CN116259781A - 燃料电池系统 - Google Patents

Abstract

实施方式提供即使在冷却水的流路的压力低于大气压的情况下也能够进行冷却水的排气的燃料电池系统。实施方式的燃料电池系统具备：燃料电池组，使用氢和氧而产生电；冷却水排出配管，与燃料电池组连接；以及冷却水泵，从燃料电池组经由冷却水排出配管排出冷却水。在冷却水泵的运转中，冷却水排出配管内的压力至少在燃料电池组与冷却水泵之间低于大气压。另外，在冷却水排出配管上，在燃料电池组与冷却水泵之间连接有大致沿上下方向延伸的排气配管。

Description

燃料电池系统

[相关申请的参照]

本申请享受以日本专利申请2021-200268号(申请日：2021年12月9日)为基础申请的优先权。本申请通过参考该基础申请而包括基础申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及燃料电池系统。

背景技术

燃料电池组具备将多个单体电池层叠而成的层叠体。在层叠体中分别形成有燃料气体的流路、氧化剂气体的流路以及冷却水的流路。燃料电池组通过被导入到层叠体中的燃料气体及氧化剂气体的电化学反应而发电。在层叠体中还被导入用于对发热了的层叠体进行冷却的冷却水。如日本特开2014-049267号公报所示，对层叠体进行了冷却后的冷却水被使用冷却水泵从燃料电池组排出。冷却水泵在冷却水的流动方向上配置于燃料电池组的下游侧。

在此，从燃料电池组排出的冷却水有时含有气泡。若冷却水泵中被导入含有气泡的冷却水，则冷却水泵的工作效率有可能降低。其结果，有可能无法充分地对燃料电池组供给冷却水，而无法充分地冷却燃料电池组。如果无法充分地冷却燃料电池组，则燃料电池组的性能可能受损。为了解决这样的问题，进行了在冷却水泵的冷却水导入口设置排气阀而将冷却水中的气泡释放到大气中，来抑制气泡向冷却水泵的导入这样的处理。

然而，在冷却水的流路的压力低于大气压的情况下，难以用排气阀将冷却水中的气泡释放到大气中。因此，需要使用特殊的泵作为冷却水泵。这样的泵价格高，导致燃料电池系统的设置成本的增大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供即使在冷却水的流路的压力低于大气压的情况下也能够进行冷却水的排气的燃料电池系统。

实施方式的燃料电池系统具备：燃料电池组，使用氢和氧而产生电；冷却水排出配管，与所述燃料电池组连接；以及冷却水泵，从所述燃料电池组经由所述冷却水排出配管排出冷却水，在所述冷却水泵的运转中，所述冷却水排出配管内的压力至少在所述燃料电池组与所述冷却水泵之间低于大气压，在所述冷却水排出配管上在所述燃料电池组与所述冷却水泵之间连接有大致沿上下方向延伸的排气配管。

根据实施方式的燃料电池系统，即使在冷却水的流路的压力低于大气压的情况下，也能够进行冷却水的排气。

附图说明

图1是表示一个实施方式的燃料电池系统的结构的图。

图2是用于说明图1所示的燃料电池组内部的流体的流动的图。

图3是表示沿着图3所示的燃料电池组的层叠体的III-III线的截面的图。

图4是用于说明图1所示的燃料电池系统的控制方法的流程图。

图5是用于说明设置于排气配管的阀的动作的图。

图6是用于说明设置于排气配管的阀的动作的图。

图7是用于说明设置于排气配管的阀的动作的图。

图8是用于说明设置于排气配管的阀的动作的图。

具体实施方式

以下，参照附图对一个实施方式进行说明。首先，参照图1对燃料电池系统的整体结构进行说明。

如图1所示，燃料电池系统1具有燃料电池组10、燃料气体供给系统30、燃料气体排出系统35、氧化剂气体供给系统40、氧化剂气体排出系统45、冷却水供给系统50和冷却水排出系统55。燃料电池组10使用氢和氧而产生电。燃料气体为氢，氧化剂气体为空气。

燃料气体供给系统30包括燃料气体箱等燃料气体供给源(未图示)和燃料气体供给配管31。燃料气体供给配管31将燃料气体供给源与燃料电池组10连接。燃料气体排出系统35包括燃料气体排出配管36。燃料气体排出配管36的一端与燃料电池组10连接。

氧化剂气体供给系统40包括鼓风机等氧化剂气体供给源(未图示)和氧化剂气体供给配管41。氧化剂气体供给配管41将氧化剂气体供给源与燃料电池组10连接。氧化剂气体排出系统45包括氧化剂气体排出配管46。氧化剂气体排出配管46的一端与燃料电池组10连接。

冷却水供给系统50包括冷却水供给源51和冷却水供给配管52。冷却水供给配管52将冷却水供给源51与燃料电池组10连接。在图示的例子中，冷却水供给源51是冷却水箱。冷却水箱51的上部向大气压开放。冷却水供给配管52与冷却水箱51的底部连接。

冷却水排出系统55包括冷却水排出配管56和冷却水泵57。冷却水排出配管56的一端与燃料电池组10连接。在图示的例子中，冷却水排出配管56的另一端与冷却水箱51的上部连接。当冷却水泵57工作时，冷却水排出配管56内的压力降低，燃料电池组10内的冷却水向冷却水排出配管56排出，并向冷却水箱51内排出。

在图1至图3所示的例子中，燃料电池组10是固体高分子型燃料电池组。燃料电池组10包括多个单体电池11和歧管21、22、23、24、25、26。

多个单体电池11在图1及图2中在与纸面垂直的方向上被层叠而构成层叠体12。层叠体12整体为长方体的形状。层叠体12具有沿着单体电池11的层叠方向扩展的第一侧面12a、第二侧面12b、第三侧面12c以及第四侧面12d。第一侧面12a与第二侧面12b相互对置。第三侧面12c与第四侧面12d相互对置。歧管21、22、23、24、25、26安装于层叠体12的侧面12a、12b、12c、12d。

如图3所示，各单体电池11包括膜电极复合体(MEA)13和配置在膜电极复合体13两侧的燃料隔膜14及氧化剂隔膜15。膜电极复合体13包括高分子电解质膜13a和配置在高分子电解质膜13a两侧的一对电极(燃料极13b及氧化剂极13c)。燃料隔膜14及氧化剂隔膜15由导电性多孔质材料构成。燃料隔膜14及氧化剂隔膜15例如可以是导电性多孔质碳板。

在燃料隔膜14的与膜电极复合体13接触的一侧的表面设置有燃料气体流路16。燃料气体流路16的一端在层叠体12的第一侧面12a开口。燃料气体流路16的另一端在层叠体12的第二侧面12b开口。

在氧化剂隔膜15的与膜电极复合体13接触的一侧的表面设置有氧化剂气体流路17。氧化剂气体流路17的一端在层叠体12的第三侧面12c开口。氧化剂气体流路17的另一端在层叠体12的第四侧面12d开口。

在燃料隔膜14的另一个表面或氧化剂隔膜15的另一个表面上设置有冷却水流路18。在图示的例子中，冷却水流路18设置于氧化剂隔膜15的表面。冷却水流路18的一端在层叠体12的第四侧面12d开口。冷却水流路18的另一端在层叠体12的第三侧面12c开口。

燃料气体供给歧管21与层叠体12的第一侧面12a相对而设置。燃料气体供给歧管21的内部空间21a与燃料气体流路16的一端连通。另外，在燃料气体供给歧管21上连接有燃料气体供给配管31，通过燃料气体供给配管31向内部空间21a导入燃料气体。

燃料气体排出歧管22与层叠体12的第二侧面12b相对而设置。燃料气体排出歧管22的内部空间22a与燃料气体流路16的另一端连通。另外，在燃料气体供给歧管22上连接有燃料气体排出配管36，燃料气体通过燃料气体排出配管36从内部空间22a被排出。

氧化剂气体供给歧管23与层叠体12的第三侧面12c相对而设置。氧化剂气体供给歧管23的内部空间23a与氧化剂气体流路17的一端连通。另外，在氧化剂气体供给歧管23上连接有氧化剂气体供给配管41，氧化剂气体通过氧化剂气体供给配管41向内部空间23a导入。

氧化剂气体排出歧管24与层叠体12的第四侧面12d相对而设置。氧化剂气体排出歧管24的内部空间24a与氧化剂气体流路17的另一端连通。另外，在氧化剂气体排出歧管24上连接有氧化剂气体排出配管46，氧化剂气体通过氧化剂气体排出配管46从内部空间24a被排出。

冷却水供给歧管25与层叠体12的第四侧面12d相对而设置。冷却水供给歧管25的内部空间25a与冷却水流路18的一端连通。另外，在冷却水供给歧管25上连接有冷却水供给配管52，通过冷却水供给配管52向内部空间25a导入冷却水。

冷却水排出歧管26与层叠体12的第三侧面12c相对而设置。冷却水排出歧管26的内部空间26a与冷却水流路18的另一端连通。另外，在冷却水排出歧管26上连接有冷却水排出配管56，冷却水通过冷却水排出配管56从内部空间26a被排出。

图2中分别用虚线箭头、单点划线箭头以及实线箭头来表示燃料电池组10中的燃料气体、氧化剂气体以及冷却水的流动。如图2所示，燃料气体从燃料气体供给配管31通过燃料气体供给歧管21的内部空间21a向层叠体12供给。供给到层叠体12的燃料气体被导入各单体电池11的燃料气体流路16。氧化剂气体从氧化剂气体供给配管41通过氧化剂气体供给歧管23的内部空间23a向层叠体12供给。供给到层叠体12的氧化剂气体被导入各单体电池11的氧化剂气体流路17。然后，燃料气体中的氢与氧化剂气体中的氧在单体电池11中反应，生成电和水。从燃料气体流路16排出的燃料气体通过燃料气体排出歧管22流入燃料气体排出配管36。从氧化剂气体流路17排出的氧化剂气体通过氧化剂气体排出歧管24流入氧化剂气体排出配管46。

冷却水从冷却水供给配管52通过冷却水供给歧管25向层叠体12供给。供给到层叠体12的冷却水被导入各单体电池11的冷却水流路18，用于冷却单体电池11。从冷却水流路18排出的冷却水通过冷却水排出歧管26流入冷却水排出配管56。

图示的燃料电池系统1构成为，当冷却水泵57工作时，冷却水排出配管56内的压力至少在燃料电池组10与冷却水泵57之间成为比大气低的压力。由此，在燃料电池组10内，冷却水流路18内的压力变得比燃料气体流路16、氧化剂气体流路17内的压力充分低。其结果是，有效地抑制冷却水流路18的冷却水渗出到燃料气体流路16或氧化剂气体流路17这样的可能性。另外，由氧化剂极13c生成的生成水由于上述的压力差而从氧化剂极13c通过作为多孔质体的气体扩散层以及隔膜而向冷却水流路18内移动，并被向燃料电池组10之外去除。

然而，从燃料电池组排出的冷却水有时含有气泡。若冷却水泵中被导入含有气泡的冷却水，则泵的工作效率有可能降低。其结果，有可能无法充分地对燃料电池组供给冷却水，无法充分地冷却燃料电池组。如果不能充分冷却燃料电池组，则燃料电池的性能可能受损。为了解决这样的问题，进行了在冷却水泵的冷却水导入口设置排气阀而将冷却水中的气泡释放到大气中，来抑制气泡向冷却水泵的导入的处理。

然而，在冷却水排出配管内的压力低于大气压的情况下，难以用排气阀将冷却水中的气泡释放到大气中。因此，需要使用特殊的泵作为冷却水泵。这样的泵价格高，导致燃料电池系统的设置成本的增大。

考虑到这样的情况，本实施方式的燃料电池系统1进行了即使在冷却水排出配管56内的压力低于大气压的情况下也能够进行冷却水的排气所用的研究。

具体而言，在冷却水排出配管56上连接有排气配管60。排气配管60在燃料电池组10与冷却水泵57之间与冷却水排出配管56连接。排气配管60大致沿上下方向延伸。排气配管60的下端与冷却水排出配管56连接。通过排气配管60，能够将在冷却水排出配管56中流动的冷却水中的气泡向冷却水排出系统55之外释放。

在图示的例子中，冷却水排出配管56在与排气配管60的连接部大致水平地延伸。换言之，冷却水排出配管56在燃料电池组10与冷却水泵57之间具有大致水平地延伸的水平部56a，排气配管60与水平部56a连接。在冷却水排出配管56中流动的冷却水中的气泡在水平部56a具有朝向冷却水排出配管56的上半部移动的倾向。排气配管60与水平部56a的上半部连接。由此，能够将在水平部56a流动的冷却水中的气泡高效地捕捉到排气配管60内。

另外，冷却水排出配管56的截面积如以下那样决定。即，与排气配管60的连接部处的冷却水排出配管56的截面积被决定为比与燃料电池组10连接的连接部处的冷却水排出配管56的截面积大。由此，从燃料电池组10流入冷却水排出配管56的冷却水的流速在冷却水排出配管56与排气配管60的连接部处下降。其结果，在该连接部，冷却水中的气泡更多地向上方移动。因此，能够将冷却水中的气泡更多地捕捉在排气配管60内。

在图示的例子中，水平部56a具有膨大部56b(参照图5至图8)。膨大部56b的截面积比冷却水排出配管56的膨大部56b以外的部分的截面积大。排气配管60与膨大部56b的上半部连接。

冷却水箱51位于排气配管60的上方。排气配管60的上端与冷却水箱51的底部连接。在排气配管60的下端与上端之间设置有第一开闭阀61。另外，在排气配管60的下端与第一开闭阀61之间设置有第二开闭阀62。第一开闭阀61位于比第二开闭阀62靠上方的位置。燃料电池系统1具有这样的排气配管60以及开闭阀61、62，由此能够将在冷却水排出配管56内流动的冷却水中的气泡通过排气配管60高效地排出。具体而言，通过参照图4至图8说明的控制方法来控制第一开闭阀61及第二开闭阀62，由此能够通过排气配管60将在冷却水排出配管56内流动的冷却水中的气泡排出。在图示的例子中，燃料电池系统1具有控制第一开闭阀61及第二开闭阀62的控制装置65。

另外，第一开闭阀61及第二开闭阀62只要是能够根据需要将排气配管60闭塞/开放的阀就没有特别限定。第一开闭阀61及第二开闭阀62例如可以是电磁阀。

参照图4至图8，对燃料电池系统1的控制方法进行说明。以下，以第一开闭阀61及第二开闭阀62的控制方法为中心进行说明。在图5至图8中，为了图示的单纯化，省略了冷却水供给配管52的图示。

在开始基于燃料电池系统1的发电时，首先，接收来自控制装置65的控制信号，第一开闭阀61及第二开闭阀62被打开。由此，冷却水箱51内的冷却水流入排气配管60内，排气配管60被冷却水充满(图4的步骤S1)。

接着，如图5所示，接收来自控制装置65的控制信号，在第二开闭阀62打开的状态下关闭第一开闭阀61(图4的步骤S2)。由此，能够防止排气配管60中的比第一开闭阀61靠下方的区域通过冷却水箱51而受到大气压的影响。以下，也将第一开闭阀61关闭且第二开闭阀62打开的状态称为“第一状态”。

接着，开始向燃料电池组10供给燃料气体、氧化剂气体及冷却水。向燃料电池组10的冷却水的供给通过使冷却水泵57运转而使冷却水排出配管56内的压力降低来进行。在图示的例子中，冷却水排出配管56内的压力至少在燃料电池组10与冷却水泵57之间低于大气压。由此，燃料电池组10的冷却水流路18内的压力也充分降低，从冷却水箱51向冷却水流路18供给冷却水。另外，燃料电池组10内的冷却水向冷却水排出配管56排出。并且，在冷却水排出配管56内流动的冷却水通过冷却水泵57向冷却水箱51喷出。这样，冷却水在冷却水供给系统50、燃料电池组10以及冷却水排出系统55中循环。

在冷却水排出配管56中流动的冷却水中的气泡在冷却水排出配管56内上升，被捕捉到在冷却水排出配管56开口的排气配管60内。被捕捉到排气配管60内的气泡积存于排气配管60中的第一开闭阀61与第二开闭阀62之间的区域。

接着，当从第一开闭阀61及第二开闭阀62成为第一状态起经过规定时间而在排气配管60内积存一定程度的量的气体时(图4的步骤S4的是)，如图6所示，接收来自控制装置65的控制信号，在第一开闭阀61关闭的状态下关闭第二开闭阀62(步骤S5)。在此，上述规定时间只要是气体不过度积存在排气配管60内的时间长度即可。例如，只要是使被捕捉到排气配管60内的气体的量成为收敛于排气配管60中的第一开闭阀61与第二开闭阀62之间的区域中的量那样的时间长度即可。以下，也将第一开闭阀61和第二开闭阀62均关闭的状态称为“中间状态”。

接着，如图7所示，接收来自控制装置65的控制信号，在第二开闭阀62关闭的状态下打开第一开闭阀61(步骤S6)。由此，被捕捉到第一开闭阀61与第二开闭阀62之间的区域的气泡上升并向冷却水箱51释放的同时，冷却水箱51的冷却水被导入到排气配管60中的比第二开闭阀62靠上的区域。另外，通过在打开第一开闭阀61的过程中第二开闭阀62保持关闭的状态，能够防止排气配管60中的比第二开闭阀62靠下的区域通过冷却水箱51而受到大气压的影响。因此，在冷却水排出配管56中流动的冷却水中的气泡持续被捕捉到排气配管60内。以下，也将第一开闭阀61打开且第二开闭阀62关闭的状态称为“第二状态”。

接着，如图8所示，接收来自控制装置65的控制信号，在第二开闭阀62关闭的状态下关闭第一开闭阀61(步骤S7)。即，第一开闭阀61及第二开闭阀62处于中间状态。

接着，如图5所示，接收来自控制装置65的控制信号，在第一开闭阀61关闭的状态下打开第二开闭阀62(步骤S8)。即，第一开闭阀61及第二开闭阀62被设为第一状态。通过在打开第二开闭阀62的过程中第一开闭阀61保持关闭的状态，由此能够防止排气配管60中的比第一开闭阀61靠下的区域通过冷却水箱51而受到大气压的影响。因此，在冷却水排出配管56中流动的冷却水中的气泡持续被捕捉到排气配管60内。而且，被捕捉到排气配管60内的气泡(气体)积存于排气配管60中的第一开闭阀61与第二开闭阀62之间的区域。

在此，在基于燃料电池系统1的发电持续的情况下，继续向燃料电池组10供给燃料气体、氧化剂气体及冷却水。因此，冷却水泵57的运转也继续。在步骤S9中冷却水泵57的运转继续的情况下(步骤S9的是)，返回步骤S4继续第一开闭阀61及第二开闭阀62的控制。

另一方面，在燃料电池系统1的发电结束的情况下，停止向燃料电池组10供给燃料气体、氧化剂气体以及冷却水。因此，冷却水泵57的运转也停止。若冷却水泵57的运转停止，则不会在此基础上向冷却水泵57导入冷却水。因此，在步骤S9中冷却水泵57的运转不被继续的情况下(步骤S9的否)，第一开闭阀61和第二开闭阀62的控制结束。

另外，在步骤S4中未经过一定时间的情况下(步骤S4的“否”)，返回步骤S4。

此外，在上述的实施方式中，设置有冷却水流路18的隔膜15由多孔质材料构成，但不限于此。设置有冷却水流路18的隔膜15例如也可以由金属板等不使水透过的材料构成。在该情况下，为了抑制冷却水从冷却水供给系统50、冷却水排出系统55漏出，也存在使冷却水排出配管56内的压力低于大气压的情况，有可能产生与上述的问题同样的问题。

另外，在上述的实施方式中，使第一开闭阀61及第二开闭阀62成为第一状态后经过了规定时间之后成为中间状态，但并不限定于此。也可以使第一开闭阀61及第二开闭阀62成为第一状态之后在规定量的气体积存于排气配管60内之后成为中间状态。在该情况下，也可以将对排气配管60内的冷却水的水面高度进行测定的液面计、水平(level)传感器(水平开关、水平仪)设置于排气配管60，基于液面计、水平传感器的测定结果，进行从第一状态向中间状态的切换。

另外，在上述的实施方式中，使用控制装置65进行第一开闭阀61及第二开闭阀62的控制，但不限于此。第一开闭阀61及第二开闭阀62的控制也可以手动进行。

另外，在上述的实施方式中，排气配管60的上端与冷却水供给系统50所包括的冷却水箱51连接，但不限于此。排气配管60的上端也可以连接于冷却水供给系统50的与冷却水箱51不同的冷却水箱。此外，在排气配管60与冷却水供给系统50的冷却水箱51连接的情况下，与连接于与上述冷却水箱51不同的冷却水箱的情况相比，能够使燃料电池系统1小型化。

如上所述，本实施方式的燃料电池系统1具备：使用氢和氧而产生电的燃料电池组10；与燃料电池组10连接的冷却水排出配管56；以及从燃料电池组10经由冷却水排出配管56排出冷却水的冷却水泵57。在冷却水泵57的运转中，冷却水排出配管56内的压力至少在燃料电池组与冷却水泵57之间低于大气压。另外，在冷却水排出配管56上在燃料电池组10与冷却水泵57之间连接有大致沿上下方向延伸的排气配管60。根据这样的燃料电池系统1，能够将在冷却水排出配管56中流动的冷却水中的气泡在该冷却水被导入冷却水泵57之前通过排气配管60排出。

另外，在本实施方式的燃料电池系统1中，冷却水排出配管56在与排气配管60的连接部处大致水平地延伸。另外，排气配管60与冷却水排出配管56的上半部连接。由此，能够通过排气配管60高效地排出在冷却水排出配管56中流动的冷却水中的气泡。

另外，在本实施方式的燃料电池系统1中，与排气配管60的连接部处的冷却水排出配管56的截面积大于与燃料电池组10的连接部处的冷却水排出配管56的截面积。由此，能够通过排气配管60将在冷却水排出配管56中流动的冷却水中的气泡更多地排出。

另外，在本实施方式的燃料电池系统1中，排气配管60的下端与冷却水排出配管56连接。另外，排气配管60的上端与冷却水箱51连接。另外，在排气配管60的下端与上端之间设置有第一开闭阀61。另外，在排气配管60的下端与第一开闭阀61之间设置有第二开闭阀62。燃料电池系统1具有这样的排气配管60以及开闭阀61、62，由此能够通过排气配管60将在冷却水排出配管56中流动的冷却水中的气泡高效地排出。

具体而言，第一开闭阀61及第二开闭阀62从第一开闭阀61关闭且第二开闭阀62打开的第一状态起，经由第一开闭阀61及第二开闭阀62均关闭的中间状态，转移至第一开闭阀61打开且第二开闭阀62关闭的第二状态，由此，在冷却水排出配管56中流动的冷却水中的气泡被去除。

另外，本实施方式的燃料电池系统1还具备一端与燃料电池组10连接、另一端与冷却水箱51连接的冷却水供给配管52。换言之，排气配管60与冷却水供给系统50的冷却水箱51连接。在该情况下，与排气配管60连接于与上述冷却水箱51不同的冷却水箱的情况相比，能够使燃料电池系统1小型化。

另外，在本实施方式的燃料电池系统1中，第一开闭阀61及第二开闭阀62在第一状态持续规定时间后，被切换为中间状态。由此，能够防止气体过度积存在排气配管60内。

或者，在本实施方式的燃料电池系统1中，第一开闭阀61及第二开闭阀62在第一状态持续至在排气配管60的下端与第一开闭阀61之间积存规定量的气体之后，被切换为中间状态。由此，也能够防止气体过度积存在排气配管60内。

另外，在本实施方式的燃料电池系统1中，燃料电池组10包括：膜电极复合体13，包括高分子电解质膜13a和配置在高分子电解质膜13a两侧的燃料极13b及氧化剂极13c；以及燃料隔膜14及氧化剂隔膜15，配置在膜电极复合体13的两侧。在燃料隔膜14的一个面上设置有燃料气体流路16。在氧化剂隔膜15的一个面上设置有氧化剂气体流路17。在燃料隔膜14或氧化剂隔膜15的另一个面上设置有冷却水流路18。设置有冷却水流路18的隔膜由多孔质材料构成。在这样的燃料电池系统1中，若冷却水排出配管56内的压力低于大气，则在燃料电池组10内，冷却水流路18内的压力变得比燃料气体流路16或氧化剂气体流路17内的压力充分低。其结果是，有效地抑制冷却水流路18的冷却水渗出到燃料气体流路16或氧化剂气体流路17这样的可能性。另外，由氧化剂极13c生成的生成水由于上述的压力差从氧化剂极13c通过作为多孔质体的气体扩散层以及隔膜而向冷却水流路18移动，并被向燃料电池组10之外去除。

对本发明的实施方式和几个变形例进行了说明，但这些实施方式以及变形例是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式以及变形例能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包括在发明的范围或主旨内，并且包括在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。另外，当然也可以在本发明的主旨的范围内将这些实施方式及变形例部分地适当组合。

[附图标记说明]

1：燃料电池系统，10：燃料电池组，12：层叠体，30：燃料气体供给系统，31：燃料气体供给配管，35：燃料气体排出系统，36：燃料气体排出配管，40：氧化剂气体供给系统，41：氧化剂气体供给配管，45：氧化剂气体排出系统，46：氧化剂气体排出配管，50：冷却水供给系统，51：冷却水箱，52：冷却水供给配管，55：冷却水排出系统，56：冷却水排出配管，57：冷却水泵，60：排气配管，61：第一开闭阀，62：第二开闭阀，65：控制装置。

Claims (9)

1.一种燃料电池系统，具备：

燃料电池组，使用氢和氧而产生电；

冷却水排出配管，与所述燃料电池组连接；以及，

冷却水泵，从所述燃料电池组经由所述冷却水排出配管排出冷却水，

在所述冷却水泵的运转中，所述冷却水排出配管内的压力至少在所述燃料电池组与所述冷却水泵之间低于大气压，

在所述冷却水排出配管上，在所述燃料电池组与所述冷却水泵之间连接有大致沿上下方向延伸的排气配管。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，

所述冷却水排出配管在与所述排气配管的连接部处大致水平地延伸，

所述排气配管与所述冷却水排出配管的上半部连接。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，

所述排气配管的下端与所述冷却水排出配管连接，

所述抽气配管的上端与冷却水箱连接，

在所述排气配管的下端与上端之间设置有第一开闭阀，

在所述排气配管的下端与所述第一开闭阀之间设置有第二开闭阀。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，

还具备冷却水供给配管，该冷却水供给配管的一端与所述燃料电池组连接，另一端与所述冷却水箱连接。

5.根据权利要求3所述的燃料电池系统，

所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀从所述第一开闭阀关闭且所述第二开闭阀打开的第一状态起，经由所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀都关闭的中间状态，而转移到所述第一开闭阀打开且所述第二开闭阀关闭的第二状态，由此在所述冷却水排出配管中流动的冷却水中的气泡被去除。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统，

所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀在所述第一状态持续了规定时间之后被切换为所述中间状态。

7.根据权利要求5所述的燃料电池系统，

所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀在所述第一状态持续至在所述排气配管的下端与所述第一开闭阀之间积存规定量的气体之后，被切换为所述中间状态。

8.根据权利要求3所述的燃料电池系统，

还具备控制部，该控制部控制所述第一开闭阀以及所述第二开闭阀的开闭。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的燃料电池系统，

所述燃料电池组包括：

膜电极复合体，包括高分子电解质膜和配置在所述高分子电解质膜的两侧的燃料极及氧化剂极；以及

配置在所述膜电极复合体的两侧的燃料隔膜及氧化剂隔膜，

在所述燃料隔膜的一个面上设置有燃料气体流路，

在所述氧化剂隔膜的一个面上设置有氧化剂气体流路，

在所述燃料隔膜或所述氧化剂隔膜的另一面设置有冷却水流路，

设置有所述冷却水流路的隔膜由多孔质材料构成。

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