ES2324980T3 - Humidificador. - Google Patents
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Abstract
Un humidificador (1) que comprende: un revestimiento interior (3) con forma de manguito que presenta una parte inferior; un revestimiento exterior (4) con forma de manguito dispuesto concéntricamente con respecto al revestimiento interior; un conjunto de membranas de fibra hueca (2) que rellena un espacio de separación anular entre el revestimiento exterior (4) y el revestimiento interior (3); en el que el humidificador (1) comprende además: una primera trayectoria (50, 51) desde un lado de extremo de dicho conjunto de membranas de fibra hueca (2) hasta el otro lado de extremo a través del interior hueco (21a) de cada membrana de fibra hueca (21); una segunda trayectoria (T0, T1) desde una primera parte de abertura (31) dispuesta en la pared lateral de dicho revestimiento interior (3) hasta una segunda parte de abertura (41) dispuesta sobre la pared lateral de dicho revestimiento exterior (4) pasando entre las caras de pared exteriores de las respectivas membranas de fibra hueca (21) dentro del conjunto de membranas de fibra hueca (2); y un gas objeto de humidificación que fluye hacia una de dicha primera y segunda trayectorias, y un fluido que incluye humedad que fluye hacia la otra, en el que una pluralidad de dichas primeras partes de abertura (31, 32, 33) está dispuesta en diferentes posiciones con respecto a la dirección axial, caracterizado porque los diámetros de abertura de estas partes de abertura (31, 32, 33) disminuyen gradualmente hacia la parte inferior del revestimiento interior.
Description
Humidificador.
Esta invención se refiere a un humidificador
para humidificar un gas suministrado a, por ejemplo, una pila de
combustible.
En una pila de combustible con un electrolito
polímero se requiere un dispositivo para humidificar y suministrar
un gas combustible tal como el hidrógeno, etc., y un gas oxidante
tal como el oxígeno, etc. (en lo sucesivo ambos se denominarán como
un gas de reacción).
Por ejemplo, un dispositivo que utiliza una
membrana de fibra hueca tal y como divulga el documento
JP-A-8-273687 se
conoce como un humidificador de este tipo.
A continuación se explicará un humidificador de
la técnica convencional con referencia a la fig. 5. La fig. 5 es
una vista esquemáticamente seccionada de un humidificador de la
técnica convencional.
Tal y como se muestra en esta figura, el
humidificador 100 de la técnica convencional consiste
esquemáticamente en un revestimiento 101 y en un conjunto de
membranas de fibra hueca 102 dispuesto dentro este revestimiento
101.
El revestimiento 101 tiene una forma
aproximadamente cilíndrica y presenta una parte de abertura 101a en
un extremo del cilindro y una parte de abertura 101b en el otro
extremo. Además, el revestimiento 101 presenta partes de abertura
101c, 101d en su pared lateral.
El conjunto de membranas de fibra hueca 102 está
dispuesto dentro de este revestimiento 101. Un extremo del conjunto
de membranas de fibra hueca 102 está sellado entre las caras de
pared exteriores de las membranas de fibra hueca y entre las caras
de pared exteriores de las membranas de fibra hueca y la cara de la
pared interior del revestimiento 101 para abrir solamente el
interior hueco de la parte de abertura 101a. El otro extremo del
conjunto de membranas de fibra hueca 102 está sellado de manera
similar entre las caras de pared exteriores de las membranas de
fibra hueca y entre las caras de pared exteriores de las membranas
de fibra hueca y la cara de pared interior del revestimiento 101
para abrir solamente el interior hueco de la parte de abertura
101b.
Además, un espacio de separación 103 está
dispuesto en el lado de cara lateral del conjunto de membranas de
fibra hueca 102 entre el conjunto de membranas de fibra hueca 102 y
el revestimiento 101.
Por tanto, está dispuesta una primera
trayectoria que penetra en el interior hueco de la membrana de fibra
hueca del conjunto de membranas de fibra hueca 102 desde el lado de
la parte de abertura 101a (flecha S0) y que llega al otro lado de
extremo del conjunto de membranas de fibra hueca 102 a través del
interior hueco (flecha S1). Además, está dispuesta una segunda
trayectoria que penetra en el interior del revestimiento 101 desde
la parte de abertura 101d (flecha T0) y que llega al exterior del
revestimiento 101 desde la parte de abertura 101c a través del
espacio de separación 103.
Así, por ejemplo, el gas de reacción fluye hacia
la primera trayectoria y el agua fluye hacia la segunda trayectoria
de manera que el gas de reacción dentro de la primera trayectoria se
humidifica transmitiendo el agua dentro de la segunda trayectoria a
través de la membrana de la membrana de fibra hueca y esparciendo
este agua en la primera trayectoria.
Puesto que el humidificador está construido para
realizar una acción de humidificación utilizando el agua
transmitida a través de la membrana de la membrana de fibra hueca de
esta manera, la acción de humidificación se acelerará a medida que
aumente la cantidad de agua fluyente que está en contacto con la
membrana de fibra hueca.
Sin embargo, en la técnica convencional
anterior, puesto que se utiliza una construcción que dispone una
pluralidad de membranas de fibra hueca en un conjunto de tipo
columna y el agua fluyente sobre su cara de pared circunferencial
exterior, el agua fluye sobre la superficie circunferencial exterior
del conjunto a lo largo de la línea axial. Por tanto, se producen
defectos ya que no penetra el agua suficiente al interior del
conjunto y ninguna membrana de fibra hueca próxima al centro del
conjunto funciona eficazmente y la eficacia de humidificación es
baja.
El documento
JP-A-2000 084369 desvela un
humidificador que comprende las características del preámbulo de la
reivindicación 1.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un humidificador para mejorar la eficacia de
humidificación.
Para conseguir el objeto anterior, la presente
invención se refiere a un humidificador según la reivindicación
1.
En este caso, el lado aguas arriba de la primera
trayectoria puede fijarse a un lado de extremo del conjunto de
membranas de fibra hueca y también puede fijarse al otro lado de
extremo. Además, el lado aguas arriba de la segunda trayectoria
puede fijarse a la primera parte de abertura dispuesta en la pared
lateral del revestimiento interior y también puede fijarse a la
segunda parte de abertura dispuesta en la pared lateral del
revestimiento exterior.
Por consiguiente, puesto que la segunda
trayectoria está dispuesta para alcanzar el lado de pared exterior
desde el lado de pared interior del espacio de separación anular,
esta trayectoria se extiende desde el lado del diámetro interno del
conjunto de membranas de fibra hueca que rellena el espacio de
separación anular hasta el lado del diámetro externo.
Por tanto, con las características de la
reivindicación 1, cuando el fluido fluye hacia la parte inferior
dentro del manguito del revestimiento interior, el fluido puede
fluir desde cada parte de abertura hacia el interior del conjunto
de membranas de fibra hueca de manera equilibrada.
También es preferible que se forme un espacio de
separación entre la cara circunferencial exterior de dicho
revestimiento interior y la cara circunferencial interior de dicho
conjunto de membranas de fibra hueca.
Por tanto, cuando el fluido fluye desde la
primera parte de abertura dispuesta en el revestimiento interior
hasta el conjunto de membranas de fibra hueca, el fluido puede fluir
equitativamente sobre la cara circunferencial interior del conjunto
de membranas de fibra hueca.
También es preferible que el gas se suministre a
una pila de combustible después de la humidificación.
La fig. 1 es una vista esquemáticamente
seccionada de un humidificador.
La fig. 2 es una vista en perspectiva que
muestra una parte de extremo de una membrana de fibra hueca.
La fig. 3 es una vista esquemáticamente
seccionada de un humidificador según la presente invención.
La fig. 4 es una vista esquemáticamente
seccionada de un humidificador.
La fig. 5 es una vista esquemáticamente
seccionada de un humidificador de la técnica convencional.
A continuación se explicarán en detalle y a modo
de ejemplo las realizaciones preferidas de esta invención con
referencia a los dibujos. Los tamaños, materiales, formas,
disposiciones relativas, etc., de las partes estructurales
descritas en estas realizaciones no pretenden limitar a los mismos
el alcance de esta invención a no ser que se describan de manera
particular y específica.
A continuación se explicará un humidificador con
referencia a las figuras 1 y 2. La figura 1 es una vista
esquemáticamente seccionada del humidificador según la primera
realización de la presente invención. La figura 2 es una vista en
perspectiva que muestra una parte de extremo de una membrana de
fibra hueca.
El humidificador 1 según esta realización es un
dispositivo para humidificar un gas de reacción (un gas combustible
como el hidrógeno, etc., y un gas oxidante como el oxígeno, etc.,
tal y como se ha mencionado anteriormente) de, por ejemplo, un pila
de combustible con un electrolito polímero.
Tal y como se muestra en estas figuras, el
humidificador 1 está construido de manera esquemática mediante un
revestimiento interior 3, un revestimiento exterior 4 dispuesto
concéntricamente con respecto a este revestimiento interior 3, y un
conjunto de membranas de fibra hueca 2 que rellena un espacio de
separación anular entre estos revestimientos.
El revestimiento interior 3 está construido
mediante un elemento con forma de manguito que presenta una parte
inferior, y presenta una parte de abertura 32 en un extremo y
también presenta una parte de abertura 31 (primera parte de
abertura) en la pared lateral. Puede estar dispuesta una única parte
de abertura 31 y también puede estar dispuesta una pluralidad de
partes de abertura 31 (una pluralidad con respecto a la dirección
circunferencial o la dirección axial) y pueden proporcionarse según
sea necesario. La eficacia de humidificación puede aumentarse
normalmente a medida que se proporcione una pluralidad de partes de
abertura.
El revestimiento exterior 4 está construido
mediante un elemento con forma de manguito y presenta partes de
abertura 43, 44 en cada extremo. En el ejemplo ilustrado, la parte
de abertura 44 está formada en la pared lateral para curvar
perpendicularmente una trayectoria en un lado de extremo. También
está dispuesta una parte de abertura 41 (segunda parte de
abertura).
La parte de abertura 41 está dispuesta en una
parte de la circunferencia de una parte del revestimiento exterior
4 aumentada diametralmente para proporcionar un espacio de
separación 42 entre la cara lateral del conjunto de membranas de
fibra hueca 2 y el revestimiento exterior 4. Esta es una disposición
para impedir que el flujo de un fluido que fluye a través de una
segunda trayectoria se concentre cerca de la parte de abertura 41 al
desviarse del espacio de separación 42.
Una pluralidad de membranas de fibra hueca 21
rellena el espacio de separación anular entre el revestimiento
interior 3 y el revestimiento exterior 4 y forma el conjunto de
membranas de fibra hueca 2. Este conjunto de membranas de fibra
hueca 2 forma un cuerpo estructural cilíndrico hueco.
En este caso, cada membrana de fibra hueca 21
está construida de manera que solamente el interior hueco está
enfrentado a las partes de abertura 43, 44 en ambos extremos del
revestimiento exterior 4 y está abierto. Concretamente, en una
parte de extremo en el lado de la parte de abertura 43, la parte
entre las caras de pared exteriores de las respectivas membranas de
fibra hueca 21 y la parte entre estas caras de pared exteriores y
la cara de pared interior del revestimiento exterior 4 están
selladas mediante un material de sellado. Además, en una parte de
extremo en el lado de la parte de abertura 44, la parte entre las
caras de pared exteriores de las respectivas membranas de fibra
hueca 21, la parte entre estas caras de pared exteriores y la cara
de pared interior del revestimiento exterior 4, y la parte entre
estas caras de pared exteriores y la cara de pared exterior del
revestimiento interior 3 están selladas con el material de sellado.
Por tanto, solamente el interior hueco está enfrentado a las partes
de abertura y está abierto en ambos extremos de cada membrana de
fibra hueca 21.
La parte de abertura 31 dispuesta en el
revestimiento interior 3 anterior y la parte de abertura 41
dispuesta en el revestimiento exterior 4 están construidas para
estar situadas en posiciones internas (internas en la dirección
axial) con respecto a las posiciones selladas por el material de
sellado.
Por tanto, está dispuesta una primera
trayectoria que penetra en el interior hueco 21a de la membrana de
fibra hueca 21 desde un lado de extremo (lado de la parte de
abertura 43) del conjunto de membranas de fibra hueca 2 (flecha S0)
y que alcanza el otro lado de extremo (lado de la parte de abertura
44) del conjunto de membranas de fibra hueca 2 a través del
interior hueco 21a (flecha S1).
Además, está dispuesta una segunda trayectoria
que penetra en el revestimiento interior 3 desde la parte de
abertura 32 (flecha T0), que penetra en el espacio de separación
entre el revestimiento interior 3 y el revestimiento exterior 4
desde la parte de abertura 31, que penetra en el interior del
conjunto de membranas de fibra hueca 2 y que alcanza el dispositivo
exterior desde la parte de abertura 41 dispuesta en el revestimiento
exterior 4 pasando entre las caras de pared exteriores de las
membranas de fibra hueca 21 (flecha T1).
Las rutas mostradas mediante las flechas de esta
primera y segunda trayectorias se establecen para explicar las
trayectorias y no implican necesariamente que el fluido (un gas
objeto de humidificación y un fluido que contiene humedad) fluya en
las direcciones mostradas por estas flechas.
Según una construcción de este tipo, el gas de
reacción como gas objeto de humidificación fluye hacia una de la
primera y segunda trayectorias, y el fluido que contiene humedad
fluye hacia la otra. En este caso, el fluido que contiene humedad
puede ser agua, un gas húmedo (puede usarse un gas de escape de las
celdas de una pila de combustible), etc.
Por tanto, cuando el fluido que contiene humedad
fluye a lo largo de la cara de pared de membrana de la membrana de
fibra hueca, el fluido se desplaza hacia un paso de flujo del gas de
reacción y la humedad se dispersa en el gas de reacción y el gas se
humidifica.
Esto se debe a que cuando los gases con
diferentes propiedades humectantes (o humedad) fluyen hacia el
interior y el exterior de la membrana, la humedad fluye por
naturaleza desde la dirección de una alta presión parcial de vapor
de agua hasta la dirección de una baja presión parcial de vapor de
agua, y por naturaleza sólo la humedad se transmite a través de la
membrana.
Tal y como se ha mencionado anteriormente, en
esta realización la segunda trayectoria se forma para extenderse a
través del lado de la cara de pared exterior del conjunto de
membranas de fibra hueca 2 que forma el cuerpo estructural
cilíndrico hueco desde la cara de pared interior del conjunto de
membranas de fibra hueca 2. Por tanto, contribuye a la acción de
humidificación desde la membrana de fibra hueca situada en el lado
interno del conjunto de membranas de fibra hueca 2 hasta la
membrana de fibra hueca situada en el lado externo para que pueda
mejorarse la eficacia de humidificación.
Además, tal y como se muestra particularmente en
la fig. 1, la distancia de las segunda trayectoria con respecto a
la dirección axial puede garantizarse suficientemente disponiendo la
parte de abertura 31 en un lado de extremo del conjunto de
membranas de fibra hueca 2 y disponiendo la parte de abertura 41 en
el otro lado de extremo del conjunto de membranas de fibra hueca 2
para que pueda mejorarse adicionalmente la eficacia de
humidificación.
Tal y como se ha mencionado anteriormente, la
eficacia de humidificación puede mejorarse mediante la realización
de la presente invención. Por tanto, también es posible hacer
compacto el dispositivo con un rendimiento equivalente o reducir el
número de membranas de fibra hueca utilizadas en comparación con la
técnica convencional.
Por ejemplo, cuando el conjunto de membranas de
fibra hueca está dispuesto en una estructura de tipo columna como
en la técnica convencional y la estructura de tipo columna tiene un
diámetro exterior de 31 mm y una longitud de 150 mm, se requieren
1000 membranas de fibra hueca. Por el contrario, cuando el conjunto
de membranas de fibra hueca está dispuesto en una estructura
cilíndrica como en esta realización y la estructura cilíndrica
tiene un diámetro interior de 16 mm, un diámetro exterior de 32 mm y
una longitud de 150 mm, basta con incluir 750 membranas de fibra
hueca y el rendimiento de humidificación puede aumentar en un 10%
aproximadamente.
En este caso, el rendimiento de humidificación
se evalúa mediante una cantidad de vapor de agua que se transmite
en un lado de gas de secado cuando el humidificador se hace
funcionar a la presión y al caudal del agua o de un gas húmedo y a
la presión y al caudal del gas de secado que va a humidificarse.
La estructura cilíndrica tiene un diámetro
interior de 13 mm, un diámetro exterior de 26 mm y una longitud de
150 mm, y se usan 550 membranas de fibra hueca para satisfacer el
rendimiento de humidificación equivalente al del caso de la técnica
convencional. Por lo tanto, el dispositivo puede compactarse en un
33% aproximadamente.
A continuación se explicarán algunas otras
realizaciones concretas con relación a las realizaciones
anteriores.
Primer
ejemplo
Un material polímero tal como poliimida, etc. se
usa como materia prima de la membrana de fibra hueca 21. La
membrana de fibra hueca 21 tiene un diámetro exterior de 3 mm o de
menor longitud (preferentemente de 0,2 a 1 mm) y una pluralidad de
orificios muy pequeños de varios nm está formada en su cara de
pared.
Por ejemplo, entre 100 y 10000 membranas de
fibra hueca 21 están agrupadas y rellenan el espacio de separación
anular entre el revestimiento interior 3 y el revestimiento exterior
4 para formar el grupo de membranas 2 de fibra hueca. Tal y como se
ha mencionado anteriormente, este grupo de membranas 2 de fibra
hueca adopta una forma cilíndrica hueca y está diseñado de tal
manera que su diámetro exterior sea aproximadamente entre 1,2 y 3
veces el diámetro interior y sea aproximadamente entre 2 y 100 mm
más grande que el diámetro interior (por ejemplo, el diámetro
interior tiene entre 10 y 100 mm, y el diámetro exterior tiene entre
12 y 200 mm). El conjunto de membranas de fibra hueca 2 tiene
también una longitud de entre 50 y 500 mm aproximadamente.
Además, la parte entre las caras de pared
exteriores de las respectivas membranas de fibra hueca 21, la parte
entre estas caras de pared exteriores y la cara de pared interior
del revestimiento exterior 4 y la parte entre estas paredes
exteriores y la cara de pared exterior del revestimiento interior 3
están selladas en ambos extremos del conjunto de membranas de fibra
hueca 2. Además, se usa un adhesivo de resina epoxi, uretano, etc.,
como material de sellado para fijar el conjunto de membranas de
fibra hueca 2.
Un tubo central fabricado usando resina dura tal
como PC (policarbonato), PPO (óxido de polifenileno), etc., se usa
como el revestimiento interior 3.
El número de partes de abertura 31 dispuestas en
este revestimiento interior 3 y la posición de la parte de abertura
31 pueden diseñarse adecuadamente según la eficacia de
humidificación requerida, etc., tal y como se ha mencionado
anteriormente. En este ejemplo, una pluralidad de partes de abertura
31 está dispuesta a intervalos iguales cerca de un lado de extremo
del conjunto de membranas de fibra hueca 2 con respecto a la
dirección circunferencial. Por el contrario, la parte de abertura 41
está dispuesta en un lugar del revestimiento exterior 4 cerca del
otro lado de extremo del conjunto de membranas de fibra hueca 2.
Según una construcción de este tipo, tal y como
se muestra en la fig. 1, el gas de reacción fluía hacia la primera
trayectoria desde la flecha S0 hasta la flecha S1, y el agua fluía
hacia la segunda trayectoria desde la flecha T0 hasta la flecha
T1.
Por tanto, el agua que fluye hacia el interior
de la segunda trayectoria fluye desde las partes de abertura 31
dispuestas a intervalos iguales cerca de un lado de extremo del
conjunto de membranas de fibra hueca 2 con respecto a la dirección
circunferencial hasta la parte de abertura 41 dispuesta cerca del
otro lado de extremo del conjunto de membranas de fibra hueca 2.
Por lo tanto, esta agua fluye sobre una distancia suficiente en la
dirección axial desde el interior del conjunto de membranas de fibra
hueca 2 al exterior.
Por consiguiente, cada una de las membranas de
fibra hueca 21 llena funciona eficazmente. Al estar formado el
espacio de separación 42, el agua exudada a este espacio de
separación 42 puede descargarse fácilmente desde la parte de
abertura 41 al desviarse del espacio de separación 42. Por lo tanto,
no se concentra ningún flujo cerca de la parte de abertura 41.
El humidificador con una excelente eficacia de
humidificación podría realizarse tal y como se ha mencionado
anteriormente.
Segundo
ejemplo
En este ejemplo, el agua que fluye hacia la
segunda trayectoria fluye en el sentido inverso al del caso del
primer ejemplo, es decir, desde el lado de la parte de abertura 41
hasta el lado de la parte de abertura 32 a través de la parte de
abertura 31 usando un humidificador con la misma estructura que la
del primer ejemplo anterior.
En este caso, el humidificador con una excelente
eficacia de humidificación podría realizarse de manera similar.
Tercer
ejemplo
En el primer ejemplo anterior, el agua se
muestra como el fluido que incluye humedad y como un medio de
humidificación, pero en este ejemplo se usa un gas húmedo.
En este caso, puesto que un gas de escape
después de haber generado electricidad mediante pilas de combustible
mantiene una alta humedad en una pila de combustible con un
electrolito polímero, este gas de escape puede utilizarse como el
medio de humidificación (gas húmedo).
En este caso, el humidificador con una excelente
eficacia de humidificación podría realizarse de manera similar.
Cuarto
ejemplo
En el primer ejemplo anterior, el gas de
reacción fluía hacia la primera trayectoria y el agua fluía hacia
la segunda trayectoria. Sin embargo, en este ejemplo, el agua o un
gas húmedo fluye hacia la primera trayectoria y el gas de reacción
fluye hacia la segunda trayectoria. No está limitada ninguna
dirección de flujo de cada fluido.
En este caso, el humidificador con una excelente
eficacia de humidificación podría realizarse de manera similar.
A continuación se explicará un humidificador
según la presente invención con referencia a la fig. 3.
En el primer ejemplo anterior, la parte de
abertura 31 está dispuesta solamente cerca de un lado de extremo
del conjunto de membranas 2 de fibras huecas. Sin embargo, este
ejemplo se explicará cuando una pluralidad de partes de abertura 31
está dispuesta en diferentes lugares en la dirección axial.
Las otras construcciones y acciones son las
mismas que las de la primera realización. Por consiguiente, las
mismas partes estructurales se designan mediante los mismos números
de referencia y sus explicaciones están omitidas.
La fig. 3 es una vista esquemáticamente
seccionada del humidificador según la presente invención.
Tal y como se muestra en esta figura, en el
humidificador 1a según este ejemplo, una pluralidad de partes de
abertura está dispuesta adicionalmente en diferentes posiciones en
la dirección axial como las partes de abertura dispuestas en el
revestimiento interior 3 además de la parte de abertura 31 dispuesta
cerca de un lado de extremo del conjunto de membranas de fibra
hueca 2. En el ejemplo ilustrado, las partes de abertura 32, 33
están dispuestas adicionalmente en dos lugares.
Los diámetros de abertura de estas partes de
abertura disminuyen gradualmente hacia la parte inferior del
revestimiento interior 3 con forma de manguito que presenta una
parte inferior.
Según una construcción de este tipo, cuando el
agua o el gas húmedo fluyen hacia la segunda trayectoria desde la
flecha T0 hasta la flecha T1, la cantidad de flujo entrante del
flujo entrante de agua o de gas húmedo desde cada parte de abertura
hacia el interior del conjunto de membranas de fibra hueca 2 puede
ajustarse por cada parte de abertura.
En este caso, cuando se considera la disposición
de una pluralidad de partes de abertura en diferentes posiciones en
la dirección axial, la resistencia a la trayectoria de flujo dentro
del conjunto de membranas de fibra hueca 2 se reduce cuando la
parte de abertura está cerca de T1. Por consiguiente, si una
pluralidad de partes de abertura del mismo tamaño está perforada,
el flujo se concentrará sobre la parte de abertura cerca de T1 de
manera que sólo una parte del conjunto de membranas de fibra hueca 2
se utilizará de manera eficaz.
Por lo tanto, reduciendo el diámetro de abertura
de la parte de abertura cerca de la parte inferior se aumentará la
resistencia a la trayectoria de flujo de esta parte de abertura y se
limitará el caudal de esta parte de abertura. Por tanto, el agua o
el gas húmedo fluyen hacia el interior del conjunto de membranas de
fibra hueca 2 de manera equilibrada desde la parte de abertura
alejada de T1 de manera que todo el conjunto de membranas de fibra
hueca 2 puede utilizarse de manera eficaz en la humidificación.
Por tanto, el rendimiento de humidificación
puede establecerse de manera óptima equilibrando y reduciendo
gradualmente el diámetro de abertura de la parte de abertura.
Por consiguiente, cada membrana de fibra hueca
21 puede usarse de una manera más práctica y eficaz por lo que
puede mejorarse la eficacia de humidificación.
A continuación se explicará un humidificador con
referencia a la fig. 4.
En este ejemplo se explicará el caso de
disposición de un espacio de separación 34 entre la cara
circunferencial exterior del revestimiento interior 3 y la cara
circunferencial interior del conjunto de membranas de fibra hueca 2
con forma de manguito.
Las otras construcciones y acciones son las
mismas que las de la primera realización. Por consiguiente, las
mismas partes estructurales se designan mediante los mismos números
de referencia y sus explicaciones están omitidas.
La fig. 4 es una vista esquemáticamente
seccionada del humidificador.
Tal y como se muestra en esta figura, en el
humidificador 1b según este ejemplo, el espacio de separación 34
está dispuesto entre la cara circunferencial exterior del
revestimiento interior 3 y la cara circunferencial interior del
conjunto de membranas de fibra hueca 2 con forma de manguito. Por
consiguiente, cuando el agua o un gas húmedo fluyen hacia la
segunda trayectoria desde la flecha T0 hasta la flecha T1, el agua o
el gas húmedo que fluyen desde la parte de abertura 31 fluyen hacia
el espacio de separación 34. Por tanto, el agua o el gas húmedo
pueden enviarse equitativamente hacia la cara circunferencial
interior del conjunto de membranas de fibra hueca 2.
Por consiguiente, cada membrana de fibra hueca
21 pueden usarse de una manera más práctica y eficaz por lo que
puede mejorarse la eficacia de humidificación.
Tal y como se ha explicado anteriormente, en la
presente invención, la segunda trayectoria se extiende desde el
lado del diámetro interior del conjunto de membranas de fibra hueca
que rellena el espacio de separación anular hasta el lado del
diámetro exterior. Por consiguiente, las membranas de fibra hueca
desde el interior del conjunto hasta el exterior pueden usarse de
manera práctica por lo que puede mejorarse la eficacia de
humidificación.
Si la primera parte de abertura está dispuesta
cerca de un extremo del conjunto de membranas de fibra hueca y la
segunda parte de abertura está dispuesta cerca del otro extremo del
conjunto de membranas de fibra hueca, la segunda trayectoria se
extiende desde un lado de extremo del conjunto de membranas de fibra
hueca hasta el otro lado de extremo de manera que la membrana de
fibra hueca puede usarse de una manera más práctica y eficaz.
Si una pluralidad de partes de abertura está
dispuesta en diferentes posiciones con respecto a la dirección
axial y los diámetros de abertura de estas partes de abertura
disminuyen gradualmente hacia la parte inferior del revestimiento
interior, el fluido puede fluir desde cada parte de abertura hacia
el interior del conjunto de membranas de fibra hueca de manera
equilibrada en caso de que el fluido fluya hacia la parte inferior
dentro del manguito del revestimiento interior, de manera que la
membrana de fibra hueca puede usarse de una manera más práctica y
eficaz.
Claims (3)
1. Un humidificador (1) que comprende:
un revestimiento interior (3) con forma de
manguito que presenta una parte inferior;
un revestimiento exterior (4) con forma de
manguito dispuesto concéntricamente con respecto al revestimiento
interior;
un conjunto de membranas de fibra hueca (2) que
rellena un espacio de separación anular entre el revestimiento
exterior (4) y el revestimiento interior (3);
en el que el humidificador (1) comprende
además:
una primera trayectoria (50, 51) desde un lado
de extremo de dicho conjunto de membranas de fibra hueca (2) hasta
el otro lado de extremo a través del interior hueco (21a) de cada
membrana de fibra hueca (21);
una segunda trayectoria (T0, T1) desde una
primera parte de abertura (31) dispuesta en la pared lateral de
dicho revestimiento interior (3) hasta una segunda parte de abertura
(41) dispuesta sobre la pared lateral de dicho revestimiento
exterior (4) pasando entre las caras de pared exteriores de las
respectivas membranas de fibra hueca (21) dentro del conjunto de
membranas de fibra hueca (2); y
un gas objeto de humidificación que fluye hacia
una de dicha primera y segunda trayectorias, y un fluido que
incluye humedad que fluye hacia la otra,
en el que una pluralidad de dichas primeras
partes de abertura (31, 32, 33) está dispuesta en diferentes
posiciones con respecto a la dirección axial,
caracterizado porque
los diámetros de abertura de estas partes de
abertura (31, 32, 33) disminuyen gradualmente hacia la parte
inferior del revestimiento interior.
2. El humidificador según la reivindicación 1,
en el que un espacio de separación está formado entre la cara
circunferencial exterior de dicho revestimiento interior (3) y la
cara circunferencial interior de dicho conjunto de membranas de
fibra hueca (2).
3. El humidificador según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que el gas después de la
humidificación se suministra a una pila de combustible.
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