JP4618936B2 - ガス供給装置及び検査システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素ガス等のガスを供給するガス供給装置及びガスの供給により燃料電池の性能等を検査する検査システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジン等の内燃機関に代わって、クリーンなエネルギーを取り出す技術開発が進められており、その１つとして燃料電池が挙げられる。燃料電池は、燃料の水素と空気中の酸素とを結合させ、電気エネルギーを取り出すものである。このような燃料電池の研究開発、製造にあたっては、その性能等を検査するシステム等の確立が必要である。
【０００３】
一般に、水素ガス等を供給することによって燃料電池の性能検査が行われるようになっており、かかる検査に際しては、水素ガス等の供給のみならず、湿度という要素も重要となってくる。供給される水素ガスに、所定の湿度を付与するためのシステムとしては、例えば図４に示すように、ガス供給路の途中に加湿手段５１を設置することが考えられる。
【０００４】
加湿手段５１は、所定量の水を貯留可能なタンク５２を備えており、タンク５２内には、貯留された水を加熱するためのヒータ５３が設置されている。タンク５２内の下部には、ガスが導入されるガス導入管５４が案内されており、このガス導入管５４の複数の孔５５からガスが気泡となって放出されるようになっている。そして、放出されたガスは、加熱された水の中を通過することで、該加熱された水と接触して加湿され、上方へと導かれる。また、タンク５２の上部には、ガス導出部５６が設けられており、ここから前記加湿されたガスが、下流側に設置されたの燃料電池の方へ導出されるようになっている。なお、前記加湿される分だけ、タンク５２からは熱水が失われることとなるため、それを補うべく、ポンプ５７から水供給管５８を経てタンク５２内へ水が補充されるようになっている。
【０００５】
このような加湿手段５１を備えたシステム下においては、湿度は、水供給管５８の途中に設けられた流量計５９にて計測された補充された水の量と、導入されたガス量とから事後的に導き出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記技術においては、供給されるガスの湿度には限界があり、約７０％ＲＨ（相対湿度）程度にとどまっていた。このため、７０％ＲＨを大きく超える湿度での検査を行うことが非常に困難となってしまっていた。
【０００７】
また、上述したように、湿度が事後的にしか計測されないため、検査中におけるそのときどきの湿度を計測することができず、しかも、設定される湿度はほぼ一義的であるため、任意の湿度に調整することができなかった。その結果、充実した検査を行うことができないという不具合を招くおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、従来困難であった所定の湿度のガスを供給することのできるガス供給装置を提供することを主たる目的の１つとしている。また、幅広い範囲で任意の湿度のガスを供給することのできるガス供給装置を提供することを主たる目的の１つとしている。さらに、ガスによって燃料電池等の被供給体の性能等を検査するに際し、所定の湿度のガスを供給することによって従来困難であった検査を行うことの可能な検査システムを提供することを主たる目的の１つとしている。併せて、幅広い範囲で任意の湿度のガスを供給することによって従来困難であった検査を行うことの可能な検査システムを提供することを主たる目的の１つとしている。
【０００９】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記目的を達成し得る特徴的手段について以下に説明する。また、各手段につき、特徴的な作用及び効果を必要に応じて記載する。
【００１０】
手段１．ガス供給源と、ガス供給源からのガスを被供給体に供給するための流路と、前記流路の途中に設けられ、前記ガスを加湿するための加湿手段とを備えたガス供給装置において、前記加湿手段は、タンクと、前記ガス供給源からのガスを前記タンク内に導入するための導入部と、前記タンク内に設けられ、水を付着させた状態で前記導入部からのガスを通過可能な多数の隙間を具備する充填材と、前記充填材を通過して加湿されたガスを、前記導入部とは反対側から導出するための導出部とを有することを特徴とするガス供給装置。
【００１１】
上記手段によれば、加湿手段における充填材の隙間で、ガス供給源から供給されたガスと充填材に付着させた水とが、接触する。充填材の隙間は多数あるため、ガスと水とが接触する機会が非常に多くなることから、ガスが効率的に加湿されることになる。このように加湿されたガスは、非常に高湿度（例えば、ほぼ１００％ＲＨ）になり、従来では困難であった高湿度のガスを導出部から被供給体へと供給できる。
【００１２】
手段２．ガス供給源と、ガス供給源からのガスを被供給体に供給するための流路と、前記流路の途中において、分岐され、下流側において合流させられるよう構成された分岐流路と、前記分岐流路の一方に設けられ、前記ガスを加湿するための加湿手段とを備えたガス供給装置において、前記加湿手段は、タンクと、前記ガス供給源からのガスを前記タンク内に導入するための導入部と、前記タンク内に設けられ、水を付着させた状態で前記導入部からのガスを通過可能な多数の隙間を具備する充填材と、前記充填材を通過して加湿されたガスを、前記導入部とは反対側から導出するための導出部とを有することを特徴とするガス供給装置。
【００１３】
上記手段によれば、ガス供給源からガスを供給するための流路が分岐されている。分岐流路の一方を流れるガスは、加湿手段を通過させられることで、非常に高湿度になる。分岐流路の他方の加湿手段を通過しないガスは、分流前の湿度を維持しており、ガス供給源から供給されるときのガスの湿度と同じである。高湿度のガスと分流前の湿度のガスとを下流側で合流させることで、湿度を分流前の湿度から高湿度までの間の値にできる。よって、従来では困難であった湿度のガスを幅広い範囲で導出部から被供給体へと供給できる。
【００１４】
手段３．前記分岐流路の少なくとも一方に、ガスの流量を調整するための流量調整手段を設けたことを特徴とする手段２に記載のガス供給装置。
【００１５】
上記手段によれば、分岐流路の少なくとも一方に、流量調整手段が設けられることにより、流量調整手段の設けられた流路におけるガスの流量が調整される。
このため、加湿手段を通過するガスの流量と加湿手段を通過しないガスの流量とが、任意に調整できる。つまり、高湿度ガスの流量と分流前の湿度のガスの流量とが、調整できることで、湿度を分流前の湿度から高湿度までの間の幅広い範囲で任意の値に調整できる。
【００１６】
なお、前記「少なくとも一方に」に代えて、「いずれか一方に」としてもよいし、「双方に」としてもよい。双方に設けた場合には、調整可能な湿度の範囲をより拡張することができる。
【００１７】
手段４．前記流量調整手段は、流量の調整範囲の相違する複数の弁のうち少なくとも１つが選択可能となるよう構成されていることを特徴とする手段３に記載のガス供給装置。
【００１８】
上記手段によれば、流量調整手段は、流量の調整範囲の相違する複数の弁により、広い範囲の流量を精度よく調整できる。よって、流量の調整によって決まる湿度も、精度よく調整できる。
【００１９】
手段５．前記被供給体に供給される直前のガスの湿度を検出するための湿度検出手段と、前記湿度検出手段にて検出された湿度に基づき、前記流量調整手段をフィードバック制御するための制御手段とを設けたことを特徴とする手段３又は４に記載のガス供給装置。
【００２０】
上記手段によれば、被供給体に供給される直前のガスの湿度を検出するための湿度検出手段により、そのときどきのガスの湿度を計測することができる。前記湿度検出手段にて検出された湿度に基づき、制御手段によって前記流量調整手段がフィードバック制御されることで、流量を精度よく調整できる。このため、流量の調整によって決定づけられる湿度も、一層精度よく調整できる。
【００２１】
手段６．前記加湿手段よりも上流側の前記流路の途中に前記ガス供給源からのガスを加熱するための加熱手段を設けたことを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載のガス供給装置。
【００２２】
上記手段によれば、加湿手段よりも上流側の前記流路の途中に、設けられた加熱手段によって、前記ガス供給源からのガスが加熱される。これにより、被供給体に供給されるガスの温度を調整できる。そのため、供給されるガスの多様性が高められる。
【００２３】
手段７．前記加湿手段よりも上流側の前記流路の途中に、前記ガス供給源からのガスの流量を調整するための主流量調整手段を設けたことを特徴とする手段１乃至６のいずれかに記載のガス供給装置。
【００２４】
上記手段によれば、前記加湿手段よりも上流側の前記流路の途中に設けられた主流量調整手段によって、前記ガス供給源からのガスの流量が調整される。これにより、主として被供給体に供給されるガスの流量を調整できる。
【００２５】
手段８．前記加湿手段は、滴状の水を前記充填材に撒く散水部を備えることを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載のガス供給装置。
【００２６】
上記手段によれば、散水部から水が充填材に撒かれることにより、前記充填材に対し、比較的均等に水を付着させることができる。
【００２７】
手段９．前記加湿手段において、前記充填材に付着される水を加熱する水加熱手段を設けたことを特徴とする手段１乃至８のいずれかに記載のガス供給装置。
【００２８】
上記手段によれば、水加熱手段により加熱された熱水が充填材に付着させられる。従って、充填材に付着された熱水がガスと接触する際に、比較的容易に蒸発する。そのため、高湿度のガスがより確実に得られやすい。
【００２９】
手段１０．前記充填材は、メッシュ状のシートを複数枚積層したものからなることを特徴とする手段１乃至９のいずれかに記載のガス供給装置。
【００３０】
上記手段によれば、充填材は、メッシュ状のシートが複数枚積層されているため、ガスが通過可能な非常に多数の隙間を具備することになる。従って、ガスと充填材に付着した水とが接触する機会が非常に多くなるため、ガスが効率的に加湿され、非常に高湿度のガスを効率的に得ることができる。
【００３１】
なお、前記シートは、腐食しにくい素材、例えばステンレス等により構成されているのが望ましい。
【００３２】
手段１１．前記導出部から導出されるガスに液状の水が含まれないようにしたことを特徴とする手段１乃至１０のいずれかに記載のガス供給装置。
【００３３】
上記手段によれば、導出部から導出されるガスに液状の水が含まれないので、ガスのみを確実に供給することができ、より正確な湿度のガスを供給することができる。なお、導出部から導出されるガスに液状の水が含まれないようにするための方策としては、前記導入部から導入されるガスの流速を調整することが挙げられるほか、タンク内におけるガスの通過面積を設定すること等が挙げられる。
【００３４】
手段１２．手段１乃至１１のいずれかに記載のガス供給装置から被供給体に供給することに基づいて前記被供給体の性能を検査することを特徴とする検査システム。
【００３５】
上記手段によれば、検査システムは、ガス供給装置から被供給体に湿度の調整されたガスを供給することで、ガスによる前記被供給体の性能を検査することができる。
【００３６】
手段１３．手段１乃至１２のいずれかに記載のガス供給装置の前記ガス供給源は、水素を含む燃料ガスを供給可能であり、かつ、前記被供給体は燃料電池であって、少なくとも該燃料電池から取り出される電力に基づき燃料電池の性能を検査することを特徴とする検査システム。
【００３７】
上記手段によれば、ガス供給装置は、水素を含み、かつ、所定の湿度の燃料ガスを、燃料電池に供給できる。検査システムは、このようなガス供給装置によってガスの供給された燃料電池から取り出された電力等に基づき、従来困難であった該燃料電池の性能を検査できる。また、かかる検査に際し、上記各手段の作用効果が奏される。
【００３８】
【発明の実施の形態】
まず、本実施の形態の検査システムにおいて、検査対象となる被供給体としての燃料電池の概略構成について説明する。燃料電池は、ケーシングと、１対の電極と、両電極間に介在させた電解液とを具備している。かかる燃料電池においては、一方の電極側に、加湿された水素ガスが供給される。該電極上で、水素は水素イオンと電子とに分解され、電子は外部回路へと流れる。水素イオンは、電解液を介して他方の電極側へ移動し、移動した水素イオンは、該他方の電極側に供給された空気中の酸素及び、外部回路から流れてきた電子と反応し、これにより水が生成される。そして、前記電子の流れが電力として取り出されるようになっている。
【００３９】
次に、図１、２に従って、上記のように構成された燃料電池１を検査するための検査システム２について説明する。燃料電池１には、基本的にガス供給源としてのガス供給部３からの燃料ガス（水素ガス、空気）が供給されるようになっており、ガス供給部３から供給される燃料ガスの流路４の途中には、ガス流量を計測するための流量計５、ガス流量を調整する主流量調整手段としての弁６、及びガスを加熱する加熱手段としてのヒータ７が配列されている。これら５，６，７を経た後、流路４は、２つに分岐されている。分岐された一方の流路８には、流量調整手段としての第１制御弁９が配置され、他方の流路１０には、流量調整手段としての第２制御弁１１と、ガスを加湿するための加湿手段１２とが配置されている。前記両制御弁９，１１は、それぞれ口径の異なる３つの弁を備えており、これらのうち任意の１つずつが適宜選択可能に構成されている。
【００４０】
次に、前記分岐された流路８，１０は、それぞれ、第１制御弁９の下流側、及び、加湿手段１２の下流側において合流されている。該合流された流路１３には、湿度検出手段としての湿度計１４と、温度検出手段としての温度計１５とが配置されており、その下流側に、前記燃料電池１が接続可能になっている。さらに、該燃料電池１の下流側の流路には、燃料電池１からのガスが排出されるようになっており、その途中に、排出ガスの圧力を計測するための圧力計１６及び排出量を調整する弁１７が配置されている。なお、弁１７下流の流路の端末は、大気へと開放されている。
【００４１】
次に、前記加湿手段１２の構成について説明する。加湿手段１２は、内部が外気とは隔絶されたタンクを備えており、また、加湿手段１２には下部から上部に向かって順に、貯水可能な貯水部２０と、分岐流路１０の上流側部分が接続されているガス導入部２１と、後述する充填材２２が設置される充填材設置部２３と、熱水が散水される散水部２４と、分岐流路１０の下流側部分に接続されているガス導出部２５とが配置されている。
【００４２】
前記貯水部２０には、水供給用流路２６と水送出用流路２７とが接続されている。前記水供給用流路２６には、水供給部３０からの水が流れるようになっており、その途中には、水を一時的に貯留するサービスタンク３１と、水を送るポンプ３２と、水供給用流路２６を開閉する弁３３とが配置されている。つまり、サービスタンク３１内の水が、ポンプ３２が作動させられ、弁３３が開かれることで水供給用流路２６を流れ、加湿手段１２の貯水部２０へと供給されるようになっている。
【００４３】
一方、前記水送出用流路２７の基端部は、貯水部２０に接続され、端末は、加湿手段１２上部の散水部２４に接続されている。その途中には、水を送り出すポンプ３４と、水加熱手段としてのヒータ３５と、水温を計測するための温度計３６とが配置されている。
【００４４】
散水部２４において、水送出用流路２７の端末には、ノズル３８が設けられ、該ノズル３８から、滴状の水が充填材設置部２３の上面のほぼ全体に散水されるようになっている。
【００４５】
前記充填材設置部２３には、充填材２２が設置されている。より詳しくは、充填材２２は、加湿手段１２のタンク側壁内面に対し、ほとんど隙間なく設けられている。充填材２２は、例えば、ステンレス製のメッシュからなっており、該メッシュが水平方向に約５００枚重ね合わされることで、充填材２２の高さが１０００ｍｍ程度となっている。なお、メッシュは、例えば直径１ｍｍの針金が縦横１０ｍｍ間隔で交差させられることによって構成されている。このように構成されたメッシュ１枚１枚に、前記散水部２４から撒かれた水が、滴下しつつ付着するようになっている。そして、最下部のメッシュから落ちる水が、前記貯水部２０に貯留されるようになっている。
【００４６】
一方で、ガス導入部２１から導入されるガスは、充填材２２を下方から上方へ向かって通過するようになっている。本実施の形態では、メッシュに付着した水及び散水部２４から撒かれる水が、液体の状態ままでガス導出部２５へと運ばれることのないように、加湿手段１２内でのガスの最大流速が予め決定されている。本実施の形態では、例えばガスの最大流速が０．４ｍ／ｓになるように、ガスの流量が制限されている。
【００４７】
なお、貯水部２０には水圧を測定する圧力計３９が、ガス導入部２１にはガスの圧力を測定するための圧力計４０がそれぞれ取り付けられている。
【００４８】
上述した各計測器、すなわち流量計５、圧力計１６，３９，４０、湿度計１４、温度計１５，３６等からの計測値の信号に基づき、コントローラ４１によって弁６，１７，３３、ヒータ７，３５、第１及び第２制御弁９，１１、ポンプ３２等が制御されるようになっている。
【００４９】
次に、上記のように構成されてなる検査システム２（ガス供給装置）において、燃料電池１にガスを供給する際の作用効果について説明する。
【００５０】
まず、ガス供給部３からは、水素を含み、かつ湿度０％ＲＨの乾燥ガスが供給される。前記乾燥ガスは、流量計５で測定された流量に基づき、コントローラ４１により弁６が制御されることで、主たる流量の調整が行われる。前記流量の調整されたガスは、ヒータ７により加熱、昇温される。これにより、ガスの温度を例えば３０℃から９０℃の任意の設定値に近づけることができる。
【００５１】
さらに、前記ガスは２つに分流され、各分岐された流路８，１０において流量が調整される。つまり、一方の流路８を流れるガスは、そのまま乾燥ガスとして送られ第１制御弁９で流量が調整される。また、他方の流路１０を流れるガスは、第２制御弁１１で流量が調整された上で加湿手段１２へ送られる。この加湿手段１２において、前記乾燥ガスの湿度がほぼ１００％ＲＨへと加湿される。
【００５２】
ここで、加湿手段１２において前記乾燥ガスが湿度ほぼ１００％ＲＨの飽和ガスへと加湿される仕組みについて説明する。
【００５３】
加湿のための水は、水供給用流路２６を通じて加湿手段１２内へ供給される。すなわち、水供給部３０からの水は、まずサービスタンク３１へと供給され、一旦該サービスタンク３１に貯留される。これにより、供給される水を外部と隔絶することができる。なお、本実施の形態では、供給される水は純水が好ましい。前記サービスタンク３１に貯留された水は、弁３３が開かれた状態でポンプ３２が作動させられることによって加湿手段１２の貯水部２０へと送られ、適宜補充される。より詳しくは、圧力計３９で計測される貯水部２０の水圧の計測圧力信号と、圧力計４０で計測されるガス導入部２１のガス圧の計測圧力信号とに基づいて、コントローラ４１によりポンプ３２及び弁３３が、適宜制御される。これにより、貯水部２０における水の貯留量を適切な量に維持することができる。
【００５４】
一方で、貯水部２０に貯留された水は、水送出用流路２７を通じて、ポンプ３４により散水部２４へと送り出される。ここで、該流路２７を通過する水は、ヒータ３５で加熱される。このとき、該ヒータ３５は、温度計３６により計測される加熱後の水温の計測温度信号に基づき、コントローラ４１によりフィードバック制御される。本実施の形態では、散水部２４から撒かれる水の温度が、例えば９５℃に維持されるようヒータ３５の制御が行われる。これにより、散水部２４から撒かれる熱水が加湿手段１２内で蒸発しやすい状態とすることができる。
【００５５】
前記散水部２４（ノズル３８）からは、加熱された水が充填材２２の上面のほぼ全体に、ほぼ均等に撒かれる。このとき、熱水は、霧状ではなく滴状に落下させるのが好ましい。撒かれる水が霧状となってしまうと、上向きに流されるガスに巻き上げられて、気化しないままガス導出部２５に排出されてしまう不具合が生じるおそれがあり、好ましくない。このように、水が滴状で撒かれることで、液状のままの水が、ガス導出部２５から導出されるという事態を起こりにくくすることができ、確実に充填材２２に行き渡らせることができる。
【００５６】
該充填材２２においては、そのメッシュ１枚１枚に、前記散水部２４から撒かれた熱水または上のメッシュから落ちた熱水が付着する。このため、ガス導入部２１から導入させられたガスが、メッシュに付着した熱水と効率よく接触しながら通り抜ける。前述したように、流入させられるガスの最大流速は、制限されているため、前記メッシュに付着した水がガスによって巻き上げられにくく、これによっても液状のままの水がガス導出部２５から導出してしまうことが、より確実に防止される。
【００５７】
さて、前記接触に際し、水が蒸発しつつガス中に取り込まれることとなる。本実施の形態では、水は５００枚ものメッシュの針金の周囲に付着するため、水とガスとが接触する機会が非常に多くなる（両者の接触面積が非常に大きくなる）。そのため、ガスが効率的に加湿されることになる。従って、本実施の形態では、加湿手段１２への導入時には湿度０％ＲＨのガスが、導出時には湿度ほぼ１００％ＲＨに加湿させられるのである。
【００５８】
また、第１及び第２制御弁９，１１においては、コントローラ４１により３つの弁から流量範囲に適した１つの弁がそれぞれ選択される。そして、選択された弁の開度を制御することで、ガスの分配量が調整され、これにより、ガスの湿度を０％ＲＨから１００％ＲＨまでの任意の設定値に近づけられる。
【００５９】
ここで、燃料電池１へ供給されるガスの湿度調整について図３に従って詳述する。一方の分岐された流路８を流れるガスの湿度が０％ＲＨであるのに対し、加湿手段１２よりも下流側の他方の流路１０を流れるガス（加湿ガス）の湿度は１００％ＲＨである。このため、加湿ガスの流量ＸＷを分配前のガス（流路４を流れるガス）の総流量ＸＡで除し、１００を乗じることにより、燃料電池１に供給されるガス（供給ガス）の湿度を簡単に算出できる。よって、燃料電池１への供給ガスの湿度の目標値が例えばＲ％ＲＨのとき、加湿ガスの流量ＸＷが総流量ＸＡのＲ％となるよう、乾燥ガスの流量ＸＤを前記総流量ＸＡから加湿ガスの流量ＸＷを減じた量となるよう、コントローラ４１により第１及び第２制御弁９，１１が適宜調整される。
【００６０】
また、上述したように第１及び第２制御弁９，１１においては、設定流量に応じ、コントローラ４１によって大中小の３つの口径を持つ弁の中からそれぞれ１つが選択され、各弁の開度が調整される。詳しくは、図３（ｂ）に示すように、流量が少ないときは小口径の弁が選択され、流量が中程度のときは中口径の弁が選択され、流量が多いときは大口径の弁が選択される。ここで、それぞれの弁が担う流量の範囲は連続しており、各弁の開度が適宜制御されることで、流量を精度よく調整できる。従って、燃料電池１への供給ガスの湿度を精度よく調整することができる。
【００６１】
その後、乾燥ガスと飽和ガスとが合流された１つの流路１３に送られることで混合される。混合されたガスのそのときどきの湿度が湿度計１４により計測され、コントローラ４１に計測湿度信号が送られる。この計測湿度信号に基づき、コントローラ４１により第１及び第２制御弁９，１１がフィードバック制御される。このように、第１及び第２制御弁９，１１の開度が調整制御されることで、前記混合されたガスの湿度を予め設定された値に一層精度よく調整することが可能になる（例えば、設定値に対し±１０％ＲＨ以内）。
【００６２】
また、該混合されたガスのそのときどきの温度が温度計１５により計測され、コントローラ４１に計測温度信号が送られる。この計測温度信号に基づき、コントローラ４１によりヒータ７がフィードバック制御される。これにより、前記混合されたガスの温度を予め設定された値に精度よく調整することが可能になる（例えば、設定値に対し±２℃以内）。
【００６３】
さらに、前記流路１３の途中で、前記混合されたガスが燃料電池１に供給される。そして、前記燃料電池１で利用されたガスは、弁１７が開かれることで排出される。このとき、排出されるガスの圧力が圧力計１６により計測され、その計測圧力信号がコントローラ４１に送られる。この計測圧力信号に基づき、コントローラ４１により弁１７がフィードバック制御される。これにより、前記排出されるガスの圧力を精度よく調整することが可能になる。
【００６４】
上述したように、燃料電池１へのガスの供給と排出とを調整した上で、電流値等を測定することで燃料電池１の性能を検査することができる。
【００６５】
以上詳述したように、本実施の形態では、加湿手段１２には、充填材２２が設置された充填材設置部２３と、ガスを導入するガス導入部２１と、ガスを導出するガス導出部２５とが設けられている。充填材２２は、メッシュが重ね合わせられており、熱水が付着させられている。前記加湿手段１２では、ガス導入部２１から導入されたガスが充填材２２を通過する際に効率よく熱水と接触する。そのため、ガスが効率的に加湿され、ガス導出部２５から導出される際には、非常に高湿度（ほぼ１００％ＲＨ）になっている。
【００６６】
また、ガスを燃料電池１へ供給する流路は、途中で２つに分岐された後、合流されている。前記分岐された一方の流路８は乾燥ガスを送り、他方の流路１０は、加湿手段１２を通して高湿度にされたガスを送るものである。そして、これらの流路８，１０に設けられた第１及び第２制御弁９，１１がコントローラ４１により制御されることで、各流路８，１０を流れるガス流量が適宜調整される。そのため、乾燥ガスと高湿度ガスとの混合された供給ガスの湿度を、任意の幅広い範囲に調整することができる。
【００６７】
加えて、供給するガスに関し、温度計１４及び湿度計１５にて、そのときどきの温度及び湿度の計測が行われ、各計測値に基づき、コントローラ４１により第１及び第２制御弁９，１１がフィードバック制御される。そのため、従来困難であった種々の条件下での検査を行うことができる。その結果、検査の著しい充実を図ることができる。
【００６８】
なお、上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
【００６９】
（ａ）ガス供給部３から供給されるガスは、水素を含むガスではなく、空気等の別の種類の気体としてもよい。
【００７０】
（ｂ）本実施の形態のガス供給装置を燃料電池１に代えて所定構造を有する槽に接続することとしてもよい。このような構成をすることで、槽内の温度及び湿度を一定に保てるため、恒温恒湿槽として利用することができる。
【００７１】
（ｃ）上記実施の形態では、制御弁９，１１は、口径の異なる３つの弁を備えているが、４つ以上でもよいし、２つあるいは１つで構成してもよい。
【００７２】
（ｄ）弁６は、単体の弁であるが、調整範囲の異なる複数の弁によって構成してもよい。
【００７３】
（ｅ）充填材２２のメッシュの材質は、ステンレスであるが、その他の金属や樹脂としてもよい。
【００７４】
（ｆ）ガスがヒータ７により加熱されてから燃料電池１に供給されるまでの間、ガスの流路と外部との間での熱移動を防止するため、流路の周囲を断熱材で覆うこととしてもよい。
【００７５】
（ｇ）ガス供給部３から供給されるガスは、必ずしも湿度０％ＲＨである必要はなく、燃料電池１へ供給するガスの設定湿度以下であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態における検査システムの構成を示す概略構成図。
【図２】ガスの加湿される仕組みを説明するための加湿手段の模式的な断面図。
【図３】（ａ）は第１及び第２制御弁を示す概略構成図、（ｂ）は制御弁で選択される口径の異なる弁と調整可能な流量範囲との関係を示すグラフ。
【図４】従来技術におけるガスを加湿するための装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…被供給体としての燃料電池、２…検査システム、３…ガス供給源としてのガス供給部、５…流量計、６…主流量調整手段としての弁、７…加熱手段としてのヒータ、９…流量調整手段を構成する第１制御弁、１１…流量調整手段を構成する第２制御弁、１２…加湿手段、１４…湿度検出手段としての湿度計、１５…温度計、１６…圧力計、１７…弁、２０…貯水部、２１…ガス導入部、２２…充填材、２４…散水部、２５…ガス導出部、３０…水供給部、３１…サービスタンク、３２…ポンプ、３３…弁、３４…ポンプ、３５…水加熱手段としてのヒータ、３６…温度計、３８…ノズル、４１…コントローラ。

Claims (5)

1. ガス供給源と、
   ガス供給源からのガスを被供給体である燃料電池に供給するための流路と、
   前記流路の途中の分岐部において分岐され、該分岐部よりも下流側で且つ前記燃料電池よりも上流側の合流部において合流させられるよう構成された分岐流路と、
   前記燃料電池から導出されるガスを下流側へ導出可能な導出流路と、を具備し、
   前記分岐流路のうち一方の流路には、第１制御弁を備え、
   前記分岐流路のうち他方の流路には、第２制御弁と、前記ガスを加湿するための加湿手段とを備えたガス供給装置において、
   前記分岐部よりも上流側の流路にはヒータが設けられ、
   前記加湿手段は、タンクと、
   前記タンク下部に水をためる貯水部と、
   前記ガス供給源からのガスを前記タンク内に導入するべく前記貯水部水面より上方に位置するガス導入部と、
   前記タンク内に設けられ、水を付着させた状態で前記導入部からのガスを通過可能な多数の隙間を具備するステンレス鋼製のメッシュ状シートを複数枚積層した充填材と、
   前記充填材よりも上方に位置し、前記貯水部からの水をポンプで導き、ノズルにて滴状の水を前記充填材に撒く散水部と、
   前記ポンプの下流側に位置し、前記充填材に撒く水を加熱する水加熱手段と、
   前記充填材を通過して加湿されたガスを、前記導入部とは反対側から導出するための導出部とを有し、
   前記分岐部よりも上流側の流路に設けられるヒータと、前記水加熱手段と、前記第１制御弁と、前記第２制御弁とを、前記合流部よりも下流側で且つ前記燃料電池よりも上流側の流路に設けた湿度計及び温度計、並びに、前記燃料電池よりも下流側の前記導出流路に設けた圧力計の各計測信号に基づき、フィードバック制御する制御手段を設けたことを特徴とするガス供給装置。
2. 前記第１制御弁及び前記第２制御弁は、流量の調整範囲の相違する複数の弁のうち少なくとも１つが選択可能となるようそれぞれが構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガス供給装置。
3. 前記貯水部に対し水を供給するための水供給用流路を設けるとともに、
   前記貯水部に水圧力計を設け、
   前記制御手段は前記水圧力計の計測信号に基づき前記水供給用流路から導入される補給水量を制御することで、前記貯水部における水の水面を所定の位置に制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス供給装置。
4. 前記分岐部の上流側の流路に設けられた前記ヒータよりも上流側の前記流路の途中に、前記ガス供給源からのガスの流量を調整するための主流量調整手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のガス供給装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のガス供給装置の前記ガス供給源は、水素を含む燃料ガスを供給可能であり、少なくとも前記燃料電池から取り出される電力に基づき燃料電池の性能を検査することを特徴とする検査システム。

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