(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥空気供給口（１０２）及び加湿された乾燥空気を排出する排出口（１０３）が両側部に形成され、一側端部に湿潤空気流入口（１０４）が貫通形成され、他側端部に湿潤空気流出口（１０５）が形成された中空状のハウジング（１０１）と、
湿潤空気と接触可能な構造であり、前記ハウジングの内部に装着される複数の分割モジュール（１１０）と、
前記各分割モジュール（１１０）の内部に内在する中空糸膜（１０６）と、
を含み、
前記分割モジュール（１１０）は、ハウジング（１０１）の湿潤空気流入口（１０４）側内部空間と、湿潤空気流出口（１０５）側内部空間と、湿潤空気流入口（１０４）と流出口（１０５）との間の各々に固定装着され、複数の前記分割モジュール（１１０）は各々、互いに異なる個数で分割されているものが１つのモジュールで構成されていることを特徴とする燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項２】
前記分割モジュール（１１０）は、
２つに分割され、ハウジング（１０１）の湿潤空気流入口（１０４）側内部に装着される第１分割モジュール（１１１）と、
４つに分割され、ハウジング（１０１）の湿潤空気流入口（１０４）及び流出口（１０５）との間に装着される第２分割モジュール（１１２）と、
６つに分割され、ハウジング（１０１）の湿潤空気流出口（１０５）側内部に装着される第３分割モジュール（１１３）と、
で構成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項３】
前記第１，２，３分割モジュール（１１１，１１２，１１３）は、束状の中空糸膜（１０６）が通過するように左右方向に開放された構造であり、多角形断面形状のうち１つの断面形状が採択されることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項４】
前記第１分割モジュール（１１１）と第３分割モジュール（１１３）の四方壁面には湿潤空気誘導孔（１１４）が貫通形成されることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項５】
前記第１分割モジュール（１１１）は円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール（１１２）は円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール（１１３）は円を上下方向に６つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項６】
前記第１分割モジュール（１１１）は矩形を左右に２等分した四角断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール（１１２）は矩形を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール（１１３）は矩形を上下方向に沿って８つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項７】
前記第１分割モジュール（１１１）は円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール（１１２）は円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール（１１３）は円を左右方向に沿って６つに分割すると共に上下方向に沿って等配列した中空ケース構造であることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項８】
前記分割モジュール（１１０）は、
２つに分割され、ハウジング（１０１）の湿潤空気流入口（１０４）側内部に装着される第１分割モジュール（１１１）と、
４つに分割され、ハウジング（１０１）の湿潤空気流入口（１０４）及び流出口（１０５）との間に装着される第２分割モジュール（１１２）と、
２つに分割され、ハウジング（１０１）の湿潤空気流出口（１０５）側内部に装着される第３分割モジュール（１１３）と、
で構成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項９】
前記第１，２，３分割モジュール（１１１，１１２，１１３）は束状の中空糸膜（１０６）が通過するように左右方向に開放された構造であり、多角形断面形状のうち１つの断面形状が採択されることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項１０】
前記第１分割モジュール（１１１）と第３分割モジュール（１１３）の四方壁面には湿潤空気誘導孔（１１４）が貫通形成されることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項１１】
前記第１分割モジュール（１１１）は円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール（１１２）は円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール（１１３）は円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項１２】
前記第１分割モジュール（１１１）は矩形を左右に２等分した四角断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール（１１２）は矩形を上下方向に沿って４つ以上に分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール（１１３）は矩形を左右に２等分した四角断面の中空ケース構造であることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項１３】
前記第１分割モジュール（１１１）は円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール（１１２）は円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール（１１３）は円を上下に２等分した半円断面の中空ケース構造であることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【請求項１４】
前記ハウジング（１０１）の内径面には各分割モジュール（１１０）の一端部がはめ込み式で締結されるようにジョイント溝（１２２）を形成する支持端（１２０）が一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用膜加湿器の加湿器体分配装置に関するもので、より詳細には、膜加湿器のハウジング内部に異なる個数で分割された分割モジュールを順次装着して各分割モジュール内に満たされる中空糸膜の密集度を調節することで、加湿効率を向上できる燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、燃料電池の作動のためには燃料電池内の電解質を加湿することが必要であるが、この際、加湿装置は燃料電池から排出される湿潤気体の排出ガス（ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ）の水分と外気から供給される乾燥気体が互いに水分交換する方式で作動する。
【０００３】
特に、燃料電池に用いられる加湿装置としては電力消費量が少なく、設置空間が小さいコンパクトな加湿装置が求められ、このような要求による加湿装置として超音波加湿、スチーム加湿、気化式加湿などがあるが、燃料電池に用いられる加湿装置は中空糸膜を利用したものが適合に用いられている。
【０００４】
図７に示すように、燃料電池スタックに空気（酸素）を供給する空気供給システムは膜加湿器１００及び空気ブロワー２０２を含む。
【０００５】
したがって、前記空気ブロワー２０２の吸入作動によって外部の乾燥空気が膜加湿器１００の中空糸膜内に供給されると共に燃料電池スタック２００から排出された排出ガス（湿潤空気）が膜加湿器１００を通過するようになり、この際、排出ガスに含まれていた水分が中空糸膜内に浸透して乾燥空気が加湿される。
【０００６】
図８及び図９を参照して従来の膜加湿器に関する構成及び作用を詳細に説明する。
図８及び図９に示すように、既存の膜加湿器１００は、ハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）１０１を含み、このハウジング１０１には乾燥空気（ａｉｒ）を導入する供給口１０２及び加湿された乾燥空気を排出する排出口１０３が形成されており、特に前記ハウジング１０１の内部には多数の中空糸膜１０６が密集した中空糸膜１０６の束が収納されている。
【０００７】
また、前記ハウジング１０１には燃料電池スタックから排出された湿潤空気の流入のための流入口１０４が形成され、その反対側には湿潤空気の排出のための流出口１０５が形成されている。
【０００８】
このような構成を有する中空糸膜を用いた膜加湿器の動作を説明する。燃料電池スタックから反応終了後に排出された排出ガス、すなわち、湿潤空気がハウジング１０１の流入口１０４から中空糸膜１０６の束側に供給されると、各中空糸膜１０６の毛細管作用によって湿潤空気中の水分が分離され、分離された水分は中空糸膜１０６の毛細管内を透過、凝縮されて中空糸膜１０６の内部に移動する。
【０００９】
次に、水分が分離された湿潤空気はそのまま中空糸膜１０６の外部に沿って移動してハウジング１０１の流出口１０５を通して排出される。
【００１０】
一方、空気ブロワーの駆動で外気（乾燥空気）がハウジング１０１の供給口１０２を通通して供給されるが、供給口１０２を通通して供給される乾燥空気は中空糸膜１０６の内部を通通して移動し、この際、湿潤空気から分離された水分が中空糸膜１０６の内側に既に移動した状態であるため、この水分によって乾燥空気が加湿され、加湿された乾燥空気は排出口１０３を通通して燃料電池スタックの空気極に供給される。
【００１１】
しかし、前記中空糸膜１０６の束は多数の中空糸膜１０６が密集した形態であるため、流入口１０４を通通して流入された湿潤空気が中空糸膜束の内部に浸入することは容易でなく、さらに湿潤空気が中空糸膜を通して広がる速度が非常に遅いため、湿潤空気が中空糸膜の内部に浸入することがもっと難しくなる。
【００１２】
特に、前記ハウジング１０１の内部において、中空糸膜１０６の束の外側を通過する湿潤空気がハウジング１０１内で図９の隠線で示す中空糸膜１０６の束の中心部に円滑に浸入できなく、主に中空糸膜の周辺に流れるようになり、乾燥空気に対する加湿効率を落とす原因となる。
【００１３】
本出願人は膜加湿器のハウジング内部に着脱可能なカートリッジ方式の内部分割モジュールを設け、各内部分割モジュールの湿潤空気流入孔を通して中空糸膜束の中央部まで湿潤空気が等しく浸透させて加湿効率を向上できる燃料電池用膜加湿器を既に特許出願して登録［特許文献１］した。
【００１４】
しかしながら、膜加湿器のハウジングの長手方向に沿って配列される中空糸膜の密集度が均一に配列されているため、湿潤空気の流れ速度及び差圧の変化を誘導できなく、加湿効果を極大化できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】大韓民国特許登録第１０−１２５１２５６号（２０１３年４月１日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、従来の諸問題を解決するために案出されたもので、膜加湿器のハウジング内部に異なる個数で分割された分割モジュールを順次装着して各分割モジュール内に満たされる中空糸膜の長手方向の密集度を相異なるように調節することで、各分割モジュール別に湿潤空気の差圧及び速度の変化を誘導して加湿効率を向上できる燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、乾燥空気供給口及び加湿された乾燥空気を排出する排出口が両側部に形成され、一側端部に湿潤空気流入口が貫通形成され、他側端部に湿潤空気流出口が形成された中空状のハウジングと、湿潤空気と接触可能な構造であり、前記ハウジングの内部に装着される複数の分割モジュールと、前記各分割モジュールの内部に内在する中空糸膜束と、を含み、前記分割モジュールは、ハウジングの湿潤空気流入口側内部空間と、湿潤空気流出口側内部空間と、湿潤空気流入口と流出口との間に各々異なる個数で分割されて固定装着されることを特徴とする燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を提供する。
【００１８】
本発明の一実施例による前記分割モジュールは、２つに分割され、ハウジングの湿潤空気流入口側内部に装着される第１分割モジュールと、４つに分割され、ハウジングの湿潤空気流入口及び流出口との間に装着される第２分割モジュールと、６つに分割され、ハウジングの湿潤空気流出口側内部に装着される第３分割モジュールと、で構成されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の一実施例による分割モジュールの構成において、前記第１、２、３分割モジュールは、中空糸膜束が通過するように左右方向に開放された構造であり、多角形断面形状のうち１つの断面形状が採択されることを特徴とする。
【００２０】
本発明の一実施例による分割モジュールの構成において、前記第１分割モジュールと第３分割モジュールの四方壁面には湿潤空気誘導孔が貫通形成されることを特徴とする。
【００２１】
好ましくは、前記第１分割モジュールは円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュールは円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュールは円を上下方向に６つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であることを特徴とする。
【００２２】
または、前記第１分割モジュールは矩形を左右に２等分した四角断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュールは矩形を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュールは矩形を上下方向に沿って８つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であることを特徴とする。
【００２３】
または、前記第１分割モジュールは円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュールは円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュールは円を左右方向に沿って６つに分割すると共に上下方向に沿って等配列した中空ケース構造であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の他の実施例による前記分割モジュールは、２つに分割され、ハウジングの湿潤空気流入口側内部に装着される第１分割モジュールと、４つに分割され、ハウジングの湿潤空気流入口及び流出口との間に装着される第２分割モジュールと、２つに分割され、ハウジングの湿潤空気流出口側内部に装着される第３分割モジュールと、で構成されることを特徴とする。
【００２５】
本発明の他の実施例による分割モジュールの構成において、前記第１、２、３分割モジュールは中空糸膜束が通過するように左右方向に開放された構造であり、多角形断面形状のうち１つの断面形状が採択されることを特徴とする。
【００２６】
本発明の他の実施例による分割モジュールの構成において、前記第１分割モジュールと第３分割モジュールの四方壁面には湿潤空気誘導孔１１４が貫通形成されることを特徴とする。
【００２７】
好ましくは、前記第１分割モジュールは円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュールは円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュールは円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であることを特徴とする。
【００２８】
または、前記第１分割モジュールは矩形を左右に２等分した四角断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュールは矩形を上下方向に沿って４つ以上に分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュールは矩形を左右に２等分した四角断面の中空ケース構造であることを特徴とする。
【００２９】
または、前記第１分割モジュールは円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュールは円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュールは円を上下に２等分した半円断面の中空ケース構造であることを特徴とする。
【００３０】
一方、前記ハウジングの内径面には各分割モジュールの一端部がはめ込み式で締結されるようにジョイント溝を形成する支持端が一体に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、次のような効果を提供する。
第１に、膜加湿器のハウジング内部に異なる個数で分割された分割モジュールを順次装着して各分割モジュール内に満たされる中空糸膜の長手方向の密集度を漸次増加する方式または漸次増加して減少する方式で調節することができる。
第２に、中空糸膜の長手方向の密集度を異なるように調節することで、各分割モジュール別に中空糸膜の周辺を流れる湿潤空気の差圧及び速度の変化を誘導して加湿効率を向上させることができる。
第３に、燃料電池スタックから反応終了後に出てきた湿潤空気が各分割モジュールの湿潤空気流入孔を通して中空糸膜束の中央部まで等しく浸透することにより、乾燥空気に対する加湿効率をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【図２】本発明の第２実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【図３】本発明の第３実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【図４】本発明の第４実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【図５】本発明の第５実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【図６】本発明の第６実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【図７】燃料電池空気供給システム構成を示す概略図である。
【図８】従来の膜加湿器の構成及び動作原理を示す概略図である。
【図９】従来の膜加湿器の構成及び動作原理を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
先ず、本発明で用いられている「密集度」とは、微細な直径を有する中空糸膜が密着または離隔されている程度を意味する。
【００３５】
図１から図６を参照すると、膜加湿器１００のハウジング１０１は中空状の構造であり、両側に乾燥空気（ａｉｒ）を導入する供給口１０２と加湿された後の乾燥空気を排出する排出口１０３が形成され、一側端部には燃料電池スタックから排出された湿潤空気の流入のための流入口１０４が形成され、その反対側には加湿後に水分が除去された湿潤空気の排出のための流出口１０５が形成される。
【００３６】
特に、前記ハウジング１０１の内部には束状の中空糸膜１０６が通過するように左右方向に開放されている構造であり、多角形断面形状のうち１つの断面形状を有する多数の分割モジュール１１０が湿潤空気と接触可能に装着される。
【００３７】
より詳細には、前記多数の分割モジュール１１０は各々異なる個数で分割されているものが１つのモジュールで構成され、各分割モジュール１１０はハウジング１０１の湿潤空気流入口１０４側内部空間と、湿潤空気流出口１０５側内部空間と、湿潤空気流入口１０４と流出口１０５との間に各々固定装着される。
【００３８】
この際、同じ断面積を有する多角形を２つに分割する場合に比べて、２つ以上の複数個に分割する場合に中空糸膜束が内在する空間が狭くなるため、中空糸膜の密集度を異なるように分配することになる。
【００３９】
具体的には、２つに分割された分割モジュール内の空間は広いため、中空糸膜間の間隔が広くて密集度が減少し、２つ以上に分割された分割モジュール内の空間は狭いため、中空糸膜間の間隔が狭くて密集度が増加することになる。
【００４０】
このように中空糸膜の長手方向の密集度を異なるように調節することで、各分割モジュール別に中空糸膜の周辺を流れる湿潤空気の差圧及び速度の変化を誘導して各分割モジュール内の中空糸膜束の中央部まで等しく湿潤空気が浸透することにより、乾燥空気に対する加湿効率を向上させることができる。
【００４１】
本発明による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を各実施例を挙げて詳細に説明する。
【００４２】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【００４３】
図１に示すように、本発明の第１実施例による分割モジュール１１０は、２つに分割され、ハウジング１０１の湿潤空気流入口１０４側内部に装着される第１分割モジュール１１１と、４つに分割され、ハウジング１０１の湿潤空気流入口１０４及び流出口１０５との間に装着される第２分割モジュール１１２と、６つに分割され、ハウジング１０１の湿潤空気流出口１０５側内部に装着される第３分割モジュール１１３と、で構成される。
【００４４】
この際、前記ハウジング１０１の内径面には分割モジュール１１０の一側端部がはめ込まれるようにジョイント溝１２２を形成する支持端１２０が一体に形成されるが、ここで、第１，２，３分割モジュール１１１，１１２，１１３を含む分割モジュール１１０の一側端部がハウジング１０１の内部で支持端１２０のジョイント溝１２２にはめ込まれて固定される状態となる。
【００４５】
好ましくは、本発明の第１実施例による分割モジュール１１０を構成する第１，２，３分割モジュール１１１，１１２，１１３は束状の中空糸膜１０６が通過するように左右方向に開放された構造であり、円形の中空ケースの形状を有する。
【００４６】
より詳細には、前記第１分割モジュール１１１は円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール１１２は円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール１１３は円を上下方向に６つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造である。
【００４７】
好ましくは、燃料電池スタックから排出された湿潤空気がハウジング１０１の湿潤空気流入口１０４に流入された後、分割モジュール内の中空糸膜側に容易に流れるように前記第１分割モジュール１１１と第３分割モジュール１１３の四方壁面には湿潤空気誘導孔１１４が貫通形成される。
【００４８】
上述したように、ハウジング１０１の湿潤空気流入口１０４側内部から流出口１０５側内部まで２分割の第１分割モジュール１１１と、４分割の第２分割モジュール１１２と、６分割の第３分割モジュール１１３が順次装着されることで、中空糸膜の密集度が漸次増加していくようになる。
【００４９】
具体的には、２つに分割された第１分割モジュール１１１内の空間は広いため、中空糸膜間の間隔が広くて密集度が減少し、４つに分割された第２分割モジュール１１２内の空間は第１分割モジュールに比べて狭いため、中空糸膜間の間隔がより狭くなって密集度が増加し、６つに分割された第３分割モジュール１１３内の空間は第２分割モジュール１１２に比べて狭いため、中空糸膜間の間隔がなおさら狭くなって密集度がさらに増加するようになる。
【００５０】
したがって、燃料電池スタックから排出された湿潤空気がハウジング１０１の湿潤空気流入口１０４に流入された後、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３内の中空糸膜１０６の周辺に沿って流れると、上述したような密集度の変化によって第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に湿潤空気の差圧及び速度の変化が生じ、結局湿潤空気が各中空糸膜の周辺に等しく広がるようになる。
【００５１】
ここで、各中空糸膜１０６の内部に沿って乾燥空気が流れる状態で、毛細管作用によって湿潤空気から分離された水分が中空糸膜１０６の内部に移動して乾燥空気を加湿する。
本発明の第１実施例によれば、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜１０６の長手方向の密集度を漸次増加させることで、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜の周辺を流れる湿潤空気の差圧及び速度の変化を誘導でき、それによって、各分割モジュール内の中空糸膜束の中央部まで等しく湿潤空気が浸透することにより、乾燥空気に対する加湿効率を向上させることができる。
【００５２】
（第２実施例）
図２は、本発明の第２実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【００５３】
図２に示すように、本発明の第２実施例による分割モジュール１１０は、前記第１実施例の分割モジュールとほぼ同様に構成されるが、ただし、第３分割モジュール１１３と第１分割モジュール１１１が同一の構成を有する点が異なる。
【００５４】
具体的には、本発明の第２実施例による前記分割モジュール１１０は、２つに分割され、ハウジング１０１の湿潤空気流入口１０４側内部に装着される第１分割モジュール１１１と、４つに分割され、ハウジング１０１の湿潤空気流入口１０４及び流出口１０５との間に装着される第２分割モジュール１１２と、２つに分割され、ハウジング１０１の湿潤空気流出口１０５側内部に装着される第３分割モジュール１１３と、で構成される。
【００５５】
この際、前記第１分割モジュール１１１は円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール１１２は円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール１１３は、第１分割モジュール１１１と同様に、円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造である。
【００５６】
上述したように、前記ハウジング１０１の湿潤空気流入口１０４側内部から流出口１０５側内部まで２分割の第１分割モジュール１１１と、４分割の第２分割モジュール１１２と、２分割の第３分割モジュール１１３が順次装着されることで、中空糸膜の密集度が増加して減少する。
【００５７】
具体的には、２つに分割された第１分割モジュール１１１内の空間は広いため、中空糸膜間の間隔が広くて密集度が減少し、４つに分割された第２分割モジュール１１２内の空間は第１分割モジュールに比べて狭いため、中空糸膜間の間隔がより狭くなって密集度が増加し、再び２つに分割された第３分割モジュール１１３内の空間は広いため、密集度が再び減少するようになる。
【００５８】
本発明の第２実施例によれば、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜１０６の長手方向の密集度を増加させて減少させることで、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜の周辺を流れる湿潤空気の差圧及び速度の変化を誘導でき、それによって、各分割モジュール内の中空糸膜束の中央部まで等しく湿潤空気が浸透することにより、乾燥空気に対する加湿効率を向上させることができる。
【００５９】
（第３実施例）
図３は、本発明の第３実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【００６０】
図３に示すように、本発明の第３実施例による分割モジュール１１０は前記第１実施例の分割モジュールとほぼ同様に構成されるが、ただし、各分割モジュールが矩形断面の中空ケースである点が異なる。
【００６１】
具体的には、前記第１分割モジュール１１１は矩形を左右に２等分した四角断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール１１２は矩形を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール１１３は矩形を上下方向に沿って８つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造である。
【００６２】
したがって、２つに分割された第１分割モジュール１１１内の空間は広いため、中空糸膜間の間隔が広くて密集度が減少し、４つに分割された第２分割モジュール１１２内の空間は第１分割モジュールに比べて狭いため、中空糸膜間の間隔がより狭くなって密集度が増加し、８つに分割された第３分割モジュール１１３内の空間は第２分割モジュール１１２に比べて狭いため、中空糸膜間の間隔がなおさら狭くなって密集度がさらに増加するようになる。
【００６３】
本発明の第３実施例によれば、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜１０６の長手方向の密集度を漸次増加させることで、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜の周辺を流れる湿潤空気の差圧及び速度の変化を誘導でき、それによって、各分割モジュール内の中空糸膜束の中央部まで等しく湿潤空気が浸透することにより、乾燥空気に対する加湿効率を向上させることができる。
【００６４】
（第４実施例）
図４は、本発明の第４実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【００６５】
図４に示すように、本発明の第４実施例による分割モジュール１１０は、前記第３実施例の分割モジュールとほぼ同様に構成されるが、ただし、第３分割モジュール１１３と第１分割モジュール１１１が同一の構成を有する点が異なる。
【００６６】
具体的には、前記第１分割モジュール１１１は矩形を左右に２等分した四角断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール１１２は矩形を上下方向に沿って４つから８つに分割すると共に上下左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール１１３は第１分割モジュール１１１と同様に矩形を左右に２等分した四角断面の中空ケース構造である。
【００６７】
したがって、２つに分割された第１分割モジュール１１１内の空間は広いため、中空糸膜間の間隔が広くて密集度が減少し、４つ以上に分割された第２分割モジュール１１２内の空間は第１分割モジュールに比べて狭いため、中空糸膜間の間隔がより狭くなって密集度が増加し、再び２つに分割された第３分割モジュール１１３内の空間は広いため、密集度が再び減少するようになる。
【００６８】
本発明の第４実施例によれば、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜１０６の長手方向の密集度を増加させて減少させることで、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜の周辺を流れる湿潤空気の差圧及び速度の変化を誘導でき、それによって、各分割モジュール内の中空糸膜束の中央部まで等しく湿潤空気が浸透することにより、乾燥空気に対する加湿効率を向上させることができる。
【００６９】
（第５実施例）
図５は、本発明の第５実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【００７０】
本発明の第５実施例による分割モジュール１１０は前記第１実施例の分割モジュールとほぼ同様に構成されるが、ただし、第３分割モジュール１１３が第１分割モジュール１１１に対して垂直した方向に配列される点が異なる。
【００７１】
具体的には、前記第１分割モジュール１１１は円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール１１２は円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール１１３は円を左右方向に沿って６つに分割すると共に上下方向に沿って等配列した中空ケース構造である。
【００７２】
したがって、２つに分割された第１分割モジュール１１１内の空間は広いため、中空糸膜間の間隔が広くて密集度が減少し、４つに分割された第２分割モジュール１１２内の空間は第１分割モジュールに比べて狭いため、中空糸膜間の間隔がより狭くなって密集度が増加し、６つに分割された第３分割モジュール１１３内の空間は第２分割モジュール１１２に比べて狭いため、中空糸膜間の間隔がなおさら狭くなって密集度がさらに増加するようになる。
【００７３】
本発明の第５実施例によれば、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜１０６の長手方向の密集度を漸次増加させることで、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜の周辺を流れる湿潤空気の差圧及び速度の変化を誘導でき、特に第３分割モジュール１１３が第１及び第２分割モジュール１１１，１１２に対して垂直した方向に配列されることによって湿潤空気の流れ方向が第３分割モジュール１１３で変化することを誘導でき、それによって、各分割モジュール内の中空糸膜束の中央部まで等しく湿潤空気が浸透することにより、乾燥空気に対する加湿効率を向上させることができる。
【００７４】
（第６実施例）
図６は、本発明の第６実施例による燃料電池用膜加湿器の中空糸膜密集度分配装置を示す図面である。
【００７５】
本発明の第６実施例による分割モジュール１１０は前記第２実施例の分割モジュールとほぼ同様に構成されるが、ただし、第３分割モジュール１１３が第１分割モジュール１１１に対して垂直した方向に配列された点が異なる。
【００７６】
具体的には、前記第１分割モジュール１１１は円を左右に２等分した半円断面の中空ケース構造であり、前記第２分割モジュール１１２は円を上下方向に沿って４つに分割すると共に左右方向に沿って等配列した中空ケース構造であり、前記第３分割モジュール１１３は円を上下に２等分した半円断面の中空ケース構造である。
【００７７】
したがって、２つに分割された第１分割モジュール１１１内の空間は広いため、中空糸膜間の間隔が広くて密集度が減少し、４つに分割された第２分割モジュール１１２内の空間は第１分割モジュールに比べて狭いため、中空糸膜間の間隔がより狭くなって密集度が増加し、再び２つに分割された第３分割モジュール１１３内の空間は広いため、密集度が再び減少するようになる。
【００７８】
本発明の第６実施例によれば、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜１０６の長手方向の密集度を増加させて減少させることで、第１から第３分割モジュール１１１，１１２，１１３別に中空糸膜の周辺を流れる湿潤空気の差圧及び速度の変化を誘導でき、特に第３分割モジュール１１３が第１及び第２分割モジュール１１１，１１２に対して垂直した方向に配列されることによって湿潤空気の流れ方向が第３分割モジュール１１３で変化することを誘導でき、それによって、各分割モジュール内の中空糸膜束の中央部まで等しく湿潤空気が浸透することにより、乾燥空気に対する加湿効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１００  膜加湿器
１０１  ハウジング
１０２  供給口
１０３  排出口
１０４  流入口
１０５  流出口
１０６  中空糸膜
１１０  内部分割モジュール
１１１  第１分割モジュール
１１２  第２分割モジュール
１１３  第３分割モジュール
１１４  湿潤空気誘導孔
１２０  支持端
１２２  ジョイント溝
２００  燃料電池スタック
２０２  空気ブロワー
【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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