KR20220067516A - 가습 장치용 스택 유닛 - Google Patents

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KR20220067516A
KR20220067516A KR1020210157301A KR20210157301A KR20220067516A KR 20220067516 A KR20220067516 A KR 20220067516A KR 1020210157301 A KR1020210157301 A KR 1020210157301A KR 20210157301 A KR20210157301 A KR 20210157301A KR 20220067516 A KR20220067516 A KR 20220067516A
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KR1020210157301A
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스벤 알렉산더 카이저
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말레 인터내셔널 게엠베하
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Abstract

본 발명은 두 유체 사이의 습도 교환을 위한 멤브레인(4)과 가습 장치(2)에 인접한 스택 유닛(1)의 멤브레인(4)으로부터 이격되게 멤브레인(4)을 이격하기 위한 스페이서(4)를 포함하는 가습 장치(2)용 스택 유닛(1)에 관한 것이다. 스택 유닛(1) 및 관련 가습 장치(2)의 단순화되고 비용 효율적인 제조가 구현되며, 스택 유닛(1)이 2개의 접착 테이프(7)를 포함하고, 각각의 접착 테이프(7)가 멤브레인(4)의 2개의 반대쪽 에지 영역(9) 중 하나에 배열된다.
또한, 본 발명은 이러한 다수의 스택 유닛(1)을 갖는 가습 장치(2)에 관한 것이다.

Description

가습 장치용 스택 유닛{Stack unit for a humidifying device}
본 발명은 특히 연료 전지 시스템을 위해 적층 방향으로 서로 적층된 다중 스택 유닛을 포함하는 가습 장치용 스택 유닛에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 스택 유닛을 갖는 가습 장치에 관한 것이다.
가습 장치에서, 제1 유체는 제2 유체에 의해 가습된다. 이러한 가습 장치는 예를 들어 관련 연료 전지의 작동 중에 발생하는 배기 가스에 존재하는 습도를 연료 전지에 공급될 공기로 전달하여 공기를 가습하기 위해 연료 전지 시스템에 사용된다.
이러한 목적을 위해, 이러한 가습 장치는 일반적으로 서로를 향하는 면에서 두 유체에 의해 순환되고 유체 사이의 습도 교환을 허용하는 서로 이어지는 다중 멤브레인을 포함한다. 기본적으로, 이러한 가습 장치의 구성은 각각 멤브레인을 포함하는 다중 유닛의 연속적인 배열에 의해 구현될 수 있다. 스택 장치라고도 하는 이러한 장치는 일반적으로 서로 적층된다.
DE 10 2012 218 303 A1에는 스택 유닛이 서로 적층된 가습 장치가 알려져 있다. 각각의 스택 유닛은 2개의 멤브레인, 멤브레인 사이에 배치된 기체 투과성 확산층 및 확산층 사이에 배치되어 통과하여 흐를 수 있는 유동 웹을 포함한다. 유동 웹은 유동 웹과 이웃하는 확산 층의 연결을 실현하기 위해 적어도 한 면에서 접착제일 수 있다. 여기서, 유동 웹은 각각의 대향하는 2개의 측면에서 고체로 형성되어 각각의 스택 유닛 및 가습 장치를 통한 유체 전도를 실현하기 위해 유체적으로 밀봉된다. 관련된 가습 장치에서, 스택 유닛은 서로에 대해 스택 유닛을 밀봉하여 가압하는 카세트에 배열된다. 여기서 단점은 각각의 스택 유닛 및 가습 장치의 정교한 구성 및 높은 제조 비용이다.
DE 10 2014 009 329 A1로부터 스택 유닛을 갖는 가습 장치가 알려져 있다. 각각의 스택 유닛은 측면에서 관련되고 분리된 경계 부분에 의해 경계를 이루는 재성형된 S자형 멤브레인을 포함한다. 더욱이, 각각의 스택 유닛은 멤브레인의 측면에 배열되고 분리되는 밀봉 요소를 포함한다. 한 면에서는 서로 이어지는 스택 유닛을 연결하기 위해 접착 테이프가 밀봉 요소에 부착된다. 따라서, 각각의 스택 유닛의 제조는 정교하다. 또한 관련 가습 장치의 조립이 복잡하다.
따라서, 본 발명은 위에서 설명된 유형의 스택 유닛 및 다수의 이러한 스택 유닛을 갖는 가습 장치, 개선된 또는 특히 간단하고 비용 효율적인 구성 및/또는 단순화된 조립체를 특징으로 하는 적어도 다른 실시예에 대한 목적을 다룬다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 독립항의 요지를 통해 해결된다. 유리한 실시예는 종속항의 대상이다.
본 발명은 멤브레인 및 2개의 접착 테이프 및 스페이서를 포함하는 장치를 갖는 제2 유체에 의해 제1 유체 매체를 가습하기 위한 가습 장치용 스택 유닛을 형성하는 기본적인 아이디어에 기초하며, 멤브레인은 서로 떨어져 있는 2개의 큰 평평한 면, 이하에서는 평평한 측면이라고도 하며, 접착 테이프 중 하나가 각각 횡방향으로 배열되고 멤브레인이 스페이서와 연결된다. 따라서, 스택 유닛은 간단하고 비용 효율적인 방식으로 형성된다. 이에 더하여, 스택 유닛은 이와 같은 다수의 스택 유닛이 적층 방향으로 서로 적층되는 관련 가습 장치에 이러한 방식으로 삽입 및 장착될 수 있으므로, 관련 가습 장치의 생산 또한 간소화되고 비용 효율적이다.
본 발명에 따라서, 스택 유닛은 멤브레인 및 2개의 접착 테이프를 포함하는 장치를 가지며, 멤브레인은 작동 중에 유체가 습도를 교환하는 서로 반대 방향으로 향하는 2개의 평평한 측면을 포함하고, 적층 방향으로 인접한 스택 유닛의 멤브레인으로부터 멤브레인을 이격시키기 위해 멤브레인을 통해 이동할 수 있고 연결되는 스페이서를 가지며, 접착 테이프는 멤브레인의 평평한 측면 중 적어도 하나의 2개의 대향하는 에지 영역에 배열된다.
멤브레인은 유체 사이의 습도 교환을 허용하기 위해 실질적으로 습기 투과성이다.
접착 테이프는 적층 유닛, 특히 멤브레인을 적층 방향으로 가습 장치에서 인접한 적층 유닛과 연결하는 목적을 우선적으로 제공한다.
따라서, 바람직하게, 스택 유닛은 적층 방향으로 스택 유닛이 에지 영역 중 적어도 하나에 인접한 접착 테이프 중 적어도 하나에 의해 접착되는 방식으로 구성된다.
이는 특히 구성, 즉, 접착 테이프 중 적어도 하나의 특정 배열 및/또는 재성형 및/또는 형성을 통해 구현된다.
멤브레인을 스페이서와 함께 결합하기 위해 접착 테이프 중 적어도 하나가 대안적으로 또는 추가로 사용될 수 있다.
유리하게는, 각각의 접착 테이프는 멤브레인의 전체 연장부에 걸쳐 관련 에지 영역의 간격 방향에 대해 횡방향으로 연장된다.
멤브레인 및 접착 테이프 외에, 장치는 원칙적으로 추가 구성 부분을 또한 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 장치는 단지 멤브레인 및 접착 테이프를 포함한다. 이는 특히 배열이 멤브레인과 접착 테이프로 구성되어 있음을 의미한다. 이는 스택 유닛의 설계 및 제조를 더욱 단순화한다. 가습 장치에도 동일하게 적용된다.
특히 바람직한 실시예에서, 에지 영역 상의 장치는 각각 에지 측면의 스페이서를 둘러싸고 스페이서 배열되는 포켓을 형성한다. 특히 바람직하게, 포켓은 에지 측면 상에 스페이서를 유체적으로 밀봉한다.
이러한 방식으로, 각각의 가습 장치 내의 각각의 스택 유닛의 분리 밀봉은 가습 장치 내의 2개의 유체의 유동 경로를 서로 분리하기 위해 필요하지 않다. 따라서, 이는 가습 장치의 특히 간단하고 비용 효율적인 제조로 이어진다.
유리한 실시예에서, 스페이서는 포켓들 중 적어도 하나에, 우선적으로 각각의 포켓에 느슨하게 배열된다. 다시 말해서, 특히 접착 테이프에 의한 장치 상의 스페이서의 고정은 제공되지 않고 필요하지도 않다. 이는 또한 스택 유닛 및 가습 장치 모두의 제조를 더욱 단순화시킨다. 동시에, 그렇지 않으면 통과할 수 있는 스페이서의 적절한 밀봉이 포켓에 의해 구현된다. 여기서, 적층 방향으로의 적층 유닛의 기계적 로딩은 관련된 가습 장치에서 수행될 수 있고, 이는 스페이서가 각각의 포켓에 클램핑된다.
포켓들 중 적어도 하나는 접착 테이프들 중 관련된 하나에 의해 형성되는 것을 고려될 수 있다. 이를 위해 접착 테이프는 예를 들어 접힌 것처럼 특히 뒤집혀 형상이 변경된다. 이는 포켓을 형성하기 위한 접착 테이프를 뒤집어서 형성한 포켓에 스페이서를 배치하여 수용하는 것을 의미한다. 특히, 두 접착 테이프는 각각 이러한 포켓을 형성할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 포켓들 중 적어도 하나는 멤브레인에 의해 형성될 수 있다. 이를 위해 멤브레인이 횡방향으로 재성형된다. 이 경우, 스페이서와 멤브레인의 연결은 포켓에 스페이서를 수용함으로써 구현될 수 있다.
각각의 접착 테이프는 원칙적으로 적어도 영역에서 적어도 일 측면에 접착제가 있는 경우 임의의 방식으로 구성될 수 있다. 이는 접착 테이프가 적어도 한 면에 접착제가 제공된 기재를 포함한다는 것을 의미한다. 이는 액체 및 경화 접착제일 수 있다. 대안적으로, 접착제는 활성화 열을 통해 연화되고 따라서 접착제가 되고 이어서 다시 경화되는 방식으로 구성되는 것을 고려할 수 있다.
기재는 원칙적으로 임의의 것일 수 있다. 바람직하게는, 기재는 텍스타일 기재이고, 따라서 접착 테이프는 보다 용이하게 가공될 수 있고, 특히 재성형될 수 있다.
접착 테이프 중 적어도 하나는 한쪽 면이 완전히 접착되어 있는 것이 고려될 수 있다.
또한, 접착 테이프 중 적어도 하나는 일 측면이 접착제이고 접착 테이프의 접착 측면을 뒤집음으로써 적층 방향으로 마주보는 2개의 접착 섹션을 형성하는 방식으로 뒤집어진다.
여기서 뒤집어서 포켓을 형성하는 것이 특히 바람직하다. 이는 접착 테이프가 뒤집어서 포켓을 형성한다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 스페이서가 포켓에 느슨하게 배열되는 스택 유닛의 간단한 제조가 구현된다.
마찬가지로 접착 테이프 중 적어도 하나는 양면에 접착성인 것을 고려할 수 있다. 여기서 접착 테이프의 각 면이 완전히 접착될 수 있다.
대안적으로, 양면에 접착성인 접착 테이프의 각 측면에 단지 영역에 접착제를 제공하는 것을 고려할 수 있다. 여기서, 접착 테이프는 적층 방향의 재성형된 접착 테이프가 서로 이격되는 2개의 접착 부분을 포함하는 방식으로 재성형될 수 있다. 이 버전에서, 장치의 관련 포켓은 또한 포켓이 스페이서가 수용되는 접착 테이프의 재성형에 의해 형성될 수 있다.
스택 유닛 외에 다수의 이러한 스택 유닛을 갖는 가습 장치도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 유체를 위한 제1 유동 경로 및 제1 유동 경로와 분리된 제2 유체를 위한 제2 유동 경로는 가습 장치를 통과한다.
적층 방향으로 서로 뒤따르는 전술된 다수의 스택 유닛을 가지며, 서로 멤브레인의 적층 방향으로 서로 향하는 평평한 측면 사이에 스페이서가 배열되고 이를 통해 유동 경로 중 하나가 안내된다.
적층 방향으로 서로 이어지는 스택 유닛은 적층 방향에 평행하게 연장하는 축을 중심으로 서로에 대해 비틀려 배열되어, 제1 유동 경로 및 제2 유동 경로가 적층 방향을 따라 각각의 스페이서를 교대로 통과한다.
비틀림은 원칙적으로 임의의 방식으로든 구성될 수 있다. 서로 뒤따르는 스택 유닛이 서로에 대해 90도 꼬인 경우 특히 바람직하다. 이는 가습 장치에서 유체의 유리하고 간단한 흐름 전도 및 가습될 유체의 유리하고 효율적인 가습을 유도한다.
가습 장치는 원칙적으로 해당 유체를 가습하기 위한 임의의 응용 분야에 사용될 수 있다.
특히, 가습 장치는 적어도 하나의 연료 전지를 포함하는 연료 전지 시스템에 사용된다. 작동 동안, 연료 전지는 산소 함유 반응물, 예를 들어 공기, 및 수소 함유 반응물이 공급되고 습한, 특히 증기 함유 배기 가스를 생성한다.
바람직하게는, 배기 가스에 함유된 습도를 산소 함유 반응물로 전달하기 위해 가습 장치가 사용된다.
본 발명의 추가적인 중요한 특징 및 장점이 종속항, 도면 그리고 도면을 기초로 하는 도면에 관한 상응 설명으로부터 이해될 수 있을 것이다.
전술한 특징 및 이하에서 설명될 특징이 각각의 특정 조합으로 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도, 다른 조합으로 또는 단독적으로 이용될 수 있는 것이 당연하다.
본 발명의 바람직한 예시적인 실시예가 도면에 되어 있고, 이하의 설명에서 더 구체적으로 설명될 것이고, 동일한 참조 번호는 동일하거나 유사한 또는 기능적으로 동일한 구성요소를 지칭한다.
도 1은 가습 장치용 스택 유닛의 등각 투영도,
도 2는 스택 유닛의 측면도,
도 3은 스택 유닛의 접착 테이프의 측면도,
도 4 및 도 5는 스택 유닛을 제조하는 동안의 측면도,
도 6은 다중 스택 유닛을 갖는 가습 장치의 제조 동안의 등각도 및 각 스택 유닛의 제조 단계를 도시하는 도면,
도 7은 도 6에서 VII에 의해 기술된 영역의 확대도,
도 8은 도 7에서 VIII로 표시된 영역의 확대도,
도 9는 다른 예시적인 실시예에 따른 스택 유닛의 측면도,
도 10 및 도 11은 도 9의 스택 유닛을 제조하는 동안의 측면도,
도 12는 도 9의 스택 유닛의 접착 테이프의 측면도,
도 13은 또 다른 예시적인 실시예에서 스택 유닛의 측면도,
도 14는 도 13의 스택 유닛을 제조하는 동안의 측면도,
도 15는 도 13의 스택 유닛의 접착 테이프의 측면도,
도 16은 도 13의 스택 유닛을 제조하는 동안의 측면도,
도 17은 다른 예시적인 실시예에 따른 스택 유닛의 측면도,
도 18은 도 17의 스택 유닛을 제조하는 동안의 측면도,
도 19는 도 17의 스택 유닛의 접착 테이프의 측면도,
도 20은 도 17의 스택 유닛을 제조하는 동안의 측면도,
도 21은 가습 장치가 있는 연료 전지 시스템의 매우 단순화된 회로 기판 유사의 도면.
도 1, 2, 6 내지 9 및 13 및 17에서 볼 수 있는 것과 같은 스택 유닛(1)은 도 6 내지 8 및 21에 도시된 가습 장치(2)에 사용된다. 가습 장치(2)에서 각각의 스택 유닛(1)은 제2 유체에 의해 제1 유체를 가습하는 역할을 한다. 가습 장치(2)에는 이러한 스택 유닛(1)이 여러 개 제공되며, 스택 유닛(1)은 스택 방향(3)으로 서로 이어지도록 배열되고 서로 적층된다.
습도 교환을 위해, 각각의 스택 유닛(1)은 적절하게 구성된 유체 사이의 멤브레인(4)을 포함한다. 멤브레인(4)은 평평하게 설계되고 서로를 향하는 두 개의 평평한 면(5)을 포함하며, 이를 통해 유체의 습도 교환이 수행된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 멤브레인(4)은 평평한 직육면체의 형상을 가지므로, 평평한 측면(5)은 실질적으로 직사각형으로 형성된다. 멤브레인(4)은 멤브레인(4) 외에 2개의 접착 테이프(7)를 포함하는 스택 유닛(1)의 장치(6)의 일부이다. 도시된 예시적인 실시예에서, 장치(6)는 멤브레인(4) 및 2개의 접착 테이프(7)로 구성된다. 스택 유닛(1)은 스페이서(8)를 포함하고, 이는 도면에서 직육면체 방식으로 단순화되어 도시된다. 스페이서(8)는 적층 방향(3)으로 인접한 스택 유닛(1)의 멤브레인(4)으로부터 멤브레인(4)을 이격시키는 역할을 한다. 또한, 작동 중에 유체 중 하나가 스페이서(8)를 통해 흐른다.
접착 테이프(7)는 멤브레인(4)의 평평한 면(5) 중 하나의 2개의 대향 에지 영역(9)에 배열된다. 이는 접착 테이프(7)가 멤브레인(4)의 대향 에지 영역(9) 및 평평한 측면(5)들 중 하나에 배열된다. 여기서, 접착 테이프(7)는 도시된 예시적인 실시예에서 연장되며 바람직하게는 멤브레인(4)의 전체 연장부에 걸쳐 에지 영역(9)의 간격 방향에 횡방향으로 연장된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 각각의 접착 테이프(7)는 적층 방향(3)으로 가습 유닛(2)에 인접한 적어도 스택 유닛(1)에 스택 유닛(1)을 결합하기 위해 제공된다. 이를 위해, 각각의 스택 유닛(1)은 적절하게 구성된다. 특히, 각각의 접착 테이프(7)는 관련 스택 유닛(1)이 접착 테이프(7)에 의해 에지 영역(9) 중 하나에 적어도 인접한 적층 방향(3)으로 접착되도록 구성, 즉 설계 및/또는 형성 및/또는 배열된다.
도시된 예시적인 실시예에서, 각각의 장치(6)는 에지 영역(9) 각각에 포켓(10)을 형성한다. 여기서, 스페이서(8)는 에지 측면에서 각각의 포켓(10)에 의해 둘러싸이도록 2개의 포켓(10)에 배열된다. 스페이서(8)를 수용하고 이에 따라 장치(6)와 연결하는 것 외에, 각각의 연관된 에지 측면에서 스페이서(8)의 밀봉은 각각의 포켓(10)과 함께 발생한다.
여기에서, 각각의 포켓(10)은 도 1 내지 도 8, 도 13 및 도 14의 예시적인 실시예에서 접착 테이프(7) 중 하나에 의해 형성된다. 이를 위해, 각각의 접착 테이프(7)는 뒤집혀서 재성형된다. 이는 특히 접착 테이프(7)를 접음으로써 수행된다.
도 9에 도시된 예시적인 실시예에서, 각각의 포켓(10)은 멤브레인(4)에 의해 형성된다. 이를 위해, 멤브레인(4)은 2개의 에지 영역(9) 상에서 재성형되고 뒤집혀진다.
각각의 접착 테이프(7)는 우선적으로 적어도 하나의 측면(11)에 적어도 영역에서 접착제(12)가 제공되는 직물 접착 테이프(7)이다. 따라서 각각의 접착 테이프(7)는 2개의 측면(11)을 가지며, 여기서 측면(11) 중 적어도 하나는 적어도 영역에서 접착제(12)에 의해 접착된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 동일한 접착 테이프(7)가 각각의 경우에 사용된다. 이는 액체 및 경화된 접착제(12)일 수 있다. 대안적으로, 접착제(12)는 활성화 열을 통해 연화되어 접착제가 되고 이어서 다시 경화되는 방식으로 고려될 수 있다.
도 3은 도 1 내지 도 8의 예시적인 실시예에 사용된 2개의 접착 테이프(7) 중 하나를 도시한다. 여기서 접착 테이프(7)는 한 면에 접착제(12)가 제공되어 결과적으로 한 면에만 접착된다는 것이 고려된다. 도 9, 13 및 17의 예시적인 실시예에서, 각각의 관련된 예시적인 실시예에 대해 도 12, 15 및 19에 도시된 접착 테이프(7)가 사용된다. 이들 도면으로부터 명백한 바와 같이, 양면 접착제 테이프(7)는 이들 예시적인 실시예 각각에서 사용된다. 이는 접착 테이프(7)가 적어도 부분적으로 접착제(12)와 함께 각각의 측면(11)에 제공된다는 것을 의미한다.
도 3 내지 도 5는 도 1 및 2에 도시된 스택 유닛(1)의 가능한 제조를 도시한다. 도 4에 따르면, 각각의 접착 테이프(7)는 접착제(12)가 제공된 측면(10)과 함께 관련 에지 영역(9)에 배열되어 접착 테이프(7)가 관련 에지 영역(9) 위로 횡방향으로 돌출된다. 그 다음, 스페이서(8)는 접착제(12) 없이 접착 테이프(7)의 측면(11)에 배열된다. 도 5에 도시된 바와 같이,
관련 포켓(10)이 형성되고 접착 테이프(7)가 뒤집힘에 의해 적층 방향(3)으로 서로 멀어지는 2개의 접착 섹션(13)을 포함하는 방식으로 각각의 접착 테이프(7)를 접착한다. 따라서, 스페이서(8)는 포켓(10)에 느슨하게 배열된다. 스택 유닛(1)이 서로 적층될 때, 스페이서(8)는 주어진 압력으로 인해 공정에서 2개의 포켓(10)에 고정된다. 여기서, 접착제(12)는 도시된 예시적인 실시예에서 접착 테이프(7)의 전체 관련 측면(11)에 제공된다. 따라서 접착 섹션(13) 중 하나는 관련 에지 영역(9)에 접합된다. 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 스택 방향(3)으로 인접한 스택 유닛(1)에 대한 관련 스택 유닛(1)의 접합은 다른 접착 섹션(13)과 함께 수행된다.
또한, 명백한 바와 같이, 도 6 내지 도 8로부터, 적층 방향(3)으로 서로 이어지는 스택 유닛(1)은 적층 방향(3)에 평행하게 연장하는 축(14)을 중심으로 서로에 대해 비틀려 있다. 도시된 예시적인 실시예에서, 스택 유닛(1)은 적층 방향(3)으로 서로 이어지고 각각 90도 비틀려 있다. 이는 서로 뒤따르는 스택 유닛(1)의 에지 영역(9) 및 이에 따른 포켓(10)이 서로에 대해 꼬이고 즉, 도시된 예에서 따라서 90도 꼬인다. 특히 도 8로부터 명백한 바와 같이, 이는 유체 중 제1 유체에 대한 유동 경로(15)가 가습 장치(2)를 통해 유도되고 제2 유체에 대한 제2 유동 경로(16)가 가습 장치(2)를 통해 개별적으로 유도된다. 여기서, 유동 경로(15, 16) 중 하나는 각각의 경우에 스페이서(8) 중 하나를 통과하고, 적층 방향(3)으로 교대로 제1 유동 경로(15) 또는 제2 유동 경로(16)는 각각의 스페이서(8)를 통해 유도된다. 90도로 꼬인 서로 이어지는 스택 유닛(1)은 가습 장치(2)를 통한 2개의 유체의 직교류가 구현되도록 한다. 여기서, 포켓(10)은 각각의 스페이서(8)의 적절한 밀봉을 보장하고 따라서 두 개의 유동 경로(15, 16)의 확실한 분리를 보장한다.
도 6에서 명백한 바와 같이, 각각의 스택 유닛(1)은 단순화되어 상이한 테이프(7, 17, 18)로부터 제조될 수 있다. 여기서, 접착 테이프(7)의 롤(19), 멤브레인(4)을 형성하는 멤브레인 테이프(17)의 롤(19) 및 스페이서(8)를 각각 형성하는 스페이서 테이프(18)의 롤(19)이 제공된다. 그 뒤 이들은 도 4 및 5를 참조하여 상기 설명에 따라 배열 및 재성형된다. 이어서, 스택 유닛(1)은 절단 도구(20)를 사용하여 원하는 길이로 절단된다. 도 6에서 명백한 바와 같이, 스택 유닛(1)은 서로에 대해 꼬여 있고 서로 뒤따라서 각각의 관련 롤(19) 및 관련 절삭 공구(20)에 의해 각각 제조될 수 있다. 마찬가지로 가습 장치(2)를 제조하기 위하여 서로에 대해 비틀고 동일한 롤(19) 및 동일한 절삭 공구(20)로 모든 스택 유닛(1)을 제조하는 것이 고려될 수 있다.
명백하게, 롤(19) 및 테이프(7, 17, 18)에 의해 구현되는 스택 유닛(1)의 설명된 제조는 도 9, 13 및 17의 예시적인 실시예에서 유사하게 구현될 수 있다.
도 9에 도시된 예시적인 실시예에서, 도 10 및 11로부터 명백한 바와 같이, 제조는 스페이서(8)와 멤브레인(4)을 서로에 배열함으로써 수행되며, 여기서 멤브레인(4)은 에지 영역(9)과 함께 스페이서(8) 위로 측면으로 돌출된다. 이는 도 11에 암시된 바와 같이 포켓(10)을 형성하기 위한 에지 영역(9)의 턴오버가 뒤따른다. 그 다음에, 2개의 접착 테이프(7)는 연계된 에지 영역(9)의 스페이서(8)로부터 멀어지는 면을 향하는 평평한 측면(5)에 부착된다. 특히 도 12로부터 명백한 바와 같이, 각각의 접착 테이프(7)는 이 예시적인 실시예에서 양쪽 면에서 완전히 접착된다. 이는 접착 테이프(7)의 양 측면(11)에 접착제(12)가 완전히 제공된다는 것을 의미한다. 이 예시적인 실시예에서, 스페이서(8)는 따라서 포켓(10)에 느슨하게 수용된다. 스택 유닛(1)이 서로에 대해 적층될 때, 주어진 압력으로 인해 이 공정에서 스페이서(8)는 2개의 포켓(10)에 고정된다.
도 13에 도시된 스택 유닛(1)의 예시적인 실시예에서, 멤브레인(4) 및 스페이서(8)는 도 14에 따라 서로 배열된다. 여기서, 도 15에 따른 접착 테이프(7)가 사용된다. 이들 접착 테이프(7)는 양면에 접착제이며, 각각의 측면(11)에는 단지 횡방향 영역에서만 접착제(12)가 제공된다. 관련된 에지 영역(9)에서, 각각의 접착 테이프(7)는 접착제(12)를 포함하는 측면(11) 중 하나의 영역과 함께 스페이서(8)로부터 이격되는 방향을 향하는 평평한 측면(5)에 부착된다. 이는 각각의 접착 테이프(7)가 포켓(10) 중 하나를 형성하고 멤브레인(4)으로부터 이격되는 쪽을 향하는 스페이서(8)의 측면에서 접착제(12)가 제공된 접착제 테이프(7)의 다른 측면의 다른 영역이 배열되도록 각 접착 테이프(11)를 뒤집음으로써 제공된다. 이 예시적인 실시예에서, 스페이서(7)는 따라서 또한 포켓(10)에 느슨하게 놓이고, 여기서 스페이서(8)는 주어진 압력으로 인해 스택 유닛(1)을 서로에 적층하는 동안 2개의 포켓(10)에 고정된다.
도 17에 도시된 예시적인 실시예에서, 도 18에 도시된 바와 같이 스택 유닛(1)을 제조하기 위한 각각의 접착 테이프(11)는 연관된 에지 영역(9) 상에 그리고 멤브레인(4)과 스페이서(8) 사이에 배열된다. 여기서, 접착 테이프(7)는 멤브레인(4)과 스페이서(8) 위로 횡방향으로 돌출되어 있다. 도 19에서 명백한 바와 같이, 접착 테이프(7)는 양 측면(11)에 접착제(12)가 완전히 제공되는 각각의 경우에 이 예시적인 실시예에서 사용된다. 따라서, 멤브레인(4)에 대한 스페이서(8)의 결합은 각각의 접착 테이프(7)로 수행된다. 도 20에 도시된 바와 같이, 포켓(10) 중 관련된 하나를 형성하기 위해 각각의 접착 테이프(7)가 뒤집힌다. 이 예시적인 실시예에서, 스페이서는 각각의 포켓(10)에 접합된다.
도 21에 따르면, 가습 장치(2)는 연료 전지(22)를 갖는 시스템(21)에 사용될 수 있으며, 여기서 이하의 시스템(21)은 또한 연료 전지 시스템(21)으로 지칭된다. 연료 전지 시스템(21)에서, 연료 전지(22)는 제1 유동 경로(15)를 따라 산소 함유 반응물, 특히 공기가 공급된다. 이 공정에서 습기, 특히 증기를 포함하는 배기 가스가 작동 중에 발생하여 제2 유동 경로(16)를 따라 배출된다. 여기에서 유동 경로(15, 16)는 각각 가습 장치(2)를 통해 서로 분리되어 안내되어 배기가 산소 함유 반응물의 상부로 습도를 전달하여 반응물을 가습한다.

Claims (10)

  1. 제2 유체에 의해 제1 유체를 가습하기 위해 적층 방향(3)으로 서로 적층된 다중 스택 유닛(1)을 포함하는 가습 장치(2)용 스택 유닛(1)으로서,
    - 멤브레인(4) 및 2개의 접착 테이프(7)를 포함하는 장치(6)를 가지며,
    - 멤브레인(4)은 작동 중에 유체가 습도를 교환하는 서로 반대 방향으로 향하는 2개의 평평한 측면(5)을 포함하고,
    - 적층 방향(3)으로 인접한 스택 유닛(1)의 멤브레인(4)으로부터 멤브레인(4)을 이격시키기 위해 멤브레인(4)을 통해 이동할 수 있고 연결되는 스페이서(8)를 가지며,
    - 접착 테이프(7)는 멤브레인(4)의 평평한 측면(5) 중 적어도 하나의 2개의 대향하는 에지 영역(9)에 배열되는 스택 유닛(1).
  2. 제1항에 있어서, 스택 유닛(1)은 적층 방향(3)으로 스택 유닛(1)이 에지 영역(9) 중 적어도 하나에 인접한 접착 테이프(7) 중 적어도 하나에 의해 접착되는 방식으로 구성되는 스택 유닛.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 에지 영역(9) 상의 장치(6)는 각각 에지 측면의 스페이서(8)를 둘러싸고 스페이서(8)가 배열되는 포켓(10)을 형성하는 스택 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 스페이서(8)는 포켓(10)들 중 적어도 하나에 느슨하게 배열되는 스택 유닛.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 포켓(10)들 중 적어도 하나는 접착 테이프(7) 중 관련된 접착 테이프에 의해 형성되고, 포켓(10)을 형성하기 위한 접착 테이프(7)는 뒤집혀지고, 특히 접혀지는 스택 유닛.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 포켓(10) 중 적어도 하나는 멤브레인(4)에 의해 형성되고, 포켓(10)을 형성하기 위한 멤브레인(4)은 횡방향으로 재성형되는 스택 유닛.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 접착 테이프(7) 중 적어도 하나는 일 측면이 접착제이고 접착 테이프(7)의 접착 측면(11)을 뒤집음으로써 적층 방향(3)으로 마주보는 2개의 접착 섹션(13)을 형성하는 방식으로 뒤집어지는 스택 유닛.
  8. 제5항 및 제7항에 있어서, 접착 테이프(7)는 뒤집음으로써 포켓(10)을 형성하는 스택 유닛.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 접착 테이프(7)는 양 측면이 접착제인 스택 유닛.
  10. 특히 연료 전지 시스템(21)을 위한 제2 유체에 의해 제1 유체를 가습하기 위한 가습 장치(2)로서,
    - 제1 유체를 위한 제1 유동 경로(15) 및 제1 유동 경로(15)와 분리된 제2 유체를 위한 제2 유동 경로(16)는 가습 장치(2)를 통과하고,
    - 적층 방향(3)으로 서로 뒤따르는 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 다수의 스택 유닛(1)을 가지며, 서로 멤브레인(4)의 적층 방향(3)으로 서로 향하는 평평한 측면(5) 사이에 스페이서(8)가 배열되고 이를 통해 유동 경로(15, 16) 중 하나가 안내되고,
    - 적층 방향(3)으로 서로 이어지는 스택 유닛(1)은 적층 방향(3)에 평행하게 연장하는 축(14)을 중심으로 서로에 대해 비틀려 배열되어, 제1 유동 경로(15) 및 제2 유동 경로(16)가 적층 방향(3)을 따라 각각의 스페이서(8)를 교대로 통과하는 가습 장치(2).
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