(57)【要約】【課題】特別な加熱装置などを用いずに低温下でも高い発電効率を維持できる、小型で低コストな燃料電池発電システムおよびそれを用いた発電方法を提供する。【解決手段】燃料電池発電システム１００の制御装置７０は、燃料電池スタック１０の停止時に、エアバルブＶａを介して空気を燃料電池スタック１０の冷却室１７内に導入することによって、冷却室１７内の冷却水を冷却水タンク２０へ排出し、燃料電池スタック１０の始動時には冷却室１７内の冷却水を排出した状態で発電を開始し、燃料電池スタック１０の電解質膜１１の温度が所定温度以上に上昇した後に、冷却室１７内に冷却水を供給して燃料電池スタック１０の冷却を行う。【選択図】　図５
2004022436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体が循環する冷却室を備えた燃料電池スタックと、
冷却媒体を貯蔵する冷却タンクと、
前記冷却タンクと前記燃料電池スタックの冷却室とを連結する冷却路、および前記冷却路上に設置された冷却ポンプとを備えた燃料電池発電システムにおいて、
少なくとも前記冷却室内の冷却媒体を排出し、前記燃料電池スタックを始動する制御装置を備えたことを特徴とする燃料電池発電システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記燃料電池スタックの停止時に前記冷却室内の冷却媒体を排出し、前記燃料電池スタックの始動後に、前記燃料電池スタックの温度が所定値に上昇すると前記冷却室内に冷却媒体を供給することを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記燃料電池スタックの始動時に前記冷却室内の冷却媒体を排出し、前記燃料電池スタックの温度が所定値に上昇すると前記冷却室内に冷却媒体を供給することを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電システム。
【請求項４】
前記冷却路は前記冷却ポンプが設置された還流路と、前記冷却タンクと前記燃料電池スタックの冷却室とを連結することによって、前記還流路と並列に配置された排出路とを備えたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電システム。
【請求項５】
前記冷却室は、金属製のセパレータによって形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電システム。
【請求項６】
更に、前記燃料電池スタックの温度を検出する温度検出装置を備え、前記温度検出装置が前記燃料電池スタックが低温であることを検出した時には、前記制御装置は少なくとも前記冷却室内の冷却媒体を排出し、前記燃料電池スタックを始動することを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電システム。
【請求項７】
燃料電池スタック内に冷却媒体を循環させながら発電を行う燃料電池発電システムを用いた発電方法において、
少なくとも前記燃料電池スタック内の冷却媒体を排出し、前記燃料電池スタックを始動することを特徴とする燃料電池発電システムを用いた発電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池発電システムおよびそれを用いた発電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
燃料電池発電システムに関する従来技術としては、特開２０００−１７３６３８号公報あるいは特開２００２−４２８４６号公報に開示されたものがある。これらの公報には、低温時に加熱装置により冷却水を温め、発電効率を向上させる燃料電池発電システムが開示されている。
【０００３】
これらの従来技術においては、加熱装置を備えることによって、システムが大型、重量化し、コストが増大している。また、加熱装置の熱源にシステムのエネルギーを要するため、システム効率が低下する。更に、加熱装置自体が冷却水を充分に加熱できるようになるまで、相当の時間を要するため、使い勝手の悪いものであった。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、上述した従来技術の課題を解消するもので、その目的は、特別な加熱装置などを用いずに低温下でも高い発電効率を維持できる、小型で低コストな燃料電池発電システムおよびそれを用いた発電方法を提供することである。
【０００５】
本発明の第１の発明においては、冷却媒体が循環する冷却室を備えた燃料電池スタックと、冷却媒体を貯蔵する冷却タンクと、前記冷却タンクと前記燃料電池スタックの冷却室とを連結する冷却路、および前記冷却路上に設置された冷却ポンプとを備えた燃料電池発電システムにおいて、少なくとも前記冷却室内の冷却媒体を排出し、前記燃料電池スタックを始動する制御装置を備えたことを特徴とする燃料電池発電システムとした。
【０００６】
この第１の発明の構成によれば、少なくとも冷却室内の冷却媒体を排出し、燃料電池スタックを始動することにより、燃料電池スタック内の熱容量を低減させることができ、燃料電池スタックを低温下で作動させても、電解質膜で発生した熱量によって燃料電池スタックの温度を効率よく上昇させ、発電効率を向上させることができる。また、加熱装置等を必要としないため、小型、軽量、低コストのシステムとすることができる。
【０００７】
上述した第１の発明の詳細な構成においては、前記制御装置は、前記燃料電池スタックの停止時に前記冷却室内の冷却媒体を排出し、前記燃料電池スタックの始動後に、前記燃料電池スタックの温度が所定値に上昇すると前記冷却室内に冷却媒体を供給することを特徴とする第１の発明記載の燃料電池発電システムとした。
【０００８】
この第１の発明の詳細な構成によれば、燃料電池スタックの停止時に冷却室内の冷却媒体を排出し、燃料電池スタックの温度が所定値に上昇すると冷却室内に冷却媒体を供給するため、冷却室内の冷却媒体をほぼ全量排出した状態で、再度、燃料電池スタックを始動でき、燃料電池スタックの温度をより効率よく上昇させ、発電効率を向上させることができるとともに、燃料電池スタックの温度が所定値に達した後に、燃料電池スタックをタイミングよく冷却できる。
【０００９】
また、本発明の第１の発明の別の詳細な構成においては、前記制御装置は、前記燃料電池スタックの始動時に前記冷却室内の冷却媒体を排出し、前記燃料電池スタックの温度が所定値に上昇すると前記冷却室内に冷却媒体を供給することを特徴とする第１の発明記載の燃料電池発電システムとした。
【００１０】
この第１の発明の別の詳細な構成によれば、燃料電池スタックの始動時に冷却室内の冷却媒体を排出し、燃料電池スタックの温度が所定値に上昇すると冷却室内に冷却媒体を供給するため、始動時の燃料電池スタックの温度等を考慮して、冷却室内の冷却媒体を適量だけ排出することができるとともに、燃料電池スタックの温度が所定値に達した後に、燃料電池スタックをタイミングよく冷却できる。
【００１１】
また、本発明の第１の発明の更に別の詳細な構成においては、前記冷却路は前記冷却ポンプが設置された還流路と、前記冷却タンクと前記燃料電池スタックの冷却室とを連結することによって、前記還流路と並列に配置された排出路とを備えたことを特徴とする第１の発明記載の燃料電池発電システムとした。
【００１２】
この第１の発明の更に別の詳細な構成によれば、冷却タンクと燃料電池スタックの冷却室とを連結し、冷却ポンプが設置された還流路と並列に配置された排出路とを備えることによって、冷却室から排出路を介して冷却媒体を排出することができ、冷却媒体を短時間で排出することができる。
【００１３】
また、本発明の第１の発明の更に別の詳細な構成においては、前記冷却室は、金属製のセパレータによって形成されていることを特徴とする第１の発明記載の燃料電池発電システムとした。
【００１４】
この第１の発明の更に別の詳細な構成によれば、冷却室が金属製のセパレータによって形成されているため、カーボンセパレータに比べ熱伝導率が低く、更に、燃料電池スタック内の熱容量を低減させることができ、燃料電池スタックの温度をより効率よく上昇させ、発電効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第１の発明の更に別の詳細な構成においては、更に、前記燃料電池スタックの温度を検出する温度検出装置を備え、前記温度検出装置が前記燃料電池スタックが低温であることを検出した時には、前記制御装置は少なくとも前記冷却室内の冷却媒体を排出し、前記燃料電池スタックを始動することを特徴とする第１の発明記載の燃料電池発電システムとした。
【００１６】
この第１の発明の更に別の詳細な構成によれば、温度検出装置が燃料電池スタックが低温であることを検出した時には、少なくとも冷却室内の冷却媒体を排出し、燃料電池スタックを始動するため、燃料電池スタックが高温下にある時に冷却室内の冷却媒体を排出することがなく、燃料電池スタックの温度を効率よく制御でき、発電効率を向上させることができる。
【００１７】
本発明の第２の発明においては、燃料電池スタック内に冷却媒体を循環させながら発電を行う燃料電池発電システムを用いた発電方法において、
少なくとも前記燃料電池スタック内の冷却媒体を排出し、前記燃料電池スタックを始動することを特徴とする燃料電池発電システムを用いた発電方法とした。
【００１８】
この第２の発明の構成によれば、燃料電池スタック内の冷却媒体を排出し、燃料電池スタックを始動することにより、燃料電池スタック内の熱容量を低減させることができ、燃料電池スタックを低温下で作動させても、電解質膜で発生した熱量によって燃料電池スタックの温度を効率よく上昇させ、発電効率を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による燃料電池発電システム１００を構成する燃料電池スタック１０の内部の一部を示す断面図である。電解質膜１１の両側面は、アノード電極１２およびカソード電極１３によって挟持されている。アノード電極１２およびカソード電極１３の外側には、それぞれセパレータ１４が設置されている。
【００２０】
セパレータ１４とアノード電極１２との間には、複数の燃料ガス通路１５が設置され、一方、セパレータ１４とカソード電極１３との間には、複数の酸化剤ガス通路１６が設置されている。また、隣り合った２枚のセパレータ１４間には、燃料電池スタック１０を冷却するための冷却媒体である冷却水が循環する冷却室１７が設置されている。図１においては、電解質膜１１、アノード電極１２、カソード電極１３および２枚のセパレータ１４にて構成された２組の組立体が示されているが、燃料電池スタック１０内には、通常、この組立体が数組内蔵されている。
【００２１】
セパレータ１４は、熱伝導率を下げ、熱容量を低減させるために、例えば、ステンレス等の金属によって構成し、その板厚も、可能な限り薄くするのが望ましい。また、厚板を用いる場合には熱量を外部に逃がさないようにするため、その内部を多孔体とする、あるいは内部に空気を包む空孔を形成する等の形状にするのが、燃料電池スタック１０の温度をより効率よく上昇させるためによい。
【００２２】
図２乃至図６は、図１に示した燃料電池スタック１０を車両に使用した場合の、燃料電池発電システム１００の構成および作動を説明する図である。最初に、図２を用いて、燃料電池発電システム１００の構成について説明する。
【００２３】
燃料電池スタック１０には、本発明の冷却路である還流往路Ｃ１を介して冷却水タンク２０が連結されている。冷却水タンク２０には、タンク内の圧力を大気に対して所定圧だけ低く設定する差圧バルブ２０ｖが設置されている。還流往路Ｃ１は、図１に示した燃料電池スタック１０の冷却室１７へと連通している。還流往路Ｃ１には、冷却水を燃料電池スタック１０の冷却室１７へ圧送する冷却水ポンプ３０が設置されており、また、燃料電池スタック１０と冷却水ポンプ３０との間には、後述する第１の実施の形態においては、非作動状態で閉状態となる電磁弁である還流バルブＶｃが設置されている。尚、冷却水タンク２０は本発明の冷却タンクに、冷却水ポンプ３０は本発明の冷却ポンプに該当する。
【００２４】
燃料電池スタック１０の冷却室１７には、更に本発明の冷却路である還流復路Ｃ２が接続され、その一端は冷却水タンク２０へと接続されている。還流復路Ｃ２には、冷却水の冷却器であるラジエータ４０が設置されている。ラジエータ４０には、冷却水を冷却するためのファン４０ａが取付けられている。また、還流復路Ｃ２には、燃料電池スタック１０とラジエータ４０との間に、後述する第１の実施の形態においては、非作動状態で開状態となる電磁弁であるエアバルブＶａが設置されている。エアバルブＶａは、還流復路Ｃ２を大気に開放するものである。
【００２５】
還流往路Ｃ１の、燃料電池スタック１０と還流バルブＶｃとの間には排出路Ｃ３の一端が接続され、排出路Ｃ３の他端は冷却水タンク２０へと接続されている。排出路Ｃ３には後述する第１の実施の形態においては、非作動状態で開状態となる電磁弁である排出バルブＶｄが設置されている。
【００２６】
燃料電池スタック１０のアノード電極１２側に設けられた燃料ガス通路１５には、水素ガスを含んだ燃料タンク５０が燃料チューブ５０ｃを介して接続され、燃料チューブ５０ｃ上には後述するいずれの実施の形態においても、非作動状態で閉状態となる電磁弁である燃料バルブＶｆが設置されている。一方、燃料電池スタック１０のカソード電極１３側に設けられた酸化剤ガス通路１６には、空気供給装置６０が空気管６０ｃを介して接続されている。また、燃料電池スタック１０には電解質膜１１の温度を測定する、本発明の温度検出装置である温度センサ１０ｓが設置されている。
【００２７】
制御装置７０は、車両のイグニッションスイッチＩＳを介して電源であるバッテリーＥと電気的に接続されるとともに、燃料電池スタック１０に設置された温度センサ１０ｓと電気的に接続され、温度センサ１０ｓから発信される温度信号が入力される。更に、制御装置７０は、上述した冷却水ポンプ３０、ラジエータ４０のファン４０ａ、空気供給装置６０、還流バルブＶｃ、エアバルブＶａ、排出バルブＶｄおよび燃料バルブＶｆと電気的に接続され、各々の作動を制御する。
【００２８】
次に、図２乃至図５および図７を用いて、本発明の第１の実施の形態による燃料電池発電システム１００の作動について説明する。図２は、燃料電池スタック１０が高温で発電時の燃料電池システム１００の作動状態を表す。図２において、車両のイグニッションスイッチＩＳはオン状態であり、バッテリーＥから電力が与えられることによって、制御装置７０が作動状態とされている。
【００２９】
作動状態である制御装置７０によって、燃料バルブＶｆが開状態とされ、燃料電池スタック１０の燃料ガス通路１５に燃料タンク５０内の燃料ガスが燃料チューブ５０ｃを介して導入されるとともに、空気供給装置６０が作動され、酸化剤ガス通路１６に空気が空気管６０ｃを介して導入される。燃料ガスと空気の導入によって、燃料電池スタック１０は発電状態となっている。
【００３０】
また、制御装置７０は、還流バルブＶｃを開状態、エアバルブＶａを閉状態、排出バルブＶｄを閉状態とするとともに、冷却水ポンプ３０およびラジエータ４０のファン４０ａを作動状態として、冷却水タンク２０内の冷却水を冷却水ポンプ３０にて吸引し吐出することによって、還流往路Ｃ１→還流バルブＶｃ→燃料電池スタック１０→還流復路Ｃ２→ラジエータ４０→冷却水タンク２０の順序で冷却水を還流させる。冷却水は燃料電池スタック１０の冷却室１７内を通過する際に、燃料電池スタック１０内の熱を奪い、ラジエータ４０を通過する時に放熱する。
【００３１】
図３にあるようにイグニッションスイッチＩＳがオフとされると、制御装置７０はバッテリーＥとの接続が断たれて非作動状態となる（図７のａに示す）。したがって、燃料バルブＶｆが非作動状態となって閉状態となるとともに、空気供給装置６０も非作動状態となり、燃料電池スタック１０への燃料ガスおよび空気の供給が停止され、燃料電池スタック１０での発電が停止される。
【００３２】
一方、還流往路Ｃ１、還流復路Ｃ２および排出路Ｃ３に設置された各バルブも非作動状態となり、還流バルブＶｃは閉状態、エアバルブＶａは開状態、排出バルブＶｄは開状態となる。更に、冷却水ポンプ３０およびラジエータ４０のファン４０ａが非作動状態とされるため、還流往路Ｃ１および還流復路Ｃ２内の冷却水の還流が停止される。
【００３３】
また、冷却水タンク２０に設置された差圧バルブ２０ｖによって、冷却水タンク２０、還流復路Ｃ２およびラジエータ４０等の内部は大気より所定圧だけ低い圧力となっているため、エアバルブＶａが開状態となることによって、大気（空気）がエアバルブＶａを介して還流復路Ｃ２内に導入される。
【００３４】
還流復路Ｃ２内に導入された空気は、燃料電池スタック１０の冷却室１７内に進入して、冷却室１７内の冷却水を排出路Ｃ３および排出バルブＶｄを介して冷却水タンク２０へと排出する。この場合、燃料電池スタック１０の冷却室１７内の冷却水は、必ずしも冷却水タンク２０へと排出されなければならないわけではなく、排出路Ｃ３内に留まっていてもよく、少なくとも冷却室１７内から排出されれば、燃料電池スタック１０の熱容量を低減し、発電効率を向上させるという本発明の目的は達成できる。また、還流往路Ｃ１と並列に、燃料電池スタック１０の冷却室１７と冷却水タンク２０を接続する排出路Ｃ３を設置したことにより、冷却水ポンプ３０に妨げられることなく、短時間で冷却室１７内の冷却水を排出できる。
【００３５】
また、還流復路Ｃ２内に導入された空気の一部は、還流復路Ｃ２からラジエータ４０へと進入して、ラジエータ４０内の冷却水を還流復路Ｃ２を介して冷却水タンク２０へと排出する。燃料電池システム１００の発電停止状態が継続すれば、この状態が維持される（図４および図７のｂに示す）。
【００３６】
図５および図７のｃに示すように、再びイグニッションスイッチＩＳがオンされ、制御装置７０が作動状態となると、再び燃料バルブＶｆが開状態とされるとともに、空気供給装置６０が作動され、燃料電池スタック１０は発電状態となる。しかしながら、この燃料電池発電システム１００の始動時においては、冷却水ポンプ３０およびラジエータ４０のファン４０ａが非作動状態とされるため、還流往路Ｃ１および還流復路Ｃ２内の冷却水の還流は停止されている。すなわち、冷却室１７内の冷却水を排出した状態で、燃料電池スタック１０が発電を行う。
【００３７】
その後、燃料電池スタック１０の発電作用によって、燃料電池スタック１０の電解質膜１１の温度が上昇し、温度センサ１０ｓが電解質膜１１が所定の温度であることを検出すると、制御装置７０は、再び還流バルブＶｃを開状態、エアバルブＶａを閉状態、排出バルブＶｄを閉状態とするとともに、冷却水ポンプ３０およびラジエータ４０のファン４０ａを作動状態として（再び図２の状態となる）、燃料電池スタック１０の冷却室１７内に冷却水を還流させて、燃料電池スタック１０の冷却を開始する（図７のｄに示す）。図７において、Ｐ１で示される時間は、燃料電池スタック１０の冷却室１７内の、すべてあるいは一部の冷却水が排出された状態で燃料電池スタック１０の発電が行われる時間であることを示す。
【００３８】
この第１の実施の形態によれば、燃料電池スタック１０の停止時に冷却室１７内の冷却水を排出するため、冷却室１７内の冷却水をほぼ全量排出した状態で、再度、燃料電池スタック１０を始動できるため、燃料電池スタック１０の温度をより効率よく上昇させることができる。また、燃料電池スタック１０の停止時間が長時間に渡っても、冷却室１７内の冷却水が排出されているため、冷却室１７を形成するセパレータ１４における錆の発生を抑制することができる。
【００３９】
尚、上述した実施の形態によれば、冷却水タンク２０に差圧バルブ２０ｖを設置することによって、冷却水タンク２０、還流復路Ｃ２およびラジエータ４０等の内部を大気より所定圧だけ低い圧力に設定し、エアバルブＶａを介して空気を還流復路Ｃ２内に導入しているが、冷却水タンク２０に差圧バルブ２０ｖを設ける代わりに、燃料電池発電システム１００内に空気を圧送する正圧ポンプを設置してもよい。また、燃料電池発電システム１００内において、燃料電池スタック１０を最も高い位置に設置するとともに、冷却水タンク２０を最も低い位置に設置することによって、その自重で冷却水を燃料電池スタック１０から冷却水タンク２０に排出するようにしてもよい。
【００４０】
次に、図２、図５、図６および図８を用いて、本発明の第２の実施の形態による燃料電池発電システム１００の作動について説明する。作動について第１の実施の形態と重複する個所は適宜説明を省略する。第２の実施の形態においては、必ずしもこれに限定されるわけではないが、還流バルブＶｃは非作動状態において開状態、エアバルブＶａは非作動状態において閉状態、排出バルブＶｄは非作動状態において閉状態とされている。
【００４１】
第２の実施の形態においては、図２に示す燃料電池発電システム１００の発電状態から、イグニッションスイッチＩＳがオフとされて、制御装置７０が非作動状態とされる（図８のｅに示す）と、図６に示すように、燃料ガスバルブＶｆが非作動状態となって閉状態となるとともに、空気供給装置６０も非作動状態となり、燃料電池スタック１０への燃料ガスおよび空気の供給が停止され、燃料電池スタック１０での発電が停止される。
【００４２】
燃料電池システム１００の発電停止状態が継続し、この状態が維持された後、図８のｆに示すように、再びイグニッションスイッチＩＳがオンされ、制御装置７０が作動状態となると、図５にあるように、再び燃料バルブＶｆが開状態とされるとともに、空気供給装置６０が作動され、燃料電池スタック１０は発電状態となる。
【００４３】
一方、還流バルブＶｃは閉状態、エアバルブＶａは開状態、排出バルブＶｄは開状態とされるため、第１の実施の形態において説明したように、燃料電池スタック１０の冷却室１７内の冷却水が冷却水タンク２０へと排出される。すなわち、第２の実施の形態においては、燃料電池発電システム１００の始動時に、燃料電池スタック１０での発電を行いながら冷却室１７内の冷却水の排出が進行されるわけである。したがって、始動時の燃料電池スタック１０の温度等を考慮して、冷却室１７内の冷却水を適量だけ排出することも可能である。
【００４４】
その後、燃料電池スタック１０の発電作用によって、燃料電池スタック１０内の電解質膜１１の温度が上昇し、温度センサ１０ｓが電解質膜１１が所定の温度であることを検出すると、制御装置７０は、再び還流バルブＶｃを開状態、エアバルブＶａを閉状態、排出バルブＶｄを閉状態とするとともに、冷却水ポンプ３０およびラジエータ４０のファン４０ａを作動状態として、図２に示すように、燃料電池スタック１０の冷却室１７内に冷却水を還流させて、燃料電池スタック１０の冷却を開始する（図８のｇに示す）。図８において、Ｐ２で示される時間は、燃料電池スタック１０の冷却室１７内の、すべてあるいは一部の冷却水が排出された状態で燃料電池スタック１０の発電作動が行われる時間であることを示す。
【００４５】
次に、図２、図５および図９を用いて、本発明の第３の実施の形態による燃料電池発電システム１００の作動について説明する。作動について本実施の形態の特徴点についてのみ説明を行う。図９のｈに示すように、燃料電池スタック１０を始動した場合、図５に示すように、燃料バルブＶｆが開状態とされるとともに、空気供給装置６０が作動され、燃料電池スタック１０は発電状態となる。
【００４６】
一方、燃料電池スタック１０の始動時に、温度センサ１０ｓによって燃料電池スタック１０内の電解質膜１１の温度が所定の温度Ｔｔ未満であることを検出すると（図９のｊに示す）、図５にあるように、還流バルブＶｃは閉状態、エアバルブＶａは開状態、排出バルブＶｄは開状態とされるため、第２の実施の形態と同様に、燃料電池スタック１０の冷却室１７内の冷却水が冷却水タンク２０へと排出され、燃料電池スタック１０での発電を行いながら冷却室１７内の冷却水の排出が進行される。
【００４７】
しかしながら、図９のｉにあるように、燃料電池スタック１０の始動時に、温度センサ１０ｓによって燃料電池スタック１０内の電解質膜１１の温度が上述した所定の温度Ｔｔ以上であることを検出すると（図９のｋに示す）、図２にあるように、還流バルブＶｃは開状態、エアバルブＶａは閉状態、排出バルブＶｄは閉状態のままとされるため、燃料電池スタック１０の冷却室１７内の冷却水によって、燃料電池スタック１０の冷却が行われながら、燃料電池スタック１０が発電を行う。図９において、Ｐ３で示される時間は、燃料電池スタック１０の冷却室１７内の、すべてあるいは一部の冷却水が排出された状態で燃料電池スタック１０の発電作動が行われる時間であることを示す。
【００４８】
第３の実施の形態においては、燃料電池スタック１０の温度状態によって、燃料電池スタック１０の冷却あるいは冷却室１７内の冷却水の排出を選択しているため、燃料電池スタック１０の温度を効率よく適正値に設定できる。尚、本発明による燃料電池発電システムにおいては、その冷却媒体は必ずしも水である必要はなく、クーラント等のように、冷却室を循環することによって燃料電池スタックを冷却する機能を備えたものであれば、使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃料電池スタックの一部断面図である。
【図２】本発明による燃料電池発電システムの発電時の状態を表す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による燃料電池発電システムの冷却水の排出時の状態を表す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態による燃料電池発電システムの停止時の状態を表す図である。
【図５】本発明による燃料電池発電システムの始動時の状態を表す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による燃料電池発電システムの停止時の状態を表す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態による燃料電池発電システムの作動状態を表すタイムチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態による燃料電池発電システムの作動状態を表すタイムチャートである。
【図９】本発明の第３の実施の形態による燃料電池発電システムの作動状態を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０…燃料電池スタック、１０ｓ…温度センサ、１１…電解質膜、１４…セパレータ、２０…冷却水タンク、３０…冷却水ポンプ、７０…制御装置、１００…燃料電池発電システム、Ｃ１…還流往路、Ｃ２…還流復路、Ｃ３…排出路、Ｖｃ…還流バルブ、Ｖｄ…排出バルブ、Ｖｆ…燃料バルブ、Ｖａ…エアバルブ
【図１】
2004022436.tif 000003
【図２】
2004022436.tif 000004
【図３】
2004022436.tif 000005
【図４】
2004022436.tif 000006
【図５】
2004022436.tif 000007
【図６】
2004022436.tif 000008
【図７】
2004022436.tif 000009
【図８】
2004022436.tif 000010
【図９】
2004022436.tif 000011