JP2007141780A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】発電性能を確保した上で出来る限り流体の増大を抑えると共に、燃料電池システムの容積・質量・コストの低減を実現することのできる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】供給された燃料と酸化剤とにより発電する燃料電池単セル１を複数積層してなる燃料電池本体２と、該燃料電池本体２の内部に設けられ、各燃料電池単セル１に燃料、酸化剤、冷却媒体を供給する内部マニホルド３、４と、燃料電池本体２をその積層方向から挟んで配置されるエンドプレート５、６と、前記内部マニホルド３、４か前記エンドプレート５、６或いはその両方の部位に亘って設けられた発電に必要な補機とを備える。補機としては、水素循環装置８、水素遮断弁９、空気加湿器１１、冷却水ポンプ１４、ヒータ１５、冷却水切替弁１６などである。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料電池システムに関し、詳細にはマニホルドまたはエンドプレート或いはその両方の部位に補機を配置して燃料電池システム全体の小型軽量化を図る補機搭載技術に関する。

燃料電池システムにおいては、燃料（水素）の循環や燃料の水分調整（加湿或いは水除去）や、酸化剤（空気）の水分調整（加湿或いは水除去）や、冷却水の循環など、発電に必要な流体の各種補機がシステムとして必要である。これら補機は、燃料電池単セルを積層してなる燃料電池本体とは別の部位に設けられるのが一般的である。

ところが、補機の設置と、燃料電池本体と補機とを結ぶ配管は、システム全体を大型化し配管増大が流体の総量を増大させ、システムの小型軽量低コストへの大きな障害となっている。とりわけ、自動車に搭載する燃料電池システムにおいては、アイドルから最大負荷まで幅広い発電領域で、かつ、高い発電応答性の要求による流体の流量増大と補機に求められる性能向上によるシステム大型化と、車両への搭載性向上による小型化要求で、相反する課題が存在している。

このような課題を有する自動車用の燃料電池システムでは、例えば、次のような補機搭載技術で、配管の簡略化とその配管の長さを短縮化させて燃料電池システムの小型化並びに軽量化を図ったものがある。かかる補機搭載技術は、燃料流路、酸化剤流路及び冷媒流路を内部に形成したマニホルドブロックを前記燃料電池本体とは別体として形成し、そのマニホルドブロックに前記燃料電池本体を取り付けると共に、燃料または酸化剤を供給するためのポンプなどもこの燃料電池本体と一体的に搭載することで、これら各流体の配管を簡素化すると共にその配管長さを短くしている（例えば、特許文献１など参照）。
特開２００３−２１７６２１号公報

しかしながら、特許文献１に記載される補機搭載技術では、燃料電池本体から補機を経由する流路（主に循環流路）がマニホルドブロック内やその外部に存在し、流体増による発電性能（燃費や応答性）が低下する可能性があり、また、容積質量コストも低減しきれたとはいえない。

そこで本発明は、上記した実状に鑑みて提案されたものであり、発電性能を確保した上で出来る限り流体の増大を抑えると共に、燃料電池システムの容積・質量・コストの低減を実現することのできる燃料電池システムを提供することを目的とする。

本発明の燃料電池システムは、供給された燃料と酸化剤とにより発電する燃料電池単セルを複数積層してなる燃料電池本体と、該燃料電池本体の内部に設けられ、各燃料電池単セルに燃料、酸化剤、冷却媒体を供給するマニホルドと、燃料電池本体をその積層方向から挟んで配置されるエンドプレートと、前記マニホルドか前記エンドプレート或いはその両方の部位に亘って設けられた発電に必要な補機とを備える。

本発明の燃料電池システムによれば、燃料電池本体の内部に形成されたマニホルドか、燃料電池本体をその積層方向から挟んで配置されたエンドプレートか、或いはその両方の部位に亘って発電に必要な補機を設けたので、その補機の持つ機能を燃料電池本体の発電部近傍で発揮させることができ、それにより発電性能を大幅に向上させることができる。

例えば、補機が各流体（燃料、酸化剤、冷却媒体）の圧力や温度などを検知するセンサであれば、燃料電池本体（発電部）の近くでそのセンサの機能を発揮させることで、発電部の状況をより正確に把握でき、マージンを低減した運転ができるなど、発電性能向上に効果がある。また、補機が冷却媒体の導電率を低減するフィルタであれば、燃料電池本体近傍での冷却媒体に含まれる導電率を低減させる物質を除去することができ、また、補機がポンプや循環装置であれば、循環経路を短縮することが発電性能のより一層の向上につながる。何れにおいても、本発明の燃料電池システムによれば、燃料電池本体の外部に補機を設置するよりもスペース、質量及びコストを大幅に低減することができる。

また、本発明によれば、燃料電池本体内部に補機が配置されることによって、その補機が循環装置であれば配管を極限まで短縮することができ、それによりその配管重量やその配管内を流れる流体の流量を抑えることができ、燃料電池システム全体の小型軽量化を実現することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

「実施の形態」
先ず、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明する。図１は本実施の形態の燃料電池システムの一構成例を示す断面図である。

本実施の形態の燃料電池システムにおいては、燃料電池単セル１を複数積層してなる燃料電池本体２と、この燃料電池本体２の内部に設けられ、各燃料電池単セル１に燃料、酸化剤、冷却媒体を供給するマニホルドである一方の内部マニホルド３及び他方の内部マニホルド４と、燃料電池本体２をその積層方向から挟んで配置されるエンドプレート５、６と、内部マニホルド３、４かエンドプレート５、６或いはその両方の部位に亘って設けられた発電に必要な補機とを備える。

燃料電池本体２は、図１に示すように、供給された燃料（水素ガス）と酸化剤（酸素ガス）とにより発電する燃料電池単セル１を、その積層方向が上下方向となるように複数積層されることで発電部を構成する。

この各燃料電池単セル１には、燃料、酸化剤、冷却媒体をそれぞれ流通させる各流路（図示は省略する）にそれぞれの流体を供給するためのマニホルド穴が形成されており、各燃料電池単セル１が複数積層されることによって前記マニホルド穴が、縦穴の内部マニホルド３、４となっている。一方の内部マニホルド３と他方の内部マニホルド４は、それぞれ燃料を流通させるマニホルド穴と、酸化剤を流通させるマニホルド穴と、冷却媒体を流通させるマニホルド穴などを有し、図１ではそのうちの１つの流体について図示し、前記燃料電池本体２の流路平面の端部にそれぞれ設けられている。これら内部マニホルド３、４は、供給された流体（燃料、酸化剤、冷却媒体）を各燃料電池単セル１に分配する役目と、各燃料電池単セル１に形成された流路を流れて出口側から排出される流体を合流させる役目をする。

エンドプレート５、６は、燃料電池本体２をその積層方向から挟んで配置される上側のエンドプレート５と、下側のエンドプレート６からなる。これらエンドプレート５、６は、燃料電池本体端部の強度補強と各燃料電池単セル１同士を隙間なく密着させるために配置するのが主たる目的として使用されるが、本実施の形態では、特にこのエンドプレート５、６と内部マニホルド３、４に、発電に必要な各種の補機を配置することを特徴としている。

補機としては、流体の流動と調整のためのポンプやバルブ、流体の圧力や温度などの状態を検知する圧力センサー、各種流体流路などが挙げられる。図１では、水素ガスの圧力を調整する水素調圧弁７、水素ガスを循環させる水素循環装置８、余剰水素ガスの燃料電池外への排出を遮断する水素遮断弁９、コンプレッサ１０で圧縮された空気を加湿する空気加湿器１１、空気圧を調整する空気調圧弁１２、ラジエータ１３から冷却媒体を吸い上げる冷却水ポンプ１４、冷却媒体（ＬＬＣ）を加温するヒータ１５、冷却媒体の流路を切り替える冷却水切替弁１６などを補機としている。

この他、水素循環装置８と一方の内部マニホルド３を接続する（結ぶ）水素導入配管１７、空気加湿器１１と他方の内部マニホルド４を連結する（結ぶ）空気導入配管１８、一方の内部マニホルド３と他方の内部マニホルド４を連結する冷却水循環用配管１９も補機となっている。

これら補機は、一方の内部マニホルド３、他方の内部マニホルド４、エンドプレート５、６の何れか、或いは一方の内部マニホルド３又は他方の内部マニホルド４とエンドプレート５、６の両方に亘って設けられている。水素調圧弁７、水素循環装置８、水素導入配管１７及び空気導入配管１８は、上側のエンドプレート５内に設けられている。空気加湿器１１は、一方の内部マニホルド３の内部（空気流通穴）に設けられ、ヒータ１５は他方の内部マニホルド４の内部（冷却媒体流通穴）に設けられている。水素遮断弁９、空気調圧弁１２、冷却水ポンプ１４及び冷却水切替弁１６は、下側のエンドプレート６内に設けられている。

以下に、個々の具体的な実施例について詳細に説明する。

「実施例１」
図２は実施例１の燃料電池システムの断面図である。実施例１の燃料電池システムでは、補機である入口側圧力センサ２０、出口側圧力センサ２１及び入口側温度センサ２２、出口側温度センサ２３を上側のエンドプレート５の内部に設け、それぞれの検出部を一方の内部マニホルド３内及び他方の内部マニホルド４内に突出させている。入口側圧力センサ２０は、一方の内部マニホルド３内の水素、酸化剤、冷却媒体のうちの何れかの流体の圧力を検知し、出口側圧力センサ２１は、他方の内部マニホルド４内の水素、酸化剤、冷却媒体のうちの何れかの流体の圧力を検知する。一方、入口側温度センサ２２は、一方の内部マニホルド３内の水素、酸化剤、冷却媒体のうちの何れかの流体の温度を検知し、出口側温度センサ２３は、他方の内部マニホルド４内の水素、酸化剤、冷却媒体のうちの何れかの流体の温度を検知する。

実施例１では、発電部である燃料電池本体２の反応部直前である一方の内部マニホルド３にその検出部を臨ませるようにして上側のエンドプレート５に入口側圧力センサ２０及び入口側温度センサ２２を配置し、燃料電池本体２の反応部直後である他方の内部マニホルド４にその検出部を臨ませるようにして上側のエンドプレート５に出口側圧力センサ２１及び出口側温度センサ２３を配置しているため、発電部の状況をより正確に把握でき、マージンを低減した運転ができるなど、発電性能向上に効果がある。

なお、前記圧力センサ又は温度センサが設けられる位置に、別の補機であるフィルタ（冷却媒体の導電率を低減するフィルタ）を配置すれば、燃料電池本体２近傍での導電率を低減する物質を除去することができ、また、別の補機であるポンプや循環装置を配置すれば、循環経路を短縮でき性能向上につながる。いずれにおいても、実施例１によれば、燃料電池本体２の外部に補機を設置するよりもスペースや質量やコストを低減することができる。

「実施例２」
図３は、実施例２の燃料電池システムの断面図である。

実施例２の燃料電池システムでは、補機である気液分離装置２４、２５を、一方の内部マニホルド３と下側のエンドプレート６の両方の部位に亘って設けると共に、他方の内部マニホルド４と下側のエンドプレート６の両方の部位に亘って設けている。なお、この実施例２のその他の構成は、実施例１と同一構成であるのでその説明は省略する。

気液分離装置２４、２５は、一方の内部マニホルド３と他方の内部マニホルド４の双方に設置されており、それぞれの水位センサ２６、２７により液面を検知し、バルブ２８、２９の開閉で水位を調整するようになっている。例えば、他方の内部マニホルド４内に配置された気液分離装置２５は、内部マニホルド４の内部空間を利用してガスの流速を下げ、下部セパレータに凹部を設けて燃料電池単セル１より排出されたガス中の水分を集結し易くし、水分を分離するガスは上側のエンドプレート５から排出させることで、空間と重力を利用して分離性能を向上させることができる。

図４は、図３に示す構成に対して片方（この図の場合、一方の内部マニホルド３内）に設置した気液分離装置２４の水位調整機能をフロート式オートドレン３０とした燃料電池システムの断面図である。

この例のように、水位調整機能をフロート式オートドレン３０とすることで、電気的なセンサとバルブを使用せずに規定の水位を維持することができる。

なお、フロート式オートドレン３０とした気液分離装置を、他方の内部マニホルド４内に設けるようにしてもよい。また、図４では、図３で設けた入口側圧力センサ２０、出口側圧力センサ２１及び入口側温度センサ２２、出口側温度センサ２３をエンドプレート５内に配置させていないが、もちろんこれらをエンドプレート５内に配置しても構わない。

図５は、一方の内部マニホルド側の気液分離装置に集まる液滴を他方の内部マニホルド側へ移動させる液滴移動用配管をエンドプレートに設けた燃料電池システムの断面図である。

この例では、一方の内部マニホルド３及び下側のエンドプレート６の両方に亘って設けられた気液分離装置２４に集まる液滴を、他方の内部マニホルド４との差圧を利用して出口側に移動させる経路となる液滴移動用配管３１を下側のエンドプレート６内に設けている。そのため、この例では、入口側の気液分離装置２４に集まる液滴を出口側へ前記差圧によって移動させることができるので、燃料電池外部への排水を削減することができる。

なお、図５では、図４と同様に、図３で設けた入口側圧力センサ２０、出口側圧力センサ２１及び入口側温度センサ２２、出口側温度センサ２３をエンドプレート５内に配置させていないが、もちろんこれらをエンドプレート５内に配置しても構わない。

以上説明した実施例２の燃料電池システムでは、何れも各燃料電池単セル１から気液分離装置２４、２５までの距離を最大限に接近させることができ、入口側では燃料電池単セル１への余剰な水分混入を防止することができると共に、出口側ではその下流ガス経路での液滴混在を低減することができ、循環ガス管路へ混入する液滴を低減できる。これにより、入口側では燃料電池単セル１への余剰な水分混入による発電不良（フラッディング）を防止でき、出口側では下流ガス経路での液滴混在を低減することができ経路内の凍結防止策が容易となる。また、実施例２の燃料電池システムでは、気液分離装置２４、２５を別置きするよりもシステム全体で小型化される。

「実施例３」
図６は、補機としての燃料循環装置をエンドプレートに設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。

実施例３の燃料電池システムでは、他方の内部マニホルド４の上方で且つ上側のエンドプレート５の内部に、燃料（水素）を循環させる燃料循環装置である水素循環装置（エゼクタ）８を配置している。さらに、この水素循環装置８と一方の内部マニホルド３とを結ぶように水素導入配管１７を上側のエンドプレート５の内部に設けている。

水素循環装置８は、ポンプなどの稼動部のある装置でもよく、エンドプレート５内部にその流路が形成されることで構成されていても構わない。

このように、実施例３の燃料電池システムにおけるように、他方の内部マニホルド４の上部であって上側のエンドプレート５内に水素循環装置８を配置すれば、循環部品及びその経路を外部に設置するよりも燃料の循環経路を低減することができ、循環路圧損低減での循環性能（燃費と応答性の）の向上や、循環路内のガス量低減での放出ガス低減を実現することができる。

また、この実施例３の燃料電池システムでは、上側のエンドプレート５の内部に水素循環装置８を配置することによって、実施例２におけるように液滴を分岐したガスを利用することもできる。また、実施例３の燃料電池システムでは、エンドプレート５内部を通って一方の内部マニホルド３に燃料を供給することができるので、循環流路の低減と外部に経路を設けることと比べて配管やシール部の低減が図れる。

なお、水素循環装置８は、図６に示すようにエンドプレート５の一部を凹ませてその凹部に配置するようにしてよく、或いは、エンドプレート５を部分的に膨らませて内蔵しても構わない。

「実施例４」
図７は、補機としての加湿装置を一方の内部マニホルドの内部に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。

実施例４の燃料電池システムでは、一方の内部マニホルド３と下側のエンドプレート６の両方に亘って酸化剤（酸素）を加湿する空気加湿器１１を設けると共に、上側のエンドプレート５の内部に一方の内部マニホルド３から他方の内部マニホルド４に通じる流路である空気導入配管１８を設け、さらに一方の内部マニホルド３に空気調圧弁１２を設けている。空気加湿器１１は、湿潤ガスと乾燥ガスとの間でシールが必要なため、本実施例の如き縦方向に燃料電池単セル１を積層した場合には、図７に示す如く上下のエンドプレート５、６をそのシール部３２、３３として使用することが可能となる。

図８は、加湿装置を内部マニホルドの両方に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。

この例では、図７で示した一方の内部マニホルド３内に空気加湿器１１を設けことに加えて、他方の内部マニホルド４内にも同様の空気加湿器１１を設け、さらに下側のエンドプレート６の内部に一方の内部マニホルド３から他方の内部マニホルド４に通じる空気導入配管１８を設けている。また、この例では、空気加湿器１１をエンドプレート５、６から抜き差し可能なように着脱自在に取り付けている。

実施例４の燃料電池システムでは、２つの空気加湿器１１を一方の内部マニホルド３と他方の内部マニホルド４に設けることで、従来タイプのものに比べて加湿装置が増加することから酸素を充分に加湿することが可能となり、発電性能のより一層の向上を図ることができる。また、空気加湿器１１をエンドプレート５、６から抜き差しすることができるため、その空気加湿器１１の交換作業を容易なものとすることができる。

また、実施例４の燃料電池システムでは、発電する燃料電池単セル１に供給する必要がある水分は、発電による生成水など排ガスから回収して供給ガスに提供する場合が多いが、燃料電池外部にて水分循環させるよりも経路短縮ができることで加湿レスポンスを向上させることができ、膜のドライアウトの低減などにつながる。また、この燃料電池システムでは、燃料電池外部に液滴が存在することによる凍結の心配も低減できる。

なお、上記した例では、何れも酸化剤を加湿する空気加湿器１１を例にとり説明したが、燃料を加湿する燃料加湿器を内部マニホルド３、４の内部に配置するようにしてもよい。

「実施例５」
図９は、補機としての冷却媒体循環装置を一方の内部マニホルドの内部に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。

実施例５の燃料電池システムでは、一方の内部マニホルド３の内部（出口側の冷却媒体流路）と下側のエンドプレート６の両方に亘って冷却媒体循環装置３４をエンドプレート６から着脱自在に設けている。冷却媒体循環装置３４としては、出口側の内部マニホルド下部に配置することから遠心式のポンプを使用する。遠心式のポンプは、ポンプ構造での成立性とキャビテーション防止として機能する。

また、この実施例５では、下側のエンドプレート６の内部に、一方の内部マニホルド３から他方の内部マニホルド４に通じる冷却水循環用配管１９を設けていると共に冷却水切替弁１６を設けている。

このように構成された燃料電池システムでは、ラジエータ１３から供給された冷却媒体（ＬＬＣ）は、下側のエンドプレート６に形成された冷却媒体導入口３５から他方の内部マニホルド４内に導入された後、各燃料電池単セル１に形成された冷却媒体流路を流れ、出口内部マニホルド４に合流して冷却媒体循環装置３４によって前記冷却水循環用配管１９へと送られる。或いは、出口側に合流した冷却媒体は、冷却水切替弁１６にてラジエータ１３へと送られる。

図１０は、補機としての冷却媒体循環装置を他方の内部マニホルドの内部に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。

この例では、冷却媒体が導入される入口側となる他方の内部マニホルド４の底部と下側のエンドプレート６の両方に亘って冷却媒体循環装置３６が設けられている。この入口側に設けられる冷却媒体循環装置３６としては、押し出し方式のスクリュー式ポンプが使用される。このスクリュー式ポンプは、エンドプレート６の内部に設けることもできる。

このように構成された燃料電池システムでは、ラジエータ１３から供給された冷却媒体は、スクリュー式ポンプである冷却媒体循環装置３６によって他方の内部マニホルド４から各燃料電池単セル１に形成された冷却媒体流路を流れ、一方の内部マニホルド３で合流し、冷却水切替弁１６によって冷却水循環用配管１９へと流通させられるか或いはラジエータ１３へと戻される。

実施例５の燃料電池システムでは、ポンプからなる冷却媒体循環装置３４、３６を燃料電池本体２に接近できることで暖機時の循環経路を短縮することができ、それによる循環路の冷却水量の低減がなされる。そのため、冷却媒体（冷却液）の圧力や流量の応答性向上で発電性能が向上する他、ポンプ性能の低減が可能となり省電力化になる。また、この燃料電池システムでは、容積が必要なポンプの設置スペースと配管経路を低減することができ、システム全体での容積低減と低コスト化につながる。

「実施例６」
図１１は、補機としてのフィルタを一方の内部マニホルドの内部に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。

実施例６の燃料電池システムでは、一方の内部マニホルド３の上部であって上側のエンドプレート５に鍔部を引っ掛けるようにしてフィルタ３７を設け、そのフィルタ部分を内部マニホルド３内に突出させている。かかるフィルタ３７は、フィルタ交換が可能なように、前記した空気加湿器１１と同様エンドプレート５に対して抜き差し可能に着脱自在とされている。

実施例６の燃料電池システムでは、冷却媒体に含まれる導電率を低減する物質を除去するフィルタ３７を燃料電池本体２の発電部近くに設置することで、発電部での冷却媒体の導電率低減に効果があり、燃料電池単セル１間の短絡による発電ロスの低減と、冷却媒体を介する車体への高電圧絶縁抵抗の低下を抑制することができる。また、実施例６によれば、容積が必要なフィルタ３７の設置スペースを低減でき、さらにはフィルタ交換性も確保し易くなる。

「実施例７」
図１２は、補機としての加熱手段を一方の内部マニホルドの内部に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。

実施例６の燃料電池システムでは、他方の内部マニホルド４の上部であって上側のエンドプレート５に鍔部を引っ掛けるようにして加熱手段であるヒータ１５を設け、そのヒータ部分を内部マニホルド４内に突出させている。かかるヒータ１５は、取り外し可能なように、エンドプレート５に対して抜き差し可能に着脱自在とされている。

このヒータ１５は、内部マニホルド４のうち冷却媒体が流れる冷却媒体流路に設けられることから防水性に優れたヒータなどから構成される。なお、このヒータ１５が設けられる内部マニホルド４とは別の内部マニホルド３には、実施例６のフィルタ３７を設けていてもよい。同様に、実施例６の図１１における他方の内部マニホルド４には、本例のヒータ１５を設けるようにしてもよい。

実施例７の燃料電池システムでは、低温時の加熱において、燃料電池本体２の発電部近くで冷却媒体を過熱することで発電部全体の加温に効果的であり、また、起動時間を大幅に短縮することができる（燃料電池本体２の温度と連動性のある冷却媒体を直接近傍で加熱することで、燃料や酸化剤などのガスを燃料電池外部で加熱する場合に比べて効果的である。）
また、実施例７の燃料電池システムでは、冷却媒体を介することで、この冷却媒体の熱伝導性より燃料電池本体２の局所高温を避けつつ、燃料電池の昇温が可能となる。

以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、上述の実施例は本発明の一例であり、これらの実施例に制限されることはない。

本実施の形態の燃料電池システムの一構成例を示す断面図である。 実施例１の燃料電池システムの断面図である。 実施例２の燃料電池システムの断面図である。 図３に示す構成に対して片方に設置した気液分離装置の水位調整機能をフロート式オートドレンとした燃料電池システムの断面図である。 一方の内部マニホルド側の気液分離装置に集まる液滴を他方の内部マニホルド側へ移動させる液滴移動用配管をエンドプレートに設けた燃料電池システムの断面図である。 補機としての燃料循環装置をエンドプレートに設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。 補機としての加湿装置を一方の内部マニホルドの内部に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。 加湿装置を内部マニホルドの両方に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。 補機としての冷却媒体循環装置を一方の内部マニホルドの内部に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。 補機としての冷却媒体循環装置を他方の内部マニホルドの内部に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。 補機としてのフィルタを一方の内部マニホルドの内部に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。 補機としての加熱手段を一方の内部マニホルドの内部に設けた例を示す燃料電池システムの断面図である。

符号の説明

１…燃料電池単セル
２…燃料電池本体
３…一方の内部マニホルド
４…他方の内部マニホルド
５…上側のエンドプレート
６…下側のエンドプレート
７…水素調圧弁
８…水素循環装置（燃料循環装置）
９…水素遮断弁
１１…空気加湿器（加湿装置）
１２…空気調圧弁
１４…冷却水ポンプ
１５…ヒータ（加熱手段）
１６…冷却水切替弁
１７…水素導入配管
１８…空気導入配管
１９…冷却水循環用配管
２０…入口側圧力センサ
２１…出口側圧力センサ
２２…入口側温度センサ
２３…出口側温度センサ
２４、２５…気液分離装置
３１…液滴移動用配管
３４、３６…冷却媒体循環装置
３７…フィルタ

Claims (8)

1. 供給された燃料と酸化剤とにより発電する燃料電池単セルを複数積層してなる燃料電池本体と、
   前記燃料電池本体の内部に設けられ、前記各燃料電池単セルに燃料、酸化剤、冷却媒体を供給するマニホルドと、
   前記燃料電池本体をその積層方向から挟んで配置されるエンドプレートと、
   前記マニホルドか前記エンドプレート或いはその両方の部位に亘って設けられた発電に必要な補機とを備える
   ことを特徴とする燃料電池システム。
2. 請求項１記載の燃料電池システムであって、
   前記補機が気液分離装置であり、該気液分離装置を前記マニホルドと前記エンドプレートの両方の部位に亘って設けた
   ことを特徴とする燃料電池システム。
3. 請求項１または請求項２記載の燃料電池システムであって、
   前記補機が燃料を循環させる燃料循環装置であり、該燃料循環装置と前記燃料電池本体とを結ぶ燃料循環流路が前記エンドプレートに形成された
   ことを特徴とする燃料電池システム。
4. 請求項１または請求項２記載の燃料電池システムであって、
   前記補機が燃料または酸化剤を加湿する加湿装置であり、該加湿装置を前記マニホルドと前記エンドプレートの両方の部位に亘って設け、燃料電池内部で供給ガスを加湿させた
   ことを特徴とする燃料電池システム。
5. 請求項１記載の燃料電池システムであって、
   前記補機が冷却媒体を循環させる冷却媒体循環装置であり、該冷却媒体循環装置と前記燃料電池本体とを結ぶ冷却媒体循環流路が前記エンドプレートに形成され、燃料電池内部で該冷却媒体を循環させた
   ことを特徴とする燃料電池システム。
6. 請求項１または請求項５記載の燃料電池システムであって、
   前記補機が冷却媒体の導電率を低減するフィルタであり、該フィルタを前記マニホルドと前記エンドプレートの両方の部位に亘って設けた
   ことを特徴とする燃料電池システム。
7. 請求項１、請求項５または請求項６の何れか一つに記載の燃料電池システムであって、
   前記補機が冷却水の温度を昇温させる加熱手段であり、該加熱手段を前記マニホルドと前記エンドプレートの両方の部位に亘って設けた
   ことを特徴とする燃料電池システム。
8. 請求項６または請求項７に記載の燃料電池システムであって、
   前記フィルタ及び前記加熱手段を、前記エンドプレートから着脱自在に設けた
   ことを特徴とする燃料電池システム。

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