JP2011143347A - Hollow fiber membrane module for moisture exchange - Google Patents
Hollow fiber membrane module for moisture exchange Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011143347A JP2011143347A JP2010006061A JP2010006061A JP2011143347A JP 2011143347 A JP2011143347 A JP 2011143347A JP 2010006061 A JP2010006061 A JP 2010006061A JP 2010006061 A JP2010006061 A JP 2010006061A JP 2011143347 A JP2011143347 A JP 2011143347A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow fiber
- fiber membrane
- inner case
- case
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Air Humidification (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、たとえば燃料電池システムに用いて好適な水分交換用中空糸膜モジュールに係り、特に、モジュールの耐久性を向上させる技術に関する。 The present invention relates to a moisture exchange hollow fiber membrane module suitable for use in, for example, a fuel cell system, and more particularly to a technique for improving the durability of the module.
燃料電池としては、平板状の膜電極構造体(MEA:Membrane Electrode Assembly)の両側にセパレータが積層された積層体が単位セルとされ、複数の単位セルが例えば数百層積層されて燃料電池スタックとして構成された燃料電池が知られている。膜電極構造体は、正極(空気極、カソード)および負極(燃料極、アノード)を構成する一対の電極の間にイオン交換樹脂等からなる電解質膜が挟まれた三層構造である。このような燃料電池によると、例えば、燃料極側のガス拡散電極に面するガス流路に燃料ガスを流し、空気極側のガス拡散電極に面するガス流路に酸化剤ガスを流すと電気化学反応が起こり、発電が生じる。 As a fuel cell, a stacked body in which separators are stacked on both sides of a flat membrane electrode assembly (MEA) is used as a unit cell, and a fuel cell stack is formed by stacking several unit cells, for example, several hundred layers. A fuel cell configured as is known. The membrane electrode structure has a three-layer structure in which an electrolyte membrane made of an ion exchange resin or the like is sandwiched between a pair of electrodes constituting a positive electrode (air electrode, cathode) and a negative electrode (fuel electrode, anode). According to such a fuel cell, for example, when a fuel gas is caused to flow through a gas passage facing the gas diffusion electrode on the fuel electrode side and an oxidant gas is caused to flow through a gas passage facing the gas diffusion electrode on the air electrode side, A chemical reaction occurs, generating electricity.
ここで、上記のような電気化学反応を安定させるためには、膜電極構造体が湿潤していることが望ましい。たとえば、特許文献1には、燃料ガス流路内で燃料ガスに発電生成水が水蒸気となって加わることにより、水蒸気分圧が上昇した使役後のアノード排出ガスを加湿ガスとし、未使役の燃料ガスを加湿する燃料電池システムが開示されている。 Here, in order to stabilize the electrochemical reaction as described above, it is desirable that the membrane electrode structure is wet. For example, Patent Document 1 discloses that an anode exhaust gas after use in which the partial pressure of water vapor is increased by adding power generation generated water as water vapor to the fuel gas in the fuel gas flow path is used as a humidified gas, and unused fuel. A fuel cell system for humidifying gas is disclosed.
ところで、近年、燃料電池の高性能化に伴って膜電極構造体は薄くなる傾向にあり、電気化学反応で生成され空気極側に出てくる水が燃料極側へ移動するという現象が生じるようになってきた。このため、燃料ガスを加湿すると燃料極の湿潤状態が過剰となり、燃料と燃料極との接触が妨げられるフラッディングと呼ばれる現象が生じる。一方、空気極側は、湿潤の程度が過剰でも電気化学反応にはさほど差し障りがない場合のあることが知られている。したがって、最近では、燃料ガスを加湿するよりも酸化剤ガスを加湿する技術が重要視されてきている。 By the way, in recent years, the membrane electrode structure tends to become thinner as the performance of the fuel cell becomes higher, and the phenomenon that the water generated by the electrochemical reaction and coming out to the air electrode side moves to the fuel electrode side seems to occur. It has become. For this reason, when the fuel gas is humidified, a wet state of the fuel electrode becomes excessive, and a phenomenon called flooding occurs in which contact between the fuel and the fuel electrode is hindered. On the other hand, on the air electrode side, it is known that there are cases in which the electrochemical reaction is not so hindered even when the degree of wetting is excessive. Therefore, recently, a technique for humidifying the oxidant gas rather than humidifying the fuel gas has been emphasized.
酸化剤ガスを加湿する従来の自動車用燃料電池システムとして、たとえば、特許文献2には、水蒸気透過膜で区切られた加湿器の一方の空間に乾燥した未使役の酸化剤ガスを供給し、他方の空間に湿潤した使役後の酸化剤ガスの排気(オフガス)を供給して、水蒸気透過膜を介してオフガスから酸化剤ガスへ水分を移動させる技術が開示されている。 As a conventional automobile fuel cell system for humidifying oxidant gas, for example, Patent Document 2 supplies dry unused oxidant gas to one space of a humidifier partitioned by a water vapor permeable membrane, A technique is disclosed in which exhausted oxidant gas (off-gas) after being used is supplied to the space of the water to move moisture from the off-gas to the oxidant gas via a water vapor permeable membrane.
しかしながら、上記技術では、略平面状の水蒸気透過膜を介してその両側からガスを接触させて水分移動を行うため、接触領域が小さく、連続的に供給される酸化剤ガスに対して水分移動が間に合わず、加湿効率が十分ではないという問題があった。 However, in the above technique, since the moisture is moved by contacting the gas from both sides through the substantially planar water vapor permeable membrane, the contact area is small, and the moisture is moved with respect to the continuously supplied oxidant gas. There was a problem that the humidification efficiency was not sufficient in time.
このような問題に対して、たとえば、特許文献3および4には、加湿器内に中空糸膜を充填して、未使役の酸化剤ガスを中空糸膜の中空内部に流通させるともに使役後のオフガスを中空糸膜外壁に接触するように流通させて、中空糸膜を介して水分移動を行う技術が開示されている。これらの技術によれば、加湿器内に微細な中空糸膜が多数充填され、全体として膜面積が広くされているので、水分移動を行うための接触領域は著しく増加しており、特許文献1に記載の技術と比較して加湿効率は向上している。 For such a problem, for example, Patent Documents 3 and 4 describe that after filling a hollow fiber membrane in a humidifier, an unused oxidant gas is circulated inside the hollow of the hollow fiber membrane. A technique is disclosed in which off-gas is circulated so as to be in contact with the outer wall of the hollow fiber membrane and moisture is transferred through the hollow fiber membrane. According to these techniques, a large number of fine hollow fiber membranes are filled in the humidifier, and the membrane area is widened as a whole. Therefore, the contact area for performing water movement is remarkably increased. The humidification efficiency is improved compared to the technique described in.
しかしながら、上述した従来の技術においては、例えば図2に示すように、外部ケース10と内部ケース15との間の空間に中空糸膜11が多数充填されており、燃料電池の運転開始および停止時でこの空間に温度差が発生して、特に内部ケース15において矢印50で示す応力が生じる。また、外部ケース10と内部ケース15を封止しているポッティング部14にも、同様に矢印51で示す応力が生じる。これらの応力が繰り返し発生することにより、その界面14aを中心に内部ケース15とポッティング部14との間に亀裂が入って破断するという問題があった。
However, in the above-described conventional technology, for example, as shown in FIG. 2, a large number of
したがって、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、中空糸膜内に供給される乾燥した燃料電池未使役のガスを充分に加湿することができるのは勿論のこと、内部ケースとポッティング部の破断を抑制し、耐久性が向上して長期に亘る燃料電池の加湿運転が可能な水分交換用中空糸膜モジュールを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and of course, it is possible to sufficiently humidify the dry unused fuel cell gas supplied into the hollow fiber membrane. An object of the present invention is to provide a moisture exchange hollow fiber membrane module that suppresses breakage of the inner case and the potting portion, improves durability, and enables humidification operation of the fuel cell over a long period of time.
本発明の水分交換用中空糸膜モジュールは、筒状の外部ケースと、外部ケースと同軸的に内包された筒状の内部ケースと、外部ケースと内部ケースとの空間に軸方向に延在させて充填された複数の中空糸膜と、外部ケースと内部ケースとの空間であって筒状構造の両端において複数の中空糸膜を固定して上記空間を封止した第1ポッティング部と、内部ケースまたは外部ケースの一方に設けられた導入口と、外部ケースまたは内部ケースの他方に設けられた排出口と、中空糸膜の一端側から中空糸膜の中空内部を経由して他端側に至る第1流体経路と、導入口から上記空間内でありかつ中空糸膜の外側を経由して排出口に至る第2流体経路とを備え、さらに、内部ケースの内側空間であって、かつ内部ケースの筒状構造において導入口または排出口が設けられている側とは反対側の一端にも第2ポッティング部が設けられていることを特徴としている。 The moisture exchange hollow fiber membrane module of the present invention extends in the axial direction into a space between the cylindrical outer case, the cylindrical inner case enclosed coaxially with the outer case, and the outer case and the inner case. A plurality of hollow fiber membranes filled with a first potting portion which is a space between the outer case and the inner case and which fixes the plurality of hollow fiber membranes at both ends of the cylindrical structure to seal the space; An inlet port provided in one of the case or the outer case, a discharge port provided in the other of the outer case or the inner case, and from the one end side of the hollow fiber membrane to the other end side through the hollow interior of the hollow fiber membrane A first fluid path extending from the introduction port to the discharge port via the outside of the hollow fiber membrane, the inner space of the inner case, and the inner fluid path. In the cylindrical structure of the case, To the side where the outlet is provided it is characterized in that the second potting portion to the opposite side end is provided.
上記構成の水分交換用中空糸膜モジュールにあっては、中空糸膜内を経由する第1流体経路に例えば燃料電池用の乾燥した未使役のガス(酸化剤ガスあるいは燃料ガス)を流通させ、中空糸膜外を経由する第2流体経路に例えば燃料電池から排出され湿潤した使役後のオフガスを流通させてオフガスの水分を未使役のガスに移動させているので、効率良く水分交換を行うことができるのは勿論のこと、従来の外部ケースと内部ケースとの間の第1ポッティング部に加えて、内部ケースの内部にも第2ポッティング部を設けているので、内部ケースの剛性が向上し、燃料電池の運転開始および停止を繰り返すことで内部ケースおよびポッティング部に繰り返し応力が発生しても、内部ケースの変形が抑制され、内部ケースとポッティング部の破断を抑制することができる。 In the moisture exchange hollow fiber membrane module having the above-described configuration, a dry unused gas (oxidant gas or fuel gas) for fuel cells, for example, is circulated through the first fluid path passing through the hollow fiber membrane, For example, the off-gas after use that has been discharged from the fuel cell and wetted through the second fluid path that passes outside the hollow fiber membrane is circulated to move the moisture of the off-gas to the unused gas, so that water can be exchanged efficiently. Of course, in addition to the first potting part between the conventional outer case and the inner case, the second potting part is also provided inside the inner case, so the rigidity of the inner case is improved. Even if stress is repeatedly generated in the inner case and the potting part by repeating the start and stop of the fuel cell operation, the deformation of the inner case is suppressed and the inner case and the potting part are broken. It is possible to suppress.
本発明においては、内部ケースには、第2ポッティング部に隣接し、筒状構造の径方向に形成された少なくとも一つの孔部を備えることを好ましい態様としている。この態様によれば、この孔部を通して内部ケースの内外に温度差が生じることが抑制されるので、内部ケースおよびポッティング部への応力発生をより緩和することができる。 In the present invention, it is preferable that the inner case is provided with at least one hole formed adjacent to the second potting portion and formed in the radial direction of the cylindrical structure. According to this aspect, since a temperature difference is suppressed from occurring inside and outside the inner case through the hole, it is possible to further alleviate stress generation on the inner case and the potting portion.
本発明においては、孔部のうちの少なくとも一つは、その開口方向が鉛直方向であることを好ましい態様としている。この態様によれば、孔部が鉛直方向に形成されているので、外部ケースあるいは内部ケース内に凝縮水が発生したとしても、この凝縮水を鉛直下方向に排出することで溜まることを防止し、局所的に温度差が生じることがより抑制される。 In the present invention, it is preferable that at least one of the holes has a vertical opening direction. According to this aspect, since the hole is formed in the vertical direction, even if condensed water is generated in the outer case or the inner case, the condensed water is prevented from collecting by being discharged vertically downward. Further, a local temperature difference is further suppressed.
本発明によれば、内部ケースの剛性が向上し、また、ケース内に温度差の発生を抑制する。これにより、燃料電池の運転開始および停止を繰り返すことで内部ケースおよびポッティング部に繰り返し応力が発生しても、内部ケースの変形が抑制され、内部ケースとポッティング部の破断を抑制することができる。結果として、水分交換用中空糸膜モジュールの耐久性を向上させることができる。 According to the present invention, the rigidity of the inner case is improved and the occurrence of a temperature difference in the case is suppressed. Thereby, even if stress is repeatedly generated in the inner case and the potting portion by repeating the start and stop of the operation of the fuel cell, the deformation of the inner case is suppressed, and the breakage of the inner case and the potting portion can be suppressed. As a result, the durability of the moisture exchange hollow fiber membrane module can be improved.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。まず、実施形態の説明に先立ち、従来技術に係る水分交換用中空糸膜モジュールの一般的な構成およびその問題点について、図1〜3を参照して説明する。図1〜3に示すように、水分交換用中空糸膜モジュールは、筒状に形成された外部ケース10を有し、この外部ケース10内には、外部ケース10と同軸的に内部ケース15が配置されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, prior to the description of the embodiment, a general configuration and problems of a moisture exchange hollow fiber membrane module according to the prior art will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 to 3, the hollow fiber membrane module for moisture exchange has an
外部ケース10の内側であってかつ内部ケース15の外側の空間(以下、充填空間と略称する場合がある)には、複数の中空糸膜11が、外部ケース10および内部ケース15の軸方向と平行に充填されている。複数の中空糸膜11は、吸湿に際して膨張するため、その寸法変化を吸収するために、所定の間隔を介して充填されている。
In a space inside the
中空糸膜11の両端は、ポッティング部14によって外部ケース10および内部ケース10に固定されている。図1では、中空糸膜11は部分的に省略して図示しているが、中空糸膜11は両端のポッティング部14間に延在している。ポッティング部14は、上記充填空間における中空糸膜11の外側を合成樹脂等で埋設したものであり、充填空間のみを外部に対して封止するものである。したがって、中空糸膜11の中空内部は封止されておらず、中空糸膜11の中空内部は両端とも外部に連通している。本実施形態では、中空糸膜11の一端側(矢印20)から中空糸膜の中空内部を経由して他端側(矢印21)に至る経路を第1流体経路と定義する。
Both ends of the
内部ケース15には、ガスの導入口12が設けられており、導入口12の下流側であってかつ対向する外部ケース10には、ガスの排出口13が設けられている。本実施形態では、導入口12(矢印22)から充填空間内でありかつ中空糸膜11の外側を経由して排出口13(矢印23)に至る経路を第2流体経路と定義する。
The
上記の水分交換用中空糸膜モジュールにおいては、例えば、乾燥した燃料電池未使役のガス20を第1流体経路に導入するとともに、このガスを燃料電池で使役した後の排気ガスであるオフガス22を第2流体経路に導入するので、乾燥した未使役のガス20が中空糸膜11内を通過すると同時に、湿潤した使役後のオフガス22は充填空間内の中空糸膜11の外側を通過する。中空糸膜11は、内外のガス交換は阻止するが、その両面に存在する微細な孔を通じて水分のみを移動させることができるため、高湿潤側から低湿潤側への水分移動が行われる。このようにして、第1流体経路および第2流体経路に導入された乾燥した未使役のガス20および湿潤した使役後のオフガス22それぞれにおいては、水分が移動し、加湿された未使役のガス21および湿度が低下した使役後のオフガス23となって排出される。
In the above moisture exchange hollow fiber membrane module, for example, a dry unused
上述した従来の水分交換用中空糸膜モジュールにおいては、燃料電池の運転開始によって第1流体経路および第2流体経路に乾燥した未使役のガス20および湿潤した使役後のオフガス22が導入され、水分交換用中空糸膜モジュールの温度が上昇する。また、燃料電池の運転停止によって、水分交換用中空糸膜モジュールの温度が下降する。このように、燃料電池の運転開始および停止時でこの中空糸膜の充填空間に温度差が発生して、例えば図2に示すように、内部ケース15において矢印50で示す応力が生じる。また、外部ケース10と内部ケース15を封止しているポッティング部14にも、同様に矢印51で示す応力が生じる。これらの応力が繰り返し発生することにより、内部ケース15およびポッティング部14に変形が生じ、その界面14aを中心に内部ケース15とポッティング部14が破断するという問題があった。
In the conventional moisture exchange hollow fiber membrane module described above, the dried
図4〜6は、上述した従来の問題を解決することができる本発明の水分交換用中空糸膜モジュールの一実施形態を示す図である。なお、この水分交換用中空糸膜モジュールにおいて、共通の構成要素の説明は省略し、本発明特有の構成、作用および効果について説明する。 4-6 is a figure which shows one Embodiment of the hollow fiber membrane module for water exchange of this invention which can solve the conventional problem mentioned above. In this hollow fiber membrane module for exchanging moisture, description of common components is omitted, and the configuration, operation, and effect unique to the present invention will be described.
図4〜6に示すように、本発明の水分交換用中空糸膜モジュールにおいては、外部ケース10と内部ケース15との間の充填空間の端部に設けられた第1ポッティング部14に加えて、内部ケース15の内側にも、第2ポッティング部40が設けられて内部ケース15が封止されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, in the moisture exchange hollow fiber membrane module of the present invention, in addition to the
この水分交換用中空糸膜モジュールにおいては、図5に示すように応力50および51が内部ケース15および第1ポッティング部14に発生しても、第2ポッティング部40が内部ケース15内に充填されて支持しているので、内部ケース15および第2ポッティング部40の剛性が向上している。これにより、温度変化によって内部ケース15および第1ポッティング部14に繰り返し応力が発生しても、これらの変形を抑制し、その界面14aが破断することを抑制することができる。これにより、水分交換用中空糸膜モジュールの耐久性を向上させるという効果を奏する。
In this moisture exchange hollow fiber membrane module, even if
本発明の水分交換用中空糸膜モジュールにおいては、内部ケース15上であって上記した第2ポッティング部40に隣接する位置において、充填空間内と内部ケース内側空間とを連通する少なくとも1つの孔部30を有することが好ましい。この孔部30を有さない場合、充填空間に水蒸気が凝縮して水滴が付着する虞があるため、水滴部分において他の空間部分との間に温度差が生じてしまい、内部ケース15およびポッティング部14および40に発生する応力が増大してしまうが、この孔部30によれば、凝縮した水分を排出することができるので、充填空間内に発生する温度差を抑制することができる。また、水分が凝縮しない場合でも、二つの空間を連通しているので、空間の温度差を緩和することができる。
In the moisture exchange hollow fiber membrane module of the present invention, at least one hole portion that connects the filling space and the inner case inner space at a position on the
また、その孔部30は、図5に示すように、充填空間内と内部ケース内側空間とを鉛直方向に連通することが好ましい。このような孔部によれば、凝縮した水分を鉛直下方に速やかに排出することができるという効果を奏する。
Further, as shown in FIG. 5, the
本発明における第1ポッティング部14および第2ポッティング部40を形成する方法としては特に限定されず、任意の固定手段を用いて形成することができる。本実施形態では、外部ケース10および内部ケース15の端部を立てた状態で充填空間に中空糸膜11を充填して、下端部を樹脂に浸漬して固定し、続いて上下を反転させて他端部も同様にして樹脂に浸漬して固定するポッティングを採用している。ポッティングの際、浸漬した樹脂は、中空糸膜11の内外を封止してしまうが、中空糸膜11の径よりも中空糸膜11どうしの間隔の方が小さいため、毛細管現象により樹脂の浸漬高さが異なり、中空糸膜11の外部と比較して内部の方が浅く封止される。このため、この中空糸膜11の内部を封止したポッティングの浸漬深さ分、外部ケース10、内部ケース15および中空糸膜11を併せて切断除去することにより、中空糸膜11内部はモジュール外界に連通させて、中空糸膜11外部のみに樹脂を残存させ、充填空間を封止することができる。このようにして、第1ポッティング部14を形成することができる。
The method of forming the
第2ポッティング部40は、第1ポッティング部14の形成後、中空糸膜11内部に樹脂が浸入しないようにマスキングを行った上で再度筒状構造体を樹脂に浸漬させ、内部ケース15の内側のみを封止することで形成することができる。
After the formation of the
本実施形態においては、中空糸膜11の湿潤による膨張率を予め把握しておく。そして膨張率が最大に達した際に中空糸膜11の移動を抑制するため、中空糸膜11どうしの間が互いに接触して隙間無く密に充填されるよう、あるいは隙間が減って密度が高く充填されるようにそれぞれが配置されている。一方乾燥状態においては、これらの間に空隙部(隙間)をもって中空糸膜11が配置されている。
In this embodiment, the expansion coefficient due to the wetness of the
本発明における中空糸膜11としては、公知の中空糸膜を選択することができ、具体的には、フェノールスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリトリフルオロスチレンスルホン酸、パーフルオロカーボンスルホン酸等の高分子イオン交換膜で構成されたものや、高分子樹脂系あるいはセラミック系等の中空糸膜が挙げられる。
As the
上記説明においては、第1流体経路に乾燥した未使役のガスを流し、第2流体経路に湿潤した使役後のオフガスを流した例を説明したが、本発明はこの態様のみに限定されるものではなく、第1流体経路に湿潤した使役後のオフガスを流し、第2流体経路に乾燥した未使役のガスを流して水分交換を行うことも可能である。 In the above description, an example has been described in which a dry unused gas is passed through the first fluid path, and a wet off-gas after use is passed through the second fluid path. However, the present invention is limited to this embodiment. Instead, it is also possible to exchange moisture by flowing wet off-gas after use in the first fluid path and flowing dry unused gas in the second fluid path.
また、内部ケース15に設けられた導入口12および外部ケース10に設けられた排出口13は、ガスの流通方向をこの方向に限定するものではなく、本発明は、排出口13から逆にガスを導入して導入口12からガスを排出する態様をも含む。
Further, the
さらに、上記説明では、外部ケース10および内部ケース15が円筒形である場合を例にとり説明したが、本発明の水分交換用中空糸膜モジュールは円筒形に限定されるものではなく、例えば断面が多角形の筒状とすることもできる。
Furthermore, in the above description, the case where the
本発明によれば、燃料電池から排出されるオフガスの水分を未使役の酸化剤ガスの加湿に再利用することができ、また、水分交換用中空糸膜モジュールの耐久性を高めることにより長期に亘り燃料電池の適正な加湿が可能となるから、厳格な安定運転が要求される車載用燃料電池システムに適用して極めて有望である。 According to the present invention, the moisture of the off-gas discharged from the fuel cell can be reused for humidifying the unused oxidant gas, and the durability of the moisture exchange hollow fiber membrane module can be increased for a long time. Since proper humidification of the fuel cell is possible, it is extremely promising when applied to an in-vehicle fuel cell system that requires strict and stable operation.
M…水分交換用中空糸膜モジュール、
10…外部ケース、
11…中空糸膜、
12…ガス導入口、
13…ガス排出口、
14…第1ポッティング部(従来のポッティング部)、
14a…内部ケースと第1ポッティング部の界面、
15…内部ケース、
20…未使役のガス(低湿潤)、
21…未使役のガス(水分交換後)、
22…使役後のオフガス(高湿潤)、
23…使役後のオフガス(水分交換後)、
30…孔部、
40…第2ポッティング部、
50…応力(内部ケース)、
51…応力(ポッティング部)。
M ... Hollow fiber membrane module for moisture exchange,
10 ... Outer case,
11 ... Hollow fiber membrane,
12 ... Gas inlet,
13 ... Gas outlet,
14 ... 1st potting part (conventional potting part),
14a ... Interface between inner case and first potting part,
15 ... Inner case,
20 ... Unused gas (low wetness),
21 ... Unused gas (after water exchange),
22: Off-gas after use (high humidity),
23 ... Off-gas after use (after water exchange),
30 ... hole,
40 ... the second potting part,
50 ... Stress (inner case),
51: Stress (potting part).
Claims (3)
上記外部ケースと同軸的に内包された筒状の内部ケースと、
上記外部ケースと上記内部ケースとの空間に軸方向に延在させて充填された複数の中空糸膜と、
上記外部ケースと上記内部ケースとの空間であって筒状構造の両端において上記複数の中空糸膜を固定して上記空間を封止した第1ポッティング部と、
上記内部ケースまたは上記外部ケースの一方に設けられた導入口と、
上記外部ケースまたは上記内部ケースの他方に設けられた排出口と、
上記中空糸膜の一端側から中空糸膜の中空内部を経由して他端側に至る第1流体経路と、
上記導入口から上記空間内でありかつ上記中空糸膜の外側を経由して上記排出口に至る第2流体経路とを備え、
さらに、上記内部ケースの内側空間であって、かつ内部ケースの筒状構造において上記導入口または上記排出口が設けられている側とは反対側の一端にも第2ポッティング部が設けられていることを特徴とする水分交換用中空糸膜モジュール。 A cylindrical outer case,
A cylindrical inner case enclosed coaxially with the outer case;
A plurality of hollow fiber membranes extending in the axial direction and filled in the space between the outer case and the inner case;
A first potting portion which is a space between the outer case and the inner case and which fixes the plurality of hollow fiber membranes at both ends of the cylindrical structure and seals the space;
An inlet provided in one of the inner case or the outer case;
An outlet provided in the other of the outer case or the inner case;
A first fluid path from one end of the hollow fiber membrane to the other end via the hollow interior of the hollow fiber membrane;
A second fluid path from the introduction port in the space and through the outside of the hollow fiber membrane to the discharge port,
In addition, a second potting portion is provided at one end of the inner space of the inner case and opposite to the side where the inlet or the outlet is provided in the cylindrical structure of the inner case. A hollow fiber membrane module for water exchange characterized by the above.
The hollow fiber membrane module for moisture exchange according to claim 2, wherein the opening direction of at least one of the holes is a vertical direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010006061A JP5710127B2 (en) | 2010-01-14 | 2010-01-14 | Hollow fiber membrane module for moisture exchange |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010006061A JP5710127B2 (en) | 2010-01-14 | 2010-01-14 | Hollow fiber membrane module for moisture exchange |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011143347A true JP2011143347A (en) | 2011-07-28 |
JP5710127B2 JP5710127B2 (en) | 2015-04-30 |
Family
ID=44458681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010006061A Active JP5710127B2 (en) | 2010-01-14 | 2010-01-14 | Hollow fiber membrane module for moisture exchange |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5710127B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020016366A (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 本田技研工業株式会社 | humidifier |
CN111566861A (en) * | 2017-12-29 | 2020-08-21 | 可隆工业株式会社 | Membrane humidifier for fuel cell |
WO2022255047A1 (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Nok株式会社 | Hollow fiber membrane module |
WO2022255046A1 (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Nok株式会社 | Hollow fiber membrane module |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5093274A (en) * | 1973-12-24 | 1975-07-25 | ||
JP2001202978A (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-27 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
JP2002292233A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-08 | Honda Motor Co Ltd | Humidifying module |
JP2002298883A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Honda Motor Co Ltd | Humidifying module |
JP2004165061A (en) * | 2002-11-14 | 2004-06-10 | Honda Motor Co Ltd | Humidification unit |
JP2005098695A (en) * | 2004-11-08 | 2005-04-14 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
JP2005279647A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Celgard Inc | 3-pole highly efficient small hollow fiber-membrane contactor |
JP2006064189A (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
JP2007205678A (en) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
JP2007212076A (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Honda Motor Co Ltd | Humidifying device |
JP2007324031A (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell system |
JP2008256225A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
JP2008307432A (en) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
-
2010
- 2010-01-14 JP JP2010006061A patent/JP5710127B2/en active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5093274A (en) * | 1973-12-24 | 1975-07-25 | ||
JP2001202978A (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-27 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
JP2002292233A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-08 | Honda Motor Co Ltd | Humidifying module |
JP2002298883A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Honda Motor Co Ltd | Humidifying module |
JP2004165061A (en) * | 2002-11-14 | 2004-06-10 | Honda Motor Co Ltd | Humidification unit |
JP2005279647A (en) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Celgard Inc | 3-pole highly efficient small hollow fiber-membrane contactor |
JP2006064189A (en) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
JP2005098695A (en) * | 2004-11-08 | 2005-04-14 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
JP2007205678A (en) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
JP2007212076A (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Honda Motor Co Ltd | Humidifying device |
JP2007324031A (en) * | 2006-06-02 | 2007-12-13 | Honda Motor Co Ltd | Fuel cell system |
JP2008256225A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
JP2008307432A (en) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Honda Motor Co Ltd | Humidifier |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111566861A (en) * | 2017-12-29 | 2020-08-21 | 可隆工业株式会社 | Membrane humidifier for fuel cell |
CN111566861B (en) * | 2017-12-29 | 2023-07-18 | 可隆工业株式会社 | Membrane humidifier for fuel cell |
JP2020016366A (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 本田技研工業株式会社 | humidifier |
US11349137B2 (en) | 2018-07-24 | 2022-05-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Humidifier |
JP7137988B2 (en) | 2018-07-24 | 2022-09-15 | 本田技研工業株式会社 | humidifier |
WO2022255047A1 (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Nok株式会社 | Hollow fiber membrane module |
WO2022255046A1 (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Nok株式会社 | Hollow fiber membrane module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5710127B2 (en) | 2015-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7325163B2 (en) | fuel cell membrane humidifier | |
KR102002386B1 (en) | Hollow fiber membrane module | |
EP2607800B1 (en) | Humidifier for fuel cell | |
US10478779B2 (en) | Hollow fiber membrane module | |
JP2022547062A (en) | Fuel cell humidifier cartridge and fuel cell humidifier | |
JP5523458B2 (en) | Hollow fiber membrane module for moisture exchange | |
JP5710127B2 (en) | Hollow fiber membrane module for moisture exchange | |
JP2010107069A (en) | Humidifier | |
JP5308950B2 (en) | Hollow fiber membrane module for moisture exchange | |
JP5222246B2 (en) | Hollow fiber membrane module for moisture exchange | |
KR20150113503A (en) | Fluid exchange membrane module | |
JP7478249B2 (en) | Humidifier for fuel cells | |
CN117223134A (en) | Cartridge for fuel cell humidifier and fuel cell humidifier | |
KR20220043352A (en) | Cartridge of Humidifier for Fuel Cell and Humidifier for Fuel Cell | |
KR20220086313A (en) | Cartridge of Humidifier for Fuel Cell and Humidifier for Fuel Cell | |
KR20120074507A (en) | Humidifier for fuel cell | |
JP5308949B2 (en) | Hollow fiber membrane module for moisture exchange | |
JP2007220611A (en) | Humidifier of fuel cell | |
KR20140003182A (en) | Humidifier for fuel cell | |
EP4318688A1 (en) | Fuel cell membrane humidifier | |
KR20230033822A (en) | Fuel cell humidifier | |
KR20230033953A (en) | Cartridge for membrane humidifier and fuel cell humidifier comprising it | |
JP2024511782A (en) | Fuel cell humidifier cartridge and fuel cell humidifier | |
KR20220096814A (en) | Fuel cell humidifier | |
KR20220089419A (en) | Cartridge and fuel cell humidifier comprising it |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130524 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130612 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130809 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140602 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140724 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150227 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150304 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5710127 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |