(57)【要約】【課題】固体高分子形燃料電池システムに組み込まれる反応ガス加湿用水タンクを効率良く電気防食すると共に、防食電極に水タンク内の水面レベルの検出を兼ねさせるようにした燃料電池反応ガス加湿用水タンクを提供する。【解決手段】改質ガスを加湿して燃料電池１のアノードに供給するためのアノード加湿用水タンク２と、空気を加湿して燃料電池１のカソードに供給するためのカソード加湿用水タンク５とが組み込まれた燃料電池システムにおいて、アノード加湿用水タンク２に防食電極８を取り付け、カソード加湿用水タンク５に防食電極９を取り付け、燃料電池１を電源とし制御機器１０を介してアノード加湿用水タンク２及びカソード加湿用水タンク５にそれぞれ防食電流を流して電気防食する。防食電極８、９をそれぞれ要所に複数個取り付けることにより、双方の水タンクにおける水面レベルの検出を兼ねさせることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子形燃料電池に供給する反応ガスを加湿するための水タンクを備えた燃料電池システムにおいて、前記水タンクは固体高分子形燃料電池のアノードに燃料ガスを供給するアノード加湿用水タンクと、カソードに空気を供給するカソード加湿用水タンクであり、これらの水タンクのうち少なくとも一方の水タンクに防食電極を取り付け、この防食電極を介して水タンク内に防食電流を供給することを特徴とする燃料電池反応ガス加湿用水タンク。
【請求項２】
前記防食電極は、水タンクの内部に突出させて複数個配設することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池反応ガス加湿用水タンク。
【請求項３】
前記防食電極は、水タンクにおける水面レベルの検出を兼ねることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料電池反応ガス加湿用水タンク。
【請求項４】
前記防食電極は、水タンク内への突出長さが常態より長く設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の燃料電池反応ガス加湿用水タンク。
【請求項５】
前記防食電極は、水タンク内への突出先端部が非直線状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の燃料電池反応ガス加湿用水タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池システムに組み込まれる燃料電池反応ガス加湿用水タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、一般に天然ガス、灯油等の炭化系燃料を原燃料として、これを燃料改質装置により水素主体のガスに改質し、この改質ガスと大気から取り込んだ空気とを燃料電池に供給して電気化学反応を生じさせることにより発電するものである。前記燃料電池が固体高分子形燃料電池である場合には、プロトン伝導体として電解質膜が用いられおり、この電解質膜は湿潤状態においてプロトン伝導体として作用する特性を有している。このため、固体高分子形燃料電池（以下、単に燃料電池と略称することがある）の運転中においては、電解質膜を湿潤状態に保持しなければならず、燃料電池に供給する反応ガス（改質ガスと空気とを総称する）を水タンクでバブリング等により加湿した後に燃料電池に供給し、電解質膜を湿潤するようにしている。この場合、反応ガスのいずれか一方を水タンクで加湿する場合と、反応ガスの双方をそれぞれ別々の水タンクで加湿する場合とがある。又、固体高分子形燃料電池は、適正温度（約８０℃）で安定して運転するが、運転中における電気化学反応に伴って昇温する。このため、固体高分子形燃料電池のスタック内に冷却部を設け、この冷却部に冷却水を通して冷やすが、この冷却水として前記水タンク内の水の一部が利用される場合がある。
【０００３】
通常、前記反応ガス加湿用水タンクは金属製であり、その防食対策として例えばＳＵＳで形成し、又は金属表面にホーロー仕上げを施し或いは樹脂コーティングする等の手段がとられている。しかしながら、腐食が生じることがあり、特に反応ガス加湿用水タンクの溶接部分において腐食が生じ易く、腐食が生じると水タンク内に鉄イオン等の金属イオンが溶出する。水タンク内に溶出した金属イオンが反応ガス中に混入して燃料電池に供給されると、電解質膜が劣化して燃料電池の発電性能を低下させることになる。又、上記のように反応ガス加湿用水タンクが冷却用水タンクを兼ねている場合には、溶出した金属イオンが冷却水中に混入して冷却部に供給され、多数積層されている単位セルのセパレータを電気的に導通して短絡事故を引き起こすことがある。
【０００４】
このようなことから、燃料電池反応ガス加湿用水タンクに防食対策を施すことが重要となる。従来、燃料電池における冷却系システムの防食技術としては、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１には、燃料電池反応器中の冷却板に配管された冷却管と、冷却板の外部に突出した冷却管とを絶縁体を介して繋ぎ、冷却板の外部に突出した冷却管をアースした冷却管において、冷却板内部の冷却管に燃料電池の一部を電気的に接続し、冷却管の電位を下げて腐食電位域を脱することによって冷却管の腐食を防止するようにした技術が開示されている。又、特許文献２には、燃料電池用水処理装置における電気脱イオン装置への電力供給の効率を高めると共に、設備費の低減、設備規模の小型化を図るために、燃料電池セルスタックから発生する直流を交流に変換することなく、電気脱イオン装置に印加するようにした水処理装置が開示されている。
【特許文献１】特開平６−２６７５５２号公報
【特許文献２】特開２００３−１０９６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１は、燃料電池スタック中の冷却板に関連して配設される冷却管を電気防食する技術が開示されているだけであり、燃料電池システムに組み込まれる反応ガス加湿用水タンクを電気防食するものではない。又、特許文献２は、燃料電池スタックで発生した直流を交流に変換し、これを再び直流に変換して電気脱イオン装置に印加する従来の方法では、直流／交流変換時の電力ロスが生じて効率が悪く、しかも直流電源装置を必要とする等の難点を解消したものである。そして、燃料電池本体の冷却部を流れる冷却水系を介して循環する冷却水を、電気脱イオン装置を介して低電気伝導率にすることにより燃料電池本体における冷却水系の絶縁及び防食を図ったものである。
【０００６】
従来、固体高分子形燃料電池システムでは反応ガス加湿用水タンクの防食は、基本的には金属材料そのものの耐食性に依存していた。このため、例えば高価なＳＵＳ材料を使わざるを得ず、コストアップの要因となっていた。又、反応ガス加湿用水タンクには、水位検出装置を設けているのが一般的である。
【０００７】
本発明は、固体高分子形燃料電池システムに組み込まれる反応ガス加湿用水タンクを効率良く電気防食すると共に、水タンクに取り付けた防食電極に水面レベルの検出を兼ねさせるようにした燃料電池反応ガス加湿用水タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための手段として、本発明に係る請求項１の燃料電池反応ガス加湿用水タンクは、固体高分子形燃料電池に供給する反応ガスを加湿するための水タンクを備えた燃料電池システムにおいて、前記水タンクは固体高分子形燃料電池のアノードに燃料ガスを供給するアノード加湿用水タンクと、カソードに空気を供給するカソード加湿用水タンクであり、これらの水タンクのうち少なくとも一方の水タンクに防食電極を取り付け、この防食電極を介して水タンク内に防食電流を供給することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の燃料電池反応ガス加湿用水タンクは、請求項１の燃料電池反応ガス加湿用水タンクにおいて、前記防食電極は水タンク内に突出させて複数個配設することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の燃料電池反応ガス加湿用水タンクは、請求項１又は請求項２の燃料電池反応ガス加湿用水タンクにおいて、前記防食電極は水タンクにおける水面レベルの検出を兼ねることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の燃料電池反応ガス加湿用水タンクは、請求項１ないし請求項３のいずれかの燃料電池反応ガス加湿用水タンクにおいて、前記防食電極は水タンク内への突出長さが常態より長く設定されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の燃料電池反応ガス加湿用水タンクは、請求項１ないし請求項４のいずれかの燃料電池反応ガス加湿用水タンクにおいて、前記防食電極は水タンク内への突出先端部が非直線状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記請求項１の燃料電池反応ガス加湿用水タンクによれば、燃料電池システムに組み込まれた固体高分子形燃料電池のアノード（燃料極）に燃料ガスを供給するアノード加湿用水タンクと、カソード（空気極）に空気を供給するカソード加湿用水タンクとのうち少なくとも一方の水タンクに防食電極を取り付け、この防食電極を介して防食電流を供給することにより水タンクを電気防食することができる。これにより、高価なＳＵＳ材料等を用いる必要がなくなり、コストアップを抑えることができる。又、水タンク内に流れ込んできた金属イオンを析出して沈殿物として処理することができる。これにより、金属イオンが反応ガス中に混入して燃料電池に供給されるのを阻止し、電解質膜の劣化を抑えることができる。アノード加湿用水タンクと、カソード加湿用水タンクとの双方にそれぞれ防食電極を取り付け、それぞれ防食電流を流して双方の水タンクを電気防食することが好ましい。
【００１４】
上記請求項２の燃料電池反応ガス加湿用水タンクによれば、前記防食電極は水タンクに複数個配設することにより防食効果を向上させることができる。又、水タンクの容量に応じて防食電極の数を選択することが可能となる。
【００１５】
上記請求項３の燃料電池反応ガス加湿用水タンクによれば、前記防食電極は水タンクの水面レベルが防食電極より下がると防食電流が流れなくなるのを利用して、水タンク内の水面レベルの検出を兼ねることができる。これにより、従来水タンクに取り付けていた水位検出装置を省いてコストダウンを図ることが可能となる。
【００１６】
上記請求項４の燃料電池反応ガス加湿用水タンクによれば、前記防食電極は水タンク内への突出長さを常態より長く設定することにより、防食電極から遠い部分の電位も高く保持することができる。これにより、水タンク内壁の広範囲にわたって防食効果を高めることができる。
【００１７】
上記請求項５の燃料電池反応ガス加湿用水タンクによれば、前記防食電極は水タンク内への突出先端部が非直線状に形成されているため、防食電流を四方に拡散し電極から遠い部分の電位を更に安定して高く保持することができる。これにより、防食効果を著しく高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に付いて添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクを組み込んだ燃料電池システムの要部を示す概略構成図である。図１において、１は燃料電池（固体高分子形燃料電池）であって、アノードに改質ガスを供給すると共に、カソードに空気を供給して発電する。又、燃料電池１のスタック内に設けられている冷却部に冷却水を供給し、燃料電池１を冷却することで適正な運転温度を維持する。
【００１９】
前記改質ガスは、図示を省略した燃料改質装置により炭化系原燃料を水素主体のガスに改質したものであり、改質後にアノード加湿用水タンク２に導入し、ここで適度に加湿した後に燃料電池１のアノードに供給される。この場合、アノード加湿用水タンク２は、側壁に放出管３が取り付けられてタンク内にほぼ水平状態に突出しており、この突出部はタンク内に収納されている水の中に位置している。放出管３は、突出部の先端が閉塞され、且つ突出部には多数の小孔が穿孔されており、放出管３に導入される改質ガスを多数の小孔から水中に放出し、バブリングによって改質ガスを加湿する。尚、放出管３を用いずに、アノード加湿用水タンク２内の水中に改質ガスを直接供給してバブリングにより加湿するようにしても良い。
【００２０】
５はカソード加湿用水タンクであり、側壁に前記放出管３と同じ構造の放出管４が取り付けられてタンク内にほぼ水平状態に突出しており、この突出部はタンク内に収納されている水の中に位置している。これにより、放出管４に導入される空気を多数の小孔から水中に放出し、バブリングによって空気を加湿する。カソード加湿用水タンク５で加湿された空気は、前記燃料電池１のカソードに供給される。尚、この場合も放出管４を用いずに、カソード加湿用水タンク５内の水中に空気を直接供給してバブリングにより加湿するようにしても良い。
【００２１】
カソード加湿用水タンク５内に収納されている水の一部は、ポンプ６を介して前記燃料電池１の冷却部に冷却水として供給され、冷却部で熱交換により高温となった水は燃料電池１から排出され、前記アノード加湿用タンク２内に設けられた熱交換器７を通った後に、カソード加湿用水タンク５内に戻される。熱交換器７において、当該熱交換器７内を通過する高温水は、アノード加湿用水タンク２内に収納されている水との間で熱交換が行われる。これにより、熱交換器７内を通過する高温水は低温水となってカソード加湿用水タンク５内に戻る。
【００２２】
本発明では、前記アノード加湿用水タンク２とカソード加湿用水タンク５との側壁にそれぞれ防食電極８、９を絶縁材（図略）を介して取り付け、それぞれ制御機器１０を介して防食電流を流すことによりアノード加湿用水タンク２とカソード加湿用水タンク５とを電気防食することを特徴とする。尚、反応ガスのいずれか一方を水タンクで加湿する場合もあるため、アノード加湿用水タンク２とカソード加湿用水タンク５との双方共に電気防食する場合に限定されない。又、電源としては前記燃料電池１を用いるが、これに限定されず他の外部電源（図略）を用いることも可能である。
【００２３】
本発明では、主としてアノード加湿用水タンク２を例に挙げて説明するが、単に水タンクと表記した場合はカソード加湿用水タンク５も含むものとする。水タンクの材質が例えばＳＵＳの場合であると、一般的に耐食性には優れているが、タンク製造時の溶接部分は腐食し易いので防食電流を流して防食する必要がある。但し、鉄そのものに比べれば、耐食性が良いため少ない防食電流で電気防食することができる。水タンクの大きさは、燃料電池１の大きさによっても異なるが例えば容量１．５リットル程度であり、表面積は約０．１ｍ２である。
【００２４】
防食電流を流すための電流・電圧の制御方法としては、前記制御機器１０によって定電圧制御を行って防食電位を一定にすることが好ましい。印加電圧は数Ｖから数十Ｖの範囲内で、実験によって決定することが可能であり、ＳＵＳの防食に必要な防食電位は０．２５Ｖ（隙間腐食発生電位）〜０．９Ｖ（水素発生電位）（カロメル基準）に見合うような印加電圧を決める。印加電流は数μＡ〜数十ｍＡの範囲内であり、燃料電池の場合は通常蒸留水を用いるため数μＡとなるが、将来的に水道水も使用可能となれば数十ｍＡとなる。
電流値よりも電圧値の方が重要であり、上記のように電圧値が０．２５Ｖ〜０．９Ｖの範囲内となるように印加電圧を決めることが肝心である。
【００２５】
前記防食電極８、９の材質と線径に付いて説明すると、材質は例えばＴｉ／Ｐｔメッキであり、線径はほぼφ１．４１ｍｍである。防食電極の使用本数は、線材、線の長さ、太さ及び水質等により決定する。使用する水の導電性が悪い場合は防食電極の数を増やしたり、線の長さを長くしたりする。尚、前記アノード加湿用水タンク２内には改質ガスが導入され、この改質ガス中には炭酸ガスが一部含まれているため、改質ガスをバブリングする水中に炭酸イオンが生じて電解液状態となる。又、前記カソード加湿用水タンク５内には外気から取り込んだ空気が導入され、この空気中にも炭酸ガスが含まれているため、空気をバブリングする水中に炭酸イオンが生じて電解液状態となる。これにより、双方の水タンク共に防食電流が流れる状態が得られる。
【００２６】
下記表１に防食電極（陽極）の材質と電流密度との関係（電極の材質、径、長さにより異なる）を示す。
【００２７】
【表１】
2007250326.tif 000003
【００２８】
又、下記表２に防食電極の線径と電圧／電流との関係を示す。
【００２９】
【表２】
2007250326.tif 000004
【００３０】
水タンクが例えばホーロー仕上げの場合であると、鉄表面が被覆されているため鉄そのものよりも少ない防食電流で電気防食することができる。水タンクの大きさは、ＳＵＳ製の場合と同じく例えば容量１．５リットル程度であり、表面積は約９１２ｃｍ２である。印加電圧は数Ｖ〜数十Ｖの範囲内であり、実験で決めることができる。尚、鉄の防食に必要な防食電位は７５０ｍＶ以上（カロメル基準）である。印加電流は数μＡ〜数十ｍＡであり、燃料電池の場合には蒸留水を用いるため数μＡとなるが、将来水道水が使用可能となれば数ｍＶとなる。鉄の場合には、防食（欠陥部位）に必要な防食電流密度は１００ｍＡ／ｍ２以上とされているが、水タンク内の防食電位が常に７５０ｍＶ以上あれば、電流密度と電位の関係から欠陥部位には常に電流密度１００ｍＡ／ｍ２の防食電流が流れることになる（中川雅央著「電気防食法の実際」から引用した図１１参照）。又、必要に応じて防食電極の長さを長くしたり、数を増やすことも可能であり、例えば純水又は蒸留水で用いる場合、水の電気伝導度が低く且つ電流分布が悪い場合に対応することができる。
【００３１】
図２は、本発明に係る燃料電池加湿用水タンクの第１実施例を示すもので、水タンクに１個の防食電極を取り付けた構成のものである。例えばアノード加湿用水タンク２の改質ガス流入口２ａに対向する側壁に、絶縁材（図略）を介して防食電極８を取り付けた実施例であり、防食電極８の電極部８ａはアノード加湿用水タンク２内にほぼ水平状態に突出し、且つアノード加湿用水タンク２内に収納されている水中に位置している。これにより、防食電極８の電極部８ａから防食電流を流すことでアノード加湿用水タンク２の内面を電気防食できると共に、アノード加湿用水タンク２内に流れ込む金属の金属イオンを析出し沈澱させて分離することができる。前記防食電極８の取付場所は、改質ガス流入口２ａに対向する側壁に限定されず、他の場所に取り付けても良い。又、防食電極８の取付位置は、側壁の中央部領域に限らず任意であるが、水面レベルＨが電極部８ａより下がると防食電流が流れなくなるため、防食電極８が１個の場合はなるべく側壁の上部領域に取り付けるのは避けた方が好ましい。尚、図２において２ｂは改質ガス流出口である。
【００３２】
図３は、本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第２実施例を示すもので、水タンクに２個の防食電極を取り付けた構成のものである。例えば図３（ａ）のようにアノード加湿用水タンク２の改質ガス流入口２ａに対向する側壁に、絶縁材（図略）を介して防食電極８Ｐを取り付け、改質ガス流入口２ａが取り付けられている側壁に、絶縁材（図略）を介して防食電極８Ｑを取り付けた実施例である。そして、防食電極８Ｐは側壁の下部領域に、防食電極８Ｑは側壁の上部領域に位置させて高さ領域を離すようにしてある。このため、図３（ｂ）のように水面レベルＨが防食電極８Ｑの電極部より下がると防食電流が流れなくなるが、防食電極８Ｐからは防食電流が継続して流れることから水面レベルＨの変動に対応することができる。又、防食電極が２個配設されているため防食効果を向上させることができる。尚、防食電極８Ｐ、８Ｑの取付場所は上記の位置に限定されない。
【００３３】
図４は、本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第３実施例を示すもので、水タンクに３個の防食電極を取り付けた構成のものである。例えばアノード加湿用水タンク２の改質ガス流入口２ａに対向する側壁に、それぞれ絶縁材（図略）を介して防食電極８Ｐと防食電極８Ｒを取り付け、改質ガス流入口２ａが取り付けられている側壁に、絶縁材（図略）を介して防食電極８Ｑを取り付けた実施例である。そして、防食電極８Ｐは側壁の下部領域、防食電極８Ｒは上部領域に位置させ、防食電極８Ｑは側壁のほぼ中間部領域に位置させて高さ領域を上中下の３段階に離すようにしてある。このため、水面レベルＨが低下してもいずれかの防食電極により防食電流を継続して流すことが可能となり、水面レベルＨの変動に対して良好に対応することができる。又、防食電極が３個配設されているため、１個や２個の場合よりも防食効果の向上が図れる。尚、防食電極８Ｐ、８Ｑ、８Ｒの取付場所は上記の位置に限定されない。
【００３４】
図５は、本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第４実施例を示すもので、水タンクに４個の防食電極を取り付けた構成のものである。例えばアノード加湿用水タンク２の改質ガス流入口２ａに対向する側壁に、それぞれ絶縁材（図略）を介して防食電極８Ｐと防食電極８Ｒとを取り付け、改質ガス流入口２ａが取り付けられている側壁に、絶縁材（図略）を介して防食電極８Ｑと防食電極８Ｓとを取り付けた実施例である。各防食電極の取付場所は上記の位置に限定されず、前記水面レベルＨの変動を考慮し且つ防食電流の流れ方向が偏らないようにすることが好ましい。当然のことながら、防食電極の数の増加によって防食効果を向上させることができるが、水タンクの容量の大小や形状の相違等によって防食電極の数を選択すると良い。
【００３５】
本発明では、防食電極が水タンク内の水面レベルの検出を兼ねることを特徴とする。例えば図２に示す第１実施例で説明すると、防食電極８が水面レベルＨの検出用センサとして機能する。水面レベルＨが防食電極８の電極部８ａより下になると、当該防食電極８から防食電流が流れなくなり、これを前記制御機器１０で検知することができる。このオフ時点において、例えば制御機器１０から図１に示す電磁弁１３に信号を出力して開にすれば、補給水がアノード加湿用水タンク２内に補給される。この補給水の流入によって水面レベルＨが上昇して防食電極８の電極部８ａより上になると、当該防食電極８から再び防食電流が流れる。このオン時点において、制御機器１０から前記電磁弁１３に信号を出力して閉にすれば、補給水の補給が停止する。この時、制御機器１０においてタイマーとの組み合わせにより、電磁弁１３への閉信号を一定時間遅らせて発信するように構成すれば、水面レベルＨが防食電極８の電極部８ａを超えて一定の高さ分だけ高くなった位置で補給水の補給を停止させ、これにより水面レベルＨを基準レベルに戻すことができる。
【００３６】
図３に示す第２実施例の場合には、例えば防食電極８Ｑが上限レベルの検出用センサとして機能し、防食電極８Ｐが下限レベルの検出用センサとして機能するように構成することができる。原則としては、水面レベルＨが上限レベル以下になった時に補給水を補給するように構成することが好ましいが、上限レベルだけでなく下限レベルにおいても補給水を補給できるように構成しておくと安全性が向上する。又、水面レベルＨが下限レベル以下になった時に、制御機器１０から警報音を発するように構成することも可能である。
【００３７】
図４に示す第３実施例の場合には、前記防食電極８Ｒを上限レベルの検出用センサとして、防食電極８Ｑを中限レベルの検出用センサとして、防食電極８Ｐを下限レベルの検出用センサとしてそれぞれ機能させることができる。上限、中限、下限のいずれのレベルで補給水を補給するかは任意に設定することができるが、防食効果を上げる点では早い段階で、好ましくは上限レベルの段階で補給水を補給するように構成すると良い。
尚、防食電極が水面レベルＨの検出を兼ねる構成は、前記カソード加湿用タンク５にも同様に適用できるのであり、補給水の補給は図１に示す電磁弁１４を介して行うことができる。
【００３８】
図６は、アノード加湿用水タンク２にヒータ１１を設けた例を示すものである。前記のようにアノード加湿用水タンク２においては、放出管３から放出される改質ガスはバブリングによって加湿されるが、この場合は更にヒータ１１により水を加熱することにより、加湿・加温した改質ガスを燃料電池１に供給するように構成したものである。燃料電池１の適正な運転温度は約８０℃であるが、燃料電池１の起動時においては常温であって適正な運転温度よりはるかに低温であり、これを適正な運転温度まで昇温するにはかなり多くの時間を要する。このため、アノード加湿用水タンク２で改質ガスを加湿する際に、同時に改質ガスを加温し、この加湿・加温した改質ガスを燃料電池１に供給することによって燃料電池１が適正な運転温度まで昇温する時間を短縮することを目的としている。
【００３９】
図７は、アノード加湿用水タンク２の外部にヒータ１２を設けた例を示すもので、例えば当該水タンク２の外側にヒータ１２を巻き付けた構成のものである。この場合は、内部の水を加熱するだけでなく、アノード加湿用水タンク２全体を加熱することができる。
【００４０】
図１のようにアノード加湿用水タンク２内に熱交換器７を設けた場合、又は図６のようにアノード加湿用水タンク２内にヒータ１１を設けた場合においては、アノード加湿用水タンク２に取り付けた防食電極８から防食電流を流すことにより、アノード加湿用水タンク２及び放出管３を電気防食するだけでなく、熱交換器７又はヒータ１１をも電気防食することができる。
【００４１】
アノード加湿用水タンク２が合成樹脂製であるとしたならば、防食電極８を取り付けずに済むが、金属製の放出管３、熱交換器７又はヒータ１１を防食する目的で防食電極を取り付けるのであれば意義がある。図７のように当該水タンク２の外にヒータ１２を巻いた場合や、熱交換器７又は内部ヒータ１１をいずれも用いないような場合には、防食電極８を用いる意義が全く失われる。アノード加湿用水タンク２がＳＵＳ製、ホーロー製、フッ素コート製等の場合には、当該アノード加湿用水タンク２の防食効果と併せて放出管３、熱交換器７又はヒータ１１の防食効果を得ることができる。
【００４２】
図８は、本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第１変形実施例を示すもので、防食電極の電極部の長さが常態より長く設定されていることを特徴とする。例えば防食電極８の電極部８ｂの長さＬａは、図２に示す第１実施例における防食電極８の電極部８ａの長さの約３〜４倍に形成されている。電極に近い部分は電位が高いが、電極から離れるに従って電位は下がり、電位が高いほど金属イオンの溶解（腐食）は起こり難くなる。第１変形実施例の場合は、水タンク内への電極部８ｂの突出長さが常態より長く、電極から遠い部分の電位も高く保持することができる。これにより、水タンク内壁の広範囲にわたって防食効果を高めることができる。
【００４３】
図９は、第１変形実施例を更に拡張した第２変形実施例を示すもので、防食電極の電極部の長さを更に延長したものである。例えば防食電極８Ｐ、８Ｑ、８Ｒの電極部の長さＬｂは、いずれも図４に示す第３実施例における防食電極８Ｐ、８Ｑ、８Ｒの電極部の長さよりはるかに長く形成され、水タンクの対向側壁の近傍に至るまで延長されている。これにより、防食効果をより一層高めることができる。
【００４４】
図１０は、本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第３変形実施例を示すもので、防食電極の先端部が非直線状に形成されていることを特徴とする。例えば防食電極８の水タンク内への突出先端部８ｃが略円弧状に形成されている。これにより、水タンク内への突出先端部８ｃが直線状の防食電極に比して防食効果を著しく高めることができる。非直線状としては略円弧状の形状に限定されず、例えば鉤状等の他の形状であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクは、特に固体高分子形燃料電池を含む燃料電池発電システムに組み込んで使用するのに好適なものである。尚、燃料電池システムを長期間にわたって停止するような場合には、燃料電池反応ガス加湿用水タンクの水を排水すると良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクを組み込んだ燃料電池システムの要部を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第１実施例を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第２実施例を示すもので、（ａ）は正常時の状態、（ｂ）は水面レベル低下時の状態をそれぞれ示す概略断面図である。
【図４】本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第３実施例を示す概略断面図である。
【図５】本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第４実施例を示す概略断面図である。
【図６】アノード加湿用水タンクにヒータを設けた例を示す概略断面図である。
【図７】アノード加湿用水タンクの外にヒータを設けた例を示す概略断面図である。
【図８】本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第１変形実施例を示す概略断面図である。
【図９】本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第１変形実施例を更に拡張した第２変形実施例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明に係る燃料電池反応ガス加湿用水タンクの第３変形実施例を示す概略断面図である。
【図１１】電流密度と電位及び腐食率との関係をグラフで示す参考図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  燃料電池
２  アノード加湿用水タンク
３、４  放出管
５  カソード加湿用水タンク
６  ポンプ
７  熱交換器
８、９  防食電極
１０  制御機器
１１、１２  ヒータ
１３、１４  電磁弁
Ｈ  水面レベル
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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