【手続補正書】
【提出日】平成17年5月10日(2005.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池からの水素パージ時に前記燃料電池から排出される水素を流入させる水素入口と、空気を流入させる空気入口と、前記水素入口から流入させた水素を前記空気入口から流入させた空気で希釈した希釈ガスを流出させる希釈ガス出口と、を有する希釈器を備えた燃料電池のパージ制御装置において、
前記希釈ガスの水素濃度を検出する水素センサを設け、該水素センサの検出値に応じて水素パージを制御することを特徴とする水素パージ制御装置。
【請求項２】
燃料電池からの水素パージ時に前記燃料電池から排出される水素を流入させる水素入口と、空気を流入させる空気入口と、前記水素入口から流入させた水素を前記空気入口から流入させた空気で希釈した希釈ガスを流出させる希釈ガス出口と、を有する希釈器を備えた燃料電池のパージ制御装置において、
前記燃料電池の運転状態から前記希釈ガスの水素濃度を予測する水素濃度予測手段と、
を備え、前記水素濃度予測手段により予測された水素濃度に応じて水素パージを制御することを特徴とする水素パージ制御装置。
【請求項３】
前記水素濃度予測手段は、水素パージ時にパージ量に応じて前記希釈ガスの水素濃度が上昇し、非水素パージ時に所定の時定数で前記希釈ガスの水素濃度が減少するものとして推定することを特徴とする請求項２に記載の水素パージ制御装置。
【請求項４】
前記水素センサにより検出された水素濃度あるいは前記水素濃度予測手段で予測された水素濃度が所定値以上のときに、水素パージ量を制限するとともに、水素パージ量制限中の燃料電池の発電量を制限することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の水素パージ制御装置。
【請求項５】
前記空気は前記燃料電池から排出される空気であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の水素パージ制御装置。
【請求項６】
前記希釈ガスの水素濃度は、前記希釈ガス出口から排出されるガスの水素濃度であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の水素パージ制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、燃料電池（例えば、後述する実施の形態における燃料電池１）からの水素パージ時に前記燃料電池から排出される水素を流入させる水素入口（例えば、後述する実施例における入口１１ａ）と、空気を流入させる空気入口（例えば、後述する実施例における入口１２ａ）と、前記水素入口から流入させた水素を前記空気入口から流入させた空気で希釈した希釈ガスを流出させる希釈ガス出口（例えば、後述する実施例における出口１２ｂ）と、を有する希釈器（例えば、後述する実施例におけるパージ水素希釈器１０）を備えた燃料電池のパージ制御装置において、前記希釈ガスの水素濃度を検出する水素センサ（例えば、後述する実施の形態における水素センサ４５）を設け、該水素センサの検出値に応じて水素パージを制御することを特徴とする水素パージ制御装置である。
このように構成することで、水素センサの検出値が大きい場合に水素パージを制限するように制御することにより、希釈ガスの水素濃度を低減させることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項２に記載した発明は、燃料電池（例えば、後述する実施の形態における燃料電池１）からの水素パージ時に前記燃料電池から排出される水素を流入させる水素入口（例えば、後述する実施例における入口１１ａ）と、空気を流入させる空気入口（例えば、後述する実施例における入口１２ａ）と、前記水素入口から流入させた水素を前記空気入口から流入させた空気で希釈した希釈ガスを流出させる希釈ガス出口（例えば、後述する実施例における出口１２ｂ）と、を有する希釈器（例えば、後述する実施例におけるパージ水素希釈器１０）を備えた燃料電池のパージ制御装置において、前記燃料電池の運転状態から前記希釈ガスの水素濃度を予測する水素濃度予測手段（例えば、後述する実施の形態におけるステップＳ２０１〜Ｓ２０６）と、を備え、前記水素濃度予測手段により予測された水素濃度に応じて水素パージを制御することを特徴とする水素パージ制御装置である。
このように構成することで、水素濃度予測手段で予測された水素濃度が大きい場合に水素パージを制限するように制御することにより、希釈ガスの水素濃度を低減させることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項３に記載した発明は、請求項２に記載の発明において、前記水素濃度予測手段は、水素パージ時にパージ量に応じて前記希釈ガスの水素濃度が上昇し、非水素パージ時に所定の時定数で前記希釈ガスの水素濃度が減少するものとして推定することを特徴とする。
このように構成することにより、希釈ガスの水素濃度をより正確に予測することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項４に記載した発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記水素センサにより検出された水素濃度あるいは前記水素濃度予測手段で予測された水素濃度が所定値以上のときに、水素パージ量を制限するとともに、水素パージ量制限中の燃料電池の発電量を制限することを特徴とする。
このように構成することにより、燃料電池の発電量を制限することで、燃料電池への反応ガス（水素および空気）の供給量を減らすことができる。
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明において、前記空気は前記燃料電池から排出される空気であることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明において、前記希釈ガスの水素濃度は、前記希釈ガス出口から排出されるガスの水素濃度であることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
【発明の効果】
以上説明するように、請求項１に記載した発明によれば、水素センサの検出値が大きい場合に水素パージを制限するように制御することにより、希釈ガスの水素濃度を低減させることができるので、パージ水素希釈器から排出される流体の水素濃度を確実に所定の濃度以下にすることができるという優れた効果が奏される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
請求項２に記載した発明によれば、水素濃度予測手段で予測された水素濃度が大きい場合に水素パージを制限するように制御することにより、希釈ガスの水素濃度を低減させることができるので、パージ水素希釈器から排出される流体の水素濃度を確実に所定の濃度以下にすることができるという優れた効果が奏される。また、水素濃度予測手段で希釈ガスの水素濃度を予測しているので、水素センサが不要になるという効果もある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
請求項３に記載した発明によれば、希釈ガスの水素濃度をより正確に予測することができるので、パージ水素希釈器から排出される流体の水素濃度をより確実に所定の濃度以下にすることができるという効果がある。
請求項４に記載した発明によれば、燃料電池の発電量を制限することで、燃料電池への反応ガス（水素および空気）の供給量を減らすことができるので、反応ガスを加湿している場合にはその加湿量を減らすことができ、また、生成水の生成量も減らすことができ、また、窒素のアノード側への透過量を減らすことができる。その結果、水素パージ量制限中に燃料電池の発電性能が低下するのを抑制することができるという効果がある。
請求項５に係る発明によれば、燃料電池から排出される空気により水素濃度を低下させることができる。
請求項６に係る発明によれば、希釈ガス出口から排出されるガスの水素濃度を所定濃度以下に制御することができる。