JPH06176778A

JPH06176778A - 燃料電池装置

Info

Publication number: JPH06176778A
Application number: JP43A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Doi; 邦宏土居
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-12-08
Filing date: 1992-12-08
Publication date: 1994-06-24
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JP2816283B2

Abstract

(57)【要約】【構成】水蒸気分離器２が鉛直方向に長い形状となっ
ており、２相流を受け入れ水平方向に長い形状をなした
気液分離管９が水蒸気分離器２の上部側面に取り付けら
れ、多数の穴を有する筒状をなし２相流が衝突すること
によりこれを加圧水と水蒸気とに分離する消音管１０が
気液分離管９内に配置されていることを特徴としてい
る。【効果】消音管１０の部分で加圧水と水蒸気とがほぼ
完全に分離して、気液分離のために必要な水蒸気分離器
２の気相容積が小さくてすみ、水蒸気分離器２を小さく
することができるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水蒸気分離器の小型
化を図ることができる燃料電池装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は、例えば特開平１−217864号公報
に記載された従来の燃料電池装置を示す概略図であり、
図において、１は発電の際に内部で生じる電池反応熱を
加圧水によって回収される燃料電池本体、２は燃料電池
本体１の電池反応熱を回収した後に生じる加圧水及び水
蒸気から成る２相流を加圧水と水蒸気とに分離する水蒸
気分離器、３は水蒸気分離器２からの加圧水を燃料電池
本体１に供給する加圧水循環ポンプ、４は加圧水の昇温
用又は燃料電池本体１のロード用として用いられるヒー
タ、５は水蒸気分離器２によって分離された水蒸気の一
部を改質装備（図示せず）に送出する際に用いられる改
質用水蒸気流量制御弁、６は残りの余剰水蒸気を排熱利
用系（図示せず）へ放出して水蒸気分離器２内の圧力を
制御することにより水蒸気分離器２内の温度を制御す
る、水蒸気分離器温度制御手段としての水蒸気分離器圧
力制御弁、７は水蒸気分離器２内の加圧水の水位を検知
する水蒸気分離器水位検知器、８は水位検知器７の出力
信号に従って純水を水蒸気分離器２に供給する純水補給
ポンプである。

【０００３】次に、上記従来の燃料電池装置の動作につ
いて説明する。まず、燃料電池装置の起動時には、水蒸
気分離器２内に滞留している水をヒータ４によって昇温
し、加圧水循環ポンプ３により燃料電池本体１に供給し
て燃料電池本体１を昇温する。

【０００４】続いて、燃料電池装置が発電を開始した段
階では、負荷が小さいので、燃料電池本体１の電圧が高
くなり、腐食電流が流れて燃料電池本体１の腐食が進み
易くなる。このため、発生した電力を水蒸気分離器２内
に設置されたヒータ４で消費させることにより、燃料電
池本体１の電圧を下げ、腐食の防止を図る。このとき、
ヒータ４の加熱によって加圧水の一部は水蒸気となる
が、水蒸気分離器２内の気相容積には余裕があるので、
気液共発（水蒸気と加圧水ミストが気相に同時に出てく
る現象）のおそれはない。

【０００５】そして、燃料電池装置の発電運転時には、
燃料電池本体１の反応熱は、加圧水循環ポンプ３からの
加圧水の沸騰冷却によって回収される。燃料電池本体１
の電池反応熱を回収した後に生じる加圧水及び水蒸気か
ら成るの２相流は、水蒸気分離器２に戻り、気液分離さ
れる。分離された水蒸気の一部は、改質用水蒸気として
改質用水蒸気流量制御弁５を介して改質装置（図示せ
ず）に送出される。残りの余剰水蒸気は、水蒸気分離器
圧力制御弁６を介して排熱利用系（図示せず）に放出さ
れる。水蒸気分離器圧力制御弁６は、水蒸気分離器２内
の水蒸気圧力を制御することによって加圧水の温度を所
定温度に制御するものである。

【０００６】また、水蒸気分離器２内の加圧水の水位は
改質用水蒸気や余剰水蒸気の放出によって低下するの
で、水蒸気分離器水位検知器７のＯＮ−ＯＦＦ信号に基
づいて動作する純水補給ポンプ８によって、水蒸気分離
器２に低温の純水が補給される。

【０００７】このとき、純水補給ポンプ８のＯＮ−ＯＦ
Ｆ頻度が高くなって寿命が短くなるのを避けるため、純
水補給ポンプ８のＯＮレベルとＯＦＦレベルとの間には
ある程度の幅を持たせてある。従って、純水補給ポンプ
８が動作している時間はある程度長くなる。そして、こ
の間低温の純水が水蒸気分離器２に供給されるため、仮
に水蒸気分離器２内に滞留している加圧水の水量が十分
でない場合には、水蒸気分離器２内の加圧水の温度が低
下し、燃料電池本体１の冷却条件が変化したり、ひどい
場合には改質用水蒸気の供給が困難となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池装置
は、以上のように構成されていたので、水蒸気分離器２
内に滞留している加圧水の量を多くしてその温度変化を
抑えるため、また、２相流を予めある程度分離する消音
器等の手段を備えていないため、大きな水蒸気分離器２
を必要とするという課題があった。

【０００９】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、加圧水の温度変化を小さくする
ことにより、また、２相流を予めある程度分離する消音
器等の手段を備えることにより、水蒸気分離器の小型化
を図ることができる燃料電池装置を得ることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る燃料電池装置は、水蒸気分離器が鉛直方向に長い形状
となっており、２相流を受け入れ水平方向に長い形状を
なした気液分離管が水蒸気分離器の上部側面に取り付け
られ、多数の穴を有する筒状をなし２相流が衝突するこ
とによりこれを加圧水と水蒸気とに分離する消音管が気
液分離管内に配置されているものである。

【００１１】この発明の請求項２に係る燃料電池装置
は、水蒸気分離器が鉛直方向に長い形状となっており、
２相流を受け入れ水平方向に長い形状をなした気液分離
管が水蒸気分離器の上部側面に取り付けられ、多数の穴
を有する平板状をなし２相流が衝突することによりこれ
を加圧水と水蒸気とに分離するパンチングメタルが気液
分離管に配置されているものである。

【００１２】この発明の請求項３に係る燃料電池装置
は、水蒸気分離器が鉛直方向に長い形状となっており、
２相流を受け入れ水平方向に長い形状をなした気液分離
管が水蒸気分離器の上部側面に取り付けられ、多数の繊
維状金属から成る綿状のものであって２相流が衝突する
ことによりこれを加圧水と水蒸気とに分離するデミスタ
ーが気液分離管内に配置されているものである。

【００１３】この発明の請求項４に係る燃料電池装置
は、水位維持手段から供給される水が、電池反応熱を回
収した後に生じる２相流と合流した後に水蒸気分離器に
供給されるものである。

【００１４】この発明の請求項５に係る燃料電池装置
は、低負荷時に燃料電池本体の発生電力を消費するヒー
ターを備え、ヒーターによって加圧水循環ポンプから燃
料電池本体に至る加圧水を加熱するようにしたものであ
る。

【００１５】この発明の請求項６に係る燃料電池装置
は、低負荷時に燃料電池本体の発生電力を消費するヒー
ターを備え、ヒーターによって燃料電池本体から気液分
離管に至る加圧水を加熱するようにしたものである。

【００１６】

【作用】この発明の請求項１に係る燃料電池装置におい
ては、燃料電池本体の反応熱を回収した水蒸気及び加圧
水から成る２相流が、気液分離管内の消音管に導入さ
れ、多数の穴から勢いよく噴出して気液分離管の内壁に
衝突するため、加圧水と水蒸気とが慣性力によってほぼ
完全に分離する。

【００１７】この発明の請求項２に係る燃料電池装置に
おいては、燃料電池本体の反応熱を回収した水蒸気及び
加圧水から成る２相流が、気液分離管内に導入されてパ
ンチングメタルに衝突し、その一部がパンチングメタル
の穴から勢いよく噴出するため、加圧水と水蒸気とが慣
性力によってほぼ完全に分離する。

【００１８】この発明の請求項３に係る燃料電池装置に
おいては、燃料電池本体の反応熱を回収した水蒸気及び
加圧水から成る２相流が、気液分離管内に導入されてデ
ミスターに衝突し、その一部がデミスターの繊維状金属
の隙間から勢いよく噴出するため、加圧水と水蒸気とが
慣性力によってほぼ完全に分離する。

【００１９】この発明の請求項４に係る燃料電池装置に
おいては、水位維持手段から供給される水が、燃料電池
本体から排出される高温の２相流と合流した後に水蒸気
分離器に導入され、合流の際に水蒸気の一部が凝縮し、
水の温度が上昇する。

【００２０】この発明の請求項５及び６に係る燃料電池
装置においては、燃料電池本体の低負荷時に発生電力を
ヒーターによって消費して発生電圧を下げることによ
り、燃料電圧本体の腐食の進行を防止する。

【００２１】

【実施例】

実施例１．この実施例１はこの発明の請求項１及び４に
係る一実施例である。図１はこの発明の実施例１を示す
概略図であり、図において、図５に示した従来の燃料電
池装置と同一又は相当部分には同一符号を付し、その説
明は省略する。水蒸気分離器２は鉛直方向に長い形状と
なっており、９はこの水蒸気分離器２の上部側面に取り
付けられ、水平方向に長い形状をなした気液分離管であ
る。１０は気液分離管９に内蔵され、多数の穴を有する
筒状の消音管、１１は純水補給ポンプ８の吐出圧力を制
御する吐出圧力制御弁、１２は水蒸気分離器水位検知器
７の信号に基づいて、純水補給ポンプ８から送出される
純水の量を制御することにより、水蒸気分離器２内の加
圧水の水位を制御する水位制御弁である。水蒸気分離器
水位検知器７、純水補給ポンプ８、吐出圧力制御弁１１
及び水位制御弁１２によって水位維持手段が構成され
る。

【００２２】次に、この実施例１の動作について説明す
る。燃料電池装置が発電を開始すると燃料電池本体１か
ら反応熱が発生する。このため、水蒸気分離器圧力制御
弁６によって所定温度に制御された加圧水を加圧水循環
ポンプ３によって燃料電池本体１に送出し、加圧水の沸
騰冷却によりこの反応熱を回収する。反応熱を回収した
加圧水は、水蒸気及び加圧水から成る２相流となって、
燃料電池本体１の出口から気液分離管９内の消音管１０
に導入される。消音管１０には水散布用の多数の穴が開
いており、２相流はこの穴から勢いよく噴出して気液分
離管９の内壁に衝突するため、慣性力によって加圧水と
水蒸気とが分離する。加圧水と水蒸気の分離は気液分離
管９の部分でほぼ完了するので、気液分離のために必要
な水蒸気分離器２の気相容積は小さくてすみ、水蒸気分
離器２を小さくすることができる。

【００２３】また、従来の場合と同様に、水蒸気分離器
２内の水蒸気は、改質用水蒸気流量制御弁５や水蒸気分
離器圧力制御弁６を介して改質系（図示せず）や排熱利
用系（図示せず）に放出されるので、水蒸気分離器２内
の加圧水の水位が変化する。この水位を一定に保つた
め、水蒸気分離器水位検知器７の出力信号によって開度
が制御される水位制御弁１２を介して、純水補給ポンプ
８からの純水が連続的に補給される。なお、純水補給ポ
ンプ８は吐出圧力制御弁１１を備えており、その吐出圧
力は一定に制御されている。

【００２４】純水補給ポンプ８から水位制御弁１２を通
った純水は、燃料電池本体１から排出される２相流と合
流した後に上記の消音管１０に導入されており、合流の
際に水蒸気の一部が凝縮するため、純水の温度は上昇す
る。このため、純水を水蒸気分離器２に直接補給する従
来の場合に比べて、水蒸気分離器２内の加圧水の温度低
下が小さくなり、水蒸気分離器２に滞留できる加圧水の
量に余裕をもつ必要がなくなる。一方、水蒸気分離器２
内の加圧水の水位は、加圧水循環ポンプ３のキャビテー
ション防止に必要なだけの値でなければならない。従っ
て、水蒸気分離器２の形状は鉛直方向に長くなければな
らないが、底面積は小さくてもよいため、水蒸気分離器
２の小型化を図ることができる。

【００２５】実施例２．この実施例２はこの発明の請求
項２及び４に係る一実施例である。図２はこの発明の実
施例２を示す構成図であり、図において、１３は多数の
穴を有する平板状をなし、気液分離管９内に設けられた
パンチングメタルである。

【００２６】この実施例２の動作及び効果は、上記実施
例１の動作及び効果とほぼ同様である。異なる点は、燃
料電池本体１の反応熱を回収した２相流がパンチングメ
タル１３に衝突し、その一部がパンチングメタル１３の
穴から勢いよく噴出し、慣性力によって加圧水と水蒸気
とが分離する点である。

【００２７】実施例３．この実施例３はこの発明の請求
項３及び４に係る一実施例である。図３はこの発明の実
施例３を示す構成図であり、図において、１４ａは気液
分離管９内に配置され、多数の繊維状金属から成る綿状
のデミスター、１４ｂは水蒸気分離器２の上部に配置さ
れたデミスターである。

【００２８】この実施例３の動作及び効果は、上記実施
例１の動作及び効果とほぼ同様である。異なる点は、燃
料電池本体１の反応熱を回収した２相流がデミスター１
４ａに衝突し、その一部がデミスター１４ａの繊維状金
属の隙間から勢いよく噴出し、慣性力によって加圧水と
水蒸気とが分離する点である。

【００２９】なお、デミスター１４ｂを設けることによ
って、改質用水蒸気流量制御弁５及び水蒸気分離器圧力
制御弁６の方に送出される水蒸気に含まれているミスト
状になった加圧水をより完全に分離することができる。

【００３０】実施例４．この実施例４はこの発明の請求
項５に係る一実施例である。図４はこの発明の実施例４
を示す構成図であり、図において、１５ａは加圧水循環
ポンプ３の出口に設けられたヒーターである。なお、１
５ｂについては後述する。

【００３１】発電開始時、発電終了時の低負荷時には、
燃料電池本体１で発生する電圧が高くなり、燃料電池本
体１内に腐食電流が流れて、燃料電池本体１が腐食し易
くなるので、電圧を下げる必要がある。このため、この
実施例４では、発生した電力をヒーター１５ａで消費さ
せることにより電圧を下げている。ここで、ヒーター１
５ａから発生した熱は、燃料電池本体１に入る前の加圧
水によって回収しているため、加圧水の温度が上昇して
しまい一部が水蒸気になるという問題がある。しかし、
加圧水の流量が多いので燃料電池本体１の冷却性能には
ほとんど変化がなく、また、燃料電池本体１から排出さ
れる２相流への影響もほとんどない。

【００３２】この実施例４によれば、ヒーター１５ａを
水蒸気分離器２内に設置していないので、水蒸気分離器
２に滞留している加圧水を加熱によって沸騰させてしま
うおそれがない。従って、気液分離に必要な水蒸気分離
器２の気相部の容積は小さくてもよく、ひいては、水蒸
気分離器２の大きさを小さくすることができる。

【００３３】実施例５．この実施例５はこの発明の請求
項６に係る一実施例である。上記実施例４では、ヒータ
ー１５ａを加圧水循環ポンプ３と燃料電池本体１との間
に設置する場合を示したが、図４中に点線で示すよう
に、ヒーター１５ｂを燃料電池本体１の排出側と気液分
離管９との間に設置してもよい。この場合にも、ヒータ
ー１５ｂが発生する熱によって水蒸気分離器２に入る２
相流の温度が上昇するという問題があるが、上述のよう
に、水蒸気分離器２内の温度は一定に制御されているた
め、燃料電池本体１の冷却性能は低下しない。この実施
例５によれば、実施例４と同様の効果がある。

【００３４】なお、実施例４又は５では、実施例３（図
３参照）の燃料電池装置にヒータ１５ａ又は１５ｂを追
加する場合を示したが、実施例１（図１参照）、実施例
２（図２参照）の燃料電池装置に追加してもよい。

【００３５】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３６】この発明の請求項１の燃料電池装置によれ
ば、水蒸気分離器が鉛直方向に長い形状となっており、
２相流を受け入れ水平方向に長い形状をなした気液分離
管が水蒸気分離器の上部側面に取り付けられ、多数の穴
を有する筒状をなし２相流が衝突することによりこれを
加圧水と水蒸気とに分離する消音管が気液分離管内に配
置されているので、消音管の部分で加圧水と水蒸気とが
ほぼ完全に分離して、気液分離のために必要な水蒸気分
離器の気相容積が小さくてすみ、水蒸気分離器を小さく
することができるという効果がある。

【００３７】この発明の請求項２の燃料電池装置によれ
ば、水蒸気分離器が鉛直方向に長い形状となっており、
２相流を受け入れ水平方向に長い形状をなした気液分離
管が水蒸気分離器の上部側面に取り付けられ、多数の穴
を有する平板状をなし２相流が衝突することによりこれ
を加圧水と水蒸気とに分離するパンチングメタルが気液
分離管に配置されているので、パンチングメタルの部分
で加圧水と水蒸気とがほぼ完全に分離して、気液分離の
ために必要な水蒸気分離器の気相容積が小さくてすみ、
水蒸気分離器を小さくすることができるという効果があ
る。

【００３８】この発明の請求項３の燃料電池装置によれ
ば、水蒸気分離器が鉛直方向に長い形状となっており、
２相流を受け入れ水平方向に長い形状をなした気液分離
管が水蒸気分離器の上部側面に取り付けられ、多数の繊
維状金属から成る綿状のものであって２相流が衝突する
ことによりこれを加圧水と水蒸気とに分離するデミスタ
ーが気液分離管内に配置されているので、デミスターの
部分で加圧水と水蒸気とがほぼ完全に分離して、気液分
離のために必要な水蒸気分離器の気相容積が小さくてす
み、水蒸気分離器を小さくすることができる。

【００３９】この発明の請求項４の燃料電池装置によれ
ば、水位維持手段から供給される水が、電池反応熱を回
収した後に生じる２相流と合流した後に水蒸気分離器に
供給されているので、加圧水の温度低下が小さくなっ
て、水蒸気分離器に滞留できる加圧水量に余裕をもつ必
要がなくなり、水蒸気分離器の小型化を図ることができ
るという効果がある。

【００４０】この発明の請求項５の燃料電池装置によれ
ば、低負荷時に燃料電池本体の発生電力を消費するヒー
ターを備え、ヒーターによって加圧水循環ポンプから燃
料電池本体に至る加圧水を加熱するようにしたので、水
蒸気分離器に滞留している加圧水を加熱によって沸騰さ
せてしまうおそれがなく、気液分離に必要な水蒸気分離
器の気相部の容積は小さくてもよいため、水蒸気分離器
の大きさを小さくすることができるという効果がある。

【００４１】この発明の請求項６の燃料電池装置によれ
ば、低負荷時に燃料電池本体の発生電力を消費するヒー
ターを備え、ヒーターによって燃料電池本体から気液分
離管に至る加圧水を加熱するようにしたので、水蒸気分
離器に滞留している加圧水を加熱によって沸騰させてし
まうおそれがなく、気液分離に必要な水蒸気分離器の気
相部の容積は小さくてもよいため、水蒸気分離器の大き
さを小さくすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の燃料電池装置を示す構成
図である。

【図２】この発明の実施例２の燃料電池装置を示す構成
図である。

【図３】この発明の実施例３の燃料電池装置を示す構成
図である。

【図４】この発明の実施例４及び５の燃料電池装置を示
す構成図である。

【図５】従来の燃料電池装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１燃料電池本体２水蒸気分離器３加圧水循環ポンプ６水蒸気分離器圧力制御弁（水蒸気分離器温度制御手
段）７水蒸気分離器水位検知器（水位維持手段）８純水補給ポンプ（水位維持手段）９気液分離管１０消音管１１吐出圧力制御弁（水位維持手段）１２水位制御弁（水位維持手段）１３パンチングメタル１４ａ、１４ｂデミスター１５ａ、１５ｂヒーター

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年５月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】図５は、例えば特開平１−217864号公報
に記載された従来の燃料電池装置を示す概略図であり、
図において、１は発電の際に内部で生じる電池反応熱を
加圧水によって回収される燃料電池本体、２は燃料電池
本体１の電池反応熱を回収した後に生じる加圧水及び水
蒸気から成る２相流を加圧水と水蒸気とに分離する水蒸
気分離器、３は水蒸気分離器２からの加圧水を燃料電池
本体１に供給する加圧水循環ポンプ、４は加圧水の昇温
用又は燃料電池本体１のロード用として用いられるヒー
タ、５は水蒸気分離器２によって分離された水蒸気の一
部を改質装置（図示せず）に送出する際に用いられる改
質用水蒸気流量制御弁、６は残りの余剰水蒸気を排熱利
用系（図示せず）へ放出して水蒸気分離器２内の圧力を
制御することにより水蒸気分離器２内の温度を制御す
る、水蒸気分離器温度制御手段としての水蒸気分離器圧
力制御弁、７は水蒸気分離器２内の加圧水の水位を検知
する水蒸気分離器水位検知器、８は水位検知器７の出力
信号に従って純水を水蒸気分離器２に供給する純水補給
ポンプである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】そして、燃料電池装置の発電運転時には、
燃料電池本体１の反応熱は、加圧水循環ポンプ３からの
加圧水の沸騰冷却によって回収される。燃料電池本体１
の電池反応熱を回収した後に生じる加圧水及び水蒸気か
ら成る２相流は、水蒸気分離器２に戻り、気液分離され
る。分離された水蒸気の一部は、改質用水蒸気として改
質用水蒸気流量制御弁５を介して改質装置（図示せず）
に送出される。残りの余剰水蒸気は、水蒸気分離器圧力
制御弁６を介して排熱利用系（図示せず）に放出され
る。水蒸気分離器圧力制御弁６は、水蒸気分離器２内の
水蒸気圧力を制御することによって加圧水の温度を所定
温度に制御するものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】この発明の請求項２に係る燃料電池装置に
おいては、燃料電池本体の反応熱を回収した水蒸気及び
加圧水から成る２相流が、気液分離管内に導入され、加
圧水と水蒸気とが慣性力によってパンチングメタルに衝
突し分離される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】この発明の請求項３に係る燃料電池装置に
おいては、燃料電池本体の反応熱を回収した水蒸気及び
加圧水から成る２相流が、気液分離管内に導入されて金
属繊維状のデミスターに慣性力によって衝突し、加圧水
と水蒸気とがほぼ完全に分離する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】純水補給ポンプ８から水位制御弁１２を通
った純水は、燃料電池本体１から排出される２相流と合
流した後に上記の消音管１０に導入されており、合流の
際に水蒸気の一部が凝縮するため、純水の温度は上昇す
る。このため、純水を水蒸気分離器２に直接補給する従
来の場合に比べて、水蒸気分離器２内の加圧水の温度低
下が小さくなり、水蒸気分離器２に滞留できる加圧水の
量に余裕をもつ必要がなくなる。一方、水蒸気分離器２
内の加圧水の水位は、加圧水循環ポンプ３のキャビテー
ション防止に必要なだけの値でよい。従って、水蒸気分
離器２の形状は鉛直方向に長くなければならないが、底
面積は小さくてもよいため、水蒸気分離器２の小型化を
図ることができる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】この実施例２の動作及び効果は、上記実施
例１の動作及び効果とほぼ同様である。異なる点は、燃
料電池本体１の反応熱を回収した２相流が慣性力によっ
てパンチングメタル１３に衝突し、加圧水と水蒸気とが
分離する点である。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】この実施例３の動作及び効果は、上記実施
例１の動作及び効果とほぼ同様である。異なる点は、燃
料電池本体１の反応熱を回収した２相流が慣性力によっ
てデミスター１４ａに衝突し、加圧水と水蒸気とが分離
する点である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電の際に内部で生じる電池反応熱を加
圧水によって回収される燃料電池本体と、前記電池反応熱を回収した後に生じる加圧水及び水蒸気
から成る２相流を、加圧水と水蒸気とに分離する水蒸気
分離器と、この水蒸気分離器からの加圧水を前記燃料電池本体に供
給する加圧水循環ポンプと、前記水蒸気分離器内の温度を制御する水蒸気分離器温度
制御手段と、前記水蒸気分離器内の加圧水の水位を検知して、前記水
蒸気分離器に水を供給することにより前記水位を一定範
囲内に維持する水位維持手段と、を有する燃料電池装置
において、前記水蒸気分離器が鉛直方向に長い形状となっており、前記２相流を受け入れ水平方向に長い形状をなした気液
分離管が、前記水蒸気分離器の上部側面に取り付けら
れ、多数の穴を有する筒状をなし、前記２相流が衝突するこ
とによりこれを加圧水と水蒸気とに分離する消音管が、
前記気液分離管内に配置されていることを特徴とする燃
料電池装置。
【請求項２】発電の際に内部で生じる電池反応熱を加
圧水によって回収される燃料電池本体と、前記電池反応熱を回収した後に生じる加圧水及び水蒸気
から成る２相流を、加圧水と水蒸気とに分離する水蒸気
分離器と、この水蒸気分離器からの加圧水を前記燃料電池本体に供
給する加圧水循環ポンプと、前記水蒸気分離器内の温度を制御する水蒸気分離器温度
制御手段と、前記水蒸気分離器内の加圧水の水位を検知して、前記水
蒸気分離器に水を供給することにより前記水位を一定範
囲内に維持する水位維持手段と、を有する燃料電池装置
において、前記水蒸気分離器が鉛直方向に長い形状となっており、前記２相流を受け入れ水平方向に長い形状をなした気液
分離管が、前記水蒸気分離器の上部側面に取り付けら
れ、多数の穴を有する平板状をなし、前記２相流が衝突する
ことによりこれを加圧水と水蒸気とに分離するパンチン
グメタルが、前記気液分離管に配置されていることを特
徴とする燃料電池装置。
【請求項３】発電の際に内部で生じる電池反応熱を加
圧水によって回収される燃料電池本体と、前記電池反応熱を回収した後に生じる加圧水及び水蒸気
から成る２相流を、加圧水と水蒸気とに分離する水蒸気
分離器と、この水蒸気分離器からの加圧水を前記燃料電池本体に供
給する加圧水循環ポンプと、前記水蒸気分離器内の温度を制御する水蒸気分離器温度
制御手段と、前記水蒸気分離器内の加圧水の水位を検知して、前記水
蒸気分離器に水を供給することにより前記水位を一定範
囲内に維持する水位維持手段と、を有する燃料電池装置
において、前記水蒸気分離器が鉛直方向に長い形状となっており、前記２相流を受け入れ水平方向に長い形状をなした気液
分離管が、前記水蒸気分離器の上部側面に取り付けら
れ、多数の繊維状金属から成る綿状のものであって、前記２
相流が衝突することによりこれを加圧水と水蒸気とに分
離するデミスターが、前記気液分離管内に配置されてい
ることを特徴とする燃料電池装置。
【請求項４】水位維持手段から供給される水が、電池
反応熱を回収した後に生じる２相流と合流した後に水蒸
気分離器に供給されることを特徴とする請求項１〜３の
いずれか１項記載の燃料電池装置。
【請求項５】低負荷時に燃料電池本体の発生電力を消
費するヒーターを備え、前記ヒーターによって加圧水循
環ポンプから前記燃料電池本体に至る加圧水を加熱する
ようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
項記載の燃料電池装置。
【請求項６】低負荷時に燃料電池本体の発生電力を消
費するヒーターを備え、前記ヒーターによって前記燃料
電池本体から気液分離管に至る加圧水を加熱するように
したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載
の燃料電池装置。