特表 2024-501751 自動流量調整カートリッジ及びこれを含む燃料電池膜加湿器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-15

(54)【発明の名称】自動流量調整カートリッジ及びこれを含む燃料電池膜加湿器

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04119 20160101AFI20240105BHJP

   H01M 8/04 20160101ALI20240105BHJP

   H01M 8/04746 20160101ALI20240105BHJP

   B01D 63/02 20060101ALI20240105BHJP

【ＦＩ】

H01M8/04119

H01M8/04 N

H01M8/04746

B01D63/02

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023540841

(86)(22)【出願日】2022-01-21

(85)【翻訳文提出日】2023-07-03

(86)【国際出願番号】 KR2022001150

(87)【国際公開番号】W WO2022164141

(87)【国際公開日】2022-08-04

(31)【優先権主張番号】10-2021-0012278

(32)【優先日】2021-01-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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

(74)【代理人】

【識別番号】100199004

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 洋

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ヒョンモ

(72)【発明者】

【氏名】キム キョンジュ

(72)【発明者】

【氏名】アン ウンジョン

(72)【発明者】

【氏名】キム インホ

【テーマコード（参考）】

4D006

5H127

【Ｆターム（参考）】

4D006GA41

4D006HA02

4D006HA19

4D006HA91

4D006JA10A

4D006JA10C

4D006JA13A

4D006JA13C

4D006JA14A

4D006JA18A

4D006JA25A

4D006JA27A

4D006JA27C

4D006JA51A

4D006JB06

4D006KA31

4D006KE02Q

4D006MA01

4D006MC29

4D006MC39

4D006MC58

4D006MC62

4D006PA01

4D006PB19

4D006PB65

4D006PC80

5H127AA06

5H127AC02

5H127AC10

5H127BA02

5H127BB02

5H127BB18

5H127BB34

5H127DC32

5H127EE17

(57)【要約】

本発明は、燃料電池スタックから排出されてカートリッジ内部に流入する排ガスの流量を自動に調整できる自動流量調整カートリッジ及びこれを含む燃料電池膜加湿器に関するものであって、
本発明の実施形態に係る自動流量調整カートリッジは、
燃料電池スタックから排出された排ガスが流入する第１のメッシュホール部と、前記第１のメッシュホール部を介して流入した排ガスが水分交換した後、外部に排出される第２のメッシュホール部とが形成されたインナーケースと、前記インナーケースの一面で移動可能に形成され、排ガス流量によって前記第１のメッシュホール部に流入する排ガス流量を調整する流量調整部とを備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池スタックから排出された排ガスが流入する第１のメッシュホール部と、前記第１のメッシュホール部を介して流入した排ガスが水分交換した後、外部に排出される第２のメッシュホール部とが形成されたインナーケースと、
前記インナーケースの一面で移動可能に形成され、排ガス流量によって前記第１のメッシュホール部に流入する排ガス流量を調整する流量調整部と、
を備える自動流量調整カートリッジ。

【請求項2】

前記流量調整部は、
前記インナーケースの一面に形成され、前記第１のメッシュホール部をなす少なくとも１つ以上のメッシュホールウィンドウを遮って排ガスが流入しないように遮断する遮断部材と、
前記遮断部材の一面に形成され、排ガスの流量によって圧縮または伸長しながら前記遮断部材を移動させる調整部材と、
を備える請求項１に記載の自動流量調整カートリッジ。

【請求項3】

前記調整部材は、
前記遮断部材の一側と所定角度で傾斜した形態で形成される加圧部材と、
前記加圧部材に固定形成され、排ガス流量によって圧縮または伸長が可能な弾性部材と、
を備える請求項２に記載の自動流量調整カートリッジ。

【請求項4】

ミッド－ケースと、
前記ミッド－ケースと締め付けられるキャップと、
前記ミッド－ケース内に配置され、複数の中空糸膜を収容する少なくとも１つのカートリッジと、
を備え、
前記カートリッジは、
燃料電池スタックから排出された排ガスが流入する第１のメッシュホール部と、前記第１のメッシュホール部を介して流入した排ガスが水分交換した後、外部に排出される第２のメッシュホール部とが形成されたインナーケースと、
前記インナーケースの一面で移動可能に形成され、排ガス流量によって前記第１のメッシュホール部に流入する排ガス流量を調整する流量調整部と、
を備える燃料電池膜加湿器。

【請求項5】

前記流量調整部は、
前記インナーケースの一面に形成され、前記第１のメッシュホール部をなす少なくとも１つ以上のメッシュホールウィンドウを遮って排ガスが流入しないように遮断する遮断部材と、
前記遮断部材の一面に形成され、排ガスの流量によって圧縮または伸長しながら前記遮断部材を移動させる調整部材と、
を備える請求項４に記載の燃料電池膜加湿器。

【請求項6】

前記調整部材は、
前記遮断部材の一側と所定角度で傾斜した形態で形成される加圧部材と、
前記加圧部材に固定形成され、排ガス流量によって圧縮または伸長が可能な弾性部材と、
を備える請求項５に記載の燃料電池膜加湿器。

【請求項7】

前記ミッド－ケースの内部空間を仕切る隔壁を備え、
前記弾性部材の一端は、前記隔壁に固定され、他端は、前記加圧部材に固定される請求項６に記載の燃料電池膜加湿器。

【請求項8】

前記ミッド－ケースと前記カートリッジとの間に形成される樹脂層を備え、
前記弾性部材の一端は、前記樹脂層に固定され、他端は、前記加圧部材に固定される請求項６に記載の燃料電池膜加湿器。

【請求項9】

前記ミッド－ケースと前記カートリッジとの間に形成されるガスケット組立体を備え、
前記弾性部材の一端は、前記ガスケット組立体に固定され、他端は、前記加圧部材に固定される請求項６に記載の燃料電池膜加湿器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カートリッジ及びこれを含む燃料電池膜加湿器に関し、より具体的には、燃料電池スタックから排出されてカートリッジ内部に流入する排ガスの流量を自動に調整できる自動流量調整カートリッジ及びこれを含む燃料電池膜加湿器に関する。

【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、一般化学電池とは異なり、水素と酸素が供給される限り、電気を生産し続けることができ、熱損失がないので、内燃機関より効率が２倍くらい高いという長所がある。
また、水素と酸素の結合により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ので、公害物質排出が少ない。したがって、燃料電池は、環境親和的であり、かつ、エネルギー消費増加による資源枯渇に対する心配を減らすことができるという長所がある。

【0003】

このような燃料電池は、使用される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。

【0004】

これらのそれぞれの燃料電池は、元々同じ原理により作動するが、使用される燃料の種類、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、及び出力密度が大きくて、小型化が可能であるので、小規模据え置き型発電装備だけでなく、輸送システムでも最も有望なものと知られている。
高分子電解質型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）の性能を向上させるにあたり、最も重要な要因のうち１つは、膜－電極接合体（Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＭＥＡ）の高分子電解質膜（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｍｅｍｂｒａｎｅまたは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されれば、発電効率が急激に低下するためである。

【0005】

高分子電解質膜を加湿する方法では、１）内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（ｂｕｂｂｌｅｒ）加湿方式、２）燃料電池反応に必要な供給水分量を計算し、ソレノイドバルブを介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）高分子分離膜を利用し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。
これらの中でも、排ガス中に含まれる水蒸気のみを選択的に透過させる膜を利用して、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膜加湿器を軽量化及び小型化できるという点で有利である。

【0006】

膜加湿方式に使用さ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、中空糸膜を利用して膜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が十分になされることができ、低価素材の使用が可能であり、燃料電池において高温に排出される排ガス（ｏｆｆ－ｇａｓ）に含まれた水分と熱を回収し、膜加湿器を介して再使用できるという利点を有する。

【0007】

図１は、従来技術に係る燃料電池膜加湿器が示された分解斜視図であり、図２は、図１のＡ－Ａ’ラインから眺めた断面図であり、図３は、図１のＢ－Ｂ’ラインから眺めた断面図である。
図１～図３に示されたように、従来技術の燃料電池膜加湿器１０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１１及び加湿モジュール１１の両端に結合されたキャップ１２を備える。
キャップ１２のうち１つは、外部から供給される空気を加湿モジュール１１に供給し、他の１つは、加湿モジュール１１により加湿された空気を燃料電池スタックに供給する。

【0008】

加湿モジュール１１は、排ガス流入口（ｏｆｆ－ｇａｓ ｉｎｌｅｔ）１１ｂと排ガス排出口（ｏｆｆ－ｇａｓ ｏｕｔｌｅｔ）１１ｃとを有するミッド－ケース（ｍｉｄ－ｃａｓｅ）１１ａ及びミッド－ケース１１ａ内に配置された少なくとも１つのカートリッジ２０を備える。図面では、１つのカートリッジが例示されている。カートリッジ２０は、インナーケース２１を備え、インナーケース２１内部には、複数の中空糸膜２２と、中空糸膜２２束の両末端を固定するポッティング部２３とが形成される。ポッティング部２３は、一般的にキャスティング（ｃａｓｔｉｎｇ）方式によって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り形成される。

【0009】

カートリッジ２０とミッド－ケース１１ａとの間には、樹脂層１１ｅが形成され、樹脂層１１ｅは、カートリッジ２０をミッド－ケース１１ａに固定し、キャップ１２の内部空間とミッド－ケース１１１の内部空間とを遮断する。
ミッド－ケース１１ａの内部空間は、隔壁（ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ）１１ｄにより第１の空間Ｓ１と第２の空間Ｓ２とに仕切られる。インナーケース２１は、第１の空間Ｓ１との流体連通のためにメッシュ形態で配列された第１のメッシュホール部２４ａ及び第２の空間Ｓ２との流体連通のためにメッシュ形態で配列された第２のメッシュホール部２４ｂを備える。
排ガス流入口１１ｂを介してミッド－ケース１１ａの第１の空間Ｓ１に流入した排ガスは、第１のメッシュホール部２４ａを介してインナーケース２１内に流れ込み、中空糸膜２２の外表面と接触する。次いで、水分を奪われた排ガスは、第２のメッシュホール部２４ｂを介して第２の空間Ｓ２に抜け出した後、排ガス排出口１１ｃを介してミッド－ケース１１ａから排出される。このようなインナーケース２１を備えるカートリッジ２０は、ミッド－ケース１１ａに容易に組み立てられ得るだけでなく、容易に交替され得るという長所を有する。
このような従来のカートリッジ２０は、燃料電池スタックの出力量に関係なく、第１のメッシュホール部２４ａを介して常に一定の流量がインナーケース２１内部に流入して、場合によって過度な加湿が生じる恐れがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、燃料電池スタックから排出されてカートリッジ内部に流入する排ガスの流量を自動に調整できる自動流量調整カートリッジ及びこれを含む燃料電池膜加湿器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】

【0011】

本発明の実施形態に係る自動流量調整カートリッジは、
燃料電池スタックから排出された排ガスが流入する第１のメッシュホール部と、前記第１のメッシュホール部を介して流入した排ガスが水分交換した後、外部に排出される第２のメッシュホール部とが形成されたインナーケースと、前記インナーケースの一面で移動可能に形成され、排ガス流量によって前記第１のメッシュホール部に流入する排ガス流量を調整する流量調整部とを備える。

【0012】

本発明の実施形態に係る自動流量調整カートリッジにおいて、前記流量調整部は、前記インナーケースの一面に形成され、前記第１のメッシュホール部をなす少なくとも１つ以上のメッシュホールウィンドウを遮って排ガスが流入しないように遮断する遮断部材と、前記遮断部材の一面に形成され、排ガスの流量によって圧縮または伸長しながら前記遮断部材を移動させる調整部材とを備えることができる。

【0013】

本発明の実施形態に係る自動流量調整カートリッジにおいて、前記調整部材は、前記遮断部材の一側と所定角度で傾斜した形態で形成される加圧部材と、前記加圧部材に固定形成され、排ガス流量によって圧縮または伸長が可能な弾性部材とを備えることができる。
また、本発明の実施形態に係る燃料電池膜加湿器は、
ミッド－ケースと、前記ミッド－ケースと締め付けられるキャップと、前記ミッド－ケース内に配置され、複数の中空糸膜を収容する少なくとも１つのカートリッジとを備える。前記カートリッジは、燃料電池スタックから排出された排ガスが流入する第１のメッシュホール部と、前記第１のメッシュホール部を介して流入した排ガスが水分交換した後、外部に排出される第２のメッシュホール部とが形成されたインナーケースと、前記インナーケースの一面で移動可能に形成され、排ガス流量によって前記第１のメッシュホール部に流入する排ガス流量を調整する流量調整部とを備える。

【0014】

本発明の実施形態に係る燃料電池膜加湿器において、前記流量調整部は、前記インナーケースの一面に形成され、前記第１のメッシュホール部をなす少なくとも１つ以上のメッシュホールウィンドウを遮って排ガスが流入しないように遮断する遮断部材と、前記遮断部材の一面に形成され、排ガスの流量によって圧縮または伸長しながら前記遮断部材を移動させる調整部材とを備えることができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池膜加湿器において、前記調整部材は、前記遮断部材の一側と所定角度で傾斜した形態で形成される加圧部材と、前記加圧部材に固定形成され、排ガス流量によって圧縮または伸長が可能な弾性部材とを備えることができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池膜加湿器において、前記ミッド－ケースの内部空間を仕切る隔壁を備え、前記弾性部材の一端は、前記隔壁に固定され、他端は、前記加圧部材に固定されることができる。

【0015】

本発明の実施形態に係る燃料電池膜加湿器において、前記ミッド－ケースと前記カートリッジとの間に形成される樹脂層を備え、前記弾性部材の一端は、前記樹脂層に固定され、他端は、前記加圧部材に固定されることができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池膜加湿器において、前記ミッド－ケースと前記カートリッジとの間に形成されるガスケット組立体を備え、前記弾性部材の一端は、前記ガスケット組立体に固定され、他端は、前記加圧部材に固定されることができる。
その他、本発明の様々な側面による実現例等の具体的な事項は、以下の詳細な説明に含まれている。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、燃料電池スタックから排出されてカートリッジ内部に流入する排ガスの流量を自動に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】従来技術に係る燃料電池膜加湿器が示された分解斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ａ’ラインから眺めた断面図である。

【図3】図１のＢ－Ｂ’ラインから眺めた断面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る燃料電池膜加湿器が示された分解斜視図である。

【図5】図４のＡ－Ａ’ラインから眺めた断面図である。

【図6】図４のＢ－Ｂ’ラインから眺めた断面図である。

【図7】図４のＢ－Ｂ’ラインから眺めた断面図である。

【図8】流量調整部が示された斜視図である。

【図9】流量調整部の動作過程を説明するための平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明は、様々な変換を加えることができ、種々の実施形態を有することができるところ、特定実施形態を例示し、詳細な説明に詳細に説明しようとする。しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むことと理解されなければならない。

【0019】

本発明において使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、１つまたはそれ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないことと理解されるべきである。以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る燃料電池膜加湿器を説明する。

【0020】

図４は、本発明の一実施形態に係る燃料電池膜加湿器が示された分解斜視図であり、図５は、図４のＡ－Ａ’ラインから眺めた断面図であり、図６及び図７は、図４のＢ－Ｂ’ラインから眺めた断面図である。
図４～図７に示すように、本発明の一実施形態に係る燃料電池膜加湿器１００は、加湿モジュール１１０とキャップ１２０とを備える。
加湿モジュール１１０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を行う。キャップ１２０は、加湿モジュール１１０の両端に結合される。キャップ１２０のうち１つは、外部から供給される空気を加湿モジュール１１０に供給し、他の１つは、加湿モジュール１１０により加湿された空気を燃料電池スタックに供給する。

【0021】

加湿モジュール１１０は、排ガス流入口１１２と排ガス排出口１１３とを有するミッド－ケース１１１及びミッド－ケース１１１内に配置された少なくとも１つのカートリッジ２００を備える。このとき、カートリッジ２００には、燃料電池スタックから排出されてカートリッジ内部に流入する排ガスの流量を自動に調整できる流量調整部３００が設けられる。流量調整部３００については後述する。
ミッド－ケース１１１とキャップ１２０とは、各々独立的に硬質プラスチックや金属で形成されることができ、円形または多角形の幅方向断面を有することができる。円形は、楕円形を含み、多角形は、丸いコーナ（ｒｏｕｎｄｅｄ ｃｏｒｎｅｒ）を有する多角形を含む。例えば、硬質プラスチックは、ポリカーボネート、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などであることができる。ミッド－ケース１１１の内部空間は、隔壁（ｐａｒｔｉｔｉｏｎｓ）１１４により第１の空間Ｓ１と第２の空間Ｓ２とに仕切られることができる。
カートリッジ２００は、複数の中空糸膜２２０及びこれらを互いに固定させるポッティング部２３０を備えることができる。中空糸膜２２０の末端は、ポッティング部２３０に固定されることができる。

【0022】

また、カートリッジ２００は、インナーケース２１０をさらに備えることができる。インナーケース２１０は、各末端に開口（ｏｐｅｎｉｎｇ）を有し、中空糸膜２２０がその中に入っている。中空糸膜２２０の端部がポッティングされているポッティング部２３０は、インナーケース２１０の開口を閉鎖させる。
インナーケース２１０は、第１の空間Ｓ１との流体連通のためにメッシュ形態で配列された第１のメッシュホール部２４１及び第２の空間Ｓ２との流体連通のためにメッシュ形態で配列された第２のメッシュホール部２４２を備える。第１のメッシュホール部２４１及び第２のメッシュホール部２４２は、メッシュホール部２４０を構成する。
排ガス流入口１１２を介してミッド－ケース１１１の第１の空間Ｓ１に流入した排ガスは、第１のメッシュホール部２４１を介してインナーケース２１０内に流れ込み、中空糸膜２２０の外表面と接触する。次いで、水分を奪われた排ガスは、第２のメッシュホール部２４２を介して第２の空間Ｓ２に抜け出した後、排ガス排出口１１３を介してミッド－ケース１１１から排出される。このとき、第１のメッシュホール部２４１を介してインナーケース２１０内部に流入する排ガス流量は、流量調整部３００により自動に調整されることができる。

【0023】

中空糸膜２２０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ライド（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、またはこれらのうち、少なくとも２つ以上の混合物で形成された高分子膜を含むことができ、ポッティング部１１３は、ディップポッティング、遠心ポッティングなどのキャスティング方式によって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り形成されることができる。

【0024】

カートリッジ２００とミッド－ケース１１１との間には、樹脂層１１５が形成され、樹脂層１１５は、カートリッジ２００をミッド－ケース１１１に固定し、キャップ１２０の内部空間とミッド－ケース１１１の内部空間とを遮断する。設計によって、樹脂層１１５は、加湿モジュール１１０の各末端に機械的組立によって気密に結合されるガスケット組立体に代替されることができる。
図６に示すように、本発明の一実施形態に係るカートリッジ２００には、第１のメッシュホール部２４１を介してインナーケース２１０内部に流入する排ガス流量を自動に調整する流量調整部３００が形成される。流量調整部３００は、排ガス流量によってインナーケース２１０の一面で移動可能に形成されて、排ガス流量を自動に調整する。
図８に示すように、流量調整部３００は、遮断部材３１０と調整部材３２０とを備える。遮断部材３１０は、インナーケース２１０の一面に形成され、第１のメッシュホール部２４１をなす少なくとも１つ以上のメッシュホールウィンドウＷを遮って排ガスが流入しないように遮断する。遮断部材３１０は、インナーケース２１０の一面と対応する形状で形成されることができる。

【0025】

調整部材３２０は、遮断部材３１０の一面に固定形成される。調整部材３２０は、排ガスの流量によって圧縮または伸長しながら遮断部材３１０を移動させる。具体的に、調整部材３２０は、加圧部材３２１と弾性部材３２２とを備える。加圧部材３２１は、遮断部材３１０の一側（縦側または横側）と所定角度で傾斜した形態で形成され、遮断部材３１０の上面から所定高さで延長形成される。弾性部材３２２は、圧力によって圧縮／伸長が可能な部材で形成され、その一端は、隔壁１１４に固定され、他端は、加圧部材３２１に固定される。または、弾性部材３２２の一端は、樹脂層１１５またはガスケット組立体（図示せず）に固定され、他端は、加圧部材３２１に固定されることができる。
このように構成される流量調整部３００の動作について図９を参照して説明する。図９は、流量調整部３００の動作過程を示した平面図である。

【0026】

燃料電池スタックから排出された排ガスが排ガス流入口１１２を介して流入した後、ミッド－ケース１１１内部の第１の空間Ｓ１を流動しながら、第１のメッシュホール部２４１をなすメッシュホールウィンドウＷを介して中空糸膜が配置されたインナーケース２１０内部に流入する。このとき、排ガス流動Ｆの少なくとも一部は、遮断部材３１０の上面に形成された加圧部材３２１と衝突しながら加圧部材３２１を加圧するようになる。加圧により弾性部材３２２が圧縮され、これにより、加圧部材３２１は、隔壁１１４方向に移動するようになる。このとき、加圧部材３２１と固定形成された遮断部材３１０も共に移動するようになる。遮断部材３１０の移動により第１のメッシュホール部２４１をなすさらに多いメッシュホールウィンドウＷが開放される。（図６及び図７参照）

【0027】

燃料電池スタックから排出される排ガスの流量が大きい場合、排ガス流動Ｆは、加圧部材３２１を強く加圧して、相対的に多い数のメッシュホールウィンドウＷを開放させ、流量が小さい場合、排ガス流動Ｆは、加圧部材３２１を弱く加圧して、相対的に少ない数のメッシュホールウィンドウＷを開放させるようになる。したがって、流量調整部３００は、排ガス流量によってインナーケース２１０内部に流入する排ガス流量を自動に調整できるようになる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、または追加などによって本発明を様々に修正及び変更させ得るであろうし、これも本発明の権利範囲内に含まれるといえるであろう。

【符号の説明】

【0028】

１００：燃料電池膜加湿器
１１０：加湿モジュール １１１：ミッド－ケース
１１２：排ガス流入口 １１３：排ガス排出口
１１４：隔壁 １１５：樹脂層
２００：カートリッジ ２１０：インナーケース
２２０：中空糸膜 ２３０：ポッティング部
２４０：メッシュホール部
３００：流量調整部 ３１０：遮断部材
３２０：調整部材 ３２１：加圧部材
３２２：弾性部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】