【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、を有する希釈ボックスを備えた燃料電池のパージ水素希釈装置において、
前記希釈ガスの水素濃度と前記燃料電池の発電電圧に応じて、前記水素入口から流入する水素と前記空気入口から流入する空気の流量を制御することを特徴とする燃料電池のパージ水素希釈装置。
【請求項２】
前記発電電圧が所定電圧以下で、且つ、前記希釈ガスの水素濃度が第１の水素濃度以上で第２の水素濃度以下のときには、前記燃料電池からの水素パージを許可し、前記空気入口から流入する空気の流量を通常時よりも増加させることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池のパージ水素希釈装置。
【請求項３】
前記発電電圧が前記所定電圧以下で、且つ、前記希釈ガスの水素濃度が前記第２の水素濃度を越えるときには、前記燃料電池からの水素パージを禁止し、前記空気入口から流入する空気の流量を通常時よりも増加させることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池のパージ水素希釈装置。
【請求項４】
前記発電電圧が前記所定電圧を越え、且つ、前記希釈ガスの水素濃度が前記第２の水素濃度を越えるときには、前記燃料電池からの水素パージを禁止し、前記空気入口から流入する空気の流量を通常時と同じにすることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料電池のパージ水素希釈装置。
【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１項に記載の燃料電池のパージ水素希釈装置。
【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１項に記載の燃料電池のパージ水素希釈装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
このように燃料電池の発電が不安定になった場合の従来の回復方法としては、反応ガス流量を増加させる方法（例えば、特許文献１参照）や、反応ガスへの加湿を停止する方法（例えば、特許文献２参照）がある。
また、別の方法として、水素ガス循環流路からパージを行い、アノードに溜まった水や、水素ガスに混入した窒素を排出して、燃料電池の発電を安定的に継続させる方法があるが、水素ガス循環流路からのパージは水素ガスも同時に排出されるので、そのまま大気に放出するのは好ましくない。
そこで、パージされた水素をカソードから排出される空気（以下、排出空気という）と混合することで水素濃度を低減してから大気に排出することが考えられている。この水素濃度を低減する装置がパージ水素希釈装置である。
【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】
【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に係る発明は、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、後述する実施の形態における水素入口１３ａ，１５ａ）と、空気を流入させる空気入口（例えば、後述する実施の形態における空気入口１２ａ，１６ａ）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、後述する実施の形態における希釈ガス出口１２ｂ，１６ｂ）と、を有する希釈ボックス（例えば、後述する実施の形態における希釈ボックス１１）を備えた燃料電池のパージ水素希釈装置（例えば、後述する実施の形態におけるパージ水素希釈装置１０）において、前記希釈ガスの水素濃度と前記燃料電池の発電電圧（例えば、後述する実施の形態における最低セル電圧）に応じて、前記水素入口から流入する水素と前記空気入口から流入する空気の流量を制御することを特徴とする。
このように構成することで、燃料電池の発電状態の良好化を図りつつ、希釈ガスの水素濃度を所定濃度以下に制御可能となる。
【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２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記発電電圧が所定電圧（例えば、後述する実施の形態における所定電圧Ｖ１）以下で、且つ、前記希釈ガスの水素濃度が第１の水素濃度（例えば、後述する実施の形態における第１の水素濃度Ｈ１）以上で第２の水素濃度（例えば、後述する実施の形態における第２の水素濃度値Ｈ２）以下のときには、前記燃料電池からの水素パージを許可し、前記空気入口から流入する空気の流量を通常時よりも増加させることを特徴とする。
このように構成することにより、水素パージにより燃料電池内に溜まっている発電性能を低下させる成分（水分や窒素等）を排出することができ、また、空気流量の増加により希釈ガスの水素濃度を低下させることができる。
【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３に係る発明は、請求項２に記載の発明において、前記発電電圧が前記所定電圧以下で、且つ、前記希釈ガスの水素濃度が前記第２の水素濃度を越えるときには、前記燃料電池からの水素パージを禁止し、前記空気入口から流入する空気の流量を通常時よりも増加させることを特徴とする。
このように構成することにより、希釈ボックスに新たに水素がパージされるのを阻止することができ、且つ、希釈ボックスに流入する空気流量を増加させることができるので、希釈ガスの水素濃度を早急に低下させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の発明において、前記発電電圧が前記所定電圧を越え、且つ、前記希釈ガスの水素濃度が前記第２の水素濃度を越えるときには、前記燃料電池からの水素パージを禁止し、前記空気入口から流入する空気の流量を通常時と同じにすることを特徴とする。
このように構成することにより、希釈ボックスに新たに水素がパージされるのを阻止することができるので、希釈ガスの水素濃度を低下させることができる。なお、発電電圧が所定電圧を超えているので発電状態は良好であると考えられ、したがって、水素パージを禁止してもしばらくの間は良好な発電状態を維持可能である。
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１項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１項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７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【発明の効果】
以上説明するように、請求項１に係る発明によれば、燃料電池の発電状態の良好化を図りつつ、希釈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という優れた効果が奏される。
請求項２に係る発明によれば、水素パージにより燃料電池内に溜まっている発電性能を低下させる成分（水分や窒素等）を排出することができるので、発電状態を良好な状態に回復させることができる。また、空気流量の増加により希釈ガスの水素濃度を低下させることができ、水素濃度を所定濃度以下に保持することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
請求項３に係る発明によれば、希釈ガスの水素濃度を早急に低下させることができるので、水素パージを早急に再開することができるようになり、結果的に、燃料電池の発電状態を早急に良好な状態に回復させることができる。
請求項４に係る発明によれば、空気流量を増大させることなく希釈ガスの水素濃度を低下させることができる。
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。