知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2024-02-07
(54)【発明の名称】燃料電池用加湿器
(51)【国際特許分類】
H01M 8/04 20160101AFI20240131BHJP
H01M 8/04119 20160101ALI20240131BHJP
【ＦＩ】
H01M8/04 N
H01M8/04119
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023547145
(86)(22)【出願日】2022-03-03
(85)【翻訳文提出日】2023-08-02
(86)【国際出願番号】 KR2022002968
(87)【国際公開番号】W WO2022191496
(87)【国際公開日】2022-09-15
(31)【優先権主張番号】10-2021-0030627
(32)【優先日】2021-03-09
(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】オ ヨンソク
(72)【発明者】
【氏名】イ アルム
(72)【発明者】
【氏名】イ ジヨン
(72)【発明者】
【氏名】キム キョンジュ
【テーマコード（参考）】
5H127
【Ｆターム（参考）】
5H127AC03
5H127BA02
5H127BB02
5H127BB34
5H127BB35
5H127EE17
(57)【要約】
本発明は、稼動中である燃料電池スタックに凝縮水が流入することを防止できる燃料電池用加湿器に関するものであって、
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器は、
燃料電池スタックから排出された排ガスを流入する排ガス流入ポートと前記排ガスを排出するための排ガス排出ポートとを有するハウジングと、前記ハウジング内に配置された複数の中空糸膜とを備え、第１及び第２の末端を備えた加湿モジュールと、前記加湿モジュールで加湿された空気を前記燃料電池スタックに供給する空気排出ポートを有し、前記第１の末端に結合された第１のキャップと、前記外部から供給される空気を受け入れるための空気流入ポートを有し、前記第２の末端に結合された第２のキャップと、前記第１のキャップの内部空間で発生するか、前記中空糸膜から前記第１のキャップの内部空間に流入する凝縮水を、前記排ガスが流れる前記ハウジングの内部空間に伝達するためのバイパスチューブと、前記空気排出ポートから延びて形成され、前記加湿された空気を膨脹させて速度を遅らせながら凝縮水凝結を導く凝結誘導部とを備える。
【選択図】図３
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器は、
燃料電池スタックから排出された排ガスを流入する排ガス流入ポートと前記排ガスを排出するための排ガス排出ポートとを有するハウジングと、前記ハウジング内に配置された複数の中空糸膜とを備え、第１及び第２の末端を備えた加湿モジュールと、前記加湿モジュールで加湿された空気を前記燃料電池スタックに供給する空気排出ポートを有し、前記第１の末端に結合された第１のキャップと、前記外部から供給される空気を受け入れるための空気流入ポートを有し、前記第２の末端に結合された第２のキャップと、前記第１のキャップの内部空間で発生するか、前記中空糸膜から前記第１のキャップの内部空間に流入する凝縮水を、前記排ガスが流れる前記ハウジングの内部空間に伝達するためのバイパスチューブと、前記空気排出ポートから延びて形成され、前記加湿された空気を膨脹させて速度を遅らせながら凝縮水凝結を導く凝結誘導部とを備える。
【選択図】図３
【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を流入する排ガス流入ポートと前記排ガスを排出するための排ガス排出ポートとを有するハウジングと、前記ハウジング内に配置された複数の中空糸膜とを備え、第１及び第２の末端を備えた加湿モジュールと、前記加湿モジュールで加湿された空気を前記燃料電池スタックに供給する空気排出ポートを有し、前記第１の末端に結合された第１のキャップと、
前記外部から供給される空気を受け入れるための空気流入ポートを有し、前記第２の末端に結合された第２のキャップと、
前記第１のキャップの内部空間で発生するか、前記中空糸膜から前記第１のキャップの内部空間に流入する凝縮水を、前記排ガスが流れる前記ハウジングの内部空間に伝達するためのバイパスチューブと、
前記空気排出ポートから延びて形成され、前記加湿された空気を膨脹させて速度を遅らせながら凝縮水凝結を導く凝結誘導部と、
を備える燃料電池用加湿器。
【請求項2】
前記凝結誘導部は、前記空気排出ポートの直径より大きい直径を有する中空型構造物である請求項１に記載の燃料電池用加湿器。
【請求項3】
前記凝結誘導部は、前記空気排出ポートの断面積より大きい断面積を有する中空型構造物である請求項１に記載の燃料電池用加湿器。
【請求項4】
前記空気排出ポート及び前記凝結誘導部は、前記燃料電池スタック方向に予め設定された角度で傾斜して形成される請求項１に記載の燃料電池用加湿器。
【請求項5】
前記空気排出ポート内には、凝縮水が前記空気排出ポートを介して前記燃料電池スタックに伝達されることを防止するためのリブが形成される請求項１～４のいずれか１項に記載の燃料電池用加湿器。
【請求項6】
前記凝結誘導部は、前記リブの後端に形成され、前記リブにより除去できなかった凝縮水を凝結誘導して除去する請求項５に記載の燃料電池用加湿器。
【請求項7】
前記空気排出ポートの内面には、前記凝縮水に螺旋形経路を提供するネジ山が形成される請求項１～４のいずれか１項に記載の燃料電池用加湿器。
【請求項8】
前記凝結誘導部は、前記ネジ山の後端に形成され、前記ネジ山により除去できなかった凝縮水を凝結誘導して除去する請求項７に記載の燃料電池用加湿器。
【請求項9】
前記バイパスチューブは、前記第１のキャップに固定された第１のチューブと、前記加湿モジュールに固定された第２のチューブとを備え、前記第１及び第２のチューブは、分離可能に結合される請求項１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、燃料電池用加湿器に関し、より具体的には、稼動中である燃料電池スタックに凝縮水が流入することを防止できる燃料電池用加湿器に関する。
【背景技術】
【0002】
燃料電池は、燃料である水素を空気中の酸素と反応させて水を生成しながら電気を発生させる装置である。高純度の水素が水素貯蔵タンクから燃料電池用スタックの燃料極（ａｎｏｄｅ）に供給され、ブロワーのような空気供給装置を介して大気中の空気が燃料電池用スタックの空気極（ｃａｔｈｏｄｅ）に供給される。
燃料電池用スタックの燃料極に供給された水素は、水素イオンと電子とに分離される。水素イオンは、燃料極と空気極との間の高分子電解質膜を介して空気極へと移動し、電子は、外部導線を介して空気極へと移動する。燃料電池用スタックの空気極に供給された酸素が電子及び水素イオンと結合して水を生成しつつ電気エネルギーを発生させる。
燃料電池用スタックの高分子電解質膜のイオン伝導度が高いほど、水素イオンが燃料極から空気極によりよく伝達され得る。高分子電解質膜のイオン伝導度は、含水率と密接な関連がある。すなわち、高分子電解質膜が十分に濡れているほど、水素イオンが燃料極から空気極によりよく伝達され得る。
したがって、燃料電池が稼動するとき、高分子電解質膜に水分を供給し続けることで、含水率を一定水準以上に維持させることにより、燃料電池の発電効率が急激に低下することを防止する必要がある。このような目的として、燃料電池用スタックの空気極に供給される空気に水分を提供できる加湿器が採択される。
燃料電池用加湿器は、外部から供給される空気をスタックの空気極から排出される排ガス内の水分で加湿し、このように加湿された空気をスタックの空気極に供給する。
加湿された空気が加湿器の物理的構造（例えば、加湿のための中空糸膜、加湿された空気が流れる通路構造等）と接触することにより加湿器内で凝縮水が必ず生じる。稼動中である燃料電池スタックに凝縮水が流入すれば、発電効率の低下を引き起こす。したがって、稼動中である燃料電池スタックに凝縮水が流入することを防止するための手段が講じられなければならない。
燃料電池用スタックの燃料極に供給された水素は、水素イオンと電子とに分離される。水素イオンは、燃料極と空気極との間の高分子電解質膜を介して空気極へと移動し、電子は、外部導線を介して空気極へと移動する。燃料電池用スタックの空気極に供給された酸素が電子及び水素イオンと結合して水を生成しつつ電気エネルギーを発生させる。
燃料電池用スタックの高分子電解質膜のイオン伝導度が高いほど、水素イオンが燃料極から空気極によりよく伝達され得る。高分子電解質膜のイオン伝導度は、含水率と密接な関連がある。すなわち、高分子電解質膜が十分に濡れているほど、水素イオンが燃料極から空気極によりよく伝達され得る。
したがって、燃料電池が稼動するとき、高分子電解質膜に水分を供給し続けることで、含水率を一定水準以上に維持させることにより、燃料電池の発電効率が急激に低下することを防止する必要がある。このような目的として、燃料電池用スタックの空気極に供給される空気に水分を提供できる加湿器が採択される。
燃料電池用加湿器は、外部から供給される空気をスタックの空気極から排出される排ガス内の水分で加湿し、このように加湿された空気をスタックの空気極に供給する。
加湿された空気が加湿器の物理的構造（例えば、加湿のための中空糸膜、加湿された空気が流れる通路構造等）と接触することにより加湿器内で凝縮水が必ず生じる。稼動中である燃料電池スタックに凝縮水が流入すれば、発電効率の低下を引き起こす。したがって、稼動中である燃料電池スタックに凝縮水が流入することを防止するための手段が講じられなければならない。
【0003】
米国特許ＵＳ７，２６４，２３３（以下、「２３３特許」）は、加湿された空気が流れるダウンストリームヘッダ（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｈｅａｄ）３内部の下部領域（ｌｉｑｕｉｄ ｐｏｏｌ ａｒｅａ）３３に溜まる凝縮水を排ガスが流れる引入マニホールド（ｌｅａｄ－ｉｎ ｍａｎｉｆｏｌｄ）５に伝達することができる加湿器１を開示している。このために、「２３３特許」の加湿器１は、凝縮水が溜まる下部領域（ｌｉｑｕｉｄ ｐｏｏｌ ａｒｅａ）３３と引入マニホールド５とを連結するコミュニケイティングチューブ（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ ｔｕｂｅ）６を備える。すなわち、凝縮水が重力により落下してダウンストリームヘッド３内部の下部領域（「ｌｉｑｕｉｄ ｐｏｏｌ ａｒｅａ」と称される）３３に必ず溜まるということを前提とする。
しかし、「２３３特許」は、（ｉ）加湿が行われる中空糸膜４２内でも凝縮水が発生するという点、及び（ｉｉ）低電流モードから高電流モードに切り換えることで、急に外部空気が高圧で供給されるとき、中空糸膜４２内に溜まっていた凝縮水が高圧空気とともに中空糸膜４２から吐出された後、ダウンストリームヘッド３内部の下部領域を経ずに直ちに加湿器１から排出されて燃料電池スタックに流入するという点を見逃している。すなわち、「２３３特許」は、稼動中である燃料電池スタックに相当量の凝縮水が依然として流入せざるを得ず、それによる発電効率の低下を防止できない。
また、ダウンストリームヘッド３上に形成された「２３３特許」の伝達通路６は、外部に露出されているため、酷く寒い環境で凝縮水がコミュニケイティングチューブ６内で結氷される危険が大きい。このようなコミュニケイティングチューブ６内での凝縮水結氷は、ダウンストリームヘッド３内部の下部領域（ｌｉｑｕｉｄ ｐｏｏｌ ａｒｅａ）３３に溜まった凝縮水がコミュニケイティングチューブ６を介して下部領域（ｌｉｑｕｉｄ ｐｏｏｌ ａｒｅａ）３３から抜け出すことを妨害し、その結果、凝縮水が燃料電池スタックに流入して発電効率低下を引き起こす。
しかし、「２３３特許」は、（ｉ）加湿が行われる中空糸膜４２内でも凝縮水が発生するという点、及び（ｉｉ）低電流モードから高電流モードに切り換えることで、急に外部空気が高圧で供給されるとき、中空糸膜４２内に溜まっていた凝縮水が高圧空気とともに中空糸膜４２から吐出された後、ダウンストリームヘッド３内部の下部領域を経ずに直ちに加湿器１から排出されて燃料電池スタックに流入するという点を見逃している。すなわち、「２３３特許」は、稼動中である燃料電池スタックに相当量の凝縮水が依然として流入せざるを得ず、それによる発電効率の低下を防止できない。
また、ダウンストリームヘッド３上に形成された「２３３特許」の伝達通路６は、外部に露出されているため、酷く寒い環境で凝縮水がコミュニケイティングチューブ６内で結氷される危険が大きい。このようなコミュニケイティングチューブ６内での凝縮水結氷は、ダウンストリームヘッド３内部の下部領域（ｌｉｑｕｉｄ ｐｏｏｌ ａｒｅａ）３３に溜まった凝縮水がコミュニケイティングチューブ６を介して下部領域（ｌｉｑｕｉｄ ｐｏｏｌ ａｒｅａ）３３から抜け出すことを妨害し、その結果、凝縮水が燃料電池スタックに流入して発電効率低下を引き起こす。
【0004】
一方、米国特許ＵＳ７，２６４，２３３の問題点を補完した韓国公開特許２０１８－０１０９１０８号（以下、「１０８特許」）が開示されたことがある。「１０８特許」は、燃料電池スタック側の第１のキャップで生成されるか、第１のキャップに流入した凝縮水を排ガスが流れるハウジングの内部空間に伝達するためのバイパスチューブ及び凝縮水が空気排出ポートを介して燃料電池スタックに伝達されることを防止するために、空気排出ポート内に提供されたリブ（ｒｉｂ）またはリブに代えることができるネジ山構造を提示している。
「１０８特許」によれば、燃料電池スタックに流入する加湿された空気中に含有された凝縮水の一部は、リブ（または、ネジ山構造）により除去されることができるが、リブ（または、ネジ山構造）近傍を通過しない加湿された空気に含有された凝縮水は除去できないという限界がある。すなわち、燃料電池スタックに流れる加湿された空気中で空気排出ポートの内周面と隣接した部分を流れる加湿された空気に含有された凝縮水は除去できるが、空気排出ポートの中央部分を流れる加湿された空気に含有された凝縮水は除去できないという限界がある。
「１０８特許」によれば、燃料電池スタックに流入する加湿された空気中に含有された凝縮水の一部は、リブ（または、ネジ山構造）により除去されることができるが、リブ（または、ネジ山構造）近傍を通過しない加湿された空気に含有された凝縮水は除去できないという限界がある。すなわち、燃料電池スタックに流れる加湿された空気中で空気排出ポートの内周面と隣接した部分を流れる加湿された空気に含有された凝縮水は除去できるが、空気排出ポートの中央部分を流れる加湿された空気に含有された凝縮水は除去できないという限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記のような関連技術の制限及び短所に起因した問題点を防止できる燃料電池用加湿器に関するものであって、稼動中である燃料電池スタックに凝縮水が流入することを防止できる燃料電池用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】
【0006】
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器は、
燃料電池スタックから排出された排ガスを流入する排ガス流入ポートと前記排ガスを排出するための排ガス排出ポートとを有するハウジングと、前記ハウジング内に配置された複数の中空糸膜とを備え、第１及び第２の末端を備えた加湿モジュールと、前記加湿モジュールで加湿された空気を前記燃料電池スタックに供給する空気排出ポートを有し、前記第１の末端に結合された第１のキャップと、前記外部から供給される空気を受け入れるための空気流入ポートを有し、前記第２の末端に結合された第２のキャップと、前記第１のキャップの内部空間で発生するか、前記中空糸膜から前記第１のキャップの内部空間に流入する凝縮水を、前記排ガスが流れる前記ハウジングの内部空間に伝達するためのバイパスチューブと、前記空気排出ポートから延びて形成され、前記加湿された空気を膨脹させて速度を遅らせながら凝縮水凝結を導く凝結誘導部とを備える。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記凝結誘導部は、前記空気排出ポートの直径より大きい直径を有する中空型構造物であることができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記凝結誘導部は、前記空気排出ポートの断面積より大きい断面積を有する中空型構造物であることができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記空気排出ポート及び前記凝結誘導部は、前記燃料電池スタック方向に予め設定された角度で傾斜して形成されることができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記空気排出ポート内には、凝縮水が前記空気排出ポートを介して前記燃料電池スタックに伝達されることを防止するためのリブが形成され得る。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記凝結誘導部は、前記リブの後端に形成され、前記リブにより除去できなかった凝縮水を凝結誘導して除去することができる。
燃料電池スタックから排出された排ガスを流入する排ガス流入ポートと前記排ガスを排出するための排ガス排出ポートとを有するハウジングと、前記ハウジング内に配置された複数の中空糸膜とを備え、第１及び第２の末端を備えた加湿モジュールと、前記加湿モジュールで加湿された空気を前記燃料電池スタックに供給する空気排出ポートを有し、前記第１の末端に結合された第１のキャップと、前記外部から供給される空気を受け入れるための空気流入ポートを有し、前記第２の末端に結合された第２のキャップと、前記第１のキャップの内部空間で発生するか、前記中空糸膜から前記第１のキャップの内部空間に流入する凝縮水を、前記排ガスが流れる前記ハウジングの内部空間に伝達するためのバイパスチューブと、前記空気排出ポートから延びて形成され、前記加湿された空気を膨脹させて速度を遅らせながら凝縮水凝結を導く凝結誘導部とを備える。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記凝結誘導部は、前記空気排出ポートの直径より大きい直径を有する中空型構造物であることができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記凝結誘導部は、前記空気排出ポートの断面積より大きい断面積を有する中空型構造物であることができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記空気排出ポート及び前記凝結誘導部は、前記燃料電池スタック方向に予め設定された角度で傾斜して形成されることができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記空気排出ポート内には、凝縮水が前記空気排出ポートを介して前記燃料電池スタックに伝達されることを防止するためのリブが形成され得る。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記凝結誘導部は、前記リブの後端に形成され、前記リブにより除去できなかった凝縮水を凝結誘導して除去することができる。
【0007】
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記空気排出ポートの内面には、前記凝縮水に螺旋形経路を提供するネジ山が形成され得る。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記凝結誘導部は、前記ネジ山の後端に形成され、前記ネジ山により除去できなかった凝縮水を凝結誘導して除去することができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記バイパスチューブは、前記第１のキャップに固定された第１のチューブと、前記加湿モジュールに固定された第２のチューブとを備え、前記第１及び第２のチューブは、分離可能に結合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。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記凝結誘導部は、前記ネジ山の後端に形成され、前記ネジ山により除去できなかった凝縮水を凝結誘導して除去することができる。
本発明の実施形態に係る燃料電池用加湿器において、前記バイパスチューブは、前記第１のキャップに固定された第１のチューブと、前記加湿モジュールに固定された第２のチューブとを備え、前記第１及び第２のチューブは、分離可能に結合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】
【0008】
本発明の実施形態によれば、稼動中である燃料電池スタックに凝縮水が流入することを防止できるようになり、燃料電池スタックへの凝縮水流入による発電効率低下を防止できる。
また、本発明の一構成である凝結誘導部は、加湿された空気の相対湿度を高めて空気排出ポートの中央部分を流れる加湿された空気に含有された凝縮水を除去できるようになり、燃料電池スタックへの凝縮水流入による発電効率低下をより効果的に防止することができる。
また、本発明の一構成である凝結誘導部は、加湿された空気の相対湿度を高めて空気排出ポートの中央部分を流れる加湿された空気に含有された凝縮水を除去できるようになり、燃料電池スタックへの凝縮水流入による発電効率低下をより効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の第１実施形態に係る燃料電池用加湿器の断面図である。
【図2】本発明の第２実施形態に係る燃料電池用加湿器の断面図である。
【図3】本発明の第３実施形態に係る燃料電池用加湿器の一部が示された断面図である。
【図4】バイパスチューブの代案的な実施形態が示された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
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用加湿器を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池用加湿器の断面図であり、図２は、本発明の第２実施形態に係る燃料電池用加湿器の断面図であり、図３は、本発明の第３実施形態に係る燃料電池用加湿器の一部が示された断面図であり、図４は、バイパスチューブの代案的な実施形態が示された断面図である。
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用加湿器を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る燃料電池用加湿器の断面図であり、図２は、本発明の第２実施形態に係る燃料電池用加湿器の断面図であり、図３は、本発明の第３実施形態に係る燃料電池用加湿器の一部が示された断面図であり、図４は、バイパスチューブの代案的な実施形態が示された断面図である。
【0011】
本発明の燃料電池用加湿器１００は、外部から供給される空気を燃料電池スタックＳから排出される排ガス（ｏｆｆ－ｇａｓ）内の水分（ｍｏｉｓｔｕｒｅ）で加湿し、加湿された空気を燃料電池スタックＳに供給する装置である。
図１に示されたように、本発明の加湿器１００は、第１及び第２の末端１１０ａ、１１０ｂを有する加湿モジュール１１０、加湿された空気を燃料電池スタックＳに供給するための空気排出ポートＯＰ１を有し、第１の末端１１０ａに結合された第１のキャップ１２０、及び外部から供給される空気を受け入れるための空気流入ポートＩＰ１を有し、第２の末端１１０ｂに結合された第２のキャップ１３０を備える。
加湿モジュール１１０は、ハウジング１１１及びハウジング１１１内に配置された複数の中空糸膜１１２を備える。ハウジング１１１は、燃料電池スタックＳから排ガスを受け入れるための排ガス流入ポートＩＰ２及び排ガスを排出するための排ガス排出ポートＯＰ２を有する。
図１に示されたように、本発明の一実施形態に係るハウジング１１１は、中空糸膜１１２が入っている第１のハウジング１１１ａ、及び第１のハウジング１１１ａを囲み、排ガス流入ポートＩＰ２及び排ガス排出ポートＯＰ２を有する第２のハウジング１１１ｂを備え、第１のハウジング１１１ａは、排ガス流入ポートＩＰ２に対応する第１のグループの開口Ｈ１及び排ガス排出ポートＯＰ２に対応する第２のグループの開口Ｈ２を有する。
中空糸膜１１２の両末端は、第１のハウジング１１１ａの両末端内に各々形成されている第１の固定層１１３に各々ポッティングされており、第１のハウジング１１１ａの両末端は、第２の固定層１１４を介して第２のハウジング１１１ｂの両末端に各々固定されている。第２の固定層１１４は、機械的に組立を介して第１のハウジング１１１ａと第２のハウジング１１１ｂとの間を気密に結合するガスケット組立体であることができる。
図１に示されたように、本発明の加湿器１００は、第１及び第２の末端１１０ａ、１１０ｂを有する加湿モジュール１１０、加湿された空気を燃料電池スタックＳに供給するための空気排出ポートＯＰ１を有し、第１の末端１１０ａに結合された第１のキャップ１２０、及び外部から供給される空気を受け入れるための空気流入ポートＩＰ１を有し、第２の末端１１０ｂに結合された第２のキャップ１３０を備える。
加湿モジュール１１０は、ハウジング１１１及びハウジング１１１内に配置された複数の中空糸膜１１２を備える。ハウジング１１１は、燃料電池スタックＳから排ガスを受け入れるための排ガス流入ポートＩＰ２及び排ガスを排出するための排ガス排出ポートＯＰ２を有する。
図１に示されたように、本発明の一実施形態に係るハウジング１１１は、中空糸膜１１２が入っている第１のハウジング１１１ａ、及び第１のハウジング１１１ａを囲み、排ガス流入ポートＩＰ２及び排ガス排出ポートＯＰ２を有する第２のハウジング１１１ｂを備え、第１のハウジング１１１ａは、排ガス流入ポートＩＰ２に対応する第１のグループの開口Ｈ１及び排ガス排出ポートＯＰ２に対応する第２のグループの開口Ｈ２を有する。
中空糸膜１１２の両末端は、第１のハウジング１１１ａの両末端内に各々形成されている第１の固定層１１３に各々ポッティングされており、第１のハウジング１１１ａの両末端は、第２の固定層１１４を介して第２のハウジング１１１ｂの両末端に各々固定されている。第２の固定層１１４は、機械的に組立を介して第１のハウジング１１１ａと第２のハウジング１１１ｂとの間を気密に結合するガスケット組立体であることができる。
【0012】
代案的に、本発明のハウジング１１１は、中空糸膜１１２が入っている単一ハウジング（ｓｉｎｇｌｅ ｈｏｕｓｉｎｇ）であることができる。この場合、中空糸膜１１２の両末端は、単一ハウジングの両末端内に各々形成される固定層に各々ポッティングされることができる。
本発明の他の実施形態によれば、中空糸膜１１２は、２つ以上の中空糸膜束を含むことができ、ハウジング１１１は、２つ以上の中空糸膜束が各々入っている２つ以上の第１のハウジング１１１ａ、及び第１のハウジング１１１ａを囲み、排ガス流入ポートＩＰ２及び排ガス排出ポートＯＰ２を有する第２のハウジング１１１ｂを備えることができ、第１のハウジング１１１ａの各々は、排ガス流入ポートＩＰ２に対応する第１のグループの開口Ｈ１及び排ガス排出ポートＯＰ２に対応する第２のグループの開口Ｈ２を有することができる。
本発明によれば、第１のキャップ１２０の内部空間と第２のキャップ１３０の内部空間とは、中空糸膜１１２の中空（ｌｕｍｅｎｓ）を介してのみ互いに流体連通する。第１のキャップ１２０の内部空間は、第１のキャップ１２０の内面と加湿モジュール１１０の第１の末端１１０ａにより画定され、第２のキャップ１３０の内部空間は、第２のキャップ１３０の内面と加湿モジュール１１０の第２の末端１１０ｂにより画定される。
排ガス流入ポートＩＰ２を介してハウジング１１１内に流入する排ガスは、ハウジング１１１の内部空間内で流れながら中空糸膜１１２と接触した後、排ガス排出ポートＯＰ２を介してハウジング１１１の外へ排出される。
本発明の他の実施形態によれば、中空糸膜１１２は、２つ以上の中空糸膜束を含むことができ、ハウジング１１１は、２つ以上の中空糸膜束が各々入っている２つ以上の第１のハウジング１１１ａ、及び第１のハウジング１１１ａを囲み、排ガス流入ポートＩＰ２及び排ガス排出ポートＯＰ２を有する第２のハウジング１１１ｂを備えることができ、第１のハウジング１１１ａの各々は、排ガス流入ポートＩＰ２に対応する第１のグループの開口Ｈ１及び排ガス排出ポートＯＰ２に対応する第２のグループの開口Ｈ２を有することができる。
本発明によれば、第１のキャップ１２０の内部空間と第２のキャップ１３０の内部空間とは、中空糸膜１１２の中空（ｌｕｍｅｎｓ）を介してのみ互いに流体連通する。第１のキャップ１２０の内部空間は、第１のキャップ１２０の内面と加湿モジュール１１０の第１の末端１１０ａにより画定され、第２のキャップ１３０の内部空間は、第２のキャップ１３０の内面と加湿モジュール１１０の第２の末端１１０ｂにより画定される。
排ガス流入ポートＩＰ２を介してハウジング１１１内に流入する排ガスは、ハウジング１１１の内部空間内で流れながら中空糸膜１１２と接触した後、排ガス排出ポートＯＰ２を介してハウジング１１１の外へ排出される。
【0013】
空気流入ポートＩＰ１を介して外部から第２のキャップ１３０の内部空間に流入した空気は、中空糸膜１１２の中空を介して第１のキャップ１２０の内部空間に流れ込んだ後、空気排出ポートＯＰ１を介して燃料電池スタックＳに供給される。
空気が中空糸膜１１２の中空に沿って流れるとき、ハウジング１１１の内部空間を流れる排ガス内に含有された水分が中空糸膜１１２を通過して空気に伝達されることによって空気が加湿され、このように加湿された空気が第１のキャップ１２０の内部空間に流れ込んだ後、空気排出ポートＯＰ１を介して燃料電池スタックＳに供給される。
前述したように、加湿された空気が中空糸膜１１２の中空内でまたは第１のキャップ１２０の内部空間内で凝結されることによって発生する凝縮水が燃料電池スタックＳに流入することを防止しなければならない。このために、図１に示されたように、本発明の燃料電池用加湿器１００は、バイパスチューブ１４０と凝結誘導部１５０とをさらに備える。
バイパスチューブ１４０は、第１のキャップ１２０の内部空間で発生するか、中空糸膜１１２から第１のキャップ１２０の内部空間に流入する凝縮水を排ガスが流れるハウジング１１１の内部空間に伝達する。
本発明によれば、バイパスチューブ１４０の一端は、空気排出ポートＯＰ１内に位置し、バイパスチューブ１４０の他端は、ハウジング１１１の内部空間（すなわち、排ガスが流れる空間）内に位置する。空気排出ポートＯＰ１に入る凝縮水が気圧差によりバイパスチューブ１４０に沿ってハウジング１１１の内部空間に流れるようになる。
第１のキャップ１２０の内部空間で発生するか、中空糸膜１１２から第１のキャップ１２０の内部空間に流入する凝縮水が燃料電池スタックに移動するために、第１のキャップ１２０の空気排出ポートＯＰ１を通過するので、バイパスチューブ１４０の一端を空気排出ポートＯＰ１内に位置させることで、加湿された空気の凝結のために発生する凝縮水が燃料電池スタックに流入することを１次的に防止することができる。
空気が中空糸膜１１２の中空に沿って流れるとき、ハウジング１１１の内部空間を流れる排ガス内に含有された水分が中空糸膜１１２を通過して空気に伝達されることによって空気が加湿され、このように加湿された空気が第１のキャップ１２０の内部空間に流れ込んだ後、空気排出ポートＯＰ１を介して燃料電池スタックＳに供給される。
前述したように、加湿された空気が中空糸膜１１２の中空内でまたは第１のキャップ１２０の内部空間内で凝結されることによって発生する凝縮水が燃料電池スタックＳに流入することを防止しなければならない。このために、図１に示されたように、本発明の燃料電池用加湿器１００は、バイパスチューブ１４０と凝結誘導部１５０とをさらに備える。
バイパスチューブ１４０は、第１のキャップ１２０の内部空間で発生するか、中空糸膜１１２から第１のキャップ１２０の内部空間に流入する凝縮水を排ガスが流れるハウジング１１１の内部空間に伝達する。
本発明によれば、バイパスチューブ１４０の一端は、空気排出ポートＯＰ１内に位置し、バイパスチューブ１４０の他端は、ハウジング１１１の内部空間（すなわち、排ガスが流れる空間）内に位置する。空気排出ポートＯＰ１に入る凝縮水が気圧差によりバイパスチューブ１４０に沿ってハウジング１１１の内部空間に流れるようになる。
第１のキャップ１２０の内部空間で発生するか、中空糸膜１１２から第１のキャップ１２０の内部空間に流入する凝縮水が燃料電池スタックに移動するために、第１のキャップ１２０の空気排出ポートＯＰ１を通過するので、バイパスチューブ１４０の一端を空気排出ポートＯＰ１内に位置させることで、加湿された空気の凝結のために発生する凝縮水が燃料電池スタックに流入することを１次的に防止することができる。
【0014】
バイパスチューブ１４０の位置は、特別に限定されるものではないが、図１に示されたように、バイパスチューブ１４０が外部へ露出されないように第１のキャップ１２０の内部空間及びハウジング１１１の内部空間に配置されることができる。バイパスチューブ１４０が外部へ露出されなければ、寒い環境でもバイパスチューブ１４０内で凝縮水が結氷されることが防止され得る。したがって、バイパスチューブ１４０内での凝縮水結氷のため、凝縮水がバイパスできず、燃料電池スタックに流入することが防止され得る。
図１に示されたように、凝縮水が空気排出ポートＯＰ１を介して燃料電池スタックに伝達されることを防止するためのリブ（ｒｉｂ）１２１が空気排出ポートＯＰ１内に提供され得る。リブ１２１は、空気排出ポートＯＰ１に入った凝縮水の一部が燃料電池スタックに向かって流れることを防止する。リブ１２１により流れが阻止された凝縮水は、リブ１２１の下に溜まるようになる。したがって、図１に示されたように、バイパスチューブ１４０の一端は、リブ１２１に隣接して位置することができる。すなわち、第１のキャップ１２０の本体と空気排出ポートＯＰ１の境界部と第１のリブ１２１との間にバイパスチューブ１４０の一端が位置しうる。
前述したように、燃料電池スタックに流入する加湿された空気中に含有された凝縮水の一部は、リブ１２１により除去されることができるが、リブ１２１近傍を通過しない加湿された空気に含有された凝縮水は除去できないという限界がある。
図１に示されたように、凝縮水が空気排出ポートＯＰ１を介して燃料電池スタックに伝達されることを防止するためのリブ（ｒｉｂ）１２１が空気排出ポートＯＰ１内に提供され得る。リブ１２１は、空気排出ポートＯＰ１に入った凝縮水の一部が燃料電池スタックに向かって流れることを防止する。リブ１２１により流れが阻止された凝縮水は、リブ１２１の下に溜まるようになる。したがって、図１に示されたように、バイパスチューブ１４０の一端は、リブ１２１に隣接して位置することができる。すなわち、第１のキャップ１２０の本体と空気排出ポートＯＰ１の境界部と第１のリブ１２１との間にバイパスチューブ１４０の一端が位置しうる。
前述したように、燃料電池スタックに流入する加湿された空気中に含有された凝縮水の一部は、リブ１２１により除去されることができるが、リブ１２１近傍を通過しない加湿された空気に含有された凝縮水は除去できないという限界がある。
【0015】
これにより、本発明の第１実施形態では、リブ１２１後端に形成され、加湿された空気を瞬間的に膨脹させて速度を遅らせながら凝縮水凝結を導くことができる凝結誘導部１５０をさらに備える。
凝結誘導部１５０は、空気排出ポートＯＰ１から延びて形成され、空気排出ポートＯＰ１の直径（または、断面積）より大きい直径（または、断面積）を有する中空型構造物であることができる。凝結誘導部１５０は、空気排出ポートＯＰ１の直径より大きい直径を有するアーク状構造物であることができる。もちろん、凝結誘導部１５０の形状は、これに限定されるものではなく、いかなる形状であっても構わないが、その直径または断面積が空気排出ポートＯＰ１の直径または断面積より大きいものであれば十分である。以下の説明において、「直径」だけを言及するか、「断面積」だけを言及するとき、全て「直径または断面積」を意味することができる。
凝結誘導部１５０は、燃料電池スタックＳに流入する加湿された空気の急な断熱膨脹を導き、加湿された空気が有する固有のエネルギーを仕事の形態に使用させて、エネルギー第１法則によって温度が低くなるようにする。加湿された空気の温度が低くなると、当該温度での飽和湿度が低くなり、これにより、相対湿度は上昇するようになる。高まった相対湿度のため、凝結された加湿された空気の一部は、加湿された空気に含有された凝縮水を凝結核として大きくなりつつ、落下して凝結誘導部１５０の底面に溜まるようになる。
このように、凝結誘導部１５０は、加湿された空気の相対湿度を高めて空気排出ポートＯＰ１の中央部分を流れる加湿された空気に含有された凝縮水を除去できるようになる。
一方、凝結誘導部１５０の底面に凝縮水が溜まった状態のままにしておくと、凝結誘導部１５０の実質的な流動断面積が減るようになり、断熱膨脹の大きさが減り得るので、凝結誘導部１５０が元々設計された断面積を維持することが好ましい。
凝結誘導部１５０は、空気排出ポートＯＰ１から延びて形成され、空気排出ポートＯＰ１の直径（または、断面積）より大きい直径（または、断面積）を有する中空型構造物であることができる。凝結誘導部１５０は、空気排出ポートＯＰ１の直径より大きい直径を有するアーク状構造物であることができる。もちろん、凝結誘導部１５０の形状は、これに限定されるものではなく、いかなる形状であっても構わないが、その直径または断面積が空気排出ポートＯＰ１の直径または断面積より大きいものであれば十分である。以下の説明において、「直径」だけを言及するか、「断面積」だけを言及するとき、全て「直径または断面積」を意味することができる。
凝結誘導部１５０は、燃料電池スタックＳに流入する加湿された空気の急な断熱膨脹を導き、加湿された空気が有する固有のエネルギーを仕事の形態に使用させて、エネルギー第１法則によって温度が低くなるようにする。加湿された空気の温度が低くなると、当該温度での飽和湿度が低くなり、これにより、相対湿度は上昇するようになる。高まった相対湿度のため、凝結された加湿された空気の一部は、加湿された空気に含有された凝縮水を凝結核として大きくなりつつ、落下して凝結誘導部１５０の底面に溜まるようになる。
このように、凝結誘導部１５０は、加湿された空気の相対湿度を高めて空気排出ポートＯＰ１の中央部分を流れる加湿された空気に含有された凝縮水を除去できるようになる。
一方、凝結誘導部１５０の底面に凝縮水が溜まった状態のままにしておくと、凝結誘導部１５０の実質的な流動断面積が減るようになり、断熱膨脹の大きさが減り得るので、凝結誘導部１５０が元々設計された断面積を維持することが好ましい。
【0016】
これにより、図２に示されたように、本発明の第２実施形態に係る第１のキャップ１２０の空気排出ポートＯＰ１は、燃料電池スタックＳ方向に予め設定された角度で傾斜して形成されることができる。凝結誘導部１５０は、空気排出ポートＯＰ１から延びて形成され、その中心軸は、空気排出ポートＯＰ１と同様に燃料電池スタックＳ方向に予め設定された角度で傾斜して形成されることができる。
図２のように、空気排出ポートＯＰ１及び凝結誘導部１５０が燃料電池スタックＳ方向に予め設定された角度で傾斜して形成されることにより、凝結誘導部１５０の底面に凝縮水が溜まることを解消できるようになる。
凝結誘導部１５０で凝結された凝縮水は、空気排出ポートＯＰ１に沿って降り、圧力差によりバイパスチューブ１４０を介してハウジング１１１の内部空間に流れるようになる。
一方、凝縮水の流れを阻止できるためには、リブ１２１がある程度以上の大きさを有することが要求されるだけでなく、加湿された空気の流れに垂直な面を有するので、加湿された空気の流れに過剰な抵抗がかかり、燃料電池の発電効率が低下する恐れがある。
これを解消するために、図３に示されたように、本発明の第３実施形態に係る第１のキャップ１２０は、空気排出ポートＯＰ１の内面上に形成されたネジ山（ｓｃｒｅｗ ｔｈｒｅａｄ）１２２を備えることができる。ネジ山１２２は、空気排出ポートＯＰ１に流入する凝縮水に螺旋形経路（ｓｐｉｒａｌ ｐａｔｈ）を提供する。
図２のように、空気排出ポートＯＰ１及び凝結誘導部１５０が燃料電池スタックＳ方向に予め設定された角度で傾斜して形成されることにより、凝結誘導部１５０の底面に凝縮水が溜まることを解消できるようになる。
凝結誘導部１５０で凝結された凝縮水は、空気排出ポートＯＰ１に沿って降り、圧力差によりバイパスチューブ１４０を介してハウジング１１１の内部空間に流れるようになる。
一方、凝縮水の流れを阻止できるためには、リブ１２１がある程度以上の大きさを有することが要求されるだけでなく、加湿された空気の流れに垂直な面を有するので、加湿された空気の流れに過剰な抵抗がかかり、燃料電池の発電効率が低下する恐れがある。
これを解消するために、図３に示されたように、本発明の第３実施形態に係る第１のキャップ１２０は、空気排出ポートＯＰ１の内面上に形成されたネジ山（ｓｃｒｅｗ ｔｈｒｅａｄ）１２２を備えることができる。ネジ山１２２は、空気排出ポートＯＰ１に流入する凝縮水に螺旋形経路（ｓｐｉｒａｌ ｐａｔｈ）を提供する。
【0017】
ネジ山１２２は、前述したリブ１２１に代えることができる。すなわち、中空糸膜１１２の長さ方向に平行な方向に延びた空気排出ポートＯＰ１の内面上にも本発明のネジ山１２２が形成され得る。図３に示されたように、加湿された空気が所定角度で上に向かって流れることができるように空気排出ポートＯＰ１が傾いていると、空気排出ポートＯＰ１に流入する凝縮水がネジ山１２２によりガイドされ得る点においてより有利である。
空気排出ポートＯＰ１に流入して螺旋形経路を介してネジ山１２２の末端部（ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｒｔｉｏｎ）に到達する凝縮水をハウジング１１１の内部空間に伝達するために、バイパスチューブ１４０の一端は、ネジ山１２２の末端部に隣接して位置することができる。すなわち、バイパスチューブ１４０の一端は、螺旋形経路を介してネジ山１２２の末端部に移動した凝縮水を受け入れることができるように配置されることができる。
しかし、前述したように、燃料電池スタックＳに流入する加湿された空気中に含有された凝縮水の一部は、ネジ山１２２により除去されることができるが、ネジ山１２２近傍を通過しない加湿された空気に含有された凝縮水は除去できないという限界がある。
これにより、本発明の第３実施形態では、ネジ山１２２後端に形成され、加湿された空気を瞬間的に膨脹させて速度を遅らせながら凝縮水凝結を導くことができる凝結誘導部１５０をさらに備える。
前述した第２実施形態と同様に、空気排出ポートＯＰ１及び凝結誘導部１５０は、燃料電池スタックＳ方向に予め設定された角度で傾斜して形成される。凝結誘導部１５０で凝結された凝縮水は、空気排出ポートＯＰ１に沿って降り、圧力差によりバイパスチューブ１４０を介してハウジング１１１の内部空間に流れるようになる。
空気排出ポートＯＰ１に流入して螺旋形経路を介してネジ山１２２の末端部（ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｒｔｉｏｎ）に到達する凝縮水をハウジング１１１の内部空間に伝達するために、バイパスチューブ１４０の一端は、ネジ山１２２の末端部に隣接して位置することができる。すなわち、バイパスチューブ１４０の一端は、螺旋形経路を介してネジ山１２２の末端部に移動した凝縮水を受け入れることができるように配置されることができる。
しかし、前述したように、燃料電池スタックＳに流入する加湿された空気中に含有された凝縮水の一部は、ネジ山１２２により除去されることができるが、ネジ山１２２近傍を通過しない加湿された空気に含有された凝縮水は除去できないという限界がある。
これにより、本発明の第３実施形態では、ネジ山１２２後端に形成され、加湿された空気を瞬間的に膨脹させて速度を遅らせながら凝縮水凝結を導くことができる凝結誘導部１５０をさらに備える。
前述した第２実施形態と同様に、空気排出ポートＯＰ１及び凝結誘導部１５０は、燃料電池スタックＳ方向に予め設定された角度で傾斜して形成される。凝結誘導部１５０で凝結された凝縮水は、空気排出ポートＯＰ１に沿って降り、圧力差によりバイパスチューブ１４０を介してハウジング１１１の内部空間に流れるようになる。
【0018】
このような本発明の第３実施形態によれば、加湿された空気の流れに過剰な抵抗がかかり、燃料電池の発電効率が低下することを防止できるだけでなく、ネジ山１２２近傍を通過しない加湿された空気に含有された凝縮水も除去できるようになる。
図１～図３に示された本発明のバイパスチューブ１４０は、１つの一体型チューブ（ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｔｕｂｅ）であることができる。
代案的に、図４に示されたように、本発明のバイパスチューブ１４０は、第１のキャップ１２０に固定された第１のチューブ１４１及び加湿モジュール１１０に固定された第２のチューブ１４２を備えることができ、第１及び第２のチューブ１４１、１４２は、分離可能に結合されることができる。すなわち、第１のキャップ１２０を加湿モジュール１１０に結合するとき、第１のチューブ１４１も第２のチューブ１４２に結合されることができ、加湿器１００製造工程の利便性及び生産が向上しうる。
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。
図１～図３に示された本発明のバイパスチューブ１４０は、１つの一体型チューブ（ｓｉｎｇｌｅ ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ ｔｕｂｅ）であることができる。
代案的に、図４に示されたように、本発明のバイパスチューブ１４０は、第１のキャップ１２０に固定された第１のチューブ１４１及び加湿モジュール１１０に固定された第２のチューブ１４２を備えることができ、第１及び第２のチューブ１４１、１４２は、分離可能に結合されることができる。すなわち、第１のキャップ１２０を加湿モジュール１１０に結合するとき、第１のチューブ１４１も第２のチューブ１４２に結合されることができ、加湿器１００製造工程の利便性及び生産が向上しうる。
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】
【0019】
１００：燃料電池用加湿器 １１０：加湿モジュール
１１１：ハウジング １１１ａ：第１のハウジング
１１１ｂ：第２のハウジング １１２：中空糸膜
１１３：第１の固定層 １１４：第２の固定層
１２０：第１のキャップ １２１：リブ（ｒｉｂ）
１２２：ネジ山 １３０：第２のキャップ
１４０：バイパスチューブ １５０：凝結誘導部
１１１：ハウジング １１１ａ：第１のハウジング
１１１ｂ：第２のハウジング １１２：中空糸膜
１１３：第１の固定層 １１４：第２の固定層
１２０：第１のキャップ １２１：リブ（ｒｉｂ）
１２２：ネジ山 １３０：第２のキャップ
１４０：バイパスチューブ １５０：凝結誘導部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】