(57)【要約】【課題】配管スペースの低減に有利な燃料電池用加湿モジュールを提供する。【解決手段】燃料電池用加湿モジュール１００は、加湿室１０８をもつモジュールハウジング１０１と、モジュールハウジング１０１の加湿室１０８に設けられた加湿部材２００と、バルブ４の作動に伴い燃料電池内部の空気圧力を調整して燃料電池の発電を調整する調圧バルブ装置４００とを有する。モジュールハウジング１０１に調圧バルブ装置４００が一体的に連結されている。モジュールハウジング１０１は空気の熱により昇温可能な材料で形成されており、モジュールハウジング１０１の熱は調圧バルブ装置４００に伝達可能であることが好ましい。【選択図】図１
2004111252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池で使用される流体が流入する第１流体入口と、流体が燃料電池に向けて流出する第１流体出口と、燃料電池から帰還した流体が流入する第２流体入口と、流体が流出する第２流体出口と、加湿室とをもつモジュールハウジングと、
前記モジュールハウジングの加湿室に設けられ、前記第２流体入口から前記第２流体出口に向かう流体から湿分を吸収すると共に、前記第１流体入口から前記第１流体出口に向かう流体に湿分を与える加湿部材と、
開弁作動及び閉弁作動の少なくとも一方を行うバルブを有し、前記バルブの作動に伴い燃料電池内部の流体圧力を調整して燃料電池の発電を調整する調圧バルブ装置とを具備しており、
前記モジュールハウジングに前記調圧バルブ装置が一体的に連結されていることを特徴とする燃料電池用加湿モジュール。
【請求項２】
燃料電池で使用される流体が流入する第１流体入口と、流体が燃料電池に向けて流出する第１流体出口と、燃料電池から帰還した流体が流入する第２流体入口と、流体が流出する第２流体出口と、加湿室とをもつモジュールハウジングと、
前記モジュールハウジングの加湿室に設けられ、前記第２流体入口から前記第２流体出口に向かう流体から湿分を吸収すると共に、前記第１流体入口から前記第１流体出口に向かう流体に湿分を与える加湿部材と、
開弁作動及び閉弁作動の少なくとも一方を行うバルブを有し、バルブの作動に伴い燃料電池内部の流体圧力を調整して燃料電池の発電を調整する調圧バルブ装置とを具備しており、
前記モジュールハウジングに前記調圧バルブ装置が一体的に連結されており、且つ、
前記モジュールハウジングは流体の熱により昇温可能な材料で形成されており、前記モジュールハウジングの熱は前記調圧バルブ装置に伝達可能であることを特徴とする燃料電池用加湿モジュール。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記モジュールハウジングの前記第１流体入口は、流体を圧縮する流体圧縮部に繋がり、前記流体圧縮部で圧縮された熱を有する圧縮流体が前記第１流体入口に流入するものであることを特徴とする燃料電池用加湿モジュール。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記モジュールハウジングは、前記加湿部材に向かうにつれて拡開する内壁面を有するフード部を有しており、前記調圧バルブ装置の吐出口から吐出する流体が前記フード部の内壁面に対面するように、前記調圧バルブ装置が前記モジュールハウジングの前記フード部に一体的に連結されていることを特徴とする燃料電池用加湿モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池で使用される流体を加湿する流燃料電池用加湿モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池の電解質膜のイオン伝導性を確保するためには、電解質膜の湿分は重要であり、燃料電池に供給する発電前の空気は、加湿されていることが好ましい。また、燃料電池の発電反応は水を生成するため、燃料電池から吐出された発電後の空気（空気オフガス）は、水蒸気を多量に含む。
【０００３】
上記した点を考慮し、特開２００１−２１６９８９号公報には、スーパーチャージャーで圧縮した空気を加湿器で加湿し、その空気を燃料電池に供給して発電に使用すると共に、燃料電池から帰還した水蒸気を含む発電後の空気（空気オフガス）を加湿器に流入させる燃料電池用加湿システムが開示されている。このシステムによれば、燃料電池から帰還した水蒸気を含む発電後の空気（空気オフガス）の湿分が加湿器の加湿部材に与えられる。このため、燃料電池に供給する前の発電前の空気を加湿器に通せば、発電前の空気を効率よく加湿できる。
【０００４】
上記したシステムによれば、燃燃料電池から帰還した発電後の空気（空気オフガス）が通過する流路において、加湿器が配置され、更に、加湿器の下流に圧力調整弁が配置されている。このため、燃料電池から帰還した発電後の空気（空気オフガス）は、加湿器を通過した後に圧力調整弁を通過する。上記したシステムによれば、燃料電池の運転時には、圧力調整弁の開閉が制御され、これにより燃料電池の内部の空気圧力が調整され、燃料電池の発電出力が調整される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１６９８９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１に係る技術によれば、燃料電池から帰還した発電後の空気（空気オフガス）が通過する流路において、加湿器から圧力調整弁が離間した位置に設けられており、加湿器と圧力調整弁とを繋ぐ配管スペースが別途必要とされていた。このため設置スペースが大きくなる。故に、定置用の燃料電池システム、車載用の燃料電池システム等において搭載性が制約されるおそれがあった。
【０００７】
更に燃料電池では発電反応に伴い水が生成されるため、燃料電池から吐出される発電後の空気は昇温されていると共に、水蒸気を多量に含んでいる。このため燃料電池から吐出される発電後の空気が調圧バルブ装置に到達して急冷されると、結露水が生成し易い。このような結露水が過剰になると、調圧バルブ装置において空気の流路が制約され、場合によっては調圧バルブ装置において空気の円滑な流れが制限されるおそれがあった。
【０００８】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、第１発明は、配管スペースの低減に貢献できる燃料電池用加湿モジュールを提供することを課題とするにある。第２発明は、配管スペースの低減に貢献でき、且つ、調圧バルブ装置における結露を抑制するのに有利であり、調圧バルブ装置の流路が塞がれることを抑制するのに有利な燃料電池用加湿モジュールを提供することを課題とするにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（１）第１発明に係る燃料電池用加湿モジュールは、
燃料電池で使用される流体が流入する第１流体入口と、流体が燃料電池に向けて流出する第１流体出口と、燃料電池から帰還した流体が流入する第２流体入口と、流体が流出する第２流体出口と、加湿室とをもつモジュールハウジングと、モジュールハウジングの加湿室に設けられ、第２流体入口から第２流体出口に向かう流体から湿分を吸収すると共に、第１流体入口から第１流体出口に向かう流体に湿分を与える加湿部材と、
開弁作動及び閉弁作動の少なくとも一方を行うバルブを有し、バルブの作動に伴い燃料電池内部の流体圧力を調整して燃料電池の発電を調整する調圧バルブ装置とを具備しており、
モジュールハウジングに調圧バルブ装置が一体的に連結されていることを特徴とするものである。
【００１０】
第１発明によれば、モジュールハウジングに調圧バルブ装置が一体的に連結されている。このため加湿モジュールのモジュールハウジングと調圧バルブ装置とを繋ぐ配管が短縮または廃止される。
【００１１】
（２）第２発明に係る燃料電池用加湿モジュールは、
燃料電池で使用される流体が流入する第１流体入口と、流体が燃料電池に向けて流出する第１流体出口と、燃料電池から帰還した流体が流入する第２流体入口と、流体が流出する第２流体出口と、加湿室とをもつモジュールハウジングと、モジュールハウジングの加湿室に設けられ、第２流体入口から第２流体出口に向かう流体から湿分を吸収すると共に、第１流体入口から第１流体出口に向かう流体に湿分を与える加湿部材と、
開弁作動及び閉弁作動の少なくとも一方を行うバルブを有し、バルブの作動に伴い燃料電池内部の流体圧力を調整して燃料電池の発電を調整する調圧バルブ装置とを具備しており、
モジュールハウジングに調圧バルブ装置が一体的に連結されており、且つ、
モジュールハウジングは流体の熱により昇温可能な材料で形成されており、モジュールハウジングの熱は調圧バルブ装置に伝達可能であることを特徴とするものである。
【００１２】
第２発明によれば、モジュールハウジングに調圧バルブ装置が一体的に連結されている。このため加湿モジュールのモジュールハウジングと調圧バルブ装置とを繋ぐ配管が短縮または廃止される。またモジュールハウジングは流体の熱により昇温可能な材料で形成されており、モジュールハウジングの熱は調圧バルブ装置に伝達可能であり、調圧バルブ装置が昇温される。このため水蒸気を多量に含む暖かい流体が調圧バルブ装置に触れたとしても、その流体の急冷は抑制され、調圧バルブ装置において結露水が発生しにくくなる。故に、調圧バルブ装置における流路が結露水で塞がれるおそれが低減または回避され、燃料電池の運転が長時間にわたったとしても、調圧バルブ装置における流路面積が維持され易い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、第１流体入口は、流体を圧縮する流体圧縮部に繋がり、流体圧縮部で圧縮された熱を有する圧縮流体が流入するものである形態を例示できる。この場合、流体圧縮部で圧縮された熱を有する圧縮流体が加湿モジュールに流入するため、加湿モジュールのモジュールハウジングが昇温され易くなる。この場合、調圧バルブ装置が昇温され、水蒸気を多量に含む暖かい流体が調圧バルブ装置に触れたとしても、調圧バルブ装置において結露水が発生しにくくなる。故に、調圧バルブ装置における流路が結露水で塞がれるおそれが低減または回避され、燃料電池の運転が長時間にわたったとしても、調圧バルブ装置における流路面積が維持され易い。流体圧縮部としてはコンプレッサを例示できる。
【００１４】
本発明によれば、モジュールハウジングは、加湿部材に向かうにつれて拡開する内壁面を有するフード部を有している形態を例示できる。この場合、調圧バルブ装置の吐出口から吐出された流体がフード部の内壁面に対面して当たるように、調圧バルブ装置がモジュールハウジングのフード部に連結されている形態を例示できる。
【００１５】
調節バルブ装置とモジュールハウジングとが一体的に連結されていると、調節バルブ装置とモジュールハウジングとが接近しているため、調圧バルブ装置の吐出口から吐出された流体が加湿部材に流入する際に偏り、流入ムラが生じるおそれがある。この点について、前記したように調圧バルブ装置がモジュールハウジングのフード部に連結されている場合には、調圧バルブ装置の吐出口から吐出された流体は、フード部の拡開する内壁面に当たって分散されるため、加湿部材に向けて分散されて流入し易くなる。この場合、加湿部材における流体の流入ムラの低減に有利となり、加湿部材が保持する湿分ムラを低減するのに有利となる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を具体化した第１実施例について図面を参照して説明する。本実施例に係る加湿モジュール１００に係るモジュールハウジング１０１は、図１に示すように、酸化剤を含む流体である空気が流入する第１流体入口１０２と、空気が燃料電池のスタック９の空気吸込口９ｂに向けて流出する第１流体出口１０３と、スタック９の空気吐出口９ａから帰還した空気（空気オフガス）が流入する第２流体入口１０５と、排気のために空気が流出する第２流体出口１０６と、軸芯が縦方向に沿った円筒形状をなす加湿室１０８とをもつ。
【００１７】
第１流体入口１０２は、モジュールハウジング１０１の側部１０１ｘの下部に形成されており、空気を圧縮する流体圧縮部としてのコンプレッサ９４の通路１０２ｘに繋がれている。本実施例によれば、コンプレッサ９４で圧縮された空気がスタック９に供給されるため、単位体積当たりの空気に含まれている酸化剤である酸素濃度を高めることができ、スタック９の発電性能の向上に貢献できる。コンプレッサ９４で圧縮されて圧縮熱を有する圧縮空気（圧縮流体）は、モジュールハウジング１０１の第１流体入口１０２に流入する。第１流体出口１０３は、モジュールハウジング１０１の側部１０１ｘの上部に形成されている。第１流体出口１０３から流出された空気は、通路１０３ｘを経てスタック９の空気吸込口９ｂに供給され、スタック９の酸化剤極（空気極）で発電反応に使用される。なお、周知のように発電用の燃料も燃料流路９９を経てスタック９に供給されている。
【００１８】
図１に示すように、モジュールハウジング１０１の加湿室１０８の上端は、空気が流入する入口開口１０９とされている。加湿室１０８の下端は、空気が流出する出口開口１１０とされている。なお、出口開口１１０には、第２流体出口１０６を介して、発電後の空気を排出するための排気管１１５が連通されている。
【００１９】
加湿部材２００は、モジュールハウジング１０１の加湿室１０８に収容されている。加湿部材２００は、周知のように、湿分を保持できる性質をもつ中空糸膜２０１を多数本並設しつつ、中空糸膜２０１の軸長方向の一端部２０２及び他端部２０３を結合材２０４で結合して構成されている。加湿部材２００は、第１流体入口１０２及び第１流体出口１０３に連通する第１通路２０５を形成すると共に、第２流体入口１０５及び第２流体出口１０６に連通する管状の第２通路２０７を形成している。中空糸膜２０１は縦方向に沿っている。加湿部材２００は、中空糸膜２０１内の第２通路２０７を流れる発電後の空気から湿分を吸収すると共に、吸収した湿分を、第１通路２０５を流れる発電前の空気に与える。
【００２０】
図１に示す調圧バルブ装置４００は、燃料電池のスタック９の空気吐出口９ａから吐出された空気が流れるバルブ通路に対して開弁作動及び閉弁作動を行うバルブ４を有する。コンプレッサ９４の駆動により空気が燃料電池のスタック９の空気吸込口９ｂに供給されているとき、バルブ４が閉弁方向に作動すると、スタック９の空気吐出口９ａから単位時間当たり吐出される空気吐出量が減少するため、スタック９の内部の空気圧力は高くなる。また、バルブ４が開弁方向に移動すると、スタック９の空気吐出口９ａから単位時間当たり吐出される空気吐出量が増加するため、スタック９の内部の空気圧力は低くなる。このようにスタック９の運転時にバルブ４の開弁作動または閉弁作動が行われることにより、スタック９の内部の空気圧力が調整され、燃料電池の発電が調整される。
【００２１】
本実施例によれば、図１に示すように、モジュールハウジング１０１に調圧バルブ装置４００が一体的に連結されている。具体的には、モジュールハウジング１０１の上部の側方に調圧バルブ装置４００が一体的に連結されている。モジュールハウジング１０１は、流体の熱により昇温可能な材料である金属（ステンレスや炭素鋼等の鉄系、アルミニウム合金系、チタン合金系、銅合金系等）で形成されており、モジュールハウジング１０１と調圧バルブ装置４００とは接近して一体的に組み込まれている。従ってモジュールハウジング１０１の熱は調圧バルブ装置４００に伝達可能である。
【００２２】
図１に示すように、モジュールハウジング１０１の上部には、加湿部材２００の入口開口１０９に向かうにつれて拡開する内壁面１３２を有するフード部１３０が設けられている。フード部１３０の内壁面１３２は、上部１３２ｕが頂角とされた円錐面状あるいは実質的な円錐面状をなしている。フード部１３０の外縁１３０ｃはモジュールハウジング１０１の外縁１０１ｃと対応している。
【００２３】
本実施例によれば、調圧バルブ装置４００の吐出口２１から吐出された空気がフード部１３０の内壁面１３２に対面して当たるように、調圧バルブ装置４００がモジュールハウジング１０１のフード部１３０に連結部１３４を介して一体的に組み込まれて連結されている。なお、図３に示す平面視において、連結部１３４の大部分または全部は、フード部１３０の外縁１３０ｃの内側に配置されており、モジュールハウジング１０１と調圧バルブ装置４００とは接近している。
【００２４】
図１において、使用時には、コンプレッサ９４で圧縮された熱をもつ空気は、通路１０２ｘを介して、モジュールハウジング１０１の第１流体入口１０２から加湿室１０８に矢印Ｓ１方向に流入する。燃料電池の種類、または、燃料電池の運転状況にもよるが、コンプレッサ９４で圧縮された空気は圧縮熱をもち、その温度は一般的には８０〜１４０℃となる。このように圧縮熱をもつ空気がモジュールハウジング１０１内を通過するため、モジュールハウジング１０１は昇温される。
【００２５】
上記したように第１流体入口１０２から加湿室１０８に流入した空気は、加湿部材２００の第１通路２０５を流れる際に加湿部材２００の中空糸膜２０１から湿分を与えれ、加湿される。加湿された空気は、モジュールハウジング１０１の第１流体出口１０３から加湿室１０８の外方に矢印Ｓ３方向へ流出し、通路１０３ｘを経て空気吸込口９ｂから燃料電池のスタック９に供給され、燃料と共に発電に使用される。燃料電池に組み込まれている電解質膜は、乾燥されると、イオン伝導性が低下し、発電性能が低下する。従って、上記したように燃料電池のスタック９に流入する発電前の空気が加湿されていると、燃料電池の発電性能が向上する。
【００２６】
スタック９の空気吐出口９ａから吐出された発電後の空気は、矢印Ｓ４方向へ流れ、調圧バルブ装置４００に流入し、調圧バルブ装置４００のバルブ４、連結部１３４を経てフード部１３０の内壁面１３２に当たって拡散され、加湿部材２００の入口開口１０９を経て、加湿部材２００の中空糸膜２０１の第２通路２０７に流入する。中空糸膜２０１の第２通路２０７に流入した空気は、湿分を加湿部材２００の中空糸膜２０１に付与し、その後、加湿部材２００の出口開口１１０、排気管１１５を経て外方に排出される。
【００２７】
以上説明したように本実施例によれば、加湿モジュール１００のモジュールハウジング１０１に調圧バルブ装置４００が一体的に連結されている。このため加湿モジュール１００のモジュールハウジング１０１と調圧バルブ装置４００とを繋ぐ配管を短縮または廃止することができ、配管スペースを節約できる。故に、定置用の燃料電池システムばかりか、搭載スペースが制限される車両搭載用の燃料電池システムに適する。
【００２８】
本実施例によれば、加湿モジュール１００のモジュールハウジング１０１に調圧バルブ装置４００が一体的に連結されていると共に、モジュールハウジング１０１は空気熱により昇温可能な材料で形成されている。故に、燃料電池の運転時においてモジュールハウジング１０１の熱は、調圧バルブ装置４００に比較的早期に伝達される。このため前記した特許文献１の場合に比較して、調圧バルブ装置４００が高温側に昇温され易くなる。
【００２９】
故に、燃料電池のスタック９から吐出された水蒸気を多量に含む発電後の暖かい空気が調圧バルブ装置４００に触れたとしても、空気が調圧バルブ装置４００で急冷されることが抑制され、調圧バルブ装置４００において結露水が発生しにくくなる。従って、燃料電池のスタック９の運転が長時間にわたったとしても、スタック９から吐出された発電後の空気が水蒸気を多量に含むとしても、調圧バルブ装置４００における流路が結露水で塞がれるおそれが低減または回避され、調圧バルブ装置４００における流路面積が長時間にたわり良好に維持され易い。
【００３０】
更に本実施例によれば、モジュールハウジング１０１と調圧バルブ装置４００とが接近していると共に、モジュールハウジング１０１の上部側に調圧バルブ装置４００が配置されているため、万一、スタック９の空気吐出口９ａから吐出された発電後の空気が調圧バルブ装置４００で冷えて結露水を生成したとしても、その結露水は空気流により押されて加湿部材２００側に流れることを期待でき、加湿部材２００に吸収され易くなる。
【００３１】
ところで、上記したように調節バルブ装置４００とモジュールハウジング１０１とが一体的に連結されていると、調節バルブ装置４００とモジュールハウジング１０１とが接近しているため、調圧バルブ装置４００の吐出口２１から吐出された空気が加湿部材２００に流入する際に、空気の流れが偏るおそれがある。この点について、前記したように調圧バルブ装置４００がモジュールハウジング１０１のフード部１３０に連結されている場合には、調圧バルブ装置４００の吐出口２１から吐出された空気は、フード部１３０の円錐状に拡開する内壁面１３２に当たって分散されるため、加湿部材２００の入口開口１０９に向けて分散されて流入し易くなる。この場合、加湿部材２００における空気の流入ムラの低減に有利となり、加湿部材２００における湿分保持ムラの低減に有利となる。
【００３２】
（調圧バルブ装置４００の例）
図４〜図８は、上記した調圧バルブ装置４００の一例を示す。この調圧バルブ装置４００は、スタック９の下流に配置されており、スタック９の内部の空気圧力を調整するものであり、スタック９の空気吐出口９ａの側に連結具９２よりシール部材９２ｐを介して接続された基体１を有する。スタック９は燃料電池の固体高分子膜形の燃料電池の集合体である。燃料電池のスタック９から吐出された発電後の空気が供給管９０を経て調圧バルブ装置４００に流れる。一般的には、スタック９から吐出される発電後の空気は、発電反応により暖かく加熱されていると共に、水蒸気または水を多量に含む。燃料電池の発電反応は水を生成するためである。
【００３３】
図４に示すように、基体１は、互いに連結された第１ボディ１１と第２ボディ１２と第３ボディ１３とを有する。第１ボディ１１は、第１ボディ１１において上流側に配置され空気が流入する流体入口２０と、第１ボディ１１において下流側に配置され流体が外部に吐出される吐出口２１と、流体入口２０及び吐出口２１の間に形成されたバルブ収容室２２とをもつ。流体入口２０は円形状をなしており、燃料電池で形成されたスタック９の下流に位置しており、供給管９０に接続されている。なお図１に示すように、流体入口２０と吐出口２１の向きは異なる。即ち、流体入口２０の孔芯Ａ１と吐出口２１の孔芯Ａ２とは、横方向に沿っており、図４に示す断面図で視認すると、交差する向きに設定されている。
【００３４】
図５に示すように、基体１の第１ボディ１１は、バルブ収容室２２に対面するように流体入口２０側に形成された第１弁受け部２４と、バルブ収容室２２に対面するように吐出口２１側に形成された第２弁受け部２５とを有する。第１弁受け部２４はリング形状をなしており、径内方向に突出しており、後述する筒形のバルブ４の第１弁部５１が第１弁受け部２４に接近または着座可能とされている。第２弁受け部２５は平坦面形状とされており、後述する筒形のバルブ４（バルブ）の第２弁部５２が第２弁受け部２５に接近または着座可能とされている。
【００３５】
図５に示すように、基体１のバルブ収容室２２には、横軸形の筒形のバルブ４がこれの軸長方向（矢印Ｐ方向）に沿って移動可能に収容されている。筒形のバルブ４の軸芯Ｐａは流体入口２０の孔芯Ａ１に沿っており、筒形のバルブ４は流体入口２０の孔芯Ａ１に沿って移動可能とされている。具体的には、筒形のバルブ４は流体入口２０に対面するように流体入口２０に同軸的に配置されており、筒形のバルブ４の軸芯Ｐａは流体入口２０の孔芯Ａ１の延長線上に設定されている。なお筒形のバルブ４の軸芯Ｐａは横方向（水平方向）に沿っている。
【００３６】
筒形のバルブ４は金属等（例えば、ステンレス鋼や炭素鋼等の鉄系、アルミニウム合金系、チタン合金系）の硬質材料で円筒形状に形成されており、軸長方向において貫通している。筒形のバルブ４は、図７に示すように、円筒形状をなす外筒部４２と、外筒部４２の内周側に設けられ円筒形状をなす内筒部４３と、外筒部４２と内筒部４３とを連結するように半径方向に延びる複数の腕部４４とを備えている。内筒部４３は、外筒部４２と同軸的に配置されており、中央に筒形のバルブ４の軸長方向に貫通する軸孔４５をもつ。図５に示すように、筒形のバルブ４の外筒部４２は、外周壁面４０と内周壁面４１とを有する。外周壁面４０は、流体入口２０から吐出口２１に向かう流体が流れる外周流路４８を形成する。内周壁面４１は、流体入口２０から吐出口２１に向かう流体が流れる内周流路４７を、内筒部４３とで形成する。
【００３７】
また図５に示すように、筒形のバルブ４の外筒部４２の軸長方向の一端部側（上流側）には、筒形のバルブ４の軸芯Ｐａの回りを１周するようにリング形状をなす第１弁部５１が拡開状に形成されている。図５に示すように、第１弁部５１は、外筒部４２の中間部の壁よりも厚肉とされており、上流から下流に向かうにつれて外径が拡径するリング状をなす第１傾斜面５１ａと、第１傾斜面５１ａに連接され上流から下流に向かうにつれて外径が縮径するリング状をなす第２傾斜面５１ｂとを有する。
【００３８】
また図５に示すように、筒形のバルブ４の軸長方向の他端部側（下流側）には、筒形のバルブ４の軸芯Ｐａの回りを１周するようにリング形状をなす第２弁部５２が拡開状に形成されている。図５に示すように、筒形のバルブ４の第２弁部５２は、外筒部４２の中間部の壁よりも厚肉とされており、上流から下流に向かうにつれて外径が拡径するリング状をなす第３傾斜面５２ａと、上流から下流に向かうにつれて内径が拡径するリング状をなす第４傾斜面５２ｂとを有する。
【００３９】
このように筒形のバルブ４の第２弁部５２は外筒部４２の外径方向にリング形状に拡開しているため、流体を第２弁部５２の第３傾斜面５２ａ及び第４傾斜面５２ｂに沿って案内しやすくなり、流体を第２ボディ１２の主孔１６の入口１６ｉから遠ざけるのに有利となる。よって微小異物等の異物が流体に含まれている場合であっても、異物が主孔１６の入口１６ｉから駆動部６の側に進入することが抑制される利点が得られる。
【００４０】
図４、図５に示すように、筒形のバルブ４の第１弁部５１と基体１の第１弁受け部２４とで、第１弁流路５５が形成されている。第１弁流路５５は、筒形のバルブ４の軸芯Ｐａの回りを１周するようにリング形状をなす。第１弁流路５５は外周流路４８及び流体入口２０に連通しており、筒形のバルブ４の外周流路４８を流れる流体（空気）が流れる。
【００４１】
図４、図５に示すように、筒形のバルブ４の第２弁部５２と基体１の第２弁受け部２５とで、第２弁流路５６が形成されている。第２弁流路５６は、筒形のバルブ４の軸芯Ｐａの回りを１周するようにリング形状をなす。第２弁流路５６は内周流路４７及び吐出口２１に連通しており、筒形スリーブ４の内周流路４７を流れる流体が流れる。
【００４２】
図４に示すように、基体１には、筒形のバルブ４の開度を調整する方向に筒形のバルブ４をこれの軸長方向に沿って移動させるための駆動部６が設けられている。駆動部６は、基体１に固定され回転運動を行うモータ軸６１をもつ駆動モータ６２と、駆動モータ６２のモータ軸６１の回転運動を筒形のバルブ４の直進運動に変換させる減速変換部６３とを有する。駆動モータ６２は、カバー６２ｍで被覆されており、入力パルスの数に応じてモータ軸６１が回転するステッピングモータで形成されている。
【００４３】
減速変換部６３は、駆動モータ６２のモータ軸６１に同軸的に保持されモータ軸６１と一体回転する係合部６４と、係合部６４に同軸的に接続され係合部６４と一体的に回転する回動ギヤ部材６５と、回動ギヤ部材６５に同軸的に接続された長尺状の直動軸６７とで形成されている。
【００４４】
図４に示すように、回動ギヤ部材６５は第１ボディ１１と第２ボディ１２との間に軸受６８ａにより回転可能に保持されている。また回動ギヤ部材６５は外歯６６をもつと共に、第１座６９ａ及び第２座６９ｂにより保持されている。この結果、回動ギヤ部材６５はこれの周方向に回転できるものの、回動ギヤ部材６５の軸長方向つまり筒形のバルブ４の軸長方向（矢印Ｐ方向）には移動できないようにされている。なお、筒形のバルブ４の軸長方向（矢印Ｐ方向）は、直動軸６７の軸芯に沿っている。
【００４５】
図４に示すように、直動軸６７は、回動ギヤ部材６５に同軸的に接続されており、基体１の第１ボディ１１の主孔１６の摺動面１６ｒに沿ってスライドするフランジ状のスライド部６７ｘと、第２ボディ１２から露出する軸部６７ｃとを同軸的に有する。軸部６７ｃの外周部には、筒形のバルブ４を取り付けるための第２雄ねじ部６７ｆが形成されている。スライド部６７ｘが主孔１６の摺動面１６ｒをスライドするため、直動軸６７は第１ボディ１１の主孔１６において軸長方向（矢印Ｐ方向）に沿って移動可能とされている。
【００４６】
図４に示すように、回動ギヤ部材６５の内周面には、第１雌ねじ部６５ｋが形成されている。直動軸６７の外周面に第１雄ねじ部６７ｋが形成されている。第１雄ねじ部６７ｋは、回動ギヤ部材６５の第１雌ねじ部６５ｋと螺進退可能に螺合する。従って、回動ギヤ部材６５がその位置から前進後退することなく一方向へ回転すると、その回転運動が直動軸６７の直進運動に変換されるため、直動軸６７は軸長方向の一方向（矢印Ｐ１方向）に直動する。同様に、回動ギヤ部材６５がその位置から前進後退することなく他方向へ回転すると、その運動が直動軸６７の直進運動に変換され、直動軸６７は軸長方向の他方向（矢印Ｐ２方向）に直動する。
【００４７】
ここで駆動モータ６２に入力されるパルスの数が相対表示で１００のとき、回動ギヤ部材６５が１回転し、回動ギヤ部材６５の内周面に形成されている第１雌ねじ部６５ｋが１回転すると仮定すると、第１雌ねじ部６５ｋの１ピッチ相当量、直動軸６７が軸長方向に直動することになる。このため駆動モータ６２に入力される１パルス当たり、筒形のバルブ４の開弁・閉弁方向の移動を微小量づつ高精度に制御できる。
【００４８】
図４に示すように、基体１の第２ボディ１２には、駆動モータ６２の回転を検出するセンサ７が取付ねじ７ｗにより取り付けられている。基体１の第１ボディ１１と第２ボディ１２とには、扇形状の第１中間ギヤ７１が軸受６８ｃを介して回動可能に保持されている。基体１の第１ボディ１１と第２ボディ１２とには、円形状の第２中間ギヤ７２が軸受６８ｄを介して回動可能に保持されている。
【００４９】
駆動モータ６２が回転すると、回動ギヤ部材６５がこれの軸芯回りで回動し、回動ギヤ部材６５の外歯６６に噛合するギヤ部７１ｍをもつ第１中間ギヤ部材７１がこれの軸芯Ｐ８周りで回動する。更に、第１中間ギヤ部材７１のギヤ部７１ｎに噛合するギヤ部７２ｎをもつ第２中間ギヤ７２がこれの軸芯Ｐ９周りで回動する。なお、第１中間ギヤ７１及び第２中間ギヤ７２は、回転できるものの、これらの軸長方向へは移動できないようにされている。センサ７は第２中間ギヤ７２の動作を検出するため、センサ７は駆動モータ６２の回転不具合（ステッピングモータの脱調等）を検出できる。
【００５０】
図５に示すように、直動軸６７の外周面と基体１の第１ボディ１１の主孔１６との間には、異物進入抑制機能をもつリング状のシール部材１７が介在している。シール部材１７は、主孔１６の内周面と第２軸部６７ｂの外周面との間をシールする。これにより流体に含まれている異物が駆動部６側に進入することが一層抑制される。なお、流体がスタック９である燃料電池のスタックから排出された発電後の空気である場合には、スタック９の燃料電池の電極に担持されていたカーボン微粒子等の異物が含有されていることがある。
【００５１】
図５に示すように、筒形のバルブ４の内筒部４３の軸孔４５の内周面には、第２雄ねじ部６７ｆに螺合可能な第２雌ねじ部４３ｆが形成されている。筒形のバルブ４の組付時には、図５に示すように、直動軸６７の軸部６７ｃの外周面に形成された第２雄ねじ部６７ｆと筒形のバルブ４の第２雌ねじ部４３ｆとを螺進退させる。これにより直動軸６７に対して筒形のバルブ４を変位させることができ、ひいては直動軸６７の軸長方向における筒形のバルブ４の初期位置を調整できる。この場合、第２雄ねじ部６７ｆと第２雌ねじ部４３ｆとを適宜螺進退させれば、直動軸６７に対する筒形のバルブ４の軸長方向における初期位置を調整できるため、第１弁流路５５の初期位置における流路幅ｔ１（図５参照）、第２弁流路５６の初期位置における流路幅ｔ２（図５参照）を微調整できる。これにより、第１弁流路５５の流路断面積、第２弁流路５６の流路断面積を微調整できる利点が得られる。
【００５２】
筒形のバルブ４の組付時には、図８から理解できるように、リング形状のバネ部材６９を直動軸６７の露出部分に取付けた後に、筒形のバルブ４の内筒部４３の第２雌ねじ部４３ｆを直動軸６７の第２雄ねじ部６７ｆに螺合させて、筒形のバルブ４を直動軸６７に被着し、直動軸６７の軸長方向における筒形のバルブ４の初期位置を設定し、その後、袋ナット部６８の雌めじ部６８ｆを直動軸６７の第２雄ねじ部６７ｆの先端部に螺着させる。この状態では筒形のバルブは直動軸６７に片持ち支持される。
【００５３】
図５、図８に示すように、直動軸６７には、軸長方向に沿ったバネ性を発揮できるリング形状をなす付勢手段として機能できるバネ部材６９が設けられている。バネ部材６９のバネ力により、筒形のバルブ４の内筒部４３が軸長方向（矢印Ｐ２方向）に沿って常時付勢されるため、筒形のバルブ４のがたつきが確実に防止される。流体の円滑な流れを確保するために、袋ナット部６８は、流体入口２０に対面可能な三次元的な凸円弧形状面６８ｗを有する。
【００５４】
制御装置６００はスタック９の運転状況に応じて駆動モータ６２を制御して筒形のバルブ４の開度を増減する。スタック９の内部の空気圧力を低下させるときには、スタック９に繋がれている筒形のバルブ４の開度を制御装置６００により増加させる。このように筒形のバルブ４の開度を増加させるときには、筒形のバルブ４が開度増加方向つまり矢印Ｐ２方向に移動するように、制御装置６００により駆動モータ６２は駆動される。駆動モータ６２は入力パルスの数に応じて回動するステッピングモータであるため、筒形のバルブ４の開弁・閉弁は高精度に制御される。
【００５５】
前述したように、スタック９の内部の空気圧力を低下させるときには、制御装置６００により、上記したように筒形のバルブ４を開度増加方向つまり矢印Ｐ２方向に移動させる。この場合、図２に示すように、筒形のバルブ４の第１弁部５１が矢印Ｐ２方向に移動して第１弁受け部２４から離れ、第１弁流路５５の流路幅ｔ１（図５参照）が増加し、第１弁流路５５の流路面積が増加する。同様に、筒形のバルブ４の第２弁部５２が矢印Ｐ２方向に移動して第２弁受け部２５から離れ、第２弁流路５６の流路幅ｔ２（図５参照）が増加し、第２弁流路５６の流路面積が増加する。この場合、基体１の流体入口２０に供給された流体は、矢印Ｋ１方向（図５参照）に流れて筒形のバルブ４の外周壁面４０側の外周流路４８を流れてバルブ収容室２２に流入すると共に、矢印Ｋ２方向に流れて筒形のバルブ４の内周壁面４１側の内周流路４７及び第２弁流路５６を流れて、バルブ収容室２２に流入する。バルブ収容室２２に流入した空気は、吐出口２１から加湿器９８に向けて吐出される。
【００５６】
上記したように本実施例によれば、筒形のバルブ４の外周流路４８及び内周流路４７の双方が流路とされるため、調圧バルブ装置４００で調整可能な空気の流量が確保される。故に、空気の大きな流量が要請されるスタック９に繋がれる調圧バルブ装置４００に用いるのに適する。なお外周流路４８を流れる流量と、内周流路４７を流れる流量とは同じ程度にしても良いし、多少変えることにしても良い。
【００５７】
スタック９の内部の空気圧力を増加させるときには、筒形のバルブ４が開度減少方向つまり矢印Ｐ１方向に移動するように、制御装置６００により駆動モータ６２は駆動される。この結果、筒形のバルブ４の第１弁部５１が開度減少方向つまり矢印Ｐ１方向に移動して第１弁受け部２４に接近し、第１弁流路５５の流路幅ｔ１が減少し、第１弁流路５５の流路面積が減少する。同様に、筒形のバルブ４の第２弁部５２が矢印Ｐ１方向に移動して第２弁受け部２５に接近し、第２弁流路５６の流路幅ｔ２が減少し、第２弁流路５６の流路面積が減少する。
これにより第１弁流路５５及び第２弁流路５６が流れる流体の流量が減少する。このため、調圧バルブ装置４００の上流に位置するスタック９の流体圧力（空気圧力）が増加するように調整される。
【００５８】
筒形のバルブ４を閉弁するときには、駆動モータ６２により筒形のバルブ４が開度減少方向つまり矢印Ｐ１方向に更に移動する。この結果、図６に示すように、筒形のバルブ４の第１弁部５１が矢印Ｐ１方向に移動して第１弁受け部２４に接触または最接近して第１弁流路５５を実質的に閉じると共に、第２弁部５２が矢印Ｐ１方向に移動して第２弁受け部２５に接触または最接近して第２弁流路５６を実質的に閉じる。なお、コンプレッサ９４が停止すれば、スタック９への空気供給は停止され、筒形のバルブ４における空気の流れは基本的には停止される。
【００５９】
本実施例によれば、図４，図５に示すように、筒形のバルブ４の軸長方向の軸端部が、流体入口２０から吐出口２１に向かう流体の流れに臨むように、筒形のバルブ４が基体１のバルブ収容室２２に配置されている。流体入口２０からバルブ収容室２２に流入する流体は、筒形のバルブ４の軸端部に対向する。このため、流体が筒形のバルブ４に作用する受圧面積を低減させることができる。よって、流体の流れに対抗して筒形のバルブ４の開度を調整するとき、筒形のバルブ４に作用する負荷を小さくできる。ひいては駆動モータ６２の出力を小さくでき、駆動モータ６２の小型化、コスト低廉化を図り得る。
【００６０】
ところで、流体入口２０から吐出口２１に向かう流体が筒形のバルブ４の第１弁部５１に作用すると、流体の受圧に伴い、筒形のバルブ４の軸長方向において筒形のバルブ４の軸長方向の一端部４ａ側（上流側）から他端部４ｃ側（下流側）に向けて付勢する付勢力Ｆ１（図５参照）が筒形のバルブ４に作用する。また、内周流路４７の流体が筒形のバルブ４の第２弁部５２に作用すると、筒形のバルブ４の軸長方向において他端部４ｃ側（下流側）から一端部４ａ側（上流側）に向けて付勢する付勢力Ｆ２（図５参照）が筒形のバルブ４に作用するといえる。本実施例によれば、付勢力Ｆ１は付勢力Ｆ２よりもやや大きいものの、両者は近似した大きさであり（Ｆ１＝Ｆ２＋α）、向きは互いに逆であるため、付勢力Ｆ１、Ｆ２のうちα相当ぶんを除いた大部分の付勢力は実質的に相殺される。よって流体が流れているときにおいて、筒形のバルブ４を開弁閉弁作動させるときの負荷抵抗を小さくすることができる利点が得られ、駆動モータ６２の出力を小さくでき、駆動モータ６２の小型化に一層有利となる。
【００６１】
更に説明を加える。図６に示すように、筒形のバルブ４の第１弁部５１の最外径ｄ１は、第２弁部５２の最外径ｄ２よりもΔｄ大きく設定されている。この結果、筒形のバルブ４のうち軸長方向の一端部４ａ側の付勢力Ｆ１を発生させる受圧面積は、筒形のバルブ４のうち軸長方向の他端部４ｃ側の付勢力Ｆ２を発生させる受圧面積よりも大きく設定されており、これにより付勢力発生部が形成されている。この結果、筒形のバルブ４の軸長方向において筒形のバルブ４の軸長方向の一端部４ａ側から他端部４ｃ側に向けて付勢する付勢力をＦ１とし、筒形のバルブ４の軸長方向の他端部４ｃ側から一端部４ａ側に向けて付勢する付勢力をＦ２とすると、付勢力Ｆ１は付勢力Ｆ２に対して近似した大きさであり、向きが逆であるため、両者は大部分が相殺されるものの、付勢力Ｆ１は付勢力Ｆ２よりもα相当、大きく設定されている（Ｆ１＝Ｆ２＋α）。
【００６２】
このようにα相当ぶん、付勢力Ｆ１は付勢力Ｆ２よりも大きいため、流体が本実施例に係る調圧バルブ装置４００を流れるとき、筒形のバルブ４は一端部４ａ側（上流側）から他端部４ｃ側（下流側）に向けて矢印Ｐ１方向に沿って付勢されることなる。この付勢の結果、回動ギヤ部材６５の第１雌ねじ部６５ｋと直動軸６７の第１雄ねじ部６７ｋと間の隙間（バックラッシ）、その他のがたを低減させることができる。この結果、長期にわたり筒形のバルブ４の開度のばらつきを低減させるのに有利となり、使用期間が長くなったとしても、筒形のバルブ４の開度の再現性を高精度に維持することができ、ひいてはスタック９の発電性能を長期にわたり良好に制御できる。
【００６３】
なお、図５から理解できるように、筒形のバルブ４の外周流路４８を流れる流体は、筒形のバルブ４の外筒部４２の外周壁面４０にも圧力Ｆ３（図５参照）として筒形のバルブ４の外筒部４２に求心方向に作用する。しかし筒形のバルブ４は円筒形状をなし、外周流路４８は外筒部４２の全周に形成されているため、圧力Ｆ３の影響は実質的に相殺される。また筒形のバルブ４の内周流路４７を流れる流体は、筒形のバルブ４の外筒部４２の内周壁面４１にも圧力Ｆ４（図５参照）として放射方向に作用する。しかし筒形のバルブ４は円筒形状をなし、内周流路４７は外筒部４２の全周に形成されているため、圧力Ｆ４の影響は相殺される。
【００６４】
以上説明したように、基体１の流体入口２０に供給された流体は、矢印Ｋ１方向に流れて筒形のバルブ４の外周壁面４０側の外周流路４８を流れると共に、矢印Ｋ２方向に流れて筒形のバルブ４の内周壁面４１側の内周流路４７を流れる。このように筒形のバルブ４の外周流路４８及び内周流路４７の双方を流れるため、上記した特許文献１に係る技術とは異なり、調圧バルブ装置４００で調整できる流体の流量が確保される。故に、大きな空気流量の制御が要請されるスタック９に繋がれる調圧バルブ装置４００に用いるのに適する。
【００６５】
本実施例によれば、筒形のバルブ４は、図７に示すように、円筒形状をなす外筒部４２と、円筒形状をなす内筒部４３と、外筒部４２と内筒部４３とを連結するように半径方向に延びる複数の腕部４４とを備えているため、筒形のバルブ４の内周側の内周流路７４の流路面積を大きくするのに有利となる。
【００６６】
更に本実施例によれば、図４、図５に示すように、筒形のバルブ４はこれの軸長方向の軸端部が、流体入口２０から吐出口２１に向かう流体の流れに臨むように基体１のバルブ収容室２２に配置されている。このため、筒形のバルブ４に流体が付勢力として作用する受圧面を軸端部分にでき、付勢力として作用する受圧面積を小さくできる。よって、流体の流れに対抗して筒形のバルブ４の開度を調整するとき、筒形のバルブ４に作用する負荷を小さくでき、駆動モータ６２の出力を小さくでき、駆動モータ６２の小型化を図り得、重量の軽量化及び省エネルギの面において有利である。
【００６７】
更に本実施例によれば、図５に示すように、筒形のバルブ４の軸端部のうち一方に流体圧による付勢力Ｆ１（上流から下流に向かう付勢力）が作用すると共に、筒形のバルブ４の軸端部のうち他方にも流体圧による逆向きの付勢力Ｆ２（下流から上流に向かう付勢力）が作用する。前記したように付勢力Ｆ１、Ｆ２の大きさは近似しているため、互いに逆向きの付勢力Ｆ１、Ｆ２のかなりの割合が相殺される。この場合には、流体の流れに対して筒形のバルブ４を駆動部６により移動させるとき、駆動モータ６２に作用する負荷を小さくでき、駆動モータ６２の出力を小さくでき、駆動モータ６２の小型化及び省エネルギ化を一層図り得る。
【００６８】
本実施例によれば、筒形のバルブ４の第１弁部５１は第１傾斜面５１ａを有する。筒形のバルブ４に向けて流れる流体は、筒形のバルブ４のリング形状をなす第１弁部５１の第１傾斜面５１ａに当たると、筒形のバルブ４の向芯方向に向かう力Ｆ５（図６参照）を発生させる。第１弁部５１の第２傾斜面５１ｂは筒形のバルブ４の周方向に沿って１周するように形成されているため、筒形のバルブ４の軸芯がずれることが抑制される調芯作用が得られる。なお、上記した調芯作用は筒形のバルブ４の開弁時にも閉弁時にも期待できる。
【００６９】
また、筒形のバルブ４の他端部４ｃに形成されている第２弁部５２も第３傾斜面５２ａ、第４傾斜面５２ｂを有する。流体は筒形のバルブ４のリング形状をなす第２弁部５２の第４傾斜面５２ｂに筒形のバルブ４の放射方向に向かう力Ｆ６（図６参照）を第２弁部５２の全周にわたり発生させ、筒形のバルブ４の調芯作用が得られる。
【００７０】
本実施例によれば、図６に示すように、筒形のバルブ４の第１弁部５１の外径はｄ１は第２弁部５２の外径ｄ２よりもΔｄ大きく設定されている（ｄ１＝ｄ２＋Δｄ）。この結果、筒形のバルブ４の軸長方向において筒形のバルブ４の軸長方向の一端部４ａ側から他端部４ｃ側に向けて付勢する付勢力Ｆ１は、筒形のバルブ４の軸長方向の他端部４ｃ側から一端部４ａ側に向けて付勢する付勢力Ｆ２よりも大きくされる。このため回動ギヤ部材６５の第１雌ねじ部６５ｋと直動軸６７の第１雄ねじ部６７ｋと間の隙間（バックラッシ）、その他のがたを低減させることができる。この結果、長期にわたり筒形のバルブ４の開度のばらつきを低減させるのに有利となり、筒形のバルブ４の開度の再現性を高精度に維持することができる。
【００７１】
本実施例によれば、図５に示すように、筒形のバルブ４の第１弁部５１の第２傾斜面５１ｂと第１弁受け部２４の傾斜面２４ｘは、筒形のバルブ４の軸芯Ｐａ（バルブ収容室２２の軸芯）に対して角度θ１傾斜している。第１弁流路５５の流路幅はｔ１で規定される。ここで、筒形のバルブ４がこれの軸長方向である矢印Ｐ１、Ｐ２方向に沿って移動するとき、筒形のバルブ４の軸長方向（矢印Ｐ１、Ｐ２方向）における変化量をＭ１とすると、第１弁流路５５の流路幅ｔ１の変化量は角度θ１の影響を受け、Ｍ１よりも小さくなり、Ｎ１となる（Ｍ１＞Ｎ１）。このため、ステッピングモータで形成された駆動モータ６２の駆動において、第１弁流路５５の流路幅ｔ１を調整する分解能を高めることができ、第１弁流路５５の流路幅ｔ１の開度を高精度で調整できる利点が得られる。
【００７２】
即ち、ステッピングモータで形成された駆動モータ６２に１パルスが入力されるとき、筒形のバルブ４が矢印Ｐ１、Ｐ２方向に移動する距離をＭ１と仮定する。この場合、角度θ１の影響を受け、第１弁流路５５の流路幅ｔ１の変化量はＭ１よりも小さくなり、Ｎ１となる（Ｍ１＞Ｎ１）。結果として、第１弁流路５５の流路幅ｔ１を調整できる分解能をステッピングモータの１パルス相当ぶんよりも小さくすることができ、第１弁流路５５の流路幅ｔ１を微少量ずつ高精度に調整できる利点が得られる。故に、１パルスあたりのステッピングモータの回動角度が微小な高価なステッピングモータを用いずとも良い。この意味においてもステッピングモータで形成された駆動モータ６２の価格の低廉化に有利である。
【００７３】
（その他）その他、本発明装置は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。例えば、上記した図１に示す実施例によれば、調圧バルブ装置４００は加湿部材２００の入口開口１０９側に配置されているが、加湿部材２００の出口開口１１０側に配置されていても良い。上記した実施例によれば、調圧バルブ装置４００はスタック９の下流に配置されているが、上流に配置することもできる。上記した実施例によれば、加湿モジュール１００の第１流体入口１０２及び第１流体出口１０３はモジュールハウジング１０１の側部１０１ｘに形成されているが、これに限らず、モジュールハウジング１０１の上部または下部に形成されていても良い。モジュールハウジング１０１の加湿室１０８の軸芯は縦方向に沿っているが、横方向、斜め方向のいずれに沿っていても良い。コンプレッサ９４で圧縮した空気を加湿モジュール１００に供給するが、これに限らず、大気をそのまま加湿モジュール１００を介してスタック９に供給することにしても良い。加湿部材２００は中空糸膜２０１の集合体で形成されているが、これに限らず、フッ素系の電解質膜で形成してもよい。加湿部材２００の中空糸膜２０１は縦方向に沿っているが、横方向、斜め方向のいずれに沿っていても良い。上記した実施例によれば、加湿モジュール１００は燃料電池に供給する空気を加湿することにしているが、場合によっては燃料電池に供給する燃料ガスを加湿することにしても良い。
【００７４】
【発明の効果】
第１，第２発明に係る加湿モジュールによれば、前述したように、モジュールハウジングに調圧バルブ装置が一体的に連結されている。このため加湿モジュールのモジュールハウジングと調圧バルブ装置とを繋ぐ配管を短縮または廃止できる。
【００７５】
また第２発明に係る加湿モジュールによれば、モジュールハウジングは流体の熱により昇温可能な材料で形成されており、モジュールハウジングの熱は調圧バルブ装置に伝達可能である。このため調圧バルブ装置が昇温され、調圧バルブ装置において結露水が発生しにくくなる。故に、調圧バルブ装置における流路が結露水で塞がれるおそれが低減または回避され、燃料電池の運転が長時間にわたったとしても、調圧バルブ装置における流路面積が維持され易い。
【図面の簡単な説明】
【図１】加湿モジュールの断面をもつ燃料電池システムを模式的に示す概念図である。
【図２】加湿部材の要部の断面図である。
【図３】加湿モジュールを模式的に示す平面図である。
【図４】筒形のバルブが開弁している状態の調圧バルブ装置４００の水平方向に沿った全体の断面図である。
【図５】筒形のバルブが開弁している状態の調圧バルブ装置４００の要部の断面図である。
【図６】筒形のバルブが閉弁している状態の調圧バルブ装置４００の要部の断面図である。
【図７】筒形のバルブの軸端を示す端面図である。
【図８】直動軸に筒形のバルブを取り付ける前の状態を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
図中、９４はコンプレッサ（流体圧縮部）、１００は加湿モジュール、１０１はモジュールハウジング、１０２は第１流体入口、１０３は第１流体出口、１０５は第２流体入口、１０６は第２流体出口、１０８は加湿室、２００は加湿部材、２０１は中空糸膜、２０５は第１通路、２０７は第２通路、１３０はフード部、１３２は内壁面、４００は調圧バルブ装置、４はバルブを示す。
【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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