專利名稱：水分交換用空心絲膜模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如適于用在燃料電池系統(tǒng)中的水分交換用空心絲膜模塊，尤其涉及一種使對被加濕氣體的加濕效率提高的技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為燃料電池，公知有一種將在平板狀的膜電極構(gòu)造體(MEA =Membrane Electrode Assembly)的兩側(cè)層疊了隔板的層疊體作為單電池，并將多個單電池例如層疊數(shù)百層而形成燃料電池堆而構(gòu)成的燃料電池。膜電極構(gòu)造體是在構(gòu)成正極(空氣極、陰極) 以及負極(燃料極、陽極)的一對電極之間夾有由離子交換樹脂等形成的電解質(zhì)膜的三層構(gòu)造。根據(jù)這種燃料電池，例如當(dāng)在面對燃料極側(cè)的氣體擴散電極的氣體流路中流通燃料氣體，在面對空氣極側(cè)的氣體擴散電極的氣體流路中流通氧化劑氣體時，引起電化學(xué)反應(yīng)， 進行發(fā)電。在此，為了使上述這樣的電化學(xué)反應(yīng)穩(wěn)定，希望膜電極構(gòu)造體濕潤。例如，在專利文獻1中公開了一種燃料電池系統(tǒng)，該燃料電池系統(tǒng)通過在燃料氣體流路內(nèi)使發(fā)電生成水變成水蒸氣并加入到燃料氣體中，由此，將水蒸氣分壓上升了的使用后(使役後)的陽極排出氣體作為加濕氣體，對未使用的燃料氣體進行加濕。但是，近年來伴隨著燃料電池的高性能化，膜電極構(gòu)造體存在變薄的傾向，從而產(chǎn)生通過電化學(xué)反應(yīng)生成并流出向空氣極側(cè)的水會向燃料極側(cè)移動的現(xiàn)象。因此，若對燃料氣體進行加濕，則燃料極的濕潤狀態(tài)變得過剩，產(chǎn)生妨礙燃料與燃料極接觸的被稱為溢流的現(xiàn)象。另一方面，在空氣極側(cè)，即便是濕潤的程度過剩，有時也不會對電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生多大影響。因此，最近，相比于對燃料氣體進行加濕，對氧化劑氣體進行加濕的技術(shù)更加受重視。作為對氧化劑氣體進行加濕的現(xiàn)有的機動車用燃料電池系統(tǒng)，例如在專利文獻2 中公開一種技術(shù)，其向被水蒸氣透過膜劃分的加濕器的一方的空間供應(yīng)干燥的未使用的氧化劑氣體，向另一方的空間供應(yīng)濕潤的使用后的氧化劑氣體的排氣(廢氣)，并使水分從廢氣經(jīng)水蒸氣透過膜向氧化劑氣體移動。但是，在上述技術(shù)中，由于經(jīng)大致平面狀的水蒸氣透過膜從其兩側(cè)使氣體接觸而進行水分移動，因此接觸區(qū)域小，相對于連續(xù)供給的氧化劑氣體而言，水分移動跟不上，從而存在加濕效率不足的問題。針對這種問題，例如在專利文獻3 6中公開了一種技術(shù)，其在加濕器內(nèi)填充空心絲膜，使未使用的氧化劑氣體在空心絲膜的空心內(nèi)部流通并且使使用后的廢氣以接觸于空心絲膜外壁的方式流通，從而經(jīng)空心絲膜來進行水分移動。根據(jù)這些技術(shù)，由于在加濕器內(nèi)填充有大量細微的空心絲膜，所以用于進行水分移動的接觸區(qū)域顯著增加，與專利文獻1 記載的技術(shù)相比，加濕效率提高。但是，空心絲膜由于水分移動時的吸濕而膨潤，所以在向加濕器內(nèi)填充時必須考慮其尺寸變化，并在空心絲膜間預(yù)先設(shè)置空隙來填充，從而無法密實地填充。這樣，在空心絲膜間存在空隙，而且由于空心絲膜還可能彈性變形，所以當(dāng)向加濕器內(nèi)導(dǎo)入廢氣時，在氣體流速最大的導(dǎo)入部分廢氣將空心絲膜壓退，從而形成間隙。廢氣以該間隙作為支路而流通，所以無法在加濕器內(nèi)均勻流通，從而存在加濕效率低下的問題。針對這種問題，在專利文獻4記載的技術(shù)中，制造大量的將數(shù)根空心絲膜與剛性棒一起捆束并固定而成的構(gòu)造體，并將其填充在加濕器中，由此抑制空心絲膜的移動。另夕卜，在專利文獻5以及6記載的技術(shù)中，通過在加濕器內(nèi)設(shè)置分隔板，由此引導(dǎo)廢氣的流路， 另外，抑制空心絲膜向特定的方向偏斜?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻1 日本實開昭61-3671號公報專利文獻2 日本特開平6-132038號公報專利文獻3 日本特愿2002-147802號公報專利文獻4 日本特愿2004-31U87號公報專利文獻5 日本特愿2005-40675號公報專利文獻6 日本特愿2007-323982號公報但是，在專利文獻4記載的技術(shù)中，由于需要制造大量的將空心絲膜與剛性棒一起捆束的構(gòu)造體，所以工序數(shù)增大，并不優(yōu)選。另外，在專利文獻5以及6記載的技術(shù)中， 雖然相比于現(xiàn)有技術(shù)能夠抑制空心絲膜的移動，但是難以抑制在被分隔板劃分的區(qū)域內(nèi)偏斜，另外，由于需要使氣體流通，所以無法做成將分隔板完全封閉的構(gòu)造，無法抑制在其開口部分的偏斜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出，其目的在于提供一種水分交換用空心絲膜模塊，其不僅可對供應(yīng)給空心絲膜內(nèi)的干燥的燃料電池未使用的氣體進行充分加濕，而且還能抑制填充在加濕器內(nèi)的空心絲膜的偏斜，能夠使?jié)駶櫟娜剂想姵厥褂煤蟮膹U氣在加濕器內(nèi)均勻流通。本發(fā)明的水分交換用空心絲膜模塊，其特征在于，具備筒狀的外部殼體；與外部殼體同軸地被內(nèi)置的筒狀的內(nèi)部殼體；在外部殼體與內(nèi)部殼體之間圍起來的空間中沿軸向延伸并被填充的多個空心絲膜；位于空間內(nèi)且在筒狀構(gòu)造的兩端固定多個空心絲膜而密封所述空間的密封部；在內(nèi)部殼體或外部殼體之中的一方設(shè)置的導(dǎo)入口 ；在內(nèi)部殼體或外部殼體之中的另一方設(shè)置的排出口 ；從空心絲膜的一端側(cè)經(jīng)由空心絲膜的空心內(nèi)部而到達另一端側(cè)的第一流體路徑；從導(dǎo)入口經(jīng)由所述空間中且空心絲膜的外側(cè)而到達排出口的第二流體路徑；以及在所述空間內(nèi)延伸且介于多個空心絲膜之間，并與外部殼體以及內(nèi)部殼體同軸配置的筒狀多孔體。在上述結(jié)構(gòu)的水分交換用空心絲膜模塊中，當(dāng)在經(jīng)由空心絲膜內(nèi)的第一流體路徑流通例如干燥的未使用的氣體(氧化劑氣體或燃料氣體)，在經(jīng)由空心絲膜外的第二流體路徑流通例如濕潤的使用后的廢氣，并使廢氣的水分向未使用的氣體移動時，由于在填充有空心絲膜的空間中設(shè)有筒狀多孔體，所以空心絲膜在被該筒狀多孔體包圍的區(qū)域內(nèi)被約束，即使在氣體流速大的導(dǎo)入口附近也抑制空心絲膜的移動。由此，由于未形成空心絲膜和內(nèi)部殼體的間隙，所以廢氣在空心絲膜模塊內(nèi)均勻流通，可效率良好地進行水分交換。優(yōu)選包圍空心絲膜的筒狀多孔體至少其一端由密封部固定。根據(jù)該方式，在氣體流通時即使施加有力，筒狀多孔體的移動也被抑制，因此，抑制筒狀多孔體和空心絲膜的摩擦引起的空心絲膜的損傷?？蓪⒅睆交ゲ幌嗤亩鄠€筒狀多孔體同軸地設(shè)置在殼體內(nèi)，導(dǎo)入口可設(shè)于內(nèi)部殼體，排出口可設(shè)于外部殼體。此時，優(yōu)選多個筒狀多孔體之中設(shè)于最內(nèi)側(cè)的筒狀多孔體與內(nèi)部殼體的間隔比其他的筒狀多孔體彼此之間的間隔中的任一個間隔都小。根據(jù)該方式，尤其可以抑制設(shè)于最內(nèi)側(cè)的筒狀多孔體和內(nèi)部殼體之間的區(qū)域、即在氣體流速最大的內(nèi)側(cè)部分的空心絲膜的移動。另外，也可以反向?qū)?dǎo)入口設(shè)于外部殼體，將排出口設(shè)于內(nèi)部殼體。 此時，優(yōu)選多個筒狀多孔體之中設(shè)于最外側(cè)的筒狀多孔體與外部殼體的間隔比其他的筒狀多孔體彼此之間的間隔中的任一個間隔都小。根據(jù)該方式，尤其可以抑制設(shè)于最外側(cè)的筒狀多孔體和外部殼體之間的區(qū)域，即在氣體流速最大的外側(cè)部分的空心絲膜的移動。優(yōu)選在空心絲膜的干燥狀態(tài)下，具有在空心絲膜彼此之間以及空心絲膜與筒狀多孔體之間形成的空隙部，在空心絲膜的膨潤狀態(tài)下，通過相互接觸而使空隙部減少。根據(jù)該方式，在水分交換用空心絲膜模塊運轉(zhuǎn)時，可使空心絲膜和筒狀多孔體相互接觸，可靠地抑制沿內(nèi)部殼體的間隙的形成。作為筒狀多孔體，若例如使用篩網(wǎng)，則可以同時兼顧空心絲膜的約束與氣體的流通，所以優(yōu)選。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，在填充于模塊內(nèi)的空心絲膜之中最容易產(chǎn)生偏斜的導(dǎo)入口付近的部分，空心絲膜被筒狀多孔體保持而被約束，因此，可以抑制因廢氣的流通而引起的空心絲膜的偏斜，可使模塊內(nèi)的廢氣均勻流通。


圖1是表示水分交換用空心絲膜模塊的透視立體圖。圖2是表示圖1的水分交換用空心絲膜模塊的側(cè)面剖視圖。圖3是表示圖1的水分交換用空心絲膜模塊的主視圖。圖4是表示現(xiàn)有的水分交換用空心絲膜模塊中的空心絲膜的偏斜的側(cè)面剖視圖。圖5是表示本發(fā)明的一實施方式的水分交換用空心絲膜模塊中的筒狀多孔體的配置的模式圖。圖6是表示本發(fā)明的其他實施方式的水分交換用空心絲膜模塊中的筒狀多孔體的配置的模式圖。圖7是表示本發(fā)明的外部殼體、內(nèi)部殼體以及筒狀多孔體的變更例的剖視圖。符號說明M…水分交換用空心絲膜模塊，
10…外部殼體，11…空心絲膜，12…氣體導(dǎo)入口，13…氣體排出口，14…密封部，15…內(nèi)部殼體， 20…未使用的氣體(低濕潤)，21…未使用的氣體(水分交換后)，22…使用后的廢氣(高濕潤)，23…使用后的廢氣(水分交換后)，3O…筒狀多孔體，31…第一筒狀多孔體，32…第二筒狀多孔體，33…第三筒狀多孔體。
具體實施例方式以下，參照

本發(fā)明的實施方式。首先，在說明實施方式之前，對于可適用本發(fā)明的水分交換用空心絲膜模塊的一般結(jié)構(gòu)，參照圖1 3進行說明。如圖1 3所示， 水分交換用空心絲膜模塊M具有形成為筒狀的外部殼體10，在該外部殼體10內(nèi)與外部殼體 10同軸地配置有內(nèi)部殼體15。在外部殼體10的內(nèi)側(cè)且內(nèi)部殼體15的外側(cè)的空間(即，在外部殼體10和內(nèi)部殼體15之間圍起來的空間。以下，有時將其簡稱為填充空間)，與外部殼體10以及內(nèi)部殼體 15的軸向平行地填充有多個空心絲膜11。多個空心絲膜11由于在吸濕時膨脹，因此，為了吸收其尺寸變化，而隔著規(guī)定的間隔填充?？招慕z膜11的兩端被密封部14固定于外部殼體10以及內(nèi)部殼體10。在圖1中， 雖然空心絲膜11局部省略圖示，但空心絲膜11沿兩端的密封部14間延伸。密封部14是通過合成樹脂等埋設(shè)上述填充空間中的空心絲膜11的外側(cè)的部分，且是僅將填充空間相對于外部密封的部分。即，密封部14在位于上述填充空間、且外部殼體10以及內(nèi)部殼體15 這樣的筒狀構(gòu)造的兩端將空心絲膜11固定。在此，空心絲膜11的空心內(nèi)部未被密封，空心絲膜11的空心內(nèi)部的兩端都與外部連通。在本實施方式中，將從空心絲膜11的一端側(cè)(箭頭20)經(jīng)由空心絲膜的空心內(nèi)部而到達另一端側(cè)(箭頭21)的路徑定義為第一流體路徑。在內(nèi)部殼體15上設(shè)有氣體的導(dǎo)入口 12，在導(dǎo)入口 12的下游側(cè)且與其相對的外部殼體10上設(shè)有氣體的排出口 13。在本實施方式中，將從導(dǎo)入口 12(箭頭2 經(jīng)由填充空間內(nèi)且空心絲膜11的外側(cè)而到達排出口 13(箭頭23)的路徑定義為第二流體路徑。即，在內(nèi)部殼體15和外部殼體10之中的任一方即內(nèi)部殼體15上設(shè)有導(dǎo)入口 12。而且，在內(nèi)部殼體 15和外部殼體10之中的、未設(shè)置導(dǎo)入口 12的另一方即外部殼體10上設(shè)有排出口 13。在上述的水分交換用空心絲膜模塊M中，例如，由于將干燥的燃料電池未使用的氣體20導(dǎo)入第一流體路徑，并且將在燃料電池使用了該氣體之后的排氣氣體即廢氣22導(dǎo)入第二流體路徑，因此，在干燥的未使用的氣體20在空心絲膜11內(nèi)通過的同時，濕潤的使用后的廢氣22通過填充空間內(nèi)的空心絲膜11的外側(cè)。空心絲膜11阻止內(nèi)外的氣體交換， 但僅可使水分通過存在于其兩面的細微的孔而移動，因此，進行從高濕潤側(cè)向低濕潤側(cè)的水分移動。如此，水分分別在導(dǎo)入第一流體路徑以及第二流體路徑的干燥的未使用的氣體 20以及濕潤的使用后的廢氣22中移動，成為加濕了的未使用的氣體21以及濕度下降的使用后的廢氣23并被排出。圖4是用于說明現(xiàn)有的水分交換用空心絲膜模塊中的問題點的圖。如上所述，空心絲膜11由于濕潤而尺寸發(fā)生變化，所以在干燥狀態(tài)下以規(guī)定的間隔被固定在填充空間內(nèi)。另外，空心絲膜11具有彈性變形的性質(zhì)。因此，如圖4所示，當(dāng)將廢氣22從導(dǎo)入口 12 導(dǎo)入時，在氣體流速最大的內(nèi)部殼體15側(cè)，壓力升高，廢氣22將空心絲膜11壓退而使其變形，從而沿著內(nèi)部殼體15產(chǎn)生間隙。廢氣如箭頭M所示經(jīng)由該間隙而一下子向下游側(cè)(圖中右側(cè))移動，之后，向排出口 13流通而被排出。如此，廢氣在上游側(cè)(圖中左側(cè))并不通過空心絲膜11的空隙，而僅在下游側(cè)進行水分移動，因此，存在空心絲膜11的利用率以及加濕效率低的問題。第一實施方式圖5是表示能夠解決上述現(xiàn)有問題的本發(fā)明的水分交換用空心絲膜模塊的一實施方式的圖。需要說明的是，圖5的水分交換用空心絲膜模塊除筒狀多孔體30以外的構(gòu)成要素與圖1 3是共通的，因此，在此省略共通部分的說明，對第一實施方式特有的構(gòu)成、作用以及效果進行說明。如圖5所示，在填充空間內(nèi)與外部殼體10以及內(nèi)部殼體15同軸地設(shè)有筒狀多孔體30，筒狀多孔體30介于多個空心絲膜11之間。筒狀多孔體30具有能夠使廢氣充分流通的開孔率，并由具有即便承受廢氣的氣體壓力也不變形的剛性、且可耐得住長期使用的具有耐腐蝕性的材料構(gòu)成。筒狀多孔體30例如由不銹鋼等金屬或塑料所形成的篩網(wǎng)構(gòu)成，通過將其兩端部埋設(shè)于密封部14而被固定。作為形成本發(fā)明中的密封部14的方法，沒有特別限定，可以使用任意的固定手段。在本實施方式中，采用的是澆注法，即，在使外部殼體10以及內(nèi)部殼體15的端部立起的狀態(tài)下向填充空間填充空心絲膜11以及筒狀多孔體30 33，將下端部浸漬在樹脂中并固定，接著，使上下翻轉(zhuǎn)，對于另一端部也同樣，將其浸漬在樹脂中并固定。澆注時，浸漬的樹脂將空心絲膜11的內(nèi)外密封，但由于空心絲膜11彼此的間隔小于空心絲膜11的直徑， 所以因毛細管現(xiàn)象，樹脂的浸漬高度不同，與空心絲膜11的外部相比，內(nèi)部更淺地被密封。 因此，通過將該部分切斷除去，從而使空心絲膜11內(nèi)部與模塊外界連通，使樹脂僅殘存于空心絲膜11外部，可將填充空間密封。在本實施方式中，預(yù)先把握空心絲膜11的因濕潤引起的膨脹率。然后，為了在膨脹率達到最大時抑制空心絲膜11的移動，將空心絲膜11彼此之間以及空心絲膜11和筒狀多孔體30之間分別配置成相互接觸而無間隙地密實填充，或者間隙減小而密度很高地填充。另一方面，在干燥狀態(tài)下，以之間具有空隙部(間隙)的方式來配置空心絲膜11和筒狀多孔體30。作為本發(fā)明中的空心絲膜11，可選擇公知的空心絲膜，具體地說，比如由苯酚磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚三氟苯乙烯磺酸、全氟碳磺酸等的高分子離子交換膜構(gòu)成的空心絲膜，高分子樹脂系或陶瓷系等的空心絲膜。
根據(jù)本實施方式，在從導(dǎo)入口 12將廢氣導(dǎo)入填充空間內(nèi)時，即使導(dǎo)入口 12附近的空心絲膜11受到氣體壓力，由于筒狀多孔體30包圍多個空心絲膜11，所以筒狀多孔體30 和內(nèi)部殼體15之間的空心絲膜11的移動受到抑制。由此，抑制沿內(nèi)部殼體15產(chǎn)生間隙， 因此廢氣在填充空間內(nèi)從上游側(cè)向下游側(cè)均勻流通。由此，空心絲膜11的利用率以及加濕
效率提高。尤其，在本實施方式中，以預(yù)先考慮了空心絲膜11的膨脹率的規(guī)定空隙來配置空心絲膜11和筒狀多孔體30，所以在水分交換用空心絲膜模塊的運轉(zhuǎn)時，可使空心絲膜11和筒狀多孔體30相互接觸，可靠地抑制沿內(nèi)部殼體15的間隙的形成。第二實施方式圖6表示本發(fā)明的水分交換用空心絲膜模塊的其他實施方式，是表示設(shè)有多個筒狀多孔體的例子的圖。如圖6所示，在填充空間內(nèi)，與外部殼體10以及內(nèi)部殼體15同軸地設(shè)有第一筒狀多孔體31、第二筒狀多孔體32以及第三筒狀多孔體33。筒狀多孔體31 33 和第一實施方式同樣，由具有耐腐蝕性的金屬或塑料所形成的篩網(wǎng)構(gòu)成，通過將兩端部埋設(shè)于密封部14中而被固定。在上述實施方式中，當(dāng)將內(nèi)部殼體15和第一筒狀多孔體31的間隔定義為A1，將第一筒狀多孔體31和第二筒狀多孔體32的間隔定義為A2,將第二筒狀多孔體32和第三筒狀多孔體33的間隔定義為A3的情況下，最內(nèi)側(cè)的間隔A1被設(shè)定得比其他的間隔A2以及A3的任一個都小。根據(jù)本實施方式，在從導(dǎo)入口 12將廢氣導(dǎo)入填充空間內(nèi)時，即使導(dǎo)入口 12附近的空心絲膜11受到氣體壓力，由于與第一實施方式同樣，第一筒狀多孔體31包圍最內(nèi)側(cè)的空心絲膜11，所以也抑制空心絲膜11的移動。此外，由于第二筒狀多孔體32以及第三筒狀多孔體33進一步還包圍外側(cè)的空心絲膜11，所以還可以抑制外側(cè)的空心絲膜11的移動。由此，空心絲膜11的利用率以及加濕效率比第一實施方式進一步提高。尤其，在本實施方式中，由于氣體流速在廢氣的導(dǎo)入口 12附近最大，空心絲膜11受到的推力大，所以存在其移動量也變大的傾向。因此，通過使A1最小，可將空心絲膜11的移動量抑制為最小。在本實施方式中，若至少A1最小，則A2以及A3的關(guān)系不被限定，例如可以是A2 = A3、A2 < A3、A2 > A3中的任一種情況。但是，由于導(dǎo)入的廢氣的氣體流速隨著越到外側(cè)越衰減，因此尤其優(yōu)選A1 < A2 < A3。變形例在本發(fā)明中，多個筒狀多孔體不限于第一 第三筒狀多孔體，可設(shè)置第一 第n(n 是2以上的整數(shù))的任意個數(shù)的筒狀多孔體。此時，優(yōu)選間隔A1小于其他的間隔A2 An中的任一個，同樣也更優(yōu)選A1 < A2 <丨< Alri < An。在上述說明中，說明了在第一流體路徑流通干燥的未使用的氣體，在第二流體路徑流通濕潤的使用后的廢氣的例子，但本發(fā)明不僅限于該方式，也可以在第一流體路徑流通濕潤的使用后的廢氣，在第二流體路徑流通干燥的未使用的氣體，從而進行水分交換。另外，在內(nèi)部殼體15上設(shè)置的導(dǎo)入口 12以及在外部殼體10上設(shè)置的排出口 13 并不是將氣體的流通方向限定于該方向，本發(fā)明也包括從排出口 13反向?qū)霘怏w并從導(dǎo)入口 12排出氣體的方式。需要說明的是，此時，在圖6中，導(dǎo)入氣體的一側(cè)即最外側(cè)的間隔 A3優(yōu)選小于更內(nèi)側(cè)的間隔A2及A1中的任一個，更優(yōu)選A3 < A2 < ~。
進而，在上述說明中，說明了外部殼體10、內(nèi)部殼體15以及筒狀多孔體30 33是圓筒形的情況的例子，但本發(fā)明的水分交換用空心絲膜模塊不限于圓筒形，例如可以是剖面呈多邊形的筒狀。即，外部殼體10可是圖7 (a)、圖7 (b)、圖7 (C)那樣的四邊形，也可以是圖7(d)、圖7(e)那樣的六邊形，還可以是圖7(f)那樣的八邊形，還可以是包括五邊形或十邊形在內(nèi)的剖面呈多邊形的筒狀。內(nèi)部殼體15可以是圖7(a)或圖7(c)那樣的四邊形，也可以是圖7(d)那樣的六邊形，還可以是包括五邊形或八邊形、十邊形在內(nèi)的剖面呈多邊形的筒狀。另外，筒狀多孔體也可以是圖7(a)或圖7(b)那樣的四邊形，可以是圖7(d)或圖 7(e)那樣的六邊形，還可以是包括五邊形或八邊形、十邊形在內(nèi)的剖面呈多邊形的筒狀。關(guān)于所述外部殼體10、內(nèi)部殼體15以及筒狀多孔體30 33的剖面形狀的組合，如圖7所示， 比如四邊形和圓筒和六邊形等，可自由組合。工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，可將從燃料電池排出的廢氣的水分再利用于未使用的氧化劑氣體的加濕，另外，通過提高水分交換的加濕效率，燃料電池可以在適當(dāng)?shù)募訚窳肯逻\轉(zhuǎn)，因此對于嚴格要求穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的車載用燃料電池系統(tǒng)極其有用。
權(quán)利要求
1.一種水分交換用空心絲膜模塊，其特征在于，具備 筒狀的外部殼體；與所述外部殼體同軸地被內(nèi)置的筒狀的內(nèi)部殼體；在所述外部殼體與所述內(nèi)部殼體之間圍起來的空間中沿軸向延伸并被填充的多個空心絲膜；位于所述空間內(nèi)且在筒狀構(gòu)造的兩端固定所述多個空心絲膜而密封所述空間的密封部；在所述內(nèi)部殼體或所述外部殼體之中的一方設(shè)置的導(dǎo)入口； 在所述內(nèi)部殼體或所述外部殼體之中的另一方設(shè)置的排出口 ； 從所述空心絲膜的一端側(cè)經(jīng)由所述空心絲膜的空心內(nèi)部而到達另一端側(cè)的第一流體路徑；從所述導(dǎo)入口經(jīng)由所述空間中且所述空心絲膜的外側(cè)而到達所述排出口的第二流體路徑；以及在所述空間內(nèi)延伸且介于多個所述空心絲膜之間，并與所述外部殼體以及所述內(nèi)部殼體同軸配置的筒狀多孔體。
2.如權(quán)利要求1所述的水分交換用空心絲膜模塊，其特征在于， 所述筒狀多孔體至少一端由所述密封部固定。
3.如權(quán)利要求1或2所述的水分交換用空心絲膜模塊，其特征在于， 在所述空間內(nèi)同軸地設(shè)有直徑不同的多個筒狀多孔體，在所述內(nèi)部殼體設(shè)置所述導(dǎo)入口，在所述外部殼體設(shè)置所述排出口，多個筒狀多孔體之中設(shè)于最內(nèi)側(cè)的筒狀多孔體與所述內(nèi)部殼體的間隔比其他的筒狀多孔體彼此之間的間隔中的任一個間隔都小。
4.如權(quán)利要求1或2所述的水分交換用空心絲膜模塊，其特征在于，在所述外部殼體設(shè)置所述導(dǎo)入口，在所述內(nèi)部殼體設(shè)置所述排出口，多個筒狀多孔體之中設(shè)于最外側(cè)的筒狀多孔體與所述外部殼體的間隔比其他的筒狀多孔體彼此之間的間隔中的任一個間隔都小。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的水分交換用空心絲膜模塊，其特征在于，在所述空心絲膜的干燥狀態(tài)下，具有在空心絲膜彼此之間以及空心絲膜與所述筒狀多孔體之間形成的空隙部，在所述空心絲膜的膨潤狀態(tài)下，通過相互接觸而使所述空隙部減少。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的水分交換用空心絲膜模塊，其特征在于， 所述筒狀多孔體是篩網(wǎng)。
全文摘要
提供一種水分交換用空心絲膜模塊，其可以對供應(yīng)給空心絲膜內(nèi)的干燥的氧化劑氣體進行充分加濕，抑制填充的空心絲膜的偏斜，使?jié)駶櫟膹U氣均勻流通。其具備筒狀外部殼體；與外部殼體同軸地被內(nèi)置的筒狀內(nèi)部殼體；在外部以及內(nèi)部殼體之間的填充空間沿軸向延伸而被填充的多個空心絲膜；在填充空間的兩端固定多個空心絲膜而密封填充空間的密封部；在內(nèi)部或外部殼體的一方設(shè)置的導(dǎo)入口；在外部或內(nèi)部殼體的另一方設(shè)置的排出口；從空心絲膜的一端側(cè)經(jīng)由空心絲膜的空心內(nèi)部而到達另一端側(cè)的第一流體路徑；從導(dǎo)入口經(jīng)由空心絲膜的外側(cè)而到達排出口的第二流體路徑；以及在填充空間內(nèi)延伸并介于空心絲膜之間且與外部以及內(nèi)部殼體同軸配置的筒狀多孔體。
文檔編號B01D53/22GK102470321SQ201080031460
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者井加田拓素, 日高洋平, 片桐敏勝 申請人:本田技研工業(yè)株式會社