(57)【要約】【課題】高温高湿の酸化剤オフガスが含有していた水分が凝縮することを抑制し、液相である水滴として燃料電池に供給されるおそれを低減させるのに有利な燃料電池発電システムを提供する。【解決手段】燃料電池発電システムは、燃料電池の酸化剤極に酸化剤ガスを供給する供給通路２と、燃料電池１の酸化剤極から吐出された酸化剤オフガスを流す吐出通路３と、吐出通路３と供給通路２とを連通させると共に燃料電池１から吐出された湿った酸化剤オフガスの少なくとも一部を供給通路２の酸化剤ガスに合流させるオフガスリターン通路４とを備える。酸化剤オフガスを供給通路２の酸化剤ガスに合流させる前に、供給通路２の酸化剤ガスを加熱する加熱手段８３を具備する。【選択図】図１
2006049058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池の酸化剤極に酸化剤ガスを供給する供給通路と、
前記燃料電池の酸化剤極から吐出された酸化剤オフガスを流す吐出通路と、
前記吐出通路と前記供給通路とを連通させると共に、前記燃料電池から吐出された湿った酸化剤オフガスの少なくとも一部を前記供給通路の酸化剤ガスに合流させるオフガスリターン通路とを具備する燃料電池発電システムにおいて、
酸化剤オフガスを前記供給通路の酸化剤ガスに合流させる前に、前記供給通路の酸化剤ガスを加熱する加熱手段を具備していることを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項２】
請求項１において、前記加熱手段は、発電運転により昇温する燃料電池から排出された排熱を利用することにより、前記供給通路の酸化剤ガスを加熱することを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項３】
請求項１において、温水を貯留する貯湯槽が設けられており、前記加熱手段は、前記貯湯槽に貯留されている温水の熱を利用することにより、前記供給通路の酸化剤ガスを加熱することを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項４】
請求項１において、原料ガスから改質燃料ガスを燃料ガスとして生成させる改質器が設けられており、前記加熱手段は、前記改質器に基づいて発生する熱を利用することにより、前記供給通路の酸化剤ガスを加熱することを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項５】
請求項１において、原料ガスから改質燃料ガスを燃料ガスとして生成させる改質器が設けられており、前記加熱手段は、前記改質器から発生される燃焼排ガスの熱を利用することにより、前記供給通路の酸化剤ガスを加熱することを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項６】
請求項１において、原料ガスから改質燃料ガスを燃料ガスとして生成させる改質器が設けられており、前記加熱手段は、前記改質器の改質反応で生成される改質燃料ガスの熱を利用することにより、前記供給通路の酸化剤ガスを加熱することを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項において、酸化剤ガスを前記燃料電池の前記酸化剤極に搬送する酸化剤ガス搬送手段が前記供給通路に設けられており、前記吐出通路の酸化剤オフガスを前記供給通路の酸化剤ガスに合流させる合流域は、前記供給通路のうち前記酸化剤ガス搬送手段の上流に設けられていることを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項において、前記吐出通路の通過抵抗をＲ１とし、前記オフガスリターン通路の通過抵抗をＲ２とすると、Ｒ１＜Ｒ２、Ｒ１＞Ｒ２、Ｒ１＝Ｒ２のうちのいずれかの関係に設定されていることを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のうちのいずれか一項において、前記吐出通路の流路径をＤ１とし、前記オフガスリターン通路の流路径をＤ２とすると、Ｄ１＜Ｄ２、Ｄ１＞Ｄ２、Ｄ１＝Ｄ２のうちのいずれかの関係に設定されていることを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のうちのいずれか一項において、前記吐出通路から前記オフガスリターン通路に流す酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量を調整する流量制御手段が設けられていることを特徴とする燃料電池発電システムの酸化剤ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池の酸化剤極から吐出された反応後の酸化剤オフガスを流す吐出通路を有する燃料電池発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池発電システムは、酸化還元反応を利用して電気エネルギを生成するものであり、環境に与える負荷が少ないこと等から、近年注目を浴びている。燃料電池では電解質膜が過剰に乾燥していると、燃料電池の発電性能に影響を及ぼすことがある。そこで、特許文献１には、図１０に示すように、燃料電池１０００の酸化剤極に酸化剤ガスを供給する供給通路２０００と、燃料電池１０００の酸化剤極から吐出された反応後の酸化剤オフガスを流す吐出通路３０００と、吐出通路３０００との分岐域４１００から供給通路２０００との合流域４２００に繋がり、燃料電池１０００の酸化剤極から吐出された湿った反応後の酸化剤オフガスの一部を搬送源５２００により、供給通路２０００との合流域４２００に戻すオフガスリターン通路４０００とを有する燃料電池発電システムが開示されている。このものによれば、供給通路２０００において合流域４２００の上流側に酸化剤ガス搬送駆動源５０００が設けられている。このものによれば、燃料電池１０００の酸化剤極から吐出された反応後の湿った酸化剤オフガスは、オフガスリターン通路４０００に流れ、オフガスリターン通路４０００と供給通路２０００との合流域４２００に戻される。この結果、燃料電池１０００の酸化剤極に供給する反応前の酸化剤ガスを加湿することができ、燃料電池１０００の電解質膜の過剰乾燥を抑制し、発電に寄与する。
【０００３】
更に、特許文献２には、溶融炭酸塩型の燃料電池において、燃料電池のカソードに反応ガスを供給する供給通路と、燃料電池のカソードから排出されたカソードオフガスが流れる吐出通路と設け、吐出通路を供給通路のうち燃料電池の上流に繋ぎ、燃料電池のカソードから排出された反応後のカソードオフガスを、反応前の反応ガスに合流させる技術が開示されている。このものでは、燃料電池のカソードから排出されたカソードオフガスの熱を、燃料電池に供給される前の反応ガスと熱交換して伝達し、これにより燃料電池に供給される前の反応ガスを加熱する。
【０００４】
また特許文献３には、加湿器をもつ燃料電池システムが開示されている。この加湿器は、燃料電池のカソードに供給される反応前の空気が流れる被加湿側通路と、燃料電池のカソードから吐出される反応後の高温高湿の空気オフガスが流れる排ガス通路と、被加湿側通路と排ガス通路とを仕切る水蒸気透過膜とをもつ。そして、燃料電池のカソードから吐出される高温高湿の空気オフガスの水分は、加湿器の水蒸気透過膜を介して、被加湿側通路に移行し、これにより燃料電池のカソードに供給される空気が加湿される。
【０００５】
また特許文献４には、熱交換器をもつ燃料電池が開示されている。この熱交換器は、燃料ガスタンクから燃料電池のアノードに供給される通路と、燃料電池から吐出された水等の冷却媒体が流れる通路とを有する。そして、燃料ガスタンクから燃料電池のアノードに供給される燃料ガスを熱交換器の冷却媒体により加熱することにしている。
【特許文献１】特表平８−５００９３１号公報の図１,図２
【特許文献２】実開平３−１３１０５２号公報の第１図
【特許文献３】特開２００３−１５７８７８号公報の図１
【特許文献４】特開２００２−３６７６４１号公報の図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１によれば、図１０に示すように、燃料電池１０００の酸化剤極から吐出された湿った反応後の酸化剤オフガスの一部をオフガスリターン通路４０００を介して供給通路２０００との合流域４２００に戻すことにしている。しかしながら、このため燃料電池１０００の酸化剤極から吐出された湿った反応後の酸化剤オフガスの温度は高温高湿となっている。この結果、高温高湿の酸化剤オフガスが供給通路２０００の酸化剤ガスと混合したときには、高温高湿の酸化剤オフガスが供給通路２０００の酸化剤ガスにより冷却される。この場合、酸化剤ガスの温度が低いときには、高温高湿の酸化剤オフガスが含有していた水分が凝縮してしまい、液相である水滴として水分が燃料電池に供給されるおそれがある。水分は蒸気として燃料電池に供給されることは好ましいが、水分が液相である水滴として燃料電池に供給されると、燃料電池の内部に形成されているガス流路のガス流れを閉塞し（フラッディング現象）、ガス流れにバラツキ、発電ムラが生じ、ひいては燃料電池の発電性能を低下させるおそれがある。
【０００７】
上記した特許文献２によれば、燃料電池のカソードから排出されたカソードオフガスの熱を、燃料電池に供給される前の反応ガスと熱交換する。このため、高温高湿のカソードオフガスが冷却され、高温高湿のカソードオフガスにおいて凝縮が発生し、液相状の水滴が発生し、この水滴が燃料電池にカソードに供給されてしまうおそれがある。
【０００８】
上記した特許文献３によれば、燃料電池のカソードに供給される空気は加湿器の水蒸気透過膜により間接的に加湿されるものの、燃料電池のカソードから吐出される高温高湿の空気オフガスを、燃料電池のカソードに供給される空気に直接混合させる方式ではない。このため加湿効率は低く、燃料電池のカソードに供給される反応前の空気の水蒸気量を高めるには限界がある。更に、加熱も水蒸気透過膜により間接的に行われるため、加熱効率が低く、燃料電池のカソードに供給される反応前の空気を加熱するには限界がある。燃料電池のカソードに供給される反応前の空気を加熱するためには、水蒸気透過膜のサイズを増加させてこれの伝熱面積を増加させることが考えられるが、加湿器のサイズが大型化してしまう不具合がある。
【０００９】
上記した特許文献４によれば、燃料ガスタンクから燃料電池のアノードに供給される燃料ガスを熱交換器の冷却媒体により加熱することにしている。しかし燃料電池に供給する前の燃料ガスを加熱する方式であるものの、燃料電池に供給する前の空気等の酸化剤ガスを加熱する方式ではない。
【００１０】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、高温高湿の酸化剤オフガスが含有していた水分が凝縮することを抑制し、液相である水滴として燃料電池に供給されるおそれを低減させるのに有利な燃料電池発電システムを提供することを課題とするにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る燃料電池発電システムは、
燃料電池の酸化剤極に酸化剤ガスを供給する供給通路と、
燃料電池の酸化剤極から吐出された酸化剤オフガスを流す吐出通路と、
吐出通路と供給通路とを連通させると共に、燃料電池から吐出された湿った酸化剤オフガスの少なくとも一部を供給通路の酸化剤ガスに合流させるオフガスリターン通路とを具備する燃料電池発電システムにおいて、
酸化剤オフガスを供給通路の酸化剤ガスに合流させる前に、供給通路の酸化剤ガスを加熱する加熱手段を具備していることを特徴とするものである。
【００１２】
酸化剤ガスは供給通路を経て燃料電池の酸化剤極に供給される。燃料電池の燃料極には燃料も供給されているので、発電反応により電気エネルギが生成される。発電反応により電気エネルギが生成されるとき、燃料電池の酸化剤極では水が生成するため、燃料電池の酸化剤極から吐出される反応後の酸化剤オフガスは、高温高湿となる。
【００１３】
また、燃料電池の酸化剤極から吐出された反応後の高温高湿の酸化剤オフガスは、吐出通路を流れ、吐出通路の出口から吐出される。そして、高温高湿の酸化剤オフガスの少なくとも一部はオフガスリターン通路に流入し、これにより燃料電池に供給される反応前の酸化剤ガスと合流して混合する。この結果、燃料電池に供給される反応前の酸化剤ガスは、高温高湿の酸化剤オフガスにより加湿される。このため燃料電池に供給される反応前の酸化剤ガスを加湿することができる。この場合、加湿器を廃止することができる。また、仮に加湿器を設けるとしても、加湿器を小型化することができる。
【００１４】
本発明に係る燃料電池発電システムは、反応後の酸化剤オフガスを供給通路の反応前の酸化剤ガスに合流させる前に、供給通路の反応前の酸化剤ガスを加熱する加熱手段を具備する。このため合流する段階では、供給通路の酸化剤ガスは加熱手段により加熱されている。このため高温高湿の酸化剤オフガスが供給通路の酸化剤ガスにより冷却されることが抑制される。従って、高温高湿の酸化剤オフガスが含有していた水分が凝縮することが抑制され、液相である水滴として燃料電池に供給されるおそれが低減される。故に、燃料電池の内部に形成されているガス流路のガス流れを閉塞するおそれが低減され、ガス流れのバラツキ、発電ムラが抑制される。ひいては燃料電池の発電性能が確保される。
【００１５】
なお、燃料電池発電システムは、常圧付近の酸化剤ガスを燃料電池に供給する常圧系でも、あるいは、加圧した酸化剤ガスを燃料電池に供給する加圧系でも良い。酸化剤ガスとしては一般的には空気、酸素含有ガスを採用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高温高湿の酸化剤オフガスが含有していた水分が凝縮することを抑制し、液相である水滴として水分が燃料電池に供給されるおそれを低減させるのに有利な燃料電池発電システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
燃料電池の発電反応は発熱を伴うので、燃料電池から吐出される酸化剤オフガスは暖かいのが一般的である。また、季節、地域等によって、供給通路を流れる反応前の酸化剤ガスが低温であるときがある。このように供給通路を流れる反応前の酸化剤ガスが低温であるとき、燃料電池から吐出された暖かい湿った酸化剤オフガスが供給通路の合流域に流れ、燃料電池に供給される低温の酸化剤ガスと合流すると、暖かい酸化剤オフガス中の湿分が凝縮して液相状の凝縮水が生成するおそれがある。この場合、燃料電池の酸化剤極に供給する酸化剤ガスをできるだけ均一加湿するという面では、限界がある。この点について本発明によれば、反応後の酸化剤オフガスを供給通路の反応前の酸化剤ガスに合流させる前に、供給通路の反応前の酸化剤ガスを加熱する加熱手段が設けられているため、燃料電池の酸化剤極に供給される反応前の酸化剤ガスは加熱手段で加熱され、上記した液体状の凝縮水の生成を抑制することができる。よって、燃料電池の酸化剤極に供給する反応前の酸化剤ガスをできるだけ均一に加湿するという面において有利であり、発電性能の向上に有利である。
【００１８】
加熱手段としては酸化剤ガスを加熱できるものであれば何でも良い。ここで、加熱手段として酸化剤オフガスの熱を利用する方式も考えられる。しかしながらこの方式の場合には、反応前の酸化剤ガスと合流させる反応後の酸化剤オフガス自体の温度が低くなってしまい、上記した合流と関係なく、酸化剤オフガス自体において凝縮水が生成されてしまうおそれがある。従って加熱手段としては、酸化剤オフガスの熱以外の熱を利用する方式が好ましい。即ち、加熱手段（燃料電池から吐出された酸化剤オフガスを除く）を採用することが好ましい。
【００１９】
本発明の好ましい形態によれば、加熱手段は、発電運転により昇温する燃料電池から排出された排熱を利用することにより、供給通路の酸化剤ガスを加熱する形態を例示できる。燃料電池から排出された排熱としては、燃料電池を冷却する冷却水の熱が例示される。この場合、燃料電池の排熱により加熱手段は加熱されるため、熱源を別途設けずとも良いし、仮に熱源を設けたとしても小型化できる。
【００２０】
また本発明の好ましい形態によれば、温水を貯留する貯湯槽が設けられており、加熱手段は、貯湯槽に貯留されている温水の熱を利用することにより、供給通路の酸化剤ガスを加熱する形態を例示できる。この場合、供給通路の酸化剤ガスを加熱する熱源を特に必要とせず、また、仮に熱源を設けるとしても小型化できる。貯湯槽としては、発電運転により昇温する燃料電池の熱に基づいて加熱された温水を貯留するものを例示できる。
【００２１】
本発明の好ましい形態によれば、原料ガスから改質燃料ガスを燃料ガスとして生成させる改質器が設けられており、加熱手段は、改質器に基づいて発生する熱を利用することにより、供給通路の酸化剤ガスを加熱する形態を例示できる。改質器の熱を有効利用することができる。ここで、加熱手段は、改質器から発生される燃焼排ガスの熱を利用することにより、供給通路の酸化剤ガスを加熱する形態を例示できる。改質器の熱を有効利用することができる。また加熱手段は、改質器の改質反応で生成される改質燃料ガスの熱を利用することにより、供給通路の酸化剤ガスを加熱する形態を例示できる。
【００２２】
本発明の好ましい形態によれば、酸化剤ガスを燃料電池の酸化剤極に搬送する酸化剤ガス搬送手段が供給通路に設けられており、吐出通路の酸化剤オフガスを供給通路の酸化剤ガスに合流させる合流域は、供給通路のうち酸化剤ガス搬送手段の上流あるいは下流に設けられている形態を例示できる。酸化剤ガス搬送手段としてはファン、ブロアなどが例示される。吐出通路の通過抵抗をＲ１とし、オフガスリターン通路の通過抵抗をＲ２とすると、Ｒ１＜Ｒ２、Ｒ１＞Ｒ２、Ｒ１＝Ｒ２のうちのいずれかの関係に設定されている形態を例示できる。この場合、オフガスリターン通路を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量ＶＡと、吐出通路を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量ＶＢとの比率を、Ｒ１／Ｒ２の比の変更により調整することができる。Ｒ１／Ｒ２の比、ＶＡ／ＶＢの比を可変にする手段を採用しても良い。
【００２３】
吐出通路の流路径（分岐域よりも下流の流路径）をＤ１とし、オフガスリターン通路の流路径をＤ２とすると、Ｄ１＜Ｄ２、Ｄ１＞Ｄ２、Ｄ１＝Ｄ２のうちのいずれかの関係に設定されている形態を例示できる。この場合、弁等の部材を用いずとも、オフガスリターン通路を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量ＶＡと、吐出通路を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量ＶＢとの比率を調整することができる。即ち、弁等の部材を用いずとも、循環ガスと排気ガスとの流量比を簡易な構成にて調整できる。なおＤ１／Ｄ２の比、ＶＡ／ＶＢの比を可変にする手段（可変絞り等）を採用しても良い。更に、吐出通路からオフガスリターン通路に流す酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量を調整する流量制御手段が設けられている形態を例示できる。流量制御手段としては開閉弁、三方弁、絞り（可変絞りを含む）が例示される。
【００２４】
また、酸化剤ガスとして空気が用いられる場合、Ｄ１＜Ｄ２、Ｄ１＞Ｄ２、Ｄ１＝Ｄ２の関係は、次のように使い分けることができる。加湿量が少なくて済む加圧系で燃料電池が運転される運転条件の場合には、外気に放出される排出空気量よりも、オフガスリターン通路を流れる循環空気量が少ない条件となることが多い（１の形態）。
【００２５】
また燃料電池から排出される酸化剤オフガスである排出空気の湿度が飽和に近い状態で燃料電池が運転される場合には、オフガスリターン通路を流れる循環空気量と、外方に排出される排出空気量とをほぼ同じに近い状態で運転することができる（２の形態）。
【００２６】
また、常圧系の運転条件の場合でも、燃料電池の運転温度が低い場合には、燃料電池からの排出空気の湿度が飽和に近くても水分量が下がるため、外気に放出される排出空気量よりも、オフガスリターン通路を流れる循環空気量の方が多い条件となることがある（３の形態）。
【００２７】
つまり、システムで要求される酸化剤ガスの湿度の条件等により（１）（２）（３）の形態を使い分けることが可能となる。
（１）：Ｄ１＞Ｄ２の形態。つまり、単位時間当たり、外気に放出される排出空気流量よりも、オフガスリターン通路を流れる循環空気量が少ない形態
（２）：Ｄ１=Ｄ２の形態。つまり、単位時間当たり、外気に放出される排出空気量と、オフガスリターン通路を流れる循環空気量とが基本的に同じである形態
（３）：Ｄ１＜Ｄ２の形態。つまり、単位時間当たり、外気に放出される排出空気量よりも、オフガスリターン通路を流れる循環空気量が多い形態
【実施例１】
【００２８】
本発明の実施例１を図１を参照して説明する。本実施例によれば、燃料電池１が設けられている。燃料電池１はセルを多数個積層したスタックで形成されている。燃料電池１は、高分子型の電解質膜１０と、電解質膜１０を挟持する酸化剤極１１及び燃料極１２とをもつ。図１は燃料電池１の内部を模式化している。更に、燃料電池１の酸化剤極１１に発電用の酸化剤ガス（一般的には空気）を供給する酸化剤ガス用の供給通路２が設けられている。燃料電池１の燃料極１２に発電用の燃料ガスを供給する燃料ガス用の供給通路６が設けられている。
【００２９】
燃料電池の酸化剤極１１の出口１１ｐから吐出された反応後の酸化剤オフガスを流す吐出通路３が設けられている。反応後の酸化剤オフガスは吐出通路３の出口３ａから放出される。反応後の酸化剤オフガスは高温高湿であり、湿った暖かいものである。酸化剤極１１の出口１１ｐから吐出された酸化剤オフガスの温度は、発電運転の条件にもよるが、一般的には７０〜９０℃程度である。
【００３０】
本実施例によれば、オフガスリターン通路４が設けられている。オフガスリターン通路４は、オフガスリターン通路４と吐出通路３とを分岐させる分岐域４０と、オフガスリターン通路４と供給通路２とを合流させる合流域４２とをもつ。オフガスリターン通路４は分岐域４０から合流域４２に向けて延設されている。オフガスリターン通路４は、燃料電池１の酸化剤極１１の出口１１ｐから吐出された反応後の湿った酸化剤オフガスの一部を、分岐域４０で分岐させ、矢印Ｘ３方向に流して合流域４２に流入させる機能を有する。
【００３１】
酸化剤ガス搬送用の供給通路２において合流域４２の下流側に、回転式の酸化剤ガス搬送手段５が設けられている。即ち、供給通路２において、酸化剤ガス搬送手段５は合流域４２と燃料電池１の酸化剤極１１の入口１１ｉとの間に設けられている。燃料電池１は常圧系（例えば５ｋＰａ以内）の酸化剤ガスを用いるため、酸化剤ガス搬送手段５はポンプまたはブロアで形成することができる。酸化剤ガス搬送手段５は、攪拌翼と、これを回転させる駆動モータとを有しており、上流側の酸化剤ガスを吸引する機能を有する。酸化剤ガス搬送手段５が回転駆動するため、燃料電池１の酸化剤極に供給する酸化剤ガスの濃度の分散化、水分（水蒸気）の分散化が図られる。ひいては酸化剤ガスの濃度の均一化、水分（水蒸気）の均一化が図られ、発電性能が向上する。回転式の酸化剤ガス搬送手段５としては、ファン、ブロア、ポンプのうちの少なくとも１種が挙げられ、具体的には軸流ファン、遠心式ブロア、シロッコファン等を例示できる。燃料ガスを燃料電池１の燃料極１２に供給する燃料ガス用の供給通路６において、燃料ガス搬送駆動源６０（例えばファン、ブロア、ポンプ）が挙げられる。
【００３２】
燃料電池１の発電反応は熱を伴うため、燃料電池１の発電運転を長時間にわたり継続させるためには、燃料電池１を積極的に冷却させる必要がある。本実施例によれば、発電運転中の燃料電池１を冷却するために、冷却媒体としての冷却水を循環させる燃料電池冷却経路８が設けられている。燃料電池冷却経路８は、燃料電池１の冷却水出口１ｃから吐出され燃料電池１の冷却水入口１ｂに戻るように設けられており、ポンプ等の冷却水搬送源８０と、燃料電池冷却経路８を流れる冷却水を冷却する放熱性をもつ冷却器８１（例えばラジエータ）とをもつ。従って、冷却器８１で冷却された燃料電池冷却経路８の冷却水は、燃料電池１の内部の冷却路を通って燃料電池１を冷却し、燃料電池１の冷却水出口１ｃから吐出され、冷却器８１で冷却され、燃料電池１の内部の冷却路に再び流入する。このように冷却水が燃料電池冷却経路８を循環することにより、発電運転中の燃料電池１を冷却する。
【００３３】
合流前の酸化剤ガスを加熱させる加熱手段として機能する熱交換器８３が設けられている。熱交換器８３は、合流域４２及び酸化剤ガス搬送手段５よりも上流に配置されている。熱交換器８３は、燃料電池１の内部の冷却路から排出された温水状の冷却水が通過する燃料電池冷却経路８の一部とされた加熱流路８３ａと、反応前の酸化剤ガスが流れる供給通路２の一部となる酸化剤ガス流路８３ｃとをもつ。加熱流路８３ａ及び酸化剤ガス流路８３ｃは伝熱性を確保すべく互いに接近しているものの合流しない。従って、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスは、燃料電池１の酸化剤極１１の上流に配置された熱交換器８３において、燃料電池１の冷却水出口１ｃから吐出された温水状の冷却水との熱交換により加熱される。従って気温が低いときであっても、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスを加熱させることができ、気候の影響を受けにくい特性が得られる。
【００３４】
酸化剤ガス搬送手段５が駆動すると、供給通路２の反応前の酸化剤ガス（大気など）は酸化剤ガス搬送手段５で矢印Ｘ１方向に吸引され、供給通路２を搬送されて、燃料電池１の入口１１ｉから酸化剤極１１に供給される。燃料ガス搬送駆動源６０が駆動すると、燃料ガスは搬送されて燃料ガス用の供給通路６を経て、燃料電池１の入口１２ｉから燃料極１２に供給される。これにより燃料電池１において発電反応により発電が行われる。燃料電池１の発電反応は発電と共に水を酸化剤極１１で生成する。従って、燃料電池１の酸化剤極１１から吐出された反応後の酸化剤オフガスは高温高湿であり、かなりの湿分をもつ。また、燃料電池１の酸化剤極１１から吐出された反応後の湿った酸化剤オフガスは、燃料電池１の酸化剤極１１の出口１１ｐから矢印Ｘ２方向に沿って吐出通路３を流れ、分岐域４０を経て吐出通路３の出口３ａから吐出される。
【００３５】
そして、燃料電池１の酸化剤極１１の出口１１ｐから吐出された反応後の湿った酸化剤オフガスの一部は、酸化剤ガス搬送手段５のガス吸引機能により、分岐域４０からオフガスリターン通路４に向けて分岐され、オフガスリターン通路４を矢印Ｘ３方向に流れ、更に、合流域４２に至る。これにより反応後の湿った酸化剤オフガスの一部は、燃料電池１に供給される反応前の酸化剤ガスと合流域４２において合流する。この結果、燃料電池１に供給される湿分の少ない反応前の酸化剤ガスは、反応後の湿った暖かい反応後の酸化剤オフガスの一部により加湿される。このため本実施例によれば、燃料電池１に供給される酸化剤ガス（一般的には空気）を加湿する加湿器を廃止することができる。また加湿器を設けるとしても、加湿器を小型化することができる。
【００３６】
本実施例によれば、吐出通路３とオフガスリターン通路４との分岐域４０に、流量調整弁として機能する三方弁７０が設けられている。三方弁７０の働きにより、オフガスリターン通路４を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量を制御できる。即ち、オフガスリターン通路４を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量ＶＡと、吐出通路３を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量ＶＢとの比率を調整することができる。このため反応後の湿った酸化剤オフガスの一部によって、燃料電池１の酸化剤極１１に供給される酸化剤ガスを加湿する加湿量を調整することができる。
【００３７】
本実施例によれば、酸化剤オフガスを供給通路２の酸化剤ガスに合流させる前に、供給通路２の反応前の酸化剤ガスを加熱する加熱手段としての熱交換器８３を有する。このため合流する段階では、供給通路２の酸化剤ガスは熱交換器８３により既に加熱される。故に、高温高湿の酸化剤オフガスが供給通路２の酸化剤ガスにより冷却されることが抑制される。従って、高温高湿の酸化剤オフガスが含有していた水分が凝縮することが抑制され、液相である水滴として燃料電池１に供給されるおそれが低減される。故に、燃料電池１の内部に形成されているガス流路のガス流れを閉塞するおそれが低減され、ガス流れのバラツキが抑制される。ひいては燃料電池１の発電性能が確保される。上記したように供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスは、燃料電池１から吐出された温水状の冷却水との熱交換により熱交換器８３において加熱されるため、供給通路２を流れる酸化剤ガスを加熱する熱源を特に設けずとも良い。
【００３８】
また本実施例によれば、図１に示すように、供給通路２において酸化剤ガス搬送手段５の上流に合流域４２が設けられている。このため燃料電池１の酸化剤極１１に供給されるために供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスと、反応後の湿った酸化剤オフガスとが合流して合流流体となった後に、その合流流体が酸化剤ガス搬送手段５を通過し、その合流流体を酸化剤ガス搬送手段５で積極的に混合攪拌させることができる。酸化剤ガス搬送手段５は回転式であるため、混合攪拌に適する。よって、合流流体の均一混合性を高めることができ、燃料電池１の酸化剤極１１に供給される酸化剤ガスにおける湿分を均一化させるのに有利である。このため燃料電池１の発電性能を向上させることができる。上記した合流に伴い、仮に液相状の凝縮水が供給通路２において生成したとしても、酸化剤ガス搬送手段５は回転式であるため、凝縮水の攪拌により凝縮水の分散性が高まり、酸化剤ガスの均一加湿性を高めることができる。
【００３９】
本実施例によれば、反応後の酸化剤オフガスを供給通路２の反応前の酸化剤ガスに合流させる合流域４２は、供給通路２のうち酸化剤ガス搬送手段５の上流に設けられている。このため酸化剤ガス搬送手段５内での水の凝縮が抑制され、酸化剤ガス搬送手段５の耐久性が向上する。
【００４０】
なお、酸化剤オフガスつまり空気オフガスは燃料ガスよりも熱容量が大きい。このため、空気オフガスを熱交換器８３によりプレーヒートすることは、燃料ガスをプレヒートする場合よりも、大きな熱を燃料電池冷却経路８から奪うことができる。このため燃料電池冷却経路８の冷却器８１（例えばラジエータ）の容量を小さくでき、冷却器８１の小型化を図ることができる。
【実施例２】
【００４１】
本発明の実施例２を図２を参照して説明する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例１と異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、図２に示すように、オフガスリターン通路４の中間部に流量制御手段としての流量制御弁７２が設けられている。流量制御弁７２は、オフガスリターン通路４を流れる単位時間当たりの流量を可変に制御する。即ち、オフガスリターン通路４を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量ＶＡと、吐出通路３を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量ＶＢとの比率を調整することができる。このため反応後の湿った酸化剤オフガスの一部によって、燃料電池１の酸化剤極１１に供給される酸化剤ガスを加湿する加湿量を調整することができる。なお、流量制御弁７２は、分岐域４０または合流域４２に設けられていても良い。
【実施例３】
【００４２】
本発明の実施例３を図３を参照して説明する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例１と異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、吐出通路３のうち燃料電池１の出口１１ｐと出口３ａとの間の流路径（つまり、吐出通路３のうち分岐域４０よりも下流の通路部分３ｂの流路径）をＤ１とし、オフガスリターン通路４の流路径をＤ２とすると、Ｄ１及びＤ２は互いに異なるように設定されている。殊に、Ｄ２はＤ１よりも小さく設定されている（Ｄ１＞Ｄ２）。この場合、吐出通路３の流路径Ｄ１とオフガスリターン通路４の流路径Ｄ２とにより、弁を用いずとも、オフガスリターン通路４を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量ＶＡと、吐出通路３を流れる酸化剤オフガスの単位時間当たりの流量ＶＢとの比率を調整することができる。このため反応後の湿った酸化剤オフガスの一部によって、燃料電池１の酸化剤極１１に供給される酸化剤ガスを加湿する加湿量を調整することができる。なおＤ１＞Ｄ２とされているが、場合によってはＤ１＜Ｄ２、Ｄ１≒Ｄ２、Ｄ１=Ｄ２でも良い。
【実施例４】
【００４３】
本発明の実施例４を図４を参照して説明する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例１と異なる部分を中心として説明する。発電運転中の燃料電池１を冷却するために、冷却媒体としての冷却水を循環させる燃料電池冷却経路８が設けられている。燃料電池冷却経路８は、燃料電池１の冷却水出口１ｃから吐出され燃料電池１の冷却水入口１ｂに戻るように設けられており、冷却水を搬送するポンプ等の冷却水搬送源８０と、燃料電池冷却経路８を流れる冷却水を冷却する流路８８ｈをもつ熱交換器８８とをもつ。更に、燃料電池１で発生した熱エネルギを温水として蓄える貯湯槽１００が燃料電池１の近傍に設けられている。貯湯槽１００は、水道水等の新生水を貯湯槽１００の貯湯室に補給する補水部１０１と、ポンプなどの第１水搬送手段１０２をもつ第１温水路１０３と、出口１００ａから入口１００ｂに繋がると共にポンプなどの第２水搬送手段１０４をもつ第２温水路１０５と備えている。第１温水路１０３は熱交換器８８の流路８８ｆに繋がる。貯湯槽１００の水温が低いこと、あるいは、燃料電池１が所定温度以上であることが温度センサにより検知されたときには、第１水搬送手段１０２が作動する。この結果、貯湯槽１００の水は第１水搬送手段１０２により第１温水路１０３を搬送され、熱交換器８８の流路８８ｆ，８８ｈの熱交換で加熱され、貯湯槽１００に戻る。これにより貯湯槽１００の水は常に温水状態（例えば４０〜９０℃）に維持される。
【００４４】
加熱手段としての熱交換器８３が設けられている。熱交換器８３は、貯湯槽１００の出口１００ａから吐出された温水が通過する第２温水路１０５に繋がる加熱流路８３ａと、反応前の酸化剤ガスが流れる供給通路２の一部となる酸化剤ガス流路８３ｃとをもつ。ここで、第２水搬送手段１０４が作動すると、貯湯槽１００の温水は第２温水路１０５を搬送され、供給通路２の熱交換器８３の加熱流路８３ａに供給される。従って、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスは熱交換器８３において加熱される。即ち、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスは、貯湯槽１００の温水により加熱される。貯湯槽１００には基本的には１日中、温水が貯留されているため、燃料電池１が起動直後であり、燃料電池１の温度が低いときであっても、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスを貯湯槽１００の温水により加熱させることができる。なお、酸化剤ガスを加熱させる必要がなければ、第２水搬送手段１０４を停止させておく。
【００４５】
なお、第２水搬送手段１０４が搬送する単位時間あたり温水量を制御すれば、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスの加熱温度を制御するのに有利となる。例えば、反応前の酸化剤ガスの加熱温度を高めとするには、第２水搬送手段１０４が搬送する単位時間あたり温水量を増加させる。また、反応前の酸化剤ガスの加熱温度を低めとするには、第２水搬送手段１０４が搬送する単位時間あたり温水量を低減させる。
【００４６】
上記したように本実施例においても、高温高湿の酸化剤オフガスと供給通路２の酸化剤ガスとを合流させる前に、供給通路２の反応前の酸化剤ガスを熱交換器８３（加熱手段）により加熱させることができる。このため合流する段階では、供給通路２の酸化剤ガスは熱交換器８３により既に加熱されている。故に、高湿の酸化剤オフガスが供給通路２の酸化剤ガスにより冷却されることが抑制される。従って、高温高湿の酸化剤オフガスが含有していた水分が凝縮することが抑制され、液相である水滴として燃料電池に供給されるおそれが低減される。故に、燃料電池１の内部に形成されているガス流路のガス流れを閉塞するおそれが低減され、ガス流れのバラツキが抑制される。ひいては燃料電池１の発電性能が確保される。上記したように供給通路２を流れる酸化剤ガスは、燃料電池１から吐出された温水状の冷却水との熱交換により熱交換器８３において加熱されるため、供給通路２を流れる酸化剤ガスを加熱する熱源を特に設けずとも良い。
【実施例５】
【００４７】
本発明の実施例５を図５を参照して説明する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例１と異なる部分を中心として説明する。本実施例は実施例１の特徴と実施例４の特徴とを併有するものである。
発電運転中の燃料電池１を冷却するために、冷却媒体としての冷却水を循環させる燃料電池冷却経路８が設けられている。燃料電池冷却経路８は、ポンプ等の冷却水搬送源８０と、燃料電池冷却経路８を流れる冷却水を冷却する冷却器８１（例えばラジエータ）と、開閉弁８５をもつ中間路８６とをもつ。
【００４８】
更に、加熱手段としての熱交換器８３が設けられている。熱交換器８３は、貯湯槽１００から吐出された温水が通過できる第２温水路１０５に繋がる加熱流路８３ａ、反応前の酸化剤ガスが流れる供給通路２の一部となる酸化剤ガス流路８３ｃとをもつ。第２温水路１０５と燃料電池冷却経路８とを接続する配管部分には、切替手段として機能する第１切替弁１２１及び第２切替弁１２２が設けられている。第１切替弁１２１及び第２切替弁１２２は三方弁で構成されており、反応前の酸化剤ガスを貯湯槽１００の温水で加熱させる第１形態と、反応前の酸化剤ガスを燃料電池冷却経路８の温水で、つまり発電運転中の燃料電池１を冷却した温水で加熱させる第２形態とに切り替える機能を有する。
【００４９】
燃料電池１の発電運転の起動開始直後には、燃料電池１の温度は低く、燃料電池冷却経路８の水温は相対的に低温であり、このため、第１切替弁１２１及び第２切替弁１２２は第１形態に切替られ、貯湯槽１００に貯留されている温水は熱交換器８３の加熱流路８３ａに流れる。この結果、反応前の酸化剤ガスが流れる供給通路２の一部となる酸化剤ガス流路８３ｃを流れる酸化剤ガスは、貯湯槽１００の温水で加熱される。このような第１形態では、燃料電池冷却経路８の冷却水は熱交換器８３の加熱流路８３ａに流れないため、燃料電池１を早期に昇温させることができる。なお前述したように、貯湯槽１００内の水は基本的には１日中、温水状態に維持されるように設計されている。
【００５０】
燃料電池１の起動開始から時間が経過すると、燃料電池１の温度は次第に昇温するため、燃料電池冷却経路８の水温は相対的に高温となる。このため、第１切替弁１２１及び第２切替弁１２２は第２形態に切替られ、燃料電池冷却経路８の温水は熱交換器８３の加熱流路８３ａに流れる。この結果、反応前の酸化剤ガスは、酸化剤オフガスと合流する前の段階で、発電運転中の燃料電池１を冷却した暖かい冷却水の熱で加熱される。この場合、第２形態では、貯湯槽１００の温水は熱交換器８３の加熱流路８３ａに流れない。即ち、貯湯槽１０に貯留されている温水は、酸化剤ガスを加熱する加熱源として使用されないため、貯湯槽１０に貯留されている温水の温度を高温に維持するのに有利となる。
【００５１】
このように本実施例によれば、第１切替弁１２１及び第２切替弁１２２を切り替えれば、反応前の酸化剤ガスが流れる供給通路２の一部となる酸化剤ガス流路８３ｃを流れる酸化剤ガスを、必要に応じて、貯湯槽１００の温水で加熱させたり、あるいは、燃料電池１を冷却する燃料電池冷却経路８の温水で加熱させたりする。なお第２形態では、中間路８６の開閉弁８５は開放していても良いし、閉鎖されていても良い。
【実施例６】
【００５２】
本発明の実施例６を図６を参照して説明する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例１と異なる部分を中心として説明する。反応前の酸化剤ガスを加熱させる加熱手段として機能できる第１の熱交換器８３Ｘ及び第２の熱交換器８３Ｙが、反応前の酸化剤ガスの流れに沿って直列に接続されている。第１の熱交換器８３Ｘの加熱流路８３ａは、貯湯槽１００の温水路１０５に繋がる。ここで、第２水搬送手段１０４が作動すると、貯湯槽１００の温水は温水路１０５を搬送され、供給通路２の第１の熱交換器８３Ｘの加熱流路８３ａに供給される。従って、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスは、酸化剤オフガスと合流する前の段階で、第１の熱交換器８３Ｘにおいて貯湯槽１００の温水により加熱される。また第２の熱交換器８３Ｙの加熱流路８３ｄは、燃料電池冷却経路８に繋がる。従って、冷却水搬送源８０が作動すると、燃料電池冷却経路８の温水は供給通路２の第２の熱交換器８３Ｙの加熱流路８３ｄに供給される。従って、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスは第２の熱交換器８３Ｙにおいて燃料電池冷却経路８の温水により加熱される。このように直列に配置されている複数の熱交換器８３Ｘ及び熱交換器８３Ｙにより、合流前の酸化剤ガスを加熱させるため、合流前の酸化剤ガスの昇温性を高めることができる。
【実施例７】
【００５３】
本発明の実施例７を図７を参照して説明する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例１と異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、原料ガスから改質燃料ガスを生成させる改質反応を行う改質器２００が設けられている。改質器２００内では、改質反応を行う改質部２０１を高温に維持させるため、燃焼ガスを燃焼させる燃焼反応が行われている。改質器２００は、燃焼反応で発生した高温の燃焼排ガスを外気に排出させる燃焼排ガス通路２０２と、燃焼排ガスを燃焼排ガス通路２０２に沿って強制的に排出させるファンやブロア等の燃焼排ガス排出源２０３とを有する。燃焼排ガス通路２０２は熱交換器８３の一部を形成する加熱流路８３ａに繋がる。改質器２００内において、高温の燃焼排ガスが燃焼反応により発生している。燃焼排ガス排出源２０３が作動すると、改質器２００において発生した高温の燃焼排ガスは、燃焼排ガス通路２０２に沿って、更に、熱交換器８３の一部である加熱流路８３ａを経て外気に放出される。この結果、反応前の酸化剤ガスが流れる供給通路２の一部となる酸化剤ガス流路８３ｃを流れる酸化剤ガスは、改質器２００の高温の燃焼排ガスの熱により、即ち改質器２００の排熱により、熱交換器８３において加熱される。
【００５４】
上記したように本実施例においても、酸化剤オフガスと供給通路２の酸化剤ガスとを合流させる前に、供給通路２の反応前の酸化剤ガスを熱交換器８３により加熱させることができる。このため合流する段階では、供給通路２の酸化剤ガスは熱交換器８３により既に加熱されている。故に、高湿の酸化剤オフガスが供給通路２の酸化剤ガスにより冷却されることが抑制される。従って、高温高湿の酸化剤オフガスが含有していた水分が凝縮することが抑制され、液相である水滴として燃料電池に供給されるおそれが低減される。故に、燃料電池１の内部に形成されているガス流路のガス流れを閉塞するおそれが低減され、ガス流れのバラツキ、発電ムラが抑制される。ひいては燃料電池１の発電性能が確保される。このように熱交換器８３は改質器２００で生じた燃焼排ガスの排熱を有効利用して酸化剤ガスを加熱するものである。
【実施例８】
【００５５】
本発明の実施例８を図８を参照して説明する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例１と異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、原料ガスから改質燃料ガスを生成させる改質反応を行う改質器２００が設けられている。改質器２００内では、改質反応を行う改質部２０１を高温に維持させるために燃焼ガスを燃焼させる燃焼反応が行われている。改質器２００は、改質反応で発生した改質燃料ガスを燃料ガスとして燃料電池１の燃料極１２の入口１２ｉに供給する燃料用の供給通路６と、改質燃料ガスを供給通路６に沿って搬送させるファン、ブロア、コンプレッサ等の燃料ガス搬送駆動源６０とを備えている。燃料用の供給通路６は、熱交換器８３の一部を形成する加熱流路８３ａを介して燃料電池１の燃料極１２の入口１２ｉに繋がる。燃料ガス搬送駆動源６０が作動すると、改質器２００内における燃焼反応で発生した改質燃料ガスは、熱交換器８３の一部である加熱流路８３ａを経て燃料電池１の燃料極１２の入口１２ｉに供給される。この結果、反応前の酸化剤ガスが流れる供給通路２の一部となる酸化剤ガス流路８３ｃを流れる酸化剤ガスは、改質器２００により生成された改質燃料ガスにより熱交換器８３において加熱される。このように熱交換器８３は、改質器２００の改質反応で生じた燃料電池１に供給される前の改質燃料ガスの熱を有効利用して酸化剤ガスを加熱するものである。
【実施例９】
【００５６】
本発明の実施例９を図９を参照して説明する。本実施例は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例１と異なる部分を中心として説明する。反応前の酸化剤ガスを加熱させる加熱手段として機能できる第１の熱交換器８３Ｘ及び第２の熱交換器８３Ｙが、反応前の酸化剤ガスの流れに沿って直列に接続されている。第１の熱交換器８３Ｘの加熱流路８３ａは、貯湯槽１００の第２温水路１０５に繋がる。ここで、第２水搬送手段１０４が作動すると、貯湯槽１００の温水は第２温水路１０５を搬送され、供給通路２の第１の熱交換器８３Ｘの加熱流路８３ａに供給される。従って、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスは第１の熱交換器８３Ｘにおいて貯湯槽１００の温水により加熱される。また第２の熱交換器８３Ｙの加熱流路８３ｄは、改質器２００の燃焼反応で発生した高温の改質燃料ガスを燃料電池１の燃料極１２の入口１２ｉに供給する燃料ガス用の供給通路６に繋がる。このようにして、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスは、第１の熱交換器８３Ｘ及び第２の熱交換器８３Ｙの双方において加熱される。即ち、供給通路２を流れる反応前の酸化剤ガスは、貯湯槽１００の熱及び改質器２００で発生した熱との双方により加熱される。このように直列に配置されている複数の熱交換器８３Ｘ及び熱交換器８３Ｙにより、合流前の酸化剤ガスを加熱させるため、合流前の酸化剤ガスの昇温性を高めることができる。
【００５７】
（適用例）
図１に示す実施例では、酸化剤ガス搬送用の供給通路２において合流域４２の下流側に酸化剤ガス搬送手段５が設けられているが、これに限らず、酸化剤ガス搬送用の供給通路２において合流域４２の上流側に酸化剤ガス搬送手段５が設けられていても良い。上記した各実施例によれば、加湿器は廃止されているが、合流域４２において合流させる酸化剤オフガスの流量が少ないときには、加湿器を小型化しつつ設けても良い。上記した各実施例によれば、回転式の酸化剤ガス搬送手段５はポンプまたはブロアで形成されているが、これに限らず、酸化剤ガスを圧縮させる能力が大きいコンプレッサとすることもできる。加熱手段として電気ヒータにより酸化剤ガスを加熱することにしても良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更して実施できるものである。上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
【００５８】
（付記）燃料極及び酸化剤極を有する燃料電池と、燃料電池の酸化剤極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス用の供給通路と、燃料電池の燃料極に燃料を供給する燃料用の供給通路と、前記燃料電池の酸化剤極から吐出された酸化剤オフガスを流す吐出通路と、前記吐出通路と前記酸化剤ガス用の供給通路とを連通させると共に、前記燃料電池から吐出された湿った酸化剤オフガスの少なくとも一部を前記供給通路の酸化剤ガスに合流させるオフガスリターン通路とを具備する燃料電池発電システムにおいて、酸化剤オフガスを前記供給通路の酸化剤ガスに合流させる前に、前記供給通路の酸化剤ガスを加熱する加熱手段を具備していることを特徴とする燃料電池発電システム。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は例えば定置用、車両用、携帯用、電気機器用、電子機器用等の燃料電池発電システムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施例１に係り、燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。
【図２】実施例２に係り、燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。
【図３】実施例３に係り、燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。
【図４】実施例４に係り、燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。
【図５】実施例５に係り、燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。
【図６】実施例６に係り、燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。
【図７】実施例７に係り、燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。
【図８】実施例８に係り、燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。
【図９】実施例９に係り、燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。
【図１０】従来技術に係り、燃料電池発電システムを模式的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１は燃料電池、２は供給通路、３は吐出通路、４はオフガスリターン通路、４０は分岐域、４２は合流域、５は酸化剤ガス搬送手段、７０は三方弁（流量制御手段）、７２は流量制御弁（流量制御手段）、８は燃料電池冷却経路、８３は熱交換器（加熱手段）、１００は貯湯槽、２００は改質器、２０２は燃焼排ガス通路を示す。
【図１】
2006049058.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】
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【図８】
2006049058.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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