JP2002289229A - Humidifier and its use - Google Patents

Humidifier and its use

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JP2002289229A
JP2002289229A JP2001083326A JP2001083326A JP2002289229A JP 2002289229 A JP2002289229 A JP 2002289229A JP 2001083326 A JP2001083326 A JP 2001083326A JP 2001083326 A JP2001083326 A JP 2001083326A JP 2002289229 A JP2002289229 A JP 2002289229A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
bundle
case
gas
Prior art date
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Application number
JP2001083326A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Hayashi
隆浩 林
Kazuhiko Namigata
和彦 波形
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Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
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Filing date
Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Fuel Cell (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Air Humidification (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a humidifier easy to enclose a hollow fiber membrane bundle in a case, having high gas exchange rate and excellent in strength of the hollow fiber membrane. SOLUTION: The hollow fiber membrane bundle 4 in a form of cord fabric is rolled in a roll shape around a pipe 3 in the form superposed on a film 6, and enclosed in the case 2 along with the pipe 3 in the form rolled in the roll shape around the pipe 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体高分子型燃料
電池に供給する燃焼ガスを加湿するための加湿器および
その使用方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a humidifier for humidifying a combustion gas supplied to a polymer electrolyte fuel cell and a method for using the humidifier.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、固体高分子型燃料電池(以下、燃
料電池と称する)は、クリーンな発電システムとして注
目されており、活発な開発が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, a polymer electrolyte fuel cell (hereinafter, referred to as a fuel cell) has attracted attention as a clean power generation system, and has been actively developed.

【0003】燃料電池においては、水素と酸素の反応に
より電気と水蒸気が発生するが、この反応時に発生した
電気は水分子を伴って移動するため、隔壁(イオン交換
膜)を常に保湿しておく必要がある。
In a fuel cell, electricity and water vapor are generated by the reaction between hydrogen and oxygen. Since the electricity generated during this reaction moves with water molecules, the partition wall (ion exchange membrane) is always kept moist. There is a need.

【0004】この場合、水タンク等から水分を供給する
ことも考えられるが、定置用あるいは車載用ともに屋外
での使用が前提となるため、冬場における凍結の問題が
あり、水タンク等を設けることは適切ではない。
[0004] In this case, it is conceivable to supply water from a water tank or the like. However, since it is assumed that the water is used outdoors for both stationary and on-vehicle use, there is a problem of freezing in winter. Is not appropriate.

【0005】そこで、この保湿を行うために、上述のよ
うに燃料電池において反応により発生した水蒸気を有効
に回収して、再び燃料電池に送り込もうという試みが行
われている。
[0005] Therefore, in order to carry out this moisturizing, an attempt has been made to effectively collect the water vapor generated by the reaction in the fuel cell as described above and send it to the fuel cell again.

【0006】そのために、ガス中に含まれる水分を分離
可能な水蒸気透過膜を利用した加湿器が必要となる。
Therefore, a humidifier using a water vapor permeable membrane capable of separating water contained in a gas is required.

【0007】このような従来技術に係る加湿器について
図11を参照して説明する。図11は従来技術に係る加
湿器を模式的に示す一部破断斜視図である。
A humidifier according to the related art will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a partially cutaway perspective view schematically showing a humidifier according to the related art.

【0008】図示のように、従来技術に係る加湿器10
0は、概略、ケース101と、ケース101内に充填さ
れる中空糸膜102と、中空糸膜102の中空内部のみ
を外部に開放させるためのポッティング部103と、か
ら構成される。
As shown, a humidifier 10 according to the prior art is shown.
Reference numeral 0 generally comprises a case 101, a hollow fiber membrane 102 filled in the case 101, and a potting portion 103 for opening only the hollow interior of the hollow fiber membrane 102 to the outside.

【0009】このような構成により、ケース101に設
けられた導入口101aから燃料ガスを導入し、ケース
内部を流して、排出口101bから排出させる。一方、
中空糸膜102の中空内部には、上述した燃料電池にお
ける反応により発生するガス(排ガス)を流す。
With this configuration, fuel gas is introduced from the inlet 101a provided in the case 101, flows through the inside of the case, and is discharged from the outlet 101b. on the other hand,
A gas (exhaust gas) generated by the above-described reaction in the fuel cell flows through the hollow interior of the hollow fiber membrane 102.

【0010】これにより、排ガスに含まれる水分が中空
糸膜102の膜を透過して分離され、燃料ガスが加湿さ
れるというものである。
As a result, the water contained in the exhaust gas passes through the hollow fiber membrane 102 and is separated therefrom, and the fuel gas is humidified.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。
However, in the case of the above-described prior art, the following problems have occurred.

【0012】まず、第一に、中空糸膜をケースに充填す
る際の作業性が悪いことと、充填した状態でデッドスペ
ースが生じやすいという問題があった。
First, there are problems that the workability when filling the hollow fiber membrane into the case is poor and that a dead space is easily generated in the filled state.

【0013】これは、通常、中空糸膜は図13(A)に
示すようにハンドル化の状態か、同図(B)に示すよう
にボビン巻きの状態で供給される。この場合にケースが
円筒形状の場合には比較的充填作業は容易であるが、図
14に示すようにケースが直方体の場合には充填作業が
困難であり、また、デッドスペースDが生じやすかっ
た。
[0013] Generally, the hollow fiber membrane is supplied in the form of a handle as shown in Fig. 13 (A) or in the state of a bobbin as shown in Fig. 13 (B). In this case, when the case has a cylindrical shape, the filling operation is relatively easy. However, when the case is a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 14, the filling operation is difficult, and the dead space D is easily generated. .

【0014】第二に、ガス交換率が悪いという問題があ
った。
Second, there is a problem that the gas exchange rate is poor.

【0015】これは、図12に示すように、燃料ガス
は、導入口101aから矢印S0方向に導入されて、排
出口101bから矢印S2方向に排出されるが、ケース
101の内部においては、燃料ガスの流体圧力によって
中空糸膜102が図のように撓んでしまうために空洞部
を形成してしまう。
As shown in FIG. 12, the fuel gas is introduced from the inlet 101a in the direction of arrow S0 and discharged from the outlet 101b in the direction of arrow S2. Since the hollow fiber membrane 102 is bent as shown in the figure due to the fluid pressure of the gas, a cavity is formed.

【0016】従って、この空洞部を燃料ガスが図示のよ
うに矢印S1方向に流れるため、中空糸膜102に接す
ることのないまま排出されたり、ガス交換にほとんど寄
与しない(加湿に寄与しない)中空糸膜が増えたりする
ために、ガス交換率が悪くなっていた。
Accordingly, since the fuel gas flows in the hollow portion in the direction of arrow S1 as shown in the figure, the fuel gas is discharged without contacting the hollow fiber membrane 102 or the hollow gas hardly contributes to gas exchange (contributes to humidification). Due to an increase in the number of thread membranes, the gas exchange rate has deteriorated.

【0017】このように中空糸膜が撓む原因の一つとし
ては、各中空糸膜はそれぞれ単体でポッティング部10
3によって支えられているのみのために、強度が弱いこ
とが挙げられる。
One of the causes of the bending of the hollow fiber membrane is that each hollow fiber membrane is individually formed in the potting portion 10.
The strength is low because it is only supported by 3.

【0018】また、上述のように、図14に示すように
デッドスペースDが生じている場合には、この部分を燃
料ガスが流れてしまうために、一層ガス交換率が低下す
る原因となっていた。
Further, as described above, when the dead space D is generated as shown in FIG. 14, the fuel gas flows through this portion, which further reduces the gas exchange rate. Was.

【0019】第三に、中空糸膜の強度が悪いことによ
る、中空糸膜の切れ等の問題があった。
Third, there is a problem such as breakage of the hollow fiber membrane due to poor strength of the hollow fiber membrane.

【0020】これは、上述のように、各中空糸膜はそれ
ぞれ単体でポッティング部103によって支えられてい
るのみのために、強度が低く撓みやすいことから、撓ん
だ際の引張力によって切れてしまうというものである。
As described above, since each hollow fiber membrane is supported only by the potting portion 103 alone, the strength is low and it is easy to bend. It is to put it.

【0021】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、中空
糸膜束のケースへの充填が容易で、ガス交換率が高く、
中空糸膜の強度にも優れた加湿器を提供することにあ
る。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to easily fill a hollow fiber membrane bundle into a case, to provide a high gas exchange rate,
It is an object of the present invention to provide a humidifier excellent in strength of a hollow fiber membrane.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の加湿器にあっては、壁面に開口部を有する筒
状のパイプと、該パイプと同心的に設けられ、かつ、壁
面に開口部を有する筒状のケースと、前記パイプとケー
スとの間の環状隙間に充填される中空糸膜の束と、前記
パイプの中空内部から、該パイプに設けられた開口部を
介して前記ケースに設けられた開口部に至る経路、ある
いはその逆の経路である第1経路と、前記中空糸膜の中
空内部を通る第2経路と、を備え、前記第1経路及び第
2経路のうちの一方に、固体高分子型燃料電池に供給す
る燃料ガスを流し、他方に水分を含むガスを流すことに
よって、前記中空糸膜によってガス中に含まれる水分を
分離して、前記燃料ガスを加湿する加湿器であって、前
記中空糸膜の束は、複数本の中空糸膜が並んだ、すだれ
織の形態であると共に、該すだれ織の形態の中空糸膜の
束が、前記パイプにロール状に巻かれた状態で該パイプ
と共に前記ケースに充填されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a humidifier according to the present invention comprises: a tubular pipe having an opening in a wall; a pipe provided concentrically with the pipe; A cylindrical case having an opening in the pipe, a bundle of hollow fiber membranes filled in an annular gap between the pipe and the case, and from the hollow inside of the pipe through an opening provided in the pipe. A first path that is a path leading to an opening provided in the case or a path opposite to the first path; and a second path that passes through the hollow interior of the hollow fiber membrane, and includes a first path and a second path. By flowing a fuel gas to be supplied to the polymer electrolyte fuel cell to one of them and flowing a gas containing water to the other, water contained in the gas is separated by the hollow fiber membrane, and the fuel gas is separated from the fuel gas. A humidifier for humidifying, wherein the hollow fiber membrane bundle is A plurality of hollow fiber membranes are lined up, and the bundle of the hollow fiber membranes in the form of a blind weave is filled in the case together with the pipe in a state of being wound in a roll shape around the pipe. It is characterized by having.

【0023】従って、すだれ織の形態の中空糸膜の束を
パイプに巻いた状態でケースに充填するため、中空糸膜
のケースへの充填が容易である。また、中空糸膜はすだ
れ織の形態であるため、一本一本の中空糸膜は撓みにく
いため、空洞部を形成しにくく、更に、第1経路を流れ
るガス(燃料ガスあるいは水分を含むガス)はパイプか
らケース、あるいは、その逆に流れるため、パイプとケ
ースとの間の環状隙間に充填された中空糸膜全体を通る
ため、ガス交換率が良い。更に、中空糸膜はすだれ織の
形態であるため、一本一本の強度が高い。
Therefore, since the bundle of hollow fiber membranes in the form of a blind weave is filled into the case while being wound on a pipe, the hollow fiber membrane can be easily filled into the case. Further, since the hollow fiber membrane is in the form of a blind weave, each hollow fiber membrane is difficult to bend, so that it is difficult to form a hollow portion. ) Flows from the pipe to the case, or vice versa, and passes through the entire hollow fiber membrane filled in the annular gap between the pipe and the case, so that the gas exchange rate is good. Furthermore, since the hollow fiber membrane is in the form of a blind weave, the strength of each hollow fiber membrane is high.

【0024】前記織物の形態である中空糸膜の束は、該
束にフィルムが重ねられた状態で前記パイプにロール状
に巻かれているとよい。
[0024] The bundle of hollow fiber membranes in the form of the woven fabric is preferably wound in a roll shape around the pipe in a state where a film is stacked on the bundle.

【0025】従って、第1経路を通るガスは、フィルム
によって形成された、中空糸膜の束の層に沿った流路に
従って流れるため、略全ての中空糸膜をガス交換に寄与
させることができ、一層ガス交換率が向上する。
Accordingly, the gas passing through the first path flows according to the flow path formed along the flow path along the layer of the bundle of the hollow fiber membranes, so that almost all the hollow fiber membranes can contribute to the gas exchange. The gas exchange rate is further improved.

【0026】また、本発明の加湿器にあっては、固体高
分子型燃料電池に供給する燃料ガスの導入口および排出
口を有するケースと、該ケースの内部に充填される中空
糸膜の束と、前記ケースに設けられた導入口から排出口
に至る第1経路と、前記中空糸膜の中空内部を通る第2
経路と、を備え、前記第1経路及び第2経路のうちの一
方に、固体高分子型燃料電池に供給する燃料ガスを流
し、他方に水分を含むガスを流すことによって、前記中
空糸膜によってガス中に含まれる水分を分離して、前記
燃料ガスを加湿する加湿器であって、前記中空糸膜の束
は、複数本の中空糸膜が並んだ、すだれ織の形態である
と共に、該すだれ織の形態の中空糸膜の束が、前記ケー
スの内部の形状に合うように折り畳まれた状態で該ケー
ス内に充填されていることを特徴とする。
In the humidifier of the present invention, a case having an inlet and an outlet for a fuel gas to be supplied to a polymer electrolyte fuel cell, and a bundle of hollow fiber membranes filled in the case are provided. A first path from an inlet to an outlet provided in the case, and a second path passing through the hollow interior of the hollow fiber membrane.
A fuel gas to be supplied to the polymer electrolyte fuel cell through one of the first path and the second path, and a gas containing water through the other, thereby allowing the hollow fiber membrane to pass through. A humidifier for separating moisture contained in a gas and humidifying the fuel gas, wherein the bundle of the hollow fiber membranes is in the form of a blind weave in which a plurality of hollow fiber membranes are arranged. A bundle of hollow fiber membranes in the form of a bamboo weave is filled in the case in a state of being folded so as to conform to the shape of the inside of the case.

【0027】従って、すだれ織の形態の中空糸膜の束
が、ケースの内部の形状に合うように折り畳まれた状態
で該ケース内に充填するため、充填が容易であり、か
つ、デッドスペースも生じにくい。また、デッドスペー
スが生じにくく、中空糸膜はすだれ織の形態であるた
め、一本一本の中空糸膜は撓みにくい。従って、空洞部
を形成しにくいため、ガス交換率が良い。更に、中空糸
膜はすだれ織の形態であるため、一本一本の強度が高
い。
Therefore, since the bundle of hollow fiber membranes in the form of a blind weave is filled into the case in a state of being folded so as to conform to the shape of the inside of the case, the filling is easy and the dead space is also reduced. It is unlikely to occur. In addition, since a dead space hardly occurs and the hollow fiber membrane is in the form of a blind weave, each hollow fiber membrane hardly bends. Therefore, since a cavity is not easily formed, the gas exchange rate is good. Furthermore, since the hollow fiber membrane is in the form of a blind weave, the strength of each hollow fiber membrane is high.

【0028】前記すだれ織の形態である中空糸膜の束が
幾重にも折り畳まれることで形成される、中空糸膜の束
の層と層との間に、ガスの流れを規制する整流板を介装
するとよい。
A rectifying plate for regulating the gas flow is provided between the layers of the hollow fiber membrane bundle formed by folding the bundle of hollow fiber membranes in the form of the blind weave into multiple layers. It is good to interpose.

【0029】これにより、ガスは整流板に沿って流れる
ため、略全ての中空糸膜をガス交換に寄与させることが
でき、一層ガス交換率が向上する。
As a result, the gas flows along the straightening vanes, so that almost all the hollow fiber membranes can contribute to gas exchange, and the gas exchange rate is further improved.

【0030】前記中空糸膜の束は、複数本の中空糸膜の
束を単位として編み込まれた、すだれ織りの形態である
とよい。
[0030] The bundle of the hollow fiber membranes is preferably in the form of a blind weave, in which the bundle of a plurality of hollow fiber membranes is woven.

【0031】これにより、中空糸膜の強度を高めること
ができる。
Thus, the strength of the hollow fiber membrane can be increased.

【0032】前記中空糸膜は、イミド系の素材で構成さ
れるとよい。
The hollow fiber membrane is preferably made of an imide-based material.

【0033】また、本発明の加湿器の使用方法にあって
は、固体高分子型燃料電池から排出される排ガスを、上
記の加湿器に導入し、該排ガス中に含まれる水分を分離
することにより燃料ガスを加湿することを特徴とする。
Further, in the method of using the humidifier of the present invention, the exhaust gas discharged from the polymer electrolyte fuel cell is introduced into the humidifier, and the water contained in the exhaust gas is separated. And humidifies the fuel gas.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。
Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions of the components described in this embodiment,
The materials, shapes, relative arrangements, and the like are not intended to limit the scope of the present invention only to them unless otherwise specified.

【0035】(第1の実施の形態)図1〜図5を参照し
て、本発明の第1の実施の形態に係る加湿器について説
明する。
(First Embodiment) A humidifier according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0036】図1は本発明の第1の実施の形態に係る加
湿器を模式的に示す一部破断斜視図である。図2は中空
糸膜の束の充填前の形態を示す平面図である。図3は図
1中P部の拡大図である。図4は図1中AA断面図であ
る。図5は中空糸膜束を充填する際の工程を説明する斜
視図である。
FIG. 1 is a partially broken perspective view schematically showing a humidifier according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a state before filling of a bundle of hollow fiber membranes. FIG. 3 is an enlarged view of a portion P in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 5 is a perspective view for explaining a step of filling the hollow fiber membrane bundle.

【0037】本実施の形態に係る加湿器1は、概略、筒
状のパイプ3と、このパイプ3に同心的に設けられる筒
状のケース2と、これらパイプ3とケース2の間の環状
隙間に充填される中空糸膜束4と、ケース2の両端部分
において、中空糸膜の中空内部のみが開放されるよう
に、中空糸膜の外壁間とケース2の内壁面との間を密封
接着するポッティング部5と、を備える。
The humidifier 1 according to the present embodiment has a cylindrical pipe 3, a cylindrical case 2 provided concentrically with the pipe 3, and an annular gap between the pipe 3 and the case 2. Between the outer wall of the hollow fiber membrane and the inner wall of the case 2 so that only the hollow interior of the hollow fiber membrane is opened at both ends of the case 2 and the hollow fiber membrane bundle 4 filled into the case 2. And a potting unit 5 to be used.

【0038】ケース2には、ケース内部と外部とを導通
するための開口部21が設けられている。
The case 2 is provided with an opening 21 for conducting between the inside and the outside of the case.

【0039】パイプ3には、管内と管外(中空糸膜束4
の充填部)とを導通する開口部31と、管内の通路を遮
断する遮断部32が設けられている。
The pipe 3 includes an inner tube and an outer tube (the hollow fiber membrane bundle 4).
(A filling portion) and an interruption portion 32 for interrupting a passage in the pipe.

【0040】次に、中空糸膜束4について更に詳しく説
明する。
Next, the hollow fiber membrane bundle 4 will be described in more detail.

【0041】中空糸膜束4は、図2に示すように、充填
前の形態は、すだれ織の形態となっている。このよう
に、すだれ織の形態とされた中空糸膜束については、本
願出願人が既に出願して公開された特開平9−1036
57号公開公報に開示されているので、詳細説明は省略
し、簡単に説明する。
As shown in FIG. 2, the hollow fiber membrane bundle 4 is in a blind weave form before filling. As described above, the hollow fiber membrane bundle in the form of the bamboo weave is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-1036, which has already been filed and published by the present applicant.
Since it is disclosed in Japanese Patent Publication No. 57, its detailed description is omitted and will be briefly described.

【0042】なお、このような中空糸膜束を製造する装
置に関しても、本願出願人が既に出願して公開された特
開平9−137337号公開公報に開示されている。
An apparatus for producing such a hollow fiber membrane bundle is also disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-137337, which has been filed and published by the present applicant.

【0043】図2に示すように、一本(複数でも可)の
中空糸膜41を、複数の横糸が配列されるように図のよ
うに折り曲げた状態とする。そして、2本の糸42,4
3により、中空糸膜41の各横糸を挟み込むように編
む。
As shown in FIG. 2, one (or a plurality of) hollow fiber membranes 41 are folded as shown so that a plurality of wefts are arranged. And two threads 42,4
3, the knitting is performed so as to sandwich each weft of the hollow fiber membrane 41.

【0044】これにより、横糸と横糸の間には交差部4
6が形成される。ここで、糸42,43の両端をそれぞ
れ接合する(接合部44,45)。
As a result, the intersection 4 is formed between the weft yarns.
6 are formed. Here, both ends of the yarns 42 and 43 are respectively joined (joining portions 44 and 45).

【0045】このようにして、複数本の中空糸膜が並ん
だ、すだれ膜の形態である中空糸膜束4が形成される。
In this way, a hollow fiber membrane bundle 4 in the form of a blind membrane in which a plurality of hollow fiber membranes are arranged is formed.

【0046】なお、図中C1,C2はポッティング部5
が形成された後に、カットされる部分である。従って、
ポッティング部5の端面においては、中空糸膜41の中
空内部が外部に開放されることになる。
In the figure, C1 and C2 are potting portions 5
Is a portion to be cut after the formation of Therefore,
At the end face of the potting portion 5, the hollow interior of the hollow fiber membrane 41 is opened to the outside.

【0047】このように構成された中空糸膜束4(ただ
し、上記C1,C2でカットされる前の状態)は、図5
に示すように、フィルム6に重ねられた状態で、パイプ
3にロール状に巻かれる。
The hollow fiber membrane bundle 4 configured as described above (however, before being cut by C1 and C2) is shown in FIG.
As shown in (1), it is wound in a roll around the pipe 3 in a state of being superimposed on the film 6.

【0048】そして、このようにパイプ3にロール状に
巻かれた状態で、パイプ3と共にケース2に充填され
る。
The case 2 is filled together with the pipe 3 in such a state that the pipe 3 is wound in a roll shape.

【0049】従って、中空糸膜束4の充填作業は、一本
一本がばらばらの場合に比べて非常に簡単である。
Therefore, the filling operation of the hollow fiber membrane bundles 4 is very simple as compared with the case where individual hollow fiber membrane bundles 4 are separated.

【0050】ここで、上記フィルムは、燃料ガスを透過
させない性質を有する素材で構成されている。
Here, the film is made of a material having a property of impervious to fuel gas.

【0051】次に、加湿動作について説明する。Next, the humidifying operation will be described.

【0052】まず、燃料電池に供給するための燃料ガス
を、パイプ3の管内に図中矢印K0方向に流す。する
と、この燃料ガスは管内を流れ(矢印K1)、開口部3
1よりパイプ3の外部に排出され、中空糸膜束4の充填
部を通ってケース2に設けられた開口部21より外部へ
と排出され、燃料電池に供給される。
First, a fuel gas to be supplied to the fuel cell is caused to flow through the pipe 3 in the direction of arrow K0 in the figure. Then, this fuel gas flows in the pipe (arrow K1), and the opening 3
1, is discharged to the outside of the pipe 3, passes through the filling portion of the hollow fiber membrane bundle 4, is discharged to the outside through an opening 21 provided in the case 2, and is supplied to the fuel cell.

【0053】なお、パイプ3内部には遮断部32が設け
られているため、燃料ガスの全てが開口部31よりパイ
プ3の外部に排出される。
Since the shut-off portion 32 is provided inside the pipe 3, all the fuel gas is discharged from the opening 31 to the outside of the pipe 3.

【0054】一方、中空糸膜41の中空内部に、水分を
含むガス(具体的には、燃料電池における反応後の排ガ
ス)を流入させて(図中矢印L0)、中空内部を流し
(矢印L1)、そのまま外部へと排出させる(矢印L
2)。
On the other hand, a gas containing water (specifically, exhaust gas after reaction in the fuel cell) flows into the hollow interior of the hollow fiber membrane 41 (arrow L0 in the figure), and flows through the hollow interior (arrow L1). ), And discharge it as it is (arrow L
2).

【0055】これにより、図3の拡大図に示すように、
中空糸膜41の中空内部を通るガスに含まれる水分は膜
を透過し(矢印M)、中空糸膜41の外部へと排出され
る。
As a result, as shown in the enlarged view of FIG.
The water contained in the gas passing through the hollow interior of the hollow fiber membrane 41 permeates the membrane (arrow M) and is discharged to the outside of the hollow fiber membrane 41.

【0056】従って、この部分を通る燃料ガスが加湿さ
れる。
Therefore, the fuel gas passing through this portion is humidified.

【0057】次に、図4を参照して、燃料ガスの流路に
関して更に詳しく説明する。
Next, the flow path of the fuel gas will be described in more detail with reference to FIG.

【0058】上述のように、すだれ膜の形態である中空
糸膜束4は、フィルム6を重ねた状態で巻かれているた
め、図4に示すように、幾重にも巻かれた中空糸膜束4
は、各層と層との間にフィルム6が介装された状態とな
る。
As described above, since the hollow fiber membrane bundle 4 in the form of a blind membrane is wound with the films 6 stacked on each other, as shown in FIG. Bundle 4
Is a state in which the film 6 is interposed between the layers.

【0059】このフィルム6は燃料ガスを透過しない素
材で構成されているため、パイプ3に設けられた開口部
31から排出された燃料ガスは図4に示すように、中空
糸膜束4の層に沿って渦を巻くような流路に沿って流
れ、ケース2に設けられた開口部21から排出される。
Since the film 6 is made of a material that does not transmit fuel gas, the fuel gas discharged from the opening 31 provided in the pipe 3 is, as shown in FIG. Flows along a flow path that swirls along, and is discharged from an opening 21 provided in the case 2.

【0060】従って、燃料ガスは、全ての中空糸膜41
に接することになるため、全ての中空糸膜41がガス交
換に寄与(つまり加湿に寄与)することになり、非常に
ガス交換率に優れている。
Therefore, the fuel gas is supplied to all the hollow fiber membranes 41.
Therefore, all the hollow fiber membranes 41 contribute to gas exchange (that is, contribute to humidification), and have a very high gas exchange rate.

【0061】なお、ここではパイプ3の管内側からケー
ス2外部側に燃料ガスを流す場合を説明したが、その反
対の経路、すなわち、ケース2に設けられた開口部21
から中空糸膜束4の充填部を通り、パイプ3に設けられ
た開口部31を介してパイプ3の管内に至るように燃料
ガスを流してから、燃料電池にこの燃料ガスを供給して
も同様の機能を発揮することは言うまでもない。
Although the case where the fuel gas flows from the inside of the pipe 3 to the outside of the case 2 has been described here, the opposite path, that is, the opening 21 provided in the case 2 is provided.
After passing the fuel gas through the filling portion of the hollow fiber membrane bundle 4 and through the opening 31 provided in the pipe 3 to the inside of the pipe 3, the fuel gas may be supplied to the fuel cell. Needless to say, they perform the same function.

【0062】以上のように、本実施の形態に係る加湿器
1においては、中空糸膜束4をすだれ織の形態として、
パイプ3に巻いてケース2に充填するようにしたので、
充填作業性に優れる。
As described above, in the humidifier 1 according to the present embodiment, the hollow fiber membrane bundle 4 is formed in a blind weave form.
Since it was wrapped around the pipe 3 and filled into the case 2,
Excellent filling workability.

【0063】また、中空糸膜束4をすだれ織の形態とし
たことから、強度が高いため撓みが少ないため切れ中空
糸膜41の切れを防止でき、空洞部を形成しにくくする
ことができることから、ガス交換率の低下を防止でき
る。なお、フィルム6を介装させたことで、より一層中
空糸膜41のゆれ(撓み)を抑制できるため、より一層
強度を高めることができる。
Further, since the hollow fiber membrane bundle 4 is formed in a blind weave form, the strength is high and the deflection is small, so that the cut hollow fiber membrane 41 can be prevented from being cut and the cavity can be hardly formed. In addition, the gas exchange rate can be prevented from lowering. In addition, since the film 6 is interposed, the swaying (bending) of the hollow fiber membrane 41 can be further suppressed, so that the strength can be further increased.

【0064】また、全ての中空糸膜41をガス交換(加
湿)に寄与させることができることから、ガス交換率に
優れ、加湿効率を向上させることができる。
Further, since all the hollow fiber membranes 41 can contribute to gas exchange (humidification), the gas exchange rate is excellent and the humidification efficiency can be improved.

【0065】(第2の実施の形態)図6には、第2の実
施の形態が示されている。上記第1の実施の形態では、
中空糸膜束にフィルムを重ねて巻いた構成を示したが、
本実施の形態ではフィルムを設けない構成を示す。
(Second Embodiment) FIG. 6 shows a second embodiment. In the first embodiment,
The configuration in which the film is stacked and wound on the hollow fiber membrane bundle is shown,
In this embodiment mode, a structure without a film is shown.

【0066】その他の構成および作用については第1の
実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同
一の符号を付して、その説明は省略する。
Since other structures and operations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0067】図6は本発明の第2の実施の形態に係る加
湿装置の模式的断面図であり、上記第1の実施の形態に
おける図4に相当する図面である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of a humidifying device according to a second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 4 in the first embodiment.

【0068】上記実施の形態では、中空糸膜束4にフィ
ルム6を重ねて巻くことで、中空糸膜束4の層と層との
間にフィルム6を介装させて、燃料ガスの流路を形成さ
せる構成を示した。
In the above embodiment, the film 6 is interposed between the layers of the hollow fiber membrane bundle 4 by overlapping and winding the film 6 on the hollow fiber membrane bundle 4, and the fuel gas flow path is formed. Is shown.

【0069】これに対し、本実施の形態では、中空糸膜
束4のみをパイプ3に巻きつける構成とした。
On the other hand, in the present embodiment, only the hollow fiber membrane bundle 4 is wound around the pipe 3.

【0070】このように構成する場合でも、図6に示す
ように、ケース2の内周との間に十分な隙間を形成すれ
ば、パイプ3の管内から開口部31を通って中空糸膜束
4の充填部に排出された燃料ガスは放射状に流れて、そ
の後、ケース2に設けられた開口部21より排出される
ため、ほとんど全ての中空糸膜41をガス交換(加湿)
に寄与させることが可能となる。
Even in this configuration, as shown in FIG. 6, if a sufficient gap is formed between the case 2 and the inner periphery of the case 2, the hollow fiber membrane bundle passes through the opening 31 from inside the pipe 3. Since the fuel gas discharged to the filling portion of No. 4 flows radially and thereafter is discharged from the opening 21 provided in the case 2, almost all of the hollow fiber membranes 41 undergo gas exchange (humidification).
Can be made to contribute.

【0071】本実施の形態では、ガス交換率(加湿効
率)は、上記第1の実施の形態に比べて劣るものの、従
来技術に比べれば向上しており、また、上記第1の実施
の形態に比べてフィルムを必要としない分だけ構成を簡
略化できる。
In the present embodiment, the gas exchange rate (humidifying efficiency) is inferior to that of the first embodiment, but is higher than that of the prior art. The structure can be simplified as much as the film is not required.

【0072】(第3の実施の形態)図7〜図10には第
3の実施の形態が示されている。
(Third Embodiment) FIGS. 7 to 10 show a third embodiment.

【0073】図7は本発明の第3の実施の形態に係る加
湿器に用いられる中空糸膜束の充填前の状態を示す斜視
図である。図8は中空糸膜束をケースに充填する様子を
示す斜視図である。図9および図10は本発明の第3の
実施の形態に係る加湿器の模式的縦断面図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a state before filling the hollow fiber membrane bundle used in the humidifier according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a perspective view showing a state in which the case is filled with the hollow fiber membrane bundle. 9 and 10 are schematic longitudinal sectional views of a humidifier according to a third embodiment of the present invention.

【0074】本実施の形態においても、上記第1の実施
の形態で図2を参照して説明したように、中空糸膜束4
aは、複数本の中空糸膜が並んだ、すだれ織の形態であ
る。
Also in this embodiment, as described with reference to FIG. 2 in the first embodiment, the hollow fiber membrane bundle 4
a is in the form of a blind weave in which a plurality of hollow fiber membranes are arranged.

【0075】そして、本実施の形態では、充填前の中空
糸膜束4aは、図7に示すように、幾重にも折り畳んだ
状態で供給・保管される。
In the present embodiment, the hollow fiber membrane bundle 4a before filling is supplied and stored in a folded state as shown in FIG.

【0076】ここで、中空糸膜束4aは、ケース2aの
内部の形状に合うような形状となるように折り畳まれ
る。
Here, the hollow fiber membrane bundle 4a is folded so as to have a shape conforming to the shape inside the case 2a.

【0077】すなわち、本実施の形態ではケース2aが
図8に示すように直方体形状であり、その内部形状に合
うような形状かつ大きさとなるように、中空糸膜束4a
は折り畳まれている。
That is, in this embodiment, the case 2a has a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 8, and the hollow fiber membrane bundle 4a is shaped and sized so as to match the internal shape thereof.
Is folded.

【0078】従って、この折り畳んだ状態の中空糸膜束
4aを、ケース2a内に簡単に充填することができ、し
かも、折り畳んだ状態の中空糸膜束4aはケース2aの
内部形状及び大きさに合っているため、デッドスペース
の発生を抑制することができる。
Therefore, the folded hollow fiber membrane bundle 4a can be easily filled in the case 2a, and the folded hollow fiber membrane bundle 4a has the same internal shape and size as the case 2a. Since they match, the occurrence of dead space can be suppressed.

【0079】次に、加湿動作について説明する。Next, the humidifying operation will be described.

【0080】燃料電池に供給するための燃料ガスは、図
9あるいは図10に示すように、ケース2aに設けられ
た導入口22aから導入され(矢印K’0)、中空糸膜
束4aが充填された部分を通って(矢印K’1)、ケー
ス2aに設けられた排出口23aから排出され(矢印
K’2)、燃料電池に供給される。
As shown in FIG. 9 or FIG. 10, fuel gas to be supplied to the fuel cell is introduced from an inlet 22a provided in the case 2a (arrow K'0), and the hollow fiber membrane bundle 4a is filled. Through the cut portion (arrow K'1), the gas is discharged from the discharge port 23a provided in the case 2a (arrow K'2) and supplied to the fuel cell.

【0081】一方、中空糸膜41aの中空内部に、水分
を含むガス(具体的には、燃料電池における反応後の排
ガス)を流入させて(図中矢印L’0)、中空内部を流
し、そのまま外部へと排出させる(矢印L’2)。
On the other hand, a gas containing moisture (specifically, an exhaust gas after reaction in the fuel cell) flows into the hollow interior of the hollow fiber membrane 41a (arrow L'0 in the figure), and flows through the hollow interior. It is discharged to the outside as it is (arrow L'2).

【0082】なお、水分が膜を透過して、燃料ガスを加
湿するしくみについては上記第1の実施の形態で図3を
参照して説明したものと同一であるので、その説明は省
略する。
The mechanism for humidifying the fuel gas by allowing the moisture to permeate through the membrane is the same as that described in the first embodiment with reference to FIG. 3, and therefore the description thereof is omitted.

【0083】次に、燃料ガスの流路に関して更に詳しく
説明する。
Next, the flow path of the fuel gas will be described in more detail.

【0084】上述のように、すだれ織の形態である中空
糸膜束4aは、本実施の形態では幾重にも折り畳まれた
状態であるが、各層の間に整流板を介在させることで、
燃料ガスの流路を規制することが可能である。
As described above, the hollow fiber membrane bundle 4a in the form of a bamboo weave is in a state of being folded many times in the present embodiment, but by interposing a rectifying plate between the layers,
It is possible to regulate the flow path of the fuel gas.

【0085】図9に示す例では、中空糸膜束4aの各層
の間に介在させる整流板71の一端側はポッティング部
5により固定され、他端はポッティング部5から離れた
位置に設けられて、流路を形成している。
In the example shown in FIG. 9, one end side of the rectifying plate 71 interposed between the layers of the hollow fiber membrane bundle 4a is fixed by the potting portion 5, and the other end is provided at a position away from the potting portion 5. , Forming a flow path.

【0086】また、ポッティング部5により固定される
側は、交互に反対側となるように構成されている。
Further, the side fixed by the potting portion 5 is configured to be alternately opposite.

【0087】従って、燃料ガスは図9中矢印に示すよう
に流れるため、全ての中空糸膜41aに接することにな
り、全ての中空糸膜41aをガス交換(加湿)に寄与さ
せることが可能となる。
Therefore, since the fuel gas flows as shown by the arrow in FIG. 9, the fuel gas comes into contact with all the hollow fiber membranes 41a, and all the hollow fiber membranes 41a can contribute to gas exchange (humidification). Become.

【0088】また、図10に示す例では、中空糸膜束4
aの各層の間に介在させる整流板72の両端はポッティ
ング部5から離れた位置に設けられて、流路を形成して
いる。
In the example shown in FIG. 10, the hollow fiber membrane bundle 4
Both ends of the current plate 72 interposed between the layers a are provided at positions away from the potting portion 5 to form a flow path.

【0089】従って、燃料ガスは図10中矢印に示すよ
うに流れるため、全ての中空糸膜41aに接することに
なり、全ての中空糸膜41aをガス交換(加湿)に寄与
させることが可能となる。
Therefore, since the fuel gas flows as shown by the arrow in FIG. 10, the fuel gas comes into contact with all the hollow fiber membranes 41a, and all the hollow fiber membranes 41a can contribute to gas exchange (humidification). Become.

【0090】このように、いずれの場合にも全ての中空
糸膜をガス交換(加湿)に寄与させることが可能である
ことから、ガス交換率(加湿効率)を向上させることが
可能である。
As described above, in any case, all the hollow fiber membranes can contribute to gas exchange (humidification), so that the gas exchange rate (humidification efficiency) can be improved.

【0091】なお、整流板を設けない構成とした場合で
あっても、デッドスペースの発生を抑制できることと、
中空糸膜の強度を高めて撓みを防止できることから、従
来技術に比べるとガス交換率(加湿効率)を向上させる
ことが可能である。
[0091] Even in the case where the current plate is not provided, the occurrence of dead space can be suppressed.
Since the bending of the hollow fiber membrane can be prevented by increasing the strength, the gas exchange rate (humidification efficiency) can be improved as compared with the conventional technology.

【0092】以上のように、本実施の形態に係る加湿装
置においては、中空糸膜束4aをすだれ織の形態とし
て、折り畳んだ状態でそのままケースに充填すれば良い
ことから、充填作業性に優れる。
As described above, in the humidifying apparatus according to the present embodiment, since the hollow fiber membrane bundle 4a may be filled in the case as it is in the form of a bamboo weave, the filling operation is excellent. .

【0093】また、中空糸膜束4aをすだれ織の形態と
したことから、強度が高いため撓みが少ないため切れ中
空糸膜41aの切れを防止でき、空洞部を形成しにくく
することができることから、ガス交換率の低下を防止で
きる。
Further, since the hollow fiber membrane bundle 4a is formed in a blind weave form, the strength is high and the bending is small, so that the cut hollow fiber membrane 41a can be prevented from being cut and the cavity can be hardly formed. In addition, the gas exchange rate can be prevented from lowering.

【0094】また、ガス交換率を向上できることから、
加湿効率を向上させることができる。
Further, since the gas exchange rate can be improved,
Humidification efficiency can be improved.

【0095】(第4の実施の形態)上述のように、すだ
れ織の形態である中空糸膜束4は、図2を参照して説明
したように、中空糸膜41の各横糸が一本ごとに、2本
の糸42,43により編み込まれている。
(Fourth Embodiment) As described above, the hollow fiber membrane bundle 4 in the form of a blind weave has one weft of the hollow fiber membrane 41 as described with reference to FIG. Each is woven by two threads 42, 43.

【0096】従って、隣接する横糸間には、全て交差部
46が形成されている。
Therefore, the intersections 46 are all formed between the adjacent weft yarns.

【0097】この場合に、使用する中空糸膜の強度によ
っては、強度不足により織っている際や、外力によって
切断するおそれもある。また、中空糸膜束4を製作する
時間がかかりすぎて生産性が低いという問題もあり得
る。
In this case, depending on the strength of the hollow fiber membrane used, there is a possibility that the hollow fiber membrane is cut due to insufficient strength or cut by an external force. Further, there may be a problem that it takes too much time to manufacture the hollow fiber membrane bundle 4 and the productivity is low.

【0098】そこで、本実施の形態では、特に図示はし
ないが、複数本の中空糸膜の束が単位となるように、す
なわち、言い換えれば、横糸を複数本まとめて2本の糸
42,43により編み込むように構成する。
Therefore, in the present embodiment, although not particularly shown, a bundle of a plurality of hollow fiber membranes is a unit, in other words, in other words, a plurality of weft yarns are grouped into two yarns 42 and 43. It is configured to be knitted.

【0099】従って、交差部46は、複数本おきに設け
られることになる。
Therefore, the intersections 46 are provided every plural lines.

【0100】例えば、10本を単位として織ることで、
生産時間を約10分の1にすることができると共に、強
度の向上を図ることができる。
For example, by weaving 10 units,
The production time can be reduced to about one tenth and the strength can be improved.

【0101】(その他)次に、加湿器として製品化する
上での具体例をいくつか説明する。
(Others) Next, some specific examples for commercializing a humidifier will be described.

【0102】まず、中空糸膜の素材については、イミド
系の素材で構成すると好適である。これにより、水蒸気
透過係数を高くすることができ、耐熱性も高くすること
ができる。
First, it is preferable that the hollow fiber membrane is made of an imide-based material. Thereby, the water vapor transmission coefficient can be increased, and the heat resistance can be increased.

【0103】中空糸膜をケースにそのまま挿入してポッ
ティング液によりポッティング部の形成を行う場合に
は、次のような問題が考えられる。
When the hollow fiber membrane is directly inserted into the case and the potting portion is formed with the potting solution, the following problems can be considered.

【0104】すなわち、加湿対象である燃料ガスをケー
ス内に導く場合に、中空糸膜の側面に直接ガスが当たる
ため、膜が切れやすくなってしまう。また、中空糸膜束
をケースに挿入する際に、中空糸膜束がばらけて、入れ
ずらくなり、強引に挿入すると、中空糸膜を切ったり、
傷つけたりするおそれがある。
That is, when the fuel gas to be humidified is introduced into the case, the gas directly hits the side surface of the hollow fiber membrane, so that the membrane is easily cut. Also, when inserting the hollow fiber membrane bundle into the case, the hollow fiber membrane bundle is loose and difficult to insert.
There is a risk of injury.

【0105】そこで、特に図示はしないが、樹脂系で弾
性のあるメッシュ状のネットを中空糸膜束4,4aの外
周に巻いた状態で、ケース2,2aに挿入し、その後、
このネットごとポッティング形成を行うことで中空糸膜
を保護することで、上記のような問題を解消できる。
Therefore, although not particularly shown, a resin-based elastic mesh net is wound around the outer periphery of the hollow fiber membrane bundles 4, 4a and inserted into the cases 2, 2a.
This problem can be solved by protecting the hollow fiber membrane by performing the potting formation for each net.

【0106】また、燃料電池に適用するために耐熱性
(通常、140℃以上の環境となる)を維持するために
は、中空糸膜以外の他の構成についても考慮しなければ
ならず、この点について説明する。
In order to maintain heat resistance (usually in an environment of 140 ° C. or higher) for application to a fuel cell, it is necessary to consider other configurations other than the hollow fiber membrane. The points will be described.

【0107】ケース2,2aとポッティング部5は耐熱
性が必要であり、具体的には、ケース2,2aの素材と
して、変性PPO・ポリサルホンを使用し、ポッティン
グ部5を形成するためのポッティング剤としてエポキシ
系・シリコーン系を使用する。
The cases 2 and 2a and the potting portion 5 need to have heat resistance. Specifically, a modified PPO / polysulfone is used as a material for the cases 2 and 2a, and a potting agent for forming the potting portion 5 is used. Used are epoxy and silicone.

【0108】そして、ケース2,2aには、切削加工前
にアニール処理を行う。
The cases 2 and 2a are annealed before cutting.

【0109】また、中空糸膜についても、加熱処理を施
すことで耐熱性を向上させることが可能(加熱による収
縮を防止可能)となり、例えばオーブンにて100℃で
2時間加熱する。
Also, the heat resistance of the hollow fiber membrane can be improved by applying heat treatment (shrinkage due to heating can be prevented). For example, the hollow fiber membrane is heated in an oven at 100 ° C. for 2 hours.

【0110】このようにして、使用環境化において必要
な耐熱性を備えるようになる。
In this way, the heat resistance required in an environment of use is provided.

【0111】次にポッティング部について更に詳しく説
明する。
Next, the potting section will be described in more detail.

【0112】ポッティング部を形成するためのポッティ
ング剤は、一般的にはウレタン系接着剤やエポキシ系接
着剤が使用される。
As the potting agent for forming the potting portion, a urethane-based adhesive or an epoxy-based adhesive is generally used.

【0113】ウレタン系接着剤の場合には、硬化時の発
熱は低いものの耐熱性が低いため、上記のように、燃料
電池用には不適切である。一方、エポキシ系接着剤は、
上述のように耐熱性が高いものの硬化時の発熱が高いた
め、中空糸膜に悪影響を与えやすく、特に、界面の膜切
れが起こりやすい。
In the case of a urethane-based adhesive, heat generation during curing is low, but heat resistance is low, and therefore, as described above, it is not suitable for a fuel cell. On the other hand, epoxy adhesives
As described above, although heat resistance is high, heat generation during curing is high, so that the hollow fiber membrane is likely to be adversely affected, and in particular, the interface is liable to break.

【0114】そこで、エポキシ系接着剤のように耐熱性
が高いものの、硬化時の発熱が高いものを使用する場合
には、接着剤の量を減らす手法が通常行われるが、この
場合には接着性の低下の原因となるため、その対策も必
要となる。
Therefore, when an epoxy-based adhesive having high heat resistance but high heat generation during curing is used, a method of reducing the amount of the adhesive is usually performed. Therefore, countermeasures are also required.

【0115】そこで、エポキシ系接着剤のように耐熱性
が高い接着剤で一次封入をして第1ポッティング部(外
部側)を設け、更に、発熱の低い軟性のある接着剤で2
次封入をして第2ポッティング部(内部側)を設けるよ
うにすると好適である。
Therefore, the first potting portion (external side) is provided by first sealing with an adhesive having high heat resistance such as an epoxy-based adhesive, and further, a second adhesive is formed with a soft adhesive having low heat generation.
It is preferable to provide a second potting portion (inner side) by enclosing next.

【0116】このように多段ポッティングとすることに
よって、ポッティングが硬化する際に生じる発熱を抑え
ることができ、特に、中空糸膜との界面側の発熱を抑え
ることで中空糸膜の切れ等を防止できる。
By using the multi-stage potting as described above, the heat generated when the potting is cured can be suppressed. In particular, the heat generation at the interface side with the hollow fiber membrane can be suppressed to prevent the hollow fiber membrane from being cut. it can.

【0117】また、十分な接着力を維持できると共に、
使用環境に耐えることのできる耐熱性も満足できる。
In addition, a sufficient adhesive strength can be maintained,
The heat resistance that can withstand the use environment is also satisfactory.

【0118】また、上述した各実施の形態においては、
中空糸膜の膜外を通る経路(第1経路)に燃料ガスを流
し、中空糸膜の中空内部を通る経路(第2経路)に水分
を含むガスを流す場合を例に説明したが、この逆、つま
り、第1経路に水分を含むガスを流し、第2経路に燃料
ガスを流すようにしても良い。
In each of the above embodiments,
An example has been described in which the fuel gas flows through a path (first path) passing outside the hollow fiber membrane and a gas containing moisture flows through a path (second path) passing through the hollow interior of the hollow fiber membrane. In other words, a gas containing moisture may flow through the first path and a fuel gas may flow through the second path.

【0119】[0119]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、中空糸
膜束のケースへの充填を容易に行うことができ、ガス交
換率を向上でき、加湿効率を向上できる。また、中空糸
膜の強度にも優れる。
As described above, according to the present invention, the hollow fiber membrane bundle can be easily filled into the case, the gas exchange rate can be improved, and the humidification efficiency can be improved. Also, the strength of the hollow fiber membrane is excellent.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る加湿器を模式
的に示す一部破断斜視図である。
FIG. 1 is a partially broken perspective view schematically showing a humidifier according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係る中空糸膜の束の充填
前の形態を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a state before filling a bundle of hollow fiber membranes according to the embodiment of the present invention.

【図3】図1中P部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a portion P in FIG.

【図4】図1中AA断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG.

【図5】本発明の実施の形態に係る中空糸膜束を充填す
る際の工程を説明する斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view illustrating a step of filling the hollow fiber membrane bundle according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施の形態に係る加湿装置の模
式的断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of a humidifier according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施の形態に係る加湿器に用い
られる中空糸膜束の充填前の状態を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a state before filling a hollow fiber membrane bundle used in a humidifier according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施の形態に係る中空糸膜束を
ケースに充填する様子を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a state where a hollow fiber membrane bundle according to a third embodiment of the present invention is filled in a case.

【図9】本発明の第3の実施の形態に係る加湿器の模式
的縦断面図である。
FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view of a humidifier according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施の形態に係る加湿器の模
式的縦断面図である。
FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view of a humidifier according to a third embodiment of the present invention.

【図11】従来技術に係る加湿器を模式的に示す一部破
断斜視図である。
FIG. 11 is a partially broken perspective view schematically showing a humidifier according to the related art.

【図12】従来技術に係る加湿器の問題点を説明する模
式的断面図である。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view illustrating a problem of the humidifier according to the related art.

【図13】従来技術に係る中空糸膜の供給形態を示す斜
視図である。
FIG. 13 is a perspective view showing a supply mode of a hollow fiber membrane according to a conventional technique.

【図14】従来技術に係る加湿器の問題点を説明する模
式的斜視図である。
FIG. 14 is a schematic perspective view illustrating a problem of the humidifier according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加湿器 2,2a ケース 21 開口部 22a 導入口 23a 排出口 3 パイプ 31 開口部 32 遮断部 4,4a 中空糸膜束 41,41a 中空糸膜 42,43 糸 44,45 接合部 46 交差部 5 ポッティング部 6 フィルム 71,72 整流板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Humidifier 2, 2a Case 21 Opening 22a Inlet 23a Outlet 3 Pipe 31 Opening 32 Blocking part 4, 4a Hollow fiber membrane bundle 41, 41a Hollow fiber membrane 42, 43 Thread 44, 45 Joint 46 Intersection 5 Potting section 6 Film 71, 72 Rectifier plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F24F 6/00 F24F 6/00 Z H01M 8/10 H01M 8/10 Fターム(参考) 3L055 AA10 BA03 4D006 GA41 HA08 HA09 HA62 HA72 JA04C PB17 PB65 PC80 5H026 AA06 5H027 AA06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) F24F 6/00 F24F 6/00 Z H01M 8/10 H01M 8/10 F term (reference) 3L055 AA10 BA03 4D006 GA41 HA08 HA09 HA62 HA72 JA04C PB17 PB65 PC80 5H026 AA06 5H027 AA06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】壁面に開口部を有する筒状のパイプと、 該パイプと同心的に設けられ、かつ、壁面に開口部を有
する筒状のケースと、 前記パイプとケースとの間の環状隙間に充填される中空
糸膜の束と、 前記パイプの中空内部から、該パイプに設けられた開口
部を介して前記ケースに設けられた開口部に至る経路、
あるいはその逆の経路である第1経路と、 前記中空糸膜の中空内部を通る第2経路と、を備え、 前記第1経路及び第2経路のうちの一方に、固体高分子
型燃料電池に供給する燃料ガスを流し、他方に水分を含
むガスを流すことによって、前記中空糸膜によってガス
中に含まれる水分を分離して、前記燃料ガスを加湿する
加湿器であって、 前記中空糸膜の束は、複数本の中空糸膜が並んだ、すだ
れ織の形態であると共に、 該すだれ織の形態の中空糸膜の束が、前記パイプにロー
ル状に巻かれた状態で該パイプと共に前記ケースに充填
されていることを特徴とする加湿器。
1. A tubular pipe having an opening in a wall surface, a cylindrical case provided concentrically with the pipe and having an opening in the wall surface, and an annular gap between the pipe and the case. A bundle of hollow fiber membranes to be filled in, a path from the hollow interior of the pipe to an opening provided in the case via an opening provided in the pipe,
Alternatively, a first path that is the reverse path thereof, and a second path that passes through the hollow interior of the hollow fiber membrane is provided. One of the first path and the second path includes a polymer electrolyte fuel cell A humidifier for flowing a supplied fuel gas and flowing a gas containing water to the other to separate water contained in the gas by the hollow fiber membrane and humidify the fuel gas. A bundle of hollow fiber membranes in which a plurality of hollow fiber membranes are arranged, and the bundle of hollow fiber membranes in the form of A humidifier filled in a case.
【請求項2】前記織物の形態である中空糸膜の束は、該
束にフィルムが重ねられた状態で前記パイプにロール状
に巻かれていることを特徴とする請求項1に記載の加湿
器。
2. The humidifier according to claim 1, wherein the bundle of hollow fiber membranes in the form of the woven fabric is wound in a roll shape around the pipe in a state where a film is laid on the bundle. vessel.
【請求項3】固体高分子型燃料電池に供給する燃料ガス
の導入口および排出口を有するケースと、 該ケースの内部に充填される中空糸膜の束と、 前記ケースに設けられた導入口から排出口に至る第1経
路と、 前記中空糸膜の中空内部を通る第2経路と、を備え、 前記第1経路及び第2経路のうちの一方に、固体高分子
型燃料電池に供給する燃料ガスを流し、他方に水分を含
むガスを流すことによって、前記中空糸膜によってガス
中に含まれる水分を分離して、前記燃料ガスを加湿する
加湿器であって、 前記中空糸膜の束は、複数本の中空糸膜が並んだ、すだ
れ織の形態であると共に、 該すだれ織の形態の中空糸膜の束が、前記ケースの内部
の形状に合うように折り畳まれた状態で該ケース内に充
填されていることを特徴とする加湿器。
3. A case having an inlet and an outlet for a fuel gas supplied to a polymer electrolyte fuel cell, a bundle of hollow fiber membranes filled in the case, and an inlet provided in the case. And a second path passing through the hollow interior of the hollow fiber membrane. One of the first path and the second path is supplied to a polymer electrolyte fuel cell. A humidifier for flowing a fuel gas and flowing a gas containing moisture to separate the moisture contained in the gas by the hollow fiber membrane to humidify the fuel gas, wherein the bundle of the hollow fiber membranes Is a cross-woven fabric in which a plurality of hollow fiber membranes are arranged, and the bundle of hollow fiber membranes in the shape of the A humidifier characterized by being filled inside.
【請求項4】前記すだれ織の形態である中空糸膜の束が
幾重にも折り畳まれることで形成される、中空糸膜の束
の層と層との間に、ガスの流れを規制する整流板を介装
することを特徴とする請求項3に記載の加湿器。
4. A rectifier for regulating a gas flow between layers of a hollow fiber membrane bundle formed by folding a bundle of hollow fiber membranes in the form of a blind weave into multiple layers. The humidifier according to claim 3, wherein a plate is interposed.
【請求項5】前記中空糸膜の束は、複数本の中空糸膜の
束を単位として編み込まれた、すだれ織りの形態である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の
加湿器。
5. The method according to claim 1, wherein the bundle of the hollow fiber membranes is in the form of a blind weave woven in units of a bundle of a plurality of hollow fiber membranes. Humidifier as described.
【請求項6】前記中空糸膜は、イミド系の素材で構成さ
れることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記
載の加湿器。
6. The humidifier according to claim 1, wherein the hollow fiber membrane is made of an imide-based material.
【請求項7】固体高分子型燃料電池から排出される排ガ
スを、請求項1〜6のいずれか一つに記載の加湿器に導
入し、該排ガス中に含まれる水分を分離することにより
燃料ガスを加湿することを特徴とする加湿器の使用方
法。
7. An exhaust gas discharged from a polymer electrolyte fuel cell is introduced into the humidifier according to claim 1, and water contained in the exhaust gas is separated to obtain a fuel. Use of a humidifier characterized by humidifying gas.
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