[go: up one dir, main page]

KR102240511B1 - Fuel cell membrane humidifier - Google Patents

Fuel cell membrane humidifier Download PDF

Info

Publication number
KR102240511B1
KR102240511B1 KR1020170184480A KR20170184480A KR102240511B1 KR 102240511 B1 KR102240511 B1 KR 102240511B1 KR 1020170184480 A KR1020170184480 A KR 1020170184480A KR 20170184480 A KR20170184480 A KR 20170184480A KR 102240511 B1 KR102240511 B1 KR 102240511B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sealing
middle case
fuel cell
case
hollow fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020170184480A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190081736A (en
Inventor
김도우
김경주
이진형
안나현
김인호
Original Assignee
코오롱인더스트리 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to KR1020170184480A priority Critical patent/KR102240511B1/en
Application filed by 코오롱인더스트리 주식회사 filed Critical 코오롱인더스트리 주식회사
Priority to EP18896418.3A priority patent/EP3734731A4/en
Priority to JP2020535046A priority patent/JP6990312B2/en
Priority to CN201880084788.5A priority patent/CN111566861B/en
Priority to PCT/KR2018/007416 priority patent/WO2019132141A1/en
Priority to US16/958,373 priority patent/US11539060B2/en
Publication of KR20190081736A publication Critical patent/KR20190081736A/en
Priority to KR1020210045849A priority patent/KR102276309B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102240511B1 publication Critical patent/KR102240511B1/en
Priority to JP2021194717A priority patent/JP7311575B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126Humidifying
    • H01M8/04149Humidifying by diffusion, e.g. making use of membranes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

본 발명은 기계적인 조립 구조에 의해 고온/고압/다습 환경 내에서 기밀 기능을 수행할 수 있는 연료전지 막가습기에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 연료전지 막가습기는,
복수의 중공사막이 집적 형성되는 중공사막 모듈이 수용되는 미들 케이스; 상기 미들 케이스와 결합되는 캡 케이스; 상기 중공사막 모듈의 단부에 형성된 포팅부; 상기 포팅부와 상기 미들 케이스의 단부 사이에 배치되며, 상기 미들 케이스 내부 및 상기 미들 케이스와 상기 캡 케이스 사이를 동시에 밀봉하는 씰링부재를 포함한다.
The present invention relates to a fuel cell membrane humidifier capable of performing an airtight function in a high temperature / high pressure / high humidity environment by a mechanical assembly structure,
The fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention,
A middle case in which a hollow fiber membrane module in which a plurality of hollow fiber membranes are integrally formed is accommodated; A cap case coupled to the middle case; A potting part formed at an end of the hollow fiber membrane module; And a sealing member disposed between the potting part and an end portion of the middle case, and sealing the inside of the middle case and between the middle case and the cap case at the same time.

Description

연료전지 막가습기 {Fuel cell membrane humidifier}Fuel cell membrane humidifier

본 발명은 연료전지 막가습기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기계적인 조립 구조에 의해 고온/고압/다습 환경 내에서 기밀 기능을 수행할 수 있는 연료전지 막가습기에 관한 것이다. The present invention relates to a fuel cell membrane humidifier, and more particularly, to a fuel cell membrane humidifier capable of performing an airtight function in a high temperature/high pressure/humidity environment by a mechanical assembly structure.

연료 전지란 수소와 산소를 결합시켜 전기를 생산하는 발전(發電)형 전지이다. 연료 전지는 건전지나 축전지 등 일반 화학전지와 달리 수소와 산소가 공급되는 한 계속 전기를 생산할 수 있고, 열손실이 없어 내연기관보다 효율이 2배가량 높다는 장점이 있다. A fuel cell is a power generation type cell that generates electricity by combining hydrogen and oxygen. Unlike general chemical cells such as dry cells and storage cells, fuel cells have the advantage of being able to continuously produce electricity as long as hydrogen and oxygen are supplied, and that their efficiency is twice as high as that of an internal combustion engine because there is no heat loss.

또한, 수소와 산소의 결합에 의해 발생하는 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하기 때문에 공해물질 배출이 낮다. 따라서, 연료 전지는 환경 친화적일 뿐만 아니라 에너지 소비 증가에 따른 자원 고갈에 대한 걱정을 줄일 수 있다는 장점을 갖는다. In addition, since chemical energy generated by the combination of hydrogen and oxygen is directly converted into electrical energy, emission of pollutants is low. Therefore, the fuel cell is not only environmentally friendly, but also has the advantage of reducing the worry of resource depletion due to an increase in energy consumption.

이러한 연료 전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라 크게 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell: PEMFC), 인산형 연료 전지(PAFC), 용융 탄산염형 연료 전지(MCFC), 고체 산화물형 연료 전지(SOFC), 및 알칼리형 연료 전지(AFC) 등으로 분류할 수 있다. Depending on the type of electrolyte used, these fuel cells are largely a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), a molten carbonate fuel cell (MCFC), and a solid oxide fuel cell ( SOFC), and alkaline fuel cells (AFC).

이들 각각의 연료 전지는 근본적으로 동일한 원리에 의해 작동하지만 사용되는 연료의 종류, 운전 온도, 촉매, 전해질 등이 서로 다르다. 이 가운데서 고분자 전해질형 연료 전지는 다른 연료 전지에 비해 저온에서 동작한다는 점, 및 출력밀도가 커서 소형화가 가능하기 때문에 소규모 거치형 발전장비뿐만 아니라 수송 시스템에서도 가장 유망한 것으로 알려져 있다.Each of these fuel cells basically operates on the same principle, but differs in the type of fuel used, operating temperature, catalyst, electrolyte, etc. Among them, the polymer electrolyte fuel cell is known to be the most promising not only for small-scale stationary power generation equipment but also for transportation systems because it operates at a lower temperature than other fuel cells and can be miniaturized due to its high power density.

고분자 전해질형 연료 전지의 성능을 향상시키는데 있어서 가장 중요한 요인 중 하나는, 막-전극 접합체(Membrane Electrode Assembly: MEA)의 고분자 전해질 막(Polymer Electrolyte Membrane 또는 Proton Exchange Membrane: PEM)에 일정량 이상의 수분을 공급함으로써 함수율을 유지하도록 하는 것이다. 고분자 전해질 막이 건조되면 발전 효율이 급격히 저하되기 때문이다. One of the most important factors in improving the performance of a polymer electrolyte fuel cell is to supply a certain amount of moisture to the polymer electrolyte membrane (Polymer Electrolyte Membrane or Proton Exchange Membrane: PEM) of the membrane-electrode assembly (MEA). By doing this, the moisture content is maintained. This is because, when the polymer electrolyte membrane is dried, the power generation efficiency rapidly decreases.

고분자 전해질 막을 가습하는 방법으로는, 1) 내압용기에 물을 채운 후 대상 기체를 확산기(diffuser)로 통과시켜 수분을 공급하는 버블러(bubbler) 가습 방식, 2) 연료 전지 반응에 필요한 공급 수분량을 계산하여 솔레노이드 밸브를 통해 가스 유동관에 직접 수분을 공급하는 직접 분사(direct injection) 방식, 및 3) 고분자 분리막을 이용하여 가스의 유동층에 수분을 공급하는 가습 막 방식 등이 있다. As a method of humidifying the polymer electrolyte membrane, 1) a bubbler humidification method in which water is filled in an internal pressure vessel and then the target gas is passed through a diffuser to supply moisture, and 2) the amount of water supplied for the fuel cell reaction is determined. There are a direct injection method in which moisture is directly supplied to the gas flow pipe through a solenoid valve by calculation, and a humidification membrane method in which moisture is supplied to a fluidized bed of gas using a polymer separator.

이들 중에서도 배기 가스 중에 포함되는 수증기만을 선택적으로 투과시키는 막을 이용하여 수증기를 고분자 전해질 막에 공급되는 가스에 제공함으로써 고분자 전해질 막을 가습하는 가습막 방식이 가습기를 경량화 및 소형화할 수 있다는 점에서 유리하다.Among these, the humidification membrane method of humidifying the polymer electrolyte membrane by providing water vapor to the gas supplied to the polymer electrolyte membrane by using a membrane that selectively permeates only water vapor contained in the exhaust gas is advantageous in that the humidifier can be made lighter and smaller.

가습 막 방식에 사용되는 선택적 투과막은 모듈을 형성할 경우 단위 체적당 투과 면적이 큰 중공사막이 바람직하다. 즉, 중공사막을 이용하여 막가습기를 제조할 경우 접촉 표면적이 넓은 중공사막의 고집적화가 가능하여 소용량으로도 연료 전지의 가습이 충분히 이루어질 수 있고, 저가 소재의 사용이 가능하며, 연료 전지에서 고온으로 배출되는 미반응 가스에 포함된 수분과 열을 회수하여 가습기를 통해 재사용할 수 있다는 이점을 갖는다.The selective permeable membrane used in the humidification membrane method is preferably a hollow fiber membrane having a large permeable area per unit volume when forming a module. In other words, when manufacturing a membrane humidifier using a hollow fiber membrane, high integration of the hollow fiber membrane with a large contact surface area is possible, so that the humidification of the fuel cell can be sufficiently achieved even with a small capacity, and the use of inexpensive materials is possible, and at a high temperature in a fuel cell. It has the advantage of being able to reuse moisture and heat contained in the discharged unreacted gas through a humidifier.

한편, 일반적인 연료전지 막가습기는, 하우징부 내부에 중공사막이 수용되고, 포팅부에 의해 중공사막은 하우징부 내벽에 접착된다. 중공사막은 스택의 원하는 출력 값에 따라 특정한 가닥의 수가 하우징부 내에 수용되며 포팅부에 의해 하우징부에 접착 및 고정된다. 연료전지 막가습기에는 블로워로부터 유입된 고온의 공기와 스택으로부터 유입된 고온다습한 공기가 유입된다. 포팅부는 열팽창, 열수축률이 커서 하우징부와 포팅부 사이의 빈틈이 생기게 되고, 이를 통해 공기가 누출된다. 이를 방지하기 위해 하우징부와 포팅부 사이에는 실란트가 도포된다.Meanwhile, in a typical fuel cell membrane humidifier, a hollow fiber membrane is accommodated in a housing part, and the hollow fiber membrane is adhered to an inner wall of the housing part by a potting part. The hollow fiber membrane is accommodated in the housing part according to the desired output value of the stack, and is adhered and fixed to the housing part by the potting part. The high-temperature air introduced from the blower and the high-temperature and high-humidity air introduced from the stack are introduced into the fuel cell membrane humidifier. The potting portion has a high coefficient of thermal expansion and heat contraction, so that a gap between the housing portion and the potting portion is created, through which air leaks. To prevent this, a sealant is applied between the housing part and the potting part.

공기가 누출될 경우, 블로워로부터 유입된 공기가 연료전지 막가습기에서 누출되어 스택에 유입된 공기의 양이 작아지기 때문에 실제 스택에서 원하는 유입량보다 더 많은 양을 블로워에서 부가적으로 공급해주어야 하므로 블로워의 전력량이 커지고, 이는 시스템 전력 손실로 이어진다. 따라서, 최대한 누출이 없도록 하는 것이 전체적인 전력 효율 측면에서 유리하다.When air leaks, the air introduced from the blower leaks out of the fuel cell membrane humidifier and the amount of air introduced into the stack decreases.Therefore, the blower must additionally supply a larger amount than the desired inflow amount from the actual stack. The amount of power increases, which leads to system power loss. Therefore, it is advantageous in terms of overall power efficiency to prevent leakage as much as possible.

대한민국 공개특허 제10-2009-0013304호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0013304 대한민국 공개특허 제10-2009-0057773호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0057773 대한민국 공개특허 제10-2009-0128005호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0128005 대한민국 공개특허 제10-2000-0108092호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2000-0108092 대한민국 공개특허 제10-2000-0131631호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2000-0131631 대한민국 공개특허 제10-2001-0001022호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0001022 대한민국 공개특허 제10-2001-0006122호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0006122 대한민국 공개특허 제10-2001-0006128호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0006128 대한민국 공개특허 제10-2001-0021217호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0021217 대한민국 공개특허 제10-2001-0026696호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0026696 대한민국 공개특허 제10-2001-0063366호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2001-0063366

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 기계적인 조립 구조에 의해 고온/고압/다습 환경 내에서 기밀 기능을 수행할 수 있는 연료전지 막가습기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was derived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell membrane humidifier capable of performing an airtight function in a high temperature/high pressure/humidity environment by a mechanical assembly structure.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 막가습기는,A fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention,

복수의 중공사막이 수용되는 미들 케이스; 상기 미들 케이스와 결합되는 캡 케이스; 상기 복수의 중공사막 단부에 형성된 포팅부; 상기 포팅부와 상기 미들 케이스의 단부 사이에 배치되며, 상기 미들 케이스 내부 및 상기 미들 케이스와 상기 캡 케이스 사이를 동시에 밀봉하는 씰링부재를 포함한다.A middle case in which a plurality of hollow fiber membranes are accommodated; A cap case coupled to the middle case; A potting part formed at the ends of the plurality of hollow fiber membranes; It is disposed between the potting portion and the end of the middle case, and includes a sealing member for sealing the inside of the middle case and between the middle case and the cap case at the same time.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 막가습기에 있어서, 상기 씰링부재는, 상기 캡 케이스의 내벽에 접촉하며 상기 미들 케이스의 단부에 장착되는 제1 씰링부와, 상기 제1 씰링부의 내측에 형성되며, 상기 포팅부를 감싸도록 형성되는 제2 씰링부를 포함할 수 있다. In the fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention, the sealing member comprises a first sealing part that contacts an inner wall of the cap case and is mounted on an end of the middle case, and is formed inside the first sealing part. And a second sealing part formed to surround the potting part.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 막가습기에 있어서, 상기 제1 씰링부는, 상기 캡 케이스의 내벽에 접촉하면서 상기 미들 케이스의 단부에 장착되며 ㄷ 형상으로 형성된 제1 씰링 바디와, 상기 제1 씰링 바디의 일측 단부에서 하방향으로 연장되며 상기 제2 씰링부와 접촉하도록 형성된 제1 씰링 레그를 포함할 수 있다. In the fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention, the first sealing portion is mounted on an end of the middle case while in contact with the inner wall of the cap case, the first sealing body formed in a c shape, and the first sealing It may include a first sealing leg extending downward from one end of the body and formed to contact the second sealing part.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 막가습기에 있어서, 상기 제1 씰링부는, 상기 제1 씰링 레그의 단부에서 내측으로 연장되며, 그 단부에서 상방향으로 연장되어 상기 제2 씰링부를 감싸도록 형성된 확장 레그를 더 포함할 수 있다.In the fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention, the first sealing part is extended inwardly from an end of the first sealing leg, and is extended upwardly from the end thereof to surround the second sealing part. It may further include a leg.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 막가습기에 있어서, 상기 제1 씰링부는, 상기 제1 씰링 바디의 타측 단부에서 하방향으로 연장되며 상기 캡 케이스의 내벽 및 상기 미들 케이스의 단부와 접촉하는 제2 씰링 레그를 더 포함할 수 있다.In the fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention, the first sealing part extends downward from the other end of the first sealing body and contacts the inner wall of the cap case and the end of the middle case. It may further include a sealing leg.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 막가습기에 있어서, 상기 제2 씰링부는, 상기 포팅부를 감싸도록 형성된 제2 씰링 바디와, 상기 제1 씰링 바디에 삽입되는 씰링 아암을 포함할 수 있다.In the fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention, the second sealing part may include a second sealing body formed to surround the potting part, and a sealing arm inserted into the first sealing body.

본 발명의 실시예에 따른 연료전지 막가습기에 있어서, 상기 제1 씰링부는 연질 재료로 이루어지고, 상기 제2 씰링부는 경질 재료로 이루어질 수 있다.In the fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention, the first sealing part may be made of a soft material, and the second sealing part may be made of a hard material.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific details of embodiments according to various aspects of the present invention are included in the detailed description below.

본 발명의 다양한 실시예에 따른 씰링부재를 포함하는 연료전지 막가습기는, A fuel cell membrane humidifier including a sealing member according to various embodiments of the present invention,

기계적인 조립 구조에 의해 고온/고압/다습 환경 내에서 기밀 기능을 수행할 수 있다. Due to the mechanical assembly structure, it can perform the airtight function in a high temperature/high pressure/high humidity environment.

또한, 화학적인 기밀 방식이 아닌 기계적인 기밀 방식이므로, 종래의 화학적인 기밀 방식에 필요한 폴리우레탄/실런트 도포 및 경화공정을 생략할 수 있게 되어 작업시간 단축, 작업효율 향상 및 대량생산 체제 구축이 가능하다.In addition, since it is a mechanical airtight method rather than a chemical airtight method, it is possible to omit the polyurethane/sealant coating and curing process required for the conventional chemical airtight method, reducing working time, improving work efficiency, and establishing a mass production system. Do.

또한, 막가습기 내부에 배치되는 단위 카트리지 불량 발생시, 재작업성이 양호하여 부품 스크랩 비율을 낮출 수 있다.In addition, when a defective unit cartridge disposed inside the membrane humidifier occurs, the reworkability is good, so that the parts scrap ratio can be lowered.

또한, 막가습기를 분해(볼트 해체)하여 해당 불량 카트리지만 교체하여 재조립하면 되므로 재작업성 및 부품의 재활용 면에서 유리하다.In addition, since the membrane humidifier needs to be disassembled (bolt dismantled) and reassembled by replacing only the defective cartridge, it is advantageous in terms of reworkability and recycling of parts.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 막가습기가 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 막가습기가 도시된 일부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부재의 제1 실시예가 도시된 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부재의 제2 실시예가 도시된 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부재의 제3 실시예가 도시된 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부재의 제3 실시예가 도시된 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부재의 제3 실시예가 도시된 분리 사시도이다.
도 9는 도 4의 씰링부재가 연료전지 막가습기를 밀봉하는 상태가 도시된 부분 확대도이다.
도 10은 도 5의 씰링부재가 연료전지 막가습기를 밀봉하는 상태가 도시된 부분 확대도이다.
도 11은 도 6의 씰링부재가 연료전지 막가습기를 밀봉하는 상태가 도시된 부분 확대도이다.
도 12는 도 5의 씰링부재가 포팅부에 끼워지는 과정이 도시된 도면이다.
도 13은 도 5의 씰링부재가 포팅부에 끼워진 상태가 도시된 도면이다.
도 14는 도 6의 씰링부재가 포팅부에 끼워지는 과정이 도시된 도면이다.
도 15는 도 6의 씰링부재가 포팅부에 끼워진 상태가 도시된 도면이다.
1 and 2 are views illustrating a fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention.
3 is a partial cross-sectional view illustrating a fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a sealing member according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of a sealing member according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a third embodiment of a sealing member according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing a third embodiment of a sealing member according to an embodiment of the present invention.
8 is an exploded perspective view showing a third embodiment of a sealing member according to an embodiment of the present invention.
9 is a partially enlarged view showing a state in which the sealing member of FIG. 4 seals the fuel cell membrane humidifier.
10 is a partially enlarged view showing a state in which the sealing member of FIG. 5 seals the fuel cell membrane humidifier.
11 is a partially enlarged view showing a state in which the sealing member of FIG. 6 seals the fuel cell membrane humidifier.
12 is a diagram illustrating a process in which the sealing member of FIG. 5 is fitted into the potting part.
13 is a view showing a state in which the sealing member of FIG. 5 is fitted into the potting part.
14 is a diagram illustrating a process in which the sealing member of FIG. 6 is fitted into the potting part.
15 is a view showing a state in which the sealing member of FIG. 6 is fitted into the potting part.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is intended to illustrate specific embodiments and to be described in detail in the detailed description, since various transformations may be applied and various embodiments may be provided. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 막가습기를 설명한다.The terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as'include' or'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance. Hereinafter, a fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 막가습기가 도시된 도면이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 막가습기는, 미들 케이스(110), 캡 케이스(120), 포팅부(130), 그리고 씰링부재(200)를 포함한다.1 and 2 are views illustrating a fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention. 1 and 2, the fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention includes a middle case 110, a cap case 120, a potting part 130, and a sealing member 200. Includes.

미들 케이스(110)는 캡 케이스(120)와 결합하여 막가습기의 외형을 형성한다. 미들 케이스(110)와 캡 케이스(120)는 폴리카보네이트 등의 경질 플라스틱이나 금속으로 이루어질 수 있다. 미들 케이스(110)와 캡 케이스(120)는, 도 1과 같이, 폭 방향 단면 형상이 원형이거나 또는, 도 2와 같이, 폭 방향 단면 형상이 다각형일 수 있다. 상기 다각형은 사각형, 정사각형, 사다리꼴, 평행사변형, 오각형, 육각형 등일 수 있으며, 상기 다각형은 모서리가 라운드진 형태일 수도 있다. 또한, 상기 원형은 타원형일 수도 있다. 미들 케이스(110)의 양단에는 각각 제2 유체가 공급되는 제2 유체 유입구(112)와 제2 유체가 배출되는 제2 유체 유출구(113)가 형성되어 있다. The middle case 110 is combined with the cap case 120 to form the outer shape of the membrane humidifier. The middle case 110 and the cap case 120 may be made of hard plastic or metal such as polycarbonate. The middle case 110 and the cap case 120 may have a circular cross-sectional shape in the width direction as shown in FIG. 1, or may have a polygonal cross-sectional shape in the width direction as shown in FIG. 2. The polygon may be a square, a square, a trapezoid, a parallelogram, a pentagon, a hexagon, and the like, and the polygon may have a shape with rounded corners. In addition, the circle may be an elliptical shape. A second fluid inlet 112 through which a second fluid is supplied and a second fluid outlet 113 through which a second fluid is discharged are formed at both ends of the middle case 110, respectively.

미들 케이스(110) 내부에는 복수의 중공사막들이 수용된 중공사막 모듈이 배치된다. 중공사막 모듈은 복수의 중공사막들이 집적된 중공사막 다발이거나 중공사막들이 수용된 복수의 중공사막 카트리지(C)를 포함할 수 있다. 도면에서는 중공사막 모듈이 중공사막 카트리지(C)를 포함하는 경우를 예시하고 있으며, 중공사막 모듈이 중공사막 다발을 포함하는 경우를 배제하는 것은 아니다.A hollow fiber membrane module in which a plurality of hollow fiber membranes are accommodated is disposed inside the middle case 110. The hollow fiber membrane module may include a hollow fiber membrane bundle in which a plurality of hollow fiber membranes are integrated or a plurality of hollow fiber membrane cartridges C in which the hollow fiber membranes are accommodated. In the drawings, the case where the hollow fiber membrane module includes a hollow fiber membrane cartridge (C) is illustrated, and the case where the hollow fiber membrane module includes a hollow fiber membrane bundle is not excluded.

캡 케이스(120)는 미들 케이스(110)의 각 양단에 결합된다. 각각의 캡 케이스(120)에는 유체 출입구(121)가 형성되어 있으며, 이 중 하나는 제1 유체 유입구가 되고, 나머지 하나는 제1 유체 유출구가 된다. 일측 캡 케이스(120)의 유체 출입구(121)로 유입된 제1 유체는 중공사막 카트리지(C) 내부에 수용된 중공사막의 내부 관로를 통과한 후, 타측 캡 케이스(120)의 유체 출입구(121)로 빠져나가게 된다. 중공사막은, 예를 들어 나피온(Nafion) 재질, 폴리에테르이미드(polyetherimide) 재질, 폴리페닐설폰(polyphenylsulfone) 재질의 중공사막이 될 수 있다. The cap case 120 is coupled to both ends of the middle case 110. Each cap case 120 is provided with a fluid inlet 121, one of which serves as a first fluid inlet and the other as a first fluid outlet. The first fluid that has flowed into the fluid inlet 121 of one cap case 120 passes through the inner conduit of the hollow fiber membrane accommodated in the hollow fiber membrane cartridge C, and then the fluid inlet 121 of the other cap case 120 Will exit with. The hollow fiber membrane may be, for example, a hollow fiber membrane made of Nafion material, polyetherimide material, or polyphenylsulfone material.

중공사막 모듈이 복수의 중공사막 카트리지(C)를 포함하는 경우, 중공사막 카트리지(C)의 일측에는 제2 유체 유입구(112)를 통해 막가습기로 유입된 제2 유체가 중공사막 카트리지(C)의 내부로 유입되게 하는 제1 메쉬부(M)가 형성되고, 타측에는 중공사막 카트리지(C) 내부에서 수분 교환을 수행한 제2 유체가 중공사막 카트리지(C) 외부로 유출되도록 하는 제2 메쉬부(미도시)가 형성될 수 있다.When the hollow fiber membrane module includes a plurality of hollow fiber membrane cartridges (C), the second fluid flowing into the membrane humidifier through the second fluid inlet 112 is at one side of the hollow fiber membrane cartridge (C), and the hollow fiber membrane cartridge (C) A first mesh part (M) is formed to inflow into the inside of the hollow fiber membrane cartridge (C) on the other side, and a second mesh through which the second fluid, which has undergone water exchange inside the hollow fiber membrane cartridge (C), flows out to the outside of the hollow fiber membrane cartridge (C). A sub (not shown) may be formed.

중공사막 카트리지(C) 또는 중공사막 다발의 양단부에는 중공사막들을 결속하면서 중공사막들의 사이의 공극을 메우는 포팅부(130)가 형성된다. 이로써, 중공사막 모듈의 양단부는 포팅부(130)에 막히어 그 내부에는 제2 유체가 통과하는 유로가 형성된다. 포팅부(130)의 재질은 공지된 바에 따른 것으로 본 명세서에서 자세한 설명은 생략한다.Potting portions 130 are formed at both ends of the hollow fiber membrane cartridge (C) or the hollow fiber membrane bundle to fill the gaps between the hollow fiber membranes while binding the hollow fiber membranes. As a result, both ends of the hollow fiber membrane module are blocked by the potting part 130, so that a flow path through which the second fluid passes is formed. The material of the potting part 130 is well known and a detailed description thereof will be omitted herein.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지 막가습기가 도시된 일부 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 씰링부재(200)는 제1 씰링부(210)와 제2 씰링부(220)를 포함한다. 씰링부재(200)는 포팅부(130)와 미들 케이스(110)의 단부(111) 사이에 배치되어, 미들 케이스(110)의 내부 및 미들 케이스(110)와 캡 케이스(120) 사이를 동시에 밀봉한다.3 is a partial cross-sectional view illustrating a fuel cell membrane humidifier according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the sealing member 200 includes a first sealing part 210 and a second sealing part 220. The sealing member 200 is disposed between the potting part 130 and the end 111 of the middle case 110 to seal the inside of the middle case 110 and between the middle case 110 and the cap case 120 at the same time. do.

제1 씰링부(210)는 실리콘, 연질 고무 등 경도가 작은 연질 재료로 이루어지고, 제2 씰링부(220)는 플라스틱, 금속류, 경질 고무 등 경도가 큰 경질 재료로 이루어진다. 여기서, 경도의 대소 기준은 ASTM D2240(ShoreA) 70도를 기준으로 한다. 즉, 70도 이상이면 경질 재료이고, 70도 미만이면 연질 재료이다. The first sealing part 210 is made of a soft material having a small hardness such as silicon and soft rubber, and the second sealing part 220 is made of a hard material having a high hardness such as plastic, metals, and hard rubber. Here, the large and small standards of hardness are based on ASTM D2240 (ShoreA)  70 degrees. That is, if it is 70 degrees or more, it is a hard material, and if it is less than 70 degrees, it is a soft material.

씰링부재(200)는 연질의 제1 씰링부(210)가 경질의 제2 씰링부(220)를 감싸도록 형성되며, 특유한 기계적인 조립 구조에 의해 고온/고압/다습 환경 내에서 기밀 기능을 수행할 수 있다. The sealing member 200 is formed so that the soft first sealing part 210 surrounds the hard second sealing part 220, and performs an airtight function in a high temperature/high pressure/high humidity environment by a unique mechanical assembly structure. can do.

제1 씰링부(210)는 캡 케이스의 내벽(122)에 접촉하며 미들 케이스의 단부(111)에 장착된다. 제2 씰링부(220)는 제1 씰링부(210)의 내측에 형성되며, 포팅부(130)를 감싸도록 형성된다. The first sealing part 210 contacts the inner wall 122 of the cap case and is mounted on the end 111 of the middle case. The second sealing part 220 is formed inside the first sealing part 210 and is formed to surround the potting part 130.

연질의 제1 씰링부(210)는 조립 과정에서 경질의 제2 씰링부(220)에 의해 압축되면서 캡 케이스의 내벽(122)을 가압하게 되어 카트리지(C)와 캡 케이스(120)에 의해 형성된 공간과 미들 케이스(110) 내부의 공간을 기밀하게 밀봉시킨다. 또한, 캡 케이스(120) 및 미들 케이스(110)의 내외부 공간을 기밀하게 밀봉시킨다. 또한, 실시예에 따라 조립 과정에서 경질의 제2 씰링부(220)는 포팅부(130)를 가압하여 카트리지(C)와 캡 케이스(120)에 의해 형성된 공간과 미들 케이스(110) 내부의 공간을 기밀하게 밀봉시킨다. 실시예에 따라 캡 케이스(120)의 내벽에는 결합 돌기(123)가 형성될 수 있으며, 결합돌기(123)는 막가습기 조립시, 캡 케이스(120)와 씰링부재(200) 사이의 고정력을 향상시킨다.The first soft sealing part 210 is compressed by the second hard sealing part 220 during the assembly process and presses the inner wall 122 of the cap case, and is formed by the cartridge C and the cap case 120. The space and the space inside the middle case 110 are hermetically sealed. In addition, the inner and outer spaces of the cap case 120 and the middle case 110 are hermetically sealed. In addition, in the assembly process according to the embodiment, the second hard sealing part 220 presses the potting part 130 to form a space formed by the cartridge C and the cap case 120 and the space inside the middle case 110. Is hermetically sealed. Depending on the embodiment, a coupling protrusion 123 may be formed on the inner wall of the cap case 120, and the coupling protrusion 123 improves the fixing force between the cap case 120 and the sealing member 200 when assembling the membrane humidifier. Let it.

씰링부재(200)는 포팅부(130)의 재질에 따라 다양한 실시예로 구현될 수 있다. 참고로, 도 3에서는 후술하는 제3 실시예에 따른 씰링부재가 도시되어 있다.The sealing member 200 may be implemented in various embodiments according to the material of the potting part 130. For reference, in FIG. 3, a sealing member according to a third embodiment to be described later is shown.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 다양한 형태의 씰링부재(200)에 대해 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부재의 제1 실시예가 도시된 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부재의 제2 실시예가 도시된 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부재의 제3 실시예가 도시된 단면도이다. Hereinafter, various types of sealing members 200 will be described with reference to FIGS. 4 to 6. 4 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a sealing member according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the sealing member according to an embodiment of the present invention, and FIG. A cross-sectional view showing a third embodiment of a sealing member according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실시예의 씰링부재는, 제1 씰링 바디(211)와 제1 씰링 레그(212)를 포함하는 제1 씰링부(210)와, 제2 씰링 바디(221)와 씰링 아암(222)를 포함하는 제2 씰링부(220)로 이루어진다.4, the sealing member of the first embodiment includes a first sealing portion 210 including a first sealing body 211 and a first sealing leg 212, and a second sealing body 221 And a second sealing portion 220 including a sealing arm 222.

제1 씰링 바디(211)는 캡 케이스(120)의 내벽에 접촉하면서 "ㄷ" 자 형상으로 형성되고, 제1 씰링 레그(212)는 제1 씰링 바디(211)의 일측 단부에서 하방향으로 연장되며 제2 씰링부(220)와 접촉하도록 형성된다. (도 9 참조)The first sealing body 211 is formed in a "c" shape while in contact with the inner wall of the cap case 120, and the first sealing leg 212 extends downward from one end of the first sealing body 211 And is formed to contact the second sealing part 220. (See Fig. 9)

막가습기 조립 과정에서, 제1 씰링 바디(211)는 제2 씰링부(220)에 의해 압축되면서 캡 케이스의 내벽(122) 을 가압하고, 제1 씰링 레그(212)는 제2 씰링부(220)에 의해 압축되면서 미들 케이스(110)의 단부(111)를 가압하여, 카트리지(C)와 캡 케이스(120)에 의해 형성된 공간과 미들 케이스(110) 내부의 공간을 기밀하게 밀봉시킨다.In the process of assembling the membrane humidifier, the first sealing body 211 is compressed by the second sealing part 220 and presses the inner wall 122 of the cap case, and the first sealing leg 212 is the second sealing part 220 ), and pressurizes the end 111 of the middle case 110, thereby sealing the space formed by the cartridge C and the cap case 120 and the space inside the middle case 110 airtightly.

제2 씰링 바디(221)와 씰링 아암(222)은 경질의 재료로 이루어진다. 씰링 아암(222)은 제1 씰링 바디(211)를 가압하고, 제2 씰링 바디(221)는 제1 씰링 레그(212)를 가압한다.The second sealing body 221 and the sealing arm 222 are made of a hard material. The sealing arm 222 presses the first sealing body 211, and the second sealing body 221 presses the first sealing leg 212.

이러한 제1 실시예의 씰링부재는, 포팅부(130)가 연질의 재료로 이루어진 경우에 유용하다. 제1 실시예의 씰링부재는, 막가습기 조립 과정에서 제2 씰링 바디(221)가 연질의 포팅부(130)에 끼워질 때, 포팅부(130)를 내측으로 압축시키면서 끼워진다. 제2 씰링 바디(221)와 포팅부(130)는 연질 재료의 포팅부(130)가 원위치로 복원하려는 복원력에 의해 기밀하게 밀봉된다. 동시에 제2 씰링 바디(221)는 제1 씰링 레그(212)를 가압하고, 제1 씰링 레그(212)는 제2 씰링 바디(221)에 의해 압축되면서 미들 케이스(110)의 단부(111)를 가압하여, 카트리지(C)와 캡 케이스(120)에 의해 형성된 공간과 미들 케이스(110) 내부의 공간을 기밀하게 밀봉시킨다. (도 12 및 도 13 참조) 이때, 씰링부재와 포팅부(130)의 용이한 조립 및 씰링부재의 압축을 위해, 제2 씰링 바디(221)의 저면과 측면이 이루는 각(O)은 90도 보다 큰 것이 바람직하다.The sealing member of this first embodiment is useful when the potting part 130 is made of a soft material. The sealing member of the first embodiment is fitted while compressing the potting part 130 inward when the second sealing body 221 is fitted into the soft potting part 130 in the process of assembling the membrane humidifier. The second sealing body 221 and the potting part 130 are hermetically sealed by a restoring force to restore the soft material potting part 130 to its original position. At the same time, the second sealing body 221 presses the first sealing leg 212, and the first sealing leg 212 is compressed by the second sealing body 221, thereby pressing the end 111 of the middle case 110. By pressing, the space formed by the cartridge C and the cap case 120 and the space inside the middle case 110 are hermetically sealed. (See FIGS. 12 and 13) At this time, for easy assembly of the sealing member and the potting part 130 and compression of the sealing member, the angle O formed by the bottom surface and the side surface of the second sealing body 221 is 90 degrees. A larger one is preferred.

도 5에 도시된 바와 같이, 제2 실시예의 씰링부재는, 제1 씰링 바디(211)와 제1 씰링 레그(212)와 제2 씰링 레그(213)를 포함하는 제1 씰링부(210)와, 제2 씰링 바디(221)와 씰링 아암(222)를 포함하는 제2 씰링부(220)로 이루어진다. 여기서, 제1 씰링 바디(211), 제1 씰링 레그(212), 제2 씰링 바디(221), 씰링 아암(222)은 전술한 제1 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.5, the sealing member of the second embodiment includes a first sealing portion 210 including a first sealing body 211, a first sealing leg 212, and a second sealing leg 213, and , Consisting of a second sealing portion 220 including a second sealing body 221 and a sealing arm 222. Here, since the first sealing body 211, the first sealing leg 212, the second sealing body 221, and the sealing arm 222 are the same as those of the first embodiment, repeated descriptions are omitted.

제1 씰링 레그(212)는 제1 씰링 바디(211)의 일측 단부에서 하방향으로 연장되며, 제2 씰링 레그(213)는 제1 씰링 바디(211)의 타측 단부에서 하방향으로 연장된다. 제1 씰링 레그(212)와 제2 씰링 레그(213) 사이에는 미들 케이스(110)의 단부(111)가 끼워진다. 이때, 미들 케이스(110)의 단부(111)는 제2 씰링 레그(213)가 삽입될 수 있는 단차가 형성된다. (도 10 참조)The first sealing leg 212 extends downward from one end of the first sealing body 211, and the second sealing leg 213 extends downward from the other end of the first sealing body 211. The end 111 of the middle case 110 is fitted between the first sealing leg 212 and the second sealing leg 213. At this time, the end 111 of the middle case 110 has a step in which the second sealing leg 213 can be inserted. (See Fig. 10)

이와 같은 제2 실시예의 씰링부재는, 미들 케이스(110)의 단부(111)가 제1 씰링 레그(212)와 제2 씰링 레그(213) 사이에 끼워지므로 씰링부재(200)와 미들 케이스(110)의 결합력을 더 높일 수 있는 장점이 있다.In the sealing member of the second embodiment, since the end 111 of the middle case 110 is fitted between the first sealing leg 212 and the second sealing leg 213, the sealing member 200 and the middle case 110 There is an advantage that can further increase the bonding power of ).

도 6에 도시된 바와 같이, 제3 실시예의 씰링부재는, 제1 씰링 바디(211)와 제1 씰링 레그(212)와 제2 씰링 레그(213)와 확장 레그(214)를 포함하는 제1 씰링부(210)와, 제2 씰링 바디(221)와 씰링 아암(222)를 포함하는 제2 씰링부(220)로 이루어진다. 여기서, 제1 씰링 바디(211), 제1 씰링 레그(212), 제2 씰링 레그(213), 제2 씰링 바디(221), 씰링 아암(222)은 전술한 제2 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략한다.As shown in FIG. 6, the sealing member of the third embodiment includes a first sealing body 211, a first sealing leg 212, a second sealing leg 213, and an expansion leg 214. It consists of a sealing part 210 and a second sealing part 220 including a second sealing body 221 and a sealing arm 222. Here, the first sealing body 211, the first sealing leg 212, the second sealing leg 213, the second sealing body 221, and the sealing arm 222 are the same as in the second embodiment described above, so repeat Description is omitted.

확장 레그(214)는 연질의 재료로 이루어지고, 제1 씰링 레그(212)의 단부에서 내측으로 연장되며, 그 단부에서 상방향으로 연장되어 제2 씰링부(220)(구체적으로, 제2 씰링 바디(221))를 감싸도록 형성된다. (도 11 참조)The expansion leg 214 is made of a soft material, extends inward from the end of the first sealing leg 212, and extends upward from the end of the second sealing portion 220 (specifically, the second sealing It is formed to surround the body 221. (See Fig. 11)

이러한 제3 실시예의 씰링부재는, 포팅부(130)가 경질의 재료로 이루어진 경우에 유용하다. 막가습기 조립 과정에서 제3 실시예의 씰링부재가 경질의 포팅부(130)에 끼워질 때, 포팅부(130)에 의해 연질의 확장 레그(214)가 압축되면서 끼워진다. 씰링부재와 포팅부는 연질의 확장 레그(214)가 원위치로 복원하려는 복원력에 의해 기밀하게 밀봉된다. 동시에 제2 씰링 바디(221)는 제1 씰링 레그(212)를 가압하고, 제1 씰링 레그(212)는 제2 씰링 바디(221)에 의해 압축되면서 미들 케이스(110)의 단부(111)를 가압하여, 카트리지(C)와 캡 케이스(120)에 의해 형성된 공간과 미들 케이스(110) 내부의 공간을 기밀하게 밀봉시킨다. (도 14 및 도 15 참조) 이때, 씰링부재와 포팅부(130)의 용이한 조립 및 씰링부재의 압축을 위해, 제2 씰링 바디(221)의 저면과 측면이 이루는 각(O)은 90도 보다 큰 것이 바람직하다.The sealing member of this third embodiment is useful when the potting part 130 is made of a hard material. In the process of assembling the membrane humidifier, when the sealing member of the third embodiment is fitted into the hard potting part 130, the soft expansion leg 214 is compressed and fitted by the potting part 130. The sealing member and the potting part are hermetically sealed by the restoring force to restore the soft extension leg 214 to its original position. At the same time, the second sealing body 221 presses the first sealing leg 212, and the first sealing leg 212 is compressed by the second sealing body 221, thereby pressing the end 111 of the middle case 110. By pressing, the space formed by the cartridge C and the cap case 120 and the space inside the middle case 110 are hermetically sealed. (See FIGS. 14 and 15) At this time, for easy assembly of the sealing member and the potting part 130 and compression of the sealing member, the angle O formed by the bottom surface and the side surface of the second sealing body 221 is 90 degrees. A larger one is preferred.

전술한 제1 실시예 및 제2 실시예의 씰링부재는, 포팅부(130)가 연질의 재료인 경우에 유용하고, 제3 실시예의 씰링부재는, 포팅부(130)가 경질의 재료인 경우에 유용하다.The sealing member of the first and second embodiments described above is useful when the potting part 130 is a soft material, and the sealing member of the third embodiment is used when the potting part 130 is a hard material. useful.

이러한, 제1 내지 제3 실시예의 씰링부재는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은, 원형 또는 타원형 형상의 링 형태로 이루어져서 포팅부(130)와 미들 케이스의 단부(111) 사이에 배치된다. 도 7 및 도 8은 제3 실시예의 씰링부재를 예시한 것이며, 제1 및 제2 실시예의 씰링부재는 이로부터 용이하게 도출될 수 있으므로, 도면 예시는 생략한다.The sealing members of the first to third embodiments are formed in a ring shape of a circular or elliptical shape, as shown in FIGS. 7 and 8, and are disposed between the potting part 130 and the end 111 of the middle case. . 7 and 8 illustrate the sealing member of the third embodiment, and since the sealing members of the first and second embodiments can be easily derived therefrom, the drawing illustration is omitted.

상기와 같은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 씰링부재를 포함하는 연료전지 막가습기는, 기계적인 조립 구조에 의해 고온/고압/다습 환경 내에서 기밀 기능을 수행할 수 있다. As described above, the fuel cell membrane humidifier including a sealing member according to various embodiments of the present invention may perform a hermetic function in a high temperature/high pressure/high humidity environment by a mechanical assembly structure.

또한, 화학적인 기밀 방식이 아닌 기계적인 기밀 방식이므로, 종래의 화학적인 기밀 방식에 필요한 폴리우레탄/실런트 도포 및 경화공정을 생략할 수 있게 되어 작업시간 단축, 작업효율 향상 및 대량생산 체제 구축이 가능하다.In addition, since it is a mechanical airtight method rather than a chemical airtight method, it is possible to omit the polyurethane/sealant coating and curing process required for the conventional chemical airtight method, reducing working time, improving work efficiency, and establishing a mass production system. Do.

또한, 막가습기 내부에 배치되는 단위 카트리지 불량 발생시, 재작업성이 양호하여 부품 스크랩 비율을 낮출 수 있다.In addition, when a defective unit cartridge disposed inside the membrane humidifier occurs, the reworkability is good, so that the parts scrap ratio can be lowered.

또한, 막가습기를 분해(볼트 해체)하여 해당 불량 카트리지만 교체하여 재조립하면 되므로 재작업성 및 부품의 재활용 면에서 유리하다.In addition, since the membrane humidifier needs to be disassembled (bolt dismantled) and reassembled by replacing only the defective cartridge, it is advantageous in terms of reworkability and recycling of parts.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.As described above, one embodiment of the present invention has been described, but those of ordinary skill in the relevant technical field add, change, delete or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. It will be possible to variously modify and change the present invention by the like, and it will be said that this is also included within the scope of the present invention.

110 : 미들 케이스 120 : 캡 케이스
130 : 포팅부 200 : 씰링부재
110: middle case 120: cap case
130: potting part 200: sealing member

Claims (8)

삭제delete 복수의 중공사막이 수용되는 미들 케이스;
상기 미들 케이스와 결합되는 캡 케이스;
상기 복수의 중공사막 단부에 형성된 포팅부; 및
상기 포팅부와 상기 미들 케이스의 단부 사이에 배치되며, 상기 미들 케이스 내부 및 상기 미들 케이스와 상기 캡 케이스 사이를 동시에 밀봉하는 씰링부재
를 포함하고,
상기 씰링부재는,
상기 캡 케이스의 내벽에 접촉하며 상기 미들 케이스의 단부에 장착되는 제1 씰링부와,
상기 제1 씰링부의 내측에 형성되며, 상기 포팅부를 감싸도록 형성되는 제2 씰링부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 막가습기.
A middle case in which a plurality of hollow fiber membranes are accommodated;
A cap case coupled to the middle case;
A potting part formed at the ends of the plurality of hollow fiber membranes; And
A sealing member disposed between the potting part and the end of the middle case and sealing the inside of the middle case and between the middle case and the cap case at the same time
Including,
The sealing member,
A first sealing part that is in contact with the inner wall of the cap case and mounted on an end of the middle case,
A second sealing part formed inside the first sealing part and formed to surround the potting part
Fuel cell membrane humidifier comprising a.
청구항 2에 있어서, 상기 제1 씰링부는,
상기 캡 케이스의 내벽에 접촉하면서 상기 미들 케이스의 단부에 장착되며 ㄷ 형상으로 형성된 제1 씰링 바디와, 상기 제1 씰링 바디의 일측 단부에서 하방향으로 연장되며 상기 제2 씰링부와 접촉하도록 형성된 제1 씰링 레그를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 막가습기.
The method according to claim 2, wherein the first sealing part,
A first sealing body mounted on an end of the middle case and formed in a c shape while in contact with the inner wall of the cap case, and a first sealing body extending downward from one end of the first sealing body and formed to contact the second sealing part 1 Fuel cell membrane humidifier comprising a sealing leg.
청구항 3에 있어서, 상기 제1 씰링부는,
상기 제1 씰링 레그의 단부에서 내측으로 연장되며, 그 단부에서 상방향으로 연장되어 상기 제2 씰링부를 감싸도록 형성된 확장 레그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 막가습기.
The method according to claim 3, wherein the first sealing part,
And an extension leg extending inward from an end of the first sealing leg and extending upwardly from the end thereof to surround the second sealing portion.
청구항 3에 있어서, 상기 제1 씰링부는,
상기 제1 씰링 바디의 타측 단부에서 하방향으로 연장되며 상기 캡 케이스의 내벽 및 상기 미들 케이스의 단부와 접촉하는 제2 씰링 레그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 막가습기.
The method according to claim 3, wherein the first sealing part,
And a second sealing leg extending downward from the other end of the first sealing body and contacting the inner wall of the cap case and the end of the middle case.
청구항 4에 있어서, 상기 제1 씰링부는,
상기 제1 씰링 바디의 타측 단부에서 하방향으로 연장되며 상기 캡 케이스의 내벽 및 상기 미들 케이스의 단부와 접촉하는 제2 씰링 레그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 막가습기.
The method according to claim 4, wherein the first sealing part,
And a second sealing leg extending downward from the other end of the first sealing body and contacting the inner wall of the cap case and the end of the middle case.
청구항 3에 있어서, 상기 제2 씰링부는,
상기 포팅부를 감싸도록 형성된 제2 씰링 바디와, 상기 제1 씰링 바디에 삽입되는 씰링 아암을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 막가습기.
The method according to claim 3, wherein the second sealing part,
And a second sealing body formed to surround the potting part, and a sealing arm inserted into the first sealing body.
청구항 2 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 씰링부는 연질 재료로 이루어지고, 상기 제2 씰링부는 경질 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지 막가습기.
The method according to any one of claims 2 to 7,
The fuel cell membrane humidifier, wherein the first sealing part is made of a soft material, and the second sealing part is made of a hard material.
KR1020170184480A 2017-12-29 2017-12-29 Fuel cell membrane humidifier Active KR102240511B1 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170184480A KR102240511B1 (en) 2017-12-29 2017-12-29 Fuel cell membrane humidifier
JP2020535046A JP6990312B2 (en) 2017-12-29 2018-06-29 Membrane humidifier for fuel cells
CN201880084788.5A CN111566861B (en) 2017-12-29 2018-06-29 Membrane humidifier for fuel cell
PCT/KR2018/007416 WO2019132141A1 (en) 2017-12-29 2018-06-29 Membrane humidifier for fuel cell
EP18896418.3A EP3734731A4 (en) 2017-12-29 2018-06-29 MEMBRANE HUMIDIFIER FOR FUEL CELL
US16/958,373 US11539060B2 (en) 2017-12-29 2018-06-29 Membrane humidifier for fuel cell
KR1020210045849A KR102276309B1 (en) 2017-12-29 2021-04-08 Fuel cell membrane humidifier
JP2021194717A JP7311575B2 (en) 2017-12-29 2021-11-30 Membrane humidifier for fuel cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170184480A KR102240511B1 (en) 2017-12-29 2017-12-29 Fuel cell membrane humidifier

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210045849A Division KR102276309B1 (en) 2017-12-29 2021-04-08 Fuel cell membrane humidifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190081736A KR20190081736A (en) 2019-07-09
KR102240511B1 true KR102240511B1 (en) 2021-04-14

Family

ID=67261484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170184480A Active KR102240511B1 (en) 2017-12-29 2017-12-29 Fuel cell membrane humidifier

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102240511B1 (en)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102741308B1 (en) * 2019-11-29 2024-12-10 코오롱인더스트리 주식회사 Humidifier for Fuel Cell
JP7357781B2 (en) * 2019-11-29 2023-10-06 コーロン インダストリーズ インク Humidifier for fuel cells
KR102728782B1 (en) * 2019-11-29 2024-11-08 코오롱인더스트리 주식회사 Humidifier System for Fuel Cell
KR102800842B1 (en) * 2019-11-29 2025-04-24 코오롱인더스트리 주식회사 Humidifier for Fuel Cell
KR102741342B1 (en) * 2019-11-29 2024-12-10 코오롱인더스트리 주식회사 Humidifier for Fuel Cell
KR102709665B1 (en) * 2019-11-29 2024-09-24 코오롱인더스트리 주식회사 Cartridge of Humidifier for Fuel Cell and Humidifier for Fuel Cell and
KR102704080B1 (en) 2019-11-29 2024-09-05 코오롱인더스트리 주식회사 Humidifier for Fuel Cell
KR102546259B1 (en) 2020-05-22 2023-06-21 코오롱인더스트리 주식회사 Gasket assembly and fuel cell humidifier comprising it
KR102577689B1 (en) * 2020-05-22 2023-09-12 코오롱인더스트리 주식회사 Gasket assembly and fuel cell humidifier comprising it
KR20220057162A (en) 2020-10-29 2022-05-09 한온시스템 주식회사 Membrane humidifier
KR20220057178A (en) 2020-10-29 2022-05-09 한온시스템 주식회사 Membrane humidification assembly and membrane humidification device having the same
KR102498748B1 (en) * 2020-11-13 2023-02-14 에코플라스틱 주식회사 Humidifier for vehicle
KR20220082530A (en) 2020-12-10 2022-06-17 한온시스템 주식회사 Membrane humidifier
KR20220089009A (en) 2020-12-21 2022-06-28 한온시스템 주식회사 Membrane humidifier
EP4235879A4 (en) * 2020-12-23 2024-10-02 Kolon Industries, Inc. Humidifier system for fuel cell
KR102718842B1 (en) * 2020-12-23 2024-10-18 코오롱인더스트리 주식회사 Humidifier System for Fuel Cell
US20230178766A1 (en) * 2020-12-29 2023-06-08 Kolon Industries,Inc. Humidifier for fuel cell
KR102718400B1 (en) * 2020-12-31 2024-10-16 코오롱인더스트리 주식회사 Humidifier for Fuel Cell
CA3202604A1 (en) * 2020-12-31 2022-07-07 Kolon Industries, Inc. Humidifier for fuel cell
EP4258395A4 (en) * 2021-01-08 2024-08-14 Kolon Industries, Inc. HUMIDIFIER FOR A FUEL CELL
KR102755442B1 (en) * 2021-01-28 2025-01-21 코오롱인더스트리 주식회사 Fuel cell humidifier and fuel cell system comprising it
US20240063408A1 (en) * 2021-01-29 2024-02-22 Kolon Industries, Inc. Fuel cell membrane humidifier preventing damage of humidification membrane
KR20220112451A (en) * 2021-02-04 2022-08-11 코오롱인더스트리 주식회사 Gasket assembly and fuel cell membrane humidifier comprising it
KR102755443B1 (en) * 2021-02-04 2025-01-21 코오롱인더스트리 주식회사 Gasket assembly and fuel cell membrane humidifier comprising it
KR102769069B1 (en) * 2021-02-04 2025-02-18 코오롱인더스트리 주식회사 Gasket assembly and fuel cell membrane humidifier comprising it
KR20220117604A (en) * 2021-02-17 2022-08-24 코오롱인더스트리 주식회사 Fuel cell humidifier
JP7709554B2 (en) * 2021-08-31 2025-07-16 コーロン インダストリーズ インク Fuel Cell Membrane Humidifier
KR102447975B1 (en) * 2021-12-13 2022-09-27 주식회사 디에스필터 Membrane humidifier for fuel cell

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2324214A (en) 1997-04-08 1998-10-14 Power X Limited Synchronising arrangements
CN1256840A (en) 1997-04-14 2000-06-14 汤姆森消费电子有限公司 System for processing and decoding MPEG compatible data and internet information
KR100316710B1 (en) 1999-06-01 2001-12-12 윤종용 Method and Apparatus for Instruction issuing in Out-of-Order for Parallel Processor
JP3777893B2 (en) 1999-08-05 2006-05-24 セイコーエプソン株式会社 Liquid crystal display
KR20010026696A (en) 1999-09-08 2001-04-06 이중구 Method for automatically measuring line of balance and apparatus thereof
KR100394827B1 (en) 1999-12-22 2003-08-21 엘지전자 주식회사 Program and data down loading method for restating processor of mobile communication exchage system
KR101278398B1 (en) 2007-08-01 2013-06-24 코오롱인더스트리 주식회사 Hollow Fiber Membrane and Method for Manufacturing The Same
KR101398779B1 (en) 2007-12-03 2014-05-28 코오롱인더스트리 주식회사 Fuel Cell Humidifier with Improved Cold Resistance
KR20090128005A (en) 2008-06-10 2009-12-15 주식회사 코오롱 Humidification system for fuel cell and fuel cell system using same
KR101675742B1 (en) * 2011-09-28 2016-11-15 코오롱인더스트리 주식회사 Humidifier for fuel cell

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190081736A (en) 2019-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102240511B1 (en) Fuel cell membrane humidifier
JP7311575B2 (en) Membrane humidifier for fuel cell
KR102301480B1 (en) A membrane humidifier for fuel cell
KR102265021B1 (en) A membrane humidifier for fuel cell
KR102170523B1 (en) Fuel cell membrane humidifier
JP7639158B2 (en) Fuel Cell Membrane Humidifier
JP7555464B2 (en) Humidifier for fuel cells
US20240304838A1 (en) Fuel cell membrane humidifier
EP4266435A1 (en) Fuel cell membrane humidifier
KR102276309B1 (en) Fuel cell membrane humidifier
KR20210067368A (en) Humidifier for Fuel Cell
KR102718400B1 (en) Humidifier for Fuel Cell
US20240055627A1 (en) Fuel cell membrane humidifier and fuel cell system comprising same
JP7639157B2 (en) Fuel Cell Membrane Humidifier
KR102793695B1 (en) Fuel cell membrane humidifier
KR102755444B1 (en) Fuel cell membrane humidifier
JP2024505489A (en) fuel cell membrane humidifier

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20171229

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20190809

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20171229

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20201006

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20210310

PA0107 Divisional application

Comment text: Divisional Application of Patent

Patent event date: 20210408

Patent event code: PA01071R01D

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20210409

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20210409

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240326

Start annual number: 4

End annual number: 4