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公開番号2025089943
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-16
出願番号2023204930
出願日2023-12-04
発明の名称燃料電池加湿装置
出願人マーレジャパン株式会社,マーレインターナショナルゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング,MAHLE International GmbH
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人
主分類H01M 8/04 20160101AFI20250609BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】湿潤流体と乾燥流体との水分の交換効率の上昇と装置構成の容易化とを実現する。
【解決手段】燃料電池加湿装置1は、蒸気透過性を有する矩形状の膜状部材11と、矩形状の流路構成部12,22と、とが交互に積層され、流路構成部12は、流体流入部121が、膜状部材11の第1辺113側の外周縁部に設けられ、流体流出部122が、第1辺113と頂点を共有する膜状部材11の第2辺114側の外周縁部に設けられ、流路構成部22は、流体流入部221が、第1辺113の対辺である膜状部材11の第3辺115側の外周縁部に設けられ、流体流出部222が、第2辺114の対辺である膜状部材11の第4辺116側の外周縁部に設けることで湿潤流体の流れと乾燥流体の流れをL字状にして対向流れを形成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水蒸気透過性を有する矩形状の膜状部材と、前記膜状部材の厚み方向の一方の面及び他方の面に設けられ流体が通過可能な矩形状の流路構成部と、とが交互に積層される燃料電池加湿装置であり、
前記前記流路構成部は、
前記流体が流入する流体流入部と、
前記流体流入部から流入した前記流体が流出する流体流出部と、
前記流体流入部、及び、前記流体流出部の内側に設けられる矩形の面状のスペーサと、
前記スペーサの外周端部において前記流体流入部と前記流体流出部との境界部分に設けられ前記膜状部材が封止される封止部と、
を備え、
前記一方の面に設けられる前記流路構成部は、
前記流体流入部が、前記膜状部材の第１辺側の外周縁部に設けられ、
前記流体流出部が、前記第１辺と頂点を共有する前記膜状部材の第２辺側の外周縁部に設けられ、
前記他方の面に設けられる前記流路構成部は、
前記流体流入部が、前記第１辺の対辺である前記膜状部材の第３辺側の外周縁部に設けられ、
前記流体流出部が、前記第２辺の対辺である前記膜状部材の第４辺側の外周縁部に設けられる、
燃料電池加湿装置。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記流路構成部は、前記流体流入部から流入し前記流体流出部へと流出する前記流体の流路に設けられる整流部、を備える、
請求項１に記載の燃料電池加湿装置。
【請求項３】
前記流路構成部は、前記封止部が隣り合う前記膜状部材の間に前記厚み方向に対して空隙を形成する壁状に形成されている、
請求項１に記載の燃料電池加湿装置。
【請求項４】
前記スペーサは、前記膜状部材の前記厚み方向において前記スペーサの両側の空間を連通させる貫通孔、を備える、
請求項１に記載の燃料電池加湿装置。
【請求項５】
前記流路構成部は、前記スペーサを構成する樹脂製のメッシュ部材の一部を溶融して前記流体流入部、前記流体流出部、及び、前記封止部が形成される、
請求項４に記載の燃料電池加湿装置。
【請求項６】
前記流路構成部は、前記スペーサを構成する樹脂製のメッシュ部材に接着剤または樹脂材料を塗布することにより前記流体流入部、前記流体流出部、及び、前記封止部が形成される、
請求項４に記載の燃料電池加湿装置。
【請求項７】
前記流路構成部は、樹脂成型部材により形成される、
請求項１に記載の燃料電池加湿装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池加湿装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、車両等に搭載される燃料電池において、供給される空気等の流体に適切な量の水分（水蒸気を含む。以下においても、流体に含まれる「水分」は、水蒸気を含むものとする）を含ませるために加湿装置（以下「燃料電池加湿装置」という）を用いることが知られている。このように２つの流体同士の間で水分を交換させる燃料電池加湿装置の一例として、膜状部材における厚さ方向の一方側を湿潤流体が通過するとともに、膜状部材における厚さ方向の他方側を乾燥流体が通過するとき、乾燥流体中の水分が膜状部材に取り込まれて、この水分が乾燥流体に付与されるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１８２４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した燃料電池加湿装置のように、膜状部材の両面において湿潤流体と乾燥流体とを通過させて乾燥流体に水分を付与する場合に、水分を付与する効率を上げるためには湿潤流体と乾燥流体との流れの向きが完全に対向するのが望ましい。
【０００５】
しかしながら、燃料電池加湿装置では、湿潤流体と乾燥流体との流れの向きを対向させようとすると、湿潤流体側、及び、乾燥流体側それぞれの流体の流入部と流出部とが積層方向において重なってしまうため、湿潤流体と乾燥流体との流れの向きを対向させる装置構成を実現することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、湿潤流体と乾燥流体との水分の交換効率の上昇と装置構成の容易化とを実現可能な燃料電池加湿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池加湿装置は、水蒸気透過性を有する矩形状の膜状部材と、前記膜状部材の厚み方向の一方の面及び他方の面に設けられ流体が通過可能な矩形状の流路構成部と、とが交互に積層される燃料電池加湿装置であり、前記前記流路構成部は、前記流体が流入する流体流入部と、前記流体流入部から流入した前記流体が流出する流体流出部と、前記流体流入部、及び、前記流体流出部の内側に設けられる矩形の面状のスペーサと、前記スペーサの外周端部において前記流体流入部と前記流体流出部との境界部分に設けられ前記膜状部材が封止される封止部と、を備え、前記一方の面に設けられる前記流路構成部は、前記流体流入部が、前記膜状部材の第１辺側の外周縁部に設けられ、前記流体流出部が、前記第１辺と頂点を共有する前記膜状部材の第２辺側の外周縁部に設けられ、前記他方の面に設けられる前記流路構成部は、前記流体流入部が、前記第１辺の対辺である前記膜状部材の第３辺側の外周縁部に設けられ、前記流体流出部が、前記第２辺の対辺である前記膜状部材の第４辺側の外周縁部に設けられる。
【０００８】
本発明の一態様に係る燃料電池加湿装置において、前記流路構成部は、前記流体流入部から流入し前記流体流出部へと流出する前記流体の流路に設けられる整流部、を備える。
【０００９】
本発明の一態様に係る燃料電池加湿装置において、前記流路構成部は、前記封止部が隣り合う前記膜状部材の間に前記厚み方向に対して空隙を形成する壁状に形成されている。
【００１０】
本発明の一態様に係る燃料電池加湿装置において、前記スペーサは、前記膜状部材の前記厚み方向において前記スペーサの両側の空間を連通させる貫通孔、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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