(57)【要約】      （修正有）【課題】フィルタを設けない構造で圧力損失を抑制できる加湿装置を提供する。【解決手段】加湿装置１において、第１の中空糸膜モジュール２ａと、第２の中空糸膜モジュール２ｂと、内郭ハウジング２２の外側に設けられ乾燥ガス流路５を内郭ハウジング２２との間で形成する外郭ハウジング３と、内郭ハウジング２２の周面に設けられ乾燥ガスを第１の中空糸膜モジュール２ａに導く上流孔２２ｂと、内郭ハウジング２２の周面に設けられ乾燥ガス流路５を流れる乾燥ガスを第２の中空糸膜モジュール２ｂに導く下流孔２２ｄと、内郭ハウジング２２の周面に設けられ第２の中空糸膜モジュール２ｂを流通した乾燥ガスを排出する排出孔２２ｅとを備え、第１の中空糸膜モジュール２ａは第２の中空糸膜モジュール２ｂに対して乾燥ガス流路５の流路上流側に配置され、第１の中空糸膜モジュール２ａと第２の中空糸膜モジュール２ｂとの間に隔壁４を設けた。【選択図】図１
2010127582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜外側を被加湿用の乾燥ガスが流れ、膜内側を加湿用の湿潤ガスが流れる中空糸膜を有する加湿装置であって、
複数本の前記中空糸膜を束ねた中空糸膜束を、第１の内郭ハウジングに収容して構成される第１の中空糸膜モジュールと、
複数本の前記中空糸膜を束ねた中空糸膜束を、第２の内郭ハウジングに収容して構成される第２の中空糸膜モジュールと、
前記第１の内郭ハウジング及び前記第２の内郭ハウジングの外側に設けられ、前記乾燥ガスが流れる乾燥ガス流路を前記第１の内郭ハウジング及び前記第２の内郭ハウジングとの間で形成する外郭ハウジングと、
前記第１の内郭ハウジングの周面に設けられ、前記乾燥ガス流路に供給された乾燥ガスを前記第１の中空糸膜モジュールに導く上流孔と、
前記第２の内郭ハウジングの周面に設けられ、前記乾燥ガス流路を流れる乾燥ガスを前記第２の中空糸膜モジュールに導く下流孔と、
前記第２の内郭ハウジングの周面に設けられ、前記第２の中空糸膜モジュールを流通した乾燥ガスを外部に排出する排出孔と、
を備え、
前記第１の中空糸膜モジュールは、前記第２の中空糸膜モジュールに対して前記乾燥ガス流路の流路上流側に配置され、前記第１の中空糸膜モジュールと前記第２の中空糸膜モジュールとの間には、前記第１の中空糸膜モジュールの内部と前記第２の中空糸膜モジュールの内部との間の前記乾燥ガスの直接の流通を防ぐ隔壁が設けられたことを特徴とする加湿装置。
【請求項２】
前記第２の内郭ハウジングは前記第１の内郭ハウジングと同一のものであり、
前記隔壁は、前記第１の内郭ハウジングの内部に設けられ、前記第１の内郭ハウジングの内部を前記第１の中空糸膜モジュールと前記第２の中空糸膜モジュールとに区画する仕切り板であることを特徴とする請求項１に記載の加湿装置。
【請求項３】
前記外郭ハウジングは、前記乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給管に接続されており、
前記上流孔のうちの前記乾燥ガス供給管から供給された乾燥ガスを導入するガス導入孔の孔径は、前記乾燥ガス供給管の管径よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の加湿装置。
【請求項４】
前記乾燥ガス供給管は、前記外郭ハウジングに向かって管径を変化させない形状であることを特徴とする請求項３に記載の加湿装置。
【請求項５】
前記乾燥ガス供給管は、前記外郭ハウジングの内部に突き出して開口すると共に前記外郭ハウジングに向かって管径を拡径するテーパー部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の加湿装置。
【請求項６】
前記上流孔は、前記第１の内郭ハウジングの周面のうちの前記乾燥ガス供給管の管軸方向の周面にのみ設けられたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項に記載の加湿装置。
【請求項７】
前記外郭ハウジングは、前記湿潤ガスを供給する湿潤ガス供給管に接続されており、
前記湿潤ガス供給管は、前記第２の中空糸膜モジュールにより多くの湿潤ガスを導くように前記第１の中空糸膜モジュールの側が絞られた形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池に使用される加湿装置には、複数の中空糸膜を束ねた中空糸膜束と、この中空糸膜間に隙間を形成する結束部材とを備えたクロスフロー方式の構造を採用したものが知られている（特許文献１参照）。この構造の加湿装置によれば、加湿するガスと加湿されるガスとをスムーズに流通させることで加湿効率を高めることができる。
【特許文献１】特開２００６−２８９２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の加湿装置では、一般に、装置内を流通するガスの流路上流側にフィルタが設けられる。このフィルタは超微粒子を捕集する性能を有するものである。かかるフィルタが設けられるのは、異物が装置内部に進入して中空糸膜に付着することにより中空糸膜の性能が劣化するのを防ぐためである。
【０００４】
しかしながら、かかるフィルタが設けられた加湿装置では、異物の捕集に伴いフィルタが目詰まりを起こして圧力損失が増大する問題があった。
【０００５】
本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、フィルタを設けない構造で圧力損失を抑制できる加湿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、加湿装置において、中空糸膜束を第１の内郭ハウジングに収容して構成される第１の中空糸膜モジュールと、中空糸膜束を第２の内郭ハウジングに収容して構成される第２の中空糸膜モジュールと、第１の内郭ハウジング及び第２の内郭ハウジングの外側に設けられ乾燥ガスが流れる乾燥ガス流路を第１の内郭ハウジング及び第２の内郭ハウジングとの間で形成する外郭ハウジングと、第１の内郭ハウジングの周面に設けられ乾燥ガス流路に供給された乾燥ガスを第１の中空糸膜モジュールに導く上流孔と、第２の内郭ハウジングの周面に設けられ乾燥ガス流路を流れる乾燥ガスを第２の中空糸膜モジュールに導く下流孔と、前記第２の内郭ハウジングの周面に設けられ、前記第２の中空糸膜モジュールを流通した乾燥ガスを外部に排出する排出孔と、を備え、前記第１の中空糸膜モジュールは、前記第２の中空糸膜モジュールに対して前記乾燥ガス流路の流路上流側に配置され、前記第１の中空糸膜モジュールと前記第２の中空糸膜モジュールの内部との間には、前記第１の中空糸膜モジュールと前記第２の中空糸膜モジュールとの間の前記乾燥ガスの直接の流通を防ぐ隔壁が設けられるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の中空糸膜モジュールが異物を捕集するフィルタとして機能するので、フィルタを設けない構造でフィルタを設けた場合と同様の異物捕集機能を実現することができる。また、第１の中空糸膜モジュールに導入された乾燥ガスは隔壁によって第２の中空糸膜モジュールにそのまま流通できず第１の内郭ハウジング及び第２の内郭ハウジングと外郭ハウジングとの間に形成された乾燥ガス流路を通って第２の中空糸膜モジュールに貫流するので、第１の中空糸膜モジュールが目詰まりを起こした場合であっても圧力損失を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
なお、以下の説明においては、本発明を燃料電池に使用される加湿装置（燃料電池用加湿装置）に適用した場合について説明する（図１参照）。この加湿装置１は、中空糸膜束２１を備えた中空糸タイプの構成を採用したものである。中空糸膜束２１とは、膜外側に被加湿用の乾燥ガス（不図示の燃料電池へ供給する供給ガス）が流れ、膜内側に加湿用の湿潤ガス（不図示の燃料電池から排出された排出ガス）が流れる中空糸膜２０を複数本束ねた膜束である。膜外側を流れる乾燥ガスと膜内側を流れる湿潤ガスとが直交流であることを特徴の一つとしている。
【００１０】
[第１の実施形態]
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１１】
（装置の構成及び作用）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る加湿装置１を説明する図である。図２は、図１の断面Ａにおける断面図を示している。図１（図２）に示す加湿装置１は、乾燥ガスと湿潤ガスとを水分交換させる加湿器本体としての中空糸膜モジュール（加湿室）２等を備える。
【００１２】
中空糸膜モジュール２は、複数本の中空糸膜２０を束ねた中空糸膜束２１を内郭ハウジング（第１の内郭ハウジング、第２の内郭ハウジング）２２の内部に直線状に填装して構成されるモジュールである。ここで中空糸膜２０とは、壁面にスリット状の超微細孔（水蒸気（気体）を通すが水（液体）を通さない孔）が設けられたストロー状の繊維である。また内郭ハウジング２２とは、両端に開口部２２ａが形成された略角筒状の筐体である。中空糸膜束２１の両端は、開口部２２ａにおいて各中空糸膜２０の膜内のみが外部へ開放されるように及び中空糸膜２０間の中空通路を確保するようにポッティング剤等で接着してシールされている。
【００１３】
内郭ハウジング２２の外側には、略直方体状の筐体である外郭ハウジング３が設けられている。この外郭ハウジング３には、チャンバー３１ａを備えた乾燥ガス供給マニホールド３１が接続されている。このような構成により、乾燥ガス供給マニホールド３１を通って供給された乾燥ガスはチャンバー３１ａに流入する。
【００１４】
内郭ハウジング２２の乾燥ガス供給マニホールド３１の側（乾燥ガスの流路上流側）の側面には格子状に配列された多数の円形の貫通孔である上流孔２２ｂが形成されている。この上流孔２２ｂは、チャンバー３１ａと内郭ハウジング２２の内部とを連通している。このような構成により、乾燥ガス供給マニホールド３１からチャンバー３１ａに流入した乾燥ガスは上流孔２２ｂを通って中空糸膜モジュール２の内部に流入する。
【００１５】
内郭ハウジング２２の内部には、中空糸膜モジュール２の内部空間を二分する隔壁４が中空糸膜束２１の軸方向に沿って設けられている。この隔壁４は、中空糸膜モジュール２の内部を乾燥ガスの流路上流側の第１のモジュール部（第１の中空糸膜モジュール、上流室）２ａと流路下流側の第２のモジュール部（第２の中空糸膜モジュール、下流室）２ｂとの二つの領域に区画する仕切り板である。このような構成により、上流孔２２ｂを通って中空糸膜モジュール２の内部、すなわち第１のモジュール部２ａに流入した乾燥ガスは、隔壁４によってそのまま第２のモジュール部２ｂへ直接流通できずに第１のモジュール部２ａを循環すると共に循環したあとに再び上流孔２２ｂを通ってチャンバー３１ａに流出する。
【００１６】
内郭ハウジング２２と外郭ハウジング３との間には、図２のように、乾燥ガスの流路である乾燥ガス流路５が形成されている。乾燥ガス流路５は、内郭ハウジング２２と外郭ハウジング３との間に形成された空間であって軸シール９ａ、９ｂ及びリブ２２ｃによって囲われた空間である。軸シール９ａ、９ｂは、内郭ハウジング２２の周面の開口部２２ａの側において全周に亘って配置されたシール部材である。乾燥ガス流路５を流れるガスが乾燥ガス流路５の外に漏れないように乾燥ガス流路５を密封する。リブ２２ｃは、内郭ハウジング２２の天井面（及び底面）の第２のモジュール部２ｂの側の端部において外郭ハウジング３に向かって突出させた凸状の突起物である。このような構成により、上流孔２２ｂを通ってチャンバー３１ａに流出した乾燥ガスは、軸シール９ａ、９ｂ及びリブ２２ｃによって囲われた乾燥ガス流路５を流通する。つまり、乾燥ガス流路５は、乾燥ガスが第１のモジュール部２ａから第２のモジュール部２ｂに流通する流路である。
【００１７】
内郭ハウジング２２の天井面（及び底面）においてリブ２２ｃよりも乾燥ガスの流路上流側且つ第２のモジュール部２ｂの側の天井面（及び底面）には、格子状に配列された多数の円形の貫通孔である下流孔２２ｄが形成されている。この下流孔２２ｄは、乾燥ガス流路５と第２のモジュール部２ｂとを連通している。このような構成により、乾燥ガス流路５を流通した乾燥ガスはこの下流孔２２ｄを通って第２のモジュール部２ｂに流入する。
【００１８】
内郭ハウジング２２の第２のモジュール部２ｂの側（乾燥ガスの流路下流側）の側面には、格子状に配列された多数の円形の貫通孔である排出孔２２ｅが形成されている。また、乾燥ガス供給マニホールド３１と外郭ハウジング３を挟んで反対側の位置には乾燥ガス排出マニホールド（不図示）が接続されている。このような構成により、第２のモジュール部２ｂに流入した乾燥ガスは第２のモジュール部２ｂを流通し、排出孔２２ｅを通って不図示の乾燥ガス排出マニホールドから外部に排出される。
【００１９】
一方、中空糸膜モジュール２の外側に設けられた外郭ハウジング３には、チャンバー３２ａを備えた湿潤ガス供給マニホールド３２が接続されている。このような構成により、湿潤ガス供給マニホールド３２を通って供給された湿潤ガスはチャンバー３２ａに流入する。
【００２０】
内郭ハウジング２２の湿潤ガス供給マニホールド３２の側（湿潤ガスの流路上流側）には、前述のように開口部２２ａが形成されている。このような構成により、チャンバー３２ａに流入した湿潤ガスはこの開口部２２ａを通って第１のモジュール部２ａ及び第２のモジュール部２ｂに流入し、中空糸膜２０の内側を流れる。なお、湿潤ガス供給マニホールド３２と外郭ハウジング３との間は、軸シール１０ｂによって密封されている。軸シール１０ｂは、軸シール９ｂよりも湿潤ガス供給マニホールド３２の側の位置において内郭ハウジング２２の周面の全周に亘って配置されたシール部材である。
【００２１】
湿潤ガス供給マニホールド３２と外郭ハウジング３を挟んで反対側の位置には湿潤ガス排出マニホールド（不図示）が接続されている。このような構成により、第１のモジュール部２ａ及び第２のモジュール部２ｂを流通した湿潤ガスは開口部２２ａを通って不図示の湿潤ガス排出マニホールドから外部に排出される。なお、湿潤ガス排出マニホールドと外郭ハウジング３との間は、軸シール１０ａによって密封されている。軸シール１０ａは、軸シール９ａよりも不図示の湿潤ガス排出マニホールドの側の位置において内郭ハウジング２２の周面の全周に亘って配置されたシール部材である。
【００２２】
（効果）
以上説明してきた第１の実施形態に係る加湿装置１によれば、第１のモジュール部２ａは、上流孔２２ｂを通って流入してきた乾燥ガス中の異物を中空糸膜２０に付着させて異物を捕集するフィルタとしての機能を備える。一方、第２のモジュール部２ｂは、中空糸膜２０を介して乾燥ガスと湿潤ガスとの間で水分交換する通常の加湿手段としての機能を備える。そのため、隔壁４のみで中空糸膜モジュール２をフィルタとしても機能する第１のモジュール部２ａと加湿手段としてのみ機能する第２のモジュール部２ｂとに分類することができる。すなわち、別途フィルタを設けない隔壁４のみを設ける構造工夫によりフィルタを設けた場合と同様の効果を得ることができる。加えて、加湿装置１を簡素化及び小型化することができる。さらには、加湿装置１の下流に位置するスタックの寿命を向上させることができる。
【００２３】
また、第１の実施形態に係る加湿装置１によれば、乾燥ガスが上流孔２２ｂを通って第１のモジュール部２ａに流入すると、隔壁４によって第１のモジュール部２ａに淀み点が形成される。そのため、第１のモジュール部２ａにおける乾燥ガスの流速は低減され、第１のモジュール部２ａのフィルタとしての捕集効率を高めることができる。
【００２４】
また、第１の実施形態に係る加湿装置１によれば、第１のモジュール部２ａから上流孔２２ｂを通ってチャンバー３１ａに流出する乾燥ガスは、第１のモジュール部２ａにおいて分散されている。そのため、第１のモジュール部２ａによる異物の捕集に伴い第１のモジュール部２ａの淀み点が変化して乾燥ガスの流通面積が小さくなる場合であっても、これらの影響を殆ど受けることなく圧力損失を抑制することができる。
【００２５】
また、第１の実施形態に係る加湿装置１によれば、乾燥ガス流路５から下流孔２２ｄを通って第２のモジュール部２ｂに流入する乾燥ガスは、格子状の複数の下流孔２２ｄを通ることで分散されている。そのため、第２のモジュール部２ｂの中空糸膜２０の膜よれの発生を抑制することができる。これにより、第２のモジュール部２ｂの加湿効率を高めることができる。なお、リブ３ｃが設けられたことも乾燥ガスを分散させる要因となっている。また、このリブ３ｃの高さ（突き出し長さ）を変更することで加湿装置１における加湿量を制御することができる。
【００２６】
また、第１の実施形態に係る加湿装置１によれば、内郭ハウジング２２の周面に形成される上流孔２２ｂは、内郭ハウジング２２の天井面（及び底面）には形成されておらず乾燥ガス供給マニホールド３１の側の周面にのみ形成されている。そのため、乾燥ガス流路５を通る乾燥ガスが第１のモジュール部２ａに流入するのを防止することができる。すなわち、貫通孔の位置のみで乾燥ガス流路５を通る乾燥ガスの流路を制御することが可能となる。
【００２７】
また、第１の実施形態に係る加湿装置１によれば、軸シール９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂを用いた密封方法を採用している。このような密封方法にすることにより、ボルト締結用のフランジ、ボスのためのスペースを設ける必要がなく、締結用のボルト点数の削減及び加湿装置１の小型化を実現できる。
【００２８】
[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る加湿装置１は、図３に示すように、多数ある上流孔２２ｂのうちの一つを大径のガス導入孔２２ｆとしたことが第１の実施形態に係る加湿装置１（図１）と異なる。
【００２９】
（装置の構成、作用及び効果）
図３は、第２の実施形態に係る加湿装置１を説明する図である。なお、以下では図１と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００３０】
ガス導入孔２２ｆは、同孔の孔径が乾燥ガス供給マニホールド３１の管径よりも大きく構成されている。具体的には乾燥ガス供給マニホールド３１の管径と同等又は同等以上の大きさである。なお、このガス導入孔２２ｆは乾燥ガス供給マニホールド３１を流れる乾燥ガスの主流方向に配置されている。このような構成により、乾燥ガス供給マニホールド３１から供給された乾燥ガスの主流成分を第１のモジュール部２ａに積極的に導き、そのまま乾燥ガス流路５に流入するのを防ぐことができる。
【００３１】
また乾燥ガス供給マニホールド３１は、チャンバー３１ａに向かって管径を変化させない形状に、つまりテーパー形状ではない形状によって構成されている。チャンバー３１ａに向かって管径を拡径するテーパー形状にすると乾燥ガス供給マニホールド３１を流れる乾燥ガスは分散されてそのまま乾燥ガス流路５に流入し得るが、かかる流入を防ぐことができる。
【００３２】
以上のように、第２の実施形態に係る加湿装置１によれば、乾燥ガス供給マニホールド３１から供給された乾燥ガスがそのまま乾燥ガス流路５に流通するのを防止しているので、第１の実施形態に係る加湿装置１（図１）よりも第１のモジュール部２ａのフィルタとしての捕集効率を高めることができる。
【００３３】
[第３の実施形態]
続いて、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係る加湿装置１は、図４に示すように、乾燥ガス供給マニホールド３１の形状が第２の実施形態に係る加湿装置１と異なる。
【００３４】
（装置の構成、作用及び効果）
図４は、第３の実施形態に係る加湿装置１を説明する図である。図４（ａ）では、加湿装置１の概略斜視図（断面図）を示している。図４（ｂ）では、乾燥ガス供給マニホールド３１からガス導入孔２２ｆを見た図を示している。なお、以下では図１又は図２と同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００３５】
図４（ａ）に示す乾燥ガス供給マニホールド３１は、外郭ハウジング３の内部に突き出して開口する配管３１ｂと外郭ハウジング３に向かって管径を拡径するチャンバー（テーパー部）３１ａを備えた構成である。これにより、チャンバー３１ａの内部空間は、この配管３１ｂの内側空間３１ｃと外側空間３１ｄの２層に分離される。
【００３６】
このような構成により、乾燥ガス供給マニホールド３１から供給された乾燥ガスの主流は配管３１ｂの内側空間３１ｃ、ガス導入孔２２ｆを通って第１のモジュール部２ａに流入する。そのため、同ガスがそのまま乾燥ガス流路５に流入するのを防ぐことができる。また、乾燥ガスが第１のモジュール部２ａに流入する際には図４（ｂ）のように中空糸膜束２１の中央部２１ａに膜よれが発生する。かかる膜よれが発生した中央部２１ａでは、乾燥ガスを隔壁４まで導入することが可能になる。そうすると、隔壁４まで導入された乾燥ガスは膜よれの発生箇所よりも外側に分散されて、ガス導入孔２２ｆよりも外側の上流孔２２ｂからチャンバー３１ａの外側空間３１ｄ及び乾燥ガス流路５へと流出される。
【００３７】
以上のように、第３の実施形態に係る加湿装置１によれば、乾燥ガス供給マニホールド３１から供給された乾燥ガスがそのまま乾燥ガス流路５に流通するのを防止しているので、第２の実施形態に係る加湿装置１（図３）よりも第１のモジュール部２ａのフィルタとしての捕集効率を高めることができる。
【００３８】
[第４の実施形態]
続いて、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態に係る加湿装置１は、図５に示すように、湿潤ガス供給マニホールド３２の形状が第１乃至３の実施形態に係る加湿装置１と異なる。
【００３９】
（装置の構成、作用及び効果）
図５は、第４の実施形態に係る加湿装置を説明する図である。なお、以下では前述の図１と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００４０】
図５に示す湿潤ガス供給マニホールド３２（厳密にはチャンバー３２ａ）は、第２のモジュール部２ｂにより多くの湿潤ガスを導くように第１のモジュール部２ａの側が絞られた形状に構成されている。すなわち、前述の第１乃至３の実施形態では、湿潤ガス供給マニホールド３２を通ってチャンバー３２ａに供給された湿潤ガスは第１のモジュール部２ａ及び第２のモジュール部２ｂの双方に流入するように構成されていた。一方、本実施形態では、湿潤ガス供給マニホールド３２を通ってチャンバー３２ａに供給された湿潤ガスのより多くは、第１のモジュール部２ａの側が絞られているために第２のモジュール部２ａに流入する。
【００４１】
このような形状に構成したのは、第１のモジュール部２ａはフィルタとして機能しているので湿潤ガスが第１のモジュール部２ａへ流通しないようにすることが望ましいからである。
【００４２】
以上のように、第４の実施形態に係る加湿装置１によれば、湿潤ガス供給マニホールド３２を流通してきた湿潤ガスが第１のモジュール部２ａの側に流通するのを防止しているので、前述の加湿装置１（図１乃至４）よりも第２のモジュール部２ｂの加湿手段としての加湿効率を高めることができる。
【００４３】
[第５の実施形態]
続いて、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態に係る加湿装置１は、図６に示すように、第１のモジュール部（第１の中空糸膜モジュール）２ａと第２のモジュール部（第２の中空糸膜モジュール）２ｂとがそれぞれ独立したモジュールとして構成されている点が第１乃至４の実施形態に係る加湿装置１と異なる。
【００４４】
（装置の構成）
図６は、本発明の第５の実施形態に係る加湿装置１を説明する図である。なお、以下では前述の図１と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００４５】
図６に示す加湿装置１は、乾燥ガスと湿潤ガスとを水分交換させる加湿器本体としての第１のモジュール部２ａ、第２のモジュール部２ｂ等を備える。
【００４６】
第１のモジュール部２ａは、複数本の中空糸膜２０を束ねた中空糸膜束２１を第１の内郭ハウジング４１の内部に直線状に填装して構成される中空糸膜モジュールである。ここでの第１の内郭ハウジング４１とは、両端に開口部４１ａが形成された略角筒状の筐体である。中空糸膜束２１の両端は、開口部４１ａにおいて各中空糸膜２０の膜内のみが外部へ開放されるように及び中空糸膜２０間の中空通路を確保するようにポッティング剤等で接着してシールされている。
【００４７】
第２のモジュール部２ｂは、複数本の中空糸膜２０を束ねた中空糸膜束２１を第２の内郭ハウジング４２の内部に直線状に填装して構成される中空糸膜モジュールである。ここでの第２の内郭ハウジング４２とは、両端に開口部４２ａが形成された略角筒状の筐体である。中空糸膜束２１の両端は、開口部４２ａにおいて各中空糸膜２０の膜内のみが外部へ開放されるように及び中空糸膜２０間の中空通路を確保するようにポッティング剤等で接着してシールされている。
【００４８】
これら第１の内郭ハウジング４１及び第２の内郭ハウジング４２の外側には、略直方体状の筐体である外郭ハウジング３が設けられている。この外郭ハウジング３には、チャンバー３１ａを備えた乾燥ガス供給マニホールド３１が接続されている。このような構成により、乾燥ガス供給マニホールド３１を通って供給された乾燥ガスはチャンバー３１ａに流入する。
【００４９】
第１の内郭ハウジング４１の周面には格子状に配列された多数の円形の貫通孔である上流孔４１ｂが形成されている。この上流孔４１ｂは、チャンバー３１ａと第１の内郭ハウジング４１の内部とを連通している。このような構成により、乾燥ガス供給マニホールド３１からチャンバー３１ａに流入した乾燥ガスは上流孔４１ｂを通って第１のモジュール部２ａの内部に流入する。
【００５０】
第１のモジュール部２ａと第２のモジュール部２ｂとの間には、第１のモジュール部２ａの内部と第２のモジュール部２ｂの内部との間の乾燥ガスの直接の流通を防ぐ隔壁４が設けられている。本実施形態では、隔壁４は第１のモジュール部２ａの周面のうちの第２のモジュール部２ｂ側の面に形成されている。このような構成により、上流孔４１ｂを通って第１のモジュール部２ａに流入した乾燥ガスは、隔壁４によってそのまま第２のモジュール部２ｂへ流通できずに第１のモジュール部２ａを循環すると共に循環したあとに再び上流孔４１ｂを通ってチャンバー３１ａに流出する。
【００５１】
第１の内郭ハウジング４１及び第２の内郭ハウジング４２と外郭ハウジング３との間には、図６のように、乾燥ガスの流路である乾燥ガス流路５が形成されている。乾燥ガス流路５は、第１の内郭ハウジング４１及び第２の内郭ハウジング４２と外郭ハウジング３との間に形成された空間であって軸シール９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ及びリブ４２ｂによって囲われた空間である。軸シール９ａ、９ｂは、第２の内郭ハウジング４２の周面の開口部４２ａの側において全周に亘って配置されたシール部材である。軸シール９ｃ、９ｄは、第１の内郭ハウジング４１の周面の開口部４１ａの側において全周に亘って配置されたシール部材である。乾燥ガス流路５を流れるガスが乾燥ガス流路５の外に漏れないように乾燥ガス流路５を密封する。リブ４２ｂは、第２の内郭ハウジング４２の天井面（及び底面）の端部において外郭ハウジング３に向かって突出させた凸状の突起物である。このような構成により、上流孔４１ｂを通ってチャンバー３１ａに流出した乾燥ガスは、軸シール９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ及びリブ４２ｂによって囲われた乾燥ガス流路５を流通する。つまり、乾燥ガス流路５は、乾燥ガスが第１のモジュール部２ａから第２のモジュール部２ｂに流通する流路である。
【００５２】
第２の内郭ハウジング４２の天井面（及び底面）においてリブ４２ｂよりも乾燥ガスの流路上流側には、格子状に配列された多数の円形の貫通孔である下流孔４２ｃが形成されている。この下流孔４２ｃは、乾燥ガス流路５と第２のモジュール部２ｂとを連通している。このような構成により、乾燥ガス流路５を流通した乾燥ガスはこの下流孔４２ｃを通って第２のモジュール部２ｂに流入する。
【００５３】
第２の内郭ハウジング４２の乾燥ガスの流路下流側の側面には、格子状に配列された多数の円形の貫通孔である排出孔４２ｄが形成されている。また、乾燥ガス供給マニホールド３１と外郭ハウジング３を挟んで反対側の位置には乾燥ガス排出マニホールド（不図示）が接続されている。このような構成により、第２のモジュール部２ｂに流入した乾燥ガスは第２のモジュール部２ｂを流通し、排出孔４２ｄを通って不図示の乾燥ガス排出マニホールドから外部に排出される。
【００５４】
一方、外郭ハウジング３には、チャンバー３２ａを備えた湿潤ガス供給マニホールド３２が接続されている。このような構成により、湿潤ガス供給マニホールド３２を通って供給された湿潤ガスはチャンバー３２ａに流入する。
【００５５】
第１の内郭ハウジング４１の湿潤ガス供給マニホールド３２の側（湿潤ガスの流路上流側）には、前述のように開口部４１ａが形成されている。同様に、第２の内郭ハウジング４２の湿潤ガス供給マニホールド３２の側には、開口部４２ａが形成されている。このような構成により、チャンバー３２ａに流入した湿潤ガスはこの開口部４１ａ、４２ａを通って第１のモジュール部２ａ及び第２のモジュール部２ｂに流入し、中空糸膜２０の内側を流れる。なお、湿潤ガス供給マニホールド３２と外郭ハウジング３との間は、軸シール１０ｂ、１０ｄによって密封されている。軸シール１０ｂ、１０ｄは、それぞれ軸シール９ｂ、９ｄよりも湿潤ガス供給マニホールド３２の側の位置において第１の内郭ハウジング４１、第２の内郭ハウジング４２の周面の全周に亘って配置されたシール部材である。
【００５６】
湿潤ガス供給マニホールド３２と外郭ハウジング３を挟んで反対側の位置には湿潤ガス排出マニホールド（不図示）が接続されている。このような構成により、第１のモジュール部２ａ及び第２のモジュール部２ｂを流通した湿潤ガスは開口部４１ａ、４２ａを通って不図示の湿潤ガス排出マニホールドから外部に排出される。なお、湿潤ガス排出マニホールドと外郭ハウジング３との間は、軸シール１０ａ、１０ｃによって密封されている。軸シール１０ａ、１０ｃは、それぞれ軸シール９ａ、９ｃよりも不図示の湿潤ガス排出マニホールドの側の位置において第１の内郭ハウジング４１、第２の内郭ハウジング４２の周面の全周に亘って配置されたシール部材である。
【００５７】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一つを示したものであり、本発明の技術的範囲を上記各実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００５８】
例えば、上記説明においては、中空糸膜２０の外側に乾燥ガスを流通させ、中空糸膜２０の内側に湿潤ガスを流通させる構成を採用したが、この場合には限らない。中空糸膜２０の外側に湿潤ガスを流通させ、中空糸膜２０の内側に乾燥ガスを流通させる構成でもよい。
【００５９】
また、例えば、上記説明においては、中空糸膜モジュール２は図１のように略直方体の形状を採用しているが、この場合には限らない。その他の一般的に用いられる円筒形状、長円形状を採用してもよい。なお、中空糸膜モジュール２として他の形状を採用する場合であっても軸シール９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂの取り付け構造など仕様の大幅な変更はない。また、いずれの形状を採用するかは、搭載スペースの制約によるものであり、いずれの形状を採用した場合であっても加湿装置１の上部に他の構成物品を締結させる等スペースを有効活用することができる。
【００６０】
また、例えば、上記説明においては、上流孔２２ｂ、下流孔２２ｄ等の貫通孔の形状は円形孔である場合を例に説明したが、この場合には限らない。格子状に設けた四角形孔、三角形孔、長円形孔又はこれらの組み合わせであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る加湿装置を説明する図である。
【図２】図１の加湿装置の断面Ａにおける断面図を示している。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る加湿装置を説明する図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る加湿装置を説明する図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る加湿装置を説明する図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る加湿装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００６２】
１   加湿装置
２          中空糸膜モジュール
２ａ        第１のモジュール部（第１の中空糸膜モジュール）
２ｂ        第２のモジュール部（第２の中空糸膜モジュール）
３          外郭ハウジング
３ａ        上流孔
３ｂ        下流孔
３ｃ        リブ
４   隔壁
５   乾燥ガス流路
２０ 中空糸膜
２１        中空糸膜束
２２        内郭ハウジング（第１の内郭ハウジング、第２の内郭ハウジング）
２２ａ      開口部
２２ｂ      上流孔
２２ｃ      リブ
２２ｄ      下流孔
２２ｅ      排出孔
２２ｆ      ガス導入孔
３１        乾燥ガス供給マニホールド（乾燥ガス供給管）
３２        湿潤ガス供給マニホールド（湿潤ガス供給管）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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