本发明专利技术涉及一种能够以提高的生产率制造并且能够显著降低其维护成本的衬垫组件和包括该衬垫组件的燃料电池加湿器。根据本公开的实施例的衬垫组件是一种用于燃料电池加湿器的衬垫组件，该燃料电池加湿器包括中间壳体、紧固到中间壳体的盖以及设置在中间壳体中并且容纳多个中空纤维膜的至少一个盒。该衬垫组件包括：封装部，具有孔，盒的端部插入该孔中；边缘部，边缘部与封装部连接并且设置在由盖的端部和形成在中间壳体的端部处的凹槽形成的空间中；以及阻尼部，形成在盒的外周面上，并且通过封装部抑制垂直运动以吸收垂直方向上的振动。振动。振动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】衬垫组件及包括其的燃料电池加湿器
[0001]本公开总体上涉及一种衬垫组件及包括该衬垫组件的燃料电池加湿器。更具体地，本公开涉及一种能够以提高的生产率制造并且能够显著降低其维护成本的衬垫组件及包括该衬垫组件的燃料电池加湿器。
技术介绍
[0002]燃料电池是通过将氢和氧结合来发电的发电型电池。与诸如干电池和蓄电池的一般化学电池不同，只要向其供给氢气和氧气，燃料电池就可以持续发电，并且因为燃料电池中没有热量损失，因此具有效率是内燃机的两倍的优点。
[0003]另外，燃料电池将通过氢和氧的结合产生的化学能直接转化为电能，因此污染物排放量低。因此，燃料电池不仅对环境友好，而且还具有减少对因能源消耗增加而导致资源枯竭的担忧的优点。
[0004]根据所用电解质的类型，这种燃料电池可以主要分为聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和碱性燃料电池(AFC)。
[0005]这些燃料电池中的每一个都以相同的原理工作，但所用燃料的类型、工作温度、催化剂、电解质等不同。在燃料电池中，聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)与其他燃料电池相比在更低的温度下工作，并且具有高输出密度以实现小型化，因此被认为是最有前途的输送系统以及小型固定发电设备。
[0006]提高聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)的性能的最重要因素之一是向膜电极组件(MEA)的聚合物电解质膜或质子交换膜(PEM)供应预定量的水分以保持水分含量。这是因为当聚合物电解质膜干燥时，燃料电池的发电效率迅速下降。
[0007]聚合物电解质膜的加湿方法包括：1)起泡加湿法，在压力容器中注满水后，通过扩散器使目标气体通过压力容器以向压力容器供应水分；2)直接注入法，计算燃料电池反应所需的水分供应量，并通过电磁阀将水分直接供应到气体流动管道；以及3)膜加湿法，通过使用聚合物膜向流动的气体层供应水分。
[0008]在这些方法中，通过使用仅使废气中所含的水蒸气选择性透过的膜向供给至聚合物电解质膜的空气提供水蒸气来加湿聚合物电解质膜的膜加湿法的优点在于，加湿方法可以减小加湿器的重量和尺寸。
[0009]在膜加湿法中使用的选择性透过膜优选为在形成模块时每单位体积的渗透面积大的中空纤维膜。即，当使用中空纤维膜制造加湿器时，具有大接触表面积的中空纤维膜可以高度集成，从而可以充分进行小容量燃料电池的加湿，并且可以使用低成本材料，并且可以回收在高温下从燃料电池排出的废气中所含的水分和热量以通过加湿器进行再利用。
[0010]图1是示出根据现有技术的燃料电池加湿器的分解透视图。如图1所示，现有技术的燃料电池加湿器包括：加湿模块110，在加湿模块110中，在从外部供应的空气与从燃料电池堆(未示出)排出的废气之间发生水分交换；以及盖120，盖120分别耦接到加湿模块110的
相对两端。
[0011]其中一个盖120将从外部供应的空气供应到加湿模块110，盖120的剩余盖将被加湿模块110加湿的空气供应到燃料电池堆。
[0012]加湿模块110包括具有废气入口111a和废气出口111b的中间壳体111以及位于中间壳体111内部的多个中空纤维膜112。中空纤维膜112束的相对两端固定到灌封部113。灌封部113通常通过浇铸法使液体聚合物(例如液体聚氨酯树脂)固化而形成。
[0013]从外部供应的空气流经中空纤维膜112的开口。通过废气入口111a引入中间壳体111中的废气与中空纤维膜112的外表面接触，然后通过废气出口111b从中间壳体111排出。当废气与中空纤维膜112的外表面接触时，废气中所含的水分透过中空纤维膜112并加湿流经中空纤维膜112的开口的空气。
[0014]盖120的内部空间仅与中空纤维膜112的开口进行流体连通，并且需要与中间壳体111的内部空间完全阻隔。否则，会由于盖与中间壳体之间的压差发生空气泄漏，减少供应给燃料电池堆的加湿空气量，并降低燃料电池的发电效率。
[0015]通常，如图1所示，多个中空纤维膜112的端部中的每一个被固定到的灌封部113以及灌封部113与中间壳体111之间的树脂层114将盖120的内部空间与中间壳体111的内部空间阻隔。如同灌封部113，树脂层114通常通过浇铸方法使液体聚合物(例如液体聚氨酯树脂)固化而形成。
[0016]然而，用于形成树脂层114的浇铸工艺需要相对大的工艺时间，因此降低了加湿器100的生产率。
[0017]此外，树脂层114附接到中间壳体111的内壁和灌封部113，因此，当中空纤维膜112出现问题时，需要更换整个加湿模块110，导致巨大的维护成本。
[0018]此外，燃料电池的重复工作很可能在树脂层114与中间壳体111之间产生间隙。即，随着燃料电池重复工作和停止，树脂层114交替膨胀和收缩。因此，由于中间壳体111和树脂层114之间的热膨胀系数的差异，树脂层114将与中间壳体111分离的可能性很高。如上所述，当在树脂层114与中间壳体111之间产生间隙时，由于树脂层114和中间壳体111之间的压差会发生空气泄漏，减少了供应到燃料电池堆的加湿空气量，降低了燃料电池的发电效率。
[0019]为了防止由于树脂层114与中间壳体111之间出现间隙而导致空气泄漏，可以考虑执行额外的工序，例如在树脂层114和中间壳体111之间涂布密封剂和/或在其外围安装衬垫组件。然而，由于这种额外的工序需要额外的工序时间，因此降低了加湿器100的生产率。
[0020]此外，由于燃料电池的重复工作，诸如振动和冲击的干扰被施加到多个中空纤维膜112。这种干扰引起树脂层114和中间壳体111之间的间隙，以及树脂层114和灌封部113之间的间隙。因此，由于它们之间的压差而发生空气泄漏，减少了供应到燃料电池堆的加湿空气量，并且降低了燃料电池的发电效率。
技术实现思路
[0021]技术问题
[0022]本公开旨在提出一种衬垫组件及包括该衬垫组件的燃料电池加湿器，其可以防止由于上述现有技术的限制和缺点而导致的问题，能够以提高的生产率制造并显著降低其维
护成本。
[0023]除了本公开的上述方面之外，本公开的其他特征和优点可以在下面描述或者本公开所属领域的技术人员可以从这些描述中清楚地理解。
[0024]技术方案
[0025]根据本公开的实施例的衬垫组件是一种用于燃料电池加湿器的衬垫组件，该燃料电池加湿器包括中间壳体、紧固到中间壳体的盖以及设置在中间壳体中并且容纳多个中空纤维膜的至少一个盒。该衬垫组件包括：封装部，所述封装部设置有孔，盒的端部插入该孔中，封装部与插入到孔中的盒的端部紧密接触以吸收盒的水平振动；边缘部，所述边缘部通过与封装部连接而形成，所述边缘部插入到形成在中间壳体的端部中的凹槽中并插入到由盖的端部限定的空间中；以及阻尼部，所述阻尼部形成在盒的外周面上，所述阻尼部通过所述封装部被限制在垂直方向上移动以吸收所述盒的垂直振本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于燃料电池加湿器的衬垫组件，所述燃料电池加湿器包括中间壳体、紧固到所述中间壳体的盖以及设置在所述中间壳体中并且容纳多个中空纤维膜的至少一个盒，所述衬垫组件包括：封装部，所述封装部设置有孔，所述盒的端部插入所述孔中，所述封装部与插入到所述孔中的所述盒的所述端部紧密接触以吸收所述盒的水平振动；边缘部，通过与所述封装部连接而形成所述边缘部，所述边缘部插入到形成在所述中间壳体的端部中的凹槽中并插入到由所述盖的端部限定的空间中；以及阻尼部，所述阻尼部形成在所述盒的外周面上，通过所述封装部限制所述阻尼部在垂直方向上移动以吸收所述盒的垂直振动。2.根据权利要求1所述的衬垫组件，其中，所述封装部包括：主体构件，所述主体构件具有孔，所述盒的所述端部插入到所述孔中；以及突出构件，所述突出构件形成在所述主体构件的端部上并且被配置为与插入到所述孔中的所述盒的所述端部紧密接触。3.根据权利要求2所述的衬垫组件，其中，所述盒包括：内部壳体，所述内部壳体具有形成在所述内部壳体的端部中并容纳所述多个中空纤维膜的开口；以及灌封部，所述多个中空纤维膜的端部被紧固到所述灌封部，所述灌封部被配置为封闭所述内部壳体的所述开口。4.根据权利要求3所述的衬垫组件，其中，所述灌封部的至少一部分位于所述内部壳体的外部，并且所述突出构件按压所述灌封部以与所述灌封部紧密接触。5.根据权利要求3所述的衬垫组件，其中，整个所述灌封部位于所述内部壳体的内部，并且所述突出构件按压所述内部壳体以与所述内部壳体紧密接触。6.根据权利要求1所述的衬垫组件，还包括：密封部，所述密封部被配置为使所述盒与所述封装部接触，其中，所述盒的所述水平振动和所述垂直振动由于所述密封部的粘附力而被吸收。7.根据权利要求1所述的衬垫组件，还包括：阻尼盖部，所述阻尼盖部形成在所述封装部的上表面的至少一部分上和所述盒的上表面的至少一部分上，所述阻尼盖部被配置为吸收所述盒的所述垂直振动。8.根据权利要求1所述的衬垫组件，其中，所述封装部设置有至少两个孔，至少两个盒分别能够插入到所述至少两个孔中，所述阻尼部形成在所述至少两个盒中的每一个的外周面上，并且通过所述封装部限制所述阻尼部在所述垂直方向上移动以吸收所述盒的垂直振动。9.根据权利要求1至8中任一项所述的衬垫组件，其中，所述边缘部设置有向所述边缘部的相反方向中的每一个突出的边缘翼，其中，所述边缘翼在填充所述凹槽的同时插入到形成在所述中间壳体的所述端部中的所述凹槽中，从而所述中间壳体的内部和外部相互被阻隔，并且所述中间壳体和所述盖被密封。10.根据权利要求1至8中任一项所述的衬垫组件，其中，所述封装部和所述边缘部中的每一个具有20邵氏A至70邵氏A的第一硬度，并且所述衬垫组件还包括通过插入到所述封装部和所述边缘部中的每一个的至少一部分中而形成的加强构件，所述加强构件具有高于所述第一硬度的第二硬度。11.一种燃料电池加湿器，包括：
中间壳体；盖，所述盖紧固到所述中间壳体；至少一个盒，所述至少一个盒设置在所述中间壳体中并容纳多个...
【专利技术属性】
技术研发人员：金度佑，梁炯模，金仁镐，
申请(专利权)人：可隆工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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