JP2011085309A - Module for humidification - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly improve a humidifying efficiency by effectively using a plurality of hollow fiber membranes as a whole. <P>SOLUTION: This module for humidification 10 includes first to third porous bodies 74a-74c partitioning the inside of a cylindrical casing 70 into first to third hollow fiber membrane layers 76a-76c. The first porous body 74a reduces a layer thickness of the first hollow fiber membrane layer 76a to increase a charging ratio of the hollow fiber membrane 78, and the third porous body 74c reduces a layer thickness near an outlet section 88 to form a clearance gap 92 to the outlet section 88. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の中空糸膜が筒状ケーシング内に収容される加湿用モジュールに関する。   The present invention relates to a humidifying module in which a plurality of hollow fiber membranes are accommodated in a cylindrical casing.

例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、一対のセパレータによって挟持した単位セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の単位セルを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。   For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure (MEA) in which an anode side electrode and a cathode side electrode are disposed on both sides of an electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane is provided by a pair of separators. The unit cell is sandwiched. This type of fuel cell is usually used as an in-vehicle fuel cell stack, for example, by stacking a predetermined number of unit cells.

この種の燃料電池では、良好なイオン伝導性を確保するために、電解質膜を所望の湿潤状態に維持する必要がある。このため、酸化剤ガスや燃料ガスは、一般的に、燃料電池に供給される前に加湿装置を介して加湿されている。   In this type of fuel cell, it is necessary to maintain the electrolyte membrane in a desired wet state in order to ensure good ion conductivity. For this reason, oxidant gas and fuel gas are generally humidified via a humidifier before being supplied to the fuel cell.

例えば、特許文献１に開示されている固体高分子電解質型燃料電池では、水蒸気透過膜と、この水蒸気透過膜により画成された加湿ガス室及び被加湿ガス室とを備え、反応ガス通路から排出されるオフガスを加湿ガス、前記反応ガス通路に供給される反応ガスを被加湿ガスとして反応ガスを加湿する反応ガス加湿装置が設けられている。   For example, a solid polymer electrolyte fuel cell disclosed in Patent Document 1 includes a water vapor permeable membrane, a humidified gas chamber and a humidified gas chamber defined by the water vapor permeable membrane, and is discharged from a reaction gas passage. There is provided a reaction gas humidifier that humidifies the reaction gas by using the off gas as the humidification gas and the reaction gas supplied to the reaction gas passage as the humidification gas.

しかしながら、この特許文献１では、略平面状の水蒸気透過膜を介装し、その両面側から加湿ガスと被加湿ガスとを接触させて水分移動を行っている。このため、水分の接触領域が小さく、加湿効率が低下するという問題がある。   However, in this Patent Document 1, moisture movement is performed by interposing a substantially planar water vapor permeable membrane and bringing the humidified gas and the humidified gas into contact with each other from both sides. For this reason, there exists a problem that the contact area | region of a water | moisture content is small and humidification efficiency falls.

そこで、例えば、特許文献２に開示されている供給ガス加湿装置が知られている。この供給ガス加湿装置では、図１０に示すように、ジャケット１内に中空糸膜の集合体からなる中空糸膜束２を収容するとともに、前記中空糸膜束２の両端は、一対の仕切り板３、４により前記ジャケット１内に固定されている。   Therefore, for example, a supply gas humidifier disclosed in Patent Document 2 is known. In this supply gas humidifier, as shown in FIG. 10, a hollow fiber membrane bundle 2 composed of an assembly of hollow fiber membranes is accommodated in a jacket 1, and both ends of the hollow fiber membrane bundle 2 are paired with a pair of partition plates. 3 and 4 are fixed in the jacket 1.

仕切り板３、４の外側には、ガスチャンバ５ａ、５ｂが形成されるとともに、前記ガスチャンバ５ａ、５ｂには、燃料ガス供給ラインが接続されている。ガスチャンバ５ａ、５ｂは、中空糸膜束２の内部空間２ａに連通している。ジャケット１の内部空間は、水チャンバ６を構成するとともに、前記水チャンバ６は、水入口７ａ及び水出口７ｂに連通している。   Gas chambers 5a and 5b are formed outside the partition plates 3 and 4, and a fuel gas supply line is connected to the gas chambers 5a and 5b. The gas chambers 5 a and 5 b communicate with the internal space 2 a of the hollow fiber membrane bundle 2. The inner space of the jacket 1 constitutes a water chamber 6, and the water chamber 6 communicates with a water inlet 7a and a water outlet 7b.

そこで、燃料ガスは、一方の仕切り板３から各中空糸膜の内部空間２ａに導入され、他方の仕切り板４側に向かって流通する一方、水入口７ａから水チャンバ６に冷却水が導入されている。ジャケット１内では、燃料ガスと冷却水とが対向する方向に流動し、各中空糸膜を介して前記燃料ガスが前記冷却水に接触して加湿されている。   Therefore, the fuel gas is introduced from one partition plate 3 into the internal space 2a of each hollow fiber membrane and flows toward the other partition plate 4 side, while cooling water is introduced from the water inlet 7a to the water chamber 6. ing. In the jacket 1, the fuel gas and cooling water flow in opposite directions, and the fuel gas is humidified by contacting the cooling water through the hollow fiber membranes.

特開平６−１３２０３８号公報JP-A-6-132038 特開平８−２７３６８７号公報JP-A-8-273687

ところで、上記の特許文献２では、中空糸膜束２を構成する各中空糸膜は、両端が仕切り板３、４に固定される際、加湿時の膨潤を考慮して、予め前記中空糸膜間に空隙を設けて配設されている。このため、各中空糸膜は、変形可能であり、水入口７ａから導入される冷却水の水圧により、前記水入口７ａ側で大きく変形し易い。従って、冷却水は、各中空糸膜間に導入されずにバイパスしてしまい、燃料ガスの加湿効率が低下するという問題がある。   By the way, in the above-mentioned Patent Document 2, each hollow fiber membrane constituting the hollow fiber membrane bundle 2 is preliminarily considered in consideration of swelling during humidification when both ends are fixed to the partition plates 3 and 4. A space is provided between them. For this reason, each hollow fiber membrane is deformable and easily deforms greatly on the water inlet 7a side due to the water pressure of the cooling water introduced from the water inlet 7a. Therefore, the cooling water bypasses without being introduced between the hollow fiber membranes, and there is a problem that the humidification efficiency of the fuel gas is lowered.

一方、水出口７ｂ側では、冷却水により中空糸膜束２が前記水出口７ｂ側に変形し易い。これにより、水出口７ｂが部分的に閉塞され、前記水出口７ｂの圧損が増加するという問題がある。   On the other hand, on the water outlet 7b side, the hollow fiber membrane bundle 2 is easily deformed to the water outlet 7b side by the cooling water. Accordingly, there is a problem that the water outlet 7b is partially blocked and the pressure loss of the water outlet 7b increases.

本発明はこの種の問題を解決するものであり、複数の中空糸膜全体を有効に使用することができ、加湿効率を良好に向上させることが可能な加湿用モジュールを提供することを目的とする。   The present invention solves this type of problem, and an object thereof is to provide a humidifying module that can effectively use the whole of a plurality of hollow fiber membranes and can improve humidification efficiency satisfactorily. To do.

本発明は、筒状ケーシングと、前記筒状ケーシング内に収納される複数の中空糸膜と、前記中空糸膜の内側に形成され、第１流体を流通させる第１流路と、前記中空糸膜の外側と前記筒状ケーシングの内壁との間に形成され、第２流体を流通させて前記第１流体と前記第２流体との間で水分の移動を行う第２流路と、前記筒状ケーシングに設けられ、前記第２流路の入口側に連通する入口部及び前記第２流路の出口側に連通する出口部とを備える加湿用モジュールに関するものである。   The present invention relates to a cylindrical casing, a plurality of hollow fiber membranes housed in the cylindrical casing, a first flow path formed inside the hollow fiber membrane for circulating a first fluid, and the hollow fiber A second flow path formed between the outer side of the membrane and the inner wall of the cylindrical casing and allowing a moisture to move between the first fluid and the second fluid by circulating a second fluid; The present invention relates to a humidifying module provided with a cylindrical casing and comprising an inlet portion communicating with the inlet side of the second flow channel and an outlet portion communicating with the outlet side of the second flow channel.

この加湿用モジュールは、筒状ケーシング内に中空糸膜の延長方向に沿って延在し、前記筒状ケーシング内の複数の前記中空糸膜を複数の中空糸膜層に仕切る複数の多孔体を備えている。そして、各中空糸膜層には、中空糸膜が均等に収納されるとともに、多孔体には、前記中空糸膜層の少なくとも一部の層厚さを調整する層厚さ調整部が設けられている。   The humidifying module includes a plurality of porous bodies that extend in a cylindrical casing along a direction in which a hollow fiber membrane extends, and that partition the plurality of hollow fiber membranes in the cylindrical casing into a plurality of hollow fiber membrane layers. I have. The hollow fiber membranes are uniformly accommodated in each hollow fiber membrane layer, and the porous body is provided with a layer thickness adjusting unit for adjusting the layer thickness of at least a part of the hollow fiber membrane layer. ing.

また、層厚さ調整部は、少なくとも多孔体の出口部近傍の層厚さを、他の部位の層厚さよりも小さく調整することが好ましい。   Moreover, it is preferable that a layer thickness adjustment part adjusts the layer thickness near the exit part of a porous body smaller than the layer thickness of another site | part.

さらに、層厚さ調整部は、少なくとも多孔体の入口部近傍の層厚さを、他の部位の層厚さよりも小さく調整することが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the layer thickness adjusting unit adjusts at least the layer thickness in the vicinity of the inlet portion of the porous body to be smaller than the layer thickness of other portions.

さらにまた、多孔体は、環状多孔体を構成するとともに、層厚さ調整部は、前記環状多孔体の少なくとも一部に絞り部位を設けることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the porous body constitutes an annular porous body, and the layer thickness adjusting unit is provided with a constricted part at least at a part of the annular porous body.

また、多孔体は、環状多孔体を構成するとともに、層厚さ調整部は、前記環状多孔体の少なくとも一部を絞る紐状体を有することが好ましい。   The porous body preferably constitutes an annular porous body, and the layer thickness adjusting unit preferably has a string-like body that squeezes at least a part of the annular porous body.

本発明によれば、筒状ケーシング内が多孔体により複数の中空糸膜層に仕切られており、前記中空糸膜層には、複数の中空糸膜が収納保持されている。従って、中空糸膜の変形が良好に抑制される。   According to the present invention, the inside of the cylindrical casing is partitioned into a plurality of hollow fiber membrane layers by the porous body, and a plurality of hollow fiber membranes are stored and held in the hollow fiber membrane layer. Therefore, the deformation of the hollow fiber membrane is satisfactorily suppressed.

しかも、多孔体には、中空糸膜層の少なくとも一部の層厚さを調整する層厚さ調整部が設けられている。このため、例えば、中空糸膜が変形し易い部位に対応して中空糸膜層の層厚さを小さく設定すれば、前記中空糸膜の充填率が他の部位の充填率よりも高く設定される。   In addition, the porous body is provided with a layer thickness adjusting unit for adjusting the layer thickness of at least a part of the hollow fiber membrane layer. For this reason, for example, if the thickness of the hollow fiber membrane layer is set to be small corresponding to the portion where the hollow fiber membrane is easily deformed, the filling rate of the hollow fiber membrane is set higher than the filling rate of other portions. The

これにより、反応ガスの流れを最適化することができるとともに、中空糸膜の変形を抑制することが可能になり、前記中空糸膜全体を有効に使用して加湿効率を良好に向上させることができる。   As a result, the flow of the reaction gas can be optimized, the deformation of the hollow fiber membrane can be suppressed, and the entire hollow fiber membrane can be effectively used to improve the humidification efficiency satisfactorily. it can.

本発明の第１の実施形態に係る加湿用モジュールを組み込む燃料電池システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system incorporating a humidifying module according to a first embodiment of the present invention. 前記加湿用モジュールの概略斜視説明図である。It is a schematic perspective view of the humidifying module. 前記加湿用モジュールの断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the module for humidification. 前記加湿用モジュールの正面説明図である。It is front explanatory drawing of the said module for humidification. 前記加湿用モジュールを構成する多孔体の斜視説明図である。It is a perspective explanatory view of the porous body which constitutes the module for humidification. 前記多孔体の展開状態の説明図である。It is explanatory drawing of the expansion | deployment state of the said porous body. 本発明の第２の実施形態に係る加湿用モジュールを構成する多孔体の斜視説明図である。It is a perspective explanatory view of the porous body which constitutes the module for humidification concerning the 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第３の実施形態に係る加湿用モジュールの概略斜視説明図である。It is a schematic perspective explanatory drawing of the humidification module which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 前記加湿用モジュールの断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the module for humidification. 特許文献２に開示されている供給ガス加湿装置の説明図である。It is explanatory drawing of the supply gas humidification apparatus currently disclosed by patent document 2. FIG.

図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る加湿用モジュール１０は、燃料電池システム１２に組み込まれる。この燃料電池システム１２は、図示しない燃料電池車両に搭載される。   As shown in FIG. 1, the humidifying module 10 according to the first embodiment of the present invention is incorporated in a fuel cell system 12. The fuel cell system 12 is mounted on a fuel cell vehicle (not shown).

燃料電池システム１２は、燃料電池スタック１４と、前記燃料電池スタック１４に冷却媒体を供給するための冷却媒体供給機構１６と、前記燃料電池スタック１４に酸化剤ガス（反応ガス）を供給するための酸化剤ガス供給機構１８と、前記燃料電池スタック１４に燃料ガス（反応ガス）を供給するための燃料ガス供給機構２０とを備える。   The fuel cell system 12 includes a fuel cell stack 14, a cooling medium supply mechanism 16 for supplying a cooling medium to the fuel cell stack 14, and an oxidant gas (reactive gas) for supplying the fuel cell stack 14. An oxidant gas supply mechanism 18 and a fuel gas supply mechanism 20 for supplying fuel gas (reactive gas) to the fuel cell stack 14 are provided.

冷却媒体供給機構１６は、ラジエータ２４を備える。このラジエータ２４には、冷媒用ポンプ２６を介して冷却媒体供給配管２８及び冷却媒体排出配管３０が接続される。   The cooling medium supply mechanism 16 includes a radiator 24. A cooling medium supply pipe 28 and a cooling medium discharge pipe 30 are connected to the radiator 24 via a refrigerant pump 26.

酸化剤ガス供給機構１８は、空気用ポンプ３２を備える。この空気用ポンプ３２に一端が接続される空気供給配管３４は、加湿用モジュール１０に他端が接続される。この加湿用モジュール１０には、加湿空気供給配管３８を介して燃料電池スタック１４が接続される。   The oxidant gas supply mechanism 18 includes an air pump 32. The air supply pipe 34 having one end connected to the air pump 32 is connected to the humidifying module 10 at the other end. A fuel cell stack 14 is connected to the humidifying module 10 via a humidified air supply pipe 38.

加湿用モジュール１０には、使用済みの生成水を含んだ酸化剤ガス（以下、オフガスともいう）を燃料電池スタック１４から加湿流体として供給するためのオフガス排出配管３９が設けられる。加湿用モジュール１０では、オフガス排出配管３９を介して供給されたオフガスの排出側に、背圧弁（図示せず）が配設される。   The humidifying module 10 is provided with an off-gas discharge pipe 39 for supplying an oxidizing gas (hereinafter also referred to as off-gas) containing used product water from the fuel cell stack 14 as a humidifying fluid. In the humidifying module 10, a back pressure valve (not shown) is disposed on the discharge side of the off gas supplied through the off gas discharge pipe 39.

燃料ガス供給機構２０は、燃料ガスとして水素ガスが貯留される燃料ガスタンク（燃料タンク）４０を備える。この燃料ガスタンク４０には、燃料ガス供給配管４２の一端が接続され、前記燃料ガス供給配管４２には、遮断弁４４、レギュレータ４６及びエゼクタ４８が接続されるとともに、前記エゼクタ４８は、燃料電池スタック１４に接続される。   The fuel gas supply mechanism 20 includes a fuel gas tank (fuel tank) 40 in which hydrogen gas is stored as fuel gas. One end of a fuel gas supply pipe 42 is connected to the fuel gas tank 40, and a shutoff valve 44, a regulator 46 and an ejector 48 are connected to the fuel gas supply pipe 42, and the ejector 48 is a fuel cell stack. 14.

燃料電池スタック１４には、使用済みの燃料ガスを排出するための排出燃料ガス配管５０が接続される。この排出燃料ガス配管５０は、リターン配管５２を介してエゼクタ４８に接続されるとともに、一部がパージ弁５４に連通する。なお、パージ弁５４の下流には、図示しないが、希釈器が配設される。   An exhaust fuel gas pipe 50 for discharging the used fuel gas is connected to the fuel cell stack 14. The exhaust fuel gas pipe 50 is connected to the ejector 48 via a return pipe 52 and partly communicates with the purge valve 54. Although not shown, a diluter is disposed downstream of the purge valve 54.

燃料電池スタック１４は、複数の発電セル５６が車長方向である水平方向又は重力方向に積層される。各発電セル５６は、図示しないが、電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体を挟持する一対のセパレータとを備える。電解質膜・電極構造体は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜と、前記固体高分子電解質膜を挟持するアノード側電極及びカソード側電極とを備える。   In the fuel cell stack 14, a plurality of power generation cells 56 are stacked in the horizontal direction that is the vehicle length direction or in the direction of gravity. Although not shown, each power generation cell 56 includes an electrolyte membrane / electrode structure and a pair of separators that sandwich the electrolyte membrane / electrode structure. The electrolyte membrane / electrode structure includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane in which water is impregnated with a thin film of perfluorosulfonic acid, and an anode side electrode and a cathode side electrode that sandwich the solid polymer electrolyte membrane.

燃料電池スタック１４には、発電セル５６の積層方向に延在して、酸化剤ガス、例えば、空気を供給するための酸化剤ガス供給連通孔５８ａ、燃料ガス、例えば、水素ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔６０ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔６２ａ、前記酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔５８ｂ、前記燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔６０ｂ及び前記冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔６２ｂが設けられる。   The fuel cell stack 14 extends in the stacking direction of the power generation cells 56, and supplies an oxidant gas supply communication hole 58a for supplying an oxidant gas, for example, air, and a fuel gas, for example, hydrogen gas. The fuel gas supply communication hole 60a, the cooling medium supply communication hole 62a for supplying the cooling medium, the oxidant gas discharge communication hole 58b for discharging the oxidant gas, and the fuel gas discharge for discharging the fuel gas A communication hole 60b and a cooling medium discharge communication hole 62b for discharging the cooling medium are provided.

酸化剤ガス供給連通孔５８ａ及び酸化剤ガス排出連通孔５８ｂは、加湿空気供給配管３８及びオフガス排出配管３９に連通する。燃料ガス供給連通孔６０ａ及び燃料ガス排出連通孔６０ｂは、燃料ガス供給配管４２及び排出燃料ガス配管５０に連通する。冷却媒体供給連通孔６２ａ及び冷却媒体排出連通孔６２ｂは、冷却媒体供給配管２８及び冷却媒体排出配管３０を介してラジエータ２４に連通する。   The oxidant gas supply communication hole 58 a and the oxidant gas discharge communication hole 58 b communicate with the humidified air supply pipe 38 and the off-gas discharge pipe 39. The fuel gas supply communication hole 60 a and the fuel gas discharge communication hole 60 b communicate with the fuel gas supply pipe 42 and the exhaust fuel gas pipe 50. The cooling medium supply communication hole 62 a and the cooling medium discharge communication hole 62 b communicate with the radiator 24 through the cooling medium supply pipe 28 and the cooling medium discharge pipe 30.

図２及び図３に示すように、加湿用モジュール１０は、例えば、円筒形状を有する筒状ケーシング７０を備え、前記筒状ケーシング７０の中央部には、内部ケーシング７２が配設される。内部ケーシング７２は、加湿用モジュール１０の軸方向（矢印Ａ方向）の一端側（矢印Ａ１方向）に所定の長さを有する円筒部７２ａを設ける一方、残余の部分に中実状の円柱部７２ｂを設ける。   As shown in FIGS. 2 and 3, the humidifying module 10 includes a cylindrical casing 70 having a cylindrical shape, for example, and an inner casing 72 is disposed at the center of the cylindrical casing 70. The inner casing 72 is provided with a cylindrical portion 72a having a predetermined length on one end side (arrow A1 direction) in the axial direction (arrow A direction) of the humidifying module 10, while a solid cylindrical portion 72b is provided on the remaining portion. Provide.

筒状ケーシング７０の内面と内部ケーシング７２の外面との間には、断面リング形状の空間が形成されるとともに、前記空間には、複数、例えば、第１多孔体７４ａ、第２多孔体７４ｂ、及び第３多孔体７４ｃが、前記内部ケーシング７２の軸芯と同心円状に配設される。第１多孔体７４ａ〜第３多孔体７４ｃは、例えば、金属やプラスチックからなるメッシュ構造を有する。   A space having a ring-shaped cross section is formed between the inner surface of the cylindrical casing 70 and the outer surface of the inner casing 72, and a plurality of, for example, a first porous body 74a, a second porous body 74b, The third porous body 74 c is disposed concentrically with the axis of the inner casing 72. The first porous body 74a to the third porous body 74c have, for example, a mesh structure made of metal or plastic.

内部ケーシング７２の外周面と第１多孔体７４ａとの間には、第１中空糸膜層７６ａが形成され、前記第１多孔体７４ａと第２多孔体７４ｂとの間には、第２中空糸膜層７６ｂが形成され、前記第２多孔体７４ｂと第３多孔体７４ｃとの間には、第３中空糸膜層７６ｃが形成される。   A first hollow fiber membrane layer 76a is formed between the outer peripheral surface of the inner casing 72 and the first porous body 74a, and a second hollow is formed between the first porous body 74a and the second porous body 74b. A thread membrane layer 76b is formed, and a third hollow fiber membrane layer 76c is formed between the second porous body 74b and the third porous body 74c.

第１中空糸膜層７６ａ、第２中空糸膜層７６ｂ及び第３中空糸膜層７６ｃには、それぞれ複数の中空糸膜７８が均等に収納される。均等とは、各層の中空糸膜７８が同一容積内に同一本数ずつ収納された状態をいう。各中空糸膜７８及び第１多孔体７４ａ〜第３多孔体７４ｃの両端は、筒状ケーシング７０の軸線方向両端にシール部８０、８０を介して固定される。   A plurality of hollow fiber membranes 78 are equally stored in the first hollow fiber membrane layer 76a, the second hollow fiber membrane layer 76b, and the third hollow fiber membrane layer 76c, respectively. “Equal” means a state in which the same number of hollow fiber membranes 78 in each layer are accommodated in the same volume. Both ends of each hollow fiber membrane 78 and the first porous body 74 a to the third porous body 74 c are fixed to both ends in the axial direction of the cylindrical casing 70 via seal portions 80, 80.

中空糸膜７８は、例えば、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ロホン酸、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や、高分子樹脂系あるいはセラミック系の材料等で構成される。各中空糸膜７８の内側には、入口側に空気供給配管３４が連通する一方、出口側に加湿空気供給配管３８が連通し、使用前の酸化剤ガス（第１流体）が流通する酸化剤ガス流路（第１流路）８２が形成される。   The hollow fiber membrane 78 is made of, for example, a polymer ion exchange membrane such as phenol sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polytrifluorostyrene sulphonic acid, perfluorocarbon sulfonic acid, a polymer resin-based or ceramic-based material, or the like. The Inside each hollow fiber membrane 78, an air supply pipe 34 communicates with the inlet side, while a humidified air supply pipe 38 communicates with the outlet side, and an oxidant through which an oxidant gas (first fluid) before use flows. A gas flow path (first flow path) 82 is formed.

筒状ケーシング７０内では、中空糸膜７８の外側にオフガス（第２流体）を流通させるためのオフガス流路（第２流路）８４が形成される。内部ケーシング７２を構成する円筒部７２ａには、所定数、例えば、二つの入口部８６が設けられる一方、筒状ケーシング７０の矢印Ａ２方向の端縁部には、所定数、例えば、二つの出口部８８が形成される。   In the cylindrical casing 70, an offgas passage (second passage) 84 for allowing offgas (second fluid) to flow outside the hollow fiber membrane 78 is formed. The cylindrical portion 72 a constituting the inner casing 72 is provided with a predetermined number, for example, two inlet portions 86, while the end portion in the arrow A <b> 2 direction of the cylindrical casing 70 has a predetermined number, for example, two outlets. A portion 88 is formed.

入口部８６は、オフガス排出配管３９に連通し、このオフガス排出配管３９から供給されるオフガスは、オフガス流路８４に沿って矢印Ａ２方向に流通する。空気供給配管３４から各酸化剤ガス流路８２に供給される酸化剤ガスは、この酸化剤ガス流路８２に沿って矢印Ａ１方向に流通する。   The inlet 86 communicates with the off gas discharge pipe 39, and the off gas supplied from the off gas discharge pipe 39 flows along the off gas flow path 84 in the direction of the arrow A <b> 2. The oxidant gas supplied from the air supply pipe 34 to each oxidant gas flow path 82 flows along the oxidant gas flow path 82 in the direction of the arrow A1.

このように構成される加湿用モジュール１０において、第１の実施形態では、第１中空糸膜層７６ａと第３中空糸膜層７６ｃとに、少なくとも一部の層厚さを調整する層厚さ調整部が設けられる。   In the humidifying module 10 configured as described above, in the first embodiment, the first hollow fiber membrane layer 76a and the third hollow fiber membrane layer 76c have a layer thickness that adjusts at least a part of the layer thickness. An adjustment unit is provided.

具体的には、図２〜図４に示すように、第１中空糸膜層７６ａを形成する第１多孔体７４ａは、前記第１中空糸膜層７６ａに収納される前記中空糸膜７８の充填率を他の層の充填率よりも高める（密に配置する）ために、規定の直径よりも小径に形成することで、層厚さ調整部を構成している。すなわち、第１多孔体７４ａは、モジュール軸方向（矢印Ａ方向）全長にわたって、直径寸法が規定寸法よりも小さく設定されることにより、全ての部位で層厚さが小さく調整され、第１中空糸膜層７６ａに収納されている複数の中空糸膜７８同士は、充填率を高くして（密にして）配置される。   Specifically, as shown in FIGS. 2 to 4, the first porous body 74 a forming the first hollow fiber membrane layer 76 a is formed of the hollow fiber membrane 78 accommodated in the first hollow fiber membrane layer 76 a. In order to make the filling rate higher than the filling rate of other layers (densely arranged), the layer thickness adjusting portion is formed by forming the filling rate smaller than the prescribed diameter. That is, in the first porous body 74a, the diameter dimension is set to be smaller than the prescribed dimension over the entire length in the module axial direction (arrow A direction). The plurality of hollow fiber membranes 78 accommodated in the membrane layer 76a are arranged with a high filling rate (tightly).

第３多孔体７４ｃは、筒状ケーシング７０の出口部８８に対応して、層厚さを他の部位の層厚さよりも小さく調整するための絞り部位（層厚さ調整部）９０を備える（図５参照）。この第３多孔体７４ｃは、図６に示すように、出口部８８に対応する位置に予め幅寸法Ｈ１が、他の部位の幅寸法Ｈよりも小さな絞り部位９０を設けており、第３多孔体７４ｃの長辺側の両端部７４ｃｅ、７４ｃｅを折り返して接合することにより構成される。絞り部位９０では、層厚さが他の部位の層厚さよりも小さく構成されるため、前記絞り部位９０に配置されている中空糸膜７８の部分が密に保持されて、充填率が高く設定される。   The third porous body 74c includes a throttle portion (layer thickness adjusting portion) 90 for adjusting the layer thickness to be smaller than the layer thickness of other portions, corresponding to the outlet portion 88 of the cylindrical casing 70 ( (See FIG. 5). As shown in FIG. 6, the third porous body 74 c is provided with a narrowed portion 90 having a width dimension H1 that is smaller than the width dimension H of other portions in advance at a position corresponding to the outlet portion 88. It is configured by folding and joining both end portions 74ce, 74ce on the long side of the body 74c. Since the squeezed portion 90 is configured to have a layer thickness smaller than that of other portions, the portion of the hollow fiber membrane 78 disposed in the squeezed portion 90 is held tightly and the filling rate is set high. Is done.

このように構成される燃料電池システム１２の動作について、第１の実施形態に係る加湿用モジュール１０との関連で、以下に説明する。   The operation of the fuel cell system 12 configured as described above will be described below in relation to the humidifying module 10 according to the first embodiment.

先ず、図１に示すように、酸化剤ガス供給機構１８を構成する空気用ポンプ３２が駆動され、酸化剤ガスである外部空気が吸引されて空気供給配管３４に導入される。この空気は、空気供給配管３４から加湿用モジュール１０内に導入され、各中空糸膜７８内の酸化剤ガス流路８２を矢印Ａ１方向に流通して加湿空気供給配管３８に供給される（図２及び図３参照）。   First, as shown in FIG. 1, the air pump 32 constituting the oxidant gas supply mechanism 18 is driven, and external air that is an oxidant gas is sucked and introduced into the air supply pipe 34. This air is introduced into the humidifying module 10 from the air supply pipe 34, flows through the oxidant gas flow path 82 in each hollow fiber membrane 78 in the direction of the arrow A1, and is supplied to the humidified air supply pipe 38 (FIG. 2 and FIG. 3).

その際、オフガス排出配管３９から入口部８６を介してオフガス流路８４には、後述するように、反応に使用された酸化剤ガスであるオフガスが供給され、このオフガスが矢印Ａ２方向に流通している。このため、使用前の空気とオフガスとが対向流となり、この使用前の空気には、前記オフガス中に含まれる水分が移動し、前記使用前の空気が加湿される。加湿された空気は、加湿空気供給配管３８から燃料電池スタック１４内の酸化剤ガス供給連通孔５８ａに供給される（図１参照）。   At this time, as will be described later, off-gas which is an oxidant gas used in the reaction is supplied from the off-gas discharge pipe 39 to the off-gas flow path 84 via the inlet 86, and this off-gas flows in the direction of arrow A2. ing. For this reason, the air before use and the off-gas are counterflowed, and moisture contained in the off-gas moves to the air before use, and the air before use is humidified. The humidified air is supplied from the humidified air supply pipe 38 to the oxidant gas supply communication hole 58a in the fuel cell stack 14 (see FIG. 1).

一方、燃料ガス供給機構２０では、遮断弁４４の開放作用下に、燃料ガスタンク４０から導出された燃料ガス（水素ガス）は、レギュレータ４６で降圧された後、エゼクタ４８を通って燃料電池スタック１４内の燃料ガス供給連通孔６０ａに導入される。   On the other hand, in the fuel gas supply mechanism 20, the fuel gas (hydrogen gas) derived from the fuel gas tank 40 is lowered by the regulator 46 under the opening action of the shutoff valve 44, and then passes through the ejector 48 to the fuel cell stack 14. It is introduced into the fuel gas supply communication hole 60a.

さらに、冷却媒体供給機構１６では、冷媒用ポンプ２６の作用下に、冷却媒体供給配管２８から燃料電池スタック１４内の冷却媒体供給連通孔６２ａに冷却媒体が導入される。   Further, in the cooling medium supply mechanism 16, the cooling medium is introduced from the cooling medium supply pipe 28 into the cooling medium supply communication hole 62 a in the fuel cell stack 14 under the action of the refrigerant pump 26.

燃料電池スタック１４内の各発電セル５６に供給された空気は、電解質膜・電極構造体のカソード側電極に沿って移動する。一方、燃料ガスは、電解質膜・電極構造体のアノード側電極に沿って移動する。従って、各電解質膜・電極構造体では、空気中の酸素と燃料ガス（水素）とが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。次いで、発電反応により消費された空気は、酸化剤ガス排出連通孔５８ｂに沿って流動した後、オフガスとしてオフガス排出配管３９に排出される。   The air supplied to each power generation cell 56 in the fuel cell stack 14 moves along the cathode side electrode of the electrolyte membrane / electrode structure. On the other hand, the fuel gas moves along the anode side electrode of the electrolyte membrane / electrode structure. Therefore, in each electrolyte membrane / electrode structure, oxygen in the air and fuel gas (hydrogen) are consumed by an electrochemical reaction in the electrode catalyst layer, and electric power is generated. Next, the air consumed by the power generation reaction flows along the oxidant gas discharge communication hole 58b and is then discharged to the offgas discharge pipe 39 as offgas.

この場合、第１の実施形態では、図２〜図４に示すように、筒状ケーシング内は、第１多孔体７４ａ、第２多孔体７４ｂ及び第３多孔体７４ｃにより第１中空糸膜層７６ａ、第２中空糸膜層７６ｂ及び第３中空糸膜層７６ｃに仕切られている。従って、第１中空糸膜層７６ａ、第２中空糸膜層７６ｂ及び第３中空糸膜層７６ｃには、それぞれ複数の中空糸膜７８が収容保持されており、前記中空糸膜７８の変形が良好に抑制される。   In this case, in the first embodiment, as shown in FIGS. 2 to 4, the first hollow fiber membrane layer is formed in the cylindrical casing by the first porous body 74 a, the second porous body 74 b, and the third porous body 74 c. 76a, the second hollow fiber membrane layer 76b and the third hollow fiber membrane layer 76c. Accordingly, the first hollow fiber membrane layer 76a, the second hollow fiber membrane layer 76b, and the third hollow fiber membrane layer 76c each contain and hold a plurality of hollow fiber membranes 78, and deformation of the hollow fiber membrane 78 is prevented. Suppressed well.

しかも、第１多孔体７４ａでは、少なくとも内部ケーシング７２の入口部８６近傍を含み、矢印Ａ方向全長にわたって第１中空糸膜層７６ａの層厚さが、規定層厚さよりも小さく設定されている。規定層厚さとは、第２及び第３中空糸膜層７６ｂ、７６ｃに収容されている複数の中空糸膜７８の充填率（収納密度）と、第１中空糸膜層７６ａに収納されている複数の中空糸膜７８の充填率（収納密度）とが、同等に設定される層厚さをいう。このため、第１中空糸膜層７６ａでは、複数の中空糸膜７８の充填率が他の層の充填率に比べて高く設定されている。   Moreover, in the first porous body 74a, the layer thickness of the first hollow fiber membrane layer 76a is set to be smaller than the prescribed layer thickness over the entire length in the arrow A direction including at least the vicinity of the inlet portion 86 of the inner casing 72. The specified layer thickness refers to the filling rate (accommodation density) of the plurality of hollow fiber membranes 78 accommodated in the second and third hollow fiber membrane layers 76b and 76c, and the first hollow fiber membrane layer 76a. The filling rate (accommodation density) of the plurality of hollow fiber membranes 78 refers to the layer thickness set to be equal. For this reason, in the first hollow fiber membrane layer 76a, the filling rate of the plurality of hollow fiber membranes 78 is set higher than the filling rates of the other layers.

これにより、入口部８６からオフガス流路８４の入口側に導入されるオフガスの流速が速くても、前記入口部８６の近傍で中空糸膜７８が変形（移動）することを良好に阻止することができる。従って、オフガスは、オフガス流路８４内でバイパスすることを防止することが可能になる。   Thereby, even when the flow rate of the off gas introduced from the inlet portion 86 to the inlet side of the off gas flow path 84 is high, the hollow fiber membrane 78 is well prevented from being deformed (moved) in the vicinity of the inlet portion 86. Can do. Therefore, the off gas can be prevented from bypassing in the off gas flow path 84.

さらに、第３多孔体７４ｃでは、筒状ケーシング７０の出口部８８近傍に絞り部位９０が設けられている（図３及び図５参照）。このため、絞り部位９０における中空糸膜７８の充填率は、他の部位における充填率よりも高く設定され、第３多孔体７４ｃの前記絞り部位９０に対応する外周面と、筒状ケーシング７０の出口部８８近傍の内周面との間には、隙間９２が形成されている。   Further, in the third porous body 74c, a throttle part 90 is provided in the vicinity of the outlet portion 88 of the cylindrical casing 70 (see FIGS. 3 and 5). For this reason, the filling rate of the hollow fiber membrane 78 in the narrowed portion 90 is set higher than the filling rate in other portions, and the outer peripheral surface of the third porous body 74c corresponding to the narrowed portion 90 and the cylindrical casing 70 A gap 92 is formed between the inner peripheral surface in the vicinity of the outlet portion 88.

これにより、特にオフガス流路８４を流通して出口部８８から排出されるオフガスのガス圧により、中空糸膜７８が筒状ケーシング７０の内壁面に押し付けられて出口部８８が部分的又は全体的に閉塞されて圧損が増加することを可及的に阻止することができる。   Thereby, in particular, the hollow fiber membrane 78 is pressed against the inner wall surface of the cylindrical casing 70 by the gas pressure of the off-gas that flows through the off-gas flow path 84 and is discharged from the outlet portion 88, so that the outlet portion 88 is partially or totally. Therefore, it is possible to prevent the pressure loss from increasing due to the blockage as much as possible.

従って、第１の実施形態では、オフガス流路８４におけるオフガスの流れを最適化することが可能になるとともに、中空糸膜７８の変形を抑制して前記中空糸膜７８全体を有効に使用し、加湿効率を良好に向上させることができるという効果が得られる。   Therefore, in the first embodiment, it becomes possible to optimize the flow of off-gas in the off-gas flow path 84, and to effectively use the entire hollow fiber membrane 78 by suppressing the deformation of the hollow fiber membrane 78, The effect that humidification efficiency can be improved favorably is obtained.

図７は、本発明の第２の実施形態に係る加湿用モジュールを構成する第３多孔体９４の斜視説明図である。この第３多孔体９４は、上記の第３多孔体７４ｃと同様に構成されており、層厚さ調整部として、絞り部位９０に代えて紐状体９６を備える。紐状体９６は、中空糸膜７８の充填率を他の部位における充填率よりも高く設定したい部位に対応して、すなわち、出口部８８近傍の部位に対応して第３多孔体９４の外周を締め付ける。   FIG. 7 is a perspective explanatory view of the third porous body 94 constituting the humidifying module according to the second embodiment of the present invention. The third porous body 94 is configured in the same manner as the third porous body 74c described above, and includes a string-like body 96 instead of the narrowed portion 90 as a layer thickness adjusting unit. The string-like body 96 corresponds to the part where the filling rate of the hollow fiber membrane 78 is desired to be set higher than the filling rate in other parts, that is, the outer periphery of the third porous body 94 corresponding to the part near the outlet portion 88. Tighten.

このように構成される第２の実施形態では、層厚さ調整部として紐状体９６を使用するだけでよく、円筒形状の第３多孔体９４を採用することができる。従って、上記の第１の実施形態で同様の効果が得られる他、第３多孔体９４の構成が有効に簡素化されるという利点がある。   In the second embodiment configured as described above, it is only necessary to use the string-like body 96 as the layer thickness adjusting portion, and the cylindrical third porous body 94 can be employed. Therefore, in addition to the same effect as the first embodiment, there is an advantage that the configuration of the third porous body 94 is effectively simplified.

図８は、本発明の第３の実施形態に係る加湿用モジュール１００の概略斜視説明図であり、図９は、前記加湿用モジュール１００の断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る加湿用モジュール１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。   FIG. 8 is a schematic perspective explanatory view of the humidifying module 100 according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view of the humidifying module 100. Note that the same components as those in the humidifying module 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

加湿用モジュール１００は、角筒状を有する筒状ケーシング１０２を備え、前記筒状ケーシング１０２内には、第１多孔体１０４ａ、第２多孔体１０４ｂ及び第３多孔体１０４ｃが、前記筒状ケーシング１０２の長手方向（矢印Ａ方向）に延在して配設される。筒状ケーシング１０２内は、第１多孔体１０４ａ〜第３多孔体１０４ｃによって、第１中空糸膜層１０６ａ、第２中空糸膜層１０６ｂ及び第３中空糸膜層１０６ｃに仕切られる。   The humidifying module 100 includes a cylindrical casing 102 having a rectangular tube shape, and the first porous body 104a, the second porous body 104b, and the third porous body 104c are included in the cylindrical casing 102 in the cylindrical casing 102. 102 extends in the longitudinal direction (arrow A direction). The inside of the cylindrical casing 102 is partitioned into a first hollow fiber membrane layer 106a, a second hollow fiber membrane layer 106b, and a third hollow fiber membrane layer 106c by the first porous body 104a to the third porous body 104c.

図９に示すように、第１多孔体１０４ａの位置を筒状ケーシング１０２に近接して設定することにより、第１中空糸膜層１０６ａの層厚さＴ１が、第２中空糸膜層１０６ｂの層厚さＴ２よりも小さく設定される。第１中空糸膜層１０６ａに収納される複数の中空糸膜７８は、第２中空糸膜層１０６ｂに収納される複数の中空糸膜７８よりも充填率が高く設定される。   As shown in FIG. 9, by setting the position of the first porous body 104a close to the cylindrical casing 102, the layer thickness T1 of the first hollow fiber membrane layer 106a is set to be the same as that of the second hollow fiber membrane layer 106b. It is set smaller than the layer thickness T2. The plurality of hollow fiber membranes 78 accommodated in the first hollow fiber membrane layer 106a are set to have a higher filling rate than the plurality of hollow fiber membranes 78 accommodated in the second hollow fiber membrane layer 106b.

第３多孔体１０４ｃは、筒状ケーシング１０２の出口部８８近傍の層厚さを、他の部位の層厚さよりも小さく設定する。第３中空糸膜層１０６ｃは、出口部８８近傍の充填率が他の部位の充填率よりも高く設定されるとともに、第３多孔体１０４ｃと筒状ケーシング１０２の内壁面との間には、隙間９２が形成される。   The 3rd porous body 104c sets the layer thickness of the exit part 88 vicinity of the cylindrical casing 102 smaller than the layer thickness of another site | part. The third hollow fiber membrane layer 106c is set so that the filling rate in the vicinity of the outlet portion 88 is higher than the filling rate of other parts, and between the third porous body 104c and the inner wall surface of the cylindrical casing 102, A gap 92 is formed.

このように構成される第３の実施形態では、筒状ケーシング１０２内が、第１多孔体１０４ａ〜第３多孔体１０４ｃを介して第１中空糸膜層１０６ａ〜第３中空糸膜層１０６ｃに仕切られるとともに、それぞれ複数の中空糸膜７８が収納されている。さらに、第１中空糸膜層１０６ａは、入口部８６から導入されるオフガスによって変形することがないよう充填率が高く設定される一方、第３中空糸膜層１０６ｃは、出口部８８近傍の充填率を高く設定し、前記出口部８８近傍に隙間９２が形成されている。   In 3rd Embodiment comprised in this way, the inside of the cylindrical casing 102 is made into the 1st hollow fiber membrane layer 106a-the 3rd hollow fiber membrane layer 106c via the 1st porous body 104a-the 3rd porous body 104c. A plurality of hollow fiber membranes 78 are accommodated while being partitioned. Further, the first hollow fiber membrane layer 106a is set to have a high filling rate so as not to be deformed by off-gas introduced from the inlet portion 86, while the third hollow fiber membrane layer 106c is filled near the outlet portion 88. The rate is set high, and a gap 92 is formed in the vicinity of the outlet portion 88.

これにより、第３の実施形態では、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第３の実施形態では、角筒状の筒状ケーシング１０２内に、平板上の第１多孔体１０４ａ〜第３多孔体１０４ｃが配設されているが、これに限定されるものではなく、角筒状の複数の多孔体（図示せず）を収容して第１の実施形態と略同様に構成してもよい。   Thereby, in 3rd Embodiment, the effect similar to said 1st and 2nd embodiment is acquired. In the third embodiment, the first porous body 104a to the third porous body 104c on the flat plate are arranged in the rectangular tubular casing 102. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, a plurality of rectangular tubular porous bodies (not shown) may be accommodated and configured in substantially the same manner as in the first embodiment.

１０、１００…加湿用モジュール １２…燃料電池システム
１４…燃料電池スタック １６…冷却媒体供給機構
１８…酸化剤ガス供給機構 ２０…燃料ガス供給機構
２４…ラジエータ ３４…空気供給配管
３８…加湿空気供給配管 ３９…オフガス排出配管
５６…発電セル ７０、１０２…筒状ケーシング
７２…内部ケーシング
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、９４、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ…多孔体
７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ…中空糸膜層
７８…中空糸膜 ８０…シール部 ８２…酸化剤ガス流路 ８４…オフガス流路 ８６…入口部 ８８…出口部 ９０…絞り部位 ９６…紐状体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100 ... Module for humidification 12 ... Fuel cell system 14 ... Fuel cell stack 16 ... Coolant supply mechanism 18 ... Oxidant gas supply mechanism 20 ... Fuel gas supply mechanism 24 ... Radiator 34 ... Air supply piping 38 ... Humidified air supply piping 39 ... Off gas discharge pipe 56 ... Power generation cell 70, 102 ... Cylindrical casing 72 ... Inner casing 74a, 74b, 74c, 94, 104a, 104b, 104c ... Porous body 76a, 76b, 76c, 106a, 106b, 106c ... Hollow fiber Membrane layer 78 ... Hollow fiber membrane 80 ... Seal part 82 ... Oxidant gas channel 84 ... Off gas channel 86 ... Inlet part 88 ... Outlet part 90 ... Throttle part 96 ... String-like body

Claims (5)

筒状ケーシングと、
前記筒状ケーシング内に収納される複数の中空糸膜と、
前記中空糸膜の内側に形成され、第１流体を流通させる第１流路と、
前記中空糸膜の外側と前記筒状ケーシングの内壁との間に形成され、第２流体を流通させて前記第１流体と前記第２流体との間で水分の移動を行う第２流路と、
前記筒状ケーシングに設けられ、前記第２流路の入口側に連通する入口部及び前記第２流路の出口側に連通する出口部と、
を備える加湿用モジュールであって、
前記筒状ケーシング内に前記中空糸膜の延長方向に沿って延在し、該筒状ケーシング内の複数の前記中空糸膜を複数の中空糸膜層に仕切る複数の多孔体を備え、
各中空糸膜層には、前記中空糸膜が均等に収納されるとともに、
前記多孔体には、前記中空糸膜層の少なくとも一部の層厚さを調整する層厚さ調整部が設けられることを特徴とする加湿用モジュール。 A cylindrical casing;
A plurality of hollow fiber membranes housed in the cylindrical casing;
A first flow path formed inside the hollow fiber membrane for circulating a first fluid;
A second flow path that is formed between the outer side of the hollow fiber membrane and the inner wall of the cylindrical casing, and circulates a second fluid to move moisture between the first fluid and the second fluid; ,
An inlet portion provided in the cylindrical casing, communicating with an inlet side of the second flow path, and an outlet portion communicating with an outlet side of the second flow path;
A humidifying module comprising:
A plurality of porous bodies extending along the extending direction of the hollow fiber membrane in the cylindrical casing and partitioning the plurality of hollow fiber membranes in the cylindrical casing into a plurality of hollow fiber membrane layers;
Each hollow fiber membrane layer contains the hollow fiber membrane uniformly,
The humidifying module, wherein the porous body is provided with a layer thickness adjusting unit for adjusting a layer thickness of at least a part of the hollow fiber membrane layer. 請求項１記載の加湿用モジュールにおいて、前記層厚さ調整部は、少なくとも前記多孔体の前記出口部近傍の層厚さを、他の部位の層厚さよりも小さく調整することを特徴とする加湿用モジュール。   2. The humidification module according to claim 1, wherein the layer thickness adjusting unit adjusts at least the layer thickness in the vicinity of the outlet portion of the porous body to be smaller than the layer thickness of other portions. Module. 請求項１又は２記載の加湿用モジュールにおいて、前記層厚さ調整部は、少なくとも前記多孔体の前記入口部近傍の層厚さを、他の部位の層厚さよりも小さく調整することを特徴とする加湿用モジュール。   3. The humidifying module according to claim 1, wherein the layer thickness adjusting unit adjusts at least the layer thickness in the vicinity of the inlet portion of the porous body to be smaller than the layer thickness of other portions. A humidifying module. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の加湿用モジュールにおいて、前記多孔体は、環状多孔体を構成するとともに、
前記層厚さ調整部は、前記環状多孔体の少なくと一部に絞り部位を設けることを特徴とする加湿用モジュール。 The humidification module according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous body constitutes an annular porous body,
The humidifying module, wherein the layer thickness adjusting portion is provided with a constricted portion at least at a part of the annular porous body. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の加湿用モジュールにおいて、前記多孔体は、環状多孔体を構成するとともに、
前記層厚さ調整部は、前記環状多孔体の少なくとも一部を絞る紐状体を有することを特徴とする加湿用モジュール。 The humidification module according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous body constitutes an annular porous body,
The humidifying module, wherein the layer thickness adjusting unit has a string-like body that squeezes at least a part of the annular porous body.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015176806A1 (en) * 2014-05-20 2015-11-26 Daimler Ag Treatment device for treating exhaust gas of a fuel cell stack, fuel cell system and vehicle with a fuel cell system
JP2017511249A (en) * 2014-03-24 2017-04-20 コーロン インダストリーズ インク Hollow fiber membrane module

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112361570B (en) * 2020-10-27 2021-12-07 珠海格力电器股份有限公司 Air port structure and air conditioner with same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001201122A (en) * 2000-01-19 2001-07-27 Honda Motor Co Ltd Humidifying apparatus
JP2002298882A (en) * 2001-03-30 2002-10-11 Honda Motor Co Ltd Humidifying module
WO2004043578A1 (en) * 2002-11-13 2004-05-27 Jb Ventures B.V. Filter module
JP2007216176A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Nissan Motor Co Ltd Hollow fiber membrane module
JP2008256225A (en) * 2007-03-30 2008-10-23 Honda Motor Co Ltd Humidifier

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001201122A (en) * 2000-01-19 2001-07-27 Honda Motor Co Ltd Humidifying apparatus
JP2002298882A (en) * 2001-03-30 2002-10-11 Honda Motor Co Ltd Humidifying module
WO2004043578A1 (en) * 2002-11-13 2004-05-27 Jb Ventures B.V. Filter module
JP2007216176A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Nissan Motor Co Ltd Hollow fiber membrane module
JP2008256225A (en) * 2007-03-30 2008-10-23 Honda Motor Co Ltd Humidifier

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017511249A (en) * 2014-03-24 2017-04-20 コーロン インダストリーズ インク Hollow fiber membrane module
US10478779B2 (en) 2014-03-24 2019-11-19 Kolon Industries, Inc. Hollow fiber membrane module
WO2015176806A1 (en) * 2014-05-20 2015-11-26 Daimler Ag Treatment device for treating exhaust gas of a fuel cell stack, fuel cell system and vehicle with a fuel cell system
CN106463744A (en) * 2014-05-20 2017-02-22 戴姆勒股份公司 Treatment device for treating exhaust gas of a fuel cell stack, fuel cell system and vehicle with a fuel cell system
JP2017523556A (en) * 2014-05-20 2017-08-17 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフトＤａｉｍｌｅｒ ＡＧ PROCESSING DEVICE FOR PROCESSING EXHAUST OF FUEL CELL STACK, FUEL CELL SYSTEM, AND VEHICLE HAVING FUEL CELL SYSTEM

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