(57)【要約】【課題】カソード側とアノード側間に一定の差圧を維持可能であり、圧力変動も吸収できるコンパクトな燃料電池差圧維持装置を提供する。【解決手段】燃料電池２のカソードガス供給ライン３に連通されるカソード側室２２と前記アノードガス供給ライン４に連通されるアノード側室２１とを、両室の圧力差に応じて移動可能であり且つ自らの弾性により初期位置へ復帰付勢されるベロー２０を介して連結した体積伸縮体５を設けた。【選択図】　　図１
2004134161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード極とアノード極からなり酸素を含むカソードガスと水素を含むアノードガスから発電する燃料電池と、
前記燃料電池にカソードガスを供給するカソードガス供給ラインとアノードガスを供給するアノードガス供給ラインと、
前記カソードガス供給ラインに連通されるカソード側室と前記アノードガス供給ラインに連通されるアノード側室とを、両室の圧力差に応じて移動可能であり且つ復元手段により初期位置へ復帰付勢される可動壁を介して連結した体積伸縮体と、から構成したことを特徴とする燃料電池差圧維持装置。
【請求項２】
前記復元手段は、前記可動壁が初期位置から移動するときに作動するばね定数の異なる別の弾性体を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池差圧維持装置。
【請求項３】
前記復元手段および可動壁は、カソードガス供給ラインに設置される圧縮機の吐出圧周波数よりも固有振動数が大きくなるよう、設置される弾性体のばね定数および可動壁の質量を設定していることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池差圧維持装置。
【請求項４】
前記体積伸縮体は、前記復元手段と並列に復元手段の作動を抑制する振動減衰器を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の燃料電池差圧維持装置。
【請求項５】
前記体積伸縮体は、アノード側室とアノードガス供給ラインとの間若しくはカソード側室とカソードガス供給ラインとの間のいずれか一方に流量調整弁を備え、アノードガス供給ラインの圧力を検出する圧力センサとカソードガス供給ラインの圧力を検出する圧力センサとの出力値に応じて前記流量制御弁のバルブ開度を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の燃料電池差圧維持装置。
【請求項６】
前記体積伸縮体は、アノード側室とアノードガス供給ラインとの間若しくはカソード側室とカソードガス供給ラインとの間のいずれか一方に流量調整弁を備え、アノードガス供給ラインの圧力がカソードガス供給ラインの圧力より高い場合に前記流量調整弁のバルブ開度を大きくし、その他の場合には流量制御弁のバルブ開度を小さくすることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の燃料電池差圧維持装置。
【請求項７】
前記体積伸縮体は、アノード側室とアノードガス供給ラインとの間若しくはカソード側室とカソードガス供給ラインとの間のいずれか一方に逆止弁を備え且つこの逆止弁をバイパスしてオリフィスと前記逆止弁とは逆方向に作用する逆止弁を直列に備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の燃料電池差圧維持装置。
【請求項８】
前記体積伸縮体は、アノードガス供給ラインの圧力がカソードガス供給ラインの圧力よりも高いときは、逆止弁のみを介して体積伸縮体とアノード供給ライン若しくはカソードガス供給ラインと連通することを特徴とする請求項７に記載の燃料電池差圧維持装置。
【請求項９】
前記アノード側室は、体積伸縮体の外部へのシール性能が高い側の室に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一つに記載の燃料電池差圧維持装置。
【請求項１０】
前記体積伸縮体は、ベローによりシリンダ内を２つの室に区画して形成され、アノード側室はベローにより囲まれる内側に形成し、カソード側室はベローの外側に形成したことを特徴とする請求項９に記載の燃料電池差圧維持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アノードとカソードのガス圧力の変動に対して、両ガスの差圧を維持可能な燃料電池差圧維持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から燃料電池運転中の急激な負荷低減もしくは負荷遮断により供給する反応ガス量を急激に減少させなければならない時、流路の構造によりカソード側とアノード側で圧力の低下特性が異なるため、両圧力間に発生する差圧の増加を緩和しようとするものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、カソード側とアノード側の各出口に夫々体積伸縮体からなる圧力変動緩和装置を接続し、アノード側やカソード側に圧力変動が生じた場合にこれを圧力変動緩和装置の体積伸縮体により吸収して迅速に緩和するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１０６２０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、体積伸縮体を備えた差圧緩和装置によりカソード側とアノード側との間に発生した差圧を解消するよう作動するため、カソード側とアノード側との間の高分子膜が耐えうるある一定の差圧を作用させたい場合には、適用できない不具合がある。
【０００６】
また、上記従来技術においては、圧力変動を体積伸縮体の体積変化のみで吸収するものであるため、カソード側とアノード側との間に発生する圧力変動の周期が共振した場合に生ずる圧力ハンチング現象を防止できないという不具合もある。
【０００７】
さらに、上記従来技術は溶融炭酸塩型燃料電池を用いた発電設備を対象とするものであり、自動車等に適用する場合に装置が大型であり、構造が複雑であるため、車両への搭載が困難であるという不具合もあった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、カソード側とアノード側間に一定の差圧を維持可能であり、圧力変動も吸収できるコンパクトな燃料電池差圧維持装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料電池のカソードガス供給ラインに連通されるカソード側室と前記アノードガス供給ラインに連通されるアノード側室とを、両室の圧力差に応じて移動可能であり且つ復元手段により初期位置へ復帰付勢される可動壁を介して連結した体積伸縮体を備える。
【００１０】
【発明の効果】
したがって、本発明では、アノードガス供給ラインとカソードガス供給ラインとの圧力差に応じて体積伸縮体の可動壁が移動して高い側の圧力を低い側へ逃がすため、両極間に発生する圧力差を緩和して圧力変動を吸収することができ、しかも、体積伸縮体は両極間の圧力差に応じて移動可能な可動壁を設けるのみのコンパクトな装置で実現できる。
【００１１】
また、体積伸縮体の可動壁は復元手段により初期位置へ復帰付勢されるため、カソード極、アノード極間に燃料電池スタックが必要とする小さな差圧をかけた状態で運転することもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の燃料電池差圧維持装置を各実施形態に基づいて説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明を適用した燃料電池差圧維持装置の第１実施形態を示す回路図である。
【００１４】
図１において、燃料電池差圧維持装置１は、燃料電池２と、燃料電池２にカソードガスを供給するカソードガス供給ライン３と、燃料電池２にアノードガスを供給するアノードガス供給ライン４と、両供給ライン３、４に跨って配置する体積伸縮体５とで構成している。
【００１５】
前記燃料電池２は、膜電極接合体２Ｂをカソード極セパレータ２Ｃ（以下、カソード極という）とアノード極セパレータ２Ａ（以下、アノード極という）とで挟んだ燃料電池２が図示されており、カソード極２Ｃにはカソードガス供給ライン３よりカソードガス（空気）が供給され、アノード極２Ａにはアノードガス供給ライン４からアノードガス（水素）が供給されることで、燃料電池２は発電反応による発電を行う。
【００１６】
前記カソードガス供給ライン３は、外気を取り込み、電動機６で駆動される圧縮機７で圧縮して送出し、アフタークーラ８を経由して燃料電池２のカソード極２Ｃに供給し、カソード極２Ｃから排出される排カソードガスは圧力制御弁９から排出される。圧縮機７で圧縮されて高温になったカソードガスとしての空気はアフタークーラ８により冷却された後に燃料電池２のカソード極２Ｃに供給される。
【００１７】
前記圧力制御弁９は燃料電池２のカソード極２Ｃに供給するカソードガスの圧力を設定した所定圧に調圧する。前記カソードガス供給ライン３は、燃料電池２の負荷が急激に低減して発電量を急減させたいときには、電動機６の回転数を低下させることで圧縮機７より供給するカソードガス流量を低減させる。
【００１８】
前記アノードガス供給ライン４は、高圧貯蔵ボンベ１０に蓄圧された水素を含むアノードガスを、圧力制御弁１１で予め設定した所定圧に減圧し、流量制御弁１２で流量を調節して燃料電池２のアノード極２Ａに供給する。燃料電池２のアノード極２Ａから排出された排水素は循環ライン１３を経由して戻されエゼクタ１４により新たに供給されたアノードガスと混合されて再び燃料電池２のアノード極２Ａに供給される。なお、循環ライン１３に接続された配管１５に設けられた開閉弁１６は排水素循環ライン１３内に蓄積されてゆく窒素ガス（Ｎ２）等の不純物を排出するために定期的に開放される。前記アノードガス供給ライン４は、燃料電池２の負荷が急激に低減して発電量を急減させたいときには、圧力制御弁１１を遮断して高圧貯蔵ボンベ１０をアノードガス供給ライン４から切り離す。
【００１９】
前記体積伸縮体５は、カソードガス供給ライン３およびアノードガス供給ライン４の燃料電池２への入口手前に連通させて配置される。この体積伸縮体５は、可動壁を構成するベロー２０によりシリンダ室１９を２つの室に区画し、一方の室をアノードガス供給ライン４に連通させたアノード側室２１とし、他方の室をカソードガス供給ライン３に連通させたカソード側室２２とする。この場合、ベロー２０の内部をアノード側室２１とし、ベロー２０の外部をカソード側室２２として構成するのが、ベロー２０の内部の機密性が高いことから、アノードガスの外部への漏れに対して有効である。ベロー２０は、アノードガス供給ライン４とカソードガス供給ライン３の圧力差に応じて伸縮し、初期位置からの伸長若しくは収縮するに連れて復元手段としてのベロー２０自体のバネ反力が発生し、バネ反力と前記圧力差とが釣合った位置で伸縮が停止するよう作動する。
【００２０】
前記体積伸縮体５は、また、アノードガス供給ライン４とカソードガス供給ライン３とに連通するものであるがために、前記圧力差に応じてベロー２０が伸縮移動する際、一方の供給ライン４または３から一方の室２１または２２へガスを受入れると、他方の室２２または２１は縮小されて他方の供給ライン３または４へガスを排出するよう作用し、両供給ライン３、４の圧力差を緩和するよう機能する。一般にアノード側の方がカソード側に対して圧力降下時の圧力降下速度が遅いため、アノード側の圧力がカソード側の圧力に対して大きくなるケースの方が多い。従って、ベロー２０の内部をアノード側室２１とする場合には、ベロー２０が初期位置より伸長側で作動する。
【００２１】
以上の構成の燃料電池差圧維持装置の動作について以下に説明する。
【００２２】
燃料電池２の定常運転時においては、カソードガス供給ライン３では、電動機６に駆動された圧縮機７が空気を圧縮し、アフタークーラ８が圧搾空気を冷却して燃料電池２のカソード極２Ｃに供給する一方、アノードガス供給ライン４では、高圧貯蔵ボンベ１０よりのアノードガスを圧力制御弁１１および流量制御弁１２を経由して圧力および流量が調整され、エゼクタ１４を介して循環ライン１３の排水素ガスとともに燃料電池２のアノード極２Ａに供給する。カソード極２Ｃとアノード極２Ａとの間に生じる差圧は、体積伸縮体５のベロー２０の伸び変位とそのばね定数から定まる復元力をベロー２０の受圧面積で割った圧力となり、差圧を維持しながら運転される。
【００２３】
急激な負荷低減等が発生して発電量を急減させたいときには、カソードガス供給ライン３では電動機６の回転数が減速される一方、アノードガス供給ライン４では圧力制御弁１１を遮断位置に切換える。
【００２４】
カソードガス供給ライン３からのカソードガス流量は、電動機６の回転数が低下することで低減させる事ができる。一方、アノードガス供給ライン４のアノードガスは再循環され、電池反応による消費のみであり、燃料電池２の高負荷運転時の高い圧力は徐々にしか低下しない。従って、両極２Ａ、２Ｃ間に大きな差圧が発生する。
【００２５】
アノードガス供給ライン４のアノードガスは、接続されている体積伸縮体５の一方の室２１に導入され、ベロー２０を伸長させて一方の室２１の体積を増加させることでアノードガスの圧力を低減する。他方、体積伸縮体５のベロー２０の他方の室２２内に存在していたカソードガスはカソードガス供給ライン３に押し出され、両極２Ａ、２Ｃの差圧とベロー２０の復元力が平衡する位置までベロー２０の内部室２１は膨張し、両極２Ａ、２Ｃの差圧は高分子膜２Ｂが破損しない範囲に維持される。
【００２６】
図２（Ａ）はベロー２０内部の内容積（一方の室２１）とその復元力の関係を示したグラフであり、図２（Ｂ）はベロー２０内部の内容積と両極２Ａ、２Ｃ間差圧の関係を示したグラフである。このグラフにおいて、定常運転時では、圧力制御弁９により燃料電池の運転に必要な差圧Ｐ１で運転され、この時のベロー２０内部の内容積はＶ１であり、復元力はＦ１である。
【００２７】
他方、急激な負荷低減などにより両極２Ａ、２Ｃに差圧が発生した場合には、ベロー２０内部の内容積はＶ２まで増加し、この時の差圧Ｐ２は高分子膜２Ｂが耐えうる許容差圧以下となる。
【００２８】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２９】
（ア）アノードガス供給ライン４とカソードガス供給ライン３との圧力差に応じて体積伸縮体５の可動壁としてのベロー２０が伸縮して高い側の圧力を低い側へ逃がすため、両極２Ａ、２Ｃ間に発生する圧力差を緩和して圧力変動を吸収することができ、しかも、体積伸縮体５は両極２Ａ、２Ｃ間の圧力差に応じて伸縮可能なベロー２０を設けるのみのコンパクトな装置で実現できる。
【００３０】
（イ）また、体積伸縮体５の可動壁としてのベロー２０は復元手段として自らのばね力により初期位置へ復帰付勢するため、カソード極２Ｃ、アノード極２Ａ間に燃料電池が必要とする小さな差圧をかけた状態で運転することもできる。
【００３１】
（ウ）アノード側室２１は、外部へのシール性能が高い側の室に設けられているため、水素を含むガスが外部へ漏れることが防げ、安全性の高い燃料電池差圧維持装置を提供する事ができる。特に、図１に示す体積伸縮体５では、ベロー２０により囲まれる内側をアノード側室２１としているため、確実にシールすることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
図３〜図４は本発明の燃料電池差圧維持装置の第２実施形態を示し、図３は実施形態の一例を示す構成図、図４〜図７は第２実施形態の別例を夫々示す構成図である。本実施形態においては、ベロー式の体積伸縮体に代えてピストン式の体積伸縮体を用いるようにしたものである。なお、図１と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００３３】
図３において、ピストン式の体積伸縮体５は、アノードガス供給ライン４とカソードガス供給ライン３とに端部を開口したシリンダ２５と、シリンダ２５に摺動自在に嵌合しシリンダ２５内をアノード側室２１とカソード側室２２とに区画するピストン２６と、カソード側室２２にあってピストン２６を初期位置に付勢するばね２７と、シリンダ２５とピストン２６との隙間を密封するシールリング２８とからなる。
【００３４】
前記ピストン２６はばね２７により初期位置に復帰するよう付勢されており、例えば、カソード側室２２とアノード側室２１との差圧によりカソード側室２２に変移した場合には、差圧とばね２７の復元力とが釣合った位置にピストン２６を位置させる。なお、シリンダ２５のカソード側室２２にはカソードガス供給ライン３へ導通する開口２９が、また、シリンダ２５のアノード側室２１にはアノードガス供給ライン４へ導通する開口３０が設けられている。
【００３５】
以上の構成の体積伸縮体５を備える燃料電池差圧維持装置１においては、ピストン２６の一方であるアノード側室２１にはアノードガス供給ライン４に接続され、ピストン２６の他方であるカソード側室２２にはカソードガス供給ライン３が接続され、夫々アノードガスおよびカソードガスが供給されることで、燃料電池２および体積伸縮体５が作動する。
【００３６】
燃料電池２の定常運転時においては、カソード極２Ｃとアノード極２Ａとの間の差圧は小さく、且つばね２７の復元力と釣合って差圧は維持される。
【００３７】
急激な負荷変動等によりアノードガス圧力が上昇すると、ピストン２６がアノード側室２１を拡大しカソード側室２２を縮小するように移動し、ばね２７の復元力と釣合った位置に移動する。そして、アノード側室２１の容積拡大とカソード側室２２の容積縮小に伴うカソードガス供給ライン３へのカソードガスの排出とにより、両極２Ａ、２Ｃ間の差圧が所定以上に上昇するのを抑制する。
【００３８】
図４に示す第２実施形態の別例の体積伸縮体においては、図３に示す体積伸縮体５のアノード側室２１に、定常運転時においてピストン２６と接近する先端位置を備えた副ばね３２を配置したものである。副ばね３２のばね定数はカソード側室２２に配置されたばね２７のばね定数と異ならせている。その他の構成は図３と同じである。
【００３９】
以上の構成の体積伸縮体５においては、定常運転中におけるアノードガス供給ライン４およびカソードガス供給ライン３の圧力脈動の周期とばね２７の固有振動数の倍数が共振現象を起こし、ばね２７がサージングするような場合に、ピストン２６が副ばね３２と接触することにより、ばね２７のばね定数と副ばね３２のばね定数が合成され、固有振動数が変化し、ばね２７のサージングを抑制することができる。
【００４０】
また、圧縮機７に、例えば、スクリューコンプレッサ等の吐出圧が高周波で変動するものを使用した場合に、副ばね３２のばね定数を次式で示すように、固有振動数が圧縮機７の吐出圧脈動の周波数よりも大きくする事により、
（ｋ／ｍ）１／２＞ｆｃｏｍｐ−ｏｕｔ
ｋ：ばね２７とばね３２の合成ばね定数
ｍ：ピストンの往復運動慣性重量
ｆｃｏｍｐ−ｏｕｔ：圧縮機吐出圧周波数
ばね２７のサージングを抑制することができる。
【００４１】
図５に示す第２実施形態の別例の体積伸縮体５においては、図３に示す体積伸縮体５のアノード側室２１に、収縮時に粘性減衰力を発生し伸長時に減衰力を発生しないダッシュポット３３をシリンダ２５の壁面とピストン２６との間に配置したものである。
【００４２】
以上の構成のシリンダ式の体積伸縮体５においては、図２（Ａ）において、体積伸縮体５の内部容積（アノード側室２１の容積）がＶ２からＶ１へ戻る際、ばね２７の復元力Ｆ２は低常時の復元力Ｆ１よりも大きく、体積減少速度が大きくなってしまい、ハンチングが発生する。ダッシュポット３３は、収縮時の粘性減衰力によりピストン２６を徐々に復帰させるよう作用し、体積伸縮体５の体積減少速度を所定速度以下に抑制することができる。
【００４３】
図６に示す第２実施形態の別例の体積伸縮体５においては、図３に示す体積伸縮体５のアノード側室２１とアノードガス供給ライン４とを連通させる通路中に流量制御弁３４を設け、アノードガス供給ライン４の圧力センサ３５とカソードガス供給ライン３の圧力センサ３６とで検出される圧力値からコントローラ３７によりそのバルブ開度を制御するようにしたものである。コントローラ３７は、圧力センサ３５、３６で検出されるアノード側圧力がカソード側圧力よりも高い場合には流量制御弁３４のバルブ開度を大きくし、逆にカソード側圧力がアノード側圧力よりも大きい場合および両極２Ａ、２Ｃの差圧が小さい場合にはバルブ開度を小さくしてオリフィスとなるよう制御する。
【００４４】
以上の構成の体積伸縮体５においては、定常運転時にはアノード側圧力とカソード側圧力との差圧が小さいため、コントローラ３７によって流量制御弁３４のバルブ開度は絞られオリフィスとして機能し、アノード側圧力およびカソード側圧力の圧力変動を減衰させる。
【００４５】
急激な負荷変動などによりアノードガス圧力が上昇すると、圧力センサ３５、３６でこの上昇を検出しコントローラ３７は流量制御弁３４のバルブ開度を開放してアノードガスをアノード側室２１に導入し、カソード側室２２のカソードガスをカソードガス供給ライン３に吐き出し、差圧が所定値以上に上昇するのを抑制する。
【００４６】
また、アノード側室２１の容積が増大し他方カソード側室２２の容積が減少した状態で、負荷が元に戻りアノードガス圧力が減少しカソードガス圧力が増大し、ピストン２６が初期位置に復帰する場合には、コントローラ３７はこの状態を圧力センサ３５、３６で検出して流量制御弁３４のバルブ開度を絞り、アノードガス圧力およびカソードガス圧力が圧力変動するのを抑制する。
【００４７】
図７に示す第２実施形態の別例の体積伸縮体５においては、カソードガス供給ライン３と体積伸縮体５のカソード側室２２との間に、カソード側室２２からカソードガス供給ライン３ヘの方向に流れる場合のみ流通を許容する逆止弁４０と、逆止弁４０を迂回するバイパス通路４１にカソードガス供給ライン３からカソード側室２２への方向に流れる場合のみ流通を許容する逆止弁４２とオリフィス４３とを配置して構成した。
【００４８】
以上の構成の体積伸縮体５においては、アノードガス圧力がカソードガス圧力よりも高いときは逆止弁４０を介して、体積伸縮体５のカソード側室２２とカソードガス供給ライン３が連通し、瞬間的にアノード側室２１の体積が増加し、アノードガス圧力を低減することが可能である
逆に体積伸縮体５のアノード側室２１の体積が縮小する場合や微小な圧力変動のある場合には、バイパス通路４１のオリフィス４３をガスが通過するため、圧力脈動を減衰させることができる。
【００４９】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）、（イ）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。
【００５０】
（エ）図４に示す体積伸縮体５では、復元手段として、可動壁としてのピストン２６が初期位置から移動するときに作動するばね定数の異なる複数の弾性体即ちばね２７、３２を備えるため、体積伸縮体５のばね２７とピストン２６よりなる振動系の固有振動数が圧力変動の周波数と共振しようとしても、別のばね３２がピストン２６に接触することにより固有振動数が変化し振動を減衰することができる。
【００５１】
（オ）また、カソードガス供給ライン３に設置される圧縮機７の吐出圧周波数よりも固有振動数が大きくなるよう、体積伸縮体５の設置される弾性体としてのばね２７、３２のばね定数および可動壁としてのピストン２６の質量を設定しているため、カソードガス供給ライン３にコンプレツサ７を使用し、高い周波数の圧力変動が発生した場合でも、体積伸縮体５のばね２７、３２とピストン２６よりなる振動系の共振を発生することがなく、体積伸縮体５の固有振動数と圧力脈動の周波数倍数の一致による共振現象を回避する事ができる。
【００５２】
（カ）図５に示す体積伸縮体５では、復元手段としてのばね２７と並列にばね２７の復元方向の作動を抑制する振動減衰器としてのダッシュポット３３を備えるため、ピストン２６を初期位置に徐々に復帰させるよう作用し、体積伸縮体５の固有振動数と圧力脈動の周波数倍数の一致による共振現象を回避する事ができる。
【００５３】
（キ）図６に示す体積弾性体５では、両極２Ａ、２Ｃ間の差圧の大きさにより流量制御弁３４のバルブ開度を制御できるため、両極２Ａ、２Ｃ間の差圧が高分子膜の耐えうる小さい圧力の時は体積伸縮体５を通さずダイレクトに燃料電池２ヘ供給でき、体積伸縮体５の作動音の低減やシール部の磨耗低減ができる。
【００５４】
（ク）また、一般にアノード側の方が圧力降下時の圧力降下速度が遅いため、アノード側の圧力が大きくなる場合の方が多い。図６に示す体積伸縮体５では、アノードガス供給ライン４の圧力がカソードガス供給ライン３の圧力より高い場合には流量調整弁３４のバルブ開度を大きくするため、速やかに差圧を吸収でき有利である。
【００５５】
（ケ）図７に示す体積弾性体５では、体積伸縮体５とアノードガス供給ライン４若しくはカソードガス供給ライン５との間に逆止弁４０を備え且つこの逆止弁４０をバイパスしてオリフィス４３と前記逆止弁４０とは逆方向に作用する逆止弁４２を直列に備えるため、急激な負荷変動による、大きな差圧が発生した場合は、オリフィス４３の無い方を通過して流れて急激な圧力変動を吸収でき、跳ね返ってくる圧力脈動はオリフィス４３を通過するので、減衰され、緩やかに平衡状態にすることができる。
【００５６】
（コ）また、一般にアノード側の方が圧力降下時の圧力降下速度が遅いため、アノード側の圧力が大きくなる場合の方が多い。図７に示す体積伸縮体５では、アノードガス供給ライン４の圧力がカソードガス供給ライン３の圧力よりも高いときは、逆止弁４０のみを介して体積伸縮体５とアノード供給ライン４若しくはカソードガス供給ライン３と連通するため、アノードガス供給ライン４の圧力が大きい場合に、瞬間的にアノード側室２１の体積が増加し、アノード側の圧力を低減して速やかに差圧を吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す燃料電池差圧維持装置の回路構成図。
【図２】同じく体積伸縮体の内容積（一方の室）とその復元力の関係を示したグラフ（Ａ）、および、体積伸縮体の内容積と両極間差圧の関係を示したグラフ（Ｂ）。
【図３】本発明の第２実施形態を示す燃料電池差圧維持装置における体積伸縮体の構成図。
【図４】第２実施形態の別例を示す体積伸縮体の構成図。
【図５】第２実施形態のまた別例を示す体積伸縮体の構成図。
【図６】第２実施形態のさらに別例を示す体積伸縮体の構成図。
【図７】第２実施形態のさらにまた別例を示す体積伸縮体の構成図。
【符号の説明】
１　燃料電池差圧維持装置
２　燃料電池
３　カソードガス供給ライン
４　アノードガス供給ライン
５　体積伸縮体
６　電動機
７　圧縮機
８　アウタークーラ
９、１１　圧力制御弁
１０　高圧貯蔵ボンベ
１２、３４　流量調整弁
１３　循環ライン
１４　エゼクタ
２０　可動壁および復元手段としてのベロー
２１　アノード側室
２２　カソード側室
２６　可動壁としてのピストン
２７　復元手段としてのばね
３２　副ばね
３３　振動減衰器としてのダッシュポット
４０、４２　逆止弁
４３　オリフィス
【図１】
2004134161.tif 000003
【図２】
2004134161.tif 000004
【図３】
2004134161.tif 000005
【図４】
2004134161.tif 000006
【図５】
2004134161.tif 000007
【図６】
2004134161.tif 000008
【図７】
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