燃料电池用加湿器的制作方法

1.本发明涉及一种燃料电池用加湿器，其被配置为向燃料电池供应加湿气体。


背景技术：

2.与诸如干电池或蓄电池的一般化学电池不同，燃料电池具有只要供应氢气和氧气就可以连续发电并且没有热损失由此燃料电池的效率大约是内燃机效率的两倍的优点。
3.此外，燃料电池将氢和氧结合产生的化学能直接转化为电能，因此排放的污染物的量很少。因此，燃料电池的优点在于，燃料电池是环境友好的并且可以减少对由于能量消耗的增加而导致的资源枯竭的担忧。
4.基于所使用的电解质的种类，这种燃料电池可被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)或碱性燃料电池(afc)。
5.这些燃料电池的工作原理基本相同，但在所使用的燃料种类、工作温度、催化剂和电解质方面彼此不同。在这些燃料电池中，聚合物电解质膜燃料电池(pemfc)被认为最有利于运输系统以及小型固定发电设备，因为聚合物电解质膜燃料电池与其他燃料电池相比在较低温度下工作并且聚合物电解质膜燃料电池的输出密度高，由此可以使聚合物电解质膜燃料电池小型化。
6.提高聚合物电解质膜燃料电池(pemfc)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)供应预定量或更多的水分以保持水分含量。其原因在于，如果聚合物电解质膜或质子交换膜干燥，则发电效率急剧降低。
7.以下方法被用作聚合物电解质膜或质子交换膜的加湿方法：1)将水填充到耐压容器中并使目标气体通过扩散器以供应水分的起泡加湿方法，2)计算燃料电池反应必需的要供应的水分量并且通过电磁阀直接向气流管道供应水分的直接注入方法，以及3)使用聚合物分离膜向气体流化床供应水分的膜加湿方法。
8.在这些方法中，膜加湿方法使用被配置为仅使废气中包含的水蒸气选择性地透过的膜将水蒸气提供给供应至聚合物电解质膜或质子交换膜的空气以加湿聚合物电解质膜或质子交换膜，其优点在于可以减小加湿器的重量和尺寸。
9.当形成模块时，每单位体积具有大透过面积的中空纤维膜适合用于在膜加湿方法中使用的选择渗透膜。即，当使用中空纤维膜制造加湿器时，可以将具有大接触表面积的中空纤维膜高度一体化，由此即使是小容量也可以充分地加湿燃料电池，可以使用廉价的材料，并且可以收集高温下从燃料电池排出的废气中包含的水分和热量，并通过加湿器再利用收集的水分和热量。
10.图1是现有的燃料电池用加湿器的示意分解透视图。
11.如图1所示，现有的膜加湿型加湿器100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)排出的废气之间进行水分交换；以及盖1200，所述盖1200分别耦接到加湿模块110的相对两端。
12.其中一个盖120将从外部供应的空气输送到加湿模块110，另一个盖将由加湿模块110加湿的空气输送到燃料电池堆。
13.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中的多个中空纤维膜112。一束中空纤维膜112的相对两端被灌封在固定层113中。通常，每个固定层113通过使用浇铸方法使液体聚合物(例如液体聚氨酯树脂)硬化而形成。
14.从外部供给的空气沿着中空纤维膜112的中空部分流动。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，并且从中间壳体111通过废气出口111b排出。当废气与中空纤维膜112的外表面接触时，在废气中包含的水分通过中空纤维膜112输送以加湿沿中空纤维膜112的中空部分流动的空气。
15.盖120的内部空间必须在与中间壳体111的内部空间完全隔离的状态下仅与中空纤维膜112的中空部分进行流体连通。否则，发生由于压力差引起的空气泄漏，由此供给至燃料电池堆的加湿空气的量减少，并且燃料电池的发电效率降低。
16.通常，如图1所示，在其中灌封中空纤维膜112的相对两端的固定层113和设置在固定层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的内部空间隔开。与固定层113类似，每个树脂层114通常通过使用浇铸工序使液体聚合物(例如液体聚氨酯树脂)硬化而形成。
17.然而，用于形成树脂层114的浇铸工序需要相对长的工序时间，由此降低了加湿器100的生产率。


技术实现要素：

18.技术问题
19.鉴于上述问题做出了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种燃料电池用加湿器，其能够防止由于通过浇铸工序对树脂层的形成导致加湿器的生产率降低。
20.技术方案
21.为了实现上述目的，本发明可以包括以下结构。
22.根据本发明的燃料电池用加湿器可以包括：加湿模块，所述加湿模块被配置为使用从燃料电池堆排放的湿气体来加湿从外部供应的干燥气体；以及第一盖，所述第一盖耦接到加湿模块的一端。加湿模块可以包括中间壳体和设置在中间壳体中的至少一个盒，盒被配置为容纳多个中空纤维膜。根据本发明的燃料电池用加湿器可以进一步包括第一封装构件，所述第一封装构件通过机械组装而气密地耦接到加湿模块的至少一端使得第一盖仅与中空纤维膜进行流体连通。可以使用干燥气体和湿气体中的至少一者的压力使第一封装构件与盒紧密接触。
23.有益效果
24.本发明被实施为省略用于密闭地密封盖的内部空间和中间壳体的内部空间的浇铸工序。因此，在本发明中，可以通过减少用于生产的工序时间来提高生产率。
25.在本发明中，可以使用干燥气体和湿气体中的至少一者的压力来增加密闭密封力。此外，在本发明中，可以增加密闭密封力而无需额外的结构，由此可以降低增加密闭密封力所需的成本。
附图说明
26.图1是现有的燃料电池用加湿器的示意分解透视图。
27.图2是根据本发明的燃料电池用加湿器的示意性分解透视图。
28.图3是示出沿图2的线i-i截取的根据本发明的燃料电池用加湿器的示意性分解剖视图。
29.图4是示出沿图2的线i-i截取的根据本发明的燃料电池用加湿器的耦接的示意性剖视图。
30.图5是示出图4的a部分的示意性放大剖视图。
31.图6至图9是沿图2的线i-i截取的示出第一封装构件的示意性放大剖视图。
32.图10是示出在根据本发明的燃料电池用加湿器中两个盒耦接到中间壳体的实施例的示意性分解透视图。
33.图11是沿图10的线ii-ii截取的第一封装构件的示意性放大剖视图。
34.图12和图13是沿图10的线ii-ii截取的示出第一封装构件和第二封装构件耦接到中间壳体和盒的状态的示意性放大剖视图。
35.图14是示出在根据本发明的燃料电池用加湿器中三个盒耦接到中间壳体的实施例的示意性分解透视图。
36.图15是示出图14的a部分的示意性放大剖视图。
37.图16至图18是沿图2的线i-i截取的第一封装构件的示意性放大剖视图。
38.图19是沿图10的线ii-ii截取的示出第一封装构件和第二封装构件耦接到中间壳体和盒的状态的示意性放大剖视图。
39.图20和图21是示出图4的a部分的示意性放大剖视图。
40.图22至图24是沿图10的线ii-ii截取的示出第一封装构件和第二封装构件耦接到中间壳体和盒的状态的示意性放大剖视图。
具体实施方式
41.在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的燃料电池用加湿器的实施例。
42.参照图2至图4，根据本发明的燃料电池用加湿器1使用从燃料电池堆排出的湿气体来加湿从外部供应的干燥气体。干燥气体可以是燃料气体或空气。
43.根据本发明的燃料电池用加湿器1包括被配置为对干燥气体进行加湿的加湿模块2以及与加湿模块2的一端耦接的第一盖3。加湿模块2包括：盒21，多个中空纤维膜211被耦接到盒21；中间壳体22，盒21耦接到中间壳体22；以及第一封装构件23，所述第一封装构件23设置在盒21与中间壳体22之间以将盒21与中间壳体22之间密闭地密封。第一封装构件23可以通过耦接将盒21与中间壳体22之间密闭地密封，而无需浇铸工序。因此，第一封装构件23可以密闭地密封第一盖3的内部空间和中间壳体22的内部空间。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以省略需要相对较长的工序时间的浇铸工序，由此可以通过减少用于生产的工序时间来提高生产率。
44.在下文中，将参照附图详细描述加湿模块2和第一盖3。
45.参照图2至图4，加湿模块2使用从燃料电池堆排出的湿气体对从外部供应的干燥气体进行加湿。第一盖3可以耦接到加湿模块2的一端。第二盖4可以耦接到加湿模块2的另
一端。第一盖3可以将从外部供应的干燥气体输送到加湿模块2。第二盖4可以将通过加湿模块2加湿的干燥气体输送到燃料电池堆。第二盖4可以将从外部供应的干燥气体输送到加湿模块2，第一盖3可以将通过加湿模块2加湿的干燥气体输送到燃料电池堆。
46.加湿模块2包括盒21、中间壳体22和第一封装构件23。
47.盒21包括多个中空纤维膜211。中空纤维膜211可以实现为盒21以便模块化。因此，可以通过将盒21耦接到中间壳体22的工序将中空纤维膜211安装在中间壳体22中。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以改进中空纤维膜211的安装、分离和更换的容易度。盒21可以包括被配置成容纳中空纤维膜211的内部壳体210。中空纤维膜211可以设置在内部壳体210中以便模块化。每个中空纤维膜211可以包括由聚砜树脂、聚醚砜树脂、磺化聚砜树脂、聚偏二氟乙烯(pvdf)树脂、聚丙烯腈(pan)树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酯酰亚胺树脂或其中两种以上的混合物制成的聚合物膜。
48.盒21可以包括第一灌封部212。第一灌封部212将中空纤维膜211固定。第一灌封部212可以固定每个中空纤维膜211的一侧。在这种情况下，第一灌封部212可以形成为不阻挡中空纤维膜211的中空部分。第一灌封部212可以通过使用浇铸工序使液体树脂(例如液体聚氨酯树脂)硬化而形成。第一灌封部212可以将内部壳体210和每个中空纤维膜211的一侧彼此固定。
49.盒21可以包括第二灌封部213。第二灌封部213将每个中空纤维膜211的另一侧固定。在这种情况下，第二灌封部213可以形成为不阻挡中空纤维膜211的中空部分。因此，干燥气体可以被供应到中空纤维膜211的中空部分，可以被加湿，并且可以被供应到燃料电池堆而不会被第二灌封部213和第一灌封部212妨碍。第二灌封部213可以通过使用浇铸工序使液体树脂(例如液体聚氨酯树脂)硬化而形成。第二灌封部213可以将内部壳体210和每个中空纤维膜211的另一侧彼此固定。
50.盒21耦接到中间壳体22。盒21可以设置在中间壳体22中，使得在中间壳体22的内表面与盒21的外表面之间限定空间。中间壳体22可以包括入口221和出口222。含有水分的湿气体可以通过入口221被引入到中间壳体22中，然后可以与中空纤维膜211的外表面接触。在此过程中，湿气体中所含的水分可以通过中空纤维膜211输送，从而可以将沿中空纤维膜211的中空部分流动的干燥气体加湿。加湿的干燥气体可以从中空纤维膜211排出，然后可以供应到燃料电池堆。在将干燥气体加湿之后，湿气体可以从中间壳体22通过出口222排出。入口221可以连接到燃料电池堆。在这种情况下，湿气体可以是从燃料电池堆排出的废气。
51.同时，盒21可以设置有被配置为使湿气体经由其被引入的引入孔(未示出)和被配置为在对沿着中空纤维膜211的中空部分流动的干燥气体加湿之后使湿气体经由其排出的排出孔(未示出)。在这种情况下，湿气体可以通过入口221被引入中间壳体22的内表面与盒21的外表面之间，可以通过引入孔被引入盒21中，可以加湿沿着中空纤维膜211的中空部分流动的干燥气体，可以通过排出孔在中间壳体22的内表面与盒21的外表面之间排出，并且可以从中间壳体22通过出口222排出。
52.参照图2至图6，第一封装构件23将盒21与中间壳体22之间密闭地密封。第一封装构件23可以通过机械组装被气密地耦接到加湿模块2的至少一端。因此，第一封装构件23使第一盖3仅与中空纤维膜112进行流体连通。因此，第一封装构件23可以防止要供应到燃料
电池堆的干燥气体与供应到中间壳体22的湿气体之间的直接混合。第一封装构件23可以插入到盒21与中间壳体22之间。在这种情况下，盒21可以插入到形成在第一封装构件23中的第一通孔23a中。第一封装构件23可以接触中间壳体22的内壁、盒21的外壁和第一灌封部212中的每一个。通过这种接触，第一封装构件23可以气密地耦接到加湿模块2的一端。在这种情况下，第一封装构件23可以接触中间壳体22的内壁的一部分、盒21的外壁的一部分和第一灌封部212的一部分中的每一个。
53.根据本发明的燃料电池用加湿器1可以包括多个第一封装构件23。第一封装构件23和23’可以分别气密地耦接到加湿模块2的相对两端。在这种情况下，第一封装构件23和23’可以设置在盒21的相对侧。第一封装构件23’可以接触中间壳体22的内壁、盒21的外壁和第二灌封部213中的每一个，由此第一封装构件23’可以气密地耦接到加湿模块2的另一端。在这种情况下，第一封装构件23’可以接触中间壳体22的内壁的一部分、盒21的外壁的一部分和第二灌封部213的一部分中的每一个。由于第一封装构件23和23’被实施为除了它们的位置彼此不同之外具有相同的结构，下面将基于设置在加湿模块2的一端处的第一封装构件23进行说明。对于本发明所属领域的技术人员来说，由此得出设置在加湿模块2的另一端处的第一封装构件23’是显而易见的。
54.可以使用干燥气体和湿气体中的至少一者的压力使第一封装构件23与盒21紧密接触。在加湿过程中，干燥气体和湿气体都在相当大的压力下流动，从而干燥气体和湿气体中的每一个具有足以将第一封装构件23朝向盒21按压的压力。因此，根据本发明的燃料电池用加湿器1被实施为使得在加湿过程中使用干燥气体和湿气体中的至少一者的压力使第一封装构件23与盒21紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以实现防止干燥气体与湿气体之间直接混合所需的密闭密封力，而不需要额外的结构，从而可以降低增加密闭密封力所需的成本。第一封装构件23可以由可弹性变形的材料制成。例如，第一封装构件23可以由橡胶制成。第一封装构件23可以形成为环形，以便将盒21与中间壳体22之间密闭地密封。
55.第一封装构件23可以包括第一封装体230。第一封装体230限定第一封装构件23的整体外观。当第一封装体230插入在盒21与中间壳体22之间时，第一封装体230的第一外表面230a可以设置成面对第一盖3。在这种情况下，第一封装体230的第一内表面230b可以设置成面对中间壳体22的内部。第一内表面230b和第一外表面230a可以设置为面向相反方向。
56.第一封装构件23可以包括第一外凹槽231和第一外构件232。
57.第一外凹槽231容纳干燥气体。第一外凹槽231可以形成在第一外表面230a中。因此，第一外凹槽231可以设置成面对第一盖3，因此第一外凹槽可以容纳位于第一盖3与盒21之间的干燥气体。
58.第一外构件232在第一外凹槽231与盒21之间接触盒21。根据容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力，第一外构件232可以被朝向盒21按压，因此，第一外构件可以与盒21紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以利用容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力增加第一封装构件23与盒21之间的密闭密封力。第一外构件232可以与第一灌封部212紧密接触。
59.第一封装构件23可以包括第一外突起233。第一外突起233在第一外凹槽231与中
间壳体22之间接触中间壳体22。根据容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力，第一外突起233可以被朝向中间壳体22按压，因此，第一外突起可以与中间壳体22紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以利用容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力增加第一封装构件23与中间壳体22之间的密闭密封力。
60.当第一封装构件23包括第一外构件232和第一外突起233两者时，第一外凹槽231可以在第一轴方向(x轴方向)上设置在第一外构件232与第一外突起233之间。因此，容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力可以作用于第一外构件232与第一外突起233之间的距离增加的方向。因此，利用容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力，可以使第一外构件232与盒21紧密接触，并且可以使第一外突起233与中间壳体22紧密接触。第一外构件232、第一外突起233和第一封装体230可以一体形成。
61.第一封装构件23可以包括第一内凹槽234和第一内构件235。
62.第一内凹槽234容纳湿气体。第一内凹槽234可以形成在第一内表面230b中。因此，第一内凹槽234可以设置为面向中间壳体22的内部，因此第一内凹槽可以容纳位于中间壳体22中的湿气体。在这种情况下，位于中间壳体22的内表面与盒21的外表面之间的湿气体可以容纳在第一内凹槽234中。
63.第一内构件235在第一内凹槽234与盒21之间接触盒21。根据容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力，第一内构件235可以被朝向盒21按压，因此可以使第一内构件与盒21紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以利用容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力增加第一封装构件23与盒21之间的密闭密封力。第一内构件235可以与内部壳体210紧密接触。第一内构件235的一部分可以与第一灌封部212紧密接触，并且第一内构件的一部分也可以与内部壳体210紧密接触。
64.第一封装构件23可以包括第一内突起236。第一内突起236在第一内凹槽234与中间壳体22之间接触中间壳体22。根据容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力，第一内突起236可以被朝向中间壳体22按压，因此可以使第一内突起与中间壳体22紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以利用容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力增加第一封装构件23与中间壳体22之间的密闭密封力。
65.当第一封装构件23包括第一内构件235和第一内突起236两者时，第一内凹槽234可以设置在第一内构件235与第一内突起236之间。因此，容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力可以作用于第一内构件235与第一内突起236之间的距离增加的方向。因此，利用容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力，可以使第一内构件235与盒21紧密接触，并且可以使第一内突起236与中间壳体22紧密接触。第一内构件235、第一内突起236和第一封装体230可以一体形成。
66.第一封装构件23可以包括延伸构件237和卡合件238。
67.延伸构件237朝向中间壳体22延伸。延伸构件237可以从第一外突起233朝向中间壳体22延伸。延伸构件237可以由中间壳体22支撑。延伸构件237可以将卡合件238和第一外突起233彼此连接。延伸构件237、卡合件238、第一外突起233和第一封装体230可以一体形成。延伸构件237可以从第一封装体230朝向中间壳体22延伸。
68.卡合槽237a可以形成在延伸构件237中。卡合槽237a可以设置在第一外突起233与卡合件238之间。中间壳体22可以插入卡合槽237a中。
紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以实现防止干燥气体和湿气体之间通过盒21和21’之间的空间而直接混合所需的密闭密封力，而无需额外的结构，由此可以降低增加密闭密封力所需的成本。第二封装构件24可以由可弹性变形的材料制成。例如，第二封装构件24可以由橡胶制成。
81.第二封装构件24可以包括第二封装体240。第二封装体240限定第二封装构件24的整体外观。当第二封装体240插入盒21和21’之间时，第二封装体240的第二外表面240a可以设置成面对第一盖3。在这种情况下，第二封装体240的第二内表面240b可以设置成面对中间壳体22的内部。当在中间壳体22中设置分隔构件时，第二内表面240b可以设置成面对分隔构件。第二内表面240b和第二外表面240a可以设置为面向相反方向。
82.第二封装构件24可以包括第二外凹槽241和多个第二外构件242和242’。
83.第二外凹槽241容纳干燥气体。第二外凹槽241可以形成在第二外表面240a中。因此，第二外凹槽241可以设置成面对第一盖3，因此第一外凹槽可以容纳位于第一盖3与盒21之间的干燥气体。
84.第二外构件242和242’在第二外凹槽241与盒21和21’之间接触盒21和21’。根据容纳在第二外凹槽241中的干燥气体的压力，第二外构件242和242’可以被朝向盒21和21’按压，因此可以使第二外构件分别与盒21和21’紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以利用容纳在第二外凹槽241中的干燥气体的压力增加第二封装构件24与盒21和21’之间的密闭密封力。可以使第二外构件242和242’与第一灌封部212紧密接触。第二外凹槽241可以设置在第二外构件242和242’之间。因此，容纳在第二外凹槽241中的干燥气体的压力可以作用于第二外构件242和242’之间的距离增加的方向。第二外构件242和242’和第二封装体240可以一体形成。
85.第二封装构件24可以包括第二内凹槽243和第二内构件244和244’。
86.第二内凹槽243容纳湿气体。第二内凹槽243可以形成在第二内表面240b中。因此，第二内凹槽243可以设置成面对中间壳体22的内部，因此第一内凹槽可以容纳位于中间壳体22中的湿气体。在这种情况下，位于盒21和21’的外表面之间的湿气体可以被容纳在第二内凹槽243中。
87.第二内构件244和244’在第二内凹槽243与盒21和21’之间接触盒21和21’。根据容纳在第二内凹槽243中的湿气体的压力，第二内构件244和244’可以被朝向盒21和21’按压，因此可以使第二内构件分别与盒21和21’紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以利用容纳在第二内凹槽243中的湿气体的压力来增加第二封装构件24与盒21和21’之间的密闭密封力。可以使第二内构件244和244’分别与盒21和21’的内部壳体210紧密接触。可以使第二内构件244和244’中的每一个的一部分与盒21和21’的第一灌封部212和212’中的相应一个灌封部紧密接触，并且可以使第二内构件中的每一个的一部分与盒21和21’的内部壳体210中的相应一个内部壳体紧密接触。第二内凹槽243可以设置在第二内构件244和244’之间。因此，容纳在第二内凹槽243中的湿气体的压力可以作用于第二内构件244和244’之间的距离增加的方向。第二内构件244和244’和第二封装体240可以一体形成。
88.这里，第二封装构件24和第一封装构件23可以一体形成。因此，第二封装构件24和第一封装构件23可以通过单次插入来安装。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，即使在将多个盒21耦接到中间壳体22的情况下，也可以提高中间壳体22与盒21之间以及盒
21之间的密闭密封性。
89.参照图13，第二封装构件24可以包括第二加强构件245。第二加强构件245可以设置在第二封装体240中。第二加强构件245可以由刚度比第二封装体240高的材料制成。例如，第二加强构件245可以由金属或塑料制成。第二加强构件245可以实施为通过嵌件成型设置在第二封装体240中。
90.如图11至图13所示，第二封装构件24可以实施为包括第二外凹槽241、第二外构件242和242’、第二内凹槽243和第二内构件244和244’全体。尽管未示出，但第二封装构件24可以实施为仅包括第二外凹槽241以及第二外构件242和242’。尽管未示出，但第二封装构件24可以实施为仅包括第二内凹槽243以及第二内构件244和244’。
91.图10至图13示出了两个盒21耦接到中间壳体22。然而，本发明不限于此。如图14所示，根据本发明的燃料电池用加湿器1可以被实施为使得三个盒21、21’和21”耦接到中间壳体22。在这种情况下，两个第二封装构件24可以设置在加湿模块2的一侧，并且两个第二封装构件24’可以设置在加湿模块2的另一侧。尽管未示出，但是根据本发明的燃料电池用加湿器1可以被实施为使得四个以上的盒21耦接到中间壳体22。在这种情况下，第二封装构件24和24’的数量可以与耦接到中间壳体22的盒21的数量成比例地增加。
92.参照图15和图16，加湿模块2可以包括第一弹性构件25。在这种情况下，可以利用第一弹性构件25的弹力使第一封装构件23与盒21紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以使用第一弹性构件25增加防止干燥气体和湿气体之间的直接混合所必需的密闭密封力。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以提高加湿干燥气体的稳定性。
93.第一弹性构件25耦接到第一封装构件23。第一弹性构件25可以利用其弹力使第一封装构件23与盒21紧密接触。第一弹性构件25可以被实施为具有弹力的弹簧。第一弹性构件25可以形成为环形。
94.第一弹性构件25可以插入第一外凹槽231中。在这种情况下，第一弹性构件25可以利用其弹力将第一外构件232朝向盒21按压，由此第一外构件232可以与盒21紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以利用第一弹性构件25的弹力来增加第一封装构件23与盒21之间的密闭密封力。在这种情况下，第一外构件232可以通过第一弹性构件25的弹力被朝向盒21按压，因此可以使第一外构件与盒21紧密接触。可以使第一外构件232与第一灌封部212紧密接触。
95.当第一封装构件23包括第一外凹槽231和第一外构件232时，可以利用干燥气体的压力使第一封装构件23与盒21紧密接触。在加湿过程中，干燥气体和湿气体都在相当大的压力下流动，由此干燥气体具有足以将第一封装构件23朝向盒21按压的压力。因此，根据本发明的燃料电池用加湿器1被实现为使得除了利用第一弹性构件25的弹力之外，在加湿过程中利用干燥气体的压力使第一封装构件23与盒21更紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以进一步增加防止干燥气体与湿气体之间的直接混合所需的密闭密封力。此外，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，由于利用了干燥气体的压力，所以可以进一步增加密闭密封力而无需额外的结构。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以降低进一步增加密闭密封力所需的成本。
96.当如上所述使用第一弹性构件25的弹力和干燥气体的压力使第一封装构件23与
盒21紧密接触时，第一外凹槽231可以容纳位于第一盖3与盒21之间的干燥气体。根据容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力，第一外构件232可以被朝向盒21按压，由此可以使第一外构件与盒21紧密接触。
97.如图16所示，第一弹性构件25可以设置在第一封装体230中。在这种情况下，第一弹性构件25可以利用其弹力将第一封装体230朝向盒21按压，由此可以使第一封装体230与盒21紧密接触。因此，根据本发明的燃料电池用加湿器1被实现为使得利用容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力使第一外构件232与盒21紧密接触并且使得利用第一弹性构件25的弹力使第一封装体230与盒21紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以使第一封装构件23的不同部分与盒21紧密接触，由此可以通过双重结构增加密闭密封力。第一弹性构件25可以被实施为通过嵌件成型设置在第一封装体230中。
98.参照图17，第一弹性构件25可以设置在第一内表面230b处，使得第一封装构件23与盒21紧密接触。第一弹性构件25可以插入到第一内凹槽234中，从而接触第一内构件235。因此，第一弹性构件25可以利用其弹力使第一内构件235与盒21紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以利用第一弹性构件25的弹力来增加第一封装构件23与盒21之间的密闭密封力。在这种情况下，第一内构件235可以通过第一弹性构件25的弹力被朝向盒21按压，由此可以使第一内构件与盒21紧密接触。可以使第一内构件235与内部壳体210紧密接触。可以使第一内构件235的一部分与第一灌封部212紧密接触，并且可以使第一内构件的一部分与内部壳体210紧密接触。
99.当第一封装构件23包括第一内凹槽234和第一内构件235时，第一封装构件23可以利用湿气体的压力与盒21紧密接触。因此，根据本发明的燃料电池用加湿器1被实施为使得除了利用第一弹性构件25的弹力之外，在加湿过程中利用湿气体的压力使第一封装构件23与盒21更紧密接触。
100.当如上所述利用第一弹性构件25的弹力和湿气体的压力使第一封装构件23与盒21紧密接触时，第一内凹槽234可以容纳位于第一盖3与盒21之间的湿气体。第一内构件235可以根据容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力被朝向盒21按压，从而可以使第一内构件与盒21紧密接触。
101.尽管未示出，第一封装构件23也可以实施为使得第一外构件232通过设置在第一外凹槽231中的第一弹性构件25的弹力而与盒21紧密接触，并且使得第一内构件235通过容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力而与盒21紧密接触。在这种情况下，第一外构件232也可以通过第一弹性构件25的弹力和容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力而与盒21紧密接触。
102.尽管未示出，第一封装构件23也可以被实施为使得第一内构件235通过设置在第一外凹槽231中的第一弹性构件25的弹力而与盒21紧密接触，并且使得第一外构件232通过容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力而与盒21紧密接触。在这种情况下，第一内构件235也可以通过第一弹性构件25的弹力和容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力而与盒21紧密接触。
103.尽管未示出，第一封装构件23也可以被实施为使得通过设置在第一封装体230中的第一弹性构件25的弹力使第一封装体230与盒21紧密接触，并且使得第一内构件235通过容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力而与盒21紧密接触。
104.尽管未示出，第一封装构件23还可以被实施为使得通过设置在第一封装体230中的第一弹性构件25的弹力使第一封装体230与盒21紧密接触，使得第一外构件232通过容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力而与盒21紧密接触，并且使得第一内构件235通过容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力而与盒21紧密接触。
105.参照图18，加湿模块2可以包括第二弹性构件26。
106.第二弹性构件26耦接到第一封装构件23。第二弹性构件26可以利用其弹力使第一封装构件23与盒21紧密接触。第二弹性构件26可以实现为具有弹力的弹簧。第二弹性构件26可以形成为环形。
107.第二弹性构件26可以插入第一内凹槽234中。在这种情况下，第二弹性构件26可以利用其弹力将第一内构件235朝向盒21按压，由此可以使第一内构件235与盒21紧密接触。在这种情况下，第一弹性构件25可以在设置在第一外凹槽231中的状态下利用其弹力使第一外构件232与盒21接触。
108.因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，第一内构件235和第一外构件232可以利用第二弹性构件26的弹力和第一弹性构件25的弹力而与盒21紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以使第一封装构件23的不同部分与盒21紧密接触，由此可以通过双重结构增加密闭密封力。在这种情况下，可以通过第二弹性构件26的弹力和容纳在第一内凹槽234中的湿气体的压力使第一内构件235与盒21更紧密接触。可以通过第一弹性构件25的弹力和容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力使第一外构件232与盒21更紧密接触。
109.尽管未示出，但是第二弹性构件26和第一弹性构件25中的一个可以设置在第一封装体230中，并且另一个弹性构件可以设置在第一内凹槽234和第一外凹槽231中的一个中。
110.参照图10和图19，加湿模块2可以包括多个第一弹性构件25。第一弹性构件25和25’可以分别插入第一外凹槽231和第二外凹槽241中，以使第一封装构件23和第二封装构件24分别与盒21和21’紧密接触。第一弹性构件25和25’可以设置成分别围绕盒21和21’，以分别将第一封装构件23和第二封装构件24朝向盒21和21’弹性地按压。因此，根据本发明的燃料电池用加湿器1被实施为利用容纳在第一外凹槽231和第二外凹槽241中的干燥气体的压力和第一弹性构件25和25’的弹力使第一封装构件23和第二封装构件24分别与盒21和21’紧密接触。因此，在根据本发明的燃料电池用加湿器1中，可以通过双重结构来增加密闭密封力。
111.除了第一弹性构件25和25’之外，加湿模块2可以进一步包括多个第二弹性构件26。第二弹性构件26和26’可以分别插入第一内凹槽234和第二内凹槽243中以使第一封装构件23和第二封装构件24分别与盒21和21’紧密接触。第二弹性构件26和26’可以设置成分别围绕盒21和21’，以分别将第一封装构件23和第二封装构件24朝向盒21和21’弹性地按压。因此，根据本发明的燃料电池用加湿器1被实施为使得利用容纳在第一内凹槽234和第二内凹槽243中的干燥气体的压力和第二弹性构件26和26’的弹力使第一封装构件23和第二封装构件24分别与盒21和21’紧密接触。因此，在本发明的燃料电池用加湿器1中，可以进一步提高密闭密封力。
112.尽管未示出，加湿模块2可以被实施为使得第一弹性构件25和25’分别插入第一内凹槽234和第二内凹槽243中以使第一封装构件23和第二封装构件24分别与盒21和21’紧密
接触。第一弹性构件25和25’可以分别插入到第一内凹槽234和第二内凹槽243中以分别围绕盒21和21’，由此第一封装构件23和第二封装构件24可以分别被弹性地朝向盒21和21’按压。
113.参照图2、图20和图21，盒21可以包括第一支撑件214。第一封装构件23可以被实施为在使用第一支撑件214通过过盈配合被压缩的状态下与盒21紧密接触。
114.第一支撑件214可以耦接到第一灌封部212。第一支撑件214可以设置成围绕第一灌封部212的外围。因此，第一灌封部212可以设置在第一支撑件214的内部。第一支撑件214可以形成为环形。第一支撑件214可以设置成突出到第一灌封部212的外部。因此，在将第一封装构件23插入中间壳体22与盒21之间的过程中，第一封装构件23的设置在中间壳体22与第一支撑件214之间的一部分可能由于过盈配合而被压缩。因此，可以使用第一封装构件23进一步增加密闭密封力。
115.第一支撑件214可以通过钩耦接(hook coupling)由内部壳体210支撑，使得第一支撑件在第二轴方向(y轴方向)上的移动受到限制。第二轴方向(y轴方向)是与第一轴方向(x轴方向)垂直的轴方向，并且是与第一盖3和第二盖4彼此隔开的方向平行的轴方向。在第一支撑件214耦接到内部壳体210的状态下，第一灌封部212可以通过浇铸工序形成，由此第一支撑件214可以被实施为耦接到第一灌封部212。之后，可以将第一封装构件23插入盒21与中间壳体22之间。第一支撑件214可以由刚度比第一封装构件23高的材料制成。例如，第一支撑件214可以由金属或塑料制成。
116.第一支撑件214可以被实施为在第二轴方向(y轴方向)上比第一封装构件23短。例如，如图20所示，第一支撑件214可以被实施为使得第一支撑件214不存在于第一外构件232与第一灌封部212之间，而仅存在于第一封装体230与第一灌封部212之间。因此，第一外构件232可以通过容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力被按压，由此可以使第一外构件与第一灌封部212紧密接触。第一封装体230可以由于过盈配合而被压缩在中间壳体22与第一支撑件214之间，由此可以使第一封装体与第一支撑件214紧密接触。
117.第一支撑件214可以被实施为在第二轴方向(y轴方向)上具有与第一封装构件23相同的长度或者具有比第一封装构件23更大的长度。例如，如图21所示，第一支撑件214可以被实施为使得第一支撑件214存在于第一外构件232与第一灌封部212之间并且也存在于第一封装体230与第一灌封部212之间。因此，第一外构件232和第一封装体230可以由于过盈配合而被压缩在中间壳体22与第一支撑件214之间，由此可以使第一外构件和第一封装体与第一支撑件214紧密接触。在这种情况下，可以通过由第一支撑件214进行的按压和容纳在第一外凹槽231中的干燥气体的压力这两者使第一外构件232与盒21紧密接触。
118.当第一支撑件214被实施为接触第一外构件232和第一封装体230这两者时，第一支撑件214可以在通过浇铸工序形成第一灌封部212的过程中用作灌封盖。在这种情况下，如图21中的虚线所示，第一灌封部212在第一支撑件214耦接到内部壳体210的状态下通过浇铸工序形成从而被实现为灌封盖，然后可以通过切割第一支撑件214的一部分cp和第一灌封部212的一部分使得中空纤维膜211的中空部分开口的切割工序来制造盒21。在第一支撑件214用作灌封盖的实施例中，与使用单独的灌封盖的比较例相比，可以省略灌封盖组装工序和灌封盖移除工序。因此，在第一支撑件214用作灌封盖的实施例中，可以通过缩短制造时间来降低制造成本并提高生产率。
119.盒21可以包括第二支撑件(未示出)。第二支撑件可以耦接到第二灌封部213。由于第二支撑件和第一支撑件214被实施为除了它们的位置彼此不同之外具有相同的结构，因此对于本发明所属领域的技术人员来说，可以从第一支撑件214的说明中了解第二支撑件是显而易见的。因此，将省略对第二支撑件的详细描述。
120.参照图2和图21，第一盖3可以包括第一推压突起32。第一推压突起32从第一推压构件31突出。当第一盖3耦接到加湿模块2的一端时，第一推压突起32可以将延伸构件237朝向中间壳体22推压，由此可以使延伸构件237与中间壳体22紧密接触。因此，第一推压突起32可以进一步增加第一盖3与中间壳体22之间的密闭密封力并且可以进一步增加固定第一封装构件23的力。第一推压突起32可以形成为使得第一推压突起的尺寸随着第一推压突起从第一推压构件31突出而逐渐减小。第一推压突起32可以形成为环形。
121.第一盖3可以包括第一支撑构件33。第一支撑构件33可以插入第一外凹槽231中以支撑第一封装体230。因此，第一支撑构件33可以限制第一封装构件23的移动，由此可以防止第一封装构件23由于振动和摇晃而分离。第一支撑构件33可以形成为具有能够按压第一封装体230的长度。在这种情况下，第一支撑构件33可以按压第一封装体230，使得第一外凹槽231保持在具有足以容纳电池用流体的尺寸的状态。此外，第一支撑构件33可以按压第一封装体230以进一步增加使第一封装构件23与盒21紧密接触的紧密接触力。第一支撑构件33可以形成为环形。
122.尽管未示出，第二盖4可以包括第二推压构件、第二推压突起和第二支撑构件。第二推压构件、第二推压突起和第二支撑构件被实施为分别与上述的第一推压构件31、第一推压突起32和第一支撑构件33大致相同，因此将省略对其的详细说明。
123.参照图22至图24，当加湿模块2包括多个盒21和21’时，盒21和21’可以分别包括第一支撑件214和214’。第一支撑件214和214’中的每一个可以设置成围绕盒21和21’中的相应一个盒的外围。因此，在将第二封装构件24插入盒21和21’之间的过程中，第二封装构件24的设置在第一支撑件214和214’之间的部分可能由于过盈配合而被挤压。因此，可以进一步增大使用第二封装构件24的密闭密封力。第一支撑件214和214’中的每一个可以由刚度比第二封装构件24高的材料制成。例如，第一支撑件214和214’中的每一个可以由金属或塑料制成。
124.第一支撑件214和214’中的每一个可以被实施为在第二轴方向(y轴方向)上短于第二封装构件24。例如，如图22和图23所示，第一支撑件214和214’可以被实施为使得第一支撑件214和214’不存在于第二外构件242和242’与第一灌封部212和212’之间，而仅存在于第二封装体240与第一灌封部212和212’之间。因此，第二外构件242和242’可以通过容纳在第二外凹槽241中的干燥气体的压力被按压，由此可以使第二外构件分别与第一灌封部212和212’紧密接触。由于过盈配合，第二封装体240可以被压缩在第一支撑件214和214’之间，由此可以使第二封装体与第一支撑件214和214’紧密接触。
125.第一支撑件214和214’中的每一个可以被实施为在第二轴方向(y轴方向)上具有与第二封装构件24相同的长度或具有比第二封装构件24更大的长度。例如，如图24所示，第一支撑件214和214’可以被实施为使得第一支撑件214和214’存在于第二外构件242和242’与第一灌封部212和212’之间并且也存在于第二封装体240与第一灌封部212和212’之间。因此，由于过盈配合，第二外构件242和242’和第二封装体240可以被压缩在第一支撑件214
和214’之间，由此可以使第二外构件和第二封装体与第一支撑件214和214’紧密接触。在这种情况下，可以通过由第一支撑件214和214’进行的按压和容纳在第二外凹槽241中的干燥气体的压力这两者使第二外构件242和242’分别与盒21和21’紧密接触。
126.以上描述的本发明不限于上述实施例和附图，并且对于本发明所属领域的普通技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的技术思想的情况下，可以对本发明进行各种替代、修改和改变。