JPH11214025A - 燃料電池装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置が低温環境下に設置された場合でも固体
高分子形燃料電池を循環する水が凍結することを防止す
る。 【解決手段】 制御装置９２は、操作盤３３からの運転
モード切替信号により凍結防止モードを設定し、この凍
結防止モードの設定時に温度センサ３４からの検出信号
により装置外部の気温が所定のしきい値以下であると判
断すると、燃料電池４２の駆動／停止を制御して燃料電
池４２により外部気温に対応する熱量を発生させる。燃
料電池４２からの発生熱は、ポンプ６６により燃料電池
４２とメインタンク５６との間を循環する水へ移動し、
この循環水を加熱する。これにより、装置外部の気温が
０°Ｃ以下であっても循環水を氷点より高温に維持して
凍結を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料ガス中の水素を水
の介在の基に空気中の酸素と反応させて電気エネルギー
を発生する固体高分子形燃料電池を備えた燃料電池装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池装置は燃料ガスの供給により電
力を発生することが可能になるため、蓄電池と比較して
使用開始前の充電を必要としない。このような利点によ
り、今後、燃料電池装置は屋外用や非常用の電源として
需要の増加が予測されている。

【０００３】図４には燃料電池装置に用いられる固体高
分子形燃料電池の構成が示されている。固体高分子形燃
料電池（以下、燃料電池という）１０の内部には、電極
接合体１２を隔壁とするアノード側気室１４及びカソー
ド側気室１６が形成されている。電極接合体１２は、図
４に示されるように電解質膜１８の一方の面上にアノー
ド２０が、他方の面上にカソード２２がそれぞれ形成さ
れている。アノード２０及びカソード２２は、それぞれ
白金等からなる触媒電極２４と、この触媒電極２４上に
積層された集電体２６とにより構成され、これらのアノ
ード２０及びカソード２２は外部回路２８に接続されて
いる。ここで、電解質膜１８としては高分子イオン交換
膜（例えば、スルホン酸基を有するフッ素樹脂系イオン
交換膜）を用いる。

【０００４】上記のように構成された燃料電池１０のア
ノード側気室１４には、ボンベや改質器（図示省略）等
から燃料ガスとして高純度の水素ガスが供給されると共
にポンプ等により水が供給され、カソード側気室１６に
はファン等により空気が供給される。アノード側気室１
４に供給された水素はアノード２０上でイオン化され、
この水素イオンは電解質膜１８中を水分子と共にＨ⁺ ・
ｘＨ₂ Ｏとしてカソード２２側へ移動する。このカソー
ド２２へ移動した水素イオンは空気中の酸素及び外部回
路２４を流れてきた電子と反応して水を生成する。この
水の生成反応と共に電子が外部回路２８を流れることか
ら、この電子の流れを直流の電気エネルギーとして利用
することが可能になる。

【０００５】ここで、水素イオンが電解質膜１８の内部
を少ない抵抗でスムーズに流れるためには電解質膜１８
を湿潤した状態に保つ必要がある。一方、燃料電池１０
は、供給された水素ガスの化学エネルギーを全て電気エ
ネルギーに変換することはできず、一部の化学エネルギ
ーが熱に変換される。このため、燃料電池１０の内部温
度を熱損傷が発生しない許容温度以下に保つには、燃料
電池１０の駆動時に燃料電池１０内から熱を排出する必
要もある。そこで、燃料電池１０のアノード側気室１４
には、水素ガスと共に水を供給して電解質膜１８を湿潤
状態に保つと共に燃料電池１０を水冷している。燃料電
池１０内に供給された水は一部が水蒸気となって未反応
の水素ガスや空気と共に燃料電池１０内から排出され、
残りがカソード２２上で生成された水と共に燃料電池１
０下部に集められて外部へ排出される。

【０００６】上記のような燃料電池を備えた燃料電池装
置には、燃料電池から排出された水を一旦貯水タンクに
貯え、燃料電池の駆動時にポンプにより貯水タンクから
燃料電池へ供給する水の循環経路を備えたものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、水の循環経路
を備えた燃料電池装置を寒冷地の屋外等の低温環境下に
設置した場合、一定時間以上運転しないでいると燃料電
池内及び循環経路内の水が凍結し、運転不能になった
り、水が凍結する際の膨脹圧により装置が破損するおそ
れがある。

【０００８】本発明の目的は、上記の事実を考慮し、低
温環境下に設置された場合でも固体高分子形燃料電池を
循環する水の凍結が防止される燃料電池装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の燃料電池
装置は、燃料ガス中の水素を水の介在の基に空気中の酸
素と反応させて熱及び電気エネルギーを発生する固体高
分子形燃料電池と、前記固体高分子形燃料電池の給水部
及び排水部に接続され固体高分子形燃料電池に水を循環
させる水循環手段と、装置外部の温度を検出する温度検
出手段と、装置の運転モードとして凍結防止モードを設
定可能で、かつ前記凍結防止モードの設定時に前記温度
検出手段の検出温度が所定のしきい値より低いと、前記
水循環手段により循環する水が氷点より高温に維持され
るように、前記固体高分子形燃料電池からの発熱量を制
御する制御手段と、を有するものである。

【００１０】上記構成の燃料電池装置によれば、制御手
段が凍結防止モードを設定することにより、装置外部の
温度が所定のしきい値より低い時には固体高分子形燃料
電池からの発熱量を制御し、固体高分子形燃料電池を循
環経路の一部として循環する水を固体高分子形燃料電池
から供給された熱により氷点より高温に維持する。従っ
て、凍結防止モードを設定することにより、装置を低温
環境下に設置した場合でも固体高分子形燃料電池を循環
する水の凍結が防止される。

【００１１】ここで、制御手段は、凍結防止モードの設
定時に温度検出手段の検出温度が所定のしきい値より低
い場合には、固体高分子形燃料電池の駆動／停止を繰り
返す運転サイクルにおいて駆動時間と停止時間との比を
変化させ、又は固体高分子形燃料電池への負荷を変化さ
せることにより、固体高分子形燃料電池が発生する熱量
を制御する。

【００１２】請求項２記載の燃料電池装置は、請求項１
記載の燃料電池装置において、前記制御手段は、前記凍
結防止モードの設定時に前記温度検出手段の検出温度が
前記しきい値より低いと、前記検出温度に対応させて前
記固体高分子形燃料電池からの発熱量を変化させるもの
である。

【００１３】上記構成の燃料電池装置によれば、凍結防
止モードの設定時に固体高分子形燃料電池を循環する水
の凍結が確実に防止され、かつこの循環水を必要以上に
高温としないように、固体高分子形燃料電池からの発熱
量を適正値に制御できる。

【００１４】請求項３記載の燃料電池装置は、請求項１
又は２記載の燃料電池装置において、前記凍結防止モー
ドの設定時に前記温度検出手段の検出温度が前記しきい
値より低いことを報知する報知手段を有するものであ
る。

【００１５】上記構成の燃料電池装置によれば、オペレ
ータは、装置の運転モードとして凍結防止モードが設定
されており、かつ循環水の凍結を防止するため固体高分
子形燃料電池からの発熱量が制御されていることを容易
に認識できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１７】（実施形態の構成）図１から図３には本発
明の実施形態に係る燃料電池装置が示されている。な
お、図２及び図３に示されている燃料電池は、図３に基
づいて説明した燃料電池１０と基本的構成が共通してい
るので、対応する部材については同一符号を付し、その
構成及び動作についての詳細な説明を省略する。

【００１８】燃料電池装置３０は図１に示されるように
略直方体に形成された外装筐体３２を備えている。この
外装筐体３２の一側面には、操作盤３３，装置外部の温
度を検出するための温度センサ３４及び開閉可能に支持
された扉３６が配置されると共に、操作盤３３の下方に
排気部３８が形成されている。操作盤３３には起動／停
止ボタン３３Ａ，運転モード設定ボタン３３Ｂ及び運転
表示ランプ３３Ｃが設けられている。ここで、扉３６
は、外装筐体３２の内部に設けられたボンベ収納室（図
示省略）の入口開口に配置されており、排気部３８に
は、外装筐体３２の排気ダクト（図示省略）へ連通した
多数の通気穴が形成されている。また外装筐体３２の下
面には各コーナー部にそれぞれキャスター４０が配置さ
れており、これらのキャスター４０により燃料電池装置
３０の移動を容易にしている。

【００１９】外装筐体３２内には、図２に示される燃料
電池４２等の電力発生に係る各種の部材が配置されると
共に、高圧の水素ガスが充填されたボンベ４４が交換可
能に収納されている。このボンベ４４は外装筐体３２内
のボンベ収納室に最大２本収納することができ、扉３６
を開放することにより交換可能になる。

【００２０】図２に示されるようにボンベ４４は手動バ
ルブ４５を備えており、この手動バルブ４５は水素供給
管４６により燃料電池４２のアノード側気室１４へ連結
されている。水素供給管４６には、配管途中にレギュレ
ータ４８，５０及び電磁開閉弁５２が配置されており、
１段目のレギュレータ４８は、開状態とされた手動バル
ブ４５を通してボンベ４４から供給された高圧（１〜１
５０Ｋgf/mＵ）の水素ガスを１〜２Ｋgf/mＵ程度まで減
圧し、２段目のレギュレータ５０は、１段目のレギュレ
ータ４８により減圧された水素ガスを０．０５Ｋgf/mＵ
程度まで減圧する。電磁開閉弁５２は、駆動電圧の印加
時（オン時）には開状態になり、駆動電圧の非印加時
（オフ時）には閉状態になる。従って、電磁開閉弁５２
への駆動電圧の印加時にはレギュレータ４８，５０によ
り減圧された水素ガスがアノード側気室１４へ供給さ
れ、電磁開閉弁５２への駆動電圧の非印加時にはアノー
ド側気室１４への水素ガスの供給が遮断される。一方、
カソード側気室１６へはファン（シロッコファン）５４
により空気が供給される。

【００２１】外装筐体３２内には、図３に示されるよう
に燃料電池４２のアノード側気室１４へ給水するための
メインタンク５６と、このメインタンク５６へ純水を補
充するためのサブタンク５８とが配置されており、メイ
ンタンク５６とサブタンク５８とは、ポンプ６０及び電
磁開閉弁６２が配置された給水管６４により連結されて
いる。ここで、サブタンク５８は装置外部から補給され
た純水を貯めており、ポンプ６０が駆動し、かつ電磁開
閉弁６２が開になるとサブタンク５８内の純水がメイン
タンク５６へ供給される。

【００２２】メインタンク５６は、ポンプ６６及びフィ
ルター６８が配置された給水管７０により燃料電池４２
に連結されている。この燃料電池４２には、図３に示さ
れるように上部に４個の給水用継手管７２が配置され、
下部に４個の排水用継手管７４が配置されている。燃料
電池４２の内部には、給水用継手管７２から供給された
水をアノード側気室１４に供給する給水路（図示省略）
及び、アノード側気室１４で消費されなかった水及びカ
ソード２２で生成された水を排水用継手管７４から排出
する排水路（図示省略）が設けられている。４個の給水
用継手管７２には、フィルター６８の下流で４本に枝分
かれした給水管７０がそれぞれ接続されている。また４
個の排水用継手管７４には、図３に示されるよう排水管
７６がそれぞれ接続されており、排水用継手管７４から
排出された水は排水管７６を通ってメインタンク５６内
に回収される。従って、メインタンク５６に貯えられて
いる水は、ポンプ６６を駆動することにより給水管７
０，燃料電池４２及び排水管７６を循環する。

【００２３】燃料電池４２は、水素ガス及び水がアノー
ド側気室１４へ供給される共に反応ガスである酸素を含
んだ空気がカソード側気室１６へ供給されることによ
り、電力負荷に応じた量の水素をアノード２０上でイオ
ン化し、この水素イオンをカソード２２上で空気中の酸
素及び外部回路を流れてきた電子と反応させて水を生成
すると共に直流の電気エネルギーを発生する。

【００２４】図２に示されるように、アノード側気室１
４はガス排出管７８によりメインタンク５６へ連結され
ており、メインタンク５６はニードル弁８０が配置され
たガス排出管８２により混合器８４に連結されている。

【００２５】アノード側気室１４からは、アノード２０
上で反応しなかった水素ガス及び窒素，炭酸ガス等の不
純ガス（以下、これらを未反応ガスという）がガス排出
管７８を通してメインタンク５６内に貯められている循
環水の上部空間（気層Ａ）へ流入する。メインタンク５
６内ではアノード側気室１４から流入した未反応ガスか
ら水分が除去され、この未反応ガスはガス排出管８２を
通って混合器８４へ流入する。ここで、ニードル弁８０
は所定の弁開度となるように予め調整されており、アノ
ード側気室１４内で不純ガスが濃化することを防止する
ため燃料電池４２の駆動時に少量の未反応ガスをアノー
ド側気室１４から排出する。

【００２６】一方、カソード側気室１６は空気排出管８
６により混合器８４に連結され、この空気排出管８６の
配管途中にはファン（シロッコファン）８８の送気管が
接続されている。従って、混合器８４には、アノード側
気室１４からの未反応ガスとカソード側気室１６及びフ
ァン８８からの空気とが流入する。混合器８４は、水素
ガスを含んだ未反応ガスと空気とを混合し、水素爆発を
防止するため水素濃度が０．０１体積％以下となるよう
に未反応ガスを空気により希釈して排気ダクトへ放出す
る。この排気ダクトへ放出された排気ガスは、外装筐体
３２の排気部３８から装置外部へ排出される。

【００２７】燃料電池４２の駆動時には、アノード側気
室１４からカソード側気室１６へ移動した水が空気と共
に混合器８４へ排出され、更にメインタンク５６から混
合器８４へ流入した未反応ガス中にも僅かに水分が残留
することから、メインタンク５６内の循環水は燃料電池
４２の駆動時間の増加と共に減少する。メインタンク５
６には水位センサ９０が配置されており、この水位セン
サ９０はメインタンク５６内の循環水が所定の水位まで
低下すると水位検出信号を制御装置９２へ出力する。

【００２８】水位センサ９０からの水位検出信号を受け
た制御装置９２は、給水管６４の電磁開閉弁６２を開に
すると同時にポンプ６０を駆動してサブタンク５８内の
純水をメインタンク５６へ補充し、所定時間の経過後に
電磁開閉弁６２を閉とすると同時にポンプ６０を停止す
る。この際、制御装置９２は、メインタンク５６内の循
環水上に必ず気層Ａが残るように設定された水量をメイ
ンタンク５６へ補充する。また、電磁開閉弁６２の開／
閉とポンプ６２の駆動／停止とを同時に行うことによ
り、未反応ガスにより大気圧より高圧になったメインタ
ンク５６からサブタンク５８への水の逆流を防止してい
る。

【００２９】また、燃料電池４２には、図２に示される
ようにＤＣ／ＤＣコンバータ９４，ＤＣ／ＡＣインバー
タ９６及び交流出力端子９８からなる電源供給回路１０
０が接続され、この電源供給回路１００に対して並列と
なるように充電回路１０２が接続されている。この充電
回路１０２は、制御装置９２を介して装置の電装部品へ
電源を供給する２次電池１０４へ接続されている。

【００３０】（実施形態の作用）以下、上記のように構
成された本実施形態の燃料電池装置３０の動作及び作用
について説明する。

【００３１】操作盤３３は、装置が運転停止している状
態で起動／停止ボタン３３Ａが押下されると制御装置９
２へ起動信号を出力し、また装置が運転されている状態
で起動／停止ボタン３３Ａが押下されると制御装置９２
へ停止信号を出力する。

【００３２】制御装置９２は、操作盤３３からの起動信
号を受けると外部装置への電源供給が可能となる通常運
転モードで装置の運転を開始する。この通常運転モード
での運転時には、制御装置９２は水素供給管４６の電磁
開閉弁５２を開にして燃料電池４２へ水素ガスを供給
し、この水素ガスの供給開始に同期させてポンプ６６，
ファン５４及びファン８８を駆動すると共に、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ９４及びＤＣ／ＡＣインバータ９６を駆動
する。これにより、燃料電池４２が発生した直流電力は
ＤＣ／ＤＣコンバータ９４で所定の電圧に変換された
後、ＤＣ／ＡＣインバータ９６で直流から交流へ変換さ
れ、交流出力端子９８へ送られる。そして、燃料電池４
２は交流出力端子９８に接続された外部装置（図示省
略）の電力消費に応じた交流電流を発生する。ここで、
本実施形態の燃料電池装置３０は外部からの電力供給が
必要ない自己完結タイプとして構成されている。このた
め、充電回路１０２は燃料電池４２の余剰電力により２
次電池１００を充電し、起動時に必要となる電力を常に
２次電池１０４に貯えておく。

【００３３】制御装置９２は、通常運転モードでの装置
運転時に操作盤３３からの停止信号を受けると水素供給
管４６の電磁開閉弁５２を閉にして燃料電池４２への水
素ガスの供給を停止し、この水素ガスの供給停止に同期
させてポンプ６６，ファン５４及びファン８８を停止さ
せると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ９４及びＤＣ／ＡＣ
インバータ９６を停止することにより、装置の運転を停
止する。また、操作盤３３は通常運転モードでの装置運
転時に運転モード設定ボタン３３Ｂが押下されると運転
切替信号を出力し、この運転切替信号を受けた制御装置
９２は装置の運転モードを通常運転モードから凍結防止
モードへ切り替える。

【００３４】本実施形態の燃料電池装置３０において装
置の運転モードとして凍結防止モードが設定された場合
の制御装置９２の制御ルーチンを図５を参照して説明す
る。なお、本実施形態の制御装置９２は、図示を省略し
た内部タイマー及びメモリーを内蔵している。この内部
タイマーには、凍結防止モードにおける制御周期を規定
するリセッット時間が予めセットされており、またメモ
リーには、凍結防止モードにおける装置の制御条件を記
憶したデータテーブルが設けられている。

【００３５】図５のステップ２０２で、操作盤３３から
の運転切替信号を受けて装置の運転モードとして凍結防
止モードを設定すると、ステップ２０４で水素供給管４
６の電磁開閉弁５２を閉にすると共にポンプ６６，ファ
ン５４及びファン８８を停止させて燃料電池４２を駆動
停止し、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ９４及びＤＣ／Ａ
Ｃインバータ９６を停止する。

【００３６】ステップ２０６〜２０８で内部タイマーに
より計時を開始すると共に、温度センサ３４からの検出
信号により得られた装置外部の温度（外部気温）を一時
記憶し、ステップ２１０で一時記憶した外部気温が所定
のしきい値（例えば、５°Ｃ）以下か、しきい値より高
いかを判断する。ステップ２１０で外部温度がしいき値
以下と判断された場合には、ステップ２１２〜２１４で
水素供給管４６の電磁開閉弁５２を開にすると共にポン
プ６６，ファン５４及びファン８８を駆動させて燃料電
池４２を駆動すると同時に、メモリーのデータテーブル
から温度センサ３４により検出された外部気温に対応す
る駆動時間を読み出し、この駆動時間を内部タイマーに
セットする。これにより、内部タイマーには、外部気温
に対応する駆動時間と予め設定されているリセット時間
とがセットされる。ここで、駆動時間は、内部タイマー
に予め設定されているリセット時間より短い範囲で、外
部気温が低温になるに従って長くなるように設定されて
いる。内部タイマーは、先ず計時開始からの経過時間が
駆動時間と一致すると、セットされている駆動時間をリ
セットする共に駆動終了信号を出力する。

【００３７】ステップ２１６で駆動終了信号の入力を判
断すると、ステップ２１８で水素供給管４６の電磁開閉
弁５２を閉にすると共にポンプ６６、ファン５４，８８
を停止させて燃料電池４２を駆動停止する。内部タイマ
ーは、駆動終了信号の出力後も計時を継続し、計時開始
からの経過時間がリセット時間になると計時時間を０へ
リセットすると共に、リセット信号を制御装置９２に出
力する。

【００３８】ステップ２２０でリセット信号の入力を判
断すると、ステップ２２２で内部タイマーの計時開始か
らリセット時間までの間に起動／停止ボタン３３Ａが押
下されて操作盤３３から停止信号が入力した否かを判断
する。ステップ２２２で停止信号の入力を判断した場合
には凍結防止モードでの装置の運転を停止し、またステ
ップ２２２で停止信号が入力していないと判断した場合
にはステップ２０６にリターンし、ステップ２０６から
の制御ルーチンを再び実行する。

【００３９】また、ステップ２１０で外部気温がしきい
値より高いと判断された場合には、ステップ２２４でリ
セット時間を計時した内部タイマーからのリセット信号
の入力を判断した後、ステップ２２６で内部タイマーの
計時開始からリセット時間までの間に起動／停止ボタン
３３Ａが押下されて操作盤３３から停止信号が入力した
否かを判断する。ステップ２２６でリセット信号の入力
後に停止信号が入力していないことを判断した場合に
は、ステップ２０６にリターンし、ステップ２０６から
の制御ルーチンを再び実行する。また、ステップ２２６
でリセット信号の入力後に停止信号が入力したことを判
断した場合には凍結防止モードでの装置の運転を停止す
る。

【００４０】以上、図５に基づいて説明した凍結防止モ
ードの設定時の制御によれば、装置外部の温度が所定の
しきい値以下であると、燃料電池４２が駆動して熱を発
生する。この燃料電池４２からの発生熱の一部は燃料電
池４２内を循環する循環水へ移動して循環水を加熱す
る。これにより、装置外部の気温が氷点（例えば、０°
Ｃ）以下であっても、メインタンク５６と燃料電池４２
との間を循環する水を氷点より高温に維持して凍結を防
止できる。この際、燃料電池４２の駆動／停止を繰り返
す運転サイクルにおいて、外部気温が低いほど駆動時間
を長くし燃料電池４２からの時間当たりの発熱量を大き
くすることにより、外部気温が経時的に変化する場合で
も、循環水を凍結させることなく、かつ必要以上に高温
としないように燃料電池４２からの発熱量を適正値に制
御できるので、水素ガスを効率的に使用して水素ガスの
消費量を節約できる。

【００４１】また、制御装置９２は、凍結防止モードの
設定時に外部気温が所定のしきい値以下であると判断し
た場合には操作盤３３へアラーム信号を出力し、このア
ラーム信号の出力を操作盤３３からの停止信号が入力す
るか、又は外部気温が所定のしきい値より高いと判断さ
れるまで継続する。操作盤３３は、アラーム信号の入力
中には運転表示ランプ３３Ｃを所定の周期で点滅させ
る。オペレータは、点滅している運転表示ランプ３３Ｃ
により装置の運転モードとして凍結防止モードが設定さ
れており、かつ循環水の凍結を防止するため燃料電池４
２の駆動／停止が自動制御されボンベ４４の水素ガスが
循環水の凍結防止のために消費されていることを容易に
認識できる。

【００４２】また、図５に基づいて説明した制御ルーチ
ンでは、燃料電池４２の駆動／停止を繰り返す運転サイ
クルにおいて、外部気温に対応させて駆動時間を変化さ
せ燃料電池４２からの時間当たりの発熱量を制御する場
合についてのみ説明したが、外部気温に対応させて燃料
電池４２への負荷を変化させ時間当たりの発熱量を制御
することも可能である。この場合には、例えば、充電回
路１０２を制御して２次電池１０４への充電速度を変え
ることにより、燃料電池４２への負荷を変化させること
が可能になる。

【００４３】また、メインタンク５６内の循環水の水温
を測定する水温センサを設け、凍結防止モードの設定時
に所定のしき値より低い外部気温が検出され、燃料電池
４２の自動制御が開始された場合は、水温センサからの
検出信号により循環水が凍結しないように燃料電池４２
からの発熱量をフィードバック制御してもよい。

【００４４】上記の本実施形態に係る説明では、凍結防
止モードの設定時に燃料電池４２とメインタンク５６と
の間を循環する水を凍結防止するための構成及び制御に
ついてのみ記載したが、サブタンク５８にハロゲンヒー
ター等の発熱手段を設置して、この発熱手段を凍結防止
モードの設定時に発熱させれば、燃料電池装置３０が低
温環境下に設置された場合にサブタンク５８内の純水が
凍結することも防止可能となる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料電池
装置によれば、装置が低温環境下に設置された場合でも
固体高分子形燃料電池を循環する水の凍結が確実に防止
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る燃料電池装置の外観を
示す斜視図である。

【図２】本発明の実施形態に係る燃料電池装置の構成を
示すブロック図である。

【図３】本発明の実施形態に係る燃料電池装置における
燃料電池及び、この燃料電池に対する給排水経路を示す
斜視図である。

【図４】燃料電池装置に用いられる固体高分子形燃料電
池の構成を示す断面図である。

【図５】本発明の実施形態に係る燃料電池装置の運転モ
ードとして凍結防止モードが設定された場合の制御ルー
チンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 燃料電池（固体高分子形燃料電池） １２ 電極接合体 １４ アノード側気室 １６ カソード側気室 １８ 電解質 ２０ アノード ２２ カソード ３０ 燃料電池装置 ３２ 外装ケース ３３ 操作盤（報知手段） ３３Ａ 起動／停止ボタン ３３Ｂ 運転モード設定ボタン ３３Ｃ 運転表示ランプ（報知手段） ３４ 温度センサ ４２ 燃料電池（固体高分子型燃料電池） ５６ メインタンク（水循環手段） ６４ 給水管（水循環手段） ６６ ポンプ（水循環手段） ７８ 排水管（水循環手段） ９２ 制御装置 ９４ ＤＣ／ＤＣコンバータ ９６ ＤＣ／ＡＣインバータ ９８ 交流出力端子 １０２ 充電回路 １０４ ２次電池

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ガス中の水素を水の介在の基に空気
   中の酸素と反応させて熱及び電気エネルギーを発生する
   固体高分子形燃料電池と、 前記固体高分子形燃料電池本体の給水部及び排水部に接
   続され固体高分子形燃料電池に水を循環させる水循環手
   段と、 装置外部の温度を検出する温度検出手段と、 装置の運転モードとして凍結防止モードを設定可能で、
   かつ前記凍結防止モードの設定時に前記温度検出手段の
   検出温度が所定のしきい値より低いと、前記水循環手段
   により循環する水が氷点より高温に維持されるように、
   前記固体高分子形燃料電池本体からの発熱量を制御する
   制御手段と、 を有することを特徴とする燃料電池装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記凍結防止モードの
   設定時に前記温度検出手段の検出温度が前記しきい値よ
   り低いと、前記検出温度に対応させて前記固体高分子形
   燃料電池からの発熱量を変化させることを特徴とする請
   求項１記載の燃料電池装置。
3. 【請求項３】 前記凍結防止モードの設定時に前記温度
   検出手段の検出温度が前記しきい値より低いことを報知
   する報知手段を有することを特徴とする請求項１又は２
   記載の燃料電池装置。