deckelplatte 19 eine Durchtrittsöffnung 30 aufweist. Der Kondensatauslass 29 durchsetzt diese Durchtrittsöffnung 30. Zur Abdichtung zwischen Deckelplatte 19 und Muldenplatte 22 kann auch hier eine Ringdichtung 31 zum Einsatz kommen, die beispielsweise in eine Ringnut 32 eingesetzt ist, die an einem Stutzenkörper 33 des Kondensatauslasses 29 ausgebildet sein kann. Diese Ringdichtung 31 kommt dabei an einem Kragen 34 zur Anlage, der an der Deckelplatte 19 ausgebildet ist und der die Durchtrittsöffnung 30 einfasst.
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Gemäß den 2, 3, 5, 7 und 9 kann der Deckel 12 an der Deckelinnenseite 13 innerhalb der Kondensatmulde 14 eine Wärmeleitstruktur 35 besitzen, die in Richtung Membranaufnahmeraum 3 absteht. Die Wärmeleitstruktur 35 kann beispielsweise durch mehrere Rippen gebildet sein. Zweckmäßig ist die Wärmeleitstruktur 35 integral an der Muldenplatte 22 ausgeformt. Über die Wärmeleitstruktur 35 wird die Wärmeeinleitung in das Kondensat begünstigt. Beispielsweise sind Rippen, welche die Wärmeleitstruktur 35 bilden, konzentrisch bezüglich der Kondensatablauföffnung 27 angeordnet, wobei Lücken zwischen benachbarten Rippen einen Durchlass für Kondensat zur Kondensatablauföffnung 27 offenhalten.
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Zusätzlich oder alternativ kann gemäß den 2 und 10 vorgesehen sein, dass im Kühlkanal 15 eine weitere Wärmeleitstruktur 36 angeordnet ist, um die Wärmeübertragung zwischen dem Heizmittel 16 und der Kondensatmulde 14, insbesondere der Muldenplatte 22, zu verbessern. Diese Wärmeleitstruktur 36 ist im Beispiel durch mehrere Rippen gebildet, die innerhalb des Kühlmittelkanals 15 angeordnet sind und sich dabei entlang der Strömungsrichtung des Kühlmittels 16 erstrecken.
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Gemäß den 5 und 6 besitzt der Deckel 12 einen umlaufenden Deckelrand 37, mit dem der Deckel 12 am Gehäuse 2 befestigt ist. Zweckmäßig liegt dieser Deckelrand 37 in einer Anschlussebene 38, die in 2 mit einer strichpunktierten Linie angedeutet ist. Bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform verlaufen der Heizkanal 15, der Heizmitteleinlass 17 und der Heizmittelauslass 18 parallel zur Anschlussebene 38, wodurch der Deckel 12 mit integriertem Heizkanal 15 flach baut. Außerdem vereinfacht sich dadurch die Herstellung der Deckelplatte 19 als Spritzgussteil.
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Gemäß 1 ist das Gehäuse 2 im Wesentlichen quaderförmig konfiguriert, sodass es eine Unterseite 39, eine Oberseite 40 und vier Wandseiten 41 aufweist, wobei sich je zwei Wandseiten 41 diametral gegenüberliegen. Ebenso liegen sich Unterseite 39 und Oberseite 40 diametral gegenüber. Die Unterseite 39 weist die Gehäuseöffnung 11 auf. Heizmitteleinlass 17 und Heizmittelauslass 18 sind am Deckel 12 so angeordnet, dass sie parallel zueinander verlaufen. Gemäß der hier gezeigten Ausführungsform sind der Heizmitteleinlass 17 und der Heizmittelauslass 18 am Deckel 12 so angeordnet, dass sie an derselben Wandseite 41 des Gehäuses 2 enden. In 1 enden Heizmitteleinlass 17 und Heizmittelauslass 18 jeweils an der dem Betrachter zugewandten Wandseite 41.
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Insbesondere in den 4 und 6 ist erkennbar, dass sich hier der Heizkanal 15 in der Umfangsrichtung über mehr als 180°, vorzugsweise über mehr als 270°, um die Kondensatmulde 14 herum erstreckt. Die Umfangsrichtung ist in 6 durch einen Doppelpfeil angedeutet und mit 43 bezeichnet. Die Umfangsrichtung 43 bezieht sich dabei auf die in 6 durch einen Doppelpfeil angedeutete Einführrichtung 42, in der der jeweilige Membraneinsatz 10 durch die Gehäuseöffnung 11 in den Membraninnenraum 3 einführbar bzw. wieder herausnehmbar ist. Zweckmäßig kann sich der Kondensatauslass 29 parallel zur Einführrichtung 42 erstrecken.
