特許 7402249 燃料電池用加湿器及びそのためのパッキング部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-12

(45)【発行日】2023-12-20

(54)【発明の名称】燃料電池用加湿器及びそのためのパッキング部材

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20160101AFI20231213BHJP

   B01D 53/22 20060101ALI20231213BHJP

   B01D 63/00 20060101ALI20231213BHJP

   B01D 63/02 20060101ALI20231213BHJP

   H01M 8/04119 20160101ALI20231213BHJP

   H01M 8/10 20160101ALN20231213BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04 N

B01D53/22

B01D63/00 500

B01D63/02

H01M8/04119

H01M8/10 101

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021558792

(86)(22)【出願日】2020-04-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-08

(86)【国際出願番号】 KR2020005168

(87)【国際公開番号】W WO2020213990

(87)【国際公開日】2020-10-22

【審査請求日】2021-09-30

(31)【優先権主張番号】10-2019-0044732

(32)【優先日】2019-04-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2019-0123588

(32)【優先日】2019-10-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】518215493

【氏名又は名称】コーロン インダストリーズ インク

(74)【代理人】

【識別番号】100083138

【弁理士】

【氏名又は名称】相田 伸二

(74)【代理人】

【識別番号】100189625

【弁理士】

【氏名又は名称】鄭 元基

(74)【代理人】

【識別番号】100196139

【弁理士】

【氏名又は名称】相田 京子

(72)【発明者】

【氏名】アン ウンジョン

(72)【発明者】

【氏名】オ ヨンソク

(72)【発明者】

【氏名】キム キョンジュ

【審査官】藤森 一真

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１４－５２２５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０８３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１５１４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３１６０２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／１３７３１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１０８４７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０６－２２６０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３３１２９２３（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特表２０２１－５０８９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１９３９７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ５３／２２

Ｂ０１Ｄ ６３／００ － ６３／０４

Ｈ０１Ｍ ８／０４ － ８／０６６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池用加湿器であって、
外部から供給される空気を燃料電池スタックから排出される排ガス（ｏｆｆ－ｇａｓ）内の水分（ｍｏｉｓｔｕｒｅ）で加湿する加湿モジュール（ｈｕｍｉｄｉｆｙｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ）を有し、該加湿モジュールは、
前記加湿モジュールの両端にそれぞれ結合された第１及び第２のキャップ（ｃａｐ）を有し、前記第１のキャップは、前記空気を前記加湿モジュールに伝達するように構成され、前記第２のキャップは、前記加湿モジュールにより加湿された前記空気を燃料電池に伝達するように構成され、
前記加湿モジュールは、更に、
ミッドケース（ｍｉｄ－ｃａｓｅ）と、
前記ミッドケース内に、前記ミッドケースの内壁から空間的に離れて配置された複数のカートリッジ（ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）と、を有し、
前記各カートリッジは、
複数の中空糸膜と、
該複数の中空糸膜の端部がポッティングされた固定層と、を有し、
前記燃料電池用加湿器は、第１及び第２のパッキング部材を有し、
前記第１のパッキング部材は、前記第１のキャップの内部空間が、前記中空糸膜の中空と流体的に連通する一方で、前記ミッドケースの内部空間から遮断されるように、機械的組立によって前記加湿モジュールの一端に気密に、また機械的に分離可能に結合されており、
前記第２のパッキング部材は、前記第２のキャップの内部空間が、前記中空糸膜の中空と流体的に連通する一方で、前記ミッドケースの内部空間から遮断されるように、機械的組立によって前記加湿モジュールの他端に気密に、また機械的に分離可能に結合されており、
前記第１及び第２のパッキング部材のそれぞれは、前記カートリッジがそれぞれ挿入される複数のホールを有するパッキング部を有し、該パッキング部は、前記カートリッジと前記ミッドケース間に介在されており、
更に前記第１及び第２のパッキング部材のそれぞれは、前記パッキング部を囲むエッジ部を有し、
前記パッキング部は、周辺部（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｐａｒｔ）と、前記ホールの間の少なくとも一つのリブ（ｒｉｂ）と、を含むメインボディーと、前記ホールをそれぞれ取り囲み、前記カートリッジにそれぞれ密着する２個以上の羽部を含み、
前記メインボディー、前記羽部、前記各第１及び第２のパッキング部材の前記エッジ部は、１０～１００ＳｈｏｒｅＡの第１硬度を有する同一の弾性物質から作られている、
燃料電池用加湿器。

【請求項2】

前記パッキング部が前記メインボディーと前記羽部のそれぞれとの間に第１溝を有するように、前記羽部のそれぞれは前記メインボディーに対して所定角度に傾いている、請求項１記載の燃料電池用加湿器。

【請求項3】

前記パッキング部は、該パッキング部に対応するキャップに向いた第１面及び該第１面の反対側の第２面を含み、
前記第１溝は前記第１面に形成される、請求項２に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項4】

前記羽部のそれぞれは前記メインボディーから対応する前記ホールの中心に向かって突出する、請求項１に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項5】

前記羽部のそれぞれは、前記ホールの中心軸の方向に平行に配列された第１及び第２副羽部を含む、請求項１に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項6】

前記第１及び第２副羽部のそれぞれは前記メインボディーから対応する前記ホールの中心に向かって突出する、請求項５に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項7】

前記第１及び第２副羽部の一方は前記メインボディーから対応する前記ホールの中心に向かって突出し、
前記第１及び第２副羽部の他方は前記メインボディーに対して所定角度に傾いている、請求項５に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項8】

前記エッジ部は、前記ミッドケースの一端の少なくとも一部が挿入される第２溝（ｇｒｏｏｖｅ）を有する、請求項１に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項9】

前記メインボディーは、前記パッキング部に対応するキャップに向かう第１面及び該第１面の反対側の第２面を含み、
前記メインボディーは、前記第１及び第２面の少なくとも一面に形成された第３溝を有する、請求項８に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項10】

前記第１及び第２の各パッキング部材は、前記各パッキング部材に対応するキャップに向かう第１面及び該第１面の反対側の第２面を有し、
前記エッジ部は、前記第２面に形成され、前記ミッドケースの一端の少なくとも一部が挿入される第２溝を有し、
前記リブは、前記第１及び第２面の少なくとも一面に形成された第３溝を有する、請求項１に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項11】

前記第１及び第２の各パッキング部材は、前記メインボディーの少なくとも一部に挿入され、前記第１硬度より高い第２硬度を有する補強材をさらに含む、請求項１に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項12】

前記補強材は前記リブ内に埋め込まれる、請求項１１に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項13】

前記カートリッジのそれぞれは、
その対向する両端に開口（ｏｐｅｎｉｎｇ）を有し、前記多数の中空糸膜が入っているインナーケース（ｉｎｎｅｒ ｃａｓｅ）及び、前記インナーケースの前記各開口を閉鎖する固定層を有する、
請求項１に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項14】

前記固定層の少なくとも一部は前記インナーケースの外に位置し、
前記羽部は前記固定層に密着する、請求項１３に記載の燃料電池用加湿器。

【請求項15】

前記固定層全体が前記インナーケース内に位置し、
前記羽部は前記インナーケースに密着する、請求項１３に記載の燃料電池用加湿器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は燃料電池用加湿器及びそのためのパッキング部材に関するもので、より詳しくは、向上した生産性で製造することができるだけでなく維持補修費用を画期的に節減することができる燃料電池用加湿器及びそのためのパッキング部材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

燃料電池とは水素と酸素を結合させて電気を生産する発電型電池である。燃料電池は、乾電池や蓄電池などの一般化学電池と違い、水素と酸素が供給される限り、電気を継続して生産することができ、熱損失がなくて内燃機関より効率が２倍ほど高いという利点がある。

【0003】

また、水素と酸素の結合によって発生する化学エネルギーを電気エネルギーに直接変換するから、公害物質の排出が少ない。したがって、燃料電池は環境に優しいだけでなくエネルギー消費増加による資源枯渇に対するおそれを減らすことができるという利点がある。

【0004】

このような燃料電池は、使用電解質の種類によって、大別して高分子電解質型燃料電池（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＰＥＭＦＣ）、リン酸型燃料電池（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ Ａｃｉｄ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩型燃料電池（Ｍｏｌｔｅｎ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＭＣＦＣ）、固体酸化物型燃料電池（Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＳＯＦＣ）、及びアルカリ型燃料電池（Ａｌｋａｌｉｎｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＡＦＣ）などに分類することができる。

【0005】

これらのそれぞれの燃料電池は根本的に同じ原理で作動するが、使用燃料の種類、運転温度、触媒、電解質などが互いに異なる。この中で、高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）は他の燃料電池に比べて低温で動作するという点、及び出力密度が高くて小型化が可能であるから小規模据置型発電装備だけではなく、輸送システムでも最も有望なものであると知られている。

【0006】

高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）の性能を向上させるのに最も重要な要因の一つは、膜電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）の高分子電解質膜（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ又はＰｒｏｔｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅ：ＰＥＭ）に一定量以上の水分を供給することによって含水率を維持させることである。高分子電解質膜が乾燥すれば発電効率が急激に低下するからである。

【0007】

高分子電解質膜を加湿する方法としては、１）耐圧容器に水を満たした後、対象気体を拡散器（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）に通過させて水分を供給するバブラー（ｂｕｂｂｌｅｒ）加湿方式、２）燃料電池反応に必要な水分供給量を計算し、ソレノイドバルブを通してガス流動管に直接水分を供給する直接噴射（ｄｉｒｅｃｔ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）方式、及び３）高分子分離膜を用いてガスの流動層に水分を供給する加湿膜方式などがある。

【0008】

これらの中でも、排ガス中に含まれる水蒸気のみ選択的に透過させる膜を用いて水蒸気を高分子電解質膜に供給される空気に提供することによって高分子電解質膜を加湿する膜加湿方式が加湿器を軽量化及び小型化することができるという点で有利である。

【0009】

膜加湿方式に使われる選択的透過膜は、モジュールを形成する場合、単位体積当たり透過面積が大きい中空糸膜が好ましい。すなわち、中空糸膜を用いて加湿器を製造する場合、接触表面積が広い中空糸膜の高集積化が可能であって小容量でも燃料電池の加湿を充分になすことができ、低価素材の使用が可能であり、燃料電池から高温で排出される排ガス（ｏｆｆ－ｇａｓ）に含まれた水分及び熱を回収して加湿器を介して再使用することができるという利点を有する。

【0010】

図１に例示するように、通常の膜加湿方式の加湿器１００は、外部から供給される空気と燃料電池スタック（図示せず）から排出される排ガスとの間の水分交換が起こる加湿モジュール１１０及び前記加湿モジュール１１０の両端に結合されたキャップ１２０を含む。

【0011】

前記キャップ１２０のいずれか一つは外部から供給される空気を前記加湿モジュール１１０に伝達し、他の一つは前記加湿モジュール１１０によって加湿された空気を燃料電池スタックに伝達する。

【0012】

前記加湿モジュール１１０は、排ガス流入口（ｏｆｆ－ｇａｓ ｉｎｌｅｔ）１１１ａ及び排ガス排出口（ｏｆｆ－ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ）１１１ｂを有するミッドケース（ｍｉｄ－ｃａｓｅ）１１１と、前記ミッドケース１１１内の多数の中空糸膜１１２とを含む。前記中空糸膜１１２の束の両端は固定層１１３にポッティングされている。前記固定層１１３は一般的にキャスティング（ｃａｓｔｉｎｇ）方式で液状ポリウレタン樹脂のような液状ポリマーを硬化させることによって形成される。

【0013】

外部から供給される空気は前記中空糸膜１１２の中空に沿って流れる。前記排ガス流入口１１１ａを通して前記ミッドケース１１１内に流入した排ガスは前記中空糸膜１１２の外表面と接触した後、前記排ガス排出口１１１ｂを通して前記ミッドケース１１１から排出される。前記排ガスが前記中空糸膜１１２の外表面と接触するとき、前記排ガス内に含有されていた水分が前記中空糸膜１１２を透過することにより、前記中空糸膜１１２の中空に沿って流れる空気を加湿する。

【0014】

前記キャップ１２０の内部空間は前記中空糸膜１１２の中空のみと流体連通するだけで、前記ミッドケース１１１の内部空間とは完全に遮断されていなければならない。そうではなければ、圧力差による空気漏出が発生し、燃料電池スタックに供給される加湿空気の量が減少して燃料電池の発電効率が低下する。

【0015】

一般に、図１に例示するように、前記多数の中空糸膜１１２の末端がポッティングされている固定層１１３と、前記固定層１１３と前記ミッドケース１１１との間の樹脂層１１４とが前記キャップ１２０の内部空間を前記ミッドケース１１１の内部空間から遮断する。前記固定層１１３と同様に、前記樹脂層１１４は一般的にキャスティング方式で液状ポリウレタン樹脂のような液状ポリマーを硬化させることによって形成される。

【0016】

しかし、前記樹脂層１１４の形成のためのキャスティング工程は相対的に多くの工程時間を要求するから加湿器１００の生産性を低下させる。

【0017】

また、前記樹脂層１１４が前記固定層１１３だけでなく前記ミッドケース１１１の内壁にも接着されているから、前記中空糸膜１１２に問題が発生する場合、前記加湿モジュール１１０全体を交替しなければならないから、莫大な維持補修費用が発生する。

【0018】

さらに、燃料電池の反復的運転は前記樹脂層１１４と前記ミッドケース１１１との間にギャップ（ｇａｐ）を発生させる可能性が高い。すなわち、燃料電池の運転及び停止が繰り返されることにより、前記樹脂層１１４の膨張及び収縮が交互に発生し、前記ミッドケース１１１と前記樹脂層１１４との熱膨張係数の差によって前記樹脂層１１４が前記ミッドケース１１１から分離される可能性が高い。前述したように、前記樹脂層１１４と前記ミッドケース１１１との間にギャップが発生すれば、圧力差による空気漏出が発生し、燃料電池スタックに供給される加湿空気の量が減少し、燃料電池の発電効率が低下する。

【0019】

前記樹脂層１１４と前記ミッドケース１１１との間のギャップ発生による空気漏出を防止するために、これらの間にシーラント塗布及び／又は外郭パッキング部材の装着のような付加的工程を遂行することを考慮して見ることもできるが、このような付加的工程自体も追加の工程時間を要求するから、加湿器１００の生産性を低下させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0020】

したがって、本発明は上のような関連技術の制限及び欠点に起因する問題点を防止することができる燃料電池用加湿器及びそのためのパッキング部材に関するものである。

【0021】

本発明の一観点は、向上した生産性で製造することができるだけでなく、維持補修費用を画期的に節減することができる燃料電池用加湿器を提供することである。

【0022】

本発明の他の観点は、燃料電池用加湿器を向上した生産性で製造することができるだけでなくその維持補修費用を画期的に節減することができるパッキング部材を提供することである。

【0023】

前述した本発明の観点の他にも、本発明の他の特徴及び利点は以下で説明され、その説明から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。

【課題を解決するための手段】

【0024】

上のような本発明の一観点によって、燃料電池用加湿器であって、外部から供給される空気を燃料電池スタックから排出される排ガス（ｏｆｆ－ｇａｓ）内の水分（ｍｏｉｓｔｕｒｅ）で加湿する加湿モジュール（ｈｕｍｉｄｉｆｙｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ）と、前記加湿モジュールの一端に結合されたキャップ（ｃａｐ）とを含み、前記加湿モジュールは、
ミッドケース（ｍｉｄ－ｃａｓｅ）と、前記ミッドケース内に配置され、多数の中空糸膜を含む少なくとも一つのカートリッジ（ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）とを含み、前記燃料電池用加湿器は、前記キャップが前記中空糸膜のみと流体連通することができるように、機械的組立によって前記加湿モジュールの一端に気密に結合された（ａｉｒ－ｔｉｇｈｔｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ）パッキング部材（ｐａｃｋｉｎｇ ｍｅｍｂｅｒ）をさらに含む燃料電池用加湿器が提供される。

【0025】

前記パッキング部材は、前記カートリッジの末端部が挿入されるホール（ｈｏｌｅ）を有し、前記ミッドケースと前記カートリッジとの間に介在される（ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｄ）パッキング部（ｐａｃｋｉｎｇ ｐａｒｔ）と、前記パッキング部を取り囲むエッジ部（ｅｄｇｅ ｐａｒｔ）とを含むことができる。

【0026】

前記パッキング部は、メインボディー（ｍａｉｎ ｂｏｄｙ）と、前記ホールを取り囲み、前記ホールに挿入された前記カートリッジの末端部に密着（ｃｌｉｎｇ ｔｏ）する羽部（ｗｉｎｇ）とを含むことができる。

【0027】

前記パッキング部が前記メインボディーと前記羽部との間に第１溝を有するように、前記羽部は前記メインボディーに対して所定角度に傾くことができる。

【0028】

前記パッキング部は、前記キャップに向かう第１面及びその反対側の第２面を含むことができ、前記第１溝は前記第１面に形成されることができる。

【0029】

前記羽部は前記メインボディーから前記ホールの中心に向かって突出することができる。

【0030】

前記羽部は、前記ホールの中心軸の方向に平行に配列された第１及び第２副羽部を含むことができる。

【0031】

前記第１及び第２副羽部のそれぞれは前記メインボディーから前記ホールの中心に向かって突出することができる。

【0032】

前記第１及び第２副羽部の一方は前記メインボディーから前記ホールの中心に向かって突出することができ、前記第１及び第２副羽部の他方は前記メインボディーに対して所定角度に傾くことができる。

【0033】

前記ホール及び前記羽部のそれぞれは前記ホールに挿入された前記カートリッジの末端部の形態に対応する形態を有することができる。

【0034】

前記エッジ部は、前記ミッドケースの一端の少なくとも一部が挿入される第２溝（ｇｒｏｏｖｅ）を有することができる。

【0035】

前記メインボディーは、前記キャップに向かう第１面及びその反対側の第２面を含むことができ、前記メインボディーは、前記第１及び第２面の少なくとも一面に形成された第３溝を有することができる。

【0036】

前記パッキング部及び前記エッジ部のそれぞれは、１０～１００ＳｈｏｒｅＡの第１硬度を有することができ、前記パッキング部材は、前記メインボディーの少なくとも一部に挿入され、前記第１硬度より高い第２硬度を有する補強材をさらに含むことができる。

【0037】

前記加湿モジュールは、２個以上のカートリッジを含むことができ、前記パッキング部は、前記カートリッジがそれぞれ挿入される２個以上のホールを有することができ、前記パッキング部は、前記ホールをそれぞれ取り囲む２個以上の羽部を含むことができ、前記メインボディーは、周辺部（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｐａｒｔ）と、前記ホールの間の少なくとも一つのリブ（ｒｉｂ）とを含むことができる。

【0038】

前記パッキング部材は、前記キャップに向かう第１面及びその反対側の第２面を有することができ、前記エッジ部は、前記第２面に形成され、前記ミッドケースの一端の少なくとも一部が挿入される第２溝を有することができ、前記リブは、前記第１及び第２面の少なくとも一面に形成された第３溝を有することができる。

【0039】

前記パッキング部及び前記エッジ部のそれぞれは、１０～１００ＳｈｏｒｅＡの第１硬度を有することができ、前記パッキング部材は、前記メインボディーの少なくとも一部に挿入され、前記第１硬度より高い第２硬度を有する補強材をさらに含むことができる。

【0040】

前記補強材は前記リブ内に挿入されることができる。

【0041】

前記カートリッジは、末端に開口（ｏｐｅｎｉｎｇ）を有し、前記多数の中空糸膜が入っているインナーケース（ｉｎｎｅｒ ｃａｓｅ）と、前記多数の中空糸膜の末端部がポッティングされており、前記インナーケースの開口を閉鎖させる固定層とをさらに含むことができる。

【0042】

前記固定層の少なくとも一部は前記インナーケースの外に位置することができ、前記羽部は前記固定層に密着することができる。

【0043】

前記固定層全体が前記インナーケース内に位置することができ、前記羽部は前記インナーケースに密着することができる。

【0044】

本発明の他の観点によって、ミッドケース及び前記ミッドケース内に配置され、多数の中空糸膜を含む少なくとも一つのカートリッジを含む加湿器のためのパッキング部材であって、前記カートリッジの末端部が挿入されるホールを有し、前記ミッドケースと前記カートリッジとの間に介在されるパッキング部と、前記パッキング部を取り囲むエッジ部とを含み、前記パッキング部は、メインボディーと、前記ホールを取り囲む羽部とを含み、前記羽部は、前記ホールに挿入される前記カートリッジの末端部に密着するように、（ｉ）前記メインボディーから前記ホールの中心に向かって突出するか、（ｉｉ）前記パッキング部が前記メインボディーと前記羽部との間に第１溝を有するように前記メインボディーに対して所定角度に傾いているパッキング部材が提供される。

【0045】

前記羽部は前記メインボディーに対して所定角度に傾くことができ、前記第１溝において前記羽部と前記メインボディーが成す角度は５°以上９０°未満である。

【0046】

前記羽部は、前記ホールの中心軸の方向に平行に配列された第１及び第２副羽部を含むことができる。

【0047】

前記第１及び第２副羽部のそれぞれは前記メインボディーから前記ホールの中心に向かって突出することができる。

【0048】

前記第１及び第２副羽部の一方は前記メインボディーから前記ホールの中心に向かって突出することができ、前記第１及び第２副羽部の他方は前記メインボディーに対して所定角度に傾くことができる。

【0049】

前記エッジ部は、前記ミッドケースの一端の少なくとも一部が挿入される第２溝を有することができる。

【0050】

前記羽部は前記メインボディーに対して所定角度に傾くことができ、前記パッキング部材は、第１面及びその反対側の第２面を有することができ、前記第１溝は前記第１面に形成されることができ、前記第２溝は前記第２面に形成されることができる。

【0051】

前記メインボディーは、前記第１及び第２面の少なくとも一面に形成された第３溝を有することができる。

【0052】

前記パッキング部及び前記エッジ部のそれぞれは、１０～１００ＳｈｏｒｅＡの第１硬度を有することができ、前記パッキング部材は、前記メインボディーの少なくとも一部に挿入され、前記第１硬度より高い第２硬度を有する補強材をさらに含むことができる。

【0053】

前記パッキング部は、２個以上の前記カートリッジがそれぞれ挿入される２個以上のホールを有することができ、前記パッキング部は、前記ホールをそれぞれ取り囲む２個以上の羽部を含むことができ、前記メインボディーは、周辺部と、前記ホールの間の少なくとも一つのリブとを含むことができる。

【0054】

前記パッキング部材は、前記第１溝が形成される第１面及びその反対側の第２面を有することができ、前記エッジ部は、前記第２面に形成され、前記ミッドケースの一端の少なくとも一部が挿入される第２溝を有することができ、前記リブは、前記第１及び第２面の少なくとも一面に形成された第３溝を有することができる。

【0055】

前記パッキング部及び前記エッジ部のそれぞれは、１０～１００ＳｈｏｒｅＡの第１硬度を有することができ、前記パッキング部材は、前記メインボディーの少なくとも一部に挿入され、前記第１硬度より高い第２硬度を有する補強材をさらに含むことができる。

【0056】

前記補強材は前記リブ内に挿入されることができる。

【0057】

以上のような本発明についての一般的な敍述は本発明を例示するか説明するためのものであるだけで、本発明の権利範囲を制限しない。

【発明の効果】

【0058】

本発明によれば、パッキング部材の機械的組立によってミッドケースとキャップとの間の空気漏出を防止するから、従来技術のキャスティング工程（すなわち、液状ポリマーを鋳型に注入して硬化させる工程）及び追加的シーリング工程（すなわち、シーラントを塗布して硬化させる工程）などを省略することができる。よって、本発明によれば、ミッドケースとキャップとの間の空気漏出を防止しながらも燃料電池用加湿器の生産工程時間を縮めることによってその生産性を画期的に向上させることができる。

【0059】

また、ミッドケースとキャップとの間の空気漏出防止のための本発明のパッキング部材は機械的組立によって加湿モジュールに装着されるから、加湿モジュールの特定部分に異常が発生する場合、前記パッキング部材を機械的に簡単に分離した後、該当部分のみ修理又は交替することが可能である。よって、本発明によれば、燃料電池用加湿器の維持補修費用をかなり節減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0060】

添付図面は本発明の理解を助け、本明細書の一部を構成するためのものであり、本発明の実施例を例示し、発明の詳細な説明とともに本発明の原理を説明する。

【0061】

【図1】通常の燃料電池用加湿器を概略的に示す分解斜視図（ｅｘｐｌｏｄｅｄ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｖｉｅｗ）である。

【0062】

【図2】図２の（ａ）～（ｃ）は、本発明の第１実施例によるパッキング部材を含む本発明の第１実施例による燃料電池用加湿器をそれぞれ概略的に示す分解斜視図、分解断面図、及び断面図である。

【0063】

【図3】図３の（ａ）及び（ｂ）は、パッキング部材とミッドケースの多様な結合方式をそれぞれ示す図である。

【0064】

【図4】本発明の第１実施例によるパッキング部材を含む本発明の第２実施例による燃料電池用加湿器を概略的に示す断面図である。

【0065】

【図5】本発明の第１実施例によるパッキング部材を含む本発明の第３実施例による燃料電池用加湿器を概略的に示す断面図である。

【0066】

【図6】図６の（ａ）～（ｃ）は、本発明の第２実施例によるパッキング部材を含む本発明の第４実施例による燃料電池用加湿器をそれぞれ概略的に示す分解斜視図、分解断面図、及び断面図である。

【0067】

【図7】本発明の第２実施例によるパッキング部材を含む本発明の第５実施例による燃料電池用加湿器を概略的に示す断面図である。

【0068】

【図8】図８の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３及び第４実施例によるパッキング部材をそれぞれ概略的に示す断面図である。

【0069】

【図9】図９の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第５及び第６実施例によるパッキング部材をそれぞれ概略的に示す断面図である。

【0070】

【図10】図１０の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第７及び第８実施例によるパッキング部材をそれぞれ概略的に示す断面図である。

【0071】

【図11】図１１の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第９及び第１０実施例によるパッキング部材をそれぞれ概略的に示す断面図である。

【0072】

【図12】図１２の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１１及び第１２実施例によるパッキング部材をそれぞれ概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0073】

以下では添付図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。ただ、以下で説明する実施例は本発明の明確な理解を助けるための例示的目的で提示するものであるだけで、本発明の範囲を制限しない。

【0074】

図２の（ａ）～（ｃ）は本発明の第１実施例によるパッキング部材を含む本発明の第１実施例による燃料電池用加湿器をそれぞれ概略的に分解斜視図、分解断面図、及び断面図である。

【0075】

図２の（ａ）～（ｃ）に例示するように、本発明の燃料電池用加湿器２００は、外部から供給される空気を燃料電池スタックから排出される排ガス内の水分で加湿する加湿モジュール２１０を含む。前記加湿モジュール２１０の両端のそれぞれはキャップ２２０と結合されている。

【0076】

前記キャップ２２０のいずれか一方は外部から供給される空気を前記加湿モジュール２１０に伝達し、他方は前記加湿モジュール２１０によって加湿された空気を燃料電池スタックに伝達する。

【0077】

前記加湿モジュール２１０は外部から供給される空気と排ガスとの間の水分交換が起こる装置であり、排ガス流入口２１１ａ及び排ガス排出口２１１ｂを有するミッドケース２１１と、前記ミッドケース２１１内に配置される少なくとも一つのカートリッジ（ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）２１２とを含む。

【0078】

本発明のミッドケース２１１とキャップ２２０はそれぞれ独立的に硬質プラスチック（例えば、ポリカーボネート）又は金属から形成されることができ、円形又は多角形の幅方向断面を有することができる。前記円形は楕円形を含み、前記多角形は丸角（ｒｏｕｎｄｅｄ ｃｏｒｎｅｒ）を有する多角形を含む。

【0079】

前記カートリッジ２１２は、多数の中空糸膜２１２ａと、これらを互いに固定させる固定層２１２ｂとを含むことができる。例えば、前記中空糸膜２１２ａの末端が前記固定層２１２ｂにポッティングされることができる。

【0080】

前記中空糸膜２１２ａは、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、スルホン化ポリスルホン樹脂、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、又はこれらの中で２種以上の混合物から形成された高分子膜を含むことができ、前記固定層２１２ｂはディープポッティング、遠心ポッティングなどのキャスティング方式で液状ポリウレタン樹脂のような液状樹脂を硬化させることによって形成することができる。

【0081】

外部から供給される空気は前記中空糸膜２１２ａの中空に沿って流れる。前記排ガス流入口２１１ａを通して前記ミッドケース２１１内に流入した排ガスは前記中空糸膜２１２ａの外表面と接触した後、前記排ガス排出口２１１ｂを通して前記ミッドケース２１１から排出される。前記排ガスが前記中空糸膜２１２ａの外表面と接触するとき、前記排ガス内に含有されていた水分が前記中空糸膜２１２ａを透過することにより、前記中空糸膜２１２ａの中空に沿って流れる空気を加湿する。

【0082】

前述したように、前記キャップ２２０は前記中空糸膜２１２ａの中空のみと流体連通するだけで、前記ミッドケース２１１の内部空間Ｓとは完全に遮断されていなければならない。そうではなければ、圧力差による空気漏出が発生し、燃料電池スタックに供給される加湿空気量が減少して燃料電池の発電効率が低下する。

【0083】

したがって、本発明の燃料電池用加湿器２００は、前記加湿モジュール２１０の各末端に機械的組立によって気密に結合されたパッキング部材２３０をさらに含む。

【0084】

本発明によれば、パッキング部材２３０の機械的組立によって前記ミッドケース２１１とキャップ２２０との間の空気漏出を防止するから、従来技術のキャスティング工程（すなわち、液状樹脂を鋳型に注入して硬化させる工程）及び追加的シーリング工程（すなわち、シーラントを塗布して硬化させる工程）などを省略することができる。よって、本発明によれば、ミッドケース２１１とキャップ２２０との間の空気漏出を防止しながらも燃料電池用加湿器２００の生産工程時間を縮めることにより生産性を画期的に向上させることができる。

【0085】

また、ミッドケース２１１とキャップ２２０との間の空気漏出防止のための本発明のパッキング部材２３０は機械的組立によって加湿モジュール２１０に装着されるから、加湿モジュール２１０の特定部分（例えば、カートリッジ２１２）に異常が発生する場合、前記パッキング部材２３０を前記加湿モジュール２１０から機械的に簡単に分離した後、該当部分のみ修理又は交替することが可能である。よって、本発明によれば、燃料電池用加湿器２００の維持補修費用をかなり節減することができる。

【0086】

本発明のパッキング部材２３０は、パッキング部２３１及びこれを取り囲むエッジ部２３２を含む。本発明のパッキング部材２３０、すなわち前記パッキング部２３１及び前記エッジ部２３２は、１０～１００ＳｈｏｒｅＡ、より好ましくは３０～７０ＳｈｏｒｅＡ、さらにより好ましくは４０～６０ＳｈｏｒｅＡの硬度を有する弾性物質（例えば、シリコン、ゴムなど）から形成することができる。

【0087】

前記パッキング部２３１は、前記カートリッジ２１２の末端部（本実施例の場合、固定層２１２ｂ）が挿入されるホールＨを有し、前記ミッドケース２１１と前記カートリッジ２１２との間に介在される。

【0088】

前記パッキング部２３１は、メインボディー２３１ａと、前記ホールＨを取り囲み、前記ホールＨに挿入されたカートリッジ２１２の末端部に密着（ｃｌｉｎｇ ｔｏ）する羽部２３１ｂとを含む。

【0089】

本発明の一実施例によれば、図２（ｂ）に例示するように、前記パッキング部２３１が前記メインボディー２３１ａと前記羽部２３１ｂとの間に第１溝Ｇ１を有するように、前記羽部２３１ｂが前記メインボディー２３１ａに対して所定角度に傾くことができる。

【0090】

図２（ｂ）には前記羽部２３１ｂの一端が前記メインボディー２３１ａの一端に連結されているパッキング部２３１が例示されているが、本発明がこれに制限されるものではなく、前記羽部２３１ｂの一端は前記メインボディー２３１ａのどこにも連結することができる。

【0091】

前記第１溝Ｇ１は、前記パッキング部２３１の前記キャップ２２０に向かう第１面及びその反対側の第２面のいずれにも形成することができる。ただ、前記第１溝Ｇ１が前記第１面に形成されることが組立の便宜性の側面で好ましい。また、湿っている排ガスが中空糸膜２１２ａの外側に流れ、外部から供給される空気が前記中空糸膜２１２ａの中空に沿って流れる方式の場合（すなわち、前記キャップ２２０の内部圧力が前記ミッドケース２１１の内部圧力より一般的に高い場合）、前記第１溝Ｇ１が前記第１面に形成されている場合にのみ前記羽部２３１ｂが前記カートリッジ２１２の末端部に押圧密着することができるので、空気の漏出をより確かに防止することができる。一方、外部から供給される空気が前記中空糸膜２１２ａの外側に流れ、湿っている排ガスが中空糸膜２１２ａの中空に沿って流れる方式の場合（すなわち、前記ミッドケース２１１の内部圧力が前記キャップ２２０の内部圧力より一般的に高い場合）、前記第１溝Ｇ１が前記第２面に形成されている場合にのみ前記羽部２３１ｂが前記カートリッジ２１２の末端部に押圧密着することができるという点で前記第１溝Ｇ１が前記第２面に形成されることが好ましいであろう。

【0092】

また、図２（ｂ）に例示するように、本発明のパッキング部材２３０が前記加湿モジュール２１０に組み立てられる前に前記羽部２３１ｂが前記メインボディー２３１ａに対して所定角度に傾いているので（すなわち、前記ホールＨの中心に向かって傾いているので）、前記カートリッジ２１２の末端部が前記ホールＨに挿入されるとき、前記羽部２３１ｂが前記カートリッジ２１２の末端部にもっと強力に密着することができる。

【0093】

本発明のパッキング部材２３０が前記加湿モジュール２１０に組み立てられる前、前記第１溝Ｇ１において前記羽部２３１ｂと前記メインボディー２３１ａが成す角度θは、好ましくは５°以上９０°未満、より好ましくは１０°～７５°、さらにより好ましくは１５°～６０°であることができる。前記カートリッジ２１２の末端部が前記ホールＨに挿入されれば、弾性素材の前記羽部２３１ｂが押されて（ｐｕｓｈｅｄ）前記角度θが小さくなり、前記羽部２３１ｂは弾性力によって前記カートリッジ２１２の末端部にもっと強く密着することができる。

【0094】

本発明の羽部２３１ｂは弾性を持っているから振動緩衝の機能を果たすことができ、よって加湿器２００の振動による損傷を防止することができる。

【0095】

前記パッキング部材２３０とカートリッジ２１２との間にギャップが発生し、これを通して空気が漏出することを防止するため、前記パッキング部２３１のホールＨと羽部２３１ｂのそれぞれは前記ホールＨに挿入された前記カートリッジ２１２の末端部の形態に対応する形態を有することが好ましい。例えば、本実施例のように前記ホールＨに挿入された前記カートリッジ２１２の末端部が前記固定層２１２ｂの場合、キャスティング工程に使われる鋳型によって決定される前記固定層２１２ｂの形態によって前記パッキング部２３１のホールＨ及び羽部２３１ｂをデザインしなければならない。

【0096】

前記パッキング部材２３０と前記ミッドケース２１１との間にギャップが発生し、これを通して空気が漏出することを防止するために、前記エッジ部２３２は前記ミッドケース２１１の一端の少なくとも一部が挿入される第２溝Ｇ２を有することができる。前記第２溝Ｇ２は前記第１溝Ｇ１が形成されたパッキング部材２３０の面の反対面に形成されることができる。

【0097】

例えば、図２（ｃ）に例示するように、前記エッジ部２３２の前記第２溝Ｇ２に前記ミッドケース２１１の一端全体が挿入されることができる。

【0098】

代案として、図３（ａ）に例示するように、前記ミッドケース２１１の一端は溝ＭＧを挟む外縁（ｏｕｔｅｒ ｒｉｍ）２１１ｄ及び内縁（ｉｎｎｅｒ ｒｉｍ）２１１ｅを含むことができ、前記エッジ部２３２の前記第２溝Ｇ２に前記ミッドケース２１１の前記内縁２１１ｅのみ挿入されることができる。ここで、前記第２溝Ｇ２に隣接している前記エッジ部２３２の外縁２３２ａが前記ミッドケース２１１の溝ＭＧに挿入される。このような噛合構造（ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）は、前記パッキング部材２３０と前記ミッドケース２１１との間を通しての空気漏出をより確かに防止することができるようにする。

【0099】

他の代案として、図３（ｂ）に例示するように、前記ミッドケース２１１の一端は溝ＭＧを挟む外縁（ｏｕｔｅｒ ｒｉｍ）２１１ｄ及び内縁（ｉｎｎｅｒ ｒｉｍ）２１１ｅを含むことができ、前記エッジ部２３２の外側突出部（ｏｕｔｅｒ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）２３２ｂが前記ミッドケース２１１の溝ＭＧに挿入されることができる。

【0100】

以下では、図４を参照して本発明の第１実施例によるパッキング部材２３０を含む本発明の第２実施例による燃料電池用加湿器３００を説明する。

【0101】

図４に例示するように、本発明の第２実施例による燃料電池用加湿器３００は、（ｉ）前記ミッドケース２１１の内部空間が隔壁（ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ）２１１ｃによって第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とに区画され、（ｉｉ）前記カートリッジ２１２がインナーケース（ｉｎｎｅｒ ｃａｓｅ）２１２ｃをさらに含むことを除き、上述した第１実施例による燃料電池用加湿器２００と実質的に同一である。

【0102】

前記インナーケース２１２ｃは各末端に開口（ｏｐｅｎｉｎｇ）を有し、前記中空糸膜２１２ａがその内部に入っている。前記中空糸膜２１２ａの末端部がポッティングされている前記固定層２１２ｂが前記インナーケース２１２ｃの開口を閉鎖させる。

【0103】

図４に示すように、前記固定層２１２ｂの少なくとも一部が前記インナーケース２１２ｃの外に位置することができ、前記パッキング部材２３０の羽部２３１ｂは前記固定層２１２ｂに密着することができる。

【0104】

前記インナーケース２１２ｃは、前記第１空間Ｓ１との流体連通のためにメッシュ状に配列された多数のホール（以下、‘第１メッシュホール’）ＭＨ１及び前記第２空間Ｓ２との流体連通のためにメッシュ状に配列された多数のホール（以下、‘第２メッシュホール’）ＭＨ２を有する。

【0105】

前記排ガス流入口２１１ａを通してミッドケース２１１の前記第１空間Ｓ１に流入した排ガスは前記第１メッシュホールＭＨ１を通して前記インナーケース２１２ｃ内に流入して前記中空糸膜２１２ａの外表面と接触する。次いで、水分が除去された前記排ガスは前記第２メッシュホールＭＨ２を通して前記第２空間Ｓ２に流出した後、前記排ガス排出口２１１ｃを通して前記ミッドケース２１１から排出される。

【0106】

このようなインナーケース２１２ｃを含むカートリッジ２１２は前記ミッドケース２１１に容易に組み立てることができるだけでなく容易に交替することができるという利点を有する。

【0107】

図５は本発明の第１実施例によるパッキング部材２３０を含む本発明の第３実施例による燃料電池用加湿器４００を概略的に示す断面図である。

【0108】

図５に例示するように、本発明の第３実施例による燃料電池用加湿器４００は、前記固定層２１２ｂ全体が前記インナーケース２１２ｃ内に位置し、前記パッキング部材２３０の羽部２３１ｂが前記固定層２１２ｂではない前記インナーケース２１２ｃに密着することを除き、上述した第２実施例による燃料電池用加湿器３００と実質的に同一である。

【0109】

図６の（ａ）～（ｃ）は本発明の第２実施例によるパッキング部材５３０を含む本発明の第４実施例による燃料電池用加湿器５００をそれぞれ概略的に示す分解斜視図、分解断面図、及び断面図である。

【0110】

図６の（ａ）～（ｃ）に例示するように、本発明の第４実施例による燃料電池用加湿器５００は、（ｉ）前記加湿モジュール２１０が２個以上のカートリッジ２１２を含み、（ｉｉ）前記パッキング部２３１が前記カートリッジ２１２がそれぞれ挿入される２個以上のホールＨを有し、（ｉｉｉ）前記パッキング部２３１が前記ホールＨをそれぞれ取り囲む２個以上の羽部２３１ｂを含み、（ｉｖ）前記メインボディー２３１ａが周辺部２３１ａａ及び前記ホールＨの間の少なくとも一つのリブ２３１ａｂを含むことを除き、上述した第２実施例による燃料電池用加湿器３００と実質的に同一である。

【0111】

前記インナーケース２１２ｃをそれぞれ含む複数のカートリッジ２１２が一定間隔を置いて前記ミッドケース２１１内に装着されることにより、前記ミッドケース２１１内に存在する全ての中空糸膜２１２ａに排ガスが均一に分配されることができるだけでなく、問題が発生した特定のカートリッジ２１２のみ選別的に交替することができるので、燃料電池用加湿器５００の維持補修費用をもっと節減することができる。

【0112】

図７は本発明の第２実施例によるパッキング部材５３０を含む本発明の第５実施例による燃料電池用加湿器６００を概略的に示す断面図である。

【0113】

図７に例示するように、本発明の第５実施例による燃料電池用加湿器６００は、カートリッジ２１２のそれぞれの前記固定層２１２ｂ全体がそれに対応するインナーケース２１２ｃ内に位置し、前記パッキング部材５３０の羽部２３１ｂが前記固定層２１２ｂではない前記インナーケース２１２ｃにそれぞれ密着することを除き、上述した第４実施例による燃料電池用加湿器５００と実質的に同一である。

【0114】

図８の（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３及び第４実施例によるパッキング部材２３０ａ、５３０ａをそれぞれ概略的に示す断面図である。

【0115】

本発明の第３実施例によるパッキング部材２３０ａは、前記メインボディー２３１ａが前記キャップ２２０に向かう第１面及びその反対側の第２面の少なくとも一面に形成された第３溝Ｇ３を有することを除き、上述した第１実施例によるパッキング部材２３０と実質的に同一である。例えば、図８（ａ）に示すように、前記第３溝Ｇ３は前記第１溝Ｇ１が形成されたパッキング部材２３０ａの面の反対面（すなわち、第２面）に形成されることができる。

【0116】

これと同様に、本発明の第４実施例によるパッキング部材５３０ａは、前記メインボディー２３１ａ（すなわち、前記周辺部２３１ａａ及び／又は前記リブ２３１ａｂ）が前記キャップ２２０に向かう第１面及びその反対側の第２面の少なくとも一面に形成された第３溝Ｇ３を有することを除き、上述した第２実施例によるパッキング部材５３０と実質的に同一である。例えば、図８（ｂ）に示すように、前記第３溝Ｇ３は前記第１溝Ｇ１が形成されたパッキング部材５３０ａの面の反対面（すなわち、第２面）に形成されることができる。

【0117】

前記パッキング部材２３０ａ、５３０ａの前記第３溝Ｇ３は、（ｉ）前記パッキング部材２３０ａ、５３０ａと前記加湿モジュール２１０の機械的組立を容易にするだけでなく、（ｉｉ）前記機械的組立の際に前記パッキング部材２３０ａ、５３０ａに弾性力を付与して気密性を向上させることができ、（ｉｉｉ）振動緩衝の機能を果たすことにより、振動による装置の損傷を防止することができる。

【0118】

図９の（ａ）及び（ｂ）は本発明の第５及び第６実施例によるパッキング部材２３０ｂ、５３０ｂをそれぞれ概略的に示す断面図である。

【0119】

図９（ａ）に例示するように、本発明の第５実施例によるパッキング部材２３０ｂは前記メインボディー２３１ａの少なくとも一部に挿入された補強材２３３をさらに含むことを除き、上述した第１実施例によるパッキング部材２３０と実質的に同一である。

【0120】

これと同様に、本発明の第６実施例によるパッキング部材５３０ｂは、前記メインボディー２３１ａの少なくとも一部に挿入された補強材２３３をさらに含むことを除き、上述した第２実施例によるパッキング部材５３０と実質的に同一である。例えば、図９（ｂ）に示すように、前記補強材２３３は前記メインボディー２３１ａのうちにも特に変形（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）に弱い前記リブ２３１ａｂに挿入されることができる。また、図示されてはいないが、前記補強材２３３は前記リブ２３１ａｂだけでなく前記メインボディー２３１ａの周辺部２３１ａａ内にも埋め込まれることができる。

【0121】

前記パッキング部材２３０ｂ、５３０ｂのパッキング部２３１及びエッジ部２３２は、１０～１００ＳｈｏｒｅＡ、より好ましくは３０～７０ＳｈｏｒｅＡ、さらにより好ましくは４０～６０ＳｈｏｒｅＡの第１硬度を有する弾性物質（例えば、シリコン、ゴムなど）から形成されることができ、前記補強材２３３は前記第１硬度より高い第２硬度を有することができる。例えば、前記補強材２３３は、金属、熱可塑性又は熱硬化性樹脂などから形成されることができる。

【0122】

前記パッキング部材２３０ｂ、５３０ｂより高い硬度を有する前記補強材２３３は、前記パッキング部材２３０ｂ、５３０ｂを前記加湿モジュール２１０に機械的に組み立てるとき又は加湿器の運転中に前記メインボディー２３１ａが変形されることを防止することにより、空気漏出をより確かに防止することができる。

【0123】

図１０の（ａ）及び（ｂ）は本発明の第７及び第８実施例によるパッキング部材をそれぞれ概略的に示す断面図である。

【0124】

本発明の第７実施例によるパッキング部材２３０ｃは、羽部２３１ｂが前記メインボディー２３１ａから前記ホールＨの中心に向かって突出していることを除き、上述した第１実施例によるパッキング部材２３０と実質的に同一である。すなわち、図１０（ａ）に示すように、本発明の第７実施例による羽部２３１ｂは前記メインボディー２３１ａの内周面に対して垂直方向に前記ホールＨの中心に向かって突出している。

【0125】

これと同様に、図１０（ｂ）に示すように、本発明の第８実施例によるパッキング部材５３０ｃは、羽部２３１ｂが前記メインボディー２３１ａ（すなわち、周辺部２３１ａａ及びリブ２３１ａｂ）から前記ホールＨの中心に向かって突出していることを除き、上述した第２実施例によるパッキング部材５３０と実質的に同一である。すなわち、本発明の第８実施例による羽部２３１ｂのそれぞれは前記周辺部２３１ａａ及び／又は前記リブ２３１ａｂの内周面に対して垂直方向に対応するホールＨの中心に向かって突出している。

【0126】

前記羽部（等）２３１ｂが前記メインボディー２３１ａから前記ホールＨの中心に向かって突出していることにより、前記カートリッジ２１２の末端部が前記ホールＨに挿入されれば、弾性素材の前記羽部２３１ｂの形態が変形されてその体積が小さくなり、前記羽部２３１ｂは弾性力によって前記カートリッジ２１２の末端部にもっと強く密着することができる。

【0127】

図１１の（ａ）及び（ｂ）は本発明の第９及び第１０実施例によるパッキング部材をそれぞれ概略的に示す断面図である。

【0128】

本発明の第９実施例によるパッキング部材２３０ｄは、図１１（ａ）に示すように、羽部２３１ｂが前記ホールＨの中心軸の方向に平行に配列された第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂを含み、前記第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂの全てが前記ホールＨの中心に向かって突出していることを除き、上述した第１実施例によるパッキング部材２３０ｃと実質的に同一である。前記羽部２３１ｂは、前記ホールＨの中心軸の方向に前記第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂに平行に配列され、前記ホールＨの中心に向かって突出している少なくとも一つの第３副羽部（図示せず）をさらに含むこともできる。

【0129】

これと同様に、本発明の第１０実施例によるパッキング部材５３０ｄは、図１１（ｂ）に示すように、羽部２３１ｂのそれぞれがそれ対応するホールＨの中心軸の方向に平行に配列された第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂを含み、前記第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂの全てが前記メインボディー２３１ａ（すなわち、周辺部２３１ａａ及びリブ２３１ａｂ）から前記ホールＨの中心に向かって突出していることを除き、上述した第２実施例によるパッキング部材５３０と実質的に同一である。本発明の第１０実施例による前記羽部２３１ｂのそれぞれも、それに対応するホールＨの中心軸の方向に前記第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂに平行に配列され、前記ホールＨの中心に向かって突出している少なくとも一つの第３副羽部（図示せず）をさらに含むこともできる。

【0130】

図１２の（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１１及び第１２実施例によるパッキング部材をそれぞれ概略的に示す断面図である。

【0131】

本発明の第１１実施例によるパッキング部材２３０ｅは、図１２（ａ）に示すように、羽部２３１ｂが前記ホールＨの中心軸の方向に平行に配列された第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂを含むが、その一方（図１２（ａ）では第１副羽部２３１ｂａ）は前記メインボディー２３１ａから前記ホールＨの中心に向かって突出し、他方（図１２（ａ）では第２副羽部２３１ｂｂ）は前記メインボディー２３１ａに対して所定角度（例えば、５°以上９０°未満）に傾いていることを除き、上述した第１実施例によるパッキング部材２３０ｃと実質的に同一である。前記羽部２３１ｂは、それに対応するホールＨの中心軸の方向に前記第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂに平行に配列され、前記ホールＨの中心に向かって突出しているか前記メインボディー２３１ａに対して所定角度に傾いている少なくとも一つの第３副羽部（図示せず）をさらに含むこともできる。

【0132】

これと同様に、本発明の第１２実施例によるパッキング部材５３０ｅは、図１２（ｂ）に示すように、羽部２３１ｂのそれぞれがそれに対応するホールＨの中心軸の方向に平行に配列された第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂを含むが、その一方（図１２（ｂ）では第１副羽部２３１ｂａ）は前記メインボディー２３１ａから前記ホールＨの中心に向かって突出し、他方（図１２（ｂ）では第２副羽部２３１ｂｂ）は前記メインボディー２３１ａに対して所定角度（例えば、５°以上９０°未満）に傾いていることを除き、上述した第２実施例によるパッキング部材５３０と実質的に同一である。本発明の第１２実施例による前記羽部２３１ｂのそれぞれも、それに対応するホールＨの中心軸の方向に前記第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂに平行に配列され、前記ホールＨの中心に向かって突出しているか前記メインボディー２３１ａに対して所定角度に傾いている少なくとも一つの第３副羽部（図示せず）をさらに含むこともできる。

【0133】

前記第１１及び第１２実施例において、前記メインボディー２３１ａから前記ホールＨの中心に向かって突出している第１副羽部２３１ｂａは、図１１の（ａ）及び（ｂ）に例示するように、前記第２副羽部２３１ｂｂと前記メインボディー２３１ａとの間の第１溝Ｇ１に向かうように配置されることができるが、前記第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂの位置が互いに替わることもできる。

【0134】

本発明の第９～第１２実施例によれば、所定間隔で離隔している前記第１及び第２副羽部２３１ｂａ、２３１ｂｂによって二重パッキング（ｄｏｕｂｌｅ ｐａｃｋｉｎｇ）が可能となることにより、ガス漏出をより確かに防止することができる。

【0135】

上述した本発明の多様な実施例の特徴を任意の方法で組み合わせて前記実施例の多様な変形を創出することができ、このように創出される前記変形もやはり本発明の権利範囲に属するというのを理解しなければならない。例えば、上述した本発明の第３及び第４実施例によるパッキング部材２３０ａ、５３０ａも前記第５及び第６実施例の補強材２３３を含むことができ、上述した本発明の第７～第１２実施例によるパッキング部材２３０ｃ、５３０ｃ、２３０ｄ、５３０ｄ、２３０ｅ、５３０ｅも前記第３～第６実施例の第３溝Ｇ３及び／又は補強材２３３を含むことができる。

【図1】

【図2(a)】

【図2(b)】

【図2(c)】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図4】

【図5】

【図6(a)】

【図6(b)】

【図6(c)】

【図7】

【図8(a)】

【図8(b)】

【図9(a)】

【図9(b)】

【図10(a)】

【図10(b)】

【図11(a)】

【図11(b)】

【図12(a)】

【図12(b)】