特別用于燃料電池的加濕器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的特別用于燃料電池的加濕器。
【背景技術】
[0002]由DE 10 2009 034 095 Al可知一種用于燃料電池的加濕器，所述燃料電池具有包括多個膜的膜堆，所述膜被布置在彼此上方并相互間隔開，并且在所述膜之間布置有流動通道。所述膜設計為可滲透水蒸氣并且使水分子能夠穿過潮濕空氣，所述潮濕空氣在兩個膜之間被引導到相鄰的膜之間的流動通道中的干燥空氣流中，所述干燥空氣流在此處充分吸收水分。所述變潮濕的空氣流被供應給燃料電池系統，在所述燃料電池系統中電流作為電化學反應的產物被產生。
[0003]在所述堆中，所述膜在其邊緣區域中被連接到框架部件，其中用于流動密封關閉的密封元件布置在相鄰的膜的框架部件之間。干燥的或潮濕的空氣流交叉流過流動通道，所述流動通道被布置在彼此上方，并且在所述流動通道之間在各種情況下放置有一個膜。所述框架部件以及在其間的所述密封元件也用作間隔件，平行地被夾緊的膜通過間隔件被保持相互間隔。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種結構上設計簡單的加濕器，所述加濕器例如用于燃料電池。
[0005]根據本發明，該目的通過權利要求1的特征實現。從屬權利要求提供了有利的改進。
[0006]通過根據本發明所述的加濕器，例如供應給燃料電池用于電化學反應的流動空氣能夠充分吸收水分，直到達到空氣流中的所需最小水分含量。所述加濕器具有優選平行的膜的堆，所述膜相互間隔并且在各種情況下對于水蒸氣具有滲透性，但是對于空氣并不具有滲透性，以至于僅僅產生由具有高含水量的空氣流到具有較低含水量的空氣流的水交換，其中后者被輸送給燃料電池。所述堆單元具有至少兩個具有可滲透水分或可滲透水蒸氣的膜，但優選具有多于兩個膜，任選地具有幾十個相互間隔的平行的膜。在各種情況下的兩個膜之間形成流動路徑或通道，空氣流被平行地引導穿過所述流動路徑或通道至膜平面并且穿過所述堆單元。
[0007]所述膜在邊緣處至少部分地被框架部件或包圍部件包圍，其中放置在彼此上方的膜的包圍部件以流動密封的方式直接地彼此連接。所述包圍部件因此具有多個功能:所述膜在其邊緣區域保持穩固并且在其邊緣區域被包圍部件保持，并且此外，堆單元中放置在彼此上方的膜通過所述包圍部件彼此連接。此外，所述包圍部件用于密封平行布置的兩個膜之間的流動路徑或通道的橫向區域。在該區域中可以省去用于密封流動通道的密封元件。然而，所述密封元件的任務另外被直接地鄰接的包圍部件承擔，所述包圍部件以流動密封的方式彼此連接。這實現了具有減少數量的部件的不限制功能性的結構簡單的設計。
[0008]所述包圍部件可以具有例如兩個箔，所述箔在橫向區域中將膜包圍并且例如通過層壓彼此連接。所述兩個箔將膜的橫向區域包圍在它們之間并且一起形成了層壓的平膜，其中相鄰的平膜以流動密封的方式被彼此連接并且于其間不具有密封元件。
[0009]在箔和所述膜之間可以至少在一側焊接支撐格柵或屏柵。所述支撐格柵有利地覆蓋膜區域的至少30%。
[0010]任選地，箔在至少一側可以具有例如有金字塔結構的網格輪廓，其中所述網格輪廓在所述區域上延伸，在所述區域中，箔與所述膜重疊，以至于在膜材料不能被焊接在一起的情況下至少實現箔材料和膜之間的機械錨固或互鎖。
[0011]在與網格輪廓相對的一側上使用優選具有與膜相同尺寸的附加格柵，所述附加格柵能夠在焊接過程中焊接到箔之一上。此外，通過格柵或格柵的網狀物在所述膜中實現附加的機械固定。
[0012]根據另一個有利的實施方式，所述包圍部件在其橫向地位于所述膜外側的區域具有輪廓部分，所述輪廓部分與所述膜平面相互間隔并且用于連接相鄰的膜。所述輪廓部分使相鄰的膜之間的間隔跨接起來，以至于將橫向膜區域包圍的并且具有連接部分的包圍部件的整體設計成為可能。所述輪廓部分例如構造為有角的或彎曲的，并且可以具有與膜平面平行地偏置的接觸區域，其中相鄰膜的接觸區域相互直接鄰接并且彼此連接。平行部分導致了相對較大的接觸區域，所述接觸區域便于流動密封的連接。
[0013]膜的橫向區域中的包圍部件被周向構造并且因此形成了周向包圍框架。根據可替代的實施方式，單獨的包圍部件設置于膜的一個或多個側邊緣上，特別是在兩個相對的側邊緣上，然而所述90度偏置的側邊緣可以擺脫包圍部件；流入和/或流出可以在該側邊緣處進行。然而，各個側邊緣均可以構造為分開的部件，即使在包圍部件布置在所有側邊緣處的情況下。
[0014]穿過在其中容納有膜的堆單元的流動在各種情況下相鄰的膜之間從流動腔室到流動腔室優選地進行，所述膜位于彼此頂部上并且以90度的角度交替，因此流動交叉地從流動腔室到流動腔室進行。這使得潮濕空氣能夠流入堆單元的前端中，其中在該前端上以及在完全相對的前端上的每兩個流動腔室形成為打開的，然而在這些前端上的其他各個流動腔室以流動密封的方式被關閉。在以90度偏置的前端，干燥的空氣經過其他各個流動腔室流入堆單元，其以交替偏置的方式形成為打開或關閉。在打開的流動腔室的區域中，所述包圍部件未以流動密封的方式彼此連接而是讓流入或流出開口敞開。根據有利的實施方式，在打開的前端沒有布置包圍部件。
[0015]為了連接相鄰的包圍部件，例如可以將所述包圍部件焊接在一起。焊接方法可以為超聲焊接或摩擦焊接。
[0016]根據另一個有利的實施方式，間隔件被插入到直接相鄰的膜之間，所述間隔件使膜相互間隔并且因此保證了在膜之間的足夠大的流動腔室或流路或流動通道。將間隔件設置在所有的相鄰的膜之間可能會有幫助。然而，根據可替代的實施方式，僅僅在相鄰的膜間的每兩個間隔中插入這樣的間隔件，優選地插入中間的間隔，在所述中間的間隔中，經過的空氣具有低壓。這例如可能是燃料電池排氣一側的情況。所述間隔件具有支撐效果以至于所述通道不被阻塞。
[0017]所述間隔件能夠形成連續的間隔件格柵。此外，所述間隔件可以具有引流功能以在布置有間隔件的通道中以面向目標的方式從通道中的流入側到流出側引導流動。例如，可以將流入和流出側在通道中相互偏置地布置并且從流入側到流出側通過間隔件附加地引導流動。
【附圖說明】
[0018]其他的優點和有利的實施方式可以在進一步的權利要求、【附圖說明】以及附圖中找至IJ。在附圖中:
圖1示出了具有插入到殼體中的套筒的燃料電池的加濕器，所述套筒包括多個可滲透水蒸氣的膜，所述膜平行地布置在彼此上方并且形成堆單元，
圖2示出了具有膜的堆單元的截面，所述膜在橫向區域或邊緣區域中被彼此連接的包圍部件包圍，
在附圖中，相同的組件以相同的附圖標記示出。
【具體實施方式