(57)【要約】【課題】  部品点数、組付工数を削減できる加湿装置と該加湿装置の組付け方法の提供。【解決手段】ハウジング２０と、ケース３０と、中空糸束４０と、を有し、ハウジング２０は、第１のガス導入ポート２１ｄと第２のガス排出ポート２２ｅを備える第１のハウジング要素２１と、第１のガス排出ポート２２ｅと第２のガス導入ポート２２ｄを備える第２のハウジング要素２２と、を備えており、第１、第２のハウジング要素２１，２２が小径部２１ａ，２２ａと大径部２１ｂ，２２ｂとを備えており、ケース３０は、第１、第２のハウジング要素の大径部２１ｂ，２２ｂで装置軸方向に挟み込まれるフランジ部３２を、備えており、中空糸束４０は、第１のハウジング要素側小径部２１ａの装置半径方向内側から第２のハウジング要素側小径部２２ａの装置半径方向内側まで装置軸方向に延びており、両端部にポッティング部４１を備えている。【選択図】        図１
2008014592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、ケースと、中空糸束と、を有し、
前記ハウジングは、第１のガスを装置内に導入する第１のガス導入ポートと第２のガスを装置外に排出する第２のガス排出ポートを備える第１のハウジング要素と、前記第１のガスを装置外に排出する第１のガス排出ポートと前記第２のガスを装置内に導入する第２のガス導入ポートを備える第２のハウジング要素と、を備えており、該第１、第２のハウジング要素が小径部と該小径部より装置軸方向内側に配置され該小径部より内径が大とされた大径部とを備えており、
前記ケースは、装置半径方向に延び前記第１、第２のハウジング要素の大径部で装置軸方向に挟み込まれるフランジ部を、備えており、
前記中空糸束は、前記第１のハウジング要素の小径部の装置半径方向内側から前記第２のハウジング要素の小径部の装置半径方向内側まで装置軸方向に延びており、両端部にポッティング部を備えている、
加湿装置。
【請求項２】
ケースのフランジ部を、ハウジングの第１、第２のハウジング要素の大径部で装置軸方向に挟み込む工程と、
装置軸方向に延びる中空糸束を、第１のハウジング要素の小径部に設けられる第１のガス導入ポートおよび第２のハウジング要素の小径部に設けられる第１のガス排出ポートから装置軸方向外側にはみ出すようにして配置する工程と、
第１、第２のハウジング要素の小径部に設けられるポッティング材料投入口からポッティング材料を投入し中空糸束にポッティング部を設ける工程と、
第１のガス導入ポートおよび第１のガス排出ポートから装置軸方向外側にはみ出している中空糸束部分をカットする工程と、
を有する加湿装置の組付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用の加湿装置と該加湿装置の組付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の加湿装置１は、図２に示すように、第１〜第４のハウジング要素２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを備えるハウジング２と、ハウジング２内に配置されるケース３と、ケース３内に配置される中空糸束４と、を有する。
第１のハウジング要素２ａに、乾燥ガスと湿潤ガスの一方からなる第１のガスＧ１を加湿装置１内に導入する第１のガス導入ポート２ｅが設けられており、第４のハウジング要素２ｄに、第１のガスＧ１を加湿装置１外に排出する第１のガス排出ポート２ｆが設けられている。第３のハウジング要素２ｃに、乾燥ガスと湿潤ガスの他方からなる第２のガスＧ２を加湿装置１内に導入する第２のガス導入ポート２ｇが設けられており、第２のハウジング要素２ｂに、第２のガスＧ２を加湿装置１外に排出する第２のガス排出ポート２ｈが設けられている。
【０００３】
第１のハウジング要素２ａと第２のハウジング要素２ｂとは、第１のガス導入ポート２ｅから加湿装置１内に導入された第１のガスＧ１が確実に中空糸束４部位に流れるように、間にシールリングＡ５ａが配置された状態で、図示略のボルト・ナットにて互いに締結されている。
第２のハウジング要素２ｂと第３のハウジング要素２ｃとは、図示略のボルト・ナットにて互いに締結されている。
第３のハウジング要素２ｃと第４のハウジング要素２ｄとは、中空糸束４部位を流れてきた第１のガスＧ１が確実に第１のガス排出ポート２ｆから加湿装置１の外部に排出されるように、間にシールリングＢ５ｂが配置された状態で、図示略のボルト・ナットにて互いに締結されている。
第２のハウジング要素２ｂとケース３との間には、第１、第２のガスＧ１，Ｇ２が混ざり合うことを防止するためにシールリングＣ５ｃが配置されており、また、中空糸束４で加湿または除湿された第２のガスＧ２が第２のガス排出ポート２ｈを通らずに第２のハウジング要素２ｂとケース３の間から加湿装置１の外部に流出することを防止するためにシールリングＤ５ｄが配置されている。
第３のハウジング要素２ｃとケース３との間には、第２のガス導入ポート２ｇから加湿装置１内に導入された第２のガスＧ２が中空糸束４部位に流入することなく第３のハウジング要素２ｃとケース３の間から加湿装置１の外部に流出することを防止するためにシールリングＥ５ｅが配置されており、また、第１、第２のガスＧ１，Ｇ２が混ざり合うことを防止するためにシールリングＦ５ｆが配置されている。
中空糸束４の加湿装置軸方向両端部にポッティング部４ａが設けられている。
【０００４】
しかし、従来の加湿装置にはつぎの問題点がある。
シールリングＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆを要するため、部品点数、組付工数が多い。また、第１、第２のハウジング要素２ａ、２ｂの締結、第２、第３のハウジング要素２ｂ、２ｃの締結、第３、第４のハウジング要素２ｃ、２ｄの締結にボルト・ナットが用いられているため、部品点数、組付工数が多い。したがって、コストがかかる。
【特許文献１】特開２００４−２６５６５１号公報
【特許文献２】特開２００１−２０１１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来に比べて部品点数、組付工数を削減できる加湿装置と該加湿装置の組付け方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  ハウジングと、ケースと、中空糸束と、を有し、
前記ハウジングは、第１のガスを装置内に導入する第１のガス導入ポートと第２のガスを装置外に排出する第２のガス排出ポートを備える第１のハウジング要素と、前記第１のガスを装置外に排出する第１のガス排出ポートと前記第２のガスを装置内に導入する第２のガス導入ポートを備える第２のハウジング要素と、を備えており、該第１、第２のハウジング要素が小径部と該小径部より装置軸方向内側に配置され該小径部より内径が大とされた大径部とを備えており、
前記ケースは、装置半径方向に延び前記第１、第２のハウジング要素の大径部で装置軸方向に挟み込まれるフランジ部を、備えており、
前記中空糸束は、前記第１のハウジング要素の小径部の装置半径方向内側から前記第２のハウジング要素の小径部の装置半径方向内側まで装置軸方向に延びており、両端部にポッティング部を備えている、
加湿装置。
（２）  ケースのフランジ部を、ハウジングの第１、第２のハウジング要素の大径部で装置軸方向に挟み込む工程と、
装置軸方向に延びる中空糸束を、第１のハウジング要素の小径部に設けられる第１のガス導入ポートおよび第２のハウジング要素の小径部に設けられる第１のガス排出ポートから装置軸方向外側にはみ出すようにして配置する工程と、
第１、第２のハウジング要素の小径部に設けられるポッティング材料投入口からポッティング材料を投入し中空糸束にポッティング部を設ける工程と、
第１のガス導入ポートおよび第１のガス排出ポートから装置軸方向外側にはみ出している中空糸束部分をカットする工程と、
を有する加湿装置の組付け方法。
【発明の効果】
【０００７】
上記（１）の加湿装置または上記（２）の加湿装置の組付け方法によれば、ハウジングが２つのハウジング要素を備えているため、４つのハウジング要素を備える場合（従来）に比べて、ハウジング要素同士を締結するボルト・ナットの数を削減できる。また、ハウジング要素間に配置されるシールリングの数も削減できる。
また、中空糸束が、第１のハウジング要素の小径部の装置半径方向内側から第２のハウジング要素の小径部の装置半径方向内側まで装置軸方向に延びており、両端部にポッティング部を備えているため、ポッティング部で第１のガスと第２のガスが混ざり合うことを防止できる。そのため、第１、第２のガスが混ざり合うことを防止するためのシールリングは不要であり、第１、第２のガスが混ざり合うことを防止するためのシールリングを要する場合に比べて、部品点数を削減できる。
したがって、従来に比べて、部品点数、組付工数を削減でき、コストダウンをはかることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明実施例の加湿装置を、図１を参照して、説明する。
本発明実施例の加湿装置（以下、単に装置ともいう）１０は、図示略の燃料電池に送り込まれるガスを加湿する装置である。加湿装置１０は、燃料電池で生成される水を利用して湿潤状態にされたガスを利用して、燃料電池に送り込まれるガスを加湿する。以下、本発明実施例では、燃料電池で生成される水を利用して湿潤状態にされたガスを第１のガスＧ１とし、燃料電池に送り込まれる加湿されるガスを第２のガスＧ２とする。ただし、燃料電池で生成される水を利用して湿潤状態にされたガスを第２のガスＧ２とし、燃料電池に送り込まれる加湿されるガスを第１のガスＧ１としてもよい。
【０００９】
加湿装置１０は、ハウジング２０と、ケース３０と、中空糸束４０と、を有する。
ハウジング２０は、樹脂製または金属製である。ハウジング２０は、第１のハウジング要素２１と、第２のハウジング要素２２と、を備える。
第１、第２のハウジング要素２１、２２は、装置１０の軸方向に延びている。第１、第２のハウジング要素２１，２２の軸芯は、一致している。
【００１０】
第１のハウジング要素２１は、装置１０の軸方向外側に位置する第１のハウジング要素側小径部２１ａと、第１のハウジング要素側小径部２１ａより装置１０の軸方向内側に位置し第１のハウジング要素側小径部２１ａより内径が大とされた第１のハウジング要素側大径部２１ｂと、第１のハウジング要素側小径部２１ａと第１のハウジング要素側大径部２１ｂとを連結する第１のハウジング要素側連結部２１ｃと、を備える。
第１のハウジング要素２１は、第１のハウジング要素側小径部２１ａに設けられ第１のガスＧ１を加湿装置１０内に導入する第１のガス導入ポート２１ｄと、第１のハウジング要素側大径部２１ｂに設けられ第２のガスＧ２を加湿装置１０外に排出する第２のガス排出ポート２１ｅと、を備える。
【００１１】
第２のハウジング要素２２は、装置１０の軸方向外側に位置する第２のハウジング要素側小径部２２ａと、第２のハウジング要素側小径部２２ａより装置１０の軸方向内側に位置し第２のハウジング要素側小径部２２ａより内径が大とされた第２のハウジング要素側大径部２２ｂと、第２のハウジング要素側小径部２２ａと第２のハウジング要素側大径部２２ｂとを連結する第２のハウジング要素側連結部２２ｃと、を備える。
【００１２】
第１のハウジング要素側大径部２１ｂと第２のハウジング要素側大径部２２ｂとは、ケース３０のフランジ部３２を装置軸方向に挟み込んだ状態で、互いに固定されている。第１のハウジング要素側大径部２１ｂと第２のハウジング要素側大径部２２ｂとの固定は、（ｉ）シールリング（Ｏリング）５０、５１を間に配置した状態で図示略のボルト・ナットを用いて行われていてもよく、（ｉｉ）第１のハウジング要素側大径部２１ｂとフランジ部３２とを接着、溶着等し、第２のハウジング要素側大径部２２ｂとフランジ部３２とを接着、溶着等することで行われていてもよく、（iii）第１のハウジング要素側大径部２１ｂと第２のハウジング要素側大径部２２ｂとを接着、溶着等することで行われていてもよい。なお、本発明図示例では、シールリング（Ｏリング）５０、５１を間に配置した状態で図示略のボルト・ナットを用いて行われている場合（上記（ｉ）の場合）を示している。
【００１３】
第２のハウジング要素側小径部２２ａの内径は、第１のハウジング要素側小径部２１ａの内径と一致またはほぼ一致しており、第２のハウジング要素側大径部２２ｂの内径は、第１のハウジング要素側大径部２１ｂの内径と一致またはほぼ一致している。
第２のハウジング要素２２は、第２のハウジング要素側大径部２２ｂに設けられ第２のガスＧ２を加湿装置１０内に導入する第２のガス導入ポート２２ｄと、第２のハウジング要素側小径部２２ａに設けられ第１のガスＧ１を加湿装置１０外に排出する第１のガス排出ポート２２ｅと、を備える。
第１のハウジング要素側小径部２１ａと第２のハウジング要素側小径部２２ａには、たとえば樹脂材料からなるポッティング材料を投入するポッティング材料投入口２３が形成されている。
【００１４】
ケース３０は、樹脂製または金属製である。ケース３０は、一般径部３１と、フランジ部３２と、を備える。
一般径部３１は、装置１０の軸方向に延びている。一般径部３１は、第１のハウジング要素側小径部２１ａおよび第２のハウジング要素側小径部２２ａより、装置１０の軸方向内側に配置されている。一般径部３１の装置軸方向端部は、第１のハウジング要素側小径部２１ａまたは第２のハウジング要素側小径部２２ａに接触していてもよく、非接触であってもよい。一般径部３１の内径は、第１のハウジング要素側小径部２１ａおよび第２のハウジング要素側小径部２２ａの内径と、同じかまたはほぼ同じに設定されている。
一般径部３１には、第２のガス導入ポート２２ｄから装置１０内に導入された第２のガスＧ２をケース３０内に入れる入口孔３３と、第２のガスＧ２をケース３０の外部に出す出口孔３４と、を備える。入口孔３３と出口孔３４は、一般径部３１の周方向に複数設けられている。
【００１５】
フランジ部３２は、一般径部３１の装置軸方向中間部から装置半径方向外側に延びている。フランジ部３２は、第１のハウジング要素側大径部２１ｂおよび第２のハウジング要素側大径部２２ｂで、装置１０軸方向に挟み込まれている。
一般径部３１とフランジ部３２と第１のハウジング要素側大径部２１ｂと第１のハウジング要素側連結部２１ｃとで形成される空間Ｓ１は、第２のガスＧ２がケース３０の出口孔３４からケース３０の外部に出たときに入り込む部分である。一般径部３１とフランジ部３２と第２のハウジング要素側大径部２２ｂと第２のハウジング要素側連結部２２ｃとで形成される空間Ｓ２は、第２のガス導入ポート２２ｄから装置１０内に導入された第２のガスＧ２が入り込む部分である。
第２のガス導入ポート２２ｄから導入された第２のガスＧ２は、空間Ｓ２で装置周方向に全周に行き渡り、その後、入口孔３３からケース３０内に入り込んでいき、中空糸束４０部位で第１のガスＧ１と水分交換を行い加湿される。中空糸束４０部位で加湿された第２のガスＧ２は、出口孔３４からケース３０の外部に出て空間Ｓ１に入り込み、その後、第２のガス排出ポート２１ｅから装置１０の外部に排出される。
【００１６】
中空糸束４０は、水分透過性のある壁をもつ中空糸膜の束である。中空糸の内側を第１のガス導入ポート２１ｄから装置１０内に導入された第１のガスＧ１が流れ、中空糸間の隙間を第２のガスＧ２が流れる。第１のガスＧ１が中空糸の内側を流れ第２のガスＧ２が中空糸間の隙間を流れていく間に、中空糸を通じて水分の移動が行われ、第２のガスＧ２が加湿される。
中空糸束４０は、第１のハウジング要素側小径部２１ａの装置半径方向内側からケース３０の一般径部３１を挿通して第２のハウジング要素側小径部２２ａの装置半径方向内側まで装置軸方向に延びて配置される。
中空糸束４０は、中空糸束４０の装置軸方向両端部にポッティング部４１を備える。ポッティング部４１は、第１、第２のハウジング要素側小径部２１ａ、２２ａの装置半径方向内側のみに設けられており、第１、第２のハウジング要素側大径部２１ｂ、２２ｂの装置半径方向内側には設けられていない。
【００１７】
ここで、加湿装置１０の組付け方法を説明する。
本発明実施例の加湿装置１０の組付け方法は、（ａ）フランジ部３２を第１、第２のハウジング要素側大径部２１ｂ、２２ｂで装置軸方向に挟み込み第１、第２のハウジング要素側大径部２１ｂ，２２ｂ同士を互いに固定する工程と、（ｂ）中空糸束４０を、第１のガス導入ポート２１ｄまたは第１のガス排出ポート２２ｅから挿入して第１のガス導入ポート２１ｄおよび第１のガス排出ポート２２ｅから装置軸方向外側にはみ出すように配置する工程と、（ｃ）ポッティング材料投入口２３からポッティング材料を投入して中空糸束４０にポッティング部４１を設ける工程と、（ｄ）第１のガス導入ポート２１ａおよび第１のガス排出ポート２２ｅから装置軸方向外側に突出している中空糸束４０部分４２をカットする（切り捨てる）工程と、を有する。
【００１８】
次に、本発明実施例の作用、効果を説明する。
ハウジング２０が第１、第２のハウジング要素２１，２２を備えているため、４つのハウジング要素を備える場合（従来）に比べて、ハウジング要素同士を締結するボルト・ナットの数を（図２に示す従来の加湿装置１の、第１、第２のハウジング要素２ａ、２ｂ同士を締結するためのボルト・ナット数と、第３、第４のハウジング要素２ｃ、２ｄ同士を締結するためのボルト・ナット数分）削減できる。また、ハウジング要素間に配置されるシールリングの数も（図２に示す従来の加湿装置１のシールリングＡ５ａ、シールリングＢ５ｂの２個分）削減できる。
また、中空糸束４０が、第１のハウジング要素側小径部２１ａの装置半径方向内側からケース３０の一般径部３１を挿通して第２のハウジング要素側小径部２２ａの装置半径方向内側まで装置軸方向に延びており、両端部にポッティング部４１を備えているため、ポッティング部４１で第１のガスＧ１と第２のガスＧ２が混ざり合うことを防止できる。そのため、第１、第２のガスＧ１、Ｇ２が混ざり合うことを防止するためのシールリング（図２に示す従来の加湿装置１のシールリングＣ５ｃ、シールリングＦ５ｆ）は不要であり、第１、第２のガスが混ざり合うことを防止するためのシールリングを要する場合に比べて、部品点数を削減できる。
したがって、従来に比べて、部品点数、組付工数を削減でき、コストダウンをはかることができる。
【００１９】
本発明図示例では、第１、第２のハウジング要素側大径部２１ｂ、２２ｂ同士の固定が、（ｉ）シールリング５０、５１を間に配置した状態で図示略のボルト・ナットを用いて行われる場合を示しているが、（ｉｉ）第１、第２のハウジング要素側大径部２１ｂ、２２ｂとフランジ部３２とを接着、溶着等することで行われている場合、または（iii）第１、第２のハウジング要素側大径部２１ｂ、２２ｂ同士を接着、溶着等することで行われている場合には、シールリング５０、５１も廃止することができ、さらに部品点数、組付工数を従来に比べて削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明実施例の加湿装置の、第１のガス導入ポートおよび第１のガス排出ポートから装置軸方向外側に突出している中空糸束部分をカットする前の状態の、断面図である。
【図２】従来の加湿装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  加湿装置
２０  ハウジング
２１  第１のハウジング要素
２１ａ  第１のハウジング要素側小径部
２１ｂ  第１のハウジング要素側大径部
２１ｃ  第１のハウジング要素側連結部
２１ｄ  第１のガス導入ポート
２１ｅ  第２のガス排出ポート
２２  第２のハウジング要素
２２ａ  第２のハウジング要素側小径部
２２ｂ  第２のハウジング要素側大径部
２２ｃ  第２のハウジング要素側連結部
２２ｄ  第２のガス導入ポート
２２ｅ  第１のガス排出ポート
２３  ポッティング材料投入口
３０  ケース
３１  一般径部
３２  フランジ部
３３  入口孔
３４  出口孔
４０  中空糸束
４１  ポッティング部
５０、５１  シールリング
Ｇ１  第１のガス
Ｇ２  第２のガス
【図１】
2008014592.tif 000003
【図２】
2008014592.tif 000004