(57)【要約】【課題】燃料電池から排出されるアノードオフガスに含まれる付臭剤を効率よく希釈して、システム外に排出する付臭剤濃度を継続的に低下できる燃料電池システムを提供することを課題とする。【解決手段】水素ガスと酸化ガスとの電気化学反応にて電力を得る燃料電池１を備える燃料電池システム１０において、燃料電池１から排出されるアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度が所定濃度以下になるように、アノードオフガスを希釈するガス希釈手段７によってアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を希釈する。【選択図】図１
2007149641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付臭剤を混合した水素を利用して、水素ガスと酸化ガスとの電気化学反応にて電力を得る燃料電池と、
前記燃料電池から排出されるアノードオフガスが通るアノードオフガス通路と、
前記アノードオフガス通路上に設けられ、アノードオフガスを希釈するガス希釈手段と、
前記ガス希釈手段により希釈されるアノードオフガスに含まれる付臭剤濃度が所定濃度以下になるように前記ガス希釈手段による希釈を調整するガス希釈調整手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
付臭剤を混合した水素を貯蔵するガス貯蔵手段と、
前記ガス貯蔵手段に貯蔵された水素ガス量を検出する水素ガス検出手段と、を更に備え、
前記ガス希釈調整手段は、前記水素ガス検出手段により検出された水素ガス量が少ないほどアノードオフガスの希釈の程度を大きく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】
前記ガス希釈手段より上流側のアノードオフガス通路に設けられ、アノードオフガス通路を通るアノードオフガスの流量を調整するガス流量調整手段を更に備え、
前記ガス希釈調整手段は、前記ガス流量調整手段より下流側のアノードオフガスの流量と前記付臭剤濃度の少なくともいずれか一方に基づいてアノードオフガスの希釈を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記ガス希釈手段又はアノードオフガス通路に空気を供給する空気供給手段を更に備え、
前記ガス希釈調整手段は、前記空気供給手段からの空気供給量によって前記アノードオフガスの希釈を調整することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池は、移動体に搭載され、
前記移動体の移動速度を検知する速度検知手段を更に備え、
前記ガス希釈調整手段は、前記速度検知手段により検知された前記移動体の移動速度が低くなる際にアノードオフガスの希釈の程度を大きくすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか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、電気化学反応にて電気エネルギを発生させる燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、水素ガスと酸化ガスの電気化学反応によって電気エネルギを得る。この燃料電池のシステムの燃料となる水素ガスは無色無臭の気体であるため、水素漏れを検出しにくい場合がある。そのため、臭気によってその存在が認識可能になる付臭剤が混合された水素ガスが用いられており、付臭剤の臭いによって水素ガス漏れを検知している。
【０００３】
しかし、燃料電池から排出されるアノードオフガスに含まれる付臭剤が多いと、人が異臭を感じることがあった。従って、燃料電池から排出されるアノードオフガスが通るアノードオフガス通路上にアノードオフガスに含まれる付臭剤を除去する付臭剤除去手段を備えた燃料電池システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３４２７３号公報
【特許文献２】特開２００４−１３４２７２号公報
【特許文献３】特開２００４−１２７６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記燃料電池システムによれば、燃料電池から排出されるアノードオフガス中の付臭剤を除去し、システム外へ排出する付臭剤を除去することができる。しかし、前記燃料電池システムは、付臭剤除去手段による付臭剤の除去効果を持続するためには、一定期間毎に付臭剤除去手段を交換する等メンテナンスが必要であった。
【０００５】
本発明は、前記問題に鑑みて為されたものであり、燃料電池から排出されるアノードオフガスに含まれる付臭剤を効率よく希釈して、システム外に排出する付臭剤の濃度を継続的に低下できる燃料電池システムを提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、付臭剤を混合した水素を利用して、水素ガスと酸化ガスとの電気化学反応にて電力を得る燃料電池と、前記燃料電池から排出されるアノードオフガスが通るアノードオフガス通路と、前記アノードオフガス通路上に設けられ、アノードオフガスを希釈するガス希釈手段と、前記ガス希釈手段により希釈されたアノードオフガスに含まれる付臭剤濃度が所定濃度以下になるように前記ガス希釈手段による希釈を調整するガス希釈調整手段と、を備えることを特徴とする燃料電池システムである。
【０００７】
本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池から排出されるアノードオフガスを希釈するガス希釈手段を備えており、当該ガス希釈手段によってアノードオフガスを希釈して、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を所定濃度以下に低下させることができる。前記所定濃度とは、アノードオフガスに含まれる付臭剤がその濃度以下でシステム外に放出された際に、付臭剤の異臭を感じない程度の濃度であり、実施態様に応じて適宜に設定する。
【０００８】
なお、前記ガス希釈手段とは、アノードオフガス通路を通るアノードオフガスを希釈できるものであり、例えば、ファン等の空気供給手段を備え、アノードオフガスに空気を供
給し、アノードオフガスを希釈する構成や、複数の迂回通路と当該通路と外部を連通させる穴部を備え、アノードオフガスが迂回通路を通過する過程で外部の空気と混合させ、アノードオフガスを希釈する構成とすることができる。
【０００９】
また、ガス希釈調整手段は、前記ガス希釈手段によるアノードオフガスの希釈を調整して、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を調整するものである。例えば、前記ガス希釈手段としての空気供給手段の空気供給量を調整する構成や、前記ガス希釈手段を構成する迂回通路を通るアノードオフガスの通路を制御して、付臭剤の濃度を調整する構成とすることができる。
【００１０】
以上の構成により、本発明に係る燃料電池システムによれば、アノードオフガスを希釈することが可能となる。また、従来のように、付臭剤を除去手段によって除去するのではなく、希釈によって濃度を低下させるため、継続的に付臭剤の濃度を低下させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る燃料電池システムは、付臭剤を混合した水素を貯蔵するガス貯蔵手段と、前記ガス貯蔵手段に貯蔵された水素ガス量を検出する水素ガス検出手段と、を更に備え、前記ガス希釈調整手段は、前記水素ガス検出手段により検出された水素ガス量が少ないほどアノードオフガスの希釈の程度を大きくすることを特徴とする。
【００１２】
付臭剤は、臭気によって水素ガス漏れを検知するために水素ガスに混合されている。前記ガス貯蔵手段に付臭剤と水素ガスとを混合して貯蔵すると、水素ガスは付臭剤と混合された状態でガス貯蔵手段から放出される。しかし、一般的に付臭剤はガス貯蔵手段の下方に溜まりやすく、ガス貯蔵手段からは付臭剤に比べて水素ガスが放出されやすい傾向がある。ガス貯蔵手段に貯蔵された水素ガス量が少ない状態では水素ガス量が多いときに比べて付臭剤が多く残っており、付臭剤の濃度が高くなる傾向がある。すなわち、ガス貯蔵手段に貯蔵された水素ガス量が多い状態より少ない状態の方が水素ガスに混合された付臭剤の濃度が高くなる。また、ガス貯蔵手段から燃料電池に供給される水素ガスに含まれる付臭剤の濃度が高いと、それに伴いアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度も高くなる。
【００１３】
よって、本発明は、前記ガス貯蔵手段により貯蔵された水素ガス量を検出する水素ガス量検出手段を備えており、ガス貯蔵手段に貯蔵された水素ガス量が少ないほどアノードオフガスの希釈の程度を大きくする。前記水素ガス量検出手段によって、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定することができ、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度に基づいて付臭剤を希釈できる。
【００１４】
前記水素ガス量検出手段は、ガス貯蔵手段に貯蔵された水素ガス量を検出できるものであればよく、例えば、ガス貯蔵手段内の水素ガスの圧力に基づいて水素ガスを検出する構成、ガス貯蔵手段内の水素ガスの重量に基づいて検出する構成とすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る燃料電池システムは、前記ガス希釈手段より上流側のアノードオフガス通路に設けられ、アノードオフガス通路を通るアノードオフガスの流量を調整するガス流量調整手段を更に備え、前記ガス希釈調整手段は、前記ガス流量調整手段より下流側のアノードオフガスの流量と前記付臭剤濃度の少なくともいずれか一方に基づいて、ガス流量調整手段によって流量を調整されたアノードオフガスの希釈を調整することを特徴とすることが望ましい。
【００１６】
前記ガス流量調整手段とは、アノードオフガス通路を通りガス希釈手段に流入するアノードオフガスの流量を調整する手段である。ガス流量調整手段を設けることにより、ガス希釈手段に流入されるアノードオフガスの流量を調整でき、ガス希釈調整手段は、前記ガ
ス調整手段より下流側のアノードオフガスの流量とアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度の少なくともいずれか一方に応じて、ガス希釈手段によるアノードオフガスの希釈を調整することができる。
【００１７】
例えば、アノードオフガスの付臭剤の濃度が高く、その流量が多い場合には、ガス流量調整手段によってアノードオフガスの流量を低下させる。これにより、付臭剤の濃度を低下させるガス希釈手段の負荷を軽減することができる。一方、アノードオフガスの付臭剤の濃度が低く、その流量が少ない場合には、ガス流量調整手段によってアノードオフガスの流量を高める。これにより、アノードオフガスを効率よく希釈させてシステム外へ放出することが可能となり、処理効率の向上および処理時間の短縮に貢献することが可能となる。
【００１８】
すなわち、ガス流量調整手段を備えることにより、ガス希釈手段を介して希釈するアノードオフガスの流量を変化させることができ、当該流量に応じてガス希釈手段を作動させて、より効率よく付臭剤の濃度を低下させることが可能となる。
【００１９】
前記構成の燃料電池システムによれば、アノードオフガスの流量と、当該アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度と、のうち少なくともいずれか一方に基づいてガス希釈手段を介して行う付臭剤の希釈を確実に行うことが可能となる。なお、前記ガス流量調整手段は、アノードオフガス通路を通るアノードオフガスの流量を変化させることができるものであればよく、例えば、アノードオフガス通路を開閉してアノードオフガスの流量を調整するパージ弁によって構成することができる。
【００２０】
また、本発明に係る燃料電池システムは、前記ガス希釈手段又はアノードオフガス通路に空気を供給する空気供給手段を更に備え、前記ガス希釈調整手段は、前記空気供給手段からの空気供給量によって前記アノードオフガスの希釈を調整することを特徴とすることが望ましい。
【００２１】
前記ガス希釈手段は、流入するガスの濃度より流出するガスの濃度を低くするものであり、例えば、内部に迂回通路を形成するとともに、当該通路の入口開口部と、出口開口部と、通路に外部と連通し、外部の空気と通路内を通るアノードオフガスとを混合させる開口部と、を設け、前記迂回通路にアノードオフガスを通過させる過程において、アノードオフガスとシステム外部の空気とを混合させ、流入するガスの濃度を低下させる構成とできる。
【００２２】
しかし、特にガス貯蔵手段の水素ガス量が減少した状態では付臭剤の濃度が高く、ガス希釈手段の希釈性能のみでは十分に付臭剤の濃度を低下できない場合がある。このような場合に、前記空気供給手段によってガス希釈手段に空気を供給することが望ましく、空気の供給により水素ガスの濃度をより確実に低下させることが可能となる。なお、前記空気供給手段は、燃料電池への酸化ガスの供給手段を適用してもよいし、ファン等のエア供給手段としてもよく、燃料電池システムの構成に応じて適宜適用することが望ましい。
【００２３】
また、前記燃料電池は、移動体に搭載され、前記移動体の移動速度を検知する速度検知手段を更に備え、前記ガス希釈調整手段は、前記速度検知手段により検知された前記移動体の移動速度が低くなるに従いアノードオフガスの希釈の程度を大きくすることを特徴とすることが望ましい。
【００２４】
移動体には自動車、二輪車、鉄道用車両等の車両や、ロボットのように自ら移動可能なものも含まれる。そして、このような移動体の移動用の駆動源として燃料電池を搭載することができる。速度検知手段は、燃料電池が搭載される移動体の現在の移動速度を検知す
る。これにより、付臭剤濃度に基づいて希釈を調整することに加えて移動体の移動速度に基づくアノードオフガスの希釈の調整が可能となる。移動体の移動速度が低くなる場合とは、いわゆる低速走行中、若しくは停車中であって、アノードオフガスに含まれる付臭剤が移動体の走行時の走行風により十分に希釈できない状態を意味する。例えば移動体として車両を例にすると、渋滞などの低速走行中や停車中は、走行風による付臭剤の希釈が期待できないが、本発明に係る燃料電池システムによればこのような場合にも希釈手段の性能を向上させることができ、その結果システム外に付臭剤を十分に希釈した状態で排出することが可能となる。なお、速度検知手段は、対地速度センサのように地面に対する移動体の移動速度測定する装置であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る燃料電池システムによれば、アノードオフガスに含まれる付臭剤を希釈して、システム外へ排出する付臭剤の濃度が高くなるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
発明に係る燃料電池システムの実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、実施例１に係る燃料電池システム１０のシステム構成図である。この燃料電池システム１０は、燃料電池１と、燃料ガスとしての水素ガスを貯蔵しており、燃料電池１に水素ガスを供給するガス貯蔵手段としての高圧水素タンク２と、燃料電池１に空気を供給する酸化ガス供給装置３と、各種装置の制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）４と、前記高圧水素タンク２内に設けられ、当該高圧水素タンク２内の水素ガスの圧力を検出する圧力センサ５と、燃料電池１から排出されるアノードオフガスが通るアノードオフガス通路６と、当該アノードオフガス通路６を通るアノードオフガスを希釈するガス希釈手段としての希釈器７と、前記希釈器７に空気を供給する空気供給装置８と、を備えている。
【００２８】
前記燃料電池１は、水素ガスと酸化ガスとを電解質を介して電気化学的に反応させて電気エネルギを得るものである。実施例１に係る燃料電池１は、燃料電池を電源として走行する電気自動車において多用されている固体高分子電解質型燃料電池である。
【００２９】
前記高圧水素タンク２に貯蔵された水素ガスには、付臭剤としてのメチルアクリレートが含まれている。付臭剤は、無臭の水素ガスに混ぜることで、水素ガスに臭いを付し、水素ガス漏れを検出するためのものである。付臭剤としてのメチルアクリレートは水素ガスと共に高圧水素タンク２から放出され、燃料電池１に供給される水素ガスにはメチルアクリレートが混合されている。
【００３０】
しかし、付臭剤は高圧水素タンク２内の下部に溜まりやすく、水素ガスよりも高圧水素タンク２内に残りやすい。よって、高圧水素タンク２内の水素ガス量が減るに伴い、高圧水素タンク２内の水素ガスに含まれる付臭剤の濃度は高くなる。従って、高圧水素タンク２内の水素ガス量を検出することにより、水素ガスと混合された付臭剤の濃度を推定することができる。
【００３１】
高圧水素タンク２内には、高圧水素タンク２内の水素ガスの圧力を検出する圧力センサ５が設けられており、当該圧力センサ５によって高圧水素タンク２内の水素ガス量を検出することができる。圧力センサ５によって検出された水素ガスの圧力はＥＣＵ４に入力される。
【００３２】
前記ＥＣＵ４は、圧力センサ５によって検出された水素ガスの圧力に基づいて、高圧水素タンク２内の水素ガス量を算出し、この算出した水素ガス量に基づいて、燃料電池１か
ら排出されるアノードオフガス中に含まれる付臭剤の濃度を推定する。ＥＣＵ４は、推定した付臭剤の濃度に基づいて、空気供給装置８を作動させ又はその動作状況を調整して、希釈器７を介してアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を調整する。すなわち、ＥＣＵ４は、付臭剤濃度を推定する付臭剤濃度推定手段とガス希釈調整手段の機能を備えている。
【００３３】
前記希釈器７は、アノードオフガスを通過させる複数の迂回通路と、当該通路と外部とを連通させ、通路を通るアノードオフガスと外部の空気とを混合させる開口部と、を備えており、当該迂回通路にアノードオフガスを通過させる過程において、外部の空気と当該通路を通るアノードオフガスとを混合させ、アノードオフガスを希釈する。
【００３４】
前記空気供給装置８は、希釈器７に空気を供給する装置であり、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度に応じて希釈器７に供給する空気量を変化させることができる。この希釈器７に供給する空気量は、前記ＥＣＵ４によって制御されている。
【００３５】
燃料電池１において発電処理を行う際は、前記高圧水素タンク２から水素ガスが供給され、前記酸化ガス供給装置３から酸化ガスが供給され、電気化学反応によって電気エネルギが発生する。燃料電池１からは、発電処理に供された水素ガスがアノードオフガスとしてアノードオフガス通路６に排出される。アノードオフガスには、付臭剤が含まれている。この付臭剤は、水素ガス漏れを検出するために水素ガスに混合されているものであるが、その濃度が高すぎると異臭を感じることがある。
【００３６】
以下に説明する制御は、上記のように構成された燃料電池システム１０において、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を異臭が感じない程度まで低下するものである。なお、以下に説明する各種制御は、前記ＥＣＵ４によって実行され、一定間隔で繰り返されるルーチンである。図２は、実施例１に係るオフガスの希釈制御を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、高圧水素タンク２から燃料電池１に水素ガスを供給するとともに、酸化ガス供給装置３から燃料電池１に酸化ガスを供給して、燃料電池１において発電処理を行う（ステップ１０１）。燃料電池１において発電処理を行うと、燃料電池１からアノードオフガスが排出される。
【００３８】
次いで、ＥＣＵ４は、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定する（ステップ１０２）。アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定して、アノードオフガスを希釈する必要があるか否かを判定するためである。アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度の推定は、高圧水素タンク２内の水素ガス量に基づいて行う。
【００３９】
具体的には、高圧水素タンク２内に設けられた圧力センサ５によって、高圧水素タンク２内の水素ガスの圧力を検出する。この検出された圧力はＥＣＵ４に入力され、ＥＣＵ４は水素ガスの圧力から水素ガス量を算出して、水素ガス量からアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定する。アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度は、高圧水素タンク２内の水素ガス量が少なくなるほど高くなり、水素ガス量が減るほど付臭剤の濃度は高くなる。また、燃料電池１に供給する（高圧水素タンク２から放出される）水素ガスに含まれる付臭剤の濃度が高いほど、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度は高くなる。これらに基づいて、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定する。
【００４０】
アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定した後、推定した付臭剤の濃度が所定濃度以下であるか否かを判定する（ステップ１０３）。前記所定濃度とは、当該濃度の付臭剤を含んだアノードオフガスが希釈器７を通ってシステム外へ排出された際に、臭いが
気にならず、異臭を感じないと判断される濃度である。燃料電池１から排出されたアノードオフガスは、そのまま直接システム外へ排出せず、希釈器７によって一定濃度低下した後に排出する。従って、前記所定濃度は、希釈器７の希釈性能等に応じて適宜に変更すべきである。
【００４１】
ステップ１０３の判定の結果、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度が所定濃度より高い、すなわち、アノードオフガスを希釈器７で希釈することによっても付臭剤の異臭を感じる程度に付臭剤の濃度が高い又は低くならないと判定した場合には、前記空気供給装置８によって希釈器７に空気を供給し（ステップ１０４）、アノードオフガスを希釈器７に導く（ステップ１０５）。空気供給装置８によって希釈器７に空気を供給することにより、希釈器７の希釈性能を向上させ、必要な濃度まで付臭剤を希釈することができる。
【００４２】
また、実施例１では、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度が所定濃度より高い場合には、空気供給装置８から希釈器７に空気を供給し、アノードオフガスを希釈器７に導いたが、更に、前記空気供給装置８からの空気供給量をＥＣＵ４によって制御して、必要な量の空気を希釈器７に供給するように構成してもよい。ＥＣＵ４によって空気供給量を制御することにより、付臭剤の濃度を所定の濃度以下にできる必要な空気量を希釈器７に供給して、アノードオフガスを希釈することができ、更に効率よく付臭剤を希釈することが可能となり、省エネルギ化を図ることができる。
【００４３】
一方、ステップ１０３の判定の結果、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度が所定濃度以下、すなわち、アノードオフガスを希釈器７で希釈することによって付臭剤の臭いが気にならない程度に付臭剤の濃度が低い又は低くなると判定した場合には、空気供給装置８を作動させずに、アノードオフガスを希釈器７に導き、システム外へ排出する（ステップ１０５）。
【００４４】
以上のように、実施例１に係る燃料電池システム１０によれば、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定し、当該濃度に応じてアノードオフガスを希釈することにより、システム外へ排出するアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を必要に応じて継続的に低下することが可能となる。
【００４５】
なお、本実施例１では、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度に応じて、空気供給装置８から希釈器７への空気供給をＯＮ／ＯＦＦする構成としたが、他の実施形態として、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度が希釈器７による希釈が必要とされない所定濃度以下の場合には、希釈器７に導かないように構成することも可能である。このように構成することで、アノードオフガスの水素ガスの濃度を維持し、アノードオフガスに含まれる水素ガスを再度燃料ガスとして容易に利用することが可能となる。
【００４６】
さらに、実施例１に係る燃料電池システムは、希釈器７に空気を供給する空気供給装置８を備えているが、当該空気供給装置８を設けず、燃料電池１に酸化ガスを供給する酸化ガス供給装置３を空気供給装置８としてもよい。前記空気供給装置８は、希釈器７に空気を供給するものであり、酸化ガス供給装置３を適用することも可能である。酸化ガス供給装置３が空気供給装置８の機能を兼ねることにより、空気供給装置８が不要となるため、システムの小型化、軽量化を図ることが可能となる。
【実施例２】
【００４７】
実施例２は、実施例１と同様に、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を所定濃度以下に希釈するものであり、実施例１では空気供給装置８から希釈器７への空気供給量によって希釈性能を調整する構成であるのに対して、希釈器７に導くアノードオフガスの流量を調整して希釈性能を調整する点が異なる。尚、燃料電池システムの構成は、実施例１
とほぼ同様であるため、同様の構成については同符号を用いて説明を省略する。
【００４８】
図３は、実施例２に係る燃料電池システムの構成図である。実施例２に係る燃料電池システム２０は、実施例１に係る燃料電池システム１０の構成に加えて、前記希釈器７の上流側のアノードオフガス通路６上に設けられ、希釈器７に流入させるアノードオフガスの流量を調整するガス流量調整手段としてのパージ弁９を更に備えている。
【００４９】
前記パージ弁９は、アノードオフガス通路６に設けられ、アノードオフガス通路６を開閉し、希釈器７に流入させるアノードオフガスの流量を調整することができる。ＥＣＵ４は、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度が所定以上の場合には、所定流量以上のアノードオフガスが希釈器７に流入しないようにパージ弁９を閉める。
【００５０】
前記所定流量とは、その流量より少ないアノードオフガスが希釈器７に流入された際に、希釈器７によってアノードオフガスに含まれる付臭剤が所定濃度以下に希釈される流量であり、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度及び希釈器７の希釈性能によって適宜設定される。すなわち、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度が高い場合には、パージ弁９を閉めることにより、希釈器７に流入するアノードオフガスを少なくする。これにより、希釈器７の希釈性能を超えるアノードオフガスの流入を防ぎ、システム外へ排出するアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を低下することが可能となる。
【００５１】
以下、図４に示すフローチャートに基づいて、実施例２に係るオフガスの希釈制御を詳細に説明する。なお、以下に説明する各種制御は、前記ＥＣＵ４によって実行され、一定間隔で繰り返されるルーチンである。
【００５２】
まず、高圧水素タンク２から燃料電池１に水素ガスを供給するとともに、酸化ガス供給装置３から燃料電池１に酸化ガスを供給して、燃料電池１において発電処理を行う（ステップ２０１）。次いで、ＥＣＵ４は、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定する（ステップ２０２）。アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定した後、推定した付臭剤の濃度が所定濃度以下であるか否かを判定する（ステップ２０３）。
【００５３】
ステップ２０３の判定の結果、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度が所定濃度より高い、すなわち、アノードオフガスを希釈器７で希釈することによっても付臭剤の異臭が感じる程度に付臭剤の濃度が高い又は低くならないと判定した場合には、パージ弁９によって希釈器７に導くアノードオフガスの流量を減量する（ステップ２０４）。ＥＣＵ４は、所定流量のアノードオフガスを希釈器７に導き（ステップ２０５）、希釈器７によってアノードオフガスを希釈する。
【００５４】
一方、ステップ２０３において、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度が所定濃度以下、すなわち、アノードオフガスを希釈器７で希釈することによって異臭を感じない程度に付臭剤の濃度が低い又は低くなると判定した場合には、パージ弁９を開いた状態で（アノードオフガスの流量を制御せず）、アノードオフガスを希釈器７に導く（ステップ２０５）。
【００５５】
以上のように、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定し、当該濃度に応じて希釈器７に導くアノードオフガスの流量を調整することにより、システム外へ排出するアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を必要に応じて効率よく、かつ継続的に低下することが可能となる。
【００５６】
なお、実施例２では、希釈器７に導くアノードオフガスの流量の調整によって、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を調整したが、前記実施例１の空気供給装置８と組み
合わせて、パージ弁９による流量と空気供給装置８による空気供給量の双方を調整することにより、アノードオフガスの希釈を制御してもよい。
【００５７】
さらに、実施例２では、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定し、推定された付臭剤の濃度に基づいてアノードオフガスを希釈したが、付臭剤の濃度推定を行わず、パージ弁９が開いた際（アノードオフガスが希釈器７に導かれる際）に付臭剤濃度を低減するために希釈器７に空気を供給するように構成してもよい。加えて、本実施例では、付臭剤としてメチルアクリレートを用いたが、本発明は、他の付臭剤においても適用できることは勿論である。
【実施例３】
【００５８】
実施例３は、付臭剤濃度に基づく希釈の調整に加えて燃料電池１が搭載される移動体の速度に応じてアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を所定濃度以下に希釈するものである。なお、本実施例では、移動体として車両を例に説明するものとする。また、燃料電池システムの構成について既に説明した事項については、同符号を用いることでその説明を省略する。
【００５９】
図５は、実施例３に係る燃料電池システムの構成図である。実施例３に係る燃料電池システム３０は、車両５０に搭載され、車両５０は、燃料電池１からの電気エネルギによって駆動する。また、実施例３に係る燃料電池システム３０は、実施例１に係る燃料電池システム１０及び実施例２に係る燃料電池システム２０の構成に加えて、ＥＣＵ４と電気的に接続され、車両５０の対地速度を検出する速度検出手段としての速度センサ４０を更に備えている。なお、符号８ａは、空気供給装置８から供給される空気が通る空気供給通路である。
【００６０】
ＥＣＵ４は、速度センサ４０から速度を取得し、車両５０の速度に応じて、空気供給装置８から希釈器７への空気供給量を調整してアノードオフガスを希釈する。なお、空気供給量の調整は、まず付臭剤濃度に基づいて空気供給量を決定し、これを速度に基づいて補正することで行うことができる。
【００６１】
以下、図６に示すフローチャートに基づいて、実施例３に係るオフガスの希釈制御を詳細に説明する。なお、以下に説明する各種制御は、前記ＥＣＵ４によって実行され、一定間隔で繰り返されるルーチンである。
【００６２】
まず、高圧水素タンク２から燃料電池１に水素ガスを供給するとともに、酸化ガス供給装置３から燃料電池１に酸化ガスを供給して、燃料電池１において発電処理を行う（ステップ３０１）。次に、ＥＣＵ４は、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を推定する（ステップ３０２）。次に、推定した付臭剤の濃度が所定濃度以下であるか否かを判定する（ステップ３０３）。なお、ステップ３０１から３０３は、第１の実施形態で説明したステップ１０１から１０３に相当するものである。したがって、詳細な説明は省略する。
【００６３】
ステップ３０３の判定の結果、アノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度が所定濃度より高い、すなわち、アノードオフガスを希釈器７で希釈することによっても付臭剤の異臭を感じる程度に付臭剤の濃度が高い又は低くならないと判定した場合には、前記空気供給装置８によって希釈器７に供給する空気供給量を決定し（ステップ３０４）、ステップ３０５へ進む。なお、空気供給量の決定は、付臭剤の濃度に応じて決定することができる。
【００６４】
ステップ３０５では、ＥＣＵ４は、速度センサ４０より車両５０の速度を取得する。そして、ＥＣＵ４は、車両５０の速度に応じてステップ３０４で決定した空気供給量を補正する（ステップ３０６）。なお、車両５０の速度に応じた空気供給量の補正は、例えばＥ
ＣＵ４が車両５０の速度が所定の速度より低いか否かを判定し、車両５０の速度が所定の速度よりも低いと判定した場合、空気供給量を増加する補正をし、一方車両５０の速度が所定の速度よりも低いと判定しなかった場合、空気供給量の補正は行わないとすることができる。なお、所定の速度は、走行風による希釈が期待できない速度として適宜設定することができる。また、空気供給量の補正量は、車両５０の速度に応じて適宜調整することができる。例えば車両５０が停車中の場合には、走行風による希釈が望めないので、空気供給量の補正量（増加量）を最も大きくすることが望ましい。
【００６５】
ステップ３０７では、ＥＣＵ４は、空気供給量の補正結果に基づき必要に応じて希釈器７に空気を供給しアノードオフガスを希釈する。
【００６６】
なお、上述したステップＳ３０４に替えて、パージ弁９によって希釈器７に導くアノードオフガスの流量を決定し、決定したアノードオフガスの流量を車両５０の速度に応じて補正することとしてもよい。この場合、希釈器７に導くアノードオフガスの流量の補正量は、車両５０の速度に応じて調整することができる。例えば、車両５０が停車中の場合には、走行風による希釈が望めないので、パージ弁９によって希釈器７に導くアノードオフガスを遮断することが望ましい。
【００６７】
上述した実施例３に係る燃料電池システム３０によれば、付臭剤濃度に基づく希釈の調整に加えて車両５０の速度に応じてアノードオフガスを希釈することができるので、システム外へ排出するアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を必要に応じて継続的に低下することが可能となる。すなわち、車両５０が停車中又は低速走行中といった場合、すなわち走行風による希釈が望めない場合においても、システム外へ排出するアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を低下することが可能となる。
【００６８】
なお、上述した実施例においては、速度センサ４０で取得した車両５０の移動速度に応じて、空気供給装置８から希釈器７への空気供給量を調整してアノードオフガスを希釈した。但し、これに限定されるわけではなく、車両５０の周囲の空気の流れ状態、すなわち車両５０の周囲の空気の速さや圧力に基づいて空気供給量を調整してもよい。この場合、車両５０の周囲の空気の流れ状態を検出するセンサを設けて、空気の流れ状態を検出する。そして、例えば車両５０が停車中であっても車両５０の周囲の空気の流れが速い場合には、放出される付臭剤の拡散性が向上するので、希釈器７への空気供給量を少なくする。一方、車両５０が停車中であって車両５０の周囲の空気の流れが少ない場合には、希釈器７への空気供給量を増加させる。なお、空気供給量の調整は、車両５０の移動速度と車両５０の周囲の空気の流れ状態の両方に基づいて調整してもよく、これにより、車両５０の状態や周囲の状況により適した空気供給量の調整が可能となる。
【００６９】
以上のように、本発明に係る燃料電池システムは、システム外へ排出するアノードオフガスに含まれる付臭剤の濃度を適宜に効率よく希釈できるものであればよく、上記実施例に限られず、可能な限りこれらの組み合わせをも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施例１に係る燃料電池システムの構成図である。
【図２】実施例１に係る燃料電池システムにおけるオフガスの希釈制御を示すフローチャートである。
【図３】実施例２に係る燃料電池システムの構成図である。
【図４】実施例２に係る燃料電池システムにおけるオフガスの希釈制御を示すフローチャートである。
【図５】実施例３に係る燃料電池システムの構成図である。
【図６】実施例３に係る燃料電池システムにおけるオフガスの希釈制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１  燃料電池
２  高圧水素タンク
３  酸化ガス供給装置
４  電子制御装置（ＥＣＵ）
５  圧力センサ
６  アノードオフガス通路
７  希釈器
８  空気供給装置
９  パージ弁
１０、２０、３０  燃料電池システム
４０  速度センサ
５０  車両
【図１】
2007149641.tif 000003
【図２】
2007149641.tif 000004
【図３】
2007149641.tif 000005
【図４】
2007149641.tif 000006
【図５】
2007149641.tif 000007
【図６】
2007149641.tif 000008