WO2022145947A1 - 연료전지용 가습기 - Google Patents

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WO2022145947A1
WO2022145947A1 PCT/KR2021/020008 KR2021020008W WO2022145947A1 WO 2022145947 A1 WO2022145947 A1 WO 2022145947A1 KR 2021020008 W KR2021020008 W KR 2021020008W WO 2022145947 A1 WO2022145947 A1 WO 2022145947A1
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WO
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sealant
packing member
external
case
potting layer
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Application number
PCT/KR2021/020008
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English (en)
French (fr)
Inventor
김도우
양형모
안웅전
허중근
Original Assignee
코오롱인더스트리 주식회사
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying

Definitions

  • the present invention relates to a humidifier for a fuel cell for supplying humidified gas to the fuel cell.
  • fuel cells can produce electricity continuously as long as hydrogen and oxygen are supplied, and there is no heat loss, so the efficiency is about twice that of an internal combustion engine.
  • the fuel cell has the advantage of being environmentally friendly and reducing concerns about resource depletion due to increased energy consumption.
  • PEMFC Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell
  • PAFC Phosphoric Acid Fuel Cell
  • MCFC Molten Carbonate Fuel Cell
  • SOFC Solid Oxide Fuel Cell
  • AFC Alkaline Fuel Cell
  • PEMFC polymer electrolyte fuel cell
  • PEMFC polymer electrolyte fuel cell
  • MEA membrane-electrode assembly
  • a bubbler humidification method in which water is supplied by passing a target gas through a diffuser after filling a pressure-resistant container with water, 2) the amount of supplied water required for fuel cell reaction
  • a direct injection method in which moisture is calculated and directly supplying moisture to a gas flow pipe through a solenoid valve
  • 3) a humidification membrane method in which moisture is supplied to a fluidized bed of gas using a polymer membrane.
  • the membrane humidification method of humidifying the polymer electrolyte membrane by providing water vapor to the air supplied to the polymer electrolyte membrane using a membrane that selectively transmits only water vapor contained in the exhaust gas is advantageous in that the humidifier can be reduced in weight and size.
  • the selective permeable membrane used in the membrane humidification method is preferably a hollow fiber membrane having a large permeation area per unit volume when forming a module. That is, when a humidifier is manufactured using a hollow fiber membrane, the high integration of the hollow fiber membrane with a large contact surface area is possible, so that the fuel cell can be sufficiently humidified even with a small capacity, low-cost materials can be used, and the fuel cell discharges at high temperature. It has the advantage that it can be reused through a humidifier by recovering moisture and heat contained in the off-gas.
  • FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a conventional fuel cell humidifier.
  • the humidifier 100 of a conventional membrane humidification method has a humidification module 110 in which moisture exchange occurs between air supplied from the outside and exhaust gas discharged from a fuel cell stack (not shown) and the humidification. It includes caps 120 coupled to both ends of the module 110 .
  • One of the caps 120 transfers air supplied from the outside to the humidification module 110 , and the other transfers air humidified by the humidification module 110 to the fuel cell stack.
  • the humidification module 110 includes a mid-case 111 having an off-gas inlet 111a and an off-gas outlet 111b, and the It includes a plurality of hollow fiber membranes 112 in the mid-case 111 . Both ends of the bundle of the hollow fiber membranes 112 are potted in the hard potting part 113 .
  • the hard potting part 113 is generally formed by curing a liquid polymer such as a liquid polyurethane resin through a casting method.
  • the hard potting part 113 in which the ends of the hollow fiber membranes 112 are potted and the resin layer between the hard potting part 113 and the mid-case 111 ( 114 blocks the inner spaces of the caps 120 from the inner spaces of the mid-case 111 .
  • the resin layer 114 is generally formed by curing a liquid polymer such as a liquid polyurethane resin through a casting method.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and to provide a humidifier for a fuel cell that can prevent the productivity of the humidifier from being lowered due to the formation of a resin layer through a casting process.
  • the present invention may include the following configuration.
  • the present invention provides a humidification module for humidifying dry gas supplied from the outside using the wet gas discharged from the fuel cell stack; and a first cap coupled to one end of the humidifying module.
  • the humidification module is a mid-case (mid-case) that both ends are open; and at least one cartridge (Cartridge) disposed in the mid-case and including a plurality of hollow fiber membranes.
  • the cartridge may include an inner case having both ends open and containing the hollow fiber membranes, and a first potting layer for potting one end of the hollow fiber membranes.
  • the humidifier for a fuel cell according to the first embodiment of the present invention is airtightly coupled to one end of the humidifying module through mechanical assembly so that the humidifying module can fluidly communicate only with the hollow fiber membranes of the first cap (Air tightly) coupled) a first packing member; a first sealing part sealing the space between the first packing member and the first potting layer; and a first blocking part coupled to the first packing member to limit a distance through which the first sealing part can flow, wherein the first sealing part is the first packing member and the first with respect to the first packing member. It may be disposed in at least one of the first external space between the caps and the internal space disposed on the opposite side of the first external space.
  • the humidifier for fuel cell according to the second embodiment of the present invention is a first air tightly coupled to one end of the humidification module through mechanical assembly so that the first cap can communicate with only the hollow fiber membranes in fluid communication. packing member; and a first sealant sealing between the first packing member and the cartridge in the inner space disposed on the mid-case side based on the first packing member.
  • the first packing member includes a first inner groove for accommodating the first sealant, a first blocking member disposed on one side of the first inner groove, and a first partition member disposed on the other side of the first inner groove wherein the first blocking member protrudes toward the inner space by a length longer than that of the first inner groove, and the first sealant is located in the first inner groove, so that the first blocking member and the first It is possible to seal between the potting layers.
  • the present invention is implemented so that the casting process for sealing the inner space of the cap and the inner space of the mid-case can be omitted. Accordingly, the present invention can increase productivity by shortening the process time for production.
  • the sealing force can be strengthened to prevent direct mixing of the drying gas and the wet gas by sealing a gap that may be formed around the cartridge. Therefore, the present invention can improve the stability of the humidifying process of humidifying the dry gas.
  • the present invention by implementing a protruding structure in the sealant, it is possible to additionally secure a sealing area through the sealant. Accordingly, the present invention can further strengthen the sealing force by the sealant.
  • FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a conventional fuel cell humidifier
  • FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of a humidifier for a fuel cell according to the present invention
  • 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.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the fuel cell humidifier according to the present invention taken along line I-I of FIG. 2;
  • 5 to 7 are schematic cross-sectional views illustrating an enlarged portion A of FIG. 4 ;
  • FIG. 8 is a partial side cross-sectional view taken along line I-I of FIG. 2;
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion A of FIG. 4 to explain the reinforcement of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic exploded perspective view of an embodiment in which two cartridges are coupled to a mid-case in the humidifier for a fuel cell according to the present invention
  • FIG. 11 is a schematic exploded perspective view of an embodiment in which three cartridges are coupled to a mid-case in the humidifier for a fuel cell according to the present invention
  • FIG. 12 is a schematic exploded cross-sectional view illustrating a fuel cell humidifier according to the present invention taken along line I-I of FIG.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing the fuel cell humidifier according to the present invention taken along line I-I of FIG. 2;
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged portion B of FIG. 11 ;
  • 15 is a partial exploded cross-sectional view showing a state before the first packing member, the cartridge, and the first sealant are combined with reference to the line I-I of FIG.
  • 16 is a schematic cross-sectional view showing a state before the first packing member is coupled to the mid-case in the humidifier for a fuel cell according to the present invention
  • 17 and 18 are schematic cross-sectional views showing a state in which the first packing member is coupled to the cartridge
  • FIG. 19 is a schematic exploded perspective view of an embodiment in which two cartridges are coupled to a mid-case in the humidifier for a fuel cell according to the present invention
  • FIG. 20 is a schematic exploded perspective view of an embodiment in which three cartridges are coupled to a mid-case in the humidifier for a fuel cell according to the present invention
  • the humidifier 1 for a fuel cell humidifies the dry gas supplied from the outside using the wet gas discharged from the fuel cell stack (not shown). It is to do
  • the drying gas may be fuel gas or air.
  • the dry gas may be supplied to the fuel cell stack after being humidified by the wet gas.
  • a fuel cell humidifier (1) according to the present invention includes a humidifying module (2) for humidifying dry gas, and a first cap (3) coupled to one end of the humidifying module (2).
  • the humidification module 2 is a cartridge (Cartridge) 22 to which a plurality of hollow fiber membranes 221 are coupled, the cartridge 22 is coupled to a mid-case (Mid-case) 21 , and the cartridge 22 ) and the mid-case 21 is disposed between the cartridge 22 and the mid-case 21 includes a first packing member 23 for sealing.
  • the first packing member 23 may seal between the cartridge 22 and the mid-case 21 through coupling without a casting process. Accordingly, the first packing member 23 may seal the inner space IS of the first cap 3 and the inner space IS of the mid-case 21 . Accordingly, in the fuel cell humidifier 1 according to the present invention, the casting process, which requires a relatively long process time, can be omitted, and thus productivity can be increased by shortening the process time for production.
  • the humidification module 2 humidifies the dry gas supplied from the outside.
  • the humidification module 2 may humidify the dry gas supplied from the outside using the wet gas discharged from the fuel cell stack.
  • the first cap 3 may be coupled to one end of the humidification module 2 .
  • a second cap 4 may be coupled to the other end of the humidification module 2 .
  • the first cap 3 may deliver the dry gas to the humidification module 2 .
  • the second cap 4 may deliver the dry gas humidified by the wet gas in the humidification module 2 to the fuel cell stack.
  • the first cap 3 may deliver the humidification gas to the humidification module 2 .
  • the second cap 4 may discharge the wet gas after humidifying the dry gas in the humidification module 2 to the outside.
  • the humidification module 2 may include the cartridge 22 , the mid-case 21 , and the first packing member 23 .
  • the cartridge 22 includes a plurality of the hollow fiber membrane 221 .
  • the hollow fiber membranes 221 may be implemented as the cartridge 22 to be modularized. Accordingly, through the process of coupling the cartridge 22 to the mid-case 21 , the hollow fiber membranes 221 may be installed inside the mid-case 21 . Accordingly, the fuel cell humidifier 1 according to the present invention can improve the ease of installation, separation, and replacement of the hollow fiber membranes 221 .
  • the cartridge 22 may include an inner case 222 accommodating the hollow fiber membranes 221 .
  • the hollow fiber membranes 221 may be disposed inside the inner case 222 to be modularized.
  • the hollow fiber membranes 221 are polysulfone resin, polyethersulfone resin, sulfonated polysulfone resin, polyvinylidene fluoride (PVDF) resin, polyacrylonitrile (PAN) resin, polyimide resin, polyamideimide resin, It may include a polymer film formed of a polyester imide resin, or a mixture of two or more thereof.
  • the cartridge 22 may include a first potting layer 223 and a second potting layer 224 .
  • the first potting layer 223 and the second potting layer 224 are potted at the distal ends of the plurality of hollow fiber membranes 221 , and close the opening of the inner case 222 .
  • One side of the plurality of hollow fiber membranes 221 may be fixed by the first potting layer 223
  • the other side of the plurality of hollow fiber membranes 221 may be fixed by the second potting layer 224 .
  • the first potting layer 223 and the second potting layer 224 may be formed by curing a liquid resin such as a liquid polyurethane resin through a casting process.
  • the first potting layer 223 and the second potting layer 224 may fix distal ends of the plurality of hollow fiber membranes 221 and the inner case 222 .
  • the first potting layer 223 and the second potting layer 224 may be formed so as not to block the hollows of the plurality of hollow fiber membranes 221 . Accordingly, the dry gas or wet gas supplied from the outside can be supplied into the hollows of the hollow fiber membranes 221 without interfering with the first potting layer 223 and the second potting layer 224, and The first potting layer 223 and the second potting layer 224 may flow out of the hollow of the hollow fiber membranes 221 without being disturbed.
  • the cartridge 22 may include an inlet hole (not shown) and an outlet hole (not shown) formed in the inner case 222 .
  • the inlet hole is for introducing a wet gas or a dry gas into the inner case 222 .
  • the inlet hole may be formed through the inner case 222 .
  • the outlet hole may discharge the wet gas or the dry gas from the inside of the inner case 222 to the outside.
  • the mid-case 21 is to which the cartridge 22 is coupled.
  • the mid-case 21 may include a receiving hole 211 for accommodating the cartridge 22 therein.
  • the receiving hole 211 may be disposed inside the mid-case 21 .
  • the cartridge 22 is inserted into the receiving hole 211 so as to provide a space between the inner surface of the mid-case 21 and the outer surface of the cartridge 22 , and is disposed inside the mid-case 21 . can be
  • An inlet 212 and an outlet 213 may be formed at one side of the mid-case 21 .
  • the inlet 212 may introduce a wet gas or a dry gas into the mid-case 21 .
  • the outlet 213 may discharge a wet gas or a dry gas from the inside of the mid-case 21 .
  • the inlet 212 , the outlet 213 , and the mid-case 21 may be integrally formed.
  • the wetting gas flows through the inlet 212 and the outlet 213 , the wetting gas is supplied between the inner surface of the mid-case 21 and the outer surface of the inner case 222 through the inlet 212 . and may be supplied into the inner case 222 through the inlet hole to contact the outer surfaces of the hollow fiber membranes 221 .
  • moisture contained in the wet gas penetrates the hollow fiber membranes 221 , thereby humidifying the dry gas flowing along the hollows of the hollow fiber membranes 221 .
  • the humidified dry gas may be supplied to the fuel cell stack through the second cap 4 after flowing out from the hollow fiber membranes 221 .
  • the wet gas flows out between the outer surface of the inner case 222 and the inner surface of the mid-case 21 through the outlet hole, and the mid-case ( 21) can be leaked to the outside.
  • the inlet 212 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 drying gas flows through the inlet 212 and the outlet 213 , the drying gas is supplied between the inner surface of the mid-case 21 and the outer surface of the inner case 222 through the inlet 212 . and may be supplied into the inner case 222 through the inlet hole to contact the outer surfaces of the hollow fiber membranes 221 .
  • moisture contained in the wet gas penetrates the hollow fiber membranes 221 , thereby humidifying the dry gas flowing into the inner case 222 .
  • the humidified dry gas flows out between the outer surface of the inner case 222 and the inner surface of the mid-case 21 through the outlet hole, and out of the mid-case 21 through the outlet 213 After it flows out, it may be supplied to the fuel cell stack.
  • the wet gas may flow out from the hollow fiber membranes 221 and then be discharged to the outside through the second cap 4 .
  • the first cap 3 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 first packing member 23 seals between the cartridge 22 and the mid-case 21 .
  • the first packing member 23 may prevent direct mixing of the dry gas and the wet gas.
  • the first packing member 23 may be disposed between the cartridge 22 and the mid-case 21 .
  • the cartridge 22 may be inserted into the first through hole 231 formed in the first packing member 23 .
  • the first packing member 23 may be sealed between the cartridge 22 and the mid-case 21 by being in close contact with the cartridge 22 .
  • the size of the cartridge 22 may be formed larger than the first through hole 231 . Accordingly, the cartridge 22 may be inserted into the first through hole 231 in a press fit manner.
  • the first packing member 23 may be formed of a material capable of elastic deformation.
  • the first packing member 23 may be formed of rubber.
  • the first packing member 23 may be formed in a ring shape to seal between the cartridge 22 and the mid-case 21, but is not limited thereto, and the first packing member 23 is the cartridge If it can seal between the 22 and the mid-case 21, it may be formed in a different shape.
  • the fuel cell humidifier 1 may include various embodiments with respect to a structure for sealing between the cartridge 22 and the mid-case 21 .
  • a structure for sealing between the cartridge 22 and the mid-case 21 will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
  • the humidifier 1 for a fuel cell according to the first embodiment may include a first sealing part 240 and a first blocking part 260 .
  • the first sealing part 240 seals between the first packing member 23 and the first potting layer 223 .
  • the sealing part 240 includes a first external space OS and the first external space between the first packing member 23 and the first cap 3 based on the first packing member 23 . It may be disposed in at least one of the internal spaces IS disposed on the opposite side of the OS.
  • the first sealing part 240 may be disposed in the first external space OS to seal between the first packing member 23 and the first potting layer 223 .
  • the first sealing part 240 may be disposed in the inner space IS to seal between the first packing member 23 and the first potting layer 223 .
  • the first sealing part 240 is disposed in both the external space OS and the internal space IS to form a space between the first packing member 23 and the first potting layer 223 in the external space OS. ) and the inner space (IS), respectively, may be sealed.
  • the first cap 3 is the hollow fiber membrane ( 221), in addition to improving the easiness of manufacture for a structure that seals between the first cap 3 and the first potting layer 223 so as to communicate only with the first sealing part 240, A structure for sealing the space between the first cap 3 and the first potting layer 223 by preventing the fluid from moving through the gap formed between the first packing member 23 and the first potting layer 223 .
  • the sealing part 240 is a liquid resin selected from the group consisting of a liquid polyurethane resin, a liquid silicone resin, a liquid epoxy resin, a liquid elastomer resin, and a combination thereof, and after being applied to the first packing member 23 , the first When the packing member 23 is disposed between the cartridge 22 and the mid-case 21 , it may be cured to seal between the first potting layer 223 and the first packing member 23 . After the first packing member 23 is disposed between the cartridge 22 and the mid-case 21 , the sealing part 240 is formed between the first potting layer 223 and the first packing member 23 . ) is applied and cured to fill the gap between the cartridge 22 and the mid-case 21 , thereby sealing between the cartridge 22 and the mid-case 21 .
  • the first sealing part 240 when the first sealing part 240 is implemented to be disposed in the first external space OS, the first sealing part 240 is the first external sealant 24 ) may be included.
  • the first external sealant 24 seals between the first potting layer 223 and the first packing member 23 in the first external space OS.
  • the first external sealant 24 may seal between the first packing member 23 and the first potting layer 223 in the external space OS.
  • the first external sealant 24 may be disposed to face the first external space OS with respect to the first packing member 23 .
  • the first external sealant 24 is a gap formed between the first potting layer 223 and the first packing member 23 as the cartridge 22 is inserted into the first through hole 231 . It can be cured after being applied to it. Accordingly, the first external sealant 24 seals the gap formed between the first packing member 23 and the first potting layer 223 in the first external space OS, thereby forming the first packing member.
  • the first external sealant 24 is a liquid resin selected from the group consisting of a liquid polyurethane resin, a liquid silicone resin, a liquid epoxy resin, a liquid elastomer resin, and a combination thereof after being applied to the first packing member 23
  • the first packing member 23 is disposed between the cartridge 22 and the mid-case 21 , it is cured to form a first potting layer 223 and the first packing member in the first external space OS. (23) can be sealed between.
  • the first external sealant 24 is formed between the first potting layer 223 and the first packing after the first packing member 23 is disposed between the cartridge 22 and the mid-case 21 . It may be sealed between the cartridge 22 and the mid-case 21 by being coated and cured to fill the gap between the members 23 .
  • the first sealing part 240 when the first sealing part 240 is implemented to be disposed in the internal space IS, the first sealing part 240 may seal the first internal sealant 25 .
  • the first sealing part 240 may seal the first internal sealant 25 .
  • the first internal sealant 25 seals between the first potting layer 223 and the first packing member 23 in the first internal space IS.
  • the first internal sealant 25 is formed with the first packing member 23 and the first packing member 23 in the internal space IS disposed on the opposite side of the first external space OS with respect to the first packing member 23 as a reference. It seals between the first potting layers 223 .
  • the first internal sealant 25 may be disposed to face the inside of the mid-case 21 with respect to the first packing member 23 .
  • the first internal sealant 25 is a gap formed between the first potting layer 223 and the first packing member 23 as the cartridge 22 is inserted into the first through hole 231 . It can be cured after being applied to it.
  • the first internal sealant 25 seals the gap formed between the first packing member 23 and the first potting layer 223 in the internal space IS, thereby forming the first packing member 23 ) and the first potting layer 223 , it is possible to prevent professional mixing of the dry gas and the wet gas.
  • the first internal sealant 25 is a liquid resin selected from the group consisting of a liquid polyurethane resin, a liquid silicone resin, a liquid epoxy resin, a liquid elastomer resin, and a combination thereof after being applied to the first packing member 23 When the first packing member 23 is disposed between the cartridge 22 and the mid-case 21, it is cured and between the cartridge 22 and the first packing member 23 in the inner space IS. can be sealed.
  • the first internal sealant 25 is formed between the cartridge 22 and the mid-case 21 after the first packing member 23 is disposed between the cartridge 22 and the mid-case 21 . It may be sealed between the cartridge 22 and the mid-case 21 by being coated and cured to fill the gap between them.
  • the first sealing part 240 when the first sealing part 240 is implemented to be disposed in both the first external space OS and the first internal space IS, the first sealing part 240 ) may include both the first external sealant 24 and the first internal sealant 25 . Accordingly, the fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment can achieve the following effects.
  • the sealing force between the first packing member 23 and the cartridge 22 may be strengthened.
  • the first internal sealant ( 25) seals between the first packing member 23 and the first potting layer 223 in the inner space IS, so that a double sealing structure by a sealant can be implemented. Therefore, in the fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment, the sealing area between the first packing member 23 and the first potting layer 223 can be increased by the sealant, so that the first The sealing force between the packing member 23 and the cartridge 22 can be further strengthened.
  • first external sealant 24 and the first internal sealant 25 are applied in a liquid phase, a gap between the first packing member 23 and the first potting layer 223 is formed. It is possible to seal between the first packing member 23 and the first potting layer 223 irrespective of the size. Accordingly, in the operation for sealing the first packing member 23 and the cartridge 22 , the ability to respond to the shape of the first packing member 23 and the cartridge 22 can be improved.
  • the humidification module 2 may include a first blocking unit 260 .
  • the first blocking part 260 is coupled to the first packing member 23 to limit the movable distance of the first sealing part 240 .
  • the first blocking part 260 may be coupled to the first packing member 23 so as to be positioned opposite the first potting layer 223 with respect to the first sealing part 240 . Accordingly, the first blocking part 260 is pressed by the first potting layer 223 or the first sealing part 240 is pressed by the first potting layer 223 while the first sealing part 240 is applied in a liquid phase and then cured. ) from flowing away from the first potting layer 223 due to its own weight, it is possible to prevent a decrease in sealing force through the first sealing part 240 .
  • the first blocking part 260 may include a first external blocking part 26 and a first internal blocking part 27 .
  • the first external blocking part 26 is for limiting the flowable distance of the first external sealant 24 .
  • the first external blocking part 26 may be coupled to the first packing member 23 .
  • the first internal blocking part 27 is for limiting the flowable distance of the first internal sealant 25 .
  • the first internal blocking part 27 may be coupled to the first packing member 23 .
  • the first internal blocking part 27 may be coupled to the first packing member 23 at a position spaced apart from the first external blocking part 26 .
  • the first external blocking part 26 is coupled to a surface disposed on the side facing the first cap 3 from the first packing member 23, and the first internal blocking part 27 is the first 1 may be coupled to the surface disposed on the side facing the inner space (IS) in the packing member 23 as a reference.
  • a plurality of first internal blocking portions 27 may be formed. In this case, the first internal blocking portions 27 may be disposed to be spaced apart along the first axis direction (X-axis direction).
  • the first packing member 23 includes a first external groove 232 for accommodating the first external sealant 24 and a first internal groove 233 for accommodating the first internal sealant 25 .
  • the first external groove 232 may be disposed between the first external blocking part 26 and the first potting layer 223 .
  • the first external sealant 24 may be applied to be accommodated in the first external groove 232 and then cured. As the first external sealant 24 is accommodated in the first external groove 232 , the first external sealant 24 may be positioned between the first external blocking part 26 and the first potting layer 223 . As such, the first external sealant 24 may be applied along the first external groove 232 and cured to seal the space between the first packing member 23 and the first potting layer 223 . .
  • the first external blocking part 26 may limit a distance through which the first external sealant 24 accommodated in the first external groove 232 can flow.
  • the first external blocking part 26 may be coupled to the first packing member 23 so as to protrude from the first packing member 23 . Accordingly, the flow of the first external sealant 24 accommodated in the first external groove 232 may be restricted by the first external blocking part 26 .
  • the first internal groove 233 may be disposed between the first internal blocking part 27 and the first potting layer 223 .
  • the first internal sealant 25 may be applied to be accommodated in the first internal groove 233 and then cured.
  • the first internal sealant 25 may be positioned between the first internal blocking part 27 and the first potting layer 223 .
  • the first inner blocking portion 27 may be accommodated in the first inner groove 233 and cured to seal the space between the first packing member 23 and the first potting layer 223 .
  • the first internal blocking part 27 may limit a distance through which the first internal sealant 25 accommodated in the first internal groove 233 can flow.
  • the first inner blocking part 27 may be coupled to the first packing member 23 so as to protrude from the first packing member 23 . Accordingly, the flow of the first internal sealant 25 accommodated in the first internal groove 233 may be restricted by the first internal blocking part 27 .
  • the fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment can achieve the following effects.
  • the first external groove 232 guides the path on which the first external sealant 24 is applied
  • the first internal groove 233 guides the path on which the first internal sealant 25 is applied.
  • the first external groove 232 and the first internal groove 233 accommodate the first external sealant 24 and the first internal sealant 25, respectively, so that the first external sealant Until the (24) and the first internal sealant (25) are cured, it is possible to restrict the flow out of the application position. Accordingly, as the first external sealant 24 and the first internal sealant 25 deviate from the application positions, a seal sealing between the first packing member 23 and the first potting layer 223 . It is possible to reduce the degree of deterioration of the runt ratio. Accordingly, the fuel cell humidifier 1 according to the present invention further improves the accuracy of the sealing operation through the sealant and increases the sealing efficiency by the sealant, thereby reducing the cost of the sealing operation using the sealant.
  • the first external groove 232 and the first internal groove 233 may be formed in a hemispherical shape, but are not limited thereto, and the first external sealant 24 and the first internal sealant ( 25) can be accommodated in other shapes.
  • the first outer groove 232 and the first inner groove 233 may be formed in a closed curve shape along a boundary where the first packing member 23 and the first potting layer 223 meet.
  • the first external blocking part 26 is configured to limit a distance through which the first external sealant 24 accommodated in the first external groove 232 can flow.
  • the first external blocking part 26 may be coupled to the first packing member 23 so as to protrude from the first packing member 23 . Accordingly, the flow of the first external sealant 24 accommodated in the first external groove 232 may be restricted by the first external blocking part 26 . Therefore, in the fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment, the flow of the first external sealant 24 is restricted by using the first external blocking part 26 in addition to the first external groove 232 .
  • the accuracy of the sealant application operation can be further improved, and the stability of the sealing operation through the first external sealant 24 can be further improved.
  • the first external blocking part 26 may include a first external blocking member 261 and a first external partitioning member 262 .
  • the first external blocking member 261 is for restricting the flow of the first external sealant 24 accommodated in the first external groove 232 . It may be formed to protrude from the first packing member 23 toward the first external space OS.
  • the first external blocking member 261 may be disposed to surround the first external groove 232 .
  • the first external sealant 24 may be disposed between the first external blocking member 261 and the first potting layer 223 . Accordingly, the flow of the first external sealant 24 accommodated in the first external groove 232 in a direction opposite to the direction toward the first potting layer 223 may be restricted.
  • the first external partition member 262 is to reduce the amount of loss of the first external sealant 24 present in the first external space OS.
  • the first external partition member 262 may be formed to protrude from the first packing member 23 toward the first potting layer 223 . Due to the first external partition member 262 , the flow of the first external sealant 24 disposed in the first external space OS into the internal space IS may be restricted. Accordingly, it is possible to reduce the amount of loss of the first external sealant 24 in the first external space OS. Accordingly, in the fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment, the first external seal sealing between the first packing member 23 and the first potting layer 223 in the first external space OS. Since the amount of the runt 24 can be increased, the sealing force by the first external sealant 24 in the first external space OS can be further strengthened.
  • the first external partition member 262 may elastically press the first potting layer 223 . Accordingly, the sealing force between the first packing member 23 and the first potting layer 223 may be further strengthened.
  • the first internal blocking part 27 is for limiting a distance through which the first internal sealant 25 accommodated in the first internal groove 233 can flow.
  • the first inner blocking part 27 may be coupled to the first packing member 23 so as to protrude from the first packing member 23 . Accordingly, the flow of the first internal sealant 25 accommodated in the first internal groove 233 may be restricted by the first external blocking part 26 .
  • the flow of the first internal sealant 25 is restricted by using the first internal blocking part 27 in addition to the first internal groove 233 .
  • the accuracy of the sealant application operation can be further improved, and the stability of the sealing operation through the first internal sealant 25 can be further improved.
  • the first internal blocking part 27 may include an internal blocking member 271 and an internal partitioning member 272 .
  • the inner blocking member 271 is for limiting a distance through which the first inner sealant 25 accommodated in the first inner groove 233 can flow.
  • the inner blocking member 271 may be formed to protrude from the first packing member 23 .
  • the inner blocking member 271 may be disposed to surround the first inner groove 233 .
  • the first internal sealant 25 may be disposed between the internal blocking member 271 and the first potting layer 223 . Accordingly, the flow of the first internal sealant 25 accommodated in the first internal groove 233 in a direction opposite to the direction toward the first potting layer 223 may be restricted.
  • the internal partition member 272 is to reduce the amount of loss of the first internal sealant 25 existing in the internal space IS.
  • the inner partition member 272 may be formed to protrude from the first packing member 23 toward the first potting layer 223 .
  • the flow of the first internal sealant 25 disposed in the internal space IS from the internal space IS to the first external space OS may be restricted due to the internal partition member 272 . have. Accordingly, the amount of loss of the first internal sealant 25 in the internal space IS can be reduced. Accordingly, in the fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment, the first internal sealant sealing between the first packing member 23 and the first potting layer 223 in the internal space IS 25) can be increased, so that the sealing force of the first internal sealant 25 in the internal space IS can be further strengthened.
  • the humidification module 2 may include a first pressure blade 28 coupled to the first packing member 23 .
  • the first pressure wings 28 may be formed to protrude from the first packing member 23 toward the first potting layer 223 .
  • the first pressure blade 28 may be elastically compressed as it is pressed by the first potting layer 223 .
  • the first pressure blade 28 is disposed between the first packing member 23 and the first potting layer 223 , so that the first pressure blade 28 is disposed between the first packing member 23 and the first potting layer 223 .
  • the flow of gas or liquid through the formed gap may be restricted.
  • the first pressure blade 28 is the first packing
  • the sealing force between the first packing member 23 and the first potting layer 223 may be further strengthened.
  • the first pressure blade 28 may be formed of a material capable of elastic deformation.
  • the first pressure blade 28 may be formed of rubber.
  • the mid-case 21 may include a support groove 214 into which at least a portion of one end of the first packing member 23 is inserted and supported.
  • the first packing member 23 may include a first locking groove 235 for inserting at least a portion of one end of the mid-case 21 while being inserted into the support groove 214 .
  • the first locking groove 235 may implement a locking structure between the mid-case 21 and the first packing member 23 by inserting at least a portion of the mid-case 21 .
  • one of the inner projection 215 and the outer projection 216 of the mid-case 21 is disposed closer to the inner space IS of the mid-case 21 .
  • a locking structure may be implemented between the mid-case 21 and the first packing member 23 .
  • the protrusion disposed on the edge of the first packing member 23 is inserted into the support groove 214 , and the inner protrusion 215 of the inner protrusion 215 and the outer protrusion 216 supports the support. It may be inserted into the groove 214 . Accordingly, movement of the first packing member 23 and the mid-case 21 in the first axial direction (X-axis direction) may be restricted. Therefore, the fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment increases the coupling force between the first packing member 23 and the mid-case 21 and uses the first packing member 23 to - The sealing force between the case 21 and the cartridge 22 can be further strengthened.
  • the mid-case 21 may include a support member 217 for supporting the outer surface of the first packing member 23 .
  • the support member 217 may be disposed on a portion of the outer protrusion 216 that contacts the outer surface of the first packing member 23 .
  • the first packing member 23 is moved to the mid-case 21 . ) to be compressed toward the mid-case 21 to be in close contact.
  • the fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment further increases the coupling force between the first packing member 23 and the mid-case 21 using the first packing member 23 .
  • the sealing force between the mid-case 21 and the cartridge 22 may be further strengthened.
  • the humidification module 2 is inserted into at least one portion of the first packing member 23 , and a reinforcing material 5 having a hardness higher than that of the first packing member 23 . may include more.
  • the first packing member 23 may have a first hardness of 10 to 100 Shore A, and the reinforcing material may have a second hardness higher than the first hardness.
  • the fuel cell humidifier 1 may be implemented such that a plurality of cartridges 22 are coupled to the mid-case 21 .
  • the mid-case 21 may include a partition member (not shown) disposed between the cartridges 22 and 22'.
  • the cartridges 22 and 22' may be disposed between the partition wall members so as to be individually detachably coupled to the mid-case 21 .
  • the first packing member 23 may include a first sub-packing member 234 .
  • the first sub-packing member 234 is disposed between the cartridges 22 and 22' to seal between the cartridges 22 and 22'.
  • the first sub-packing member 234 may prevent direct mixing of the dry gas and the wet gas through the spaces between the cartridges 22 and 22'.
  • the first sub-packing member 234 may be in close contact with the cartridges 22 and 22' by at least one of a dry gas and a wet gas. Therefore, the fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment can implement sealing force to prevent direct mixing of the dry gas and the wet gas through between the cartridges 22 and 22' without an additional configuration. , it is possible to lower the cost for strengthening the sealing force between the cartridges (22, 22').
  • the first sub-packing member 234 may be formed of a material capable of elastic deformation.
  • the first sub-packing member 234 may be formed of rubber.
  • the second cap 4 is coupled to the other end of the humidification module 2 .
  • the humidification module 2 is a second packing member (Air tightly coupled) that is tightly coupled to one end of the humidification module through mechanical assembly so that the second cap 4 can communicate only with the hollow fiber membranes in fluid communication. 23') may be included.
  • a space between the second cap 4 and the cartridge 22 may be sealed by a second packing member 23 ′. Since the second packing member 23 ′ is implemented to be substantially identical to the first packing member 23 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the humidification module 2 includes a second sealing part sealing between the second packing member 23' and the second potting layer 224, and a second blocking part coupled to the second packing member 23'. , and a second pressure blade coupled to the second packing member 23 ′.
  • the second sealing part, the second blocking part, and the second pressing blade are implemented to substantially coincide with the first sealing part 240 , the first blocking part 260 , and the first pressing blade 28 . Therefore, a detailed description thereof will be omitted.
  • the second packing member 23' includes a second sub-packing member (not shown). can do. Since the second sub-packing member is also implemented to be substantially identical to the first sub-packing member 234, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 10 shows that the two cartridges 22 are coupled to the mid-case 21, the present invention is not limited thereto and as shown in FIG. 11, a fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment. may be implemented such that the three cartridges 21, 21', 21" are coupled to the mid-case 21.
  • the first packing member 23 includes the two first sub-packing members. 234, and the second packing member 23' may include the two second sub-packing members.
  • the fuel cell humidifier 1 according to the first embodiment includes the mid -It may be implemented such that four or more cartridges 22 are coupled to the case 21.
  • the first sub-packing member ( 234) and the number of each of the second sub-packing members may increase.
  • the first sub-packing member 234 and the second sub-packing member may be implemented with N-1 numbers, respectively.
  • the humidification module 2 may include the first sealant 6 .
  • the first sealant 6 is provided with the first packing member 23 and the cartridge 22 in the inner space IS disposed on the mid-case 21 side with respect to the first packing member 23 as a reference. ) to seal between The receiving hole 211 may be located in the inner space IS.
  • the first sealant 6 may seal between the first packing member 23 and the cartridge 22 by sealing between the first packing member 23 and the first potting layer 223 . have. Looking at this in detail, it is as follows.
  • the first sealant 6 is applied to the first packing member 23 .
  • the first sealant 6 may be applied to the first packing member 23 so as to surround the circumference of the first through hole 231 .
  • the cartridge 22 is inserted into the first through hole 231 of the first packing member 23 to which the first sealant 6 is applied. Accordingly, the first sealant 6 may be positioned in a gap formed between the first potting layer 223 and the first packing member 23 . Accordingly, the first sealant 6 seals the gap formed between the first packing member 23 and the first potting layer 223, thereby forming the first packing member 23 and the first potting layer ( 223), it is possible to prevent direct mixing of the dry gas and the wet gas.
  • the first sealant 6 is a liquid resin selected from the group consisting of a liquid polyurethane resin, a liquid silicone resin, a liquid epoxy resin, a liquid elastomer resin, and a combination thereof. After filling the gap formed between the first potting layer 223 , it may be cured to seal between the cartridge 22 and the first packing member 23 .
  • the fuel cell humidifier 1 according to the second embodiment can achieve the following effects.
  • the first packing member is irrespective of the shape or size of the gap between the first packing member 23 and the first potting layer 223 .
  • a space between 23 and the first potting layer 223 may be sealed. Accordingly, in the operation for sealing the first packing member 23 and the cartridge 22 , the ability to respond to the shape of the first packing member 23 and the cartridge 22 can be improved.
  • the first packing member 23 includes a first packing body 230 disposed between the first potting layer 223 and the mid-case 21 , the a first inner groove 233 for accommodating the first sealant 6 , a first blocking member 236 disposed on one side of the first inner groove 233 , and the first inner groove 233 . It may include a first partition member 237 disposed on the other side.
  • the first packing body 230 forms the outer shape of the first packing member 23 .
  • the first packing body 230 may form the first through hole 231 by being penetrated in the vertical direction of the X-axis direction.
  • the first packing body 230 may be disposed between the mid-case 21 and the first potting layer 223 by accommodating the cartridge 22 in the first through hole 231 .
  • the first packing body 230 is in close contact with the mid-case 21 and the first potting layer 223 between the mid-case 21 and the first potting layer 223, respectively, the The space between the first packing body 230 and the first cap 3 may be blocked from the space between the first packing body 230 and the mid-case 111 .
  • the first inner groove 233 may be disposed on a surface facing the mid-case 21 from the first packing body 230 .
  • the first inner groove 233 may be formed to surround the circumference of the first through hole 231 .
  • the first sealant 6 may be applied to the first packing member 23 to be accommodated in the first inner groove 233 . Accordingly, the first inner groove 233 serves to guide the application path of the first sealant 6, thereby improving the convenience of the application of the first sealant 6, and By restricting the flow of the first sealant 6 until it is cured, the accuracy of the application of the first sealant 6 can be improved.
  • the first blocking member 236 is for limiting a flowable distance of the first sealant 6 accommodated in the first inner groove 233 .
  • the first blocking member 236 may be disposed on one side of the first inner groove 233 .
  • the first blocking member 236 may be disposed to surround the first inner groove 233 at one side of the first inner groove 233 .
  • the first inner groove 233 may be disposed between the first blocking member 236 and the first potting layer 223 .
  • the first blocking member 236 may be formed to protrude from the first packing body 230 toward the inner space IS.
  • the first blocking member 236 may protrude longer than the first inner groove 233 toward the inner space IS.
  • the first sealant may be positioned in the first inner groove 233 to seal between the first blocking member 236 and the first potting layer 223 . Accordingly, the flow of the first sealant 6 accommodated in the first inner groove 233 toward the first blocking member 236 may be restricted. Therefore, in the fuel cell humidifier 1 according to the second embodiment, the flow of the first sealant 6 can be restricted through the first blocking member 236 in addition to the first internal groove 233 . , it is possible to further improve the accuracy of the application of the first sealant (6).
  • the first partition member 237 may be disposed on the other side of the first inner groove 233 .
  • the other side of the first inner groove 233 may have a direction opposite to one side of the first inner groove 233 with respect to the first inner groove 233 .
  • the first partition member 237 may be disposed to surround the first through hole 231 at the other side of the first inner groove 233 . Accordingly, the first inner groove 233 may be positioned between the first blocking member 236 and the first partition member 237 .
  • the first partition member 237 may be formed to protrude from the first packing body 230 toward the mid-case 21 . Accordingly, the flow of the first sealant 6 accommodated in the first inner groove 233 toward the first partition member 237 may be restricted.
  • the first sealant 6 includes a first sealant body 61 positioned in the first inner groove 233 , and the first sealant body 61 protruding from the first blocking member 236 and A first protruding sealant 62 sealing between the first potting layers 223 may be included.
  • the first sealant body 61 seals between the first packing member 23 and the first potting layer 223 in the first inner groove 233 .
  • the first sealant body 61 may be formed as the first sealant 6 is applied to and accommodated in the first inner groove 233 .
  • the first sealant body 61 is in close contact with the first packing member 23 and the first potting layer 223 in the first inner groove 233, respectively, so that the first packing member 23 and the Between the first potting layers 223 may be sealed.
  • the first protruding sealant 62 protrudes from the first sealant body 61 toward the inner space IS to be disposed between the first blocking member 236 and the first potting layer 223 .
  • the first blocking member 236 may protrude longer than the first internal groove 233 toward the inner space IS. Accordingly, the first blocking member 236 is disposed on one side of the first protruding sealant 62 , and the first potting layer 223 is disposed on the other side of the first protruding sealant 62 . A space between the first potting layer 223 and the first blocking member 236 may be sealed.
  • the other side of the first protruding sealant 62 refers to an opposite side of the first protruding sealant 62 with respect to the first protruding sealant 62 . Accordingly, it seals between the first packing member 23 and the first potting layer 223 through the first sealant body 61 and the first sealant 62 through the first protruding sealant 62 . A space between the first blocking member 236 and the first potting layer 223 may be sealed. Accordingly, in the fuel cell humidifier 1 according to the second embodiment, the area in which the first sealant 6 seals between the first packing member 23 and the first potting layer 223 can be increased. Therefore, the sealing force between the first packing member 23 and the first potting layer 223 can be strengthened.
  • the first protruding sealant 62 is formed on the first potting layer after the first sealant 6 is applied in a larger volume than that of the first inner groove 233 . It may be formed by being pressed by 223 . Looking at this in detail, it is as follows.
  • the first inner groove 233 of the first sealant 6 is A portion exceeding the volume protrudes from the first inner groove 233 .
  • the first packing member 23 moves in the direction of the arrow in FIG. 16 , as the first sealant 6 is pressed by the first potting layer 223 , as shown in FIG. 15 , the first The first protruding sealant 62 may be formed from the sealant body 61 .
  • the first potting layer 223 may include a first pressing member 2231 protruding toward the first packing member 23 .
  • the first pressing member 2231 is for pressing the first sealant 6 .
  • the first sealant 6 may include a first receiving groove 63 (shown in FIG. 15 ) for accommodating the first pressing member 2231 .
  • the first receiving groove 63 may be formed as the first sealant 6 is pressed by the first pressing member 2231 .
  • the first sealant body 61 may include a first body contact member 611 in contact with one side of the first pressing member 2231 accommodated in the first receiving groove 63 .
  • the first sealant body 61 is connected to one side of the first pressing member 2231 and the first packing member ( 23) can be sealed in between.
  • One side of the first pressing member 2231 refers to the side facing the first internal groove 233 from the first pressing member 2231 .
  • the first protruding sealant 62 may include a first protruding contact member 621 in contact with the other side of the first pressing member 2231 accommodated in the first inner groove 233 .
  • the first protruding sealant 62 seals between the other side of the first pressing member 2231 and the first blocking member 236 through the first protruding contact member 621 , so that the first sealant In addition to the body 61 , it is possible to seal between the first pressing member 2231 and the first packing member 23 .
  • the other side of the first pressing member 2231 refers to the side facing the first blocking member 236 from the first pressing member 2231 .
  • An angle between one side of the first pressing member 2231 and the other side of the first pressing member 2231 may be vertical, but is not limited thereto, and one side of the first pressing member 2231 is formed by the first seal If the runt body 61 is in contact with the other side of the first pressing member 2241 can be in contact with the first protruding sealant 62, it may be formed at a different angle.
  • the first pressing member 2231 may be inserted into the first internal groove 233 as the first partition member 237 is elastically compressed.
  • the first partition member 237 is elastically compressed as shown in FIG. 18 by applying additional pressure toward the first pressing member 2231 to the first packing member 23 in FIG. 17
  • the first The pressing member 2231 may be inserted into the first inner groove 233 (a dotted line portion in FIGS. 17 and 18 ). Accordingly, the first sealant body 61 accommodated in the first inner groove 233 by the volume in which the first pressing member 2231 is inserted into the first inner groove 233 is moved into the first inner groove. By pushing from 233 , the volume of the first protruding sealant 62 may be increased.
  • the area of the first protruding contact member 621 in contact with the other side of the first pressing member 2231 in the first protruding sealant 62 may be increased. Accordingly, in the fuel cell humidifier 1 according to the second embodiment, the area in which the first sealant 6 seals between the first packing member 23 and the first potting layer 223 is increased. The sealing force between the first packing member 23 and the cartridge 22 may be further strengthened.
  • the humidification module 2 may include a first pressure blade 28 coupled to the first packing member 23 .
  • the first pressure wings 28 may be formed to protrude from the first packing member 23 toward the first potting layer 223 .
  • the first pressure blade 28 may be elastically compressed as it is pressed by the first potting layer 223 .
  • gas or liquid flows through a gap formed between the first packing member 23 and the first potting layer 223 . may be limited.
  • the first pressure blade 28 may be formed of a material capable of elastic deformation.
  • the first pressure blade 28 may be formed of rubber.
  • the mid-case 21 may include a support groove 214 into which at least a portion of one end of the first packing member 23 is inserted and supported.
  • the first packing member 23 may include a first locking groove 235 for inserting at least a portion of one end of the mid-case 21 while being inserted into the support groove 214 .
  • the first locking groove 235 may implement a locking structure between the mid-case 21 and the first packing member 23 by inserting at least a portion of the mid-case 21 .
  • one of the inner projection 215 and the outer projection 216 of the mid-case 21 is disposed closer to the inner space IS of the mid-case 21 .
  • a locking structure may be implemented between the mid-case 21 and the first packing member 23 .
  • the protrusion disposed on the edge of the first packing member 23 is inserted into the support groove 214 , and the inner protrusion 215 of the inner protrusion 215 and the outer protrusion 216 supports the support. It may be inserted into the groove 214 . Accordingly, movement of the first packing member 23 and the mid-case 21 in the first axial direction (X-axis direction) may be restricted. Therefore, the fuel cell humidifier 1 according to the second embodiment increases the coupling force between the first packing member 23 and the mid-case 21 and uses the first packing member 23 to - The sealing force between the case 21 and the cartridge 22 can be further strengthened.
  • the mid-case 21 may include a support member 217 for supporting the outer surface of the first packing member 23 .
  • the support member 217 may be disposed on a portion of the outer protrusion 216 that contacts the outer surface of the first packing member 23 .
  • the first packing member 23 is moved to the mid-case 21 . ) to be compressed toward the mid-case 21 to be in close contact.
  • the fuel cell humidifier 1 according to the second embodiment further increases the coupling force between the first packing member 23 and the mid-case 21 using the first packing member 23 .
  • the sealing force between the mid-case 21 and the cartridge 22 may be further strengthened.
  • the humidification module 2 may further include a reinforcing material 5 inserted into at least one portion of the first packing member 23 .
  • the reinforcing material 5 may be disposed inside the first packing body 230 .
  • the reinforcing material 5 has a hardness higher than that of the first packing member 23 .
  • the first packing member 23 may have a first hardness of 10 to 100 Shore A, and the reinforcing material may have a second hardness higher than the first hardness. Accordingly, the first packing member 23 can implement a stronger strength through the reinforcement (5).
  • the humidifier 1 for fuel cell according to the second embodiment may be implemented such that a plurality of cartridges 22 are coupled to the mid-case 21 .
  • the mid-case 21 may include a partition member (not shown) disposed between the cartridges 22 and 22'.
  • the cartridges 22 and 22' may be disposed between the partition wall members so as to be individually detachably coupled to the mid-case 21 .
  • the first packing member 23 may include a first sub-packing member 234 .
  • the first sub-packing member 234 is disposed between the cartridges 22 and 22' to seal between the cartridges 22 and 22'.
  • the first sub-packing member 234 may prevent direct mixing of the dry gas and the wet gas through the spaces between the cartridges 22 and 22'.
  • the first sub-packing member 234 may be in close contact with the cartridges 22 and 22' by at least one of a dry gas and a wet gas. Therefore, the humidifier 1 for fuel cell according to the second embodiment can implement sealing force to prevent direct mixing of the dry gas and the wet gas through the cartridges 22 and 22' without an additional configuration. , it is possible to lower the cost for strengthening the sealing force between the cartridges (22, 22').
  • the first sub-packing member 234 may be formed of a material capable of elastic deformation.
  • the first sub-packing member 234 may be formed of rubber.
  • the second cap 4 is coupled to the other end of the humidification module 2 .
  • the space between the second cap 4 and the cartridge 22 may be sealed with respect to the space between the cartridge 22 and the mid-case 21 by the second packing member 23 ′. Since the second packing member 23 ′ is implemented to be substantially identical to the first packing member 23 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the humidification module 2 includes a second sealant 6 ′ (shown in FIG. 13 ) sealing between the second packing member 23 ′ and the cartridge 22 , and the second packing member 23 ′. ) may include a second pressure blade (not shown) coupled to. Since the second sealant 6 ′ and the second pressure blade are implemented to be substantially identical to the first sealant 6 and the first pressure blade 28 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the second packing member 23 ′ may include a second sub-packing member (not shown). Since the second sub-packing member is implemented to substantially coincide with the first sub-packing member 234, a detailed description thereof will be omitted. Meanwhile, FIG. 19 shows that the two cartridges 22 are coupled to the mid-case 21, but the present invention is not limited thereto and as shown in FIG. 20, a fuel cell humidifier 1 according to the second embodiment. may be implemented such that the three cartridges 21, 21', 21" are coupled to the mid-case 21. To this end, the first packing member 23 includes two first sub-packing members ( 234), and the second packing member 23' may include two second sub-packing members.
  • the fuel cell humidifier 1 is the mid-case It may be implemented so that four or more cartridges 22 are coupled to 21.
  • the first sub-packing member 234 corresponds to the number of cartridges 22 coupled to the mid-case 21 . and the number of each of the second sub-packing members may increase. For example, when the number of the cartridges 22 is implemented as N, the first sub-packing member 234 and the second sub-packing member may each It can be implemented with N-1 numbers.

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Abstract

본 발명은 연료전지 스택으로부터 배출된 습윤 기체를 이용하여 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습하기 위한 가습 모듈; 및 상기 가습 모듈의 일단에 결합된 제1 캡;을 포함하는 연료전지용 가습기로서, 상기 가습 모듈은 양 말단들이 개방되어 있는 미드-케이스(mid-case); 및 상기 미드-케이스 내에 배치되며 다수의 중공사막들을 포함하는 적어도 하나의 카트리지(Cartridge); 상기 제1 캡이 상기 중공사막들과만 유체연통할 수 있도록 기계적 조립을 통해 상기 가습 모듈의 일단에 기밀하게 결합된(Air tightly coupled) 제1 패킹부재를 포함하는 연료전지용 가습기에 관한 것이다.

Description

연료전지용 가습기
본 발명은 연료전지에 가습된 기체를 공급하기 위한 연료전지용 가습기에 관한 것이다.
연료전지는 건전지나 축전지 등 일반 화학전지와 달리 수소와 산소가 공급되는 한 계속 전기를 생산할 수 있고, 열손실이 없어 내연기관보다 효율이 2배 가량 높다는 장점이 있다.
또한, 수소와 산소의 결합에 의해 발생하는 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하기 때문에 공해물질 배출이 적다. 따라서, 연료전지는 환경 친화적일 뿐만 아니라 에너지 소비 증가에 따른 자원 고갈에 대한 걱정을 줄일 수 있다는 장점이 있다.
이러한 연료전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라 크게 고분자 전해질형 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell: PEMFC), 인산형 연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell: PAFC), 용융 탄산염형 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell: MCFC), 고체 산화물형 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell: SOFC), 및 알칼리형 연료전지(Alkaline Fuel Cell: AFC) 등으로 분류할 수 있다.
이들 각각의 연료전지는 근본적으로 동일한 원리에 의해 작동하지만 사용되는 연료의 종류, 운전 온도, 촉매, 전해질 등이 서로 다르다. 이 중에서 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC)는 다른 연료전지에 비해 저온에서 동작한다는 점, 및 출력밀도가 커서 소형화가 가능하기 때문에 소규모 거치형 발전장비뿐만 아니라 수송 시스템에서도 가장 유망한 것으로 알려져 있다.
고분자 전해질형 연료전지(PEMFC)의 성능을 향상시키는데 있어서 가장 중요한 요인 중 하나는, 막-전극 접합체(Membrane Electrode Assembly: MEA)의 고분자 전해질 막(Polymer Electrolyte Membrane 또는 Proton Exchange Membrane: PEM)에 일정량 이상의 수분을 공급함으로써 함수율을 유지하도록 하는 것이다. 고분자 전해질 막이 건조되면 발전 효율이 급격히 저하되기 때문이다.
고분자 전해질 막을 가습하는 방법으로는, 1) 내압 용기에 물을 채운 후 대상 기체를 확산기(diffuser)로 통과시켜 수분을 공급하는 버블러(bubbler) 가습 방식, 2) 연료전지 반응에 필요한 공급 수분량을 계산하여 솔레노이드 밸브를 통해 가스 유동관에 직접 수분을 공급하는 직접 분사(direct injection) 방식, 및 3) 고분자 분리막을 이용하여 가스의 유동층에 수분을 공급하는 가습 막 방식 등이 있다.
이들 중에서도 배가스 중에 포함되는 수증기만을 선택적으로 투과시키는 막을 이용하여 수증기를 고분자 전해질 막에 공급되는 공기에 제공함으로써 고분자 전해질 막을 가습하는 막가습 방식이 가습기를 경량화 및 소형화할 수 있다는 점에서 유리하다.
막가습 방식에 사용되는 선택적 투과막은 모듈을 형성할 경우 단위 체적당 투과 면적이 큰 중공사막이 바람직하다. 즉, 중공사막을 이용하여 가습기를 제조할 경우 접촉 표면적이 넓은 중공사막의 고집적화가 가능하여 소용량으로도 연료전지의 가습이 충분히 이루어질 수 있고, 저가 소재의 사용이 가능하며, 연료전지에서 고온으로 배출되는 배가스(off-gas)에 포함된 수분과 열을 회수하여 가습기를 통해 재사용할 수 있다는 이점을 갖는다.
도 1은 통상의 연료전지용 가습기의 개략적인 분해 사시도이다.
도 1에 예시된 바와 같이, 통상의 막가습 방식의 가습기(100)는 외부로부터 공급되는 공기와 연료전지 스택(미도시)으로부터 배출되는 배가스 사이의 수분 교환이 일어나는 가습 모듈(110) 및 상기 가습 모듈(110)의 양 단에 결합된 캡들(120)을 포함한다.
상기 캡들(120) 중 하나는 외부로부터 공급되는 공기를 상기 가습 모듈(110)로 전달하고, 다른 하나는 상기 가습 모듈(110)에 의해 가습된 공기를 연료전지 스택으로 전달한다.
상기 가습 모듈(110)은, 배가스 습윤 기체 유입구(off-gas inlet)(111a)와 배가스 습윤 기체 유출구(off-gas outlet)(111b)를 갖는 미드-케이스(mid-case)(111) 및 상기 미드-케이스(111) 내의 복수의 중공사막(112)들을 포함한다. 상기 중공사막(112)들의 다발의 양 말단들은 경질 포팅부(113)에 포팅되어 있다. 상기 경질 포팅부(113)는 일반적으로 캐스팅(casting) 방식을 통해 액상 폴리우레탄 수지와 같은 액상 폴리머를 경화시킴으로써 형성된다.
외부로부터 공급되는 공기는 상기 중공사막(112)들의 중공을 따라 흐른다. 상기 배가스 습윤 기체 유입구(111a)를 통해 상기 미드-케이스(111) 내로 유입된 배가스는 상기 중공사막(112)들의 외표면과 접촉한 후 상기 배가스 습윤 기체 유출구(111b)를 통해 상기 미드-케이스(111)로부터 유출된다. 상기 배가스가 상기 중공사막(112)들의 외표면과 접촉할 때 상기 배가스 내에 함유되어 있던 수분이 상기 중공사막(112)들을 투과함으로써 상기 중공사막(112)들의 중공을 따라 흐르던 공기를 가습한다.
일반적으로, 도 1에 예시된 바와 같이, 상기 중공사막(112)들의 말단들이 포팅되어 있는 경질 포팅부(113) 및 상기 경질 포팅부(113)와 상기 미드-케이스(111) 사이의 수지층(114)이 상기 캡들(120)의 내부 공간들을 상기 미드-케이스(111)의 내부 공간으로부터 차단한다. 상기 경질 포팅부(113)와 유사하게, 상기 수지층(114)은 일반적으로 캐스팅 방식을 통해 액상 폴리우레탄 수지와 같은 액상 폴리머를 경화시킴으로써 형성된다.
그러나, 상기 수지층(114) 형성을 위한 캐스팅 공정은 상대적으로 많은 공정 시간을 요구하기 때문에 가습기(100)의 생산성을 저하시키는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 캐스팅 공정을 통한 수지층 형성으로 인해 가습기의 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 연료전지용 가습기를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명은 연료전지 스택으로부터 배출된 습윤 기체를 이용하여 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습하기 위한 가습 모듈; 및 상기 가습 모듈의 일단에 결합된 제1 캡;을 포함할 수 있다. 상기 가습 모듈은 양 말단들이 개방되어 있는 미드-케이스(mid-case); 및 상기 미드-케이스 내에 배치되며 다수의 중공사막들을 포함하는 적어도 하나의 카트리지(Cartridge);를 포함할 수 있다. 상기 카트리지는 양 말단들이 개방되어 있고 상기 중공사막들이 들어있는 이너 케이스(Inner Case), 및 상기 중공사막들의 일단을 포팅하는 제1 포팅층;을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기는 상기 가습 모듈이 상기 제1 캡이 상기 중공사막들과만 유체연통할 수 있도록 기계적 조립을 통해 상기 가습 모듈의 일단에 기밀하게 결합된(Air tightly coupled) 제1 패킹부재; 상기 제1 패킹부재와 상기 제1 포팅층 사이를 밀폐시키는 제1 씰링부; 및 상기 제1 씰링부가 유동 가능한 거리를 제한하도록 상기 제1 패킹부재에 결합된 제1 차단부를 포함하고, 상기 제1 씰링부는 상기 제1 패킹부재를 기준으로 하여 상기 제1 패킹부재와 상기 제1 캡 사이의 제1 외부공간 및 상기 제1 외부공간의 반대 쪽에 배치된 내부공간 중에서 적어도 하나에 배치될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기는 상기 제1 캡이 상기 중공사막들과만 유체연통할 수 있도록 기계적 조립을 통해 상기 가습 모듈의 일단에 기밀하게 결합된(Air tightly coupled) 제1 패킹부재; 상기 제1 패킹부재를 기준으로 하여 상기 미드-케이스 쪽에 배치된 내부공간에서 상기 제1 패킹부재와 상기 카트리지의 사이를 밀폐시키는 제1 씰런트;를 포함할 수 있다. 상기 제1 패킹부재는 상기 제1 씰런트를 수용하기 위한 제1 내부홈, 상기 제1 내부홈의 일측에 배치된 제1 차단부재, 및 상기 제1 내부홈의 타측에 배치된 제1 구획부재를 포함하고, 상기 제1 차단부재는 상기 내부공간 쪽으로 상기 제1 내부홈보다 더 긴 길이로 돌출되며, 상기 제1 씰런트는 상기 제1 내부홈에 위치하여서 상기 제1 차단부재와 상기 제1 포팅층 사이를 밀폐시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명은 캡의 내부공간과 미드-케이스의 내부공간을 밀폐시키기 위한 캐스팅 공정을 생략할 수 있도록 구현된다. 따라서, 본 발명은 생산을 위한 공정시간의 단축을 통해 생산성을 증대시킬 수 있다.
본 발명은 캐스팅 공정이 생략됨에 따라 카트리지 주변에 형성될 수 있는 틈새를 밀폐시킴으로써 건조 기체와 습윤 기체가 직접적으로 혼합되는 것을 방지하기 위한 밀폐력을 강화할 수 있다. 따라서, 본 발명은 건조 기체를 가습하는 가습공정에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 씰런트에 돌출구조를 구현함으로써, 씰런트를 통한 밀폐면적을 추가로 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명은 씰런트에 의한 밀폐력을 더 강화할 수 있다.
도 1은 통상의 연료전지용 가습기의 개략적인 분해 사시도
도 2는 본 발명에 따른 연료전지용 가습기의 개략적인 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 연료전지용 가습기를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 개략적인 분해 단면도
도 4는 본 발명에 따른 연료전지용 가습기를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 개략적인 결합 단면도
도 5 내지 도 7은 도 4의 A 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 단면도
도 8은 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 부분적인 측단면도
도 9는 본 발명의 보강재를 설명하기 위해 도 4의 A 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 단면도
도 10은 본 발명에 따른 연료전지용 가습기에 있어서 미드-케이스에 2개의 카트리지가 결합되는 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도
도 11은 본 발명에 따른 연료전지용 가습기에 있어서 미드-케이스에 3개의 카트리지가 결합되는 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도
도 12는 본 발명에 따른 연료전지용 가습기를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 개략적인 분해 단면도
도 13은 본 발명에 따른 연료전지용 가습기를 도 2의 I-I 선을 기준으로 나타낸 개략적인 결합 단면도
도 14는 도 11의 B 부분을 확대하여 나타낸 개략적인 단면도
도 15는 도 2의 I-I 선을 기준으로 제1 패킹부재, 카트리지, 및 제1 씰런트가 결합되기 전 모습을 나타낸 부분적인 분해 단면도
도 16은 본 발명에 따른 연료전지용 가습기에 있어서 제1 패킹부재가 미드-케이스에 결합되기 전 모습을 나타낸 개략적인 단면도
도 17 및 도 18은 제1 패킹부재가 카트리지에 결합된 모습을 나타낸 개략적인 단면도
도 19는 본 발명에 따른 연료전지용 가습기에 있어서 미드-케이스에 2개의 카트리지가 결합되는 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도
도 20은 본 발명에 따른 연료전지용 가습기에 있어서 미드-케이스에 3개의 카트리지가 결합되는 실시예에 대한 개략적인 분해 사시도
이하에서는 본 발명에 따른 연료전지용 가습기의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4, 도 10, 및 도 11을 참고하면, 본 발명에 따른 연료전지용 가습기(1)는 연료전지 스택(미도시)으로부터 배출된 습윤 기체를 이용하여 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습하기 위한 것이다. 건조 기체는 연료가스 또는 공기일 수 있다. 건조 기체는 습윤 기체에 의해 가습된 후에 상기 연료전지 스택으로 공급될 수 있다. 본 발명에 따른 연료전지용 가습기(1)는 건조 기체의 가습을 위한 가습 모듈(2), 및 상기 가습 모듈(2)의 일단에 결합된 제1 캡(3)을 포함한다. 상기 가습 모듈(2)은 복수의 중공사막(221)이 결합된 카트리지(Cartridge)(22), 상기 카트리지(22)가 결합된 미드-케이스(Mid-case)(21), 및 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이에 배치되어서 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐시키는 제1 패킹부재(23)를 포함한다. 상기 제1 패킹부재(23)는 캐스팅(casting) 공정 없이 결합을 통해 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 패킹부재(23)는 상기 제1 캡(3)의 내부공간(IS)과 상기 미드-케이스(21)의 내부공간(IS)을 밀폐시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상대적으로 많은 공정시간이 요구되는 캐스팅 공정을 생략할 수 있으므로, 생산을 위한 공정시간의 단축을 통해 생산성을 증대시킬 수 있다.
이하에서는 상기 가습 모듈(2), 상기 제1 캡(3), 및 상기 제2 캡(4)에 관해 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 2 내지 도 4, 도 10, 및 도 11을 참고하면, 상기 가습 모듈(2)은 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습하는 것이다. 상기 가습 모듈(2)은 연료전지 스택으로부터 배출된 습윤 기체를 이용하여 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습할 수 있다. 상기 가습 모듈(2)의 일단에는 상기 제1 캡(3)이 결합될 수 있다. 상기 가습 모듈(2)의 타단에는 제2 캡(4)이 결합될 수 있다. 상기 제1 캡(3)은 건조 기체를 상기 가습 모듈(2)로 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 캡(4)은 상기 가습 모듈(2)에서 습윤 기체에 의해 가습된 건조 기체를 상기 연료전지 스택으로 전달할 수 있다. 상기 제1 캡(3)은 습윤 기체를 상기 가습 모듈(2)로 전달할 수도 있다. 이 경우, 상기 제2 캡(4)은 상기 가습 모듈(2)에서 건조 기체를 가습한 이후의 습윤 기체를 외부로 배출할 수 있다.
상기 가습 모듈(2)은 상기 카트리지(22), 상기 미드-케이스(21), 및 상기 제1 패킹부재(23)를 포함할 수 있다.
상기 카트리지(22)는 상기 중공사막(221)을 복수개 포함한다. 상기 중공사막(221)들은 상기 카트리지(22)로 구현되어서 모듈화될 수 있다. 이에 따라, 상기 카트리지(22)를 상기 미드-케이스(21)에 결합하는 공정을 통해, 상기 중공사막(221)들은 상기 미드-케이스(21)의 내부에 설치될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 중공사막(221)들에 대한 설치작업, 분리작업, 및 교체작업의 용이성을 향상시킬 수 있다. 상기 카트리지(22)는 상기 중공사막(221)들을 수용하는 이너 케이스(Inner case)(222)를 포함할 수 있다. 상기 중공사막(221)들은 상기 이너 케이스(222)의 내부에 배치되어서 모듈화될 수 있다. 상기 중공사막(221)들은 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 설폰화 폴리설폰 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 수지, 폴리아크릴로니트릴(PAN) 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에스테르이미드 수지, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 형성된 고분자막을 포함할 수 있다.
상기 카트리지(22)는 제1 포팅층(223), 및 제2 포팅층(224)을 포함할 수 있다. 상기 제1 포팅층(223)과 제2 포팅층(224)은 상기 다수의 중공사막(221)들의 말단부들이 포팅되어 있으며, 상기 이너 케이스(222)의 개구를 폐쇄시키는 것이다. 상기 다수의 중공사막(221)들의 일측이 상기 제1 포팅층(223)에 의해 고정되고, 상기 다수의 중공사막(221)들의 타측이 상기 제2 포팅층(224)에 의해 고정될 수 있다. 상기 제1 포팅층(223)과 제2 포팅층(224)은 캐스팅 공정을 통해 액상 폴리우레탄 수지와 같은 액상 수지를 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 상기 제1 포팅층(223)과 제2 포팅층(224)은 상기 다수의 중공사막(221)들의 말단부들과 상기 이너 케이스(222)를 고정시킬 수도 있다.
상기 제1 포팅층(223)과 제2 포팅층(224)은 상기 다수의 중공사막(221)들의 중공을 막지 않도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 공급된 건조 기체 또는 습윤 기체는 상기 제1 포팅층(223)과 제2 포팅층(224)에 방해됨이 없이 상기 중공사막(221)들의 중공으로 공급될 수 있고, 상기 제1 포팅층(223)과 제2 포팅층(224)에 방해됨이 없이 상기 중공사막(221)들의 중공으로부터 유출될 수 있다.
상기 카트리지(22)는 상기 이너 케이스(222)에 형성된 유입공(미도시) 및 유출공(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 유입공은 습윤 기체 또는 건조 기체를 상기 이너 케이스(222) 내부로 유입시키기 위한 것이다. 상기 유입공은 상기 이너 케이스(222)를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 유출공은 습윤 기체 또는 건조 기체를 상기 이너 케이스(222)의 내부로부터 외부로 유출시킬 수 있다.
상기 미드-케이스(21)는 상기 카트리지(22)가 결합된 것이다. 상기 미드-케이스(21)는 내부에 상기 카트리지(22)를 수용하기 위한 수용공(211)을 포함할 수 있다. 상기 수용공(211)은 상기 미드-케이스(21) 내부에 배치될 수 있다. 상기 미드-케이스(21)의 내면과 상기 카트리지(22)의 외면 사이에 공간이 마련되도록, 상기 카트리지(22)는 상기 수용공(211)에 삽입됨으로써 상기 미드-케이스(21)의 내부에 배치될 수 있다.
상기 미드-케이스(21)의 일측에는 유입구(212)와 유출구(213)를 가 형성될 수 있다.
상기 유입구(212)는 상기 미드-케이스(21)의 내부로 습윤 기체 또는 건조 기체를 유입시킬 수 있다. 상기 유출구(213)는 상기 미드-케이스(21)의 내부로부터 습윤 기체 또는 건조 기체를 유출시킬 수 있다. 상기 유입구(212), 상기 유출구(213), 및 상기 미드-케이스(21)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 유입구(212)와 상기 유출구(213)를 통해 습윤 기체가 유동하는 경우, 습윤 기체는 상기 유입구(212)를 통해 상기 미드-케이스(21)의 내면과 상기 이너 케이스(222)의 외면 사이로 공급되고, 상기 유입공을 통해 상기 이너 케이스(222)의 내부로 공급되어서 상기 중공사막(221)들의 외표면과 접촉할 수 있다. 이 과정에서 습윤 기체에 함유되어 있던 수분이 상기 중공사막(221)들을 투과함으로써, 상기 중공사막(221)들의 중공을 따라 흐르던 건조 기체를 가습할 수 있다. 가습된 건조 기체는 상기 중공사막(221)들로부터 유출된 후에 상기 제2 캡(4)을 통해 상기 연료전지 스택으로 공급될 수 있다. 건조 기체를 가습한 이후의 습윤 기체는, 상기 유출공을 통해 상기 이너 케이스(222)의 외면과 상기 미드-케이스(21)의 내면 사이로 유출되고, 상기 유출구(213)를 통해 상기 미드-케이스(21)의 외부로 유출될 수 있다. 상기 유입구(212)는 상기 연료전지 스택에 연결되어서 습윤 기체를 공급받을 수 있다. 이 경우, 습윤 기체는 상기 연료전지 스택으로부터 배출되는 배가스(Off-gas)일 수 있다.
상기 유입구(212)와 상기 유출구(213)를 통해 건조 기체가 유동하는 경우, 건조 기체는 상기 유입구(212)를 통해 상기 미드-케이스(21)의 내면과 상기 이너 케이스(222)의 외면 사이로 공급되고, 상기 유입공을 통해 상기 이너 케이스(222)의 내부로 공급되어서 상기 중공사막(221)들의 외표면과 접촉할 수 있다. 이 과정에서 습윤 기체에 함유되어 있던 수분이 상기 중공사막(221)들을 투과함으로써, 상기 이너 케이스(222)의 내부로 유입된 건조 기체를 가습할 수 있다. 가습된 건조 기체는, 상기 유출공을 통해 상기 이너 케이스(222)의 외면과 상기 미드-케이스(21)의 내면 사이로 유출되고, 상기 유출구(213)를 통해 상기 미드-케이스(21)의 외부로 유출된 후에 상기 연료전지 스택으로 공급될 수 있다. 건조 기체를 가습한 이후의 습윤 기체는, 상기 중공사막(221)들로부터 유출된 후에 상기 제2 캡(4)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 상기 제1 캡(3)은 상기 연료전지 스택에 연결되어서 습윤 기체를 공급받을 수 있다. 이 경우, 습윤 기체는 상기 연료전지 스택으로부터 배출되는 배가스(Off-gas)일 수 있다.
도 2 내지 도 20을 참고하면, 상기 제1 패킹부재(23)는 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐시키는 것이다. 상기 제1 패킹부재(23)는 건조 기체와 습윤 기체가 직접적으로 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1 패킹부재(23)는 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 카트리지(22)는 상기 제1 패킹부재(23)에 형성된 제1 통과공(231)에 삽입될 수 있다. 상기 제1 패킹부재(23)는 상기 카트리지(22)에 밀착됨으로써 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐할 수 있다. 이 경우, 상기 카트리지(22)의 크기는 상기 제1 통과공(231)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 카트리지(22)는 상기 제1 통과공(231)에 억지끼움 방식으로 삽입될 수 있다. 상기 제1 패킹부재(23)는 탄성변형(Elastic Deformation)이 가능한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 패킹부재(23)는 고무류로 형성될 수 있다. 상기 제1 패킹부재(23)는 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐하도록 고리 형태로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐할 수 있으면 다른 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐하는 구조에 관해 여러 가지 실시예를 포함할 수 있다. 이하에서는 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐하는 구조의 실시예에 관해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
<제1실시예에 따른 연료전지용 가습기>
도 2 내지 도 11을 참고하면, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 제1 씰링부(240), 및 제1 차단부(260)를 포함할 수 있다.
상기 제1 씰링부(240)는 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시키는 것이다. 상기 씰링부(240)는 상기 제1 패킹부재(23)를 기준으로 하여 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 캡(3) 사이의 제1 외부공간(OS) 및 상기 제1 외부공간(OS)의 반대 쪽에 배치된 내부공간(IS) 중에서 적어도 하나에 배치될 수 있다.
예컨대, 도 5와 같이 상기 제1 씰링부(240)는 상기 제1 외부공간(OS)에 배치되어서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 예컨대, 도 6과 같이 상기 제1 씰링부(240)는 상기 내부공간(IS)에 배치되어서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 상기 제1 씰링부(240)는 상기 외부공간(OS)과 상기 내부공간(IS)에 모두 배치되어서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 상기 외부공간(OS)과 상기 내부공간(IS)에서 각각 밀폐시킬 수도 있다.
이에 따라, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223)의 조립구조를 통해 상기 제1 캡(3)이 상기 중공사막(221)들과만 유체연통하도록 상기 제1 캡(3)과 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시키는 구조에 대한 제조용이성을 향상시킴에 더하여, 상기 제1 씰링부(240)를 통해 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 형성되는 틈새로 유체가 이동하는 것을 방지하여 상기 제1 캡(3)과 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시키는 구조의 기밀성을 향상시킬 수 있다. 상기 씰링부(240)는 액상 폴리우레탄 수지, 액상 실리콘 수지, 액상 에폭시 수지, 액상 엘라스토머 수지, 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 액상 수지로서 상기 제1 패킹부재(23)에 도포된 후 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이에 배치되면 경화되어서 제1 포팅층(223)과 상기 제1 패킹부재(23) 사이를 밀폐할 수 있다. 상기 씰링부(240)는 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이에 배치된 후 상기 제1 포팅층(223)과 상기 제1 패킹부재(23) 사이의 틈새를 메우도록 도포되고 경화됨으로써 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐할 수도 있다.
도 5 및 도 7을 참고하면, 상기 제1 씰링부(240)가 상기 제1 외부공간(OS)에 배치되도록 구현되는 경우, 상기 제1 씰링부(240)는 상기 제1 외부씰런트(24)를 포함할 수 있다.
상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 외부공간(OS)에서 상기 제1 포팅층(223)과 상기 제1 패킹부재(23) 사이를 밀폐시키는 것이다. 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 외부공간(OS)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 패킹부재(23)를 기준으로 상기 제1 외부공간(OS)을 향하도록 배치될 수 있다. 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 카트리지(22)가 상기 제1 통과공(231)에 삽입됨에 따라 상기 제1 포팅층(223)과 상기 제1 패킹부재(23) 사이에 형성되는 틈새에 도포된 후 경화될 수 있다. 따라서, 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 외부공간(OS)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 형성된 틈새를 밀폐함으로써 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이로 건조 기체와 습윤 기체가 직접적으로 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1 외부씰런트(24)는 액상 폴리우레탄 수지, 액상 실리콘 수지, 액상 에폭시 수지, 액상 엘라스토머 수지, 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 액상 수지로서 상기 제1 패킹부재(23)에 도포된 후 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이에 배치되면 경화되어서 상기 제1 외부공간(OS)에서 제1 포팅층(223)과 상기 제1 패킹부재(23) 사이를 밀폐할 수 있다. 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이에 배치된 후 상기 제1 포팅층(223)과 상기 제1 패킹부재(23) 사이의 틈새를 메우도록 도포되고 경화됨으로써 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐할 수도 있다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 제1 씰링부(240)가 상기 내부공간(IS)에 배치되도록 구현되는 경우, 상기 제1 씰링부(240)는 상기 제1 내부씰런트(25)를 포함할 수 있다.
상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 제1 내부공간(IS)에서 상기 제1 포팅층(223)과 상기 제1 패킹부재(23) 사이를 밀폐시키는 것이다. 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 제1 패킹부재(23)를 기준으로 하여 상기 제1 외부공간(OS)의 반대쪽에 배치된 내부공간(IS)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223)의 사이를 밀폐시키는 것이다. 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 제1 패킹부재(23)를 기준으로 상기 미드-케이스(21)의 내부를 향하도록 배치될 수 있다. 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 카트리지(22)가 상기 제1 통과공(231)에 삽입됨에 따라 상기 제1 포팅층(223)과 상기 제1 패킹부재(23) 사이에 형성되는 틈새에 도포된 후 경화될 수 있다. 따라서, 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 내부공간(IS)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 형성된 틈새를 밀폐함으로써 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이로 건조 기체와 습윤 기체가 직업적으로 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1 내부씰런트(25)는 액상 폴리우레탄 수지, 액상 실리콘 수지, 액상 에폭시 수지, 액상 엘라스토머 수지, 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 액상 수지로서 상기 제1 패킹부재(23)에 도포된 후 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이에 배치되면 경화되어서 상기 내부공간(IS)에서 상기 카트리지(22)와 상기 제1 패킹부재(23) 사이를 밀폐할 수 있다. 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이에 배치된 후 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21)의 사이의 틈새를 메우도록 도포되고 경화됨으로써 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐할 수도 있다.
도 5 내지 도 7을 참고하면, 상기 제1 씰링부(240)가 상기 제1 외부공간(OS)과 상기 제1 내부공간(IS)에 모두 배치되도록 구현되는 경우, 상기 제1 씰링부(240)는 상기 제1 외부씰런트(24)와 상기 제1 내부씰런트(25)를 모두 포함할 수도 있다. 이에 따라, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 아래와 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
첫째, 제1 실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 제1 패킹부재(23)를 이용해 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이를 밀폐시킴에 더하여, 씰런트를 이용해 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킴으로써 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22) 사이의 밀폐력을 강화할 수 있다.
둘째, 상기 제1 외부씰런트(24)가 상기 제1 외부공간(OS)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐함에 더하여 상기 제1 내부씰런트(25)가 상기 내부공간(IS)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐하므로, 씰런트에 의한 이중 밀폐구조를 구현할 수 있다. 따라서, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 씰런트에 의해 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이가 밀폐되는 면적을 증대시킬 수 있으므로, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22)의 사이에 대한 밀폐력을 더 강화할 수 있다.
셋째, 상기 제1 외부씰런트(24)에 의해 상기 제1 외부공간(OS)으로부터 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 형성된 공간으로 기체가 유입되는 것을 방지함과 더불어, 상기 제1 내부씰런트(25)에 의해 상기 내부공간(IS)으로부터 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 형성된 공간으로 기체가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이로 침투한 기체에 의해 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 제1 포팅층(223)으로부터 분리되는 방향으로 힘을 받는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22)의 밀착력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
넷째, 상기 제1 외부씰런트(24)와 상기 제1 내부씰런트(25)는 액상으로 도포됨에 따라, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이의 틈새의 형태나 크기에 구애받지 않고 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22)를 밀폐시키기 위한 작업에 있어서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22)의 형태에 대한 대응력을 향상시킬 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참고하면, 상기 가습 모듈(2)은 제1 차단부(260)를 포함할 수 있다.
상기 제1 차단부(260)는 상기 제1 씰링부(240)의 유동 가능한 거리를 제한하도록 상기 제1 패킹부재(23)에 결합된 것이다. 상기 제1 차단부(260)는 상기 제1 씰링부(240)를 기준으로 상기 제1 포팅층(223)의 반대편에 위치하도록 상기 제1 패킹부재(23)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 차단부(260)는 상기 제1 씰링부(240)가 액상으로 도포된 후 경화되는 과정에서 상기 제1 포팅층(223)에 의해 가압되거나, 상기 제1 씰링부(240)의 자중(自重)으로 인해 상기 제1 포팅층(223)으로부터 멀어지는 방향으로 유동되는 것을 방지함으로써 상기 제1 씰링부(240)를 통한 밀폐력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 7을 참고하면, 상기 제1 차단부(260)는 제1 외부차단부(26), 및 제1 내부차단부(27)를 포함할 수 있다.
상기 제1 외부차단부(26)는 상기 제1 외부씰런트(24)의 유동 가능한 거리를 제한하기 위한 것이다. 상기 제1 외부차단부(26)는 상기 제1 패킹부재(23)에 결합될 수 있다. 상기 제1 내부차단부(27)는 상기 제1 내부씰런트(25)의 유동 가능한 거리를 제한하기 위한 것이다. 상기 제1 내부차단부(27)는 상기 제1 패킹부재(23)에 결합될 수 있다. 상기 제1 내부차단부(27)는 상기 제1 외부차단부(26)로부터 이격된 위치에서 상기 제1 패킹부재(23)에 결합될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 외부차단부(26)는 상기 제1 패킹부재(23)에서 상기 제1 캡(3)을 향하는 쪽에 배치된 면에 결합되고, 상기 제1 내부차단부(27)는 상기 제1 패킹부재(23)에서 기준으로 상기 내부공간(IS)을 향하는 쪽에 배치된 면에 결합될 수 있다. 상기 제1 내부차단부(27)는 복수개 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 내부차단부(27)들은 상기 제1축 방향(X축 방향)을 따라 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 패킹부재(23)는 상기 제1 외부씰런트(24)를 수용하기 위한 제1 외부홈(232) 및 상기 제1 내부씰런트(25)를 수용하기 위한 제1 내부홈(233)을 포함할 수 있다.
상기 제1 외부홈(232)은 상기 제1 외부차단부(26)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 외부홈(232)에 수용되도록 도포된 후 경화될 수 있다. 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 외부홈(232)에 수용됨에 따라, 상기 제1 외부차단부(26)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 위치할 수 있다. 이와 같이, 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 외부홈(232)을 따라 도포되어 경화됨으로써 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 상기 제1 외부차단부(26)는 상기 제1 외부홈(232)에 수용된 상기 제1 외부씰런트(24)가 유동 가능한 거리를 제한할 수 있다. 상기 제1 외부차단부(26)는 상기 제1 패킹부재(23)로부터 돌출되도록 상기 제1 패킹부재(23)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 외부홈(232)에 수용된 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 외부차단부(26)에 의해 유동이 제한될 수 있다.
상기 제1 내부홈(233)은 상기 제1 내부차단부(27)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 제1 내부홈(233)에 수용되도록 도포된 후 경화될 수 있다. 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 제1 내부홈(233)에 수용됨에 따라, 상기 제1 내부차단부(27)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 위치할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내부차단부(27)는 상기 제1 내부홈(233)에 수용되어서 경화됨으로써 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 상기 제1 내부차단부(27)는 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 내부씰런트(25)가 유동 가능한 거리를 제한할 수 있다. 상기 제1 내부차단부(27)는 상기 제1 패킹부재(23)로부터 돌출되도록 상기 제1 패킹부재(23)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 제1 내부차단부(27)에 의해 유동이 제한될 수 있다.
이에 따라, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 아래와 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
첫째, 제1 외부홈(232)은 상기 제1 외부씰런트(24)가 도포되는 경로를 가이드하고, 상기 제1 내부홈(233)은 상기 제1 내부씰런트(25)가 도포되는 경로를 가이드함으로써 상기 제1 외부씰런트(24)와 상기 제1 내부씰런트(25)의 도포 작업에 대한 용이성 및 정확성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 상기 제1 외부홈(232)과 상기 제1 내부홈(233)은 각각 상기 제1 외부씰런트(24)와 상기 제1 내부씰런트(25)를 수용함으로써, 상기 제1 외부씰런트(24)와 상기 제1 내부씰런트(25)가 경화되기 전까지 도포 위치를 벗어나 유동하는 것을 제한할 수 있다. 이에 따라, 제1 외부씰런트(24)와 상기 제1 내부씰런트(25)가 도포 위치를 벗어남에 따라 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시키는 씰런트의 비율이 저하되는 정도를 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명에 연료전지용 가습기(1)는 씰런트를 통한 밀폐작업에 대한 정확성을 더 향상시키고, 씰런트에 의한 밀폐효율을 증대시킴으로써 씰런트에 의한 밀폐작업에 투입되는 비용을 낮출 수 있다.
상기 제1 외부홈(232)과 상기 제1 내부홈(233)은 반구(半球)로 형성될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 외부씰런트(24)와 상기 제1 내부씰런트(25)를 수용할 수 있으면 다른 형태로 형성될 수 있다. 상기 제1 외부홈(232)과 상기 제1 내부홈(233)은 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223)이 만나는 경계를 따라 폐곡선의 형태로 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 4, 및 도 7을 참고하면, 상기 제1 외부차단부(26)는 상기 제1 외부홈(232)에 수용된 상기 제1 외부씰런트(24)가 유동 가능한 거리를 제한하기 위한 것이다. 상기 제1 외부차단부(26)는 상기 제1 패킹부재(23)로부터 돌출되도록 상기 제1 패킹부재(23)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 외부홈(232)에 수용된 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 외부차단부(26)에 의해 유동이 제한될 수 있다. 따라서, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 외부홈(232)에 더하여 상기 제1 외부차단부(26)를 이용해 상기 제1 외부씰런트(24)의 유동을 제한함으로써 씰런트 도포 작업에 대한 정확성을 더 향상시키고, 제1 외부씰런트(24)를 통해 밀폐하는 작업에 대한 안정성을 더 향상시킬 수 있다.
상기 제1 외부차단부(26)는 제1 외부차단부재(261)와 제1 외부구획부재(262)를 포함할 수 있다.
상기 제1 외부차단부재(261)는 상기 제1 외부홈(232)에 수용된 상기 제1 외부씰런트(24)가 유동하는 것을 제한하기 위한 것이다. 상기 제1 패킹부재(23)로부터 상기 제1 외부공간(OS)을 향해 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1 외부차단부재(261)는 상기 제1 외부홈(232)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 외부차단부재(261)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 외부홈(232)에 수용된 상기 제1 외부씰런트(24)는 상기 제1 포팅층(223)을 향하는 방향의 반대방향으로의 유동이 제한될 수 있다.
상기 제1 외부구획부재(262)는 상기 제1 외부공간(OS)에 존재하는 상기 제1 외부씰런트(24)의 손실량을 줄이기 위한 것이다. 상기 제1 외부구획부재(262)는 상기 제1 패킹부재(23)로부터 상기 제1 포팅층(223)을 향해 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1 외부구획부재(262)로 인해, 상기 제1 외부공간(OS)에 배치된 상기 제1 외부씰런트(24)가 상기 내부공간(IS)으로 유동하는 것이 제한될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 외부공간(OS)이 상기 제1 외부씰런트(24)를 손실하는 양을 줄일 수 있다. 따라서, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 외부공간(OS)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시키는 상기 제1 외부씰런트(24)의 양을 증대시킬 수 있으므로, 상기 제1 외부공간(OS)에서 상기 제1 외부씰런트(24)에 의한 밀폐력을 더 강화시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 외부구획부재(262)는 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 제1 포팅층(223) 쪽으로 밀착되면, 상기 제1 포팅층(223)을 탄성적으로 압박할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이의 밀폐력이 더 강화될 수 있다.
상기 제1 내부차단부(27)는 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 내부씰런트(25)가 유동 가능한 거리를 제한하기 위한 것이다. 상기 제1 내부차단부(27)는 상기 제1 패킹부재(23)로부터 돌출되도록 상기 제1 패킹부재(23)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 제1 외부차단부(26)에 의해 유동이 제한될 수 있다.
따라서, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 내부홈(233)에 더하여 상기 제1 내부차단부(27)를 이용해 상기 제1 내부씰런트(25)의 유동을 제한함으로써 씰런트 도포 작업에 대한 정확성을 더 향상시키고, 제1 내부씰런트(25)를 통해 밀폐하는 작업에 대한 안정성을 더 향상시킬 수 있다.
도 2 내지 도 4, 및 도 7을 참고하면, 상기 제1 내부차단부(27)는 내부차단부재(271) 및 내부구획부재(272)를 포함할 수 있다.
상기 내부차단부재(271)는 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 내부씰런트(25)가 유동 가능한 거리를 제한하기 위한 것이다. 상기 내부차단부재(271)는 상기 제1 패킹부재(23)로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 내부차단부재(271)는 상기 제1 내부홈(233)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 내부차단부재(271)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 제1 포팅층(223)을 향하는 방향의 반대방향으로의 유동이 제한될 수 있다.
상기 내부구획부재(272)는 상기 내부공간(IS)에 존재하는 상기 제1 내부씰런트(25)의 손실량을 줄이기 위한 것이다. 상기 내부구획부재(272)는 상기 제1 패킹부재(23)로부터 상기 제1 포팅층(223)을 향해 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 내부공간(IS)에 배치된 상기 제1 내부씰런트(25)는 상기 내부구획부재(272)로 인해 상기 내부공간(IS)으로부터 상기 제1 외부공간(OS)으로의 유동이 제한될 수 있다. 이에 따라, 상기 내부공간(IS)이 상기 제1 내부씰런트(25)를 손실하는 양을 줄일 수 있다. 따라서, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 내부공간(IS)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시키는 상기 제1 내부씰런트(25)의 양을 증대시킬 수 있으므로, 상기 내부공간(IS)에서 상기 제1 내부씰런트(25)에 대한 밀폐력을 더 강화시킬 수 있다.
도 7 및 도 9를 참고하면, 상기 가습 모듈(2)은 상기 제1 패킹부재(23)에 결합되는 제1 가압날개(28)를 포함할 수 있다. 상기 제1 가압날개(28)는 상기 제1 패킹부재(23)로부터 상기 제1 포팅층(223)을 향해 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1 가압날개(28)는 상기 제1 포팅층(223)에 의해 가압됨에 따라 탄성적으로 압축될 수 있다. 상기 제1 가압날개(28)가 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 배치됨으로써, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 형성된 틈새로 기체 또는 액체가 유동하는 것이 제한될 수 있다. 이에 따라, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 외부씰런트(24)와 상기 제1 내부씰런트(25)에 더하여 상기 제1 가압날개(28)가 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐함으로써 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이의 밀폐력을 더 강화할 수 있다.
상기 제1 가압날개(28)는 탄성변형(Elastic Deformation)이 가능한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 가압날개(28)는 고무류로 형성될 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참고하면, 상기 미드-케이스(21)는 상기 제1 패킹부재(23)의 일단 중 적어도 일부가 삽입되어 지지되는 지지홈(214)을 포함할 수 있다. 상기 제1 패킹부재(23)는 상기 지지홈(214)에 삽입된 상태에서 상기 미드-케이스(21)의 일단 중 적어도 일부를 삽입시키기 위한 제1 걸림홈(235)을 포함할 수 있다. 상기 제1 걸림홈(235)은 상기 미드-케이스(21)의 적어도 일부를 삽입시킴으로써, 상기 미드-케이스(21)와 상기 제1 패킹부재(23) 사이에 걸림구조를 구현할 수 있다. 예컨대, 도 7과 같이 상기 미드-케이스(21)가 갖는 내측 돌출부(inner projection, 215)와 외측 돌출부(outer projection, 216) 중 상기 미드-케이스(21)의 내부공간(IS)에 더 가깝게 배치된 상기 내측 돌출부(215)가 상기 제1 걸림홈(235)에 삽입됨으로써 상기 미드-케이스(21)와 상기 제1 패킹부재(23) 사이에 걸림구조가 구현될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 패킹부재(23)의 가장자리에 배치된 돌출부는 상기 지지홈(214)에 삽입되고, 상기 내측 돌출부 (215)와 외측 돌출부(216) 중 상기 내측 돌출부(215)가 상기 지지홈(214)에 삽입될 수 있다. 이에 따라 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 미드-케이스(21)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 이동하는 것이 제한될 수 있다. 따라서, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 미드-케이스(21) 사이의 결합력을 증대시킴으로써 상기 제1 패킹부재(23)를 이용하여 상기 미드-케이스(21)와 상기 카트리지(22) 사이의 밀폐력을 더 강화할 수 있다.
상기 미드-케이스(21)는 상기 제1 패킹부재(23)의 외측면을 지지하기 위한 지지부재(217)를 포함할 수 있다. 상기 지지부재(217)는 상기 외측 돌출부(216) 중에서 상기 제1 패킹부재(23)의 외측면과 접촉하는 부분에 배치될 수 있다. 상기 제1 패킹부재(23)가 압력을 받아 상기 제1 패킹부재(23)의 외측면이 상기 지지부재(217)에 의해 지지되면, 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 미드-케이스(21) 쪽으로 압축되어서 상기 미드-케이스(21)에 밀착될 수 있다. 이에 따라, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 미드-케이스(21) 사이의 결합력을 더 증대시킴으로써 상기 제1 패킹부재(23)를 이용하여 상기 미드-케이스(21)와 상기 카트리지(22) 사이의 밀폐력을 더 강화할 수 있다.
도 9를 참고하면, 상기 가습 모듈(2)은 상기 제1 패킹부재(23) 중 적어도 일 부분에 삽입되어 있으며, 상기 제1 패킹부재(23)의 경도보다 높은 경도를 갖는 보강재(5)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 제1 패킹부재(23)는 10 내지 100 Shore A의 제1 경도를 가질 수 있고, 상기 보강재는 상기 제1 경도보다 높은 제2 경도를 가질 수 있다.
도 10을 참고하면, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 미드-케이스(21)에 상기 카트리지(22)가 복수개 결합되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 미드-케이스(21)에는 상기 카트리지들(22, 22')의 사이에 배치된 격벽부재(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 카트리지들(22, 22')은 상기 격벽부재들의 사이에 배치되어서 개별적으로 탈부착 가능하게 상기 미드-케이스(21)에 결합될 수 있다.
상기 미드-케이스(21)에 상기 카트리지(22)가 복수개 결합되도록 구현된 경우, 상기 제1 패킹부재(23)는 제1 서브패킹부재(234)를 포함할 수 있다.
상기 제1 서브패킹부재(234)는 상기 카트리지들(22, 22')의 사이에 배치되어서 상기 카트리지들(22, 22')의 사이를 밀폐시키는 것이다. 상기 제1 서브패킹부재(234)는 상기 카트리지들(22, 22')의 사이를 통해 건조 기체와 습윤 기체가 직접적으로 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 서브패킹부재(234)는 건조 기체와 습윤 기체 중에서 적어도 하나의 압력에 의해 상기 카트리지들(22, 22')에 밀착될 수 있다. 따라서, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 카트리지들(22, 22')의 사이를 통해 건조 기체와 습윤 기체가 직접적으로 혼합되는 것을 방지하기 위한 밀폐력을 추가적인 구성없이 구현할 수 있으므로, 상기 카트리지들(22, 22')의 사이에 대한 밀폐력을 강화하기 위한 비용을 낮출 수 있다. 제1 서브패킹부재(234)는 탄성변형(Elastic Deformation)이 가능한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 서브패킹부재(234)는 고무류로 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 10을 참고하면, 상기 제2 캡(4)은 상기 가습 모듈(2)의 타단에 결합된 것이다. 상기 가습 모듈(2)은 상기 제2 캡(4)이 상기 중공사막들과만 유체연통할 수 있도록 기계적 조립을 통해 상기 가습 모듈의 일단에 기밀하게 결합된(Air tightly coupled) 제2 패킹부재(23')를 포함할 수 있다. 상기 제2 캡(4)과 상기 카트리지(22) 사이의 공간은 제2 패킹부재(23')에 의해 밀폐될 수 있다. 상기 제2 패킹부재(23')는 상기 제1 패킹부재(23)와 대략 일치하게 구현되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 가습 모듈(2)은 상기 제2 패킹부재(23')와 상기 제2 포팅층(224) 사이를 밀폐시키는 제2 씰링부, 상기 제2 패킹부재(23')에 결합된 제2 차단부, 및 상기 제2 패킹부재(23')에 결합된 제2 가압날개를 포함할 수 있다. 상기 제2 씰링부, 상기 제2 차단부, 및 상기 제2 가압날개는 상기 제1 씰링부(240), 상기 제1 차단부(260), 상기 제1 가압날개(28)와 대략 일치하게 구현되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.상기 미드-케이스(21)에 상기 카트리지(22)가 복수개 결합된 경우, 상기 제2 패킹부재(23')는 제2 서브패킹부재(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제2 서브패킹부재 또한 상기 제1 서브패킹부재(234)와 대략 일치하게 구현되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 도 10에는 상기 미드-케이스(21)에 2개의 카트리지(22)가 결합되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 도 11에 도시된 바와 같이 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 미드-케이스(21)에 3개의 카트리지들(21, 21', 21")이 결합되도록 구현될 수도 있다. 이를 위해, 상기 제1 패킹부재(23)는 2개의 상기 제1 서브패킹부재(234)를 포함하고, 상기 제2 패킹부재(23')는 2개의 상기 제2 서브패킹부재를 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 제1실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 미드-케이스(21)에 4개 이상의 카트리지(22)들이 결합되도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 미드-케이스(21)에 결합된 카트리지(22)의 개수에 대응되어 상기 제1 서브패킹부재(234) 및 상기 제2 서브패킹부재 각각의 개수가 증가할 수 있다. 예컨대, 상기 카트리지(22)의 개수가 N개로 구현될 경우, 상기 제1 서브패킹부재(234)와 상기 제2서브패킹부재는 각각 N-1개로 구현될 수 있다.
<제2실시예에 따른 연료전지용 가습기>
도 2, 도 12 내지 도 18을 참고하면, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 가습 모듈(2)이 제1 씰런트(6)를 포함하도록 구현될 수 있다.
상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 패킹부재(23)를 기준으로 하여 상기 미드-케이스(21) 쪽에 배치된 내부공간(IS)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22)의 사이를 밀폐시키는 것이다. 상기 내부공간(IS)에는 상기 수용공(211)이 위치할 수 있다. 상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐함으로써 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22)의 사이를 밀폐할 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 아래와 같다.
먼저, 상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 패킹부재(23)에 도포된다. 상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 통과공(231)의 주위를 둘러싸도록 상기 제1 패킹부재(23)에 도포될 수 있다.
다음, 상기 제1 씰런트(6)가 도포된 상기 제1 패킹부재(23)의 제1 통과공(231)으로 상기 카트리지(22)가 삽입된다. 이에 따라, 상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 포팅층(223)과 상기 제1 패킹부재(23) 사이에 형성되는 틈새에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 형성된 틈새를 밀폐함으로써 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이로 건조 기체와 습윤 기체가 직접적으로 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 씰런트(6)는 액상 폴리우레탄 수지, 액상 실리콘 수지, 액상 에폭시 수지, 액상 엘라스토머 수지, 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 액상 수지로서, 폴리 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 형성된 틈새를 메운 후 경화되어서 상기 카트리지(22)와 상기 제1 패킹부재(23) 사이를 밀폐할 수 있다.
이에 따라, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 아래와 같은 작용효과를 도모할 수 있다.
첫째, 상기 제1 씰런트(6)를 통해 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이의 틈새를 밀폐시킴으로써, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22)의 사이에 대한 밀폐력을 강화할 수 있다.
둘째, 상기 제1 씰런트(6)는 액상으로 도포됨에 따라, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이의 틈새의 형태나 크기에 구애받지 않고 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22)를 밀폐시키기 위한 작업에 있어서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22)의 형태에 대한 대응력을 향상시킬 수 있다.
도 2, 도 12 내지 도 18을 참고하면, 상기 제1 패킹부재(23)는 상기 제1 포팅층(223)과 상기 미드-케이스(21) 사이에 배치되는 제1 패킹본체(230), 상기 제1 씰런트(6)를 수용하기 위한 제1 내부홈(233), 상기 제1 내부홈(233)의 일측에 배치된 제1 차단부재(236), 및 상기 제1 내부홈(233)의 타측에 배치된 제1 구획부재(237)를 포함할 수 있다.
상기 제1 패킹본체(230)는 상기 제1 패킹부재(23)의 외형을 이루는 것이다. 상기 제1 패킹본체(230)는 X축 방향의 수직방향을 따라 관통됨으로써 상기 제1 통과공(231)을 형성할 수 있다. 상기 제1 패킹본체(230)는 상기 제1 통과공(231)에 상기 카트리지(22)를 수용함으로써 상기 미드-케이스(21)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 패킹본체(230)가 상기 미드-케이스(21)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에서 상기 미드-케이스(21)와 상기 제1 포팅층(223)에 각각 밀착됨에 따라, 상기 제1 패킹본체(230)와 상기 제1 캡(3) 사이의 공간을 상기 제1 패킹본체(230)와 상기 미드-케이스(111) 사이의 공간으로부터 차단할 수 있다.
상기 제1 내부홈(233)은 상기 제1 패킹본체(230)에서 상기 미드-케이스(21) 쪽을 향하는 면에 배치될 수 있다. 상기 제1 내부홈(233)은 상기 제1 통과공(231) 주위를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 내부홈(233)에 수용되도록 상기 제1 패킹부재(23)에 도포될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내부홈(233)은 상기 제1 씰런트(6)의 도포경로를 가이드하는 역할을 하여 제1 씰런트(6)의 도포작업에 대한 편의성을 향상시킬 수 있으며, 상기 제1 씰런트(6)가 경화되기 전까지 유동하는 것을 제한함으로써 상기 제1 씰런트(6)의 도포작업에 대한 정확성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 차단부재(236)는 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 씰런트(6)의 유동 가능한 거리를 제한하기 위한 것이다. 상기 제1 차단부재(236)는 상기 제1 내부홈(233)의 일측에 배치될 수 있다. 상기 제1 차단부재(236)는 상기 제1 내부홈(233)의 일측에서 상기 제1 내부홈(233)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 제1 내부홈(233)은 상기 제1 차단부재(236)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 차단부재(236)는 상기 제1 패킹본체(230)로부터 상기 내부공간(IS) 쪽으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1 차단부재(236)는 상기 내부공간(IS) 쪽으로 상기 제1 내부홈(233)보다 더 긴 길이로 돌출될 수 있다. 상기 제1 씰런트는 상기 제1 내부홈(233)에 위치하여서 상기 제1 차단부재(236)와 상기 제1 포팅층(223)사이를 밀폐시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 차단부재(236) 쪽으로의 유동이 제한될 수 있다. 따라서, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 내부홈(233)에 더하여 상기 제1 차단부재(236)를 통해 상기 제1 씰런트(6)의 유동을 제한할 수 있으므로, 상기 제1 씰런트(6)의 도포작업에 대한 정확성을 더 향상시킬 수 있다.
상기 제1 구획부재(237)는 상기 제1 내부홈(233)의 타측에 배치될 수 있다. 상기 제1 내부홈(233)의 타측은 상기 제1 내부홈(233)을 기준으로 상기 제1 내부홈(233)의 일측에 반대되는 방향일 수 있다. 상기 제1 구획부재(237)는 상기 제1 내부홈(233)의 타측에서 상기 제1 통과공(231)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내부홈(233)은 상기 제1 차단부재(236)와 상기 제1 구획부재(237)의 사이에 위치할 수 있다. 상기 제1 구획부재(237)는 상기 제1 패킹본체(230)로부터 상기 미드-케이스(21) 쪽으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 구획부재(237) 쪽으로의 유동이 제한될 수 있다.
상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 내부홈(233)에 위치한 제1 씰런트본체(61), 및 상기 제1 씰런트본체(61)로부터 돌출되어 상기 제1 차단부재(236)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시키는 제1 돌출씰런트(62)를 포함할 수 있다.
상기 제1 씰런트본체(61)는 상기 제1 내부홈(233)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223)사이를 밀폐시키는 것이다. 상기 제1 씰런트본체(61)는 상기 제1 씰런트(6)가 상기 제1 내부홈(233)에 도포되어 수용됨에 따라 형성될 수 있다. 상기 제1 씰런트본체(61)는 상기 제1 내부홈(233)에서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223)에 각각 밀착되어서 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킬 수 있다.
상기 제1 돌출씰런트(62)는 상기 제1 씰런트본체(61)로부터 상기 내부공간(IS) 쪽으로 돌출됨으로써 상기 제1 차단부재(236)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 차단부재(236)는 상기 내부공간(IS) 쪽으로 상기 제1 내부홈(233)보다 더 긴 길이로 돌출될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 돌출씰런트(62)의 일측에는 상기 제1 차단부재(236)가 배치되고, 상기 제1 돌출씰런트(62)의 타측에는 상기 제1 포팅층(223)이 배치됨으로써 상기 제1 포팅층(223)과 제1 차단부재(236) 사이를 밀폐할 수 있다. 상기 제1 돌출씰런트(62)의 타측은 상기 제1 돌출씰런트(62)를 기준으로 상기 제1 돌출씰런트(62)의 일측의 반대편을 의미한다. 이에 따라, 상기 제1 씰런트본체(61)를 통해 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킴과 아울러 상기 제1 돌출씰런트(62)를 통해 상기 제1 차단부재(236)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 따라서, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 씰런트(6)가 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐시키는 면적을 증대시킬 수 있으므로, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이의 밀폐력을 강화할 수 있다.
도 13 내지 도 18을 참고하면, 상기 제1 돌출씰런트(62)는 상기 제1 씰런트(6)가 상기 제1 내부홈(233)에 비해 더 큰 체적으로 도포된 후에 상기 제1 포팅층(223)에 의해 가압됨에 따라 형성될 수 있다. 이를 구체적으로 살펴보면, 다음과 같다.
먼저, 도 16와 같이 상기 제1 씰런트(6)가 상기 제1 내부홈(233)에 비해 더 큰 체적으로 도포되면, 상기 제1 씰런트(6) 중에서 상기 제1 내부홈(233)의 체적을 초과하는 부분은 상기 제1 내부홈(233)으로부터 돌출된다.
다음, 도 16에서 화살표 방향을 따라 상기 제1 패킹부재(23)가 이동하면, 상기 제1 포팅층(223)에 의해 상기 제1 씰런트(6)가 가압됨에 따라 도 15와 같이 상기 제1 씰런트본체(61)로부터 상기 제1 돌출씰런트(62)가 형성될 수 있다.
도 12 내지 도 18을 참고하면, 상기 제1 포팅층(223)은 상기 제1 패킹부재(23) 쪽으로 돌출된 제1 가압부재(2231)를 포함할 수 있다. 상기 제1 가압부재(2231)는 상기 제1 씰런트(6)를 가압하기 위한 것이다. 도 16과 같이 상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 패킹부재(23)가 화살표 방향으로 이동하게 되면 상기 제1 가압부재(2231)에 가압됨에 따라 도 17과 같이 형태가 변형될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 씰런트(6)는 상기 제1 가압부재(2231)를 수용하기 위한 제1 수용홈(63, 도 15에 도시됨)을 포함할 수 있다. 상기 제1 수용홈(63)은 상기 제1 가압부재(2231)에 의해 상기 제1 씰런트(6)가 가압됨에 따라 형성될 수 있다. 상기 제1 씰런트본체(61)는 상기 제1 수용홈(63)에 수용된 상기 제1 가압부재(2231)의 일측과 접촉하는 제1 본체접촉부재(611)를 포함할 수 있다. 상기 제1 씰런트본체(61)는 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상태에서 상기 제1 본체접촉부재(611)를 통해 상기 제1 가압부재(2231)의 일측과 상기 제1 패킹부재(23) 사이를 밀폐할 수 있다. 상기 제1 가압부재(2231)의 일측은 상기 제1 가압부재(2231)에서 상기 제1 내부홈(233)을 향하는 쪽을 의미한다. 상기 제1 돌출씰런트(62)는 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 가압부재(2231)의 타측과 접촉하는 제1 돌출접촉부재(621)를 포함할 수 있다. 상기 제1 돌출씰런트(62)는 상기 제1 돌출접촉부재(621)를 통해 상기 제1 가압부재(2231)의 타측과 상기 제1 차단부재(236) 사이를 밀폐함으로써, 상기 제1 씰런트본체(61)에 더하여 상기 제1 가압부재(2231)와 상기 제1 패킹부재(23) 사이를 밀폐할 수 있다. 상기 제1 가압부재(2231)의 타측은 상기 제1 가압부재(2231)에서 상기 제1 차단부재(236)를 향하는 쪽을 의미한다. 상기 제1 가압부재(2231)의 일측과 상기 제1 가압부재(2231)의 타측이 이루는 각도는 수직일 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않으며, 상기 제1 가압부재(2231)의 일측이 상기 제1 씰런트본체(61)에 접촉하고 상기 제1 가압부재(2241)의 타측이 상기 제1 돌출씰런트(62)에 접촉할 수 있으면 다른 각도로 이루어질 수도 있다.
도 17 및 도 18을 참고하면, 상기 제1 가압부재(2231)는 상기 제1 구획부재(237)가 탄성적으로 압축됨에 따라 상기 제1 내부홈(233)으로 삽입될 수 있다. 예컨대, 도 17에서 상기 제1 패킹부재(23)에 상기 제1 가압부재(2231) 쪽으로 추가적인 압력을 가함으로써 도 18와 같이 상기 제1 구획부재(237)를 탄성적으로 압축되면, 상기 제1 가압부재(2231)는 상기 제1 내부홈(233, 도 17와 도 18의 점선부분)에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 가압부재(2231)가 상기 제1 내부홈(233)에 삽입된 체적만큼 상기 제1 내부홈(233)에 수용된 상기 제1 씰런트본체(61)를 상기 제1 내부홈(233)으로부터 밀어냄으로써 상기 제1 돌출씰런트(62)의 체적이 증가할 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 돌출씰런트(62)에서 상기 제1 가압부재(2231)의 타측과 접하는 상기 제1 돌출접촉부재(621)의 면적이 증대될 수 있다. 따라서, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 씰런트(6)가 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐하는 면적을 증대시킴으로써 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 카트리지(22) 사이의 밀폐력을 더 강화시킬 수 있다.
도 14 및 도 15를 참고하면, 상기 가습 모듈(2)은 상기 제1 패킹부재(23)에 결합되는 제1 가압날개(28)를 포함할 수 있다. 상기 제1 가압날개(28)는 상기 제1 패킹부재(23)로부터 상기 제1 포팅층(223)을 향해 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제1 가압날개(28)는 상기 제1 포팅층(223)에 의해 가압됨에 따라 탄성적으로 압축될 수 있다. 상기 제1 가압날개(28)가 상기 제1 포팅층(223)에 밀착됨에 따라, 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이에 형성된 틈새로 기체 또는 액체가 유동하는 것이 제한될 수 있다. 이에 따라, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 씰런트(6)에 더하여 상기 제1 가압날개(28)를 통해 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이를 밀폐함으로써 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 제1 포팅층(223) 사이의 밀폐력을 더 강화할 수 있다.
상기 제1 가압날개(28)는 탄성변형(Elastic Deformation)이 가능한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 가압날개(28)는 고무류로 형성될 수 있다.
도 14 및 도 16을 참고하면, 상기 미드-케이스(21)는 상기 제1 패킹부재(23)의 일단 중 적어도 일부가 삽입되어 지지되는 지지홈(214)을 포함할 수 있다. 상기 제1 패킹부재(23)는 상기 지지홈(214)에 삽입된 상태에서 상기 미드-케이스(21)의 일단 중 적어도 일부를 삽입시키기 위한 제1 걸림홈(235)을 포함할 수 있다. 상기 제1 걸림홈(235)은 상기 미드-케이스(21)의 적어도 일부를 삽입시킴으로써, 상기 미드-케이스(21)와 상기 제1 패킹부재(23) 사이에 걸림구조를 구현할 수 있다.
예컨대, 도 14와 같이 상기 미드-케이스(21)가 갖는 내측 돌출부(inner projection, 215)와 외측 돌출부(outer projection, 216) 중 상기 미드-케이스(21)의 내부공간(IS)에 더 가깝게 배치된 상기 내측 돌출부(215)가 상기 제1 걸림홈(235)에 삽입됨으로써 상기 미드-케이스(21)와 상기 제1 패킹부재(23) 사이에 걸림구조가 구현될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 패킹부재(23)의 가장자리에 배치된 돌출부는 상기 지지홈(214)에 삽입되고, 상기 내측 돌출부 (215)와 외측 돌출부(216) 중 상기 내측 돌출부(215)가 상기 지지홈(214)에 삽입될 수 있다. 이에 따라 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 미드-케이스(21)는 상기 제1축방향(X축 방향)을 기준으로 이동하는 것이 제한될 수 있다. 따라서, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 미드-케이스(21) 사이의 결합력을 증대시킴으로써 상기 제1 패킹부재(23)를 이용하여 상기 미드-케이스(21)와 상기 카트리지(22) 사이의 밀폐력을 더 강화할 수 있다.
상기 미드-케이스(21)는 상기 제1 패킹부재(23)의 외측면을 지지하기 위한 지지부재(217)를 포함할 수 있다. 상기 지지부재(217)는 상기 외측 돌출부(216) 중에서 상기 제1 패킹부재(23)의 외측면과 접촉하는 부분에 배치될 수 있다. 상기 제1 패킹부재(23)가 압력을 받아 상기 제1 패킹부재(23)의 외측면이 상기 지지부재(217)에 의해 지지되면, 상기 제1 패킹부재(23)가 상기 미드-케이스(21) 쪽으로 압축되어서 상기 미드-케이스(21)에 밀착될 수 있다. 이에 따라, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 제1 패킹부재(23)와 상기 미드-케이스(21) 사이의 결합력을 더 증대시킴으로써 상기 제1 패킹부재(23)를 이용하여 상기 미드-케이스(21)와 상기 카트리지(22) 사이의 밀폐력을 더 강화할 수 있다.
도 14를 참고하면, 상기 가습 모듈(2)은 상기 제1 패킹부재(23) 중 적어도 일 부분에 삽입되는 보강재(5)를 더 포함할 수 있다. 상기 보강재(5)는 상기 제1 패킹본체(230) 내부에 배치될 수 있다. 상기 보강재(5)는 상기 제1 패킹부재(23)의 경도보다 높은 경도를 갖는다. 예컨대, 상기 제1 패킹부재(23)는 10 내지 100 Shore A의 제1 경도를 가질 수 있고, 상기 보강재는 상기 제1 경도보다 높은 제2 경도를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 패킹부재(23)는 상기 보강재(5)를 통해 더 강한 강도를 구현할 수 있다.
도 19를 참고하면, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 미드-케이스(21)에 상기 카트리지(22)가 복수개 결합되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 상기 미드-케이스(21)에는 상기 카트리지들(22, 22')의 사이에 배치된 격벽부재(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 카트리지들(22, 22')은 상기 격벽부재들의 사이에 배치되어서 개별적으로 탈부착 가능하게 상기 미드-케이스(21)에 결합될 수 있다.
상기 미드-케이스(21)에 상기 카트리지(22)가 복수개 결합되도록 구현된 경우, 상기 제1 패킹부재(23)는 제1 서브패킹부재(234)를 포함할 수 있다.
상기 제1 서브패킹부재(234)는 상기 카트리지들(22, 22')의 사이에 배치되어서 상기 카트리지들(22, 22')의 사이를 밀폐시키는 것이다. 상기 제1 서브패킹부재(234)는 상기 카트리지들(22, 22')의 사이를 통해 건조 기체와 습윤 기체가 직접적으로 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 서브패킹부재(234)는 건조 기체와 습윤 기체 중에서 적어도 하나의 압력에 의해 상기 카트리지들(22, 22')에 밀착될 수 있다. 따라서, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 카트리지들(22, 22')의 사이를 통해 건조 기체와 습윤 기체가 직접적으로 혼합되는 것을 방지하기 위한 밀폐력을 추가적인 구성없이 구현할 수 있으므로, 상기 카트리지들(22, 22')의 사이에 대한 밀폐력을 강화하기 위한 비용을 낮출 수 있다. 제1 서브패킹부재(234)는 탄성변형(Elastic Deformation)이 가능한 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 서브패킹부재(234)는 고무류로 형성될 수 있다.
도 2, 도 12 내지 도 20을 참고하면, 상기 제2 캡(4)은 상기 가습 모듈(2)의 타단에 결합된 것이다. 상기 제2 캡(4)과 상기 카트리지(22) 사이의 공간은 제2 패킹부재(23')에 의해 상기 카트리지(22)와 상기 미드-케이스(21) 사이의 공간에 대해 밀폐될 수 있다. 상기 제2 패킹부재(23')는 상기 제1 패킹부재(23)와 대략 일치하게 구현되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 가습 모듈(2)은 상기 제2 패킹부재(23')와 상기 카트리지(22) 사이를 밀폐시키는 제2 씰런트(6', 도 13에 도시됨), 및 상기 제2 패킹부재(23')에 결합된 제2 가압날개(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제2 씰런트(6'), 및 상기 제2 가압날개는 상기 제1 씰런트(6), 상기 제1 가압날개(28)와 대략 일치하게 구현되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 미드-케이스(21)에 상기 카트리지(22)가 복수개 결합된 경우, 상기 제2 패킹부재(23')는 제2 서브패킹부재(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제2 서브패킹부재는 상기 제1 서브패킹부재(234)와 대략 일치하게 구현되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 한편, 도 19에는 상기 미드-케이스(21)에 2개의 카트리지(22)가 결합되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며 도 20에 도시된 바와 같이 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 미드-케이스(21)에 3개의 카트리지들(21, 21', 21")이 결합되도록 구현될 수도 있다. 이를 위해, 상기 제1 패킹부재(23)는 2개의 제1 서브패킹부재(234)를 포함하고, 상기 제2 패킹부재(23')는 2개의 제2 서브패킹부재를 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 제2실시예에 따른 연료전지용 가습기(1)는 상기 미드-케이스(21)에 4개 이상의 카트리지(22)들이 결합되도록 구현될 수도 있다. 이 경우, 상기 미드-케이스(21)에 결합된 카트리지(22)의 개수에 대응되어 상기 제1 서브패킹부재(234) 및 상기 제2 서브패킹부재 각각의 개수가 증가할 수 있다. 예컨대, 상기 카트리지(22)의 개수가 N개로 구현될 경우, 상기 제1 서브패킹부재(234)와 상기 제2서브패킹부재는 각각 N-1개로 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (14)

  1. 연료전지 스택으로부터 배출된 습윤 기체를 이용하여 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습하기 위한 가습 모듈; 및
    상기 가습 모듈의 일단에 결합된 제1 캡;을 포함하는 연료전지용 가습기로서,
    상기 가습 모듈은,
    양 말단들이 개방되어 있는 미드-케이스(mid-case); 및
    상기 미드-케이스 내에 배치되며 다수의 중공사막들을 포함하는 적어도 하나의 카트리지(Cartridge);를 포함하고,
    상기 카트리지는,
    양 말단들이 개방되어 있고 상기 중공사막들이 들어있는 이너 케이스(Inner Case); 및
    상기 중공사막들의 일단을 포팅하는 제1 포팅층;을 포함하며,
    상기 가습 모듈은,
    상기 제1 캡이 상기 중공사막들과만 유체연통할 수 있도록 기계적 조립을 통해 상기 가습 모듈의 일단에 기밀하게 결합된(Air tightly coupled) 제1 패킹부재;
    상기 제1 패킹부재와 상기 제1 포팅층 사이를 밀폐시키는 제1 씰링부; 및
    상기 제1 씰링부의 유동 가능한 거리를 제한하도록 상기 제1 패킹부재에 결합된 제1 차단부를 포함하고,
    상기 제1 씰링부는 상기 제1 패킹부재를 기준으로 하여 상기 제1 패킹부재와 상기 제1 캡 사이의 제1 외부공간 및 상기 제1 외부공간의 반대 쪽에 배치된 내부공간 중에서 적어도 하나에 배치된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 씰링부는 상기 제1 외부공간에 배치된 제1 외부씰런트를 포함하고,
    상기 제1 차단부는 상기 제1 외부씰런트의 유동 가능한 거리를 제한하도록 상기 제1 패킹부재에 결합된 제1 외부차단부를 포함하며,
    상기 제1 외부씰런트는 상기 제1 외부차단부와 상기 제1 포팅층 사이에 배치된 제1 외부홈에 수용되어서 상기 제1 패킹부재와 상기 제1 포팅층 사이를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 씰링부는 상기 내부공간에 배치된 제1 내부씰런트를 포함하고,
    상기 제1 차단부는 상기 제1 내부씰런트의 유동 가능한 거리를 제한하도록 상기 제1 패킹부재에 결합된 제1 내부차단부를 포함하며,
    상기 제1 내부씰런트는 상기 제1 내부차단부와 상기 제1 포팅층 사이에 배치된 제1 내부홈에 수용되어서 상기 제1 패킹부재와 상기 제1 포팅층 사이를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 씰링부는 상기 제1 외부공간에 배치된 제1 외부씰런트, 및 상기 내부공간에 배치된 제1 내부씰런트를 포함하고,
    상기 제1 차단부는 상기 제1 외부씰런트의 유동 가능한 거리를 제한하도록 상기 제1 패킹부재에 결합된 제1 외부차단부, 및 상기 제1 내부씰런트의 유동가능한 거리를 제한하도록 상기 제1 패킹부재에 결합된 제1 내부차단부를 포함하며,
    상기 제1 외부씰런트는 상기 제1 외부차단부와 상기 제1 포팅층 사이에 배치된 제1 외부홈에 수용되어서 상기 제1 패킹부재와 상기 제1 포팅층 사이를 밀폐시킴과 아울러 상기 제1 내부씰런트는 상기 제1 내부차단부와 상기 제1 포팅층 사이에 배치된 제1 내부홈에 수용되어서 상기 제1 패킹부재와 상기 제1 포팅층 사이를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  5. 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 외부차단부는 상기 제1 패킹부재로부터 상기 제1 외부공간을 향해 돌출된 제1 외부차단부재, 및 상기 제1 패킹부재로부터 상기 제1 포팅층을 향해 돌출된 제1 외부구획부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  6. 연료전지 스택으로부터 배출된 습윤 기체를 이용하여 외부로부터 공급된 건조 기체를 가습하기 위한 가습 모듈; 및
    상기 가습 모듈의 일단에 결합된 제1 캡;을 포함하는 연료전지용 가습기로서,
    상기 가습 모듈은,
    양 말단들이 개방되어 있는 미드-케이스(mid-case);
    상기 미드-케이스 내에 배치되며 다수의 중공사막들을 포함하는 적어도 하나의 카트리지(Cartridge);
    상기 제1 캡이 상기 중공사막들과만 유체연통할 수 있도록 기계적 조립을 통해 상기 가습 모듈의 일단에 기밀하게 결합된(Air tightly coupled) 제1 패킹부재;
    상기 제1 패킹부재를 기준으로 하여 상기 미드-케이스 쪽에 배치된 내부공간에서 상기 제1 패킹부재와 상기 카트리지의 사이를 밀폐시키는 제1 씰런트;를 포함하고,
    상기 카트리지는 양 말단들이 개방되어 있고 상기 중공사막들이 들어있는 이너 케이스(Inner Case), 및 상기 중공사막들의 일단을 포팅하는 제1 포팅층;을 포함하며,
    상기 제1 패킹부재는 상기 제1 씰런트를 수용하기 위한 제1 내부홈, 상기 제1 내부홈의 일측에 배치된 제1 차단부재, 및 상기 제1 내부홈의 타측에 배치된 제1 구획부재를 포함하고,
    상기 제1 차단부재는 상기 내부공간 쪽으로 상기 제1 내부홈보다 더 긴 길이로 돌출되며,
    상기 제1 씰런트는 상기 제1 내부홈에 위치하여서 상기 제1 차단부재와 상기 제1 포팅층 사이를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 씰런트는 상기 제1 내부홈에 배치된 제1 씰런트본체, 및 상기 제1 씰런트본체로부터 돌출되어 상기 제1 차단부재와 상기 제1 포팅층 사이를 밀폐시키는 제1 돌출씰런트를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 돌출씰런트는 상기 제1 씰런트가 상기 제1 내부홈에 비해 더 큰 체적으로 도포된 후에 상기 제1 포팅층에 가압됨에 따라 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 포팅층은 상기 제1 패킹부재 쪽으로 돌출된 제1 가압부재를 포함하고,
    상기 제1 씰런트는 상기 제1 가압부재를 수용하기 위한 제1 수용홈을 포함하며,
    상기 제1 씰런트본체는 상기 제1 수용홈에 수용된 상기 제1 가압부재의 일측과 접촉하는 제1 본체접촉부재를 포함하고,
    상기 제1 돌출씰런트는 상기 제1 수용홈에 수용된 상기 제1 가압부재의 타측과 접촉하는 제1 돌출접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 가압부재는 상기 제1 구획부재가 탄성적으로 압축됨에 따라 상기 제1 내부홈으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  11. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1 패킹부재에는 제1 가압날개가 결합되고,
    상기 제1 가압날개는 상기 제1 패킹부재로부터 상기 제1 포팅층을 향해 돌출되되, 상기 제1 포팅층에 의해 가압됨에 따라 탄성적으로 압축되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  12. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 미드-케이스는 상기 제1 패킹부재의 일단 중 적어도 일부가 삽입되는 지지홈을 포함하고,
    상기 제1 패킹부재는 상기 미드-케이스의 일단 중 적어도 일부를 삽입시키기 위한 제1 걸림홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 미드-케이스는 상기 제1 패킹부재의 외측면을 지지하기 위한 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
  14. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 가습 모듈은 상기 제1 패킹부재 중 적어도 일 부분에 삽입되어 있으며 상기 제1 패킹부재의 경도보다 높은 경도를 갖는 제1 보강재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 가습기.
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