(57)【要約】【課題】ガスの圧力損失を低く抑え、ブロア等の必要動力を大幅に削減し得、水位計等の水位を調節する機構や高価な膜等が不要で、コストダウンを図り得る燃料電池加湿装置を提供する。【解決手段】加湿容器４ａ内に、燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水を加湿水供給ポンプ６によって昇圧し噴霧ノズル４ｂから噴霧すると共に、ブロア７によって燃料電池本体１のカソード１ａへ供給される酸化剤ガスを導入することにより、該酸化剤ガスを加湿するカソード加湿器４を構成し、又、加湿容器５ａ内に、燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水を加湿水供給ポンプ６によって昇圧し噴霧ノズル５ｂから噴霧すると共に、燃料電池本体１のアノード１ｂへ供給される燃料ガスを導入することにより、該燃料ガスを加湿するアノード加湿器５を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加湿容器内に、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を噴霧すると共に、燃料電池本体へ供給されるガスを導入することにより、該ガスを加湿するよう構成したことを特徴とする燃料電池加湿装置。
【請求項２】
加湿容器底部と、冷却水が貯留される冷却水タンク底部とを、加湿容器内に供給された冷却水を冷却水タンクへ戻す冷却水戻しラインによって接続し、水位差によりガスの漏洩を防止する水封構造を形成した請求項１記載の燃料電池加湿装置。
【請求項３】
加湿容器の底部に、ガスを加湿した冷却水が貯留されるタンク部を一体に形成した請求項１記載の燃料電池加湿装置。
【請求項４】
冷却水を燃料電池本体へ圧送する冷却水循環ポンプにより、該冷却水の加湿容器への供給を行うようにした請求項１〜３いずれかに記載の燃料電池加湿装置。
【請求項５】
ガスを燃料電池本体のカソードへ供給される酸化剤ガスとした請求項１〜４いずれかに記載の燃料電池加湿装置。
【請求項６】
ガスを燃料電池本体のアノードへ供給される燃料ガスとした請求項１又は２記載の燃料電池加湿装置。
【請求項７】
加湿容器内に充填材が充填された充填材層を形成し、該充填材層に、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を供給すると共に、燃料電池本体へ供給されるガスを通過させることにより、該ガスを加湿するよう構成したことを特徴とする燃料電池加湿装置。
【請求項８】
加湿容器底部と、冷却水が貯留される冷却水タンク底部とを、加湿容器内に供給された冷却水を冷却水タンクへ戻す冷却水戻しラインによって接続し、水位差によりガスの漏洩を防止する水封構造を形成した請求項７記載の燃料電池加湿装置。
【請求項９】
加湿容器の底部に、ガスを加湿した冷却水が貯留されるタンク部を一体に形成した請求項７記載の燃料電池加湿装置。
【請求項１０】
冷却水を燃料電池本体へ圧送する冷却水循環ポンプにより、該冷却水の加湿容器への供給を行うようにした請求項７〜９いずれかに記載の燃料電池加湿装置。
【請求項１１】
ガスを燃料電池本体のカソードへ供給される酸化剤ガスとした請求項７〜１０いずれかに記載の燃料電池加湿装置。
【請求項１２】
充填材をセラミックス製の小径短管状部材とした請求項７〜１１いずれかに記載の燃料電池加湿装置。
【請求項１３】
充填材を金属製の小径短管状部材とした請求項７〜１１いずれかに記載の燃料電池加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池加湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、固体高分子型の燃料電池（ＰＥＦＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）においては、燃料電池本体のアノードへ供給される燃料ガス、並びに燃料電池本体のカソードへ供給される空気等の酸化剤ガスを加湿する必要があるが、これは、仮にそれらの加湿を行わないと、燃料電池本体に使用されている高分子膜が乾燥してしまい、内部抵抗や反応抵抗が増大し性能の低下を招く一方、乾燥の程度が甚大な場合には、高分子膜が熱を持ち燃えて孔があき、電池として作動しなくなる虞があるためである。
【０００３】
従来の場合、燃料電池の加湿装置としては、バブラー方式或いは膜方式のものが用いられている。
【０００４】
バブラー方式の加湿装置は、燃料電池の冷却水中に燃料ガス或いは酸化剤ガスを供給しバブリングさせることにより、燃料ガス或いは酸化剤ガスを加湿するようにしたものである。
【０００５】
又、膜方式の加湿装置は、イオン交換膜等の水分を透過する膜を介して燃料電池の冷却水と燃料ガス或いは酸化剤ガスとを流通させることにより、燃料ガス或いは酸化剤ガスを加湿するようにしたものである。
【０００６】
尚、固体高分子型燃料電池の一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【特許文献１】特開２００２−２５５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の如きバブラー方式の加湿装置では、バブリング中の泡と冷却水の接触面積を増やすために、その容積を大きくする必要があり、コンパクト化を阻む要因となり、又、燃料ガスや酸化剤ガスが加湿のための冷却水中を通過するには数百［ｍｍＨ2Ｏ］（≒数百×９．８［Ｐａ］）のガスの圧力損失が生じるため、ガスを送り込むブロア等の必要動力が大きくなり、更に又、加湿装置によるガス圧力損失が発生すると、その分だけガスの圧力を高める必要があり、水位差で水封を行おうとした場合、冷却水を貯留する冷却水タンクの高さをかなり高くしなければならなくなり、実現することが困難となって、結果的に水位計等の水位を調節する機構が必要となり、コストアップにつながるという欠点を有していた。
【０００８】
又、膜方式の加湿装置では、単位面積当りの透過率が低いために、接触面積を増やす必要があり、燃料電池と同じような流路板を用いた積層構造とし且つ流路を長くしなければならず、ガスの圧力損失が高くなると共に、高価な膜を使用することに加え構造が複雑化することから、コストアップは避けられなかった。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ガスの圧力損失を低く抑え、ブロア等の必要動力を大幅に削減し得、水位計等の水位を調節する機構や高価な膜等が不要で、コストダウンを図り得る燃料電池加湿装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、加湿容器内に、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を噴霧すると共に、燃料電池本体へ供給されるガスを導入することにより、該ガスを加湿するよう構成したことを特徴とする燃料電池加湿装置にかかるものである。
【００１１】
このように構成すると、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水が噴霧される加湿容器内をガスが通過することにより、ガスの加湿が行われるため、加湿装置によるガス圧力損失がほとんど発生せず、ガスを送り込むブロア等の必要動力が削減され、発電システムの効率を下げなくて済み、低コスト化につながる一方、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を用いているため、特別に高い熱源が必要とならず、温度制御も不要となる。又、加湿容器内に噴霧される冷却水は霧状の水滴となってガスと触れるため、単位容積当りの接触面積が大きくなり、加湿容器のコンパクト化も可能となる。
【００１２】
前記燃料電池加湿装置においては、加湿容器底部と、冷却水が貯留される冷却水タンク底部とを、加湿容器内に供給された冷却水を冷却水タンクへ戻す冷却水戻しラインによって接続し、水位差によりガスの漏洩を防止する水封構造を形成することができ、このようにすると、冷却水タンクの高さを高くすることなく且つ水位計等の水位を調節する機構を設けることなく、水位差で水封を行うことが可能となり、更なる低コスト化が図れることとなる。
【００１３】
又、前記燃料電池加湿装置においては、加湿容器の底部に、ガスを加湿した冷却水が貯留されるタンク部を一体に形成することができ、このようにすると、冷却水タンクを別置きするのに比べ、発電システム内での機器占有面積が減り、全体としてスペース的な制約を受けにくくすることが可能となる。
【００１４】
更に又、前記燃料電池加湿装置においては、冷却水を燃料電池本体へ圧送する冷却水循環ポンプにより、該冷却水の加湿容器への供給を行うようにすることができ、このようにすると、冷却水を加湿容器内へ噴霧するための特別なポンプが不要となり、必要動力を削減する上でより有効となる。
【００１５】
前記燃料電池加湿装置においては、ガスを燃料電池本体のカソードへ供給される酸化剤ガスとすることができる。
【００１６】
又、前記加湿容器内に、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を噴霧すると共に、燃料電池本体へ供給されるガスを導入することにより、該ガスを加湿するよう構成した燃料電池加湿装置、或いは該燃料電池加湿装置において、加湿容器底部と、冷却水が貯留される冷却水タンク底部とを、加湿容器内に供給された冷却水を冷却水タンクへ戻す冷却水戻しラインによって接続し、水位差によりガスの漏洩を防止する水封構造を形成するようにしたものの場合、ガスを燃料電池本体のアノードへ供給される燃料ガスとすることができる。
【００１７】
一方、本発明は、加湿容器内に充填材が充填された充填材層を形成し、該充填材層に、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を供給すると共に、燃料電池本体へ供給されるガスを通過させることにより、該ガスを加湿するよう構成したことを特徴とする燃料電池加湿装置にかかるものである。
【００１８】
このように構成すると、充填材層が形成され且つ燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水が供給される加湿容器内をガスが通過することにより、ガスの加湿が行われるため、加湿装置によるガス圧力損失がほとんど発生せず、ガスを送り込むブロア等の必要動力が削減され、発電システムの効率を下げなくて済み、低コスト化につながる一方、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を用いているため、特別に高い熱源が必要とならず、温度制御も不要となる。又、加湿容器内に供給される冷却水は充填材の表面を伝わりつつガスと触れるため、単位容積当りの接触面積が大きくなり、加湿容器のコンパクト化も可能となる。
【００１９】
前記充填材層が形成された燃料電池加湿装置においては、加湿容器底部と、冷却水が貯留される冷却水タンク底部とを、加湿容器内に供給された冷却水を冷却水タンクへ戻す冷却水戻しラインによって接続し、水位差によりガスの漏洩を防止する水封構造を形成することができ、このようにすると、冷却水タンクの高さを高くすることなく且つ水位計等の水位を調節する機構を設けることなく、水位差で水封を行うことが可能となり、更なる低コスト化が図れることとなる。
【００２０】
又、前記充填材層が形成された燃料電池加湿装置においては、加湿容器の底部に、ガスを加湿した冷却水が貯留されるタンク部を一体に形成することができ、このようにすると、冷却水タンクを別置きするのに比べ、発電システム内での機器占有面積が減り、全体としてスペース的な制約を受けにくくすることが可能となる。
【００２１】
更に又、前記充填材層が形成された燃料電池加湿装置においては、冷却水を燃料電池本体へ圧送する冷却水循環ポンプにより、該冷却水の加湿容器への供給を行うようにすることができ、このようにすると、冷却水を加湿容器内へ供給するための特別なポンプが不要となり、必要動力を削減する上でより有効となる。
【００２２】
前記充填材層が形成された燃料電池加湿装置においては、ガスを燃料電池本体のカソードへ供給される酸化剤ガスとすることができる。
【００２３】
又、前記充填材層が形成された燃料電池加湿装置においては、充填材をセラミックス製の小径短管状部材とすることができる。
【００２４】
更に又、前記充填材層が形成された燃料電池加湿装置においては、充填材を金属製の小径短管状部材とすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の燃料電池加湿装置によれば、下記の如き優れた効果を奏し得る。
【００２６】
加湿容器内に、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を噴霧すると共に、燃料電池本体へ供給されるガスを導入することにより、該ガスを加湿するよう構成すれば、加湿装置によるガス圧力損失をほとんど発生させず、ガスを送り込むブロア等の必要動力を大幅に削減し得、発電システムの効率低下を防止し得、コストダウンを図り得る一方、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を用いたことにより、特別に高い熱源を必要とせず、温度制御も不要とし得、又、加湿容器内に噴霧される冷却水は霧状の水滴となってガスと触れるため、単位容積当りの接触面積を大きくでき、加湿容器のコンパクト化を図ることができる。
【００２７】
前記冷却水を噴霧するようにした燃料電池加湿装置において、加湿容器底部と、冷却水が貯留される冷却水タンク底部とを、加湿容器内に供給された冷却水を冷却水タンクへ戻す冷却水戻しラインによって接続し、水位差によりガスの漏洩を防止する水封構造を形成すれば、冷却水タンクの高さを高くすることなく且つ水位計等の水位を調節する機構を設けることなく、水位差で水封を行うことができ、更なる低コスト化を図り得る。
【００２８】
又、前記冷却水を噴霧するようにした燃料電池加湿装置において、加湿容器の底部に、ガスを加湿した冷却水が貯留されるタンク部を一体に形成すれば、冷却水タンクを別置きするのに比べ、発電システム内での機器占有面積を削減し得、全体としてスペース的な制約を受けにくくすることができる。
【００２９】
更に又、前記冷却水を噴霧するようにした燃料電池加湿装置において、冷却水を燃料電池本体へ圧送する冷却水循環ポンプにより、該冷却水の加湿容器への供給を行うようにすれば、冷却水を加湿容器内へ噴霧するための特別なポンプを不要とし得、必要動力を更に削減することができる。
【００３０】
一方、加湿容器内に充填材が充填された充填材層を形成し、該充填材層に、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を供給すると共に、燃料電池本体へ供給されるガスを通過させることにより、該ガスを加湿するよう構成すれば、加湿装置によるガス圧力損失をほとんど発生させず、ガスを送り込むブロア等の必要動力を削減し得、発電システムの効率低下を防止し得、コストダウンを図り得る一方、燃料電池本体を冷却して温度上昇した冷却水を用いたことにより、特別に高い熱源を必要とせず、温度制御も不要とし得、又、加湿容器内に供給される冷却水は充填材の表面を伝わりつつガスと触れるため、単位容積当りの接触面積を大きくでき、加湿容器のコンパクト化を図ることができる。
【００３１】
前記充填材層が形成された燃料電池加湿装置において、加湿容器底部と、冷却水が貯留される冷却水タンク底部とを、加湿容器内に供給された冷却水を冷却水タンクへ戻す冷却水戻しラインによって接続し、水位差によりガスの漏洩を防止する水封構造を形成すれば、冷却水タンクの高さを高くすることなく且つ水位計等の水位を調節する機構を設けることなく、水位差で水封を行うことができ、更なる低コスト化を図り得る。
【００３２】
又、前記充填材層が形成された燃料電池加湿装置において、加湿容器の底部に、ガスを加湿した冷却水が貯留されるタンク部を一体に形成すれば、冷却水タンクを別置きするのに比べ、発電システム内での機器占有面積を削減し得、全体としてスペース的な制約を受けにくくすることができる。
【００３３】
更に又、前記充填材層が形成された燃料電池加湿装置において、冷却水を燃料電池本体へ圧送する冷却水循環ポンプにより、該冷却水の加湿容器への供給を行うようにすれば、冷却水を加湿容器内へ噴霧するための特別なポンプを不要とし得、必要動力を更に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００３５】
図１は本発明を実施する形態の一例であって、１はカソード１ａとアノード１ｂを有する燃料電池本体、２は燃料電池本体１用の冷却水が貯留される冷却水タンク、３は冷却水タンク２に貯留された冷却水を圧送する冷却水循環ポンプ、４は空気等の酸化剤ガスを加湿するカソード加湿器、５は燃料ガスを加湿するアノード加湿器であり、前記カソード加湿器４は、加湿容器４ａ内に、燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水を加湿水供給ポンプ６によって昇圧し噴霧ノズル４ｂから噴霧すると共に、ブロア７によって燃料電池本体１のカソード１ａへ供給される酸化剤ガスを導入することにより、該酸化剤ガスを加湿するよう構成し、又、前記アノード加湿器５は、加湿容器５ａ内に、燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水を加湿水供給ポンプ６によって昇圧し噴霧ノズル５ｂから噴霧すると共に、燃料電池本体１のアノード１ｂへ供給される燃料ガスを導入することにより、該燃料ガスを加湿するよう構成してある。
【００３６】
本図示例の場合、前記カソード加湿器４及びアノード加湿器５それぞれの加湿容器４ａ，５ａ底部と、冷却水が貯留される冷却水タンク２底部とを、加湿容器４ａ，５ａ内に供給された冷却水を冷却水タンク２へ戻す冷却水戻しライン８によって接続し、水位差によりガスの漏洩を防止する水封構造を形成するようにしてある。
【００３７】
尚、前記冷却水戻しライン８途中には、カソード加湿器４において酸化剤ガスを加湿した後の冷却水から酸化剤ガスを分離し該酸化剤ガスを酸化剤ガス戻しライン９を介して加湿容器４ａへ戻し且つ酸化剤ガスを分離した冷却水を冷却水タンク２へ戻す気液分離器１０と、アノード加湿器５において燃料ガスを加湿した後の冷却水から燃料ガスを分離し該燃料ガスを燃料ガス戻しライン１１を介して加湿容器５ａへ戻し且つ燃料ガスを分離した冷却水を冷却水タンク２へ戻す気液分離器１２とを設けてある。
【００３８】
又、燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水の一部は、加湿水供給ポンプ６を迂回して冷却水戻しライン８へつながるバイパスライン１３を経由し、冷却水タンク２に戻すようにしてある。
【００３９】
次に、上記図示例の作用を説明する。
【００４０】
前述の如く構成すると、燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水が噴霧されるカソード加湿器４及びアノード加湿器５それぞれの加湿容器４ａ，５ａ内を酸化剤ガスと燃料ガスが通過することにより、該酸化剤ガスと燃料ガスの加湿が行われるため、加湿装置によるガス圧力損失がほとんど発生せず、酸化剤ガスを送り込むブロア７等の必要動力が削減され、発電システムの効率を下げなくて済み、低コスト化につながる一方、燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水を用いているため、特別に高い熱源が必要とならず、温度制御も不要となる。又、前記加湿容器４ａ，５ａ内に噴霧される冷却水は霧状の水滴となってガスと触れるため、単位容積当りの接触面積が大きくなり、加湿容器４ａ，５ａのコンパクト化も可能となる。
【００４１】
本図示例においては、前記加湿容器４ａ，５ａ底部と、冷却水が貯留される冷却水タンク２底部とを、加湿容器４ａ，５ａ内に供給された冷却水を冷却水タンク２へ戻す冷却水戻しライン８によって接続し、水位差によりガスの漏洩を防止する水封構造を形成してあるため、冷却水タンク２の高さを高くすることなく且つ水位計等の水位を調節する機構を設けることなく、水位差で水封を行うことが可能となり、更なる低コスト化が図れることとなる。
【００４２】
こうして、酸化剤ガスと燃料ガスの圧力損失を低く抑え、ブロア７等の必要動力を大幅に削減し得、水位計等の水位を調節する機構や高価な膜等が不要で、コストダウンを図り得る。
【００４３】
図２は本発明を実施する形態の他の例であって、図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、カソード加湿器４の加湿容器４ａの底部に、酸化剤ガスを加湿した冷却水が貯留されるタンク部４ｃを一体に形成すると共に、冷却水を燃料電池本体１へ圧送する冷却水循環ポンプ３により、該冷却水の加湿容器４ａへの供給を行うようにしたものである。
【００４４】
尚、図２の例では、図１に示すアノード加湿器５の代りに、内部に充填材が充填され且つ燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水と燃料電池本体１のアノード１ｂへ供給される燃料ガスが導入されるクエンチャー５’を設け、燃料電池本体１の運転初期には燃料ガスを冷却して湿分を落とす一方、定格運転時には燃料ガスの加湿を行うようにしてある。又、前記クエンチャー５’内に供給された冷却水は、冷却水戻しライン８’を介して前記カソード加湿器４の加湿容器４ａと一体のタンク部４ｃへ戻すと共に、燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水の一部は、バイパスライン１３’と冷却水戻しライン８’とを介して前記タンク部４ｃに戻すようにしてある。
【００４５】
図２に示す例のように、カソード加湿器４の加湿容器４ａの底部に、酸化剤ガスを加湿した冷却水が貯留されるタンク部４ｃを一体に形成すると、図１に示されるような冷却水タンク２を別置きするのに比べ、発電システム内での機器占有面積が減り、全体としてスペース的な制約を受けにくくすることが可能となる。
【００４６】
又、図２に示す例のように、冷却水を燃料電池本体１へ圧送する冷却水循環ポンプ３により、該冷却水の加湿容器４ａへの供給を行うようにすると、冷却水を加湿容器４ａ内へ噴霧するための特別なポンプが不要となり、必要動力を削減する上でより有効となる。
【００４７】
ここで、発電システム側の要求が、酸化剤ガスとしての空気３１０［ｌ（ｎｏｒｍａｌ）／ｍｉｎ］を５５［℃］飽和にし、且つその際のガス圧力損失が１００［ｍｍＨ2Ｏ］以下、である場合に、図２に示すようなカソード加湿器４により加湿性能試験を実施したところ、空気３５０［ｌ（ｓｔａｎｄａｒｄ）／ｍｉｎ］（３２６［ｌ（ｎｏｒｍａｌ）／ｍｉｎ］）を供給圧０．５［ｋｇｆ／ｃｍ2］（≒０．５×９．８［Ｎ／ｃｍ2］）で５９［℃］飽和に加湿することができ、且つその際のガス圧力損失が１０〜３０［ｍｍＨ2Ｏ］程度に抑えられることが確認されており、これは、冷却水を燃料電池本体１へ圧送する冷却水循環ポンプ３のみで充分な加湿性能が得られ、発電システム側の要求が満足されることを示している。
【００４８】
こうして、図２に示す例の場合にも、ガスの圧力損失を低く抑え、ブロア７等の必要動力を大幅に削減し得、水位計等の水位を調節する機構や高価な膜等が不要で、コストダウンを図り得る。
【００４９】
図３は本発明を実施する形態の更に他の例であって、図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、カソード加湿器４の加湿容器４ａ内に、図２に示す噴霧ノズル４ｂを設ける代りに、充填材１４が充填された充填材層１５を形成し、該充填材層１５に、燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水を供給すると共に、燃料電池本体１のカソード１ａへ供給される酸化剤ガスを通過させることにより、該酸化剤ガスを加湿するよう構成したものである。
【００５０】
前記充填材１４としては、例えば、図４に示すような、セラミックス製或いは金属性の小径短管状部材を用いることができる。尚、セラミックス製の小径短管状部材を充填材１４として用いる場合、サイズが１／４［吋］、空間率がおよそ６２［％］、表面積がおよそ７１２［ｍ2／ｍ3］、入数がおよそ３１５００００［個／ｍ3］、質量がおよそ９１３［ｋｇ／ｍ3］となるようなものを採用することができる。
【００５１】
図３に示す例のように構成すると、充填材層１５が形成され且つ燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水が供給される加湿容器４ａ内を酸化剤ガスが通過することにより、酸化剤ガスの加湿が行われるため、加湿装置によるガス圧力損失がほとんど発生せず、酸化剤ガスを送り込むブロア７等の必要動力が削減され、発電システムの効率を下げなくて済み、低コスト化につながる一方、燃料電池本体１を冷却して温度上昇した冷却水を用いているため、特別に高い熱源が必要とならず、温度制御も不要となる。又、加湿容器４ａ内に供給される冷却水は充填材１４の表面を伝わりつつガスと触れるため、単位容積当りの接触面積が大きくなり、加湿容器４ａのコンパクト化も可能となる。
【００５２】
又、図３に示す例においても、図２に示す例と同様に、カソード加湿器４の加湿容器４ａの底部に、酸化剤ガスを加湿した冷却水が貯留されるタンク部４ｃを一体に形成してあるため、図１に示されるような冷却水タンク２を別置きするのに比べ、発電システム内での機器占有面積が減り、全体としてスペース的な制約を受けにくくすることが可能となる。
【００５３】
更に又、図３に示す例においても、図２に示す例と同様に、冷却水を燃料電池本体１へ圧送する冷却水循環ポンプ３により、該冷却水の加湿容器４ａへの供給を行うようにしてあるため、冷却水を加湿容器４ａ内へ噴霧するための特別なポンプが不要となり、必要動力を削減する上でより有効となる。
【００５４】
ここで、前述と同様、発電システム側の要求が、酸化剤ガスとしての空気３１０［ｌ（ｎｏｒｍａｌ）／ｍｉｎ］を５５［℃］飽和にし、且つその際のガス圧力損失が１００［ｍｍＨ2Ｏ］以下、である場合に、図３に示すようなカソード加湿器４により加湿性能試験を実施したところ、空気３５０［ｌ（ｓｔａｎｄａｒｄ）／ｍｉｎ］（３２６［ｌ（ｎｏｒｍａｌ）／ｍｉｎ］）を供給水量５［ｌ／ｍｉｎ］で６６［℃］飽和に加湿することができ、且つその際のガス圧力損失が２４［ｍｍＨ2Ｏ］程度に抑えられることが確認されており、これもまた、冷却水を燃料電池本体１へ圧送する冷却水循環ポンプ３のみで充分な加湿性能が得られ、発電システム側の要求が満足されることを示している。
【００５５】
こうして、図３に示す例の場合にも、ガスの圧力損失を低く抑え、ブロア等の必要動力を大幅に削減し得、水位計等の水位を調節する機構や高価な膜等が不要で、コストダウンを図り得る。
【００５６】
尚、本発明の燃料電池加湿装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、図２或いは図３に示す例において、カソード加湿器４の加湿容器４ａの底部にタンク部４ｃを一体に形成せずに、図１に示す例の如く、冷却水タンク２として別に設け、水位差によりガスの漏洩を防止する水封構造を形成するようにしても良いこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明を実施する形態の一例の概要構成図である。
【図２】本発明を実施する形態の他の例の概要構成図である。
【図３】本発明を実施する形態の更に他の例の概要構成図である。
【図４】図３に示す加湿装置内に充填される充填材の形状の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    燃料電池本体
１ａ  カソード
１ｂ  アノード
２    冷却水タンク
３    冷却水循環ポンプ
４    カソード加湿器
４ａ  加湿容器
４ｂ  噴霧ノズル
４ｃ  タンク部
５    アノード加湿器
５ａ  加湿容器
５ｂ  噴霧ノズル
６    加湿水供給ポンプ
７    ブロア
８    冷却水戻しライン
１４    充填材
１５    充填材層
【図１】
2005093357.tif 000003
【図２】
2005093357.tif 000004
【図３】
2005093357.tif 000005
【図４】
2005093357.tif 000006