(57)【要約】【課題】水道水を供給する給水管に残った水が凍結した場合にも、給水管や弁自体の破損を防止することができる逆止弁を備えた燃料電池システムを提供する。【解決手段】燃料電池システムは、改質水を貯水する水タンクと、他端に補給水源が接続され、かつ、一端に水タンクに向けて開口し補給水源からの水道水を流出する流出開口部を備えた給水管と、給水管に設けられ、かつ、補給水源から水タンクへ流れている水道水の水圧が所定圧以上になったときに補給水源から水タンクへの水道水の流れを許容し、一方、水タンクから補給水源への水道水の逆流を規制する逆止弁と、を備えた燃料電池システムであって、給水管は、流出開口部を一端に備え流出開口部から水平方向または上方向に向けて延在する第一給水管を少なくとも備え、逆止弁は、第一給水管に設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質水を貯水する水タンクと、
他端に補給水源が接続され、かつ、一端に前記水タンクに向けて開口し前記補給水源からの水道水を流出する流出開口部を備えた給水管と、
前記給水管に設けられ、かつ、前記補給水源から前記水タンクへ流れている前記水道水の水圧が所定圧以上になったときに前記補給水源から前記水タンクへの前記水道水の流れを許容し、一方、前記水タンクから前記補給水源への前記水道水の逆流を規制する逆止弁と、
を備えた燃料電池システムであって、
前記給水管は、前記流出開口部を一端に備え前記流出開口部から水平方向または上方向に向けて延在する第一給水管を少なくとも備え、
前記逆止弁は、前記第一給水管に設けられている燃料電池システム。
【請求項２】
前記給水管は、前記第一給水管の他端に接続され前記他端から上方向または水平方向に向けて延在する第二給水管をさらに備え、
前記逆止弁は、前記第一給水管または前記第二給水管に設けられている請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記燃料電池システムは、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池と、改質用原料と前記改質水とから前記燃料を生成して前記燃料電池に供給する改質部と、を収容したケーシングを備え、
前記逆止弁は、前記ケーシングに接近させて配設されている請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記逆止弁は、圧力室を構成する弁箱と、前記弁箱に設けられ前記水道水が流通する開口部を有する弁座と、背圧により前記弁座に密着する弁体とを有し、
前記弁箱および前記弁座は、少なくとも樹脂製部材である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記逆止弁より前記補給水源側の前記給水管には、前記水道水の給水を遮断する給水遮断弁が設けられ、
前記逆止弁と前記給水遮断弁との間の前記給水管の全部または一部は、弾性材製部材である請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の燃料電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水を流通させる給水管を備えた燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、水蒸気改質により生成された燃料ガスを使って発電を行なうため、改質反応を行なう改質器に水を供給するための給水管が設けられる。
特許文献１には、特許文献１における図１に示すように、改質器４に水を供給するため、一端が補給水源に接続され他端が改質器４に接続された給水管５が、記載されている。給水管５は、上流側から給水弁６、活性炭フィルタ７、逆浸透膜８、イオン交換樹脂９、水タンク１０および水ポンプ１１が設けられている。補給水源により供給される水は、補給水源の水圧によって、水タンク１０に一旦貯留される。そして、水タンク１０に貯留された水は、必要に応じて水ポンプ１１によって改質器４に送られるようになっている。
【０００３】
このような燃料電池システムにおいて、補給水源より水タンク内に水道水を供給する給水管において、水タンク側の水が補給水源側に逆流するのを防止するため、給水弁６と水タンク１０との間に逆止弁が設けられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５９４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載されている燃料電池システムにおいて、外気温が氷点下まで下がったときに、給水管において逆止弁の上流である一次側の水が凍結すると、水は凍結によって体積を増加させるため、浄水供給路や分岐路を構成する各配管や、各種弁に生じる圧力を緩和して各種配管や各種弁の保護を図る必要がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、水道水を供給する給水管に残った水が凍結した場合にも、給水管や弁自体を凍結により生じる圧力から保護することができる逆止弁を備えた燃料電池システム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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る燃料電池システムは、改質水を貯水する水タンクと、他端に補給水源が接続され、かつ、一端に前記水タンクに向けて開口し前記補給水源からの水道水を流出する流出開口部を備えた給水管と、前記給水管に設けられ、かつ、前記補給水源から前記水タンクへ流れている前記水道水の水圧が所定圧以上になったときに前記補給水源から前記水タンクへの前記水道水の流れを許容し、一方、前記水タンクから前記補給水源への前記水道水の逆流を規制する逆止弁と、を備えた燃料電池システムであって、前記給水管は、前記流出開口部を一端に備え前記流出開口部から水平方向または上方向に向けて延在する第一給水管を少なくとも備え、前記逆止弁は、前記第一給水管に設けられている。
【発明の効果】
【０００８】
これによると、燃料電池システムの給水管において、逆止弁は、流出開口部から水平方向または上方向に向けて延在する第一給水管に設けられている。そして、逆止弁の下流側の二次側の水は、補給水源からの給水が停止すると、逆止弁の下流側の第一供給管の中から流失する。外気温が氷点下となっても一次側の水のみが凍結し、二次側は、水が無いため凍結しない。逆止弁は、上流側である一次側の水が凍結して体積が膨張しても、膨張に伴う圧力上昇によって開弁され、かかる圧力を逃がすことができる。これによって、逆止弁自体の保護、および逆止弁が組付けられた給水管の保護を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による第一実施形態の燃料電池システムを示す概要図である。
【図２】第一実施形態の燃料電池システムの給水管に使用される逆止弁を示す概要図である。
【図３】第二実施形態の燃料電池システムの給水管を示す概要図である。
【図４】第三実施形態の燃料電池システムの給水管を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第一実施形態）
以下、本発明による燃料電池システムの第一実施形態について説明する。図１に示すように、燃料電池システム１は、発電ユニット１０および貯湯ユニット２０を備えている。
発電ユニット１０は、燃料電池モジュール１１および熱交換器１２を備えている。燃料電池モジュール１１、および熱交換器１２は、図略の筐体に収容されている。
【００１１】
燃料電池モジュール１１は、燃料電池３４を少なくとも含んで構成される。燃料電池モジュール１１には、改質用原料、改質水およびカソードエア（酸化剤ガス）が供給されている。具体的には、燃料電池モジュール１１は、一端が供給源Ｇｓに接続されて、改質用原料が供給される改質用原料供給管１１ａの他端が接続されている。さらに、燃料電池モジュール１１は、一端が後述する水タンク１４に接続されて改質水が供給される水供給管１１ｂの他端が接続されている。水供給管１１ｂには、改質水ポンプ１１ｂ１が設けられている。さらに、燃料電池モジュール１１は、一端がカソードエアブロア１１ｃ１に接続されてカソードエアが供給されるカソードエア供給管１１ｃの他端が接続されている。
燃料電池モジュール１１は、ケーシング３１、蒸発部３２、改質部３３、燃料電池３４および燃焼部３６を備えている。ケーシング３１は、断熱性材料で箱状に形成されている。
【００１２】
蒸発部３２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部３２は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部３３に供給するものである。改質用原料としては天然ガス、ＬＰガスなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本実施形態においては天然ガスにて説明する。
【００１３】
蒸発部３２には、一端（下端）が水タンク１４に接続された水供給管１１ｂの他端が接続されている。また、蒸発部３２には、一端が供給源Ｇｓに接続された改質用原料供給管１１ａが接続されている。供給源Ｇｓは、例えば都市ガスのガス供給管、ＬＰガスのガスボンベである。
【００１４】
改質部３３は、燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部３２から供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガスを生成して導出するものである。改質部３３内には、触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素などを含んだガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。改質ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）、改質に使用されなかった改質水（水蒸気）を含んでいる。このように、改質部３３は改質用原料（原燃料）と改質水とから改質ガス（燃料）を生成して燃料電池３４に供給する。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応である。
【００１５】
燃料電池３４は、燃料極、空気極（酸化剤極）、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル３４ａが積層されて構成されている。本実施形態の燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池３４の燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、メタンガスなどが供給される。動作温度は４００〜１０００℃程度である。
【００１６】
セル３４ａの燃料極側には、燃料である改質ガスが流通する燃料流路３４ｂが形成されている。セル３４ａの空気極側には、酸化剤ガスである空気（カソードエア）が流通する空気流路３４ｃが形成されている。
【００１７】
燃料電池３４は、マニホールド３５上に設けられている。マニホールド３５には、改質部３３からの改質ガスが改質ガス供給管３８を介して供給される。燃料流路３４ｂは、その下端（一端）がマニホールド３５の燃料導出口に接続されており、その燃料導出口から導出される改質ガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードエアブロア１１ｃ１によって送出されたカソードエアは、カソードエア供給管１１ｃを介して供給され、空気流路３４ｃの下端から導入され上端から導出されるようになっている。
【００１８】
燃焼ガスは、燃料電池３４で発電に使用されなかった改質ガス（アノードオフガス）が酸化剤ガス（カソードオフガス）によって燃焼されて生成されるガスである。アノードガスは、燃料流路３４ｂから導出され、カソードオフガスは、空気流路３４ｃから導出される。燃焼ガスは、燃料電池３４と蒸発部３２および改質部３３との間に設けられた燃焼部３６において生成される。燃焼部３６は、燃焼ガスにより改質部３３を加熱する。
燃焼部３６では、アノードオフガスが燃焼されて火炎３７が発生している。燃焼部３６には、アノードオフガスを着火させるための一対の着火ヒータ３６ａ１，３６ａ２が設けられている。
【００１９】
熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１から排気される燃焼排ガスが供給されるとともに、貯湯ユニット２０を構成する貯湯槽２１からの貯湯水が供給され、燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換する。貯湯槽２１は、貯湯水を貯溜するもので、貯湯水が循環する貯湯水循環ライン２２が接続されている。また、貯湯槽２１には、後述する水道水供給部１５ａ２に連通する給水管１５ａが接続され、水道水が供給可能となっている。
【００２０】
熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１からの燃焼排ガスを排出する排気管１１ｄが接続されている。熱交換器１２は、水タンク１４に接続されている凝縮水供給管１２ａが接続されている。燃料電池モジュール１１からの燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通って熱交換器１２に導入される。導入された燃焼排ガスは、貯湯水との間で熱交換が行なわれ、冷却されるとともに、燃焼排ガス中の水蒸気が凝縮されて凝縮水となる。冷却後の燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通って、外部に排出される。また、凝縮された凝縮水は、凝縮水供給管１２ａを通って、水タンク１４に供給される。凝縮水供給管１２ａの途中には、イオン交換樹脂を備えた水精製器１２ａ１が設けられ、凝縮水中のイオンを除去して凝縮水を純水化する。
【００２１】
水タンク１４には、補給水源としての水道水供給部１５ａ２からの水を供給する給水管１５ａが設けられている。給水管１５ａは、図１に示すように、水道水供給部１５ａ２と水タンク１４との間に、上流側から減圧弁１５ａ１０、電磁弁（給水遮断弁）１５ｃ、逆止弁１５ｂ、および水道水精製器１５ｄを、備えている。
給水管１５ａは、一端が水タンク１４に開口する流出開口部１５ａ１を備え、他端が水道水供給部１５ａ２に接続されている。給水管１５ａは、水道水供給部１５ａ２に他端が接続される導入管１５ａ３と、導入管１５ａ３の下流側の一端に設けられ水タンク１４側と貯湯槽２１側とに分岐する分岐点１５ａ４とを、備えている。給水管１５ａは、分岐点１５ａ４に接続する一端より貯湯槽２１側に延在し貯湯槽２１に他端が接続する接続管１５ａ５と、分岐点１５ａ４に接続する他端より水タンク１４側に延在する連結管１５ａ６と、を備えている。給水管１５ａは、連結管１５ａ６の一端に他端が連結し上方向に向けて所定長さ延在する上向延在部（第三給水管）１５ａ７と、上向延在部１５ａ７の一端に他端１５ａ８ｏが接続し水平方向に沿って所定長さ延在する水平延在部（第二給水管）１５ａ８と、を備えている。給水管１５ａは、水平延在部１５ａ８に他端１５ａ９ｏが接続し、下方向に向かって延在する下向延在部（第一給水管）１５ａ９を、有している。
【００２２】
導入管１５ａ３には、水道水供給部１５ａ２に接近させて減圧弁１５ａ１０が設けられている。減圧弁１５ａ１０は、水道水供給部１５ａ２から供給される水道水の水圧を減ずるように調整する。上向延在部１５ａ７の途中には、給水遮断弁としての電磁弁１５ｃが設けられている。電磁弁１５ｃは、給水管１５ａ内の水道水の給水を図略の制御装置によって遮断可能となっている。
水平延在部１５ａ８には、逆止弁１５ｂが設けられている。水平延在部１５ａ８は、燃料電池モジュール１１のケーシング３１の下方に燃料電池モジュール１１からの熱が伝わる程度に接近させて設けられている。
また、上向延在部１５ａ７における電磁弁１５ｃの下流側の上向延在部１５ａ７ｄ、および水平延在部１５ａ８における逆止弁１５ｂの上流側の水平延在部１５ａ８ｕは、ゴム製部材（弾性材製部材）で、設けられている。
【００２３】
逆止弁１５ｂは、図２に示すように、例えば、弁体１５ｂ１がディスクタイプの逆止弁であって、弁体１５ｂ１、弁箱１５ｂ２、弁座１５ｂ３、およびスプリング１５ｂ４を有している。弁箱１５ｂ２は、略円筒形に形成されている。弁箱１５ｂ２は、例えば、円筒形状における軸方向の上流側（図２において左側）および軸方向の下流側（図２において右側）にねじ部が形成され、水平延在部１５ａ８の上流側の端部、および下流側の端部に螺合されて連結される。このようにして、逆止弁１５ｂは、上流側の水平延在部１５ａ８ｕと下流側の水平延在部１５ａ８ｄとの間に連結されている。
なお、逆止弁１５ｂの連結は、ねじによる螺合に限定されず、例えば、雄部・雌部が互いに形成された部材同士を嵌合し、クイックファスナーで連結させても良い。
【００２４】
弁箱１５ｂ２の上流側には、水道水が流通可能な開口部１５ｂ５が設けられ、開口部１５ｂ５の周縁部には弁座１５ｂ３が設けられている。弁体１５ｂ１は、円盤（ディスク）状に形成され、水道水が水道水供給部１５ａ２側へ逆流すると背圧を生じて弁座１５ｂ３に密着して水道水をシールする。スプリング１５ｂ４は、下流側の水平延在部１５ａ８ｄの端面と弁体１５ｂ１の下流側の面との間に圧縮された状態で設けられ、弁体１５ｂ１を弁座１５ｂ３に接触するように付勢している。弁箱１５ｂ２および弁座１５ｂ３は、例えば、高い耐熱性を有する樹脂ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ  Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）製部材である。スプリング１５ｂ４の付勢力は、水道水供給部１５ａ２より水タンク１４へ流通する水道水の水圧が、所定のクラッキング圧力値を超えた場合に、弁体１５ｂ１が弁座１５ｂ３より離れて開弁するよう設定されている。
【００２５】
逆止弁１５ｂの下流側の下向延在部１５ａ９の途中には、水道水精製器１５ｄが設けられている。水道水精製器１５ｄは、イオン交換樹脂を備え、水道水中の不純物、イオン等を除去して水道水を純水化する。下向延在部１５ａ９の一端は、水タンク１４に開口する流出開口部１５ａ１となっている。
水タンク１４は、改質部３３に供給する改質水を貯水するもので、水道水精製器１５ｄによって純水化され流出開口部１５ａ１より吐出する水道水、および水精製器１２ａ１により純水化された凝縮水を貯水する。水タンク１４には、前述のように水供給管１１ｂの一端が接続され蒸発部３２に改質水を供給する。尚、水タンク１４内は、大気開放状態であり、上流の水精製器１２ａ１部の水が流れ落ちやすくなっている。
【００２６】
次に、水道水を水タンク１４に供給する場合について、図１に基づいて、以下に説明する。
給水管１５ａの上向延在部１５ａ５に設けられた電磁弁１５ｃが開弁状態となると、水道水は、水道水供給部１５ａ２に付加された水圧によって、電磁弁１５ｃから下流に向かって給水管１５ａ内を流通する。逆止弁１５ｂでは、水道水の水圧が所定のクラッキング圧力値を超え、逆止弁１５ｂが開弁状態となり水道水が上流側（水道水供給部１５ａ２側）から下流側（水タンク１４側）へ流れる。
【００２７】
また、電磁弁１５ｃが閉状態にされると、電磁弁１５ｃから下流に向けての水道水の供給が停止され、水道水は、水道水供給部１５ａ２から貯湯槽２１に供給される。逆止弁１５ｂでは、水道水の供給が停止されるので、水道水の圧力が小さくなる。圧力が所定のクラッキング圧力よりも小さくなると、逆止弁１５ｂは、閉弁し水道水の供給が停止され、このとき電磁弁１５ｃから逆止弁１５ｂまでの給水管１５ａ内に水道水が貯水されている。また、逆止弁１５ｂの二次側の水道水は、水平延在部１５ａ８および下向延在部１５ａ９を通って水タンク１４に流れる。
【００２８】
上述した説明から明らかなように、第一実施形態の燃料電池システム１においては、改質水を貯水する水タンク１４と、他端に水道水供給部１５ａ２が接続され、かつ、一端に前記水タンク１４に向けて開口し水道水供給部１５ａ２からの水道水を流出する流出開口部１５ａ１を備えた給水管１５ａと、給水管１５ａに設けられ、かつ、水道水供給部１５ａ２から水タンク１４へ流れている水道水の水圧が所定圧以上になったときに水道水供給部１５ａ２から水タンク１４への水道水の流れを許容し、一方、水タンク１４から水道水供給部１５ａ２への水道水の逆流を規制する逆止弁１５ｂと、を備えた燃料電池システム１であって、給水管１５ａは、流出開口部１５ａ１を一端に備え流出開口部１５ａ１から方向に向けて延在する下向延在部１５ａ９（第一給水管）と、下向延在部１５ａ９の他端１５ａ９ｏに接続され他端１５ａ９ｏから水平方向に向けて延在する水平延在部１５ａ８（第二給水管）とを備え、逆止弁１５ｂは、水平延在部１５ａ８（第二給水管）に設けられている。
【００２９】
これによると、燃料電池システム１の給水管１５ａにおいて、逆止弁１５ｂは、流出開口部１５ａ１から水平方向に向けて延在する水平延在部１５ａ８に設けられている。そして、逆止弁１５ｂの下流側の二次側の水は、水道水供給部１５ａ２からの給水が停止すると、逆止弁１５ｂの下流側の水平延在部１５ａ８の中から流失する。外気温が氷点下となっても一次側の水のみが凍結し、二次側は、水が無いため凍結しない。逆止弁１５ｂは、上流側である一次側の水が凍結して体積が膨張しても、膨張に伴う圧力上昇によって開弁され、かかる圧力を逃がすことができる。これによって、逆止弁１５ｂ自体の保護、および逆止弁１５ｂが組付けられた給水管１５ａの保護を行なうことができる。
【００３０】
また、燃料電池システム１は、燃料と酸化剤ガスとにより発電する燃料電池３４と、改質用原料と改質水とから燃料を生成して燃料電池３４に供給する改質部３３と、を収容したケーシング３１を備え、逆止弁１５ｂは、ケーシング３１に接近させて配設されている。
【００３１】
これによると、燃料電池３４は、発電する際に、燃焼部３６での燃焼により発熱し、ケーシング３１にも熱を伝える。そして、ケーシング３１に接近させて配設された逆止弁１５ｂは、ケーシング３１からの発熱によって加熱される。そのため、逆止弁１５ｂ付近の給水管１５ａの水道水の凍結が防止され、水道水が凍結していても融解される。これによって、逆止弁１５ｂは、水道水の凍結による故障から保護することができる。
【００３２】
また、逆止弁１５ｂは、圧力室を構成する弁箱１５ｂ２と、弁箱１５ｂ２に設けられ水道水が流通する開口部１５ｂ５を有する弁座１５ｂ３と、背圧により弁座１５ｂ３に水密的に密着する弁体１５ｂ１とを有し、弁箱１５ｂ２および弁座１５ｂ３は、少なくとも樹脂製部材（ＰＰＳ）である。
これによると、逆止弁１５ｂは、弁箱１５ｂ２および弁座１５ｂ３が、金属よりも熱伝導率の小さな樹脂製部材なので、逆止弁１５ｂ周りの冷えた外気によって、逆止弁１５ｂの弁箱１５ｂ２内に残った水道水が凍結することを防止することができる。これによって、弁箱１５ｂ２に残った水道水の凍結に起因する逆止弁１５ｂの故障から保護することができる。
【００３３】
また、逆止弁１５ｂより水道水供給部１５ａ２側の給水管１５ａには、水道水の給水を遮断する電磁弁１５ｃが設けられ、逆止弁１５ｂと電磁弁１５ｃとの間の給水管１５ａの全部（電磁弁１５ｃの下流側の上向延在部１５ａ７ｄおよび逆止弁１５ｂの上流側の水平延在部１５ａ８ｕ）は、ゴム製部材である。
これによると、逆止弁１５ｂの水道水供給部１５ａ２側の水平延在部１５ａ８ｕおよび電磁弁１５ｃの下流側の上向延在部１５ａ７ｄは、内部に残った水道水が凍結した場合、弾性材であるゴム製部材であるので水道水の凍結に伴う体積膨張を許容し、水道水の体積膨張により逆止弁１５ｂに働く圧力を軽減し、逆止弁１５ｂを保護することができる。
なお、逆止弁１５ｂと電磁弁１５ｃとの間の給水管１５ａは、全てゴム製部材であることに限定されない。例えば、逆止弁１５ｂの上流側の水平延在部１５ａ８ｕのみがゴム製部材でもよい。
【００３４】
なお、第一実施形態は、逆止弁１５ｂを第二給水管としての水平延在部１５ａ８に設けたが、これに限定されず、例えば、逆止弁１５ｂを、下向延在部１５ａ９（第一給水管）の他端１５ａ９ｏに接続され、さらに下向きに延在する第二給水管としての第二下向延在部（図略）に設けられてもよい。
【００３５】
また、逆止弁１５ｂの弁箱１５ｂ２、弁座１５ｂ３を樹脂製部材（ＰＰＳ）としたが、これに限定されず、例えば、ＰＥＥＫ(Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｅｒ  Ｅｔｈｅｒ  Ｋｅｔｏｎｅ)等の高耐熱性の樹脂製部材でもよい。
【００３６】
（第二実施形態）
以下、本発明による燃料電池システムの第二実施形態について説明する。図３に示すように、燃料電池システム１０１において、給水管４５ａは、第一給水管としての下向延在部４５ａ９と下向延在部４５ａ９の他端４５ａ９ｏに接続される第二給水管としての水平延在部４５ａ８とを有している。そして、給水管４５ａにおいて、水平延在部４５ａ８には逆止弁１５が設けられておらず、下向延在部４５ａ９に逆止弁１５ｂが設けられている。また、上向延在部１５ａ７および水平延在部１５ａ８は、すべて金属製の給水管１５ａである。これらの点が第一実施形態の燃料電池システムと相違する。その他の構成は、第一実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００３７】
上述した説明から明らかなように、第二実施形態の燃料電池システム１０１においては、給水管４５ａは、流出開口部１５ａ１を一端に備え流出開口部１５ａ１から上方向に向けて延在する第一供給管としての下向延在部４５ａ９を備え、逆止弁１５ｂは、下向延在部４５ａ９に設けられている。
【００３８】
これによると、逆止弁１５ｂは、流出開口部１５ａ１から上方向に向けて延在する下向延在部４５ａ９に設けられている。そして、逆止弁１５ｂの下流側の二次側の水は、補給水源からの給水が停止すると、逆止弁１５ｂの下流側の下向延在部４５ａ９ｄの中から流失する。外気温が氷点下となっても一次側の水のみが凍結し、二次側は、水が無いため凍結しない。逆止弁１５ｂは、上流側である一次側の水が凍結して体積が膨張しても、膨張に伴う圧力上昇によって開弁され、かかる圧力を逃がすことができる。これによって、水道水の凍結より、逆止弁１５ｂ自体の保護、および逆止弁１５ｂが組付けられた給水管１５ａの保護を図ることができる。
【００３９】
なお、第二実施形態は、逆止弁１５ｂを第一給水管としての下向延在部４５ａ９に設けたが、これに限定されず、例えば、逆止弁１５ｂを、水平延在部４５ａ８（第二給水管）に他端が接続され、さらに水平向きに沿って延在する第一給水管としての第二水平延在部（図略）に設けてもよい。
【００４０】
（第三実施形態）
以下、本発明による燃料電池システムの第三実施形態について説明する。図４に示すように、第三実施形態の燃料電池システム２０１において、給水管５５ａが全体に亘って水平に設けられている。具体的には、第一給水管としての第一水平延在部５５ａ９と、第一水平延在部５５ａ９の他端５５ａ９ｏに接続される第二給水管としての第二水平延在部５５ａ８と、第二水平延在部５５ａ８の他端５５ａ８ｏに接続される第三給水管としての第三水平延在部５５ａ７とを、有している。第三水平延在部５５ａ７の他端５５ａ７ｏに導入管１５ａ３が連結されている。
【００４１】
第一水平延在部５５ａ９の一端は水タンク１４に開口する流出開口部５５ａ１を備えている。また、第二水平延在部５５ａ８には逆止弁１５ｂが設けられている。第三水平延在部５５ａ７には、給水遮断弁としての電磁弁１５ｃが設けられている。
【００４２】
逆止弁１５ｂより上流側の第二水平延在部５５ａ８ｕ、および電磁弁１５ｃより下流側の第三水平延在部５５ａ７ｄ（電磁弁１５ｃと逆止弁１５ｂとの間に相当）は、例えば、ゴム製部材（弾性材製部材）により形成されている。第三実施形態の燃料電池システム２０１の給水管５５ａは、これらの点について第一実施形態の燃料電池システム１と相違する。その他の構成は、第一実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４３】
上述した説明から明らかなように、第三実施形態の燃料電池システム２０１においては、給水管５５ａに設けられ第二水平延在部５５ａ８の他端に一端が接続されている第三水平延在部５５ａ７と、逆止弁１５ｂが設けられた第二水平延在部５５ａ８より補給水源Ｇｓ側にある第三水平延在部５５ａ７には、水道水の給水を遮断する電磁弁１５ｃと、をさらに備え、電磁弁１５ｃと逆止弁１５ｂとの間となる、上流側の第二水平延在部５５ａ８ｕおよび下流側の第三水平延在部５５ａ７ｄは、ゴム製部材である。
【００４４】
これによると、逆止弁１５ｂの上流側の第二水平延在部５５ａ８ｕおよび電磁弁１５ｃの下流側の第三水平延在部５５ａ７ｄは、内部に残った水道水が凍結した場合、弾性材であるゴム製部材であるので水道水の凍結に伴う体積膨張を許容し、水道水の体積膨張により逆止弁１５ｂに働く圧力を軽減することができる。これによって、水道水供給部１５ａ２が水道水の供給を停止すると、逆止弁１５ｂの下流側の第二水平延在部５５ａ８から水道水を流出させる構造に加え、逆止弁１５ｂの上流側の給水管５５ａに残った水道水の凍結に起因する障害より、逆止弁１５ｂの保護および給水管５５ａの保護を図ることができる。
【００４５】
なお、第三実施形態において、ゴム製部材を、逆止弁１５ｂの上流側の第二水平延在部５５ａ８ｕおよび電磁弁１５ｃの下流側の第三水平延在部５５ａ７ｄとしたが、これに限定されず、逆止弁１５ｂと電磁弁１５ｃとの間の給水管５５ａであればいずれでもよく、例えば、逆止弁１５ｂと電磁弁１５ｃとの間の一部でもよい。
また、弾性材製部材としてゴム製部材を使用したが、これに限定されず、例えば、弾性を有する樹脂材製部材でもよい。
【００４６】
また、逆止弁１５ｂは、ディスクタイプの弁体１５ｂ１を、スプリング１５ｂ４で弁座１５ｂ３に接触させるものとしたが、これに限定されない。例えば、一端が弁箱の内壁に回動可能に支持された片持ちアームの他端に支持された円盤状の弁体を、スプリングを使用しないで弁座に逆流する水道水で弁座に接触させるスイング式の逆止弁でもよい。
また、逆止弁１５ｂは、弁箱１５ｂ２と弁座１５ｂ３とを樹脂製部材としたが、これに限定されない。例えば、弁体も樹脂製部材でよい。
【００４７】
斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。
【符号の説明】
【００４８】
１…燃料電池システム、１４…水タンク、１５ａ…給水管、１５ａ１…流出開口部、１５ａ２…水道水供給部（補給水源）、１５ａ８…水平延在部（第二給水管）、１５ａ９…下向延在部（第一給水管）、１５ａ９ｏ…他端、１５ｂ…逆止弁、１５ｂ１…弁体、１５ｂ２…弁箱、１５ｂ３…弁座、１５ｃ…電磁弁（給水遮断弁）、４５ａ…給水管、４５ａ８…水平延在部（第二給水管）、４５ａ９…下向延在部（第一給水管）、５５ａ…給水管、５５ａ８…第二水平延在部（第二給水管）、５５ａ９…第一水平延在部（第一給水管）、１０１…燃料電池システム、２０１…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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