JP2006318693A - 燃料電池用加湿器およびこれを用いた燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 傾斜による加湿性能の変化が少なく、かつコンパクトな燃料電池用加湿器を提供することを目的とする。
【解決手段】 水２１が貯留されるタンク１９と、タンク１９の下部に設けられた水素ガスを供給するガス供給部２３と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池３の水素ガスを加湿する水素ガス加湿器１３であって、タンク１９には、ガス供給部２３から供給される水素ガスを水中で滞留させる平面部を有する仕切板２５が備えられていることを特徴とする。
【選択図】 図２
【解決手段】 水２１が貯留されるタンク１９と、タンク１９の下部に設けられた水素ガスを供給するガス供給部２３と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池３の水素ガスを加湿する水素ガス加湿器１３であって、タンク１９には、ガス供給部２３から供給される水素ガスを水中で滞留させる平面部を有する仕切板２５が備えられていることを特徴とする。
【選択図】 図２
Description
本発明は、燃料電池用加湿器およびこれを用いた燃料電池システムに関するものである。
酸素と水素の反応で電力を発生させる燃料電池は、エネルギー効率が高く、音が静かで、排出されるのは水だけと、究極のクリーンな動力源として自動車や水中航走体（無人潜水機）等の移動体にも搭載できるものと期待されている。
搭載される燃料電池として、プロトン伝導性の電解質としてフッ素樹脂系のイオン交換膜を用いた固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）が、高性能、高耐久である点で注目されている。
このフッ素樹脂系のイオン交換膜は含水状態で良好なプロトン伝導性を示し、膜の含水量は水蒸気の分圧（相対湿度）に大きく依存し、乾燥すると水を失い高抵抗体となるので、これをＰＥＦＣに適用する場合には、膜を飽和水蒸気圧近傍の雰囲気に保持する水分管理が必要となる。
搭載される燃料電池として、プロトン伝導性の電解質としてフッ素樹脂系のイオン交換膜を用いた固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）が、高性能、高耐久である点で注目されている。
このフッ素樹脂系のイオン交換膜は含水状態で良好なプロトン伝導性を示し、膜の含水量は水蒸気の分圧（相対湿度）に大きく依存し、乾燥すると水を失い高抵抗体となるので、これをＰＥＦＣに適用する場合には、膜を飽和水蒸気圧近傍の雰囲気に保持する水分管理が必要となる。
このような水分管理としては大量の蒸気、ドレンの発生が少ないこと、正確な湿度の精度が必要とされるためバブリング式加湿方式が適している。
この加湿器として、例えば特許文献１に示されるものが提案されている。
これは循環する水を円筒状のタンクに貯留させ、タンクの下部に反応ガスをするように構成され、供給された反応ガスの気泡が水中を上昇することによって飽和蒸気圧となり加湿されるものである。
また、ＰＥＦＣを移動体に搭載する場合には、移動体の姿勢変動に伴い加湿器は傾斜するので、これに対する対応が求められる。
特許文献１のものは、タンクの反応ガス出口の上流側に多孔体を設け水の同伴を防止し、中間部にドーナツ状のバッフル板を複数設けることによって気水分離や消波作用等によって気泡中への水の巻き込みを防止するものである。
この加湿器として、例えば特許文献１に示されるものが提案されている。
これは循環する水を円筒状のタンクに貯留させ、タンクの下部に反応ガスをするように構成され、供給された反応ガスの気泡が水中を上昇することによって飽和蒸気圧となり加湿されるものである。
また、ＰＥＦＣを移動体に搭載する場合には、移動体の姿勢変動に伴い加湿器は傾斜するので、これに対する対応が求められる。
特許文献１のものは、タンクの反応ガス出口の上流側に多孔体を設け水の同伴を防止し、中間部にドーナツ状のバッフル板を複数設けることによって気水分離や消波作用等によって気泡中への水の巻き込みを防止するものである。
ところで、タンクが傾斜すると、反応ガスの吹出し口から水面までの距離が減少し、飽和蒸気圧に達しない不十分に加湿された反応ガスが排出されることとなるという問題があった。
これを防止するため、特許文献１に記載のもの等従来のものでは、ガス吹出し口から水面までの距離を必要以上に確保していたので、加湿器が大型となるという問題があった。
これを防止するため、特許文献１に記載のもの等従来のものでは、ガス吹出し口から水面までの距離を必要以上に確保していたので、加湿器が大型となるという問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、傾斜による加湿性能の変化が少なく、かつコンパクトな燃料電池用加湿器およびこれを用いた燃料電池システムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる燃料電池用加湿器は、水が貯留されるタンクと、該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、前記タンクには、前記ガス供給部から供給される反応ガスを水中で滞留させる板状の仕切部材が備えられていることを特徴とする。
すなわち、本発明にかかる燃料電池用加湿器は、水が貯留されるタンクと、該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、前記タンクには、前記ガス供給部から供給される反応ガスを水中で滞留させる板状の仕切部材が備えられていることを特徴とする。
本発明によれば、ガス供給部から供給される反応ガスの気泡は、タンクに貯留された水中を上昇し、仕切部材の下面に当接する。下面に当接した気泡は仕切部材の縁に移動するまで滞留し、縁に達したものが上方に浮上することとなる。
このように、反応ガスの気泡は、仕切部材の下面に滞留されるので、この間に十分な飽和蒸気圧に達するまで加湿されることができる。
したがって、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜しても滞留時間は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
このように、反応ガスの気泡は、仕切部材の下面に滞留されるので、この間に十分な飽和蒸気圧に達するまで加湿されることができる。
したがって、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜しても滞留時間は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器では、前記仕切部材は、比重が水よりも軽い材料で形成され、その平面内の略重心位置が前記タンクに係止されていることを特徴とする。
このように、仕切部材は、比重が水よりも軽い材料で形成され、その平面内の略重心位置がタンクに係止されているので、タンクが傾斜しても仕切部材の下面は水面と略平行に維持されることができる。
このため、タンクが傾斜しても反応ガスの気泡を仕切部材の下面に滞留させる滞留時間が変化することがないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
このため、タンクが傾斜しても反応ガスの気泡を仕切部材の下面に滞留させる滞留時間が変化することがないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器では、前記仕切部材は、下側に向かい開放された有底筒状とされ、上面に加湿された反応ガスを取り出す取出部が備えられていることを特徴とする。
このように、仕切部材は、下側に向かい開放された有底筒状とされ、上面に加湿された反応ガスを取り出す取出部を備えているので、反応ガスの気泡は、仕切部材の内側に滞留し、この滞留した反応ガスが取出部から取り出されることになる。
反応ガスは、仕切部材の内側に滞留されている間に十分な飽和蒸気圧に達するまで加湿されることができるので、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となる。このため、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜してもこの滞留時間には変化がないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
反応ガスは、仕切部材の内側に滞留されている間に十分な飽和蒸気圧に達するまで加湿されることができるので、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となる。このため、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜してもこの滞留時間には変化がないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器は、水が貯留されるタンクと、該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、前記ガス供給部は、前記タンクの下部に移動可能に設けられるとともに、前記ガス供給部を略鉛直方向下方に位置するように支持する支持部材が備えられていることを特徴とする。
このように、ガス供給部は、タンクの下部に移動可能に設けられるとともに、ガス供給部を略鉛直方向下方に位置するように支持する支持部材が備えられているので、タンクが傾斜して水面がタンクに対して傾斜してもガス供給部が移動して支持部材によって鉛直方向下方、すなわち水面に対して直交する方向の下方に位置することとなる。
このため、ガス供給部と水面との間の距離が一定に維持されるので、その距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜してもガス供給部と水面との間の距離には変化がないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
このため、ガス供給部と水面との間の距離が一定に維持されるので、その距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜してもガス供給部と水面との間の距離には変化がないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器では、前記支持部材は、比重が水よりも軽い材料で形成された浮体部を備えていることを特徴とする。
このように、支持部材は、比重が水よりも軽い材料で形成された浮体部を備えているので、タンクが傾斜して水面がタンクに対して傾斜すると、浮体部は水面に沿って延在し、タンクに対して傾斜することになる。
このため、支持部材に支持されたガス供給部もタンクに対して傾斜されるので、水面との距離を一定に維持することができる。
このため、ガス供給部と水面との間の距離が一定に維持されるので、その距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜してもガス供給部と水面との間の距離には変化がないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
このため、支持部材に支持されたガス供給部もタンクに対して傾斜されるので、水面との距離を一定に維持することができる。
このため、ガス供給部と水面との間の距離が一定に維持されるので、その距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜してもガス供給部と水面との間の距離には変化がないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器は、水が貯留されるタンクと、該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、前記タンクは略球形状に形成され、前記ガス供給部は前記タンクの下部形状に沿う形状に形成されたことを特徴とする。
このように、タンクは略球形状に形成されているので、タンクが傾斜しても水面の位置は変動しない。また、ガス供給部はタンクの下部形状に沿う形状に形成されているので、タンクが傾斜すると、その重量によって最下部に位置することとなる。
このため、ガス供給部と水面との間の距離が一定に維持されるので、その距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、形状が球形であることもあいまってタンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜してもガス供給部と水面との間の距離には変化がないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
このため、ガス供給部と水面との間の距離が一定に維持されるので、その距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、形状が球形であることもあいまってタンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜してもガス供給部と水面との間の距離には変化がないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器は、水が貯留されるタンクと、該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、前記タンクの上部はフレームに揺動可能に支持されていることを特徴とする。
このように、タンクの上部はフレームに揺動可能に支持されているので、燃料電池用加湿器が傾斜してフレームが傾斜すると、タンクは重量によって上部を中心に揺動し、常時その姿勢が維持されることとなる。
このため、ガス供給部と水面との間の距離が常時一定に維持されるので、その距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜してもガス供給部と水面との間の距離には変化がないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
このため、ガス供給部と水面との間の距離が常時一定に維持されるので、その距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜してもガス供給部と水面との間の距離には変化がないので、常に一定の加湿性能を維持することができる。
また、水が貯留されるとともに長尺状の筒体とされた筒状タンクと、該筒状タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、前記筒状タンクは、正面視における底辺に対する高さの比が７以上になる筒状に形成されていることを特徴とする。
筒状タンクが傾斜した場合、気泡は上側に来る面に沿って上昇する。この面の水面位置からガス供給口までの距離は、傾斜角度が大きくなるほど短くなる。
本発明によれば、筒状タンクは、正面視における底辺に対する高さの比が７以上になる筒状に形成されているので、筒状タンクが傾斜した場合でも、気泡が上昇する上側に来る面に沿うガス供給口から水面までの距離は減少割合が小さくなる。
このため、ガス供給部と水面との間の距離が常時略一定に維持されるので、許容傾斜角度での距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
したがって、筒状タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、筒状タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、略一定の加湿性能を維持することができる。
本発明によれば、筒状タンクは、正面視における底辺に対する高さの比が７以上になる筒状に形成されているので、筒状タンクが傾斜した場合でも、気泡が上昇する上側に来る面に沿うガス供給口から水面までの距離は減少割合が小さくなる。
このため、ガス供給部と水面との間の距離が常時略一定に維持されるので、許容傾斜角度での距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
したがって、筒状タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、筒状タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、略一定の加湿性能を維持することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器では、前記筒状タンクは、複数備えられていることを特徴とする。
このように、筒状タンクは複数備えられているので、必要な量の反応ガスを供給することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器では、前記筒状タンクは、上部側に開口部が形成され、水を貯留した容器内に設置されていることを特徴とする。
このように、筒状タンクは、上部側に開口部が形成され、水を貯留した容器内に設置されているので、傾斜して筒状タンクの開口部が容器内の水面より下になった場合、開口部から筒状タンク内に水が流入することになる。
このため、筒状タンク内の水量が略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
このため、筒状タンク内の水量が略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器では、前記筒状タンクは、前記開口部の下部に外方に向かい突出したガイド部が備えられていることを特徴とする。
このように、筒状タンクは、開口部の下部に外方に向かい突出したガイド部が備えられているので、細長い筒状タンク中を上昇する反応ガスの気泡によって押上げられる水が開口部から流出し、ガイド部を通って容器内に落下することになる。
このため、反応ガスはガイド部を通過する水とも接触して加湿され、さらに、落下する水による波立ちとも接触して加湿されるので、一層高い湿度を得ることができる。また、その分筒状タンクの長さを低くできるので、筒状タンクを一層小型化することができる。
このため、反応ガスはガイド部を通過する水とも接触して加湿され、さらに、落下する水による波立ちとも接触して加湿されるので、一層高い湿度を得ることができる。また、その分筒状タンクの長さを低くできるので、筒状タンクを一層小型化することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器は、水が貯留されるタンクと、該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、前記タンクに内部の水を攪拌する攪拌手段が備えられていることを特徴とする。
このように、タンクに内部の水を攪拌する攪拌手段が備えられているので、タンク内に攪拌手段によって旋回流が発生する。この旋回流に気泡が分解され効率よく加湿されるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、旋回流は傾斜によらず略一定に発生するので、略一定の加湿性能を維持することができる。
また、旋回流は傾斜によらず略一定に発生するので、略一定の加湿性能を維持することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器は、水が貯留されるタンクと、該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、前記ガス供給部は、前記タンクの下部側面に水平面内で傾斜して取り付けられた供給管を備えていることを特徴とする。
このように、ガス供給部は、タンクの下部側面に水平面内で傾斜して取り付けられた供給管を備えているので、供給管からの反応ガスはタンクの水平面内で傾斜した方向に供給される。このため、この反応ガスの供給によってタンク内には旋回流が発生する。
この旋回流に気泡が分解され効率よく加湿されるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、旋回流は傾斜によらず略一定に発生するので、略一定の加湿性能を維持することができる。
この旋回流に気泡が分解され効率よく加湿されるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、旋回流は傾斜によらず略一定に発生するので、略一定の加湿性能を維持することができる。
また、本発明にかかる燃料電池用加湿器では、前記タンクの下流側に気液分離器を備えていることを特徴とする。
このように、タンクの下流側に気液分離器を備えているので、タンク内に発生した旋回流によって水と略混合された反応ガスを効率的に分離して供給することができる。
本発明にかかる燃料電池システムは、請求項１から請求項１４のいずれかに記載の燃料電池用加湿器を備えたことを特徴とする。
このように、小型化された燃料電池用加湿器を用いているので、コンパクトな燃料電池システムを得ることができる。
本発明によれば、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、タンクが傾斜しても略一定の加湿性能を維持することができる。
また、タンクが傾斜しても略一定の加湿性能を維持することができる。
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態にかかる燃料電池システム１ついて、図１〜図３を用いて説明する。この燃料電池システム１は、自動車や水中航走体（無人潜水機）等の移動体に搭載されるものである。
図１は、燃料電池システム１の全体概略構成を示すブロック図である。
燃料電池システム１には、燃料電池３と、燃料電池３に燃料ガス、例えば水素ガス（反応ガス）を供給する燃料ガス供給ライン５と、燃料電池３に酸化剤ガス、例えば酸素ガス（反応ガス）を供給する酸化剤ガス供給ライン７と、燃料電池３を冷却する冷却水循環ライン９と、燃料電池で発生した電力を供給する電力供給装置１１とが備えられている。
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態にかかる燃料電池システム１ついて、図１〜図３を用いて説明する。この燃料電池システム１は、自動車や水中航走体（無人潜水機）等の移動体に搭載されるものである。
図１は、燃料電池システム１の全体概略構成を示すブロック図である。
燃料電池システム１には、燃料電池３と、燃料電池３に燃料ガス、例えば水素ガス（反応ガス）を供給する燃料ガス供給ライン５と、燃料電池３に酸化剤ガス、例えば酸素ガス（反応ガス）を供給する酸化剤ガス供給ライン７と、燃料電池３を冷却する冷却水循環ライン９と、燃料電池で発生した電力を供給する電力供給装置１１とが備えられている。
燃料電池３は、電極反応で生成する水素イオンと電子のうち、水素イオンのみを通過させる特性を持つ電解質に、例えば、スルホン酸基を持つフッ素樹脂系イオン交換膜等の高分子イオン交換膜を用い、両電解質の両側に、例えば、白金系触媒等を用い、酸化、あるいは還元反応を起させる触媒電極をそれぞれ配置し、さらに、触媒電極を担持させた多孔質のカーボン電極をそれぞれ備え、カーボン電極のそれぞれに水素および酸素を供給して、発電を行うものである。
燃料ガス供給ライン５は、水素吸蔵合金タンク等の水素貯蔵装置、あるいは、天然ガス，メタノール，ガソリン等を改質する改質装置（図示略）からの水素ガスを燃料電池３に供給するものである。
燃料ガス供給ライン５の下流側には、供給される水素ガスに水分を付与する水素加湿器（燃料電池用加湿器）１３が備えられている。
燃料ガス供給ライン５は、水素吸蔵合金タンク等の水素貯蔵装置、あるいは、天然ガス，メタノール，ガソリン等を改質する改質装置（図示略）からの水素ガスを燃料電池３に供給するものである。
燃料ガス供給ライン５の下流側には、供給される水素ガスに水分を付与する水素加湿器（燃料電池用加湿器）１３が備えられている。
酸化剤ガス供給ライン７は、酸素ボンベ（図示略）からの酸素ガスを燃料電池３に供給するものである。酸化剤としては、送風機、圧縮機等の空気供給装置による空気であってもよい。
酸化剤ガス供給ライン７の下流側には、供給される酸素ガスに水分を付与する酸化剤加湿器（燃料電池用加湿器）１５が備えられている。
冷却水循環ライン９は、発電時に内部で発生する熱を冷却する冷却水を燃料電池３に供給するものである。冷却水循環ライン９には、燃料電池本体より冷却水によって排出される電池排熱を回収する熱交換器１７が備えられている。
熱交換器１７で回収された熱量は、例えば、水素貯蔵装置あるいは改質装置での水素発生等の用途に用いられる。また、システム外の用途に用いられることもある。
電力供給装置１１は、蓄電池、コンバータ、インバータや出力制御装置等の電力制御装置を備えており、燃料電池３で発生した電気をシステム外部へ電気出力として供給するものである。
酸化剤ガス供給ライン７の下流側には、供給される酸素ガスに水分を付与する酸化剤加湿器（燃料電池用加湿器）１５が備えられている。
冷却水循環ライン９は、発電時に内部で発生する熱を冷却する冷却水を燃料電池３に供給するものである。冷却水循環ライン９には、燃料電池本体より冷却水によって排出される電池排熱を回収する熱交換器１７が備えられている。
熱交換器１７で回収された熱量は、例えば、水素貯蔵装置あるいは改質装置での水素発生等の用途に用いられる。また、システム外の用途に用いられることもある。
電力供給装置１１は、蓄電池、コンバータ、インバータや出力制御装置等の電力制御装置を備えており、燃料電池３で発生した電気をシステム外部へ電気出力として供給するものである。
次に、水素加湿器１３および酸化剤加湿器１５について、図２および図３を参照して説明する。
水素加湿器１３および酸化剤加湿器１５は、同様の構造をしているので、以下水素加湿器１３について説明し、酸化剤加湿器１５については重複した説明を省略する。
図２は、水素加湿器１３の縦断面図である。図３は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
水素加湿器１３は、中空円筒形状のタンク１９で構成されている。なお、タンク１９は矩形状であってもよいし、その他の設置場所に応じて適宜形状とされてもよい。
タンク１９には、水２１が貯留されている。
タンク１９の下部には、燃料ガス供給ライン５からの水素ガスを供給するガス供給部２３が固定した形で設けられている。
タンク１９内には、比重が水よりも軽い材料で形成された円盤状の仕切板（仕切部材）２５が備えられている。仕切板２５の下面（平面部）には、その重心位置を囲むように３本の糸２７が取り付けられており、糸２７の他端はタンク１９の内下面中央部に取り付けられている。
タンク１９の上部略中央にガス排出管２９が設けられている。
水素加湿器１３および酸化剤加湿器１５は、同様の構造をしているので、以下水素加湿器１３について説明し、酸化剤加湿器１５については重複した説明を省略する。
図２は、水素加湿器１３の縦断面図である。図３は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
水素加湿器１３は、中空円筒形状のタンク１９で構成されている。なお、タンク１９は矩形状であってもよいし、その他の設置場所に応じて適宜形状とされてもよい。
タンク１９には、水２１が貯留されている。
タンク１９の下部には、燃料ガス供給ライン５からの水素ガスを供給するガス供給部２３が固定した形で設けられている。
タンク１９内には、比重が水よりも軽い材料で形成された円盤状の仕切板（仕切部材）２５が備えられている。仕切板２５の下面（平面部）には、その重心位置を囲むように３本の糸２７が取り付けられており、糸２７の他端はタンク１９の内下面中央部に取り付けられている。
タンク１９の上部略中央にガス排出管２９が設けられている。
以下、上記構成を有する本実施形態にかかる燃料電池システム１の動作、作用について説明する。
燃料ガス供給ライン５で供給される水素ガスは、水素加湿器１３に導入され、電池反応を起すために好適な所定の加湿状態に調整されて燃料電池３に導入される。
また、酸化剤ガス供給ライン７で供給される酸素ガスは、酸化剤加湿器１５に導入される。ここで、酸素ガスは水素ガスと同様に、所定の加湿状態に調整され、その後、燃料電池３に導入される。
燃料電池３では、供給された水素ガスと酸素ガスとを電気的に反応させて電気を発生させる。
発生した電気は、電力供給装置１１によってシステム外部へ電気出力として供給される。
燃料ガス供給ライン５で供給される水素ガスは、水素加湿器１３に導入され、電池反応を起すために好適な所定の加湿状態に調整されて燃料電池３に導入される。
また、酸化剤ガス供給ライン７で供給される酸素ガスは、酸化剤加湿器１５に導入される。ここで、酸素ガスは水素ガスと同様に、所定の加湿状態に調整され、その後、燃料電池３に導入される。
燃料電池３では、供給された水素ガスと酸素ガスとを電気的に反応させて電気を発生させる。
発生した電気は、電力供給装置１１によってシステム外部へ電気出力として供給される。
次に、水素加湿器１３および酸化剤加湿器１５の加湿動作および作用効果について説明する。
水素加湿器１３に水２１が供給され、貯留されると、仕切板２５が浮上する。水２１の水深は糸２７の長さよりも深くされているので、仕切板２５は糸２７の張力によって水２１中に浮いた状態となる。
この時、糸２７は仕切板２５の重心を囲むように取り付けられているので、仕切板２５は水面と略平行した位置に保持される。
ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇し、仕切板２５の下面に当接する。この気泡３１は、仕切板２５の下面に滞留して水素ガス層３３を形成する。
水素ガス層３３は仕切板２５の縁から気泡３１となり、上方に浮上することとなる。
水素加湿器１３に水２１が供給され、貯留されると、仕切板２５が浮上する。水２１の水深は糸２７の長さよりも深くされているので、仕切板２５は糸２７の張力によって水２１中に浮いた状態となる。
この時、糸２７は仕切板２５の重心を囲むように取り付けられているので、仕切板２５は水面と略平行した位置に保持される。
ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇し、仕切板２５の下面に当接する。この気泡３１は、仕切板２５の下面に滞留して水素ガス層３３を形成する。
水素ガス層３３は仕切板２５の縁から気泡３１となり、上方に浮上することとなる。
移動体の姿勢が変動し、タンク１９が傾斜すると、タンク１９に対して水面が傾斜することになる（図３参照）。
この場合でも、糸２７が仕切板２５の重心を囲むように取り付けられているので、仕切板２５は、その浮力と糸２７の張力とによって水面と略平行した位置に保持される。
仕切板２５が水面と略平行に保持されると、仕切板２５は気泡３１の上昇方向に対して直交する方向に延在することになるので、仕切板２５の下面に気泡３１が滞留した水素ガス層３３が形成される。
この場合でも、糸２７が仕切板２５の重心を囲むように取り付けられているので、仕切板２５は、その浮力と糸２７の張力とによって水面と略平行した位置に保持される。
仕切板２５が水面と略平行に保持されると、仕切板２５は気泡３１の上昇方向に対して直交する方向に延在することになるので、仕切板２５の下面に気泡３１が滞留した水素ガス層３３が形成される。
このように、水素ガスの気泡３１は、仕切板２５に上昇を阻まれて、水素ガス層３３として滞留するので、この間に十分な飽和蒸気圧に達するまで加湿される。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、タンク１９が傾斜しても滞留時間は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、タンク１９が傾斜しても滞留時間は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、タンク１９における水素ガスの取り出しに関する構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図４は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
次に、本発明の第二実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、タンク１９における水素ガスの取り出しに関する構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図４は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
本実施形態では、タンク１９に集ガス部材（仕切部材）３５が固定した形で取り付けられている。
集ガス部材３５は、円筒形状をし、タンク１９と略同一の軸線中心を有するように設置されている。また、ガス供給部２３に対向する集ガス部材３５の下部は開放されている。
タンク１９には、水２１が集ガス部材３５の上部が水面よりも下方に位置するように貯留される。
集ガス部材３５の上面略中央部には、集ガス部材３５の内部に集められた水素ガスを取り出すガス排出管（取出部）３７が取り付けられている。
集ガス部材３５は、円筒形状をし、タンク１９と略同一の軸線中心を有するように設置されている。また、ガス供給部２３に対向する集ガス部材３５の下部は開放されている。
タンク１９には、水２１が集ガス部材３５の上部が水面よりも下方に位置するように貯留される。
集ガス部材３５の上面略中央部には、集ガス部材３５の内部に集められた水素ガスを取り出すガス排出管（取出部）３７が取り付けられている。
このように構成された本実施形態にかかる水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の加湿動作および作用効果について説明する。
集ガス部材３５の下面はガス供給部２３に対向して配置され、開放されているので、ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇し、集ガス部材３５の内側に導入される。この気泡３１は集ガス部材３５の上面下部に当接し、ここに滞留して水素ガス層３３を形成する。
移動体の姿勢が変動し、タンク１９が傾斜すると、タンク１９に対して水面が傾斜することになる。
集ガス部材３５の下面はガス供給部２３に対向して配置され、開放されているので、ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇し、集ガス部材３５の内側に導入される。この気泡３１は集ガス部材３５の上面下部に当接し、ここに滞留して水素ガス層３３を形成する。
移動体の姿勢が変動し、タンク１９が傾斜すると、タンク１９に対して水面が傾斜することになる。
この場合でも、集ガス部材３５の開放された下面はガス供給部２３に対向して設置されているので、気泡３１は集ガス部材３５の内側に導入され、集ガス部材３５の上面下部に当接し、ここに滞留して水素ガス層３３を形成する。
水素ガスは、気泡３１として上昇する間および水素ガス層３３として滞留する間に十分に加湿される。
水素ガス層３３として滞留する加湿された水素ガスは、ガス排出管３７によって取り出され、燃料電池３に搬送される。
水素ガスは、気泡３１として上昇する間および水素ガス層３３として滞留する間に十分に加湿される。
水素ガス層３３として滞留する加湿された水素ガスは、ガス排出管３７によって取り出され、燃料電池３に搬送される。
このように、水素ガスの気泡３１は、集ガス部材３５の内部上部に滞留するので、この間に十分な飽和蒸気圧に達するまで加湿される。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、タンク１９が傾斜しても滞留時間は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、タンク１９が傾斜しても滞留時間は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、タンク１９における水素ガスの取り出しに関する構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図５は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
次に、本発明の第三実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、タンク１９における水素ガスの取り出しに関する構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図５は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
本実施形態では、ガス供給部２３がタンク１９に対して移動可能に取り付けられている。集ガス部材３５は、ガス供給部２３と一体化されて内部に水があっても水面に浮上するような比重の軽い材料で形成されている。
集ガス部材３５の下部には、姿勢を調節するために錘３９が取り付けられている。
集ガス部材３５の上面略中央部には、集ガス部材３５の内部に集められた水素ガスを取り出すガス排出管（取出部）３７が取り付けられている。
集ガス部材３５の下部には、姿勢を調節するために錘３９が取り付けられている。
集ガス部材３５の上面略中央部には、集ガス部材３５の内部に集められた水素ガスを取り出すガス排出管（取出部）３７が取り付けられている。
このように構成された本実施形態にかかる水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の加湿動作および作用効果について説明する。
タンク１９に水を貯留すると、集ガス部材３５およびガス供給部２３は、錘３９によってガス供給部２３が水２１中に位置するように半没した形で浮かぶ。この時、集ガス部材３５の内部には水２１が導入されている。
ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、集ガス部材３５の内側の水２１中を上昇する。この気泡３１は集ガス部材３５の上面下部に当接し、ここに滞留して水素ガス層３３を形成する。
移動体の姿勢が変動し、タンク１９が傾斜すると、タンク１９に対して水面が傾斜することになる。
タンク１９に水を貯留すると、集ガス部材３５およびガス供給部２３は、錘３９によってガス供給部２３が水２１中に位置するように半没した形で浮かぶ。この時、集ガス部材３５の内部には水２１が導入されている。
ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、集ガス部材３５の内側の水２１中を上昇する。この気泡３１は集ガス部材３５の上面下部に当接し、ここに滞留して水素ガス層３３を形成する。
移動体の姿勢が変動し、タンク１９が傾斜すると、タンク１９に対して水面が傾斜することになる。
この場合でも、集ガス部材３５およびガス供給部２３は水面に浮かんでいるので、水面に沿った姿勢は変化せず、一定になる。しかも、集ガス部材３５およびガス供給部２３は一体に構成されているので、固定されていない集ガス部材３５が水平方向に移動しても水平気泡３１が集ガス部材３５の外部に洩れることはない。
気泡３１は集ガス部材３５の上面下部に当接し、ここに滞留して水素ガス層３３を形成する。
水素ガスは、気泡３１として上昇する間および水素ガス層３３として滞留する間に十分に加湿される。
水素ガス層３３として滞留する加湿された水素ガスは、ガス排出管３７によって取り出され、燃料電池３に供給される。
気泡３１は集ガス部材３５の上面下部に当接し、ここに滞留して水素ガス層３３を形成する。
水素ガスは、気泡３１として上昇する間および水素ガス層３３として滞留する間に十分に加湿される。
水素ガス層３３として滞留する加湿された水素ガスは、ガス排出管３７によって取り出され、燃料電池３に供給される。
このように、水素ガスの気泡３１は、集ガス部材３５の内部上部に滞留するので、この間に十分に飽和蒸気圧に達するまで加湿される。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、タンク１９が傾斜しても滞留時間は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、タンク１９が傾斜しても滞留時間は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図６は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
次に、本発明の第四実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図６は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
本実施形態では、タンク１９は略球状に形成されている。このため、タンク１９が傾斜しても鉛直方向４０での水２１の深さは変動しないことになる。
ガス供給部２３がタンク１９に対して移動可能に取り付けられている。
ガス供給部２３は支持部材４１によってタンク１９の下部に位置するように支持されている。
支持部材４１には、比重が水よりも軽い材料で形成された円盤状の浮き板（浮体部）４３が備えられている。浮き板４３の下面には、ガス供給部２３を接続する接続部材４５が取り付けられている。
なお、浮き板４３は水面に浮けばよいので、その形状は円盤状に限定されるものではなく、任意の形状とされてよい。
タンク１９の上部略中央にガス排出管２９が設けられている。
ガス供給部２３がタンク１９に対して移動可能に取り付けられている。
ガス供給部２３は支持部材４１によってタンク１９の下部に位置するように支持されている。
支持部材４１には、比重が水よりも軽い材料で形成された円盤状の浮き板（浮体部）４３が備えられている。浮き板４３の下面には、ガス供給部２３を接続する接続部材４５が取り付けられている。
なお、浮き板４３は水面に浮けばよいので、その形状は円盤状に限定されるものではなく、任意の形状とされてよい。
タンク１９の上部略中央にガス排出管２９が設けられている。
このように構成された本実施形態にかかる水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の加湿動作および作用効果について説明する。
タンク１９に水を貯留すると、浮き板４３は、水面に浮かび、ガス供給部２３はその重量によって鉛直方向４０の下方に位置するように支持される。
ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇する。その間に水素ガスは加湿されてガス排出管２９から燃料電池３に供給される。
なお、本実施形態では、浮き板４３が相当な面積を有しているので、第一実施形態と同様に水素ガスは浮き板４３の下面に滞留して加湿されることになる。
タンク１９に水を貯留すると、浮き板４３は、水面に浮かび、ガス供給部２３はその重量によって鉛直方向４０の下方に位置するように支持される。
ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇する。その間に水素ガスは加湿されてガス排出管２９から燃料電池３に供給される。
なお、本実施形態では、浮き板４３が相当な面積を有しているので、第一実施形態と同様に水素ガスは浮き板４３の下面に滞留して加湿されることになる。
移動体の姿勢が変動し、タンク１９が傾斜すると、タンク１９に対して水面が傾斜することになる。この時、図６に示されるように、ガス排出管２９の位置は鉛直方向４０からずれることになるが、水面は鉛直方向４０に直交した形を維持する。
浮き板４３はこの水面に浮かんでいるので、ガス供給部２３は鉛直方向４０の下方に位置することになる。
したがって、タンク１９が傾斜してもガス供給部２３から水面までの距離は一定で変化しないので、この距離を飽和蒸気圧まで加湿される大きさとしていれば、十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、タンク１９が傾斜しても加湿量は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
浮き板４３はこの水面に浮かんでいるので、ガス供給部２３は鉛直方向４０の下方に位置することになる。
したがって、タンク１９が傾斜してもガス供給部２３から水面までの距離は一定で変化しないので、この距離を飽和蒸気圧まで加湿される大きさとしていれば、十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、タンク１９が傾斜しても加湿量は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図６は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
次に、本発明の第五実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図６は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
本実施形態では、タンク１９は略球状に形成されている。このため、タンク１９が傾斜しても鉛直方向４０での水２１の深さは変動しないことになる。
ガス供給部２３の下面形状は、タンク１９の内側形状に略沿った形状とされている。このため、ガス供給部２３は、その重量によってタンク１９内部でその中心を通る鉛直方向４０における下部に位置することとなる。
タンク１９の上部略中央にガス排出管２９が設けられている。
ガス供給部２３の下面形状は、タンク１９の内側形状に略沿った形状とされている。このため、ガス供給部２３は、その重量によってタンク１９内部でその中心を通る鉛直方向４０における下部に位置することとなる。
タンク１９の上部略中央にガス排出管２９が設けられている。
このように構成された本実施形態にかかる水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の加湿動作および作用効果について説明する。
タンク１９に水を貯留すると、ガス供給部２３はその重量によって鉛直方向４０の下方に位置する。
ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇する。その間に水素ガスは加湿されてガス排出管２９から燃料電池３に供給される。
タンク１９に水を貯留すると、ガス供給部２３はその重量によって鉛直方向４０の下方に位置する。
ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇する。その間に水素ガスは加湿されてガス排出管２９から燃料電池３に供給される。
移動体の姿勢が変動し、タンク１９が傾斜すると、タンク１９に対して水面が傾斜することになる。この時、図７に示されるように、ガス排出管２９の位置は鉛直方向４０からずれることになるが、水面は鉛直方向４０に直交した形を維持する。
ガス供給部２３はその下面形状がタンク１９の球形形状に沿った形をしているので、その重量によって鉛直方向４０の下方に、すなわち傾斜した状態でタンク１９の最下部に、位置することになる。
ガス供給部２３はその下面形状がタンク１９の球形形状に沿った形をしているので、その重量によって鉛直方向４０の下方に、すなわち傾斜した状態でタンク１９の最下部に、位置することになる。
したがって、ガス供給部２３から水面までの距離は一定で変化しないので、この距離を飽和蒸気圧まで加湿される大きさとしていれば、十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、タンク１９が傾斜しても加湿量は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、タンク１９が傾斜しても加湿量は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
［第六実施形態］
次に、本発明の第六実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図６は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
次に、本発明の第六実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図６は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
本実施例では、水素加湿器１３は、略球形状のタンク１９で構成されている。なお、タンク１９は矩形状であってもよいし、その他設置場所に応じて適宜形状とされてもよい。
タンク１９には、水２１が貯留されている。
タンク１９の下部には、燃料ガス供給ライン５からの水素ガスを供給するガス供給部２３が固定した形で設けられている。
タンク１９の上部略中央にガス排出管２９がロータリジョイント４７を介して取り付けられている。ガス排出管２９は、タンク１９への取付部分は剛体で構成され、燃料電池３あるいは移動体を支持するフレーム４９に固定して取り付けられている。
タンク１９には、水２１が貯留されている。
タンク１９の下部には、燃料ガス供給ライン５からの水素ガスを供給するガス供給部２３が固定した形で設けられている。
タンク１９の上部略中央にガス排出管２９がロータリジョイント４７を介して取り付けられている。ガス排出管２９は、タンク１９への取付部分は剛体で構成され、燃料電池３あるいは移動体を支持するフレーム４９に固定して取り付けられている。
このように構成された本実施形態にかかる水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の加湿動作および作用効果について説明する。
ガス供給部２３とガス排出管２９とが対向する位置に備えられているので、タンク１９に水を貯留すると水２１およびタンク１９の重量によって、タンク１９はガス供給部２３がロータリジョイント４７を通る鉛直方向４０の下側に位置するように保持される。
ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇する。その間に水素ガスは加湿されてガス排出管２９から燃料電池３に供給される。
ガス供給部２３とガス排出管２９とが対向する位置に備えられているので、タンク１９に水を貯留すると水２１およびタンク１９の重量によって、タンク１９はガス供給部２３がロータリジョイント４７を通る鉛直方向４０の下側に位置するように保持される。
ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇する。その間に水素ガスは加湿されてガス排出管２９から燃料電池３に供給される。
移動体の姿勢が変動し、フレーム４９が傾斜すると、ガス排出管２９が鉛直方向４０に対して傾斜することになる。この時、タンク１９はロータリジョイント４７によりガス排出管２９に対して傾斜するように移動し、ガス供給部２３が鉛直方向４０の下方に位置する姿勢を維持することとなる。
したがって、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜してもタンク１９内でのガス供給部２３から水面までの距離は一定で変化しないので、この距離を飽和蒸気圧まで加湿される大きさとしていれば、十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜しても加湿量は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
したがって、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜してもタンク１９内でのガス供給部２３から水面までの距離は一定で変化しないので、この距離を飽和蒸気圧まで加湿される大きさとしていれば、十分な加湿を行なうことができる。
したがって、タンク１９の水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンク１９を小型化することができ、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）をコンパクトにすることができる。
また、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜しても加湿量は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
［第七実施形態］
次に、本発明の第七実施形態について、図９および図１０を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図９は、水素加湿器１３の縦断面図である。図１０は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
次に、本発明の第七実施形態について、図９および図１０を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図９は、水素加湿器１３の縦断面図である。図１０は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
本実施形態では、水素加湿器１３は、複数の筒状タンク２０を一体として構成されている。
筒状タンク２０は細長い円筒形状をしている。筒状タンク２０の高さは、例えば底面の直径の約８倍とされている。なお、筒状タンク２０は円筒形状に限定されるものではなく、例えば四角柱形状等の任意形状の筒状体であればよい。また、筒状タンク２０の高さは、底面の直径の７倍以上であれば好適である。
筒状タンク２０には、水２１が貯留されている。
筒状タンク２０の下部には、燃料ガス供給ライン５からの水素ガスを供給するガス供給部２３が固定した形で設けられている。
筒状タンク２０の上部略中央にガス排出管２９が設けられている。
筒状タンク２０は細長い円筒形状をしている。筒状タンク２０の高さは、例えば底面の直径の約８倍とされている。なお、筒状タンク２０は円筒形状に限定されるものではなく、例えば四角柱形状等の任意形状の筒状体であればよい。また、筒状タンク２０の高さは、底面の直径の７倍以上であれば好適である。
筒状タンク２０には、水２１が貯留されている。
筒状タンク２０の下部には、燃料ガス供給ライン５からの水素ガスを供給するガス供給部２３が固定した形で設けられている。
筒状タンク２０の上部略中央にガス排出管２９が設けられている。
このように構成された本実施形態にかかる水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の加湿動作および作用効果について説明する。
各筒状タンク２０では、ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を距離Ｌ１だけ上昇する。その間に水素ガスは加湿されてガス排出管２９から排出される。複数の筒状タンク２０からの加湿された水素ガスが一緒になって燃料電池３に供給される。
移動体の姿勢が変動し、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜すると、各筒状タンク２０が鉛直方向に対して傾斜することになる（図１０参照）。
筒状タンク２０が傾斜すると、水平に維持される水面が筒状タンク２０に対して傾斜することになる。
そして、気泡３１は傾斜時に上側になる側面に沿って上昇することになる。
各筒状タンク２０では、ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を距離Ｌ１だけ上昇する。その間に水素ガスは加湿されてガス排出管２９から排出される。複数の筒状タンク２０からの加湿された水素ガスが一緒になって燃料電池３に供給される。
移動体の姿勢が変動し、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜すると、各筒状タンク２０が鉛直方向に対して傾斜することになる（図１０参照）。
筒状タンク２０が傾斜すると、水平に維持される水面が筒状タンク２０に対して傾斜することになる。
そして、気泡３１は傾斜時に上側になる側面に沿って上昇することになる。
この側面の水面位置からガス供給口までの距離Ｌ２は、傾斜角度が大きくなるほど短くなる。本実施形態では、筒状タンク２０は、その高さが底面の直径の約８倍の大きさになるように細長く形成されているので、筒状タンク２０が傾斜した場合でも、気泡が上昇する上側に来る面に沿うガス供給口から水面までの距離Ｌ２の距離Ｌ１に対する減少割合が小さくなる。
このため、許容傾斜角度でのガス供給部と水面との間の距離Ｌ２が飽和蒸気圧まで加湿できる距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
そして、距離Ｌ２と距離Ｌ１の差が小さいため、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜しても加湿量は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
複数の筒状タンク２０を用いているので、各筒状タンク２０での水素ガス供給量が小さくても燃料電池３に十分な水素ガスを供給することができる。
なお、本実施形態では、複数の筒状タンク２０を用いているが、水素ガスの必要量が少ない場合には、一個の筒状タンク２０で水素加湿器１３を構成してもよい。
このため、許容傾斜角度でのガス供給部と水面との間の距離Ｌ２が飽和蒸気圧まで加湿できる距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
そして、距離Ｌ２と距離Ｌ１の差が小さいため、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜しても加湿量は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
複数の筒状タンク２０を用いているので、各筒状タンク２０での水素ガス供給量が小さくても燃料電池３に十分な水素ガスを供給することができる。
なお、本実施形態では、複数の筒状タンク２０を用いているが、水素ガスの必要量が少ない場合には、一個の筒状タンク２０で水素加湿器１３を構成してもよい。
［第八実施形態］
次に、本発明の第八実施形態について、図１１および図１２を用いて説明する。
本実施形態では、第七実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１１は、水素加湿器１３の縦断面図である。図１２は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
次に、本発明の第八実施形態について、図１１および図１２を用いて説明する。
本実施形態では、第七実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１１は、水素加湿器１３の縦断面図である。図１２は、水素加湿器１３が傾斜した状態を示す縦断面図である。
本実施形態では、筒状タンク２０は細長い円筒形状をしている。筒状タンク２０の高さは、例えば底面の直径の約８倍とされている。なお、筒状タンク２０は円筒形状に限定されるものではなく、例えば四角柱形状等の任意形状の筒状体であればよい。
筒状タンク２０の下部には、燃料ガス供給ライン５からの水素ガスを供給するガス供給部２３が固定した形で設けられている。
筒状タンク２０の上部には、開口部５１が設けられている。
複数の筒状タンク２０が水を貯留する容器５３の内部に固定して取り付けられている。
容器５３の上部略中央にガス排出管２９が設けられている。
筒状タンク２０の下部には、燃料ガス供給ライン５からの水素ガスを供給するガス供給部２３が固定した形で設けられている。
筒状タンク２０の上部には、開口部５１が設けられている。
複数の筒状タンク２０が水を貯留する容器５３の内部に固定して取り付けられている。
容器５３の上部略中央にガス排出管２９が設けられている。
このように構成された本実施形態にかかる水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の加湿動作および作用効果について説明する。
容器５３内に、筒状タンク２０の開口部５１よりも少し低い位置まで水２１を入れる。また、同時に筒状タンク２０内にも初期設定として水を入れておく。
各筒状タンク２０では、ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇する。その間に水素ガスは加湿されて開口部５１から排出され、容器５３の上部のガス排出管２９から燃料電池３に供給される。
移動体の姿勢が変動し、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜すると、容器５３および各筒状タンク２０が鉛直方向に対して傾斜することになる（図１２参照）。
容器５３が傾斜すると、水平に維持される水面が容器５３に対して傾斜することになる。このようになると、傾斜時下側になる筒状タンク２０の開口部５１が水面下に位置するようになるので、開口部５１から筒状タンク２０内に水が流入することになる。
そして、各筒状タンク２０において気泡３１は傾斜時に上側になる側面に沿って上昇することになる。
容器５３内に、筒状タンク２０の開口部５１よりも少し低い位置まで水２１を入れる。また、同時に筒状タンク２０内にも初期設定として水を入れておく。
各筒状タンク２０では、ガス供給部２３から供給される水素ガスの気泡３１は、水２１中を上昇する。その間に水素ガスは加湿されて開口部５１から排出され、容器５３の上部のガス排出管２９から燃料電池３に供給される。
移動体の姿勢が変動し、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜すると、容器５３および各筒状タンク２０が鉛直方向に対して傾斜することになる（図１２参照）。
容器５３が傾斜すると、水平に維持される水面が容器５３に対して傾斜することになる。このようになると、傾斜時下側になる筒状タンク２０の開口部５１が水面下に位置するようになるので、開口部５１から筒状タンク２０内に水が流入することになる。
そして、各筒状タンク２０において気泡３１は傾斜時に上側になる側面に沿って上昇することになる。
本実施形態では、前述の第七実施形態と同様に筒状タンク２０は、その高さが底面の直径の約８倍の大きさになるように細長く形成されているので、筒状タンク２０が傾斜した場合でも、気泡が上昇する上側に来る面に沿うガス供給口から水面までの距離の減少割合が小さくなる。
このため、許容傾斜角度でのガス供給部と水面との間の距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
そして、ガス供給口から水面までの距離の減少割合が小さいため、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
本実施形態では、さらに、傾斜時に容器５３中の水が筒状タンク２０内に補充されるので、筒状タンク２０内の水量を略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができるし、各筒状タンク２０に水の供給手段を備える必要がない。
また、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜しても加湿量は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
このため、許容傾斜角度でのガス供給部と水面との間の距離が飽和蒸気圧まで加湿される距離としていれば十分な加湿を行なうことができる。
そして、ガス供給口から水面までの距離の減少割合が小さいため、タンクの水深を余分に大きくすることが不要となるので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
本実施形態では、さらに、傾斜時に容器５３中の水が筒状タンク２０内に補充されるので、筒状タンク２０内の水量を略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができるし、各筒状タンク２０に水の供給手段を備える必要がない。
また、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜しても加湿量は略一定に維持できるので、略一定の加湿性能を維持することができる。
［第九実施形態］
次に、本発明の第九実施形態について、図１３〜図１５を用いて説明する。
本実施形態では、第八実施形態と基本的構成は同様であり、筒状タンク２０の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第八実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１３は、水素加湿器１３の縦断面図である。
次に、本発明の第九実施形態について、図１３〜図１５を用いて説明する。
本実施形態では、第八実施形態と基本的構成は同様であり、筒状タンク２０の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第八実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１３は、水素加湿器１３の縦断面図である。
本実施形態では、前述の第七実施形態の筒状タンク２０の上部に水拡散部材５５が備えられている。
図１４は、水拡散部材５５の一実施形態を示す斜視図である。
開口部５１は筒状タンク２０の上端部に設けられている。開口部５１の下側に筒状タンク２０から外側に張り出したガイド（ガイド部）５７が設けられている。ガイド５７には、開口部５１の上方を覆う停止板５９が取り付けられている。
ガイド５７と停止板５７とで水拡散部材５５が構成されている。
図１４は、水拡散部材５５の一実施形態を示す斜視図である。
開口部５１は筒状タンク２０の上端部に設けられている。開口部５１の下側に筒状タンク２０から外側に張り出したガイド（ガイド部）５７が設けられている。ガイド５７には、開口部５１の上方を覆う停止板５９が取り付けられている。
ガイド５７と停止板５７とで水拡散部材５５が構成されている。
このように構成された本実施形態にかかる水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の加湿動作は、前述の第七実施形態のそれに加えて以下の加湿動作が行なわれる。
すなわち、気泡３１の上昇によって水２１が押上げられ（エアリフト効果）、気泡３１を含んだ水２１が上端部に設けられた開口部５１から流出する。気泡３１の勢いが強い場合には、水２１が高く押上げられるので、停止板５９に当接して下方外方へ向けて流出される。
この水２１はガイド５７の上を流れ、容器５３内の水面に落下する。水面に落下した水は水の飛沫を発生させる。
この時、水素ガスは、ガイド５７上を流れる水と落下した水による水の飛沫とに接触して加湿されることになる。
このように、水素ガスは加湿される機会が増加するので、一層高い湿度を得ることができる。このため、その分筒状タンク２０の長さを短縮できるので、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）を一層小型化することができる。
すなわち、気泡３１の上昇によって水２１が押上げられ（エアリフト効果）、気泡３１を含んだ水２１が上端部に設けられた開口部５１から流出する。気泡３１の勢いが強い場合には、水２１が高く押上げられるので、停止板５９に当接して下方外方へ向けて流出される。
この水２１はガイド５７の上を流れ、容器５３内の水面に落下する。水面に落下した水は水の飛沫を発生させる。
この時、水素ガスは、ガイド５７上を流れる水と落下した水による水の飛沫とに接触して加湿されることになる。
このように、水素ガスは加湿される機会が増加するので、一層高い湿度を得ることができる。このため、その分筒状タンク２０の長さを短縮できるので、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）を一層小型化することができる。
図１５は、水拡散部材５５の他の実施形態を示す斜視図である。
これは、ガイド５７の上に、開口部５１を覆うように下部周囲に複数の流出孔６１を有するカバー部材６３を取り付けたものである。
上述のように開口部５１から流出した水２１は、流出孔６１から流出し、ガイド５７上を流れ、容器５３内の水面に落下するものであり、同様の作用効果を奏するものである。
これは、ガイド５７の上に、開口部５１を覆うように下部周囲に複数の流出孔６１を有するカバー部材６３を取り付けたものである。
上述のように開口部５１から流出した水２１は、流出孔６１から流出し、ガイド５７上を流れ、容器５３内の水面に落下するものであり、同様の作用効果を奏するものである。
［第十実施形態］
次に、本発明の第十実施形態について、図１６を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１６は、水素加湿器１３の縦断面図である。
次に、本発明の第十実施形態について、図１６を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１６は、水素加湿器１３の縦断面図である。
水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）には、タンク１９と気液分離器６５とが備えられている。
タンク１９は、円筒形状をしている。タンク１９の内部には、水２１が充満されており、燃料ガス供給ライン５から供給される水素ガスを水と混合させるファン（攪拌手段）６７が設けられている。
気液分離器６５は、円筒形状をした容器であり、タンク１９からの水素ガスが混合された水２１を供給され、略静止状態とし、水素ガスを分離するものである。
気液分離器６５の上部には、ガス排出管２９が接続されている。
タンク１９は、円筒形状をしている。タンク１９の内部には、水２１が充満されており、燃料ガス供給ライン５から供給される水素ガスを水と混合させるファン（攪拌手段）６７が設けられている。
気液分離器６５は、円筒形状をした容器であり、タンク１９からの水素ガスが混合された水２１を供給され、略静止状態とし、水素ガスを分離するものである。
気液分離器６５の上部には、ガス排出管２９が接続されている。
このように構成された水素加湿器１３の加湿動作および作用効果について説明する。
ファン６７を回転させてタンク１９内部に水２１の旋回流を発生させる。
この旋回している水２１に燃料ガス供給ライン５から水素ガスを注入すると、水素ガスは水に混合されて効率的に加湿される。
この水素ガスが混合された水２１を気液分離器６５に供給する。気液分離器６５では、比重の差によって水素ガスが上部空間に分離される。この分離された水素ガスは、ガス排出管２９から燃料電池３に供給される。
ファン６７を回転させてタンク１９内部に水２１の旋回流を発生させる。
この旋回している水２１に燃料ガス供給ライン５から水素ガスを注入すると、水素ガスは水に混合されて効率的に加湿される。
この水素ガスが混合された水２１を気液分離器６５に供給する。気液分離器６５では、比重の差によって水素ガスが上部空間に分離される。この分離された水素ガスは、ガス排出管２９から燃料電池３に供給される。
このように、ファン６７によって発生した旋回流で水素ガスの気泡が分解され、水素ガスは効率よく加湿されるので、タンク１９を小型化することができる。また、気液分離器６５は大きなものを必要としないので、これらにより加湿器をコンパクトにすることができる。
また、ファン６７による旋回流は傾斜によらず略一定に発生するので、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜しても略一定の加湿性能を維持することができる。
また、ファン６７による旋回流は傾斜によらず略一定に発生するので、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜しても略一定の加湿性能を維持することができる。
なお、本実施形態では、気液分離器６５として単なる容器を用いているが、これに限定されるものではなく、例えばサイクロン式等の気液分離器を用いてもよい。このようにすると、気液分離の効率がよく、一層の小型化をはかることができる。
また、本実施形態では、気液分離器６５を備えているが、これを省略するようにしてもよい。この場合、タンク１９の上部に水２１のない空間を設けるとともにガス排出管２９を接続するようにすればよい。
また、本実施形態では、気液分離器６５を備えているが、これを省略するようにしてもよい。この場合、タンク１９の上部に水２１のない空間を設けるとともにガス排出管２９を接続するようにすればよい。
［第十一実施形態］
次に、本発明の第十一実施形態について、図１７および図１８を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１７は、水素加湿器１３の斜視図である。図１８は、水素加湿器１３の平面図である。
次に、本発明の第十一実施形態について、図１７および図１８を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１７は、水素加湿器１３の斜視図である。図１８は、水素加湿器１３の平面図である。
水素加湿器１３には、円筒形状のタンク１９が備えられている。
タンク１９の下部側面には、燃料ガス供給ライン５からの水素ガスを接線方向に注入する供給管６９が設けられている。
タンク１９の下部側面には、燃料ガス供給ライン５からの水素ガスを接線方向に注入する供給管６９が設けられている。
このように構成された水素加湿器１３の加湿動作および作用効果について説明する。
タンク１９内には水２１が中途まで貯留される。
この状態で燃料ガス供給ライン５からの水素ガスが、供給管６９からタンク１９の水平面内で接線方向に供給される。水素ガスが水平面内で接線方向に供給されると、タンク１９内の下部に回転する水の流れが発生する。
この流れによって水素ガスと水とが攪拌されて、効率よく加湿される。
水素ガスは比重が水に比べて軽いので、流れの少ない上部に移動し、さらに水２１と分離され、ガス排出管２９から燃料電池３へ供給される。
タンク１９内には水２１が中途まで貯留される。
この状態で燃料ガス供給ライン５からの水素ガスが、供給管６９からタンク１９の水平面内で接線方向に供給される。水素ガスが水平面内で接線方向に供給されると、タンク１９内の下部に回転する水の流れが発生する。
この流れによって水素ガスと水とが攪拌されて、効率よく加湿される。
水素ガスは比重が水に比べて軽いので、流れの少ない上部に移動し、さらに水２１と分離され、ガス排出管２９から燃料電池３へ供給される。
ので、タンクを小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、旋回流は傾斜によらず略一定に発生するので、略一定の加湿性能を維持することができる。
また、旋回流は傾斜によらず略一定に発生するので、略一定の加湿性能を維持することができる。
このように、供給管６９から水平面内で接線方向に供給される水素ガスによって発生した水流で水素ガスの気泡が分解され、水素ガスは効率よく加湿されるので、タンク１９を小型化することができ、加湿器をコンパクトにすることができる。
また、水素ガスによる水の流れは傾斜によらず略一定に発生するので、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜しても略一定の加湿性能を維持することができる。
なお、タンク１９の下流側に気液分離器を設けるようにしてもよい。このようにすると、水素ガスの分離を効率的に行なうことができる。
また、水素ガスによる水の流れは傾斜によらず略一定に発生するので、水素加湿器１３（酸化剤加湿器１５）が傾斜しても略一定の加湿性能を維持することができる。
なお、タンク１９の下流側に気液分離器を設けるようにしてもよい。このようにすると、水素ガスの分離を効率的に行なうことができる。
１ 燃料電池システム
３ 燃料電池
１３ 水素加湿器
１５ 酸化剤加湿器
１９ タンク
２０ 筒状タンク
２１ 水
２３ ガス供給部
２５ 仕切板
２９ ガス排出管
４１ 支持部材
４３ 浮き板
４９ フレーム
５１ 開口部
５３ 容器
５７ ガイド
６７ ファン
６９ 供給管
３ 燃料電池
１３ 水素加湿器
１５ 酸化剤加湿器
１９ タンク
２０ 筒状タンク
２１ 水
２３ ガス供給部
２５ 仕切板
２９ ガス排出管
４１ 支持部材
４３ 浮き板
４９ フレーム
５１ 開口部
５３ 容器
５７ ガイド
６７ ファン
６９ 供給管
Claims (15)
- 水が貯留されるタンクと、
該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、
前記タンクには、前記ガス供給部から供給される反応ガスを水中で滞留させる平面部を有する仕切部材が備えられていることを特徴とする燃料電池用加湿器。 - 前記仕切部材は、比重が水よりも軽い材料で形成され、その平面内の略重心位置が前記タンクに係止されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用加湿器。
- 前記仕切部材は、下側に向かい開放された有底筒状とされ、上面に加湿された反応ガスを取り出す取出部が備えられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池用加湿器。
- 水が貯留されるタンクと、
該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、
前記ガス供給部は、前記タンクの下部に移動可能に設けられるとともに、前記ガス供給部を略鉛直方向下方に位置するように支持する支持部材が備えられていることを特徴とする燃料電池用加湿器。 - 前記支持部材は、比重が水よりも軽い材料で形成された浮体部を備えていることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池用加湿器。
- 水が貯留されるタンクと、
該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、
前記タンクは略球形状に形成され、
前記ガス供給部は前記タンクの下部形状に沿う形状に形成されたことを特徴とする燃料電池用加湿器。 - 水が貯留されるタンクと、
該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、
前記タンクの上部はフレームに揺動可能に支持されていることを特徴とする燃料電池用加湿器。 - 水が貯留されるとともに長尺状の筒体とされた筒状タンクと、
該筒状タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、
前記筒状タンクは、正面視における底辺に対する高さの比が７以上になる筒状に形成されていることを特徴とする燃料電池用加湿器。 - 前記筒状タンクは、複数備えられていることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池用加湿器。
- 前記筒状タンクは、上部側に開口部が形成され、水を貯留した容器内に設置されたことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の燃料電池用加湿器。
- 前記筒状タンクは、前記開口部の下部に外方に向かい突出したガイド部が備えられたことを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池用加湿器。
- 水が貯留されるタンクと、
該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、
前記タンクに内部の水を攪拌する攪拌手段が備えられていることを特徴とする燃料電池用加湿器。 - 水が貯留されるタンクと、
該タンクの下部に設けられた反応ガスを供給するガス供給部と、が備えられた移動体に搭載される燃料電池の反応ガスを加湿する燃料電池用加湿器であって、
前記ガス供給部は、前記タンクの下部側面に水平面内で傾斜して取り付けられた供給管を備えていることを特徴とする燃料電池用加湿器。 - 前記タンクの下流側に気液分離器を備えていることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の燃料電池用加湿器。
- 請求項１から請求項１４のいずれかに記載の燃料電池用加湿器を備えていることを特徴とする燃料電池システム。
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2008190741A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 加湿器及び燃料電池システム |
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| JP2004200055A (ja) * | 2002-12-19 | 2004-07-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池システム |
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- 2005-05-11 JP JP2005138234A patent/JP2006318693A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008190741A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 加湿器及び燃料電池システム |
| JP2008190743A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 加湿器及び燃料電池システム |
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