*CN101959582A*
(10)申请公布号 CN 101959582 A(43)申请公布日 2011.01.26
(12)发明专利申请
(21)申请号 200880127487.2(22)申请日 2008.07.07(30)优先权数据
2008-054446 2008.03.05 JP(85)PCT申请进入国家阶段日 2010.08.25
(86)PCT申请的申请数据
PCT/JP2008/062278 2008.07.07(87)PCT申请的公布数据
WO2009/110114 JA 2009.09.11(71)申请人NOK株式会社
地址日本东京都(72)发明人高木贵行
(74)专利代理机构北京戈程知识产权代理有限
公司 11314(54)发明名称
加湿膜组件(57)摘要
本发明的目的在于提供一种加湿膜组件，通过使箱体为单层结构，减轻了膜组件整体的重量，制作成本也低廉，可以实现小型化。因此，本发明的加湿膜组件包括由多个中空纤维膜形成的中空纤维膜束、容纳所述中空纤维膜束的箱体、通过所述中空纤维膜的中空内部的第1流路、通过所述中空纤维膜外壁面侧的第2流路，其中，在所述中空纤维膜束的两端，通过密封所述中空纤维膜束和所述箱体之间的空隙的填充部件，使所述中空纤维膜束和所述箱体同时一体化，同时，在所述箱体的两端分别设置用于构成所述第1流路的流入口和流出口，在所述两端附近的侧面上，分别设置了用于构成所述第2流路的入口和出口。
代理人程伟 王锦阳(51)Int.Cl.
B01D 63/02(2006.01)B01D 63/00(2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页
按照条约第19条的修改 1 页
CN 101959582 ACN 101959582 ACN 101959583 A
权 利 要 求 书
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1.一种加湿膜组件，包括：由多个中空纤维膜形成的中空纤维膜束(1)、容纳所述中空纤维膜束(1)的箱体(2)、通过所述中空纤维膜的中空内部的第1流路(3)、通过所述中空纤维膜外壁面侧的第2流路(4)，所述加湿膜组件的特征在于，在所述中空纤维膜束(1)的两端，通过密封所述中空纤维膜束(1)和所述箱体(2)之间的空隙的填充部件(5)，使所述中空纤维膜束(1)和所述箱体(2)同时一体化，同时，在所述箱体(2)的两端分别设置用于构成所述第1流路(3)的流入口(31)和流出口(32)，在所述两端附近的侧面上，分别设置了用于构成所述第2流路(4)的入口(41)和出口(42)。
2.根据权利要求1所述的加湿膜组件，其特征在于，在所述填充部件(5)和所述箱体(2)内周面之间，分别放有密封部件(6)。
3.根据权利要求2所述的加湿膜组件，其特征在于，作为所述密封部件(6)，使用液状密封剂。
4.根据权利要求2所述的加湿膜组件，其特征在于，作为所述密封部件(6)，使用橡胶状弹性材制的填料。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的加湿膜组件，其特征在于，所述箱体(2)由如下部件构成：箱体主体(21)，容纳所述中空纤维膜束(1)并且在两端部和两侧面具有开口部；第1盖部件(22)和第2盖部件(23)，堵塞所述箱体主体(21)的两端开口部并且分别设置有构成所述第1流路(3)的所述流入口(31)和所述流出口(32)；以及第3盖部件(24)和第4盖部件(25)，堵塞所述箱体主体(21)的两侧面的开口部并且分别设置有构成所述第2流路(4)的所述入口(41)和所述出口(42)。
6.根据权利要求5所述的加湿膜组件，其特征在于，密封部件(6)同时密封所述箱体主体(21)的两端开口部与所述第1盖部件(22)以及所述第2盖部件(23)之间的空隙。
7.根据权利要求5所述的加湿膜组件，其特征在于，设置在所述箱体主体(21)的两侧面上的开口部平坦，为网眼形状。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的加湿膜组件，其特征在于，在施行所述填充部件(5)的填充，实施一定时间的压热处理之后，设置密封部件(6)。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的加湿膜组件，其特征在于，在所述箱体主体(21)的实施所述填充部件(5)的填充的内周面上，设置供所述填充部件(5)的一部分进入的槽(26)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的加湿膜组件，其特征在于，使用于燃料电池。
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说 明 书加湿膜组件
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技术领域
本发明涉及一种在使用中空纤维型分离膜来过滤各种物质中有用的加湿膜组件。[0002] 特别地，作为燃料电池用的加湿膜组件尤其有用。
[0001]
背景技术
先前以来，在加湿膜组件中，为被加湿空气通过中空纤维膜内，并且加湿空气通过中空纤维膜外的构造。[0004] 并且，作为这种加湿中空纤维膜组件，已知有日本专利特开2004-202478号公报、或者日本特开2005-224719号公报中公开的燃料电池用加湿中空纤维膜组件的构造。[0005] 根据图5和图6对这种现有公知的加湿中空纤维膜组件进行说明。[0006] 图6为图5的A-A剖视图。[0007] 如图所示，为了实现最高效率的水分供应，对于两端被填充粘接剂400填充的中空纤维膜100，将流入口600和流出口700以轴向相对(在圆周方向错开180度)设置于组件箱体500，以便加湿空气从一端流向另一端。[0008] 并且，通过流入口600流入组件箱体500的室内的加湿空气，沿着中空纤维膜100的长度方向扩散。[0009] 此外，这种膜组件构成为，组件箱体500配置在未图示的外部箱体部件内，在此外部箱体部件的内壁面和组件箱体500的外壁面之间的空隙里放有密封部件，以液密的方式密封空隙。
[0010] 并且，在外部箱体部件的两端，分别设置有用于使流体在中空纤维膜内流动的流入口和流出口，此外，在其两端附近的侧面上，设置有用于交叉流动于中空纤维膜的外面的入口和出口。[0011] 但是，由于箱体为组件箱体500和外部箱体部件的两层结构，因此不仅增加了制造费用，还会增加膜组件整体的重量，其形状也不得不随之增大。[0012] 此外，由于箱体为两层结构，因此也会增加组装工序。[0013] 专利文献1：日本特开2004-202478号公报[0014] 专利文献2：日本特开2005-224719号公报
[0003]
发明内容
(发明要解决的问题)[0016] 本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种加湿膜组件，通过使箱体为单层结构，减轻了膜组件整体的重量，制作费用也低廉，可以实现小型化。[0017] (解决技术问题的技术方案)[0018] 为了实现上述目的，本发明的加湿膜组件包括由多个中空纤维膜形成的中空纤维膜束、容纳所述中空纤维膜束的箱体、通过所述中空纤维膜的中空内部的第1流路、通过所述中空纤维膜外壁面侧的第2流路，其中，在所述中空纤维膜束的两端，通过密封所述中空
[0015]
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说 明 书
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纤维膜束和所述箱体之间的空隙的填充部件，使所述中空纤维膜束和所述箱体同时一体化，同时，在所述箱体的两端分别设置用于构成所述第1流路的流入口和流出口，在所述两端附近的侧面上，分别设置了用于构成所述第2流路的入口和出口。[0019] (发明的效果)
[0020] 本发明能够产生下述效果。
[0021] 根据本发明第1方面的加湿膜组件，膜组件整体的重量变轻，制作费用低廉，可以实现小型化。[0022] 并且，根据本发明第2方面的加湿膜组件，即使受到热影响，填充部件和箱体的内周面之间也能够以液密维持。[0023] 此外，根据本发明第3方面的加湿膜组件，密封部件的施工容易，填充部件和箱体内周面之间的密封可以更好地维持。[0024] 此外，根据本发明第4方面的加湿膜组件，适合大量使用密封部件的情况。[0025] 此外，根据本发明第5方面的加湿膜组件，容易进行箱体的组装和分解。[0026] 此外，根据本发明第6方面的加湿膜组件，通过密封部件，能够同时密封箱体主体的两端开口部与第1盖部件以及第2盖部件之间的空隙，因此能够使结构简单化。[0027] 此外，根据本发明第7方面的加湿膜组件，可以提高加湿膜组件的性能。[0028] 此外，根据本发明第8方面的加湿膜组件，即使受到热影响，也能够良好地维持填充部件和箱体的内周面之间的密封。[0029] 此外，根据本发明第9方面的加湿膜组件，能够可靠地阻止箱体主体和填充部件的分离。
[0030] 此外，根据本发明第10方面的加湿膜组件，用作燃料电池的加湿膜组件尤其有效。附图说明
[0031] [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045]
图1为本发明的加湿膜组件中所使用的箱体的组装前的立体图。图2为本发明的加湿膜组件的组装视图。图3为图2的A-A剖视图。图4为图3的部分扩大图。
图5为现有技术的加湿膜组件的剖视图。图6为图5的A-A剖视图。符号说明
1 中空纤维膜束2 箱体
3 第1流路4 第2流路5 填充部件6 密封部件21 箱体主体22 第1盖部件
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说 明 书
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23 第2盖部件[0047] 24 第3盖部件[0048] 25 第4盖部件
[0046]
具体实施方式
接下来，根据图1至图4对用于实施本发明的优选实施方式进行说明。
[0050] 图1为本发明的加湿膜组件中所使用的箱体的组装前的立体图。[0051] 图2为本发明的加湿膜组件的组装视图。[0052] 图3为图2的A-A剖视图。[0053] 图4为图3的部分扩大图。[0054] 本发明的加湿膜组件，如图1至图4所示，包括：由多个中空纤维膜形成的中空纤维膜束1；容纳此中空纤维膜束1的箱体2；通过中空纤维膜的中空内部的第1流路3；以及通过中空纤维膜的外壁面侧的第2流路4。并且，如图3和图4所示，中空纤维膜束1的两端，用填充部件5将中空纤维膜束1和箱体2之间的空隙密封。[0055] 而且，通过此填充部件5，将中空纤维膜束1和箱体2同时一体化。[0056] 此外，在箱体2的两端，分别设置有用于构成第1流路3的流入口31和流出口32。[0057] 此外，在箱体2的两端附近的侧面上，分别设置有用于构成第2流路4的入口41和出口42。[0058] 并且，如图4所示，使密封部件6分别介于填充部件5和箱体2内周面之间。[0059] 因此，填充部件5和箱体2内周面之间能够以液密维持。[0060] 此外，此密封部件6也同时密封箱主体21的两端开口部和第1盖部件22以及第2盖部件23之间的空隙。[0061] 因此，由于通过一个密封部件6就可以同时密封3个部件间的空隙，因此可以使结构简单化。
[0062] 作为此密封部件6，可以使用液状密封剂或者橡胶状弹性材制的填料。[0063] 如图1所示，本实施例中使用的箱体2，由如下构成：容纳中空纤维膜束1并且在两端部以及两侧面上具有开口部的箱体主体21；堵塞箱体主体11的两端开口部并且分别设置有构成第1流路3的流入口31和流入口32的第1盖部件22和第2盖部件23；以及堵塞箱体主体21的两侧面的开口部并且分别设置有构成第2流路4的入口41和出口42的第3盖部件24和第4盖部件25。
[0049]
设置在箱体主体21的两侧面上的开口部平坦，为网眼形状。
[0065] 因此，可以防止中空纤维膜束1的损伤，提高交换效率。[0066] 此外，由于在施行填充部件5之后，利用压热器(autoclave)实施一定时间的加热处理，在使填充部件5热收缩之后，再设置密封部件6，因此即使受到热影响，填充部件和箱体内周面之间也能够以液密维持。[0067] 此外，如图4所示，在所述箱体主体21的两端实施所述填充部件5的填充的内周面上，设置供所述填充部件5的一部分进入的槽26。[0068] 因此，即使加湿膜组件受到热影响或物理上的冲击，也可以可靠地防止箱体主体21与填充材料5分离。
[0064]
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说 明 书
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本发明的加湿膜组件，当在将固体高分子型燃料电池用的反应气体加湿并提供的装置上使用时尤其有效。[0070] 并且，作为填充剂的材质，可以适当选择聚氨酯、硅氧烷、环氧化物、尼龙等加以使用。
[0071] 并且，作为中空纤维膜的材质，可以适当选择聚醚砜、聚酰亚胺、聚烯烃等加以使用。
[0072] 此外，作为箱体的材料，可以适当选择铝、不锈钢等金属、聚丙烯、氟树脂、聚砜、丙烯酸类等的树脂。[0073] 此外，本发明不限于为了实施上述方案的优选实施方式，只要不脱离本发明的要点，也可以采用其他种类的构造。
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说 明 书 附 图
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图1
图2
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说 明 书 附 图
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图3
图4
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说 明 书 附 图
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图5
图6
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权利要求书
(按照条约第19条的修改)
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1.一种加湿膜组件，包括：由多个中空纤维膜形成的中空纤维膜束(1)、容纳所述中空纤维膜束(1)的箱体(2)、通过所述中空纤维膜的中空内部的第1流路(3)、通过所述中空纤维膜外壁面侧的第2流路(4)，所述加湿膜组件的特征在于，在所述中空纤维膜束(1)的两端，通过密封所述中空纤维膜束(1)和所述箱体(2)之间的空隙的填充部件(5)，使所述中空纤维膜束(1)和所述箱体(2)同时一体化，同时，在所述箱体(2)的两端分别设置用于构成所述第1流路(3)的流入口(31)和流出口(32)，在所述两端附近的侧面上，分别设置了用于构成所述第2流路(4)的入口(41)和出口(42)，在所述填充部件(5)和所述箱体(2)内周面之间，分别放有密封部件(6)，所述箱体(2)由如下部件构成：箱体主体(21)，容纳所述中空纤维膜束(1)并且在两端部和两侧面具有开口部；第1盖部件(22)和第2盖部件(23)，堵塞所述箱体主体(21)的两端开口部并且分别设置有构成所述第1流路(3)的所述流入口(31)和所述流出口(32)；以及第3盖部件(24)和第4盖部件(25)，堵塞所述箱体主体(21)的两侧面的开口部并且分别设置有构成所述第2流路(4)的所述入口(41)和所述出口(42)，密封部件(6)同时密封所述箱体主体(21)的两端开口部与所述第1盖部件(22)以及所述第2盖部件(23)之间的空隙。
2.根据权利要求1所述的加湿膜组件，其特征在于，在施行所述填充部件(5)的填充，实施一定时间的压热处理之后，设置密封部件(6)。
3.根据权利要求1或2所述的加湿膜组件，其特征在于，作为所述密封部件(6)，使用液状密封剂。
4.根据权利要求1或2所述的加湿膜组件，其特征在于，作为所述密封部件(6)，使用橡胶状弹性材制的填料。
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说明或声明
(按照条约第19条的修改)
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按专利合作条约第19条修改声明[0005] 权利要求1，将被初审认可其专利性的权利要求6并入权利要求1的保护范围。即是说，修正前的权利要求1、2、5、以及6记载的构成要件全部合并于此项当中。[0006] 权利要求2，是将被国际检查报告认可其专利性的权利要求8提到前面，并且从属于权利要求1。
[0007] 权利要求3，是保留了补正前的权利要求3，并且从属于权利要求1或权利要求2中。
[0008] 权利要求4，是保留了补正前的权利要求4，并且从属于权利要求1或权利要求2中。
[0009] 此外，为了保持所述权利要求的统一以及发明的单一性，删除了权利要求5～10。
[0004]
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