[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2010107099A - Humidifying apparatus - Google Patents

Humidifying apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2010107099A
JP2010107099A JP2008279009A JP2008279009A JP2010107099A JP 2010107099 A JP2010107099 A JP 2010107099A JP 2008279009 A JP2008279009 A JP 2008279009A JP 2008279009 A JP2008279009 A JP 2008279009A JP 2010107099 A JP2010107099 A JP 2010107099A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
opening
fluid
case
inlet
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008279009A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshikatsu Katagiri
敏勝 片桐
Takumoto Ikada
拓素 井加田
Kenji Nagumo
健司 南雲
Yohei Hidaka
洋平 日高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2008279009A priority Critical patent/JP2010107099A/en
Publication of JP2010107099A publication Critical patent/JP2010107099A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)
  • Air Humidification (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a humidifying apparatus reducible in cost, regarding the humidifying apparatus including an inlet/outlet of a humidifying fluid and an inlet/outlet of a humidified fluid. <P>SOLUTION: An inlet of air passing inside hollow fiber membranes 12, and an outlet of cathode off-gas passing outside, are formed on one end side of a case 21 holding a hollow fiber membrane bundle 11. An outlet of air passing inside the hollow fiber membranes 12, and an inlet of cathode off-gas passing outside, are formed on the other end side. The humidifying apparatus is constituted such that the position relationship between an opening 21a and an opening 21c on one end side of the case 21 is the same as the position relationship between an opening 21b and an opening 21d on the other end of the case 21. An end face 21a1 of the opening 21a and an end face 21c1 of the opening 21c are arranged within the same plane, and an end face 21b1 of the opening 21b and an end face 21d1 of the opening 21d are arranged within the same plane. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、加湿流体の出入口と被加湿流体の出入口とを備えた加湿装置に関する。   The present invention relates to a humidifying device including a humidifying fluid inlet / outlet and a humidifying fluid inlet / outlet.

例えば、中空糸膜のように中空糸膜の内側と外側とで異なる流体を流して水分交換を行う加湿装置には、被加湿流体の出口および入口と加湿流体の出口および入口がそれぞれ設けられている(特許文献1,2参照)。このような加湿装置では、加湿装置に被加湿流体を供給する配管、被加湿流体を排出する配管、加湿流体を供給する配管、加湿流体を排出する配管をそれぞれ接続するためのジョイント部材が必要になり、計4個のジョイント部材が必要になる。
特開平8−273687号公報(図3,4) 特開2002−147802号公報(図1)
For example, a humidifier that exchanges moisture by flowing different fluids inside and outside the hollow fiber membrane, such as a hollow fiber membrane, has an outlet and an inlet for the humidified fluid and an outlet and an inlet for the humidified fluid, respectively. (See Patent Documents 1 and 2). In such a humidifier, a pipe for supplying the humidified fluid to the humidifier, a pipe for discharging the humidified fluid, a pipe for supplying the humidified fluid, and a pipe for discharging the humidified fluid are required. Therefore, a total of four joint members are required.
JP-A-8-273687 (FIGS. 3 and 4) Japanese Patent Laying-Open No. 2002-147802 (FIG. 1)

しかしながら、特許文献1,2に記載のような加湿装置では、4個のジョイント部材が必要となり、少なくとも、中空糸膜を収容するケースと、中空糸膜の内側と連通するジョイントと、中空糸膜の外側と連通するジョイントの金型が必要になり、コスト高となる課題があった。   However, in the humidifier as described in Patent Documents 1 and 2, four joint members are required, at least a case for housing the hollow fiber membrane, a joint communicating with the inside of the hollow fiber membrane, and the hollow fiber membrane This requires a joint mold that communicates with the outside of the metal, resulting in high costs.

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、コスト削減が可能な加湿装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a humidifier capable of reducing costs.

本発明は、交換膜を収容し、前記交換膜の一面側を通る第1流体の出入口および前記交換膜の他面側を通る第2流体の出入口の各開口部を前記交換膜の長手方向に揃えたケースと、前記ケースの両端に設けられ、前記各開口部に対応して連通する接続部を備えたジョイント部材と、を有し、前記ケースの一端側における前記交換膜側から見た前記第1流体の入口側の開口部と前記第2流体の出口側の開口部との位置関係が、前記ケースの他端における前記交換膜側から見た前記第1流体の出口側の開口部と前記第2流体の入口側の開口部との位置関係と同じ位置関係となるように構成したことを特徴とする。   The present invention accommodates the exchange membrane, and the openings of the first fluid inlet / outlet through the one side of the exchange membrane and the second fluid inlet / outlet through the other side of the exchange membrane are arranged in the longitudinal direction of the exchange membrane. An aligned case, and a joint member provided at both ends of the case and provided with a connecting portion corresponding to each opening, and viewed from the exchange membrane side on one end side of the case The positional relationship between the opening on the inlet side of the first fluid and the opening on the outlet side of the second fluid is such that the opening on the outlet side of the first fluid viewed from the exchange membrane side at the other end of the case The positional relationship is the same as the positional relationship with the opening on the inlet side of the second fluid.

これによれば、ケースの一端側における第1流体の入口側の開口部および第2流体の出口側の開口部に取り付けるジョイント部材の金型と、ケースの他端側における第1流体の出口側の開口部および第2流体の入口側の開口部に取り付けるジョイント部材の金型とを同じ金型にできるので、金型の種類を削減できる。その結果、金型コストを削減でき、生産性を向上させることができる。   According to this, the mold of the joint member attached to the opening on the inlet side of the first fluid on the one end side of the case and the opening on the outlet side of the second fluid, and the outlet side of the first fluid on the other end side of the case Since the same mold can be used for the mold of the joint member attached to the opening of the second fluid and the opening on the inlet side of the second fluid, the types of molds can be reduced. As a result, mold costs can be reduced and productivity can be improved.

また、前記第1流体の入口側の開口部および前記第2流体の出口側の開口部における前記ジョイント部材と接合される端面、および前記第1流体の出口側の開口部および前記第2流体の入口側の開口部における前記ジョイント部材と接合される端面は、それぞれ同一平面内に配置されていることを特徴とする。   In addition, an end surface joined to the joint member in the opening on the inlet side of the first fluid and the opening on the outlet side of the second fluid, and the opening on the outlet side of the first fluid and the second fluid End faces joined to the joint member in the opening on the inlet side are respectively disposed in the same plane.

これによれば、ジョイント部材が接合される面を平面化することにより、ジョイント部材を容易に接合することが可能になり、生産性を向上させることができる。   According to this, it becomes possible to join a joint member easily by planarizing the surface where a joint member is joined, and it can improve productivity.

また、前記第1流体の入口側の開口部および前記第2流体の出口側の開口部の位置関係が、前記第1流体の出口側の開口部および前記第2流体の入口側の開口部の位置関係と、線対称の位置関係にあることを特徴とする。   The positional relationship between the opening on the inlet side of the first fluid and the opening on the outlet side of the second fluid is such that the opening on the outlet side of the first fluid and the opening on the inlet side of the second fluid It is characterized by a positional relationship and a line-symmetrical positional relationship.

これによれば、線対称にすることで、厚くなりがちな第2流体の入口側および出口側のそれぞれの開口部がケースに対して同じ側に位置するので、加湿装置の薄型化が可能になる。   According to this, since the respective openings on the inlet side and the outlet side of the second fluid, which tend to be thick, are positioned on the same side with respect to the case by making line symmetry, the humidifier can be thinned. Become.

本発明によれば、コスト削減が可能な加湿装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the humidification apparatus which can reduce cost can be provided.

図1は本実施形態の加湿装置を燃料電池システムに適用した場合の一例を示すブロック図、図2は本実施形態の加湿装置を示す分解斜視図、図3は図2のA−A線断面図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an example when the humidifying device of the present embodiment is applied to a fuel cell system, FIG. 2 is an exploded perspective view showing the humidifying device of the present embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG.

図1に示すように、本実施形態の加湿装置1が組み込まれた燃料電池システム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、水素タンク121、エアコンプレッサ131、加湿装置1などを備えている。   As shown in FIG. 1, a fuel cell system 100 in which the humidifying device 1 of this embodiment is incorporated is mounted on a fuel cell vehicle (moving body) (not shown), and includes a fuel cell stack 110, a hydrogen tank 121, an air compressor. 131, the humidifier 1 etc. are provided.

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。   The fuel cell stack 110 is a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), and a plurality of single cells formed by sandwiching MEA (Membrane Electrode Assembly) with separators (not shown) are stacked. Has been configured. The MEA includes an electrolyte membrane (solid polymer membrane) and a cathode and an anode that sandwich the membrane. Each separator is formed with an anode flow path 111 and a cathode flow path 112 formed of grooves and through holes.

また、燃料電池スタック110では、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、外気を吸気するエアコンプレッサ131から、配管131a、加湿装置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。   In the fuel cell stack 110, hydrogen is supplied from the hydrogen tank 121 to the anode via the pipe 121 a and the anode flow path 111, and oxygen-containing air is supplied from the air compressor 131 that sucks outside air, the pipe 131 a, and a humidifier. 1. When supplied to the cathode via the pipe 131b and the cathode flow path 112, an electrode reaction occurs on the catalyst (Pt or the like) contained in the anode and the cathode, and the fuel cell stack 110 is in a state capable of generating power.

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。   The fuel cell stack 110 in a state where power can be generated in this way and an external load (for example, a motor for traveling) are electrically connected, and when the current is taken out, the fuel cell stack 110 generates power.

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、加湿装置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介して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。   Further, the anode off gas discharged from the anode channel 111 is discharged to the diluter 132 through the pipe 121b. On the other hand, the cathode offgas discharged from the cathode channel 112 is discharged to the diluter 132 via the pipe 131c, the humidifier 1, and the pipe 132a, and the diluter 132 dilutes unconsumed hydrogen in the anode offgas. It has become. The diluted gas is discharged out of the vehicle via the pipe 132b. The cathode off gas is humid due to water vapor (water) generated by the electrode reaction at the cathode. In addition, since a part of the generated water vapor passes through the electrolyte membrane to the anode side, the anode off gas is also humid.

加湿装置1は、エアコンプレッサ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る。   The humidifier 1 humidifies the air (first fluid) to be humidified from the air compressor 131 toward the cathode channel 112 with the humid cathode offgas (second fluid) discharged from the cathode channel 112.

図2に示すように、加湿装置1は、中空糸膜束11が収容されたケース21、ジョイント部材22,23を有している。   As shown in FIG. 2, the humidifier 1 includes a case 21 in which the hollow fiber membrane bundle 11 is accommodated, and joint members 22 and 23.

ケース21は、中空糸膜束11を収容する四角筒状の容器であり、長手方向の端部である後端にエアコンプレッサ131(図1参照)からの乾燥した空気(第1流体)の入口となる開口部21aが形成され、前端に燃料電池スタック110(図1参照)のカソードへの加湿後の空気(第1流体)の出口となる開口部21bが形成されている。なお、ケース21は、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、またはアルミニウムなどの金属から形成されている。   The case 21 is a rectangular tube-shaped container that accommodates the hollow fiber membrane bundle 11, and has an inlet of dry air (first fluid) from the air compressor 131 (see FIG. 1) at the rear end, which is an end in the longitudinal direction. And an opening 21b serving as an outlet for air (first fluid) after humidification to the cathode of the fuel cell stack 110 (see FIG. 1) is formed at the front end. The case 21 is made of, for example, a hard resin such as PC (polycarbonate) or PPO (polyphenylene oxide), or a metal such as aluminum.

また、ケース21内に収容される中空糸膜束11は、ポリイミド等から形成され、水分透過性を有するストロー状の中空糸膜(交換膜)12が、複数本(例えば数千本以上)束ねられたものである。また、中空糸膜束11は、ケース21の長手方向(前後方向)の長さとほぼ同じ長さとなるように形成されている。なお、中空糸膜12の内側(一面側)の空気(第1流体)の流れ方向は、交換膜の長手方向に相当する。また、中空糸膜束11の前後の両端部は、エポキシ樹脂等から形成されるポッティング部13,13(封止部)を介して、各中空糸膜12の外周面間、中空糸膜12の外周面とケース21の内壁面との間が、それぞれ閉塞されるようになっている。   The hollow fiber membrane bundle 11 accommodated in the case 21 is made of polyimide or the like, and a plurality of (for example, several thousand or more) straw-like hollow fiber membranes (exchange membranes) 12 having moisture permeability are bundled. It is what was done. Further, the hollow fiber membrane bundle 11 is formed so as to have substantially the same length as the length of the case 21 in the longitudinal direction (front-rear direction). The flow direction of the air (first fluid) inside (one surface side) of the hollow fiber membrane 12 corresponds to the longitudinal direction of the exchange membrane. Moreover, both ends of the front and rear of the hollow fiber membrane bundle 11 are provided between the outer peripheral surfaces of the hollow fiber membranes 12 and the hollow fiber membranes 12 via potting portions 13 and 13 (sealing portions) formed of epoxy resin or the like. The space between the outer peripheral surface and the inner wall surface of the case 21 is closed.

また、ケース21の後端上面には、カソードオフガス(第2流体)の出口となる開口部21cが一体に形成されている。この開口部21cは、ケース21の周面に形成された貫通孔21s(図3参照)を介して各中空糸膜12の外側と連通している。また、ケース21の前端下面には、カソードオフガス(第2流体)の入口となる開口部21dが一体に形成されている。この開口部21dは、ケース21の周面に形成された貫通孔21t(図3参照)を介して各中空糸膜12の外側(他面側)と連通している。   Further, an opening 21c serving as an outlet for the cathode off gas (second fluid) is integrally formed on the upper surface of the rear end of the case 21. The opening 21 c communicates with the outside of each hollow fiber membrane 12 through a through hole 21 s (see FIG. 3) formed on the peripheral surface of the case 21. In addition, an opening 21d serving as an inlet for cathode offgas (second fluid) is integrally formed on the lower surface of the front end of the case 21. The opening 21d communicates with the outside (other surface side) of each hollow fiber membrane 12 through a through hole 21t (see FIG. 3) formed in the peripheral surface of the case 21.

また、開口部21aの周縁部を構成する後方に向けられた端面21a1は、略四角枠形状で平面状に形成されている。また、開口部21cの周縁部を構成する後方に向けられた端面21c1は、略丸枠形状で平面状に形成されている。また、前記端面21a1と端面21c1とは、連続した面で形成され、互いに同一平面内に位置するように構成されている。   In addition, an end face 21a1 facing rearward that constitutes the peripheral edge of the opening 21a is formed in a substantially rectangular frame shape in a planar shape. Further, the rear end face 21c1 constituting the peripheral portion of the opening 21c is formed in a substantially round frame shape in a planar shape. The end surface 21a1 and the end surface 21c1 are formed as continuous surfaces and are configured to be located in the same plane.

同様に、開口部21bの周縁部を構成する前方に向けられた端面21b1は、略四角枠形状で平面状に形成されている。また、開口部21dの周縁部を構成する前方に向けられた端面21d1は、略丸枠形状で平面状に形成されている。また、前記端面21b1と端面21d1とは、連続した面で形成され、互いに同一平面内に位置するように構成されている。   Similarly, the front end face 21b1 that forms the peripheral edge of the opening 21b is formed in a substantially rectangular frame shape in a planar shape. Further, an end surface 21d1 directed forward that constitutes the peripheral edge of the opening 21d is formed in a substantially round frame shape and in a planar shape. The end surface 21b1 and the end surface 21d1 are formed as continuous surfaces and are configured to be located in the same plane.

よって、ケース21の後端側の開口部21aと開口部21cとの位置関係は、前端側の開口部21bと開口部21dとの位置関係と同じ位置関係となるように形成されている。すなわち、ケース21の後端側の開口部21aの端面21a1および開口部21cの端面21c1により形成される端面の形状は、ケース21の前端側の開口部21bの端面21b1および開口部21dの端面21d1により形成される端面の形状と、上下が反転しているだけの同じ形状となるように形成されている。   Therefore, the positional relationship between the opening 21a and the opening 21c on the rear end side of the case 21 is formed so as to be the same as the positional relationship between the opening 21b and the opening 21d on the front end side. That is, the shape of the end surface formed by the end surface 21a1 of the opening 21a on the rear end side of the case 21 and the end surface 21c1 of the opening 21c is the end surface 21b1 of the opening 21b on the front end side of the case 21 and the end surface 21d1 of the opening 21d. Are formed so as to be the same shape as the shape of the end face formed by inverting the top and bottom.

図2に示すように、ジョイント部材22は、ケース21の後端側に設けられ、ケース21と同様な硬質樹脂または金属により、ケース21の開口部21aと対応する空気入口部22aと、開口部21cと対応するオフガス出口部22bとが一体に形成されたものである。   As shown in FIG. 2, the joint member 22 is provided on the rear end side of the case 21, and an air inlet portion 22 a corresponding to the opening portion 21 a of the case 21 and an opening portion using the same hard resin or metal as the case 21. 21c and the corresponding off-gas outlet part 22b are integrally formed.

空気入口部22aは、凹面が前方を向く凹部22a1を有している。凹部22a1は、前記端面21a1と対向する略四角枠状の当接面22a2を有している。また、空気入口部22aには、凹部22a1内と連通し、配管131a(図1参照)と接続される円管状の接続部22a3が後方に突出して形成されている。したがって、配管131aから接続部22a3を介して供給された空気は、空気入口部22aの凹部22a1内において広がって、開口部21aに形成された各中空糸膜12の内側に導入される。   The air inlet 22a has a recess 22a1 with a concave surface facing forward. The recess 22a1 has a substantially square frame-shaped contact surface 22a2 that faces the end surface 21a1. The air inlet 22a is formed with a circular connecting portion 22a3 that communicates with the inside of the recess 22a1 and is connected to the pipe 131a (see FIG. 1). Therefore, the air supplied from the pipe 131a via the connection portion 22a3 spreads in the recess 22a1 of the air inlet portion 22a and is introduced into the inside of each hollow fiber membrane 12 formed in the opening portion 21a.

オフガス出口部22bは、前端側に開口部21cと対向する開口22b1を有し、後端側に配管132a(図1参照)と接続される円管状の接続部22b3が後方に突出して形成されている。開口22b1の周縁部は、開口部21cの端面21c1と対向する略円環状の当接面22b2を有している。   The off-gas outlet portion 22b has an opening 22b1 facing the opening 21c on the front end side, and a circular connection portion 22b3 connected to the pipe 132a (see FIG. 1) on the rear end side so as to protrude rearward. Yes. The peripheral portion of the opening 22b1 has a substantially annular contact surface 22b2 that faces the end surface 21c1 of the opening 21c.

また、当接面22a2,22b2は、互いに連続した面で形成され、同一平面内に位置するように構成されている。よって、当接面22a2は、前記端面21a1に対して面接触して当接し、当接面22b2は、前記端面21c1に対して面接触して当接するようになっている(図3参照)。   Further, the contact surfaces 22a2 and 22b2 are formed as surfaces that are continuous with each other, and are configured to be located in the same plane. Therefore, the contact surface 22a2 comes into surface contact with the end surface 21a1, and the contact surface 22b2 comes into surface contact with the end surface 21c1 (see FIG. 3).

一方、ジョイント部材23は、ジョイント部材22と同様な形状であり、空気出口部23aとオフガス入口部23bとが一体に形成されている。空気出口部23aは、凹面が後方を向く凹部23a1を有している。凹部23a1は、前記端面21b1と対向する略四角枠状の当接面23a2を有している。また、空気出口部23aには、凹部23a1内と連通し、配管131b(図1参照)と接続される円管状の接続部23a3が前方に突出して形成されている。   On the other hand, the joint member 23 has the same shape as the joint member 22, and an air outlet portion 23a and an off-gas inlet portion 23b are integrally formed. The air outlet portion 23a has a concave portion 23a1 whose concave surface faces rearward. The recess 23a1 has a substantially square frame-shaped contact surface 23a2 that faces the end surface 21b1. The air outlet 23a is formed with a circular connecting portion 23a3 that communicates with the inside of the recess 23a1 and is connected to the pipe 131b (see FIG. 1).

オフガス入口部23bは、後端側に開口部21dと対向する開口23b1を有し、前端側に配管131c(図1参照)と接続される円管状の接続部23b3が前方に突出して形成されている。開口23b1の周縁部は、開口部21dの端面21d1と対向する略円環状の当接面23b2を有している。   The off-gas inlet portion 23b has an opening 23b1 facing the opening 21d on the rear end side, and a circular tubular connection portion 23b3 connected to the pipe 131c (see FIG. 1) on the front end side. Yes. The peripheral edge of the opening 23b1 has a substantially annular contact surface 23b2 facing the end surface 21d1 of the opening 21d.

なお、ジョイント部材22の接続部22a3,22b3およびジョイント部材23の接続部23a3,23b3には、それぞれ配管131a,132a,131b,131cが接続される。なおこのとき、配管131a,132a,131b,131cは、例えば、それぞれホースバンドを介して固定される。   Note that pipes 131a, 132a, 131b, and 131c are connected to the connection portions 22a3 and 22b3 of the joint member 22 and the connection portions 23a3 and 23b3 of the joint member 23, respectively. In addition, at this time, piping 131a, 132a, 131b, 131c is each fixed through a hose band, for example.

また、ケース21の端面21a1,21c1と、ジョイント部材22の当接面22a2,22b2とは、互いに面同士が当接した状態において、溶着などによって面同士が接合される。また、ケース21の端面21b1,21d1についても、ジョイント部材23の当接面23a2,23b2と溶着などによって面同士が固定される。なお、溶着の種類は、ケース21などに用いる樹脂または金属の材料に応じてレーザ溶着など適宜選択することができる。   Further, the end surfaces 21a1 and 21c1 of the case 21 and the contact surfaces 22a2 and 22b2 of the joint member 22 are joined to each other by welding or the like in a state where the surfaces contact each other. The end surfaces 21b1 and 21d1 of the case 21 are also fixed to each other by welding or the like with the contact surfaces 23a2 and 23b2 of the joint member 23. Note that the type of welding can be selected as appropriate, such as laser welding, according to the resin or metal material used for the case 21 or the like.

図3に示すように、前記した加湿装置1では、エアコンプレッサ131(図1参照)からの乾燥した空気は、加湿装置1の空気入口部22aの接続部22a3から凹部22a1内を通って各中空糸膜12の内側を通り、各中空糸膜12内を前方に向かって通流した後、空気出口部23aの凹部23a1内を通って、接続部23a3から流出する。接続部23a3から流出した加湿後の空気は、配管131b(図1参照)を通って、燃料電池スタック110のカソードに供給される。   As shown in FIG. 3, in the humidifier 1 described above, the dried air from the air compressor 131 (see FIG. 1) passes through the recess 22 a 1 from the connection portion 22 a 3 of the air inlet portion 22 a of the humidifier 1. After passing through the inside of the yarn membrane 12 and flowing through each hollow fiber membrane 12 forward, it passes through the recess 23a1 of the air outlet portion 23a and flows out from the connection portion 23a3. The humidified air flowing out from the connecting portion 23a3 is supplied to the cathode of the fuel cell stack 110 through the pipe 131b (see FIG. 1).

燃料電池スタック110のカソードから排出されたカソードオフガスは、配管131c(図1参照)を通って、オフガス入口部23bの接続部23b3から流入する。オフガス入口部23bに流入したカソードオフガスは、ケース21の開口部21dを通って、貫通孔21tから各中空糸膜12の外側を通り、各中空糸膜12外を後方に向かって通流する。そして、ケース21の貫通孔21sから開口部21cを通って、オフガス出口部22bの接続部22b3から流出する。接続部22b3から流出したカソードオフガスは、配管132aを通って、希釈器132に供給される。   The cathode offgas discharged from the cathode of the fuel cell stack 110 flows from the connection portion 23b3 of the offgas inlet portion 23b through the pipe 131c (see FIG. 1). The cathode offgas that has flowed into the offgas inlet portion 23b passes through the opening 21d of the case 21, passes through the outside of each hollow fiber membrane 12 from the through hole 21t, and flows rearwardly outside each hollow fiber membrane 12. And it flows out from the connection part 22b3 of the off-gas outlet part 22b through the opening part 21c from the through-hole 21s of the case 21. FIG. The cathode off gas that has flowed out of the connecting portion 22b3 is supplied to the diluter 132 through the pipe 132a.

なお、各中空糸膜12には無数の毛管部が形成されているため、加湿装置1において中空糸膜12の外側に導入されたカソードオフガス(第2流体)に含まれる水蒸気は、毛管部内で凝縮し、中空糸膜12の内側へと移動することで、乾燥した空気(第1流体)に水分が渡されるようになっている。このような仕組みによって、加湿装置1において、カソードオフガス中の水分が空気に供給され、加湿された空気となる。なお、本実施形態では、被加湿空気(第1流体)を中空糸膜12の内側、加湿空気(第2流体)を中空糸膜12の外側に流れる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、被加湿空気(第1流体)を中空糸膜12の外側、加湿空気(第2流体)を中空糸膜12の内側に流すようにしてもよい。   Since each of the hollow fiber membranes 12 has an infinite number of capillaries, water vapor contained in the cathode offgas (second fluid) introduced to the outside of the hollow fiber membrane 12 in the humidifier 1 is generated in the capillaries. By condensing and moving to the inside of the hollow fiber membrane 12, moisture is passed to the dried air (first fluid). With such a mechanism, the moisture in the cathode off-gas is supplied to the air in the humidifying device 1 to become humidified air. In the present embodiment, humidified air (first fluid) flows inside the hollow fiber membrane 12 and humidified air (second fluid) flows outside the hollow fiber membrane 12 as an example. However, the humidified air (first fluid) may flow outside the hollow fiber membrane 12 and the humidified air (second fluid) may flow inside the hollow fiber membrane 12.

以上説明したように、本実施形態の加湿装置1によれば、ケース21の長手方向の一端側に空気が導入される開口部21aおよびカソードオフガスが排出される開口部21cを配置し、長手方向の他端に空気が排出される開口部21bおよびカソードオフガスが導入される開口部21dを配置して、開口部21aの端面21a1と開口部21cの端面21c1とで形成される端面と、開口部21bの端面21b1と開口部21dの端面21d1とで形成される端面とを同一の形状とすることで、ジョイント部材22とジョイント部材23とを同一形状にすることができる。これにより、ジョイント部材22,23を形成する際の金型を1種類にすることができ、ジョイント部材22,23用の金型を1種類と、ケース21用の金型を1種類の合計2種類の金型で加湿装置1を構成することができる。よって、金型数の削減により、コストダウンを図ることが可能になる。さらに、従来であれば、空気入口部、空気出口部、オフガス入口部、オフガス出口部からなる4個のジョイント部材の取付けが必要であったものを、2個のジョイント部材22,23に削減できるので、溶着回数を減らすことができ、ケース21にジョイント部材22,23を取り付ける際の生産性を向上できる。   As described above, according to the humidifying device 1 of the present embodiment, the opening 21a into which air is introduced and the opening 21c from which the cathode off gas is discharged are arranged on one end side in the longitudinal direction of the case 21. An opening 21b through which air is discharged and an opening 21d through which cathode off-gas is introduced are disposed at the other end of the opening, an end surface formed by the end surface 21a1 of the opening 21a and the end surface 21c1 of the opening 21c, and the opening By making the end surface formed by the end surface 21b1 of 21b and the end surface 21d1 of the opening 21d into the same shape, the joint member 22 and the joint member 23 can be made the same shape. Thereby, it is possible to make one type of mold for forming the joint members 22 and 23, one type of mold for the joint members 22 and 23 and one type of mold for the case 21 in total 2 The humidifying device 1 can be configured with various types of molds. Therefore, it is possible to reduce the cost by reducing the number of molds. Furthermore, conventionally, it was possible to reduce the number of joint members 22 and 23 that had to be attached to four joint members including an air inlet portion, an air outlet portion, an off-gas inlet portion, and an off-gas outlet portion. Therefore, the frequency | count of welding can be reduced and productivity at the time of attaching the joint members 22 and 23 to the case 21 can be improved.

また、ケース21の一方の端面21a1,21c1と、他方の端面21b1,21d1とをそれぞれ平面化しているので、溶着面が平面化して、ケース21とジョイント部材22,23との溶着が容易になり、生産性を向上させることが可能になる。   In addition, since one end surface 21a1, 21c1 of the case 21 and the other end surface 21b1, 21d1 are flattened, the welding surface is flattened and the case 21 and the joint members 22, 23 are easily welded. It becomes possible to improve productivity.

なお、本実施形態では、開口部21aの端面21a1と開口部21cの端面21c1の形状と、開口部21bの端面21b1と開口部21dの端面21d1の形状とが、P点(図3参照)を基準とした点対称の関係にある場合を例に挙げて説明したが、点対称に限定されるものではなく、端面21a1,21c1の形状と端面21b1,21d1の形状とが同一であればよく、一方の端面21a1,21c1に対して他方の端面21b1,21d1が傾斜した状態であってもよい。   In the present embodiment, the shape of the end surface 21a1 of the opening 21a, the shape of the end surface 21c1 of the opening 21c, and the shape of the end surface 21b1 of the opening 21b and the end surface 21d1 of the opening 21d are P points (see FIG. 3). The case of the point-symmetrical relationship as a reference has been described as an example, but it is not limited to point-symmetry, and the shape of the end surfaces 21a1, 21c1 and the shape of the end surfaces 21b1, 21d1 may be the same, The other end surfaces 21b1, 21d1 may be inclined with respect to the one end surface 21a1, 21c1.

図4は、他の実施形態の加湿装置を示す断面図である。この実施形態の加湿装置30は、カソードオフガスの入口と出口とを同一面側に設けた構成である。なお、前記加湿装置1と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a humidifying device according to another embodiment. The humidifier 30 of this embodiment has a configuration in which an inlet and an outlet for the cathode off gas are provided on the same surface side. In addition, about the structure same as the said humidification apparatus 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

すなわち、加湿装置30は、ケース41の前端上面に、カソードオフガス(第2流体)の入口となる開口部21eが一体に形成されたものである。開口部21eは、ケース41の周面に形成された貫通孔21uを介して各中空糸膜12の外側と連通するように構成されている。なお、ケース41の前端側に取り付けられるジョイント部材23は、前記加湿装置1のジョイント部材23と同じ形状であり、上下逆さまにしただけである。よって、開口部21eの端面21e1は、ジョイント部材23の端面23b2と当接した状態で接合される。   That is, the humidifier 30 is formed by integrally forming an opening 21 e serving as an inlet for the cathode offgas (second fluid) on the upper surface of the front end of the case 41. The opening 21 e is configured to communicate with the outside of each hollow fiber membrane 12 through a through hole 21 u formed in the peripheral surface of the case 41. In addition, the joint member 23 attached to the front end side of the case 41 has the same shape as the joint member 23 of the humidifying device 1 and is simply turned upside down. Therefore, the end surface 21e1 of the opening 21e is joined in a state of being in contact with the end surface 23b2 of the joint member 23.

このように構成された加湿装置30によれば、開口部21eを開口部21cと同じ上面側に設けることにより、上下方向(厚み方向)の寸法を低減することができ、加湿装置30をコンパクトに構成することが可能になる。   According to the humidifier 30 configured as described above, by providing the opening 21e on the same upper surface side as the opening 21c, the size in the vertical direction (thickness direction) can be reduced, and the humidifier 30 can be made compact. It becomes possible to configure.

なお、加湿装置30では、対称線Sを基準にした線対称を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、端面21a1,21c1の形状と、端面21b1,21e1の形状とが同一形状であれば、本実施形態に限定されるものではない。   The humidifier 30 has been described by taking line symmetry with respect to the symmetry line S as an example, but is not limited thereto, and the shapes of the end faces 21a1, 21c1 and the shapes of the end faces 21b1, 21e1 are as follows. If it is the same shape, it will not be limited to this embodiment.

また、本実施形態では、加湿装置1,30において、四角形状のものを例に挙げて説明したが、このような形状に限定されるものではなく、円筒状など他の形状に適用してもよい。   In the present embodiment, the humidifiers 1 and 30 have been described by taking a rectangular shape as an example. However, the present invention is not limited to such a shape, and may be applied to other shapes such as a cylindrical shape. Good.

また、本実施形態では、単一の加湿装置1,30を例に挙げて説明したが、複数個の加湿装置1,30を組み合わる構成にしてもよい。すなわち、中空糸膜束11が収容されたケース21,41を例えば水平方向に並べて配置するとともに、複数のケース21,41で形成された一端側の端面の形状と、他端側の端面の形状とを同じ形状にすることで、両端のジョイント部材を1種類の金型で形成することが可能になり、金型数の削減および生産性の向上が図れる。   In the present embodiment, the single humidifier 1 or 30 has been described as an example, but a plurality of humidifiers 1 or 30 may be combined. That is, the cases 21 and 41 in which the hollow fiber membrane bundles 11 are accommodated are arranged side by side in the horizontal direction, for example, and the shape of the end face on one end side formed by the plurality of cases 21 and 41 and the shape of the end face on the other end side Are made the same shape, the joint members at both ends can be formed by one type of mold, and the number of molds can be reduced and the productivity can be improved.

また、本実施形態では、交換膜として中空糸膜12を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、平膜形状やスパイラル形状の交換膜であってもよい。   In the present embodiment, the hollow fiber membrane 12 is described as an example of the exchange membrane. However, the membrane is not limited to this, and may be a flat membrane shape or a spiral shape exchange membrane.

本実施形態の加湿装置を燃料電池システムに適用した場合の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example at the time of applying the humidification apparatus of this embodiment to a fuel cell system. 本実施形態の加湿装置を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the humidification apparatus of this embodiment. 図2のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 別の実施形態の加湿装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the humidification apparatus of another embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1,30 加湿装置
11 中空糸膜(交換膜)
12 中空糸膜束
13 ポッティング部
21,41 ケース
21a,21b,21c,21d 開口部
21a1,21b1,21c1,21d1 端面
22,23 ジョイント部材
22a3,22b2,23a3,23b2 接続部
1,30 Humidifier 11 Hollow fiber membrane (exchange membrane)
12 Hollow fiber membrane bundle 13 Potting part 21, 41 Case 21a, 21b, 21c, 21d Opening part 21a1, 21b1, 21c1, 21d1 End face 22, 23 Joint member 22a3, 22b2, 23a3, 23b2 Connection part

Claims (3)

交換膜を収容し、前記交換膜の一面側を通る第1流体の出入口および前記交換膜の他面側を通る第2流体の出入口の各開口部を前記交換膜の長手方向に揃えたケースと、
前記ケースの両端に設けられ、前記各開口部に対応して連通する接続部を備えたジョイント部材と、を有し、
前記ケースの一端側における前記交換膜側から見た前記第1流体の入口側の開口部と前記第2流体の出口側の開口部との位置関係が、前記ケースの他端における前記交換膜側から見た前記第1流体の出口側の開口部と前記第2流体の入口側の開口部との位置関係と同じ位置関係となるように構成したことを特徴とする加湿装置。
A case that accommodates the exchange membrane and has openings of the first fluid inlet / outlet passing through one side of the exchange membrane and the second fluid inlet / outlet passing through the other side of the exchange membrane aligned in the longitudinal direction of the exchange membrane; ,
A joint member provided at both ends of the case and provided with a connecting portion communicating with each opening;
The positional relationship between the opening on the inlet side of the first fluid and the opening on the outlet side of the second fluid as viewed from the exchange membrane side on one end side of the case is the exchange membrane side on the other end of the case. A humidifier configured to have the same positional relationship as the positional relationship between the opening on the outlet side of the first fluid and the opening on the inlet side of the second fluid as viewed from above.
前記第1流体の入口側の開口部および前記第2流体の出口側の開口部における前記ジョイント部材と接合される端面、および前記第1流体の出口側の開口部および前記第2流体の入口側の開口部における前記ジョイント部材と接合される端面は、それぞれ同一平面内に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の加湿装置。   An end surface joined to the joint member in an opening on the inlet side of the first fluid and an opening on the outlet side of the second fluid, and an opening on the outlet side of the first fluid and an inlet side of the second fluid 2. The humidifier according to claim 1, wherein end faces of the openings of the joint member that are joined to the joint member are arranged in the same plane. 前記第1流体の入口側の開口部および前記第2流体の出口側の開口部の位置関係が、前記第1流体の出口側の開口部および前記第2流体の入口側の開口部の位置関係と、線対称の位置関係にあることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の加湿装置。   The positional relationship between the opening on the inlet side of the first fluid and the opening on the outlet side of the second fluid is the positional relationship between the opening on the outlet side of the first fluid and the opening on the inlet side of the second fluid. The humidifying device according to claim 1, wherein the humidifying device is in a line-symmetric positional relationship.
JP2008279009A 2008-10-30 2008-10-30 Humidifying apparatus Pending JP2010107099A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008279009A JP2010107099A (en) 2008-10-30 2008-10-30 Humidifying apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008279009A JP2010107099A (en) 2008-10-30 2008-10-30 Humidifying apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010107099A true JP2010107099A (en) 2010-05-13

Family

ID=42296723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008279009A Pending JP2010107099A (en) 2008-10-30 2008-10-30 Humidifying apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010107099A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020016366A (en) * 2018-07-24 2020-01-30 本田技研工業株式会社 humidifier
JP2022091833A (en) * 2018-06-04 2022-06-21 コーロン インダストリーズ インク Fuel cell membrane humidifier

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022091833A (en) * 2018-06-04 2022-06-21 コーロン インダストリーズ インク Fuel cell membrane humidifier
JP7325163B2 (en) 2018-06-04 2023-08-14 コーロン インダストリーズ インク fuel cell membrane humidifier
JP2020016366A (en) * 2018-07-24 2020-01-30 本田技研工業株式会社 humidifier
US11349137B2 (en) 2018-07-24 2022-05-31 Honda Motor Co., Ltd. Humidifier
JP7137988B2 (en) 2018-07-24 2022-09-15 本田技研工業株式会社 humidifier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102392264B1 (en) Membrane Humidifier for Fuel Cell
JP4939280B2 (en) Humidifier
JP2022037013A (en) Film humidifier for fuel battery
JP2007095692A (en) Fuel cell, and fuel cell system provided with the same
JP2021523536A (en) Membrane humidifier for fuel cells
JP2004006104A (en) Separator structure of fuel cell
JP3907936B2 (en) Humidifier for fuel cell
JP2006120562A (en) Fuel cell stack
JP4820068B2 (en) Fuel cell stack
JP5054082B2 (en) Fuel cell stack
JP5365162B2 (en) Fuel cell
JP2010107099A (en) Humidifying apparatus
JP2008307432A (en) Humidifier
JP6859823B2 (en) Fuel cell
JP2010117094A (en) Humidifier
JP6144647B2 (en) Fuel cell stack
JP2010107126A (en) Humidifier
JP2009224211A (en) Humidifier, power generation cell system, fuel cell device, and electronic apparatus
JP5060461B2 (en) humidifier
JP4644134B2 (en) Humidifier
JP6900913B2 (en) Fuel cell
JP2003157872A (en) Humidifier
JP2010112613A (en) Humidifying unit
JP4681411B2 (en) Fuel cell system
JP2008004390A (en) Tube type fuel cell