(57)【要約】【課題】各熱交換器の大型化及び部品点数の増加を抑制し、空気利用機器に向けて所望の状態の空気を安定して供給できる空気利用システムを提供する。【解決手段】燃料電池２に向けて空気が流通する空気供給流路２２と、空気供給流路２２に空気を圧送するコンプレッサ２１と、空気供給流路２２上のうち、燃料電池２及びコンプレッサ２１の間に設けられた空冷式Ｉ／Ｃ２６及び水冷式Ｉ／Ｃ２７と、空気供給流路２２に接続されて、空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスするバイパスライン３１と、空気供給流路２２のうち、バイパスライン３１との分岐部３２と空冷式Ｉ／Ｃ２６との間に設置され、所定圧力以上で開弁するチェックバルブ３３と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気利用機器と、
前記空気利用機器に向けて空気が流通する空気供給ラインと、
前記空気供給ラインに空気を圧送する過給機と、
前記空気供給ライン上のうち、前記空気利用機器及び前記過給機の間に設けられた第１熱交換器及び第２熱交換器と、
前記空気供給ラインに接続されて、前記第１熱交換器をバイパスするバイパスラインと、
前記空気供給ラインのうち、前記バイパスラインとの分岐部と前記第１熱交換器との間に設置され、所定圧力以上で開弁するバルブユニットと、を備えていることを特徴とする空気利用システム。
【請求項２】
前記第１熱交換器は空冷式熱交換器であり、前記第２熱交換器は前記第１熱交換器よりも下流側に設けられた液冷式熱交換器であることを特徴とする請求項１記載の空気利用システム。
【請求項３】
前記バイパスラインの許容流量は、前記空気供給ライン内において前記バルブユニットに前記所定圧力が作用する流量以上に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の空気利用システム。
【請求項４】
前記第１熱交換器をバイパスして前記空気利用機器に至るまでの流路長は、前記第１熱交換器を経由して前記空気利用機器に至るまでの流路長に比べて短くなっていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の空気利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気利用システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気利用システムとして、燃料電池が搭載された燃料電池車両が知られている。燃料電池では、アノード側に燃料として水素を供給し、カソード側に酸化剤として空気を供給することで、水素と空気中の酸素との電気化学反応により発電が行われる。
【０００３】
ところで、近時では燃料電池の発電効率向上を目的として、コンプレッサ等の過給機により空気を圧縮した後、燃料電池に供給することで、燃料電池の作動圧を高めることが検討されている。
ここで、過給機により圧縮された空気は高温（例えば、１６０℃〜１７０℃程度）になるので、燃料電池に供給されるまでの間に燃料電池の最適な作動温度（例えば、９０℃〜１０５℃程度）まで冷却することが好ましい。また、燃料電池に所望の発電性能を発揮させるためには、空気を湿潤な状態にすることが好ましい。
【０００４】
このため、過給機と燃料電池との間の空気供給ラインに、インタークーラ（以下、単にＩ／Ｃという）を設け、過給機で圧縮された空気をＩ／Ｃによって熱交換（冷却）した後、燃料電池に供給する構成が知られている。
しかしながら、特に燃料電池車両では、Ｉ／Ｃの配置スペースは限られており、１つのＩ／Ｃで所望の温度まで冷却することが難しい。すなわち、Ｉ／Ｃに空冷式Ｉ／Ｃのみを採用する場合には、比較的大型の空冷式Ｉ／Ｃを搭載する必要がある。また、水冷式Ｉ／Ｃのみを採用する場合には、燃料電池等の冷却用の水冷式Ｉ／Ｃとは別に圧縮空気の空気冷却専用の水冷式Ｉ／Ｃを搭載する必要があるため、これによっても大型化及び部品点数の増加に繋がるという問題がある。
【０００５】
そこで、例えば下記特許文献１，２では、空冷式Ｉ／Ｃと水冷式Ｉ／Ｃとの双方を空気供給ラインに設け、これらＩ／Ｃを併用して空気を所望の温度まで冷却する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−１８０９８０号公報
【特許文献２】特表２００６−５２２４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、起動時等における低負荷領域では、空気が低圧、低流量で供給されるため、過給機から送出される空気は比較的低温である。この場合に、空冷式Ｉ／Ｃ及び水冷式Ｉ／Ｃの双方を経由すると、空気が冷やされ過ぎて、燃料電池の最適な作動温度を下回る虞がある。
また、過給機で圧縮された空気は空冷式Ｉ／Ｃ、水冷式Ｉ／Ｃを通った後、燃料電池に供給されることになるので、空気の供給経路が長くなり、加速レート（応答性）の低下を招くことになる。
【０００８】
そこで、本発明は、各熱交換器の大型化及び部品点数の増加を抑制し、空気利用機器に向けて所望の状態の空気を安定して供給できる空気利用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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した発明は、空気利用機器（例えば、実施形態における燃料電池２）と、前記空気利用機器に向けて空気が流通する空気供給ライン（例えば、実施形態における空気供給流路２２）と、前記空気供給ラインに空気を圧送する過給機（例えば、実施形態におけるコンプレッサ２１）と、前記空気供給ライン上のうち、前記空気利用機器及び前記過給機の間に設けられた第１熱交換器（例えば、実施形態における空冷式Ｉ／Ｃ２６）及び第２熱交換器（例えば、実施形態における水冷式Ｉ／Ｃ２７）と、前記空気供給ラインに接続されて、前記第１熱交換器をバイパスするバイパスライン（例えば、実施形態におけるバイパスライン３１）と、前記空気供給ラインのうち、前記バイパスラインとの分岐部と前記第１熱交換器との間に設置され、所定圧力以上で開弁するバルブユニット（例えば、実施形態におけるチェックバルブ３３）と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載した発明では、前記第１熱交換器は空冷式熱交換器（例えば、実施形態における空冷式Ｉ／Ｃ２６）であり、前記第２熱交換器は前記第１熱交換器よりも下流側に設けられた液冷式熱交換器（例えば、実施形態における水冷式Ｉ／Ｃ２７）であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載した発明では、前記バイパスラインの許容流量は、前記空気供給ライン内において前記バルブユニットに前記所定圧力が作用する流量以上に設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載した発明では、前記第１熱交換器をバイパスして前記空気利用機器に至るまでの流路長は、前記第１熱交換器を経由して前記空気利用機器に至るまでの流路長に比べて短くなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載した発明によれば、第１熱交換器と第２熱交換器を備えているため、例えば空冷式熱交換器や水冷式熱交換器をそれぞれ単体で使用する場合に比べて、大型化及び部品点数の増加を抑えた上で、空気利用機器に向けて空気を所望の状態（温度）で供給できる。
特に、第１熱交換器をバイパスするバイパスラインと、空気供給ラインのうち、バイパスラインとの分岐部と第１熱交換器との間に設置され、所定圧力以上で開弁するバルブユニットと、を備えているため、空気供給ライン内の圧力が所定圧力未満となる低負荷領域等では、空気がバイパスラインを経由することになる。すなわち、第１熱交換器をバイパスして、第２熱交換器のみを経由するので、過給機から圧送される空気を冷やし過ぎることなく、所望の状態の空気を安定して空気利用機器に供給することができる。
【００１４】
請求項２に記載した発明によれば、空冷式熱交換器及び水冷式熱交換器のうち、外気等の影響を受け易い空冷式熱交換器をバイパス可能とすることで、所望の状態の空気をより安定して供給し易くなる。
【００１５】
請求項３に記載した発明によれば、バイパスラインの許容流量を、バルブユニットに所定圧力が作用する流量以上に設定することで、バイパスラインがチョーク状態（飽和状態）になると同時、またはチョーク状態になる前にバルブユニットが開弁することになる。この場合、低負荷領域から高負荷領域への移行時において、バイパスラインがチョーク状態になった後、バルブユニットが開弁せずに、下流側に向けて所望の流量の空気が流れなくなるのを防止できる。そのため、バルブユニットの閉弁状態から開弁状態への移行をスムーズに行うことができ、空気を常に所望の状態で供給することができる。
【００１６】
請求項４に記載した発明によれば、第１熱交換器をバイパスして空気利用機器に至るまでの流路長が、第１熱交換器を経由して空気利用機器に至るまでの流路長に比べて短くなっているため、第１熱交換器をバイパスした場合には、空気利用機器に向けて空気が速やかに供給されることになる。そのため、空気利用機器の応答性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態における燃料電池車両のシステム構成図である。
【図２】カソード供給手段のレイアウトを示すシステム構成図であり、（ａ）はチェックバルブの閉弁時（低負荷領域）、（ｂ）はチェックバルブの開弁時（高負荷領域）を示している。
【図３】低負荷状態において、燃料電池のカソードでの空気の流量及び圧力を示すタイムチャートである。
【図４】カソード供給手段を流通する空気の温度変化を示すグラフであって、空冷式Ｉ／Ｃをバイパスした場合（バイパスラインを経由した場合）を示している。
【図５】カソード供給手段を流通する空気の温度変化を示すグラフであって、空冷式Ｉ／Ｃを経由した場合を示している。
【図６】本実施形態の他の構成を示す燃料電池車両のシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（燃料電池車両）
本実施形態では、本発明の空気利用システムとして、燃料電池車両１を例にして説明する。図１は、燃料電池車両１のシステム構成図である。
図１に示す燃料電池車両１は、燃料電池（空気利用機器）２と、燃料電池２に酸化剤である空気を供給するためのカソード供給手段３と、燃料である水素を供給するためのアノード供給手段４と、を主に備えている。
【００１９】
本実施形態の燃料電池２は、反応ガスを電気化学反応させて電力を得るタイプのものであり、例えば固体ポリマーイオン交換膜等からなる固体高分子電解質膜をアノードとカソードとの間に挟み込んでセルを形成し、そのセルを複数積層した燃料電池スタックとして構成されている。そして、アノード側に水素を供給し、カソード側に空気を供給すると、アノードで触媒反応により発生した水素イオンが、固体高分子電解質膜を通過してカソードまで移動し、カソードにおいて酸素と電気化学反応を起こす。これにより、燃料電池２において発電がなされ、燃料電池２の発電電力によって、図示しない駆動用モータ等に電力を供給する。
【００２０】
まず、アノード供給手段４は、水素が充填された図示しない水素タンクを備えている。水素タンクから供給される水素は、水素供給流路１１、エゼクタ１２を通って燃料電池２のアノードに供給される。また、燃料電池２で消費されなかった未反応の水素は、アノードオフガスとして燃料電池２から排出され、アノードオフガス流路１３を通ってエゼクタ１２に戻される。エゼクタ１２に戻された水素は、水素供給流路１１において水素タンクから供給される新鮮な水素と合流して再び燃料電池２のアノードに供給される。
【００２１】
カソード供給手段３は、空気を圧送するコンプレッサ（過給機）２１を備えている。コンプレッサ２１によって圧送される空気は、空気供給流路（空気供給ライン）２２を通って燃料電池２のカソードに供給される。燃料電池２のカソードに供給された空気は、その中の酸素が酸化剤として発電に供された後、燃料電池２からカソードオフガスとして排出され、カソードオフガス流路２３を経由して図示しないテールパイプから排出される。なお、コンプレッサ２１は、回転軸２４を介してモータ２５に連結されており、モータ２５の回転によっても駆動されるようになっている。
【００２２】
空気供給流路２２においてコンプレッサ２１よりも下流には、空冷式Ｉ／Ｃ（第１熱交換器）２６、水冷式Ｉ／Ｃ（第２熱交換器）２７及び加湿器２８が上流側から順に設けられている。
空冷式Ｉ／Ｃ２６は、内部を流通する空気と走行風である外気との間で熱交換が行う。また、水冷式Ｉ／Ｃ２７は、図示しないウォータポンプの作動により、ラジエータ（不図示）や燃料電池２、駆動用モータ等との間で冷却水が循環するようになっており、この冷却水と内部を流通する空気との間で熱交換を行う。なお、上述した水冷式Ｉ／Ｃ２７やラジエータ、燃料電池２、駆動用モータ、ウォータポンプは、燃料電池２の運転状態に応じて制御される冷却手段を構成しており、例えば低温起動時等、冷却水の温度が所定温度よりも低い場合は、ラジエータをバイパスしたり、ウォータポンプの回転が停止したりする場合もある。
【００２３】
加湿器２８は、空気供給流路２２とカソードオフガス流路２３との間を架け渡すように設けられ、カソードオフガス中の水分を、膜を介して空気に移動させることによって供給空気を加湿する、いわゆる膜加湿器等を採用することができる。
カソードオフガス流路２３において加湿器２８よりも下流には、カソード内における空気の圧力を調整するための圧力調整弁２９が設けられている。
【００２４】
ここで、空気供給流路２２には、空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスするバイパスライン３１が設けられている。バイパスライン３１は、その上流端が空気供給流路２２のうち空冷式Ｉ／Ｃ２６よりも上流側に位置する分岐部３２で分岐し、下流端が空冷式Ｉ／Ｃ２６よりも下流側（水冷式Ｉ／Ｃ２７よりも上流側）の合流部３４で接続されている。バイパスライン３１は、空気供給流路２２よりも小径とされ、所定の許容流量Ｑでチョーク状態（飽和状態）となるように設定されている。
【００２５】
また、空気供給流路２２のうち、バイパスライン３１との分岐部３２と空冷式Ｉ／Ｃ２６との間には、チェックバルブ（バルブユニット）３３が設けられている。チェックバルブ３３は、空気供給流路２２内においてチェックバルブ３３の上流側に作用する圧力が所定圧力Ｐ（クラッキング圧）以上になったときに開弁して、チェックバルブ３３を通して空気供給流路２２の上流側と下流側とを連通させる。また、上述したバイパスライン３１の許容流量Ｑは、チェックバルブ３３に所定圧力Ｐが作用するときに空気供給流路２２を流通する流量以上に設定されている。すなわち、本実施形態では、バイパスライン３１がチョーク状態になると同時、またはチョーク状態になる前にチェックバルブ３３が開弁するようになっている。
【００２６】
図２は、カソード供給手段３のレイアウトを示すシステム構成図であり、（ａ）はチェックバルブ３３の閉弁時（低負荷領域）、（ｂ）はチェックバルブ３３の開弁時（高負荷領域）を示している。
図２に示すように、カソード供給手段３において、空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスして燃料電池２に至るまでの流路長（バイパスライン３１を経由したときの流路長）は、空冷式Ｉ／Ｃ２６を経由して燃料電池２に至るまでの流路長に比べて短くなっている。具体的に、空気供給流路２２は、チェックバルブ３３よりも下流側（分岐部３２と合流部３４との間）で、空気の流通方向が逆方向になるように折り返され（図２中折り返し部分Ａ）、その後空冷式Ｉ／Ｃ２６及び水冷式Ｉ／Ｃ２７に接続されている。これに対して、バイパスライン３１は、空気供給流路２２において上述した折り返し部分Ａの前段で、分岐部３２と合流部３４とを架け渡している。
【００２７】
（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。なお、以下の説明においては、アクセル開度や負荷（駆動用モータ等）の状態から要求される電流指令値に基づいてコンプレッサ２１の回転数が制御され、これにより空気の流量や圧力が設定される。
まず、図２（ａ）に示すように、燃料電池車両１の起動時等における低負荷領域では、コンプレッサ２１が低回転で駆動するため、空気供給流路２２には低圧、低流量（所定圧力Ｐ未満、許容流量Ｑ未満）の空気が流通する。この場合、チェックバルブ３３は開弁しないため、コンプレッサ２１により圧送される空気Ｆは、空気供給流路２２の分岐部３２からバイパスライン３１に全て流入する（図２中Ｆ１参照）。
【００２８】
バイパスライン３１に流入した空気は、空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスした後、空冷式Ｉ／Ｃ２６の下流側（合流部３４）で空気供給流路２２に戻され、水冷式Ｉ／Ｃ２７において冷却水との間で熱交換された後、上述したように燃料電池２のカソードに供給される。
【００２９】
一方、燃料電池車両１の通常運転時等における高負荷領域では、コンプレッサ２１の回転数が増加することで、空気供給流路２２に供給される空気の圧力及び流量が増加するとともに、圧力上昇に伴い空気の温度も上昇する。この場合、空気供給流路２２内の圧力が所定圧力Ｐに達するまでは、上述したように空気はバイパスライン３１のみを経由して燃料電池２のカソードに供給される。
【００３０】
ここで、図２（ｂ）に示すように、空気供給流路２２内の圧力が所定圧力Ｐに達すると、チェックバルブ３３が開弁することで、チェックバルブ３３を通して空気供給流路２２の上流側と下流側とが連通する。そのため、コンプレッサ２１により圧送される空気Ｆのうち、一部（許容流量Ｑ以下）の空気は空気供給流路２２の分岐部３２からバイパスライン３１に流入し（図２中Ｆ１参照）、その他の空気はチェックバルブ３３を通過する（図２中Ｆ２参照）。
この場合、チェックバルブ３３を通過した空気は、空冷式Ｉ／Ｃ２６において外気との間で熱交換されるとともに、空冷式Ｉ／Ｃ２６の下流側の合流部３４でバイパスライン３１を経由した空気と合流した後、水冷式Ｉ／Ｃ２７において再度熱交換され、所望の温度で燃料電池２のカソードに供給される。
【００３１】
このように、本実施形態によれば、空冷式Ｉ／Ｃ２６及び水冷式Ｉ／Ｃ２７を備えているため、空冷式Ｉ／Ｃ２６または水冷式Ｉ／Ｃ２７をそれぞれ単体で使用する場合に比べて、大型化及び部品点数の増加を抑えた上で、燃料電池２に向けて空気を所望の状態（温度）で供給できる。この場合、空気冷却専用の水冷式Ｉ／Ｃを用いる必要がなく、燃料電池２等を循環する冷却手段の一部として水冷式Ｉ／Ｃ２７を設けることができるので、これによっても大型化及び部品点数の増加を抑えることができる。
【００３２】
特に、本実施形態では、空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスするバイパスライン３１と、空気供給流路２２のうち、バイパスライン３１との分岐部３２と空冷式Ｉ／Ｃ２６との間に設置され、所定圧力Ｐ以上で開弁するチェックバルブ３３と、を備える構成とした。
この構成によれば、空気供給流路２２内の圧力が所定圧力Ｐ未満となる低負荷領域等では、空気がバイパスライン３１を経由することになる。すなわち、空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスして、水冷式Ｉ／Ｃ２７のみを通過することになるので、コンプレッサ２１から圧送される空気を冷やし過ぎることなく、所望の状態の空気を安定して燃料電池２に供給することができる。
【００３３】
また、空冷式Ｉ／Ｃ２６及び水冷式Ｉ／Ｃ２７のうち、外気等の影響が及びやすい空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパス可能とすることで、所望の状態の空気をより安定して供給し易くなる。
【００３４】
さらに、バイパスライン３１の許容流量Ｑを、チェックバルブ３３に所定圧力Ｐが作用する流量以上に設定することで、バイパスライン３１がチョーク状態になると同時、またはチョーク状態になる前にチェックバルブ３３が開弁することになる。この場合、低負荷領域から高負荷領域への移行時において、バイパスライン３１がチョーク状態になった後、チェックバルブ３３が開弁せずに、下流側に向けて所望の流量の空気が流れなくなるのを防止できる。そのため、チェックバルブ３３の閉弁状態から開弁状態への移行をスムーズに行うことができ、空気を常に所望の状態で供給することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスして燃料電池２に至るまでの流路長が、空冷式Ｉ／Ｃ２６を経由して燃料電池２に至るまでの流路長に比べて短くなっているため、空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスした場合には、燃料電池２に向けて空気が速やかに供給されることになる。そのため、燃料電池２の加速レート（応答性）を向上させることができる。
【００３６】
ここで、図３は低負荷状態において、燃料電池２のカソードでの空気の流量及び圧力を示すタイムチャートである。なお、グラフ中の実施例は空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスした場合、比較例は空冷式Ｉ／Ｃ２６を経由した場合を示している。
図３に示すように、実施例では圧力及び流量の何れも、比較例に比べて早い時間で上昇しており、応答性が向上していることが分かる。すなわち、空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスする場合、カソード供給手段３のうち、コンプレッサ２１から燃料電池２のカソードまでの流路長を比較例に比べて短縮できるとともに、これに伴い流通経路の容積も低減できるため、流量及び圧力の応答性が高く、加速レートの向上を図ることができる。
【００３７】
また、図４、図５はカソード供給手段３を流通する空気の温度変化を示すグラフであって、図４は空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスした場合（バイパスライン３１を経由した場合）を示し、図５は空冷式Ｉ／Ｃ２６を経由した場合を示している。また、グラフは低負荷状態のうち、特に氷点下で燃料電池車両１を起動する低温起動時を示している。
【００３８】
図５に示すように、カソード供給手段３に流入した空気は、コンプレッサ２１によって圧送されることで、温度が上昇するものの、空冷式Ｉ／Ｃ２６において外気との間で熱交換が行われることで冷却される。その後、空気供給流路２２を流通する空気は、加湿器２８に温度Ｔａ１で流入し、カソードオフガス流路２３から加湿器２８内に流入するカソードオフガスとの間で加湿される際に、カソードオフガスとの間で熱交換が行われて温度上昇する。
【００３９】
一方、燃料電池２で発電に供されてカソードオフガス流路２３を流通する空気（カソードオフガス）は、空気供給流路２２から加湿器２８内に流入する空気を加湿する際に、空気との間で熱交換が行われて冷却されるため、温度Ｔａ２となって加湿器２８から排出される。その後、加湿器２８から排出されたカソードオフガスは、下流側に向かうに従い温度が低下し、テールパイプに到達する前に氷点下となっている。
【００４０】
これに対して、本実施形態では低温起動時等の低負荷状態では、上述したように空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパスするため、図４に示すように、空気供給流路２２から加湿器２８へ流入する際の温度Ｔｂ１が図５に示す場合に比べて高くなっている。そのため、燃料電池２で発電に供されてカソードオフガスとなった空気が、加湿器２８から排出されたときの温度Ｔｂ２が図５に示す場合に比べて高くなっている。
その結果、テールパイプに到達するときのカソードオフガス（空気）が氷点下になるのを抑え、燃料電池２よりも下流側での凍結を抑制することができる。
【００４１】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態で挙げた構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、本発明のバルブユニットとして、チェックバルブ３３を用いた場合について説明したが、これに限らず、電磁弁と圧力センサをバルブユニットとして用いても構わない。すなわち、圧力センサにより空気供給流路２２内における電磁弁よりも上流側の圧力を検出し、圧力が所定圧力Ｐ以上になったときに電磁弁を開弁するように制御しても構わない。また、圧力センサの代わりに流量センサを用いて、空気供給流路２２内を流通する空気の流量に基づいて、電磁弁の開閉を制御しても構わない。
【００４２】
さらに、上述した実施形態では、第１熱交換器に空冷式Ｉ／Ｃ２６を採用し、第２熱交換器に水冷式Ｉ／Ｃ２７を採用し、空冷式Ｉ／Ｃ２６をバイパス可能とする構成について説明したが、これに限らず、第１熱交換器に水冷式Ｉ／Ｃ２７を採用し、第２熱交換器に空冷式Ｉ／Ｃ２６を採用し、水冷式Ｉ／Ｃ２７をバイパス可能とする構成等も採用できる。
また、上述した実施形態では、第１熱交換器（空冷式Ｉ／Ｃ２６）を第２熱交換器（水冷式Ｉ／Ｃ２７）よりも上流側に設けた場合について説明したが、これに限らず、第１熱交換器を第２熱交換器よりも下流側に設けても構わない。
【００４３】
また、上述した実施形態では、第１熱交換器として、外気との間で熱交換を行う空冷式Ｉ／Ｃ２６を採用する場合について説明したが、これに限らず、例えば図６に示すように、空気供給流路２２を流通する空気と、カソードオフガス流路２３を流通するカソードオフガスと、の間で熱交換を行う熱回生器５１を採用しても構わない。
さらに、カソードオフガス流路２３に回転軸２４を介してコンプレッサ２１に連結されるエキスパンダタービンを設け、カソードオフガスをエキスパンダタービンに流入させることによってコンプレッサ２１を回転させても構わない。この場合には、上述した熱回生器５１は、空気供給流路２２における水冷式Ｉ／Ｃ２６の下流側と、カソードオフガス流路２３におけるエキスパンダタービンの下流側と、の間を架け渡すように設けても構わない。
【００４４】
また、上述した実施形態では、本発明の空気利用システムを、燃料電池車両１に採用した場合について説明したが、これに限られない。
また、車両等の移動体に限らず、定置用の空気利用システムに採用しても構わない。
【００４５】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１…燃料電池車両（空気利用システム）  ２…燃料電池（空気利用機器）  ２１…コンプレッサ（過給機）  ２２…空気供給流路（空気供給ライン）  ２６…空冷式Ｉ／Ｃ（第１熱交換器）  ２７…水冷式Ｉ／Ｃ（第２熱交換器）  ３１…バイパスライン  ３３…チェックバルブ（バルブユニット）  ５１…熱回生器（第１熱交換器）
【図１】
2014120336.tif 000003
【図２】
2014120336.tif 000004
【図３】
2014120336.tif 000005
【図４】
2014120336.tif 000006
【図５】
2014120336.tif 000007
【図６】
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