(57)【要約】【課題】オフガスを再循環させる燃料電池システムにおいて、簡単な構成で燃料電池への燃料供給圧を精度よく調整可能とする。【解決手段】水素供給装置３１から燃料電池１０に水素を供給するための水素供給経路３０と、燃料電池１０から排出されるオフガスを水素供給経路３０に合流させ、燃料電池１０に再循環させるオフガス循環経路３４と、オフガスをオフガス循環経路３４に循環させるとともにオフガスの循環量を制御可能であり、さらにオフガスを主供給水素に混合するエジェクタポンプ３８と、エジェクタポンプ３８の吐出圧を検出する圧力センサ３３とを設ける。圧力センサ３３により検出したエジェクタポンプ３８の吐出圧に基づいて、エジェクタポンプ３８によるオフガスの循環量を制御する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素と酸素との化学反応により電気エネルギを発生させる燃料電池（１０）を有する燃料電池システムであって、
水素供給装置（３１）から前記燃料電池（１０）に水素を供給するための水素供給経路（３０）と、
前記燃料電池（１０）に供給された前記水素のうち前記化学反応に用いられなかった未反応水素を含んで前記燃料電池（１０）から排出されるオフガスを前記水素供給経路（３０）に合流させ、前記燃料電池（１０）に再循環させるオフガス循環経路（３４）と、
前記オフガスを前記オフガス循環経路（３４）に循環させるとともに前記オフガスの循環量を制御可能であり、さらに前記オフガスを前記主供給水素に混合するオフガス循環手段（３８）と、
前記燃料電池への出力要求を検出する手段とを備え、前記出力要求に基づき、前記オフガス循環手段の吐出圧を制御することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記オフガス循環手段（３８）の吐出圧を検出する圧力検出手段（３３）を備え、
前記圧力検出手段（３３）により検出した前記オフガス循環手段（３８）の吐出圧に基づいて、前記オフガス循環手段（３８）による前記オフガスの循環量を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記オフガス循環手段（３８）は、前記主供給水素が流出するノズル（３８３）を有するとともに、前記ノズル（３８３）の開口面積を任意に可変制御できるエジェクタポンプであることを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記ノズル（３８３）の内部には、テーパ状の端部を有する可動ニードル（３８５）が同軸的に配置され、前記可動ニードル（３８５）を軸方向に移動させることで前記ノズル（３８３）からの前記テーパ状の端部の突き出し量を調整することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記可動ニードル（３８５）は、電気的駆動手段（３８８）により駆動されることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記可動ニードル（３８５）にはバネ手段（３８９）が接続され、前記バネ手段（３８９）には前記オフガス循環手段の吐出圧が負荷として与えられており、前記吐出圧と前記バネ手段との負荷バランスによって、前記ノズルの開口面積を変化させることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記オフガス循環手段（３８）を加熱する加熱手段（３９２）を備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記加熱手段（３９２）は、前記ノズル（３８３）の先端部から水素流出方向下流側にかけて設けられていることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記加熱手段（３９２）は、ＰＴＣヒータであることを特徴とする請求項７または８に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記水素供給装置（３１）から供給される主供給水素の圧力を調整する水素供給圧力調整手段（３２）を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素と酸素との化学反応により電気エネルギを発生させる燃料電池を有する燃料電池システムに関するもので、車両、船舶及びポータブル発電器等の移動体に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池の燃料利用率と発電効率の低下防止のため、燃料電池の燃料極から排出されるオフガスをポンプ装置により吸引し、供給燃料に混合して燃料電池に再循環させる燃料電池システムが知られている。オフガスを再循環させるためのポンプ装置には、供給燃料の流体エネルギを利用して省動力化を図ることができるため、エジェクタノズルを備えるエジェクタポンプが主に用いられている。
【０００３】
ところで、燃料電池システムでは、酸素極側との差圧を小さくするため、燃料電池出力の安定化のため、燃料極に存在する水分をパージするため等の理由から、燃料供給圧力を所定値に保ちたいという要望がある。ところが、エジェクタポンプは、供給燃料の圧力・流量の変動に伴い、エジェクタポンプの出口燃料圧力（燃料供給圧）およびオフガス循環流量が変動する。また、エジェクタポンプは、オフガスの流量制御範囲が狭いという問題がある。
【０００４】
これに対して、特開２００１−２６６９２２号公報に記載されたシステムでは、複数の圧力調整バルブと圧力調整のためのバイパス配管を設けているとともに、圧力調整バルブは酸化剤供給部圧力と連動して制御可能に構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の構成では、複数の圧力調整バルブと圧力調整のためのバイパス配管等が必要となり、システムが複雑化するという問題がある。また、燃料供給圧の制御は酸化剤供給圧に対して成り行きであり、高精度な燃料供給制御要求に対応できない。さらに、酸化剤供給圧の圧力変動が発生した場合には、これに伴って燃料供給圧も変動（ハンチング）し、燃料電池での発電が不安定となることが考えられる。
【０００６】
また、エジェクタノズルは、オフガスに含まれる水蒸気成分が低温環境下においてノズル近傍で凝結する場合がある。これにより、ノズル出口部面積が変化や凝結水（氷）による壁面状態変化が発生し、エジェクタによるオフガス流量制御が乱れるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、オフガスを再循環させる燃料電池システムにおいて、簡単な構成で燃料電池への燃料供給圧を精度よく調整可能とすることを目的とする。さらに、低温環境下においても安定した燃料供給制御を可能とすることを他の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、水素と酸素との化学反応により電気エネルギを発生させる燃料電池（１０）を有する燃料電池システムであって、水素供給装置（３１）から前記燃料電池（１０）に水素を供給するための水素供給経路（３０）と、燃料電池（１０）に供給された水素のうち化学反応に用いられなかった未反応水素を含んで燃料電池（１０）から排出されるオフガスを水素供給経路（３０）に合流させ、燃料電池（１０）に再循環させるオフガス循環経路（３４）と、オフガスをオフガス循環経路（３４）に循環させるとともにオフガスの循環量を制御可能であり、さらにオフガスを主供給水素に混合するオフガス循環手段（３８）と、燃料電池への出力要求を検出する手段とを備え、前記出力要求に基づき、前記オフガス循環手段の吐出圧を制御することを特徴としている。
【０００９】
このように、オフガス循環量を制御可能なオフガス循環手段（３８）を用い、燃料電池への出力要求に基づいてオフガス循環流量を制御することで、簡易な構成でオフガス循環手段（３８）の吐出圧を精度よく制御することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、オフガス循環手段（３８）の吐出圧に基づいて、オフガス循環手段（３８）によるオフガスの循環量を制御することで、簡易な構成でオフガス循環手段（３８）の吐出圧を精度よく制御することができる。
【００１１】
具体的には、請求項３に記載の発明のように、オフガス循環手段（３８）は、主供給水素が流出するノズル（３８３）を有するとともに、ノズル（３８３）の開口面積を任意に可変制御できるエジェクタポンプとすることができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明のように、ノズル（３８３）の内部には、テーパ状の端部を有する可動ニードル（３８５）が同軸的に配置され、可動ニードル（３８５）を軸方向に移動させることでノズル（３８３）からのテーパ状の端部の突き出し量を調整するようにすることで、開口面積を任意に可変制御できる。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明のように、可動ニードル（３８５）は、電気的駆動手段（３８８）により駆動されるようにすることができる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明では、可動ニードル（３８５）にはバネ手段（３８９）が接続され、バネ手段（３８９）にはオフガス循環手段の吐出圧が負荷として与えられており、吐出圧に応じて自動的にノズル開度が選択されるので、システムをより簡素化することができる。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明では、オフガス循環手段（３８）を加熱する加熱手段（３９２）を備えていることを特徴としている。これにより、低温環境下において、オフガス循環手段（３８）内部で水分が凝結することを防止できる。これにより、凝結水（氷）によって発生するオフガス循環手段（３８）内部の流体流れの乱れを防止でき、より高精度な流量供給制御を行うことができる。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明では、加熱手段（３９２）は、ノズル（３８３）の先端部から水素流出方向下流側にかけて設けられていることを特徴としている。これにより、水分を含んだオフガスが主供給水素と混合される部位を加熱することができ、効果的に水分の凝結を防止することができる。
【００１７】
また、請求項９に記載の発明では、加熱手段（３９２）は、ＰＴＣヒータであることを特徴としている。ＰＴＣヒータに用いられるＰＴＣ素子は、自己温度制御機能を有するため、通電制御を不要とすることができ、シンプルな構成にすることができる。
【００１８】
また、請求項１０に記載の発明では、水素供給装置（３１）から供給される主供給水素の圧力を調整する水素供給圧力調整手段（３２）を備えることを特徴としている。これにより、オフガス循環手段（３８）の吐出圧の制御を広範囲に行うことができる。
【００１９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。本第１実施形態の燃料電池システムは、燃料電池を電源として走行する電気自動車（燃料電池車両）に適用したものである。
【００２１】
図１は、本第１実施形態の燃料電池システムの全体概略構成を示している。図１に示すように、本第１実施形態の燃料電池システムは、燃料電池１０、空気供給装置２１、燃料供給装置３１、エジェクタポンプ３８、制御部４０、４１等を備えている。
【００２２】
燃料電池（ＦＣスタック）１０は、燃料としての水素と酸化剤としての酸素との電気化学反応を利用して電力を発生するものである。本第１実施形態では燃料電池１０として固体高分子電解質型燃料電池を用いており、基本単位となるセルが複数積層されて構成されている。各セルは、電解質膜が一対の電極で挟まれた構成となっている。燃料電池１０は、図示しない走行用モータや２次電池等の電気機器に電力を供給するように構成されている。燃料電池１０では、水素および空気（酸素）が供給されることにより、以下の水素と酸素の電気化学反応が起こり電気エネルギが発生する。
（水素極側）Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
（酸素極側）２Ｈ＋＋１／２Ｏ２　＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
この電気化学反応により生成水が発生するともに、燃料電池１０には加湿された水素、空気が供給され、燃料電池１０内部で凝縮水が発生する。このため、燃料電池１０内部には水分が存在する。なお、燃料電池１０には、出力電圧を検出するための電圧センサ１１が設けられている。
【００２３】
燃料電池システムには、燃料電池１０の酸素極（正極）側に空気（酸素）を供給するための空気供給経路２０と、燃料電池１０の水素極（負極）側に水素を供給するための水素供給経路３０が設けられている。空気供給経路２０の最上流部には空気供給装置２１が設けられ、水素供給経路３０の最上流部には水素供給装置３１が設けられている。本第１実施形態では、空気供給装置２１としてコンプレッサを用い、水素供給装置３１として水素ガスが充填された高圧水素タンクを用いている。
【００２４】
水素供給経路３０には、水素供給装置３１からの水素供給量および水素供給圧力を調整するためのレギュレータ（水素供給圧力制御手段）３２が設けられている。また、空気供給経路２０燃料電池１０入口付近には、空気供給圧を検出するための空気供給圧検出センサ２２が設けられ、水素供給経路３０における燃料電池１０入口付近には、水素供給圧を検出するための水素供給圧検出センサ３３が設けられている。燃料電池１０への水素供給圧は、エジェクタポンプ３８の吐出圧（出口圧力）となっている。
【００２５】
燃料電池１０から排出される未反応水素を含んだオフガスを、水素供給装置３１からの主供給水素に合流させて燃料電池１０に再供給するためのオフガス循環経路３４が設けられている。オフガス循環経路３４は、燃料電池１０の水素極出口側と水素供給経路３０におけるレギュレータ３２の下流側とを接続している。オフガス循環経路３４には、オフガス中に含まれる水分を分離除去するための気液分離器３５、オフガスを外部に排出するための排出バルブ３６、オフガスの外部排出時にオフガスの逆流を防ぐための逆止弁３７が設けられている。なお、気液分離器３５にて分離された水は、下方に設けられたバルブを開放することにより排出される。
【００２６】
水素供給経路３０におけるオフガス循環経路３４の合流点には、オフガスを循環させるためのポンプ手段としてエジェクタポンプ３８が設けられている。エジェクタポンプ３８は、水素供給装置３１から供給される主供給水素の流体エネルギを利用してオフガスを吸引して循環させるものである。エジェクタポンプ３８については後述する。
【００２７】
燃料電池システムには、２つの制御部（ＥＣＵ）４０、４１が設けられている。第１制御部４０には、アクセル開度センサ４３にて検出したアクセル４２の開度等が入力されるとともに、アクセル開度等に基づいて燃料電池１０の要求発電量を演算する。さらに第１制御部４０は、燃料電池１０が要求発電量を発電するために必要な水素供給量、必要なオフガス循環量、必要な水素供給圧力（エジェクタポンプ吐出圧）を演算し、第２制御部４１に指令を与える。
【００２８】
なお、本第１実施形態では、水素供給装置３１からの水素供給量とオフガス循環量との比は固定値（例えば１：０．２）となっており、必要水素供給量を決定することにより、必要オフガス循環量は一義的に決定することができ、必要オフガス循環量から、必要水素供給圧力は一義的に決定することができる。本第１実施形態の第１制御部４０は、必要水素供給量と、必要オフガス循環量と、必要水素供給圧力との関係を予め定めたマップを備えている。
【００２９】
第１制御部４０は、燃料電池１０が要求発電量を発電するために必要な空気供給量を演算し、コンプレッサ２１の回転数制御を行う。このとき第１制御部４０は、空気供給圧検出センサ２２からのセンサ信号に基づいてコンプレッサ２１の回転数をフィードバック制御を行う。なお、第１制御部４０は、電圧センサ１１からのセンサ信号に基づいて燃料電池１０の発電状態を管理する。
【００３０】
また、第２制御部４１には、第１制御部４０からの制御信号と水素供給圧検出センサ３３からのセンサ信号が入力される。第２制御部４１は、必要水素供給量に基づいてレギュレータ３２のバルブ開度を演算し、必要オフガス循環量に基づいてエジェクタポンプ３４のノズル開度を演算するとともに、レギュレータ３２およびエジェクタポンプ３８に制御信号を出力する。さらに、第２制御部４１は、気液分離器３５および排気バルブ３６に制御信号を出力する。
【００３１】
次に、エジェクタポンプ３８について図２に基づいて説明する。図２は、エジェクタポンプ３８の断面構成を示している。図２に示すように、エジェクタポンプ３８は、供給水素ポート３８１、オフガスポート３８２、ノズル３８３、排出口３８４、可動ニードル３８５、ニードルガイド３８６、ウォームギア３８７、モータ３８８を備えている。
【００３２】
供給水素ポート３８１には水素供給経路３０が接続され、オフガスポート３８２にはオフガス循環経路３４が接続されている。ノズル３８３は、中空形状となっており、供給水素ポート３８１はノズル３８３の中空部と連通しており、オフガス循環経路３８２はノズル３８３の外周部と連通している。ノズル３８３の中空部は、先端部に向かって径が小さくなるテーパ部を有している。このため、主供給水素はノズル３８３先端から高速のガス流として流出する。
【００３３】
高速ガス流となった主供給水素は、ノズル３８３外周部に存在するオフガスを引き込むようにして排出口３８４に流れる。この結果、ノズル３８３外周部には負圧が発生することとなり、オフガス循環経路３４を流れるオフガスが吸引される。混合された主供給水素とオフガスは排出口３８４より排出され、水素供給経路３０を介して燃料電池１０に供給される。
【００３４】
本第１実施形態のエジェクタポンプ３８では、ノズル３８３の開口面積（開度）を調整するための可動ニードル３８５がノズル３８３の内部に同軸的に配置されている。可動ニードル３８５は、ウォームギア３８７を介して電気式駆動手段としてのモータ３８８で駆動され、ノズル３８３の軸方向に移動する。可動ニードル３８５の一端は、先端に向かって断面積が徐々に小さくなるテーパ部を有している。ノズル３８３の先端部で可動ニードル３８５のテーパ部を軸方向に移動させることで、ノズル３８３の開口面積を任意に可変制御できる。具体的には、可動ニードル３８５をノズル３８３内に格納する方向に移動させるとノズル３８３の開口面積が拡大し、可動ニードル３８５をノズル３８３から突き出す方向に移動させるとノズル３８３の開口面積が縮小する。
【００３５】
ノズル３８３の開口面積を調整することで、オフガスの循環量およびエジェクタポンプ３８の出口ガス圧力を調整することができる。エジェクタポンプ３８の出口ガス圧力とは、エジェクタポンプ３８から排出され燃料電池１０に供給される主供給水素およびオフガスとの混合ガスの圧力である。具体的には、ノズル３８３の開口面積を拡大することで主供給水素の流速が遅くなり、オフガスの循環量が少なくなるとともに、エジェクタポンプ３８の出口ガス圧力が上昇する。逆に、ノズル３８３の開口面積を縮小することで主供給水素の流速が速くなり、オフガスの循環量が多くなるとともに、エジェクタポンプ３８の出口ガス圧力が低下する。
【００３６】
次に、上記構成の燃料電池システムの作動について図３のフローチャートに基づいて説明する。図３のフローチャートは、上述の制御部４０、４１によって実行されるものである。
【００３７】
まず、第１制御部４０にて、アクセル開度等に基づいて燃料電池１０の要求発電量Ｗｏを演算し（Ｓ１００）、要求発電量Ｗｏに基づいて、必要水素供給量、必要オフガス循環量、必要水素供給圧力Ｐｏを演算する（Ｓ１０１）。本第１実施形態では、必要水素供給量と、必要オフガス循環量と、必要水素供給圧力との関係を予め定めたマップに基づいて、これらを演算している。
【００３８】
次に、第２制御部４１では、レギュレータ３２のバルブ開度とエジェクタポンプ３８のノズル開度を制御し（Ｓ１０２）、実際の水素供給圧力Ｐｓが必要水素供給圧力Ｐｏに制御されているか否かを判定する（Ｓ１０３）。具体的には、水素供給圧力ＰｓがＰｏ±α（α：制御許容公差）の範囲内か否かを判定する。この結果、水素供給圧力ＰｓがＰｏ±αの範囲内でない場合には、現実の水素供給圧力Ｐｓの必要水素供給圧力Ｐｏに対する大小を判定し、エジェクタポンプ３８のノズル開度補正方向を選択する（Ｓ１０４）。
【００３９】
実際の水素供給圧力Ｐｓが要求水素供給圧力Ｐｏより大きい場合（Ｐｓ＞Ｐｏ＋α）には、エジェクタポンプ３８のノズル開度を小さくする。これにより、主供給水素の流速が速くなり、オフガス循環量が増加するとともに水素供給圧力が低下する。一方、実際の水素供給圧力Ｐｓが要求水素供給圧力Ｐｏより小さい場合（Ｐｏ−α＞Ｐｓ）には、エジェクタポンプ３８のノズル開度を大きくする。これにより、主供給水素の流速が遅くなり、オフガス循環量が減少するとともに水素供給圧力が増大する。
【００４０】
水素供給圧力ＰｓがＰｏ±αの範囲内である場合には、実際の燃料電池発電量Ｗｎが要求発電量Ｗｏに制御されているか、すなわち実際の燃料電池発電量Ｗｎが要求発電量Ｗｏ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０７）。この結果、実際の燃料電池発電量Ｗｎが要求発電量Ｗｏ以上である場合には、本制御を終了する。
【００４１】
一方、実際の燃料電池発電量Ｗｎが要求発電量Ｗｏを下回っている場合には、オフガス中の水素濃度が低下していると考えられる。これは、空気極に供給される空気中の窒素が電解質膜中を水素極側に移動して、オフガス中の窒素濃度が高くなるために生じると考えられる。従って、排気バルブ３６を開放して水素濃度の低下したオフガスを外部に排出する（Ｓ１０８）。これにより、オフガス中の水素濃度を回復させることができる。この後、ステップＳ１０３に戻り、再び水素供給圧力の管理を行う。
【００４２】
以上のように、オフガス循環量を制御可能なエジェクタポンプ３８を用いることで、１つの圧力センサ３３の出力に基づいてエジェクタポンプ３８の開度を制御し、燃料電池１０への水素供給圧力（エジェクタポンプ３８の吐出圧）およびオフガス循環流量を制御することができる。従って、従来技術のように複数の圧力制御バルブを必要とせず、システム構成をシンプルにすることができる。このため、システムコストを低減することができる。さらに配管内の圧力伝播遅れがなくとともに、空気供給圧力変動の影響を受けないため、精度よく燃料電池１０への水素供給圧を調整することができる。
【００４３】
また、レギュレータ３２にて主供給水素の圧力を制御することで、エジェクタポンプ３８の吐出圧の制御を広範囲に行うことができる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態に比較してエジェクタポンプ３８の構成が異なるものである。上記第１実施形態と同様の部分は同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４５】
図４は、本第２実施形態のエジェクタポンプ３８の断面構成を示している。図４に示すように、本第２実施形態のエジェクタポンプ３８は、吐出圧の変動により伸縮するバネ手段としてのベローズ３８９を備えている。ベローズ３８９は可動ニードル３８５の一端側に固定されており、可動ニードル３８５の軸方向に伸縮する。また、吐出圧伝達ポート３９０が、排出口３８４とベローズ３８９とを連通するように設けられている。これにより、エジェクタポンプ３８からの吐出圧力がベローズ３８９に負荷として与えられる。
【００４６】
ベローズ３８９は、エジェクタポンプ３８からの吐出圧力が高くなると伸び、この吐出圧力が低くなるとベローズ３８９のバネ力により縮むように構成されている。このため、吐出圧力が低くなると可動ニードル３８５はノズル３８３に格納される方向に移動するため、ノズル３８３の開口面積が大きくなり、オフガス循環量が減少し、水素供給圧力が高くなる。また、吐出圧力が高くなると可動ニードル３８５はノズル３８３から突出する方向に移動するため、ノズル３８３の開口面積が小さくなり、オフガス循環量が増大し、水素供給圧力が低くなる。
【００４７】
このような構成のエジェクタポンプ３８によれば、レギュレータ３２にて調整される主供給水素の圧力に応じて、自動的にノズル開度が選定されるので、システムをより簡素化することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５に基づいて説明する。本第３実施形態は、上記第２実施形態に比較してエジェクタポンプ３８の構成が異なるものである。上記第２実施形態と同様の部分は同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００４９】
図５は、本第３実施形態のエジェクタポンプ３８の断面構成を示している。図５に示すように、本第３実施形態のエジェクタポンプ３８には、低温環境下のエジェクタポンプ３８内部における水分凝結を防止する加熱手段としてＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ３９２が設けられている。ＰＴＣヒータ３９２は、オフガスが主供給水素と混合される部位を加熱するように配置されている。具体的には、ＰＴＣヒータ３９２は、ノズル３８３先端部から水素流出方向下流側の排出口３８４にかけて設けられている。ＰＴＣヒータ３９２に用いられるＰＴＣ素子は、周知のように自己温度制御機能を有する定温発熱体として働くため、通電制御を不要とすることができる。このため、熱線式ヒータを用いる場合よりもシンプルな構成にすることができる。
【００５０】
このような構成のエジェクタポンプ３８によれば、低温環境下において、エジェクタポンプ３８内部で水分が凝結することを防止できる。これにより、凝結水（氷）によって発生するエジェクタポンプ３８内部の流体流れの乱れを防止でき、より高精度な流量供給制御を行うことができる。
【００５１】
また、ＰＴＣヒータ３９２をノズル３８３の先端部から水素流出方向下流側にかけて設けることで、水分を含んだオフガスが主供給水素と混合される部位を加熱することができ、効果的に水分の凝結を防止することができる。
【００５２】
（他の実施形態）
なお、上記第１実施形態では、エジェクタポンプ３８の吐出圧に基づいてエジェクタポンプ３８の開口面積を制御したが、これに限らず、例えばオフガス流量を検出するオフガス流量検出手段を設け、オフガス流量に基づいて制御することもできる。
【００５３】
また、上記第３実施形態では、エジェクタポンプ３８内部での水分凝結を防止する加熱手段としてＰＴＣヒータを設けたが、これに限らず、他の形式のヒータを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の燃料電池システムの全体構成を示す概念図である。
【図２】図１のエジェクタポンプの断面図である。
【図３】図１の燃料電池システムの作動を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態のエジェクタポンプの断面図である。
【図５】第３実施形態のエジェクタポンプの断面図である。
【符号の説明】
１０…燃料電池、３０…水素供給経路、３１…水素供給装置、３２…レギュレータ、３３…水素供給圧検出センサ、３４…オフガス循環経路、３８…エジェクタポンプ、４０、４１…制御部。
【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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