JP2002184439A - 燃料電池システム - Google Patents

燃料電池システム

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JP2002184439A
JP2002184439A JP2001183355A JP2001183355A JP2002184439A JP 2002184439 A JP2002184439 A JP 2002184439A JP 2001183355 A JP2001183355 A JP 2001183355A JP 2001183355 A JP2001183355 A JP 2001183355A JP 2002184439 A JP2002184439 A JP 2002184439A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料電池から排出される排出ガスを再循環さ
せて利用する際に、所定の循環量及び燃料電池に要求さ
れる所定の加湿量を確保する。 【解決手段】 燃料電池システム10を、燃料電池11
と、燃料電池11から排出される排出ガスを反応ガスに
混合して燃料電池11へ再循環させるエゼクタ15と、
燃料電池11から排出される排出ガスとエゼクタ15か
ら流出される反応ガスとを水透過膜を介して接触させ
て、排気ガスに含まれる水分により反応ガスを加湿する
燃料加湿部16とを備えて構成した。燃料加湿部16
は、燃料電池11とエゼクタ16との間に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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、例えば米国特許5543238号公報に
開示された燃料電池のように、燃料電池から排出される
排出ガスを、新たに燃料電池へ供給される供給ガスに混
合して、燃料電池へ再循環させるエゼクタと、このエゼ
クタと供給ガスの供給装置との間に配置されて、エゼク
タへ供給される供給ガスを加湿する加湿装置とを備えた
燃料電池が知られている。この燃料電池では、エゼクタ
へ供給される供給ガスに予め水を添加して水蒸気濃度
(水蒸気分圧)を高く設定しておき、この供給ガスに連
行されるようにしてエゼクタの副流導入管から吸引され
る排出ガスと共に、高湿潤の供給ガスが燃料電池へ供給
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術の一例に係る燃料電池のように、燃料電池から排出さ
れる排出ガスを再循環させて利用する場合には、例えば
内部に供給ガスのひとつである燃料ガスを流通させるた
めの構造や、例えば内部で生成された水を外部に排出す
るために必要な排出ガスの流量や、燃料電池を構成する
触媒及び固体高分子電解質膜の特性等に応じて、供給さ
れる燃料ガスの利用率に所定の閾値が設定されており、
この燃料の利用率はストイキ(つまり燃料ガスの循環
量)の逆数に等しくされている。例えば、燃料電池に供
給される燃料ガスの利用率を、所定の閾値を超えて高く
設定すると、燃料電池における燃料ガスの供給口近傍と
排出口近傍との間で燃料ガスの密度変化が大きくなり、
燃料電池を構成する各セルの表面上において出力密度の
分布が不均一となる。ここで、燃料ガスからの水素イオ
ンが固体高分子電解質膜を透過する際の損失によって発
熱が生じるため、各セルにおいて発熱分布が不均一とな
り、例えば燃料電池の寿命等を予測することが困難とな
って、燃料電池の性能を維持することができなくなる虞
がある。
【0005】このため、エゼクタにおいて燃料ガスに対
する所定の循環量(ストイキ)を確保する必要が生じる
が、この循環量(ストイキ)を、例えばエゼクタに導入
される燃料ガスの流量Q1と、エゼクタから流出される
燃料ガスの流量Qa(つまり導入される燃料ガスの流量
Q1+排出ガスの流量Q2)との比(Qa/Q1)とし
て定義すると、排出ガスに含まれる水分量が多くなるほ
ど、この水分量の分だけ燃料ガス自体の循環量が減少し
てしまい、所定の循環量を確保することができなくなる
という問題が生じる。また、エゼクタにおいて所定の循
環量(ストイキ)を確保する場合には、例えば燃料ガス
が導入されるエゼクタのノズル径を小さく設定して、燃
料ガスの流量Q1を小さくすることで燃料ガスを循環さ
せる能力を高くすることができるが、この場合にはエゼ
クタの前後における圧力損失が増大する。
【0006】ここで、燃料ガスの圧力が低くなるほど、
燃料ガス中に含有可能な水蒸気量が増大するため、例え
ば、高圧状態で相対湿度が100%の燃料ガスであって
もエゼクタを通過して低圧状態になると、相対湿度が8
0%等に低下してしまう。すなわち、エゼクタの上流に
設けられた加湿装置等によって、エゼクタに導入される
以前の燃料ガスの相対湿度が上限値である100%に設
定されても、この燃料ガスの加湿量が燃料電池スタック
に対して要求される加湿量を満たしていない虞がある。
この場合、例えば燃料電池のアノードとカソードとの間
で必要とされる所定の極間圧力を確保するために、エゼ
クタにおける圧力損失を考慮して、エゼクタに導入され
る以前の燃料ガスの圧力を相対的に高く設定するほど、
この燃料ガスに含有可能な水蒸気量が減少して、燃料電
池スタックに対して要求される加湿量を確保することが
できなくなる虞がある。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再循環
させて利用する際に、所定の循環量及び燃料電池に要求
される所定の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。
【0007】
【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、反応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、後述する実施の形態に
おける燃料電池11)と、前記燃料電池から排出される
排出ガスを前記反応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、後述する実施の形態におけ
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反応ガスと
を水透過膜を介して接触させて、前記排出ガスに含まれ
る水分により前記反応ガスを加湿する加湿手段(例え
ば、後述する実施の形態における燃料加湿部16)とを
備え、前記加湿手段は、前記燃料電池と前記エゼクタと
の間に配置されたことを特徴としている。
【0008】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は、例えば中空糸膜等の
水透過膜において、燃料ガスを加湿する加湿ガスとして
利用されており、排出ガスに含まれる水分は例えば中空
糸膜の膜穴を透過して燃料ガス中に水蒸気として拡散さ
れる。そして、中空糸膜等の水透過膜にて水分が消費さ
れた排出ガスがエゼクタにおいて燃料ガスに合流させら
れる。これにより、排出ガスに含まれる水分量が減少し
て、水素等の燃料ガス自体の循環量(ストイキ)を向上
させることができる。しかも、エゼクタの下流側におい
て相対的に低い圧力状態の燃料ガスに水分を添加して加
湿するため、例えばエゼクタの上流における相対的に高
い圧力状態の燃料ガスに水分を添加する場合に比べて、
より多くの水分量を添加することができ、エゼクタを通
過する燃料ガスの圧力損出に起因する相対湿度の減少を
防いで、燃料電池に対して要求される加湿量を確実に確
保することができる。
【0009】
【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の一例
を示す側断面図であり、図2(b)はエゼクタ15の他
の一例を示す側断面図である。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14と、エゼクタ15
と、燃料加湿部16とを備えて構成されている。
【0010】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
に排出する空気排出口11b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。
【0011】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、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の空気排出口11bから排出される排出ガス
を、酸化剤供給部13から供給される酸化剤ガスに対す
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酸化剤ガスと排出ガスと
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酸化
剤ガスに供給される。
【0012】燃料供給部12から供給された燃料ガス
は、順次、エゼクタ15、燃料加湿部16を流通させら
れた後に燃料電池11に供給されている。図2(a)に
示すように、エゼクタ15は、例えば流体供給口21
と、副流導入管22と、流体排出管23と、ノズル24
と、副流室25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25が形成されており、この副流室
25には軸線Oと直交する方向に伸びる副流導入管22
が接続されており、副流導入管22の一端は副流室25
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。
【0013】エゼクタ15の軸線Oに沿った方向におい
て、副流室25の一方の内壁面上から略円筒状のノズル
24が軸線Oと同軸に突出しており、このノズル24の
先端部が副流室25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24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21が設けられ、
ノズル24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25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23の一端が開口しており、
流体排出管23の他端はエゼクタ本体15aの外面上で
開口している。
【0014】図1及び図2(a)に示すように、エゼク
タ15の流体供給口21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22には燃料電池1
1の燃料排出口11dから排出されて燃料加湿部16を
流通させられた排出ガスが導入されている。ここで、流
体供給口21から供給された燃料ガスはノズル24を通
過する過程で加速され、ノズル24の先端部から流体排
出管23に向かって副流室25内に放出された高速の燃
料流の近傍では、副流導入管22から副流室25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23内へ連行される。これに伴って、
副流室25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22から排出ガスが吸引される。
【0015】なお、エゼクタ15は、上述した図2
(a)に示す構造に限定されず、例えば図2(b)に示
す構造であっても良い。以下に、図2(b)を参照しな
がら、エゼクタ15の他の一例について説明する。この
エゼクタ15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3
9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37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3
7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。
【0016】そして、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38内に放出された高速の燃料流の近傍では、水導
入管37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38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。
【0017】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23又は燃料流排出管38から排
出されて燃料加湿部16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はエゼクタ15を
介して循環させられている。
【0018】燃料加湿部16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)は中空糸膜の膜穴等を透過した後に
水蒸気として燃料ガスに供給される。そして、燃料加湿
部16で加湿された燃料ガスは、燃料電池11に供給さ
れて、固体高分子電解質膜のイオン導電性が確保されて
いる。
【0019】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3はエゼクタ15の副流導入管22に導入される排出
ガスに含まれる水分量と、燃料の循環量(ストイキ)と
の変化を示すグラフ図であり、図4はエゼクタ15の前
後における燃料ガスの圧力差と燃料の循環量(ストイ
キ)との変化を示すグラフ図であり、図5は一定温度か
つ相対湿度100%の燃料ガスに含まれる水蒸気量と圧
力との関係を示すグラフ図であり、図6はエゼクタ15
に供給される燃料ガスの流量Q1と、副流導入管22か
ら導入される排出ガスの流量Q2と、エゼクタ15から
排出される燃料ガスの流量Qaとの関係を示す概念図で
ある。
【0020】先ず、エゼクタ15によって燃料電池11
から排出される排出ガスを再循環させて利用する場合に
は、例えば内部に燃料ガスを流通させるための構造や、
内部で生成された水を外部に排出するために必要な排出
ガスの流量や、燃料電池11を構成する触媒及び固体高
分子電解質膜の特性等に応じて、供給される燃料ガスの
利用率に所定の閾値が設定されており、この燃料の利用
率はストイキ(つまり燃料ガスの循環量)の逆数に等し
くされている。すなわち、図6に示すように、燃料ガス
の循環量(ストイキS)は、エゼクタ15に供給される
燃料ガスの流量Q1と、副流導入管22から導入される
排出ガスの流量Q2と、エゼクタ15から排出される燃
料ガスの流量Qaとによって、S=Qa/Q1=(Q1
+Q2)/Q1として定義される。
【0021】ここで、排出ガスに水分が含まれている
と、排出ガスの流量Q2は、燃料のみの流量Qfと、水
分の流量Qwとの和(Q2=Qf+Qw)として定義さ
れる。このため、燃料ガスの循環量(ストイキS)が所
定の値となるように制御されている場合には、排出ガス
に含まれる水分の量が増大するほど、燃料自体の循環量
が低下する。図3に示すように、エゼクタ15の副流導
入管22に導入される排出ガスに対して、水分を除去し
た場合の方が、水分を含む場合に比べて、同一の出力を
得る際における燃料の循環量(ストイキ)を高くするこ
とができる。
【0022】本実施の形態による燃料電池システム10
において、燃料電池11から出力された排出ガスは、先
ず、燃料加湿部16に供給されて燃料ガスに対する加湿
ガスとして利用された後に、エゼクタ15の副流導入管
22に導入される。すなわち、排出ガスに含まれる水分
は燃料加湿部16において消費されて、含有する水分量
が減少した排出ガスがエゼクタ15を介して燃料電池1
1に再循環させられるため、燃料つまり水素自体の循環
量を向上させることができる。
【0023】また、エゼクタ15において所定のストイ
キを確保する場合には、例えば燃料ガスが導入されるエ
ゼクタ15のノズル径を小さく設定して、燃料ガスの流
量Q1を小さくすることで燃料ガスを循環させる能力を
高くすることができるが、この場合には、図4に示すよ
うに、エゼクタ15の前後(つまり上流側と下流側との
間)における圧力損失が増大する。
【0024】ここで、図5に示すように、燃料ガスの圧
力が低くなるほど、燃料ガス中に含有可能な水蒸気量が
増大するため、例えば、高圧状態で相対湿度が100%
の燃料ガスであってもエゼクタ15を通過して低圧状態
になると、相対湿度が例えば80%等に低下してしま
う。すなわち、エゼクタ15の上流側に適宜の加湿装置
等を備えて、エゼクタ15に導入される以前の燃料ガス
の相対湿度を上限値である100%に設定しても、この
燃料ガスの加湿量が燃料電池11に対して要求される加
湿量を満たしていない虞がある。
【0025】本実施の形態による燃料電池システム10
においては、エゼクタ15において排出ガスと合流され
た燃料ガスが燃料加湿部16に供給されて加湿され、燃
料電池11に供給される。すなわち、エゼクタ15の上
流側に比べて相対的に圧力が低い下流側の燃料ガスに対
して加湿を行う。このため、例えば燃料電池11のアノ
ードとカソードとの間で必要とされる所定の極間圧力を
確保するために、エゼクタ15における圧力損失を考慮
して、エゼクタ15に導入される以前の燃料ガスの圧力
を相対的に高く設定するような場合であっても、この燃
料ガスに含有可能な水蒸気量が減少してしまうことを抑
制して、燃料電池11に対して要求される所定の加湿量
を確保することができる。
【0026】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、エゼクタ15と燃料電池11との
間に、排出ガスを燃料ガスに対する加湿ガスとして利用
する燃料加湿部16を配置したことにより、燃料自体つ
まり水素の循環量(ストイキ)を向上させることができ
る。しかも、エゼクタ15の上流側に比べて相対的に燃
料ガスの圧力が低い下流側において燃料ガスを加湿する
ため、より多くの水分量を添加することができ、エゼク
タ15を通過する燃料ガスの圧力損出に起因する相対湿
度の減少を防いで、燃料電池11に対して要求される所
定の加湿量を確実に確保することができる。
【0027】なお、上述した本実施の形態においては、
燃料電池11の燃料極側において、エゼクタ15と燃料
電池11との間に燃料加湿部16を配置したが、これに
限定されず、燃料電池11の空気極側において、排出ガ
スを再循環させるエゼクタと燃料電池11との間に酸化
剤ガス用の加湿部を配置しても良い。
【0028】なお、本実施の形態において、燃料加湿部
16は、燃料電池11の燃料排出口11dから排出され
る排出ガス(排出燃料ガス)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すると
したが、これに限定されず、例えば図7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50の構成図の
ように、燃料電池11の空気排出口11bから排出され
る排出ガス(排出空気)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もよ
い。この第1変形例に係る燃料電池システム50におい
ては、燃料電池11から排出される排出空気の流通方向
に対して、燃料加湿部16は酸化剤加湿部14よりも上
流側に配置されている。
【0029】すなわち、燃料電池11の空気排出口11
bから排出される排出空気は、先ず、燃料加湿部16に
て、例えば中空糸膜等をなす水透過膜を介して燃料ガス
と接触させられ、排出空気に含まれる水分(特に、水蒸
気)は中空糸膜の膜穴等を透過した後に水蒸気として燃
料ガスに供給される。次に、燃料加湿部16を通過した
排出空気は、酸化剤加湿部14にて、水透過膜を介して
酸化剤ガスと接触させられ、排出空気に含まれる水分
(特に、水蒸気)は中空糸膜の膜穴を透過した後に水蒸
気として酸化剤ガスに供給される。
【0030】この場合には、エゼクタ15の上流側に比
べて相対的に燃料ガスの圧力が低い下流側において燃料
ガスを排出空気により加湿するため、排出燃料ガスに比
べて含有する水分量が相対的に多い排出空気を有効利用
して、燃料ガスを加湿することができる。しかも、例え
ばエゼクタ15の上流側のように、相対的に水素の圧力
の高い燃料ガスを排出空気によって加湿する場合に比べ
て、本構成によれば、加湿ガスである排出空気中に燃料
ガスである水素が透過してしまうことを抑制することが
できる。これによれば、例えば下流に設けられた酸化剤
加湿部14が水素透過性を有している場合でも、あるい
は、燃料電池11の空気極側において排出空気を再循環
させるエゼクタを備える場合であっても、燃料電池11
の空気極側に燃料ガスとしての水素が多量に混入してし
まうことを防止することができる。
【0031】さらに、上述した本実施形態の第1変形例
においては、燃料電池11から排出される排出空気の流
通方向に対して、燃料加湿部16は酸化剤加湿部14よ
りも上流側に配置されているとしたが、これに限定され
ず、例えば図8に示す本実施形態の第2変形例に係る燃
料電池システム60の構成図にように、燃料電池11か
ら排出される排出空気の流通方向に対して、燃料加湿部
16は酸化剤加湿部14よりも下流側に配置されてもよ
い。この場合、燃料電池11の空気排出口11bから排
出される排出空気は、先ず、酸化剤加湿部14にて、水
透過膜を介して酸化剤ガスと接触させられ、排出空気に
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酸化剤ガスに供給される。そし
て、酸化剤加湿部14を通過した排出空気は、燃料加湿
部16にて、例えば中空糸膜等をなす水透過膜を介して
燃料ガスと接触させられ、排出空気に含まれる水分(特
に、水蒸気)は中空糸膜の膜穴等を透過した後に水蒸気
として燃料ガスに供給される。
【0032】この場合、排出空気は酸化剤加湿部14を
通過した後に、燃料加湿部16にて水透過膜を介して燃
料ガスと接触させられるため、例えば燃料加湿部16に
て加湿ガスである排出空気中に燃料ガスである水素が透
過した場合であっても、この水素が混入した排出空気は
加湿ガスとして利用されず、外部に排出等されるため、
燃料電池11の空気極側に燃料ガスとしての水素が混入
してしまうことを防止することができる。
【0033】
【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、排出ガスを燃料電
池に再循環させて利用する際に、反応ガス自体の循環量
(ストイキ)を向上させることができると共に、エゼク
タを通過する反応ガスの圧力損出に起因する相対湿度の
減少を防いで、燃料電池に対して要求される加湿量を確
実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】 図2(a)はエゼクタの一例を示す側断面図
であり、図2(b)はエゼクタの他の一例を示す側断面
図である。
【図3】 エゼクタの副流導入管に導入される排出ガス
に含まれる水分量と、燃料の循環量(ストイキ)との変
化を示すグラフ図である。
【図4】 エゼクタの前後における燃料ガスの圧力差と
燃料の循環量(ストイキ)との変化を示すグラフ図であ
る。
【図5】 一定温度かつ相対湿度100%の燃料ガスに
含まれる水蒸気量と圧力との関係を示すグラフ図であ
る。
【図6】 エゼクタに供給される燃料ガスの流量Q1
と、副流導入管から導入される排出ガスの流量Q2と、
エゼクタから排出される燃料ガスの流量Qaとの関係を
示す概念図である。
【図7】 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。
【図8】 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。
【符号の説明】
10,50,60 燃料電池システム 11 燃料電池 15 エゼクタ 16 燃料加湿部(加湿手段)
───────────────────────────────────────────────────── 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 CX05 5H027 AA06 BA19 BC19 MM03 MM08 MM12

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応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反応ガスに
    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反応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反応
    ガスを加湿する加湿手段とを備え、 前記加湿手段は、前記燃料電池と前記エゼクタとの間に
    配置されたことを特徴とする燃料電池システム。
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