(57)【要約】【課題】  燃料電池に残留する水分を効果的に排出することを課題とする。【解決手段】  ガス供給配管５、６に停止弁７、８を設け、ガス排出配管９、１０に停止弁１１、１２を設け、燃料電池システムの運転停止後に、コントロールユニット４の制御の下に停止弁１１、１２を閉じ、パージガスを燃料電池スタック１内に流入させた後、停止弁７、８を閉じてパージガスの供給を停止し、その後停止弁７、８、１１、１２を開放し、ガス供給配管５、６ならびにガス排出配管９、１０を介して燃料電池スタック１内に残留する水分を排出して構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガス供給配管を介して供給された燃料ガスと、酸化剤ガス供給配管を介して供給された酸化剤ガスとの化学反応により発電を行う燃料電池スタックを備え、燃料ガス排出配管を介して前記燃料電池スタックのアノード極側に流通するガスを前記燃料電池スタック外に排出し、酸化剤ガス排出配管を介して前記燃料電池スタックのカソード極側に流通するガスを前記燃料電池スタック外に排出する燃料電池システムにおいて、
前記燃料ガス供給配管と前記燃料ガス排出配管の燃料ガス系配管、及び前記酸化剤ガス供給配管と前記酸化剤ガス排出配管の酸化剤ガス系配管のいずれか一方又は双方のガス系配管に、前記燃料電池スタックのガス入口側とガス出口側に設けられた開閉弁と、
前記燃料電池システムの運転停止後に、前記ガス出口側の開閉弁を閉じ、パージガスを前記燃料電池スタック内に流入させた後、前記入口側の開閉弁を閉じてパージガスの供給を停止し、その後前記入口側および出口側の開閉弁を開放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システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記燃料電池スタックへのパージガスの供給、開閉弁の開閉制御を少なくとも１回以上実施する
ことを特徴とする請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料電池スタック内部のガスの圧力を検出する圧力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記圧力検出手段で検出された前記燃料電池スタック内部の圧力が第１所定圧力を越えた場合には、前記開閉弁を開放する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御手段は、パージガスの流入時間が、第１所定時間を越えた場合には、前記開閉弁を開放する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池スタックの周囲の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記燃料電池システム運転停止時に、前記温度検出手段で検出された燃料電池スタックの周囲の温度が所定温度以下である場合には、開閉弁の開閉制御を実施する
ことを特徴とする請求項１、２，３及び４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料電池スタック内部の残留水分量を検出する水分量検出手段を備え、
前記制御手段は、前記水分量検出手段で検出された残留水分量に基づいて、前記第１所定圧力または第１所定時間を設定する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記燃料ガス供給配管と前記燃料ガス排出配管の燃料ガス系配管、及び前記酸化剤ガス供給配管と前記酸化剤ガス排出配管の酸化剤ガス系配管のいずれか一方又は双方のガス系の前記燃料電池スタックの入出力のガスの差圧を検出する差圧検出手段を備え、
前記水分量検出手段は、前記差圧検出手段で検出された差圧に基づいて残留水分量を検出する
ことを特徴とする請求項６記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記燃料電池スタックの抵抗を検出する抵抗検出手段を備え、
前記水分量検出手段は、前記抵抗検出手段で検出された抵抗に基づいて残留水分量を検出する
ことを特徴とする請求項６記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第１所定圧力または前記第１所定時間が、前記第１所定圧力より大きい第２所定圧力または前記第１所定時間より大きい第２所定時間を上回る場合には、前記開閉弁を開放する
ことを特徴とする請求項６記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記燃料ガス供給配管及び／又は前記酸化剤ガス供給配管に設けられた開閉弁には、水分排出配管が接続され、前記水分排出配管を介して前記燃料電池スタックから導出された残留水分を排出する
ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８及び９のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池内の残留水分を外部に排出する機能を備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、燃料電池は、反応ガスである水素などの燃料ガスと空気などの酸化剤ガスを電気化学的に反応させることにより、燃料の持つ化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置である。この燃料電池は、電解質の違いなどによりさまざまなタイプのものに分類されるが、その一つとして、電解質に固体高分子電解質を用いる固体高分子電解質形燃料電池が知られている。
【０００３】
燃料極となるアノード極、酸化剤極となるカソード極の両電極において進行する電極反応は、以下の通りである。
【０００４】
（化１）
アノード極：Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−  （１）
カソード極：２Ｈ＋＋２ｅ−＋（１／２）Ｏ２→Ｈ２Ｏ  （２）
そして、燃料極に燃料が供給されると、燃料極では上記（１）の反応式が進行して水素イオンが生成する。この生成した水素イオンが水和状態で電解質（固体高分子電解質型燃料電池であれば固体高分子電解質膜）を透過（拡散）して酸化剤極に至り、この酸化剤極に酸素含有ガス、例えば空気が供給されていると、酸化剤極では上記（２）の反応式が進行する。この（１）、（２）の電極反応が各極で進行することで、燃料電池は起電力を生じることになる。
【０００５】
例えば車両用等の駆動源として考えられている固体高分子型燃料電池では、運転停止時に上記反応により生成した水分が燃料電池内部に残留し、氷点下の環境において凍結することで、セパレータにおける燃料、酸化剤流路の閉塞や電極が劣化するおそれがある。
【０００６】
そこで、燃料電池に残留する水分を外部に排出する従来の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献では、氷点下での残留水の凍結による、ガス流路の閉塞および燃料電池スタックの破壊を防止するために、運転停止時に反応ガスを大量に燃料電池スタックに流入させた後、ガス圧力制御手段を用いてガス圧力を増大させ、増大させた圧力を開放することにより、反応ガスの流速を増大させ、燃料電池スタック内部に残留する水分を外部に排出していた。
【特許文献１】特開２００２−３０５０１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記の従来技術では、燃料電池スタックのガス出口からのみ、反応ガスの圧力で残留水分を燃料電池スタック外に排出していた。このため、燃料電池スタックのガス入口に近い燃料電池セルに残留する水分は排出され難くなり、残留水分を完全に排出しきれず、水分が燃料電池スタック内に残ってしまうという不具合を招いていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、燃料電池に残留する水分を効果的に排出することができる燃料電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の課題を解決する手段は、燃料ガス供給配管を介して供給された燃料ガスと、酸化剤ガス供給配管を介して供給された酸化剤ガスとの化学反応により発電を行う燃料電池スタックを備え、燃料ガス排出配管を介して前記燃料電池スタックのアノード極側に流通するガスを前記燃料電池スタック外に排出し、酸化剤ガス排出配管を介して前記燃料電池スタックのカソード極側に流通するガスを前記燃料電池スタック外に排出する燃料電池システムにおいて、前記燃料ガス供給配管と前記燃料ガス排出配管の燃料ガス系配管、及び前記酸化剤ガス供給配管と前記酸化剤ガス排出配管の酸化剤ガス系配管のいずれか一方又は双方のガス系配管に、前記燃料電池スタックのガス入口側とガス出口側に設けられた開閉弁と、前記燃料電池システムの運転停止後に、前記ガス出口側の開閉弁を閉じ、パージガスを前記燃料電池スタック内に流入させた後、前記入口側の開閉弁を閉じてパージガスの供給を停止し、その後前記入口側および出口側の開閉弁を開放制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、パージガスを燃料電池スタックに流入した後、開閉弁を開放することで、燃料電池スタックのガス入出口の圧力が低下し、燃料電池スタックにおけるガス入口近くに残留する水分はガス供給配管側に排出され、ガス出口近くに残留する水分はガス排出配管側に排出することができる。これにより、従来に比べて効果的に燃料電池スタック内部の残留水分を排出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の実施例１に係る燃料電池システムの構成を示す図である。図１に示す実施例１の燃料電池システムは、燃料ガスの水素と酸化剤ガスの空気との化学反応により発電を行う燃料電池スタック１と、燃料電池スタック１の入口と出口の反応ガスの例えば水素の圧力差を検出する第１の圧力検出手段２と、燃料電池スタック１の入口と出口の反応ガスの例えば空気の圧力差を検出する第２の圧力検出手段３と、コントロールユニット４、ならびに燃料電池スタック１の周囲の温度を検出する温度センサ１３を備えて構成されている。
【００１３】
燃料電池スタック１は、固体高分子電解質型の燃料電池であり、図２の断面図に示すように構成されている。図２において、燃料電池スタックの一単位となるセルは、固体高分子膜からなる電解質膜２０と、この電解質膜２０を挟持するように電解質膜２０の両面に配設される二つの電極２１，２２及びガス流路２７，２８が形成されたセパレータ２３，２４で構成される。電解質膜２０は、フッ素系樹脂等の固体高分子材料によりプロトン伝導性の膜として形成されている。
【００１４】
この膜の両面に配設される二つの電極２１，２２は、白金または、白金とその他の金属からなる触媒層（図示せず）とガス拡散層２５，２６からなり、触媒の存在する面が電解質膜２０と接触するように形成されている。ガス流路２７，２８は、ガス不透過である緻密性カーボン材等の片面、または両面に配置された多数のリブにより形成され、酸化剤ガス、燃料ガスはそれぞれのガス入口から供給され、ガス出口から排出される。
【００１５】
図１に戻って、燃料電池システムは、燃料電池スタック１に燃料ガスの水素と酸化剤ガスの空気との反応ガスを供給するガス供給配管５、６、ならびに燃料電池スタック１で未使用の反応ガスを燃料電池スタック１の外に排出するガス排出配管９、１０に停止弁７、８、１１、１２を備えている。この停止弁７、８、１１、１２は、コントロールユニット４の制御の下に配管を開放／閉止制御することで、反応ガスの流通／停止を制御する。
【００１６】
この停止弁８よりも燃料電池スタック１に近い位置のガス供給配管６を流通する反応ガスの圧力と、停止弁１２よりも燃料電池スタック１に近い位置のガス排出配管１０を流通する反応ガスの圧力との圧力差は、第１の圧力検出手段２で検出される。停止弁７よりも燃料電池スタック１に近い位置のガス供給配管５を流通する反応ガスの圧力と、停止弁１１よりも燃料電池スタック１に近い位置のガス排出配管９を流通する反応ガスの圧力との圧力差は、第２の圧力検出手段３で検出される。
【００１７】
コントロールユニット４は、本システムの運転を制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ等により実現される。コントロールユニット４は、制御手段として機能し、第１の圧力検出手段２、第２の圧力検出手段３を含む本システムにおける各センサ（図示せず）からの信号を読み込み、読み込んだ各種信号ならびに予め内部に保有する制御ロジック（プログラム）に基づいて、停止弁７、８、１１、１２を含む本システムの各構成要素に指令を送り、以下に説明する残留水分の排出動作を含む本システムの運転／停止に必要なすべての動作を統括管理して制御する。
【００１８】
コントロールユニット４は、第１の圧力検出手段２ならびに第２の圧力検出手段３で検出された圧力差に基づいて、燃料電池スタック１内の残留水分量を検出し、温度センサ１３で計測された燃料電池スタック１の周囲の温度に基づいて、停止弁７、８、１１、１２の開閉を制御する制御手段として機能する。
【００１９】
次に、図３のフローチャートを参照して、コントロールユニット４の制御の下に行われる燃料電池スタック１の残留水分の排出動作を説明する。図３において、先ず燃料電池システムの運転停止後に、燃料電池スタック１の周囲の温度を検出し、周囲の温度が予め設定された第１所定温度Ｔｓ１、例えば０℃以上であるか否かを判別し（ステップＳ１）、第１所定温度Ｔｓ１以上である場合には水分排出操作を実施せず、第１所定温度Ｔｓ１以下であればパージガス、例えば空気を燃料極および酸化剤極に供給する（ステップＳ２）。
【００２０】
次に、燃料電池スタック１のガス入出口の圧力差を検出し（ステップＳ３）、圧力差に基づいて燃料電池スタック１内部に残留する水分量を検出する。続いて、検出された水分量に基づいて第１所定圧力Ｐ１を設定する（ステップＳ４）。引き続いて、ガス排出配管９，１０の停止弁１１、１２を閉じ（ステップＳ５）、燃料電池スタック１内部の圧力を上昇させる。その後、燃料電池スタック１内部の圧力Ｐｓが第１所定圧力Ｐ１を越えたか否かを判別し（ステップＳ６）、越えた場合にはガス供給配管５、６の停止弁７、８を閉じ（ステップＳ７）、パージガスの供給を停止した後（ステップＳ８）、ガス供給配管５、６およびガス排出配管９、１０の停止弁７、８、１１、１２を開く（ステップＳ９）。
【００２１】
このような操作により、パージガス封入後に停止弁を開くと、燃料電池スタック１のガス入出口の圧力が低下する。したがって、図４に示すように、燃料電池スタック１のガス入出口の圧力が低下するため、燃料電池スタック１におけるガス入口に近いセル内に残留する水分は、ガス供給配管５、６に排出され、ガス出口に近いセル内に残留する水分は、ガス排出配管９、１０に排出される。これにより、従来に比べて効果的に燃料電池スタック１内部の残留水分を排出することができる。
【００２２】
燃料電池システムは、燃料電池スタック１内部の圧力を検出する第１の圧力検出手段２、第２の圧力検出手段３を備え、燃料電池スタック１内部の圧力Ｐｓが第１所定圧力Ｐ１を越えた場合に停止弁７、８、１１、１２を開放することで、パージガスを必要以上に封入することがなくなるため、パージガス封入のために必要となるエネルギーを節約することができる。
【００２３】
燃料電池システムは、燃料電池スタック１の周囲の温度を検出する温度センサ１３を備え、燃料電池システム運転停止時に、燃料電池スタック１の周囲の温度が第１所定温度Ｔｓ１以下である場合に、水分排出操作を実施することで、燃料電池スタック１内での水分凍結のおそれがない場合は運転停止操作を実施しないため、運転停止操作を実施するためのエネルギーを節約することができる。
【００２４】
燃料電池システムは、燃料電池スタック１内部の残留水分量を検出するコントロールユニット４を備え、残留水分量に応じて第１所定圧力Ｐ１を設定することで、必要以上にパージガスを封入することがなくなるため、より効果的に燃料電池スタック１内部に残留する水分を排除することができ、パージガス封入に必要となるエネルギーを節約することができる。
【００２５】
燃料電池システムは、燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給、排出配管における燃料電池スタック１の入出口の差圧を検出し、検出した差圧に基づいて残留水分量を検出する機構を備えることで、燃料ガスおよび酸化剤ガスの供給、排出配管における燃料電池スタック１の入出口の差圧に基づいて残留水分量を容易に検出することができ、残留水分量を検出する機構を簡素化することができる。
【実施例２】
【００２６】
図５は本発明の実施例２に係る燃料電池システムの構成を示す図である。図１に示す実施例２の燃料電池システムの特徴とするところは、図１に示すシステムに比べて、第１の圧力検出手段２と第２の圧力検出手段３を削除し、燃料電池スタック１の抵抗値を検出し、検出された抵抗値に基づいて燃料電池スタック１内に残留する水分量を算出する機能をコントロールユニット４に備えたことにあり、他は図１と同様である。
【００２７】
次に、図６に示すフローチャートを参照して、コントロールユニット４の制御の下に行われる燃料電池スタック１の残留水分の排出動作を説明する。図６において、先ず燃料電池システムの運転停止後に、燃料電池スタック１の周囲の温度を検出し、周囲の温度が予め設定された第１所定温度Ｔｓ１、例えば０℃以上であるか否かを判別し（ステップＳ２１）、第１所定温度Ｔｓ１以上である場合には水分排出操作を実施せず、第１所定温度Ｔｓ１以下であればパージガス、例えば空気を燃料極および酸化剤極に供給する（ステップＳ２２）。
【００２８】
次に、燃料電池スタック１の抵抗を検出し、検出した抵抗に基づいて燃料電池スタック１内部に残留する水分量を検出する（ステップＳ２３）。続いて、燃料電池スタック１内部に残留する水分量に基づいて第１所定時間Ｔ１を設定する（ステップＳ２４）。引き続いて、ガス排出配管９，１０の停止弁１１、１２を閉じ（ステップＳ２５）、燃料電池スタック１内部の圧力を上昇させる。その後、ガス排出配管９、１０の停止弁１１、１２を閉じてから後のガス供給時間が予め設定された第１所定時間Ｔ１を越えたか否かを判別する（ステップＳ２６）。越えた場合にはガス供給配管５、６の停止弁７、８を閉じ（ステップＳ２７）、パージガスの供給を停止した後（ステップＳ２８）、ガス供給配管５、６およびガス排出配管９、１０の停止弁７、８、１１、１２を開く（ステップＳ２９）。
【００２９】
このような実施例２では、上記実施例１と同様の効果を得ることができることに加えて、ガス供給、排出配管に圧力を制御する機構を設ける必要がなくなり、水分排出操作に必要となる補機類の構成を最小限に抑えることができる。
【００３０】
また、パージガスを燃料電池スタック１に流入した後、パージガス流入時間が第１所定時間Ｔ１を越えた場合には、停止弁７、８を閉じることで、パージガスを必要以上に封入することがなくなるため、パージガス封入のために必要となるエネルギーを節約することができる。
【００３１】
燃料電池システムは、燃料電池スタック１の抵抗を検出する機構を備え、燃料電池スタック１の抵抗に基づいて残留水分量を検出することで、燃料電池スタック１の抵抗に基づいて残留水分量を容易に検出することができ、残留水分量を検出する機構を簡素化することができる。
【実施例３】
【００３２】
図７は本発明の実施例３に係る燃料電池システムにおけるの残留水分の排出動作の処理手順を示すフローチャートである。この実施例３の特徴とするところは、図１に示す構成において、第２所定圧力Ｐ２（＞第１所定圧力Ｐ１）を予め実験や机上検討により設定し、コントロールユニット４で実行される第２所定圧力Ｐ２と第１所定圧力Ｐ１との比較結果に基づいて、停止弁の開閉制御を行うようにしたことにあり、他は図１のシステムと同様である。  
次に、図７に示すフローチャートを参照して、コントロールユニット４の制御の下に行われる燃料電池スタック１の残留水分の排出動作を説明する。図７において、先ず燃料電池システムの運転停止後に、燃料電池スタック１の周囲の温度を検出し、周囲の温度が予め設定された第１所定温度Ｔｓ１、例えば０℃以上であるか否かを判別し（ステップＳ４１）、第１所定温度Ｔｓ１以上である場合には水分排出操作を実施せず、第１所定温度Ｔｓ１以下であればパージガス、例えば空気を燃料極および酸化剤極に供給する（ステップＳ４２）。
【００３３】
次に、燃料電池スタック１のガス入出口の圧力差を検出し（ステップＳ４３）、圧力差に基づいて燃料電池スタック１内部に残留する水分量を検出する。続いて、検出された水分量に基づいて第１所定圧力Ｐ１を設定する（ステップＳ４４）。その後、第１所定圧力と第２所定圧力とを比較し（ステップＳ４５）、第１所定圧力Ｐ１＞第２所定圧力Ｐ２である場合には、第２所定圧力Ｐ２を第１所定圧力Ｐ１とする（ステップＳ４６）。
【００３４】
次に、ガス排出配管９，１０の停止弁１１、１２を閉じ（ステップＳ４７）、燃料電池スタック１内部の圧力を上昇させる。その後、燃料電池スタック１内部の圧力Ｐｓが第１所定圧力Ｐ１を越えたか否かを判別し（ステップＳ４８）、越えた場合にはガス供給配管５、６の停止弁７、８を閉じ（ステップＳ４９）、パージガスの供給を停止した後（ステップＳ５０）、ガス供給配管５、６およびガス排出配管９、１０の停止弁７、８、１１、１２を開く（ステップＳ５１）。
【００３５】
このようにして残留水分を排出した後、第１所定圧力Ｐ１と第２所定圧力Ｐ２とが等しいか否かを判別し（ステップＳ５２）、等しい場合にはパージガス供給を再開し（ステップＳ５３）、先のステップＳ４３へ移行する一方、等しくない場合には水分の排出操作を終了する。
【００３６】
この実施例３では、先の実施例１と同様な効果を得ることができることに加えて、燃料電池スタック１内部へのパージガス封入による過剰な圧力増大を防止することができる。これにより、圧力増大による燃料電池システムの損傷を防止することができる。また、複数回の排出操作を行うことで、一度の残留水分排出操作により排出できなかった残留水分を確実に燃料電池スタック１外部に排出することができる。
【００３７】
残留水分量により設定された第１所定圧力Ｐ１が、第１所定圧力Ｐ１より大きい第２所定圧力Ｐ２を上回る場合は、第２所定圧力Ｐ２に基づいて停止弁の開放を実施することで、燃料電池スタック１の内部の過剰な圧力増大を防止することができる。
【実施例４】
【００３８】
図８は本発明の実施例４に係る燃料電池システムの構成を示す図である。図８に示す実施例４の燃料電池システムの特徴とするところは、図１に示すシステムに比べて、ガス供給配管５、６の停止弁７、８に代えて、コントロールユニット４で開閉制御される三方弁からなる切換え弁１４、１６を設け、この切換え弁１４，１６に水分排出配管１５，１７を接続したことにあり、他は図１と同様である。なお、切換え弁は、いずれか一方だけであってもよい。
【００３９】
次に、図９に示すフローチャートを参照して、コントロールユニット４の制御の下に行われる燃料電池スタック１の残留水分の排出動作を説明する。図９において、先ず燃料電池システムの運転停止後に、燃料電池スタック１の周囲の温度を検出し、周囲の温度が予め設定された第１所定温度Ｔｓ１、例えば０℃以上であるか否かを判別し（ステップＳ６１）、第１所定温度Ｔｓ１以上である場合には水分排出操作を実施せず、第１所定温度Ｔｓ１以下であればパージガス、例えば空気を燃料極および酸化剤極に供給する（ステップＳ６２）。
【００４０】
次に、燃料電池スタック１のガス入出口の圧力差を検出し（ステップＳ６３）、圧力差に基づいて燃料電池スタック１内部に残留する水分量を検出する。続いて、検出された水分量に基づいて第１所定圧力Ｐ１を設定する（ステップＳ６４）。引き続いて、ガス排出配管９，１０の停止弁１１、１２を閉じ（ステップＳ６５）、燃料電池スタック１内部の圧力を上昇させる。その後、燃料電池スタック１内部の圧力Ｐｓが第１所定圧力Ｐ１を越えたか否かを判別し（ステップＳ６６）、越えた場合にはガス供給配管５、６の切換え弁１４、１６を水分排出配管１５、１７側に切り換えた後、パージガスの供給を停止し、ガス排出配管９、１０の停止弁１１、１２を開き（ステップＳ６７）、燃料電池スタック１の残留水分は水分排出配管１５、１７を介して排出される。
【００４１】
この実施例４では、先の実施例１と同様の効果を得ることができることに加えて、燃料電池スタック１から排出された水分が、ガス配管内に残留することを防止することができる。これにより、ガス配管内での残留水分の凍結を防止することができる。また通常運転時における燃料電池スタック１への残留水分の流入を防止することができる。
【００４２】
この実施例４は、先の実施例２もしくは実施例３と組み合わせて実施するようにしてもよい。
【００４３】
なお、上記実施例１〜４においては、燃料電池スタック１に燃料ガスと酸化剤ガスを供給するガス供給配管５、６の双方に停止弁７、８又は切換え弁１４、１６を設け、燃料ガス、酸化剤ガスを排出するガス排出配管９、１０の双方に停止弁１１、１２を設けたが、燃料ガスの供給、排出配管系にのみ停止弁、切換え弁を設けてもよく、もしくは酸化剤ガスの供給、排出配管系にのみ停止弁、切換え弁を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１に係る燃料電池システムの構成を示す図である。
【図２】燃料電池スタックの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係る残留水分排出動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】残留水分の排出の様子を示す図である。
【図５】本発明の実施例２に係る燃料電池システムの構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例２に係る残留水分排出動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例３に係る残留水分排出動作の手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例４に係る燃料電池システムの構成を示す図である。
【図９】本発明の実施例４に係る残留水分排出動作の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
１…燃料電池スタック
２…第１の圧力検出手段
３…第２の圧力検出手段
４…コントロールユニット
５，６…ガス供給配管
７、８，１１，１２…停止弁
９，１０…ガス排出配管
１３…温度センサ
１４，１６…切換え弁
１５，１７…水分排出配管
２０…電解質膜
２１，２２…電極
２３，２４…セパレータ
２５、２６…ガス拡散層
２７，２８…ガス流路
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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