• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    EinFeuchtigkeitsaustauschmodul weist ein Bündel von für Feuchtigkeit durchlässigen voneinem ersten Gasstrom durchströmtenHohlfasermembranen auf. Das Bündelder Hohlfasermembranen ist in einem Mantelraum mit einem Leitungselementzur Zuleitung eines zweiten die Hohlfasermembranen umströmenden Gasstromsangeordnet. Das Leitungselement mündet in einen den Mantelraumin einem Bereich seines Querschnitts umgebenden ringartigen Raum,von welchem aus der zweite Gasstrom in den Bereich des Mantelraumseintritt.Erfindungsgemäß sind imBereich des Leitungselements zur Zuleitung Mittel vorgesehen, durchwelche eine Drallbewegung in dem zweiten Gasstrom erzielbar ist.DasFeuchtigkeitsaustauschmodul kann bevorzugt zur Befeuchtung von Zuluftzu einem Brennstoffzellensystem eingesetzt werden.
    公开号:DE102004022539A1
    申请号:DE102004022539
    申请日:2004-05-05
    公开日:2005-12-01
    发明作者:Gerhard Dr. Berger；Gert Dr.-Ing. Hinsenkamp；Jens Dipl.-Ing. Intorp；Patrick Dipl.-Ing. Mangold；Jochen Dipl.-Ing. Schäfer；Sven Dipl.-Ing. Schnetzler；Wolfgang Dipl.-Ing. Weger；Norbert Dipl.-Ing. Wiesheu
    申请人:DaimlerChrysler AG；
    IPC主号:B01D51-10
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Feuchtigkeitsaustauschmodul mit einem Bündel vonfür Feuchtigkeit durchlässigen voneinem ersten Gasstrom durchströmtenHohlfasermembranen, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definiertenArt.
    [0002] Fernerbetrifft die Erfindung die Verwendung eines derartigen Feuchtigkeitsaustauschmoduls.
    [0003] Einengattungsgemäßen Standder Technik beschreiben die Anmeldungen JP 2001-202976 A und JP2003-65566 A. Beide Schriften zeigen Feuchtigkeitsaustauschmodulemit einem Bündelvon für Feuchtigkeitdurchlässigenvon einem ersten Gastrom durchströmten Hohlfasermembranen, wobei dasBündelder Hohlfasermembranen in einem Mantelraum mit einem Leitungselementzur Zuleitung eines zweiten die Hohlfasern umströmenden Gasstroms angeordnetist. Das Leitungselement mündet dabeijeweils in einen den Mantelraum in einem Bereich seines Querschnittsumgebenden ringartigen Raum, von welchem aus der zweite Gasstromin den Bereich des Mantelraums und damit zwischen die Hohlfasermembraneneintritt.
    [0004] Beider JP 2003-065566 ergibt sich dabei der Nachteil, dass relativgroßeringartige Räumeals Einströmbereichebenötigt werden,um eine ausreichende Verteilung des zweiten Gasstroms auf die Bereichezwischen den eigentlichen Hohlfasermembranen zu erzielen. Dennochist hier die Verteilung noch in soweit ungleichmäßig, dass die unmittelbar derZuleitung zugewandten Bereiche der Hohlfasermembranen deutlich besserangeströmtwerden, als die der Zuleitung abgewandten Bereiche. Damit kommtes zu nicht oder nur schlecht ausgenutzten Bereichen innerhalb desBündelsder Hohlfasermembranen. Um eine vorgegebene Austauschleistung dennoch sicherstellenzu könnenmüssendemnach mehr Hohlfasermembranen eingesetzt werden, was zu einerweiteren systembedingten Vergrößerung des Feuchtigkeitsaustauschmodulsführt.
    [0005] Gemäß der JP2001-202976 wird durch geeignete Öffnungen in einer Hülse, inwelcher das Bündelder Hohlfasermembranen angeordnet ist zwar eine verbesserte Verteilungerreicht, die oben genannten Probleme hinsichtlich der Ungleichmäßigkeitder Anströmungder unmittelbar der Zuleitung zugewandten Bereiche, bleibt jedochauch hier teilweise bestehen.
    [0006] Fernerverursacht der in der oben genannten Schrift beschriebene Aufbaueinen deutlich erhöhten Druckverlustin dem Gasstrom, um die dargestellte tangentiale Einströmung desGasstroms durch die Öffnungenin das Bündelder Hohlfasermembranen zu erzielen.
    [0007] Esist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Feuchtigkeitsaustauschmodulzu schaffen, welches einen sehr effizienten Betrieb ermöglicht,und welches möglichstkompakt ausgeführt werdenkann.
    [0008] Erfindungsgemäß wird dieseAufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genanntenMerkmale gelöst.
    [0009] Umeine möglichstgleichmäßige Anströmung deszur Verfügungstehenden Querschnitts aller Hohlfasermembranen des Bündels zuerreichen und somit die Austauschoberfläche und damit letztendlichauch die Dicke und Längedes Bündelsbzw. die Größe des gesamtenFeuchtigkeitsaustauschmoduls minimieren zu können, ist eine gute Verteilung desin den ringartigen Raum bzw. von diesem in den Mantelraum einströmenden Gasstromsnötig.Damit nun eine gleichmäßige Verteilungdes Gasstroms auf den Bereich des gesamten Bündels der Hohlfasermembranenerreicht wird, sind die Mittel zum Erzeugen einer Drallbewegungin dem Gasstrom vorgesehen. Durch die so erzielte Drallbewegungdes Gasstroms kann eine sehr gute Verteilung des Gasstroms in demringartigen Raum und damit auf den gesamten Bereich bzw. Durchmesserdes Bündels derHohlfasermembranen erzielt werden. Dem einströmenden Gasstrom wird somitbei vertretbarem durch die Mittel zum Erzeugen einer Drallbewegung erzeugtenStrömungswiderstandeine ausreichende Drallbewegung mitgegeben, um sich gleichmäßig auchin einem eher klein ausgeführtenringförmigen Raumverteilen zu können.Das erfindungsgemäße Feuchtigkeitsaustauschmodulermöglichtes so, dass der Austausch der Feuchtigkeit sehr effizient und mit hoherAustrauschrate je Volumeneinheit des Bündels der Hohlfasermembranenerfolgen kann. Somit erlaubt es die Erfindung, ein außerordentlichkompaktes Feuchtigkeitsaustauschmodul zu realisieren.
    [0010] Einebesonders geeignete Verwendung eines erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsaustauschmodulsergibt sich aus Anspruch 11.
    [0011] Dabeikann das Feuchtigkeitsaustauschmodul insbesondere zum Trocknen undBefeuchten von Prozessgasströmen,beispielsweise zum Befeuchten der Zuluft zu dem Brennstoffzellensystemmittels des Abgases aus der Brennstoffzelle, eingesetzt werden. Jenach Aufbau und Einsatz eines derartigen Brenn stoffzellensystems,beispielsweise als Antriebssystem in Fahrzeugen, kommt der kompaktenund leichten Bauweise bei dennoch sehr hoher Feuchtigkeitsaustauschrateeine entscheidende Bedeutung zu. Das erfindungsgemäße Feuchtigkeitsaustauschmodulwird diesen Anforderungen gerecht und stellt damit ein sehr gutesFeuchtigkeitsaustauschmodul für dieoben genannte Verwendung dar.
    [0012] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsaustauschmoduls ergebensich aus den restlichen Unteransprüchen sowie aus den Ausführungsbeispielen,welche nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert werden.
    [0013] Dabeizeigen:
    [0014] 1 einschematisch angedeutetes Brennstoffzellensystem mit einem Feuchtigkeitsaustauschmodulgemäß der Erfindung;
    [0015] 2 einLängsschnittdurch eine erste Ausführungsformeines Feuchtigkeitsaustauschmoduls;
    [0016] 3 einQuerschnitt eines Mittels zum Erzeugen einer Drallbewegung in einerersten Ausführungsform;
    [0017] 4 einQuerschnitt eines Mittels zum Erzeugen einer Drallbewegung in einerzweiten Ausführungsform;;
    [0018] 5 einQuerschnitt eine erste Möglichkeit desAufbaus des Feuchtigkeitsaustauschmoduls;
    [0019] 6 einQuerschnitt eine zweite Möglichkeitdes Aufbaus des Feuchtigkeitsaustauschmoduls;
    [0020] 7 einLängsschnittdurch einen Teilbereich des Feuchtigkeitsaustauschmoduls in eineralternativen Ausführungsform;und
    [0021] 8 einLängsschnittdurch einen Teilbereich des Feuchtigkeitsaustauschmoduls in einer weiterenalternativen Ausführungsform.
    [0022] In 1 istein sehr stark schematisiertes Brennstoffzellensystem 1 zuerkennen. Dieses umfasst eine Brennstoffzelle 2, bei welcherein Kathodenraum 3 mittels einer protonenleitenden Membran (PEM) 4 voneinem Anoderaum 5 abgetrennt ist. Die Brennstoffzelle 2 kanndabei in an sich bekannter Weise aus Wasserstoff (H2)in ihrem Anodenraum 5 und Luft in ihrem Kathodenraum 3 elektrischeLeistung erzeugen. Die Brennstoffzelle 2 kann als einzelneBrennstoffzelle, insbesondere jedoch als eine Anordnung vieler Brennstoffzellen,als ein so genannter Brennstoffzellenstack, aufgebaut es sein. Umdie protonenleitende Membran 4 vor Austrocknung und somiteiner Schädigungzu schützenwird die dem Kathodenraum 3 über einen Kompressor 6 zugeführte Luftin einem schematisch angedeuteten Feuchtigkeitsaustauschmodul 7 durchdie aus der Brennstoffzelle 2 strömenden Abgase befeuchtet.
    [0023] Indem hier dargestellten Ausführungsbeispieldes Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 strömt das feuchte Abgas der Brennstoffzelle 2 durchein Bündel 8 vonHohlfasermembranen, deren äußere Oberflächen vonder zu befeuchtenden Luft fürdie Brennstoffzelle 2 umströmt werden. Die in dem Abgasvorhandene Feuchtigkeit wird durch die für Wasserdampf durchlässigen Hohlfasermembranenauf die zu dem Kathodenraum 3 strömende Luft übertragen, so dass diese befeuchtetwird und ihrerseits die protonenleitende Membran 4 befeuchtet,so dass diese vor einer Austrocknung und damit einer Schädigung bzw.vorzeitigen Alterung geschütztist.
    [0024] Dain den Hohlfasermembranen selbst ein höherer Druckverlust herrscht,als beim Umströmen derselben,ist die hier dargestellte Anordnung des Kompressors 6 besonderseffizient, da so bei gleicher Kompressorleistung ein höherer Innendruckin der Brennstoffzelle 2 erzielt werden kann. Somit lässt sich beivorgegebenem Innendruck einerseits die Größe und Leistung des Kompressors 6 sowiedessen Energieverbrauch minimieren, bei vorgebender Größe und Leistungdes Kompressors 6 andererseits der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle 2 aufgrundder verbesserten Thermodynamik bei höherem Innendruck entsprechendsteigern.
    [0025] Jenach eingesetztem Brennstoffzellensystem 1 wird der Anodenraum 5 derBrennstoffzelle 2 mit Wasserstoff aus einem Wasserstoffvorratoder mit Wasserstoff, welcher durch ein Gaserzeugungssystem ausz.B. einem flüssigenKohlenwasserstoff erzeugte wurde, versorgt. Der Anodenraum 5 wird beieinem reinen Wasserstoffsystem im Dead-End-Betrieb oder mit einemAnoden-Loop betrieben, währendbei in dem Gaserzeugungssystem erzeugten Wasserstoff Restgase ausdem Anodenraum 5 als Abgas abgeführt werden. Dementsprechendkann das zur Befeuchtung genutzte feuchte Abgas entweder aus demKathodenraum 3 alleine oder aus dem Kathodenraum 3 unddem Anodenraum 5 gemeinsam stammen, wie es in 1 durch diegestrichelte Verbindung zwischen dem Anodenraum 5 und demAbgas aus dem Kathodenraum 3 angedeutet ist.
    [0026] Fallses das eingesetzte Brennstoffzellensystem 1 erfordert,kann die befeuchtete Zuluft zumindest teilweise auch anderweitigeingesetzt werden, z.B. zum Bereitstellen wenigstens eines Teils derbenötigtenWassermenge fürdie Erzeugung eines wasserstoffhaltigen Gases aus einem z.B. flüssigen Kohlenwasserstoff,wie dies in der DE 103 09 794 ausgeführt ist.
    [0027] Diefolgenden Ausführungenbeziehen sich jeweils auf dieses oben dargelegte Ausführungsbeispieldes Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 in dem Brennstoffzellensystem 1.Die Erfindung soll jedoch nicht auf derartige Anwendungen des erfindungsgemäßen Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 eingeschränkt sein.
    [0028] In 2 istein Längsschnittdurch eine Ausführungsformeines Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 dargestellt. Dabeiist ein Teil des Bündels 8 derHohlfasermembranen zu erkennen, welches von dem ersten GasstromA (hier mittels der hellen Pfeile angedeutet) durchströmt wird.Gleichzeitig strömtder zweite Gasstrom B (dunkle Pfeile) um die Hohlfasermembranen.In dem oben dargelegten Beispiel des Brennstoffzellensystems 1 bedeutetdies, dass der feuchte Abgasstrom A die Zuluft B dabei befeuchtet.
    [0029] DerGasstrom B gelangt überein Leitungselement 9 in den Bereich des die Hohlfasermembranenumgebenden durch ein Gehäusebzw. eine Hülse 10 gebildetenMantelraums. Dieser Mantelraum ist in einem Bereich zum Zwecke dergleichmäßigen Zuleitungmit einem ringartigen Raum 11 umgeben, welchem der GasstromB überdas Leitungselement 9 zugeführt wird. Aus dem Bereich desringartigen Raums 11 gelangt der Gasstrom B dann über entsprechende Öffnungen 10' in der Hülse 10 zumindest über denannäherndgesamten Umfang des Mantelraums verteilt in den Bereich des Bündels 8,so dass er möglichstalle Bereiche des Bündels 8 derHohlfasermembranen gleichmäßig undeffizient umströmen kann.
    [0030] Typischerweiseist das Bündel 8 derHohlfasermembranen im Querschnitt kreisförmig ausgebildet, so dass derin 2 dargestellte rotationssymmetrische Aufbau desBündels 8,der Hülse 10 sowie desringartigen Raums 11 entsteht. Im Prinzip sind jedoch auchandere Bauformen, z.B. mit eckigem Querschnitt, ovalem Querschnittoder dergleichen denkbar. Der „ringartige" Raum 11 wäre dannnicht mehr kreisringförmigsondern entsprechend eckig oder oval ausgeführt.
    [0031] DieAbleitung des Gasstroms B aus dem Feuchtigkeitsaustauschmodul 7 spieltfür dieErfindung keine Rolle. Auf eine Darstellung wurde daher verzichtet.Die Ableitung könnteaber z.B. ebenfalls übereinen vergleichbaren ringartigen Raum am anderen Ende des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 bzw.des Bündels 8 derHohlfasermembranen erfolgen.
    [0032] Zielmuss es nun sein, eine möglichstgleichmäßige Anströmung deszur Verfügungstehenden Querschnitts des ringartigen Raums 11 um dengesamten Umfang des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 bzw.der Hülse 10 herumzu erreichen, um eine Umströmungaller Hohlfasermembranen des Bündels 8 gewährleistenzu können.Damit kann die Austauschoberflächeund damit letztendlich auch die Länge des Bündels 8 bzw. des gesamtenFeuchtigkeitsaustauschmoduls 7 minimiert werden. Es entstehtdann ein kompaktes und dennoch sehr effizientes Feuchtigkeitsaustauschmodul 7.
    [0033] Umbei entsprechend kleiner Baugröße und nurmoderat überden Durchmesser der Hülse 10 hinausgehendenAußendurchmesserdes ringartigen Raums 11 eine derartige gleichmäßige Verteilungsicherzustellen, ist in dem Leitungselement 9 ein Mittel 12 zumErzeugen einer Drallbewegung in dem Gasstrom B vorgesehen. Durchdie so erzielte Drallbewegung des Gasstroms kommt es zu einer sehrguten Verteilung des Gasstroms B in dem gesamten ringartigen Raum 11.Mit dem Aufbau gemäß 2 lässt sichalso ein außerordentlichkompaktes Feuchtigkeitsaustauschmodul 7 realisieren.
    [0034] Dasin 2 nur exemplarisch angedeutete Mittel 12 zumErzeugen einer Drallbewegung in dem Gasstrom kann beispielsweiseaus einem in sich verdrehten Streifen eines flächigen Materials bestehen, sodass ein spiralförmig/ schraubenförmig ausgebildetesElement entsteht. Der Streifen kann z.B. aus einem Blech aus korrosionsbeständigem Metalloder dergleichen hergestellt sein. Er ist dann im Querschnitt linear,also als gerade oder gekrümmteLinie, ausgebildet, so dass sich in einer Schnittdarstellung desMittels 12 eine Ansicht ergibt, wie sie in 3 schematischdargestellt ist. Analog dazu wäreauch ein in sich verdrehtes Element denkbar, welches im Querschnittsternförmigenmit wenigstens drei Strahlen ausgebildet ist. Ein derartiges Elementist in 4 im Querschnitt exemplarisch angedeutet. Es kannaus verschweißtenoder verklebten Blechstreifen ebenso hergestellt werden wie beispielsweise auseinem Strangpressprofil. Entgegen der Darstellung in den 3 und 4 können dieLinie bzw. die Strahlen auch gerade geformt sein. Da sich aber beider einfachsten Herstellung durch reines Verdrehen des Elementsin sich eine eher gekrümmteForm der Linen einstellt, und da diese strömungstechnisch aufgrund derunterschiedlichen starken Beschleunigungen des Gasstroms je nachAbstand von der mittigen Längsachsedes Leitungselements 9 ohnehin günstig sind, wären hiergekrümmteLinien zu bevorzugen.
    [0035] Umeine ausreichende Drallbewegung des Gasstroms B bei vertretbaremStrömungswiderstand indemselben zu erreichen, kann das Element bzw. der Streifen um ca.70° bis270°, insbesondereum eine halbe Umdrehung (180°)verdreht sein. Dem einströmendenGasstrom wird somit, bei vertretbarem Aufwand hinsichtlich des durchdas Mittel 12 erzeugten Strömungswiderstands, eine ausreichende Drallbewegungmitgegeben, um sich gleichmäßig in demringartigen Raum 11 verteilen zu können.
    [0036] DerringförmigeRaum 11 kann in besonders günstiger Weise im Bereich desEndes des Bündels 8 derHohlfasermembranen angeordnet sein, in welchem der die Hohlfasermembranendurchströmende GasstromA diese verlässt.Damit wird zumindest übereine großeLänge desBündels 8 eineStrömung desin den Hohlfasermembranen strömendenGasstroms A im Gegenstrom zu dem die Hohlfasermembranen umströmenden GastromB erreicht. Mit einer solchen Führungder GasströmeA, B im Gegenstrom kann im mittel in allen Bereichen des Bündels 8 der größtmögliche Unterschiedin den Feuchtigkeitskonzentrationen der Gasströme A, B zueinander erreicht werden.Da dieser Unterschied in der Feuchtigkeitskonzentrationen die treibendenKraft hinter dem Austausch der Feuchtigkeit durch die Hohlfasermembranenhindurch ist, stellt der Gegenstrom den bestmöglichen Austausch an Feuchtigkeitzwischen den GasströmenA, B sicher. Auch dies dient letztendlich der Optimierung des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 hinsichtlichEffizienz und Größe.
    [0037] Durchdie Mittel 12 zur Erzeugung der Drallbewegung in dem GasstromB wird eine sehr gute Verteilung des Gasstroms B auf den ringartigen Raum 11 erzielt.Man kann daher sowohl eine tangentiale Zuführung des Gasstroms durch dasLeitungselement 9, wie sie in 5 exemplarischangedeutet ist, als auch eine mittige Zuführung, wie in 6 angedeutet,wählen.Die Auswahl kann insbesondere in Abhängigkeit von verfügbaren Bauraum undvom Durchmesser des Mantelraums getroffen werden.
    [0038] Fernerkönnenin dem ringartigen Raum 11 Umlenkmittel 13 angeordnetwerden, wie sie im Teilausschnitt des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 in 7 zuerkennen sind. Diese Umlenkmittel 13 sind dabei so ausgebildet,dass sie in dem ringartigen Raum 11 zwischen der Zuleitungund dem Eintritt in den Mantelraum liegen. Die Umlenkmittel 13 lenken sodie Strömungdes Gasstroms B in der Art um, dass kein unmittelbares Einströmen desGasstroms B in den Mantelraum erfolgen kann. Die Verteilung des GasstromsB auf den gesamten ringartigen Raum 11 mit den oben genanntenVorteilen wird dadurch weiter unterstützt.
    [0039] Inihrer bevorzugten Ausführungsformsind die Umlenkmittel 13 dazu rotationssystemisch ausgebildet.Es wir damit erreicht, dass der Gasstrom B durch die Umlenkmittelin der Art umgelenkt wird, dass er zumindest streckenweise in einerStrömungsrichtungparallel zu den Hohlfasermembranen strömt. Dieser gemäß 7 parallelund in Richtung der Innenströmungder Gasstroms A in den Hohlfasermembranen verlaufende Strömungsabschnitt,ermöglichtein sehr gleichmäßiges Einströmen des GasstromsB zwischen die Hohlfasermembranen. Der Ort des Einströmens liegtdabei möglichstweit in Richtung des Endes der Hohlfasermembranen, so dass derengesamte umströmbareLänge,also die gesamte Längeaußerden zum Zwecke der Abdichtung der Hohlfaserinnenströmung gegenüber der Hohlfaseraußenströmung vergossenenEndbereichen des Bündels 8,ausgenutzt werden kann.
    [0040] Eineweitere alternative Ausführungsform desringartigen Raums 11 zeigt 8. Dabeiist der Bereich zwischen dem ringartigen Raum 11 und dem Mantelraumin der Art ausgebildet, dass der Gasstrom B von dem ringartigenRaum 11 durch mehrere um den Umfang des Mantelraums verteilte Öffnungen,welche hier durch Mittel 14 in der Art eines Lochblechsrealisiert sind, zwischen die Hohlfasermembranen des Bündels 8 einströmt. Durchdiese in der Art eines Lochblechs ausgebildeten Mittel 14,kann die Gleichverteilung des zwischen die Hohlfasermembranen einströmenden GasstromsB, durch den im Bereich der lochblechartigen Mittel 14 erzeugtenDruckverlust, nochmals verbessert werden.
    [0041] Dielochblechartigen Mittel 14 können dabei nur in Teilen desringartigen Raums 11 angeordnet sein. Besonders günstig undeinfach in der Herstellung ist jedoch ein rotationssymmetrischerAufbau derselben, so dass diese einfach auf die Hülse 10 im Bereichdes ringartigen Raums 11 aufgesteckt werden können.
    [0042] Hinsichtlichder fürdie Umlenkmittel 13 und die lochblechartigen Mittel 14 einsetzbarenMaterialen, wird auf die entsprechenden Ausführungen zu den Mitteln 12 zumErzeugen der Drallbewegung in dem Gasstrom B verwiesen.
    [0043] Sämtlichehier dargestellten Alternativen und Bauformen des Feuchtigkeitsaustauschmoduls 7 bzw.des ringartigen Raums 11, können dabei beliebig miteinanderkombiniert werden.
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] Feuchtigkeitsaustauschmodul mit einem Bündel vonfür Feuchtigkeitdurchlässigenvon einem ersten Gastrom durchströmten Hohlfasermembranen, wobeidas Bündelder Hohlfasermembranen in einem Mantelraum mit einem Leitungselementzur Zuleitung eines zweiten die Hohlfasermembranen umströmenden Gasstromsangeordnet ist, wobei das Leitungselement in einen den Mantelraumin einem Bereich seines Querschnitts umgebenden ringartigen Raum mündet, vonwelchem aus der zweite Gasstrom in den Bereich des Mantelraums eintritt, dadurchgekennzeichnet, dass dass im Bereich des Leitungselements (9)zur Zuleitung Mittel (12) vorgesehen sind, durch welcheeine Drallbewegung in dem zweiten Gasstrom (B) erzielbar ist.
    [2] Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Mittel (12) als in Strömungsrichtungdes Gasstroms (B) spiralförmig/schraubenförmig ausgebildeteElemente ausgeführtsind.
    [3] Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Strömung des Gasstroms (B) zuerst angeströmte Endeder Mittel (12) gegenüberdem anderen Ende der Mittel (12) um 70 bis 270° verdrehtausgebildet ist.
    [4] Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 1, 2 oder3, dadurch gekennzeichnet, dass der ringartige Raum (11)den Mantelraum im Bereich eines Endes des Bündels (8) der Hohlfasermembranenumgibt.
    [5] Feuchtigkeitsaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringartige Raum (11)im Bereich des Endes des Bündels(8) der Hohlfasermembranen angeordnet ist, in welchem derdie Hohlfasermembranen durchströmendeerste Gasstrom (A) diese verlässt.
    [6] Feuchtigkeitsaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (9)mittig zu dem Querschnitt des Bündels(8) der Hohlfasermembranen in den ringartigen Raum (11)mündet.
    [7] Feuchtigkeitsaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (9)tangential zu dem Querschnitt des Bündels (8) der Hohlfasermembranenin den ringartigen Raum (11) mündet.
    [8] Feuchtigkeitsaustauschmodul nach einem der vorhergehendenAnsprüche, dadurchgekennzeichnet, dass zwischen der Zuleitung und dem Eintritt in denMantelraum in dem ringartigen Raum (11) Umlenkmittel (13)vorgesehen sind, welche die Strömungdes zweiten Gasstroms (B) umlenken, um ein unmittelbares Einströmen desGasstroms (B) in den Mantelraum zu verhindern.
    [9] Feuchtigkeitsaustauschmodul nach Anspruch 8, dadurchgekennzeichnet, dass der Gasstrom (B) durch die Umlenkmittel (13)in der Art umlenkbar ist, dass er zumindest streckenweise in einerStrömungsrichtungparallel zu den Hohlfasermembranen strömt.
    [10] Feuchtigkeitsaustauschmodul nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich zwischen dem ringartigen Raum(11) und dem Mantelraum in der Art ausgebildet ist, dassder Gasstrom (B) von dem ringartigen Raum (11) durch mehrereum den Umfang des Mantelraums verteilte Öffnungen (lochblechartigesMittel 14) in den Mantelraum einströmt.
    [11] Verwendung eines Feuchtigkeitsaustauschmoduls nacheinem der vorhergehenden Ansprüchein einem Brennstoffzellensystem (1).
    [12] Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass durch das Feuchtigkeitsaustauschmodul (7) Zuluft (B)zu dem Brennstoffzellensystem (1) mittels eines feuchtenAbgases (A) aus wenigstens einer Brennstoffzelle (2) desBrennstoffzellensystems (1) befeuchtet wird.
    [13] Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass die Zuluft (B) mittels einer Kompressionseinrichtung (6)entlang der äußeren Oberflächen derHohlfasermembranen in das Brennstoffzellensystem (1) gefördert wird,währenddas feuchte Abgas (A) die Hohlfasermembranen durchströmt.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-01| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2006-11-16| 8364| No opposition during term of opposition|
    2007-05-03| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
    2008-01-17| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
    2011-03-24| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004022539A|DE102004022539B4|2004-05-05|2004-05-05|Feuchtigkeitsaustauschmodul mit einem Bündel von für Feuchtigkeit durchlässigen Hohlfasermembranen|DE102004022539A| DE102004022539B4|2004-05-05|2004-05-05|Feuchtigkeitsaustauschmodul mit einem Bündel von für Feuchtigkeit durchlässigen Hohlfasermembranen|
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