(57)【要約】【課題】  加湿能力を維持しつつ、ガス流量が少ない場合の加湿応答性を向上する加湿装置を提供することを目的とする。【解決手段】  所定のガスをバブリングにより加湿する加湿装置であって、前記加湿装置の容器内に水を収容して、該容器を液層と気層とに分け、前記ガスを前記液層内へ気泡として噴出する噴出口へ供給する入口部を備え、前記噴出口を噴出する気泡が分散する方向へ所定の速度で移動させつつ、該ガスを前記液層内に噴出するガス移動噴出部を設け、前記気層内に充満したガスを取り出す出口部を備えた加湿装置とする。【選択図】  図２
2006162134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のガスをバブリングにより加湿する加湿装置であって、
前記加湿装置の容器内に水を収容して、該容器を液層と気層とに分け、
前記ガスを前記液層内へ気泡として噴出する噴出口へ供給する入口部を備え、
前記噴出口を噴出する気泡が分散する方向へ所定の速度で移動させつつ、前記ガスを前記液層内に噴出するガス移動噴出部を設け、
前記気層内に充満したガスを取り出す出口部を備えた
加湿装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加湿装置であって、
前記ガス移動噴出部は、前記気泡が分散する方向として、前記噴出口を前記容器の底面に対する鉛直軸廻りに回転移動させる加湿装置。
【請求項３】
請求項２に記載の加湿装置であって、
前記ガス移動噴出部は、
前記入口部を前記鉛直軸方向に配置して、該鉛直軸方向の流れを形成し、
前記噴出口から噴出する前記ガスの噴流方向が、前記鉛直軸方向に対して、ねじれの位置関係を形成する位置に該噴出口を配置し、
前記ガスの噴出圧力によって、前記噴出口を回転移動させる
加湿装置。
【請求項４】
請求項２に記載の加湿装置であって、
前記ガス移動噴出部は、前記噴出口を外部動力によって回転させる駆動部を備えた加湿装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の加湿装置であって、
前記ガス移動噴出部は、少なくとも２個以上の前記噴出口を備える加湿装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれかに記載の加湿装置であって、
前記ガス移動噴出部は、前記鉛直軸廻りに回転する噴出口に前記ガスを導き、該噴出口と共に回転する流路上に、該ガスが噴出する微細孔を設けた加湿装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の加湿装置であって、
前記噴出口に、該噴出口から噴出する気泡を細かくする多孔質体の部材を備えた加湿装置。
【請求項８】
燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、該燃料ガスおよび該酸素含有ガスの供給を受けて発電する燃料電池とを備えた燃料電池システムであって、
少なくとも、前記燃料ガスおよび前記酸素含有ガスのいずれか一方のガスをバブリングにより加湿する加湿装置を備え、
前記加湿装置は、
当該加湿装置の容器内に水を収容して、該容器を液層と気層とに分け、
前記ガスを前記液層内へ気泡として噴出する噴出口へ供給する入口部を備え、
前記噴出口を噴出する気泡が分散する方向へ所定の速度で移動させつつ、前記ガスを前記液層内に噴出するガス移動噴出部を設け、
前記気層内に充満したガスを取り出す出口部を備えた
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、乾燥したガスを液体内を通過させることで加湿するバブリング型の加湿装置、および該加湿装置を備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、乾燥したガスを加湿する装置としてバブリング型の加湿装置が知られている。バブリング型加湿装置は、所定の液体で容器内を液層と気層とに分け、この液層内に乾燥したガスを供給し、気層内に充満したガスを加湿したガスとして取り出す装置である。かかる装置では、液層内にガスの噴出口を設け、噴出したガスの気泡が液層内を気層へ向かって進むことで加湿を行なう。例えば、下記特許文献１には、液層内へのガスの噴出口として、金属、ガラス、樹脂を焼結したもの、パイプに微細孔を備えたものなどが開示されている。かかるバブリング型加湿装置を、例えば、燃料電池システムに使用することで、燃料電池に供給される空気や水素の加湿を適正に行なうことができるとされている（下記、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−６３９２２号公報
【特許文献２】特開２００３−１８７８３２号公報
【０００４】
こうした従来のバブリング型加湿装置は、図９に示すように、ガスの入口管Ａの端部に複数の微細孔Ｃを有するガス噴出部Ｂを備えており、入口管Ａに供給された乾燥ガスは液層α内に固定されたガス噴出部Ｂの微細孔Ｃから、噴射され、気泡となって気層βに到達する。こうした微細孔Ｃを複数設けることで、液層内に発生する気泡をできるだけ細かくして、個々の気泡の気液界面を増化し、加湿能力を向上することができるとされている。
【０００５】
しかしながら、かかるバブリング型加湿装置では、供給するガスの流量が少ない場合には、加湿の応答性が悪いという問題があった。すなわち、バブリング型加湿装置で適正な加湿制御を行なうためには、気泡が液層αから気層βへ進む瞬間に泡がはじけることで生じる飛沫が気層βから取り出されるガスに混入するのを防ぐ必要がある。そのため、ガス流量が多い場合に発生する大きな気泡に対応して、十分な容量の気層βを設ける必要がある。こうして設計したバブリング型加湿装置は、大型となり、ガス流量が少ない場合の加湿の応答性が悪化することとなる。
【０００６】
なお、こうした問題は、ガス噴出部Ｂに微細孔Ｃを備え、あるいは、ガス噴出部を多孔質体で形成するなど、複数の孔を用意した場合でも同様であった。つまり、ガス噴出部の複数の孔からは均等にガスが噴射されず、圧力損失の少ない孔から集中して気泡が発生する。そのため、次々に噴射される気泡により気泡が成長し、気層に到達した際には、大きな泡がはじけることとなっていた。複数の孔を用いても気泡の成長を抑える効果が低いため、結局、気層を大型化する必要があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、こうした問題を踏まえて、加湿能力を維持しつつ、ガス流量が少ない場合の加湿の応答性を向上するバブリング型加湿装置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】
【０００８】
本発明の加湿装置は、上記課題を鑑み、以下の手法を採った。すなわち、所定のガスをバブリングにより加湿する加湿装置であって、前記加湿装置の容器内に水を収容して、該容器を液層と気層とに分け、前記ガスを前記液層内へ気泡として噴出する噴出口へ供給する入口部を備え、前記噴出口を噴出する気泡が分散する方向へ所定の速度で移動させつつ、前記ガスを前記液層内に噴出するガス移動噴出部を設け、前記気層内に充満したガスを取り出す出口部を備えたことを要旨としている。
【０００９】
本発明の加湿装置によれば、供給されたガスは、移動する噴出口から気泡として噴出される。この噴出口は、気泡が分散する方向へ移動するため、噴出したガスの気泡の成長を抑制する。すなわち、気泡が気層ではじける際に発生する飛沫の到達範囲を、比較的狭い範囲とすることができる。したがって、成長を抑えた細かな気泡により加湿性能を維持すると共に、飛沫の到達範囲を狭くすることで気層の部分の容積を低減し、ガスの流量が少ない場合の加湿の応答性を向上することができる。
【００１０】
上記の構成の加湿装置のガス移動噴出部は、前記気泡が分散する方向として、前記噴出口を前記容器の底面に対する鉛直軸廻りに回転移動させるものとしても良い。
【００１１】
かかる加湿装置によれば、噴出口は、底面に鉛直な軸廻りに回転移動する。つまり、噴出口は、底面と平行面内で移動し、噴出された気泡の進行方向には移動しない。したがって、噴出された気泡を、適切に分散させることができ、気泡の成長を抑制することができる。
【００１２】
上記の構成の加湿装置のガス移動噴出部は、前記入口部を前記鉛直軸方向に配置して、該鉛直軸方向の流れを形成し、前記噴出口から噴出する前記ガスの噴流方向が、前記鉛直軸方向に対して、ねじれの位置関係を形成する位置に該噴出口を配置し、前記ガスの噴出圧力によって、前記噴出口を回転移動させるものとしても良い。
【００１３】
かかる加湿装置によれば、ガスの噴流方向は、鉛直軸方向に対してねじれの位置関係を形成し、噴出圧力による反力を受けた噴出口は、鉛直軸方向廻りに回転する。したがって、噴出圧力によって回転動力を得ることができ、特別な動力源を備える必要がない。
【００１４】
上記の構成の加湿装置のガス移動噴出部は、前記噴出口を外部動力によって回転させる駆動部を備えるものとしても良い。
【００１５】
かかる加湿装置によれば、噴出口を強制的に回転させる外部動力源を備える。つまり、供給されるガスの流量、流速等とは無関係に、噴出口を回転させることができる。したがって、運転条件に合わせて噴出口の回転移動を調整することができ、気泡を適切に分散させることができる。
【００１６】
上記の構成の加湿装置のガス移動噴出部は、少なくとも２個以上の前記噴出口を備えるものとしても良い。複数の噴出口からガスを噴出することで、効率よくガスを噴出することができる。
【００１７】
上記の構成の加湿装置のガス移動噴出部は、前記鉛直軸廻りに回転する噴出口に前記ガスを導き、該噴出口と共に回転する流路上に、該ガスが噴出する微細孔を設けるものとしても良い。
【００１８】
かかる加湿装置によれば、供給されたガスは、回転する噴出口から噴出されると共に、回転する流路上に設けた微細孔からも噴出される。したがって、回転する複数箇所からガスを噴出することで、気泡の分散性を高め、気泡の成長を抑制することができる。
【００１９】
上記の構成の加湿装置は、噴出口に、該噴出口から噴出する気泡を細かくする多孔質体の部材を備えるものとしても良い。こうすることで、噴出口の移動に伴う気泡の分散性の向上に加えて、気泡の成長を抑制することができる。
【００２０】
本発明の燃料電池システムは、燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、該燃料ガスおよび該酸素含有ガスの供給を受けて発電する燃料電池とを備えた燃料電池システムであって、少なくとも、前記燃料ガスおよび前記酸素含有ガスのいずれか一方のガスをバブリングにより加湿する加湿装置を備え、前記加湿装置は、当該加湿装置の容器内に水を収容して、該容器を液層と気層とに分け、前記ガスを前記液層内へ気泡として噴出する噴出口へ供給する入口部を備え、前記噴出口を噴出する気泡が分散する方向へ所定の速度で移動させつつ、前記ガスを前記液層内に噴出するガス移動噴出部を設け、前記気層内に充満したガスを取り出す出口部を備えたことを備えたことを要旨としている。
【００２１】
本発明の燃料電池システムによれば、加湿装置に供給されたガスは、気泡が分散する方向へ移動する噴出口から噴出され、加湿されて燃料電池に供給される。加湿装置は、噴出口の移動によって、噴出したガスの気泡の成長を抑制し、気泡が気層ではじける際に発生する飛沫の到達範囲を比較的狭い範囲とすることができる。すなわち、成長を抑えた細かな気泡により加湿性能を維持すると共に、飛沫の到達範囲を狭くすることで気層の部分の容積を低減し、ガスの流量が少ない場合の加湿の応答性を向上することができる。こうした加湿装置を燃料電池システムに備えることで、システム全体をコンパクトに構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．システム構成：
Ｂ．第１実施例の加湿装置：
Ｃ．第２実施例の加湿装置：
Ｄ．変形例：
【００２３】
Ａ．システム構成：
図１は、本発明の加湿装置を備えた燃料電池システムの概略構成図である。この燃料電池システム１０は、いわゆる定置型の燃料電池システムであり、図示するように、主に、燃料電池１１，水素ガス供給部１２，マスフローコントローラ２０，加湿装置３０，制御ユニット４０等から構成されている。
【００２４】
燃料電池１１は、単セルを複数積層してスタック状に形成されており、約８０℃程度の作動温度で運転される。この燃料電池１１は、単セルに固体高分子の電解質膜を備えており、供給される水素と酸素との電気化学反応により発電する。水素ガス供給部１２は、図示しない高圧の水素タンクを備え、水素タンク内の水素ガスを燃料電池１１に供給している。マスフローコントローラ２０は、外部から取り込んだ所定量の空気を、加湿装置３０を介して燃料電池１１へ供給している。こうして燃料電池１１に供給する水素ガス、空気の流量は、制御ユニット４０で管理されている。制御ユニット４０は、所望の電力を得るために必要な水素ガスおよび空気の流量を算出し、これに対応する流量の供給指令を、水素ガス供給部１２およびマスフローコントローラ２０に出力している。なお、水素ガス供給部１２は、水素タンクに代えて、燃料ガスを改質して水素ガスを供給するシステムであっても良い。
【００２５】
燃料電池１１での電気化学反応は、電解質膜内の水分を減少させる反応である。加湿装置３０は、かかる反応で減少する電解質膜の水分を補い、燃料電池１１の良好な運転状態を維持している。この加湿装置３０は、内部に水が収容されており、マスフローコントローラ２０から供給された空気を、水を通すことで加湿するバブリング型の加湿器である。加湿装置３０の水中には、加熱ヒータ３１と液温センサ３２とが備えられ、制御ユニット４０と電気的に接続されている。制御ユニット４０は、液温センサ３２からの温度の信号を受け、加熱ヒータ３１に指令を出力することで、加湿装置３０内の水を所定温度に制御している。
【００２６】
加湿装置３０の空気の流れの上流には予備加熱ヒータ５０が、空気の流れの下流にはヒータ６０が、それぞれ設けられている。予備加熱ヒータ５０は、液温の下がり過ぎを防ぐため、加湿装置３０に供給する空気を加熱している。ヒータ６０は、燃料電池１１に供給する空気を所定温度に加熱している。こうした各ヒータは、上述の加熱ヒータ３１と同様、制御ユニット４０と電気的に接続しており、制御ユニット４０からの指令を受けて加熱を行なう。制御ユニット４０は、こうした各ヒータを制御して、空気の温度を調整し、飽和水蒸気分圧を調整することで、空気の加湿量を制御している。
【００２７】
Ｂ．第１実施例の加湿装置：
図２は、第１実施例としての加湿装置の概略構成を示す断面図である。図示するように、加湿装置３０は、略円筒形状の容器３３の内部に水（純水）が収容され、純水部分の液層３４と空気部分の気層３５とから構成されている。液層３４には、外部からの空気を導く入口配管３６と、空気を噴出する噴出口３８ａを回転させるガス噴出移動部２８とが配置されている。気層３５には、気層３５内部に充満した加湿空気を取り出す出口配管２６の一端が配置され、加湿空気は出口配管２６を通って燃料電池１１へ供給される。
【００２８】
ガス移動噴出部２８は、入口配管３６の一端であり、容器３３の底面に対して略鉛直方向に伸びた入口流路部３６ａと、入口流路部３６ａと接続する回転継手３７と、回転継手３７と噴出口３８ａとを接続する接続配管３８とからなる。接続配管３８は、図３の斜視図に示すように２箇所の曲げ部Ｒ１，Ｒ２を備えており、接続配管３８の一端である噴出口３８ａからの空気の噴出方向Ｈ１と、入口流路部３６ａおよび回転継手３７内の空気の流れの方向Ｈ２とを、ねじれの位置関係に形成している。回転継手３７は、入口流路部３６ａおよび回転継手３７内の空気の流れの方向Ｈ２を中心軸として、接続配管３８を滑らかに回転させることができる。なお、回転継手３７には、回転部分にシールが施され、入口流路部３６ａ内の空気を漏らさず接続配管３８へ導いている。
【００２９】
こうした構造の加湿装置３０において、外部から供給された空気は、入口配管３６を通って、入口流路部３６ａ，回転継手３７内を流れる。回転継手３７と接続されている接続配管３８に到達した空気は、接続配管３８に沿って流れの方向を換え、噴出口３８ａから噴出される。噴出口３８ａは、空気の噴出圧力による反力を受ける。この反力により、噴出口３８ａを含む接続配管３８全体には、回転モーメントＭが発生する。この回転モーメントＭは、噴出口３８ａから噴出される空気の流量により変化し、回転継手３７等の摩擦力に打ち勝つところで接続配管３８が回転を始める。なお、本実施例の加湿装置３０は、最大で毎分１０００Ｌの流量の空気を流すことができる。
【００３０】
こうして噴出口３８ａが液層３４内で回転すると、噴出口３８ａから噴出される空気の気泡２５は、他の気泡とほとんど接触することなく螺旋状に気層３５へ向かう。つまり、ガスの噴出口を移動させ、ガスを液層内で分散させることで、気泡の成長を抑えることができる。小さな状態のままで気層３５に到達した気泡２５は、はじけて飛沫を飛ばすが、その飛び散る範囲は大きな気泡の場合に比べて狭い。したがって、飛沫が出口配管２６に入り込むのを防ぎ、空気の加湿制御を適切に行なうことができる。さらに、飛沫の飛び散る範囲が狭いため、気層３５部分の容積を低減することができ、加湿装置３０全体の重量、コストを低減することができる。その結果、加湿装置３０に供給される空気の流量が比較的少ない小流量時の加湿応答性を向上することができる。本実施例では、図９に示した従来の加湿装置（直径約φ４００ｍｍの底面、高さ約１３００ｍｍの容器内に、約６００ｍｍの気層を備えた加湿装置）に対して、気層の高さを約２／３に低減することができた。
【００３１】
なお、空気の供給流量が極端に少ない場合には、接続配管３８は回転せず、噴出口３８ａは所定位置に止まった状態であるが、この場合には、もともと気泡が小さく、大きな泡に成長しないため、加湿の制御に影響を与えることはない。
【００３２】
本実施例では、噴出口３８ａを一箇所としたが、図４に示すように、二箇所設けるものとして良い。この場合、図３に示した接続配管３８を、入口流路部３６ａの配管の軸（つまり、図３に示した空気の流れの方向Ｈ２軸）中心廻りに１８０°回転して、新たな接続配管７０を形成するものとすれば良い。こうすることで、接続配管７０の２つの噴出口７０ａ，７０ｂには、噴出圧力により同じ回転方向のモーメントが発生し、接続配管７０は効率よく回転する。なお、接続配管７０は、必ずしも軸中心廻りに１８０°で形成する必要はない。また、気泡が成長しない構造であれば、さらに噴出口を複数設けて接続配管を形成するものとしても良い。
【００３３】
また、図５に示すように、接続配管８０上であって、入口流路部３６ａの配管の軸中心から所定量離れた位置に、噴出口８０ａ，８０ｂの内径よりも小さな内径を備えた微細孔９０を設けるものとしても良い。こうすることで、噴出口８０ａ，８０ｂへ空気が流れる過程において、微細孔９０からも空気が噴出する。この微細孔９０の位置も、噴出口８０ａ，８０ｂと同様、回転する。したがって、気泡の成長を抑制するのに効果を奏する。さらに、噴出口８０ａ，８０ｂ自体に、多孔質体の部材や、微細孔を施した部材を備えるものとして良い。こうすることで、より一層空気を分散させ、気泡の成長を抑制することができる。
【００３４】
こうした構造の加湿装置３０を燃料電池システム１０に搭載することで、燃料電池１１に供給するガスの適切な加湿制御を行なうことができると共に、加湿装置３０、しいては、燃料電池システム１０全体をコンパクトに構築することができる。また、噴出口の移動により、気泡同士の分散性を向上して気泡の成長を抑制するため、加湿装置３０にはガスを連続して所定流量で供給することができる。すなわち、加湿装置３０へのガスの供給を、間欠的に実行するなどの余分な流量制御を必要とせず、制御を簡易なものとすることができる。
【００３５】
Ｃ．第２実施例の加湿装置：
図６は、第２実施例としての加湿装置の概略構成を示す断面図である。図示するように、第２実施例における加湿装置１３０の基本構造は、第１実施例と同様であり、液層３４内で空気の噴出口が回転する構造であるが、第１実施例とはその回転機構が異なる。したがって、以下に回転機構について説明し、第１実施例と同様の部分に関しては、同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図示するように、第２実施例では、第１実施例のガス移動噴出部２８に対応する回転機構として、電動モータ１２０を駆動源とするガス移動噴出部９８を備えている。ガス移動噴出部９８は、入口配管１００の一端であり、容器３３の底面に対して略鉛直方向に伸びた入口流路部１００ａと、入口流路部１００ａと接続する回転継手３７と、回転継手３７と噴出口１１０ａとを接続する接続配管１１０とからなる。
【００３７】
接続配管１１０は、Ｌ字型の形状をした配管であり、その一端には気泡を噴出する噴出口１１０ａを備え、回転継手３７と接続する他端には電動モータ１２０と接続する回転軸１１０ｂを備えている。つまり、回転軸１１０ｂは接続配管１１０に固定され、電動モータ１２０の回転動力は、回転軸１１０ｂを介して接続配管１１０自体に伝達される。なお、接続配管１１０の回転継手３７と接続する側の外周に歯車を備え、電動モータ１２０の回転動力を歯車を介して伝達する構成としても良い。
【００３８】
電動モータ１２０は、容器３３の外部に配置され、制御ユニット４０と電気的に接続されている。電動モータ１２０は、所定の運転状態で、制御ユニット４０からの指令を受けて回転する。本実施例では、接続配管１１０の腕の長さが約５０ｍｍから１００ｍｍ程度であり、電動モータ１２０は、供給される空気量に応じて約５ｒｐｍから約１２０ｒｐｍの回転数の範囲で回転している。なお、電動モータ１２０を容器３３外部に配置しているため、容器３３および入口流路部１００ａには、接続配管１１０の回転軸１１０ｂが貫通する穴が形成されている。この穴部分にはシーリングが施されており、水の浸入を防止している。
【００３９】
上記構成の加湿装置１３０において、所定流量の空気が入口配管１００へ供給されると共に、電動モータ１２０の動力を受けて噴出口１１０ａは回転する。したがって、第１実施例と同様、気泡の成長を抑制することができる。さらに、外部動力である電動モータ１２０を制御することで、供給流量が少なくても、噴出口１１０ａを回転させることができる。したがって、噴出口１１０ａは常に回転し、気泡の成長をより一層抑制することができる。また、回転速度を調整することで、気泡の成長を抑制すると共に、接続配管１１０の回転による液面の乱れも抑制することができる。なお、本実施例では、供給される空気量に応じて、電動モータ１２０の回転数を制御するものとしたが、一定回転数で回転させる制御を行なうものとしても良い。この場合でも、供給される空気の最大流量時に合わせて、回転数を設定することで、気泡の成長の抑制に効果を奏する。
【００４０】
Ｄ．変形例：
本発明の第１実施例における加湿装置３０では、噴出圧力で接続配管３８を回転する構造としたが、これに代えて、配管内を流れる空気の流速を利用して回転する構
成としても良い。この回転機構の一例を図７に示す。
【００４１】
図示するように、この回転機構は、第１実施例と同様の入口流路部３６ａ，回転継手３７と、Ｌ字型に形成した接続配管１５０とから構成される。接続配管１５０は、一端に噴出口１５０ａを備えると共に、回転継手３７と接続する他端に翼部分１５０ｂを備えている。翼部分１５０ｂは、接続配管１５０の内部に固定された軸上に、螺旋状の翼を設けて形成されている。
【００４２】
入口配管３６を流れる空気は、入口流路部３６ａから回転継手３７を経て接続配管１５０へ流れる過程で、螺旋状の翼にあたり、翼部分１５０ｂを回転させる。すなわち、接続配管１５０は空気の流れにより回転し、噴出口１５０ａから気泡を噴出する。こうすることで、第１実施例と同様、特別な動力源を備えることなく、噴出口が回転し、気泡の成長を抑制することができる。
【００４３】
また、本発明の実施例では、液層内の噴出口の移動は、回転移動であるとして説明したが、気泡の成長を抑制する動きであれば、往復運動や、車両のワイパーのごとく移動するものであっても良い。図８には、噴出口の移動態様として、往復運動の一例を示す。
【００４４】
図示するように、液層３４内の底面上に直線のガイドレール１６０を設け、ガイドレール１６０上に直動運動を行なう移動体１７０を配置する。移動体１７０は、外部に配置されたモータ２００からの回転運動を直線運動に変換するねじ伝動機構を備え、モータ２００の回転に応じて所定の速度でガイドレール１６０に沿って直線運動を行なう。なお、このモータ２００は正方向と逆方向とを所定タイミングで切り換えて回転する。
【００４５】
この移動体１７０は、内部に空間を備え、入口配管１８０と変形可能なホース１９０で接続されている。この空間内には、入口配管１８０内の空気がホース１９０を通過して供給され、移動体１７０の上面に設けた噴出口１７０ａから、空気が噴出される。以上の構造により、噴出口を往復運動させるものとしても、気泡の分散性を向上し、気泡の成長を抑制することができる。
【００４６】
本発明の実施例における燃料電池システムでは、燃料電池１１へ供給する空気を加湿するものとして、空気側に加湿装置を備える構成としたが、水素ガス側に加湿装置を備えるものとしても良い。この場合、水素タンクや改質器から供給される水素ガスを加湿装置の液層に噴出するものとすれば良い。
【００４７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施し得ることは勿論である。本発明では、噴出口は液層高さ方向に鉛直平面内で回転するものとして説明したが、所定の傾きを持った平面内で回転するものとしても良い。この場合も、気泡の成長を抑制する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の加湿装置を備えた燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】第１実施例としての加湿装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】第１実施例の噴出口の回転機構を示す斜視図である。
【図４】第１実施例の第１変形例としての回転機構を示す斜視図である。
【図５】第１実施例の第２変形例としての回転機構を示す斜視図である。
【図６】第２実施例としての加湿装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】回転機構の一例を示す説明図である。
【図８】往復運動の一例を示す説明図である。
【図９】従来の加湿装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０...燃料電池システム
１１...燃料電池
１２...水素ガス供給部
２０...マスフローコントローラ
２５...気泡
２６...出口配管
２８...ガス移動噴出部
３０...加湿装置
３１...加熱ヒータ
３２...液温センサ
３３...容器
３４...液層
３５...気層
３６...入口配管
３６ａ...入口流路部
３７...回転継手
３８...接続配管
３８ａ...噴出口
４０...制御ユニット
５０...予備加熱ヒータ
６０...ヒータ
７０ａ，７０ｂ...噴出口
７０...接続配管
８０ａ，８０ｂ...噴出口
８０...接続配管
９０...微細孔
９８...ガス移動噴出部
１００...入口配管
１００ａ...入口流路部
１１０...接続配管
１１０ａ...噴出口
１１０ｂ...回転軸
１２０...電動モータ
１３０...加湿装置
１５０...接続配管
１５０ａ...噴出口
１５０ｂ...翼部分
１６０...ガイドレール
１７０...移動体
１８０...入口配管
１９０...ホース
２００...モータ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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