(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料極と酸化剤極とを有する燃料電池と、
燃料ガスのオフガスが通過する室と、前記室の燃料ガスのオフガスに含まれている水分を凝縮させることにより生成された水が滞留可能な室底面と、前記室底面に形成された吐出ポートとを有すると共に、シールに必要な水が前記室底面に滞留して前記吐出ポートをシールする凝縮部と、
前記凝縮部の前記室底面の前記吐出ポートよりも下方に設けられた排水部に向けて前記凝縮部の前記吐出ポートから下方に延設され、前記室底面に溜まった水を前記吐出ポートから前記排水部に吐出する吐出路とを具備しており、
前記凝縮部の前記室底面は、前記吐出ポートに向けて水を流下させるように前記吐出ポートに向けて下降傾斜しており、
前記吐出路には、
通常時に閉鎖しており、閉鎖に伴い前記吐出路から前記排水部への水の吐出を阻止すると共に、水圧に応答して開放し開放に伴い水を前記吐出路を経て前記排水部に吐出させる水圧応答式の吐出弁が設けられており、
前記吐出弁は、前記吐出路に連通する弁ポートと、前記弁ポートを開閉可能な弁部と、前記弁部が前記弁ポートを閉鎖する方向に前記吐出路の水圧に抗して前記弁部を付勢する弾性部とを有しており、
前記凝縮部の前記室のガス圧力をＰ１とし、前記凝縮器の前記室底面に滞留している水の高さｈ１に基づく水圧をＰ２とし、前記吐出ポートから前記弁部までの水の高さｈ２に基づく水圧をＰ３とし、Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３の合計圧を圧力ＰＡとすると、
圧力ＰＡは前記吐出弁の前記弁部にこれを開放させる開弁力として作用し、通常の状態では、前記吐出弁の前記弾性部の付勢力は圧力ＰＡに打ち勝つように設定されており、前記吐出弁の前記弁部は通常時に前記弁ポートを閉鎖しており、
前記吐出弁の前記弾性部の付勢力に圧力ＰＡが打ち勝つと、前記吐出弁の前記弁部は前記弁ポートを開放させることを特徴とする燃料電池装置。
【請求項２】
請求項１において、通水に抵抗を与える通水抵抗部が前記吐出路のうち前記吐出弁よりも下方に設けられていることを特徴とする燃料電池装置。
【請求項３】
請求項２において、前記通水抵抗部は、前記吐出路の一部を曲成することにより形成されているか、または、絞りで形成されていることを特徴とする燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池装置の改良に関し、燃料ガスのオフガスに含まれている水分から生成された水が滞留可能な室をもつ燃料電池装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護等の観点から燃料電池装置が注目されている。燃料電池装置は、燃料ガスと酸素含有ガス（一般的には空気）とを用いて発電する燃料電池と、燃料ガスを燃料電池に供給する燃料供給通路と、酸素含有ガスを燃料電池に供給する酸化剤供給通路とを有する。このような燃料電池装置の運転時には生成水が滞留することがある。殊に、燃料電池の電解質膜は過剰に乾燥すると、発電性能が充分に得られないため、燃料電池の内部は加湿されていることが多い。このため、燃料電池装置の各経路にて生成水の滞留が生じることが多い。そこで特許公報第２６５６２６２号公報には、燃料電池を最上部に配置すると共に、配管に勾配をつけ、配管中で生成した水を凝縮部に集め、生成水による通路の閉塞を防止する燃料電池発電設備が開示されている。
【０００３】
更に凝縮部に滞留した生成水を吐出する他の技術について、以下説明する。燃料電池の燃料極から発電後の燃料ガスのオフガスが排出される。燃料ガスのオフガスは、発電として消費されなかった未反応成分を含有すると共に、水分を有する。燃料ガスのオフガスから水分を取り除くために、燃料のガスのオフガスは、冷却機能を有する凝縮部を通過する。そして、燃料ガスのオフガスは凝縮部で冷却されるため、燃料ガスのオフガスに含まれている水分は、凝縮水として生成し、その水は凝縮部の室に滞留する。凝縮部の室に滞留する水の量は、燃料電池の運転に伴い次第に増加するため、凝縮部の室の吐出ポートから吐出させる必要がある。しかし燃料ガスのオフガスは発電反応として消費されなかった未反応成分を含有するため、吐出ポートから水と共に漏出させることは好ましくない。そこで凝縮部の室に一定の水を滞留させ、凝縮部の室に滞留した水で吐出ポートを覆ってシールすることにしている。
【０００４】
このように水で吐出ポートを覆ってシールする従来技術では、凝縮部の室に滞留した水の高さのハイレベル位置を検知する電気式のハイレベルセンサと、滞留した水の高さのローレベル位置を検知する電気式のローレベルセンサと、ハイレベルセンサ及びローレベルセンサからの信号に基づいて開放する電磁弁とが設けられていた。そして凝縮部の室に滞留した水の高さが増加して設定値を越えると、電気式のハイレベルセンサがこれを検出し、制御装置が電磁弁を開放させて、凝縮部の室に滞留していた水を吐出ポートから凝縮部外に吐出させていた。これにより凝縮部内に過剰の水が滞留することを防止し、凝縮部の室の必要容積を確保できる。また凝縮部の室に滞留した水の高さが低下すると、電気式のローレベルセンサがこれを検出し、制御装置が電磁弁を閉鎖させ、これにより水の吐出を阻止し、一定量の水を凝縮部の室に滞留させる。これにより凝縮部の室の吐出ポートを水でシールする水シール構造を採用することができる。故に、凝縮部内に供給された燃料ガスのオフガスが吐出ポートから漏出することを水シールにより防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記した技術によれば、凝縮部の室に滞留している水の高さを検出する電気式のハイレベルセンサ、ローレベルセンサ、更には、これらのセンサからの検出信号に基づいて開放する電磁弁が必要とされる。故に消費電力の低減、サイズの小型化では不利となる。殊に電磁弁は励磁ソレノイドが装備されているため、サイズの小型化に不利であり、励磁ソレノイドを励磁する必要があるため、消費電力の低減の面でも不利である。
【０００６】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、燃料ガスのオフガスを凝縮器においてシールしつつ、消費電力の低減、サイズの小型化に有利な燃料電池装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る燃料電池装置は、燃料極と酸化剤極とを有する燃料電池と、
燃料ガスのオフガスが通過する室と、室の燃料ガスのオフガスに含まれている水分を凝縮させることにより生成された水が滞留可能な室底面と、室底面に形成された吐出ポートとを有すると共に、シールに必要な水が室底面に滞留して吐出ポートをシールする凝縮部と、
凝縮部の室底面の吐出ポートよりも下方に設けられた排水部に向けて凝縮部の吐出ポートから下方に延設され、室底面に溜まった水を吐出ポートから排水部に吐出する吐出路とを具備しており、
凝縮部の室底面は、吐出ポートに向けて水を流下させるように吐出ポートに向けて下降傾斜しており、
吐出路には、
通常時に閉鎖しており、閉鎖に伴い吐出路から排水部への水の吐出を阻止すると共に、水圧に応答して開放し開放に伴い水を吐出路を経て排水部に吐出させる水圧応答式の吐出弁が設けられており、
吐出弁は、吐出路に連通する弁ポートと、弁ポートを開閉可能な弁部と、弁部が弁ポートを閉鎖する方向に吐出路の水圧に抗して弁部を付勢する弾性部とを有しており、凝縮部の室のガス圧力をＰ１とし、凝縮器の室底面に滞留している水の高さｈ１に基づく水圧をＰ２とし、吐出ポートから弁部までの水の高さｈ２に基づく水圧をＰ３とし、Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３の合計圧を圧力ＰＡとすると、
圧力ＰＡは吐出弁の弁部にこれを開放させる開弁力として作用し、通常の状態では、吐出弁の弾性部の付勢力は圧力ＰＡに打ち勝つように設定されており、吐出弁の弁部は通常時に弁ポートを閉鎖しており、
吐出弁の弾性部の付勢力に圧力ＰＡが打ち勝つと、吐出弁の弁部は弁ポートを開放させることを特徴とするものである。
【０００８】
燃料ガスのオフガスは凝縮部の室を通過するとき、凝縮されて水を生成する。水圧応答式の吐出弁は通常時には閉鎖している。吐出弁が閉鎖しているときには、凝縮部の室に供給された燃料ガスまたはこれのオフガスが凝縮部の室底面の吐出ポートから排水部に漏出することが抑えられる。
【０００９】
燃料電池の運転に伴い、凝縮部の室における滞留水量が次第に増加して設定値を越えると、滞留水の水圧に応答して吐出弁は自動的に開放する。このように吐出弁が開放すると、水は吐出路を経て排水部に自動的に吐出される。これにより凝縮部の室に過剰の水が滞留することが抑えられ、凝縮部の室の容積が確保される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る凝縮部は、燃料ガスのオフガスが通過する室と、燃料ガスのオフガスに含まれている水分に基づいて生成された水が滞留する室底面と、室底面に形成された吐出ポートとを有する。
【００１１】
本発明によれば、凝縮部としては、燃料ガスのオフガスに含まれている水分を凝縮させることにより、燃料ガスのオフガスに含まれている水分を低減させる凝縮部とする。
【００１２】
本発明の好ましい形態によれば、排水部としては、室底面よりも下方向に設けられた水容器とすることができるが、場合によっては大気中としても良い。水容器としては水タンクとすることができるが、この場合、水を回収して水の再利用に有利となる。
【００１３】
本発明によれば、水圧応答式の吐出弁は、吐出路に連通する弁ポートを開閉可能な弁部と、弁部が弁ポートを閉鎖する方向に付勢する弾性部とを有しており、弁部が受ける水圧に基づいて弁部が動作して弁ポートが開放する。弾性部としてはバネ部材を例示できる。バネ部材としては金属バネ、樹脂バネ、セラミックスバネのうちの少なくとも１種を採用できる。バネ部材としてはコイルバネや板バネ等の公知のバネを採用できる。
【００１４】
また弾性部としては、ゴムや樹脂等の高分子有機材料を主体として形成することもできる。
【００１５】
本発明に係る燃料電池装置としては、燃料電池に供給される燃料には、燃料電池での使用に適するように燃料を改質した改質ガスや未改質の燃料も含まれる。従って、本発明に係る燃料電池装置としては、燃料電池で用いるのに好ましい水素含有ガスである改質ガスに燃料を改質させる改質部を有するタイプでも良いし、あるいは、改質部を有さずに、メタノール等の燃料を燃料極で直接酸化させて水素を形成するタイプでも良い。
【００１６】
燃料電池は燃料及び酸化剤ガスに基づいて発電するものであり、電池セルを積層した方式を例示できる。代表的な燃料としては炭化水素系等の燃料ガスが挙げられ、メタン、プロパン、ブタン等の少なくとも１種を主要成分とするガスを用いることができ、天然ガス、メタノール、ガソリン、バイオガスを例示することができる。燃料としては、燃料を改質した改質ガスである水素含有ガスを用いることができる。酸化剤ガスとしては空気などの酸素含有ガスを用いることができる。燃料電池は業務用、家庭用、定置用、車載用、固定式、可動式、ポータブル式を問わない。
【００１７】
【実施例】
（第１実施例）
本発明を具体化した第１実施例を図１に示す。燃料電池装置は、図１に示すように、燃料及び酸化剤ガスとしての空気に基づいて発電する燃料電池８と、ガス通過部材としての凝縮部１０と、凝縮部１０よりも下方に設けられた排水部として機能する水タンク６と、凝縮部１０から下方に向けて延設された凝縮部１０と水タンク６とをつなぐ吐出路１４０とを有する。燃料電池８は、燃料としての水素含有ガスが供給される燃料極と、酸化剤ガスとしての酸素含有ガスである空気が供給される酸化剤極である空気極と、燃料電池８をこれの内部から冷却する冷却通路２２とをもつ。
【００１８】
図１に示すように、凝縮部１０は箱状をなしており、冷却機能を有するものであり、水分を含む水素含有ガスのオフガスが通過する室１０ｒと、室１０ｒの底を形成すると共に水が滞留まる室底面１００と、室底面１００の下部に形成された吐出ポート１２０とを有する。冷却水等の冷却媒体が流れる熱交換通路３１の一部３１ｅが凝縮部１０の室１０ｒに配置されているため、凝縮部１０の室１０ｒ内は冷却される。凝縮部１０の底に形成されている室底面１００は、水を流下させ得るように吐出ポート１２０に向けて下降傾斜している。吐出路１４０は、凝縮部１０の室底面１００の吐出ポート１２０から下方に向けて延設されており、凝縮部１０の室底面１００に溜まった水を吐出ポート１２０から水タンク６に吐出するものである。水タンク６は大気に連通する大気連通口６ｍを有する。
【００１９】
水素含有ガスは水素供給通路９、弁９ａを経て燃料電池８の燃料極に供給される。酸素含有ガスである空気（酸化剤ガス）は空気供給通路１６を経て燃料電池８の空気極に供給される。燃料電池８の燃料極に供給された水素含有ガスと、燃料電池８の空気極に供給された空気とで、燃料電池８で発電が行われる。燃料電池８の燃料極のマニホルド８５の出口８ｅから吐出された水素含有ガスの発電後のオフガスは、燃料オフガス通路１２及び弁１０ａを経て凝縮部１０の室１０ｒに供給される。凝縮部１０の室１０ｒに供給された水素含有ガスのオフガスは、熱交換通路３１で冷却されるため、オフガスに含まれている水分は凝縮されて凝縮水として生成し、凝縮部１０の室底面１００に滞留する。即ち、オフガスは凝縮部１０で水分が除去され乾燥される。なお、凝縮部１０を通過したオフガスは、燃料オフガス通路１２、弁１０ｃを経て所定の場所に供給される。
【００２０】
さて本実施例によれば、凝縮部１０の室底面１００に形成されている吐出ポート１２０には、水圧に応答して開閉する水圧応答式の吐出弁として機能する逆止弁２００が設けられている。逆止弁２００は、吐出路１４０に連通する弁ポート２０１と、弁ポート２０１を開放可能及び閉鎖可能な弁部２０２と、弁部２０２を閉鎖方向に付勢する弾性部としてのバネ部２０３とをもつ。凝縮部１０の室１０ｒのガス圧力をＰ１とし、室底面１００に滞留している水の高さｈ１に基づく水圧をＰ２とし、吐出ポート１２０から弁部２０２までの水の高さｈ２に基づく水圧をＰ３とし、Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３の合計圧を圧力ＰＡとする。圧力ＰＡが逆止弁２００の弁部２０２にこれを開放させる開弁力として作用する。通常の状態では、逆止弁２００のバネ部２０３のバネ力Ｆは圧力ＰＡに打ち勝つように設定されているため、逆止弁２００は通常時に閉鎖しており、弁部２０２は弁ポート２０１を閉鎖している。このように逆止弁２００が閉鎖されているとき、凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００に滞留している水が吐出ポート１２０から吐出路１４０に吐出されることは阻止されている。このため凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００には、シールに必要な量の水が滞留している。このように凝縮部１０の室底面１００に水が滞留していれば、滞留している水により吐出ポート１２０が覆われてシールされるため、凝縮部１０の室１０ｒの水素含有ガスのオフガスは、室底面１００の吐出ポート１２０から吐出路１４０及び水タンク６に漏出することが抑えられる。
【００２１】
燃料電池８の運転が継続すると、燃料電池８の燃料極から水素含有ガスのオフガスが次々と凝縮部１０の室１０ｒに供給されるため、凝縮部１０の室１０ｒで凝縮される水の量が次第に増加する。そのため凝縮部１０の室底面１００における滞留水の水量が次第に増加する。凝縮部１０の室底面１００における滞留水の水量が設定値を越えると、前記した圧力ＰＡが次第に大きくなり、逆止弁２００のバネ部２０３のバネ力に打ち勝ち、逆止弁２００の弁部２０２が自動的に開放し、逆止弁２００の弁ポート２０１が開放される。即ち、逆止弁２００は圧力応答式であるため、凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００に滞留している水量に基づく水圧に応答して逆止弁２００の弁部２０２が自動的に開放し、凝縮部１０の室底面１００の水は重力により吐出ポート１２０及び吐出路１４０を経て水タンク６内に自動的に回収される。これにより凝縮部１０の室底面１００に過剰の水が滞留することが抑えられ、凝縮部１０の室底面１００の上方の室１０ｒの容積が確保され、凝縮部１０の室１０ｒに供給されたオフガスを凝縮により乾燥させることができる。
【００２２】
凝縮部１０の室底面１００における滞留水量が設定値未満となると、ｈ１が低下するため、前記した圧力ＰＡに逆止弁２００のバネ部２０３のバネ力が打ち勝つ。このためバネ部２０３のバネ力により逆止弁２００の弁部２０２が自動的に閉鎖し、弁ポート２０１が閉鎖される。即ち、凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００に滞留している水量に応答して逆止弁２００の弁部２０２が自動的に閉鎖される。このため凝縮部１０の室底面１００には水シールに必要な量の水が残留することになる。よって、残留している水により吐出ポート１２０が覆われてシールされるため、凝縮部１０の室１０ｒの水素含有ガスのオフガスは、室底面１００の吐出ポート１２０から吐出路１４０及び水タンク６に漏出することが抑えられる。
【００２３】
以上説明したように本実施例に係る燃料電池装置によれば、従来技術とは異なり、凝縮部１０内の水位のハイレベルを検知する電気式のハイレベルセンサ、凝縮部１０内の水位のローレベルを検知する電気式のローレベルセンサ、更には、これらのセンサからの検出信号に基づいて開放する電磁弁を廃止することができる。故に、消費電力の低減、サイズの小型化において有利となる。殊に電磁弁は励磁ソレノイドが装備されているため、消費電力の低減、サイズの小型化において不利であるが、本発明に係る燃料電池装置によれば、励磁ソレノイドを有する電磁弁を廃止できるため、消費電力の低減の面でも、サイズの小型化の面でも有利である。
【００２４】
（第２実施例）
本発明を具体化した第２実施例について図２を参照して説明する。第２実施例は燃料ガスを改質する改質系を有するものである。第２実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、異なる部分を中心として説明する。この燃料電池装置は、図２に示すように、水素含有ガス及び空気に基づいて発電する燃料電池８と、ガス通過部材としての凝縮部１０と、凝縮部１０よりも下方に設けられた排水部として機能する水タンク６と、凝縮部１０から下方に向けて延設され凝縮部１０と水タンク６とをつなぐ吐出路１４０とを有する。凝縮部１０は箱状をなしており、冷却機能を有するものであり、水分を含む水素含有ガスのオフガスが通過する室１０ｒと、室１０ｒの底を形成すると共に水が滞留まる室底面１００と、室底面１００に形成された吐出ポート１２０とを有する。冷却水等の冷却媒体が流れる熱交換通路３１の一部３１ｅが凝縮部１０の室１０ｒには配置されているため、凝縮部１０の室１０ｒ内は冷却される。凝縮部１０の底面に形成されている室底面１００は、水を流下させ得るように吐出ポート１２０に向けて下降傾斜している。吐出路１４０は、凝縮部１０の室底面１００の吐出ポート１２０から下方に向けて延設されており、凝縮部１０の室底面１００に溜まった水を吐出ポート１２０から水タンク６に吐出するものである。
【００２５】
本実施例では燃料ガスの改質反応を行う改質系１Ｍが設けられている。改質系１Ｍは、燃焼用の燃料ガスが供給されて燃焼される燃焼部１３と、燃焼部１３の近傍に設けられ改質反応に適する温度域に燃焼部１３で加熱される改質部１と、ＣＯを除去するＣＯ除去部５と、改質反応に用いる水蒸気を水から生成する蒸発部２とを備えている。燃料電池８の燃料極のマニホルド８５と凝縮部１０とは弁１０ａを介して燃料オフガス通路１２により接続されている。燃料オフガス通路１２は、燃料電池８の燃料極の発電の後のオフガスを凝縮部１０に供給する通路である。この燃料オフガス通路１２は、弁１０ｃを介して凝縮部１０と改質系１Ｍの燃焼部１３とをつないでいる。水タンク６の通水口６ｘは原料水供給通路７、水搬送用のポンプ７ｆ、開閉制御弁７ｈを経て改質系１Ｍの蒸発部２につながれている。
【００２６】
都市ガス等の改質用の燃料ガスが改質部１に供給されると、蒸発部２からの水蒸気と共に燃料ガスが反応し、改質反応が改質部１において発生し、水素含有ガスが生成される。生成された水素含有ガスは水素供給通路９、弁９ａを経て燃料電池８の燃料極に供給される。酸素含有ガスである空気（酸化剤ガス）は空気供給通路１６を経て燃料電池８の空気極に供給される。燃料電池８の燃料極に供給された水素含有ガスと、空気供給通路１６から燃料電池８の空気極に供給された空気とで、燃料電池８で発電が行われる。燃料電池８の燃料極のマニホルド８５の出口８ｅから吐出された水素含有ガスの発電後のオフガスは、燃料オフガス通路１２及び弁１０ａを経て凝縮部１０内に供給される。凝縮部１０内に供給された水素含有ガスのオフガスは、熱交換通路３１で冷却されるため、オフガスに含まれている水分は凝縮されて水となり、凝縮部１０の室底面１００に滞留する。即ち、オフガスは凝縮部１０で水分が除去され乾燥される。凝縮部１０で水分が低減された水素含有ガスのオフガスは、燃料オフガス通路１２、弁１０ｃを経て燃焼部１３に供給され、燃焼部１３にて燃焼反応として消費される。このように水素含有ガスのオフガスは凝縮部１０により水分が除去されているため、このオフガスが燃焼部１３に供給されても、燃焼部１３の温度を良好に維持でき、燃焼部１３における燃焼反応を良好に維持できる。
【００２７】
さて本実施例においても、図２に示すように、凝縮部１０の室底面１００に形成されている吐出ポート１２０には、水圧に応答して開閉する逆止弁２００が設けられている。逆止弁２００は、吐出路１４０に連通する弁ポート２０１を開放可能及び閉鎖可能な弁部２０２と、弁部２０２を閉鎖方向に付勢する弾性部としてのバネ部２０３とをもつ。通常の状態では、逆止弁２００のバネ部２０３のバネ力Ｆは前記した圧力ＰＡに打ち勝つように設定されているため、逆止弁２００は通常時に閉鎖しており、弁部２０２は弁ポート２０１を閉鎖している。このように逆止弁２００が閉鎖されているとき、凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００に滞留している水が吐出ポート１２０から吐出路１４０に吐出されることは阻止されている。このため凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００には、シールに必要な量の水が滞留している。このように凝縮部１０の室底面１００に水が滞留していれば、滞留している水により吐出ポート１２０が覆われてシールされるため、凝縮部１０の室１０ｒの水素含有ガスのオフガスは、室底面１００の吐出ポート１２０から吐出路１４０及び水タンク６に漏出することが抑えられる。
【００２８】
燃料電池８の運転が継続すると、燃料電池８の燃料極から水素含有ガスのオフガスが次々と凝縮部１０の室１０ｒに供給されるため、凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００における滞留水の水量が次第に増加する。凝縮部１０の室底面１００における滞留水の水量が設定値を越えると、前記した圧力ＰＡが次第に大きくなり、逆止弁２００のバネ部２０３のバネ力に打ち勝ち、逆止弁２００の弁部２０２が自動的に開放し、逆止弁２００の弁ポート２０１が開放される。即ち、凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００に滞留している水量に基づく水圧に応答して逆止弁２００の弁部２０２が自動的に開放し、凝縮部１０の室底面１００の水は吐出ポート１２０及び吐出路１４０を経て水タンク６内に回収される。これにより凝縮部１０の室底面１００に過剰の水が滞留することが抑えられ、凝縮部１０の室底面１００の上方の室１０ｒの容積が確保され、凝縮部１０の室１０ｒに供給されたオフガスを凝縮により乾燥させることができる。
【００２９】
凝縮部１０の室底面１００における滞留水量が設定値未満となると、前記した圧力ＰＡが小さくなるため、逆止弁２００のバネ部２０３のバネ力が圧力ＰＡに打ち勝つ。このためバネ部２０３のバネ力により逆止弁２００の弁部２０２が自動的に閉鎖し、弁ポート２０１が閉鎖される。即ち、凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００に滞留している水量に応答して逆止弁２００の弁部２０２が自動的に閉鎖される。このため凝縮部１０の室底面１００には必要量の水が残留することになり、残留している水により吐出ポート１２０が覆われてシールされるため、凝縮部１０の室１０ｒの水素含有ガスのオフガスは、室底面１００の吐出ポート１２０から吐出路１４０及び水タンク６に漏出することが抑えられる。
【００３０】
以上説明したように本実施例に係る燃料電池装置においても、第１実施例と同様に、従来技術とは異なり、電気式のハイレベルセンサ、ローレベルセンサ、更には、これらのセンサからの検出信号に基づいて開放する電磁弁を廃止することができる。故に、消費電力の低減、サイズの小型化において有利となる。殊に電磁弁は励磁ソレノイドが装備されているため、消費電力の低減、サイズの小型化において不利であるが、本発明に係る燃料電池装置によれば、励磁ソレノイドを有する電磁弁を廃止できるため、消費電力の低減の面でも、サイズの小型化の面でも有利である。
【００３１】
（第３実施例）
図３は本発明を具体化した第３実施例を示す。第３実施例は第２実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、凝縮部１０の室底面１００の吐出ポート１２０から下方に延設されている吐出路１４０に逆止弁２００が設けられている。更に、燃料電池８のうち、水素含有ガスの発電後のオフガスが通過する燃料電池８のマニホルド８５の底となる第２室底面１００Ｂには第２吐出ポート１２０Ｂが形成されており、第２吐出ポート１２０Ｂから第２吐出路１４０Ｂが水タンク６に向けて下方向に向けて延設されている。第２吐出路１４０Ｂには、水圧に応答して開閉する圧力応答式の第２逆止弁２００Ｂが設けられている。第２逆止弁２００Ｂは、前記した逆止弁２００と同様の構成であり、第２吐出路１４０Ｂに連通する第２弁ポート２０１Ｂを開放可能及び閉鎖可能な第２弁部２０２Ｂと、第２弁部２０２Ｂを閉鎖方向に付勢する弾性部としての第２バネ部２０３Ｂとをもつ。第２弁部２０２Ｂには、燃料電池８のマニホルド８５の室８５ｒの圧力、マニホルド８５の第２室底面１００Ｂに滞留している水の高さに基づく水圧、マニホルド８５の第２室底面１００Ｂの第２吐出ポート１２０Ｂから第２逆止弁２００Ｂの第２弁部２０２Ｂまでの水の高さに基づく水圧の合計圧力を圧力ＰＢとする。この圧力ＰＢが第２逆止弁２００Ｂの第２弁部２０２Ｂにこれの開弁力として作用する。通常の状態では、第２逆止弁２００Ｂの第２バネ部２０３Ｂのバネ力Ｆ２は上記した圧力ＰＢに打ち勝つように設定されているため、第２逆止弁２００Ｂは通常時に閉鎖しており、第２逆止弁２００Ｂの第２弁部２０２Ｂは第２弁ポート２０１Ｂを閉鎖している。このように第２逆止弁２００Ｂが閉鎖されているとき、燃料電池８のマニホルド８５の室８５ｒの第２室底面１００Ｂに滞留している水は、燃料電池８のマニホルド８５の第２吐出ポート１２０Ｂから第２吐出路１４０Ｂを経て水タンク６には吐出されない。このため燃料電池８のマニホルド８５の室８５ｒの第２室底面１００Ｂには必要量の水が滞留している。このように燃料電池８のマニホルド８５の第２室底面１００Ｂに滞留していれば、滞留している水によりマニホルド８５の第２吐出ポート１２０Ｂが覆われてシールされるため、マニホルド８５の室８５ｒ内の水素含有ガスのオフガスは、マニホルド８５の第２室底面１００Ｂの第２吐出ポート１２０Ｂから第２吐出路１４０Ｂ及び水タンク６の側に漏出することが抑えられる。
【００３２】
マニホルド８５の室８５ｒの第２室底面１００Ｂにおける滞留水量が次第に増加して、マニホルド８５の第２室底面１００Ｂにおける滞留水量が設定値を越えると、圧力ＰＢが次第に大きくなり、第２逆止弁２００Ｂのバネ部２０３のバネ力に打ち勝つ。このとき第２逆止弁２００Ｂの第２弁部２０２Ｂが自動的に開放し、第２逆止弁２００Ｂの第２弁ポート２０１Ｂが開放される。すると、マニホルド８５の室８５ｒの第２室底面１００Ｂの水は、第２吐出ポート１２０Ｂ及び第２吐出路１４０Ｂを経て水タンク６内に自動的に回収される。これによりマニホルド８５の第２室底面１００Ｂに過剰の水が滞留することが抑えられる。
【００３３】
マニホルド８５の第２室底面１００Ｂにおける滞留水量が設定値未満となると、圧力ＰＢに第２逆止弁２００Ｂの第２バネ部２０３Ｂのバネ力が打ち勝ち、第２逆止弁２００Ｂの第２弁部２０２Ｂが第２バネ部２０３Ｂのバネ力で自動的に閉鎖し、第２弁ポート２０１Ｂが閉鎖される。即ち、マニホルド８５の室８５ｒの第２室底面１００Ｂに滞留している水量の水圧に応答して第２逆止弁２００Ｂの第２弁部２０２Ｂが自動的に閉鎖される。このためマニホルド８５の第２室底面１００Ｂには必要量の水が残留するため、残留している水により第２吐出ポート１２０Ｂが覆われてシールされ、マニホルド８５の室８５ｒの水素含有ガスのオフガスは、第２室底面１００Ｂの第２吐出ポート１２０Ｂから吐出路１４０Ｂ及び水タンク６の側に漏出することが抑えられる。
【００３４】
以上説明したように本実施例に係る燃料電池装置においても、第１実施例と同様に、従来技術とは異なり、電気式のハイレベルセンサ、ローレベルセンサ、更には、これらのセンサからの検出信号に基づいて開放する電磁弁を廃止することができる。故に、消費電力の低減、サイズの小型化において有利となる。殊に電磁弁は励磁ソレノイドが装備されているため、消費電力の低減、サイズの小型化において不利であるが、本発明に係る燃料電池装置によれば、励磁ソレノイドを有する電磁弁を廃止できるため、消費電力の低減の面でも、サイズの小型化の面でも有利である。
【００３５】
更に本実施例によれば、図３に示すように、吐出路１４０には、吐出路１４０を曲成することにより通水抵抗部１６０が形成されている。通水抵抗部１６０は、吐出路１４０のうち逆止弁２００よりも下方に設けられている。本実施例によれば、逆止弁２００の弁部２０２の閉鎖動作が事情により遅れるときであっても、あるいは、凝縮部１０の室１０ｒの圧力が瞬間的に過大になるときであっても、通水抵抗部１６０が吐出路１４０に形成されているため、凝縮部１０の室底面１００に滞留しているシール用の水が吐出ポート１２０から過剰に吐出されてしまうことを抑えることができる。故に、シールに必要される量の水を凝縮部１０の室底面１００に滞留させるのに有利である。
【００３６】
更に図３に示すように、燃料電池のマニホルド８５の第２室底面１００Ｂから延設されている第２吐出路１４０Ｂにも、第２吐出路１４０Ｂを曲成することにより第２通水抵抗部１６０Ｂが形成されている。第２通水抵抗部１６０Ｂは、第２吐出路１４０Ｂのうち第２逆止弁２００Ｂよりも下方に設けられている。本実施例によれば、第２逆止弁２００Ｂの第２弁部２０２Ｂの閉鎖動作が事情により遅れるときであっても、あるいは、マニホルド８５内の圧力が瞬間的に過大になるときであっても、第２通水抵抗部１６０Ｂが第２吐出路１４０Ｂに形成されているため、燃料電池８のマニホルド８５の第２室底面１００Ｂに滞留しているシール用の水が第２吐出ポート１２０Ｂから過剰に吐出されることを抑えることができ、燃料電池８のマニホルド８５の第２室底面１００Ｂにシール用の水を滞留させるのに有利である。
【００３７】
（第４実施例）
図４は本発明を具体化した第４実施例を示す。第４実施例は第３実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、吐出路１４０には、通水抵抗部として機能する絞り１８０が形成されている。逆止弁２００の弁部２０２の閉鎖動作が遅れるときであっても、あるいは、凝縮部１０の室１０ｒの圧力が瞬間的に過大になるときであっても、通水抵抗部としての絞り１８０が吐出路１４０に形成されているため、凝縮部１０の室底面１００に滞留しているシール用の水が吐出ポート１２０から過剰に吐出されることを抑えることができ、凝縮部１０の室底面１００にシール用の水を滞留させるのに有利である。
【００３８】
更に燃料電池のマニホルド８５の第２室底面１００Ｂから延設されている第２吐出路１４０Ｂにも、通水抵抗部として機能する第２絞り１８０Ｂが形成されている。第２逆止弁２００Ｂの第２弁部２０２Ｂの閉鎖動作が事情により遅れるときであっても、あるいは、マニホルド８５内の圧力が瞬間的に過大になるときであっても、通水抵抗部としての第２絞り部１８０Ｂが第２吐出路１４０Ｂに形成されているため、燃料電池８のマニホルド８５の第２室底面１００Ｂに滞留しているシール用の水が第２吐出ポート１２０Ｂから過剰に吐出されることを抑えることができる。故に、燃料電池８のマニホルド８５の第２室底面１００Ｂにシール用の水を必要量滞留させるのに有利である。なお、絞り１８０は吐出路１４０のうち逆止弁２００よりも下方に設けられていると共に、第２絞り１８０Ｂは第２吐出路１４０Ｂのうち第２逆止弁２００Ｂよりも下方に設けられているが、これに限定されるものではない。
【００３９】
（第５実施例）
図５は本発明を具体化した第５実施例を示す。第５実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、異なる部分を中心として説明する。吐出弁として機能する逆止弁２００Ｃは、吐出路１４０に連通する弁ポート２０１Ｃを開放可能及び閉鎖可能な弁部２０２Ｃと、弁部２０２Ｃが弁ポート２０１Ｃを閉鎖する方向に付勢する弾性部としてのコイル状のバネ部２０３Ｃと、弁部２０２Ｃ及びバネ部２０３Ｃを保持すると共に弁ポート２０１Ｃを有する基部２０５Ｃとを有している。弁部２０２Ｃの受圧面２０４Ｃが受ける水圧がバネ部２０３Ｃのバネ力に打ち勝つと、弁部２０２Ｃが開放する方向に動作して基部２０５Ｃの弁ポート２０１Ｃが開放される。弁部２０２Ｃの受圧面２０４Ｃが受ける水圧が低下すると、弁部２０２Ｃが閉鎖する方向に動作して基部２０５Ｃの弁ポート２０１Ｃが閉鎖される。
【００４０】
（第６実施例）
図６は本発明を具体化した第６実施例を示す。第６実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、異なる部分を中心として説明する。吐出弁として機能する逆止弁２００Ｄは、吐出路１４０に連通する弁ポート２０１Ｄを開放可能及び閉鎖可能な弁部２０２Ｄと、弁部２０２Ｄが弁ポート２０１Ｄを閉鎖する方向に付勢する弾性部としてのバネ部２０３Ｄと、弁部２０２Ｄ及びバネ部２０３Ｄを保持すると共に弁ポート２０１Ｄを有する基部２０５Ｄとを有している。弁部２０２Ｄの受圧面２０４Ｄが受ける水圧がバネ部２０３Ｄのバネ力に打ち勝つと、弁部２０２Ｄが開放する方向に動作して基部２０５Ｄの弁ポート２０１Ｄが開放される。弁部２０２Ｄの受圧面２０４Ｄが受ける水圧が低下すると、弁部２０２Ｄが閉鎖する方向に動作して基部２０５Ｃの弁ポート２０１Ｄが閉鎖される。基部２０５Ｄの雌螺子部２０６Ｄには、可動部２０７Ｄの雄螺子部２０８Ｄが螺進退可能に螺着されている。可動部２０７Ｄの溝２０９Ｄに工具をはめて可動部２０７Ｄを回動させ、雄螺子部２０８Ｄを適宜螺進退させれば、可動部２０７Ｄの位置をバネ部２０３Ｄのバネ力の方向において調整でき、これによりバネ部２０３Ｄのバネ力を調整でき、ひいては逆止弁２００Ｄが開放するときの水圧量を調整することができる。
【００４１】
（第７実施例）
図７は本発明を具体化した第７実施例を示す。第７実施例は第１実施例と基本的には同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏する。以下、異なる部分を中心として説明する。吐出弁として機能する逆止弁２００Ｅは、吐出路１４０に連通する弁ポート２０１Ｅを開放可能及び閉鎖可能な弾性変形可能な高分子有機材料としてのゴムや樹脂を主体として形成された弁部２０２Ｅと、弁部２０２Ｅを保持すると共に弁ポート２０１Ｅを有する基部２０５Ｅとを有している。弁部２０２Ｅの受圧面２０４Ｅが受ける水圧が増加すると、水圧に応答して弁部２０２Ｅが弾性変形し、弁ポート２０１Ｅが開放される。弁部２０２Ｅの受圧面２０４Ｅが受ける水圧が低下すると、弁部２０２Ｅが閉鎖する方向に動作して基部２０５Ｅの弁ポート２０１Ｅが閉鎖される。
【００４２】
（適用例）
以下、本発明の適用例について説明する。図８は定置形の燃料電池装置の概念図を示す。本例に係る燃料電池装置は、図８に示すように、燃料としての燃料ガスと水蒸気とで改質反応を生じさせて発電に適する水素含有ガスを生成する改質系１Ｍが設けられている。改質系１Ｍは、燃料ガスと水蒸気とを反応させて改質反応を生じさせて発電に適する水素含有ガスを生成する改質部１、原料水を蒸発させて改質反応で使用する水蒸気を生成する蒸発部２、改質部１を改質反応に適する温度領域に加熱するための燃焼部１３、ＣＯ除去部５で構成される。燃焼部１３の熱は改質部１に伝達されるため、改質部１は改質反応に適するように高温とされる。ＣＯ除去部５は、改質部１で生成された水素含有ガスに含まれている一酸化炭素を除去するものである。ＣＯ除去部５は、シフト反応により一酸化炭素を低減させるＣＯシフト部と、空気を用いて一酸化炭素を低減させるＣＯ選択酸化部とを有するが、これらに限定されるものではない。
【００４３】
燃料ガスを改質部１に熱交換部３を経て供給する燃料ガス供給通路（燃料供給通路）４が設けられている。燃料ガス供給通路４の上流端は燃料ガス源１５（都市ガスの配管）に接続されており、メタン、プロパン、ブタン等の少なくとも１種を主要成分とする燃料ガスを供給する。燃料ガス供給通路４には、２個並設された弁２７，２８からなる二連弁２９，燃料ガス搬送用のポンプ４ｐ、脱硫部４ａ、弁４ｂ、合流部４ｃが設けられている。合流部４ｃは、燃料ガス供給通路４からの燃料ガスと蒸発部２で蒸発された水蒸気とを合流させて混合し、熱交換部３を介して改質部１に供給する。
【００４４】
燃焼用の燃料ガスを燃焼部１３に供給する燃焼部連通路１４が設けられている。燃焼部連通路１４は、燃料ガス供給通路４と燃焼部１３とを分岐部４ｍを介して接続する。燃焼部連通路１４には、燃焼用の燃料ガスを燃焼部１３に向けて搬送するガス搬送源としてのポンプ１４ｐが設けられている。燃料ガス供給通路４から供給された燃料ガスは、ポンプ１４ｐにより燃焼部連通路１４を経て燃焼部１３に供給され、燃焼部１３で燃焼反応に使用されるため、燃焼部１３が高温となる。燃焼部１３により改質部１０が加熱されるため、改質部１の温度を改質反応に適するように温度領域に維持することができ、ひいては改質部１において改質反応により水素含有ガスを効果的に発生させることができる。
【００４５】
図８に示すように、燃料電池８が設けられている。燃料電池８は、酸素含有ガスとしての空気（酸化剤ガス）と水素含有ガスとで発電するものである。燃料電池８は高分子電解質型であり、プロトン伝導性高分子膜を電解質として用いたセルを複数積層したスタックで構成されている。改質部１で生成された水素含有ガスを弁９ａを経て燃料電池８の燃料極に供給する水素供給通路９（燃料供給通路）が設けられている。
【００４６】
図８に示すように、酸素含有ガスとしての発電用の空気を燃料電池８の空気極に供給する空気供給通路１６（酸化剤供給通路）が設けられている。空気供給通路１６には空気清浄化用のフィルタ１６ａ、空気搬送用のファン１６ｂ、空気加湿用の加湿部２０が設けられている。加湿部２０は、燃料電池８に供給する酸素含有ガスである空気を加湿する。燃料電池８の電解質膜が過剰に乾燥されると、燃料電池８の発電効率が低下するため、燃料電池８の空気極に供給する空気を加湿するものである。
【００４７】
燃料電池８の燃料極の出口８ｅから排出された発電後の水素含有ガスのオフガスを燃焼部１３に流す燃料オフガス通路１２が設けられている。燃料オフガス通路１２には弁１０ａ、燃料極側の凝縮部１０、弁１０ｃが設けられている。燃料極側の凝縮部１０は、燃料オフガス通路１２において燃焼部１３と燃料電池８との間に位置するように設けられており、燃料電池８の燃料極の出口８ｅから排出された水素含有ガスのオフガスに含まれている水分を除去する。これにより水分が除去されたオフガスが燃料オフガス通路１２を経て燃焼部１３に供給され、燃焼反応として使用される。このように水分が除去されたオフガスが燃焼部１３に供給され、燃焼反応として使用されるため、水素含有ガスのオフガスを再利用できる。このとき水素含有ガスのオフガスに含まれている水分が除去されているため、燃焼部１３の温度低下が抑えられ、燃焼部１３における燃焼反応を良好に行うことができる。
【００４８】
燃料電池８の空気極から排出された発電後の空気のオフガスを流して大気中に排出させる空気オフガス通路（酸化剤オフガス通路）１８が設けられている。空気オフガス通路１８に加湿部２０が設けられている。
【００４９】
給水源としての水道管と蒸発部２とを接続する原料水供給通路７が設けられている。原料水供給通路７から蒸発部２に供給された水は、蒸発部２において加熱されて水蒸気となり、改質部１における改質反応に使用される。原料水供給通路７には、原料水浄化用のフィルタ７ａ、弁７ｂ、弁７ｃ、原料水の浄化度を高める水精製装置７ｄ、水タンク６、原料水搬送用のポンプ７ｆ、開閉制御弁７ｈが設けられている。水タンク６は凝縮部１０よりも下方に配置されており、吐出路１４０を介して凝縮部１０と水タンク６は接続されている。凝縮部１０に室底面１００で滞留している水は、吐出路１４０、逆止弁２００を経て水タンク６に移行する。
【００５０】
また図８に示すように、燃料電池８の熱を奪う冷却水が流れる電池用の冷却通路２２が設けられている。電池用の冷却通路２２には、ポンプ２２ｐ、熱交換部２３が設けられている。燃料電池装置全体で発生する熱を奪って湯として貯留する貯湯部２６が湯温センサ２６ｎと共に設けられている。貯湯部２６の吐出口２６ｉから延設された熱交換通路３１には、冷却水搬送用のポンプ３１ｐ、燃料側の凝縮部１０が設けられており、更に適宜の部位に図略の複数の熱交換部が設けられている。従って貯湯部２６から熱交換通路３１を流れた冷却水は、燃料側の凝縮部１０を経て、更に適宜の部位に設けた図略の複数の熱交換部を流れ、熱交換により加熱され、熱交換部２３を経て、貯湯部２６の吸入口２６ｏに帰還する。このため、貯湯部２６に貯留されている冷却水は熱を帯び、湯となる。貯湯部２６の冷却水である湯は、他の用途への給湯源として利用できる。貯湯部２６には給水源である水道から水が補給通路２６ｋを経て補給される。制御装置３９には各種の信号（Ｓ１，Ｓ２等）が入力される。
【００５１】
本例においても、吐出弁としての逆止弁２００は通常時に閉鎖している。このように逆止弁２００が閉鎖されているとき、凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００に滞留している水が吐出ポート１２０から吐出路１４０に吐出されることは阻止されている。このため凝縮部１０の室底面１００には必要量の水が滞留している。このように凝縮部１０の室底面１００に水が滞留していれば、滞留している水により室底面１００の吐出ポート１２０が覆われてシールされているため、凝縮部１０の水素含有ガスのオフガスは、室底面１００の吐出ポート１２０から吐出路１４０及び水タンク６の側に漏出することが抑えられる。
【００５２】
燃料電池８の運転が継続すると、燃料電池８の燃料極の出口８ｅから水素含有ガスのオフガスが次々と凝縮部１０に供給されるため、凝縮部１０の室底面１００における滞留水の水量が次第に増加する。凝縮部１０の室底面１００における滞留水の水量が設定値を越えると、逆止弁２００の弁部２０２が自動的に開放し、逆止弁２００の弁ポート２０１が開放される。即ち、凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００に滞留している水量に基づく水圧に応答して逆止弁２００の弁部２０２が自動的に開放し、凝縮部１０の室底面１００の水は吐出ポート１２０及び吐出路１４０を経て水タンク６内に回収される。これにより凝縮部１０の室底面１００に過剰の水が滞留することが抑えられ、凝縮部１０の室底面１００の上方の室１０ｒの容積が確保され、凝縮部１０の室１０ｒに供給されたオフガスを凝縮により乾燥させることができる。水タンク６に回収された水は蒸発部２に送られ、改質反応に使用される水蒸気として再利用される。
【００５３】
凝縮部１０の室底面１００における滞留水量が設定値未満となると、バネ部２０３のバネ力により逆止弁２００の弁部２０２が自動的に閉鎖する。即ち、凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００に滞留している水量に応答して逆止弁２００が自動的に閉鎖される。このため凝縮部１０の室底面１００には必要量の水が残留することになり、残留している水により吐出ポート１２０が覆われてシールされるため、凝縮部１０の水素含有ガスのオフガスは、室底面１００の吐出ポート１２０から吐出路１４０及び水タンク６の側に漏出することが抑えられる。
【００５４】
以上説明したように本例に係る燃料電池装置においても、従来技術とは異なり、電気式のハイレベルセンサ、ローレベルセンサ、更には、これらのセンサからの検出信号に基づいて開放する電磁弁を廃止することができる。故に、消費電力の低減、サイズの小型化において有利となる。殊に電磁弁は励磁ソレノイドが装備されているため、消費電力の低減、サイズの小型化において不利であるが、本発明に係る燃料電池装置によれば、励磁ソレノイドを有する電磁弁を廃止できるため、消費電力の低減の面でも、サイズの小型化の面でも有利である。
【００５５】
（その他）
上記した第１実施例では、水素含有ガスまたはオフガスが流れる凝縮部１０から延設された吐出路１４０に逆止弁２００が設けられているが、これに限らず、水素含有ガスまたはオフガスが流れる経路に設けられた凝縮部１０以外のガス通過部材と水タンク６とをつなぐ吐出路を設け、この吐出路に逆止弁を設けることにしても良い。
【００５６】
上記した第１実施例では燃料ガス源１５は都市ガスの配管であるが、これに限らず、水素ガス等の燃料ガスを装填したガスタンクでも良い。燃料として燃料ガス（都市ガス等）を用いているが、これに限られるものではない。酸化剤である酸素含有ガスとして空気を用いているが、これに限られるものではない。上記した第１実施例では、吐出ポート１２０から下方向に延設された吐出路１４０に逆止弁２００が設けられているが、吐出ポート１２０自体に逆止弁２００を設けることにしても良い。この場合には、逆止弁２００を開放動作させるための水圧を作用させる水を室底面１００上に滞留させる必要がある。
【００５７】
また上記した第１実施例では、前記したように凝縮部１０の室１０ｒで生成した水を凝縮部１０の室１０ｒの室底面１００の上に滞留させることにしているが、場合によっては、吐出路１４０のうち吐出ポート１２０と逆止弁２００との間にのみ水を滞留させ、この滞留水により吐出ポート１２０をシールすることにしても良い。
【００５８】
本発明に係る燃料電池装置は上記した実施例及び適用例に示す配管系統を有する例に限定されるものではない。また上記した適用例は定置用の燃料電池装置に適用しているが、これに限らず、車両に搭載される燃料電池装置に適用しても良い。その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【００５９】
上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
（付記項１）燃料極と酸化剤極とを有する燃料電池と、
燃料ガス、これのオフガス、酸化剤ガス、これのオフガスのうちの少なくとも一つに含まれている水分に基づいて生成された水が滞留可能な室底面と前記室底面に形成された吐出ポートとを有するガス通過部材と、
前記ガス通過部材の前記室底面の前記吐出ポートよりも下方に設けられた排水部に向けて前記ガス通過部材の前記吐出ポートから下方に延設され、前記室底面に溜まった水を前記吐出ポートから前記排水部に吐出する吐出路とを具備する燃料電池装置において、前記吐出路または前記吐出ポートには、
通常時に閉鎖しており、閉鎖に伴い前記吐出路から前記排水部への水の吐出を阻止すると共に、水圧に応答して開放し開放に伴い水を前記吐出路を経て前記排水部に吐出させる水圧応答式の吐出弁が設けられていることを特徴とする燃料電池装置。
（付記項２）燃料が供給される燃料極と酸化剤ガスが供給される酸化剤極とを有する燃料電池と、
燃料ガス、これのオフガス、酸化剤ガス、これのオフガスのうちの少なくとも一つに含まれている水分に基づいて生成された水が滞留可能な室底面と前記室底面に形成された吐出ポートとを有するガス通過部材と、
前記ガス通過部材の前記室底面の前記吐出ポートよりも下方に設けられた水タンク等の排水部に向けて、前記ガス通過部材の前記室底面の前記吐出ポートから下方に向けて延設され、前記室底面に溜まった水を前記吐出ポートから前記水タンクに吐出する吐出路とを具備する燃料電池装置において、
前記吐出路または前記吐出ポートには、通常時に閉鎖しており、閉鎖に伴い前記室底面の前記吐出ポートを水でシールすると共に、前記室底面における滞留水の水圧に応答して開放し、開放に伴い前記室底面の水を前記吐出路を経て前記水タンクに吐出させる水圧応答式の吐出弁が設けられていることを特徴とする燃料電池装置。
（付記項３）各請求項及び各付記項において、吐出路には通水抵抗部が設けられていることを特徴とする燃料電池装置。滞留している水が過剰に吐出することが抑えられる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明に係る燃料電池装置によれば、吐出路または吐出ポートに水圧応答式の吐出弁が設けられている。この吐出弁は通常時に閉鎖しており、吐出弁が閉鎖しているときには、凝縮部の室に供給された燃料ガスまたはこれのオフガスが凝縮部の室底面の吐出ポートから排水部に漏出することが抑えられる。滞留水の水量が増加して水圧が増加すると、増加した水圧に応答して吐出弁が開放し、滞留水を吐出路を経て水タンク等の排水部に吐出させ、過剰の滞留水を吐出することができる。
【００６１】
このような本発明に係る燃料電池装置によれば、従来用いられていた電気式のハイレベルセンサ、ローレベルセンサ、更には、これらのセンサからの検出信号に基づいて開放する電磁弁を廃止することができる。故に、消費電力の低減、サイズの小型化において有利となる。殊に電磁弁は励磁ソレノイドが装備されているため、消費電力の低減、サイズの小型化において不利であるが、本発明に係る燃料電池装置によれば、励磁ソレノイドを有する電磁弁を廃止できるため、消費電力の低減の面でも、サイズの小型化の面でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る燃料電池装置の概念図である。
【図２】第２実施例に係る燃料電池装置の概念図である。
【図３】第３実施例に係る燃料電池装置の概念図である。
【図４】第４実施例に係る燃料電池装置の概念図である。
【図５】第５実施例に係る逆止弁の内部を模式的に示す断面図である。
【図６】第６実施例に係る逆止弁の内部を模式的に示す断面図である。
【図７】第７実施例に係る逆止弁の内部を模式的に示す断面図である。
【図８】適用例に係る燃料電池装置の概念図である。
【符号の説明】
図中、６は水タンク（排水部）、８は燃料電池、１０は凝縮部、１０ｒは室、１００は室底面、１２０は吐出ポート、１４０は吐出路、２００は逆止弁（吐出弁）、２１０は弁ポート、２０２は弁部、２０３はバネ部を示す。
【図１】
0004440510.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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