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WO2022002582A1 - Humidifier and a method for the sealing thereof - Google Patents

Humidifier and a method for the sealing thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2022002582A1
WO2022002582A1 PCT/EP2021/066126 EP2021066126W WO2022002582A1 WO 2022002582 A1 WO2022002582 A1 WO 2022002582A1 EP 2021066126 W EP2021066126 W EP 2021066126W WO 2022002582 A1 WO2022002582 A1 WO 2022002582A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing body
sealing
block
longitudinal
humidifier
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/066126
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Baumann
Dieter Goldmann
Stefan Kaiser
Sven Alexander Kaiser
Rüdiger Knauß
Aleksandar Radlovic
Daniel Rothmaier
Lukas Schikora
Martin Wabschke
Original Assignee
Mahle International Gmbh
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
Application filed by Mahle International Gmbh filed Critical Mahle International Gmbh
Publication of WO2022002582A1 publication Critical patent/WO2022002582A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08—Flat membrane modules
    • B01D63/082—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes
    • B01D63/084—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes at least one flow duct intersecting the membranes
    • B01D63/085—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes at least one flow duct intersecting the membranes specially adapted for two fluids in mass exchange flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • H01M8/04126—Humidifying
    • H01M8/04149—Humidifying by diffusion, e.g. making use of membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/04—Specific sealing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/20—Specific housing
    • B01D2313/203—Open housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/21—Specific headers, end caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/22—Membrane contactor
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a humidifier according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for sealing the humidifier.
  • a humidifier of the generic type usually comprises a housing and a membrane block which is received in the housing.
  • a humidifier can in particular be arranged in the supply air flow of a fuel cell system.
  • the fuel cell system can in particular be used to drive vehicles.
  • the housing usually has a housing body and two connection covers which close the housing body on both sides. Two air currents are passed through the humidifier, which can exchange moisture with one another. Both the two air flows and the membrane block itself are sealed from the outside. From WO 2007/020107 A1 it is known to seal the membrane block in the housing and the housing to the outside by several elastic seals. Disadvantageously, such a seal is very complex, which also increases the cost of the humidifier.
  • the object of the invention is therefore to indicate an improved or at least alternative embodiment for a humidifier of the generic type, in which the disadvantages described are overcome.
  • the membrane block in the housing and the housing should be simplified and sealed securely.
  • a corresponding method for sealing the humidifier is to be provided.
  • a humidifier can be provided for a fuel cell system, in particular for driving a vehicle.
  • the humidifier has a housing and a membrane block.
  • the housing has a housing body and two connection covers which close the housing body at its end faces arranged transversely to the longitudinal direction of the humidifier.
  • the membrane block is received in the housing and closed transversely to the longitudinal direction by two sealingly abutting end plates.
  • the humidifier has a one-piece sealing body made of a hardened adhesive mass. The sealing body seals the diaphragm block at its block corners to the housing body and the diaphragm block to the end plates to the connection covers and the connection cover to the housing body.
  • the term "the block corner of the membrane block” is related to the respective longitudinally oriented corner between two adjacent and parallel to the longitudinal direction oriented side surfaces of the membrane block.
  • the membrane block has a total of four block corners aligned in the longitudinal direction, which are formed by four abutting side surfaces of the membrane block that form an angle.
  • the term "the block corner of the membrane block” can be equated with the term "the block edge or abutting edge or edge of the membrane block”.
  • the longitudinal direction can correspond to a mounting direction of the membrane block and / or a stacking direction of the membrane block.
  • the mounting direction of the diaphragm block is the direction in which the diaphragm block is pushed into the housing body during installation.
  • the stacking direction of the membrane block is the direction in which the individual flat membranes of the membrane block are spaced apart and stacked parallel to one another.
  • the membrane block is preferably formed from a plurality of adjacent flat membranes which are arranged spaced apart from one another for the passage of the air currents.
  • the sealing body according to the invention is made in one piece and conventional elastic seals are no longer necessary. Furthermore, the sealing body is made of the hardened adhesive mass, so that the sealing body can be applied as a non-hardened adhesive mass during sealing. This simplifies the sealing of the humidifier. In this way, tolerances in the humidifier can advantageously also be compensated for.
  • the sealing body according to the invention reliably seals the membrane block to the housing body and to the connection covers and the connection covers to the housing body.
  • the humidifier is provided for exchanging moisture between a first air flow and a second air flow.
  • four air spaces are formed in the humidifier according to the invention between the membrane block and the housing body.
  • the respective air space extends transversely to the longitudinal direction between two adjacent block corners of the membrane block and between a side wall of the membrane block and a housing wall of the housing body.
  • the respective air space is limited in the longitudinal direction by two connection covers of the housing. Two of the air spaces form a first inlet duct and a first outlet duct for the first air flow and two of the air spaces form a second inlet duct and a second outlet duct for the second air flow.
  • a first inlet nozzle for the first inlet duct and first outlet nozzle for the first outlet duct can be formed on one connection cover, and a second inlet nozzle for the second inlet duct and a second outlet nozzle for the second outlet duct can be formed on the other connection cover.
  • the respective air flows can be fed into the respective ducts or into the respective air spaces via the respective connecting pieces and can be diverted from them.
  • the areas between the flat membranes of the membrane block are alternately traversed in the longitudinal direction by the first and the second air stream.
  • the sealing body comprises a longitudinal sealing area with four longitudinal seals.
  • the longitudinal seals are aligned in the longitudinal direction and seal the block corners of the diaphragm block from the housing body.
  • the sealing body comprises two plate sealing areas aligned transversely to the longitudinal direction, which seal the respective end plates of the membrane block to the respective connection covers.
  • the sealing body further comprises two cover sealing areas aligned transversely to the longitudinal direction, which seal the respective connection covers on the respective end faces of the housing body with respect to the housing body.
  • the longitudinal sealing area and the two plate sealing areas and the two cover sealing areas merge integrally into one another.
  • the air spaces can consequently be sealed from one another in the longitudinal direction.
  • the air spaces can be sealed to each other transversely to the longitudinal direction.
  • the air spaces can be sealed to the outside transversely to the longitudinal direction.
  • each longitudinal channel is formed in the housing body, which are aligned in the longitudinal direction and open inwards transversely to the longitudinal direction.
  • the respective block corner of the membrane block protrudes into the respective longitudinal channel from the inside and thereby closes the respective longitudinal channel.
  • the respective longitudinal seal of the sealing body is then in the respective longitudinal channel between the respective block corner and the Housing body arranged in a sealing manner.
  • the longitudinal channels allow the diaphragm block to be easily arranged and aligned in the housing body.
  • the respective longitudinal seal of the sealing body is angeord net in the longitudinal channel and can particularly reliably seal the respective block corner of the membrane block with respect to the housing body. In other words, the air spaces of the humidifier can be sealed off from one another in a particularly reliable manner in the longitudinal direction.
  • the respective plate sealing area can be annular or cross-shaped transversely to the longitudinal direction and to connect the respective longitudinal seals of the longitudinal sealing area to one another at the respective block corners.
  • the membrane block is reliably sealed against the respective connection cover on the respective end plate.
  • the respective air spaces of the humidifier transversely to the longitudinal direction are reliably sealed from one another by the respective plate sealing area.
  • the plate sealing area is in one piece with the longitudinal seals of the longitudinal sealing area, so that safe and reliable sealing is also guaranteed at the block corners in transition areas to the end plates.
  • the respective end plate has a groove and the respective connection cover has a spring rib facing the respective end plate.
  • the respective spring rib engages axially in the respective groove.
  • the respective plate sealing area is arranged encompassing the respective groove and the respective tongue rib in areas.
  • a particularly reliable sealing can be achieved by means of a tongue and groove connection with the plate sealing area arranged in between.
  • the respective cover sealing area is annular and connects the respective longitudinal seals of the longitudinal sealing area to one another at the respective block corners.
  • the respective cover sealing area is arranged between the respective connection cover and the housing body, so that the housing is sealed to the outside by the cover sealing area.
  • the lid sealing area also connects the longitudinal seals and is made in one piece with them, which means that the air spaces of the humidifier are securely sealed transversely to the longitudinal direction to the outside and from each other.
  • the housing body to have a groove on the respective end face and for the respective connection cover to have a spring rib facing the housing body.
  • the respective spring rib engages axially in the respective groove.
  • the cover sealing area is arranged in the respective groove and surrounding the respective tongue rib in areas. A particularly reliable sealing can be achieved by means of a tongue and groove connection with the cover sealing area arranged in between.
  • a form-fitting poka-yoke unit can be formed on the respective connection cover and on the respective end face of the housing body, which prevents incorrect installation of the respective connection cover on the housing body.
  • the connection cover is installed, the assignment of the respective nozzles in the connection covers to the respective channels or the respective air flows in the housing body can take place without errors.
  • the invention also relates to a method of sealing the humidifier described above.
  • the diaphragm block is inserted into the housing body in Introduced lengthwise of the humidifier.
  • the uncured adhesive mass is inserted between the block corners of the membrane block and the housing body in order to form a longitudinal sealing area of the sealing body for sealing the membrane block to the housing body.
  • the non-hardened adhesive compound is applied to the end plates of the diaphragm block in order to form plate sealing areas of the sealing body for sealing the diaphragm block to the connection covers.
  • the non-hardened adhesive mass is applied to the end faces of the housing body in order to form cover sealing areas of the sealing body for sealing the connection cover to form the housing body.
  • the housing body is closed with the connection covers.
  • the uncured adhesive mass is then cured to form the one-piece sealing body.
  • the application of the non-hardened adhesive mass and the closing of the housing body can advantageously take place first on one end face and then on the other end face of the housing body.
  • the non-hardened adhesive mass can first be applied to the two end faces and then the housing body can be closed with the connection covers on the two end faces of the housing body.
  • the block corners of the membrane block are inserted into inwardly open longitudinal channels of the housing body and the longitudinal channels are thus closed.
  • the respective longitudinal channels are then filled with the non-hardened adhesive mass one after the other.
  • filling the respective longitudinal channel it is aligned below the other longitudinal channels and parallel to the floor. It is advantageous when filling the respective longitudinal channels and when changing to filling longitudinal channel of the housing body rotates around the longitudinal direction by 90 ° ver.
  • the respective end face of the housings body is aligned upwards and parallel to the bottom.
  • a groove in the respective end plate and a groove on the respective end face of the housing body with the non-hardened adhesive mass are each filled up to a mark.
  • spring ribs of the respective connection cover engage in the respective grooves and the non-hardened adhesive compound encases the spring ribs in areas. This creates a tongue and groove connection with the adhesive compound arranged in between, which then forms the respective plate sealing area and the respective cover sealing area. A particularly reliable sealing can be achieved in this way.
  • the respective grooves are vented via an interruption or via an opening leading to the outside.
  • FIG. 1 shows an exploded view of a humidifier according to the invention, shown here without a sealing body
  • Fig. 2 is a view of the humidifier according to the invention with a connection cover built select, shown here without a sealing body;
  • Fig. 3 is a view of the humidifier according to the invention, here without one
  • Fig. 4 is a view of the humidifier according to the invention, here without one
  • Fig. 5 is a view of a sealing body for the humidifier according to the invention.
  • 10 is a sectional view of a sealing tongue and groove connection in the humidifier according to the invention; 11 shows a view of the humidifier according to the invention without a connection cover and with an alternatively configured sealing body.
  • the humidifier 1 shows an exploded view of a humidifier 1 according to the invention for a fuel cell system, in particular for driving a vehicle.
  • the humidifier 1 has a housing 2 with a housing body 3 and with two connection covers 4a and 4b.
  • the connection covers 4a and 4b close off the housing body 3 at its end faces 5a and 5b arranged transversely to the longitudinal direction LR of the humidifier 1.
  • the humidifier 1 also has a membrane block 6, which is received in the housing 2.
  • the membrane block 6 comprises two end plates 7a and 7b, which seal the membrane block to the outside transversely to the longitudinal direction LR.
  • Fig. 2 shows a view of the humidifier 1 according to the invention with the connection cover 4b built from.
  • no sealing body is shown for the sake of clarity.
  • four inwardly open longitudinal channels 14 are formed in the housing body 3, into which block corners 9 of the membrane block 6 engage.
  • the respective block corner 9 of the membrane block 6 protrudes into the respective longitudinal channel 14 from the inside and thereby closes the respective longitudinal channel 14. If the block corners 9 are received in the L Lucasskanä len 14, there are four air spaces 8 in the humidifier 1 between the membrane block 6 and the housing 2 is formed.
  • the air spaces 8 extend transversely to the longitudinal direction LR between the two adjacent block corners 9 of the membrane block 6 and between the two adjacent longitudinal channels 14 and between the membrane block 6 and the housing body 3.
  • the respective air spaces extend 8 between the two connection covers 4a and 4b.
  • the Nozzles 10 are formed in the respective connection covers 4a and 4b, so that the housing 2 has a total of four nozzles 10.
  • the respective connection piece 10 is assigned to one of the air spaces 8. Two air streams L1 and L2 - see FIGS. 1 and 3 - are passed to and from the membrane block 6 via the nozzle 10 and the associated air spaces 8.
  • a form-fitting Poka-Yoke unit 11 is formed on the connection cover 4b and on the end face 5b of the housing body 3.
  • the poka-yoke unit 11 prevents incorrect assembly of the connection cover 4b on the housing body 3 and thus a misallocation of the nozzle 10 to the respective air spaces 8.
  • a further poke Yoke unit 11 be shaped on the connection cover 4a and on the respective end face 5a of the housing body 3.
  • FIG. 3 now shows a view of the humidifier 1 according to the invention, the housing body 3 not being shown here for the sake of clarity.
  • 4 shows a view of the humidifier 1 according to the invention, the connection cover 4b not being shown here for the sake of clarity.
  • Fig. 5 shows a view of a sealing body 12 for the humidifier 1 according to the invention.
  • the diaphragm block 6 is traversed by the air currents L1 and L2.
  • the air flows L1 and L2 are passed through the membrane block 6 in the opposite direction or according to the countercurrent principle.
  • the air flows L1 and L2 can be passed through the membrane block 6 in the same direction or according to the direct current principle.
  • the opposite connection covers 4a and 4b are arranged rotated clockwise by 180 °.
  • the areas arranged opposite one another belong to the same air flow L1 or L2 and the areas rotated by 90 ° belong to the other air flow L2 or L1.
  • the sealing body 12 is molded in one piece from a hardened adhesive mass 13.
  • the sealing body 12 comprises a longitudinal sealing area 15 with four longitudinal seals 16.
  • the longitudinal seals 16 are aligned in the longitudinal direction LR and seal the block corners 9 of the membrane block 6 in the longitudinal channels 14 to the housing body 3.
  • the longitudinal sealing area 15 thus seals the membrane block 6 in the longitudinal direction LR from the housing body 3.
  • the air spaces 8 are sealed from one another in the longitudinal direction LR by the longitudinal seals 16 of the longitudinal sealing region 15.
  • the sealing body 12 comprises two plate sealing areas 17a and 17b which are aligned transversely to the longitudinal direction LR and which seal the respective end plates 7a and 7b from the respective connection covers 4a and 4b.
  • the plate sealing areas 17a and 17b are formed here in a ring shape.
  • the plate sealing areas 17a and 17b are connected to the respective longitudinal seals 16 of the longitudinal sealing area 15 at the respective block corners 9 of the membrane block 6, so that the membrane block 6 is also safely and reliably sealed in transition areas 19 between the block corners 9 and the end plates 7a and 7b.
  • the membrane block 6 is sealed transversely to the longitudinal direction LR to the connection covers 4a and 4b.
  • the air spaces 8 are separated from one another in a sealing manner transversely to the longitudinal direction LR by the plate sealing areas 17a and 17b.
  • the sealing body 12 further comprises two ring-shaped cover sealing areas 18a and 18b aligned transversely to the longitudinal direction LR, which seal the respective connection covers 4a and 4b on the respective end faces 5a and 5b of the housing body 3 with respect to the housing body 3.
  • the respective cover sealing areas 18a and 18b are annular and are in the transition areas 19 with the respective longitudinal seals 16 of the longitudinal sealing area 15 and the respective Plate sealing areas 17a and 17b connected.
  • the cover sealing areas 18a and 18b seal the connection covers 4a and 4b to the longitudinal direction LR to the housing body 3 and the air spaces 8 transversely to the longitudinal direction LR to the outside and from one another.
  • the sealing body 12 is in one piece.
  • the longitudinal sealing area 15 and the two plate sealing areas 17a and 17b and the two cover sealing areas 18a and 18b go integrally into one another.
  • the sealing body 12 according to the invention seals the membrane block 6 on the block corners 9 to the housing body 3 and the membrane block 6 on the end plates 7a and 7b to the connection covers 4a and 4b and the connection covers 4a and 4b to the housing body 3.
  • the sealing body 12 is formed from the hardened adhesive mass, so that the sealing body 12 can be applied as a non-hardened adhesive mass during sealing. This simplifies the waterproofing th of the humidifier 1 considerably.
  • tolerances in the humidifier 1 can also be compensated for in this way.
  • FIGS. 6 to 9 show the humidifier 1 in individual steps of a method 20 according to the invention for sealing the humidifier 1.
  • the membrane block 6 is first introduced into the housing body 3 in the longitudinal direction LR of the humidifier 1, as indicated by the arrow.
  • the block corners 9 of the membrane block 6 are introduced into the inwardly open longitudinal channels 14 of the housing body 3 and the longitudinal channels 14 are thereby closed inward.
  • the non-hardened adhesive mass 13 is then inserted into the longitudinal channels 14 closed inwards with the block corners 9 by means of a grommet 27.
  • the longitudinal sealing area 15 of the sealing body 12 is formed, wherein the respective longitudinal seal 16 is assigned to one of the longitudinal channels 14 or to one of the block corners 9.
  • the respective longitudinal channels 14 are filled one after the other, the respective longitudinal channel 14 to be filled being arranged below the other longitudinal channels 14 and parallel to the floor or parallel to the horizontal.
  • the housing body 3 with the membrane block 6 is rotated through the longitudinal direction LR by 90 °, as indicated by the arrow. If all the longitudinal channels 14 are filled with the uncured adhesive mass 13, the next step takes place.
  • the end face 5b - of the housing body 3 is aligned parallel to the top and to the floor or to the Horizon tale. Then a groove 21 in the respective end plate 7b and a groove 22 on the end face 5b of the housing body 3 are filled with the uncured adhesive mass 13. As a result, the plate sealing area 17b is formed in the groove 21 and the cover sealing area 18b is formed in the groove 22. Since, according to FIG. 9, the housing body 3 is closed at the end face 5b with the connection cover 4b.
  • the grooves 21 and 22 can be vented via an interruption or via an opening leading to the outside.
  • connection cover 4b When closing the connection cover 4b - see also FIGS. 1 and 2 - a spring rib 23 on the connection cover 4b engages in the groove 21 and a spring rib 24 on the connection cover 4b engages in the groove 22.
  • the tongue and groove connection 25 is explained in more detail below with reference to FIG. The same procedure is then followed on the end face 5a and the plate sealing area 17a and the cover sealing area 18a are formed. After that you can the non-hardened adhesive mass 13 hardened to form the sealing body 12 or harden by itself.
  • FIG. 10 now shows a sectional view of the sealing tongue and groove connection 25 which is produced in the humidifier 1 according to the invention in steps according to FIGS. 8 and 9 of the method 20.
  • the respective end plate 7a or 7b has the groove 21 and the respective connection cover 4a or 4b has the spring rib 23.
  • the groove 21 is filled up to a mark 26. If the housing body 3 is closed with the respective connection cover 4a or 4b, the spring rib 23 engages axially in the groove 21.
  • the non-hardened adhesive compound 13 partially envelops the tongue rib 23, whereby the sealing tongue-and-groove connection 25 is created. This creates only the sealing plate sealing area 17a or 17b. It goes without saying that the respective cover sealing area 18a or 18b is created by the identical tongue and groove connection 25 between the groove 22 and the tongue rib 24.
  • FIG. 11 shows a view of the humidifier 1 according to the invention with the sealing body 12 of the alternative design. Sealing body 12 shown in FIG. 1 to 10. Otherwise, the sealing bodies 12 in FIGS. 1 to 10 and here are the same.
  • the tongue and groove connection 25 is designed in an X-shape.
  • the groove 21 and the spring rib 23 are X-shaped.
  • no venting of the groove 21 is necessary in the method 20 when the X-shaped plate sealing area 17a or 17b is fused.

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Abstract

The invention relates to a humidifier (1) for a fuel cell stack, in particular for driving a vehicle, comprising a housing (2) and a membrane block (6). The housing (2) comprises a housing body (3) and two connecting covers (4a, 4b) which close the housing body (3) on its front faces (5a, 5b) which are arranged perpendicularly to the longitudinal direction (LR) of the humidifier (1). The membrane block (6) is received in the housing (2) and is closed perpendicularly to the longitudinal direction (LR) by two sealingly contacting end plates (7a, 7b) . According to the invention, the humidifier (1) has a one-part sealing body (12) made of a hardened adhesive compound (13). The sealing body (12) seals the membrane block (6) at its block edges (9) against the housing body (3), seals the membrane block (6) at the end plates (7a, 7b) against the connecting covers (4a, 4b) and seals the connecting covers (4a, 4b) against the housing body (3). The invention also relates to a method (20) for sealing the humidifier (1).

Description

Befeuchter und ein Verfahren zu seinem Abdichten Humidifier and a method of sealing it
Die Erfindung betrifft einen Befeuchter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Abdichten des Befeuchters. The invention relates to a humidifier according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method for sealing the humidifier.
Ein gattungsgemäßer Befeuchter umfasst üblicherweise ein Gehäuse und ein Membranblock, der in dem Gehäuse aufgenommen ist. Ein derartiger Befeuchter kann insbesondere im Zuluftstrom eines Brennstoffzellensystems angeordnet sein. Das Brennstoffzellensystem kann insbesondere zum Antrieb von Fahrzeu gen verwendet werden. Üblicherweise weist das Gehäuse einen Gehäusekörper und zwei Anschlussdeckel auf, die den Gehäusekörper beidseitig verschließen. Durch den Befeuchter werden zwei Luftströme geführt, die miteinander Feuchte austauschen können. Sowohl die beiden Luftströme als auch der Membranblock an sich werden nach außen abgedichtet. Aus WO 2007/020107 A1 ist bekannt, den Membranblock in dem Gehäuse und das Gehäuse nach außen durch meh rere elastischen Dichtungen abzudichten. Nachteiligerweise ist ein derartiges Ab dichten sehr aufwändig, was auch Kosten des Befeuchter erhöht. A humidifier of the generic type usually comprises a housing and a membrane block which is received in the housing. Such a humidifier can in particular be arranged in the supply air flow of a fuel cell system. The fuel cell system can in particular be used to drive vehicles. The housing usually has a housing body and two connection covers which close the housing body on both sides. Two air currents are passed through the humidifier, which can exchange moisture with one another. Both the two air flows and the membrane block itself are sealed from the outside. From WO 2007/020107 A1 it is known to seal the membrane block in the housing and the housing to the outside by several elastic seals. Disadvantageously, such a seal is very complex, which also increases the cost of the humidifier.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für einen Befeuchter der gattungsgemä ßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzuge ben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden. Insbesondere soll der Membranblock in dem Gehäuse und das Gehäuse an sich vereinfacht und si cher abgedichtet werden. Zudem soll ein entsprechendes Verfahren zum Abdich ten des Befeuchters bereitgestellt werden. The object of the invention is therefore to indicate an improved or at least alternative embodiment for a humidifier of the generic type, in which the disadvantages described are overcome. In particular, the membrane block in the housing and the housing should be simplified and sealed securely. In addition, a corresponding method for sealing the humidifier is to be provided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängi gen Ansprüche. Ein Befeuchter kann für ein Brennstoffzellensystem, insbesondere zum Antreiben eines Fahrzeugs, vorgesehen sein. Der Befeuchter weist ein Gehäuse und ein Membranblock auf. Das Gehäuse weist dabei einen Gehäusekörper und zwei An schlussdeckel auf, die den Gehäusekörper an seinen quer zur Längsrichtung des Befeuchters angeordneten Stirnseiten verschließen. Der Membranblock ist in dem Gehäuse aufgenommen und quer zur Längsrichtung durch zwei dichtend anliegende Schlussplatten geschlossen. Erfindungsgemäß weist der Befeuchter einen einteiligen Dichtkörper aus einer gehärteten Klebstoffmasse auf. Dabei dichtet der Dichtkörper den Membranblock an seinen Blockecken zu dem Gehäu sekörper und den Membranblock an den Schlussplatten zu den Anschlussde ckeln und die Anschlussdeckel zu dem Gehäusekörper ab. According to the invention, this object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims. A humidifier can be provided for a fuel cell system, in particular for driving a vehicle. The humidifier has a housing and a membrane block. The housing has a housing body and two connection covers which close the housing body at its end faces arranged transversely to the longitudinal direction of the humidifier. The membrane block is received in the housing and closed transversely to the longitudinal direction by two sealingly abutting end plates. According to the invention, the humidifier has a one-piece sealing body made of a hardened adhesive mass. The sealing body seals the diaphragm block at its block corners to the housing body and the diaphragm block to the end plates to the connection covers and the connection cover to the housing body.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist der Begriff "die Blockecke des Membranblocks" auf die jeweilige in Längsrichtung ausgerichtete Ecke zwi schen jeweils zwei benachbarten und parallel zur Längsrichtung ausgerichteten Seitenflächen des Membranblocks bezogen. Der Membranblock weist dabei ins gesamt vier in Längsrichtung ausgerichteten Blockecken, die durch vier sich zu sammenstoßenden und einen Winkel bildenden Seitenflächen des Membran blocks gebildet sind. Grundsätzlich kann der Begriff "die Blockecke des Memb ranblocks" mit dem Begriff "die Blockkante bzw. Stoßkante bzw. Kante des Membranblocks" gleichgesetzt sein. Die Längsrichtung kann dabei einer Monta gerichtung des Membranblocks und/oder einer Stapelrichtung des Membran blocks entsprechen. Die Montagerichtung des Membranblocks ist dabei die Rich tung, in der der Membranblock bei der Montage in den Gehäusekörper einge schoben wird. Die Stapelrichtung des Membranblocks ist dabei die Richtung, in der einzelne flache Membranen des Membranblocks beabstandet und parallel aufeinander gestapelt sind. Der Membranblock ist vorzugsweise aus mehreren, aneinander angrenzenden Flachmembranen gebildet, die zum Durchleiten der Luftströme beanstandet zuei nander angeordnet sind. Der erfindungsgemäße Dichtkörper ist einteilig ausge führt und keine herkömmlichen elastischen Dichtungen sind mehr notwendig. Ferner ist der Dichtkörper aus der gehärteten Klebstoffmasse, so dass der Dicht körper beim Abdichten als nicht gehärtete Klebstoffmasse aufgetragen werden kann. Dadurch vereinfacht sich das Abdichten des Befeuchters. Vorteilhafter weise können dadurch auch Toleranzen in dem Befeuchter ausgeglichen werden. Der erfindungsgemäße Dichtkörper dichtet den Membranblock zu dem Gehäuse körper sowie zu den Anschlussdeckeln und die Anschlussdeckeln zu dem Ge häusekörper zuverlässig ab. In connection with the present invention, the term "the block corner of the membrane block" is related to the respective longitudinally oriented corner between two adjacent and parallel to the longitudinal direction oriented side surfaces of the membrane block. The membrane block has a total of four block corners aligned in the longitudinal direction, which are formed by four abutting side surfaces of the membrane block that form an angle. In principle, the term "the block corner of the membrane block" can be equated with the term "the block edge or abutting edge or edge of the membrane block". The longitudinal direction can correspond to a mounting direction of the membrane block and / or a stacking direction of the membrane block. The mounting direction of the diaphragm block is the direction in which the diaphragm block is pushed into the housing body during installation. The stacking direction of the membrane block is the direction in which the individual flat membranes of the membrane block are spaced apart and stacked parallel to one another. The membrane block is preferably formed from a plurality of adjacent flat membranes which are arranged spaced apart from one another for the passage of the air currents. The sealing body according to the invention is made in one piece and conventional elastic seals are no longer necessary. Furthermore, the sealing body is made of the hardened adhesive mass, so that the sealing body can be applied as a non-hardened adhesive mass during sealing. This simplifies the sealing of the humidifier. In this way, tolerances in the humidifier can advantageously also be compensated for. The sealing body according to the invention reliably seals the membrane block to the housing body and to the connection covers and the connection covers to the housing body.
Der Befeuchter ist dabei zum Austauschen von Feuchte zwischen einem ersten Luftstrom und einem zweiten Luftstrom vorgesehen. Dazu sind in dem erfin dungsgemäßen Befeuchter zwischen dem Membranblock und dem Gehäusekör per vier Lufträume gebildet. Der jeweilige Luftraum erstreckt sich quer zur Längs richtung zwischen zwei benachbarten Blockecken des Membranblocks und zwi schen einer Seitenwand des Membranblocks und einer Gehäusewand des Ge häusekörpers. Der jeweilige Luftraum ist in Längsrichtung durch zwei Anschluss deckel des Gehäuses begrenzt. Zwei der Lufträume bilden einen Ersteinlasska nal und einen Erstauslasskanal für den ersten Luftstrom und zwei der Lufträume bilden einen Zweiteinlasskanal und einen Zweitauslasskanal für den zweiten Luft strom. An dem einen Anschlussdeckel können ein Ersteinlassstutzen für den Ersteinlasskanal und Erstauslassstutzen für den Erstauslasskanal und an dem anderen Anschlussdeckel können ein Zweiteinlassstutzen für den Zweiteinlasska nal und ein Zweitauslassstutzen für den Zweitauslasskanal geformt sein. Über die jeweiligen Stutzen können die jeweiligen Luftströme in die jeweiligen Kanäle bzw. in die jeweiligen Lufträume zugeleitet und aus diesen abgeleitet werden. Beim Durchströmen des Membranblocks werden die Bereiche zwischen den Flach membranen des Membranblocks in Längsrichtung alternierend von dem ersten bzw. dem zweiten Luftstrom durchströmt. The humidifier is provided for exchanging moisture between a first air flow and a second air flow. For this purpose, four air spaces are formed in the humidifier according to the invention between the membrane block and the housing body. The respective air space extends transversely to the longitudinal direction between two adjacent block corners of the membrane block and between a side wall of the membrane block and a housing wall of the housing body. The respective air space is limited in the longitudinal direction by two connection covers of the housing. Two of the air spaces form a first inlet duct and a first outlet duct for the first air flow and two of the air spaces form a second inlet duct and a second outlet duct for the second air flow. A first inlet nozzle for the first inlet duct and first outlet nozzle for the first outlet duct can be formed on one connection cover, and a second inlet nozzle for the second inlet duct and a second outlet nozzle for the second outlet duct can be formed on the other connection cover. The respective air flows can be fed into the respective ducts or into the respective air spaces via the respective connecting pieces and can be diverted from them. At the Flowing through the membrane block, the areas between the flat membranes of the membrane block are alternately traversed in the longitudinal direction by the first and the second air stream.
Bei der vorteilhaften Ausgestaltung des Dichtkörpers ist vorgesehen, dass der Dichtkörper einen Längsdichtbereich mit vier Längsdichtungen umfasst. Die Längsdichtungen sind in Längsrichtung ausgerichtet und dichten die Blockecken des Membranblocks zu dem Gehäusekörper ab. Zudem umfasst der Dichtkörper zwei quer zur Längsrichtung ausgerichtete Plattendichtbereiche, die die jeweili gen Schlussplatten des Membranblocks zu den jeweiligen Anschlussdeckeln ab dichten. Der Dichtkörper umfasst ferner zwei quer zur Längsrichtung ausgerich tete Deckeldichtbereiche, die die jeweiligen Anschlussdeckeln an den jeweiligen Stirnseiten des Gehäusekörpers zu dem Gehäusekörper abdichten. Dabei gehen der Längsdichtbereich und die beiden Plattendichtbereiche und die beiden De ckeldichtbereiche integral ineinander über. In the advantageous embodiment of the sealing body, it is provided that the sealing body comprises a longitudinal sealing area with four longitudinal seals. The longitudinal seals are aligned in the longitudinal direction and seal the block corners of the diaphragm block from the housing body. In addition, the sealing body comprises two plate sealing areas aligned transversely to the longitudinal direction, which seal the respective end plates of the membrane block to the respective connection covers. The sealing body further comprises two cover sealing areas aligned transversely to the longitudinal direction, which seal the respective connection covers on the respective end faces of the housing body with respect to the housing body. The longitudinal sealing area and the two plate sealing areas and the two cover sealing areas merge integrally into one another.
Durch die Längsdichtungen des Längsdichtbereichs können folglich die Luft räume in Längsrichtung voneinander abgedichtet sein. Durch die Plattendichtbe reiche können die Lufträume quer zur Längsrichtung zueinander abgedichtet sein. Durch die Deckeldichtbereiche können die Lufträume quer zur Längsrich tung nach außen abgedichtet sein. As a result of the longitudinal seals of the longitudinal sealing area, the air spaces can consequently be sealed from one another in the longitudinal direction. By the Plattendichtbe rich, the air spaces can be sealed to each other transversely to the longitudinal direction. Through the cover sealing areas, the air spaces can be sealed to the outside transversely to the longitudinal direction.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass in dem Gehäusekörper vier Längskanäle ausgeformt sind, die in Längsrichtung ausgerichtet und quer zur Längsrichtung nach innen offen sind. Die jeweilige Blockecke des Membran blocks ragt in den jeweiligen Längskanal von innen hinein und schließt dadurch den jeweiligen Längskanal. Die jeweilige Längsdichtung des Dichtkörpers ist dann in dem jeweiligen Längskanal zwischen der jeweiligen Blockecke und dem Gehäusekörper dichtend angeordnet. Die Längskanäle ermöglichen ein einfa ches Anordnen und Ausrichten des Membranblocks in dem Gehäusekörper. Fer ner ist die jeweilige Längsdichtung des Dichtkörpers in dem Längskanal angeord net und kann besonders zuverlässig die jeweilige Blockecke des Membranblocks zu dem Gehäusekörper abdichten. Mit anderen Worten können die Lufträume des Befeuchters in Längsrichtung besonders zuverlässig voneinander abdichtet werden. It can advantageously be provided that four longitudinal channels are formed in the housing body, which are aligned in the longitudinal direction and open inwards transversely to the longitudinal direction. The respective block corner of the membrane block protrudes into the respective longitudinal channel from the inside and thereby closes the respective longitudinal channel. The respective longitudinal seal of the sealing body is then in the respective longitudinal channel between the respective block corner and the Housing body arranged in a sealing manner. The longitudinal channels allow the diaphragm block to be easily arranged and aligned in the housing body. Furthermore, the respective longitudinal seal of the sealing body is angeord net in the longitudinal channel and can particularly reliably seal the respective block corner of the membrane block with respect to the housing body. In other words, the air spaces of the humidifier can be sealed off from one another in a particularly reliable manner in the longitudinal direction.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Plattendichtbereich quer zur Längsrichtung ringförmig oder kreuzförmig ausgebildet ist und die jewei ligen Längsdichtungen des Längsdichtbereichs an den jeweiligen Blockecken mit einander verbindet. Durch den jeweiligen Plattendichtbereich wird der Membran block an der jeweiligen Schlussplatte zu dem jeweiligen Anschlussdeckel zuver lässig abdichtet. Anders ausgedrückt, werden durch den jeweiligen Plattendicht bereich die jeweiligen Lufträume des Befeuchters quer zur Längsrichtung zuver lässig voneinander abdichtet. Der Plattendichtbereich ist mit den Längsdichtun gen des Längsdichtbereichs einteilig, so dass auch an den Blockecken in Über gangsbereichen zu den Schlussplatten ein sicheres und zuverlässiges Abdichten gewährleistet ist. Advantageously, provision can be made for the respective plate sealing area to be annular or cross-shaped transversely to the longitudinal direction and to connect the respective longitudinal seals of the longitudinal sealing area to one another at the respective block corners. Through the respective plate sealing area, the membrane block is reliably sealed against the respective connection cover on the respective end plate. In other words, the respective air spaces of the humidifier transversely to the longitudinal direction are reliably sealed from one another by the respective plate sealing area. The plate sealing area is in one piece with the longitudinal seals of the longitudinal sealing area, so that safe and reliable sealing is also guaranteed at the block corners in transition areas to the end plates.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Schlussplatte eine Nut und der jeweilige Anschlussdeckel der jeweiligen Schlussplatte zugewandt eine Federrippe aufweisen. Dabei greift die jeweilige Federrippe in die jeweilige Nut axial ein. Der jeweilige Plattendichtbereich ist dabei in der jeweiligen Nut und die jeweilige Federrippe bereichsweise umgreifend angeordnet. Durch Nut-Feder- Verbindung mit dem dazwischen angeordneten Plattendichtbereich kann ein be sonders zuverlässiges Abdichten erreicht werden. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Deckeldichtbereich ringförmig ausgebildet ist und die jeweiligen Längsdichtungen des Längsdichtbe reichs an den jeweiligen Blockecken miteinander verbindet. Der jeweilige Deckel dichtbereich ist dabei zwischen dem jeweiligen Anschlussdeckel und dem Ge häusekörper angeordnet, so dass das Gehäuse durch den Deckeldichtbereich nach außen abgedichtet ist. Der Deckeldichtbereich verbindet zudem die Längs dichtungen und ist mit diesen einteilig ausgeführt, wodurch auch die Lufträume des Befeuchters quer zur Längsrichtung nach außen und voneinander sicher ab gedichtet sind. It can advantageously be provided that the respective end plate has a groove and the respective connection cover has a spring rib facing the respective end plate. The respective spring rib engages axially in the respective groove. The respective plate sealing area is arranged encompassing the respective groove and the respective tongue rib in areas. A particularly reliable sealing can be achieved by means of a tongue and groove connection with the plate sealing area arranged in between. Advantageously, it can be provided that the respective cover sealing area is annular and connects the respective longitudinal seals of the longitudinal sealing area to one another at the respective block corners. The respective cover sealing area is arranged between the respective connection cover and the housing body, so that the housing is sealed to the outside by the cover sealing area. The lid sealing area also connects the longitudinal seals and is made in one piece with them, which means that the air spaces of the humidifier are securely sealed transversely to the longitudinal direction to the outside and from each other.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der Gehäusekörper an der jeweili gen Stirnseite eine Nut und der jeweilige Anschlussdeckel dem Gehäusekörper zugewandt eine Federrippe aufweisen. Dabei greift die jeweilige Federrippe in die jeweilige Nut axial ein. Der Deckeldichtbereich ist in der jeweiligen Nut und die je weilige Federrippe bereichsweise umgebend angeordnet. Durch Nut-Feder-Ver- bindung mit dem dazwischen angeordneten Deckeldichtbereich kann ein beson ders zuverlässiges Abdichten erreicht werden. Advantageously, provision can be made for the housing body to have a groove on the respective end face and for the respective connection cover to have a spring rib facing the housing body. The respective spring rib engages axially in the respective groove. The cover sealing area is arranged in the respective groove and surrounding the respective tongue rib in areas. A particularly reliable sealing can be achieved by means of a tongue and groove connection with the cover sealing area arranged in between.
Vorteilhafterweise kann auf dem jeweiligen Anschlussdeckel und auf der jeweili gen Stirnseite des Gehäusekörpers eine formschlüssige Poka-Yoke-Einheit ge formt sein, die eine Fehlmontage des jeweiligen Anschlussdeckels an dem Ge häusekörper verhindert. Dadurch kann bei der Montage des Anschlussdeckels die Zuordnung der jeweiligen Stutzen in den Anschlussdeckeln den jeweiligen Kanälen bzw. den jeweiligen Luftströmen in dem Gehäusekörper fehlerfrei erfol gen. Advantageously, a form-fitting poka-yoke unit can be formed on the respective connection cover and on the respective end face of the housing body, which prevents incorrect installation of the respective connection cover on the housing body. As a result, when the connection cover is installed, the assignment of the respective nozzles in the connection covers to the respective channels or the respective air flows in the housing body can take place without errors.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Abdichten des oben beschriebenen Befeuchters. In dem Verfahren wird der Membranblock in den Gehäusekörper in Längsrichtung des Befeuchters eingeführt. Dann wird die nicht gehärtete Kleb stoffmasse zwischen den Blockecken des Membranblocks und dem Gehäusekör per eingefügt, um einen Längsdichtbereich des Dichtkörpers zum Abdichten des Membranblocks zu dem Gehäusekörperzu formen. Ferner wird die nicht gehär tete Klebstoffmasse auf die Schlussplatten des Membranblocks auftragen, um Plattendichtbereiche des Dichtkörpers zum Abdichten des Membranblocks zu den Anschlussdeckeln zu formen. Zudem wird die nicht gehärtete Klebstoffmasse auf die Stirnseiten des Gehäusekörpers aufgetragen, um Deckeldichtbereiche des Dichtkörpers zum Abdichten der Anschlussdeckel zu dem Gehäusekörperzu formen. Ferner wird der Gehäusekörper mit den Anschlussdeckeln verschlossen. Anschließend wird die nicht gehärtete Klebstoffmasse zu dem einteiligen Dicht körper ausgehärtet. The invention also relates to a method of sealing the humidifier described above. In the process, the diaphragm block is inserted into the housing body in Introduced lengthwise of the humidifier. Then the uncured adhesive mass is inserted between the block corners of the membrane block and the housing body in order to form a longitudinal sealing area of the sealing body for sealing the membrane block to the housing body. Furthermore, the non-hardened adhesive compound is applied to the end plates of the diaphragm block in order to form plate sealing areas of the sealing body for sealing the diaphragm block to the connection covers. In addition, the non-hardened adhesive mass is applied to the end faces of the housing body in order to form cover sealing areas of the sealing body for sealing the connection cover to form the housing body. Furthermore, the housing body is closed with the connection covers. The uncured adhesive mass is then cured to form the one-piece sealing body.
Vorteilhafterweise kann das Aufträgen der nicht gehärteten Klebstoffmasse und das Verschließen des Gehäusekörpers zuerst an der einen Stirnseite und danach auf der anderen Stirnseite des Gehäusekörpers erfolgen. Alternativ können zu erst das Aufträgen der nicht gehärteten Klebstoffmasse auf den beiden Stirnsei ten und danach das Verschließen des Gehäusekörpers mit den Anschlussde ckeln auf den beiden Stirnseiten des Gehäusekörpers erfolgen. The application of the non-hardened adhesive mass and the closing of the housing body can advantageously take place first on one end face and then on the other end face of the housing body. Alternatively, the non-hardened adhesive mass can first be applied to the two end faces and then the housing body can be closed with the connection covers on the two end faces of the housing body.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass beim Einführen des Membran blocks in den Gehäusekörper die Blockecken des Membranblocks in nach innen offene Längskanäle des Gehäusekörpers eingeführt werden und die Längskanäle so verschlossen werden. Beim Einfügen der nicht gehärteten Klebstoffmasse zwi schen den Blockecken des Membranblocks und dem Gehäusekörper, werden dann die jeweiligen Längskanäle mit der nicht gehärteten Klebstoffmasse nachei nander befüllt. Beim Befüllen des jeweiligen Längskanals wird dieser unterhalb der anderen Längskanäle und parallel zum Boden ausgerichtet. Vorteilhafter weise wird beim Befüllen der jeweiligen Längskanäle und beim Wechseln des zu befüllenden Längskanal der Gehäusekörper um die Längsrichtung um 90° ver dreht. Advantageously, it can be provided that when the membrane block is inserted into the housing body, the block corners of the membrane block are inserted into inwardly open longitudinal channels of the housing body and the longitudinal channels are thus closed. When the non-hardened adhesive mass is inserted between the block corners of the membrane block and the housing body, the respective longitudinal channels are then filled with the non-hardened adhesive mass one after the other. When filling the respective longitudinal channel, it is aligned below the other longitudinal channels and parallel to the floor. It is advantageous when filling the respective longitudinal channels and when changing to filling longitudinal channel of the housing body rotates around the longitudinal direction by 90 ° ver.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass beim Aufträgen der nicht gehärte ten Klebstoffmasse auf die jeweilige Schlussplatte des Membranblocks und auf die jeweilige Stirnseite des Gehäusekörpers die jeweilige Stirnseite des Gehäu sekörpers nach oben und zum Boden parallel ausgerichtet wird. Nach dem Aus richten des Gehäusekörpers werden eine Nut in der jeweiligen Schlussplatte und eine Nut an der jeweiligen Stirnseite des Gehäusekörpers mit der nicht gehärte ten Klebstoffmasse jeweils bis zu einer Markierung befüllt. Nach dem Verschlie ßen des Gehäusekörpers greifen Federrippen des jeweiligen Anschlussdeckels in die jeweiligen Nuten ein und die nicht gehärtete Klebstoffmasse ummantelt die Federrippen bereichsweise. Dadurch entsteht eine Nut-Feder-Verbindung mit der dazwischen angeordneten Klebstoffmasse, die dann den jeweiligen Plattendicht bereich und den jeweiligen Deckeldichtbereich bildet. Auf diese Weise kann ein besonders zuverlässiges Abdichten erreicht werden. Advantageously, it can be provided that when the non-hardened adhesive mass is applied to the respective end plate of the membrane block and to the respective end face of the housing body, the respective end face of the housings body is aligned upwards and parallel to the bottom. After aligning the housing body, a groove in the respective end plate and a groove on the respective end face of the housing body with the non-hardened adhesive mass are each filled up to a mark. After closing the housing body, spring ribs of the respective connection cover engage in the respective grooves and the non-hardened adhesive compound encases the spring ribs in areas. This creates a tongue and groove connection with the adhesive compound arranged in between, which then forms the respective plate sealing area and the respective cover sealing area. A particularly reliable sealing can be achieved in this way.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass beim Verschließen des Gehäuse körpers mit dem jeweiligen Anschlussdeckel die jeweiligen Nuten über eine Un terbrechung oder über eine nach außen führende Öffnung entlüftet werden. Advantageously, it can be provided that when the housing body is closed with the respective connection cover, the respective grooves are vented via an interruption or via an opening leading to the outside.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschrei bung anhand der Zeichnungen. Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims Un, 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, son dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Kompo nenten beziehen. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention. Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference numerals referring to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch It show each schematically
Fig. 1 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Befeuchters, hier ohne Dichtkörper dargestellt; 1 shows an exploded view of a humidifier according to the invention, shown here without a sealing body;
Fig. 2 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Befeuchters mit einem abge bauten Anschlussdeckel, hier ohne Dichtkörper dargestellt; Fig. 2 is a view of the humidifier according to the invention with a connection cover built abge, shown here without a sealing body;
Fig. 3 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Befeuchters, hier ohne einenFig. 3 is a view of the humidifier according to the invention, here without one
Gehäusekörper dargestellt; Housing body shown;
Fig. 4 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Befeuchters, hier ohne einenFig. 4 is a view of the humidifier according to the invention, here without one
Anschlussdeckel dargestellt; Connection cover shown;
Fig. 5 eine Ansicht eines Dichtkörpers für den erfindungsgemäßen Be feuchter; Fig. 5 is a view of a sealing body for the humidifier according to the invention;
Fig. 6 bis 9 Ansichten des erfindungsgemäßen Befeuchters in einem erfin dungsgemäßen Verfahren; 6 to 9 views of the humidifier according to the invention in a method according to the invention;
Fig. 10 eine Schnittansicht einer dichtenden Nut-Feder-Verbindung in dem erfindungsgemäßen Befeuchter; Fig. 11 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Befeuchters ohne einen An schlussdeckel und mit einem alternativ ausgestalteten Dichtkörper. 10 is a sectional view of a sealing tongue and groove connection in the humidifier according to the invention; 11 shows a view of the humidifier according to the invention without a connection cover and with an alternatively configured sealing body.
Fig. 1 zeigt eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Befeuchters 1 für ein Brennstoffzellensystem, insbesondere zum Antreiben eines Fahrzeugs. In Fig. 1 ist zur Übersichtlichkeit kein Dichtkörper dargestellt. Der Befeuchter 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Gehäusekörper 3 und mit zwei Anschlussdeckeln 4a und 4b auf. Die Anschlussdeckel 4a und 4b schließen den Gehäusekörper 3 an seinen quer zur Längsrichtung LR des Befeuchters 1 angeordneten Stirnseiten 5a und 5b ab. Ferner weist der Befeuchter 1 einen Membranblock 6 auf, der in dem Gehäuse 2 aufgenommen ist. Der Membranblock 6 umfasst dabei zwei Schlussplatten 7a und 7b, die den Membranblock quer zur Längsrichtung LR nach außen abdichten. 1 shows an exploded view of a humidifier 1 according to the invention for a fuel cell system, in particular for driving a vehicle. In Fig. 1, no sealing body is shown for the sake of clarity. The humidifier 1 has a housing 2 with a housing body 3 and with two connection covers 4a and 4b. The connection covers 4a and 4b close off the housing body 3 at its end faces 5a and 5b arranged transversely to the longitudinal direction LR of the humidifier 1. The humidifier 1 also has a membrane block 6, which is received in the housing 2. The membrane block 6 comprises two end plates 7a and 7b, which seal the membrane block to the outside transversely to the longitudinal direction LR.
Fig. 2 zeigt nun eine Ansicht des erfindungsgemäßen Befeuchters 1 mit dem ab gebauten Anschlussdeckel 4b. In Fig. 2 ist zur Übersichtlichkeit kein Dichtkörper dargestellt. Wie hier besonders gut erkennbar, sind in dem Gehäusekörper 3 vier nach innen offene Längskanäle 14 geformt, in die Blockecken 9 des Membran blocks 6 eingreifen. Mit anderen Worten ragt die jeweilige Blockecke 9 des Membranblocks 6 in den jeweiligen Längskanal 14 von innen hinein und schließt dadurch den jeweiligen Längskanal 14. Sind die Blockecken 9 in den Längskanä len 14 aufgenommen, so sind in dem Befeuchter 1 vier Lufträume 8 zwischen dem Membranblock 6 und dem Gehäuse 2 gebildet. Fig. 2 shows a view of the humidifier 1 according to the invention with the connection cover 4b built from. In Fig. 2, no sealing body is shown for the sake of clarity. As can be seen particularly well here, four inwardly open longitudinal channels 14 are formed in the housing body 3, into which block corners 9 of the membrane block 6 engage. In other words, the respective block corner 9 of the membrane block 6 protrudes into the respective longitudinal channel 14 from the inside and thereby closes the respective longitudinal channel 14. If the block corners 9 are received in the Längskanä len 14, there are four air spaces 8 in the humidifier 1 between the membrane block 6 and the housing 2 is formed.
Die Lufträume 8 erstrecken sich dabei quer zur Längsrichtung LR jeweils zwi schen den zwei benachbarten Blockecken 9 des Membranblocks 6 bzw. zwi schen den zwei benachbarten Längskanälen 14 und zwischen dem Membran block 6 und dem Gehäusekörper 3. In Längsrichtung LR erstrecken sich die je weiligen Lufträume 8 zwischen den beiden Anschlussdeckeln 4a und 4b. In den jeweiligen Anschlussdeckeln 4a und 4b sind Stutzen 10 gebildet, so dass das Gehäuse 2 insgesamt vier Stutzen 10 aufweist. Der jeweilige Stutzen 10 ist dabei jeweils einem der Lufträume 8 zugeordnet. Über die Stutzen 10 und die zugeord neten Lufträume 8 werden zwei Luftströme L1 und L2 - siehe hierzu Fig. 1 und Fig. 3 - zu und von dem Membranblock 6 geleitet. The air spaces 8 extend transversely to the longitudinal direction LR between the two adjacent block corners 9 of the membrane block 6 and between the two adjacent longitudinal channels 14 and between the membrane block 6 and the housing body 3. In the longitudinal direction LR, the respective air spaces extend 8 between the two connection covers 4a and 4b. In the Nozzles 10 are formed in the respective connection covers 4a and 4b, so that the housing 2 has a total of four nozzles 10. The respective connection piece 10 is assigned to one of the air spaces 8. Two air streams L1 and L2 - see FIGS. 1 and 3 - are passed to and from the membrane block 6 via the nozzle 10 and the associated air spaces 8.
Ferner ist auf dem Anschlussdeckel 4b und auf der Stirnseite 5b des Gehäuse körpers 3 eine formschlüssige Poka-Yoke-Einheit 11 geformt. Die Poka-Yoke- Einheit 11 verhindert eine Fehlmontage des Anschlussdeckels 4b an dem Ge häusekörper 3 und dadurch eine Fehlzuordnung der Stutzen 10 zu den jeweiligen Lufträumen 8. Auf dem Anschlussdeckel 4a und auf der jeweiligen Stirnseite 5a des Gehäusekörpers 3 kann zweckgemäß eine weitere Poka-Yoke-Einheit 11 ge formt sein. Furthermore, a form-fitting Poka-Yoke unit 11 is formed on the connection cover 4b and on the end face 5b of the housing body 3. The poka-yoke unit 11 prevents incorrect assembly of the connection cover 4b on the housing body 3 and thus a misallocation of the nozzle 10 to the respective air spaces 8. On the connection cover 4a and on the respective end face 5a of the housing body 3, a further poke Yoke unit 11 be shaped.
Fig. 3 zeigt nun eine Ansicht des erfindungsgemäßen Befeuchters 1 , wobei hier zur Übersichtlichkeit der Gehäusekörper 3 nicht dargestellt ist. Fig. 4 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Befeuchters 1 , wobei hier zur Übersichtlichkeit der Anschlussdeckel 4b nicht dargestellt ist. Fig. 5 zeigt eine Ansicht eines Dicht körpers 12 für den erfindungsgemäßen Befeuchter 1. 3 now shows a view of the humidifier 1 according to the invention, the housing body 3 not being shown here for the sake of clarity. 4 shows a view of the humidifier 1 according to the invention, the connection cover 4b not being shown here for the sake of clarity. Fig. 5 shows a view of a sealing body 12 for the humidifier 1 according to the invention.
Bezugnehmend auf Fig. 1 und Fig. 3 wird der Membranblock 6 von den Luftströ men L1 und L2 durchströmt. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Luft ströme L1 und L2 in entgegengesetzter Richtung bzw. nach Gegenstromprinzip durch den Membranblock 6 geleitet. Alternativ können die Luftströme L1 und L2 in gleicher Richtung bzw. nach Gleichstromprinzip durch den Membranblock 6 geleitet werden. Die gegenüberliegenden Anschlussdeckel 4a und 4b sind im Uhrzeigersinn um 180° gedreht angeordnet. Somit gehören die sich gegenüber liegend angeordneten Bereiche zum gleichen Luftstrom L1 bzw. L2 und die um 90° gedrehten Bereiche zum anderen Luftstrom L2 bzw. L1. Bezugnehmend auf Fig. 3-5 ist der Dichtkörper 12 einteilig aus einer gehärteten Klebstoffmasse 13 geformt. Der Dichtkörper 12 umfasst dabei einen Längsdicht bereich 15 mit vier Längsdichtungen 16. Die Längsdichtungen 16 sind in Längs richtung LR ausgerichtet und dichten die Blockecken 9 des Membranblocks 6 in den Längskanälen 14 zu dem Gehäusekörper 3 ab. Der Längsdichtbereich 15 dichtet also den Membranblock 6 in Längsrichtung LR zu dem Gehäusekörper 3 ab. Durch die Längsdichtungen 16 des Längsdichtbereichs 15 sind die Lufträume 8 in Längsrichtung LR voneinander abgedichtet. Referring to Fig. 1 and Fig. 3, the diaphragm block 6 is traversed by the air currents L1 and L2. In this exemplary embodiment, the air flows L1 and L2 are passed through the membrane block 6 in the opposite direction or according to the countercurrent principle. Alternatively, the air flows L1 and L2 can be passed through the membrane block 6 in the same direction or according to the direct current principle. The opposite connection covers 4a and 4b are arranged rotated clockwise by 180 °. Thus, the areas arranged opposite one another belong to the same air flow L1 or L2 and the areas rotated by 90 ° belong to the other air flow L2 or L1. Referring to FIGS. 3-5, the sealing body 12 is molded in one piece from a hardened adhesive mass 13. The sealing body 12 comprises a longitudinal sealing area 15 with four longitudinal seals 16. The longitudinal seals 16 are aligned in the longitudinal direction LR and seal the block corners 9 of the membrane block 6 in the longitudinal channels 14 to the housing body 3. The longitudinal sealing area 15 thus seals the membrane block 6 in the longitudinal direction LR from the housing body 3. The air spaces 8 are sealed from one another in the longitudinal direction LR by the longitudinal seals 16 of the longitudinal sealing region 15.
Zudem umfasst der Dichtkörper 12 zwei quer zur Längsrichtung LR ausgerichtete Plattendichtbereiche 17a und 17b, die die jeweiligen Schlussplatten 7a und 7b zu den jeweiligen Anschlussdeckeln 4a und 4b abdichten. Die Plattendichtbereiche 17a und 17b sind hier ringförmig ausgebildet. Die Plattendichtbereiche 17a und 17b sind mit den jeweiligen Längsdichtungen 16 des Längsdichtbereichs 15 an den jeweiligen Blockecken 9 des Membranblocks 6 verbunden, so dass der Membranblock 6 auch in Übergangsbereichen 19 zwischen den Blockecken 9 und den Schlussplatten 7a und 7b sicher und zuverlässig abgedichtet ist. Durch die Plattendichtbereiche 17a und 17b ist der Membranblock 6 quer zur Längsrich tung LR zu den Anschlussdeckeln 4a und 4b abgedichtet. Ferner sind durch die Plattendichtbereiche 17a und 17b die Lufträume 8 quer zur Längsrichtung LR voneinander dichtend getrennt. In addition, the sealing body 12 comprises two plate sealing areas 17a and 17b which are aligned transversely to the longitudinal direction LR and which seal the respective end plates 7a and 7b from the respective connection covers 4a and 4b. The plate sealing areas 17a and 17b are formed here in a ring shape. The plate sealing areas 17a and 17b are connected to the respective longitudinal seals 16 of the longitudinal sealing area 15 at the respective block corners 9 of the membrane block 6, so that the membrane block 6 is also safely and reliably sealed in transition areas 19 between the block corners 9 and the end plates 7a and 7b. By the plate sealing areas 17a and 17b, the membrane block 6 is sealed transversely to the longitudinal direction LR to the connection covers 4a and 4b. Furthermore, the air spaces 8 are separated from one another in a sealing manner transversely to the longitudinal direction LR by the plate sealing areas 17a and 17b.
Der Dichtkörper 12 umfasst ferner zwei quer zur Längsrichtung LR ausgerichtete ringförmige Deckeldichtbereiche 18a und 18b, die die jeweiligen Anschlussde ckeln 4a und 4b an den jeweiligen Stirnseiten 5a und 5b des Gehäusekörpers 3 zu dem Gehäusekörper 3 abdichten. Die jeweiligen Deckeldichtbereiche 18a und 18b sind ringförmig ausgebildet und sind in den Übergangsbereichen 19 mit den jeweiligen Längsdichtungen 16 des Längsdichtbereichs 15 und den jeweiligen Plattendichtbereichen 17a und 17b verbunden. Die Deckeldichtbereiche 18a und 18b dichten die Anschlussdeckeln 4a und 4b zur Längsrichtung LR zu dem Ge häusekörper 3 und die Lufträume 8 quer zur Längsrichtung LR nach außen und voneinander ab. The sealing body 12 further comprises two ring-shaped cover sealing areas 18a and 18b aligned transversely to the longitudinal direction LR, which seal the respective connection covers 4a and 4b on the respective end faces 5a and 5b of the housing body 3 with respect to the housing body 3. The respective cover sealing areas 18a and 18b are annular and are in the transition areas 19 with the respective longitudinal seals 16 of the longitudinal sealing area 15 and the respective Plate sealing areas 17a and 17b connected. The cover sealing areas 18a and 18b seal the connection covers 4a and 4b to the longitudinal direction LR to the housing body 3 and the air spaces 8 transversely to the longitudinal direction LR to the outside and from one another.
Der Dichtkörper 12 ist einteilig. Der Längsdichtbereich 15 und die beiden Platten dichtbereiche 17a und 17b und die beiden Deckeldichtbereiche 18a und 18b ge hen integral ineinander über. Der erfindungsgemäße Dichtkörper 12 dichtet den Membranblock 6 an den Blockecken 9 zu dem Gehäusekörper 3 und den Memb ranblock 6 an den Schlussplatten 7a und 7b zu den Anschlussdeckeln 4a und 4b und die Anschlussdeckeln 4a und 4b zu dem Gehäusekörper 3 ab. Durch den er findungsgemäßen Dichtkörper 12 entfallen vorteilhafterweise herkömmliche elas tische Dichtungen. Ferner ist der Dichtkörper 12 aus der gehärteten Klebstoff masse geformt, so dass der Dichtkörper 12 beim Abdichten als nicht gehärtete Klebstoffmasse aufgetragen werden kann. Dadurch vereinfacht sich das Abdich ten des Befeuchters 1 erheblich. Vorteilhafterweise können dadurch auch Tole ranzen in dem Befeuchter 1 ausgeglichen werden. The sealing body 12 is in one piece. The longitudinal sealing area 15 and the two plate sealing areas 17a and 17b and the two cover sealing areas 18a and 18b go integrally into one another. The sealing body 12 according to the invention seals the membrane block 6 on the block corners 9 to the housing body 3 and the membrane block 6 on the end plates 7a and 7b to the connection covers 4a and 4b and the connection covers 4a and 4b to the housing body 3. By he inventive sealing body 12 are advantageously omitted conventional elastic tables seals. Furthermore, the sealing body 12 is formed from the hardened adhesive mass, so that the sealing body 12 can be applied as a non-hardened adhesive mass during sealing. This simplifies the waterproofing th of the humidifier 1 considerably. Advantageously, tolerances in the humidifier 1 can also be compensated for in this way.
Fig. 6 bis Fig. 9 zeigen den Befeuchter 1 bei einzelnen Schritten eines erfin dungsgemäßen Verfahrens 20 zum Abdichten des Befeuchters 1. FIGS. 6 to 9 show the humidifier 1 in individual steps of a method 20 according to the invention for sealing the humidifier 1.
Nach Fig. 6 wird zuerst der Membranblock 6 in den Gehäusekörper 3 in Längs richtung LR des Befeuchters 1 eingeführt, wie mit Pfeil angedeutet. Dabei werden die Blockecken 9 des Membranblocks 6 in die nach innen offene Längskanäle 14 des Gehäusekörpers 3 eingeführt und die Längskanäle 14 dadurch nach innen geschlossen. Nach Fig. 7 wird dann die nicht gehärtete Klebstoffmasse 13 mittels einer Tülle 27 in die mit den Blockecken 9 nach innen geschlossene Längskanäle 14 einfügt. Dadurch wird der Längsdichtbereich 15 des Dichtkörpers 12 geformt, wobei die jeweilige Längsdichtung 16 jeweils einem der Längskanäle 14 bzw. je weils einer der Blockecken 9 zugeordnet ist. In diesem Schritt werden die jeweili gen Längskanäle 14 nacheinander befüllt, wobei der jeweilige zu befüllende Längskanal 14 unterhalb der anderen Längskanäle 14 und parallel zum Boden bzw. parallel zur Horizontale angeordnet wird. Zum Befüllen des nächsten Längs kanals 14 wird der Gehäusekörper 3 mit dem Membranblock 6 um die Längsrich tung LR um 90° gedreht, wie mit Pfeil angedeutet ist. Sind alle Längskanäle 14 mit der nicht gehärteten Klebstoffmasse 13 befüllt, so erfolgt der nächste Schritt. According to Fig. 6, the membrane block 6 is first introduced into the housing body 3 in the longitudinal direction LR of the humidifier 1, as indicated by the arrow. The block corners 9 of the membrane block 6 are introduced into the inwardly open longitudinal channels 14 of the housing body 3 and the longitudinal channels 14 are thereby closed inward. According to FIG. 7, the non-hardened adhesive mass 13 is then inserted into the longitudinal channels 14 closed inwards with the block corners 9 by means of a grommet 27. As a result, the longitudinal sealing area 15 of the sealing body 12 is formed, wherein the respective longitudinal seal 16 is assigned to one of the longitudinal channels 14 or to one of the block corners 9. In this step, the respective longitudinal channels 14 are filled one after the other, the respective longitudinal channel 14 to be filled being arranged below the other longitudinal channels 14 and parallel to the floor or parallel to the horizontal. To fill the next longitudinal channel 14, the housing body 3 with the membrane block 6 is rotated through the longitudinal direction LR by 90 °, as indicated by the arrow. If all the longitudinal channels 14 are filled with the uncured adhesive mass 13, the next step takes place.
Nach Fig. 8 wird dann im nächsten Schritt eine der Stirnseiten - hier die Stirn seite 5b - des Gehäusekörpers 3 nach oben und zum Boden bzw. zur Horizon tale parallel ausgerichtet. Danach werden eine Nut 21 in der jeweiligen Schluss platte 7b und eine Nut 22 an der Stirnseite 5b des Gehäusekörpers 3 mit der nicht gehärteten Klebstoffmasse 13 befüllt. Dadurch wird in der Nut 21 der Plat tendichtbereich 17b und in der Nut 22 der Deckeldichtbereich 18b geformt. Da nach wird nach Fig. 9 der Gehäusekörper 3 an der Stirnseite 5b mit dem An schlussdeckel 4b geschlossen. Die Nuten 21 und 22 können dabei über eine Un terbrechung oder über eine nach außen führende Öffnung entlüftet werden. According to Fig. 8, then in the next step one of the end faces - here the end face 5b - of the housing body 3 is aligned parallel to the top and to the floor or to the Horizon tale. Then a groove 21 in the respective end plate 7b and a groove 22 on the end face 5b of the housing body 3 are filled with the uncured adhesive mass 13. As a result, the plate sealing area 17b is formed in the groove 21 and the cover sealing area 18b is formed in the groove 22. Since, according to FIG. 9, the housing body 3 is closed at the end face 5b with the connection cover 4b. The grooves 21 and 22 can be vented via an interruption or via an opening leading to the outside.
Beim Verschließen des Anschlussdeckels 4b greifen - siehe hierzu auch Fig. 1 und Fig. 2 - eine Federrippe 23 an dem Anschlussdeckel 4b in die Nut 21 und eine Federrippe 24 an dem Anschlussdeckel 4b in die Nut 22 ein. Dadurch ent steht zwischen dem Anschlussdeckel 4b und der Schlussplatte 7b im Bereich der Nut 21 und der Federrippe 23 eine Nut-Feder-Verbindung 25. Auf gleiche Weise entsteht zwischen dem Anschlussdeckel 4b und dem Gehäusekörper 3 im Be reich der Nut 22 und der Federrippe 24 eine weitere Nut-Feder-Verbindung 25. Die Nut-Feder-Verbindung 25 wird im Folgenden anhand Fig. 10 näher erläutert. Anschließend wird auf gleiche Weise an der Stirnseite 5a vorgegangen und der Plattendichtbereich 17a und der Deckeldichtbereich 18a geformt. Danach kann die nicht gehärtete Klebstoffmasse 13 zu dem Dichtkörper 12 ausgehärtet oder von selbst aushärten. When closing the connection cover 4b - see also FIGS. 1 and 2 - a spring rib 23 on the connection cover 4b engages in the groove 21 and a spring rib 24 on the connection cover 4b engages in the groove 22. This creates a tongue-and-groove connection 25 between the connection cover 4b and the end plate 7b in the area of the groove 21 and the spring rib 23 a further tongue and groove connection 25. The tongue and groove connection 25 is explained in more detail below with reference to FIG. The same procedure is then followed on the end face 5a and the plate sealing area 17a and the cover sealing area 18a are formed. After that you can the non-hardened adhesive mass 13 hardened to form the sealing body 12 or harden by itself.
Fig. 10 zeigt nun eine Schnittansicht der dichtenden Nut-Feder-Verbindung 25, die in dem erfindungsgemäßen Befeuchter 1 in Schritten nach Fig. 8 und Fig. 9 des Verfahrens 20 entsteht. Dabei weist die jeweilige Schlussplatte 7a bzw. 7b die Nut 21 und der jeweilige Anschlussdeckel 4a bzw. 4b weist die Federrippe 23 auf. Im Schritt nach Fig. 8 des Verfahrens 8 wird die Nut 21 bis zu einer Markie rung 26 gefüllt. Wird der Gehäusekörper 3 mit dem jeweiligen Anschlussdeckel 4a bzw. 4b geschlossen, greift die Federrippe 23 in die Nut 21 axial ein. Die nicht gehärtete Klebstoffmasse 13 umhüllt dabei teilweise die Federrippe 23, wodurch die dichtende Nut-Feder-Verbindung 25 entsteht. Dadurch entsteht nur der dich tende Plattendichtbereich 17a bzw. 17b. Es versteht sich, dass der jeweilige De ckeldichtbereich 18a bzw. 18b durch die identische Nut-Feder-Verbindung 25 zwischen der Nut 22 und der Federrippe 24 entsteht. FIG. 10 now shows a sectional view of the sealing tongue and groove connection 25 which is produced in the humidifier 1 according to the invention in steps according to FIGS. 8 and 9 of the method 20. The respective end plate 7a or 7b has the groove 21 and the respective connection cover 4a or 4b has the spring rib 23. In the step according to FIG. 8 of the method 8, the groove 21 is filled up to a mark 26. If the housing body 3 is closed with the respective connection cover 4a or 4b, the spring rib 23 engages axially in the groove 21. The non-hardened adhesive compound 13 partially envelops the tongue rib 23, whereby the sealing tongue-and-groove connection 25 is created. This creates only the sealing plate sealing area 17a or 17b. It goes without saying that the respective cover sealing area 18a or 18b is created by the identical tongue and groove connection 25 between the groove 22 and the tongue rib 24.
Fig. 11 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Befeuchters 1 mit dem alter nativ ausgestalteten Dichtkörper 12. Hier sind die Plattendichtbereiche 17a und 17b - hier nur 17b sichtbar -X-förmig ausgebildet und unterscheiden sich dadurch von den ringförmigen Plattendichtbereichen 17a und 17b des in Fig. 1 bis Fig. 10 gezeigten Dichtkörpers 12. Im Übrigen stimmen die Dichtkörper 12 in Fig. 1 bis Fig. 10 und hier überein. Zum Fierstellen des X-förmigen Plattendicht bereichs 17a bzw. 17b ist auch die Nut-Feder-Verbindung 25 X-förmig ausgebil det. Mit anderen Worten sind die Nut 21 und die Federrippe 23 X-förmig. Vorteil hafterweise ist im Verfahren 20 beim Fierstellen des X-förmigen Plattendichtbe reichs 17a bzw. 17b kein Entlüften der Nut 21 notwendig. 11 shows a view of the humidifier 1 according to the invention with the sealing body 12 of the alternative design. Sealing body 12 shown in FIG. 1 to 10. Otherwise, the sealing bodies 12 in FIGS. 1 to 10 and here are the same. For Fierstellen the X-shaped plate sealing area 17a or 17b, the tongue and groove connection 25 is designed in an X-shape. In other words, the groove 21 and the spring rib 23 are X-shaped. Advantageously, no venting of the groove 21 is necessary in the method 20 when the X-shaped plate sealing area 17a or 17b is fused.
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Claims

Ansprüche Expectations
1. Befeuchter (1) mit einem Gehäuse (2) und mit einem Membranblock (6),1. Humidifier (1) with a housing (2) and with a membrane block (6),
- wobei das Gehäuse (2) einen Gehäusekörper (3) und zwei Anschlussdeckel (4a, 4b) aufweist, die den Gehäusekörper (3) an seinen quer zur Längsrich tung (LR) des Befeuchters (1) angeordneten Stirnseiten (5a, 5b) verschließen, und - The housing (2) having a housing body (3) and two connection covers (4a, 4b) which close the housing body (3) at its end faces (5a, 5b) arranged transversely to the longitudinal direction (LR) of the humidifier (1) , and
- wobei der Membranblock (6) in dem Gehäuse (2) aufgenommen und quer zur Längsrichtung (LR) durch zwei dichtend anliegende Schlussplatten (7a, 7b) geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Befeuchter (1) einen einteiligen Dichtkörper (12) aus einer gehärteten Klebstoffmasse (13) aufweist, wobei der Dichtkörper (12) den Membranblock (6) an seinen Blockecken (9) zu dem Gehäusekörper (3) und den Membranblock (6) an den Schlussplatten (7a, 7b) zu den Anschlussdeckeln (4a, 4b) und die An schlussdeckel (4a, 4b) zu dem Gehäusekörper (3) abdichtet. - The membrane block (6) being received in the housing (2) and closed transversely to the longitudinal direction (LR) by two sealingly abutting end plates (7a, 7b), characterized in that the humidifier (1) has a one-piece sealing body (12) a hardened adhesive mass (13), the sealing body (12) connecting the diaphragm block (6) at its block corners (9) to the housing body (3) and the diaphragm block (6) to the end plates (7a, 7b) to the connection covers (4a) , 4b) and the connection cover (4a, 4b) to the housing body (3).
2. Befeuchter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, 2. Humidifier according to claim 1, characterized in that
- dass der Dichtkörper (12) einen Längsdichtbereich (15) mit vier Längsdichtun gen (16) umfasst, die in Längsrichtung (LR) ausgerichtet sind und die Block ecken (9) des Membranblocks (6) zu dem Gehäusekörper (3) abdichten, und- That the sealing body (12) comprises a longitudinal sealing area (15) with four longitudinal seals (16) which are aligned in the longitudinal direction (LR) and seal the block corners (9) of the membrane block (6) to the housing body (3), and
- dass der Dichtkörper (12) zwei quer zur Längsrichtung (LR) ausgerichtete Plat tendichtbereiche (17a, 17b) umfasst, die die jeweiligen Schlussplatten (7a, 7b) zu den jeweiligen Anschlussdeckeln (4a, 4b) abdichten, und - That the sealing body (12) comprises two plate sealing areas (17a, 17b) aligned transversely to the longitudinal direction (LR), which seal the respective end plates (7a, 7b) to the respective connection covers (4a, 4b), and
- dass der Dichtkörper (12) zwei quer zur Längsrichtung (LR) ausgerichtete De ckeldichtbereiche (18a, 18b) umfasst, die die jeweiligen Anschlussdeckeln (4a, 4b) an den jeweiligen Stirnseiten (5a, 5b) des Gehäusekörpers (3) zu dem Ge häusekörper (3) abdichten, und - That the sealing body (12) comprises two cover sealing areas (18a, 18b) aligned transversely to the longitudinal direction (LR), which cover the respective connection covers (4a, 4b) on the respective end faces (5a, 5b) of the housing body (3) to the Ge housing body (3), and
- dass der Längsdichtbereich (15) und die beiden Plattendichtbereiche (17a, 17b) und die beiden Deckeldichtbereiche (18a, 18b) integral ineinander über gehen. - That the longitudinal sealing area (15) and the two plate sealing areas (17a, 17b) and the two cover sealing areas (18a, 18b) merge integrally into one another.
3. Befeuchter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 3. Humidifier according to claim 2, characterized in that
- dass in dem Gehäusekörper (3) vier Längskanäle (14) ausgeformt sind, die in Längsrichtung (LR) ausgerichtet und quer zur Längsrichtung (LR) nach innen offen sind, und - That four longitudinal channels (14) are formed in the housing body (3), which are aligned in the longitudinal direction (LR) and open inwards transversely to the longitudinal direction (LR), and
- dass die jeweilige Blockecke (9) des Membranblocks (6) in den jeweiligen Längskanal (14) von innen hineinragt und dadurch den jeweiligen Längskanal (14) schließt, und - That the respective block corner (9) of the membrane block (6) protrudes into the respective longitudinal channel (14) from the inside and thereby closes the respective longitudinal channel (14), and
- dass die jeweilige Längsdichtung (16) des Dichtkörpers (12) in dem jeweiligen Längskanal (14) zwischen der jeweiligen Blockecke (9) und dem Gehäusekör per (3) dichtend angeordnet ist. - That the respective longitudinal seal (16) of the sealing body (12) is sealingly arranged in the respective longitudinal channel (14) between the respective block corner (9) and the housing body (3).
4. Befeuchter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Plattendichtbereich (17a, 17b) quer zur Längsrichtung (LR) ringförmig oder kreuzförmig ausgebildet ist und die jeweiligen Längsdichtungen (16) des Längsdichtbereichs (15) an den jeweiligen Blockecken (9) miteinander verbindet. 4. Humidifier according to claim 2 or 3, characterized in that the respective plate sealing area (17a, 17b) transversely to the longitudinal direction (LR) is annular or cross-shaped and the respective longitudinal seals (16) of the longitudinal sealing area (15) at the respective block corners (9 ) connects with each other.
5. Befeuchter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, - dass die jeweilige Schlussplatte (7a, 7b) eine Nut (21 ) und der jeweilige An schlussdeckel (4a, 4b) eine Federrippe (23) aufweisen, wobei die jeweilige Fe derrippe (23) in die jeweilige Nut (21) axial eingreift, und 5. Humidifier according to one of claims 2 to 4, characterized in that - That the respective end plate (7a, 7b) has a groove (21) and the respective connection cover (4a, 4b) has a spring rib (23), the respective spring rib (23) engaging axially in the respective groove (21), and
- dass der jeweilige Plattendichtbereich (17a, 17b) in der jeweiligen Nut (21) und die jeweilige Federrippe (23) bereichsweise umgreifend angeordnet ist. - That the respective plate sealing area (17a, 17b) is arranged in the respective groove (21) and the respective tongue rib (23) encompassing areas.
6. Befeuchter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Deckeldichtbereich (18a, 18b) ringförmig ausgebildet ist und die jeweiligen Längsdichtungen (16) des Längsdichtbereichs (15) an den jeweili gen Blockecken (9) miteinander verbindet. 6. Humidifier according to one of claims 2 to 5, characterized in that the respective cover sealing area (18a, 18b) is annular and connects the respective longitudinal seals (16) of the longitudinal sealing area (15) to each other at the respective block corners (9).
7. Befeuchter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, 7. humidifier according to one of claims 2 to 6, characterized in that
- dass der Gehäusekörper (3) an der jeweiligen Stirnseite (5a, 5b) eine Nut (22) und der jeweilige Anschlussdeckel (4a, 4b) eine Federrippe (24) aufweisen, wobei die jeweilige Federrippe (24) in die jeweilige Nut (22) axial eingreift, und- That the housing body (3) has a groove (22) on the respective end face (5a, 5b) and the respective connection cover (4a, 4b) has a spring rib (24), the respective spring rib (24) in the respective groove (22 ) engages axially, and
- dass der Deckeldichtbereich (18a, 18b) in der jeweiligen Nut (22) und die je weilige Federrippe (24) bereichsweise umgebend angeordnet ist. - That the cover sealing area (18a, 18b) is arranged surrounding the respective groove (22) and the respective tongue rib (24) in areas.
8. Befeuchter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem jeweiligen Anschlussdeckel (4a, 4b) und auf der jeweiligen Stirn seite (5a, 5b) des Gehäusekörpers (3) eine formschlüssige Poka-Yoke-Einheit (11 ) geformt ist, die eine Fehlmontage des jeweiligen Anschlussdeckels (4a, 4b) an dem Gehäusekörper (3) verhindert. 8. Humidifier according to one of claims 2 to 7, characterized in that on the respective connection cover (4a, 4b) and on the respective end face (5a, 5b) of the housing body (3) a form-fitting poka-yoke unit (11) is shaped, which prevents incorrect assembly of the respective connection cover (4a, 4b) on the housing body (3).
9. Verfahren (20) zum Abdichten eines Befeuchters (1) nach einem der vorange henden Ansprüche, umfassend folgende Schritte: - Einführen des Membranblocks (6) in den Gehäusekörper (3) in Längsrichtung (LR) des Befeuchters (1), 9. The method (20) for sealing a humidifier (1) according to one of the preceding claims, comprising the following steps: - Insertion of the membrane block (6) into the housing body (3) in the longitudinal direction (LR) of the humidifier (1),
- Einfügen der nicht gehärteten Klebstoffmasse (13) zwischen den Blockecken (9) des Membranblocks (6) und dem Gehäusekörper (3), um einen Längsdicht bereich (15) des Dichtkörpers (12) zum Abdichten des Membranblocks (6) zu dem Gehäusekörper (3) zu formen, - Insertion of the non-hardened adhesive mass (13) between the block corners (9) of the diaphragm block (6) and the housing body (3) to form a longitudinal sealing area (15) of the sealing body (12) for sealing the diaphragm block (6) to the housing body ( 3) to shape,
- Aufträgen der nicht gehärteten Klebstoffmasse (13) auf die Schlussplatten (7a, 7b) des Membranblocks (6), um Plattendichtbereiche (17a, 17b) des Dichtkör pers (12) zum Abdichten des Membranblocks (6) zu den Anschlussdeckeln (4a, 4b) zu formen, - Applications of the non-hardened adhesive mass (13) on the end plates (7a, 7b) of the membrane block (6) to plate sealing areas (17a, 17b) of the Dichtkör pers (12) for sealing the membrane block (6) to the connection covers (4a, 4b ) to shape,
- Aufträgen der nicht gehärteten Klebstoffmasse (13) auf die Stirnseiten (5a, 5b) des Gehäusekörpers (3), um Deckeldichtbereiche (18a, 18b) des Dichtkörpers (12) zum Abdichten der Anschlussdeckel (4a, 4b) zu dem Gehäusekörper (3) zu formen, - Application of the non-hardened adhesive mass (13) to the end faces (5a, 5b) of the housing body (3) to cover sealing areas (18a, 18b) of the sealing body (12) for sealing the connection cover (4a, 4b) to the housing body (3) to shape
- Verschließen des Gehäusekörpers (3) mit den Anschlussdeckeln (4a, 4b),- Closing the housing body (3) with the connection covers (4a, 4b),
- Aushärten der nicht gehärteten Klebstoffmasse (13) zu dem einteiligen Dicht körper (12). - Curing of the uncured adhesive mass (13) to form the one-piece sealing body (12).
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, 10. The method according to claim 9, characterized in that
- dass das Aufträgen der nicht gehärteten Klebstoffmasse (13) und das Ver schließen des Gehäusekörpers (3) zuerst an der einen Stirnseite (5a) und da nach auf der anderen Stirnseite (5b) des Gehäusekörpers (3) erfolgen, oder- That the application of the non-hardened adhesive mass (13) and the Ver close the housing body (3) first on one end face (5a) and then on the other end face (5b) of the housing body (3), or
- dass zuerst das Aufträgen der nicht gehärteten Klebstoffmasse (13) auf den beiden Stirnseiten (5a, 5b) und danach das Verschließen des Gehäusekörpers (3) mit den Anschlussdeckeln (4a, 4b) auf den beiden Stirnseiten (5a, 5b) des Gehäusekörpers (3) erfolgen. - that first the application of the non-hardened adhesive mass (13) on the two end faces (5a, 5b) and then the closing of the housing body (3) with the connection covers (4a, 4b) on the two end faces (5a, 5b) of the housing body ( 3) take place.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, 11. The method according to claim 9 or 10, characterized,
- dass beim Einführen des Membranblocks (6) in den Gehäusekörper (3), die Blockecken (9) des Membranblocks (6) in nach innen offene Längskanäle (14) des Gehäusekörpers (3) eingeführt werden und die Längskanäle (14) so ver schlossen werden, und - That when inserting the membrane block (6) into the housing body (3), the block corners (9) of the membrane block (6) are inserted into inwardly open longitudinal channels (14) of the housing body (3) and the longitudinal channels (14) closed so ver be, and
- dass beim Einfügen der nicht gehärteten Klebstoffmasse (13) zwischen den Blockecken (9) des Membranblocks (6) und dem Gehäusekörper (3), die jewei ligen Längskanäle (14) mit der nicht gehärteten Klebstoffmasse (13) nachei nander befüllt werden, und - That when inserting the uncured adhesive mass (13) between the block corners (9) of the membrane block (6) and the housing body (3), the respective longitudinal channels (14) are filled with the uncured adhesive mass (13) one after the other, and
- dass beim Befüllen des jeweiligen Längskanals (14) dieser unterhalb der an deren Längskanäle (14) und parallel zum Boden ausgerichtet wird. - That when filling the respective longitudinal channel (14) this is aligned below the other longitudinal channels (14) and parallel to the floor.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Befüllen der jeweiligen Längskanäle (14) und beim Wechseln des zu befüllenden Längskanals (14) der Gehäusekörper (3) um die Längsrichtung (LR) um 90° verdreht wird. 12. The method according to claim 11, characterized in that when filling the respective longitudinal channels (14) and when changing the longitudinal channel (14) to be filled, the housing body (3) is rotated about the longitudinal direction (LR) by 90 °.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, 13. The method according to any one of claims 9 to 12,
- dass beim Aufträgen der nicht gehärteten Klebstoffmasse (13) auf die jeweilige Schlussplatte (7a, 7b) des Membranblocks (6) und auf die jeweilige Stirnseite (5a, 5b) des Gehäusekörpers (3), die jeweiligen Stirnseite (5a, 5b) des Gehäu sekörpers (3) nach oben und zum Boden parallel ausgerichtet wird, und- That when applying the non-hardened adhesive mass (13) on the respective end plate (7a, 7b) of the membrane block (6) and on the respective end face (5a, 5b) of the housing body (3), the respective end face (5a, 5b) of the Gehäu sekörpers (3) is aligned upwards and parallel to the ground, and
- dass nach dem Ausrichten des Gehäusekörpers (3), eine Nut (21) in der jewei ligen Schlussplatte (7a, 7b) und eine Nut (22) an der Stirnseite (5a, 5b) des Gehäusekörpers (3) mit der nicht gehärteten Klebstoffmasse (13) jeweils bis zu einer Markierung (26) befüllt werden, und - dass nach dem Verschließen des Gehäusekörpers (3), Federrippen (23, 24) des jeweiligen Anschlussdeckels (4a, 4b) in die jeweiligen Nuten (21,23) ein- greifen und die nicht gehärtete Klebstoffmasse (13) die Federrippen (23, 24) bereichsweise ummantelt. - That after aligning the housing body (3), a groove (21) in the respective end plate (7a, 7b) and a groove (22) on the end face (5a, 5b) of the housing body (3) with the uncured adhesive mass (13) each be filled up to a mark (26), and - that after the housing body (3) has been closed, spring ribs (23, 24) of the respective connection cover (4a, 4b) engage in the respective grooves (21, 23) and the non-hardened adhesive mass (13) the spring ribs (23, 24) encased in areas.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verschließen des Gehäusekörpers (3) mit dem jeweiligen Anschluss deckel (4a, 4b) die jeweiligen Nuten (21, 22) über eine Unterbrechung oder über eine nach außen führende Öffnung entlüftet werden. 14. The method according to claim 13, characterized in that when closing the housing body (3) with the respective connection cover (4a, 4b), the respective grooves (21, 22) are vented via an interruption or via an opening leading to the outside.
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