KR101868159B1 - Humidifier for fuel cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지용 가습장치에 관한 것으로, 구체적으로는 격벽유로와 제1, 2유로의 압력편차를 줄여각 유로를 통해 수용공간으로 유입되는 통과유량 편차를 최소화함으로써 유입케이스 내 중공사 전체구간이 외부공기와 균일하게 접촉될 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
그리고 각 유로 자체 내에서의 구간별 압력편차도 줄임으로써 각 유로의 각 윈도우 간 통과유량도 균일하게 분포될 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a humidifying apparatus for a fuel cell, and more particularly, to a humidifying apparatus for a fuel cell, and more particularly, to a humidifying apparatus for a fuel cell, which minimizes a pressure deviation between a septum passage and first and second flow paths, So as to make uniform contact with the outside air.
And also to reduce the pressure deviation of each section within each channel itself so that the flow rate between the respective windows of each channel can be evenly distributed.

Figure R1020120105100
Figure R1020120105100

Description

연료전지용 가습장치{HUMIDIFIER FOR FUEL CELL}HUMIDIFIER FOR FUEL CELL [0001]

본 발명은 연료전지에 사용되는 가습장치에 관한 것으로, 특히 수분 전달에 사용되는 외부공기가 케이스 내 각 유로를 통해 중공사 수용공간으로 유입되는 과정에서 유로 내 공기의 흐름경로를 개선함에 따라 각 유로 간의 압력편차를 최소화 하여 각 유로를 통과하는 유량이 균일하게 형성될 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a humidifying device for use in a fuel cell, and more particularly, to a humidifying device for use in a fuel cell, Thereby minimizing the pressure deviation between the flow passages and allowing the flow rate to be uniformly formed through the flow passages.

일반적으로 연료전지란 수소와 산소의 결합을 통해 전기를 생산하는 발전형 전지로, 일반 화학전지와 달리 수소와 산소가 공급되는 한 계속 전기 생산이 가능할 뿐만 아니라 수소-산소 간 결합에 의한 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방식이므로 발전 과정에서의 공해물질 배출이 적은 장점이 있다.Generally, a fuel cell is a power generation type battery that produces electricity through the combination of hydrogen and oxygen. Unlike a general chemical cell, a fuel cell can continuously produce electricity as long as hydrogen and oxygen are supplied. It is a method to convert it into electrical energy, so there is a merit that the emission of pollutants during power generation is small.

이러한 연료전지 중 고분자 전해질형 연료전지는 소형화가 가능한 장점이 있어 현재 및 앞으로의 활용가치가 높다.Among these fuel cells, the polymer electrolyte fuel cell has advantages of miniaturization, and thus it has a high value in use now and in the future.

고분자 전해질형 연료전지는 막-전극 접합체(Membrane Electrode Assembly; MEA)의 고분자 전해질 막에 일정량의 수분을 공급하여 적정 함수율을 유지해야만 발전효율이 유지될 수 있다.In a polymer electrolyte fuel cell, a predetermined amount of water is supplied to a polymer electrolyte membrane of a membrane electrode assembly (MEA) to maintain a proper water content, so that power generation efficiency can be maintained.

이렇게 고분자 전해질 막을 가습하는 방법은 버블러(BUBBLER)방식과 직접분사 방식 및 가습 막 방식 등이 있는데, 그 중에서 가습막 방식은 수분을 함유하고 있는 중공사에 외부공기를 접촉시켜 공기에 함수율을 높이고, 이러한 가습공기를 전해질막에 공급하는 방식이다.Bubbling, direct injection, and humidifying membrane method are the methods of humidifying the polymer electrolyte membrane. Among them, the humidifying membrane method is to increase the water content in the air by bringing the external air into contact with the hollow fiber containing moisture , And this humidifying air is supplied to the electrolyte membrane.

이러한 중공사 막 가습장치는 기본적으로 [도 1]과 같이 유입케이스(10)와 연결케이스(30) 및 배출케이스(20)가 전후 연결된 상태로 배치된 구조로 이루어진다.Such a hollow fiber membrane humidifying device basically has a structure in which the inflow case 10, the connection case 30 and the discharge case 20 are arranged in a state of being connected back and forth as shown in FIG.

그리고 유입케이스(10)와 연결케이스(30) 및 배출케이스(20) 내부에는 중공사(미도시)가 채워져 있는 구조로 이루어진다.A hollow fiber (not shown) is filled in the inflow case 10, the connection case 30, and the discharge case 20.

이 상태에서 외부공기가 유입케이스(10) 유입되어 유입케이스 내 중공사와 접촉되면서 1차적으로 수분을 함유한다.In this state, outside air is introduced into the inflow case 10 and comes into contact with the hollow fiber in the inflow case and primarily contains moisture.

그 뒤 연결케이스(30) 및 배출케이스(20)을 순차적으로 지나면서 해당 지점의 중공사와 2, 3차적으로 접촉하여 수분을 함유한 뒤 배출케이스의 공기배출구를 통해 외부로 배출되는 형태로 작동된다.And then sequentially contacts the connection case 30 and the discharge case 20 to make contact with the hollow fiber of the corresponding point in a second or third order so as to contain moisture and to be discharged to the outside through the air discharge port of the discharge case .

이때 [도 2] 내지 [도 4]와 같이 유입케이스(10)의 제1유로(14-1)는 일측단부가 공기유입구와 연결된 상태에서 제1수용공간(11-1)의 상부구간을 지나 반대쪽 측부까지 둘러싼 형태로 형성된다.At this time, as shown in FIGS. 2 to 4, the first flow path 14-1 of the inflow case 10 passes through the upper end of the first accommodation space 11-1 in a state where one end thereof is connected to the air inlet To the opposite side.

그리고 제2유로(14-2)는 일측단부가 공기유입구와 연결된 상태에서 제2수용공간(11-2)의 하부구간을 지나 반대쪽 측부까지 둘러싼 형태로 형성된 상태에서 제1유로(11-1)과 통합된다.The second flow path 14-2 includes a first flow path 11-1 and a second flow path 11-2 in a state where one end of the second flow path 14-2 is connected to the air inlet, ≪ / RTI >

또한 격벽유로(12-1)은 격벽 내부에 형성되되 일측단부가 공기유입구와 연결된 상태에서 제1, 2수용공간(11-1)(11-2) 사이를 지난 후 타단부가 제1, 2유로(14-1)(14-2)의 단부와 통합된다.In addition, the barrier-wall flow passage 12-1 is formed in the partition wall, and one end of the barrier-wall flow passage 12-1 is connected to the air inlet, passes between the first and second accommodation spaces 11-1 and 11-2, And is integrated with the ends of the flow paths 14-1 and 14-2.

즉 유입케이스 내부 중 공기유입구(13)가 형성된 쪽과 반대되는 지점에는 각 유로가 통합되는 통합유로(146)가 형성되는 것이다.That is, the integrated flow path 146, in which the respective flow paths are integrated, is formed at a position opposite to the side where the air inlet 13 is formed in the inflow case.

이 상태에서 공기유입구를 통해 유입된 공기가 제1, 2유로(14-1)(14-2) 및 격벽유로(12-1)로 분배 된 후 각 유로를 따라 이동하다가 일부는 각 유로에 형성된 유입윈도우(14-3)(12-2)를 통해 제1, 2수용공간(11-1)(11-2)-1로 유입되어 중공사와 접촉되고 나머지는 유로를 따라 계속 이동하여 통합유로(146)에서 혼합된 후 다시 각 유로로 분산 분배된다.In this state, the air introduced through the air inlet is divided into the first and second flow paths 14-1 and 14-2 and the partition flow path 12-1, and then moved along the respective flow paths, 1 into the first and second accommodation spaces 11-1 and 11-2-1 via the inflow windows 14-3 and 12-2 and contact with the hollow fiber while the rest of the air enters the first and second accommodation spaces 11-1 and 11-2-2, 146), and then distributed and distributed to the respective flow paths.

그런데 종래 기술은 유입케이스(10)의 제1, 2유로(14-1)(14-2)와 격벽유로(12-1) 단면적이 동일하고 각 유로의 유입윈도우(14-3)(12-2)의 직경도 동일하게 형성되어 있다.However, in the prior art, the sectional area of the first and second flow paths 14-1 and 14-2 of the inlet case 10 is the same as that of the septum channel flow path 12-1, and the inlet windows 14-3 and 12- 2 have the same diameter.

외부공기가 공기유입구(13)를 통해 유입케이스 내부로 공급되는 과정에서 [도 2]와 같이 외부공기는 공기유입구(13)를 빠져나옴과 동시에 제1, 2수용공간(11-1)(11-2)의 곡면 모서리에 부딪힘에 따라 격벽유로(12-1) 입구 주변에서는 순간적으로 정체구간이 형성됨에 따라 해당 지점의 압력이 굉장히 높게 형성된다.(해당 지점을 점으로 표시되었음, 점의 밀도가 높을수록 압력이 높음)In the process of supplying external air into the inflow case through the air inlet 13, the external air exits the air inlet 13 as shown in FIG. 2, and at the same time, -2), the pressure at the corresponding point is formed to be extremely high as the stagnation section is instantaneously formed around the inlet of the partition wall flow passage 12-1 (the point is denoted by dots, the density of dots The higher the pressure, the higher the pressure)

그리고 격벽유로(12-1)가 좁아짐에 따라 [도 3]처럼 유로 입구 주변에 비해 격벽유로(12-1) 내 공기흐름 속도가 순간적으로 증가한 뒤 반대쪽 단부쪽, 즉 통합유로(146) 쪽으로 갈수록 줄어들게 된다.(속도가 빠른 지점을 점으로 표시, 점의 밀도가 높을수록 속도가 빠름)As the septum passage 12-1 narrows, the air flow rate in the septum passage 12-1 increases instantaneously as compared to the periphery of the flow passage inlet as shown in FIG. 3, and toward the opposite end, that is, toward the integrated passage 146 (The faster point is indicated by a dot, the higher the density of the point, the faster the speed)

더불어 격벽유로 내 압력분포 또한 격벽유로(12-1)의 입구에서 일정구간까지는 압력이 매우 낮게 형성되며 반대쪽 단부쪽으로 갈수록 압력이 상승 되는데, 격벽유로(12-1) 전체 구간의 압력은 제1, 2유로(14-1)(14-2) 및 각 수용공간 내 압력보다 전체적으로 낮게 형성된다.In addition, the pressure distribution in the bulkhead flow passage is formed to a very low pressure up to a certain section at the inlet of the bulkhead flow passage 12-1, and the pressure rises toward the opposite end. And the pressure in each of the two flow paths 14-1 and 14-2 and each containing space.

즉 종래기술은 기본적으로 격벽유로(12-1) 내 압력이 제1, 2유로(14-1)(14-2) 및 제1, 2수용공간(11-1)(11-2) 내 압력보다 낮게 형성되고, 공기 흐름 속도도 더 빨라지는 현상을 갖는다.That is, in the prior art, basically, the pressure in the partition wall flow path 12-1 is lower than the pressure in the first and second flow paths 14-1 and 14-2 and the first and second accommodation spaces 11-1 and 11-2 And the air flow rate is also higher.

따라서 위와 같은 압력차이로 인해 격벽유로(12-1)를 지나는 공기가 각 수용공간(11-1)(11-2)으로 원활히 유입되지 못하게 되고, 오히려 제1, 2수용공간(11-1)(11-2) 내 공기가 격벽유로(12-1) 내부로 유입되는 현상이 발생 된다.Therefore, due to the above pressure difference, air passing through the partition wall flow path 12-1 can not flow smoothly into the respective accommodation spaces 11-1 and 11-2. Instead, the first and second accommodation spaces 11-1, A phenomenon that the air in the discharge port 11-2 flows into the partition wall flow path 12-1 occurs.

따라서 격벽유로(12-1)를 통해 각 수용공간으로 공급되는 유량이 제1, 2유로(14-1)(14-2)를 통해 공급되는 유량보다 적어 유량편차가 심하게 형성된다.Therefore, the flow rate supplied to each containing space through the partition wall flow path 12-1 is less than the flow rate supplied through the first and second flow paths 14-1 and 14-2, and the flow rate deviation is severely formed.

더구나 기존에는 제1, 2유로(14-1)(14-2)와 격벽유로(12-1)이 단면적이 동일할 뿐만 아니라 제1, 2유로(14-1)(14-2)의 각 유입윈도우(14-3)와 격벽유로(12-1)의 유입윈도우(12-2) 간이 면적이 동일하게 형성되어 있기 때문에 이러한 유량 편차가 더 크게 발생된다. In addition, the first and second flow paths 14-1 and 14-2 and the septum channel flow path 12-1 have the same cross sectional area as the first and second flow paths 14-1 and 14-2, Since the inflow window 14-3 and the inflow window 12-2 of the partition wall flow passage 12-1 are formed to have the same area, the flow rate deviation becomes larger.

그리고 제1, 2유로(14)와 격벽유로(12-1)는 자체적으로도 공기 유입구 쪽에서부터 반대쪽 통합유로 쪽으로 갈수록 압력이 증가되고 유속은 줄어들게 된다.Also, the first and second flow paths 14 and 12-1 themselves increase in pressure and flow rate as they move from the air inlet side to the opposite integrated flow path side.

이렇게 격벽유로(12-1)와 제1, 2유로(14-1)(14-2) 자체적으로도 구간별로 압력편차가 형성되기 때문에 공기유입구 쪽 유입윈도우의 통과유량 보다 통합유로(146) 부근의 유입윈도우 쪽으로 갈수록 통과유량이 많아지게 된다.Since the pressure fluctuation is formed in each of the partition wall flow path 12-1 and the first and second flow paths 14-1 and 14-2 as well as the interval between the partition wall flow path 12-1 and the first and second flow paths 14-1 and 14-2, The flow rate increases as the flow rate increases toward the inflow window.

즉 격벽유로(12-1)와 제1, 2유로(14-1)(14-2) 간 압력편차와 더불어 각 유로 자체적으로 구간별 압력차이로 인해 각 유입윈도우 간의 통과유량이 균일하지 못하므로, 유입케이스 내 중공사와 외부공기 간의 접촉이 균일하지 못하게 된다.In other words, the pressure difference between the septum channel 12-1 and the first and second flow channels 14-1, 14-2, and the flow rate between the respective inlet windows are not uniform due to the pressure difference of each channel itself , The contact between the hollow fiber in the inflow case and the outside air becomes uneven.

이러한 종래 기술을 이용한 실험결과 [도 5]의 도면을 기준으로 봤을 때 아래의 [표1]과 같이 격벽유로(12-1)에 형성된 윈도우(4, 5, 6, 7, 8, 9)를 통과하는 유량이 타 유로(14)의 유입윈도우(1, 2, 3, 10, 11, 12)를 통과하는 유량에 비해 현저하게 적음을 알 수 있었다.5, 6, 7, 8, and 9 formed on the barrier-wall flow path 12-1 as shown in the following Table 1 as a result of the experiment using this conventional technique It can be seen that the flow rate through which the gas flows is significantly smaller than the flow rate through the inlet windows 1, 2, 3, 10, 11, and 12 of the other flow channel 14.

더불어 각 유로 자체적으로도 공기 유입구쪽 유입윈도우(1, 4, 7, 10)에서 반대쪽 유입윈도우(3, 6, 9, 12)쪽으로 갈수록 통과유량이 훨씬 많아짐을 알 수 있다.In addition, it can be seen that each flow path itself has a much larger flow rate from the inflow windows 1, 4, 7, 10 toward the inflow windows 3, 6, 9, 12 toward the opposite inflow window.

각 윈도우의 통과유량비율(%)Percent flow through each window (%) 10.910.9 10.910.9 12.612.6 4.14.1 4.64.6 6.76.7 3.83.8 4.54.5 7.27.2 11.111.1 11.211.2 12.512.5

대한민국 등록특허 제10-0834121호(2008.05.26.)Korean Patent No. 10-0834121 (May 26, 2008)

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art,

격벽유로와 제1, 2유로의 압력편차를 줄여 각 유로를 통해 수용공간으로 유입되는 통과유량 편차를 최소화함으로써 유입케이스 내 중공사 전체구간이 외부공기와 균일하게 접촉될 수 있도록 함을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to minimize pressure flow deviation between the bank-partition flow path and the first and second flow paths to minimize a flow rate deviation introduced into the accommodation space through each flow path, thereby uniformly contacting the entire section of the hollow fiber in the inflow case with the outside air .

그리고 각 유로 자체 내에서의 구간별 압력편차도 줄임으로써 각 유로의 각 윈도우 간 통과유량도 균일하게 분포될 수 있도록 함을 목적으로 한다.
Also, by reducing the pressure deviation of each section within each flow path, the flow rate between the windows of each flow path can be evenly distributed.

이를 위해 제안된 본 발명의 여러 실시예는,To this end, various embodiments of the present invention,

중공사가 유입케이스와 연결케이스 및 배출케이스 내부에 동시 수용되어 있는 연료전지용 가습장치에 있어서,A humidification apparatus for a fuel cell, wherein a hollow fiber is housed in an inlet case, a connection case and a discharge case at the same time,

상기 유입케이스는 일측에 형성되어 있는 공기유입구, 상기 유입케이스 내부의 중간지점을 가로지르고 있는 격벽 및 상기 격벽을 사이에 두고 상하 형성되어 있는 제1, 2수용공간, 상기 제1수용공간 테두리 중 상기 공기유입구 쪽 측부와 상부구간을 둘러싸고 있는 제1유로 및 상기 제1유로와 제1수용공간을 연결하는 복수개의 제1유입윈도우, 상기 제2수용공간 테두리 중 상기 공기유입구 쪽 측부와 하부구간을 둘러싸고 있는 제2유로 및 상기 제2유로와 제1수용간을 연결하는 복수개의 제2유입윈도우, 상기 격벽 내부를 관통하고 있는 격벽유로 및 상기 격벽유로의 상하부와 상기 제1, 2수용공간을 연결하는 복수개의 격벽윈도우, 상기 제1, 2유로 및 상기 격벽유로 중 상기 공기유입구가 형성된 측부와 반대쪽 지점의 단부들을 상호 비 연통 상태로 차단하는 연통차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the inflow case has an air inlet formed at one side thereof, a partition wall crossing an intermediate point inside the inflow case, a first and second accommodation space formed up and down with the partition wall therebetween, A first flow path surrounding the air inlet side and an upper section, a plurality of first inlet windows connecting the first flow path and the first accommodation space, and a plurality of first inflow windows surrounding the air inflow side side and lower section of the second accommodation space rim A plurality of second inflow windows connecting the second flow path and the first accommodation, a partition flow passage penetrating the inside of the partition, and an upper and a lower part of the partition flow passage, The plurality of partition wall windows, the first and second flow paths, and the end portions of the portion of the barrier ribs opposite to the side where the air inlets are formed, It characterized by including parts of the communication block.

그리고 상기 연통차단부는 상기 제1유로의 일단부와 상기 제2유로의 일단부 사이에 형성되어 있는 제1차단부, 상기 제1차단부와 연결되어 있고 상기 격벽유로의 일단부를 차단하는 제2차단부를 포함할 수 있다.The communication blocking portion may include a first blocking portion formed between one end of the first flow path and one end of the second flow path, a second blocking portion that is connected to the first blocking portion and blocks one end of the bank flow path, Section.

또한 상기 제1유로는 상기 제1수용공간 중 상기 공기유입구 쪽 방향과 반대되는 쪽 측부까지 감싸고 있고, 상기 제2유로는 상기 제2수용공간 중 상기 공기유입구 쪽 방향과 반대되는 쪽 측부까지 감싸고 있으며, 상기 제1유로의 해당 단부와 제2유로의 해당 단부 및 상기 격벽유로의 단부가 상호 동시에 연결통합되는 통합유로를 더 포함하고, 상기 연통차단부는 상기 통합유로에 위치하여 상기 제1, 2유로 및 격벽유로의 해당 단부를 상호 구획차단할 수 있다.The first passage surrounds the first accommodating space to a side opposite to the direction of the air inlet, and the second passage surrounds the second accommodating space to a side opposite to the direction toward the air inlet port And an integrated flow path in which the corresponding end of the first flow path, the corresponding end of the second flow path, and the end of the bank flow path are connected and integrated at the same time, and the communication blocking portion is located in the integrated flow path, And the respective end portions of the barrier-wall flow paths can be partitioned by each other.

그리고 상기 제1차단부는 판재 형태이고 상기 제1유로의 해당 단부와 제2유로의 해당 단부 사이를 분할구획하고 있고, 상기 제2차단부는 판재 형태이고 상기 제1차단부의 일단부에 수직 방향으로 연결되어 상기 격벽유로의 해당 단부를 막아 차단할 수 있다.
And the first blocking portion is in the form of a plate material and is partitioned between a corresponding end portion of the first flow path and a corresponding end portion of the second flow path and the second blocking portion is in the form of a plate material and connected to one end portion of the first blocking portion in a vertical direction So that the corresponding end of the partition wall flow passage can be blocked and shut off.

이러한 여러 실시예를 갖는 본 발명은,The present invention having these various embodiments,

제1, 2유로 및 격벽유로의 일측단부에 연통차단부를 형성시켜 각 유로의 단부가 상호 연통되지 않도록 차단함에 따라,Since the communication blocking portions are formed at one end portions of the first and second flow paths and the bank flow path so as to prevent the end portions of the respective flow paths from communicating with each other,

제1, 2유로 및 격벽유로를 지나는 공기가 각 유로의 단부로 빠져나가지 못하고 각 유로 내에 갇혀진 상태가 됨으로써 각 유로의 압력이 균일하게 형성되어, 결국 각 유로를 통해 각 수용공간으로 공급되는 유량도 균일하게 형성될 수 있는 장점을 갖는다.The air passing through the first and second flow paths and the partition wall flow path can not escape to the end portions of the flow paths and is trapped in each flow path to thereby uniformly form pressures in the respective flow paths, Can be uniformly formed.

그리고 이렇게 각 유로를 지나는 공기가 단부를 통해 빠져나가지 못하고 해당 유로마다 갇히기 때문에, 각 유로의 전체 구간의 압력이 균일하게 형성되므로,Since the air passing through each flow path can not escape through the end portion and is trapped in each flow path, the pressure of the entire section of each flow path is uniformly formed,

제1유로의 각 제1유입윈도우 간 통과유량과 제2유로의 각 제2유입윈도우 간 통과유량 및 격벽유로의 각 격벽윈도우 간 통과유량이 균일하게 형성될 수 있는 장점도 갖는다.The passage flow rate between the first inlet windows of the first flow path, the flow rate between the second inlet windows of the second flow path, and the flow rate between the respective partition walls of the barrier flow passage can be uniformly formed.

더불어 기존과 같이 각 유로의 단부가 연결되는 통합유로가 형성된 상태에서 별도의 연통차단부를 통합유로에 설치하여 각 유로 간 연결을 차단함으로써, 기존의 가습장치를 교체할 필요 없으므로 교체에 따른 경제적 손실도 방지할 수 있는 장점도 갖는다.In addition, it is not necessary to replace the existing humidifying device by installing a separate communication block in the integrated flow channel in a state where the integrated flow path connecting the end portions of the respective flow paths is formed as in the conventional manner, thereby preventing the economic loss It has an advantage that it can be prevented.

도1은 종래 가습장치의 사시도
도2는 종래 유입케이스 내 압력 분포 상태를 나타낸 정단면도
도3은 종래 유입케이스 내 유속 편차 상태를 나타낸 정단면도
도4는 종래 유입케이스 내 통합유로의 형성구조를 나타낸 정단면도
도5는 종래 가습장치 전체의 윈도우 위치를 나타낸 입체도
도6은 본 발명의 일부 절개 사시도
도7은 본 발명의 전체 측단면도
도8는 유입케이스의 정단면도
도9는 배출케이스의 정단면도
도10은 연통차단부의 변형예를 나타낸 정단면도
도12는 각 윈도우에 고유 번호를 부여한 상태의 입체 개략도
1 is a perspective view of a conventional humidifying device
2 is a front sectional view showing a state of pressure distribution in a conventional inflow case
3 is a front sectional view showing a flow velocity deviation state in a conventional inflow case
4 is a front sectional view showing a structure for forming an integrated flow path in a conventional inflow case
Fig. 5 is a perspective view showing a stereoscopic view showing the window position of the entire conventional humidifier
Figure 6 is a partially cutaway perspective view of the present invention.
Figure 7 is a side elevational view
8 is a cross-sectional view
9 is a front sectional view
10 is a front sectional view showing a modified example of the communication blocking portion
Fig. 12 is a schematic diagram of a stereoscopic view in which each window is assigned a unique number

이하 도면에 도시된 실시예를 바탕으로 본 발명의 구체적인 구성 및 효과를 설명한다.Hereinafter, specific configurations and effects of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.

본 발명 연료전지용 가습장치는 [도 6] 내지 [도 8]에 도시된 바와 같이 크게 유입케이스(100)와 연결케이스(200), 배출케이스(300) 및 중공사(400)를 포함하여 구성된다.The humidifying device for a fuel cell according to the present invention comprises an inflow case 100, a connection case 200, a discharge case 300 and a hollow fiber 400 as shown in FIGS. 6 to 8 .

먼저 유입케이스(100)는 후술하는 중공사(400)의 일측 단부가 수용되고 가습에 필요한 외부공기가 최초 유입됨과 동시에 중공사(400)와 외부공기 간의 최초 접촉이 이루어지는 부분으로, First, the inflow case 100 accommodates one end of a hollow fiber 400, which will be described later, and the first contact between the hollow fiber 400 and the outside air,

전체적으로 박스 형태이고 내부에는 중공사(400)의 수용을 위한 수용공간이 형성되어 있으며 일측에는 외부공기의 공기유입구(120)가 형성된 상태에서 공기유입구(120)와 수용공간이 유로를 통해 상호 연통된 구조로 이루어진다.The air inlet 120 and the accommodation space are communicated with each other through a flow path in a state where the air inlet 120 of the outside air is formed at one side and the accommodation space for accommodating the hollow fiber 400 is formed at the inside. Structure.

수용공간은 중간지점에 횡 방향으로 형성된 격벽(130)을 기준으로 상측에는 제1수용공간(112)이 위치되고 하측에는 제2수용공간(114)이 위치된 구조로 분할 형성된다.The accommodation space is divided into a structure in which the first accommodation space 112 is located on the upper side and the second accommodation space 114 is located on the lower side with respect to the partition 130 formed in the transverse direction at the intermediate point.

즉 제1, 2수용공간(112)(114)은 격벽(130)을 기준으로 상하 적층된 형태로 형성된다.That is, the first and second accommodation spaces 112 and 114 are formed in a vertically stacked form with respect to the barrier ribs 130.

이때 제1, 2수용공간은 전체적으로 사각 형태이되 각 모서리에는 곡면부(111)가 형성된 구조로 이루어진다. In this case, the first and second accommodation spaces are formed in a rectangular shape as a whole, and curved portions 111 are formed at respective corners.

이 상태에서 유입케이스(100)에는 공기유입구(120)가 형성되는데, 공기유입구(120)는 중공사(400)와의 접촉을 위한 외부공기가 유입통로 역할을 하는 것으로, 유입케이스(100)의 일측 테두리 상에 형성되되, 유입케이스(100)의 중간 지점, 즉 격벽(130)과 동일선상에 형성된다.In this state, an air inlet 120 is formed in the inflow case 100. The air inlet 120 serves as an inflow passage for contacting the hollow fiber 400, And is formed in the middle of the inflow case 100, that is, on the same line as the barrier ribs 130.

그리고 유입케이스(100)의 내부에는 유입유로가 형성된다.An inflow channel is formed in the inflow case 100.

유입유로는 후술하는 공기유입구(120)를 통해 유입된 외부공기가 제1, 2수용공간(112)(114)의 둘레를 따라 이동하여 각 수용공간(112)(114)으로 유입되도록 유도하기 위해 형성되는 것으로, 다시 분배유로(142)와 제1유로(143), 제2유로(144), 격벽유로(145) 및 통합유로(146)로 나뉘어 구성된다.The inflow channel is configured to guide the outside air introduced through the air inlet 120 to be described later to move along the periphery of the first and second accommodation spaces 112 and 114 and into the accommodation spaces 112 and 114 And is further divided into a distribution passage 142 and a first passage 143, a second passage 144, a partition wall passage 145 and an integrated passage 146.

그 중 분배유로(142)는 공기유입구(120)를 통과한 공기가 후술하는 제1, 2유로(143)(144) 및 격벽유로(145)로 분배되는 지점으로, 유입케이스(100)의 내부 중 공기유입구(120)의 출구로부터 이와 마주보는 제1, 2수용공간(112)(114)의 일측 모서리 사이 구간에 형성된다.The distribution channel 142 is a point where the air that has passed through the air inlet 120 is distributed to the first and second flow paths 143 and 144 and the barrier flow channel 145 which will be described later. Is formed in a section between the outlet of the middle air inlet 120 and one side edge of the first and second accommodation spaces 112 and 114 opposed thereto.

그리고 격벽유로(145)는 공기유입구(120)를 통해 유입된 공기가 격벽 내부를 따라 이동되면서 제1수용공간(112)의 하측과 제2수용공간(114)의 상측을 통해 제1, 2수용공간(112)(114)으로 유입되도록 하는 역할을 한다.The partition wall flow path 145 is formed in the partition wall 145 so that the air introduced through the air inlet 120 is moved along the inside of the partition wall and through the lower side of the first accommodation space 112 and the upper side of the second accommodation space 114, To the space 112 (114).

이러한 격벽유로(145)는 일측이 분배유로(142)와 연결된 상태에서 격벽(130) 내부에 형성되되 격벽의 좌우 폭 방향을 따라 형성된 후 격벽(130)의 타단부를 관통한 형태로 형성된다.The barrier ribs 145 are formed inside the barrier ribs 130 in a state where one side is connected to the distribution channel 142 and extend through the other end of the barrier ribs 130 formed along the left and right width direction of the barrier ribs.

이때 격벽유로(145)에는 격벽윈도우(156)가 형성되는데, 격벽윈도우(156)는 격벽유로(145)를 따라 이동하는 공기가 제1, 2수용공간(112)(114)으로 동시 유입되도록 하는 통로 역할을 하는 것으로, 격벽유로(145)를 기준으로 상하측에 동시 형성되되 격벽의 좌우 폭방향을 따라 일정간격을 두고 배열 형성된다.The partition wall window 156 is formed in the partition wall flow passage 145. The partition wall window 156 allows the air flowing along the partition wall flow passage 145 to flow into the first and second accommodation spaces 112 and 114 simultaneously And is formed at the upper and lower sides with respect to the barrier-wall flow passage 145, and is formed at regular intervals along the left-right width direction of the partition wall.

제1유로(143)는 공기유입구(120)를 통과한 공기가 제1수용공간(112)의 상부로 유도되어 제1수용공간(112)의 상부를 지나면서 후술하는 제1유입윈도우(152)를 통해 제1수용공간(112)으로 유입되도록 하는 역할을 한다.The first flow path 143 guides the air that has passed through the air inlet 120 to the upper portion of the first receiving space 112 and passes through the upper portion of the first receiving space 112, To the first accommodating space 112 through the through-hole.

이러한 제1유로(143)는 일측이 분배유로(142)와 연결된 상태에서 제1수용공간(112)의 테두리 중 분배유로(142)를 향하는 쪽 일측부 구간으로부터 상부구간 및 반대쪽 측부 구간까지를 둘러싼 형태로 형성된다.The first flow path 143 extends from one side of the rim of the first accommodation space 112 toward the distribution flow path 142 to the upper and opposite side sections in a state where one side is connected to the distribution path 142. .

이 상태에서 제1유로(143) 중 분배유로(142)와 반대되는 쪽 측부를 감싸고 있는 구간의 단부가 격벽유로(145)와 연통된 형태로 형성된다.In this state, the end portion of the first flow path 143, which surrounds the side opposite to the distribution flow path 142, is formed to communicate with the barrier rib flow path 145.

이때 제1유로(143)에는 제1유입윈도우(152)가 형성되는데, 제1유입윈도우(152)는 제1유로(143)를 따라 이동되는 공기가 제1수용공간(112)으로 유입되도록 하는 통로 역할을 하는 것으로, 제1유로(143) 중 제1수용공간(112)의 상측 구간에 일정간격을 두고 배열 형성된다.At this time, a first inflow window 152 is formed in the first flow path 143. The first inflow window 152 allows the air flowing along the first flow path 143 to flow into the first accommodation space 112 And is arranged at regular intervals in the upper section of the first accommodation space 112 of the first flow paths 143. [

제2유로(144)는 공기유입구(120)를 통과한 공기가 제2수용공간(114)의 하부로 유도되어 제2수용공간(114)의 하부를 지나면서 후술하는 제2유입윈도우(154)를 통해 제2수용공간(114)으로 유입되도록 하는 역할을 한다.The second flow path 144 is formed so that the air having passed through the air inlet 120 is guided to the lower portion of the second accommodation space 114 and passes through the lower portion of the second accommodation space 114, To the second accommodating space (114).

이러한 제2유로(144)는 일측이 분배유로(142)와 연결된 상태에서 제2수용공간(114)의 테두리 중 분배유로(142)를 향하는 쪽 일측부 구간으로부터 하부구간 및 반대쪽 측부 구간까지를 둘러싼 형태로 형성된다.The second flow path 144 extends from one end of the second accommodation space 114 toward the distribution flow path 142 to the lower end and the opposite end of the second accommodation space 114, .

이 상태에서 제2유로(144) 중 분배유로(142)와 반대되는 쪽 측부를 감싸고 있는 구간의 단부는 격벽유로(145)의 단부 및 제1유로(143)과 연통된 형태로 형성된다.In this state, the end portion of the second flow path 144, which surrounds the side opposite to the distribution flow path 142, is formed to communicate with the end portion of the barrier rib flow path 145 and the first flow path 143.

이렇게 각 유로(142)(144)(145) 중 분배유로(142)와 반대되는 쪽 단부가 상호 연통됨에 따라 해당 지점은 각 유로를 통과한 공기가 혼합되어 분배되는 통합유로(146)가 형성된다. As the end portions of the respective flow paths 142, 144, and 145 opposite to the distribution flow path 142 communicate with each other, the integrated flow path 146 is formed in which the air passing through each flow path is mixed and distributed .

이때 제2유로(144)에는 제2유입윈도우(154)가 형성되는데, 제2유입윈도우(154)는 공기가 제2유로(144)를 따라 이동되다가 제2수용공간(114)으로 유입되도록 하는 통로 역할을 하는 것으로, 제2유로 중 제2수용공간(114)의 하측 구간에 일정간격을 두고 배열 형성된다.At this time, a second inflow window 154 is formed in the second flow path 144, and the second inflow window 154 allows the air to be moved along the second flow path 144 to flow into the second accommodation space 114 And is arranged at regular intervals in the lower side of the second accommodation space 114 of the second flow path.

이러한 구조에 의해 공기유입구(120)를 통해 유입된 공기는 분배유로(142)에서 제1유로(143)와 제2유로(144) 및 격벽유로(145)로 분배된 후 제1수용공간(112)과 제2수용공간(114)의 둘레를 따라 이동되다가 일부는 제1, 2유입윈도우(152)(154) 및 격벽윈도우(145)를 통해 제1, 2수용공간(112)(114)으로 유입되고 나머지는 각 유로를 지나 통합유로(146)에서 혼합된 후 혼합된 후 다시 각 유로로 분산되는 구조를 갖는다.The air introduced through the air inlet 120 is divided into the first flow passage 143, the second flow passage 144 and the partition wall flow passage 145 in the distribution passage 142, And the second accommodating space 114 and some of them are moved to the first and second accommodating spaces 112 and 114 through the first and second inflow windows 152 and 154 and the partition wall window 145 And the rest are mixed in the integrated flow path 146 after passing through the respective flow paths, and then mixed and dispersed again into the respective flow paths.

이 상태에서 본 발명에서는 통합유로(146)에 별도의 연통차단부(160)이 더 설치된다.In this state, the communication passage 146 is further provided with a separate communication blocking portion 160 in the present invention.

연통차단부(160)는 기존과 달리 통합유로(146)에서 제1, 2유로(143)(144) 및 격벽유로(145)의 단부가 상호 연통되는 것을 차단하여 각 유로(143)(144)(145) 내 공기가 해당 유로를 빠져나가는 현상을 막는 역할을 하는 것으로, 다시 제1차단부(162)와 제2차단부(164)를 포함하여 구성된다.The communication blocking portion 160 prevents the end portions of the first and second flow paths 143 and 144 and the barrier flow path 145 from communicating with each other in the integrated flow path 146, The first blocking portion 162 and the second blocking portion 164. The first blocking portion 162 and the second blocking portion 164 serve to prevent the air from flowing out of the communication passage 145.

그 중 제1차단부(162)는 판재 형태이고 통합유로(146)의 일측 벽면으로부터 돌출되어 제1유로(143)와 제2유로(144) 중 통합유로(146)에 위치하는 단부와 단부 간 경계지점에 위치하여 제1, 2유로(143)(144)의 해당 단부 간 연통구조를 차단하는 상태로 위치된다.The first blocking portion 162 is formed in a plate shape and protrudes from one wall surface of the integrated flow path 146 and extends between the end portion of the first flow path 143 and the second flow path 144, And is located at the boundary point to block the corresponding end-to-end communication structure of the first and second flow paths (143, 144).

그리고 제2차단부(164)는 역시 판재 형태이고 제1차단부(162)와 수직으로 세워진 형태로 통합유로(146)내에 위치된 상태에서 일측면 중간지점이 제1차단부(162)의 돌출단부에 일체로 연결된 상태로 위치되고 반대쪽 면이 격벽유로(145)의 단부를 막고 있는 구조로 위치된다.And the second blocking portion 164 is also in the form of a plate and is positioned in the integrated flow path 146 vertically erected with the first blocking portion 162, And the opposite surface thereof is positioned in a structure that blocks the end portion of the barrier-wall flow passage 145. [0064]

이로 인해 기존처럼 제1유로(143)와 제2유로(144) 및 격벽유로(145)의 단부가 통합유로(146) 내에서 상호 통합되었던 구조와 반대로, 연통차단부(160)에 위해 각 유로의 단부가 상호 연통되지 못하고 상호 차단된 상태가 되는 것이다.As a result, contrary to the structure in which the end portions of the first flow path 143, the second flow path 144, and the barrier flow path 145 are mutually integrated in the integrated flow path 146, The end portions of the first and second openings can not communicate with each other and are shut off from each other.

이로 인해 제1, 2유로(143)(144) 및 격벽유로(145)를 지나는 공기 중 각 윈도우를 통해 수용공간으로 빠져나가지 못한 공기는 각 유로의 단부를 통해 통합유로로 빠져나가지 못하고 해당 유로에 갇힌 상태가 된다.The air that has not escaped into the accommodation space through the windows of the air passing through the first and second flow paths 143 and 144 and the partition wall flow path 145 can not escape into the integrated flow path through the end portions of the respective flow paths, It becomes trapped.

참고로 제1차단부(162)와 제2차단부(164)는 별도록 제작된 후 상호 용접 등을 통해 연결되거나 동시에 일체로 성형 제작될 수도 있다.For reference, the first blocking portion 162 and the second blocking portion 164 may be separately manufactured and then connected to each other through welding or the like, or may be formed integrally at the same time.

이러한 구성으로 이루어진 유입케이스(100)에는 연결케이스(200)가 연결된다.
The connection case 200 is connected to the inflow case 100 having such a configuration.

연결케이스(200)는 후술하는 중공사(400)의 중간 지점이 수용됨과 동시에 유입케이스(100) 및 후술하는 배출케이스(300)를 연통 시키는 역할을 하는 것으로, [도 7] 및 [도 8]과 같이 양단부가 개방된 중공관 형태이고 내부에는 중공사(400)과 관통 수용되는 공간부가 형성된다.The connection case 200 receives an intermediate point of a hollow fiber 400 to be described later and at the same time communicates the inflow case 100 and the discharge case 300 described later. Like hollow tube with open ends at both ends, and a hollow space 400 through which the hollow fiber 400 is inserted is formed.

이러한 연결케이스(200)는 일단부가 유입케이스(100)의 후단부에 연결되어 공간부가 제1, 2수용공간(112)(114)과 동시에 연통된 상태가 된다.One end of the connection case 200 is connected to the rear end of the inflow case 100 so that the space is communicated with the first and second accommodation spaces 112 and 114 at the same time.

이러한 구조에 의해 유입케이스(100)의 제1, 2유로(143)(144) 및 격벽유로(145)를 통해 제1, 2수용공간(112)(114)으로 유입된 공기는 제1, 2수용공간(112)(114)을 통과한 후 연결케이를 연속적으로 통과하는 구조를 갖는다.The air introduced into the first and second accommodation spaces 112 and 114 through the first and second flow paths 143 and 144 and the partition wall flow path 145 of the inflow case 100 flows into the first and second accommodation spaces 112 and 114, And passes through the accommodating space 112 (114) and then passes through the connecting cable continuously.

이렇게 설치된 연결케이스(200)에는 배출케이스(300)가 연결된다.
The discharge case 300 is connected to the connection case 200 installed as described above.

배출케이스(300)는 연결케이스(200)를 지난 외부공기가 중공사(400)의 타단부와 접촉되도록 유도한 후 외부로 배출되는 부분으로, [도 6] 과 [도 7] 및 [도 9]와 같이 연결케이스(200)의 타 단부에 연결된 상태로 설치된다.The discharge case 300 is a part discharged outside after inducing the external air passing through the connection case 200 to come in contact with the other end of the hollow fiber 400. The discharge case 300 shown in Figures 6 and 7, And is connected to the other end of the connection case 200 as shown in FIG.

이러한 배출케이스(300)는 전체적으로 유입케이스(100)와 동일한 구조, 즉 기본적으로 내부에는 제3수용공간(312)과 제4수용공간(314)이 제2격벽(303)을 사이에 두고 상하 적층 형성되어 있다.The discharge case 300 has the same structure as that of the inflow case 100 as a whole, that is, basically, the third accommodating space 312 and the fourth accommodating space 314 are formed in the upper and lower stacking layers 311, Respectively.

그리고 제3수용공간(312)의 양측부와 상측둘레에는 제3유로(301)가 형성되고 제3유로(301)에는 제1배출윈도우(313)가 제3수용공간(312)의 좌우 폭방향을 따라 복수 배열된다.A third flow path 301 is formed on both sides and the upper side of the third accommodating space 312 and a first discharge window 313 is formed in the third flow path 301 in the left and right width direction As shown in FIG.

또한 제4수용공간(314)의 양측과 하측둘레에는 제4유로(302)가 형성되며 제4유로에는 제2배출윈도우(315)가 제4수용공간(314)의 좌우 폭방향을 따라 복수 배열된다.A fourth flow path 302 is formed on both sides of the fourth accommodation space 314 and a lower end of the fourth accommodation space 314 and a second discharge window 315 is arranged in the fourth flow path do.

그리고 제2격벽(303) 내부에는 제2격벽유로(316)가 형성되며, 제2격벽유로(316)에는 제2격벽윈도우(317)가 제2격벽(303)의 좌우 폭 방향을 따라 복수 배열된다.A second barrier rib channel 316 is formed in the second barrier rib 303 and a second barrier rib window 317 is formed in the second barrier rib channel 316 in a plurality of do.

이 상태에서 배출케이스의 일측에는 공기배출구(320)가 제3, 4유로(301)(302) 및 제2격벽유로(316)와 연통된 형태로 형성되고, 이때 공기배출구(320)의 입구 앞쪽에는 제3유로(301) 및 제4유로(302) 및 제2격벽유로(316)가 통합되는 제2혼합유로(318)가 형성된다.In this state, the air discharge port 320 is formed at one side of the discharge case in such a manner as to communicate with the third and fourth flow paths 301 and 302 and the second air passage 316. At this time, A second mixing flow path 318 in which the third flow path 301, the fourth flow path 302 and the second bank flow path 316 are integrated is formed.

이때 공기배출구(320)는 배출케이스(300) 중 유입케이스(100)의 공기유입구(120)와 대칭지점에 형성되되, 제2격벽(303)과 동일선상에 위치된다.At this time, the air outlet 320 is formed at a position symmetrical to the air inlet 120 of the inlet case 100 in the discharge case 300, and is located on the same line as the second partition 303.

이러한 구조에 의해 연결케이스(200)를 통과한 공기는 제3, 4수용공간(312)(314)을 통과한 후 제1, 2배출윈도우(313)(315) 및 제2격벽윈도우(317)를 통해 제1, 2유로(143)(144) 및 제2유로(144)를 따라 이동된 뒤 제2혼합유로(318)에서 통합된 상태로 공기배출구(320)를 통해 외부로 배출된다.The air having passed through the connection case 200 passes through the first and second discharge windows 313 and 315 and the second partition wall window 317 after passing through the third and fourth accommodation spaces 312 and 314, The first and second flow paths 143 and 144 and the second flow path 144 and then discharged to the outside through the air discharge port 320 in a state of being integrated in the second mixing flow path 318. [

이렇게 연결설치된 유입케이스(100)와 연결케이스(200) 및 배출케이스(300)에는 중공사(400)가 설치된다.The hollow yarn 400 is installed in the inflow case 100, the connection case 200, and the discharge case 300 connected thereto.

중공사(400)는 유입된 외부공기에 수분을 공급하는 수분공급원 역할을 하는 것으로, 여러 가닥이 수평 상태로 뭉쳐진 형태이고 각 중공사는 명칭 그대로 중공관 형태로 이루어진다.The hollow fiber membrane 400 serves as a water supply source for supplying moisture to the introduced external air. The hollow fiber membrane 400 has a plurality of strands stacked in a horizontal state and each hollow fiber tube has a hollow tube shape.

이러한 뭉치 형태의 중공사(400)는 일단부가 유입케이스(100)의 제1, 2수용공간(112)(114)에 나뉘어 수용된 상태에서 중간지점이 연결케이스(200) 내부를 관통한 뒤 타단부가 배출케이스(300)의 제3, 4수용공간(312)(314)에 수용된 상태로 설치된다.The bundle-shaped hollow fiber 400 has an intermediate portion passing through the inside of the connection case 200 in a state where one end portion of the hollow fiber 400 is received in the first and second receiving spaces 112 and 114 of the inflow case 100, Are accommodated in the third and fourth accommodation spaces (312, 314) of the discharge case (300).

이러한 중공사(400)는 공지된 것을 사용함으로 추가적인 설명은 생략한다.
Since the known hollow fiber 400 is used, further explanation is omitted.

이하에서는 이러한 구성에 의한 본 실시예의 작용 및 그 과정에서 발생되는 특유의 효과를 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of this embodiment by this configuration and the unique effects generated in the process will be described.

먼저 수분이 각 중공사(400) 내부로 공급되면 중공사 전체가 수분을 함유한 상태가 된다.First, when moisture is supplied into each of the hollow fibers 400, the entire hollow fiber is in a state containing water.

이 상태에서 외부공기를 공기유입구(120)로 공급하면 공기유입구(120)를 통과한 공기는 [도 7] 및 [도 8]처럼 유입케이스(100) 내부의 분배유로(142)로 유입된다.In this state, when outside air is supplied to the air inlet 120, the air passing through the air inlet 120 flows into the distribution channel 142 inside the inlet case 100 as shown in FIGS. 7 and 8.

그 후 격벽유로(145)와 제1, 2유로(143)(144)로 분배 유입되고 격벽유로(145)로 유입된 공기는 격벽유로(145)를 따라 이동하는 과정에서 각 격벽윈도우(156)를 통해 제1, 2수용공간(112)(114)으로 유입되어 중공사 중 제1, 2수용공간(112)(114)에 위치한 구간과 접촉하면서 수분을 함유하게 된다.The air introduced into the partition wall flow path 145 and the first and second flow paths 143 and 144 and then introduced into the partition wall flow path 145 flows through the partition wall window 156 in the process of moving along the partition wall flow path 145, (112) (114) through the first and second accommodation spaces (112, 114) of the hollow fiber, so that moisture is contained in the first and second accommodation spaces (112, 114)

그와 별개로 제1유로(143) 및 제2유로(144)로 유입된 공기는 각각 제1수용공간(112)의 상부둘레와 제2수용공간(114)의 하부둘레를 따라 이동되고 이동 과정에서 제1유입윈도우(152) 및 제2유입윈도우(154)를 통해 제1, 2수용공간(112)(114)으로 유입되어 중공사와 접촉하면서 수분을 함유하게 된다.Separately, the air introduced into the first flow path 143 and the second flow path 144 is moved along the upper periphery of the first accommodation space 112 and the lower periphery of the second accommodation space 114, respectively, 2 into the first and second accommodation spaces 112 and 114 through the first inflow window 152 and the second inflow window 154 in contact with the hollow fiber to contain moisture.

이때 위에서 설명한 것처럼 격벽유로(145)와 공기유입구(120)가 동일선상에 위치되어 있을 뿐만 아니라 유입과정에서 공기가 제1, 2수용공간(112)(114)의 곡면부를 타고 이동하기 때문에 격벽유로(145)를 지나는 공기의 유속은 빠르게 형성되고 격벽유로의 압력은 낮게 형성된다.At this time, as described above, not only the septum passage 145 and the air inlet 120 are located on the same line, but also the air moves along the curved portion of the first and second accommodation spaces 112 and 114 during the inflow, The flow rate of the air passing through the partition wall 145 is rapidly formed and the pressure of the partition wall flow passage is made low.

이렇게 격벽유로(145)와 제1, 2유로(143)(144)를 따라 이동되던 공기 중 해당 윈도우를 통해 수용공간으로 빠져나가지 못한 공기는 각 유로(143)(144)(145)의 단부까지 이동되어 통합유로로 빠져나가려 하지만, 각 유로(143)(144)(145)의 단부가 각각 제1차단부(162)와 제2차단부(164)에 의해 별개로 막혀 있는 상태이므로 해당 유로(143)(144)(145)를 빠져나가지 못하고 해당 유로 내에 갇혀 있는 상태가 된다.The air that has not flowed into the accommodation space through the corresponding windows of the air that has been moved along the barrier flow channel 145 and the first and second flow channels 143 and 144 flows to the ends of the flow channels 143, The ends of each of the flow paths 143, 144 and 145 are separately closed by the first blocking portion 162 and the second blocking portion 164, 143) 144 (145) and is trapped in the flow channel.

따라서 이 상태에서 지속적으로 각 유로(143)(144)(145)로 외부공기가 추가 유입될 경우 각 유로(143)(144)(145) 내 압력은 함께 상승된다.Therefore, when external air is further introduced into each of the flow paths 143, 144, and 145 continuously in this state, the pressures in the respective flow paths 143, 144, and 145 are raised together.

따라서 이 과정이 지속될 경우 각 유로 내 압력이 균일한 수준이 되고, 이렇게 각 유로 간의 압력편차가 최소화 됨에 따라, 결국 기존 압력차이로 인해 수용공간으로의 공기 유입율이 낮았던 각 격벽윈도우(156)의 통과 유량이 제1, 2윈도우의 통과유량과 거의 균일한 수준이 된다.Accordingly, when the process is continued, the pressure in each flow path becomes uniform, and as the pressure deviation between the respective flow paths is minimized, the passage of each partition wall window 156, The flow rate becomes almost uniform with the flow rate of the first and second windows.

뿐만 아니라 이렇게 격벽유로(145) 전체에 걸쳐 압력이 상승되므로 격벽유로(145)의 각 격벽윈도우(156) 간의 통과 유량도 균일하게 형성된다.In addition, since the pressure increases throughout the entire barrier-wall flow passage 145, the flow rate of the barrier-flow passage 145 between the barrier-wall windows 156 is uniformly formed.

또한 제1, 2유로(143)(144)내 각 제1, 2유입윈도우(152)(154) 간의 통과유량도 이러한 원리에 의해 균일하게 형성된다.
Also, the flow rate of the passage between the first and second inflow windows 152 and 154 in the first and second flow paths 143 and 144 is uniformly formed by this principle.

이렇게 각 유로 간의 압력편차가 줄어듦에 따라 제1유입윈도우와 제2유입윈도우 및 격벽윈도우를 통과하는 유량이 동일수준으로 형성되고, 이로 인해 중공사(400) 중 제1, 2수용공간(112)(114)에 수용된 구간 전체가 공기와 균일하게 접촉되어 공기의 함수효율이 향상되는 것이다.As the pressure fluctuation between the respective flow paths is reduced, the flow rates of the first and second inflow windows and the partition wall window are formed at the same level. As a result, the first and second accommodation spaces 112 of the hollow fibers 400, The whole section accommodated in the air inlet 114 is uniformly in contact with the air to improve the function efficiency of the air.

이러한 본 발명의 구조를 이용해 실험한 결과 격벽유로와 제1, 2유로 간의 압력 편차가 균일하게 형성되었다.As a result of the experiment using the structure of the present invention, pressure deviations between the partition wall flow path and the first and second flow paths were uniformly formed.

또한 [도 12]를 기준으로 봤을 때 아래의 [표2]와 같이 각 격벽윈도우(4, 5, 6, 7, 8, 9)를 통과하는 유량과 각 제1, 2유입윈도우(1, 2, 3, 10, 11, 12)를 통과하는 유량의 편차가 최소화됨은 물론, 각 유로(143)(144)(145) 자체적으로도 공기유입구(120)쪽 윈도우(1)(4)(7)(10)의 통과유량과 반대쪽 윈도우(3)(6)(9)(12)의 통과유량도 차이가 없어졌다.The flow rates passing through the respective partition wall windows 4, 5, 6, 7, 8 and 9 and the first and second inlet windows 1 and 2 The flow rates of the air flowing through the air inlet ports 120 and the windows 1, 4, and 7 are minimized, (6), (9) and (12) on the opposite sides of the window (10).

각 윈도우의 통과유량비율(%)Percent flow through each window (%) 8.18.1 8.48.4 9.09.0 7.67.6 8.08.0 8.88.8 7.67.6 7.87.8 8.78.7 8.38.3 8.68.6 9.19.1

이렇게 제1, 2수용공간(112)(114)을 통과하면서 중공사와 접촉된 외부공기는 연결케이스(200)를 지나면서도 중공사와 접촉되어 추가적으로 수분을 함유한 뒤 배출케이스(300)의 제3, 4수용공간 내에서도 중공사와 접촉된다.The external air in contact with the hollow fiber passing through the first and second accommodation spaces 112 and 114 is in contact with the hollow fiber even after passing through the connection case 200, 4 contact with the hollow fiber even in the receiving space.

그 후 제1, 2배출윈도우(313)(315)와 제2격벽윈도우(317)를 통과한 후 제3, 4유로(301)(302) 및 제2격벽유로(316)를 지나 제2혼합유로(318)에서 혼합된 상태로 공기배출구(320)를 통해 배출된다.
After passing through the first and second discharge windows 313 and 315 and the second partition wall window 317 and then passing through the third and fourth flow passages 301 and 302 and the second partition wall flow passage 316, And is discharged through the air outlet 320 in a mixed state in the flow path 318.

[도 10]은 본 발명의 변형예를 나타낸 도면으로 10 is a view showing a modification of the present invention

기본적으로 연통차단부(160)을 이용해 각 유로 간 연통구조를 차단하는 개념은 위 실시예와 동일하나, 유입케이스를 제작하는 과정에서 연통차단부(160)을 일체로 제작한 것에 차이가 있다.Basically, the concept of shutting off the communication structure between the respective channels by using the communication cut-off part 160 is the same as that of the above embodiment, but the difference is that the communication cut-off part 160 is integrally manufactured in the process of manufacturing the inflow case.

즉 도면과 같이 유입케이스를 제작하는 과정에서 통합유로 주변의 벽면을 상대적으로 두껍게 제작함으로써 제1, 2유로 중 제1수용공간(112)과 제2수용공간(114)의 측부에 접촉되도록 하여 제1, 2유로의 해당 단부를 막도록 함과 동시에 제1, 2수용공간 사이의 격벽유로 단부도 막도록 하는 형태로 구현되는 것이다.That is, in the process of manufacturing the inflow case as shown in the drawing, the wall surface around the integrated flow path is made relatively thick, so that the first and second flow paths are brought into contact with the first accommodation space 112 and the second accommodation space 114 side, The end portions of the first and second flow paths are closed, and at the same time, the end portions of the partition wall flow path between the first and second accommodation spaces are also closed.

따라서 이 경우 유입케이스의 벽면이 연통차단부(160)이 되는 것이다.Therefore, in this case, the wall surface of the inflow case becomes the communication blocking portion 160.

이상 설명한 본 본 발명의 여러 특징들은 당업자에 의해 다양하게 변형 및 조합되어 실시될 수 있으나, 이러한 변형 및 조합이 격벽유로와 제1, 2유로의 일측단부를 개별적으로 차단하여 상호간 연통되지 못하도록 함으로써, 각 유로 내 공기가 통합유로로 빠져나가지 못함에 따라 각 유로의 압력이 균일한 수준으로 상승하여, 결국 각 유입윈도우의 통과유량의 편차가 최소화 되도록 한 구성 및 목적과 관련이 있을 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 판단되어야 한다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention. If the pressure in each flow path rises to a uniform level as the air in each flow path can not escape into the integrated flow path, and thus the deviation of the flow rate of each inflow window is minimized, It should be judged as belonging to the scope of protection.

100 : 유입케이스 112 : 제1수용공간
114 : 제2수용공간
111 : 곡면부 120 : 공기유입구
130 : 격벽
142 : 분배유로 143 : 제1유로
144 : 제2유로 145 : 격벽유로
146 : 혼합유로
152 : 제1유입윈도우 154 : 제2유입윈도우
156 : 격벽윈도우 160 : 연통차단부
162 : 제1차단부 164 : 제2차단부
200 : 연결케이스
300 : 배출케이스 301 : 제3유로
302 : 제4유로 303 : 제2격벽
312 : 제3수용공간
313 : 제1배출윈도우 314 : 제4수용공간
315 : 제2배출윈도우 316 : 제2격벽유로
317 : 제2격벽윈도우 320 : 공기배출구
318 : 제2혼합유로 400 : 중공사
100: inflow case 112: first accommodation space
114: second accommodation space
111: curved portion 120: air inlet
130:
142: Dispense channel 143: First channel
144: second flow path 145:
146:
152: first incoming window 154: second incoming window
156: barrier wall window 160:
162: first blocking portion 164: second blocking portion
200: Connection case
300: discharge case 301: third flow path
302: fourth flow path 303: second partition
312: Third accommodation space
313: First discharge window 314: Fourth storage space
315: second discharge window 316: second partition wall flow path
317: second partition wall window 320: air outlet
318: Second mixing channel 400: Hollow fiber

Claims (4)

중공사가 유입케이스와 연결케이스 및 배출케이스 내부에 동시 수용되어 있는 연료전지용 가습장치에 있어서,
상기 유입케이스는,
일측에 형성되어 있는 공기유입구,
상기 유입케이스 내부의 중간지점을 가로지르고 있는 격벽 및 상기 격벽을 사이에 두고 상하 형성되어 있는 제1, 2수용공간,
상기 제1수용공간 테두리 중 상기 공기유입구 쪽 측부와 상부구간을 둘러싸고 있는 제1유로 및 상기 제1유로와 제1수용공간을 연결하는 복수개의 제1유입윈도우,
상기 제2수용공간 테두리 중 상기 공기유입구 쪽 측부와 하부구간을 둘러싸고 있는 제2유로 및 상기 제2유로와 제1수용간을 연결하는 복수개의 제2유입윈도우,
상기 격벽 내부를 관통하고 있는 격벽유로 및 상기 격벽유로의 상하부와 상기 제1, 2수용공간을 연결하는 복수개의 격벽윈도우,
상기 제1, 2유로 및 상기 격벽유로 중 상기 공기유입구가 형성된 측부와 반대쪽 지점의 단부들을 상호 비 연통 상태로 차단하는 연통차단부
를 포함하는 연료전지용 가습장치.


A humidification apparatus for a fuel cell, wherein a hollow fiber is housed in an inlet case, a connection case and a discharge case at the same time,
The inflow case includes:
An air inlet formed at one side,
A first and a second accommodating space formed vertically with the partition wall interposed therebetween,
A first flow path surrounding the air inlet side portion and an upper portion of the first accommodation space rim and a plurality of first inflow windows connecting the first flow path and the first accommodation space,
A second flow path surrounding the air inlet side portion and the lower portion of the second accommodation space rim and a plurality of second inflow windows connecting the second flow path and the first accommodation,
A partition wall flow passage penetrating the inside of the partition wall, a plurality of partition wall windows connecting upper and lower portions of the partition wall flow passage with the first and second accommodation spaces,
Wherein the first and second flow paths and the partition wall flow paths are provided with a communication blocking portion for blocking the end portions on the opposite side of the side portion where the air inlets are formed,
And a humidifying device for the fuel cell.


제1항에서,
상기 제1유로의 일단부와 상기 제2유로의 일단부 사이에 형성되어 있는 제1차단부,
상기 제1차단부와 연결되어 있고 상기 격벽유로의 일단부를 차단하는 제2차단부
를 포함하는 연료전지용 가습장치.
The method of claim 1,
A first blocking portion formed between one end of the first flow path and one end of the second flow path,
And a second blocking portion connected to the first blocking portion and blocking one end portion of the bank-
And a humidifying device for the fuel cell.
제2항에서,
상기 제1유로는 상기 제1수용공간 중 상기 공기유입구 쪽 방향과 반대되는 쪽 측부까지 감싸고 있고,
상기 제2유로는 상기 제2수용공간 중 상기 공기유입구 쪽 방향과 반대되는 쪽 측부까지 감싸고 있으며,
상기 제1유로의 해당 단부와 제2유로의 해당 단부 및 상기 격벽유로의 단부가 상호 동시에 연결통합되는 통합유로를 더 포함하고,
상기 연통차단부는 상기 통합유로에 위치하여 상기 제1, 2유로 및 격벽유로의 해당 단부를 상호 구획 차단하는
연료전지용 가습장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the first flow path encloses a side of the first accommodation space opposite to the direction toward the air inlet,
Wherein the second flow path encloses a side of the second accommodation space opposite to the direction toward the air inlet,
Further comprising an integrated flow path in which a corresponding end of the first flow path, a corresponding end of the second flow path, and an end of the septum flow path are connected to each other at the same time,
And the communication blocking portion is located in the integrated flow passage and blocks corresponding ends of the first and second flow paths and the partition wall flow passage
Humidifying device for fuel cell.
제3항에서,
상기 제1차단부는 판재 형태이고 상기 제1유로의 해당 단부와 제2유로의 해당 단부 사이를 분할구획하고 있고,
상기 제2차단부는 판재 형태이고 상기 제1차단부의 일단부에 수직 방향으로 연결되어 상기 격벽유로의 해당 단부를 막아 차단하고 있는
연료전지용 가습장치.
4. The method of claim 3,
Wherein the first blocking portion is in the form of a plate and is partitioned between a corresponding end of the first flow path and a corresponding end of the second flow path,
The second blocking portion is in the form of a plate and is connected to one end of the first blocking portion in a vertical direction to block the corresponding end of the separation wall flow channel
Humidifying device for fuel cell.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006221967A (en) * 2005-02-10 2006-08-24 Denso Corp Fuel cell system
JP2007066552A (en) * 2005-08-29 2007-03-15 Denso Corp Pressure control device and fuel cell system equipped with pressure control device
JP2008307432A (en) * 2007-06-12 2008-12-25 Honda Motor Co Ltd Humidifier
KR20110109814A (en) * 2010-03-31 2011-10-06 코오롱인더스트리 주식회사 Humidifier for fuel cell

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4610715B2 (en) 2000-11-06 2011-01-12 Nok株式会社 Humidifier

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006221967A (en) * 2005-02-10 2006-08-24 Denso Corp Fuel cell system
JP2007066552A (en) * 2005-08-29 2007-03-15 Denso Corp Pressure control device and fuel cell system equipped with pressure control device
JP2008307432A (en) * 2007-06-12 2008-12-25 Honda Motor Co Ltd Humidifier
KR20110109814A (en) * 2010-03-31 2011-10-06 코오롱인더스트리 주식회사 Humidifier for fuel cell

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