(57)【要約】【課題】ゴミや埃などダストの影響を受けず、かつ自己発電効率に優れた燃料電池を提供する。【解決手段】セル１１０と、セルに空気を供給する空気側流路２１０及びガスを供給するガス側流路２２０と、空気側流路とガス側流路にそれぞれ設けられたベンチュリ３１０，３２０と、ベンチュリ同士を連通する連通路３３０とを有し、連通路内のガス又は空気の流れがゼロとなる際に空気側流路からセルに供給される空気の流量とガス側流路からセルに供給されるガスの流量が所望の比率になるような絞り比をベンチュリが有し、連通路に気体の流れを計測する流れセンサ３４０を備え、流れセンサの出力に基づいて連通路内の気体の流れがなくなるように空気側流路内の空気の流量又はガス側流路内のガスの流量を制御するようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルと、前記セルに空気を供給する空気側流路及びガスを供給するガス側流路と、前記空気側流路とガス側流路にそれぞれ設けられたベンチュリと、前記ベンチュリ同士を連通する連通路とを有し、前記連通路内のガス又は空気の流れがゼロとなる際に当該空気側流路から前記セルに供給される空気の流量と当該ガス側流路から前記セルに供給されるガスの流量が所望の比率になるような絞り比を前記ベンチュリが有した燃料電池であって、
前記連通路に当該連通路内の気体の流れを計測する流れセンサを備え、当該流れセンサの出力に基づいて当該連通路内の気体の流れがなくなるように前記空気側流路内の空気の流量又はガス側流路内のガスの流量を制御するようにしたことを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
前記流れセンサが前記連通路内の気体の流れ方向を判断可能なことを特徴とする、請求項１に記載の燃料電池。
【請求項３】
前記流れセンサが半導体チップの薄膜上に形成されたヒータ抵抗体と、当該ヒータ抵抗体の流れ方向両側に形成された測温抵抗体からなる熱式流量センサであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の燃料電池。
【請求項４】
セルと、前記セルに空気を供給する空気側流路及びガスを供給するガス側流路と、前記空気側流路とガス側流路にそれぞれ設けられたベンチュリと、前記ベンチュリ同士を連通する連通路とを有し、前記連通路内のガス又は空気の流れがゼロとなる際に当該空気側流路から前記セルに供給される空気の流量と当該ガス側流路から前記セルに供給されるガスの流量が所望の比率になるような絞り比を前記ベンチュリが有した燃料電池の最適制御方法であって、
前記連通路に当該連通路内の気体の流れを計測する流れセンサを備えて、当該連通路内の気体の流れに応じた当該流れセンサの出力を測定し、
前記流れセンサの出力に基づいて前記連通路内の気体の流れがなくなるように前記空気側流路内の空気の流量又はガス側流路内のガスの流量を制御し、
これによって前記空気側流路から前記セルに供給される空気の流量と前記ガス側流路から前記セルに供給されるガスの流量を所望の比率になるようにすることを特徴とする燃料電池の最適制御方法。
【請求項５】
前記連通路内の気体の流れ方向を判断可能な流れセンサを用いて前記連通路内の気体の流量測定のみならず流れ方向の検出も併せて行うことを特徴とする、請求項４に記載の燃料電池の最適制御方法。
【請求項６】
前記流れセンサとして半導体チップの薄膜上に形成されたヒータ抵抗体と、当該ヒータ抵抗体の流れ方向両側に形成された測温抵抗体からなる熱式流量センサを用いることを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載の燃料電池の最適制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば家庭用の電気機器の電力を補うのに使用される燃料電池及びその最適制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば家庭用の電気機器の電力を補うために燃料電池が使用されつつある。かかる家庭用燃料電池の具体的形態として、いわゆるＰＥＦＣ（Polymer Electrolyte Fuel Cell、即ち固体分子型燃料電池）が知られている。ＰＥＦＣには、改質器とセルが備わっており、供給されるメタンなどを含む都市ガスを改質器に通すことにより、ＣＯ２とＨ２に分解し、分解したＨ２に空気を混ぜてセル内でＨ２とＯ２より電気を抽出するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、ＰＥＦＣの機能を更に高めた次世代燃料電池として、ＳＯＦＣ（Solid Oxide Fuel Cell、即ち固体酸化物型燃料電池）が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
ＳＯＦＣの特徴として、発電に先立ってガスを燃やしてセル内の温度を予め高めておくことから、ガスと空気をそのままセル内で混ぜることができる為、ＰＥＦＣにおいて必要とされた改質器が不要となり、発電効率がＰＥＦＣよりも向上する点にある。一方、改質器を不要とする分、セル内に空気とガスを所望の（理想的な）混合比で供給することが必要とされる。
【特許文献１】特開２００３−２８２０９８号公報（３−４頁、図３）
【特許文献２】特開２００１−２４３９６６号公報（３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、ＳＯＦＣは、高温になったセル内でガスと空気を混ぜてガスを燃焼させ、Ｈ２とＯ２やＣＯ２を発生させるようになっているので、セル内でのガスの燃焼を最適な状態で行うために、セルに供給されるガスと空気の供給比率を最適な値に保つ必要がある。そのため、セルにガスを供給するガス側流路と空気を供給する空気側流路のそれぞれにオリフィスを設け、このオリフィスを利用してガスの流量と空気の流量を計測している。
【０００６】
このように流量計測にオリフィスを用いると圧力損失が大きくなるため、例えばファンを介して空気の流量を制御する場合、必要とする空気流量を確保するためにファンの回転数を大きくする必要がある。
【０００７】
しかしながら、ファンの回転駆動には燃料電池自身の電力を利用しているため、ファンの回転数を大きくするとファン駆動のために更なる電力を消費するので、セル内で発生させた自己発電の電力がその分多く使われてしまい、燃料電池の電力発生効率が悪くなるという問題がある。
【０００８】
一方、図２に示す燃料電池２のように、空気側流路２１０（２１１〜２１４）にマスフローメータ５１０と呼ばれる流れセンサを備えると共に、ガス側流路２２０（２２１〜２２４）にマスフローコントローラ５２０（５２１〜５２４）と呼ばれる流れセンサ付きの流量制御手段を取り付け、マスフローメータ５１０によって空気側流路２１０の空気の流量を計測し、この流量を発電力制御部５３０にフィードバックしてマスフローコントローラ５２０を介してガスの流量を制御したり、ブロア３５０のブロア回転数制御部３６０を介して空気の流量を制御したりして、セル１１０（１１１〜１１４）に供給される空気とガスの流量を最適な比率で供給する方式が考えられている。
【０００９】
この場合、マスフローメータ５１０は、空気をそのままセル内に吸い込む空気側流路内に直接取り付けられているため、空気中のゴミや埃がマスフローメータ５１０に直接付着してマスフローメータ５１０の動作不良を起こすなどダストに起因する問題が発生する場合がある。また、マスフローコントローラ５２０の流れセンサもガス側流路内に直接取り付けられているので、同様の問題を有している。
【００１０】
そして、この問題を防止するために、例えばブロア３５０の送風用ファンにダスト防止用フィルタを装着すると、やはり流路内の空気の圧力損失が大きくなってしまい、前述と同様にファンの回転数を上げて燃料電池の発電効率を低下させる問題が発生する。
【００１１】
本発明の目的は、ゴミや埃などダストの影響を受けず、かつ自己発電効率に優れた燃料電池及びその最適制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１にかかる燃料電池は、
セルと、前記セルに空気を供給する空気側流路及びガスを供給するガス側流路と、前記空気側流路とガス側流路にそれぞれ設けられたベンチュリと、前記ベンチュリ同士を連通する連通路とを有し、前記連通路内のガス又は空気の流れがゼロとなる際に当該空気側流路から前記セルに供給される空気の流量と当該ガス側流路から前記セルに供給されるガスの流量が所望の比率になるような絞り比を前記ベンチュリが有した燃料電池であって、
前記連通路に当該連通路内の気体の流れを計測する流れセンサを備え、当該流れセンサの出力に基づいて当該連通路内の気体の流れがなくなるように前記空気側流路内の空気の流量又はガス側流路内のガスの流量を制御するようにしたことを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載の燃料電池の最適制御方法は、
セルと、前記セルに空気を供給する空気側流路及びガスを供給するガス側流路と、前記空気側流路とガス側流路にそれぞれ設けられたベンチュリと、前記ベンチュリ同士を連通する連通路とを有し、前記連通路内のガス又は空気の流れがゼロとなる際に当該空気側流路から前記セルに供給される空気の流量と当該ガス側流路から前記セルに供給されるガスの流量が所望の比率になるような絞り比を前記ベンチュリが有した燃料電池の最適制御方法であって、
前記連通路に当該連通路内の気体の流れを計測する流れセンサを備えて、当該連通路内の気体の流れに応じた当該流れセンサの出力を測定し、
前記流れセンサの出力に基づいて前記連通路内の気体の流れがなくなるように前記空気側流路内の空気の流量又はガス側流路内のガスの流量を制御し、
これによって前記空気側流路から前記セルに供給される空気の流量と前記ガス側流路から前記セルに供給されるガスの流量を所望の比率になるようにすることを特徴としている。
【００１４】
燃料電池に備わった空気側流路とガス側流路のそれぞれにベンチュリを設け、かつ各ベンチュリを連通する連通路を設けて、この連通路に備えた流れセンサの出力がゼロとなるように空気側流路の空気の流量又はガス側流量のガスの流量を制御するようにしたので、オリフィスを設ける従来技術に比べてセルに供給される空気やガスの圧力損失を小さくする。
【００１５】
燃料電池は、自己発電した電力の一部を空気又はガスの流量制御のために消費するようになっているが、ベンチュリを用いてセルに供給される空気やガスの圧力損失を小さくすることで、これらをセルに供給するのに必要な例えばブロア駆動のための消費電力を節約でき、燃料電池の発電効率を高めることができる。
【００１６】
また、空気側流路のベンチュリとガス側流路のベンチュリとを連通する連通路に流れセンサを設け、この連通路内の流れがなくなる際に空気側流路の空気とガス側流路のガスが所望の理想的な流量比でセルに供給されるようにしたので、セルが所望の燃焼状態にあるときは常に流れセンサを通過する空気又はガスの流れがゼロとなる。その結果、流れセンサにゴミや埃などのダストがつきにくく、流れセンサを長期に亘って使用することができ、燃料電池も長寿命化する。
【００１７】
また、本発明の請求項２に記載の燃料電池は、請求項１に記載の燃料電池において、
前記流れセンサが連通路内の気体の流れ方向を判断可能なことを特徴とする特徴としている。
【００１８】
また、本発明の請求項５に記載の燃料電池の最適制御方法は、請求項４に記載の燃料電池の最適制御方法において、
前記連通路内の気体の流れ方向を判断可能な流れセンサを用いて前記連通路内の気体の流量測定のみならず流れ方向の検出も併せて行うことを特徴としている。
【００１９】
燃料電池の流れセンサが連通路内の気体の流れ方向を判断可能とすることで、この流れをいち早くゼロにするように空気又はガスの流量を制御でき、セルに供給されるガスと空気の比率の最適化に関する応答性を高めることができる。
【００２０】
また、本発明の請求項３に記載の燃料電池は、請求項１又は請求項２に記載の燃料電池において、
前記流れセンサが半導体チップの薄膜上に形成されたヒータ抵抗体と、当該
ヒータ抵抗体の流れ方向両側に形成された測温抵抗体からなる熱式流量センサであることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の請求項６に記載の燃料電池の最適制御方法は、請求項４又は請求項５に記載の燃料電池の最適制御方法において、
前記流れセンサとして半導体チップの薄膜上に形成されたヒータ抵抗体と、当該ヒータ抵抗体の流れ方向両側に形成された測温抵抗体からなる熱式流量センサを用いることを特徴としている。
【００２２】
燃料電池の連通路内の流れがゼロとなるように流れセンサの出力に基づいてセルに供給する空気側流路の空気又はガス側流路のガスの流量を制御するようになっているので、特に空気中やガス中のゴミや埃などいわゆるダストの影響を受け易い微小かつ感度が極めて高い熱式流量センサを用いても、長期に亘って精度良く連通路内の流れの有無を検出でき、セル内にガスと空気を長期に亘って適切な比率で供給できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、燃料電池に備わった空気側流路とガス側流路のそれぞれにベンチュリを設け、かつ各ベンチュリを連通する連通路を設けて、この連通路に備えた流れセンサの出力がゼロとなるように空気側流路の空気の流量又はガス側流量のガスの流量を制御するようにしたので、オリフィスを設ける従来技術に比べてセルに供給される空気やガスの圧力損失を小さくする。
【００２４】
燃料電池は、自己発電した電力の一部を空気又はガスの流量制御のために消費するようになっているが、ベンチュリを用いてセルに供給される空気やガスの圧力損失を小さくすることで、これらをセルに供給するのに必要な例えばブロア駆動のための消費電力を節約でき、燃料電池の発電効率を高めることができる。
【００２５】
また、空気側流路のベンチュリとガス側流路のベンチュリとを連通する連通路に流れセンサを設け、この連通路内の流れがなくなる際に空気側流路の空気とガス側流路のガスが所望の理想的な流量比でセルに供給されるようにしたので、セルが所望の状態にあるときは常に流れセンサを通過する空気又はガスの流れがゼロとなる。その結果、流れセンサにゴミや埃などのダストがつきにくく、流れセンサを長期に亘って使用することができ、燃料電池も長寿命化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態にかかる燃料電池について図面に基いて説明する。本発明の一実施形態にかかる燃料電池１は、図１に示すように、セル１１０（１１１〜１１４）と、セル１１０による発電力を制御する発電力制御部１２０と、セル１１０に空気を供給する空気側流路２１０（２１１〜２１４）及びガスを供給するガス側流路２２０（２２１〜２２４）と、空気側流路２１０とガス側流路２２０に設けられたベンチュリ３１０（３１１〜３１４），３２０（３２１〜３２４）を備えている。
【００２７】
更に、この燃料電池１は、ベンチュリ同士を連通する連通路３３０と、連通路内の気体の流れを計測する流れセンサ３４０を備えている。そして、ベンチュリ３１０，３２０の絞り比は、連通路３３０の気体の流れがゼロのときに空気側流路２１０からセル１１０に供給される空気の流量とガス側流路２２０からセル１１０に供給されるガスの流量が所望の理想的な比率になるような絞り比となっている。また、空気側流路２１０の上流側には供給する空気の流量を調整するブロア３５０とブロア回転数制御部３６０が備わっている。
【００２８】
また、発電力制御部１２０は、燃料電池１の発電のための様々な機能を制御するようになっていると共に、流れセンサ３４０の出力に基づいて連通路内の気体の流れがなくなるようにブロア３５０とブロア回転数制御部３６０を介して空気側流路内の空気の流量を制御するようになっている。
【００２９】
かかる燃料電池１は、いわゆるＳＯＦＣと呼ばれる燃料電池で、発電前にガスを燃やしてセル内の温度を予め高めておくことで、ガスと空気をそのままセル内で混ぜることができる為、ＰＥＦＣで必要とされた改質器が不要となり、発電効率がＰＥＦＣよりも向上するようになっている。
【００３０】
セル１１０は、単セルと呼ばれるセラミックス製の単電池がいわゆるインターコネクタを介して複数接続された連結構造をとっており、燃料電池の始動時に比較的高温まで過熱されることで特別な改質器を不要にすると共に、電解質が例えばイットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）の場合、１０００℃の作動温度まで上昇するようになっている。
【００３１】
なお、発電力制御部１２０の制御によってセル内には空気側流路２１０から供給された空気とガス側流路２２０から供給されたガスを所望の（最適な）比率で混合すると共に燃焼して、Ｈ２とＣＯ２とＯ２を発生するようになっている。
【００３２】
そして、セル内に発生したＨ２とＯ２は化学反応を起こしてＨ２Ｏとなる間に電気を発生し、発電力制御部１２０を介して電力をここでは図示ない各電気機器に供給するとともに、電力の一部を、ブロア回転数制御部３６０を介してブロア３５０に供給するようになっている。
【００３３】
また、空気側流路２１０とガス側流路２２０にそれぞれ備わったベンチュリ３１０，３２０は、いわゆる流路内の絞り部を構成し、ベルヌーイの定理を利用してこの部分を空気やガスの流速を早めると共に圧力を小さくするようになっている。なお、ベンチュリ３１０，３２０は、従来用いられたオリフィスに比べて空気側流路やガス側流路内の空気やガスの圧力損失を低く抑えるようになっている。
【００３４】
また、ガス側流路２２０の一端には例えば都市ガスが接続され、開閉バルブ２３０（２３１〜２３４）を適宜開閉することで、主にメタンガスからなる都市ガスをセル内に一定量供給するようになっている。
【００３５】
また、空気側流路２１０の上流側合流部には、送風用ファンを有したブロア３５０が備わり、ブロア回転数制御部３６０の制御によりセル１１０に供給されるガスの流量と空気の流量を所望の（最適な）比率になるようにファンの回転数が制御されるようになっている。
【００３６】
ガス側流路２１０のベンチュリ３１０と空気側流路２２０のベンチュリ３２０とを連通する連通路３３０には、例えば特許第２６０２１１７号公報に記載されたような半導体でできた熱式流量センサである微小かつ高精度の流れセンサ３４０が備わっている。
【００３７】
流れセンサ３４０は、ここでは詳細には図示しないが、半導体チップの薄膜上に形成されたヒータ抵抗体Ｒｈと、ヒータ抵抗体の流れ方向両側に形成された測温抵抗体Ｒｕ、Ｒｄからなる熱式流量センサである。流れセンサ３４０は、いわゆるＭＥＭＳ（Micro
Electro Mechanical Systems）によるセンサチップであり、この流れセンサは、例えば約１．７ｍｍ角のシリコン基板のチップ上に異方性エッチングにより約１μｍの膜状のダイアフラムを形成すると共に、このダイアフラムの下にキャビティを形成している。そして、ダイアフラムの中央部に物性安定度の高い例えば白金のパターンからなるヒータ抵抗体Ｒｈを配置し、このヒータ抵抗体Ｒｈを挟むように両側に例えば白金のパターンからなる一側測温抵抗体Ｒｕと他側測温抵抗体Ｒｄを配置している。
【００３８】
また、ダイアフラムの周囲近傍のシリコン基台上には例えば白金のパターンからなる周囲温度検出用抵抗体Ｒｒを配置している。
【００３９】
そして、発電力制御部１２０の制御により、周囲温度検出用抵抗体Ｒｒによって測定された周囲温度に対して一定温度だけヒータ抵抗体Ｒｈの温度を上昇させる。そして、気体の流れに応じた一側測温抵抗体Ｒｕと他側測温抵抗体Ｒｄの抵抗値の変化を、ホイーストーンブリッジ回路を介して流量に換算するようになっている。なお、ヒータ抵抗体Ｒｈを挟んで測温抵抗体ＲｕとＲｄを連通路に沿って設けていることで、流れセンサ３４０が連通路内の気体の流れ方向を判断することができるようになっている。
【００４０】
そして、本実施形態における燃料電池１では、流れセンサ３４０の出力に基づいて連通路内の気体の流れがなくなるように発電力制御部１２０がブロア回転数制御部３６０を介してブロア３５０のファンの回転数をインバータ制御して空気側流路内の空気の流量を調整している。
【００４１】
続いて、このような構成を有する本実施形態による燃料電池１の最適制御方法についてより具体的に説明する。燃料電池１は、これに備わった空気側流路２１０とガス側流路２２０のそれぞれにベンチュリ３１０，３２０を設け、かつ各ベンチュリ３１０，３２０を連通する連通路３３０を設けている。この連通路３３０に上述した連通路内の気体の流量だけでなく流れ方向も検出できる流れセンサ３４０を備える。
【００４２】
まず、燃料電池１の発電中にこの流れセンサ３４０を用いて連通路内の気体の流れ方向と流量を測定する。
【００４３】
そして、この測定結果から流れる気体の流れ方向により、ガス側流路２２０から空気側流路２１０に気体（ガス）が流れていることを検出したときは、空気の供給量が不足していると判断して、流れセンサ３４０の出力がゼロになるまで、即ち連通路内の気体（ガス）の流れが止まるまでブロア３５０のファンの回転数を上げてゆく。
【００４４】
一方、この測定結果から流れる気体の流れ方向により、空気側流路２１０からガス側流路２２０に気体（空気）が流れていることを検出したときは、空気の供給量が過剰であると判断して、気体（空気）の流れが止まるまでブロア３５０のファンの回転数を下げていく。
【００４５】
このように、流れセンサ３４０の出力がゼロとなるように空気側流路２１０の空気の流量を制御するようにしたので、オリフィスを設けて空気側流路やガス側流路の流量を計測する従来技術に比べてセル１１０に供給される空気やガスの圧力損失を小さくすることができる。燃料電池は一般に自己発電した電力の一部を使ってブロア３５０のファンの回転数を変えることで空気の流量制御を行うようになっているが、このような従来のオリフィスの代わりに圧力損失の小さいベンチュリ３１０，３２０と連通路３３０及び流れセンサ３４０の組合せで空気の流量を計測することにより、空気の流量制御として消費する電力を節約でき、燃料電池１の発電効率を高めることができる。
【００４６】
また、上述した流れセンサ３４０の構成及び燃料電池１の最適制御方法で説明したように、本実施形態にかかる流れセンサ３４０が連通路内の気体の流れ方向を判断するようになっているので、この流れをいち早くゼロにするように空気又はガスの流量を制御でき、セル１１０に供給されるガスと空気の比率を最適化する応答性を高めることができる。
【００４７】
また、本実施形態にかかる流れセンサ３４０は、空気中やガス中のゴミや埃などいわゆるダストの影響を受け易い微小かつ感度が極めて高い熱式流量センサであるが、セル１１０に供給する空気側流路の空気の流量を流れセンサ３４０の出力に基づいて燃料電池１の連通路内の流れがなくなるように制御するようになっているので、流れセンサ３４０の備わった連通路内の空気又はガスの流れが通常ゼロとなり、流れセンサ３４０がダストの影響を受けることなく長期に亘って精度良く連通路内の流れの有無を検出でき、セル内にガスと空気を長期に亘って適切な比率で供給できる。
【００４８】
なお、本発明で使用する流れセンサ３４０としては、流量センサ又は流速センサの何れでも良いが、連通路３３０の流量を測定するためには応答速度が速くて微少流量に対しても感度を有した流れセンサであることが好ましいので、本実施形態で使用されている熱式流量センサが非常に適している。
【００４９】
また、上述の実施形態における燃料電池１の最適制御方法では、流れセンサの出力に応じて空気側流路２１０の空気の流量をブロア３５０のファンの回転数をインバータ制御することで、最適な流量としていたが、必ずしもこれに限定されるものではない。即ち、空気側流路２１０の空気の流量を上述したブロア３５０の回転数で制御する代わりに、ガス側流路２２０のガスの流量を流れセンサ３４０の出力に応じて調整しても良い。
【００５０】
具体的には、流れセンサ３４０の検出する連通路内の気体の流れ方向に応じて、ガス側流路２２０から空気側流路２１０に気体（ガス）が流れていると判断したときは、ガス側流路２２０に設けた比例バルブを若干絞ることで連通路内にこの気体（ガス）が流れなくなるようにする。
【００５１】
一方、空気側流路２１０からガス側流路２２０に気体（空気）が流れていると判断したときは、ガス側流路２２０に設けた比例バルブを若干開くことで連通路内にこの気体（空気）が流れないようにする。
【００５２】
このように上述の実施形態のブロア３５０を用いる代わりに比例バルブを用いてガスの流量を最適値まで絞り、ガスの流量と空気の流量が最適な比率となってセルに供給して燃料電池の最適制御を行なうことも可能である。
【００５３】
なお、流れセンサは上述のように連通路内の空気又はガスの流れの方向性を必ずしも判断可能とする必要はなく、連通路内の空気又はガスの流れの有無のみを判断する機能だけを有していても良い。この場合、流れセンサが連通路内の空気又はガスの流れを検出したとき、例えば、本実施形態における空気の流量のように、ガス又は空気のうち流量制御可能な方の流量を増減させると共に、流れセンサの出力の変化の仕方を監視することで流れの方向性を判断することができる。
【００５４】
また、燃料電池１の起動時に空気側流路２１０から連通路３３０に空気を僅かに流して連通路内で空気側流路２１０からガス側流路２２０への流れがあることを流れセンサ３４０で検出し、これによって流れセンサ３４０の検出出力が正常であり流れセンサ３４０が壊れていないことを確認しても良い。この場合、連通路内のガス又は空気の流れがないときも流れセンサの出力にオフセットを加えて流れセンサから一定の出力電圧（バイアス電圧）が常に得られるようにすることによって流れセンサ３４０に関するより確実な安全対策をとることが可能となる。
【００５５】
以上説明したように、本発明による燃料電池を用いることで、従来の燃料電池の問題点を解決できる。具体的には、従来のオリフィスとキャピラリ方式や毛細管を束ねた方式と流れセンサの組み合わせを備えた燃料電池の場合、空気側流路内やガス側流路内の流量測定に伴うゴミの付着による流れセンサの性能劣化の問題や圧力損失の問題による発電効果の低下に起因して、キャピラリ方式に精度の高い熱式の流れセンサや半導体流れセンサを用いるにもかかわらず燃料電池の機能を十分に発揮できなかったが、本発明の場合はこのような問題を解決してゴミや埃などダストの影響を受けず、かつ自己発電効率に優れた燃料電池とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる燃料電池を示した概略ブロック図である。
【図２】本発明に関連する概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１，２    燃料電池
１１０（１１１〜１１４）    セル
１２０    発電力制御部
２１０（２１１〜２１４）    空気側流路
２２０（２２１〜２２４）    ガス側流路
２３０（２３１〜２３４）    開閉バルブ
３１０（３１１〜３１４），３２０（３２１〜３２４）    ベンチュリ
３３０    連通路
３４０    流れセンサ
３５０    ブロア
３６０    ブロア回転数制御部
５１０    マスフローメータ
５２０（５２１〜５２４）    マスフローコントローラ
５３０    発電力制御部
【図１】
2008077940.tif 000003
【図２】
2008077940.tif 000004