JP4418299B2

JP4418299B2 - 加湿装置

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Publication number: JP4418299B2
Application number: JP2004154426A
Authority: JP
Inventors: 敏勝片桐; 佳夫草野; 幹浩鈴木; 健司南雲; 亮一吉冨
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: US20050280166A1; US7264233B2; JP2005337539A

Description

本発明は、湿潤気体中の水分を用いて乾燥気体を加湿する加湿装置に関する。

近年、地球温暖化の原因になる二酸化炭素の排出量を抑制する等の観点から、燃料電池電気自動車（ＦＣＥＶ；Fuel Cell Electric Vehicle）が注目されている。燃料電池電気自動車は、水素（Ｈ₂）と空気中の酸素（Ｏ₂）とを電気化学的に反応させて発電する燃料電池（ＦＣ；Fuel Cell）を搭載し、燃料電池が発電した電気を走行モータに供給して駆動力を発生させている。

ＦＣＥＶ用の燃料電池としては、小型軽量で高効率かつ高出力であることから、例えば、固体高分子を電解質として用いるＰＥＭ（Proton Exchange Membrane）型が一般に採用されている。固体高分子の一つとして挙げられる弗素樹脂系等のイオン交換膜は、含水状態においてプロトン導電性電解質として機能するが、乾燥状態においてはプロトン導電性が低下するとともに電極との接触不良により出力が急激に低下する。そのため、燃料電池システムでは、電解質が所定の湿度を保つように、アノード極やカソード極に供給する反応ガス（アノードガスやカソードガス）を加湿装置によって加湿する必要がある。

反応ガスを加湿する加湿装置には種々の形式が存在するが、外部からの水の供給が不要であること、電力が不要であること、構造が比較的簡単であること等から、中空糸膜を用いて燃料電池から排出されるオフガスによって反応ガスを加湿するもの（例えば、特許文献１参照）が提案されている。この加湿装置は、例えば、多数本の中空糸膜を束ねた中空糸膜束を筒状のケースに収納してなる加湿モジュールと、この加湿モジュールの両端に取り付けられたヘッドとを主要構成部材としている。反応ガス（水素ガスや酸素含有ガス）は、一方のヘッドに設けられた導入口から加湿モジュール内に導入され、中空糸膜の中空部を流通した後に、他方のヘッドに設けられた排出口から排出される。また、オフガス（アノードオフガスやカソードオフガス）は、他方のヘッドに設けられた導入口から加湿モジュール内に導入され、中空糸膜の周囲を流通した後に、一方のヘッドに設けられた排出口から排出される。これにより、オフガス中の水分は、水蒸気分圧差によって中空糸膜の透過孔を通過し、中空糸膜の中空部を流通する反応ガスを加湿する。
特開２００３−１５７８７２号公報（段落００１４，００２０、図１）

中空糸膜を用いた前記の加湿装置では、加湿モジュールで加湿された反応ガスが温度の低いヘッドに接触することにより、反応ガス中の水分が凝縮して凝縮水となることが避けられない。そして、この凝縮水が運転停止中にヘッド内に滞留した場合、厳冬期等における運転停止中にヘッドに滞留した凝縮水が凍結して反応ガスの円滑な流通が阻害され、燃料電池システムの性能が低下する虞があった。このような不具合を解消すべく、凝縮水をドレン配管によって車外（車体下部等）に排出したり、車体後部等に設置されたドレンタンクに凝縮水を溜めたりすることも行われている。しかしながら、これらの方法を採った場合にも、燃料電池システムの停止中にドレン配管やドレンタンク中の凝縮水が凍結すると、運転再開時にヘッドからの凝縮水の排出が行われなくなる問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、簡便かつ安価な構成を採りながら、凝縮水の滞留に起因する気体通路の閉塞を防止した加湿装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決すべく、請求項１に記載の加湿装置は、ハウジング内に第１気体と当該第１気体より水分含有量が多い第２気体とを流通させ、水分透過手段を用いて当該第１気体と当該第２気体との間で水分交換を行わせることにより当該第１気体を加湿する加湿装置であって、前記第１気体の流通する第１流通部位に生成された凝縮水を前記第２気体の流通する第２流通部位に搬送すべく、前記ハウジングに当該第１流通部位と当該第２流通部位とを連通する連通路を形成したことを特徴とする。

また、請求項２に記載の加湿装置は、請求項１に記載の加湿装置において、前記連通路に前記第１気体の流量を制限する流量調整手段を設けたことを特徴とする。

また、請求項３に記載の加湿装置は、請求項２に記載の加湿装置において、前記流量調整手段がオリフィスであり、当該オリフィスのオリフィス径が前記水分透過手段に形成された透過孔の径より大きいことを特徴とする。

また、請求項４に記載の加湿装置は、請求項２または請求項３に記載の加湿装置において、前記流量調整手段がオリフィスであり、当該オリフィスのオリフィス径が前記第１気体の流路に設けられたフィルタの孔径より大きいことを特徴とする。

また、請求項５に記載の加湿装置は、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の加湿装置において、前記第１流通部位から前記第２流通部位への流体の移動を抑制する逆流防止手段を前記連通路に設けたことを特徴とする。

また、請求項６に記載の加湿装置は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の加湿装置において、前記連通路は、前記第２流通部位に下方から接続するとともに当該第２流通部位内にその一端が突出した連通管であることを特徴とする。

また、請求項７に記載の加湿装置は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の加湿装置において、前記水分透過手段が中空糸膜を束ねてなる中空糸膜束であり、前記中空糸膜の中空部と外側とのいずれか一方に第１気体を流通し、当該中空糸膜の中空部と外側とのいずれか他方に前記第１気体より水分含有量の多い第２気体を流通することを特徴とする。

また、請求項８に記載の加湿装置は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の加湿装置において、アノード極に供給されたアノードガスとカソード極に供給されたカソードガスとを化学反応させて発電を行うとともに、前記アノード極からアノードオフガスを排出し、前記カソード極からカソードオフガスを排出する燃料電池に付設され、前記第１気体が前記アノードガスと前記カソードガスとのどちらかであり、前記第２気体が前記アノードオフガスと前記カソードオフガスとの少なくとも一方であることを特徴とする。

請求項１の加湿装置によれば、加湿装置内に凝縮水が殆ど滞留しなくなり、厳冬期等に加湿装置内で凝縮水が凍結することによって第１流通部位が閉塞される等の不具合が生じ難くなる。また、連通路内で凝縮水が凍結した場合にも、第２気体の温度がある程度高ければ、凍結した凝縮水が速やかに解凍される。また、請求項２の加湿装置によれば、第１流通部位に凝縮水が滞留した場合においても、第１流通部位側から第２流通部位側に第１気体が吹き抜け難くなる。請求項３の加湿装置によれば、水分透過手段を透過した異物によってオリフィスが閉塞され難くなる。請求項４の加湿装置によれば、フィルタを透過した異物によりオリフィスが閉塞され難くなる。請求項５の加湿装置によれば、加湿装置が設置されたシステムの停止時等においても、第２流通部位から第１流通部位に凝縮水が逆流し難くなる。請求項６の加湿装置によれば、連通路や逆流防止手段を容易かつ低コストで設置できる。請求項７の加湿装置によれば、加湿装置の体格を比較的コンパクトにしながら、加湿能力を高めることができる。請求項８の加湿装置によれば、燃料電池の安定した運転を実現できる。

以下、本発明を適用した加湿装置の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は実施形態の加湿装置が搭載された車両の一部透視側面図であり、図２は実施形態に係る燃料電池システムの概略構成図であり、図３は実施形態に係る加湿装置の縦断面図であり、図４は図３中のＡ部拡大図である。

≪実施形態の構成≫
＜車両の構成＞
まず、車両を説明する。図１に示す車両Ｖでは、ＦＣボックスＦＣＢが乗員席の床下に搭載され、ＦＣボックスＦＣＢの中には燃料電池１１０（図２参照）が収納されている。また、走行モータＭが車体前部に搭載され、高圧水素タンクＣＨＴが後輪の上方に横置きで搭載されている。

燃料電池１１０は空気中の酸素と水素とを電気化学的に反応させて発電し、発電された電力は走行モータＭに供給されて車両Ｖを走行させる。ちなみに、ここでの燃料電池１１０は、固体高分子型であるＰＥＭ型の燃料電池であり、電解質を挟んでアノード極およびカソード極等から構成される膜電極構造体（ＭＥＡ）をセパレータで更に挟み込んだ単セルを、例えば数十枚〜数百枚程度積層した積層構造を有している（以上図示外）。ここで、ＰＥＭとは、Proton Exchange Membraneの略であり、ＭＥＡとは、Membrane Electrode Assemblyの略である。

＜燃料電池システムの構成＞
次に、図２を参照して、燃料電池システムを説明する。第１実施形態の燃料電池システムは、燃料電池１１０、水素供給システム１２０、空気供給システム１３０、冷却システム１４０、制御装置１５０、および２つの加湿装置１，１を含んで構成される。

燃料電池１１０は、前記のようにアノード極１１１、カソード極１１２、および電解質１１３を有するＰＥＭ型の燃料電池であり、アノード極１１１に水素供給システム１２０から燃料ガスである水素（アノードガス）が供給され、カソード極１１２に空気供給システム１３０から酸化剤ガスである空気（カソードガス）が供給され、アノードガスとカソードガスとが電気化学反応することによって発電が行われる。燃料電池１１０が発電した電力は、走行モータＭ（図１参照）や補機等の負荷に供給される。

水素供給システム１２０は、燃料電池１１０のアノード極１１１にアノードガスとしての水素を供給するもので、図示しない高圧水素タンクや減圧弁等から構成されている。

空気供給システム１３０は、燃料電池１１０にカソードガスとしての空気を供給するもので、図示しないエアクリーナや電動コンプレッサ等から構成されている。

冷却システム１４０は、燃料電池１１０が発電に伴って発生した熱を大気中に放出するもので、図示しないラジエタや循環ポンプ等から構成されている。

制御装置１５０は、図示しないマイクロコンピュータやＲＯＭ，ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース等から構成されており、図示しないセンサによって検出された各種の運転情報に基づき、水素供給システム１２０や、空気供給システム１３０、冷却システム１４０等を駆動制御する。

加湿装置１は、燃料電池１１０のアノードガスライン（水素供給管１６１，１６２）と、カソードガスライン（空気供給管１７１，１７２）とにそれぞれ設置されている。アノードガスラインに設置された加湿装置１には、燃料電池１１０（アノード極１１１）からのアノードオフガス導入配管１６３と、アノードオフガスを希釈装置等の処理機器に導くアノードオフガス排出配管１６４とが接続している。また、カソードガスラインに設置された加湿装置１には、燃料電池１１０（カソード極１１２）からのカソードオフガス導入配管１７３と、カソードオフガスを車外に排気するカソードオフガス排出配管１７４とが接続している。

＜加湿装置の構成＞
以下、カソードラインに設置された加湿装置１について、その構成を説明する。
図３に示すように、加湿装置１は、空気供給管１７１およびカソードオフガス排出配管１７４が接続する上流側ヘッド２と、空気供給管１７２およびカソードオフガス導入配管１７３が接続する下流側ヘッド３と、両ヘッドに保持された上下一対の加湿モジュール４とを主たる構成要素としている。

上流側ヘッド２（本実施形態におけるハウジング）は、空気供給管１７１から供給された乾燥したカソードガス（本実施形態における第１気体）を加湿モジュール４に導入する一方で、加湿モジュール４を通過したカソードオフガス（本実施形態における第２気体）をカソードオフガス排出配管１７４に導出させる。そのため、上流側ヘッド２には、加湿モジュール４を保持する上下一対の保持孔２１と、加湿モジュール４から流入したカソードオフガスを案内する案内溝２２と、案内溝２２からのカソードオフガスをカソードオフガス排出配管１７４に導くオフガス排出管２３とが形成されている。

下流側ヘッド３（本実施形態におけるハウジング）は、加湿モジュール４で加湿された湿潤なカソードガスを空気供給管１７２に導出させる一方で、カソードオフガス導入配管１７３から供給されたカソードオフガスを加湿モジュール４に導入する。そのため、下流側ヘッド３には、加湿モジュール４を保持する上下一対の保持孔３１が形成されるとともに、導入マニホールド５が取り付けられている。導入マニホールド５は、カソードオフガス導入配管１７３が接続する接続管５１と、加湿モジュール４内に嵌挿される上下一対の導入管５２，５３とを有している。導入管５２，５３の先端には多数の小孔５４が形成されており、カソードオフガスがこれら小孔５４から加湿モジュール４内に流入する。また、下流側ヘッド３には両加湿モジュール４の出口近傍を連通する連通孔３２が形成されており、上方で生成された凝縮水がこの連通孔３２から下方に落下する。

加湿モジュール４は、円筒形状のケース４１と、このケース４１内に収納された中空糸膜束４２（本実施形態における水分透過手段）とからなっている。ケース４１は、上流側ヘッド２の保持孔２１に一対のシール４３を介して固定され、下流側ヘッド３の保持孔３１に一つのシール４３を介して固定される。ケース４１の上流側ヘッド２の案内溝２２に対応した位置には複数の通孔４４が形成されており、中空糸膜束４２の周囲を通過したカソードオフガスがこれら通孔４４を介して案内溝２２に流入する。中空糸膜束４２は、多数本の中空糸膜を束ねたものであり、両端部はカソードオフガスの漏出等を防止すべくシールされている。

本実施形態の場合、下流側ヘッド３には、内部空間の最下部である水溜り部３３（本実施形態における第１流通部位）と導入マニホールド５（本実施形態における第２流通部位）の下方の導入管５３とを連通する略Ｌ字形状の連通管６が設けられている。図４に示すように、連通管６は、導入管５３の下面を貫通しており、その先端が導入管５３の内部に突出した突出部６１（本実施形態における逆流防止手段）となっている。

また、連通管６の管路には、オリフィス６２（本実施形態における流量調整手段）が設けられている。本実施形態の場合、オリフィス６２のオリフィス径Ｄｏは、中空糸膜束４２を構成する中空糸膜の透過孔の径、および、空気供給システム１３０のエアクリーナ（フィルタ）の孔径より大きく設定されており、中空糸膜を透過したりエアクリーナで捕捉されなかったりした微細な異物によってオリフィス６２が閉塞することが防止されている。

≪実施形態の作用≫
以下、図１〜図４を適宜参照し、本実施形態の作用を説明する。
運転者により車両Ｖのイグニッションスイッチ（図示せず）がＯＮ状態にされると、制御装置１５０は、スロットルペダルの踏込み量や各種機器（灯火装置や空調装置等）の消費電力等に基づいて燃料電池１１０の目標電流量を決定した後、目標電流量に応じたアノードガスとカソードガスとを燃料電池１１０に供給すべく、水素供給システム１２０と空気供給システム１３０とを駆動制御するとともに、燃料電池１１０の温度に応じて冷却システム１４０を駆動制御する。

燃料電池システムが運転を開始すると、水素供給システム１２０からのアノードガスが加湿装置１を経由して燃料電池１１０のアノード極１１１に供給される一方、空気供給システム１３０からのカソードガスも加湿装置１を経由して燃料電池１１０のカソード極１１２に供給される。これにより、燃料電池１１０では、アノードガスとカソードガス中の酸素とが電解質１１３で電気化学的に反応し、運転（発電）が行われる。

燃料電池システムの運転に伴って、燃料電池１１０のアノード極１１１およびカソード極１１２では水が生成される。そして、アノード極１１１からはこの水を含んだ湿潤なアノードオフガスがアノードオフガス導入配管１６３を介して加湿装置１に供給され、カソード極１１２からは同様に湿潤なカソードオフガスがカソードオフガス導入配管１７３を介して加湿装置１に供給される。

＜加湿装置の作用＞
次に、カソードラインに設置された加湿装置１の作用を述べる。なお、アノードラインに設置された加湿装置１も、その作用については、カソードラインに設置されたものと略同様である。
カソードラインに設置された加湿装置１において、カソードオフガス導入配管１７３からの湿潤なカソードオフガスは、導入マニホールド５を介して加湿モジュール４の内部に流入して中空糸膜の周囲を流通した後、上流側ヘッド２のオフガス排出管２３からカソードオフガス排出配管１７４に排気される。また、空気供給管１７１からの乾燥したカソードガスは、上流側ヘッド２を介して加湿モジュール４に流入して中空糸膜の中空部を通過した後、下流側ヘッド３から空気供給管１７２に流入する。

加湿モジュール４では、湿潤なカソードオフガスと乾燥したカソードガスとの水蒸気分圧の差により、カソードオフガス中の水分が中空糸膜を透過して中空部側に移動し、これにより、中空部を流通するカソードガスが加湿される。その結果、カソード極１１２には水分を十分に含んだカソードガスが供給され、電解質１１３の乾燥に起因する燃料電池１１０の出力低下が防止される。

一方、前記のように、加湿されたカソードガスが比較的低温の下流側ヘッド３に接触した場合、カソードガス中の水分が凝縮して凝縮水が発生する。発生した凝縮水は、下流側ヘッド３の内壁面を流れ落ちたり、連通孔３２から落下したりすることにより、内部空間の最下部である水溜り部３３に滞留するとともにその一部が連通管６に流入する。

本実施形態の場合、連通管６内に流入した凝縮水は、燃料電池１１０が圧損体であり、導入管５３内を流通するカソードガスの圧力が下流側ヘッド３内のカソードオフガスの圧力より高いことにより、導入管５３側に負圧吸引される。その結果、凝縮水は、連通管６内でオリフィス６２を通過した後、連通管６の立上り部を上昇して導入管５３内に流入し、その一部がカソードオフガスに含まれる水分とともにカソードガスの加湿に供され、残余が案内溝２２、オフガス排出管２３、およびカソードオフガス排出配管１７４を経由して車外に排出される。

本実施形態では、このような構成を採ったことにより、加湿装置１内に凝縮水が殆ど滞留しなくなり、厳冬期等に加湿装置１内で凝縮水が凍結し、燃料電池１１０への反応ガスの供給が滞る等の不具合が生じなくなった。また、連通管６内で凝縮水が凍結した場合にも、再始動時に燃料電池１１０からの比較的高温のオフガスにより連通管６が加熱され、凍結した凝縮水が速やかに解凍されて凝縮水の導入管５３側への流入が再開される。なお、本実施形態では、連通管６の先端に形成した突出部６１を逆流防止手段として導入管５３の内部に突出させるようにしたため、燃料電池システムの運転停止中に導入マニホールド５内の凝縮水が下流側ヘッド３に逆流することがなくなった。また、連通管６に流量調整手段としてオリフィス６２を設けたため、下流側ヘッド３内に凝縮水が滞留していない場合においても、下流側ヘッド３側から導入管５３側へのカソードガスの吹き抜けが抑制される。

≪変形例≫
図５および図６は、前記実施形態の２つの変形例に係る加湿装置を示す要部縦断面図である。これら変形例は、ともに実施形態と異なる逆流防止手段を採用したものであり、その他の構成は実施形態と同一である。

図５に示した変形例は、連通管６の先端に逆流防止蓋６３（本実施形態における逆流防止手段）を設けたものである。この変形例では、燃料電池システムの運転中には、下流側ヘッド３内の圧力が導入管５３内の圧力より高いため、逆流防止蓋６３が開放状態となるが、凝縮水の逆流が起こりそうになると、逆流防止蓋６３が連通管６を閉鎖して逆流が阻止される。

図６に示した変形例は、連通管６の先端側に球弁６５と弁座６６とからなる逆止弁６７（本実施形態における逆流防止手段）を設けたものである。この変形例では、燃料電池システムの運転中には、下流側ヘッド３内の圧力が導入管５３内の圧力より高いため、球弁６５が弁座６６から浮いて逆止弁６７が開放状態となるが、凝縮水の逆流が起こりそうになると、球弁６５が弁座６６に接して逆止弁６７が閉鎖状態となって逆流が阻止される。

本発明は、前記実施形態に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。例えば、前記実施形態は２つの加湿モジュールを２つのヘッドにより保持してなる加湿装置に本発明を適用したものであるが、１つあるいは３つ以上の加湿モジュールを有する加湿装置に本発明を適用してもよいし、単一のハウジング内に中空糸膜束を収納してなる加湿装置に本発明を適用してもよい。また、前記実施形態では水分透過手段として中空糸膜束を用いたが、透湿膜等を用いるようにしてもよい。また、前記実施形態では、中空糸膜の中空部に反応ガス（第１気体）を流通させ、中空糸膜の周囲にオフガス（第２気体）を流通させるようにしたが、第１気体を中空糸膜の周囲に流通させ、第２気体を中空糸膜の中空部に流通させるようにしてもよい。また、前記実施形態では、アノードガスの加湿にアノードオフガスを用い、カソードガスの加湿にカソードオフガスを用いるようにしたが、例えば、カソードオフガスを用いてアノードガスとカソードガスとを加湿するようにしてもよい。また、前記実施形態では下流側ヘッドに連通路を形成する連通管を取り付けるようにしたが、上流側ヘッドに連通路を穿設するようにしてもよい。また、前記実施形態では、連通路を導入管の下方から突出させたが、上方から突出させてもよい。更に、前記実施形態では、導入管を加湿モジュール内に嵌挿し、オフガスを加湿モジュールの内側から外側に向けて流すようにしたが、導入管を加湿モジュールの外側に設置し、オフガスを加湿モジュールの外側から内側に向けて流すようにしてもよい。

実施形態に係る燃料電池システムが搭載される車両の一部透視側面図である。実施形態に係る燃料電池システムのブロック構成図である。実施形態に係る加湿装置の縦断面図である。図３中のＡ部拡大図である。変形例に係る加湿装置を示す要部縦断面図である。変形例に係る加湿装置を示す要部縦断面図である。

符号の説明

１加湿装置
２上流側ヘッド（ハウジング）
３下流側ヘッド（ハウジング）
４加湿モジュール
５導入マニホールド（第２流通部位）
６連通管（連通路）
３３水溜り部（第１流通部位）
４２中空糸膜束（水分透過手段）
６１突出部（逆流防止手段）
６２オリフィス（流量調整手段）
６３逆流防止蓋（逆流防止手段）
６７逆止弁（逆流防止手段）
１１０燃料電池
１１１アノード極
１１２カソード極
Ｄｏオリフィス径

Claims

ハウジング内に第１気体と当該第１気体より水分含有量が多い第２気体とを流通させ、水分透過手段を用いて当該第１気体と当該第２気体との間で水分交換を行わせることにより当該第１気体を加湿する加湿装置であって、
前記第１気体の流通する第１流通部位に生成された凝縮水を前記第２気体の流通する第２流通部位に搬送すべく、前記ハウジングに当該第１流通部位と当該第２流通部位とを連通する連通路を形成したことを特徴とする加湿装置。
前記連通路に前記第１気体の流量を制限する流量調整手段を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の加湿装置。
前記流量調整手段がオリフィスであり、当該オリフィスのオリフィス径が前記水分透過手段に形成された透過孔の径より大きいことを特徴とする、請求項２に記載の加湿装置。
前記流量調整手段がオリフィスであり、当該オリフィスのオリフィス径が前記第１気体の流路に設けられたフィルタの孔径より大きいことを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の加湿装置。
前記第１流通部位から前記第２流通部位への流体の移動を抑制する逆流防止手段を前記連通路に設けたことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の加湿装置。
前記連通路は、前記第２流通部位に下方から接続するとともに当該第２流通部位内にその一端が突出した連通管であることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の加湿装置。
前記水分透過手段が中空糸膜を束ねてなる中空糸膜束であり、前記中空糸膜の中空部と外側とのいずれか一方に第１気体を流通し、当該中空糸膜の中空部と外側とのいずれか他方に前記第１気体より水分含有量の大きい第２気体を流通することを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の加湿装置。
アノード極に供給されたアノードガスとカソード極に供給されたカソードガスとを化学反応させて発電を行うとともに、前記アノード極からアノードオフガスを排出し、前記カソード極からカソードオフガスを排出する燃料電池に付設され、
前記第１気体が前記アノードガスと前記カソードガスとのどちらかであり、前記第２気体が前記アノードオフガスと前記カソードオフガスとの少なくとも一方であることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の加湿装置。