WO2016157737A1 - 燃料電池システムおよびその運転方法 - Google Patents

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WO2016157737A1
WO2016157737A1 PCT/JP2016/001251 JP2016001251W WO2016157737A1 WO 2016157737 A1 WO2016157737 A1 WO 2016157737A1 JP 2016001251 W JP2016001251 W JP 2016001251W WO 2016157737 A1 WO2016157737 A1 WO 2016157737A1
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fuel cell
circulation pump
cooling water
circulation path
circulation
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PCT/JP2016/001251
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健二 米倉
耕平 露口
吉村　晃久
中村　彰成
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a fuel cell system having a circulation path through which cooling water for heat exchange with the fuel cell flows and an operation method thereof.
  • this type of fuel cell system incorporates a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction (exothermic reaction) between hydrogen in the fuel gas mainly composed of hydrogen gas and oxygen in the air.
  • the fuel cell undergo an exothermic reaction during power generation. Therefore, the fuel cell has a configuration that maintains the operating temperature during power generation at a temperature suitable for an exothermic reaction (for example, about 60 ° C. to 80 ° C.).
  • the fuel cell system includes a cooling water circulation path in the fuel cell, and a pump that circulates the cooling water is installed in the cooling water circulation path.
  • the internal temperature of the fuel cell is controlled to be constant during power generation.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the fuel cell system disclosed in Patent Document 1.
  • the fuel cell system 101 of Patent Document 1 includes a fuel cell 102, a circulation path 103, a circulation pump 104, a cooling water tank 105, a heat exchanger 106, a controller 107, and the like.
  • the fuel cell 102 generates power using a fuel gas and an oxidant gas containing oxygen.
  • the circulation path 103 circulates cooling water that recovers heat generated when the fuel cell 102 generates power.
  • the circulation pump 104 is provided in the circulation path 103 and circulates the cooling water.
  • the cooling water tank 105 is provided in the circulation path 103 and stores cooling water.
  • the heat exchanger 106 is provided in the circulation path 103 and collects the exhaust heat of the cooling water.
  • the controller 107 controls the operation of the circulation pump 104 and the like.
  • the controller 107 intermittently operates the circulation pump 104 when it is determined that air removal from the circulation path 103 is necessary before the fuel cell 102 starts power generation or during power generation. Thereby, the air remaining in the circulation path 103 is excluded, and the function deterioration of the circulation pump 104 is suppressed.
  • the temperature inside the fuel cell 102 is high depending on the time during which the circulation pump 104 is stopped. Become. Thereby, there exists a possibility that temperature may exceed the heat-resistant temperature of the member which comprises the fuel cell 102, and may rise.
  • the present invention provides a fuel cell system and an operation method thereof that can more reliably exclude air remaining in a circulation path and prevent thermal deterioration of components of the fuel cell.
  • the intermittent operation during start-up of the fuel cell is performed when the time from the operation stop to the operation resumption when the circulation pump that sends the heat medium that exchanges heat with the fuel cell is operated intermittently.
  • the second stop time which is the stop time during intermittent operation during power generation of the fuel cell, is shorter than the first stop time, which is the stop time during operation.
  • the circulation pump is stopped during the first stop time in which the air accumulated in the circulation path can be sufficiently removed. And after the 1st stop time progresses, the intermittent operation which repeats the operation
  • the circulation pump is stopped for a second stop time that is shorter than the first stop time and in which the temperature inside the fuel cell does not exceed the heat resistance temperature of the members constituting the fuel cell. And after the 2nd stop time progress, the intermittent operation which repeats the driving
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a fuel cell system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the water filling step of the circulation path in the fuel cell system of the same embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the air venting operation of the circulation path during power generation in the fuel cell system of the embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the air venting operation of the circulation path during power generation in the fuel cell system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic view of a conventional fuel cell system.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the fuel cell system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the fuel cell system 1 of the present embodiment includes a fuel cell 2, a circulation path 3, a circulation pump 4, a cooling water tank 5, a heat exchanger 6, and the like.
  • the circulation path 3 sequentially connects the fuel cell 2, the circulation pump 4, the cooling water tank 5, and the heat exchanger 6 in an annular shape.
  • the circulation path 3 circulates cooling water that recovers heat generated during power generation of the fuel cell 2.
  • the cooling water flows in the circulation path 3 in the order of the fuel cell 2, the circulation pump 4, the cooling water tank 5, and the heat exchanger 6 by driving the circulation pump 4.
  • the fuel cell 2 generates power by an electrochemical reaction (exothermic reaction) between a fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas containing oxygen.
  • the circulation pump 4 is arranged on the downstream side of the fuel cell 2 in the flow direction of the cooling water in the circulation path 3 (that is, the suction side is on the fuel cell 2 side).
  • the circulation pump 4 allows cooling water to flow through the circulation path 3.
  • a spiral pump or the like that is unlikely to cause pulsation or the like is used.
  • the cooling water tank 5 is disposed on the discharge port 4a side which is the outlet side (downstream side) of the circulation pump 4 in the circulation path 3 and stores cooling water.
  • the heat exchanger 6 is arranged on the outlet 5a side which is the outlet side (downstream side) of the cooling water tank 5 in the circulation path 3.
  • the heat exchanger 6 cools the cooling water heated by the fuel cell 2 and transmits it to the exhaust heat recovery water as a heat medium.
  • a cooling water temperature sensor 7 for detecting the temperature of the cooling water flowing out from the outlet 2a of the fuel cell 2 is provided.
  • the cooling water tank 5 is provided with a water level sensor 8 and a drain port 9.
  • the water level sensor 8 detects the water level of the cooling water in the cooling water tank 5.
  • the drain port 9 is provided in the vicinity of the upper portion of the side wall of the cooling water tank 5, and drains the cooling water overflowed from the cooling water tank 5 to the drain path 13.
  • the cooling water tank 5 is provided in the vicinity of the position where the circulation path 3 is at the highest height. Thereby, the air accumulated in the circulation path 3 can be extracted via the cooling water tank 5 and discharged to the outside.
  • the outlet 5 a for supplying cooling water from the cooling water tank 5 to the heat exchanger 6 is disposed at a position lower than the inlet 9 a of the cooling water tank 5.
  • the fuel cell system 1 includes a condensed water tank 10, a cooling water supply path 11, a cooling water supply pump 12, a drainage path 13, and the like.
  • the condensed water tank 10 stores condensed water obtained by condensing water contained in exhaust air and exhaust gas discharged from the fuel cell 2.
  • the cooling water supply path 11 supplies the condensed water in the condensed water tank 10 to the cooling water tank 5.
  • the cooling water supply pump 12 is disposed in the cooling water supply path 11 and sends (supplies) the condensed water in the condensed water tank 10 to the cooling water tank 5 from the inflow port 9a.
  • the drainage path 13 functions as a path for returning the cooling water that has overflowed from the drain port 9 of the cooling water tank 5 to the condensed water tank 10.
  • the fuel cell system 1 of the present embodiment supplies the cooling water to the atmosphere in the cooling water tank 5 and the condensed water tank 10 through the cooling water tank 5, the drain port 9, the drainage path 13 and the condensed water tank 10. It is open.
  • the cooling water tank 5 is preferably installed at the highest position of the fuel cell system 1 in order to gas-liquid separate and exhaust the air accumulated in the circulation path 3. Due to the above arrangement, since the density of the air is small, it naturally rises and is exhausted to the outside.
  • the circulation pump 4 includes a rotation detector 14 that detects the number of rotations of the circulation pump 4 therein. At this time, the discharge port 4a of the circulation pump 4 is preferably directed upward so that air accumulated in the circulation pump 4 can escape.
  • the controller 15 of the fuel cell system 1 controls at least the circulation pump 4 and the cooling water supply pump 12. Further, the controller 15 detects the cooling water temperature with the cooling water temperature sensor 7 and the presence or absence of a predetermined amount of cooling water in the cooling water tank 5 with the water level sensor 8. Furthermore, the controller 15 detects the number of rotations of the circulation pump 4 with the rotation detector 14. That is, the controller 15 controls the circulation pump 4 and the cooling water supply pump 12 based on the detected cooling water temperature, the presence / absence of the cooling water, and the rotation speed.
  • the fuel cell system 1 of the present embodiment is configured.
  • the fuel cell system 1 generates power by supplying a fuel gas containing a lot of hydrogen and an oxidant gas containing oxygen to the fuel cell 2.
  • the fuel cell 2 generates and outputs DC power by power generation.
  • the DC power output from the fuel cell 2 is converted into AC power by an inverter (not shown).
  • the converted AC power is connected to a power system and supplied to a load (for example, an electric device in a home).
  • the controller 15 operates the circulation pump 4 to circulate the cooling water in the circulation path 3 and supplies it to the fuel cell 2. As a result, the heat generated in the fuel cell 2 is exchanged with the cooling water to cool the fuel cell 2. At this time, the controller 15 performs feedback control of the circulation pump 4 so that the temperature detected by the cooling water temperature sensor 7 is about 70 ° C., for example.
  • the fuel cell system 1 of the present embodiment operates.
  • the water filling step is executed while the fuel cell 2 is activated.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the water filling step of the circulation path in the fuel cell system of the embodiment.
  • the controller 15 first activates the cooling water supply pump 12.
  • the cooling water supply pump 12 pumps up the water (condensed water) stored in the condensed water tank 10 via the cooling water supply path 11, and supplies it to the cooling water tank 5 (step S101).
  • step S102 the controller 15 detects whether or not there is a predetermined amount of water in the cooling water tank 5 with the water level sensor 8 (step S102). At this time, if it is determined that there is no predetermined amount of “water” in the cooling water tank 5 (No in step S102), the determination operation in step S102 is repeated until it is determined that “water is present”.
  • step S102 when it is determined that there is a predetermined amount of “water” in the cooling water tank 5 (Yes in step S102), the controller 15 stops the cooling water supply pump 12 (step S103).
  • the fuel cell 2 and the heat exchanger 6 have a large water flow resistance in order to obtain the performance. For this reason, if air is accumulated in the circulation path 3, even if the cooling water tank 5 is replenished with cooling water, the circulation path 3 cannot be filled with cooling water.
  • the controller 15 operates the circulation pump 4 to increase the head (step S104). Thereby, the air bleeding operation in the circulation path 3 is performed. At this time, when air accumulates in the circulation path 3 and the circulation pump 4 is not filled with water, the circulation pump 4 rotates idly. Therefore, the rotation speed of the circulation pump 4 detected by the rotation detector 14 increases. Thereby, as will be specifically described below, it is determined whether or not an air bleeding operation in the circulation path 3 is necessary.
  • the controller 15 determines whether or not the rotational speed of the circulation pump 4 is equal to or less than X (rpm) by the rotation detector 14 (step S105).
  • the rotation speed X (rpm) corresponds to the maximum rotation speed when the circulation pump 4 is not idling.
  • the controller 15 stops the circulation pump 4 (step S106). Thereby, the water filling step of the circulation path 3 is finished, and the process proceeds to a power generation step of the fuel cell 2 (not shown).
  • the controller 15 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the activation of the circulation pump 4, and further the rotation speed of the circulation pump 4 is It is determined whether or not X (rpm) or less (step S107). At this time, when the predetermined time does not elapse and the rotation speed exceeds X (rpm) (No in step S107), the process returns to step S105 to execute the subsequent steps.
  • the predetermined time from the activation is, for example, about 60 seconds.
  • the controller 15 stops the circulation pump 4 during the first stop time, for example, and then the circulation pump 4 An intermittent operation (corresponding to the first operation or the first operation step) is repeated to repeat the operation to operate (Step S108).
  • the first stop time is a stop time from the stop of the operation of the circulation pump 4 to the restart of the operation at the time of intermittent drive.
  • the first stop time is, for example, about 30 seconds.
  • step S108 the operation of the circulation pump 4 is temporarily stopped during the first stop time. Thereby, the air accumulated in the center of the circulation pump 4 can be efficiently discharged by flowing into the circulation path 3 while the circulation pump 4 is stopped.
  • the controller 15 determines whether or not the rotation speed detected by the rotation detector 14 is equal to or less than X (rpm) (step S109). Thus, it is determined again whether or not the air has been released in the first operation in step 108 or the intermittent operation in the first operation step. At this time, when the rotation speed is detected to be X (rpm) or less (Yes in step S109), the controller 15 determines that the circulation pump 4 is not idling. Then, the controller 15 stops the circulation pump 4 (step S110). Thereby, the water filling step of the circulation path 3 is finished, and the process proceeds to a power generation step of the fuel cell 2 (not shown).
  • step S108 even if intermittent operation of the circulation pump 4 is executed in step S108, if the rotational speed of the circulation pump 4 exceeds X (rpm) (No in step S109), the controller 15 has an abnormality in the circulation path 3. Judgment is made and the circulation pump 4 is stopped (step S111). Then, the controller 15 informs the outside that there is an abnormality in the circulation path 3 and ends the water filling step of the circulation path 3. At this time, the notification of abnormality is executed by, for example, an alarm display on a display unit provided in the fuel cell system 1 or a sound.
  • the water filling step of the circulation path 3 in the fuel cell system 1 is executed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the air venting operation of the circulation path during power generation in the fuel cell system of the embodiment.
  • the controller 15 first determines whether or not a predetermined time has elapsed since the start of power generation (step S201).
  • the predetermined time from the power generation is, for example, about 30 minutes.
  • the controller 15 determines whether or not the predetermined time has elapsed since the circulation pump 4 was activated (step S202). Note that the predetermined time from the activation is, for example, about 5 minutes.
  • the controller 15 stops the circulation pump 4 during the 2nd stop time, and makes it operate
  • An intermittent operation that repeats the operation is executed (step S203).
  • the second stop time is a stop time from the stop of the operation of the circulation pump 4 to the restart of the operation at the time of intermittent drive.
  • the second stop time is, for example, about 3 seconds. That is, as described above, the second stop time is set shorter than the first stop time.
  • step S201 for determining whether or not a predetermined time has elapsed from the start of power generation, and the subsequent step operations are sequentially repeated.
  • step S201 when a predetermined time has elapsed from the start of power generation of the fuel cell 2 (Yes in step S201), the air venting operation of the circulation path 3 during power generation ends.
  • step S203 an intermittent operation is performed in which the operation of the circulation pump 4 is temporarily stopped for the second stop time. Thereby, the air accumulated in the center of the circulation pump 4 can be efficiently discharged by flowing into the circulation path 3 while the circulation pump 4 is stopped.
  • the amount of air remaining in the circulation path 3 during power generation of the fuel cell 2 described in FIG. 3 is smaller than the amount of air remaining in the circulation path 3 during the water filling step described in FIG.
  • the second stop time of the circulation pump 4 in the intermittent operation during power generation of the fuel cell 2 (about 3 seconds described above) is used as the first stop time of the circulation pump 4 in the intermittent operation during the water filling step. It is set shorter than (about 30 seconds mentioned above).
  • the second stop time is set to a time during which the temperature during power generation of the fuel cell 2 does not exceed the heat resistance temperature of the constituent members of the fuel cell 2 while the circulation pump 4 is stopped. Thereby, the thermal deterioration of the structural member of the fuel cell 2 can be prevented.
  • the circulation pump 4 is stopped. Then, the operation
  • the circulation pump 4 is stopped for a second stop time during which the temperature inside the fuel cell 2 does not exceed the heat resistance temperature of the members constituting the fuel cell 2. Then, the operation
  • the circulation pump 4 is always stopped for the second stop time. Thereafter, an intermittent operation is repeated to repeat the operation of operating the circulation pump 4 again. Thereby, air remaining in the circulation path 3 can be effectively eliminated at the start of power generation of the fuel cell 2. Furthermore, thermal deterioration of the constituent members of the fuel cell 2 can be prevented.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the air bleeding operation of the circulation path during power generation in the fuel cell system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the second embodiment executes the air venting operation of the circulation path 3 again after the air venting operation of the circulation path 3 during the power generation described in the first embodiment with reference to FIG. It is different.
  • symbol is attached
  • the fuel cell system 1 of the present embodiment shifts to A shown in FIG. 3 after completing the air bleeding operation of the circulation path 3 during power generation of the fuel cell 2 shown in FIG.
  • operation) of the circulation path 3 after A shown in FIG. 4 is further performed as follows.
  • the controller 15 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the circulation pump 4 was started, and the rotation speed of the circulation pump 4 detected by the rotation detector 14 is equal to or less than X (rpm). Whether or not (step 301).
  • the predetermined time from the activation is, for example, about 5 minutes.
  • the controller 15 determines that the circulation pump 4 is idling. . That is, it is determined that an output abnormality has occurred in the circulation pump 4 due to idling. And the controller 15 performs the intermittent operation (equivalent to a 2nd driving
  • the second stop time is a stop time from the stop of the operation of the circulation pump 4 to the restart of the operation at the time of intermittent drive.
  • step S201 shown in FIG. 3 it is determined whether or not a predetermined time has elapsed from the start of power generation of the fuel cell 2.
  • the process returns to step S201 shown in FIG. 3, and the operation of the subsequent steps is repeated to release the air from the circulation path 3 (second operation).
  • the air venting operation of the circulation path 3 may be terminated after the air venting operation (second operation) of the circulation path 3 shown in FIG.
  • Step S301 when the predetermined time has elapsed since the start of the circulation pump 4 and the rotation speed is X (rpm) or less (Yes in Step S301), the process returns to Step S201 for starting the air venting operation of the circulation path 3 shown in FIG. The operation of the subsequent steps is executed, and the air bleeding operation of the circulation path 3 is finished.
  • the controller 15 determines that the circulation pump 4 is idling after the air venting operation (second operation) of the circulation path 3 shown in FIG. To stop the circulation pump 4 for the second stop time. And the controller 15 performs the intermittent operation (equivalent to a 2nd driving
  • the air bleeding operation of the circulation path 3 shown in FIG. 4 has been described as an example performed after the air bleeding operation of the circulation path 3 described with reference to FIG. 3, but the present invention is not limited to this.
  • the air bleeding operation of the circulation path 3 of the present embodiment may be performed individually. That is, the air bleeding operation is executed only when the rotation speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed. Thereby, air can be more efficiently excluded from the circulation path 3.
  • the fuel cell system of the present invention controls the fuel cell, the circulation path through which the heat medium that exchanges heat with the fuel cell flows, the circulation pump that sends the heat medium to the circulation path, and the circulation pump And a controller. Further, the controller performs a first operation in which the circulation pump is intermittently operated during the start-up of the fuel cell and a second operation in which the circulation pump is intermittently operated during the power generation of the fuel cell. Then, when the time from the stop of the circulation pump operation to the resumption of operation is set as the stop time, the controller stops at the second operation from the first stop time that is the stop time at the first operation. It is good also as a structure which controls so that the 2nd stop time which is time may become short.
  • the water pump that fills the circulation path with water as a heat medium is stopped during the first stop time during which the air accumulated in the circulation path can be sufficiently removed. . Then, after the first stop time elapses, an intermittent operation (first operation) is repeated in which the operation for restarting the circulation pump is repeated.
  • the circulation pump is stopped for a second stop time during which the temperature inside the fuel cell does not exceed the heat resistance temperature of the members constituting the fuel cell. And after the 2nd stop time progresses, the intermittent operation (2nd operation) which repeats the operation
  • controller of the fuel cell system of the present invention may perform the second operation for a predetermined time after starting the power generation of the fuel cell.
  • the air remaining in the circulation path can be more reliably removed, and thermal deterioration of the constituent members of the fuel cell can be prevented.
  • controller of the fuel cell system of the present invention may perform the second operation when an abnormality occurs in the output of the circulation pump. Thereby, it is not necessary to wastefully perform the second operation (intermittent operation of the circulation pump) during the power generation of the fuel cell.
  • the controller of the fuel cell system of the present invention may perform the second operation when an abnormality occurs in the output of the circulation pump after performing the second operation for a predetermined time after starting the power generation of the fuel cell. Good. As a result, the air remaining in the circulation path can be more reliably removed, and thermal deterioration of the constituent members of the fuel cell can be prevented.
  • the present invention is also a method of operating a fuel cell system including a fuel cell, a circulation path through which a heat medium that exchanges heat with the fuel cell flows, and a pump that sends the heat medium to the circulation path.
  • the operation method of the fuel cell system includes a first operation step in which the circulation pump is intermittently operated during the startup of the fuel cell, and a second operation step in which the pump is intermittently operated during the power generation of the fuel cell.
  • the operation method of the fuel cell system is the first stop time, which is the stop time in the first operation step, when the time from the stoppage of the circulation pump during the intermittent operation to the restart of the operation is taken as the stop time. You may drive
  • the pump is stopped during the first stop time during which the air accumulated in the circulation path can be sufficiently removed while the fuel cell is being started and the water filled as the heat medium in the circulation path is filled. .
  • movement step) which repeats the driving
  • the circulation pump is stopped for a second stop time during which the temperature inside the fuel cell does not exceed the heat resistance temperature of the members constituting the fuel cell.
  • 2nd operation step which repeats the operation
  • the present invention can more reliably eliminate air remaining in the circulation path and prevent thermal deterioration of members constituting the fuel cell. Therefore, it is useful for a fuel cell system having a circulation path through which cooling water that exchanges heat with the fuel cell flows.

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Abstract

燃料電池（２）と熱交換する冷却水を循環経路（３）で循環させる循環ポンプ（４）を間欠運転する際の運転停止から運転再開までの時間を停止時間とした場合に、燃料電池（２）の起動中の間欠運転時の停止時間である第１停止時間より、燃料電池（２）の発電中の間欠運転時の停止時間である第２停止時間が短くなるように、制御器（１５）は、燃料電池（２）の起動中と発電中に循環ポンプ（４）を間欠運転する。これにより、燃料電池（２）と熱交換する冷却水が通流する循環経路（３）に残留するエアをより確実に排除して、燃料電池（２）を構成する部材の熱劣化を防止する。

Description

燃料電池システムおよびその運転方法
　本発明は、燃料電池と熱交換する冷却水が通流する循環経路を備えた燃料電池システムおよびその運転方法に関する。
　従来、この種の燃料電池システムには、水素ガスを主成分とする燃料ガス中の水素と空気中の酸素との電気化学反応（発熱反応）により発電する燃料電池が組み込まれている。
　燃料電池は、発電中に、発熱反応が進行する。そこで、燃料電池は、発電中の運転温度を発熱反応に適した温度（例えば、６０℃～８０℃程度）に維持する構成を備える。具体的には、燃料電池システムは、燃料電池に冷却水循環経路を備え、冷却水循環経路には冷却水を循環させるポンプが設置されている。これにより、発電中において、燃料電池の内部温度を一定に保つように制御している。
　上記燃料電池システムは、通常、冷却水循環経路を循環する冷却水の温度が上昇すると、冷却水中に溶存する空気が気泡（エア）として現れる。また、燃料電池システムの停止から長時間が経過すると、冷却水循環経路内にエア溜りが発生する場合がある。さらに、燃料電池システムの設置後、最初に冷却水循環経路に水張りを行う際、冷却水循環経路にエアが入り込む。入り込んだエアは、冷却水循環経路から抜け難い。そして、冷却水に残留するエアがポンプに絡むと、ポンプのエア噛みが発生して、ポンプの機能が低下する。
　そこで、図５に示すような冷却水循環経路の循環ポンプを間欠運転して、冷却水循環経路からエアを排除する構成の燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　図５は、特許文献１に開示された燃料電池システムの構成を示す概略図である。
　図５に示すように、特許文献１の燃料電池システム１０１は、燃料電池１０２と、循環経路１０３と、循環ポンプ１０４と、冷却水タンク１０５と、熱交換器１０６と、制御器１０７などから構成されている。燃料電池１０２は、燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとを用いて発電する。循環経路１０３は、燃料電池１０２の発電の際に発生した熱を回収する冷却水を循環させる。循環ポンプ１０４は、循環経路１０３に設けられ、冷却水を循環させる。冷却水タンク１０５は、循環経路１０３に設けられ、冷却水を蓄える。熱交換器１０６は、循環経路１０３に設けられ、冷却水の排熱を回収する。制御器１０７は、循環ポンプ１０４などの動作を制御する。
　具体的には、制御器１０７は、燃料電池１０２の発電開始前、または発電中において、循環経路１０３のエア抜きが必要と判断した場合、循環ポンプ１０４を間欠運転する。これにより、循環経路１０３内に残留するエアを排除して、循環ポンプ１０４の機能低下を抑制している。
　しかしながら、上記燃料電池システム１０１は、エア抜きのために燃料電池１０２の発電中に循環ポンプ１０４を停止した場合、循環ポンプ１０４を停止している時間によっては、燃料電池１０２の内部の温度が高くなる。これにより、燃料電池１０２を構成する部材の耐熱温度を超えて、温度が上昇する虞がある。
特開２０１４－０８６１５６号公報
　本発明は、循環経路に残留するエアをより確実に排除して、燃料電池の構成部材の熱劣化を防止できる燃料電池システムおよびその運転方法を提供する。
　つまり、本発明の燃料電池システムは、燃料電池と熱交換する熱媒体を送る循環ポンプを間欠運転する際の運転停止から運転再開までの時間を停止時間とする場合、燃料電池の起動中の間欠運転時の停止時間である第１停止時間より、燃料電池の発電中の間欠運転時の停止時間である第２停止時間が短くなるように構成する。
　この構成によれば、燃料電池の起動中において、循環経路に熱媒体として水を充填する水張り中は、循環経路に溜ったエアを充分排除できる第１停止時間の間、循環ポンプを停止させる。そして、第１停止時間経過後に、循環ポンプを再動作させる運転を繰り返す間欠運転を行う。また、燃料電池の発電中は、第１停止時間より短い、燃料電池の内部の温度が燃料電池を構成する部材の耐熱温度を超えることのない第２停止時間の間、循環ポンプを停止させる。そして、第２停止時間経過後に、循環ポンプを再動作させる運転を繰り返す間欠運転を行う。
　これにより、循環経路に残留するエアを、より確実に排除して、燃料電池の構成部材の熱劣化を防止する。
図１は、本発明の実施の形態１における燃料電池システムの概略図である。 図２は、同実施の形態の燃料電池システムにおける循環経路の水張りステップの動作を示すフローチャートである。 図３は、同実施の形態の燃料電池システムにおける発電中の循環経路のエア抜き動作を示すフローチャートである。 図４は、本発明の実施の形態２の燃料電池システムにおける発電中の循環経路のエア抜き動作を示すフローチャートである。 図５は、従来の燃料電池システムの概略図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
　（実施の形態１）
　以下に、本発明の実施の形態１における燃料電池システム１について、図１を用いて説明する。
　図１は、本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成の一例を示す概略図である。
　図１に示すように、本実施の形態の燃料電池システム１は、燃料電池２と、循環経路３と、循環ポンプ４と、冷却水タンク５と、熱交換器６などを備える。
　循環経路３は、燃料電池２、循環ポンプ４、冷却水タンク５、熱交換器６を、順次、環状に連接する。循環経路３は、燃料電池２の発電時において発生する熱を回収する冷却水を循環させる。冷却水は、循環ポンプ４の駆動によって、燃料電池２、循環ポンプ４、冷却水タンク５、熱交換器６の順に、循環経路３内を流れる。
　燃料電池２は、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとの電気化学反応（発熱反応）により発電を行う。
　循環ポンプ４は、循環経路３の冷却水の流れ方向で燃料電池２の下流側（すなわち、吸い込み側が燃料電池２側）に配置される。循環ポンプ４は、循環経路３内に冷却水を通流させる。なお、循環ポンプ４として、脈動などが生じ難い、例えば渦巻き型ポンプなどが用いられる。
　冷却水タンク５は、循環経路３の循環ポンプ４の出口側（下流側）である吐出口４ａ側に配置され、冷却水を貯える。
　熱交換器６は、循環経路３の冷却水タンク５の出口側（下流側）である流出口５ａ側に配置される。熱交換器６は、燃料電池２により加熱された冷却水を冷却し、熱媒体として排熱回収水に伝達する。
　燃料電池２と循環ポンプ４との間の循環経路３には、燃料電池２の出口部２ａから流出する冷却水の温度を検知する冷却水温度センサ７が設けられている。
　また、冷却水タンク５には、水位センサ８と、排水口９が設けられている。水位センサ８は、冷却水タンク５内の冷却水の水位を検知する。排水口９は、冷却水タンク５の側壁の上部近傍に設けられ、冷却水タンク５からオーバーフローした冷却水を、排水経路１３に排水する。
　なお、冷却水タンク５は、循環経路３の最高の高さとなる位置近傍に設けられる。これにより、冷却水タンク５を介して循環経路３に溜まるエアを抜いて、外部に排出できる。一方、冷却水タンク５から熱交換器６に冷却水を供給する流出口５ａは、冷却水タンク５の流入口９ａよりも低い位置に配置される。
　さらに、燃料電池システム１は、図１に示すように、凝縮水タンク１０と、冷却水供給経路１１と、冷却水供給ポンプ１２と、排水経路１３などを備える。
　凝縮水タンク１０は、燃料電池２から排出される排空気および排ガスに含まれる水を凝縮させた凝縮水を貯える。冷却水供給経路１１は、凝縮水タンク１０内の凝縮水を冷却水タンク５に供給する。冷却水供給ポンプ１２は、冷却水供給経路１１に配置され、凝縮水タンク１０内の凝縮水を、流入口９ａから冷却水タンク５に送る（供給する）。排水経路１３は、冷却水タンク５の排水口９からオーバーフローした冷却水を凝縮水タンク１０に戻す経路として機能する。
　ここで、本実施の形態の燃料電池システム１は、冷却水タンク５、排水口９、排水経路１３ならびに凝縮水タンク１０を通じて、冷却水タンク５内ならびに凝縮水タンク１０内で、冷却水を大気開放している。なお、冷却水タンク５は、上述したように、循環経路３に溜まったエアを気液分離して排気するために、燃料電池システム１の最も高い位置に設置するのが好ましい。上記配置により、エアは、密度が小さいため、自然に上昇して、外部に排気される。
　循環ポンプ４は、内部に、循環ポンプ４の回転数を検知する回転検知器１４を備える。このとき、循環ポンプ４の吐出口４ａは、循環ポンプ４内に溜まったエアが抜けるように、上向きにするのが好ましい。
　燃料電池システム１の制御器１５は、少なくとも循環ポンプ４、冷却水供給ポンプ１２を制御する。また、制御器１５は、冷却水温度センサ７で冷却水温度を、水位センサ８で冷却水タンク５内の所定量の冷却水の有無を検知する。さらに、制御器１５は、回転検知器１４で循環ポンプ４の回転数を検知する。つまり、制御器１５は、検知した、冷却水温度、冷却水の有無および回転数に基づいて、循環ポンプ４、冷却水供給ポンプ１２を制御する。
　以上のように、本実施の形態の燃料電池システム１は、構成される。
　以下に、本実施の形態における燃料電池システム１の動作について、具体的に説明する。
　燃料電池システム１は、水素を多く含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスを燃料電池２に供給して発電を行う。燃料電池２は、発電により直流電力を発生して出力する。燃料電池２から出力された直流電力は、図示しないインバータにより交流電力に変換される。変換された交流電力は、電力系統と連系し、負荷（例えば、家庭内の電気機器など）に供給される。
　一方、燃料電池２においては、発電の際に、発熱反応により熱が生成される。そこで、制御器１５は、循環ポンプ４を作動して、循環経路３内の冷却水を循環させて燃料電池２に供給する。これにより、燃料電池２の内部で発生した熱を冷却水と熱交換して、燃料電池２を冷却する。このとき、制御器１５は、冷却水温度センサ７で検知する温度が、例えば７０℃程度になるように、循環ポンプ４のフィードバック制御を行う。
　以上のように、本実施の形態の燃料電池システム１は、動作する。
　以下に、本実施の形態の燃料電池システム１における循環経路３の水張りステップの動作について、図２を用いて説明する。なお、水張りステップは、燃料電池２の起動中に実行される。
　図２は、同実施の形態の燃料電池システムにおける循環経路の水張りステップの動作を示すフローチャートである。
　図２に示すように、循環経路３の水張りステップを開始すると、まず、制御器１５は、冷却水供給ポンプ１２を起動する。冷却水供給ポンプ１２は、冷却水供給経路１１を介して、凝縮水タンク１０に貯えられた水（凝縮水）を汲み上げ、冷却水タンク５に供給する（ステップＳ１０１）。
　そして、制御器１５は、冷却水タンク５内に所定量の水が有るか無いかを水位センサ８で検知する（ステップＳ１０２）。このとき、冷却水タンク５内に所定量の「水が無い」と判断された場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、「水あり」と判断されるまで、ステップＳ１０２の判定動作を繰り返す。
　一方、冷却水タンク５内に所定量の「水あり」と判断された場合（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、制御器１５は冷却水供給ポンプ１２を停止する（ステップＳ１０３）。
　なお、燃料電池２および熱交換器６は、その性能を得るために、大きな通水抵抗を持っている。そのため、循環経路３にエアが溜まっていると、冷却水タンク５に冷却水を補給しても、循環経路３に冷却水を充填できない。
　そこで、冷却水供給ポンプ１２を停止後、制御器１５は循環ポンプ４を動作させて、揚程を増加させる（ステップＳ１０４）。これにより、循環経路３内のエア抜き動作を行う。このとき、循環経路３にエアが溜まり、循環ポンプ４内に水が満たされていない場合は、循環ポンプ４は空転する。そのため、回転検知器１４が検知する循環ポンプ４の回転数が増加する。これにより、以下に具体的に示すように、循環経路３内のエア抜き動作が必要か否かを判断する。
　つまり、制御器１５は、回転検知器１４で、循環ポンプ４の回転数がＸ（ｒｐｍ）以下か否かを判定する（ステップＳ１０５）。なお、回転数Ｘ（ｒｐｍ）は、循環ポンプ４が空転していない場合の最大回転数に相当する。このとき、回転数がＸ（ｒｐｍ）以下を検知した場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、循環ポンプ４が空転していないと判断する。そして、制御器１５は、循環ポンプ４を停止させる（ステップＳ１０６）。これにより、循環経路３の水張りステップを終了して、図示しない燃料電池２の発電ステップに移行する。
　一方、循環ポンプ４の回転数がＸ（ｒｐｍ）を超える場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、制御器１５は、循環ポンプ４の起動から所定時間経過したか否か、さらに循環ポンプ４の回転数がＸ（ｒｐｍ）以下か否かを判定する（ステップＳ１０７）。このとき、所定時間が経過せず、回転数がＸ（ｒｐｍ）を超える場合（ステップＳ１０７のＮｏ）、ステップＳ１０５に戻って、以降のステップを実行する。なお、上記起動からの所定時間は、例えば６０秒程度である。
　一方、所定時間が経過し、回転数がＸ（ｒｐｍ）以下の場合（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、制御器１５は、例えば第１停止時間の間、循環ポンプ４を停止させ、その後、循環ポンプ４を再度動作させる運転を繰り返す間欠運転（第１運転または第１運転ステップに相当）を実行する（ステップＳ１０８）。ここで、第１停止時間とは、間欠駆動時における、循環ポンプ４の運転停止から運転再開までの停止時間である。なお、第１停止時間は、例えば３０秒程度である。
　なお、通常、循環ポンプ４は、連続で動作している場合、エアが循環ポンプ４の中心に溜まる傾向がある。そこで、ステップＳ１０８において、循環ポンプ４の動作を第１停止時間の間、一旦停止させる。これにより、循環ポンプ４の中心に溜まったエアを、循環ポンプ４の停止中に循環経路３内に流動させて効率的に抜くことができる。
　つぎに、制御器１５は、回転検知器１４で検知した回転数がＸ（ｒｐｍ）以下か否かを判定する（ステップＳ１０９）。これにより、ステップ１０８の第１運転または第１運転ステップ時の間欠運転で、エアが抜けたか否かを再度判断する。このとき、回転数がＸ（ｒｐｍ）以下を検知した場合（ステップＳ１０９のＹｅｓ）、制御器１５は循環ポンプ４が空転していないと判断する。そして、制御器１５は、循環ポンプ４を停止させる（ステップＳ１１０）。これにより、循環経路３の水張りステップを終了して、図示しない燃料電池２の発電ステップに移行する。
　一方、ステップＳ１０８で循環ポンプ４の間欠運転を実行しても、循環ポンプ４の回転数がＸ（ｒｐｍ）を超える場合（ステップＳ１０９のＮｏ）、制御器１５は循環経路３に異常があると判断し、循環ポンプ４を停止させる（ステップＳ１１１）。そして、制御器１５は、循環経路３に異常があることを外部に報知して、循環経路３の水張りステップを終了する。このとき、異常の報知は、例えば燃料電池システム１に設けた表示部へのアラーム表示や、音などにより実行される。
　以上のように、燃料電池システム１における循環経路３の水張りステップが実行される。
　以下に、燃料電池システム１の燃料電池２の発電中における循環経路３のエア抜き動作について、図３を用いて説明する。
　図３は、同実施の形態の燃料電池システムにおける発電中の循環経路のエア抜き動作を示すフローチャートである。
　図３に示すように、燃料電池２の発電中における循環経路３のエア抜き動作を開始すると、まず、制御器１５は、発電開始から所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。なお、上記発電からの所定時間は、例えば３０分程度である。
　このとき、発電開始から所定時間経過していない場合（ステップＳ２０１のＮｏ）、制御器１５は、循環ポンプ４を起動してから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。なお、上記起動からの所定時間は、例えば５分程度である。
　そして、循環ポンプ４の起動から所定時間経過している場合（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、制御器１５は、第２停止時間の間、循環ポンプ４を停止させ、その後、循環ポンプ４を再度動作させる運転を繰り返す間欠運転（第２運転または第２運転ステップに相当）を実行する（ステップＳ２０３）。ここで、第２停止時間とは、間欠駆動時における、循環ポンプ４の運転停止から運転再開までの停止時間である。なお、第２停止時間は、例えば３秒程度である。つまり、上述したように、第２停止時間は、第１停止時間よりも短く設定される。
　その後、発電開始から所定時間経過したか否かを判定するステップＳ２０１に戻り、以降のステップ動作を順次繰り返す。
　一方、燃料電池２の発電開始から所定時間経過した場合（ステップＳ２０１のＹｅｓ）、発電中における循環経路３のエア抜き動作を終了する。
　なお、循環ポンプ４は、連続で動作している場合、エアが循環ポンプ４の中心に溜まる傾向がある。そこで、ステップＳ２０３において、循環ポンプ４の動作を第２停止時間の間、一旦停止させる動作を繰り返す間欠運転を実行する。これにより、循環ポンプ４の中心に溜まったエアを、循環ポンプ４の停止中に循環経路３内に流動させて効率的に抜くことができる。
　つぎに、図２および図３で説明した循環ポンプ４の間欠運転における第１停止時間と第２停止時間との関係について、説明する。
　図３で説明した燃料電池２の発電中に循環経路３に残留するエアの量は、図２で説明した水張りステップ中に循環経路３に残留するエアの量よりも、少ない。
　そこで、本実施の形態では、燃料電池２の発電中の間欠運転における循環ポンプ４の第２停止時間（上述の３秒程度）を、水張りステップ中の間欠運転における循環ポンプ４の第１停止時間（上述の３０秒程度）よりも短く設定している。この場合、第２停止時間は、循環ポンプ４の停止中に、燃料電池２の発電中の温度が燃料電池２の構成部材の耐熱温度を超えない時間に設定される。これにより、燃料電池２の構成部材の熱劣化を防止できる。
　以上のように、本実施の形態では、燃料電池２の起動中（すなわち、循環経路３に冷却水を充填する水張りステップ中）、循環経路３に溜ったエアを充分排除できる第１停止時間だけ、循環ポンプ４を停止させる。その後、循環ポンプ４を再動作させる運転を繰り返す。つまり、循環ポンプ４を、第１運転に相当する間欠駆動する。
　一方、燃料電池２の発電中は、燃料電池２の内部の温度が、燃料電池２を構成する部材の耐熱温度を超えない第２停止時間だけ、循環ポンプ４を停止させる。その後、循環ポンプ４を再動作させる運転を繰り返す。つまり、循環ポンプ４を、第２運転に相当する間欠駆動する。これにより、循環経路３に残留するエアを効率的に排除できる。さらに、燃料電池２の構成部材の熱劣化を防止できる。
　また、本実施の形態では、図３に示すように、燃料電池２の発電開始後、所定時間経過未満の場合は、必ず第２停止時間だけ循環ポンプ４を停止する。その後、循環ポンプ４を再度動作させる運転を繰り返す間欠運転を実行する。これにより、燃料電池２の発電中の開始時において、効果的に循環経路３に残留するエアを排除できる。さらに、燃料電池２の構成部材の熱劣化を防止できる。
　（実施の形態２）
　以下に、本発明の実施の形態２における燃料電池システム１について、図４を参照しながら、説明する。
　図４は、本発明の実施の形態２の燃料電池システムにおける発電中の循環経路のエア抜き動作を示すフローチャートである。
　図４に示すように、実施の形態２は、図３を用いて実施の形態１で説明した発電中における循環経路３のエア抜き動作後、再度、循環経路３のエア抜き動作を実行する点で異なる。なお、上記以外は、実施の形態１と同様であるので、同一あるいは、相当する部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
　つまり、本実施の形態の燃料電池システム１は、図３に示す燃料電池２の発電中における循環経路３のエア抜き動作を終了後、図３に示すＡに移行する。そして、本実施の形態では、図４に示すＡ以降の循環経路３のエア抜き動作（第２運転）を、以下のように、さらに実行する。
　図４に示すように、まず、制御器１５は、循環ポンプ４を起動してから所定時間経過したか否か、さらに回転検知器１４で検知した循環ポンプ４の回転数がＸ（ｒｐｍ）以下か否かを判定する（ステップ３０１）。なお、上記起動からの所定時間は、例えば５分程度である。
　このとき、循環ポンプ４を起動してから所定時間が経過せず、回転数がＸ（ｒｐｍ）を超える場合（ステップＳ３０１のＮｏ）、制御器１５は循環ポンプ４が空転していると判断する。つまり、空転により、循環ポンプ４に出力異常が発生したと判断する。そして、制御器１５は、循環ポンプ４を第２停止時間だけ停止させ、その後、循環ポンプ４を再度動作させる運転を繰り返す間欠運転（第２運転または第２運転ステップに相当）を実行する（ステップＳ３０２）。ここで、第２停止時間とは、間欠駆動時における、循環ポンプ４の運転停止から運転再開までの停止時間である。
　その後、燃料電池２の発電開始から所定時間経過したか否かを判定する、図３に示すステップＳ２０１に戻り、以降のステップの動作を繰り返して、循環経路３のエア抜き動作（第２運転）を終了する。なお、図示していないが、図４に示す循環経路３のエア抜き動作（第２運転）を実行後、循環経路３のエア抜き動作を終了する構成としてもよい。
　一方、循環ポンプ４の起動から所定時間が経過し、回転数がＸ（ｒｐｍ）以下の場合（ステップＳ３０１のＹｅｓ）、図３に示す循環経路３のエア抜き動作を開始するステップＳ２０１に戻り、以降のステップの動作を実行して、循環経路３のエア抜き動作を終了する。
　以上のように、本実施の形態では、図３に示す循環経路３のエア抜き動作（第２運転）を終了後、制御器１５が循環ポンプ４の空転を判断した場合、再度、第２運転を実行し、循環ポンプ４を第２停止時間だけ停止させる。そして、制御器１５は、循環ポンプ４を再度動作させる運転を繰り返す間欠運転（第２運転または第２運転ステップに相当）を実行する。そのため、循環経路３に残留するエアを、さらに排除することができる。さらに、燃料電池２を構成する部材の熱劣化を効果的に防止できる。
　なお、本実施の形態では、図４に示す循環経路３のエア抜き動作を、図３で説明した循環経路３のエア抜き動作の後に実行する例で説明したが、これに限られない。例えば、本実施の形態の循環経路３のエア抜き動作を、個別に実施してもよい。つまり、所定回転数以上の場合のみエア抜き動作を実行する。これにより、循環経路３から、より効率的にエアを排除できる。
　以上で説明したように、本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池と熱交換する熱媒体が通流する循環経路と、循環経路に熱媒体を送る循環ポンプと、循環ポンプを制御する制御器とを備える。さらに、制御器は、燃料電池の起動中に循環ポンプを間欠運転する第１運転と、燃料電池の発電中に循環ポンプを間欠運転する第２運転とを行う。そして、制御器は、間欠運転する際の循環ポンプの運転停止から運転再開までの時間を停止時間とした場合、第１運転時の停止時間である第１停止時間より、第２運転時の停止時間である第２停止時間が短くなるように制御する構成としてもよい。
　この構成によれば、燃料電池の起動中において、循環経路に熱媒体としての水を充填する水張り中は、循環経路に溜ったエアを充分排除できる第１停止時間の間、循環ポンプを停止させる。そして、第１停止時間の経過後に、循環ポンプを再動作させる運転を繰り返す間欠運転（第１運転）を実行する。一方、燃料電池の発電中は、燃料電池の内部の温度が燃料電池を構成する部材の耐熱温度を超えない第２停止時間の間、循環ポンプを停止させる。そして、第２停止時間経過後に、循環ポンプを再動作させる運転を繰り返す間欠運転（第２運転）を実行する。
　これにより、循環経路に残留するエアを、より確実に排除して、燃料電池の構成部材の熱劣化を防止する。
　また、本発明の燃料電池システムの制御器は、燃料電池の発電を開始後、第２運転を所定時間行ってもよい。これにより、循環経路に残留するエアをより確実に排除して、燃料電池の構成部材の熱劣化を防止できる。
　また、本発明の燃料電池システムの制御器は、循環ポンプの出力に異常が生じた場合、第２運転を行ってもよい。これにより、燃料電池の発電中に、無駄に第２運転（循環ポンプの間欠運転）を行う必要がない。
　また、本発明の燃料電池システムの制御器は、燃料電池の発電を開始後、第２運転を所定時間行った後、循環ポンプの出力に異常が生じた場合、さらに第２運転を行ってもよい。これにより、循環経路に残留するエアをより確実に排除して、燃料電池の構成部材の熱劣化を防止できる。
　また、本発明は、燃料電池と、燃料電池と熱交換する熱媒体が通流する循環経路と、循環経路に熱媒体を送るポンプを備える燃料電池システムの運転方法である。さらに、燃料電池システムの運転方法は、燃料電池の起動中に循環ポンプを間欠運転する第１運転ステップと、燃料電池の発電中にポンプを間欠運転する第２運転ステップとを備える。そして、燃料電池システムの運転方法は、間欠運転する際の循環ポンプの運転停止から運転再開までの時間を停止時間とした場合、第１運転ステップでの停止時間である第１停止時間より、第２運転ステップでの停止時間である第２停止時間が短い時間で運転してもよい。
　この運転方法によれば、燃料電池の起動中において、循環経路に熱媒体としての水を充填する水張り中は、循環経路に溜ったエアを充分排除できる第１停止時間の間、ポンプを停止させる。そして、第１停止時間経過後、循環ポンプを再動作させる運転を繰り返す間欠運転（第１運転ステップ）を実行する。一方、燃料電池の発電中は、燃料電池の内部の温度が、燃料電池を構成する部材の耐熱温度を超えない第２停止時間の間、循環ポンプを停止させる。そして第２停止時間経過後、循環ポンプを再動作させる運転を繰り返す間欠運転（第２運転ステップ）を実行する。
　これにより、循環経路に残留するエアをより確実に排除して、燃料電池の構成部材の熱劣化を防止できる。
　本発明は、循環経路に残留するエアをより確実に排除して、燃料電池を構成する部材の熱劣化を防止できる。そのため、燃料電池と熱交換する冷却水が通流する循環経路を備えた燃料電池システムなどに有用である。
　１，１０１　　燃料電池システム
　２，１０２　　燃料電池
　２ａ　　出口部
　３，１０３　　循環経路
　４，１０４　　循環ポンプ
　４ａ　　吐出口
　５，１０５　　冷却水タンク
　５ａ　　流出口
　６，１０６　　熱交換器
　７　　冷却水温度センサ
　８　　水位センサ
　９　　排水口
　９ａ　　流入口
　１０　　凝縮水タンク
　１１　　冷却水供給経路
　１２　　冷却水供給ポンプ
　１３　　排水経路
　１４　　回転検知器
　１５，１０７　　制御器

Claims (5)

  1. 燃料電池と、前記燃料電池と熱交換する熱媒体が通流する循環経路と、前記循環経路に熱媒体を送る循環ポンプと、前記循環ポンプを制御する制御器とを備え、
    前記制御器は、前記燃料電池の起動中に前記循環ポンプを間欠運転する第１運転と、前記燃料電池の発電中に前記循環ポンプを間欠運転する第２運転とを行い、
    前記制御器は、間欠運転する際の前記循環ポンプの運転停止から運転再開までの時間を停止時間とした場合、前記第１運転時の前記停止時間である第１停止時間より、前記第２運転時の前記停止時間である第２停止時間が短くなるように制御する燃料電池システム。
  2. 前記制御器は、前記燃料電池の発電を開始後、前記第２運転を所定時間行う請求項１記載の燃料電池システム。
  3. 前記制御器は、前記循環ポンプの出力に異常が生じた場合、前記第２運転を行う請求項１記載の燃料電池システム。
  4. 前記制御器は、前記燃料電池の発電を開始後、前記第２運転を所定時間行った後、前記循環ポンプの出力に異常が生じた場合には、さらに前記第２運転を行う請求項１記載の燃料電池システム。
  5. 燃料電池と、前記燃料電池と熱交換する熱媒体が通流する循環経路と、前記循環経路に熱媒体を送る循環ポンプと、を備える燃料電池システムの運転方法であって、
    前記燃料電池の起動中に前記循環ポンプを間欠運転する第１運転ステップと、
    前記燃料電池の発電中に前記循環ポンプを間欠運転する第２運転ステップと、を含み、
    間欠運転する際の前記循環ポンプの運転停止から運転再開までの時間を停止時間とした場合、前記第１運転ステップでの前記停止時間である第１停止時間より、前記第２運転ステップでの前記停止時間である第２停止時間が短い、
    燃料電池システムの運転方法。
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