JP4661199B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態について図1〜図4に基づいて説明する。図1は、本第1実施形態に係る燃料電池システムを示す模式図で、この燃料電池システムは例えば電気自動車に適用される。
(正極側)2H++1/2O2+2e−→H2O
燃料電池システムには、燃料電池10の空気極(正極)側に空気(酸素)を供給するための空気流路20と、燃料電池10の水素極(負極)側に水素を供給するための水素流路30が設けられている。ここで、空気流路20における燃料電池10より上流側を空気供給流路20aといい、下流側を空気排出流路20bという。また、水素流路30における燃料電池10より上流側を水素供給流路30aといい、下流側を水素排出流路30bという。なお、空気は本発明の酸化剤ガスに相当し、水素は本発明の燃料ガスに相当する。
次に、本発明の第2実施形態について図5に基づいて説明する。本第2実施形態は、上記第1実施形態と比較して、エジェクタ33の形状が異なるものである。上記第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第3実施形態について図6および図7に基づいて説明する。本第3実施形態は、上記第1実施形態に示した燃料電池システムと比較して、空気背圧調整バルブ23とエジェクタ33を一体の構造とした点が異なるものである。上記第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
なお、上記各実施形態では、圧力変動発生手段としてエジェクタ33を適用しているが、燃料電池10に供給される水素の流れにより圧力を変化させるものであればよく、エジェクタ33の代わりにベンチュリーポンプを適用してもよい。
Claims (5)
- 酸化剤ガスと燃料ガスとの電気化学反応により電気エネルギを発生させるセルが複数積層された燃料電池(10)と、
燃料ガスとの電気化学反応に用いられなかった未反応の酸化剤ガスを前記燃料電池(10)から排出する酸化剤ガス排出流路(20b)に設けられる燃料電池用酸化剤ガス背圧調整バルブとを備え、
前記背圧調整バルブは、前記燃料電池(10)に供給される燃料ガスの流れを利用して圧力変動を発生させる圧力変動発生手段(33)によって発生した圧力が低下するに応じて前記酸化剤ガス排出流路(20b)の有効断面積を増加させ、前記圧力変動発生手段(33)によって発生した圧力が上昇するに応じて前記酸化剤ガス排出流路(20b)の有効断面積を減少させることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記背圧調整バルブは、
前記酸化剤ガス排出流路(20b)の有効断面積を調整する弁体(233)と、
前記圧力変動発生手段(33)と接続され、前記圧力変動発生手段(33)によって発生した圧力変動により内部の圧力が変動する圧力参照室(230)と、
前記圧力参照室(230)内の圧力が低下するに応じて前記弁体(233)を前記酸化剤ガス排出流路(20b)の有効断面積を増加させる方向に移動させるとともに、前記圧力参照室(230)内の圧力が上昇するに応じて前記弁体(233)を前記酸化剤ガス排出流路(20b)の有効断面積を減少させる方向に移動させるダイヤフラム(232)とを備え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。 - 前記圧力変動発生手段は、エジェクタ(33)であることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池システム。
- 前記エジェクタ(33)は、前記燃料ガス供給手段(31)から供給された燃料ガスが噴出するノズル(333)と、
前記ノズル(333)の開口面積を任意に可変制御できるノズル開口面積可変機構(335)とを備えていることを特徴とする請求項3に記載の燃料電池システム。 - さらに、酸化剤ガス供給手段(21)から前記燃料電池(10)に酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス供給流路(20a)と、
燃料ガス供給手段(31)から前記燃料電池(10)に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給流路(30a)とを備え、
前記圧力変動発生手段(33)は、前記燃料ガス供給流路(30a)に配置されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の燃料電池システム。
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