專利名稱：溫度濕度交換器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用從高溫的濕潤氣體通過透濕水分的透濕膜傳遞的熱和水分來加熱加濕低溫干燥氣體的溫度濕度交換器，特別是涉及利用從燃料電池的排出氣體傳遞的熱和水分來加熱加濕未反應氣體的燃料電池用的溫度濕度交換器。
背景技術：
現有的溫度濕度交換器具有框體的上下方向交替氣密地重疊著框體和透濕膜、相對于外部氣密封的疊層體，所述框體在包圍在具有氣體流入口和流出口的周框中的上下方向開放的內部空間。在上下重疊的一方的框體側設置嵌合凸部，在另一方的框體側設置嵌合凹部，配合嵌合凸部和嵌合凹部來確保氣密封性。并且，在疊層體的4個側面中，將一個側面?zhèn)茸鳛闈駶櫄怏w的流入口側，將對向的側面?zhèn)茸鳛槠淞鞒隹趥龋硗?，將另一方的一個側面?zhèn)茸鳛楦稍餁怏w的流入口側，將與其對向的側面?zhèn)茸鳛槠淞鞒隹趥?。在該疊層體的4個側面設置了各自相對應的給排氣體的給排用歧管。給排用歧管由長方體構成，是一面開放的氣體歧管，經由墊圈將由疊層體的突出部構成的密封面壓接在開放面上，既保持著氣體的氣密性又連接歧管內部和與其連接的疊層體內的內部空間。
但是，疊層體側的密封面是接合嵌合凹凸部的面，有平滑性差且難以確保良好的密封性的問題。此外，需要給排用歧管及給排用歧管的緊固機構，作為整體，存在高價的問題(例如，參照專利文獻1)。
因此，提出了一種在使氣體的流動為對流形式的同時，采用在氣體分離器中設置了氣體歧管的內部歧管方式的溫度濕度交換器。氣體分離器由形成外周的密封部的框體和形成氣體通路的網狀金屬板構成。并且，溫度濕度交換器在氣體分離器的上下配置透濕膜，進一步由在其上下配置了氣體分離器的疊層體構成，通過透濕膜，在濕潤氣體與干燥氣體之間進行熱與水分的交換。在內部歧管方式中，由于在氣體分離器自身中設置了氣體歧管，因此，不需要歧管與疊層體之間的密封。
但是，氣體歧管與透濕膜雖然被圍繞氣體歧管的框體的表面及網狀金屬板的表面與透濕膜之間氣密封，但由于框體和網狀金屬板的尺寸的階梯差或彈性及熱膨脹等的材料的差異，有密封不充分的問題。此外，由于由金屬或高分子構成的網狀金屬板表面不平滑，因此進一步存在氣密封差的問題。若通過設置能夠確保平滑性的密封用薄板來解決該問題，就另外需要密封用薄板，同時結構變復雜，因此，存在高價的問題。
在此，用與框體成一體的密封部圍繞氣體歧管，利用密封部與透濕膜之間來密封氣體歧管。此外，氣體分離器設置了從氣體歧管向網狀金屬板連通的暗渠作為導入口(例如，參照專利文獻2)。
專利文獻1特開2003-314983號公報專利文獻2特開2000-164229號公報發(fā)明內容發(fā)明所要解決的問題但是，利用樹脂形成法很難廉價地批量生產設有垂直于氣體分離器的層疊方向的暗渠的氣體分離器。即，在樹脂形成法中，準備能夠在成形物的一個方向上分割的分型模，在該模具中注入液狀的樹脂，固化后分開模具取出成形物。因此，很難在氣體分離器用的模具中制作與垂直于氣體分離器的層疊方向的暗渠相當的部分。因此，由于在后加工中必須要加工暗渠，故有成本高的問題。
此外，需要將對于氣體分離器的層疊方向的圍繞暗渠的密封部的厚度設置在規(guī)定值以上，以便能夠起到密封的功能。例如，為了將壓力損耗抑制在允許壓力以下，將截面為矩形的暗渠的層疊方向的高度設為1.5mm，為了使得不因施加在與透濕膜之間的壓力而引起大的變形，將厚度方向的密封部的厚度的規(guī)定值設為1.25mm，因此，氣體分離器的厚度為4mm。由于氣體分離器的網狀金屬板的厚度也同樣是4mm，因此，濕潤氣體中的水分向透濕膜的物質移動阻力大，同時熱阻也大。因此，存在不能夠充分提高干燥氣體的露點的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種在可靠地氣密封氣體歧管的同時，輸出高壓力且高露點的氣體的廉價的溫度濕度交換器。
用于解決課題的手段本發(fā)明涉及的溫度濕度交換器具有透濕水分的透濕膜、流過低溫的干燥氣體的干燥氣體分離器和流過高溫的濕潤氣體的濕潤氣體分離器，按照上述透濕膜、上述干燥氣體分離器、上述透濕膜、上述濕潤氣體分離器的順序反復層疊，在該溫度濕度交換器中，上述干燥氣體分離器和上述濕潤氣體分離器具有框體；多個通路，所述通路被并排排列在上述框體所圍繞的中央部分中的隔板分隔，在上述層疊方向上開口；供給流動的氣體的第一給氣歧管和排出流動的氣體的第一排氣歧管，所述第一給氣歧管和第一排氣歧管在上述層疊方向上貫通分別與上述多個通路的兩端部相鄰的上述框體的部位；兩個集約連通溝，在上述層疊方向上貫通上述框體，同時，去除上述框體，以便分別連通上述多個通路的兩端部與上述第一給氣歧管和上述第一排氣歧管；第一上面密封形成板和第一下面密封形成板，在與上述第一給氣歧管相接的同時，在層疊方向上跨越一方的上述集約連通溝按兩段架橋，與上述透濕膜相接的面和上述透濕膜與上述框體相接的面位于同一平面上，在上述層疊方向上將一方向另一方投影時錯開；第二上面密封形成板和第二下面密封形成板，在與上述第一排氣歧管相接的同時，在層疊方向上跨越另一方的上述集約連通溝按兩段架橋，與上述透濕膜相接的面和上述透濕膜與上述框體相接的面位于同一平面上，在上述層疊方向上將一方向另一方投影時錯開；第二排氣歧管和第二給氣歧管，在相對于上述第一給氣歧管和上述第一排氣歧管分別相鄰并列的上述層疊方向上貫通，上述干燥氣體分離器的第一給氣歧管、第一排氣歧管、第二給氣歧管和第二排氣歧管按這樣的方式構成，即，通過設置在上述透濕膜上的貫通孔，分別與上述濕潤氣體分離器的第二給氣歧管、第二排氣歧管、第一給氣歧管和第一排氣歧管相重疊。
發(fā)明的效果本發(fā)明涉及的溫度濕度交換器的效果在于，由于可靠地確保氣體分離器與透濕膜之間的氣密封的密封形成板僅在受壓力損耗支配的導入口部分、即集約連通溝的單側有塞，因此，即使設置了密封形成板，壓力損耗也不會極端地變大。因此，由于能夠抑制到與現有技術相同的壓力損耗以下并使氣體分離器的厚度變薄，因此，通路的高度變小，結果，流經通路的氣體的流速變大，能夠大幅度地改善熱和水分的移動性能。


圖1是根據本發(fā)明的實施方式1的溫度濕度交換器的側面圖。
圖2是實施方式1的溫度濕度義換器的正視圖。
圖3是實施方式1的溫度濕度交換疊層體的部分剖面圖。
圖4是實施方式1的溫度濕度交換疊層體的干燥氣體分離器的平面圖。
圖5是圖4的詳細平面圖和部分剖面圖。
圖6是示出溫度濕度交換器的設置狀況的圖。
圖7是示出干燥氣體、濕潤氣體的溫度與濕度的變化狀況的圖。
圖8是示出實施方式1和比較例的溫度濕度交換器的蒸氣的移動性能的測定結果的圖。
圖9是根據本發(fā)明的實施方式2的溫度濕度交換器的集約連通溝的剖面圖。
具體實施例方式
實施方式1圖1是根據本發(fā)明的實施方式1的溫度濕度交換器的側面圖。圖2是實施方式1的溫度濕度交換器的上平面圖。圖3是溫度濕度交換單元的部分剖面圖。圖4是溫度濕度交換單元的干燥氣體分離器的平面圖。圖5、圖6是圖4的三個截面的剖面圖。再有，在以下的說明中，將干燥氣體作為接近于常溫且相對濕度接近于零的氣體來進行說明。此外，將濕潤氣體作為例如溫度在70℃以上且相對濕度在90％以上的與干燥氣體同一種類的氣體進行說明。例如是作為固體高分子型燃料電池的氧化劑氣體的空氣氣體。
如圖1和圖2所示，實施方式1的溫度濕度交換器具有層疊了多個溫度濕度交換單元1的溫度濕度交換疊層體2、從兩面夾持該溫度濕度交換疊層體2的入口保持板3和出口保持板4、固定在入口保持板3上的干燥氣體輸入歧管5和濕潤氣體輸出歧管6、固定在出口保持板4上的干燥氣體輸出歧管7和濕潤氣體輸入歧管8、用入口保持板3和出口保持板4夾緊固定溫度濕度交換疊層體2的螺栓9和螺母10。溫度濕度交換疊層體2垂直于層疊方向的截面是長方形，長邊的尺寸是32cm，短邊的尺寸是15cm。
入口保持板3和出口保持板4是與溫度濕度交換疊層體2的截面相同形狀的長方形，沿著短邊設有2個在厚度方向上貫通的孔11。干燥氣體輸入歧管5和濕潤氣體輸出歧管6分別與入口保持板3的2個孔11連通，形成氣體通路。此外，干燥氣體輸出歧管7和濕潤氣體輸入歧管8分別與出口保持板4的2個孔11連通，形成氣體通路。入口保持板3和出口保持板4可由不銹鋼形成，長邊32cm，矩邊15cm，厚度1cm。
下面，參照圖3，對溫度濕度交換單元1進行說明。溫度濕度交換單元1具有能夠透濕水分的透濕膜12、從兩側夾持該透濕膜12的干燥氣體分離器13和濕潤氣體分離器14。反復層疊透濕膜12、干燥氣體分離器13、透濕膜12和濕潤氣體分離器14，構成溫度濕度交換疊層體2。在溫度濕度交換疊層體2的層疊方向的兩端，在干燥氣體分離器13或濕潤氣體分離器14上層疊著入口保持板3和出口保持板4。
透濕膜12是介于高溫的濕潤氣體與低溫的干燥氣體之間且能夠透濕水分的膜，主要由多孔質的聚四氟乙烯(PTFE)樹脂構成，透濕膜12的厚度是大約100μm。
干燥氣體分離器13和濕潤氣體分離器14的材質例如是對聚苯硫(PPS)樹脂，由樹脂成形法成形。例如，準備能夠在干燥氣體分離器13和濕潤氣體分離器14中共同的層疊方向上分割的分型模，在該模具中注入液狀的PPS樹脂，固化后分割模具并取出成形物。干燥氣體分離器13和濕潤氣體分離器14的形狀是長方體，長邊是32cm，短邊是15cm，厚度是2.75mm。
下面，參照圖4、圖5、圖6，對干燥氣體分離器13進行說明。圖5是垂直于干燥氣體分離器13的通路22的流通方向的M-M截面的剖面圖。圖6(a)是垂直于上面密封部30和下面密封部31的流通方向的P-P截面的剖面圖。圖6(b)是平行于沿著通路的流通方向的N-N截面的剖面圖。再有，濕潤氣體分離器14相對于干燥氣體分離器13存在以短邊的中心線為中心線的線對稱的關系，故標記相同的號碼并省略說明。
如圖4所示，干燥氣體分離器13是長方形，設置有框體21，該框體21由沿著長邊17a、17b的側框體18a、18b和沿著短邊19a、19b的端框體20a、20b構成。框體21的厚度是2.75mm。
另外，在包圍在框體21中的中央部分的框體21縱向的中央部設置平行于長邊17a、17b的通路22。另外，在側框體18a內側的側面設定相距相當于通路22長度的間隔的支持點A1和支持點A2。此外，在側框體18b內側的側面設定相距相當于通路22長度的間隔的支持點A3和支持點A4。在該支持點A1與支持點A3之間，在層疊方向上橋架著兩段隔板支持桿23a、23b(圖6(b))。此外，在該支持點A2與支持點A4之間，在層疊方向上橋架著兩段隔板支持桿23c、23d(圖6(b))。層疊方向的上段的隔板支持桿23a、23c的層疊方向的上表面與側框體18a、18b、端框體20a、20b的層疊方向的上表面位于同一平面上。此外，層疊方向的下段的隔板支持桿23b、23d的層疊方向的下表面與側框體18a、18b、端框體20a、20b的層疊方向的下表面位于同一平面上。隔板支持桿23a、23b、23c、23d的層疊方向的厚度是1mm。此外，隔板支持桿23a、23b、23c、23d的縱向的寬度是1.5mm。
另外，在隔板支持桿23a、23b上，在八等分支持點A1與支持點A3之間的位置上設定支持點B1～支持點B7、支持點C1～支持點C7(圖5)。此外，在隔板支持桿23c、23d上，在八等分支持點A2和支持點A4之間的位置上設定支持點D1～支持點D7、支持點E1～支持點E7(未圖示)。并且，隔板24a是長方體，相當于通路22的長度的長邊是20cm，相當于通路22的高度的短邊是2.75mm，分割通路22的厚度是1mm。由支持點B1、支持點C1、支持點D1、支持點E1支持著其長邊的4個角，隔板24a在干燥氣體分離器13的短邊方向上分割通路22。同樣地，從4個角支持在支持點B2、支持點C2、支持點D2、支持點E2上的隔板24b到4個角支持在支持點B7、支持點C7、支持點D7、支持點E7上的隔板24g與隔板24a平行地設置。再有，在集中示出7個隔板24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g時表示為隔板24。層疊方向的隔板24的上長端面25a(圖5)與側框體18a、18b、端框體20a、20b的層疊方向的上表面位于同一平面上。此外，下長端面25b(圖5)與側框體18a、18b、端框體20a、20b的層疊方向的下表面位于同一平面上。并且，使隔板24的形狀形成為通路22被隔板24和層疊在層疊方向的上方下方的透濕膜12包圍著。
再有，為了防止透濕膜12的下垂，優(yōu)選用例如幾個毫米～10毫米的間距寬支持透濕膜12。因此，在通路22上配置了7個隔板24。
另外，干燥氣體分離器13在其長邊方向的端部設置有在層疊方向上貫通的第一干燥氣體給氣歧管27。此外，以干燥氣體分離器13的中心點為中心，在對于第一干燥氣體給氣歧管27呈180度點對稱的位置上設置有層疊方向上貫通的第一干燥氣體排氣歧管28。
另外，如圖4和圖6(a)所示，干燥氣體分離器13在圍繞第一干燥氣體給氣歧管27的層疊方向上設置有上下段的上面密封部30和下面密封部31(圖6)。上面密封部30由包圍靠近干燥氣體分離器13的層疊方向的上表面的第一干燥氣體給氣歧管27周圍的側框體18a、端框體20a和橋架在側框體18a與端框體20a之間的上面密封形成板32構成。上面密封形成板32的層疊方向的上表面與側框體18a和端框體20a的層疊方向的上表面位于同一平面上，上面密封形成板32的層疊方向的厚度是1mm。此外，下面密封部31由包圍靠近干燥氣體分離器13的層疊方向的下表面的第一干燥氣體給氣歧管27周圍的側框體18a、端框體20a和橋架在側框體18a與端框體20a之間的下面密封形成板33構成。下面密封形成板33的層疊方向的下表面與側框體18a、端框體20a的層疊方向的下表面位于同一平面上，厚度是1mm。上面密封形成板32和下面密封形成板33被設置在向層疊方向投影時不重疊的位置上。
這樣，通過壓接從上方層疊的透濕膜12和包圍第一干燥氣體給氣歧管27的上面密封部30，氣密封第一干燥氣體給氣歧管27。另外，通過壓接從下方層疊的透濕膜12和包圍第一干燥氣體給氣歧管27的下面密封部31，氣密封第一干燥氣體給氣歧管27。從而，在透濕膜12與上面密封部30及下面密封部31之間沒有階梯差及材料的差異，得到良好的密封性。
此外，由于上面密封形成板32和下面密封形成板33分別對于氣體向下表面和上表面流動的方向帶有錐度，因此，能夠擴大通路截面積，同時能夠降低通路阻力，能夠降低壓力損耗。
另外，如圖4和圖6(b)所示，干燥氣體分離器13設置有集約連通溝36和集約連通溝37，所述集約連通溝36連通第一干燥氣體給氣歧管27和通路22的一個端部，從第一干燥氣體給氣歧管27向通路22供給流動的干燥氣體，所述集約連通溝37連通通路22的另一端部和第一干燥氣體排氣歧管，從通路22向第一干燥氣體排氣歧管28排出流動的干燥氣體。上面密封形成板32和下面密封形成板33分別設定跨越集約連通溝36并四等分側框體18a和端框體20a之間的長度的支持點F1～支持點F3、支持點G1～支持點G3。并且，支持壁39a是長方體，由4個支持點B2、支持點C2、支持點F1、支持點G1支持4個角，分割集約連通溝36。再有，在統(tǒng)一稱呼3個支持壁39a、39b、39c時稱作支持壁39。支持壁39的層疊方向的上端面40a與側框體18a的層疊方向的上表面位于同一平面上。此外，支持壁39的層疊方向的下端面40b與側框體18a的層疊方向的下表面位于同一方向上。
再有，在通路22上配置了7個隔板24，但集約連通溝36、37的寬度比通路22窄，因此，在集約連通溝36、37上配置了3個支持壁39。此外，由于支持壁39與隔板24連接，因此，從第一干燥氣體給氣歧管27到第一干燥氣體排氣歧管28沒有階梯地支持著透濕膜12。
另外，在第一干燥氣體排氣歧管28的周圍也同樣地設置了第二上面密封形成板34和第二下面密封形成板35。
這樣，由于在集約連通溝36、37上分別設置了3個支持壁39，因此，加強了比厚度2.75mm的側框體18a、18b和端框體20a、20b強度弱的厚度1mm的上面密封形成板32、34和下面密封形成板33、35。
另外，干燥氣體分離器13以沿著短邊19a與第一干燥氣體給氣歧管27相鄰并由第二濕潤氣體排氣歧管42貫通、沿著短邊19b與第一干燥氣體排氣歧管28相鄰并由第二濕潤氣體給氣歧管43貫通的方式設置。
另外，干燥氣體分離器13沿著外周設置了螺孔45，螺栓9貫通在螺孔45中，從螺栓9的兩端部用螺母10螺緊固定。該第一干燥氣體給氣歧管27、第一干燥氣體排氣歧管28、第二濕潤氣體排氣歧管42和第二濕潤氣體給氣歧管43以干燥氣體分離器13的中心點為中心，分別設置在180度點對稱的位置上。
再有，面向通路22和集約連通溝36、37的透濕膜12的部分有效地幫助溫度交換和濕度交換。
另一方面，使?jié)駶櫄怏w分離器14按下述方式設置，當通過透濕膜12在干燥氣體分離器13上重疊未圖示的第二通路、第一濕潤氣體給氣歧管、第一濕潤氣體排氣歧管、第二干燥氣體給氣歧管和第二干燥氣體排氣歧管時，與第一通路22、第二濕潤氣體給氣歧管43、第二濕潤氣體排氣歧管42、第一干燥氣體給氣歧管27、第一干燥氣體排氣歧管28相重疊。并且，濕潤氣體分離器14與將干燥氣體分離器13向短邊方向翻過來的樣子相同。
這樣，由于干燥氣體分離器13和濕潤氣體分離器14具有相對于短邊方向翻過來的關系，能夠使用共同的模具進行樹脂成形，因此，模具僅是一個，成本廉價。此外，由于是相同部件，故只需要很少的管理工時等就夠了。
此外，在集約連通溝36、37中，干燥氣體分離器13的支持壁39和濕潤氣體分離器14的支持壁39交叉，能夠用更少的支持壁39有效地支持透濕膜12。
此外，透濕膜12設置了未圖示的貫通孔，該貫通孔位于在與干燥氣體分離器13重疊時與第一干燥氣體給氣歧管27、第一干燥氣體排氣歧管28、第二濕潤氣體排氣歧管42和第二濕潤氣體給氣歧管43重疊的位置上。
此外，如圖3所示，用干燥氣體分離器13的隔板24的上端面25a和濕潤氣體分離器14的隔板的下端面及干燥氣體分離器13的隔板24的下端面25b和濕潤氣體分離器14的隔板的上端面支持透濕膜12。
如圖6所示地配置這樣構成的溫度濕度交換器。即，層疊成透濕膜12的法線向著上下方向水平地配置，隨之干燥氣體分離器13和濕潤氣體分離器14也水平地與透濕膜12相接觸。
此外，使輸入保持板3與最下層的溫度濕度交換單元元1相接觸地層疊，使輸出保持板4與最上層的溫度濕度交換單元1相接觸地層疊。
下面，參照圖4和圖6，對使用根據該實施方式1的溫度濕度交換器從濕潤氣體向干燥氣體傳遞水分和熱量的情況進行說明。從干燥氣體輸入歧管5供給干燥氣體，經由輸入保持板3的孔11，流向設置在干燥氣體分離器13上的第一干燥氣體給氣歧管27。另外，使干燥氣體通過干燥氣體分離器13的集約連通溝36向第一通路22流動，從集約連通溝37導入到第一干燥氣體排氣歧管28中。并且，從第一干燥氣體排氣歧管28經由輸出保持板4的孔11流向干燥氣體輸出歧管7。將該干燥氣體供給到燃料電池。
伴隨著由氫與氧的反應而產生的水和質子，供給到燃料電池中的干燥氣體被由離子交換膜傳遞的水潤濕，另外，被氫與氧的反應所產生的反應熱加熱，作為濕潤氣體被排出。這樣，濕潤氣體與干燥氣體相比，溫度高且濕度也高。
從濕潤氣體輸入歧管8供給該濕潤氣體，經由輸出保持板4的孔11，向設置在濕潤氣體分離器14上的第一濕潤氣體給氣歧管引入。另外，從濕潤氣體分離器14的集約連通溝36在第二通路中流過濕潤氣體，從集約連通溝37導入到第一濕潤氣體排氣歧管中。并且，從第一濕潤氣體排氣歧管經由輸入保持板3的孔11導向濕潤氣體輸出歧管6，排出到外部。
并且，干燥氣體和濕潤氣體隔著透濕膜12、平行于干燥氣體分離器13和濕潤氣體分離器14的長邊對流，在第一通路22和第二通路內流動。
對于這樣構成的溫度濕度交換器，計測蒸氣的移動性能。作為與氣體通路的高度的關系，在圖8中示出了其結果。同時，作為比較例，準備日本特開2000-164229號公報中記載的溫度濕度交換器，同樣地計測了蒸氣的移動性能。這些溫度濕度交換器同樣地是1kW級。
該實施方式1的溫度濕度交換器中的蒸氣移動性能是0.05(立升/分鐘·cm2·atm)，比較例的蒸氣的移動性能是0.035(立升/分鐘·cm2·atm)，因此，大致能夠改善了7成。此外，壓力損耗在實施方式1中是0.82(Pa)，與此相對，在比較例中是0.81(Pa)，大致相同。
該結果中，由于蒸氣的移動性能與通路的高度成反比，因此，可以根據減小了通路的高度來說明增大了蒸氣的移動性能。此外，有關壓力損耗，在實施方式1中，在集約連通溝上設置了密封形成板，使得僅向氣體流動的方向塞住單方向的開口，與此相對，由于在比較例中在氣體歧管與通路之間介有暗渠而引起了差異。另外，這表示出了若現有的蒸氣的移動性能良好，就可以將透濕膜的面積削減大致4成。
這樣的溫度濕度交換器由于圍繞氣體歧管設置了平坦地與透濕膜相接觸的密封部，因此，可靠地密封了氣體歧管。同時，由于確保氣體分離器與透濕膜之間氣密封的密封形成板僅在受壓力損耗支配的導入口部分、即集約連通溝的單側有塞，因此，即使設置了密封形成板，壓力損耗也不增大。
此外，即使氣體分離器的厚度很薄，但由于設置了集約連通溝，因此，來自給氣和排氣歧管的導入口部分中的壓力損耗也不大。并且，通過抑制在規(guī)定的壓力損耗以下并同時使氣體分離器的厚度很薄，通路的高度就變小，其結果，流向通路的氣體的流速就變大，因此，能夠大幅度地改善熱和水分的移動性能。這樣，就能夠提高輸出的氣體的露點，同時能夠增大氣體壓力。
此外，由于通過支持壁連結上面密封形成板和下面密封形成板，因此，就成為結合上面密封形成板和下面密封形成板的大的剛性，由密封部進一步可靠地氣密封透濕膜。
此外，利用干燥氣體分離器與濕潤氣體分離器的隔板從兩面支持透濕膜，能夠防止伴隨著氣體流動的透濕膜的波動等，其結果，能夠預防氣體流動的紊流，因此能夠減少壓力損耗。
此外，由于隔板和支持壁被連接起來，因此，結合它們的剛性變大，同時從給氣歧管到排氣歧管沒有階梯，因此，能夠進一步可靠地支持透濕膜。
此外，由于設置了比寬度寬的通路多的隔板，因此，能夠防止伴隨著氣體流動的透濕膜的波動等，其結果，能夠預防氣體流動的紊流，因此能夠減少壓力損耗。
此外，氣體分離器從上方看沒有重疊部分，使用一般的二分型模具就能廉價地樹脂成形氣體分離器。該情況下，可一體成形上面密封形成板、下面密封形成板、支持壁、隔板、隔板支持桿等全部分。并且，僅準備氣體分離器和透濕膜，就能夠形成溫度濕度交換器的疊層體的主要部分，能夠實現大幅度的成本降低。
實施方式2圖9是根據本發(fā)明的實施方式2的溫度濕度交換器的干燥氣體分離器的集約連通溝的剖面圖。該實施方式2的溫度濕度交換器與實施方式1的溫度濕度交換器的不同之處僅在于，跨越集約連通溝橋架的上面密封形成板和下面密封形成板的配置位置，其他相同，因此省略相同部分的說明。
如圖9所示，將在干燥氣體分離器13的層疊方向上橋架為上下兩段的上面密封形成板50和下面密封形成板51，被配置成向層疊方向看投影上一部分重疊，在該重疊部分的一部分上，在氣體流動的方向上設有錐度。通過設置該錐度，該部分的水力等效直徑依次變小，因此，不會引起急劇的壓力損耗。
由于這樣的溫度濕度交換器被配置成向層疊方向看上下的密封形成板一部分重疊，因此，在向層疊方向看與上下密封形成板鄰近的位置上接觸透濕膜，能夠從上下可靠地氣密封。
再有，在實施方式1中，支持壁和隔板被連接起來，但也可以分離開。此外，也可以是不配設支持壁從而被分隔的一個集約連通溝。此外，也可以利用一般的結構強度計算適當地決定支持壁的配設間隔。此外，隔板的配設間距和寬度不限于該實施方式1，也可以根據透濕膜的強度、式樣來適當決定。此外，也可以在隔板的一部分上設置切口，設置與利用相鄰的隔板區(qū)分的通路部分的氣體相互適當混合的地方。此外，也可以通過在通路內設置引起紊流的部位，來進行均質的物質移動和物質移動的促進。
此外，舉例示出了在層疊方向上同時橋架兩段隔板支持桿23a和隔板支持桿23b、及隔板支持桿23c和隔板支持桿23d，但也可以分別僅是單面。此外，也可以配置成在層疊方向上投影隔板支持桿23a和隔板支持桿23b、隔板支持桿23c和隔板支持桿23d的情況下分別相互錯開。這樣，在樹脂成形分離器時成形變得容易。
權利要求
1.一種溫度濕度交換器，具有透濕水分的透濕膜、流過低溫的干燥氣體的干燥氣體分離器和流過高溫的濕潤氣體的濕潤氣體分離器，按照上述透濕膜、上述干燥氣體分離器、上述透濕膜、上述濕潤氣體分離器的順序反復層疊，其特征在于，上述干燥氣體分離器和上述濕潤氣體分離器具有框體；多個通路，所述通路被并排排列在上述框體所圍繞的中央部分中的隔板分隔，在上述層疊方向上開口；供給流動的氣體的第一給氣歧管和排出流動的氣體的第一排氣歧管，所述第一給氣歧管和第一排氣歧管在上述層疊方向上貫通分別與上述多個通路的兩端部相鄰的上述框體的部位；兩個集約連通溝，在上述層疊方向上貫通上述框體，同時，去除上述框體，以便分別連通上述多個通路的兩端部與上述第一給氣歧管和上述第一排氣歧管；第一上面密封形成板和第一下面密封形成板，在與上述第一給氣歧管相接的同時，在層疊方向上跨越一方的上述集約連通溝按兩段架橋，與上述透濕膜相接的面和上述透濕膜與上述框體相接的面位于同一平面上，在上述層疊方向上將一方向另一方投影時錯開；第二上面密封形成板和第二下面密封形成板，在與上述第一排氣歧管相接的同時，在層疊方向上跨越另一方的上述集約連通溝按兩段架橋，與上述透濕膜相接的面和上述透濕膜與上述框體相接的面位于同一平面上，在上述層疊方向上將一方向另一方投影時錯開；第二排氣歧管和第二給氣歧管，在相對于上述第一給氣歧管和上述第一排氣歧管分別相鄰并列的上述層疊方向上貫通，上述干燥氣體分離器的第一給氣歧管、第一排氣歧管、第二給氣歧管和第二排氣歧管按這樣的方式構成，即，通過設置在上述透濕膜上的貫通孔，分別與上述濕潤氣體分離器的第二給氣歧管、第二排氣歧管、第一給氣歧管和第一排氣歧管相重疊。
2.如權利要求1所述的溫度濕度交換器，其特征在于，至少是下述一種情況在上述層疊方向上向包含上述第一下面密封形成板的平面上投影上述第一上面密封形成板所形成的投影像，不與上述第一下面密封形成板重疊；或者，在上述層疊方向上向包含上述第二下面密封形成板的平面上投影上述第二上面密封形成板所形成的投影像不與上述第二下面密封形成板重疊。
3.如權利要求1所述的溫度濕度交換器，其特征在于，上述干燥氣體分離器和上述濕潤氣體分離器至少設置了下述一種支持壁與上述第一上面密封形成板和上述第一下面密封形成板連接的支持壁；或者，與上述第二上面密封形成板和上述第二下面密封形成板連接的支持壁。
4.如權利要求1至3的任一項所述的溫度濕度交換器，其特征在于，與上述透濕膜相接的上述隔板的面和與上述透濕膜相接的上述框體的面位于同一平面上。
5.如權利要求3所述的溫度濕度交換器，其特征在于，至少一個上述隔板與上述支持壁連接。
6.如權利要求3所述的溫度濕度交換器，其特征在于，上述隔板比上述支持壁多。
7.如權利要求4所述的溫度濕度交換器，其特征在于，上述隔板比上述支持壁多。
8.如權利要求1至3的任一項所述的溫度濕度交換器，其特征在于，利用樹脂成形法制造上述干燥氣體分離器和上述濕潤氣體分離器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在可靠地氣密封氣體歧管的同時，輸出高壓力、高露點的氣體的廉價的溫度濕度交換器。其解決方案為，設置著圍繞供給、排出氣體的歧管的上面密封部和下面密封部。該上面密封部和下面密封部的一部分跨過集約連通溝，在層疊方向上由兩段的上面密封形成板和下面密封形成板構成。上面密封部和下面密封部的層疊方向的面是平坦的。另外，將上面密封形成板和下面密封形成板配置成在層疊方向上將一方投影到另一方上的投影與另一方錯開。
文檔編號H01M8/02GK1734820SQ20051006978
公開日2006年2月15日 申請日期2005年2月7日 優(yōu)先權日2004年2月13日
發(fā)明者松村光家, 言上佳秀, 市村英男 申請人:三菱電機株式會社