(57)【要約】【課題】燃料電池から排出されるメタノール水溶液および水分を精度よく制御できかつ装置を小さくできる、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１０はラジエータユニット１８を含む。ラジエータユニット１８は、燃料電池２４を含むセルスタック１２のアノード出口Ａ２から排出されたメタノール水溶液が流れるラジエータパイプ４０ａと、セルスタック１２のカソード出口Ｃ２から排出された水分が流れるラジエータパイプ４０ｂとを有する。さらに、ラジエータユニット１８は、空気が流入する流入路４４と流入路４４から分岐して空気をラジエータパイプ４０ａの外周に与えるための第１冷却路４６ａおよびラジエータパイプ４０ｂの外周に与えるための第２冷却路４６ｂとを有する。ラジエータユニット１８内に設けられる板状部材５２によって、第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂの流路抵抗を調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノードとカソードとを含む燃料電池と、
前記燃料電池の前記アノードから排出された燃料水溶液が流れる第１パイプと、
前記燃料電池の前記カソードから排出された水分が流れる第２パイプと、
前記第１パイプおよび前記第２パイプを冷却するための流体が流入する流入路と前記流入路から分岐して前記流体を前記第１パイプの外周側に与えるための第１冷却路および前記第２パイプの外周側に与えるための第２冷却路とを含む冷却流路と、
前記冷却流路の前記第１冷却路および前記第２冷却路の流路抵抗を調整するための調整手段と、
前記調整手段を制御するための制御手段とを備える、燃料電池システム。
【請求項２】
前記第１パイプの外周側および前記第２パイプの外周側に前記流体を与えるための流体供給手段をさらに備える、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記調整手段は、前記流路抵抗を調整するために前記冷却流路内に設けられる板状部材と、前記板状部材を動かすための駆動手段とを含む、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記燃料水溶液の温度に関する温度情報を取得する温度取得手段と、
前記水分に含まれる水を回収する回収手段と、
前記回収手段内の水量に関する水量情報を取得する水量取得手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記温度取得手段によって取得された温度情報と前記水量取得手段によって取得された水量情報とに基づいて前記調整手段を制御する、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記温度情報が示す温度が第１閾値より小さいとき、前記第１冷却路の流路抵抗が前記第２冷却路の流路抵抗より大きくなるように前記調整手段を制御する、請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記第１パイプの外周側および前記第２パイプの外周側に前記流体を与えるための流体供給手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記水量情報が示す水量が第２閾値以上であれば前記流体供給手段を停止させ、一方、前記水量情報が示す水量が前記第２閾値未満であれば前記流体供給手段を駆動させる、請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記温度情報が示す温度が前記第１閾値以上でありかつ前記水量情報が示す水量が第２閾値以上であれば、前記第１冷却路の流路抵抗が前記第２冷却路の流路抵抗より小さくなるように前記調整手段を制御する、請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記制御手段は、前記温度情報が示す温度が前記第１閾値以上でありかつ前記水量情報が示す水量が第２閾値未満であれば、前記第１冷却路および前記第２冷却路のそれぞれの流路抵抗が略等しくなるように前記調整手段を制御する、請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記第１パイプの外周側および前記第２パイプの外周側に前記流体を与えるための流体供給手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記温度取得手段によって取得された温度情報に基づいて前記流体供給手段を制御する、請求項８に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記温度情報が示す温度が前記第１閾値以上でありかつ前記水量情報が示す水量が第２閾値未満であれば、水の回収量に基づいて前記調整手段を制御する、請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記流体の温度に関する流体温度情報を取得する流体温度取得手段と、
前記第１パイプの外周側および前記第２パイプの外周側に前記流体を与えるための流体供給手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記温度取得手段によって取得された温度情報および前記流体温度取得手段によって取得された流体温度情報に基づいて前記流体供給手段を制御する、請求項１０に記載の燃料電池システム。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記温度情報が示す温度が前記第１閾値以上でありかつ前記水量情報が示す水量が第２閾値未満であれば、水の回収量と水の消費量とに基づいて前記調整手段を制御する、請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項１３】
前記流体の温度に関する流体温度情報を取得する流体温度取得手段と、
前記流路抵抗を調整するために前記冷却流路内に変位可能に設けられる板状部材と、
前記第１パイプの外周側および前記第２パイプの外周側に前記流体を与えるための流体供給手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記温度取得手段によって取得された温度情報と前記流体温度取得手段によって取得された流体温度情報と前記板状部材の位置とに基づいて前記流体供給手段を制御する、請求項１２に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は燃料電池システムに関し、より特定的には水溶液用ラジエータおよび気液分離用ラジエータの２つの冷却器を有する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料であるメタノール水溶液を冷却する水溶液用ラジエータと、燃料電池の反応で発生した水蒸気を液化し回収するための気液分離用ラジエータとの２つの冷却器を有する燃料電池システムが特許文献１に開示されている。
【０００３】
このような燃料電池システムにおいては、燃料電池の温度や出力などの条件によって水溶液用ラジエータの冷却能力を制御するファンと、回収された水の量や外気温などの条件によって気液分離用ラジエータの冷却能力を制御するためのファンとを、それぞれ独立して制御することが好ましい。
【特許文献１】WO２００５／００４２６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし２つのファンを独立して制御する場合、一方のファンが停止しているときに当該一方のファン側のラジエータによって温められた空気が、他方のファンを駆動することによって当該他方のファン側のラジエータに供給されてしまう場合がある。この場合、ラジエータの冷却能力すなわち燃料電池から排出される燃料水溶液や水分を冷却する能力を精度よく制御できない。
【０００５】
これを防止するためにはそれぞれのラジエータの冷却風が通る流路をそれぞれ独立して設けて２つの流路の冷却風の入口をそれぞれのラジエータから離れた位置に配置する必要がある。しかしこの場合、冷却風の流路が長くなり装置が大型化してしまう。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、燃料電池から排出される燃料水溶液および水分を精度よく制御できかつ装置を小さくできる、燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の燃料電池システムは、アノードとカソードとを含む燃料電池と、前記燃料電池の前記アノードから排出された燃料水溶液が流れる第１パイプと、前記燃料電池の前記カソードから排出された水分が流れる第２パイプと、前記第１パイプおよび前記第２パイプを冷却するための流体が流入する流入路と前記流入路から分岐して前記流体を前記第１パイプの外周側に与えるための第１冷却路および前記第２パイプの外周側に与えるための第２冷却路とを含む冷却流路と、前記冷却流路の前記第１冷却路および前記第２冷却路の流路抵抗を調整するための調整手段と、前記調整手段を制御するための制御手段とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の燃料電池システムは、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、前記第１パイプの外周側および前記第２パイプの外周側に前記流体を与えるための流体供給手段をさらに備える。
【０００９】
請求項３に記載の燃料電池システムは、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、前記調整手段は、前記流路抵抗を調整するために前記冷却流路内に設けられる板状部材と、前記板状部材を動かすための駆動手段とを含む、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の燃料電池システムは、請求項１に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料水溶液の温度に関する温度情報を取得する温度取得手段と、前記水分に含まれる水を回収する回収手段と、前記回収手段内の水量に関する水量情報を取得する水量取得手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記温度取得手段によって取得された温度情報と前記水量取得手段によって取得された水量情報とに基づいて前記調整手段を制御する、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の燃料電池システムは、請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記温度情報が示す温度が第１閾値より小さいとき、前記第１冷却路の流路抵抗が前記第２冷却路の流路抵抗より大きくなるように前記調整手段を制御する、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の燃料電池システムは、請求項５に記載の燃料電池システムにおいて、前記第１パイプの外周側および前記第２パイプの外周側に前記流体を与えるための流体供給手段をさらに備え、前記制御手段は、前記水量情報が示す水量が第２閾値以上であれば前記流体供給手段を停止させ、一方、前記水量情報が示す水量が前記第２閾値未満であれば前記流体供給手段を駆動させる、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の燃料電池システムは、請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記温度情報が示す温度が前記第１閾値以上でありかつ前記水量情報が示す水量が第２閾値以上であれば、前記第１冷却路の流路抵抗が前記第２冷却路の流路抵抗より小さくなるように前記調整手段を制御する、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の燃料電池システムは、請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記温度情報が示す温度が前記第１閾値以上でありかつ前記水量情報が示す水量が第２閾値未満であれば、前記第１冷却路および前記第２冷却路のそれぞれの流路抵抗が略等しくなるように前記調整手段を制御する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の燃料電池システムは、請求項８に記載の燃料電池システムにおいて、前記第１パイプの外周側および前記第２パイプの外周側に前記流体を与えるための流体供給手段をさらに備え、前記制御手段は、前記温度取得手段によって取得された温度情報に基づいて前記流体供給手段を制御する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の燃料電池システムは、請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記温度情報が示す温度が前記第１閾値以上でありかつ前記水量情報が示す水量が第２閾値未満であれば、水の回収量に基づいて前記調整手段を制御する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載の燃料電池システムは、請求項１０に記載の燃料電池システムにおいて、前記流体の温度に関する流体温度情報を取得する流体温度取得手段と、前記第１パイプの外周側および前記第２パイプの外周側に前記流体を与えるための流体供給手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記温度取得手段によって取得された温度情報および前記流体温度取得手段によって取得された流体温度情報に基づいて前記流体供給手段を制御する、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に記載の燃料電池システムは、請求項４に記載の燃料電池システムにおいて、前記制御手段は、前記温度情報が示す温度が前記第１閾値以上でありかつ前記水量情報が示す水量が第２閾値未満であれば、水の回収量と水の消費量とに基づいて前記調整手段を制御する、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項１３に記載の燃料電池システムは、請求項１２に記載の燃料電池システムにおいて、前記流体の温度に関する流体温度情報を取得する流体温度取得手段と、前記流路抵抗を調整するために前記冷却流路内に変位可能に設けられる板状部材と、前記第１パイプの外周側および前記第２パイプの外周側に前記流体を与えるための流体供給手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記温度取得手段によって取得された温度情報と前記流体温度取得手段によって取得された流体温度情報と前記板状部材の位置とに基づいて前記流体供給手段を制御する、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項１に記載の燃料電池システムでは、冷却流路において流入路から分岐して第１冷却路および第２冷却路が相互に独立して設けられ、調整手段によって各冷却路の流路抵抗が調整される。すると、流体が流入路から第１冷却路および第２冷却路に向けて流れ、第１パイプの外周側および第２パイプの外周側には流路抵抗に応じた流量の流体が与えられる。この場合、冷却流路の流入路が短くとも第１冷却路および第２冷却路のいずれか一方に流入した流体が他方に入り込むことはなく、たとえば、一方の冷却路で温められた流体が他方の冷却路に与えられることを防止できる。したがって、第１パイプおよび第２パイプの冷却能力すなわち燃料電池から排出される燃料水溶液および水分を冷却する能力を精度よく制御できる。また、冷却流路の入口から第１冷却路または第２冷却路の入口までの距離、すなわち流入路の長さを短くできるので、装置を小さくできる。
【００２１】
請求項２に記載の燃料電池システムでは、ファンなどの流体供給手段の駆動によって第１冷却路および第２冷却路への流体の供給を促進できる。また、各冷却路の流路抵抗を調整することによって第１パイプの外周側および第２パイプの外周側のそれぞれに与えられる流体の量を調整できるので、流体供給手段は冷却路毎に設ける必要はなく各冷却路で共用できる。したがって、冷却路毎にファンを隣接して設ける場合に生じる可能性のある騒音は発生せず、かつ消費電力を節減することができる。
【００２２】
請求項３に記載の燃料電池システムでは、駆動手段によって板状部材を動かすだけで簡単に流路抵抗を調整できる。
【００２３】
請求項４に記載の燃料電池システムでは、燃料水溶液の温度に関する温度情報と回収手段内の水量に関する水量情報とに基づいて調整手段を制御し第１冷却路および第２冷却路の流路抵抗を調整することによって、燃料水溶液を冷却する能力と水分を気液分離する能力とを簡単に調整できる。
【００２４】
請求項５に記載の燃料電池システムでは、温度情報が示す温度が第１閾値より小さいときすなわち燃料水溶液の温度が低いときには、燃料水溶液の冷却を促進する必要はないので、第１冷却路の流路抵抗を第２冷却路の流路抵抗より大きくし第２冷却路へ流体が流れ易くする。これによって、燃料水溶液の冷却を抑制する一方、水分の気液分離を促進して水を容易に回収できる。
【００２５】
請求項６に記載の燃料電池システムでは、水量情報が示す水量が第２閾値以上であれば水の回収を促進する必要はないので流体供給手段が停止される。一方、水量情報が示す水量が第２閾値未満であれば流体供給手段が駆動され水の回収が促進される。このように回収手段内の水量に応じて流体供給手段の駆動を制御でき、水の回収量が調整される。
【００２６】
請求項７に記載の燃料電池システムでは、温度情報が示す温度が第１閾値以上でありかつ水量情報が示す水量が第２閾値以上であるとき、すなわち燃料水溶液の温度が高くかつ回収手段内の水量が多いときには、第１冷却路の流路抵抗を第２冷却路の流路抵抗より小さくすることによって、燃料水溶液の冷却を促進する一方、水分の気液分離を抑制できる。
【００２７】
請求項８に記載の燃料電池システムでは、温度情報が示す温度が第１閾値以上でありかつ水量情報が示す水量が第２閾値未満であるとき、すなわち燃料水溶液の温度が高くかつ回収手段内の水量が少ないときには、調整手段で第１冷却路および第２冷却路のそれぞれの流路抵抗を略等しくすることによって、燃料水溶液を冷却しつつ、水分を気液分離して水を回収できる。
【００２８】
請求項９に記載の燃料電池システムでは、燃料水溶液の温度が低ければ流体供給手段の供給能力を抑えて第１冷却路への流体の供給を抑え、燃料水溶液の温度を上げる。一方、燃料水溶液の温度が高ければ流体供給手段の供給能力を高めて第１冷却路への流体の供給を促進し、燃料水溶液の温度を下げる。
【００２９】
請求項１０に記載の燃料電池システムでは、水の回収量が少なければ調整手段によって第２冷却路の流路抵抗を小さくして水の回収を促進し、一方、水の回収量が多ければ調整手段によって第２冷却路の流路抵抗を大きくして水の回収を抑制する。
【００３０】
「燃料水溶液の温度−流体の温度」が大きいほど、流体によって燃料水溶液を効果的に冷却でき、「燃料水溶液の温度−流体の温度」が小さいほど、流体による燃料水溶液の冷却効果が低下する。したがって、請求項１１に記載の燃料電池システムでは、「燃料水溶液の温度−流体の温度」が大きければ、流体供給手段の供給能力を抑えて第１冷却路への流体の供給量を抑え、燃料水溶液を冷却する能力を安定させる。一方、「燃料水溶液の温度−流体の温度」が小さければ、流体供給手段の供給能力を高めて第１冷却路への流体の供給量を増やし、燃料水溶液を冷却する能力を安定させる。
【００３１】
請求項１２に記載の燃料電池システムでは、水の「回収量−消費量」が多ければ、調整手段によって第２冷却路の流路抵抗を大きくしかつ第１冷却路の流路抵抗を小さくして水の回収量を抑制する。一方、水の「回収量−消費量」が少なければ、調整手段によって第２冷却路の流路抵抗を小さくしかつ第１冷却路の流路抵抗を大きくして水の回収を促進する。
【００３２】
請求項１３に記載の燃料電池システムでは、「燃料水溶液の温度−流体の温度」に基づいて第１冷却路へ供給すべき流体の量が求められ、その供給量を得るための流体供給手段の供給能力が、板状部材の位置に基づいて求められる。たとえば、燃料水溶液の冷却能力を一定にする場合、「燃料水溶液の温度−流体の温度」が大きいほど第１冷却路へ供給すべき流体の量が少なくて足り、一方、「燃料水溶液の温度−流体の温度」が小さいほど第１冷却路へ供給すべき流体の量が多くなる。そして、供給すべき流体の量と板状部材の位置とに基づいて、流体供給手段の供給能力が決定される。これにより、燃料水溶液を冷却する能力をより安定させることができる。
【００３３】
この発明において、「流路抵抗」とは流路における流体の流れにくさをいう。
【００３４】
また、「水分」は液体の水と気体の水（水蒸気）とを含む概念である。
【発明の効果】
【００３５】
この発明によれば、燃料電池から排出される燃料水溶液および水分を冷却する能力を精度よく制御できかつ燃料電池システムを小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
図１を参照して、この発明の一実施形態の燃料電池システム１０は、メタノール（メタノール水溶液）を改質せずにダイレクトに電気エネルギの生成（発電）に利用する直接メタノール型燃料電池システムである。図１は燃料電池システム１０の斜視図である。燃料電池システム１０は、可搬型に構成され、たとえば屋外コンサートの会場で音響機器等の電子機器に電力を供給するために用いられる。たとえば、燃料電池システム１０の重量は２５ｋｇ程度であり、発電による最大出力は１ｋＷ程度である。
【００３７】
燃料電池システム１０は、燃料電池セルスタック（以下、単にセルスタックという）１２と、セルスタック１２の下方に設けられる水溶液タンク１４および水タンク１６と、セルスタック１２の側方に設けられるラジエータユニット１８とを含む。セルスタック１２、水溶液タンク１４および水タンク１６はフレーム２０によって保持され、ラジエータユニット１８はフレーム２０の二重床２０ａ上に設けられている。二重床２０ａの上床のうちラジエータユニット１８が配置される部分には開口が設けられ、ラジエータユニット１８は排気可能となる。二重床２０ａの床間が排気口２２となる。
【００３８】
図３は燃料電池システム１０の構成要素を示す概略図である。
図３を参照して、セルスタック１２は、メタノールに基づく水素イオンと酸素（酸化剤）との電気化学反応によって発電できる燃料電池（燃料電池セル）２４を、セパレータ２６を挟んで複数個積層（スタック）して構成されている。セルスタック１２を構成する各燃料電池２４は、たとえば固体高分子膜からなる電解質膜２４ａと、電解質膜２４ａを挟んで互いに対向するアノード（燃料極）２４ｂおよびカソード（空気極）２４ｃとを含む。アノード２４ｂおよびカソード２４ｃはそれぞれ、電解質膜２４ａ側に設けられる白金触媒層を含む。セルスタック１２のアノード入口Ａ１付近には、メタノール水溶液の温度ひいてはセルスタック１２の温度を検出する温度センサ２８が設けられている。
【００３９】
水溶液タンク１４は、セルスタック１２の電気化学反応に適した濃度（たとえば、メタノールを約３ｗｔ％含む）のメタノール水溶液を収容しており、水溶液タンク１４には、液位を検出するためのレベルセンサ３０（図４参照）が設けられている。
【００４０】
水タンク１６は、水溶液タンク１４に供給すべき水を収容しており、水タンク１６には液位を検出するためのレベルセンサ３２（図４参照）が設けられている。
【００４１】
図２は、ラジエータユニット１８を示す斜視図である。
図２をも参照して、ラジエータユニット１８は、たとえば中空角筒状のケース３４を含む。ケース３４の上面および下面にはそれぞれ開口３６ａおよび３６ｂが形成されている。ケース上面の開口３６ａから空気が流入され、ケース下面の開口３６ｂから空気が排出される。ケース３４内の中央部やや下側には、ケース３４の長手方向に対して直交する方向に並置される水溶液用ラジエータ３８ａおよび気液分離用ラジエータ３８ｂが設けられている。ラジエータ３８ａは、たとえばステンレス等からなるラジエータパイプ４０ａおよびフィン体４２ａを含む。ラジエータパイプ４０ａはたとえば旋回するように形成され、フィン体４２ａはケース３４の長手方向に延びる複数の板状のフィンを含む。同様に、ラジエータ３８ｂは、たとえばステンレス等からなるラジエータパイプ４０ｂおよびフィン体４２ｂを含む。ラジエータパイプ４０ｂはたとえば旋回するように形成され、フィン体４２ｂはケース３４の長手方向に延びる複数の板状のフィンを含む。この実施形態では、開口３６ａとラジエータ３８ａおよび３８ｂとの間が空気を流入するための流入路４４となり、水溶液用ラジエータ３８ａのフィン体４２ａ内および気液分離用ラジエータ３８ｂのフィン体４２ｂ内がそれぞれ第１冷却路４６ａ（図５参照）および第２冷却路４６ｂ（図５参照）となる。したがって、ラジエータユニット１８内において、流入路４４、第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂによって冷却流路が形成される。図５は、ラジエータユニット１８を示す図解図である。
【００４２】
また、ケース３４内の長手方向両端部には、開口３６ａおよび３６ｂに対応する位置にそれぞれラジエータ冷却用の入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂが設けられている。したがって、第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂの上流側に入口ファン４８ａが設けられ、下流側に出口ファン４８ｂが設けられる。
【００４３】
ラジエータ３８ａの上面とラジエータ３８ｂの上面との境界部には揺動軸５０が設けられ、揺動軸５０によって板状部材５２が流入路４４内を揺動可能に支持されている。板状部材５２は入口ファン４８ａとラジエータ３８ａおよび３８ｂとの間に設けられている。
【００４４】
また、ケース３４の外側面における揺動軸５０に対応する位置にはサーボモータ５４が設けられている。揺動軸５０は、コントローラ８４（図４参照）によって制御されるサーボモータ５４によって揺動され、それに伴って板状部材５２が揺動されその位置（傾き）が設定される。板状部材５２の位置によってラジエータ３８ａと３８ｂとの空気供給量の割合ひいては第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂの流路抵抗が制御される。板状部材５２の位置は、図示しない位置検出センサによって検出される。位置検出センサとしては、たとえばサーボモータ５４に内蔵されるポテンショメータやパルスエンコーダ等が用いられる。
【００４５】
図１に示すように、ラジエータユニット１８の開口３６ａには、流入路４４に空気を導くためのダクト５６が設けられている。入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂを駆動すると、空気がダクト５６の吸気口５６ａから吸入され、開口３６ａおよび入口ファン４８ａを介して流入路４４に流入される。そして、流入された空気は、第１冷却路４６ａおよび／または第２冷却路４６ｂにおいてラジエータパイプ４０ａおよび／または４０ｂを冷却し、出口ファン４８ｂおよび開口３６ｂを介して排気口２２から排出される。
【００４６】
図３に示すように、セルスタック１２のアノード入口Ａ１にはパイプＰ１を介して水溶液タンク１４が接続されている。パイプＰ１には、水溶液タンク１４側から順に水溶液ポンプ５８および濃度センサ６０が介挿されている。水溶液ポンプ５８を駆動することによって、水溶液タンク１４内のメタノール水溶液がセルスタック１２に供給される。濃度センサ６０は、たとえば超音波センサからなる。超音波センサは、メタノール水溶液における超音波の伝播速度がその濃度に応じて変化することを利用してメタノール水溶液の濃度を検出するために用いられる。
【００４７】
セルスタック１２のアノード出口Ａ２には、パイプＰ２、水溶液用のラジエータ３８ａおよびパイプＰ３を介して水溶液タンク１４が接続されている。セルスタック１２のアノード出口Ａ２から排出された二酸化炭素および未反応のメタノール水溶液はラジエータ３８ａに与えられ、冷却される。
【００４８】
セルスタック１２のカソード入口Ｃ１には、パイプＰ４を介してエアフィルタ６２が接続されている。エアフィルタ６２には、ダクト５６の吸気口５６ａからの空気が与えられる（図１参照）。パイプＰ４には、エアフィルタ６２側から順にエアポンプ６４およびエアバルブ６６が介挿されている。エアポンプ６４を駆動させることによって、酸素（酸化剤）を含む外部の空気が、吸気口５６ａからエアフィルタ６２、エアポンプ６４およびエアバルブ６６を介してセルスタック１２のカソード２４ｃに供給される。ダクト５６の外面のうち吸気口５６ａからラジエータユニット１８との接続部までの間の任意の位置に、外気温を検出するための外気温センサ６８が設けられている。
【００４９】
セルスタック１２のカソード出口Ｃ２には、パイプＰ５、気液分離用のラジエータ３８ｂ、パイプＰ６および遠心分離器７０を介して水タンク１６が接続されている。セルスタック１２のカソード出口Ｃ２から排出された水分（水および水蒸気を含む）、二酸化炭素および未反応の空気を含む排気ガスはラジエータ３８ｂに与えられ、冷却される。遠心分離機７０には排気パイプＰ７が接続され、排気パイプＰ７には排気バルブ７２が介挿されている。遠心分離器７０は、ラジエータ３８ｂからの排気ガスに遠心力を与えることによって排気ガスから水を分離し、分離された水は水タンク１６に供給される。排気ガスは、排気バルブ７２を開くことによって排気パイプＰ７から排出される。
【００５０】
また、水タンク１６はパイプＰ８を介して水溶液タンク１４に接続されている。パイプＰ８には水ポンプ７４が介挿されている。水ポンプ７４を駆動することによって、水タンク１６内の水が水溶液タンク１４に供給される。
【００５１】
また、水溶液タンク１４には、パイプＰ９を介して外部燃料タンク（図示せず）が接続可能であり、パイプＰ９には燃料ポンプ７６が介挿されている。外部燃料タンクは、セルスタック１２の電気化学反応の燃料となる高濃度（たとえば、メタノールを約５０ｗｔ％含む）のメタノール燃料（高濃度メタノール水溶液）を収容しており、必要に応じてパイプＰ９に接続される。外部燃料タンクをパイプＰ９に接続しかつ燃料ポンプ７６を駆動することによって、外部燃料タンク内のメタノール燃料が水溶液タンク１４に供給される。
【００５２】
図４に、燃料電池システム１０の電気的構成を示すブロック図を示す。
図４を参照して、燃料電池システム１０は、さらに、メインスイッチ７８、表示部８２およびコントローラ８４を含む。
【００５３】
メインスイッチ７８がオンされることによってコントローラ８４に運転開始指示が与えられ、メインスイッチ７８がオフされることによってコントローラ８４に運転停止指示が与えられる。表示部８２には各種情報が表示される。
【００５４】
コントローラ８４は、ＣＰＵ８６とメモリ８８と電圧検出回路９０と電流検出回路９２とＯＮ／ＯＦＦ回路９４とダイオード９６と電源回路９８とを含む。ＣＰＵ８６は必要な演算を行い燃料電池システム１０の動作を制御する。記憶手段であるメモリ８８は、たとえばＥＥＰＲＯＭからなり、燃料電池システム１０の動作を制御するためのプログラムやデータおよび演算データ等を格納する。具体的には、メモリ８８には、図６〜図８の動作を実行するためのプログラムおよび図９〜図１１に示すデータ等が格納されている。
【００５５】
電圧検出回路９０は、セルスタック１２に二次電池１００、二次電池管理ユニット１０２および負荷１０４を接続する電気回路１０６における電圧を検出する。電流検出回路９２は電気回路１０６を流れる電流を検出する。ＯＮ／ＯＦＦ回路９４は電気回路１０６の開閉を切り替える。電源回路９８は電気回路１０６に所定の電圧を供給する。
【００５６】
二次電池１００は、電気回路１０６ひいては燃料電池システム１０に着脱可能に設けられ、セルスタック１２からの電力を蓄え、コントローラ８４の指示に応じて負荷１０４や電気構成部材に電力を供給する。二次電池管理ユニット１０２は、負荷１０４を制御するコントローラ１０８および二次電池１００の蓄電量を検出する蓄電量検出器１１０を含み、インタフェース回路１１２を介してコントローラ８４と通信する。また、二次電池１００は、インタフェース回路１１２を介して充電器１１４に接続され、外部電源１１６によって充電できる。
【００５７】
このような燃料電池システム１０において、コントローラ８４のＣＰＵ８６には、メインスイッチ７８からの入力信号が入力される。また、ＣＰＵ８６には、レベルセンサ３０，３２、濃度センサ６０、温度センサ２８および外気温センサ６８からの検出信号が入力される。さらに、ＣＰＵ８４には、電圧検出回路９０からの電圧検出値および電流検出回路９２からの電流検出値が入力される。
【００５８】
ＣＰＵ８６によって、サーボモータ５４、入口ファン４８ａ、出口ファン４８ｂ、水溶液ポンプ５８、エアポンプ６４、水ポンプ７４、燃料ポンプ７６、エアバルブ６６および排気バルブ７２等の補機が制御される。また、表示部８２がＣＰＵ８６によって制御される。この実施形態において、補機とは、セルスタック１２の発電を維持するために必要な部品をいう。負荷１０４とは、セルスタック１２の発電を維持するために必要な補機以外に電力を消費する部品をいう。負荷１０４には、任意の機器（たとえば音響機器等）が含まれる。
【００５９】
この実施形態では、調整手段は、揺動軸５０、板状部材５２およびサーボモータ５４を含む。制御手段はＣＰＵ８６を含む。流体供給手段は入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂを含む。駆動手段は揺動軸５０およびサーボモータ５４を含む。温度センサ２８が温度取得手段に相当する。水タンク１６が回収手段に相当する。水量取得手段はレベルセンサ３２を含む。外気温センサ６８が流体温度取得手段に相当する。ラジエータパイプ４０ａが第１パイプに相当し、ラジエータパイプ４０ｂが第２パイプに相当する。
【００６０】
ついで、図６を参照して、燃料電池システム１０のラジエータユニット１８に関する動作の一例について説明する。
まず、温度センサ２８によって検出されたメタノール水溶液の温度が第１閾値（たとえば６０℃）以上か否かがＣＰＵ８６によって判断される（ステップＳ１）。メタノール水溶液の温度が第１閾値未満であれば、ＣＰＵ８６はサーボモータ５４を制御して板状部材５２を水溶液用ラジエータ３８ａ側に揺動させ、板状部材５２によって水溶液用ラジエータ３８ａの入口を全閉させる（ステップＳ３）。
【００６１】
ついで、水タンク１６の水量が第２閾値（たとえば０．５リットル）以上か否かがＣＰＵ８６によって判断される（ステップ５）。これは、レベルセンサ３２の検出値に基づいて判断される。水タンク１６の水量が第２閾値以上であれば水の回収を促進する必要はないのでＣＰＵ８６は入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂを停止させ（ステップＳ７）、一方、水タンク１６の水量が第２閾値未満であれば水の回収を促進するためにＣＰＵ８６は入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂをたとえば定格の５０％の出力（定格の５０％の回転数）で駆動させ（ステップＳ９）、終了する。なお、この実施形態では、入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数は等しく設定されている。入口ファン４８ａと出口ファン４８ｂとは近接配置されていないので、相互に異なる回転数で回転させた場合の「うねり音」が発生する可能性は低いが、両者の回転数を等しくすることによって「うねり音」の発生を防止できる。
【００６２】
ステップＳ１において、メタノール水溶液の温度が第１閾値以上であれば、入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂを駆動させ（ステップＳ１１）、水タンク１６の水量が第２閾値以上か否かがＣＰＵ８６によって判断される（ステップ１３）。水タンク１６の水量が第２閾値以上であれば、水タンク１６の水量を減らすためにＣＰＵ８６はサーボモータ５４を制御して板状部材５２を気液分離用ラジエータ３８ｂ側に揺動させて、板状部材５２によって気液分離用ラジエータ３８ｂの入口を全閉させ（ステップＳ１５）、ステップＳ１７に進む。一方、ステップＳ１３において水タンク１６の水量が第２閾値未満であれば、ＣＰＵ８６はサーボモータ５４を制御して板状部材５２を中立位置（水溶液用ラジエータ３８ａ側：気液分離用ラジエータ３８ｂ側の空気量の割合が５０：５０の位置）に配置させ（ステップＳ１９）、ステップＳ１７に進む。
【００６３】
ステップＳ１７では、メタノール水溶液の温度が指示値±α（たとえば６５℃±５℃）内であるか否かがＣＰＵ８６によって判断される。メタノール水溶液の温度が指示値±αの範囲内であれば、そのまま終了する。メタノール水溶液の温度が指示値＋α（たとえば７０℃）より高ければ、メタノール水溶液の温度を下げるようにＣＰＵ８６は入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数をたとえば５％上げる（ステップＳ２１）。一方、メタノール水溶液の温度が指示値−α（たとえば６０℃）より低ければ、メタノール水溶液の温度を上げるようにＣＰＵ８６は入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数をたとえば５％下げる（ステップＳ２３）。このように入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数をメタノール水溶液の温度が指示値±αに収まるように調整した後、終了する。
【００６４】
図６に示す動作は、所定のインターバルで繰り返し行われる。
【００６５】
このような燃料電池システム１０によれば、ラジエータユニット１８内の冷却流路において流入路４４から分岐して第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂが相互に独立して設けられ、板状部材５２の位置によって各冷却路４６ａおよび４６ｂの流路抵抗が調整される。すると、空気が流入路４４から第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂに向けて流れ、ラジエータパイプ４０ａの外周およびラジエータパイプ４０ｂの外周には流路抵抗に応じた流量の空気が与えられる。この場合、冷却流路の流入路４４が短くとも第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂのいずれか一方に流入した空気が他方に入り込むことはなく、たとえば、一方の冷却路で温められた空気が他方の冷却路に与えられることを防止できる。したがって、ラジエータパイプ４０ａおよびラジエータパイプ４０ｂの冷却能力すなわちセルスタック１２から排出されるメタノール水溶液および水分を冷却する能力を精度よく制御できる。また、開口３６ａからラジエータ３８ａまたは３８ｂの入口までの距離、すなわち流入路４４の長さを短くできるので、燃料電池システム１０を小さくできる。さらに、ラジエータ３８ａと３８ｂとを一体化することによって、燃料電池システム１０の小型化を促進できるだけではなく、高温部分を集合させることができ、配管の取り回しを簡単にできる。
【００６６】
また、入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの駆動によって第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂへの空気の供給を促進できる。さらに、第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂの流路抵抗を調整することによってラジエータパイプ４０ａの外周およびラジエータパイプ４０ｂの外周のそれぞれに与えられる空気の量を調整できるので、入口ファン４８ａは、冷却路毎に設ける必要はなく各冷却路４６ａおよび４６ｂで共用できる。出口ファン４８ｂについても同様である。したがって、冷却路毎にファンを隣接して設ける場合に生ずる騒音は発生せず、かつ消費電力を節減することができる。
【００６７】
さらに、サーボモータ５４によって板状部材５２を動かすだけで簡単に流路抵抗を調整できる。
【００６８】
また、メタノール水溶液の温度と水タンク１６内の水量とに基づいて板状部材５２を制御し第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂの流路抵抗を調整することによって、メタノール水溶液を冷却する能力と水分を気液分離する能力とを簡単に調整できる。
【００６９】
具体的には、メタノール水溶液の温度が第１閾値より小さいときには、メタノール水溶液の冷却を促進する必要はないので、板状部材５２によって第１冷却路４６ａの入口を閉じて第２冷却路４６ｂにのみ空気を流す。これによって、メタノール水溶液の冷却を抑制する一方、水分を気液分離して水を回収できる。このとき、水タンク１６内の水量が第２閾値以上であれば水の回収を促進する必要はないので入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂが停止される。一方、水タンク１６内の水量が第２閾値未満であれば入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂが駆動され水の回収が促進される。このように水タンク１６内の水量に応じて入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの駆動を制御でき、水の回収量が調整される。
【００７０】
一方、メタノール水溶液の温度が第１閾値以上でありかつ水タンク１６内の水量が第２閾値以上であれば、板状部材５２によって第２冷却路４６ｂの入口を閉じて第１冷却路４６ａにのみ空気を流す。これによって、メタノール水溶液の冷却を促進する一方、水分の気液分離を抑制できる。また、メタノール水溶液の温度が第１閾値以上でありかつ水タンク１６内の水量が第２閾値未満であれば、第１冷却路４６ａおよび第２冷却路４６ｂのそれぞれの流路抵抗を略等しくすることによって、メタノール水溶液を冷却しつつ、水分を気液分離して水を回収できる。
【００７１】
また、メタノール水溶液の温度が指定値−αより低ければ入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数を抑えて第１冷却路４６ａへの送気を抑え、メタノール水溶液の温度を上げる。一方、メタノール水溶液の温度が指定値+αより高ければ入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数を上げて第１冷却路４６ａへの送気を促進し、メタノール水溶液の温度を下げる。
【００７２】
ついで、図７を参照して、燃料電池システム１０のラジエータユニット１８に関する動作の他の例について説明する。ステップＳ１からＳ１５までは図６に示す動作と同様であるので、その重複する説明は省略する。
【００７３】
ステップＳ１３において水タンク１６の水量が第２閾値未満であれば、水の単位時間（たとえば１分間）当たりの回収量は所定値±β（たとえば０．５リットル±０．１リットル）内であるか否かがＣＰＵ８６によって判断される（ステップＳ１７ａ）。水の単位時間当たりの回収量は、その時点での少なくともセルスタック１２の出力とメタノール水溶液の温度とを参酌すれば精度よく算出できる。
【００７４】
ステップＳ１７ａにおいて、水の回収量が所定値±βの範囲内であれば、そのままステップＳ２３ａに進む。水の回収量が所定値＋βより多ければ、気液分離用ラジエータ３８ｂへの空気の供給量が少なくなるようにＣＰＵ８６はサーボモータ５４を制御して板状部材５２を気液分離用ラジエータ３８ｂ側に所定量揺動させる（ステップＳ１９ａ）。一方、水の回収量が所定値−βより少なければ、気液分離用ラジエータ３８ｂに空気が多く供給されるようにＣＰＵ８６はサーボモータ５４を制御して板状部材５２を水溶液用ラジエータ３８ａ側に所定量揺動させる（ステップＳ２１ａ）。そしてステップＳ２３ａに進む。ここで、所定量は、板状部材５２の傾き角度の変化量でもよいし、水溶液用ラジエータ側：気液分離用ラジエータ側の流量比の変化量であってもよい。たとえば所定量が傾き角度の変化量であり５°であれば、板状部材５２が５°変位する。所定量が流量比であり５％であれば、たとえば５０：５０から５５：４５になるように板状部材５２が揺動する。ステップＳ１５の処理後もステップＳ２３ａに進む。
【００７５】
ステップＳ２３ａでは、外気温センサ６８によって外気温が取得される。そして、「メタノール水溶液の温度−外気温」に基づいて入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの目標回転数が求められる（ステップＳ２５ａ）。このとき、図９に示す「メタノール水溶液の温度−外気温」とファンの回転数との対応関係を示すデータを参照して、目標回転数が求められる。
【００７６】
図９に示すデータは、「メタノール水溶液の温度−外気温」が大きくなるほどファンの回転数が小さくなるように設定されている。これは、「メタノール水溶液の温度−外気温」が大きいほど、外気温を有する空気によってメタノール水溶液を効果的に冷却でき、一方、「メタノール水溶液の温度−外気温」が小さいほど、外気温を有する空気によるメタノール水溶液の冷却効果が低下することを考慮したものである。
【００７７】
そして、入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数が目標回転数に設定され（ステップＳ２７ａ）、終了する。
【００７８】
図７に示す動作は、所定のインターバルで繰り返し行われる。
【００７９】
このように動作する燃料電池システム１０によれば、水の回収量が少なければ第２冷却路４６ｂの流路抵抗を小さくして水の回収を促進し、一方、水の回収量が多ければ第２冷却路４６ｂの流路抵抗を大きくして水の回収を抑制する。
【００８０】
また、「メタノール水溶液の温度−外気温」が大きければ、入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数を小さくして第１冷却路４６ａへの空気の供給量を抑え、メタノール水溶液を冷却する能力を安定させる。これによって、メタノール水溶液の過冷却を防止することができる。一方、「メタノール水溶液の温度−外気温」が小さければ、入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数を大きくして第１冷却路４６ａへの空気の供給量を増やし、メタノール水溶液を冷却する能力を安定させる。これによって、メタノール水溶液が過熱するのを防止することができる。
【００８１】
さらに、図８を参照して、燃料電池システム１０のラジエータユニット１８に関する動作のその他の例について説明する。この場合もステップＳ１からＳ１５までは図６に示す動作と同様であるので、その重複する説明は省略する。
【００８２】
ステップＳ１３において水タンク１６の水量が第２閾値未満であれば、水の単位時間（たとえば１分間）当たりの回収量と水の単位時間（たとえば１分間）当たりの消費量とが取得される（ステップＳ１７ｂ）。水の単位時間当たりの消費量は燃料電池２４の発電によって発生した電流値に基づいて算出できる。この電流値は電流検出回路９２からの出力によって求めることができる。メタノール水溶液の濃度および温度ならびに外気温を参酌すれば、クロスオーバ量と蒸散量とを算出できるので、水の単位時間当たりの消費量をより精度よく算出できる。
【００８３】
そして、水の単位時間当たりの「回収量−消費量」に基づいて板状部材５２の目標位置が決定される（ステップＳ１９ｂ）。このとき、図１０に示す水の単位時間当たりの「回収量−消費量」と水溶液用ラジエータ３８ａ側へ供給する空気量の割合との対応関係を示すデータを参照して、板状部材５２の目標位置が求められる。
【００８４】
図１０に示すデータは、水の単位時間当たりの「回収量−消費量」が大きくなるほど、水溶液用ラジエータ３８ａ側へ供給する空気量の割合が大きくなり気液分離用ラジエータ３８ｂ側へ供給する空気量の割合が小さくなるように設定されている。水溶液用ラジエータ側：気液分離用ラジエータ側の空気量の割合は、２０：８０〜８０：２０の範囲で調整される。
【００８５】
ステップＳ１９ｂでは、図１０を参照して、水の単位時間当たりの「回収量−消費量」に応じて水溶液用ラジエータ３８ａ側へ供給する空気量の割合が決定され、それに応じて板状部材５２の目標位置が求められる。そして、板状部材５２が目標位置まで揺動され（ステップＳ２１ｂ）、ステップＳ２３ｂに進む。ステップＳ１５の処理後もステップＳ２３ｂに進む。
【００８６】
ステップＳ２３ｂでは、外気温センサ６８によって外気温が取得される。ついで、板状部材５２の位置が位置検出センサによって取得される（ステップＳ２５ｂ）。そして、「メタノール水溶液の温度−外気温」に基づいて水溶液用ラジエータ３８ａに必要な空気量が求められる。このとき、図１１に示す「メタノール水溶液の温度−外気温」と水溶液用ラジエータ３８ａに必要な空気量との対応関係を示すデータを参照して、水溶液用ラジエータ３８ａに必要な空気量が求められる。
【００８７】
図１１に示すデータは、「メタノール水溶液の温度−外気温」が大きくなるほど水溶液用ラジエータ３８ａに必要な空気量が小さくなるように設定されている。これは、「メタノール水溶液の温度−外気温」が大きいほど、外気温を有する空気によってメタノール水溶液を効果的に冷却できることを考慮したものである。
【００８８】
そして、求められた空気量と板状部材５２の位置とに基づいて、入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの目標回転数が決定される（ステップＳ２７ｂ）。入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの目標回転数はたとえば次のようにして求められる。
【００８９】
まず、気液分離用ラジエータ３８ｂ側が全閉され水溶液用ラジエータ３８ａにだけ、上記求められた空気量を供給するために必要な入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数Ａが求められる。そして、実際の板状部材５２の位置に応じた水溶液用ラジエータ３８ａと気液分離用ラジエータ３８ｂとの空気供給量の割合が参酌される。両ラジエータの空気供給量の割合が、水溶液側：気液分離側＝４０：６０であれば、求めるべき入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの目標回転数Ｂは、回転数Ａ×１００÷４０によって求められる。
【００９０】
そして、入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数が求められた目標回転数に設定され（ステップＳ２９ｂ）、終了する。
【００９１】
図８に示す動作は、所定のインターバルで繰り返し行われる。
【００９２】
このように動作する燃料電池システム１０によれば、水の単位時間当たりの「回収量−消費量」が多ければ、第２冷却路４６ｂの流路抵抗を大きくしかつ第１冷却路４６ａの流路抵抗を小さくして水の回収量を抑制する。一方、水の単位時間当たりの「回収量−消費量」が少なければ、第２冷却路４６ｂの流路抵抗を小さくしかつ第１冷却路４６ａの流路抵抗を大きくして水の回収を促進する。
【００９３】
また、「メタノール水溶液の温度−外気温」に基づいて第１冷却路４６ａへ供給すべき空気の量が求められ、その供給量を得るための入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数が、板状部材５２の位置に基づいて求められる。これにより、メタノール水溶液を冷却する能力をより安定させることができる。
【００９４】
なお、図６〜図８のステップＳ３における板状部材５２の動作は、水溶液用ラジエータ３８ａの入口の全閉に限定されず、第１冷却路４６ａの流路抵抗が第２冷却路４６ｂの流路抵抗より大きくなる任意の位置まで移動するようにしてもよい。
【００９５】
また、図６〜図８のステップＳ９における入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの回転数は、所定値に限定されず、「メタノール水溶液の温度−外気温」に基づいて調整されてもよい。
【００９６】
さらに、図６〜図８のステップＳ１５における板状部材５２の動作は、気液分離用ラジエータ３８ｂの入口の全閉に限定されず、第１冷却路４６ａの流路抵抗が第２冷却路４６ｂの流路抵抗より小さくなる任意の位置まで移動するようにしてもよい。
【００９７】
板状部材は、図５に示す板状部材５２に限定されない。
【００９８】
たとえば、図１２（ａ）に示すように、水溶液用ラジエータ３８ａの上面および気液分離用ラジエータ３８ｂの上面にそれぞれ、板状部材５２ａを設けてもよい。ラジエータ３８ａの上面を１つの板状部材５２ａの一端が摺動することによって、ラジエータ３８ａの上面が１つの板状部材５２ａによって開閉される。板状部材５２ａの位置によってラジエータ３８ａの上面の開閉の程度が設定される。ラジエータ３８ｂについても同様である。
【００９９】
また、図１２（ｂ）に示すように、板状部材５２ｂを設けてもよい。板状部材５２ｂは、２点で支持されて流入路４４に配置され、水溶液用ラジエータ３８ａの上面と気液分離用ラジエータ３８ｂの上面との間を揺動できる。板状部材５２ｂの位置によってラジエータ３８ａの上面およびラジエータ３８ｂの上面の開閉の程度が設定される。
【０１００】
さらに、図１２（ｃ）に示すように、水溶液用ラジエータ３８ａの上面および気液分離用ラジエータ３８ｂの上面にそれぞれ、複数（ここでは５枚）の板状部材５２ｃを設けてもよい。ラジエータ３８ａの上面を複数の板状部材５２ｃがそれぞれの一端を支点として揺動することによって、ラジエータ３８ａの上面が複数の板状部材５２ｃによって開閉される。複数の板状部材５２ｃの位置によってラジエータ３８ａの上面の開閉の程度が設定される。ラジエータ３８ｂについても同様である。
【０１０１】
また、図１２（ｄ）に示すように、水溶液用ラジエータ３８ａの上面および気液分離用ラジエータ３８ｂの上面にそれぞれ、１枚の板状部材５２ｄを設けてもよい。ラジエータ３８ａの上面を１枚の板状部材５２ｄがその一端を支点として揺動することによって、ラジエータ３８ａの上面が１枚の板状部材５２ｄによって開閉される。１枚の板状部材５２ｃの位置によってラジエータ３８ａの上面の開閉の程度が設定される。ラジエータ３８ｂについても同様である。
【０１０２】
上述の実施形態では、ラジエータパイプ４０ａおよび４０ｂの外周に空気が直接供給される場合について説明したが、この発明はこれに限定されず、ラジエータパイプ４０ａおよび４０ｂすなわち第１パイプおよび第２パイプの外周側に流体が供給されればよい。たとえば、ラジエータパイプ４０ａおよび４０ｂを他の部材で覆い、その部材の外面に流体を供給してその部材を冷却することによってラジエータパイプ４０ａおよび４０ｂを冷却するようにしてもよい。
【０１０３】
流体供給手段としては、入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂの双方が設けられる場合に限定されず、いずれか一方だけでもよい。たとえば、ダクト５６がなくても流入路４４に外気を容易に導入できる場合には入口ファン４８ａは不要となる。流体供給手段は、ファンに限定されず、流体を送ることが可能な任意の機器を適用できる。
【０１０４】
ラジエータユニット１８に導入される流体としては、空気に限定されず、窒素等の任意の気体や水等の任意の液体を適用できる。流体として液体を用いる場合には、流体供給手段として入口ファン４８ａおよび出口ファン４８ｂに替えてポンプが用いられ、流体温度取得手段として外気温度センサ６８に替えて流体温度センサが用いられる。
【０１０５】
温度センサ２８は、アノード出口Ａ２近傍に設けられ、セルスタック１２のアノード出口Ａ２から排出されるメタノール水溶液の温度を検出するようにしてもよい。
【０１０６】
濃度センサとしては電圧センサを用いてもよい。電圧センサは、たとえばセルスタック１２のアノード入口Ａ１付近に設けられ、燃料電池２４の開回路電圧（Open Circuit Voltage）を検出する。この開回路電圧に基づいてメタノール水溶液の濃度を検出できる。
【０１０７】
メタノール水溶液の温度に関する温度情報は、メタノール水溶液の温度自体に限定されず、セルスタック１２や燃料電池２４の表面温度であってもよい。
【０１０８】
水タンク１６内の水量に関する水量情報は、レベルセンサ３２の検出値に限定されず、水量自体であってもよい。
【０１０９】
上述の実施形態では、燃料としてメタノールを、燃料水溶液としてメタノール水溶液を用いたが、これに限定されず、燃料としてエタノール等のアルコール系燃料、燃料水溶液としてエタノール水溶液等のアルコール系水溶液を用いてもよい。
【０１１０】
この発明は、自動二輪車等の輸送機器またはパーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載される燃料電池システムにも適用できる。また、据え付け（固定）タイプの燃料電池システムにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】この発明の一実施形態の燃料電池システムを示す斜視図である。
【図２】ラジエータユニットの一例を示す斜視図である。
【図３】この発明の一実施形態の燃料電池システムの構成要素を示す概略図である。
【図４】この発明の一実施形態の燃料電池システムを示す電気的ブロック図である。
【図５】ラジエータユニットの一例を示す図解図である。
【図６】燃料電池システムの動作の一例を示すフロー図である。
【図７】燃料電池システムの動作の他の例を示すフロー図である。
【図８】燃料電池システムの動作のその他の例を示すフロー図である。
【図９】「メタノール水溶液の温度−外気温」とファン回転数との対応関係を示すグラフである。
【図１０】水の単位時間当たりの「回収量−消費量」と水溶液用ラジエータ側の空気量の割合との対応関係を示すグラフである。
【図１１】「メタノール水溶液の温度−外気温」と水溶液用ラジエータに必要な空気量との対応関係を示すグラフである。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は板状部材の変形例を示す図解図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０      燃料電池システム
１２      燃料電池セルスタック
１４      水溶液タンク
１６      水タンク
１８      ラジエータユニット
２４      燃料電池
２４ｂ      アノード
２４ｃ      カソード
２８      温度センサ
３０，３２      レベルセンサ
３８ａ      水溶液用ラジエータ
３８ｂ      気液分離用ラジエータ
４０ａ，４０ｂ      ラジエータパイプ
４２ａ，４２ｂ      フィン体
４４      流入路
４６ａ      第１冷却路
４６ｂ      第２冷却路
４８ａ      入口ファン
４８ｂ      出口ファン
５０        揺動軸
５２，５２ａ〜５２ｄ      板状部材
５４      サーボモータ
６８      外気温センサ
８４      コントローラ
８６      ＣＰＵ
８８      メモリ
Ｐ１〜Ｐ６，Ｐ８，Ｐ９      パイプ
Ｐ７      排気パイプ
【図１】
2010092775.tif 000003
【図２】
2010092775.tif 000004
【図３】
2010092775.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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