JP6059972B2

JP6059972B2 - Fuel cell system

Info

Publication number: JP6059972B2
Application number: JP2012261881A
Authority: JP
Inventors: 祐介下簗
Original assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: JP2014107247A

Description

この発明は、燃料電池システムに関し、特に、燃料電池で生成された生成水を霧状にする霧化器を備えた燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system, and more particularly to a fuel cell system including an atomizer that atomizes generated water generated in a fuel cell.

近年、排気ガスによる地球温暖化の抑制のための駆動源として燃料電池が注目されており、一部の燃料電池は実用化されている。
燃料電池は、一対の電極に水素を含有する燃料ガスと酸素を含有する酸化剤ガスとの電気化学反応により電気エネルギーを生成するほか、水（生成水）を生成する。
このため、燃料電池システムを搭載する車両では、排気に多量の水が含まれる。
従来では、燃料電池からの排気を通す排気管を備え、排気管においてオリフィス孔を設けた構成とする燃料電池システムが存在する。
この燃料電池システムでは、排気管において貯留した生成水を戻し配管を通じてオリフィス孔へ導入して霧化する（例えば、特許文献１を参照。）。 In recent years, fuel cells have attracted attention as a driving source for suppressing global warming due to exhaust gas, and some fuel cells have been put into practical use.
A fuel cell generates water (product water) in addition to generating electric energy by an electrochemical reaction between a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen at a pair of electrodes.
For this reason, in a vehicle equipped with a fuel cell system, the exhaust gas contains a large amount of water.
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a fuel cell system that includes an exhaust pipe that allows exhaust from a fuel cell to pass through, and has an orifice hole in the exhaust pipe.
In this fuel cell system, generated water stored in an exhaust pipe is introduced into an orifice hole through a return pipe and atomized (see, for example, Patent Document 1).

一方、別の従来の燃料電池システムとして、例えば、特許文献２に開示された燃料電池システムが知られている。
特許文献２に開示された燃料電池システムでは、燃料電池の耐久性を悪化させないように予め出力電圧の閾値（高電位回避基準電圧）を設け、この基準値を超えないように制御を行っている。
通常、燃料電池システムがアイドル運転されるとき、燃料電池の出力電圧は上昇するが、このとき、燃料電池システムにおける要求電力は減少するため、燃料電池システムの要求電力の減少に伴って燃料電池の出力電圧は低下する。
発電効率の観点からは、アイドル運転中のシステム要求電力の減少に応じて、可能な限り燃料電池の出力電圧を上げた方が望ましいが、出力電圧を上げすぎると（開回路電圧ＯＣＶに近い電圧など）、燃料電池の耐久性が悪化してしまうという問題が生じる。
従って、アイドル運転中は、高電位回避のために燃料電池の出力電圧を強制的に下げるため、燃料電池から余剰電力が生じるが、この余剰電力を利用してヒータを作動させ、端部セルの加熱を行うため、余剰電力の有効活用が可能となるとしている。
因みに、アイドル運転中においても燃料電池から水（生成水）が生成される。 On the other hand, as another conventional fuel cell system, for example, a fuel cell system disclosed in Patent Document 2 is known.
In the fuel cell system disclosed in Patent Document 2, an output voltage threshold (high potential avoidance reference voltage) is provided in advance so as not to deteriorate the durability of the fuel cell, and control is performed so as not to exceed this reference value. .
Normally, when the fuel cell system is idling, the output voltage of the fuel cell increases. At this time, the required power in the fuel cell system decreases. The output voltage decreases.
From the viewpoint of power generation efficiency, it is desirable to increase the output voltage of the fuel cell as much as possible in accordance with the decrease in system power requirement during idle operation. However, if the output voltage is increased too much (a voltage close to the open circuit voltage OCV). Etc.), there arises a problem that the durability of the fuel cell deteriorates.
Therefore, during idle operation, the output voltage of the fuel cell is forcibly lowered to avoid a high potential, so surplus power is generated from the fuel cell. The surplus power is used to operate the heater, and the end cell Because heating is performed, the surplus power can be effectively used.
Incidentally, water (generated water) is generated from the fuel cell even during idle operation.

特開２０１１−２４９０３０号公報JP 2011-249030 A 特開２００９−２８３２１０号公報JP 2009-283210 A

ところで、燃料電池システムが備える排気管において霧化器により生成水を霧化させる場合、周囲を濡らさない排気に好適な霧粒子径を得るためには、一定以上の排気流速が必要である。
しかし、好適な霧粒子径が得られる排気流速は、燃料電池の発電負荷が高い状態であり、一方、殆ど無負荷状態のアイドル運転の状態では排気流速は著しく低く、霧化器により好適な霧粒子径を得ることができない。
アイドル運転の排気流速により得られる霧粒子径では、排気により周囲を濡らしてしまう可能性が高い。 By the way, when the generated water is atomized by an atomizer in an exhaust pipe provided in the fuel cell system, an exhaust flow velocity of a certain level or more is necessary to obtain a mist particle diameter suitable for exhaust that does not wet the surroundings.
However, the exhaust flow velocity at which a suitable mist particle size can be obtained is a state where the power generation load of the fuel cell is high, while the exhaust flow velocity is remarkably low in the idling operation state with almost no load. The particle size cannot be obtained.
With the mist particle diameter obtained by the exhaust flow velocity during idle operation, there is a high possibility that the surroundings will be wet by exhaust.

一方、コンプレッサを駆動させて強制的に一定以上の排気流速を得るようにすることも考えられる。
しかし、コンプレッサ駆動により騒音が発生するおそれがあるほか、コンプレッサ駆動に伴う燃料電池の一時的な高負荷発電による電力の行き先としての蓄電装置が必要となるという問題が生じる。
アイドル運転において生成水の霧化を行わない場合、アイドル運転が長時間となるほど、排気管に貯留される量が増大する。 On the other hand, it is also conceivable to drive the compressor to forcibly obtain an exhaust flow velocity above a certain level.
However, there is a risk that noise may be generated by driving the compressor, and there is a problem that a power storage device is required as a destination of power by temporary high load power generation of the fuel cell accompanying driving the compressor.
When the generated water is not atomized in the idle operation, the longer the idle operation is, the larger the amount stored in the exhaust pipe.

他方、生成水をヒータのみにより蒸発させることも考えられるが、この場合、極めて大きなヒータ能力が要求されるほか、エネルギーロスも多くなるため、生成水をヒータのみにより蒸発させることは実質的に実現することは困難である。
燃料電池システムとしては、アイドル運転中の高電位回避とアイドル運転に生成された生成水の適切な処理が望まれている。 On the other hand, it is conceivable to evaporate the generated water only by the heater, but in this case, extremely large heater capacity is required and energy loss increases, so it is practically possible to evaporate the generated water only by the heater. It is difficult to do.
As a fuel cell system, high potential avoidance during idle operation and appropriate treatment of generated water generated during idle operation are desired.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、燃料電池の無負荷運転運転中における燃料電池の高電位回避および生成水の適切な処理を行うことができる燃料電池システムの提供にある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is a fuel cell capable of performing high potential avoidance of the fuel cell and appropriate treatment of generated water during no-load operation of the fuel cell. In providing the system.

上記の課題を解決するために、本発明は、燃料電池と、発電により前記燃料電池から排出されるオフガスを生成水とガスに分離する気液分離器と、前記気液分離器と接続され、分離後の前記ガスを流通する排気通路と、前記排気通路に接続され、前記生成水を霧化する霧化器と、前記生成水を前記気液分離器から前記霧化器へ導く導水路と、を備えた燃料電池システムであって、前記霧化器に設けられ、霧化された生成水のうち、外部へ排出されなかった生成水を回収して貯留する貯水部と、前記貯水部に設置され、前記燃料電池からの通電により貯留する生成水を蒸発させる水蒸発手段としての電気式ヒータと、前記電気式ヒータの過熱を防止するサーモスタットと、前記燃料電池の無負荷運転時に前記燃料電池の高電位回避制御を行うとともに、前記高電位回避制御により生じた電力で前記水蒸発手段を作動させる制御装置を備え、前記電気式ヒータが停止状態の高電位回避制御の経過時間を計測するタイマーが設けられ、前記制御装置は、前記タイマーにより計測された前記電気式ヒータが停止状態の高電位回避制御の経過時間が予め設定した閾値より大きいとき、前記電気式ヒータを作動させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is connected to a fuel cell, a gas-liquid separator that separates off-gas discharged from the fuel cell by power generation into product water and gas, and the gas-liquid separator, An exhaust passage for circulating the gas after separation, an atomizer connected to the exhaust passage for atomizing the generated water, and a water conduit for guiding the generated water from the gas-liquid separator to the atomizer The fuel cell system includes: a water storage unit that is provided in the atomizer and collects and stores the generated water that has not been discharged to the outside among the atomized generated water; and the water storage unit An electric heater as water evaporation means that is installed and evaporates generated water stored by energization from the fuel cell, a thermostat that prevents overheating of the electric heater, and the fuel cell during no-load operation of the fuel cell When high potential avoidance control is performed Moni, a control device for operating the water evaporation means at the power generated by the high-potential avoidance control, a timer, wherein the electric heater is to measure the elapsed time of the high-potential avoidance control stop state is provided, the control The apparatus operates the electric heater when the elapsed time of the high potential avoidance control in the stopped state of the electric heater measured by the timer is larger than a preset threshold value .

本発明では、燃料電池が高負荷運転される状態では、霧化器において一定以上のガス流速が得られ、霧化器により生成水が排気に好適な霧粒子径に霧化され、外部へ排気される。
燃料電池が無負荷運転される状態では、燃料電池の出力電圧を強制的に低下させる高電位回避制御を行い、高電位回避制御によって生じる燃料電池からの余剰電力により水蒸発手段を作動させる。
その結果、生成水が水蒸発手段により蒸発され、霧化器におけるガス流速が小さくても蒸発した生成水を外部に排出することができる。
また、燃料電池の高電位回避制御によって生じる燃料電池からの余剰電力が水蒸発手段（電気式ヒータ）により消費されるため、余剰電力を生成水の蒸発のために用いることができる。
さらに、高電位回避制御時に水蒸発手段が作動している場合、余剰電力を蓄電装置に蓄える必要がないことから、その分、蓄電装置を小型化することができるほか、水蒸発手段は余剰電力により作動するから小型で済む。
因みに、燃料電池の無負荷運転とは、燃料電池システムにおいて電力消費のない運転のほか、通常時負荷の運転や高負荷運転と比べて僅かな電力を消費する運転を含む。 In the present invention, in a state where the fuel cell is operated at a high load, a gas flow rate of a certain level or more is obtained in the atomizer, and the generated water is atomized to a mist particle size suitable for exhaust by the atomizer and exhausted to the outside. Is done.
In a state where the fuel cell is operated without load, high potential avoidance control for forcibly reducing the output voltage of the fuel cell is performed, and the water evaporation means is operated by surplus power from the fuel cell generated by the high potential avoidance control.
As a result, the generated water is evaporated by the water evaporation means, and the evaporated generated water can be discharged to the outside even if the gas flow rate in the atomizer is small.
Further, since surplus power from the fuel cell generated by the high potential avoidance control of the fuel cell is consumed by the water evaporation means (electric heater) , the surplus power can be used for evaporation of the generated water.
Furthermore, when the water evaporation means is operating during the high potential avoidance control, it is not necessary to store surplus power in the power storage device, so that the power storage device can be reduced in size, and the water evaporation means Because it works by, it can be small.
Incidentally, the no-load operation of the fuel cell includes an operation in which a small amount of electric power is consumed as compared with an operation with a normal load or a high load operation, in addition to an operation without power consumption in the fuel cell system.

また、上記の燃料電池システムでは、前記水蒸発手段は電気式ヒータであり、前記電気式ヒータの過熱を防止するサーモスタットを備えている。
この場合、電気式ヒータより無負荷運転中に生じた生成水が全て蒸発されると、電気式ヒータの温度が上昇するが、温度上昇に伴うサーモスタットの作動により電気式ヒータが停止され、電気式ヒータの過熱を防止することができる。 Further, in the above fuel cell system, the water evaporation unit is an electric heater, that provides a thermostat to prevent overheating of the electric heater.
In this case, when all the generated water generated during no-load operation is evaporated from the electric heater, the temperature of the electric heater rises, but the electric heater is stopped by the operation of the thermostat accompanying the temperature rise, and the electric heater Overheating of the heater can be prevented.

また、上記の燃料電池システムでは、前記電気式ヒータが停止状態の高電位回避制御の経過時間を計測するタイマーが設けられ、前記制御装置は、前記タイマーにより計測された前記電気式ヒータが停止状態の高電位回避制御の経過時間が予め設定した閾値より大きいとき、前記電気式ヒータを作動させる。
この場合、電気式ヒータが停止状態の高電位回避制御では無負荷運転による生成水が貯水部に貯留し始める。
電気式ヒータが停止状態の高電位回避制御の時間が予め設定した閾値より大きいとき、無負荷運転による生成水が貯水部に貯留されており、電気式ヒータを作動させることで貯水部の生成水を蒸発させることができる。 In the fuel cell system , a timer for measuring an elapsed time of high potential avoidance control in which the electric heater is in a stopped state is provided, and the control device is in a state in which the electric heater measured by the timer is in a stopped state. when the elapsed time of the high-potential avoidance control is greater than a preset threshold, Ru actuates the electric heater.
In this case, in the high potential avoidance control in which the electric heater is stopped, the water generated by the no-load operation starts to be stored in the water storage section.
When the high potential avoidance control time when the electric heater is stopped is greater than a preset threshold, the water generated by the no-load operation is stored in the water storage unit, and the water generated by the water storage unit is activated by operating the electric heater. Can be evaporated.

本発明によれば、燃料電池の無負荷運転中における燃料電池の高電位回避および生成水の適切な処理を行うことができる燃料電池システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell system which can perform the high potential avoidance of a fuel cell in the no-load driving | operation of a fuel cell, and the appropriate process of generated water can be provided.

第１の実施形態に係る燃料電池型フォークリフトの側面図である。It is a side view of the fuel cell type forklift according to the first embodiment. 第１の実施形態に係る燃料電池システムの概要構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system according to a first embodiment. 第１の実施形態に係る燃料電池システムの要部構成図である。It is a principal part block diagram of the fuel cell system which concerns on 1st Embodiment. ガス流速と霧粒子径の関係のグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph of the relationship between a gas flow rate and a fog particle diameter. 高電位回避制御における電気式ヒータの制御のフローチャートである。It is a flowchart of control of the electric heater in high potential avoidance control. 第２の実施形態に係る燃料電池システムの要部構成図である。It is a principal part block diagram of the fuel cell system which concerns on 2nd Embodiment.

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る燃料電池型産業車両について図面を参照して説明する。
本実施形態は、燃料電池型産業車両としての燃料電池型フォークリフトに適用した例である。
図１に示すように、燃料電池型フォークリフト（以下、単に「フォークリフト」と表記する）１０は、車体１１の前部に荷役装置１２を備えている。 (First embodiment)
The fuel cell industrial vehicle according to the first embodiment will be described below with reference to the drawings.
This embodiment is an example applied to a fuel cell type forklift as a fuel cell type industrial vehicle.
As shown in FIG. 1, a fuel cell forklift (hereinafter simply referred to as “forklift”) 10 includes a cargo handling device 12 at the front of a vehicle body 11.

荷役装置１２は、車体１１の前部に立設されたマスト１３と、マスト１３に昇降可能に取り付けられたリフトブラケット１４と、リフトブラケット１４に取り付けられたフォーク１５を有している。
マスト１３には、リフトシリンダ１６およびティルトシリンダ１７が設けられている。
車体１１にはリフトシリンダ１６およびティルトシリンダ１７を作動させる作動油を圧送する油圧ポンプ１８が設けられている。
油圧ポンプ１８は、図２に示す荷役モータ１９と接続されており、荷役モータ１９の駆動により作動される。
フォーク１５とリフトブラケット１４は、リフトシリンダ１６の作動に伴うマスト１３の昇降により昇降される。
マスト１３はティルトシリンダ１７の作動により前後に傾動される。 The cargo handling device 12 includes a mast 13 erected on the front portion of the vehicle body 11, a lift bracket 14 attached to the mast 13 so as to be movable up and down, and a fork 15 attached to the lift bracket 14.
The mast 13 is provided with a lift cylinder 16 and a tilt cylinder 17.
The vehicle body 11 is provided with a hydraulic pump 18 that pumps hydraulic oil for operating the lift cylinder 16 and the tilt cylinder 17.
The hydraulic pump 18 is connected to a cargo handling motor 19 shown in FIG. 2 and is operated by driving the cargo handling motor 19.
The fork 15 and the lift bracket 14 are raised and lowered by raising and lowering the mast 13 accompanying the operation of the lift cylinder 16.
The mast 13 is tilted back and forth by the operation of the tilt cylinder 17.

図１に示すように、車体１１の中央付近には運転席２０が設けられている。
車体１１の前部には前輪としての駆動輪２１が設けられ、車体１１の後部には後輪としての操舵輪２２が設けられている。
車体１１の内部には走行モータ２３が設けられており、走行モータ２３は駆動輪２１へ動力伝達する。 As shown in FIG. 1, a driver's seat 20 is provided near the center of the vehicle body 11.
A driving wheel 21 as a front wheel is provided at the front portion of the vehicle body 11, and a steering wheel 22 as a rear wheel is provided at the rear portion of the vehicle body 11.
A travel motor 23 is provided inside the vehicle body 11, and the travel motor 23 transmits power to the drive wheels 21.

図１に示すように、本実施形態のフォークリフト１０は燃料電池システム２４を備えている。
図２に示すように、燃料電池システム２４は、燃料電池２５および水素タンク２６等を備え、車体１１に搭載される燃料電池ユニット２７を有する。
燃料電池ユニット２７は、燃料電池２５と、水素を貯蔵する水素タンク２６と、燃料電池２５に対して空気を供給するコンプレッサ２８を備えている。 As shown in FIG. 1, the forklift 10 of this embodiment includes a fuel cell system 24.
As shown in FIG. 2, the fuel cell system 24 includes a fuel cell 25, a hydrogen tank 26, and the like, and includes a fuel cell unit 27 mounted on the vehicle body 11.
The fuel cell unit 27 includes a fuel cell 25, a hydrogen tank 26 that stores hydrogen, and a compressor 28 that supplies air to the fuel cell 25.

燃料電池２５は、例えば、固体高分子型の燃料電池であり、水素タンク２６から供給される水素と、コンプレッサ２８から供給される空気中の酸素とを反応させて直流の電気エネルギー（直流電力）を発生する。
燃料電池２５のアノード側に供給された水素分子は、水素イオンとなって電解質膜に含まれる水分を伴ってカソード側へ移動する。
カソード側に供給された空気中の酸素分子は、酸素イオンとなって水素イオンと結合して生成水となる。
燃料電池２５で発電された電力により走行モータ２３が駆動され、フォークリフト１０の走行動作が行われるほか、荷役モータ１９が駆動されて荷役装置１２による荷役動作が行われる。 The fuel cell 25 is, for example, a solid polymer type fuel cell, and reacts hydrogen supplied from the hydrogen tank 26 with oxygen in the air supplied from the compressor 28 to generate direct current electric energy (DC power). Is generated.
The hydrogen molecules supplied to the anode side of the fuel cell 25 become hydrogen ions and move to the cathode side with moisture contained in the electrolyte membrane.
Oxygen molecules in the air supplied to the cathode side become oxygen ions and combine with hydrogen ions to produce water.
The traveling motor 23 is driven by the electric power generated by the fuel cell 25 to perform the traveling operation of the forklift 10, and the cargo handling motor 19 is driven to perform the cargo handling operation by the cargo handling device 12.

燃料電池ユニット２７は、燃料電池２５のアノード側の水素供給ポート（図示せず）と水素タンク２６を接続する管路２９を備えている。
水素タンク２６の水素は管路２９を通じて燃料電池のアノード側の水素供給ポートへ供給される。
燃料電池ユニット２７は、コンプレッサ２８と加湿器３０とを接続する管路３１と、加湿器３０と燃料電池２５のカソード側の酸素供給ポート（図示せず）と接続する管路３２と、を有する。
コンプレッサ２８は空気を圧縮し、コンプレッサ２８により圧縮された空気は、管路３１を通じて加湿器３０へ導入される。
加湿器３０はコンプレッサ２８から管路３１を通じて導入された空気を加湿する。
加湿器３０において加湿された空気は管路３２を通じて燃料電池２５のカソード側の酸素供給ポートへ供給される。 The fuel cell unit 27 includes a pipe line 29 that connects a hydrogen supply port (not shown) on the anode side of the fuel cell 25 and the hydrogen tank 26.
Hydrogen in the hydrogen tank 26 is supplied through a pipe 29 to a hydrogen supply port on the anode side of the fuel cell.
The fuel cell unit 27 includes a conduit 31 that connects the compressor 28 and the humidifier 30, and a conduit 32 that connects the humidifier 30 and an oxygen supply port (not shown) on the cathode side of the fuel cell 25. .
The compressor 28 compresses air, and the air compressed by the compressor 28 is introduced into the humidifier 30 through the pipe line 31.
The humidifier 30 humidifies the air introduced from the compressor 28 through the pipe line 31.
The air humidified in the humidifier 30 is supplied to the oxygen supply port on the cathode side of the fuel cell 25 through the pipe line 32.

燃料電池ユニット２７は、燃料電池２５のカソード側のオフガス排出ポート（図示せず）と加湿器３０を接続する管路３３を備えている。
管路３３は、燃料電池２５のカソード側供給ポートに供給された空気の排気（カソードオフガス）と共に生成水を加湿器３０へ供給する管路である。
燃料電池２５のカソード極（図示せず）から排出されたカソードオフガスは、燃料電池２５において生成された生成水と共に管路３３を通じて加湿器３０へ排出される。
加湿器３０へ排出された生成水の一部は加湿器３０にて抽出されて再利用される。 The fuel cell unit 27 includes a conduit 33 that connects the humidifier 30 with an off-gas discharge port (not shown) on the cathode side of the fuel cell 25.
The conduit 33 is a conduit that supplies the generated water to the humidifier 30 together with the exhaust of the air (cathode off gas) supplied to the cathode side supply port of the fuel cell 25.
Cathode off-gas discharged from the cathode electrode (not shown) of the fuel cell 25 is discharged to the humidifier 30 through the conduit 33 together with the generated water generated in the fuel cell 25.
A part of the generated water discharged to the humidifier 30 is extracted by the humidifier 30 and reused.

加湿器３０は管路３５を介して気液分離器３４と接続されている。
また、燃料電池２５のアノード側の水素排出ポート（図示せず）は管路３６を介して気液分離器３４と接続され、管路３６には開閉弁（アノードパージバルブ）３７が設けられている。
燃料電池２５のカソード側の生成水や窒素ガスの一部が、逆拡散してアノード側へ移動すると、アノード側において生成水や窒素ガスの濃度が高くなると発電効率が低下する。
管路３６は、アノード側における生成水や窒素ガスの高濃度化を抑制するために設けられた管路である。
管路３６に設けられた開閉弁３７は燃料電池２５が所定時間稼動を継続した時点で開放されるように制御される。
気液分離器３４は、燃料電池のカソード側のオフガス排出ポートから管路３５を介して排出されたカソードオフガスによりアノードパージにより燃料電池２５から管路３６を通じて導入されたアノードオフガス（パージガス）を希釈する。
また、気液分離器３４はアノードオフガス（パージガス）に含まれる水分の一部を分離する。 The humidifier 30 is connected to the gas-liquid separator 34 via a pipe line 35.
Further, a hydrogen discharge port (not shown) on the anode side of the fuel cell 25 is connected to a gas-liquid separator 34 through a pipe line 36, and an open / close valve (anode purge valve) 37 is provided in the pipe line 36. .
When a part of the generated water and nitrogen gas on the cathode side of the fuel cell 25 is reversely diffused and moves to the anode side, the power generation efficiency decreases as the concentration of the generated water and nitrogen gas increases on the anode side.
The pipe line 36 is a pipe line provided in order to suppress high concentration of the generated water and nitrogen gas on the anode side.
The on-off valve 37 provided in the pipe line 36 is controlled so as to be opened when the fuel cell 25 continues to operate for a predetermined time.
The gas-liquid separator 34 dilutes the anode off-gas (purge gas) introduced from the fuel cell 25 through the pipe 36 by the anode purge by the cathode off-gas discharged from the cathode off-gas discharge port of the fuel cell through the pipe 35. To do.
Further, the gas-liquid separator 34 separates a part of moisture contained in the anode off gas (purge gas).

図２に示すように、燃料電池２５は電力配線を介してパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）３９と接続されている。
パワーコントロールユニット３９は燃料電池２５により発電された電力の電圧調整を行う。
パワーコントロールユニット３９は電力配線を介してキャパシタ４０と接続されており、キャパシタ４０は蓄電装置に相当し、電圧調整後の電力を蓄える機能を有する。
燃料電池２５で発電された電力は、パワーコントロールユニット３９で電圧調整された後、キャパシタ４０に蓄電される。
パワーコントロールユニット３９は電気配線を介して荷役モータ１９および走行モータ２３と接続されている。
さらに、燃料電池システム２４には、燃料電池システム２４のシステム全体を制御する制御装置４１が設けられている。
制御装置４１はタイマー機能を備えるほか、各種のプログラムの実行やデータ処理を行う演算処理部（図示せず）や各種プログラムやデータを記憶する記憶部（図示せず）を有し、燃料電池ユニット２７、パワーコントロールユニット３９等と接続されている。 As shown in FIG. 2, the fuel cell 25 is connected to a power control unit (PCU) 39 through power wiring.
The power control unit 39 adjusts the voltage of the power generated by the fuel cell 25.
The power control unit 39 is connected to the capacitor 40 through power wiring, and the capacitor 40 corresponds to a power storage device and has a function of storing power after voltage adjustment.
The electric power generated by the fuel cell 25 is adjusted in voltage by the power control unit 39 and then stored in the capacitor 40.
The power control unit 39 is connected to the cargo handling motor 19 and the traveling motor 23 via electric wiring.
Further, the fuel cell system 24 is provided with a control device 41 that controls the entire system of the fuel cell system 24.
In addition to having a timer function, the control device 41 includes an arithmetic processing unit (not shown) for executing various programs and data processing, and a storage unit (not shown) for storing various programs and data, and a fuel cell unit. 27, connected to the power control unit 39 and the like.

図３に示すように、本実施形態の気液分離器３４は排気通路としての排気管４３と接続されている。
排気管４３は気液分離器３４において分離された分離後のガスを霧化器４２に案内する。
霧化器４２の内部には、分離後のガスを通す流通路が形成されている。
流通路の排気管４３側には導入通路４４が形成されており、導入通路４４の下流側にはベンチュリ孔４５が形成されている。 As shown in FIG. 3, the gas-liquid separator 34 of this embodiment is connected to an exhaust pipe 43 serving as an exhaust passage.
The exhaust pipe 43 guides the separated gas separated in the gas-liquid separator 34 to the atomizer 42.
Inside the atomizer 42, a flow passage through which the separated gas is passed is formed.
An introduction passage 44 is formed on the exhaust pipe 43 side of the flow passage, and a venturi hole 45 is formed on the downstream side of the introduction passage 44.

ベンチュリ孔４５の流路断面積は導入通路４４の流路断面積よりも小さく設定されている。
ベンチュリ孔４５の下流側には、下流へ向かうほど流路断面積が大きくなるベンチュリ通路４６が形成されている。
ベンチュリ孔４５およびベンチュリ通路４６は排気管４３から導入されたガスの流速を増大させる機能を有している。
ベンチュリ通路４６の下流側は、排気口４９と連通する下流側通路４７が形成されている。
下流側通路４７は、ベンチュリ通路４６において最も大きな流路断面積と同じ流路断面積が設定されている。
ベンチュリ通路４６および下流側通路４７は、霧化器４２における膨張室４８を形成する。
排気口４９は膨張室４８の流路断面積よりも小さく設定されている。 The cross-sectional area of the venturi hole 45 is set smaller than the cross-sectional area of the introduction passage 44.
A venturi passage 46 is formed on the downstream side of the venturi hole 45. The venturi passage 46 has a channel cross-sectional area that increases toward the downstream.
The venturi hole 45 and the venturi passage 46 have a function of increasing the flow rate of the gas introduced from the exhaust pipe 43.
A downstream side passage 47 communicating with the exhaust port 49 is formed on the downstream side of the venturi passage 46.
The downstream side passage 47 has the same channel cross-sectional area as the largest channel cross-sectional area in the venturi passage 46.
The venturi passage 46 and the downstream passage 47 form an expansion chamber 48 in the atomizer 42.
The exhaust port 49 is set smaller than the flow path cross-sectional area of the expansion chamber 48.

霧化器４２は、気液分離器３４とベンチュリ孔４５を接続する導水路５０を備えている。
導水路５０の気液分離器３４側の端部は、気液分離器３４に貯留される生成水を導水路５０に導入しやすいように、気液分離器３４の底側に接続されている。
導水路５０のベンチュリ孔４５側の端部には、導水路ノズル５１が設けられている。
導水路ノズル５１は、気液分離器３４に貯留された生成水をベンチュリ孔４５において噴射してベンチュリ通路４６において霧化させるための要素である。 The atomizer 42 includes a water conduit 50 that connects the gas-liquid separator 34 and the venturi hole 45.
The end of the water conduit 50 on the gas-liquid separator 34 side is connected to the bottom side of the gas-liquid separator 34 so that the generated water stored in the gas-liquid separator 34 can be easily introduced into the water conduit 50. .
A conduit nozzle 51 is provided at the end of the conduit 50 on the venturi hole 45 side.
The water conduit nozzle 51 is an element for spraying the generated water stored in the gas-liquid separator 34 in the venturi hole 45 and atomizing it in the venturi passage 46.

本実施形態の霧化器４２では、排気口４９から外部に排出されずに膨張室４８内に残存した生成水が貯留される貯水部５２が備えられている。
貯水部５２は、下流側通路４７の底側の一部を窪ませることにより形成されている。
貯水部５２は一定量の生成水を貯留することができる空間を有する。 The atomizer 42 of the present embodiment is provided with a water storage section 52 that stores the generated water that remains in the expansion chamber 48 without being discharged from the exhaust port 49 to the outside.
The water reservoir 52 is formed by recessing a part of the bottom side of the downstream side passage 47.
The water reservoir 52 has a space in which a certain amount of generated water can be stored.

本実施形態の霧化器４２では、貯水部５２とベンチュリ孔４５を接続する回収路５３を備えている。
回収路５３の貯水部５２側の端部は、貯水部５２に貯留される生成水を回収路５３に導入しやすいように、貯水部５２の底側に接続されている。
回収路５３のベンチュリ孔４５側の端部には、回収路ノズル５４が設けられている。
回収路ノズル５４は、貯水部５２に貯留された生成水をベンチュリ孔４５において噴射してベンチュリ通路４６において霧化させるための要素である。 The atomizer 42 of the present embodiment includes a recovery path 53 that connects the water storage section 52 and the venturi hole 45.
The end of the recovery path 53 on the water storage section 52 side is connected to the bottom side of the water storage section 52 so that the generated water stored in the water storage section 52 can be easily introduced into the recovery path 53.
A recovery path nozzle 54 is provided at the end of the recovery path 53 on the venturi hole 45 side.
The recovery passage nozzle 54 is an element for injecting the generated water stored in the water storage section 52 through the venturi hole 45 and atomizing it in the venturi passage 46.

本実施形態では、貯水部５２に水蒸発手段としての電気式ヒータ５５が設置されている。
電気式ヒータ５５は、燃料電池２５が無負荷運転されるときに燃料電池２５からの通電により作動される。
電気式ヒータ５５が作動されることにより、貯水部５２に貯留されている生成水は加熱されて蒸発する。
本実施形態の電気式ヒータ５５はサーモスタットを備えており、例えば、貯水部５２の生成水が全て蒸発され、電気式ヒータ５５が一定温度以上となるとサーモスタットが作動して電気式ヒータ５５の過熱を防止する。 In the present embodiment, an electric heater 55 as water evaporation means is installed in the water storage section 52.
The electric heater 55 is operated by energization from the fuel cell 25 when the fuel cell 25 is operated without load.
When the electric heater 55 is operated, the generated water stored in the water storage section 52 is heated and evaporates.
The electric heater 55 of the present embodiment includes a thermostat. For example, when all of the water generated in the water storage section 52 is evaporated and the electric heater 55 reaches a certain temperature or more, the thermostat is activated to overheat the electric heater 55. To prevent.

ところで、気液分離器３４や貯水部５２に貯留された生成水を霧化器４２により霧化するためには、一定以上のガス流速が必要である。
図４は、ガス流速と生成される霧（ミスト）の粒子径（以下「霧粒子径」と表記する。）との関係を示すグラフであり、本出願人が行った実験結果を示し、ガス流速はノズル付近の流速を表している。
図４によれば、霧化器４２において霧化により生成される霧粒子径は、排気管４３を通じて霧化器４２へ流入するガス流速が大きくなるほど小径となり、ガス流速が小さくなるほど大径となる。 By the way, in order to atomize the generated water stored in the gas-liquid separator 34 and the water reservoir 52 by the atomizer 42, a gas flow rate of a certain level or more is required.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the gas flow rate and the particle size of the generated mist (hereinafter referred to as “mist particle size”), showing the results of experiments conducted by the present applicant, The flow rate represents the flow rate near the nozzle.
According to FIG. 4, the mist particle diameter generated by atomization in the atomizer 42 becomes smaller as the gas flow rate flowing into the atomizer 42 through the exhaust pipe 43 becomes larger, and becomes larger as the gas flow rate becomes smaller. .

ガス流速は、燃料電池２５の発電負荷に関係し、燃料電池２５の発電負荷が高くなるほどガス流速は大きくなる。
フォークリフト１０では、走行モータ２３や荷役モータ１９が駆動され、フォークリフト１０の走行や荷役動作が行われている状態では燃料電池２５は発電負荷が高く、高負荷運転の状態である。
また、フォークリフト１０が走行のみ行う状態や、荷役動作のみ行う状態であっても、走行負荷や荷役負荷が高い状態では、燃料電池２５は発電負荷が高く、高負荷運転の状態である。 The gas flow rate is related to the power generation load of the fuel cell 25, and the gas flow rate increases as the power generation load of the fuel cell 25 increases.
In the forklift 10, the traveling motor 23 and the cargo handling motor 19 are driven, and the fuel cell 25 has a high power generation load and is in a high load operation state when the forklift 10 is traveling and handling operations.
Even when the forklift 10 only performs traveling or only performs the cargo handling operation, the fuel cell 25 has a high power generation load and a high load operation when the traveling load or the cargo handling load is high.

一方、フォークリフト１０が停止してアイドル運転の状態にある場合、燃料電池２５は発電負荷が低く、無負荷運転の状態にある。
なお、本実施形態において、燃料電池２５の無負荷運転とは、フォークリフト１０の走行や荷役動作が行われず、補機類が僅かに電力を消費するものの、燃料電池２５の負荷としては殆ど無負荷である状態をいう。
フォークリフト１０がアイドル運転の状態にあるとき、燃料電池２５は無負荷運転であり、霧化器４２へ流入するガス流速は極めて小さくなり、生成水の霧化に適したガス流速ではない。 On the other hand, when the forklift 10 is stopped and in an idle operation state, the fuel cell 25 has a low power generation load and is in a no-load operation state.
In the present embodiment, the no-load operation of the fuel cell 25 means that the forklift 10 is not operated and does not perform a cargo handling operation, and the auxiliary machines consume a little power, but the load of the fuel cell 25 is almost no load. The state which is.
When the forklift 10 is in an idle operation state, the fuel cell 25 is in a no-load operation, and the gas flow rate flowing into the atomizer 42 is extremely small, and is not a gas flow rate suitable for atomizing the produced water.

本実施形態では、燃料電池２５が無負荷運転を行うとき、燃料電池２５の耐久性を悪化させないように予め出力電圧の閾値（高電位回避基準電圧）を設け、出力電圧が高電位回避基準電圧を超えないように制御を行っている。
燃料電池システム２４が無負荷運転を行うとき、燃料電池２５の出力電圧は上昇するが、燃料電池システム２４における要求電力は減少する。
発電効率の観点からは、アイドル運転中のシステム要求電力の減少に応じて、可能な限り燃料電池２５の出力電圧を上げた方が望ましいが、出力電圧を上げすぎると燃料電池２５が劣化するおそれがある。
このため、燃料電池２５が無負荷運転の状態では、高電位回避のために燃料電池２５の出力電圧を強制的に下げるため、燃料電池２５から余剰電力が生じる。
本実施形態では、燃料電池２５の無負荷運転中は、高電位回避のために燃料電池２５の出力電圧を強制的に下げるため、燃料電池２５から生じた余剰電力により電気式ヒータ５５を作動させ、無負荷運転時に貯水部５２に貯留される生成水を蒸発させる。 In this embodiment, when the fuel cell 25 performs no-load operation, an output voltage threshold value (high potential avoidance reference voltage) is provided in advance so that the durability of the fuel cell 25 is not deteriorated, and the output voltage is a high potential avoidance reference voltage. Control is performed so as not to exceed.
When the fuel cell system 24 performs no-load operation, the output voltage of the fuel cell 25 increases, but the required power in the fuel cell system 24 decreases.
From the viewpoint of power generation efficiency, it is desirable to increase the output voltage of the fuel cell 25 as much as possible in accordance with a decrease in system power requirement during idle operation. However, if the output voltage is increased too much, the fuel cell 25 may be deteriorated. There is.
For this reason, when the fuel cell 25 is in a no-load operation, the output voltage of the fuel cell 25 is forcibly lowered to avoid a high potential, so surplus power is generated from the fuel cell 25.
In the present embodiment, during no-load operation of the fuel cell 25, the electric heater 55 is operated by surplus power generated from the fuel cell 25 in order to forcibly lower the output voltage of the fuel cell 25 in order to avoid a high potential. The generated water stored in the water storage section 52 is evaporated during no-load operation.

本実施形態では、図５に示すフローチャートに示すように、燃料電池２５の無負荷運転時における電気式ヒータ５５による霧化の処理が制御される。
まず、フォークリフト１０がアイドル運転を行うと、燃料電池２５の出力電圧が上昇し、高電位回避基準電圧を越えようとする。
このとき、制御装置４１は、燃料電池２５に対して高電位回避の指令（高電位回避信号）を出して、高電位回避基準電圧を超えないように燃料電池２５を制御する。
燃料電池２５は高電位回避制御により余剰電力が生じる。 In the present embodiment, as shown in the flowchart shown in FIG. 5, the atomization process by the electric heater 55 during the no-load operation of the fuel cell 25 is controlled.
First, when the forklift 10 performs an idle operation, the output voltage of the fuel cell 25 rises and tends to exceed the high potential avoidance reference voltage.
At this time, the control device 41 issues a high potential avoidance command (high potential avoidance signal) to the fuel cell 25 to control the fuel cell 25 so as not to exceed the high potential avoidance reference voltage.
The fuel cell 25 generates surplus power by high potential avoidance control.

制御装置４１が高電位回避の指令（高電位回避信号）を出したとき電気式ヒータ５５が作動（ＯＮ状態）される（ステップＳ１を参照）。
このとき、電気式ヒータ５５には燃料電池２５の余剰電力が通電され、電気式ヒータ５５は貯水部５２に貯留される生成水を加熱して蒸発させる。
本実施形態では、電気式ヒータ５５がＯＮ状態での高電位回避制御は水蒸発高電位回避制御としている。
次に、電気式ヒータ５５が備えるサーモスタットが作動の有無を判断する（図５のステップＳ２を参照）。
サーモスタットが作動されない場合、電気式ヒータ５５はＯＮ状態を維持する（図５のステップＳ５を参照）が、このとき、貯水部５２に生成水が貯留されている状態と推定することができ、水蒸発高電位回避制御が継続される。
サーモスタットが作動する場合、電気式ヒータ５５は作動停止（ＯＦＦ状態）となるが、このとき、貯水部５２に生成水が存在しないことから電気式ヒータ５５の温度が上昇したと推定できる。 When the control device 41 issues a high potential avoidance command (high potential avoidance signal), the electric heater 55 is activated (ON state) (see step S1).
At this time, surplus electric power from the fuel cell 25 is supplied to the electric heater 55, and the electric heater 55 heats and evaporates the generated water stored in the water storage section 52.
In the present embodiment, the high potential avoidance control when the electric heater 55 is ON is water evaporation high potential avoidance control.
Next, it is determined whether or not the thermostat provided in the electric heater 55 is activated (see step S2 in FIG. 5).
When the thermostat is not actuated, the electric heater 55 is maintained in the ON state (see step S5 in FIG. 5), but at this time, it can be estimated that the generated water is stored in the water storage unit 52. Evaporation high potential avoidance control is continued.
When the thermostat is operated, the electric heater 55 is stopped (OFF state). At this time, since the generated water does not exist in the water storage section 52, it can be estimated that the temperature of the electric heater 55 has increased.

サーモスタットの作動により電気式ヒータ５５がＯＦＦ状態でも、燃料電池２５は高電位回避制御を行うことから余剰電力が生じている。
本実施形態では、サーモスタットの作動により電気式ヒータ５５がＯＦＦ状態での、燃料電池２５の高電位回避制御を通常高電位回避制御としている（図５のステップＳ３を参照）。
通常高電位回避制御における余剰電力はキャパシタ４０へ蓄電されたり、あるいは、補機類への通電により消費されたりする。
制御装置４１は、タイマーによって計測される通常高電位回避制御の経過時間が予め設定されている経過時間の閾値を越えているか否かを判断する（図５のステップＳ４を参照）。
通常高電位回避制御の経過時間が予め設定されている経過時間の閾値を越えているときは、電気式ヒータ５５がＯＮ状態となり水蒸発高電位回避制御となる。
通常高電位回避制御の経過時間が予め設定されている経過時間の閾値を越えているときは、貯水部５２に一定量の生成水が貯留されていると推定できる。
通常高電位回避制御の経過時間が予め設定されている経過時間の閾値を越えていないとき、電気式ヒータ５５のＯＦＦ状態が維持され、通常高電位回避制御が継続される（図５のステップＳ６を参照）。
図５に示す一連の制御の手順は、フォークリフト１０がアイドル運転から高負荷運転に切り換わったときに直ちに終了する。 Even when the electric heater 55 is in the OFF state by the operation of the thermostat, the fuel cell 25 performs the high potential avoidance control, so surplus power is generated.
In the present embodiment, the high potential avoidance control of the fuel cell 25 when the electric heater 55 is in the OFF state by the operation of the thermostat is set as the normal high potential avoidance control (see step S3 in FIG. 5).
Usually, surplus power in the high potential avoidance control is stored in the capacitor 40 or is consumed by energizing the auxiliary machinery.
The control device 41 determines whether or not the elapsed time of the normal high potential avoidance control measured by the timer exceeds a preset elapsed time threshold (see step S4 in FIG. 5).
Normally, when the elapsed time of the high potential avoidance control exceeds a preset elapsed time threshold, the electric heater 55 is turned on and the water evaporation high potential avoidance control is performed.
When the elapsed time of the normal high potential avoidance control exceeds a preset elapsed time threshold, it can be estimated that a fixed amount of generated water is stored in the water storage section 52.
When the elapsed time of the normal high potential avoidance control does not exceed the preset elapsed time threshold, the electric heater 55 is maintained in the OFF state, and the normal high potential avoidance control is continued (step S6 in FIG. 5). See).
The series of control procedures shown in FIG. 5 immediately ends when the forklift 10 is switched from the idle operation to the high load operation.

次に、本実施形態に係る燃料電池システム２４の作用について説明する。
フォークリフト１０が運転されるとき、燃料電池２５では、水素タンク２６から供給される水素とコンプレッサ２８から供給される空気中の酸素との反応により直流の電気エネルギー（直流電力）が発生する。
フォークリフト１０は、燃料電池２５で発電された電力による走行モータ２３の駆動により走行するほか、荷役モータ１９の駆動により荷役装置１２による荷役動作を行う。
燃料電池２５で発電された電力の一部はパワーコントロールユニット３９を通じてキャパシタ４０に蓄電される。 Next, the operation of the fuel cell system 24 according to this embodiment will be described.
When the forklift 10 is operated, the fuel cell 25 generates DC electric energy (DC power) by the reaction between hydrogen supplied from the hydrogen tank 26 and oxygen in the air supplied from the compressor 28.
The forklift 10 travels by driving the traveling motor 23 by the electric power generated by the fuel cell 25 and performs a cargo handling operation by the cargo handling device 12 by driving the cargo handling motor 19.
Part of the electric power generated by the fuel cell 25 is stored in the capacitor 40 through the power control unit 39.

燃料電池２５での発電に伴い、燃料電池２５のアノード側に供給された水素分子は、水素イオンとなって電解質膜に含まれる水分を伴ってカソード側へ移動する。
燃料電池２５のカソード側に供給された空気中の酸素分子は、酸素イオンとなって水素イオンと結合して生成水となる。
燃料電池２５のカソードにて発生した生成水は水蒸気の状態で未反応の空気とともにカソードオフガスとして加湿器３０に排出され、加湿器３０から管路３５を介して気液分離器３４に導入される。 Along with the power generation in the fuel cell 25, the hydrogen molecules supplied to the anode side of the fuel cell 25 become hydrogen ions and move to the cathode side with moisture contained in the electrolyte membrane.
Oxygen molecules in the air supplied to the cathode side of the fuel cell 25 become oxygen ions and combine with hydrogen ions to produce water.
The generated water generated at the cathode of the fuel cell 25 is discharged into the humidifier 30 as cathode offgas together with unreacted air in the form of water vapor, and is introduced from the humidifier 30 into the gas-liquid separator 34 via the conduit 35. .

燃料電池２５のカソード側の生成水や窒素ガスの一部が、逆拡散してアノード側へ移動し、アノード側において生成水や窒素ガスの濃度が高くなると発電効率が低下する。
アノード側における生成水や窒素ガスの高濃度化を抑制するため、燃料電池２５が所定時間稼動を継続した時に開閉弁３７が開かれて、アノードに溜まった生成水および窒素が水素ガスとともに管路３６へ排出されるアノードパージが行われる。
管路３６へ排出されるアノードに溜まった生成水、窒素および水素ガスはアノードオフガスである。 A part of the generated water and nitrogen gas on the cathode side of the fuel cell 25 is reversely diffused and moves to the anode side, and the power generation efficiency decreases when the concentration of the generated water and nitrogen gas increases on the anode side.
In order to suppress an increase in the concentration of generated water and nitrogen gas on the anode side, the open / close valve 37 is opened when the fuel cell 25 continues to operate for a predetermined time, and the generated water and nitrogen accumulated in the anode together with hydrogen gas are connected to the pipeline. The anode purge to 36 is performed.
The generated water, nitrogen and hydrogen gas accumulated in the anode discharged to the pipe line 36 are anode off-gas.

気液分離器３４には燃料電池２５で発生したカソードオフガスが管路３５を介して導入され、また、開閉弁３７が開かれているときアノードオフガスが管路３６を介して導入される。
なお、オフガスは、管路３５をカソードオフガスと、管路３６を通るアノードオフガスの両者を併せたものである。
オフガスは気液分離器３４内において、気体（ガス）と液体（生成水）に分離される。
生成水は落下して気液分離器３４内に貯留される。
気液分離器３４内において分離されたガス（水素や空気など）は、排気管４３に接続された霧化器４２に導入される。 Cathode off-gas generated in the fuel cell 25 is introduced into the gas-liquid separator 34 via a conduit 35, and anode off-gas is introduced via the conduit 36 when the on-off valve 37 is open.
The off gas is a combination of both the cathode off gas through the pipe 35 and the anode off gas through the pipe 36.
The off-gas is separated into gas (gas) and liquid (product water) in the gas-liquid separator 34.
The generated water falls and is stored in the gas-liquid separator 34.
The gas (hydrogen, air, etc.) separated in the gas-liquid separator 34 is introduced into an atomizer 42 connected to the exhaust pipe 43.

霧化器４２における導入通路４４に導入された分離されたガスはベンチュリ孔４５を通過する。
ベンチュリ孔４５の圧力は上流側の導入通路４４の圧力より低いことから、ベンチュリ効果によりベンチュリ孔４５を通過するガスの流速が急激に増大する。
燃料電池２５の発電負荷が高い高負荷運転の状態では、一定以上のガス流速となる。
また、ベンチュリ孔４５の圧力は気液分離器３４内の圧力よりも低いため、気液分離器３４に貯留されている生成水は、ベンチュリ効果によって導水路５０を通り、導水路ノズル５１からベンチュリ孔４５内へ噴射される。
ベンチュリ孔４５内に噴射された生成水は、ガス流速が増大したガスによって霧化され、ベンチュリ通路４６を通過して下流側通路４７へ流入し、霧化された生成水の大部分とガスは膨張室４８と連通する排気口４９から外部に排出される。
特に、ベンチュリ孔４５を通過するガスの流速が一定以上のガス流速に増大されている場合、導水路ノズル５１からベンチュリ孔４５内へ噴射される生成水は、外部への排出に好ましい小さな霧粒子径を以って霧化される。 The separated gas introduced into the introduction passage 44 in the atomizer 42 passes through the venturi hole 45.
Since the pressure in the venturi hole 45 is lower than the pressure in the upstream introduction passage 44, the flow velocity of the gas passing through the venturi hole 45 increases rapidly due to the venturi effect.
In a high load operation state in which the power generation load of the fuel cell 25 is high, the gas flow rate becomes a certain level or more.
Further, since the pressure in the venturi hole 45 is lower than the pressure in the gas-liquid separator 34, the generated water stored in the gas-liquid separator 34 passes through the water conduit 50 due to the venturi effect and passes through the water conduit nozzle 51 from the venturi nozzle 51. It is injected into the hole 45.
The generated water injected into the venturi hole 45 is atomized by the gas having an increased gas flow rate, passes through the venturi passage 46 and flows into the downstream passage 47, and most of the atomized product water and gas are The gas is discharged outside through an exhaust port 49 communicating with the expansion chamber 48.
In particular, when the flow rate of the gas passing through the venturi hole 45 is increased to a gas flow rate above a certain level, the generated water injected from the water conduit nozzle 51 into the venturi hole 45 is small mist particles that are preferable for discharge to the outside. Atomized with a diameter.

霧化器４２に導入されたガスのうち、気液分離器３４において分離されなかった水分が生成水として膨張室４８にて回収され、回収された生成水は貯水部５２に貯留される。
ベンチュリ孔４５の圧力は下流側の膨張室４８の圧力よりも低いため、貯水部５２に貯留される生成水は、ベンチュリ効果によって回収路５３を通り、回収路ノズル５４からベンチュリ孔４５内へ噴射される。
ベンチュリ孔４５内に噴射された生成水は、ガス流速が増大したガスによって霧化され、ベンチュリ通路４６を通過して下流側通路４７へ流入し、霧化された生成水の大部分とガスは膨張室４８と連通する排気口４９から外部に排出される。
特に、ベンチュリ孔４５を通過するガスの流速が一定以上のガス流速に増大されている場合、回収路ノズル５４からベンチュリ孔４５内に噴射された生成水は、外部への排出に好ましい小さな霧粒子径を以って霧化される。 Of the gas introduced into the atomizer 42, moisture that has not been separated by the gas-liquid separator 34 is collected as produced water in the expansion chamber 48, and the collected produced water is stored in the water storage unit 52.
Since the pressure in the venturi hole 45 is lower than the pressure in the expansion chamber 48 on the downstream side, the generated water stored in the water storage section 52 passes through the recovery path 53 due to the venturi effect, and is injected from the recovery path nozzle 54 into the venturi hole 45. Is done.
The generated water injected into the venturi hole 45 is atomized by the gas having an increased gas flow rate, passes through the venturi passage 46 and flows into the downstream passage 47, and most of the atomized product water and gas are The gas is discharged outside through an exhaust port 49 communicating with the expansion chamber 48.
In particular, when the flow rate of the gas passing through the venturi hole 45 is increased to a gas flow rate above a certain level, the generated water injected from the recovery passage nozzle 54 into the venturi hole 45 is small mist particles that are preferable for discharge to the outside. Atomized with a diameter.

ところで、フォークリフト１０がアイドル運転されると、燃料電池２５は無負荷運転となり、高電位回避制御が行われる。
燃料電池２５が無負荷運転の状態では、気液分離器３４内において分離されたガス（水素や空気など）は、排気管４３に接続された霧化器４２に導入されるものの、ベンチュリ孔４５におけるガス流速は著しく小さくなる。
このため、ベンチュリ孔４５を分離されたガスが通過しても微風程度であり、ベンチュリ効果による気液分離器３４に貯留された生成水の霧化は殆ど行われない。
一方、ベンチュリ孔４５におけるガス流速は著しく小さいものの、分離されたガスは膨張室４８に導入されるため、気液分離器３４において分離されなかった水分が生成水として膨張室４８にて回収され、回収された生成水は貯水部５２に貯留される。
ベンチュリ孔４５におけるガス流速は著しく小さいため、ベンチュリ効果による貯水部５２に貯留された生成水の霧化は殆ど行われない。 By the way, when the forklift 10 is idling, the fuel cell 25 is in no-load operation and high potential avoidance control is performed.
When the fuel cell 25 is in a no-load operation, gas (hydrogen, air, etc.) separated in the gas-liquid separator 34 is introduced into the atomizer 42 connected to the exhaust pipe 43, but the venturi hole 45. The gas flow rate at is significantly reduced.
For this reason, even if the separated gas passes through the venturi hole 45, it is about a slight wind, and the atomization of the generated water stored in the gas-liquid separator 34 due to the venturi effect is hardly performed.
On the other hand, although the gas flow rate in the venturi hole 45 is remarkably small, the separated gas is introduced into the expansion chamber 48, so that moisture that has not been separated in the gas-liquid separator 34 is recovered in the expansion chamber 48 as product water, The collected product water is stored in the water storage unit 52.
Since the gas flow velocity in the venturi hole 45 is extremely small, the atomization of the generated water stored in the water storage section 52 due to the venturi effect is hardly performed.

燃料電池２５の高電位回避制御が開始されると、燃料電池２５は高電位回避基準電圧を超えないように制御される。
高電位回避制御に伴う燃料電池２５からの余剰電力が電気式ヒータ５５に通電される。
つまり、高電位回避制御と電気式ヒータ５５のＯＮ状態による水蒸発高電位回避制御が行われる。
電気式ヒータ５５のＯＮ状態により貯水部５２に貯留された生成水が加熱されて蒸発を始める。
電気式ヒータ５５はサーモスタットが作動するまでＯＮ状態を維持して生成水の蒸発を行う。
蒸発した生成水の大部分は微風程度のガスとともに排気口４９から外部へ排出される。 When the high potential avoidance control of the fuel cell 25 is started, the fuel cell 25 is controlled so as not to exceed the high potential avoidance reference voltage.
Surplus power from the fuel cell 25 accompanying the high potential avoidance control is energized to the electric heater 55.
That is, the high potential avoidance control and the water evaporation high potential avoidance control by the ON state of the electric heater 55 are performed.
The generated water stored in the water storage section 52 is heated by the ON state of the electric heater 55 to start evaporation.
The electric heater 55 keeps the ON state until the thermostat operates to evaporate the generated water.
Most of the evaporated product water is discharged from the exhaust port 49 to the outside together with gas of a slight wind.

貯水部５２の生成水が全て蒸発すると電気式ヒータ５５の温度が上昇し、一定の温度を越えたときにサーモスタットが作動して、電気式ヒータ５５はＯＦＦ状態となる。
このとき、フォークリフト１０がアイドル運転を行っていると、高電位回避制御は継続される。
つまり、電気式ヒータ５５のＯＦＦ状態での高電位回避制御である通常高電位回避制御が行われる。
電気式ヒータ５５がＯＦＦ状態では、燃料電池２５の余剰電力はキャパシタ４０へ蓄電されるほか、補機類への通電により消費される。
電気式ヒータ５５がＯＦＦ状態の間は、膨張室４８のガスが排気口４９から排出されるとともに、ガスから気液分離器３４にて分離されなかった水分が生成水として膨張室４８において回収され、回収された生成水は貯水部５２に貯留される。
通常高電位回避制御の経過時間が予め設定した経過時間の閾値を越えると、電気式ヒータ５５が再びＯＮ状態となり、水蒸発高電位回避制御へ復帰する。
なお、フォークリフト１０がアイドル運転から高負荷運転に切り換わると、燃料電池２５に対する高電位回避制御が解除される。
高電位回避制御の解除により、ＯＮ状態の電気式ヒータはＯＦＦ状態となる。 When all the generated water in the water storage section 52 evaporates, the temperature of the electric heater 55 rises, and when the temperature exceeds a certain temperature, the thermostat is activated and the electric heater 55 is turned off.
At this time, if the forklift 10 is performing idle operation, the high potential avoidance control is continued.
That is, normal high potential avoidance control that is high potential avoidance control when the electric heater 55 is in the OFF state is performed.
When the electric heater 55 is in the OFF state, the surplus power of the fuel cell 25 is stored in the capacitor 40 and consumed by energizing the auxiliary machinery.
While the electric heater 55 is in the OFF state, the gas in the expansion chamber 48 is discharged from the exhaust port 49, and moisture that has not been separated from the gas by the gas-liquid separator 34 is collected in the expansion chamber 48 as generated water. The collected product water is stored in the water storage unit 52.
When the elapsed time of the normal high potential avoidance control exceeds a preset elapsed time threshold, the electric heater 55 is turned on again, and returns to the water evaporation high potential avoidance control.
When the forklift 10 is switched from the idle operation to the high load operation, the high potential avoidance control for the fuel cell 25 is released.
When the high potential avoidance control is released, the electric heater in the ON state is turned off.

本実施形態に係る燃料電池システム２４は以下の作用効果を奏する。
（１）燃料電池２５が高負荷運転される状態では、霧化器４２において一定以上のガス流速が得られ、霧化器４２により生成水が排気に好適な霧粒子径に霧化され、外部へ排出される。燃料電池２５が無負荷運転される状態では、燃料電池２５の出力電圧を強制的に低下させる高電位回避制御を行い、燃料電池２５の高電位回避制御によって生じる燃料電池２５からの余剰電力により電気式ヒータ５５を作動させる。その結果、貯水部５２の生成水が電気式ヒータ５５により蒸発され、ガス流速が小さくても蒸発した生成水を外部に排出することができる。また、燃料電池２５の高電位回避制御によって生じる燃料電池２５からの余剰電力が電気式ヒータ５５により消費されるため、余剰電力を生成水の処理のために用いることができる。さらに、高電位回避制御時のうち電気式ヒータ５５がＯＮのときには余剰電力をキャパシタ４０に蓄えたり、補機類にて消費させたりする必要がないことから、その分、キャパシタ４０を小型化することができる。また、電気式ヒータ５５は余剰電力により作動するから小型で済む。 The fuel cell system 24 according to this embodiment has the following operational effects.
(1) In a state where the fuel cell 25 is operated at a high load, a gas flow rate of a certain level or more is obtained in the atomizer 42, and the generated water is atomized by the atomizer 42 to a mist particle size suitable for exhaust, Is discharged. In a state where the fuel cell 25 is operated in a no-load operation, high potential avoidance control for forcibly reducing the output voltage of the fuel cell 25 is performed, and electricity is generated by surplus power from the fuel cell 25 generated by the high potential avoidance control of the fuel cell 25. The type heater 55 is operated. As a result, the generated water in the water storage section 52 is evaporated by the electric heater 55, and the evaporated generated water can be discharged to the outside even if the gas flow rate is small. Further, since the surplus power from the fuel cell 25 generated by the high potential avoidance control of the fuel cell 25 is consumed by the electric heater 55, the surplus power can be used for the treatment of the generated water. In addition, when the electric heater 55 is ON during the high potential avoidance control, it is not necessary to store surplus power in the capacitor 40 or to be consumed by auxiliary equipment. be able to. Further, since the electric heater 55 is operated by surplus power, it can be small.

（２）燃料電池２５の無負荷運転中に貯水部５２の生成水が電気式ヒータ５５より全て蒸発されると、電気式ヒータ５５の温度が上昇する。電気式ヒータ５５の温度上昇に伴うサーモスタットの作動により電気式ヒータ５５が停止され、電気式ヒータ５５の過熱を防止することができる。また、サーモスタットを用いるため外部動力を必要することがない。
（３）電気式ヒータ５５が停止状態の通常高電位回避制御では、燃料電池２５の無負荷運転による生成水が貯水部５２に貯留し始める。通常高電位回避制御の経過時間が予め設定した経過時間の閾値より大きいとき、燃料電池２５の無負荷運転による生成水が貯水部５２に十分に貯留されていると推定できる。このとき、電気式ヒータ５５を作動させることで貯水部５２の生成水を蒸発させることができる。従って、貯水部５２に貯留される生成水が霧化器４２から外部へ溢れ出すことはない。
（４）燃料電池２５の高電位回避制御のうち、水蒸発高電位回避制御では、排気口４９から蒸発した生成水が排出されるが、霧化器のガス流速は著しく小さく微風程度のガスの流れであり、排気口４９か排出される蒸発した生成水が周囲を濡らすことはない。また、水蒸発高電位回避制御における生成水の蒸発および外部の排出は騒音を生じることなく静粛に行うことができる。
（５）導水路５０および回収路５３を用いた生成水の霧化ができない状態でも、生成水の霧化、蒸発を行うことができるため、燃料電池システム２４における生成水の処理能力を従来よりも向上することができる。 (2) When all the water generated in the water storage section 52 is evaporated from the electric heater 55 during the no-load operation of the fuel cell 25, the temperature of the electric heater 55 rises. The electric heater 55 is stopped by the operation of the thermostat accompanying the temperature rise of the electric heater 55, and overheating of the electric heater 55 can be prevented. Further, since a thermostat is used, no external power is required.
(3) In the normal high potential avoidance control in which the electric heater 55 is stopped, the water generated by the no-load operation of the fuel cell 25 starts to be stored in the water storage unit 52. When the elapsed time of the normal high potential avoidance control is larger than a preset elapsed time threshold, it can be estimated that the water generated by the no-load operation of the fuel cell 25 is sufficiently stored in the water storage unit 52. At this time, the generated water in the water storage section 52 can be evaporated by operating the electric heater 55. Accordingly, the generated water stored in the water storage section 52 does not overflow from the atomizer 42 to the outside.
(4) In the high potential avoidance control of the fuel cell 25, in the water evaporation high potential avoidance control, the generated water evaporated from the exhaust port 49 is discharged, but the gas flow rate of the atomizer is remarkably small and the amount of gas that is about the level of light wind. It is a flow and the evaporated product water discharged from the exhaust port 49 does not wet the surroundings. Further, the evaporation of the generated water and the external discharge in the water evaporation high potential avoidance control can be performed silently without causing noise.
(5) Since the generated water can be atomized and evaporated even in a state where the generated water cannot be atomized using the water conduit 50 and the recovery channel 53, the treatment capacity of the generated water in the fuel cell system 24 is conventionally improved. Can also be improved.

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る燃料電池システムについて説明する。
本実施形態も燃料電池型産業車両としての燃料電池型フォークリフトに適用した例である。
本実施形態では、水蒸発手段として超音波振動器を用いた点で、第１の実施形態と異なる。
第１の実施形態と同じ構成については、第１の実施形態の説明を援用するほか共通の符号を用いる。 (Second Embodiment)
Next, a fuel cell system according to a second embodiment will be described.
This embodiment is also an example applied to a fuel cell type forklift as a fuel cell type industrial vehicle.
This embodiment is different from the first embodiment in that an ultrasonic vibrator is used as the water evaporation means.
About the same structure as 1st Embodiment, in addition to using description of 1st Embodiment, a common code | symbol is used.

図６に示すように、霧化器４２の貯水部５２には、水蒸発手段として超音波振動器５６が設置されている。
超音波振動器５６は、圧電セラミックスからなる超音波振動子（図示せず）を備えており、超音波振動子による超音波振動の発生により、貯水部５２の生成水を霧化して蒸発させる機能を有している。
超音波振動器５６は、制御装置４１の制御を受けて高電位回避制御に伴う燃料電池２５からの余剰電力の通電により作動される。
超音波振動器５６は、先の実施形態の電気式ヒータ５５と異なり、生成水が全て蒸発されても過熱されることはないため、燃料電池２５が高電位回避制御されるときは常に作動される。
そして、超音波振動器５６は、フォークリフト１０が高負荷運転のときには燃料電池２５からの余剰電力の通電を受けず停止する。 As shown in FIG. 6, an ultrasonic vibrator 56 is installed in the water reservoir 52 of the atomizer 42 as water evaporation means.
The ultrasonic vibrator 56 includes an ultrasonic vibrator (not shown) made of piezoelectric ceramics, and a function of atomizing and evaporating the water generated in the water storage section 52 by the generation of ultrasonic vibration by the ultrasonic vibrator. have.
The ultrasonic vibrator 56 is operated by energization of surplus power from the fuel cell 25 in accordance with the high potential avoidance control under the control of the control device 41.
Unlike the electric heater 55 of the previous embodiment, the ultrasonic vibrator 56 is not overheated even if all of the generated water is evaporated, and thus is always operated when the fuel cell 25 is controlled to avoid high potential. The
The ultrasonic vibrator 56 stops without receiving surplus power from the fuel cell 25 when the forklift 10 is in a high load operation.

本実施形態では、燃料電池２５の高電位回避制御が開始されると、燃料電池２５は高電位回避基準電圧を超えないように制御される。
高電位回避制御に伴う燃料電池２５からの余剰電力が超音波振動器５６に通電される。
超音波振動器５６の作動により貯水部５２に貯留された生成水が超音波振動により霧化されて蒸発を始める。
超音波振動器５６は貯水部５２の生成水の蒸発を行うが、燃料電池２５の無負荷運転中は貯水部５２の生成水の有無に関わらず作動し続ける。
蒸発した生成水の大部分は微風程度のガスとともに膨張室４８と連通する排気口４９から外部へ排出される。
なお、フォークリフト１０がアイドル運転から高負荷運転に切り換わると、燃料電池２５は無負荷運転から高負荷運転となり、燃料電池２５に対する高電位回避制御が解除され、超音波振動器５６は制御装置４１の制御を受けて作動停止する。 In the present embodiment, when the high potential avoidance control of the fuel cell 25 is started, the fuel cell 25 is controlled so as not to exceed the high potential avoidance reference voltage.
Surplus power from the fuel cell 25 accompanying the high potential avoidance control is energized to the ultrasonic vibrator 56.
The generated water stored in the water storage section 52 by the operation of the ultrasonic vibrator 56 is atomized by the ultrasonic vibration and starts to evaporate.
The ultrasonic vibrator 56 evaporates the generated water in the water storage unit 52, but continues to operate regardless of the presence or absence of the generated water in the water storage unit 52 during the no-load operation of the fuel cell 25.
Most of the evaporated product water is discharged to the outside through an exhaust port 49 communicating with the expansion chamber 48 together with a gas of a slight breeze.
When the forklift 10 is switched from the idle operation to the high load operation, the fuel cell 25 is changed from the no-load operation to the high load operation, the high potential avoidance control for the fuel cell 25 is released, and the ultrasonic vibrator 56 is controlled by the control device 41. The operation stops under the control of.

本実施形態は、第１の実施形態の作用効果（１）、（４）、（５）と同等の作用効果を奏する。
さらに言うと、超音波振動器５６より燃料電池２５の無負荷運転中に生じた生成水を蒸発することができるほか、超音波振動器５６は過熱することがないため、生成水の有無に関わらず高電位回避制御における作動を継続することができる。
その結果、超音波振動器５６の制御は、電気式ヒータ５５と比較して簡単な制御で済む。 This embodiment has the same effects as the effects (1), (4), and (5) of the first embodiment.
Furthermore, the generated water generated during the no-load operation of the fuel cell 25 can be evaporated from the ultrasonic vibrator 56, and the ultrasonic vibrator 56 does not overheat. Therefore, the operation in the high potential avoidance control can be continued.
As a result, the ultrasonic vibrator 56 can be controlled simply as compared with the electric heater 55.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the gist of the invention. For example, the following modifications may be made.

○ 上記の実施形態では、産業車両の一つであるフォークリフトを例示して説明したが、本発明はフォークリフト等の産業車両に限らず、建設車両や自動車等の一般車両に適用してもよい。
○ 上記の実施形態では、水蒸発手段として電気式ヒータ又は超音波振動器を用いたが、水蒸発手段は電気式ヒータや超音波振動器に限定されない。水蒸発手段は、高電位回避制御時の燃料電池の余剰電力により作動され、霧化器の貯水部に貯留される生成水を蒸発させることができる機構を備えた機器であれば、特に限定されない。
○ 上記の実施形態では、貯水部とベンチュリ孔を接続する回収路と、回収路ノズルを設けるようにしたが、回収路および回収路ノズルは必ずしも設ける必要はない。また、回収路や気液分離器とベンチュリ孔とを接続する導水路に開閉弁を設け、回収路および導水路を通じた生成水の霧化を開閉弁の開閉により制御してもよい。
○ 上記の実施形態では、蓄電装置としてキャパシタを用いたが、蓄電装置はキャパシタ以外の二次電池を用いてもよく、二次電池としては、例えば、リチウムイオンバッテリを用いてもよい。
○ 第１の実施形態では、電気式ヒータの過熱防止のためにサーモスタットを用いたが、サーモスタットに代えて貯水部の水位を計測する水位センサを設置してもよい。この場合、水位センサの計測に基づき電気式ヒータのオン状態・オフ状態とすることができ、タイマーによる計測も不要となる。また、第２の実施形態においても水位センサを設置し、水位センサの計測に基づき超音波振動器の作動・停止を行うようにしてもよい。 In the above embodiment, a forklift that is one of industrial vehicles has been described as an example. However, the present invention is not limited to industrial vehicles such as forklifts, and may be applied to general vehicles such as construction vehicles and automobiles.
In the above embodiment, an electric heater or an ultrasonic vibrator is used as the water evaporation means, but the water evaporation means is not limited to an electric heater or an ultrasonic vibrator. The water evaporation means is not particularly limited as long as it is a device having a mechanism that is operated by surplus power of the fuel cell at the time of high potential avoidance control and can evaporate the generated water stored in the water storage part of the atomizer. .
In the above embodiment, the recovery path connecting the water reservoir and the venturi hole and the recovery path nozzle are provided, but the recovery path and the recovery path nozzle are not necessarily provided. Moreover, an opening / closing valve may be provided in the water conduit connecting the recovery passage or the gas-liquid separator and the venturi hole, and the atomization of the generated water through the recovery passage and the water conduit may be controlled by opening / closing the opening / closing valve.
In the above embodiment, the capacitor is used as the power storage device, but the power storage device may use a secondary battery other than the capacitor, and for example, a lithium ion battery may be used as the secondary battery.
In the first embodiment, the thermostat is used to prevent overheating of the electric heater, but a water level sensor that measures the water level of the water storage unit may be installed instead of the thermostat. In this case, the electric heater can be turned on / off based on the measurement of the water level sensor, and the measurement by the timer is not necessary. Also in the second embodiment, a water level sensor may be installed to operate / stop the ultrasonic vibrator based on the measurement of the water level sensor.

１０フォークリフト
１２荷役装置
１９荷役モータ
２３走行モータ
２４燃料電池システム
２５燃料電池
２６水素タンク
２７燃料電池ユニット
２９、３１、３２、３３、３５、３６管路
３４気液分離器
４０キャパシタ
４１制御装置
４２霧化器
４３排気管
４４導入通路
４５ベンチュリ孔
４６ベンチュリ通路
４７下流側通路
４８膨張室
４９排気口
５０導水路
５１導水路ノズル
５２貯水部
５３回収路
５４回収路ノズル
５５電気式ヒータ
５６超音波振動器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Forklift 12 Handling device 19 Handling motor 23 Traveling motor 24 Fuel cell system 25 Fuel cell 26 Hydrogen tank 27 Fuel cell unit 29, 31, 32, 33, 35, 36 Pipe line 34 Gas-liquid separator 40 Capacitor 41 Control device 42 Fog Generator 43 Exhaust pipe 44 Introduction passage 45 Venturi hole 46 Venturi passage 47 Downstream passage 48 Expansion chamber 49 Exhaust port 50 Conveyance passage 51 Conveyance passage nozzle 52 Reservoir portion 53 Collection passage 54 Collection passage nozzle 55 Electric heater 56 Ultrasonic vibrator

Claims

A fuel cell;
A gas-liquid separator that separates off-gas discharged from the fuel cell by power generation into produced water and gas;
An exhaust passage that is connected to the gas-liquid separator and distributes the gas after separation;
An atomizer connected to the exhaust passage and atomizing the generated water;
A water conduit that guides the produced water from the gas-liquid separator to the atomizer, and a fuel cell system comprising:
A water storage part that is provided in the atomizer and collects and stores the generated water that has not been discharged to the outside among the atomized generated water;
An electric heater as water evaporating means that is installed in the water storage section and evaporates generated water stored by energization from the fuel cell ;
A thermostat for preventing overheating of the electric heater ;
A control device that performs high-potential avoidance control of the fuel cell during no-load operation of the fuel cell and operates the electric heater with electric power generated by the high-potential avoidance control ,
A timer for measuring the elapsed time of the high potential avoidance control in which the electric heater is stopped is provided;
The control device operates the electric heater when the elapsed time of the high potential avoidance control in the stopped state of the electric heater measured by the timer is larger than a preset threshold value. .