加湿器和燃料电池系统的制作方法

专利名称：加湿器和燃料电池系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加湿器和燃料电池系统，特别是涉及一种对在冬 季或寒冷地区等的冻结对策的提高有效的加湿器。
背景技术：
燃料电池系统具有通过燃料气体和氧化气体的电化学反应来进行 发电的燃料电池。在固体高分子型的燃料电池中，为了提高其发电效 率，需要使电解质膜保持在湿润状态。该湿润状态的保持一般是利用 对燃料气体或氧化气体进行加湿的加湿器来进行。在以往的加湿器中，大多采用在高湿度的氧化废气与低湿度的氧 化气体之间进行水分交换的内部加湿方式。氧化废气比氧化气体的湿 度高的原因是在从燃料电池的空气极排出的氧化废气中含有通过电化 学反应而生成的水。曰本特开2005 — 44665号公报公开了在外壳内部具备具有水蒸气 透过性的中空纤维膜的内部加湿方式的加湿器。在该加湿器中，在外 壳上部形成有氧化气体的入口和出口，进而，在外壳两侧部形成有氧 化废气的入口和出口。然后，向外壳内导入氧化废气和氧化气体，并 使它们分别在中空纤维膜的外侧和内侧流通。由此，水分从高湿度的 氧化废气被吸收到中空纤维膜中，该水分通过毛细管现象通过膜而向 低湿度的氧化气体移动，向氧化气体补给水分。但是，燃料电池系统有时在冬季或寒冷地区等低温环境下使用。 然而，在日本特开2005 — 44665号公报中，对于加湿器中的冻结对策 并没有公开任何内容。因此，担心引起以下问题。艮P，当燃料电池系统在低温环境下处于停止中等时，如果在加湿 器的氧化废气入口残留有水分的话，则这些水分会凝结而成为冰。这 样，在燃料电池系统的下次起动时，冰由于导入的氧化废气而飞散并 与中空纤维膜接触，担心中空纤维膜损伤。此外，还担心在外壳内的 底部生成的冰由于氧化气体的流动而使中空纤维膜损伤。发明内容因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制低温时的水蒸气透过 膜的损伤的加湿器以及燃料电池系统。用于达成上述目的的本发明的加湿器，在内部具有水蒸气透过膜， 并且向内部导入第一气体以及湿度比该第一气体高的第二气体，并利 用第二气体经由水蒸气透过膜而对第一气体进行加湿。加湿器具有分别与加湿器的内部连通的、第一气体用和第二气体用的入口和出口。并且，满足下述(a)和(b)的至少一方，优选满足双方(a)、第 --气体用的入口位于比第一气体用的出口高的位置；(b)、第二气体 用的入口位于比第二气体用的出口高的位置。此外，用于达成上述目的的本发明的燃料电池系统具有通过氧化 气体和燃料气体之间的电化学反应来进行发电的燃料电池，该燃料电池系统使用本发明的加湿器，对供给到燃料电池的氧化气体和燃料气 体中的至少一方进行加湿。根据本发明，第一气体和/或第二气体中含有的水分凝结而积存的 部分、以及在低温时(例如在0'C时)凝结水成为冰的部分不是高位的 入口侧，而是低位的出口侧，而且该部分能够成为第一气体和/或第二 气体的下游侧。由此，即使第一气体和/或第二气体从高位的入口向低 位的出口流动，也抑制冰和水由于该流动而朝向水蒸气透过膜。由此， 能够抑制水蒸气透过膜的损伤。此外，应用了本发明的加湿器的燃料电池系统能够提高所述燃料电池系统的低温起动性。根据优选的一个方式，可以是水蒸气透过膜的位置比第一气体用 的入口低且比第一气体用的出口高。另外，根据优选的一个方式，可 以是水蒸气透过膜的位置比第二气体用的入口低且比第二气体用的出 口高。根据该结构，即使在水蒸气透过膜上凝结有水，该水也会由于重 力而向出口侧移动。由此，能够抑制水积存在水蒸气透过膜上，能够 抑制水蒸气透过膜的冻结。根据优选的一个方式，可以是第一气体用的入口的至少一部分比 水蒸气透过膜的上限位置高，第一气体用的出口的至少一部分比水蒸 气透过膜的下限位置低。此外，可以是第二气体用的入口的至少一部 分比水蒸气透过膜的上限位置高，第二气体用的出口的至少一部分比 水蒸气透过膜的下限位置低。即使是这样的结构，也能够抑制水积存在水蒸气透过膜上，能够 抑制水蒸气透过膜的冻结。此处，作为水蒸气透过膜，可以采用平膜状的膜以及中空纤维膜 中的任意一方。根据优选的一个方式，可以是水蒸气透过膜为中空纤 维膜，第一气体在中空纤维膜的外部流动，第二气体在中空纤维膜的 内部流动。根据优选的一个方式，可以在加湿器上以与该加湿器的内部连通 的方式连接使第一气体或第二气体流动的配管。可以在配管上设置阀， 该阀具有与加湿器相比位于重力方向的高位的阀芯。根据该结构，能够抑制在加湿器内凝结的水积存在阔芯内。由此，能够抑制阀芯因冻结而产生的动作不良。
根据优选的一个方式，加湿器可以具有外壳，在该外壳上分别形 成有第一气体用和第二气体用的入口和出口，并且在该外壳的内部设 置有水蒸气透过膜。
用于达成上述目的的本发明的另一加湿器，具有外壳，第一气 体和湿度比该第一气体高的第二气体被导入至该外壳的内部，并被排 出至该外壳的外部；以及水蒸气透过膜，设置在外壳内，该加湿器利 用第二气体经由水蒸气透过膜而对第一气体进行加湿。并且，外壳构
成为在外壳内的第一气体和第二气体中的至少一方的流动是从重力方 向的高位变为低位。
根据这样的结构，凝结水或该凝结水成为冰的部分处于外壳内的 低位，而且能够成为第一气体和/或第二气体的下游侧。由此，即使第 --气体和/或第二气体从高位向低位流动，也能够抑制凝结水或冰由于 该流动而朝向水蒸气透过膜。由此，能够抑制水蒸气透过膜的损伤。


图1是本发明的第一实施方式所述的燃料电池系统的结构图。 图2是表示本发明的加湿器的外观的立体图。 图3是表示本发明的加湿器的内部的主剖视图。 图4是本发明的加湿器的中空纤维膜的放大剖视图。 图5是表示第二实施方式所述的燃料电池系统的一部分的结构图。 图6是表示本发明的加湿器和阀的布置(layout)的第一示例的示 意剖视图。
图7是表示本发明的加湿器和阀的配置的第二示例的示意剖视图。 图8是表示本发明的加湿器和阀的配置的第三示例的示意剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图，对将本发明的优选实施方式所述的加湿器应用 于燃料电池系统中的示例进行说明。
第一实施方式
如图1所示，燃料电池系统1包括燃料电池2、氧化气体配管系统
3、燃料气体配管系统4、制冷剂配管系统5以及控制装置7。燃料电 池系统1能够搭载在车辆上，当然并不限定于车辆，也可以应用于各 种移动体(例如，船舶、飞机、机器人等)或者定置型电源中。
燃料电池2具有层积多个单体电池的堆叠构造。固体高分子电解 质型的单体电池在电解质的一侧的面上具有空气极，在另一侧的面上
具有燃料极，并且进而具有从两侧夹持空气极和燃料极的一对隔板。 向一侧的隔板的氧化气体流路2a供给氧化气体，向另一侧的隔板的燃 料气体流路2b供给燃料气体。通过所供给的燃料气体和氧化气体的电 化学反应，燃料电池2产生电力。此外，通过电化学反应，燃料电池2 发热并且在空气极侧生成水。固体高分子电解质型的燃料电池2的温 度大约为60 80°C。
氧化气体配管系统3具有供给通路11和排出通路12。在供给通路 11中流动有向氧化气体流路2a供给的氧化气体。在排出通路12中流 动有从氧化气体流路2a排出的氧化废气。氧化废气由于含有通过燃料 电池2的电化学反应生成的水分而成为高湿润状态。压縮机14设置在 供给通路11上，经由空气过滤器13取入作为氧化气体的外部气体， 并将其压送至燃料电池2。被压送的氧化气体通过加湿器15而与氧化 废气之间进行水分交换，从而被适度加湿。
空气调压阀16配设在排出通路12的空气极出口附近，用于对空 气极侧的背压进行调整。旁通通路17连接供给通路11和排出通路12， 以使氧化气体绕过燃料电池2流动。旁通通路17在加湿器15的上游 侧的连接点B处与供给通路11连接，并且在加湿器15的下游侧的连接点C处与排出通路12连接。氧化废气经过省略图示的消音器而最终
作为废气被排出到系统外的大气中。通过设置于旁通通路17上的旁通 阀18的打开，氧化气体的一部分向旁通通路17分流，并被引导到消 音器。利用被旁通的氧化气体，对在低效率运转时向排出通路12排出 的所谓泵氢进行稀释。
燃料气体配管系统4使作为燃料气体的氢气向燃料电池2供给或 从燃料电池2排出。燃料气体配管系统4具有氢供给源21、供给通路 22、循环通路23、泵24以及清洁通路25。通过打开主阔26，氢气从 氢供给源21向供给通路22流出，并经过调节器27和截止阀28被供 给至燃料气体流路2b。此后，氢气从燃料气体流路2b作为氢废气被排 出至循环通路23。氢废气通过泵24返回至循环通路23与供给通路22 的汇合点A，再次被供给到燃料气体流路2b。通过清洁阀33的适当的 开阀，氢废气的一部分从循环通路23向清洁通路25排出，经过省略 图示的氢稀释器而被排出到外部。
制冷剂配管系统5将制冷剂(例如冷却水)循环供于燃料电池2 内的冷却流路2c，使燃料电池2保持在规定的运转温度。冷却流路2c 与制冷剂流路41连通，该制冷剂流路41使制冷剂在燃料电池2与散 热器43之间循环。制冷剂通过冷却泵42被压送至冷却流路2c，在从 冷却流路2c排出后通过散热器43而被冷却。旁通流路44以使制冷剂 绕过散热器43地流动的方式与制冷剂流路41连接。切换阀45是对制 冷剂在散热器43与旁通流路44之间的流通进行设定的控制阀。
控制装置7作为在内部具有CPU、 ROM和RAM的微型计算机而 构成，对系统1进行集中控制。CPU按照控制程序执行希望的运算， 从而进行各种处理和控制。ROM存储由CPU处理的控制程序、控制数 据。RAM主要作为用于控制处理的各种作业领域被使用。控制装置7 输入来自压力传感器、温度传感器等各种传感器的检测信号，并向各 结构要素输出控制信号。图2是表示加湿器15的外观的立体图，图3是表示加湿器15的内部的主剖视图。加湿器15采用内部加湿方式，利用高湿润状态的氧化废气对低湿润状态的氧化气体进行加湿。
如图2和图3所示，加湿器15具有箱型的外壳71。在外壳71的正面71a上形成有用于分别与氧化气体的入口配管llw和出口配管llouT连接的入口 72!n和出口 72OUT。此外，在正面71a上形成有用于分别与氧化废气的入口配管12w和出口配管12ouT连接的入口 73^和出口 73out。
入口 72w和73m分别用于将氧化气体和氧化废气从外壳71的外部向内部导入。出口 72out和73ouT分别用于将氧化气体和氧化废气从外壳71的内部向外部排出。入口72!n、 73w以及出口 72OUT、 730群是指将外壳71的内部与外部连通、也可称为与外壳71外的配管的连接部、连通部或者开口部的部分。另外，在图3中圆形的由虚线所示的四个部分分别相当于入口 72IN、 73!n以及出口 72OUT、 73OUT。
入口配管llm和出口配管llouT经由外壳71内而连通，构成上述供给通路ll。入口配管llm的一端与入口 72w连接，将氧化气体导入到外壳71内。出口配管IIout的一端与出口 72out逢接，并且出口配管11ouT的另一端与燃料电池2连接，将在加湿器15中加湿了的氧化气体向外壳71外排出而供给到燃料电池2。
入口配管12w和出口配管12ouT经由外壳71内而连通，构成上述排出通路12。入口配管12w的一端与入口 73w连接，并且入口配管12IN的另一端与燃料电池2连接，将从燃料电池2排出的氧化废气导入到外壳71内。出口配管12out的一端与出口 73ouT连接，将为了加湿而使用的氧化废气排出到外壳71外。如图3所示，中空纤维膜的集束81 (以下，称为"中空纤维膜束
81")设置在外壳71内。中空纤维膜束81是将许多内径例如为几百p m左右的公知的中空纤维膜82集束而成。中空纤维膜82是具有水蒸气透过性的过滤部件，优选具有只能使水蒸气透过的特性。
如图4所示，在中空纤维膜82的外部流动有氧化气体，在中空纤维膜82的内部(中空部)流动有氧化废气。高湿度的氧化废气的水分被中空纤维膜82吸收，通过毛细管现象而被吸至中空纤维膜82的外周，向通过中空纤维膜82的外周的低湿度的氧化气体移动。由此，氧化气体被加湿。另外，也可以通过变更配管的连接对象，使氧化废气在中空纤维膜82的外侧流通，使氧化气体在中空纤维膜82的内侧流通。
再次如图3所示，中空纤维膜束81收容在包围该中空纤维膜束81周围的壳体83内。壳体83形成为其长度方向(水平方向)的两端开口的圆筒状，以与中空纤维膜束81大致相同的长度沿水平方向延伸。壳体83在其外壁与外壳71之间被多个O形环84密封的状态下收纳在外壳71内。在壳体83的周壁上形成有氧化气体导入用的孔85^和氧化气体排出用的孔85oNT。孔85^和孔85out分別在与入口 72^和出口72ouT对应的长度方向的位置沿周向形成有一个以上。
在中空纤维膜81的轴线方向的两端部形成有灌封(potting)部88，该灌封部88用于将中空纤维膜82、 82之间的间隙以及中空纤维膜82与壳体83的内壁之间的间隙气密且液密地封接。灌封部88例如通过灌封粘接剂而形成，将中空纤维膜束81固定在壳体83的两端部。通过灌封部88，在中空纤维膜82的中空部内流动的氧化废气与在中空纤维膜82的外侧流动的氧化气体不会在壳体83内相互直接接触，而是经由中空纤维膜82进行两气体间的水分交换。
此处，详述对加湿器15的冻结对策有效的结构。氧化气体用的入口 72IN位于在重力方向上比氧化气体用的出口
72out高的位置，中空纤维膜束81位于入口 72w和出口 72ouT之间。同样地，氧化废气用的入口 73w位于在重力方向上比氧化废气用的出口73out高的位置，中空纤维膜束81位于入口 73w和出口 73ouT之间。另外，在将加湿器15搭载于车辆等移动体上的情况下，形成这样的重力方向的位置关系即可。
氧化气体在从入口 72^被导入至外壳71内之后，经由孔85^被导入至壳体83内，并在壳体83与中空纤维膜82之间的间隙以及中空纤维膜82、 82之间的间隙中流动。利用中空纤维膜82加湿了的氧化气体经由孔85ouT排出到壳体83夕卜，最终从出口 72out排出到外売71夕卜。在这一连串的流动中，氧化气体从入口 72w至出口 72OUT、自重力方向的高位向低位流动。
另一方面，氧化废气在从入口 73^被导入至外壳71内之后，在壳体83的外侧向斜下方流动后，从各中空纤维膜82的一端向该中空纤维膜82的内部流入。然后，氧化废气从一端向另-一端(在图3中从右端向左端)水平地流过各中空纤维膜82，在此期间内水分被中空纤维膜82夺去。此后，氧化废气从各中空纤维膜82的另一端流出，在壳体83的外侧向斜下方流动后，最终从出口 73out向外売71外排出。在这一连串的流动中，氧化废气从入口 73w至出口 73OUT、自重力方向的高位向低位流动。
对于外壳71，设法使其不易积存氧化废气中含有的水分。详细地说，外壳71的箱型形状由顶壁91、底壁92以及一对侧壁93、 94构成，其构成为接近点对称的形状。侧壁93由如下结构构成从顶壁91向下侧连续的铅垂壁101;从底壁92向上侧连续的铅垂壁102;以及在铅垂壁101、 102之间向外侧突出地延伸的弯曲壁103。入口73w位于弯曲壁103的内侧上部，位于入口 73^下侧的弯曲壁103的内壁103a朝向下方而向内侧倾斜。内壁103a的下端与铅垂壁102连续而未夹有
水平部。
通过这样的结构，即使水附着在内壁I03a上，水也会顺着内壁103a向下方落下，并且不会积存在该内壁103a的下端，而是从中空纤维膜束81向出口 73cnjT移动。另外，与侧壁93相同，侧壁94由如下结构构成从顶壁91向下侧连续的铅垂壁111;从底壁92向上侧连续的铅垂壁112;以及在铅垂壁lll、 112之间向外侧突出地延伸的弯曲壁113。出口 73out位于弯曲壁113的内侧下部，位于出口 73ouT上侧的弯曲壁113的内壁113a朝向下方而向外侧倾斜。
根据以上说明的加湿器15，氧化气体的入口72^、中空纤维膜束81以及出口 72ouT的高度水平按照所述顺序。由此，即使氧化气体中含有的水分通过结露等而成为水，该水也不易积存在入口 72INfiJ，而是积存在出口 72ouT侧。同样地，按照氧化废气的入口 73IN、中空纤维膜束81以及出口 73cKjT这样的顺序依次沿重力方向由高到低。由此，即使氧化废气中含有的水分通过结露等而成为水，该水也不易积存在入口73w侧，而是积存在出口73
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因此，即使在燃料电池系统1的运转停止后的低温时(例如在0r时)在外壳71内形成了冰，该冰的产生部位也是在出口 72(xjt和出口73ouT侧，即氧化气体和氧化废气的流动的下游。由此，能够抑制在燃料电池系统1的下次启动时导入外壳71内的氧化气体和氧化废气使冰、凝结水向中空纤维膜束81飞散的情况，因而能够抑制中空纤维膜束81的损伤。此外，由于凝结水积存在出口 72out和出口 73ott側，所以也能够抑制中空纤维膜束81的冻结。这样，根据本实施方式，由于能够抑制加湿器15的冻结，所以能够实现燃料电池系统1的低温起动性的提高。
另外，上述实施方式是用于说明本发明的示例，但本发明并不限定于此，只要不脱离其主旨，可以加以适当变更。
例如，加湿器15也可以对供给到燃料电池2的燃料气体进行加湿。 此外，在被加湿的干燥气体(第一气体)为氧化气体或燃料气体的情 况下，用于进行这些加湿的湿润气体(第二气体)并不限定于氧化废 气或燃料废气，也可以是与燃料电池2的运转无关的气体。进而，对 于在中空纤维膜82的内侧和外侧流动的气体，只要是向加湿器15流 入的流入气体与从加湿器15流出的流出气体的组合，则任意一种气体 在中空纤维膜82的内侧流动都可以。
此外，入口 72^的所有部分和入口 73^的所有部分并不一定都要 比中空纤维膜束81高，同样地，出口 72qut的所有部分和出口 73OUT 的所有部分并不一定都要比中空纤维膜束81低。具体来说，只要入口 72w的位于最高位的部位比中空纤维膜束81的上限位置121、即最高 位的位置高即可，入口 72w的一部分也可以比中空纤维膜束81的上限 位置121低。在这一点上，入口 73w也是一样的。此外，只要出口 72OUT 的位于最低位的部位比中空纤维膜束81的下限位置122、即最低位的 位置低即可，出口 72ouT的一部分也可以比中空纤维膜束81的下限位 置122高。在这一点上，出口 73out也是一祥的。即使是这样的结构， 也能够抑制中空纤维膜束81的冻结。
进而，也可以是使氧化气体和氧化废气中的一方的出入口的高度 水平颠倒的结构，例如使氧化气体的入口 72w配置在比出口 72out低的 位置，并且使氧化废气的入口 73w配置在比出口 73out高的位置等。进 而，虽然使用了中空纤维膜82作为水蒸气透过膜，但是也可以使用平 膜型的膜来代替中空纤维膜82。
第二实施方式
接下来，参照图5至图8，以不同点为中心对本发明的第二实施方 式进行说明。与第一实施方式的不同点是对配置在加湿器15的周围
15的阀与加湿器15之间的位置关系进行了规定。
如图5所示，在燃料电池系统200中，在出口配管11out和入口 配管12^上分别设置有关闭阀201、 202。此外，在连接入口配管llw 和出口配管12cnrr的旁通通路17上设置有上述旁通阔18。在出口配管 12ouT的下游设置有氢稀释器203和消音器204。另外，第一实施方式 的燃料电池系统1中的空气过滤器13和空气调压阀16省略了图示。
在本实施方式中，关闭阀201、关闭阀202以及旁通阀18的各阀 芯分别配置在沿重力方向比出口 72OUT、入口 73!n以及出口 730群高的 位置。下面，以关闭阀201的阀芯与出口 72ouT之间的高度位置关系为 例进行说明，当然对于关闭阀202和旁通阀18也是一样的。此外，在 图6 图8中，省略表示加湿器15的结构。
如图6所示，构成出口配管11 ouT的一部分的软管210的一端与 出口 72 ouT连接，另一端与关闭阀201的流出口 220连接。软管210 从出口 72(xjt至流出口 220向上方弯曲地延伸。关闭阀201例如由电磁 阀构成，阀芯221通过电磁力沿水平方向移动而使流出口开闭。阀芯 221位于与流出口 220相同的高度水平，并且处于比出口 72out高的位 置。
因此，在燃料电池系统200的运转停止后等时，即使在出口 72 0UT 侧(上述弯曲壁113的内侧下部)积存有水，也能够抑制该水经由软 管210到达阀芯221。由此，即使外部气体温度低于水的冻结温度(例 如0'C)，也能够抑制阀芯221固定而出现动作不良的情况。
也可以采用图7或图8所示的配置来代替图6所示的配置。
如图7所示，软管210在出口 72加t与流出口 220之间具有比该 出口 72ott和流出口 220都靠下方的部位230。这样，通过在软管210上设置在重力方向上处于最低位的部位230，从出口 7201;7排出的水积 存在部位230处。
如图8所示，在闽芯221位于比出口 72out低的位置、或者与出 口 72ouT高度相同的位置时，与图7所示的配置一样，只要在软管210 上设定比出口 72cxjt和流出口 220都靠下方的部位240即可。在该情况 下，从出口 72ouT排出的水积存在部位240处。
因此，在燃料电池系统200的运转停止后等时，即使在部位230 或部位240积存有水，也能够抑制该水经由软管210到达阀芯221。由 此，根据图7或图8所示的配置，与图6所示的配置一样，即使外部 气体温度低于水的冻结温度(例如0'C)，也能够抑制阀芯221固定而 出现动作不良的情况。
权利要求
1.一种加湿器，在内部具有水蒸气透过膜，并且向内部导入第一气体以及湿度比该第一气体高的第二气体，并利用该第二气体经由上述水蒸气透过膜而对该第一气体进行加湿，上述加湿器具有与该加湿器的内部连通的上述第一气体用的入口和出口；及与该加湿器的内部连通的上述第二气体用的入口和出口，上述加湿器满足下述(a)和(b)中的至少一种情况(a)上述第一气体用的入口位于比上述第一气体用的出口高的位置，(b)上述第二气体用的入口位于比上述第二气体用的出口高的位置。
2. 根据权利要求1所述的加湿器， 上述加湿器满足上述(a)与(b)两种情况。
3. 根据权利要求1或2所述的加湿器，上述水蒸气透过膜位于比上述第一气体用的入口低的位置，且位 于比上述第一气体用的出口高的位置。
4. 根据权利要求1至3中的任一项所述的加湿器， 上述水蒸气透过膜位于比上述第二气体用的入口低的位置，并且位于比上述第二气体用的出口高的位置。
5. 根据权利要求1或2所述的加湿器，上述第一气体用的入口的至少一部分比上述水蒸气透过膜的上限 位置高，上述第一气体用的出口的至少一部分比上述水蒸气透过膜的 下限位置低。
6. 根据权利要求1至3中的任一项所述的加湿器， 上述第二气体用的入口的至少一部分比上述水蒸气透过膜的上限位置高，上述第二气体用的出口的至少一部分比上述水蒸气透过膜的 下限位置低。
7. 根据权利要求1至6中的任一项所述的加湿器， 上述水蒸气透过膜是中空纤维膜， 上述第一气体在上述中空纤维膜的外部流动， 上述第二气体在上述中空纤维膜的内部流动。
8. 根据权利要求1至7中的任一项所述的加湿器， 在该加湿器上以与该加湿器的内部连通的方式连接有流过上述第一气体或第二气体的配管，在上述配管上设置有阀，该阀具有与该加湿器相比位于重力方向 上较高位置的阀芯。
9. 根据权利要求1至8中的任一项所述的加湿器， 上述加湿器具有外壳，该外壳形成有上述第一气体用的入口和出口以及上述第二气体用的入口和出口，并且在该外壳的内部设置有上 述水蒸气透过膜。
10. —种加湿器，具有外壳，第一气体和湿度比该第一气体高的第二气体被导入该外壳 的内部，并被排出至该外壳的外部；及 水蒸气透过膜，设置在上述外壳内，上述加湿器利用上述第二气体经由上述水蒸气透过膜而对上述第 一气体进行加湿，上述外壳构成为使在该外壳内的上述第一气体和上述第二气体中 的至少一方从重力方向上的较高位置位流到较低位置。
11. 一种燃料电池系统，具有燃料电池，通过氧化气体和燃料气体之间的电化学反应来进行发 电；及加湿器，对供给上述燃料电池的氧化气体和燃料气体中的至少一 方进行加湿，作为上述加湿器，使用权利要求1至10中的任一项所述的加湿器。
全文摘要
本发明公开了能够抑制低温时水蒸汽透过膜的损伤的加湿器以及燃料电池系统。本发明的加湿器在内部具有水蒸汽透过膜。加湿器将氧化气体以及湿度比该氧化气体高的氧化废气导入至内部，并利用氧化废气经由水蒸汽透过膜而对氧化气体进行加湿。水蒸汽透过膜位于比氧化气体用的入口低且比氧化气体用的出口高的位置。此外，水蒸汽透过膜位于比氧化废气用的入口低且比氧化废气用的出口高的位置。
文档编号F24F6/04GK101680671SQ20088001908
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月22日 优先权日2007年6月7日
发明者金泽启史 申请人:丰田自动车株式会社