[发明专利]加湿器以及机动车

说明书

本发明涉及一种用于燃料电池装置(1)的加湿器(6)，其带有多个流场框架(8)，在流场框架之间相应布置有加湿器膜片(9)。多个与流场框架(8)相同地形成的冷却‑流场框架(10)形成集成的增压空气冷却器(5)，在冷却‑流场框架之间相应布置有分离板(11)。本发明此外涉及一种具有带有集成的增压空气冷却器(5)的加湿器(6)的机动车。

技术领域

本发明涉及一种用于燃料电池装置的加湿器，其带有多个流场框架(Flussfeldrahmen)，在流场框架之间相应布置有加湿器膜片。本发明此外涉及一种机动车。

背景技术

通常应用加湿器以便可在带有不同湿气含量的两个气态的介质中引起湿气传递到较干燥的介质上。这样的气体/气体-加湿器尤其应用在燃料电池装置中，在其中在阴极回路(Kathodenkreislauf)中为了供给燃料电池堆的阴极室将带有包含在其中的氧气的空气压缩，从而存在相对温暖的且干燥的压缩空气，其湿度不足以使用在用于膜片电极单元的燃料电池堆中。通过将其引导经过对于水蒸气可透过的膜片(其另一侧以来自燃料电池堆的潮湿的废气来扫过)处，将用于燃料电池堆的由压缩机提供的干燥的空气加湿。为了调节待输送到燃料电池堆的阴极室的空气，其调温也是必需的，对此通常使用定位在压缩机之后的增压空气冷却器(Ladeluftkuehler)。加湿器和增压空气冷却器是较大的部件，其促使对于燃料电池装置必需的结构空间显著增大并且限制燃料电池装置的效率，因为存在较高的热损失。

在文件US 2015/0004504 A1中公开了一种用于燃料电池的集成的气体管理装置，其具有加湿器以及热交换器，热交换器布置在加湿器芯的第一端部处。

发明内容

本发明目的在于将开头所提到的类型的加湿器修改成使得可减小燃料电池系统的复杂度。此外目的是提供一种改善的机动车。

该目的通过带有权利要求1的特征的加湿器以及通过带有权利要求10的特征的机动车来实现。带有本发明的适宜的改进方案的有利的设计方案在从属权利要求中来说明。

根据本发明的加湿器特征在于，多个与流场框架相同地形成的冷却-流场框架(在其之间相应布置有分离板)形成集成的增压空气冷却器。一方面由此实现可显著减小结构空间需求，因为增压空气冷却器集成到加湿器中、即与其联合。此外，除了提高集成度之外还提高了在加湿器加增压空气冷却器的总系统中相同零件(Gleichteil)的数量，因为其作为增压空气冷却器的冷却-流场框架与加湿器的流场框架相同地形成、即实现相同零件的生产，接下来首先将其分布到加湿器和增压空气冷却器上并且然后进行关联和命名为流场框架或冷却-流场框架。

此外，如果在布置在堆中的流场框架与布置在堆中的冷却-流场框架之间设置有联结板(Kopplungsplatte)，是优选的。设置在流场框架与冷却-流场框架之间的联结板实现在相应的构件中流动引导的优化，使得虽然存在流场框架和冷却-流场框架的相同构造，但是可相应于其目的不同地流过其。

那么在此提出，联结板无流场地构造有与流场框架相同的横截面并且具有连续的、用于干燥的空气的将流场框架和冷却-流场框架相联结的干燥空气线路(Trockenluftleitung)。与流场框架和冷却-流场框架相同的横截面确保可将联结板集成到由其形成的堆中，其中，除了遵循横截面之外，不必还复制在联结板中流场框架的厚度；联结板可具有与流场框架不同的、尤其提高的厚度。那么这尤其易于使联结板可构造侧向的冷却剂接口，其带有用于将冷却剂导引通过至冷却-流场框架的冷却剂线路，并且联结板具有侧向的空气出口用于潮湿的空气在流场框架的空气线路中导引通过之后排出。

为了加湿器的功能方式，需要在每个加湿器膜片的两侧上布置有密封件。在每个分离板的两侧上也布置有相同地形成的密封件，从而由此继续提高相同零件的数量并且可在生产中和在装配中利用有利的规模效应(Skalierungseffekt)。

此外设置成，分离板由金属或金属合金形成，以便如此保证在冷却-流场框架中的流动的可靠分离与良好的热交换。