JP5619432B2 - 固体高分子形燃料電池発電システム - Google Patents

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Description

本発明は、固体高分子形燃料電池発電システムに関する。
固体高分子形燃料電池発電システムは、プロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜を導電性及びガス透過性を有する燃料極及び酸化極で挟んだセルと、水素ガスを含有する燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸素ガスを含有する酸化ガスを流通させる酸化ガス流路を形成されて導電性を有するセパレータとを交互に複数積層したスタックを備え、上記燃料ガスが上記スタックの上記セパレータの燃料ガス流路から上記セルの燃料極に供給されると共に、上記酸化ガスが上記スタックの上記セパレータの酸化ガス流路から上記セルの酸化極に供給されると、当該セルで水素ガスと酸素ガスとが電気化学的に反応して、水が生成すると共に、電力を発生することができるようになっている。
そして、上記電気化学反応に伴って生成した上記水は、上記電気化学反応に寄与しなかった残りの上記ガスと共に上記セパレータの上記ガス流路を流通してスタックの外部へ排出されて分離回収されている。
特開平１１−０６７２６０号公報
ところで、前述したような固体高分子形燃料電池発電システムにおいては、上記ガスの流通に対して複数の上記スタックを並列に接続した場合、各スタックに対する当該ガスの流量が少なくなりやすいことから、上記電気化学反応に伴って生成した上記水が、当該電気化学反応に寄与しなかった残りの上記ガスによってスタックの外部へ排出しにくくなりやすく、上記セパレータの上記ガス流路に滞留して発電効率が低下しやすい傾向にあった。
このようなことから、本発明は、複数のスタックが並列に接続されていても、セパレータのガス流路内に滞留する水を簡単に排出することができる固体高分子形燃料電池発電システムを提供することを目的とする。
前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、前記酸化ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記酸化ガスの流入をそれぞれ調整する酸化ガス流入調整手段と、各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動値が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも一つの当該スタックへの前記酸化ガスの供給を一旦停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御し、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックの電圧値が前記異常電圧閾値よりも大きい再開電圧閾値以上及び電圧変動値が前記異常電圧変動閾値よりも小さい再開電圧変動閾値以下の少なくとも一方の再開条件を検知すると、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該酸化ガスの供給を再開するように前記酸化ガス流入調整手段を制御し、前記異常を検知された前記スタックの前記再開条件を検知する前に、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックの電圧値が下限電圧閾値以下となると、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該酸化ガスの供給を一時再開するように前記酸化ガス流入調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
第二番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第一番目の発明において、前記スタックを三つ以上備えると共に、前記酸化ガスの供給を一時再開された前記スタックの電圧値が前記下限電圧閾値よりも大きい再停止電圧閾値以上となると、前記制御手段が、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも二つの上記スタックへの前記酸化ガスの供給を再び停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御するものであることを特徴とする。
第三番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、前記酸化ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記酸化ガスの流入をそれぞれ調整する酸化ガス流入調整手段と、各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、各前記スタック内の前記酸化ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内酸化ガス圧力計測手段と、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動値が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも一つの当該スタックへの前記酸化ガスの供給を一旦停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御し、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックの電圧値が前記異常電圧閾値よりも大きい再開電圧閾値以上及び電圧変動値が前記異常電圧変動閾値よりも小さい再開電圧変動閾値以下の少なくとも一方の再開条件を検知すると、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該酸化ガスの供給を再開するように前記酸化ガス流入調整手段を制御し、前記異常を検知された前記スタックの前記再開条件を検知する前に、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタック内の前記酸化ガスの圧力値が下限酸化ガス圧力閾値以下となると、前記スタック内酸化ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該酸化ガスの供給を一時再開するように前記酸化ガス流入調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
第四番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第一番目又は第二番目の発明において、各前記スタック内の前記酸化ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内酸化ガス圧力計測手段を備え、前記異常を検知された前記スタックの前記再開条件を検知する前に、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタック内の前記酸化ガスの圧力値が下限酸化ガス圧力閾値以下となると、前記制御手段が、前記スタック内酸化ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該酸化ガスの供給を一時再開するように前記酸化ガス流入調整手段を制御するものであることを特徴とする。
第五番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第三番目又は第四番目の発明において、前記スタックを三つ以上備えると共に、前記酸化ガスの供給を一時再開された前記スタック内の前記酸化ガスの圧力値が前記下限酸化ガス圧力閾値よりも大きい再停止酸化ガス圧力閾値以上となると、前記制御手段が、前記スタック内酸化ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも二つの上記スタックへの前記酸化ガスの供給を再び停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御するものであることを特徴とする。
第六番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段と、各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動値が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも一つの上記スタックへの前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御し、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックの電圧値が前記異常電圧閾値よりも大きい再開電圧閾値以上及び電圧変動値が前記異常電圧変動閾値よりも小さい再開電圧変動閾値以下の少なくとも一方の再開条件を検知すると、前記燃料ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該燃料ガスの供給を再開するように前記燃料ガス流入調整手段を制御し、前記異常を検知された前記スタックの前記再開条件を検知する前に、前記燃料ガスの供給を一旦停止した前記スタックの電圧値が下限電圧閾値以下となると、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記燃料ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該燃料ガスの供給を一時再開するように前記燃料ガス流入調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
第七番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段を備えると共に、前記制御手段が、さらに、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも一つの上記スタックへの前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御するものであることを特徴とする。
第八番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第六番目又は第七番目の発明において、前記スタックを三つ以上備えると共に、前記燃料ガスの供給を一時再開された前記スタックの電圧値が前記下限電圧閾値よりも大きい再停止電圧閾値以上となると、前記制御手段が、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも二つの上記スタックへの前記燃料ガスの供給を再び停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御するものであることを特徴とする。
第九番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第六番目から第八番目の発明のいずれかにおいて、各前記スタック内の前記燃料ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内燃料ガス圧力計測手段を備え、前記異常を検知された前記スタックの前記再開条件を検知する前に、前記燃料ガスの供給を一旦停止した前記スタック内の前記燃料ガスの圧力値が下限燃料ガス圧力閾値以下となると、前記制御手段が、前記スタック内燃料ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、前記燃料ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該燃料ガスの供給を一時再開するように前記燃料ガス流入調整手段を制御するものであることを特徴とする。
第十番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第九番目の発明において、前記スタックを三つ以上備えると共に、前記燃料ガスの供給を一時再開された前記スタック内の前記燃料ガスの圧力値が前記下限燃料ガス圧力閾値よりも大きい再停止燃料ガス圧力閾値以上となると、前記制御手段が、前記スタック内燃料ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも二つの上記スタックへの前記燃料ガスの供給を再び停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御するものであることを特徴とする。
第十一番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、前記酸化ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記酸化ガスの流入をそれぞれ調整する酸化ガス流入調整手段と、各前記スタックの前記酸化ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記酸化ガスの逆流入をそれぞれ防止する酸化ガス逆流入防止手段と、各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動幅が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックに対して、前記酸化ガスの供給を一旦停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御した後、当該電圧計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの電圧値が当該異常電圧閾値よりも小さい下限電圧閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該酸化ガスの供給を再開するように当該酸化ガス流入調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
第十二番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、前記酸化ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記酸化ガスの流入をそれぞれ調整する酸化ガス流入調整手段と、各前記スタックの前記酸化ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記酸化ガスの逆流入をそれぞれ防止する酸化ガス逆流入防止手段と、各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、各前記スタック内の前記酸化ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内酸化ガス圧力計測手段と、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動幅が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックに対して、前記酸化ガスの供給を一旦停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御した後、前記スタック内酸化ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの前記酸化ガスの圧力値が定常運転圧力値よりも小さい下限酸化ガス圧力閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該酸化ガスの供給を再開するように当該酸化ガス流入調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
第十三番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第十一番目又は第十二番目の発明において、複数の各前記スタックの前記酸化ガスの排出口と各前記酸化ガス逆流入防止手段との間に酸化ガス用バッファタンクがそれぞれ配設されていることを特徴とする。
第十四番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段と、各前記スタックの前記燃料ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記燃料ガスの逆流入をそれぞれ防止する燃料ガス逆流入防止手段と、各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動幅が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックに対して、前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御した後、当該電圧計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの電圧値が当該異常電圧閾値よりも小さい下限電圧閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該燃料ガスの供給を再開するように当該燃料ガス流入調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
第十五番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段と、各前記スタックの前記燃料ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記燃料ガスの逆流入をそれぞれ防止する燃料ガス逆流入防止手段と、各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、各前記スタック内の前記燃料ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内燃料ガス圧力計測手段と、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動幅が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックに対して、前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御した後、前記スタック内燃料ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの前記燃料ガスの圧力値が定常運転圧力値よりも小さい下限燃料ガス圧力閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該燃料ガスの供給を再開するように当該燃料ガス流入調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
第十六番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第十一番目から第十三番目の発明のいずれかにおいて、前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段と、各前記スタックの前記燃料ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記燃料ガスの逆流入をそれぞれ防止する燃料ガス逆流入防止手段とを備え、前記制御手段が、さらに、前記異常を検知された前記スタックに対して、前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御した後、当該電圧計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの電圧値が当該異常電圧閾値よりも小さい下限電圧閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該燃料ガスの供給を再開するように当該燃料ガス流入調整手段を制御するものであることを特徴とする。
第十七番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第十一番目から第十三番目の発明のいずれかにおいて、前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段と、各前記スタックの前記燃料ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記燃料ガスの逆流入をそれぞれ防止する燃料ガス逆流入防止手段と、各前記スタック内の前記燃料ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内燃料ガス圧力計測手段とを備え、前記制御手段が、さらに、前記異常を検知された前記スタックに対して、前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御した後、前記スタック内燃料ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの前記燃料ガスの圧力値が定常運転圧力値よりも小さい下限燃料ガス圧力閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該燃料ガスの供給を再開するように当該燃料ガス流入調整手段を制御するものであることを特徴とする。
第十八番目の発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、第十四番目から第十七番目の発明のいずれかにおいて、複数の各前記スタックの前記燃料ガスの排出口と各前記燃料ガス逆流入防止手段との間に燃料ガス用バッファタンクがそれぞれ配設されていることを特徴とする。
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムによれば、複数のスタックが並列に接続されていても、セパレータのガス流路内に滞留する水を簡単に排出することができる。
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第一番目の実施形態の要部の概略構成図である。 本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第二番目の実施形態の要部の概略構成図である。 本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第三番目の実施形態の要部の概略構成図である。 本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第一番目の実施形態の他の形態の要部の概略構成図である。 本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第二番目の実施形態の他の形態の要部の概略構成図である。 本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第三番目の実施形態の他の形態の要部の概略構成図である。
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの実施形態を図面に基づいて以下に説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
［第一番目の実施形態］
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第一番目の実施形態を図１に基づいて説明する。
図１において、１１１Ａ〜１１１Ｃは、プロトン伝導性を有する固体高分子電解質膜を導電性及びガス透過性を有する燃料極及び酸化極で挟んだセルと、水素ガスを含有する燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸素ガスを含有する酸化ガスを流通させる酸化ガス流路を形成されて導電性を有するセパレータとを交互に複数積層したスタックであり、複数（本実施形態では３つ）配設されている。
前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの酸化ガス受入口には、酸化ガス１を供給する酸化ガス供給手段である酸化ガス供給源１１２が酸化ガス流入調整手段である各バルブ１１３Ａ〜１１３Ｃを介してそれぞれに接続されており、当該酸化ガス供給源１１２は、各スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの前記セパレータの前記酸化ガス流路に当該酸化ガス１をそれぞれ流通させるように当該各スタック１１１Ａ〜１１１Ｃに並列的に供給することができるようになっている。
前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの酸化ガス排出口は、ドレンバルブ１１４ａを有する酸化ガス用気液分離手段であるドレンポット１１４の受入口に連結している。このドレンポット１１４のガス送出口は、系外へ連絡している。
前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの酸化ガス受入口と前記バルブ１１３Ａ〜１１３Ｃとの間には、当該スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの酸化ガス受入口内の圧力を計測するスタック内酸化ガス圧力計測手段である圧力計１２１Ａ〜１２１Ｃがそれぞれ設けられている。また、前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃには、当該スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの電圧を計測する電圧計測手段である電圧計１２２Ａ〜１２２Ｃがそれぞれ設けられている。
前記圧力計１２１Ａ〜１２１Ｃ及び前記電圧計１２２Ａ〜１２２Ｃは、制御手段である制御装置１２０の入力部に電気的に接続している。この制御装置１２０の出力部は、前記バルブ１１３Ａ〜１１３Ｃにそれぞれ電気的に接続しており、当該制御装置１２０は、前記圧力計１２１Ａ〜１２１Ｃ及び前記電圧計１２２Ａ〜１２２Ｃからの情報に基づいて、上記バルブ１１３Ａ〜１１３Ｃの開閉を制御することができるようになっている（詳細は後述する）。
なお、図面の煩雑化を避けるため、燃料ガス供給手段、燃料ガス流入調整手段、燃料ガス用気液分離手段、スタック内燃料ガス圧力計測手段等の燃料ガス系統は、その記載を省略しているものの、上述した酸化ガス供給手段、酸化ガス流入調整手段、酸化ガス用気液分離手段、スタック内酸化ガス圧力計測手段等の酸化ガス系統と同様にして構成されて設けられている。また、温調水流通手段等の温調水系統等も、図面の煩雑化を避けるため、その記載を省略しているものの、従来の固体高分子形燃料電池発電システムの場合と同様にして備えられている。
このようにして構成された本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム１００の作動を次に説明する。
まず、前記酸化ガス供給源１１２から酸化ガス１を送給して前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの酸化ガス供給口から内部に供給すると、当該酸化ガス１が、前記セパレータの前記酸化ガス流路を流通して前記セルの前記酸化極に供給され、その酸素ガスが、前記燃料ガス供給源から当該スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの前記セパレータの前記燃料ガス流路を流通して前記セルの前記燃料極に供給された燃料ガス中の水素ガスと当該セルにおいて電気化学的に反応することにより、電力が発生すると共に、水３が発生する。
上記電気化学反応に伴って生成した前記酸化極側の上記水３は、上記電気化学反応に寄与しなかった残りの酸化ガス１と共に前記セパレータの前記酸化ガス流路を流通して前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの酸化ガス排出口から外部へ排出され、前記ドレンポット１１４で気液分離されて回収されると共に、残りの上記酸化ガス１は、系外へ排出される。
これと同様に、前記燃料極側の上記水３は、上記電気化学反応に寄与しなかった残りの燃料ガスと共に前記セパレータの前記燃料ガス流路を流通して前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃから外部へ排出され、ドレンポットで気液分離されて回収されると共に、残りの上記燃料ガスは、系外へ排出されて後処理される。
このようにして発電運転を行なっている最中に、上記電気化学反応に伴って生成した上記水３が、例えば、前記スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路に滞留すると、当該セパレータの当該酸化ガス流路に酸化ガス１が流通しにくくなり、有効発電面積が低下して、発電電圧の低下や変動等の異常を生じるようになる。
このような発電電圧の異常を検知、すなわち、例えば、電圧値が定常電圧値ＶＡ０（例えば、０．８Ｖ／ｃｅｌｌ）よりも小さい異常電圧閾値ＶＡ１（ＶＡ０＞ＶＡ１，例えば、０．７Ｖ／ｃｅｌｌ）以下及び電圧変動値が定常電圧変動値ＶＢ０（例えば、±０．５％）よりも大きい異常電圧変動閾値ＶＢ１（ＶＢ０＜ＶＢ１，例えば、±２％）以上の少なくとも一方の異常を検知すると、前記制御装置１２０は、前記電圧計１２２Ａからの情報に基づいて、当該異常を検知した上記スタック１１１Ａを除いた他のスタック１１１Ｂ，１１１Ｃのうちの一つ（例えば、スタック１１１Ｂ）への前記酸化ガス１の供給を一旦停止するように前記バルブ１１３Ｂを閉鎖制御する。
これにより、前記酸化ガス供給源１１２からの酸化ガス１は、前記スタック１１１Ｂへ供給されることなく前記スタック１１１Ａ，１１１Ｃに供給されるようになるので、当該スタック１１１Ａ，１１１Ｃへの酸化ガス１の供給量が増加し（定常運転時の１．５倍）、当該スタック１１１Ａ，１１１Ｃの前記セパレータの前記酸化ガス流路を流通する酸化ガス１の流速が増大するようになる。
このため、前記スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路に滞留している前記水３は、流速の増加した前記酸化ガス１によって当該酸化ガス流路から勢いよく押し出されて、当該酸化ガス１と共に当該スタック１１１Ａの酸化ガス排出口から外部へ排出され、前記ドレンポット１１４で気液分離されて回収される。
このようにして前記スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路に滞留していた前記水３が除去されて、当該スタック１１１Ａの発電電圧が正常に回復したことを検知、すなわち、例えば、電圧値が前記異常電圧閾値ＶＡ１よりも大きい再開電圧閾値ＶＡ２（ＶＡ１＜ＶＡ２，例えば、０．７５Ｖ／ｃｅｌｌ）以上及び電圧変動幅が前記異常電圧変動閾値ＶＢ１よりも小さい再開電圧変動閾値ＶＢ２（ＶＢ１＞ＶＢ２，例えば、±１％）以下の少なくとも一方の再開条件を検知すると、前記制御装置１２０は、前記電圧計１２２Ａからの情報に基づいて、前記酸化ガス１の供給を一旦停止した前記スタック１１１Ｂへの前記酸化ガス１の供給を再開するように前記バルブ１１３Ｂを開放制御する。
これにより、前記酸化ガス供給源１１２からの酸化ガス１がすべてのスタック１１１Ａ〜１１１Ｃに供給され、当初の運転状態に復帰するようになる。
ところで、前記スタック１１１Ｂは、酸化ガス１の供給を停止されているとき、供給停止前までに内部に供給されていた酸化ガス１を消費しながら発電運転するため、しばらくは定常発電することができるものの、次第に電圧が低下して、発電運転ができなくなってしまう。
このため、万が一、前記スタック１１１Ａの発電電圧が正常に回復する前、すなわち、前記再開条件を検知する前に、前記酸化ガス１の供給を停止した前記スタック１１１Ｂの発電運転能力が大きく低下、すなわち、例えば、当該スタック１１１Ｂの前記酸化ガス受入口内の酸化ガス１の圧力値が定常酸化ガス圧力値ＰＡ０（例えば、５０〜４００ｋＰａＧ）よりも小さい下限酸化ガス圧力閾値ＰＡ３（ＰＡ０＞ＰＡ３，例えば、０ｋＰａＧ（大気圧））以下及び当該スタック１１１Ｂの電圧値が定常電圧値ＶＡ０よりも小さい下限電圧閾値ＶＡ３（ＶＡ０＞ＶＡ３，例えば、０．５Ｖ／ｃｅｌｌ）以下の少なくとも一方の事態を生じてしまった場合には、前記制御装置１２０は、前記酸化ガス１の供給を停止した前記スタック１１１Ｂの前記圧力計１２１Ｂ及び前記電圧計１２２Ｂの少なくとも一方からの情報に基づいて、当該スタック１１１Ｂへの前記酸化ガス１の供給を一時再開するように前記バルブ１１３Ｂを開放制御する。
このようにして前記酸化ガス１の供給を一時再開された前記スタック１１１Ｂの発電運転能力が回復する、すなわち、例えば、当該スタック１１１Ｂの前記酸化ガス受入口内の酸化ガス１の圧力値が前記下限酸化ガス圧力閾値ＰＡ３よりも大きい再停止酸化ガス圧力閾値ＰＡ４（ＰＡ３＜ＰＡ４，例えば、５０〜４００ｋＰａＧ（≒ＰＡ０））以上及び当該スタック１１１Ｂの電圧値が前記下限電圧閾値ＶＡ３よりも大きい再停止電圧閾値ＶＡ４（ＶＡ３＜ＶＡ４，例えば、約０．８Ｖ／ｃｅｌｌ（≒ＶＡ０））以上の少なくとも一方の状態になると、前記制御装置１２０は、前記圧力計１２１Ｂ及び前記電圧計１２２Ｂの少なくとも一方からの情報に基づいて、前記異常を検知した前記スタック１１１Ａを除いた他のスタック１１１Ｂ，１１１Ｃのうちの二つ（本実施形態では、残りのすべてのスタック１１１Ｂ，１１１Ｃ）への前記酸化ガス１の供給を再び停止するように前記バルブ１１３Ｂ，１１３Ｃを閉鎖制御する。
これにより、前記酸化ガス供給源１１２からの酸化ガス１は、前記スタック１１１Ｂ，１１１Ｃへ供給されることなく前記スタック１１１Ａに供給されるようになるので、当該スタック１１１Ａへの酸化ガス１の供給量がさらに増加し（定常運転時の３倍）、当該スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路を流通する酸化ガス１の流速がさらに増大するようになる。
このため、一つのスタック１１１Ｂへの酸化ガス１の供給を停止しただけでは排出しきれなかった前記スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路に滞留している前記水３は、流速をさらに増加させた前記酸化ガス１によって当該酸化ガス流路から確実に押し出されるようになり、当該酸化ガス１と共に当該スタック１１１Ａの酸化ガス排出口から外部へ排出され、前記ドレンポット１１４で気液分離されて回収される。
このようにして前記スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路に滞留していた前記水３が除去されて、当該スタック１１１Ａの発電電圧が正常に回復する、すなわち、例えば、電圧値が前記再開電圧閾値ＶＡ２（例えば、０．７５Ｖ／ｃｅｌｌ）以上及び電圧変動幅が前記再開電圧変動閾値ＶＢ２（例えば、±１％）以下の少なくとも一方の再開条件を検知すると、前記制御装置１２０は、前記電圧計１２２Ａからの情報に基づいて、前記酸化ガス１の供給を一旦停止した前記スタック１１１Ｂ，１１１Ｃへの前記酸化ガス１の供給を再開するように前記バルブ１１３Ｂ，１１３Ｃを開放制御する。
これにより、前記酸化ガス供給源１１２からの酸化ガス１がすべてのスタック１１１Ａ〜１１１Ｃに供給され、当初の運転状態に復帰するようになる。
なお、燃料ガス系統については、上述した酸化ガス系統の場合と同様にして作動をすることから、上述した酸化ガス系統の説明の「酸化ガス」とあるのを「燃料ガス」と読み替えることにより、上述した酸化ガス系統の説明をもって、その説明に代えることとする。
したがって、本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム１００によれば、複数のスタック１１１Ａ〜１１１Ｃが並列に接続されていても、当該スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの前記ガス流路内に滞留する水３を簡単に排出することができる。
［第二番目の実施形態］
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第二番目の実施形態を図２に基づいて説明する。ただし、前述した第一番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を用いることにより、前述した第一番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。
図２に示すように、前記ドレンポット１１４の受入口と各前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの酸化ガス排出口との間には、酸化ガス逆流入防止手段であるバルブ２１５Ａ〜２１５Ｃがそれぞれ介在している。
また、前記圧力計１２１Ａ〜１２１Ｃ及び前記電圧計１２２Ａ〜１２２Ｃは、制御手段である制御装置２２０の入力部に電気的に接続している。この制御装置２２０の出力部は、前記バルブ１１３Ａ〜１１３Ｃ及び前記バルブ２１５Ａ〜２１５Ｃにそれぞれ電気的に接続しており、当該制御装置１２０は、前記圧力計１２１Ａ〜１２１Ｃ及び前記電圧計１２２Ａ〜１２２Ｃからの情報に基づいて、上記バルブ１１３Ａ〜１１３Ｃ，２１５Ａ〜２１５Ｃの開閉を制御することができるようになっている（詳細は後述する）。
なお、本実施形態においても、前述した実施形態の場合と同様に、燃料ガス供給手段、燃料ガス流入調整手段、燃料ガス用気液分離手段、スタック内燃料ガス圧力計測手段、燃料ガス逆流入防止手段等の燃料ガス系統は、その記載を省略しているものの、上述した酸化ガス供給手段、酸化ガス流入調整手段、酸化ガス用気液分離手段、スタック内酸化ガス圧力計測手段、酸化ガス逆流入防止手段等の酸化ガス系統と同様にして構成されて設けられている。また、温調水流通手段等の温調水系統等も、前述した実施形態の場合と同様に、その記載を省略しているものの、従来の固体高分子形燃料電池発電システムの場合と同様にして備えられている。
このような本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム２００においては、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に運転することにより、電力を発生することができる。
そして、発電運転を行なっている最中に、前記電気化学反応に伴って生成した前記水３が、例えば、前記スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路に滞留すると、前述した第一番目の実施形態でも説明したように、当該セパレータの当該酸化ガス流路に酸化ガス１が流通しにくくなり、有効発電面積が低下して、発電電圧の低下や変動等の異常を生じるようになる。
このような発電電圧の異常、すなわち、例えば、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、電圧値が定常電圧値ＶＡ０（例えば、０．８Ｖ／ｃｅｌｌ）よりも小さい異常電圧閾値ＶＡ１（ＶＡ０＞ＶＡ１，例えば、０．７Ｖ／ｃｅｌｌ）以下及び電圧変動値が定常電圧変動値ＶＢ０（例えば、±０．５％）よりも大きい異常電圧変動閾値ＶＢ１（ＶＢ０＜ＶＢ１，例えば、±２％）以上の少なくとも一方の異常を検知すると、前記制御装置２２０は、前記電圧計１２２Ａからの情報に基づいて、当該異常を検知した上記スタック１１１Ａ内への前記酸化ガス１の供給を一旦停止するように前記バルブ１１３Ａ，２１５Ａを閉鎖制御する。
これにより、前記異常を検知された前記スタック１１１Ａは、内部に供給されていた酸化ガス１を消費して、前記セパレータの前記酸化ガス流路の圧力及び電圧が次第に低下する。そして、前記制御装置２２０は、上記スタック１１１Ａの前記酸化ガス受入口内の酸化ガス１の圧力値が定常酸化ガス圧力値ＰＡ０（例えば、５０〜４００ｋＰａＧ）よりも小さい下限酸化ガス圧力閾値ＰＡ３（ＰＡ０＞ＰＡ３，例えば、０ｋＰａＧ（大気圧））以下及び当該スタック１１１Ａの電圧値が定常電圧値ＶＡ０よりも小さい下限電圧閾値ＶＡ３（ＶＡ０＞ＶＡ３，例えば、０．５Ｖ／ｃｅｌｌ）以下の少なくとも一方となると、前記圧力計１２１Ａ及び前記電圧計１２２Ａの少なくとも一方からの情報に基づいて、当該スタック１１１Ａへの前記酸化ガス１の供給を再開するように前記バルブ１１３Ａ，２１５Ａを開放制御する。
すると、前記スタック１１１Ａは、前記セパレータの前記酸化ガス流路内に酸化ガス１が急激に流通し、当該セパレータの当該酸化ガス流路に滞留している前記水３が、急激に流入した上記酸化ガス１によって当該酸化ガス流路から勢いよく押し出されて、当該酸化ガス１と共に当該スタック１１１Ａの酸化ガス排出口から外部へ排出され、前記ドレンポット１１４で気液分離されて回収される。
これにより、前記スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路内で滞留していた前記水３が除去され、当該スタック１１１Ａは、発電電圧が正常に回復するようになる。
なお、燃料ガス系統については、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、上述した酸化ガス系統の場合と同様にして作動をすることから、上述した酸化ガス系統の説明の「酸化ガス」とあるのを「燃料ガス」と読み替えることにより、上述した酸化ガス系統の説明をもって、その説明に代えることとする。
したがって、本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム２００によれば、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、複数のスタック１１１Ａ〜１１１Ｃが並列に接続されていても、当該スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの前記ガス流路内に滞留する水３を簡単に排出することができる。
［第三番目の実施形態］
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムの第三番目の実施形態を図３に基づいて説明する。ただし、前述した第一，二番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一，二番目の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を用いることにより、前述した第一，二番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。
図３に示すように、各前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの酸化ガス排出口と前記バルブ２１５Ａ〜２１５Ｃとの間には、ドレンバルブ３１４Ａａ〜３１４Ｃａを有する酸化ガス用バッファタンク３１４Ａ〜３１４Ｃがそれぞれ設けられており、当該バッファタンク３１４Ａ〜３１４Ｃは、酸化ガス用気液分離手段も兼ねるようになっている。
なお、本実施形態においても、前述した実施形態の場合と同様に、燃料ガス供給手段、燃料ガス流入調整手段、燃料ガス用気液分離手段、スタック内燃料ガス圧力計測手段、燃料ガス逆流入防止手段、燃料ガス用バッファタンク等の燃料ガス系統は、その記載を省略しているものの、上述した酸化ガス供給手段、酸化ガス流入調整手段、酸化ガス用気液分離手段、スタック内酸化ガス圧力計測手段、酸化ガス逆流入防止手段、酸化ガス用バッファタンク等の酸化ガス系統と同様にして構成されて設けられている。また、温調水流通手段等の温調水系統等も、前述した実施形態の場合と同様に、その記載を省略しているものの、従来の固体高分子形燃料電池発電システムの場合と同様にして備えられている。
このような本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム３００においては、前述した第一，二番目の実施形態の場合と同様に運転することにより、電力を発生することができる。
そして、発電運転を行なっている最中に、前記電気化学反応に伴って生成した前記水３が、例えば、前記スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路に滞留すると、前述した第一，二番目の実施形態でも説明したように、当該セパレータの当該酸化ガス流路に酸化ガス１が流通しにくくなり、有効発電面積が低下して、発電電圧の低下や変動等の異常を生じるようになる。
このような発電電圧の異常、すなわち、例えば、前述した第一，二番目の実施形態の場合と同様に、電圧値が定常電圧値ＶＡ０（例えば、０．８Ｖ／ｃｅｌｌ）よりも小さい異常電圧閾値ＶＡ１（ＶＡ０＞ＶＡ１，例えば、０．７Ｖ／ｃｅｌｌ）以下及び電圧変動値が定常電圧変動値ＶＢ０（例えば、±０．５％）よりも大きい異常電圧変動閾値ＶＢ１（ＶＢ０＜ＶＢ１，例えば、±２％）以上の少なくとも一方の異常を検知すると、前述した第二番目の実施形態の場合と同様に、前記制御装置２２０は、前記電圧計１２２Ａからの情報に基づいて、当該異常を生じた上記スタック１１１Ａ内への前記酸化ガス１の供給を一旦停止するように前記バルブ１１３Ａ，２１５Ａを閉鎖制御する。
これにより、前記異常を検知された前記スタック１１１Ａの内部及び前記バッファタンク３１４Ａ内に存在する酸化ガス１が消費され、当該スタック１１１Ａの内部の圧力及び電圧が次第に低下すると共に、当該スタック１１１Ａの内部の圧力の低下に伴って、上記バッファタンク３１４Ａ内の圧力も次第に低下する。
そして、前記制御装置２２０は、上記スタック１１１Ａの前記酸化ガス受入口内の酸化ガス１の圧力値が定常酸化ガス圧力値ＰＡ０（例えば、５０〜４００ｋＰａＧ）よりも小さい下限酸化ガス圧力閾値ＰＡ３（ＰＡ０＞ＰＡ３，例えば、０ｋＰａＧ（大気圧））以下及び当該スタック１１１Ａの電圧値が定常電圧値ＶＡ０よりも小さい下限電圧閾値ＶＡ３（ＶＡ０＞ＶＡ３，例えば、０．５Ｖ／ｃｅｌｌ）以下の少なくとも一方となると、前述した第二番目の実施形態の場合と同様に、前記圧力計１２１Ａ及び前記電圧計１２２Ａの少なくとも一方からの情報に基づいて、当該スタック１１１Ａへの前記酸化ガス１の供給を再開するように前記バルブ１１３Ａ，２１５Ａを開放制御する。
すると、前記スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路内及び前記バッファタンク３１６Ａ内に酸化ガス１が急激に流通し、当該セパレータの当該酸化ガス流路に滞留している前記水３が、急激に流入した上記酸化ガス１によって当該酸化ガス流路から勢いよく押し出されて、当該酸化ガス１と共に当該スタック１１１Ａの酸化ガス排出口から前記バッファタンク３１４Ａ内に排出され、気液分離されて回収される。
これにより、前述した第二番目の実施形態の場合と同様に、前記スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路内で滞留していた前記水３が除去され、当該スタック１１１Ａは、発電電圧が正常に回復するようになる。
なお、燃料ガス系統については、前述した第一，二番目の実施形態の場合と同様に、上述した酸化ガス系統の場合と同様にして作動をすることから、上述した酸化ガス系統の説明の「酸化ガス」とあるのを「燃料ガス」と読み替えることにより、上述した酸化ガス系統の説明をもって、その説明に代えることとする。
したがって、本実施形態に係る固体高分子形燃料電池発電システム３００によれば、前述した第一，二番目の実施形態の場合と同様に、複数のスタック１１１Ａ〜１１１Ｃが並列に接続されていても、当該スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの前記ガス流路内に滞留する水３を簡単に排出することができるのはもちろんのこと、各スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの前記ガス排出口と前記バルブ２１５Ａ〜２１５Ｃとの間に前記バッファタンク３１４Ａ〜３１４Ｃを設けたことから、前記異常を検出されたスタック１１１Ａ〜１１１Ｃの前記セパレータの前記ガス流路内に急激に流通させるガス量を前述した第二番目の実施形態の場合よりも増加させることができるので、当該スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの前記ガス流路内に滞留する水３を第二番目の実施形態の場合よりもさらに確実に排出することができる。
［他の実施形態］
なお、前述した第一番目の実施形態においては、前記制御装置１２０が、前記スタック１１１Ａの前記異常を検知すると、当該スタック１１１Ａを除いた他のうちの一つのスタック１１１Ｂへの前記酸化ガス１の供給を一旦停止するように前記バルブ１１３Ｂを閉鎖制御すると共に、当該スタック１１１Ａの発電電圧が正常に回復する前に、前記酸化ガス１の供給を停止した当該スタック１１１Ｂの発電運転能力が大きく低下してしまうと、前記酸化ガス１の供給を停止した当該スタック１１１Ｂへの前記酸化ガス１の供給を一時再開するように前記バルブ１１３Ｂを開放制御して、発電運転能力を一旦回復させた後、前記異常を検知した前記スタック１１１Ａを除いた残りのすべてのスタック１１１Ｂ，１１１Ｃへの前記酸化ガス１の供給を再び停止するように前記バルブ１１３Ｂ，１１３Ｃを閉鎖制御することにより、当該スタック１１１Ａの前記セパレータの前記酸化ガス流路に滞留している水３を確実に排出させるようにしたが、他の実施形態として、例えば、制御手段が、あるスタックの異常を検知すると、当該スタックを除いた他のすべてのスタックへの前記ガスの供給を一括して一旦停止するように前記バルブをそれぞれ閉鎖制御することにより、当該異常を検知された当該スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に滞留している水を一回で確実に排出させるようにすることも可能である。
また、前述した第二，三番目の実施形態においては、前記ドレンポット１１４の受入口と各前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃの酸化ガス排出口との間にバルブ２１５Ａ〜２１５Ｃを設け、前記圧力計１２１Ａ〜１２１Ｃ及び前記電圧計１２２Ａ〜１２２Ｃからの情報に基づいて前記制御装置１２０が当該バルブ２１５Ａ〜２１５Ｃの開閉を制御するようにしたが、他の実施形態として、例えば、酸化ガス逆流入防止手段として、前記バルブ２１５Ａ〜２１５Ｃに代えて逆止弁を設けるようにすれば、制御手段による開閉制御を省略することが可能となる。
また、前述した各実施形態においては、前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃから排出された前記ガスをすべて系外へ排出するようにした固体高分子形燃料電池発電システム１００，２００，３００の場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、図４〜６に示すように、前記スタック１１１Ａ〜１１１Ｃから排出された前記ガスの大部分を当該スタック１１１Ａ〜１１１Ｃへ再び供給するように循環ブロア４１６を設けて当該ガスを再利用できるようにした固体高分子形燃料電池発電システム４００，５００，６００の場合であっても、前述した第一〜三番目の実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。
また、前述した各実施形態においては、三つのスタック１１１Ａ〜１１１Ｃを並列に接続した場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、四つ以上のスタックを並列に接続する場合や、二つのスタックを並列に接続する場合であっても、前述した各実施形態の場合と同様にして適用することができる。
また、前述した各実施形態においては、酸化ガス系統及び燃料ガス系統の両者において、前記セパレータの前記ガス流路に滞留する水３を排出する場合について説明したが、他の実施形態として、例えば、酸化ガス系統及び燃料ガス系統の一方（特に、前記電気化学反応に伴って生成する水の量が多い酸化ガス系統）のみにおいて、前記セパレータの前記ガス流路に滞留する水を排出する場合であっても、前述した各実施形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。
本発明に係る固体高分子形燃料電池発電システムは、複数のスタックが並列に接続されていても、セパレータのガス流路内に滞留する水を簡単に排出することができるので、各種産業において、極めて有益に利用することができる。
１ 酸化ガス
３ 水
１００ 固体高分子形燃料電池発電システム
１１１Ａ〜１１１Ｃ スタック
１１２ 酸化ガス供給源
１１３Ａ〜１１３Ｃ バルブ
１１４ ドレンポット
１１４ａ ドレンバルブ
１２０ 制御装置
１２１Ａ〜１２１Ｃ 圧力計
１２２Ａ〜１２２Ｃ 電圧計
２００ 固体高分子形燃料電池発電システム
２１５Ａ〜２１５Ｃ バルブ
３００ 固体高分子形燃料電池発電システム
３１４Ａ〜３１４Ｃ バッファタンク
３１４Ａａ〜３１４Ｃａ ドレンバルブ
４００，５００，６００ 固体高分子形燃料電池発電システム
４１６ 循環ブロア

Claims (18)

  1. 固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、
    前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、
    前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、
    前記酸化ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記酸化ガスの流入をそれぞれ調整する酸化ガス流入調整手段と、
    各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、
    前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動値が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも一つの当該スタックへの前記酸化ガスの供給を一旦停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御し、
    前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックの電圧値が前記異常電圧閾値よりも大きい再開電圧閾値以上及び電圧変動値が前記異常電圧変動閾値よりも小さい再開電圧変動閾値以下の少なくとも一方の再開条件を検知すると、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該酸化ガスの供給を再開するように前記酸化ガス流入調整手段を制御し、
    前記異常を検知された前記スタックの前記再開条件を検知する前に、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックの電圧値が下限電圧閾値以下となると、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該酸化ガスの供給を一時再開するように前記酸化ガス流入調整手段を制御する制御手段と
    を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  2. 請求項１に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    前記スタックを三つ以上備えると共に、
    前記酸化ガスの供給を一時再開された前記スタックの電圧値が前記下限電圧閾値よりも大きい再停止電圧閾値以上となると、前記制御手段が、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも二つの上記スタックへの前記酸化ガスの供給を再び停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御するものである
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  3. 固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、
    前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、
    前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、
    前記酸化ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記酸化ガスの流入をそれぞれ調整する酸化ガス流入調整手段と、
    各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、
    各前記スタック内の前記酸化ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内酸化ガス圧力計測手段と、
    前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動値が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも一つの当該スタックへの前記酸化ガスの供給を一旦停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御し、
    前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックの電圧値が前記異常電圧閾値よりも大きい再開電圧閾値以上及び電圧変動値が前記異常電圧変動閾値よりも小さい再開電圧変動閾値以下の少なくとも一方の再開条件を検知すると、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該酸化ガスの供給を再開するように前記酸化ガス流入調整手段を制御し、
    前記異常を検知された前記スタックの前記再開条件を検知する前に、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタック内の前記酸化ガスの圧力値が下限酸化ガス圧力閾値以下となると、前記スタック内酸化ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該酸化ガスの供給を一時再開するように前記酸化ガス流入調整手段を制御する制御手段と
    を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  4. 請求項１又は請求項２に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    各前記スタック内の前記酸化ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内酸化ガス圧力計測手段を備え、
    前記異常を検知された前記スタックの前記再開条件を検知する前に、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタック内の前記酸化ガスの圧力値が下限酸化ガス圧力閾値以下となると、前記制御手段が、前記スタック内酸化ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、前記酸化ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該酸化ガスの供給を一時再開するように前記酸化ガス流入調整手段を制御するものである
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  5. 請求項３又は請求項４に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    前記スタックを三つ以上備えると共に、
    前記酸化ガスの供給を一時再開された前記スタック内の前記酸化ガスの圧力値が前記下限酸化ガス圧力閾値よりも大きい再停止酸化ガス圧力閾値以上となると、前記制御手段が、前記スタック内酸化ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも二つの上記スタックへの前記酸化ガスの供給を再び停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御するものである
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  6. 固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、
    前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、
    前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、
    前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段と、
    各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、
    前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動値が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも一つの上記スタックへの前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御し、
    前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックの電圧値が前記異常電圧閾値よりも大きい再開電圧閾値以上及び電圧変動値が前記異常電圧変動閾値よりも小さい再開電圧変動閾値以下の少なくとも一方の再開条件を検知すると、前記燃料ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該燃料ガスの供給を再開するように前記燃料ガス流入調整手段を制御し、
    前記異常を検知された前記スタックの前記再開条件を検知する前に、前記燃料ガスの供給を一旦停止した前記スタックの電圧値が下限電圧閾値以下となると、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記燃料ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該燃料ガスの供給を一時再開するように前記燃料ガス流入調整手段を制御する制御手段と
    を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段を備えると共に、
    前記制御手段が、さらに、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも一つの上記スタックへの前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御するものである
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  8. 請求項６又は請求項７に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    前記スタックを三つ以上備えると共に、
    前記燃料ガスの供給を一時再開された前記スタックの電圧値が前記下限電圧閾値よりも大きい再停止電圧閾値以上となると、前記制御手段が、前記電圧計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも二つの上記スタックへの前記燃料ガスの供給を再び停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御するものである
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  9. 請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    各前記スタック内の前記燃料ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内燃料ガス圧力計測手段を備え、
    前記異常を検知された前記スタックの前記再開条件を検知する前に、前記燃料ガスの供給を一旦停止した前記スタック内の前記燃料ガスの圧力値が下限燃料ガス圧力閾値以下となると、前記制御手段が、前記スタック内燃料ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、前記燃料ガスの供給を一旦停止した前記スタックへの当該燃料ガスの供給を一時再開するように前記燃料ガス流入調整手段を制御するものである
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  10. 請求項９に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    前記スタックを三つ以上備えると共に、
    前記燃料ガスの供給を一時再開された前記スタック内の前記燃料ガスの圧力値が前記下限燃料ガス圧力閾値よりも大きい再停止燃料ガス圧力閾値以上となると、前記制御手段が、前記スタック内燃料ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、前記異常を検知された前記スタックを除いた他の前記スタックのうちの少なくとも二つの上記スタックへの前記燃料ガスの供給を再び停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御するものである
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  11. 固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、
    前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、
    前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、
    前記酸化ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記酸化ガスの流入をそれぞれ調整する酸化ガス流入調整手段と、
    各前記スタックの前記酸化ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記酸化ガスの逆流入をそれぞれ防止する酸化ガス逆流入防止手段と、
    各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、
    前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動幅が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックに対して、前記酸化ガスの供給を一旦停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御した後、当該電圧計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの電圧値が当該異常電圧閾値よりも小さい下限電圧閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該酸化ガスの供給を再開するように当該酸化ガス流入調整手段を制御する制御手段と
    を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  12. 固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、
    前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、
    前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、
    前記酸化ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記酸化ガスの流入をそれぞれ調整する酸化ガス流入調整手段と、
    各前記スタックの前記酸化ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記酸化ガスの逆流入をそれぞれ防止する酸化ガス逆流入防止手段と、
    各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、
    各前記スタック内の前記酸化ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内酸化ガス圧力計測手段と、
    前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動幅が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックに対して、前記酸化ガスの供給を一旦停止するように前記酸化ガス流入調整手段を制御した後、前記スタック内酸化ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの前記酸化ガスの圧力値が定常運転圧力値よりも小さい下限酸化ガス圧力閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該酸化ガスの供給を再開するように当該酸化ガス流入調整手段を制御する制御手段と
    を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  13. 請求項１１又は請求項１２に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    複数の各前記スタックの前記酸化ガスの排出口と各前記酸化ガス逆流入防止手段との間に酸化ガス用バッファタンクがそれぞれ配設されている
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  14. 固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、
    前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、
    前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、
    前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段と、
    各前記スタックの前記燃料ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記燃料ガスの逆流入をそれぞれ防止する燃料ガス逆流入防止手段と、
    各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、
    前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動幅が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックに対して、前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御した後、当該電圧計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの電圧値が当該異常電圧閾値よりも小さい下限電圧閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該燃料ガスの供給を再開するように当該燃料ガス流入調整手段を制御する制御手段と
    を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  15. 固体高分子電解質膜を燃料極及び酸化極で挟んだセルと、燃料ガスを流通させる燃料ガス流路及び酸化ガスを流通させる酸化ガス流路をそれぞれ形成されたセパレータとを交互に積層した複数のスタックと、
    前記スタックの前記セパレータの前記燃料ガス流路に前記燃料ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該燃料ガスを並列的に供給する燃料ガス供給手段と、
    前記スタックの前記セパレータの前記酸化ガス流路に前記酸化ガスを流通させるように複数の前記スタックに当該酸化ガスを並列的に供給する酸化ガス供給手段と、
    前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段と、
    各前記スタックの前記燃料ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記燃料ガスの逆流入をそれぞれ防止する燃料ガス逆流入防止手段と、
    各前記スタックの電圧をそれぞれ計測する電圧計測手段と、
    各前記スタック内の前記燃料ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内燃料ガス圧力計測手段と、
    前記電圧計測手段からの情報に基づいて、電圧値が異常電圧閾値以下及び電圧変動幅が異常電圧変動閾値以上の少なくとも一方の異常を検知された前記スタックに対して、前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御した後、前記スタック内燃料ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの前記燃料ガスの圧力値が定常運転圧力値よりも小さい下限燃料ガス圧力閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該燃料ガスの供給を再開するように当該燃料ガス流入調整手段を制御する制御手段と
    を備えていることを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  16. 請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段と、
    各前記スタックの前記燃料ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記燃料ガスの逆流入をそれぞれ防止する燃料ガス逆流入防止手段と
    を備え、
    前記制御手段が、さらに、前記異常を検知された前記スタックに対して、前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御した後、当該電圧計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの電圧値が当該異常電圧閾値よりも小さい下限電圧閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該燃料ガスの供給を再開するように当該燃料ガス流入調整手段を制御するものである
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  17. 請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    前記燃料ガス供給手段と各前記スタックとの間にそれぞれ介在して各当該スタックへの前記燃料ガスの流入をそれぞれ調整する燃料ガス流入調整手段と、
    各前記スタックの前記燃料ガスの排出口から各当該スタックの内部への前記燃料ガスの逆流入をそれぞれ防止する燃料ガス逆流入防止手段と、
    各前記スタック内の前記燃料ガスの圧力をそれぞれ計測するスタック内燃料ガス圧力計測手段と
    を備え、
    前記制御手段が、さらに、前記異常を検知された前記スタックに対して、前記燃料ガスの供給を一旦停止するように前記燃料ガス流入調整手段を制御した後、前記スタック内燃料ガス圧力計測手段からの情報に基づいて、当該異常を検知された当該スタックの前記燃料ガスの圧力値が定常運転圧力値よりも小さい下限燃料ガス圧力閾値以下を検知すると、当該スタックへの当該燃料ガスの供給を再開するように当該燃料ガス流入調整手段を制御するものである
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
  18. 請求項１４から請求項１７のいずれか一項に記載の固体高分子形燃料電池発電システムにおいて、
    複数の各前記スタックの前記燃料ガスの排出口と各前記燃料ガス逆流入防止手段との間に燃料ガス用バッファタンクがそれぞれ配設されている
    ことを特徴とする固体高分子形燃料電池発電システム。
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JP6702173B2 (ja) * 2016-12-22 2020-05-27 株式会社Ｓｏｋｅｎ 燃料電池システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1167260A (ja) * 1997-08-25 1999-03-09 Toyota Motor Corp 燃料電池装置
JP2002334711A (ja) * 2001-05-09 2002-11-22 Fuji Electric Co Ltd 固体高分子形燃料電池発電装置の運転方法
JP4658464B2 (ja) * 2003-10-20 2011-03-23 本田技研工業株式会社 燃料電池の運転装置
JP5000089B2 (ja) * 2004-12-24 2012-08-15 ダイハツ工業株式会社 燃料電池装置
JP2006294402A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
JP4895648B2 (ja) * 2005-10-25 2012-03-14 ダイハツ工業株式会社 燃料電池システム
JP2008071539A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Toyota Motor Corp 燃料電池システム及び燃料電池スタックの流体配分方法
JP2008300057A (ja) * 2007-05-29 2008-12-11 Toyota Motor Corp 燃料電池システム

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