JP3907936B2

JP3907936B2 - 燃料電池用加湿装置

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Publication number: JP3907936B2
Application number: JP2000306746A
Authority: JP
Inventors: 寛士島貫; 剛司片野; 佳夫草野; 敏勝片桐
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2007-04-18
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: US20020041989A1; US6805988B2; JP2002117882A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば中空糸膜を利用した水透過型の燃料電池用加湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池自動車等に搭載される燃料電池には、固体高分子電解質膜の両側にアノード電極とカソード電極とを備えた電極膜構造体と、この電極膜構造体の両側にそれぞれ反応ガスを供給するためのガス通路を形成するとともに電極膜構造体を両側から支持するセパレータと、を積層して構成したものがある。
【０００３】
この燃料電池では、アノード電極に燃料用反応ガスとして水素ガスを供給し、カソード電極に酸化剤用反応ガスとして酸素あるいは空気を供給して、これらガスの酸化還元反応にかかる化学エネルギを直接電気エネルギとして抽出するようになっている。
つまり、アノード側で水素ガスがイオン化して固体高分子電解質中を移動し、電子は、外部負荷を通ってカソード側に移動し、酸素と反応して水を生成する一連の電気化学反応による電気エネルギを取り出すことができるようになっている。
【０００４】
ところで、この燃料電池にあっては、固体高分子電解質膜が乾燥してしまうと、イオン伝導率が低下し、エネルギ変換効率が低下してしまう。したがって、良好なイオン伝導を保つために個体高分子電解質膜に水分を供給する必要がある。
このため、この種の燃料電池には、燃料用反応ガスおよび酸化剤用反応ガスを加湿して供給し、固体高分子電解質膜に水分を供給して、良好な反応を維持させる加湿装置が設けられている。
【０００５】
この種の加湿装置としては、例えば、特開平８−２７３６８７号公報に開示されているように、膜厚方向に水蒸気の透過を許容する中空糸膜を備えた水透過型の加湿装置が知られている。
図８は、従来の加湿装置を備えた燃料電池システムの構成図である。酸化剤用反応ガスとしての外気はスーパーチャージャー８１によって加圧され、酸化剤反応ガス用配管８２を介してカソード側加湿装置８０Ａに供給され、カソード側加湿装置８０Ａにおいて加湿されて燃料電池（以下、ＦＣスタックという）８３のカソード電極に供給される。そして、カソード電極に供給された空気中の酸素が酸化剤として用いられた後、オフガスとしてＦＣスタック８３から排気される。ＦＣスタック８３での反応時に発生した水分を含むオフガスは、ＦＣスタック８３からオフガス用配管８４を介してカソード側加湿装置８０Ａに送られ、カソード側加湿装置８０Ａにおいてオフガス中の水蒸気が酸化剤用反応ガスへ受け渡され、その後、排気されるようになっている。
【０００６】
また、燃料用反応ガスとしての水素ガスは燃料供給用ガス配管８５を介してアノード側加湿装置８０Ｂに供給され、アノード側加湿装置８０Ｂにおいて加湿されてＦＣスタック８３のアノード電極に供給される。そして、アノード電極に供給された水素ガスの一部が燃料として用いられ、酸化還元反応に供される。水素ガスはその一部が反応に供された後、オフガスとなってＦＣスタック８３から排出される。
【０００７】
ところで、固体高分子電解質膜はイオン水和効果によって固体高分子電解質膜を境にして水分濃度の高い側から低い側に水蒸気を透過させる性質を有している。前述したようにカソード電極側を流れるオフガスは、反応時に発生した水分を含むためアノード電極側を流れるオフガスよりも水分濃度が高くなるが、前記イオン水和効果によりカソード電極側を流れるオフガス中の水分が水蒸気となって固体高分子電解質膜を透過して、アノード電極側を流れるオフガス中に拡散する。したがって、アノード電極側のオフガス中にも水分が含まれている。
このように水分を含むアノード電極側のオフガスは、ＦＣスタック８３からオフガス用配管８６を介してアノード側加湿装置８０Ｂに送られ、アノード側加湿装置８０Ｂにおいてオフガス中の水蒸気が燃料用反応ガスへ受け渡され、その後、排気されるようになっている。
【０００８】
ここで、カソード側加湿装置８０Ａ，アノード側加湿装置８０Ｂの主要構成である加湿モジュールについて、図７を参照して説明する。
加湿モジュール３０は、円筒状のハウジング３１の内部に、水蒸気透過膜（水透過膜）からなる多数のチューブ状の多孔質の中空糸膜３２を束ねたものが収納されており、中空糸膜３２の両端部を束ねる仕切部材３３が、中空糸膜３２の外表面同士および中空糸膜３２の外表面とハウジング３１の内周面とを気密に結合する。ハウジング３１の一端側は入口ヘッド３４に連結されており、他端側は出口ヘッド３５に連結されている。また、ハウジング３１の外周部であって両仕切部材３３よりも内側にはガス入口孔３６ａとガス出口孔３６ｂが設けられており、ガス入口孔３６ａ，ガス出口孔３６ｂは、それぞれハウジング３１の外周面に沿って設けられた入口環状カバー３７ａ，出口環状カバー３７ｂの内部環状通路に連通している。
【０００９】
そして、この加湿モジュール３０では、反応ガスは入口環状カバー３７ａの内部環状通路に供給され、ガス入口孔３６ａからハウジング３１内に導入され、ハウジング３１内の中空糸膜３２の間を通ってガス出口孔３６ｂから出口環状カバー３７ｂの内部環状通路に流出し、一方、オフガスは入口ヘッド３４に供給され、入口ヘッド３４からハウジング３１に供給されて中空糸膜３２の中空部に入り、この中空部を通ってハウジング３１の他端側から出口ヘッド３５に流出するようになっている。このように反応ガスとオフガスとを流通させたときに、オフガス中の水分が中空糸膜３２を介して反応ガスへ受け渡され、これにより、反応ガスが加湿される。なお、加湿モジュール３０の使い方として、中空糸膜３２の中空部にオフガスを流し、中空糸膜３２の間に反応ガスを流す場合もあるが、このようにしても、オフガス中の水分を中空糸膜３２を介して反応ガスに受け渡し加湿することができる。
【００１０】
また、カソード側加湿装置８０Ａあるいはアノード側加湿装置８０Ｂは複数の加湿モジュール３０を備える場合もあり、その場合には、反応ガス供給基管を各加湿モジュール３０の入口ヘッド３４に連通させ、反応ガス排出基管を各加湿モジュール３０の出口ヘッド３５に連通させ、オフガス供給基管を各加湿モジュール３０の入口環状カバー３７ａに連通させ、オフガス排出基管を各加湿モジュール３０の出口環状カバー３７ｂに連通させている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、カソード側加湿装置８０Ａとアノード側加湿装置８０Ｂをそれぞれ別々にユニット化して設けていたが、これでは設置スペースが大きくなるという問題があった。これに対処するに、両加湿装置８０Ａ，８０Ｂを一つのユニットにまとめることによって設置スペースの縮小化を図るという考え方がある。
この場合、カソード側加湿用およびアノード側加湿用の加湿モジュール３０の全てをその長手方向が互いに平行になるように配置し、全ての加湿モジュール３０の入口ヘッド３４、出口ヘッド３５の端面を同一面に揃えて配置させようと考えるのが一般的である。
【００１２】
ところで、加湿モジュール３０には、反応ガス供給用通路と反応ガス排出用通路とオフガス供給用通路とオフガス排出用通路の４つの通路を接続する必要があり、カソード側加湿用の加湿モジュール３０とアノード側加湿用の加湿モジュール３０を一ユニット化した場合には、その倍の８つの通路をユニットに接続する必要がある。
【００１３】
しかしながら、前述のように全ての加湿モジュール３０のヘッド３４，３５の端面を揃えるように配置し、前記８つの通路のうちのいくつかの通路を加湿モジュール３０の端面外側において加湿モジュール３０の長手方向と直交する方向に同一面上に配列しようとすると通路同士が干渉してうまくいかない場合があった。したがって、このようにうまくいかない場合には、通路を加湿モジュール３０の長手方向にずらして配置しなければならなくなるが、そのようにすると、通路を含めたユニット全体における加湿モジュールの長手方向に沿う長さが長くなってしまい、コンパクトに形成できないという問題が生じた。
そこで、この発明は、カソード側加湿用の加湿モジュールとアノード側加湿用の加湿モジュールをコンパクトに一ユニット化することができる燃料電池用加湿装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、燃料電池（例えば、後述する実施の形態におけるＦＣスタック６）に供給される反応ガスと（例えば、後述する実施の形態における空気および水素ガス）前記燃料電池から排出される排気ガス（例えば、後述する実施の形態における空気オフガスおよび水素オフガス）との間で水分を移動させて前記供給ガスを加湿する加湿モジュール（例えば、後述する実施の形態における加湿モジュール３０Ａ〜３０Ｅ）を複数備え、前記燃料電池の両極を各々加湿する燃料電池用加湿装置（例えば、後述する実施の形態における加湿器ユニット２０）において、前記複数の加湿モジュールの全てをその長手方向を互いに平行に配置するとともに、前記長手方向の一部において前記全ての加湿モジュールが前記長手方向に直交する同一平面を貫通するように配置し、前記複数の加湿モジュールのうちの一部の加湿モジュール（例えば、後述する実施の形態における水素加湿モジュール３０Ａ）の端面を他の加湿モジュール（例えば、後述する実施の形態における水素加湿モジュール３０Ｂおよび空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅ）の端面に対して前記加湿モジュールの長手方向に位置をずらして配置して一ユニット化し、このずれにより形成された空間（例えば、後述する実施の形態における空間Ｓ）に前記反応ガスまたは前記排気ガスが流通する通路の一部（例えば、後述する実施の形態における空気オフガス排出管４３）を前記長手方向と直交させつつ前記一部の加湿モジュールの前記端面に隣接させて設けたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記一部の加湿モジュールの端面を前記他の加湿モジュールの端面から、前記通路の一部を通すのに必要な最小寸法だけ前記長手方向に位置をずらして配置したことを特徴とする。
このように構成することで、燃料電池用加湿装置における加湿モジュールの軸線方向に沿う長さを短くすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る燃料電池用加湿装置の一実施の形態を図１から図６の図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は、燃料電池自動車に搭載される燃料電池用加湿装置に適用した態様である。
初めに、図１を参照して、燃料電池用加湿装置を備えた燃料電池システムの全体構成を説明する。
水素貯蔵タンク１から供給される燃料用反応ガスとしての水素ガスは、水素供給管２、エゼクタ３、水素供給管４を通って加湿器ユニット（燃料電池用加湿装置）２０に供給され、加湿器ユニット２０において加湿された後、水素供給管５を介して燃料電池（以下、ＦＣスタックという）６のアノード電極に供給される。
【００１６】
そして、アノード電極に供給された水素の一部が燃料として用いられ、酸化還元反応に供される。水素ガスはその一部が反応に供された後、オフガス（以下、水素オフガスという）となってＦＣスタック６から排出され、水素オフガス排出管７を介して加湿器ユニット２０に供給され、加湿器ユニット２０において前記水素を加湿した後、水素オフガス排出管８に流出する。水素オフガス排出管８に排出された水素オフガスは水素オフガス戻り管９を介してエゼクタ３に供給可能であるとともに、排気弁１０を介して排気可能になっている。
エゼクタ３は、水素供給管２からエゼクタ３に供給された水素ガスの流れによって生じる負圧により、水素オフガス戻り管９から導入される水素オフガスを吸引し、水素ガスと水素オフガスの混合ガスを加湿器ユニット２０に供給するものである。
【００１７】
酸化剤用反応ガスとしての空気はスーパーチャージャー１１によって加圧され、空気供給管１２を介して加湿器ユニット２０に供給され、加湿器ユニット２０において加湿された後、空気供給管１３を介してＦＣスタック６のカソード電極に供給される。そして、カソード電極に供給された空気中の酸素が酸化剤として用いられた後、空気はオフガス（以下、空気オフガスという）となってＦＣスタック６から排出され、空気オフガス排出管１４を介して加湿器ユニット２０に供給され、加湿器ユニット２０において前記空気を加湿した後、空気オフガス排出管１５に排出され、圧力制御弁１６を介して排気される。なお、圧力制御弁１６はＦＣスタック６内の内圧を調整する弁である。
【００１８】
次に、加湿器ユニット２０について図２から図６の図面を参照して説明する。
加湿器ユニット２０は、水素ガスを加湿するための加湿モジュールと空気を加湿するための加湿モジュールを一カ所にまとめて一ユニット化したものであり、２本の水素加湿用の水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂと、３本の空気加湿用の空気加湿モジュール３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅとを備えている。
加湿モジュール３０Ａ〜３０Ｅは全て同寸法、同形状、同一構造をなしており、その構造については図７に示す従来の加湿モジュールと同じであるので、その説明を省略し、以下の説明では図７を援用するものとする。
【００１９】
図２は加湿器ユニット２０の平面図、図３は同正面図、図４は加湿器ユニット２０を左後方斜め上から見た斜視図である。以下、説明の都合上、単に左側（あるいは左方）と言った場合には加湿器ユニット２０における左側（あるいは左方）を言うものとし、図２および図３において紙面左側（あるいは左方）を指すものとする。また、単に右側（あるいは右方）と言った場合には加湿器ユニット２０における右側（あるいは右方）を言うものとし、図２および図３において紙面右側（あるいは右方）を指すものとする。
【００２０】
加湿モジュール３０Ａ〜３０Ｅはハウジング３１の軸心方向（長手方向）を互いに平行にして配置されており、また、加湿モジュール３０Ａ〜３０Ｅはいずれも入口ヘッド３４を右側に位置させ、出口ヘッド３５を左側に位置させている。
そして、加湿器ユニット２０の正面側において水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂが上下に離間して配置されており、背面側において空気加湿モジュール３０Ｃ，３０Ｄが上下に離間して配置されており、これら加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄに囲まれた中央部に残る空気加湿モジュール３０Ｅが配置されている。別の言い方をすれば、加湿器ユニット２０の上段手前に水素加湿モジュール３０Ａが配置され、上段奥側に空気加湿モジュール３０Ｃが配置され、下段手前に水素加湿モジュール３０Ｂが配置され、下段奥側に空気加湿モジュール３０Ｄが配置され、加湿モジュール３０Ａ〜３０Ｄの間に残る一つの空気加湿モジュール３０Ｅが配置されている。
【００２１】
さらに、水素加湿モジュール３０Ａを除く他の４本の加湿モジュール、すなわち、水素加湿モジュール３０Ｂと空気加湿モジュール３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅは、それらの入口ヘッド３４の端面を面一にして配置されており、水素加湿モジュール３０Ａだけがその入口ヘッド３４を他の加湿モジュール３０Ｂ〜３０Ｅの入口ヘッド３４よりも左側にずらして配置されている。換言すれば、水素加湿モジュール３０Ａだけが他の加湿モジュール３０Ｂ〜３０Ｅに対して軸線方向（長手方向）左方に位置をずらして配置されている。
【００２２】
図５は、図４と同じ方向から見た空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅの組立斜視図であり、前記空気供給管１２は空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅの軸線方向に沿って左方に水平に延びる空気供給管４１に接続され、前記空気供給管１３は正面左下に配置されて空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅの軸線方向に対し直交して手前に延びる空気供給管４２に接続され、前記空気オフガス排出管１４は正面右上に配置されて空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅの軸線方向に対し直交して手前に延びる空気オフガス排出管４３に接続され、前記空気オフガス排出管１５は空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅの軸線方向に沿って左方に水平に延びる空気オフガス排出管４４に接続されている。
【００２３】
空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅにおいては、各入口ヘッド３４が同一面上において連通されて入口ヘッドブロック４５を構成し、各出口ヘッド３５が同一面上において連通されて出口ヘッドブロック４６を構成し、各入口環状カバー３７ａが同一面上において連通されて入口環状カバーブロック４７を構成し、各出口環状カバー３７ｂが同一面上において連通されて出口環状カバーブロック４８を構成している。
【００２４】
空気供給管４１は空気加湿モジュール３０Ｅの中心軸と同一高さに位置させて空気加湿モジュール３０Ｅの背後に配置されており、この空気供給管４１の先端が入口環状カバーブロック４７に連通している。
また、空気オフガス排出管４４はその軸中心を空気加湿モジュール３０Ｅの軸中心と同軸上に位置させており、この空気オフガス排出管４４の先端が出口ヘッドブロック４６に連通している。
空気オフガス排出管４３は、その軸中心を空気加湿モジュール３０Ｃの軸中心と同一高さに位置させるとともに、入口ヘッドブロック４５と面一に位置させており、この空気オフガス排出管４３の先端が入口ヘッドブロック４５に連通している。
【００２５】
また、出口環状カバーブロック４８は、加湿器ユニット２０の背面側において空気加湿モジュール３０Ｅの軸中心と同一高さで水平に延びる空気オフガス排出管４９に連通しており、空気オフガス排出管４９は加湿器ユニット２０の左方に向かって延びた後、出口ヘッドブロック４６と干渉しない位置において下方に曲がり、さらに空気供給管４１および空気オフガス排出管４４と干渉しない位置において加湿器ユニット２０の手前方向に曲がって空気供給管４２に接続されている。空気供給管４２は出口ヘッドブロック４６のすぐ左脇を通っている。
【００２６】
図６は、加湿器ユニット２０を左手前斜め上から見た水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの組立斜視図であり、前記水素供給管４は水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの軸線方向に沿って左方に水平に延びる水素供給管５０に接続され、前記水素供給管５は正面右下に配置されて水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの軸線方向に対し直交して手前に延びる水素供給管５１に接続され、前記水素オフガス排出管７は正面左上に配置されて水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの軸線方向に対し直交して手前に延びる水素オフガス排出管５２に接続され、前記水素オフガス排出管８は水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの軸線方向に沿って左方に水平に延びる水素オフガス排出管５３に接続されている。
【００２７】
ところで、前述したように、水素加湿モジュール３０Ａは水素加湿モジュール３０Ｂよりも左方にずらして配置されているので、入口ヘッド３４同士、出口ヘッド３５同士、入口環状カバー３７ａ同士、出口環状カバー３７ｂ同士をそれぞれ同一面上で連結することができない。
そのため、水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの各出口ヘッド３５からは出口管５４が軸線方向左方に延出しており、両出口管５４，５４が上下方向に延びる連結管５５によって連結され、連結管５５の略中央に前記水素供給管５３が接続され連通している。
また、水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの各入口環状カバー３７ａは、水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの背面側において両加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの高さ方向略中央で連結されており、この連結部５６に水素供給管５０の先端が接続され連通している。
【００２８】
さらに、水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの各入口ヘッド３４同士は、水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの正面側において両加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの高さ方向略中央で連結されており、この連結部５７に、水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの正面側で水平に延びる水素オフガス排出管５８の右端が接続され、この水素オフガス排出管５８の左端が水素加湿モジュール３０Ａの出口ヘッド３５の真下において加湿器ユニット２０の手前斜め上方に曲がって水素オフガス排出管５２に接続されている。
そして、水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの各出口環状カバー３７ｂは、水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの正面側において両加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの高さ方向略中央で連結されており、この連結部５９は水平に右方に延びて、水素加湿モジュール３０Ｂの入口ヘッド３４とほぼ面一になる位置で加湿器ユニット２０の手前斜め下方に曲がって水素供給管５１に接続されている。
【００２９】
この加湿器ユニット２０では、前述の如く空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅの出口ヘッドブロック４６のすぐ左脇を通る空気供給管４２は、図３に示すように、空気加湿モジュール３０Ｂの出口ヘッド３５のすぐ左脇を通っている。これは、空気加湿モジュール３０Ｂを空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅと軸線方向同一位置に配置したことによる。また、図３および図４に示すように、空気供給管４２は、空気加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂの出口管５４，５４の間を挿通するとともに水素供給管５０の下側を通っており、これらと干渉しないように配置されている。
【００３０】
図３に示すように、加湿器ユニット２０の左側において、水素オフガス排出管５２と空気供給管４２は同一垂直面上に上下に並んで配置されている。このように配置しても空気供給管４２と水素オフガス排出管５２が干渉しないようにするために、水素オフガス排出管５２に連なる水素オフガス排出管５８の左端を、前述の如く加湿器ユニット２０の手前斜め上方に曲げているのである。
【００３１】
一方、空気オフガス排出管４３は、図３および図４に示すように、水素加湿モジュール３０Ａの入口ヘッド３４のすぐ右脇を通って、加湿モジュール３０Ａに隣接させている。つまり、空気オフガス排出管４３は、水素加湿モジュール３０Ａを他の加湿モジュール３０Ｂ〜３０Ｅ（この実施の形態では特に空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅ）に対して軸線方向（長手方向）左方にずらして配置したことにより形成される空間Ｓを挿通している。逆に言えば、空気オフガス排出管４３を通すのに必要な最小寸法だけ、水素加湿モジュール３０Ａを他の加湿モジュール３０Ｂ〜３０Ｅに対して軸線方向左方にずらして配置したのである。
【００３２】
そして、加湿器ユニット２０の右側において、空気オフガス排出管４３と水素供給管５１は同一垂直面上に上下に並んで配置されている。このように配置しても空気オフガス排出管４３と水素供給管５１が干渉しないようにするために、水素加湿モジュール３０Ａ，Ｂの出口環状カバー３７ｂ，３７ｂを連結する連結部５９の右端を、前述の如く加湿器ユニット２０の手前斜め下方に曲げているのである。
【００３３】
このように構成された加湿器ユニット２０においては、水素加湿モジュール３０Ａを他の加湿モジュール３０Ｂ〜３０Ｅに対して軸線方向左方にずらして配置したことにより形成される空間Ｓに、空気オフガス排出管４３を配置しているので、水素オフガス排出管５２および空気供給管４２の左側端面から空気オフガス排出管４３および水素供給管５１の右側端面までの軸線方向長さＬ（図２参照）を短くすることができ、水素加湿モジュール３０Ａ，３０Ｂと空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅとを一まとめにしてなる加湿器ユニット２０を小型化することができる。これは、燃料電池自動車の車内等、搭載スペースの小さい場所に設置するのに特に有効である。
【００３４】
もしも、水素加湿モジュール３０Ａを水素加湿モジュール３０Ｂおよび空気加湿モジュール３０Ｃ〜３０Ｅと軸線方向位置を同じに配置した場合には、空気オフガス排出管４３と水素加湿モジュール３０Ａの入口ヘッド３４との干渉を避けるために、空気オフガス排出管４３を図３における位置よりもさらに右側にずらさなければならなくなり、その分だけ前記Ｌ寸法を大きくせざるを得なくなる。したがって、この実施の形態の加湿器ユニット２０の方がＬ寸法を短くすることができ、加湿器ユニット２０をコンパクト化することができるといえる。
【００３５】
尚、この発明は前述した実施の形態に限られるものではない。例えば、加湿モジュールの数は複数あれば５本に限られるものではなく、４本以下であってもよいし、あるいは６本以上であってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１および請求項２に記載した発明によれば、燃料電池用加湿装置における加湿モジュールの軸線方向に沿う長さを短くすることができるので、燃料電池用加湿装置をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る燃料電池用加湿装置を備えた燃料電池のシステム構成図である。
【図２】前記実施の形態における加湿器ユニットの平面図である。
【図３】前記加湿器ユニットの正面図である。
【図４】前記加湿器ユニットの斜視図である。
【図５】前記加湿器ユニットにおける空気加湿モジュールとこれに連通する通路の斜視図である。
【図６】前記加湿器ユニットにおける水素加湿モジュールとこれに連通する通路の斜視図である。
【図７】加湿モジュールの断面図である
【図８】従来の燃料電池用加湿装置を備えた燃料電池のシステム構成図である。
【符号の説明】
６・・・ＦＣスタック（燃料電池）
２０・・・加湿器ユニット（燃料電池用加湿装置）
３０Ａ・・・水素加湿モジュール（一部の加湿モジュール）
３０Ｂ・・・水素加湿モジュール（他の加湿モジュール）
３０Ｃ〜３０Ｅ・・・空気加湿モジュール（他の加湿モジュール）
４３・・・空気オフガス排出管（通路の一部）
Ｓ・・・空間

Claims

燃料電池に供給される反応ガスと前記燃料電池から排出される排気ガスとの間で水分を移動させて前記供給ガスを加湿する加湿モジュールを複数備え、前記燃料電池の両極を各々加湿する燃料電池用加湿装置において、
前記複数の加湿モジュールの全てをその長手方向を互いに平行に配置するとともに、前記長手方向の一部において前記全ての加湿モジュールが前記長手方向に直交する同一平面を貫通するように配置し、前記複数の加湿モジュールのうちの一部の加湿モジュールの端面を他の加湿モジュールの端面に対して前記加湿モジュールの長手方向に位置をずらして配置して一ユニット化し、このずれにより形成された空間に前記反応ガスまたは前記排気ガスが流通する通路の一部を前記長手方向と直交させつつ前記一部の加湿モジュールの前記端面に隣接させて設けたことを特徴とする燃料電池用加湿装置。
前記一部の加湿モジュールの端面を前記他の加湿モジュールの端面から、前記通路の一部を通すのに必要な最小寸法だけ前記長手方向に位置をずらして配置したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用加湿装置。