JP2008098019A - Humidifier for fuel cell - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact humidifier for a fuel cell which is used for removing impurity ions included in produced water while restraining pressure loss of an oxidation gas supply/discharge passage. <P>SOLUTION: This humidifier 3 for a fuel cell is provided with: a humidification module 16 recovering produced water included in exhaust air in a reaction gas discharge passage from a fuel cell body, and humidifying a reaction gas in a reaction gas supply passage to the fuel cell body; and an impurity ion reducing module 17 arranged on the upstream side of the humidification module 16 in the reaction gas discharge passage, and an impurity ion reduction body 21 reducing impurity ions included in liquid water discharged from the fuel cell body in a housing 30 shared with the humidification module 16. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料電池用加湿器に係り、特に、燃料電池本体からの反応ガス排出経路内で排気に含まれる生成水を回収し、燃料電池本体への反応ガス供給経路内で吸気を加湿する燃料電池用加湿器に関する。   The present invention relates to a fuel cell humidifier, and in particular, collects generated water contained in exhaust gas in a reaction gas discharge path from the fuel cell body, and humidifies intake air in the reaction gas supply path to the fuel cell body. The present invention relates to a humidifier for a fuel cell.

燃料電池、例えば、固体高分子型燃料電池(PEFC)では、通常、プロトン伝導体であるフッ素樹脂系イオン交換膜からなる電解質膜を、その両面から触媒層及びガス拡散層からなるアノードとカソードが挟みこみ、MEA(Membrane Electrode Assenbly)が構成される。このMEAのアノード側に、例えば水素である燃料ガスを流し、MEAのカソード側に例えば酸素である反応ガスを流すと、両方の触媒層において化学反応が生じる。アノード側では、水素がプロトン(H+)と電子(e-)に分離し、このプロトンは、水分子を伴って電解質膜中を移動する。一方、電子は、外部回路を通ってカソード側に移動する。また、カソード側では、酸化剤中の酸素とアノード側から移動したプロトンと電子とが反応して水が生成される(以下、生成水という)。従って、電解質膜は、プロトンの移動に水分子を必要とし、適切な湿潤状態に保持されなければならない。 In a fuel cell, for example, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), an electrolyte membrane made of a fluororesin ion exchange membrane that is a proton conductor is usually used, and an anode and a cathode made of a catalyst layer and a gas diffusion layer are formed on both sides of the electrolyte membrane. The MEA (Membrane Electrode Assembly) is configured. When a fuel gas such as hydrogen is allowed to flow on the anode side of the MEA and a reaction gas such as oxygen is allowed to flow on the cathode side of the MEA, a chemical reaction occurs in both catalyst layers. On the anode side, hydrogen is separated into protons (H + ) and electrons (e ), and these protons move in the electrolyte membrane with water molecules. On the other hand, electrons move to the cathode side through an external circuit. On the cathode side, oxygen in the oxidant reacts with protons and electrons moved from the anode side to produce water (hereinafter referred to as produced water). Therefore, the electrolyte membrane requires water molecules for proton transfer and must be kept in a proper wet state.

このため、燃料電池本体(燃料電池スタック)から排出される生成水を燃料電池用加湿器にて回収し、回収された生成水を燃料電池本体の加湿に再利用することが行われている。図8に、燃料電池システムの概略構成を示す。コンプレッサ5により燃料電池本体4に酸化ガスを供給し排出する酸化ガス供給排出経路1において、酸化ガス供給経路6と酸化ガス排出経路7とに跨るように燃料電池用加湿器3が設置され、燃料電池本体4から排出された生成水を酸化ガス排出経路7内で回収し、水蒸気のみを加湿膜(図示せず)により酸化ガス供給経路6内に移動させる。これにより、燃料電池本体4に酸化ガス供給経路6により供給される酸化ガスが加湿される。なお、酸化ガス供給及び酸化ガス排気の圧力は、それぞれ調圧弁8により制御される。ここで、酸化ガス供給経路6側において、燃料電池用加湿器3への流入口をドライ・イン(Dry in)9、排出口をドライ・アウト(Dry out)10という。また、酸化ガス排出経路7側において、燃料電池用加湿器3への流入口をウエット・イン(Wet in)11、排出口をウエット・アウト(Wet out)12という。   For this reason, the generated water discharged from the fuel cell main body (fuel cell stack) is recovered by a fuel cell humidifier, and the recovered generated water is reused for humidification of the fuel cell main body. FIG. 8 shows a schematic configuration of the fuel cell system. A fuel cell humidifier 3 is installed across the oxidizing gas supply path 6 and the oxidizing gas discharge path 7 in the oxidizing gas supply path 1 for supplying and discharging the oxidizing gas to and from the fuel cell body 4 by the compressor 5. The generated water discharged from the battery body 4 is collected in the oxidizing gas discharge path 7, and only the water vapor is moved into the oxidizing gas supply path 6 by a humidified film (not shown). As a result, the oxidizing gas supplied to the fuel cell body 4 through the oxidizing gas supply path 6 is humidified. Note that the pressures of the oxidizing gas supply and the oxidizing gas exhaust are respectively controlled by the pressure regulating valve 8. Here, on the side of the oxidizing gas supply path 6, the inlet to the fuel cell humidifier 3 is referred to as “dry in” 9, and the outlet is referred to as “dry out” 10. On the side of the oxidizing gas discharge path 7, the inlet to the fuel cell humidifier 3 is referred to as a wet in 11, and the outlet is referred to as a wet out 12.

図9に、一般的な燃料電池用加湿器3の構成を透視図により示す。燃料電池用加湿器3は、ドライ・イン9及びウエット・アウト12が連結する第1マニホールド14、ウエット・イン11及びドライ・アウト10が連結する第2マニホールド15、及び第1マニホールド14と、第2マニホールド15とを連結する加湿エレメント13から構成される。ここで、第1マニホールド14、第2マニホールド15及び加湿エレメント13を総称して、加湿モジュール16と称する。さらに、第2マニホールド15は、ウエット・イン側マニホールド18とドライ・アウト側マニホールド19とから構成される。   FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a general fuel cell humidifier 3. The fuel cell humidifier 3 includes a first manifold 14 to which the dry-in 9 and the wet-out 12 are connected, a second manifold 15 to which the wet-in 11 and the dry-out 10 are connected, a first manifold 14, The humidifying element 13 is connected to the two manifolds 15. Here, the first manifold 14, the second manifold 15, and the humidifying element 13 are collectively referred to as a humidifying module 16. Further, the second manifold 15 includes a wet-in side manifold 18 and a dry-out side manifold 19.

図10に、従来の加湿モジュール16の内部における加湿手段の概要を簡略化した説明図により示す。燃料電池本体4から排出された生成水を含む排気は、ウエット・イン11から流入し、ウエット・アウト12から排出される。排気に含まれる液水は、加湿モジュール16内部の中空糸膜41の周囲に水蒸気として分布し、中空糸膜41の内部に浸透する。一方、ドライ・イン9から流入した吸気は、中空糸膜41の内部を通過し、その際に、浸透した水蒸気により加湿され、ドライ・アウト10から排出される。ここで、中空糸膜41とは、濾過機能を有する中空繊維をいい、この中空繊維の壁面に特殊なスリット状の超微細細孔があり、圧力により水蒸気の浸透を可能とする。上記作用により、ドライ・イン9から流入した吸気は、電解質膜を適切な湿潤状態とすることが可能となる。なお、図10に示す多数の小円は、排気及び吸気に含まれる液水や水蒸気の分布や移動を理解し易いように記載した説明用の記号である。   In FIG. 10, the outline | summary of the humidification means in the inside of the conventional humidification module 16 is shown with the simplified explanatory drawing. Exhaust gas containing generated water discharged from the fuel cell main body 4 flows in from the wet-in 11 and is discharged from the wet-out 12. The liquid water contained in the exhaust gas is distributed as water vapor around the hollow fiber membrane 41 in the humidification module 16 and penetrates into the hollow fiber membrane 41. On the other hand, the intake air flowing in from the dry-in 9 passes through the inside of the hollow fiber membrane 41, and at that time, is humidified by the permeated water vapor and discharged from the dry-out 10. Here, the hollow fiber membrane 41 refers to a hollow fiber having a filtration function, and there are special slit-shaped ultrafine pores on the wall surface of the hollow fiber, which allows water vapor to permeate by pressure. Due to the above action, the intake air flowing in from the dry-in 9 can make the electrolyte membrane in an appropriate wet state. A number of small circles shown in FIG. 10 are explanatory symbols described so that the distribution and movement of liquid water and water vapor contained in the exhaust and intake air can be easily understood.

燃料電池本体4で生成された生成水には各種のイオンが含まれ、イオン交換膜や加湿膜の性能に影響する。例えば、固体高分子型燃料電池(PEFC)のフッ素樹脂系イオン交換膜は、劣化する際にフッ酸を生成するが、それにより樹脂中のガラス強化繊維が溶解し、シリカイオンが生成水に含まれる。このシリカイオンは、加湿膜に堆積して目詰まりを生じさせ、加湿膜の加湿性能を低下させる。また、固体高分子型燃料電池(PEFC)のフッ素樹脂系イオン交換膜からは、膜の劣化によりその基材であるスルホン基から不揮発性の硫酸イオンが溶出し、生成水中に含まれる。この硫酸イオンは、加湿膜に堆積して濃縮し、加湿膜を加水分解して劣化させる。さらに、配管等からは、ステンレス(SUS)やアルミニウム等の重金属イオンが発生し、生成水中に含まれる。この重金属イオンは、加湿膜を通過して電解質膜の劣化を促進させる。   The generated water generated by the fuel cell body 4 contains various ions, which affect the performance of the ion exchange membrane and the humidifying membrane. For example, a fluoropolymer ion exchange membrane of a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) generates hydrofluoric acid when it deteriorates, which causes glass reinforced fibers in the resin to dissolve and silica ions to be contained in the generated water. It is. This silica ion is deposited on the humidified film, causing clogging, and lowers the humidifying performance of the humidified film. Further, from the fluororesin ion exchange membrane of the polymer electrolyte fuel cell (PEFC), non-volatile sulfate ions are eluted from the sulfone group as the base material due to deterioration of the membrane, and are contained in the generated water. The sulfate ions are deposited and concentrated on the humidified film, and the humidified film is hydrolyzed and deteriorated. Furthermore, heavy metal ions such as stainless steel (SUS) and aluminum are generated from the piping and the like and are contained in the generated water. The heavy metal ions pass through the humidifying membrane and promote deterioration of the electrolyte membrane.

燃料電池本体4で生成された生成水に含まれる各種のイオンを低減するには、酸化ガス供給排出経路1内にイオン交換器を設けることが好ましい。しかし、この酸化ガス供給排出経路1内へのイオン交換器の設置には種々の技術的な問題があり、実施に至っていないのが現状である。その理由として、まず、酸化ガス供給排出経路1は、燃料ガス供給排出経路2と比較し、より大量の生成水が生じる。このため生成水をフィルタリングする微小なペレット状のイオン交換樹脂を用いたイオン交換器が、流路に対してフィルタとなってしまい、配管の圧力損失が過大となるからである。また、生成水を含んだイオン交換樹脂は、凍結すると配管を閉塞させ配管の圧力損失をさらに増大させる。このことは、また、イオン交換器自体もその容積を必要とし、搭載するためのスペースの確保が難しいという問題も発生させる。   In order to reduce various ions contained in the generated water generated by the fuel cell main body 4, it is preferable to provide an ion exchanger in the oxidizing gas supply / discharge path 1. However, the installation of the ion exchanger in the oxidizing gas supply / discharge path 1 has various technical problems and has not yet been implemented. As the reason, first, the oxidizing gas supply / discharge path 1 generates a larger amount of generated water than the fuel gas supply / discharge path 2. For this reason, the ion exchanger using the fine pellet-like ion exchange resin for filtering the produced water becomes a filter for the flow path, and the pressure loss of the piping becomes excessive. In addition, when the ion exchange resin containing the generated water is frozen, the piping is closed and the pressure loss of the piping is further increased. This also causes a problem that the ion exchanger itself requires its volume and it is difficult to secure a space for mounting.

特許文献1には、加湿器の上流側にイオン交換フィルタを設置した燃料電池システムが開示されている。図11に、特許文献1に示された燃料電池システムの構成図を示す。ここでは、酸化剤供給排出経路33とは別に加湿水供給経路36が設けられている。この加湿水供給経路36には、水素と空気とを加湿する加湿器35が設置される。また、加湿器35の上流側にイオン交換フィルタ34が設けられ純水中のイオンを除去する。また、燃料電池スタック31から排出された生成水は、一旦純水タンク37に貯蔵され、ポンプ40にて循環される。   Patent Document 1 discloses a fuel cell system in which an ion exchange filter is installed on the upstream side of a humidifier. FIG. 11 is a configuration diagram of the fuel cell system disclosed in Patent Document 1. Here, a humidified water supply path 36 is provided separately from the oxidant supply / discharge path 33. A humidifier 35 that humidifies hydrogen and air is installed in the humidified water supply path 36. An ion exchange filter 34 is provided upstream of the humidifier 35 to remove ions in the pure water. The produced water discharged from the fuel cell stack 31 is once stored in the pure water tank 37 and circulated by the pump 40.

特許文献2には、加湿用の水又は水蒸気に含まれる不純物イオン(Pb)に起因する電解質の劣化を抑制する燃料電池システムが開示されている。ここでは、固体高分子型燃料電池から排出される水及び/若しくは水蒸気を回収する加湿経路が設けられ、空気気液分離器により排ガスから水が分離されて加湿器に送られる。不純物イオン(Pb)を除去する方法として、空気気液分離器の内面にイオン交換体を配置することが開示されている。また、加湿器として、樹脂中空糸からなる加湿モジュールを備え、この樹脂中空糸としてイオン交換体を用いることが開示されている。   Patent Document 2 discloses a fuel cell system that suppresses electrolyte deterioration caused by impurity ions (Pb) contained in water or water vapor for humidification. Here, a humidification path for collecting water and / or water vapor discharged from the polymer electrolyte fuel cell is provided, and water is separated from the exhaust gas by the air-gas / liquid separator and sent to the humidifier. As a method for removing impurity ions (Pb), disposing an ion exchanger on the inner surface of an air-gas-liquid separator is disclosed. Further, it is disclosed that a humidifier module made of a resin hollow fiber is provided as a humidifier, and an ion exchanger is used as the resin hollow fiber.

特開2005−85481号公報JP 2005-85481 A 特開2006−107773号公報JP 2006-107773 A

特許文献1に開示された燃料電池システムでは、酸化剤供給排出経路とは別に加湿水供給経路を設置しなければならない。このため、燃料電池システムの経路が煩雑となる。また、タンクを別途要するなど燃料電池システム内で過大な設置スペースが必要となる。また、加湿水供給経路上にイオン交換フィルタを設置するため圧力損失が発生し、加湿水を供給するためにはポンプの容量が増大する。さらには、加湿器とイオン交換器とを連通する配管により加湿水が汚染される虞がある。   In the fuel cell system disclosed in Patent Document 1, a humidified water supply path must be installed separately from the oxidant supply / discharge path. For this reason, the route of the fuel cell system becomes complicated. Moreover, an excessive installation space is required in the fuel cell system, such as requiring a separate tank. Moreover, since an ion exchange filter is installed on the humidified water supply path, pressure loss occurs, and the capacity of the pump increases in order to supply humidified water. Furthermore, there is a possibility that the humidified water is contaminated by a pipe that connects the humidifier and the ion exchanger.

特許文献2に開示された燃料電池発電システムにおいて、加湿経路は、酸化剤ガス供給装置と同様の経路であり、しかもイオン交換体からなる樹脂中空糸をフィルタとして用いる。上述したように、酸化ガス供給排出経路は、燃料ガス供給排出経路と比較して生成水の流量が多い。従って、生成水をイオン交換体である樹脂中空糸を通過させると過大なシステム上の圧力損失が発生してしまう。また、生成水を含んだイオン交換体は、凍結時にエア通路を閉塞させるため、更なる圧力損失の要因となる。さらには、この方式では大量のイオン交換体を要することから設置スペースを必要とする。   In the fuel cell power generation system disclosed in Patent Document 2, the humidification path is the same path as the oxidant gas supply device, and a resin hollow fiber made of an ion exchanger is used as a filter. As described above, the oxidizing gas supply / discharge path has a larger flow rate of generated water than the fuel gas supply / discharge path. Therefore, if the generated water is passed through the resin hollow fiber that is an ion exchanger, an excessive pressure loss on the system occurs. Moreover, since the ion exchanger containing produced water closes the air passage during freezing, it causes further pressure loss. Furthermore, since this system requires a large amount of ion exchanger, it requires installation space.

このように、生成水の流量の多い酸化ガス供給排出経路内に加湿器を設ける場合、圧力損失を抑えながら、かつ設置スペースを押えコンパクト化を計ることは難しい。   As described above, when the humidifier is provided in the oxidizing gas supply / discharge path where the flow rate of the generated water is large, it is difficult to reduce the pressure while suppressing the installation space and to make the system compact.

本願の目的は、かかる課題を解決し、酸化ガス供給排出経路の圧力損失を抑えつつ、生成水に含まれる不純物イオンを除去するコンパクトな燃料電池用加湿器を提供することである。   An object of the present application is to solve this problem and to provide a compact humidifier for a fuel cell that removes impurity ions contained in generated water while suppressing pressure loss in an oxidizing gas supply / discharge path.

上記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池用加湿器は、燃料電池本体からの反応ガス排出経路内で排気に含まれる生成水を回収し、燃料電池本体への反応ガス供給経路内で反応ガスを加湿する加湿モジュールと、反応ガス排出経路において加湿モジュールの上流側に設けられ、加湿モジュールと共通のハウジング内に、燃料電池本体から排出された液水に含まれる不純物イオンを低減する不純物イオン低減体を有する不純物イオン低減モジュールと、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a humidifier for a fuel cell according to the present invention collects generated water contained in exhaust gas in a reaction gas discharge path from the fuel cell body, and in the reaction gas supply path to the fuel cell body. Humidification module for humidifying the reaction gas and impurities provided on the upstream side of the humidification module in the reaction gas discharge path, and impurities that reduce impurity ions contained in the liquid water discharged from the fuel cell body in the same housing as the humidification module And an impurity ion reduction module having an ion reduction body.

また、燃料電池用加湿器は、不純物イオン低減モジュールが、燃料電池本体から排出された排気に含まれる液水が通過する液水流路槽を有し、不純物イオン低減体が、液水流路槽を通過する液水から不純物イオンを低減することが好ましい。   In the fuel cell humidifier, the impurity ion reduction module has a liquid water passage tank through which liquid water contained in the exhaust discharged from the fuel cell body passes, and the impurity ion reduction body has a liquid water passage tank. It is preferable to reduce impurity ions from the liquid water that passes.

また、燃料電池用加湿器は、不純物イオン低減モジュールが、液水流路槽よりも重力方向上方にて反応ガス排出経路の配管と接続することが好ましい。   In the fuel cell humidifier, the impurity ion reduction module is preferably connected to the piping of the reaction gas discharge path above the liquid water passage tank in the gravity direction.

また、燃料電池用加湿器は、不純物イオン低減モジュールが、加湿モジュールの長手方向に沿って加湿モジュールと接続し、燃料電池本体から排出された排気を加湿モジュールに分配することが好ましい。   In the fuel cell humidifier, the impurity ion reduction module is preferably connected to the humidification module along the longitudinal direction of the humidification module, and the exhaust discharged from the fuel cell main body is distributed to the humidification module.

また、燃料電池用加湿器は、不純物イオン低減モジュールが、燃料電池本体から排出された排気を、ガスと液水に分離することが好ましい。   In the fuel cell humidifier, the impurity ion reduction module preferably separates the exhaust discharged from the fuel cell main body into gas and liquid water.

また、燃料電池用加湿器は、不純物イオン低減モジュールが、ガスが通過するガス流路を有し、ガス流路は液水流路槽の外周に設けられることが好ましい。   In the fuel cell humidifier, the impurity ion reduction module preferably has a gas passage through which gas passes, and the gas passage is preferably provided on the outer periphery of the liquid water passage tank.

また、燃料電池用加湿器は、液水流路槽が、その外周に吸熱フィンを備えることが好ましい。   In the fuel cell humidifier, the liquid water channel tank is preferably provided with an endothermic fin on the outer periphery thereof.

また、燃料電池用加湿器は、液水流路槽が、不純物イオン低減体が設けられた内部空間に複数の仕切り板を設けて液水の流路を形成し、その流路の出口部は、入口部とほぼ同じ高さであることが好ましい。   Further, the humidifier for the fuel cell has a liquid water flow path tank that forms a liquid water flow path by providing a plurality of partition plates in the internal space where the impurity ion reducing body is provided. It is preferable that the height is substantially the same as the entrance.

また、燃料電池用加湿器は、液水流路槽の内部に設けられた流路が、上下方向にU字型の流路であることが好ましい。   In the fuel cell humidifier, the flow path provided in the liquid water flow path tank is preferably a U-shaped flow path in the vertical direction.

また、燃料電池用加湿器は、不純物イオン交換モジュールが、加湿モジュールに着脱可能であることが好ましい。   In the fuel cell humidifier, the impurity ion exchange module is preferably detachable from the humidification module.

また、燃料電池用加湿器は、加湿モジュールが、液水を排出するポートを有することが好ましい。   In the fuel cell humidifier, the humidification module preferably has a port for discharging liquid water.

上記構成により、燃料電池用加湿器は、酸化ガス供給経路内で吸気の加湿機能を有する加湿モジュールと、排出された生成水に含まれる不純物イオンを低減する不純物イオン低減モジュールとから構成される。この不純物イオン低減モジュールは、従来の加湿モジュールのマニホールドに設置され、排気を分散するスペースに置き換えられる。従って、排出された液水を分散して処理することが可能となる。これにより、酸化ガス供給排出経路の圧力損失を抑えることが可能になる。   With the above configuration, the fuel cell humidifier includes a humidification module having a function of humidifying intake air in the oxidizing gas supply path and an impurity ion reduction module for reducing impurity ions contained in the discharged generated water. This impurity ion reduction module is installed in the manifold of the conventional humidification module and is replaced with a space for distributing the exhaust. Accordingly, the discharged liquid water can be dispersed and processed. Thereby, it becomes possible to suppress the pressure loss of the oxidizing gas supply / discharge path.

また、燃料電池用加湿器の不純物イオン低減モジュールは、加湿モジュールとハウジングを共通する。後述するように、従来は加湿モジュールのマニホールドであったスペースに不純物イオン低減モジュールが置き換えられる。このことで、コンパクトな設置スペースとすることが可能となる。   In addition, the impurity ion reduction module of the fuel cell humidifier has a common humidifier module and housing. As will be described later, the impurity ion reduction module is replaced with a space that was conventionally a manifold of the humidification module. This enables a compact installation space.

また、燃料電池用加湿器は、加湿モジュールと不純物イオン低減モジュールとがハウジングを共通することから、不純物イオン低減モジュールを加湿モジュールの上流側の最短距離に設置することが可能となる。これにより、配管等から流出し生成水に含まれる不純物イオンを最小限とすることが可能となる。   In the fuel cell humidifier, since the humidifying module and the impurity ion reducing module have a common housing, the impurity ion reducing module can be installed at the shortest distance upstream of the humidifying module. Thereby, it becomes possible to minimize the impurity ion which flows out out of piping etc. and is contained in product water.

以上のように、本発明に係る燃料電池用加湿器によれば、酸化ガス供給排出経路の圧力損失を抑えつつ、生成水に含まれる不純物イオンを除去するコンパクトな燃料電池用加湿器とすることが可能となる。   As described above, according to the fuel cell humidifier of the present invention, a compact fuel cell humidifier that removes impurity ions contained in the generated water while suppressing pressure loss in the oxidizing gas supply / discharge path is provided. Is possible.

以下に、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1に、燃料電池用加湿器の1つの実施形態の概略構成を透視図で示す。また、図2に、図1の燃料電池用加湿器3のA−A断面図を示す。   FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of one embodiment of a fuel cell humidifier. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the fuel cell humidifier 3 of FIG.

図1に示すように、燃料電池用加湿器3は、ドライ・イン9及びウエット・アウト12という2つのポートを有する第1マニホールド14、ウエット・イン11及びドライ・アウト10という2つのポートを有する第2マニホールド15、及び第1マニホールド14と第2マニホールド15とを連結する加湿エレメント13から構成される。さらに、第2マニホールド15のウエット・イン11と連結するウエット・イン側マニホールド18の部分(図9参照)に、ウエット・イン側マニホールド18を取込んだ不純物イオン低減モジュール17が設けられる。本実施の形態では、この第1マニホールド14、不純物イオン低減モジュール17を除く第2マニホールド15及び加湿エレメント13を総称して、加湿モジュール16と称する。   As shown in FIG. 1, the fuel cell humidifier 3 has a first manifold 14 having two ports, a dry-in 9 and a wet-out 12, and two ports, a wet-in 11 and a dry-out 10. The second manifold 15 and the humidifying element 13 that connects the first manifold 14 and the second manifold 15 are configured. Furthermore, an impurity ion reduction module 17 that incorporates the wet-in side manifold 18 is provided in a portion of the wet-in side manifold 18 (see FIG. 9) that is connected to the wet-in 11 of the second manifold 15. In the present embodiment, the first manifold 14, the second manifold 15 excluding the impurity ion reduction module 17, and the humidifying element 13 are collectively referred to as a humidifying module 16.

図2に示すように、不純物イオン低減モジュール17には、加湿モジュール16と共通するハウジング30と、ウエット・イン側マニホールド18と、不純物イオン低減体21を有する液水流路槽20と、ガス流路23とから構成される。後述するように、ウエット・イン11から流入した排気のうちの液水はこの液水流路槽20に浸透し、ガスはガス流路23を通過する。すなわち、不純物イオン低減モジュール17において、液水とガスとの気液分離が行われる。   As shown in FIG. 2, the impurity ion reduction module 17 includes a housing 30 common to the humidification module 16, a wet-in side manifold 18, a liquid water passage tank 20 having an impurity ion reduction body 21, and a gas passage. 23. As will be described later, liquid water in the exhaust gas flowing in from the wet-in 11 permeates the liquid water channel tank 20, and gas passes through the gas channel 23. That is, in the impurity ion reduction module 17, gas-liquid separation between liquid water and gas is performed.

加湿モジュール16は、図8に示すように、燃料電池本体4からの酸化ガス排出経路7内で排気に含まれる生成水を回収し、燃料電池本体4への酸化ガス供給経路6内で吸気を加湿する。ここで、図1に示すように、不純物イオン低減モジュール17は、酸化ガス排出経路7において加湿モジュール16の上流側に設けられる。すなわち、図2に示すように、不純物イオン低減モジュール17は、加湿モジュール16の構成要素である第2マニホールド15の上部側に設置される。従って、不純物イオン低減モジュール17は、生成水が加湿モジュール16を通過して循環する直前であり、生成水が加湿膜(図示せず)を含む加湿エレメント13を通過する直前に、生成水に含まれる不純物イオンを除去できる。この構成により、生成水中に含まれるシリカイオン、硫酸イオン等により加湿膜が目詰まりを生じること、或いは劣化することを事前に防止することが可能となる。   As shown in FIG. 8, the humidification module 16 collects the generated water contained in the exhaust gas in the oxidizing gas discharge path 7 from the fuel cell body 4 and takes in the intake gas in the oxidizing gas supply path 6 to the fuel cell body 4. Humidify. Here, as shown in FIG. 1, the impurity ion reduction module 17 is provided on the upstream side of the humidification module 16 in the oxidizing gas discharge path 7. That is, as shown in FIG. 2, the impurity ion reduction module 17 is installed on the upper side of the second manifold 15 that is a component of the humidification module 16. Therefore, the impurity ion reduction module 17 is included in the generated water immediately before the generated water passes through the humidifying module 16 and circulates, and immediately before the generated water passes through the humidifying element 13 including the humidifying film (not shown). Impurity ions can be removed. With this configuration, it is possible to prevent the humidified film from being clogged or deteriorated in advance by silica ions, sulfate ions, or the like contained in the generated water.

また、不純物イオン低減モジュール17は、加湿モジュール16と共通のハウジング内に、第2マニホールド15に隣接して設置される。すなわち、図9に示す従来の加湿モジュール16の第2マニホールド15において、ウエット・イン側マニホールド18が占めるスペースを兼用する形で不純物イオン低減モジュール17が設置される。つまり、図2に示すように、不純物イオン低減モジュール17は、加湿モジュール16と共通のハウジング内に設置される。そして、不純物イオン低減モジュール17は、従来のウエット・イン側マニホールド18が有する排気を分配する機能と、新たに不純物イオンの除去する機能とを併せ持つことになる。これにより、配管等からの重金属イオンの溶出を最小限に抑えることが可能となる。   Further, the impurity ion reduction module 17 is installed adjacent to the second manifold 15 in the same housing as the humidification module 16. That is, in the second manifold 15 of the conventional humidification module 16 shown in FIG. 9, the impurity ion reduction module 17 is installed so as to share the space occupied by the wet-in side manifold 18. That is, as shown in FIG. 2, the impurity ion reduction module 17 is installed in a common housing with the humidification module 16. The impurity ion reduction module 17 has a function of distributing the exhaust gas of the conventional wet-in side manifold 18 and a function of newly removing impurity ions. This makes it possible to minimize elution of heavy metal ions from pipes and the like.

不純物イオン低減モジュール17は、その内部の液水流路槽20の位置よりも重力方向上方にて酸化ガス排出経路7とウエット・イン11により接続する。つまり、図2のウエット・イン側マニホールド18内の一点鎖線11で示した部分にウエット・イン11が設置される。これにより、ウエット・イン側マニホールド18に流入した排気に含まれる液水は、流速が低下しつつ重力により落下し、次第に液水流路槽20へと浸透していくため、イオンの除去が効率よく行われる。   The impurity ion reduction module 17 is connected to the oxidizing gas discharge path 7 by the wet-in 11 above the position of the liquid water passage tank 20 in the gravitational direction. That is, the wet-in 11 is installed in the portion indicated by the one-dot chain line 11 in the wet-in side manifold 18 of FIG. As a result, the liquid water contained in the exhaust gas flowing into the wet-in side manifold 18 falls due to gravity while decreasing the flow velocity, and gradually permeates into the liquid water channel tank 20, so that ions are efficiently removed. Done.

また、不純物イオン低減モジュール17は、図1に示すように、その長手方向に沿って加湿モジュール16と接続し、燃料電池本体4から排出された排気を加湿モジュール16に分配する。つまり、図9に示す従来の加湿モジュール16のウエット・イン側マニホールド18と同様に、一定の距離を有するマニホールドにより生成水を含む排気を分散して処理する。従って、不純物イオン低減モジュール17の単位面積あたりの流量が減少し、排気の圧力損失を押さえることが可能となる。   Further, as shown in FIG. 1, the impurity ion reduction module 17 is connected to the humidification module 16 along the longitudinal direction thereof, and distributes the exhaust discharged from the fuel cell body 4 to the humidification module 16. That is, similarly to the wet-in side manifold 18 of the conventional humidifying module 16 shown in FIG. 9, the exhaust gas containing the generated water is dispersed and processed by the manifold having a certain distance. Therefore, the flow rate per unit area of the impurity ion reduction module 17 is reduced, and the pressure loss of the exhaust can be suppressed.

図2に示すように、不純物イオン低減モジュール17は、加湿モジュール16の上流側に隣接して設置される。また、従来ウエット・イン側マニホールド18が占めていたスペースに、上述したように、その機能を兼用して設置される。このことにより、スペース効率の高い燃料電池用加湿器3が可能となる。   As shown in FIG. 2, the impurity ion reduction module 17 is installed adjacent to the upstream side of the humidification module 16. Further, as described above, it is also installed in the space occupied by the wet-in side manifold 18 conventionally. This enables a fuel cell humidifier 3 with high space efficiency.

ここで、図3に不純物イオン低減モジュール17内に流入した排気の液水及びガスが通過する流路を、拡大した断面図にて示す。液水は、ウエット・イン側マニホールド18から重力の作用により、液水流路槽20の液水入口部25から浸透し、液水流路槽20内に詰められた不純物イオン低減体21の間隙に浸透し、液水流路槽20を満たす。そして、液水は、ウエット・イン側マニホールド18からの圧力により、図3中の破線のように移動し、液水出口部26から排出される。この液水流路槽20内には、図3に示すように仕切り板22が、上下方向にU字型の液水流路24を形成するように取り付けられる。これにより、液水流路槽20内における液水流路24がより長くなり、液水に含まれる不純物イオンを、不純物イオン低減体21により確実に除去することが可能となる。また、このU字型の液水流路24は、液水流路槽20内の両側に略対称的に設けられる。これにより、排気の流速が低減され気液分離が確実に行われる。また、排水から液水が分離されたガスは、ガス流路形成板28により切り返され、液水流路24の外周部を囲むガス流路23を通過して排出される。   Here, FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the flow path through which liquid water and gas of the exhaust gas flowing into the impurity ion reduction module 17 pass. Liquid water permeates from the wet-in manifold 18 through the liquid water inlet 25 of the liquid water channel tank 20 by the action of gravity, and penetrates into the gaps between the impurity ion reducing bodies 21 packed in the liquid water channel tank 20. Then, the liquid water channel tank 20 is filled. Then, the liquid water moves as indicated by a broken line in FIG. 3 due to the pressure from the wet-in side manifold 18 and is discharged from the liquid water outlet portion 26. As shown in FIG. 3, a partition plate 22 is attached in the liquid water channel tank 20 so as to form a U-shaped liquid water channel 24 in the vertical direction. Thereby, the liquid water flow path 24 in the liquid water flow path tank 20 becomes longer, and the impurity ions contained in the liquid water can be reliably removed by the impurity ion reducing body 21. Further, the U-shaped liquid water channel 24 is provided approximately symmetrically on both sides in the liquid water channel tank 20. Thereby, the flow rate of exhaust gas is reduced, and gas-liquid separation is performed reliably. Further, the gas from which the liquid water is separated from the waste water is cut back by the gas flow path forming plate 28, and is discharged through the gas flow path 23 surrounding the outer periphery of the liquid water flow path 24.

図3に示すように、液水流路槽20の液水入口部25と液水出口部26とは、ほぼ同等の高さ位置に設置される。これにより、液水を液水流路槽20内の不純物イオン低減体21全体に浸透させ、いわゆる「水が張られた状態」に保持することができる。これは、不純物イオンは、液水の存在により移動することができるからである。また、液水は、液水入口部25から液水流路槽20に浸透し、U字型に連続する液水流路24を経由して液水出口部26から排出される。従って、不純物イオン低減体21全体がむらなく液水と接触し、不純物イオンの効率的な除去が可能となる。   As shown in FIG. 3, the liquid water inlet portion 25 and the liquid water outlet portion 26 of the liquid water passage tank 20 are installed at substantially the same height position. Thereby, the liquid water can permeate the entire impurity ion reducing body 21 in the liquid water channel tank 20 and can be maintained in a so-called “water-stretched state”. This is because impurity ions can move due to the presence of liquid water. Further, the liquid water penetrates into the liquid water channel tank 20 from the liquid water inlet portion 25 and is discharged from the liquid water outlet portion 26 via the U-shaped continuous liquid water channel 24. Therefore, the impurity ion reducing body 21 as a whole contacts the liquid water evenly, and the impurity ions can be efficiently removed.

上述したように、排気中の液水とガスが分離され、液水流路24とガス流路23が形成される。従って、液水流路24内に満たされた液水が冬季に凍結した場合でも、ガス流路23は常時確保され、そのガス流路23の断面積も確保されるため、酸化ガス排出経路7の圧力損失は増大しない。さらに、熱をもったガスが液水流路24の周囲を熱交換しながら通過するため、液水流路24内の液水が凍結したとしても早期に解凍されその機能が復活する。   As described above, the liquid water and gas in the exhaust gas are separated, and the liquid water passage 24 and the gas passage 23 are formed. Therefore, even when the liquid water filled in the liquid water flow path 24 is frozen in winter, the gas flow path 23 is always secured, and the cross-sectional area of the gas flow path 23 is also secured. Pressure loss does not increase. Furthermore, since the heated gas passes around the liquid water passage 24 while exchanging heat, even if the liquid water in the liquid water passage 24 is frozen, it is thawed at an early stage and its function is restored.

上記熱交換の効率を上げる実施形態の概略を図4に示す。図4(a)は、図3の部分断面図であり、図4(b)は、図4(a)のB−B断面図である。本実施形態では、液水流路24の外周部の仕切り板22及びガス流路形成板28のガス流路23に面した部分に、熱交換効率に優れた材料、例えば、アルミニウムなどにより吸熱フィン29を取り付ける。この吸熱フィン29は平板であり、ガス流路23に向かって突出するように仕切り板22及びガス流路形成板28に取り付けられる。この吸熱フィン29の形状や取り付け方法は、ガスと液水との熱交換に適した形状や取り付け方法であれば、この実施形態に限らない。   An outline of an embodiment for increasing the efficiency of the heat exchange is shown in FIG. 4A is a partial cross-sectional view of FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 4A. In the present embodiment, heat absorbing fins 29 are formed of a material having excellent heat exchange efficiency, such as aluminum, on the partition plate 22 on the outer peripheral portion of the liquid water passage 24 and the portion facing the gas passage 23 of the gas passage forming plate 28. Install. The heat absorption fins 29 are flat plates and are attached to the partition plate 22 and the gas flow path forming plate 28 so as to protrude toward the gas flow path 23. The shape and attachment method of the heat sink fin 29 are not limited to this embodiment as long as the shape and attachment method are suitable for heat exchange between gas and liquid water.

この不純物イオン低減モジュール17の不純物イオン低減体21は、使用により機能が劣化するため、定期的に交換する必要がある。本実施形態の不純物イオン低減モジュール17は、一般的なボルト接合等により加湿モジュール16に着脱可能に取り付けられる。   The impurity ion reducing body 21 of the impurity ion reducing module 17 is deteriorated in function due to use, and therefore needs to be replaced periodically. The impurity ion reduction module 17 of the present embodiment is detachably attached to the humidification module 16 by general bolt bonding or the like.

不純物イオン低減モジュール17を通過した液水は、水蒸気の状態で、加湿エレメント13内部の中空糸膜41(図2参照)により移動する。また、液水が除かれた排気は、車外に排出される。図3に示すように、液水については、液水流路槽20の底部に取り付けられた排水ポート27から排水させ、図8に示すコンプレッサ5の上流に供給し、直接加湿水として、或いはコンプレッサ5の断熱圧縮昇温の冷却水として使用しても良い。また、車両のラジエータに吹きかけて蒸発潜熱を利用した冷却水として使用しても良い。従来、これらの用途には、生成水に含まれる酸により、コンプレッサ5やラジエータが腐食する虞があったが、不純物イオンが除去された液水であれば問題なく使用することが可能となる。   The liquid water that has passed through the impurity ion reduction module 17 is moved by the hollow fiber membrane 41 (see FIG. 2) inside the humidifying element 13 in the state of water vapor. Further, the exhaust gas from which liquid water has been removed is discharged outside the vehicle. As shown in FIG. 3, the liquid water is drained from a drain port 27 attached to the bottom of the liquid water passage tank 20 and supplied upstream of the compressor 5 shown in FIG. It may be used as cooling water for adiabatic compression heating. Further, it may be used as cooling water that is sprayed on a radiator of a vehicle and uses latent heat of vaporization. Conventionally, in these applications, there is a possibility that the compressor 5 and the radiator may be corroded by the acid contained in the generated water. However, liquid water from which impurity ions have been removed can be used without any problem.

燃料電池用加湿器3の他の実施形態の概略構成を図5に示す。この実施形態では、不純物イオン低減モジュール17は縦長の形状であり、第2マニホールド15の側部に着脱可能に取り付けられる。この位置は、ドライ・アウト10が接続するドライ・アウト側マニホールド19が取り付いていた位置である。   FIG. 5 shows a schematic configuration of another embodiment of the fuel cell humidifier 3. In this embodiment, the impurity ion reduction module 17 has a vertically long shape and is detachably attached to the side portion of the second manifold 15. This position is a position where the dry-out side manifold 19 to which the dry-out 10 is connected is attached.

図6に、本実施形態での加湿モジュール16の内部での加湿手段の概要を簡略化した説明図により示す。この場合の加湿手段は、図10の従来の加湿手段とは逆の流れとなる。すなわち、燃料電池本体4から排出された生成水を含む排気は、ウエット・イン11から流入し、加湿モジュール16内部の中空糸膜41の内部を通過し、ウエット・アウト12から排出される。ドライ・イン9から流入した吸気は、この中空糸膜41の周囲を通過するが、その間に、中空糸膜41を通過する液水や水蒸気が中空糸膜41の周囲に透過し、湿潤状態になり、ドライ・アウト10から流出し燃料電池本体4へと供給される。   In FIG. 6, the outline | summary of the humidification means inside the humidification module 16 in this embodiment is shown with the simplified explanatory drawing. The humidifying means in this case has a flow opposite to that of the conventional humidifying means of FIG. That is, the exhaust gas containing the generated water discharged from the fuel cell body 4 flows from the wet-in 11, passes through the hollow fiber membrane 41 inside the humidification module 16, and is discharged from the wet-out 12. The intake air that flows in from the dry-in 9 passes around the hollow fiber membrane 41, and during that time, liquid water and water vapor that pass through the hollow fiber membrane 41 permeate around the hollow fiber membrane 41 and become wet. Thus, the fuel flows out from the dry-out 10 and is supplied to the fuel cell body 4.

このように、不純物イオン低減モジュール17を、ドライ・アウト側マニホールド19が取り付いていた位置に設置することで、中空糸膜41内部と、中空糸膜41外部とを通過するドライ及びウエットのそれぞれの流路を逆にすることができる。これは、中空糸膜41が、内部から外部への水蒸気の浸透、及び外部から内部への水蒸気の浸透のいずれも可能なことによる。   Thus, by installing the impurity ion reduction module 17 at the position where the dry-out side manifold 19 is attached, each of dry and wet passing through the inside of the hollow fiber membrane 41 and the outside of the hollow fiber membrane 41 is provided. The flow path can be reversed. This is because the hollow fiber membrane 41 is capable of both penetration of water vapor from the inside to the outside and penetration of water vapor from the outside to the inside.

図7に、不純物イオン低減モジュール17を、加湿モジュール16から切り離して単独で構成した実施形態を透視図で示す。この実施形態では、不純物イオン低減モジュール17は、ポートとして、ウエット・イン11、ウエット・アウト12、及び不純物イオンが除去された液水の排水ポート27を備える。この場合、排水は、図8に示すコンプレッサ5の上流に供給し、直接加湿水として、或いはコンプレッサ5の断熱圧縮昇温の冷却水として使用しても良い。また、車両のラジエータに吹きかけて蒸発潜熱を利用した冷却水として使用しても良い。   FIG. 7 is a perspective view showing an embodiment in which the impurity ion reduction module 17 is separated from the humidification module 16 and configured alone. In this embodiment, the impurity ion reduction module 17 includes, as ports, a wet-in 11, a wet-out 12, and a liquid water drain port 27 from which impurity ions have been removed. In this case, the waste water may be supplied upstream of the compressor 5 shown in FIG. 8 and used directly as humidified water or as cooling water for adiabatic compression temperature rise of the compressor 5. Further, it may be used as cooling water that is sprayed on a radiator of a vehicle and uses latent heat of vaporization.

本発明に係る燃料電池用加湿器の1つの実施形態の概略構成を示す透視図である。It is a perspective view showing a schematic structure of one embodiment of a humidifier for a fuel cell according to the present invention. 本発明に係る燃料電池用加湿器の1つの実施形態の概略構成を示す、図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 1 which shows schematic structure of one Embodiment of the humidifier for fuel cells which concerns on this invention. 不純物イオン低減モジュール内に流入した排気のうち、液水及びガスの流路を示す、図1のA−A断面の拡大説明図である。FIG. 2 is an enlarged explanatory view of the AA cross section of FIG. 1 showing liquid water and gas flow paths in the exhaust gas flowing into the impurity ion reduction module. 液水とガスとの熱交換効率を上げる実施形態である吸熱フィンの概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline | summary of the heat sink fin which is embodiment which raises the heat exchange efficiency of liquid water and gas. 燃料電池用加湿器の他の実施形態の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of other embodiment of the humidifier for fuel cells. 他の実施形態の場合の加湿モジュール内での加湿方法の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the humidification method in the humidification module in the case of other embodiment. 不純物イオン低減モジュールを加湿モジュールから切り離して単独で構成した場合の実施形態を示す概略の透視図である。It is a schematic perspective view showing an embodiment when the impurity ion reduction module is separated from the humidification module and configured alone. 燃料電池システムの概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of a fuel cell system. 一般的な燃料電池用加湿器の構成を示す透視図である。It is a perspective view which shows the structure of the common humidifier for fuel cells. 加湿モジュール内での加湿方法の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the humidification method in a humidification module. 特許文献1に示された燃料電池システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a fuel cell system disclosed in Patent Document 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 酸化ガス供給排出経路、2 燃料ガス供給排出経路、3 燃料電池用加湿器、4 燃料電池本体、5 コンプレッサ、6 酸化ガス供給経路、7 酸化ガス排出経路、8 調圧弁、9 ドライ・イン、10 ドライ・アウト、11 ウエット・イン、12 ウエット・アウト、13 加湿エレメント、14 第1マニホールド、15 第2マニホールド、16 加湿モジュール、17 不純物イオン低減モジュール、18 ウエット・イン側マニホールド、19 ドライ・アウト側マニホールド、20 液水流路槽、21 不純物イオン低減体、22 仕切り板、23 ガス流路、24 液水流路、25 液水入口部、26 液水出口部、27 排水ポート、28 ガス流路形成板、29 吸熱フィン、30 ハウジング、31 燃料電池スタック、33 酸化剤供給排出経路、34 イオン交換フィルタ、35 加湿器、36 加湿水供給経路、37 純水タンク、40 ポンプ、41 中空糸膜。   1 Oxidation gas supply / discharge path, 2 Fuel gas supply / discharge path, 3 Humidifier for fuel cell, 4 Fuel cell body, 5 Compressor, 6 Oxidation gas supply path, 7 Oxidation gas discharge path, 8 Pressure regulating valve, 9 Dry-in, 10 dry out, 11 wet in, 12 wet out, 13 humidifying element, 14 first manifold, 15 second manifold, 16 humidifying module, 17 impurity ion reduction module, 18 wet in side manifold, 19 dry out Side manifold, 20 liquid water channel tank, 21 impurity ion reducing body, 22 partition plate, 23 gas channel, 24 liquid water channel, 25 liquid water inlet, 26 liquid water outlet, 27 drain port, 28 gas channel formation Plate, 29 Endothermic fin, 30 Housing, 31 Fuel cell stack, 33 Oxidation Agent supply / discharge path, 34 ion exchange filter, 35 humidifier, 36 humidified water supply path, 37 pure water tank, 40 pump, 41 hollow fiber membrane.

Claims (11)

燃料電池本体からの反応ガス排出経路内で排気に含まれる生成水を回収し、燃料電池本体への反応ガス供給経路内で反応ガスを加湿する加湿モジュールと、
反応ガス排出経路において加湿モジュールの上流側に設けられ、加湿モジュールと共通のハウジング内に、燃料電池本体から排出された液水に含まれる不純物イオンを低減する不純物イオン低減体を有する不純物イオン低減モジュールと、
を備えることを特徴とする燃料電池用加湿器。
A humidifying module that collects the generated water contained in the exhaust gas within the reaction gas discharge path from the fuel cell body and humidifies the reaction gas within the reaction gas supply path to the fuel cell body;
Impurity ion reduction module having an impurity ion reduction body that is provided on the upstream side of the humidification module in the reaction gas discharge path and reduces impurity ions contained in the liquid water discharged from the fuel cell body in a common housing with the humidification module When,
A humidifier for a fuel cell comprising:
請求項1に記載の燃料電池用加湿器において、不純物イオン低減モジュールは、燃料電池本体から排出された排気に含まれる液水が通過する液水流路槽を有し、不純物イオン低減体は、液水流路槽を通過する液水から不純物イオンを低減することを特徴とする燃料電池用加湿器。   2. The fuel cell humidifier according to claim 1, wherein the impurity ion reduction module has a liquid water passage tank through which liquid water contained in exhaust discharged from the fuel cell main body passes, A humidifier for a fuel cell, wherein impurity ions are reduced from liquid water passing through a water channel tank. 請求項1又は2に記載の燃料電池用加湿器において、不純物イオン低減モジュールは、液水流路槽よりも重力方向上方にて反応ガス排出経路の配管と接続することを特徴とする燃料電池用加湿器。   3. The fuel cell humidifier according to claim 1, wherein the impurity ion reduction module is connected to the piping of the reaction gas discharge path above the liquid water flow path tank in the gravity direction. vessel. 請求項1乃至3のいずれか1に記載の燃料電池用加湿器において、不純物イオン低減モジュールは、加湿モジュールの長手方向に沿って加湿モジュールと接続し、燃料電池本体から排出された排気を加湿モジュールに分配することを特徴とする燃料電池用加湿器。   4. The fuel cell humidifier according to claim 1, wherein the impurity ion reduction module is connected to the humidification module along a longitudinal direction of the humidification module, and the exhaust discharged from the fuel cell main body is humidified by the humidification module. A humidifier for a fuel cell, characterized by being distributed to the fuel cell. 請求項1乃至4のいずれか1に記載の燃料電池用加湿器において、不純物イオン低減モジュールは、燃料電池本体から排出された排気を、ガスと液水に分離することを特徴とする燃料電池用加湿器。   5. The fuel cell humidifier according to claim 1, wherein the impurity ion reduction module separates exhaust gas discharged from the fuel cell main body into gas and liquid water. 6. humidifier. 請求項1乃至5のいずれか1に記載の燃料電池用加湿器において、不純物イオン低減モジュールは、ガスが通過するガス流路を有し、ガス流路は液水流路槽の外周に設けられることを特徴とする燃料電池用加湿器。   6. The fuel cell humidifier according to claim 1, wherein the impurity ion reduction module has a gas flow path through which a gas passes, and the gas flow path is provided on an outer periphery of the liquid water flow path tank. A fuel cell humidifier. 請求項1乃至6のいずれか1に記載の燃料電池用加湿器において、液水流路槽は、その外周に吸熱フィンを備えることを特徴とする燃料電池用加湿器。   The fuel cell humidifier according to any one of claims 1 to 6, wherein the liquid water passage tank includes an endothermic fin on an outer periphery thereof. 請求項1乃至7のいずれか1に記載の燃料電池用加湿器において、液水流路槽は、不純物イオン低減体が設けられた内部空間に複数の仕切り板を設けて液水の流路を形成し、その流路の出口部は、入口部とほぼ同じ高さであることを特徴とする燃料電池用加湿器。   The fuel cell humidifier according to any one of claims 1 to 7, wherein the liquid water channel tank is provided with a plurality of partition plates in the internal space provided with the impurity ion reducing body to form a liquid water channel. The fuel cell humidifier is characterized in that the outlet portion of the flow path has substantially the same height as the inlet portion. 請求項8に記載の燃料電池用加湿器において、液水流路槽の内部に設けられた流路は、上下方向にU字型の流路であることを特徴とする燃料電池用加湿器。   9. The fuel cell humidifier according to claim 8, wherein the flow path provided inside the liquid water flow path tank is a U-shaped flow path in the vertical direction. 請求項1乃至9のいずれか1に記載の燃料電池用加湿器において、不純物イオン交換モジュールは、加湿モジュールに着脱可能であることを特徴とする燃料電池用加湿器。   The fuel cell humidifier according to any one of claims 1 to 9, wherein the impurity ion exchange module is detachable from the humidification module. 請求項1乃至10のいずれか1に記載の燃料電池用加湿器において、加湿モジュールは、液水を排出するポートを有することを特徴とする燃料電池用加湿器。   11. The fuel cell humidifier according to claim 1, wherein the humidification module has a port for discharging liquid water.
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