(57)【要約】【課題】燃料電池ユニット内の冷却流路に滞流した空気溜まりを除去することのできる燃料電池冷却システムを提供する。【解決手段】本発明の燃料電池冷却システム１は、ポンプ３によって冷却液を循環させるとともに、冷却液に対して圧力変動及び流量変動を複数回与えて燃料電池ユニット２内に発生した空気溜まりを追い出し、空気セパレータタンク５で冷却液中の空気を取り除くことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却流路に冷却液を循環させて燃料電池ユニットを冷却する燃料電池冷却システムにおいて、
前記冷却液に対して圧力変動及び流量変動を複数回与える冷却液変動手段を備えたことを特徴とする燃料電池冷却システム。
【請求項２】
前記冷却液変動手段は、前記冷却流路に設置されたポンプであることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項３】
前記冷却液変動手段は、前記冷却流路の断面積を変化させる流路断面積可変装置であり、前記燃料電池ユニット上流側の冷却流路に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項４】
前記冷却液変動手段は、前記冷却流路の断面積を変化させる流路断面積可変装置であり、前記燃料電池ユニット下流側の冷却流路に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項５】
前記燃料電池ユニットは複数の燃料電池モジュールによって構成され、前記冷却液変動手段は前記冷却流路の断面積を変化させる流路断面積可変装置であって、前記燃料電池モジュールに冷却液を分配する分岐流路に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項６】
前記流路断面積可変装置は、前記複数の燃料電池モジュールのうち最上部に設置された燃料電池モジュールの分岐流路のみに設置されていることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項７】
前記冷却液変動手段は、前記燃料電池ユニットの起動時または停止時に圧力変動及び流量変動を与えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項８】
前記冷却流路内に発生した空気溜まりを検出する空気溜まり検出手段をさらに備え、前記空気溜まり検出手段によって空気溜まりが検出されると、前記冷却液変動手段によって圧力変動及び流量変動を与えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項９】
前記空気溜まり検出手段は前記冷却液の温度を検出する温度検出手段であって、前記燃料電池ユニット下流側の冷却流路に設置され、検出した温度が所定値以上のときに空気溜まりの発生を検出することを特徴とする請求項８に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項１０】
前記燃料電池ユニットは複数の燃料電池モジュールによって構成され、前記空気溜まり検出手段は前記冷却液の温度を検出する温度検出手段であって、前記燃料電池モジュールに冷却液を分配する分岐流路の燃料電池モジュール下流側に設置され、検出した温度が所定値以上のときに空気溜まりの発生を検出することを特徴とする請求項８に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項１１】
前記温度検出手段を前記燃料電池ユニット上流側にさらに設置し、上流側と下流側の温度差が所定値以上のときに空気溜まりの発生を検出することを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載の燃料電池冷却システム。
【請求項１２】
前記空気溜まり検出手段は、前記冷却液の圧力を検出する圧力検出手段であって、前記燃料電池ユニット下流側の冷却流路に設置され、検出した圧力が所定値以下のときに空気溜まりの発生を検出することを特徴とする請求項８に記載の燃料電池冷却システム。
【請求項１３】
前記圧力検出手段を前記燃料電池ユニット上流側にさらに設置し、上流側と下流側の圧力差が所定値以上のときに空気溜まりの発生を検出することを特徴とする請求項１２に記載の燃料電池冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池ユニットに冷却液を循環させて冷却する燃料電池冷却システムに係り、特に燃料電池ユニット内の冷却流路に滞流した空気溜まりを除去するための燃料電池冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水素ガスなどの燃料ガスと空気などの酸化剤ガスとを電気化学反応によって反応させて起電力を発生させている。この電気化学反応は発熱反応であるため、その反応熱によって燃料電池の温度が上昇するので、温度上昇を抑えるために冷却水を循環させて燃料電池を冷却している。
【０００３】
ところが、冷却水を供給する冷却流路内にエア溜まりが生じて冷却能力を低下させてしまうという問題があり、このような冷却流路内に発生するエアを除去することが必要であった。
【０００４】
そこで従来から、上述したような冷却流路内に溜まった空気を追い出すことのできる燃料電池システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、冷却流路の燃料電池下流側に背圧発生手段を設け、冷却水の供給を開始するときに燃料電池マニホールド内の空気を追い出すように構成されていた。
【特許文献１】特開２００３−１５１５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例では、燃料電池の起動前に燃料電池内が空気で満たされた状態であることを前提に考えているので、冷却水で満たされた冷却流路内の局所的なエア溜まりを除去することができない。したがって、冷却水で満たされた冷却流路内に存在する局所的なエア溜まりが燃料電池内に温度分布を発生させて燃料電池の寿命に悪影響を及ぼしているという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の燃料電池冷却システムは、冷却流路に冷却液を循環させて燃料電池ユニットを冷却する燃料電池冷却システムにおいて、前記冷却液に対して圧力変動及び流量変動を複数回与える冷却液変動手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る燃料電池冷却システムでは、冷却液変動手段によって冷却液に対して圧力変動及び流量変動を複数回与えるので、燃料電池ユニット内の冷却液中に発生した局所的な空気溜まりを追い出すことができ、これによって燃料電池ユニット内の温度分布の発生を防ぎ、電解質膜の破損や寿命への悪影響を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似の部分には同一あるいは類似な符号を付している。
【０００９】
＜第１の実施形態＞
図１は本実施形態に係る燃料電池冷却システムの構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態の燃料電池冷却システム１は、燃料ガスと酸化剤ガスとが供給されて電気化学反応により発電する燃料電池ユニット２と、燃料電池ユニット２を冷却するための冷却液を循環させるポンプ（冷却液変動手段）３と、循環する冷却液を冷却する冷却装置４と、冷却液中の空気を分離する空気セパレータタンク５とを備えている。
【００１１】
ここで、燃料電池ユニット２は、複数の燃料電池モジュールによって構成されており、これら燃料電池モジュールには冷却液流路が設けられ、冷却液を循環させることによって冷却されている。
【００１２】
ポンプ３は冷却液を燃料電池ユニット２から冷却装置４へと循環させ、冷却液に対して圧力変動及び流量変動を複数回与えて、燃料電池ユニット２内に発生した空気溜まりを追い出すように構成されている。ここで、ポンプ３による圧力変動及び流量変動の付与方法を図２に示す。図２に示すように、ポンプ３は回転数を変動させることによって冷却液の圧力及び流量を複数回連続して変動させる。これによって、燃料電池ユニット２内に発生した空気溜まりを追い出し、空気セパレータタンク５で冷却液中から取り除くことができる。
【００１３】
冷却装置４は、ラジエターなどの放熱装置であって、循環する冷却液を放熱させて冷却している。
【００１４】
空気セパレータタンク５は、循環してきた冷却液中に存在する空気を分離して取り除いている。
【００１５】
このように構成された本実施形態の燃料電池冷却システム１において、燃料電池ユニット２の起動時や通常運転時、あるいは停止時に、ポンプ３が冷却液の圧力及び流量を複数回連続して変動させる。すると、燃料電池ユニット２内に滞留していた空気溜まりが燃料電池ユニット２内から追い出され、冷却流路を循環して空気セパレータタンク５へと流れていく。そして、空気セパレータタンク５によって冷却液中の空気が大気中へと放出されて冷却液から取り除かれることになる。
【００１６】
このように、本実施形態の燃料電池冷却システム１では、冷却液変動手段であるポンプ３によって冷却液に対して圧力変動及び流量変動が複数回与えられるので、燃料電池ユニット２内に発生した空気溜まりを追い出すことができ、これによって燃料電池ユニット２内の温度分布の発生を防ぎ、電解質膜の破損や寿命への悪影響を防止することができる（請求項１の効果）。
【００１７】
また、本実施形態の燃料電池冷却システム１では、冷却液変動手段としてポンプ３を使用したので、冷却系にすでに存在している装置を利用することができ、新たな装置を追加する必要がないので、低コストで空気溜まりを除去することが可能になる（請求項２の効果）。
【００１８】
さらに、本実施形態の燃料電池冷却システム１では、燃料電池ユニット２の起動時または停止時に圧力変動及び流量変動を与えるので、冷却液の流速が小さいときや冷却液が流れていないときに空気溜まりを追い出すことができる。また、通常運転時に圧力変動及び流量変動を行う頻度を減らすことができるので、効率的な運転を行うことができる（請求項７の効果）。
【００１９】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を図３〜図６に基づいて説明する。図３は、本実施形態に係る燃料電池冷却システムの構成を示すブロック図である。
【００２０】
図３に示すように、本実施形態の燃料電池冷却システム３１は、流路断面積可変装置（冷却液変動手段）３２をさらに備えたことが第１の実施形態と異なっている。
【００２１】
流路断面積可変装置３２は、燃料電池ユニット２の上流側となるポンプ３の排出口と燃料電池ユニット２との間に設置されており、冷却液が循環している状態において冷却液流路の断面積を変更して圧力変動及び流量変動を発生させる。これにより、燃料電池ユニット２内の冷却液流路に滞留した空気溜まりを追い出し、空気セパレータタンク５で空気を冷却液中から取り除いている。
【００２２】
このように、燃料電池ユニット２の上流側に流路断面積可変装置３２を設置したことにより、冷却液流路の断面積を縮小したときに燃料電池ユニット２内の圧力が減少することになるので、燃料電池ユニット２に対して過大な圧力をかけることなく、冷却液に圧力変動及び流量変動を与えることができる。
【００２３】
次に、流路断面積可変装置の設置位置の変更例を図４に基づいて説明する。図４に示すように、流路断面積可変装置４２は、燃料電池ユニット２の下流側となる燃料電池ユニット２の冷却液排出口と空気セパレータタンク５との間に設置されており、冷却液が循環している状態において冷却液流路の断面積を変更して圧力変動及び流量変動を発生させている。
【００２４】
このように、燃料電池ユニット２の下流側に流路断面積可変装置４２を設置したことにより、冷却液流路の断面積を変化させたときに燃料電池ユニット２内に生じる圧力変動幅がより大きくなるので、燃料電池ユニット２からの空気溜まりの追い出し性を向上させることができる。
【００２５】
次に、燃料電池ユニット２を構成する各燃料電池モジュール毎に流路断面積可変装置を設置した場合について図５に基づいて説明する。
【００２６】
図５に示すように、各燃料電池モジュール２１〜２４に冷却液を分岐する分岐流路にそれぞれ流路断面積可変装置５２〜５５が設置されている。
【００２７】
このように、各燃料電池モジュール２１〜２４の分岐流路に流路断面積可変装置５２〜５５を設置したことにより、空気溜まりを追い出したい燃料電池モジュールの流路断面積可変装置を選択して動作させることができ、これによって選択した燃料電池モジュールからは空気溜まりを追い出すことができ、選択されていない他の燃料電池モジュールでは冷却液の流量変動を低く抑えて冷却能力の低下を防ぐことができる。
【００２８】
次に、各燃料電池モジュールのうち垂直方向の最上部に位置する燃料電池モジュールにのみ流路断面積可変装置を設置した場合について図６に基づいて説明する。
【００２９】
図６に示すように、燃料電池モジュール２１〜２４のうち最上部に位置する燃料電池モジュール２１の分岐流路のみに流路断面積可変装置６２が設置されている。
【００３０】
このように最上部に位置する燃料電池モジュール２１の分岐流路のみに流路断面積可変装置６２を設置したことにより、最も空気溜まりの発生しやすい最上部の燃料電池モジュール２１からは空気溜まりを追い出すことができ、その他の燃料電池モジュール２２〜２４には流路断面積可変装置を設置しないので、低コスト及び省スペースを実現することができる。
【００３１】
上述したように、本実施形態の燃料電池冷却システムでは、冷却液変動手段として、冷却流路の断面積を変化させる流路断面積可変装置３２を用い、燃料電池ユニット２の上流側の冷却流路に設置したので、冷却液流路の断面積を縮小したときに燃料電池ユニット２内の圧力が減少することになるので、燃料電池ユニット２に対して過大な圧力をかけることなく、冷却液に圧力変動及び流量変動を与えることができる（請求項３の効果）。
【００３２】
また、本実施形態の燃料電池冷却システムでは、流路断面積可変装置４２が燃料電池ユニット２の下流側の冷却流路に設置されているので、冷却液流路の断面積を変化させたときに燃料電池ユニット２内に生じる圧力変動幅をより大きくすることができ、燃料電池ユニット２からの空気溜まりの追い出し性を向上させることができる（請求項４の効果）。
【００３３】
さらに、本実施形態の燃料電池冷却システムでは、燃料電池モジュール２１〜２４に冷却液を分配する分岐流路に流路断面積可変装置５２〜５５を設置したので、空気溜まりを追い出したい燃料電池モジュールの流路断面積可変装置を選択して動作させることができ、これによって選択した燃料電池モジュールからは空気溜まりを追い出すことができ、選択されていない他の燃料電池モジュールでは冷却液の流量変動を低く抑えて冷却能力の低下を防ぐことができる（請求項５の効果）。
【００３４】
さらに、本実施形態の燃料電池冷却システムでは、流路断面積可変装置６２を複数の燃料電池モジュール２１〜２４のうち最上部に設置された燃料電池モジュール２１の分岐流路のみに設置したので、最も空気溜まりの発生しやすい最上部の燃料電池モジュール２１からは空気溜まりを追い出すことができ、その他の燃料電池モジュール２２〜２４には流路断面積可変装置を設置しないので、低コスト及び省スペースを実現することができる（請求項６の効果）。
【００３５】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態を図７に基づいて説明する。図７は、本実施形態に係る燃料電池冷却システムの構成を示すブロック図である。図７に示すように、本実施形態の燃料電池冷却システム７１は、第１の実施形態の燃料電池冷却システムに空気溜まり検出手段として温度センサ７２をさらに備えたことが異なっている。ただし、その他の構成については、第１の実施形態と同様なので詳しい説明は省略する。また、第２の実施形態の燃料電池冷却システムに本実施形態の空気溜まり検出手段を適用してもよい。
【００３６】
温度センサ７２は、燃料電池ユニット２の下流側となる冷却液排出部に設置されており、あらかじめ取得しておいた空気溜まり発生時の燃料電池ユニット２の排出部における冷却液温度に基づいて温度閾値を決定しておき、この温度閾値を超えたときに空気溜まりの発生を検出する。通常、空気溜まりが発生すると冷却液の流量が低下するので、冷却液の温度が上昇し、この冷却液の温度上昇によって空気溜まりの発生を検出することができる。
【００３７】
そして、温度センサ７２によって空気溜まりの発生が検出されると、ポンプ３によって冷却液に圧力変動及び流量変動が与えられて燃料電池ユニット２内の空気溜まりが追い出される。
【００３８】
このように、温度センサ７２を設置して空気溜まりの検出を行うことによって、空気溜まり発生時における燃料電池ユニット２の温度上昇を検出できるので、温度上昇による燃料電池ユニット２の破損を防止することができる。
【００３９】
また、空気溜まりを検出したときにのみ、冷却液に圧力変動及び流量変動を与えることができるので、無駄な圧力変動及び流量変動を与えることがなくなり、効率よく空気溜まりを追い出すことができる。
【００４０】
次に、燃料電池ユニット２を構成する各燃料電池モジュールに温度センサを設置した場合について図８に基づいて説明する。
【００４１】
図８に示すように、各燃料電池モジュール２１〜２４に冷却液を分岐する分岐流路にそれぞれ温度センサ８２〜８５が設置されている。
【００４２】
温度センサ８２〜８５は、燃料電池モジュール２１〜２４の各冷却液排出部に設置されており、あらかじめ取得しておいた空気溜まり発生時の燃料電池モジュール排出部における冷却液温度、あるいは各燃料電池モジュール間の冷却液温度差に基づいて温度閾値を決定しておき、この温度閾値を超えたときに空気溜まりの発生を検出する。通常、空気溜まりが発生すると冷却液の流量が低下するので、冷却液の温度が上昇し、この冷却液の温度上昇によって空気溜まりの発生を検出することができる。また、各燃料電池モジュールの間で温度差が生じるので空気溜まりを検出することができる。
【００４３】
このように、各燃料電池モジュール２１〜２４の分岐流路に温度センサ５２〜５５を設置したことにより、燃料電池モジュール毎に空気溜まりを検出することができるので、精度のよいエア溜まりの検出が可能となり、信頼性を向上させることができる。
【００４４】
次に、燃料電池ユニット２の冷却液流入部と各燃料電池モジュールの冷却液排出部に温度センサを設置した場合について図９に基づいて説明する。
【００４５】
図９に示すように、燃料電池ユニット２の上流側となる冷却液流入部に温度センサ９２を設置し、各燃料電池モジュール２１〜２４の冷却液排出部に温度センサ９３〜９６が設置されている。
【００４６】
このような構成において、あらかじめ取得しておいた空気溜まり発生時における燃料電池ユニット２への冷却液流入部と燃料電池モジュール排出部との間の冷却液の温度差に基づいて温度差閾値を決定しておき、この温度差閾値を超えたときに空気溜まりを検出してポンプ３から圧力変動及び流量変動を与えるようにする。
【００４７】
燃料電池ユニット２の出入り口における温度差は、燃料電池から冷却液への熱移動量に比例しているので、さらに精度の良い空気溜まりの検出が可能になり、信頼性を向上させることができる。
【００４８】
次に、空気溜まり検出手段として圧力センサを用いた場合について図１０に基づいて説明する。
【００４９】
図１０に示すように、燃料電池ユニット２の下流側となる冷却液排出部に圧力センサ１０２が設置されており、あらかじめ取得しておいた空気溜まり発生時の燃料電池ユニット２の冷却液排出部における冷却液の圧力に基づいて圧力閾値を決定しておき、この圧力閾値を下回ったときに空気溜まりの発生を検出する。通常、空気溜まりが発生すると冷却液流路が絞られるために圧力損失が増加し、燃料電池ユニット２から排出される冷却液の圧力が低下するので、この圧力低下によって空気溜まりの発生を検出することができる。
【００５０】
そして、圧力センサ１０２によって空気溜まりの発生が検出されると、ポンプ３によって冷却液に圧力変動及び流量変動が与えられて燃料電池ユニット２内の空気溜まりが追い出される。
【００５１】
このように、圧力センサ１０２を設置したことにより、空気溜まりを検出したときにのみ、冷却液に圧力変動及び流量変動を与えることができるので、無駄な圧力変動及び流量変動を与えることがなくなり、効率よく空気溜まりを追い出すことができる。
【００５２】
さらに、前述した冷却液の温度上昇によって空気溜まりを検出する場合には、冷却液の温度が上昇するまで空気溜まりを検出できなかったのに対して、圧力変化は空気溜まりが発生すると即生じるので、圧力センサ１０２によって空気溜まりの検出を行うと、温度センサによって空気溜まりの検出を行った場合と比べて、空気溜まりの発生から検出までの時間を短縮することができ、燃料電池に与える劣化を最小限に抑えることができる。
【００５３】
次に、燃料電池ユニット２の冷却液流入部と排出部に圧力センサを設置した場合について図１１に基づいて説明する。
【００５４】
図１１に示すように、燃料電池ユニット２の上流側となる冷却液流入部に圧力センサ１１２を設置し、燃料電池ユニット２の冷却液排出部に圧力センサ１１３が設置されている。
【００５５】
このような構成において、あらかじめ取得しておいた空気溜まり発生時における燃料電池ユニット２への冷却液流入部と排出部との間の冷却液の圧力差に基づいて圧力差閾値を決定しておき、この圧力差閾値を超えたときに空気溜まりを検出してポンプ３から圧力変動及び流量変動を与える。
【００５６】
このように燃料電池ユニット２の出入り口における圧力差によって空気溜まりを検出するので、空気溜まりによる冷却液の圧損を直接測定することになり、さらに精度の良い空気溜まりの検出が可能になり、信頼性を向上させることができる。
【００５７】
次に、本実施形態の燃料電池冷却システムによる運転方法を図１２に基づいて説明する。図１２は、本実施形態の燃料電池冷却システムによる運転方法の一例を示す運転フローチャートである。
【００５８】
まず、運転パターン１は、燃料電池システムの起動後、通常運転中に空気溜まりを検出したら、冷却液に圧力変動及び流量変動を与える運転パターンである。
【００５９】
次に、運転パターン２は、燃料電池システムの起動時に、冷却液に対して圧力変動及び流量変動を与える運転パターンである。このように運転することによって、前回燃料電池を運転したときにできた空気溜まりを追い出すことができる。また、通常運転中に圧力変動及び流量変動を行う必要がなくなるので、電力消費を低く抑えることができ、効率的な運転を行うことができる。
【００６０】
次に、運転パターン３は、燃料電池システムの停止時に、冷却液に対して圧力変動及び流量変動を与えて、冷却液の流速が小さいときにできた空気溜まりを追い出すようにする。これにより、通常運転時や次回燃料電池を起動するときに圧力変動及び流量変動を与える必要がなくなるので、電力消費を低く抑えることができ、効率的な運転を行うことができる。
【００６１】
運転パターン４は、上述した運転パターン１〜３をすべて含めた運転であり、燃料電池内に空気溜まりが発生している時間を最大限に減らすことのできる運転である。これにより、空気溜まりによる燃料電池ユニット内の温度分布の発生を防ぎ、電解質膜の破損や寿命への悪影響を防止することができる。
【００６２】
上述したように、本実施形態の燃料電池冷却システムでは、冷却流路内に発生した空気溜まりを検出する空気溜まり検出手段をさらに備え、空気溜まりが検出されると、冷却液に圧力変動及び流量変動を与えるようにしたので、空気溜まりが発生したときにのみ圧力変動及び流量変動を与えることができ、これにより無駄に圧力変動及び流量変動を与えることがなくなって、効率よく燃料電池ユニット２から空気を追い出すことが可能になる（請求項８の効果）。
【００６３】
また、本実施形態の燃料電池冷却システムでは、空気溜まり検出手段として温度センサ７２を燃料電池ユニット２の下流側の冷却流路に設置し、検出した温度が所定値以上のときに空気溜まりの発生を検出するようにしたので、空気溜まり発生時における燃料電池ユニット２の温度上昇を検出することができ、これによって温度上昇による燃料電池ユニット２の破損を防止することができる（請求項９の効果）。
【００６４】
さらに、本実施形態の燃料電池冷却システムでは、各燃料電池モジュール２１〜２４の下流側に温度センサ８２〜８５を設置したので、燃料電池モジュール毎に空気溜まりを検出することができ、これによって精度のよいエア溜まりの検出が可能となり信頼性を向上させることができる（請求項１０の効果）。
【００６５】
また、本実施形態の燃料電池冷却システムでは、温度センサ９２を燃料電池ユニット２の上流側にさらに設置し、上流側と下流側の冷却液の温度差が所定値以上のときに空気溜まりの発生を検出するので、さらに精度の良い空気溜まりの検出が可能になり、信頼性を向上させることができる（請求項１１の効果）。
【００６６】
さらに、本実施形態の燃料電池冷却システムでは、空気溜まり検出手段として圧力センサ１０２を燃料電池ユニット２の下流側に設置し、検出した圧力が所定値以下のときに空気溜まりの発生を検出するようにしたので、空気溜まりの発生から検出までの時間を短縮することができ、燃料電池に与える劣化を最小限に抑えることができる（請求項１２の効果）。
【００６７】
また、本実施形態の燃料電池冷却システムでは、圧力センサ１１２を燃料電池ユニット２の上流側にさらに設置し、上流側と下流側の圧力差が所定値以上のときに空気溜まりの発生を検出するようにしたので、空気溜まりによる冷却液の圧損を直接測定することができ、これによってさらに精度の良い空気溜まりの検出が可能になり、信頼性を向上させることができる（請求項１３の効果）。
【００６８】
上記のように、本発明は、第１乃至第３の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
燃料電池ユニットに冷却液を循環させて冷却する燃料電池冷却システムに係り、特に燃料電池ユニット内の冷却流路に滞流した空気溜まりを除去するための技術として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池冷却システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池冷却システムの冷却液変動手段による圧力変動及び流量変動の一例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池冷却システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池冷却システムにおける流路断面積可変装置の設置位置の変更例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池冷却システムにおける流路断面積可変装置の設置位置の変更例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池冷却システムにおける流路断面積可変装置の設置位置の変更例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池冷却システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池冷却システムの温度センサの設置位置の変更例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池冷却システムの温度センサの設置位置の変更例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池冷却システムにおける空気溜まり検出手段として圧力センサを設置した場合の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池冷却システムの圧力センサの設置位置の変更例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池冷却システムによる運転方法の一例を示す運転フローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１、３１、４１、５１、６１、７１、９１、１０１、１１１  燃料電池冷却システム
２  燃料電池ユニット
３  ポンプ（冷却液変動手段）
４  冷却装置
５  空気セパレータタンク
２１〜２４  燃料電池モジュール
３２、４２、５２〜５５、６２  流路断面積可変装置
７２、９２  温度センサ
１０２、１１２、１１３  圧力センサ
【図１】
2006179334.tif 000003
【図２】
2006179334.tif 000004
【図３】
2006179334.tif 000005
【図４】
2006179334.tif 000006
【図５】
2006179334.tif 000007
【図６】
2006179334.tif 000008
【図７】
2006179334.tif 000009
【図８】
2006179334.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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