JP2010107125A - Humidifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池等に供給される空気等の流体を加湿する加湿器に関し、詳しくは、水分透過性の中空糸膜を有する加湿器に関する。 The present invention relates to a humidifier that humidifies a fluid such as air supplied to a fuel cell or the like, and more particularly to a humidifier having a moisture-permeable hollow fiber membrane.
固体高分子型燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell:PEFC)等の燃料電池においては、燃料電池を構成する電解質膜の湿潤状態を確保するべく、水素(燃料ガス)、酸素を含む空気(酸化剤ガス)を加湿する加湿器が必要とされる。このような加湿器は、中空糸膜を束ねてなる中空糸膜束と、中空糸膜束を収容するケースとを備え、例えば、燃料電池に向かう加湿すべき空気が中空糸膜内を、燃料電池のカソードから排出された多湿のカソードオフガスが中空糸膜外を、それぞれ通流する(特許文献1〜4参照)。 In fuel cells such as polymer electrolyte fuel cells (PEFC), hydrogen (fuel gas) and oxygen-containing air (oxidant gas) are used to ensure the wet state of the electrolyte membrane that constitutes the fuel cell. ) Is required. Such a humidifier includes a hollow fiber membrane bundle formed by bundling hollow fiber membranes and a case that accommodates the hollow fiber membrane bundle. For example, air to be humidified toward the fuel cell passes through the inside of the hollow fiber membrane. The humid cathode offgas discharged from the cathode of the battery flows through the hollow fiber membrane, respectively (see Patent Documents 1 to 4).
ところが、ポリイミド等の多孔質体から形成される中空糸膜及びこれが束ねられた中空糸膜束は、水蒸気等によって湿潤すると、膨潤し伸張する。このように中空糸膜及び中空糸膜束が伸張すると、中空糸膜束(中空糸膜)が、これを収容するケース内で、不規則な方向に撓み、移動する。そうすると、中空糸膜束とケースとの隙間が大きくなってしまい、本来中空糸膜束内を通流すべきカソードオフガスが、前記大きくなった隙間を主に通流してしまい、加湿効率が低下する虞があった。 However, a hollow fiber membrane formed of a porous material such as polyimide and a bundle of hollow fiber membranes in which the hollow fiber membrane is bundled are swollen and stretched when wetted with water vapor or the like. When the hollow fiber membrane and the hollow fiber membrane bundle are expanded in this way, the hollow fiber membrane bundle (hollow fiber membrane) bends and moves in an irregular direction within the case housing the hollow fiber membrane bundle (hollow fiber membrane). Then, the gap between the hollow fiber membrane bundle and the case becomes large, and the cathode off gas that should flow through the hollow fiber membrane bundle mainly flows through the enlarged gap, which may reduce the humidification efficiency. was there.
そこで、本発明は、好適に加湿可能な加湿器を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the humidifier which can humidify suitably.
前記課題を解決するための手段として、本発明は、複数の中空糸膜が束ねられてなり、湿潤すると膨潤し伸張する中空糸膜束と、前記中空糸膜束を収容する筒状のケースと、を備え、第1流体が前記中空糸膜内を通流し、前記第1流体と異なる湿度の第2流体が前記ケース内であって前記中空糸膜外を通流する加湿器であって、前記中空糸膜束は、その長手方向において、少なくとも一箇所が湾曲した状態で前記ケースに収容されており、前記ケースの内面は、膨潤し伸張した場合における前記中空糸膜束の外形に沿いつつ、当該中空糸膜束との隙間が小さくなるように形成されていることを特徴とする加湿器である。 As means for solving the above-mentioned problems, the present invention comprises a hollow fiber membrane bundle in which a plurality of hollow fiber membranes are bundled and swells and expands when wetted, and a cylindrical case that houses the hollow fiber membrane bundle. A humidifier in which a first fluid flows through the hollow fiber membrane and a second fluid having a humidity different from that of the first fluid flows in the case and flows outside the hollow fiber membrane, The hollow fiber membrane bundle is housed in the case in a state where at least one portion is curved in the longitudinal direction, and the inner surface of the case is along the outer shape of the hollow fiber membrane bundle when swollen and stretched. The humidifier is characterized in that the gap with the hollow fiber membrane bundle is small.
このような加湿器によれば、第1流体及び第2流体が通流すると、中空糸膜束は湿潤する。このように湿潤すると、中空糸膜束は膨潤し伸張する。この場合において、中空糸膜束は、湾曲した少なくとも一箇所においてさらに湾曲する。
そして、ケースの内面は、このように膨潤し伸張しつつ、前記少なくとも一箇所においてさらに湾曲する中空糸膜束の外形に沿いつつ、中空糸膜束との隙間が小さくなるように予め形成されているので、膨潤し伸張した中空糸膜束とケースの内面との隙間は小さくなる。
According to such a humidifier, when the first fluid and the second fluid flow, the hollow fiber membrane bundle wets. When wetted in this way, the hollow fiber membrane bundle swells and stretches. In this case, the hollow fiber membrane bundle is further curved at at least one curved position.
The inner surface of the case is formed in advance so as to swell and expand in this way, along the outer shape of the hollow fiber membrane bundle that is further curved in at least one place, and so that the gap with the hollow fiber membrane bundle becomes small. Therefore, the gap between the swollen and expanded hollow fiber membrane bundle and the inner surface of the case becomes small.
したがって、第2流体が、中空糸膜束とケースの内面との隙間を通流し、中空糸膜束をバイパスすることは防止される。すなわち、第2流体は、中空糸膜束内に流入し、中空糸膜束内を通流しやすくなる。これにより、中空糸膜束全体、つまり、中空糸膜全体を介して、第1流体と第2流体との間で水分交換することができ、湿度の低い第1流体又は第2流体を効率的に加湿できる。 Therefore, the second fluid is prevented from flowing through the gap between the hollow fiber membrane bundle and the inner surface of the case and bypassing the hollow fiber membrane bundle. That is, the second fluid flows into the hollow fiber membrane bundle and easily flows through the hollow fiber membrane bundle. Accordingly, moisture can be exchanged between the first fluid and the second fluid through the entire hollow fiber membrane bundle, that is, the entire hollow fiber membrane, and the first fluid or the second fluid having low humidity can be efficiently used. Can be humidified.
また、前記第2流体は、前記ケースの周壁部に形成された第2流体流入部から前記中空糸膜束の外周面に向かって流入し、前記中空糸膜束は、前記少なくとも一箇所において、前記第2流体流入部が形成された周壁部に近づくように湾曲していることを特徴とする加湿器である。 Further, the second fluid flows from a second fluid inflow portion formed in the peripheral wall portion of the case toward the outer peripheral surface of the hollow fiber membrane bundle, and the hollow fiber membrane bundle is at the at least one location, It is a humidifier characterized by curving so that it may approach the peripheral wall part in which the said 2nd fluid inflow part was formed.
このような加湿器によれば、膨潤し伸張する中空糸膜束は、第2流体流入部が形成された周壁部に近づくようにさらに湾曲し、中空糸膜束と前記周壁部との隙間が小さくなる。これにより、第2流体流入部からの第2流体が、中空糸膜束内にさらに流入しやすくなり、第1流体と第2流体との間でさらに好適に水分交換できる。 According to such a humidifier, the hollow fiber membrane bundle that swells and expands is further curved so as to approach the peripheral wall portion where the second fluid inflow portion is formed, and the gap between the hollow fiber membrane bundle and the peripheral wall portion is increased. Get smaller. Thereby, the 2nd fluid from the 2nd fluid inflow part becomes easier to flow in into a hollow fiber membrane bundle, and it can exchange water more suitably between the 1st fluid and the 2nd fluid.
また、前記ケースは、筒状のケース本体と、内面が、膨潤し伸張した場合における前記中空糸膜束の外形に沿いつつ、当該中空糸膜束との隙間が小さくなるように形成され、前記ケース本体の内周面に取り付けられたインサート体と、を備えることを特徴とする加湿器である。 In addition, the case is formed so that a gap between the cylindrical case body and the hollow fiber membrane bundle is reduced along the outer shape of the hollow fiber membrane bundle when the inner surface swells and expands, And an insert body attached to the inner peripheral surface of the case body.
このような加湿器によれば、ケース本体の内周面にインサート体を取り付けることで、中空糸膜束の外形に沿いつつ、中空糸膜束との隙間が小さくなるように形成された内面を有するケースを構成できる。
また、中空糸膜束の湾曲した箇所の数や、湾曲の程度等が異なっても、インサート体を交換するのみで、前記ケースを得ることができる。
According to such a humidifier, by attaching the insert body to the inner peripheral surface of the case main body, the inner surface formed so that the gap with the hollow fiber membrane bundle is reduced along the outer shape of the hollow fiber membrane bundle. A case can be constructed.
Moreover, even if the number of curved portions of the hollow fiber membrane bundle, the degree of curvature, and the like are different, the case can be obtained only by replacing the insert body.
本発明によれば、好適に加湿可能な加湿器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the humidifier which can be humidified suitably can be provided.
≪第1実施形態≫
以下、本発明の第1実施形態について、図1から図4を参照して説明する。
まず、第1実施形態に係る加湿器1が組み込まれた燃料電池システム100について、図1を参照して説明する。燃料電池システム100は、図示しない燃料電池自動車(移動体)に搭載されており、燃料電池スタック110と、水素タンク121と、コンプレッサ131と、加湿器1とを備えている。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a fuel cell system 100 in which the humidifier 1 according to the first embodiment is incorporated will be described with reference to FIG. The fuel cell system 100 is mounted on a fuel cell vehicle (mobile body) (not shown), and includes a
燃料電池スタック110は、固体高分子型燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell:PEFC)であり、MEA(Membrane Electrode Assembly、膜電極接合体)をセパレータ(図示しない)で挟持してなる単セルが複数積層されて構成されている。MEAは、電解質膜(固体高分子膜)と、これを挟持するカソード及びアノードとを備えている。各セパレータには、溝や貫通孔からなるアノード流路111及びカソード流路112が形成されている。
The
そして、水素が、水素タンク121から、配管121a、アノード流路111を介してアノードに供給され、酸素を含む空気が、外気を吸気するコンプレッサ131から、配管131a、加湿器1、配管131b、カソード流路112を介してカソードに供給されると、アノード及びカソードに含まれる触媒(Pt等)上で電極反応が起こり、燃料電池スタック110が発電可能な状態となる。
Then, hydrogen is supplied from the
このように発電可能な状態の燃料電池スタック110と、外部負荷(例えば走行用のモータ)とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック110が発電するようになっている。
The
また、アノード流路111から排出されたアノードオフガスは、配管121bを介して、希釈器132に排出されるようになっている。一方、カソード流路112から排出されたカソードオフガスは、配管131c、加湿器1、配管132aを介して、希釈器132に排出され、希釈器132においてアノードオフガス中の未消費の水素を希釈するようになっている。そして、希釈後のガスは、配管132bを介して、車外に排出されるようになっている。
なお、カソードオフガスは、カソードにおける電極反応により生成する水蒸気(水分)により多湿である。また、生成した水蒸気の一部は電解質膜をアノード側に透過するので、アノードオフガスも多湿である。
Further, the anode off gas discharged from the
The cathode off gas is humid due to water vapor (water) generated by the electrode reaction at the cathode. Moreover, since a part of the generated water vapor passes through the electrolyte membrane to the anode side, the anode off-gas is also humid.
≪加湿器の構成≫
次に、加湿器1の構成について、図2から図4を参照して説明する。ここで、明確に説明するために、図2を基準として、前、後、左、右、上、下を設定する。また、図3〜図4、及び、後記する図5〜図7では、加湿器1の厚さを大きくして記載している。
≪Configuration of humidifier≫
Next, the configuration of the humidifier 1 will be described with reference to FIGS. Here, for the sake of clarity, front, rear, left, right, upper, and lower are set with reference to FIG. Moreover, in FIGS. 3-4 and FIGS. 5-7 mentioned later, the thickness of the humidifier 1 is enlarged and described.
加湿器1は、コンプレッサ131からカソード流路112に向かう加湿すべき空気(第1流体)を、カソード流路112から排出された多湿のカソードオフガス(第2流体)で加湿するものであって、その外形は図2示すように略直方体を呈している。すなわち、カソード流路112に向かう空気の湿度と、カソードオフガスの湿度とは異なり、カソードオフガスの湿度が高くなっている。
The humidifier 1 humidifies the air (first fluid) to be humidified from the
図3に示すように、加湿器1は、中空糸膜束11と、中空糸膜束11を収容する四角筒状のケース21とを備えている。なお、中空糸膜束11とケース21との軸方向(長手方向)は略一致している。
As shown in FIG. 3, the humidifier 1 includes a hollow fiber membrane bundle 11 and a rectangular
中空糸膜束11は、ポリイミド等から形成され、水分透過性を有する中空糸膜12が、複数本(例えば10〜10000本)にて束ねられたものである。なお、各中空糸膜12は、水分を含み湿潤すると、多少膨潤し、その軸方向に伸張する。また、中空糸膜12がどの程度にて伸張するかは、中空糸膜12の物性(材質、含水量、ポアサイズ等)や、その長さ等に関係し、事前試験等によって得ることができる。
The hollow fiber membrane bundle 11 is made of polyimide or the like, and a plurality of
ケース21は、その内部に、中空糸膜束11を収容する四角筒状の容器であり、例えば、PC(ポリカーボネート)やPPO(ポリフェニレンオキサイド)等の硬質樹脂から形成されている。
The
中空糸膜束11の前側及び後側は、エポキシ樹脂等から形成されるポッティング部13、13(封止部)を介して、ケース21に固定されている。そして、中空糸膜束11の外周面とケース21の内面との間には、僅かながらも隙間Gが形成されている。また、ケース21の前側には前キャップ31が取り付けられており、ケース21の後側には後キャップ33が取り付けられている。
The front side and the rear side of the hollow fiber membrane bundle 11 are fixed to the
そして、コンプレッサ131からの空気は、後キャップ33の空気流入部34から後キャップ33内を通って各中空糸膜12内に流入し、各中空糸膜12内を前方に向かって通流した後、前キャップ31内を通って、前キャップ31の空気流出部32から外部(配管131b、図1)に流出するようになっている。
The air from the
一方、カソードオフガスは、四角筒状を呈するケース21の天壁部22(周壁部の一部)の前側に形成されたオフガス流入部22a(第2流体流入部)から、下方に向かって、つまり、中空糸膜束11の上面14(外周面の一部)に向かって流入するようになっている。このように流入したカソードオフガスは、中空糸膜12外であってケース21内を後方に向かって通流した後、ケース21の底壁部23に形成されたオフガス流出部23aから外部(配管132a、図1)に流出するようになっている。
On the other hand, the cathode offgas flows downward from the
すなわち、加湿すべき燃料電池スタック110に向かう空気が中空糸膜12内を前方に向かって通流し、多湿のカソードオフガスが中空糸膜12外を後方に向かって通流するように構成されている。つまり、空気の通流方向とカソードオフガスの通流方向とは対向しており、空気が効率的に加湿されるようになっている。
That is, it is configured such that the air toward the
また、中空糸膜束11は、長手方向(軸方向)の中央部A(少なくとも一箇所)において上方向に突出するように、上方向に湾曲した状態でケース21に収容されている。すなわち、中空糸膜束11は、オフガス流入部22aとオフガス流出部23aとの間における中央部Aにおいて、オフガス流入部22aが形成された天壁部22に近づくように湾曲している。これにより、湿潤し、膨潤した中空糸膜束11が伸張すると、後記するように、中空糸膜束11は、中央部Aを上方向にさらに突出させて湾曲するように構成されている(図4参照)。
Further, the hollow fiber membrane bundle 11 is accommodated in the
なお、このように中空糸膜束11を湾曲させた状態でケース21に収容するには、例えば、中空糸膜束11をケース21に挿通した後、治具等を使用して中空糸膜束11を湾曲させ、このように湾曲した状態でポッティング部13となるエポキシ樹脂等を硬化させる。
In order to accommodate the hollow fiber membrane bundle 11 in the curved state in this way, for example, after the hollow fiber membrane bundle 11 is inserted into the
また、ケース21の内面を構成する天壁面22b及び底壁面23bは、膨潤して伸張した場合における中空糸膜束11の外形に沿うように形成されている。すなわち、側断面視において、天壁面22bは、前後方向(中空糸膜束11の軸方向)の中央部が上方に凹んだ凹曲面となっており、底壁面23bは、中央部が上方に凸した凸曲面となっている。
Further, the
特に、天壁面22bは、膨潤し伸張することでさらに湾曲し、中央部Aがさらに上方に移動する中空糸膜束11の上面14との隙間Gが小さく、好ましくは、上面14と当接するように形成されている(図4参照)。
In particular, the
≪加湿器の作用効果≫
次に、加湿器1の作用効果について、図4を参照して説明する。
多湿のカソードオフガスが、ケース21内を通流すると、中空糸膜束11(中空糸膜12)が湿潤し、膨潤する。そうすると、中空糸膜束11は伸張し、その湾曲した中央部Aが上方の天壁面22bに近づくように突出(移動)する(矢印A1参照)。これにより、中空糸膜束11の上面14と天壁面22bとが接近又は当接し、上面14と天壁面22bとの間の隙間G(図3参照)は小さくなると共に、中空糸膜束11はさらに湾曲した状態となる。
≪Function and effect of humidifier≫
Next, the effect of the humidifier 1 is demonstrated with reference to FIG.
When the humid cathode off gas flows through the
このようにして、中空糸膜12の上面14と天壁面22bとの隙間Gが小さくなると、中空糸膜束11内に流入せず、隙間Gに逃げたカソードオフガスは、この隙間Gが小さくなった部分において、中空糸膜束11内に流入する(矢印A2参照)。すなわち、カソードオフガスが、本来通流すべき中空糸膜束11内をバイパス(迂回)して、加湿すべき空気と水分交換しないまま、オフガス流出部23aに向かうことは防止される。このようにして、カソードオフガスが中空糸膜束11内に流入し、中空糸膜束11内を通流するので、中空糸膜12内を通流する空気を効率的に加湿できる。
In this way, when the gap G between the
≪第2実施形態≫
次に、第2実施形態に係る加湿器について、図5を参照して説明する。
第2実施形態に係る加湿器2は、ケース21(図3参照)に代えて、ケース24を備えている。ケース24は、四角筒体であるケース本体25と、ケース本体25の天壁面25a(内周面)に取り付けられた第1インサート体26と、ケース本体25の底壁面25b(内周面)に取り付けられた第2インサート体27とを備えている。
<< Second Embodiment >>
Next, a humidifier according to a second embodiment will be described with reference to FIG.
The humidifier 2 according to the second embodiment includes a
第1インサート体26の下面26aは、第1実施形態に係る天壁面22b(図3参照)と同様に、前後方向(中空糸膜束11の軸方向)の中央が上方に凹んだ凹曲面となっている。また、第2インサート体27の上面27aは、第1実施形態に係る底壁面23b(図3参照)と同様に、中央が上方に凸した凸曲面となっている。
The
なお、カソードオフガスは、ケース本体25のオフガス流入部25cから、第1インサート体26の連通孔26bを通って、ケース21内の中空糸膜束11に向かうようになっている。一方、水分交換後のカソードオフガスは、第2インサート体27の連通孔27b、ケース本体25のオフガス流出部25dを通って、外部(配管132a、図1)に流出するようになっている。
The cathode off gas is directed from the off
このような加湿器2によれば、四角筒体であるケース本体25の天壁面25a、底壁面25bに、第1インサート体26、第2インサート体27を、それぞれ取り付けることで、中空糸膜束11の外形に沿いつつ、中空糸膜束11との隙間Gが小さくなるように形成された内面を有するケース24を構成できる。
また、後記する第3実施形態のように、中空糸膜束11の湾曲した箇所の数や、湾曲の程度等が異なっても、インサート体を適宜交換するのみで、中空糸膜束11に対応したケースを得ることができる。
According to such a humidifier 2, the hollow fiber membrane bundle is obtained by attaching the
Further, as in a third embodiment described later, even if the number of curved portions of the hollow fiber membrane bundle 11 and the degree of the curvature are different, it is possible to correspond to the hollow fiber membrane bundle 11 by simply replacing the insert body. Can be obtained.
≪第3実施形態≫
次に、第3実施形態に係る加湿器について、図6〜図7を参照して説明する。
図6に示すように、第3実施形態に係る加湿器3は、中空糸膜束11(図3参照)に代えて、中空糸膜束15を備えている。中空糸膜束15は、側断面視において、略S字形に湾曲しており、つまり、二箇所で湾曲した状態で、後記するケース28に収容されている。すなわち、中空糸膜束15の左側部Bは上方に突出しており、中空糸膜束15の右側部Cは下方に突出している。よって、中空糸膜束15が湿潤し、膨潤、伸張すると、左側部Bはさらに上方に突出(移動)し、右側部Cはさらに下方に突出(移動)するように構成されている。
<< Third Embodiment >>
Next, the humidifier which concerns on 3rd Embodiment is demonstrated with reference to FIGS.
As shown in FIG. 6, the humidifier 3 according to the third embodiment includes a hollow
また、第3実施形態に係る加湿器3は、ケース21(図3参照)に代えて、天壁部28a及び底壁部28bの厚さが一定であるケース28を備えている。ケース28の天壁面28c及び底壁面28dは、膨潤・伸張した場合における中空糸膜束15の外形に沿いつつ、中空糸膜束15との隙間Gが小さくなるように、側断面視で略S字形の曲面で形成されている。
なお、ケース28の天壁部28aの前側にはオフガス流入部28eが形成されており、底壁部28bの後側にはオフガス流出部28fが形成されている。
Moreover, the humidifier 3 according to the third embodiment includes a
An off
このような加湿器3によれば、図7に示すように、中空糸膜束15が湿潤し、膨潤・伸張すると、中空糸膜束15の左側部Bがその上方の天壁面28cに近づくように突出(移動)する(矢印A3参照)。そうすると、中空糸膜束15の左側部Bと天壁面28cとの隙間Gはさらに小さくなり、左側部Bはさらに上方に湾曲した状態となる。これにより、隙間Gに逃げたカソードオフガスが、この隙間Gが小さくなった部分において、中空糸膜束15内に流入する(矢印A4参照)。
According to such a humidifier 3, as shown in FIG. 7, when the hollow
一方、中空糸膜束15が膨潤・伸張すると、中空糸膜束15の右側部Cがその下方の底壁面28dに近づくように突出(移動)する(矢印A5参照)。そうすると、中空糸膜束15の右側部Cと底壁面28dとの隙間Gはさらに小さくなり、右側部Cはさらに下方に湾曲した状態となる。これにより、左側部Bと底壁面28dとの間をカソードオフガスが通流していたとしても、このカソードオフガスが、前記隙間Gの小さくなった部分において、中空糸膜束15内に流入する(矢印A6参照)。また、中空糸膜束15内を通流するカソードオフガスは、隙間Gに流出しにくくなり、中空糸膜束15内をそのまま通流する(矢印A7参照)。
On the other hand, when the hollow
このようにして、カソードオフガスが中空糸膜束11内に流入し、中空糸膜束11内を通流するので、中空糸膜12内を通流する空気を効率的に加湿できる。
In this way, the cathode off-gas flows into the hollow fiber membrane bundle 11 and flows through the hollow fiber membrane bundle 11, so that the air flowing through the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。
前記した各実施形態では、空気が中空糸膜12内を通流し、カソードオフガスが中空糸膜12外を通流する構成を例示したが、空気が中空糸膜12外を通流し、湿度の高いカソードオフガスが中空糸膜12内を通流する構成でもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, For example, it can change as follows in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
In each of the above-described embodiments, the configuration in which air flows through the
また、空気及びカソードオフガスの通流方向が、逆向きである構成を例示したが、同方向でもよい。
さらに、カソードオフガスが、加湿器1の上方から流入し、加湿器1から下方に向かって流出する構成を例示したが、カソードオフガスの流入・流出方向はこれに限定されず、例えば、上方から流入し、上方に向かって流出する構成でもよいし、側方から流入・流出する構成でもよい。
さらにまた、第1流体が空気、第2流体がカソードオフガスである構成、つまり、第1流体及び第2流体がガスである構成を例示したが、例えば、第2流体が水(液体)である構成でもよい。
In addition, although the configuration in which the air and cathode off gas flow directions are opposite is illustrated, the same direction may be used.
Further, the cathode off gas flows in from the upper side of the humidifier 1 and flows out downward from the humidifier 1, but the inflow / outflow direction of the cathode off gas is not limited to this. For example, the cathode off gas flows in from the upper side. And the structure which flows out toward upper direction may be sufficient, and the structure which flows in / out from a side may be sufficient.
Furthermore, the configuration in which the first fluid is air and the second fluid is a cathode off-gas, that is, the configuration in which the first fluid and the second fluid are gases is exemplified. For example, the second fluid is water (liquid). It may be configured.
前記した各実施形態では、加湿器1が空気とカソードオフガスとの間で水分交換し、燃料電池スタック110に向かう空気を加湿する構成を例示したが、その他に例えば、水素とアノードオフガスとの間で水分交換し、燃料電池スタック110に向かう水素を加湿する構成でもよい。
In each of the above-described embodiments, the humidifier 1 exchanges moisture between the air and the cathode off gas, and illustrates the configuration in which the air toward the
1 加湿器
11 中空糸膜束
12 中空糸膜
21 ケース
22b 天壁面(内面)
23b 底壁面(内面)
G 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Humidifier 11 Hollow
23b Bottom wall (inner surface)
G gap
Claims (3)
前記中空糸膜束を収容する筒状のケースと、を備え、
第1流体が前記中空糸膜内を通流し、前記第1流体と異なる湿度の第2流体が前記ケース内であって前記中空糸膜外を通流する加湿器であって、
前記中空糸膜束は、その長手方向において、少なくとも一箇所が湾曲した状態で前記ケースに収容されており、
前記ケースの内面は、膨潤し伸張した場合における前記中空糸膜束の外形に沿いつつ、当該中空糸膜束との隙間が小さくなるように形成されている
ことを特徴とする加湿器。 A plurality of hollow fiber membranes bundled, and a hollow fiber membrane bundle that swells and expands when wetted,
A cylindrical case that accommodates the hollow fiber membrane bundle,
A humidifier in which a first fluid flows in the hollow fiber membrane, and a second fluid having a humidity different from that of the first fluid flows in the case and flows outside the hollow fiber membrane,
The hollow fiber membrane bundle is accommodated in the case in a state where at least one portion is curved in the longitudinal direction,
The humidifier is characterized in that an inner surface of the case is formed so as to follow a contour of the hollow fiber membrane bundle when swollen and stretched, and a gap between the hollow fiber membrane bundle is reduced.
前記中空糸膜束は、前記少なくとも一箇所において、前記第2流体流入部が形成された周壁部に近づくように湾曲している
ことを特徴とする請求項1に記載の加湿器。 The second fluid flows from the second fluid inflow portion formed in the peripheral wall portion of the case toward the outer peripheral surface of the hollow fiber membrane bundle,
2. The humidifier according to claim 1, wherein the hollow fiber membrane bundle is curved so as to approach a peripheral wall portion where the second fluid inflow portion is formed at the at least one location.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の加湿器。
The case is formed so that a gap between the cylindrical case main body and the hollow fiber membrane bundle is reduced along the outer shape of the hollow fiber membrane bundle when the inner surface swells and expands. The humidifier according to claim 1, further comprising: an insert body attached to the inner peripheral surface of the humidifier.
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- 2008-10-30 JP JP2008280532A patent/JP2010107125A/en active Pending
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KR20160150415A (en) * | 2015-06-22 | 2016-12-30 | 코오롱인더스트리 주식회사 | Hollow Fiber Membrane Humidifier Module |
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