JP2001351660A - Supply gas humidifying device for fuel cell - Google Patents

Supply gas humidifying device for fuel cell

Info

Publication number
JP2001351660A
JP2001351660A JP2000171173A JP2000171173A JP2001351660A JP 2001351660 A JP2001351660 A JP 2001351660A JP 2000171173 A JP2000171173 A JP 2000171173A JP 2000171173 A JP2000171173 A JP 2000171173A JP 2001351660 A JP2001351660 A JP 2001351660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
water
pressure
humidifier
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000171173A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Kurosaki
浩二 黒崎
Tomoki Kobayashi
知樹 小林
Hiroshi Shimanuki
寛士 島貫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2000171173A priority Critical patent/JP2001351660A/en
Priority to DE10110419A priority patent/DE10110419A1/en
Priority to CA002339508A priority patent/CA2339508C/en
Priority to US09/801,312 priority patent/US6696192B2/en
Publication of JP2001351660A publication Critical patent/JP2001351660A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To humidify a macromolecular film appropriately by making the most of cost performance of low pressure driving system. SOLUTION: The supply gas humidifying device for the fuel cell comprises a moisture permeable humidifier 23 humidifying a supply gas (supplied air As, supplied hydrogen Hs) to be supplied to the fuel cell 1, which contains the moisture recovered from an exhaust gas (exhausted air Ae, exhausted hydrogen He) exhausted from the fuel cell 1, an exhaust gas transport means (compressor 24) arranged at the downstream side of the fuel cell 1, and a condensing means (condenser 26) condensing the moisture contained in the exhaust gas at the downstream side of the moisture permeable humidifier 23. The quantity of the moisture of supply gas at the upper stream side of the exhaust gas transport means is controlled by using the moisture condensed at the condensing means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【発明の属する技術分野】本発明は水素と酸素の化学反
応により発電する燃料電池に関するものであり、特に、
燃料電池から排出された排出ガス中の水分を回収して燃
料電池に供給される供給ガスを加湿するようにした燃料
電池用供給ガス加湿装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell for generating electricity by a chemical reaction between hydrogen and oxygen,
The present invention relates to a supply gas humidifier for a fuel cell which collects moisture in an exhaust gas discharged from a fuel cell and humidifies a supply gas supplied to the fuel cell.

【0001】[0001]

【従来の技術】図3はこの種、従来の燃料電池を示す。
同図に示すように、燃料電池101は、電解質膜として
の固体高分子膜101cを挟んで一方側がカソード極
側、他方側がアノード極側となっており、それぞれに、
触媒を含んだカソード電極101b、アノード電極10
1dが設けられる。固体高分子膜101cは、たとえ
ば、プロトン交換膜であるパーフロロカーボンスルホン
酸膜より成り、飽和含水されたときにプロトン導電性電
解質として機能し、常温で20Ω−プロトン以下の低い
比抵抗を示す。カソード電極101bに含まれる触媒
は、酸素から酸素イオンを生成し、アノード電極101
dに含まれる触媒は、水素からプロトンを生成する。カ
ソード電極101bの外側に酸化剤ガスとしての供給空
気Asを流通するためのカソード極側ガス通路101a
が区画され、また、アノード電極101dの外側に燃料
ガスとしての供給水素Hsを流通するためのアノード極
側ガス通路101eが区画される。カソード極側ガス通
路101aを供給空気Asが流通し、かつ、アノード極
側ガス通路101eを供給水素Hsが流通すると、アノ
ード電極101dの触媒の作用で水素がイオン化し、プ
ロトンが生成される。プロトンは電解質膜としての固体
高分子膜101c中を移動してカソード電極101bに
到達する。このとき、プロトンは、触媒の存在下で供給
空気Asの酸素から生成された酸素イオンと反応して水
を生成する。生成水及び未使用の酸素を含む供給空気A
sは、排出ガスAeとして燃料電池101のカソード極
側ガス通路101aから排出される。アノード電極10
1dでは水素がイオン化する際に電子が生成され、この
電子がモータM等の外部負荷を経由してカソード電極1
01bに到達する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a conventional fuel cell of this type.
As shown in FIG. 1, the fuel cell 101 has a cathode electrode side on one side and an anode electrode side on the other side with a solid polymer membrane 101c as an electrolyte membrane interposed therebetween.
Cathode electrode 101b containing catalyst, anode electrode 10
1d is provided. The solid polymer membrane 101c is made of, for example, a perfluorocarbon sulfonic acid membrane which is a proton exchange membrane, functions as a proton conductive electrolyte when saturated with water, and has a low specific resistance of 20Ω-proton or less at room temperature. The catalyst contained in the cathode electrode 101b generates oxygen ions from oxygen,
The catalyst contained in d generates protons from hydrogen. Cathode-side gas passage 101a for flowing supply air As as an oxidant gas outside cathode electrode 101b
In addition, an anode-side gas passage 101e for flowing supply hydrogen Hs as a fuel gas is defined outside the anode electrode 101d. When the supply air As flows through the cathode-side gas passage 101a and the supply hydrogen Hs flows through the anode-side gas passage 101e, hydrogen is ionized by the action of the catalyst of the anode electrode 101d to generate protons. Protons move through the solid polymer membrane 101c as an electrolyte membrane and reach the cathode electrode 101b. At this time, the protons react with oxygen ions generated from the oxygen of the supply air As in the presence of the catalyst to generate water. Supply air A containing product water and unused oxygen
s is exhausted from the cathode-side gas passage 101a of the fuel cell 101 as exhaust gas Ae. Anode electrode 10
In 1d, when hydrogen is ionized, electrons are generated, and the electrons are passed through an external load such as a motor M to the cathode electrode 1d.
01b.

【0002】図4に従来の燃料電池システムを示す。図
示されるように、この燃料電池システム111は、前記
燃料電池101に対して酸化剤ガスを流通するための空
気移送通路112と、燃料ガスとしての水素を流通させ
るための水素移送通路113とを備えている。
FIG. 4 shows a conventional fuel cell system. As shown, the fuel cell system 111 includes an air transfer passage 112 for flowing an oxidizing gas through the fuel cell 101 and a hydrogen transfer passage 113 for flowing hydrogen as a fuel gas. Have.

【0003】空気移送通路112は、前記燃料電池10
1のカソード極側ガス通路101aに酸化ガスとしての
空気を供給する空気供給通路112aと、このカソード
極側ガス通路101aから排出された排出空気を排出す
るための空気排出通路112bとからなり、水素移送通
路113は、前記燃料電池101のアノード極側ガス通
路101eに水素を供給する水素供給通路113aと、
このアノード極側ガス通路101eより排出された反応
後の排出水素Heを排出するための水素排出通路113
bとからなる。
The air transfer passage 112 is provided in the fuel cell 10
An air supply passage 112a for supplying air as an oxidizing gas to the first cathode-side gas passage 101a, and an air discharge passage 112b for discharging the exhaust air discharged from the cathode-side gas passage 101a. The transfer passage 113 includes a hydrogen supply passage 113a that supplies hydrogen to the anode-side gas passage 101e of the fuel cell 101,
A hydrogen discharge passage 113 for discharging the hydrogen He discharged after the reaction discharged from the anode electrode side gas passage 101e.
b.

【0004】そして、前記空気供給通路112aの上流
には空気を浄化して下流に供給するためのエアクリーナ
121が設置され、空気供給通路112aと空気排出通
路112bとに、排出空気から水分を回収して供給空気
を加湿すべく水透過膜型加湿器123が取り付けられ
る。前記水素供給通路113aには、上流端に水素を供
給するための水素供給源131が取り付けられ、この水
素供給源131より下流側に、圧力調節のためのレギュ
レータ132と、水素を供給するための水素循環ポンプ
133とが介設される。また、前記水素排出通路113
bには前記水素循環ポンプ133側と排出側とを切り替
えるための三方弁134が介設され、前記水透過膜型加
湿器123の下流には、背圧を調節するための圧力制御
弁125が介設される。127は加湿のための水を供給
する水タンクであり、必要に応じて図示しないインジェ
クタを介して前記空気移送通路112に水を供給するも
のである。
[0004] An air cleaner 121 is provided upstream of the air supply passage 112a for purifying air and supplying it downstream. The air cleaner 121 collects moisture from the discharged air in the air supply passage 112a and the air discharge passage 112b. A water permeable membrane humidifier 123 is attached to humidify the supply air. A hydrogen supply source 131 for supplying hydrogen to the upstream end is attached to the hydrogen supply passage 113a. A regulator 132 for adjusting pressure and a hydrogen supply source for supplying hydrogen are provided downstream of the hydrogen supply source 131. A hydrogen circulation pump 133 is interposed. In addition, the hydrogen discharge passage 113
b, a three-way valve 134 for switching between the hydrogen circulation pump 133 side and the discharge side is interposed. A pressure control valve 125 for adjusting back pressure is provided downstream of the water permeable membrane humidifier 123. It is interposed. A water tank 127 supplies water for humidification, and supplies water to the air transfer passage 112 via an injector (not shown) as necessary.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の燃
料電池システムにおいては、水透過膜型加湿器によって
排出空気側より水分を回収し、この回収された水分によ
り、供給空気を加湿するが、温度一定の下では圧力に対
して水の蒸発速度が反比例することを思量すると、燃料
電池への供給空気の設定露点は同じでも、圧力を変化さ
せると一定体積(容積)当たりの必要水分量は変化し、
加湿量が燃料電池の排出空気中より補足された水分量だ
けでは不足することがある。
As described above, in the conventional fuel cell system, water is recovered from the discharge air side by the water permeable membrane type humidifier, and the supplied air is humidified by the recovered water. Considering that the evaporation rate of water is inversely proportional to the pressure when the temperature is constant, the required amount of water per fixed volume (volume) is constant when the pressure is changed, even if the set dew point of the air supplied to the fuel cell is the same. Changes,
In some cases, the humidification amount is insufficient only with the amount of water supplemented from the exhaust air of the fuel cell.

【0006】たとえば、カソード極側ガス通路の上流側
にポンプを設置し、正圧により空気を移送する(a)高
圧運転システムと、カソード極側ガス通路の下流側にポ
ンプを設置して負圧により供給空気を移送する(b)低
圧運転システムとを比較したとき、(b)低圧運転シス
テムは、(a)高圧運転システムに比べて圧損が少な
く、動力的に優れてはいるものの、一定体積(容積)当
たりの必要水分量が増大する欠点がある。このため、排
出空気中より補足される水分だけでは前記高分子膜の加
湿量が足らず、定常運転でも供給ガスの加湿量不足によ
る発電不良が発生することがある。
For example, a pump is installed on the upstream side of the cathode-side gas passage and air is transferred by positive pressure. (A) A high-pressure operation system, and a pump is installed on the downstream side of the cathode-side gas passage and negative pressure is installed. (B) When compared with the low-pressure operation system, the low-pressure operation system has a smaller pressure loss than the (a) high-pressure operation system and is superior in terms of power, but has a constant volume. There is a disadvantage that the required amount of water per (volume) increases. For this reason, the humidification amount of the polymer film is not sufficient only with the moisture supplemented from the exhaust air, and a power generation failure may occur due to an insufficient humidification amount of the supply gas even in the steady operation.

【0007】なお、前記水透過膜型加湿器のスケールア
ップによって加湿量の不足に対応することが想定される
が、圧損の増大が懸念され採用することは困難となる。
そこで、低圧運転システムの経済性を生かし、前記固体
高分子膜を過不足なく加湿するために解決すべき技術的
課題が生じて来るのであり、本発明は該課題を解決する
ことを目的とする。
Although it is expected that the water permeable membrane type humidifier is scaled up to cope with a shortage of humidification, it is difficult to adopt the humidifier due to concerns about an increase in pressure loss.
Therefore, there is a technical problem to be solved in order to humidify the solid polymer membrane without excess or shortage by making use of the economy of the low-pressure operation system, and an object of the present invention is to solve the problem. .

【0008】因みに、前記水透過膜型加湿器の先行技術
には、内外を流れるガスの高湿度側から低湿度側に水分
を透過する中空糸膜を備えたものが知られている(特開
平8−273687号等)。
Incidentally, as a prior art of the water permeable membrane type humidifier, there is known a humidifier having a hollow fiber membrane for transmitting moisture from a high humidity side to a low humidity side of a gas flowing in and out of the humidifier (Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 9-208). 8-273687 etc.).

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は上
記目的を達成するために提案されたものであり、燃料電
池から排出された排出ガス中の水分を回収して該燃料電
池への供給ガスを加湿する水透過膜型加湿器を有する燃
料電池用供給ガス加湿装置において、前記燃料電池の下
流側に設けられた排出ガス移送手段と、前記水透過膜型
加湿器の下流側で前記排出ガス中に含まれる水分を凝縮
する凝縮手段と、該凝縮手段により凝縮された水分を前
記排出ガス移送手段の上流側に供給する補助加湿手段と
を備え、供給ガスの加湿量を調整する燃料電池用供給ガ
ス加湿装置を提供するものである。また、請求項2記載
の発明は、請求項1記載の燃料電池用供給ガス加湿装置
において、前記補助加湿手段は前記燃料電池の要求加湿
量と前記水透過膜型加湿器との加湿量のいずれか一方に
基づいて制御される燃料電池用供給ガス加湿装置を提供
するものである。
Means for Solving the Problems The invention according to claim 1 is proposed to achieve the above object, and recovers the moisture in the exhaust gas discharged from the fuel cell and supplies it to the fuel cell. In a supply gas humidifier for a fuel cell having a water permeable membrane humidifier for humidifying a supply gas, an exhaust gas transfer unit provided on the downstream side of the fuel cell, and the exhaust gas transfer unit on a downstream side of the water permeable membrane humidifier. A fuel for adjusting the humidification amount of the supply gas, comprising: a condensing means for condensing water contained in the exhaust gas; and an auxiliary humidifying means for supplying the water condensed by the condensing means to an upstream side of the exhaust gas transfer means. A battery supply gas humidifier is provided. Further, according to a second aspect of the present invention, in the fuel cell supply gas humidifier of the first aspect, the auxiliary humidifying unit is configured to select one of a required humidification amount of the fuel cell and a humidification amount of the water-permeable membrane humidifier. An object of the present invention is to provide a supply gas humidifier for a fuel cell which is controlled based on one of the above.

【0010】さらに、請求項3記載の発明は請求項1又
は2記載の燃料電池用供給ガス加湿装置において、前記
凝縮手段の下流に前記排出ガスの圧力を制御すべく圧力
制御手段を備えた燃料電池用供給ガス加湿装置を提供す
るものである。
Further, according to a third aspect of the present invention, in the fuel cell supply gas humidifying apparatus according to the first or second aspect, the fuel is provided with a pressure control means for controlling the pressure of the exhaust gas downstream of the condensing means. A battery supply gas humidifier is provided.

【0011】請求項1記載の発明によれば、排出ガス移
送手段を中心として上流側が低圧に、下流側が高圧とな
る。水透過膜型加湿器は、燃料電池から排出された排出
ガス中の水分を回収して燃料電池への供給ガスを加湿す
る。前記凝縮手段は、水透過膜型加湿器の下流側で排出
ガスに含まれる水分を凝縮により回収し、補助加湿手段
は、凝縮された水分を前記排出ガス移送手段の上流側、
または、燃料電池より上流側に補給する。このため供給
ガスには燃料電池の安定した発電に必要な量の水分が含
まれ安定した発電が維持されるが、この場合は、請求項
2記載の発明のように、水分の補給量は、前記燃料電池
の要求加湿量と前記水透過膜型加湿器の加湿量のいずれ
か一方に基づいて制御するのが好ましい。
According to the first aspect of the present invention, the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side are centered on the exhaust gas transfer means. The water permeable membrane humidifier collects the moisture in the exhaust gas discharged from the fuel cell and humidifies the gas supplied to the fuel cell. The condensing means collects water contained in the exhaust gas by condensation on the downstream side of the water permeable membrane humidifier, and the auxiliary humidifying means collects the condensed water on the upstream side of the exhaust gas transfer means.
Alternatively, replenish the fuel upstream of the fuel cell. For this reason, the supply gas contains an amount of moisture necessary for stable power generation of the fuel cell, and stable power generation is maintained. In this case, as in the invention according to claim 2, the amount of water supply is Preferably, the control is performed based on one of the required humidification amount of the fuel cell and the humidification amount of the water permeable membrane humidifier.

【0012】また、前記燃料電池の運転中は、排出ガス
移送手段により、排出ガス移送手段の下流側(吐出側)
の圧力は、上流側(吸引側)の圧力よりも必ず高くな
り、前記凝縮手段により得た水分を自然に送れるが、排
出ガス移送手段の下流側(吐出側)の圧力が、加湿補助
手段を作動する圧力よりも小さい場合、または、充分な
応答速度が得られる圧力よりも低くなるときも想定され
る。このため、請求項3記載の発明では、前記凝縮手段
の下流に前記排出ガスの圧力を制御すべく圧力制御手段
を設け、この制御手段により、加湿補助手段の信頼性と
応答性とを高めている。
Further, during the operation of the fuel cell, the exhaust gas transfer means causes a downstream side (discharge side) of the exhaust gas transfer means.
Is necessarily higher than the pressure on the upstream side (suction side), and the water obtained by the condensing means can be sent naturally. However, the pressure on the downstream side (discharge side) of the exhaust gas transfer means is caused by the humidification assisting means. It is also assumed that the pressure is lower than the operating pressure or lower than the pressure at which a sufficient response speed is obtained. For this reason, in the invention according to claim 3, pressure control means is provided downstream of the condensing means for controlling the pressure of the exhaust gas, and the reliability and responsiveness of the humidification assisting means are improved by this control means. I have.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、車両のパワープラントとし
て用いられる燃料電池システムの一実施の形態を添付図
面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a fuel cell system used as a vehicle power plant will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0014】図1は水透過膜型加湿装置を有する燃料電
池システムを示す。
FIG. 1 shows a fuel cell system having a water-permeable membrane type humidifier.

【0015】この燃料電池システム20は、燃料電池1
に対して酸化剤ガスとしての空気を移送するための空気
移送通路2と、燃料ガスとしての水素を流通させるため
の水素移送通路3とを備えており、空気移送通路2は、
燃料電池1のカソード極側ガス通路1aに空気を供給す
るための空気供給通路2aと、このカソード極側ガス通
路1aから排出された排出空気Aeを排出するための空
気排出通路2bとからなる。空気供給通路2aの上流に
はエアクリーナ21が設置されていて、浄化した空気が
下流に供給されるようにしており、空気供給通路2a及
び空気排出通路2bには排出空気Aeから供給空気As
に水分を回収するために水透過膜型加湿器23が取り付
けられる。また、空気排出通路2bには、カソード極側
ガス通路1aより下流で、かつ水透過膜型加湿器23b
の上流側に、排出ガス移送手段としてのコンプレッサ2
4が介設され、前記水透過膜型加湿器23の下流にガス
の圧力を調整するための圧力調節手段として圧力調節弁
25が取り付けられる。
The fuel cell system 20 includes a fuel cell 1
And an air transfer passage 2 for transferring air as an oxidizing gas to the fuel cell, and a hydrogen transfer passage 3 for flowing hydrogen as a fuel gas.
An air supply passage 2a for supplying air to the cathode-side gas passage 1a of the fuel cell 1 and an air discharge passage 2b for discharging the exhaust air Ae discharged from the cathode-side gas passage 1a. An air cleaner 21 is provided upstream of the air supply passage 2a so that purified air is supplied downstream. The air supply passage 2a and the air discharge passage 2b are supplied from the discharged air Ae to the supply air As.
A water permeable membrane type humidifier 23 is attached to collect moisture. The air discharge passage 2b has a water permeable membrane type humidifier 23b downstream from the cathode electrode side gas passage 1a.
Upstream of the compressor 2 as exhaust gas transfer means
A pressure control valve 25 is attached downstream of the water permeable membrane type humidifier 23 as pressure control means for controlling the pressure of gas.

【0016】水透過膜加湿器23は、主として、外殻と
してのケース23aと水分交換のための中空子膜23b
とからなる。中空子膜23bは、中空子膜23bの内外
を流れるガスの高湿度側から低湿度側に水分を透過する
ように構成されていて、前記空気供給通路2a及び空気
排出通路2bに対して、たとえば、排出空気Aeが中空
子膜23bの内部を通過するように、供給空気Asが中
空子膜23bの外側を通過するように設置され、排出空
気Aeが中空子膜23の内部を通過する間に、この排出
空気Aeの水分が外側を流れる供給空気Asに回収され
るように取り付けられる。
The water permeable membrane humidifier 23 mainly comprises a case 23a as an outer shell and a hollow membrane 23b for moisture exchange.
Consists of The hollow element membrane 23b is configured to transmit moisture from the high humidity side to the low humidity side of the gas flowing inside and outside the hollow element membrane 23b, and, for example, to the air supply passage 2a and the air discharge passage 2b. The supply air As is installed so as to pass outside the hollow membrane 23b so that the exhaust air Ae passes through the inside of the hollow membrane 23b, and while the exhaust air Ae passes through the inside of the hollow membrane 23. The exhaust air Ae is attached so as to be recovered by the supply air As flowing outside.

【0017】水素移送通路3は、燃料電池1のアノード
極側ガス通路1eに供給水素Hsを供給する水素供給通
路3aと、このアノード極側ガス通路1eから排出され
た反応後の排出水素Heを排出するための水素排出通路
3bとからなる。水素供給通路3aの上流端には水素を
供給する水素供給源として、たとえば、水素供給タンク
(図示せず)が取り付けられ、水素供給源(図示せず)
より下流側に向かって、調圧用としてのレギュレータ
(図示せず)、水素循環ポンプ(図示せず)が順次、介
設される。そして、この水素排出通路3bには、水素循
環ポンプ側または排出側に排出水素Heを切り替えて移
送すべく三方弁(図示せず)が介設される。
The hydrogen transfer passage 3 is provided with a hydrogen supply passage 3a for supplying the supply hydrogen Hs to the anode-side gas passage 1e of the fuel cell 1, and a reaction-discharged hydrogen He discharged from the anode-side gas passage 1e. And a hydrogen discharge passage 3b for discharging. At the upstream end of the hydrogen supply passage 3a, for example, a hydrogen supply tank (not shown) is attached as a hydrogen supply source for supplying hydrogen, and a hydrogen supply source (not shown) is provided.
Toward the downstream side, a regulator (not shown) for pressure regulation and a hydrogen circulation pump (not shown) are sequentially provided. A three-way valve (not shown) is provided in the hydrogen discharge passage 3b to switch and transfer the discharged hydrogen He to the hydrogen circulation pump side or the discharge side.

【0018】このため、前記水素循環ポンプ及び排出ガ
ス移送手段としてのコンプレッサ24が作動されると、
燃料電池1のカソード極側ガス通路1aを通過する供給
空気As、アノード極側ガス通路1eを通過する供給水
素Hsとの化学反応による発電が生じ、発電により反応
水が発生される。そして、燃料電池1のカソード極側ガ
ス通路1aより吸引され、その後、コンプレッサ24で
圧縮を受けた空気(排出空気Ae)とエアクリーナ21
でろ過された供給空気Asとは、熱交換器(図示せず)
によって熱交換され、その結果として供給空気Asは所
定温度(60〜75゜C程度)に加熱される。
For this reason, when the hydrogen circulation pump and the compressor 24 as the exhaust gas transfer means are operated,
Electric power is generated by a chemical reaction between the supply air As passing through the cathode gas passage 1a of the fuel cell 1 and the supply hydrogen Hs passing through the anode gas passage 1e, and reaction water is generated by the power generation. Then, the air (discharged air Ae) sucked from the cathode electrode side gas passage 1a of the fuel cell 1 and then compressed by the compressor 24 and the air cleaner 21
The supply air As filtered by the heat exchanger (not shown)
Heat is exchanged, and as a result, the supply air As is heated to a predetermined temperature (about 60 to 75 ° C.).

【0019】このため、燃料電池1の運転温度は80〜
90゜C程度となるが、温度一定の下では水の蒸発速度
は圧力に対して反比例するため、コンプレッサ24の吸
引負圧による低圧下では、反応水の蒸発速度が増加し、
反応水は、過度に高分子膜を濡らすことなく蒸発する。
このため、一定体積(容積)当たりの必要水分量は増
え、供給空気に対する加湿量は結果として不足すること
があり、正常な発電を維持するために加湿量を適正とす
る手段が必要となる。
For this reason, the operating temperature of the fuel cell 1 is 80 to
Although the temperature is about 90 ° C., the evaporation rate of water is inversely proportional to the pressure when the temperature is constant, so that the evaporation rate of the reaction water increases under low pressure due to the negative suction pressure of the compressor 24,
The reaction water evaporates without excessively wetting the polymer membrane.
For this reason, the required amount of moisture per fixed volume (volume) increases, and the humidification amount to the supply air may be insufficient as a result, and a means for adjusting the humidification amount to maintain normal power generation is required.

【0020】本実施の形態にあっては、空気排出通路2
bの水透過膜型加湿器23より下流側に、排出空気Ae
より残存水分を回収すべく凝縮手段としての凝縮器26
を設置し、この凝縮器26に、供給空気Asに対して凝
縮水(回収水)を供給するための水噴霧手段を取り付け
ている。
In this embodiment, the air discharge passage 2
downstream of the water permeable membrane type humidifier 23 in FIG.
Condenser 26 as a condensing means to recover more residual moisture
The condenser 26 is provided with water spray means for supplying condensed water (recovered water) to the supply air As.

【0021】凝縮手段としての凝縮器26は、排出空気
Ae中の水分を凝縮により回収できれば足り、凝縮の形
式には限定されない。本実施の形態では、燃料電池シス
テム20の全体の効率を向上するために、上部が閉塞さ
れた筒状で下部がろう斗状の金属容器を凝縮器本体とし
て、内部に、これに圧送された排出空気Aeを旋回さ
せ、旋回しながら上昇する間の水粒子の本体内壁面に接
触ないし衝突によって凝縮水を得るものを用い、前記水
透過膜型加湿器23の下流にこの凝縮器26を介設して
いる。凝縮器26の下部には凝縮水を貯溜するための貯
溜部(図示せず)が取り付けられ、この貯溜部に連通路
26aを介して補助加湿手段としての水噴射弁26bが
取り付けられ、凝縮器26の上部に連通路26cを介し
て水を補給するための補助用水タンク26dが取り付け
られる。
The condenser 26 as the condensing means only needs to be able to recover the water in the exhaust air Ae by condensation, and is not limited to the type of condensation. In the present embodiment, in order to improve the overall efficiency of the fuel cell system 20, a cylindrical metal container having a closed upper part and a lower funnel-shaped part is used as a condenser body, and is internally pumped therein. The exhaust air Ae is swirled, and condensed water is obtained by contacting or colliding with the inner wall surface of the main body of the water particles while rising while swirling. The condensed water is provided downstream of the water permeable membrane type humidifier 23 through the condenser 26. Has been established. A storage portion (not shown) for storing condensed water is attached to a lower portion of the condenser 26, and a water injection valve 26b as auxiliary humidifying means is attached to the storage portion via a communication passage 26a. An auxiliary water tank 26d for replenishing water through the communication passage 26c is attached to the upper part of the tank 26.

【0022】そして、前記凝縮器26と補助用水タンク
26dとを連通する連通路26cには水補給用の開閉弁
26eを介設し、補助加湿手段としての水噴射弁26b
を連通路26hを介してカソード極側ガス通路1aと水
透過膜型加湿器23の間に接続している。
An opening / closing valve 26e for supplying water is provided in a communication passage 26c for communicating the condenser 26 with the auxiliary water tank 26d, and a water injection valve 26b as auxiliary humidifying means is provided.
Is connected between the cathode-side gas passage 1a and the water-permeable membrane humidifier 23 via a communication passage 26h.

【0023】また、水噴射弁26bの前後に水噴射弁2
6bの前後の圧力を検出すべく圧力センサ(図示せず)
を設置し、前記コンプレッサ24から上流側の圧力と前
記凝縮器26の内圧との差圧、すなわち、水噴射弁26
bの前後圧力の差圧が水噴射可能な圧力よりも低いと判
定されるとき、圧力制御手段としての圧力調節弁(背圧
弁)25により凝縮器26の貯溜部の液面を加圧するよ
うに構成しているが、加圧の応答性を向上するには、別
途、コンプレッサ28a、またはポンプ(図示せず)を
設けてもよい。なお、コンプレッサ28aを設ける場合
は、コンプレッサ28aの加圧用空気の空気導入口には
清浄のためにエアクリーナ28bが設置される。
The water injection valve 2 is disposed before and after the water injection valve 26b.
Pressure sensor (not shown) to detect pressure before and after 6b
And the pressure difference between the pressure upstream of the compressor 24 and the internal pressure of the condenser 26, that is, the water injection valve 26
When it is determined that the pressure difference between the front and rear pressures of b is lower than the pressure at which water can be injected, the liquid level in the reservoir of the condenser 26 is increased by the pressure control valve (back pressure valve) 25 as pressure control means. Although it is configured, a compressor 28a or a pump (not shown) may be separately provided to improve the response of pressurization. When the compressor 28a is provided, an air cleaner 28b is installed at the air inlet of the compressor 28a for pressurizing air for cleaning.

【0024】従って、前記空気排出通路2bのコンプレ
ッサ24を作動すると、コンプレッサ24の吸引によっ
てコンプレッサ24の上流側の圧力は低下し、コンプレ
ッサ24の下流の圧力は増加する。水素と酸素の反応に
よって生じた水分は、コンプレッサ24の吸引による圧
力低下のために、蒸発し、燃料電池1より排出された排
出空気Aeに含まれていた水分とともに、下流へと移送
されるが、凝縮器26によって凝縮され貯溜部に貯水さ
れることになり、前記開閉弁26eの開閉制御及び前記
水噴射弁26bの前後の圧力差を制御することによっ
て、前記カソード極側ガス通路1aに適正量の水分を霧
化状態で供給することができる。
Accordingly, when the compressor 24 in the air discharge passage 2b is operated, the pressure on the upstream side of the compressor 24 decreases due to the suction of the compressor 24, and the pressure on the downstream side of the compressor 24 increases. The water generated by the reaction between hydrogen and oxygen evaporates due to a pressure drop caused by the suction of the compressor 24 and is transported downstream together with the water contained in the exhaust air Ae discharged from the fuel cell 1. The water is condensed by the condenser 26 and is stored in the storage portion. By controlling the opening and closing of the on-off valve 26e and controlling the pressure difference between the front and rear of the water injection valve 26b, it is possible to properly apply the gas to the cathode electrode side gas passage 1a. A quantity of water can be supplied in an atomized state.

【0025】本実施の形態では、水分の供給量の調節の
ために、カソード極側ガス通路1aより上流側の前記空
気供給通路2aに、供給空気Asの湿度、または、露点
を検出すべく湿度センサT1、または、露点センサ(図
示せず)を取り付け、その出力値をコントローラECU
に入力しており、コントローラECUにより前記開閉弁
26eの開閉制御及び前記水噴射弁26b及び前記圧力
調節弁(背圧弁)25もしくは別途配設された前記コン
プレッサ28aまたはポンプ(図示せず)を制御するよ
うに構成している。
In this embodiment, in order to adjust the supply amount of water, the humidity of the supply air As or the humidity for detecting the dew point is supplied to the air supply passage 2a upstream of the cathode-side gas passage 1a. A sensor T1 or a dew point sensor (not shown) is attached, and its output value is
And the controller ECU controls the opening / closing of the open / close valve 26e and controls the water injection valve 26b and the pressure regulating valve (back pressure valve) 25 or the separately provided compressor 28a or pump (not shown). It is configured to be.

【0026】図2は前記コントローラECUの制御の一
形態を示す。この制御は所定時間毎に実行される。な
お、コントローラECUは、周知のマイクロコンピュー
タから構成される。
FIG. 2 shows one form of control by the controller ECU. This control is executed every predetermined time. The controller ECU includes a known microcomputer.

【0027】まず、燃料電池1の目標発電電圧値または
目標発電電流値を確認し(S1)、次に、この目標発電
電圧値または目標発電電流値に基づいて発電に必要な露
点もしくは湿度を算出する(S2)。この後、現在の運
転に対する加湿条件に対して前記透過膜型加湿器23に
よる加湿能力が満足するかどうか、すなわち、水透過膜
型加湿器23のみで加湿が十分かどうかを判定し(S
4)、不十分なとき(NOのとき)は、前記凝縮器26
の貯溜部に所定量、水が貯溜されているかどうか、すな
わち、所定水量が凝縮器26内にあるかどうかを判定す
る(S5)。この場合、前記凝縮器26の貯溜部の水位
は、図1に示した液位センサL1により判定する。判定
(S5)により、前記凝縮器26の貯溜部に水噴射に対
して十分な量が確保されていないとき、すなわち、NO
のときは、前記液位センサL1から凝縮器26の貯溜部
の水位が水噴射に対して十分となるまで、前記開閉弁2
6eを開作動し、補助用水タンク26dから凝縮器26
に給水する(S10)。
First, a target power generation voltage value or a target power generation current value of the fuel cell 1 is confirmed (S1), and then a dew point or humidity required for power generation is calculated based on the target power generation voltage value or the target power generation current value. (S2). Thereafter, it is determined whether or not the humidifying ability of the permeable membrane type humidifier 23 is satisfied with respect to the humidifying conditions for the current operation, that is, whether or not only the water permeable membrane type humidifier 23 has sufficient humidification (S
4) If insufficient (NO), the condenser 26
It is determined whether or not a predetermined amount of water is stored in the storage section, that is, whether or not the predetermined amount of water is in the condenser 26 (S5). In this case, the water level in the reservoir of the condenser 26 is determined by the liquid level sensor L1 shown in FIG. According to the determination (S5), when a sufficient amount for the water injection is not ensured in the storage section of the condenser 26, that is, NO
In this case, the on-off valve 2 is kept until the water level in the reservoir of the condenser 26 from the liquid level sensor L1 becomes sufficient for water injection.
6e to open the auxiliary water tank 26d from the condenser 26d.
(S10).

【0028】所定水量が凝縮器26の貯溜部内にあるか
どうかの判定(S5)において、凝縮器26の貯溜部の
水位が水噴射に十分な量が貯溜されているとき、すなわ
ち、YESのときは、水噴射弁26bの前後に配置され
た圧力センサ(図示せず)の検出値から、前記コンプレ
ッサ24より上流側の圧力と前記凝縮器26の内圧との
差圧、すなわち、水噴射弁26bの前後圧力の差圧を求
め、さらに、この差圧に基づいて水噴射可能な圧力より
も低いかどうかを判定する(S6)。
When it is determined whether or not the predetermined amount of water is in the storage portion of the condenser 26 (S5), when the water level in the storage portion of the condenser 26 is sufficient for water injection, that is, when YES Is the differential pressure between the pressure upstream of the compressor 24 and the internal pressure of the condenser 26 from the detection values of the pressure sensors (not shown) arranged before and after the water injection valve 26b, that is, the water injection valve 26b Then, it is determined whether or not the pressure is lower than the pressure at which water can be injected based on the pressure difference (S6).

【0029】そして、前記判定(S6)の結果、水噴射
弁26bの前後圧力の差圧が水噴射可能な圧力よりも低
いときは、前記圧力調節弁(背圧弁)25を閉(現在の
開度よりも小さくする場合を含む)とし(S7)、水噴
射弁26bに対する背圧を水噴射圧力に設定して前記凝
縮器23の貯溜部の液面を加圧し、前記カソード極側ガ
ス通路1aの上流に水を噴霧し供給空気Asの加湿を補
助する。なお、この場合に、加湿は、前記湿度センサT
1または露点センサの検出値が、前記目標発電電流値、
または、目標発電電圧値に対応する湿度、または、露点
となるまで補助する(S8)。前記判定(S6)におい
て、前記コンプレッサ24より上流側の圧力と前記凝縮
器26の内圧との差圧、すなわち、水噴射弁26bの前
後圧力の差圧が水噴射可能な圧力よりも高いときは、ス
テップS8に進んで上述の供給空気Asの加湿の補助を
実行した後制御を終了する(S9)。
As a result of the determination (S6), when the pressure difference between the front and rear pressures of the water injection valve 26b is lower than the pressure at which water can be injected, the pressure control valve (back pressure valve) 25 is closed (currently opened). (S7), the back pressure of the water injection valve 26b is set to the water injection pressure to pressurize the liquid level in the reservoir of the condenser 23, and the cathode electrode side gas passage 1a Is sprayed upstream of the air to assist humidification of the supply air As. In this case, humidification is performed by the humidity sensor T.
1 or the detected value of the dew point sensor is the target generated current value,
Alternatively, it assists until the humidity corresponding to the target power generation voltage value or the dew point is reached (S8). In the determination (S6), when the differential pressure between the pressure upstream of the compressor 24 and the internal pressure of the condenser 26, that is, the differential pressure between the front and rear pressures of the water injection valve 26b is higher than the pressure at which water can be injected. Then, the process proceeds to step S8, where the above-described assisting of the humidification of the supply air As is executed, and then the control is ended (S9).

【0030】なお、前記ステップS8において、水噴射
の応答性を改善し、加湿補助の応答性を改善するには、
別途、前記圧力調節弁25の閉作動と同時に、別途、配
設されたコンプレッサ28a、またはポンプ(図示せ
ず)により、凝縮器26の貯溜部の液面を加圧してもよ
い。
In step S8, to improve the responsiveness of water injection and the responsiveness of humidification assistance,
Separately, at the same time as the closing operation of the pressure control valve 25, the liquid level of the storage portion of the condenser 26 may be pressurized by a compressor 28a or a pump (not shown) separately provided.

【0031】一方、水透過膜型加湿器23のみで加湿が
十分かどうかの判定(S4)において、十分であると
き、すなわち、現在の運転に要求された加湿条件に対し
て前記水透過膜型加湿器23のみで対応できるときは、
前記コントローラECUは、水噴射弁26b、及び、前
記凝縮器26の貯溜部の液面に対する加圧を停止して、
水噴射による加湿の補助を停止する(S11)。
On the other hand, in the determination (S4) as to whether the humidifier 23 is sufficient only with the water permeable membrane type humidifier 23, when the humidification condition is sufficient, that is, the water permeable membrane type humidifier is required for the current operation. When the humidifier 23 alone can handle
The controller ECU stops the water injection valve 26b, and pressurization of the liquid level of the storage part of the condenser 26,
The auxiliary of the humidification by the water injection is stopped (S11).

【0032】従って、コントローラECUによって、安
定した燃料電池1の発電が維持され、目標とする電流、
電圧がモータ等の負荷源に供給される。なお、本発明の
一実施の形態の説明では、前記凝縮器26により回収さ
れた凝縮水(回収水)をカソード極ガス通路1aの直上
流に噴霧する説明をしたが、カソード極側ガス通路1a
の下流で、かつ、前記コンプレッサ24の上流、また
は、カソード極側ガス通路1aの直上流と直下流の両方
に噴霧してもよい。もちろん、この場合も、水噴霧は、
供給空気Asが発電に必要な所定の露点もしくは所定の
湿度になるまで供給されものとする。
Therefore, stable power generation of the fuel cell 1 is maintained by the controller ECU.
Voltage is supplied to a load source such as a motor. In the description of the embodiment of the present invention, the condensed water (recovered water) collected by the condenser 26 is sprayed immediately upstream of the cathode electrode gas passage 1a.
May be sprayed downstream of the compressor and upstream of the compressor 24, or both immediately upstream and immediately downstream of the cathode electrode side gas passage 1a. Of course, also in this case, the water spray
It is assumed that the supply air As is supplied until a predetermined dew point or a predetermined humidity required for power generation is reached.

【0033】また、前記湿度センサT1、または、露点
センサの検出によらず、電圧、または、電流値検出のた
めのモニタCV1が検出する検出値が、燃料電池1の目
標発電電圧値または目標発電電流値となるまで、前記水
噴射弁26a、及び、前記凝縮器26の貯溜部の液面を
加圧する前記圧力調節弁25、もしくは、コンプレッサ
28aまたはポンプを作動し、供給空気Asを加湿して
もよい。
Further, the detection value detected by the monitor CV1 for detecting the voltage or the current value, regardless of the detection by the humidity sensor T1 or the dew point sensor, is the target power generation voltage value or the target power generation value of the fuel cell 1. Until the current value, the water injection valve 26a, and the pressure control valve 25 that pressurizes the liquid level of the reservoir of the condenser 26, or the compressor 28a or a pump is operated to humidify the supply air As. Is also good.

【0034】さらに、凝縮器26の貯溜部の水位を常に
所定レベルに保持するため前記液位センサL1などによ
って常時液位を監視し、液位センサL1よりの出力信号
が所定水位に満たないときは、前記補助用水タンク26
d等から前記凝縮器26に水が補給される。また、補助
用水タンク26dの水がなくなるまで凝縮器26に対す
る水の補給は可能であるが、燃料電池システム20の保
護のため、前記液位センサL1の出力値が所定水位未満
で水噴射による加湿が必要なときは、燃料電池システム
20を停止するものとする。
Further, in order to always keep the water level in the reservoir of the condenser 26 at a predetermined level, the liquid level is constantly monitored by the liquid level sensor L1 or the like, and when the output signal from the liquid level sensor L1 is less than the predetermined water level. Is the auxiliary water tank 26
Water is supplied to the condenser 26 from d and the like. Water can be supplied to the condenser 26 until the auxiliary water tank 26d runs out of water. However, in order to protect the fuel cell system 20, the output value of the liquid level sensor L1 is less than a predetermined water level, and humidification by water injection is performed. Is required, the fuel cell system 20 is stopped.

【0035】また、前記凝縮器23、および、補助用水
タンク26dに対しては、凍結防止のためのヒータ(図
示せず)と、凝縮器26の貯溜部の温度を検出するセン
サT2,T3を設け、このセンサT2,T3によって、
凝縮器26及び補助用水タンク26dの貯量部の温度が
凍結温度近傍の温度未満のときに、前記ヒータを作動し
て凍結を防止するものとする。
For the condenser 23 and the auxiliary water tank 26d, heaters (not shown) for preventing freezing and sensors T2 and T3 for detecting the temperature of the storage portion of the condenser 26 are provided. Provided by the sensors T2 and T3,
When the temperature of the storage portion of the condenser 26 and the auxiliary water tank 26d is lower than the temperature near the freezing temperature, the heater is operated to prevent freezing.

【0036】さらに、前記凝縮器26の水量が多いとき
は、この凝縮器26に別途取り付けられたポンプ26h
により、増量分を前記補助用水タンク26dに移すよう
に構成してもよい。また、前記凝縮器26を、熱交換媒
体により凝縮水を得る形式の凝縮器(熱交換器)を用い
てもよい。
Further, when the amount of water in the condenser 26 is large, a pump 26h separately attached to the condenser 26
Thus, the increased amount may be transferred to the auxiliary water tank 26d. The condenser 26 may be a condenser (heat exchanger) of a type that obtains condensed water by a heat exchange medium.

【0037】なお、空気移送通路2の移送手段としてコ
ンプレッサ24を一例としたがポンプでもよい。
Although the compressor 24 has been described as an example of the transfer means of the air transfer passage 2, a pump may be used.

【0038】さらに、本発明の実施形態においては、空
気移送系に適用した説明をしたが、空気移送系の場合と
同様、燃料ガスとしての水素移送通路2に、本実施の形
態にかかる加湿構成(コンプレッサ24、凝縮器26、
補助用水タンク26d、開閉弁26c、流量制御弁26
g,コンプレッサ28a等)を適用し、燃料電池全体と
しての性能、信頼性を向上させても良い。
Further, in the embodiment of the present invention, the description has been given of the case where the present invention is applied to the air transfer system. However, similarly to the case of the air transfer system, the humidifying structure according to the present embodiment is provided in the hydrogen transfer passage 2 as fuel gas. (Compressor 24, condenser 26,
Auxiliary water tank 26d, on-off valve 26c, flow control valve 26
g, compressor 28a, etc.) may be applied to improve the performance and reliability of the entire fuel cell.

【0039】このように、本発明は本発明の趣旨を逸脱
しない限り種々の改変が可能であり、本発明はこの改変
された発明に及ぶことは当然である。
As described above, the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified invention.

【0040】[0040]

【発明の効果】上記一実施の形態に詳述したように、請
求項1記載の発明は、排出ガス移送手段を燃料電池の下
流側に設け、また、前記水透過膜型加湿器の下流側で前
記排出ガス中に含まれる水分を凝縮する凝縮手段を設
け、排出ガス移送手段を中心として上流側を低圧に、下
流側を高圧とし、燃料電池より下流で排出ガス移送手段
の上流、または、燃料電池より上流側に前記凝縮手段に
よって凝縮した水分を補給する補助加湿手段を設けたの
で、燃料電池の安定した発電のために必要な量の水分を
供給ガスに含ませることが可能となり、安定した発電を
維持することができる。また、圧損の低い低圧な運転シ
ステムとなるので、エネルギ効率が改善され経済性が向
上する等、正に、著大なる効果を奏する発明である。
As described in detail in the above embodiment, the invention according to claim 1 is provided with the exhaust gas transfer means on the downstream side of the fuel cell, and on the downstream side of the water permeable membrane type humidifier. In the condensing means for condensing the moisture contained in the exhaust gas, low pressure on the upstream side of the exhaust gas transfer means, high pressure on the downstream side, upstream of the exhaust gas transfer means downstream from the fuel cell, or Since the auxiliary humidifying means for replenishing the water condensed by the condensing means is provided upstream of the fuel cell, it is possible to make the supply gas contain an amount of water necessary for stable power generation of the fuel cell. Generated power can be maintained. In addition, since the operation system has a low pressure loss and a low pressure, the present invention has an extremely large effect, such as improved energy efficiency and improved economic efficiency.

【0041】また、請求項2記載の発明は、水分の補給
量は、前記燃料電池の要求加湿量と前記水透過膜型加湿
器の加湿量の少なくとも一方に基づいて制御するので、
供給ガスに燃料電池の安定した発電に必要な量の水分を
含ませることが可能となり、さらに、安定した発電を維
持させることができる。
According to the second aspect of the present invention, the amount of water supply is controlled based on at least one of the required humidification amount of the fuel cell and the humidification amount of the water permeable membrane type humidifier.
The supply gas can contain an amount of moisture necessary for stable power generation of the fuel cell, and furthermore, stable power generation can be maintained.

【0042】さらに、請求項3記載の発明は、凝縮手段
の下流に前記排出ガスの圧力を制御すべく圧力制御手段
を設けたので、排出ガス移送手段の下流側(吐出側)の
圧力が、加湿補助手段を作動する圧力よりも小さい場合
でも、他の手段を用いることなく、加湿補助手段による
供給ガスの加湿の補助が可能となり、信頼性を飛躍的に
向上することができる。
Further, according to the third aspect of the present invention, since the pressure control means is provided downstream of the condensing means for controlling the pressure of the exhaust gas, the pressure on the downstream side (discharge side) of the exhaust gas transfer means is reduced. Even when the pressure is lower than the pressure at which the humidification assisting means is operated, the humidification assisting means can assist the humidification of the supplied gas without using other means, and the reliability can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態を示し、燃料電池システ
ムを示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態を示し、コントローラの
制御内容の一実施の形態を示すフローチャート図であ
る。
FIG. 2 is a flowchart showing one embodiment of the present invention and showing one embodiment of control contents of a controller.

【図3】従来例を示し、燃料電池の構造を示す解説図で
ある。
FIG. 3 is an explanatory view showing a conventional example and showing a structure of a fuel cell.

【図4】従来例を示し、燃料電池システムを示す構成図
である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional example and showing a fuel cell system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料電池 Ae 排出空気 He 排出水素 As 供給空気 Hs 供給水素 23 水透過膜型加湿器 24 コンプレッサ(排出ガス移送手段) 25 圧力調節弁(圧力制御手段) 26 凝縮器(凝縮手段) 26b インジェクタ(補助加湿手段) Reference Signs List 1 fuel cell Ae exhaust air He exhaust hydrogen As supply air Hs supply hydrogen 23 water permeable membrane humidifier 24 compressor (exhaust gas transfer means) 25 pressure control valve (pressure control means) 26 condenser (condensation means) 26b injector (auxiliary) Humidifying means)

フロントページの続き (72)発明者 島貫 寛士 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 5H026 AA06 5H027 AA06 KK03 KK06 Continued on the front page (72) Inventor Hiroshi Shimanuki 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama F-term in Honda R & D Co., Ltd. (Reference) 5H026 AA06 5H027 AA06 KK03 KK06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料電池から排出された排出ガス中の水
分を回収して該燃料電池への供給ガスを加湿する水透過
膜型加湿器を有する燃料電池用供給ガス加湿装置におい
て、前記燃料電池の下流側に設けられた排出ガス移送手
段と、 前記水透過膜型加湿器の下流側で前記排出ガス中に含ま
れる水分を凝縮する凝縮手段と、 該凝縮手段により凝縮された水分を前記排出ガス移送手
段の上流側に供給する補助加湿手段とを備え、 供給ガスの加湿量を調整することを特徴とする燃料電池
用供給ガス加湿装置。
1. A fuel cell supply gas humidifier having a water permeable membrane humidifier for recovering moisture in exhaust gas discharged from a fuel cell and humidifying a supply gas to the fuel cell. Exhaust gas transfer means provided downstream of the humidifier; condensing means for condensing water contained in the exhaust gas downstream of the water-permeable membrane humidifier; and discharging the water condensed by the condensing means. A supply gas humidifier for a fuel cell, comprising: auxiliary humidification means for supplying the gas to an upstream side of the gas transfer means;
【請求項2】 前記補助加湿手段は前記燃料電池の要求
加湿量と前記水透過膜型加湿器との加湿量のいずれか一
方に基づいて制御される請求項1記載の燃料電池用供給
ガス加湿装置。
2. The fuel cell supply gas humidifier according to claim 1, wherein the auxiliary humidifier is controlled based on one of a required humidification amount of the fuel cell and a humidification amount of the water-permeable membrane humidifier. apparatus.
【請求項3】 前記凝縮手段の下流に排出ガスの圧力を
制御すべく圧力制御手段を備えた請求項1又は2記載の
燃料電池用供給ガス加湿装置。
3. The supply gas humidifier for a fuel cell according to claim 1, further comprising pressure control means for controlling the pressure of the exhaust gas downstream of the condensation means.
JP2000171173A 2000-03-08 2000-06-07 Supply gas humidifying device for fuel cell Pending JP2001351660A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000171173A JP2001351660A (en) 2000-06-07 2000-06-07 Supply gas humidifying device for fuel cell
DE10110419A DE10110419A1 (en) 2000-03-08 2001-03-05 The fuel cell system
CA002339508A CA2339508C (en) 2000-03-08 2001-03-07 Fuel cell system
US09/801,312 US6696192B2 (en) 2000-03-08 2001-03-07 Fuel cell system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000171173A JP2001351660A (en) 2000-06-07 2000-06-07 Supply gas humidifying device for fuel cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001351660A true JP2001351660A (en) 2001-12-21

Family

ID=18673762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000171173A Pending JP2001351660A (en) 2000-03-08 2000-06-07 Supply gas humidifying device for fuel cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001351660A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007103373A (en) * 2005-10-04 2007-04-19 Gm Global Technology Operations Inc Fuel cell system and balancing method of water mass
JP2007179988A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Equos Research Co Ltd Fuel cell system
JP2020532050A (en) * 2017-08-17 2020-11-05 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh How to adjust the water content of the fuel cell membrane

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007103373A (en) * 2005-10-04 2007-04-19 Gm Global Technology Operations Inc Fuel cell system and balancing method of water mass
JP2007179988A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Equos Research Co Ltd Fuel cell system
JP2020532050A (en) * 2017-08-17 2020-11-05 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh How to adjust the water content of the fuel cell membrane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6696192B2 (en) Fuel cell system
JP4843147B2 (en) Fuel cell warm-up system
KR101248254B1 (en) Electricity production apparatus
JP5088333B2 (en) Fuel cell system
US6294277B1 (en) Fuel cell system
JP4575551B2 (en) Gas supply device for fuel cell
JPH11339831A (en) On-vehicle fuel cell system
KR101459780B1 (en) Humidification device and for fuel cell system
JP2001256989A (en) Humidifier for fuel cell
JP2006086015A (en) Fuel cell system
JP2006100101A (en) Fuel cell system and its control method as well as vehicle
JP2001351660A (en) Supply gas humidifying device for fuel cell
EP1052717B1 (en) Fuel cell system
JP2000030727A (en) Fuel cell system
JP2002075421A (en) Humidifier for fuel cell
KR100986385B1 (en) Device and method for controlling APS of fuel cell system
JP3399850B2 (en) Humidifying circulation device for fuel cell
JP4000971B2 (en) Fuel cell system
JP3589175B2 (en) Fuel cell device
JP3601516B2 (en) Fuel cell system
KR100748535B1 (en) Humidification device for fuel cell and method thereof
JP2001351659A (en) Gas supply device for fuel cell
JP2000048842A (en) Fuel cell system
JP2008117719A (en) Fuel cell system
JP2004335269A (en) Fuel cell system