(57)【要約】【課題】一定量の加湿を続けることを可能とし、発電量の低下を抑制する。【解決手段】水透過膜型の加湿装置を用いて燃料電池の排ガスから供給ガスへと水分を移動させて供給ガスの加湿を行うシステムにおいて、排ガス供給流路を分岐して、一方の分岐流路に主加湿装置２を配設すると共に、他方の分岐流路に補助加湿装置３を配設する。さらに、他方の分岐流路の補助加湿装置３前段に、水を噴霧するインジェクタ５を配設する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水透過膜型の加湿装置を用いて、燃料電池本体からの排ガス中の水分を前記燃料電池本体に供給される供給ガスへと移動させて、供給ガスの加湿を行う燃料電池システムにおいて、
前記排ガスが流れる排ガス流路を分岐させて、一方の分岐流路に主加湿装置を配設すると共に、他方の分岐流路に補助加湿装置を配設し、
前記補助加湿装置が配設された他方の分岐流路の前記補助加湿装置前段に、水を噴霧するインジェクタを配設したことを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記主加湿装置への排ガス流量と前記補助加湿装置への排ガス流量とを調整するための第１弁を設けた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】
前記補助加湿装置の水過剰状態を検出する水過剰検出手段を設け、水過剰状態では前記補助加湿装置への排ガス流量を減少させるように、前記第１弁を制御することを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記補助加湿装置の水過剰状態を検出する水過剰検出手段を設け、水過剰状態では前記インジェクタからの水の噴霧量が減少するように、前記インジェクタの動作を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記燃料電池本体のアノードからの排ガスを燃焼させる排水素燃焼器を有し、
前記排水素燃焼器からの燃焼排ガスを前記補助加湿装置に供給するためのパージ配管と、当該パージ配管を通って前記補助加湿装置に供給される燃焼排ガス流量を調整するための第２弁とを設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記第２弁を前記インジェクタに連動させて制御することを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記インジェクタの噴霧量が多いほど前記パージ配管を通る燃焼排ガス流量が増加するように、前記第２弁を制御す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】
前記補助加湿装置の水過剰状態を検出する水過剰検出手段を設け、水過剰状態では前記補助加湿装置への燃焼排ガス流量を増加させるように、前記第２弁を制御することを特徴とする請求項５に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記補助加湿装置に供給した燃焼排ガスを排出するためのパージ排気配管を設け、
前記パージ配管を前記他方の分岐流路の前記補助加湿装置前段に接続すると共に、前記パージ排気配管を前記他方の分岐流路の前記補助加湿装置後段に接続し、
前記補助加湿装置から排出される燃焼排ガス流量を制御するための第３弁を設けたことを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記補助加湿装置が配設された他方の分岐流路の前記インジェクタによって水噴霧が行われる部分に、ミキシングチャンバを設けたことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の燃料電池システム。
【請求項１１】
前記燃料電池のアノードからの排ガスを一時的に蓄えておくための排ガスアキュムレータを設けたことを特徴とする請求項５乃至１０の何れかに記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素と酸素とを電気化学的に反応させて発電させる燃料電池システムに関するものであり、特に、燃料電池本体からの排ガスの水分を利用して燃料電池本体に供給する供給ガスの加湿を行う燃料電池システムの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池システムは、燃料電池本体の燃料極（アノード）に水素ガス、空気極（カソード）に空気をそれぞれ供給して、燃料電池本体において水素と空気中の酸素とを電気化学的に反応させて発電電力を得るものである。このような燃料電池システムは、例えば自動車の動力源等としての実用化に大きな期待が寄せられており、現在、実用化に向けての研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
燃料電池システムに用いられる燃料電池本体としては、特に自動車に搭載する上で好適なものとして、固体高分子タイプの燃料電池本体が知られている。この固体高分子タイプの燃料電池本体は、燃料極と空気極との間に膜状の固体高分子が設けられたものであり、この固体高分子膜が水素イオン伝導体として機能するようになっている。この固体高分子タイプの燃料電池本体では、水素極で水素ガスが水素イオンと電子とに分離される反応が起き、空気極で酸素ガスと水素イオンと電子とから水を生成する反応が行われる。このとき、固体高分子膜がイオン伝導体として機能し、水素イオンは固体高分子膜を空気極に向かって移動することになる。
【０００４】
ところで、固体高分子膜をイオン伝導体として機能させるためには、この固体高分子膜にある程度の水分を含ませておく必要がある。このため、このような固体高分子タイプの燃料電池本体を用いた燃料電池システムでは、水素ガスや空気（供給ガス）を加湿した状態で燃料電池本体に供給することで、燃料電池本体の固体高分子膜に水分を供給することが一般に行われている。
【０００５】
燃料電池本体に供給する供給ガスを加湿する方法としては、水透過膜型加湿器とインジェクタとを用いて供給ガスを加湿する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載される例では、水透過膜型加湿器を用いて、水蒸気を豊富に含んだ燃料電池本体のカソードからの排ガスと、燃料電池本体のカソードに供給する供給ガスとの間で水蒸気を交換することで、供給ガスの加湿を行うようにし、さらに、この水透過膜型加湿器に接続されたカソード排ガス流路の上流側にインジェクタを設けて、このインジェクタで水を噴霧することによってカソード排ガス流路を流れる排ガスの水分量を増加させ、供給ガスの加湿を促進させるようにしている。なお、インジェクタで噴霧する水は、燃料電池本体からの凝縮水を回収し、水タンクに蓄えたものをインジェクタに圧送する構成となっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３５１３５６号公報（第４，５頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のようにインジェクタを用いて供給ガスの加湿を促進させるシステムでは、インジェクタから大粒径の水噴霧が発生した場合や噴霧が壁流となった場合には、水透過膜型加湿器の水透過膜を液水が覆ってしまい、水透過膜の水透過性能が悪化したり、液水によってカソード排ガス流路が閉塞し、カソード排ガス流路の圧力損失が大きくなったりすることが懸念される。特に、前記特許文献１に記載される例では、カソード排ガス流路を一本の配管部材で構成し、この配管部材にインジェクタを設けて水を噴射しているため、以上のような問題が一度発生すると、燃料電池システム全般に悪影響を及ぼして発電量の低下を招いてしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような問題を解消するために提案されたものであり、インジェクタによる水の噴霧で水透過性能が低下したり、カソード排ガス流路が閉塞した場合にも、これを補って一定量の加湿を続けることができ、発電量の低下を抑制することが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明は、水透過膜型の加湿装置を用いて燃料電池本体からの排ガス中の水分を燃料電池本体に供給される供給ガスへと移動させて、供給ガスの加湿を行う燃料電池システムにおいて、次のような構成を採用する。すなわち、水透過膜型の加湿装置として主加湿装置と補助加湿装置とを設け、燃料電池本体からの排ガスが流れる排ガス供給流路を分岐させて、一方の分岐流路に前記主加湿装置を配設すると共に、他方の分岐流路に前記補助加湿装置を配設する。そして、補助加湿装置が配設された他方の分岐流路の補助加湿装置前段に、水を噴霧するインジェクタを配設する。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、排ガス供給流路を分岐させて、一方の分岐流路に主加湿装置、他方の分岐流路に補助加湿装置をそれぞれ配設し、他方の分岐流路の補助加湿装置前段に水を噴霧するインジェクタを配設するようにしているので、大粒径の水噴霧が発生したり、噴霧が壁流となったりして補助加湿装置の水透過性能が低下した場合や、液水によってオフガス流路が閉塞した場合にも、主加湿装置によって一定量の加湿を続けることができる。したがって、加湿不足に起因する燃料電池本体の発電量の低下を有効に抑制することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した燃料電池システムについて、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明を適用した第１の実施形態の燃料電池システムの概略を図１に示す。この燃料電池システムは、水素と空気中の酸素の反応により発電を行う燃料電池スタック（燃料電池本体）１と、この燃料電池スタック１に供給される空気（供給ガス）を加湿する主加湿装置２及び補助加湿装置３を備える。
【００１３】
燃料電池スタック１は、水素が供給される燃料極と酸素（空気）が供給される空気極とが電解質・電極触媒複合体を挟んで重ね合わされた発電セルが多段積層された構造を有し、電気化学反応により化学エネルギーを電気エネルギーへと変換する。燃料極では、水素が供給されることで水素イオンと電子に解離し、水素イオンは電解質を通り、電子は外部回路を通って電力を発生させ、空気極にそれぞれ移動する。空気極では、供給された空気中の酸素と上記水素イオン及び上記電子が反応して水が生成し、外部に排出される。
【００１４】
燃料電池スタック１の電解質としては、高エネルギー密度化、低コスト化、軽量化等を考慮して、例えば固体高分子電解質が用いられる。高分子固体電解質は、例えばフッ素樹脂系イオン交換膜等、イオン（プロトン）伝導性の高分子膜からなるものであり、先にも述べた通り、飽和含水することによりイオン伝導性電解質として機能することから、この燃料電池スタック１においては水を供給して供給ガスを加湿することが必要になる。
【００１５】
主加湿装置２と補助加湿装置３は、燃料電池スタック１の空気極（カソード）から排出された水蒸気を豊富に含む排ガスと、空気導入部で加圧、昇温された供給ガスとの間で水蒸気を交換するためのものであり、例えば図２に示すような水透過膜型の加湿装置よりなる。
【００１６】
この図２に示す水透過膜型の加湿装置は、水透過膜として中空糸膜を用いたものであり、ハウジング２１内に中空糸膜の束が配設されて水分交換部２２とされている。そして、この水分交換部２２がハウジング２１の中心部を通る内装管とされ、その周囲に円環状の空間２３が設けられた、いわゆる２重管構造を有している。そして、水分交換部２２には、流入口２４から湿潤した気体が導入され、水分交換部２２で水分を放出した後、排出口２５から排出されるようになっている。一方、水分交換部２２の周囲の空間２３には、流入口２６から乾燥気体が導入され、加湿されて排出口２７から排出されるようになっている。
【００１７】
以上のような構成の水透過膜型の加湿装置では、湿潤気体を中空糸膜の束である水分交換部２２を通過させることにより、中空糸膜の毛管作用によって湿潤気体中の水分が分離され、分離された水分が中空糸膜の毛管を透過して中空糸膜の外側、すなわち水分交換部２２の周囲の空間２３へと移動する。一方、乾燥気体を水分交換部２２の周囲の空間２３に送り込むことにより、湿潤気体から分離されて空間２３へと移動してきた水分によって、乾燥気体が加湿されることになる。
【００１８】
ここで、本実施形態の燃料電池システムにおいては、以上のような水透過膜型の加湿装置よりなる主加湿装置２と補助加湿装置３とが、燃料電池スタック１の空気極からの排ガス流路に対して並列に設置されている。すなわち、燃料電池スタック１の空気極からの排ガス流路が２つの分岐流路に分岐されており、その一方の分岐流路に主加湿装置２が配設（流入口２４、排出口２５に一方の分岐流路が接続）されていると共に、他方の分岐流路に補助加湿装置３が配設（流入口２４、排出口２５に他方の分岐流路が接続）されている。そして、その排ガス流路の分岐点には、主加湿装置２への排ガス流量と補助加湿装置３への排ガス流量とを調節するための三方弁６（第１弁）が設けられている。
【００１９】
また、補助加湿装置３が配設された他方の分岐流路には、補助加湿装置３の前段に位置してインジェクタ５が設けられており、このインジェクタ５によって、他方の分岐流路中に水を噴霧する構成となっている。さらに、この分岐流路には、補助加湿装置３の前段と後段との差圧を検知する差圧計４が設けられている。この差圧計４は、補助加湿装置３の水過剰状態を検出する水過剰検出手段として機能するものである。
【００２０】
また、この燃料電池システムでは、燃料電池スタック１の空気極に供給される供給ガス流路も２つの分岐流路に分岐されて、主加湿装置２と補助加湿装置３とがこの供給ガス流路に対しても並列に設置されており、供給ガス流路の分岐点には、主加湿装置２への供給ガス流量と補助加湿装置３への供給ガス流量とを調節するための三方弁７が設けられている。
【００２１】
なお、この燃料電池システムにおいて、燃料電池スタック１の燃料極（アノード）からの排ガスは排水素燃焼器８によって燃焼され、その燃焼排ガスが排気口９から排出されるようになっている。また、上述した各三方弁６，７やインジェクタ５の動作は、制御部１５によって制御されるようになっており、差圧計４からの出力は制御部１５に供給されるようになっている。
【００２２】
次に、以上のように構成される燃料電池システムの制御について説明する。
【００２３】
先ず、燃料電池スタック１が定常運転の際は、主加湿装置２のみで燃料電池スタック１の空気極に供給される供給ガスを加湿するように、制御部１５が三方弁６，７を制御する。すなわち、供給ガスの全量が主加湿装置２に流れると共に、排出ガスの全量も主加湿装置２に流れるようにする。
【００２４】
燃料電池スタック１が最大負荷運転等、必要とする水蒸気量が大きい場合には、それに応じて制御部１５が三方弁６，７を制御して、補助加湿装置３にも供給ガス、排ガスがそれぞれ流れるようにし、補助加湿装置３でも水蒸気交換を行って供給ガスを加湿する。
【００２５】
さらに、燃料電池スタック１が負荷増大の過渡運転等、排出ガス中の水蒸気量が少なく、燃料電池スタック１が必要とする水蒸気量に対して不足する場合には、補助加湿装置３前段の分岐流路中にインジェクタ５により水を噴射し、排ガス中の水分を補給して、供給ガスへの加湿量を増加させる。
【００２６】
以上の制御をまとめたものが下記表１である。なお、表１において、三方弁６，７のＯＦＦとは、補助加湿装置３側を閉じる操作を表し、ＯＮとは補助加湿装置３側を開く操作を表す。
【００２７】
【表１】
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ところで、以上のような制御を行うにあたって、排ガス流路が水過剰状態となった場合を考慮すると、下記のような問題が懸念される。すなわち、インジェクタ５から大粒径の水噴霧が発生した場合や噴霧が壁流となった場合には、補助加湿装置３の水透過膜を液水が覆ってしまい、水透過性能が悪化して、加湿不足を招く可能性がある。また、液水によって補助加湿装置３前段の分岐流路が閉塞して、分岐流路の圧力損失が大きくなるという問題がある。
【００２８】
しかしながら、本実施形態の燃料電池システムでは、インジェクタ５は補助加湿装置３前段の分岐流路に設けられているため、仮にインジェクタ５からの液水によって補助加湿装置３の水透過性能低下やオフガス流路閉塞といった問題が発生したとしても、主加湿装置２は影響を受けずに一定量の加湿を続けることができる。したがって、補助加湿装置３での加湿不足や、分岐流路での圧力損失の増大が燃料電池システム全般へ悪影響を及ぼす不都合を効果的に回避することができる。
【００２９】
さらに、本実施形態の燃料電池システムでは、補助加湿装置３の前段と後段との差圧を検知する差圧計４が設けられており、制御部１５が差圧計４からの出力に応じて三方弁６，７とインジェクタ５とを制御するようにしている。具体的には、制御部１５は、補助加湿装置３の前段と後段との差圧が大きくなったときに補助加湿装置３が水詰まりを起こしている（水過剰状態である）と判断し、インジェクタ５からの水噴霧を減少或いは停止させると共に、供給ガスと排ガスの大部分或いは全量が主加湿装置２に流れるように、三方弁６，７の動作を制御する。このように、補助加湿装置３が水詰まりを起こした場合には、加湿性能が確保されている主加湿装置２に供給ガス及び排ガスの大部分或いは全量が流れるようにすることで、一定量の加湿能力を保持しながら、補助加湿装置３に供給される水分を減少させて、補助加湿装置３の水過剰状態を迅速に解消することができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態の燃料電池システムによれば、主加湿装置２と補助加湿装置３とを排ガス流路に対して並列に設置して、補助加湿装置３前段の分岐流路に水を噴霧するインジェクタ５を設置しているので、インジェクタ５から大粒径の水噴霧が発生したり噴霧が壁流となって補助加湿装置３の水透過性能が低下した場合や、液水によって補助加湿装置３側の分岐流路が閉塞した場合にも、主加湿装置２によって一定量の加湿を続けることができ、発電量の低下を抑制することができる。
【００３１】
さらに、この燃料電池システムでは、主加湿装置２と補助加湿装置３への排ガス流量を調整するための三方弁６が設けられているので、運転状態に応じた適切な配分量とすることができる。
【００３２】
さらにまた、この燃料電池システムでは、水過剰状態を検出するための差圧計４が設けられ、水過剰状態では補助加湿装置３への排ガス流量を減少或いは停止させるようにしているので、加湿不足を抑制すると共に、水過剰状態を早期に解消することができる。さらにこのとき、インジェクタ５の噴霧量を減少或いは停止させるよう制御すれば、水過剰状態を一層早期に解消することができる。
【００３３】
なお、以上説明した例では、主加湿装置２と補助加湿装置３とを、燃料電池スタック１の空気極からの排ガス流路と、燃料電池スタック１の空気極に供給する供給ガス流路の双方に対して並列となるように設置しているが、供給ガス流路に対しては主加湿装置２と補助加湿装置３とが直列接続される構成としてもよい。すなわち、例えば供給ガスをまず補助加湿装置３へと供給し、補助加湿装置３を通過した供給ガスを主加湿装置２へと供給し、主加湿装置２を通過した供給ガスを燃料電池スタック１の空気極に供給する構成としてもよい。
【００３４】
また、以上説明した例では、三方弁６，７をＯＮ／ＯＦＦで切り替えるようにしているが、三方弁６，７は、負荷に応じて連続的に開度を変更するようにしてもよい。
【００３５】
（第２の実施形態）
本発明を適用した第２の実施形態の燃料電池システムの概略を図３に示す。この燃料電池システムは、上述した第１の実施形態の燃料電池システムの構成に加えて、下記の構成を有するものである。
【００３６】
すなわち、本実施形態の燃料電池システムは、燃焼排水素燃焼器８からの燃焼排ガスをパージガスとして補助加湿装置３に供給するためのパージ配管１０と、このパージ配管１０を通って補助加湿装置３に供給される燃焼排ガス流量を調整するための三方弁１２Ａ（第２弁）とを有している。パージ配管１０は、補助加湿装置３が配設された他方の分岐流路の補助加湿装置３前段、具体的には、インジェクタ５と補助加湿装置３との間に位置する分岐流路に接続されている。
【００３７】
また、この燃料電池システムは、補助加湿装置３に供給した燃焼排ガスを排気口９から排気させるためのパージ排気配管１１と、補助加湿装置３からパージ排気配管１１を通って排気口９より排出される燃焼排ガス流量を調整するための三方弁１２Ｂ（第３弁）とを有している。パージ排気配管１１は、補助加湿装置３が配設された他方の分岐流路の補助加湿装置３後段に接続されている。
【００３８】
以上のように構成される燃料電池システムでは、制御部１５が差圧計４からの出力に応じて三方弁６，７，１２Ａ，１２Ｂとインジェクタ５とを制御するようにしている。具体的には、制御部１５は、補助加湿装置３の前段と後段との差圧が大きくなったときに補助加湿装置３が水詰まりを起こしている（水過剰状態である）と判断し、インジェクタ５からの水噴霧を減少或いは停止させると共に、供給ガスと排ガスの大部分或いは全量が主加湿装置２に流れるように、三方弁６，７の動作を制御する。さらに制御部１５は、排水素燃焼器８からの燃焼排ガスがパージ配管１０を通って補助加湿装置３へと導かれて補助加湿装置３内の水分と共に排気口９から排気されるように、三方弁１２Ａ，１２Ｂを制御する。以上のように、補助加湿装置３が水詰まりを起こした場合には、加湿性能が確保されている主加湿装置２に供給ガス及び排ガスの大部分或いは全量が流れるようにすることで、一定量の加湿能力を保持しながら、補助加湿装置３に供給される水分を減少させて、補助加湿装置３の水過剰状態を迅速に解消することができる。また、このとき、排水素燃焼器８からの燃焼排ガスを補助加湿装置３へ導いて、この燃焼排ガスによって補助加湿装置３内の過剰な水をパージすることによって、補助加湿装置３の水過剰状態を極めて迅速に解消することができる。
【００３９】
また、本実施形態の燃料電池システムにおいては、三方弁１２Ａ，１２Ｂを補助加湿装置３のパージ時だけでなく、インジェクタ５の動作に連動させて制御するようにしてもよい。具体的には、例えばインジェクタ５の噴霧量が多いほどパージ配管１０を通る燃焼排ガス流量を増加させるように三方弁１２Ａ，１２Ｂを制御する。このように、インジェクタ５の噴霧量が多いときにパージ配管１０を通る燃焼排ガス流量を増加させて、インジェクタ５からの水噴霧と排水素燃焼器８の燃焼排ガスとを混合させることにより、水噴霧の気化を促進させて、補助加湿装置３が配設された分岐流路内に水が詰まるのを未然に防止することができる。さらに、この場合には、燃焼排ガスの熱によって燃料電池スタック１からの排ガス温度が上昇し、排ガスの飽和蒸気圧が上昇するので、排ガスが保持できる水蒸気量が増加して、補助加湿装置３での加湿量も増加することになる。
【００４０】
以上の制御をまとめたものが下記表２である。なお、表２において、三方弁６，７のＯＦＦとは、補助加湿装置３側を閉じる操作を表し、ＯＮとは補助加湿装置３側を開く操作を表す。また、三方弁１２Ａ，１２ＢのＯＦＦとは、パージ配管１０側を閉じる操作を表し、ＯＮ▲１▼とはパージ配管１０側を全開させる操作、ＯＮ▲２▼とは、図４に示すように、インジェクタ５の噴霧量に応じた開度でパージ配管１０側を開く操作を表す。
【００４１】
【表２】
2004119262.tif 000004
以上説明したように、本実施形態の燃料電池システムによれば、補助加湿装置３が水過剰状態のときに、排水素燃焼器８からの燃焼排ガスを補助加湿装置３に供給して、補助加湿装置３内の水分除去に利用できるので、補助加湿装置３の水過剰状態を極めて迅速に解消することができる。
【００４２】
さらに、この燃料電池システムでは、補助加湿装置３に供給された燃焼排ガスがパージ排気配管１１を通って排気口９から排出されるようになっているので、燃焼排ガスが再び排水素燃焼器８に供給されて排水素燃焼器８の燃焼性能を悪化させるといった不都合を未然に防止できる。
【００４３】
さらにまた、この燃料電池システムでは、三方弁１２Ａをインジェクタ５に連動させて制御した場合には、水噴霧の気化熱による排ガスの温度変化を補償して、排ガスの温度を安定させることができる。すなわち、インジェクタ５の噴霧量が大きいほど燃焼排ガス流量を増加させることによって、水噴霧の気化熱として排ガスから奪われる熱量が多いときほど燃焼排ガスから多くの熱量を排ガスに伝達させることができ、排ガスの温度を安定させることができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
本発明を適用した第３の実施形態の燃料電池システムの概略を図５に示す。この燃料電池システムは、上述した第２の実施形態の燃料電池システムの構成に加えて、補助加湿装置３が配設された分岐流路のインジェクタ５によって水噴霧を行う部分に、ミキシングチャンバ１３が設けられたものである。
【００４５】
この燃料電池システムでは、ミキシングチャンバ１３によってインジェクタから噴霧された水が排ガスに均一に混合される。これにより、補助加湿装置３が配設された分岐流路内に水が詰まるのを効果的に防止することができ、さらに補助加湿装置３での加湿量も増加させることができる。
【００４６】
また、この燃料電池システムでは、燃料電池スタック１と排水素燃焼器８との間に排水素ガスアキュムレータ１４が設けられ、燃料電池スタック１の燃料極（アノード）から排出された排ガス（排水素）が、排水素ガスアキュムレータ１４に一時的に蓄えられるようになっている。このような構成により、排水素ガスアキュムレータ１４に燃料電池スタック１の燃料極からの排ガスを常時蓄えておくことができ、補助加湿装置３のパージ時やインジェクタ５の水噴霧時等、排水素燃焼器８からの燃焼排ガスが必要となるときに、燃料電池スタック１の運転状態に拘わらず排水素燃焼器８に対して不足なしに排ガスを供給して、排水素燃焼器８から必要な量の燃焼排ガスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態の燃料電池システムを示す概略構成図である。
【図２】水透過膜型の加湿装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明を適用した第２の実施形態の燃料電池システムを示す概略構成図である。
【図４】三方弁（第２弁、第３弁）をインジェクタの動作に連動させて制御する場合のインジェクタ噴霧量に対する三方弁の開度を示す図である。
【図５】本発明を適用した第３の実施形態の燃料電池システムを示す概略構成図である。
【符号の説明】
１　燃料電池
２　主加湿装置
４　補助加湿装置
４　差圧計
５　インジェクタ
６，７，１２Ａ，１２Ｂ　三方弁
８　排水素燃焼器
１０　パージ配管
１１　パージ排気配管
１３　ミキシングチャンバ
１４　排水素ガスアキュムレータ
【図１】
2004119262.tif 000005
【図２】
2004119262.tif 000006
【図３】
2004119262.tif 000007
【図４】
2004119262.tif 000008
【図５】
2004119262.tif 000009