JP2002184439A - 燃料電池システム - Google Patents
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- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
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- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
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
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
テムの構成図である。
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)
- 【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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001183355A JP5132857B2 (ja) | 2000-10-05 | 2001-06-18 | 燃料電池システム |
| DE10148610A DE10148610B4 (de) | 2000-10-05 | 2001-10-02 | Brennstoffzellensystem |
| US09/972,453 US6596429B2 (en) | 2000-10-05 | 2001-10-04 | Fuel cell system |
| CA002358553A CA2358553C (en) | 2000-10-05 | 2001-10-04 | Fuel cell system |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000306743 | 2000-10-05 | ||
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