(57)【要約】【課題】本発明では、水素や酸素の供給通路や水素循環経路内に設けられる弁の切り替え用のソレノイド等から発生する振動を抑制することができる加湿器ユニットを提供することを課題とする。【解決手段】加湿器ユニットＵは、燃料電池ＦＣのアノード側に供給する水素Ｈを加湿するアノード加湿器１と、燃料電池ＦＣのカソード側に供給する空気Ａを加湿するカソード加湿器２と、振動を発生する水素循環ユニット３とを一体的に備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池のアノード側に供給する燃料ガスを加湿するアノード加湿器と、
前記燃料電池のカソード側に供給する空気を加湿するカソード加湿器と、
前記燃料ガス又は空気が通る通路に設けられ、かつ振動を発生する振動発生デバイスとを一体的に備えたことを特徴とする加湿器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アノード加湿器とカソード加湿器を一体的に備える加湿器ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、燃料電池システムは、プロトン導電性の高分子電解質膜（ＰＥＭ膜）を挟んで一側にカソード極を区画し、他側にアノード極を区画して構成されており、カソード極に供給される空気中の酸素と、アノード極に供給される燃料ガス中の水素との電気化学反応によって発電するものである。そして、このような燃料電池システムとしては、前記高分子電解質膜を適度に加湿するために燃料電池内に供給する水素や酸素を加湿する加湿器や、燃料電池内で反応しきれなかった余りの水素を再度燃料電池へ供給するための水素循環経路を備える構造が一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−５８０９２号公報（第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の燃料電池システムにおいては、水素又は酸素を燃料電池に供給するための通路や前記水素循環経路内に設けられる遮断弁やパージ弁等の切り替えを行うソレノイド等から振動が発生しており、この振動を抑制することが望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、水素や酸素の供給通路や水素循環経路内に設けられる弁の切り替え用のソレノイド等から発生する振動を抑制することができる加湿器ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項１に記載の加湿器ユニットは、燃料電池のアノード側に供給する燃料ガスを加湿するアノード加湿器と、前記燃料電池のカソード側に供給する空気を加湿するカソード加湿器と、前記燃料ガス又は空気が通る通路に設けられ、かつ振動を発生する振動発生デバイスとを一体的に備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、「振動発生デバイス」とは、例えば遮断弁、レギュレータ、逆止弁、パージ弁等の振動を発生する機器のことをいう。例えば、遮断弁やパージ弁では、その弁の開閉を行うソレノイドから振動が発生している。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、例えば振動発生デバイスである遮断弁の切り替えによって発生した振動（作動音）は、一体となったアノード加湿器とカソード加湿器によって吸収され、確実に抑制されることとなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る加湿器ユニットの詳細について説明する。参照する図面において、図１は本発明の加湿器ユニットを示す斜視図であり、図２は図１の水素循環ユニットを構成する機器を含んだ燃料電池システムの構成を示す構成図である。
【００１０】
図１に示すように、加湿器ユニットＵは、燃料電池ＦＣのアノード側に供給する水素（燃料ガス）Ｈを加湿するアノード加湿器１と、燃料電池ＦＣのカソード側に供給する空気Ａを加湿するカソード加湿器２と、水素循環ユニット（振動発生デバイス）３とを一体的に備えている。具体的には、２本のアノード加湿器１が縦に並べて配設され、これらのアノード加湿器１に隣接するように３本のカソード加湿器２がその平面位置を互いにずらした状態で配設されている。そして、この２本のアノード加湿器１がこのアノード加湿器１の長さよりも長い３本のカソード加湿器２に対してその長手方向でずらして配設されることで生じたスペースに、水素循環ユニット３が配設されている。また、この水素循環ユニット３は、アノード加湿器１の両端に設けられる剛性の高い部材で形成されたヘッド１１に固定されている。
【００１１】
水素循環ユニット３は、図２に示すように、水素Ｈが通る通路に設けられる複数の機器のうち特定のものが一体となって構成されたものである。なお、以下にこの水素循環ユニット３を構成する機器の機能を理解するにあたって、燃料電池システムＳ全体について簡単に説明する。
【００１２】
最初に、この燃料電池システムＳにおける水素Ｈの流れについて説明する。
まず、水素タンクＴ内に備えられた図示しない電磁弁と遮断弁３１とを開放することで水素タンクＴ内から放出される水素Ｈは、レギュレータ３２によって、その圧力が調整される。この圧力調整された水素Ｈは、エゼクタ３４を介して加湿器ユニットＵに供給される。なお、エゼクタ３４は、水素タンクＴからの水素Ｈと燃料電池ＦＣから戻ってくる水素Ｈを混合させて燃料電池ＦＣに再供給して水素Ｈを循環させるものである。
【００１３】
そして、加湿器ユニットＵで加湿された水素Ｈは燃料電池ＦＣ内に供給され、そのうち化学反応しきれなかった余りの水素Ｈが逆止弁３５を通ると共に、前記エゼクタ３４によって加湿器ユニットＵに戻され、再利用される。ここで、逆止弁３５はエゼクタ３４に向かって流れる水素Ｈの逆流を防止するものである。ちなみに、この燃料電池ＦＣから排出する水素Ｈを加湿器ユニットＵに戻す通路には、流体排出用のパージ弁３６が設けられており、このパージ弁３６で循環通路内の水素等を適宜系外に排出するようになっている。
【００１４】
次に、空気Ａの流れについて説明する。
スーパーチャージャＳＰで圧縮された高温の空気Ａは、インタークーラＩＣで冷却された後、加湿器ユニットＵを介して燃料電池ＦＣに供給される。
【００１５】
そして、燃料電池ＦＣ内に供給された空気Ａのうち化学反応しきれなかった余りの空気Ａ（一般にオフガスと呼ばれ、多量の水分を含んでいる。）が、加湿器ユニットＵでの水素Ｈや空気Ａの加湿に利用される。その後、この加湿器ユニットＵから出てくる空気Ａは、背圧弁Ｖ２を介して排出される。
【００１６】
最後に、冷却水の流れについて説明する。
冷却水ＣＷは、温水ポンプＨＰによって燃料電池システムＳ内を循環しており、ラジエータＲＡＤで冷却された冷却水ＣＷが、燃料電池ＦＣに供給されるようになっている。
【００１７】
以上のように燃料電池システムＳを構成する機器としてはいろいろなものがあり、このうち水素Ｈ又は空気Ａが通る通路に設けられる遮断弁３１、レギュレータ３２、逆止弁３５、パージ弁３６及び背圧弁Ｖ２が、振動を発生する特許請求の範囲にいう「振動発生デバイス」に相当している。また、これらの振動発生デバイスのうち遮断弁３１、レギュレータ３２、逆止弁３５及びパージ弁３６が、本実施形態の水素循環ユニット３を構成する機器となっている。
【００１８】
次に、水素循環ユニット３の各種機器３１，３２，３５，３６により振動が発生した場合における加湿器ユニットＵの作用について図１を参照して説明する。図１に示すように、水素循環ユニット３の各種機器３１，３２，３５，３６（図２参照）が振動すると、その振動は剛性の高いヘッド１１で吸収された後、さらに一体化した加湿器ユニットＵによって吸収され、確実に抑制されることとなる。
【００１９】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
水素循環ユニット３の各種機器３１，３２，３５，３６から発生した振動が一体化した加湿器ユニットＵによって吸収されるので（単体で振動するのとユニット全体で振動するのでは揺れ方が異なるため）、その振動を確実に抑制することができる。また、この振動が最初に剛性の高いヘッド１１で吸収されるので、その振動をより確実に抑制することができる。
【００２０】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、水素循環ユニット３を加湿器ユニットＵと一体に構成させたが、本発明はこれに限定されず、たとえば空気Ａが通る通路に設けられ、かつ振動を発生する背圧弁Ｖ２も、加湿器ユニットＵと一体に構成してもよい。
また、加湿器ユニットＵに振動を発生しない機器を一体に取り付けてもよい。この場合、加湿器ユニットＵの総重量が大きくなることで加湿器ユニットＵ全体が振動し難くなるので、振動の抑制を大幅に向上することができる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、振動発生デバイスから発生した振動が一体となったアノード加湿器とカソード加湿器によって吸収されるので、この振動発生デバイスからの振動を確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の加湿器ユニットを示す斜視図である。
【図２】図１の水素循環ユニットを構成する機器を含んだ燃料電池システムの構成を示す構成図である。
【符号の説明】
ＦＣ              燃料電池
Ｈ                水素（燃料ガス）
Ａ                空気
Ｕ                加湿器ユニット
１                アノード加湿器
２                カソード加湿器
３                水素循環ユニット（振動発生デバイス）
３１              遮断弁
３２              レギュレータ
３４              エゼクタ
３５              逆止弁
３６              パージ弁
【図１】
2004165060.tif 000003
【図２】
2004165060.tif 000004