加湿器
【課題】好適に加湿可能な加湿器を提供する。
【解決手段】複数の中空糸膜１２が束ねられてなる中空糸膜束１１と、中空糸膜束１１を収容する筒状のケース２１と、ケース２１の前端に設けられ、ケース２１の前端側の開口を閉じる封止部３０と、を備え、空気が中空糸膜１２内を通流し、カソードオフガスがケース２１内であって中空糸膜１２外を通流する加湿器１であって、封止部３０は、その内部に、中空糸膜１２内と連通し、空気が通流する複数の第１通路と、中空糸膜１２外であってケース２１内と連通すると共にケース２１内に開口し、カソードオフガスが通流する複数の第２通路と、を有する。
【解決手段】複数の中空糸膜１２が束ねられてなる中空糸膜束１１と、中空糸膜束１１を収容する筒状のケース２１と、ケース２１の前端に設けられ、ケース２１の前端側の開口を閉じる封止部３０と、を備え、空気が中空糸膜１２内を通流し、カソードオフガスがケース２１内であって中空糸膜１２外を通流する加湿器１であって、封止部３０は、その内部に、中空糸膜１２内と連通し、空気が通流する複数の第１通路と、中空糸膜１２外であってケース２１内と連通すると共にケース２１内に開口し、カソードオフガスが通流する複数の第２通路と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池等に供給される空気等の流体を加湿する加湿器に関し、詳しくは、水分透過性の中空糸膜を有する加湿器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：ＰＥＦＣ）等の燃料電池においては、燃料電池を構成する電解質膜の湿潤状態を確保するべく、水素（燃料ガス）、酸素を含む空気（酸化剤ガス）を加湿する加湿器が必要とされる。このような加湿器は、中空糸膜を束ねてなる中空糸膜束と、中空糸膜束を収容するケースとを備え、例えば、燃料電池に向かう加湿すべき空気が中空糸膜内を、燃料電池のカソードから排出された多湿のカソードオフガスが中空糸膜外を、それぞれ通流する（特許文献１〜２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７３６８７号公報
【特許文献２】特開２００５−３２１１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の加湿器では、カソードオフガスが、中空糸膜束を収容するケースの周壁部に形成されたオフガス流入部／流出部から流入／流出するので、中空糸膜束において、オフガスが通流しないスペース（デッドスペース）が形成されてしまい、このデットスペースにおいて、空気が加湿されず、加湿効率が低下するという不都合があった。
なお、デッドスペースは、オフガス流入部／流出部を通るケースの輪切り断面方向において、オフガス流入部／流出部から離れた部分に形成される。
【０００５】
そこで、本発明は、好適に加湿可能な加湿器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、複数の中空糸膜が束ねられてなる中空糸膜束と、前記中空糸膜束を収容する筒状のケースと、前記ケースの一端に設けられ、前記ケースの一端側の開口を閉じる封止部と、を備え、第１流体が前記中空糸膜内を通流し、前記第１流体と異なる湿度の第２流体が前記ケース内であって前記中空糸膜外を通流する加湿器であって、前記封止部は、その内部に、前記中空糸膜内と連通し、第１流体が通流する複数の第１通路と、前記中空糸膜外であって前記ケース内と連通すると共に前記ケース内に開口し、第２流体が通流する複数の第２通路と、を有することを特徴とする加湿器である。
【０００７】
このような加湿器によれば、第２流体が、封止部内に形成された複数の第２通路を通って、ケース内に流入又はケース内から流出し、複数の第２通路のケース内側の開口近傍においても、第２流体が通流することになる。つまり、ケースの一端側内において、第２流体の通流しないデットスペースが形成されない。
これにより、複数の第２通路のケース内側の開口近傍においても、中空糸膜を介して、第１流体と第２流体との間で水分交換でき、湿度の低い第１流体又は第２流体を好適に加湿できる。
【０００８】
また、前記加湿器において、前記複数の第２通路の前記ケース内側の開口は、前記ケースの輪切り断面方向全体に分布していることを特徴とする。
【０００９】
このような加湿器によれば、第２流体が、ケースの一端側内の全体を通流しやすくなるので、ケースの一端側内において、デットスペースがさらに形成されにくくなる。
【００１０】
また、前記加湿器において、前記複数の第２通路は、前記封止部内に埋設された複数の中空部材により構成されていることを特徴とする。
【００１１】
このような加湿器によれば、封止部内の複数の第２通路を容易に構成できる。
【００１２】
また、前記加湿器において、前記複数の第１通路は、前記複数の中空糸膜が前記封止部内を延び埋設された部分により構成されていることを特徴とする。
【００１３】
このような加湿器によれば、中空糸膜を封止部内に延長し、埋設することによって、部品点数を増加させずに、封止部内の複数の第１通路を容易に構成できる。
【００１４】
また、前記加湿器において、前記封止部は、ポッティングにより形成されることを特徴とする。
【００１５】
このような加湿器によれば、複数の第１通路及び複数の第２通路を、容易に一体で形成できる。
なお、複数の第２通路を、前記した複数の中空部材により構成する場合、複数の中空部材のケース内側端は、そのケース内側の開口がポッティングを構成する樹脂によって閉塞されないように、やや延びていることが好ましい。
【００１６】
また、前記加湿器において、前記封止部は、前記ケースの外部に膨出すると共に、外部に臨む異なる第１面及び第２面を有し、前記複数の第１通路は、前記第１面で開口し、前記複数の第２通路は、前記第２面で開口していることを特徴とする。
【００１７】
このような加湿器では、第１面と第２面とが、非同一面上に配置されることになる。
したがって、第１面に被さるように設けられ、複数の第１通路に対して第１流体を分配又は集合する第１キャップ部と、第２面に被さるように設けられ、複数の第２通路に対して第２流体を分配又は集合する第２キャップ部とは、異なる第１面及び第２面と同様に、異なる面上に配置されることになる。
【００１８】
そうすると、第１キャップ部に第１面と垂直となるように形成され、ホース等が接続される第１接続部と、第２キャップ部に第２面と垂直になるように形成され、ホース等が接続される第２接続部とが、並んで配置されることはなく、ホース等を接続容易とするための空間が形成される。すなわち、第１面、第２面に対応して形成される第１接続部と第２接続部とが同一平面上で並んで配置されることはない。これにより、第１接続部及び第２接続部の一方に対して、他方に邪魔されることなく、ホース等を容易に接続できる。
【００１９】
また、前記加湿器において、前記封止部と同様の封止部を、前記ケースの他端にも備えることを特徴とする。
【００２０】
このような加湿器によれば、ケースの他端側内においても第２流体の通流しないデットスペースが形成されない。これにより、ケースの他端側内においても、湿度の低い第１流体又は第２流体を好適に加湿できる。
【００２１】
また、前記加湿器において、前記封止部は、前記ケースの外部に膨出すると共に、外部に臨み異なる第１面及び第２面を前記中空糸膜の径方向両外側（後記する実施形態では上下方向の上側及び下側）にそれぞれ有し、前記第２流路は前記第２面で開口しており、当該封止部と同様の封止部を、前記ケースの他端にも備え、前記一端側（後記する実施形態では前端側）における前記封止部の前記第２面と、前記他端側（後記する実施形態では後端側）における前記封止部の前記第２面とは、前記中空糸膜の径方向（後記する実施形態では上下方向）において逆であることを特徴とする。
【００２２】
このような加湿器によれば、一端側の第２面と他端側の第２面とは、中空糸膜の径方向において逆であるので、一端側の第２面における第２通路の開口と、他端側の第２面における第２通路の開口とは、中空糸膜の径方向において逆となり、略対角に配置される。
すなわち、第２流体の入口又は出口となる一端側の開口と他端側の開口とが、中空糸膜の径方向において逆であって、略対角に離れて配置されるので、第２流体が中空糸膜束とケース内壁面との間を偏って通流せず、ケース内全体に亘って通流しやすくなる。これにより、第１流体又は第２流体を好適に加湿できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、好適に加湿可能な加湿器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図８を参照して説明する。
まず、本実施形態に係る加湿器１が組み込まれた燃料電池システム１００について、図１を参照して説明する。燃料電池システム１００は、図示しない燃料電池自動車（移動体）に搭載されており、燃料電池スタック１１０と、水素タンク１２１と、コンプレッサ１３１と、加湿器１とを備えている。
【００２５】
燃料電池スタック１１０は、固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：ＰＥＦＣ）であり、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly、膜電極接合体）をセパレータ（図示しない）で挟持してなる単セルが複数積層されて構成されている。ＭＥＡは、電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟持するカソード及びアノードとを備えている。各セパレータには、溝や貫通孔からなるアノード流路１１１及びカソード流路１１２が形成されている。
【００２６】
そして、水素が、水素タンク１２１から、配管１２１ａ、アノード流路１１１を介してアノードに供給され、酸素を含む空気が、外気を吸気するコンプレッサ１３１から、配管１３１ａ、加湿器１、配管１３１ｂ、カソード流路１１２を介してカソードに供給されると、アノード及びカソードに含まれる触媒（Ｐｔ等）上で電極反応が起こり、燃料電池スタック１１０が発電可能な状態となる。
【００２７】
このように発電可能な状態の燃料電池スタック１１０と、外部負荷（例えば走行用のモータ）とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１１０が発電するようになっている。
【００２８】
また、アノード流路１１１から排出されたアノードオフガスは、配管１２１ｂを介して、希釈器１３２に排出されるようになっている。一方、カソード流路１１２から排出されたカソードオフガスは、配管１３１ｃ、加湿器１、配管１３２ａを介して、希釈器１３２に排出され、希釈器１３２においてアノードオフガス中の未消費の水素を希釈するようになっている。そして、希釈後のガスは、配管１３２ｂを介して、車外に排出されるようになっている。
なお、カソードオフガスは、カソードにおける電極反応により生成する水蒸気（水分）により多湿である。また、生成した水蒸気の一部は電解質膜をアノード側に透過するので、アノードオフガスも多湿である。
【００２９】
≪加湿器の構成≫
次に、加湿器１の構成について、図２から図８を参照して説明する。なお、明確に説明するために、図２を基準として、前、後、左、右、上、下を設定する。また、図３から図８では、中空糸膜１２、中空部材４０の本数を減らして記載している。
【００３０】
加湿器１は、コンプレッサ１３１からカソード流路１１２に向かう加湿すべき空気（第１流体）を、カソード流路１１２から排出された多湿のカソードオフガス（第２流体）で加湿するものであって、その外形は図２示すように略直方体を呈している。すなわち、カソード流路１１２に向かう空気の湿度と、カソードオフガスの湿度とは異なり、カソードオフガスの湿度が高い。
【００３１】
図３に示すように、加湿器１は、中空糸膜束１１と、中空糸膜束１１を収容する四角筒状のケース２１と、封止部３０、３０と、複数の中空部材４０と、キャップ５０、５０を備えている。
ここで、本実施形態では、加湿される空気は中空糸膜束１１を構成する中空糸膜１２内を前方に向かって通流し、多湿のカソードオフガスは中空糸膜１２外であってケース２１内を後方に向かって通流する。つまり、空気の通流向きとカソードオフガスの通流向きとは対向しており、加湿効率が高められている。
【００３２】
また、加湿器１は、側断面視において、その中心点Ｐ（図３参照）を中心とした点対称な構造を有している。よって、以下、加湿後の空気の出口側であって、カソードオフガスの入口側となる加湿器１の前側の構造を主に説明し、加湿前の空気の入口側であって、カソードオフガスの出口側となる加湿器１の後側については、適宜省略する。
【００３３】
中空糸膜束１１は、ポリイミド等から形成され、水分透過性を有する中空糸膜１２が、複数本（例えば１０〜１００００本）にて束ねられたものである。
【００３４】
各中空糸膜１２の前側、後側は、図３から図５に示すように、封止部３０を介して、ケース２１にそれぞれ固定されている。
【００３５】
各中空糸膜１２の前側は、図３及び図４に示すように、前側の封止部３０内を前方に延び、これに埋設されると共に、各中空糸膜１２の前端は、封止部３０の後記する第１面３１で開口している（図６参照）。そして、中空糸膜１２内の空気は、キャップ５０の第１キャップ部５１内で集合した後、第１接続部５１ａを通って配管１３１ｂに流出するようになっている。
【００３６】
すなわち、前側の封止部３０内に形成され、中空糸膜１２内と連通すると共に、空気（第１流体）が通流する第１通路は、各中空糸膜１２が、前側の封止部３０内を前方に延び、封止部３０に埋設された部分によって構成されている。
【００３７】
各中空糸膜１２の後側は、図３及び図５に示すように、後側の封止部３０内を後方に延び、第１面３１で開口している（図７参照）。そして、配管１３１ａからの加湿前の空気は、第１接続部５１ａを通り、後側のキャップ５０の第１キャップ部５１内で、各中空糸膜１２に分配されるようになっている。
【００３８】
ケース２１は、その内部に、中空糸膜束１１を収容する四角筒状の容器であり、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）やＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）等の硬質樹脂から形成されている。
【００３９】
封止部３０、３０は、ケース２１の前端（一端）又は後端（他端）にそれぞれ設けられると共に、ケース２１の前端側又は後端側の開口２２、２２を閉じている。なお、封止部３０、３０は、エポキシ樹脂等をポッティングすることにより容易に形成され、ポッティング部とも称される。
【００４０】
各封止部３０の上下方向における中央は、外部に膨出、つまり、中空糸膜１２の軸方向において外方向（前方向又は後方向）に、この中央を頂点とした断面三角形で膨出している。そして、各封止部３０は、前記頂点となる中央を境として、外部に臨む異なる第１面３１と第２面３２を有している。すなわち、第１面３１と第２面３２とは、同一平面上にない異なる面である。
【００４１】
ここで、加湿器１は、前記したように、側断面視において点対称な構造であるので、前側の第１面３１と後側の第１面３１、前側の第２面３２と後側の第２面３２は、上下方向（中空糸膜１２の径方向）において、それぞれ逆となり、側断面視においてそれぞれ略対角に離れて配置されている。
【００４２】
すなわち、前側の第２面３２における中空部材４０の開口（カソードオフガスの入口）と、後側の第２面３２における中空部材４０の開口（カソードオフガスの出口）とは、上下方向において逆であって、略対角に離れて配置されるので、カソードオフガスが中空糸膜束１１とケース２１の天壁面や底壁面（内壁面）との間を偏って通流せず、ケース２１内全体に亘って通流するようになっている。
【００４３】
なお、本実施形態では、各封止部３０が、側断面視において膨出した中央を境（稜線）として、その上下に第１面３１及び第２面３２を備える構成を例示しているが、その他に例えば、平断面視において各封止部３０の中央が膨出し、その左右に第１面３１及び第２面３２を備える構成でもよい。
【００４４】
＜中空部材＞
複数の中空部材４０は、前側の封止部３０と後側の封止部３０とにそれぞれ埋設されている。前側の封止部３０に埋設された複数の中空部材４０は、キャップ５０の後記する第２キャップ部５２からのカソードオフガスを、ケース２１内に流入させるものである（図４参照）。後側の封止部３０に埋設された複数の中空部材４０は、ケース２１内のカソードオフガスを、キャップ５０の後記する第２キャップ部５２内に流出させるものである（図５参照）。
なお、中空部材４０は中空糸膜１２よりも太く、中空部材４０の数は中空糸膜１２よりも少なく設定されている（図４〜図８参照）。これは、中空部材４０の太さが細く、数が多くなるにしたがって、封止部３０での複数の中空膜１２間における中空部材４０の均等な配置が難しくなるためである。
【００４５】
さらに説明すると、前側の封止部３０に埋設された複数の中空部材４０は、図４に示すように、その前端は中空糸膜１２が開口する第１面３１と異なる第２面３２で開口しており（図６参照）、その後端は、ケース２１内で開口している。そして、配管１３１ｃからのカソードオフガスは、キャップ５０の第２キャップ部５２内で、各中空部材４０に分配された後、各中空部材４０内を後方に向かって通流した後、ケース２１内全体に流出するようになっている。これにより、ケース２１内のカソードオフガスの入口側（封止部３０の後方近傍）において、カソードオフガスの通流しないデッドスペースが形成されないようになっている。
【００４６】
すなわち、前側の封止部３０内に形成され、中空糸膜１２外であってケース２１内と連通すると共にケース２１内に開口し、カソードオフガス（第２流体）が通流する第２通路は、封止部３０内に埋設された中空部材４０によって構成されている。
【００４７】
また、中空部材４０の後端側（ケース２１内側）の開口は、ケース２１の輪切り断面方向全体に分布しており、カソードオフガスがケース２１の輪切り断面方向において均等に流出し、カソードオフガスの通流しないデッドスペースがさらに形成されにくくなっている（図８参照）。
【００４８】
さらに、中空部材４０の後端は、封止部３０からケース２１内に向かって突出しており、ポッティングによって封止部３０を形成する際に、エポキシ樹脂等が中空部材４０内に流入しないようになっている。
【００４９】
一方、後側の封止部３０に埋設された複数の中空部材４０は、図５に示すように、その後端は中空糸膜１２が開口する第１面３１と異なる第２面３２で開口しており（図７参照）、その前端は、ケース２１内で開口している。そして、ケース２１内のカソードオフガスは、各中空部材４０内を後方に向かって通流し、キャップ５０の第２キャップ部５２内で集合した後、第２接続部５２ａを通って配管１３２ａに流出するようになっている。これにより、ケース２１内のカソードオフガスの出口側（封止部３０の前方近傍）においても、カソードオフガスの通流しないデッドスペースが形成されないようになっている。
【００５０】
キャップ５０は、複数の中空糸膜１２に対して空気を分配又は集合する第１キャップ部５１と、複数の中空部材４０に対してカソードオフガスを分配又は集合する第２キャップ部５２とが、一体成形されたものである。
【００５１】
すなわち、第１キャップ部５１は、複数の中空糸膜１２が開口する封止部３０の第１面３１にそれぞれ被さるように配置される（図４、図５参照）。そして、前側の第１キャップ部５１内では各中空糸膜１２からの空気を集合し（図４参照）、後側の第１キャップ部５１内では空気を各中空糸膜１２に分配する（図５参照）。
【００５２】
一方、第２キャップ部５２は、複数の中空部材４０が開口する封止部３０の第２面３２にそれぞれ被さるように配置される（図４、図５参照）。そして、前側の第２キャップ部５２内ではカソードオフガスを各中空部材４０に分配し（図４参照）、後側の第２キャップ部５２内では中空部材４０からのカソードオフガスを集合する（図５参照）。
【００５３】
ここで、封止部３０に形成された第１面３１と第２面３２とは、前記したように同一平面上にない異なる面であるので、第１キャップ部５１と第２キャップ部５２も、異なる面上に配置される（図４、図５参照）。すなわち、第１キャップ部５１と第２キャップ部５２とが、同一平面上に並んで配置されていない。
【００５４】
そして、第１キャップ部５１に形成された第１接続部５１ａと、第２キャップ部５２に形成された第２接続部５２ａとも、同一平面上に並んでおらず、側断面視において開いた配置となっている（図４、図５参照）。なお、第１接続部５１ａは、ゴムホース等からなる配管１３１ｂ又は配管１３１ａが接続される部分であり、第２接続部５２ａは、配管１３１ａ又は配管１３２ａが接続される部分である。
【００５５】
このように、第１接続部５１ａと第２接続部５２ａとが、同一平面上に並設された構成でなく、相互に離間し開いた状態であるので、第１接続部５１ａに配管１３１ｂ又は配管１３１ａを、第２接続部５２ａに配管１３１ａ又は配管１３２ａを、接続する際の作業スペースが形成され、これら配管１３１ｂ等を容易に接続できる。
【００５６】
≪加湿器の作用効果≫
次に、加湿器１の作用効果を説明する。
コンプレッサ１３１からの空気は、配管１３１ａから、後側の第１キャップ部５１内を通って、各中空糸膜１２に流入し（図５参照）、各中空糸膜１２内を前方に向かって通流する。次いで、空気は、各中空糸膜１２から、前側の第１キャップ部５１内を通って、配管１３１ｂに流出する（図４参照）。
【００５７】
一方、カソードオフガスは、配管１３１ｃから前側の第２キャップ部５２内を通って、各中空部材４０内に流入し、輪切り断面方向全体に分布している各中空部材４０の後側開口から、中空糸膜１２の軸方向（前後方向）に沿いつつ、ケース２１内の前側全体に流入した後（図４参照）、中空糸膜１２外であってケース２１内を後方に向かって通流する（図３参照）。
【００５８】
すなわち、ケース２１内の前側部分において、ケース２１内へのカソードオフガスの流入口（各中空部材４０の後側開口）が、輪切り断面方向全体に分布しているので（図８参照）、カソードオフガスが通流しないデッドスペースが形成されず、中空糸膜１２のケース２１内の前側部分を介してもカソードオフガスによって空気が加湿され、加湿効率が高められている。
【００５９】
また、ケース２１内を後方に通流したカソードオフガスは、輪切り断面方向全体に分布している各中空部材４０の前側開口から、各中空部材４０内に流入する（図５参照）。
すなわち、ケース２１内の後側部分において、ケース２１内からのカソードオフガスの流出口（各中空部材４０の前側開口）が、輪切り断面方向全体に分布しているので、カソードオフガスが通流しないデッドスペースが形成されず、中空糸膜１２のケース２１内の後側部分を介してもカソードオフガスによって空気が加湿され、加湿効率が高められている。
【００６０】
さらに、カソードオフガスは、中空糸膜１２に対して垂直方向（上下方向）ではなく、中空糸膜１２の軸方向（前後方向）に沿いながら、流入／流出するので、カソードオフガスが受ける圧力損失は小さくなっている。これにより、カソードオフガスの流れが、ケース２１内において乱れにくくなっている。
【００６１】
さらにまた、前側の第２面３２における中空部材４０の開口（カソードオフガスの入口）と、後側の第２面３２における中空部材４０の開口（カソードオフガスの出口）とは、上下方向において逆、つまり、略対角に離れているので、ケース２１内において、カソードオフガスが、中空糸膜束１１とケース２１の天壁面や底壁面（内壁面）との間を偏って通流せず、ケース２１内全体に亘って通流する。これにより、カソードオフガスの通流しないデッドスペースがさらに発生しにくくなり、カソードオフガスで空気をより効率的に加湿できる。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。
【００６３】
前記した実施形態では、封止部３０内において空気（第１流体）の通流する第１通路が、中空糸膜１２の封止部３０に埋設された部分によって構成された場合を例示したが、その他に例えば、封止部３０に中空部材を埋設し、その内部を第１通路（空気通路）としてもよい。この場合、第１通路（空気通路）用の中空部材と、中空糸膜１２とを適宜に接続させる。
【００６４】
前記した実施形態では、封止部３０内においてカソードオフガス（第２流体）の通流する第２通路が、封止部３０に埋設された中空部材４０によって構成された場合を例示したが、その他に例えば、ポッティングによって封止部３０を形成する際に、フレキシブルな中子等を埋設し、樹脂の硬化後、この中子を引き抜き、封止部３０内に第２通路を形成する構成でもよい。
【００６５】
前記した実施形態では、ケース２１が四角筒形である構成を例示したが、その他に例えば、円筒形である構成でもよい。
また、第１キャップ部５１と第２キャップ部５２とが一体成形された構成を例示したが、別体である構成でもよい。
さらに、中空部材４０が両端側の封止部３０、３０に埋設された構成を例示したが、片側の封止部３０のみに埋設された構成でもよい。
【００６６】
前記した実施形態では、空気が中空糸膜１２内を通流し、カソードオフガスが中空糸膜１２外を通流する構成を例示したが、空気が中空糸膜１２外を通流し、湿度の高いカソードオフガスが中空糸膜１２内を通流する構成でもよい。
また、空気及びカソードオフガスの通流方向が、逆向きである構成を例示したが、同方向でもよい。
さらに、第１流体が空気、第２流体がカソードオフガスである構成、つまり、第１流体及び第２流体がガスである構成を例示したが、その他に例えば、第２流体が水（液体）である構成でもよい。
【００６７】
前記した実施形態では、加湿器１が空気とカソードオフガスとの間で水分交換し、燃料電池スタック１１０に向かう空気を加湿する構成を例示したが、その他に例えば、水素とアノードオフガスとの間で水分交換し、燃料電池スタック１１０に向かう水素を加湿する構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る加湿器の斜視図である。
【図３】本実施形態に係る加湿器の側断面図（図２のＸ１−Ｘ１線断面図）である。
【図４】本実施形態に係る加湿器の側断面図であって、前側の拡大図である。
【図５】本実施形態に係る加湿器の側断面図であって、後側の拡大図である。
【図６】本実施形態に係る加湿器を前方から見た図であって、キャップを省略したものである。
【図７】本実施形態に係る加湿器を後方から見た図であって、キャップを省略したものである。
【図８】図４のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 加湿器
１１ 中空糸膜束
１２ 中空糸膜
２１ ケース
２２ 開口
３０ 封止部
３１ 第１面
３２ 第２面
４０ 中空部材（第２通路）
Ｐ 点対称構造の中心点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池等に供給される空気等の流体を加湿する加湿器に関し、詳しくは、水分透過性の中空糸膜を有する加湿器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：ＰＥＦＣ）等の燃料電池においては、燃料電池を構成する電解質膜の湿潤状態を確保するべく、水素（燃料ガス）、酸素を含む空気（酸化剤ガス）を加湿する加湿器が必要とされる。このような加湿器は、中空糸膜を束ねてなる中空糸膜束と、中空糸膜束を収容するケースとを備え、例えば、燃料電池に向かう加湿すべき空気が中空糸膜内を、燃料電池のカソードから排出された多湿のカソードオフガスが中空糸膜外を、それぞれ通流する（特許文献１〜２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７３６８７号公報
【特許文献２】特開２００５−３２１１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の加湿器では、カソードオフガスが、中空糸膜束を収容するケースの周壁部に形成されたオフガス流入部／流出部から流入／流出するので、中空糸膜束において、オフガスが通流しないスペース（デッドスペース）が形成されてしまい、このデットスペースにおいて、空気が加湿されず、加湿効率が低下するという不都合があった。
なお、デッドスペースは、オフガス流入部／流出部を通るケースの輪切り断面方向において、オフガス流入部／流出部から離れた部分に形成される。
【０００５】
そこで、本発明は、好適に加湿可能な加湿器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、複数の中空糸膜が束ねられてなる中空糸膜束と、前記中空糸膜束を収容する筒状のケースと、前記ケースの一端に設けられ、前記ケースの一端側の開口を閉じる封止部と、を備え、第１流体が前記中空糸膜内を通流し、前記第１流体と異なる湿度の第２流体が前記ケース内であって前記中空糸膜外を通流する加湿器であって、前記封止部は、その内部に、前記中空糸膜内と連通し、第１流体が通流する複数の第１通路と、前記中空糸膜外であって前記ケース内と連通すると共に前記ケース内に開口し、第２流体が通流する複数の第２通路と、を有することを特徴とする加湿器である。
【０００７】
このような加湿器によれば、第２流体が、封止部内に形成された複数の第２通路を通って、ケース内に流入又はケース内から流出し、複数の第２通路のケース内側の開口近傍においても、第２流体が通流することになる。つまり、ケースの一端側内において、第２流体の通流しないデットスペースが形成されない。
これにより、複数の第２通路のケース内側の開口近傍においても、中空糸膜を介して、第１流体と第２流体との間で水分交換でき、湿度の低い第１流体又は第２流体を好適に加湿できる。
【０００８】
また、前記加湿器において、前記複数の第２通路の前記ケース内側の開口は、前記ケースの輪切り断面方向全体に分布していることを特徴とする。
【０００９】
このような加湿器によれば、第２流体が、ケースの一端側内の全体を通流しやすくなるので、ケースの一端側内において、デットスペースがさらに形成されにくくなる。
【００１０】
また、前記加湿器において、前記複数の第２通路は、前記封止部内に埋設された複数の中空部材により構成されていることを特徴とする。
【００１１】
このような加湿器によれば、封止部内の複数の第２通路を容易に構成できる。
【００１２】
また、前記加湿器において、前記複数の第１通路は、前記複数の中空糸膜が前記封止部内を延び埋設された部分により構成されていることを特徴とする。
【００１３】
このような加湿器によれば、中空糸膜を封止部内に延長し、埋設することによって、部品点数を増加させずに、封止部内の複数の第１通路を容易に構成できる。
【００１４】
また、前記加湿器において、前記封止部は、ポッティングにより形成されることを特徴とする。
【００１５】
このような加湿器によれば、複数の第１通路及び複数の第２通路を、容易に一体で形成できる。
なお、複数の第２通路を、前記した複数の中空部材により構成する場合、複数の中空部材のケース内側端は、そのケース内側の開口がポッティングを構成する樹脂によって閉塞されないように、やや延びていることが好ましい。
【００１６】
また、前記加湿器において、前記封止部は、前記ケースの外部に膨出すると共に、外部に臨む異なる第１面及び第２面を有し、前記複数の第１通路は、前記第１面で開口し、前記複数の第２通路は、前記第２面で開口していることを特徴とする。
【００１７】
このような加湿器では、第１面と第２面とが、非同一面上に配置されることになる。
したがって、第１面に被さるように設けられ、複数の第１通路に対して第１流体を分配又は集合する第１キャップ部と、第２面に被さるように設けられ、複数の第２通路に対して第２流体を分配又は集合する第２キャップ部とは、異なる第１面及び第２面と同様に、異なる面上に配置されることになる。
【００１８】
そうすると、第１キャップ部に第１面と垂直となるように形成され、ホース等が接続される第１接続部と、第２キャップ部に第２面と垂直になるように形成され、ホース等が接続される第２接続部とが、並んで配置されることはなく、ホース等を接続容易とするための空間が形成される。すなわち、第１面、第２面に対応して形成される第１接続部と第２接続部とが同一平面上で並んで配置されることはない。これにより、第１接続部及び第２接続部の一方に対して、他方に邪魔されることなく、ホース等を容易に接続できる。
【００１９】
また、前記加湿器において、前記封止部と同様の封止部を、前記ケースの他端にも備えることを特徴とする。
【００２０】
このような加湿器によれば、ケースの他端側内においても第２流体の通流しないデットスペースが形成されない。これにより、ケースの他端側内においても、湿度の低い第１流体又は第２流体を好適に加湿できる。
【００２１】
また、前記加湿器において、前記封止部は、前記ケースの外部に膨出すると共に、外部に臨み異なる第１面及び第２面を前記中空糸膜の径方向両外側（後記する実施形態では上下方向の上側及び下側）にそれぞれ有し、前記第２流路は前記第２面で開口しており、当該封止部と同様の封止部を、前記ケースの他端にも備え、前記一端側（後記する実施形態では前端側）における前記封止部の前記第２面と、前記他端側（後記する実施形態では後端側）における前記封止部の前記第２面とは、前記中空糸膜の径方向（後記する実施形態では上下方向）において逆であることを特徴とする。
【００２２】
このような加湿器によれば、一端側の第２面と他端側の第２面とは、中空糸膜の径方向において逆であるので、一端側の第２面における第２通路の開口と、他端側の第２面における第２通路の開口とは、中空糸膜の径方向において逆となり、略対角に配置される。
すなわち、第２流体の入口又は出口となる一端側の開口と他端側の開口とが、中空糸膜の径方向において逆であって、略対角に離れて配置されるので、第２流体が中空糸膜束とケース内壁面との間を偏って通流せず、ケース内全体に亘って通流しやすくなる。これにより、第１流体又は第２流体を好適に加湿できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、好適に加湿可能な加湿器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について、図１から図８を参照して説明する。
まず、本実施形態に係る加湿器１が組み込まれた燃料電池システム１００について、図１を参照して説明する。燃料電池システム１００は、図示しない燃料電池自動車（移動体）に搭載されており、燃料電池スタック１１０と、水素タンク１２１と、コンプレッサ１３１と、加湿器１とを備えている。
【００２５】
燃料電池スタック１１０は、固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：ＰＥＦＣ）であり、ＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly、膜電極接合体）をセパレータ（図示しない）で挟持してなる単セルが複数積層されて構成されている。ＭＥＡは、電解質膜（固体高分子膜）と、これを挟持するカソード及びアノードとを備えている。各セパレータには、溝や貫通孔からなるアノード流路１１１及びカソード流路１１２が形成されている。
【００２６】
そして、水素が、水素タンク１２１から、配管１２１ａ、アノード流路１１１を介してアノードに供給され、酸素を含む空気が、外気を吸気するコンプレッサ１３１から、配管１３１ａ、加湿器１、配管１３１ｂ、カソード流路１１２を介してカソードに供給されると、アノード及びカソードに含まれる触媒（Ｐｔ等）上で電極反応が起こり、燃料電池スタック１１０が発電可能な状態となる。
【００２７】
このように発電可能な状態の燃料電池スタック１１０と、外部負荷（例えば走行用のモータ）とが電気的に接続され、電流が取り出されると、燃料電池スタック１１０が発電するようになっている。
【００２８】
また、アノード流路１１１から排出されたアノードオフガスは、配管１２１ｂを介して、希釈器１３２に排出されるようになっている。一方、カソード流路１１２から排出されたカソードオフガスは、配管１３１ｃ、加湿器１、配管１３２ａを介して、希釈器１３２に排出され、希釈器１３２においてアノードオフガス中の未消費の水素を希釈するようになっている。そして、希釈後のガスは、配管１３２ｂを介して、車外に排出されるようになっている。
なお、カソードオフガスは、カソードにおける電極反応により生成する水蒸気（水分）により多湿である。また、生成した水蒸気の一部は電解質膜をアノード側に透過するので、アノードオフガスも多湿である。
【００２９】
≪加湿器の構成≫
次に、加湿器１の構成について、図２から図８を参照して説明する。なお、明確に説明するために、図２を基準として、前、後、左、右、上、下を設定する。また、図３から図８では、中空糸膜１２、中空部材４０の本数を減らして記載している。
【００３０】
加湿器１は、コンプレッサ１３１からカソード流路１１２に向かう加湿すべき空気（第１流体）を、カソード流路１１２から排出された多湿のカソードオフガス（第２流体）で加湿するものであって、その外形は図２示すように略直方体を呈している。すなわち、カソード流路１１２に向かう空気の湿度と、カソードオフガスの湿度とは異なり、カソードオフガスの湿度が高い。
【００３１】
図３に示すように、加湿器１は、中空糸膜束１１と、中空糸膜束１１を収容する四角筒状のケース２１と、封止部３０、３０と、複数の中空部材４０と、キャップ５０、５０を備えている。
ここで、本実施形態では、加湿される空気は中空糸膜束１１を構成する中空糸膜１２内を前方に向かって通流し、多湿のカソードオフガスは中空糸膜１２外であってケース２１内を後方に向かって通流する。つまり、空気の通流向きとカソードオフガスの通流向きとは対向しており、加湿効率が高められている。
【００３２】
また、加湿器１は、側断面視において、その中心点Ｐ（図３参照）を中心とした点対称な構造を有している。よって、以下、加湿後の空気の出口側であって、カソードオフガスの入口側となる加湿器１の前側の構造を主に説明し、加湿前の空気の入口側であって、カソードオフガスの出口側となる加湿器１の後側については、適宜省略する。
【００３３】
中空糸膜束１１は、ポリイミド等から形成され、水分透過性を有する中空糸膜１２が、複数本（例えば１０〜１００００本）にて束ねられたものである。
【００３４】
各中空糸膜１２の前側、後側は、図３から図５に示すように、封止部３０を介して、ケース２１にそれぞれ固定されている。
【００３５】
各中空糸膜１２の前側は、図３及び図４に示すように、前側の封止部３０内を前方に延び、これに埋設されると共に、各中空糸膜１２の前端は、封止部３０の後記する第１面３１で開口している（図６参照）。そして、中空糸膜１２内の空気は、キャップ５０の第１キャップ部５１内で集合した後、第１接続部５１ａを通って配管１３１ｂに流出するようになっている。
【００３６】
すなわち、前側の封止部３０内に形成され、中空糸膜１２内と連通すると共に、空気（第１流体）が通流する第１通路は、各中空糸膜１２が、前側の封止部３０内を前方に延び、封止部３０に埋設された部分によって構成されている。
【００３７】
各中空糸膜１２の後側は、図３及び図５に示すように、後側の封止部３０内を後方に延び、第１面３１で開口している（図７参照）。そして、配管１３１ａからの加湿前の空気は、第１接続部５１ａを通り、後側のキャップ５０の第１キャップ部５１内で、各中空糸膜１２に分配されるようになっている。
【００３８】
ケース２１は、その内部に、中空糸膜束１１を収容する四角筒状の容器であり、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）やＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）等の硬質樹脂から形成されている。
【００３９】
封止部３０、３０は、ケース２１の前端（一端）又は後端（他端）にそれぞれ設けられると共に、ケース２１の前端側又は後端側の開口２２、２２を閉じている。なお、封止部３０、３０は、エポキシ樹脂等をポッティングすることにより容易に形成され、ポッティング部とも称される。
【００４０】
各封止部３０の上下方向における中央は、外部に膨出、つまり、中空糸膜１２の軸方向において外方向（前方向又は後方向）に、この中央を頂点とした断面三角形で膨出している。そして、各封止部３０は、前記頂点となる中央を境として、外部に臨む異なる第１面３１と第２面３２を有している。すなわち、第１面３１と第２面３２とは、同一平面上にない異なる面である。
【００４１】
ここで、加湿器１は、前記したように、側断面視において点対称な構造であるので、前側の第１面３１と後側の第１面３１、前側の第２面３２と後側の第２面３２は、上下方向（中空糸膜１２の径方向）において、それぞれ逆となり、側断面視においてそれぞれ略対角に離れて配置されている。
【００４２】
すなわち、前側の第２面３２における中空部材４０の開口（カソードオフガスの入口）と、後側の第２面３２における中空部材４０の開口（カソードオフガスの出口）とは、上下方向において逆であって、略対角に離れて配置されるので、カソードオフガスが中空糸膜束１１とケース２１の天壁面や底壁面（内壁面）との間を偏って通流せず、ケース２１内全体に亘って通流するようになっている。
【００４３】
なお、本実施形態では、各封止部３０が、側断面視において膨出した中央を境（稜線）として、その上下に第１面３１及び第２面３２を備える構成を例示しているが、その他に例えば、平断面視において各封止部３０の中央が膨出し、その左右に第１面３１及び第２面３２を備える構成でもよい。
【００４４】
＜中空部材＞
複数の中空部材４０は、前側の封止部３０と後側の封止部３０とにそれぞれ埋設されている。前側の封止部３０に埋設された複数の中空部材４０は、キャップ５０の後記する第２キャップ部５２からのカソードオフガスを、ケース２１内に流入させるものである（図４参照）。後側の封止部３０に埋設された複数の中空部材４０は、ケース２１内のカソードオフガスを、キャップ５０の後記する第２キャップ部５２内に流出させるものである（図５参照）。
なお、中空部材４０は中空糸膜１２よりも太く、中空部材４０の数は中空糸膜１２よりも少なく設定されている（図４〜図８参照）。これは、中空部材４０の太さが細く、数が多くなるにしたがって、封止部３０での複数の中空膜１２間における中空部材４０の均等な配置が難しくなるためである。
【００４５】
さらに説明すると、前側の封止部３０に埋設された複数の中空部材４０は、図４に示すように、その前端は中空糸膜１２が開口する第１面３１と異なる第２面３２で開口しており（図６参照）、その後端は、ケース２１内で開口している。そして、配管１３１ｃからのカソードオフガスは、キャップ５０の第２キャップ部５２内で、各中空部材４０に分配された後、各中空部材４０内を後方に向かって通流した後、ケース２１内全体に流出するようになっている。これにより、ケース２１内のカソードオフガスの入口側（封止部３０の後方近傍）において、カソードオフガスの通流しないデッドスペースが形成されないようになっている。
【００４６】
すなわち、前側の封止部３０内に形成され、中空糸膜１２外であってケース２１内と連通すると共にケース２１内に開口し、カソードオフガス（第２流体）が通流する第２通路は、封止部３０内に埋設された中空部材４０によって構成されている。
【００４７】
また、中空部材４０の後端側（ケース２１内側）の開口は、ケース２１の輪切り断面方向全体に分布しており、カソードオフガスがケース２１の輪切り断面方向において均等に流出し、カソードオフガスの通流しないデッドスペースがさらに形成されにくくなっている（図８参照）。
【００４８】
さらに、中空部材４０の後端は、封止部３０からケース２１内に向かって突出しており、ポッティングによって封止部３０を形成する際に、エポキシ樹脂等が中空部材４０内に流入しないようになっている。
【００４９】
一方、後側の封止部３０に埋設された複数の中空部材４０は、図５に示すように、その後端は中空糸膜１２が開口する第１面３１と異なる第２面３２で開口しており（図７参照）、その前端は、ケース２１内で開口している。そして、ケース２１内のカソードオフガスは、各中空部材４０内を後方に向かって通流し、キャップ５０の第２キャップ部５２内で集合した後、第２接続部５２ａを通って配管１３２ａに流出するようになっている。これにより、ケース２１内のカソードオフガスの出口側（封止部３０の前方近傍）においても、カソードオフガスの通流しないデッドスペースが形成されないようになっている。
【００５０】
キャップ５０は、複数の中空糸膜１２に対して空気を分配又は集合する第１キャップ部５１と、複数の中空部材４０に対してカソードオフガスを分配又は集合する第２キャップ部５２とが、一体成形されたものである。
【００５１】
すなわち、第１キャップ部５１は、複数の中空糸膜１２が開口する封止部３０の第１面３１にそれぞれ被さるように配置される（図４、図５参照）。そして、前側の第１キャップ部５１内では各中空糸膜１２からの空気を集合し（図４参照）、後側の第１キャップ部５１内では空気を各中空糸膜１２に分配する（図５参照）。
【００５２】
一方、第２キャップ部５２は、複数の中空部材４０が開口する封止部３０の第２面３２にそれぞれ被さるように配置される（図４、図５参照）。そして、前側の第２キャップ部５２内ではカソードオフガスを各中空部材４０に分配し（図４参照）、後側の第２キャップ部５２内では中空部材４０からのカソードオフガスを集合する（図５参照）。
【００５３】
ここで、封止部３０に形成された第１面３１と第２面３２とは、前記したように同一平面上にない異なる面であるので、第１キャップ部５１と第２キャップ部５２も、異なる面上に配置される（図４、図５参照）。すなわち、第１キャップ部５１と第２キャップ部５２とが、同一平面上に並んで配置されていない。
【００５４】
そして、第１キャップ部５１に形成された第１接続部５１ａと、第２キャップ部５２に形成された第２接続部５２ａとも、同一平面上に並んでおらず、側断面視において開いた配置となっている（図４、図５参照）。なお、第１接続部５１ａは、ゴムホース等からなる配管１３１ｂ又は配管１３１ａが接続される部分であり、第２接続部５２ａは、配管１３１ａ又は配管１３２ａが接続される部分である。
【００５５】
このように、第１接続部５１ａと第２接続部５２ａとが、同一平面上に並設された構成でなく、相互に離間し開いた状態であるので、第１接続部５１ａに配管１３１ｂ又は配管１３１ａを、第２接続部５２ａに配管１３１ａ又は配管１３２ａを、接続する際の作業スペースが形成され、これら配管１３１ｂ等を容易に接続できる。
【００５６】
≪加湿器の作用効果≫
次に、加湿器１の作用効果を説明する。
コンプレッサ１３１からの空気は、配管１３１ａから、後側の第１キャップ部５１内を通って、各中空糸膜１２に流入し（図５参照）、各中空糸膜１２内を前方に向かって通流する。次いで、空気は、各中空糸膜１２から、前側の第１キャップ部５１内を通って、配管１３１ｂに流出する（図４参照）。
【００５７】
一方、カソードオフガスは、配管１３１ｃから前側の第２キャップ部５２内を通って、各中空部材４０内に流入し、輪切り断面方向全体に分布している各中空部材４０の後側開口から、中空糸膜１２の軸方向（前後方向）に沿いつつ、ケース２１内の前側全体に流入した後（図４参照）、中空糸膜１２外であってケース２１内を後方に向かって通流する（図３参照）。
【００５８】
すなわち、ケース２１内の前側部分において、ケース２１内へのカソードオフガスの流入口（各中空部材４０の後側開口）が、輪切り断面方向全体に分布しているので（図８参照）、カソードオフガスが通流しないデッドスペースが形成されず、中空糸膜１２のケース２１内の前側部分を介してもカソードオフガスによって空気が加湿され、加湿効率が高められている。
【００５９】
また、ケース２１内を後方に通流したカソードオフガスは、輪切り断面方向全体に分布している各中空部材４０の前側開口から、各中空部材４０内に流入する（図５参照）。
すなわち、ケース２１内の後側部分において、ケース２１内からのカソードオフガスの流出口（各中空部材４０の前側開口）が、輪切り断面方向全体に分布しているので、カソードオフガスが通流しないデッドスペースが形成されず、中空糸膜１２のケース２１内の後側部分を介してもカソードオフガスによって空気が加湿され、加湿効率が高められている。
【００６０】
さらに、カソードオフガスは、中空糸膜１２に対して垂直方向（上下方向）ではなく、中空糸膜１２の軸方向（前後方向）に沿いながら、流入／流出するので、カソードオフガスが受ける圧力損失は小さくなっている。これにより、カソードオフガスの流れが、ケース２１内において乱れにくくなっている。
【００６１】
さらにまた、前側の第２面３２における中空部材４０の開口（カソードオフガスの入口）と、後側の第２面３２における中空部材４０の開口（カソードオフガスの出口）とは、上下方向において逆、つまり、略対角に離れているので、ケース２１内において、カソードオフガスが、中空糸膜束１１とケース２１の天壁面や底壁面（内壁面）との間を偏って通流せず、ケース２１内全体に亘って通流する。これにより、カソードオフガスの通流しないデッドスペースがさらに発生しにくくなり、カソードオフガスで空気をより効率的に加湿できる。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。
【００６３】
前記した実施形態では、封止部３０内において空気（第１流体）の通流する第１通路が、中空糸膜１２の封止部３０に埋設された部分によって構成された場合を例示したが、その他に例えば、封止部３０に中空部材を埋設し、その内部を第１通路（空気通路）としてもよい。この場合、第１通路（空気通路）用の中空部材と、中空糸膜１２とを適宜に接続させる。
【００６４】
前記した実施形態では、封止部３０内においてカソードオフガス（第２流体）の通流する第２通路が、封止部３０に埋設された中空部材４０によって構成された場合を例示したが、その他に例えば、ポッティングによって封止部３０を形成する際に、フレキシブルな中子等を埋設し、樹脂の硬化後、この中子を引き抜き、封止部３０内に第２通路を形成する構成でもよい。
【００６５】
前記した実施形態では、ケース２１が四角筒形である構成を例示したが、その他に例えば、円筒形である構成でもよい。
また、第１キャップ部５１と第２キャップ部５２とが一体成形された構成を例示したが、別体である構成でもよい。
さらに、中空部材４０が両端側の封止部３０、３０に埋設された構成を例示したが、片側の封止部３０のみに埋設された構成でもよい。
【００６６】
前記した実施形態では、空気が中空糸膜１２内を通流し、カソードオフガスが中空糸膜１２外を通流する構成を例示したが、空気が中空糸膜１２外を通流し、湿度の高いカソードオフガスが中空糸膜１２内を通流する構成でもよい。
また、空気及びカソードオフガスの通流方向が、逆向きである構成を例示したが、同方向でもよい。
さらに、第１流体が空気、第２流体がカソードオフガスである構成、つまり、第１流体及び第２流体がガスである構成を例示したが、その他に例えば、第２流体が水（液体）である構成でもよい。
【００６７】
前記した実施形態では、加湿器１が空気とカソードオフガスとの間で水分交換し、燃料電池スタック１１０に向かう空気を加湿する構成を例示したが、その他に例えば、水素とアノードオフガスとの間で水分交換し、燃料電池スタック１１０に向かう水素を加湿する構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る加湿器の斜視図である。
【図３】本実施形態に係る加湿器の側断面図（図２のＸ１−Ｘ１線断面図）である。
【図４】本実施形態に係る加湿器の側断面図であって、前側の拡大図である。
【図５】本実施形態に係る加湿器の側断面図であって、後側の拡大図である。
【図６】本実施形態に係る加湿器を前方から見た図であって、キャップを省略したものである。
【図７】本実施形態に係る加湿器を後方から見た図であって、キャップを省略したものである。
【図８】図４のＸ２−Ｘ２線断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 加湿器
１１ 中空糸膜束
１２ 中空糸膜
２１ ケース
２２ 開口
３０ 封止部
３１ 第１面
３２ 第２面
４０ 中空部材（第２通路）
Ｐ 点対称構造の中心点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の中空糸膜が束ねられてなる中空糸膜束と、
前記中空糸膜束を収容する筒状のケースと、
前記ケースの一端に設けられ、前記ケースの一端側の開口を閉じる封止部と、
を備え、
第１流体が前記中空糸膜内を通流し、前記第１流体と異なる湿度の第２流体が前記ケース内であって前記中空糸膜外を通流する加湿器であって、
前記封止部は、その内部に、前記中空糸膜内と連通し、第１流体が通流する複数の第１通路と、前記中空糸膜外であって前記ケース内と連通すると共に前記ケース内に開口し、第２流体が通流する複数の第２通路と、を有する
ことを特徴とする加湿器。
【請求項２】
前記複数の第２通路の前記ケース内側の開口は、前記ケースの輪切り断面方向全体に分布している
ことを特徴とする請求項１に記載の加湿器。
【請求項３】
前記複数の第２通路は、前記封止部内に埋設された複数の中空部材により構成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加湿器。
【請求項４】
前記複数の第１通路は、前記複数の中空糸膜が前記封止部内を延び埋設された部分により構成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の加湿器。
【請求項５】
前記封止部は、ポッティングにより形成される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の加湿器。
【請求項６】
前記封止部は、前記ケースの外部に膨出すると共に、外部に臨む異なる第１面及び第２面を有し、
前記複数の第１通路は、前記第１面で開口し、
前記複数の第２通路は、前記第２面で開口している
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の加湿器。
【請求項７】
前記封止部と同様の封止部を、前記ケースの他端にも備える
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の加湿器。
【請求項８】
前記封止部は、前記ケースの外部に膨出すると共に、外部に臨み異なる第１面及び第２面を前記中空糸膜の径方向両外側にそれぞれ有し、前記第２流路は前記第２面で開口しており、
当該封止部と同様の封止部を、前記ケースの他端にも備え、
前記一端側における前記封止部の前記第２面と、前記他端側における前記封止部の前記第２面とは、前記中空糸膜の径方向において逆である
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の加湿器。
【請求項１】
複数の中空糸膜が束ねられてなる中空糸膜束と、
前記中空糸膜束を収容する筒状のケースと、
前記ケースの一端に設けられ、前記ケースの一端側の開口を閉じる封止部と、
を備え、
第１流体が前記中空糸膜内を通流し、前記第１流体と異なる湿度の第２流体が前記ケース内であって前記中空糸膜外を通流する加湿器であって、
前記封止部は、その内部に、前記中空糸膜内と連通し、第１流体が通流する複数の第１通路と、前記中空糸膜外であって前記ケース内と連通すると共に前記ケース内に開口し、第２流体が通流する複数の第２通路と、を有する
ことを特徴とする加湿器。
【請求項２】
前記複数の第２通路の前記ケース内側の開口は、前記ケースの輪切り断面方向全体に分布している
ことを特徴とする請求項１に記載の加湿器。
【請求項３】
前記複数の第２通路は、前記封止部内に埋設された複数の中空部材により構成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加湿器。
【請求項４】
前記複数の第１通路は、前記複数の中空糸膜が前記封止部内を延び埋設された部分により構成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の加湿器。
【請求項５】
前記封止部は、ポッティングにより形成される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の加湿器。
【請求項６】
前記封止部は、前記ケースの外部に膨出すると共に、外部に臨む異なる第１面及び第２面を有し、
前記複数の第１通路は、前記第１面で開口し、
前記複数の第２通路は、前記第２面で開口している
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の加湿器。
【請求項７】
前記封止部と同様の封止部を、前記ケースの他端にも備える
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の加湿器。
【請求項８】
前記封止部は、前記ケースの外部に膨出すると共に、外部に臨み異なる第１面及び第２面を前記中空糸膜の径方向両外側にそれぞれ有し、前記第２流路は前記第２面で開口しており、
当該封止部と同様の封止部を、前記ケースの他端にも備え、
前記一端側における前記封止部の前記第２面と、前記他端側における前記封止部の前記第２面とは、前記中空糸膜の径方向において逆である
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の加湿器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１３９１９２（Ｐ２０１０−１３９１９２Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１７８２０（Ｐ２００８−３１７８２０）
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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