JP2005337539A - 加湿装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 下流側ヘッド3には、内部空間の最下部33と導入マニホールド5の下方の導入管53とを連通する略L字形状の連通管6が設けられている。連通管6は、導入管53の下面を貫通しており、その先端が導入管53の内部に突出した突出部(逆流防止手段)61となっている。また、連通管6の管路には、流量調整手段としてオリフィス62が設けられている。オリフィス62のオリフィス径は、中空糸膜束42を構成する中空糸膜の透過孔の径、および、空気供給システムのエアクリーナ(フィルタ)の孔径より大きく設定されている。
【選択図】 図3
Description
図1は実施形態の加湿装置が搭載された車両の一部透視側面図であり、図2は実施形態に係る燃料電池システムの概略構成図であり、図3は実施形態に係る加湿装置の縦断面図であり、図4は図3中のA部拡大図である。
<車両の構成>
まず、車両を説明する。図1に示す車両Vでは、FCボックスFCBが乗員席の床下に搭載され、FCボックスFCBの中には燃料電池110(図2参照)が収納されている。また、走行モータMが車体前部に搭載され、高圧水素タンクCHTが後輪の上方に横置きで搭載されている。
次に、図2を参照して、燃料電池システムを説明する。第1実施形態の燃料電池システムは、燃料電池110、水素供給システム120、空気供給システム130、冷却システム140、制御装置150、および2つの加湿装置1,1を含んで構成される。
以下、カソードラインに設置された加湿装置1について、その構成を説明する。
図3に示すように、加湿装置1は、空気供給管171およびカソードオフガス排出配管174が接続する上流側ヘッド2と、空気供給管172およびカソードオフガス導入配管173が接続する下流側ヘッド3と、両ヘッドに保持された上下一対の加湿モジュール4とを主たる構成要素としている。
以下、図1〜図4を適宜参照し、本実施形態の作用を説明する。
運転者により車両Vのイグニッションスイッチ(図示せず)がON状態にされると、制御装置150は、スロットルペダルの踏込み量や各種機器(灯火装置や空調装置等)の消費電力等に基づいて燃料電池110の目標電流量を決定した後、目標電流量に応じたアノードガスとカソードガスとを燃料電池110に供給すべく、水素供給システム120と空気供給システム130とを駆動制御するとともに、燃料電池110の温度に応じて冷却システム140を駆動制御する。
次に、カソードラインに設置された加湿装置1の作用を述べる。なお、アノードラインに設置された加湿装置1も、その作用については、カソードラインに設置されたものと略同様である。
カソードラインに設置された加湿装置1において、カソードオフガス導入配管173からの湿潤なカソードオフガスは、導入マニホールド5を介して加湿モジュール4の内部に流入して中空糸膜の周囲を流通した後、上流側ヘッド2のオフガス排出管23からカソードオフガス排出配管174に排気される。また、空気供給管171からの乾燥したカソードガスは、上流側ヘッド2を介して加湿モジュール4に流入して中空糸膜の中空部を通過した後、下流側ヘッド3から空気供給管172に流入する。
図5および図6は、前記実施形態の2つの変形例に係る加湿装置を示す要部縦断面図である。これら変形例は、ともに実施形態と異なる逆流防止手段を採用したものであり、その他の構成は実施形態と同一である。
2 上流側ヘッド(ハウジング)
3 下流側ヘッド(ハウジング)
4 加湿モジュール
5 導入マニホールド(第2流通部位)
6 連通管(連通路)
33 水溜り部(第1流通部位)
42 中空糸膜束(水分透過手段)
61 突出部(逆流防止手段)
62 オリフィス(流量調整手段)
63 逆流防止蓋(逆流防止手段)
67 逆止弁(逆流防止手段)
110 燃料電池
111 アノード極
112 カソード極
Do オリフィス径
Claims (8)
- ハウジング内に第1気体と当該第1気体より水分含有量が多い第2気体とを流通させ、水分透過手段を用いて当該第1気体と当該第2気体との間で水分交換を行わせることにより当該第1気体を加湿する加湿装置であって、
前記第1気体の流通する第1流通部位に生成された凝縮水を前記第2気体の流通する第2流通部位に搬送すべく、前記ハウジングに当該第1流通部位と当該第2流通部位とを連通する連通路を形成したことを特徴とする加湿装置。 - 前記連通路に前記第1気体の流量を制限する流量調整手段を設けたことを特徴とする、請求項1に記載の加湿装置。
- 前記流量調整手段がオリフィスであり、当該オリフィスのオリフィス径が前記水分透過手段に形成された透過孔の径より大きいことを特徴とする、請求項2に記載の加湿装置。
- 前記流量調整手段がオリフィスであり、当該オリフィスのオリフィス径が前記第1気体の流路に設けられたフィルタの孔径より大きいことを特徴とする、請求項2または請求項3に記載の加湿装置。
- 前記第1流通部位から前記第2流通部位への流体の移動を抑制する逆流防止手段を前記連通路に設けたことを特徴とする、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の加湿装置。
- 前記連通路は、前記第2流通部位に下方から接続するとともに当該第2流通部位内にその一端が突出した連通管であることを特徴とする、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の加湿装置。
- 前記水分透過手段が中空糸膜を束ねてなる中空糸膜束であり、前記中空糸膜の中空部と外側とのいずれか一方に第1気体を流通し、当該中空糸膜の中空部と外側とのいずれか他方に前記第1気体より水分含有量の大きい第2気体を流通することを特徴とする、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の加湿装置。
- アノード極に供給されたアノードガスとカソード極に供給されたカソードガスとを化学反応させて発電を行うとともに、前記アノード極からアノードオフガスを排出し、前記カソード極からカソードオフガスを排出する燃料電池に付設され、
前記第1気体が前記アノードガスと前記カソードガスとのどちらかであり、前記第2気体が前記アノードオフガスと前記カソードオフガスとの少なくとも一方であることを特徴とする、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の加湿装置。
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