(57)【要約】【課題】燃料電池セルの酸化雰囲気を保つことにより、燃料電池セルの破壊を未然に防ぐことができる燃料電池を提供する。【解決手段】本発明は、電気的に接続された複数の燃料電池セル３２を備え、これらの複数の燃料電池セルによって燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学的な反応により発電するセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄと、これらのセル集合体ユニットに燃料ガスを供給する燃料ガス供給４と、セル集合体ユニットに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部６と、を有し、酸化剤ガス供給部は、酸化剤ガス供給源２０としてセル集合体ユニットの各燃料電池セルに向けて酸化剤ガスを送出することができる複数のブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを備えていることを特徴とする。【選択図】図２
2010192250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスを電気化学的に反応させることにより発電する燃料電池であって、
電気的に接続された複数の燃料電池セルを備え、これらの複数の燃料電池セルによって燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学的な反応により発電するセル集合体ユニットと、
上記セル集合体ユニットの各燃料電池セルに燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、
上記セル集合体ユニットの各燃料電池セルに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、
を有し、上記酸化剤ガス供給部は、酸化剤ガス供給源として上記セル集合体ユニットの各燃料電池セルに向けて酸化剤ガスを送出することができる複数の酸化剤ガス送出手段を備えていることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
上記酸化剤ガス供給部は、上記複数の酸化剤ガス送出手段のうちの１つに異常が発生した場合、他の酸化剤ガス送出手段から上記セル集合体ユニットの各燃料電池セルに酸化剤ガスが供給されるように制御する制御部を備えている請求項１記載の燃料電池。
【請求項３】
上記セル集合体ユニットは、第１のセル集合体ユニットと、第２のセル集合体ユニットと、を備え、上記酸化剤ガス供給部は、上記第１のセル集合体ユニットに酸化剤ガスを送出する第１の酸化剤ガス送出手段と、上記第２のセル集合体ユニットに酸化剤ガスを送出する第２の酸化剤ガス送出手段と、上記第１の酸化剤ガス送出手段に異常が発生した場合、上記第２の酸化剤ガス送出手段から上記第１のセル集合体ユニットに酸化剤ガスが供給されるように制御する制御部と、を備えている請求項１記載の燃料電池。
【請求項４】
前記複数の酸化剤ガス送出手段は、互いに並列に配置され、その上流側又は下流側に弁部材を備えている請求項１記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に係り、特に、燃料ガスと酸化剤ガスを電気化学的に反応させることにより発電する燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料ガスと酸化剤ガスを電気化学的に反応させることにより発電する燃料電池の一例として、セラミックス材料を燃料電池セルに用いる固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）があり、この固体酸化物形燃料電池は、発電する際に出る排熱が利用できるので、高効率な発電システムとして開発が進んでいる。
このような従来の固体酸化物形燃料電池は、燃料電池セルが電解質を挟んで一方の側に空気極を備え、他方の側に燃料極を備えている。また、空気極には、空気等の酸化剤ガスが供給され、燃料極には、都市ガス等を改質して得られる水素リッチの改質ガスである燃料ガスが供給され、電解質を介して酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化学的に反応させることにより発電するものである。
【０００３】
また、このような従来の固体酸化物形燃料電池においては、高い電気出力を得るために、通常複数の燃料電池セルが容器に収容されており、各燃料電池セルの空気極の酸化雰囲気を保つために、この空気極に酸化剤ガスを均等に分配供給させるためのヘッダが設けられている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５１８０号公報
【特許文献２】特開２０００−６７９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の燃料電池においては、ヘッダから各燃料電池セルの空気極に酸化剤ガスを均等に分配供給するために、ヘッダの上流側にブロワ等の何らかの送風手段を設けることにより、ヘッダから各燃料電池セルの空気極に酸化剤ガスを供給するようになっているが、万一、このような送風手段が故障する等の異常が発生した場合には、燃料電池セルの空気極に酸化剤ガスが供給されなくなり、セル集合体の燃料電池セルの酸化雰囲気を保つことができないという問題がある。
また、セル集合体の燃料電池セルの酸化雰囲気を保つことができないと、燃料ガスが燃料電池セルの空気極に回り込んだりすることにより空気極が還元されて、最終的に燃料電池セルが破壊されてしまうが、燃料電池セルは比較的高価なものであるため、多大な損失となるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、燃料電池セルの酸化雰囲気を保つことにより、燃料電池セルの破壊を未然に防ぐことができる燃料電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスを電気化学的に反応させることにより発電する燃料電池であって、電気的に接続された複数の燃料電池セルを備え、これらの複数の燃料電池セルによって燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学的な反応により発電するセル集合体ユニットと、上記セル集合体ユニットの各燃料電池セルに燃料ガスを供給する燃料ガス供給部と、上記セル集合体ユニットの各燃料電池セルに酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部と、を有し、上記酸化剤ガス供給部は、酸化剤ガス供給源として上記セル集合体ユニットの各燃料電池セルに向けて酸化剤ガスを送出することができる複数の酸化剤ガス送出手段を備えていることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、複数の酸化剤ガス送出手段がセル集合体ユニットの各燃料電池セルに向けて酸化剤ガスを送出することにより、セル集合体ユニットの各燃料電池セルに酸化剤ガスを供給することができるため、酸化剤ガス供給部がセル集合体ユニットに酸化剤ガスを供給している際に、万一、複数の酸化剤ガス送出手段のうちの１つに異常が発生したとしても、他の酸化剤ガス送出手段からセル集合体ユニットの各燃料電池セルに酸化剤ガスが送出される。この結果、セル集合体ユニットの各燃料電池セルにおいて、酸化雰囲気を保つことができ、酸化剤ガスが供給されずに還元されて最終的に破壊が生ずるのを防ぐことができる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、酸化剤ガス供給部は、複数の酸化剤ガス送出手段のうちの１つに異常が発生した場合、他の酸化剤ガス送出手段からセル集合体ユニットの各燃料電池セルに酸化剤ガスが供給されるように制御する制御部を備えている。
このように構成された本発明においては、複数の酸化剤ガス送出手段のうちの１つに異常が発生した場合、他の酸化剤ガス送出手段からセル集合体ユニットの各燃料電池セルに酸化剤ガスが供給されるように制御部が制御するため、セル集合体ユニットの各に酸化剤ガスを継続して供給することができる。この結果、セル集合体ユニットの各燃料電池セルにおいて、酸化雰囲気を保つことができ、酸化剤ガスが供給されずに還元されて最終的に破壊が生ずるのを防ぐことができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、セル集合体ユニットは、第１のセル集合体ユニットと、第２のセル集合体ユニットと、を備え、酸化剤ガス供給部は、第１のセル集合体ユニットに酸化剤ガスを供給する第１の酸化剤ガス送出手段と、第２のセル集合体ユニットに酸化剤ガスを供給する第２の酸化剤ガス送出手段と、第１の酸化剤ガス送出手段に異常が発生した場合、第２の酸化剤ガス送出手段から第１のセル集合体ユニットに酸化剤ガスが供給されるように制御する制御部と、を備えている。
このように構成された本発明においては、第１の酸化剤ガス送出手段に異常が発生した場合、第２の酸化剤ガス送出手段から第１のセル集合体ユニットに酸化剤ガスが供給されるように制御部が制御するため、第１のセル集合体ユニット及び第２のセル集合体ユニットの燃料電池セルにおいて、酸化雰囲気を保つことができ、酸化剤ガスが供給されずに還元されて最終的に破壊が生ずるのを防ぐことができる。また、セル集合体ユニットを第１のセル集合体ユニットと第２のセル集合体ユニットの２つのセル集合体ユニットに区分し、各セル集合体ユニットごとに第１の酸化剤ガス送出手段と第２の酸化剤ガス送出手段のそれぞれを対応させたことにより、各セル集合体ユニットごとに供給する酸化剤ガスの量を変化させたりすることができ、細やかな制御が可能となる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、複数の酸化剤ガス送出手段は、互いに並列に配置され、その上流側又は下流側に弁部材を備えている。
このように構成された本発明においては、万一、複数の酸化剤ガス送出手段のうちの１つに異常が発生したとしても、他の酸化剤ガス送出手段からセル集合体ユニットに酸化剤ガスを継続的に供給することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の燃料電池によれば、燃料電池セルの酸化雰囲気を保つことにより、燃料電池セルの破壊を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態による燃料電池の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料電池の燃料電池モジュール及び酸化剤ガス供給部を示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態による燃料電池の燃料電池モジュールの内部が部分的に見えるように一部破断して斜め上方から見た斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態による燃料電池の燃料電池モジュールの一部を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部の動作の一例を説明したタイムチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態による燃料電池の燃料電池モジュール及び酸化剤ガス供給部を示す概略図である。
【図７】本発明の第２実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部における動作の一例を説明したタイムチャートである。
【図８】本発明の第３実施形態による燃料電池の燃料電池モジュール及び酸化剤ガス供給部を示す概略図である。
【図９】本発明の第３実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部における動作の一例を説明したタイムチャートである。
【図１０】本発明の第４実施形態による燃料電池の燃料電池モジュール及び酸化剤ガス供給部を示す概略図である。
【図１１】本発明の第４実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部における動作の一例を説明したタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面により、本発明の第１実施形態による燃料電池を説明する。
まず、図１は、本発明の第１実施形態による燃料電池の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態による燃料電池１は、燃料電池モジュール２と、燃料ガス供給部４と、酸化剤ガス供給部６と、水供給部８と、電力取出部１０と、制御部１２とを備えている。
また、燃料ガス供給部４、酸化剤ガス供給部６、水供給部８、及び、電力取出部１０は、燃料電池１の補器１４を構成している。
【００１４】
つぎに、燃料ガス供給部４は、都市ガス配管等の燃料ガス供給源１６から送られた燃料ガスを燃料電池モジュール２に供給する部分であり、燃料ポンプ（図示せず）や電磁弁（図示せず）を有している。
また、燃料ガス供給部４から供給される燃料ガスは、詳細は後述する燃料電池モジュール２の燃料ガス供給管１８（図４参照）へと送り出されるようになっている。
【００１５】
つぎに、図２は本発明の第１実施形態による燃料電池の燃料電池モジュール及び酸化剤ガス供給部を示す概略図である。
図１及び図２に示すように、酸化剤ガス供給部６は、大気中の空気、純酸素、或いは、燃料電池１から排出されて空気を含んだ排ガス等、いわゆる、酸素を含むガス（以下「酸化剤ガス」と呼ぶ）の供給源である酸化剤ガス供給源２０を備え、この酸化剤ガス供給源２０は、燃料電池モジュール２のセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄに向けて酸化剤ガスを送出することができる複数の酸化剤ガス送出手段であるブロワ２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）を備えている。
なお、複数の酸化剤ガス送出手段であるブロワ２２については、酸化剤ガス送出手段としての一例にすぎず、酸化剤ガス送出手段の他の例として、酸化剤ガスを収容したガスボンベ等についても適用可能である。
【００１６】
また、図１及び図２に示すように、酸化剤ガス供給部６は、より具体的には、酸化剤ガス供給源２０から燃料電池モジュール２の４つのセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄのそれぞれに酸化剤ガスを供給する４つの酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄをそれぞれ備えており、各酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、酸化剤ガス供給源２０及びブロワ２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）から燃料電池モジュール２の各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄの上方に設けられた酸化剤ガス供給管２６にかけての経路に酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄをそれぞれ備えている。
なお、本実施形態では、一例として、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄ毎に１つの酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを対応させて設けているが、各セル集合体ユニット毎に２つ以上の酸化剤ガス供給部を設けてもよい。
また、各ブロワ２２ａ（ブロワＡ）、ブロワ２２ｂ（ブロワＢ）、ブロワ２２ｃ（ブロワＣ）、ブロワ２２ｄ（ブロワＤ）のそれぞれの個数については、単数でもよいし、複数でもよい。
さらに、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの下流側には、弁部材である電磁弁２４ａ（ストップ弁Ａ）、電磁弁２４ｂ（ストップ弁Ｂ）、電磁弁２４ｃ（ストップ弁Ｃ）、及び、電磁弁２４ｄ（ストップ弁Ｄ）がそれぞれ配置されており、酸化剤ガス供給部６の各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの酸化剤ガスは、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄによって、燃料電池モジュール２の各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄの上方に設けられた酸化剤ガス供給管２６（図３参照）へと送り出されるようになっている。
なお、上述した弁部材である各電磁弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄについては、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの上流側に配置してもよい。
【００１７】
つぎに、図１に示す水供給部８は、水道管等の水供給源２８から水を燃料電池モジュール２に供給する部分であり、水処理系（図示せず）や水ポンプ（図示せず）や電磁弁（図示せず）を有している。
また、水供給部８から供給される水は、燃料電池モジュール２の内部で水蒸気となって送り出されるようになっている。
【００１８】
つぎに、図１に示す電力取出部１０は、燃料電池モジュール２から電力を取り出す部分であり、インバータ等の電力変換装置（図示せず）を有している。
また、電力取出部１０は、燃料電池モジュール２の集電ロッド３０（図３及び図４参照）と繋がっていて、変換した電力は電力供給先へと送り出すようになっている。
【００１９】
つぎに、図１に示す制御部１２は、燃料ガス供給部４、酸化剤ガス供給部６、補器１４、及び、電力取出部１０のそれぞれを制御するための部分であり、ＣＰＵやＲＯＭを有している。
また、燃料電池モジュール２の動作は、制御部１２からの指示信号に基づいて実行されるようになっている。
【００２０】
つぎに、図３は本発明の第１実施形態による燃料電池の燃料電池モジュールの内部が部分的に見えるように一部破断して斜め上方から見た斜視図である。また、図４は、本発明の第１実施形態による燃料電池の燃料電池モジュールの一部を示す縦断面図である。
【００２１】
図１〜図４に示すように、燃料電池モジュール２は、燃料ガス供給部４から供給される燃料ガスと、酸化剤ガス供給部６から供給される空気（酸化剤ガス）とを電気化学反応させることで発電するための装置である。
燃料電池モジュール２は、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄの上方に設けられた酸化剤ガス供給管２６と、電気的に接続された複数の燃料電池セル３２と、集電部材３４，３６と、集電ロッド３０と、酸化剤ガスヘッダ３８と、４つのモジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄと、絶縁断熱部材４２と、断熱部材４４とを備えている。
【００２２】
また、４つのモジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは、燃料電池モジュール２の内部に区分して配置された直方体形状の容器である。
各モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄには、セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄ、集電部材３４，３６、及び、酸化剤ガスヘッダ３８がそれぞれ収容されている。
各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄには、３つのセル集合体Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３が電気的に直列に接続されて配置されている。ここで、各セル集合体Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、燃料電池セル３２が６行×２列の１２本ごとに束ねられた複数の燃料電池セル３２の集合体であり、各モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄには、合計３６本の燃料電池セル３２が電気的に直列に接続されて収容されている。
【００２３】
また、両モジュール容器４０ａ，４０ｂの両セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ同士、両モジュール容器４０ｂ，４０ｃの両セル集合体ユニットＵｂ，Ｕｃ同士、及び、両モジュール容器４０ｃ，４０ｄの両セル集合体ユニットＵｃ，Ｕｄ同士についても互いに電気的に直列に接続されているため、燃料電池モジュール２全体で合計１４４本の燃料電池セル３２が電気的に直列に接続された状態となっている。
したがって、これらのセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄを合計１４４本の燃料電池セル３２が電気的に直列に接続された１つのセル集合体ユニットとみなしてもよい。
また、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄについては、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄに供給された酸化剤ガスを互いのセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄ同士で共用できるように、各モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄによって４つに区分しなくてもよい。
【００２４】
さらに、各燃料電池セル３２は、セラミックス材料で形成された有底筒状の部材であり、この有底筒状の部材は、その内側から外側に向かって空気極、電解質、燃料極の多層構造を形成している。
また、燃料電池セル３２の内壁である空気極に空気（酸化剤ガス）が接触すると共に、燃料電池セル３２の外壁である燃料極に燃料ガスが接触すると、燃料電池セル３２内でＯ2-イオンが移動して電気化学反応が起こり、空気極と燃料極との間に電位差が生じることにより、発電が行われるようになっている。
燃料電池セル３２が発電した電気は、集電部材３４，３６によって集電され、集電ロッド３０によって外部に取り出されるようになっている。
【００２５】
また、モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの内側には、燃料電池セル３２とモジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄとを絶縁すると共に、モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ内部を保温するための絶縁断熱部材４２が設けられている。この絶縁断熱部材４２は、アルミナ繊維等で形成されている。モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは更に、動作温度を安定に保つためにその全体が断熱部材４４で覆われている。
【００２６】
各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄの各セル集合体Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の上方には、酸化剤ガスヘッダ３８ａ，３８ｂ，３８ｃがそれぞれ配置されており、各酸化剤ガスヘッダ３８ａ，３８ｂ，３８ｃには、酸化剤ガス供給管２６ａ，２６ｂ，２６ｃがそれぞれ対応して接続されている。
【００２７】
また、各酸化剤ガス供給管２６ａ，２６ｂ，２６ｃは、酸化剤ガス供給部６の各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄのそれぞれから３つに分岐されたものであり、酸化剤ガス供給部６の各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの酸化剤ガスは、燃料電池モジュール２の各酸化剤ガス供給管２６ａ，２６ｂ，２６ｃを経て各酸化剤ガスヘッダ３８ａ，３８ｂ，３８ｃに供給され、対応する各セル集合体Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の各燃料電池セル３２の内側の空気極に供給されるようになっている。
【００２８】
さらに、酸化剤ガスヘッダ３８は、各燃料電池セル３２に空気を分配すると共に、燃焼室４６の熱を熱交換することにより、各燃料電池セル３２に供給する空気を昇温させる役割も果たしている。
【００２９】
つぎに、図４に示すように、モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの下方には、モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ内に導入する燃料ガスを均一に分散するための燃料ガス分散室４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄがそれぞれ配置されている。各燃料ガス分散室４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ内には、燃料ガスを予備分散する予備分散板５０が配置されており、この予備分散板５０の上方には、例えば、Ｎｉフォームからなる燃料ガス分散材５２が配置されている。
【００３０】
また、燃料ガス分散室４８の上流側（図４の下側）には、燃料ガス供給管１８が接続されており、この燃料ガス供給管１８の上流側は、燃料ガス供給部４の燃料ガス供給源１６に接続されている。
さらに、モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄと燃料ガス分散室４８との間には、燃料ガスを燃料ガス分散室４８からモジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに通気させるための燃料ガス分散板５４が設けられ、この燃料ガス分散板５４には、複数の燃料ガス供給孔５６が形成されている。
燃料ガス供給部４から燃料ガス供給管１８を経て各燃料ガス分散室４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ内に供給された燃料ガスは、予備分散板５０、燃料ガス分散材５２、及び、燃料ガス分散板５４の燃料ガス供給孔５６を通過して各燃料電池セル３２に供給されるようになっている。
【００３１】
また、図４に示すように、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄの各セル集合体Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の上方に配置される各酸化剤ガスヘッダ３８ａ，３８ｂ，３８ｃには、各燃料電池セル３２の管内の空気極に酸化剤ガスを導入する複数の酸化剤ガス導入管５８が連結されている。
この酸化剤ガス導入管５８は、燃料電池セル３２の管内に挿入され、その下端部は燃料電池セル３２の底面付近まで延びている。
【００３２】
また、モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ内には、燃料電池セル３２の長手方向に対して垂直方向に沿って形成される矩形状の仕切板６０が設けられており、モジュール容器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ内において、この仕切板６０で仕切られた上側に燃焼室４６が形成され、下側に発電室６２が形成されている。
ここで、燃焼室４６は、発電室６２で反応に寄与しなかった余剰の燃料ガスと、各燃料電池セル３２の筒内で反応に寄与しなかった余剰の空気とを混合して燃焼させるための空間である。
また、発電室６２は、燃料ガス供給孔５６から導入される燃料ガスを各燃料電池セル３２に接触させ、各燃料電池セル３２の管内に流れる空気との電気化学反応を生じさせて発電させるための空間である。
【００３３】
つぎに、図２を参照して、酸化剤ガス供給部６について、さらに詳細に説明する。
酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂの両酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂの間、及び、酸化剤ガス供給部６Ｃ，６Ｄの両酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄの間には、バイパス管路６ｅ，６ｆがそれぞれ設けられており、これらのバイパス管路６ｅ，６ｆにより、両酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂの相互間、及び、両酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄの相互間における酸化剤ガスの流通が可能となっている。
すなわち、酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂの両酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ、及び、酸化剤ガス供給部６Ｃ，６Ｄの両酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄは、各バイパス管路６ｅ，６ｆにより、互いに並列に配置されている。
しかしながら、各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂと各酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄとの相互間についてはバイパス管路が設けられておらず、互いに独立している。
【００３４】
また、酸化剤ガス供給部６の各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄと各バイパス管路６ｅ，６ｆとの各連結部６ｇ，６ｈ，６ｉ，６ｊよりも下流側には、流量計６４ａ（流量計Ａ）、流量計６４ｂ（流量計Ｂ）、流量計６４ｃ（流量計Ｃ）、及び、流量計６４ｄ（流量計Ｄ）がそれぞれ設けられ、これらの流量計６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄにより、各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄから燃料電池モジュール２の各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄ（酸化剤ガス供給管２６ａ，２６ｂ，２６ｃ及び酸化剤ガスヘッダ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ）に供給される酸化剤ガス（空気）の量が測定されるようになっている。
【００３５】
さらに、電磁弁２４ａ（ストップ弁Ａ）、電磁弁２４ｂ（ストップ弁Ｂ）、電磁弁２４ｃ（ストップ弁Ｃ）、及び、電磁弁２４ｄ（ストップ弁Ｄ）のそれぞれは、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと各連結部６ｇ，６ｈ，６ｉ，６ｊとの間に位置しており、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが停止した際に、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの下流側に位置する各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ内の酸化剤ガスが停止中の各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ内に逆流しないように、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの下流側の管路を閉鎖するストップ弁として機能するようになっている。
【００３６】
なお、各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ内の酸化剤ガスが停止中の各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ内への逆流を阻止する電磁弁２４ａ（ストップ弁Ａ）、電磁弁２４ｂ（ストップ弁Ｂ）、電磁弁２４ｃ（ストップ弁Ｃ）、及び、電磁弁２４ｄ（ストップ弁Ｄ）の代わりの手段として、逆止弁を用いてもよい。
また、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ自体の通気抵抗がセル集合体ユニット側の通気抵抗よりはるかに高い場合には、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ内への逆流のおそれが少ない、または逆流したとしてもその流量が無視できるため、電磁弁（ストップ弁）を設けなくてもよい。
【００３７】
ここで、各酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、制御部１２の一部を備えており、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ及び各電磁弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄの動作は、各流量計６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄが測定した各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ内の酸化剤ガス（空気）の量に基づいて、制御部１２により制御されるようになっている。
【００３８】
つぎに、図１〜図５を参照しながら、上述した本発明の第１実施形態による燃料電池の動作について説明する。
図５は、本発明の第１実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部の動作の一例を説明したタイムチャートである。ここで、図５において、横軸は時間を示しており、燃料電池の発電中に時間ｔでブロワＡのみが故障により停止し、酸化剤供給部６Ａに異常が発生した場合における、酸化剤ガス供給部のブロワＡ、ブロワＢ、ストップ弁Ａ、及び、ストップ弁Ｂの動作と燃料電池の発電状況を示している。
【００３９】
図５に示すように、時間ｔまでは、発電室６２において、燃料ガス供給孔５６から導入された燃料ガスが各燃料電池セル３２に接触し、各燃料電池セル３２の管内に流れる空気と共に電気化学反応が生じて発電が行われている。この間、各ブロワＡ、ブロワＢ、ブロワＣ、及び、ブロワＤは正常に作動しており、各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄから燃料電池モジュール２の各酸化剤ガス供給管２６ａ，２６ｂ，２６ｃ及び各酸化剤ガスヘッダ３８ａ，３８ｂ，３８ｃに酸化剤ガスが供給されている。
【００４０】
また、各流量計６４ａ（流量計Ａ）、流量計６４ｂ（流量計Ｂ）、流量計６４ｃ（流量計Ｃ）、及び、流量計６４ｄ（流量計Ｄ）の流量測定値Ｑは、いずれについても、Ｑ０（例えば、ほぼ６０［ＮＬＭ］（０℃、１気圧におけるｌ／ｍｉｎ））となっている。
さらに、ストップ弁Ａ、ストップ弁Ｂ、ストップ弁Ｃ、及び、ストップ弁Ｄのいずれについても、開放した状態となっている。
【００４１】
つぎに、一例として、時間ｔでブロワＡが故障により停止し、酸化剤供給部６Ａに異常が発生すると、ブロワＡ自体からは酸化剤ガス供給管６ａに酸化剤ガスが供給されなくなる。
しかしながら、ブロワＢが正常に作動しているため、酸化剤ガス供給管６ｂの酸化剤ガスの流量Ｑ０の一部（例えば、Ｑ０／３（ほぼ２０［ＮＬＭ］の流量））がバイパス管路６ｅを連結部６ｈから連結部６ｇに向かって流れて酸化剤ガス供給管６ａに供給され、セル集合体ユニットＵａの各燃料電池セル３２に酸化剤ガスが供給される状態が維持される。
【００４２】
また、これにより、流量計Ａの流量測定値Ｑは、Ｑ０（例えば、ほぼ６０［ＮＬＭ］）からＱ０／３（ほぼ２０［ＮＬＭ］の流量）に低下し、流量計Ｂの流量測定値は、Ｑ０（例えば、ほぼ６０［ＮＬＭ］）から２Ｑ０／３（ほぼ４０［ＮＬＭ］の流量）に低下する。
一方、ブロワＣ及びブロワＤも正常に作動しているが、各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂと各酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄとの相互間についてはバイパス管路が設けられておらず、互いに独立しているため、流量計Ｃ及び流量計Ｄの流量測定値Ｑは、共にＱ０（例えば、ほぼ６０［ＮＬＭ］）になっている。
【００４３】
さらに、時間ｔ以後、酸化剤ガス供給管６ａ及びバイパス管路６ｅの酸化剤ガスが、故障で停止したブロワ２２ａ（ブロワＡ）内に逆流しなように、電磁弁２４ａ（ストップ弁Ａ）のみが閉鎖される。これと同時に、安全のため、燃料電池１の発電が停止される。
【００４４】
上述した本発明の第１実施形態の燃料電池によれば、酸化剤ガス供給部６が４つのセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄのそれぞれに酸化剤ガスを供給する４つの酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄから構成され、各酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄが各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを備えていると共に、酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂの両酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ、及び、酸化剤ガス供給部６Ｃ，６Ｄの両酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄが、各バイパス管路６ｅ，６ｆにより、互いに並列に配置されている。
それゆえ、これらの酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄが、対応するセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄに酸化剤ガスを供給しているときに、万一、酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄのブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのうちの１つが故障して、酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄのうちの１つに異常が発生したとしても、他の酸化剤ガス供給部からセル集合体ユニットに酸化剤ガスを供給することができる。この結果、セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄの各燃料電池セル３２の内壁である空気極において、酸化雰囲気を保つことができ、酸化剤ガスが供給されずに還元されて最終的に各燃料電池セル３２の破壊が生ずるのを防ぐこともできる。
【００４５】
また、本実施形態の燃料電池によれば、各酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄの各ブロワ２２ａ（ブロワＡ）、ブロワ２２ｂ（ブロワＢ）、ブロワ２２ｃ（ブロワＣ）、ブロワ２２ｄ（ブロワＤ）の下流側に電磁弁２４ａ（ストップ弁Ａ）、電磁弁２４ｂ（ストップ弁Ｂ）、電磁弁２４ｃ（ストップ弁Ｃ）、及び、電磁弁２４ｄ（ストップ弁Ｄ）を備えているため、各ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄからこれらに対応するセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄに酸化剤ガスを継続的に供給することができると共に、万一、ブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのいずれかが故障して停止したとしても、故障したブロワの下流側の電磁弁２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの管路を閉鎖するため、故障したブロワ内に酸化剤ガスが逆流するのを防ぐことができる。
【００４６】
なお、上述した本実施形態の燃料電池の動作においては、一例として、酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６ＤのうちのブロワＡのみが故障した場合について説明したが、ブロワＢ、ブロワＣ、又は、ブロワＤのいずれか一つが故障した場合についても、同様な動作となる。
【００４７】
また、上述した本実施形態の燃料電池においては、一例として、酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂの両酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂ、及び、酸化剤ガス供給部６Ｃ，６Ｄの両酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄが各バイパス管路６ｅ，６ｆにより互いに並列に配置されているが、各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂと各酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄとの相互間についてはバイパス管路が設けられず、互いに独立している形態について説明したが、このような形態に限定されず、他の形態についても適用可能である。すなわち、他の形態として、各酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂと各酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄとの相互間についてもバイパス管路を設けることにより、ブロワＡ〜Ｄのうちの一つのブロワが故障した場合に他の二つ又は三つのブロワによって、故障したブロワの酸化剤ガスの供給量を補うようにしてもよい。
さらに、上述した本実施形態の燃料電池においては、ブロワＡ〜Ｄの異常を検知する検知手段を設け、ブロワＡ又はブロワＢ、或いは、ブロワＣ又はブロワＤのいずれか一方を停止させて、他方のブロワの異常を検知手段が検知したときのみ、ブロワを作動させるような形態にしてもよい。
【００４８】
つぎに、図６及び図７を参照して、本発明の第２実施形態による燃料電池を説明する。
ここで、図６は本発明の第２実施形態による燃料電池の燃料電池モジュール及び酸化剤ガス供給部を示す概略図であり、図７は本発明の第２実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部における動作の一例を説明したタイムチャートである。
なお、図６及び図７において、本発明の第１実施形態による燃料電池の構成部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４９】
図６及び図７に示すように、本発明の第２実施形態による燃料電池においては、酸化剤ガス供給部７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄの構成が、第１実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄの構成と異なっている。ここで、図６においては、酸化剤ガス供給部７０Ｃ，７０Ｄとこれらに対応するセル集合体ユニットＵｃ，Ｕｄの構成については、酸化剤ガス供給部７０Ａ，７０Ｂとこれらに対応するセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂの構成と同一であるため、省略している。
【００５０】
すなわち、本発明の第２実施形態による燃料電池においては、酸化剤ガス供給部７０Ａ，７０Ｂの両酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂの間のバイパス管路６ｅの途中、及び、酸化剤ガス供給部７０Ｃ，７０Ｄの両酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄの間のバイパス管路６ｆの途中に電磁弁７２（バイパスバルブ）がそれぞれ設けられている。
また、これらの電磁弁７２は、各酸化剤ガス供給部７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄの各ブロワ２２ａ（ブロワＡ）、ブロワ２２ｂ（ブロワＢ）、ブロワ２２ｃ（ブロワＣ）、ブロワ２２ｄ（ブロワＤ）が正常に作動しているときは、各バイパス管路６ｅ，６ｆを閉鎖するようになっている。
【００５１】
一方、酸化剤ガス供給部７０Ａのブロワ２２ａ（ブロワＡ）又は酸化剤ガス供給部７０Ｂのブロワ２２ｂ（ブロワＢ）のいずれか一方、或いは、酸化剤ガス供給部７０Ｃのブロワ２２ｃ（ブロワＣ）又は酸化剤ガス供給部７０Ｄのブロワ２２ｄ（ブロワＤ）のいずれか一方が故障して、その故障したブロワに対応する酸化剤ガス供給部の流量計が測定した酸化剤ガスの流量が所定以下の流量になると、制御部１２の制御により、故障したブロワに対応する酸化剤ガス供給部に関連するバイパス管路の電磁弁７２が開放されるようになっている。
【００５２】
つぎに、図７に示すように、一例として、時間ｔでブロワＡが故障して停止すると、ブロワＡ自体からは酸化剤ガス供給部７０Ａの酸化剤ガス供給管６ａに酸化剤ガスが供給されなくなり、流量計Ａの流量測定値Ｑが所定値Ｑ０（例えば、ほぼ６０［ＮＬＭ］の流量）以下になったことを制御部１２が検知すると、バイパス管路６ｅの電磁弁７２（バイパスバルブ）を開放する。
【００５３】
一方、ブロワＢは正常に作動しているため、酸化剤ガス供給部７０Ｂの酸化剤ガス供給管６ｂの酸化剤ガスの流量Ｑ０の一部（例えば、Ｑ０／３（ほぼ２０［ＮＬＭ］の流量））がバイパス管路６ｅを連結部６ｈから連結部６ｇに向かって流れて酸化剤ガス供給管６ａに供給され、セル集合体ユニットＵａの各燃料電池セル３２に酸化剤ガスが供給される状態が維持される。
【００５４】
さらに、時間ｔ以後、酸化剤ガス供給管６ａ及びバイパス管路６ｅの酸化剤ガスが、故障で停止したブロワ２２ａ（ブロワＡ）内に逆流しなように、電磁弁２４ａ（ストップ弁Ａ）のみが閉鎖される。これと同時に、安全のため、本実施形態の燃料電池の発電が停止される。
【００５５】
上述した本発明の第２実施形態による燃料電池によれば、酸化剤ガス供給部７０Ａのブロワ２２ａ（ブロワＡ）又は酸化剤ガス供給部７０Ｂのブロワ２２ｂ（ブロワＢ）のいずれか一方、或いは、酸化剤ガス供給部７０Ｃのブロワ２２ｃ（ブロワＣ）又は酸化剤ガス供給部７０Ｄのブロワ２２ｄ（ブロワＤ）のいずれか一方が故障して、その故障したブロワに対応する酸化剤ガス供給部の流量計が測定した酸化剤ガスの流量Ｑが所定値Ｑ０以下の流量になったことを制御部１２が検知すると、この制御部１２の制御により、故障したブロワに対応する酸化剤ガス供給部に関連するバイパス管路の電磁弁７２が開放され、故障したブロワに対応する酸化剤ガス供給部に関連するセル集合体ユニットの各燃料電池セル３２に酸化剤ガスが供給される状態が維持される。この結果、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄの各燃料電池セル３２において、酸化雰囲気を保つことができ、酸化剤ガスが供給されずに還元されて最終的に破壊が生ずるのを防ぐことができる。
【００５６】
また、本発明の第２実施形態による燃料電池によれば、燃料電池モジュール２が４つのセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄを備え、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄごとに酸化剤ガス供給部７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄを対応させて各バイパス管路６ｅ，６ｆの電磁弁７２の開閉を制御部１２によって制御することにより、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄに供給する酸化剤ガスの量を変化させたりすることができ、細やかな制御が可能となる。
【００５７】
なお、上述した本発明の第２実施形態による燃料電池においては、故障したブロワに対応する酸化剤ガス供給部の流量計が測定した酸化剤ガスの流量Ｑが所定値Ｑ０以下の流量になったことを制御部１２が検知すると、この制御部１２の制御により、故障したブロワに対応する酸化剤ガス供給部に関連するバイパス管路の電磁弁７２が開放されるような形態について説明したが、このような形態に限定されず、他の形態についても適用可能である。
例えば、バイパス管路に電磁弁７２の代わりに手動弁を設け、酸化剤ガス供給部の流量計が測定した酸化剤ガスの流量Ｑが所定値Ｑ０以下の流量になったこと制御部１２又は作業者が検知した後、手動によりバイパス管路の手動弁を開放するようにしてもよい。
【００５８】
つぎに、図８及び図９を参照して、本発明の第３実施形態による燃料電池を説明する。
ここで、図８は本発明の第３実施形態による燃料電池の燃料電池モジュール及び酸化剤ガス供給部を示す概略図であり、図９は本発明の第３実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部における動作の一例を説明したタイムチャートである。
なお、図８及び図９において、本発明の第１実施形態及び第２実施形態による燃料電池の構成部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００５９】
図８及び図９に示すように、本発明の第３実施形態による燃料電池においては、酸化剤ガス供給部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，８０Ｄの構成が、第１実施形態及び第２実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部の構成と異なっている。ここで、図８においては、酸化剤ガス供給部８０Ｃ，８０Ｄとこれらに対応するセル集合体ユニットＵｃ，Ｕｄの構成については、酸化剤ガス供給部８０Ａ，８０Ｂとこれらに対応するセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂの構成と同一であるため、省略している。
【００６０】
すなわち、本発明の第３実施形態による燃料電池においては、酸化剤ガス供給部８０Ａ，８０Ｂの両酸化剤ガス供給管８０ａ，８０ｂが互いに直列に配置されているため、各酸化剤ガス供給管８０ａ，８０ｂにそれぞれ設けられているブロワ２２ａ（ブロワＡ）とブロワ２２ｂ（ブロワＢ）についても、同様に、互いに直列に配置されている。
【００６１】
図９に示すように、一例として、時間ｔでブロワＡが故障して停止すると、ブロワＡ自体からは酸化剤ガス供給部８０Ａの酸化剤ガス供給管８０ａに酸化剤ガスが供給されなくなり、ブロワＢの下流側に配置されている流量計ＡＢの流量測定値Ｑが所定値２Ｑ０（例えば、ほぼ１２０［ＮＬＭ］の流量）以下になったことを制御部１２が検知すると、正常に作動している酸化剤ガス供給部８０ＢのブロワＢの出力を上げて、ブロワＢ自体から酸化剤ガス供給管８０ｂに供給される酸化剤ガスの流量ＱをＱ０（例えば、ほぼ６０［ＮＬＭ］の流量）から２Ｑ０（例えば、ほぼ１２０［ＮＬＭ］の流量）まで倍増させる。
そして、酸化剤ガス供給管８０ｂの酸化剤ガスは燃料電池モジュール２の酸化剤ガス供給管２６を経て各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂに供給される。
【００６２】
また、時間ｔ以後についても、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂの各燃料電池セル３２の空気極における酸化雰囲気が維持されて安全であるため、本実施形態の燃料電池の発電は停止されることなく、継続される。
同様に、ブロワＢが故障した場合については、正常に作動しているブロワＡの出力を上げるようにすればよい。
【００６３】
上述した本発明の第３実施形態の燃料電池によれば、これらの酸化剤ガス供給部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，８０Ｄのブロワ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのうちの１つが故障したとしても、故障したブロワに直列に配置されているブロワの出力を上げることにより、故障したブロワの酸化剤ガスの供給量を補うことができる。この結果、セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄの各燃料電池セル３２の内壁である空気極において、酸化雰囲気を保つことができ、酸化剤ガスが供給されずに還元されて最終的に各燃料電池セル３２の破壊が生ずるのを防ぐこともできる。
【００６４】
つぎに、図１０及び図１１を参照して、本発明の第４実施形態による燃料電池を説明する。
ここで、図１０は本発明の第４実施形態による燃料電池の燃料電池モジュール及び酸化剤ガス供給部を示す概略図であり、図１１は本発明の第４実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部における動作の一例を説明したタイムチャートである。
なお、図１０及び図１１において、本発明の第１実施形態〜第３実施形態による燃料電池の構成部分と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００６５】
図１０及び図１１に示すように、本発明の第４実施形態による燃料電池においては、酸化剤ガス供給部９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄの構成が、第１実施形態〜第３実施形態による燃料電池の酸化剤ガス供給部の構成と異なっている。ここで、図１０においては、酸化剤ガス供給部９０Ｃ，９０Ｄとこれらに対応するセル集合体ユニットＵｃ，Ｕｄの構成については、酸化剤ガス供給部９０Ａ，９０Ｂとこれらに対応するセル集合体ユニットＵａ，Ｕｂの構成と同一であるため、省略している。
【００６６】
すなわち、本発明の第４実施形態による燃料電池においては、酸化剤ガス供給部９０Ａ，９０Ｂの両酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂの間のバイパス管路６ｅの途中、及び、酸化剤ガス供給部９０Ｃ，９０Ｄの両酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄの間のバイパス管路６ｆの途中に三方バルブ９２がそれぞれ設けられている。
【００６７】
また、バイパス管路６ｅの三方バルブ９２は、酸化剤ガス供給部９０Ａの酸化剤ガス供給管６ａ側（Ａ側）に接続されるバイパス管路６ｅを開閉するＡ側弁９２ａと、酸化剤ガス供給部９０Ｂの酸化剤ガス供給管６ｂ側（Ｂ側）に接続されるバイパス管路６ｅを開閉するＢ側弁９２ｂとを備えている。
【００６８】
さらに、三方バルブ９２には、バイパス管路６ｅから分岐した補助用酸化剤ガス供給管９４が連結されており、この補助用酸化剤ガス供給管９４には、ブロワ９６（ブロワＥ）が配置されている。
【００６９】
また、補助用酸化剤ガス供給管９４のブロワ９６（ブロワＥ）と三方バルブ９２との間には、電磁弁９８（ストップ弁Ｅ）又は逆止弁が設けられている。
なお、ブロワ９６（ブロワＥ）自体の通気抵抗が高い場合には、ブロワ９６（ブロワＥ）内への逆流のおそれが少ないため、電磁弁９８（ストップ弁Ｅ）又は逆止弁は省略してもよい。
【００７０】
図１１に示すように、一例として、時間ｔでブロワＡが故障して停止すると、ブロワＡ自体からは酸化剤ガス供給部９０Ａの酸化剤ガス供給管９０ａに酸化剤ガスが供給されなくなり、ブロワＡの下流側に配置されている流量計Ａの流量測定値Ｑが所定値Ｑ０（例えば、ほぼ６０［ＮＬＭ］の流量）以下になったことを制御部１２が検知すると、三方バルブ９２のＡ側弁９２ａと電磁弁９８（ストップ弁Ｅ）又は逆止弁とが開放されると共に、ブロワＥが作動し、このブロワＥから補助用酸化剤ガス供給管９４に酸化剤ガスが供給される。
【００７１】
補助用酸化剤ガス供給管９４の酸化剤ガスは、開放した三方バルブ９２のＡ側弁９２ａからバイパス管路６ｅを経て酸化剤ガス供給部９０Ａの酸化剤ガス供給管６ａに供給され、セル集合体ユニットＵａの各燃料電池セル３２に供給される。
また、時間ｔ以後についても、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂの各燃料電池セル３２の空気極における酸化雰囲気が維持されて安全であるため、本実施形態の燃料電池の発電は停止されることなく、継続される。
【００７２】
上述した本発明の第４実施形態の燃料電池によれば、酸化剤ガス供給部９０Ａのブロワ２２ａ（ブロワＡ）又は酸化剤ガス供給部９０Ｂのブロワ２２ｂ（ブロワＢ）のいずれか一方、或いは、酸化剤ガス供給部９０Ｃのブロワ２２ｃ（ブロワＣ）又は酸化剤ガス供給部９０Ｄのブロワ２２ｄ（ブロワＤ）のいずれか一方が故障して、その故障したブロワに対応する酸化剤ガス供給部の流量計が測定した酸化剤ガスの流量Ｑが所定値Ｑ０以下の流量になったことを制御部１２が検知すると、この制御部１２の制御により、故障したブロワに対応する酸化剤ガス供給部に関連するバイパス管路の三方バルブ９２が開放され、故障したブロワに対応する酸化剤ガス供給部に関連するセル集合体ユニットの各燃料電池セル３２に酸化剤ガスが供給される状態が維持される。この結果、各セル集合体ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄの各燃料電池セル３２において、酸化雰囲気を保つことができ、酸化剤ガスが供給されずに還元されて最終的に破壊が生ずるのを防ぐことができる。
【００７３】
なお、上述した本発明の第４実施形態による燃料電池においては、酸化剤ガス供給部９０Ａ，９０Ｂの両酸化剤ガス供給管６ａ，６ｂの間のバイパス管路６ｅの途中、及び、酸化剤ガス供給部９０Ｃ，９０Ｄの両酸化剤ガス供給管６ｃ，６ｄの間のバイパス管路６ｆの途中に三方バルブ９２をそれぞれ設けた形態について説明したが、このような形態に限定されず、他の形態についても適用可能である。
例えば、バイパス管路６ｅ，６ｆの途中に三方バルブ９２を設ける代わりに二方バルブを設けることにより、補助用酸化剤ガス供給管９４のブロワ９６の下流側に設けられている電磁弁９８（ストップ弁Ｅ）又は逆止弁が不要となる。
【符号の説明】
【００７４】
１  燃料電池
２  燃料電池モジュール
４  燃料ガス供給部
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ  酸化剤ガス供給部
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ  酸化剤ガス供給管
６ｅ，６ｆ  バイパス管路
８  水供給部
１０  電力取出部
１２  制御部
１４  補器
１６  燃料ガス供給源
１８  燃料ガス供給管
２０  酸化剤ガス供給源
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  ブロワ
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ  電磁弁
２６  酸化剤ガス供給管
３２  燃料電池セル
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ  モジュール容器
Ｕａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄ  セル集合体ユニット
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３  セル集合体
【図１】
2010192250.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010192250.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010192250.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2010192250.tif 000013