CN102414892A - 燃料电池系统以及燃料电池系统的排水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的燃料电池系统具备：燃料电池(1)；水循环路径，燃料电池系统(100)运转所需的水在该水循环路径中循环；分离机构，其构成为在排水时将水循环路径分割成多个块，并且切断各块之间的水的连通；排水路，其与各块相连接；以及排水阀，其设置于上述排水路。

Description

燃料电池系统以及燃料电池系统的排水方法
技术领域
本发明涉及一种在水路径中具备水净化器等需要定期更换的更换设备、温度传感器等在发生故障时进行更换的设备的燃料电池系统以及具备它的燃料电池系统的排水方法。
背景技术
在现有的燃料电池系统中，建议在需要维护的情况下从燃料电池的冷却水路径排出水(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2007-134206号公报([0033]段)
发明内容
发明要解决的问题
然而，虽然上述专利文献1所记载的燃料电池系统公开了在维护时排出冷却水路径内的水，但是燃料电池系统中具有冷却水路径以外的水路径，而上述专利文献1所记载的燃料电池系统并没有考虑到如何根据进行维护时的状况从这些水路径执行排水。
本发明用于解决现有的问题，其目的在于提供一种能够根据进行维护时的状况执行排水的燃料电池系统以及燃料电池系统的排水方法。
用于解决问题的方案
为了解决上述现有问题，本发明的燃料电池系统的特征在于，具备：水循环路径，上述燃料电池系统运转所需的水在该水循环路径中循环；分离机构，其构成为在排水时将上述水循环路径分割成多个块，并且将上述水循环路径中的水分到各块中；排水路，其与各块相连接；以及排水阀，其设置于上述排水路。
另外，本发明的燃料电池系统的排水方法是如下的燃料电池系统的排水方法，该燃料电池系统具备：燃料电池；水循环路径，燃料电池系统运转所需的水在该水循环路径中循环；分离机构，其构成为在排水时将上述水循环路径分割成多个块，并且将上述水循环路径中的水分到各块中；排水路，其与各块相连接；以及排水阀，其设置于上述排水路，该燃料电池系统的排水方法如下：打开设置有需要维护的部件的块或被检测到异常的块所连接的排水路的排水阀，从而只对该块执行排水。
参照附图，基于下面的优选实施方式的详细说明来明确本发明的上述目的、其它目的、特征以及优点。
发明的效果
根据本发明的燃料电池系统以及燃料电池系统的排水方法，只有水循环路径内的需要排水的块的水被排出到水循环路径外，因此能够缩短排水动作后的充水动作时间，从而进一步提早完成维护。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统的概要结构的框图。
图2是表示图1所示的燃料电池系统的操作器的概要结构的示意图。
图3是表示图1所示的燃料电池系统的操作器的概要结构的示意图。
图4是示意性地表示图1所示的燃料电池系统的第一水循环路径的排水处理的流程图。
图5是示意性地表示图4所示的燃料电池系统的排水处理中的第一水循环路径的排水异常检测序列(sequence)的流程图。
图6是示意性地表示图1所示的燃料电池系统的第二水循环路径的排水处理的流程图。
图7是示意性地表示图6所示的燃料电池系统的排水处理中的第二水循环路径的排水异常检测序列的流程图。
图8是示意性地表示图1所示的燃料电池系统的水循环路径的所有块的排水处理的流程图。
图9是示意性地表示图8所示的燃料电池系统的排水处理中的水循环路径的排水异常检测序列的流程图。
图10是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的燃料电池系统的概要结构的框图。
图11是示意性地表示图10所示的燃料电池系统的排热回收水路径(水路径)的排水处理的流程图。
图12是示意性地表示图10所示的燃料电池系统的储热水罐的排水处理的流程图。
图13是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的燃料电池系统的概要结构的框图。
图14是表示图13所示的燃料电池系统的包括排水动作在内的一系列流程的流程图。
图15是示意性地表示本变形例4的燃料电池系统的概要结构的框图。
图16是表示图15所示的燃料电池系统的包括排水动作在内的一系列流程的流程图。
图17是示意性地表示本发明的实施方式4所涉及的燃料电池系统的概要结构的框图。
图18是示意性地表示图17所示的燃料电池系统的水循环路径的所有块的排水处理的流程图。
图19是示意性地表示图18所示的燃料电池系统的排水处理中的水循环路径的排水异常检测序列的流程图。
具体实施方式
具体说明本发明的实施方式中的燃料电池系统以及燃料电池系统的排水方法。
第一方式的燃料电池系统的特征在于，具备：水循环路径，燃料电池系统运转所需的水在该水循环路径中循环；分离机构，其构成为在排水时将水循环路径分割成多个块，并且将水循环路径中的水分到各块中；排水路，其与各块相连接；以及排水阀，其设置于排水路。
由此，水循环路径中只有需要排水的块被排水，因此排水动作后的充水动作时间缩短，从而使维护进一步提早完成。
在此，上述发明包括以下两种情况：按照由操作者通过指示获取器选择出的排水模式，只对水循环路径中需要排水的块执行排水动作；不通过指示获取器选择排水模式，而是自动地只对需要排水的块执行排水动作。
另外，在本发明中，“排水”是指通过打开排水阀来将水循环路径中的规定块内的水从排水路排出到燃料电池系统外部。
在此，构成为在各块中设置至少一个“排水阀”。
另外，第二方式的燃料电池系统的特征在于，在第一方式的燃料电池系统中，水循环路径具有第一水循环路径和第二水循环路径，用于冷却燃料电池的冷却水在该第一水循环路径中循环，该第二水循环路径将从第一水循环路径排出的冷却水净化后返回到第一水循环路径，分离机构由第一水罐构成，该第一水罐与第一水循环路径和第二水循环路径连接，储存冷却水。
另外，第三方式的燃料电池系统的特征在于，在第二方式的燃料电池系统中，还具备：第一排水路，其设置于第一水循环路径；第一排水阀，其设置于第一排水路；第二排水路，其设置于第二水循环路径；以及第二排水阀，其设置于第二排水路。
另外，第四方式的燃料电池系统的特征在于，在第二方式的燃料电池系统中，还具备：设置于第一水循环路径的第一维护部件和第一异常检测器中的至少任一个，该第一异常检测器用于检测第一水循环路径的异常；以及设置于第二水循环路径的第二维护部件和第二异常检测器中的至少任一个，该第二异常检测器用于检测第二水循环路径的异常。
在此，“第一维护部件”是指定期进行维护(检查/更换)的部件，可以例示出设置于送出冷却水的第二水泵内的过滤器、捕捉第一水罐内的杂质的过滤器等。另外，“第二维护部件”是指定期进行维护(检查/更换)的部件，可以例示出用于净化从燃料电池的排出气体中回收到的回收水的净化器、捕捉储存回收水的回收水罐内的杂质的过滤器、设置于送出净化后的水的第一水泵内的过滤器等。
另外，作为第一异常检测器，可以例示出检测冷却水的温度的温度检测器、检测第一水罐的水位的水位检测器、第二水泵的转速检测器等。同样地，作为第二异常检测器，可以例示出检测回收水的温度的温度检测器、回收水罐的水位检测器、第一水泵的转速检测器等。
另外，第五方式的燃料电池系统的特征在于，在第一方式的燃料电池系统中，水循环路径具有：储热水罐，其储存回收了燃料电池系统的排热的水；以及水路径，从储热水罐取出并在回收了燃料电池系统的排热之后向储热水罐返回的水在该水路径中流通，分离机构具有：第一开闭阀，其设置于回收燃料电池系统的排热之前的水路径；以及第二开闭阀，其设置于回收了燃料电池系统的排热之后的水路径。
另外，第六方式的燃料电池系统的特征在于，在第五方式的燃料电池系统中，还具备：第三排水路，其设置于水路径；第三排水阀，其设置于第三排水路；第四排水路，其设置于储热水罐；以及第四排水阀，其设置于第四排水路。
另外，第七方式的燃料电池系统的特征在于，在第五方式的燃料电池系统中，还具备第三异常检测器和第四异常检测器，该第三异常检测器设置于水路径，用于检测该水路径的异常，该第四异常检测器设置于储热水罐。
在此，作为“第三异常检测器”，可以例示出对在水路径中流通的水的温度进行检测的温度检测器、送出水路径内的水的第三水泵的转速检测器等。另外，作为“第四异常检测器”，可以例示出检测储热水罐内的水的温度的温度检测器、检测储热水罐的水位的水位检测器等。
另外，第八方式的燃料电池系统的特征在于，在第一方式的燃料电池系统中，水循环路径具有：第二水罐，其储存从燃料电池的排出气体中回收到的回收水；第一水罐，其储存将回收水净化后得到的净化水来作为冷却燃料电池的冷却水；第一连接路，其将第一水罐与第二水罐进行连接；第一分支路，其从第一连接路分支出来；以及第五排水阀，其设置于第一分支路，其中，第一连接路中设置有净化器，第一分支路构成为如下结构：通过打开第五排水阀，包括净化器的路径的水被排出。
另外，第九方式的燃料电池系统的特征在于，在第八方式的燃料电池系统中，第二水罐配置于净化器的上方，该燃料电池系统还具备：水位检测器，其检测第二水罐内的水位；以及控制器，其打开第五排水阀以使包括净化器和第二水罐的块的水排出，在排出完成后的充水动作中，根据由水位检测器进行检测的水位上升来检测净化器的充水是否已完成。
第十方式的燃料电池系统的特征在于，在第八方式的燃料电池系统中，还具备：水位检测器，其检测第一水罐内的水位；以及控制器，其打开第五排水阀以使包括净化器和第二水罐的块的水排出，在排出完成后的充水动作中，根据由水位检测器进行检测的水位上升来检测净化器的充水是否已完成。
由此，在对包括净化器的块执行排水之后的充水动作中，能够确认该块的充水是否已完成。
在此，“控制器”既可以由进行集中控制的单独的控制器构成，也可以由相互协作来进行分散控制的多个控制器构成。例如能够使用微处理器、CPU等作为“控制器”。
另外，第十一方式的燃料电池系统的特征在于，在第八方式的燃料电池系统中，还具备水泵，该水泵设置于第一连接路，用于将第二水罐内的回收水送出到第一水罐，第一分支路从第一连接路的以水泵为基准的设置有净化器的一侧分支出来。
另外，第十二方式的燃料电池系统的特征在于，在第八～第十一方式中的任一个方式的燃料电池系统中，还具备第二连接路，该第二连接路用于使从第一水罐溢出的水返回到第二水罐，第二水罐向大气开放，第一水罐通过第二连接路和第二水罐向大气开放。
另外，第十三方式的燃料电池系统的特征在于，在第一～第十二方式中的任一个方式的燃料电池系统中，还具备：指示获取器，其根据操作者的手动操作接收用于设定水循环路径中执行排水处理的块的设定指示；以及控制器，其打开设置于与由指示获取器指示进行排水处理的块连接的排水路(下面称为排水用排水路)的排水阀，以能够从排水用排水路进行排出。
在此，“指示获取器”例如由根据操作者的操作来控制燃料电池系统的动作的遥控器构成。而且，操作者可以通过操作设置于该遥控器上的按钮来向控制器输入与所选择的排水模式(排水阀控制模式)有关的信号。
另外，第十四方式的燃料电池系统的特征在于，在第一～第四、第八～第十二方式中的任一个方式的燃料电池系统中，还具备：指示获取器，其根据操作者的手动操作接收用于设定上述水循环路径中执行排水处理的块的设定指示；以及控制器，其开始与由上述指示获取器指示进行排水处理的块相应的排水处理的异常检测。
另外，第十五方式的燃料电池系统的特征在于，在第十四方式的燃料电池系统中，还具备：水罐，其设置于由指示获取器指示进行排水处理的块；以及水位检测器，其检测水罐的水位，其中，控制器根据由水位检测器检测到的水位来执行异常检测。
并且，第十六方式的燃料电池系统的特征在于，在第二方式的燃料电池系统中，还具备：氢生成器，其使用原料和水生成含氢气体；水供给器，其对氢生成器供给水；水供给路，从水供给器供给到氢生成器的水在该水供给路中流通；第二水罐，其设置于第二水循环路径；第二分支路径，其从水供给路分支出来，供给到第二水罐的水在该第二分支路径中流通；切换器，其将由水供给器供给的水的流入目的地切换为氢生成器或第二水罐；以及控制器，其构成为在第二水循环路径的排水处理或水循环路径的所有路径的排水处理中使水供给器进行动作，并且使切换器将由水供给器供给的水的流入目的地切换为第二水罐侧。
另外，第一方式的燃料电池系统的排水方法是如下的燃料电池系统的排水方法，该燃料电池系统具备：燃料电池；水循环路径，燃料电池系统运转所需的水在该水循环路径中循环；分离机构，其构成为在排水时将水循环路径分割成多个块，并且将水循环路径中的水分到各块中；排水路，其与各块相连接；以及排水阀，其设置于排水路，该燃料电池系统的排水方法的特征在于：打开设置有需要维护的部件的块或被检测到异常的块所连接的排水路的排水阀，从而只对该块执行排水。
由此，水循环路径内只有需要排水的块被排水，因此排水动作后的充水动作时间缩短，从而使维护进一步提早完成。
另外，第二方式的燃料电池系统的排水方法的特征在于，在第一方式的燃料电池系统的排水方法中，在水循环路径内有可能冻结的情况以及使燃料电池系统处于中止状态的情况中的至少一个情况下，打开所有排水阀，对水循环路径的所有块执行排水。
由此，能够降低在水循环路径有可能冻结的情况下水循环路径内的水冻结的可能性。另外，在使用者长期不在而使燃料电池系统处于中止状态时，通过选择本模式，对水循环路径的所有块执行排水，因此能够避免在长期未使用的期间内水发生腐败而在水循环路径内发生积水或者在长期未使用的期间内水循环路径内的水发生冻结。
另外，第三方式的燃料电池系统的排水方法的特征在于，在第一方式的燃料电池系统的排水方法中，水循环路径具有第一水循环路径和第二水循环路径，用于冷却燃料电池的冷却水在该第一水循环路径中循环，该第二水循环路径将从第一水循环路径排出的冷却水净化后返回到第一水循环路径，分离机构由冷却水罐构成，该冷却水罐与第一水循环路径和第二水循环路径连接，储存冷却水，排水路具有设置于第一水循环路径的第一排水路和设置于第二水循环路径的第二排水路，排水阀具有设置于第一排水路的第一排水阀和设置于第二排水路的第二排水阀，燃料电池系统还具备：设置于第一水循环路径的第一维护部件和第一异常检测器中的至少任一个，该第一异常检测器用于检测第一水循环路径的异常；以及设置于第二水循环路径的第二维护部件和第二异常检测器中的至少任一个，该第二异常检测器用于检测第二水循环路径的异常，在对第一维护部件进行维护时或检测到第一水循环路径的异常时中的至少任一个情况下，只对第一水循环路径执行排水，在对第二维护部件进行维护时或检测到第二水循环路径的异常时，只对第二水循环路径执行排水。
并且，第四方式的燃料电池系统的排水方法的特征在于，在第一方式的燃料电池系统的排水方法中，水循环路径具有：储热水罐，其储存回收了燃料电池的排热的水；以及水路径，从储热水罐取出并在回收了燃料电池的排热之后向储热水罐返回的水在该水路径中流通，分离机构具有：第一开闭阀，其设置于回收燃料电池的排热之前的水路径；以及第二开闭阀，其设置于回收了燃料电池的排热之后的水路径，排水路具有设置于水路径的第三排水路和设置于储热水罐的第四排水路，排水阀具有设置于第三排水路的第三排水阀和设置于第四排水路的第四排水阀，燃料电池系统还具备：第三异常检测器，其设置于水路径，用于检测该水路径的异常，以及第四异常检测器，其设置于储热水罐，用于检测储热水罐的异常，当检测到水路径的异常时，封闭第一开闭阀和第二开闭阀，打开第三排水阀，从而只对水路径内执行排水，当检测到储热水罐的异常时，封闭第一开闭阀和第二开闭阀，打开第四排水阀，从而只对储热水罐内执行排水。
下面，参照附图来具体地例示本发明的实施方式。此外，在所有附图中，对同一或相当的部分附加同一附图标记，省略重复的说明。另外，在所有附图中，仅摘录说明本发明所需的结构要素来进行图示，省略其它结构要素的图示。并且，本发明并不限定于下面的实施方式。
(实施方式1)
在本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统中，例示了水循环路径具有第一水循环路径和第二水循环路径的方式。
[燃料电池系统的结构]
图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统的概要结构的框图。图2和图3是表示图1所示的燃料电池系统的操作器的概要结构的示意图。
如图1所示，本发明的实施方式1所涉及的燃料电池系统100具备壳体70和储热水罐9，该壳体70具有吸气口和排气口。在壳体70内部，配置有燃料电池1、供给氧化剂气体(空气)的氧化剂气体供给器2、通过使原料和水进行重整反应来生成燃料气体的氢生成器101、热交换器6、冷却水罐12、第一回收水罐14A、以及控制器30。
在氢生成器101中生成的燃料气体(氢气)被供给到燃料电池1，还从氧化剂气体供给器2对燃烧电池1供给氧化剂气体。在燃料电池1中，所供给的燃料气体和氧化剂气体进行电化学反应，产生电和热量。燃料电池1中未利用的燃料气体(燃料废气)在燃料气体排出路径32中流通，燃料电池1中未利用的氧化剂气体(氧化剂废气)在氧化剂气体排出路径31中流通，它们分别被排出到燃料电池系统100外部。此外，氧化剂废气中的水蒸气在氧化剂气体排出路径31中流通时液化生成的水被回收到第一回收水罐14A中。
另外，通过冷却水路径11对燃料电池1供给冷却水，该冷却水用于回收该燃料电池1内产生的热量来进行冷却。在冷却水路径11上设置有冷却水罐12，冷却水储存于冷却水罐12中。另外，在冷却水路径11上设置有第二水泵10、第一温度检测器33以及加热器36。第二水泵10构成为将冷却水路径11内的冷却水送出，在第二水泵10中设置有过滤器、检测第二水泵10的转速的转速检测器。第一温度检测器33构成为检测冷却水路径11内的冷却水的温度并将检测出的温度传达给控制器30。另外，加热器36构成为对冷却水路径11中流通的冷却水进行加热，能够使用电加热器作为该加热器36。此外，加热器36优选构成为消耗燃料电池1的剩余电量。
另外，在冷却水路径11上设置有热交换器6。热交换器6构成为在具有从燃料电池1回收到的排热的冷却水与从储热水罐9取出并在排热回收水路径8中流通的水(储存热水)之间进行热交换。在热交换器6中回收到冷却水所保有的热量的水(储存热水)在排热回收水路径8中流通，并被供给到储热水罐9。另外，在排热回收水路径8上设置有第三水泵7。第三水泵7构成为将排热回收水路径8内的水(储存热水)送出，在第三水泵7中设置有过滤器、检测第三水泵7的转速的转速检测器。
并且，冷却水路径11与第一排水路18相连接，该第一排水路18的下游端向燃料电池系统100(壳体70)外开口。另外，在第一排水路18的壳体70外侧部分设置有第一排水阀20。第一排水阀20构成为如下结构：通过打开该阀体，冷却水路径11和冷却水罐12内的水在第一排水路18中流通，从而被排出到燃料电池系统100外部。此外，第一排水阀20既可以由通过控制器30来控制其开闭的自动开闭阀构成，也可以由通过使用者或维护作业员来进行开闭的手动开闭阀构成。
冷却水路径11与用于对氢生成器101供给水的重整水路径50相连接。重整水路径50上设置有第四水泵45，该第四水泵45用于将重整水路径50内的水送出。另外，重整水路径50的第四水泵45下游侧的部分与分支路48的上游端相连接，分支路48的下游端与第一回收水罐14A相连接。分支路48上设置有第四开闭阀47。并且，重整水路径50的与分支路48连接的部分的下游侧设置有第三开闭阀46。第三开闭阀46和第四开闭阀47构成切换器，控制器30能够通过控制第三开闭阀46和第四开闭阀47的开闭，来将来自冷却水罐12的冷却水的流入目的地切换为氢生成器101或第一回收水罐14A。此外，在本实施方式1中，由第三开闭阀46和第四开闭阀47构成切换器，但是并不限定于此，例如也可以在重整水路径50上的与分支路48的分支点处设置三通阀，控制器30通过控制该三通阀的切换端口，来将来自冷却水罐12的冷却水的流入目的地切换控制为氢生成器101或第一回收水罐14A。另外，在本例中，重整水路径50的连接位置并不限定于本例，例如也可以是水罐12。即，重整水路径50可以连接在冷却水路径11上的任意位置。
另外，冷却水罐12中设置有检测该冷却水罐12的水位的水位检测器13。水位检测器13只要能够检测冷却水罐12的水位并将所检测到的该水位输出给控制器30，就可以形成为各种方式，例如，可以列举出浮子式水位检测器、水压式水位检测器。并且，在冷却水罐12上连接有第二连接路28，该第二连接路28用于使从冷却水罐12溢出的水返回到第一回收水罐14A。
第一回收水罐14A中设置有水位检测器15A和过滤器51。水位检测器15A只要能够检测第一回收水罐14A内的水位并将所检测到的该水位输出到控制器30，就可以形成为各种方式，例如，可以列举出浮子式水位检测器、水压式水位检测器。另外，过滤器51构成为捕捉第一回收水罐14A内的杂质。
另外，在第一回收水罐14A上连接有第一连接路21的上游端，第一连接路21的下游端与冷却水罐12相连接。在第一连接路21的中途设置有第一水泵16和净化器17。第一水泵16构成为将第一连接路21内的水送出，第一水泵16中设置有过滤器、检测第一水泵16的转速的转速检测器。另外，净化器17构成为净化第一回收水罐14A内的水，例如可以使用填充有离子交换树脂的容器作为该净化器17。另外，净化器17并不限定于本例，只要是如活性炭等那样对要供给到冷却水罐12的回收水进行净化的部件即可。
第一连接路21的中途连接有从该第一连接路21分支的第一分支路24。第一分支路24的下游端向燃料电池系统100(壳体70)外部开口，在第一分支路24的比壳体70更靠下游侧的部分设置有第二排水阀26。
而且，关于第一回收水罐14A、净化器17以及第一分支路24，通过打开第二排水阀26的阀体，净化器17以及第一回收水罐14A内的水在第一分支路24中流通而被排出到燃料电池系统100外部，从而对净化器17和第一回收水罐14A内进行排水。而且，在该排水完成之后，对净化器17和第一回收水罐14A执行充水，构成为如下结构：当由水位检测器15A检测到第一回收水罐14A内的充水已完成时，净化器17的充水已完成。即，构成为净化器17的上端低于第一回收水罐14A充水完成时的水位。此外，在本实施方式1中，第一分支路24兼作“第二排水路”和“第一分支路”，第二排水阀26兼作“第二排水阀”和“第五排水阀”。这是因为，在本实施方式1中，第一连接路21构成为与第一回收水罐14A的底面连接，因此只需设置向燃料电池系统100外部开口的第一分支路24和开闭该第一分支路24的第二排水阀26就可以实现从净化器17和第一回收水罐14A这两方执行排水。
此外，上述的第一回收水罐14A、净化器17以及第一分支路24的配置是例示的，只要构成为如下结构就可以形成为任何方式：通过第一分支路24对净化器17和第一回收水罐14A内的水进行排水，在上述排水完成后的充水时由水位检测器15A检测到第一回收水罐14A内已完成充水的情况下，净化器17的充水完成。另外，第二排水阀26既可以由通过控制器30来控制其开闭的自动开闭阀构成，也可以由通过使用者或维护作业员来进行开闭的手动开闭阀构成。并且，既可以通过从燃料电池系统100的外部对第一回收水罐14A供给水(例如自来水)来对净化器17和第一回收水罐14A进行充水，也可以通过将储热水罐9的水供给到第一回收水罐14A来对净化器17和第一回收水罐14A进行充水。
并且，第一回收水罐14A向大气开放，冷却水罐12通过第二连接路28和第一回收水罐14A向大气开放。
另外，在壳体70的排气口附近设置有排气器19，该排气器19用于将壳体70内的气体(例如空气、燃料气体等)排出到外部。作为排气器19，例如能够使用鼓风机、多叶片式风扇(シロツコフアン)等的风扇类。
控制器30只要是对第二水泵10等构成燃料电池系统100的各设备进行控制的设备，就可以形成为任意方式，例如能够由微处理器、CPU等构成该控制器30。此外，控制器30既可以是由单独的控制器构成的方式，也可以是由控制器组构成的方式，在该控制器组中，多个控制器相互协作来执行燃料电池系统100的控制。另外，控制器30并非只具有例示为微处理器、CPU等的运算处理部，也可以具有由存储器等构成的存储部和计时部。
如图2和图3所示，操作器(指示获取器)29具有由微处理器构成的控制部(未图示)、通信部(未图示)、显示部29a以及输入部29b，控制部对通信部等进行控制。操作器29在此由平板计算机构成。另外，操作器29通过通信部接收控制信号，由控制部对该控制信号进行处理并传达给显示部29a。另外，操作器29的输入部29b根据操作者(燃料电池系统100的使用者、维护作业员)的手动操作来接收用于设定水循环路径中要执行排水处理的块的设定指示，输入到输入部29b的操作信号通过操作器29的控制部和通信部发送到控制器30，被控制器30的通信部所接收。此外，在下面的说明中，为了简化其说明，对于控制器30与操作器29之间的信号交换，省略利用双方的通信部进行的通信以及操作器29中的控制部的处理来进行记载。
另外，在本实施方式1中，作为“第一维护部件”，例如可以例示出设置于第二水泵10内的过滤器(未图示)、在将冷却水罐12的冷却水送出到冷却水路径11的出口处设置的用于捕捉冷却水罐12内的杂质的过滤器(未图示)等。作为“第二维护部件”，可以例示出净化器17、过滤器51等。另外，作为“第一异常检测器”，可以例示出水位检测器13、第一温度检测器33以及检测第二水泵10的转速的转速检测器(未图示)等。作为“第二异常检测器”，可以例示出检测回收水的温度的温度检测器(未图示)、水位检测器15A、检测第一水泵16的转速的转速检测器(未图示)等。
并且，在本实施方式1中，“第一水循环路径”由冷却水路径11和冷却水罐12构成，“第二水循环路径”由冷却水罐12、第一连接路21、第二连接路28以及第一回收水罐14A构成，冷却水罐12作为分离机构而发挥功能。
[燃料电池系统的动作]
接着，说明本实施方式1所涉及的燃料电池系统100的动作。此外，在此，对燃料电池系统100的排水动作进行说明，而本实施方式1所涉及的燃料电池系统100的发电运转动作与一般的燃料电池系统100的发电运转动作同样地进行，因此省略其说明。
[第一水循环路径的排水处理]
图4是示意性地表示图1所示的燃料电池系统100的第一水循环路径的排水处理的流程图。
首先，设例如在燃料电池系统100正进行发电运转或运转停止时，控制器30检测到作为第一异常检测器的第一温度检测器33的异常(故障)、到了作为第一维护部件的设置于冷却水罐12中的过滤器(未图示)的更换时期。于是，控制器30利用错误代码等在操作器29的显示部29a上通知第一温度检测器33发生故障的意思、处于过滤器更换时期的意思，还向维护公司通知发生故障的意思、处于过滤器的更换时期的意思。接着，如果燃料电池系统100正在进行发电运转，则控制器30使燃料电池系统100的发电运转进行异常停止。
然后，接收到表示发生故障的意思等的通知的维护公司的维护作业员进行下面示出的第一水循环路径的排水处理。
如图4所示，维护作业员手动打开第一排水阀20(步骤S101)，选择第一水循环路径的排水模式(步骤S102)。具体地说，对操作器29的输入部29b进行操作来选择图2所示的排水模式1，并按下确定按钮。当选择了排水模式1时，控制器30使第一水泵16、第二水泵10以及第四水泵45维持停止状态，使第三开闭阀46和第四开闭阀47维持封闭状态。由此，冷却水罐12作为分离机构而发挥功能，分割成由第一水循环路径构成的块和由第二水循环路径构成的块，并使各块之间的水相分离。然后，具有冷却水路径11和冷却水罐12的第一水循环路径内的水通过第一排水路18排出到燃料电池系统100外部，从而对第一水循环路径进行排水。
当在步骤S102中选择了第一排水模式时，控制器30执行第一水循环路径的排水异常检测序列(步骤S103)。在此，参照图5来说明第一水循环路径的排水异常检测序列。
图5是示意性地表示图4所示的燃料电池系统100的排水处理中的第一水循环路径的排水异常检测序列的流程图。
如图5所示，当在步骤S102中选择了排水模式1后经过的时间达到或超过T1时(步骤S11)，控制器30利用冷却水罐12内的水位检测器13来判断冷却水罐12中是否残存水(步骤S12)。此外，T1是大于等于将残存于冷却水路径11和冷却水罐12的冷却水排出到燃料电池系统100外部所需的时间的时间，是预先通过实验等求出的。另外，在本实施方式中，冷却水罐12中是否残存水是根据水位检测器13是否检测到水位检测器13的检测下限以上的水位来判断的。具体地说，如果检测到水位检测器13的检测下限以上的水位，则判断为冷却水罐12内残存水，如果未检测到水位检测器13的检测下限以上的水位，则判断为冷却水罐12内未残存水。
然后，当由水位检测器13检测到冷却水罐12中残存水时(步骤S12，“是”)，控制器30使操作器29的显示部29a通知异常(步骤S13)，并结束本序列。另一方面，当由水位检测器13没有检测到冷却水罐12中残存水时(步骤S12，“否”)，控制器30不使显示部29a通知异常(步骤S14)，并结束本序列。
接着，当通过上述排水异常检测序列确认为第一水循环路径的排水不存在异常(步骤S104)、并确认为排水已结束时，控制器30使操作器29的输入部29b通知第一水循环路径的排水模式已结束(参照图3)，维护作业员按下输入部29b的确定按钮，确定排水模式结束(步骤S105)。
接着，维护作业员手动封闭第一排水阀20(步骤S106)，更换第一温度检测器33、过滤器。当第一温度检测器33、过滤器的更换结束时，在第一水循环路径内进行充水。
[第二水循环路径的排水处理]
图6是示意性地表示图1所示的燃料电池系统100的第二水循环路径的排水处理的流程图。
首先，与上述实施方式1所涉及的燃料电池系统100中的第一水循环路径的排水处理同样地，设例如在燃料电池系统100正进行发电运转或运转停止时，控制器30检测到作为第二异常检测器的用于检测回收水的温度的温度检测器(未图示)的异常(故障)、到了作为第二维护部件的设置于第一回收水罐14A中的过滤器51的更换时期。于是，控制器30利用错误代码等在操作器29的显示部29a上通知温度检测器发生故障的意思、处于过滤器51的更换时期的意思，还向维护公司通知发生故障的意思、处于过滤器更换时期的意思。接着，如果燃料电池系统100正在进行发电运转，则控制器30使燃料电池系统100的发电运转进行异常停止。
然后，接收到表示发生故障的意思等的通知的维护公司的维护作业员进行下面示出的第二水循环路径的排水处理。
如图6所示，维护作业员手动打开第二排水阀26(步骤S201)，选择第二水循环路径的排水模式(步骤S202)。具体地说，对操作器29的输入部29b进行操作来选择图2所示的排水模式2，按下确定按钮。当选择了排水模式2时，控制器30使第一水泵16、第二水泵10以及第四水泵45维持停止状态，使第三开闭阀46和第四开闭阀47维持封闭状态。由此，冷却水罐12作为分离机构而发挥功能，分割成由第二水循环路径构成的块和由第一水循环路径构成的块，并使各块之间的水相分离。然后，包括第一连接路21、第二连接路28、以及第一回收水罐14A的第二水循环路径内的水通过第一分支路24排出到燃料电池系统100外部，从而在第二水循环路径内进行排水。此时，净化器17内的水也被排出。
当在步骤S202中选择了第二水循环路径的排水模式时，控制器30执行第二水循环路径的排水异常检测序列(步骤S203)。在此，参照图7来说明第二水循环路径的排水异常检测序列。
图7是示意性地表示图6所示的燃料电池系统100的排水处理中的第二水循环路径的排水异常检测序列的流程图。
如图7所示，当在步骤S202中选择了排水模式2后经过的时间达到或超过T2时(步骤S21)，控制器30利用第一回收水罐14A内的水位检测器15A来判断第一回收水罐14A中是否残存水(步骤S22)。此外，T2是大于等于将残存于第二水循环路径中的回收水排出到燃料电池系统100外部所需的时间的时间，是预先通过实验等求出的。另外，在本实施方式中，第一回收水罐14A中是否残存水是根据水位检测器15A是否检测到水位检测器15A的检测下限以上的水位来判断的。具体地说，如果检测到水位检测器15A的检测下限以上的水位，则判断为第一回收水罐14A内残存水，如果未检测到水位检测器15A的检测下限以上的水位，则判断为第一回收水罐14A内未残存水。
然后，当由水位检测器15A检测到第一回收水罐14A中残存水时(步骤S22，“是”)，控制器30使操作器29的显示部29a通知异常(步骤S23)，并结束本序列。另一方面，当由水位检测器15A没有检测到第一回收水罐14A中残存水时，控制器30不使显示部29a通知异常(步骤S24)，并结束本序列。
接着，当通过上述排水异常检测序列确认为第二水循环路径的排水不存在异常(步骤S204)、并确认为排水已结束时，控制器30使操作器29的输入部29b通知第二水循环路径的排水模式已结束(参照图3)，维护作业员按下输入部29b的确定按钮，确定排水模式结束(步骤S205)。
接着，维护作业员手动封闭第二排水阀26(步骤S206)，更换温度检测器、过滤器51。当温度检测器、过滤器的更换结束时，在第二水循环路径内进行充水。此时，如上所述，控制器30能够通过由水位检测器15A检测水位来检测净化器17的充水已完成的情况。
这样，在本实施方式1所涉及的燃料电池系统100中，通过只对水循环路径中需要排水的块(第一水循环路径或第二水循环路径)进行排水，与将水循环路径内的所有水排出的情况相比能够提早完成排水动作，另外，排水动作后的充水动作时间缩短，从而进一步提早完成维护。
[水循环路径的所有块的排水处理]
图8是示意性地表示图1所示的燃料电池系统100的水循环路径的所有块的排水处理的流程图。
首先，例如在使用者通过天气预报等信息预先掌握到水循环路径内的水可能会冻结的情况下、或者由于长期不在而长期未使用燃料电池系统100以致水循环路径内的水可能会发生腐败或水循环路径内可能会发生水冻结的情况下，进行下面示出的水循环路径的所有块的排水动作。
如图8所示，使用者手动打开第一排水阀20和第二排水阀26(步骤S301)，选择水循环路径的所有块的排水模式(步骤S302)。具体地说，对操作器29的输入部29b进行操作来选择图2所示的全排水模式，并按下确定按钮。当选择了全排水模式时，控制器30使第一水泵16和第二水泵10维持停止状态，使第三开闭阀46维持封闭状态，打开第四开闭阀47，并使第四水泵45动作(步骤S303)。由此，第一水循环路径和第二水循环路径内的水被排出到燃料电池系统100外部，从而对水循环路径的所有块进行排水，并且，重整水路径50和分支路48也被排水。具体地说，具有冷却水路径11和冷却水罐12的第一水循环路径内的水通过第一排水路18排出到燃料电池系统100外部，从而对第一水循环路径进行排水。另外，通过使第四水泵45进行动作，并且使第三开闭阀46维持封闭状态，打开第四开闭阀47，水从重整水路径50经由分支路48被供给到第一回收水罐14A。然后，被供给到第一回收水罐14A的冷却水通过第一分支路24排出到燃料电池系统100外部。即，通过上述步骤S303的动作来执行重整水路径50和分支路48的排水。并且，具有第一连接路21、第二连接路28、以及第一回收水罐14A的第二水循环路径内的水通过第一分支路24排出到燃料电池系统100外部，从而对第二水循环路径进行排水。此时，净化器17内的水也被排出。
当在步骤S302中选择了全排水模式时，控制器30执行水循环路径的所有块的排水异常检测序列(步骤S304)。在此，参照图9来说明水循环路径的所有块的排水异常检测序列。
图9是示意性地表示图8所示的燃料电池系统100的排水处理中的水循环路径的所有块的排水异常检测序列的流程图。
如图9所示，当在步骤S302中选择了全排水模式后经过的时间达到或超过T3时(步骤S31)，控制器30利用水位检测器13和水位检测器15A来判断冷却水罐12中是否残存水、以及第一回收水罐14A中是否残存水(步骤S32)。此外，T3是大于等于将残存于水循环路径的所有块的水排出到燃料电池系统100外部所需的时间的时间，是预先通过实验等求出的。另外，利用水位检测器13判断冷却水罐12内是否残存水的方法和利用水位检测器15A判断第一回收水罐14A中是否残存水的方法与上述第一水循环路径的排水处理和第二水循环路径的排水处理相同，因此省略其说明。
然后，当由水位检测器13或水位检测器15A检测到冷却水罐12或第一回收水罐14A中残存水时(步骤S32，“是”)，控制器30使操作器29的显示部29a通知异常(步骤S33)，并结束本序列。另一方面，当由水位检测器13和水位检测器15A检测到冷却水罐12和第一回收水罐中未残存水时，控制器30不使显示部29a通知异常(步骤S34)，并结束本序列。
接着，当通过上述排水异常检测序列确认为水循环路径的所有块都不存在异常(步骤S305)、并确认为排水已结束时，控制器30使操作器29的显示部29a通知水循环路径的所有块的排水模式已结束(参照图3)，维护作业员按下输入部29b的确定按钮，确定排水模式结束(步骤S306)。由此，控制器30使第四水泵45停止，并且封闭第四开闭阀47。
接着，维护作业员手动封闭第一排水阀20和第二排水阀26(步骤S307)。
这样，通过进行全排水处理，能够预先避免水循环路径的所有块中的水冻结或水腐败。
此外，在本实施方式1中，采用如下的方式：为了回收来自燃料电池1的排热，设置用于利用储存热水回收冷却水所具有的热量的热交换器6，但是并不限定于此，也可以采用如下的方式：设置第一循环路径，对在燃料气体排出路径32、氧化剂气体排出路径31中流通的未利用的反应气体所具有的热量进行回收的冷却水在该第一循环路径中循环，该第一水循环路径和上述第二水循环路径通过冷却水罐相分离。
另外，在本实施方式1中，采用了将未利用的氧化剂气体中的水蒸气液化生成的水回收到第一回收水罐14A中的方式，但是并不限定于此，也可以采用将未利用的燃料气体中的水蒸气液化生成的水回收到第一回收水罐14A中的方式，还可以采用将未利用的氧化剂气体和未利用的燃料气体这两方气体中的水蒸气液化生成的水回收到第一回收水罐14A中的方式。
并且，在本实施方式1中，采用了在上述排水处理中由维护作业员手动进行第一排水阀20和第二排水阀26的开闭动作的方式，但是并不限定于此，也可以采用如下的方式：在上述排水处理中，由控制器30来控制第一排水阀20和第二排水阀26中的至少任一个排水阀的开闭。在这种情况下，成为以下的方式：在维护作业员选择了规定的排水模式(步骤S102、S202、S302)之后，由控制器30执行打开第一排水阀20和第二排水阀26中的至少任一个排水阀的动作(步骤S101、S201、S301)。
(实施方式2)
在本发明的实施方式2所涉及的燃料电池系统中，例示了水循环路径由储热水罐和水路径构成的方式。
[燃料电池系统的结构]
图10是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的燃料电池系统的概要结构的框图。
如图10所示，本发明的实施方式2所涉及的燃料电池系统100与实施方式1所涉及的燃料电池系统100的结构基本相同，但是在由排热回收水路径(水路径)8和储热水罐9来构成水循环路径这一点上不同。
具体地说，在排热回收水路径8上设置有检测排热回收水路径8内的水的温度的第二温度检测器35。另外，在回收燃料电池1的排热之前的排热回收水路径8上设置有第一开闭阀52，在回收燃料电池1的排热之后的排热回收水路径8上设置有第二开闭阀53。即，第一开闭阀52设置于排热回收水路径8的比用于回收燃料电池1的排热的热交换器6更靠上游的一侧，第二开闭阀53设置于排热回收水路径8的比热交换器6更靠下游的一侧。而且，第一开闭阀52和第二开闭阀53作为如下的分离机构而发挥功能：通过封闭第一开闭阀52和第二开闭阀53各自的阀体，分割成具有储热水罐9(正确地说，包括储热水罐9、排热回收水路径8的比第一开闭阀52更靠上游的一侧的部分、排热回收水路径8的比第二开闭阀53更靠下游的一侧的部分)的块和具有排热回收水路径8(正确地说，排热回收水路径8的比第一开闭阀52更靠下游的一侧且比第二开闭阀53更靠上游的一侧的部分)的块，将水分离到各块内。
另外，在排热回收水路径8的第一开闭阀52和第二开闭阀53之间，连接有第三排水路41，第三排水路41上设置有第三排水阀27。第一开闭阀52和第二开闭阀53构成为使排热回收水路径8的水流通/切断。第三排水阀27构成为如下结构：通过打开第三排水阀27的阀体，排热回收水路径8内的水通过第三排水路41排出到燃料电池系统100外部。此外，第一开闭阀52、第二开闭阀53以及第三排水阀27既可以由通过控制器30来控制其开闭的自动开闭阀构成，也可以由通过使用者或维护作业员来进行开闭的手动开闭阀构成。
另外，在排热回收水路径8的第一开闭阀52与第二开闭阀53之间设置有气体排出器37。气体排出器37构成为以下结构：通过使该气体排出器37动作，来将排热回收水路径8与大气连通。气体排出器37例如也可以由排气用配管和设置于该排气配管的开闭阀构成，该排气用配管与构成排热回收水路径8的配管连接。此外，该开闭阀既可以由通过控制器30来控制其开闭的自动开闭阀构成，也可以由通过使用者或维护作业员来进行开闭的手动开闭阀构成。
在储热水罐9的上部(在此为上端)设置有气体排出器38，该气体排出器38用于使储热水罐9与大气连通，在该储热水罐9的下部(在此为下端)连接有第四排水路42，第四排水路42上设置有第四排水阀39。第四排水阀39构成为如下结构：通过打开第四排水阀39的阀体，储热水罐9内的水通过第四排水路42排出到燃料电池系统100外部。此外，第四排水阀39既可以由通过控制器30来控制其开闭的自动开闭阀构成，也可以由通过使用者或维护作业员来进行开闭的手动开闭阀构成。
而且，在本实施方式2中，作为“第三异常检测器”，可以例示出检测在排热回收水路径8中流通的水的温度的第二温度检测器35、检测第三水泵7的转速的转速检测器等(未图示)。另外，作为“第四异常检测器”，可以例示出检测储热水罐9内的水的温度的温度检测器(未图示)和检测储热水罐9内的水位的水位检测器等(未图示)。
此外，在本实施方式2的燃料电池系统100中，构成为利用在排热回收水路径8中流通的水来通过热交换器6从用于冷却燃料电池1的冷却水中回收热量，但是代之也可以是设置有在燃料气体排出路径32与排热回收水路径8之间进行热交换的热交换器的方式，还可以是设置有在氧化剂气体排出路径31与排热回收水路径8之间进行热交换的热交换器的方式，还可以是设置有在对氢生成器101进行加热后的燃烧排气所流通的燃烧排气路径(未图示)与排热回收水路径8之间进行热交换的热交换器的方式。即，只要是利用排热回收水路径8内的水回收燃料电池系统100的排热的热交换器，就可以形成为任意方式。
[燃料电池系统的动作]
接着，说明本实施方式2所涉及的燃料电池系统100的排水动作。
[水路径的排水处理]
图11是示意性地表示图10所示的燃料电池系统100的排热回收水路径(水路径)8的排水处理的流程图。
首先，设例如在燃料电池系统100正进行发电运转或运转停止时，控制器30检测到作为第三异常检测器的第二温度检测器35的异常(故障)。于是，控制器30在操作器29的显示部29a上通知第二温度检测器35发生故障的意思，还向维护公司通知发生故障的意思。接着，如果燃料电池系统100正在进行发电运转，则控制器30使燃料电池系统100的发电运转进行异常停止。
然后，接收到表示发生故障的意思等的通知的维护公司的维护作业员进行下面示出的排热回收水路径(水路径)8的排水处理。
如图11所示，维护作业员手动封闭第一开闭阀52和第二开闭阀53(步骤S401)，并且手动打开第三排水阀27和气体排出器37(步骤S402)。由此，第一开闭阀52和第二开闭阀53作为分离机构而发挥功能，分割成具有排热回收水路径8(正确地说，排热回收水路径8的比第一开闭阀52更靠下游的一侧且比第二开闭阀53更靠上游的一侧的部分)的块和具有储热水罐9(正确地说，包括储热水罐9、排热回收水路径8的比第一开闭阀52更靠上游的一侧的部分、排热回收水路径8的比第二开闭阀53更靠下游的一侧的部分)的块，使各块之间的水相分离。
之后，维护作业员选择上述水路径的排水模式(步骤S403)。具体地说，对操作器29的输入部29b进行操作来选择图2所示的排水模式3，按下确定按钮。当选择了排水模式3时，控制器30开始测量排水处理的处理时间。
通过上述动作，排热回收水路径8内的水通过第三排水路41排出到燃料电池系统100外部，从而对排热回收水路径8进行排水。而且，当所测量到的上述处理时间经过了假设排水处理完成的时间时，控制器30使操作器29的显示部29a通知排热回收水路径8的排水模式已结束(参照图3)。当表示排水模式已结束的画面显示在操作器29的显示部29a上时，维护作业员通过目视来确认通过第三排水路41进行的排水处理已完成，手动封闭第三排水阀27和气体排出器37(步骤S404)。然后，维护作业员按下输入部29b的确定按钮，确定排水模式结束(步骤S405)。此外，能够预先通过实验等获取对排热回收水路径8内的水进行排水的时间，若经过该时间则判断为排热回收水路径8的排水结束。
接着，维修作业员更换第二温度检测器35。当第二温度检测器35的更换结束时，对排热回收水路径(水路径)8内进行充水。
[储热水罐的排水]
图12是示意性地表示图10所示的燃料电池系统100的储热水罐9的排水处理的流程图。
首先，设例如在燃料电池系统100正进行发电运转或运转停止时，控制器30检测到作为第四异常检测器的设置于储热水罐9的温度检测器(未图示)的异常(故障)。于是，控制器30在操作器29的显示部29a上通知温度检测器发生故障的意思，还向维护公司通知发生故障的意思。接着，如果燃料电池系统100正在进行发电运转，则控制器30使燃料电池系统100的发电运转进行异常停止。
然后，接收到表示发生故障的意思等的通知的维护公司的维护作业员进行下面示出的储热水罐9的排水处理。
如图12所示，维护作业员手动封闭第一开闭阀52和第二开闭阀53(步骤S501)，并且手动打开第四排水阀39和气体排出器38(步骤S502)。由此，第一开闭阀52和第二开闭阀53作为分离机构而发挥功能，分割成具有排热回收水路径8(正确地说，排热回收水路径8的比第一开闭阀52更靠下游的一侧且比第二开闭阀53更靠上游的一侧的部分)的块和具有储热水罐9(正确地说，包括储热水罐9、排热回收水路径8的比第一开闭阀52更靠上游的一侧的部分、排热回收水路径8的比第二开闭阀5更靠3下游的一侧的部分)的块，使各块之间的水相分离。
之后，维护作业员选择储热水罐9的排水模式(步骤S503)。具体地说，对操作器29的输入部29b进行操作来选择图2所示的排水模式4，并按下确定按钮。当选择了排水模式4时，控制器30开始测量排水处理的处理时间。
通过上述动作，储热水罐9内的水通过第四排水路42排出到燃料电池系统100外部，从而对储热水罐9进行排水。而且，当所测量到的上述处理时间经过了假设排水处理完成的时间时，控制器30使操作器29的显示部29a通知储热水罐9的排水模式已结束(参照图3)。当表示排水模式已结束的画面显示在操作器29的显示部29a上时，维护作业员通过目视来确认通过第四排水路42进行的排水处理已完成，手动封闭第四排水阀39和气体排出器38(步骤S504)。然后，维护作业员按下输入部29b的确定按钮，确定排水模式结束(步骤S505)。此外，能够预先通过实验等获取对储热水罐9内的水进行排水的时间，若经过该时间则判断为储热水罐9的排水结束。
接着，维修作业员更换温度检测器。当温度检测器的更换结束时，对储热水罐9内进行充水。
这样，在本实施方式2所涉及的燃料电池系统100中，通过只对水循环路径中需要排水的块(排热回收水路径8或储热水罐9)进行排水，与将水循环路径内的所有块的水排出的情况相比能够提早完成排水动作，另外，排水动作后的充水动作时间缩短，从而进一步提早完成维护。
此外，在本实施方式2所涉及的燃料电池系统100中，在如上述实施方式1所涉及的燃料电池系统100那样进行水循环路径的所有块的排水处理的情况下，只要打开第三排水阀27和第四排水阀39并使气体排出器37和气体排出器38进行动作(打开)即可。
另外，在上述排水处理中，采用了由维护作业员控制第一开闭阀52、第二开闭阀53、第三排水阀27、第四排水阀39、气体排出器37以及气体排出器38的开闭的方式，但是并不限定于此，也可以采用由控制器30自动进行其开闭的方式。此外，在这种情况下，成为以下的方式：在维护作业员选择了规定的排水模式(步骤S403、S503)之后，由控制器30执行封闭第一开闭阀52和第二开闭阀53(步骤S401、S501)、并且打开第三排水阀27和气体排出器37(步骤S402、S502)的动作。
(实施方式3)
详细说明本发明的实施方式3的燃料电池系统。
[结构]
图13是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的燃料电池系统的概要结构的框图。
如图13所示，本实施方式3的燃料电池系统100具备：燃料电池1，其使用燃料气体和氧化剂气体进行发电；氧化剂气体供给器2，其对燃料电池1供给氧化剂气体；燃料气体供给器3，其对燃料电池1供给燃料气体；第一冷凝器4，其用于使从燃料电池1内的正极(cathode)气体流路中排出的氧化剂废气中含有的水分凝结；第二冷凝器5，其用于使从燃料电池1内的负极(anode)气体流路中排出的燃料废气中含有的水分凝结；第一回收水罐14A，其用于储存包括由第一冷凝器4凝结而回收到的回收水在内的回收水；水位检测器15A，其检测第一回收水罐14A内的水位；过滤器51，其捕捉第一回收水罐14A内的杂质；第二回收水罐14B，其用于储存由第二冷凝器5凝结而回收到的回收水；水位检测器15B，其检测第二回收水罐14B内的水位；冷却水路径11，用于冷却燃料电池1的冷却水在该冷却水路径11中流动；冷却水罐12，其储存冷却水；水位检测器13，其检测冷却水罐12内的水位；第一连接路21，从第一回收水罐14A供给到冷却水罐12的水在该第一连接路21中流动；第一水泵16，其用于通过第一连接路21向冷却水罐12送出水；第二连接路28，其使从冷却水罐12溢出的水返回到第一回收水罐14A；净化器17，其设置于第一连接路21，用于对第一回收水罐14A内的水进行净化；第二水泵10，其用于使冷却水路径11内的冷却水送出；加热器36，其用于加热冷却水路径11内的冷却水；第一温度检测器33，其检测冷却水路径11内的冷却水的温度；排热回收水路径(水路径)8，从冷却燃料电池1后的冷却水回收其保有热量的水在该排热回收水路径8中流动；热交换器6，其用于在冷却水路径11内的冷却水与排热回收水路径8内的水之间进行热交换；第二温度检测器35，其检测排热回收水路径8内的水的温度；第三水泵7，其送出排热回收水路径8内的水；以及储热水罐9，其储存经热交换器6加热后的温水。
在此，在本实施方式的燃料电池系统中，作为水供给源的一例的“第一水罐”相当于冷却水罐。另外，作为水供给源的一例的“第二水罐”由第一回收水罐14A和第二回收水罐14B构成，但是并不限定于本例，该“第二水罐”也可以是其中任一个。即，也可以采用将从燃料废气回收到的回收水或从氧化剂废气回收到的回收水中的一方供给到用水设备(例如冷却水罐12)的方式。其中，第二回收水罐14B不将燃料废气放出到大气中，因此需要构成为不向大气开放的结构，因此第二回收水罐14B采用如下的方式：在要向用水设备供给水时，使水移动到如第一回收水罐14A那样的向大气开放的水罐中，间接地将水供给到用水设备。另外，作为水供给源的一例的“储热水罐”相当于储热水罐9。
另外，作为“第一维护部件”，例如可以例示出设置于第二水泵10内的过滤器(未图示)、在将冷却水罐12的冷却水送出到冷却水路径11的出口处设置的用于捕捉冷却水罐12内的杂质的过滤器(未图示)等。作为“第二维护部件”，可以例示出净化器17、过滤器51等，例如可以使用填充有离子交换树脂的容器作为净化器17。另外，并不限定于本例，只要是如活性炭等那样对要供给到用水设备的回收水进行净化的部件即可。另外，过滤器51设置于第一回收水罐14A内，但是只要能够抑制杂质流入第一水泵16，就可以配置在任意位置。例如，也可以配置在第一水泵16与第一回收水罐14A之间的第一连接路21上。
另外，“加热器”相当于加热器36，可以使用电加热器等作为加热器36，特别优选消耗燃料电池1的剩余电力的剩余电力加热器。另外，该“加热器”设置于冷却水路径11，但是并不限定于本例，也可以采用设置于排热回收水路径8的方式。
并且，作为“第一异常检测器”，可以例示出检测冷却水罐12内的水位的水位检测器13、检测在冷却水路径11中流通的冷却水的温度的第一温度检测器33以及检测第二水泵10的转速的转速检测器(未图示)等。另外，作为“第二异常检测器”，例如可以例示出检测回收水的温度的温度检测器(未图示)、检测第一回收水罐14A的水位的水位检测器15A、检测第一水泵16的转速的转速检测器(未图示)等。另外，作为“第三异常检测器”，可以例示出检测在排热回收水路径8中流通的水的温度的第二温度检测器35、检测第三水泵7的转速的转速检测器(未图示)等。并且，作为“第四异常检测器”，可以例示出检测储热水罐9内的水的温度的温度检测器(未图示)和检测储热水罐9内的水位的水位检测器(未图示)等。
另外，该燃料电池系统100还具备：第一分支路24，其用于将第一连接路21内的水排出到路径外；第五排水阀23，其用于打开第一分支路24以使第一连接路21内的水排出到路径外；第一排水路18，其用于将冷却水路径11内的水排出到路径外；第一排水阀20，其用于打开第一排水路18以使冷却水路径11内的水排出到路径外；第三排水路41，其用于将排热回收水路径8内的水排出到路径外；第三排水阀27，其用于打开第三排水路41以使排热回收水路径8内的水排出到路径外；第二排水路22和第二排水路25，它们用于将第一回收水罐14A和第二回收水罐14B内的水排出到罐外部；第二排水阀26，其用于打开第二排水路22和第二排水路25以使第一回收水罐14A和第二回收水罐14B内的水排出到罐外部；第四排水路42，其用于将储热水罐9内的水排出到罐外；以及第四排水阀39，其用于打开第四排水路42以使储热水罐9内的水排出到罐外。此外，通过打开上述第一～第五排水阀而排出的水在燃料电池系统100外部被废弃，流到下水道设施等中。
另外，在排热回收水路径8上设置有第一开闭阀52和第二开闭阀53。具体地说，第一开闭阀52设置于回收燃料电池1的排热之前的水所流过的排热回收水路径8，第二开闭阀53设置于回收燃料电池1的排热之后的水所流过的排热回收水路径8。即，第一开闭阀52设置于排热回收水路径8的比第一冷凝器4等回收燃料电池1的排热的冷凝器、热交换器更靠上游的一侧，第二开闭阀53设置于排热回收水路径8的比第一冷凝器4等更靠下游的一侧。
而且，在本实施方式3中，冷却水路径11和冷却水罐12构成第一水循环路径，第一连接路21、第二连接路28、冷却水罐12、第一回收水罐14A构成第二水循环路径，这些路径构成一个水循环路径。
另外，如上所述，冷却水罐12构成分离机构。具体地说，通过第一水泵16进行动作，第一回收水罐14A内的水在第一连接路21中流通而被供给到冷却水罐12，从冷却水罐12溢出的水在第二连接路28中流通而被供给到第一回收水罐14A。另外，通过停止第一水泵16，冷却水罐12作为分离机构而发挥功能。
并且，排热回收水路径8构成另一水循环路径，第一开闭阀52和第二开闭阀53构成分离机构。即，通过封闭第一开闭阀52和第二开闭阀53，分割成具有储热水罐9(正确地说，包括储热水罐9、排热回收水路径8的比第一开闭阀52更靠上游的一侧的部分、排热回收水路径8的比第二开闭阀53更靠下游的一侧的部分)的块和具有排热回收水路径8(正确地说，排热回收水路径8的比第一开闭阀52更靠下游的一侧且比第二开闭阀53更靠上游的一侧的部分)的块，将水分离到各块中。
此外，为了从上述各水路径执行排水，进行排水的水路径向大气开放。关于第一连接路21，第一连接路21通过冷却水罐12、第二连接路28、以及向大气开放的第一回收水罐14A向大气开放。关于冷却水路径11，与第一连接路21的情况同样地，通过冷却水罐12、第二连接路28、以及向大气开放的第一回收水罐14A向大气开放。关于排热回收水路径8的排水，通过打开气体排出器37来向大气开放。关于第一回收水罐14A和第二回收水罐14B，利用第一回收水罐14A的大气开放构造来确保它们向大气开放。关于储热水罐9，通过打开气体排出器38来向大气开放。
另外，冷却水罐12配置于第一回收水罐14A的上方，被配置成从第一回收水罐14A向冷却水罐12形成上坡，构成为如下结构：通过打开第五排水阀23，第一连接路21内的水乃至净化器17内的水由于自重而从第一分支路24排出。
另外，本实施方式的燃料电池系统具备具有吸气口和排气口的壳体70，容纳有燃料电池1以及上述水路径、水罐。在壳体70的排气口附近，设置有用于将壳体70内的气体(例如空气、燃料气体等)排出到外部的排气器19。作为排气器19，例如能够使用鼓风机、多叶片风扇等的风扇类。另一方面，第一～第五排水阀、气体排出器37、38构成为配置在壳体70的外部。
控制器30构成为根据来自第一温度检测器33、第二温度检测器35的信号判断各检测器的故障、加热器36的故障。另外，控制器30构成为将各异常检测器的故障通过操作器(指示获取器)29的显示部(在图12中未图示)通知给外部。还构成为对净化器17和过滤器51的需要更换时期也进行判断。具体地说，构成为如下结构：内置未图示的计时器，在由该计时器测量到的燃料电池系统的发电运转时间的累计值变为需要更换净化器17或过滤器51的时间阈值以上的情况下，将需要更换净化器17或过滤器51的意思通过操作器29的显示部(在图12中未图示)通知给外部。
[动作]
接着，说明作为本实施方式的燃料电池系统的特征的包括以下动作的一系列动作：设置于水循环路径的第一维修部件和/或第二维修部件的更换、或者控制器30在检测到第一至第四异常检测器的异常时的排水动作。图14是表示包括图13所示的燃料电池系统100的排水动作在内的一系列流程的流程图。
在此，如图14所示，当控制器30利用第一至第四异常检测器中的任一个检测到异常时(步骤S 601)，控制器30利用错误代码等在操作器29的显示部(未图示)上通知检测到异常的意思，还向维护公司通知发生了异常的意思，并且使燃料电池系统100的发电运转进行异常停止(步骤S602)。在燃料电池系统100的发电运转被异常停止之后，维护作业员根据显示在上述显示部(未图示)上的异常消息来确定需要排水的水循环路径内的块。然后，与所确定的块内的水的排水相应地适当手动开闭第一排水阀～第五排水阀以及气体排出器等，对操作器29进行操作来利用上下键选择与需要排水的块相应的排水模式，并按下确定按钮来进行确定(步骤S603)。当与通过该操作器29选择的排水模式有关的信号被输出到控制器30时，控制器30控制第一水泵16、第二水泵10等来执行与所选择的排水模式相应的排水动作(步骤S604)。
具体地说，在根据来自第一温度检测器33的信号检测到第一温度检测器33的故障(断线、短路等)的情况下，控制器30使操作器29的显示部29a显示与本故障相应的错误显示，并且向维护公司通知第一温度检测器33发生故障的意思。然后，接收到表示发生故障的意思的通知的维护公司的维护作业员根据该错误显示，手动打开第一排水阀20，选择排水模式(例如图2所示的排水模式1)并确定。于是，控制器30进行控制来维持第一水泵16和第二水泵10的停止状态。
由此，冷却水罐12作为以下的分离机构而发挥功能：将水循环路径分割成具有冷却水路径11和冷却水罐12的第一块以及具有第一连接路21、第二连接路28、第一回收水罐14A的第二块，并且将水分离到各块中，从而，只有具有需要更换的第一温度检测器33的冷却水路径11的冷却水从第一排水路18排出到燃料电池系统外。
接着，在上述排水动作完成后，在维护作业员更换了发生故障的设备之后(步骤S605)，对操作器29进行操作来解除异常停止状态(步骤S606)，之后，进一步对操作器29进行操作来执行通过上述排水动作被排出水的水路径的充水动作(步骤S607)。在此，通过上述步骤S604，只对具有发生故障的设备的水路径执行了排水，因此与将水循环路径的所有块的水排出的情况相比，充水动作时间缩短，维护进一步提早完成。接着，当充水动作完成时，燃料电池系统转移到等待下一次启动的待机状态。
在此，上述“异常停止状态”是即使产生启动请求，控制器30也不允许燃料电池系统100启动的状态，“待机状态”是当产生启动请求时控制器30开始燃料电池系统100的启动处理的状态。此外，上述“产生启动请求”是指以下的情况等：通过操作器29的操作来输入了运转开始的指令；到了被设定为燃料电池系统100的启动时刻的时刻；电力负载的电力需求变为需要燃料电池系统100进行发电运转的规定电力阈值以上。
接着，不说明更换发生故障的设备时的排水动作，而对作为第二维护部件的净化器17达到寿命而要更换的情况下的排水动作进行说明。除所要更换的设备的不同、选择的排水模式和与其对应的排水动作以外，与包括更换上述发生故障的第一温度检测器33时的排水动作在内的一系列动作相同的，因此省略其说明。
如上述说明的，当燃料电池系统100的发电运转时间的累计值变为需要更换净化器17的规定的时间阈值以上时，在操作器29的显示部上显示需要更换净化器17的意思，还向维护公司通知需要更换净化器17的意思，并且对燃料电池系统100进行异常停止。在燃料电池系统100被异常停止之后，维护作业员手动打开第五排水阀23，并且选择与净化器17的更换对应的排水模式(例如排水模式2)并进行确定。
于是，控制器30进行控制以维持第一水泵16的停止状态。在上述排水处理中，形成上坡的第一连接路21及其第一分支路24作为以下的分离机构而发挥功能：将水循环路径的上述第二块分割成由第一连接路21构成的块和除第一连接路21以外的块，使各块的水相分离，从而，只有具有需要更换的净化器17的块(第一连接路21)的水被排出到燃料电池系统100外。因而，与将连通于第一连接路21的水罐(冷却水罐12、第一回收水罐14A、以及第二回收水罐14B)内的水也同时排出的情况相比，更换净化器17后的充水动作的充水动作时间缩短，维护进一步提早完成。
接着，在水循环路径由排热回收水路径8和储热水罐9构成的情况下，在作为该水循环路径的异常而检测到设置于排热回收水路径8的第二温度检测器35的故障(断线、短路等)的情况下(检测到第三异常检测器的异常的情况下)，维护作业员手动封闭第一开闭阀52和第二开闭阀53，手动打开第三排水阀27，并且打开气体排出器37。然后，维护作业员通过操作器29选择排热回收水路径8的排水模式(例如排水模式3)并确定。于是，控制器30进行控制以维持第三水泵7的停止状态。由此，第一开闭阀52和第二开闭阀53作为以下的分离机构而发挥功能：分割成具有储热水罐9(正确地说，包括储热水罐9、排热回收水路径8的比第一开闭阀52更靠上游的一侧的部分、排热回收水路径8的比第二开闭阀53更靠下游的一侧的部分)的块和具有排热回收水路径8(正确地说，排热回收水路径8的比第一开闭阀52更靠下游的一侧且比第二开闭阀53更靠上游的一侧的部分)的块，并使水分离到各块中，从而，只有具有需要更换的第二温度检测器35的排热回收水路径8的水被排出到燃料电池系统100外。因而，与将连通于排热回收水路径8的水罐(储热水罐9)内的水也同时排出的情况相比，更换第二温度检测器35后的充水动作的充水动作时间缩短，维护进一步提早完成。
接着，本实施方式3的燃料电池系统100不仅选择与对设置于水循环路径的设备进行更换时对应的排水模式来执行排水动作，还具有以下的排水模式：在使用者通过天气预报等信息预先掌握到水循环路径内的水可能会冻结的情况下、或者由于长期不在而长期未使用燃料电池系统100以致水循环路径内的水可能会发生腐败或水循环路径内可能会发生水冻结的情况下，预先将水循环路径的所有块的水排出到燃料电池系统100外部。
具体地说，在存在上述担忧的情况下，使用者手动打开第一～第五排水阀和气体排出器37、38，对操作器29进行操作来选择全排水模式并确定。由此，对水循环路径的所有块执行排水。这样，能够预先避免水路径内的水发生冻结或腐败。
(变形例1)
在上述实施方式3的燃料电池系统100中，构成为如下结构：在更换设置于水循环路径的更换设备(过滤器51、净化器17、温度检测器33、35、加热器36)时，维护作业员对操作器29进行操作来选择与要更换的设备对应的排水模式。然而，在本变形例1的燃料电池系统100中，其特征在于构成为如下结构：并非由维护作业员通过操作器29选择排水模式，而是由控制器30自动执行与要更换的设备相应的排水动作。具体地说，执行与检测到故障的设备、或者已到更换时期的设备相应的排水动作的程序被存储在未图示的存储器内，当检测到设备故障、已到更换时期时，按照本程序来执行与要更换的设备相应的排水动作。此外，根据要更换的设备执行的排水动作的具体内容与实施方式3相同，因此省略其说明。如上，根据本变形例1的燃料电池系统100，在维护作业员到达之前已进行了一定程度的排水，因此排水动作完成之前的维护作业员的等待时间缩短，从而使维护的完成进一步提早。
(变形例2)
在上述实施方式3和变形例1的燃料电池系统100中，在需要更换净化器17的情况下，打开第五排水阀23，只排出具有净化器17的水路径的水，但是在本变形例2的燃料电池系统中，构成为将冷却水罐12内的水也排出到燃料电池系统100外部。即，在本变形例2中，构成为不仅打开第五排水阀23还打开第一排水阀20。此外，为了排出冷却水罐12的水，在本变形例2中，使第一排水阀20打开，但是并不限定于本例，也可以采用如下的方式：设置能够只排出冷却水罐12内的水的排水路(未图示)和排水阀(未图示)，通过打开该排水阀来执行冷却水罐12内的排水。
这样，在执行净化器17的更换时，不仅第一连接路21的水被废弃，冷却水罐12内的水也被废弃，这是由于，在更换净化器17之后使第一水泵16动作来将第一回收水罐14A内的水供给到第一连接路21来执行第一连接路21内的充水动作时，能够根据水位检测器13所检测到的水位来判断出是否无问题地执行了第一连接路21的充水动作。即，在进行第一连接路21的充水动作时，能够通过由水位检测器13检测水位比排水动作完成时的水位上升，来判断为无问题地执行了第一连接路21的充水动作。
(变形例3)
详细说明本变形例3的燃料电池系统。
[结构]
图15是示意性地表示本变形例3的燃料电池系统的概要结构的框图。如图15所示，本变形例的燃料电池系统100具备：氢生成器101，其使用原料和水蒸气通过重整反应生成氢，代替了实施方式3的燃料电池系统100的燃料气体供给器3；重整水路径50，其从冷却水罐12向该氢生成器101供给上述水蒸气用的水(重整水)；分支路48，其从重整水路径50分支出来，与第一回收水罐14A连接；第四水泵45，其设置于重整水路径50；第三开闭阀46和第四开闭阀47，其被设置用来将来自冷却水罐12的水的流入目的地切换为氢生成器101或第一回收水罐14A；以及第五开闭阀43，其设置于第一回收水罐14A与第二回收水罐14B之间的连通路49。如图15所示，第三开闭阀46被设置于与分支路48的分支点的下游的重整水路径50，第四开闭阀47被设置于分支路48。另外，第一分支路24的特征在于，在第二排水路22上的比第二排水阀26更靠上游侧的部分进行合流。此外，也可以设为以下的方式：在从重整水路径50向分支路48的分支点处设置三通阀来代替第三开闭阀46和第四开闭阀47。
其它结构与实施方式3的燃料电池系统相同，因此省略其说明。
[动作]
接着，说明包括在本变形例3的燃料电池系统中更换净化器17时的排水动作在内的一系列动作。图16是表示包括图15所示的燃料电池系统100的排水动作在内的一系列流程的流程图。
当控制器30判断为净化器17的寿命将近时，与实施方式3同样地在操作器29的显示部上显示需要更换净化器17的意思(步骤S701)，还向维护公司通知发生故障的意思，并且使燃料电池系统100进行异常停止。然后，维护作业员手动打开第二排水阀26(步骤S702)。当维护作业员对操作器29进行操作来选择与净化器17的更换对应的排水模式(例如排水模式2)并确定(步骤S703)时，控制器30封闭第三开闭阀46和第五开闭阀43，打开第四开闭阀47，并且使第四水泵45动作(步骤S704)。于是，第一回收水罐14A内的回收水通过第二排水路22排出到燃料电池系统100外部，并且，冷却水罐12内的冷却水通过重整水路径50、分支路48、第一回收水罐14A、以及第二排水路22排出到燃料电池系统100外部。然后，当根据水位检测器13、15A的信号判断为第一回收水罐14A和冷却水罐12的排水完成时，控制器30封闭第四开闭阀47，并且使第四水泵45的动作停止，从而，完成第一回收水罐14A和冷却水罐12的排水动作(步骤S705)。接着，由控制器30打开第五排水阀23，执行具有净化器17的水路径(第一连接路21)内的排水(步骤S706)。当第一连接路21的排水完成时由控制器30封闭第五排水阀23(步骤S707)，维护作业员对净化器17进行更换(步骤S708)。当净化器17的更换完成时，维护作业员手动封闭第二排水阀26(步骤S709)，并且对操作器29进行操作来解除异常停止状态(步骤S710)。然后，对操作器29进行操作来执行充水动作(步骤S711)。当充水动作完成时转移到待机状态。
在上述一系列动作中，将冷却水罐12内的水排出是为了与变形例2的燃料电池系统同样地根据水位检测器13所检测到的水位来确认第一连接路21的充水动作已完成。
(变形例4)
在上述实施方式3和变形例1-3的燃料电池系统100中，构成为由维护作业员手动实施第一～第五排水阀和气体排出器37、38的开闭控制，但是本变形例4的燃料电池系统100的特征在于，构成为第一～第五排水阀和气体排出器37、38都能够由控制器30来进行开闭。因而，在设备发生故障的情况下或净化器17更换时期到来的情况下，按照维护作业员所选择并确定的排水模式，由控制器30打开第一～第五排水阀和气体排出器37、38中的适当的排水阀、气体排出器从而只将需要排水的水循环路径的块的水排出到燃料电池系统100外部。此外，针对需要更换的设备，控制器30要打开哪个排水阀、气体排出器是与实施方式3以及变形例1～3的燃料电池系统100相同的，因此省略其说明。
另外，在使用者预先掌握了水循环路径内的水有可能会冻结或者长期不在的情况下，使用者选择操作器29的全排水模式并确定，由此，控制器30通过将第一～第五排水阀和气体排出器37、38全部打开来执行整个水循环路径的所有块的排水，从而能够事先防止水循环路径内的水冻结或水腐败。
(实施方式4)
在本发明的实施方式4所涉及的燃料电池系统中，例示了水循环路径具备第一水循环路径和第二水循环路径、以及储热水罐和水路径的方式。
[燃料电池系统的结构]
图17是示意性地表示本发明的实施方式4所涉及的燃料电池系统的概要结构的框图。
如图17所示，本发明的实施方式4所涉及的燃料电池系统100与实施方式1所涉及的燃料电池系统100的结构基本相同，但是在以下方面不同：具备第一开闭阀52、第二开闭阀53、气体排出器37、气体排出器38、第三排水阀27、第三排水路41、第四排水阀39、以及第四排水路42，以使排热回收水路径8和储热水罐9构成水循环路径；第二水循环路径还具备第二回收水罐14B和连通路49；燃料电池系统100还具备第一冷凝器4和第二冷凝器5。此外，第一开闭阀52、第二开闭阀53、气体排出器37、气体排出器38、第三排水阀27、第三排水路41、第四排水阀39、以及第四排水路42与实施方式2所涉及的燃料电池系统100同样地构成，因此省略其详细说明。另外，本实施方式4所涉及的燃料电池系统100与实施方式2同样地，具备第三异常检测器(例如设置于排热回收水路径8的第二温度检测器35等)和第四异常检测器(例如设置于储热水罐9内的温度检测器(未图示))。
具体地说，第一冷凝器4构成为如下结构：与在排热回收水路径8中流通的水进行热交换，使在氧化剂气体排出路径31中流通的氧化剂废气中含有的水分凝结。另外，第二冷凝器5构成为如下结构：与在排热回收水路径8中流通的水进行热交换，使在燃料气体排出路径32中流通的燃料废气中含有的水分凝结。被第一冷凝器4凝结的水(回收水)储存在第一回收水罐14A中，被第二冷凝器5凝结的水(回收水)储存在第二回收水罐14B中。第二回收水罐14B被配置成位于第一回收水罐14A的上方，储存在第二回收水罐14B中的回收水通过在连通路49中流通而被供给到第一回收水罐14A。
另外，第二回收水罐14B中设置有检测该第二回收水罐14B的水位的水位检测器15B。水位检测器15B只要能够检测第二回收水罐14B的水位并将所检测到的该水位输出到控制器30，就能够形成为各种方式，例如，可以列举出浮子式水位检测器、水压式水位检测器。
连通路49中设置有使连通路49内的水流通/切断的第五开闭阀43。第五开闭阀43既可以由通过控制器30来控制其开闭的自动开闭阀构成，也可以由通过使用者或维护作业员来进行开闭的手动开闭阀构成。另外，在本实施方式4中，分支路48的下游端被连接在连通路49的比第五开闭阀43更靠上游的一侧(第二回收水罐14B侧)。
[燃料电池系统的动作]
接着，说明本实施方式4所涉及的燃料电池系统100的排水动作。
首先，本实施方式4所涉及的燃料电池系统100中的第一水循环路径的排水处理与实施方式1所涉及的燃料电池系统100同样地进行处理，因此省略其说明。
另外，第二水循环路径的排水动作也与实施方式1所涉及的燃料电池系统100同样地进行处理，但是在对第二回收水罐14B内的水进行排水的情况下和不对第二回收水罐14B内的水进行排水的情况下处理是不同的。具体地说，在对第二回收水罐14B内的水进行排水的情况下，控制器30打开第五开闭阀43，使第二回收水罐14B内的水在连通路49中流通，通过第一回收水罐14A和第一连接路21从第一分支路24排出到燃料电池系统100外部。另一方面，在不对第二回收水罐14B内的水进行排水的情况下，控制器30将第五开闭阀43维持为封闭的状态。
另外，本实施方式4所涉及的燃料电池系统100中的水路径(排热回收水路径8)的排水和储热水罐9的排水与实施方式2所涉及的燃料电池系统100同样地进行处理，因此省略其说明。
[水循环路径的所有块的排水处理]
图18是示意性地表示图17所示的燃料电池系统100的水循环路径的所有块的排水处理的流程图。
如上所述，本实施方式4所涉及的燃料电池系统100具备由第一水循环路径和第二水循环路径构成的水循环路径以及由排热回收水路径8和储热水罐9构成的水循环路径以作为水循环路径。因此，在对水循环路径的所有块进行排水的情况下，要对这两个水循环路径的所有块进行排水。下面，参照图18来说明本实施方式4所涉及的燃料电池系统100的水循环路径的所有块的排水处理。
如图18所示，使用者手动打开第一排水阀20、第二排水阀26、第三排水阀27以及第四排水阀39(步骤S801)，选择水循环路径的所有块的排水模式(步骤S802)。具体地说，对操作器29的输入部29b进行操作来选择图2所示的全排水模式，并按下确定按钮。当选择了全排水模式时，控制器30使第一水泵16和第二水泵10维持停止状态，使第三开闭阀46维持封闭状态，打开第四开闭阀47和第五开闭阀43，并使第四水泵45动作(步骤S803)。由此，第一水循环路径内的水从第一排水路18被排出，第二水循环路径内的水从第一分支路24被排出。另外，排热回收水路径8内的水从第三排水路41被排出，储热水罐9内的水从第四排水路42被排出。并且，通过第四水泵45的动作，分支路48内的水也通过第一回收水罐14A和第一分支路24被排出。这样，对水循环路径的所有块进行排水。
当在步骤S802中选择了全排水模式时，控制器30执行水循环路径的所有块的排水异常检测序列(步骤S804)。在此，参照图19来说明水循环路径的所有块的排水异常检测序列。
图19是示意性地表示图18所示的燃料电池系统100的排水处理中的水循环路径的所有块的排水异常检测序列的流程图。
如图19所示，当在步骤S802中选择了全排水模式后经过的时间达到或超过T4时(步骤S81)，控制器30利用水位检测器13、水位检测器15A以及水位检测器15B来判断冷却水罐12、第一回收水罐14A、以及第二回收水罐14B中是否残存水(步骤S82)。此外，T4是大于等于将残存于水循环路径的所有块的水排出到燃料电池系统100外部所需的时间的时间，是预先通过实验等求出的。另外，利用水位检测器13判断冷却水罐12中是否残存水的方法和利用水位检测器15A判断第一回收水罐14A中是否残存水的方法与上述实施方式1的所有块排水处理相同，因此省略其说明。另外，在利用水位检测器15B判断第二回收水罐14B中是否残存水时，与上述同样，如果检测到水位检测器13B的检测下限以上的水位，则判断为第二回收水罐14B内残存水，如果未检测到水位检测器13B的检测下限以上的水位，则判断为第二回收水罐14B内未残存水。
然后，当由水位检测器13、水位检测器15A、以及水位检测器15B中的至少任一个水位检测器判断为冷却水罐12、第一回收水罐14A或第二回收水罐14B中残存水时(步骤S82，“是”)，控制器30使操作器29的显示部29a通知异常(步骤S83)，并结束本序列。另一方面，当由水位检测器13、水位检测器15A、以及水位检测器15B中的任一个都判断为冷却水罐12、第一回收水罐14A或第二回收水罐14B中未残存水时，控制器30不使显示部29a通知异常(步骤S84)，并结束本序列。
接着，当通过上述排水异常检测序列确认为水循环路径的所有块中不存在异常(步骤S 805)、并确认为排水已结束时，控制器30使操作器29的显示部29a通知水循环路径的所有块的排水模式已结束(参照图3)，维护作业员按下输入部29b的确定按钮，确定排水模式结束(步骤S806)。由此，控制器30使第四水泵45停止，并且封闭第四开闭阀47和第五开闭阀43。此外，第四开闭阀47和第五开闭阀43也可以不封闭。
接着，维护作业员手动封闭第一排水阀20、第二排水阀26、第三排水阀27以及第四排水阀29(步骤S807)。
这样构成的本实施方式4所涉及的燃料电池系统100起到与实施方式1相同的作用效果。
根据上述说明，对本领域技术人员来说，本发明的很多改进和其它实施方式是很显然的。因而，上述说明应解释为只是例示，是为了向本领域技术人员说明执行本发明的优选方式而提供的。在不脱离本发明的宗旨的情况下，可以实质性地改变其结构和/或功能的详细内容。另外，利用上述实施方式所公开的多个结构要素的适当组合，能够形成各种发明。
产业上的可利用性
在本发明所涉及的燃料电池系统以及燃料电池系统的排水方法中，水循环路径中只有需要排水的块被排水，因此排水动作之后的充水动作时间缩短，从而能够进一步提早完成维护，因此作为家庭用、工作用的燃料电池系统等是有用的。
附图标记说明
1：燃料电池；2：氧化剂气体供给器；3：燃料气体供给器；4：第一冷凝器；5：第二冷凝器；6：热交换器；7：第三水泵；8：排热回收水路径；9：储热水罐；10：第二水泵；11：冷却水路径；12：冷却水罐；13：水位检测器；14A：第一回收水罐；14B：第二回收水罐；15A：水位检测器；15B：水位检测器；16：第一水泵；17：净化器；18：第一排水路；19：排气器；20：第一排水阀；21：第一连接路；21a：上游部；21b：中游部；21c：下游部；22：第二排水路；23：第五排水阀；24：第一分支路；25：第二排水路；26：第二排水阀；27：第三排水阀；28：第二连接路；29：指示获取器；29a：显示部；29b：输入部；30：控制器；31：氧化剂气体排出路径；32：燃料气体排出路径；33：第一温度检测器；35：第二温度检测器；36：加热器；37：气体排出器；38：气体排出器；39：第四排水阀；41：第三排水路；42：第四排水路；43：第五开闭阀；45：第四水泵；46：第三开闭阀；47：第四开闭阀；48：分支路；49：连通路；50：重整水路径；51：过滤器；52：第一开闭阀；53：第二开闭阀；70：壳体；100：燃料电池系统；101：氢生成器。

Claims (20)

1.一种具备燃料电池的燃料电池系统，具备：
水循环路径，上述燃料电池系统运转所需的水在该水循环路径中循环；
分离机构，其构成为在排水时将上述水循环路径分割成多个块，并且将上述水循环路径中的水分到各块中；
排水路，其与各块相连接；以及
排水阀，其设置于上述排水路。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
上述水循环路径具有第一水循环路径和第二水循环路径，用于冷却上述燃料电池的冷却水在该第一水循环路径中循环，该第二水循环路径将从上述第一水循环路径排出的冷却水净化后返回到上述第一水循环路径，
上述分离机构由第一水罐构成，该第一水罐与上述第一水循环路径和上述第二水循环路径连接，储存上述冷却水。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备：
第一排水路，其设置于上述第一水循环路径；
第一排水阀，其设置于上述第一排水路；
第二排水路，其设置于上述第二水循环路径；以及
第二排水阀，其设置于上述第二排水路。
4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备：
设置于上述第一水循环路径的第一维护部件和第一异常检测器中的至少任一个，该第一异常检测器用于检测上述第一水循环路径的异常；以及
设置于上述第二水循环路径的第二维护部件和第二异常检测器中的至少任一个，该第二异常检测器用于检测上述第二水循环路径的异常。
5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
上述水循环路径具有：储热水罐，其储存回收了上述燃料电池系统的排热的水；以及水路径，从上述储热水罐取出并在回收了上述燃料电池系统的排热之后向上述储热水罐返回的水在该水路径中流通，
上述分离机构具有：第一开闭阀，其设置于回收上述燃料电池系统的排热之前的上述水路径；以及第二开闭阀，其设置于回收了上述燃料电池系统的排热之后的上述水路径。
6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备：
第三排水路，其设置于上述水路径；
第三排水阀，其设置于上述第三排水路；
第四排水路，其设置于上述储热水罐；以及
第四排水阀，其设置于上述第四排水路。
7.根据权利要求5所述的燃料电池系统，其特征在于，
还具备第三异常检测器和第四异常检测器，该第三异常检测器设置于上述水路径，用于检测该水路径的异常，该第四异常检测器设置于上述储热水罐。
8.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，
上述水循环路径具有：第二水罐，其储存从上述燃料电池的排出气体中回收到的回收水；第一水罐，其储存将上述回收水净化后得到的净化水来作为冷却上述燃料电池的冷却水；第一连接路，其将上述第一水罐与上述第二水罐进行连接；第一分支路，其从上述第一连接路分支出来；以及第五排水阀，其设置于上述第一分支路，
上述第一连接路中设置有净化器，
上述第一分支路构成为如下结构：通过打开上述第五排水阀，包括上述净化器和上述第二水罐的块的水被排出。
9.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，
上述第二水罐配置于上述净化器的上方，
该燃料电池系统还具备：
水位检测器，其检测上述第二水罐内的水位；以及
控制器，其打开上述第五排水阀以使包括上述净化器和上述第二水罐的块的水排出，在上述排出完成后的充水动作中，根据由上述水位检测器进行检测的水位上升来检测上述净化器的充水是否已完成。
10.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备：
水位检测器，其检测上述第一水罐内的水位；以及
控制器，其打开上述第五排水阀以使包括上述净化器和上述第二水罐的块的水排出，在上述排出完成后的充水动作中，根据由上述水位检测器进行检测的水位上升来检测上述净化器的充水是否已完成。
11.根据权利要求8所述的燃料电池系统，其特征在于，
还具备水泵，该水泵设置于上述第一连接路，用于将上述第二水罐内的回收水送出到上述第一水罐，
上述第一分支路从上述第一连接路的以上述水泵为基准的设置有上述净化器的一侧分支出来。
12.根据权利要求8～11中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，
还具备第二连接路，该第二连接路用于使从上述第一水罐溢出的水返回到上述第二水罐，
上述第二水罐向大气开放，
上述第一水罐通过上述第二连接路和上述第二水罐向大气开放。
13.根据权利要求1～12中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备：
指示获取器，其根据操作者的手动操作接收用于设定上述水循环路径中执行排水处理的块的设定指示；以及
控制器，其打开设置于与由上述指示获取器指示进行排水处理的块连接的排水路(下面称为排水用排水路)的排水阀，以能够从上述排水用排水路进行排出。
14.根据权利要求1～4、8～12中的任一项所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备：
指示获取器，其根据操作者的手动操作接收用于设定上述水循环路径中执行排水处理的块的设定指示；以及
控制器，其开始与由上述指示获取器指示进行排水处理的块相应的排水处理的异常检测。
15.根据权利要求14所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备：
水罐，其设置于上述块；以及
水位检测器，其检测上述水罐的水位，
其中，上述控制器根据由上述水位检测器检测到的水位来执行上述异常检测。
16.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备：
氢生成器，其使用原料和水生成含氢气体；
水供给器，其对上述氢生成器供给上述水；
水供给路，从上述水供给器供给到上述氢生成器的水在该水供给路中流通；
第二水罐，其设置于上述第二水循环路径；
第二分支路径，其从上述水供给路分支出来，供给到上述第二水罐的水在该第二分支路径中流通；
切换器，其将由上述水供给器供给的上述水的流入目的地切换为上述氢生成器或上述第二水罐；以及
控制器，其构成为在上述第二水循环路径的排水处理或上述水循环路径的所有路径的排水处理中使上述水供给器进行动作，并且使上述切换器将由上述水供给器供给的上述水的流入目的地切换为上述第二水罐侧。
17.一种燃料电池系统的排水方法，该燃料电池系统具备：燃料电池；水循环路径，上述燃料电池系统运转所需的水在该水循环路径中循环；分离机构，其构成为在排水时将上述水循环路径分割成多个块，并且将上述水循环路径中的水分到各块中；排水路，其与各块相连接；以及排水阀，其设置于上述排水路，该燃料电池系统的排水方法如下：
打开设置有需要维护的部件的块或被检测到异常的块所连接的排水路的排水阀，从而只对该块执行排水。
18.根据权利要求17所述的燃料电池系统的排水方法，其特征在于，
在上述水循环路径内有可能冻结的情况以及使上述燃料电池系统处于中止状态的情况中的至少一个情况下，
打开所有上述排水阀，对上述水循环路径的所有块执行排水。
19.根据权利要求17所述的燃料电池系统的排水方法，其特征在于，
上述水循环路径具有第一水循环路径和第二水循环路径，用于冷却上述燃料电池的冷却水在该第一水循环路径中循环，该第二水循环路径将从上述第一水循环路径排出的冷却水净化后返回到上述第一水循环路径，
上述分离机构由冷却水罐构成，该冷却水罐与上述第一水循环路径和上述第二水循环路径连接，储存上述冷却水，
上述排水路具有设置于上述第一水循环路径的第一排水路和设置于上述第二水循环路径的第二排水路，
上述排水阀具有设置于上述第一排水路的第一排水阀和设置于上述第二排水路的第二排水阀，
上述燃料电池系统还具备：
设置于上述第一水循环路径的第一维护部件和第一异常检测器中的至少任一个，该第一异常检测器用于检测上述第一水循环路径的异常；以及
设置于上述第二水循环路径的第二维护部件和第二异常检测器中的至少任一个，该第二异常检测器用于检测上述第二水循环路径的异常，
在对上述第一维护部件进行维护时或检测到上述第一水循环路径的异常时中的至少任一个情况下，只对上述第一水循环路径执行排水，
在对上述第二维护部件进行维护时或检测到上述第二水循环路径的异常时，只对上述第二水循环路径执行排水。
20.根据权利要求17所述的燃料电池系统的排水方法，其特征在于，
上述水循环路径具有：储热水罐，其储存回收了上述燃料电池的排热的水；以及水路径，从上述储热水罐取出并在回收了上述燃料电池的排热之后向上述储热水罐返回的水在该水路径中流通，
上述分离机构具有：第一开闭阀，其设置于回收上述燃料电池的排热之前的上述水路径；以及第二开闭阀，其设置于回收了上述燃料电池的排热之后的上述水路径，
上述排水路具有设置于上述水路径的第三排水路和设置于上述储热水罐的第四排水路，
上述排水阀具有设置于上述第三排水路的第三排水阀和设置于上述第四排水路的第四排水阀，
上述燃料电池系统还具备：
第三异常检测器，其设置于上述水路径，用于检测该水路径的异常；以及
第四异常检测器，其设置于上述储热水罐，用于检测上述储热水罐的异常，
当检测到上述水路径的异常时，封闭上述第一开闭阀和上述第二开闭阀，打开上述第三排水阀，从而只对上述水路径内执行排水，
当检测到上述储热水罐的异常时，封闭上述第一开闭阀和上述第二开闭阀，打开上述第四排水阀，从而只对上述储热水罐内执行排水。
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