燃料電池システム
【課題】冷却器を迂回するバイパス通路を備える燃料電池システムであって、バイパス通路における圧損が小さい場合であっても空気の流路を切り換えることができる燃料電池システムを提供すること。
【解決手段】燃料電池システム１は、エア供給管２３のうち冷却器２２の上流側と下流側とを連通するバイパス管３１と、エア供給管２３に設けられ、冷却器２２を流れるエア量を調整するバイパス弁３２と、バイパス管３１に開閉可能に設けられ、このバイパス管３１の内圧と背圧との差分が所定値以上になると開くチェックバルブ３３と、エア供給管２３の冷却器２２よりも下流側の内圧を、チェックバルブ３３の背圧として導入する背圧導入管３４と、背圧導入管３４と外部とを連通する大気開放管３５と、この大気開放管３５に設けられて、大気開放管３５を開閉するリリーフ弁３５１と、を備える。
【解決手段】燃料電池システム１は、エア供給管２３のうち冷却器２２の上流側と下流側とを連通するバイパス管３１と、エア供給管２３に設けられ、冷却器２２を流れるエア量を調整するバイパス弁３２と、バイパス管３１に開閉可能に設けられ、このバイパス管３１の内圧と背圧との差分が所定値以上になると開くチェックバルブ３３と、エア供給管２３の冷却器２２よりも下流側の内圧を、チェックバルブ３３の背圧として導入する背圧導入管３４と、背圧導入管３４と外部とを連通する大気開放管３５と、この大気開放管３５に設けられて、大気開放管３５を開閉するリリーフ弁３５１と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。詳しくは、エアを冷却する冷却器をバイパスする機能を備える燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の新たな動力源として燃料電池システムが注目されている。燃料電池システムは、例えば、反応ガスを化学反応させて発電する燃料電池と、反応ガス流路を介して燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置と、この反応ガス供給装置を制御する制御装置と、を備える。
【０００３】
燃料電池は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。ここで、各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成され、膜電極構造体は、アノード電極（陽極）およびカソード電極（陰極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。
【０００４】
この燃料電池のアノード電極に反応ガスとしての水素ガスを供給し、カソード電極に反応ガスとしての酸素を含む空気を供給すると、電気化学反応により発電する。この発電時に生成されるのは、基本的に無害な水だけであるため、環境への影響や利用効率の観点から、燃料電池が注目されている。
【０００５】
ここで、カソード電極に供給される空気は、従来より、大気中の空気から取り込んだものが用いられる。具体的には、燃料電池システムに圧縮機を設け、この圧縮機で大気中の空気を圧送することにより、発電に必要な量の空気をカソード電極に供給する。しかしながら、圧縮されてその温度が上昇した空気を燃料電池に供給し続けると、上述の電解質膜が劣化してしまうため、空気が流れる通路上には、圧縮された空気を冷却する冷却器が設けられる。
【０００６】
ところで、燃料電池システムを低温始動する場合には、安定した発電が可能となるまで、燃料電池を暖気する必要がある。そこで、特許文献１には、冷却器を迂回して空気を供給するバイパス機構を備える燃料電池システムが示されている。このバイパス機構は、主流路に設けられた冷却器を迂回するバイパス通路と、冷却器の出口側に設けられたバイパスバルブと、を含んで構成される。また、このバイパス機構では、バイパス通路の内圧と背圧との差分で開閉するチェックバルブをバイパス通路が設けられるとともに、主流路のうち冷却器の下流側の圧力をチェックバルブの背圧として導入する信号圧通路が設けられる。
【０００７】
このバイパス機構によれば、バイパス弁を開いた状態で空気を供給することにより、供給された空気は冷却器を通って燃料電池に供給される。この際、信号圧通路内の圧力はバイパス通路の上流側の圧力と略等しくなるので、チェックバルブは閉じたままの状態となり、圧縮された空気は主流路のみを流通することとなる。
また、バイパス弁を閉じた状態で空気を供給すると、バイパス通路における圧損により信号圧通路内の圧力がバイパス通路の上流側の圧力よりも低くなるので、チェックバルブは開いた状態となり、圧縮された空気はバイパス通路のみを流通することとなる。
【０００８】
ここで、例えば、燃料電池システムを低温始動する際には、バイパス弁を閉じた状態で空気を供給することで、圧縮された空気を、バイパス通路を流通させて燃料電池に供給することにより、燃料電池の暖気を促進することができる。
【特許文献１】特開２００４−１３９８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、燃料電池の始動直後など、圧縮機から供給される空気の流量が少ない場合には、バイパス通路における圧損が小さくなるため、バイパス通路内の圧力と信号圧通路内の圧力との間で差分が生じにくくなり、チェックバルブが開かなくなってしまう場合がある。
【００１０】
このような場合、空気の流量を多くすることで、バイパス通路内の圧力と信号圧通路内の圧力との差分を大きくすることにより、チェックバルブを開くことができるものの、必要以上の空気を供給するために圧縮機の消費電力が多くなってしまうおそれがある。このため、このような燃料電池システムを自動車に搭載した場合、自動車の燃費が低減するおそれがある。
【００１１】
本発明は、冷却器を迂回するバイパス通路を備える燃料電池システムであって、バイパス通路における圧損が小さい場合であっても空気の流路を切り換えることができる燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の燃料電池システムは、反応ガスにより発電を行う燃料電池（例えば、後述の燃料電池１０）と、反応ガスを前記燃料電池に導入する主流路（例えば、後述のエア供給管２３）と、反応ガスを、前記主流路を介して前記燃料電池に供給する反応ガス供給機（例えば、後述の圧縮機２１）と、前記主流路に設けられ、当該主流路を流れる反応ガスの状態を変化させる状態変化装置（例えば、後述の冷却器２２）と、前記主流路のうち前記状態変化装置の上流側と下流側とを連通するバイパス流路（例えば、後述のバイパス管３１）と、前記主流路に設けられ、前記状態変化装置を流れる反応ガス量を調整するバイパス調整弁（例えば、後述のバイパス弁３２）と、前記バイパス流路に開閉可能に設けられ、当該バイパス流路の内圧と背圧との差分が所定値以上になると開くチェックバルブ（例えば、後述のチェックバルブ３３）と、前記主流路の前記状態変化装置よりも下流側の内圧を、前記チェックバルブの背圧として導入する第１の連結流路（例えば、後述の背圧導入管３４）と、前記第１の連結流路と外部とを連通する第２の連結流路（例えば、後述の大気開放管３５）と、当該第２の連結流路に設けられて、当該第２の連結流路を開閉するリリーフ弁（例えば、後述のリリーフ弁３５１）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、チェックバルブには、反応ガス供給機から供給されたガスの圧力が作動圧として導入され、さらに、主流路の状態変化装置よりも下流側の圧力が第１の連結流路を通って背圧として導入される。
ここで、第２の連結流路およびリリーフ弁を設けたので、リリーフ弁を閉じた状態では、チェックバルブに対して、主流路の状態変化装置よりも下流側の圧力が背圧として導入される。この状態から、リリーフ弁を開くことにより、第１の連結流路を大気に開放して、チェックバルブに大気圧を背圧として導入できる。つまり、リリーフ弁を開くことにより、チェックバルブに導入される背圧を補助して、作動圧と背圧との差分を大きくできる。その結果、わずかな作動圧でチェックバルブを開くことができる。
【００１４】
このように、リリーフ弁を開くことでチェックバルブに導入される背圧を補助できるので、チェックバルブを小型化できる。
また、わずかな作動圧でもチェックバルブを開くことができるため、反応ガスの供給量が少なくても、反応ガスをバイパスさせることができるうえに、チェックバルブにおける圧損を小さくして、反応ガス供給機の消費電力を低減できる。
【００１５】
この場合、前記第１の連結流路にはオリフィス（例えば、後述のオリフィス３４１）が設けられることが好ましい。
【００１６】
この発明によれば、第１の連結流路にオリフィスを設けることにより、チェックバルブに背圧として導入される圧力を低減でき、チェックバルブを開いた状態で保持しやすくできる。また、リリーフ弁を開いた場合に、主流路から第１の連結流路および第２の連結流路を介して大気に排出される反応ガスの量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の燃料電池システムによれば、リリーフ弁を開くことにより、チェックバルブに導入される背圧を補助して、作動圧と背圧との差分を大きくできる。その結果、わずかな作動圧でチェックバルブを開くことができる。また、リリーフ弁を開くことでチェックバルブに導入される背圧を補助できるので、チェックバルブを小型化できる。また、わずかな作動圧でもチェックバルブを開くことができるため、反応ガスの供給量が少なくても、反応ガスをバイパスさせることができるうえに、チェックバルブにおける圧損を小さくして、反応ガス供給機の消費電力を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る燃料電池システム１の構成を示すブロック図である。
燃料電池システム１は、燃料電池１０と、この燃料電池１０に反応ガスとしての水素ガスおよびエア（空気）を供給する供給装置２０と、これら燃料電池１０および供給装置２０を制御する制御装置４０とを有する。
【００２０】
燃料電池１０は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極（陽極）およびカソード電極（陰極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。このような燃料電池１０は、アノード電極（陽極）側に水素ガスが供給され、カソード電極（陰極）側に酸素を含むエアが供給されると、これらの電気化学反応により発電する。
【００２１】
燃料電池１０は、この燃料電池１０の出力を制限する電流制限器（ＶＣＵ）１２を介して、モータ１３や高圧バッテリ（図示せず）に接続されている。燃料電池１０で発電された電力は、モータ１３および高圧バッテリに供給される。電流制限器１２は、制御装置４０から出力される電流制限値に基づいて、この電流制限値の範囲内で燃料電池１０から取り出される電流を制限しながら、燃料電池１０の電力をモータ１３や高圧バッテリに供給する。
【００２２】
供給装置２０は、燃料電池１０のカソード電極側にエアを供給する反応ガス供給機としての圧縮機２１と、アノード電極側に水素ガスを供給するエゼクタ２８と、を含んで構成される。
【００２３】
エゼクタ２８は、燃料電池１０のアノード電極側をその経路に含む水素循環路２５上に設けられ、図示しない水素タンクから供給された水素ガスを、この水素循環路２５上で循環させる。また、この水素循環路２５には、この水素循環路２５内のガスを外部に排出する水素排出路２６が分岐して形成されている。この水素排出路２６の先端側には、パージ弁２６１が設けられている。
【００２４】
圧縮機２１は、主流路としてのエア供給管２３を介して、燃料電池１０のカソード電極側に接続されている。この圧縮機２１は、大気に開放されたエア導入管２７から導入されたエアを圧縮し、この圧縮したエアを、エア供給管２３を介して燃料電池１０に供給する。この圧縮機２１は、制御装置４０からの指令信号に応じて動作し、設定された圧縮比でエアを圧縮してエア供給管２３にエアを供給する。
【００２５】
燃料電池１０のカソード電極側には、エア供給管２３から導入されたエアを排出するエア排出管２４が接続され、このエア排出管２４の先端側には、背圧弁２４１が設けられる。
【００２６】
また、エア供給管２３には、圧縮機２１から燃料電池１０へ向かって順に、このエア供給管２３を流れるエアの状態を変化させる状態変化装置としての冷却器２２、および、このエア供給管２３を流れるエアを加湿する加湿器２９が設けられている。
【００２７】
冷却器２２は、熱交換器であり、圧縮機２１から供給されるエアを熱交換により冷却する。圧縮機２１で圧縮されたエアは、圧縮前の状態に比べて高温になるため、この高温のエアをそのまま加湿器２９や燃料電池１０などのデバイスに導入すると、これらデバイスが破損するおそれがある。特に、これらデバイスのうち、加湿器２９に設けられた後述の中空糸膜は、その耐熱温度すなわち使用許可温度が最も低くなっている。そこで、エア供給管２３に冷却器２２を設けることにより、高温に圧縮されたエアを冷却して、加湿器２９や燃料電池１０を保護する。
【００２８】
加湿器２９は、いわゆる中空糸膜を用いた加湿装置である。具体的にはこの加湿器２９は、水透過性の中空糸膜の束と、この中空糸膜束を収納するハウジングとを備える。加湿器２９導入されたエアは、ハウジング内部で中空糸膜束と水分交換して加湿される。燃料電池１０には、この加湿器２９により加湿されたエアが供給される。燃料電池１０における化学反応は上述のようにＭＥＡ膜で行われるが、このＭＥＡ膜の湿度がある程度確保できないと、イオンの交換が行われないため、この加湿器２９でエアを加湿することにより、ＭＥＡの湿度をある程度確保する。
【００２９】
ところで、この燃料電池システム１を始動する際、燃料電池１０が低温の状態にある場合は、この燃料電池１０を発電に適した温度まで暖機する必要がある。このため、燃料電池システム１を低温始動する際には、この暖機を促進するために、圧縮機２１で圧縮されたエアを冷却器２２で冷却せずに、そのまま加湿器２９および燃料電池１０に導入することが好ましい場合がある。そこで、エア供給管２３には、冷却器２２をバイパスするバイパス機構３０が設けられる。
【００３０】
図２は、バイパス機構３０の構成を示すブロック図であり、冷却器２２を介してエアを供給する状態を示す図である。図３は、バイパス機構３０の構成を示すブロック図であり、冷却器２２をバイパスしてエアを供給する状態を示す図である。
【００３１】
バイパス機構３０は、バイパス流路としてのバイパス管３１と、バイパス調整弁としてのバイパス弁３２と、チェックバルブ３３と、第１の連結流路としての背圧導入管３４と、第２の連結流路としての大気開放管３５と、を備える。
【００３２】
バイパス管３１は、エア供給管２３に接続され、冷却器２２の上流側と下流側とを連通する。また、このバイパス管３１の流路は、エア供給管２３の流路よりも狭くなっている。
バイパス弁３２は、エア供給管２３のうち、冷却器２２の下流側で、かつ、バイパス管３１とエア供給管２３との合流地点よりも上流側に設けられ、冷却器２２を流れるエア量を調整する。
【００３３】
チェックバルブ３３は、バイパス管３１に設けられ、このバイパス管３１を開閉する。背圧導入管３４は、バイパス管３１のうちチェックバルブ３３よりも下流側と、チェックバルブ３３の後述の第２円筒部３３５側と、を接続する。これにより、背圧導入管３４は、エア供給管２３の冷却器２２よりも下流側の内圧をチェックバルブ３３に背圧として導入する。また、背圧導入管３４には、背圧導入管３４の流路を絞るオリフィス３４１が設けられている。このようなオリフィス３４１を設けることにより、チェックバルブ３３に背圧として作用する圧力を低減させることができる。
【００３４】
チェックバルブ３３は、バイパス管３１の内圧Ｐ１を作動圧として開閉する。より具体的には、チェックバルブ３３は、バイパス管３１の内圧Ｐ１と、背圧導入管３４で導入された背圧Ｐ２との差分が所定値未満では閉じており、所定値以上になると開く。具体的には、チェックバルブ３３は、円筒状のバルブ本体３３１と、このバルブ本体３３１の内部に進退可能に設けられたピストン３３２と、このピストンを付勢するばね機構３３３と、を備える。
【００３５】
バルブ本体３３１は、円筒状の第１円筒部３３４と、この第１円筒部３３４に接続された第２円筒部３３５と、を有する。この第１円筒部３３４と第２円筒部３３５との間には、ダイヤフラム３３６が設けられている。
ピストン３３２は、第２円筒部の内部に設けられ、第２円筒部の内部を仕切るダイヤフラム３３６と、このダイヤフラム３３６に設けられたロッド３３７と、を備える。
ばね機構３３３は、バルブ本体３３１を閉じる方向へピストン３３２を付勢する。
【００３６】
エア供給管２３は、バルブ本体３３１の第１円筒部３３４側の開口に接続され、背圧導入管３４は、バルブ本体３３１の第２円筒部３３５側の開口に接続され、バイパス管３１は、第１円筒部３３４のダイヤフラム３３６近傍に接続される。これにより、第１円筒部３３４の内部は、バイパス管３１の内圧Ｐ１となり、第２円筒部３３５の内部は、背圧導入管３４で導入された背圧Ｐ２となっている。
【００３７】
このチェックバルブ３３の動作は、以下のようになる。
すなわち、このチェックバルブ３３では、Ｐ１とＰ２の差分が所定値未満の場合、ばね機構３３３により、バルブ本体３３１を閉じる方向へピストン３３２が付勢されることで、ダイヤフラム３３６により第１円筒部３３４が閉塞される。これにより、バイパス管３１は閉じた状態となる。
一方、Ｐ１とＰ２の差分が所定値以上になると、この差圧により、ばね機構３３３の付勢力に抵抗して、ピストン３３２が後退し、バルブ本体３３１を開く。これにより、バイパス管３１は開いた状態となる。
【００３８】
大気開放管３５は、背圧導入管３４と大気圧に開放された外部とを連通する。リリーフ弁３５１は、大気開放管３５に設けられ、この大気開放管３５を開閉する。すなわち、このリリーフ弁３５１を開き、背圧導入管３４を外部と連通することで、チェックバルブ３３の背圧Ｐ２を大気圧近傍に下げて、Ｐ１とＰ２の差分を大きくし、チェックバルブ３３の動作を補助することができる。
【００３９】
次に、以上のように構成されたバイパス機構３０の動作について説明する。
図２に示すように、圧縮機２１で圧縮されたエアを、冷却器２２に流通させる場合には、バイパス弁３２を開くとともにリリーフ弁３５１を閉じる。
すると、圧縮機２１で圧縮されたエアは、エア供給管２３を流通する。この状態では、バイパス管３１の内圧Ｐ１と背圧導入管３４で導入された背圧Ｐ２は、略等しくなり、チェックバルブ３３は閉じた状態で保持される。したがって、バイパス管３１は閉じた状態となり、エアは冷却器２２のみを流通することになる。
燃料電池システム１を通常運転する際には、上述のようにバイパス弁３２を開きかつリリーフ弁３５１を閉じた状態にして、冷却器２２を経由してエアを供給することにより、加湿器２９および燃料電池１０を耐熱温度以下の状態にして運転を継続させることができる。
【００４０】
図３に示すように、圧縮機２１で圧縮されたエアを、バイパス管３１に流通させる場合には、バイパス弁３２を閉じるとともにリリーフ弁３５１を開く。
すると、背圧導入管３４で導入された背圧Ｐ２は、大気圧に近い圧力となる。これに対し、内圧Ｐ１は、圧縮機２１で圧縮されたエアの圧力であるため、大気圧よりも高くなっている。よって、これらＰ１およびＰ２に大きな差分が生じ、チェックバルブ３３は、開いた状態で保持されることとなる。したがって、バイパス管３１は開いた状態で保持され、エアはバイパス管３１を流通する。
燃料電池システム１を低温始動する際には、上述のようにバイパス弁３２を閉じかつリリーフ弁３５１を開いた状態にして、冷却器２２を迂回してエアを供給することにより、燃料電池１０の暖機を促進できる。
【００４１】
ところで、燃料電池システム１を始動させた直後、燃料電池１０の暖機を行っている間などは、エアの流量が特に少なくなっているため、バイパス管３１における圧損が小さくＰ１とＰ２との差分も小さくなり、チェックバルブ３３が開きにくくなる場合がある。そこで、上述のように、バイパス弁３２を閉じるとともに、リリーフ弁３５１を開き、このＰ１とＰ２との差分を大きくすることで、チェックバルブ３３を確実に動作させることができる。また、エアの流量が多い場合であっても、リリーフ弁３５１を開き、Ｐ１とＰ２との差分を大きくすることで、チェックバルブ３３における圧損を低減できる。これにより圧縮機２１の消費電力を低減できる。
【００４２】
図１に戻って、制御装置４０には、この制御装置４０から出力される制御信号に基づいて駆動するデバイスとして、上述のＶＣＵ１２、圧縮機２１、背圧弁２４１、パージ弁２６１、バイパス弁３２などが接続されている。
【００４３】
制御装置４０には、図示しないイグニッションスイッチが接続される。このイグニッションスイッチは、燃料電池車の運転席に設けられており、運転者の操作に従って、オン／オフ信号を制御装置４０に送信する。制御装置４０は、イグニッションスイッチのオン／オフに従って、燃料電池１０の発電を行う。
【００４４】
ここで、イグニッションスイッチがオンにされたことに基づいて、制御装置４０により、燃料電池１０で発電する手順は、以下のようになる。
すなわち、図示しない水素タンクから、エゼクタ２８を介して、燃料電池１０のアノード側に水素ガスを供給する。また、圧縮機２１を駆動させることにより、エア供給管２３を介して、燃料電池１０のカソード側にエアを供給する。
燃料電池１０に供給された水素ガスおよびエアは、発電に供された後、燃料電池１０からアノード側の生成水等の残留水とともに、水素排出路２６およびエア排出管２４に流入する。これら水素ガスおよびエアは、図示しない排ガス処理装置で処理されて、外部に排出される。
【００４５】
本実施形態の燃料電池システム１によれば、以下の作用効果がある。
（１）チェックバルブ３３には、圧縮機２１から供給されたエアの圧力が作動圧として導入され、さらに、エア供給管２３の冷却器２２よりも下流側の圧力が背圧導入管３４を通って背圧として導入される。
ここで、大気開放管３５およびリリーフ弁３５１を設けたので、リリーフ弁３５１を閉じた状態では、チェックバルブ３３に対して、エア供給管２３の冷却器２２よりも下流側の圧力が背圧として導入される。この状態から、リリーフ弁３５１を開くことにより、背圧導入管３４を大気に開放して、チェックバルブ３３に大気圧を背圧として導入できる。つまり、リリーフ弁３５１を開くことにより、チェックバルブ３３に導入される背圧を補助して、作動圧と背圧との差分を大きくできる。その結果、わずかな作動圧でチェックバルブ３３を開くことができる。
【００４６】
このように、リリーフ弁３５１を開くことでチェックバルブ３３に導入される背圧を補助できるので、チェックバルブ３３を小型化できる。
また、わずかな作動圧でもチェックバルブ３３を開くことができるため、エアの供給量が少なくても、エアをバイパスさせることができうえに、チェックバルブ３３における圧損を小さくして、圧縮機２１の消費電力を低減できる。
【００４７】
（２）背圧導入管３４にオリフィス３４１を設けることにより、チェックバルブ３３に背圧として導入される圧力を低減でき、チェックバルブ３３を開いた状態で保持しやすくできる。また、リリーフ弁３５１を開いた場合に、エア供給管２３から背圧導入管３４および大気開放管３５を介して大気に排出されるエアの量を低減することができる。
【００４８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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を示すブロック図である。
【図２】前記実施形態に係るバイパス機構の構成を示すブロック図である。
【図３】前記実施形態に係るバイパス機構の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 燃料電池システム
１０ 燃料電池
２０ 供給装置
２１ 圧縮機（反応ガス供給機）
２２ 冷却器（状態変化装置）
２３ エア供給管（主流路）
２９ 加湿器
３０ バイパス機構
３１ バイパス管（バイパス流路）
３２ バイパス弁（バイパス調整弁）
３３ チェックバルブ
３４ 背圧導入管（第１の連結流路）
３４１ オリフィス
３５ 大気開放管（第２の連結流路）
３５１ リリーフ弁（リリーフ弁）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに関する。詳しくは、エアを冷却する冷却器をバイパスする機能を備える燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の新たな動力源として燃料電池システムが注目されている。燃料電池システムは、例えば、反応ガスを化学反応させて発電する燃料電池と、反応ガス流路を介して燃料電池に反応ガスを供給する反応ガス供給装置と、この反応ガス供給装置を制御する制御装置と、を備える。
【０００３】
燃料電池は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。ここで、各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成され、膜電極構造体は、アノード電極（陽極）およびカソード電極（陰極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。
【０００４】
この燃料電池のアノード電極に反応ガスとしての水素ガスを供給し、カソード電極に反応ガスとしての酸素を含む空気を供給すると、電気化学反応により発電する。この発電時に生成されるのは、基本的に無害な水だけであるため、環境への影響や利用効率の観点から、燃料電池が注目されている。
【０００５】
ここで、カソード電極に供給される空気は、従来より、大気中の空気から取り込んだものが用いられる。具体的には、燃料電池システムに圧縮機を設け、この圧縮機で大気中の空気を圧送することにより、発電に必要な量の空気をカソード電極に供給する。しかしながら、圧縮されてその温度が上昇した空気を燃料電池に供給し続けると、上述の電解質膜が劣化してしまうため、空気が流れる通路上には、圧縮された空気を冷却する冷却器が設けられる。
【０００６】
ところで、燃料電池システムを低温始動する場合には、安定した発電が可能となるまで、燃料電池を暖気する必要がある。そこで、特許文献１には、冷却器を迂回して空気を供給するバイパス機構を備える燃料電池システムが示されている。このバイパス機構は、主流路に設けられた冷却器を迂回するバイパス通路と、冷却器の出口側に設けられたバイパスバルブと、を含んで構成される。また、このバイパス機構では、バイパス通路の内圧と背圧との差分で開閉するチェックバルブをバイパス通路が設けられるとともに、主流路のうち冷却器の下流側の圧力をチェックバルブの背圧として導入する信号圧通路が設けられる。
【０００７】
このバイパス機構によれば、バイパス弁を開いた状態で空気を供給することにより、供給された空気は冷却器を通って燃料電池に供給される。この際、信号圧通路内の圧力はバイパス通路の上流側の圧力と略等しくなるので、チェックバルブは閉じたままの状態となり、圧縮された空気は主流路のみを流通することとなる。
また、バイパス弁を閉じた状態で空気を供給すると、バイパス通路における圧損により信号圧通路内の圧力がバイパス通路の上流側の圧力よりも低くなるので、チェックバルブは開いた状態となり、圧縮された空気はバイパス通路のみを流通することとなる。
【０００８】
ここで、例えば、燃料電池システムを低温始動する際には、バイパス弁を閉じた状態で空気を供給することで、圧縮された空気を、バイパス通路を流通させて燃料電池に供給することにより、燃料電池の暖気を促進することができる。
【特許文献１】特開２００４−１３９８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、燃料電池の始動直後など、圧縮機から供給される空気の流量が少ない場合には、バイパス通路における圧損が小さくなるため、バイパス通路内の圧力と信号圧通路内の圧力との間で差分が生じにくくなり、チェックバルブが開かなくなってしまう場合がある。
【００１０】
このような場合、空気の流量を多くすることで、バイパス通路内の圧力と信号圧通路内の圧力との差分を大きくすることにより、チェックバルブを開くことができるものの、必要以上の空気を供給するために圧縮機の消費電力が多くなってしまうおそれがある。このため、このような燃料電池システムを自動車に搭載した場合、自動車の燃費が低減するおそれがある。
【００１１】
本発明は、冷却器を迂回するバイパス通路を備える燃料電池システムであって、バイパス通路における圧損が小さい場合であっても空気の流路を切り換えることができる燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の燃料電池システムは、反応ガスにより発電を行う燃料電池（例えば、後述の燃料電池１０）と、反応ガスを前記燃料電池に導入する主流路（例えば、後述のエア供給管２３）と、反応ガスを、前記主流路を介して前記燃料電池に供給する反応ガス供給機（例えば、後述の圧縮機２１）と、前記主流路に設けられ、当該主流路を流れる反応ガスの状態を変化させる状態変化装置（例えば、後述の冷却器２２）と、前記主流路のうち前記状態変化装置の上流側と下流側とを連通するバイパス流路（例えば、後述のバイパス管３１）と、前記主流路に設けられ、前記状態変化装置を流れる反応ガス量を調整するバイパス調整弁（例えば、後述のバイパス弁３２）と、前記バイパス流路に開閉可能に設けられ、当該バイパス流路の内圧と背圧との差分が所定値以上になると開くチェックバルブ（例えば、後述のチェックバルブ３３）と、前記主流路の前記状態変化装置よりも下流側の内圧を、前記チェックバルブの背圧として導入する第１の連結流路（例えば、後述の背圧導入管３４）と、前記第１の連結流路と外部とを連通する第２の連結流路（例えば、後述の大気開放管３５）と、当該第２の連結流路に設けられて、当該第２の連結流路を開閉するリリーフ弁（例えば、後述のリリーフ弁３５１）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、チェックバルブには、反応ガス供給機から供給されたガスの圧力が作動圧として導入され、さらに、主流路の状態変化装置よりも下流側の圧力が第１の連結流路を通って背圧として導入される。
ここで、第２の連結流路およびリリーフ弁を設けたので、リリーフ弁を閉じた状態では、チェックバルブに対して、主流路の状態変化装置よりも下流側の圧力が背圧として導入される。この状態から、リリーフ弁を開くことにより、第１の連結流路を大気に開放して、チェックバルブに大気圧を背圧として導入できる。つまり、リリーフ弁を開くことにより、チェックバルブに導入される背圧を補助して、作動圧と背圧との差分を大きくできる。その結果、わずかな作動圧でチェックバルブを開くことができる。
【００１４】
このように、リリーフ弁を開くことでチェックバルブに導入される背圧を補助できるので、チェックバルブを小型化できる。
また、わずかな作動圧でもチェックバルブを開くことができるため、反応ガスの供給量が少なくても、反応ガスをバイパスさせることができるうえに、チェックバルブにおける圧損を小さくして、反応ガス供給機の消費電力を低減できる。
【００１５】
この場合、前記第１の連結流路にはオリフィス（例えば、後述のオリフィス３４１）が設けられることが好ましい。
【００１６】
この発明によれば、第１の連結流路にオリフィスを設けることにより、チェックバルブに背圧として導入される圧力を低減でき、チェックバルブを開いた状態で保持しやすくできる。また、リリーフ弁を開いた場合に、主流路から第１の連結流路および第２の連結流路を介して大気に排出される反応ガスの量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の燃料電池システムによれば、リリーフ弁を開くことにより、チェックバルブに導入される背圧を補助して、作動圧と背圧との差分を大きくできる。その結果、わずかな作動圧でチェックバルブを開くことができる。また、リリーフ弁を開くことでチェックバルブに導入される背圧を補助できるので、チェックバルブを小型化できる。また、わずかな作動圧でもチェックバルブを開くことができるため、反応ガスの供給量が少なくても、反応ガスをバイパスさせることができるうえに、チェックバルブにおける圧損を小さくして、反応ガス供給機の消費電力を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態に係る燃料電池システム１の構成を示すブロック図である。
燃料電池システム１は、燃料電池１０と、この燃料電池１０に反応ガスとしての水素ガスおよびエア（空気）を供給する供給装置２０と、これら燃料電池１０および供給装置２０を制御する制御装置４０とを有する。
【００２０】
燃料電池１０は、例えば、数十個から数百個のセルが積層されたスタック構造である。各セルは、膜電極構造体（ＭＥＡ）を一対のセパレータで挟持して構成される。膜電極構造体は、アノード電極（陽極）およびカソード電極（陰極）の２つの電極と、これら電極に挟持された固体高分子電解質膜とで構成される。通常、両電極は、固体高分子電解質膜に接して酸化・還元反応を行う触媒層と、この触媒層に接するガス拡散層とから形成される。このような燃料電池１０は、アノード電極（陽極）側に水素ガスが供給され、カソード電極（陰極）側に酸素を含むエアが供給されると、これらの電気化学反応により発電する。
【００２１】
燃料電池１０は、この燃料電池１０の出力を制限する電流制限器（ＶＣＵ）１２を介して、モータ１３や高圧バッテリ（図示せず）に接続されている。燃料電池１０で発電された電力は、モータ１３および高圧バッテリに供給される。電流制限器１２は、制御装置４０から出力される電流制限値に基づいて、この電流制限値の範囲内で燃料電池１０から取り出される電流を制限しながら、燃料電池１０の電力をモータ１３や高圧バッテリに供給する。
【００２２】
供給装置２０は、燃料電池１０のカソード電極側にエアを供給する反応ガス供給機としての圧縮機２１と、アノード電極側に水素ガスを供給するエゼクタ２８と、を含んで構成される。
【００２３】
エゼクタ２８は、燃料電池１０のアノード電極側をその経路に含む水素循環路２５上に設けられ、図示しない水素タンクから供給された水素ガスを、この水素循環路２５上で循環させる。また、この水素循環路２５には、この水素循環路２５内のガスを外部に排出する水素排出路２６が分岐して形成されている。この水素排出路２６の先端側には、パージ弁２６１が設けられている。
【００２４】
圧縮機２１は、主流路としてのエア供給管２３を介して、燃料電池１０のカソード電極側に接続されている。この圧縮機２１は、大気に開放されたエア導入管２７から導入されたエアを圧縮し、この圧縮したエアを、エア供給管２３を介して燃料電池１０に供給する。この圧縮機２１は、制御装置４０からの指令信号に応じて動作し、設定された圧縮比でエアを圧縮してエア供給管２３にエアを供給する。
【００２５】
燃料電池１０のカソード電極側には、エア供給管２３から導入されたエアを排出するエア排出管２４が接続され、このエア排出管２４の先端側には、背圧弁２４１が設けられる。
【００２６】
また、エア供給管２３には、圧縮機２１から燃料電池１０へ向かって順に、このエア供給管２３を流れるエアの状態を変化させる状態変化装置としての冷却器２２、および、このエア供給管２３を流れるエアを加湿する加湿器２９が設けられている。
【００２７】
冷却器２２は、熱交換器であり、圧縮機２１から供給されるエアを熱交換により冷却する。圧縮機２１で圧縮されたエアは、圧縮前の状態に比べて高温になるため、この高温のエアをそのまま加湿器２９や燃料電池１０などのデバイスに導入すると、これらデバイスが破損するおそれがある。特に、これらデバイスのうち、加湿器２９に設けられた後述の中空糸膜は、その耐熱温度すなわち使用許可温度が最も低くなっている。そこで、エア供給管２３に冷却器２２を設けることにより、高温に圧縮されたエアを冷却して、加湿器２９や燃料電池１０を保護する。
【００２８】
加湿器２９は、いわゆる中空糸膜を用いた加湿装置である。具体的にはこの加湿器２９は、水透過性の中空糸膜の束と、この中空糸膜束を収納するハウジングとを備える。加湿器２９導入されたエアは、ハウジング内部で中空糸膜束と水分交換して加湿される。燃料電池１０には、この加湿器２９により加湿されたエアが供給される。燃料電池１０における化学反応は上述のようにＭＥＡ膜で行われるが、このＭＥＡ膜の湿度がある程度確保できないと、イオンの交換が行われないため、この加湿器２９でエアを加湿することにより、ＭＥＡの湿度をある程度確保する。
【００２９】
ところで、この燃料電池システム１を始動する際、燃料電池１０が低温の状態にある場合は、この燃料電池１０を発電に適した温度まで暖機する必要がある。このため、燃料電池システム１を低温始動する際には、この暖機を促進するために、圧縮機２１で圧縮されたエアを冷却器２２で冷却せずに、そのまま加湿器２９および燃料電池１０に導入することが好ましい場合がある。そこで、エア供給管２３には、冷却器２２をバイパスするバイパス機構３０が設けられる。
【００３０】
図２は、バイパス機構３０の構成を示すブロック図であり、冷却器２２を介してエアを供給する状態を示す図である。図３は、バイパス機構３０の構成を示すブロック図であり、冷却器２２をバイパスしてエアを供給する状態を示す図である。
【００３１】
バイパス機構３０は、バイパス流路としてのバイパス管３１と、バイパス調整弁としてのバイパス弁３２と、チェックバルブ３３と、第１の連結流路としての背圧導入管３４と、第２の連結流路としての大気開放管３５と、を備える。
【００３２】
バイパス管３１は、エア供給管２３に接続され、冷却器２２の上流側と下流側とを連通する。また、このバイパス管３１の流路は、エア供給管２３の流路よりも狭くなっている。
バイパス弁３２は、エア供給管２３のうち、冷却器２２の下流側で、かつ、バイパス管３１とエア供給管２３との合流地点よりも上流側に設けられ、冷却器２２を流れるエア量を調整する。
【００３３】
チェックバルブ３３は、バイパス管３１に設けられ、このバイパス管３１を開閉する。背圧導入管３４は、バイパス管３１のうちチェックバルブ３３よりも下流側と、チェックバルブ３３の後述の第２円筒部３３５側と、を接続する。これにより、背圧導入管３４は、エア供給管２３の冷却器２２よりも下流側の内圧をチェックバルブ３３に背圧として導入する。また、背圧導入管３４には、背圧導入管３４の流路を絞るオリフィス３４１が設けられている。このようなオリフィス３４１を設けることにより、チェックバルブ３３に背圧として作用する圧力を低減させることができる。
【００３４】
チェックバルブ３３は、バイパス管３１の内圧Ｐ１を作動圧として開閉する。より具体的には、チェックバルブ３３は、バイパス管３１の内圧Ｐ１と、背圧導入管３４で導入された背圧Ｐ２との差分が所定値未満では閉じており、所定値以上になると開く。具体的には、チェックバルブ３３は、円筒状のバルブ本体３３１と、このバルブ本体３３１の内部に進退可能に設けられたピストン３３２と、このピストンを付勢するばね機構３３３と、を備える。
【００３５】
バルブ本体３３１は、円筒状の第１円筒部３３４と、この第１円筒部３３４に接続された第２円筒部３３５と、を有する。この第１円筒部３３４と第２円筒部３３５との間には、ダイヤフラム３３６が設けられている。
ピストン３３２は、第２円筒部の内部に設けられ、第２円筒部の内部を仕切るダイヤフラム３３６と、このダイヤフラム３３６に設けられたロッド３３７と、を備える。
ばね機構３３３は、バルブ本体３３１を閉じる方向へピストン３３２を付勢する。
【００３６】
エア供給管２３は、バルブ本体３３１の第１円筒部３３４側の開口に接続され、背圧導入管３４は、バルブ本体３３１の第２円筒部３３５側の開口に接続され、バイパス管３１は、第１円筒部３３４のダイヤフラム３３６近傍に接続される。これにより、第１円筒部３３４の内部は、バイパス管３１の内圧Ｐ１となり、第２円筒部３３５の内部は、背圧導入管３４で導入された背圧Ｐ２となっている。
【００３７】
このチェックバルブ３３の動作は、以下のようになる。
すなわち、このチェックバルブ３３では、Ｐ１とＰ２の差分が所定値未満の場合、ばね機構３３３により、バルブ本体３３１を閉じる方向へピストン３３２が付勢されることで、ダイヤフラム３３６により第１円筒部３３４が閉塞される。これにより、バイパス管３１は閉じた状態となる。
一方、Ｐ１とＰ２の差分が所定値以上になると、この差圧により、ばね機構３３３の付勢力に抵抗して、ピストン３３２が後退し、バルブ本体３３１を開く。これにより、バイパス管３１は開いた状態となる。
【００３８】
大気開放管３５は、背圧導入管３４と大気圧に開放された外部とを連通する。リリーフ弁３５１は、大気開放管３５に設けられ、この大気開放管３５を開閉する。すなわち、このリリーフ弁３５１を開き、背圧導入管３４を外部と連通することで、チェックバルブ３３の背圧Ｐ２を大気圧近傍に下げて、Ｐ１とＰ２の差分を大きくし、チェックバルブ３３の動作を補助することができる。
【００３９】
次に、以上のように構成されたバイパス機構３０の動作について説明する。
図２に示すように、圧縮機２１で圧縮されたエアを、冷却器２２に流通させる場合には、バイパス弁３２を開くとともにリリーフ弁３５１を閉じる。
すると、圧縮機２１で圧縮されたエアは、エア供給管２３を流通する。この状態では、バイパス管３１の内圧Ｐ１と背圧導入管３４で導入された背圧Ｐ２は、略等しくなり、チェックバルブ３３は閉じた状態で保持される。したがって、バイパス管３１は閉じた状態となり、エアは冷却器２２のみを流通することになる。
燃料電池システム１を通常運転する際には、上述のようにバイパス弁３２を開きかつリリーフ弁３５１を閉じた状態にして、冷却器２２を経由してエアを供給することにより、加湿器２９および燃料電池１０を耐熱温度以下の状態にして運転を継続させることができる。
【００４０】
図３に示すように、圧縮機２１で圧縮されたエアを、バイパス管３１に流通させる場合には、バイパス弁３２を閉じるとともにリリーフ弁３５１を開く。
すると、背圧導入管３４で導入された背圧Ｐ２は、大気圧に近い圧力となる。これに対し、内圧Ｐ１は、圧縮機２１で圧縮されたエアの圧力であるため、大気圧よりも高くなっている。よって、これらＰ１およびＰ２に大きな差分が生じ、チェックバルブ３３は、開いた状態で保持されることとなる。したがって、バイパス管３１は開いた状態で保持され、エアはバイパス管３１を流通する。
燃料電池システム１を低温始動する際には、上述のようにバイパス弁３２を閉じかつリリーフ弁３５１を開いた状態にして、冷却器２２を迂回してエアを供給することにより、燃料電池１０の暖機を促進できる。
【００４１】
ところで、燃料電池システム１を始動させた直後、燃料電池１０の暖機を行っている間などは、エアの流量が特に少なくなっているため、バイパス管３１における圧損が小さくＰ１とＰ２との差分も小さくなり、チェックバルブ３３が開きにくくなる場合がある。そこで、上述のように、バイパス弁３２を閉じるとともに、リリーフ弁３５１を開き、このＰ１とＰ２との差分を大きくすることで、チェックバルブ３３を確実に動作させることができる。また、エアの流量が多い場合であっても、リリーフ弁３５１を開き、Ｐ１とＰ２との差分を大きくすることで、チェックバルブ３３における圧損を低減できる。これにより圧縮機２１の消費電力を低減できる。
【００４２】
図１に戻って、制御装置４０には、この制御装置４０から出力される制御信号に基づいて駆動するデバイスとして、上述のＶＣＵ１２、圧縮機２１、背圧弁２４１、パージ弁２６１、バイパス弁３２などが接続されている。
【００４３】
制御装置４０には、図示しないイグニッションスイッチが接続される。このイグニッションスイッチは、燃料電池車の運転席に設けられており、運転者の操作に従って、オン／オフ信号を制御装置４０に送信する。制御装置４０は、イグニッションスイッチのオン／オフに従って、燃料電池１０の発電を行う。
【００４４】
ここで、イグニッションスイッチがオンにされたことに基づいて、制御装置４０により、燃料電池１０で発電する手順は、以下のようになる。
すなわち、図示しない水素タンクから、エゼクタ２８を介して、燃料電池１０のアノード側に水素ガスを供給する。また、圧縮機２１を駆動させることにより、エア供給管２３を介して、燃料電池１０のカソード側にエアを供給する。
燃料電池１０に供給された水素ガスおよびエアは、発電に供された後、燃料電池１０からアノード側の生成水等の残留水とともに、水素排出路２６およびエア排出管２４に流入する。これら水素ガスおよびエアは、図示しない排ガス処理装置で処理されて、外部に排出される。
【００４５】
本実施形態の燃料電池システム１によれば、以下の作用効果がある。
（１）チェックバルブ３３には、圧縮機２１から供給されたエアの圧力が作動圧として導入され、さらに、エア供給管２３の冷却器２２よりも下流側の圧力が背圧導入管３４を通って背圧として導入される。
ここで、大気開放管３５およびリリーフ弁３５１を設けたので、リリーフ弁３５１を閉じた状態では、チェックバルブ３３に対して、エア供給管２３の冷却器２２よりも下流側の圧力が背圧として導入される。この状態から、リリーフ弁３５１を開くことにより、背圧導入管３４を大気に開放して、チェックバルブ３３に大気圧を背圧として導入できる。つまり、リリーフ弁３５１を開くことにより、チェックバルブ３３に導入される背圧を補助して、作動圧と背圧との差分を大きくできる。その結果、わずかな作動圧でチェックバルブ３３を開くことができる。
【００４６】
このように、リリーフ弁３５１を開くことでチェックバルブ３３に導入される背圧を補助できるので、チェックバルブ３３を小型化できる。
また、わずかな作動圧でもチェックバルブ３３を開くことができるため、エアの供給量が少なくても、エアをバイパスさせることができうえに、チェックバルブ３３における圧損を小さくして、圧縮機２１の消費電力を低減できる。
【００４７】
（２）背圧導入管３４にオリフィス３４１を設けることにより、チェックバルブ３３に背圧として導入される圧力を低減でき、チェックバルブ３３を開いた状態で保持しやすくできる。また、リリーフ弁３５１を開いた場合に、エア供給管２３から背圧導入管３４および大気開放管３５を介して大気に排出されるエアの量を低減することができる。
【００４８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【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を示すブロック図である。
【図２】前記実施形態に係るバイパス機構の構成を示すブロック図である。
【図３】前記実施形態に係るバイパス機構の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 燃料電池システム
１０ 燃料電池
２０ 供給装置
２１ 圧縮機（反応ガス供給機）
２２ 冷却器（状態変化装置）
２３ エア供給管（主流路）
２９ 加湿器
３０ バイパス機構
３１ バイパス管（バイパス流路）
３２ バイパス弁（バイパス調整弁）
３３ チェックバルブ
３４ 背圧導入管（第１の連結流路）
３４１ オリフィス
３５ 大気開放管（第２の連結流路）
３５１ リリーフ弁（リリーフ弁）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスにより発電を行う燃料電池と、
反応ガスを前記燃料電池に導入する主流路と、
反応ガスを、前記主流路を介して前記燃料電池に供給する反応ガス供給機と、
前記主流路に設けられ、当該主流路を流れる反応ガスの状態を変化させる状態変化装置と、
前記主流路のうち前記状態変化装置の上流側と下流側とを連通するバイパス流路と、
前記主流路に設けられ、前記状態変化装置を流れる反応ガス量を調整するバイパス調整弁と、
前記バイパス流路に開閉可能に設けられ、当該バイパス流路の内圧と背圧との差分が所定値以上になると開くチェックバルブと、
前記主流路の前記状態変化装置よりも下流側の内圧を、前記チェックバルブの背圧として導入する第１の連結流路と、
前記第１の連結流路と外部とを連通する第２の連結流路と、
当該第２の連結流路に設けられて、当該第２の連結流路を開閉するリリーフ弁と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記第１の連結流路にはオリフィスが設けられることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項１】
反応ガスにより発電を行う燃料電池と、
反応ガスを前記燃料電池に導入する主流路と、
反応ガスを、前記主流路を介して前記燃料電池に供給する反応ガス供給機と、
前記主流路に設けられ、当該主流路を流れる反応ガスの状態を変化させる状態変化装置と、
前記主流路のうち前記状態変化装置の上流側と下流側とを連通するバイパス流路と、
前記主流路に設けられ、前記状態変化装置を流れる反応ガス量を調整するバイパス調整弁と、
前記バイパス流路に開閉可能に設けられ、当該バイパス流路の内圧と背圧との差分が所定値以上になると開くチェックバルブと、
前記主流路の前記状態変化装置よりも下流側の内圧を、前記チェックバルブの背圧として導入する第１の連結流路と、
前記第１の連結流路と外部とを連通する第２の連結流路と、
当該第２の連結流路に設けられて、当該第２の連結流路を開閉するリリーフ弁と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記第１の連結流路にはオリフィスが設けられることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−４１６９（Ｐ２００９−４１６９Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６２７３０（Ｐ２００７−１６２７３０）
【出願日】平成１９年６月２０日（２００７．６．２０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２０日（２００７．６．２０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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