JP5395107B2

JP5395107B2 - 燃料電池システム

Info

Publication number: JP5395107B2
Application number: JP2011086680A
Authority: JP
Inventors: 裕記大河原; 順一横山
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2011-04-08
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2023-09-29
Also published as: JP2011171308A

Description

本発明は燃料電池システムに関し、特に、燃料電池システムのガスラインから水を回収して再利用している燃料電池システムの改良に関する。

燃料電池システムでは、燃料電池セルのイオン交換膜でのイオン透過性を確保するために燃料ガス（水素）と酸化ガス（酸素）を加湿している。また、メタノール（改質原料）などから水素リッチガスを生成する改質器を使用する燃料電池システムでは改質反応に水（改質水）を使用している。そこで、燃料電池の排出ガス（水素オフガス、空気オフガス）や改質器の改質ガス等から水分を回収して再利用している。

回収した水はタンクに貯留される。この貯留水に異物が混入していると配管やノズルの目詰まりの原因となるので、回収水系統の循環通路にフィルタを設けることが提案されている（特開２００２−３７３６９７号公報、特開平９−６３６１１号公報）。また、タンク内での細菌の繁殖を防止するために貯留水を加熱殺菌することが提案されている（特開平８−１３８７１４号公報）。貯留水に抗菌剤を添加することも提案されている（特開２００２−３４３３９３号公報）。

特開２００２−３７３６９７号公報特開平８−１３８７１４号公報特開平９−６３６１１号公報特開２００２−３４３３９３号公報

しかしながら、上述した回収水から異物を除去する装置、細菌の繁殖を抑制するための抗菌剤の投入装置、紫外線殺菌装置などの設置には、設置スペース、装置コストが問題となる。特に、車載用の燃料電池システムの場合には燃料電池の設置スペースが限られており、新たな殺菌装置等の追加は難しい。

よって、本発明は燃料電池システムの回収水系統への微生物等の異物の侵入自体を抑止することを可能とした燃料電池システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の燃料電池システムは、燃料電池システムで生成される生成水を回収してタンクに貯留する燃料電池システムであって、燃料電池のガスラインから水を回収する凝縮器と、上記タンクと上記凝縮器とを接続する接続通路と、上記接続通路に設けられるドレイン弁と、を含み、上記ドレイン弁は、上部に水の流入口を、底部に水の流出口を有するフロート室と、上記フロート室内に浮動可能に配置されて上記流出口を閉じる浮体と、上記浮体を付勢して上記浮体に所定の浮力が生ずるまで上記流出口を閉じさせる付勢手段と、を備え、上記ドレイン弁が上記接続通路の途中に設けられて上記フロート室が上記接続通路を構成し、上記フロート室の内径が上記水の流入口の内径よりも大きい、ことを特徴とする。
また、本発明の燃料電池システム（参考例）は、燃料電池システムで生成される生成水を回収してタンクに貯留する燃料電池システムにおいて、上記タンクとタンク外部とを接続する外部接続通路と、上記外部接続通路に設けられて上記タンクへの異物の侵入を抑制する抑制手段と、を備える。外部接続通路には、燃料電池のガスラインから水を回収する凝縮器とタンクとを接続する生成水通路、タンク内の空気を出入りさせるブリーザ（吸排気）通路、溢水を外部に排出するオーバーフロー通路などが含まれる。異物には細菌、ウィルス、カビなどの微生物、微粒子などが含まれる。

かかる構成とすることによって、タンクに流入する流体（水、空気等）の通路で微生物などの異物のタンクへの侵入を阻止することが可能となる。それにより、回収水タンク内での微生物の増殖を未然に防止することが可能となる。

また、本発明の燃料電池システム（参考例）は、燃料電池システムで生成される生成水を回収してタンクに貯留する燃料電池システムにおいて、上記タンクとタンク外部とを接続する外部接続通路と、上記外部接続通路を開閉して上記タンクへの異物の侵入を抑制する開閉弁と、を備える。外部接続通路には、燃料電池のガスラインから水を回収する凝縮器とタンクとを接続する生成水通路、タンク内の空気を出入りさせるブリーザ通路、溢水を外部に排出するオーバーフロー通路などが含まれる。

かかる構成とすることによって、タンクとその外部との通路を開閉弁によって遮断し、微生物（異物）の侵入の可能性の低い所定条件下に開閉弁を開放することとして微生物のタンク内への侵入を抑制することが可能となる。

好ましくは、上記開閉弁は回収された生成水が外部接続通路に存在する（あるいは一定量溜まる）と開放するフロート弁である。このフロート弁を用いると、生成水がタンクに流入するときに空気がタンクに侵入することを減らすことが出来る。

また、水検出手段と遮断弁とを組み合わせて上記フロート弁と同様に機能させても良い。

好ましくは、上記開閉弁は電磁力によって開閉する電磁弁であって、この電磁弁の開閉が上記生成水の温度又はこの温度に関係する燃料電池の運転パラメータに基づいて制御される。それによって、タンク内に流入する生成水が微生物の繁殖しない温度（高温）であれば電磁弁を開いてタンクへの生成水の流入を許容する。タンク内に流入する生成水が微生物の繁殖可能な温度（低温）であれば該電磁弁を閉じてタンクへの生成水の流入を制限する。特に、燃料電池システムを停止したときは回収された生成水の温度が低いので開閉弁を閉じて微生物の侵入を防止する。

好ましくは、上記開閉弁は上記タンクに貯留された生成水の外部流出を許容する弁である。タンクが生成水の過剰によってオーバフローとなったときに弁（オーバーフロー弁）を開放して余分の水をタンク外に排出する。また、タンク内が負圧となったときだけ開いてタンク内外の圧力差をなくし、外気のタンク内への侵入を防止する弁（ブリーザー弁、あるいは吸排気弁）を併用することも出来る。

また、本発明の燃料電池システム（参考例）は、燃料電池システムで生成される生成水を回収してタンクに貯留する燃料電池システムにおいて、上記タンクとタンク外部とを接続する外部接続通路と、上記外部接続通路に設けられて異物の侵入を抑制するフィルタと、を備える。外部接続通路には、ガスから水を回収する凝縮器とタンクとを接続する生成水通路、タンク内の空気を出入りさせるブリーザ通路、溢水を外部に排出するオーバーフロー通路などが含まれる。異物には細菌、ウィルス、カビなどの微生物が含まれる。上記フィルタを０．２μｍ以下の孔径を持つ平膜や中空糸とする。

かかる構成とすることによって、燃料電池システムの外部からタンク内に侵入しようとする微粒子や、一般的に０．２μｍ以上である細菌（微生物）などの異物をフィルタによって阻止又は減少することが可能となる。それにより、タンク内での微生物の増殖を未然に防止する。

本発明によれば、水タンク内への微生物などの異物の侵入を未然に防止することが可能となるので、回収水からの複雑な異物除去機構、殺菌装置等の設置、殺菌剤の使用が回避可能となる。

図１は燃料電池システムの概略構成を説明するブロック図である。図２は燃料電池システムの回収水系統を説明するブロック図である。図３は機械式のドレイン弁を説明する説明図である。図４は電磁式のドレイン弁を説明する説明図である。図５は他の電磁式ドレイン弁を説明する説明図である図６は吸排気弁・オーバーフロー弁の構成例を説明する説明図である。図７は吸排気弁・オーバーフロー弁の他の構成例を説明する説明図である。図８は異物阻止フィルタをガスラインにも設けた第１の例を説明する説明図である。図９は図８は異物阻止フィルタをガスラインにも設けた第２の例を説明する説明図である。図１０はドレイン弁に代えて異物阻止フィルタを接続通路に設けた例を説明する説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

本発明の実施の形態では、燃料電池システムの、改質ガスライン、水素オフガスライン、空気オフガスライン、燃焼ガスライン等のガス中から水（凝縮水）を回収する際に、凝縮器と回収水タンク間の凝縮水の通路（接続通路）に水のみを通過させるドレイン弁を設けて、各ガスラインと回収水タンクとを遮断可能とする。水のみが回収水タンクに入るようにし、ガスの流入を阻止して燃料電池システムから異物（微生物）が侵入することを阻止する。

上記ドレイン弁は機械式のフロート弁や電磁弁によって構成することが出来る。

また、上記ドレイン弁の代わりに回収水が微生物が増殖しない水温（高温）であるときに開弁し、回収水が低温であるときに閉弁する電磁弁を使用することが出来る。ガス中や凝縮水中に細菌などの微生物が含まれていたとしても高温雰囲気によって殺菌（あるいは減菌）されるので微生物が回収水タンク内で増殖する可能性はきわめて低い。

また、回収水タンクから水を汲み上げたときにタンク内が負圧になって水が円滑に出にくくなることを避けるために、回収水タンクには吸排気通路と溢水を外部に排水するオーバーフロー通路とを設ける。両通路には空気中の異物を除去する異物除去フィルタ（ベントフィルタ）を設けて吸気に伴う外気からの回収水タンク内への異物の侵入を阻止する。例えば、異物除去フィルタの微小な孔径を０．２μｍ以下とすることによって細菌、ウィルス、カビなどの微生物を除去することができる。

更には、上記凝縮水通路（接続通路）にも同様の異物除去フィルタを設けることにより、より確実に回収水タンク内への異物の侵入を阻止する。

このような構成とすることによって、異物（微生物等）の回収水タンク内への侵入を阻止することが可能となる。

図１及び図２は本発明の第１の実施例を示している。この例では、原燃料から水素リッチガスを得る燃料改質器を用いた燃料電池システムの生成水の回収系を概略的に示している。

同図において、改質器１１にはメタノール等の改質原料と改質水が供給される。後述するように改質水は燃料電池システムにおいて生成した水（生成水）を使用することが可能である。改質器１１はバーナの熱によって改質原料と水とを気化させ、触媒を用いて水蒸気改質反応を生じさせて水素リッチガスを生成する。水蒸気改質反応を行う際の反応温度は２５０〜３００℃であるため、改質器１１から供給される水素リッチガスは高温になる。この水素リッチガスを凝縮器１２を通して適当な温度に下げて燃料電池１３に供給する。凝縮器１２は図示しない冷却水が循環する熱交換器を内蔵しており、高温の水素リッチガスを冷却する。この際、水素リッチガス中の水分が凝縮して回収水ａが得られる。

燃料電池１３は、例えば、高分子電解質膜（ＰＥＦＣ）を使用したセルを必要量積層して構成される。各セルは水素と空気（酸化ガス）との電気化学反応によって電気を発生する。すなわち、燃料極（負極）では、Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^-の反応が生じる。空気極（正極）では２Ｈ⁺＋（１／２）Ｏ₂＋２ｅ^-→Ｈ₂Ｏの反応が生じる。全体として、Ｈ₂＋（１／２）Ｏ₂→Ｈ₂Ｏ（水）を生成する。燃料電池１３で使用された水素リッチガスは水素オフガスとして燃料電池１３から排出されて凝縮器１４に入る。凝縮器１４は図示しない冷却水が循環する熱交換器を内蔵しており、水素オフガスを冷却する。水素オフガス中の水分が凝縮して回収水ｂが得られる。更に、水素オフガスは改質器１１のバーナに供給され、水素オフガス中に残留する水素がバーナの燃料として使用される。バーナで燃焼した排気ガスは凝縮器１６に入る。凝縮器１６は図示しない冷却水が循環する熱交換器を内蔵しており、排気ガスを冷却する。排気ガス中の水分が凝縮して回収水ｄが得られる。

燃料電池１３で使用された空気は空気オフガスとして燃料電池１３から排出されて凝縮器１７に入る。凝縮器１７は図示しない冷却水が循環する熱交換器を内蔵しており、空気オフガスを冷却する。空気オフガス中の水分が凝縮して回収水ｃが得られる。

図２に示すように、回収水ａ〜ｄはそれぞれ接続通路（生成水通路）３１〜３４を介して回収水タンク２１０に回収され、貯留される。接続通路３１〜３４には回収水タンク２１０の手前（上部）でドレイン弁２１１〜２１４がそれぞれ設けられている。ドレイン弁２１１〜２１４は接続通路に回収水が存在するときに開放し、回収水が存在しないときには閉じている。より好ましくは回収水のみを通過させ、燃料電池システム内のガスを通過させない。従って、改質器ガスライン、燃料電池ガスライン、燃焼排気ラインから空気等及びそれに伴う異物（微生物）の回収水タンク２１０への流入を抑制することが出来る。後述するように、ドレイン弁２１１〜２１４は機械式弁及び電磁式弁が使用可能である。

回収水タンク２１０にはタンク内への入水及びタンク外への出水を円滑にするためにタンク内外の気圧差をなくすべく、回収水タンク２１０上部に設けられた接続通路（吸排気通路）２２１によって回収水タンク内部とタンク外部との間で吸排気可能になされている。接続通路２２１にはベントフィルタ２２２が設けられて外部（外気）からの異物の侵入が阻止される。ここで、ベントフィルタ２２２には、例えば、フィルタの孔径が０．２μｍ以下のもの（平膜、中空糸等）が使用される。材質はポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂系材料が使用される。一般細菌の粒子径は０．２μｍ以上であるので、フィルタ２２２によって微生物などの異物の通過を阻止することが可能である。なお、対象とする異物によってフィルタ２２２の材質を他のものとすることが出来る。例えば、耐腐食性のステンレス等の金属の網であってもよい。

また、回収水タンク２１０には、過剰となった回収水（溢水）を外部に排水する接続通路（オーバーフロー通路）２２３が回収タンクのオーバーフローライン２２６上に設けられている。この接続通路２２３にも同様のベントフィルタ２２４が設けられ、大気からタンク内への異物の侵入が防止される。後述するようにベントフィルタ２２２及び２２４は他の構成に置き換えることが可能である。

なお、回収水タンク２１０には水が不足した場合やタンク清掃のために水道水が導入可能になされている。

回収水タンク２１０に貯留された回収水はポンプ２３０によって汲み出されて純水器２４０によって濾過される。純水器２４０はイオン交換樹脂を備え、回収水中の不純物を除去して、例えば、改質水として改質器２４０に供給される。

このようにして、燃料電池システムで生成した水がタンクに回収されて利用される。

上述した実施例では、凝縮器からの回収水の接続通路にドレイン弁を設けて回収水タンクと接続通路との間を遮断可能とし、ガスの流入を阻止して回収水のみをタンクに流入させる。また、タンク内が負圧になるのを防止する接続通路（吸気ライン）、回収水が規定量を越えたときに排水する接続通路（オーバーフローライン）にそれぞれベントフィルタを設けて大気からタンク内への異物（微生物）の侵入が抑止される。

図３は本発明の第２の実施例を示している。この実施例では上述したドレイン弁２１１〜２１４を機械式ドレイン弁によって構成している。図３（ａ）及び同図（ｂ）はフロート式のドレイン弁２１１の例を説明する断面図である。ドレイン弁２１２〜２１４も同様に構成される。

図３（ａ）に示すように、凝縮器からの回収水を回収水タンクに回収する接続通路３１の途中に設けられたドレイン弁２１１は、上部に回収水の流入口２１１ａ、下部に流出口２１１ｂが設けられたフロート室２１１ｃ内に浮体２１１ｄを配置している。同図に示すように、ドレイン弁２１１のフロート室２１１ｃは接続通路３１としても機能している。また、フロート室２１１ｃの内径は流入口２１１ａの内径（接続通路３１の内径に相当）よりも大きく形成されている。浮体２１１ｄは耐食性バネ、例えばステンレスバネなどの付勢手段２１１ｅによって付勢されてフロート室２１１ｃの底部に浮体底部２１１ｆを密着して流出口２１１を閉じている。この状態ではガスなどの流体の回収水タンクへの流入は阻止される。

図３（ｂ）に示すように、回収水がフロート室２１１ｃ内に流入すると、浮体２１１ｄに浮力が生じ、浮体２１１ｄは浮体２１１ｄの自重及び付勢手段２１１ｅの付勢力に抗して上方に移動する。それにより、フロート室２１１ｃ底部の流出口２１１が開き、回収水は回収水タンクに流れ込む。フロート室２１１ｃ内の回収水が回収水タンクに流れ込んで、フロート室２１１ｃから流出すると、浮力が減少し、あるいは消滅して浮体２１１ｄは自重及び付勢手段２１１ｅの付勢力によって流出口２１１を閉じる。従って、ドレイン弁２１１によってガスの通過を阻止し、回収水だけを通過させることが可能となる。

図４は本発明の第３の実施例を示している。この実施例では上述したドレイン弁２１１〜２１４を電磁式のドレイン弁３００によって構成している。

同図に示すように、電磁式ドレイン弁３００は、例えば接続通路３１に設けられて回収水が通過するチャンバ３０１と、チャンバ３０１の回収水の存在を検出するセンサ３０２（３０２ａ、３０２ｂ）と、接続通路３１を開閉する電磁弁３０４と、センサ３０２の出力によって電磁弁３０４を制御する弁制御部３０３によって構成されている。

センサ３０２は、例えばチャンバ３０１に対向するように配置された発光器３０２ａ及び受光器３０２ｂによって構成される。また、センサ３０２はチャンバ３０１内の回収水の有無あるいは量によって位置を変えるフロートによってオンオフされるスイッチ（フロースイッチ）であっても良い。電磁弁３０４が閉じていると、チャンバ３０１内には回収水が一時的に貯留される。チャンバ３０１内への回収水の有無によって受光器３０２ｂの出力（センサ出力）が変化する。この出力を弁制御部３０３によって判別して回収水の有無を判断する。

弁制御部３０３は、回収水がチャンバ３０１（あるいは接続通路３１）に存在すると電磁弁３０４を開放して回収水を回収タンク２１０に流し込む。回収水がチャンバ３０１に存在しない場合には電磁弁３０４を遮断する。それにより、ガスなどの流体の回収水タンク２１０への流入を阻止し、流体に伴う異物の侵入を未然に防止する。

図５は本発明の第４の実施例を示している。この実施例では上述したドレイン弁２１１〜２１４の開閉を燃料電池システムの運転制御パラメータによって制御している。

図５に示す構成では、図４に示した電磁弁３００のチャンバ３０１、センサ３０２（３０２ａ、３０２ｂ）に代えて、燃料電池システムにおける運転制御パラメータを利用する。運転制御パラメータとしては、改質ガス（水素リッチガス）温度、水素オフガス温度、空気オフガス温度、燃焼排出ガス温度、燃料電池１３のセル温度、接続通路（配管）温度、凝縮器の熱交換器温度、等を利用可能である。

例えば、燃料電池セルの温度は７０〜８０度で運転される。また、燃料改質器１１における改質温度は２００〜６００℃程度であるので、燃料電池システムの運転状態では回収水温度は高温であると考えられる。このような高温雰囲気下では細菌などの微生物は殺菌され、回収水タンク２１０内での増殖の虞は少ない。

弁制御部３０３は、上述した運転制御パラメータを監視することによって回収水温度を推定する。また、回収水温度を直接検出しても良い。そして、回収水が高温であれば、接続通路３１の電磁弁３０４を開放して回収水を回収水タンク２１０内に貯留する。

一方、弁制御部３０３は、燃料電池システムのシステム停止や低負荷運転によって燃料電池の内部温度や回収水温度が低温となった場合には、燃料電池システムあるいは回収水の微生物に対する殺菌力は低下するので電磁弁３０４を閉じ、回収水の回収水タンク２１０への流入を阻止する。それにより、活性な微生物の回収水タンク２１０への侵入を防止する。

図６は本発明の第５の実施例を示している。この実施例では、図２に示された接続通路２２１及び２２３に配置されているベントフィルタ２２２及び２２４の異物通過阻止機能を機械式弁４００によって構成する例を示している。

弁４００は並列に配置された弁４１０と弁４２０とによって構成される。弁４１０及び４２０は共に逆止弁であり、弁４１０は流体の左から右方向への移動を許容するが、右から左方向への流れは遮断する。また、弁４２０は流体の右から左方向への移動を許容するが、左から右方向への流れは遮断する。

図６（ａ）に示されるように、弁４１０及び４２０の両側の圧力差が基準値を越えない範囲では、弁４１０及び４２０は共に閉じている。それにより、外部接続通路（吸排気通路、オーバーフロー通路）を遮断し、外部空気及びそれに伴う細菌などの異物が回収水タンク２１０内に流入することを阻止する。

図６（ｂ）に示すように、ポンプ２３０によって回収水タンク２１０から回収水が汲み出されると（図２参照）、回収水タンク２１０の内部気圧が外部の大気圧に対して負圧となる。両気圧の圧力差が上記基準値を越えると、弁４２０が開いて空気の流入を許容する。それにより、回収水タンク内の負圧が解消されて回収水の汲み出しが円滑化される。また、気圧差が解消されると、弁４２０が閉じる。

また、図６（ｃ）に示すように、回収水タンク２１０に貯留された回収水が過剰となってオーバーフローライン２２６を越えて溢れると、過剰な水は弁４１０を開いてタンク２１０の外部に出る。過剰な回収水の排水が終わると弁４１０は閉じる。

従って、回収水タンク内の吸排気と溢水の排水が必要になったときのみ、接続通路を開くことになり、回収水タンク外部からタンク内部への異物の侵入を可及的に阻止することが可能となる。

図７は本発明の第６の実施例を示している。同図において図６と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

この実施例では、図６に示した第５の実施例において、弁４２０に直列にベントフィルタ４３０を追加している。このベントフィルタ４３０も、孔口径が０．２μｍ以下のものが使用され、細菌などの微生物を除去することが出来る。他の構成は図６と同様である。

この実施例の構成によれば、外部から回収水タンク２１０内に入る空気はフィルタ４３０で全て濾過されるので異物の侵入をより確実に阻止することが出来る。

なお、図６及び図７に示された外部接続通路の異物通過阻止機能を担う弁４００を電磁弁によって構成することが出来る。タンク内外の圧力差や溢水をセンサによって検出し、この検出出力によって電磁弁の開閉を制御することが出来る。電磁弁を常閉とし、必要なときのみ開放することによって外部接続通路（タンク外部）からタンク内への異物の侵入を阻止することが可能となる。

図８は本発明の第７の実施例を示している。同図において図２と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

この実施例では、ドレイン弁２１１〜２１４と回収水タンク２１０との間にそれぞれ異物除去フィルタ４４１〜４４４を設けている。異物除去フィルタは孔径が０．２μｍ以下の細菌類の除去可能なフィルタを使用する。他の構成は図２と同様である。

本実施例では異物除去フィルタ４４１〜４４４を設けているので接続通路（生成水通路）３１〜３４からの異物（微生物）の侵入をより確実に阻止することが可能となる。また、別途異物除去フィルタ４４１〜４４４を設けたことによってドレイン弁２１１〜２１４を比較的に安価な構造の開閉弁に変えることが可能となる。

図９は本発明の第８の実施例を示している。同図において図２と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

この実施例では、ドレイン弁２１１〜２１４と回収水タンク２１０との間に共通の異物除去フィルタ４４５を設けている。異物除去フィルタは孔径が０．２μｍ以下の細菌類の除去可能なフィルタを使用する。他の構成は図２と同様である。

本実施例ではドレイン弁２１１〜２１４の後段（下流側）に異物除去フィルタ４４５を設けているので接続通路（生成水通路）３１〜３４からの異物（微生物）の侵入をより確実に阻止することが可能となる。また、別途異物除去フィルタ４４５を設けたことによってドレイン弁２１１〜２１４を比較的に安価な構造の開閉弁に変えることが可能となる。

図１０は本発明の第９の実施例を示している。同図において図２と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。

この実施例では、ドレイン弁２１１〜２１４に代えて異物除去フィルタ４４１〜４４４を設けている。各異物除去フィルタは孔径が０．２μｍ以下の細菌類の除去可能なフィルタを使用する。また、フィルタには耐熱性の材料が使用される。他の構成は図２と同様である。

本実施例では第１の実施例におけるドレイン弁２１１〜２１４の異物阻止機能を異物除去フィルタ４４１〜４４４が担っている。このような構成でも接続通路（生成水通路）３１〜３４からの異物（微生物）の侵入を阻止することが可能となる。異物除去フィルタ４４１〜４４４は定期的にあるいは汚れ具合に応じて交換される。

このような構成によれば、ドレイン弁２１１〜２１４を使用しないので、その分装置を安価に構成することが可能となる利点がある。

なお、上述した各実施例では、改質器を用いた燃料電池システムを一例として説明したが、本発明は直接水素を燃料とする（改質器を有しない）燃料電池システムについても適用される。

以上説明したように、本発明の実施例によれば、回収水タンクの全接続通路において高温ガス中から凝縮された回収水以外は回収水タンクに入らず、燃料電池システムの運転停止中においてもドレイン弁によって微生物の侵入する経路がない。従って、燃料電池システム内の改質器の改質ガス（水素リッチガス）ライン、燃料電池のガス（水素オフガス、空気オフガス）ライン、バーナの排気ガスラインなどから回収水タンクへの細菌、ウィルス、カビ、藻類などの微生物の侵入を阻止することが可能となる。また、回収水タンクから改質水をポンプで汲み出したときに、タンク内が負圧になるのを防止する吸気ライン、回収水が過剰となってタンクがオーバーフローするときに溢水を排水するラインから微生物がタンク内に流入する可能性があるが、微生物阻止フィルタ（ベントフィルタ）を設置して大気からの微生物の侵入が阻止される。

更に、各ガスラインと回収水タンクとの接続路に微生物阻止フィルタを設けることによっても各ガスラインからの微生物の侵入が抑止される。

１１改質器、１３燃料電池、１２，１４，１６，１７凝縮器、２１０回収水タンク、２１１〜２１４ドレイン弁、２２２，２２４，４４１〜４４５（微生物阻止）フィルタ

Claims

燃料電池システムで生成される生成水を回収してタンクに貯留する燃料電池システムであって、
燃料電池のガスラインから水を回収する凝縮器と、
前記タンクと前記凝縮器とを接続する接続通路と、
前記接続通路に設けられるドレイン弁と、を含み、
前記ドレイン弁は、
上部に水の流入口を、底部に水の流出口を有するフロート室と、
前記フロート室内に浮動可能に配置されて前記流出口を閉じる浮体と、
前記浮体を付勢して前記浮体に所定の浮力が生ずるまで前記流出口を閉じさせる付勢手段と、を備え、
前記ドレイン弁が前記接続通路の途中に設けられて前記フロート室が前記接続通路を構成し、前記フロート室の内径が前記水の流入口の内径よりも大きい、ことを特徴とする燃料電池システム。
前記ガスラインは、改質ガスライン、水素オフガスライン、空気オフガスライン及び燃焼ガスラインのうち少なくともいずれかを含む、請求項１に記載の燃料電池システム。
前記付勢手段は耐食性のばねである、請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
前記接続通路に前記ドレイン弁と直列に配置された異物阻止フィルタを備える、請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料電池システム。