(57)【要約】【課題】燃料電池システムの運転停止後の低温環境下に落ち着いたときに、水パージが十分に行われているようにする。【解決手段】燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電し使用後の燃料ガスを燃料ガス出口より、使用後の酸化剤ガスを酸化剤ガス出口より排出する燃料電池（２）と、燃料ガス供給手段（３）と、酸化剤ガス供給手段（４）とを備えた燃料電池システムにおいて、システムの運転停止指令が出たとき燃料ガス供給手段（３）による燃料ガスの供給を停止する燃料ガス供給停止手段（３１）と、このシステムの運転停止指令が出た後に、燃料ガス出口（２ｃ）より排出されるガスを再び燃料ガス入口（２ａ）へと循環させるガス循環手段（１３、１４、１５、１６、３１）と、この循環するガス中より水蒸気を分離し液滴として回収する液滴分離回収手段（２１）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】
燃料ガス入口より燃料極に供給される燃料ガスと酸化剤ガス入口より酸化剤極に供給される酸化剤ガスとを用いて発電し使用後の燃料ガスを燃料ガス出口より、使用後の酸化剤ガスを酸化剤ガス出口より排出する燃料電池と、
前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段と、
を備えた燃料電池システムにおいて、
システムの運転停止指令が出たとき前記燃料ガス供給手段による燃料ガスの供給を停止する燃料ガス供給停止手段と、
このシステムの運転停止指令が出た後に、前記燃料ガス出口より排出されるガスを再び前記燃料ガス入口へと循環させるガス循環手段と、
この循環するガス中より水蒸気を分離し液滴として回収する液滴分離回収手段と
を備えることを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
前記ガス循環手段は、
前記燃料ガス出口から分岐して前記液滴分離回収手段を経て前記燃料ガス入口に合流する循環路と、
この循環路より前記燃料ガス入口へのガス流れと、前記燃料ガスの供給通路より前記燃料ガス入口へのガス流れとを選択的に切換可能な弁手段と、
電力供給を受けたときだけ前記循環路内のガスを前記燃料ガス出口側より前記燃料ガス入口側へと循環させる循環ポンプと、
システムの運転停止指令が出たとき、前記弁手段を用いて前記循環路より前記燃料ガス入口へのガス流れに切換えると共に前記循環ポンプに電力を供給する電力供給手段と
からな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】
前記電力供給手段により供給する電力は、前記燃料ガスの供給停止後に前記燃料極に残留する燃料ガスを用いて発電した電力であ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】
前記燃料電池の余剰発電を充電可能な二次電池を有し、前記燃料極に残留する燃料ガスを用いての発電が終了したとき、この二次電池からの電力を前記循環ポンプに供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】
前記循環ポンプの稼働時間に基づいて前記燃料極に残留する燃料ガスを用いての発電が終了したか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記燃料ガスの供給停止後に前記燃料電池の発電する発電量に基づいて前記燃料極に残留する燃料ガスを用いての発電が終了したか否かを判定することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記循環路内の温度と湿度を検出する検出手段を有し、前記二次電池からの電力供給を停止するか否かを、これら検出手段により検出される循環路内の温度と湿度に基づいて判定することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記循環路内の湿度を検出する検出手段を有し、前記二次電池からの電力供給を停止するか否かを、この検出手段により検出される循環路内の湿度に基づいて判定することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項９】
前記二次電池からの電力供給を停止した後、液滴分離回収手段と循環路との連通を閉じて外部への排水を行うことを特徴とする請求項７または８に記載の燃料電池システム。
【請求項１０】
前記液滴分離回収手段下流の循環路から燃料電池をバイパスして前記液滴分離回収手段上流の循環路に合流するバイパス路と、
このバイパス路の分岐部上流の循環路よりこのバイパス路へのガス流れと、バイパス路の分岐部上流の循環路より前記燃料ガス入口へのガス流れとを選択的に切換え可能な弁手段と
を有し、
前記循環路内の水蒸気量が所定値まで減ったとき、前記弁手段を用いてバイパス路の分岐部上流の循環路よりバイパス路へのガス流れに切り換えることを特徴とする請求項４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】
この発明は燃料電池システム、特に燃料電池の反応ガス流路内に残留する残留水を外部に排出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池システムの運転停止時の残留水の処理方法として、残留水がシステム内に存在する状態において、システムの内圧を上げ、液滴の回収機能を持たせた部分から瞬間的に排気を行い、水滴の回収および放出を行うものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３０５０１７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃料電池システムの運転時は燃料電池の内部ガス温度は８０℃前後に達するのであるが、燃料電池システムの運転停止後に燃料極の内部ガス温度が下がると飽和蒸気量も減少し残留水が発生する。さらに水蒸気が水滴に変化すると、内部のガス量も減少し内圧が下がる。この圧力降下も飽和蒸気量の低下に繋がるので水蒸気の液化が促進される。こうした水蒸気の液化過程を考慮すれば、上記従来装置のように燃料電池システムの運転停止時における瞬間的な水パージだけでは十分とはいえず、燃料電池システムの運転停止後の低温環境下に落ち着いたとき液滴が残る可能性が十分考えられる。すなわち、水パージが不十分であると、残留水がガス流路を閉塞したり、低温下での凍結などでシステムの障害を起こす原因となることがある。
【０００５】
そこで本発明は、燃料電池システムの運転停止後の低温環境下に落ち着いたときに、水パージが十分に行われているようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料ガス入口より燃料極に供給される燃料ガスと酸化剤ガス入口より酸化剤極に供給される酸化剤ガスとを用いて発電し使用後の燃料ガスを燃料ガス出口より、使用後の酸化剤ガスを酸化剤ガス出口より排出する燃料電池と、前記燃料電池に燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、前記燃料電池に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給手段とを備えた燃料電池システムにおいて、システムの運転停止指令が出たとき前記燃料ガス供給手段による燃料ガスの供給を停止し、このシステムの運転停止指令が出た後に、前記燃料ガス出口より排出されるガスを再び前記燃料ガス入口へと循環させ、液滴分離回収手段によりこの循環するガス中より水蒸気を分離し液滴として回収するように構成する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、システムの運転停止指令後に燃料ガス出口より排出されるガスを循環路を介して循環し、液滴分離回収手段によりその循環するガス中に混在する水蒸気を回収するので、運転停止後にシステムが温度低下した環境下に落ち着いた状態において燃料電池内に液滴が残る可能性を抑制できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は燃料電池システムの概略構成図である。
【０００９】
図１において、燃料電池システムにはその内部に燃料極と酸化剤極とを有する燃料電池スタック２（燃料電池）と、燃料極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置３（燃料ガス供給手段）と、酸化剤極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置４（酸化剤ガス供給手段）とを備えている。
【００１０】
燃料ガス供給装置３は、燃料ガス、例えば水素ガスの貯蔵手段である燃料タンク、燃料の供給を選択的に遮断する遮断弁、減圧弁、流量調整弁などからなり、燃料電池の運転開始時には遮断弁が開かれ、減圧弁により設定された圧力まで減圧した水素ガスを燃料ガス供給通路１１を介して燃料電池スタック２の燃料ガス入口２ａに供給する。酸化剤ガス供給装置４は、酸化剤ガス、例えば空気を圧送するブロア等や流量調整弁からなり、空気を酸化剤ガス供給通路１２を介して燃料電池スタック２の酸化剤ガス入口２ｂに供給する。
【００１１】
コントローラ３１では、上記２つの供給装置３、４からの燃料電池スタック２への水素ガス及び空気の供給流量を、燃料電池スタック２に要求される出力に応じ各流量調整弁を介して制御する。燃料電池スタック２で使われなかった燃料ガスと酸化剤ガスとは燃料ガス出口２ｃと酸化剤ガス出口２ｄとから排出される。
【００１２】
さて、燃料電池システムの運転時には燃料極の内部ガス温度は８０℃前後に達するものの、燃料電池システムの運転を停止した後には燃料極の内部ガス温度が下がり飽和蒸気量が減少し残留水が発生する。さらに、水蒸気が水滴に変化すると、内部のガス量も減少し内圧が下がる。この圧力降下も飽和蒸気量の低下に繋がるので水蒸気の液化が促進される。この水蒸気の液化過程を考慮すれば、瞬間的な水パージだけでは十分とはいえず、燃料電池システムの運転停止後に低温環境下に落ち着いた状態では液滴が残る可能性が十分考えられる。
【００１３】
本実施形態では、燃料電池システムの運転停止より継続して水パージを十分に行うため、システムの運転停止指令が出た後に、燃料ガス出口２ｃより排出されるガスを再び燃料ガス入口２ａへと循環させるガス循環手段と、この循環するガス中より水蒸気を分離し液滴として回収する液滴分離回収装置２１（液滴分離回収手段）とを備える。
【００１４】
まず、ガス循環手段を説明すると、燃料電池スタック２をバイパスして燃料ガスの循環路を構成するため、燃料ガス出口２ｃから分岐して燃料ガス入口２ａに合流する循環路１３が設けられ、循環路１３の燃料ガス入口２ａへの合流部に三方弁１４を、また循環路１３の途中に循環ポンプ１５を備える。三方弁１４は例えばＯＦＦ状態で燃料ガス供給通路１１と燃料ガス入口２ａとを連通し循環路１３と燃料ガス入口２ａとの連通を遮断しているが、ＯＦＦ状態よりＯＮ状態に切換わると、燃料ガス供給通路１１と燃料ガス入口２ａの連通を遮断し代わって循環路１３と燃料ガス入口２ａとを連通する。このとき、循環ポンプ１５を働かせ、燃料極で発電に用いられなかった燃料ガスを燃料ガス出口２ｃ、循環路１３を介して再び燃料ガス入口２ａに供給する。
【００１５】
上記の循環ポンプ１５はモータ１６により駆動される。このモータ１６には電源切換スイッチ１８により、燃料電池スタック２で発電された電力が直接にまたは二次電池１７からの電力が供給される。すなわち、電源切換スイッチ１８はモータ電源を切換えるためのもので、システムの運転中には図示の中立位置にあってモータ１６に電源は接続されていない。システムの運転停止指令が出たとき、燃料ガス供給装置３からの燃料ガスの供給を停止し、図示の中立位置より接点１８ａを上側に倒すと、燃料極に残存する燃料ガスを用いて発電された電力がモータ１６に直接に供給される。ただし、燃料極に残存する燃料ガスを用いて発電されるのはしばらくの間であり、燃料極に残留する燃料ガスを用いての発電が終了したか後には接点１８ａを下側に倒し、今度は二次電池１７からの電力を供給して、循環ポンプの稼働を継続する。二次電池１７には燃料電池スタック２で発電した電力の一部が蓄えられている。
【００１６】
次に、循環路１３の上流側に液滴分離回収装置２１を備える。液滴分離回収装置２１は循環路１３中の水蒸気を分離して液化するもので、液滴分離回収装置２１のガス入口２１ａとガス出口２１ｂにはそれぞれ常閉の遮断弁２２、２３を備えており、システムの運転停止指令が出たときにはこの遮断弁２２、２３を開いてガスを導入する。また、液化した水を外部に排出するためのドレン通路２４が液滴分離回収装置２１に設けられており、このドレン通路２４にも常閉の遮断弁２５を備えている。
【００１７】
また、循環路１３には温度センサ３２と湿度センサ３３とが設けられ、これらセンサ３２、３３からの温度信号、湿度信号が入力されるコントローラ３１では、これらに基づいて二次電池１７からのモータ１６への電力供給を停止するか否かを判定する。
【００１８】
コントローラ３１で行われるこの制御内容を図２のフローチャートにより説明する。
【００１９】
図２はシステム停止からの処理を時系列的に示したものである。
【００２０】
Ｓ１でシステムの停止指示があったか否かをみる。例えばイグニッションスイッチがＯＦＦにされていれば、システムの停止指令があったと判断し、遮断弁を閉じて燃料ガス供給装置３からの燃料ガスの供給を停止する。また、液滴分離回収装置２１のガス入口２１ａ、ガス出口２１ｂにある遮断弁２２、２３を開く。
【００２１】
Ｓ２では三方弁１４をＯＦＦ状態よりＯＮ状態へと切換えると共に電源切換スイッチ１８の接点１８ａを図１に示す中立位置より上側に倒す。この時点では燃料極に燃料ガスが残留して発電が行える状態にあるので、燃料電池スタック２の発電電力によりモータ１６が駆動され循環ポンプ１５が働く。これにより、燃料ガス出口２ｃより排出された廃燃料ガスが液滴分離回収装置２１を通って燃料ガス入口２ａに戻る循環路を形成し、燃料電池スタック２内や循環路１３中の水蒸気を液滴分離回収装置２１により水にして回収する。
【００２２】
Ｓ３では第１段階の循環終了であるか否かをみる。前述のように燃料極に残留する燃料ガスにより発電が可能である間はその発電電力によりモータ１６を駆動することが可能である。そして、燃料極に残留する燃料ガスがなくなって発電が不可能になると、二次電池１７からの電力に切換えてモータ１６を継続駆動する。つまり、燃料極に残留する燃料ガスでの発電電力によるモータ１６駆動の終了が第１段階の循環終了である。
【００２３】
この第１段階の循環終了であるか否かの判定については図３、図４（いずれも図２Ｓ３のサブルーチン）のフローにより説明する。図３においてＳ１１では循環ポンプ１５の稼働時間（システムの停止指令が出たときからの時間）を計算し、この循環ポンプ１５の稼働時間と所定時間をＳ１２で比較する。ここで、所定時間は、燃料極に残留する燃料ガスで発電が行い得る時間である。この所定時間は予め設定しておく。循環ポンプ１５の稼働時間が所定時間未満であればＳ１１に戻って循環ポンプ１５の稼働時間の計算を継続し、やがて循環ポンプ１５の稼働時間が所定時間以上となればＳ１３に進み第１段階の循環終了と判断する。
【００２４】
また、図４においてＳ２１では燃料電池スタック２からの出力電流を二次電池１７に流す電線２ｅに設けた電流センサ（図示しない）等に基づいてシステムの停止指令が出たときからの燃料電池スタック２の発電量を計算し、この発電量と所定発電量とをＳ２２で比較する。ここで、所定発電量は燃料極に残留する燃料ガスで発電可能な発電量である。この所定発電量も予め設定しておく。システムの停止指令が出たときからの発電量が所定発電量未満であればＳ２１に戻って発電量の計算を継続し、システムの停止指令が出たときからの発電量が所定発電量以上となればＳ２３に進み第１段階の循環終了と判断する。
【００２５】
ここで、図３３のように循環ポンプ１５を所定時間稼働する方法では簡素な制御構成になり、これに対して図４のように循環ポンプ１５をシステムの停止指令が出たときからの発電量が所定発電量以下になるまで稼働する方法では可能な限り燃料極に残留する燃料ガスによる発電を利用することができ、効率がより向上する。
【００２６】
図２に戻り、このようにして第１段階の循環終了であることを判定したときにはＳ４に進んで電源切換スイッチ１８の接点１８ａを今度は上側より下側へと倒し、今度は二次電池１７からの電力をモータ１６に供給し続けて循環ポンプ１５を働かせる。このように、本実施形態では、二次電池１７を備えているため、燃料極に残留する燃料ガスを消費した後も廃燃料ガスを循環させて燃料電池スタック２内部の水滴を液滴分離回収装置２１に回収することができる。
【００２７】
Ｓ５では第２段階の循環終了であるか否かをみる。二次電池１７の蓄電電力によるモータ１６駆動の終了が第２段階の循環終了である。この第２段階の循環終了であるか否かの判定については図５、図６、図７（いずれも図２Ｓ５のサブルーチン）のフローにより説明する。図５においてＳ３１では湿度センサ３３により検出される循環路１３内の湿度（つまり燃料電池スタック２内湿度）を読み込み、この燃料電池スタック２内湿度と所定湿度をＳ３２で比較する。ここで、所定湿度は基準とする気温（例えば０℃）までの循環路１３内のガス温度の低下により発生する凝縮水が循環路１３を閉塞させない量になるときの湿度である。この湿度のうち十分低い値を所定湿度して予め設定しておく。燃料電池スタック内湿度が所定湿度を超えているときにはＳ３１に戻って燃料電池スタック２内湿度の読み込みを続け、燃料電池スタック２内湿度が所定湿度以下になると、基準とする気温まで循環路１３内のガス温度が低下しても凝縮水により循環路１３が閉塞することないと判断し、Ｓ３３に進んで第２段階の循環終了と判断する。
【００２８】
また、図６においてＳ４１ではセンサ３２、３２により検出される循環路１３内の温度および湿度を読み込み、Ｓ４２でシステム停止指令が出たときの内部水蒸気量を次式により算出する。
【００２９】
循環路内水蒸気量＝循環路温度での飽和水蒸気量×湿度×循環路容積…（１）
Ｓ４３では基準とする気温まで低下したときに循環路１３内に存在する水蒸気量を低温下水蒸気量として次式により算出する。
【００３０】
低温下水蒸気量＝低温時の飽和水蒸気量×循環路容積…（２）
（２）式の低温時の飽和水蒸気量は基準とする気温における飽和水蒸気量である。
【００３１】
Ｓ４４では基準とする気温まで低下したときに循環路１３内で液化する水蒸気量を液化水蒸気量として、次式により算出する。
【００３２】
液化水蒸気量＝循環路内水蒸気量−低温下水蒸気量…（３）
Ｓ４５ではこのようにして求めた液化水蒸気量と所定水蒸気量を比較する。ここで、所定水蒸気量は基準とする気温まで低下したときに循環路１３を閉塞させることのない水蒸気量である。この所定水蒸気量は予め設定しておく。液化水蒸気量が所定水蒸気量を超えているときにはＳ４１からＳ４４の操作を繰り返し、やがて液化水蒸気量が所定水蒸気量以下になると、基準とする気温まで循環路１３内のガス温度が低下しても凝縮水により循環路１３が閉塞することないと判断し、Ｓ４６に進んで第２段階の循環終了と判断する。
【００３３】
また、図７においてＳ５１では温度センサ３２により検出される循環路１３内温度を読み込み、Ｓ５２でこの循環路１３内温度から次式によりシステム停止指令が出たときにおける飽和水蒸気量を算出する。
【００３４】
循環路内水蒸気量＝循環路温度での飽和水蒸気量×循環路容積…（４）
Ｓ５３〜Ｓ５６は図６のＳ４３〜Ｓ４６と同じであるため、説明は省略する。
【００３５】
ここで、循環ポンプ１５を、図５のように燃料電池内湿度が所定湿度以下になるまで稼動させる方法では簡素な制御とすることができ、図６のように液化水蒸気量が所定水蒸気量になるまで稼働させる方法では循環させる時間を必要最小限とすることができ、効率を向上させることができる。図７の方法では湿度センサを用いずに実現でき、コスト上昇を抑制できる。
【００３６】
図２に戻り、このようにして第２段階の循環終了であると判定したらＳ６に進んで電源切換スイッチ１８を下側より中立位置に戻してモータ１６への電源接続を断ち循環ポンプ１５の稼働を停止する。Ｓ７では液滴分離回収装置２１のガス入口２１ａ、ガス出口２１ｂにある遮断弁２２、２３を閉じて循環路１３と液滴分離回収装置２１との連通を遮断しＳ８ではドレン通路２４の遮断弁２５を開き、液滴分離回収装置２１により回収された水を外部へと排出する。Ｓ９ではシステムを停止させる。
【００３７】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【００３８】
本実施形態（請求項１に記載の発明）によればシステムの運転停止指令後に、燃料ガス出口２ｃより排出されるガスを循環路１３を介して循環し、液滴分離回収装置２１によりその循環するガス中に混在する水蒸気を回収するようにしたので、運転停止後にシステムが温度低下した環境下でも燃料電池スタック内２に液滴が残る可能性を抑制できる。
【００３９】
システムの運転停止指令後に循環ポンプ用モータ１６に電力を供給するために、システムの運転停止指令後にも続けて燃料ガスを燃料電池スタック２に供給して発電させるのではそれだけ燃料消費が増えることになるのであるが、本実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、システムの運転停止指令が出たとき、燃料ガス供給装置３からの燃料ガスの燃料供給を停止し、燃料極に残留する燃料ガスを用いて発電した電力を循環ポンプ用モータ１６に供給するようにしているので、燃料消費を抑制できる。
【００４０】
本実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、燃料電池スタック２の余剰発電を充電可能な二次電池１７を有するので、燃料極に残留する燃料ガスを消費した後も循環路１３内に含まれる液滴水蒸気の回収が可能であり、液滴の残る可能性をより抑制できる。
【００４１】
本実施形態（請求項９に記載の発明）によれば、第２段階の循環終了後、液滴分離回収装置２１で回収した水を外部へ排出するようにしているので、低温下での水回収部の凍結を防止でき、かつ次回の水回収容積を確保できる。
【００４２】
さて、燃料電池の触媒となる電解質膜にとっては適度な湿潤状態が必要とされている。このため水蒸気を回収し過ぎて電解質膜を過度に乾燥させてしまったのでは、次回のシステム運転時に電解質膜が湿潤状態になるまで良好に発電できない。これを避けるため、第２実施形態では、電解質膜が湿潤状態を最低限保ちうる状態になったタイミングを第２段階の循環終了とし、このタイミング以降は燃料電池スタック２をバイパスさせた循環路を形成してさらに水蒸気を回収する。そして、所定の水蒸気量を回収できたタイミングを第３段階の循環終了として、システムを停止する。
【００４３】
このため、第２実施形態では、図１に重ねて示すように、循環ポンプ１５下流かつ三方弁１４上流の循環路１３より燃料電池スタック２を経ることなく液滴分離回収装置２１上流の循環路１３に合流するバイパス路４１を設け、このバイパス路４１の分岐部に第２三方弁４２を設ける。ここで、第２三方弁４２は例えばＯＦＦ状態で第２三方弁４２上流の循環路１３と第２三方弁４２下流の循環路１３とを連通し第２三方弁４２上流の循環路１３とバイパス路４１との連通を遮断しているが、ＯＦＦ状態よりＯＮ状態に切換わると、第２三方弁４２上流の循環路１３と第２三方弁４２下流の循環路１３との連通を遮断し、代わって第２三方弁４２上流の循環路１３とバイパス路４１とを連通する。
【００４４】
図８は第２実施形態のフローチャートで、第１実施形態の図２と置き換わるものである。ただし、図２と同一部分には同一のステップ番号をつけている。
【００４５】
図２とはＳ６１、Ｓ６２、Ｓ６３が相違する。すなわち、Ｓ６１では第２段階の循環終了であるか否かをみる。この第２段階の循環終了であるか否かの判定については図５、図６、図７（いずれも図２Ｓ５のサブルーチン）のフローにより実行すればよい。ただし、第１実施形態によれば、図５Ｓ３２に示す所定湿度、図６Ｓ４５に示す所定水蒸気量、図７ｓ５５に示す所定水蒸気量を、基準とする気温までの循環路１３内のガス温度の低下により発生する凝縮水が循環路１３を閉塞させないように設定したが、第２実施形態ではこれに代えて、電解質膜が湿潤状態を最低限保ちうるように図５Ｓ３２に示す所定湿度、図６Ｓ４５に示す所定水蒸気量、図７ｓ５５に示す所定水蒸気量を設定する。
【００４６】
そして、第２段階の循環終了であると判定したときにはガスをこれ以上、燃料電池スタック２を経由して循環させたのでは電解質膜が乾燥しすぎると判断し、Ｓ６１よりＳ６２に進み、二次電池１７による循環ポンプ１５の稼働を継続しつつ、第２三方弁４２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に切換えガスをバイパス路４１へと流し燃料電池スタック２を含まない循環路を形成する。
【００４７】
Ｓ６３では第３段階の循環終了であるか否かをみる。これは、第１実施形態についての第２段階の循環終了であるか否かをみるのと同様である。すなわち、第３段階の循環終了であるか否かは図６、図７を流用すればよい。
【００４８】
このように第２実施形態（請求項１０に記載の発明）によれば、燃料電池スタック２内の湿度（水蒸気量）と、循環路１３内の水蒸気量とを分けた環境を設定することが可能となるので、燃料電池スタック２内の電解質膜が乾きしすぎないにようにして電解質膜の性能を維持しつつ、液滴の残留を抑制できる。
【００４９】
また、燃料電池スタック２を通さない経路でガスを循環させるので、循環行程において燃料電池スタック２の空気極側の圧力を燃料極側に合わせる制御が不要となる。
【００５０】
請求項１に記載の発明の燃料ガス供給停止手段の機能はコントローラ３１により、また請求項２に記載の電力供給手段の機能は燃料電池スタック２、二次電池１７、電源切換スイッチ１８により果たされている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１、第２実施形態の燃料電池システムの概略構成図。
【図２】システム停止時の制御を説明するためのフローチャート。
【図３】第１段階の循環終了の判定を説明するためのフローチャート。
【図４】第１段階の循環終了の判定を説明するためのフローチャート。
【図５】第２段階の循環終了の判定を説明するためのフローチャート。
【図６】第２段階の循環終了の判定を説明するためのフローチャート。
【図７】第２段階の循環終了の判定を説明するためのフローチャート。
【図８】第２実施形態のシステム停止時の制御を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
２  燃料電池スタック（燃料電池）
２ａ  燃料ガス入口
２ｃ  燃料ガス出口
３  燃料ガス供給装置（燃料ガス供給手段）
４  酸化剤ガス供給装置（酸化剤ガス供給手段）
１１  燃料ガス供給通路
１３  循環路
１４  三方弁（弁手段）
１５  循環ポンプ
１６  モータ
１７  二次電池
１８  電源切換スイッチ
２１  液滴分離回収装置（液滴分離回収手段）
３１  コントローラ
４１  バイパス路
４２  第２三方弁（弁手段）
【図１】
2004327164.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004327164.tif 000005
【図４】
2004327164.tif 000006
【図５】
2004327164.tif 000007
【図６】
2004327164.tif 000008
【図７】
2004327164.tif 000009
【図８】
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