(57)【要約】【課題】燃料電池を長期間停止させたときの高分子固体電解質膜の乾燥を防止することができる。【解決手段】本発明は、水流路１９と酸化剤ガス流路１８又は燃料ガス流路１６とが多孔質体セパレータ１７、２０を介して配置された燃料電池１０の内部乾燥を防止する内部乾燥防止装置であって、水流路１９に供給する水を貯蔵する水タンク４０１と、水タンク４０１と水流路１９とを接続する水配管４０２と、水配管４０２を介して水タンク４０１の水を水流路１９に供給する水供給手段４０１と、水流路１９に供給された水を水流路１９内に保持する水保持手段４０８と、水配管４０２に設けられ、燃料電池１００の停止中に、水供給手段４０１による水の供給量を調節する水供給量調節手段４０３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流路と酸化剤ガス流路又は燃料ガス流路とが多孔質体セパレータを介して配置された燃料電池の内部の乾燥を防止する燃料電池の内部乾燥防止装置であって、
前記水流路に供給する水を貯蔵する水タンクと、
前記水タンクと前記水流路とを接続する水配管と、
前記水配管を介して前記水タンクの水を前記水流路に供給する水供給手段と、
前記水流路に供給された水を水流路内に保持する水保持手段と、
前記水配管に設けられ、前記燃料電池の停止中に、前記水供給手段による水の供給量を調節する水供給量調節手段と、
を備えた燃料電池の内部乾燥防止装置。
【請求項２】
前記水保持手段は、前記燃料電池からの排水が排出される排水配管に設けられ、燃料電池の停止中に閉じられるバルブである
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の内部乾燥防止装置。
【請求項３】
前記水保持手段は、前記水流路に形成されたデッドエンド部である
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池の内部乾燥防止装置。
【請求項４】
前記水供給量調節手段は、前記水流路内の圧力が所定の圧力以下となったら開く機械式の弁である
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載の燃料電池の内部乾燥防止装置。
【請求項５】
前記水配管に圧力センサを備え、
前記水供給量調節手段は、前記圧力センサより上流に設けられ、その圧力センサによって検出された圧力が所定の圧力以下となったら開かれる電磁式の弁である
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載の燃料電池の内部乾燥防止装置。
【請求項６】
前記水供給量調節手段は、所定時間毎に開かれる電磁式の弁である
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載の燃料電池の内部乾燥防止装置。
【請求項７】
前記水供給量調節手段は、前記水配管に設けられ、前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを導入するコンプレッサの作動時に開き、停止時に閉じて前記水供給手段による水の供給量を調節するロジック弁と、前記水配管に設けられ、前記ロジック弁をバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられたオリフィスと、から構成される
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１つに記載の燃料電池の内部乾燥防止装置。
【請求項８】
前記水供給手段は、前記燃料電池よりも高い位置に配置され、貯蔵する水のヘッド圧によって水を前記水流路に供給する水タンクである
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１つに記載の燃料電池の内部乾燥防止装置。
【請求項９】
前記水供給手段は、前記水供給量調節手段より上流の前記水配管に設けられたポンプである
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１つに記載の燃料電池の内部乾燥防止装置。
【請求項１０】
前記燃料電池からの排水が排出される排水配管と、
前記排水配管と接続し、前記排水を貯蔵するサブタンクと、
前記サブタンクの排水を前記水タンクに回収するために前記サブタンクと前記水タンクとを接続する水回収配管と、
前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを導入するコンプレッサと、
前記酸化剤ガス流路入口と前記コンプレッサとを接続する酸化剤ガス配管と、
前記燃料電池をバイパスして前記酸化剤ガス配管と前記サブタンクとを接続する酸化剤ガスバイパス配管と、
前記酸化剤ガスを酸化剤ガス流路に導入するか、前記サブタンクに導入するかを切り替える切替バルブと、
を備えることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１つに記載の燃料電池の内部乾燥防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池の内部乾燥防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は電解質膜を燃料極と酸化剤極とによって挟み、燃料極に燃料ガス、酸化剤極に酸化剤ガスを供給することによって発電する。例えば自動車用途においては電解質膜として、一般的には水素イオン導電性を有する高分子固体電解質膜を利用する場合が多い。また、燃料ガスとして水素、酸化剤ガスとして空気を燃料電池に供給すると、以下のような反応が起こる。
【０００３】
燃料極：２Ｈ2 → ４Ｈ+ ＋ ４ｅ-    ・・・（１）
酸化剤極：Ｏ2 ＋ ４Ｈ+ ＋ ４ｅ- → ２Ｈ2Ｏ    ・・・（２）
したがって燃料電池は副生成物として水しか排出しないため、内燃機関のような二酸化炭素など地球環境に対するダメージを与える物質を放出しないといった利点がある。
【０００４】
ところで、燃料電池が効率良く発電するためには、高分子固体電解質膜の導電性を高め、反応により生じた電子が移動するときの抵抗を低くする必要がある。それには、高分子固体電解質膜が適度に加湿されている必要がある。
【０００５】
そこで、従来の燃料電池の内部乾燥防止装置は、乾燥空気を反応後に排出されるオフガス内の水分により加湿する水分透過型の加湿装置を、乾燥空気供給路とオフガス排出路との間に備えていた。そして、乾燥空気供給路とオフガス排出路とで閉ループが形成可能に構成され、燃料電池の停止時に前記閉ループを形成した状態とし、燃料電池の再起動時に、前記閉ループを形成した状態でスーパーチャージャーにより空気を循環させて燃料電池内の露点を調製した後、閉ループを解除すると共に燃料電池を通常運転とする制御装置を設けていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２１６９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前述した従来の燃料電池の内部乾燥防止装置では、例えば燃料電池を長期間停止させたときには、燃料電池に温度変化や気圧変動などが生じるので、完全な閉ループを形成するのは技術的に困難である。そのため、高分子固体電解質膜の乾燥を防ぐことが難しいという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、燃料電池を長時間停止させた場合でも、高分子固体電解質膜の乾燥を防止して、再始動時に最適な状態で運転することができる燃料電池の内部乾燥防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００９】
本発明は、水流路（１９）と酸化剤ガス流路（１８）又は燃料ガス流路（１６）とが多孔質体セパレータ（１７、２０）を介して配置された燃料電池（１００）の内部の乾燥を防止する燃料電池の内部乾燥防止装置であって、前記水流路に供給する水を貯蔵する水タンク（４０１）と、前記水タンクと前記水流路とを接続する水配管（４０２）と、前記水配管を介して前記水タンクの水を前記水流路に供給する水供給手段（４０１、４３１）と、前記水流路に供給された水を水流路内に保持する水保持手段（４０８）と、前記水配管に設けられ、前記燃料電池の停止中に、前記水供給手段による水の供給量を調節する水供給量調節手段（４０３）と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
燃料電池を長期間停止させたときの高分子固体電解質膜の乾燥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】
【００１１】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による燃料電池の内部乾燥防止装置１の概略構成を示す図である。
【００１３】
燃料電池の内部乾燥防止装置１は、燃料電池１００と、空気供給機構２００と、水素供給機構３００と、加湿装置４００と、コントローラ５００と、を備える。
【００１４】
燃料電池１００は、水素等の燃料ガスと空気中の酸素等の酸化剤ガスを反応させて発電を行う。燃料電池１００は、複数の単セル１０が積層されて構成される。なお、理解を容易にするため、図１においては、１枚の単セル１０の縦断面を記載した。
【００１５】
単セル１０は、固体高分子電解質膜（以下「電解質膜」という）１１と、電解質膜１１を挟持するアノード触媒層１２とカソード触媒層１３と、アノード触媒層１２の外側に設けたアノードガス拡散層１４と、カソード触媒層１３の外側に設けたカソードガス拡散層１５とを備える。
【００１６】
また、単セル１０は、アノードガス拡散層１４側の面に設けられ、複数の水素流路１６を有するアノードセパレータ１７と、カソードガス拡散層１５側の面に設けられ、複数の空気流路１８及び加湿水流路１９を有するカソードセパレータ２０とを備える。アノードセパレータ１７及びカソードセパレータ２０は多孔質体である。なお、アノードセパレータ１７はソリッド体でもよい。
【００１７】
本発明では、電解質膜１１とアノード触媒層１２とカソード触媒層１３とアノードガス拡散層１４とカソードガス拡散層１５とが、膜電極複合体（ＭＥＡ；Membrane Electrode Assembly）（以下「ＭＥＡ」という）２１を構成しているものとする。
【００１８】
空気供給機構２００は、燃料電池１００のカソードセパレータ２０に形成された空気流路１８に酸化剤ガスとしての空気を供給する。空気供給機構２００は、コンプレッサ２０１と、空気供給配管２０２と、空気制御弁２０３と、を備える。
【００１９】
コンプレッサ２０１は、空気供給配管２０２を介して燃料電池１００に加圧した空気を供給する。
【００２０】
空気供給配管２０２は、コンプレッサ２０１と燃料電池１００の空気流路１８とを接続する。
【００２１】
空気制御弁２０３は、空気供給配管２０２の途中に設けられる。空気制御弁２０３は、空気流路１８に供給する空気量を調整する。空気制御弁２０３は、後述するコントローラ５００によって開閉が制御され、燃料電池１００の運転中に開かれる。空気制御弁２０３が開かれると、空気流路１８に空気が供給される。
【００２２】
水素供給機構３００は、燃料電池１００のアノードセパレータ１７に形成された水素流路１６に燃料ガスとしての水素を図示しない水素タンクから供給する。
【００２３】
加湿装置４００は、燃料電池１００に加湿水を供給するとともに、燃料電池１００から排出された排水を回収する。加湿装置４００は、加湿水タンク４０１と、加湿水供給配管４０２と、加湿水制御弁４０３と、排水配管４０４、サブタンク４０５と、排水回収配管４０６と、排水回収用空気供給配管４０７と、を備える。
【００２４】
加湿水タンク４０１は、燃料電池１００のＭＥＡ２１を加湿するための加湿水（純水）を貯蔵する。加湿水タンク４０１は、ヘッド圧によって燃料電池１００に加湿水を供給するため、燃料電池１００よりも高い位置に配設される。
【００２５】
加湿水供給配管４０２は、加湿水タンク４０１と燃料電池１００の加湿水流路１９とを接続する。
【００２６】
加湿水制御弁４０３は、加湿水供給配管４０２の途中に設けられる。加湿水制御弁４０３は、燃料電池１００に供給する加湿水の量を調整する。加湿水制御弁４０３は、機械式リリーフ弁であり、通常閉じているが、加湿水制御弁４０３と燃料電池１００との間の加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下になると開く。
【００２７】
排水配管４０４は、燃料電池１００の空気流路１８とサブタンク４０５とを接続する。排水配管４０４には、燃料電池１００の電気化学反応によって生じた水（水蒸気）と、化学反応で使用されなかった空気とを含むカソードオフガスが流れる。排水配管４０４の途中には、排水制御弁４０８が配設される。排水制御弁４０８は、後述するコントローラ５００によって開閉が制御され、燃料電池１００の運転中は開かれているが、停止中は燃料電池１００の内部に水分を保持するため閉じられる。
【００２８】
サブタンク４０５は、カソードオフガスに含まれ凝縮した水を貯蔵する。
【００２９】
サブタンク４０５には、貯蔵した水を加湿水タンク４０１に回収するために、一端が加湿水タンク４０１に接続される排水回収配管４０６と、空気供給配管２０２に接続される排水回収用空気供給配管４０７とが接続される。排水回収用空気供給配管４０７の途中には、排水回収用空気制御弁４０９が配設される。排水回収用空気制御弁４０９は、後述するコントローラ５００によって開閉が制御され、通常閉じられているが、排水回収時に開かれる。
【００３０】
コントローラ５００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（図示せず）等からなり、上述した空気制御弁２０３、排水制御弁４０８及び排水回収用空気制御弁４０９の各電磁弁の開閉を制御する。
【００３１】
空気制御弁２０３は、燃料電池１００の運転中に開かれて、コンプレッサ２０１からの圧縮空気を燃料電池１００に送る。
【００３２】
排水制御弁４０８は、燃料電池１００の運転中は開かれ、停止中は燃料電池１００の内部に水分を保持するため閉じられる。
【００３３】
排水回収用空気制御弁４０９は、燃料電池１００の運転時に行われる排水回収時に開かれて、コンプレッサ２０１からの圧縮空気をサブタンク４０５に送る。なお、この排水回収時には、空気制御弁２０３は閉じられる。
【００３４】
次に、燃料電池の内部乾燥防止装置１の作用について説明する。
【００３５】
燃料電池１００の運転を停止した後に再起動するときは、ＭＥＡ２１が乾燥した状態だとイオン伝導率が低下するため、燃料電池１００の発電効率が低下してしまう。そのため、燃料電池の内部乾燥防止装置１は、燃料電池１００の停止中においても、ＭＥＡ２１の加湿を行い、ＭＥＡ２１の乾燥を防止する必要がある。
【００３６】
しかし、燃料電池１００の停止中は、燃料電池１００の水素流路１６及び空気流路１８は大気圧相当となる。そのため、燃料電池１００の停止中に加湿水を供給し続けると、水素流路１６及び空気流路１８に水が溜まることがある。そうすると、燃料電池１００を再起動するときに、ガスが流れ難くなり、燃料電池１００の発電効率が低下してしまう。
【００３７】
そこで、燃料電池の内部乾燥防止装置１は、燃料電池１００の停止中は、排水制御弁４０８を閉じて燃料電池１００の内部に水分を保持させる。これにより、燃料電池１００の停止中においても、多孔質体で形成されたカソードセパレータ２０に含まれた水がＭＥＡ２１へ供給される。そのため、燃料電池の内部乾燥防止装置１は、燃料電池１００の停止中におけるＭＥＡ２１の乾燥を防止することができる。
【００３８】
しかしながら、雰囲気温度によっては、燃料電池１００内に保持させた水分が蒸発して水蒸気となることがある。このような水蒸気が燃料電池１００の内部から外気へ漏れ出すことを防ぐのは難しい。したがって、燃料電池１００の停止期間が長期に及ぶと、燃料電池１００内に保持させた水分が全て蒸発してＭＥＡ２１が乾燥することがある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、加湿水制御弁４０３を、加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下になると開き、所定の圧力以上になると閉じる機械式のリリーフ弁とした。これにより、燃料電池１００が運転中か停止中かに関わらず、加湿水が蒸発して加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下になると、加湿水制御弁４０３が開いて加湿水を燃料電池１００に供給することができる。そのため、燃料電池の内部乾燥防止装置１は、燃料電池１００の停止中においても、ＭＥＡ２１の加湿を行うことができ、ＭＥＡ２１の乾燥を防止することができる。以下では、この燃料電池の内部乾燥防止装置１による加湿水の供給制御について説明する。
【００４０】
燃料電池１００の運転中は、燃料電池の内部乾燥防止装置１は排水制御弁４０８を開く。そして、加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下になると加湿水制御弁４０３が開き、加湿水タンク４０１から燃料電池１００へ加湿水が供給される。供給後、加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以上になると、加湿水制御弁４０３が閉じる。
【００４１】
燃料電池１００の加湿水流路１９に供給された加湿水は、加湿水流路１９から多孔質体で形成されたセパレータ２０を介してＭＥＡ２１に供給される。このとき、ＭＥＡ２１は発電状態で発熱しているので、供給された加湿水は蒸発して水蒸気となる。この水蒸気によって、燃料電池の内部乾燥防止装置１は燃料電池１００の冷却とＭＥＡ２１の加湿とを行う。
【００４２】
なお、ＭＥＡ２１に供給された加湿水が蒸発して外気へ放出されると、加湿水供給配管４０２ａの圧力は徐々に低下する。そして、加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下になると、再び加湿水制御弁４０３が開いて加湿水がＭＥＡ２１に供給される。
【００４３】
また、燃料電池１００の停止中は、燃料電池の内部乾燥防止装置１は排水制御弁２７を閉じる。燃料電池１００内に水分を保持させてＭＥＡ２１の乾燥を防止するためである。
【００４４】
ここで、雰囲気温度によっては、燃料電池１００の停止中に、燃料電池１００内に保持させた水分が蒸発して水蒸気となり、この水蒸気が燃料電池１００の内部から外気へ漏れ出すことがある。燃料電池１００の内部に保持させた水分が蒸発して外気へ漏れ出せば、それに伴って、ＭＥＡ２１は乾燥する。また、加湿水供給配管４０２ａの圧力もそれに伴って低下する。加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下になると、加湿水制御弁４０３が開いて加湿水がＭＥＡ２１に供給される。
【００４５】
したがって、燃料電池の内部乾燥防止装置１は、燃料電池１００の停止期間が長期に及び、燃料電池１００内に保持させた水分が蒸発しても、ＭＥＡ２１の乾燥を防止できる。
【００４６】
以上説明した本実施形態によれば、加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下になると開き、所定の圧力以上になると閉じる機械式のリリーフ弁である加湿水制御弁４０３を設けた。これにより、燃料電池１００が運転中か停止中かに関わらず、加湿水が蒸発して加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下になると、自動的に加湿水制御弁４０３が開いて加湿水を燃料電池１００に供給することができる。そのため、ＭＥＡ２１の乾燥を防止でき、燃料電池１００を常に最適な加湿状態で運転させることができる。
【００４７】
また、電力を消費せずに、蒸発した不足分の水分を燃料電池１００に供給することができる。そのため、加湿水タンク４０１の加湿水を効率良く使用できる。
【００４８】
また、空気流路１８から排水として排出される水をサブタンク４０５に貯蔵して、コンプレッサ２０１の圧力を利用して加湿水タンク４０１に回収することで、加湿水の効率的な利用が可能となって、加湿水タンク４０１の小型化を図ることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図２を参照して説明する。本実施形態は、加湿水制御弁４０３を電磁弁とした点及び加湿水供給配管４０２ａに圧力センサ４２１を追加した点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００５０】
図２は、本発明の第２実施形態による燃料電池の内部乾燥防止装置２の概略構成を示す図である。
【００５１】
本実施形態では、加湿水制御弁４０３を電磁弁とし、コントローラ５００が、加湿水供給配管４０２ａの圧力に応じて加湿水制御弁４０３の開閉を制御する。そのため、加湿水供給配管４０２ａに圧力センサ４２１を配設する。
【００５２】
これにより、コントローラ５００及び圧力センサ４２１に電力が供給されていれば、燃料電池１００の停止中においても、圧力センサ４２１によって検出された加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下となったときに、加湿水制御弁４０３を開いて、加湿水を燃料電池１００に供給することができる。
【００５３】
以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、圧力センサ４２１を使用することによって、精度良くＭＥＡ２１の乾燥を検知することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図３を参照して説明する。本実施形態は、加湿水タンク４０１が、燃料電池１００よりも高い位置に配設されていない点で第２実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００５５】
図３は、本発明の第３実施形態による燃料電池の内部乾燥防止装置３の概略構成を示す図である。
【００５６】
本実施形態では、加湿水タンク４０１が、燃料電池１００よりも高い位置に配設されていないので、ヘッド圧によって加湿水を燃料電池１００に供給することができない。そのため、加湿水制御弁４０３より上流の加湿水供給配管４０２にポンプ４３１を配設する。
【００５７】
これにより、コントローラ５００は、圧力センサ４２１によって検出された加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下となったときに、ポンプ４３１を駆動させるとともに、加湿水制御弁４０３を開いて燃料電池１００に加湿水を供給することができる。したがって、加湿水タンク４０１が燃料電池１００よりも高い位置に配置できない場合であっても、安定した加湿水の供給を行うことができる。
【００５８】
以上説明した本実施形態によれば、第２実施形態の効果に加えて、加湿水タンク４０１を燃料電池１００より高い位置に配置する必要がないので、システム設計の自由度が向上する。また、ポンプ４３１によって加湿水を供給するので、安定した加湿水の供給が可能である。
【００５９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を、図４を参照して説明する。本実施形態は、加湿水制御弁４０３をロジック弁とした点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００６０】
図４は、本発明の第４実施形態による燃料電池の内部乾燥防止装置４の概略構成を示す図である。
【００６１】
図４において、加湿水制御弁４０３はロジック弁であり、空気供給配管２０２から分岐する分岐配管２０２ａが接続される。加湿水制御弁４０３は、コンプレッサ２０１の過給圧によって、コンプレッサ２０１の作動時に開き、停止時に閉じる。
【００６２】
加湿水供給配管４０２には、加湿水制御弁４０３をバイパスするバイパス通路４４１が設けられる。バイパス通路４４１には、バイパス通路４４１を流れる加湿水の流量を制限するオリフィス４４２が配設される。オリフィス径は、燃料電池１００の停止中に燃料電池１００の内部から外気へ漏れ出す空気中に含まれる水蒸気量や加湿水タンク４０１からのヘッド圧などを考慮して、バイパス通路４４１を介して供給される加湿水の量と外気へ漏れ出す水蒸気量とが同程度となるように設定する。
【００６３】
これにより、燃料電池１００の運転中は、加湿水制御弁４０３が開き、加湿水供給配管４０２を介して燃料電池１００に加湿水が供給される。一方、燃料電池１００の停止中は、バイパス通路４４１を介して燃料電池１００に適量の加湿水が供給される。
【００６４】
したがって、燃料電池の内部乾燥防止装置４の停止中においても、電力を消費せずに加湿水を供給できる。また、燃料電池１００の運転中は、加湿水制御弁４０３によって燃料電池１００への加湿水への供給量が調整でき、停止中はバイパス通路４４１のオリフィス４４２によって燃料電池１００への加湿水への供給量が調整できる。すなわち、燃料電池１００への加湿水の供給量を燃料電池１００の運転中と停止中とでそれぞれ別に設定することができる。
【００６５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００６６】
例えば、本発明において、カソードセパレータ２０に加湿水流路１９を設けたが、アノードセパレータ１７に設けてもよい。また、排水制御弁４０８を使用せずに、加湿水流路１９をデッドエンドにすることで燃料電池１００の内部に水分を保持させてもよい。さらに、加湿水制御弁などのバルブを、例えば燃料電池１００のスタックエンドプレートヒータなどの熱源の近傍に設けることで、寒冷地において凍結しても素早く解凍することができる。
【００６７】
また、第２及び第３実施形態において、圧力センサ４２１を用いない場合は、加湿水制御弁４０３の開閉を所定の時間間隔で繰り返すタイマ制御にしてもよい。これにより、複雑な制御を用いることなくＭＥＡ２１の乾燥を防止できる。
【００６８】
また、第４実施形態において、オリフィス４４２の代わりに加湿水供給配管４０２ａの圧力が所定の圧力以下になると開く機械式の制御弁を配設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１実施形態による燃料電池の内部乾燥防止装置の概略構成を示す図である。
【図２】第２実施形態による燃料電池の内部乾燥防止装置の概略構成を示す図である。
【図３】第３実施形態による燃料電池の内部乾燥防止装置の概略構成を示す図である。
【図４】第４実施形態による燃料電池の内部乾燥防止装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１６    水素流路（燃料ガス流路）
１７    アノードセパレータ（多孔質体セパレータ）
１８    空気流路（酸化剤ガス流路）
１８ａ  空気流路入口（酸化剤ガス流路入口）
１９    加湿水流路（水流路）
１９ａ  加湿水流路入口（水流路入口）
２０    カソードセパレータ（多孔質体セパレータ）
２０１    コンプレッサ
２０２    空気供給配管（酸化剤ガス配管）
４０１    水タンク（加湿水タンク）
４０２    加湿水供給配管（水配管）
４０３    加湿水制御弁（水供給量調節手段）
４０４    排水配管
４０５    サブタンク
４０６    配水回収配管（水回収配管）
４０７    排水回収用空気供給配管（酸化剤ガスバイパス配管）
４０８    排水制御弁（バルブ）
４０９    排水回収用空気制御弁（切替バルブ）
４２１    圧力センサ
４３１    ポンプ
４４１    バイパス通路（水供給量調節手段）
４４２    オリフィス（水供給量調節手段）
【図１】
2008097832.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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