JP2002117881A - Fuel cell system - Google Patents

Fuel cell system

Info

Publication number
JP2002117881A
JP2002117881A JP2000306745A JP2000306745A JP2002117881A JP 2002117881 A JP2002117881 A JP 2002117881A JP 2000306745 A JP2000306745 A JP 2000306745A JP 2000306745 A JP2000306745 A JP 2000306745A JP 2002117881 A JP2002117881 A JP 2002117881A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
fuel
fuel cell
water
fuel gas
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.)
Withdrawn
Application number
JP2000306745A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Shimanuki
寛士 島貫
Katsuzo Sahoda
克三 佐保田
Toshikatsu Katagiri
敏勝 片桐
Mikihiro Suzuki
幹浩 鈴木
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 JP2000306745A priority Critical patent/JP2002117881A/en
Publication of JP2002117881A publication Critical patent/JP2002117881A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04119Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • 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)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure a humidifying amount demanded in case discharge gas discharged from a fuel cell is used as humidifying gas to reaction gas supplied for the fuel cell. SOLUTION: A fuel cell system 10 is constituted with a fuel cell 11, an ejector 15, which mixes the discharge gas discharged from the fuel cell 11 and a fuel gas, and makes it re-circulate to the fuel cell 11, a humidifying part 18 which humidifies the fuel gas with the moisture contained in the discharge gas, a gas-liquid separation part 17 which recovers condensation water from the discharge gas which flows out from the humidifying part 18, a fuel gas flow-way branching part 20 which branches the flow way of the fuel gas by an upstream side of the ejector 15, an water absorbing ejector 16 which mixes the condensation water recovered collected by the gas-liquid separation part 17, with the other one of the branched fuel gas, and a fuel gas flow-way junction part 24 which mixes the fuel gas which flows out of water absorbing ejector 16 into the fuel gas which flows out of the humidifying part 18, and supplies it to the fuel cell 11.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば固体高分子
膜を電解質膜として用いた燃料電池システムに係り、特
に、固体高分子膜を加湿する技術に関する。
The present invention relates to a fuel cell system using, for example, a solid polymer membrane as an electrolyte membrane, and more particularly to a technique for humidifying a solid polymer membrane.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、固体高分子膜型燃料電池は、固体
高分子電解質膜をアノードとカソードとで両側から挟み
込んで形成されたセルに対し、複数のセルを積層して構
成されたスタック(以下において、燃料電池スタック、
又は、単に、燃料電池と呼ぶ。)を備えており、アノー
ドに燃料として水素が供給され、カソードに酸化剤とし
て空気が供給されて、アノードで触媒反応により発生し
た水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソー
ドまで移動して、カソードで酸素と電気化学反応を起こ
して発電するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a solid polymer membrane fuel cell has a stack (stacked) in which a plurality of cells are stacked on a cell formed by sandwiching a solid polymer electrolyte membrane between an anode and a cathode from both sides. In the following, the fuel cell stack,
Alternatively, it is simply called a fuel cell. ), Hydrogen is supplied as fuel to the anode, air is supplied to the cathode as an oxidant, and hydrogen ions generated by a catalytic reaction at the anode move through the solid polymer electrolyte membrane to the cathode. Thus, an electrochemical reaction occurs with oxygen at the cathode to generate power.

【0003】ここで、発電効率を高く維持するために
は、固体高分子電解質膜を飽和含水状態に維持して、イ
オン導電性電解質膜としての機能を確保する必要があ
る。このため、例えば特開平8−273687号公報に
開示された固体高分子膜型燃料電池のように、燃料電池
に供給される水素や酸素等の反応ガスに水を添加して、
反応ガス中の水蒸気濃度(水蒸気分圧)を高く設定する
加湿装置を備えた燃料電池が知られている。この燃料電
池では、燃料電池から排出される排出ガス(オフガス)
を加湿ガスとして、中空糸膜を介して反応ガスと排出ガ
スとを接触させた際に、排出ガス中に含まれる水分が中
空糸膜の膜穴を透過して反応ガス中に水蒸気として拡散
することによって反応ガスが加湿されている。
Here, in order to maintain high power generation efficiency, it is necessary to secure the function as an ion-conductive electrolyte membrane by maintaining the solid polymer electrolyte membrane in a saturated water-containing state. For this reason, water is added to a reaction gas such as hydrogen or oxygen supplied to the fuel cell, for example, as in a polymer electrolyte membrane fuel cell disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-273687.
2. Description of the Related Art A fuel cell equipped with a humidifier that sets a high steam concentration (steam partial pressure) in a reaction gas is known. In this fuel cell, exhaust gas (off gas) discharged from the fuel cell
When the reactant gas and the exhaust gas are brought into contact with each other through the hollow fiber membrane as a humidifying gas, the moisture contained in the exhaust gas passes through the membrane hole of the hollow fiber membrane and diffuses as water vapor into the reaction gas. Thus, the reaction gas is humidified.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術の一例に係る固体高分子膜型燃料電池のように、燃料
電池から排出される排出ガスを加湿ガスとして利用する
場合には、排出ガス中の水蒸気分圧が高く設定されてい
る必要がある。ここで、所定の湿潤状態に加湿された反
応ガス、例えば燃料ガスとしての水素が燃料電池に供給
されると、燃料電池内において水素が消費されるため、
燃料ガス中に含有可能な水蒸気量が減少して、この減少
分に相当する量の凝縮水が発生する。これにより、燃料
電池から排出される排出ガスには気体状の水蒸気と液体
状の凝縮水とが混在して含まれている。このため、例え
ば排出ガス中の水蒸気を利用して反応ガスを加湿する場
合には、たとえ燃料電池に供給される反応ガスの加湿量
が燃料電池スタックに要求される加湿量を確保すること
ができる程度の値に設定されている場合であっても、反
応ガス中の水分量のうち、排出ガスにおいて水蒸気から
凝縮水へと転移した分を利用することができず、燃料電
池スタックに要求される加湿量を確保することができな
くなる恐れがある。本発明は上記事情に鑑みてなされた
もので、燃料電池から排出される排出ガスを、燃料電池
に供給される反応ガスに対する加湿ガスとして利用する
場合であっても、燃料電池スタックに要求される加湿量
を確保することが可能な燃料電池システムを提供するこ
とを目的とする。
In the case where the exhaust gas discharged from the fuel cell is used as a humidified gas, as in the case of the polymer electrolyte membrane fuel cell according to one example of the prior art, the exhaust gas is Must be set high. Here, when a reaction gas humidified to a predetermined wet state, for example, hydrogen as a fuel gas is supplied to the fuel cell, hydrogen is consumed in the fuel cell,
The amount of water vapor that can be contained in the fuel gas is reduced, and condensed water is generated in an amount corresponding to the reduced amount. Thus, the exhaust gas discharged from the fuel cell contains a mixture of gaseous water vapor and liquid condensed water. For this reason, for example, when the reaction gas is humidified by using water vapor in the exhaust gas, the humidification amount of the reaction gas supplied to the fuel cell can ensure the humidification amount required for the fuel cell stack. Even if it is set to a value of the order, it is not possible to use the portion of the water content in the reaction gas that has been changed from water vapor to condensed water in the exhaust gas, and this is required for the fuel cell stack. There is a possibility that the humidification amount cannot be secured. The present invention has been made in view of the above circumstances, and is required for a fuel cell stack even when exhaust gas discharged from a fuel cell is used as a humidifying gas for a reaction gas supplied to the fuel cell. It is an object of the present invention to provide a fuel cell system capable of securing a humidification amount.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して係る
目的を達成するために、請求項1に記載の本発明の燃料
電池システムは、燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されて
電気化学反応により発電する燃料電池(例えば、後述す
る実施形態における燃料電池11)と、前記燃料電池か
ら排出される排出ガスを前記燃料ガスに混合して前記燃
料電池へ再循環させるエゼクタ(例えば、後述する実施
形態におけるエゼクタ15)と、前記燃料電池から排出
される前記排出ガスと前記エゼクタから流出される前記
燃料ガスとを水透過膜(例えば、後述する実施形態にお
ける中空糸膜)を介して接触させて、前記排出ガスに含
まれる水分により前記燃料ガスを加湿する加湿手段(例
えば、後述する実施形態における加湿部18)と、前記
加湿手段から流出される前記排出ガスから凝縮水を回収
する水回収手段(例えば、後述する実施形態における気
液分離部17)と、前記エゼクタの上流側で前記燃料ガ
スの流路を分岐する流路分岐手段(例えば、後述する実
施形態における燃料ガス流路分岐部20)と、前記流路
分岐手段にて分岐されてなる一方の前記燃料ガスに、前
記水回収手段により回収した前記凝縮水を混合する凝縮
水供給手段(例えば、後述する実施形態における水吸収
エゼクタ16)と、前記加湿手段から流出される前記燃
料ガスに、前記凝縮水供給手段から流出される前記燃料
ガスを混合して前記燃料電池に供給する燃料ガス供給手
段(例えば、後述する実施形態における燃料ガス流路合
流部24)とを備えることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems and to achieve the above object, a fuel cell system according to the present invention according to the first aspect of the present invention provides a fuel cell system in which a fuel gas and an oxidizing gas are supplied to perform an electrochemical reaction. (E.g., fuel cell 11 in an embodiment described later) and an ejector that mixes exhaust gas discharged from the fuel cell with the fuel gas and recirculates the fuel gas to the fuel cell (e.g., an embodiment described below). Ejector 15) and the exhaust gas discharged from the fuel cell and the fuel gas discharged from the ejector through a water-permeable membrane (for example, a hollow fiber membrane in an embodiment described later). A humidifying unit (for example, a humidifying unit 18 in an embodiment to be described later) for humidifying the fuel gas with moisture contained in the exhaust gas, and flowing out of the humidifying unit. A water recovery unit (for example, a gas-liquid separation unit 17 in an embodiment described later) for recovering condensed water from the exhaust gas to be discharged, and a flow path branching unit (for example, a flow path branching unit) that branches a flow path of the fuel gas upstream of the ejector. A condensed water supply for mixing the condensed water collected by the water collecting means with one of the fuel gases branched by the flow path branching means, and a fuel gas flow branching part 20 in an embodiment described later. Means (for example, a water absorption ejector 16 in an embodiment to be described later) and the fuel gas flowing out of the humidifying means and the fuel gas flowing out of the condensed water supply means are mixed and supplied to the fuel cell. And a fuel gas supply means (for example, a fuel gas flow path merging portion 24 in an embodiment described later).

【0006】上記構成の燃料電池システムによれば、燃
料電池から排出される排出ガスを燃料電池に供給される
燃料ガスに対する加湿ガスとして利用する場合に、先
ず、燃料電池に対して要求される加湿量を満たすように
して燃料ガス中の水蒸気量を所定量(例えば、相対湿度
で80〜100%)に設定する。燃料ガスは燃料電池内
で消費されて減少するため、燃料ガス中に含有可能な水
蒸気量が減少して凝縮水が生成される。これにより、燃
料電池から排出される排出ガスには、気体状の水蒸気と
液体状の凝縮水とが混在して含まれる。
[0006] According to the fuel cell system having the above structure, when the exhaust gas discharged from the fuel cell is used as a humidifying gas for the fuel gas supplied to the fuel cell, first, the humidification required for the fuel cell is used. The amount of water vapor in the fuel gas is set to a predetermined amount (for example, 80 to 100% relative humidity) so as to satisfy the amount. Since the fuel gas is consumed and reduced in the fuel cell, the amount of water vapor that can be contained in the fuel gas is reduced and condensed water is generated. Thus, the exhaust gas discharged from the fuel cell contains a mixture of gaseous water vapor and liquid condensed water.

【0007】この排出ガスを燃料ガスに対する加湿ガス
として利用する加湿手段において、例えば中空糸膜等を
なす水透過膜を介して燃料ガスと排出ガスとを接触させ
ると、排出ガスに含まれる水分は中空糸膜の膜穴を透過
した後に水蒸気として燃料ガスに供給される。このと
き、加湿ガスとされる排出ガスにおいて水蒸気と凝縮水
とが混在している場合には、凝縮水は燃料ガスの加湿に
寄与せずに水蒸気分のみが加湿に寄与する状態が発生す
る。従って、例えば中空糸膜の内部を流通することで加
湿手段を通過した排出ガスには加湿に寄与しなかった凝
縮水が残存することになるが、この排出ガス中の凝縮水
は水回収手段により回収された後に凝縮水供給手段によ
って燃料ガスに混合される。これにより、水蒸気と凝縮
水とが混在した状態では例えば中空糸膜等において燃料
ガスの加湿に寄与しない凝縮水を有効利用することがで
きる。
In the humidifying means for utilizing the exhaust gas as a humidifying gas for the fuel gas, when the fuel gas and the exhaust gas are brought into contact via a water permeable membrane such as a hollow fiber membrane, the moisture contained in the exhaust gas is reduced. After passing through the membrane holes of the hollow fiber membrane, it is supplied to the fuel gas as water vapor. At this time, when steam and condensed water are mixed in the exhaust gas that is the humidified gas, a state occurs in which the condensed water does not contribute to the humidification of the fuel gas but only the water vapor contributes to the humidification. Therefore, for example, condensed water that has not contributed to humidification remains in the exhaust gas that has passed through the humidifying means by flowing inside the hollow fiber membrane, but the condensed water in this exhaust gas is removed by the water collecting means. After being recovered, it is mixed with the fuel gas by the condensed water supply means. This makes it possible to effectively use the condensed water that does not contribute to the humidification of the fuel gas, for example, in a hollow fiber membrane or the like when the water vapor and the condensed water are mixed.

【0008】しかも、予め、燃料ガスの流路を分岐し
て、分岐された一方の燃料ガスに凝縮水供給手段からの
凝縮水を混合しておき、他方の燃料ガスは加湿手段に供
給して、加湿手段にて加湿された燃料ガスに対して、凝
縮水が混合された一方の燃料ガスを合流させる。この場
合、例えば凝縮水が混合された他方の燃料ガスを一方の
燃料ガスに合流させてから加湿手段に導入したり、或い
は、例えば燃料ガスを分岐すること無しに、凝縮水供給
手段からの凝縮水を混合して得た燃料ガスを加湿手段に
導入する方法に比べて、いわば乾燥状態の燃料ガスを加
湿手段に導入することになり、加湿手段の作用つまり排
出ガス中に含まれる水蒸気によって燃料ガスを加湿する
作用をより有効に利用することができ、排出ガス中に含
まれる水分の形態に関わらず、水蒸気及び凝縮水の両方
を燃料ガスの加湿に利用することができ、燃料電池に要
求される加湿量を確実に確保することができる。
Further, the fuel gas flow path is branched in advance, the condensed water from the condensed water supply means is mixed with one of the branched fuel gases, and the other fuel gas is supplied to the humidifying means. The fuel gas mixed with the condensed water is combined with the fuel gas humidified by the humidifying means. In this case, for example, the other fuel gas in which the condensed water is mixed is combined with the one fuel gas and then introduced into the humidifying means, or the condensed water supplied from the condensed water supplying means can be supplied without branching the fuel gas. In comparison with the method of introducing the fuel gas obtained by mixing water into the humidifying means, the fuel gas in a dry state is introduced into the humidifying means, so to speak, the action of the humidifying means, that is, the fuel contained in the exhaust gas contains water vapor. The effect of humidifying gas can be used more effectively, and both steam and condensed water can be used for humidifying fuel gas regardless of the form of moisture contained in exhaust gas. The amount of humidification to be performed can be reliably ensured.

【0009】さらに、請求項2に記載の本発明の燃料電
池システムでは、前記凝縮水供給手段は凝縮水吸引用の
エゼクタ(例えば、後述する実施形態における水吸収エ
ゼクタ16)をなし、前記一方の前記燃料ガスの導入に
よって、前記水回収手段から前記凝縮水を吸引して前記
一方の前記燃料ガスに合流させることを特徴としてい
る。
Further, in the fuel cell system according to the present invention, the condensed water supply means comprises an ejector for condensed water suction (for example, a water absorption ejector 16 in an embodiment described later), and By introducing the fuel gas, the condensed water is sucked from the water recovery means and merged with the one fuel gas.

【0010】上記構成の燃料電池システムによれば、凝
縮水吸引用のエゼクタの流体供給口に燃料ガスを供給す
ると、燃料ガスはエゼクタのノズルを通過する過程で加
速され、ノズルの先端部から流体排出管に向かって副流
室内に放出された高速の燃料ガス流の近傍では、副流導
入管から副流室内に導入された凝縮水が高速の燃料ガス
流に引き込まれるようにして流体排出管内へ連行され
る。これに伴って、副流室内には負圧が発生して、この
負圧を補うようにして、水回収手段にて回収された凝縮
水が副流導入管を介して吸引される。このため、例えば
電気的や機械的なエネルギーを追加投入する必要無し
に、排出ガスから回収した凝縮水を燃料ガスに混合する
ことができる。
According to the fuel cell system having the above-described structure, when the fuel gas is supplied to the fluid supply port of the ejector for sucking condensed water, the fuel gas is accelerated in the process of passing through the nozzle of the ejector, and the fuel gas flows from the tip of the nozzle. In the vicinity of the high-speed fuel gas flow discharged into the sub-flow chamber toward the discharge pipe, the condensed water introduced into the sub-flow chamber from the sub-flow introduction pipe is drawn into the high-speed fuel gas flow so as to be inside the fluid discharge pipe. Taken to. Along with this, a negative pressure is generated in the sub-flow chamber, and condensed water recovered by the water recovery means is sucked through the sub-flow introduction pipe so as to compensate for the negative pressure. For this reason, for example, the condensed water recovered from the exhaust gas can be mixed with the fuel gas without having to additionally input electric or mechanical energy.

【0011】さらに、請求項3に記載の本発明の燃料電
池システムでは、前記水回収手段は前記凝縮水を貯溜す
る水タンク(例えば、後述する実施形態における気液分
離ハウジング41)と、この水タンクと前記凝縮水供給
手段とを接続する水送出管(例えば、後述する実施形態
における水送出管46)とを備えることを特徴としてい
る。上記構成の燃料電池システムによれば、加湿手段を
通過した排出ガスに含まれる凝縮水は、例えば気液分離
装置等をなす水回収手段により回収されて水タンク内に
貯溜される。そして、水タンク内に貯溜された凝縮水は
水送出管を介して凝縮水供給手段へ送出される。これに
より、排出ガスに含まれる凝縮水を確実に有効利用して
燃料ガスを加湿することができる。
Further, in the fuel cell system according to the present invention, the water recovery means includes a water tank (for example, a gas-liquid separation housing 41 in an embodiment described later) for storing the condensed water, It is characterized by having a water delivery pipe (for example, a water delivery pipe 46 in an embodiment described later) for connecting a tank and the condensed water supply means. According to the fuel cell system having the above-described configuration, the condensed water contained in the exhaust gas that has passed through the humidifying unit is collected by the water collecting unit such as a gas-liquid separator and stored in the water tank. Then, the condensed water stored in the water tank is sent out to the condensed water supply means via a water sending pipe. Thereby, the fuel gas can be humidified by using the condensed water contained in the exhaust gas reliably and effectively.

【0012】さらに、請求項4に記載の本発明の燃料電
池システムでは、前記流路分岐手段は、前記燃料ガスを
前記エゼクタと前記凝縮水吸引用のエゼクタとの何れか
一方、又は、両方に流通させるように選択切替可能な切
替手段(例えば、後述する実施形態における第1及び第
2切替弁71,72)を備えることを特徴としている。
上記構成の燃料電池システムによれば、流路分岐手段の
下流に燃料ガスの流路を開閉可能な、例えば複数のバル
ブ等からなる通路切替手段を備える。特に、凝縮水吸引
用のエゼクタへ供給される燃料ガスの流路を開閉制御す
ることで、例えば燃料電池が過加湿の状態となった場合
には、凝縮水吸引用のエゼクタへの燃料ガスの供給を停
止して、例えば燃料電池内部のガス流路に水が溜まって
燃料ガスの流通量が低下したり、燃料電池の出力電圧が
低下してしまうことを防止することができる。
Further, in the fuel cell system according to the present invention as set forth in claim 4, the flow path branching means transfers the fuel gas to one or both of the ejector and the condensed water suction ejector. It is characterized by comprising switching means (for example, first and second switching valves 71 and 72 in an embodiment to be described later) that can be selectively switched so as to circulate.
According to the fuel cell system having the above-described configuration, the passage switching means including, for example, a plurality of valves and the like capable of opening and closing the fuel gas passage is provided downstream of the passage branching unit. In particular, by controlling the opening and closing of the flow path of the fuel gas supplied to the condensed water suction ejector, for example, when the fuel cell becomes over-humidified, the fuel gas is supplied to the condensed water suction ejector. By stopping the supply, it is possible to prevent, for example, the accumulation of water in the gas flow path inside the fuel cell and the reduction of the flow rate of the fuel gas, and the reduction of the output voltage of the fuel cell.

【0013】さらに、請求項5に記載の本発明の燃料電
池システムは、前記切替手段は、前記燃料電池の出力状
態量(例えば、後述する実施形態におけるセル電圧等)
に基づいて前記燃料ガスの流路を選択することを特徴と
している。上記構成の燃料電池システムによれば、燃料
電池の出力状態量、例えば出力電圧、電流値、電力値等
に基づいて燃料ガスの流路を選択する。これにより、例
えば燃料ガスが過加湿となって燃料電池の出力電圧が低
下する恐れがある場合には凝縮水供給手段への燃料ガス
の供給を停止して、燃料ガスに対する加湿量を低減させ
て、所望の出力を確保することができる。
Further, in the fuel cell system according to the present invention as set forth in claim 5, the switching means includes an output state quantity of the fuel cell (for example, a cell voltage in an embodiment described later).
The flow path of the fuel gas is selected based on the following. According to the fuel cell system having the above configuration, the flow path of the fuel gas is selected based on the output state quantity of the fuel cell, for example, the output voltage, the current value, the power value, and the like. Thus, for example, when the fuel gas becomes excessively humidified and the output voltage of the fuel cell may decrease, the supply of the fuel gas to the condensed water supply unit is stopped, and the humidification amount for the fuel gas is reduced. , A desired output can be secured.

【0014】さらに、請求項6に記載の本発明の燃料電
池システムは、前記切替手段は、前記燃料電池の水分状
態量(例えば、後述する実施形態における燃料ガスの露
点や湿度、加湿量や水蒸気圧等)に基づいて前記燃料ガ
スの流路を選択することを特徴としている。上記構成の
燃料電池システムによれば、燃料電池の水分状態量、例
えば燃料電池の燃料ガス導入口の直前における燃料ガス
の露点や湿度、加湿量や水蒸気圧等に基づいて燃料ガス
の流路を選択する。これにより、燃料ガスに対して所望
の加湿量を確保することができる。
Further, in the fuel cell system according to the present invention, the switching means may include a moisture state quantity of the fuel cell (for example, a dew point or humidity of a fuel gas, a humidification rate, or a water vapor in an embodiment described later). Pressure) is selected based on the pressure of the fuel gas. According to the fuel cell system having the above-described structure, the flow path of the fuel gas is determined based on the moisture state amount of the fuel cell, for example, the dew point and humidity of the fuel gas immediately before the fuel gas inlet of the fuel cell, the humidification amount, the water vapor pressure, and the like. select. Thus, a desired humidification amount for the fuel gas can be secured.

【0015】さらに、請求項7に記載の本発明の燃料電
池システムは、前記酸化剤ガスが供給される前記燃料電
池のカソード側から排出される排出ガスから凝縮水を回
収するカソード側水回収手段(例えば、後述する実施形
態における空気極気液分離部82)を備え、前記凝縮水
供給手段は、前記流路分岐手段にて分岐されてなる一方
の前記燃料ガスに、前記カソード側水回収手段により回
収した前記凝縮水を混合することを特徴している。
Further, in the fuel cell system according to the present invention, a cathode-side water collecting means for collecting condensed water from an exhaust gas discharged from a cathode side of the fuel cell to which the oxidizing gas is supplied. (For example, an air electrode gas-liquid separation unit 82 in an embodiment to be described later), and the condensed water supply unit is provided with one of the fuel gas branched by the flow path branching unit and the cathode side water collection unit. And mixing the condensed water collected by the method.

【0016】上記構成の燃料電池システムによれば、燃
料電池のカソード側から排出される排出ガスを、例えば
中空糸膜等の水透過膜の内部を通過させた後に、例えば
気液分離器等からなるカソード側水回収手段へ導入し
て、排出ガス中に含まれる液体状の凝縮水を回収する。
そして、カソード側水回収手段にて回収された凝縮水
は、例えばアノード側において燃料ガスに対する加湿量
が不足する恐れがある場合に、凝縮水供給手段によって
燃料ガスに混合することができ、燃料電池の発電効率が
低下することを防止することができる。
According to the fuel cell system having the above structure, the exhaust gas discharged from the cathode side of the fuel cell passes through the inside of a water permeable membrane such as a hollow fiber membrane and then passes through a gas-liquid separator or the like. To collect the liquid condensed water contained in the exhaust gas.
Then, the condensed water recovered by the cathode-side water recovery means can be mixed with the fuel gas by the condensed water supply means when the humidification amount for the fuel gas is insufficient on the anode side, for example. Can be prevented from lowering the power generation efficiency.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
燃料電池システムついて添付図面を参照しながら説明す
る。図1は本発明の一実施形態に係る燃料電池システム
10の構成図であり、図2(a)はエゼクタ15の側断
面図であり、図2(b)は水吸収エゼクタ16の側断面
図であり、図3は気液分離部17の縦断面図である。本
実施の形態による燃料電池システム10は、例えば電気
自動車等の車両に搭載されており、燃料電池11と、燃
料供給部12と、酸化剤供給部13と、酸化剤加湿部1
4と、エゼクタ15と、水吸収エゼクタ16と、気液分
離部17と、加湿部18とを備えて構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A fuel cell system according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel cell system 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a side sectional view of an ejector 15, and FIG. 2B is a side sectional view of a water absorption ejector 16. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the gas-liquid separation unit 17. The fuel cell system 10 according to the present embodiment is mounted on a vehicle such as an electric vehicle, for example, and includes a fuel cell 11, a fuel supply unit 12, an oxidant supply unit 13, and an oxidant humidifier 1.
4, an ejector 15, a water absorption ejector 16, a gas-liquid separator 17, and a humidifier 18.

【0018】燃料電池11は、例えば固体ポリマーイオ
ン交換膜等からなる固体高分子電解質膜をアノードとカ
ソードとで両側から挟み込んで形成されたセルに対し、
複数のセルを積層して構成されており、燃料ガスとして
例えば水素が供給される燃料極と、酸化剤ガスとして例
えば酸素を含む空気が供給される空気極とを備えてい
る。そして、空気極には、酸化剤供給部13から空気が
供給される空気供給口11aと、空気極内の空気を外部
に排出するための空気排出弁19を備えた空気排出口1
1bが設けられている。一方、燃料極には、燃料供給部
12から水素が供給される燃料供給口11cと、燃料極
内の水素を外部に排出するための燃料排出口11dが設
けられている。
The fuel cell 11 has a structure in which a solid polymer electrolyte membrane such as a solid polymer ion exchange membrane is sandwiched between an anode and a cathode from both sides.
A plurality of cells are stacked and provided with a fuel electrode to which, for example, hydrogen is supplied as a fuel gas, and an air electrode to which, for example, air containing oxygen is supplied as an oxidant gas. The air electrode has an air supply port 11a to which air is supplied from the oxidant supply unit 13 and an air discharge port 1 provided with an air discharge valve 19 for discharging air in the air electrode to the outside.
1b is provided. On the other hand, the fuel electrode is provided with a fuel supply port 11c to which hydrogen is supplied from the fuel supply unit 12, and a fuel discharge port 11d for discharging hydrogen in the fuel electrode to the outside.

【0019】酸化剤供給部13は、例えばエアーコンプ
レッサーからなり、燃料電池11の負荷やアクセルペダ
ル(図示略)からの入力信号等に応じて制御されてお
り、酸化剤加湿部14を介して、燃料電池11の空気極
に空気を供給している。酸化剤加湿部14は、酸化剤供
給部13から供給される空気に水蒸気を混合して加湿し
てから燃料電池11へと供給し、固体分子電解質膜のイ
オン導電性を確保している。
The oxidant supply unit 13 is, for example, an air compressor, and is controlled in accordance with the load of the fuel cell 11 and an input signal from an accelerator pedal (not shown). Air is supplied to the air electrode of the fuel cell 11. The oxidizing agent humidifying unit 14 mixes water vapor with the air supplied from the oxidizing agent supplying unit 13 and humidifies the air before supplying it to the fuel cell 11 to ensure the ionic conductivity of the solid molecular electrolyte membrane.

【0020】燃料供給部12から供給された燃料ガス
は、燃料ガス流路分岐部20において例えば2つの第1
及び第2燃料ガス流路21,22に分岐されており、一
方の第1燃料ガス流路21の燃料ガスは、順次、エゼク
タ15、加湿部18を流通させられた後に燃料電池11
に供給されている。また、他方の第2燃料ガス流路22
の燃料ガスは、水吸収エゼクタ16を流通させられた後
に燃料電池11に供給されている。
The fuel gas supplied from the fuel supply section 12 is supplied to, for example, two first
And the fuel gas in the first fuel gas flow path 21 is sequentially passed through the ejector 15 and the humidifying section 18 and then the fuel cell 11
Is supplied to Further, the other second fuel gas flow path 22
Is supplied to the fuel cell 11 after flowing through the water absorption ejector 16.

【0021】図1及び図2に示すように、エゼクタ15
は、例えば流体供給口31と、副流導入管32と、流体
排出管33と、ノズル34と、副流室35とを備えて構
成されている。エゼクタ本体15aの内部には、例えば
軸線Oと同軸に略円柱状の空間からなる副流室35が形
成されており、この副流室35には軸線Oと直交する方
向に伸びる副流導入管32が接続されており、副流導入
管32の一端は副流室35の内周面上で開口して、他端
はエゼクタ本体15aの外面上で開口している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the ejector 15
Is provided with, for example, a fluid supply port 31, a sub-flow introduction pipe 32, a fluid discharge pipe 33, a nozzle 34, and a sub-flow chamber 35. Inside the ejector main body 15a, for example, a sub-flow chamber 35 formed of a substantially columnar space coaxially with the axis O is formed, and a sub-flow introduction pipe extending in a direction orthogonal to the axis O is formed in the sub-flow chamber 35. The sub flow introduction pipe 32 has one end opened on the inner peripheral surface of the sub flow chamber 35 and the other end opened on the outer surface of the ejector body 15a.

【0022】エゼクタ15の軸線Oに沿った方向におい
て、副流室35の一方の内壁面上から略円筒状のノズル
34が軸線Oと同軸に突出しており、このノズル34の
先端部が副流室35の他方の内壁面に近接するように配
置されている。ノズル34の基端部には、エゼクタ本体
15aの外面上で開口した流体供給口31が設けられ、
ノズル34は基端部から先端部に向かい漸次縮径したテ
ーパ状の内周面を有している。そして、副流室35の他
方の内壁面上には、軸線O方向に沿ってエゼクタ本体1
5aを貫通する流体排出管33の一端が開口しており、
流体排出管33の他端はエゼクタ本体15aの外面上で
開口している。
In the direction along the axis O of the ejector 15, a substantially cylindrical nozzle 34 protrudes coaxially with the axis O from one of the inner wall surfaces of the subflow chamber 35. It is arranged so as to be close to the other inner wall surface of the chamber 35. At the base end of the nozzle 34, a fluid supply port 31 opened on the outer surface of the ejector body 15a is provided.
The nozzle 34 has a tapered inner peripheral surface whose diameter gradually decreases from the base end to the tip. Then, on the other inner wall surface of the sub-flow chamber 35, the ejector main body 1 extends along the axis O direction.
One end of a fluid discharge pipe 33 passing through 5a is open,
The other end of the fluid discharge pipe 33 opens on the outer surface of the ejector body 15a.

【0023】エゼクタ15の流体供給口31には、燃料
供給部12から燃料ガスが供給されており、副流導入管
32には、燃料電池11の燃料排出口11dから排出さ
れて加湿部18を流通させられた後に排出ガス分岐部2
3にて分岐された、一方の排出ガスが導入されている。
ここで、流体供給口31から供給された燃料ガスはノズ
ル34を通過する過程で加速される。そして、ノズル3
4の先端部から流体排出管33に向かって副流室35内
に放出された高速の燃料流の近傍では、副流導入管32
から副流室35内に導入された排出ガスが、高速の燃料
流に引き込まれるようにして流体排出管33内へ連行さ
れる。これに伴って、副流室35内には負圧が発生し
て、この負圧を補うようにして副流導入管32から排出
ガスが吸引される。
The fuel gas is supplied from the fuel supply unit 12 to the fluid supply port 31 of the ejector 15, and the humidification unit 18 is discharged from the fuel discharge port 11 d of the fuel cell 11 to the substream introduction pipe 32. Exhaust gas branch 2 after being circulated
One of the exhaust gases branched at 3 is introduced.
Here, the fuel gas supplied from the fluid supply port 31 is accelerated while passing through the nozzle 34. And nozzle 3
In the vicinity of the high-speed fuel flow discharged into the sub-flow chamber 35 from the distal end portion of the sub-flow introduction pipe 32 toward the fluid discharge pipe 33,
The exhaust gas introduced into the sub-flow chamber 35 from above is drawn into the fluid discharge pipe 33 so as to be drawn into the high-speed fuel flow. Accordingly, a negative pressure is generated in the sub-flow chamber 35, and the exhaust gas is sucked from the sub-flow introduction pipe 32 so as to compensate for the negative pressure.

【0024】エゼクタ15で混合された燃料ガス及び排
出ガスは、流体排出管33から排出されて加湿部18へ
供給されている。すなわち、あるいは燃料電池11から
排出された排出ガスはエゼクタ15を介して循環させら
れている。
The fuel gas and the exhaust gas mixed by the ejector 15 are discharged from the fluid discharge pipe 33 and supplied to the humidifying section 18. That is, the exhaust gas discharged from the fuel cell 11 is circulated through the ejector 15.

【0025】本実施の形態において、水吸収エゼクタ1
6は、例えば図2(b)に示す構造を有している。すな
わち、水吸収エゼクタ16は、例えば燃料流供給口36
と、水導入管37と、燃料流排出管38と、ノズル39
とを備えて構成されている。例えば軸線Oに沿って燃料
流供給口36に接続されたノズル39は、基端部から先
端部に向かい漸次縮径したテーパ状の内周面を有してお
り、ノズル39の基端部は略円筒状の燃料流排出管38
の基端部と接続され、ノズル39の先端部は軸線Oと同
軸に燃料流排出管38の内部に向かい突出するようにし
て設けられている。さらに、燃料流排出管38には、管
壁を貫通して軸線Oと直交する方向に伸びる水導入管3
7が接続されており、燃料流排出管38の内部で開口す
る水導入管37の一端37aはノズル39の先端部開口
端39a近傍に配置され、水導入管37の他端は燃料流
排出管38の外部に向かい突出して配置されている。
In this embodiment, the water absorption ejector 1
6 has, for example, the structure shown in FIG. That is, the water absorption ejector 16 is connected to the fuel flow supply port 36, for example.
, A water introduction pipe 37, a fuel flow discharge pipe 38, and a nozzle 39.
It is comprised including. For example, the nozzle 39 connected to the fuel flow supply port 36 along the axis O has a tapered inner peripheral surface whose diameter gradually decreases from the base end to the front end, and the base end of the nozzle 39 is A substantially cylindrical fuel flow discharge pipe 38
The nozzle 39 is provided so as to protrude toward the inside of the fuel flow discharge pipe 38 coaxially with the axis O. Further, the fuel flow discharge pipe 38 has a water introduction pipe 3 extending through the pipe wall in a direction orthogonal to the axis O.
7 is connected, one end 37a of a water introduction pipe 37 that opens inside the fuel flow discharge pipe 38 is disposed near the tip end opening 39a of the nozzle 39, and the other end of the water introduction pipe 37 is connected to the fuel flow discharge pipe. 38, and are arranged so as to protrude toward the outside.

【0026】水吸収エゼクタ16の水導入管37には、
気液分離部17にて回収された水が導入されている。す
なわち、水吸収エゼクタ16の燃料流供給口36から供
給された燃料ガスはノズル39を通過する過程で加速さ
れる。そして、ノズル39の先端部から燃料流排出管3
8内に放出された高速の燃料流の近傍では、水導入管3
7から燃料流排出管38内に導入された水が、高速の燃
料流に引き込まれるようにして燃料流排出管38の先端
部へ向かい連行される。これに伴って、燃料流排出管3
8内には負圧が発生して、この負圧を補うようにして水
導入管37から水が吸引される。なお、水吸収エゼクタ
16は、上述した図2(b)に示す構造に限定されず、
例えば図2(a)に示すようにエゼクタ15と同等の構
造を有していても良いし、その他の構造であっても良
い。要するに、高速の燃料流に引き込まれるようにして
水が連行される構造であれば良い。
The water introduction pipe 37 of the water absorption ejector 16 has
The water collected in the gas-liquid separation unit 17 is introduced. That is, the fuel gas supplied from the fuel flow supply port 36 of the water absorption ejector 16 is accelerated while passing through the nozzle 39. Then, the fuel flow discharge pipe 3 extends from the tip of the nozzle 39.
8 near the high-speed fuel flow discharged into the
The water introduced into the fuel flow discharge pipe 38 from 7 is drawn toward the tip of the fuel flow discharge pipe 38 so as to be drawn into the high-speed fuel flow. Accordingly, the fuel flow discharge pipe 3
Negative pressure is generated in 8, and water is sucked from water introduction pipe 37 so as to compensate for the negative pressure. In addition, the water absorption ejector 16 is not limited to the structure shown in FIG.
For example, as shown in FIG. 2A, it may have a structure equivalent to the ejector 15, or may have another structure. In short, any structure may be used as long as water is entrained so as to be drawn into the high-speed fuel flow.

【0027】水吸収エゼクタ16で混合された燃料ガス
及び水は、流体排出管33から排出されて燃料電池11
へ供給されている。すなわち、燃料電池11から排出さ
れた排出ガスに含まれる水分の中気液分離部17にて回
収された液体状の水は水吸収エゼクタ16を介して循環
させられている。
The fuel gas and water mixed by the water absorption ejector 16 are discharged from the fluid discharge pipe 33 and
Supplied to That is, the liquid water recovered in the gas-liquid separation unit 17 of the water contained in the exhaust gas discharged from the fuel cell 11 is circulated through the water absorption ejector 16.

【0028】気液分離部17は、例えば図3に示すよう
に、気液分離ハウジング41と、気液分離ハウジング4
1の内部を鉛直方向下方から上方に向かって蛇行する流
路42を形成する複数の仕切板43と、気液分離ハウジ
ング41の下部に設けられ流路42に連通する排出ガス
導入口44と、気液分離ハウジング41の上部に設けら
れ流路42に連通する排出ガス出口45と、水送出管4
6とを備えて構成されており、水送出管46の一端46
aは気液分離ハウジング41の底部に貯溜する水に浸漬
するよう構成されている。さらに、他端46bは気液分
離ハウジング41の外部に向かい突出して設けられてお
り、この他端46bは水吸収エゼクタ16の副流導入管
32と接続されている。
The gas-liquid separation unit 17 includes a gas-liquid separation housing 41 and a gas-liquid separation housing 4 as shown in FIG.
A plurality of partition plates 43 forming a flow path 42 meandering upward from below in the vertical direction, an exhaust gas inlet 44 provided at a lower part of the gas-liquid separation housing 41 and communicating with the flow path 42; An exhaust gas outlet 45 provided at an upper portion of the gas-liquid separation housing 41 and communicating with the flow path 42;
6 and one end 46 of the water delivery pipe 46.
a is configured to be immersed in water stored at the bottom of the gas-liquid separation housing 41. Further, the other end 46b is provided so as to protrude toward the outside of the gas-liquid separation housing 41, and the other end 46b is connected to the substream introduction pipe 32 of the water absorption ejector 16.

【0029】この気液分離部17では、水分として液体
状の液体水、又は、気体状の水蒸気及び液体状の液体水
を含む排出ガスが、排出ガス導入口44から気液分離ハ
ウジング41内に供給され、流路42を蛇行しながら上
昇していく。排出ガスが流路42を流れると、排出ガス
中の水分(主に、液体水)は仕切板43の壁面や気液分
離ハウジング41の壁面に衝突して付着する。そして、
これら壁面に付着した水分は液体となって重力により壁
面に沿って落下していき、気液分離ハウジング41の底
部に到達して液体状の水として貯溜される。一方、水分
(主に液体水)を除去された排出ガスは、排出ガス出口
45から排出される。つまり、この気液分離部17に、
図1に示した燃料電池11から排出されて加湿部18を
流通させられた排出ガスを通すことによって、排出ガス
は気液分離されて、例えば液体状の水分が除去されて、
乾燥状態又は気体状の水蒸気が残留させられた排出ガス
のみが排出ガス出口45から流出し、排出ガス中の過剰
な水分(主に液体水)は水送出管46から水吸収エゼク
タ16の副流導入管32へと送出される。
In the gas-liquid separation section 17, liquid liquid water as water or exhaust gas containing gaseous water vapor and liquid liquid water as moisture is introduced into the gas-liquid separation housing 41 from the exhaust gas inlet 44. It is supplied and rises while meandering in the flow path 42. When the exhaust gas flows through the flow path 42, moisture (mainly, liquid water) in the exhaust gas collides with and adheres to the wall surface of the partition plate 43 and the wall surface of the gas-liquid separation housing 41. And
The water adhering to these wall surfaces becomes a liquid, falls along the wall surface due to gravity, reaches the bottom of the gas-liquid separation housing 41, and is stored as liquid water. On the other hand, the exhaust gas from which water (mainly liquid water) has been removed is discharged from the exhaust gas outlet 45. That is, the gas-liquid separation unit 17
By passing the exhaust gas discharged from the fuel cell 11 shown in FIG. 1 and circulated through the humidifying section 18, the exhaust gas is separated into gas and liquid, and for example, liquid moisture is removed.
Only the exhaust gas in which the dried or gaseous water vapor is left flows out from the exhaust gas outlet 45, and excess moisture (mainly liquid water) in the exhaust gas flows from the water delivery pipe 46 to the side stream of the water absorption ejector 16. It is sent out to the introduction tube 32.

【0030】加湿部18は、例えば中空糸膜等をなす水
透過膜を備えて構成されており、燃料電池11から排出
される排出ガスを、エゼクタ15から流出させられた燃
料ガスに対する加湿ガスとして利用している。すなわ
ち、例えば中空糸膜等をなす水透過膜を介して燃料ガス
と排出ガスとを接触させると、排出ガスに含まれる水分
(特に、水蒸気)は中空糸膜の膜穴を透過した後に水蒸
気として燃料ガスに供給される。そして、加湿部18で
加湿された燃料ガスは、水吸収エゼクタ16から流出さ
せられた燃料ガスと、燃料ガス合流部24にて合流され
た後に燃料電池11に供給される。これにより、固体分
子電解質膜のイオン導電性が確保されている。なお、燃
料電池11の燃料供給口11cの近傍には、燃料ガスの
露点を検知する露点計51が備えられている
The humidifying section 18 is provided with a water permeable membrane such as a hollow fiber membrane, and uses the exhaust gas discharged from the fuel cell 11 as a humidifying gas for the fuel gas discharged from the ejector 15. We are using. That is, for example, when the fuel gas and the exhaust gas are brought into contact with each other through a water permeable membrane such as a hollow fiber membrane, the moisture (particularly, water vapor) contained in the exhaust gas is converted into water vapor after passing through the membrane hole of the hollow fiber membrane. It is supplied to fuel gas. The fuel gas humidified by the humidifying unit 18 is supplied to the fuel cell 11 after being combined with the fuel gas discharged from the water absorption ejector 16 by the fuel gas combining unit 24. Thereby, the ionic conductivity of the solid molecular electrolyte membrane is ensured. A dew point meter 51 for detecting the dew point of the fuel gas is provided near the fuel supply port 11c of the fuel cell 11.

【0031】本実施の形態による燃料電池システム10
は上記構成を備えており、次に、この燃料電池システム
10の動作について添付図面を参照しながら説明する。
図4は加湿部18に加湿ガスとして導入された排出ガス
に含まれる水分量と、加湿部18にて排出ガスから回収
される水分量の変化を示すグラフ図である。先ず、燃料
電池11に対して要求される加湿量を満たすようにして
燃料ガス中の水蒸気量を所定量(例えば、相対湿度で8
0〜100%)に設定する。燃料ガスは燃料電池11内
で消費されて減少するため、燃料ガス中に含有可能な水
蒸気量が減少して凝縮水が生成される。これにより、燃
料電池11から排出される排出ガスには、気体状の水蒸
気と液体状の凝縮水等からなる液体水とが混合されて含
まれている。
The fuel cell system 10 according to the present embodiment
Has the above-described configuration. Next, the operation of the fuel cell system 10 will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 4 is a graph showing a change in the amount of water contained in the exhaust gas introduced as a humidifying gas into the humidifying unit 18 and a change in the amount of water collected from the exhaust gas in the humidifying unit 18. First, the amount of water vapor in the fuel gas is adjusted to a predetermined amount (for example, a relative humidity of 8 to satisfy the humidification amount required for the fuel cell 11).
0-100%). Since the fuel gas is consumed and reduced in the fuel cell 11, the amount of water vapor that can be contained in the fuel gas is reduced and condensed water is generated. As a result, the exhaust gas discharged from the fuel cell 11 contains a mixture of gaseous water vapor and liquid water such as liquid condensed water.

【0032】ここで、水透過膜として例えば中空糸膜を
利用する加湿部18に、排出ガスを燃料ガスに対する加
湿ガスとして供給すると、例えば図4に示すように、排
出ガスに含まれる液体水は燃料ガスの加湿に寄与しない
という性質がある。つまり中空糸膜に対する性質とし
て、加湿ガスにおいて水蒸気と液体水とが混在した状態
では、例えば液体水に比べて移動速度が速い水蒸気の方
が中空糸膜の膜穴を透過し易い性質があり、水蒸気に比
べてより重くかつ移動速度が遅い大部分の液体水は、中
空糸膜の膜穴を透過して燃料ガスの加湿に寄与すること
が抑制されてしまう。例えば、図4に示すように、中空
糸膜の内部を流通する加湿ガスに含まれる水分のうち、
中空糸膜の膜穴を透過して回収可能な水量に関しては、
加湿ガスに所定量の水蒸気のみが含まれている場合の回
収水量(例えば図4に示す、回収分α)と、加湿ガスに
所定量の水蒸気に加えて液体水が含まれている場合の回
収水量(例えば図4に示す、回収分β)とが同量となっ
ている。そして、水蒸気と混在して含まれていた液体水
は、未回収分(例えば図4に示す、未回収分(液体)
γ)として加湿ガス内に残存する。なお、水蒸気と液体
水とが混在した加湿ガスによって燃料ガスを加湿する場
合に比べて、100%の液体水によって加湿する方が、
より加湿効率に優れていることは言うまでもないことで
ある。
Here, when the exhaust gas is supplied as a humidifying gas to the fuel gas to the humidifying section 18 using, for example, a hollow fiber membrane as the water permeable membrane, as shown in FIG. 4, for example, the liquid water contained in the exhaust gas becomes It has the property of not contributing to the humidification of fuel gas. In other words, as a property with respect to the hollow fiber membrane, in a state in which water vapor and liquid water are mixed in the humidified gas, for example, water vapor having a higher moving speed than liquid water has a property of being easily transmitted through the membrane hole of the hollow fiber membrane, Most liquid water, which is heavier and slower in moving speed than water vapor, is suppressed from permeating through the membrane holes of the hollow fiber membrane and contributing to humidification of the fuel gas. For example, as shown in FIG. 4, of the moisture contained in the humidified gas flowing inside the hollow fiber membrane,
Regarding the amount of water that can be recovered through the pores of the hollow fiber membrane,
The amount of recovered water when the humidified gas contains only a predetermined amount of water vapor (for example, the recovered amount α shown in FIG. 4), and the recovery when the humidified gas contains liquid water in addition to the predetermined amount of water vapor The amount of water (for example, the recovered amount β shown in FIG. 4) is the same. Then, the liquid water mixed and contained in the water vapor is the unrecovered portion (for example, the unrecovered portion (liquid) shown in FIG. 4).
γ) remains in the humidified gas. It should be noted that humidification with 100% liquid water is more effective than humidification of fuel gas with humidification gas in which steam and liquid water are mixed.
It goes without saying that the humidification efficiency is better.

【0033】すなわち、加湿部18から流出した排出ガ
スは、燃料ガスの加湿に寄与しなかった液体水を含んで
いる。この排出ガスは、エゼクタ15を介して燃料ガス
に混合されて燃料電池11へと再循環させられると共
に、気液分離部17に導入されて排出ガスに含まれる水
分(主に液体水)が液体状の水として回収される。そし
て、気液分離部17にて回収された水は水吸収エゼクタ
16を介して燃料ガスに混合されてから、エゼクタ15
から流出して加湿部18にて加湿された後の燃料ガスに
合流させられて燃料電池11に供給されている。
That is, the exhaust gas flowing out of the humidifying section 18 contains liquid water that has not contributed to the humidification of the fuel gas. This exhaust gas is mixed with the fuel gas via the ejector 15 and is recirculated to the fuel cell 11, and is introduced into the gas-liquid separation unit 17, where the moisture (mainly liquid water) contained in the exhaust gas is converted into a liquid. Collected as water. Then, the water collected in the gas-liquid separation unit 17 is mixed with the fuel gas through the water absorption ejector 16 and then mixed with the fuel gas.
The fuel gas flows out of the humidifier 18 and is humidified by the humidifier 18 so as to be combined with the fuel gas and supplied to the fuel cell 11.

【0034】上述したように、本実施形態の燃料電池シ
ステム10によれば、例えば中空糸膜の内部を流通する
ことで加湿部18を通過した排出ガスには、燃料ガスの
加湿に寄与しなかった液体水が残存することになるが、
この排出ガス中の液体水は気液分離部17により回収さ
れた後に水吸収エゼクタ16によって燃料ガスに混合さ
れる。これにより、例えば中空糸膜等からなる加湿部1
8において水蒸気と凝縮水とが混在した状態では燃料ガ
スの加湿に寄与しなかった液体水(例えば図4に示す、
未回収分(液体)γ)を、加湿部18の下流に設けられ
た気液分離部17において回収して有効利用することが
できる。
As described above, according to the fuel cell system 10 of the present embodiment, for example, the exhaust gas that has passed through the humidifying section 18 by flowing inside the hollow fiber membrane does not contribute to the humidification of the fuel gas. Liquid water will remain,
The liquid water in the exhaust gas is mixed with the fuel gas by the water absorption ejector 16 after being collected by the gas-liquid separation unit 17. Thereby, the humidifying unit 1 made of a hollow fiber membrane or the like, for example.
8, liquid water which did not contribute to the humidification of the fuel gas in a state where water vapor and condensed water were mixed (for example, as shown in FIG. 4,
The unrecovered portion (liquid) γ) can be recovered and effectively used in the gas-liquid separation unit 17 provided downstream of the humidification unit 18.

【0035】しかも、予め、燃料ガスの流路を第1及び
第2燃料ガス流路21,22に分岐して、分岐された他
方の燃料ガスに気液分離部17にて回収された水を混合
しておき、一方の燃料ガスはエゼクタ15を介して加湿
部18に供給しておく。そして、加湿部18にて加湿さ
れた燃料ガスに対して、水が混合された他方の燃料ガス
を合流させることから、燃料ガスの加湿を効率よく行う
ことができる。すなわち、例えば水吸収エゼクタ16に
て水が混合された他方の燃料ガスを、一方の燃料ガスに
合流させてから加湿部18に導入したり、或いは、例え
ば燃料ガスを分岐すること無しに、気液分離部17にて
回収した水を混合して得た燃料ガスを加湿部18に導入
する方法等に比べて、いわば乾燥状態の燃料ガスを加湿
部18に導入することになり、加湿部18の作用つまり
排出ガス中に含まれる水蒸気によって燃料ガスを加湿す
る作用を有効に働かせることができる。従って、排出ガ
ス中に含まれる水分の形態に関わらず、水蒸気及び液体
水の両方を燃料ガスの加湿に有効に利用することがで
き、燃料電池11に要求される加湿量を確実に確保する
ことができる。
In addition, the fuel gas flow path is branched in advance into first and second fuel gas flow paths 21 and 22, and the water recovered by the gas-liquid separation unit 17 is added to the other fuel gas. The fuel gas is mixed, and one fuel gas is supplied to the humidifying unit 18 via the ejector 15. Then, since the other fuel gas mixed with water is combined with the fuel gas humidified by the humidifying unit 18, the humidification of the fuel gas can be performed efficiently. That is, for example, the other fuel gas mixed with water in the water absorption ejector 16 is merged with the one fuel gas and then introduced into the humidifying section 18 or, for example, the fuel gas is branched without branching. The fuel gas in a dry state is introduced into the humidifying unit 18 as compared with a method of introducing the fuel gas obtained by mixing the water collected in the liquid separating unit 17 into the humidifying unit 18. , Ie, the function of humidifying the fuel gas by the water vapor contained in the exhaust gas, can be effectively exerted. Therefore, regardless of the form of moisture contained in the exhaust gas, both steam and liquid water can be effectively used for humidifying the fuel gas, and the amount of humidification required for the fuel cell 11 can be ensured. Can be.

【0036】なお、上述した本実施形態においては、排
出ガス分岐部23の下流に気液分離部17を設けるとし
たが、これに限定されず、例えば図5に示す本実施形態
の第1変形例に係る燃料電池システム60の構成図のよ
うに、気液分離部17の下流に排出ガス分岐部23を設
けても良い。以下において、上述した実施の形態と同一
部分には同じ符号を配して簡略又は省略化して本実施形
態の第1変形例に係る燃料電池システム60を説明す
る。本実施形態の第1変形例に係る燃料電池システム6
0において、加湿部18において燃料ガスの加湿に寄与
しなかった液体水を含んで流出した排出ガスは、先ず、
気液分離部17に導入されて排出ガスに含まれる水分
(主に液体水)が液体状の水として回収される。そし
て、回収された水は水吸収エゼクタ16を介して燃料ガ
スに混合される。一方、水分(主に液体水)を除去され
て、乾燥状態又は気体状の水蒸気が残留させられた排出
ガスのみが気液分離部17の排出ガス出口45から流出
し、排出ガス分岐部23を介して、エゼクタ15の副流
導入管32に導入される。
In the above-described embodiment, the gas-liquid separation section 17 is provided downstream of the exhaust gas branch section 23. However, the present invention is not limited to this. For example, a first modification of the embodiment shown in FIG. As shown in the configuration diagram of the fuel cell system 60 according to the example, the exhaust gas branch section 23 may be provided downstream of the gas-liquid separation section 17. In the following, the same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and are simplified or omitted to describe a fuel cell system 60 according to a first modification of the present embodiment. Fuel cell system 6 according to a first modification of the present embodiment
At 0, the exhaust gas that has flowed out including the liquid water that has not contributed to the humidification of the fuel gas in the humidifier 18 is
The water (mainly liquid water) contained in the exhaust gas introduced into the gas-liquid separation unit 17 is collected as liquid water. Then, the recovered water is mixed with the fuel gas via the water absorption ejector 16. On the other hand, only the exhaust gas from which water (mainly liquid water) has been removed and in which the dried or gaseous water vapor has remained is discharged from the exhaust gas outlet 45 of the gas-liquid separation unit 17, and the exhaust gas branch unit 23 is discharged. Through the auxiliary flow introduction pipe 32 of the ejector 15.

【0037】上述したように、本実施形態の第1変形例
に係る燃料電池システム60によれば、加湿部18にて
加湿される燃料ガスを流出するエゼクタ15の副流導入
管32には、相対的に乾燥させられた排出ガスのみが供
給されるため、加湿部18の作用つまり排出ガス中に含
まれる水蒸気によって燃料ガスを加湿する作用を、より
一層有効に働かせることができ、燃料電池11に要求さ
れる加湿量を確実に確保することができる。しかも、排
出ガス分岐部23において排出ガスがエゼクタ15の副
流導入管32に導入される際に、例えば排出ガスととも
に排出ガスに含まれる液体状の水分が吸い上げられるこ
とで排出ガス自体の循環量が低下したり、液体状の水分
が流路を塞いでしまう等の不具合の発生を防止すること
ができる。
As described above, according to the fuel cell system 60 according to the first modified example of the present embodiment, the auxiliary flow introduction pipe 32 of the ejector 15 from which the fuel gas humidified in the humidification section 18 flows out is provided. Since only the relatively dried exhaust gas is supplied, the function of the humidifying unit 18, that is, the function of humidifying the fuel gas by the water vapor contained in the exhaust gas, can be more effectively exerted, and the fuel cell 11 The required humidification amount can be surely secured. In addition, when the exhaust gas is introduced into the sub-flow introduction pipe 32 of the ejector 15 in the exhaust gas branching section 23, for example, liquid moisture contained in the exhaust gas is sucked up together with the exhaust gas, so that the circulation amount of the exhaust gas itself is increased. And the occurrence of problems such as a decrease in the flow rate and the blocking of the flow path by liquid water can be prevented.

【0038】上述した本実施形態においては、燃料ガス
流路分岐部20において例えば2つの第1及び第2燃料
ガス流路21,22に分岐するとしたが、これに限定さ
れず、例えば図6に示す本実施形態の第2変形例に係る
燃料電池システム70の構成図のように、各第1及び第
2燃料ガス流路21,22に切替手段であるところの第
1及び第2切替弁71,72を設けても良い。以下にお
いて、上述した実施の形態と同一部分には同じ符号を配
して簡略又は省略化して本実施形態の第2変形例に係る
燃料電池システム70を説明する。図7は本実施形態の
第2変形例に係る燃料電池システム70の動作を示すフ
ローチャートである。
In the above-described embodiment, the fuel gas flow path branching section 20 branches into, for example, two first and second fuel gas flow paths 21 and 22. However, the present invention is not limited to this. For example, FIG. As shown in a configuration diagram of a fuel cell system 70 according to a second modified example of the present embodiment, a first and second switching valve 71 serving as switching means in each of the first and second fuel gas flow paths 21 and 22. , 72 may be provided. In the following, the same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and are simplified or omitted to describe a fuel cell system 70 according to a second modification of the present embodiment. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the fuel cell system 70 according to the second modification of the present embodiment.

【0039】先ず、図7に示すステップS01において
は、燃料電池11のセル電圧を電圧検出器(図示略)に
より検出する。次に、ステップS02においては、検出
したセル電圧が所定の範囲内であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS01
に進む。一方、この判定結果が「NO」の場合には、ス
テップS03に進む。ステップS03においては、第2
切替弁72を「閉」状態とする。
First, in step S01 shown in FIG. 7, the cell voltage of the fuel cell 11 is detected by a voltage detector (not shown). Next, in step S02, it is determined whether the detected cell voltage is within a predetermined range.
If the result of this determination is "YES", the process proceeds to step S01.
Proceed to. On the other hand, if the result of this determination is "NO", the flow proceeds to step S03. In step S03, the second
The switching valve 72 is set to the “closed” state.

【0040】すなわち、燃料電池11のセル電圧が所定
の範囲内から逸脱した場合、燃料供給部12から供給さ
れる全ての燃料ガスは、燃料ガス流路分岐部20を介し
て第1燃料ガス流路21を流通するように設定される。
そして、エゼクタ15において相対的に乾燥状態の排出
ガスと混合された後に、加湿部18において湿潤状態の
排出ガスにより加湿されて燃料電池11に供給される。
つまり、気液分離部17で回収された水によって燃料ガ
スを加湿する水吸収エゼクタ16に対しては燃料ガスが
供給されず、排出ガス中に含まれる水蒸気によって燃料
ガスを加湿する加湿部18に対してのみ燃料ガスが供給
される。従って、燃料電池11のセル電圧が所定の範囲
内から逸脱した場合、例えば燃料ガスが過加湿となって
燃料電池11の出力電圧が低下した場合には、燃料電池
11に供給される燃料ガスの湿潤量を低減させて、例え
ば燃料電池11内部のガス流路に水が溜まって燃料ガス
の流通量が低下してしまう等の不具合の発生を防止する
ことができる。
That is, when the cell voltage of the fuel cell 11 deviates from within a predetermined range, all the fuel gas supplied from the fuel supply unit 12 flows through the first fuel gas flow branching unit 20 via the fuel gas flow path branching unit 20. It is set so as to circulate on the road 21.
Then, after being mixed with the relatively dry exhaust gas in the ejector 15, it is humidified by the wet exhaust gas in the humidifying section 18 and supplied to the fuel cell 11.
That is, the fuel gas is not supplied to the water-absorbing ejector 16 that humidifies the fuel gas by the water collected by the gas-liquid separation unit 17, and the humidifying unit 18 that humidifies the fuel gas by the water vapor contained in the exhaust gas. Only the fuel gas is supplied. Therefore, when the cell voltage of the fuel cell 11 deviates from within a predetermined range, for example, when the fuel gas becomes excessively humidified and the output voltage of the fuel cell 11 decreases, the fuel gas supplied to the fuel cell 11 By reducing the amount of wetting, it is possible to prevent problems such as the accumulation of water in the gas flow path inside the fuel cell 11 and the reduction of the flow rate of the fuel gas.

【0041】上述したように、本実施形態の第2変形例
に係る燃料電池システム70によれば、例えば燃料ガス
が過加湿となって燃料電池11の出力電圧が低下する恐
れがある場合には、水回収エゼクタ16への燃料ガスの
供給を停止し、燃料ガスに対する加湿量を低減させて、
所望の出力を確保することができる。これにより、例え
ば燃料電池11内部のガス流路に水が溜まって燃料ガス
の流通量が低下してしまうことを防止することができ
る。なお、この場合、燃料電池11のセル電圧に限定さ
れず、燃料電池11のその他の出力状態量(例えば、電
流値、電力値等)や、燃料電池11の水分状態量、例え
ば燃料電池の燃料ガス導入口の直前における燃料ガスの
露点や湿度、加湿量や水蒸気圧等に基づいて第1及び第
2切替弁71,72の開閉動作を制御しても良い。さら
に、第1切替弁71は省略されても良い。これらの場合
にも、上述の出力確保と流通量低下防止を果たすことが
できる。
As described above, according to the fuel cell system 70 according to the second modification of the present embodiment, for example, when the fuel gas becomes excessively humidified and the output voltage of the fuel cell 11 is likely to decrease, The supply of the fuel gas to the water recovery ejector 16 is stopped to reduce the humidification amount of the fuel gas,
A desired output can be secured. Thus, it is possible to prevent a situation where water is accumulated in the gas flow path inside the fuel cell 11 and the flow rate of the fuel gas is reduced. In this case, the output voltage is not limited to the cell voltage of the fuel cell 11, but may be other output state quantities (for example, current value, power value, etc.) of the fuel cell 11 or moisture state quantity of the fuel cell 11, for example, The opening and closing operations of the first and second switching valves 71 and 72 may be controlled based on the dew point, humidity, humidification amount, water vapor pressure, and the like of the fuel gas immediately before the gas inlet. Further, the first switching valve 71 may be omitted. Also in these cases, it is possible to secure the above-described output and prevent a decrease in the flow amount.

【0042】上述した本実施形態においては、燃料電池
11の燃料極側から排出される排出ガスを流通させる加
湿部18及び気液分離部17を設けるとしたが、これに
限定されず、例えば図8に示す本実施形態の第3変形例
に係る燃料電池システム80の構成図のように、燃料電
池11の空気極側から排出される排出ガスを流通させる
空気極加湿部81及び空気極気液分離部82をさらに設
けても良い。以下において、上述した実施の形態と同一
部分には同じ符号を配して簡略又は省略化して本実施形
態の第3変形例に係る燃料電池システム80を説明す
る。図9は空気極気液分離部82の構成図であり、図1
0は図8に示す燃料電池システム80の動作、特に第3
切替弁84の開閉動作を示すフローチャートであり、図
11(a)〜(c)は燃料電池システム80における反
応ガスの流路を示す要部拡大図である。本実施形態の第
3変形例に係る燃料電池システム80において、燃料電
池11の空気極側から排出された排出ガスは、先ず、空
気極加湿部81に導入され、酸化剤供給部13から供給
された酸化剤ガスに対する加湿ガスとして利用される。
In the above-described embodiment, the humidifying section 18 and the gas-liquid separating section 17 for passing the exhaust gas discharged from the fuel electrode side of the fuel cell 11 are provided. However, the present invention is not limited to this. 8, an air electrode humidifying unit 81 and an air electrode gas-liquid that allow exhaust gas discharged from the air electrode side of the fuel cell 11 to flow, as shown in the configuration diagram of the fuel cell system 80 according to the third modification of the present embodiment shown in FIG. A separation unit 82 may be further provided. Hereinafter, the same parts as those of the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals and simplified or omitted, and a description will be given of a fuel cell system 80 according to a third modification of the present embodiment. FIG. 9 is a configuration diagram of the air electrode gas-liquid separation unit 82, and FIG.
0 indicates the operation of the fuel cell system 80 shown in FIG.
FIGS. 11A to 11C are flowcharts showing the opening and closing operation of the switching valve 84, and FIGS. 11A to 11C are main part enlarged views showing a flow path of a reaction gas in the fuel cell system 80. In the fuel cell system 80 according to the third modified example of the present embodiment, the exhaust gas discharged from the air electrode side of the fuel cell 11 is first introduced into the air electrode humidifier 81 and supplied from the oxidant supply unit 13. It is used as a humidifying gas for the oxidizing gas.

【0043】空気極加湿部81から流出した排出ガス
は、酸化剤ガスの加湿に寄与しなかった液体水を含んで
おり、この排出ガスは空気極気液分離部82に導入され
て排出ガスに含まれる水分(主に液体水)が液体状の水
として回収される。ここで、空気極気液分離部82は、
例えば、図9に示すように、上述した気液分離部17と
ほぼ同等の構成を有しており、上述の気液分離部17と
異なる点は、気液分離ハウジング41に貯溜される水の
水位を検知する水位センサ83を備えている点である。
さらに、燃料電池システム80は、図8に示すように、
気液分離部17の水送出管46と水吸収エゼクタ16の
水導入管37とを接続する燃料極側水流通路84に対し
て、一端が空気極気液分離部82の水送出管46と接続
されて、他端が燃料極側水流通路84と合流するように
接続された空気極側水流通路85と、この空気極側水流
通路85に設けられた第3切替弁86と、排出ガス分岐
部23と気液分離部17との間に設けられた例えば三方
弁等をなす分岐部87及び排出弁88とを備えて構成さ
れている。
The exhaust gas flowing out of the air electrode humidifying section 81 contains liquid water that has not contributed to the humidification of the oxidizing gas, and this exhaust gas is introduced into the air electrode gas-liquid separating section 82 and is added to the exhaust gas. The contained water (mainly liquid water) is recovered as liquid water. Here, the air electrode gas-liquid separation unit 82
For example, as shown in FIG. 9, the gas-liquid separation unit 17 has substantially the same configuration as that of the above-described gas-liquid separation unit 17, and differs from the above-described gas-liquid separation unit 17 in that the water stored in the gas-liquid separation housing 41 is different. The point is that a water level sensor 83 for detecting the water level is provided.
Further, as shown in FIG. 8, the fuel cell system 80
One end is connected to the water delivery pipe 46 of the air electrode gas-liquid separation unit 82 with respect to the fuel electrode side water flow passage 84 connecting the water delivery pipe 46 of the gas-liquid separation unit 17 and the water introduction pipe 37 of the water absorption ejector 16. And an air electrode-side water flow passage 85 having the other end connected to merge with the fuel electrode-side water flow passage 84; a third switching valve 86 provided in the air electrode-side water flow passage 85; For example, it is provided with a branch part 87 and a discharge valve 88 which are provided between the fuel cell 23 and the gas-liquid separation part 17, for example, a three-way valve or the like.

【0044】本実施形態の第3変形例に係る燃料電池シ
ステム80は上記構成を備えており、次に、この燃料電
池システム80の動作、特に第3切替弁86及び分岐部
87の開閉動作及び切替動作について添付図面を参照し
ながら説明する。先ず、図10に示すステップS11に
おいては、水位センサ83によって、空気極気液分離部
82の気液分離ハウジング41に貯溜される水の水位を
検知する。次に、ステップS12においては、検出され
た水位が所定の下限水位よりも低いか否かを判定する。
この判定結果が「NO」の場合には、ステップS13に
進む。一方、判定結果が「YES」の場合には、ステッ
プS14に進む。
The fuel cell system 80 according to the third modification of the present embodiment has the above-described configuration. Next, the operation of the fuel cell system 80, in particular, the opening / closing operation of the third switching valve 86 and the branch portion 87, and The switching operation will be described with reference to the accompanying drawings. First, in step S11 shown in FIG. 10, the water level sensor 83 detects the water level of the water stored in the gas-liquid separation housing 41 of the air electrode gas-liquid separation unit 82. Next, in step S12, it is determined whether the detected water level is lower than a predetermined lower limit water level.
If this determination is "NO", the flow proceeds to step S13. On the other hand, if the result of the determination is "YES", the flow proceeds to step S14.

【0045】ステップS13では、第3切替弁86を開
弁してステップS11に進む。ステップS14では、第
3切替弁86を閉弁してステップS11に進む。すなわ
ち、空気極気液分離部82の気液分離ハウジング41に
所定の下限水位を超える水が貯溜されている場合には、
第3切替弁86を開弁して水吸収エゼクタ16への水の
供給が可能な状態に設定する。一方、空気極気液分離部
82に貯溜される水が所定の下限水位に満たない場合に
は、第3切替弁86を閉弁して、水吸収エゼクタ16へ
空気極側の排出ガスつまり空気からなる酸化剤ガスが流
入することを防止し、例えば燃料電池11の燃料極側に
酸化剤ガスが供給されることで燃料電池11が破損して
しまうことを防ぐことができる。
In step S13, the third switching valve 86 is opened, and the flow advances to step S11. In step S14, the third switching valve 86 is closed, and the process proceeds to step S11. That is, when water exceeding a predetermined lower limit water level is stored in the gas-liquid separation housing 41 of the air electrode gas-liquid separation unit 82,
The third switching valve 86 is opened to set a state in which water can be supplied to the water absorption ejector 16. On the other hand, when the water stored in the air electrode gas-liquid separator 82 is less than the predetermined lower limit water level, the third switching valve 86 is closed, and the exhaust gas on the air electrode side, that is, the air is discharged to the water absorption ejector 16. Is prevented from flowing, and for example, it is possible to prevent the fuel cell 11 from being damaged by supplying the oxidant gas to the fuel electrode side of the fuel cell 11.

【0046】さらに、上述した第3切替弁86と、例え
ば三方弁等をなす分岐部87との切替動作の組み合わせ
について添付図面を参照しながら説明する。先ず、図1
1(a)に示すように、燃料極側の排出ガスから回収し
た水は利用せずに、空気極側の排出ガスから回収した水
を水吸収エゼクタ16に供給する場合には、第3切替弁
86を開弁すると共に、分岐部87における流路を排出
弁88へと切り替える。これにより、排出ガス分岐部2
3から流通する、液体水が残存した排出ガスは、分岐部
87及び排出弁88を介して外部に排出され、空気極気
液分離部82において回収された水のみが水吸収エゼク
タ16に供給される。すなわち、燃料電池11の燃料極
側に供給される燃料ガスは、空気極側の排出ガスから回
収された水と、燃料極側の排出ガスに含まれる水蒸気と
によって加湿される。
Further, a description will be given of a combination of a switching operation of the above-described third switching valve 86 and a branching portion 87 forming, for example, a three-way valve, with reference to the accompanying drawings. First, FIG.
As shown in FIG. 1A, when the water recovered from the exhaust gas on the cathode side is supplied to the water absorption ejector 16 without using the water recovered from the exhaust gas on the anode side, the third switching is performed. The valve 86 is opened, and the flow path in the branch portion 87 is switched to the discharge valve 88. Thereby, the exhaust gas branch 2
Exhaust gas with liquid water remaining therethrough is discharged to the outside via the branch 87 and the discharge valve 88, and only the water collected in the air electrode gas-liquid separator 82 is supplied to the water absorption ejector 16. You. That is, the fuel gas supplied to the fuel electrode side of the fuel cell 11 is humidified by the water collected from the exhaust gas on the air electrode side and the water vapor contained in the exhaust gas on the fuel electrode side.

【0047】一方、図11(b)に示すように、空気極
側の排出ガスから回収した水は利用せずに、燃料極側の
排出ガスから回収した水を水吸収エゼクタ16に供給す
る場合には、第3切替弁86を閉弁すると共に、分岐部
87における流路を気液分離部17へと切り替える。こ
れにより、排出ガス分岐部23から流通する、液体水が
残存した排出ガスは、分岐部87を介して気液分離部1
7に供給され、この気液分離部17において回収された
水のみが水吸収エゼクタ16に供給される。すなわち、
燃料電池11の燃料極側に供給される燃料ガスは、燃料
極側の排出ガスから回収された水と、燃料極側の排出ガ
スに含まれる水蒸気とによって加湿される。
On the other hand, as shown in FIG. 11 (b), the water recovered from the exhaust gas on the fuel electrode side is supplied to the water absorbing ejector 16 without using the water recovered from the exhaust gas on the air electrode side. Then, the third switching valve 86 is closed, and the flow path in the branch portion 87 is switched to the gas-liquid separation portion 17. As a result, the exhaust gas in which the liquid water remains flowing from the exhaust gas branch portion 23 passes through the branch portion 87 to the gas-liquid separation portion 1.
7 and only the water collected in the gas-liquid separation unit 17 is supplied to the water absorption ejector 16. That is,
The fuel gas supplied to the fuel electrode side of the fuel cell 11 is humidified by the water collected from the exhaust gas on the fuel electrode side and the water vapor contained in the exhaust gas on the fuel electrode side.

【0048】さらに、図11(c)に示すように、空気
極側の排出ガスから回収した水と、燃料極側の排出ガス
から回収した水とを、水吸収エゼクタ16に供給する場
合には、第3切替弁86を開弁すると共に、分岐部87
における流路を気液分離部17へと切り替える。これに
より、排出ガス分岐部23から流通する、液体水が残存
した排出ガスは、分岐部87を介して気液分離部17に
供給され、この気液分離部17において回収された水が
水吸収エゼクタ16に供給される。これに加えて、空気
極気液分離部82において回収された水が、開弁された
第3切替弁86を介して水吸収エゼクタ16に供給され
る。すなわち、燃料電池11の燃料極側に供給される燃
料ガスは、空気極側の排出ガスから回収された水と、燃
料極側の排出ガスから回収された水と、燃料極側の排出
ガスに含まれる水蒸気とによって加湿される。
Further, as shown in FIG. 11C, when water collected from the exhaust gas on the air electrode side and water collected from the exhaust gas on the fuel electrode side are supplied to the water absorption ejector 16, , The third switching valve 86 is opened, and the branch portion 87 is opened.
Is switched to the gas-liquid separator 17. As a result, the exhaust gas flowing from the exhaust gas branching section 23 and remaining with liquid water is supplied to the gas-liquid separating section 17 through the branching section 87, and the water collected in the gas-liquid separating section 17 is subjected to water absorption. It is supplied to the ejector 16. In addition, the water collected in the air electrode gas-liquid separation unit 82 is supplied to the water absorption ejector 16 via the opened third switching valve 86. That is, the fuel gas supplied to the fuel electrode side of the fuel cell 11 includes water recovered from the exhaust gas on the air electrode side, water recovered from the exhaust gas on the fuel electrode side, and exhaust gas on the fuel electrode side. It is humidified by the contained water vapor.

【0049】上述したように、本実施形態の第3変形例
に係る燃料電池システム80によれば、例えば燃料極側
において燃料ガスに対する加湿量が不足する恐れがある
場合に、空気極側の排出ガスによって燃料ガスを加湿す
ることができ、燃料電池11の発電効率が低下すること
を防止することができる。しかも、空気極気液分離部8
2の気液分離ハウジング41に貯溜される水の水位を検
知する水位センサ83を備えることで、燃料極側の水吸
収エゼクタ16へ空気極側の排出ガスつまり空気からな
る酸化剤ガスが流入することを防止し、例えば燃料電池
11の燃料極側に酸化剤ガスが供給されることで燃料電
池11が破損してしまうことを防ぐことができる。さら
に、第3切替弁86と分岐部87及び排出弁88との開
閉動作及び切替動作の組み合わせを変更するだけで、燃
料電池11に供給される燃料ガスの加湿量を調整するこ
とができ、単純な構成でありながら詳細な加湿量制御を
容易に行うことができる。
As described above, according to the fuel cell system 80 according to the third modification of the present embodiment, for example, when there is a possibility that the humidification amount for the fuel gas is insufficient on the fuel electrode side, the discharge on the air electrode side is performed. The fuel gas can be humidified by the gas, and the power generation efficiency of the fuel cell 11 can be prevented from lowering. Moreover, the air electrode gas-liquid separation unit 8
By providing the water level sensor 83 for detecting the water level of the water stored in the second gas-liquid separation housing 41, the exhaust gas on the air electrode side, that is, the oxidizing gas composed of air, flows into the water absorption ejector 16 on the fuel electrode side. For example, it is possible to prevent the fuel cell 11 from being damaged by supplying the oxidizing gas to the fuel electrode side of the fuel cell 11. Furthermore, the humidification amount of the fuel gas supplied to the fuel cell 11 can be adjusted only by changing the combination of the opening / closing operation and the switching operation of the third switching valve 86, the branch portion 87, and the discharge valve 88. Although the configuration is simple, it is possible to easily perform detailed humidification amount control.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
本発明の燃料電池システムによれば、水蒸気と凝縮水と
が混在した状態では例えば中空糸膜等において燃料ガス
の加湿に寄与しない凝縮水を有効利用することができ
る。しかも、相対的に乾燥状態の燃料ガスを加湿手段に
導入することで、加湿手段の作用つまり排出ガス中に含
まれる水蒸気によって燃料ガスを加湿する作用を有効利
用することができ、排出ガス中に含まれる水分の形態に
関わらず、水蒸気及び凝縮水の両方を燃料ガスの加湿に
利用することができ、燃料電池スタックに要求される加
湿量を確実に確保することができる。さらに、請求項2
に記載の本発明の燃料電池システムによれば、例えば電
気的や機械的なエネルギーを追加投入する必要無しに、
排出ガスから回収した凝縮水を燃料ガスに混合すること
ができる。さらに、請求項3に記載の本発明の燃料電池
システムによれば、排出ガスに含まれる凝縮水を有効利
用して燃料ガスを加湿することができる。
As described above, according to the fuel cell system of the first aspect of the present invention, when water vapor and condensed water are mixed, for example, the hollow fiber membrane does not contribute to the humidification of the fuel gas. Condensed water can be used effectively. Moreover, by introducing the relatively dry fuel gas into the humidifying means, the action of the humidifying means, that is, the action of humidifying the fuel gas by the water vapor contained in the exhaust gas, can be effectively utilized, and Regardless of the form of water contained, both steam and condensed water can be used for humidifying the fuel gas, and the humidification amount required for the fuel cell stack can be reliably ensured. Further, claim 2
According to the fuel cell system of the present invention described in, for example, without the need to additionally input electrical or mechanical energy,
The condensed water recovered from the exhaust gas can be mixed with the fuel gas. Further, according to the fuel cell system of the present invention, the fuel gas can be humidified by effectively utilizing the condensed water contained in the exhaust gas.

【0051】さらに、請求項4に記載の本発明の燃料電
池システムによれば、例えば燃料電池スタックが過加湿
の状態となった場合には、凝縮水吸引用のエゼクタへの
燃料ガスの供給を停止して、例えば燃料電池内部のガス
流路に水が溜まって燃料ガスの流通量が低下したり、燃
料電池の出力電圧が低下してしまうことを防止すること
ができる。さらに、請求項5に記載の本発明の燃料電池
システムによれば、例えば燃料ガスが過加湿となって燃
料電池の出力電圧が低下する恐れがある場合には、凝縮
水供給手段への燃料ガスの供給を停止し、燃料ガスに対
する加湿量を低減させて、所望の出力を確保することが
できる。さらに、請求項6に記載の本発明の燃料電池シ
ステムによれば、燃料ガスに対して所望の加湿量を確保
することができる。さらに、請求項7に記載の本発明の
燃料電池システムによれば、カソード側水回収手段にて
回収された凝縮水は、例えばアノード側において燃料ガ
スに対する加湿量が不足する恐れがある場合に、凝縮水
供給手段によって燃料ガスにさらに水分を混合すること
ができ、燃料電池の発電効率が低下することを防止する
ことができる。
Further, according to the fuel cell system of the present invention, when the fuel cell stack is over-humidified, for example, the supply of the fuel gas to the condensed water suction ejector is performed. By stopping, for example, it is possible to prevent water from accumulating in the gas flow path inside the fuel cell and reduce the flow rate of the fuel gas, and prevent the output voltage of the fuel cell from decreasing. Further, according to the fuel cell system of the present invention, when the fuel gas becomes excessively humidified and the output voltage of the fuel cell may decrease, the fuel gas is supplied to the condensed water supply means. Is stopped, the amount of humidification to the fuel gas is reduced, and a desired output can be secured. Further, according to the fuel cell system of the present invention, a desired humidification amount for the fuel gas can be secured. Furthermore, according to the fuel cell system of the present invention as set forth in claim 7, the condensed water collected by the cathode-side water collecting means may be insufficient when the humidification amount of the fuel gas on the anode side is insufficient. Moisture can be further mixed with the fuel gas by the condensed water supply means, so that the power generation efficiency of the fuel cell can be prevented from lowering.

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

【図1】 本発明の一実施形態に係る燃料電池システム
の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a fuel cell system according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図2(a)はエゼクタの側断面図であり、図
2(b)は水吸収エゼクタの側断面図である。
FIG. 2A is a side sectional view of an ejector, and FIG. 2B is a side sectional view of a water absorbing ejector.

【図3】 図1に示す気液分離部の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the gas-liquid separation unit shown in FIG.

【図4】 加湿部に加湿ガスとして導入された排出ガス
に含まれる水分量と、加湿部にて排出ガスから回収され
る水分量の変化を示すグラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing changes in the amount of moisture contained in exhaust gas introduced as a humidifying gas into the humidifying section and the amount of moisture recovered from the exhaust gas in the humidifying section.

【図5】 本実施形態の第1変形例に係る燃料電池シス
テムの構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a fuel cell system according to a first modification of the present embodiment.

【図6】 本実施形態の第2変形例に係る燃料電池シス
テムの構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a fuel cell system according to a second modification of the present embodiment.

【図7】 本実施形態の第2変形例に係る燃料電池シス
テムの動作を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing an operation of a fuel cell system according to a second modified example of the embodiment.

【図8】 本実施形態の第3変形例に係る燃料電池シス
テムの構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a fuel cell system according to a third modification of the present embodiment.

【図9】 図8に示す空気極気液分離部の構成図であ
る。
9 is a configuration diagram of an air electrode gas-liquid separation unit shown in FIG.

【図10】 図8に示す本実施形態の第3変形例に係る
燃料電池システムの動作、特に第3切替弁の切替動作を
示すフローチャートである。
10 is a flowchart showing the operation of the fuel cell system according to a third modification of the present embodiment shown in FIG. 8, particularly the switching operation of the third switching valve.

【図11】 図11(a)〜(c)は図8に示す燃料電
池システムにおける反応ガスの流路を示す要部拡大図で
ある。
11 (a) to 11 (c) are enlarged views of a main part showing a flow path of a reaction gas in the fuel cell system shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,60,70,80 燃料電池システム 11 燃料電池 15 エゼクタ 16 水吸収エゼクタ(凝縮水供給手段、凝縮水吸引用
のエゼクタ) 17 気液分離部(水回収手段) 18 加湿部(加湿手段) 20 燃料ガス流路分岐部(流路分岐手段) 24 燃料ガス流路合流部(燃料ガス供給手段) 41 気液分離ハウジング(水タンク) 46 水送出管 71 第1切替弁(切替手段) 72 第2切替弁(切替手段) 82 空気極気液分離部(カソード側水回収手段)
Reference Signs List 10, 60, 70, 80 Fuel cell system 11 Fuel cell 15 Ejector 16 Water absorption ejector (Condensed water supply unit, Ejector for condensed water suction) 17 Gas-liquid separation unit (Water recovery unit) 18 Humidification unit (Humidification unit) 20 Fuel gas flow path branching section (flow path branching means) 24 Fuel gas flow path joining section (fuel gas supply means) 41 Gas-liquid separation housing (water tank) 46 Water delivery pipe 71 First switching valve (switching means) 72 Second Switching valve (switching means) 82 Air electrode gas-liquid separation unit (cathode side water recovery means)

フロントページの続き (72)発明者 片桐 敏勝 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 (72)発明者 鈴木 幹浩 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 BA19 KK52 MM01 Continued on the front page (72) Inventor Toshikatsu Katagiri 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Inside of Honda R & D Co., Ltd. (72) Mikihiro Suzuki 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Co., Ltd. Honda R & D F-term (reference) 5H026 AA06 5H027 AA06 BA19 KK52 MM01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料ガス及び酸化剤ガスが供給されて電
気化学反応により発電する燃料電池と、 前記燃料電池から排出される排出ガスを前記燃料ガスに
混合して前記燃料電池へ再循環させるエゼクタと、 前記燃料電池から排出される前記排出ガスと前記エゼク
タから流出される前記燃料ガスとを水透過膜を介して接
触させて、前記排出ガスに含まれる水分により前記燃料
ガスを加湿する加湿手段と、 前記加湿手段から流出される前記排出ガスから凝縮水を
回収する水回収手段と、 前記エゼクタの上流側で前記燃料ガスの流路を分岐する
流路分岐手段と、 前記流路分岐手段にて分岐されてなる一方の前記燃料ガ
スに、前記水回収手段により回収した前記凝縮水を混合
する凝縮水供給手段と、 前記加湿手段から流出される前記燃料ガスに、前記凝縮
水供給手段から流出される前記燃料ガスを混合して前記
燃料電池に供給する燃料ガス供給手段とを備えることを
特徴とする燃料電池システム。
1. A fuel cell which is supplied with a fuel gas and an oxidizing gas to generate power by an electrochemical reaction, and an ejector which mixes exhaust gas discharged from the fuel cell with the fuel gas and recirculates the fuel gas to the fuel cell. Humidifying means for bringing the exhaust gas discharged from the fuel cell into contact with the fuel gas flowing out of the ejector via a water-permeable membrane, and humidifying the fuel gas with moisture contained in the exhaust gas. Water collecting means for collecting condensed water from the exhaust gas flowing out of the humidifying means, flow path branching means for branching the flow path of the fuel gas on the upstream side of the ejector, A condensed water supply means for mixing the condensed water recovered by the water recovery means with one of the fuel gases branched and branched, and the fuel gas flowing out of the humidifying means, A fuel cell system, comprising: fuel gas supply means for mixing the fuel gas flowing out of the condensed water supply means and supplying the mixed fuel gas to the fuel cell.
【請求項2】 前記凝縮水供給手段は凝縮水吸引用のエ
ゼクタをなし、前記一方の前記燃料ガスの導入によっ
て、前記水回収手段から前記凝縮水を吸引して前記一方
の前記燃料ガスに合流させることを特徴とする請求項1
に記載の燃料電池システム。
2. The condensed water supply means forms an ejector for condensed water suction, and by introducing the one fuel gas, sucks the condensed water from the water recovery means and merges with the one fuel gas. 2. The method according to claim 1, wherein
3. The fuel cell system according to item 1.
【請求項3】 前記水回収手段は前記凝縮水を貯溜する
水タンクと、この水タンクと前記凝縮水供給手段とを接
続する水送出管とを備えることを特徴とする請求項1又
は請求項2の何れかに記載の燃料電池システム。
3. The water collecting means according to claim 1, wherein the water collecting means includes a water tank for storing the condensed water, and a water delivery pipe connecting the water tank and the condensed water supplying means. 3. The fuel cell system according to any one of 2.
【請求項4】 前記流路分岐手段は、前記燃料ガスを前
記エゼクタと前記凝縮水吸引用のエゼクタとの何れか一
方、又は、両方に流通させるように選択切替可能な切替
手段を備えることを特徴とする請求項2又は請求項3の
何れかに記載の燃料電池システム。
4. The fuel cell system according to claim 1, wherein the flow path branching means includes a switching means capable of selectively switching the fuel gas to flow to one or both of the ejector and the condensed water suction ejector. The fuel cell system according to claim 2, wherein the fuel cell system comprises:
【請求項5】 前記切替手段は、前記燃料電池の出力状
態量に基づいて前記燃料ガスの流路を選択することを特
徴とする請求項4に記載の燃料電池システム。
5. The fuel cell system according to claim 4, wherein the switching means selects the flow path of the fuel gas based on an output state quantity of the fuel cell.
【請求項6】 前記切替手段は、前記燃料電池の水分状
態量に基づいて前記燃料ガスの流路を選択することを特
徴とする請求項4に記載の燃料電池システム。
6. The fuel cell system according to claim 4, wherein the switching unit selects the flow path of the fuel gas based on a water state amount of the fuel cell.
【請求項7】 前記酸化剤ガスが供給される前記燃料電
池のカソード側から排出される排出ガスから凝縮水を回
収するカソード側水回収手段を備え、 前記凝縮水供給手段は、前記流路分岐手段にて分岐され
てなる一方の前記燃料ガスに、前記カソード側水回収手
段により回収した前記凝縮水を混合することを特徴とす
る請求項1から請求項6の何れかに記載の燃料電池シス
テム。
7. A condensed water supply means for collecting condensed water from exhaust gas discharged from a cathode side of the fuel cell to which the oxidant gas is supplied, wherein the condensed water supply means is provided with the flow path branch. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 6, wherein the condensed water recovered by the cathode-side water recovery means is mixed with one of the fuel gases branched by the means. .
JP2000306745A 2000-10-05 2000-10-05 Fuel cell system Withdrawn JP2002117881A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000306745A JP2002117881A (en) 2000-10-05 2000-10-05 Fuel cell system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000306745A JP2002117881A (en) 2000-10-05 2000-10-05 Fuel cell system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002117881A true JP2002117881A (en) 2002-04-19

Family

ID=18787381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000306745A Withdrawn JP2002117881A (en) 2000-10-05 2000-10-05 Fuel cell system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002117881A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002061867A2 (en) * 2001-01-31 2002-08-08 Viessmann Werke Gmbh & Co. Fuel cells with integrated humidification and method for humidifying fuel cell process gas
JP2004111268A (en) * 2002-09-19 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2007319843A (en) * 2006-06-05 2007-12-13 Kurita Water Ind Ltd Gas dissolving module
CN102612779A (en) * 2009-11-16 2012-07-25 戴姆勒股份公司 Fuel cell system having a fluid separator in the anode circuit
JP2012142291A (en) * 2004-07-14 2012-07-26 Honeywell Internatl Inc Method of generating electricity
JP2016038973A (en) * 2014-08-06 2016-03-22 トヨタ自動車株式会社 Fuel battery system and control method for the same
CN112259762A (en) * 2020-10-23 2021-01-22 广东能源集团科学技术研究院有限公司 Fuel cell cathode humidifying system

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002061867A2 (en) * 2001-01-31 2002-08-08 Viessmann Werke Gmbh & Co. Fuel cells with integrated humidification and method for humidifying fuel cell process gas
WO2002061867A3 (en) * 2001-01-31 2003-06-12 Viessmann Werke Kg Fuel cells with integrated humidification and method for humidifying fuel cell process gas
JP2004111268A (en) * 2002-09-19 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP2012142291A (en) * 2004-07-14 2012-07-26 Honeywell Internatl Inc Method of generating electricity
JP2007319843A (en) * 2006-06-05 2007-12-13 Kurita Water Ind Ltd Gas dissolving module
CN102612779A (en) * 2009-11-16 2012-07-25 戴姆勒股份公司 Fuel cell system having a fluid separator in the anode circuit
US20120276461A1 (en) * 2009-11-16 2012-11-01 Daimler Ag Fuel Cell System Having a Fluid Separator in the Anode Circuit
JP2013511115A (en) * 2009-11-16 2013-03-28 ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト Fuel cell system with liquid separator in anode circuit
JP2016038973A (en) * 2014-08-06 2016-03-22 トヨタ自動車株式会社 Fuel battery system and control method for the same
CN112259762A (en) * 2020-10-23 2021-01-22 广东能源集团科学技术研究院有限公司 Fuel cell cathode humidifying system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10870335B2 (en) Humidifier having an integrated water separator for a fuel cell system, fuel cell system and vehicle comprising same
KR101248254B1 (en) Electricity production apparatus
JP4456188B2 (en) Fuel cell stack
JP2001185172A (en) Fuel cell and its operation
JP2009170209A (en) Fuel cell system
JP5065866B2 (en) Fuel cell system
JP5132857B2 (en) Fuel cell system
JP2002158023A (en) Fuel cell system
JP3973869B2 (en) Humidifier for fuel cell and fuel cell system
US8936885B2 (en) Fuel cell system
JP5330736B2 (en) Fuel cell system
JP2002231294A (en) Fuel cell device
JP4028320B2 (en) Fuel circulation fuel cell system
JP4418299B2 (en) Humidifier
JP2002117881A (en) Fuel cell system
JP2006032134A (en) Water storage equipment for storing water in fuel cell system and fuel cell system
JP4806913B2 (en) Fuel cell system
JP2002117880A (en) Fuel cell device
JP2000357529A (en) Fuel cell system
JP2004265684A (en) Fuel cell system
JP4790964B2 (en) Fuel cell with dehumidifying device
JP4996005B2 (en) Humidifier for fuel cell
JP5462442B2 (en) Fuel cell system
JP4222116B2 (en) Fuel cell system
JP2004071348A (en) Fuel circulation type fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080108