JP2007317616A - 燃料電池ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】気水分離器で分離された水分を貯留する貯留タンクを大型化させることがないと共に、簡易な構成でありながら、貯留タンクの水分を、ガス燃料の漏洩を防止しつつ循環水タンクに供給するようにした燃料電池ユニットを提供する。
【解決手段】改質器１２と、改質器で生成されたガス燃料を供給される燃料電池１４と、ガス燃料から水分を分離する気水分離器（第１、第２の気水分離器１６ａ，１６ｂ）と、分離された水分を貯留する貯留タンク（第１、第２の貯留タンク２０ａ，２０ｂ）と、貯留タンクに連通管（第１、第２の連通管２２ａ，２２ｂ）を介して接続され、貯留タンクに貯留された水分を供給されて改質器用の循環水として貯留する循環水タンク２４とを少なくとも備えた燃料電池ユニット１０において、循環水タンクを貯留タンクの重力方向において下方に配置すると共に、連通管に開閉弁（第１、第２の逆止弁９４ａ，９４ｂ）を設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は燃料電池ユニットに関し、より具体的には燃料電池のガス燃料から水分を分離する気水分離器を備えた燃料電池ユニットに関する。

改質器で生成される燃料電池のガス燃料（アノードガス）は、水分を多く含有する。そのため、そのまま燃料電池に供給されると、燃料電池のガス燃料入口付近（アノード極の入口）で水詰まりを発生し、ガス燃料の流れを阻害する不具合が生じる。また、燃料電池から排出されるガス燃料には未使用のガスが含まれるため、改質器の燃焼バーナに還流されて燃焼バーナの燃料として再利用されるが、水分を多く含有するガス燃料が燃焼バーナに供給されると、燃焼バーナの着火不良や、潜熱による燃焼バーナのカロリーロスが増加するなどの不具合が生じる。

そこで、従来より、ガス燃料が流れる流路にガス燃料から水分を分離する気水分離器を設け、ガス燃料内の水分が燃料電池などに供給され難くするようにした燃料電池ユニットが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。尚、気水分離器で分離された水分は、改質器用の循環水を貯留する循環水タンクに供給させられ、再利用される。このとき、気水分離器のガス燃料が循環水タンクへ漏れるのを防止するために、気水分離器で分離された水分を貯留タンクに一時貯留して一定の水位を保持すると共に、貯留タンクの水位が所定値を超えたとき、貯留タンクの水分を循環水タンクに供給する、換言すれば、気水分離器で分離された水分で液封するように構成している。
特開２００２−１３４１４５号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術にあっては、貯留タンクと循環水タンクとを連通させる連通管に電磁弁を備える構成であるため、電磁弁を開閉させるための電力や電磁弁用のハーネスなどが新たに必要となり、その構成が複雑になるという不都合があった。また、電磁弁の開閉タイミングは貯留タンクの水位によって判断されるため、貯留タンクの水位を検出するセンサ（例えば、液面センサなど）を取り付けることとなり、貯留タンク自体が大型化するという不具合もあった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、気水分離器で分離された水分を貯留する貯留タンクを大型化させることがないと共に、簡易な構成でありながら、貯留タンクの水分を、ガス燃料の漏洩を防止しつつ循環水タンクに供給するようにした燃料電池ユニットを提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、改質器と、前記改質器で生成されたガス燃料を供給される燃料電池と、前記ガス燃料から水分を分離する気水分離器と、前記気水分離器で分離された水分を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクに連通管を介して接続され、前記貯留タンクに貯留された水分を供給されて前記改質器用の循環水として貯留する循環水タンクとを少なくとも備えた燃料電池ユニットにおいて、前記循環水タンクを前記貯留タンクの重力方向において下方に配置すると共に、前記連通管に開閉弁を設けるように構成した。

請求項２にあっては、前記開閉弁は、前記ガス燃料の圧力を超える圧力が作用するとき、開弁するように構成した。

請求項３にあっては、前記ガス燃料は、アノードガスからなるように構成した。

請求項１に係る燃料電池ユニットにあっては、改質器用の循環水を貯留する循環水タンクを、貯留タンクの重力方向において下方に配置すると共に、貯留タンクと循環水タンクとを接続する連通管に開閉弁を設けるように構成、即ち、開閉弁を開弁させるだけで、貯留タンクの水分が連通管を介して循環水タンクに供給されるように構成したので、従来技術の電磁弁や液面センサなどを不要とすることができ、簡易な構成でありながら、貯留タンクの水分を、ガス燃料の漏洩を防止しつつ循環水タンクに供給することができる。また、従来技術の如く電磁弁や液面センサなどを備えていないため、新たな電力を消費することがないと共に、貯留タンクが大型化することもなく、コスト的にも有利である。

請求項２に係る燃料電池ユニットにあっては、開閉弁は、ガス燃料の圧力を超える圧力が作用するとき、開弁するように構成したので、上記した効果に加え、ガス燃料の漏洩をより一層防止しつつ、貯留タンクの水分を循環水タンクに供給することができる。

即ち、循環水タンクが貯留タンクの重力方向において下方に配置されるため、連通管の開閉弁には、ガス燃料の圧力と貯留タンクに貯留された水分による水圧（水頭圧）との和が作用することとなる。従って、貯留タンクの水位が増加して開閉弁に作用する圧力が増加するとき、換言すれば、開閉弁にガス燃料の圧力を超える圧力が作用するとき、開閉弁が開弁するように構成したので、貯留タンクの水位を一定に安定して保持することができ、よってガス燃料の漏洩をより一層防止しつつ、貯留タンクの水分を循環水タンクに供給することができる。

請求項３に係る燃料電池ユニットにあっては、前記ガス燃料は、アノードガスからなるように構成したので、水分を多く含有するアノードガスにおいて、上記した効果を得ることができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る燃料電池ユニットの最良の実施の形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る燃料電池ユニットを説明するための模式概略図である。

図１において、符号１０は燃料電池ユニットを示す。燃料電池ユニット１０は、改質器１２と、改質器１２で生成されたガス燃料（アノードガス）を供給される燃料電池１４と、ガス燃料から水分を分離する第１および第２の気水分離器（気水分離器）１６ａ，１６ｂと、第１および第２の気水分離器１６ａ，１６ｂで分離された水分をそれぞれ貯留する第１および第２の貯留タンク（貯留タンク）２０ａ，２０ｂと、第１および第２の貯留タンク２０ａ，２０ｂに第１、第２の連通管２２ａ，２２ｂを介してそれぞれ接続され、各貯留タンク２０ａ，２０ｂに貯留された水分を供給されて改質器１２用の循環水として貯留する循環水タンク２４とを備える。

以下、上記した燃料電池ユニット１０を構成する各要素について説明すると、改質器１２は、改質用燃料（例えば、都市ガスなど）を供給されて水蒸気改質反応を行うことでアノードガスを生成する改質部１２ａと、改質部１２ａを加熱する加熱部（燃焼バーナ）１２ｂとを備える。

改質部１２ａには、改質用燃料を供給する改質用燃料管３０と、循環水タンク２４からの循環水を供給する循環水管３２と、改質部１２ａで生成されたアノードガスを燃料電池１４へ供給するアノードガス管３４とが接続される。改質用燃料管３０の上流側には、改質用燃料供給源（図示せず）が接続される。また、循環水管３２の途中には、循環水を圧送する循環水ポンプ４０が配置される。尚、この明細書において「上流」とは、そこを流れる燃料（改質用燃料、アノードガスなど）の流れ方向における上流を意味する。

また、加熱部１２ｂには、加熱部１２ｂの燃焼バーナ（図示せず）での燃焼に用いられる空気（以下「燃焼空気」という）を供給する燃焼空気管４２と、燃料電池１４から排出されたガス燃料（アノードオフガス）を燃焼バーナの加熱用燃料として供給するアノードオフガス管４４と、前記した改質用燃料管３０から第１の三方弁４６を介して分岐され、改質用燃料を燃焼バーナの加熱用燃料として供給する加熱用燃料管５０と、および燃焼バーナで発生する燃焼排ガスを大気中に排出する燃焼排ガス管５２とが接続される。また、燃焼空気管４２の途中には、空気を吸引して圧送する燃焼空気ポンプ５４が配置される。

燃料電池１４は、電解質膜（固体高分子膜）と、それを挟持するカソード極（空気極）とアノード極（燃料極）と、各電極の外側に配置されるセパレータ（いずれも図示せず）とから構成される単電池（セル）を複数個積層して形成された、公知の固体高分子型燃料電池である。

燃料電池１４のカソード極の入口側には、燃料電池１４に供給されるべき空気（カソードガス。具体的には酸素ガス）が流れるカソードガス管５６が接続される一方、出口側には、燃料電池１４から排出されるカソードガス（以下「カソードオフガス」という）を大気中に排出するカソードオフガス管６０が接続される。また、カソードガス管５６には、空気を吸引して圧送するカソードガスポンプ６２が配置される。

燃料電池１４のアノード極の入口側には、前記したアノードガス管３４が接続される。即ち、燃料電池１４のアノード極の入口と改質器１２の改質部１２ａは、アノードガス管３４を介して接続される。また、燃料電池１４のアノード極の出口側には、上記したアノードオフガス管４４が接続される。即ち、燃料電池１４のアノード極の出口と改質器１２の加熱部１２ｂは、アノードオフガス管４４を介して接続される。

また、燃料電池１４には、マイクロ・コンピュータなどからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）６４が接続される。ＥＣＵ６４は、循環水ポンプ４０などの各ポンプ、および第１の三方弁４６などに接続され、それら補機類の動作を制御する。

さらに、燃料電池１４には、燃料電池１４から生じる排熱で温水を生成することで排熱を回収する排熱回収系７０が接続される。排熱回収系７０は、燃料電池１４に１次冷却水管７２を介して接続される熱交換器（溶液熱交換器）７４と、熱交換器７４に２次冷却水管７６を介して接続されると共に、水源（図示せず）から供給される水を貯留する貯湯タンク８０とを備える。

図示の如く、１次冷却水管７２の途中には、１次冷却水管７２内の冷却水を循環させる１次冷却水ポンプ８２が配置されると共に、２次冷却水管７６の途中にも、２次冷却水管７６内の冷却水を循環させる２次冷却水ポンプ８４が配置される。

これにより、燃料電池１４から生じる熱（排熱）は、先ず１次冷却水管７２内の冷却水によって吸収されて熱交換器７４に供給される。次いで、熱交換器７４において、１次冷却水管７２内の冷却水と２次冷却水７６内の冷却水とで熱の授受が行われ、熱交換器７４に供給された熱が貯湯タンク８０に供給される。貯湯タンク８０においては、２次冷却水７６内の冷却水と貯湯タンク８０に貯留された水とで熱の授受が行われ、貯湯タンク８０の水が昇温させられ、よって温水が生成される。尚、貯湯タンク８０の温水は、図示しない熱負荷（例えば、温水シャワーなど）に供給される。

アノードガス管３４には、アノードガスから水分を分離する第１の気水分離器１６ａが配置されると共に、アノードオフガス管４４には、アノードオフガスから水分を分離する第２の気水分離器１６ｂが配置される。アノードガス管３４の第１の気水分離器１６ａより上流側は、アノードオフガス管４４の第２の気水分離器１６ｂより上流側に接続される。アノードガス管３４とアノードオフガス管４４の接続部には、第２の三方弁９０が配置される。

図２は、図１に示す第１の気水分離器１６ａ付近の配置関係などを説明するための説明断面図である。

図１および図２に示す如く、第１の気水分離器１６ａの重力方向において下方には、第１の気水分離器１６ａで分離された水分Ｗ１を貯留する第１の貯留タンク（分離水タンク）２０ａが配置される。第１の気水分離器１６ａと第１の貯留タンク２０ａは、第１の連通路９２ａを介して連通される。

また、循環水タンク２４は、第１の貯留タンク２０ａの重力方向において下方に配置される。循環水タンク２４の上部２４ａには、開口部２４ａ１が設けられて大気に開放されると共に、第１の貯留タンク２０ａの下部２０ａ１が第１の連通管２２ａを介して接続される。第１の連通管２２ａの途中には、第１の連通管２２ａを開閉する、比較的小型の第１の逆止弁（開閉弁）９４ａが配置（介挿）される。

また、図１に示す如く、第２の気水分離器１６ｂの重力方向において下方には、第２の気水分離器１６ｂで分離された水分Ｗ２を貯留する第２の貯留タンク（分離水タンク）２０ｂが配置される。第２の気水分離器１６ｂと第２の貯留タンク２０ｂは、第２の連通路９２ｂを介して連通される。

第２の貯留タンク２０ｂは、循環水タンク２４の重力方向において上方に配置、逆に言えば、循環水タンク２４は、第２の貯留タンク２０ｂの重力方向において下方に配置される。第２の貯留タンク２０ｂの下部２０ｂ１と循環水タンク２４の上部２４ａは、第２の連通管２２ｂを介して接続される。第２の連通管２２ｂの途中には、第２の連通管２２ｂを開閉する、比較的小型の第２の逆止弁（開閉弁）９４ｂが配置（介挿）される。

上記した第１および第２の逆止弁９４ａ，９４ｂは、第１の逆止弁９４ａにあってはアノードガス、第２の逆止弁９４ｂにあってはアノードオフガスの圧力を超える圧力が作用するとき、開弁するようにそれぞれ設定される。以下、第１の逆止弁９４ａについて説明するが、第１および第２の逆止弁９４ａ，９４ｂは略同一構成であるため、以下の説明は第２の逆止弁９４ｂにも妥当する。

図２を参照して説明すると、第１の逆止弁９４ａには、アノードガス管３４の内圧（換言すれば、アノードガスの圧力）と、第１の貯留タンク２０ａに貯留された水分Ｗ１による水圧（水頭圧）の和が作用する。従って、第１の貯留タンク２０ａに貯留された水分Ｗ１の量（水位）によって、第１の逆止弁９４ａに作用する圧力が変動する。より詳しくは、第１の貯留タンク２０ａの水分Ｗ１が増加して水位が上昇すると、第１の逆止弁９４ａに作用する圧力が増加する一方、水分Ｗ１が減少して水位が下降すると、第１の逆止弁９４ａに作用する圧力は減少する。

そこで、第１の逆止弁９４ａを、アノードガスの圧力を超える圧力、具体的には図２に示す如く、アノードガスの圧力に所定の水頭圧（設定水頭圧。より具体的には、第１の貯留タンク２０ａの水位がＷａのときの水頭圧）を加えた圧力が作用するとき、開弁するように設定した。尚、設定水頭圧は、第１の貯留タンク２０ａの水分Ｗ１を排水させたい水位やアノードガスの圧力変動などを考慮して設定することができ、この実施例においては、約１００［mmAq］（０．９８［kPa］）とした。

これにより、第１の逆止弁９４ａは、アノードガスの圧力のみが作用するときに開弁することがなく、よってアノードガス管３４のアノードガスが第１の逆止弁９４ａを通過して循環水タンク２４などに流入させられる（漏洩する）ことを防止することができると共に、第１の貯留タンク２０ａの水分Ｗ１が所定の水位Ｗａを超えて貯留されたとき、その超えた水量だけ循環水タンク２４に供給して排水することが可能となる。

図１の説明に戻ると、循環水タンク２４の下部２４ｂには、前記した循環水管３２が接続される。即ち、循環水タンク２４と改質器１２の改質部１２ａは循環水管３２を介して接続される。

次いで、上記の如く構成された燃料電池ユニット１０の動作あるいは作用について説明する。

改質用燃料供給源から供給される改質用燃料は、先ず改質用燃料管３０、第１の三方弁４６および加熱用燃料管５０を介して改質器１２の加熱部１２ｂ、即ち、燃焼バーナに加熱用燃料として供給される。また、燃焼空気ポンプ５４によって吸引された燃焼空気は、燃焼空気管４２を介して加熱部１２ｂの燃焼バーナに供給される。

燃焼バーナに供給された改質用燃料と燃焼空気は、点火電極（図示せず）によって点火されて燃焼させられる。燃焼によって発生した燃焼排ガスは、改質部１２ａを加熱しつつ燃焼排ガス管５２を介して大気中に排出（排気）される。

図示しない改質部温度センサなどの出力に基づいて、改質部１２ａが改質可能な温度（具体的には、７００［℃］程度）まで加熱されたと判断されると、改質部１２ａにおいて、改質動作が開始される。具体的には、改質用燃料供給源から供給される改質用燃料が、改質用燃料管３０、第１の三方弁４６を介して改質部１２ａに供給される。また、循環水ポンプ４０によって圧送された循環水タンク２４の循環水は、循環水管３２を介して改質部１２ａに改質用水として流入させられる。

改質部１２ａに流入させられた改質用水（循環水）は加熱部１２ｂからの熱によって蒸発させられて水蒸気となり、その水蒸気は前記した改質用燃料と混合され、改質触媒（図示せず）において水蒸気改質反応が起こる。即ち、混合された改質用燃料と水蒸気から水素を含有するアノードガス（ガス燃料）が生成される。

生成されたアノードガスは、アノードガス管３４、第２の三方弁９０および第１の気水分離器１６ａを介して燃料電池１４のアノード極に供給される。尚、第１の気水分離器１６ａを通過するアノードガスについては、後に詳説する。

また、カソードガスポンプ６２によって吸引されたカソードガスは、カソードガス管５６を介して燃料電池１４のカソード極に供給される。燃料電池１４のカソード極に供給されたカソードガスは、アノード極に供給されたアノードガスと電気化学反応を生じる。電気化学反応によって燃料電池１４が発生した電力（直流電流）は、図示しない出力端子と出力回路を介して電気負荷（外部の電気機器）に供給される。

燃料電池１４から排出されるカソードオフガスは、カソードオフガス管６０を介して大気中に排出される。また、燃料電池１４から排出されるアノードガス（アノードオフガス）は、アノードオフガス管４４および第２の気水分離器１６ｂを介して改質器１２の加熱部１２ｂに加熱用燃料として供給される。さらに、燃料電池１４の運転状態に応じて第２の三方弁９０が動作させられ、改質器１２において生成されたアノードガスの一部も、アノードガス管３４、第２の三方弁９０、アノードオフガス管４４および第２の気水分離器１６ｂを介して改質器１２の加熱部１２ｂに供給される。

尚、燃料電池ユニット１０において、アノードオフガスが加熱部１２ｂに供給させられる状態、換言すれば、燃料電池１４において電力を発生させる運転状態（通常運転時）になると、第１の三方弁４６が動作させられて改質用燃料管３０から加熱用燃料管５０を介して加熱部１２ｂへ供給される改質用燃料の量が徐々に減少させられ、最終的にはその供給が停止される。即ち、燃料電池ユニット１０の通常運転時における加熱部１２ｂには、アノードオフガス（あるいは、改質器１２で生成されたアノードガスの一部）のみが供給される。

次いで、第１の気水分離器１６ａを通過するアノードガス、および第２の気水分離器１６ｂを通過するアノードオフガスについて説明する。

アノードガス管３４を流れるアノードガスは、前述した如く水蒸気改質反応によって生成されるため、多くの水分を含有する。そのため、そのまま燃料電池１４に供給されると、燃料電池１４のアノード極の入口で水詰まりを発生し、アノードガスの流れを阻害してしまう。

そこで、アノードガス管３４のアノードガスは、第１の気水分離器１６ａに流入させられ、アノードガスから水分が分離される。第１の気水分離器１６ａで分離された水分は、第１の連通路９２ａを介して第１の貯留タンク２０ａに流入させられて貯留される。

それによって第１の貯留タンク２０ａに貯留された水分Ｗ１の水位がＷａを超えると、別言すれば、第１の逆止弁９４ａに、アノードガスの圧力と所定の水頭圧（具体的には、第１の貯留タンク２０ａの水位がＷａのときの水頭圧）とを加えた圧力が作用すると、第１の逆止弁９４ａは開弁させられる。

第１の逆止弁９４ａが開弁させられると、第１の貯留タンク２０ａの水分Ｗ１は、第１の連通管２２ａを介して循環水タンク２４に流入させられる。尚、第１の貯留タンク２０ａの水位がＷａ以下のとき、換言すれば、第１の逆止弁９４ａに作用する圧力が、アノードガスの圧力と所定の水頭圧とを加えた圧力以下のとき、第１の逆止弁９４ａは閉弁させられ、第１の貯留タンク２０ａから循環水タンク２４への水分Ｗ１の供給は停止させられる。

また、アノードオフガス管４４を流れるアノードオフガスにも水分が多く含まれる場合がある。そのため、そのまま加熱部１２ｂの燃焼バーナに供給されると、燃焼バーナの着火不良や、潜熱による燃焼バーナのカロリーロスが増加する。

そこで、アノードオフガス管４４のアノードオフガスは、第２の気水分離器１６ｂに流入させられ、アノードオフガスから水分が分離される。第２の気水分離器１６ｂで分離された水分は、第２の連通路９２ｂを介して第２の貯留タンク２０ｂに流入させられて貯留される。

それによって第２の貯留タンク２０ｂに貯留される水分Ｗ２の水位がＷｂを超えると、即ち、第２の逆止弁９４ｂに、アノードオフガスの圧力と所定の水頭圧（具体的には、第２の貯留タンク２０ｂの水位がＷｂのときの水頭圧）とを加えた圧力が作用すると、第２の逆止弁９４ｂは開弁させられる。

第２の逆止弁９４ｂが開弁させられると、第２の貯留タンク２０ｂの水分Ｗ２は、第２の連通管２２ｂを介して循環水タンク２４に流入させられる。尚、第２の貯留タンク２０ｂの水位がＷｂ以下のとき（即ち、第２の逆止弁９４ｂに作用する圧力が、アノードガスの圧力と所定の水頭圧とを加えた圧力以下のとき）、第２の逆止弁９４ｂは閉弁させられ、第２の貯留タンク２０ｂから循環水タンク２４への水分Ｗ２の供給は停止させられる。

以上のように、この発明の実施例にあっては、改質器１２と、前記改質器で生成されたガス燃料を供給される燃料電池１４と、前記ガス燃料から水分を分離する気水分離器（第１、第２の気水分離器１６ａ，１６ｂ）と、前記気水分離器で分離された水分を貯留する貯留タンク（第１、第２の貯留タンク２０ａ，２０ｂ）と、前記貯留タンクに連通管（第１、第２の連通管２２ａ，２２ｂ）を介して接続され、前記貯留タンクに貯留された水分を供給されて前記改質器用の循環水として貯留する循環水タンク２４とを少なくとも備えた燃料電池ユニット１０において、前記循環水タンクを前記貯留タンクの重力方向において下方に配置すると共に、前記連通管に開閉弁（第１、第２の逆止弁９４ａ，９４ｂ）を設けるように構成、即ち、第１および第２の逆止弁９４ａ，９４ｂを開弁させるだけで、第１および第２の貯留タンク２０ａ，２０ｂの水分が、第１、第２の連通管２２ａ，２２ｂを介して循環水タンク２４に供給されるように構成した。

これにより、従来技術の電磁弁や液面センサなどを不要とすることができ、簡易な構成かつ省スペースでありながら、第１および第２の貯留タンク２０ａ，２０ｂの水分を、アノードガスあるいはアノードオフガスの漏洩を防止しつつ循環水タンク２４に供給することができる。また、従来技術の如く電磁弁や液面センサなどを備えていないため、新たな電力を消費することがないと共に、貯留タンクが大型化することもなく、コスト的にも有利である。

また、前記開閉弁（９４ａ，９４ｂ）は、前記ガス燃料の圧力を超える圧力、具体的には、ガス燃料の圧力に所定の水頭圧（設定水頭圧。より具体的には、第１の貯留タンク２０ａ（第２の貯留タンク２０ｂ）の水位がＷａ（Ｗｂ）のときの水頭圧）を加えた圧力が作用するとき、開弁するように構成した。これにより、アノードガスなどの漏洩をより一層防止しつつ、第１および第２の貯留タンク２０ａ，２０ｂの水分を循環水タンク２４に供給することができる。

即ち、循環水タンク２４が、第１および第２の貯留タンク２０ａ，２０ｂの重力方向において下方に配置されるため、第１の逆止弁９４ａ（第２の逆止弁９４ｂ）には、アノードガス（アノードオフガス）の圧力と、第１の貯留タンク２０ａ（第２の貯留タンク２０ｂ）に貯留された水分による水圧との和が作用することとなる。

従って、第１の貯留タンク２０ａ（第２の貯留タンク２０ｂ）の水位が増加して第１の逆止弁９４ａ（第２の逆止弁９４ｂ）に作用する圧力が増加するとき、換言すれば、第１の逆止弁９４ａ（第２の逆止弁９４ｂ）にアノードガス（アノードオフガス）の圧力を超える圧力が作用するとき、第１の逆止弁９４ａ（第２の逆止弁９４ｂ）が開弁するように構成したので、第１の貯留タンク２０ａ（第２の貯留タンク２０ｂ）の水位を一定に安定して保持することができ、よってアノードガス（アノードオフガス）の漏洩をより一層防止しつつ、第１の貯留タンク２０ａ（第２の貯留タンク２０ｂ）の水分Ｗ１（Ｗ２）を循環水タンク２４に供給することができる。

また、ガス燃料は、アノードガスからなるように構成したので、水分を多く含有するアノードガス（あるいはアノードオフガス）において、上記した効果を得ることができる。

尚、上記において、燃料電池１４を固体高分子型としたが、それに限られるものではなく、他の形式であってもよい。

また、改質用燃料として都市ガスを使用するよう構成したが、ＬＰガスなどであってもよい。

この発明の実施例に係る燃料電池ユニットを説明するための模式概略図である。 図１に示す第１の気水分離器付近の配置関係などを説明するための説明断面図である。

符号の説明

１０ 燃料電池ユニット、１２ 改質器、１４ 燃料電池、１６ａ 第１の気水分離器（気水分離器）、１６ｂ 第２の気水分離器（気水分離器）、２０ａ 第１の貯留タンク（貯留タンク）、２０ｂ 第２の貯留タンク（貯留タンク）、２２ａ 第１の連通管（連通管）、２２ｂ 第２の連通管（連通管）、２４ 循環水タンク、９４ａ 第１の逆止弁（開閉弁）、９４ｂ 第２の逆止弁（開閉弁）

Claims (3)

1. 改質器と、前記改質器で生成されたガス燃料を供給される燃料電池と、前記ガス燃料から水分を分離する気水分離器と、前記気水分離器で分離された水分を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクに連通管を介して接続され、前記貯留タンクに貯留された水分を供給されて前記改質器用の循環水として貯留する循環水タンクとを少なくとも備えた燃料電池ユニットにおいて、前記循環水タンクを前記貯留タンクの重力方向において下方に配置すると共に、前記連通管に開閉弁を設けたことを特徴とする燃料電池ユニット。
2. 前記開閉弁は、前記ガス燃料の圧力を超える圧力が作用するとき、開弁することを特徴とする請求項１記載の燃料電池ユニット。
3. 前記ガス燃料は、アノードガスからなることを特徴とする請求項１または２記載の燃料電池ユニット。

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