(57)【要約】【課題】オフガス燃焼部での触媒凍結を抑制することにより、低温起動時にオフガス燃焼部から未反応のまま排出される燃料ガスを減少させる。【解決手段】燃料電池２０から排出された燃料ガスと酸化ガスの各オフガスの供給を受けて燃料ガスのオフガスを触媒充填部にて触媒燃焼させるオフガス燃焼部１０を備えた燃料電池のオフガス燃焼装置において、オフガス燃焼部１０は、触媒１２よりも下流側のオフガス出口部１０ａに触媒１２を通らないパージガスが供給可能とされている。触媒１２を通らないパージガスは、燃料電池２０から排出された酸化ガスのオフガスがバイパス流路１６を通ることにより、触媒１２をバイパスして供給される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化剤ガスと燃料電池から排出された燃料ガスのオフガスの供給を受けて該オフガスを触媒充填部にて触媒燃焼させるオフガス燃焼部を備えた燃料電池のオフガス燃焼装置において、
前記オフガス燃焼部は、前記触媒充填部の下流のオフガス出口部に空間を備え、前記オフガス出口部に前記触媒を通らないパージガスが供給可能とされた燃料電池のオフガス燃焼装置。
【請求項２】
前記触媒を通らないパージガスとして、前記燃料電池から排出された酸化ガスのオフガスが前記触媒をバイパスして前記オフガス出口部に供給される請求項１に記載の燃料電池のオフガス燃焼装置。
【請求項３】
前記触媒よりも上流側で分岐して該触媒よりも下流側のオフガス出口部に合流するバイパス流路と、
前記燃料電池から排出された酸化ガスのオフガスを前記触媒側または前記バイパス流路側のいずれか一方に選択的に供給するための弁と、
前記弁を制御する弁制御部と、
を備え、
前記弁制御部は、前記燃料電池の停止時に、前記酸化ガスのオフガスが前記バイパス流路側に供給されるように前記弁を制御する請求項２に記載の燃料電池のオフガス燃焼装置。
【請求項４】
前記オフガス燃焼部に供給される前記酸化ガスのオフガス流量を前記触媒の温度に基づき制御する流量制御部を備えた請求項２または３に記載の燃料電池のオフガス燃焼装置。
【請求項５】
前記オフガス燃焼部よりも下流側に気液分離器を備えた請求項１から４のいずれかに記載の燃料電池のオフガス燃焼装置。
【請求項６】
前記オフガス燃焼部の下流側に接続された排気配管の内表面が撥水性を有する請求項１から４のいずれかに記載の燃料電池のオフガス燃焼装置。
【請求項７】
燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、
請求項１から５のいずれかに記載の燃料電池のオフガス燃焼装置と、を備えた燃料電池システムにおいて、
前記燃料電池の停止時に、前記オフガス出口部に前記触媒を通らないパージガスが供給される燃料電池システム。
【請求項８】
酸化剤ガスと燃料電池から排出された燃料ガスのオフガスの供給を受けて該オフガスを触媒燃焼させるオフガス燃焼部のパージ方法において、
前記燃料電池の停止時に、前記オフガス燃焼部の前記触媒よりも下流側のオフガス出口部に前記触媒を通らないパージガスを供給するオフガス燃焼部のパージ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池のオフガス燃焼装置、燃料電池システム、及びオフガス燃焼部のパージ方法に係り、特に、低温起動時に未反応のまま排出される燃料ガスを減少させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池から排出された燃料オフガスを燃焼させてから外部に放出するオフガス燃焼器を備えた燃料電池システムが知られている。オフガス燃焼器内でガス中の水蒸気が凝縮して触媒表面が覆われると、燃料オフガス中の水素ガスと触媒とが隔離されて触媒反応が阻害されてしまう。このため、例えば特許文献１のように、オフガス燃焼器内の凝縮水滞留量を推定し、該滞留量に基づいてエアパージを行う技術が開発されている。
【特許文献１】特開２００５-１６６２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の技術では、触媒の温度が所定温度（例えば、凍結温度）以下まで低下したときにエアパージを行うと、凝縮水の量が逆に増加してしまう虞がある。オフガス燃焼器内で凝縮水が残留したまま燃料電池システムを停止させると、低温下では触媒の表面が凍結してしまい、再起動時にオフガス燃焼器から未反応のまま排出される燃料ガスが増加する。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、オフガス燃焼部での触媒凍結を抑制することにより、低温起動時に未反応のまま排出される燃料ガスを減少させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る燃料電池のオフガス燃焼装置は、酸化剤ガスと燃料電池から排出された燃料ガスのオフガスの供給を受けて該オフガスを触媒充填部にて触媒燃焼させるオフガス燃焼部を備えた燃料電池のオフガス燃焼装置において、前記オフガス燃焼部は、前記触媒充填部の下流のオフガス出口部に空間を備え、前記オフガス出口部に前記触媒を通らないパージガスが供給可能とされたものである。
【０００６】
この構成によれば、オフガス燃焼部内のオフガス出口部に残存している反応水が、前記触媒を通らないパージガスにより排出されるので、低温下での触媒の凍結を抑制することができる。触媒を通らないパージガスは、オフガス燃焼部に供給される酸化剤ガスが触媒をバイパスしたものでもよいし、別系統から供給される酸化剤ガスでもよい。
【０００７】
本発明に係る燃料電池のオフガス燃焼装置は、前記触媒を通らないパージガスとして、前記燃料電池から排出された酸化ガスのオフガスが前記触媒をバイパスして前記オフガス出口部に供給されるように構成してもよい。
【０００８】
例えば、前記触媒よりも上流側で分岐して該触媒よりも下流側のオフガス出口部に合流するバイパス流路と、前記燃料電池から排出された酸化ガスのオフガスを前記触媒側または前記バイパス流路側のいずれか一方に選択的に供給するための弁と、前記弁を制御する弁制御部と、を備え、前記弁制御部は、前記燃料電池の停止時に、前記酸化ガスのオフガスが前記バイパス流路側に供給されるように前記弁を制御する構成の採用が可能である。
【０００９】
これらの構成によれば、燃料電池から排出される酸化ガスのオフガスを利用して、オフガス燃焼部内のオフガス出口部に残存している反応水を排出することが可能となる。酸化ガスのオフガスは水分を含むものであるが、該オフガスは触媒を通らないので該触媒を濡らすことがなく、オフガス中に含まれる水分によって触媒が凍結することが抑えられる。
【００１０】
本発明に係る燃料電池のオフガス燃焼装置は、前記オフガス燃焼部に供給される前記酸化ガスのオフガス流量を前記触媒の温度に基づき制御する流量制御部を備えてもよい。
【００１１】
この構成によれば、例えば触媒の温度が１００℃より下がった場合には、１００℃以上であった場合よりもオフガス燃焼部の触媒に供給されるオフガス流量を減らすことで、オフガスに含まれる水分が触媒に付着する範囲を例えば当該触媒の上流側のみに制限することが可能になる。さらに、触媒の温度が０℃より下がった場合には、オフガス燃焼部内の触媒をパイパスしてオフガス出口部に供給されるオフガス流量を増やすことで、該オフガス出口部に残存している反応水を効果的に排出することが可能となる。
【００１２】
本発明に係る燃料電池のオフガス燃焼装置は、前記オフガス燃焼部よりも下流側に気液分離器を備えてもよい。
【００１３】
この構成によれば、気液分離器にてガス燃焼部からの反応水含有ガスから反応水が強制的に気液分離され、この反応水分離後のガスが当該気液分離器から排出される。このため、気液分離機よりも下流側に接続された排気配管の凍結を抑制することができる。分離された反応水は気液分離器中に溜めておき、適宜排水すればよい。
【００１４】
本発明に係る燃料電池のオフガス燃焼装置は、前記オフガス燃焼部の下流側に接続された排気配管の内表面が撥水性を有していてもよい。
【００１５】
この構成によれば、オフガス燃焼部から排出された反応水が、速やかに排気配管を経て外部に排出される。
【００１６】
本発明の燃料電池システムは、燃料ガスと酸化ガスの供給を受けて発電する燃料電池と、上記いずれかの構成からなる燃料電池のオフガス燃焼装置と、を備えた燃料電池システムにおいて、前記燃料電池の停止時に、前記オフガス出口部に前記触媒を通らないパージガスが供給されるものである。
【００１７】
この構成によれば、オフガス燃焼部内の触媒やオフガス燃焼部の下流側に接続された排気配管の凍結が抑制されるので、低温起動性が向上する。
【００１８】
本発明に係るオフガス燃焼部のパージ方法は、酸化剤ガスと燃料電池から排出された燃料ガスのオフガスの供給を受けて該オフガスを触媒燃焼させるオフガス燃焼部のパージ方法において、前記燃料電池の停止時に、前記オフガス燃焼部の前記触媒よりも下流側のオフガス出口部に前記触媒を通らないパージガスを供給するものである。
【００１９】
この構成によれば、オフガス燃焼部内の触媒やオフガス燃焼部の下流側に接続された排気配管の凍結が抑制されるので、低温起動性が向上する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、オフガス燃焼部での触媒凍結が抑制されるので、低温起動時にオフガス燃焼部から未反応のまま排出される燃料ガスを減少させることが可能となる。また、オフガス燃焼部よりも下流側に接続された排気配管の凍結が抑制されるので、低温起動時における排気配管の詰まりの発生を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
次に、本発明に係る燃料電池システムの一実施の形態を説明する。以下、この燃料電池システムを燃料電池車両の車載発電システムに適用した場合について説明するが、本発明はこのような適用例に限らず、船舶，航空機，電車、歩行ロボット等のあらゆる移動体への適用や、例えば燃料電池が建物（住宅、ビル等）用の発電設備として用いられる定置用発電システムへの適用も可能である。
【００２２】
図１に示される燃料電池システム１００において、酸化ガスとしての空気（外気）は、空気供給路７１を介して燃料電池２０の空気供給口に供給される。空気供給路７１には、空気から微粒子を除去するエアフィルタＡ１、空気を加圧するコンプレッサＡ３、供給空気圧を検出する圧力センサＰ４、及び空気に所要の水分を加える加湿器Ａ２１が設けられている。コンプレッサＡ３は、モータ（補機）によって駆動される。このモータは、後述の制御部５０によって駆動制御される。なお、エアフィルタＡ１には、空気流量を検出する図示省略のエアフローメータ（流量計）が設けられている。
【００２３】
燃料電池２０から排出される空気オフガス（酸化オフガス）は、排気路７２を経て外部に放出される。排気路７２には、排気圧を検出する圧力センサＰ１、圧力調整弁Ａ４、加湿器Ａ２１の熱交換器、及びオフガス燃焼部１０が設けられている。圧力センサＰ１は、燃料電池２０の空気排気口近傍に設けられている。圧力調整弁Ａ４は、燃料電池２０への供給空気圧を設定する調圧(減圧)器として機能する。
【００２４】
圧力センサＰ４，Ｐ１の図示しない検出信号は、制御部５０に送られる。制御部５０は、コンプレッサＡ３のモータ回転数及び圧力調整弁Ａ４の開度面積を調整することによって、燃料電池２０への供給空気圧や供給空気流量を設定する。
【００２５】
燃料ガスとしての水素ガスは、水素供給源３０から水素供給路７４を介して燃料電池２０の水素供給口に供給される。水素供給源３０は、例えば高圧水素タンクが該当するが、いわゆる燃料改質器や水素吸蔵合金等であっても良い。
【００２６】
水素供給路７４には、水素供給源３０から水素を供給しあるいは供給を停止する遮断弁Ｈ１００、水素供給源３０からの水素ガスの供給圧力を検出する圧力センサＰ６、燃料電池２０への水素ガスの供給圧力を減圧して調整する水素調圧弁Ｈ９、水素調圧弁Ｈ９の下流の水素ガス圧力を検出する圧力センサＰ９、燃料電池２０の水素供給口と水素供給路７４間を開閉する遮断弁Ｈ２１、及び水素ガスの燃料電池２０の入口圧力を検出する圧力センサＰ５が設けられている。
【００２７】
水素調圧弁Ｈ９としては、例えば機械式の減圧を行う調圧弁を使用できるが、パルスモータで弁の開度がリニアあるいは連続的に調整される弁であっても良い。圧力センサＰ５，Ｐ６，Ｐ９の図示しない検出信号は、制御部５０に供給される。
【００２８】
燃料電池２０で消費されなかった水素ガスは、水素オフガスとして水素循環路７５に排出され、水素供給路７４の水素調圧弁Ｈ９の下流側に戻される。水素循環路７５には、水素オフガスの温度を検出する温度センサＴ３１、燃料電池２０と水素循環路７５を連通／遮断する遮断弁Ｈ２２、水素オフガスから水分を回収する気液分離装置Ｈ４２、回収した生成水を水素循環路７５外の図示しないタンク等に回収する排水弁Ｈ４１、水素オフガスを加圧する水素ポンプＨ５０、及び逆流阻止弁Ｈ５２が設けられている。
【００２９】
遮断弁Ｈ２１，Ｈ２２は、燃料電池２０のアノード側を閉鎖する。温度センサＴ３１の図示しない検出信号は、制御部５０に供給される。水素ポンプＨ５０は、制御部５０によって動作が制御される。
【００３０】
水素オフガスは、水素供給路７４で水素ガスと合流し、燃料電池２０に供給されて再利用される。逆流阻止弁Ｈ５２は、水素供給路７４の水素ガスが水素循環路７５側に逆流することを防止する。遮断弁Ｈ１００，Ｈ２１，Ｈ２２は、制御部５０からの信号で駆動される。
【００３１】
水素循環路７５は、排出制御弁Ｈ５１を介して、パージ流路７６によって排気路７２のオフガス燃焼部１０に接続されている。排出制御弁Ｈ５１は、電磁式の遮断弁であり、制御部５０からの指令によって作動することにより、水素オフガスはオフガス燃焼部１０に導入された空気オフガスとの燃焼反応に供されて外部に排出（パージ）される。このパージ動作を間欠的に行うことによって、水素ガス中の不純物濃度が増加することによるセル電圧の低下を防止することができる。
【００３２】
燃料電池２０の冷却水出入口には、冷却水を循環させる冷却路７３が設けられている。冷却路７３には、燃料電池２０から排水される冷却水の温度を検出する温度センサＴ１、冷却水の熱を外部に放熱するラジエータ（熱交換器）Ｃ２、冷却水を加圧して循環させるポンプＣ１、及び燃料電池２０に供給される冷却水の温度を検出する温度センサＴ２が設けられている。ラジエータＣ２には、モータによって回転駆動される冷却ファンＣ１３が設けられている。
【００３３】
燃料電池２０は、水素ガスと空気の供給を受けて発電する単セルを所要数積層してなる燃料電池スタックとして構成されている。燃料電池２０が発生した電力は、図示しないパワーコントロールユニットに供給される。パワーコントロールユニットは、車両の駆動モータを駆動するインバータと、コンプレッサモータや水素ポンプ用モータなどの各種の補機類を駆動するインバータと、二次電池等の蓄電手段への充電や該蓄電手段からのモータ類への電力供給を行うＤＣ−ＤＣコンバータなどが備えられている。
【００３４】
制御部５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、入出力インタフェース及びディスプレイなどの公知構成から成る制御コンピュータシステムによって構成されており、図示しない車両のアクセル信号などの要求負荷や燃料電池システム１００の各部のセンサ（圧力センサ、温度センサ、流量センサ、出力電流計、出力電圧計等）から制御情報を受け取り、システム各部の弁類やモータ類の運転を制御する。
【００３５】
次に、オフガス燃焼部１０の具体的な構成について説明する。
【００３６】
図２に示すように、本実施形態のオフガス燃焼部１０は、パージ流路７６からの水素オフガスと排気路７２からの空気オフガスとの混合ガスが導入される触媒入口部１１、該混合ガスに燃焼反応を行わせる触媒１２を備えた触媒ヒータ部１３、触媒入口部１１から分岐して触媒ヒータ部１３及び触媒１２よりも下流（出口）側のオフガス出口部１０ａへガスをバイパスさせるバイパス流路１６、及びバイパス流路１６に設けられたバイパス弁１５を備えている。
【００３７】
オフガス燃焼部１０の下流側には、排気配管１４が接続されている。バイパス弁１５は電磁弁であり、電磁弁への通電が制御部（弁制御部）５０によりオン−オフされることで、開閉される。つまり、本実施形態においては、オフガス燃焼部１０と制御部５０とを備えることにより、燃料電池２０のオフガス燃焼装置が構成されている。
【００３８】
次に、この燃料電池２０のオフガス燃焼装置の作用について説明する。
【００３９】
オフガス燃焼装置の運転（使用）時、制御部５０は、バイパス弁１５を遮断する。すると、パージ流路７６からの水素オフガスと排気路７２からの空気オフガスとの混合ガスは、当該オフガス燃焼部１０の触媒入口部１１から触媒ヒータ部１３に供給される。この供給された混合ガスは触媒ヒータ部１３にて加温され、触媒充填部に充填された触媒１２を通過する過程で触媒反応によって燃焼し、排気配管１４より排気される。
【００４０】
一方、オフガス燃焼装置の運転停止（使用停止）時、制御部５０は、排出制御弁Ｈ５１を遮断してパージ流路７６から当該オフガス燃焼部１０への水素オフガスの供給を止める。これに対し、排気路７２から当該オフガス燃焼部１０への空気オフガスの供給は引き続き行い、周辺機器の保護のために高温状態の触媒１２を冷却する。
【００４１】
図３は、低温下での使用を想定した−３０℃雰囲気下における例を示しており、同図に示すように、水素オフガスの供給停止前（図３中の水素ＯＦＦ）の触媒１２の温度は５００℃程度であるが、水素オフガスの供給停止後も継続的に当該オフガス燃焼部１０に供給される空気オフガスによって、触媒１２の温度は低下する。本例では、触媒１２の温度が０℃になるまで、空気オフガスによる触媒１２の冷却を行う。
【００４２】
制御部５０は、触媒１２に設けられた温度センサ等によって該触媒１２の温度が０℃になったことを検知すると、バイパス弁１５に対して通電し、該バイパス弁１５を開ける。これにより、水分（燃料電池２０の生成水等）を含む排気路７２からの空気オフガスをバイパス流路１６に流す。バイパス流路１６は、触媒ヒータ部１３と触媒１２とが直列配置されている流路よりも流路抵抗が少ないため、空気オフガスのほとんどは触媒ヒータ部１３側ではなくバイパス流路１６側に流れる。
【００４３】
すなわち、触媒１２の温度が０℃未満になると、空気オフガス中の水分が触媒１２の表面で凍結し、低温起動時に未反応燃料ガスの排出量が増加してしまうところ、本実施形態では、触媒１２の温度が０℃未満になる前に排気路７２からの空気オフガスをバイパス流路１６側にバイパスさせることにより、つまり、空気オフガスを触媒１２に流さないことにより、触媒１２の表面での凍結が抑制される。
【００４４】
図３に示すように、この時点における触媒１２の温度は０℃であるももの、触媒ヒータ部１３は熱容量が大きいため、排気路７２からの空気オフガスが触媒ヒータ部１３の上流側に位置する触媒入口部１１からバイパス流路１６を介して供給される、当該オフガス燃焼部１０のオフガス出口部（オフガス燃焼部１０内の触媒１２よりも下流側に位置する、所定容積の空間を備えた部位）１０ａの温度は、２００℃以上である。
【００４５】
この空気オフガスにより、当該オフガス燃焼部１０のオフガス出口部１０ａに付着残存している、触媒反応（酸化反応、燃焼反応）の結果生成された反応水１７は、排気配管１４へと排出される。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、システム停止後の触媒１２への反応水１７の吸水及び触媒１２の凍結が抑制されるので、低温起動時にオフガス燃焼部１０から未反応のまま排出される燃料ガスを減少させることが可能となる。また、システム停止時に排気配管１４に付着している反応水１７の排水も可能なので、低温起動時の凍結による配管詰まりも抑制することができる。
【００４７】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態と同様の構成で排気配管１４が所定よりも長い構成、つまり、オフガス燃焼部１０から排気配管１４の排気口までの距離が所定よりも長い構成において、低温下では、オフガス燃焼部１０からの排気ガスに含まれる水蒸気が途中で０℃以下に冷却される場合がある。この場合、凝縮した水蒸気が排気配管１４中で凍結し、該排気配管１４が詰まる虞がある。
【００４８】
そこで、図４に示すように、排気配管１４上に反応水チャンバ（気液分離器）２１を設置してもよい。反応水チャンバ２１は、排気配管１４と比較して十分に流路面積が大きく構成され、その排気配管１４上の設置位置は、触媒ヒータ部１３に十分近い位置とすることで、オフガス燃焼部１０からの排気ガスに含まれる水蒸気が０℃以下に冷却される前に、該排気ガスが反応水チャンバ２１に導入されるようにする。
【００４９】
また、反応水チャンバ２１の周囲に加熱手段として例えば電熱線２２を設け、反応水チャンバ２１を加熱することができるように構成してもよい。なお、本実施形態の他の構成については、上記第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００５０】
本実施形態の構成によれば、オフガス燃焼部１０から排出された排気ガスは、径の細い（相対的に流路断面の小さい）排気配管１４から径の太い（相対的に流路断面の大きい）反応水チャンバ２１に導入されると、流速が急激に減少する。したがって、反応水チャンバ２１内では排気ガスの滞留時間が長くなり、排気ガス中の水蒸気は反応水チャンバ２１で凝縮して当該排気ガスから分離され、更には凍結する。
【００５１】
したがって、反応水チャンバ２１から排出されるガスは、当該反応水チャンバ２１に導入した時よりも水分が減少した状態となり、排気配管１４内での水分凍結による詰まりが抑制される。
【００５２】
オフガス燃焼装置の起動回数が多くなると、反応水チャンバ２１に溜まった水及び凍結した氷の量が増える。よって、低温状態が続く場合には、反応水チャンバ２１の周囲に設けた電熱線２２に電流を流し、反応水チャンバ２１内の氷を溶かす。その後、反応水チャンバ２１に設けられた排水弁２３を開き、外部へ放水する（排水処理）。電熱線２２への通電時間は、反応水チャンバ２１の温度により判定する。例えば１０℃前後になるまで加熱する。
【００５３】
また、通電タイミングは、図５に示すように、触媒１２の稼働回数または稼働時間（オフガス燃焼装置の運転回数または運転時間）を制御部５０内のカウンタ手段等で積算して決める。そして、制御部５０は、触媒１２の稼働回数または稼働時間の積算から反応水チャンバ２１内の反応水量を推定し、該反応水量が反応水チャンバ２１の安全係数を超える場合に上記排水処理を開始し、反応水チャンバ２１の水及び氷を排出する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の場合には、反応水チャンバ２１に反応水を強制的に貯留させ、適宜外に放水することにより、排気配管１４の凍結による詰まりをより一層効果的に抑制することができる。
【００５５】
＜第３実施形態＞
上記各実施形態の構成に加えて、図６に示すように、触媒ヒータ部１３の内面および排気配管１４の内面に、各々の内面よりも撥水性の優れた撥水層を形成してもよい。この撥水層としては、例えば、ハロゲン系樹脂、ポリオレフィン、ナイロン等の撥水性樹脂の塗布、シランカップリング剤による表面改質等の採用が可能である。
【００５６】
本実施形態によれば、撥水性物質を塗布していない図７の場合と比較して、空気オフガスによる反応水１７の持ち去り能力が向上する。したがって、オフガス燃焼部１０内および排気配管１４内に残存する反応水１７を容易に排出することが可能になり、触媒１２の表面凍結による機能低下および排気配管１４の凍結による配管詰まりをより一層効果的に抑制することができる。
【００５７】
＜第４実施形態＞
本発明の更に他の実施形態として、排気路７２からの空気オフガスのオフガス燃焼装置への供給量及びバイパス量が、触媒１２の温度に応じて制御されるようにしてもよい。
【００５８】
上記第１実施形態において、水素オフガスのオフガス燃焼部１０への供給停止後、触媒１２の温度が１００℃以上の間は、排気路７２からの空気オフガスに含まれている水分が蒸発し、触媒１２は乾燥される。
【００５９】
水素オフガスのオフガス燃焼部１０への供給停止後、触媒１２の温度が０〜１００℃の間は、そのまま空気オフガスを触媒１２側に流すと、当該空気オフガスに含まれている水分によって触媒１２が濡らされるため、制御部（流量制御部）５０は、図８に示すように、コンプレッサＡ３の回転数や圧力調整弁Ａ４の開度面積を調整する等して、空気オフガスの供給流量を減らす。
【００６０】
これにより、触媒１２の上流側のみが空気オフガスに含まれる水分によって濡れるに留まる。したがって、そのまま凍結した場合であっても、凍結していない触媒１２の下流側での触媒反応が可能となる。
【００６１】
水素オフガスのオフガス燃焼部１０への供給停止後、触媒１２の温度が０℃以下となり、排気路７２からの空気オフガスをバイパス流路１６によってバイパスさせる場合は、図８に示すように、コンプレッサＡ３の回転数や圧力調整弁Ａ４の開度面積を調整する等して、空気オフガスの供給流量を増やす。これにより、オフガス燃焼部１０内および排気配管１４内に残存する反応水１７の持ち去り能力を増加させることができる。
【００６２】
上記各実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明の要旨を逸脱しない限り各種構成部品を適宜設計することができる。例えば、上記実施形態では、オフガス燃焼部１０のオフガス出口部１０ａに導入するパージ（掃気）ガスとして、燃料電池２０から排出された空気オフガスを用いたが、触媒１２の存在下で燃料オフガス中の燃料ガスを燃焼させることが可能な酸化剤ガスであれば、別系統から供給される任意のガスを採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態として示した燃料電池システムの概略構成図である。
【図２】同燃料電池システムが備えるオフガス燃焼部の概略構成図である。
【図３】同オフガス燃焼部の触媒ヒータの温度を示した図である。
【図４】同オフガス燃焼部の他の例について示した概略構成図である。
【図５】同オフガス燃焼部における反応水チャンバの排水制御タイミングについて示した図である。
【図６】排水配管の撥水性について模式的に示した図である。
【図７】排水配管が撥水性を有さない場合を模式的に示した図である。
【図８】同オフガス燃焼部の他の例において、エア流量の変化タイミングについて示した図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０…オフガス燃焼部、１０ａ…オフガス出口部、１１…触媒入口部、１２…触媒、１３…触媒ヒータ部、１４…排気配管、１５…バイパス弁、１６…バイパス流路、１７…残存反応水、２０…燃料電池、２１…反応水チャンバ（気液分離器）、５０…制御部（弁制御部、流量制御部）、１００…燃料電池システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007115543.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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