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公開番号2024140288
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023051359
出願日2023-03-28
発明の名称加湿器
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類H01M 8/04 20160101AFI20241003BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】燃料電池に対する空気の供給を停止するためのバイパス流路を、大型化を招くことなく、部品点数の低減を可能にし、配管の取り回しも良好にする加湿器を構成する。
【解決手段】
乾燥空気に燃料電池FCから送り出された含水空気の水分を与えることで加湿空気を生成して燃料電池FCに供給する加湿ユニットと、加湿ユニットに乾燥空気が流れる乾燥側流路DLと、加湿ユニットで生成された除湿空気が流れる除湿側流路ELと、加湿ユニットを収容するケースCとを備えて加湿器10を構成する。加湿器10は、乾燥側流路DLと除湿側流路ELとを接続するバイパス流路25と、乾燥側流路DLに流通する乾燥空気を、加湿ユニット又はバイパス流路25の何れか一方に切換可能な切換弁26とを備えており、バイパス流路25の一部をケースCに設けた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池に供給される乾燥空気に対して前記燃料電池から送り出された含水空気の水分を与える加湿ユニットと、
前記加湿ユニットに接続され、前記乾燥空気が流通する乾燥側流路と、
前記加湿ユニットに接続され、前記含水空気が前記加湿ユニットにより除湿されて生成された除湿空気が流通する除湿側流路と、
前記乾燥空気が流入する流入ポートと前記除湿空気が流出する流出ポートとを有し、前記加湿ユニットを収容するケースと、
前記乾燥側流路と前記除湿側流路とを接続するバイパス流路と、
前記乾燥側流路に流通する前記乾燥空気を、前記加湿ユニット又は前記バイパス流路の何れか一方に切換可能な切換弁と、を備え、
前記バイパス流路の一部が前記ケースに設けられている加湿器。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記ケースが、前記燃料電池のエンドプレートに支持され前記加湿ユニットを収容するケース本体と、当該ケース本体のうち前記エンドプレートの反対側に配置される外壁とを備えており、
前記バイパス流路が前記外壁の外面に備えられている請求項１に記載の加湿器。
【請求項３】
前記外壁には、前記流入ポートと前記乾燥側流路との間に設けられ、前記乾燥空気を前記加湿ユニットに送り込む吸気部と、前記吸気部から送り込まれた前記乾燥空気が前記加湿ユニットで加湿されて生成された加湿空気を前記燃料電池に供給する供給部と、前記燃料電池から送り出された前記含水空気を受け入れて前記加湿ユニットに送り込む受給部と、前記受給部から送り込まれた前記含水空気が前記加湿ユニットで水分を奪われた前記除湿空気を前記除湿側流路に排出する排出部とが、外方に突出形成されており、
前記バイパス流路が、前記吸気部、前記供給部、前記受給部及び前記排出部に囲まれた凹状空間に配置されている請求項２に記載の加湿器。
【請求項４】
前記乾燥側流路には、前記乾燥空気を前記加湿ユニットと前記燃料電池との何れかを選択して供給可能な吸気制御弁が、前記切換弁より下流側に設けられている請求項１又は２に記載の加湿器。
【請求項５】
前記切換弁は、前記乾燥側流路に流れる前記乾燥空気を、前記加湿ユニットと、前記燃料電池と、前記バイパス流路との何れかを選択して切換可能に構成されている請求項１又は２に記載の加湿器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池のカソード側に供給する空気を加湿する加湿器に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料ガスとしての水素と、酸化ガスとしての空気とが供給されることにより発電する燃料電池スタックを備えた燃料電池システムが示されている。
【０００３】
特許文献１の燃料電池システムは車両に搭載可能に構成され、空気は加湿器で加湿された後に燃料電池スタックに供給される。加湿器は、燃料電池スタックから排出されるカソードオフガス（反応後の空気）に含まれる水分と熱を、外部から供給される乾燥状態の空気に与える（交換する）ように機能する。
【０００４】
また、特許文献１では、加湿器に空気を供給する空気供給流路と、加湿器から空気を排出する空気排出路との間で空気を流す空気バイパス流路が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１５２０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載される空気バイパス流路は、燃料電池の発電を停止する際に、空気供給流路に流れる空気を、空気排出路に排出し、燃料電池に対する空気の供給を停止することにより無駄な発電を停止するように機能する。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載される空気バイパス流路は、加湿器から比較的離れた位置に配置されているため、一対の流路を連通させるための管路と、この管路における空気の流れを制御する開閉弁とが必要となり、大型化を招き、部品点数の増大を招き、配管の取り回しも悪化させることが懸念される。
【０００８】
このような理由から、燃料電池に対する空気の供給を停止するためのバイパス流路を、大型化を招くことなく、部品点数の低減を可能にし、配管の取り回しも良好にする加湿器が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る加湿器の特徴構成は、燃料電池に供給される乾燥空気に対して前記燃料電池から送り出された含水空気の水分を与える加湿ユニットと、前記加湿ユニットに接続され、前記乾燥空気が流通する乾燥側流路と、前記加湿ユニットに接続され、前記含水空気が前記加湿ユニットにより除湿されて生成された除湿空気が流通する除湿側流路と、前記乾燥空気が流入する流入ポートと前記除湿空気が流出する流出ポートとを有し、前記加湿ユニットを収容するケースと、前記乾燥側流路と前記除湿側流路とを接続するバイパス流路と、前記乾燥側流路に流通する前記乾燥空気を、前記加湿ユニット又は前記バイパス流路の何れか一方に切換可能な切換弁と、を備え、前記バイパス流路の一部が前記ケースに設けられている点にある。
【００１０】
本構成によると、切換弁の制御によって乾燥空気を、流入ポートと、バイパス流路との何れかに供給することが可能となる。また、乾燥空気をバイパス流路に供給することにより、燃料電池への乾燥空気の供給を停止し、燃料電池での発電を迅速に停止できる。特に、バイパス流路の一部が、加湿ユニットを収容するケースに備えられているため、バイパス流路を配置する空間の確保を必要とせず、例えば、バイパス流路を乾燥側流路に接続するための管路、あるいは、バイパス流路を除湿側流路に接続するための管路を形成する工程の短縮も可能で大型化を招くこともない。従って、燃料電池に対する空気の供給を停止するためのバイパス流路を、部品点数の低減が可能で、配管の取り回しも良好にする加湿器が構成された。
（【００１１】以降は省略されています）

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