(57)【要約】【課題】複数の中空糸膜全体を有効に使用することができ、加湿効率を良好に向上させることを可能にする。【解決手段】加湿用モジュール１０は、筒状ケーシング７０内を第１中空糸膜層７６ａ〜第３中空糸膜層７６ｃに仕切る第１多孔体７４ａ〜第３多孔体７４ｃを備える。第１多孔体７４ａは、第１中空糸膜層７６ａの層厚さを小さくして、中空糸膜７８の充填率を上げる一方、第３多孔体７４ｃは、出口部８８近傍の層厚さを小さくして、前記出口部８８との間に隙間９２を形成する。【選択図】図２
2011085309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ケーシングと、
前記筒状ケーシング内に収納される複数の中空糸膜と、
前記中空糸膜の内側に形成され、第１流体を流通させる第１流路と、
前記中空糸膜の外側と前記筒状ケーシングの内壁との間に形成され、第２流体を流通させて前記第１流体と前記第２流体との間で水分の移動を行う第２流路と、
前記筒状ケーシングに設けられ、前記第２流路の入口側に連通する入口部及び前記第２流路の出口側に連通する出口部と、
を備える加湿用モジュールであって、
前記筒状ケーシング内に前記中空糸膜の延長方向に沿って延在し、該筒状ケーシング内の複数の前記中空糸膜を複数の中空糸膜層に仕切る複数の多孔体を備え、
各中空糸膜層には、前記中空糸膜が均等に収納されるとともに、
前記多孔体には、前記中空糸膜層の少なくとも一部の層厚さを調整する層厚さ調整部が設けられることを特徴とする加湿用モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の加湿用モジュールにおいて、前記層厚さ調整部は、少なくとも前記多孔体の前記出口部近傍の層厚さを、他の部位の層厚さよりも小さく調整することを特徴とする加湿用モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２記載の加湿用モジュールにおいて、前記層厚さ調整部は、少なくとも前記多孔体の前記入口部近傍の層厚さを、他の部位の層厚さよりも小さく調整することを特徴とする加湿用モジュール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の加湿用モジュールにおいて、前記多孔体は、環状多孔体を構成するとともに、
前記層厚さ調整部は、前記環状多孔体の少なくと一部に絞り部位を設けることを特徴とする加湿用モジュール。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の加湿用モジュールにおいて、前記多孔体は、環状多孔体を構成するとともに、
前記層厚さ調整部は、前記環状多孔体の少なくとも一部を絞る紐状体を有することを特徴とする加湿用モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の中空糸膜が筒状ケーシング内に収容される加湿用モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、一対のセパレータによって挟持した単位セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の単位セルを積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
この種の燃料電池では、良好なイオン伝導性を確保するために、電解質膜を所望の湿潤状態に維持する必要がある。このため、酸化剤ガスや燃料ガスは、一般的に、燃料電池に供給される前に加湿装置を介して加湿されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示されている固体高分子電解質型燃料電池では、水蒸気透過膜と、この水蒸気透過膜により画成された加湿ガス室及び被加湿ガス室とを備え、反応ガス通路から排出されるオフガスを加湿ガス、前記反応ガス通路に供給される反応ガスを被加湿ガスとして反応ガスを加湿する反応ガス加湿装置が設けられている。
【０００５】
しかしながら、この特許文献１では、略平面状の水蒸気透過膜を介装し、その両面側から加湿ガスと被加湿ガスとを接触させて水分移動を行っている。このため、水分の接触領域が小さく、加湿効率が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、例えば、特許文献２に開示されている供給ガス加湿装置が知られている。この供給ガス加湿装置では、図１０に示すように、ジャケット１内に中空糸膜の集合体からなる中空糸膜束２を収容するとともに、前記中空糸膜束２の両端は、一対の仕切り板３、４により前記ジャケット１内に固定されている。
【０００７】
仕切り板３、４の外側には、ガスチャンバ５ａ、５ｂが形成されるとともに、前記ガスチャンバ５ａ、５ｂには、燃料ガス供給ラインが接続されている。ガスチャンバ５ａ、５ｂは、中空糸膜束２の内部空間２ａに連通している。ジャケット１の内部空間は、水チャンバ６を構成するとともに、前記水チャンバ６は、水入口７ａ及び水出口７ｂに連通している。
【０００８】
そこで、燃料ガスは、一方の仕切り板３から各中空糸膜の内部空間２ａに導入され、他方の仕切り板４側に向かって流通する一方、水入口７ａから水チャンバ６に冷却水が導入されている。ジャケット１内では、燃料ガスと冷却水とが対向する方向に流動し、各中空糸膜を介して前記燃料ガスが前記冷却水に接触して加湿されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−１３２０３８号公報
【特許文献２】特開平８−２７３６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記の特許文献２では、中空糸膜束２を構成する各中空糸膜は、両端が仕切り板３、４に固定される際、加湿時の膨潤を考慮して、予め前記中空糸膜間に空隙を設けて配設されている。このため、各中空糸膜は、変形可能であり、水入口７ａから導入される冷却水の水圧により、前記水入口７ａ側で大きく変形し易い。従って、冷却水は、各中空糸膜間に導入されずにバイパスしてしまい、燃料ガスの加湿効率が低下するという問題がある。
【００１１】
一方、水出口７ｂ側では、冷却水により中空糸膜束２が前記水出口７ｂ側に変形し易い。これにより、水出口７ｂが部分的に閉塞され、前記水出口７ｂの圧損が増加するという問題がある。
【００１２】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、複数の中空糸膜全体を有効に使用することができ、加湿効率を良好に向上させることが可能な加湿用モジュール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】
【００１３】
本発明は、筒状ケーシングと、前記筒状ケーシング内に収納される複数の中空糸膜と、前記中空糸膜の内側に形成され、第１流体を流通させる第１流路と、前記中空糸膜の外側と前記筒状ケーシングの内壁との間に形成され、第２流体を流通させて前記第１流体と前記第２流体との間で水分の移動を行う第２流路と、前記筒状ケーシングに設けられ、前記第２流路の入口側に連通する入口部及び前記第２流路の出口側に連通する出口部とを備える加湿用モジュールに関するものである。
【００１４】
この加湿用モジュールは、筒状ケーシング内に中空糸膜の延長方向に沿って延在し、前記筒状ケーシング内の複数の前記中空糸膜を複数の中空糸膜層に仕切る複数の多孔体を備えている。そして、各中空糸膜層には、中空糸膜が均等に収納されるとともに、多孔体には、前記中空糸膜層の少なくとも一部の層厚さを調整する層厚さ調整部が設けられている。
【００１５】
また、層厚さ調整部は、少なくとも多孔体の出口部近傍の層厚さを、他の部位の層厚さよりも小さく調整することが好ましい。
【００１６】
さらに、層厚さ調整部は、少なくとも多孔体の入口部近傍の層厚さを、他の部位の層厚さよりも小さく調整することが好ましい。
【００１７】
さらにまた、多孔体は、環状多孔体を構成するとともに、層厚さ調整部は、前記環状多孔体の少なくとも一部に絞り部位を設けることが好ましい。
【００１８】
また、多孔体は、環状多孔体を構成するとともに、層厚さ調整部は、前記環状多孔体の少なくとも一部を絞る紐状体を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、筒状ケーシング内が多孔体により複数の中空糸膜層に仕切られており、前記中空糸膜層には、複数の中空糸膜が収納保持されている。従って、中空糸膜の変形が良好に抑制される。
【００２０】
しかも、多孔体には、中空糸膜層の少なくとも一部の層厚さを調整する層厚さ調整部が設けられている。このため、例えば、中空糸膜が変形し易い部位に対応して中空糸膜層の層厚さを小さく設定すれば、前記中空糸膜の充填率が他の部位の充填率よりも高く設定される。
【００２１】
これにより、反応ガスの流れを最適化することができるとともに、中空糸膜の変形を抑制することが可能になり、前記中空糸膜全体を有効に使用して加湿効率を良好に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る加湿用モジュールを組み込む燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】前記加湿用モジュールの概略斜視説明図である。
【図３】前記加湿用モジュールの断面側面図である。
【図４】前記加湿用モジュールの正面説明図である。
【図５】前記加湿用モジュールを構成する多孔体の斜視説明図である。
【図６】前記多孔体の展開状態の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る加湿用モジュールを構成する多孔体の斜視説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る加湿用モジュールの概略斜視説明図である。
【図９】前記加湿用モジュールの断面側面図である。
【図１０】特許文献２に開示されている供給ガス加湿装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る加湿用モジュール１０は、燃料電池システム１２に組み込まれる。この燃料電池システム１２は、図示しない燃料電池車両に搭載される。
【００２４】
燃料電池システム１２は、燃料電池スタック１４と、前記燃料電池スタック１４に冷却媒体を供給するための冷却媒体供給機構１６と、前記燃料電池スタック１４に酸化剤ガス（反応ガス）を供給するための酸化剤ガス供給機構１８と、前記燃料電池スタック１４に燃料ガス（反応ガス）を供給するための燃料ガス供給機構２０とを備える。
【００２５】
冷却媒体供給機構１６は、ラジエータ２４を備える。このラジエータ２４には、冷媒用ポンプ２６を介して冷却媒体供給配管２８及び冷却媒体排出配管３０が接続される。
【００２６】
酸化剤ガス供給機構１８は、空気用ポンプ３２を備える。この空気用ポンプ３２に一端が接続される空気供給配管３４は、加湿用モジュール１０に他端が接続される。この加湿用モジュール１０には、加湿空気供給配管３８を介して燃料電池スタック１４が接続される。
【００２７】
加湿用モジュール１０には、使用済みの生成水を含んだ酸化剤ガス（以下、オフガスともいう）を燃料電池スタック１４から加湿流体として供給するためのオフガス排出配管３９が設けられる。加湿用モジュール１０では、オフガス排出配管３９を介して供給されたオフガスの排出側に、背圧弁（図示せず）が配設される。
【００２８】
燃料ガス供給機構２０は、燃料ガスとして水素ガスが貯留される燃料ガスタンク（燃料タンク）４０を備える。この燃料ガスタンク４０には、燃料ガス供給配管４２の一端が接続され、前記燃料ガス供給配管４２には、遮断弁４４、レギュレータ４６及びエゼクタ４８が接続されるとともに、前記エゼクタ４８は、燃料電池スタック１４に接続される。
【００２９】
燃料電池スタック１４には、使用済みの燃料ガスを排出するための排出燃料ガス配管５０が接続される。この排出燃料ガス配管５０は、リターン配管５２を介してエゼクタ４８に接続されるとともに、一部がパージ弁５４に連通する。なお、パージ弁５４の下流には、図示しないが、希釈器が配設される。
【００３０】
燃料電池スタック１４は、複数の発電セル５６が車長方向である水平方向又は重力方向に積層される。各発電セル５６は、図示しないが、電解質膜・電極構造体と、前記電解質膜・電極構造体を挟持する一対のセパレータとを備える。電解質膜・電極構造体は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜と、前記固体高分子電解質膜を挟持するアノード側電極及びカソード側電極とを備える。
【００３１】
燃料電池スタック１４には、発電セル５６の積層方向に延在して、酸化剤ガス、例えば、空気を供給するための酸化剤ガス供給連通孔５８ａ、燃料ガス、例えば、水素ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔６０ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔６２ａ、前記酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔５８ｂ、前記燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔６０ｂ及び前記冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔６２ｂが設けられる。
【００３２】
酸化剤ガス供給連通孔５８ａ及び酸化剤ガス排出連通孔５８ｂは、加湿空気供給配管３８及びオフガス排出配管３９に連通する。燃料ガス供給連通孔６０ａ及び燃料ガス排出連通孔６０ｂは、燃料ガス供給配管４２及び排出燃料ガス配管５０に連通する。冷却媒体供給連通孔６２ａ及び冷却媒体排出連通孔６２ｂは、冷却媒体供給配管２８及び冷却媒体排出配管３０を介してラジエータ２４に連通する。
【００３３】
図２及び図３に示すように、加湿用モジュール１０は、例えば、円筒形状を有する筒状ケーシング７０を備え、前記筒状ケーシング７０の中央部には、内部ケーシング７２が配設される。内部ケーシング７２は、加湿用モジュール１０の軸方向（矢印Ａ方向）の一端側（矢印Ａ１方向）に所定の長さを有する円筒部７２ａを設ける一方、残余の部分に中実状の円柱部７２ｂを設ける。
【００３４】
筒状ケーシング７０の内面と内部ケーシング７２の外面との間には、断面リング形状の空間が形成されるとともに、前記空間には、複数、例えば、第１多孔体７４ａ、第２多孔体７４ｂ、及び第３多孔体７４ｃが、前記内部ケーシング７２の軸芯と同心円状に配設される。第１多孔体７４ａ〜第３多孔体７４ｃは、例えば、金属やプラスチックからなるメッシュ構造を有する。
【００３５】
内部ケーシング７２の外周面と第１多孔体７４ａとの間には、第１中空糸膜層７６ａが形成され、前記第１多孔体７４ａと第２多孔体７４ｂとの間には、第２中空糸膜層７６ｂが形成され、前記第２多孔体７４ｂと第３多孔体７４ｃとの間には、第３中空糸膜層７６ｃが形成される。
【００３６】
第１中空糸膜層７６ａ、第２中空糸膜層７６ｂ及び第３中空糸膜層７６ｃには、それぞれ複数の中空糸膜７８が均等に収納される。均等とは、各層の中空糸膜７８が同一容積内に同一本数ずつ収納された状態をいう。各中空糸膜７８及び第１多孔体７４ａ〜第３多孔体７４ｃの両端は、筒状ケーシング７０の軸線方向両端にシール部８０、８０を介して固定される。
【００３７】
中空糸膜７８は、例えば、フェノールスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリトリフルオロスチレンスロホン酸、パーフルオロカーボンスルホン酸等の高分子イオン交換膜や、高分子樹脂系あるいはセラミック系の材料等で構成される。各中空糸膜７８の内側には、入口側に空気供給配管３４が連通する一方、出口側に加湿空気供給配管３８が連通し、使用前の酸化剤ガス（第１流体）が流通する酸化剤ガス流路（第１流路）８２が形成される。
【００３８】
筒状ケーシング７０内では、中空糸膜７８の外側にオフガス（第２流体）を流通させるためのオフガス流路（第２流路）８４が形成される。内部ケーシング７２を構成する円筒部７２ａには、所定数、例えば、二つの入口部８６が設けられる一方、筒状ケーシング７０の矢印Ａ２方向の端縁部には、所定数、例えば、二つの出口部８８が形成される。
【００３９】
入口部８６は、オフガス排出配管３９に連通し、このオフガス排出配管３９から供給されるオフガスは、オフガス流路８４に沿って矢印Ａ２方向に流通する。空気供給配管３４から各酸化剤ガス流路８２に供給される酸化剤ガスは、この酸化剤ガス流路８２に沿って矢印Ａ１方向に流通する。
【００４０】
このように構成される加湿用モジュール１０において、第１の実施形態では、第１中空糸膜層７６ａと第３中空糸膜層７６ｃとに、少なくとも一部の層厚さを調整する層厚さ調整部が設けられる。
【００４１】
具体的には、図２〜図４に示すように、第１中空糸膜層７６ａを形成する第１多孔体７４ａは、前記第１中空糸膜層７６ａに収納される前記中空糸膜７８の充填率を他の層の充填率よりも高める（密に配置する）ために、規定の直径よりも小径に形成することで、層厚さ調整部を構成している。すなわち、第１多孔体７４ａは、モジュール軸方向（矢印Ａ方向）全長にわたって、直径寸法が規定寸法よりも小さく設定されることにより、全ての部位で層厚さが小さく調整され、第１中空糸膜層７６ａに収納されている複数の中空糸膜７８同士は、充填率を高くして（密にして）配置される。
【００４２】
第３多孔体７４ｃは、筒状ケーシング７０の出口部８８に対応して、層厚さを他の部位の層厚さよりも小さく調整するための絞り部位（層厚さ調整部）９０を備える（図５参照）。この第３多孔体７４ｃは、図６に示すように、出口部８８に対応する位置に予め幅寸法Ｈ１が、他の部位の幅寸法Ｈよりも小さな絞り部位９０を設けており、第３多孔体７４ｃの長辺側の両端部７４ｃｅ、７４ｃｅを折り返して接合することにより構成される。絞り部位９０では、層厚さが他の部位の層厚さよりも小さく構成されるため、前記絞り部位９０に配置されている中空糸膜７８の部分が密に保持されて、充填率が高く設定される。
【００４３】
このように構成される燃料電池システム１２の動作について、第１の実施形態に係る加湿用モジュール１０との関連で、以下に説明する。
【００４４】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス供給機構１８を構成する空気用ポンプ３２が駆動され、酸化剤ガスである外部空気が吸引されて空気供給配管３４に導入される。この空気は、空気供給配管３４から加湿用モジュール１０内に導入され、各中空糸膜７８内の酸化剤ガス流路８２を矢印Ａ１方向に流通して加湿空気供給配管３８に供給される（図２及び図３参照）。
【００４５】
その際、オフガス排出配管３９から入口部８６を介してオフガス流路８４には、後述するように、反応に使用された酸化剤ガスであるオフガスが供給され、このオフガスが矢印Ａ２方向に流通している。このため、使用前の空気とオフガスとが対向流となり、この使用前の空気には、前記オフガス中に含まれる水分が移動し、前記使用前の空気が加湿される。加湿された空気は、加湿空気供給配管３８から燃料電池スタック１４内の酸化剤ガス供給連通孔５８ａに供給される（図１参照）。
【００４６】
一方、燃料ガス供給機構２０では、遮断弁４４の開放作用下に、燃料ガスタンク４０から導出された燃料ガス（水素ガス）は、レギュレータ４６で降圧された後、エゼクタ４８を通って燃料電池スタック１４内の燃料ガス供給連通孔６０ａに導入される。
【００４７】
さらに、冷却媒体供給機構１６では、冷媒用ポンプ２６の作用下に、冷却媒体供給配管２８から燃料電池スタック１４内の冷却媒体供給連通孔６２ａに冷却媒体が導入される。
【００４８】
燃料電池スタック１４内の各発電セル５６に供給された空気は、電解質膜・電極構造体のカソード側電極に沿って移動する。一方、燃料ガスは、電解質膜・電極構造体のアノード側電極に沿って移動する。従って、各電解質膜・電極構造体では、空気中の酸素と燃料ガス（水素）とが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。次いで、発電反応により消費された空気は、酸化剤ガス排出連通孔５８ｂに沿って流動した後、オフガスとしてオフガス排出配管３９に排出される。
【００４９】
この場合、第１の実施形態では、図２〜図４に示すように、筒状ケーシング内は、第１多孔体７４ａ、第２多孔体７４ｂ及び第３多孔体７４ｃにより第１中空糸膜層７６ａ、第２中空糸膜層７６ｂ及び第３中空糸膜層７６ｃに仕切られている。従って、第１中空糸膜層７６ａ、第２中空糸膜層７６ｂ及び第３中空糸膜層７６ｃには、それぞれ複数の中空糸膜７８が収容保持されており、前記中空糸膜７８の変形が良好に抑制される。
【００５０】
しかも、第１多孔体７４ａでは、少なくとも内部ケーシング７２の入口部８６近傍を含み、矢印Ａ方向全長にわたって第１中空糸膜層７６ａの層厚さが、規定層厚さよりも小さく設定されている。規定層厚さとは、第２及び第３中空糸膜層７６ｂ、７６ｃに収容されている複数の中空糸膜７８の充填率（収納密度）と、第１中空糸膜層７６ａに収納されている複数の中空糸膜７８の充填率（収納密度）とが、同等に設定される層厚さをいう。このため、第１中空糸膜層７６ａでは、複数の中空糸膜７８の充填率が他の層の充填率に比べて高く設定されている。
【００５１】
これにより、入口部８６からオフガス流路８４の入口側に導入されるオフガスの流速が速くても、前記入口部８６の近傍で中空糸膜７８が変形（移動）することを良好に阻止することができる。従って、オフガスは、オフガス流路８４内でバイパスすることを防止することが可能になる。
【００５２】
さらに、第３多孔体７４ｃでは、筒状ケーシング７０の出口部８８近傍に絞り部位９０が設けられている（図３及び図５参照）。このため、絞り部位９０における中空糸膜７８の充填率は、他の部位における充填率よりも高く設定され、第３多孔体７４ｃの前記絞り部位９０に対応する外周面と、筒状ケーシング７０の出口部８８近傍の内周面との間には、隙間９２が形成されている。
【００５３】
これにより、特にオフガス流路８４を流通して出口部８８から排出されるオフガスのガス圧により、中空糸膜７８が筒状ケーシング７０の内壁面に押し付けられて出口部８８が部分的又は全体的に閉塞されて圧損が増加することを可及的に阻止することができる。
【００５４】
従って、第１の実施形態では、オフガス流路８４におけるオフガスの流れを最適化することが可能になるとともに、中空糸膜７８の変形を抑制して前記中空糸膜７８全体を有効に使用し、加湿効率を良好に向上させることができるという効果が得られる。
【００５５】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る加湿用モジュールを構成する第３多孔体９４の斜視説明図である。この第３多孔体９４は、上記の第３多孔体７４ｃと同様に構成されており、層厚さ調整部として、絞り部位９０に代えて紐状体９６を備える。紐状体９６は、中空糸膜７８の充填率を他の部位における充填率よりも高く設定したい部位に対応して、すなわち、出口部８８近傍の部位に対応して第３多孔体９４の外周を締め付ける。
【００５６】
このように構成される第２の実施形態では、層厚さ調整部として紐状体９６を使用するだけでよく、円筒形状の第３多孔体９４を採用することができる。従って、上記の第１の実施形態で同様の効果が得られる他、第３多孔体９４の構成が有効に簡素化されるという利点がある。
【００５７】
図８は、本発明の第３の実施形態に係る加湿用モジュール１００の概略斜視説明図であり、図９は、前記加湿用モジュール１００の断面説明図である。なお、第１の実施形態に係る加湿用モジュール１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５８】
加湿用モジュール１００は、角筒状を有する筒状ケーシング１０２を備え、前記筒状ケーシング１０２内には、第１多孔体１０４ａ、第２多孔体１０４ｂ及び第３多孔体１０４ｃが、前記筒状ケーシング１０２の長手方向（矢印Ａ方向）に延在して配設される。筒状ケーシング１０２内は、第１多孔体１０４ａ〜第３多孔体１０４ｃによって、第１中空糸膜層１０６ａ、第２中空糸膜層１０６ｂ及び第３中空糸膜層１０６ｃに仕切られる。
【００５９】
図９に示すように、第１多孔体１０４ａの位置を筒状ケーシング１０２に近接して設定することにより、第１中空糸膜層１０６ａの層厚さＴ１が、第２中空糸膜層１０６ｂの層厚さＴ２よりも小さく設定される。第１中空糸膜層１０６ａに収納される複数の中空糸膜７８は、第２中空糸膜層１０６ｂに収納される複数の中空糸膜７８よりも充填率が高く設定される。
【００６０】
第３多孔体１０４ｃは、筒状ケーシング１０２の出口部８８近傍の層厚さを、他の部位の層厚さよりも小さく設定する。第３中空糸膜層１０６ｃは、出口部８８近傍の充填率が他の部位の充填率よりも高く設定されるとともに、第３多孔体１０４ｃと筒状ケーシング１０２の内壁面との間には、隙間９２が形成される。
【００６１】
このように構成される第３の実施形態では、筒状ケーシング１０２内が、第１多孔体１０４ａ〜第３多孔体１０４ｃを介して第１中空糸膜層１０６ａ〜第３中空糸膜層１０６ｃに仕切られるとともに、それぞれ複数の中空糸膜７８が収納されている。さらに、第１中空糸膜層１０６ａは、入口部８６から導入されるオフガスによって変形することがないよう充填率が高く設定される一方、第３中空糸膜層１０６ｃは、出口部８８近傍の充填率を高く設定し、前記出口部８８近傍に隙間９２が形成されている。
【００６２】
これにより、第３の実施形態では、上記の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第３の実施形態では、角筒状の筒状ケーシング１０２内に、平板上の第１多孔体１０４ａ〜第３多孔体１０４ｃが配設されているが、これに限定されるものではなく、角筒状の複数の多孔体（図示せず）を収容して第１の実施形態と略同様に構成してもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０、１００…加湿用モジュール          １２…燃料電池システム
１４…燃料電池スタック                  １６…冷却媒体供給機構
１８…酸化剤ガス供給機構                ２０…燃料ガス供給機構
２４…ラジエータ                        ３４…空気供給配管
３８…加湿空気供給配管                  ３９…オフガス排出配管
５６…発電セル                          ７０、１０２…筒状ケーシング
７２…内部ケーシング
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、９４、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ…多孔体
７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ…中空糸膜層
７８…中空糸膜                          ８０…シール部                          ８２…酸化剤ガス流路                    ８４…オフガス流路                      ８６…入口部                            ８８…出口部                            ９０…絞り部位                          ９６…紐状体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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