[发明专利]加湿器

说明书

技术领域

本发明涉及一种加湿器。

背景技术

在JP2010-71618A中，作为现有的加湿器而公开有下述技术，即，在中空纤维膜的内侧流动第1气体，并且在外侧流动第2气体，在第1气体和第2气体之间进行水分交换。

发明内容

但是，上述现有的加湿器存在下述问题，即，通过加湿器的第1气体的压力损失较大。

本发明就是着眼于上述问题而提出的，其目的在于减小加湿器的压力损失。

根据本发明的一种方式，加湿器在中空纤维膜的内侧流动第1气体，并且在外侧流动第2气体，在第1气体和第2气体之间进行水分交换，该加湿器具有：中空纤维膜束，其是将多根所述中空纤维膜捆扎而成的；收容壳体，其将中空纤维膜束收容在内部；以及框体，其具有第1气体的导入口及排出口、以及第2气体的导入口及排出口，将收容壳体收容在内部。并且，中空纤维膜束具有第1气体旁通通路，该第1气体旁通通路沿轴向贯穿该中空纤维膜束的内部，并且流路截面积比中空纤维膜的内侧的流路截面积大。

下面，参照附图，对本发明的实施方式、本发明的优点，在下面详细地说明。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的燃料电池系统的概略结构图。

图2是本发明的一个实施方式所涉及的加湿器的斜视图。

图3是本发明的一个实施方式所涉及的加湿器的分解斜视图。

图4是对中空纤维膜进行说明的图。

图5是沿图2的加湿器的V-V线的剖面图。

图6是对中央体内的阴极废气的流向进行说明的图。

图7是对中央体内的阴极废气的流向进行说明的图。

图8A是表示设置有2条阴极气体旁通流路的本实施方式的中空纤维膜束的内部情况的剖面图。

图8B是表示未设置有阴极气体旁通流路的参考方式的中空纤维膜束的内部情况的剖面图。

图9是本发明的其他实施方式所涉及的加湿器的剖面图。

具体实施方式

在燃料电池中，利用阳极电极(燃料极)和阴极电极(氧化剂极)夹持电解质膜，通过向阳极电极供给含有氢气的阳极气体(燃料气体)、向阴极电极供给含有氧气的阴极气体(氧化剂气体)而进行发电。在阳极电极以及阴极电极这两个电极上进行的电极反应如下所示。

阳极电极：2H₂→4H⁺+4e^-         ···(1)

阴极电极：4H⁺+4e^-+O₂→2H₂O         ···(2)

通过该(1)以及(2)的电极反应，燃料电极产生1伏左右的电动势。

在将上述燃料电池作为汽车用动力源而使用的情况下，由于所要求的电力较大，因此作为将数百片的燃料电池进行层叠而成的燃料电池堆使用。并且，构成向燃料电池堆中供给阳极气体以及阴极气体的燃料电池系统，输出车辆驱动用的电力。

图1是本发明的一个实施方式所涉及的燃料电池系统1的概略结构图。

燃料电池系统1具有燃料电池堆2、阴极气体供排装置3。

燃料电池堆2是将数片的燃料电池层叠而成的，接受阳极气体以及阴极气体的供给而发电，发电产生车辆的驱动所需的电力(例如为驱动电动机所需的电力)。

关于向燃料电池堆2供给阳极气体的阳极气体供排装置以及用于冷却燃料电池堆2的冷却装置，由于不是本发明的主要部分，因此，为了便于理解而省略图示。

阴极气体供排装置3是向燃料电池堆2供给阴极气体，并且，将从燃料电池堆2排出的阴极废气向外部空气排出的装置。阴极气体供排装置3具有阴极气体供给通路31、阴极气体排出通路32、过滤器33、阴极压缩机34、空气流量传感器35、加湿器(WRD：Water Recovery Device)4、以及阴极调压阀36。

阴极气体供给通路31是向燃料电池堆2供给的阴极气体所流过的通路。在以下的说明中，在无需特别区分时，将阴极气体供给通路31中的一端与过滤器33连接，另一端与加湿器4的阴极气体导入孔412a连接的通路称为“阴极气体供给通路31a”。另外，将阴极供给通路31中的一端与加湿器4的阴极气体排出孔413a连接，另一端与燃料电池堆2的阴极气体入口孔21连接的通路称为“阴极气体供给通路31b”。