加湿器、板、装置以及机动车制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种加湿器，一种带有燃料电池的装置以及一种机动车。根据本发明专利技术提出的加湿器(100)包括至少一个加湿通道(210)，其中，加湿器(100)设计成，在加湿通道(210)中待加湿的第一气体可在流动方向上并且通过可透水的材料(130)分离地被引导经过加湿用的第二气体，从而水从第二气体中转移到第一气体中。根据本发明专利技术提出的加湿器(100)的特征在于，加湿通道(210)的提供给第一气体的横截面在流动方向上减小。横截面的减小引起在加湿通道上的压力下降，该压力下降减小、补偿或过补偿由于越来越多的加湿引起的压力增加，从而尽管在加湿通道区间上的湿转移，在第一与第二气体之间的部分压力差保持很大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种加湿器，具有燃料电池的装置以及机动车。
技术介绍
加湿器用于为待加湿的气体输送湿气。加湿器尤其地使用在带有至少一个燃料电池的装置的运行中。燃料电池用于将化学能直接转化成电能。其可以静止或者移动地应用。示例性的应用领域是在机动车中。加湿器用于例如借助于燃料电池的废气来加湿用于燃料电池的输送空气，燃料电池的废气通常具有高的湿度。基本上，加湿器构造成，在加湿区间上，待加湿的气体和加湿用的气体可通过可透过水的材料相互分离地被引导经过彼此，使得以气态、液态或汽相的水从第二气体中转移到第一气体中。那么，例如由文件DE10102447A1已知一种加湿器，其设置成用于与燃料电池一起使用。该加湿器包括：多个组合的可透过水的膜片，其中，通过在膜片中流动有带有不同湿度含量的不同气体并且在不同的气体之间进行湿度交换从而通过带有较大湿度含量的另一湿的气体加湿带有较小湿度含量的干的气体，可透过水的膜片中的每一个都产生经加湿的气体。加湿器的另一形式使用空心纤维。如此，文件DE10244707A1说明了一种用于在湿的与干的气体流之间交换湿气、尤其地水或水蒸气的装置。在此，空心纤维用于分离两个气体流彼此。文件DE10102358A1也说明了一种加湿器，其包括壳体，壳体容纳大量在壳体的纵向流动的方向上布置的可透水的空心纤维膜片，其中，带有不同湿度含量的两种不同的气体分离地被引导通过在空心纤维膜片束之外的空间并且通过空心纤维膜片束的内部，以便于经由空心纤维膜片交换其湿度，其中，为带有更小的湿度含量的干燥气体加湿。在文件DE10244707A1中阐述的壳体是立方体的，而文件JPH07-71795研究了在圆柱形的壳体中的加湿器。作者Kadylak,DavidErwin所著的“Effectivenessmethodforheatandmasstransferinmembranehumidifiers”(2009年4月，英国哥伦比亚大学，温哥华，加拿大)讨论了影响加湿器中的水输送的变量和参数，并且尤其地阐述了加湿器几何形状和流动条件与性能的相关性。在此确定，通过高压差的膜片孔驱动毛细管的水输送。为了使渗入加湿器模块之间的自由空间中的空气流的压力损失均匀化，文件DE102008006793A1提出了带有两个彼此倾斜的流入面的加湿器模块的构造方案。
技术实现思路
本专利技术所研究的任务是，改善从湿的气体到待加湿的气体的湿转移。为此，提出根据权利要求1所述的加湿器。此外，根据权利要求3所述的板和根据权利要求8所述的带有燃料电池和根据本专利技术的用于借助于燃料电池的废气加湿用于燃料电池的空气输送的根据本专利技术的加湿器的装置。最终，还提出一种带有根据本专利技术的装置的根据权利要求9所述的机动车。根据本专利技术提出的加湿器包括至少一个加湿通道，其中，加湿器设计成，在加湿通道中待加湿的第一气体可在流动方向上并且通过可透水的材料分离地被引导经过加湿用的第二气体，从而水从第二气体中转移到第一气体中。根据本专利技术提出的加湿器的特征在于，提供给第一气体的加湿通道的横截面在流动方向上减小。横截面的减小引起在加湿通道上的压力下降，该压力下降减小、补偿或过补偿由于越来越多的加湿引起的压力增加，从而尽管在加湿通道区间上的湿转移，在第一与第二气体之间分压差保持很大。在有利的实施形式中，加湿器可包括壳体，通过壳体限制加湿通道。在此，加湿器可包括多个由可透水的材料制成的空心纤维以用于通过第二气体，其中，空心纤维在壳体中垂直于流动方向延伸，其中，在流动方向上空心纤维的布置密度是恒定的并且壳体在流动方向上变细。由可透水的材料制成的根据本专利技术提出的板在面式的侧上具有接片，其在流动方向上延伸并且限制加湿通道。板的特征在于，在接片之间的距离在流动方向上单调减小。板的优点同样在于，尽管在加湿通道区间上的湿转移，在第一与第二气体之间的分压差保持很大。在一有利的实施形式中，板可具有多个接片，其限制多个彼此平行的加湿通道，其中，接片的宽度在流动方向上单调增大，从而加湿通道的横截面在流动方向上减小。此外可行的是，板在另一面式的侧上具有向流动方向延伸的其它接片，其中，所述其它接片之间的距离在流动方向上单调增大。在另一实施形式中，加湿器可在壳体中具有至少一个根据本专利技术的板。由其它在从属权利要求中所提到的特征得到本专利技术的其它优选的设计方案。如果在具体情况中没有特别地阐述，在本申请中所述的本专利技术的不同的实施形式可有利地相互组合。附图说明下面在实施例中根据从属的附图阐述本专利技术。其中：图1显示了根据现有技术的第一加湿器，图2显示了第二加湿器，其示出了本专利技术的实施例，图3以俯视图示出了由可透水的材料制成的根据现有技术的第一板，图4以截面图显示了第一板，图5以俯视图显示了由可透水的材料制成的第二板，其中，第二板是本专利技术的实施例，以及图6以截面图显示了根据本专利技术的第二板。具体实施方式在图1中显示的根据现有技术的第一加湿器10包括壳体20，带有平行的空心纤维130的空心纤维束布置在壳体20中。空心纤维130在束中的密度在此是恒定的。所显示的壳体20是带有矩形基础面地圆柱形的且限制加湿通道，加湿通道在平行于基础面的流动方向上延伸。在所显示的加湿器10中，空心纤维130垂直于基础壁伸延，并且由此垂直于流动方向且平行于壳体的侧壁伸延。未彼此邻接的且因此在该示例中彼此平行的侧壁中的两个包括第一气体输入部和第一气体输出部，第一气体可通过第一气体输入部和第一气体输出部被引导到壳体20中并且从壳体中被引出。第二气体可从第二气体输入部被引导到第二气体输出部。在所示出的示例中，空心纤维的端部形成第二气体输入部和第二气体输出部。空心纤维130密度均匀地布置在壳体20中。空心纤维130由可透水的材料制成并且允许湿气毛细管式地通过材料的孔，然而不允许气体通过。这实现，例如湿的气体被引导通过空心纤维130并且待加湿的气体绕空心纤维130被引导。备选地，待加湿的气体被引导通过空心纤维130并且湿的气体绕空心纤维130被引导。在图2中显示了带有壳体200的第二加湿器100，其示出了本专利技术的实施例。所显示的第二加湿器100的壳体200包括加湿通道210并且是圆柱形的。在壳体200中布置有带有平行的空心纤维130的空心纤维束。在此，空心纤维130在束中的密度是恒定的。在根据本专利技术的加湿器100的实施例中，壳体的基础壁110,120是梯形的。空心纤维130又垂直于基础壁伸延并且由此平行于壳体200的侧壁伸延，除了彼此平行的基础壁110,120，壳体200附加地具有一对平行的侧壁140,150和一对不平行的侧壁。该对平行的侧壁140,150具有第一气体输入部和第一气体输出部，第一气体可通过第一气体输入部和第一气体输出部被引导到壳体200中并且从壳体200中被引出。从第一气体输入部到第一气体输出部的流动方向垂直于空心纤维130的延伸方向。空心纤维130的面密度在壳体100中在每个垂直于流动方向的平面中都是恒定的，待加湿的第一气体在该流动方向上被引导。在此，第一气体通过其被引入加湿通道中的第一气体输入部被较大的平行的侧壁140包围，而第一气体通过其从加湿通道中被引出的第一气体输出部被较小的平行的侧壁150包围。因此，加湿通道的横截面在流动方向上减小。空心纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有至少一个加湿通道(210,510)的加湿器(100)，其中，所述加湿器设计成，在所述加湿通道(210,510)中待加湿的第一气体能在流动方向上且通过能透水的材料(130)分离地被引导经过加湿用的第二气体，从而水从所述第二气体中转移到所述第一气体中，其特征在于，所述加湿通道(210,510)的供所述第一气体使用的横截面在流动方向上减小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.02 DE 102014210370.31.一种带有至少一个加湿通道(210,510)的加湿器(100)，其中，所述加湿器设计成，在所述加湿通道(210,510)中待加湿的第一气体能在流动方向上且通过能透水的材料(130)分离地被引导经过加湿用的第二气体，从而水从所述第二气体中转移到所述第一气体中，其特征在于，所述加湿通道(210,510)的供所述第一气体使用的横截面在流动方向上减小。2.根据权利要求1所述的加湿器，其特征在于，所述加湿器包括壳体(200)，通过所述壳体限制所述加湿通道(210)，其中，所述加湿器(100)包括多个由能透水的材料制成的空心纤维(130)以用于通过所述第二气体，其中，所述空心纤维(130)在所述壳体(200)中垂直于流动方向延伸，其中，在所述流动方向上所述空心纤维(130)的布置密度是恒定的并且所述壳体(200)在所述流动方向上变细。3.一种由能透水的材料制成的板(400)，其中，所述板(40...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP布林克迈尔，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE