JP2009158250A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクタに起因した振動及び騒音の発生を極力抑制することが可能な燃料電池システムを提供する。
【解決手段】 水素タンクと、水素タンクからの水素ガスが供給される燃料電池と、水素ガスのガス圧を燃料電池に対する負荷要求に応じた要求圧力に基づいて調圧して燃料電池へ供給するインジェクタ３５とを備えた燃料電池システムであって、インジェクタ３５の上流側には、水素タンクからの水素ガスのガス圧を燃料電池における最大負荷要求時の要求圧力に調圧するレギュレータ３４ａを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、反応ガスの供給を受けて電気化学反応により発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムに関する。

現在、反応ガス（燃料ガス及び酸化ガス）の供給を受けて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムが提案され、実用化されている。かかる燃料電池システムには、水素タンク等の燃料供給源から供給される燃料ガスを燃料電池へと流すための反応ガス配管に、オン・オフ制御されることでガス状態を調整するレギュレータを設けたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
しかし、レギュレータは、その構造上、燃料ガスの供給圧力を迅速に変化させることが困難である（すなわち応答性が低い）上に、目標圧力を多段階にわたって変化させるような高精度な調圧が不可能であるため、レギュレータに換えてインジェクタを設けることが行われている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００５−２１６５１９号公報 特開２００５−３０２５６３号公報 特開２００７−１８８８５７号公報

ところが、このようにインジェクタを採用すると、インジェクタのオン・オフ時に振動及び作動音や脈動音などの騒音が発生するため、このような振動及び騒音を極力抑制することが望まれる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、インジェクタに起因した振動及び騒音の発生を極力抑制することが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、燃料供給源と、該燃料供給源からの反応ガスが供給される燃料電池と、反応ガスのガス圧を前記燃料電池に対する負荷要求に応じた要求圧力に基づいて調圧して前記燃料電池へ供給するインジェクタとを備えた燃料電池システムであって、前記インジェクタの上流側に、前記燃料供給源からの反応ガスのガス圧を前記燃料電池における最大負荷要求時の要求圧力に調圧する調圧弁を備えている。

かかる構成によれば、最大負荷が要求された際、言い換えれば、インジェクタのみによって最大負荷に対応する要求圧力を実現させようとしたならば当該インジェクタの作動回数が最大となる際に、インジェクタを開状態とし、調圧弁にて調圧された反応ガスを、インジェクタを開閉動作させることなく、そのままインジェクタを通過させて燃料電池へ供給することができる。これにより、特に振動及び作動音や脈動音などの騒音が大きくなる最大負荷要求時における振動及び騒音の発生を極力抑制することができる。

また、本発明に係る燃料電池システムは、燃料供給源と、該燃料供給源からの反応ガスが供給される燃料電池と、反応ガスのガス圧を前記燃料電池に対する負荷要求に応じた要求圧力に基づいて調圧して前記燃料電池へ供給するインジェクタとを備えた燃料電池システムであって、前記インジェクタと並列にバイパス配管が設けられ、該バイパス配管には、前記燃料供給源からの反応ガスのガス圧を前記燃料電池における最大負荷要求時の要求圧力に調圧する調圧弁と、最大負荷要求時に開放される開閉弁とが設けられている。

かかる構成によれば、最大負荷が要求された際、言い換えれば、インジェクタのみによって最大負荷に対応する要求圧力を実現させようとしたならば当該インジェクタの作動回数が最大となる際に、インジェクタを閉状態とし、調圧弁が設けられたバイパス配管に反応ガスを流すことにより、インジェクタを開閉動作させることなく、燃料電池へ最大負荷要求時の要求圧力の反応ガスを供給することができる。これにより、特に振動及び作動音や脈動音などの騒音が大きくなる最大負荷要求時における振動及び騒音の発生を極力抑制することができる。
特に、ソレノイドへ通電することにより開放するノーマリークローズタイプのインジェクタを備えた場合には、最大負荷要求時にて、インジェクタを開放させるための電流の供給を不要とすることができ、燃料電池システム全体としての燃費の向上を図ることができる。

また、本発明に係る燃料電池システムは、燃料供給源と、該燃料供給源からの反応ガスが供給される燃料電池と、反応ガスのガス圧を前記燃料電池に対する負荷要求に応じた要求圧力に基づいて調圧して前記燃料電池へ供給するインジェクタとを備えた燃料電池システムであって、前記インジェクタと並列にバイパス配管が設けられ、該バイパス配管には、前記燃料供給源からの反応ガスのガス圧を前記燃料電池における最小負荷要求時の要求圧力に調圧する調圧弁が設けられている。

かかる構成によれば、最小負荷が要求された際に、インジェクタを閉状態とし、調圧弁が設けられたバイパス配管だけに反応ガスを流すことにより、インジェクタを開閉動作させることなく、燃料電池へ最小負荷要求時の要求圧力の反応ガスを供給することができる。
これにより、例えば燃料電池システムを搭載した車両のように、走行音などがないために振動及び作動音や脈動音などの騒音が目立つアイドリング時での最小負荷要求時においても、インジェクタの振動及び騒音の発生を極力抑制することができる。

また、本発明に係る燃料電池システムは、燃料供給源と、該燃料供給源からの反応ガスが供給される燃料電池と、反応ガスのガス圧を前記燃料電池に対する負荷要求に応じた要求圧力に基づいて調圧して前記燃料電池へ供給するインジェクタとを備えた燃料電池システムであって、前記インジェクタの上流側に、前記燃料供給源からの反応ガスのガス圧を前記燃料電池における最大負荷要求時の要求圧力に調圧する調圧弁を備えるとともに、前記インジェクタと並列にバイパス配管が設けられ、該バイパス配管には、前記燃料供給源からの反応ガスのガス圧を前記燃料電池における最小負荷要求時の要求圧力に調圧する調圧弁が設けられている。

かかる構成によれば、最大負荷が要求された際には、インジェクタを開状態とし、上流側の調圧弁にて調圧された反応ガスを、インジェクタを開閉動作させることなく、そのままインジェクタ及びバイパス配管を通過させて燃料電池へ供給することができる。また、最小負荷が要求された際には、インジェクタを閉状態とし、調圧弁が設けられたバイパス配管だけに反応ガスを流すことにより、インジェクタを開閉動作させることなく、燃料電池へ最小負荷要求時の要求圧力の反応ガスを供給することができる。
これにより、特に振動及び作動音や脈動音などの騒音が大きくなる最大負荷要求時のみならず、例えば燃料電池システムを搭載した車両のように、走行音などがないために振動及び作動音や脈動音などの騒音が目立つアイドリング時での最小負荷要求時においても、振動及び騒音の発生を極力抑制することができる。

本発明によれば、インジェクタに起因した振動及び騒音の発生を極力抑制することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。図１は、燃料電池システムのシステム構成図である。この燃料電池システム１は、燃料電池自動車の車載発電システムや船舶、航空機、電車あるいは歩行ロボット等のあらゆる移動体用の発電システム、さらには、建物（住宅、ビル等）用の発電設備として用いられる定置用発電システム等に適用可能であるが、具体的には自動車用となっている。

本実施形態に係る燃料電池システム１は、図１に示すように、反応ガス（酸化ガス及び燃料ガス）の供給を受けて電気化学反応により電力を発生する燃料電池１０を備えるとともに、燃料電池１０に酸化ガスとしての空気を供給する酸化ガス配管系２、燃料電池１０に燃料ガスとしての水素ガスを供給する水素ガス配管系３、システム全体を統合制御する制御装置４等を備えている。

燃料電池１０は、反応ガスの供給を受けて発電する単電池を所要数積層して構成したスタック構造を有している。燃料電池１０により発生した電力は、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１に供給される。ＰＣＵ１１は、燃料電池１０とトラクションモータ１２との間に配置されるインバータやＤＣ‐ＤＣコンバータ等を備えている。また、燃料電池１０には、発電中の電流を検出する電流センサ１３が取り付けられている。

酸化ガス配管系２は、加湿器２０により加湿された酸化ガス（空気）を燃料電池１０に供給する空気供給流路２１と、燃料電池１０から排出された酸化オフガスを加湿器２０に導く空気排出流路２２と、加湿器２１から外部に酸化オフガスを導くための排気流路２３と、を備えている。空気供給流路２１には、大気中の酸化ガスを取り込んで加湿器２０に圧送するコンプレッサ２４が設けられている。

水素ガス配管系３は、高圧（例えば７０ＭＰａ）の水素ガスを貯留した燃料供給源としての水素タンク３０と、水素タンク３０の水素ガスを燃料電池１０に供給するための燃料供給流路としての水素供給流路３１と、燃料電池１０から排出された水素オフガスを水素供給流路３１に戻すための循環流路３２と、を備えている。なお、水素タンク３０に代えて、炭化水素系の燃料から水素リッチな改質ガスを生成する改質器と、この改質器で生成した改質ガスを高圧状態にして蓄圧する高圧ガスタンクと、を燃料供給源として採用することもできる。また、水素吸蔵合金を有するタンクを燃料供給源として採用してもよい。

水素供給流路３１には、水素タンク３０からの水素ガスの供給を遮断又は許容する遮断弁３３と、水素ガスの圧力を調整するレギュレータ３４と、インジェクタ３５と、が設けられている。また、インジェクタ３５の上流側には、水素供給流路３１内の水素ガスの圧力及び温度を検出する一次側圧力センサ４１及び温度センサ４２が設けられている。また、インジェクタ３５の下流側であって水素供給流路３１と循環流路３２との合流部の上流側には、水素供給流路３１内の水素ガスの圧力を検出する二次側圧力センサ４３が設けられている。

レギュレータ３４は、その上流側圧力を、予め設定した圧力に調圧する装置である。本実施形態に係る燃料電池システム１においては、機械式の減圧弁である調圧弁をレギュレータ３４として採用している。機械式の調圧弁の構成としては、背圧室と調圧室とがダイアフラムを隔てて形成された筺体を有し、背圧室内の背圧により調圧室内で減圧する公知の構成を採用することができる。
本実施形態に係る燃料電池システム１においては、図１に示すように、インジェクタ３５の上流側にレギュレータ３４を２個配置することにより、インジェクタ３５の上流側圧力を効果的に低減させることができる。また、インジェクタ３５の上流側圧力を低減させることができるので、インジェクタ３５の上流側圧力と下流側圧力との差圧の増大に起因してインジェクタ３５の弁体が移動し難くなることを抑制することができる。

図２は、インジェクタ３５を示す断面図である。このインジェクタ３５は、水素供給流路３１のガス状態を調整するもので、水素供給流路３１の一部を構成するとともに、軸方向一端の円筒部４５の内側に形成された口部５１において水素供給流路３１の水素タンク３０側に配置され、一方の円筒部４５と同軸をなす軸方向他端の円筒部４６の内側に形成された口部５２において水素供給流路３１の燃料電池１０側に配置される内部流路５３が形成された金属製のシリンダ５４を有している。
このシリンダ５４には、口部５１に繋がる第１通路部５６と、この第１通路部５６の口部５１とは反対側に繋がる、第１通路部５６よりも大径の第２通路部５７と、この第２通路部５７の第１通路部５６とは反対側に繋がる、第２通路部５７よりも大径の第３通路部５８と、この第３通路部５８の第２通路部５７とは反対側に繋がる、第２通路部５７及び第３通路部５８よりも小径の第４通路部５９とが形成されており、これらで内部流路５３が構成されている。なお、円筒部４５の外周部には環状のシール溝４５ａが形成されており、円筒部４６の外周部にも環状のシール溝４６ａが形成されている。

また、インジェクタ３５は、両円筒部４５，４６間に形成されたこれらよりも大径の本体部４７に、第４通路部５９の第３通路部５８側の開口部を囲むように設けられた例えばゴム等のシール性部材からなる弁座６１と、第２通路部５７に移動可能に挿入される円筒部６２及び第３通路部５８内に配置される第２通路部５７よりも大径の傘部６３を有し傘部６３に斜めに連通穴６４が形成された金属製の弁体６５と、弁体６５の円筒部６２に一端側が挿入されると共に他端側が第１通路部５６内に形成されたストッパ６６に係止されることで弁体６５を弁座６１へ当接させて内部流路５３を遮断するスプリング６７と、弁体６５を電磁駆動力によりスプリング６７の付勢力に抗して第３通路部５８の第２通路部５７側の段部６８に当接するまで移動させることで弁体６５を弁座６１から離間させて連通穴６４で内部流路５３を連通させるソレノイド６９と、を有している。ここで、弁体６５はシリンダ５４の軸線方向に沿って作動する。

インジェクタ３５の弁体６５は、電磁駆動装置であるソレノイド６９への通電制御により駆動され、このソレノイド６９に給電されるパルス状励磁電流のオン・オフにより、内部流路５３の開口面積を変更（本実施形態に係る燃料電池システム１では、全開と全閉の２段階に変更）することができるようになっている。そして、制御装置４から出力される制御信号によって、インジェクタ３５のガス噴射時間及びガス噴射時期が制御されることにより、水素ガスの流量及び圧力が高精度に制御される。

インジェクタ３５は、その下流に要求されるガス流量を供給するために、インジェクタ３５の内部流路５３に設けられた弁体６５による開口面積（開度）及び開放時間の少なくとも一方を変更することにより、下流側（燃料電池１０側）に供給されるガス流量（又は水素モル濃度）を調整する。

なお、インジェクタ３５の弁体６５の開閉によりガス流量が調整されるとともに、インジェクタ３５下流に供給されるガス圧力がインジェクタ３５上流のガス圧力より減圧されるため、インジェクタ３５を調圧弁（減圧弁、レギュレータ）と解釈することもできる。また、本実施形態に係る燃料電池システム１では、ガス要求に応じて所定の圧力範囲の中で要求圧力に一致するようにインジェクタ３５の上流ガス圧の調圧量（減圧量）を変化させることが可能な可変調圧弁と解釈することもできる。

本実施形態に係る燃料電池システム１においては、図１に示すように、水素供給流路３１と循環流路３２との合流部Ａ１より上流側にインジェクタ３５を配置している。ここでは、燃料供給源として複数の水素タンク３０を採用しているため、各水素タンク３０から供給される水素ガスが合流する部分（水素ガス合流部Ａ２）よりも下流側にインジェクタ３５を配置している。

循環流路３２には、気液分離器３６及び排気排水弁３７を介して、排出流路３８が接続されている。気液分離器３６は、水素オフガスから水分を回収するものである。排気排水弁３７は、制御装置４からの指令によって作動することにより、気液分離器３６で回収した水分と、循環流路３２内の不純物を含む水素オフガスと、を外部に排出（パージ）するものである。
また、循環流路３２には、循環流路３２内の水素オフガスを加圧して水素供給流路３１側へ送り出す水素ポンプ３９が設けられている。なお、排気排水弁３７及び排出流路３８を介して排出される水素オフガスは、希釈器４０によって希釈されて排気流路２３内の酸化オフガスと合流するようになっている。

制御装置４は、車両に設けられた加速操作装置（アクセル等）の操作量を検出し、加速要求値（例えばトラクションモータ１２等の負荷装置からの要求発電量）等の制御情報を受けて、システム内の各種機器の動作を制御する。
なお、負荷装置とは、トラクションモータ１２のほかに、燃料電池１０を作動させるために必要な補機装置（例えばコンプレッサ２４、水素ポンプ３９、冷却ポンプのモータ等）、車両の走行に関与する各種装置（変速機、車輪制御装置、操舵装置、懸架装置等）で使用されるアクチュエータ、乗員空間の空調装置（エアコン）、照明、オーディオ等を含む電力消費装置を総称したものである。

制御装置４は、図示していないコンピュータシステムによって構成されている。かかるコンピュータシステムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、入出力インタフェース及びディスプレイ等を備えるものであり、ＲＯＭに記録された各種制御プログラムをＣＰＵが読み込んで実行することにより、各種制御動作が実現されるようになっている。

制御装置４は、所定の手順を経て算出したインジェクタ３５の総噴射時間を実現させるための制御信号を出力することにより、インジェクタ３５のガス噴射時間及びガス噴射時期を制御して、燃料電池１０に供給される水素ガスの流量及び圧力を調整する。

燃料電池システム１の通常運転時においては、水素タンク３０から水素ガスが水素供給流路３１を介して燃料電池１０の燃料極に供給されるとともに、加湿調整された空気が空気供給流路２１を介して燃料電池１０の酸化極に供給されることにより、発電が行われる。この際、燃料電池１０から引き出すべき電力（要求電力）が制御装置４で演算され、その発電量に応じた量の水素ガス及び空気が燃料電池１０内に供給されるようになっている。本実施形態に係る燃料電池システム１においては、このような通常運転時において燃料電池１０に供給される水素ガスの圧力を高精度に制御する。

図３に示すように、インジェクタ３５の上流側のレギュレータ３４ａは、上流側の圧力Ｐ１を調圧して圧力Ｐ２とし、インジェクタ３５は、レギュレータ３４ａによって調圧された圧力Ｐ２を、要求負荷（燃料電池１０への要求発電量）に応じて、最小負荷要求圧Ｐｍｉｎから最大負荷要求圧Ｐｍａｘの範囲で調圧する。
ここで、最小負荷要求圧Ｐｍｉｎおよび最大負荷要求圧Ｐｍａｘとは、燃料電池システム１毎に仕様上設定される最小発電量および最大発電量に対応する要求圧力のことをいう（以下の実施形態においても同様）。また、第１実施形態に係る燃料電池システム１では、レギュレータ３４ａにより調圧した圧力Ｐ２が、最大負荷要求圧Ｐｍａｘ（Ｐ２＝Ｐｍａｘ）とされている。
そして、例えばアクセルペダルを限界まで踏み込んだ時のように、最大負荷が要求された際には、インジェクタ３５では、ソレノイド６９に電流が供給された状態（通電状態）が維持され、常開状態とされる。これにより、インジェクタ３５の下流側には、レギュレータ３４ａによって調圧された最大負荷要求圧Ｐｍａｘと同じ圧力Ｐ２の水素ガスが燃料電池１０へ供給されることとなる。

このように、第１実施形態に係る燃料電池システムによれば、インジェクタ３５の上流側に、燃料電池１０の最大負荷要求圧Ｐｍａｘと同じ圧力Ｐ２に調圧するレギュレータ３４ａが設けられているので、最大負荷が要求された際に、インジェクタ３５を開状態とし、レギュレータ３４ａにて調圧された水素ガスを、インジェクタ３５を開閉動作させることなく、そのままインジェクタ３５を通過させて燃料電池１０へ最大負荷要求圧Ｐｍａｘの水素ガスとして供給することができる。
これにより、特に振動及び作動音や脈動音などの騒音が大きくなる最大負荷要求時における振動及び騒音の発生を極力抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る燃料電池システムについて、第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図４に示すように、第２実施形態に係る燃料電池システム１では、インジェクタ３５と並列にバイパス配管７０が接続されており、このバイパス配管７０に、レギュレータ３４ｂが設けられている。また、レギュレータ３４ｂ側のバイパス配管７０には、開閉弁７１が接続されており、この開閉弁７１は通常閉状態とされている。
また、レギュレータ３４ｂは、上流側の圧力Ｐ１を調圧して圧力Ｐ２とするもので、インジェクタ３５は、要求負荷（燃料電池１０への要求発電量）に応じて、上流側の圧力Ｐ１を最小負荷要求圧Ｐｍｉｎから最大負荷要求圧Ｐｍａｘの範囲で調圧する。ここで、第２実施形態に係る燃料電池システム１では、レギュレータ３４ｂによる調圧した圧力Ｐ２が、最大負荷要求圧Ｐｍａｘ（Ｐ２＝Ｐｍａｘ）とされている。

従って、例えばアクセルペダルを限界まで踏み込んだ時のように、最大負荷が要求された際には、開閉弁７１が開放されるとともに、インジェクタ３５では、ソレノイド６９への電流の供給が遮断された状態（非通電状態）が維持され、常閉状態とされる。これにより、圧力Ｐ１の水素ガスは、インジェクタ３５を通らずに、バイパス配管７０のレギュレータ３４ｂを通ることにより、最大負荷要求圧Ｐｍａｘと同じ圧力Ｐ２に調圧されて燃料電池１０へ供給されることとなる。

このように、第２実施形態に係る燃料電池システムによれば、インジェクタ３５と並列に設けられたバイパス配管７０に、燃料電池１０の最大負荷要求圧Ｐｍａｘと同じ圧力Ｐ２に調圧するレギュレータ３４ｂと最大負荷要求時に開放される開閉弁７１とが設けられているので、最大負荷が要求された際に、インジェクタ３５を閉状態とし、レギュレータ３４ｂが設けられたバイパス配管７０に水素ガスを流すことにより、インジェクタ３５を開閉動作させることなく、燃料電池１０へ最大負荷要求圧Ｐｍａｘの水素ガスを供給することができる。
これにより、特に振動及び作動音や脈動音などの騒音が大きくなる最大負荷要求時における振動及び騒音の発生を極力抑制することができる。特に、ソレノイド６９へ通電することにより開放するノーマリークローズタイプのインジェクタ３５を備えた場合には、最大負荷要求時にて、インジェクタ３５を開放させるための電流の供給を不要とすることができ、燃費の向上を図ることができる。
なお、バイパス配管７０では、最大負荷要求時に水素ガスが流されるので、開閉弁７１による圧力損失の影響をほとんど受けることなく、レギュレータ３４ｂにて調圧することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る燃料電池システムについて、第１、２実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図５に示すように、第３実施形態に係る燃料電池システム１では、インジェクタ３５と並列に接続されたバイパス配管７０に、レギュレータ３４ｃが設けられている。

レギュレータ３４ｃは、上流側の圧力Ｐ１を調圧して圧力Ｐ２とするもので、インジェクタ３５は、上流側の圧力Ｐ１を、要求負荷（燃料電池１０への要求発電量）に応じて、最小負荷要求圧Ｐｍｉｎよりもレギュレータ３４ｃの調圧圧力Ｐ２分だけ低い圧力（Ｐｍｉｎ−Ｐ２）から最大負荷要求圧Ｐｍａｘよりもレギュレータ３４ｃの調圧圧力Ｐ２分だけ低い圧力（Ｐｍａｘ−Ｐ２）の範囲で調圧する。
ここで、第３実施形態に係る燃料電池システム１では、レギュレータ３４ｃによる調圧した圧力Ｐ２が、最小負荷要求圧Ｐｍｉｎ（Ｐ２＝Ｐｍｉｎ）とされている。

これにより、インジェクタ３５が開閉制御され、燃料電池１０には、レギュレータ３４ｃにて調圧された圧力（Ｐ２＝Ｐｍｉｎ）の水素ガスにインジェクタ３５にて調圧された圧力（Ｐｍｉｎ−Ｐ２〜Ｐｍａｘ−Ｐ２）の水素ガスが加えられた圧力（Ｐｍｉｎ〜Ｐｍａｘ）の水素ガスが供給される。
そして、例えばアイドリング時などの最小負荷要求時には、インジェクタ３５では、ソレノイド６９への電流の供給が遮断された状態が維持され、常閉状態とされる。したがって、圧力Ｐ１の水素ガスは、インジェクタ３５を通らずに、レギュレータ３４ｃを通ることにより、最小負荷要求圧Ｐｍｉｎと同じ圧力Ｐ２に調圧されて燃料電池１０へ供給されることとなる。

このように、第３実施形態に係る燃料電池システムによれば、インジェクタ３５と並列に設けられたバイパス配管７０に、燃料電池１０の最小負荷要求圧Ｐｍｉｎと同じ圧力Ｐ２に調圧するレギュレータ３４ｃが設けられているので、最小負荷が要求された際に、インジェクタ３５を閉状態とし、レギュレータ３４ｃが設けられたバイパス配管７０だけに水素ガスを流すことにより、インジェクタ３５を開閉動作させることなく、燃料電池１０へ最小負荷要求圧Ｐｍｉｎの水素ガスを供給することができる。
これにより、特に走行音などがないために振動及び作動音や脈動音などの騒音が目立つアイドリング時での最小負荷要求時におけるインジェクタ３５の振動及び騒音の発生を極力抑制することができる。

なお、この第３実施形態では、上流側の他のレギュレータ３４による調圧圧力Ｐ１を、最大負荷要求圧Ｐｍａｘとしても良い。
このようにすると、最大負荷要求時にて、インジェクタ３５を開状態とし、最大負荷要求圧Ｐｍａｘと同じ圧力Ｐ１の水素ガスを、開状態のインジェクタ３５及びレギュレータ３４ｃを介して燃料電池１０へ供給することができる。

つまり、最小負荷要求時及び最大負荷要求時の両方にて、インジェクタ３５の開閉動作を不要とすることができ、アイドリング時及び高出力時の両方にて、インジェクタ３５の振動及び騒音の発生を極力抑制することができる。

第１実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。 図１に示す燃料電池システムのインジェクタを示す断面図である。 第１実施形態に係る燃料電池システムの一部の構成図である。 第２実施形態に係る燃料電池システムの一部の構成図である。 第３実施形態に係る燃料電池システムの一部の構成図である。

符号の説明

１…燃料電池システム、１０…燃料電池、３０…水素タンク（燃料供給源）、３５…インジェクタ、３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ…調圧弁、７０…バイパス配管、７１…開閉弁。

Claims (4)

1. 燃料供給源と、該燃料供給源からの反応ガスが供給される燃料電池と、反応ガスのガス圧を前記燃料電池に対する負荷要求に応じた要求圧力に基づいて調圧して前記燃料電池へ供給するインジェクタとを備えた燃料電池システムであって、
   前記インジェクタの上流側に、前記燃料供給源からの反応ガスのガス圧を前記燃料電池における最大負荷要求時の要求圧力に調圧する調圧弁を備えた燃料電池システム。
2. 燃料供給源と、該燃料供給源からの反応ガスが供給される燃料電池と、反応ガスのガス圧を前記燃料電池に対する負荷要求に応じた要求圧力に基づいて調圧して前記燃料電池へ供給するインジェクタとを備えた燃料電池システムであって、
   前記インジェクタと並列にバイパス配管が設けられ、該バイパス配管には、前記燃料供給源からの反応ガスのガス圧を前記燃料電池における最大負荷要求時の要求圧力に調圧する調圧弁と、最大負荷要求時に開放される開閉弁とが設けられている燃料電池システム。
3. 燃料供給源と、該燃料供給源からの反応ガスが供給される燃料電池と、反応ガスのガス圧を前記燃料電池に対する負荷要求に応じた要求圧力に基づいて調圧して前記燃料電池へ供給するインジェクタとを備えた燃料電池システムであって、
   前記インジェクタと並列にバイパス配管が設けられ、該バイパス配管には、前記燃料供給源からの反応ガスのガス圧を前記燃料電池における最小負荷要求時の要求圧力に調圧する調圧弁が設けられている燃料電池システム。
4. 燃料供給源と、該燃料供給源からの反応ガスが供給される燃料電池と、反応ガスのガス圧を前記燃料電池に対する負荷要求に応じた要求圧力に基づいて調圧して前記燃料電池へ供給するインジェクタとを備えた燃料電池システムであって、
   前記インジェクタの上流側に、前記燃料供給源からの反応ガスのガス圧を前記燃料電池における最大負荷要求時の要求圧力に調圧する調圧弁を備えるとともに、前記インジェクタと並列にバイパス配管が設けられ、該バイパス配管には、前記燃料供給源からの反応ガスのガス圧を前記燃料電池における最小負荷要求時の要求圧力に調圧する調圧弁が設けられている燃料電池システム。

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