JP2003163023A - 燃料電池システム - Google Patents
燃料電池システムInfo
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- JP2003163023A JP2003163023A JP2001362036A JP2001362036A JP2003163023A JP 2003163023 A JP2003163023 A JP 2003163023A JP 2001362036 A JP2001362036 A JP 2001362036A JP 2001362036 A JP2001362036 A JP 2001362036A JP 2003163023 A JP2003163023 A JP 2003163023A
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- fuel cell
- cell system
- fuel
- humidifying
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池の出力を確保しながら燃料電池内部
を洗浄する。 【解決手段】 燃料電池３０の温度を管理する第１〜第
５ヒータ４０〜４８を、燃料電池３０を５つのブロック
に分割した第１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５毎に配置す
る。第１〜第５ヒータ４０〜４８により第１〜第５ブロ
ックＢ１〜Ｂ５のうちの一のブロックの内部温度を標準
温度よりも低下させることにより、酸素含有ガス供給装
置２２から供給された多湿の酸素含有ガスと水素含有ガ
ス供給装置２４から供給された多湿の水素含有ガスを過
剰加湿の状態として凝縮水を生成させ、これにより燃料
電池３０の内部をブロック毎に洗浄する。この結果、一
のブロックを洗浄すると共に他のブロックでは通常の燃
料供給により、ある程度の出力を確保できる。
を洗浄する。 【解決手段】 燃料電池３０の温度を管理する第１〜第
５ヒータ４０〜４８を、燃料電池３０を５つのブロック
に分割した第１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５毎に配置す
る。第１〜第５ヒータ４０〜４８により第１〜第５ブロ
ックＢ１〜Ｂ５のうちの一のブロックの内部温度を標準
温度よりも低下させることにより、酸素含有ガス供給装
置２２から供給された多湿の酸素含有ガスと水素含有ガ
ス供給装置２４から供給された多湿の水素含有ガスを過
剰加湿の状態として凝縮水を生成させ、これにより燃料
電池３０の内部をブロック毎に洗浄する。この結果、一
のブロックを洗浄すると共に他のブロックでは通常の燃
料供給により、ある程度の出力を確保できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池システム
に関し、詳しくは単電池を複数積層して構成され燃料の
供給を受けて発電する燃料電池を有する燃料電池システ
ムに関する。
に関し、詳しくは単電池を複数積層して構成され燃料の
供給を受けて発電する燃料電池を有する燃料電池システ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料としての水素を含有する水素含有ガ
スと酸素を含有する酸素含有ガスとの供給を受ける燃料
電池（例えば、固体高分子型燃料電池など）では、次式
（１）および（２）の反応により、化学エネルギが直接
電気エネルギに変換される。
スと酸素を含有する酸素含有ガスとの供給を受ける燃料
電池（例えば、固体高分子型燃料電池など）では、次式
（１）および（２）の反応により、化学エネルギが直接
電気エネルギに変換される。
【０００３】
アノード反応（燃料極） Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- （１）
カソード反応（酸素極） ２Ｈ+＋２ｅ-＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ （２）
【０００４】これらの反応が効率良く行なわれるように
燃料電池の温度は管理されている。例えば、固体高分子
型燃料電池であれば高分子膜の許容温度などを考慮して
８０〜１１０℃程度に管理されている。
燃料電池の温度は管理されている。例えば、固体高分子
型燃料電池であれば高分子膜の許容温度などを考慮して
８０〜１１０℃程度に管理されている。
【０００５】こうした燃料電池に燃料として酸素含有ガ
スと水素含有ガスとを供給する際に、一旦フィルタを通
過させる技術が開示されている（特開平９−３１２１６
６号公報など）。この燃料電池によれば、フィルタとし
てイオン交換樹脂を用いて酸素含有ガスや水素含有ガス
に含まれる不純物を捕捉することで、燃料電池の運転に
伴いこれらの不純物が燃料電池内に留まることによる燃
料電池の劣化を防止している。
スと水素含有ガスとを供給する際に、一旦フィルタを通
過させる技術が開示されている（特開平９−３１２１６
６号公報など）。この燃料電池によれば、フィルタとし
てイオン交換樹脂を用いて酸素含有ガスや水素含有ガス
に含まれる不純物を捕捉することで、燃料電池の運転に
伴いこれらの不純物が燃料電池内に留まることによる燃
料電池の劣化を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たフィルタを用いた燃料電池システムでは、ガス中の不
純物をフィルタで捕捉することはできるものの、定期的
にフィルタの交換を行なわなければならず、メンテナン
ス作業が必要となる。
たフィルタを用いた燃料電池システムでは、ガス中の不
純物をフィルタで捕捉することはできるものの、定期的
にフィルタの交換を行なわなければならず、メンテナン
ス作業が必要となる。
【０００７】本発明の燃料電池システムは、こうした問
題を解決し、メンテナンス等を必要とすることなく燃料
電池スタック内を洗浄することを目的の一つとする。ま
た、本発明の燃料電池システムは、燃料電池の出力を確
保した上で燃料電池内を洗浄することを目的の一つとす
る。
題を解決し、メンテナンス等を必要とすることなく燃料
電池スタック内を洗浄することを目的の一つとする。ま
た、本発明の燃料電池システムは、燃料電池の出力を確
保した上で燃料電池内を洗浄することを目的の一つとす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の燃料電池システムは、上述の目的の少なくとも一
部を達成するために以下の手段を採った。
発明の燃料電池システムは、上述の目的の少なくとも一
部を達成するために以下の手段を採った。
【０００９】本発明の第１の燃料電池システムは、単電
池を複数積層して構成され燃料の供給を受けて発電する
燃料電池を有する燃料電池システムであって、前記燃料
電池内を複数の領域毎に加湿可能な加湿手段と、前記複
数の領域の一部が一時的に過剰加湿の状態となるよう前
記加湿手段を制御する加湿制御手段とを備えることを要
旨とする。
池を複数積層して構成され燃料の供給を受けて発電する
燃料電池を有する燃料電池システムであって、前記燃料
電池内を複数の領域毎に加湿可能な加湿手段と、前記複
数の領域の一部が一時的に過剰加湿の状態となるよう前
記加湿手段を制御する加湿制御手段とを備えることを要
旨とする。
【００１０】この本発明の第１の燃料電池システムで
は、加湿制御手段が、燃料電池内の複数の領域の一部が
一時的に過剰加湿の状態となるように、複数の領域毎に
加湿可能な加湿手段を制御する。燃料電池内の複数の領
域のうちの一部を過剰加湿の状態、即ち飽和相対湿度を
超えた状態とすることにより凝縮水を生成させ、この凝
縮水を用いて燃料電池内の不純物を洗浄することができ
る。このとき、複数の領域のうちの一部を過剰加湿とす
るから、他の領域では適正な加湿状態とすることで、燃
料電池全体の出力をある程度確保することができる。し
かも、不純物の除去にフィルタ等を用いないから、メン
テナンス等を不要とすることができる。ここで、「加湿
手段」は、絶対湿度を上げることにより相対湿度を上げ
るものの他、絶対湿度そのものは変更しないで相対湿度
を上げるものなども含まれる。
は、加湿制御手段が、燃料電池内の複数の領域の一部が
一時的に過剰加湿の状態となるように、複数の領域毎に
加湿可能な加湿手段を制御する。燃料電池内の複数の領
域のうちの一部を過剰加湿の状態、即ち飽和相対湿度を
超えた状態とすることにより凝縮水を生成させ、この凝
縮水を用いて燃料電池内の不純物を洗浄することができ
る。このとき、複数の領域のうちの一部を過剰加湿とす
るから、他の領域では適正な加湿状態とすることで、燃
料電池全体の出力をある程度確保することができる。し
かも、不純物の除去にフィルタ等を用いないから、メン
テナンス等を不要とすることができる。ここで、「加湿
手段」は、絶対湿度を上げることにより相対湿度を上げ
るものの他、絶対湿度そのものは変更しないで相対湿度
を上げるものなども含まれる。
【００１１】こうした本発明の第１の燃料電池システム
において、前記加湿制御手段は、前記複数の領域の一部
の過剰加湿の状態の終了後に他の領域を過剰加湿の状態
とするよう前記加湿手段を制御する手段であるものとす
ることができる。こうすれば、燃料電池の出力をある程
度確保した上で、燃料電池内の全ての領域の洗浄を行な
うことができる。
において、前記加湿制御手段は、前記複数の領域の一部
の過剰加湿の状態の終了後に他の領域を過剰加湿の状態
とするよう前記加湿手段を制御する手段であるものとす
ることができる。こうすれば、燃料電池の出力をある程
度確保した上で、燃料電池内の全ての領域の洗浄を行な
うことができる。
【００１２】また、本発明の第１の燃料電池システムに
おいて、前記加湿手段は、前記燃料電池内を複数の領域
毎に冷却可能な冷却手段であり、前記加湿制御手段は、
前記複数の領域の一部の温度を低下させるよう前記冷却
手段を制御して前記過剰加湿の状態とする手段であるも
のとすることもできる。
おいて、前記加湿手段は、前記燃料電池内を複数の領域
毎に冷却可能な冷却手段であり、前記加湿制御手段は、
前記複数の領域の一部の温度を低下させるよう前記冷却
手段を制御して前記過剰加湿の状態とする手段であるも
のとすることもできる。
【００１３】あるいは、本発明の第１の燃料電池システ
ムにおいて、前記加湿手段は、前記燃料電池内を複数の
領域毎に加温可能な加温手段であり、前記加湿制御手段
は、前記複数の領域の一部の温度を低下させるよう前記
加温手段を制御して前記過剰加湿の状態とする手段であ
るものとすることもできる。この加温手段を備える態様
の本発明の第１の燃料電池システムにおいて、前記加温
手段は、自己発熱により加温可能な発熱体であるものと
することもできる。または、加温手段を備える態様の本
発明の第１の燃料電池システムにおいて、炭化水素系燃
料を改質して前記燃料の一つである水素含有ガスを生成
する改質器を備え、前記加温手段は、前記改質器の熱を
利用して加温可能な熱交換器であるものとすることもで
きる。
ムにおいて、前記加湿手段は、前記燃料電池内を複数の
領域毎に加温可能な加温手段であり、前記加湿制御手段
は、前記複数の領域の一部の温度を低下させるよう前記
加温手段を制御して前記過剰加湿の状態とする手段であ
るものとすることもできる。この加温手段を備える態様
の本発明の第１の燃料電池システムにおいて、前記加温
手段は、自己発熱により加温可能な発熱体であるものと
することもできる。または、加温手段を備える態様の本
発明の第１の燃料電池システムにおいて、炭化水素系燃
料を改質して前記燃料の一つである水素含有ガスを生成
する改質器を備え、前記加温手段は、前記改質器の熱を
利用して加温可能な熱交換器であるものとすることもで
きる。
【００１４】または、本発明の第１の燃料電池システム
において、前記加湿手段は、前記燃料電池内を複数の領
域毎に加水可能な加水手段であり、前記加湿制御手段
は、前記複数の領域の一部が加水されるよう前記加水手
段を制御して前記過剰加湿の状態とする手段であるもの
とすることもできる。ここで、「加水手段」は、水蒸気
を加えるものや、霧化した水を加えるものが含まれる。
この加水手段を備える態様の本発明の第１の燃料電池シ
ステムにおいて、前記加水手段は、前記燃料電池の複数
の領域毎に独立して形成された前記燃料の流路を各々に
加湿空気を供給可能な加湿空気供給手段であるものとす
ることもできる。または、加水手段を備える態様の本発
明の第１の燃料電池システムにおいて、前記加水手段
は、前記燃料電池内の複数の領域毎に独立して形成され
た前記燃料の流路の各々に加湿水を供給可能な加湿水供
給手段であるものとすることもできる。
において、前記加湿手段は、前記燃料電池内を複数の領
域毎に加水可能な加水手段であり、前記加湿制御手段
は、前記複数の領域の一部が加水されるよう前記加水手
段を制御して前記過剰加湿の状態とする手段であるもの
とすることもできる。ここで、「加水手段」は、水蒸気
を加えるものや、霧化した水を加えるものが含まれる。
この加水手段を備える態様の本発明の第１の燃料電池シ
ステムにおいて、前記加水手段は、前記燃料電池の複数
の領域毎に独立して形成された前記燃料の流路を各々に
加湿空気を供給可能な加湿空気供給手段であるものとす
ることもできる。または、加水手段を備える態様の本発
明の第１の燃料電池システムにおいて、前記加水手段
は、前記燃料電池内の複数の領域毎に独立して形成され
た前記燃料の流路の各々に加湿水を供給可能な加湿水供
給手段であるものとすることもできる。
【００１５】また、本発明の第１の燃料電池システムに
おいて、前記加湿制御手段は、前記加湿手段の制御と共
に、前記燃料電池に供給される前記燃料の供給圧を上げ
る手段であるものとすることもできる。こうすれば、燃
料電池内の不純物などを凝縮水と共に積極的に排出する
ことができる。
おいて、前記加湿制御手段は、前記加湿手段の制御と共
に、前記燃料電池に供給される前記燃料の供給圧を上げ
る手段であるものとすることもできる。こうすれば、燃
料電池内の不純物などを凝縮水と共に積極的に排出する
ことができる。
【００１６】本発明の第２の燃料電池システムは、単電
池を複数積層して構成され燃料の供給を受けて発電する
燃料電池を有する燃料電池システムであって、前記燃料
電池内のイオン成分を中和する中和剤を該燃料電池内の
複数の領域毎に供給可能な中和剤供給手段と、前記複数
の領域の一部に一時的に前記中和剤が供給されるよう前
記中和剤供給手段を制御する中和剤供給制御手段とを備
えることを要旨とする。
池を複数積層して構成され燃料の供給を受けて発電する
燃料電池を有する燃料電池システムであって、前記燃料
電池内のイオン成分を中和する中和剤を該燃料電池内の
複数の領域毎に供給可能な中和剤供給手段と、前記複数
の領域の一部に一時的に前記中和剤が供給されるよう前
記中和剤供給手段を制御する中和剤供給制御手段とを備
えることを要旨とする。
【００１７】この本発明の第２の燃料電池システムで
は、中和剤供給制御手段が、燃料電池内の複数の領域の
一部に一時的に中和剤が供給されるように、複数の領域
毎に中和剤を供給可能な中和剤供給手段を制御する。燃
料電池内の複数の領域のうちの一部に中和剤を供給する
ことにより、燃料電池内のイオン成分を中和すると共
に、中和剤を供給しない他の領域では適正な燃料供給を
行なうことで、燃料電池全体の出力をある程度確保する
ことができる。
は、中和剤供給制御手段が、燃料電池内の複数の領域の
一部に一時的に中和剤が供給されるように、複数の領域
毎に中和剤を供給可能な中和剤供給手段を制御する。燃
料電池内の複数の領域のうちの一部に中和剤を供給する
ことにより、燃料電池内のイオン成分を中和すると共
に、中和剤を供給しない他の領域では適正な燃料供給を
行なうことで、燃料電池全体の出力をある程度確保する
ことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て実施例を用いて説明する。図１は、実施例の燃料電池
システム２０の構成の概略を示す構成図である。実施例
の燃料電池システム２０は、図示するように、酸素を含
有する酸素含有ガス（例えば、空気）を供給する酸素含
有ガス供給装置２２と、水素を含有する水素含有ガスを
供給する水素含有ガス供給装置２４と、第１〜第５ブロ
ックＢ１〜Ｂ５の５つのブロックから構成され酸素含有
ガス供給装置２２から供給される酸素含有ガスと水素含
有ガス供給装置２４から供給される水素含有ガスとを燃
料として発電する燃料電池３０と、燃料電池３０を各第
１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５毎に加温する第１〜第５ヒ
ータ４０〜４８と、システム全体をコントロールする電
子制御ユニット５０とを備える。なお、燃料電池３０に
供給される酸素含有ガスおよび水素含有ガスの温度や相
対湿度などは、燃料電池３０が効率良く発電できるよう
に各々酸素含有ガス供給装置２２および水素含有ガス供
給装置２４により調節されている。
て実施例を用いて説明する。図１は、実施例の燃料電池
システム２０の構成の概略を示す構成図である。実施例
の燃料電池システム２０は、図示するように、酸素を含
有する酸素含有ガス（例えば、空気）を供給する酸素含
有ガス供給装置２２と、水素を含有する水素含有ガスを
供給する水素含有ガス供給装置２４と、第１〜第５ブロ
ックＢ１〜Ｂ５の５つのブロックから構成され酸素含有
ガス供給装置２２から供給される酸素含有ガスと水素含
有ガス供給装置２４から供給される水素含有ガスとを燃
料として発電する燃料電池３０と、燃料電池３０を各第
１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５毎に加温する第１〜第５ヒ
ータ４０〜４８と、システム全体をコントロールする電
子制御ユニット５０とを備える。なお、燃料電池３０に
供給される酸素含有ガスおよび水素含有ガスの温度や相
対湿度などは、燃料電池３０が効率良く発電できるよう
に各々酸素含有ガス供給装置２２および水素含有ガス供
給装置２４により調節されている。
【００１９】燃料電池３０を構成する第１〜第５ブロッ
クＢ１〜Ｂ５は、各々単電池３１を複数（例えば、２０
枚程度）積層して構成される固体高分子型燃料電池であ
る。図２に、燃料電池３０を構成する単電池３１の概略
構成を示す。単電池３１は、図示するように、フッ素系
樹脂などの高分子材料により形成され湿潤状態で良好な
プロトン導電性を呈する膜体としての電解質膜３２と、
白金または白金と他の金属との合金からなる触媒が練り
込められたカーボンクロスにより形成され触媒が練り込
められた面が電解質膜３２と接触するように挟持してサ
ンドイッチ構造を構成するガス拡散電極としてのアノー
ド３３およびカソード３４とにより構成されており、こ
のサンドイッチ構造を両側から挟むようにアノード３３
およびカソード３４とで水素含有ガスや酸素含有ガスの
流路３７，３８を形成すると共に隣接する単電池３１と
の間の隔壁をなす２つのセパレータ３５，３６が配置さ
れている。なお、セパレータ３５，３６には、図示しな
い、燃料電池３０を冷却する冷却媒体の流路も設けられ
ている。
クＢ１〜Ｂ５は、各々単電池３１を複数（例えば、２０
枚程度）積層して構成される固体高分子型燃料電池であ
る。図２に、燃料電池３０を構成する単電池３１の概略
構成を示す。単電池３１は、図示するように、フッ素系
樹脂などの高分子材料により形成され湿潤状態で良好な
プロトン導電性を呈する膜体としての電解質膜３２と、
白金または白金と他の金属との合金からなる触媒が練り
込められたカーボンクロスにより形成され触媒が練り込
められた面が電解質膜３２と接触するように挟持してサ
ンドイッチ構造を構成するガス拡散電極としてのアノー
ド３３およびカソード３４とにより構成されており、こ
のサンドイッチ構造を両側から挟むようにアノード３３
およびカソード３４とで水素含有ガスや酸素含有ガスの
流路３７，３８を形成すると共に隣接する単電池３１と
の間の隔壁をなす２つのセパレータ３５，３６が配置さ
れている。なお、セパレータ３５，３６には、図示しな
い、燃料電池３０を冷却する冷却媒体の流路も設けられ
ている。
【００２０】第１〜第５ヒータ４０〜４８は、酸素含有
ガスと水素含有ガスとを受けた燃料電池３０が効率良く
発電できるように、燃料電池３０の温度を第１〜第５ブ
ロックＢ１〜Ｂ５毎に管理するものとして第１〜第５ブ
ロックＢ１〜Ｂ５毎に取り付けられている。
ガスと水素含有ガスとを受けた燃料電池３０が効率良く
発電できるように、燃料電池３０の温度を第１〜第５ブ
ロックＢ１〜Ｂ５毎に管理するものとして第１〜第５ブ
ロックＢ１〜Ｂ５毎に取り付けられている。
【００２１】図３は、電子制御ユニット５０を中心とし
た電気系の構成の概略を示す構成図である。電子制御ユ
ニット５０は、図示するように、ＣＰＵ５２を中心とし
たマイクロプロセッサとして構成されており、処理プロ
グラムを記憶したＲＯＭ５４と、一時的にデータを記憶
するＲＡＭ５６と、入力処理回路５８と、出力処理回路
５９とを備える。電子制御ユニット５０には、第１〜第
５ブロックＢ１〜Ｂ５の各々に取り付けられた第１〜第
５ブロック温度センサ６０〜６８からのブロック温度Ｔ
Ｂ１〜ＴＢ５や第１〜第５ヒータ４０〜４８の各々に取
り付けられた第１〜第５ヒータ温度センサ７０〜７８か
らのヒータ温度ＴＨ１〜ＴＨ５などが入力処理回路５８
を介して入力されている。また、電子制御ユニット５０
からは、第１〜第５ヒータ４０〜４８の駆動信号などが
出力処理回路５９を介して出力されている。
た電気系の構成の概略を示す構成図である。電子制御ユ
ニット５０は、図示するように、ＣＰＵ５２を中心とし
たマイクロプロセッサとして構成されており、処理プロ
グラムを記憶したＲＯＭ５４と、一時的にデータを記憶
するＲＡＭ５６と、入力処理回路５８と、出力処理回路
５９とを備える。電子制御ユニット５０には、第１〜第
５ブロックＢ１〜Ｂ５の各々に取り付けられた第１〜第
５ブロック温度センサ６０〜６８からのブロック温度Ｔ
Ｂ１〜ＴＢ５や第１〜第５ヒータ４０〜４８の各々に取
り付けられた第１〜第５ヒータ温度センサ７０〜７８か
らのヒータ温度ＴＨ１〜ＴＨ５などが入力処理回路５８
を介して入力されている。また、電子制御ユニット５０
からは、第１〜第５ヒータ４０〜４８の駆動信号などが
出力処理回路５９を介して出力されている。
【００２２】こうして構成された実施例の燃料電池シス
テム２０の動作、特に、第１〜第５ヒータ４０〜４８を
制御して酸素含有ガスや水素含有ガスに含まれる水蒸気
を凝縮させて燃料電池３０内を洗浄する際の動作につい
て説明する。図４は、実施例の燃料電池システム２０の
電子制御ユニット５０により実行される洗浄時制御ルー
チンを示すフローチャートである。このルーチンは、所
定時間毎に繰り返し実行される。ここで、所定時間と
は、燃料電池３０内の洗浄を行なう時間間隔である。な
お、このルーチンの実行は、燃料電池システム２０の操
作者による指令に基づいて行なうものとしてもよい。
テム２０の動作、特に、第１〜第５ヒータ４０〜４８を
制御して酸素含有ガスや水素含有ガスに含まれる水蒸気
を凝縮させて燃料電池３０内を洗浄する際の動作につい
て説明する。図４は、実施例の燃料電池システム２０の
電子制御ユニット５０により実行される洗浄時制御ルー
チンを示すフローチャートである。このルーチンは、所
定時間毎に繰り返し実行される。ここで、所定時間と
は、燃料電池３０内の洗浄を行なう時間間隔である。な
お、このルーチンの実行は、燃料電池システム２０の操
作者による指令に基づいて行なうものとしてもよい。
【００２３】洗浄時制御ルーチンが実行されると、電子
制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、カウンタＮに
値１を設定する（ステップＳ１００）。このカウンタＮ
は、第１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５のうちの洗浄対象の
ブロックを設定するためのものである。続いて、第１〜
第５ブロック温度センサ６０〜６８により検出されたブ
ロック温度ＴＢ１〜ＴＢ５，第１〜第５ヒータ温度セン
サ７０〜７８により検出されたヒータ温度ＴＨ１〜ＴＨ
５を読み込む処理を行ない（ステップＳ１０２）、カウ
ンタＮの値に該当する第Ｎブロックの温度を他のブロッ
クに設定される標準温度よりも低い温度である温度ＴＬ
に設定する（ステップＳ１０４）。ここで、第Ｎブロッ
ク以外のブロックに設定される標準温度は、燃料電池３
０の発電を効率良く行なえる温度（例えば、固体高分子
型燃料電池では８０℃〜１１０℃程度）である。一方、
第Ｎブロックで設定される温度ＴＬは、第Ｎブロック内
が過剰加湿の状態（飽和相対湿度を超えた状態）となっ
て凝縮水が生成する程度の温度である。即ち、第Ｎブロ
ック内の温度を標準温度よりも低下させることにより飽
和による凝縮水を積極的に生成させ、生成された凝縮水
を用いて、例えば、アノード３３やカソード３４，セパ
レータ３５，３６などに付着した酸素含有ガス供給装置
２２からの空気に含まれるＮＯ，ＮＯ2，ＳＯ2，Ｈ2Ｓ
等の不純物やそれに由来するイオン成分，燃料電池系内
から混入するイオン成分，その他の燃料電池３０の運転
に悪影響を与えるおそれのある汚れなどを洗浄するので
ある。この温度ＴＬは、酸素含有ガス供給装置２２によ
り供給される酸素含有ガスの温度や相対湿度，水素含有
ガス供給装置２４により供給される水素含有ガスの温度
や相対湿度、ブロック内の圧力、燃料電池３０の構造な
どに基づいて設定される。例えば、上述の固体高分子型
燃料電池では、酸素含有ガスおよび水素含有ガスを共に
温度８０℃および相対湿度１００％の状態で供給したと
きには、第Ｎブロック内の温度ＴＬは７０℃に設定され
る。
制御ユニット５０のＣＰＵ５２は、まず、カウンタＮに
値１を設定する（ステップＳ１００）。このカウンタＮ
は、第１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５のうちの洗浄対象の
ブロックを設定するためのものである。続いて、第１〜
第５ブロック温度センサ６０〜６８により検出されたブ
ロック温度ＴＢ１〜ＴＢ５，第１〜第５ヒータ温度セン
サ７０〜７８により検出されたヒータ温度ＴＨ１〜ＴＨ
５を読み込む処理を行ない（ステップＳ１０２）、カウ
ンタＮの値に該当する第Ｎブロックの温度を他のブロッ
クに設定される標準温度よりも低い温度である温度ＴＬ
に設定する（ステップＳ１０４）。ここで、第Ｎブロッ
ク以外のブロックに設定される標準温度は、燃料電池３
０の発電を効率良く行なえる温度（例えば、固体高分子
型燃料電池では８０℃〜１１０℃程度）である。一方、
第Ｎブロックで設定される温度ＴＬは、第Ｎブロック内
が過剰加湿の状態（飽和相対湿度を超えた状態）となっ
て凝縮水が生成する程度の温度である。即ち、第Ｎブロ
ック内の温度を標準温度よりも低下させることにより飽
和による凝縮水を積極的に生成させ、生成された凝縮水
を用いて、例えば、アノード３３やカソード３４，セパ
レータ３５，３６などに付着した酸素含有ガス供給装置
２２からの空気に含まれるＮＯ，ＮＯ2，ＳＯ2，Ｈ2Ｓ
等の不純物やそれに由来するイオン成分，燃料電池系内
から混入するイオン成分，その他の燃料電池３０の運転
に悪影響を与えるおそれのある汚れなどを洗浄するので
ある。この温度ＴＬは、酸素含有ガス供給装置２２によ
り供給される酸素含有ガスの温度や相対湿度，水素含有
ガス供給装置２４により供給される水素含有ガスの温度
や相対湿度、ブロック内の圧力、燃料電池３０の構造な
どに基づいて設定される。例えば、上述の固体高分子型
燃料電池では、酸素含有ガスおよび水素含有ガスを共に
温度８０℃および相対湿度１００％の状態で供給したと
きには、第Ｎブロック内の温度ＴＬは７０℃に設定され
る。
【００２４】各ブロックＢ１〜Ｂ５内の温度が設定され
ると、設定された温度となるように第１〜第５ヒータを
駆動し（ステップＳ１０６）、所定時間経過するまで待
つ処理を行なう（ステップＳ１０８）。ここで、所定時
間は、第Ｎブロック内を過剰加湿の状態（飽和相対湿度
を超えた状態）として凝縮水により不純物や汚れの洗浄
が完了するまでの所要時間として設定される時間であ
る。所定時間が経過すると、カウンタＮをインクリメン
トし（ステップＳ１１０）、カウンタＮの値が値５を超
えるまで、即ち第１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５内の全て
の洗浄が完了するまでステップＳ１０２〜Ｓ１１０の処
理を繰り返す（ステップＳ１１２）。カウンタＮが値５
を超えると、全てのブロックの洗浄が完了したものと判
断して本ルーチンを終了する。これにより、洗浄対象と
なっているブロックについては、過剰加湿による凝縮水
を生成させて洗浄を行ない、洗浄対象となっていないブ
ロックについては、適正な温度や相対湿度の管理により
高効率の発電を行なうことができるから、過剰加湿に伴
う燃料ガス（酸素含有ガスや水素含有ガス）の拡散性の
低下により出力低下する洗浄中のブロックを他のブロッ
クからの出力で補うことができるのである。
ると、設定された温度となるように第１〜第５ヒータを
駆動し（ステップＳ１０６）、所定時間経過するまで待
つ処理を行なう（ステップＳ１０８）。ここで、所定時
間は、第Ｎブロック内を過剰加湿の状態（飽和相対湿度
を超えた状態）として凝縮水により不純物や汚れの洗浄
が完了するまでの所要時間として設定される時間であ
る。所定時間が経過すると、カウンタＮをインクリメン
トし（ステップＳ１１０）、カウンタＮの値が値５を超
えるまで、即ち第１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５内の全て
の洗浄が完了するまでステップＳ１０２〜Ｓ１１０の処
理を繰り返す（ステップＳ１１２）。カウンタＮが値５
を超えると、全てのブロックの洗浄が完了したものと判
断して本ルーチンを終了する。これにより、洗浄対象と
なっているブロックについては、過剰加湿による凝縮水
を生成させて洗浄を行ない、洗浄対象となっていないブ
ロックについては、適正な温度や相対湿度の管理により
高効率の発電を行なうことができるから、過剰加湿に伴
う燃料ガス（酸素含有ガスや水素含有ガス）の拡散性の
低下により出力低下する洗浄中のブロックを他のブロッ
クからの出力で補うことができるのである。
【００２５】なお、第１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５毎に
凝縮水を生成させ、この凝縮水により燃料電池３０内の
アノード３３やカソード３４、セパレータ３５，３６な
どに付着した不純物や汚れを洗浄するが、この際、セパ
レータ３５，３６の流路３７，３８を排水性を考慮した
流路形状とすることにより、洗浄後の凝縮水を効果的に
外部に排出でき、洗浄効果をより向上させることができ
る。このセパレータ３５，３６の一例を図５に示す。図
５に示すように、セパレータ３５，３６は、複数のリブ
３９により形成されており、流路としては格子状となる
ように形成されている。また、洗浄時制御ルーチンを実
行しているときに、酸素含有ガス供給装置２２や水素含
有ガス供給装置２４のガス供給圧を上げることにより、
洗浄後の凝縮水を外部へ積極的に排水させることもでき
る。
凝縮水を生成させ、この凝縮水により燃料電池３０内の
アノード３３やカソード３４、セパレータ３５，３６な
どに付着した不純物や汚れを洗浄するが、この際、セパ
レータ３５，３６の流路３７，３８を排水性を考慮した
流路形状とすることにより、洗浄後の凝縮水を効果的に
外部に排出でき、洗浄効果をより向上させることができ
る。このセパレータ３５，３６の一例を図５に示す。図
５に示すように、セパレータ３５，３６は、複数のリブ
３９により形成されており、流路としては格子状となる
ように形成されている。また、洗浄時制御ルーチンを実
行しているときに、酸素含有ガス供給装置２２や水素含
有ガス供給装置２４のガス供給圧を上げることにより、
洗浄後の凝縮水を外部へ積極的に排水させることもでき
る。
【００２６】以上説明した実施例の燃料電池システム２
０によれば、燃料電池３０内部の洗浄を第１〜第５ブロ
ックＢ１〜Ｂ５毎に行うから、洗浄を行っているブロッ
ク以外のブロックでは通常運転を行うことにより、燃料
電池３０全体の出力をある程度確保した上で、燃料電池
３０全体を洗浄することができる。しかも、燃料電池３
０内の温度を制御するだけで、洗浄を行うから、不純物
を除去するフィルタなどを用いる必要がなく、メンテナ
ンス作業を不要とすることができる。
０によれば、燃料電池３０内部の洗浄を第１〜第５ブロ
ックＢ１〜Ｂ５毎に行うから、洗浄を行っているブロッ
ク以外のブロックでは通常運転を行うことにより、燃料
電池３０全体の出力をある程度確保した上で、燃料電池
３０全体を洗浄することができる。しかも、燃料電池３
０内の温度を制御するだけで、洗浄を行うから、不純物
を除去するフィルタなどを用いる必要がなく、メンテナ
ンス作業を不要とすることができる。
【００２７】次に、第２実施例の燃料電池システム１２
０について説明する。図６は、第２実施例の燃料電池シ
ステム１２０の構成の概略を示す構成図である。第２実
施例の燃料電池システム１２０は、図示するように、酸
素を含有する酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給
装置１２２と、水を貯蔵する水タンク１８２からの水と
炭化水素系の燃料としてのメタノールを貯蔵するメタノ
ールタンク１８４からのメタノールとの供給を受けて改
質反応により水素を含有する水素含有ガスを生成する改
質器１８０と、第１〜第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５の５
つのブロックから構成され酸素含有ガス供給装置１２２
から供給される酸素含有ガスと改質器１８０から供給さ
れる水素含有ガスとを燃料として発電する燃料電池１３
０と、改質器１８０の反応層からの熱を用いて燃料電池
１３０を第１〜第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５毎に加温可
能な第１〜第５熱交換器１４０〜１４８と、システム全
体をコントロールする電子制御ユニット１５０とを備え
る。第２実施例の燃料電池システム１２０は、第１実施
例の燃料電池システム２０の水素含有ガス供給装置２４
を改質器１８０を中心として構成した点と、燃料電池３
０を５つのブロック毎に加温する第１〜第５ヒータ４０
〜４８を第１〜第５熱交換器１４０〜１４８とした点を
除いて第１実施例の燃料電池システム２０と同一の構成
をしている。したがって、第２実施例の燃料電池システ
ムの構成のうち実施例の燃料電池システム２０の構成と
同一の構成については、１００を加えて符号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。
０について説明する。図６は、第２実施例の燃料電池シ
ステム１２０の構成の概略を示す構成図である。第２実
施例の燃料電池システム１２０は、図示するように、酸
素を含有する酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給
装置１２２と、水を貯蔵する水タンク１８２からの水と
炭化水素系の燃料としてのメタノールを貯蔵するメタノ
ールタンク１８４からのメタノールとの供給を受けて改
質反応により水素を含有する水素含有ガスを生成する改
質器１８０と、第１〜第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５の５
つのブロックから構成され酸素含有ガス供給装置１２２
から供給される酸素含有ガスと改質器１８０から供給さ
れる水素含有ガスとを燃料として発電する燃料電池１３
０と、改質器１８０の反応層からの熱を用いて燃料電池
１３０を第１〜第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５毎に加温可
能な第１〜第５熱交換器１４０〜１４８と、システム全
体をコントロールする電子制御ユニット１５０とを備え
る。第２実施例の燃料電池システム１２０は、第１実施
例の燃料電池システム２０の水素含有ガス供給装置２４
を改質器１８０を中心として構成した点と、燃料電池３
０を５つのブロック毎に加温する第１〜第５ヒータ４０
〜４８を第１〜第５熱交換器１４０〜１４８とした点を
除いて第１実施例の燃料電池システム２０と同一の構成
をしている。したがって、第２実施例の燃料電池システ
ムの構成のうち実施例の燃料電池システム２０の構成と
同一の構成については、１００を加えて符号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。
【００２８】第１〜第５熱交換器１４０〜１４８は、改
質器１８０の反応層との間を、第１〜第５熱交換器１４
０〜１４８の各々の入力側に設けられた第１〜第５流量
調節弁２００〜２０８を介して循環管路１９０で接続さ
れており、循環管路１９０内の熱交換媒体により改質器
１８０との間で熱交換を行うことができるようになって
いる。したがって、第１〜第５熱交換器１４０〜１４８
の各々に対応する流量調節弁２００〜２０８の第１〜第
５アクチュエータ２０１〜２０９を個別に駆動制御する
と共に循環管路１９０上に設けられたポンプ１９２を駆
動することにより、第１〜第５熱交換器１４０〜１４８
の各々に流入する熱交換媒体の量を調節でき、第１〜第
５熱交換器との熱交換により燃料電池１３０の温度を第
１〜第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５毎に調節することがで
きる。
質器１８０の反応層との間を、第１〜第５熱交換器１４
０〜１４８の各々の入力側に設けられた第１〜第５流量
調節弁２００〜２０８を介して循環管路１９０で接続さ
れており、循環管路１９０内の熱交換媒体により改質器
１８０との間で熱交換を行うことができるようになって
いる。したがって、第１〜第５熱交換器１４０〜１４８
の各々に対応する流量調節弁２００〜２０８の第１〜第
５アクチュエータ２０１〜２０９を個別に駆動制御する
と共に循環管路１９０上に設けられたポンプ１９２を駆
動することにより、第１〜第５熱交換器１４０〜１４８
の各々に流入する熱交換媒体の量を調節でき、第１〜第
５熱交換器との熱交換により燃料電池１３０の温度を第
１〜第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５毎に調節することがで
きる。
【００２９】図７は、第２実施例の燃料電池システム１
２０の電子制御ユニット１５０を中心とした電気系の構
成の概略を示す構成図である。この電子制御ユニット１
５０も第１実施例の燃料電池システム２０と同様に、Ｃ
ＰＵ１５２を中心としたマイクロプロセッサとして構成
されており、ＲＯＭ１５４、ＲＡＭ１５６、入出力処理
回路１５８，１５９とを備えている。この電子制御ユニ
ット１５０には、第１〜第５ブロック温度センサ１６０
〜１６８からのブロック温度ＴＢ１〜ＴＢ５や第１〜第
５熱交換器温度センサ１７０〜１７８からの熱交換器温
度ＴＨ１〜ＴＨ５、改質器１８０の反応層に取り付けら
れた改質器温度センサ１８６からの改質器温度ＴＲなど
が入力処理回路１５８を介して入力されている。一方、
電子制御ユニット１５０からは、循環管路１９０内の熱
交換媒体を循環させるポンプ１９２への駆動信号や第１
〜第５アクチュエータ２０１〜２０９への駆動信号など
が出力処理回路１５９を介して出力されている。
２０の電子制御ユニット１５０を中心とした電気系の構
成の概略を示す構成図である。この電子制御ユニット１
５０も第１実施例の燃料電池システム２０と同様に、Ｃ
ＰＵ１５２を中心としたマイクロプロセッサとして構成
されており、ＲＯＭ１５４、ＲＡＭ１５６、入出力処理
回路１５８，１５９とを備えている。この電子制御ユニ
ット１５０には、第１〜第５ブロック温度センサ１６０
〜１６８からのブロック温度ＴＢ１〜ＴＢ５や第１〜第
５熱交換器温度センサ１７０〜１７８からの熱交換器温
度ＴＨ１〜ＴＨ５、改質器１８０の反応層に取り付けら
れた改質器温度センサ１８６からの改質器温度ＴＲなど
が入力処理回路１５８を介して入力されている。一方、
電子制御ユニット１５０からは、循環管路１９０内の熱
交換媒体を循環させるポンプ１９２への駆動信号や第１
〜第５アクチュエータ２０１〜２０９への駆動信号など
が出力処理回路１５９を介して出力されている。
【００３０】こうして構成された第２実施例の燃料電池
システム１２０の動作、即ち、第１〜第５熱交換機１４
０〜１４８を制御して酸素含有ガスや水素含有ガスに含
まれる水蒸気を凝縮させて燃料電池１３０内を洗浄する
際の動作について説明する。図８は、第２実施例の燃料
電池システム１２０の電子制御ユニット１５０により実
行される洗浄時制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行され
る。なお、このルーチンの実行は、第１実施例の燃料電
池システム２０と同様に、システムの操作者による指令
に基づいて行なうこともできる。
システム１２０の動作、即ち、第１〜第５熱交換機１４
０〜１４８を制御して酸素含有ガスや水素含有ガスに含
まれる水蒸気を凝縮させて燃料電池１３０内を洗浄する
際の動作について説明する。図８は、第２実施例の燃料
電池システム１２０の電子制御ユニット１５０により実
行される洗浄時制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行され
る。なお、このルーチンの実行は、第１実施例の燃料電
池システム２０と同様に、システムの操作者による指令
に基づいて行なうこともできる。
【００３１】図８の洗浄時制御ルーチンが実行される
と、電子制御ユニット１５０のＣＰＵ１５２は、まず、
カウンタＮを値１に設定する（ステップＳ２００）。次
に、第１〜第５ブロック温度センサ１６０〜１６８から
の第１〜第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５のブロック温度Ｔ
Ｂ１〜ＴＢ５と、第１〜第５熱交換器温度センサ１７０
〜１７８からの第１〜第５熱交換器１４０〜１４８の熱
交換器温度ＴＨ１〜ＴＨ５と、改質器温度センサ１８６
からの改質器１８０の改質器温度ＴＲとを読み込む処理
を行い（ステップＳ２０２）、カウンタＮに該当する第
Ｎブロックの温度をそれ以外のブロックに設定されてい
る標準温度よりも低い温度ＴＬに設定する（ステップＳ
２０４）。そして、この設定された温度ＴＬとなるよう
にポンプ１９２および第１〜第５アクチュエータ２０１
〜２０９を駆動して（ステップＳ２０６）、第Ｎブロッ
ク内の洗浄が完了する時間である所定時間が経過するま
で待つ処理を行う（ステップＳ２０８）。所定時間が経
過すると、カウンタＮをインクリメントし（ステップＳ
２１０）、カウンタＮが値５を越えるまで、即ち第１か
ら第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５すべての洗浄が完了する
までステップＳ２０２〜Ｓ２１０の処理を繰り返して
（ステップＳ２１２）本ルーチンを終了する。
と、電子制御ユニット１５０のＣＰＵ１５２は、まず、
カウンタＮを値１に設定する（ステップＳ２００）。次
に、第１〜第５ブロック温度センサ１６０〜１６８から
の第１〜第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５のブロック温度Ｔ
Ｂ１〜ＴＢ５と、第１〜第５熱交換器温度センサ１７０
〜１７８からの第１〜第５熱交換器１４０〜１４８の熱
交換器温度ＴＨ１〜ＴＨ５と、改質器温度センサ１８６
からの改質器１８０の改質器温度ＴＲとを読み込む処理
を行い（ステップＳ２０２）、カウンタＮに該当する第
Ｎブロックの温度をそれ以外のブロックに設定されてい
る標準温度よりも低い温度ＴＬに設定する（ステップＳ
２０４）。そして、この設定された温度ＴＬとなるよう
にポンプ１９２および第１〜第５アクチュエータ２０１
〜２０９を駆動して（ステップＳ２０６）、第Ｎブロッ
ク内の洗浄が完了する時間である所定時間が経過するま
で待つ処理を行う（ステップＳ２０８）。所定時間が経
過すると、カウンタＮをインクリメントし（ステップＳ
２１０）、カウンタＮが値５を越えるまで、即ち第１か
ら第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５すべての洗浄が完了する
までステップＳ２０２〜Ｓ２１０の処理を繰り返して
（ステップＳ２１２）本ルーチンを終了する。
【００３２】以上説明した第２実施例の燃料電池システ
ム１２０でも、燃料電池１３０内の加湿状態（相対湿度
の状態）を第１〜第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５毎に調節
できるから、燃料電池１３０全体の出力をある程度確保
した上で燃料電池１３０内全体を洗浄することができ、
第１実施例の燃料電池システム２０と同様の効果を奏す
ることができる。
ム１２０でも、燃料電池１３０内の加湿状態（相対湿度
の状態）を第１〜第５ブロックＢ１１〜Ｂ１５毎に調節
できるから、燃料電池１３０全体の出力をある程度確保
した上で燃料電池１３０内全体を洗浄することができ、
第１実施例の燃料電池システム２０と同様の効果を奏す
ることができる。
【００３３】次に、第３実施例の燃料電池システム２２
０について説明する。図９は、第３実施例の燃料電池シ
ステム２２０の構成の概略を示す構成図である。第３実
施例の燃料電池システム２２０は、図示するように、酸
素を含有する酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給
装置２２２と、水素を含有する水素含有ガスを供給する
水素含有ガス供給装置２２４と、第１〜第５ブロックＢ
２１〜Ｂ２５の５つのブロックから構成され酸素含有ガ
ス供給装置２２２から供給される酸素含有ガスと水素含
有ガス供給装置２２４から供給される水素含有ガスとを
燃料として発電する燃料電池２３０と、熱交換器２６６
との熱交換により燃料電池２３０を第１〜第５ブロック
Ｂ２１〜Ｂ２５毎に加温可能な循環加温装置２６０と、
熱交換器２８６との熱交換により燃料電池２３０を第１
〜第５ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎に冷却可能な循環冷却
装置２８０と、システム全体をコントロールする電子制
御ユニット２５０とを備える。第３実施例の燃料電池シ
ステム２２０は、燃料電池２３０の第１〜第５ブロック
Ｂ２１〜Ｂ２５毎の温度の管理を循環加温装置２６０と
循環冷却装置２８０とにより行なう点が第１，第２実施
例の燃料電池システム２０，１２０と異なる。なお、第
３実施例の燃料電池システム２２０の構成のうち第１，
第２実施例の燃料電池システム２０，１２０の構成と共
通の構成についての詳細な説明は重複するから省略す
る。
０について説明する。図９は、第３実施例の燃料電池シ
ステム２２０の構成の概略を示す構成図である。第３実
施例の燃料電池システム２２０は、図示するように、酸
素を含有する酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給
装置２２２と、水素を含有する水素含有ガスを供給する
水素含有ガス供給装置２２４と、第１〜第５ブロックＢ
２１〜Ｂ２５の５つのブロックから構成され酸素含有ガ
ス供給装置２２２から供給される酸素含有ガスと水素含
有ガス供給装置２２４から供給される水素含有ガスとを
燃料として発電する燃料電池２３０と、熱交換器２６６
との熱交換により燃料電池２３０を第１〜第５ブロック
Ｂ２１〜Ｂ２５毎に加温可能な循環加温装置２６０と、
熱交換器２８６との熱交換により燃料電池２３０を第１
〜第５ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎に冷却可能な循環冷却
装置２８０と、システム全体をコントロールする電子制
御ユニット２５０とを備える。第３実施例の燃料電池シ
ステム２２０は、燃料電池２３０の第１〜第５ブロック
Ｂ２１〜Ｂ２５毎の温度の管理を循環加温装置２６０と
循環冷却装置２８０とにより行なう点が第１，第２実施
例の燃料電池システム２０，１２０と異なる。なお、第
３実施例の燃料電池システム２２０の構成のうち第１，
第２実施例の燃料電池システム２０，１２０の構成と共
通の構成についての詳細な説明は重複するから省略す
る。
【００３４】循環加温装置２６０は、第１〜第５ブロッ
クＢ２１〜Ｂ２５のブロック毎に独立して形成された流
路と共に熱交換媒体の循環路を形成する循環管路２６２
と、熱交換媒体を循環路内で循環させるポンプ２６４
と、熱交換により熱交換媒体を加熱する熱交換器２６６
と、熱交換器２６６から各第１〜第５ブロックＢ２１〜
Ｂ２５へ向かう流路上に各ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎に
設けられた第１〜第５流量調節弁２７０〜２７８とから
構成されている。したがって、循環加温装置２６０は、
第１〜第５ブロックＢ２１〜Ｂ２５の各々に対応する第
１〜第５流量調節弁２７０〜２７８の第１〜第５アクチ
ュエータ２７１〜２７９を個別に駆動制御すると共にポ
ンプ２６４を駆動制御することにより、熱交換器２６４
からの熱を用いて燃料電池２３０を第１〜第５ブロック
Ｂ２１〜Ｂ２５毎に加温することができる。
クＢ２１〜Ｂ２５のブロック毎に独立して形成された流
路と共に熱交換媒体の循環路を形成する循環管路２６２
と、熱交換媒体を循環路内で循環させるポンプ２６４
と、熱交換により熱交換媒体を加熱する熱交換器２６６
と、熱交換器２６６から各第１〜第５ブロックＢ２１〜
Ｂ２５へ向かう流路上に各ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎に
設けられた第１〜第５流量調節弁２７０〜２７８とから
構成されている。したがって、循環加温装置２６０は、
第１〜第５ブロックＢ２１〜Ｂ２５の各々に対応する第
１〜第５流量調節弁２７０〜２７８の第１〜第５アクチ
ュエータ２７１〜２７９を個別に駆動制御すると共にポ
ンプ２６４を駆動制御することにより、熱交換器２６４
からの熱を用いて燃料電池２３０を第１〜第５ブロック
Ｂ２１〜Ｂ２５毎に加温することができる。
【００３５】循環冷却装置２８０は、第１〜第５ブロッ
クＢ２１〜Ｂ２５のブロック毎に独立して形成された流
路と共に熱交換媒体の循環路を形成する循環管路２８２
と、熱交換媒体を循環路内で循環させるポンプ２８４
と、熱交換により熱交換媒体を冷却する熱交換器２８４
と、熱交換器２８４から各第１〜第５ブロックＢ２１〜
Ｂ２５へ向かう流路上に各ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎に
設けられた第１〜第５流量調節弁２９０〜２９８とから
構成されている。したがって、循環冷却装置２８０は、
第１〜第５ブロックＢ２１〜Ｂ２５の各々に対応する第
１〜第５流量調節弁２９０〜２９８の第１〜第５アクチ
ュエータ２９１〜２９９を個別に駆動制御すると共にポ
ンプ２８４を駆動制御することにより、熱交換器２８４
からの冷熱を用いて燃料電池２３０を第１〜第５ブロッ
クＢ２１〜Ｂ２５毎に冷却することができる。
クＢ２１〜Ｂ２５のブロック毎に独立して形成された流
路と共に熱交換媒体の循環路を形成する循環管路２８２
と、熱交換媒体を循環路内で循環させるポンプ２８４
と、熱交換により熱交換媒体を冷却する熱交換器２８４
と、熱交換器２８４から各第１〜第５ブロックＢ２１〜
Ｂ２５へ向かう流路上に各ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎に
設けられた第１〜第５流量調節弁２９０〜２９８とから
構成されている。したがって、循環冷却装置２８０は、
第１〜第５ブロックＢ２１〜Ｂ２５の各々に対応する第
１〜第５流量調節弁２９０〜２９８の第１〜第５アクチ
ュエータ２９１〜２９９を個別に駆動制御すると共にポ
ンプ２８４を駆動制御することにより、熱交換器２８４
からの冷熱を用いて燃料電池２３０を第１〜第５ブロッ
クＢ２１〜Ｂ２５毎に冷却することができる。
【００３６】電子制御ユニット２５０は、図示しない
が、第１，第２実施例の燃料電池システム２０，１２０
の電子制御ユニット５０，１５０と同様に、ＣＰＵを中
心としたマイクロプロセッサとして構成されており、Ｒ
ＯＭと、ＲＡＭと、入出力処理回路とを備える。この電
子制御ユニット２５０からは、循環加温装置２６０の第
１〜第５流量調節弁２７０〜２７８の第１〜第５アクチ
ュエータ２７１〜２７９への駆動信号や、ポンプ２６４
への駆動信号、循環冷却装置２８０の第１〜第５流量調
節弁２９０〜２９８の第１〜第５アクチュエータ２９１
〜２９９への駆動信号、ポンプ２８４への駆動信号など
が出力処理回路を介して出力されている。
が、第１，第２実施例の燃料電池システム２０，１２０
の電子制御ユニット５０，１５０と同様に、ＣＰＵを中
心としたマイクロプロセッサとして構成されており、Ｒ
ＯＭと、ＲＡＭと、入出力処理回路とを備える。この電
子制御ユニット２５０からは、循環加温装置２６０の第
１〜第５流量調節弁２７０〜２７８の第１〜第５アクチ
ュエータ２７１〜２７９への駆動信号や、ポンプ２６４
への駆動信号、循環冷却装置２８０の第１〜第５流量調
節弁２９０〜２９８の第１〜第５アクチュエータ２９１
〜２９９への駆動信号、ポンプ２８４への駆動信号など
が出力処理回路を介して出力されている。
【００３７】こうして構成された第３実施例の燃料電池
システム２２０の動作について説明する。第３実施例の
燃料電池システム２２０では、燃料電池２３０の第１〜
第５ブロックＢ２１〜Ｂ２５の各温度を検出する温度セ
ンサ（図示せず）や熱交換器２６６，２８６の各温度を
検出する温度センサ（図示せず）などの検出結果に基づ
いて、循環加温装置２６０に対応する第１〜第５流量調
節弁２７０〜２７８の第１〜第５アクチュエータ２７１
〜２７９やポンプ２６４を駆動制御すると共に循環冷却
装置２８０に対応する第１〜第５流量調節弁２９０〜２
９８の第１〜第５アクチュエータ２９１〜２９９やポン
プ２８４を駆動制御することにより、燃料電池２３０を
第１〜第５ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎に洗浄する処理を
行なう。具体的には、洗浄対象となっていないブロック
では、燃料電池２３０の発電を効率良く行なうための通
常の温度管理の処理、例えば、洗浄対象となっていない
ブロックに対応する循環加温装置２６０の流量調節弁の
アクチュエータを開ける方向に制御すると共に循環冷却
装置２８０の流量調節弁のアクチュエータを閉じる方向
に制御する。一方、洗浄対象となっているブロックで
は、凝縮水を生成させるための冷却処理、例えば、洗浄
対象となっているブロックに対応する循環加温装置２６
０の流量調節弁のアクチュエータを閉じる方向に制御す
ると共に循環冷却装置２８０の流量調節弁のアクチュエ
ータを開ける方向に制御する。これにより、洗浄対象と
なっているブロックについては、凝縮水を生成させて洗
浄を行ない、洗浄対象となっていないブロックについて
は、適正な温度や相対湿度の管理により高効率の発電を
行なうことができるのである。
システム２２０の動作について説明する。第３実施例の
燃料電池システム２２０では、燃料電池２３０の第１〜
第５ブロックＢ２１〜Ｂ２５の各温度を検出する温度セ
ンサ（図示せず）や熱交換器２６６，２８６の各温度を
検出する温度センサ（図示せず）などの検出結果に基づ
いて、循環加温装置２６０に対応する第１〜第５流量調
節弁２７０〜２７８の第１〜第５アクチュエータ２７１
〜２７９やポンプ２６４を駆動制御すると共に循環冷却
装置２８０に対応する第１〜第５流量調節弁２９０〜２
９８の第１〜第５アクチュエータ２９１〜２９９やポン
プ２８４を駆動制御することにより、燃料電池２３０を
第１〜第５ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎に洗浄する処理を
行なう。具体的には、洗浄対象となっていないブロック
では、燃料電池２３０の発電を効率良く行なうための通
常の温度管理の処理、例えば、洗浄対象となっていない
ブロックに対応する循環加温装置２６０の流量調節弁の
アクチュエータを開ける方向に制御すると共に循環冷却
装置２８０の流量調節弁のアクチュエータを閉じる方向
に制御する。一方、洗浄対象となっているブロックで
は、凝縮水を生成させるための冷却処理、例えば、洗浄
対象となっているブロックに対応する循環加温装置２６
０の流量調節弁のアクチュエータを閉じる方向に制御す
ると共に循環冷却装置２８０の流量調節弁のアクチュエ
ータを開ける方向に制御する。これにより、洗浄対象と
なっているブロックについては、凝縮水を生成させて洗
浄を行ない、洗浄対象となっていないブロックについて
は、適正な温度や相対湿度の管理により高効率の発電を
行なうことができるのである。
【００３８】以上説明した第３実施例の燃料電池システ
ム２２０によれば、循環加温装置２６０と循環冷却装置
２８０とにより燃料電池２３０の温度を各ブロックＢ２
１〜Ｂ２５毎に管理して、各ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎
に加湿状態（相対湿度の状態）を管理できるから、燃料
電池２３０全体の出力をある程度確保した上で燃料電池
２３０内全体を洗浄することができ、第１，第２実施例
の燃料電池システム２０，１２０と同様の効果を奏する
ことができる。
ム２２０によれば、循環加温装置２６０と循環冷却装置
２８０とにより燃料電池２３０の温度を各ブロックＢ２
１〜Ｂ２５毎に管理して、各ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎
に加湿状態（相対湿度の状態）を管理できるから、燃料
電池２３０全体の出力をある程度確保した上で燃料電池
２３０内全体を洗浄することができ、第１，第２実施例
の燃料電池システム２０，１２０と同様の効果を奏する
ことができる。
【００３９】第１，第２，第３実施例の燃料電池システ
ム２０，１２０，２２０では、燃料電池３０，１３０，
２３０内の温度を第１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５，Ｂ１
１〜Ｂ１５，Ｂ２１〜Ｂ２５毎に調節することにより、
燃料電池３０，１３０，２３０内を部分的に過剰加湿の
状態として燃料電池内部の洗浄を行なうものとしたが、
図１０に示す変形例の燃料電池システム３２０のよう
に、各ブロック毎に供給する酸素含有ガスや水素含有ガ
スに直接水蒸気を加えることにより、燃料電池内を部分
的に過剰加湿の状態（飽和相対湿度を超えた状態）にし
て燃料電池内部の洗浄を行なうこともできる。
ム２０，１２０，２２０では、燃料電池３０，１３０，
２３０内の温度を第１〜第５ブロックＢ１〜Ｂ５，Ｂ１
１〜Ｂ１５，Ｂ２１〜Ｂ２５毎に調節することにより、
燃料電池３０，１３０，２３０内を部分的に過剰加湿の
状態として燃料電池内部の洗浄を行なうものとしたが、
図１０に示す変形例の燃料電池システム３２０のよう
に、各ブロック毎に供給する酸素含有ガスや水素含有ガ
スに直接水蒸気を加えることにより、燃料電池内を部分
的に過剰加湿の状態（飽和相対湿度を超えた状態）にし
て燃料電池内部の洗浄を行なうこともできる。
【００４０】図１０に示す変形例の燃料電池システム３
２０では、図示するように、酸素を含有する酸素含有ガ
スを供給する酸素含有ガス供給装置３２２と、水素を含
有する水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給装置３
２４と、第１〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３５の５つのブ
ロックから構成され酸素含有ガス供給装置３２２から供
給される酸素含有ガスと水素含有ガス供給装置３２４か
ら供給される水素含有ガスとを燃料として発電する燃料
電池３３０と、第１〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３５毎に
独立して形成された流路の各々に酸素含有ガス供給装置
３２２からの酸素含有ガスを個別に供給可能に形成され
た供給路上に設けられた第１〜第５流量調節弁３６０〜
３６８と、第１〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３５毎に独立
して形成された流路の各々に水素含有ガス供給装置３２
４からの水素含有ガスを個別に供給可能に形成された供
給路上に設けられた第１〜第５流量調節弁３７０〜３７
８と、空気を加湿可能な加湿装置３２６と、加湿装置３
２６からの加湿空気を第１〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３
５毎に形成された酸素含有ガスと水素含有ガスの各流路
内に個別に供給可能に形成された供給路上に設けられた
第１〜第１０流量調節弁３８０〜３９８と、システム全
体をコントロールする電子制御ユニット３５０とを備え
る。変形例の燃料電池システム３２０は、第１，第２，
第３実施例の燃料電池システム２０，１２０，２２０に
おける各ブロックＢ１〜Ｂ５，Ｂ１１〜Ｂ１５，Ｂ２１
〜Ｂ２５毎の温度を管理することにより燃料電池３０，
１３０，２３０を各ブロック毎に洗浄するのに代えて、
加湿装置３２６を用いて各ブロックＢ３１〜Ｂ３５毎に
供給される酸素含有ガスや水素含有ガスに直接水蒸気を
供給することにより燃料電池３３０を各ブロック毎に洗
浄する点が異なる。燃料電池３３０の温度は、図示しな
いが、ヒータや、熱交換器などを用いて管理されてい
る。なお、変形例の燃料電池システム３２０の構成のう
ち第１，第２，第３実施例の燃料電池システム２０，１
２０，２２０と共通の構成についての詳細な説明は重複
するから省略する。
２０では、図示するように、酸素を含有する酸素含有ガ
スを供給する酸素含有ガス供給装置３２２と、水素を含
有する水素含有ガスを供給する水素含有ガス供給装置３
２４と、第１〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３５の５つのブ
ロックから構成され酸素含有ガス供給装置３２２から供
給される酸素含有ガスと水素含有ガス供給装置３２４か
ら供給される水素含有ガスとを燃料として発電する燃料
電池３３０と、第１〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３５毎に
独立して形成された流路の各々に酸素含有ガス供給装置
３２２からの酸素含有ガスを個別に供給可能に形成され
た供給路上に設けられた第１〜第５流量調節弁３６０〜
３６８と、第１〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３５毎に独立
して形成された流路の各々に水素含有ガス供給装置３２
４からの水素含有ガスを個別に供給可能に形成された供
給路上に設けられた第１〜第５流量調節弁３７０〜３７
８と、空気を加湿可能な加湿装置３２６と、加湿装置３
２６からの加湿空気を第１〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３
５毎に形成された酸素含有ガスと水素含有ガスの各流路
内に個別に供給可能に形成された供給路上に設けられた
第１〜第１０流量調節弁３８０〜３９８と、システム全
体をコントロールする電子制御ユニット３５０とを備え
る。変形例の燃料電池システム３２０は、第１，第２，
第３実施例の燃料電池システム２０，１２０，２２０に
おける各ブロックＢ１〜Ｂ５，Ｂ１１〜Ｂ１５，Ｂ２１
〜Ｂ２５毎の温度を管理することにより燃料電池３０，
１３０，２３０を各ブロック毎に洗浄するのに代えて、
加湿装置３２６を用いて各ブロックＢ３１〜Ｂ３５毎に
供給される酸素含有ガスや水素含有ガスに直接水蒸気を
供給することにより燃料電池３３０を各ブロック毎に洗
浄する点が異なる。燃料電池３３０の温度は、図示しな
いが、ヒータや、熱交換器などを用いて管理されてい
る。なお、変形例の燃料電池システム３２０の構成のう
ち第１，第２，第３実施例の燃料電池システム２０，１
２０，２２０と共通の構成についての詳細な説明は重複
するから省略する。
【００４１】電子制御ユニット３５０は、図示しない
が、第１，第２，第３実施例の燃料電池システム２０，
１２０，２２０と同様に、ＣＰＵを中心としたマイクロ
プロセッサとして構成されており、ＲＯＭと、ＲＡＭ
と、入出力処理回路とを備える。この電子制御ユニット
３５０からは、酸素含有ガス供給装置３２２に対応する
第１〜第５流量調節弁３６０〜３６８の第１〜第５アク
チュエータ３６１〜３６９への駆動信号や、水素ガス供
給装置３２４に対応する第１〜第５流量調節弁３７０〜
３７８の第１〜第５アクチュエータ３７１〜３７９への
駆動信号、加湿装置３２６に対応する第１〜第１０流量
調節弁３８０〜３９８の第１〜第１０アクチュエータ３
８１〜３９９への駆動信号などが出力処理回路を介して
出力されている。
が、第１，第２，第３実施例の燃料電池システム２０，
１２０，２２０と同様に、ＣＰＵを中心としたマイクロ
プロセッサとして構成されており、ＲＯＭと、ＲＡＭ
と、入出力処理回路とを備える。この電子制御ユニット
３５０からは、酸素含有ガス供給装置３２２に対応する
第１〜第５流量調節弁３６０〜３６８の第１〜第５アク
チュエータ３６１〜３６９への駆動信号や、水素ガス供
給装置３２４に対応する第１〜第５流量調節弁３７０〜
３７８の第１〜第５アクチュエータ３７１〜３７９への
駆動信号、加湿装置３２６に対応する第１〜第１０流量
調節弁３８０〜３９８の第１〜第１０アクチュエータ３
８１〜３９９への駆動信号などが出力処理回路を介して
出力されている。
【００４２】図１０に示す変形例の燃料電池システム３
２０でも、第１，第２，第３実施例の燃料電池システム
２０，１２０，２２０と同様に、燃料電池３３０を第１
〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３５毎に洗浄する処理を行な
う。変形例の燃料電池システム３２０では、加湿装置３
２６に対応する第１〜第１０流量調節弁３８０〜３９８
の第１〜第１０アクチュエータ３８１〜３９９を駆動制
御して各第１〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３５に供給する
水蒸気量を調節することにより、各第１〜第５ブロック
Ｂ３１〜Ｂ３５内の相対湿度を調節する。即ち、洗浄対
象となっていないブロックを燃料電池３３０が効率良く
発電できる相対湿度とすると共に洗浄対象となっている
ブロックを洗浄のための過剰な相対湿度とするように、
第１〜第１０流量調節弁３８０〜３９８の第１〜第１０
アクチュエータを駆動制御するのである。これにより、
洗浄対象となっているブロックについては、過剰加湿に
よる凝縮水を生成させて洗浄を行ない、洗浄対象となっ
ていないブロックについては、適正な温度と相対湿度の
管理により高効率の発電を行なうことができる。なお、
各ブロックを洗浄する際に、洗浄中のブロックに対応す
る酸素含有ガス供給装置３２２の流量調節弁のアクチュ
エータと水素含有ガス供給装置３２４の流量調節弁のア
クチュエータを駆動制御して、その洗浄中のブロックに
供給される酸素含有ガス，水素含有ガスの供給圧を上げ
ることにより、洗浄後の凝縮水を外部へ積極的に排水す
ることができる。
２０でも、第１，第２，第３実施例の燃料電池システム
２０，１２０，２２０と同様に、燃料電池３３０を第１
〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３５毎に洗浄する処理を行な
う。変形例の燃料電池システム３２０では、加湿装置３
２６に対応する第１〜第１０流量調節弁３８０〜３９８
の第１〜第１０アクチュエータ３８１〜３９９を駆動制
御して各第１〜第５ブロックＢ３１〜Ｂ３５に供給する
水蒸気量を調節することにより、各第１〜第５ブロック
Ｂ３１〜Ｂ３５内の相対湿度を調節する。即ち、洗浄対
象となっていないブロックを燃料電池３３０が効率良く
発電できる相対湿度とすると共に洗浄対象となっている
ブロックを洗浄のための過剰な相対湿度とするように、
第１〜第１０流量調節弁３８０〜３９８の第１〜第１０
アクチュエータを駆動制御するのである。これにより、
洗浄対象となっているブロックについては、過剰加湿に
よる凝縮水を生成させて洗浄を行ない、洗浄対象となっ
ていないブロックについては、適正な温度と相対湿度の
管理により高効率の発電を行なうことができる。なお、
各ブロックを洗浄する際に、洗浄中のブロックに対応す
る酸素含有ガス供給装置３２２の流量調節弁のアクチュ
エータと水素含有ガス供給装置３２４の流量調節弁のア
クチュエータを駆動制御して、その洗浄中のブロックに
供給される酸素含有ガス，水素含有ガスの供給圧を上げ
ることにより、洗浄後の凝縮水を外部へ積極的に排水す
ることができる。
【００４３】以上説明した変形例の燃料電池システム３
２０によれば、加湿装置３２６に対応する第１〜第１０
流量調節弁３８０〜３９８の第１〜第１０アクチュエー
タ３８１〜３９９を駆動制御して燃料電池２３０内の相
対湿度を各ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎に管理することに
より、燃料電池２３０の出力をある程度確保した上で燃
料電池２３０内全体を洗浄することができ、第１，第
２，第３実施例の燃料電池システム２０，１２０，２２
０と同様の効果を奏することができる。
２０によれば、加湿装置３２６に対応する第１〜第１０
流量調節弁３８０〜３９８の第１〜第１０アクチュエー
タ３８１〜３９９を駆動制御して燃料電池２３０内の相
対湿度を各ブロックＢ２１〜Ｂ２５毎に管理することに
より、燃料電池２３０の出力をある程度確保した上で燃
料電池２３０内全体を洗浄することができ、第１，第
２，第３実施例の燃料電池システム２０，１２０，２２
０と同様の効果を奏することができる。
【００４４】変形例の燃料電池システム３２０では、加
湿装置３２６に対応する第１〜第１０流量調節弁３８０
〜３９８の第１〜第１０アクチュエータ３８１〜３９９
の駆動制御により、カソード側とアノード側の両方を洗
浄するものとしたが、いずれか一方のみを洗浄するもの
としてもよい。この場合、洗浄を行なわない極では、加
湿装置３２６からの供給路を形成する必要はない。
湿装置３２６に対応する第１〜第１０流量調節弁３８０
〜３９８の第１〜第１０アクチュエータ３８１〜３９９
の駆動制御により、カソード側とアノード側の両方を洗
浄するものとしたが、いずれか一方のみを洗浄するもの
としてもよい。この場合、洗浄を行なわない極では、加
湿装置３２６からの供給路を形成する必要はない。
【００４５】変形例の燃料電池システム３２０では、加
湿装置３２６と第１〜第１０流量調節弁３８０〜３９８
とを用いて、燃料電池３３０内に供給される酸素含有ガ
スや水素含有ガスの相対湿度を第１〜第５ブロックＢ３
１〜Ｂ３５毎に管理することで燃料電池３３０を洗浄す
るものとしたが、燃料電池の各ブロック毎に独立して形
成された酸素含有ガスや水素含有ガスの流路に霧化した
水を供給することにより、燃料電池を洗浄するものとし
ても構わない。このシステムでは、例えば、図１０に示
す燃料電池システム３２０の加湿装置３２６に代えて、
水を貯蔵する水タンクとこの水を燃料電池側へ圧送する
ポンプとを設置し、酸素含有ガスの供給路内や水素含有
ガスの供給路内に噴霧ノズルなどを用いて噴霧すること
により実現可能である。なお、アノード側とカソード側
の一方のみに水を供給するものとしてもよいことは勿論
である。
湿装置３２６と第１〜第１０流量調節弁３８０〜３９８
とを用いて、燃料電池３３０内に供給される酸素含有ガ
スや水素含有ガスの相対湿度を第１〜第５ブロックＢ３
１〜Ｂ３５毎に管理することで燃料電池３３０を洗浄す
るものとしたが、燃料電池の各ブロック毎に独立して形
成された酸素含有ガスや水素含有ガスの流路に霧化した
水を供給することにより、燃料電池を洗浄するものとし
ても構わない。このシステムでは、例えば、図１０に示
す燃料電池システム３２０の加湿装置３２６に代えて、
水を貯蔵する水タンクとこの水を燃料電池側へ圧送する
ポンプとを設置し、酸素含有ガスの供給路内や水素含有
ガスの供給路内に噴霧ノズルなどを用いて噴霧すること
により実現可能である。なお、アノード側とカソード側
の一方のみに水を供給するものとしてもよいことは勿論
である。
【００４６】第１，第２，第３実施例の燃料電池システ
ム２０，１２０，２２０や変形例の燃料電池システム３
２０では、燃料電池内を過剰加湿の状態にして内部を洗
浄するものとしたが、複数のブロックからなる燃料電池
内の不純物に由来するイオン成分を各ブロック毎に中
和、例えば、酸性成分をアルカリ性の中和剤（例えば、
アンモニアガスなど）を供給することにより中和処理を
行なったり、アルカリ成分を酸性の中和剤（例えば、炭
酸ガスなど）を供給することにより中和処理を行なった
りするものとしても構わない。これにより、燃料電池の
出力をある程度確保しながら燃料電池内の中和処理を行
なうことができ、燃料電池の劣化を防止してその性能を
十分に発揮することができる。このシステムでは、例え
ば、図１０に示す燃料電池システム３２０の加湿装置３
２６に代えて、中和剤を貯蔵するタンクとこの貯蔵され
た中和剤を燃料電池側へ圧送するポンプとを設置するこ
とにより実現可能である。なお、アノード側とカソード
側とで別個の供給路を形成してアノード側とカソード側
の各々に適した別個の中和剤を供給するものとしてもよ
いし、アノード側とカソード側の一方のみに中和剤を供
給するものとしても良い。
ム２０，１２０，２２０や変形例の燃料電池システム３
２０では、燃料電池内を過剰加湿の状態にして内部を洗
浄するものとしたが、複数のブロックからなる燃料電池
内の不純物に由来するイオン成分を各ブロック毎に中
和、例えば、酸性成分をアルカリ性の中和剤（例えば、
アンモニアガスなど）を供給することにより中和処理を
行なったり、アルカリ成分を酸性の中和剤（例えば、炭
酸ガスなど）を供給することにより中和処理を行なった
りするものとしても構わない。これにより、燃料電池の
出力をある程度確保しながら燃料電池内の中和処理を行
なうことができ、燃料電池の劣化を防止してその性能を
十分に発揮することができる。このシステムでは、例え
ば、図１０に示す燃料電池システム３２０の加湿装置３
２６に代えて、中和剤を貯蔵するタンクとこの貯蔵され
た中和剤を燃料電池側へ圧送するポンプとを設置するこ
とにより実現可能である。なお、アノード側とカソード
側とで別個の供給路を形成してアノード側とカソード側
の各々に適した別個の中和剤を供給するものとしてもよ
いし、アノード側とカソード側の一方のみに中和剤を供
給するものとしても良い。
【００４７】第１，第２，第３実施例の燃料電池システ
ム２０，１２０，２２０やその変形例の燃料電池システ
ム３２０では、燃料電池３０，１３０，２３０，３３０
を５つのブロックに分割し、分割したブロック毎に内部
の洗浄を行なうものとしたが、２ないし４、あるいは６
以上のブロックに分割し、分割したブロック毎に内部の
洗浄を行なうものとしても構わない。但し、洗浄中のブ
ロックでは酸素含有ガスや水素含有ガスの拡散性が低下
してその出力が低下するから、その他のブロックからの
出力により燃料電池全体の出力を補える程度のブロック
数とすることが好適である。
ム２０，１２０，２２０やその変形例の燃料電池システ
ム３２０では、燃料電池３０，１３０，２３０，３３０
を５つのブロックに分割し、分割したブロック毎に内部
の洗浄を行なうものとしたが、２ないし４、あるいは６
以上のブロックに分割し、分割したブロック毎に内部の
洗浄を行なうものとしても構わない。但し、洗浄中のブ
ロックでは酸素含有ガスや水素含有ガスの拡散性が低下
してその出力が低下するから、その他のブロックからの
出力により燃料電池全体の出力を補える程度のブロック
数とすることが好適である。
【００４８】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の一実施例である燃料電池システム２
０の構成の概略を示す構成図である。
０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 燃料電池３０を構成する単電池３１の構成の
概略を示す構成図である。
概略を示す構成図である。
【図３】 実施例の燃料電池システム２０の電子制御ユ
ニット５０を中心とした電気系の構成の概略を示す構成
図である。
ニット５０を中心とした電気系の構成の概略を示す構成
図である。
【図４】 実施例の燃料電池システム２０の電子制御ユ
ニット５０により実行される洗浄時制御ルーチンの一例
を示すフローチャートである。
ニット５０により実行される洗浄時制御ルーチンの一例
を示すフローチャートである。
【図５】 セパレータ３５，３６のリブの一例を示す図
である。
である。
【図６】 第２実施例の燃料電池システム１２０の構成
の概略を示す構成図である。
の概略を示す構成図である。
【図７】 第２実施例の燃料電池システム１２０の電子
制御ユニット１５０を中心とした電気系の構成の概略を
示す構成図である。
制御ユニット１５０を中心とした電気系の構成の概略を
示す構成図である。
【図８】 第２実施例の燃料電池システム１２０の電子
制御ユニット１５０により実行される洗浄時制御ルーチ
ンの一例を示すフローチャートである。
制御ユニット１５０により実行される洗浄時制御ルーチ
ンの一例を示すフローチャートである。
【図９】 第３実施例の燃料電池システム２２０の構成
の概略を示す構成図である。
の概略を示す構成図である。
【図１０】 変形例の燃料電池システム３２０の構成の
概略を示す構成図である。
概略を示す構成図である。
２０，１２０，２２０，３２０ 燃料電池システム、２
２，１２２，２２２，３２２ 酸素含有ガス供給装置、
２４，２２４，３２４ 水素含有ガス供給装置、３０，
１３０，２３０，３３０ 燃料電池、３１ 単電池、３
２ 電解質膜、３３ アノード、３４ カソード、３
５，３６ セパレータ、３７，３８ 流路、４０〜４８
ヒータ、５０，１５０，２５０，３５０ 電子制御ユ
ニット、５２，１５２ ＣＰＵ、５４，１５４ ＲＯ
Ｍ、５６，１５６ ＲＡＭ、６０〜６８，１６０〜１６
８ ブロック温度センサ、１４０〜１４８ 熱交換器、
７０〜７８ ヒータ温度センサ、１７０〜１７８ 熱交
換器温度センサ、１８０ 改質器、１８２ 水タンク、
１８４ エタノールタンク、１８６ 改質器温度セン
サ、１９０ 循環管路、１９２ ポンプ、２００〜２０
８ 流量調節弁、２０１〜２０９ アクチュエータ、２
６０ 循環加温装置、２６２ 循環管路、２６４ポン
プ、２６６ 熱交換器、２７０〜２７８ 第１〜第５流
量調節弁、２７１〜２７９ 第１〜第５アクチュエー
タ、２８０ 循環冷却装置、２８２ 循環管路、２８４
ポンプ、２８６ 熱交換器、２９０〜２９８ 流量調
節弁、２９１〜２９９ アクチュエータ、３２６ 加湿
装置、３８０〜３９８ 第１〜第１０流量調節弁、３８
１〜３９９、第１〜第１０アクチュエータ、Ｂ１〜Ｂ
５，Ｂ１１〜Ｂ１５，Ｂ２１〜Ｂ２５，Ｂ３１〜Ｂ３５
ブロック。
２，１２２，２２２，３２２ 酸素含有ガス供給装置、
２４，２２４，３２４ 水素含有ガス供給装置、３０，
１３０，２３０，３３０ 燃料電池、３１ 単電池、３
２ 電解質膜、３３ アノード、３４ カソード、３
５，３６ セパレータ、３７，３８ 流路、４０〜４８
ヒータ、５０，１５０，２５０，３５０ 電子制御ユ
ニット、５２，１５２ ＣＰＵ、５４，１５４ ＲＯ
Ｍ、５６，１５６ ＲＡＭ、６０〜６８，１６０〜１６
８ ブロック温度センサ、１４０〜１４８ 熱交換器、
７０〜７８ ヒータ温度センサ、１７０〜１７８ 熱交
換器温度センサ、１８０ 改質器、１８２ 水タンク、
１８４ エタノールタンク、１８６ 改質器温度セン
サ、１９０ 循環管路、１９２ ポンプ、２００〜２０
８ 流量調節弁、２０１〜２０９ アクチュエータ、２
６０ 循環加温装置、２６２ 循環管路、２６４ポン
プ、２６６ 熱交換器、２７０〜２７８ 第１〜第５流
量調節弁、２７１〜２７９ 第１〜第５アクチュエー
タ、２８０ 循環冷却装置、２８２ 循環管路、２８４
ポンプ、２８６ 熱交換器、２９０〜２９８ 流量調
節弁、２９１〜２９９ アクチュエータ、３２６ 加湿
装置、３８０〜３９８ 第１〜第１０流量調節弁、３８
１〜３９９、第１〜第１０アクチュエータ、Ｂ１〜Ｂ
５，Ｂ１１〜Ｂ１５，Ｂ２１〜Ｂ２５，Ｂ３１〜Ｂ３５
ブロック。
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｍ 8/24 Ｈ０１Ｍ 8/24 Ｒ
(72)発明者 太田 久喜
愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会
社日本自動車部品総合研究所内
(72)発明者 越智 勉
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 高橋 剛
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
Ｆターム(参考） 5H026 AA06 CC03 HH05 HH08 HH09
5H027 AA06 BA01 BE07 CC06 CC11
KK05 KK46 MM16 MM21
Claims (11)
- 【請求項１】 単電池を複数積層して構成され燃料の供
給を受けて発電する燃料電池を有する燃料電池システム
であって、 前記燃料電池内を複数の領域毎に加湿可能な加湿手段
と、 前記複数の領域の一部が一時的に過剰湿度の状態となる
よう前記加湿手段を制御する加湿制御手段とを備える燃
料電池システム。 - 【請求項２】 請求項１記載の燃料電池システムであっ
て、 前記加湿制御手段は、前記複数の領域の一部の過剰加湿
の状態の終了後に他の領域を過剰加湿の状態とするよう
前記加湿手段を制御する手段である燃料電池システム。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の燃料電池システ
ムであって、 前記加湿手段は、前記燃料電池内を複数の領域毎に冷却
可能な冷却手段であり、 前記加湿制御手段は、前記複数の領域の一部の温度を低
下させるよう前記冷却手段を制御して前記過剰加湿の状
態とする手段である燃料電池システム。 - 【請求項４】 請求項１または２記載の燃料電池システ
ムであって、 前記加湿手段は、前記燃料電池内を複数の領域毎に加温
可能な加温手段であり、 前記加湿制御手段は、前記複数の領域の一部の温度を低
下させるよう前記加温手段を制御して前記過剰加湿の状
態とする手段である燃料電池システム。 - 【請求項５】 請求項４記載の燃料電池システムであっ
て、 前記加温手段は、自己発熱により加温可能な発熱体であ
る燃料電池システム。 - 【請求項６】 請求項４記載の燃料電池システムであっ
て、 炭化水素系燃料を改質して前記燃料の一つである水素含
有ガスを生成する改質器を備え、 前記加温手段は、前記改質器の熱を利用して加温可能な
熱交換器である燃料電池システム。 - 【請求項７】 請求項１または２記載の燃料電池システ
ムであって、 前記加湿手段は、前記燃料電池内を複数の領域毎に加水
可能な加水手段であり、 前記加湿制御手段は、前記複数の領域の一部が加水され
るよう前記加水手段を制御して前記過剰加湿の状態とす
る手段である燃料電池システム。 - 【請求項８】 請求項７記載の燃料電池システムであっ
て、 前記加水手段は、前記燃料電池内の複数の領域毎に独立
して形成された前記燃料の流路の各々に加湿空気を供給
可能な加湿空気供給手段である燃料電池システム。 - 【請求項９】 請求項７記載の燃料電池システムであっ
て、 前記加水手段は、前記燃料電池内の複数の領域毎に独立
して形成された前記燃料の流路の各々に加湿水を供給可
能な加湿水供給手段である燃料電池システム。 - 【請求項１０】 請求項１ないし９いずれか記載の燃料
電池システムであって、 前記加湿制御手段は、前記加湿手段の制御と共に、前記
燃料電池に供給される前記燃料の供給圧を上げる手段で
ある燃料電池システム。 - 【請求項１１】 単電池を複数積層して構成され燃料の
供給を受けて発電する燃料電池を有する燃料電池システ
ムであって、 前記燃料電池内のイオン成分を中和する中和剤を該燃料
電池内の複数の領域毎に供給可能な中和剤供給手段と、 前記複数の領域の一部に前記中和剤が供給されるよう前
記中和剤供給手段を制御する中和剤供給制御手段とを備
える燃料電池システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001362036A JP2003163023A (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | 燃料電池システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001362036A JP2003163023A (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | 燃料電池システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003163023A true JP2003163023A (ja) | 2003-06-06 |
Family
ID=19172604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001362036A Withdrawn JP2003163023A (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | 燃料電池システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003163023A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005294108A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Yamaha Motor Co Ltd | 燃料電池システムおよびそれを用いた輸送機器 |
| JP2006210277A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2013125627A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Panasonic Corp | 燃料電池発電システム |
| CN107768746A (zh) * | 2016-08-19 | 2018-03-06 | 上海源悦汽车电子股份有限公司 | 一种用于电动汽车的电池保护系统及其工作方法 |
-
2001
- 2001-11-28 JP JP2001362036A patent/JP2003163023A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005294108A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Yamaha Motor Co Ltd | 燃料電池システムおよびそれを用いた輸送機器 |
| JP2006210277A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
| JP2013125627A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Panasonic Corp | 燃料電池発電システム |
| CN107768746A (zh) * | 2016-08-19 | 2018-03-06 | 上海源悦汽车电子股份有限公司 | 一种用于电动汽车的电池保护系统及其工作方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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