(57)【要約】【課題】簡易な方法で、燃料電池スタックの内部に滞留した水の逆流を防止することができる燃料電池システムを得る。【解決手段】発電を停止すると、制御部３０は、排出路開閉弁７２、８２を閉塞し、循環路開閉弁７８、８８を開放する。このため、燃料排出路７０及び空気排出路８０からアノード３２、及びカソード３４へ入り込もうとするガスは、排出路開閉弁７２、８２によって堰き止められ、開放された燃料循環路７６及び空気循環路８６を通って、燃料供給路７４及び空気供給路８４へ達し、さらに、このガスは燃料供給路７４及び空気供給路８４からアノード３２及びカソード３４へ供給される。これにより、燃料電池スタック１２の内部に滞留した水の逆流を簡易な方法で防止することができる。【選択図】図１
2008251240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電する燃料電池スタックに設けられた燃料極としてのアノードへ燃料を供給する燃料供給路と、
前記アノードから余剰燃料が排出される燃料排出路と、
前記燃料排出路に設けられ、前記燃料排出路を開閉する燃料排出路開閉手段と、
前記燃料排出路開閉手段より下流側の前記燃料排出路と前記燃料供給路とを接続する燃料循環路と、
前記燃料循環路に設けられ、前記燃料循環路を開閉する燃料循環路開閉手段と、
発電時に、前記燃料排出路開閉手段を開放し、前記燃料循環路開閉手段を閉塞すると共に、発電停止時に、前記燃料排出路開閉手段を閉塞し、前記燃料循環路開閉手段を開放する制御部と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記燃料排出路開閉手段と前記燃料循環路開閉手段は、前記燃料排出路と前記燃料循環路が接続される接続部に設けられた三方弁であ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】
発電する燃料電池スタックに設けられた酸化剤極としてカソードへ酸化剤を供給する酸化剤供給路と、
前記カソードから余剰酸化剤が排出される酸化剤排出路と、
前記酸化剤排出路に設けられ、前記酸化剤排出路を開閉する酸化剤排出路開閉手段と、
前記酸化剤排出路開閉手段より下流側の前記酸化剤排出路と前記酸化剤供給路とを接続する酸化剤循環路と、
前記酸化剤循環路に設けられ、前記酸化剤循環路を開閉する酸化剤循環路開閉手段と、
発電時に、前記酸化剤排出路開閉手段を開放し、前記酸化剤循環路開閉手段を閉塞すると共に、発電停止時に、前記酸化剤排出路開閉手段を閉塞し、前記酸化剤循環路開閉手段を開放する制御部と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項４】
前記酸化剤排出路開閉手段と前記酸化剤循環路開閉手段は、前記酸化剤排出路と前記酸化剤循環路が接続される接続部に設けられた三方弁であることを特徴とする請求項３記載の燃料電池システム。
【請求項５】
発電する燃料電池スタックに設けられた燃料極としてのアノードへ燃料を供給する燃料供給路と、
前記アノードから余剰燃料が排出される燃料排出路と、
前記燃料排出路に設けられ、前記燃料排出路を開閉する燃料排出路開閉手段と、
前記燃料供給路に接続され、前記アノードの内部が負圧になると、前記アノードへ燃料を供給する燃料バッファと、
発電時に、前記燃料排出路開閉手段を開放し、発電停止時に、前記燃料排出路開閉手段を閉塞する制御部と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アノード又はカソードへ燃料又は酸化剤を供給する供給路と、アノード又はカソードから排出ガスが排出される排出路を備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料電池システムに備えられた燃料電池スタックの内部に滞留した水を除去する技術が開示されている。
【０００３】
これによると、燃料電池スタックから余剰燃料を排出させる排出路には、排出路を負圧にさせるポンプが設けられている。
【０００４】
滞留水除去システム起動時には、所定のタイミングでポンプを作動させて排出路を負圧状態とすることで、燃料電池スタックの内部に滞留した水を吸い取るようになっている。
【０００５】
一方、燃料電池システムの発電を停止させると、燃料電池スタック内が負圧になり燃料電池スタック内の水が排出路側から逆流し、燃料電池スタック内の流路に水が詰まってしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、前述したポンプを使用し、燃料電池システムの発電を停止させたときに、このポンプを可動させ、燃料電池スタック内の水を排出路を通して除去することで、燃料電池スタック内の水が逆流するのを防止することが考えられる。
【特許文献１】特開２００５−５０５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この燃料電池システムによると、ポンプを使用するため、大掛かりな設備が必要となってしまう。
【０００８】
本発明は、上記事実を考慮して、簡易な方法で、燃料電池スタックの内部に滞留した水の逆流を防止することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る燃料電池システムは、発電する燃料電池スタックに設けられた燃料極としてのアノードへ燃料を供給する燃料供給路と、前記アノードから余剰燃料が排出される燃料排出路と、前記燃料排出路に設けられ、前記燃料排出路を開閉する燃料排出路開閉手段と、前記燃料排出路開閉手段より下流側の前記燃料排出路と前記燃料供給路とを接続する燃料循環路と、前記燃料循環路に設けられ、前記燃料循環路を開閉する燃料循環路開閉手段と、発電時に、前記燃料排出路開閉手段を開放し、前記燃料循環路開閉手段を閉塞すると共に、発電停止時に、前記燃料排出路開閉手段を閉塞し、前記燃料循環路開閉手段を開放する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、アノードから余剰燃料が排出される燃料排出路には、燃料排出路を開閉する燃料排出路開閉手段が設けられている。さらに、この燃料排出路開閉手段より下流側には、燃料排出路と燃料供給路とを接続する燃料循環路が設けられている。この燃料循環路には、燃料循環路を開閉する燃料循環路開閉手段が設けられている。
【００１１】
発電時には、制御部は、燃料排出路開閉手段を開放し、燃料循環路開閉手段を閉塞する。これにより、余剰燃料は燃料排出路へ送られ、燃料循環路へ逆流しない。さらに、発電停止時には、制御部は、燃料排出路開閉手段を閉塞し、燃料循環路開閉手段を開放する。このため、発電停止時にアノード内部が負圧になっても燃料排出路からアノード内部へガスの流入がなく、さらに、負圧になったアノード内部には、燃料排出路から燃料循環路を通って燃料供給路へ供給されたガスが燃料供給路からアノードへ供給される。
【００１２】
このように、アノード内部には、燃料排出路からガスが流入しないため、燃料電池スタックに設けられたアノード内部に滞留した水の逆流を簡易な方法で防止することができる。
【００１３】
本発明の請求項２に係る燃料電池システムは、請求項１記載において、前記燃料排出路開閉手段と前記燃料循環路開閉手段は、前記燃料排出路と前記燃料循環路が接続される接続部に設けられた三方弁であることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、燃料排出路開閉手段と燃料循環路開閉手段は、燃料排出路と燃料循環路が接続される接続部に設けられた三方弁である。このため、弁の数が減り、簡易な構造とすることができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係る燃料電池システムは、発電する燃料電池スタックに設けられた酸化剤極としてカソードへ酸化剤を供給する酸化剤供給路と、前記カソードから余剰酸化剤が排出される酸化剤排出路と、前記酸化剤排出路に設けられ、前記酸化剤排出路を開閉する酸化剤排出路開閉手段と、前記酸化剤排出路開閉手段より下流側の前記酸化剤排出路と前記酸化剤供給路とを接続する酸化剤循環路と、前記酸化剤循環路に設けられ、前記酸化剤循環路を開閉する酸化剤循環路開閉手段と、発電時に、前記酸化剤排出路開閉手段を開放し、前記酸化剤循環路開閉手段を閉塞すると共に、発電停止時に、前記酸化剤排出路開閉手段を閉塞し、前記酸化剤循環路開閉手段を開放する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、カソードから余剰酸化剤が排出される酸化剤排出路には、酸化剤排出路を開閉する酸化剤排出路開閉手段が設けられている。さらに、この酸化剤排出路開閉手段より下流側の酸化剤排出路と酸化剤供給路とを接続する酸化剤循環路が設けられ、この酸化剤循環路には、酸化剤循環路を開閉する酸化剤循環路開閉手段が設けられている。
【００１７】
発電時には、剤制御部は、酸化剤排出路開閉手段を開放し、酸化剤循環路開閉手段を閉塞する。さらに、発電停止時には、剤制御部は、酸化剤排出路開閉手段を閉塞し、酸化剤循環路開閉手段を開放する。このため、発電停止時にカソード内部が負圧になっても酸化剤排出路からカソード内部へガスの流入がなく、さらに、負圧になったカソード内部には、酸化剤循環路を通って酸化剤供給路へ供給されたガスが酸化剤供給路からカソードへ供給される。
【００１８】
このように、カソード内部には、酸化剤排出路からのガスが流入しないため、燃料電池スタックを構成するカソード内部に滞留した水の逆流を簡易な方法で防止することができる。
【００１９】
本発明の請求項４に係る燃料電池システムは、請求項３記載において、前記酸化剤排出路開閉手段と前記酸化剤循環路開閉手段は、前記酸化剤排出路と前記酸化剤循環路が接続される接続部に設けられた三方弁であることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、酸化剤排出路開閉手段と酸化剤循環路開閉手段は、酸化剤排出路と酸化剤循環路が接続される接続部に設けられた三方弁である。このため、弁の数が減り、簡易な構造とすることができる。
【００２１】
本発明の請求項５に係る燃料電池システムは、発電する燃料電池スタックに設けられた燃料極としてのアノードへ燃料を供給する燃料供給路と、前記アノードから余剰燃料が排出される燃料排出路と、前記燃料排出路に設けられ、前記燃料排出路を開閉する燃料排出路開閉手段と、前記燃料供給路に接続され、前記アノードの内部が負圧になると、前記アノードへ燃料を供給する燃料バッファと、発電時に、前記燃料排出路開閉手段を開放し、発電停止時に、前記燃料排出路開閉手段を閉塞する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、アノードから余剰燃料が排出される燃料排出路には、燃料排出路を開閉する燃料排出路開閉手段が設けられている。さらに、アノードへ燃料を供給する燃料供給路には、アノードの内部が負圧になると、アノードへ燃料を供給する燃料バッファが接続されている。
【００２３】
発電時には、制御部が燃料排出路開閉手段を開放し、発電停止時には、燃料排出路開閉手段を閉塞する。このため、発電停止時にアノード内部が負圧になっても燃料排出路からアノード内部へガスの流入がなく、さらに、負圧になったアノード内部には、燃料バッファから燃料供給路を通して燃料が供給される。
【００２４】
このように、アノード内部には、燃料排出路からのガスが流入しないため、燃料電池スタックを構成するアノード内部に滞留した水の逆流を簡易な方法で防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、簡易な方法で、燃料電池スタックの内部に滞留した水の逆流を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明に係る燃料電池システムについて、図１〜図３に従って説明する。
【００２７】
図１に示されるように、本実施形態に係る燃料電池システム１０は、燃料電池スタック１２、燃料供給装置１４、燃料加湿器１６、空気供給装置１８、空気加湿器２０、熱媒体用熱交換器２２、配管２４、制御バルブ２６、循環ポンプ２８および制御部３０を備えている。
【００２８】
燃料電池スタック１２は、高分子電解質膜（図示省略）の一方の面にアノード３２が接合され、高分子電解質膜の他方の面にカソード３４が接合された膜電極接合体と、アノード３２に燃料を供給する燃料流路が設けられたセパレータ５０（図３参照、詳細は後述する）と、カソード３４に酸化剤を供給する酸化剤流路が設けられたセパレータ５２（図３参照、詳細は後述する）と、熱媒体が流通する熱媒体流路が設けられた熱媒体流路プレート（図示省略）とが組み合わされた積層体を含んでいる。
【００２９】
本実施形態の燃料電池スタック１２において、発電に用いられる燃料および空気、ならびにアノード３２および／またはカソード３４の冷却に用いられる熱媒体の流れの方向は、重力方向の並行流とする。本実施形態では、熱媒体として水が用いられるが、熱の受け渡しが可能であれば、他の液体や気体を用いることができる。以下、熱媒体として用いられる水を冷却水とよぶ。
【００３０】
また、燃料供給装置１４は、燃料となる水素燃料を供給する装置である。たとえば、燃料供給装置１４は、天然ガスやメタンガス等の炭化水素系ガスを貯留する燃料タンク、燃料タンクから供給される炭化水素系ガスから硫黄成分を除去する脱硫器、および脱硫後の炭化水素系ガスを改質して水素を取り出す改質装置で主に構成されている。
【００３１】
さらに、燃料加湿器１６は、燃料供給装置１４から供給される燃料を加湿する。具体的には、燃料加湿器１６は、燃料加湿タンク３６および燃料用熱交換器３８を含み、燃料加湿タンク３６に入れられ、燃料用熱交換器３８によって昇温された水を用いて、バブリング方式により水素燃料を加湿して、水素燃料の相対湿度を１００％ＲＨにする。
【００３２】
また、空気供給装置１８は、酸化剤となる酸素を含む空気を供給する装置である。たとえば、空気供給装置１８は、外気を取り込むブロア、および必要に応じて設けられるエアフィルタで構成されている。
【００３３】
さらに、空気加湿器２０は、空気供給装置１８から供給される空気を加湿する。具体的には、空気加湿器２０は、空気加湿タンク４０を含み、空気加湿タンク４０に入れられた水を用いて、バブリング方式により空気を加湿して、空気の相対湿度を１００％ＲＨにする。
【００３４】
また、熱媒体用熱交換器２２は、外気などとの熱交換により、燃料電池スタック１２から排出された冷却水の温度を下げることができる。
【００３５】
さらに、配管２４は、燃料電池スタック１２に設けられた熱媒体流路を流通して排出された冷却水が再び熱媒体流路に供給されるような冷却水の循環が可能な構成を備える。具体的には、燃料電池スタック１２から排出された冷却水は、熱媒体用熱交換器２２へ導かれ、熱媒体用熱交換器２２の下流に設けられた分岐点４２において、燃料加湿器１６に向かうラインと、空気加湿器２０に向かうラインとに所定の分配比で分岐する。燃料電池スタック１２から排出された冷却水の一部は、燃料加湿器１６が有する燃料用熱交換器３８を流通し、燃料電池スタック１２から排出された冷却水の残りは、空気加湿器２０に直接供給される。
【００３６】
また、燃料用熱交換器３８を流通した後の冷却水は、空気加湿器２０の上流で上述した空気加湿器２０に向かうラインを流れる冷却水と合流点４４で合流する。合流後の冷却水は、空気加湿器２０の空気加湿タンク４０を流通した後、空気加湿器２０から排出される。循環ポンプ２８は、空気加湿器２０から排出された冷却水を汲み上げて、所定の水量の冷却水として燃料電池スタック１２に送り込む。
【００３７】
また、制御バルブ２６は、分岐点４２と合流点４４との間に設けられ、開閉度が可変のバルブである。制御バルブ２６の開度を調節することにより、冷却水の分配比を補正することができる。なお、制御バルブ２６の設置は不可欠ではなく、運転条件によって冷却水の分配比を補正する必要がない場合には不要である。
【００３８】
次に、燃料電池スタック１２に設けられ、アノード３２、及びカソード３４へ水素燃料及び空気を供給する流路が形成されたセパレータ５０、５２について図２、図３に従って説明する。
【００３９】
なお、アノード３２、及びカソード３４に設けられるセパレータ５０、５２は同一構造とされているため、代表してセパレータ５０について説明する。
【００４０】
図２に示されるように、セパレータ５０（図３参照）に設けられるノズルプレート５４の形状は、略長方形の板状とされている。また、板状の片側の端縁５４Ａには、端縁５４Ａから突出する複数の凸状のノズル部材５６が設けられている。さらに、そのノズル部材５６の略中心部には、凸状のノズル部材５６の全長に亘って貫通するようにノズル穴５８が設けられている。
【００４１】
図３に示されるように、セパレータ５０の表面には、連続する凸状のリブ６６と凹状の底面とで形成された反応ガス流路６２が、ノズル穴５８と対応するように複数並設されている。ノズルプレート５４は、セパレータ５０のガス供給用のマニホールド６０と、反応ガス流路６２のガス流入端部６４との間に取り付けられている。
【００４２】
さらに、セパレータ５０、５２は、中央に高分子電解質膜が設けられたアノード３２及びカソード３４を外側から挟むように設けられている。
【００４３】
ここで、水素燃料の流れを説明すると、ガス供給用のマニホールド６０を介して外部から供給された水素燃料は、ノズルプレート５４のノズル部材５６に設けられたノズル穴５８に入る。ノズル部材５６は、ノズルプレート５４の端部まで延びており、ノズルプレート５４を通り抜けた水素燃料は反応ガス流路６２に供給され、反応ガス流路６２を流れている間に、高分子電解質膜及びアノード３２（図１参照）に拡散されて電気化学反応が行なわれるようになっている。
【００４４】
従って、ノズルプレート５４のノズル部材５６に設けられたノズル穴５８は、セパレータ５０に設けられた反応ガス流路６２と同一の間隔で形成されている。また、水素燃料をノズル穴５８に通す目的は、ノズル穴５８で発生する圧力損失が反応ガス流路６２全体の圧力損失を支配することで、反応ガス流路６２に均一な水素燃料分配を行ない、さらに、セパレータ５０の反応ガス流路６２に高速の反応ガスを送り込むことにより、反応ガス流路６２に水の滞留が生じることを抑制するためである。
【００４５】
次に、アノード３２から余剰燃料が排出される燃料排出路７０に設けられた排出路開閉弁７２等について図１に従って説明する。
【００４６】
図１に示されるように、燃料排出路７０を開閉する電磁弁である排出路開閉弁７２が、アノード３２の燃料排出口近傍に設けられている。また、排出路開閉弁７２より下流側の燃料排出路７０とアノード３２へ水素燃料を供給する燃料供給路７４とを接続する燃料循環路７６が設けられており、さらに、この燃料循環路７６には、燃料循環路７６を開閉する電磁弁である循環路開閉弁７８が設けられている。
【００４７】
さらに、図示せぬ電源が入れられると（発電時）、前述した制御部３０によって、排出路開閉弁７２が開放され、循環路開閉弁７８が閉塞され、電源が切られると（発電停止時）、排出路開閉弁７２が閉塞され、循環路開閉弁７８が開放されるようになっている。
【００４８】
また、カソード３４側にも同様構造の排出路開閉弁８２が空気排出路８０に設けられ、さらに、循環路開閉弁８８が空気排出路８０と空気供給路８４を接続する空気循環路８６に設けられている。さらに、制御部３０によって、同様に、発電時には、排出路開閉弁８２が開放され、循環路開閉弁８８が閉塞され、発電停止時には、排出路開閉弁８２が閉塞され、循環路開閉弁８８が開放されるようになっている。
【００４９】
次に、この燃料電池システム１０の動作について説明する。
【００５０】
発電時には、制御部３０が排出路開閉弁７２、８２を開放し、さらに、循環路開閉弁７８、８８を閉塞する。
【００５１】
燃料供給装置１４は、水素系ガスを改質して水素燃料を取り出し燃料加湿器１６へ水素燃料を供給する。水素燃料が供給された燃料加湿器１６は、燃料用熱交換器３８によって昇温された水を用いて、バブリング方式により水素燃料を加湿して、水素燃料の相対湿度を１００％ＲＨにし、この加湿した水素燃料を燃料供給路７４を通して燃料電池スタック１２に設けられたアノード３２へ供給する。
【００５２】
詳細には、燃料供給路７４から供給された水素燃料は、マニホールド６０（図３参照）からセパレータ５０へ流入し、さらに、ノズルプレート５４のノズル部材５６に設けられたノズル穴５８に入り、ノズルプレート５４を通り抜ける。また、ノズルプレート５４を通り抜けた水素燃料は、セパレータ５０の表面に複数並設され、連続する凸状のリブ６６と凹状の底面とで形成された反応ガス流路６２に供給される。さらに、水素燃料は、反応ガス流路６２を流れている間に、高分子電解質膜及びアノード３２に拡散されて電気化学反応が行なわれ、燃料排出路７０を通して排出される。
【００５３】
一方、空気供給装置１８は、酸化剤となる酸素を含む空気を空気加湿器２０へ供給する。
【００５４】
空気が供給された空気加湿器２０は、空気加湿タンク４０に入れられた水を用いて、バブリング方式により空気を加湿して、空気の相対湿度を１００％ＲＨにし、この加湿された空気を空気供給路８４を通して燃料電池スタック１２に設けられたカソード３４へ供給する。
【００５５】
詳細には、空気供給路８４から供給された空気は、マニホールド６０（図３参照）からセパレータ５２へ流入し、さらに、ノズルプレート５４のノズル部材５６に設けられたノズル穴５８に入り、ノズルプレート５４を通り抜ける。また、ノズルプレート５４を通り抜けた空気は、セパレータ５２の表面に複数並設され、連続する凸状のリブ６６と凹状の底面とで形成された反応ガス流路６２に供給される。さらに、空気は、反応ガス流路６２を流れている間に、高分子電解質膜及びカソード３４に拡散されて電気化学反応が行なわれ、空気排出路８０を通して排出される。
【００５６】
このようにして、燃料電池スタック１２のアノード３２、カソード３４へ水素燃料、空気が供給され、高分子電解質膜を介して電気化学反応を生じさせることで直流電力を発電する。
【００５７】
ここで、燃料電池スタック１２に設けられた高分子電解質膜は、水素イオンに対して高い伝導性を確保するために常に湿潤状態にしておく必要がある。そのために、水素燃料及び空気を燃料加湿器１６及び空気加湿器２０によって加湿してアノード３２及びカソード３４へ供給している。
【００５８】
そこで、発電を停止すると、燃料電池スタック１２の温度が低下し、加湿された水蒸気が液化して生成された水や、水素燃料と空気が反応して生成された水がセパレータ５０、５２に付着する。
【００５９】
さらに、燃料加湿器１６及び空気加湿器２０内の温度が低下して、燃料加湿器１６及び空気加湿器２０内の水蒸気が液化して燃料加湿器１６及び空気加湿器２０内部が負圧になる。
【００６０】
また、アノード３２及びカソード３４内部では、水素燃料が空気と反応して水となることで水素燃料及び空気の体積が減少し、アノード３２及びカソード３４内部が負圧になる。
【００６１】
燃料加湿器１６及び空気加湿器２０の内部、さらに、アノード３２及びカソード３４の内部が負圧になることで、燃料排出路７０及び空気排出路８０からガスがアノード３２及びカソード３４へ入り込む。これにより、セパレータ５０、５２に付着した水が逆流して、ノズル穴５８に水が詰まることが考えられる。
【００６２】
しかし、発電を停止すると、制御部３０は、排出路開閉弁７２、８２を閉塞、循環路開閉弁７８、８８を開放する。
【００６３】
このため、燃料排出路７０及び空気排出路８０からアノード３２、及びカソード３４へ入り込もうとするガスは、排出路開閉弁７２、８２によって堰き止められ、開放された燃料循環路７６及び空気循環路８６を通って、燃料供給路７４及び空気供給路８４へ達し、さらに、このガスは燃料供給路７４及び空気供給路８４からアノード３２及びカソード３４へ供給される。
【００６４】
このように、アノード３２及びカソード３４には、燃料排出路７０及び空気排出路８０からのガスが流入しないため、燃料電池スタック１２の内部に滞留した水の逆流を簡易な方法で防止することができ、これにより、セパレータ５０、５２に形成されたノズル穴５８が詰まるのを防止することができる。
【００６５】
また、発電停止時には、燃料加湿器１６及び空気加湿器２０も負圧となるが、燃料循環路７６及び空気循環路８６からのガスが燃料加湿器１６及び空気加湿器２０へ流入するため、燃料加湿器１６及び空気加湿器２０の内圧の影響を受けて、燃料電池スタック１２の内部に滞留した水が逆流することはない。
【００６６】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、燃料循環路７６及び空気循環路８６に循環路開閉弁７８、８８を設け、さらに、燃料排出路７０及び空気排出路８０に排出路開閉弁７２、８２を設けたが、これに替えて、排出路と循環路が接続される接続部に三方弁を設けても良い。この場合には、部品点数を減らすことが出来る。
【００６７】
次に、本発明の第２実施形態に係る燃料電池システム１０について図４に従って説明する。
【００６８】
なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６９】
図４に示されるように、この実施形態では第１実施形態のように、燃料循環路７６及び循環路開閉弁７８は設けられておらず、それに替えて、燃料供給路７４には、アノード３２の内部が負圧になると、アノード３２へ水素燃料を供給する燃料バッファ９０が設けられている。なお、発電時には、燃料電池スタック１２へ供給される水素燃料の余剰分が、燃料バッファ９０に蓄えられるようになっている。
【００７０】
この構成により、発電停止時には、制御部３０が排出路開閉弁７２、８２を閉塞する。さらに、負圧になったアノード３２内部には、燃料バッファ９０から燃料供給路７４を通して水素燃料が供給される。このため、燃料排出路７０からアノード３２へガスが流入することはなく、燃料電池スタック１２の内部に滞留した水の逆流を防止することができる。
【００７１】
なお、燃料バッファ９０の上壁面には、内部の水素燃料が余剰になったときに、余剰分の水素燃料を放出する放出弁９２が設けられている。該放出弁は必ずしも開閉制御が必要なものに限定されるのではなく、ある一定の圧力以上になると自動的に開放される構造（安全弁など）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムの燃料電池スタックに採用されるセパレータに設けられたノズルプレートの斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る燃料電池システムの燃料電池スタックに採用されたセパレータの平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る燃料電池システムを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０      燃料電池システム
１２      燃料電池スタック
３０      制御部
３２      アノード
３４      カソード
７０      燃料排出路
７２      排出路開閉弁（燃料排出路開閉手段）
７４      燃料供給路
７６      燃料循環路
７８      循環路開閉弁（燃料循環路開閉手段）
８０      空気排出路（酸化剤排出路）
８２      排出路開閉弁（酸化剤排出路開閉手段）
８４      空気供給路（酸化剤供給路）
８６      空気循環路（酸化剤循環路）
８８      循環路開閉弁（酸化剤循環路開閉手段）
９０      燃料バッファ
【図１】
2008251240.tif 000003
【図２】
2008251240.tif 000004
【図３】
2008251240.tif 000005
【図４】
2008251240.tif 000006