(57)【要約】【課題】空気中のガスから燃料電池を保護するためのガス吸着フィルタ（ケミカルフィルタ）の寿命（交換時期）を適確に検知しえる手段を提供する。【解決手段】ガス吸着フィルタ２１の上流に配置されるガス検知部として、空気供給ライン２０に連通する入口以外は密閉のケーシング２６と、ケーシング２６の入口に配置されるガス吸着材２７と、ケーシング２６のガス吸着材２７の内側に配置されるガス反応材２８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機によって空気を加圧して燃料電池へ供給する空気供給ラインと、空気供給ラインから圧力調整弁を介して余剰の加圧空気を外部へ排出する空気排出ラインと、空気供給ラインの圧縮機上流に配置されるガス吸着フィルタと、を備えてなり、ガス吸着フィルタの上流に配置されるガス検知部として、空気供給ラインに連通する入口以外は密閉のケーシングと、ケーシングの入口に配置されるガス吸着材と、ケーシングのガス吸着材の内側に配置されるガス反応材と、を備えたことを特徴とする、燃料電池の空気供給システム。
【請求項２】
ケーシングをレゾネータに構成し、ガス吸着材をレゾネータの首部に配置し、ガス反応材をレゾネータのガス吸着材の内側に配置したことを特徴とする、請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項３】
ガス反応材として、異なるガス濃度に反応する複数のものを配置したことを特徴とする、請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項４】
ガス反応材として、ガス検出センサを配置したことを特徴とする、請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項５】
ガス吸着フィルタの上流に配置されるガス検知部は、ケーシングの入口がガス吸着フィルタのダーティサイドに開口する配置状態にガス吸着フィルタと一体化したことを特徴とする、請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項６】
ガス吸着フィルタの下流に配置されるガス検知部として、空気供給ラインに連通する入口以外は密閉のケーシング、ケーシングの入口に配置されるガス吸着材と、ケーシングのガス吸着材の内側に配置されるガス反応材と、を備えたことを特徴とする、請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項７】
空気供給ラインの圧縮機下流と空気排出ラインの圧力調整弁下流との間を短絡させる排気バイパスラインと、このバイパスラインに配置される遮断弁と、を備えてなり、ガス吸着フィルタの下流に配置されるガス検知部として、排気バイパスラインの遮断弁上流にガス吸着材およびその下流にガス反応材を配置したこと特徴とする、請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項８】
空気供給ラインの圧縮機下流と空気排出ラインの圧力調整弁下流との間を短絡させる排気バイパスラインと、このバイパスラインに配置される遮断弁と、を備えてなり、ガス吸着フィルタの下流に配置されるガス検知部として、排気バイパスラインの遮断弁下流に連通する入口以外は密閉のケーシングと、ケーシングの入口に配置されるガス吸着材と、ケーシングのガス吸着材の内側に配置されるガス反応材と、を備えたことを特徴とする、請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項９】
高濃度のガスで反応するガス反応材をガス吸着フィルタの下流側に配置したことを特徴とする、請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項１０】
高濃度のガスで反応するガス反応材は、高濃度のガスで反応するガス反応材をガス吸着フィルタのクリーンサイドに配置したことを特徴とする、請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項１１】
燃料電池の上流に配置されるガス検知部として、燃料電池の空気入口側に連通する入口以外は密閉のケーシングと、ケーシングの入口に配置されるガス吸着材と、ケーシングのガス吸着材の内側に配置されるガス反応材と、を備える一方、燃料電池の下流に配置されるガス検知部として、燃料電池の空気出口側に連通する入口以外は密閉のケーシングと、ケーシングの入口に配置されるガス吸着材と、ケーシングのガス吸着材の内側に配置されるガス反応材と、を備えたことを特徴とする請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項１２】
空気供給ラインは、燃料電池への加圧空気を加湿する加湿器と、加湿器の上流に入口以外は密閉のケーシングと、ケーシングの入口に配置されるガス吸着材と、ケーシングのガス吸着材の内側に配置されるガス反応材と、を備える一方、加湿器の下流に連通する入口以外は密閉のケーシングと、ケーシングの入口に配置されるガス吸着材と、ケーシングのガス吸着材の内側に配置されるガス反応材と、を備えたことを特徴とする、請求項１に係る燃料電池の空気供給システム。
【請求項１３】
各ガス検知部のガス反応材としてガス検知センサをケーシングのガス吸着材の内側に配置したことを特徴とする、請求項９または請求項１０に係る燃料電池の空気供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、酸素と水素が結合する電気化学反応を利用して発電する燃料電池の空気供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載される燃料電池の空気供給システムにおいては、空気（酸素）を加圧して燃料電池へ供給する空気供給ラインと、空気供給ラインから余剰の加圧空気を外部へ排出する空気排出ラインと、を備える。
【０００３】
空気（大気）中に含まれるガス（硫化水素や二酸化硫黄など）が、燃料電池の触媒を劣化させるのを防ぐため、ガスを吸着するケミカルフィルタ（ガス吸着フィルタ）が空気供給ラインに介装される。ケミカルフィルタは、吸着量が増加しても、ダストフィルタと異なり、通気抵抗が増加したり、汚れが目視可能な程度に生じたりすることがなく、フィルタ寿命（交換時期）を判定しにくい。
【０００４】
特許文献１においては、自車の車速を含む走行環境下の情報，自車が走行する地域のガス濃度分布データ、等に基づいて、ケミカルフィルタの吸着量を求め、これを基準値と比較することにより、フィルタの寿命（交換時期）を判定するものが開示される。
【特許文献１】特開２００４−１５２６６９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の場合、ケミカルフィルタの吸着量を算出するのに自車が走行する地域のガス濃度分布データが必要となるが、グローバルに考えると、ガス濃度分布データのない地域もあり、そのような地域を走行する場合、その間の吸着量を算出しえないことになる。このため、フィルタを安全率の高い容量に設定するか、フィルタ寿命の判定基準値を下げることが要求される。つまり、フィルタを大型化したり、フィルタを頻繁に交換することが必要となる。
【０００６】
この発明は、このような課題を踏まえつつ、ガス吸着フィルタ（ケミカルフィルタ）の寿命（交換時期）を適確に検知しえる手段の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、圧縮機によって空気を加圧して燃料電池へ供給する空気供給ラインと、空気供給ラインから圧力調整弁を介して余剰の加圧空気を外部へ排出する空気排出ラインと、空気供給ラインの圧縮機上流に配置されるガス吸着フィルタと、を備えてなり、ガス吸着フィルタの上流に配置されるガス検知部として、空気供給ラインに連通する入口以外は密閉のケーシングと、ケーシングの入口に配置されるガス吸着材と、ケーシングのガス吸着材の内側に配置されるガス反応材と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明においては、ガス吸着フィルタは、燃料電池へ供給される加圧空気に含まれるガスを吸着する。このため、ガスによる燃料電池の触媒劣化（性能低下）を防ぐことが可能となる。ガス吸着フィルタの吸着率は、初期値100％から流量が増加するに伴って低下する。ガス吸着材の吸着率は、飽和（破過）状態になると低下するが、それまでは、通気ガスの100％を吸着可能となる。ガス吸着材は、これが飽和状態なるまでの時間と、ガス吸着フィルタの吸着率がフィルタの寿命を判定する基準値（目標吸着率）に低下するまでの時間と、が等価に設定される。これにより、車両の走行地域に関係なく、ガス反応材が反応すると、ガス吸着フィルタが寿命（交換時期）と判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明を車両に搭載される燃料電池システムに適用した実施形態を説明する。
【００１０】
図１は第１の実施形態を表すものであり、燃料電池１０の空気供給系システムは、大気中の空気を取り込み、この空気を加圧して燃料電池１０に送り込む。燃料電池１０の水素循環系システムは、水素を燃料電池１０に送り込む。燃料電池１０は、これらシステムから供給される水素と空気中の酸素が結合する電気化学反応を利用して発電する。
【００１１】
空気供給システムは、圧縮機２２によって大気中から取り込む空気を加圧して燃料電池１０へ供給する空気供給ライン２０と、この空気供給ライン２０から分岐して余剰の加圧空気を外部へ排出する空気排出ライン３０と、を備える。空気排出ライン３０に圧力調整弁３１が介装される。
【００１２】
コントローラ（図示せず）は、圧縮機２２の回転数を制御して燃料電池１０に送り込む空気流量を調整し、圧力調整弁３１の開度を制御して燃料電池１０に送り込む空気圧力を調整する。
【００１３】
空気供給ライン２０においては、圧縮機２２の下流側に加圧空気を冷却する熱交換器２３と、その下流側に加圧空気を加湿する加湿器２４と、が直列に配置される。空気排出ライン２０は、加湿器２４から分岐する。
【００１４】
圧縮機２２の上流側にガス吸着フィルタ２１（ケミカルフィルタ）が介装される。ガス吸着フィルタ２１は、燃料電池１０の触媒を劣化させるガスの侵入を抑えるためのものであり、圧縮機２２へ吸入される空気中のガスを吸着する。ガス吸着フィルタ２１のエレメントは、活性炭を主体に構成される。
【００１５】
ガス吸着フィルタ２１の寿命（交換時期）を検知するため、空気供給ライン２０において、ガス吸着フィルタ２１上流かつ図外のエアフィルタ（ダストフィルタ）下流にガス検知部２５が配置される。２６はガス検知部２５のケーシングであり、一端が開口かつ他端が閉塞の管状に形成され、その内部（空間）は一端の開口を介して空気供給ライン２０（エア配管）に接続される。ケーシング２６の入口にガス吸着材２７が配置され、その内側（ケーシング２６の奥方）にガス反応材８が配置される。
【００１６】
ガス吸着材２７は、活性炭を主体に構成され、ガスの拡散作用でケーシング２６に流入するガスを吸着する。ガス反応材２５は、ガスに触れると目視可能な反応する化学剤（ガス検知管など）やガス検知センサが用いられる。
【００１７】
ガス検知部２５のケーシング２６については、外部から水が空気供給ライン２０を伝ってガス検知部２５へ浸入するのを防止するため、空気供給ライン２０（エア配管）の通路上側に入口が下向きの起立状態に配置すると良い。
【００１８】
コントローラは、燃料電池１０の作動時に圧縮機２２を回転させる。これにより、大気中から空気がエアフィルタおよびガス吸着フィルタを通して空気供給ライン２０に取り込まれ、圧縮機２２から熱交換器２３および加湿器２４を通して燃料電池１０へ圧送される。
【００１９】
ガス吸着フィルタ２３は、図２のように空気がクリーナケース２１ａを通過する際にエレメント２１ｂが空気中のガスを吸着するのである。エレメント２１ｂの吸着率は、初期値１００％から流量が増加するに伴って低下する（図３、参照）。この吸着率が、これを下回ると、燃料電池１０の触媒を劣化させかねないが、これ以上であれば、許容される、という値として、目標吸着率が設定される（図４、参照）。ガス吸着フィルタ２１の寿命は、平均空気流量と平均ガス濃度と目標吸着率と安全率とから決定されるのである。
【００２０】
ガス検知部２５のガス吸着材２７は、図５のようにケーシング２６が出口を持たないため、燃料電池１０へ供給される空気は流れないものの、ガスはその拡散作用によって流入するので、このガスを吸着する。ガス吸着材２７は、これを通気するガス量の100％を吸着可能な時間Ｔが設定される（図６、参照）。ガス吸着材２７が飽和（破過）状態になると、ガス量の100％を吸着し切れなくなり、ガス吸着材２７の内側（ケーシングの奥方）へガスが流れ、このガスにガス反応材２８が反応する。
【００２１】
ガス吸着材２６は、活性炭の量や密度を調整することにより、時間Ｔ（図６、参照）と、ガス吸着フィルタ２１の吸着率が目標吸着率に低下する時間Ｔ（図４、参照）と、が等価（Ｔ＝Ｔ）に設定される。
【００２２】
このように構成すると、定期点検時において、ガス検知部２５のガス反応材２８を確認することにより、車両の走行地域に関係なく、ガス吸着フィルタ２１が寿命（交換時期）か否かを適確に判定することができる。
【００２３】
ガス反応材２８が目視可能な反応を示す化学剤の場合、定期点検時において、ガス反応材２８が反応か否かを目視で簡単に確認できる。ガス反応材２８がガス検知センサの場合、ガス検知センサの出力に基づいて作動する警報手段（例えば、コーションランプ）を運転室に配置することにより、車両の走行中においても、ガス吸着フィルタ２１の交換時期を警報することができる。
【００２４】
ガス検知部２５は、ガス反応材２８が反応を示す場合、ガス吸着フィルタ２１と共に新規なものと交換することになる。このため、ガス吸着フィルタ２１およびガス検知部２５については、空気供給ライン２０（エア配管）に対し、脱着可能に構成される。
【００２５】
ガス検知部２５については、図１の場合、ガス吸着フィルタ２１上流の空気供給ライン２０（エア配管）に配置されるが、ガス吸着フィルタ２１と一体化することも考えられる。図７において、クリーナケース２１ａの内部において、エレメント２１ｂの前面側がダーティサイド、エレメント２１ｂの後面側がクリーンサイド、となる。ガス検知部２５は、ケーシング２６としてエレメント２１ｂとクリーナケース２１ａとの間に空気の流れない空間が一体に作られる。この空間２６は、一端が開口かつ他端が閉塞の管状に形成され、一端の開口がクリーナケース２１ａのダーティサイドに臨む配置になっている。空間２６の入口（一端の開口）にガス吸着材２７が配置され、ガス吸着材２７の内側（空間の奥方）にガス反応材２８が配置される。
【００２６】
このようにガス検知部２５をガス吸着フィルタ２１と一体化することにより、フィルタ点検時にガス反応材２８が反応か否かを確認できるほか、フィルタ交換と同時にガス検知部２５も一体に交換できるのである。ガス検知部２５は、クリーナケース２１ａに水が浸入しても、その影響を受けることが少ないよう、ガス吸着フィルタ２１の上部に配置することが望ましい。
【００２７】
ガス検知部２５は、ケーシング２６の容積により、圧縮機２２の吸入側の圧力脈動（吸気音）を吸収するサイドブランチの機能も得られる。図８において、剛壁がケーシング２６、多孔質材料がガス吸着材２７、と仮定すると、ガス吸着材２７（多孔質材料）とケーシング２６の底部（剛壁）との間に空気層が出来るので、（ｂ）の場合に当たり、多孔質材料と剛壁とが密着の場合（ａ）に較べると、図９に示す如く、吸音率が高まり、広い周波数域に掛けて向上する。図９において、点線は多孔質材料と剛壁との間に空気層がある場合（ｂ）における特性であり、実線または１点鎖線は両者が剛性密着の場合（ａ）における特性である。
【００２８】
第２の実施形態を図１０〜図１２に基づいて説明する。ガス検知部２５のケーシング２６は、吸音率を高めるため、レゾネータ（共鳴箱）に構成される。なお、ガス検知部２５以外は、図１の実施形態と同一の構成である。なお、図１〜図６と同一の部品については、同一の符号を付ける。
【００２９】
図１０において、２６ａはレゾネータとして設定されるケーシングであり、レゾネータ２６ａは、首部（ケーシング２６ａの入口）が空気供給ライン２０（エア配管）のガス吸着フィルタ２１上流に接続される。首部にガス吸着材２７が配置され、その内側（レゾネータ２６ａの奥方）にガス反応材２８が配置される。
【００３０】
図１１において、（ａ）はレゾネータ２６ａの構成を模式的に表すものであり、（ｂ）はレゾネータ２６ａと等価の単一共振系モデルを表すものである。レゾネータ２６ａは、容積Ｖと首部形状（断面積Ｓ，長さＬ）とから、消音周波数ｆ0＝（Ｃ／２π）・［Ｓ／（Ｌ／Ｖ）］1/2 が決定される。Ｃは音速である。
【００３１】
圧縮機２２の回転に伴う吸気脈動（加振周波数）が消音周波数ｆ0と等しくなると共鳴が起こり、吸音率が飛躍的に高まる（図１２、参照）。ガス吸着材２７により、首部の根元に空気抵抗材が付けられるので、図１２の点線のように消音周派数範囲を広げることができる。つまり、レゾネータ２６ａの消音特性をガス吸着材２７によってチューニングすることが可能となる。
【００３２】
図１０においては、レゾネータ２６ａの容積Ｖが大きく、余裕があるので、複数（図示の場合、４つ）のガス反応材２８が配置される。これらのガス反応材２８は、各々異なる濃度のガスに反応する。例えば、濃度50ppbのガスに反応するガス反応材２８ａ、濃度100ppbのガスに反応するガス反応材２８ｂ、濃度500ppbのガスに反応するガス反応材２８ｃ、濃度1000ppbのガスに反応するガス反応材２８ｄ、が配置される。
【００３３】
レゾネータ２６ａについても、空気供給ライン２０（エア配管）から取り外し可能に構成され、定期点検時において、複数のガス反応材２８の反応から、ガス吸着フィルタ２１が交換時期か否かの判定が得られるばかりでなく、高濃度のガスが流入か否かについても、これを検知することできる。
【００３４】
第３の実施形態を図１３に基づいて説明する。これは基本的には、図１の実施形態と同じ構成のため、相違する部分を中心に説明する。なお、図１〜図６と同一の部品については、同一の符号を付ける。
【００３５】
この例においては、空気排出ライン３０の圧力調整弁３１下流に水素排出ライン３２が接続され、燃料電池１０から排出される水素を含む空気が空気排出ライン３０を通して排出される。
【００３６】
空気供給ライン２０のガス吸着フィルタ２１上流にガス検知部２５が配置されるほか、空気供給ライン２０のガス吸着フィルタ２１下流にガス検知部４０が配置される。
【００３７】
ガス検知部４０は、ガス検知部２５と同じく、ケーシング４１（入口のみであり、出口がなく、空気の流れない構造）と、入口に配置されるガス吸着材４２と、ガス吸着材４２の内側に配置されるガス反応材４３と、から構成され、ガス吸着材４２が飽和（破過）状態に達すると、その内側にガスが流れ、このガスにガス反応材４３が反応する。
【００３８】
ガス検出部４０は、燃料電池１０に流入したガス量を検知するものであり、ガス吸着材４２が飽和（破過）状態に至る時間Ｔ（図６、参照）については、活性炭の量や密度を調整することにより、燃料電池１０の触媒を劣化させないで済む（燃料電池１０が許容しえる）ガス量に関連づけて設定される。
【００３９】
このため、ガス検知部２５において、ガス反応材２８の反応を確認することにより、ガス吸着フィルタ２１が寿命（交換時期）か否かを判定できるほか、ガス検知部４０において、ガス反応材４３の反応を確認することにより、燃料電池１０に許容限界を超えるガス量が流入したか否かを判定できるのである。
【００４０】
ガス検知部４０は、空気供給ライン２０において、熱交換器２３の下流かつ加湿器２４の上流に配置される。このガス検知部４０についても、交換が簡単に行えるよう、空気供給ライン２０（エア配管）に対し、脱着可能に構成される。
【００４１】
第４の実施形態を図１４に基づいて説明する。これは基本的には、図１の実施形態と同じ構成のため、相違する部分を中心に説明する。なお、図１〜図６と同一の部品については、同一の符号を付ける。
【００４２】
この例においては、空気供給ライン２０と空気排出ライン３０との間を短絡させる排気バイパスライン３３が配置される。排気バイパスライン３３の一端は、空気供給ライン２０の熱交換器２３下流かつ加湿器２４上流に接続され、排気バイパスライン３３に遮断弁３４が配置される。
【００４３】
排気バイパスライン３３の他端は、空気排出ライン３０の圧力調整弁３１下流に接続される。この接続部下流に水素排出ライン３２が接続され、燃料電池１０から排出される水素を含む空気が空気排出ライン３０を通して排出される。
【００４４】
燃料電池１０の作動時、コントローラ（図示せず）が遮断弁３４を開くと、余剰の加圧空気が加湿器２４を迂回して空気排出ライン３０を通って排出される。コントローラは、燃料電池１０の作動状に応じて遮断弁３４の開閉および圧力調整弁３１の開度を制御し、燃料電池１０へ供給される空気圧力を調節するのである。
【００４５】
空気供給ライン２０のガス吸着フィルタ２１上流にガス検出部２５が配置されるほか、排気バイパスライン３４の遮断弁３４下流にガス検出部５０が配置される。
【００４６】
ガス検知部５０は、ガス検知部２５と同じく、ケーシング５１（入口のみであり、出口がなく、空気の流れない構造）と、入口に配置されるガス吸着材５２と、ガス吸着材５２の内側に配置されるガス反応材５３と、から構成され、ガス吸着材５２が飽和（破過）状態に達すると、その内側にガスが流れ、このガスにガス反応材５３が反応する。
【００４７】
ガス検知部５０のガス吸着材５２が飽和（破過）に至る時間Ｔ（図６、参照）については、活性炭の量や密度を調整することにより、遮断弁３３の平均稼働率を加味しつつ、燃料電池１０の触媒を劣化させないで済む（燃料電池が許容しえる）ガス量に関連づけて設定される。
【００４８】
このため、ガス検知部２５において、ガス反応材２８の反応を確認することにより、ガス吸着フィルタ２１が寿命（交換時期）か否かの判定が得られるほか、ガス検知部５０において、ガス反応材５３の反応を確認することにより、燃料電池１０に許容限界を超えるガス量が流入したか否かを判定することができる。
【００４９】
ガス検知部５０は、遮断弁３３下流に配置のため、図１３のガス検知部４０に較べると、耐圧や気密性の部品要求が緩和され、ガス反応材５３の確認も容易になる。
【００５０】
図１３において、図１４の排気バイパスライン３３を備える場合を仮定すると、ガス検知部４０については、遮断弁３４上流の排気バイパスライン３３（エア配管）にガス吸着材４２およびガス反応材４３を配置したり、遮断弁３４上流の排気バイパスライン３３（エア配管）にガス吸着材４２、遮断弁３４下流の排気バイパスライン３３（エア配管）にガス反応材４３、を配置することも考えられる。これによると、ケーシング４１（入口のみであり、出口がなく、空気の流れない構造）が不要というメリットが得られる。
【００５１】
第５の実施形態を図１５に基づいて説明する。これは基本的には、図１の実施形態と同じ構成のため、相違する部分を中心に説明する。なお、図１〜図６と同一の部品については、同一の符号を付ける。
【００５２】
この例においては、空気排出ライン３０の圧力調整弁３１下流に水素排出ライン３２が接続され、燃料電池１０から排出される水素を含む空気が空気排出ライン３０を通して排出される。
【００５３】
空気供給ライン２０のガス吸着フィルタ２１下流においては、加湿器２４の上流（乾燥空気入口側）にガス検知部４０ａが配置されるほか、加湿器２４の下流（湿潤空気出口側）にガス検出部４０ｂが配置される。２つのガス検知部４０ａ，４０ｂは、図１３のガス検知部４０と同一の構成になり、ガス吸着材４２が飽和（破過）状態に至る時間（図６、参照）についても、同一の設定になる。
【００５４】
両者のガス吸着材４２は、ガスの拡散作用によって流入するガスを吸着する。一方は、乾燥空気中のガスを吸着するのであり、他方は、湿潤空気中のガスを吸着するのであり、両者のガス反応材４３の反応に差が出る（加湿器２４の乾燥空気入口側のガス検知部４０ａの方がガス反応材４３の反応が早く、加湿器２４の湿潤空気出口側のガス検知部４０ｂの方がガス反応材４３の反応が遅れる）場合、ガスが浸水した結果と判定することができる。
【００５５】
このため、ガス検知部２５において、ガス反応材２８の反応を確認することにより、ガス吸着フィルタ２１が寿命（交換時期）か否かを判定できるほか、ガス検知部４０ａにおいて、ガス反応材４３の反応を確認することにより、燃料電池１０に許容限界を超えるガス量が流入したか否かの判定が得られるほか、ガス検知部４０ａ，４０ｂにおいて、これらガス反応材４３の反応を比較することにより、浸水性のあるガス（例えば、二酸化硫黄ガス）が流れたか否かについても、これを判定できるのである。
【００５６】
第６の実施形態を図に基づいて説明する。これは基本的には、図の実施形態と同じ構成のため、主に相違する部分を説明する。なお、図の実施形態と同一の構成部品に同一の符号を付ける。
【００５７】
この例においては、空気排出ライン３０の圧力調整弁３１下流に水素排出ライン３２が接続され、燃料電池１０から排出される水素を含む空気が空気排出ライン３０を通して排出される。
【００５８】
燃料電池１０の空気入口側にガス検知部４０ｂが配置されるほか、燃料電池１０の空気出口側にガス検出部６０が配置される。ガス検知部４０ｂは、図１３のガス検知部４０と同一の構成になり、ガス吸着材４２が飽和（破過）状態に至る時間Ｔ（図６、参照）についても、活性炭の量や密度を調整することにより、燃料電池の触媒を劣化させないで済む（燃料電池が許容しえる）ガス量に関連づけて設定される。
【００５９】
ガス検知部６０は、燃料電池の空気出口側のガス濃度を検知するものであり、ガス吸着材６２が飽和（破過）状態に至る時間Ｔ（図６、参照）については、活性炭の量や密度を調整することにより、空気入口側のガス吸着材４２が飽和（破過）状態に至るガス吸着量（飽和量）に関連づけて設定される。例えば、空気出口側のガス吸着材６２の飽和量は、空気入口側のガス吸着材４２の飽和量に対し、１／５〜１／１０程度に設定される。
【００６０】
これらガス検出部４０ｂ，６０により、燃料電池１０の空気入口側と空気出口側とのガス濃度を比較する構成となり、空気出口側に飽和量が異なる複数のガス検知部６０を設定すると、空気入口側のガス検知部４０ｂのガス反応材４３を確認しつつ、ガス反応材４３が反応の場合、空気出口側の複数のガス検知部６０について、ガス反応材６３が反応を示すガス検知部６０を確認することにより、燃料電池１０の内部に吸着したガス量を検知することができる。
【００６１】
また、ガス検知部２５において、ガス反応材２８の反応を確認することにより、ガス吸着フィルタ２１が寿命（交換時期）か否かを判定できるほか、ガス検知部４０ｂにおいて、ガス反応材４３の反応を確認することにより、燃料電池１０に許容限界を超えるガス量が流入したか否かの判定が得られるのである。
【００６２】
第２の実施形態〜第６の実施形態については、様々に組み合わて併用することが可能となる。例えば、図１５の実施形態と図１６の実施形態との組み合わせにより、加湿器２４の乾燥空気入口側にガス検知部４０ａ、湿潤空気出口側（燃料電池１０の空気入口側）にガス検知部４０ｂ、燃料電池１０の空気出口側にガス検知部６０，を配置することが考えられる。
【００６３】
第１の実施形態〜第６の実施形態において、空気供給ライン２０のガス吸着フィルタ２１下流に高濃度ガスに反応するガス反応材を配置すると、定期点検時において、ガス吸着フィルタ２１上流のガス検知部２５により、ガス吸着フィルタ２１が交換時期か否かの判定が得られるほか、ガス吸着フィルタ２１下流のガス反応材により、ガス濃度の高い地域を走行したか否かを確認することができる。
【００６４】
図１７は、高濃度ガスに反応するガス反応材を一体化したガス吸着フィルタ２１を例示するものであり、ガス反応材６５は、クリーナケース２１ａの内部において、エレメント２１ｂの後面側に配置される。これにより、ガス反応材６５についても、ガス吸着フィルタ２１と同時かつ一体に交換可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図２】ガス吸着フィルタの構成図である。
【図３】ガス吸着フィルタの特性図である。
【図４】ガス吸着フィルタの特性図である。
【図５】ガス検知部の構成図である。
【図６】ガス吸着材の特性図である。
【図７】別のガス検知部の構成図である。
【図８】ガス検知部の吸音に係る説明図である。
【図９】ガス検知部の吸音に係る特性図である。
【図１０】第２の実施形態に係るレゾネータの構成図である。
【図１１】レゾネータの説明図である。
【図１２】レゾネータの特性図である。
【図１３】第３の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図１４】第４の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図１５】第５の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図１６】第６の実施形態に係る燃料電池システムの構成図である。
【図１７】別のガス吸着フィルタの構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  燃料電池
２０  空気供給ライン
２１  ガス吸着フィルタ
２２  圧縮機
２３  熱交換器
２４  加湿器
２５，４０，４０ａ，４０ｂ，５０  ，６０  ガス検知部
２６，４１，５１，６１  ケーシング
２６ａ  レゾネータ
２７，４２，５２，６２  ガス吸着材
２８，４３，５３，６３  ガス反応材
３０  空気排出ライン
３１  圧力調整弁
３２  水素排出ライン
３３  排気バイパスライン
３４  遮断弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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