(57)【要約】【課題】  再始動時の発電性能を向上することができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】  燃料電池システムは、燃料電池と、燃料ガスを噴射する噴射口の径が相違する第１ノズル及び第２ノズルを備え、燃料電池から再循環されるオフガスを燃料ガスとともに燃料電池に導入するエゼクタと、第１ノズル及び第２ノズルに燃料ガスをそれぞれ供給する第１供給装置及び第２供給装置と、エゼクタを迂回する経路を介して燃料電池に燃料ガスを供給する第３供給装置と、燃料電池の状態に応じて第１供給装置、第２供給装置、及び第３供給装置の燃料ガスの供給を制御する制御装置とを有し、制御装置は、燃料電池の発電を再開する場合、第３供給装置の燃料ガスの供給に同期して、噴射口の径が第１ノズルより小さい第２ノズルから燃料ガスが噴射されるように第２供給装置を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスの化学反応により発電する燃料電池と、
前記燃料ガスを噴射する噴射口の径が相違する第１ノズル及び第２ノズルを備え、前記燃料電池から再循環されるオフガスを前記燃料ガスとともに前記燃料電池に導入するエゼクタと、
第１ノズル及び第２ノズルに前記燃料ガスをそれぞれ供給する第１供給装置及び第２供給装置と、
前記エゼクタを迂回する経路を介して前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する第３供給装置と、
前記燃料電池の状態に応じて前記第１供給装置、前記第２供給装置、及び前記第３供給装置の前記燃料ガスの供給を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記燃料電池の発電を再開する場合、前記第３供給装置の前記燃料ガスの供給に同期して、前記噴射口の径が前記第１ノズルより小さい前記第２ノズルから前記燃料ガスが噴射されるように前記第２供給装置を制御することを特徴とする燃料電池システム。
【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。
【背景技術】
【０００２】
例えば氷点下の環境で運転を停止した燃料電池スタックのオフガスの出口付近では、発電で生じた水分が凍結して氷となりオフガスの出口を塞ぐおそれがある。このため、燃料電池システムを再始動するとき、オフガスの出口が塞がれたことによる発電性能の低下を抑制するため、燃料電池スタックを発電させて生じた熱で氷を溶かす手段が用いられる。
【０００３】
しかし、燃料電池スタックには、水素ガスのタンクからエゼクタ（例えば特許文献１）を介して水素ガスが供給されるため、エゼクタ内に残るオフガス中の窒素などの他のガス（以下、「不純物ガス」と表記）が水素ガスに混ざって水素ガスの濃度が低下する。このため、燃料電池スタック内には、オフガスの出口が塞がっていることから不純物ガスが充満して水素ガスの供給量が不足し、氷が十分に溶けるまで発電を継続することができないおそれがある。
【０００４】
これに対し、水素ガスの濃度の低下を抑制するため、エゼクタを迂回する経路を介して燃料電池スタックに水素ガスを供給する手段がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１１０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、エゼクタを迂回する経路を介して水素ガスを供給する場合、オフガスの出口からエゼクタに至る再循環路の圧力が燃料電池スタック内の圧力より低く、水素ガスが逆流してエゼクタに流れ込むおそれがある。この場合、水素ガスの供給量が減少するため、氷が十分に溶けるまで発電を継続することができず、燃料電池スタックの発電性能が低下する。
【０００７】
これに対し、例えば特許文献１のように逆止弁をエゼクタに設けることにより水素ガスの逆流を防止する手段はあるが、エゼクタの構成が複雑化するという他の問題が生ずる。
【０００８】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、再始動時の発電性能を向上す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】
【０００９】
本明細書に記載の燃料電池システムは、燃料ガスと酸化剤ガスの化学反応により発電する燃料電池と、前記燃料ガスを噴射する噴射口の径が相違する第１ノズル及び第２ノズルを備え、前記燃料電池から再循環されるオフガスを前記燃料ガスとともに前記燃料電池に導入するエゼクタと、第１ノズル及び第２ノズルに前記燃料ガスをそれぞれ供給する第１供給装置及び第２供給装置と、前記エゼクタを迂回する経路を介して前記燃料電池に前記燃料ガスを供給する第３供給装置と、前記燃料電池の状態に応じて前記第１供給装置、前記第２供給装置、及び前記第３供給装置の前記燃料ガスの供給を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記燃料電池の発電を再開する場合、前記第３供給装置の前記燃料ガスの供給に同期して、前記噴射口の径が前記第１ノズルより小さい前記第２ノズルから前記燃料ガスが噴射されるように前記第２供給装置を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃料電池システムの再始動時の発電性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】燃料電池システムの一例を示す構成図である。
【図２】再始動時の燃料電池システムの動作例を示す図である。
【図３】大径ノズル及び小径ノズルの循環流量特性の一例を示すグラフである。
【図４】ＥＣＵ（Electronic Control Unit）の第１の制御例を示す図である。
【図５】ＥＣＵの第２の制御例を示す図である。
【図６】ＥＣＵの第３の制御例を示す図である。
【図７】燃料電池システムの他の例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、燃料電池システムの一例を示す構成図である。燃料電池システムは、燃料電池スタック（ＦＣ）１、エゼクタ２、インジェクタ３０〜３２、タンク４、気液分離器５、排気弁６、及びＥＣＵ７を有する。
【００１３】
燃料電池スタック１は、固体高分子型の複数の燃料電池（単セル）を積層した積層体を有する。燃料電池スタック１は、燃料ガスの一例の水素ガスと、酸化剤ガスの一例の空気とが供給され、水素ガス及び空気中の酸素の化学反応により発電する。
【００１４】
燃料電池スタック１は、積層体を積層方向に貫通するマニホルド孔１０〜１３を有する。マニホルド孔１０は水素ガスの入口であり、マニホルド孔１１は水素ガスの出口である。マニホルド孔１２は空気の入口であり、マニホルド孔１３は空気の出口である。
【００１５】
燃料電池スタック１は、マニホルド孔１２を介して空気が供給され、発電に用いた空気をマニホルド孔１３から排出する（符号Ｒ４参照）。また、燃料電池スタック１は、マニホルド孔１０を介して水素ガスが供給され、発電に用いた水素ガス（オフガス）をマニホルド孔１１から排出する（符号Ｒ３参照）。なお、空気の供給及び排出に関する構成について図示は省略する。
【００１６】
入口側のマニホルド孔１０には供給路Ｌ２を介してエゼクタ２が接続されている。このため、燃料電池スタック１には、エゼクタ２から供給路Ｌ２を介して燃料ガスが供給される。
【００１７】
出口側のマニホルド孔１１には、排出路Ｌ３を介して気液分離器５が接続されている。燃料電池スタック１は、発電に用いた燃料ガスをオフガスとしてマニホルド孔１１から排出路Ｌ３を介して排出する。
【００１８】
気液分離器５は、符号Ｒ５で示されるように、排出路Ｌ３から流れ込んだオフガス中の水分を分離する。水分は、例えば気液分離器５の下部の貯水槽に溜まる。
【００１９】
気液分離器５は、再循環路Ｌ４を介してエゼクタ２に接続され、排気弁６が設けられた排気路Ｌ５と接続されている。排気弁６が開くと、気液分離器５内に溜まった水分がオフガスとともに排気路Ｌ５から排出される。排気弁６が閉じている場合、オフガスは、符号Ｒ６で示されるように、気液分離器５から再循環路Ｌ４を通ってエゼクタ２に流れ込み燃料電池スタック１に再循環される。なお、供給路Ｌ２、排出路Ｌ３、及び再循環路Ｌ４は、燃料ガスが通る配管である。
【００２０】
エゼクタ２は、インジェクタ３１，３２から供給される燃料ガスに、再循環路Ｌ４からのオフガスを混ぜて燃料電池スタック１に供給する。図１には、燃料ガスの流れる方向に沿ったエゼクタ２の断面が示されている。
【００２１】
エゼクタ２は、燃料ガスを噴射する噴射口２１ａ，２２ａの径Ｄａ，Ｄｂが相違する大径ノズル２１及び小径ノズル２２と、大径ノズル２１及び小径ノズル２２を固定する板状の固定部２０と、オフガス及び燃料ガスの混合気体が流れる流路２４を備えたディフューザ２３とを有する。固定部２０は、ディフューザ２３の一端側に設けられている。ディフューザ２３の他端側は供給路Ｌ２を介して入口側のマニホルド孔１０に接続されている。また、ディフューザ２３には、再循環路Ｌ４に接続された開口２５が設けられている。
【００２２】
大径ノズル２１の径Ｄａは、小径ノズル２２の径Ｄｂより大きい。大径ノズル２１及び小径ノズル２２は、後述するように燃料電池システムの運転状態に応じて使い分けられる。なお、大径ノズル２１は第１ノズルの一例であり、小径ノズル２２は第２ノズルの一例である。
【００２３】
大径ノズル２１は、インジェクタ３１から供給された燃料ガスを噴射口２１ａから噴射する。小径ノズル２２は、インジェクタ３２から供給された燃料ガスを噴射口２２ａから噴射する。インジェクタ３１，３２は、タンク４内に蓄圧された水素ガスを大径ノズル２１及び小径ノズル２２にそれぞれ供給する。インジェクタ３１は第１供給装置の一例であり、インジェクタ３２は第２供給装置の一例である。
【００２４】
また、インジェクタ３０は、タンク４内に蓄圧された水素ガスを、エゼクタ２を迂回する迂回路Ｌ１を介して燃料電池スタック１に供給する。迂回路Ｌ１は、燃料ガスが通る配管であり、供給路Ｌ２上の合流点Ｐに接続されている。なお、インジェクタ３０は第３供給装置の一例である。
【００２５】
インジェクタ３０〜３２は、点線で示されるように、ＥＣＵ７から個別に入力される電気的な制御信号に従って水素ガスを供給する。インジェクタ３０〜３２の水素ガスの供給量は、制御信号のデューティ比に応じて決定される。例えばインジェクタ３０〜３２は、制御信号の論理値が「０」である場合、燃料ガスの供給を停止し、制御信号の論理値が「１」である場合、燃料ガスを供給する。
【００２６】
ＥＣＵ７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、及びＣＰＵを動作させるプログラムを格納するメモリなどを有し、燃料電池システムの動作を制御する。例えばＥＣＵ７は、燃料電池スタック１の運転状態に応じてインジェクタ３０〜３２を制御信号により制御する。なお、ＥＣＵ７は制御装置の一例である。
【００２７】
ＥＣＵ７は、例えば、後述するように氷点下の環境で燃料電池スタック１を始動する場合でなければ、インジェクタ３１に燃料ガスの供給動作を行わせる。このため、大径ノズル２１は、符号Ｒ１で示されるように、噴射口２１ａから燃料ガスを流路２４に噴射する。流路２４内の燃料ガスはエゼクタ２の駆動流体として作用する。このため、気液分離器５及び再循環路Ｌ４内のオフガスが、符号Ｒ６で示されるように、ディフューザ２３の開口２５から流路２４に吸入される。
【００２８】
大径ノズル２１から噴射された燃料ガスは、開口２５から吸入されたオフガスとディフューザ２３内で混合され、符号Ｒ２で示されるように、供給路Ｌ２を介してマニホルド孔１０に流入する。つまり、エゼクタ２は、燃料ガスとともにオフガスを燃料電池スタック１に導入する。これにより、燃料電池スタック１は、オフガスを発電に再利用することができる。
【００２９】
例えば氷点下の環境で運転を停止した燃料電池スタック１のオフガスの出口側のマニホルド孔１１付近では、発電で生じた水分が凍結して氷となりマニホルド孔１１を塞ぐおそれがある。このため、燃料電池システムを再始動するとき、マニホルド孔１１が塞がれたことによる発電性能の低下を抑制するため、燃料電池スタック１を発電させて生じた熱で氷を溶かす手段が用いられる。
【００３０】
しかし、エゼクタ２内にはオフガス中の不純物ガスが残っているため、仮にタンク４からエゼクタ２を介して燃料電池スタック１に燃料ガスが供給されると、ディフューザ２３内で不純物ガスが燃料ガスに混ざって燃料ガスの濃度が低下する。このため、燃料電池スタック１内には、オフガスの出口が塞がっていることから不純物ガスが充満して水素ガスの供給量が不足し、氷が十分に溶けるまで発電を継続することができないおそれがある。
【００３１】
そこで、ＥＣＵ７は、氷点下の環境で燃料電池システムを再始動する場合、つまり燃料電池スタック１の発電を再開する場合、インジェクタ３０を動作させる。インジェクタ３０は、エゼクタ２を迂回する迂回路Ｌ１を介して燃料電池スタック１に燃料ガスを供給するため、エゼクタ２内の不純物ガスが燃料ガスに混ざることが抑制される。
【００３２】
図２は、再始動時の燃料電池システムの動作例を示す図である。図２において、図１と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３３】
インジェクタ３０は、符号Ｒ７で示されるように、迂回路Ｌ１を介して燃料電池スタック１に燃料ガスを供給する。しかし、燃料ガスは、再循環路Ｌ４及び気液分離器５の圧力が燃料電池スタック１内の圧力より低いため、符号Ｒ８で示されるように、逆流してエゼクタ２に流れ込むおそれがある。この場合、燃料ガスの供給量が減少するため、氷が十分に溶けるまで発電を継続することができず、燃料電池スタック１の発電性能が低下する。
【００３４】
そこで、ＥＣＵ７は、符号Ｒ９で示されるように、インジェクタ３０の燃料ガスの供給に同期して、小径ノズル２２から燃料ガスが噴射されるようにインジェクタ３２を制御する。小径ノズル２２が燃料ガスを噴射すると、大径ノズル２１が噴射した場合と同様に、気液分離器５及び再循環路Ｌ４内のオフガスが、符号Ｒ１０で示されるように、ディフューザ２３の開口２５から流路２４に吸入される。
【００３５】
小径ノズル２２に燃料ガスを噴射させると、噴射口２１ａ，２２ａの径の差分から大径ノズル２１に噴射させた場合より高い循環量特性が得られる。このため、燃料電池システムの再始動時のように燃料電池スタック１に要求される電力が通常の運転状態より少ない場合でも、逆流する燃料ガスの流れ（Ｒ８）を、少量の燃料ガスの噴射（Ｒ９）によりエゼクタ２内に吸入されるオフガスの流れ（Ｒ１０）によって抑制することができる。
【００３６】
したがって、燃料電池スタック１に対する燃料ガスの供給量の減少が抑制され、氷が溶けるまで燃料電池スタック１に高濃度の燃料ガスの供給を維持することが可能となる。
【００３７】
図３は、大径ノズル２１及び小径ノズル２２の循環量特性の一例を示すグラフである。グラフの横軸は、燃料電池スタック１に対する燃料ガスの供給量を示し、グラフの縦軸は、大径ノズル２１及び小径ノズル２２の噴射によりエゼクタ２内に吸入されるオフガスの循環流量を示す。
【００３８】
グラフから理解されるように、小径ノズル２２の供給量に対する循環流量の比（つまりグラフの傾き）は、大径ノズル２１より大きい。このため、燃料電池スタック１に要求される電力が通常の運転状態より少ないために供給量が少ない場合、小径ノズル２２の噴射により大径ノズル２１の噴射より高い循環流量が得られる。したがって、逆流する燃料ガスの流れ（Ｒ８）を、その逆向きのオフガスの流れ（Ｒ１０）により効果的に打ち消すことができる。
【００３９】
また、小径ノズル２２の噴射口２２ａの径は、大径ノズル２１の噴射口２１ａの径より小さいため、小径ノズル２２の噴射により可能な最大の供給量Ｓｍａｘは、大径ノズル２１の噴射により可能な最大の供給量Ｌｍａｘより少ない。このため、仮にエゼクタ２に大径ノズル２１が設けられていない場合、再始動時ではない通常の運転状態で燃料電池スタック１に要求される電力に対し十分な供給量が得られない。
【００４０】
このように、エゼクタ２には、通常の運転状態で燃料ガスを噴射する大径ノズル２１に加えて、燃料電池システムの再始動時に逆流する燃料ガスを打ち消すための小径ノズル２２が備えられている。
【００４１】
ＥＣＵ７は、燃料電池スタック１の発電を再開する場合、インジェクタ３０の燃料ガスの供給に同期して、小径ノズル２２から燃料ガスが噴射されるようにインジェクタ３２を制御する。ＥＣＵ７は、例えば、エゼクタ２に逆流する燃料ガス（符号Ｒ８参照。以下、「逆流ガス」と表記。）の流量とエゼクタ２に吸入されるオフガス（符号Ｒ１０参照。以下、「吸入ガス」と表記。）の流量が均衡するように各インジェクタ３０，３２の制御信号のデューティ比及びオンオフのタイミングを算出する。デューティ比及びオンオフのタイミングの算出には、例えば、燃料電池スタック１及びエゼクタ２の圧損などの各種の条件に応じ、ＥＣＵ７のメモリ内に保持されるマップデータに基づいて行われる。
【００４２】
（ＥＣＵ７の第１の制御例）
図４は、ＥＣＵ７の第１の制御例を示す図である。符号Ｇ１ａは、インジェクタ３０に入力される制御信号の論理値（オンまたはオフ）の例を示し、符号Ｇ１ｂは、制御信号に従ってインジェクタ３０から供給される燃料ガスの流量を示す。符号Ｇ１ａ，Ｇ１ｂの横軸は時間を示す。
【００４３】
また、符号Ｇ２ａは、インジェクタ３２に入力される制御信号の論理値（オンまたはオフ）の例を示し、符号Ｇ２ｂは、制御信号に従ってインジェクタ３２から供給される燃料ガスの流量を示す。符号Ｇ２ａ，Ｇ２ｂの横軸は時間を示す。
【００４４】
ＥＣＵ７は、同一のタイミングでインジェクタ３０，３２をオンオフ制御する。このため、インジェクタ３０，３２は、同一の間隔をおいて同時に燃料ガスの供給を開始及び停止する。例えばインジェクタ３０，３２は、共通のオン期間Ｔ内で燃料ガスを継続的に供給し、共通のオフ期間Ｔ’内で燃料ガスの供給を継続的に停止する。
【００４５】
このとき、オン期間Ｔ内に継続的に流れる逆流ガス及び吸入ガスの各力の時間平均が均衡する。これにより、逆流ガスの流れが吸入ガスの流れにより相殺されて、インジェクタ３０から燃料電池スタック１に対する高濃度の燃料ガスの供給量が、氷を溶かすまでの間、発電に必要な量に維持される。
【００４６】
（ＥＣＵ７の第２の制御例）
図５は、ＥＣＵ７の第２の制御例を示す図である。図５において、図４と共通する内容については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４７】
符号Ｇ３ａは、インジェクタ３２に入力される制御信号の論理値（オンまたはオフ）の例を示し、符号Ｇ３ｂは、制御信号に従ってインジェクタ３２から供給される燃料ガスの流量を示す。符号Ｇ３ａ，Ｇ３ｂの横軸は時間を示す。なお、インジェクタ３０は、第１の制御例と同じタイミングでオンオフ制御される。
【００４８】
本例において、オン期間Ｔ内に流れる吸入ガスの力は、第１の制御例の場合より強いと仮定する。このため、ＥＣＵ７は、インジェクタ３０のオン期間Ｔ内においてインジェクタ３２をオンする期間を間引きする。
【００４９】
例えば、ＥＣＵ７は、オン期間Ｔ内においてインジェクタ３２がインジェクタ３０より短い周期で燃料ガスの供給の開始及び停止を繰り返すように、インジェクタ３２に対する制御信号を生成する。なお、オフ期間Ｔ’においてインジェクタ３０による燃料ガスの供給は継続的に停止する。
【００５０】
このとき、オン期間Ｔ内に継続的に流れる逆流ガスの力の時間平均と、オン期間Ｔ内に断続的に流れる吸入ガスの力の時間平均が均衡する。これにより、逆流ガスの流れが吸入ガスの流れにより相殺されて、インジェクタ３０から燃料電池スタック１に対する高濃度の燃料ガスの供給量が、氷を溶かすまでの間、発電に必要な量に維持される。
【００５１】
（ＥＣＵ７の第３の制御例）
図６は、ＥＣＵ７の第３の制御例を示す図である。図６において、図４と共通する内容については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５２】
符号Ｇ４ａは、インジェクタ３２に入力される制御信号の論理値（オンまたはオフ）の例を示し、符号Ｇ４ｂは、制御信号に従ってインジェクタ３２から供給される燃料ガスの流量を示す。符号Ｇ４ａ，Ｇ４ｂの横軸は時間を示す。なお、インジェクタ３０は、第１の制御例と同じタイミングでオンオフ制御される。
【００５３】
本例において、オン期間Ｔ内に流れる吸入ガスの力は、第１の制御例の場合より弱いと仮定する。このため、ＥＣＵ７は、オン期間Ｔ内だけでなく、オフ期間Ｔ’内においてもインジェクタ３２が継続的に燃料ガスを供給するように制御信号を生成する。ここで、インジェクタ３２は、一例としてオフ期間Ｔ’内において所定周期で断続的に燃料ガスを供給する。
【００５４】
このとき、オン期間Ｔ内に継続的に流れる逆流ガスの力の時間平均と、オン期間Ｔ内に断続的に流れ、かつ、オフ期間Ｔ’内に断続的に流れる吸入ガスの力の時間平均が均衡する。これにより、逆流ガスの流れが吸入ガスの流れにより相殺されて、インジェクタ３０から燃料電池スタック１に対する高濃度の燃料ガスの供給量が、氷を溶かすまでの間、発電に必要な量に維持される。
【００５５】
このように、ＥＣＵ７は、インジェクタ３０の燃料ガスの供給に同期して、小径ノズル２２から燃料ガスが噴射されるようにインジェクタ３２を制御する。このため、逆流ガスの流れる力を吸入ガスの流れる力により低減することができるので、インジェクタ３０から燃料電池スタック１に対する高濃度の燃料ガスの供給量の減少が抑制される。このとき、第１乃至第３の制御例のように、逆流ガスの力と吸入ガスの力が必ずしも均衡する必要はなく、吸入ガスの力が逆流ガスの力の少なくとも一部を打ち消すことができればよい。
【００５６】
これにより、氷が溶けるまで燃料電池スタック１に高濃度の燃料ガスの供給を維持することが可能となり、燃料電池スタック１の発電性能を向上することができる。
【００５７】
（他の燃料電池システムの例）
図７は、燃料電池システムの他の例を示す構成図である。図７において、図２と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。また、ＥＣＵ７及びタンク４の図示は省略する。
【００５８】
本例において、燃料電池システムは、エゼクタ２に代えて、大径ノズル２１及び小径ノズル２２ごとのディフューザ２３ａ，２３ｂを備えるマルチタイプのエゼクタ２ａを有する。エゼクタ２ａは、大径ノズル２１と、小径ノズル２２と、大径ノズル２１を固定する板状の固定部２０ａと、小径ノズル２２を固定する板状の固定部２０ｂと、オフガス及び燃料ガスの混合気体が流れる流路２４ａ，２４ｂを備えたディフューザ２３ａ，２３ｂとを有する。
【００５９】
固定部２０ａは、ディフューザ２３ａの一端側に設けられている。ディフューザ２３ａの他端側は供給路Ｌ２’に接続されている。また、ディフューザ２３ａには、再循環路Ｌ４’に接続された開口２５ａが設けられている。
【００６０】
また、固定部２０ｂは、ディフューザ２３ｂの一端側に設けられている。ディフューザ２３ｂの他端側は供給路Ｌ２に接続されている。また、ディフューザ２３ｂには、再循環路Ｌ４に接続された開口２５ｂが設けられている。
【００６１】
ディフューザ２３ａの流路２４ａに接続された供給路Ｌ２’は、ディフューザ２３ｂの流路２４ｂに接続された供給路Ｌ２上の合流点Ｑに接続されている。また、ディフューザ２３ａの開口２５ａに接続された再循環路Ｌ４’は、ディフューザ２３ｂの開口２５ｂに接続された再循環路Ｌ４上の分岐点Ｓに接続されている。
【００６２】
このため、大径ノズル２１から噴射された燃料ガスは、再循環路Ｌ４’及び気液分離器５内のオフガスを開口２５ａから流路２４ａ内に吸引し、流路２４ａ内でオフガスと混ざる。オフガス及び燃料ガスの混合気体は、流路２４ａから供給路Ｌ２’，Ｌ２を介して入口側のマニホルド孔１０に流入する。
【００６３】
また、小径ノズル２２から噴射された燃料ガスは、再循環路Ｌ４及び気液分離器５内のオフガスを開口２５ｂから流路２４ｂ内に吸引し、流路２４ｂ内でオフガスと混ざる。オフガス及び燃料ガスの混合気体は、流路２４ｂから供給路Ｌ２を介して入口側のマニホルド孔１０に流入する。
【００６４】
本例において、エゼクタ２ａは、先の実施例のエゼクタ２と同様に大径ノズル２１及び小径ノズル２２を有する。このため、ＥＣＵ７は、インジェクタ３１，３２を上記の各例と同様に制御することにより、上述した効果が得られる。
【００６５】
本例において逆流ガスは、合流点Ｑで分流されるため、小径ノズル２２側の流路２４ｂだけでなく、符号Ｒ８’で示されるように、供給路Ｌ２’を介して大径ノズル２１側の流路２４ａにも流れる。これに対し、小径ノズル２２の噴射で生じた吸入ガスは、分岐点Ｓで分流されるため、小径ノズル２２側の開口２５ｂだけでなく、符号Ｒ１０’で示されるように、再循環路Ｌ４’を介して大径ノズル２１側の開口２５ａから流路２４ａにも吸入される。
【００６６】
このため、符号Ｒ８’の逆流ガスの流れを符号Ｒ１０’で示される吸入ガスの流れで抑制することが可能である。したがって、本例の構成によっても、燃料電池スタック１の発電性能を向上することができる。
【００６７】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１      燃料電池スタック（燃料電池）
２，２ａ     エゼクタ
７      ＥＣＵ（制御装置）
２１      大径ノズル（第１ノズル）
２２      小径ノズル（第２ノズル）
２１ａ，２２ａ    噴射口
３１      インジェクタ（第１供給装置）
３２      インジェクタ（第２供給装置）
３０      インジェクタ（第３供給装置）
【図１】
2020126729.tif 000003
【図２】
2020126729.tif 000004
【図３】
2020126729.tif 000005
【図４】
2020126729.tif 000006
【図５】
2020126729.tif 000007
【図６】
2020126729.tif 000008
【図７】
2020126729.tif 000009