JP2004234862A

JP2004234862A - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP2004234862A
Application number: JP2003018211A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yonekura; 健二米倉; Masashi Matoba; 雅司的場
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】燃料電池のアノード側から断続的に排出されるアノードオフガスと、加湿装置から継続的に排出されるカソードオフガスとの混合ガスを燃焼器において燃焼させる時、カソードオフガスの温度が燃焼器の触媒活性温度より低い場合、アノードオフガスを排出しない期間に、燃焼器がカソードオフガスによって冷却されて燃焼触媒の活性が低下せず、アノードオフガス中に含まれる水素を十分に燃焼させることができる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】カソードオフガスを燃焼器に流入する前に加熱する手段を備えた。
【選択図】図１

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する。
【０００２】
【従来技術】
従来の燃料電池システムにおける燃焼器は、カソードガスをカソードオフガスと湿度交換を行い燃料電池に供給し、カソードオフガスを燃焼器に送る。一方アノードガスはアノードオフガスと湿度交換を行い燃料電池に供給し、アノードオフガスを再びアノードガスに送るか必要に応じて燃焼器に送る。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】
特開２００２−２１６８１５号公報（第４−５頁、第７図）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、燃料電池のアノード側から断続的に排出されるアノードオフガスと、加湿装置から継続的に排出されるカソードオフガスとの混合ガスを燃焼器において燃焼させる時、カソードオフガスの温度が燃焼器の触媒活性温度より低い場合、アノードオフガスを排出しない期間に、燃焼器がカソードオフガスによって冷却されて燃焼触媒の活性が低下し、アノードオフガス中に含まれる水素を十分に燃焼させることができない可能性がある。
【０００４】
【課題を解決させるための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、カソードオフガスを燃焼器に流入する前に加熱する手段を備える。
【０００５】
【発明の効果】
本発明は、燃焼器１２へ供給するカソードオフガスを加熱する手段として熱交換器８を用いることで、燃焼器１２内の燃焼触媒１４の温度を比較的高温に保ち、触媒活性温度を保持することができるので、アノードオフガス中に含まれる水素を従来よりも十分に燃焼できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
本実施形態を、図１，２，３，４，８，９を用いて説明する。
本実施形態は、図１及び図２に示すように、燃料電池１、カソード極２、アノード極３、圧力検出器４、空気供給口５、水素供給装置６、コンプレッサー７、熱交換器８、アフタークーラー９、加湿装置１０、アノードオフガス循環装置１１、燃焼器１２、ミキサ１３、燃焼触媒１４、ヒータ１５、冷媒用熱交換器１６、アノードガス供給配管１７、アノードオフガス配管１８、アノードオフガス循環配管１９、アノードオフガス配管１９、カソードガス供給配管２０、カソードオフガス配管２１、バイパス配管２２、排気配管２３、アノードガス循環流路調整弁２４、パージ弁２５、カソードオフガス流路調整弁２６、温度検出器２７、温度検出器２８、外気温測定器３２、システムコントローラ３３で構成する。
【０００７】
燃料電池１は、水素を供給するアノード極３、酸素を供給するカソード極２を有しており、水素供給側にアノードガス供給配管１７、排出側にアノードオフガス配管１８、また酸素供給側にカソードガス供給配管２０、排出側にカソードオフガス配管２１を夫々取付ける。また、燃料電池の作動圧力を測る圧力検出器４を取付ける。
【０００８】
カソードガス供給配管２０は、燃料電池１へ供給するための酸素（カソードガス）が流れており、カソードガス流路上流より、燃料電池１を発電するのに必要な圧力まで加圧するコンプレッサー７、カソードガスより低温なカソード側から排出される酸素（カソードオフガス）と熱交換を行う熱交換器８、燃料電池１を発電するのに必要な温度まで冷却するアフタークーラー９、燃料電池１から化学反応により生成された水分を含んだカソードオフガスと湿度交換を行う加湿装置１０、燃料電池１の順で接続する。また、コンプレッサー７と熱交換器８の間に温度検出器２７を取付ける。
【０００９】
カソードオフガス配管２１は、燃料電池１から排出される化学反応により生成された水分を含んだ酸素（カソードオフガス）が流れており、カソードオフガス流路上流より、乾燥したカソードガスと湿度交換を行う加湿装置１０、バイパス配管２２に分岐手段を有し熱交換器８とバイパス配管２２に分配する流量の調整が可能なカソードオフガス流量調整弁２６、コンプレッサー７で圧縮されて高温であるカソードガスと熱交換を行う熱交換器８、カソードオフガスとアノードオフガスを混合し燃焼する燃焼器１２の順で接続する。また、加湿装置１０出口に温度検出器２８を取付ける。
【００１０】
バイパス配管２２は、カソードオフガス配管２１に取付けられたカソードオフガス流量調整弁２６から熱交換器８をバイパスし、カソードオフガス配管２１に接続する。
アノードガス供給配管１７は、燃料電池１へ供給するための水素（アノードガス）が流れており、水素供給装置６と燃料電池１を結ぶ。
【００１１】
アノードオフガス配管１８は、燃料電池１から発電の際消費されずに排出される水素（アノードオフガス）が流れており、アノードオフガス流路上流より、アノードオフガス循環配管１９に分岐手段を有するアノードオフガス循環装置１１、燃料電池１で水詰まり等のフラッディング現象が起きシステムコントローラ３４によりパージ命令がでたときに開放するパージ弁２５、燃焼器１２の順で接続する。
【００１２】
アノードオフガス循環装置１１は、アノードオフガスをアノードオフガス循環配管１９を通して、アノードガス供給配管１７に送り、再度燃料電池１に供給するための装置である。
【００１３】
燃焼器１２は、パージ弁２５が開くことにより断続的に供給されるアノードオフガスとカソードオフガスとを混合して均一な混合ガスを形成するミキサ１３と、酸化触媒を担持した電気ヒータで構成され燃焼器１２を暖機するヒータ１５と、酸化触媒を担持して混合ガスを燃焼させる燃焼触媒１４とで構成する。
排気配管２３は、燃焼器１２からの燃焼排ガスが流れており、燃焼器１２と、燃焼排ガスの温度を下げるための冷媒用熱交換器１６の順で接続し、外まで伸びる。
【００１４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図１は通常運転時、図２はバイパス配管２２使用時を示す。また、図に太線で示されている水素及び空気流路は、水素及び空気が流れていることをあらわす。
【００１５】
水素供給装置６から、水素（アノードガス）をアノード極３側に供給する。
また、コンプレッサー７で圧縮されて高温になった酸素（カソードガス）を、熱交換器８でカソードオフガスに放熱し、その後アフタークーラー９で燃料電池１を発電するのに最適な温度まで冷却し、加湿装置１０で燃料電池１の化学反応により生成された水分を含んだカソードオフガスと湿度交換により加湿して、カソード極２側に供給する。
【００１６】
供給したアノードガスとカソードガスを燃料電池１内で化学反応を起こし、発電する。その際、アノード極３側からは発電の際消費されていない水素（アノードオフガス）と、カソード極２側からは化学反応により生成された水分を含んだ酸素（カソードオフガス）を夫々排出する。
【００１７】
通常、パージ弁２５は閉じており、アノードオフガスはアノードオフガス循環装置１１により、アノードオフガス循環配管１９を通り、水素供給装置６から供給されるカソードガスと混合し、再度アノード極３側に供給する。
【００１８】
一方、システムコントローラ３４からパージ命令がでたときは、パージ弁２５を一時的に開く。図８に、パージ弁の開放に関してのシステムフローチャートを示す。このシステムフローチャートは燃料電池システム起動から設定時間（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。
【００１９】
ステップ２００では、このシステムフローチャートを開始する。
ステップ２０１では、フラグが１であるか確認する。フラグが１でない場合は、ステップ２０６に進む。
ステップ２０２では、水素と酸素を燃料電池１に供給する。
ステップ２０３では、燃料電池１を発電する。
【００２０】
ステップ２０４では、パージ弁２５を閉める。
ステップ２０５では、フラグを１にする。
ステップ２０６では、システムコントローラ３４からパージ命令が送られているかを判断する。パージ命令が送られていない場合は、ステップ２０８に進む。
【００２１】
ステップ２０７では、パージ弁２５を開く。燃焼器１２では、ミキサ１３に送られたカソードオフガス量とアノードオフガス量を均一になるような混合ガスを形成し、燃焼触媒１４によって燃焼する。ステップ２０９に進む。
ステップ２０８では、パージ弁２５を閉める。
ステップ２０９では、このシステムフローチャートを終了する。
【００２２】
カソードオフガスは、加湿装置１０で水分をカソードガスに供給し、熱交換器８でカソードガスから吸熱し、燃焼器１２を通り、冷媒用熱交換器１６でカソードオフガスを冷却し、排気配管２３で外部へ排出する。また、カソードオフガス配管２１に取付けられたカソードオフガス流量調整弁２６を調整することにより、カソードオフガスの一部或いは全てを熱交換器８をバイパスさせ、バイパス配管２２に流すことが可能である。図９に、本実施形態に係わるバイパス配管２２の使用に関してのシステムフローチャートを示す。このシステムフローチャートは燃料電池システム起動から設定時間（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。
【００２３】
ステップ１００では、このシステムフローチャートを開始する。
ステップ１０１では、外気温検出器３３により外気温と、圧力検出器４により燃料電池の作動圧力を検出する。
ステップ１０２では、温度検出器２７によりカソードガスの温度と、温度検出器２８によりカソードオフガスの温度を検出する。
【００２４】
ステップ１０３では、カソードオフガス（Ｃ（ｏｆｆ））流量調整弁２６を調節する。外気温又は作動圧力が低くなればなるほど、或いは温度検出器２７と温度検出器２８で検出される温度差が大きくなればなるほどバイパス配管に流すカソードオフガスの流量を増やす。一方、外気温又は作動圧力が低くないとき、且つ温度検出器２７と温度検出器２８で検出される温度差があまりないときは、熱交換器８にカソードオフガスを全量流す。
ステップ１０４では、このシステムフローチャートを終了する。
【００２５】
なお、パージ弁２５に関するシステムフローチャートとバイパス配管２２の使用に関するシステムフローチャートは同時に進行する。
【００２６】
図３に、カソードオフガス温度変遷概要図を示す。従来の点線で示す熱交換器を持たないときと比べると、本実施形態のように行うことで、実線で示すように燃焼器１２入口でのカソードオフガス温度を燃焼触媒活性温度Ａより高温に保つことができる。
【００２７】
図４に、本発明に係わる燃焼触媒１４の温度特性の一例を示す。燃焼触媒活性温度は、水素を燃焼させたい割合を決めることで決定する。燃焼触媒１４の温度特性は、燃焼器１２温度を燃焼器１２内の温度から、水素排出濃度を燃焼器１２から排出される水素の濃度から予め測定する。また、燃焼触媒１４の温度特性は、触媒の種類や燃焼器１２に対する密度、燃焼器１２の形状や性能などによって決まる。例えば、ここでは水素排出濃度を１０％としての燃焼器温度を触媒活性温度の所定温度とする。
【００２８】
このように第一実施形態では、
燃焼器１２へ供給するカソードオフガスの温度を上昇させる熱交換器８を備えることにより、燃焼触媒１４の温度を比較的高温に保ち触媒活性を保持することが可能となり、アノードオフガスがシステムコントローラ３４からのパージ命令で断続的に燃焼器１２へ供給された時にアノードオフガス中に含まれる水素を速やかに燃焼させることができる。
【００２９】
また、カソードオフガスを加熱する手段として加湿装置１０から排出されるカソードオフガスとコンプレッサー７から吐出されるカソードガスとの間で熱交換させる熱交換器８とすることにより、コンプレッサー７から吐出されるカソードガスをアフタークーラー９へ供給する前の段階において冷却することが可能となり、アフタークーラーの負荷を低減させて小型化できるとともに、コンプレッサー７からカソードガスに与えられる熱エネルギーを有効利用することができる。
【００３０】
また、燃焼器１２によってカソードオフガスの温度を燃焼器１２の燃焼触媒１４を活性させる所定温度まで上昇させることにより、継続して燃焼器１２の充分な触媒活性を得ることが可能となり、燃焼特性が低下を引き起こしやすい燃焼器１２へのアノードオフガス供給開始時および低温システム起動時においてでも、燃焼器１２へ供給されるアノードオフガス中に含まれる水素を速やかに燃焼させることができる。
【００３１】
また、熱交換器８をバイパスしてカソードオフガスを流通させることができるバイパス配管２２を備えることにより、コンプレッサー７から吐出されるカソードオフガスの温度が加湿器１０直後のカソードオフガスの温度と比較して低い場合にはカソードオフガスは熱交換器８をバイパスさせて流通させることで、カソードオフガスの温度低下を最低限に防ぎ、燃焼触媒の温度低下を最低限に防止することができるので、燃焼器１２へ供給されるアノードオフガス中に含まれる水素を速やかに燃焼させることができる。
【００３２】
（第二実施形態）
本実施形態を、図５，６，１０を用いて説明する。
本実施形態の基本的な構成は、図５及び図６に示すように第一実施形態と同様である。異なる点は、温度検出器２７，２８及び圧力検出器４を取外し、熱交換器８から排出されるカソードオフガスが流れるカソードオフガス配管２１とバイパス配管２２とが合流する地点より下流（合流地点に近いほど良い）に温度検出器２９、圧力検出器３０、湿度検出器３１を取付け、また燃焼器１２入口のカソードオフガス配管２１に温度検出器３２を取付ける点である。
【００３３】
次に、本実施形態の作用について説明する。
図５は通常運転時、図６はバイパス配管２２使用時を示す。また、図に太線で示されている水素及び空気流路は、水素及び空気が流れていることをあらわす。
【００３４】
図１０に、本実施形態に係わるバイパス配管の使用に関するシステムフローチャートを示す。このシステムフローチャートは燃料電池システム起動から設定時間（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。また、第一実施形態で用いたパージ弁２５に関するシステムフローチャートと同時に進行する。
【００３５】
ステップ３００では、このシステムフローチャートを開始する。
ステップ３０１では、温度検出器２９での温度、圧力検出器３０での圧力、湿度検出器３１での湿度を検出する。検出された結果に基づき、カソードオフガスの露点温度を求める。また、温度検出器３２での温度を検出する。求められたカソードオフガスの露点温度と、温度検出器３２で検出された温度より、カソードオフガス配管２１内でカソードオフガスの内包する水分を凝縮する可能性を求める。
ステップ３０２では、外気温検出器３３により外気温と、温度検出器２９によりカソードオフガスの温度を検出する。
【００３６】
ステップ３０３では、凝縮する可能性、或いは外気温、或いは温度検出器２９での温度に応じて、カソードオフガス流量調整弁２５を調整する。凝縮する可能性が高くなればなるほど、或いは外気温が低くなればなるほど、或いは温度低下が著しくなればなるほどバイパス配管２２に流すカソードオフガスの流量を増やす。一方、凝縮する可能性が低く、且つ外気温が低くなく、且つ温度低下があまりないときは熱交換器８にカソードオフガスを全量流す。
ステップ３０４では、このシステムフローチャートを終了する。
【００３７】
図７に、カソードオフガス変遷概要図を示す。従来の点線で示す熱交換器を持たないときと比べると、本実施形態のように行うことで、実線で示すように燃焼器１２入口のカソードオフガス温度がカソードオフガス露点温度Ｂより高温に保つことができる。
【００３８】
このように本実施形態では、
熱交換器８によって燃焼器１２へのカソードオフガス配管２１内でカソードオフガスの内包する水分を凝縮させることのない所定温度まで上昇させることにより、カソードオフガス配管２１内で生じる凝縮水による燃焼器１２の着火特性の低下を抑えることができる。
【００３９】
カソードオフガス流路の燃焼器１２下流でバイパス配管２２との合流地点直後のカソードオフガスの温度、湿度、圧力により露点温度を算出し、燃焼器１２入口でのカソードオフガスの温度に基づき、バイパス配管２２に流すカソードオフガスの流量を決定するので、熱交換器８出口の温度と燃焼器１２入口の温度差がある場合や、万が一カソードオフガス配管２１内で凝縮水が発生した場合でも、燃焼器１２入口でのガス露点温度を正確に把握できるので、制御後においては熱交換器８後のカソードオフガス２１配管内にあった凝縮水を取り除くことが可能である。
【００４０】
（第三実施形態）
本実施形態を、図４，５，６，１１を用いて説明する。
本実施形態の基本的な構成は、第二実施形態と同じである。
次に、本実施形態の作用について、図５及び図６を用いて説明する。
【００４１】
図１１に、本実施形態に係わるバイパス配管の使用に関するシステムフローチャートを示す。このシステムフローチャートは燃料電池システム起動から設定時間（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。また、第一実施形態で用いたパージ弁２５に関するシステムフローチャートと同時に進行する。
【００４２】
ステップ４００では、このシステムフローチャートを開始する。
ステップ４０１では、温度検出器３２での温度を検出する。
ステップ４０２では、検出された温度が触媒活性温度（例えば、水素排出濃度を１０％のときの触媒活性温度）を下回りそうな限界温度（例えば、水素排出濃度８％のときの触媒活性温度）になっているかを基準に、カソードオフガス流量調整弁２６を調整する。限界温度以下になったら、バイパス配管２２にカソードオフガスを流す。限界温度以下で、且つ触媒活性温度に近づけば近づくほどバイパス配管２２に流すカソードオフガスの流量を増やす。一方、限界温度より高いときは、熱交換器８にカソードオフガスを全量流す。
ステップ４０３では、このシステムフローチャートを終了する。
【００４３】
このように本実施形態では、
燃焼触媒活性温度より温度検出器３２で検出される温度が低くならないように監視することにより、燃焼器１２内の触媒活性化温度を維持することができ、アノードオフガスが断続的に燃焼器１２へ供給された時にアノードオフガス中に含まれる水素を速やかに燃焼させることができる。
【００４４】
また、本実施形態のシステムフローを用いることで、第二実施形態で用いた温度検出器２９、圧力検出器３０、湿度検出器３１、外気温検出器３３を取外すことができ、部品点数及びコストの削減が可能である。
【００４５】
（第四実施形態）
本実施形態を、図５，６，１２を用いて説明する。
本実施形態の構成は、第三実施形態と同じである。
次に、本実施形態の作用について、図５及び図６を用いて説明する。
【００４６】
図１２に、本実施形態に係わるバイパス配管の使用に関するシステムフローチャートを示す。このシステムフローチャートは燃料電池システム起動から設定時間（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。また、第一実施形態で用いたパージ弁２５に関するシステムフローチャートと同時に進行する。
【００４７】
ステップ５００では、このシステムフローチャートを開始する。
ステップ５０１では、温度検出器３２によって、カソードオフガスの温度を検出する。
ステップ５０２では、検出された温度が燃焼触媒１４の耐熱温度（例えば、１６０℃）に達する前の限界温度（例えば、１３０℃）になっているかを基準に，カソードオフガス流量調整弁２６を調整する。限界温度を超えたら、カソードオフガスをバイパス配管２２に流す。限界温度以上で、且つ温度上昇が著しくなればなるほどバイパス配管２２に流すカソードオフガスの流量を増やす。一方、限界温度より低いときは、熱交換器８にカソードオフガスを全量流す。
ステップ５０３では、このシステムフローチャートを終了する。
【００４８】
このように本実施形態では、
カソードオフガスが燃焼触媒１４の耐熱温度に達する前に、バイパス配管２２に分配することで、燃焼器１２内に流入するカソードオフガスの温度を下げることができ、燃焼触媒１４を破損させることがない。
【００４９】
また、本発明では、例として燃焼触媒の活性温度を水素排出濃度が１０％のときとしたが、燃焼触媒の性能などに応じて燃焼触媒活性温度を自由に設定しても同様の効果を得ることができる。
【００５０】
また同様に、例として燃焼触媒１４の耐熱温度を１６０℃とし、耐熱温度に達する前の温度を１３０℃にしたが、燃焼触媒の性能などに応じて自由に設定しても同様の効果を得ることができる。
また、第一実施形態から第四実施形態の組合せ（例えば、第二実施形態と第四実施形態など）でも同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態の通常運転時におけるシステム概略図
【図２】第一実施形態のバイパス時におけるシステム概略図
【図３】第一実施形態におけるカソードオフガス温度変遷概略図
【図４】本発明の燃焼触媒活性温度に係わる図
【図５】第二実施形態から第四実施形態の通常運転時におけるシステム概略図
【図６】第二実施形態から第四実施形態のバイパス時におけるシステム概略図
【図７】第二実施形態におけるカソードオフガス温度変遷概略図
【図８】第一実施形態から第四実施形態のシステムフローチャート
【図９】第一実施形態のシステムフローチャート
【図１０】第二実施形態のシステムフローチャート
【図１１】第三実施形態のシステムフローチャート
【図１２】第四実施形態のシステムフローチャート
【符号の説明】
１燃料電池
２カソード極
３アノード極
４圧力検出器
５空気供給口
６水素供給装置
７コンプレッサー
８熱交換器
９アフタークーラー
１０加湿装置
１１アノードオフガス循環装置
１２燃焼器
１３ミキサ
１４燃焼触媒
１５ヒータ
１６冷媒用熱交換器
１７アノードガス供給配管
１８アノードオフガス配管
１９アノードオフガス循環配管
２０カソードガス供給配管
２１カソードオフガス配管
２２バイパス配管
２３排気配管
２４アノードガス流路調整弁
２５パージ弁
２６カソードオフガス流路調整弁
２７温度検出器
２８温度検出器
２９温度検出器
３０圧力検出器
３１湿度検出器
３２温度検出器
３３外気温検出器
３４システムコントローラ
Ａ触媒活性温度
Ｂカソードオフガス露点温度

Claims

燃料電池から排出される酸素即ちカソードオフガスと、前記燃料電池から排出される水素即ちアノードオフガスを混合して燃焼する燃焼器を有し、前記カソードオフガスは継続的に前記燃焼器へ流入し、前記アノードオフガスは断続的に前記燃焼器に流入する燃料電池システムにおいて、前記カソードオフガスを前記燃焼器に流入する前に加熱する熱交換器を備えることを特徴とする燃料電池システム。
請求項１の燃料電池システムにおいて、前記アノードオフガスは前記燃料電池に供給する水素即ちアノードガスと合流させるための循環装置及び循環配管を備え、前記アノードオフガスを前記燃焼器に断続的に流すことが可能なバルブを取付けることを特徴とする燃料電池システム。
請求項１の燃料電池システムにおいて、前記熱交換器を前記燃料電池へ供給する酸素即ちカソードガスと前記カソードオフガスとで熱交換する熱交換器とすることを特徴とする燃料電池システム。
請求項３の燃料電池システムにおいて、前記カソードガスが流れるカソードガス流路の前記熱交換器上流に前記カソードガスを加熱する手段を備えることを特徴とする燃料電池システム。
請求項４の燃料電池システムにおいて、コンプレッサーを前記加熱手段とすることを特徴とする燃料電池システム。
請求項４の燃料電池システムにおいて、前記カソードオフガスを除湿する装置を前記カソードオフガスが流れるカソードオフガス流路の前記熱交換器上流に備えることを特徴とする燃料電池システム。
請求項４の燃料電池システムにおいて、前記カソードガスが前記熱交換器から排出された後且つ前記燃料電池に流入する前に、前記カソードガスを冷却する手段を備えることを特徴とする燃料電池システム。
請求項１の燃料電池システムにおいて、前記熱交換器は前記カソードオフガスの温度を前記燃焼器内に有している燃焼触媒を活性化させる所定温度まで上昇させることを特徴とする燃料電池システム。
請求項１の燃料電池システムにおいて、前記熱交換器は前記カソードオフガスの温度を前記燃焼器へつながれた配管内で前記カソードオフガスの内包する水分を凝縮させることのない所定温度まで上昇させることを特徴とする燃料電池システム。
請求項１の燃料電池システムにおいて、前記カソードオフガスが前記熱交換器をバイパスする手段即ちバイパス配管を有することを特徴とする燃料電池システム。
請求項１０の燃料電池システムにおいて、前記熱交換器と前記バイパス配管に分配する前記カソードオフガスの流量を、外気温度が低いほど前記バイパス配管に多く流すように決定することを特徴とする燃料電池システム。
請求項１０の燃料電池システムにおいて、前記熱交換器と前記バイパス配管に分配する前記カソードオフガスの流量を、前記燃料電池の作動圧力が低くなるほど前記バイパス配管に多く流すように決定することを特徴とする燃料電池システム。
請求項１０の燃料電池システムにおいて、前記カソードオフガスの温度を前記燃焼器入口で前記カソードオフガス中の水分が凝縮しない温度となるように、前記熱交換器と前記バイパス配管に分配する前記カソードオフガスの流量を決定することを特徴とする燃料電池システム。
請求項１０の燃料電池システムにおいて、前記カソードオフガス流路の前記燃焼器下流で前記バイパス配管との合流地点後の前記カソードオフガスの露点温度、及び前記カソードオフガスの露点温度測定地点より下流且つ前記カソードオフガス流路の前記燃焼器より上流での前記カソードオフガスの温度に基づき、前記バイパス配管に流す前記カソードオフガスの流量を決定することを特徴とする燃料電池システム。
請求項１４の燃料電池システムにおいて、前記カソードオフガスの露点温度を、前記カソードオフガスの温度、湿度、圧力を測定することで決定することを特徴とする燃料電池システム。
請求項１０の燃料電池システムにおいて、前記燃焼器入口でのカソードオフガスの温度が前記燃焼触媒の破損する温度に達しないように、前記熱交換器と前記バイパス配管に分配する前記カソードオフガスの流量を決定することを特徴とする燃料電池システム。
請求項１０の燃料電池システムにおいて、前記熱交換器と前記バイパス配管に分配する前記カソードオフガスの流量を、前記熱交換器に流入する前の前記カソードガスの温度が、前記燃焼器に流入する前の前記カソードオフガスの温度より低くなるほど、前記バイパス配管に多く流すように決定することを特徴とする燃料電池システム。