DE102020214430A1

DE102020214430A1 - Stacking device for a moistening device

Info

Publication number: DE102020214430A1
Application number: DE102020214430.3A
Authority: DE
Inventors: Sven Alexander Kaiser
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2020-11-17
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2022-05-19
Also published as: KR20220067516A; CN114512693A; JP2022080281A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stapeleinheit (1) für eine Befeuchtungseinrichtung (2), welche eine Membran (4) zum Feuchtigkeitsaustausch zwischen zwei Fluiden sowie einen Abstandshalter (8) zum Beabstanden der Membran (4) zu einer Membran (4) einer in der Befeuchtungseinrichtung (1) benachbarten Stapeleinheit (1) aufweist. Eine vereinfachte und kostengünstige Herstellung der Stapeleinheit (1) sowie der zugehörigen Befeuchtungseinrichtung (2) ergeben sich dadurch, dass die Stapeleinheit (1) zwei Klebebänder (7) aufweist, wobei das jeweilige Klebeband (7) an einem zugehörigen von zwei gegenüberliegenden Randbereichen (9) der Membran (4) angeordnet ist.Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Befeuchtungseinrichtung (2) mit mehreren solchen Stapeleinheiten (1).The present invention relates to a stacking unit (1) for a humidifying device (2), which has a membrane (4) for moisture exchange between two fluids and a spacer (8) for spacing the membrane (4) from a membrane (4) in the humidifying device (1) has adjacent stacking unit (1). A simplified and cost-effective production of the stacking unit (1) and the associated moistening device (2) results from the fact that the stacking unit (1) has two adhesive tapes (7), the respective adhesive tape (7) being attached to one of two opposite edge regions (9 ) of the membrane (4). The invention also relates to a moistening device (2) with a plurality of such stacking units (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stapeleinheit für eine mehrere in einer Stapelrichtung aufeinander gestapelte Stapeleinheiten aufweisende Befeuchtungseinrichtung, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Befeuchtungseinrichtung mit mehreren solchen Stapeleinheiten.The present invention relates to a stacking unit for a humidification device having a plurality of stacking units stacked one on top of the other in a stacking direction, in particular for a fuel cell system. The invention also relates to a moistening device with a plurality of such stacking units.

In einer Befeuchtungseinrichtung wird ein erstes Fluid mittels eines zweiten Fluids befeuchtet. Derartige Befeuchtungseinrichtungen kommen beispielsweise in Brennstoffzellensystemen zum Einsatz, um die im Betrieb einer zugehörigen Brennstoffzelle entstehende Abgas vorhandene Feuchtigkeit auf die der Brennstoffzelle zuzuführenden Luft zu übertragen und die Luft somit zu befeuchten.In a humidifying device, a first fluid is humidified by means of a second fluid. Such humidification devices are used, for example, in fuel cell systems in order to transfer the moisture present in the exhaust gas produced during operation of an associated fuel cell to the air to be supplied to the fuel cell and thus to humidify the air.

Derartige Befeuchtungseinrichtungen weisen zu diesem Zweck üblicherweise aufeinander folgende Membrane auf, welche auf voneinander abgewandten Seiten von den beiden Fluiden umströmt werden und einen Feuchtigkeitsaustausch zwischen den Fluiden zulassen. Grundsätzlich lässt sich der Aufbau einer solchen Befeuchtungseinrichtung im aufeinanderfolgenden Anordnen mehrerer Einheiten, welche jeweils eine Membran umfassen, realisieren. Diese Einheiten, die nachfolgend jeweils auch als Stapeleinheit bezeichnet werden, werden üblicherweise aufeinander gestapelt.For this purpose, humidification devices of this type usually have successive membranes, around which the two fluids flow on opposite sides and allow an exchange of moisture between the fluids. In principle, the structure of such a humidification device can be realized by arranging several units in succession, each of which comprises a membrane. These units, each of which is also referred to below as a stacking unit, are usually stacked on top of one another.

Aus der DE 10 2012 218 303 A1 ist eine Befeuchtungseinrichtung mit aufeinander gestapelten Stapeleinheiten bekannt. Die jeweilige Stapeleinheit weist zwei Membranen, zwischen den Membranen angeordnete gasdurchlässige Diffusionsschichten sowie zwischen den Diffusionsschichten angeordnete, durchströmbare Strömungsstege auf. Die Strömungsstege können zumindest einseitig klebend sein, um eine Verbindung der Strömungsstege mit den benachbarten Diffusionsschichten zu realisieren. Die Strömungsstege sind hierbei jeweils an zwei gegenüberliegenden Seiten massiv ausgebildet und somit fluidisch abdichtend, um die Fluidführung durch die jeweilige Stapeleinheit und durch die Befeuchtungseinrichtung zu realisieren. In der zugehörigen Befeuchtungseinrichtung werden die Stapeleinheiten in einer Kassette angeordnet, welche die Stapeleinheiten dichtend aufeinander presst. Nachteilig hierbei sind der aufwändiger Aufbau sowie die hohen Herstellungskosten der jeweiligen Stapeleinheit sowie der Befeuchtungseinrichtung.From the DE 10 2012 218 303 A1 a moistening device with stacked units stacked on top of one another is known. The respective stack unit has two membranes, gas-permeable diffusion layers arranged between the membranes, and flow webs through which a flow can flow, which are arranged between the diffusion layers. The flow webs can be adhesive on at least one side in order to connect the flow webs to the adjacent diffusion layers. In this case, the flow webs are each solid on two opposite sides and are therefore fluidically sealed in order to implement the fluid guidance through the respective stacking unit and through the moistening device. In the associated moistening device, the stacking units are arranged in a cassette which presses the stacking units onto one another in a sealing manner. Disadvantages here are the complex structure and the high production costs of the respective stacking unit and the moistening device.

Aus der DE 10 2014 009 329 A1 ist eine Befeuchtungseinrichtung mit Stapeleinheiten bekannt. Die jeweilige Stapeleinheit weist eine S-förmig umgeformte Membran auf, welche an einer Seite durch ein zugehöriges und separates Einfassungsteil eingefasst ist. Die jeweilige Stapeleinheit weist ferner ein an einer Seite der Membran angeordnetes und separates Dichtungselement auf. Am Dichtungselement ist einseitig ein Klebeband angebracht, um aufeinander folgende Stapeleinheiten miteinander zu verbinden. Somit erfolgt ein aufwändiges und Herstellen der jeweiligen Stapeleinheit. Darüber hinaus ist die Montage der zugehörigen Befeuchtungseinrichtung komplex.From the DE 10 2014 009 329 A1 a moistening device with stacking units is known. The respective stacking unit has an S-shaped membrane which is bordered on one side by an associated and separate border part. The respective stack unit also has a separate sealing element which is arranged on one side of the membrane. An adhesive tape is attached to one side of the sealing element in order to connect successive stacking units to one another. This means that the respective stacking unit is produced in a complex and time-consuming manner. In addition, the assembly of the associated moistening device is complex.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für eine Stapeleinheit der vorstehend beschriebenen Art sowie für eine Befeuchtungseinrichtung mit mehreren solchen Stapeleinheiten verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, welche sich insbesondere durch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau und/oder eine vereinfachte Montage auszeichnen.The present invention is therefore concerned with the task of specifying improved or at least different embodiments for a stacking unit of the type described above and for a moistening device with a plurality of such stacking units, which are characterized in particular by a simple and inexpensive design and/or simplified assembly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Stapeleinheit für eine Befeuchtungseinrichtung zum Befeuchten eines ersten Fluidmittels mittels eines zweiten Fluids mit einer eine Membran und zwei Klebebändern aufweisenden Anordnung sowie einem Abstandshalter auszubilden, wobei die Membran zwei voneinander abgewandte, große flache Seiten, nachfolgend auch als Flachseiten bezeichnet, aufweist, an welchen seitlich jeweils eines der Klebebänder angeordnet ist und wobei die Membran mit dem Abstandshalter verbunden ist. Somit ist die Stapeleinheit einfach und kostengünstig ausgebildet. Darüber hinaus lässt sich die Stapeleinheit auf diese Weise in der zugehörigen Befeuchtungseinrichtung, in welcher mehrere solche Stapeleinheiten in einer Stapelrichtung aufeinander gestapelt sind, einsetzen und montieren, sodass auch die Herstellung der zugehörigen Befeuchtungseinrichtung vereinfacht und kostengünstiger ist.The present invention is based on the general idea of forming a stacking unit for a moistening device for moistening a first fluid by means of a second fluid with an arrangement having a membrane and two adhesive tapes and a spacer, the membrane having two large flat sides facing away from one another, hereinafter also referred to as flat sides, has on each of which one of the adhesive tapes is arranged laterally and the membrane is connected to the spacer. Thus, the stacking unit is simple and inexpensive. In addition, the stacking unit can be used and installed in the associated moistening device in this way, in which several such stacking units are stacked on top of one another in a stacking direction, so that the production of the associated moistening device is also simplified and more cost-effective.

Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Stapeleinheit die Anordnung mit der Membran und den zwei Klebebändern auf. Die Membran weist voneinander abgewandte Flachseiten auf, über welche im Betrieb die Fluide Feuchtigkeit austauschen. Die Stapeleinheit umfasst ferner den Abstandshalter, welcher durchströmbar ist und dem Beabstanden der Membran zur Membran einer in der Befeuchtungseinrichtung benachbarten Stapeleinheit dient. Hierbei sind die Klebebänder an zwei gegenüberliegenden Randbereichen jeweils einer zugehörigen der zumindest einer der Flachseiten der Membran angeordnet. Bevorzugt sind die Klebebänder an gegenüberliegenden Randbereichen derselben Flachseite der Membran angeordnet.According to the idea of the invention, the stacking unit has the arrangement with the membrane and the two adhesive tapes. The membrane has flat sides facing away from one another, via which the fluids exchange moisture during operation. The stacking unit also includes the spacer, which can be flown through and which is used to space the membrane from the membrane of a stacking unit that is adjacent in the humidification device. In this case, the adhesive tapes are arranged on two opposite edge regions, each associated with at least one of the flat sides of the membrane. The adhesive tapes are preferably arranged on opposite edge regions of the same flat side of the membrane.

Die Membran ist zweckmäßig feuchtigkeitsdurchlässig, um einen Feuchtigkeitsaustausch zwischen den Fluiden zu erlauben.The membrane is desirably moisture permeable to allow moisture exchange between the fluids.

Die Klebebänder dienen vorzugsweise dem Zweck, die Stapeleinheit, insbesondere die Membran, mit der in der Befeuchtungseinrichtung in Stapelrichtung benachbarten Stapeleinheit zu verbinden. Bevorzugt ist es dementsprechend, wenn die Stapeleinheit derart ausgestaltet ist, dass die Stapeleinheit in Stapelrichtung zumindest einem der Randbereiche benachbart mittels wenigstens eines der Klebebänder klebend ist. Dies erfolgt insbesondere durch eine Ausgestaltung, das heißt insbesondere Anordnung und/oder Umformung und/oder Ausbildung, zumindest eines der Klebebänder.The adhesive tapes preferably serve the purpose of connecting the stacking unit, in particular the membrane, to the stacking unit that is adjacent in the moistening device in the stacking direction. Accordingly, it is preferred if the stacking unit is designed in such a way that the stacking unit is adhesive in the stacking direction adjacent to at least one of the edge regions by means of at least one of the adhesive tapes. This is done in particular by designing, that is to say in particular arranging and/or reshaping and/or forming at least one of the adhesive tapes.

Zumindest eines der Klebebänder kann alternativ oder zusätzlich zum Einsatz kommen, um die Membran mit dem Abstandshalter zu verkleben.At least one of the adhesive tapes can alternatively or additionally be used to bond the membrane to the spacer.

Vorteilhaft erstreckt sich das jeweilige Klebeband quer zur Abstandsrichtung des zugehörigen Randbereichs über die gesamte Erstreckung der Membran.Advantageously, the respective adhesive tape extends transversely to the direction of spacing of the associated edge area over the entire extent of the membrane.

Die Anordnung kann prinzipiell neben der Membran und den Klebebändern auch weitere Bestandteile aufweisen.In principle, the arrangement can also have other components in addition to the membrane and the adhesive tapes.

Bevorzugt weist die Anordnung lediglich die Membran und die Klebebänder auf. Das heißt insbesondere, dass die Anordnung aus der Membran und den Klebebändern besteht. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung der Ausbildung sowie der Herstellung der Stapeleinheit. Entsprechendes gilt für die Befeuchtungseinrichtung.The arrangement preferably only has the membrane and the adhesive tapes. This means in particular that the arrangement consists of the membrane and the adhesive tapes. This leads to a further simplification of the design and the manufacture of the stacking unit. The same applies to the humidification device.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen bildet die Anordnung an den Randbereichen jeweils eine Tasche, welche den Abstandshalter randseitig umgeben und in welchen der Abstandshalter angeordnet ist. Besonders bevorzugt dichten die Taschen den Abstandshalter randseitig fluidisch ab. Auf diese Weise ist eine separate Abdichtung der jeweiligen Stapeleinheit in der zugehörigen Befeuchtungseinrichtung nicht notwendig, um die Strömungspfade der beiden Fluide in der Befeuchtungseinrichtung voneinander zu trennen. Dies führt also zu einer besonders einfachen und kostengünstigen Herstellung der Befeuchtungseinrichtung.In particularly preferred embodiments, the arrangement forms a pocket at the edge regions, which pocket surrounds the spacer at the edge and in which the spacer is arranged. The pockets particularly preferably seal the spacer fluidically at the edge. In this way, a separate seal of the respective stacking unit in the associated moistening device is not necessary in order to separate the flow paths of the two fluids in the moistening device from one another. This therefore leads to a particularly simple and cost-effective production of the humidifying device.

Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist der Abstandshalter in zumindest einer der Taschen, vorzugsweise in der jeweiligen Tasche, lose angeordnet. Mit anderen Worten, eine Fixierung des Abstandshalters an der Anordnung, insbesondere mittels der Klebebänder, ist nicht gegeben und nicht erforderlich. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung der Herstellung sowohl der Stapeleinheit als auch der Befeuchtungseinrichtung. Zugleich werden durch die Taschen ausreichende Abdichtungen des im Übrigen durchströmbaren Abstandshalters realisiert. Hierbei kann in der zugehörigen Befeuchtungseinrichtung ein mechanisches Beaufschlagen der Stapeleinheit in Stapelrichtung erfolgen, welches zu einem Einklemmen des Abstandshalters in der jeweiligen Tasche führt.In advantageous embodiments, the spacer is arranged loosely in at least one of the pockets, preferably in the respective pocket. In other words, fixing the spacer to the arrangement, in particular by means of the adhesive tapes, is not given and is not required. This leads to a further simplification of the manufacture of both the stacking unit and the moistening device. At the same time, the pockets provide adequate sealing of the spacer, which can otherwise be flowed through. Here, in the associated moistening device, the stacking unit can be subjected to mechanical loading in the stacking direction, which leads to the spacer being jammed in the respective pocket.

Es ist vorstellbar, dass zumindest eine der Taschen von einem zugehörigen der Klebebänder gebildet ist. Zu diesem Zweck ist das Klebeband umgeformt, insbesondere umgeschlagen, beispielsweise gefalzt. Das heißt, dass das Klebeband zum Ausbilden der Tasche umgeschlagen ist, wobei der Abstandshalter in der somit ausgebildeten Tasche angeordnet und aufgenommen ist. Insbesondere können beide Klebebänder jeweils eine solche Tasche ausbilden.It is conceivable that at least one of the pockets is formed by an associated one of the adhesive tapes. For this purpose, the adhesive tape is reshaped, in particular folded over, for example folded. That is, the adhesive tape is folded over to form the pocket, with the spacer being placed and accommodated in the pocket thus formed. In particular, both adhesive tapes can each form such a pocket.

Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine der Taschen von der Membran gebildet sein. Zu diesem Zweck ist die Membran seitlich umgeformt. In diesem Fall kann die Verbindung der Membran mit dem Abstandshalter mittels der Aufnahme des Abstandshalters in der Tasche realisiert sein.Alternatively or additionally, at least one of the pockets can be formed by the membrane. For this purpose, the membrane is deformed laterally. In this case, the connection of the membrane to the spacer can be realized by accommodating the spacer in the pocket.

Das jeweilige Klebeband kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein, sofern es zumindest an einer Seite wenigstens bereichsweise klebend ist. Das heißt, dass das Klebeband einen Träger aufweist, der zumindest einseitig mit einem Klebstoff versehen ist. Hierbei kann es sich um einen flüssigen und ausgehärteten Klebstoff handeln. Alternativ ist es vorstellbar, dass der Klebstoff derart ausgestaltet ist, dass er durch eine Aktivierungswärme aufgeweicht wird und somit klebend ist, und anschließend wieder aushärtet.In principle, the respective adhesive tape can have any desired configuration, provided that it is adhesive at least in regions at least on one side. This means that the adhesive tape has a carrier which is provided with an adhesive on at least one side. This can be a liquid and hardened adhesive. Alternatively, it is conceivable that the adhesive is designed in such a way that it is softened by activation heat and is therefore adhesive, and then hardens again.

Der Träger kann prinzipiell ein Beliebiger sein. Bevorzugt ist der Träger ein textiler Träger. Somit lässt sich das Klebeband vereinfacht verarbeiten, insbesondere umformen.In principle, the carrier can be anyone. The carrier is preferably a textile carrier. The adhesive tape can thus be processed, in particular reshaped, in a simplified manner.

Vorstellbar ist es, dass zumindest eines der Klebebänder einseitig gänzlich klebend ist.It is conceivable that at least one of the adhesive tapes is completely adhesive on one side.

Denkbar sind auch Ausführungsformen, bei denen zumindest eins der Klebebänder einseitig klebend und umgeformt, insbesondere umgeschlagen, ist, sodass durch das Umschlagen die klebende Seite des Klebebands zwei in Stapelrichtung voneinander abgewandte Klebeabschnitte aufweist.Embodiments are also conceivable in which at least one of the adhesive tapes is adhesive on one side and shaped, in particular folded over, so that the adhesive side of the adhesive tape has two adhesive sections facing away from one another in the stacking direction as a result of the folding over.

Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn durch das Umschlagen die Tasche gebildet ist. Das heißt, dass das Klebeband durch das Umschlagen die Tasche bildet. Auf diese Weise ist eine einfache Herstellung der Stapeleinheit realisiert, wobei der Abstandshalter lose in der Tasche angeordnet ist.It is particularly preferred here if the pocket is formed by folding it over. This means that the tape forms the pocket by folding it over. In this way, the stacking unit can be manufactured easily, with the spacer being arranged loosely in the pocket.

Ebenso ist es vorstellbar, dass zumindest eines der Klebebänder beidseitig klebend ist. Hierbei ist es möglich, dass die jeweilige Seite des Klebebands gänzlich klebend ist.It is also conceivable that at least one of the adhesive tapes is adhesive on both sides. It is possible that the respective side of the adhesive tape is completely adhesive.

Alternativ ist es vorstellbar, die jeweilige Seite des beidseitig klebenden Klebebands leidglich bereichsweise Klebstoff zu versehen. As Klebeband kann hierbei derart umgeformt sein, dass das umgeformte Klebeband in Stapelrichtung zwei voneinander abgewandte klebende Abschnitte aufweist. Auch bei dieser Variante kann durch das Umformen des Klebebandes eine zugehörige Tasche der Anordnung gebildet sein, in welcher der Abstandshalter aufgenommen ist.Alternatively, it is conceivable to provide the respective side of the double-sided adhesive tape with adhesive only in certain areas. The adhesive tape can be shaped in such a way that the shaped adhesive tape has two adhesive sections facing away from one another in the stacking direction. In this variant, too, an associated pocket of the arrangement, in which the spacer is accommodated, can be formed by reshaping the adhesive tape.

Es versteht sich, dass neben der Stapeleinheit auch eine Befeuchtungseinrichtung mit mehreren solchen Stapeleinheiten zum Umfang dieser Erfindung gehört.It goes without saying that, in addition to the stacking unit, a moistening device with a plurality of such stacking units also belongs to the scope of this invention.

Durch die Stapeleinheit führen hierbei zweckmäßig für das jeweilige Fluid voneinander getrennt zugehörige Strömungspfade. Das heißt, dass durch die Befeuchtungseinrichtung ein erster Strömungspfad für ein erstes der Fluide und ein vom ersten Strömungspfad getrennter zweiter Strömungspfad für ein zweites der Fluide führen. Die Stapeleinheiten sind in Stapelrichtung aufeinanderfolgend angeordnet, sodass zwischen einander in Stapelrichtung zugewandten Flachseiten aufeinander folgender Membranen jeweils ein Abstandshalter angeordnet ist, wobei durch den jeweiligen Abstandshalter einer der Strömungspfade führt. Die in Stapelrichtung aufeinander folgenden Stapeleinheiten sind zweckmäßig relativ zueinander um eine parallel zur Stapelrichtung verlaufende Achse verdreht angeordnet, sodass der erste Strömungspfad und der zweite Strömungspfad entlang der Stapelrichtung abwechselnd durch den jeweiligen Abstandshalter führen.Expediently, separate flow paths for the respective fluid lead through the stacking unit. This means that a first flow path for a first of the fluids and a second flow path, separate from the first flow path, for a second of the fluids lead through the humidifying device. The stacking units are arranged one after the other in the stacking direction, so that a spacer is arranged in each case between the flat sides of membranes that follow one another in the stacking direction and face one another, with one of the flow paths leading through the respective spacer. The stacking units that follow one another in the stacking direction are expediently arranged rotated relative to one another about an axis running parallel to the stacking direction, so that the first flow path and the second flow path alternately lead through the respective spacer along the stacking direction.

Die Verdrehung kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn aufeinander folgende Stapeleinheiten relativ zueinander jeweils um 90 Grad verdreht sind. Dies führt zu einer vorteilhaften und einfachen Strömungsführung der Fluide in der Befeuchtungseinrichtung und einer günstigen und effizienten Befeuchtung des zu befeuchtenden Fluids.In principle, the twist can be configured as desired. It is particularly preferred if successive stacking units are each rotated by 90 degrees relative to one another. This leads to an advantageous and simple flow control of the fluids in the humidifying device and a favorable and efficient humidification of the fluid to be humidified.

Die Befeuchtungseinrichtung kann prinzipiell in einer beliebigen Anwendung zum Befeuchten eines entsprechenden Fluids zum Einsatz kommen.In principle, the moistening device can be used in any application for moistening a corresponding fluid.

Insbesondere kommt die Befeuchtungseinrichtung in einem Brennstoffzellensystem zum Einsatz, welches zumindest eine Brennstoffzelle aufweist. Die Brennstoffzelle wird im Betrieb mit einem sauerstoffhaltigen Reaktanten, beispielsweise Luft, und einem wasserstoffhaltigen Reaktanten versorgt und erzeugt ein feuchtes, insbesondere dampfhaltiges, Abgas. Bevorzugt kommt die Befeuchtungseinrichtung zum Einsatz, um die im Abgas enthaltene Feuchtigkeit auf den sauerstoffhaltigen Reaktanten, zu übertragen.In particular, the humidification device is used in a fuel cell system which has at least one fuel cell. During operation, the fuel cell is supplied with an oxygen-containing reactant, for example air, and a hydrogen-containing reactant and generates a moist, in particular vapor-containing, exhaust gas. The humidification device is preferably used in order to transfer the moisture contained in the exhaust gas to the oxygen-containing reactants.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention result from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to identical or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine isometrische Ansicht einer Stapeleinheit für eine Befeuchtungseinrichtung,
2 eine Seitenansicht der Stapeleinheit,
3 eine Seitenansicht eines Klebebands der Stapeleinheit,
4 und 5 Seitenansichten bei der Herstellung der Stapeleinheit,
6 eine isometrische Ansicht bei der Herstellung der Befeuchtungseinrichtung mit mehreren Stapeleinheiten sowie angedeutete Herstellungsschritte der jeweiligen Stapeleinheit,
7 eine vergrößerte Darstellung des in 6 mit VII bezeichneten Bereichs,
8 eine vergrößerte Darstellung des in 7 mit VIII bezeichneten Bereichs,
9 eine Seitenansicht der Stapeleinheit bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
10 und 11 Seitenansichten bei der Herstellung der Stapeleinheit der 9,
12 eine Seitenansicht eines Klebebands der Stapeleinheit aus 9,
13 eine Seitenansicht der Stapeleinheit bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,
14 eine Seitenansicht während der Herstellung der Stapeleinheit aus 13,
15 eine Seitenansicht des Klebebands der Stapeleinheit aus 13,
16 eine Seitenansicht bei der Herstellung der Stapeleinheit aus 13.
17 eine Seitenansicht der Stapeleinheit bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
18 eine Seitenansicht bei der Herstellung der Stapeleinheit aus 17,
19 eine Seitenansicht des Klebebands der Stapeleinheit aus 17,
20 eine Seitenansicht bei der Herstellung der Stapeleinheit aus 17,
21 eine stark vereinfachte Schaltplanartige Darstellung eines Brennstoffzellensystems mit der Befeuchtungseinrichtung.

Show it, each schematically

1 an isometric view of a stacking unit for a moistening device,
2 a side view of the stacking unit,
3 a side view of an adhesive tape of the stacking unit,
4 and 5 side views during the manufacture of the stacking unit,
6 an isometric view during the manufacture of the moistening device with several stacking units and indicated manufacturing steps of the respective stacking unit,
7 an enlarged view of the in 6 area marked VII,
8th an enlarged view of the in 7 area marked VIII,
9 a side view of the stacking unit in another embodiment,
10 and 11 Side views during the manufacture of the stacking unit 9 ,
12 Figure 12 shows a side view of an adhesive tape of the stacking unit 9 ,
13 a side view of the stacking unit in a further embodiment,
14 Figure 1 shows a side view during manufacture of the stacking unit 13 ,
15 Figure 12 shows a side view of the stacking unit's adhesive tape 13 ,
16 a side view during the manufacture of the stacking unit 13 .
17 a side view of the stacking unit in another embodiment,
18 a side view during the manufacture of the stacking unit 17 ,
19 Figure 12 shows a side view of the stacking unit's adhesive tape 17 ,
20 a side view during the manufacture of the stacking unit 17 ,
21 a greatly simplified circuit diagram-like representation of a fuel cell system with the humidifier.

Eine Stapeleinheit 1, wie sie in den 1, 2, 6 bis 9 sowie 13 und 17 zu sehen ist, kommt in einer in den 6 bis 8 sowie 21 gezeigten Befeuchtungseinrichtung 2 zum Einsatz. Die jeweilige Stapeleinheit 1 dient in der Befeuchtungseinrichtung 2 dem Befeuchten eines ersten Fluids mittels eines zweiten Fluids. In der Befeuchtungseinrichtung 2 sind mehrere solche Stapeleinheiten 1 vorgesehen, welche in einer Stapelrichtung 3 aufeinanderfolgend angeordnet und aufeinander gestapelt sind.A stacking unit 1, as in the 1 , 2 , 6 until 9 as well as 13 and 17 can be seen comes in a in the 6 until 8th and 21 shown humidifying device 2 used. The respective stacking unit 1 is used in the moistening device 2 to moisten a first fluid by means of a second fluid. A plurality of such stacking units 1 are provided in the moistening device 2 and are arranged one after the other in a stacking direction 3 and are stacked one on top of the other.

Die jeweilige Stapeleinheit 1 weist zum Feuchtigkeitsaustausch zwischen den Fluiden eine Membran 4 auf, die entsprechend ausgestaltet ist. Die Membran 4 ist flach ausgebildet und weist zwei voneinander abgewandte Flachseiten 5 auf, über welche der Feuchtigkeitsaustausch der Fluide erfolgt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Membran 4 die Form eines flachen Quaders auf, sodass die Flachseiten 5 im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet sind. Die Membran 4 ist Bestandteil einer Anordnung 6 der Stapeleinheit 1, welche neben dem der Membran 4 zwei Klebebänder 7 umfasst. In den gezeigten Ausführungsbeispielen besteht die Anordnung 6 aus der Membran 4 und den beiden Klebebändern 7. Die Stapeleinheit 1 umfasst ferner einen durchströmbaren Abstandshalter 8, welcher in den Figuren vereinfacht in der Art eines Quaders dargestellt ist. Der Abstandshalter 8 dient dem Beabstanden der Membran 4 zur Membran 4 der in Stapelrichtung 3 benachbarten Stapeleinheit 1. Zudem strömt im Betrieb eins der Fluide durch den Abstandshalter 8.The respective stack unit 1 has a membrane 4 for the exchange of moisture between the fluids, which is designed accordingly. The membrane 4 is flat and has two flat sides 5 facing away from each other, via which the moisture exchange of the fluids takes place. In the exemplary embodiments shown, the membrane 4 has the shape of a flat cuboid, so that the flat sides 5 are essentially rectangular. The membrane 4 is part of an arrangement 6 of the stacking unit 1, which includes two adhesive tapes 7 in addition to the membrane 4. In the exemplary embodiments shown, the arrangement 6 consists of the membrane 4 and the two adhesive tapes 7. The stacking unit 1 also includes a spacer 8 through which fluid can flow, which is shown in simplified form in the figures in the form of a cuboid. The spacer 8 is used to space the membrane 4 from the membrane 4 of the stacking unit 1 that is adjacent in the stacking direction 3. In addition, one of the fluids flows through the spacer 8 during operation.

Die Klebebänder 7 sind an zwei gegenüberliegenden Randbereichen 9 zumindest einer der Flachseiten 5 der Membran 4 angeordnet. Das heißt, dass die Klebebänder 7 an den gegenüberliegenden Randbereichen 9 der Membran 4 und an einer zugehörigen der Flachseiten 5 angeordnet sind. Dabei erstrecken sich die Klebebänder 7 in den gezeigten Ausführungsbeispielen und bevorzugt quer zur Abstandsrichtung der Randbereiche 9 über die gesamte Erstreckung der Membran 4. Das jeweilige Klebeband 7 dient in den gezeigten Ausführungsbeispielen dem Verkleben der zugehörigen Stapeleinheit 1 mit zumindest einer in der Befeuchtungseinrichtung 2 in Stapelrichtung 3 benachbarten Stapeleinheit 1. Zu diesem Zweck ist die jeweilige Stapeleinheit 1 entsprechend ausgestaltet. Insbesondere ist das jeweilige Klebeband 7 derart ausgestaltet, das heißt ausgebildet und/oder geformt und/oder angeordnet, dass die zugehörige Stapeleinheit 1 in Stapelrichtung 3 zumindest einem der Randbereiche 9 benachbart mittels des Klebebands 7 klebend ist.The adhesive tapes 7 are arranged on two opposite edge regions 9 of at least one of the flat sides 5 of the membrane 4 . This means that the adhesive tapes 7 are arranged on the opposite edge areas 9 of the membrane 4 and on one of the associated flat sides 5 . In the exemplary embodiments shown, the adhesive tapes 7 extend over the entire extent of the membrane 4, preferably transversely to the spacing direction of the edge regions 9. In the exemplary embodiments shown, the respective adhesive tape 7 serves to bond the associated stacking unit 1 to at least one in the moistening device 2 in the stacking direction 3 adjacent stacking unit 1. For this purpose, the respective stacking unit 1 is designed accordingly. In particular, the respective adhesive tape 7 is configured, i.e. designed and/or shaped and/or arranged, in such a way that the associated stacking unit 1 is adhesive in the stacking direction 3 adjacent to at least one of the edge regions 9 by means of the adhesive tape 7 .

In den gezeigten Ausführungsbeispielen bildet die jeweilige Anordnung 6 an den Randbereichen 9 jeweils eine Tasche 10. Hierbei ist der Abstandshalter 8 in den beiden Taschen 10 angeordnet, sodass der Abstandshalter 8 von der jeweiligen Tasche 10 randseitig umgeben ist. Mit der jeweiligen Tasche 10 erfolgt dabei neben der Aufnahme und somit dem Verbinden des Abstandshalters 8 mit der Anordnung 6 ein Abdichten des Abstandshalters 8 an der jeweils zugehörigen Randseite.In the exemplary embodiments shown, the respective arrangement 6 forms a pocket 10 at the edge regions 9. The spacer 8 is arranged in the two pockets 10, so that the spacer 8 is surrounded by the respective pocket 10 at the edge. With the respective pocket 10 , in addition to receiving and thus connecting the spacer 8 to the arrangement 6 , the spacer 8 is sealed on the associated edge side in each case.

Die jeweilige Tasche 10 wird hierbei in den Ausführungsbeispielen der 1 bis 8 sowie 13 und 14 von einem zugehörigen der Klebebänder 7 gebildet. Zu diesem Zweck ist das jeweilige Klebeband 7 umgeschlagen und somit umgeformt. Dies erfolgt insbesondere durch ein Falzen des Klebebands 7.The respective bag 10 is here in the embodiments of 1 until 8th and 13 and 14 formed by an associated one of the adhesive tapes 7. For this purpose, the respective adhesive tape 7 is folded over and thus reshaped. This is done in particular by folding the adhesive tape 7.

Bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die jeweilige Tasche 10 durch die Membran 4 gebildet. Zu diesem Zweck ist die Membran 4 an den beiden Randbereichen 9 umgeformt und umgeschlagen.At the in 9 shown embodiment, the respective pocket 10 is formed by the membrane 4. For this purpose, the membrane 4 is reshaped and folded over at the two edge areas 9 .

Das jeweilige Klebeband 7 ist vorzugsweise ein textiles Klebeband 7, das an der zumindest einen Seite 11 wenigstens bereichsweise mit einem Klebstoff 12 versehen ist. Das jeweilige Klebeband 7 weist also zwei Seiten 11 auf, wobei zumindest eine der Seiten 11 mittels des Klebstoffs 12 wenigstens bereichsweise klebende ist. In den gezeigten Ausführungsbespielen und kommen dabei jeweils identische Klebebänder 7 zum Einsatz. Hierbei kann es sich um einen flüssigen und ausgehärteten Klebstoff 12 handeln. Alternativ ist es vorstellbar, dass der Klebstoff 12 derart ausgestaltet ist, dass er durch eine Aktivierungswärme aufgeweicht wird und somit klebend ist, und anschließend wieder aushärtet.The respective adhesive tape 7 is preferably a textile adhesive tape 7 which is provided with an adhesive 12 at least in regions on the at least one side 11 . The respective adhesive tape 7 thus has two sides 11 , at least one of the sides 11 being adhesive at least in regions by means of the adhesive 12 . In the exemplary embodiments shown, identical adhesive tapes 7 are used in each case. This can be a liquid and hardened adhesive 12 . Alternatively, it is conceivable that the adhesive 12 is designed in such a way that it is softened by activation heat and is therefore adhesive, and then hardens again.

3 zeigt eines der beiden im Ausführungsbeispiel der 1 bis 8 eingesetzten Klebebänder 7. Hierbei ist zu erkennen, dass das Klebeband 7 einseitig mit einem Klebstoff 12 versehen ist und somit lediglich einseitig klebend ist. In den Ausführungsbeispielen der 9, 13 und 17 kommen Klebebänder 7 zum Einsatz, die für das jeweils zugehörige Ausführungsbeispiel in den 12, 15 und 19 dargestellt sind. Wie diesen Figuren zu entnehmen ist, kommt bei diesen Ausführungsbeispielen jeweils ein doppelseitig klebendes Klebeband 7 zum Einsatz. Das heißt, dass das Klebeband 7 an der jeweiligen Seite 11 zumindest abschnittsweise mit einem Klebstoff 12 versehen ist. 3 shows one of the two in the embodiment of FIG 1 until 8th used adhesive tapes 7. It can be seen that the adhesive tape 7 is provided with an adhesive 12 on one side and is therefore only adhesive on one side. In the embodiments of 9 , 13 and 17 Adhesive tapes 7 are used for the respective associated embodiment in the 12 , 15 and 19 are shown. As can be seen from these figures, a double-sided adhesive tape 7 is used in each of these exemplary embodiments. This means that the adhesive tape 7 is provided with an adhesive 12 at least in sections on the respective side 11 .

Die 3 bis 5 zeigen eine mögliche Herstellung der in den 1 und 2 gezeigten Stapeleinheit 1. Entsprechend 4 wird das jeweilige Klebeband 7 auf den zugehörigen Randbereich 9 mit der mit Klebstoff 12 versehenen Seite 10 angeordnet, sodass das Klebeband 7 den zugehörigen Randbereich 9 seitlich überragt. Anschließend wird der Abstandshalter 8 auf der Seite 11 des Klebebands 7 ohne Klebstoff 12 angeordnet. Wie in 5 angedeutet, erfolgt anschließend ein Umschlagen des jeweiligen Klebebands 7, derart, dass die zugehörige Tasche 10 gebildet ist, und derart, dass das Klebeband 7 durch das Umschlagen zwei in Stapelrichtung 3 voneinander abgewandte Klebeabschnitte 13 aufweist. Somit ist der Abstandshalter 8 lose in den Taschen 10 angeordnet. Beim Aufeinanderstapeln der Stapeleinheiten 1 wird der Abstandshalter 8 dabei bedingt durch die gegebenen Pressungen in den beiden Taschen 10 fixiert. Hierbei ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen der Klebstoff 12 auf der gesamten zugehörigen Seite 11 des Klebebands 7 vorgesehen. Einer der Klebeabschnitte 13 ist somit mit dem zugehörigen Randbereich 9 verklebt. Mit dem anderen Klebeabschnitt 13 erfolgt, wie insbesondere den 6 bis 8 entnommen werden kann, das Verkleben der zugehörigen Stapeleinheit 1 mit einer der in Stapelrichtung 3 benachbarten Stapeleinheit 1.the 3 until 5 show a possible production in the 1 and 2 shown stacking unit 1. Correspondingly 4 the respective adhesive tape 7 is arranged on the associated edge region 9 with the side 10 provided with adhesive 12, so that the adhesive tape 7 projects beyond the associated edge region 9 laterally. The spacer 8 is then arranged on the side 11 of the adhesive tape 7 without adhesive 12 . As in 5 indicated, the respective adhesive tape 7 is then folded over in such a way that the associated pocket 10 is formed, and in such a way that the adhesive tape 7 has two adhesive sections 13 facing away from one another in the stacking direction 3 as a result of the folding over. The spacer 8 is thus loosely arranged in the pockets 10 . When the stacking units 1 are stacked on top of each other, the spacer 8 is fixed in the two pockets 10 due to the given pressures. In this case, the adhesive 12 is provided on the entire associated side 11 of the adhesive tape 7 in the exemplary embodiments shown. One of the adhesive sections 13 is thus glued to the associated edge area 9 . With the other adhesive section 13 takes place, in particular the 6 until 8th can be removed, the gluing of the associated stacking unit 1 to one of the stacking units 1 adjacent in the stacking direction 3.

Wie insbesondere den 6 bis 8 ferner entnommen werden kann, sind in Stapelrichtung 3 aufeinanderfolgende Stapeleinheiten 1 relativ zueinander um eine parallel zur Stapelrichtung 3 verlaufende Achse 14 verdreht. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die in Stapelrichtung 3 aufeinanderfolgenden Stapeleinheiten 1 um jeweils 90 Grad verdreht. Daraus resultiert, dass die Randbereiche 9 und somit die Taschen 10 der aufeinanderfolgenden Stapeleinheiten 1 relativ zueinander verdreht, im gezeigten Beispiel also um 90 Grad verdreht, sind. Wie insbesondere 8 entnommen werden kann, führt dies dazu, dass durch die Befeuchtungseinrichtung 2 ein erster Strömungspfad 15 für ein erstes der Fluide und ein zweiter Strömungspfad 16 für ein zweites der Fluide getrennt durch die Befeuchtungseinrichtung 2 führen. Hierbei führt jeweils einer der Strömungspfade 15, 16 durch einen der Abstandshalter 8, wobei in Stapelrichtung 3 abwechselnd entweder der erste Strömungspfad 15 oder der zweite Strömungspfad 16 durch den jeweiligen Abstandshalter 8 führen. Die um 90 Grad verdrehte Anordnung der aufeinanderfolgenden Stapeleinheiten 1 führt dazu, dass sich eine Kreuzströmung der beiden Fluide durch die Befeuchtungseinrichtung 2 ergibt. Hierbei sorgen die Taschen 10 für ein entsprechendes Abdichten des jeweiligen Abstandshalters 8 und somit einer zuverlässigen Trennung der beiden Strömungspfade 15, 16.Like the one in particular 6 until 8th can also be removed, stacking units 1 following one another in the stacking direction 3 are rotated relative to one another about an axis 14 running parallel to the stacking direction 3 . In the exemplary embodiments shown, the stacking units 1 which follow one another in the stacking direction 3 are each rotated by 90 degrees. The result of this is that the edge regions 9 and thus the pockets 10 of the successive stacking units 1 are rotated relative to one another, that is to say rotated by 90 degrees in the example shown. How in particular 8th can be removed, this means that a first flow path 15 for a first of the fluids and a second flow path 16 for a second of the fluids lead separately through the humidifying device 2 through the humidifying device 2 . In this case, one of the flow paths 15, 16 leads through one of the spacers 8, with either the first flow path 15 or the second flow path 16 alternatingly leading through the respective spacer 8 in the stacking direction 3. The arrangement of the successive stacking units 1 rotated by 90 degrees results in a cross flow of the two fluids through the moistening device 2 . The pockets 10 ensure a corresponding sealing of the respective spacer 8 and thus a reliable separation of the two flow paths 15, 16.

Wie 6 zu entnehmen ist, kann die jeweilige Stapeleinheit 1 vereinfacht aus unterschiedlichen Bändern 7, 17, 18 hergestellt werden. Hierbei werden jeweils Rollen 19 beider Klebebänder 7, eine Rolle 19 eines die Membrane 4 bildenden Membranbands 17 sowie eine Rolle 19 eines den Abstandshalter 8 bildenden Abstandshalterbands 18 bereitgestellt. Diese werden dann entsprechend der vorstehenden Beschreibung mit Bezug auf die 4 und 5 angeordnet und umgeformt. Anschließend wird mit einem Schneidwerkzeug 20 die Stapeleinheit 1 in der gewünschten Länge geschnitten. Wie 6 entnommen werden kann, können hierbei die zueinander verdrehten und aufeinanderfolgenden Stapeleinheiten 1 durch jeweils zugehörige Rollen 19 und einem zugehörigen Schneidwerkzeug 20 hergestellt werden. Ebenso ist es vorstellbar, sämtliche Stapeleinheiten 1 mit denselben Rollen 19 und demselben Schneidwerkzeug 20 herzustellen und diese relativ zueinander zu verdrehen, um die Befeuchtungseinrichtung 2 herzustellen.As 6 can be seen, the respective stacking unit 1 can be made from different bands 7, 17, 18 in a simplified manner. In this case, rolls 19 of both adhesive tapes 7, a roll 19 of a membrane tape 17 forming the membrane 4 and a roll 19 of a spacer tape 18 forming the spacer 8 are provided. These are then in accordance with the above description with reference to the 4 and 5 arranged and shaped. The stacking unit 1 is then cut to the desired length with a cutting tool 20 . As 6 can be removed, the mutually twisted and successive stacking units 1 can be produced by respectively associated rollers 19 and an associated cutting tool 20. It is also conceivable to produce all of the stacking units 1 with the same rollers 19 and the same cutting tool 20 and to rotate them relative to one another in order to produce the moistening device 2 .

Selbstverständlich kann die beschriebene, mittels der Rolle 19 bzw. den Bändern 7, 17, 18 umgesetzte Herstellung der Stapeleinheit 1 analog bei den Ausführungsbeispielen der 9, 13 und 17 umgesetzt sein.Of course, the described production of the stacking unit 1, implemented by means of the roller 19 or the belts 7, 17, 18, can be carried out analogously to the exemplary embodiments of FIG 9 , 13 and 17 be implemented.

Beim in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Herstellung, wie den 10 und 11 entnommen werden kann, durch das Anordnen des Abstandshalters 8 und der Membran 4 aufeinander, wobei die Membran 4 den Abstandshalter 8 mit den Randbereichen 9 seitlich überragt. Anschließend erfolgt, wie in 11 angedeutet, ein Umschlagen der Randbereiche 9 zum Ausbilden der Taschen 10. Danach werden die beiden Klebebänder 7 auf der vom Abstandshalter 8 abgewandten Flachseite 5 des jeweils zugehörigen Randbereichs 9 angebracht. Wie insbesondere 12 zu entnehmen ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel das jeweilige Klebeband 7 beidseitig gänzlich klebend. Das heißt, dass beide Seiten 11 des Klebebands 7 gänzlich mit einem Klebstoff 12 versehen sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstandshalter 8 somit lose in den Taschen 10 aufgenommen. Beim Aufeinanderstapeln der Stapeleinheiten 1 wird der Abstandshalter 8 dabei bedingt durch die gegebenen Pressungen in den beiden Taschen 10 fixiert.at in 9 shown embodiment, the production takes place like the 10 and 11 can be removed by arranging the spacer 8 and the membrane 4 on top of each other, the membrane 4 projecting beyond the spacer 8 with the edge regions 9 laterally. Then, as in 11 indicated, turning over the edge areas 9 to form the pockets 10. Then the two adhesive tapes 7 are attached to the flat side 5 of the associated edge area 9 facing away from the spacer 8. How in particular 12 can be seen, in this embodiment, the respective adhesive tape 7 is completely adhesive on both sides. This means that both sides 11 of the adhesive tape 7 are provided with an adhesive 12 throughout. In this exemplary embodiment, the spacer 8 is thus accommodated loosely in the pockets 10 . When the stacking units 1 are stacked on top of each other, the spacer 8 is fixed in the two pockets 10 due to the given pressures.

Beim in 13 gezeigten Ausführungsbeispiel der Stapeleinheit 1 werden gemäß 14 die Membran 4 und der Abstandshalter 8 aufeinander angeordnet. Hierbei kommen Klebebänder 7 gemäß 15 zum Einsatz. Diese Klebebänder 7 sind beidseitig klebend, wobei die jeweilige Seite 11 lediglich in einem seitlichen Bereich mit Klebstoff 12 versehen ist. Das jeweilige Klebeband 7 wird im zugehörigen Randbereich 9 auf der vom Abstandshalter 8 abgewandten Flachseite 5 mit dem Klebstoff 12 aufweisenden Bereich einer der Seiten 11 angebracht. Anschließend erfolgt, wie in 16 angedeutet, ein Umschlagen des jeweiligen Klebebands 11, dass das jeweilige Klebeband 7 eine zugehörige der Taschen 10 bildet und derart, dass auf der von der Membran 4 abgewandten Seite des Abstandshalters 8 der andere mit Klebstoff 12 versehene Bereich der anderen Seite 11 des Klebebands 7 angeordnet ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel liegt also der Abstandshalter 7 lose in der Tasche 10, wobei der Abstandshalter 8 beim Aufeinanderstapeln der Stapeleinheiten 1 bedingt durch die gegebenen Pressungen in den beiden Taschen 10 fixiert wird.at in 13 shown embodiment of the stacking unit 1 according to 14 the membrane 4 and the spacer 8 arranged one on top of the other. Here come adhesive tapes 7 according to 15 for use. These adhesive tapes 7 are adhesive on both sides, with the respective side 11 only being provided with adhesive 12 in a lateral area. The respective adhesive tape 7 is attached in the associated edge area 9 on the flat side 5 facing away from the spacer 8 with the area of one of the sides 11 having the adhesive 12 . Then, as in 16 indicated, turning over the respective adhesive tape 11 so that the respective adhesive tape 7 forms an associated pocket 10 and in such a way that the other area of the other side 11 of the adhesive tape 7 provided with adhesive 12 is arranged on the side of the spacer 8 facing away from the membrane 4 is. In this exemplary embodiment, too, the spacer 7 lies loosely in the pocket 10, the spacer 8 being fixed in place in the two pockets 10 when the stacking units 1 are stacked on top of one another as a result of the given pressures.

Beim in 17 gezeigten Ausführungsbeispiel wird zum Herstellen der Stapeleinheit 1, wie in 18 angedeutet, das jeweilige Klebeband 11 am zugehörigen Randbereich 9 und zwischen der Membran 4 und dem Abstandshalter 8 angeordnet. Dabei überragt das Klebeband 7 die Membran 4 und den Abstandshalter 8 seitlich. Wie 19 zu entnehmen ist, kommt bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils ein Klebeband 7 zum Einsatz, der an beiden Seiten 11 gänzlich mit Klebstoff 12 versehen ist. Dementsprechend erfolgt somit ein Verkleben des Abstandshalters 8 an der Membran 4 mit dem jeweiligen Klebeband 7. Wie in 20 angedeutet, erfolgt anschließend ein Umschlagen des jeweiligen Klebebands 7 zum Ausbilden einer zugehörigen der Taschen 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstandshalter in der jeweiligen Tasche 10 verklebt.at in 17 shown embodiment is used to produce the stacking unit 1, as in 18 indicated, the respective adhesive tape 11 is arranged on the associated edge area 9 and between the membrane 4 and the spacer 8 . The adhesive tape 7 protrudes laterally beyond the membrane 4 and the spacer 8 . As 19 can be seen, in this exemplary embodiment, an adhesive tape 7 is used in each case, which is completely provided with adhesive 12 on both sides 11 . Accordingly, the spacer 8 is glued to the membrane 4 with the respective adhesive tape 7. As in FIG 20 indicated, the respective adhesive tape 7 is then turned over to form an associated pocket 10. In this exemplary embodiment, the spacer is glued in the respective pocket 10.

Entsprechend Figur kann die Befeuchtungseinrichtung 2 in einem System 21 mit einer Brennstoffzelle 22 zum Einsatz kommen, wobei das System 21 nachfolgend auch als Brennstoffzellensystem 21 bezeichnet wird. Im Brennstoffzellensystem 21 wird der Brennstoffzelle 22 entlang des ersten Strömungspfads 15 ein sauerstoffhaltiger Reaktant, insbesondere Luft, zugeführt. Dabei entsteht im Betrieb Abgas, das Feuchtigkeit, insbesondere Dampf, enthält, und entlang des zweiten Strömungspfads 16 abgeführt wird. Die Strömungspfade 15, 16 führen hierbei jeweils getrennt voneinander durch die Befeuchtungseinrichtung 2, sodass das Abgas auf den sauerstoffhaltigen Reaktanten Feuchtigkeit überträgt und den Reaktanten somit befeuchtet.According to FIG. 1, the humidifying device 2 can be used in a system 21 with a fuel cell 22, the system 21 also being referred to as a fuel cell system 21 below. In the fuel cell system 21 , an oxygen-containing reactant, in particular air, is supplied to the fuel cell 22 along the first flow path 15 . During operation, exhaust gas is produced that contains moisture, in particular steam, and is discharged along the second flow path 16 . The flow paths 15, 16 each lead separately from one another through the humidification device 2, so that the exhaust gas transfers moisture to the oxygen-containing reactant and thus humidifies the reactant.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102012218303 A1 [0004]DE 102012218303 A1 [0004]
DE 102014009329 A1 [0005]DE 102014009329 A1 [0005]

Claims

Stapeleinheit (1) für eine mehrere in einer Stapelrichtung (3) aufeinander gestapelte Stapeleinheiten (1) aufweisende Befeuchtungseinrichtung (2) zum Befeuchten eines ersten Fluids mittels eines zweiten Fluids, - mit einer Anordnung (6), welche eine Membran (4) und zwei Klebebänder (7) aufweist, - wobei die Membran (4) zwei voneinander abgewandte Flachseiten (5) aufweist, über welche die Fluide im Betrieb Feuchtigkeit austauschen, - mit einem durchströmbaren und mit der Membran (4) verbundenen Abstandshalter (8) zum Beabstanden der Membran (4) zur Membran (4) einer in Stapelrichtung (3) benachbarten Stapeleinheit (1), - wobei die Klebebänder (7) an zwei gegenüberliegenden Randbereichen (9) zumindest einer der Flachseiten (5) der Membran (4) angeordnet sind.Stacking unit (1) for a moistening device (2) having a plurality of stacking units (1) stacked on top of one another in a stacking direction (3) for moistening a first fluid by means of a second fluid, - with an arrangement (6) which has a membrane (4) and two adhesive tapes (7), - the membrane (4) having two flat sides (5) facing away from one another, via which the fluids exchange moisture during operation, - with a spacer (8) through which fluid can flow and which is connected to the membrane (4) for spacing the membrane (4) from the membrane (4) of a stacking unit (1) that is adjacent in the stacking direction (3), - The adhesive tapes (7) being arranged on two opposite edge regions (9) of at least one of the flat sides (5) of the membrane (4).

Stapeleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapeleinheit (1) derart ausgestaltet ist, dass Stapeleinheit (1) in Stapelrichtung (3) zumindest einem der Randbereiche (9) benachbart mittels wenigstens eines der Klebebänder (7) klebend ist.stacking unit after claim 1 , characterized in that the stacking unit (1) is designed such that the stacking unit (1) is adhesive in the stacking direction (3) adjacent to at least one of the edge regions (9) by means of at least one of the adhesive tapes (7).

Stapeleinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (6) an den Randbereichen (9) jeweils eine Tasche (10) bildet, welche den Abstandshalter (8) randseitig umgeben und in welchen der Abstandshalter (8) angeordnet ist.stacking unit after claim 1 or 2 , characterized in that the arrangement (6) at the edge regions (9) in each case forms a pocket (10) which surrounds the spacer (8) at the edge and in which the spacer (8) is arranged.

Stapeleinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (8) in zumindest einer der Taschen (10) lose angeordnet ist.stacking unit after claim 3 , characterized in that the spacer (8) is arranged loosely in at least one of the pockets (10).

Stapeleinheit nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Taschen (10) von einem zugehörigen der Klebebänder (7) gebildet ist, wobei das Klebeband (7) zum Ausbilden der Tasche (10) umgeschlagen, insbesondere gefalzt, ist.Stacking unit according to one of claims 3 or 4 , characterized in that at least one of the pockets (10) is formed by an associated one of the adhesive tapes (7), the adhesive tape (7) being folded over, in particular folded, to form the pocket (10).

Stapeleinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Taschen (10) von der Membran (4) gebildet ist, wobei die Membran (4) zum Ausbilden der Tasche (10) seitlich umgeformt ist.Stacking unit according to one of claims 3 until 5 , characterized in that at least one of the pockets (10) is formed by the membrane (4), the membrane (4) being deformed laterally to form the pocket (10).

Stapeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Klebebänder (7) einseitig klebend und umgeschlagen ist, derart, dass durch das Umschlagen eine klebende Seite (11) des Klebebands (7) zwei in Stapelrichtung (3) voneinander abgewandte Klebeabschnitte (13) bildet.Stacking unit according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that at least one of the adhesive tapes (7) is adhesive on one side and folded over in such a way that by folding over an adhesive side (11) of the adhesive tape (7) forms two adhesive sections (13) facing away from one another in the stacking direction (3).

Stapeleinheit nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband (7) durch das Umschlagen die Tasche (10) bildet.stacking unit after claim 5 and 7 , characterized in that the adhesive tape (7) forms the pocket (10) by folding it over.

Stapeleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Klebebänder (7) beidseitig klebend ist.Stacking unit according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that at least one of the adhesive tapes (7) is adhesive on both sides.

Befeuchtungseinrichtung (2) zum Befeuchten eines ersten Fluids mittels eines zweiten Fluids, insbesondere für ein Brennstoffzellensystem (21), - wobei durch die Befeuchtungseinrichtung (2) ein erster Strömungspfad (15) für das erste Fluid und ein vom ersten Strömungspfad (15) getrennter zweiter Strömungspfad (16) für das zweite Fluid führen, - mit mehreren Stapeleinheiten (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, welche in Stapelrichtung (3) aufeinanderfolgend angeordnet sind, sodass zwischen einander in Stapelrichtung (3) zugewandten Flachseiten (5) aufeinanderfolgender Membrane (4) jeweils ein Abstandshalter (8) angeordnet ist, durch welchen einer der Strömungspfade (15, 16) führt, - wobei in Stapelrichtung (3) aufeinanderfolgende Stapeleinheiten (1) relativ zueinander um eine parallel zur Stapelrichtung (3) verlaufende Achse (14) verdreht angeordnet sind, sodass der erste Strömungspfad (15) und der zweite Strömungspfad (16) entlang der Stapelrichtung (3) abwechselnd durch den jeweiligen Abstandshalter (8) führen.Humidifying device (2) for humidifying a first fluid by means of a second fluid, in particular for a fuel cell system (21), - the humidifying device (2) providing a first flow path (15) for the first fluid and a second flow path (15) separate from the first Lead flow path (16) for the second fluid - with a plurality of stacking units (1) according to one of Claims 1 until 9 which are arranged one after the other in the stacking direction (3), so that a spacer (8) through which one of the flow paths (15, 16) leads is arranged between flat sides (5) of successive membranes (4) facing one another in the stacking direction (3), - stacking units (1) following one another in the stacking direction (3) being arranged rotated relative to one another about an axis (14) running parallel to the stacking direction (3), so that the first flow path (15) and the second flow path (16) along the stacking direction (3 ) alternately through the respective spacer (8).