用于加湿器的流动板的制作方法

这种加湿器例如用于加湿用于燃料电池的工艺气体，该燃料电池借助分子氢和/或氧气或空气运行用于发电。通常用于操作这种燃料电池的质子交换膜在温度和湿度方面要求尽可能稳定的条件，以便提高耐久性并提高效率。因此，供应到燃料电池的工艺气体通常在加湿器中设定到期望的、稳定的湿度。这种加湿器包括流动板，流动板通常设有通道结构，其中，通道邻近通常呈透水膜的形式的水传递介质。

这种组件通常设有多个流动板，在每个流动板之间布置有水传递膜。膜的重要性质在于是它们是不透气的，但允许水传递膜和围绕它们的气体之间的水分交换。

例如，可以规定在水传递膜的一侧上将较湿润的气体引导通过相邻的流动板的通道，并且在水传递膜的相对侧上，较干燥的气体通过第二流动板的通道。在这种情况下，在水传递膜的一侧上的较湿润的气体将水分释放至膜，而在膜的相对侧上将水分释放至较干燥的气体。

水传递膜占生产所述加湿器的成本的主要部分，因而通常寻求最小化水传递膜的面积，并且因此在任何情况下也最小化流动板的面积。气体通过流动板的通道的高效引导因此至关重要，因为通过穿过膜传递水分的气体的预定湿度必须在尽可能最小化的交换面积上可靠地设置。

在这方面，从现有技术、例如德国实用新型说明书de202014006480u1已知一种在加湿器的流动板的内部的通道的设计，其对气体的流动施加有利的影响，从而允许与水传递膜的全面的水分交换。

本发明基于现有技术的背景解决了提出用于加湿器的流动板的问题，该流动板使得能以更高效的方式利用水传递膜交换水分。具体地，应该避免水交换仅发生在靠近膜的层之间。

该问题由具有权利要求1的特征的流动板解决。权利要求2至26涉及这种流动板的有利实施例，并且权利要求27至29涉及包括这种流动板的加湿器。

因此，本发明涉及一种用于加湿器的流动板，该流动板具有带有多个独立支承元件的流场，其中，支承元件至少部分地垂直于流动板的平坦的表面平面延伸。

在本文中，流场应理解为意指流动板上这样的区域，其设计成使得在操作期间气体沿着流动板的表面在该区域中流动。与现有技术相反，该流场不被分成彼此界定开的通道，而是相反地使得气体能沿着流动板的表面沿着不同的路径流动，其中，在现有技术中至少部分地由通道壁分开的空间具有多个独立支承元件。这些支承元件可以例如以柱状或棒状从流动板的平坦的表面平面延伸到沿着流动板延伸的空间中，例如在流动板和相邻的水交换膜之间。流动板通常形成为平坦的，使得流动板的平坦的表面平面被限定为平行于流动板的相互垂直布置的两个主要延伸方向的平面，并且在矩形流动板的情况下，这两个主要延伸方向通常平行于板边缘。因此，流场可以封围与流动板平行的几毫米高的空间，所述空间的包封轮廓由支承元件形成。

例如，当使用在加湿器的堆叠部中的流动板时，支承元件可以构造成使得它们接触相邻的水交换膜。因为支承元件是独立的，所以沿着流动板的部分气流可以分别在两侧上穿过支承元件。大体上，在流动板处形成气流条件，该气流条件使得气流关于最大生产量的优化分布，其中，由于多个支承元件层流的形成至少部分地受阻碍或完全被避免。这导致直接沿着流动板的表面在各个区域中流动的气体与在与其平行的、进一步远离流动板的各个区域中、例如在水传递膜上流动的气体的良好交换。因此，离开水传递膜进入流动的气体中或者在气体除湿的情况下是反向的、改善的水分输送是可能的。

还可以规定，支承元件垂直于平坦的表面平面是弹性的。由于支承元件的弹性屈服，因此制造公差可以有效地补偿，使得例如所有或大多数支承元件可以弹性地承载抵靠相邻的水交换膜，并且例如轻微的尺寸过大不会导致水交换膜的任何损坏。此外，支承元件的弹性使得能在运行期间吸收压力波动(压力冲击)，从而在此也不会导致水交换膜的损坏。支承元件在垂直于流动板的平坦的表面平面的方向上的弹性可以通过材料弹性和/或通过尺寸弹性来实现，即通过支承元件因此本身可压缩或作为整体可变形。

另一有利的实施例可规定，支承元件各自具有平行于流动板的平坦的表面平面的特定宽度b和同样平行于流动板的平坦的表面平面的特定长度l，其中：l≤10·b，优选l≤3·b，特别优选l≤b，并且其中，宽度b和长度l优选各自在最靠近流动板的支承元件的端部处确定，即，例如在支承元件的连接到支承板的平坦的表面平面的端部处。因此，例如通过具有例如圆形、椭圆形、正方形或矩形横截面形式的柱状或杆状的支承元件可以有效地实现本发明。然而，对于支承元件还可能具有肋部部分的形式，肋部部分具有更长或更短的长度并具有相应的更小的宽度。借助于这种支承元件，其长度例如是它们宽度的十倍的量级，气流也可以至少分批地在流动板上或沿着流动板的特定路径中受引导。

另一有利的实施例可以规定，支承元件各自具有垂直于流动板的平坦的表面平面的特定高度h，其中h≤6·l，优选h≤3·l，特别优选h≤l。在该参数选项的情况下，可以例如提供相对细(长)的柱状形式的支承元件。相应地，每单位面积的大量支承元件可以布置在流动板上，使得气体在流动板上的完全的混合流动与相应地利用水交换膜的良好的水分交换成为可能。

此处，当在加湿器中使用时，流动板和相邻的水交换膜之间的空间通常相对较窄，因为流动板和相邻的水交换膜之间的距离应选择为较小。例如，可以规定，支承元件各自具有特定高度h，该高度h垂直于流动板的平坦的表面平面，其中，h≤3.0mm，优选h≤1.0mm，特别优选h≤0.5mm。

在加湿器的组装状态下，支承元件可以全部或部分地，即所有支承元件或它们中的一部分接触相邻的水交换膜或保持水交换膜的支承介质。被支承元件的直接承载抵靠水交换膜的端部覆盖的膜的区域需要特别注意，因为在该区域中通过的气体只能与水交换膜有限地程度地接触。

通常，在覆盖的区域中，在水交换膜上设有支承件，该支承件也可以是支承介质的一部分或与其相同，并且由于它们布置在水交换膜和支承元件之间，使得甚至在该区域中也能与水交换膜进行水分交换。这种支承介质可以是例如(石墨)纤维纸、多层(石墨)纤维织物、非织造织物或其它织物或由天然和/或合成纤维制成的多层织物。用于水交换膜的支承介质通常是透气的。

水传递介质，也可以称为水传递膜或水交换膜例如可以是多孔介质、涂覆或浸渍的织物膜层叠物离子浸渍膜、离聚物膜或膜片。

支承元件的长度可有利地小于5mm、更优选小于2mm、特别优选小于1mm。支承元件在平行于流动板的平坦的表面平面的纵向方向上越短，则可以形成的用于气体沿着流动的固定通道的数量越少，由此气流可以更自由地扩散和混合。通过将支承元件的尺寸在平行于平坦的表面平面的方向上的尺寸保持得较短，由平行布置的水交换膜处的支承元件覆盖的面积也减小，并且仅在减少的程度上可用于与气体交换水分。通过保持支承元件的长度和宽度尽可能短，在加湿器中使用的情况下，流动板的每单位面积的水分交换性能因此增加。

在这方面下，也可以规定，对于平行于流动板的平坦的表面平面的相邻的支承元件的特定最大距离dmax，以下适用：dmax≤6·l，优选dmax≤3·l，特别优选dmax≤l。在相邻的支承元件之间以这种方式定义的最大距离在气流的路径上确保足够数量的障碍物，使得至少部分地打破层流并且至少部分地产生涡流，并且同时通过支承元件的最小尺寸将流动阻抗(阻力)保持为足够低。

各单独支承元件在此可以至少部分地形成为杆形或柱形。

此处，还可以规定，支承元件的远离流动板的、即远离流动板的平坦的表面平面的端部是钩状的。由于支承元件的自由端的钩状设计，在所述自由端处产生支承元件的一个区域，该区域可以弹性地承载抵靠相邻的水交换膜或支承介质，并且同时至少在与水交换膜或支承介质接触的区域中不是尖的或尖锐边缘的，使得水交换膜或支承介质不会受到损伤，或者不会被支承元件渗透。如果支承元件由可变形塑料制成，则钩状弯曲部分可以特别有弹性。

另外可以规定，支承元件的钩状端部关于垂直于平坦的表面平面定向的铅垂线方向/垂直方向以超过90度、优选地以超过105度、特别优选地以超过120度朝向流动板弯曲。至少90度的弯曲在支承元件的端部处产生直角弯曲部分，且其能平坦地抵靠水交换膜。支承构件的自由端的进一步弯曲使得支承构件的端部被引导回朝向流动板的平坦表面，由此钩进入水交换膜或支承介质中的风险和对膜或支承介质的损坏进一步降低。

单独的支承元件也可以沿着它们的高度成型(给出轮廓)，并且例如从流动板的平坦的表面开始并随着与其距离的增加而关于横截面以锥形或金字塔形渐缩。因此沿着支承元件的高度建立可变的流动横截面，其可在支承元件之间用于流过的气体。因此，气流在流动板表面附近比离流动板表面间隔开更远而更强烈地制动，其中，支承元件仅具有小的横截面并且接触可能设有的水交换膜。因此，可以对流过的气体施加脉冲，导致其也垂直于平坦的表面平面运动和混合。

另外，可以规定，流动板的每单位面积的支承元件的密度沿着流动板的平坦的表面平面是可变的。例如，密度可以在加湿器中沿着气体的主流动方向周期性地改变。对于流过的气体的流动阻力因此被调节，由此实现密度的波动并可以导致增强的气体混合。密度也可以横向于气体的主流动方向变化，特别也是周期性地。

还可以有利地规定，支承元件由塑料、特别是热塑性塑料制成，并且优选地包括以下材料中的一种或多种：聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、乙烯树脂、聚酯、聚醚醚酮、聚醚砜、聚乙烯砜、聚酰胺-酰亚胺、聚氧乙烯、聚邻苯二甲酰胺。这些材料是塑料材料，利用该塑料材料可以特别容易地制造呈棒或线股形式的、稳定且相对细(薄)的支承元件。

同样可以有利地规定，支承元件由金属制成，特别是由钢制成，例如是由不锈钢制成。此处有利的是，整个流动板由相同的金属制成，并且支承元件与流动板一体制成。为了微密封或为了保护抵抗腐蚀，流动板也可以附加地完全或至少部分地例如由亲水或疏水涂层涂覆。

这里还可以规定，在流动板的至少一个流场中的每单位面积的支承元件的数量为至少20cm^-2，优选为至少80cm^-2，特别优选为至少150cm^-2。各个支承元件在该情况下是相对薄(细)的且为线状的并且总体是柔韧性的，但也是足够刚性的以使它们以刷状的方式从流动板的平坦的表面平面突出并且不会彼此缠住。

为此目的，还可以规定，支承元件布置在平行于流动板的平坦的表面平面布置的垫子上。支承元件和垫子可以由相同的材料制成。

还可以规定，支承元件和垫子形成为一体。

例如，垫子可包括线股状元件的编织物(编结物)，其自由端大致以直角从垫子突出并形成支承元件。垫子还可以整体由线股状元件的编织物组成，其在它们的自由端的区域中形成支承元件。

可以将具流动板及其支承元件制造为使得在流场的区域中没有开口。这种流动板适用于双极设计和单极设计两者，在双极设计中，不同的气体在流动板的两个表面上流动，在单极设计中，相同或相当的气体在流动板的两个表面上流动。相反，如果支承元件从流动板形成为使得开口因此设置在流场的区域中，则流动板仅适用于单极设计。此处则优选地交替使用两种不同设计类型的流动板。

流动板还可以另外设有通过开口，用于引导气体垂直于其平坦的表面平面通过流动板，其中，流场流体连接至通过开口。流场在本上下文中理解为意指用于气体沿着流动板流经并被支承元件占据的可用空间，在流动板在加湿器中使用的情况下，在流动板和与其平行布置的水交换膜之间可得到所述空间。

通过开口优选地延伸成使得它们穿过流动板，并且例如当在加湿器的堆叠部中使用时，可以与相邻流动板中的相应通过开口对准。如果因此堆叠不同的流动板，则由对准的通过开口形成的管线因此连接至单独的流动板的许多流场，在四个管线的情况下，每个管线通常各自连接至单独的流动板的一半流场，使得，由于因此形成的管线，所有流场都可以供给(装载有)流入气体，或者从各单独的流场流出的气体可以由共同的排出管线收集并能从加湿器共同排出。

每个单独流动板可以是形成为一体，然而它也可以由相互连接的至少两个元件组成，其中，一个元件在流动板的窄侧处以框架状的方式向外终止流动板，而另一元件插入框架形的元件中。框架形元件可以保留(释放)垫子状的可插入元件的一个或两个平坦侧部自由，并且可仅覆盖和围绕窄侧。在这种情况下，垫子状元件可以在其两个平坦侧部中的一个上或在两个平坦侧部上具有突出的支承元件。

然而，框架状元件也可以是盒子形的并设有基部，使得垫子状元件可插入到盒子中并保留(释放)垫子状元件的仅一个平坦侧部自由和设置有支承元件。

此处，还可以规定，相互连接的元件全部由塑料制成，其中，相互连接的元件优选由相同的塑料制成。在这种情况下，框架形元件因此可以由塑料构成。

然而，还可以规定，相互连接的至少两个元件由不同材料制成，其中，框架形元件优选由金属制成或包含金属。在这种情况下，由于由金属制成或具有金属，框架形元件获得了增加的机械稳定性。另一个垫子状元件然后也可以形成为相当机械上较弱的，例如作为柔韧的垫子。

本发明具体涉及用于电化学系统中或hvac系统中适用的流动板。

除了上述类型的流动板之外，本创新还涉及具有上述类型的一个或多个流动板的加湿器，其中，流动板布置为堆叠部，并且其中，具有至少一个水交换膜的膜复合物布置在堆叠部的相邻的两个流动板之间。

如果流动板旨在安装在具有双极设计的加湿器中，使得不同气体、即待加湿的气体和待除湿的气体在流动板的两个侧部上流动，则支承元件可以设置在流动板的两个流场中，其中，有利的是在待除湿的气体的流场中每单位面积设有的支承元件的数量比在待加湿的气体的流场中的更多。原则上，也可以仅在待除湿的气体的流场中设有支承元件。

在单极设计的加湿器的情况下，其中相同的气体在流动板的两侧上流动，有利地，交替布置两种不同类型的流动板。此处，可能有利的是，至少为用于待除湿的气体的流动板提供每个单位面积的上述数量的支承元件，特别是在两个流场中。相反，对于在其两个流场上流动的为待加湿的气体的流动板，每单位面积的更少数量的支承元件可能是有利的。在单独的应用场景中，用于待加湿的气体的流动板也可以形成为没有支承元件。

水交换膜形成为使得它们优选地是气密的，使得不可能在不同流动板的流场之间进行气体交换。例如，布置在水交换膜的不同侧部上的相邻流动板的流场可以用具有不同水分含量的气体填充，使得在一侧上更湿润的气体向水交换膜释放水分，并且在相同的水交换膜的相对侧上流动的较干燥的气体从水交换膜吸收水分。因此，在成对相邻的流动板内，水分从较湿润的气体有序地传递到较干燥的气体。

膜复合物此处也可以仅由水交换膜组成，并且可由在两侧上从流动板突出的支承元件支承。然而，还可以对于水交换膜设置，在膜复合物的框架内，在一侧或两侧上至少部分地由呈气体可透材料形式的支承介质覆盖和支承。这种支承介质优选地设计成使得它覆盖水交换膜表面的尽可能小的部分，并且尽可能少地阻碍气体进入水交换膜表面，但具有足够的机械稳定性来保持水交换膜。这种载体介质可以是例如(石墨)纤维纸、多层(石墨)纤维、非织造织物或其它织物或由天然和/或合成纤维制成的多层织物。用于水交换膜的支承介质通常是透气的。

此处，可以规定，膜复合物与它们之间布置有膜复合物的流动板的支承元件直接接触。因此，各单独的支承元件可以直接连接到水交换膜或支承介质，并且一方面保持和支承膜复合物或水交换膜，并且另一方面也固定流动板的组件，例如，如果支承元件形成构成插入框架形元件的流动板的垫子的一部分。然后，例如，不一定必需将垫子进一步固定在流动板的框架形元件中。

还可以规定，在根据本发明的加湿器中，堆叠部的流动板的通过开口对准布置，使得流动板的通过开口形成至少四个管线，经由这些管线，待除湿的气体能被引入堆叠部中，经除湿的气体能被从堆叠部排出(移除)，待加湿的气体能被引入堆叠部中，并且待加湿的气体能从堆叠部排出(移除)。

如果流动板形成为一体，则通过开口容易穿过流动板。如果流动板形成为多个部件，例如具有框架形元件和插入的垫子，那么通过开口可以因此穿过垫子或者在垫子不延伸进入的区域中穿过框架形元件。例如，在框架的区域中的通过开口可以设置成使得气体可以从框架流入垫子的窄侧。流动板的框架形元件可以形成为具有在堆叠方向上的厚度，从而它们在所形成的堆叠部中直接抵靠彼此，使得通过开口对齐并形成穿过堆叠部的向外闭合的管线。然后将垫子状的元件和水交换膜布置并固定在框架形元件内。由通过开口形成的管线然后具有各自通入单独的流场中的侧向开口。

在不与所讨论的通过开口连接的流场的平面中，以及在与所讨论的通过开口应建立连接的流场的平面中，在远离所讨论的流场的方向上，在相关的流动板中可以设置有密封件，该密封件可以直接形成在流动板中，例如在金属流动板的情况下呈压花珠缘的形式或者在至少部分地由塑料制成的流动板的情况下呈珠缘-凹槽组合的形式。还可以借助应用于流动板的弹性体珠缘来确保密封。

本发明将在下文中参照附图呈现并在下文中进一步说明。在附图中：

图1示出了具有多个流动板的加湿器的立体图；

图2示意性地示出了具有压缩机、加湿器和燃料电池堆的电化学系统；

图3示出了具有两个流动板的模块；

图4示出了单独的流动板的视图；

图5示出了流动板的支承元件的结构的放大视图；

图6以放大形式示出了具有支承元件的流动板的一部分立体图；

图7示出了具有在流动板的两个平坦侧部上延伸的支承元件的流动板的侧视图；

图8示出了具有支承元件的流动板的细节，该支承元件朝向其自由端分开，并且具有在不同方向上弯曲的钩形的两个自由端；

图9示出了具有支承元件的支承板的细节，该支承元件在其自由端处具有加厚部分；

图10示出了具有不同组的支承元件的流动板的细节，这些支承元件定向不同并且以不同定向的行布置；

图11示出了具有支承元件的流动板的细节，这些支承元件形成为中空的并且由板的基本材料形成；

图12示出了具有多个分开的支承元件的流动板的细节，支承元件具有钩状端部；

图13示出了具有两个相邻的柱状支承元件的流动板的细节，支承元件具有加厚的端部；

图14以侧视图示出了来自图13的流动板，其中，凹槽和珠缘布置在流动板的彼此相对的平坦侧部上；

图15示出了在两个流场中具有支承元件的流动板的截面图的细节；以及

图16以两个局部图示出了加湿器模块或加湿器的单极设计和双极设计的示意图。

图1以立体图示出了具有加湿器模块3的块形的加湿器1，加湿器模块3沿堆叠方向2堆叠并且每个加湿单元包括至少一个流动板和一个水传递膜，其中，加湿器模块借助于通过开口彼此连接，通过开口在堆叠方向2上对齐并且通入向外引导的气体端口4、5、6、7中。气体端口4、5、6、7穿过加湿器1的端板8、9中的一个。气体入口此处设有附图标记4和5，而气体出口设有附图标记6和7。相应的气流方向由a、b、c、d标示。

堆叠在加湿器1中的各单独的加湿器模块3各自具有相同的外部尺寸，使得堆叠部形成具有平坦侧面的立方体。

图2示意性地示出了具有压缩机11、加湿器1和例如包括多个氢/氧燃料电池的燃料电池堆12的电化学系统10。例如分子氢或分子氧或空气的、待加湿的干燥工艺气体由压缩机11经由加湿器1的第一入口5供应到加湿器1。然后，在加湿器1中加湿的工艺气体经由加湿器1的第一出口6排出到燃料电池堆12。在那里，不同的工艺气体的化学能借助于多个膜电极单元转换成电能。在燃料电池堆12中的工艺气体的反应期间产生的水经由第二入口4供应到加湿器1，并且在那里用于加湿经由第一入口5、通过水交换膜供应到加湿器1的干燥工艺气体。经除湿的气体经由加湿器1的第二出口7排出、例如排周围环境中。

图2的大写字母对应于图1中同样示出的气流方向，并且在上下文中结合气体端口进行阐释。

图3以立体图示出从现有技术已知的加湿器模块3，并且在所描述的情况中该加湿器模块包括两个流动板13、14和布置在它们之间的水交换膜15、以及在两侧上支承水交换膜15的、呈非织造织物形式的两层支承介质16、17。

流动板13、14各自在其至少一个侧部上具有通道，所述通道通过肋部14a、14b彼此分开。将相邻的通道彼此分开的肋部14a、14b可接触支承介质16、17，使得在所有侧部上产生闭合的通道，用于使气体在加湿器模块3内沿着流动板流动。气体经由通过开口18、19供应到各个流动板，并且可以在已穿过相应的流动板之后再次经由另一通过开口20排出(移除)。为此目的，每个流动板13、14在所示的示例中具有四个通过开口，其中，在每种情况下这些通过开口中的两个布置成彼此相对并且与流动板的一个平坦侧部相关联。另外两个通过开口在每种情况下与相对的平坦侧部和在那里延伸的通道相关联，尽管这些在图3中不可见。当组装加湿器时，流动板13、14堆叠成使得通过开口18、19彼此对齐并形成用于向所有流动板供应气体的管线。在相对的侧部上，通过对齐的通过开口形成用于从流动板排出气体的另一管线。

在肋部14a、14b接触支承介质16、17的情况下，由水交换膜15和支承介质16、17组成的膜复合物与在流动板上的通道之间的水分交换受限制。图3中所示的来自现有技术的这种解决方案因此构成非优化的实施例，该实施例将由本创新进行改进。

图4示出了具有通过开口23、24、25、26的流动板22的平坦侧部21。如从现有技术已知的、像例如具有相应地连续延伸的肋部的情况那样，在示出的平坦侧部21上的通过开口23和25或背离观察者的流动板的平坦侧部上的通过开口24和26之间没有形成连续通道。相反，支承元件27、28、29形成在流动板22的平坦侧部21上，其中，在相应的两个支承元件之间形成气体可以流过的自由空间。支承元件27、28、29规则地成行布置，其中，首先沿着第一方向30在支承元件27、28之间设有相等的间距，而其次在第二方向31上在相邻的支承元件27、29之间同样设有相等的间距。流经通过流动板22的气体或更确切地说是在支承元件27、28、29的区域中沿着流动板22流动的气体的流动路径在通过开口23和通过开口25之间，并且可以在每个方向上在相邻的支承元件之间流动通过。

流动板22是用于在电化学系统的加湿器或加湿器模块3使用的流动板，具体是用于燃料电池系统或用于hvac系统。

与来自现有技术的流动板13、14类似，根据本发明的流动板22连接到膜，膜在各种情况下由水交换膜15和可选的支承介质16、17组成，并连结到一起以形成加湿器模块。

各单独的支承元件在图5中作为示例更详细地示出。每个单独的支承元件27具有条带状部分27b，其从基部27a呈三角形渐缩到末端，并且大致垂直地延伸远离流动板22。条带27b的三角形末端弯曲约135度。三角形条带27b从流动板22的基部区域切割或冲压出来，使得三角形开口27c在那里保持自由。借助切割或冲压制造支承元件27既可用于金属流动板，也可用于由塑料材料(塑性材料)制成的流动板。然而，相应的形状也可以通过注射模制制造，特别是在由塑料材料制成的流动板的情况下。借助各单独的支承元件27的尺寸和在流动板22上的支承元件的密度，制成了实际上阻碍或防止在通过开口23、25之间的连续的层流的结构。随着气体运动发生流动和湍流，并且使能至少部分地也垂直于流动板22交换气体，并因此在水交换膜与布置在水交换膜和流动板22之间的整个空间之间进行较强的水分交换。

图6示出了流动板32的另一个实施例，其中矩形条带33被冲压或切割并弯曲，其中，自由端33b从基部33c关于垂直地延伸远离流动板32的平直部分33a延伸通过约135度。在图6所示的示例中，支承元件33、34等距地布置，其中，它们在第一方向35上布置得比在第二方向36上更密集。这种布置也可以通过注射模制来制造。在这样的构造中，还可以将流动板32形成为由织造织物制成的柔性垫子，单独的线或线材类似于示出的支承元件33、34从该柔性垫子垂直地突出，其中，各单独的线或线材也可同样地具有弯曲的端部区域。因此建立了近似刷状的结构，其中，支承元件的构成刷毛的端部可以各自以钩状方式弯曲。然而，也可以设想支承元件的不具有弯曲自由端的、简单的刷状结构，以形成相应的流动板。

图7以侧视图示出了支承元件33的布置，其中，清楚的是支承元件33、38从流动板32的两个平坦侧部上突出。具有水交换膜的膜复合物然后可以布置在流动板32的两侧上，使得用于加湿和/或除湿的气体能沿着流动板32两侧流动。

沿着流动板32的两侧中的一侧流动的气体的流动方向可以各自是相同或也可以是不同的，特别是恰好相反的。

流动板32也可以形成为使得它例如包括织造织物垫子，自由的线材或线端部从其沿两个方向在平坦侧部上垂直延伸，使得在流动板的两个侧部中的每个侧部上形成刷状结构。膜复合物或水交换膜可放置为直接抵靠支承元件的这些刷状结构中的每个。

然而，流动板也可具有至少两部分的形式，其中，设有具有或不具有基部的刚性框架，具有从其自由延伸远离的线或线材的上述类型的相应的垫子可以插入其中。例如，织造织物可以用作所述类型的垫子，如在已知的钩环式系统的连接搭配的范围中使用。然而，例如，各单独的支承元件也可以具有细长或圆形闭合环的形式。

图8以立体图示意性地示出了流动板39a的一部分，支承元件40a从该流动板39a中被切割或冲压出来并向上弯曲。支承元件40a具有平直部分40b，该平直部分40b垂直地延伸远离流动板39a的平坦表面。在部分40b的末端处，其被切割或分成两个自由端40c、40d，它们在垂直于平直部分40b的相反方向上弯曲。弯曲的自由端40c、40d形成用于相邻的水交换膜或膜复合物的接触面。

图9示出了流动板39b，支承元件41从该流动板39b被切割出并向上弯曲。支承元件41在其自由端处具有加厚部分42。

图10示出了流动板39c，其上布置有多行相同的支承元件43、44、45、46，其中，支承元件以不同的行成组地布置，并且这些行彼此不平行，而是成0度至90度之间的角度。弯曲部分45a在支承元件的端部处的定向也是不同的。这样，产生了不规则性，这至少部分地避免在流动板上形成稳定流。

图11示出了流动板39d，例如通过深拉从其形成支承元件47、48，其中，各单独的支承元件47、48在各种情况下圆柱形对称地形成并且具有火山口状(kraterartig)开口。在它们的外侧上，各单独的支承元件47、48最初从流动板39d的平坦表面开始渐缩，以便然后在距离最细点的另一距离处再次变宽。因此，在纵向截面中提供了沙漏形的轮廓。

在图12中示出了流动板39e，该流动板具有从其平坦表面升高的支承元件49、50，这些支承元件基本上具有与从图8已知的支承元件40a相似的形状，但是不是通过从流动板39e切割获得的，而是替代地例如通过模制添加地放置在流动板上。还可以借助于注射模制将流动板39e与支承元件40模制在一起。

类似地，图13示出了具有支承元件51、52的流动板39f，支承元件从所述流动板的平坦表面升高，并在其自由端处具有鞍桥状的加厚部分，并且形成为类似于来自图9的支承元件41，但同样不是通过从流动板切割出来并向上弯曲获得的，而是替代地例如通过连结工艺或通过模制而已添加至流动板的。还可以借助于注射模制而将流动板39f与支承元件41模制在一起。

虽然图4至6和8至11的示例性实施例具有诸如开口27c的开口，但是图12和13中的示例性实施例形成为没有开口。因此图12和13中的示例性实施例特别适合于加湿器的双极设计，其中，不同的气体在两个表面上、即在流动板的两个流场中流动。但是，它们也可用于加湿器的单极设计。如果设有开口，则相反地不可能在流动板的两个表面上分离气体，并且因此这些流动板仅可用于加湿器的单极设计，其中，在流动板的两个表面上仅提供相同的气体。

与现有技术相比，根据本发明的流动板和由多个这种流动板组成的加湿器允许以更小的空间需求来更高效地加湿气体。

图14以侧视图示出了根据图13的流动板39f。再次，可以看到多个支承元件51、52，它们以规则的间隔布置在流动板39f的第一平坦侧部53上，并且从流动板39f的平坦的表面平面垂直地突出。在第一平坦侧部53上，流动板39f在突起区域中还具有凹槽55，该凹槽例如能完全围绕包括支承元件51、52的流场延伸。在第二平坦侧部54上，流动板39f具有珠缘56。珠缘56和凹槽55布置成使得凹槽55在流动板39f的平坦的表面平面上的垂直投影封围珠缘56在流动板39f的平坦的表面平面上的垂直投影。换言之，凹槽55和珠缘56布置成彼此互补，使得呈流动板39f形式的相同设计的多个流动板可堆叠，从而使板39f的珠缘56被接纳在或至少部分地接纳在相邻的流动板的凹槽55中。

图15示出了与图7的流动板相当的流动板32的侧视图，其中，在流动板32的上侧上具有钩状支承元件33并且在流动板32的下侧上具有钩状支承元件38。流动板32形成为没有开口，使得它可以用于双极系统，其中，不同的气体在两个流场中流动。流动板32在所示部分内具有比支承元件38的数量少得多的支承元件33。因此，流动板32特别适合于这样的加湿器，其中，待加湿气体在流动板的上侧上被引导，而待除湿的气体在流动板的下侧被引导。图15的示例性实施例也具有作为密封元件的双珠缘，其中，两个珠缘56a、56b指向不同方向，从而允许在两个方向上的密封。该图示具有成角度的(倾斜的)珠缘56a和圆形的珠缘56b，以便说明不同的珠缘形式是可能的，但是通常在单个部件内仅结合相似的珠缘形式。此处，流动板32形成为金属压花部件，并且支承元件33、38借助从板中切割和弯曲形成，但是不位于图示的平面中，而是在其后面。珠缘56a、56b直接压花到金属流动板32中，并且具有比支承元件33、38更大的高度，因为加湿器膜在将被放置为抵靠密封元件放置的区域中的厚度通常小于其搁置在支承元件上的区域中的厚度。

在图16a中示出了加湿器模块或加湿器的细节的双极设计。此处，流动板13和水交换膜15交替，待加湿的较干燥的气体(“d”)在流动板的一个表面上行进，而较湿润的气体(“w”)在流动板的另一表面上行进，并且经由水交换膜将水分释放给在水交换膜的另一侧上流动的较干燥的气体(“d”)。

图16b相反示出了具有两个不同流动板13、14的加湿器模块或加湿器的细节的单极设计。流动板13布置在两个湿润气体(“w”)的流动空间之间，而流动板14布置两个较干燥的气体(“d”)的流动空间之间。流动板13、14各自具有通道，使得两个相邻的流动空间不从彼此完全分离。

附图标记列表

1加湿器

2堆叠方向

3加湿器模块

4,5,6,7气体端口

8,9端板

10电化学系统

11压缩机

12燃料电池堆

13,14流动板

14a,14b肋部

15水交换膜

16,17支承介质

18,19,20通过开口

2122的平坦侧部

22流动板

23,24,25,26通过开口

27,28,29支承元件

27a27的基部

27b三角形条带

27c开口

30,31方向箭头

32流动板

33支承元件

33a33的平直的条带

33b钩形的端部弯曲

33c33的基部

34支承元件

35,36方向箭头

38支承元件

39a-f流动板

40a-d支承元件

41支承元件

42加厚的部分

43–52支承元件

53,5439f的平坦侧部

55凹槽

56,56a,56b珠缘

57,5832的平坦侧部

59,60珠缘。