(57)【要約】【課題】ケースが大径化することなく中空糸膜のたるみを抑制して加湿効率の低下を抑制することができる加湿器を提供する。【解決手段】複数の中空糸膜５を束ねた中空糸膜束６と、中空糸膜束６を収納し、中空糸膜束６の延在方向Ｘに沿って配置されたケース２と、中空糸膜束６の両端に設けられ、複数の中空糸膜５を支持しつつ、ケース２に支持される一対のポッティング部４ａ，４ｂと、を有し、中空糸膜５の内側に第１の流体を流し、中空糸膜５の外側に第２の流体を流し、中空糸膜５を介して第１の流体と第２の流体との間で水分を移動させる加湿器１であって、中空糸膜束６に対して延在方向Ｘに張力を付与して伸長させる伸縮機構１０が設けられていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の中空糸膜を束ねた中空糸膜束と、
前記中空糸膜束を収納し、前記中空糸膜束の延在方向に沿って配置されたケースと、
前記中空糸膜束の両端に設けられ、複数の前記中空糸膜を支持しつつ、前記ケースに支持される一対のポッティング部と、を有し、
前記中空糸膜の内側に第１の流体を流し、前記中空糸膜の外側に第２の流体を流し、前記中空糸膜を介して前記第１の流体と前記第２の流体との間で水分を移動させる加湿器であって、
前記中空糸膜束に対して前記延在方向に張力を付与して伸長させる伸縮機構が設けられていることを特徴とする加湿器。
【請求項２】
請求項１に記載の加湿器であって、
前記ケースは、
前記一対のポッティング部のうち一端側の第１ポッティング部を支持する第１ケースと、
前記一対のポッティング部のうち他端側の第２ポッティング部を支持する第２ケースと、を有し、
前記伸縮機構は、前記延在方向に前記第１ケースと前記第２ケースとを相対移動させることにより、前記中空糸膜束に対して前記延在方向に張力を付与して伸長させることを特徴とする加湿器。
【請求項３】
請求項２に記載の加湿器であって、
前記ケースは、
前記一対のポッティング部のうち一端側の第１ポッティング部を支持する第１ケースと、
前記一対のポッティング部のうち他端側の第２ポッティング部を支持する第２ケースと、を有し、
前記伸縮機構は、前記延在方向に圧縮変形された状態で前記第１ケースと前記第２ケースとの間に配置されたコルゲート部を備えることにより、前記中空糸膜束に対して前記延在方向に張力を付与して伸長させることを特徴とする加湿器。
【請求項４】
請求項１に記載の加湿器であって、
前記一対のポッティング部は、一端側の第１ポッティング部および他端側の第２ポッティング部のうち少なくとも一方が前記ケースに対し摺動可能に支持され、
前記伸縮機構は、前記延在方向に前記第１ポッティング部と前記第２ポッティング部とを相対移動させることにより、前記中空糸膜束に対して前記延在方向に張力を付与して伸長させることを特徴とする加湿器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加湿器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料電池システム用として、アノード電極とカソード電極とで例えば固体高分子電解質膜（以下、電解質膜という）を両側から挟み込んだセルを備え、このセルを複数積層して構成された燃料電池スタックが知られている。この燃料電池スタックの単セルである燃料電池は、アノード電極にアノードガス（燃料）として水素が供給され、カソード電極にカソードガス（酸化剤）として空気が供給されることで、アノード電極で触媒反応により発生した水素イオンが電解質膜を通過してカソード電極まで移動し、カソード電極で酸素と電気化学反応を起こして発電するものである。
【０００３】
この種の燃料電池では、電解質膜のイオン伝導性を良好に保持するために、電解質膜を湿潤な状態に維持する必要がある。そこで、アノードガスもしくはカソードガスまたはこれら両方の反応ガスを燃料電池に供給する前に予め加湿器で加湿し、加湿された反応ガスを電解質膜に供給することにより、電解質膜に水分を供給している。
【０００４】
この加湿器としては、一般的に、膜厚方向に水分の透過を許容する中空糸膜を備えた加湿器が知られている。具体的にこの加湿器は、多数の中空糸膜の両端を樹脂等でポッティングすることにより固定して中空糸膜束とし、中空糸膜束の両端のポッティング部をケースで支持しつつ、中空糸膜束をケース内に収納することで構成されている。そして、中空糸膜の内側と外側にそれぞれ水分含量の異なるガスを供給すると、水分含量の多いガス中の水分が中空糸膜を透過して水分含量の少ないガスへと移動する。すなわち、中空糸膜を介して水分含量の異なるガスの間で水分交換が行われる。
【０００５】
ところで、一般的に中空糸膜はポリイミド等の膨潤率の高い材料からなるので、中空糸膜が水分交換の際に水分を吸収すると、中空糸膜は膨潤して伸長する。このため、両端のポッティング部の間で中空糸膜がたるんでしまい、ケース内における中空糸膜の均一な配列に乱れが発生する。そして、中空糸膜の外側にガスのバイパス流路（流れやすい部分）が発生し、大部分のガスがそのバイパス流路を流れるようになる。これにより、ケースに収納されている中空糸膜のうち一部しか水分交換に利用されず、加湿器の加湿効率が悪くなる。
【０００６】
中空糸膜のたるみを抑制するために、例えば特許文献１では、中空糸膜と剛性棒とを束ねた状態でケーシング（本発明のケースに相当）内部に収納する加湿装置（本発明の加湿器に相当）が提案されている。具体的にこの加湿装置は、剛性棒を中心として、集束部材により中空糸膜を複数本束ねて中空糸膜束とし、中空糸膜束をケーシング内部に収納することによって構成されている。特許文献１には、剛性棒により中空糸膜を支持することで、中空糸膜のたるみの発生が有効に抑制される旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１１２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の加湿器では、剛性棒、集束部材および中空糸膜により中空糸膜束が構成されるため、中空糸膜のみで中空糸膜束を構成する場合に比較して、加湿器のケースが大径化するという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、ケースが大径化することなく中空糸膜のたるみを抑制し、加湿効率の低下を抑制することができる加湿器の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の加湿器は、複数の中空糸膜を束ねた中空糸膜束と、前記中空糸膜束を収納し、前記中空糸膜束の延在方向に沿って配置されたケースと、前記中空糸膜束の両端に設けられ、複数の前記中空糸膜を支持しつつ、前記ケースに支持される一対のポッティング部と、を有し、前記中空糸膜の内側に第１の流体を流し、前記中空糸膜の外側に第２の流体を流し、前記中空糸膜を介して前記第１の流体と前記第２の流体との間で水分を移動させる加湿器であって、前記中空糸膜束に対して前記延在方向に張力を付与して伸長させる伸縮機構が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、中空糸膜束に対して延在方向に張力を付与して伸長させる伸縮機構を設けているので、中空糸膜が膨潤しても、伸縮機構により中空糸膜がたるむのを抑制する。これにより、ケース内での中空糸膜の均一な配列を保つことができるので、第２の流体がケース内の各部を均等に流れることになり、加湿効率の低下を抑制することができる。また、特許文献１のような剛性棒が不要であり、ケースが大径化することはない。
【００１１】
また、前記ケースは、前記一対のポッティング部のうち一端側の第１ポッティング部を支持する第１ケースと、前記一対のポッティング部のうち他端側の第２ポッティング部を支持する第２ケースと、を有し、前記伸縮機構は、前記延在方向に前記第１ケースと前記第２ケースとを相対移動させることにより、前記中空糸膜束に対して前記延在方向に張力を付与して伸長させることが望ましい。
本発明によれば、中空糸膜のたるみに応じて中空糸膜束を伸長させるように第１ケースおよび第２ケースの相対位置を移動させることができるので、中空糸膜に過度の張力が発生するのを抑制できる。これにより、中空糸膜の劣化を抑制しつつ、中空糸膜のたるみを確実に抑制して加湿効率の低下を抑制することができる。
【００１２】
また、前記ケースは、前記一対のポッティング部のうち一端側の第１ポッティング部を支持する第１ケースと、前記一対のポッティング部のうち他端側の第２ポッティング部を支持する第２ケースと、を有し、前記伸縮機構は、前記延在方向に圧縮変形された状態で前記第１ケースと前記第２ケースとの間に配置されたコルゲート部を備えることにより、前記中空糸膜束に対して前記延在方向に張力を付与して伸長させることが望ましい。
本発明によれば、コルゲート部を延在方向に圧縮変形して配置することにより伸縮機構を設けているので、中空糸膜が膨潤してたるんでも、コルゲート部の復元力により、コルゲート部が延在方向に伸長し、ケースおよびポッティング部を介して中空糸膜を伸長させ、中空糸膜がたるむのを抑制する。これにより、ケース内での中空糸膜の均一な配列を保つことができるので、第２の流体がケース内の各部を均等に流れることになり、加湿効率の低下を抑制することができる。また、本発明の伸縮機構は、コルゲート部を圧縮変形させたときの復元力だけで中空糸膜束に対して延在方向に張力を付与して伸長させる。これにより、伸縮機構の構成が簡単になり、部品点数が少なく低コストな加湿器を提供することができる。
【００１３】
また、前記一対のポッティング部は、一端側の第１ポッティング部および他端側の第２ポッティング部のうち少なくとも一方が前記ケースに対し摺動可能に支持され、前記伸縮機構は、前記延在方向に前記第１ポッティング部と前記第２ポッティング部とを相対移動させることにより、前記中空糸膜束に対して前記延在方向に張力を付与して伸長させることが望ましい
本発明によれば、中空糸膜のたるみに応じて中空糸膜束を伸長させるように第１ポッティング部と第２ポッティング部とを相対移動させることができるので、中空糸膜に過度の張力が発生するのを抑制できる。これにより、中空糸膜の劣化を抑制しつつ、中空糸膜のたるみを確実に抑制して加湿効率の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、中空糸膜束に対して延在方向に張力を付与して伸長させる伸縮機構を設けているので、中空糸膜が膨潤しても、伸縮機構により中空糸膜がたるむのを抑制する。これにより、ケース内での中空糸膜の均一な配列を保つことができるので、第２の流体がケース内の各部を均等に流れることになり、加湿効率の低下を抑制することができる。また、特許文献１のような剛性棒が不要であり、ケースが大径化することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】燃料電池システムの一例を表す構成図である。
【図２】第１実施形態の加湿器の説明図であり、図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】中空糸膜の斜視図である。
【図４】第２実施形態の加湿器の説明図である。
【図５】第２実施形態の変形例における加湿器の説明図である。
【図６】ばね部材を用いた伸縮機構の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明に係る加湿器の実施例につき図を参照して説明する。以下の実施例における加湿器は、燃料電池車両に搭載された燃料電池システムにおいて燃料電池のカソードに供給される空気を加湿するものである。
（第１実施形態、燃料電池システム）
最初に、第１実施形態における燃料電池システムについて説明する。
図１は本実施形態における燃料電池システムの一例を表す構成図である。
【００１７】
水素タンク７２から供給される燃料ガスとしての水素ガスはエゼクタ７３を経由して、燃料電池７１のアノードに供給される。一方、酸化剤ガスとしての空気はコンプレッサ７４により所定圧力に昇圧され、加湿器１で加湿されて燃料電池７１のカソードに供給される（以下、カソードに供給される空気を供給空気という）。
【００１８】
アノードに供給された水素ガスは発電に供された後、燃料電池７１からアノードオフガスとして排出され、アノードオフガス循環流路７５を通ってエゼクタ７３に吸引され、水素タンク７２から供給される新鮮な水素ガスと合流して再び燃料電池７１のアノードに供給される。
【００１９】
カソードに供給された空気は発電に供された後、燃料電池７１からカソードオフガスとして排出される。燃料電池７１は発電に伴って水を生成するので、カソードオフガスには水分が多く含まれている。このカソードオフガスを加湿器１に流通させて、カソードオフガスに含まれる水分を供給空気に移動させることで供給空気を加湿する。加湿器１によって水分を除去されたカソードオフガスは、背圧弁７６を介して排出される。
【００２０】
このように、この加湿器１は、カソードオフガスの水分を供給空気に移動させることによって供給空気を加湿するものであるが、主体をカソードオフガスにおくと、カソードオフガスを除湿する除湿器と言うこともできる。
【００２１】
（加湿器）
次に、本実施形態の加湿器について図を参照して説明する。
図２は本実施形態の加湿器の説明図であり、図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）では、図面をわかりやすくするために中空糸膜５の太さを誇張して表現している。なお実際は、ケース２の中に数ミリ程度の外径を有する中空糸膜５が多数本（数十本から数千本程度）収納されている。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態の加湿器１は、複数の中空糸膜５を束ねた中空糸膜束６と、中空糸膜束６を収納し、中空糸膜束６の延在方向Ｘに沿って配置されたケース２と、中空糸膜束６の両端に設けられ、複数の中空糸膜５を支持しつつ、ケース２に支持される一対のポッティング部４ａ，４ｂと、を有している。また、図２（ｂ）に示すように、加湿器１の両端には、金属からなる漏斗形状のマニホールド５０が配置されており、マニホールド５０は不図示のガス配管と連通している。
【００２３】
本実施形態の加湿器１は、複数の中空糸膜５を束ねた中空糸膜束６を有している。
図３は中空糸膜の斜視図である。
図３に示すように、中空糸膜５は極細の円筒状をした部材であり、例えばペルフルオロスルホン酸ポリマーなどで形成されている。中空糸膜５の膜は複数の微細孔を有しており、ガスを透過することなく水のみを透過する性質を有している。そのため、中空糸膜５の内側５ａと外側５ｂとにそれぞれ水分含量の異なる流体を供給すると、毛細管現象により水分含量の多い流体から水分含量の少ない流体へと水分が移動する。
そして、図２に示すように、上述の中空糸膜５を多数本束ねることで、中空糸膜束６が構成されている。
【００２４】
また、中空糸膜５の一端側の開口部は、第１の流体の入口（以下「第１入口」という。）７ａとなっており、中空糸膜５の他端側の開口部は第１の流体の出口（以下「第１出口」という。）７ｂとなっている。第１の流体は、一方のマニホールド５０から第１入口７ａに供給される。そして、第１の流体は中空糸膜５の内側５ａを移動し、後述する中空糸膜５の外側５ｂを移動する第２の流体との間で水分交換を行う。その後、第１出口７ｂから他方のマニホールド５０を通って排出される。このように、第１入口７ａと第１出口７ｂとが、中空糸膜５の内側５ａを介して連通することにより、第１の通路を構成している。
【００２５】
本実施形態の加湿器１は、中空糸膜束６を収納し、中空糸膜束６の延在方向Ｘに沿って配置されたケース２を有している。
ケース２は例えばステンレスやアルミ等の金属からなる筒状の部材である。本実施形態のケースは、第１ケース２ａと第２ケース２ｂとで構成されており、第１ケース２ａと第２ケース２ｂとの間には、後述する伸縮機構１０が配置されている。第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂと伸縮機構１０とは溶接等により接合される。
【００２６】
ケース２の外周面には一対の孔部が形成されており、一方の孔部は第２の流体の入口（以下「第２入口」という。）８ａとなっており、他方の孔部は第２の流体の出口（以下「第２出口」という。）８ｂとなっている。第２の流体は、第２入口８ａから供給され、中空糸膜５の外側５ｂを通って移動し、第２出口８ｂから排出される。このように、第２入口８ａと第２出口８ｂとが、中空糸膜５の外側５ｂを介して連通することにより、第２の通路を構成している。なお、本実施形態では、わかりやすくするために第２入口８ａおよび第２出口８ｂをそれぞれ１箇所としているが、それぞれ複数個所設けてもよい。
【００２７】
本実施形態の加湿器１は、中空糸膜束６の両端に設けられ、複数の中空糸膜５を支持しつつ、ケース２に支持される一対のポッティング部４ａ，４ｂを有している。
一対のポッティング部４ａ，４ｂは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂により形成されている。一対のポッティング部４ａ，４ｂのうち、中空糸膜束６の一端側には第１ポッティング部４ａが、他端側には第２ポッティング部４ｂが配置されている。そして、第１ポッティング部４ａおよび第２ポッティング部４ｂは、中空糸膜５の外周面間を閉塞しつつ中空糸膜５を支持している。さらに、第１ポッティング部４ａおよび第２ポッティング部４ｂは、中空糸膜５の外周面とケース２の内周面の間を閉塞しつつ、ケース２に支持されている。
【００２８】
上述のように構成された加湿器１において、第１の通路に第１の流体を流し、第２の通路に第２の流体を流すことにより、中空糸膜５を介して第１の流体と第２の流体との間で水分を移動させることができる。具体的には以下の通りである。
【００２９】
前述したように、燃料電池から排出されるカソードオフガスには水分が多く含まれているので、このカソードオフガスで酸化剤ガスとなる供給空気を加湿する。本実施形態では、供給空気を第１の流体として加湿器１の第１入口７ａに供給し、カソードオフガスを第２の流体として加湿器１の第２入口８ａから供給する。
第１入口７ａから供給した供給空気は、各中空糸膜５の内側５ａを通って第１出口７ｂに流出する。一方、第２入口８ａから供給したカソードオフガスは、各中空糸膜５の外側５ｂを通って第２出口８ｂに流出する。このとき、カソードオフガスに含まれる水分が、各中空糸膜５の外側５ｂから内側５ａへ膜を透過し、各中空糸膜５の内側５ａを流れる供給空気に移動することにより、供給空気が加湿される。なお、カソードオフガスを第１の流体とし、供給空気を第２の流体として逆の通路に流してもよい。
【００３０】
（復元力で相対移動させる伸縮機構）
図２に示すように、加湿器１は、中空糸膜束６に対して延在方向Ｘに張力を付与して伸長させる伸縮機構１０が設けられている。具体的には、本実施形態の伸縮機構１０は、第１ケース２ａと第２ケース２ｂとの間に配置されたコルゲート部２０を備えている。そして、コルゲート部２０が延在方向Ｘに圧縮変形された状態で配置されることにより、中空糸膜束６に対して延在方向Ｘに張力を付与して伸長させる。
【００３１】
コルゲート部２０は、ステンレスやアルミ等の金属からなり、プレス加工や溶接等により成形する。コルゲート部２０は、中心軸を含む断面形状が蛇腹形状になるように形成されており、中心軸に垂直な方向の断面形状は円形状になるように形成されている。コルゲート部２０は第１ケース２ａと第２ケース２ｂとの間に配置されており、コルゲート部２０と第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂとは前述の通り溶接等により接合される。
【００３２】
ここで、図２に示すように、コルゲート部２０を延在方向Ｘに圧縮変形された状態で中空糸膜束６を配置することにより、伸縮機構１０を備えた加湿器１が形成される。具体的な製造方法は以下の通りである。
【００３３】
まず、コルゲート部２０、第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂを接合してケース部材とした後、ケース部材の両端に配置された第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂの開口端部を、不図示の治具により狭持してコルゲート部２０を延在方向Ｘに圧縮変形させる。そして、複数の中空糸膜５を延在方向Ｘに伸長させて、第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂの内部に配置する。次に、中空糸膜５の外周面間と第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂの開口端部における内周面との間を閉塞するように樹脂材を充填して硬化させることにより、第１ポッティング部４ａおよび第２ポッティング部４ｂを形成する。最後に、第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂの開口端部を、中空糸膜５およびポッティング部４ａ，４ｂごと切断して、ケース２ａ，２ｂ、中空糸膜５およびポッティング部４ａ，４ｂの切断面を略面一にする。このようにして、伸縮機構１０を備えた加湿器１が形成される。なお、前述のマニホールド５０は、例えば蛇腹形状のゴム材の継ぎ手を介してガス配管と連通しており、加湿器１の伸縮を吸収できるような構造となっている。
【００３４】
前述の通り、カソードオフガスを中空糸膜５の外側に流し、供給空気を中空糸膜５の内側に流すことにより水分交換を行うと、中空糸膜５は水分を吸収して膨潤する。その結果、従来の加湿器では、ケース２内で中空糸膜５がたるんでしまい、ケース２内における中空糸膜５の均一な配列に乱れが発生する。しかし、本実施形態では、上述のように、コルゲート部２０を圧縮変形させた状態で中空糸膜束６を配置している。そして、圧縮されたコルゲート部２０の復元力で第１ケース２ａと第２ケース２ｂとを相対移動させることにより、中空糸膜束６に対して延在方向Ｘに張力を付与して伸長させて、中空糸膜５がたるむのを抑制している。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、中空糸膜５がたるむのを抑制することにより、ケース２内での中空糸膜５の均一な配列を保つことができる。そして、カソードオフガスがケース２内の各部を均等に流れることになり、加湿効率の低下を抑制することができる。また、本発明の伸縮機構１０は、コルゲート部２０を圧縮変形させたときの復元力だけで、中空糸膜束６に対して延在方向Ｘに張力を付与して伸長させる。したがって、伸縮機構１０の構成が簡単になり、部品点数が少なく低コストな加湿器１を提供することができる。
【００３６】
また、特許文献１のような剛性棒が不要なので、ケース２が大径化することはない。さらに、剛性棒の周囲に集束部材を用いて中空糸膜を巻き付ける必要がないので、簡単に製造することができ、かつ低コストな加湿器１を提供することができる。
【００３７】
（第２実施形態、第１ケースと第２ケースとを送り装置で相対移動させる伸縮機構）
次に、第２実施形態について図を用いて説明する。
図４は第２実施形態における加湿器の説明図である。なお、図面をわかりやすくするために中空糸膜５の太さを誇張して表現している。
第１実施形態の加湿器では、コルゲート部の復元力で中空糸膜束６を伸長させたが、第２実施形態の加湿器１では、第１ケース２ａと第２ケース２ｂとを相対移動させることにより中空糸膜束６を伸長させる点で異なっている。なお、第１実施形態と同様の構成の部分については、詳細な説明を省略する。
【００３８】
図４に示すように、本実施形態の伸長機構１０は、延在方向Ｘに第１ケース２ａと第２ケース２ｂとを相対移動させることにより、中空糸膜束６に対して延在方向Ｘに張力を付与して伸長させる。なお、本実施形態では、ねじ軸２６およびナット２７からなるボールねじと、ねじ軸２６を回転させるモータ２５と、を備えたボールねじアクチュエータ（送り装置）を用いて、第１ケース２ａと第２ケース２ｂとを相対移動させる場合を例に挙げて説明する。
【００３９】
本実施形態のケース２は、第１ポッティング部４ａを支持する第１ケース２ａと、第２ポッティング部４ｂを支持する第２ケース２ｂと、を有している。本実施形態では、第１ケース２ａの外径よりも第２ケース２ｂの内径を若干大きく形成し、第２ケース２ｂを第１ケース２ａに外挿して配置している。そして、第１ケース２ａの外周面と第２ケース２ｂの内周面との間には、ケース内部の気密を保つためのシール部材としてＯリング２８を配置する。本実施形態では、図４に示すように、第１ケース２ａの外周面の円周方向に溝部２９を設け、溝部２９にＯリングを配置している。
【００４０】
本実施形態の伸縮機構１０は、ねじ軸２６およびナット２７からなるボールねじと、ねじ軸２６を回転させるモータ２５と、を備えたボールねじアクチュエータをもちいて構成されている。
第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂのうち、一方のケースの外周面にはモータ２５が配置され、他方のケースの外周面にはナット２７が配置されている。そして、モータ２５の回転軸上に中心軸を有するように、不図示のカップリングを用いてねじ軸２６が配置されている。さらに、ねじ軸２６はナット２７を挿通しており、ねじ軸２６はモータ２５とナット２７とを連結している。
【００４１】
モータ２５には、例えばステッピングモータが用いられる。そして、モータ２５を回転させてねじ軸２６を回転駆動することにより、ナット２７および第２ケース２ｂが延在方向Ｘに沿って移動する。このようにして、第１ケース２ａと第２ケース２ｂとを相対移動させることができる。
【００４２】
モータ２５は、不図示のコントローラに接続されている。コントローラは、例えば第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂの内部の雰囲気温度や湿度等の情報を元に、中空糸膜束６の伸長量を演算する。そして、中空糸膜束６の伸長量に応じてモータ２５を回して第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂの相対位置を移動させ、中空糸膜５にたるみが生じないように、第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂの位置を制御する。このように、第１ケース２ａと第２ケース２ｂとを相対移動させることにより、中空糸膜５が膨潤して伸長しても、中空糸膜５がたるむのを抑制することができる。
【００４３】
本実施形態によれば、中空糸膜５のたるみに応じて中空糸膜束６を伸長させるように第１ケース２ａおよび第２ケース２ｂの相対位置を移動させることができるので、中空糸膜５に過度の張力が発生するのを抑制できる。これにより、中空糸膜５の劣化を抑制しつつ、中空糸膜５のたるみを確実に抑制して加湿効率の低下を抑制することができる。
【００４４】
（第２実施形態の変形例、ポッティング部が摺動する伸縮機構）
次に、第２実施形態の変形例について図を用いて説明する。
図５は第２実施形態の変形例における加湿器の説明図である。なお、図面をわかりやすくするために中空糸膜５の太さを誇張して表現している。
第２実施形態の加湿器では、第１ケースおよび第２ケースを相対移動させていたが、本変形例の加湿器１では、第１ポッティング部４ａおよび第２ポッティング部４ｂを相対移動させる点で異なっている。
【００４５】
図５に示すように、本変形例の伸長機構１０は、第１ポッティング部４ａおよび第２ポッティング部４ｂのうち少なくとも一方がケース２に対し摺動可能に支持され、延在方向Ｘに第１ポッティング部４ａと第２ポッティング部４ｂとを相対移動させることにより、中空糸膜束６に対して延在方向Ｘに張力を付与して伸長させる。なお、本変形例の伸縮機構１０も、第２実施形態と同様にボールねじアクチュエータをもちいて構成されている。
【００４６】
本変形例では、第１ポッティング部４ａおよび第２ポッティング部４ｂのうち少なくとも一方がケース２に対し摺動可能に支持されている。本変形例では、第２ポッティング部４ｂがケース２に対し摺動可能に支持されている。具体的には、ケース２の内径は第２ポッティング部４ｂの外径よりも若干大きく形成されている。そして、第２ポッティング部４ｂの外周面の円周方向に溝部２９を設け、溝部２９にはＯリング２８が配置される。
【００４７】
ケース２の第１出口７ｂ側の内周面にはモータ２５が配置されている。また、第２ポッティング部４ｂの第１出口７ｂ側の側面には、ブラケット３０を介してナット２７が配置されている。そして、第２実施形態と同様に、モータ２５の回転軸上に中心軸を有するようにねじ軸２６が配置されており、ナット２７を挿通することでモータ２５とナット２７とを連結している。そして、モータ２５を回転させてねじ軸２６を回転駆動することにより、第２ポッティング部４ｂを移動させて中空糸膜５のたるみを抑制している。
【００４８】
本変形例によれば、中空糸膜５のたるみに応じて、中空糸膜束６を伸長させるように第１ポッティング部４ａと第２ポッティング部４ｂとを相対移動させることができるので、中空糸膜５に過度の張力が発生するのを抑制できる。これにより、中空糸膜５の劣化を抑制しつつ、中空糸膜５のたるみを確実に抑制して加湿効率の低下を抑制することができる。さらに、ケース２は１個で足りるので、第１ケースと第２ケースとを相対移動させる場合に比較して部品点数を削減することができる。
【００４９】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
第１実施形態の加湿器では、コルゲート部の中心軸を含む断面形状は蛇腹形状に形成している。しかし、コルゲート部を圧縮したときに、延在方向への復元力を有していれば良い。したがって、コルゲート部の中心軸を含む断面形状を、例えば、矩形波形状や正弦波形状に形成してもよい。
【００５０】
第１実施形態、第２実施形態および第２実施形態の変形例の加湿器では、ケースの材料にステンレスやアルミ等の金属を用いているが、樹脂を用いてケースを形成することもできる。ただし、加湿器が使用される環境温度は比較的高温であるため、耐久性の観点で金属を用いてケースを形成するのが望ましい。
【００５１】
図６はばね部材を用いた伸縮機構の説明図である。
第２実施形態および第２実施形態の変形例において、モータを駆動することによりケースもしくはポッティング部を移動させて中空糸膜束の延在方向に張力を発生させている。しかし、例えば、図６のようにばね部材１５を用いてケース２もしくはポッティング部４を延在方向に引っ張り、中空糸膜束６に張力を発生させることもできる。ただし、モータを制御して張力を調整することにより、中空糸膜に過度の張力が発生するのを抑制でき、中空糸膜の劣化を抑制できる点で、第２実施形態および第２実施形態の変形例に優位性がある。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・加湿器  ２・・・ケース  ２ａ・・・第１ケース  ２ｂ・・・第２ケース  ４ａ・・・第１ポッティング部  ４ｂ・・・第２ポッティング部  ５・・・中空糸膜  ５ａ・・・中空糸膜の内側  ５ｂ・・・中空糸膜の外側  ６・・・中空糸膜束  １０・・・伸縮機構  ２０・・・コルゲート部  Ｘ・・・延在方向
【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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