[发明专利]中空纤维膜管、制备方法及新型组合式燃料电池用加湿器

说明书

本发明涉及中空纤维膜管、制备方法及新型组合式燃料电池用加湿器，包括膜管外壳，膜管外壳的前后两端通过灌封层将多束中空纤维膜管封装在膜管外壳的内腔中；膜管外壳的前后两端分别设置有前端帽和后端帽，前端帽的前侧壁上设置有前出口，且前端帽的上侧壁上设置有前入口，前端帽的内侧壁与膜管外壳的外侧壁之间固定有密封件，且前端帽内侧壁、膜管外壳外侧壁和密封件之间形成有与前入口相通的入口腔；后端帽的后侧壁上设置有后入口，且后端帽的上侧壁上设置有后出口，后端帽的内侧壁与膜管外壳的外侧壁之间固定有密封件。本发明结构设计合理，实用性强，具有极佳的市场推广价值。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及中空纤维膜管、制备方法及新型组合式燃料电池用加湿器。

背景技术

燃料电池是通过氢和氧的化合来产生电的电化学装置。与普通化学电池不同，只要供应必要的氢和氧，燃料电池就可以持续产生电。此外，燃料电池的效率高达内燃机效率的二倍。提高聚合物电解质燃料电池性能的重要方法之一是通过向膜电极组件中的聚合物电解质膜提供一定水分以保持膜的良好离子电导率。目前主要的加湿方法之一是利用聚合物分离膜将水分供应到流动的气体的膜加湿方法。

膜加湿方法使用仅选择性渗透包含在高湿度气体中的水分的膜，将水分传递到干燥的燃料气体中。此方法的优点是能够制造重量轻的小尺寸加湿器。为了增大气体与膜表面的接触面积，则优选使用具有大的单位体积渗透面积的中空纤维膜。就是说，如果用中空纤维膜制造加湿器，则可以高度一体化具有大接触表面积的中空纤维膜，从而既使燃料电池具有小体积，也能得到充分加湿。在此情形中，具有中空纤维膜管的加湿器可以由低价材料制造。此外，包含在高温下从燃料电池排出的气体中的水分和热量可以被收集在加湿器中并重新利用，但是现有技术的燃料电池加湿器不便于对其进行固定，因为加湿器的外壳直接形成了设置有中空纤维膜的腔体，若对其外壳进行安装前的处理，例如钻螺孔处理，可能会影响设置有中空纤维膜的腔体强度或者降低气密性。同时，加湿器集成到燃料电池系统中，装载到各种交通工具上后，车辆行驶过程中强烈而持续的震动必然会对加湿器的使用寿命产生影响。故而需要对现有技术的加湿器进行改进，使其便于安装的同时具有一定的减震能力。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了中空纤维膜管、制备方法及新型组合式燃料电池用加湿器，能够有效地解决现有技术的燃料电池用加湿器不便于安装固定以及不具备抗震能力的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种新型组合式燃料电池用加湿器，包括膜管外壳，所述膜管外壳的内腔中通过灌封层将多束中空纤维膜管封装在膜管外壳的两端；所述膜管外壳的前后两端分别设置有前端帽和后端帽，所述前端帽的前侧壁上设置有前出口，且所述前端帽的上侧壁上设置有前入口，所述前端帽的内侧壁与膜管外壳的外侧壁之间固定有密封件，且所述前端帽内侧壁、膜管外壳外侧壁和密封件之间形成有与前入口相通的入口腔；所述后端帽的后侧壁上设置有后入口，且所述后端帽的上侧壁上设置有后出口，所述后端帽的内侧壁与膜管外壳的外侧壁之间固定有所述密封件，所述后端帽内侧壁、膜管外壳外侧壁和密封件之间形成有与后出口相通的出口腔；所述膜管外壳前端的左右两侧壁上对称开设有与入口腔相通的前端孔，且所述膜管外壳后端的左右两侧壁上对称开设有与出口腔相通的后端孔；所述膜管外壳的外侧壁上套接有固定外壳，所述固定外壳的低端口处设置有外壳盖，所述固定外壳内腔的顶端面上通过第一弹簧连接有第一硅胶垫，且所述外壳盖内腔的底端面上通过第二弹簧连接有第二硅胶垫。

作为一种优选的技术方案，所述中空纤维膜管的两端均贯穿穿过所述灌封层。

作为一种优选的技术方案，所述中空纤维膜管前端处的内腔与所述前出口相通。

作为一种优选的技术方案，所述中空纤维膜管后端处的内腔与所述后入口相通。