WO2022097870A1 - 연료전지용 가습기의 카트리지 및 연료전지용 가습기 - Google Patents
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Definitions
- FIG. 3 is a schematic exploded cross-sectional view showing a fuel cell humidifier according to the present invention taken along line I-I of FIG.
- the first gas inlet 215 is formed in the inner case 212 .
- the first gas inlet 215 may introduce a wet gas or a dry gas into the inner case 212 .
- the first gas inlet 215 may be formed through the inner case 212 .
- the wet gas after humidifying the dry gas flows out between the outer surface of the inner case 212 and the inner surface of the mid-case 22 through the first gas outlet 216 and the second gas outlet 223 ) through the mid-case 22 may be discharged to the outside.
- the second gas inlet 222 may be connected to the fuel cell stack to receive the wet gas.
- the wet gas may be off-gas discharged from the fuel cell stack.
- the humidification module 2 may include a plurality of packing members 23 and 23'.
- the first gas outlet 216 may be formed on one side 2120 of the inner case 212 .
- the first gas outlet 216 may discharge a wet gas or a dry gas from the inside of the inner case 212 .
- the first gas outlet 216 may be implemented as a single through hole penetrating the inner case 212 .
- the first gas outlet 216 may be implemented as a plurality of through holes penetrating the inner case 212 .
- the first gas outlet 216 may include a plurality of windows 216a formed to pass through different portions of the inner case 212 .
- the windows 216a may be spaced apart from each other in each of the first axial direction (X-axis direction) and the second axial direction (Y-axis direction) to form a matrix.
- the cartridge 21 may be implemented to have various humidification performance according to the residence time of the wet gas or the dry gas by using the difference between the inflow area and the outflow area. Accordingly, the humidifier 1 according to the present invention can improve versatility applicable to fuel cells used in various places of use.
- the cartridge 21 can be replaced as the space between the cartridge 21 and the mid-case 22 is sealed by the packing members 23 and 23'. Since it is easily implemented, the ability to respond to the humidification performance required by the fuel cell can be improved by replacing the cartridge 21 .
- the inflow An area may be implemented to be larger than the outflow area. Accordingly, since the residence time during which the wet gas or the dry gas stays inside the inner case 212 is increased, the humidifying performance of the cartridge 21 can be improved.
- each of the windows 215a of the first gas inlet 215 may have the same area as each other. Accordingly, the humidifier 1 for fuel cell according to the present invention can be implemented to have various humidification performance by using the number of windows 215a of the first gas inlet 215 .
- Each of the windows 216a of the first gas outlet 216 may have the same area as each other. Accordingly, the humidifier 1 for fuel cell according to the present invention can be implemented to have various humidification performance by using the number of windows 216a of the first gas outlet 216 .
- the cartridge 21 is implemented to have various humidification performance according to the residence time of the wet gas or the dry gas by using the separation distance between the first gas inlet 215 and the first gas outlet 216.
- the humidifier 1 according to the present invention can improve versatility applicable to fuel cells used in various places of use.
- the cartridge 21 can be replaced as the space between the cartridge 21 and the mid-case 22 is sealed by the packing members 23 and 23'. Since it is easily implemented, the ability to respond to the humidification performance required by the fuel cell can be improved by replacing the cartridge 21 .
- the distance between the first gas outlet 216 and the first gas inlet 215 is significantly shortened.
- the residence time during which the wet gas or the dry gas stays inside the inner case 212 may be remarkably reduced.
- the distance between the first gas outlet 216 and the first gas inlet 215 is excessively long. Accordingly, the residence time during which the wet gas or the dry gas stays inside the inner case 212 may be excessively increased.
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Abstract
Description
Claims (21)
- 연료전지 스택으로부터 배출된 습윤 기체를 이용하여 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습하기 위한 가습 모듈;상기 가습 모듈의 일단에 결합된 제1 캡; 및상기 가습 모듈의 타단에 결합된 제2 캡을 포함하고,상기 가습 모듈은,양 말단들이 개방되어 있는 미드-케이스; 및상기 미드-케이스 내에 배치되며 다수의 중공사막들을 포함하는 적어도 하나의 카트리지(Cartridge);를 포함하고,상기 카트리지는 말단에 개구(Opening)를 가지며 상기 다수의 중공사막들이 들어있는 이너 케이스(Inner Case)를 포함하고,상기 이너 케이스는 기체의 유입을 위한 제1 기체 유입구, 및 기체의 유출을 위한 제1 기체 유출구를 포함하며,상기 제1 기체 유입구의 면적과 상기 제1 기체 유출구의 면적은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 제1항에 있어서,상기 제1 기체 유입구와 상기 제1 기체 유출구는 각각 상기 이너 케이스를 관통하여 형성된 복수개의 윈도우를 포함하고,상기 제1 기체 유입구가 갖는 윈도우의 개수는 상기 제1 기체 유출구가 갖는 윈도우의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 제1항에 있어서,상기 제1 기체 유입구와 상기 제1 기체 유출구는 각각 상기 이너 케이스를 관통하여 형성된 복수개의 윈도우를 포함하고,상기 제1 기체 유출구가 갖는 윈도우의 개수는 상기 제1 기체 유입구가 갖는 윈도우의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 제2항 또는 제3항에 있어서,상기 제1 기체 유입구가 갖는 복수개의 윈도우 각각의 면적은 서로 동일하고,상기 제1 기체 유출구가 갖는 복수개의 윈도우 각각의 면적은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 제1항에 있어서,상기 제1 기체 유입구의 면적을 N(N은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 제1 기체 유출구의 면적은 0.5N 이상 1N 미만이거나 1N 초과 2N 이하인 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 제1항 또는 제5항에 있어서,상기 제1 기체 유입구와 상기 제1 기체 유출구는 상기 이너 케이스의 일측에 형성되어 있고,상기 이너 케이스의 일측의 면적을 M(M은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 제1 기체 유입구의 면적은 0.05M 이상 0.18M 이하인 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 제1항 또는 제5항에 있어서,상기 제1 기체 유입구와 상기 제1 기체 유출구는 상기 이너 케이스의 일측에 형성되어 있고,상기 이너 케이스의 일측의 면적을 M(M은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 제1 기체 유출구의 면적은 0.05M 이상 0.18M 이하인 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 제1항에 있어서,상기 이너 케이스는 상기 제1 기체 유입구가 형성된 유입부재, 상기 제1 기체 유출구가 형성된 유출부재, 및 상기 유입부재와 상기 유출부재의 사이에 배치된 연결부재를 포함하고,상기 연결부재는 일단이 상기 유입부재의 일단에 결합되고, 타단이 상기 유출부재의 일단에 결합되며,상기 제1 기체 유입구는 상기 유입부재의 일단으로부터 이격된 거리와 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 거리가 서로 상이한 위치에 배치되고,상기 제1 기체 유출구는 상기 유출부재의 일단으로부터 이격된 거리와 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 거리가 서로 상이한 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 연료전지 스택으로부터 배출된 습윤 기체를 이용하여 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습하기 위한 가습 모듈;상기 가습 모듈의 일단에 결합된 제1 캡; 및상기 가습 모듈의 타단에 결합된 제2 캡을 포함하고,상기 가습 모듈은,양 말단들이 개방되어 있는 미드-케이스; 및상기 미드-케이스 내에 배치되며 다수의 중공사막들을 포함하는 적어도 하나의 카트리지(Cartridge);를 포함하고,상기 카트리지는 말단에 개구(Opening)를 가지며 상기 다수의 중공사막들이 들어있는 이너 케이스(Inner Case)를 포함하고,상기 이너 케이스는 기체의 유입을 위한 제1 기체 유입구, 기체의 유출을 위한 제1 기체 유출구, 상기 제1 기체 유입구가 형성된 유입부재, 상기 제1 기체 유출구가 형성된 유출부재, 및 상기 유입부재와 상기 유출부재의 사이에 배치된 연결부재를 포함하며,상기 연결부재는 일단이 상기 유입부재의 일단에 결합되고, 타단이 상기 유출부재의 일단에 결합되며,상기 제1 기체 유입구는 상기 유입부재의 일단으로부터 이격된 거리와 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 거리가 서로 상이한 위치에 배치되고,상기 제1 기체 유출구는 상기 유출부재의 일단으로부터 이격된 거리와 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 거리가 서로 상이한 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,상기 제1 기체 유입구가 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 제1 이격거리를 L(L은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 제1 기체 유출구가 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 제2 이격거리는 2.33L 초과 19L 이하인 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,상기 제1 기체 유입구는 상기 유입부재의 일단으로부터 이격된 거리가 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 거리에 비해 더 짧은 위치에 배치되고,상기 제1 기체 유출구는 상기 유출부재의 일단으로부터 이격된 거리가 상기 유출부재의 타단으로부터 이격된 거리에 비해 더 짧은 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,상기 제1 기체 유입구는 상기 유입부재의 일단으로부터 이격된 거리가 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 거리에 비해 더 긴 위치에 배치되고,상기 제1 기체 유출구는 상기 유출부재의 일단으로부터 이격된 거리가 상기 유출부재의 타단으로부터 이격된 거리에 비해 더 긴 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
- 연료전지 스택으로부터 배출된 습윤 기체를 이용하여 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습하기 위한 연료전지용 가습기의 카트리지(Cartridge)로,말단에 개구(Opening)를 가지며 다수의 중공사막들이 들어있는 이너 케이스(Inner Case); 및상기 이너 케이스에 형성된 제1 기체 유입구와 제1 기체 유출구;를 포함하고,상기 제1 기체 유입구의 면적과 상기 제1 기체 유출구의 면적은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 카트리지.
- 제13항에 있어서,상기 제1 기체 유입구의 면적을 N(N은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 제1 기체 유출구의 면적은 0.5N 이상 1N 미만이거나 1N 초과 2N 이하인 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 카트리지.
- 제13항 또는 제14항에 있어서,상기 제1 기체 유입구와 상기 제1 기체 유출구는 상기 이너 케이스의 일측에 형성되어 있고,상기 이너 케이스의 일측의 면적을 M(M은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 제1 기체 유입구의 면적은 0.05M 이상 0.18M 이하인 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 카트리지.
- 제13항 또는 제14항에 있어서,상기 제1 기체 유입구와 상기 제1 기체 유출구는 상기 이너 케이스의 일측에 형성되어 있고,상기 이너 케이스의 일측의 면적을 M(M은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 제1 기체 유출구의 면적은 0.05M 이상 0.18M 이하인 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 카트리지.
- 제13항에 있어서,상기 이너 케이스는 상기 제1 기체 유입구가 형성된 유입부재, 상기 제1 기체 유출구가 형성된 유출부재, 및 상기 유입부재와 상기 유출부재 각각에 결합된 연결부재를 포함하고,상기 연결부재는 일단이 상기 유입부재의 일단에 결합되고, 타단이 상기 유출부재의 일단에 결합되며,상기 제1 기체 유입구는 상기 유입부재의 일단으로부터 이격된 거리와 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 거리가 서로 상이한 위치에 배치되고,상기 제1 기체 유출구는 상기 유출부재의 일단으로부터 이격된 거리와 상기 유출부재의 타단으로부터 이격된 거리가 서로 상이한 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 카트리지.
- 연료전지 스택으로부터 배출된 습윤 기체를 이용하여 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습하기 위한 연료전지용 가습기의 카트리지(Cartridge)로,말단에 개구(Opening)를 가지며 다수의 중공사막들이 들어있는 이너 케이스(Inner Case); 및상기 이너 케이스에 형성된 제1 기체 유입구와 제1 기체 유출구;를 포함하고,상기 이너 케이스는 상기 제1 기체 유입구가 형성된 유입부재, 상기 제1 기체 유출구가 형성된 유출부재, 및 상기 유입부재와 상기 유출부재 각각에 결합된 연결부재를 포함하며,상기 연결부재는 일단이 상기 유입부재의 일단에 결합되고, 타단이 상기 유출부재의 일단에 결합되고,상기 제1 기체 유입구는 상기 유입부재의 일단으로부터 이격된 거리와 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 거리가 서로 상이한 위치에 배치되며,상기 제1 기체 유출구는 상기 유출부재의 일단으로부터 이격된 거리와 상기 유출부재의 타단으로부터 이격된 거리가 서로 상이한 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 카트리지.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,상기 제1 기체 유입구가 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 제1 이격거리를 L(L은 0보다 큰 실수)이라 할 때, 상기 제1 기체 유출구가 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 제2 이격거리는 2.33L 초과 19L 이하인 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 카트리지.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,상기 제1 기체 유입구는 상기 유입부재의 일단으로부터 이격된 거리가 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 거리에 비해 더 짧은 위치에 배치되고,상기 제1 기체 유출구는 상기 유출부재의 일단으로부터 이격된 거리가 상기 유출부재의 타단으로부터 이격된 거리에 비해 더 짧은 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 카트리지.
- 제17항 또는 제18항에 있어서,상기 제1 기체 유입구는 상기 유입부재의 일단으로부터 이격된 거리가 상기 유입부재의 타단으로부터 이격된 거리에 비해 더 긴 위치에 배치되고,상기 제1 기체 유출구는 상기 유출부재의 일단으로부터 이격된 거리가 상기 유출부재의 타단으로부터 이격된 거리에 비해 더 긴 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기의 카트리지.
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