(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原燃料を改質することにより改質ガスを形成する改質器と、
前記改質ガスを用いて発電を行う燃料電池と、
前記改質ガスを加湿して前記燃料電池に供給する第一加湿器と、
空気を加湿して前記燃料電池に供給する第二加湿器と、を備え、
前記第一加湿器は、
水を貯留する第一貯留タンクと、
前記第一貯留タンクの前記水内へ前記改質ガスを導入する第一導入管と、
前記第一導入管で導入された前記改質ガスの気泡を発生させる第一気泡発生部と、
前記第一貯留タンクの水面上で一端側が開口し、前記水内を気泡として通過した前記改質ガスを前記燃料電池へ供給する第一供給管と、を備え、
前記第二加湿器は、
水を貯留する第二貯留タンクと、
前記第二貯留タンクの前記水内へ前記空気を導入する第二導入管と、
前記第二導入管で導入された前記空気の気泡を発生させる第二気泡発生部と、
前記第二貯留タンクの水面上で一端側が開口し、前記水内を気泡として通過した前記空気を前記燃料電池へ供給する第二供給管と、を備えており、
前記第一気泡発生部及び前記第二気泡発生部の少なくとも一方は、板状部材と、当該板状部材の縁部から前記第一貯留タンクあるいは前記第二貯留タンクの底面に向かって下方へ延びる側壁と、を備える箱状部材であると共に、前記板状部材に複数の貫通孔を形成することによって構成され、前記貫通孔が形成される前記板状部材は前記底面から上方に離間していると共に前記側壁の下端部は前記底面に固定されており、
前記第一導入管及び前記第二導入管の少なくとも一方は、前記第一貯留タンク及び前記第二貯留タンクの少なくとも一方の上壁側から前記底面側へ延びて、前記底面と前記板状部材との間で開口することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記第一貯留タンクの底壁には、前記第一貯留タンク内の水を排出する第一排出管が設けられており、
前記第二貯留タンクの底壁には、前記第二貯留タンク内の水を排出する第二排出管が設けられており、
前記第一排出管及び前記第二排出管の少なくとも一方は、先端部が前記第一貯留タンクあるいは前記第二貯留タンクの前記底面よりも上方に突出していることを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池システムとして、灯油や液化石油ガス等の原燃料を改質することにより、水素を含有する改質ガスを生成する改質器と、その改質ガス中の水素と空気中の酸素とを電気化学反応させることにより発電を行う燃料電池と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この燃料電池システムは、改質器で生成された改質ガスを貯留タンクの水中でバブリングすることによって加湿し、加湿された改質ガスを燃料電池に供給する加湿器と、空気を貯留タンクの水中でバブリングすることによって加湿し、加湿された空気を燃料電池に供給する加湿器を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１７０５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような燃料電池システムは、近年、一般家庭に普及しつつあり、そのため、更なる信頼性の向上が望まれている。従来の燃料電池システムの加湿器は、例えば図５に示すように、貯留タンクの水中に改質ガスや空気を導入する導入管の管壁における水中に配置される位置に、複数の貫通孔を形成する構成とされていた。従来の加湿器は、貫通孔から改質ガスや空気を吐出することによって気泡を発生させ、気泡を水中に通過させることによって、改質ガスや空気の加湿を行っていた。しかしながら、従来の加湿器は、供給管の管壁に貫通孔を形成する必要が生じていたため、穴あけやバリ取りなどの加工に手間が係ると共に、目詰まりなどが生じ、燃料電池システムの信頼性に影響を与える場合があった。
【０００５】
そこで、本発明は、信頼性の向上を図ることができる燃料電池システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る燃料電池システムは、原燃料を改質することにより改質ガスを形成する改質器と、改質ガスを用いて発電を行う燃料電池と、改質ガスを加湿して燃料電池に供給する第一加湿器と、空気を加湿して燃料電池に供給する第二加湿器と、を備え、第一加湿器は、水を貯留する第一貯留タンクと、第一貯留タンクの水内へ改質ガスを導入する第一導入管と、第一導入管で導入された改質ガスの気泡を発生させる第一気泡発生部と、第一貯留タンクの水面上で一端側が開口し、水内を気泡として通過した改質ガスを燃料電池へ供給する第一供給管と、を備え、第二加湿器は、水を貯留する第二貯留タンクと、第二貯留タンクの水内へ空気を導入する第二導入管と、第二導入管で導入された空気の気泡を発生させる第二気泡発生部と、第二貯留タンクの水面上で一端側が開口し、水内を気泡として通過した空気を燃料電池へ供給する第二供給管と、を備えており、第一気泡発生部及び第二気泡発生部の少なくとも一方は、板状部材に複数の貫通孔を形成することによって構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る燃料電池システムの加湿器は、板状部材に複数の貫通孔を形成することによって構成されている気泡発生部を備えている。板状部材に貫通孔を形成する場合は、管壁に貫通孔を形成する場合に比して、穴あけ加工やバリ取りを簡単に行うことができる。従って、加工の手間が低減されると共に、貫通孔の目詰まりなども防止することができる。更に、板状部材に貫通孔を形成することで、管壁に貫通孔を形成する場合よりも、貫通孔の数を増やし易くなる。よって、バブリングの効率を向上させることができる。以上によって、本発明に係る燃料電池システムによれば、加湿器の気泡発生部の加工容易性や性能を改善することによって、システム全体の信頼性を向上することができる。
【０００８】
本発明に係る燃料電池システムにおいては、第一貯留タンクの底壁には、第一貯留タンク内の水を排出する第一排出管が設けられており、第二貯留タンクの底壁には、第二貯留タンク内の水を排出する第二排出管が設けられており、第一排出管及び第二排出管の少なくとも一方は、先端部が第一貯留タンクあるいは第二貯留タンクの底面よりも上方に突出していることが好ましい。従来の燃料電池システムでは、例えば図５に示すように、排出管の先端部は、底面と同じ高さに配置されていた。従って、従来の加湿器は、ドレン排出時に、貯留タンクの底面に堆積した堆積物が排出管から容易に排出されてしまい、電磁弁などが目詰まりする可能性があった。一方、本発明に係る燃料電池システムでは、排出管は、先端部が貯留タンクの底面よりも上方に突出している。従って、ドレン排出時に、底面に堆積した堆積物は排出管から容易に排出されなくなる。これによって、電磁弁などの目詰まりが抑制される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、燃料電池システムの信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る燃料電池システムの一実施形態の正面図である。
【図２】図１の燃料電池システムの平面図である。
【図３】改質ガスをバブリングする加湿器の斜視図である。
【図４】空気をバブリングする加湿器の斜視図である。
【図５】従来の燃料電池システムの加湿器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明に係る燃料電池システムの一実施形態の正面図であり、図２は、図１の燃料電池システムの平面図である。図１，２に示されるように、燃料電池システム１は、原燃料を改質することにより改質ガスを生成する改質器２と、改質ガスを用いて発電を行う固体高分子形の燃料電池３と、を備えている。燃料電池システム１は、家庭用の電力供給源として利用され、原燃料としては、液化石油ガス（ＬＰＧ）が用いられる。
【００１３】
改質器２の前側には、脱硫器４が配置されている。脱硫器４は、外部から導入された原燃料に対し、脱硫触媒によって脱硫を施す。脱硫器４によって硫黄分が除去された原燃料は、改質器２に導入される。改質器２は、改質触媒によって原燃料を水蒸気改質させて、水素を含有する改質ガスを生成する。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、改質器２には、改質触媒を加熱するためのバーナが設けられている。
【００１４】
改質器２によって生成された改質ガスは、改質器２の前側に配置されたＣＯ変成器５及びＣＯ除去器６に順次に導入される。ＣＯ変成器５は、改質ガス中の一酸化炭素濃度を低下させるために、改質ガスに含まれる一酸化炭素を水素シフト反応させて、水素及び二酸化炭素に転換する。ＣＯ除去器６は、改質ガス中の一酸化炭素濃度を更に低下させるために、改質ガスに含まれる一酸化炭素を選択的に酸化して、二酸化炭素に転換する。
【００１５】
ＣＯ変成器５及びＣＯ除去器６よって処理された改質ガスは、燃料電池３の前側に配置された加湿器（第一加湿器）７に導入される。加湿器７に導入された改質ガスは、加湿器７内に貯留された水を気泡として通過することにより加湿され、燃料電池３のアノードに供給される。
【００１６】
改質器２に対し燃料電池３と反対側には、エアポンプ８が配置されている。エアポンプ８によって圧送された空気は、燃料電池３の前側において加湿器７と並設された加湿器（第二加湿器）９に導入される。加湿器９に導入された空気は、加湿器９内に貯留された水を気泡として通過することにより加湿され、燃料電池３のカソードに供給される。
【００１７】
燃料電池３は、複数の電池セルが積層されたスタック構造として構成されている。各電池セルは、アノード、カソード、及びそれらの間に配置された高分子膜を有している。上述したように、燃料電池３に供給される改質ガス及び空気が加湿されるのは、燃料電池３の電解質である高分子膜が高い伝導性を維持するためには高分子膜が加湿される必要があるからである。燃料電池３の各電池セルにおいては、アノードに供給された改質ガス中の水素とカソードに供給された空気中の酸素とが電気化学反応を起こして、直流の電力が発生する。
【００１８】
燃料電池３で発生した電力は、エアポンプ８の下側に配置されたコンバータ１１及びインバータ１２を介して、家庭に供給される。コンバータ１１は、直流の電力の電圧を変圧する。インバータ１２は、昇圧された電力を直流から交流に変換する。
【００１９】
ところで、改質ガス中に気化して燃料電池３のアノードに供給された水のうちの余剰分は、循環して、再び加湿器７内に貯留される。一方、空気中に気化して燃料電池３のカソードに供給された水のうちの余剰分は、水回収タンク１３内に貯留される。水回収タンク１３は、燃料電池３の下側に設けられた収容部１０内に配置されている。
【００２０】
各加湿器７，９内に貯留された水は、水回収タンク１３及びイオン交換器１４を含む水処理系に所定時間毎に導入される。イオン交換器１４は、水回収タンク１３と同様に、収容部１０内に配置されている。各加湿器７，９から水処理系に導入された水は、イオン交換器１４に循環供給されて処理された後、各加湿器７，９に戻される。
【００２１】
また、燃料電池３のアノードに供給された改質ガスのうちの余剰分（いわゆるオフガス）は、改質触媒を加熱するために改質器２に設けられたバーナの燃料として利用される。このバーナは、燃料電池システム１の起動時には、脱硫器４によって脱硫された原燃料を利用する。一方、燃料電池３のカソードに供給された空気のうちの余剰分は、外部に排気される。
【００２２】
更に、燃料電池システム１には、家庭用の水が貯留される貯湯ユニットＡが接続される。貯湯ユニットＡ内に貯留された水は、導入口１５から熱回収系に導入され、熱回収系を循環した後、導出口１６から貯湯ユニットＡに戻される。収容部１０内には、熱回収系の一部を構成する余剰電力ヒータ１７が配置されている。余剰電力ヒータ１７は、燃料電池３で発生した電力のうちの余剰分を利用して、熱回収系に導入された水を加熱する。熱回収系は、これに加え、燃料電池３の排熱等も利用して、導入された水を加熱する。
【００２３】
以上の燃料電池システム１の構成機器類は、いわゆるアングル材からなるフレーム体１８によって支持され、直方体箱状の外装体１９内に収容されている。なお、収容部１０内には、水回収タンク１３、イオン交換器１４及び余剰電力ヒータ１７の他、各種ポンプや電磁弁等の電装機器類２０が配置されている。電装機器類２０は、改質器２や燃料電池３等の動作に用いられる。
【００２４】
次に、図３及び図４を参照して、加湿器７及び加湿器９の詳細な構成について説明する。図３は、改質ガスをバブリングする加湿器７の斜視図である。図４は、空気をバブリングする加湿器９の斜視図である。
【００２５】
図３に示すように、加湿器７は、水を貯留する貯留タンク（第一貯留タンク）３０と、貯留タンク３０の水内へ改質ガスを導入する導入管（第一導入管）３１と、導入管３１で導入された改質ガスの気泡を発生させる気泡発生部（第一気泡発生部）３２と、改質ガスを燃料電池３へ供給する供給管（第一供給管）３３と、バブリングによる気泡の飛散を防止するための隔壁３４と、貯留タンク３０内の水面の高さを検知するフロートセンサ３６と、貯留タンク３０内の水を排出するための排出管（第一排出管）３７、貯留タンク３０内に水を供給する水供給管３８を備えている。
【００２６】
貯留タンク３０は、長方形箱状に形成されており、内部に水を貯留することができる。貯留タンク３０は、バブリング時において内部空間に水を貯留する。貯留タンク３０の上壁４１及び底壁４２は長方形状に形成されている。貯留タンク３０の上壁４１の一端側には、導入管３１が取り付けられている。導入管３１は、貯留タンク３０の上壁４１を貫通して上下方向に延びている。導入管３１の上端部は、貯留タンク３０の外部にてＣＯ除去器６から導出された配管と接続されている。また、導入管３１の下端部３１ａは、貯留タンク３０の内部において底面４２ａの手前まで延びており、底面４２ａ付近で開口部３１ｂから改質ガスを排出するように配置されている。
【００２７】
気泡発生部３２は、貯留タンク３０の底面４２ａ上に設けられて、導入管３１の下端部３１ａを収容する金属製あるいは樹脂製の箱状部材である。気泡発生部３２は、底面４２ａから上方に離間して水平に広がる矩形状の板状部材４３と、板状部材４３の四辺から底面４２ａに向かって下方へ延びる四つの側壁４４と、側壁４４の下端部から底面４２ａと接触するように水平に広がる固定代４５とを備えている。板状部材４３は、導入管３１の開口部３１ｂよりも高い位置に配置されており、下端部３１ａを貫通させることによって、導入管３１を支持している。板状部材４３は、複数の貫通孔４６を有している。また、側壁４４の一部も複数の貫通孔４７を有している。貫通孔４６，４７は、φ０．５〜φ３ｍｍの直径を有している。気泡発生部３２は、プレートの該当位置に貫通孔４６，４７を形成してバリ取りを行った後、折り曲げ加工して箱状に折り曲げることによって形成されている。
【００２８】
供給管３３は、貯留タンク３０の上壁４１の他端側に設けられた貫通孔に下端部が嵌入されて、上下方向に延びている。隔壁３４は、貯留タンク３０内で気泡発生部３２と供給管３３との間を隔てるように設けられている。隔壁３４は、貯留タンク３０の水中で鉛直に立設される壁部３４ａと、壁部３４ａの上端から導入管３１側へ斜め上方へ向かって延びる傾斜部３４ｂとを備えている。傾斜部３４ｂの上端部は、貯留タンク３０の上壁４１から離間している。貯留タンク３０の上壁４１には、隔壁３４の傾斜部３４ｂと平行を成すように斜め下方へ向かって延びる傾斜板４８が設けられている。傾斜部３４ｂ及び傾斜板４８は水面ＷＬよりも上方に配置されており、傾斜部３４ｂと傾斜板４８との間の空間は、バブリングされた改質ガスの流路として機能する。
【００２９】
フロートセンサ３６は、隔壁３４よりも供給管３３側に配置されている。フロートセンサ３６の上端部は貯留タンク３０の上壁４１に固定されている。フロートセンサ３６は、水面ＷＬの高さの上限と下限を監視することができる。導入管３１と隔壁３４との間には、熱交換器４９が配置されている。熱交換器４９の導入管及び排出管はいずれも上壁４１に固定されている。この熱交換器４９は、内部に冷却水を流すことによって貯留タンク３０内の水を適切な温度に保つことができる。
【００３０】
排出管３７は、貯留タンク３０の底壁４２に設けられており、隔壁３４と気泡発生部３２との間に配置されている。排出管３７は、先端部３７ａが、底面４２ａよりも上方に突出している。排出管３７は、ドレン排出時に貯留タンク３０内の水を排出する。水供給管３８は、貯留タンク３０の底壁４２に設けられており、隔壁３４よりも供給管３３側に配置されている。水供給管３８は、先端部３８ａが、底面４２ａよりも上方に突出している。水供給管３８は、貯留タンク３０に水をためる際に純水を供給する。
【００３１】
図４に示すように、加湿器９は、水を貯留する貯留タンク（第二貯留タンク）５０と、貯留タンク５０の水内へ空気を導入する導入管（第二導入管）５１と、導入管５１で導入された空気の気泡を発生させる気泡発生部（第二気泡発生部）５２と、空気を燃料電池３へ供給する供給管（第二供給管）５３と、バブリングによる気泡の飛散を防止するための隔壁５４と、貯留タンク５０内の水面の高さを検知するフロートセンサ５６と、貯留タンク５０内の水を排出するための排出管（第二排出管）５７、貯留タンク５０内に水を供給する水供給管５８を備えている。
【００３２】
貯留タンク５０は、長方形箱状に形成されており、内部に水を貯留することができる。貯留タンク５０は、バブリング時において内部空間に水を貯留する。貯留タンク５０の上壁６１及び底壁６２は長方形状に形成されている。貯留タンク５０の上壁６１の一端側には、導入管５１が取り付けられている。導入管５１は、貯留タンク５０の外部で屈曲すると共に上壁６１を貫通して上下方向に延びている。導入管５１の上流側の端部は、貯留タンク５０の外部にてエアポンプ８から導出された配管と接続されている。また、導入管５１の下端部５１ａは、貯留タンク５０の内部において底面６２ａの手前まで延びており、底面６２ａ付近で開口部５１ｂから空気を排出するように配置されている。
【００３３】
気泡発生部５２は、貯留タンク５０の底面６２ａ上に設けられて、導入管５１の下端部５１ａを収容する金属製あるいは樹脂製の箱状部材である。気泡発生部５２は、底面６２ａから上方に離間して水平に広がる矩形状の板状部材６３と、板状部材６３の四辺から底面６２ａに向かって下方へ延びる四つの側壁６４と、側壁６４の下端部から底面６２ａと接触するように水平に広がる固定代６５とを備えている。板状部材６３は、導入管５１の開口部５１ｂよりも高い位置に配置されており、下端部５１ａを貫通させることによって、導入管５１を支持している。板状部材６３は、複数の貫通孔６６を有している。貫通孔６６は、φ０．５〜φ３ｍｍの直径を有している。気泡発生部５２は、プレートの該当位置に貫通孔６６を形成してバリ取りを行った後、折り曲げ加工して箱状に折り曲げることによって形成されている。
【００３４】
供給管５３は、貯留タンク５０の上壁６１の他端側に設けられた貫通孔に下端部が嵌入されて、貯留タンク５０外部でゴム管に接続されている。隔壁５４は、貯留タンク５０内で気泡発生部５２と供給管５３との間を隔てるように設けられている。隔壁５４は、貯留タンク５０の水中で鉛直に立設される壁部５４ａと、壁部５４ａの上端から導入管５１側へ斜め上方へ向かって延びる傾斜部５４ｂとを備えている。傾斜部５４ｂの上端部は、貯留タンク５０の上壁６１から離間している。貯留タンク５０の上壁６１には、隔壁５４の傾斜部５４ｂと平行を成すように斜め下方へ向かって延びる傾斜板６８が設けられている。傾斜部５４ｂ及び傾斜板６８は水面ＷＦよりも上方に配置されており、傾斜部５４ｂと傾斜板６８との間の空間は、バブリングされた空気の流路として機能する。
【００３５】
フロートセンサ５６は、隔壁５４よりも供給管５３側に配置されている。フロートセンサ５６の上端部は貯留タンク５０の上壁６１に固定されている。フロートセンサ５６は、水面ＷＦの高さの上限と下限を監視することができる。
【００３６】
排出管５７は、貯留タンク５０の底壁６２に設けられており、隔壁５４と気泡発生部５２との間に配置されている。排出管５７は、先端部５７ａが、底面６２ａよりも上方に突出している。排出管５７は、ドレン排出時に貯留タンク５０内の水を排出する。水供給管５８は、貯留タンク５０の側壁に設けられており、隔壁５４よりも導入管５１側に配置されている。水供給管５８は、貯留タンク５０に水をためる際に純水を供給する。
【００３７】
次に、本実施形態に係る燃料電池システム１の加湿器７及び加湿器９の作用・効果について説明する。
【００３８】
加湿器７は、導入管３１から改質ガスを導入し、気泡発生部３２の内部で導入管３１の開口部３１ｂから改質ガスを吐出する。加湿器７は、開口部３１ｂから吐出させた改質ガスを気泡発生部３２の複数の貫通孔４６，４７に通過させ、これによって、改質ガスの気泡を発生させる。改質ガスの気泡は、加湿されながら水中を上昇し、水面ＷＬ上に発散される。水面ＷＬ上に発散された改質ガスは、傾斜部３４ｂと傾斜板４８との間の空間を通過し、供給管３３を介して燃料電池３へ供給される。
【００３９】
このとき、隔壁３４の傾斜部３４ｂは、水面ＷＬ上において導入管３１側に傾いているため、水面上で気泡が壊れることによって飛び散るしぶきを遮断することができ、供給管３３に水滴が入り込んでしまうことを防止することができる。また、貯留タンク３０内部の上壁４１にはしぶきが付着し、水滴が上壁４１を伝って供給管３３に入り込む可能性があるが、傾斜板４８は、供給管３３へ向かって下方へ傾斜しているため、水滴は傾斜板４８を伝って下方へ移動し、傾斜板４８の下端部で水面ＷＬへ落とされる。これによって、水滴が供給管３３に入り込んでしまうことを防止することができる。また、隔壁３４は、貯留タンク３０の内部空間を、気泡発生部３２でバブリングがなされる領域と、フロート３６で水位検知がなされると共に供給管３３で改質ガスを取り込む領域とを分けることができる。従って、バブリングによって水面ＷＬが波立っても、隔壁３４で遮断することによって、穏やかな水面で水位検知を行うことが可能となる。
【００４０】
また、加湿器９は、導入管５１から空気を導入し、気泡発生部５２の内部で導入管５１の開口部５１ｂから改質ガスを吐出する。加湿器９は、開口部５１ｂから吐出させた空気を気泡発生部５２の複数の貫通孔６６に通過させ、これによって、空気の気泡を発生させる。空気の気泡は、加湿されながら水中を上昇し、水面ＷＦ上に発散される。水面ＷＦ上に発散された空気は、傾斜部５４ｂと傾斜板６８との間の空間を通過し、供給管５３を介して燃料電池３へ供給される。
【００４１】
このとき、隔壁５４の傾斜部５４ｂは、水面ＷＦ上において導入管５１側に傾いているため、水面上で気泡が壊れることによって飛び散るしぶきを遮断することができ、供給管５３に水滴が入り込んでしまうことを防止することができる。また、貯留タンク５０内部の上壁６１にはしぶきが付着し、水滴が上壁６１を伝って供給管５３に入り込む可能性があるが、傾斜板６８は、供給管５３へ向かって下方へ傾斜しているため、水滴は傾斜板６８を伝って下方へ移動し、傾斜板６８の下端部で水面ＷＦへ落とされる。これによって、水滴が供給管５３に入り込んでしまうことを防止することができる。また、隔壁５４は、貯留タンク５０の内部空間を、気泡発生部５２でバブリングがなされる領域と、フロート５６で水位検知がなされると共に供給管５３で空気を取り込む領域とを分けることができる。従って、バブリングによって水面ＷＦが波立っても、隔壁５４で遮断することによって、穏やかな水面で水位検知を行うことが可能となる。
【００４２】
ここで、従来の燃料電池システムの加湿器１００は、図５に示すように、貯留タンク７０の水中に改質ガスや空気を導入する導入管７１の管壁における水中に配置される位置に複数の貫通孔８６を形成する構成とされていた。従来の加湿器１００は、貫通孔８６から改質ガスや空気を吐出することによって気泡を発生し、気泡を水中に通過させることによって、改質ガスや空気の加湿を行っていた。しかしながら、従来の加湿器１００は、導入管７１の管壁に貫通孔８６を形成する必要が生じていたため、穴あけやバリ取りなどの加工に手間が係ると共に、目詰まりなどが生じ、燃料電池システムの信頼性に影響を与える場合があった。
【００４３】
一方、本実施形態に係る燃料電池システム１の加湿器７，９は、板状部材４３，６３に複数の貫通孔４６，４７，６６を形成することによって構成されている気泡発生部３２，５２を備えている。板状部材４３，６３は、管壁に貫通孔を形成する場合に比して、穴あけ加工やバリ取りを簡単に行うことができる。従って、加工の手間が低減されると共に、貫通孔の目詰まりなども防止することができる。更に、板状部材４３，６３に貫通孔４６，４７，６６を形成することで、管壁に貫通孔を形成する場合よりも、貫通孔の数を増やし易くなる。これによって、バブリングの効率を向上させることができる。以上によって、本発明に係る燃料電池システム１によれば、加湿器７，９の気泡発生部３２，５２の加工容易性や性能を改善することによって、システム全体の信頼性を向上することができる。
【００４４】
また、従来の加湿器１００では、図５に示すように、排出管７７の先端部７７ａは、底面８２ａと同じ高さに配置されていた。従って、従来の加湿器１００は、ドレン排出時に、貯留タンク１００の底面８２ａに堆積した堆積物が排出管７７から容易に排出されてしまい、電磁弁などが目詰まりする可能性があった。一方、本実施形態に係る燃料電池システム１では、排出管３７，５７は、先端部３７ａ，５７ａが貯留タンク３０，５０の底面４２ａ，６２ａよりも上方に突出している。従って、ドレン排出時に、底面４２ａ，６２ａに堆積した堆積物は排出管３７，５７から容易に排出されなくなる。これによって、電磁弁などの目詰まりが抑制される。
【００４５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４６】
例えば、改質器２は、水蒸気改質するものに限定されず、部分酸化改質やオートサーマル改質するものであっても良く、原燃料として、灯油、天然ガス、都市ガス、メタノール或いはブタン等を用いるものであっても良い。
【００４７】
また、燃料電池３は、固体高分子形に限定されず、アルカリ電解質形、リン酸形、溶融炭酸塩形或いは固体酸化物形等であっても良い。
【００４８】
また、加湿器の気泡発生部は、箱状のものであって、導入管の先端部を上下四方から完全に覆うものであったが、これに代えて、導入管の先端部に一枚の板状部材を取り付け、当該板状部材に複数の貫通孔を形成しただけのものであってもよい。すなわち、少なくとも、導入管の開口部から吐出された空気あるいは改質ガスが通過する位置に、複数の貫通孔が形成された板状部材が配置されていればよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…燃料電池システム、２…改質器、３…燃料電池、７…加湿器（第一加湿器）、９…加湿器（第二加湿器）、３０…貯留タンク（第一貯留タンク）、３１…導入管（第一導入管）、３２…気泡発生部（第一気泡発生部）、３３…供給管（第一供給管）、３７…排出管（第一排出管）、３７ａ…先端部、４２，６２…底壁、４２ａ，６２ａ…底面、４３，６３…板状部材、４６，４７，６６…貫通孔、５０…貯留タンク（第二貯留タンク）、５１…導入管（第二導入管）、５２…気泡発生部（第二気泡発生部）、５３…供給管（第二供給管）、６７…排出管（第二排出管）、６７ａ…先端部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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