JP5124949B2

JP5124949B2 - Fuel cell system

Info

Publication number: JP5124949B2
Application number: JP2006020744A
Authority: JP
Inventors: 義宏田村; 敬一広瀬
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2026-01-30
Also published as: JP2007200814A

Description

本発明は、燃料電池システムに係り、詳しくは燃料電池から排出される燃料ガスに含まれる水分の影響を受けることなく燃料ガスを循環させることができる燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly, to a fuel cell system capable of circulating a fuel gas without being affected by moisture contained in the fuel gas discharged from the fuel cell.

従来、高分子電解質膜を使用した燃料電池では、電解質膜を挟んで両側に燃料室及び酸素室が存在し、燃料室における燃料ガスは燃料極を介しイオン化し、電解質膜中を通過して、酸素極において酸素と結合して水を生成する。電力は、燃料極と酸素極における反応エネルギーより得られる。このように水素を燃料とする燃料電池においては、燃料極における不純物排出等の目的で燃料ガス循環路が設けられており、燃料電池から排出された未反応の燃料ガスがこの燃料ガス循環路を介して再び燃料電池に供給されるようになっている。 Conventionally, in a fuel cell using a polymer electrolyte membrane, there are a fuel chamber and an oxygen chamber on both sides of the electrolyte membrane, and the fuel gas in the fuel chamber is ionized through the fuel electrode and passes through the electrolyte membrane, Combines with oxygen at the oxygen electrode to produce water. Electric power is obtained from reaction energy at the fuel electrode and the oxygen electrode. Thus, in a fuel cell using hydrogen as a fuel, a fuel gas circulation path is provided for the purpose of discharging impurities at the fuel electrode, and unreacted fuel gas discharged from the fuel cell passes through this fuel gas circulation path. Then, the fuel cell is supplied again.

一般的に、燃料ガスは燃料ガス循環路に設けたポンプにより循環させられるが、高温電解質膜を用いた燃料電池では、排出される燃料ガスの温度が高く、熱の影響を受けやすい電気回路等を有するポンプの使用は忌避される。そこで、他の手段として、燃料ガス供給流路にエゼクターを設け、このエゼクターにより燃料電池から排出される燃料ガスを吸引して再び燃料電池に供給することが行われている（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−１９２２１号公報 In general, fuel gas is circulated by a pump provided in the fuel gas circuit, but in a fuel cell using a high-temperature electrolyte membrane, the temperature of the discharged fuel gas is high and it is susceptible to heat, etc. The use of a pump with is avoided. Therefore, as another means, an ejector is provided in the fuel gas supply flow path, and the fuel gas discharged from the fuel cell is sucked by the ejector and supplied to the fuel cell again (see, for example, Patent Document 1). ).
JP 2005-19221 A

しかしながら、エゼクターにより燃料ガスを循環させる燃料電池システムにおいては、還流させるガス量を十分に得られないといった問題があった。さらに、燃料ガスの還流量を制御することが困難であるという問題もあった。 However, in the fuel cell system in which the fuel gas is circulated by the ejector, there is a problem that a sufficient amount of gas to be recirculated cannot be obtained. Further, there is a problem that it is difficult to control the amount of recirculation of the fuel gas.

本発明は、エゼクターにより燃料ガスを循環させる燃料電池システムにおいて、燃料ガスの十分な還流量を得ることができ、また還流量を制御することのできるシステムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a system capable of obtaining a sufficient recirculation amount of the fuel gas and controlling the recirculation amount in a fuel cell system in which the fuel gas is circulated by an ejector.

（１) ガス及び酸化ガスが供給されて発電を行う燃料電池と、
前記燃料ガスが貯蔵され前記燃料電池に燃料ガスを供給するための燃料ガスタンクと、
前記燃料ガスタンクから燃料ガスが駆動ガスとして供給されることで、前記燃料電池から排出される排ガスを吸い込み、燃料ガスと共に前記燃料電池に供給するエゼクターと、
前記エゼクターを冷却する冷却手段とを備え、
前記冷却手段は、前記エゼクターに供給される燃料ガスを断熱膨張させるための弁を含み、前記弁と前記エゼクターは熱伝導性材料により一体化されて形成されていることを特徴とする燃料電池システム。 (1) a fuel cell that is supplied with gas and oxidizing gas to generate power;
A fuel gas tank for storing the fuel gas and supplying the fuel cell with the fuel gas;
An ejector that sucks in exhaust gas discharged from the fuel cell by supplying fuel gas from the fuel gas tank as a driving gas, and supplies the exhaust gas together with the fuel gas;
Cooling means for cooling the ejector ,
The cooling means includes a valve for adiabatically expanding the fuel gas supplied to the ejector, and the valve and the ejector are integrally formed of a heat conductive material. .

（２）前記弁は、燃料ガス元弁又は燃料ガス調圧弁であることを特徴とする上記（１）に記載の燃料電池システム。 ( 2 ) The fuel cell system according to ( 1 ), wherein the valve is a fuel gas main valve or a fuel gas pressure regulating valve.

（３）前記燃料電池の排ガスから水分を回収するための水回収手段を備えていることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の燃料電池システム。 ( 3 ) The fuel cell system according to (1) or (2) above, further comprising water recovery means for recovering water from the exhaust gas of the fuel cell.

一般的に、エゼクターの駆動ガス流入口から流入する燃料ガスとエゼクターの燃料ガス吸込口から吸い込む燃料ガスとの温度差が変化すると（例えば温度差が大きくなると）、燃料ガスの還流量も変化する（例えば増加する）。
従って、請求項１記載の発明によれば、エゼクターを冷却することで、燃料ガス吸込口から吸い込まれる燃料ガスを冷却することが可能となる。これにより、エゼクターの駆動ガス流入口から流入する燃料ガスと燃料電池から排出されエゼクターの燃料ガス吸込口から吸い込まれる燃料ガスとの温度差が大きくなる。従って、燃料ガスの還流量を高くすることが可能となる。 In general, when the temperature difference between the fuel gas flowing in from the drive gas inlet of the ejector and the fuel gas sucked from the fuel gas inlet of the ejector changes (for example, the temperature difference increases), the amount of recirculation of the fuel gas also changes. (Eg increase).
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the fuel gas sucked from the fuel gas suction port can be cooled by cooling the ejector. Thereby, the temperature difference between the fuel gas flowing in from the drive gas inlet of the ejector and the fuel gas discharged from the fuel cell and sucked from the fuel gas inlet of the ejector increases. Therefore, it becomes possible to increase the recirculation amount of the fuel gas.

そして、冷却手段に含まれる弁は燃料ガスを断熱膨張させることにより冷却され、弁が冷却されると、熱伝導性材料により弁と一体化されているエゼクターも冷却される。エゼクターが冷却されると、エゼクターの燃料ガス吸込口から吸い込まれる燃料ガスと、エゼクターの駆動ガス流入口から流入する燃料ガスとの温度差が大きくなる。従って、燃料ガスの還流量を従来よりも増加させることが可能となる。これは、吸入ガスと駆動ガスとの温度差を増加させるために、駆動ガス側を冷却するものであるが、燃料ガス供給のために設けられている構成を冷却手段として用いた結果、特別の冷却装置を設ける必要がなく、簡易な構成でエネルギー効率の悪化を抑制できる。熱伝導性材料により弁と一体化されているエゼクターは、低温となるため、駆動ガスと吸い込まれる燃料ガスとの温度差が広がる結果、燃料ガス側の温度制御可能な領域が広がり、燃料ガスの温度制御により還流量を制御することが容易となる。 The valve included in the cooling means is cooled by adiabatic expansion of the fuel gas. When the valve is cooled, the ejector integrated with the valve is also cooled by the heat conductive material. When the ejector is cooled, the temperature difference between the fuel gas sucked from the fuel gas suction port of the ejector and the fuel gas flowing from the drive gas inlet of the ejector becomes large. Therefore, the amount of recirculation of the fuel gas can be increased as compared with the conventional case. This is to cool the drive gas side in order to increase the temperature difference between the intake gas and the drive gas. As a result of using the configuration provided for the fuel gas supply as a cooling means, a special There is no need to provide a cooling device, and deterioration of energy efficiency can be suppressed with a simple configuration. Since the ejector integrated with the valve by the heat conductive material has a low temperature, the temperature difference between the driving gas and the sucked-in fuel gas is widened. It becomes easy to control the reflux amount by temperature control.

請求項２記載の発明によれば、燃料ガス元弁及び燃料ガス調圧弁は、ガスの断熱膨張により温度が低下する部分であるため、これらの弁を冷却手段として用いることで、部品の共用を図り、構成の簡素化とエネリギー効率の向上を図ることができる。
請求項３記載の発明によれば、燃料電池内で水分を含んで排出された燃料ガスは、エゼクターで冷やされるため、水回収手段を設けることで、水分の回収が容易となる。特に、エゼクターの下流側に水回収手段を設けると水の回収効率が向上する。
According to the second aspect of the present invention, the fuel gas main valve and the fuel gas pressure regulating valve are portions where the temperature decreases due to the adiabatic expansion of the gas. Therefore, by using these valves as cooling means, the parts can be shared. Simplification of the configuration and improvement of energy efficiency can be achieved.
According to the invention 請 Motomeko 3, wherein the fuel gas discharged contain water in the fuel cell, since it is cooled by the ejector, by providing the water recovery means, recovery of moisture is facilitated. In particular, when water recovery means is provided on the downstream side of the ejector, the water recovery efficiency is improved.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
次にこの発明の好適実施形態について説明する。この実施形態は、電気自動車に搭載される燃料電池システムである。図１は、この発明の燃料電池システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されているように、この燃料電池システム１は燃料電池スタック１００と、水素貯蔵タンク１１を含む燃料供給系１０と、空気供給系１２と、負荷系（図示せず）とに大略構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described. This embodiment is a fuel cell system mounted on an electric vehicle. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a fuel cell system 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 1 is roughly divided into a fuel cell stack 100, a fuel supply system 10 including a hydrogen storage tank 11, an air supply system 12, and a load system (not shown). Composed.

図２は、燃料電池スタック１０の部分断面側面図、図３は、燃料電池スタックの部分断面斜視図である。
燃料電池スタック１００は、単位セル２と、セパレータ３とを備えている。単位セル２は、空気極である酸素極２１と燃料極２２とで固体高分子電解質膜２３を挟持した構成となっている。
固体高分子電解質膜２３は、高温域でプロトン伝導度が十分に得られる高温膜が用いられる。すなわち、この高温膜は、雰囲気が高温・低湿度である場合において、プロトン伝導度が高い固体高分子電解質膜である。具体的に高温膜として用いられる材料としては、含フッ素系膜、炭化水素系膜、またはそれらの合成膜などのカチオン交換膜であり、低湿度で高いプロトン伝導性を示す特性の構造を持つもので構成される。低湿度で高いプロトン伝導性を示す特性とは、例えば、一般的な固体高分子電解質よりも水が十分に保水される材料か、又は水が無くてもプロトン伝導可能な物質が添加された材料であり、含フッ素系膜のパーフルオロ系膜ではスルホン酸基の濃度が高い（ＥＷ値が低い）ものであれば良く、炭化水素系膜のスルホン酸化ポリイミド膜では分子構造上に水を保持する物質であれば良い。
具体的なプロトン伝導度の一例を挙げると、温度が摂氏50〜140℃の範囲内で、湿度が0〜50％の雰囲気下において、一般的な固体高分子（摂氏50度以下、湿度50％以上の雰囲気下でプロトン伝導度が0.1S/cm以上）よりもプロトン伝導性が良好なものであり、例えば、摂氏120℃、湿度20％の雰囲気下において、プロトン伝導性が0.1S/cm以上であるものが好ましい。
以上のような高温膜を用いることによって、燃料電池の発電反応の温度利用域を摂氏１００度以上とすることができる。これにより反応によって発生する生成水が気化し、燃料ガスや酸化ガスとともに排出されるため、燃料電池スタック内に水が溜まることがなく、水排出のための構造を付加する必要もなくなる。また、生成水が蒸発するため、生成水により電解質成分が希釈されることを抑制できる。 2 is a partial sectional side view of the fuel cell stack 10, and FIG. 3 is a partial sectional perspective view of the fuel cell stack.
The fuel cell stack 100 includes a unit cell 2 and a separator 3. The unit cell 2 has a configuration in which a solid polymer electrolyte membrane 23 is sandwiched between an oxygen electrode 21 that is an air electrode and a fuel electrode 22.
As the solid polymer electrolyte membrane 23, a high temperature membrane that can sufficiently obtain proton conductivity in a high temperature region is used. That is, this high temperature membrane is a solid polymer electrolyte membrane having high proton conductivity when the atmosphere is high temperature and low humidity. Specifically, the material used as the high-temperature membrane is a cation exchange membrane such as a fluorine-containing membrane, a hydrocarbon-based membrane, or a synthetic membrane thereof, and has a structure with a characteristic of high proton conductivity at low humidity. Consists of. The characteristic of high proton conductivity at low humidity is, for example, a material in which water is sufficiently retained than a general solid polymer electrolyte, or a material to which a substance capable of proton conduction without water is added. In the case of a perfluorinated membrane of fluorine-containing membrane, it is sufficient if the concentration of sulfonic acid group is high (low EW value), and in the case of a sulfonated polyimide membrane of hydrocarbon-based membrane, water is retained on the molecular structure. Any substance can be used.
An example of specific proton conductivity is a general solid polymer (less than 50 degrees Celsius, 50% humidity) in an atmosphere where the temperature is in the range of 50 to 140 degrees Celsius and the humidity is 0 to 50%. Proton conductivity is better than that in the above atmosphere (proton conductivity is 0.1 S / cm or more). For example, proton conductivity is 0.1 S / cm or more in an atmosphere of 120 degrees Celsius and 20% humidity. Are preferred.
By using the high temperature film as described above, the temperature utilization range of the power generation reaction of the fuel cell can be set to 100 degrees Celsius or more. As a result, the generated water generated by the reaction is vaporized and discharged together with the fuel gas and the oxidizing gas, so that water does not accumulate in the fuel cell stack, and there is no need to add a structure for discharging water. Moreover, since produced water evaporates, it can suppress that an electrolyte component is diluted with produced water.

セパレータ３は、酸素極２１と燃料極２２にそれぞれ接触して電流を外部に取り出すための集電部材３１と、集電部材３１と単位セル２との間に介挿され、単位セル２の周端部に重ねられる介挿部材３３とを有している。固体高分子電解質膜２３において、燃料として供給された水素と酸化剤として供給された酸素が反応し、電力が得られるとともに、生成水が発生する。この電解質膜２３の反応効率が良好な温度領域は、１００度以上であるため、この温度領域で発電反応を行うことで、生成水は水蒸気となり、燃料ガスや空気とともに、燃料電池スタック１００の外部に排出される。発電反応が可能となる温度領域が、水の沸点以上である電解室膜を用いることによって、生成水を気化させて排出させることが可能となる。 The separator 3 is inserted between the current collecting member 31 and the unit cell 2 for contacting the oxygen electrode 21 and the fuel electrode 22 and taking out current to the outside. It has the insertion member 33 overlapped with an edge part. In the solid polymer electrolyte membrane 23, hydrogen supplied as a fuel and oxygen supplied as an oxidant react to generate electric power and generate generated water. Since the temperature range in which the reaction efficiency of the electrolyte membrane 23 is good is 100 degrees or more, by performing a power generation reaction in this temperature range, the generated water becomes water vapor, together with the fuel gas and air, outside the fuel cell stack 100. To be discharged. By using an electrolytic chamber membrane in which the temperature range in which the power generation reaction is possible is equal to or higher than the boiling point of water, the generated water can be vaporized and discharged.

集電部材３１は、導電性と耐蝕性を備えた材料で構成されている。集電部材３１としては、例えば、カーボンや、金属等の材料で構成されている。金属で構成した場合には、例えば、ステンレス、ニッケル合金、チタン合金等の材料に耐蝕導電処理を施したものを用いることができる。ここで、耐蝕導電処理とは、例えば、金メッキ等が挙げられる。
集電部材３１の、燃料極２２に接触する面には、直線状に連続して隆起した凸部３１１が等間隔で複数形成され、該凸部３１１の間には、溝３１２がそれぞれ形成される。つまり、凸部３１１と溝３１２は、交互に配置された形状となっている。凸部３１１は、最も突出した峰の平面部が燃料極２２に接触する接触部３１３となっており、この接触部３１３を介して燃料極２２と通電可能となる。溝３１２と、燃料極２２の表面とによって、燃料ガスとしての水素ガスが流通する燃料ガス流通路３１５が形成される。 The current collecting member 31 is made of a material having conductivity and corrosion resistance. The current collecting member 31 is made of a material such as carbon or metal, for example. In the case of being made of metal, for example, a material such as stainless steel, nickel alloy, titanium alloy or the like that has been subjected to corrosion-resistant conductive treatment can be used. Here, the corrosion-resistant conductive treatment includes, for example, gold plating.
On the surface of the current collecting member 31 that is in contact with the fuel electrode 22, a plurality of convex portions 311 bulging continuously in a straight line are formed at equal intervals, and grooves 312 are formed between the convex portions 311. The That is, the convex part 311 and the groove | channel 312 are the shapes arrange | positioned alternately. The convex portion 311 is a contact portion 313 in which the flat portion of the peak that protrudes most is in contact with the fuel electrode 22, and the fuel electrode 22 can be energized through the contact portion 313. The groove 312 and the surface of the fuel electrode 22 form a fuel gas flow passage 315 through which hydrogen gas as fuel gas flows.

凸部３１１の両端には、凸部３１１に直交する方向に溝３１４、３１４が形成され、この溝３１４と燃料極２２の表面とによって、燃料ガス流路３１６が形成される。複数の燃料ガス流通路３１５は、両端部で燃料ガス流路３１６にそれぞれ連通した構成となっており、複数の燃料ガス流通路３１５と一対の燃料ガス流路３１６とによって、燃料極２２へ水素ガスを供給する燃料ガス保持部３０が構成される。 Grooves 314 and 314 are formed at both ends of the convex portion 311 in a direction orthogonal to the convex portion 311, and a fuel gas flow path 316 is formed by the groove 314 and the surface of the fuel electrode 22. The plurality of fuel gas flow paths 315 communicate with the fuel gas flow path 316 at both ends, and the plurality of fuel gas flow paths 315 and the pair of fuel gas flow paths 316 provide hydrogen to the fuel electrode 22. A fuel gas holding unit 30 for supplying gas is configured.

燃料ガス保持部３０には、燃料ガス供給孔３１８と燃料ガス排出孔３１７とが形成され、水素ガスは燃料ガス供給孔３１８から燃料ガス保持部３０内に流入し、燃料極２２に水素を供給しつつ、燃料ガス排出孔３１７から流出する。この実施形態では、集電部材３１は、矩形であり、燃料ガス供給孔３１８と燃料ガス排出孔３１７は、集電部材３１の平面視における図心を中心として点対称の位置に（対角線方向）に、それぞれ配置されている。図２には、燃料ガス供給孔３１８が示されている。以上のように、燃料ガス保持部３０は、各セパレータ３と単位セル２の間にそれぞれ形成されている。 A fuel gas supply hole 318 and a fuel gas discharge hole 317 are formed in the fuel gas holding part 30, and hydrogen gas flows into the fuel gas holding part 30 from the fuel gas supply hole 318 and supplies hydrogen to the fuel electrode 22. However, it flows out from the fuel gas discharge hole 317. In this embodiment, the current collecting member 31 has a rectangular shape, and the fuel gas supply hole 318 and the fuel gas discharge hole 317 are positioned symmetrically with respect to the centroid in a plan view of the current collecting member 31 (in the diagonal direction). Are arranged respectively. FIG. 2 shows a fuel gas supply hole 318. As described above, the fuel gas holding unit 30 is formed between each separator 3 and the unit cell 2.

各燃料ガス保持部３０の燃料ガス供給孔３１８は、燃料電池スタック１００内の一方の端部において、集電部材３１の積層方向に形成されている燃料ガス供給通路３１９ａにそれぞれ連通しており、燃料ガス排出孔３１７は、燃料電池スタック１００内の他方の端部において、集電部材３１の積層方向に形成されている燃料ガス排出通路３１９ｂにそれぞれ連通している。燃料ガス供給通路３１９ａと各燃料ガス供給孔３１８によって、燃料ガスを各燃料ガス保持部３０に分配する燃料ガスマニホールド３４が構成される。一対の燃料ガス排出通路３１９ａ、３１９ｂの一方は、燃料ガス供給流路２０１Ａに接続され、他方は、ガス循環流路２０２に接続される。 The fuel gas supply hole 318 of each fuel gas holding unit 30 communicates with a fuel gas supply passage 319a formed in the stacking direction of the current collector 31 at one end in the fuel cell stack 100, The fuel gas discharge holes 317 communicate with the fuel gas discharge passages 319b formed in the stacking direction of the current collecting members 31 at the other end in the fuel cell stack 100, respectively. A fuel gas manifold 34 that distributes the fuel gas to the fuel gas holding portions 30 is configured by the fuel gas supply passage 319 a and the fuel gas supply holes 318. One of the pair of fuel gas discharge passages 319a and 319b is connected to the fuel gas supply channel 201A, and the other is connected to the gas circulation channel 202.

集電部材３１の、酸素極２１に接触する面には、直線状に連続して隆起した凸部３２１が等間隔で複数形成され、該凸部３２１の間には、溝３２２がそれぞれ形成される。つまり、凸部３２１と溝３２２は、交互に配置された形状となっている。凸部３２１は、最も突出した峰の平面部が酸素極２１に接触する接触部３２３となっており、この接触部３２３を介して酸素極２１と通電可能となる。溝３２２と、酸素極２１の表面とによって、酸化ガスとしての空気が流通する空気流通路３２５が形成される。溝３２２は、集電部材３１の両端部に達しており、空気流通路３２５の上下端は、燃料電池スタック１００の外側に連通する開口部と連通している。両端の開口部の一方は、空気が流入する空気流入部３２６を形成し、他方の開口部は、空気が流出する空気流出部３２７を形成している。空気流入部３２６から流入した空気は、空気流通路３２５において、酸素極２２と接触し、酸素極に酸素を供給しつつ、空気流出部３２７へ導かれる。
このように構成された燃料電池スタック１００の鉛直上側には、空気マニホールド５４が設けられている。 On the surface of the current collecting member 31 that comes into contact with the oxygen electrode 21, a plurality of convex portions 321 bulging continuously in a straight line are formed at equal intervals, and grooves 322 are formed between the convex portions 321. The That is, the convex part 321 and the groove | channel 322 are the shapes arrange | positioned alternately. The convex portion 321 is a contact portion 323 in which the flat portion of the peak that protrudes most is in contact with the oxygen electrode 21, and the oxygen electrode 21 can be energized through the contact portion 323. An air flow passage 325 through which air as an oxidizing gas flows is formed by the groove 322 and the surface of the oxygen electrode 21. The groove 322 reaches both ends of the current collecting member 31, and the upper and lower ends of the air flow passage 325 communicate with an opening that communicates with the outside of the fuel cell stack 100. One of the opening portions at both ends forms an air inflow portion 326 through which air flows, and the other opening forms an air outflow portion 327 through which air flows out. The air flowing in from the air inflow portion 326 is guided to the air outflow portion 327 while contacting the oxygen electrode 22 in the air flow passage 325 and supplying oxygen to the oxygen electrode.
An air manifold 54 is provided on the vertically upper side of the fuel cell stack 100 thus configured.

次に、図１に示されている燃料電池システムの空気供給系１２について説明する。空気供給系１２は、空気導入路１２３と、空気マニホールド５４と、空気排出路である排気ダクト１２４とを備えている。空気導入路１２３には、フィルタ１２１、酸化ガス供給ファンである空気ファン１２２、空気マニホールド５４の順で流入方向に沿って設けられている。空気マニホールド５４は、燃料電池スタック１００の空気流入部３２６に空気を分割して流入させる。
排気ダクト１２４は、燃料電池スタック１００の空気流出部３２７に接続され、空気流出部３２７から流出した空気を合流させ、外部環境へ放出する。 Next, the air supply system 12 of the fuel cell system shown in FIG. 1 will be described. The air supply system 12 includes an air introduction path 123, an air manifold 54, and an exhaust duct 124 that is an air discharge path. In the air introduction path 123, a filter 121, an air fan 122 that is an oxidizing gas supply fan, and an air manifold 54 are provided in this order along the inflow direction. The air manifold 54 divides and flows the air into the air inflow portion 326 of the fuel cell stack 100.
The exhaust duct 124 is connected to the air outflow portion 327 of the fuel cell stack 100, joins the air outflowed from the air outflow portion 327, and discharges it to the external environment.

燃料供給系１０の構成について説明する。燃料ガスタンクである水素貯蔵タンク１１には、燃料ガス供給流路２０１Ａを介して燃料電池スタック１００のガス取入口２０１ＡＩＮに接続されている。燃料ガス供給流路２０１Ａには、水素タンク元弁Ｖ０、水素タンク圧力センサＳ０、調圧弁Ｖ１、水素供給電磁弁Ｖ２、水素供給圧力センサＳ１、供給水素側温度センサＳ２、エゼクター８０、水回収トラップ２６、パージ弁（安全弁）Ｖ３が順に設けられている。
エゼクター８０は、駆動ガス流入口８１、燃料吸込口８２、燃料ガス吐出口８３とを備えている。駆動ガス流入口８１は水素ガスタンク１１に接続されており、この駆動ガス流入口８１を介してエゼクター８０内部に水素ガスタンク１１からの燃料ガスが流入する。 The configuration of the fuel supply system 10 will be described. A hydrogen storage tank 11 that is a fuel gas tank is connected to a gas inlet 201AIN of the fuel cell stack 100 via a fuel gas supply channel 201A. The fuel gas supply passage 201A includes a hydrogen tank main valve V0, a hydrogen tank pressure sensor S0, a pressure regulating valve V1, a hydrogen supply electromagnetic valve V2, a hydrogen supply pressure sensor S1, a supply hydrogen side temperature sensor S2, an ejector 80, and a water recovery trap. 26, a purge valve (safety valve) V3 is provided in order.
The ejector 80 includes a drive gas inlet 81, a fuel inlet 82, and a fuel gas outlet 83. The driving gas inlet 81 is connected to the hydrogen gas tank 11, and the fuel gas from the hydrogen gas tank 11 flows into the ejector 80 through the driving gas inlet 81.

燃料電池スタック１００のガス排出口２０２ＯＵＴには、ガス循環流路２０２の一端が接続され、その他端は、エゼクター８０の燃料吸込口８２に接続されており、駆動ガス流入口８１から流入する燃料ガスによりこの燃料吸込口８２から燃料ガス（ガス排出口２０２ＯＵＴから排出される燃料ガス）をエゼクター８０内部に吸い込む。ガス循環流路２０２には、循環水素側温度センサＳ３が設けられている。また、燃料電池スタック１００には、温度センサＳ４が設けられている。 One end of the gas circulation channel 202 is connected to the gas discharge port 202OUT of the fuel cell stack 100, and the other end is connected to the fuel suction port 82 of the ejector 80, and the fuel gas flowing in from the driving gas inlet 81 Thus, the fuel gas (fuel gas discharged from the gas discharge port 202OUT) is sucked into the ejector 80 from the fuel suction port 82. The gas circulation flow path 202 is provided with a circulating hydrogen side temperature sensor S3. The fuel cell stack 100 is provided with a temperature sensor S4.

燃料ガス吐出口８３は、燃料ガス供給流路２０１Ａを介して燃料電池スタック１０エゼクターガス入口であるガス取入口２０１ＡＩＮに接続されており、駆動ガス流入口８１からエゼクター８０内部に流入する燃料ガス及び燃料ガス吸込口８２からエゼクター８０内部に吸い込む燃料ガスを燃料電池スタック１００に供給する。
ガス循環流路２０２、エゼクター８０、燃料ガス供給流路２０１Ａによって、水素ガスの循環路が構成されており、この水素ガスの循環路においては、エゼクター８０の作用により、燃料電池スタック１００から排出された燃料ガスが循環するようになっている。 The fuel gas discharge port 83 is connected to a gas inlet 201AIN which is an ejector gas inlet of the fuel cell stack 10 via a fuel gas supply channel 201A, and the fuel gas flowing into the ejector 80 from the drive gas inlet 81 and The fuel gas sucked into the ejector 80 from the fuel gas suction port 82 is supplied to the fuel cell stack 100.
The gas circulation passage 202, the ejector 80, and the fuel gas supply passage 201A constitute a hydrogen gas circulation passage. The hydrogen gas circulation passage is discharged from the fuel cell stack 100 by the action of the ejector 80. Fuel gas is circulated.

燃料ガス供給流路２０１Ａにおいて、エゼクター８０の下流（燃料ガス吐出口８３と燃料ガス入口であるガス取入口２０１ＡＩＮとの間）には、本発明の水回収手段に相当する水回収トラップ２６が設けられており、この水回収トラップ２６にはガス排出路２０３の一端が接続されている。ガス排出路２０３の他端は、外部に開放され、或いは、排気ダクト１２４に接続されていてもよい。さらにガス排出路２０３は、水素排気電磁弁Ｖ４を備えている。水回収トラップ２６としては、例えば、ガス流入口とガス流出口を備え、両者間に冷却用フィンを、その下方に水溜め空間を有する容器（図示せず）を燃料ガス供給流路２０１Ａに設けることが考えられる。 In the fuel gas supply channel 201A, a water recovery trap 26 corresponding to the water recovery means of the present invention is provided downstream of the ejector 80 (between the fuel gas discharge port 83 and the gas inlet 201AIN which is a fuel gas inlet). One end of a gas discharge path 203 is connected to the water recovery trap 26. The other end of the gas discharge path 203 may be open to the outside or connected to the exhaust duct 124. Further, the gas discharge path 203 is provided with a hydrogen exhaust electromagnetic valve V4. As the water recovery trap 26, for example, a gas inlet and a gas outlet are provided, a cooling fin is provided between them, and a container (not shown) having a water storage space below is provided in the fuel gas supply channel 201A. It is possible.

燃料電池スタック１００には、負荷系（図示せず）が接続されており、燃料電池スタック１００で出力される電力は、この負荷系に供給される。燃料電池スタック１００の電極は、配線を介してインバータに接続され、インバータを介してモータ等の負荷に接続されている。また、インバータには、出力制御装置を介して補助電源である蓄電池が接続されている（いずれも図示せず）。 A load system (not shown) is connected to the fuel cell stack 100, and electric power output from the fuel cell stack 100 is supplied to the load system. The electrode of the fuel cell stack 100 is connected to an inverter via wiring, and is connected to a load such as a motor via the inverter. Moreover, the storage battery which is auxiliary power supply is connected to the inverter via the output control apparatus (all are not shown).

燃料電池システム１の制御装置２００には、各センサＳ０、Ｓ１、ＬＧの検出値が入力され、かつ、各電磁弁Ｖ１〜Ｖ４、ファン１２２、インバータ、出力制御装置等を制御する。この制御装置２００には、図示しないイグニッションスイッチが接続され、モータの駆動や停止の指示信号が入力される。 The control device 200 of the fuel cell system 1 receives the detection values of the sensors S0, S1, and LG, and controls the solenoid valves V1 to V4, the fan 122, the inverter, the output control device, and the like. An ignition switch (not shown) is connected to the control device 200, and an instruction signal for driving or stopping the motor is input.

なお、従来、燃料電池スタック１００が１００℃以上の温度に達する環境下でポンプにより燃料ガスを循環させると、ポンプ駆動用の電子部品（ＩＣ（ＬＳＩ）、コンデンサー等）の耐熱温度を超え、適切に燃料ガスを循環させることができなかった。しかしながら、本実施形態の燃料電池システム１においては、ポンプを用いずにエゼクター８０により燃料ガスを循環させているため、燃料電池スタック１００が１００℃以上の温度に達する環境下であっても、適切に燃料ガスを循環させることが可能となっている。また、本実施形態の燃料電池システムにおいては、燃料ガスが燃料ガス循環流路２０２中を循環するように構成されているため、燃料極内の不純物を排出することが可能となっている。 Conventionally, when fuel gas is circulated by a pump in an environment where the fuel cell stack 100 reaches a temperature of 100 ° C. or higher, the heat resistance temperature of the electronic components (IC (LSI), condenser, etc.) for driving the pump is exceeded, and It was not possible to circulate the fuel gas. However, in the fuel cell system 1 of the present embodiment, since the fuel gas is circulated by the ejector 80 without using a pump, it is appropriate even in an environment where the fuel cell stack 100 reaches a temperature of 100 ° C. or higher. It is possible to circulate the fuel gas. In the fuel cell system of this embodiment, since the fuel gas is configured to circulate in the fuel gas circulation channel 202, impurities in the fuel electrode can be discharged.

次に、燃料電池スタック１００から排出される水素ガスから水分を回収する水分回収システムについて説明する。
燃料ガス供給流路２０１Ａにおいて、
ガス循環流路２０２に排気された燃料ガスは、燃料電池スタック１００内で、高温(摂氏１００度以上)となり、かつ生成水に基づく水蒸気を含んでいる。この状態で燃料ガスはエゼクター８０に吸引される。エゼクター８０に吸引された燃料ガスは、エゼクター８０から駆動ガスと合流して昇圧されつつ吐出ガスとして燃料ガス吐出口８３から吐出される。このとき、駆動ガスとの合流による温度低下によって吸引された燃料ガス中の水蒸気の一部は、水として結露する。この結露した水は、エゼクター８０の下流側に位置する水回収トラップ２６により回収される。 Next, a moisture recovery system that recovers moisture from the hydrogen gas discharged from the fuel cell stack 100 will be described.
In the fuel gas supply channel 201A,
The fuel gas exhausted to the gas circulation flow path 202 has a high temperature (100 degrees Celsius or higher) in the fuel cell stack 100 and contains water vapor based on the generated water. In this state, the fuel gas is sucked into the ejector 80. The fuel gas sucked into the ejector 80 merges with the drive gas from the ejector 80 and is discharged from the fuel gas discharge port 83 as discharge gas while being pressurized. At this time, a part of the water vapor in the fuel gas sucked by the temperature drop due to the merge with the driving gas is condensed as water. The condensed water is recovered by the water recovery trap 26 located on the downstream side of the ejector 80.

なお、図１に示すように、水回収トラップ２６には、水溜め空間に水位センサＬＧを設け、さらに水溜め空間に水素排気電磁弁Ｖ４（あるいは別の電磁弁）を接続し、水位センサＬＧにより水溜め空間の水量が予め定められた水量に達したことが検知されたときに、その電磁弁を制御して水溜め空間内に溜まった水を外部環境等へ放出するように構成することができる。 As shown in FIG. 1, the water recovery trap 26 is provided with a water level sensor LG in the water reservoir space, and further connected with a hydrogen exhaust electromagnetic valve V4 (or another electromagnetic valve) in the water reservoir space. When it is detected that the amount of water in the water reservoir space has reached a predetermined amount of water, the solenoid valve is controlled to discharge the water accumulated in the water reservoir space to the external environment, etc. Can do.

次に、上記構成の燃料電池システム１の動作について説明する。
図４は、燃料電池システム１の動作（水素ガスの還流量制御）を説明するためのフローチャートである。
このフローチャートは、ガス循環流路を循環する燃料ガス中の水分が一定量以上になったと判定された場合に開始する（ステップＳ１０１）。この判定は、例えば、燃料電池スタック１００内の特定の単位セルに電圧計（図示せず）を接続し、この電圧計により電圧を測定し、その結果、該特定のセルの電圧低下が検出された場合に、燃料ガス中の水分が一定量以上になったと判定することが考えられる。 Next, the operation of the fuel cell system 1 having the above configuration will be described.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the fuel cell system 1 (hydrogen gas recirculation amount control).
This flowchart is started when it is determined that the moisture in the fuel gas circulating through the gas circulation passage has become a certain amount or more (step S101). For this determination, for example, a voltmeter (not shown) is connected to a specific unit cell in the fuel cell stack 100 and a voltage is measured by this voltmeter. As a result, a voltage drop in the specific cell is detected. In such a case, it may be determined that the moisture in the fuel gas has become a certain amount or more.

ガス循環流路２０２を循環する燃料ガス中の水分が一定量以上になったと判定されると（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、空気ファン１２２の制御量が決定される（ステップＳ１０３）。例えば、予めエゼクター８０の温度、燃料電池スタック１００の温度等を予め設定しておき、ガス循環流路２０２中に流量計を配置し、流量をベンチ評価にて測定し、図４に示すようなマップを作成しておく。そして、供給水素側温度センサＳ２及び循環水素側温度センサＳ３によりそれぞれ供給水素ガス温度及び循環水素温度を検出し、これら検出温度に対応する還流性能量をテーブルから読み取り、必要還流性能（必要還流量）を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。 If it is determined that the moisture in the fuel gas circulating through the gas circulation flow path 202 has become a certain amount or more (step S101: Yes), the control amount of the air fan 122 is determined (step S103). For example, the temperature of the ejector 80, the temperature of the fuel cell stack 100, etc. are set in advance, a flow meter is arranged in the gas circulation channel 202, and the flow rate is measured by bench evaluation, as shown in FIG. Create a map. The supply hydrogen gas temperature and the circulation hydrogen temperature are detected by the supply hydrogen side temperature sensor S2 and the circulation hydrogen side temperature sensor S3, respectively, and the reflux performance amount corresponding to these detected temperatures is read from the table, and the necessary reflux performance (necessary reflux amount) ) Is satisfied (step S105).

そして、必要還流性能を満たしているのであれば（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、本フローチャートの処理を終了する。
一方、必要還流性能を満たしていないのであれば（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、必要還流性能に対応する空気ファン制御量をテーブルから読み取り、その制御量に基づいて空気ファン１２２を制御する（ステップＳ１０７）。ここでは、空気ファン１２２による空気供給量が低下するように空気ファン１２２を制御するものとする。これにより、燃料電池スタック１００に対する、空気の流通による冷却効果が低下し、温度が上昇する。燃料電池スタック１００から排出され循環する水素ガス温度も上昇する。これにより、エゼクター８０の駆動ガス流入口８１から流入する燃料ガスと燃料電池スタック１００から排出されエゼクター８０の燃料ガス吸込口８２から吸い込まれる燃料ガスとの温度差が大きくなる。これにより、ガス循環流路２０２内の燃料ガスの還流量を制御（この場合増加）することが可能となる。すなわち、空気ファン１２２による空気の供給量を制御することで、ガス循環流路２０２内の燃料ガスの還流量を制御（この場合増加）することが可能となっている。 If the required reflux performance is satisfied (step S105: Yes), the processing of this flowchart is terminated.
On the other hand, if the required reflux performance is not satisfied (step S105: No), the air fan control amount corresponding to the required reflux performance is read from the table, and the air fan 122 is controlled based on the control amount (step S107). . Here, it is assumed that the air fan 122 is controlled such that the amount of air supplied by the air fan 122 decreases. Thereby, the cooling effect by the circulation of air with respect to the fuel cell stack 100 is lowered, and the temperature rises. The temperature of the hydrogen gas discharged from the fuel cell stack 100 and circulating also rises. As a result, the temperature difference between the fuel gas flowing in from the drive gas inlet 81 of the ejector 80 and the fuel gas discharged from the fuel cell stack 100 and sucked from the fuel gas inlet 82 of the ejector 80 increases. Thereby, it is possible to control (in this case, increase) the recirculation amount of the fuel gas in the gas circulation passage 202. That is, by controlling the amount of air supplied by the air fan 122, it is possible to control (in this case, increase) the amount of recirculation of the fuel gas in the gas circulation passage 202.

次に、供給水素側温度センサＳ２及び循環水素側温度センサＳ３によりそれぞれ供給水素ガス温度及び循環水素温度を検出し（ステップＳ１０９）、これら検出温度が目標温度（必要還流性能に対応する供給水素ガス温度及び循環水素ガス温度）に達し、かつ、一定時間経過するまで上記ステップＳ１７及びＳ１９の処理を繰り返す（ステップＳ１１１）。そして、目標温度に達し、かつ、一定時間経過すると、本フローチャートの処理を終了する。 Next, the supply hydrogen gas temperature and the circulation hydrogen temperature are detected by the supply hydrogen side temperature sensor S2 and the circulation hydrogen side temperature sensor S3, respectively (step S109), and these detected temperatures are the target temperatures (the supply hydrogen gas corresponding to the necessary reflux performance). The processes of steps S17 and S19 are repeated until the temperature and the circulating hydrogen gas temperature are reached and a certain time has elapsed (step S111). Then, when the target temperature is reached and a certain time elapses, the processing of this flowchart ends.

次に、エゼクター８０を冷却するための冷却システムについて説明する。
図５は、エゼクター８０の冷却システムを説明するための図である。
エゼクター８０には、弁（図５中水素タンク元弁Ｖ０、調圧弁Ｖ１を例示）が一体的に設けられている。この弁は燃料ガスを放出する際、ガスの断熱膨張により冷却され、弁が冷却されると弁と一体化されているエゼクター８０も冷却される。エゼクター８０が冷却されると、エゼクター８０の燃料ガス吸込口８２から吸い込まれる燃料ガスも冷却されるから、エゼクター８０の駆動ガス流入口８１から流入する燃料ガスと燃料電池スタック１００から排出されエゼクター８０の燃料ガス吸込口８１から吸い込まれる燃料ガスとの温度差が大きくなる。従って、燃料ガスの還流量を制御することが可能となる。また、弁を開閉制御することでも、燃料ガスの還流量を制御することが可能となる。なお、弁とエゼクター８０とは直接一体化されていてもよいし（図５）、熱伝導率が、他の部材(弁やエゼクター８０に接続されている配管や燃料ガス容器、これらを収容するケーシングなど)よりも高い材料(例えば、アルミニウムや銅などの金属)を介して接続されていてもよく、さらに、そのような材料によって一体化されていることが好ましい。 Next, a cooling system for cooling the ejector 80 will be described.
FIG. 5 is a diagram for explaining the cooling system of the ejector 80.
The ejector 80 is integrally provided with valves (in FIG. 5, the hydrogen tank original valve V0 and the pressure regulating valve V1 are illustrated). When the fuel gas is discharged, the valve is cooled by adiabatic expansion of the gas, and when the valve is cooled, the ejector 80 integrated with the valve is also cooled. When the ejector 80 is cooled, the fuel gas sucked from the fuel gas suction port 82 of the ejector 80 is also cooled. Therefore, the fuel gas flowing in from the drive gas inlet 81 of the ejector 80 and the fuel cell stack 100 are discharged and ejected. The temperature difference from the fuel gas sucked from the fuel gas suction port 81 increases. Accordingly, it is possible to control the recirculation amount of the fuel gas. Further, the recirculation amount of the fuel gas can be controlled by controlling the opening and closing of the valve. In addition, the valve and the ejector 80 may be directly integrated (FIG. 5), or the thermal conductivity accommodates other members (pipes and fuel gas containers connected to the valve and the ejector 80, and these. It may be connected via a material (for example, a metal such as aluminum or copper) higher than that of a casing or the like, and is preferably integrated by such a material.

次に、エゼクター８０を冷却するための他の冷却システムについて説明する。
図６は、エゼクター８０の他の冷却システムを説明するための図である。
図６に示すように、この冷却システムは、図１に示す燃料電池システム１とほぼ同様の構成であるが、エゼクター８０は、空気ファン１２２と空気マニホールド５４との間にある空気導入路１２３中に一部が露出するように配置される。これにより、空気ファン１２２により供給される空気が、エゼクター８０を冷却し、燃料ガスの還流量能力を高く維持することができる。他の構成については、図１に示す燃料電池システム１と同様であるので、同一の符号を付して、その説明を省略する。
この明細書は以下の事項を開示する。
（１）燃料ガス及び酸化ガスが供給されて発電を行う燃料電池と、
前記燃料ガスが貯蔵され前記燃料電池に燃料ガスを供給するための燃料ガスタンクと、
前記燃料ガスタンクから燃料ガスが駆動ガスとして供給されることで、前記燃料電池から排出される排ガスを吸い込み、燃料ガスと共に前記燃料電池に供給するエゼクターと、
前記エゼクターに供給される燃料ガスと該エゼクターが吸い込む排ガスとの温度差を制御することで前記エゼクターの排ガス吸込量を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
一般的に、エゼクターの駆動ガス流入口から流入する燃料ガスとエゼクターの燃料ガス吸込口から吸い込む燃料ガスとの温度差が変化すると（例えば温度差が大きくなると）、燃料ガスの還流量も変化する（例えば増加する）。
従って、上記(１)記載の構成によれば、エゼクターの駆動ガス流入口から流入する燃料ガスとエゼクターの燃料ガス吸込口から吸い込む燃料ガスとの温度差を制御することで、燃料ガスの還流量を制御することが可能となる。
（２）前記制御手段は、前記燃料電池に酸化ガスを供給するための酸化ガス供給ファンと、前記酸化ガス供給ファンによる酸化ガスの供給量を制御する酸化ガス供給量制御装置と、を含むことを特徴とする上記（１）に記載の燃料電池システム。
上記（２）記載の構成によれば、酸化ガス供給ファンによる酸化ガスの供給量を制御することで、燃料ガスの還流量を制御することが可能となる。すなわち、酸化ガス供給ファンによる酸化ガスの供給量を制御すると、燃料電池の温度を制御することが可能となる。例えば、酸化ガスの供給量を増やすと燃料電池の温度は低下する。そして、燃料電池の温度が低下すると燃料電池から排出される燃料ガスの温度も低くなる。これにより、エゼクターの駆動ガス流入口から流入する燃料ガスと燃料電池から排出されエゼクターの燃料ガス吸込口から吸い込まれる燃料ガスとの温度差が小さくなり、還流量を低下させることができる。従って、酸化ガス供給ファンによる酸化ガスの供給量を制御することで、燃料ガスの還流量を制御することが可能となる。
Next, another cooling system for cooling the ejector 80 will be described.
FIG. 6 is a view for explaining another cooling system of the ejector 80.
As shown in FIG. 6, this cooling system has substantially the same configuration as the fuel cell system 1 shown in FIG. 1, but the ejector 80 is located in the air introduction path 123 between the air fan 122 and the air manifold 54. It arrange | positions so that a part may be exposed to. Thereby, the air supplied by the air fan 122 can cool the ejector 80 and maintain the fuel gas recirculation amount capability high. Since the other configuration is the same as that of the fuel cell system 1 shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.
This specification discloses the following matters.
(1) a fuel cell that is supplied with fuel gas and oxidant gas to generate power;
A fuel gas tank for storing the fuel gas and supplying the fuel cell with the fuel gas;
An ejector that sucks in exhaust gas discharged from the fuel cell by supplying fuel gas from the fuel gas tank as a driving gas, and supplies the exhaust gas together with the fuel gas;
Control means for controlling the exhaust gas suction amount of the ejector by controlling the temperature difference between the fuel gas supplied to the ejector and the exhaust gas sucked by the ejector;
A fuel cell system comprising:
In general, when the temperature difference between the fuel gas flowing in from the drive gas inlet of the ejector and the fuel gas sucked from the fuel gas inlet of the ejector changes (for example, the temperature difference increases), the amount of recirculation of the fuel gas also changes. (Eg increase).
Therefore, according to the configuration described in (1) above, the recirculation amount of the fuel gas is controlled by controlling the temperature difference between the fuel gas flowing in from the drive gas inlet of the ejector and the fuel gas sucked in from the fuel gas suction port of the ejector. Can be controlled.
(2) The control means includes an oxidant gas supply fan for supplying an oxidant gas to the fuel cell, and an oxidant gas supply amount control device for controlling an oxidant gas supply amount by the oxidant gas supply fan. The fuel cell system according to (1) above, wherein
According to the configuration described in (2) above, it is possible to control the recirculation amount of the fuel gas by controlling the supply amount of the oxidizing gas by the oxidizing gas supply fan. That is, by controlling the amount of oxidizing gas supplied by the oxidizing gas supply fan, the temperature of the fuel cell can be controlled. For example, when the supply amount of the oxidizing gas is increased, the temperature of the fuel cell is lowered. And if the temperature of a fuel cell falls, the temperature of the fuel gas discharged | emitted from a fuel cell will also become low. Thereby, the temperature difference between the fuel gas flowing in from the drive gas inlet of the ejector and the fuel gas discharged from the fuel cell and sucked from the fuel gas inlet of the ejector is reduced, and the recirculation amount can be reduced. Therefore, it is possible to control the recirculation amount of the fuel gas by controlling the supply amount of the oxidizing gas by the oxidizing gas supply fan.

この発明の燃料電池システム１を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a fuel cell system 1 of the present invention. 燃料電池スタックの部分断面側面図である。It is a partial cross section side view of a fuel cell stack. 燃料電池スタックの部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of a fuel cell stack. この発明の燃料電池システム１の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the fuel cell system 1 of this invention. エゼクターの冷却システムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the cooling system of an ejector. エゼクターの他の冷却システムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other cooling system of an ejector.

Explanation of symbols

１燃料電池システム
１１水素貯蔵タンク
２６水回収トラップ
１００燃料電池スタック
２０１Ａ燃料ガス供給流路
２０２循環エゼクター
８０エゼクター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell system 11 Hydrogen storage tank 26 Water recovery trap 100 Fuel cell stack 201A Fuel gas supply flow path 202 Circulating ejector 80 Ejector

Claims

A fuel cell that is supplied with fuel gas and oxidizing gas to generate power;
A fuel gas tank for storing the fuel gas and supplying the fuel cell with the fuel gas;
An ejector that sucks in exhaust gas discharged from the fuel cell by supplying fuel gas from the fuel gas tank as a driving gas, and supplies the exhaust gas together with the fuel gas;
Cooling means for cooling the ejector ,
The cooling means includes a valve for adiabatically expanding the fuel gas supplied to the ejector, and the valve and the ejector are integrally formed of a heat conductive material. .

The fuel cell system according to claim 1 , wherein the valve is a fuel gas main valve or a fuel gas pressure regulating valve.

The fuel cell system according to claim 1 or 2 , further comprising water recovery means for recovering moisture from the exhaust gas of the fuel cell.