CN101569043B - 燃料电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种燃料电池系统，其具备：燃料电池(101)；气体路径，其中流通用于燃料电池(101)的发电的发电用气体；冷却水路径，其中流通冷却燃料电池(101)的冷却水；配设于冷却水路径上的储存冷却水的冷却水储罐(106)；加湿器，其具有水分透过膜(61)，并被构成为，经过水分透过膜(61)而在流通于冷却水路径中的冷却水和流通于气体路径中的发电用气体之间进行水分交换；补压气体供给器(110)，在气体路径内部的压力下降的情况下，向气体路径的包含加湿器的特定区间提供补压气体；冷却水储罐(106)的水面比加湿器的水分透过膜(61)的上端位于上方。

Description

燃料电池系统
技术领域
本发明是有关燃料电池系统的构造。
背景技术
一直以来，能够实现高效率小规模发电的燃料电池系统，因为用于利用发电时所产生的热能的系统构筑较为容易，所以作为能够实现高能源利用率的分散型发电系统正在不断被开发。
燃料电池系统作为其发电部主体具备燃料电池。该燃料电池通过规定的电化学反应将燃料气体以及氧化剂气体所具有的化学能直接转换成电能。然后，由燃料电池所产生的电能从燃料电池系统提供给负载。
作为用于这样的燃料电池系统中的燃料电池，已知有固体高分子型燃料电池。在固体高分子型燃料电池中，作为电解质使用具有质子传导性的固体高分子电解质膜，但是该固体高分子电解质膜有必要呈湿润状态，在干燥状态或者湿润不足的状态下，质子传导性会变差，从而导致发电性能降低。为此，已知有由加湿器加湿燃料气体或者氧化剂气体的至少一方之后予以提供这些气体的燃料电池(例如参照专利文献1)。另外，作为加湿器还已知如下的加湿器，即，通过将燃料气体和氧化剂气体中的至少一方和冷却燃料电池的冷却水引导到被水透过膜隔开的路径中，从而加湿燃料气体和氧化气体的加湿器(例如参照专利文献2)。
可是，在燃料电池系统中，在停止发电运转的时候会停止向氢生成装置的天然气等的原料的供给。由此，从氢生成装置向燃料电池的燃料气体的供给会被停止，所以燃料电池中的电化学反应的进行也会停止，从燃料电池系统到负载的电力供给也被停止。在燃料电池系统停止后，燃料电池系统的内部温度会降低到发电时温度的以下，所以会发生燃料电池内部的原料气体的体积的减小，从而形成负压，因而会导致外部的氧进入燃料电池内的情况或者燃料电池的构成部件即密封垫圈等的损坏等。为此，已知一种燃料电池系统，其中，为了使燃料电池的内部的压力不变成负压，作为补压气体将适当的原料气体注入到燃料电池的内部(例如参照专利文献3)。
专利文献1：日本专利申请公开2005-294223号公报
专利文献2：日本专利申请公开平7-288134号公报
专利文献3：日本专利申请公开2006-066107号公报
发明内容
然而，如专利文献3所公开的燃料电池系统那样在燃料电池系统停止后为了防止燃料电池的内部变成负压而在将原料气体等的补压气体注入到燃料电池的内部的时候，如果使用专利文献2所公开的加湿器，那么在水透过膜上，被注入补压气体的燃料气体路径或者氧化剂气体路径的压力会高于冷却水路径内的压力，存在原料气体经过水透过膜而漏出至冷却水路径侧的可能性。漏出至冷却水侧的补压气体会滞留于冷却水路径中，从而封闭冷却水路径妨碍燃料电池系统的正常工作。
本发明就是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种燃料电池系统，其在进行补压工作的时候能够抑制补压气体经过加湿器漏出至冷却水路径并妨碍冷却水路径内的冷却水正常循环。
为了解决如上所述的课题，本发明所涉及的燃料电池系统具备：燃料电池；气体路径，其中流通用于所述燃料电池的发电的发电用气体；冷却水路径，其中流通冷却所述燃料电池的冷却水；配设于所述冷却水路径上的储存所述冷却水的冷却水储罐；加湿器，具有水分透过膜，并被构成为，经过所述水分透过膜而在流通于所述冷却水路径中的所述冷却水和流通于所述气体路径中的所述发电用气体之间进行水分交换；补压气体供给器，在所述气体路径内部的压力下降的情况下，向所述气体路径的包含所述加湿器的特定区间提供补压气体；所述冷却水储罐的水面位于所述加湿器的所述水分透过膜的上端的上方。
由此，在燃料电池系统停止后，在为了防止包含燃料电池的气体路径的内部变成负压而将补压气体注入到气体路径内部的时候，因为冷却水的水压比补压气体的压力高，所以在加湿器内能够抑制补压气体经过加湿器的水分透过膜而漏出以及滞留在冷却水路径中，从而能够抑制妨碍冷却水路径内的冷却水的正常循环的不良情况的发生。
另外，在本发明所涉及的燃料电池系统中，也可以以使所述加湿器内的冷却水路径压力高于在由所述补压气体供给器供给所述补压气体时的所述加湿器内的所述气体路径压力的方式，来确定所述冷却水储罐的水面位置。
另外，在本发明所涉及的燃料电池系统中，也可以以使所述冷却水路径的所述加湿器的入口与所述冷却水储罐的水头压差高于从所述补压气体供给器向所述气体路径的包含所述加湿器的特定区间提供的所述补压气体的压力的方式，来确定所述冷却水储罐的水面位置。
另外，在本发明所涉及的燃料电池系统中，可进一步具备封闭所述气体路径的包含所述加湿器的特定区间的两端的封闭器；所述补压气体供给器被构成为，当所述特定区间的两端被所述封闭器封闭并且该特定区间的压力下时提供补压气体。
另外，在本发明所涉及的燃料电池系统中，所述冷却水储罐可以向大气开放。
另外，在本发明所涉及的燃料电池系统中，可进一步具备补压气体供给通道，其中流通有从所述补压气体供给器所提供的所述补压气体；所述冷却水储罐也可以是被密闭的，而且所述补压气体供给通道连接于所述冷却水储罐。
另外，在本发明所涉及的燃料电池系统中，可具备检测所述冷却水储罐的水位的水位检测器、将冷却水补给至所述冷却水储罐的水补给器、控制器；在由所述水位检测器检测出的水位不到水位界限值的情况下，所述控制器使所述水补给器进行工作，从而将水补给至所述冷却水储罐。
另外，在本发明所涉及的燃料电池系统中，所述冷却水储罐的水位可以比所述加湿器的所述水分透过膜的上端高出25cm以上。
本发明的上述目的、其他目的、特征以及优点可以参照附图并由以下的优选实施方式的详细说明而明了。
根据本发明的燃料电池系统，在对包含加湿器(用冷却水加湿被提供给燃料电池的反应气体)的气体路径实行补压工作的时候，能够抑制补压气体经过加湿器漏出以及滞留在冷却水路径中，从而避免发生妨碍冷却水路径内的冷却水的正常循环的不良情况的发生。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统的概略构成的模式图。
图2是示意性地表示由1所表示的燃料电池系统中的燃料电池的电池堆的概略构成的截面图。
图3是示意性地表示由图1所表示的燃料气体用加湿器的概略构成的截面图。
图4是示意性地表示由1所表示的燃料电池系统的停止工作中的清洗气体以及补压气体的流动的图。
图5是表示本发明的实施方式2所涉及的燃料电池系统的概略构成的模式图。
图6是表示本发明的实施方式3所涉及的燃料电池系统的概略构成的模式图。
符号说明
1.高分子电解质膜
2a.阳极
2b.阴极
3.MEA(Membrane-Electrode-Assembly：电解质膜-电极复合体)
4.密封垫圈
5a.阳极隔板
5b.阴极隔板
6.燃料气体通道
7.氧化剂气体通道
8.冷却水通道
9.单电池
11.燃料气体内部通道
12.氧化剂气体内部通道
61.隔板
62.水分透过膜
63.加湿单电池
64.燃料气体供给用歧管孔
65.冷却水供给用歧管孔
66.冷却水通道
67.燃料气体通道
69.加湿单元层叠体
90.电池堆
100.燃料电池系统
101.燃料电池
102.燃料处理器
102a.喷烧器
103.燃料气体用加湿器
104.氧化剂气体供给器
105.氧化剂气体用加湿器
106.冷却水储罐
107.热交换器
108.控制器
109.水位检测器
110.原料气体供给器(补压气体供给器)
110a.升压器
110b.开闭阀
111.压力检测器
112.原料气体用加湿器
121.第1切换器
121a.第1进出口
121b.第2进出口
121c.第3进出口
122.第2切换器
122a.第1进出口
122b.第2进出口
122c.第3进出口
123.第3切换器
123a.第1进出口
123b.第2进出口
123c.第3进出口
124.尾气通道开闭阀
125.氧化剂气体排出路径开闭阀
126.原料气体供给路径开闭阀
131.原料气体供给路径
131a.第1原料气体供给路径
131b.第2原料气体供给路径
132.燃料气体供给路径
132a.第1燃料气体供给路径
132b.第2燃料气体供给路径
133.尾气通道
133a.第1尾气通道
133b.第2尾气通道
134.氧化剂气体供给路径
134a.第1氧化剂气体供给路径
134b.第1氧化剂气体供给路径
135.氧化剂气体排出路径
135a.第1氧化剂气体排出路径
135b.第2氧化剂气体排出路径
136.旁通路径
137.阴极用旁通路径
138.补压气体供给通道
141.第1泵
142.第2泵
143.第3泵
151.自来水供给路径
152.冷却水供给路径
153.冷却水排出路径
153a.第1冷却水排出路径
153b.第1冷却水排出路径
154.水循环通道
154a.去水通道
154b.来水通道
164.燃料气体供给用歧管
165.冷却水供给用歧管
具体实施方式
以下一边参照附图一边说明本发明的优选实施方式。还有，在所有的附图中将相同符号标注于相同或者相当的部分，以免重复说明。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统的概略构成的模式图，示意性地表示了燃料电池发电时的发电用燃料气体的流动。在此，发电用气体是对燃料电池的发电做出贡献的气体，其不仅包括直接对燃料电池的发电做出贡献的燃料气体(氢气)以及氧化剂气体(氧气)的反应气体，同时还包含作为生成燃料气体的原料而间接性地对燃料电池的发电做出贡献的原料气体等。
[燃料电池系统的构成]
如图1所示，本实施方式1所涉及的燃料电池系统100具备燃料电池101、燃料气体供给系统、氧化剂气体供给系统、温度调整系统以及控制器108。燃料气体供给系统是以将燃料气体提供给燃料电池101的形式进行构成的，氧化剂气体供给系统是以将氧化剂气体提供给燃料电池101的形式进行构成的。
首先，就有关燃料电池101的构成作如下说明。
燃料电池101在此是由高分子电解质型燃料电池构成的，燃料电池101是由具有板状的整体形状的单电池9在其厚度方向上被层叠而成的电池堆而构成的。在此，一边参照图2一边就有关单电池9作如下说明。
图2是示意性地表示由1所表示的燃料电池系统100中的燃料电池101的电池堆的概略构成的截面图。
如图2所示，单电池9具有MEA3(Membrane-Electrode-Assembly：电解质膜-电极复合体)、密封垫圈4、阳极隔板5a和阴极隔板5b。MEA3具有选择性地输送氢离子的高分子电解质膜1和阳极2a以及阴极2b，阳极2a以及阴极2b(以下称之为气体扩散电极)在高分子电解质膜1的两面配设在比其周缘部位于内侧的位置。阳极2a以及阴极2b分别具有，以担载铂类金属催化剂的碳粉末作为主成分的催化剂层(没有图示)，和被配设于催化剂层之上并兼具气体通气性和导电性的气体扩散层(没有图示)。
另外，在阳极2a以及阴极2b的周围配设有夹持高分子电解质膜1的一对环状的橡胶制的密封垫圈4。然后，以夹持MEA3和密封垫圈4的形式配设有导电性的阳极隔板5a和阴极隔板5b。在与阳极隔板5a的MEA3相接触的主面(以下称之为内面)上设置有燃料气体所流通的沟槽状的燃料气体通道6，另外，在与阴极隔板5b的MEA3相接触的主面(以下称之为内面)上设置有氧化剂气体所流通的沟槽状的氧化剂气体通道7。另外，在阳极隔板5a以及阴极隔板5b(以下将这些称之为隔板5a以及隔板5b)的外面分别设置冷却水所流通的冷却水通道8。
还有，在高分子电解质膜1、密封垫圈4以及隔板5a，5b的周围分别配设有由厚度方向的贯通孔构成的燃料气体供给用歧管孔、燃料气体排出用歧管孔、氧化剂气体供给用歧管孔、氧化剂气体排出用歧管孔、冷却水供给用歧管孔、以及冷却水排出用歧管孔(全部都没有图示)。
于是，通过在单电池的厚度方向上层叠如以上所述形成的单电池9，从而形成单电池层叠体，并将集电板、绝缘板以及端板(全部没有图示)配置于单电池层叠体的两端，通过用联结器具(没有图示)进行联结从而形成电池堆90。在层叠该单电池9的时候，被配设于高分子电解质膜1、密封垫圈4以及隔板5a，5b上的燃料气体供给用歧管孔等的歧管孔在厚度方向上被连接，从而分别形成了燃料气体供给用歧管等的歧管。还有，由燃料气体供给用歧管、燃料气体排出用歧管以及以连接这些歧管的形式被配设于各个阳极隔板5a上的燃料气体通道6构成燃料气体内部通道11(参照图1)；由氧化剂气体供给用歧管、氧化剂气体排出用歧管以及以连接这些歧管的形式被配设于各个阴极隔板5b上的氧化剂气体通道7构成氧化剂气体内部通道12(参照图1)；由冷却水供给用歧管、冷却水排出用歧管以及以连接这些歧管的形式被配设于各个隔板5a，5b上的冷却水通道8构成冷却水内部通道(没有图示)。
接着，一边参照图1一边就有关燃料气体供给系统的构成加以说明。
燃料气体供给系统具有原料气体供给器110、燃料处理器102以及燃料气体用加湿器3。燃料处理器102具有喷烧器102a、重整器、转化器以及CO去除器(没有图示)，且被构成为使得从燃料电池系统100的外部提供的原料气体(例如甲烷)和水发生反应并生成富氢燃料气体。具体而言，在燃料处理器102上连接有原料气体供给路径131的下游端，并且原料气体供给路径131的上游端连接于原料气体供给器110。
原料气体供给器110与未被图示的城市燃气的配管相连接，原料气体供给器110具有开闭阀110b以及升压器110a。在升压器110a的上游的原料气体供给路径110上具备没有被图示的脱硫器，该脱硫器吸附并去除(脱硫)作为加臭剂而被包含于原料气体中的硫磺化合物，升压器110a一边调整脱硫后的原料气体的流量一边对其实施升压，从而使该原料气体流向原料气体供给路径131。还有，原料气体供给器110中的开闭阀110b以及升压器110a在此是作为清洗气体供给器而行使其功能，用于将原料气体作为清洗气体而提供给燃料电池101的燃料气体内部通道11，并且，原料气体供给器110中的开闭阀110b还兼作为补压气体供给器而行使其功能，用于将原料气体作为补压气体而提供给燃料电池101的燃料气体内部通道11。另外，在此，虽然使用甲烷作为原料气体，但是并不限定于此，也可以使用以包含乙烷以及丙烷等碳化氢的气体、包含气化酒精的气体等为例的至少包含由碳以及氢构成的有机化合物的气体。
原料气体供给路径131具有第1以及第2原料气体供给路径131a，131b。第1原料气体供给路径131a的上游端连接于原料气体供给器110，其下游端连接于由三通阀构成的第1切换器121的第1进出口121a。另外，第2原料气体供给路径131b的上游端连接于第1切换器121的第3进出口121c，其下游端连接于燃料处理器102。在第1切换器121的第2进出口121b上连接有旁通路径136的上游端。
在燃料处理器102的喷烧器102a上通过后述的尾气通道133而连接着燃料电池101，其被构成为，在燃料电池101中没被使用的剩余燃料气体作为尾气而向其提供。然后，在喷烧器102a中，使从燃料电池101通过尾气通道133而被提供的尾气(或者，通过没有被图示的通道而被提供的原料气体)与从燃烧用空气供给器(没有图示)提供的燃烧用空气发生燃烧而生成燃烧气体。
利用来自于由该喷烧器102a而生成的燃烧气体的传导热能，在燃料处理器102的重整器中，通过使原料气体和经由没有被图示的通道而被提供的水进行重整反应，从而生成富氢重整气体。然后，在转化器以及CO去除器中，通过使由重整器而生成的重整气体发生变换反应以及氧化反应，从而生成了一氧化碳的浓度被降低至1ppm程度的富氢燃料气体。
在燃料处理器102的CO去除器的出口连接有第1燃料气体供给路径132a的上游端，其下游端连接于由三通阀构成的第2切换器(封闭器)122的第1进出口122a。在第2切换器122的第3进出口122c上连接有第2燃料气体供给路径132b的上游端，其下游端连接于燃料电池101的燃料气体内部通道11(正确地说是燃料气体供给用歧管)的入口。在第2燃料气体供给路径132b的途中配设有燃料气体用加湿器103，燃料气体用加湿器103加湿流通于燃料气体供给路径132的燃料气体。另外，在第2燃料气体供给路径132b的燃料气体用加湿器103的下游侧配设有压力检测器111，该压力检测器111是以检测贯穿流经于第2燃料气体供给路径132b的气体的压力的形式被构成的。然后，压力检测器111将检测到的压力数据传送至控制器108。还有，在此，压力检测器111所使用的是压差计。再有，在第2切换器122的第2进出口122b上连接着旁通路径136的下游端。还有，由第1燃料气体供给路径132a和第2燃料气体供给路径132b构成了燃料气体供给路径132。
由此，在燃料电池系统100运转时，由燃料处理器102而生成的燃料气体被燃料气体用加湿器加湿并被提供给了燃料电池101的阳极2a。另外，如下文所述，在燃料电池系统100停止处理时或者在停止处理结束之后，原料气体从原料气体供给器110作为清洗气体或者补压气体通过旁通路径136而被提供给了燃料电池101的燃料气体内部通道11。为此，在本实施方式中，原料气体供给器110(特别是开闭阀110b)兼具补压气体供给器的功能。
另外，在燃料电池101的燃料气体内部通道11(正确地来说是燃料气体排出歧管)的出口上连接有第1尾气通道133a的上游端，其下游端连接于尾气通道开闭阀124。另外，在尾气通道开闭阀124上连接有第2尾气通道133b的上游端，其下游端连接于燃料处理器102的喷烧器102a。由此，由燃料处理器102生成的燃料气体被燃料气体用加湿器103加湿并被提供给了燃料电池101的阳极，而未反应的燃料气体则作为尾气被提供给了喷烧器102a。还有，由第1尾气通道133a和第2尾气通道133b构成了尾气通道133。
接着，就有关氧化剂气体供给系统的构成作如下说明。.
氧化剂气体供给系统具有氧化剂气体供给器104和氧化剂气体用加湿器105。如上所述，氧化剂气体供给器104是以将氧化剂气体提供给燃料电池101的形式构成的，在此是使用鼓风机。
在氧化剂气体供给器104上连接有第1氧化剂气体供给路径134a的上游端，其下游端连接于由三通阀构成的第3切换器(封闭器)123的第1进出口123a。在第3切换器123的第2进出口123b上连接有第2氧化剂气体供给路径134b的上游端，其下游端连接于被配设于燃料电池101上的氧化剂气体内部通道12(正确地来说是氧化剂气体供给用歧管)的入口。在第2氧化剂气体供给路径134b的途中配设有氧化剂气体用加湿器105，氧化剂气体用加湿器105加湿流通于第2氧化剂气体供给路径134b中的氧化剂气体。另外，在第3切换器123的第3进出口123c上连接有阴极用旁通路径137的下游端，其下游端连接于旁通路径136的途中。还有，由第1氧化剂气体供给路径134a和第2氧化剂气体供给路径134b构成了氧化剂气体供给路径134。
由此，在燃料电池系统100运转时，从氧化剂气体供给器104提供给氧化剂气体路径134的氧化剂气体，被氧化剂气体用加湿器105加湿并被提供给燃料电池101的阴极2b。另外，在燃料电池系统100的运转结束时，清洗气体或者补压气体经过阴极用旁通路径137被提供给了燃料电池101的氧化剂气体内部通道12。
另外，在燃料电池101的氧化剂气体内部通道12(正确地说是氧化剂气体排出用歧管)的出口上连接有第1氧化剂气体排出路径135a的上游端，其下游端连接于氧化剂气体排出路径开闭阀125。另外，在氧化剂气体排出路径开闭阀125上连接有第2氧化剂气体排出路径135b的上游端，其下游端是向燃料电池系统100的外部开放。由此，被加湿了的氧化剂气体被提供给燃料电池101的阴极，未被使用的氧化剂气体被排出至燃料电池系统100的外部。还有，由第1氧化剂气体排出路径135a和第2氧化剂气体排出路径135b构成了氧化剂气体排出路径135。
于是，由原料气体供给路径131、燃料气体供给路径132、燃料气体内部供给路径11、尾气通道133、氧化剂气体供给路径134、氧化剂气体内部供给路径12以及氧化剂气体排出路径135构成了气体路径。
接着，就有关温度调整系统的构成作如下说明。
温度调整系统具有冷却水储罐106和热交换器107，并且被构成为将燃料电池101的内部保持在规定的温度。冷却水储罐106由容器构成，其上端部向大气开放。在冷却水储罐106的上部连接有用于提供自来水的自来水供给路径151，在其内部配设有检测储藏于储罐内部的水的水位的水位检测器109。另外，在自来水供给路径151的途中配设有用于调整流通于自来水供给路径151中的水的流量的第1泵141。水位检测器109把检测到的水位数据传送到控制器108，控制器108根据这个水位数据控制第1泵141，从而调整储存于冷却水储罐106中的水的水位。
另外，在冷却水储罐106的下部连接有冷却水供给路径152的上游端，其下游端连接于燃料电池101的冷却水内部通道(正确地说是冷却水供给用歧管)的入口。在冷却水供给路径152的途中配设有第2泵142。由此，冷却水从冷却水储罐106经过冷却水供给路径152而被提供给燃料电池101。
在燃料电池101的冷却水内部通道(正确地说是冷却水排出用歧管)的出口上连接有第1冷却水排出路径153a的上游端，其下游端连接于热交换器107的一次通道(没有图示)的一端。在第1冷却水排出路径153a的途中配设有燃料气体用加湿器103，在第1冷却水排出路径153a的燃料气体用加湿器103的下游侧配设有上述的氧化剂气体用加湿器105。即，燃料气体用加湿器103是跨越第2燃料气体供给路径132b和第1冷却水排出路径153a而进行配设的，同样，氧化剂气体用加湿器105是跨越第2氧化剂气体供给路径134b和第1冷却水排出路径153a而进行配设的。另外，在热交换器107的一次通道(没有图示)的另一端上连接有第2冷却水排出路径153b的上游端，其下游端连接于冷却水储罐106。在热交换器107的二次通道(没有图示)的一端上连接有构成水循环通道154的去水通道154a的下游端，其上游端连接于没有被图示的热水储罐。另外，在热交换器107的二次通道的另一端上连接有构成水循环通道154的来水通道154b的上游端，其下游端连接于热水储罐。在去水通道154a的途中配设有第3泵143。还有，由第1冷却水排出路径153a和第2冷却水排出路径153b构成了冷却水排出路径153，由冷却水供给路径152和冷却水排出路径153构成了冷却水路径。
由此，流通于燃料电池101内并回收了燃料电池101所排放出的热的冷却水，在燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器106中加湿燃料气体以及氧化剂气体，并在热交换器107中与流通于水循环通道的水进行热交换。
然后，在燃料电池101中，被提供给阳极2a的燃料气体与被提供给阴极2b的氧化剂气体发生电化学反应而生成水，并产生电能和热能。所产生的电能从由没有被图示的变频器等构成的输出控制部而被提供给外部的电器负载，另外，所产生的热能由在燃料电池101的冷却水内部通道内循环并所排出的冷却水而被排出至外部，由此，燃料电池101内被保持在规定的温度。
在此，一边参照图3一边就有关燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的构造作详细说明。还有，燃料气体用加湿器103和氧化剂气体用加湿器105的基本构成相同，所以在此仅对燃料气体用加湿器103进行说明。
图3是示意性地表示由图1所表示的燃料气体用加湿器103的概略构成的截面图。还有，在图3中，把燃料气体用加湿器103中的上下方向当作图中的上下方向来表示，另外，在该图中省略了实际构造中的一部分。
如图3所示，燃料气体用加湿器103具有：拥有板状的整体形状的加湿单元63在其厚度方向上被层叠而成的加湿单元层叠体69；被配置于加湿单元层叠体69的两端的第1以及第2端板(全都没有图示)；在加湿单元63的层叠方向上联结加湿单元层叠体69和第1以及第2端板的未图示的联结器具。还有，板状的加湿单元63平行于铅垂面延伸，加湿单元63的层叠方向变成为水平方向。
加湿单元63具有板状的一对隔板61和膜片状的水分透过膜62。在水分透过膜62的周缘部上配设有在厚度方向上贯通的燃料气体供给用歧管孔64以及冷却水供给用歧管孔65等的歧管孔。还有，水分透过膜62可以由配设有多个使水分(水蒸汽)透过的在厚度方向上贯通的微小孔的膜(例如旭化成社制，商品名：ハイポア7025)、或者具有水蒸汽透过能力的膜[例如全氟磺酸树脂(例如Du Pond公司制，商品名：Nation)]构成，只要能够透过水蒸汽就没有特别的限定。
另外，以夹持水蒸汽透过膜62的形式配设一对板状的隔板61。在隔板61的周缘部配设有在厚度方向上进行贯通的燃料气体供给用歧管孔64或者冷却水供给用歧管孔65等的歧管孔。在各个歧管孔的周缘部上配设有O形环68。另外，在隔板61的一方的主面上，形成有用于使冷却水流通的沟槽状的冷却水通道66，其以连接冷却水供给用歧管孔65和冷却水排出用歧管孔(没有图示)的形式被形成为蛇形状，在另一方的主面上，形成有用于使燃料气体流通的燃料气体通道67，其以连接燃料气体供给用歧管孔64和燃料气体排出用歧管孔(没有图示)的形式被配设成为蛇形状。还有，在此，冷却水通道66以及燃料气体通道67虽然被形成为蛇形状，但是并不限定于此，只要能够使得燃料气体或者冷却水流通于隔板61的大致全体区域的话，可以是任意形状。
通过将如上所述而形成的加湿单元63在其厚度方向上层叠，从而形成加湿单元层叠体69。被配设于隔板61以及水分透过膜62上的燃料气体供给用歧管孔64或者冷却水供给用歧管孔65等的歧管孔，在层叠加湿单元63的时候会在厚度方向上分别被连接，从而分别形成燃料气体供给用歧管164或者冷却水供给用歧管165等的歧管。
由此，通过使冷却水流通于被配设于各个加湿单元63的冷却水通道66中、并且使燃料气体流通于被配设于各个加湿单元63的燃料气体通道67中，从而使得包含于冷却水中的水分透过水分透过膜62而加湿燃料气体。
然后，在本实施方式1所涉及的燃料电池系统100中，冷却水储罐106的水面位于加湿单元63的水分透过膜62的上端部的上方。如上所述，冷却水储罐106的水位是由水位检测器109检测，并由控制器108以不成为低于规定水位界限值的形式加以控制。为此，如果以冷却水储罐106的水面位于加湿单元63的水分透过膜62的上端部的上方的形式来配置燃料气体用加湿器103、氧化剂气体用加湿器105以及冷却水储罐106的话，那么冷却水储罐106的底面的一部分或者全部可以位于燃料气体用加湿器103或者氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的上端部的下方。
另外，在本实施方式1中，作为补压气体使用城市燃气(气体压力为1.0kPa～2.5kPa)，所以优选以在冷却水储罐106内的冷却水的水面位于燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的上端部的上方25cm以上的形式来设定冷却水储罐106内的水位界限值。由此，即使在燃料电池系统100停止的状态下冷却水不作循环的时候(即，即使在凭靠第2泵142的工作的向冷却水的加压没有实施的时候)，也能在燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的冷却水通道66侧稳定地施加2.5kPa以上的压力(水压)。由此，在燃料电池系统100停止时，能够抑制如下不良情况的发生：即，在补压气体被提供的时候，因为燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的冷却水通道66的压力比燃料气体通道67以及氧化剂气体通道的压力高，所以补压气体(包含清洗气体)经过水分透过膜62而漏出以及滞留于冷却水通道66甚至是冷却水路径，从而妨碍冷却水路径内的冷却水的正常循环。
还有，在此，作为补压气体而使用城市燃气，所以冷却水储罐106内的水面优选比燃料气体用加湿器103或者氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的上端部高出25cm以上，但是，如果补压气体的压力不是在1.0kPa～2.5kPa的范围内那么就不限于此。例如，如果是补压气体的压力为3.3kPa的LPG气体，那么冷却水储罐106内的冷却水的水面优选比燃料气体用加湿器103或者氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的上端部高出33cm以上。如以上所述，相对于燃料气体用加湿器103或者氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的上端部的位置的冷却水储罐106内的冷却水的水面高度，根据补压气体的压力而不同，如果冷却水储罐106内的冷却水的水面至少比燃料气体用加湿器103或者氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的上端部的位置高，那么即使是在冷却水不循环的时候，在燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的冷却水通道66侧也会稳定地施加规定的压力(水压)，所以能够抑制在补压工作时补压气体向冷却水通道66侧的漏出量，但是为了使补压气体的漏出量接近于0，优选以燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的冷却水通道66的压力大于补压气体的压力的形式决定冷却水储罐106内的水位界限值。
接着，就有关控制器108作如下说明。
控制器108由微处理机等的计算机构成，并具有由CPU等构成的运算处理部、由储存器等构成的记忆部、监视器等的显示部、键盘等的操作输入部以及具有日历功能的计时部(全都没有图示)。运算处理部读出被容纳于记忆部的规定的控制程序，通过实行这个程序而施行有关燃料电池系统100的各种控制。另外，运算处理部处理被记忆在记忆部的数据或者从操作输入部输入的数据。
在此，在本说明书中，控制器不仅仅是指单独的控制器还意味着由多个控制器协同工作来实行燃料电池系统的控制的控制器群。为此，控制器108没有必要由单独的控制器来构成，可以是多个控制器被分散配置，并以由这些控制器协同工作来对燃料电池系统实行控制的形式构成。
[燃料电池系统的工作]
首先，一边参照图1一边就有关本实施方式1所涉及的燃料电池系统100中的燃料电池101在发电时的一般性的工作做如下说明。还有，以下的工作是通过控制器108控制燃料电池系统100来完成的。
在发电时，以原料气体不流通于旁通路径136的形式第1切换器121使第1进出口121a与第3进出口121c相连接并且切断第2进出口121b，从而以原料气体流通于原料气体供给路径131的形式进行工作。另外，第2切换器122使第1进出口122a与第3进出口122c相连接并且切断第2进出口122b，从而以燃料气体流通于燃料气体供给路径132的形式进行工作。再有，第3切换器123使第1进出口123a与第2进出口123b相连接并且切断第3进出口123c，从而以氧化剂气体流通于氧化剂气体供给路径134的形式进行工作。
由此，如图1所示，原料气体从原料气体供给器110经过原料气体供给路径131被提供给燃料处理器102从而产生燃料气体。所生成的燃料气体流通于燃料气体供给路径132从而被提供给燃料电池101的阳极。另外，氧化剂气体从氧化剂气体供给器104流通于氧化剂气体供给路径134从而被提供给燃料电池101的阴极。此时，如以上所述，燃料气体以及氧化剂气体(以下称之为反应气体)分别在燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105中与冷却水实行水分交换并分别被加湿。
被提供给燃料电池101的燃料气体和氧化剂气体在燃料电池101内部发生反应而产生水。另外，未参与反应的燃料气体作为尾气经过尾气通道133而被提供给喷烧器102a。另外，未参与反应的氧化剂气体流通于氧化剂气体排出路径135而被排出至燃料电池系统100的外部。
另外，在燃料电池101中，冷却水从冷却水储罐106经过冷却水供给路径152而被提供给燃料电池101。被提供给燃料电池101的冷却水通过流通于燃料电池101的内部来回收由燃料气体和氧化剂气体的电化学反应而产生的热，从而将燃料电池101内部保持在规定的温度。回收了燃料电池101内部的热的冷却水流通于第1冷却水排出路径153a而被提供给热交换器107的一次通道。此时，如以上所述，以燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105实行与反应气体的水分交换从而加湿反应气体。被提供给热交换器7的一次通道的冷却水与流通于热交换器107的二次通道的水进行热交换，并通过第2冷却水排出路径153b而被提供给冷却水储罐106。
接着，一边参照图4一边就有关燃料电池系统100的运转停止工作做如下说明。
图4是示意性地表示由1所表示的燃料电池系统100的停止工作中的清洗气体以及补压气体的流动的图。
在本发明中，“停止工作”是指从控制器108输出停止信号到燃料电池系统100停止其工作为止的工作。还有，所谓“燃料电池系统100停止其工作”是指控制器108正在执行工作而控制器108以外的部分的工作处于停止的状态。控制器108在由停止按钮输入停止指令的时候以及在没有来自负载的发电要求(以没有被图示的负载电力检测器检测的负载电力成为规定的界限值以下)的时候输出停止信号。另外，发电的停止是在把用于将燃料电池101的发电电力输出至外部的变频器的输出调整为零的同时，由变频器将燃料电池101与负载电切断来实行的。
从控制器108输出停止信号后，第2泵142的运转被停止，并且停止从冷却水储罐106到燃料电池101的冷却水内部通道的冷却水的供给。另外，第1切换器121使第1进出口121a与第2进出口121b相连通并且切断第3进出口121c，从而以原料气体流通于旁通路径136的形式进行工作。再有，第2切换器122使第2进出口122b与第3进出口122c相连通并且切断第1进出口122a，从而以燃料气体不流通于燃料气体供给路径132的形式进行工作。再有，第3切换器123使第3进出口123c与第2进出口123b相连通并且切断第1进出口123a，从而以氧化剂气体不流通于氧化剂气体供给路径134的形式进行工作。由此，停止从燃料处理器102到燃料电池101的燃料气体的供给，另外，停止从氧化剂气体供给器104到燃料电池101的氧化剂气体的供给。
接着，原料气体作为清洗气体从原料气体供给器110被提供给第1原料气体供给路径131a。被提供的清洗气体流通于清洗气体路径136，并经过第2燃料气体供给路径132b而被提供给燃料电池101的燃料气体内部通道11，而存在于燃料气体内部通道11内的燃料气体被清洗气体清除。被清除的燃料气体经过尾气通道133而被提供给喷烧器102a。另外，流通于清洗气体路径136的清洗气体的一部分流通于阴极用清洗气体路径137，并经过第2氧化剂气体供给路径134b而被提供给燃料电池101的氧化剂气体内部通道12，氧化剂气体内部通道12内的氧化剂气体被清洗气体清除。被清除的氧化剂气体流通于氧化剂气体排出路径135而被排出至燃料电池系统100的外部。
然后，在燃料气体内部通道11以及氧化剂气体内部通道12内部整体被清洗气体清洗之后，尾气通道开闭阀124以及氧化剂气体排出路径开闭阀125被封闭，并且尾气通道133a以及第1氧化剂气体排出路径135a的下游端被封闭。接着，在停止原料气体供给器110的升压器110a工作的同时，通过关闭开闭阀110b而停止清洗气体的供给，第2切换器122使第2进出122b不与第1以及第3进出口122a，122c相连接，另外，第3切换器123使第2进出123b不与第1以及第3进出口123a，123c相连接，从而封闭第2燃料气体供给路径132b以及第2氧化剂气体供给路径134b的上游端。
由此，在由原料气体供给路径131、燃料气体供给路径132、燃料气体内部供给通道11、尾气通道133、氧化剂气体供给路径134、氧化剂气体内部供给通道12以及氧化剂气体排出路径135构成的气体路径中，从分别包含燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的特定区间的第2燃料气体供给路径132b经过燃料气体内部供给通道11到达第1尾气通道133a为止的燃料气体路径的两端，和从第2氧化剂气体供给路径134b经过氧化剂气体内部供给通道12到达第1氧化剂气体排出路径135a为止的氧化剂气体路径的两端被封闭。
接着，当压力检测器111检测到气体路径的特定区间的一部分即第2燃料气体供给路径132b为负压的时候，即在检测到燃料电池101的燃料气体内部通道11为负压得时候，在由控制器108的控制而开放原料气体供给器110的开闭阀110b的同时，第2切换器122使第2进出口122b与第3进出口122c相连通而且以切断第1进出口122a的形式进行工作，并且，第3切换器123使第3进出口123c与第2进出口123b相连通而且以切断第1进出口123a的形式进行工作。然后，原料气体由城市燃气的压力而从原料气体供给器110作为补压气体而被供给，从而对包含燃料气体用加湿器103的特定区间以及包含氧化剂气体用加湿器105的特定区间进行补压。
此时，在燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜61上虽然施加有流通于燃料气体通道67以及氧化剂气体通道的补压气体的压力，但是因为在冷却水储罐106内的冷却水的水面被设定为位于燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的上端部的上方25cm以上，所以在燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的冷却水通道66侧会稳定地施加2.5kPa以上的压力(水压)。为此，因为燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的冷却水通道66的压力比燃料气体通道67以及氧化剂气体通道的压力高(在第1冷却水排出路径153a中的燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的入口与冷却水储罐106的水面的水头压差高于补压气体的压力)，所以能够抑制补压气体(包含清洗气体)经过水分透过膜62而漏出以及滞留在冷却水通道66甚至是冷却水路径中而妨碍冷却水路径内的冷却水的正常循环的不良情况的发生。
如以上所述，在本实施方式1所涉及的燃料电池系统100中，在燃料电池系统100停止时实行补压工作的时候，因为能够抑制补压气体经过燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜61而漏出以及滞留在冷却水路径中，所以能够抑制妨碍冷却水路径内的冷却水的正常循环的不良情况的发生。另外，还能够避免因为补压气体从冷却水路径漏出至燃料电池系统100外部而对人体产生的不良影响以及引起机器设备着火或爆炸的危险性。
还有，在此，虽然做成了将压力检测器111配设于第2燃料气体供给路径132b中的构成，但是并不限定于此，只要配设于气体路径的特定区间内其设置位置就没有限定。
另外，作为本发明的特定区间，在燃料气体路径中取从第2燃料气体供给路径132b经过燃料气体内部供给通道11而到第1尾气通道133a为止的区间，但说到底这只是个示例，只要是至少配设有燃料气体用加湿器103的燃料气体路径的话，那么可以是任意区间。例如，把第2燃料气体供给路径132b作为特定区间，将其它阀配设于第2燃料气体供给路径132b的下端(在燃料气体加湿器103和燃料电池101之间的燃料气体路径)，且在由该阀和第2切换器122所划分的燃料气体路径的气体压力下降时，作为补压工作由原料气体供给器提供补压气体。在氧化剂气体路径中也是同样，只要是至少配设有氧化剂气体用加湿器的氧化剂气体路径的话，可以是任意区间。
(实施方式2)
图5是表示本发明的实施方式2所涉及的燃料电池系统100的概略构成的模式图。
如图5所示，本实施方式2所涉及的燃料电池系统的基本构成与实施方式1所涉及的燃料电池系统100相同，但是在冷却水储罐106被密闭的这一点和在补压气体的一部分是以被提供给冷却水储罐106的形式进行构成的这一点上有所不同。具体而言，将补压气体供给通道138的上游端连接于旁通路径136的途中，其下游端连接于冷却水储罐106的上端部。
由此，在燃料电池系统100的运转停止时当补压气体被提供的时候，因为也将补压气体提供给冷却水储罐106，所以在冷却水储罐106内的冷却水的水面会施加被提供的补压气体的压力。总之，即使是在冷却水不作循环的时候，在燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的冷却水通道66侧，也会将补压气体的压力加到起因于冷却水储罐106内的冷却水的水面至少高于燃料气体用加湿器103或者氧化剂气体用加湿器105的水分透过膜62的上端部的位置的规定水压。
为此，因为燃料气体用加湿器103以及氧化剂气体用加湿器105的冷却水通道66的压力高于燃料气体通道67以及氧化剂气体通道的压力，所以能够抑制如下不良情况的发生，即，能够抑制补压气体(包含清洗气体)经过水分透过膜62而漏出以及滞留于冷却水通道66甚至是冷却水路径中，从而妨碍冷却水路径内的冷却水的正常循环的不良情况的发生。
还有，从防止补压气体流入到冷却水供给路径152的观点出发，补压气体供给路径138的下游端优选连接在比冷却水储罐106中的冷却水的水面的最上部更为上方的部分。
在以上的本实施方式1以及2的燃料电池系统100中虽然具备氧化剂气体用加湿器105以及燃料气体用加湿器103两者，但是即使是在只具备其中的任意一个的情况下，通过以冷却水储罐106内的冷却水的水面高于加湿器的水分透过膜62的上端部的位置的形式进行构成，也照样能够获得同样的效果。
另外，在本实施方式1以及2的燃料电池系统中，虽然就有关作为补压气体而使用从原料气体供给器110提供的原料气体的情况作了说明，但是补压气体的种类并不限定于此。例如，在从氢气耐高压钢瓶等的氢储存器提供燃料气体的情况下，作为向燃料气体路径提供的补压气体可以使用燃料气体。另外，作为向氧化剂气体路径提供的补压气体可以使用从氧化剂气体供给器104提供的氧化剂气体。
(实施方式3)
图6是表示本发明的实施方式3所涉及的燃料电池系统的概略构成的模式图。
如图6所示，本实施方式3所涉及的燃料电池系统100其基本构成与实施方式1所涉及的燃料电池系统100相同，但是在以下方面有不同点：其将原料气体供给路径开闭阀126配设于第2原料气体供给路径131b的途中，并且以跨越第2原料气体供给路径131b和冷却水供给路径152的形式将原料气体用加湿器112配设于该第2原料气体供给路径131b的原料气体供给路径开闭阀126的上游侧；另外，以提供给燃料处理器102的原料气体被加湿的形式进行构成。再有，在以下方面也有所不同：在第2原料气体路径131b中第1切换器121和原料气体供给路径开闭阀126之间的原料气体路径是包含原料气体用加湿器112的特定区间，并在该特定区间的压力下降的时候通过从原料气体供给器提供原料气体，从而至少对原料气体用加湿器112内的原料气体所流通的通道(以下称之为原料气体通道)实施补压。还有，原料气体用加湿器112具有与燃料气体用加湿器103相同的构成，所以在此省略对其作详细说明。
然后，在本实施方式3所涉及的燃料电池系统100的运转停止工作中，当压力检测器111检测到气体路径的特定区间的一部分即第2燃料气体供给路径132b为负压的时候，由控制器108控制第1切换器121以使第1进出口121a与第2进出口121b以及第3进出口121c的双方相连通的形式进行工作；第2切换器122使第2进出口122b与第3进出口122c相连通并且以切断第1进出口122a的形式进行工作；第3切换器123使第3进出口123c与第2进出口123b相连通并且以切断第1进出口123a的形式进行工作。接着，在保持尾气通道开闭阀124、氧化剂气体排出路径开闭阀125以及原料气体供给路径开闭阀126的关闭的状态的前提下，通过由控制器108的控制来开放原料气体供给器110的开闭阀110b，从而将原料气体作为补压气体来提供，继而对包含燃料气体用加湿器103的特定区间、包含氧化剂气体用加湿器105的特定区间以及包含原料气体用加湿器112的特定区间进行补压。
此时，与实施方式1所涉及的燃料电池系统100的运转停止工作的时候相同，虽然在燃料气体用加湿器103、氧化剂气体用加湿器105以及原料气体用加湿器112的水分透过膜61上承受有流通于燃料气体通道67、氧化剂气体通道以及原料气体通道的补压气体的压力，但是因为在冷却水储罐106内的冷却水的水面被设定为位于比燃料气体用加湿器103、氧化剂气体用加湿器105以及原料气体用加湿器112的水分透过膜62的上端部高25cm以上的位置，所以在燃料气体用加湿器103、氧化剂气体用加湿器105以及原料气体用加湿器112的水分透过膜62的冷却水通道66侧稳定地施加2.5kPa以上的压力(水压)。为此，燃料气体用加湿器103、氧化剂气体用加湿器105以及原料气体用加湿器112的冷却水通道66的压力高于燃料气体通道67、氧化剂气体通道以及原料气体通道的压力(第1冷却水排出路径153a中的燃料气体用加湿器103和氧化剂气体用加湿器105的入口以及冷却水供给路径152中的原料气体用加湿器112的入口、与冷却水储罐106的水面的水头压差，高于补压气体的压力)，所以能够抑制补压气体(包含清洗气体)经过水分透过膜62而漏出以及滞留在冷却水通道66甚至是在冷却水路径中而妨碍冷却水路径内的冷却水的正常循环的不良情况的发生。
如以上所述，在本实施方式3所涉及的燃料电池系统100中，在燃料电池系统100停止时实行补压工作的时候，因为能够抑制补压气体经过燃料气体用加湿器103、氧化剂气体用加湿器105以及原料气体用加湿器112的水分透过膜61而漏出以及滞留在冷却水路径的不良情况的发生，所以能够抑制妨碍冷却水路径内冷却水的正常循环的不良情况的发生。另外，还能够避免因补压气体从冷却水路径漏出至燃料电池系统100的外部而对人体产生的不良影响以及引起机器设备着火或爆炸的危险性。
还有，虽然在本实施方式3的燃料电池系统100中具备氧化剂气体用加湿器105以及燃料气体用加湿器103两者，但是即使是在只具备其中任意一个的情况下，通过以冷却水储罐106内的冷却水的水面高于加湿器的水分透过膜62的上端部的位置的形式进行构成，也照样能够获得同样的效果。
另外，在本实施方式3的燃料电池系统中，虽然就有关作为补压气体而使用从原料气体供给器110提供的原料气体的情况作了说明，但是补压气体的种类并不限定于此。例如，在从氢气耐高压钢瓶等的氢储存器提供燃料气体的情况下，作为向燃料气体路径提供的补压气体可以使用燃料气体。另外，作为向氧化剂气体路径提供的补压气体可以使用从氧化剂气体供给器104提供的氧化剂气体。
还有，在以上的实施方式1～3所涉及的燃料电池系统100中，虽然为了检测气体路径的特定区间中的压力下降而采用将压力检测器111配设于该特定区间并直接检测压力的方法，但是也可以不配设压力检测器111而采用如下构成，即，设置计时器(没有图示)，每当燃料电池系统100的停止工作开始后所经过的时间、或者补压气体供给后的所经过的时间，成为推定上述特定区间内变成负压的时间时，如上所述，控制器108控制开闭阀、第2切换器122以及第3切换器123从而将补压气体提供给上述特定区间。这是利用如下性质而进行的，即，燃料电池系统100在开始停止处理之后随着时间延续温度不断下降，并且气体路径内的气体发生收缩而促进负压化。如以上所述，为了检测上述特定区间的压力下降，并不限定于采用以压力检测器111直接检测压力的方法，只要能够检测上述特定区间的压力，也可以采用利用计时器等而间接地检测压力的方法。
另外，在以上的实施方式1～3所涉及的燃料电池系统100中，在对上述特定区间实行补压工作的时候，为了通过旁通路径136将原料气体提供给上述特定区间，采用由控制器108控制原料气体供给器110的开闭阀110b以及第1切换器121、第2切换器122、第3切换器123来实行补压工作的构成，但是也可以采用如下构成，即，另外配设具有规定的供给压力的补压气体供给源(例如氮气耐高压钢瓶以及LPG耐高压钢瓶等)、将各个特定区间直接与该补压气体供给源相连接的补压气体路径、以及设置在该补压气体路径上的作为补压气体供给器的开闭阀，并且在上述特定区间内的压力发生降低的情况下，通过由控制器108的控制开放该开闭阀来将补压气体提供给上述特定区间。总之，在本申请的专利权利要求的范围中所记载的补压气体供给器包括被设置于补压气体路径上的开闭阀，通过至少开放该开闭阀而能够实现补压工作。
从上述说明本行业者能够知道本发明的各种改良以及其他的实施方式。因此，上述说明只应解释为是例示，并且是为了向本行业者例示实行本发明的最佳方式而提供的。只要是不脱离本发明的精神，能够实质性地变更其构造以及/或者功能的细节。
产业上利用的可能性
本发明的实施方式所涉及的燃料电池系统，在对包含加湿器(以冷却水加湿提供给燃料电池的反应气体的)的气体路径上在实行补压工作的时候，因为能够抑制补压气体经过加湿器而漏出以及滞留在冷却水路径上，从而能够抑制妨碍冷却水路径内的冷却水的正常循环的不良情况的发生，所以，能够作为安全的燃料电池系统而被用于产业上。

Claims (8)

1.一种燃料电池系统，其特征在于：
具备：
燃料电池；
气体路径，其中流通用于所述燃料电池的发电的发电用气体；
冷却水路径，其中流通冷却所述燃料电池的冷却水；
配设于所述冷却水路径上的储存所述冷却水的冷却水储罐；
加湿器，具有水分透过膜，并被构成为，经过所述水分透过膜而在流通于所述冷却水路径中的所述冷却水和流通于所述气体路径中的所述发电用气体之间进行水分交换；
补压气体供给器，在所述气体路径内部的压力下降的情况下，向所述气体路径的包含所述加湿器的特定区间提供补压气体，
所述冷却水储罐的水面位于所述加湿器的所述水分透过膜的上端的上方，
在由所述补压气体供给器向所述气体路径的包含所述加湿器的特定区间提供所述补压气体的时候，在所述加湿器内，所述冷却水的水压比所述补压气体的压力高。
2.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
以使所述加湿器内的冷却水路径压力高于在由所述补压气体供给器供给所述补压气体时的所述加湿器内的所述气体路径压力的方式，来确定所述冷却水储罐的水面位置。
3.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
以使所述冷却水路径的所述加湿器的入口与所述冷却水储罐的水头压差高于从所述补压气体供给器向所述气体路径的包含所述加湿器的特定区间提供的所述补压气体的压力的方式，来确定所述冷却水储罐的水面位置。
4.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
进一步具备封闭所述气体路径的包含所述加湿器的特定区间的两端的封闭器；
所述补压气体供给器被构成为，当所述特定区间的两端被所述封闭器封闭并且该特定区间的压力下降时，提供补压气体。
5.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
所述冷却水储罐是向大气开放的。
6.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
进一步具备补压气体供给通道，其中流通有从所述补压气体供给器所提供的所述补压气体；
所述冷却水储罐被密闭，而且所述补压气体供给通道连接于所述冷却水储罐。
7.如权利要求5或者6所记载的燃料电池系统，其特征在于：
具备检测所述冷却水储罐的水位的水位检测器、将冷却水补给至所述冷却水储罐的水补给器、控制器；
在由所述水位检测器检测出的水位不到水位界限值的情况下，所述控制器使所述水补给器进行工作，从而将水补给至所述冷却水储罐。
8.如权利要求1所记载的燃料电池系统，其特征在于：
所述冷却水储罐的水位比所述加湿器的所述水分透过膜的上端高出25cm以上。
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