(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料ガスの供給に関連して発生するセルスタックの局部的劣化を分散させて長期にわたって稼働運転することができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】複数の燃料電池セルが積層され、スタックユニット７２として構成されたセルスタックと、セルスタックに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段を備える。スタックユニットには、燃料ガスが流入する燃料ガス流入口８４及び燃料ガスが流出する燃料ガス流出口８６が設けられ、スタックユニットの燃料ガス流入口８４及び燃料ガス流出口８６には燃料ガス流入管８５及び燃料ガス流出管が連通される。セルスタックに燃料ガスの部分的欠乏による局所的な劣化が生じた場合、燃料ガスに関連する接続状態を反転させて燃料ガス流入管８５が燃料ガス流出口８６に連通されるとともに、燃料ガス流出管が燃料ガス流入口８４に連通される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃料電池セルが積層されたセルスタックと、前記セルスタックに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段を備え、前記セルスタックには、燃料ガス供給手段に関連して燃料ガスが流入する燃料ガス流入口及び燃料ガスが流出する燃料ガスガス流出口が設けられ、前記セルスタックの前記燃料ガス流入口及び前記燃料ガス流出口には燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管が連通されており、
前記セルスタックに燃料ガスの部分的欠乏による局所的な劣化が生じた場合、燃料ガスに関連する接続状態を反転させて前記燃料ガス流入管が前記燃料ガス流出口に連通されるとともに、前記燃料ガス流出管が前記燃料ガス流入口に連通されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記セルスタックは上下反転可能に又は左右反転可能に構成されており、前記セルスタックに燃料ガスの部分的欠乏による局所的な劣化が生じた場合、前記セルスタックが上下反転又は左右反転されて燃料ガスに関連する接続状態が反転され、前記燃料ガス流入管が前記燃料ガス流出口に連通されるとともに、前記燃料ガス流出管が前記燃料ガス流入口に連通されることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
複数の燃料電池セルが積層されたセルスタックと、前記セルスタックに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段を備え、前記セルスタックには、燃料ガス供給手段に関連して燃料ガスが流入する燃料ガス流入口及び燃料ガスが流出する燃料ガスガス流出口が設けられ、前記セルスタックの前記燃料ガス流入口及び前記燃料ガス流出口には燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管が連通されており、
また、前記燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管の経路上にはガス流路切替手段が設けられ、前記ガス流路切替手段は、前記燃料ガス供給手段が前記燃料ガス流入口に連通され且つ前記燃料ガス流出口が下流側に連通される第１ガス流路切替状態と、前記燃料ガス供給手段が前記燃料ガス流出口に連通され且つ前記前記燃料ガス流入口が下流側に連通される第２燃料ガス流路切替状態とに切り替え可能に構成され、前記セルスタックに燃料ガスの部分的欠乏による局所的な劣化が生じた場合、前記ガス流路切替手段が前記第１ガス流路切替状態から前記第２ガス流路切替状態に切替えられることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
前記ガス流路切替手段は、前記燃料ガス流入管及び前記燃料ガス流出管の経路上に配置された第１ガスバルブ及び第２ガスバルブを備え、前記ガス流路切替手段の前記第１ガス流路切替状態においては、前記第１ガスバルブは前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを前記ガス流入口に送給するとともに、前記第２ガスバルブは前記ガス流出口からの燃料ガスを下流側に送給し、また前記ガス流路切替手段の前記第２燃料ガス流路切替状態においては、前記第１ガスバルブは前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを前記燃料ガス流出口に送給するとともに、前記第２ガスバルブは前記燃料ガス流入口からの燃料ガスを下流側に送給することを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記ガス流路切替手段は、前記燃料ガス流入管に関連して配置された第１ガス電磁弁及び第２ガス電磁弁と、前記ガス流出管に関連して配置された第３ガス電磁弁及び第４ガス電磁弁とを備え、前記ガス流路切替手段の前記第１ガス流路切替状態においては、前記第１ガス電磁弁及び前記第３ガス電磁弁が開状態に、前記第２ガス電磁弁及び前記第４ガス電磁弁が閉状態に保持され、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスは前記第１ガス電磁弁を通して前記燃料ガス流入口に送給されるとともに、前記燃料ガス流出口からの燃料ガスは前記第３ガス電磁弁を通して下流側に流れ、また前記ガス流路切替手段の前記第２ガス流路切替状態においては、前記第２ガス電磁弁及び前記第４ガス電磁弁が開状態に、前記第１ガス電磁弁及び第３ガス電磁弁が閉状態に保持され、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスは前記第４ガス電磁弁を通して前記燃料ガス流入口に送給されるとともに、前記燃料ガス流出口からの燃料ガスは前記第２ガス電磁弁を通して下流側に流れることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
複数の燃料電池セルが積層されたセルスタックと、前記セルスタックに冷却水を供給するための冷却水循環手段を備え、前記セルスタックには、冷却水循環手段に関連して冷却水が流入する冷却水流入口及び冷却水が流出する冷却水流出口が設けられ、前記セルスタックの前記冷却水流入口及び前記冷却水流出口には冷却水流入管及び冷却水流出管が連通されており、
前記セルスタックに冷却水の部分的循環不良による局所的な劣化が生じた場合、冷却水に関連する接続状態が反転され、前記冷却水流入管が前記冷却水流出口に連通されるとともに、前記冷却水流出管が前記冷却水流入口に連通されることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項７】
前記セルスタックは上下反転可能に又は左右反転可能に構成されており、前記セルスタックに冷却水の部分的循環不良による局所的な劣化が生じた場合、前記セルスタックが上下反転又は左右反転されて冷却水に関連する接続状態が反転され、前記冷却水流入管が前記冷却水流出口に連通されるとともに、前記冷却水流出管が前記冷却水流入口に連通されることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
複数の燃料電池セルが積層されたセルスタックと、前記セルスタックに冷却水を供給するための冷却水循環手段を備え、前記セルスタックには、冷却水循環手段に関連して冷却水が流入する冷却水流入口及び冷却水が流出する冷却水流出口が設けられ、前記セルスタックの前記冷却水流入口及び前記冷却水流出口には冷却水流入管及び冷却水流出管が連通されており、
また、前記冷却水流入管及び冷却水流出管の経路上には冷却水流路切替手段が設けられ、前記冷却水流路切替手段は、上流側からの冷却水を前記冷却水流入口に送給し且つ前記冷却水流出口からの冷却水を下流側に送給する第１冷却水流路切替状態と、上流側からの冷却水を前記冷却水流出口に送給し且つ前記冷却水流入口からの冷却水を下流側に送給する第２冷却水流路切替状態とに切り替え可能に構成され、前記セルスタックに冷却水の部分的循環不良による局所的な劣化が生じた場合、前記冷却水流路切替手段が前記第１冷却水流路切替状態から前記第２冷却水流路切替状態に切り替えられることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項９】
前記冷却水流路切替手段は、前記冷却水流入管及び前記冷却水流出管の経路上に配置された第１冷却水バルブ及び第２冷却水バルブを備え、前記冷却水流路切替手段の前記第１冷却水流路切替状態においては、前記第１冷却水バルブは上流側からの冷却水を前記冷却水流入口に送給するとともに、前記第２冷却水バルブは前記冷却水流出口からの冷却水を下流側に送給し、また前記冷却水流路切替手段の前記第２冷却水流路切替状態においては、前記第１冷却水バルブは上流側からの冷却水を前記冷却水流出口に送給するとともに、前記第２冷却水バルブは前記冷却水流入口からの冷却水を下流側に送給することを特徴とする請求項８に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記冷却水流路切替手段は、前記冷却水流入管に関連して配置された第１冷却水電磁弁及び第２冷却水電磁弁と、前記冷却水流出管に関連して配置された第３冷却水電磁弁及び第４冷却水電磁弁とを備え、前記第１流路切替手段の前記第１冷却水流路切替状態においては、前記第１冷却水電磁弁及び前記第３冷却水電磁弁が開状態に、前記第２冷却水電磁弁及び前記第４冷却水電磁弁が閉状態に保持され、上流側からの冷却水は前記第１冷却水電磁弁を通して前記冷却水流入口に送給されるとともに、前記冷却水流出口からの冷却水は前記第３冷却水電磁弁を通して下流側に送給され、また前記冷却水流路切替手段の前記第２冷却水流路切替状態においては、前記第２冷却水電磁弁及び前記第４冷却水電磁弁が開状態に、前記第１冷却水電磁弁及び第３冷却水電磁弁が閉状態に保持され、上流側からの冷却水は前記第４冷却水電磁弁を通して前記冷却水流出口に送給されるとともに、前記冷却水流入口からの冷却水は前記第２冷却水電磁弁を通して下流側に送給されることを特徴とする請求項８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、複数の燃料電池セルを積層したセルスタックを備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムとして、燃料極と酸素極との間に介在される電解質膜として固体高分子電解質膜を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この燃料電池システムは、複数の燃料電池セルが積層されたセルスタックを備え、このセルスタックの燃料極側に例えば水蒸気改質された改質燃料ガスが送給され、その酸素極側に空気が供給され、このセルスタックの燃料極側及び空気極側における酸化及び還元により発電が行われる。
【０００３】
また、セルスタックに関連して、セルスタックからの排熱を温水として貯湯するための貯湯装置が設けられている。セルスタックの冷却水循環流路には熱交換器が配設され、また貯湯装置は、温水を貯える貯湯タンクと、この貯湯タンク内の水を熱交換器を通して貯湯タンク内に戻す循環流路とを備え、セルスタック及び冷却水循環流路を通して流れる冷却水と貯湯タンクから循環流路を通して流れる水とが熱交換器で熱交換され、熱交換にて加温された温水が貯湯タンクに貯えられる。
【０００４】
このような燃料電池システムでは、セルスタックへの燃料ガスの供給に関連して、またセルスタックを通しての冷却水に関連して、次のような問題が生じるおそれがある。第１に、燃料ガスには水分が含まれており、この燃料ガスがセルスタックの燃料極側に供給された際に、燃料ガス中の水分が結露してセルスタックの燃料ガス流路を塞ぐおそれがある。この水分による燃料ガス流路の一部閉塞が生じると、セルスタックへの燃料ガスの供給不足が生じ、この燃料ガスの供給不足に起因してセルスタックの一部（例えば、改質燃料ガスの流入部近傍など）に局部的劣化が進行するおそれがある。
【０００５】
第２に、セルスタックを冷却する冷却水には、循環流路を通しての循環中に空気が混入することがあり、混入空気を含む冷却水がセルスタックを通して流れる際に、空気が滞留しセルスタックの一部（例えば、冷却水の流入部近傍、流出部近傍など）に冷却水の循環不良が発生して局部的に温度上昇が生じ、この温度上昇に起因してセルスタックの局部的劣化が進行するおそれがある。
【０００６】
そこで、燃料電池システムのセルスタックを複数のセルユニットから構成したものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。この燃料電池システムでは、セルスタックに局部的劣化が生じると、劣化したセルユニットが新しいものと交換され、このように交換することにより、セルスタックが元の状態に戻って発電を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１９６７６４号公報
【特許文献２】特開２００３−１０９６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の燃料電池システムでは、劣化したセルユニットの一部を交換する構成であり、それ故に、その交換作業が煩雑であるという問題がある。加えて、セルスタックと別個に、このセルスタックの一部を構成するセルユニット（交換用のもの）を製作して交換用として保管しなければならず、またこのセルスタックを複数種のセルユニットから構成した場合に、これら複数種のセルユニットを保管しなければならない。
【０００９】
本発明の目的は、燃料ガスの供給に関連して発生するセルスタックの局部的劣化を分散させて長期にわたって稼働運転することができる燃料電池システムを提供することである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、冷却水の循環に関連して発生するセルスタックの局部的劣化を分散させて長期にわたって稼働運転することができる燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の燃料電池システムは、複数の燃料電池セルが積層されたセルスタックと、前記セルスタックに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段を備え、前記セルスタックには、燃料ガス供給手段に関連して燃料ガスが流入する燃料ガス流入口及び燃料ガスが流出する燃料ガスガス流出口が設けられ、前記セルスタックの前記燃料ガス流入口及び前記燃料ガス流出口には燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管が連通されており、
前記セルスタックに燃料ガスの部分的欠乏による局所的な劣化が生じた場合、燃料ガスに関連する接続状態を反転させて前記燃料ガス流入管が前記燃料ガス流出口に連通されるとともに、前記燃料ガス流出管が前記燃料ガス流入口に連通されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載の燃料電池システムでは、前記セルスタックは上下反転可能に又は左右反転可能に構成されており、前記セルスタックに燃料ガスの部分的欠乏による局所的な劣化が生じた場合、前記セルスタックが上下反転又は左右反転されて燃料ガスに関連する接続状態が反転され、前記燃料ガス流入管が前記燃料ガス流出口に連通されるとともに、前記燃料ガス流出管が前記燃料ガス流入口に連通されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項３に記載の燃料電池システムは、複数の燃料電池セルが積層されたセルスタックと、前記セルスタックに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段を備え、前記セルスタックには、燃料ガス供給手段に関連して燃料ガスが流入する燃料ガス流入口及び燃料ガスが流出する燃料ガスガス流出口が設けられ、前記セルスタックの前記燃料ガス流入口及び前記燃料ガス流出口には燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管が連通されており、
また、前記燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管の経路上にはガス流路切替手段が設けられ、前記ガス流路切替手段は、前記燃料ガス供給手段が前記燃料ガス流入口に連通され且つ前記燃料ガス流出口が下流側に連通される第１ガス流路切替状態と、前記燃料ガス供給手段が前記燃料ガス流出口に連通され且つ前記前記燃料ガス流入口が下流側に連通される第２燃料ガス流路切替状態とに切り替え可能に構成され、前記セルスタックに燃料ガスの部分的欠乏による局所的な劣化が生じた場合、前記ガス流路切替手段が前記第１ガス流路切替状態から前記第２ガス流路切替状態に切替えられることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項４に記載の燃料電池システムでは、前記ガス流路切替手段は、前記燃料ガス流入管及び前記燃料ガス流出管の経路上に配置された第１ガスバルブ及び第２ガスバルブを備え、前記ガス流路切替手段の前記第１ガス流路切替状態においては、前記第１ガスバルブは前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを前記ガス流入口に送給するとともに、前記第２ガスバルブは前記ガス流出口からの燃料ガスを下流側に送給し、また前記ガス流路切替手段の前記第２燃料ガス流路切替状態においては、前記第１ガスバルブは前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスを前記燃料ガス流出口に送給するとともに、前記第２ガスバルブは前記燃料ガス流入口からの燃料ガスを下流側に送給することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項５に記載の燃料電池システムでは、前記ガス流路切替手段は、前記燃料ガス流入管に関連して配置された第１ガス電磁弁及び第２ガス電磁弁と、前記ガス流出管に関連して配置された第３ガス電磁弁及び第４ガス電磁弁とを備え、前記ガス流路切替手段の前記第１ガス流路切替状態においては、前記第１ガス電磁弁及び前記第３ガス電磁弁が開状態に、前記第２ガス電磁弁及び前記第４ガス電磁弁が閉状態に保持され、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスは前記第１ガス電磁弁を通して前記燃料ガス流入口に送給されるとともに、前記燃料ガス流出口からの燃料ガスは前記第３ガス電磁弁を通して下流側に流れ、また前記ガス流路切替手段の前記第２ガス流路切替状態においては、前記第２ガス電磁弁及び前記第４ガス電磁弁が開状態に、前記第１ガス電磁弁及び第３ガス電磁弁が閉状態に保持され、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスは前記第４ガス電磁弁を通して前記燃料ガス流入口に送給されるとともに、前記燃料ガス流出口からの燃料ガスは前記第２ガス電磁弁を通して下流側に流れることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項６に記載の燃料電池システムは、複数の燃料電池セルが積層されたセルスタックと、前記セルスタックに冷却水を供給するための冷却水循環手段を備え、前記セルスタックには、冷却水循環手段に関連して冷却水が流入する冷却水流入口及び冷却水が流出する冷却水流出口が設けられ、前記セルスタックの前記冷却水流入口及び前記冷却水流出口には冷却水流入管及び冷却水流出管が連通されており、
前記セルスタックに冷却水の部分的循環不良による局所的な劣化が生じた場合、冷却水に関連する接続状態が反転され、前記冷却水流入管が前記冷却水流出口に連通されるとともに、前記冷却水流出管が前記冷却水流入口に連通されることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項７に記載の燃料電池システムでは、前記セルスタックは上下反転可能に又は左右反転可能に構成されており、前記セルスタックに冷却水の部分的循環不良による局所的な劣化が生じた場合、前記セルスタックが上下反転又は左右反転されて冷却水に関連する接続状態が反転され、前記冷却水流入管が前記冷却水流出口に連通されるとともに、前記冷却水流出管が前記冷却水流入口に連通されることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項８に記載の燃料電池システムは、複数の燃料電池セルが積層されたセルスタックと、前記セルスタックに冷却水を供給するための冷却水循環手段を備え、前記セルスタックには、冷却水循環手段に関連して冷却水が流入する冷却水流入口及び冷却水が流出する冷却水流出口が設けられ、前記セルスタックの前記冷却水流入口及び前記冷却水流出口には冷却水流入管及び冷却水流出管が連通されており、
また、前記冷却水流入管及び冷却水流出管の経路上には冷却水流路切替手段が設けられ、前記冷却水流路切替手段は、上流側からの冷却水を前記冷却水流入口に送給し且つ前記冷却水流出口からの冷却水を下流側に送給する第１冷却水流路切替状態と、上流側からの冷却水を前記冷却水流出口に送給し且つ前記冷却水流入口からの冷却水を下流側に送給する第２冷却水流路切替状態とに切り替え可能に構成され、前記セルスタックに冷却水の部分的循環不良による局所的な劣化が生じた場合、前記冷却水流路切替手段が前記第１冷却水流路切替状態から前記第２冷却水流路切替状態に切り替えられることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項９に記載の燃料電池システムでは、前記冷却水流路切替手段は、前記冷却水流入管及び前記冷却水流出管の経路上に配置された第１冷却水バルブ及び第２冷却水バルブを備え、前記冷却水流路切替手段の前記第１冷却水流路切替状態においては、前記第１冷却水バルブは上流側からの冷却水を前記冷却水流入口に送給するとともに、前記第２冷却水バルブは前記冷却水流出口からの冷却水を下流側に送給し、また前記冷却水流路切替手段の前記第２冷却水流路切替状態においては、前記第１冷却水バルブは上流側からの冷却水を前記冷却水流出口に送給するとともに、前記第２冷却水バルブは前記冷却水流入口からの冷却水を下流側に送給することを特徴とする。
【００２０】
更に、本発明の請求項１０に記載の燃料電池システムでは、前記冷却水流路切替手段は、前記冷却水流入管に関連して配置された第１冷却水電磁弁及び第２冷却水電磁弁と、前記冷却水流出管に関連して配置された第３冷却水電磁弁及び第４冷却水電磁弁とを備え、前記第１流路切替手段の前記第１冷却水流路切替状態においては、前記第１冷却水電磁弁及び前記第３冷却水電磁弁が開状態に、前記第２冷却水電磁弁及び前記第４冷却水電磁弁が閉状態に保持され、上流側からの冷却水は前記第１冷却水電磁弁を通して前記冷却水流入口に送給されるとともに、前記冷却水流出口からの冷却水は前記第３冷却水電磁弁を通して下流側に送給され、また前記冷却水流路切替手段の前記第２冷却水流路切替状態においては、前記第２冷却水電磁弁及び前記第４冷却水電磁弁が開状態に、前記第１冷却水電磁弁及び第３冷却水電磁弁が閉状態に保持され、上流側からの冷却水は前記第４冷却水電磁弁を通して前記冷却水流出口に送給されるとともに、前記冷却水流入口からの冷却水は前記第２冷却水電磁弁を通して下流側に送給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に記載の燃料電池システムによれば、燃料ガスの供給に関連してセルスタックには燃料ガス流入口及び燃料ガス流出口が設けられ、この燃料ガス流入口及び燃料ガス流出口に燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管が連通され、セルスタックに燃料ガスの部分的欠乏による局所的な劣化が生じた場合、燃料ガスに関連する接続状態を反転させて燃料ガス流入管を燃料ガス流出口に連通させるとともに、燃料ガス流出管を燃料ガス流入口に連通させるので、燃料ガスがセルスタックの部分的劣化の少ない燃料ガス流出側から流入され、これによって、燃料ガスの供給に関連してセルスタックに生じる局部的劣化を分散させてセルスタックの劣化の均一化を図ることができ、その結果、システムの長期にわたる稼働運転が可能となる。
【００２２】
また、本発明の請求項２に記載の燃料電池システムによれば、セルスタックは上下反転可能に又は左右反転可能に構成されているので、セルスタックを上下反転又は左右反転させることにより、燃料ガス流入管を燃料ガス流出口に、また燃料ガス流出管を燃料ガス流入口に容易に且つ誤接続なく連通させることができる。
【００２３】
また、本発明の請求項３に記載の燃料電池システムによれば、燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管の経路上にガス流路切替手段が設けられ、このガス流路切替手段は、第１ガス流路切替状態においては燃料ガス供給手段を燃料ガス流入口に且つ燃料ガス流出口を下流側に連通し、また第２ガス流路切替状態においては燃料ガス供給手段を燃料ガス流出口に且つ燃料ガス流入口を下流側に連通するので、ガス流路切替手段の接続状態を切り替えることにより、燃料ガスの供給側経路、排出側経路の連通状態（接続状態）を切り替えることができる。
【００２４】
また、本発明の請求項４に記載の燃料電池システムによれば、ガス流路切替手段は燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管の経路上に配置された第１ガスバルブ及び第２ガスバルブを備え、ガス流路切替手段の第１ガス流路切替状態においては、第１ガスバルブは燃料ガス供給手段からの燃料ガスをガス流入口に、また第２ガスバルブはガス流出口からの燃料ガスを下流側に送給し、また第２燃料ガス流路切替状態においては、第１ガスバルブは燃料ガス流入口からの燃料ガスを下流側に、また第２ガスバルブは燃料ガス供給手段からの燃料ガスを燃料ガス流出口に送給するので、２つのガスバルブを用いて燃料ガスの供給側経路、排出側経路の連通状態（接続状態）を所要の通りに切り替えることができる。
【００２５】
また、本発明の請求項５に記載の燃料電池システムによれば、ガス流路切替手段は、燃料ガス流入管に関連して配置された第１ガス電磁弁及び第２ガス電磁弁と、ガス流出管に関連して配置された第３ガス電磁弁及び第４ガス電磁弁とを備え、ガス流路切替手段の第１ガス流路切替状態においては、第１ガス電磁弁及び第３ガス電磁弁が開状態に、第２ガス電磁弁及び第４ガス電磁弁が閉状態に保持され、また第２ガス流路切替状態においては、第２ガス電磁弁及び第４ガス電磁弁が開状態に、第１ガス電磁弁及び第３ガス電磁弁が閉状態に保持されるので、このように４つのガス電磁弁を用いることによっても、燃料ガスの供給側経路、排出側経路の連通状態を所要の通りに切り替えることができる。
【００２６】
また、本発明の請求項６に記載の燃料電池システムによれば、冷却水の循環に関連してセルスタックには冷却水流入口及び冷却水流出口が設けられ、この冷却水流入口及び冷却水流出口に冷却水流入管及び冷却水流出管が連通され、セルスタックに冷却水の部分的循環不良による局所的な劣化が生じた場合、冷却水に関連する接続状態を反転させて冷却水流入管を冷却水流出口に連通するとともに、冷却水流出管を冷却水流入口に連通するので、冷却水がセルスタックの部分的劣化の少ない冷却水流出側から流入され、これによって、冷却水の循環に関連してセルスタックに生じる局部的劣化を分散させてセルスタックの劣化の均一化を図ることができ、その結果、システムの長期にわたる稼働運転が可能となる。
【００２７】
また、本発明の請求項７に記載の燃料電池システムによれば、セルスタックは上下反転可能に又は左右反転可能に構成されているので、セルスタックを上下反転又は左右反転させることにより、冷却水流入管を冷却水流出口に、また冷却水流出管を冷却水流入口に容易に且つ誤接続なく連通させることができる。
【００２８】
また、本発明の請求項８に記載の燃料電池システムによれば、冷却水流入管及び冷却水流出管の経路上に冷却水流路切替手段が設けられ、この冷却水流路切替手段は、第１冷却水流路切替状態においては上流側からの冷却水を冷却水流入口に、また冷却水流出口からの冷却水を下流側に、また第２冷却水流路切替状態においては上流側からの冷却水を冷却水流出口に、また冷却水流入口からの冷却水を下流側に送給するので、冷却水流路切替手段の接続状態を切り替えることにより、冷却水の流入側経路、流出側経路の連通状態（接続状態）を切り替えることができる。
【００２９】
また、本発明の請求項９に記載の燃料電池システムによれば、冷却水流路切替手段は冷却水流入管及び冷却水流出管の経路上に配置された第１冷却水バルブ及び第２冷却水バルブを備え、冷却水流路切替手段の第１冷却水流路切替状態においては、第１冷却水バルブは上流側からの冷却水を冷却水流入口に、また第２冷却水バルブは冷却水流出口からの冷却水を下流側に送給し、また第２冷却水流路切替状態においては、第１冷却水バルブは冷却水流入口からの冷却水を下流側に、また第２冷却水バルブは上流側からの冷却水を冷却水流出口に送給するので、２つの冷却水バルブを用いて冷却水の流入側経路、流出側経路の連通状態を所要の通りに切り替えることができる。
【００３０】
また、本発明の請求項１０に記載の燃料電池システムによれば、冷却水流路切替手段は、冷却水流入管に関連して配置された第１冷却水電磁弁及び第２冷却水電磁弁と、冷却水流出管に関連して配置された第３冷却水電磁弁及び第４冷却水電磁弁とを備え、冷却水流路切替手段の第１冷却水流路切替状態においては、第１冷却水電磁弁及び第３冷却水電磁弁が開状態に、第２冷却水電磁弁及び第４冷却水電磁弁が閉状態に保持され、また第２冷却水流路切替状態においては、第２冷却水電磁弁及び第４冷却水電磁弁が開状態に、第１冷却水電磁弁及び第３冷却水電磁弁が閉状態に保持されるので、このように４つの冷却水電磁弁を用いることによっても、冷却水の流入側経路、流出側経路の連通状態を所要の通りに切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に従う燃料電池システムの一実施形態を簡略的に示す簡略図。
【図２】図２（ａ）は、図１の燃料電池システムの燃料電池セルを分解して示す分解斜視図、図２（ｂ）は、この燃料電池システムのセルスタックの一部を分解して示す分解斜視図。
【図３】図１の燃料電池システムのスタックユニットを示す正面図。
【図４】図３のスタックユニットにおいて燃料ガス導入管の接続状態の切替えを説明するための斜視図。
【図５】図４に示す燃料ガス導入管の接続状態の切替えを説明するための側面図。
【図６】スタックユニットの第１の変形形態を示す正面図。
【図７】図５のスタックユニットを上下反転させた状態を示す正面図。
【図８】スタックユニットの第２の変形形態を左上方から見た斜視図。
【図９】図７のセルスタックを左右反転させた状態を右上方から見た斜視図。
【図１０】燃料ガスの供給を切り替えるガス流路切替手段を第１ガス流路切替状態で示す簡略断面図。
【図１１】図１０のガス流路切替手段を第２ガス流路切替状態で示す断面図。
【図１２】ガス流路切替手段の変形形態を第１ガス流路切替状態で示す簡略断面図。
【図１３】図１２のガス流路切替手段を第２ガス流路切替状態で示す簡略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う燃料電池システムの一実施形態について説明する。まず、図１〜図５を参照して、図示の燃料電池システムの一実施形態について説明する。図１及び図２において、この燃料電池システムは、発電を行うためのセルスタック２を備え、このセルスタック２は、複数の燃料電池セル４を所定方向（図２において左右方向）に積層して形成される。燃料電池セル４は、電解質膜として例えば固体高分子電解質膜６を用い、この固体高分子電解質膜６の片側（図１及び図２において左側）に燃料極８が設けられ、その他側（図１及び図２において右側）に空気極１０（酸素極）が設けられている。また、燃料電池セル４の燃料極８側には、ガス流路１２を通して流れる燃料ガスをこの燃料極８に導入する燃料極セパレータ（図示せず）が設けられ、また燃料電池セル４の空気極１０側には、空気流路１４（酸化材流路）を流れる空気を空気極１０に導入する空気極セパレータ（図示せず）が設けられている。このようなセルスタック２の構成は、固体高分子形燃料電池に用いられるものと同様の構成である。
【００３３】
このセルスタック２の燃料極８の導入側は、燃料ガス流路１６を介して改質器１８に接続され、この改質器１８は、原燃料ガス流路２０を介して燃料ガス供給源２２（例えば、埋設管、燃料ガスタンクなどから構成される）に接続される。原燃料ガス流路２０にはガスブロア２４が配設され、このガスブロア２４により原燃料ガスが燃料ガス供給源２２から原燃料ガス流路２０を通して改質器１８に供給され、原燃料ガス流路２０、燃料ガス供給源２２及びガスブロア２４が、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段を構成する。また、燃料ガス流路１６にはガス加湿器２６が設けられている。
【００３４】
このように構成されているので、燃料ガス供給源２２からの原燃料ガスは、原燃料ガス流路２０を通して改質器１８に供給され、この改質器１８にて改質された燃料ガス（「改質燃料ガス」とも称する）がガス加湿器２６にて加湿された後に燃料ガス流路１６を通してセルスタック２（複数の燃料電池セル４）の燃料極８側に送給される。
【００３５】
セルスタック２の空気極１０側は空気送給流路２８を介して空気加湿器３０に接続され、この空気加湿器３０は、空気供給流路３２を介して空気ブロア３４に接続されている。このように構成されているので、空気ブロア３４からの空気は、空気供給流路３２を通して空気加湿器３０に供給され、この空気加湿器３０にて加湿された後に空気送給流路２８を通してセルスタック２（複数の燃料電池セル４）の空気極１０側に送給され、空気ブロア３４及び空気供給流路３２が、セルスタック２に空気を供給するための空気供給手段を構成する。
【００３６】
セルスタック２（複数の燃料電池セル４）においては、燃料極８側における燃料ガスの酸化及び空気極１０側における空気（酸素）の還元により発電が行われ、この発電により発生した発電電力は、出力ケーブル（図示せず）を介して例えばインバータ（図示せず）に出力される。
【００３７】
セルスタック２の燃料極８側から排出された燃料ガス（「排燃料ガス」とも称する）は、排燃料ガス流路３６を通して燃焼器３８に送給され、その空気極１０側から排出された排気ガスは、排気ガス排出流路３９を通して外部に排出される。この燃焼器３８は改質器１８に付設され、空気供給流路３２は燃焼空気流路４０を通して燃焼器３８に接続されている。また、燃焼器３８には燃焼ガス排出流路４２が接続され、この燃焼ガス排出流路４２が排気ガス排出流路３９に接続されている。
【００３８】
このように構成されているので、セルスタック２からの排燃料ガスは、排燃料ガス流路３６を通して燃焼器３８に送給され、またこの燃焼器３８には空気供給流路３２を流れる空気の一部が燃焼空気流路４０を通して燃焼器３８に送給され、この燃焼器３８にて排燃料ガスが燃焼される。この燃焼器３８の燃焼による熱でもって改質器１８が加熱され、燃焼により発生した熱は、改質器１８での改質反応に利用される。この燃焼器３８での燃焼排気ガスは、燃焼ガス排出流路４２及び排気ガス排出流路３９を通して外部に排出される。
【００３９】
この実施形態では、セルスタック２からの排燃料ガスと空気ブロア３４からの空気とが予め混合された後に燃焼器３８に供給して燃焼させているが、排燃料ガスと空気とを別々に燃焼器３８に供給して燃焼させるようにしてもよい。
【００４０】
このセルスタック２には、更に、セルスタック２を冷却するための冷却水循環手段５２が設けられている。図示の冷却水循環手段５２は、セルスタック２を通して冷却水を循環する冷却水循環流路５４を備え、この冷却水循環流路５４に冷却水循環ポンプ５６及び熱交換器５８が配設されている。このように構成されているので、冷却水循環ポンプ５６が作動すると、セルスタック２及び熱交換器５８を通して冷却水が循環される。
【００４１】
また、セルスタック２を流れる冷却水の熱を温水として回収するための貯湯装置５８が設けられている。図示の貯湯装置５８は、温水を貯えるための貯湯タンク６０と、冷却水の熱を回収するために冷却水循環流路５４に配設された熱交換器６２と、貯湯タンク６０内の水を熱交換器６２を通して循環するための貯湯循環流路６４とを備え、貯湯循環流路６４（この形態では、熱交換器６２より上流側部位）に貯湯循環ポンプ６６が配設されている。
【００４２】
このように構成されているので、貯湯循環ポンプ６６が作動すると、貯湯タンク６０の底部からの水が貯湯循環流路６４の上流側部６４ａを通して熱交換器６２に流れ、この熱交換器６２において冷却水循環流路５４を通して循環される冷却水との間で熱交換され、熱交換により加温された温水が貯湯循環流路６４の下流側部６４ｂを通して貯湯タンク６０内の上端部に貯えられる。尚、この貯湯タンク６０の底部には、貯湯タンク６０内に水を供給するための水供給流路６８が接続され、その上端部には、貯湯タンク６０内の温水を出湯するための温水出湯流路７０が接続されている。
【００４３】
この燃料電池システムのセルスタック２に関連して、次のように構成されている。セルスタック２はスタックユニット７２として構成され、このスタックユニット７２のユニットハウジング７３内にセルスタック２が収容されている。このユニットハウジング７３の正面は、図３に示すように構成され、ユニットハウジング７３の正面上端部に空気流入接続部７４、冷却水流入接続部７６及び燃料ガス流入接続部７８が、図３において左から右に向けてこの順に配設されている。この空気流入接続部７４には、空気送給流路２８の下流側部を規定する空気流入管（図示せず）が接続され、この空気流入接続部７４から流入した空気が空気流入口８０を通してセルスタック２（複数の燃料電池セル４）の空気極１０側に流れる。冷却水流入接続部７６には、冷却水循環流路５４の流入側部５４ａを規定する冷却水流入管（図示せず）が接続され、この冷却水流入接続部７６から流入した冷却水が冷却水流入口８２を通してセルスタック２の冷却流路（図示せず）に流れる。また、燃料ガス流入接続部７８には、燃料ガス流路１６の下流側部を規定する燃料ガス流入管８５（図４及び図５参照）が接続され、燃料ガス流入接続部７８から流入した燃料ガスが燃料ガス流入口８４を通してセルスタック２の燃料極８側に流れる。
【００４４】
このユニットハウジング７３の正面下端部に燃料ガス流出接続部８６、冷却水流出接続部８８及び空気流出接続部８４が、図３において左から右に向けてこの順に配設されている。燃料ガス流出接続部８６には、排燃料ガス流路３６の上流側部を規定する燃料ガス流出管（図示せず）が接続され、セルスタック２の燃料極８側から燃料ガス流出口９２を通して流出した燃料ガス（排燃料ガス）は、燃料ガス流出接続部８６を通して燃料ガス流出管に流出される。冷却水流出接続部８８には、冷却水循環流路５４の流出側部５４ｂを規定する冷却水流出管（図示せず）が接続され、セルスタック２の冷却水流路から冷却水流出口９４を通して流出した冷却水は、冷却水流出接続部８８及び冷却水流出管を通して流出される。また、空気流出接続部９０には、排気ガス排出流路３９の上流側部を規定する燃料ガス流出管（図示せず）が接続され、セルスタック２の空気極１０側から空気流出口９６を通して流出した空気は、空気流出接続部９０を通して排気ガスとして排気ガス排出流路３９に流出する。尚、このユニットハウジング７３の上壁には、セルスタック２からの発電電力を出力するための一対の出力端子１００が設けられ、これらの出力端子１００に出力ケーブル１０２が電気的に接続されている（図３においては、一方の出力端子及び出力ケーブルのみを示す）。
【００４５】
燃料電池システムのセルスタック２においては、セルスタック２の燃料極８側に供給される燃料ガスが不足すると、セルスタック２に部分的劣化が生じ、この劣化により発電効率が低下する。このようなことから、この燃料電池システムでは、次のように構成してセルスタック２の劣化進行を抑えている。
【００４６】
主として図３〜図５を参照して、燃料ガスの供給不良によるセルスタック２の部分的劣化は、セルスタック２の燃料極８の流入部及びその近傍に発生し易く、そのために、この燃料ガスに関連する連通状態（接続状態）を反転可能に構成されている。この実施形態では、ユニットハウジング７３の燃料ガス流入接続部７８に図４及び図５に一点鎖線で示すように接続されていた（換言すると、燃料ガス流入口８４に連通されていた）燃料ガス流入管８５が、この燃料ガス流入接続部７８から外され、例えば矢印１０３で示すように回して移動された後に、図４及び図５に実線で示すようにユニットハウジング７３の燃料ガス流出接続部８６に接続される（換言すると、燃料ガス流出口９２に連通される）。また、図示していないが、ユニットハウジング７３の燃料ガス流出接続部８６に接続されていた（換言すると、燃料ガス流出口９２に連通されていた）燃料ガス流出管（図示せず）が、燃料ガス流入管８５と略同様に、この燃料ガス流出接続部８６から外された後に、ユニットハウジング７３の燃料ガス流入接続部７８に接続される（換言すると、燃料ガス流入口８４に連通される）。
【００４７】
このように燃料ガス流入管８５及び燃料ガス流出管（図示せず）の連通状態（接続状態）を反転させると、燃料ガス流路１６を通して供給される燃料ガスは、燃料ガス流出接続部８６（燃料ガス流出口９２）からセルスタック２の燃料極８側に流れ、またセルスタック２の燃料極８側を流れた燃料ガスは、燃料ガス流入接続部７４（燃料ガス流入口８０）を通して燃料ガス流入管８５から排燃料ガス流路３６に流れる。従って、このように反転させた状態では、セルスタック２の劣化状態の少ない燃料ガス流出口８６側から燃料ガスがその燃料極８側に送給され、これによって、セルスタック２の劣化進行を抑えることができる。
【００４８】
このような燃料ガスに関連する連通状態（接続状態）の反転は、セルスタック２の発電出力の低下などに基づいてセルスタック２の部分的劣化を検知したとき、或いは設計寿命の半分程度の期間を稼働運転したときにセルスタック２に部分的劣化が生じたとして行うようにすることができる。
【００４９】
セルスタック２の部分的劣化は、セルスタック２を冷却するための冷却水の部分的循環不良によっても生じ、そのために、この冷却水の部分的循環不良に対しては、次のように構成してセルスタック２の劣化進行を抑えることができる。
【００５０】
冷却水の循環不良によるセルスタック２の部分的劣化は、このセルスタック２の冷却水の流入部及びその近傍に発生し易く、そのために、この冷却水に関連する連通状態（接続状態）を反転可能に構成するようにしてもよい。この場合、ユニットハウジング７３の冷却水流入接続部７６（冷却水流入口８２）に連通されていた冷却水流入管（図示せず）が、この冷却水流入接続部７６から外され、下方に移動させた後に、ユニットハウジング７３の冷却水流出接続部８８に接続される（換言すると、冷却水流出口９４に連通される）。また、図示していないが、ユニットハウジング７３の冷却水流出接続部８８（冷却水流出口９４）に連通されていた冷却水流出管が、冷却水流入管と略同様に、この冷却水流出接続部８８から外された後に、ユニットハウジング７３の冷却水流入接続部７６に接続される（換言すると、冷却水流入口８２に連通される）。
【００５１】
このように冷却水流入管（図示せず）及び冷却水流出管（図示せず）の連通状態（接続状態）を反転させると、冷却水循環流路５４の流入側部５４ａからの冷却水は、冷却水流出接続部８８（冷却水流出口９４）を通してセルスタック２の冷却水流路に流れ、またセルスタック２の冷却水流路を流れた冷却水は、冷却水流入接続部７６（冷却水流入口８２）及び冷却水流入管を通して冷却水循環流路５４の下流側部５４ｂに流れる。従って、このように反転させた状態では、セルスタック２の劣化状態の少ない冷却水流出口９４側から冷却水がセルスタック２の冷却水流路に送給され、これによって、セルスタック２の劣化進行を抑えることができる。
【００５２】
このような燃料ガスに関連する連通状態（接続状態）の反転は、燃料ガスの供給不足による部分的劣化と同様に、セルスタック２の発電出力の低下などに基づいてセルスタック２の部分的劣化を検知したとき、或いは設計寿命の半分程度の期間を稼働運転したときにセルスタック２に部分的劣化が生じたとして行うようにすることができる。
【００５３】
燃料電池システムのセルスタック２は、例えば、図６及び図７に示すように構成することによって、燃料ガスに関連する連通状態（接続状態）の反転、また冷却水に関連する連通状態（接続状態）の反転を容易に行うことができる。尚、以下の実施形態において、上述した実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
図６及び図７を参照して、第１の変形形態のセルスタック２Ａを収容するユニットハウジング７２Ａにおいては、ユニットハウジング７３の正面上端部には、上述した実施形態と同様に、空気流入接続部７４（空気流入口８０）、冷却水流入接続部７６（冷却水流入口８２）及び燃料ガス流入接続部７８（燃料ガス流入口８４）が、図６において左から右に向けてこの順に配設されている。上述した実施形態と同様に、空気流入接続部７４（空気流入口８０）には空気流入管（図示せず）が接続され、冷却水流入接続部７６（冷却水流入口８２）には、冷却水流入管（図示せず）が接続され、また燃料ガス流入接続部７８（燃料ガス流入口８４）には、燃料ガス流入管（図示せず）が接続される。
【００５５】
また、このユニットハウジング７３の下端部には、燃料ガス流出接続部８６（燃料ガス流出口９２）、冷却水流出接続部８８（冷却水流出口９４）及び空気流出接続部９０（空気流出口９６）が、図３において左から右に向けてこの順に配設されている。上述した実施形態と同様に、燃料ガス流出接続部８６（燃料ガス流出口９２）には燃料ガス流出管（図示せず）が接続され、冷却水流出接続部８８（冷却水流出口９４）には、冷却水流出管（図示せず）が接続され、また空気流出接続部９０（空気流出口９６）には、空気流出管（図示せず）が接続される。
【００５６】
この第１の変形形態では、スタックユニット７２（即ち、セルスタック２Ａ）が上下反転可能に構成されており、このことに関連して、スタックユニット７２のユニットハウジング９３の前面に一対の出力端子１００ａ，１００ｂが設けられ、一対の端子１００ａ，１１０ｂに出力ケーブル１０２ａ，１０２ｂが電気的に接続されている。
【００５７】
この第１の変形形態のセルスタック２Ａを上下反転させると、図７に示す状態になる。上下反転する前の状態を示す図６と上下反転した後の状態を示す図７とを対比することによって容易に理解される如く、上下反転前の燃料ガス流入接続部７８（燃料ガス流入口８４）、冷却水流入接続部７６（冷却水流入口８２）及び空気流入接続部７４（空気流入口８０）の位置に、上下反転後の燃料ガス流出接続部８６（燃料ガス流出口９２）、冷却水流出接続部８８（冷却水流出口９４）及び空気流出接続部９０（空気流出口９６）が位置するとともに、上下反転前の燃料ガス流出接続部８６（燃料ガス流出口９２）、冷却水流出接続部８８（冷却水流出口９４）及び空気流出接続部９０（空気流出口９６）の位置に、上下反転後の燃料ガス流入接続部７８（燃料ガス流入口８４）、冷却水流入接続部７６（冷却水流入口８２）及び空気流入接続部７４（空気流入口８０）が位置するようになる。
【００５８】
このように上下反転可能に構成し、上下反転した状態においては図７に示す上述した配置となるために、この上下反転後に、空気流入管（図示せず）を空気流出接続部９０に、冷却水流入管（図示せず）を冷却水流出接続部８８に、燃料ガス流入管（図示せず）を燃料ガス流出接続部８６に、また燃料ガス流出管（図示せず）を燃料ガス流入接続部７８に、冷却水流出管（図示せず）を冷却水流入接続部７６に、空気流出管（図示せず）を空気流入接続部７４に容易に接続することができる。
【００５９】
上述の第１の変形形態のセルスタックにおいては、上下反転可能に構成しているが、上下反転に代えて、左右反転可能に構成するようにしてもよい。第２の変形形態のセルスタックを示す図８及び図９において、第２の変形形態のセルスタック（図示せず）を収容するユニットハウジング７２Ｂにおいては、ユニットハウジング７３Ｂの正面上端部には、図８に示すように、空気流入接続部７４（空気流入口８０）、冷却水流入接続部７６（冷却水流入口８２）及び燃料ガス流入接続部７８（燃料ガス流入口８４）が、図８において左から右に向けてこの順に配設されている。上述した実施形態と同様に、空気流入接続部７４（空気流入口８０）には空気流入管（図示せず）が接続され、冷却水流入接続部７６（冷却水流入口８２）には、冷却水流入管（図示せず）が接続され、また燃料ガス流入接続部７８（燃料ガス流入口８４）には、燃料ガス流入管（図示せず）が接続される。
【００６０】
また、このユニットハウジング７３Ｂの背面上端部には、図９に示すように、燃料ガス流出接続部８６（燃料ガス流出口９２）、冷却水流出接続部８８（冷却水流出口９４）及び空気流出接続部９０（空気流出口９６）が、図９において左下から右上に向けてこの順に配設されている。燃料ガス流出接続部８６（燃料ガス流出口９２）には燃料ガス流出管（図示せず）が接続され、冷却水流出接続部８８（冷却水流出口９４）には、冷却水流出管（図示せず）が接続され、また空気流出接続部９０（空気流出口９６）には、空気流出管（図示せず）が接続される。
【００６１】
この第２の変形形態では、スタックユニット７２Ｂ（即ち、セルスタック）が左右反転可能（換言すると、横方向に１８０度反転可能）に構成されており、このことに関連して、スタックユニット７２Ｂのユニットハウジング７３Ｂの上面に一対の出力端子１００ａ，１００ｂが設けられ、一対の端子１００ａ，１００ｂに出力ケーブル（図示せず）が電気的に接続されている。
【００６２】
この第２の変形形態のスタックユニット７２Ｂ（セルスタック）を左右反転させると、図８及び図９から理解されるように、左右反転前の燃料ガス流入接続部７８（燃料ガス流入口８４）、冷却水流入接続部７６（冷却水流入口８２）及び空気流入接続部７４（空気流入口８０）の位置に、左右反転後の燃料ガス流出接続部８６（燃料ガス流出口９２）、冷却水流出接続部８８（冷却水流出口９４）及び空気流出接続部９０（空気流出口９６）が位置するとともに、左右反転前の燃料ガス流出接続部８６（燃料ガス流出口９２）、冷却水流出接続部８８（冷却水流出口９４）及び空気流出接続部９０（空気流出口９６）の位置に、左右反転後の燃料ガス流入接続部７８（燃料ガス流入口８４）、冷却水流入接続部７６（冷却水流入口８２）及び空気流入接続部７４（空気流入口８０）が位置するようになる。
【００６３】
このように左右反転可能に構成し、左右反転した状態においては上述した配置となるために、この左右反転後に、空気流入管（図示せず）を空気流出接続部９０に、冷却水流入管（図示せず）を冷却水流出接続部８８に、燃料ガス流入管（図示せず）を燃料ガス流出接続部８６に、また燃料ガス流出管（図示せず）を燃料ガス流入接続部７８に、冷却水流出管（図示せず）を冷却水流入接続部７６に、空気流出管（図示せず）を空気流入接続部７４に容易に接続することができる。
【００６４】
上述した実施形態では、セルスタックに部分的劣化が生じたときに燃料ガス（冷却水）に関連する燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管（冷却水流入管及び冷却水流出管）の接続を替えての連通状態を切り替えているが、燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管（冷却水流入管及び冷却水流出管）の経路上にガス流路切替手段（冷却水流路切替手段）を設け、このガス流路切替手段（冷却水流路切替手段）の切替えによって、セルスタックの燃料ガス流入口及び燃料ガス流出口（冷却水流入口及び燃料ガス流出口）への連通状態を切り替えるようにすることもできる。
【００６５】
図１０及び図１１は、燃料ガス流入管及び燃料ガス流出管の経路上に配設されるガス流路切替手段の第１の実施形態を示すが、冷却水流入管及び冷却水流出管の経路上にもこのガス流路切替手段と同様の構成の冷却水流路切替手段を配設することができる。
【００６６】
図１０及び図１１において、図示のガス流路切替手段１３０（冷却水流路切替手段１３２）は、第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）と第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１３８）を備え、例えば、第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）が燃料ガス流入管１３２（冷却水流入管１２６）の経路上に配設され、第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１４０）が燃料ガス流出管１２４（冷却水流出管１２８）の経路上に配設される。
【００６７】
第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）は、第１主流路１４２と、この第１主流路１４２から分岐する一対の第１分岐流路１４４，１４６とを備え、第１主流路１４２と一方（スタックユニット７２Ｃに近い方）の第１分岐流路１４４との接続部に第１弁部材１４８が配設されている。また、第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１４０）は、第２主流路１５２と、この第２主流路１５２から分岐する一対の分岐流路１５４，１５６とを備え、第２主流路１５４と一方（スタックユニット７２Ｃに近い方）の第２分岐流路１５４との接続部に第２弁部材１５８が配設されている。更に、第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）の一方の第１分岐流路１４４と第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１４０）の他方の第２分岐流路１５６とが第１分岐接続流路１６０を介して接続され、また第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）の他方の第１分岐流路４６と第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１４０）の一方の第２分岐流路１５４とが第２分岐接続流路１６２を介して接続されている。
【００６８】
ガス流路切替手段１３０（冷却水流路切替手段１３２）は、図１０に示す第１ガス流路切替状態（第１冷却水流路切替状態）と図１１に示す第２ガス流路切替状態（第２冷却水流路切替状態）とに選択的に切り替えられる。例えば、スタックユニット７２Ｃの設置初期においては、ガス流路切替手段１３０（冷却水流路切替手段１３２）は、第１ガス流路切替状態（第１冷却水流路切替状態）に保持される。この切替状態においては、図１０に示すように、第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）の第１弁部材１４８は、第１主流路１４２を連通状態に保持するとともに、一方の第１分岐流路１４４を閉塞状態に保持し、また第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１４０）の第２弁部材１５８は、第２主流路１５２を連通状態に保持するとともに、一方の第２分岐流路１５４を閉塞状態に保持する。
【００６９】
この第１ガス流路切替状態（第１冷却水流路切替状態）においては、第１及び第２分岐接続流路１６０，１６２が閉塞状態に保持され、ガスブロア２４（冷却水循環ポンプ５６）からの燃料ガス（冷却水）は、図１０に矢印で示すように、第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）の第１主流路１４２を通り、燃料ガス流入管１２２（冷却水流入管１２６）及びスタックユニット７２Ｃの燃料ガス流入接続部７８（冷却水流入接続部７６）を通してセルスタックの燃料ガス流入口（図示せず）（冷却水流入口）に送給される。また、セルスタックの燃料ガス流出口（図示せず）（冷却水流出口）からの燃料ガス（冷却水）は、スタックユニット７２Ｃの燃料ガス流出接続部８６（冷却水流出接続部８８）及び燃料ガス流出管１２４（冷却水流出接続管１２８）を通り、更に第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１４０）の第２主流路１５２を通して下流側に送給される。
【００７０】
また、セルスタック（図示せず）に部分的劣化が生じたときには、ガス流路切替手段１３０（冷却水流路切替手段１３２）は、第２ガス流路切替状態（第２冷却水流路切替状態）に切り替えられる。この切替状態においては、図１１に示すように、第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）の第１弁部材１４８は、第１主流路１４２を閉塞して一方の分岐流路１４４を連通状態に保持し、また第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１４０）の第２弁部材１５８は、第２主流路１５２を閉塞して一方の第２分岐流路１５４を連通状態に保持する。
【００７１】
従って、この第２ガス流路切替状態（第２冷却水流路切替状態）においては、第１及び第２分岐接続流路１６０，１６２が連通状態に保持され、ガスブロア２４（冷却水循環ポンプ５６）からの燃料ガス（冷却水）は、図１１に矢印で示すように、第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）の他方の第１分岐流路１４６、第２分岐接続流路１６２及び第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１４０）の一方の第２分岐流路１５４を通り、燃料ガス流出管１２４（冷却水流出管１２８）及び燃料ガス流出接続部８６（冷却水流出接続部８８）を通してスタックユニット７２Ｃ内のセルスタックの燃料ガス流出口（図示せず）（冷却水流出口）に供給され、この燃料ガス流出口（冷却水流出口）を通してセルスタックの燃料極側（冷却水流路）に送給される。
【００７２】
このとき、セルスタックの燃料極側（冷却水流路）を流れた燃料ガス（冷却水）は、その燃料ガス流入口（冷却水流入口）から流出される。そして、この燃料ガス流入口（図示せず）（冷却水流入口）からの燃料ガス（冷却水）は、燃料ガス流入接続部７８（冷却水流入接続部７６）及び燃料ガス流入接続管１２２（冷却水流入接続管１２６）を通り、更に第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）の一方の第１分岐流路１４４、第１分岐接続流路１６０及び第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１４０）の他方の第２分岐流路１５６を通して下流側に送給される。
【００７３】
このように第１及び第２ガスバルブ１３４，１３８（第１及び第２冷却水バルブ１３６，１４０）を備えたガス流路切替手段１３０（冷却水流路切替手段１３２）を用い、このガス流路切替手段１３０（冷却水流路切替手段１３２）の連通状態を切り替えることにより、燃料ガス流入管１２２（冷却水流入管１２６）及び燃料ガス流出管１２４（冷却水流出管１２８）の管接続を入れ替えることなく、燃料ガス（冷却水）の供給を反対側の流出側から行うことができる。
【００７４】
この実施形態においては、燃料ガス及び冷却水の双方の供給切替えを行うためにガス流路切替手段１３０及び冷却水流路切替手段１３２を設けているが、燃料ガス及び冷却水のいずれか一方の供給切替え行うようにしてもよく、この場合、燃料ガス（又は冷却水）の切替えのためにガス流路切替手段１３０（又は冷却水切替手段１３２）が設けられる。
【００７５】
また、この実施形態においては、ガス流路切替手段１３０（冷却水切替手段１３２）の第１ガスバルブ１３４（第１冷却水バルブ１３６）の第１弁部材１４８を第１主流路１４２と一方の第１分岐流路１４４との接続部に配設しているが、この第１弁部材１４８を第１主流路１４２と他方の第１分岐流路１４６との接続部に配設するようにしてもよい。また、第２ガスバルブ１３８（第２冷却水バルブ１４０）についても、第２弁部材１５８を第２主流路１５２と一方の第２分岐流路１５４との接続部に配設しているが、この第２弁部材１５８を第２主流路１５２と他方の第２分岐流路１５６との接続部に配設するようにしてもよい。
【００７６】
また、上述した実施形態では、ガス流路切替手段（冷却水流路切替手段）を第１及び第２ガスバルブ（第１及び第２冷却水バルブ）から構成しているが、このような構成に代えて、このガス流路切替手段（冷却水流路切替手段）を図１２及び図１３に示すように構成することもできる。
【００７７】
図１２及び図１３において、図示のガス流路切替手段１３０Ｄ（冷却水流路切替手段１３２Ｄ）は、燃料ガス流入管１２２（冷却液流入管１２６）に関連して配設された第１及び第２ガス電磁弁１７２，１７４（第１及び第２冷却水電磁弁１７６，１７８）及び燃料ガス流出管１２４（冷却水流出管１２８）に関連して配設された第３及び第４ガス電磁弁１８０，１８２（第３及び第４冷却水電磁弁１８４，１８６）を備え、第１ガス電磁弁１７２（第１冷却水電磁弁１７６）が燃料ガス流入管１２２（冷却水流入管１２６）の経路上、例えば燃料ガス流路１６（冷却水循環流路の上流側部５４ａ）に配設され、第３ガス電磁弁１８０（第３冷却水電磁弁１８４）が燃料ガス流出管１２４（冷却水流出管１２８）の経路上、例えば排燃料ガス流路３６（冷却水循環流路の下流側部５４ｂ）に配設されている。
【００７８】
また、例えば、燃料ガス流路１６（冷却水循環流路の上流側部５４ａ）における第１ガス電磁弁１７２（第１冷却水電磁弁１７４）の配設部位より上流側の部位と排燃料ガス流路３６（冷却水循環流路の下流側部５４ｂ）における第３ガス電磁弁１８０（第３冷却水電磁弁１８４）の配設部位より下流側の部位との間が、第１接続流路１８８を介して接続され、この第１接続流路１８８に第３ガス電磁弁１７４（第３冷却水電磁弁１７８）が配設されている。更に、例えば、燃料ガス流路１６（冷却水循環流路の上流側部５４ａ）における第１ガス電磁弁１７２（第１冷却水電磁弁１７４）の配設部位より下流側の部位と排燃料ガス流路３６（冷却水循環流路の下流側部５４ｂ）における第３ガス電磁弁１８０（第３冷却水電磁弁１８４）の配設部位より上流側の部位との間が、第２接続流路１９０を介して接続され、この第２接続流路１８０に第４ガス電磁弁１８２（第４冷却水電磁弁１８６）が配設されている。尚、図１２及び図１３において、複数の電磁弁のうち白色で示したのが開状態のもので、黒色で示したのが閉状態のものである。
【００７９】
このガス流路切替手段１３０Ｄ（冷却水流路切替手段１３２Ｄ）は、図１２に示す第１ガス流路切替状態（第１冷却水流路切替状態）と図１３に示す第２ガス流路切替状態（第２冷却水流路切替状態）とに選択的に切り替えられる。例えば、スタックユニット７２Ｄの設置初期においては、ガス流路切替手段１３０Ｄ（冷却水流路切替手段１３２Ｄ）は、第１ガス流路切替状態（第１冷却水流路切替状態）に保持される。この切替状態においては、図１２に示すように、第１及び第３ガス電磁弁１７２，１８０（第１及び第３冷却水電磁弁１７６，１８０）が開状態に保持され、第２及び第４ガス電磁弁１７４，１８２（第２及び第４冷却水電磁弁１７８，１８６）が閉状態に保持される。
【００８０】
従って、この第１ガス流路切替状態（第１冷却水流路切替状態）においては、第１及び第２接続流路１８８，１９０が閉塞状態に保持され、ガスブロア２４（冷却水循環ポンプ５６）からの燃料ガス（冷却水）は、図１２に矢印で示すように、第１ガス電磁弁１７２（第１冷却水電磁弁１７６）を通り、燃料ガス流入管１２２（冷却水流入管１２６）及び燃料ガス流入接続部７８（冷却水流入接続部７６）を通してスタックユニット７２Ｄのセルスタックの燃料ガス流入口（図示せず）（冷却水流入口）に送給される。また、セルスタックの燃料ガス流出口（図示せず）（冷却水流出口）からの燃料ガス（冷却水）は、燃料ガス流出接続部８６（冷却水流出接続部８８）及び燃料ガス流出管１２４（冷却水流出接続管１２８）を通り、更に第３ガス電磁弁１８０（第３冷却水電磁弁１８４を通して下流側に送給される。
【００８１】
また、セルスタック（図示せず）に部分的劣化が生じたときには、ガス流路切替手段１３０Ｄ（冷却水流路切替手段１３２Ｄ）は、第２ガス流路切替状態（第２冷却水流路切替状態）に切り替えられる。この切替状態においては、図１３に示すように、第２及び第４ガス電磁弁１７４，１８２（第２及び第４冷却水電磁弁１７８，１８６）が開状態に保持され、第１及び第３ガス電磁弁１７２，１８０（第２及び第４冷却水電磁弁１７６，１８４）が閉状態に保持される。
【００８２】
従って、この第２ガス流路切替状態（第２冷却水流路切替状態）においては、第１及び第２接続流路１８８，１９０が連通状態に保持され、ガスブロア２４（冷却水循環ポンプ５６）からの燃料ガス（冷却水）は、図１３に矢印で示すように、第４ガス電磁弁１８２（第４冷却水電磁弁１８６）及び第２接続流路１９０を通り、燃料ガス流出管１２４（冷却水流出管１２８）及び燃料ガス流出接続部８６（冷却水流出接続部８８）を通してスタックユニット７２Ｄのセルスタックの燃料ガス流出口（図示せず）（冷却水流出口）に送給され、この燃料ガス流出口（冷却水流出口）を通してセルスタックの燃料極側（冷却水流路）に送給される。
【００８３】
このとき、セルスタックの燃料極側（冷却水流路）を流れた燃料ガス（冷却水）は、その燃料ガス流入口（冷却水流入口）から流出される。そして、スタックユニット７２Ｄの燃料ガス流入口（図示せず）（冷却水流入口）からの燃料ガス（冷却水）は、燃料ガス流入接続部７８（冷却水流入接続部７６）及び燃料ガス流入接続管１２２（冷却水流入接続管１２６）を通り、更に第２ガス電磁弁１７４（第２冷却水電磁弁１７８）及び第１接続流路１８８を通して下流側に送給される。
【００８４】
このように第１〜第４ガス電磁弁１７２，１７４，１８０，１８２（第１〜第４冷却水電磁弁１７６，１７８，１８４，１８６）を備えたガス流路切替手段１３０Ｄ（冷却水流路切替手段１３２Ｄ）を用い、このガス流路切替手段１３０Ｄ（冷却水流路切替手段１３２Ｄ）の連通状態を切り替えることにより、上述したと同様に、燃料ガス（冷却水）の供給を反対側の流出側から行うことができる。
【００８５】
この実施形態においても、燃料ガス及び冷却水の双方の供給切替えを行うためにガス流路切替手段１３０Ｄ及び冷却水流路切替手段１３２Ｄを設けているが、燃料ガス及び冷却水のいずれか一方の供給切替え行うようにしてもよい。
【００８６】
以上、本発明に従う燃料電池システムの一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。
【符号の説明】
【００８７】
２  セルスタック
２４  ガスブロア
５２  冷却水循環手段
５４  冷却水循環流路
５８  貯湯装置
７２，７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ  スタックユニット
７３，７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ，７３Ｄ  ユニットハウジング
７４  空気流入接続部
７６  冷却水流入接続部
７８  燃料ガス流入接続部
８５  燃料ガス流入管
８６  燃料ガス流出接続部
８８  冷却水流出接続部
９０  空気流出接続部
１３０、１３０Ｄ  ガス流路切替手段
１３２，１３２Ｄ  冷却水流路切替手段
１３４，１３８  ガスバルブ
１３６，１４０  冷却水バルブ
１７２，１７４，１８０，１８２  ガス電磁弁
１７６，１７８，１８４，１８６  冷却水電磁弁
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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