JP3601770B2 - 燃料電池用圧縮回生機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池装置に用いられる燃料電池用圧縮回生機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両用に用いられる燃料電池装置では、燃料電池に燃料電池用圧縮回生機が接続されている（特開平７−１４５９９号公報）。ここで、一般的な燃料電池は電解質層の両側に一対のセパレータが設けられたものであり、それらセパレータには燃料及び酸素含有ガスを供給する供給溝が形成されている。一方のセパレータからは水素を含む燃料が供給され、他方のセパレータからは空気等の酸素含有ガスが供給され、これにより水素と酸素との化学反応により電子が移動し、電流が得られることとなる。このため、かかる燃料電池の上流側には、燃料及び空気を供給すべく燃料供給管及び空気供給管が接続されている。そして、空気供給管は電動機で駆動される圧縮機を介して大気に開放されているため、大気中の空気が圧縮機によって所定の圧力に加圧され、燃料電池に供給されることとなる。また、燃料電池の下流側には、燃料電池内で空気から酸素を消費した排出ガスを大気に排出すべく空気排出管が接続されている。その空気排出管には、その排出ガスを膨張させることにより生じる動力で圧縮機を作動させる電動機を補助すべく回生機が接続されている。このため、かかる燃料電池装置では、圧縮機と回生機とが別体の燃料電池用圧縮回生機を採用していることとなる。また、この燃料電池装置では、圧縮機と回生機とが同一の駆動軸により作動すべく構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の燃料電池用圧縮回生機では、圧縮機が形成する閉じ込まれた圧縮室と回生機が形成する閉じ込まれた回生室との容積比について何ら検討がなされていなかったため、燃料電池装置の高い発電性能を維持しつつ高い耐久性を発揮しにくいとともに、製造コストの高騰化も生じることが明らかとなった。
【０００４】
すなわち、上記のように、燃料電池は燃料中の水素と酸素含有ガス中の酸素との反応により電流を生じる。このとき、圧縮室と回生室との容積比により、燃料の圧力と酸素含有ガスの圧力との差が大きくなってしまうと、燃料電池内で電解質層に大きな負荷が作用し、電解質層が損傷する場合がある。このため、従来の燃料電池装置では耐久性が危惧される。
【０００５】
この点、燃料と酸素含有ガスとの圧力を燃料電池装置に適正な範囲内で均一にするため、燃料及び酸素含有ガスの一方の圧力を調整し、電解質層に作用する負荷を低減することも考えられる。しかしながら、燃料の圧力を調整すべくその設備を加えることは、一般的に天然ガス、メタノール等の燃料を化学分解することで水素が供給されることから、その設備が大掛かりなものとなり、燃料電池装置の製造コストの高騰化に繋がってしまう。他方、酸素含有ガスの圧力を調整し、仮にその圧力が極端に下がってしまうと、燃料電池内に十分な酸素が供給されないということになり、燃料電池装置が高い発電性能を維持することができない。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池装置が高い発電性能を維持しつつ高い耐久性を発揮しやすいとともに、製造コストの高騰化も防止できる燃料電池用圧縮回生機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料電池用圧縮回生機は、燃料電池の酸素含有ガス供給側に接続される容積式の圧縮機構部と、該燃料電池の酸素含有ガス排出側に接続される容積式の回生機構部とを有し、該圧縮機構部が形成する閉じ込まれた圧縮室の容積は該回生機構部が形成する閉じ込まれた回生室の容積の１．２５〜３倍であることを特徴とする。
【０００８】
この燃料電池用圧縮回生機は、燃料電池の酸素含有ガス供給側に接続されて燃料電池に酸素含有ガスを供給するために酸素含有ガスを圧縮する圧縮機構部と、燃料電池の酸素含有ガス排出側に接続されて燃料電池から排出された排出ガスを膨張させる回生機構部とからなる。
【０００９】
発明者等は、実験によって、燃料電池に供給するのに好ましい酸素含有ガスの圧力の範囲から、圧縮室と回生室との容積比を見出した。かかる実験によれば、圧縮機構部が形成する閉じ込まれた圧縮室の容積Ａ（ｃｃ）と、回生機構部が形成する閉じ込まれた回生室の容積Ｂ（ｃｃ）との容積比は、
（Ａ／Ｂ）＝１．２５〜３
である。本発明の燃料電池用圧縮回生機では、圧縮室と回生室との容積比がこの範囲内にあるため、燃料の圧力と酸素含有ガスの圧力との差が小さくなり、燃料電池内で電解質層に大きな負荷が作用せず、電解質層の損傷を防止することができる。このため、燃料電池装置の耐久性が保持される。また、この際、酸素含有ガスの圧力を極端に下げてしまうことがないので、燃料電池内に十分な酸素が供給され、燃料電池装置の高い発電性能が維持できる。
【００１０】
また、本発明の燃料電池用圧縮回生機では、酸素含有ガスの圧力を調整し、大掛かりな設備が必要となる燃料の圧力の調整を行う必要がない。このため、燃料電池装置の製造コストの低廉化を実現できる。
【００１１】
したがって、本発明の燃料電池用圧縮回生機によれば、燃料電池装置が高い発電性能を維持しつつ高い耐久性を発揮しやすいとともに、製造コストの高騰化も防止できる。
【００１２】
なお、本発明の燃料電池用圧縮回生機では、上述のように、圧縮室と回生室との容積比が上記特定の範囲内にある必要があることから、圧縮機構部及び回生機構部が容積式に限定される。ここで、容積式の圧縮機構部及び回生機構部としては、スクロール型、ベーン型、スクリュー型及びピストン型等のものである。
【００１３】
本発明の燃料電池用圧縮回生機では、回生機構部により生じる動力が圧縮機構部を作動させる動力を補助すべく構成されていることが好ましい。こうであれば、回生機構部による無駄な消費を回避し、燃料電池の排出ガスから残留エネルギを回収して圧縮機構部の動力の補助を達成することができるため、一層の機械効率の向上を図ることができる。かかる構成を採用する場合、圧縮機構部と回生機構部とを同一の駆動軸により作動すべく構成することができる他、圧縮機構部と回生機構部とを別々の駆動軸により作動すべく構成し、それらを動力伝達機構で接続することもできる。この点、前者の圧縮機構部と回生機構部とが同一の駆動軸により作動すべく構成されていることが好ましい。これにより構造の簡素化から、製造コストの低廉化を実現できる。
【００１４】
例えば、少なくとも圧縮機構部と回生機構部との一方がスクロール型であることが好ましい。スクロール型であれば、上述した効果を発揮すると共に、燃料電池用圧縮回生機の静粛性及び軽量化を実現できる。
【００１５】
圧縮機構部と回生機構部とがスクロール型である燃料電池用圧縮回生機としては、圧縮機構部がハウジングと、駆動軸により公転運動する側板の一面と、その一面から突設された第１渦巻体とからなり、回生機構部がそのハウジングと、同側板の他面と、その他面から突設された第２渦巻体とからなることが好ましい。この様な燃料電池用圧縮回生機は、スクロール型の圧縮機構部及び回生機構部が第１及び第２渦巻体を突設する側板を共有できる。このため、構造を著しく簡素化でき、製造コストの低廉化を実現できる。また、モータを含む総軸長の短縮化が可能となり、例えば車両への搭載性に優れる。
【００１６】
また、少なくとも圧縮機構部と回生機構部との一方がベーン型であれば、スクロール型に比して燃料電池用圧縮回生機の静粛性がやや劣るものの、他は同様な作用効果を奏する。
【００１７】
圧縮機構部と回生機構部とがベーン型である燃料電池用圧縮回生機としては、圧縮機構部がハウジングと、駆動軸により回転する第１ロータと、その第１ロータから放射方向に突出可能な第１ベーンとからなり、回生機構部がそのハウジングと、第１ロータと同軸回転する第２ロータと、その第２ロータから放射方向に突出可能な第２ベーンとからなることが好ましい。この様な燃料電池用圧縮回生機は、第１ロータと第２ロータとが同じ構造となるので、製造コストが低廉化される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料電池用圧縮回生機を具体化した実施形態１、２を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
（実施形態１）
実施形態１の燃料電池用圧縮回生機では、図１に示すように、フロントハウジング１０にセンターハウジング２０が接合され、センターハウジング２０の後端には筒状のケース３０が接合されている。ケース３０の後端にはリアハウジング４０が接合されている。
【００２０】
フロントハウジング１０の径方向側の側面には大気に開放された空気吸入孔１１が開口され、このフロントハウジング１０の中央部の軸方向前端には空気吐出孔１２が開口されている。空気吐出孔１２には燃料電池Ｆの酸素含有ガス供給側に繋がる空気供給管１２ａが接続されている。さらに、フロントハウジング１０の内部には軸方向で後方に向かって第１固定渦巻体１３が突設されている。
【００２１】
そして、センターハウジング２０の径方向側の側面には、大気に開放された空気排出孔２１が開口されているとともに、空気導入孔２２が開口されている。空気導入孔２２には燃料電池Ｆの酸素含有ガス排出側に繋がる空気排出管２２ａが接続されている。さらに、センターハウジング２０の内部には軸方向で前方に向かって第２固定渦巻体２３が突設されている。
【００２２】
このように構成されたフロントハウジング１０とセンターハウジング２０との間には側板５３が介在している。この側板５３には、軸方向で前方に向かって第１可動渦巻体５１が突設されているとともに、軸方向で後方に向かって第２可動渦巻体５２が突設されている。側板５３の第１可動渦巻体５１は、図２に示すように、フロントハウジング１０の第１固定渦巻体１３と噛合し、図３に示すように、側板５３の第２可動渦巻体５２はセンターハウジング２０の第２固定渦巻体２３と噛合している。
【００２３】
そして、図１に示すように、フロントハウジング１０、センターハウジング２０及び側板５３間には自転防止機構６０が構成されている。また、側板５３の中央部には軸方向の前後に突出するボス５０が形成されている。ケース３０内ではセンターハウジング２０とリアハウジング４０とに軸受装置３１、３２を介して駆動軸７０が回転可能に支承され、ケース３０内には駆動軸７０を含んでモータＭが構成されている。駆動軸７０の前端には軸心に偏心してクランクピン７０ａが突設され、クランクピン７０ａは側板５３のボス５０内に軸受装置３３を介して回転可能に挿入されている。
【００２４】
こうして、図２に示すように、フロントハウジング１０と側板５３とによって閉じ込まれた三日月状の圧縮室１４が形成され、これらによりスクロール型の圧縮機構部Ｃが構成されている。図１に示すように、空気吸入孔１１は未だ閉じ込まれる前の圧縮室１４に連通しており、空気吐出孔１２は最終的に圧縮動作を終えた閉じ込まれた圧縮室１４に連通している。また、図３に示すように、センターハウジング２０と側板５３とによって閉じ込まれた三日月状の回生室２４が形成され、これらによりスクロール型の回生機構部Ｅが構成されている。図１に示すように、空気排出孔２１は、最終的に膨張動作を終えて閉じ込まないようになる回生室２４に連通しており、空気導入孔２２は最も容積の小さい閉じ込まれた回生室２４に連通している。
【００２５】
以上のように構成されたスクロール型の燃料電池用圧縮回生機では、モータＭによって駆動軸７０が駆動されれば、側板５３が自転防止機構６０により自転運動を規制された状態で公転運動のみを行う。これにより、圧縮機構部Ｃの圧縮室１４が徐々に容積を縮小するため、大気中の空気は、空気吸入孔１１から圧縮室１４に吸入され、圧縮室１４内で高圧に圧縮された後、空気吐出孔１２から空気供給管１２ａを経て燃料電池Ｆに供給される。燃料電池Ｆ内では、空気中の酸素が消費され、排出ガスとして残った空気が空気排出管２２ａから空気導入孔２２を経て回生機構部Ｅの回生室２４に供給される。
【００２６】
また、上述した作用と同時に、回生室２４内に供給された排出ガスは膨張しようとするため、回生室２４の容積が除々に拡大される。そして、回生室２４内の排出ガスは大気圧まで膨張され、空気排出孔２１から大気中に排出される。この間、駆動軸７０が駆動される動力を生じ、この動力が圧縮機構部Ｃを作動させるモータＭの動力を補助する。
【００２７】
ここで、この燃料電池用圧縮回生機の圧縮室１４及び回生室２４は、燃料電池Ｆと図４に示すように構成され、燃料電池装置とされる。圧縮室１４に閉じ込まれた空気は、一定の圧力まで圧縮された後、燃料電池Ｆへ供給され、水素と反応して消費された酸素及び圧損分を減じた圧力Ｐ２となって回生室２４へと排出される。回生室２４において、排出ガスは、大気圧、すなわち圧力Ｐ１まで膨張されて大気中に排出される。この場合、圧縮機構部Ｃが形成する閉じ込まれた圧縮室１４の圧力Ｐ１（ＭＰａ）と、回生機構部Ｅが形成する閉じ込まれた回生室２４の圧力Ｐ２（ＭＰａ）との関係は、
Ｐ２＝（Ａ／Ｂ）・（Ｔ２／Ｔ１）・ηＶＡ・ηＶＢ・Ｐ１ ……（１）式
によって定められる。
【００２８】
圧縮機構部Ｃの圧縮室１４における容積をＡ（ｃｃ）、その温度をＴ１（Ｋ）、その体積効率をηＶＡとし、回生機構部Ｅの回生室２４における容積をＢ（ｃｃ）、その温度をＴ２（Ｋ）、その体積効率をηＶＢとし、この（１）式を変形すると、
（Ａ／Ｂ）＝（Ｐ２／Ｐ１）・（Ｔ１／Ｔ２）／（ηＶＡ・ηＶＢ） ……（２）式
が得られる。
【００２９】
仮に、圧縮機構部Ｃと回生機構部Ｅとで酸素含有ガスとしての空気Ｋの漏れが全くないものとすれば、
ηＶＡ＝ηＶＢ＝１
である。また、圧縮室１４が圧縮機構部Ｃによって大気圧の空気Ｋを初めて閉じ込むのであるから、圧縮室１４の圧力Ｐ１は１気圧、つまり、
Ｐ１＝０．１（ＭＰａ）
である。さらに、回生室２４が回生機構部Ｅによって燃料電池Ｆから排出される排出ガスを初めて閉じ込むのであるから、このときの回生室２４内の圧力Ｐ２は、燃料電池Ｆ内の圧力に等しいはずである。このため、回生室２４の圧力Ｐ２は、燃料電池Ｆ内が十分発電できる圧力を下限とし、燃料電池Ｆの耐久性が限界となる圧力を上限とした。この圧力の範囲は、発明者等の実験によって、
Ｐ２＝０．１５〜０．３（ＭＰａ）
であることが判った。また、圧縮機の吸入空気温度を２０〜８０°Ｃ、つまり、
Ｔ１＝２９３〜３５３（Ｋ）
と仮定した。さらに、回生室２４に閉じこめられた排出ガスは回生機構部Ｅによって膨張させられるため、排出ガスは冷却される。このとき、冷却できる限界温度を８０°Ｃで仮定すると、
Ｔ２＝３５３（Ｋ）
となる。
【００３０】
こうして、ηＶＡ、ηＶＢ、Ｐ１、Ｐ２、Ｔ１及びＴ２を定め、上記（２）式に代入すれば、圧縮室と回生室との容積比は
（Ａ／Ｂ）＝１．２５〜３
として得られる。この範囲の容積比に基づいて圧縮室１４の容積Ａと回生室２４の容積Ｂとを設定したところ、実施形態１の燃料電池用圧縮回生機は、燃料の圧力と空気Ｋの圧力との差が小さくなり、燃料電池Ｆ内で電解質層に大きな負荷が作用しないため、燃料電池Ｆの電解質層を損傷することがない。また、この際、空気Ｋの圧力を極端に下げてしまうことがないので、燃料電池Ｆ内に十分な酸素を供給でき、燃料電池装置の高い発電性能を維持できる。
【００３１】
また、この燃料電池用圧縮回生機では、空気Ｋの圧力を調整し、大掛かりな設備が必要となる燃料の圧力の調整を行う必要がないため、燃料電池装置の製造コストの低廉化を実現できる。
【００３２】
したがって、この燃料電池用圧縮回生機によれば、燃料電池装置が高い発電性能を維持しつつ高い耐久性を発揮しやすいとともに、製造コストの高騰化も防止できる。
【００３３】
また、この燃料電池用圧縮回生機では、回生機構部Ｅにより生じる動力が圧縮機構部Ｃを作動させる動力を補助するため、回生機構部Ｅによる無駄な消費を回避し、燃料電池Ｆの排出ガスから残留エネルギを回収して圧縮機構部Ｃの動力の補助を達成することができる。このため、一層の機械効率の向上を図ることができる。加えて、圧縮機構部Ｃと回生機構部Ｅとを同一の駆動軸７０により作動すべく構成しているため、構造の簡素化から、製造コストの低廉化を実現することもできる。
【００３４】
さらに、この燃料電池用圧縮回生機では、圧縮機構部Ｃと回生機構部Ｅとがスクロール型であるため、静粛性及び軽量化を実現できる。また、この燃料電池用圧縮回生機は、スクロール型の圧縮機構部Ｃ及び回生機構部Ｅが第１及び第２可動渦巻体５１、５２を突設する側板５３を共有できるため、構造を著しく簡素化でき、製造コストの低廉化を実現している。また、モータＭを含む総軸長の短縮化が可能となり、車両への優れた搭載性を発揮できる。
（実施形態２）
実施形態２の燃料電池用圧縮回生機では、図５に示すように、フロントハウジング１５にセンターハウジング２５が接合され、センターハウジング２５の後端には筒状のケース３５が接合されている。ケース３５の後端にはリアハウジング４５が接合されている。さらに、フロントハウジング１５とセンターハウジング２５との間には遮断板５５が介在している。フロントハウジング１５、センターハウジング２５及びリアハウジング４５には軸受装置１８、２８、４６により回転可能に駆動軸３６が支承されている。
【００３５】
フロントハウジング１５の径方向側の側面には大気に開放された空気吸入孔１６が開口されているとともに、空気吐出孔１７が開口されている。空気吐出孔１７には燃料電池Ｆの酸素含有ガス供給側に繋がる空気供給管１７ａが接続されている。
【００３６】
フロントハウジング１５内には、図６に示すように、中央部に楕円形状のロータ室６５を区画するシリンダブロック６６が収納されている。このロータ室６５内には、駆動軸３６に固定された断面円形状の第１ロータ８１が回転可能に設けられ、第１ロータ８１の外周面には複数枚の第１ベーン８０が放射方向に突出可能に設けられている。こうして、ロータ室６５内にはシリンダブロック６６と第１ロータ８１と各第１ベーン８０とで囲まれた圧縮室６９が構成されている。
【００３７】
また、図５に示すように、シリンダブロック６６内には空気吸入孔１６と連通する空気吸入室７５が形成され、図６に示すように、空気吸入室７５は圧縮室６９に吸入ポート７６により連通している。同様に、図５に示すように、シリンダブロック６６内には空気吐出孔１７と連通する空気吐出室７７が形成され、図６に示すように、空気吐出室７７は圧縮室６９に吐出ポート７８により連通している。空気吐出室７７内には吐出ポート７８を塞ぐ吐出リード弁８０が設けられ、吐出リード弁８０の外側にはリテーナ７９が設けられている。こうして、フロントハウジング１５と遮断板５５とで区画された内部には圧縮機構部Ｃが構成されている。
【００３８】
さらに、図５に示すように、センターハウジング２５の径方向側の側面には、大気に開放された空気排出孔２６が開口されているとともに、空気導入孔２７が開口されている。空気導入孔２７には燃料電池Ｆの酸素含有ガス排出側に繋がる空気排出管２７ａが接続されている。
【００３９】
センターハウジング２５内にも、図７に示すように、楕円形状のロータ室６５’を区画するシリンダブロック６６’が収納されている。このロータ室６５’内にも、駆動軸３６に固定された断面円形状の第２ロータ８１’が回転可能に設けられ、第２ロータ８１’の外周面にも複数枚の第２ベーン８０’が放射方向に突出可能に設けられている。こうして、ロータ室６５’内にはシリンダブロック６６’と第２ロータ８１’と各第２ベーン８０’とで囲まれた回生室６９’が構成されている。
【００４０】
また、図５に示すように、シリンダブロック６６’内には空気導入孔２７と連通する空気供給室７７’が形成され、図７に示すように、空気供給室７７’は回生室６９’に供給ポート７８’により連通している。同様に、図５に示すように、シリンダブロック６６’内には空気排出孔２６と連通する空気吐出室７５’が形成され、図７に示すように、空気吐出室７５’は回生室６９’に排出ポート７６’により連通している。こうして、センターハウジング２５と遮断板５５とで区画された内部に回生機構部Ｅが構成されている。
【００４１】
図５に示すように、ケース３５内には駆動軸３６を含んでモータＭが構成されている。
【００４２】
以上のように構成されたベーン型の燃料電池用圧縮回生機では、モータＭによって駆動軸３６が駆動されれば、第１ロータ８１と第２ロータ８１’とが回転する。これにより、圧縮機構部Ｃの圧縮室６９が徐々に容積を縮小するため、大気中の空気は、空気吸入孔１６から空気吸入室７５を経て圧縮室６９に吸入され、圧縮室６９内で高圧に圧縮された後、空気吐出室７７から空気吐出孔１７を通り空気供給管１７ａを経て燃料電池Ｆに供給される。燃料電池Ｆ内では、空気中の酸素が消費され、排出ガスとして残った空気が空気排出管２７ａから空気導入孔２７を経て回生機構部Ｅの回生室６９’に供給される。
【００４３】
また、上述した作用と同時に、回生室６９’内に供給された排出ガスは膨張しようとするため、回生室６９’の容積が除々に拡大される。そして、回生室６９’内の排出ガスは大気圧まで膨張され、空気吐出室７５’から空気排出孔２６を経て大気中に吐出される。この間、実施形態１と同様、駆動軸３６が駆動される動力を生じ、この動力が圧縮機構部Ｃを作動させるモータＭの動力を補助する。
【００４４】
ここで、この燃料電池用圧縮回生機の圧縮室６９及び回生室６９’は、実施形態１と同様の容積比とすることにより、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００４５】
また、この燃料電池用圧縮回生機では、圧縮機構部Ｃと回生機構部Ｅとがベーン型であるため、実施形態１の燃料電池用圧縮回生機に比してやや劣るものの、未だ優れた静粛性を発揮することができる。さらに、この燃料電池用圧縮回生機は、第１ロータ８１と第２ロータ８２とが同じ構造であるので、製造コストの低廉化を実現できる。
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る燃料電池用圧縮回生機の全体縦断面図である。
【図２】実施形態１に係る燃料電池用圧縮回生機を示し、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】実施形態１に係る燃料電池用圧縮回生機を示し、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】実施形態１、２に係る燃料電池装置の構成等を示す説明図である。
【図５】実施形態２に係る燃料電池用圧縮回生機の全体縦断面図である。
【図６】実施形態２に係る燃料電池用圧縮回生機を示し、図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【図７】実施形態２に係る燃料電池用圧縮回生機を示し、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【符号の説明】
Ｆ…燃料電池
Ｃ…圧縮機構部
Ｅ…回生機構部
１４、６９…圧縮室
２４、６９’…回生室
７０、３６…駆動軸
１０、２０、３０、４０、１５、２５、３５、４５…ハウジング（１０、１５…フロントハウジング、２０、２５…センターハウジング、３０、３５…ケース、４０、４５…リアハウジング）
５３…側板
５１…第１渦巻体
５２…第２渦巻体
８１…第１ロータ
８１’…第２ロータ
８０…第１ベーン
８０’…第２ベーン
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池装置に用いられる燃料電池用圧縮回生機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両用に用いられる燃料電池装置では、燃料電池に燃料電池用圧縮回生機が接続されている（特開平７−１４５９９号公報）。ここで、一般的な燃料電池は電解質層の両側に一対のセパレータが設けられたものであり、それらセパレータには燃料及び酸素含有ガスを供給する供給溝が形成されている。一方のセパレータからは水素を含む燃料が供給され、他方のセパレータからは空気等の酸素含有ガスが供給され、これにより水素と酸素との化学反応により電子が移動し、電流が得られることとなる。このため、かかる燃料電池の上流側には、燃料及び空気を供給すべく燃料供給管及び空気供給管が接続されている。そして、空気供給管は電動機で駆動される圧縮機を介して大気に開放されているため、大気中の空気が圧縮機によって所定の圧力に加圧され、燃料電池に供給されることとなる。また、燃料電池の下流側には、燃料電池内で空気から酸素を消費した排出ガスを大気に排出すべく空気排出管が接続されている。その空気排出管には、その排出ガスを膨張させることにより生じる動力で圧縮機を作動させる電動機を補助すべく回生機が接続されている。このため、かかる燃料電池装置では、圧縮機と回生機とが別体の燃料電池用圧縮回生機を採用していることとなる。また、この燃料電池装置では、圧縮機と回生機とが同一の駆動軸により作動すべく構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の燃料電池用圧縮回生機では、圧縮機が形成する閉じ込まれた圧縮室と回生機が形成する閉じ込まれた回生室との容積比について何ら検討がなされていなかったため、燃料電池装置の高い発電性能を維持しつつ高い耐久性を発揮しにくいとともに、製造コストの高騰化も生じることが明らかとなった。
【０００４】
すなわち、上記のように、燃料電池は燃料中の水素と酸素含有ガス中の酸素との反応により電流を生じる。このとき、圧縮室と回生室との容積比により、燃料の圧力と酸素含有ガスの圧力との差が大きくなってしまうと、燃料電池内で電解質層に大きな負荷が作用し、電解質層が損傷する場合がある。このため、従来の燃料電池装置では耐久性が危惧される。
【０００５】
この点、燃料と酸素含有ガスとの圧力を燃料電池装置に適正な範囲内で均一にするため、燃料及び酸素含有ガスの一方の圧力を調整し、電解質層に作用する負荷を低減することも考えられる。しかしながら、燃料の圧力を調整すべくその設備を加えることは、一般的に天然ガス、メタノール等の燃料を化学分解することで水素が供給されることから、その設備が大掛かりなものとなり、燃料電池装置の製造コストの高騰化に繋がってしまう。他方、酸素含有ガスの圧力を調整し、仮にその圧力が極端に下がってしまうと、燃料電池内に十分な酸素が供給されないということになり、燃料電池装置が高い発電性能を維持することができない。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池装置が高い発電性能を維持しつつ高い耐久性を発揮しやすいとともに、製造コストの高騰化も防止できる燃料電池用圧縮回生機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料電池用圧縮回生機は、燃料電池の酸素含有ガス供給側に接続される容積式の圧縮機構部と、該燃料電池の酸素含有ガス排出側に接続される容積式の回生機構部とを有し、該圧縮機構部が形成する閉じ込まれた圧縮室の容積は該回生機構部が形成する閉じ込まれた回生室の容積の１．２５〜３倍であることを特徴とする。
【０００８】
この燃料電池用圧縮回生機は、燃料電池の酸素含有ガス供給側に接続されて燃料電池に酸素含有ガスを供給するために酸素含有ガスを圧縮する圧縮機構部と、燃料電池の酸素含有ガス排出側に接続されて燃料電池から排出された排出ガスを膨張させる回生機構部とからなる。
【０００９】
発明者等は、実験によって、燃料電池に供給するのに好ましい酸素含有ガスの圧力の範囲から、圧縮室と回生室との容積比を見出した。かかる実験によれば、圧縮機構部が形成する閉じ込まれた圧縮室の容積Ａ（ｃｃ）と、回生機構部が形成する閉じ込まれた回生室の容積Ｂ（ｃｃ）との容積比は、
（Ａ／Ｂ）＝１．２５〜３
である。本発明の燃料電池用圧縮回生機では、圧縮室と回生室との容積比がこの範囲内にあるため、燃料の圧力と酸素含有ガスの圧力との差が小さくなり、燃料電池内で電解質層に大きな負荷が作用せず、電解質層の損傷を防止することができる。このため、燃料電池装置の耐久性が保持される。また、この際、酸素含有ガスの圧力を極端に下げてしまうことがないので、燃料電池内に十分な酸素が供給され、燃料電池装置の高い発電性能が維持できる。
【００１０】
また、本発明の燃料電池用圧縮回生機では、酸素含有ガスの圧力を調整し、大掛かりな設備が必要となる燃料の圧力の調整を行う必要がない。このため、燃料電池装置の製造コストの低廉化を実現できる。
【００１１】
したがって、本発明の燃料電池用圧縮回生機によれば、燃料電池装置が高い発電性能を維持しつつ高い耐久性を発揮しやすいとともに、製造コストの高騰化も防止できる。
【００１２】
なお、本発明の燃料電池用圧縮回生機では、上述のように、圧縮室と回生室との容積比が上記特定の範囲内にある必要があることから、圧縮機構部及び回生機構部が容積式に限定される。ここで、容積式の圧縮機構部及び回生機構部としては、スクロール型、ベーン型、スクリュー型及びピストン型等のものである。
【００１３】
本発明の燃料電池用圧縮回生機では、回生機構部により生じる動力が圧縮機構部を作動させる動力を補助すべく構成されていることが好ましい。こうであれば、回生機構部による無駄な消費を回避し、燃料電池の排出ガスから残留エネルギを回収して圧縮機構部の動力の補助を達成することができるため、一層の機械効率の向上を図ることができる。かかる構成を採用する場合、圧縮機構部と回生機構部とを同一の駆動軸により作動すべく構成することができる他、圧縮機構部と回生機構部とを別々の駆動軸により作動すべく構成し、それらを動力伝達機構で接続することもできる。この点、前者の圧縮機構部と回生機構部とが同一の駆動軸により作動すべく構成されていることが好ましい。これにより構造の簡素化から、製造コストの低廉化を実現できる。
【００１４】
例えば、少なくとも圧縮機構部と回生機構部との一方がスクロール型であることが好ましい。スクロール型であれば、上述した効果を発揮すると共に、燃料電池用圧縮回生機の静粛性及び軽量化を実現できる。
【００１５】
圧縮機構部と回生機構部とがスクロール型である燃料電池用圧縮回生機としては、圧縮機構部がハウジングと、駆動軸により公転運動する側板の一面と、その一面から突設された第１渦巻体とからなり、回生機構部がそのハウジングと、同側板の他面と、その他面から突設された第２渦巻体とからなることが好ましい。この様な燃料電池用圧縮回生機は、スクロール型の圧縮機構部及び回生機構部が第１及び第２渦巻体を突設する側板を共有できる。このため、構造を著しく簡素化でき、製造コストの低廉化を実現できる。また、モータを含む総軸長の短縮化が可能となり、例えば車両への搭載性に優れる。
【００１６】
また、少なくとも圧縮機構部と回生機構部との一方がベーン型であれば、スクロール型に比して燃料電池用圧縮回生機の静粛性がやや劣るものの、他は同様な作用効果を奏する。
【００１７】
圧縮機構部と回生機構部とがベーン型である燃料電池用圧縮回生機としては、圧縮機構部がハウジングと、駆動軸により回転する第１ロータと、その第１ロータから放射方向に突出可能な第１ベーンとからなり、回生機構部がそのハウジングと、第１ロータと同軸回転する第２ロータと、その第２ロータから放射方向に突出可能な第２ベーンとからなることが好ましい。この様な燃料電池用圧縮回生機は、第１ロータと第２ロータとが同じ構造となるので、製造コストが低廉化される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料電池用圧縮回生機を具体化した実施形態１、２を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
（実施形態１）
実施形態１の燃料電池用圧縮回生機では、図１に示すように、フロントハウジング１０にセンターハウジング２０が接合され、センターハウジング２０の後端には筒状のケース３０が接合されている。ケース３０の後端にはリアハウジング４０が接合されている。
【００２０】
フロントハウジング１０の径方向側の側面には大気に開放された空気吸入孔１１が開口され、このフロントハウジング１０の中央部の軸方向前端には空気吐出孔１２が開口されている。空気吐出孔１２には燃料電池Ｆの酸素含有ガス供給側に繋がる空気供給管１２ａが接続されている。さらに、フロントハウジング１０の内部には軸方向で後方に向かって第１固定渦巻体１３が突設されている。
【００２１】
そして、センターハウジング２０の径方向側の側面には、大気に開放された空気排出孔２１が開口されているとともに、空気導入孔２２が開口されている。空気導入孔２２には燃料電池Ｆの酸素含有ガス排出側に繋がる空気排出管２２ａが接続されている。さらに、センターハウジング２０の内部には軸方向で前方に向かって第２固定渦巻体２３が突設されている。
【００２２】
このように構成されたフロントハウジング１０とセンターハウジング２０との間には側板５３が介在している。この側板５３には、軸方向で前方に向かって第１可動渦巻体５１が突設されているとともに、軸方向で後方に向かって第２可動渦巻体５２が突設されている。側板５３の第１可動渦巻体５１は、図２に示すように、フロントハウジング１０の第１固定渦巻体１３と噛合し、図３に示すように、側板５３の第２可動渦巻体５２はセンターハウジング２０の第２固定渦巻体２３と噛合している。
【００２３】
そして、図１に示すように、フロントハウジング１０、センターハウジング２０及び側板５３間には自転防止機構６０が構成されている。また、側板５３の中央部には軸方向の前後に突出するボス５０が形成されている。ケース３０内ではセンターハウジング２０とリアハウジング４０とに軸受装置３１、３２を介して駆動軸７０が回転可能に支承され、ケース３０内には駆動軸７０を含んでモータＭが構成されている。駆動軸７０の前端には軸心に偏心してクランクピン７０ａが突設され、クランクピン７０ａは側板５３のボス５０内に軸受装置３３を介して回転可能に挿入されている。
【００２４】
こうして、図２に示すように、フロントハウジング１０と側板５３とによって閉じ込まれた三日月状の圧縮室１４が形成され、これらによりスクロール型の圧縮機構部Ｃが構成されている。図１に示すように、空気吸入孔１１は未だ閉じ込まれる前の圧縮室１４に連通しており、空気吐出孔１２は最終的に圧縮動作を終えた閉じ込まれた圧縮室１４に連通している。また、図３に示すように、センターハウジング２０と側板５３とによって閉じ込まれた三日月状の回生室２４が形成され、これらによりスクロール型の回生機構部Ｅが構成されている。図１に示すように、空気排出孔２１は、最終的に膨張動作を終えて閉じ込まないようになる回生室２４に連通しており、空気導入孔２２は最も容積の小さい閉じ込まれた回生室２４に連通している。
【００２５】
以上のように構成されたスクロール型の燃料電池用圧縮回生機では、モータＭによって駆動軸７０が駆動されれば、側板５３が自転防止機構６０により自転運動を規制された状態で公転運動のみを行う。これにより、圧縮機構部Ｃの圧縮室１４が徐々に容積を縮小するため、大気中の空気は、空気吸入孔１１から圧縮室１４に吸入され、圧縮室１４内で高圧に圧縮された後、空気吐出孔１２から空気供給管１２ａを経て燃料電池Ｆに供給される。燃料電池Ｆ内では、空気中の酸素が消費され、排出ガスとして残った空気が空気排出管２２ａから空気導入孔２２を経て回生機構部Ｅの回生室２４に供給される。
【００２６】
また、上述した作用と同時に、回生室２４内に供給された排出ガスは膨張しようとするため、回生室２４の容積が除々に拡大される。そして、回生室２４内の排出ガスは大気圧まで膨張され、空気排出孔２１から大気中に排出される。この間、駆動軸７０が駆動される動力を生じ、この動力が圧縮機構部Ｃを作動させるモータＭの動力を補助する。
【００２７】
ここで、この燃料電池用圧縮回生機の圧縮室１４及び回生室２４は、燃料電池Ｆと図４に示すように構成され、燃料電池装置とされる。圧縮室１４に閉じ込まれた空気は、一定の圧力まで圧縮された後、燃料電池Ｆへ供給され、水素と反応して消費された酸素及び圧損分を減じた圧力Ｐ２となって回生室２４へと排出される。回生室２４において、排出ガスは、大気圧、すなわち圧力Ｐ１まで膨張されて大気中に排出される。この場合、圧縮機構部Ｃが形成する閉じ込まれた圧縮室１４の圧力Ｐ１（ＭＰａ）と、回生機構部Ｅが形成する閉じ込まれた回生室２４の圧力Ｐ２（ＭＰａ）との関係は、
Ｐ２＝（Ａ／Ｂ）・（Ｔ２／Ｔ１）・ηＶＡ・ηＶＢ・Ｐ１ ……（１）式
によって定められる。
【００２８】
圧縮機構部Ｃの圧縮室１４における容積をＡ（ｃｃ）、その温度をＴ１（Ｋ）、その体積効率をηＶＡとし、回生機構部Ｅの回生室２４における容積をＢ（ｃｃ）、その温度をＴ２（Ｋ）、その体積効率をηＶＢとし、この（１）式を変形すると、
（Ａ／Ｂ）＝（Ｐ２／Ｐ１）・（Ｔ１／Ｔ２）／（ηＶＡ・ηＶＢ） ……（２）式
が得られる。
【００２９】
仮に、圧縮機構部Ｃと回生機構部Ｅとで酸素含有ガスとしての空気Ｋの漏れが全くないものとすれば、
ηＶＡ＝ηＶＢ＝１
である。また、圧縮室１４が圧縮機構部Ｃによって大気圧の空気Ｋを初めて閉じ込むのであるから、圧縮室１４の圧力Ｐ１は１気圧、つまり、
Ｐ１＝０．１（ＭＰａ）
である。さらに、回生室２４が回生機構部Ｅによって燃料電池Ｆから排出される排出ガスを初めて閉じ込むのであるから、このときの回生室２４内の圧力Ｐ２は、燃料電池Ｆ内の圧力に等しいはずである。このため、回生室２４の圧力Ｐ２は、燃料電池Ｆ内が十分発電できる圧力を下限とし、燃料電池Ｆの耐久性が限界となる圧力を上限とした。この圧力の範囲は、発明者等の実験によって、
Ｐ２＝０．１５〜０．３（ＭＰａ）
であることが判った。また、圧縮機の吸入空気温度を２０〜８０°Ｃ、つまり、
Ｔ１＝２９３〜３５３（Ｋ）
と仮定した。さらに、回生室２４に閉じこめられた排出ガスは回生機構部Ｅによって膨張させられるため、排出ガスは冷却される。このとき、冷却できる限界温度を８０°Ｃで仮定すると、
Ｔ２＝３５３（Ｋ）
となる。
【００３０】
こうして、ηＶＡ、ηＶＢ、Ｐ１、Ｐ２、Ｔ１及びＴ２を定め、上記（２）式に代入すれば、圧縮室と回生室との容積比は
（Ａ／Ｂ）＝１．２５〜３
として得られる。この範囲の容積比に基づいて圧縮室１４の容積Ａと回生室２４の容積Ｂとを設定したところ、実施形態１の燃料電池用圧縮回生機は、燃料の圧力と空気Ｋの圧力との差が小さくなり、燃料電池Ｆ内で電解質層に大きな負荷が作用しないため、燃料電池Ｆの電解質層を損傷することがない。また、この際、空気Ｋの圧力を極端に下げてしまうことがないので、燃料電池Ｆ内に十分な酸素を供給でき、燃料電池装置の高い発電性能を維持できる。
【００３１】
また、この燃料電池用圧縮回生機では、空気Ｋの圧力を調整し、大掛かりな設備が必要となる燃料の圧力の調整を行う必要がないため、燃料電池装置の製造コストの低廉化を実現できる。
【００３２】
したがって、この燃料電池用圧縮回生機によれば、燃料電池装置が高い発電性能を維持しつつ高い耐久性を発揮しやすいとともに、製造コストの高騰化も防止できる。
【００３３】
また、この燃料電池用圧縮回生機では、回生機構部Ｅにより生じる動力が圧縮機構部Ｃを作動させる動力を補助するため、回生機構部Ｅによる無駄な消費を回避し、燃料電池Ｆの排出ガスから残留エネルギを回収して圧縮機構部Ｃの動力の補助を達成することができる。このため、一層の機械効率の向上を図ることができる。加えて、圧縮機構部Ｃと回生機構部Ｅとを同一の駆動軸７０により作動すべく構成しているため、構造の簡素化から、製造コストの低廉化を実現することもできる。
【００３４】
さらに、この燃料電池用圧縮回生機では、圧縮機構部Ｃと回生機構部Ｅとがスクロール型であるため、静粛性及び軽量化を実現できる。また、この燃料電池用圧縮回生機は、スクロール型の圧縮機構部Ｃ及び回生機構部Ｅが第１及び第２可動渦巻体５１、５２を突設する側板５３を共有できるため、構造を著しく簡素化でき、製造コストの低廉化を実現している。また、モータＭを含む総軸長の短縮化が可能となり、車両への優れた搭載性を発揮できる。
（実施形態２）
実施形態２の燃料電池用圧縮回生機では、図５に示すように、フロントハウジング１５にセンターハウジング２５が接合され、センターハウジング２５の後端には筒状のケース３５が接合されている。ケース３５の後端にはリアハウジング４５が接合されている。さらに、フロントハウジング１５とセンターハウジング２５との間には遮断板５５が介在している。フロントハウジング１５、センターハウジング２５及びリアハウジング４５には軸受装置１８、２８、４６により回転可能に駆動軸３６が支承されている。
【００３５】
フロントハウジング１５の径方向側の側面には大気に開放された空気吸入孔１６が開口されているとともに、空気吐出孔１７が開口されている。空気吐出孔１７には燃料電池Ｆの酸素含有ガス供給側に繋がる空気供給管１７ａが接続されている。
【００３６】
フロントハウジング１５内には、図６に示すように、中央部に楕円形状のロータ室６５を区画するシリンダブロック６６が収納されている。このロータ室６５内には、駆動軸３６に固定された断面円形状の第１ロータ８１が回転可能に設けられ、第１ロータ８１の外周面には複数枚の第１ベーン８０が放射方向に突出可能に設けられている。こうして、ロータ室６５内にはシリンダブロック６６と第１ロータ８１と各第１ベーン８０とで囲まれた圧縮室６９が構成されている。
【００３７】
また、図５に示すように、シリンダブロック６６内には空気吸入孔１６と連通する空気吸入室７５が形成され、図６に示すように、空気吸入室７５は圧縮室６９に吸入ポート７６により連通している。同様に、図５に示すように、シリンダブロック６６内には空気吐出孔１７と連通する空気吐出室７７が形成され、図６に示すように、空気吐出室７７は圧縮室６９に吐出ポート７８により連通している。空気吐出室７７内には吐出ポート７８を塞ぐ吐出リード弁８０が設けられ、吐出リード弁８０の外側にはリテーナ７９が設けられている。こうして、フロントハウジング１５と遮断板５５とで区画された内部には圧縮機構部Ｃが構成されている。
【００３８】
さらに、図５に示すように、センターハウジング２５の径方向側の側面には、大気に開放された空気排出孔２６が開口されているとともに、空気導入孔２７が開口されている。空気導入孔２７には燃料電池Ｆの酸素含有ガス排出側に繋がる空気排出管２７ａが接続されている。
【００３９】
センターハウジング２５内にも、図７に示すように、楕円形状のロータ室６５’を区画するシリンダブロック６６’が収納されている。このロータ室６５’内にも、駆動軸３６に固定された断面円形状の第２ロータ８１’が回転可能に設けられ、第２ロータ８１’の外周面にも複数枚の第２ベーン８０’が放射方向に突出可能に設けられている。こうして、ロータ室６５’内にはシリンダブロック６６’と第２ロータ８１’と各第２ベーン８０’とで囲まれた回生室６９’が構成されている。
【００４０】
また、図５に示すように、シリンダブロック６６’内には空気導入孔２７と連通する空気供給室７７’が形成され、図７に示すように、空気供給室７７’は回生室６９’に供給ポート７８’により連通している。同様に、図５に示すように、シリンダブロック６６’内には空気排出孔２６と連通する空気吐出室７５’が形成され、図７に示すように、空気吐出室７５’は回生室６９’に排出ポート７６’により連通している。こうして、センターハウジング２５と遮断板５５とで区画された内部に回生機構部Ｅが構成されている。
【００４１】
図５に示すように、ケース３５内には駆動軸３６を含んでモータＭが構成されている。
【００４２】
以上のように構成されたベーン型の燃料電池用圧縮回生機では、モータＭによって駆動軸３６が駆動されれば、第１ロータ８１と第２ロータ８１’とが回転する。これにより、圧縮機構部Ｃの圧縮室６９が徐々に容積を縮小するため、大気中の空気は、空気吸入孔１６から空気吸入室７５を経て圧縮室６９に吸入され、圧縮室６９内で高圧に圧縮された後、空気吐出室７７から空気吐出孔１７を通り空気供給管１７ａを経て燃料電池Ｆに供給される。燃料電池Ｆ内では、空気中の酸素が消費され、排出ガスとして残った空気が空気排出管２７ａから空気導入孔２７を経て回生機構部Ｅの回生室６９’に供給される。
【００４３】
また、上述した作用と同時に、回生室６９’内に供給された排出ガスは膨張しようとするため、回生室６９’の容積が除々に拡大される。そして、回生室６９’内の排出ガスは大気圧まで膨張され、空気吐出室７５’から空気排出孔２６を経て大気中に吐出される。この間、実施形態１と同様、駆動軸３６が駆動される動力を生じ、この動力が圧縮機構部Ｃを作動させるモータＭの動力を補助する。
【００４４】
ここで、この燃料電池用圧縮回生機の圧縮室６９及び回生室６９’は、実施形態１と同様の容積比とすることにより、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００４５】
また、この燃料電池用圧縮回生機では、圧縮機構部Ｃと回生機構部Ｅとがベーン型であるため、実施形態１の燃料電池用圧縮回生機に比してやや劣るものの、未だ優れた静粛性を発揮することができる。さらに、この燃料電池用圧縮回生機は、第１ロータ８１と第２ロータ８２とが同じ構造であるので、製造コストの低廉化を実現できる。
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る燃料電池用圧縮回生機の全体縦断面図である。
【図２】実施形態１に係る燃料電池用圧縮回生機を示し、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】実施形態１に係る燃料電池用圧縮回生機を示し、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】実施形態１、２に係る燃料電池装置の構成等を示す説明図である。
【図５】実施形態２に係る燃料電池用圧縮回生機の全体縦断面図である。
【図６】実施形態２に係る燃料電池用圧縮回生機を示し、図５のＶＩ−ＶＩ矢視断面図である。
【図７】実施形態２に係る燃料電池用圧縮回生機を示し、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【符号の説明】
Ｆ…燃料電池
Ｃ…圧縮機構部
Ｅ…回生機構部
１４、６９…圧縮室
２４、６９’…回生室
７０、３６…駆動軸
１０、２０、３０、４０、１５、２５、３５、４５…ハウジング（１０、１５…フロントハウジング、２０、２５…センターハウジング、３０、３５…ケース、４０、４５…リアハウジング）
５３…側板
５１…第１渦巻体
５２…第２渦巻体
８１…第１ロータ
８１’…第２ロータ
８０…第１ベーン
８０’…第２ベーン
Claims (7)
- 燃料電池の酸素含有ガス供給側に接続される容積式の圧縮機構部と、該燃料電池の酸素含有ガス排出側に接続される容積式の回生機構部とを有し、該圧縮機構部が形成する閉じ込まれた圧縮室の容積は該回生機構部が形成する閉じ込まれた回生室の容積の１．２５〜３倍であることを特徴とする燃料電池用圧縮回生機。
- 回生機構部により生じる動力が圧縮機構部を作動させる動力を補助すべく構成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池用圧縮回生機。
- 圧縮機構部と回生機構部とは同一の駆動軸により作動すべく構成されていることを特徴とする請求項２記載の燃料電池用圧縮回生機。
- 少なくとも圧縮機構部と回生機構部との一方がスクロール型であることを特徴とする請求項３記載の燃料電池用圧縮回生機。
- 圧縮機構部は、ハウジングと、駆動軸により公転運動する側板の一面と、該一面から突設された第１渦巻体とからなり、回生機構部は、該ハウジングと、該側板の他面と、該他面から突設された第２渦巻体とからなることを特徴とする請求項４記載の燃料電池用圧縮回生機。
- 少なくとも圧縮機構部と回生機構部との一方がベーン型であることを特徴とする請求項３記載の燃料電池用圧縮回生機。
- 圧縮機構部は、ハウジングと、駆動軸により回転する第１ロータと、該第１ロータから放射方向に突出可能な第１ベーンとからなり、回生機構部は、該ハウジングと、該第１ロータと同軸回転する第２ロータと、該第２ロータから放射方向に突出可能な第２ベーンとからなることを特徴とする請求項６記載の燃料電池用圧縮回生機。
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