(57)【要約】【課題】排ガスの燃料ガス濃度を所定の基準値以下に低下させる。【解決手段】燃料オフガスが間欠放出される排出流路３７の、酸化オフガスの排気流路２３との合流点Ａ又はその上流側に配設された希釈器５０であって、内部のガス圧に応じて内部容積が拡大又は縮小される伸縮容器５２と、伸縮容器５２に隣接して配設された弾性体５３と、を備え、伸縮容器５２は、排出流路３７の上流側に連通された燃料オフガス導入口５２ａと、排出流路３７の下流側又は排出流路２３に連通された燃料オフガス放出口５２ｂと、を有し、弾性体５３は、伸縮容器５２の内部容積の拡大に応じた復元力を伸縮容器５２に加える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスを含む排ガスが間欠放出される第１の排気流路と、外気に連通された第２の排気流路との合流点又はその上流側に配設される希釈器であって、
内部のガス圧に応じて内部容積が拡大又は縮小される伸縮容器と、該伸縮容器に隣接して配設される復元手段と、を備え、
前記伸縮容器は、前記第１の排気流路の上流側に連通されるガス流入口と、前記第１の排気流路の下流側又は前記第２の排気流路に連通されるガス流出口と、を有し、
前記復元手段は、前記伸縮容器の内部容積の拡大に応じた復元力を前記伸縮容器に加える希釈器。
【請求項２】
前記復元手段は、前記伸縮容器に隣接して配設された弾性体と、該弾性体及び前記伸縮容器の所定の領域外への移動を規制する位置規制部材と、を有し、
前記弾性体は、その弾性力の作用方向と前記伸縮方向とが略一致するように配設された請求項１に記載の希釈器。
【請求項３】
前記伸縮容器は、蛇腹状の管状体とその一端側の端部を閉塞する端面とを有し、該端面に前記ガス流入口又は前記ガス流出口が設けられ、
前記弾性体は、前記端面に当接し、且つ、その弾性力の作用方向と前記管状体の軸方向とが略一致するように配設され、
前記位置規制部材は、前記伸縮容器及び前記弾性体がその内部に収容される筐体からなり、前記ガス流入口に接続される上流側の前記第１の排気流路が挿通される開口と、前記ガス流出口に接続される下流側の前記第１の排気流路又は前記第２の排気流路が挿通される開口と、を有する請求項２に記載の希釈器。
【請求項４】
燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、該燃料電池から排出された燃料オフガスを外部に間欠放出する第１の排気流路と、前記燃料電池から排出された酸化オフガスを外部に放出する第２の排気流路と、前記第１の排気流路と前記第２の排気流路との合流点又はその上流側に配設された希釈器と、を備えた燃料電池システムであって、
前記希釈器は、内部のガス圧に応じて内部容積が拡大又は縮小される伸縮容器と、該伸縮容器に隣接して配設される復元手段と、を備え、
前記伸縮容器は、前記第１の排気流路の上流側に連通されるガス流入口と、前記第１の排気流路の下流側又は前記第２の排気流路に連通されるガス流出口と、を有し、
前記復元手段は、前記伸縮容器の内部容積の拡大に応じた復元力を前記伸縮容器に加える燃料電池システム。
【請求項５】
前記復元手段は、前記第２の排気流路側に放出された前記燃料オフガスと前記第２の排気流路内の酸化オフガスとの混合ガス中の燃料ガス濃度が、所定の基準値以下となるような放出速度で前記燃料オフガスを放出するように、前記伸縮容器を収縮させる請求項４に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池から排出される排ガス中の燃料ガス濃度を低減させる希釈器および燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、反応ガス（燃料ガス及び酸化ガス）の供給を受けて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システムが提案され、実用化されている。かかる燃料電池システムは、燃料電池から排出された反応後の燃料ガス（水素オフガス）から、発電時に生じた水分を分離して回収し、回収した水分及び不純物を含む水素オフガスを外部に排出するパージ動作を行う。外部に排出される水素オフガスは、排気排水弁から排気流路側へ間欠的に放出される。この排気流路は、燃料電池１０から排出された酸化オフガスの排気流路と合流している。従って、水素オフガスは酸化オフガスで希釈されて低濃度となって大気放出される。
【０００３】
ところで、大気放出される排ガス中の水素濃度は所定の濃度以下とされることが望ましいが、水素オフガスを間欠放出すると、間欠放出開始時に水素オフガスのガス圧が瞬間的に増大し、酸化オフガスの排気流路に水素オフガスが一気に流入する。その結果、大気放出される排ガスの水素濃度は、間欠放出のタイミングに対応するタイミングで増減し、ピーク時の水素濃度が一時的に増大して基準値を上回ってしまう虞が生じる。そこで、大気放出される排ガス中の水素濃度を基準値以下にするために、水素オフガスの排気流路中にバッファタンクを設け、このバッファタンクに設けた電磁バルブの開度を制御して水素オフガスの放出速度を調整することにより、合流後の排ガスの水素濃度が基準値を超えないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３４７００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、バッファタンク内の圧力や流量などの検出値に基づいて電磁バルブの開度を制御しており、予めこれらの検出値と水素濃度との相関関係をデータとして蓄積しておくなど、制御に必要なデータを蓄積する作業が必要であった。そして、制御データが不十分であれば、水素濃度を確実に基準値以下にすることができないという問題点があった。また、センサの検出値に基づいて電磁バルブの開度を調整する方法では、間欠放出等による瞬間的な圧力増大に対する応答性が十分ではないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、間欠放出される燃料ガスを含む排ガスを他のガスの流路に合流させて希釈した排ガス中の燃料ガスの濃度の上昇を抑制することが可能な燃料電池システムと希釈器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】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明に係る希釈器は、燃料ガスを含む排ガスが間欠放出される第１の排気流路と、外気に連通された第２の排気流路との合流点又はその上流側に配設される希釈器であって、内部のガス圧に応じて内部容積が拡大又は縮小される伸縮容器と、該伸縮容器に隣接して配設される復元手段と、を備え、前記伸縮容器は、前記第１の排気流路の上流側に連通されるガス流入口と、前記第１の排気流路の下流側又は前記第２の排気流路に連通されるガス流出口と、を有し、前記復元手段は、前記伸縮容器の内部容積の拡大に応じた復元力を前記伸縮容器に加えるものである。
【０００７】
かかる構成によれば、伸縮容器の伸縮によって機械的にガス流量が調整されるので、排ガスの間欠放出時の瞬間的な圧力上昇が抑制される。従って、排ガス中の燃料ガスの濃度の上昇を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明の希釈器において、前記復元手段は、前記伸縮容器に隣接して配設された弾性体と、該弾性体及び前記伸縮容器の所定の領域外への移動を規制する位置規制部材と、を有し、前記弾性体は、その弾性力の作用方向と前記伸縮方向とが略一致するように配設されたものであってもよい。
【０００９】
かかる構成によれば、弾性体の弾性力を利用して位置規制部材によって位置規制された伸縮容器を収縮させることができる。よって、伸縮容器の伸縮によって機械的にガス流量を調整することができ、排ガスの間欠放出時の瞬間的な圧力上昇が抑制される。よって、排ガス中の燃料ガスの濃度の上昇が抑制される。
【００１０】
また、本発明の希釈器において、前記伸縮容器は、蛇腹状の管状体とその一端側の端部を閉塞する端面とを有し、該端面に前記ガス流入口又は前記ガス流出口が設けられ、前記弾性体は、前記端面に当接し、且つ、その弾性力の作用方向と前記管状体の軸方向とが略一致するように配設され、前記位置規制部材は、前記伸縮容器及び前記弾性体がその内部に収容される筐体からなり、前記ガス流入口に接続される上流側の前記第１の排気流路が挿通される開口と、前記ガス流出口に接続される下流側の前記第１の排気流路又は前記第２の排気流路が挿通される開口と、を有するようにしても良い。
【００１１】
かかる構成によれば、弾性体の弾性力を利用して筐体内に配設された蛇腹状の管状体を収縮させることができる。よって、管状体の伸縮によって機械的にガス流量を調整することができ、排ガスの間欠放出時の瞬間的な圧力上昇が抑制される。よって、排ガス中の燃料ガスの濃度の上昇が抑制される。
【００１２】
本発明の燃料電池システムは、燃料ガスと酸化ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池と、該燃料電池から排出された燃料オフガスを外部に間欠放出する第１の排気流路と、前記燃料電池から排出された酸化オフガスを外部に放出する第２の排気流路と、前記第１の排気流路と前記第２の排気流路との合流点又はその上流側に配設された希釈器と、を備えた燃料電池システムであって、前記希釈器は、内部のガス圧に応じて内部容積が拡大又は縮小される伸縮容器と、該伸縮容器に隣接して配設される復元手段と、を備え、前記伸縮容器は、前記第１の排気流路の上流側に連通されるガス流入口と、前記第１の排気流路の下流側又は前記第２の排気流路に連通されるガス流出口と、を有し、前記復元手段は、前記伸縮容器の内部容積の拡大に応じた復元力を前記伸縮容器に加えるものである。
【００１３】
かかる構成によれば、燃料電池から排出された燃料オフガスの間欠放出時に、その瞬間的な圧力上昇が抑制されるので、燃料電池システムの外部に排出される排ガス中の燃料ガスの濃度の上昇が抑制され、排ガスの燃料ガス濃度が所定の基準値を越えてしまうような事態の発生を抑制できる。
【００１４】
この構成において、前記復元手段は、前記第２の排気流路側に放出された前記燃料オフガスと前記第２の排気流路内の酸化オフガスとの混合ガス中の燃料ガス濃度が、所定の基準値以下となるような放出速度で前記燃料オフガスを放出するように、前記伸縮容器を収縮させるものでもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、伸縮容器の伸縮によって機械的にガス流量が調整されるので、排ガスの間欠放出時の瞬間的な圧力上昇が抑制され、排ガス中の燃料ガスの濃度の上昇が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る希釈器と該希釈器を備えた燃料電池システム１について説明する。
【００１７】
図１は、燃料電池システム１のシステム構成図である。この燃料電池システム１は、燃料電池自動車の車載発電システムや船舶、航空機、電車あるいは歩行ロボット等のあらゆる移動体用の発電システム、さらには、建物（住宅、ビル等）用の発電設備として用いられる定置用発電システム等に適用可能であるが、具体的には自動車用となっている。
【００１８】
本実施形態に係る燃料電池システム１は、図１に示すように、反応ガス（酸化ガス及び燃料ガス）の供給を受けて電力を発生する燃料電池１０を備えるとともに、燃料電池１０に酸化ガスとしての空気を供給するガス流路としての酸化ガス配管系２、燃料電池１０に燃料ガスとしての水素ガス（アノードガス）を供給するガス流路としての水素ガス配管系３、システム全体を統合制御する制御装置４等を備えている。また、燃料電池システム１は、酸化ガス配管系２と水素ガス配管系３の排気流路の合流点Ａの近傍（合流点Ａでも良い。）に設けられた水素希釈器５０（希釈器）を備えている。
【００１９】
燃料電池１０は、反応ガスの供給を受けて発電する単電池を所要数積層して構成したスタック構造を有している。ここで、単電池は固体高分子型のもので、電解質膜及びその両面に配置した一対の電極からなるＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）と、ＭＥＡを挟持する一対のセパレータとで構成される。燃料電池１０により発生した電力は、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１に供給される。ＰＣＵ１１は、燃料電池１０とトラクションモータ１２との間に配置されるインバータやＤＣ‐ＤＣコンバータ等を備えている。
【００２０】
酸化ガス配管系２は、加湿器２０により加湿された酸化ガス（空気）を燃料電池１０に供給する空気供給流路２１と、燃料電池１０から排出された空気オフガス（酸化オフガス）を加湿器２０に導く空気排出流路２２と、加湿器２０から外部（外気）に空気オフガスを導くための排気流路２３（第２の排気流路）と、を備えている。空気供給流路２１には、大気中の酸化ガスを取り込んで加湿器２０に圧送するコンプレッサ２４が設けられている。
【００２１】
水素ガス配管系３は、高圧（例えば７０ＭＰａ）の水素ガスを貯留した燃料供給源としての水素タンク３０と、水素タンク３０の水素ガスを燃料電池１０に供給するための燃料供給流路としての水素供給流路３１と、燃料電池１０から排出された水素オフガス（燃料オフガス）を水素供給流路３１に戻すための戻り配管としての循環流路３２と、を備えている。
【００２２】
なお、水素タンク３０に代えて、炭化水素系の燃料から水素リッチな改質ガスを生成する改質器と、この改質器で生成した改質ガスを高圧状態にして蓄圧する高圧ガスタンクと、を燃料供給源として採用することもできる。また、水素吸蔵合金を有するタンクを燃料供給源として採用してもよい。
【００２３】
水素供給流路３１には、水素タンク３０からの水素ガスの供給を遮断又は許容する遮断弁３３と、水素ガスの圧力を調整するレギュレータ３４と、が設けられている。レギュレータ３４は、機械式の減圧弁等からなる。なお、レギュレータ３４の下流側（燃料電池１０側）に、制御装置４から出力される制御信号によって燃料電池１０に供給されるガス流量やガス圧をより高精度に制御するための電磁駆動式の開閉弁を設けてもよい。
【００２４】
循環流路３２には、気液分離器３５及び排気排水弁３６を介して、排出流路３７（第１の排気流路）が接続されている。気液分離器３５は、燃料電池１０から排出された水素オフガスから、発電時に生じた水分を分離して回収するものである。また、排気排水弁３６は、気液分離器３５で回収した水分と、循環流路３２内の不純物を含む水素オフガスと、を外部（外気）に排出（パージ）するものである。
【００２５】
排気排水弁３６は、例えば電磁バルブ等の電磁駆動式の開閉手段を有し、制御装置４からの制御信号によって作動する。排気排水弁３６は、所定のタイミングで水素オフガスを排出流路３７側に間欠放出する。なお、排気排水弁３６は排気と排水との双方を行うものであるが、気液分離器３５で回収した水分を外部に排出する排水弁と循環流路３２内のガスを外部に排出するための排気弁とを別々に設け、制御装置４でこれらを別々に制御するようにしてもよい。
【００２６】
また、循環流路３２には、気液分離器３５で分離された水分回収後の水素オフガスを加圧して水素供給流路３１側へ送り出す水素ポンプ３８が設けられている。水素ポンプ３８により水素供給流路３１側へ移送された水素オフガスは、水素タンク３０側から供給される水素ガスと混合され循環する。
【００２７】
排出流路３７は排気流路２３と合流しており、その下流において外気に連通されている。すなわち、酸化ガス配管系２と水素ガス配管系３は出口側で合流している。なお、排出流路３７のうち、水素希釈器５０から水素オフガスを排出する側の排出流路３７は、水素希釈器５０に水素オフガスを導入する側の排出流路３７よりも小径とされている。
【００２８】
酸化ガス配管系２から排出される空気オフガスと、水素ガス配管系３から排出される水素オフガスは、排出流路３７と排気流路２３との合流点Ａにおいて混合される。これにより、高濃度の水素を含む水素オフガスは、空気オフガスにより所定の水素濃度以下に希釈された希釈ガス（混合ガス）となって車両外部に排出される。
【００２９】
水素希釈器５０は、排出流路３７と排気流路２３との合流点Ａの近傍、より詳しくは、排出流路３７の流路中の排気流路２３との合流直前位置に挿入されている。排出流路３７に排出された水素オフガスは、水素希釈器５０を通って排気流路２３を流れる空気オフガスと合流して希釈される。合流後の希釈ガスの水素濃度は、合流点Ａにおける空気オフガスと水素オフガスの相対的な流入速度に応じて変動する。
【００３０】
そこで、水素希釈器５０は、排出流路３７側から排気流路２３内へ間欠放出される水素オフガスの放出速度を減速させる機能を有して構成されている。水素オフガスの放出速度を調整することにより、合流後の希釈ガスの水素濃度が急激に上昇しないようにするためである。
【００３１】
図２に水素希釈器５０の断面構成を示す。この図に示すように、水素希釈器５０は、水素オフガスの放出方向（図２では上下方向）に沿って所定の外形長さを有する形状の筐体５１（位置規制部材、復元手段の一部）と、筐体５１の内部に配設された伸縮容器５２（伸縮容器）及び弾性体５３（弾性体、復元手段の一部）と、を備えている。
【００３２】
筐体５１は、例えば、中空の円筒形の部材からなる。なお、筐体５１の形状は、その内部に伸縮容器５２及び弾性体５３を後述するような配置で収容可能な形状であればよく、特に限定されない。また、筐体５１の材質は金属、樹脂等のように所定の強度を有していてその形状を保持可能なものであればよく、特に限定されない。
【００３３】
筐体５１は、軸線方向（長さ方向）の一端側の端面５１Ａが排出流路３７の上流側、すなわち、排気排水弁３６側を向くように配設されている。この端面５１Ａには上流側の排出流路３７を挿通可能な上流側開口５１ａが設けられている。また、筐体５１の他端側の端面５１Ｂは、排出流路３７の下流側、すなわち、排気流路２３との合流点Ａ側を向いて配設されている。この端面５１Ｂには下流側の排出流路３７を挿通可能な下流側開口５１ｂが設けられている。
【００３４】
伸縮容器５２は、例えば、蛇腹状の管壁を有するフレキシブルパイプ（管状体）５２Ｃの両端に端面５２Ａ，５２Ｂを設けて当該伸縮容器５２を閉塞し、これらの端面５２Ａ，５２Ｂにガス導入口及びガス放出口を設けたものである。具体的には、金属製の薄板を蛇腹状に形成したベローズ管、樹脂製のベローズ管等である。なお、伸縮容器５２は、ガス導入時の内圧に応じて内部容積が変動可能な部材であればよく、蛇腹管のような形状に限定されるものではない。例えば、軸線方向の伸縮に応じてその内部容積が変動可能な部材としては、蛇腹状の管壁の代わりに他の伸縮素材で管壁を形成したものが考えられる。また、軸線方向には伸縮しないが、径方向あるいはその他の方向に伸縮可能に構成されたものであってもよい。伸縮容器５２の材質は、内部に導入される水素オフガスの外部への漏れを低減するため、水素ガス透過性の低いものが用いられる。
【００３５】
伸縮容器５２は筐体５１の内部に収容されており、その一端側の端面５２Ａには水素オフガス導入口５２ａ（ガス流入口）が設けられ、排出流路３７の上流側に接続されている。また、伸縮容器５２の他端側の端面５２Ｂには水素オフガス放出口５２ｂ（ガス流出口）が設けられ、排出流路３７の下流側（排気流路２３との合流点Ａの近傍）に接続されている。なお、水素オフガス放出口５２ｂが直接排気流路２３に接続されるように構成してもよい。
【００３６】
弾性体５３は、例えば、つるまき状のばねからなる。弾性体５３は筐体５１の内部に収容されており、伸縮容器５２とその伸縮方向に隣接して同軸に配置されている。弾性体５３は、一端を伸縮容器５２の端面５２Ａに当接させ、他端を筐体５１の内壁に当接させて配置されている。すなわち、弾性体５３は、その伸縮方向と伸縮容器５２の伸縮方向とが一致するように配設されている。図２では、つるまきばね状の弾性体５３の中心に、上流側開口５１ａから筐体５１の内部に挿入された上流側の排気流路３７が挿通されている。
【００３７】
なお、弾性体５３は、伸縮容器５２の上流側ではなく下流側に隣接して配置されていてもよい。また、弾性体５３は、板ばね等の他の形状のばねを用いてもよい。また、複数のばねを並列させて用いてもよい。また、ばね以外の弾性体であってもよい。要は、弾性体５３は、その弾性力によって、ガス導入時の内圧によって内部容積が拡大された伸縮容器５２に、もとの形状に復帰する方向の復元力すなわち圧縮力を与えるものであればよい。例えば、図２に示すつるまきばね状の弾性体５３では、蛇腹管状の伸縮容器５２の伸縮方向とばねの伸縮方向とを一致させて隣接して配置し、この両部材を筐体５１の内部に収納しているので、伸縮容器５２の伸長（内部容積拡大）に応じて筐体５１によって位置規制された弾性体５３が圧縮され、圧縮された弾性体５３のばね力により、伸縮容器５２の端面５２Ａに、元の長さに復帰させる方向の復元力（圧縮力）が作用する。
【００３８】
従って、上記したように伸縮容器５２を径方向あるいはその他の方向に伸縮可能に構成した場合には、弾性体５３を、その伸縮方向である径方向等に隣接させて配置し、これらを所定の寸法内に収めるように筐体５１内に収容すれば、同様に、伸縮容器５２の内部容積拡大時には、その内圧に抗して復元力が働くように構成することができる。
【００３９】
制御装置４は、車両に設けられた加速操作装置（アクセル等）の操作量を検出し、加速要求値（例えばトラクションモータ１２等の負荷装置からの要求発電量）等の制御情報を受けて、システム内の各種機器の動作を制御する。また、制御装置４は、コンプレッサ２４、遮断弁３３及びレギュレータ３４を駆動制御して、燃料電池１０内にガス（酸化ガス及び水素ガス）を供給すると共に、排気排水弁３６、水素ポンプ３８等を駆動制御して、パージ動作及び循環流路３２からの水素オフガスの循環を行う。
【００４０】
燃料電池システム１の通常運転時においては、水素タンク３０から水素ガスが水素供給流路３１を介して燃料電池１０のアノード極に供給されるとともに、加湿調整された空気が空気供給流路２１を介して燃料電池１０のカソード極に供給されることにより、発電が行われる。この際、燃料電池１０から引き出すべき電力（要求電力）が制御装置４で演算され、その発電量に応じた量の水素ガス及び空気が燃料電池１０内に供給されるようになっている。また、パージ動作においては、水素オフガスが所定のタイミングで排出流路３７側に間欠放出される。
【００４１】
制御装置４は、図示していないコンピュータシステムによって構成されている。かかるコンピュータシステムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、入出力インタフェース及びディスプレイ等を備えるものであり、ＲＯＭに記録された各種制御プログラムをＣＰＵが読み込んで実行することにより、各種制御動作が実現されるようになっている。
【００４２】
ここで、図３に基づいて、排出流路３７側へ間欠放出された水素オフガスを排気流路２３内の空気オフガスに合流させる際の、水素希釈器５０の動作について説明する。
【００４３】
水素希釈器５０は、上記したように、伸縮容器５２の内部容積拡大に応じて内部容積を縮小させる復元力が働く構成となっているので、定常状態では、ガス圧と弾性体５３の弾性力とが釣り合う状態となっている。従って、伸縮容器５２の下流側が排気流路２３に開放された状態では、伸縮容器５２内のガス圧と排気流路２３内の希釈ガスのガス圧とが同一となり、弾性体５３は、これに釣り合う長さとなっている（図３ａ）。
【００４４】
上流側の排出流路３７を流れる間欠放出時の水素オフガスが水素オフガス導入口５２ａから高速で伸縮容器５２内に流入すると、その流入ガス圧に応じて伸縮容器５２が急激に伸長され、内部容積が拡大される。これにより、伸縮容器５２の上流側の端面５２Ａが伸長方向に移動し、筐体５１の内壁によって位置規制された弾性体５３が圧縮される（図３ｂ）。間欠放出ガス流入開始後の各時点における伸縮容器５２内のガス圧は、弾性体５３の復元力に対応する。従って、間欠放出ガス流入開始後に水素オフガス放出口５２ｂから排出流路２３側に放出される水素オフガスの流出速度は急激には上昇せず、弾性体５３の圧縮に応じて上昇する。また、伸縮容器５２内におけるピーク時のガス圧は、上流側の排出流路３７を流れてきた間欠放出ガスのガス圧よりも低減されている。
【００４５】
続いて、間欠放出された水素オフガスの流入が止まると、弾性体５３の復元力によって伸縮容器５２が縮んで内部容積が縮小し、これに伴って水素オフガスが排出流路２３側に徐々に放出される（図３ｃ）。そして、弾性体５３が自然長となり、伸縮容器５２内のガス圧と排気流路２３内の希釈ガスのガス圧とが同一となった時点で水素オフガスの放出が終了する。
【００４６】
このような構成により、排気排水弁３６からの急激な水素オフガスの放出があっても、放出されたガスは一時的に伸縮容器５２内に収容され、排出流路２３側には急激には放出されない。従って、排気流路２３内を流れる空気オフガスとの合流時における水素オフガスの速度が低下するので、合流された希釈ガスの水素濃度が急激に上昇することがない。よって、車両外部へ排出する希釈ガスの濃度が所定の濃度以上にならないようにすることができる。
【００４７】
なお、以上の実施形態では、筐体５１の内部に内部容積を増減可能な伸縮容器５２を設けていたが、筐体５１の内部を仕切り板で２つの空間に気密に仕切り、この仕切り板が気密状態を維持しながら筐体５１の内部を移動可能となるように構成すると共に、この仕切り板にばね等の弾性材の一端を取り付け、弾性材の他端は筐体５１の内壁に取り付けてもよい。
【００４８】
このような構成において、２つに仕切られた空間のうち、弾性材が配設されていない空間に間欠放出ガスを流入させる流入口及び排気流路２３側への放出口を設ければ、上記実施形態と同様に、排ガスの間欠放出時の瞬間的な圧力上昇が、仕切り板の移動に基づく内部容積拡大によって抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】燃料電池システムの構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る水素希釈器の断面図である。
【図３】水素希釈器の動作を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…燃料電池システム、４…制御装置、１０…燃料電池、２３…排気流路（第２の排気流路）、３６…排気排水弁、３７…排出流路（第１の排気流路）、５０…水素希釈器（希釈器）、５１…筐体（位置規制部材、復元手段の一部）、５２…伸縮容器、５２ａ…水素オフガス導入口（ガス流入口）、５２ｂ…水素オフガス放出口（ガス流出口）、５３…弾性体（復元手段の一部）
【図１】
2008218339.tif 000003
【図２】
2008218339.tif 000004
【図３】
2008218339.tif 000005