JPH11111317A

JPH11111317A - 燃料電池の水供給装置

Info

Publication number: JPH11111317A
Application number: JP9271351A
Authority: JP
Inventors: Akira Hamada; 陽濱田; Akira Fujio; 昭藤生; Nobuyoshi Nishizawa; 信好西沢; Ryuji Hatayama; 龍次畑山; Koji Shindo; 浩二進藤; Akio Kawakami; 彰雄河上
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】安定して確実に燃料電池本体の電解質に水を
供給したり、燃料電池本体を冷却することができる燃料
電池の水供給装置を提供すること。【解決手段】ケース中に燃料ガスボンベと、燃料ガス
および酸化剤の供給を受け、かつ燃料ガスの流通経路に
燃料ガスとともに水を流通させて発電する燃料電池本体
を備える電源部と、制御装置などを収納した燃料電池の
前記燃料電池本体に水を循環して供給するための水タン
クなどを前記ケース中に設けた水供給装置であって、前
記水タンクを前記燃料電池本体よりも下方に配設するな
どにより前記燃料電池本体からの燃料ガスが水循環用管
路を経て前記水タンクに入らないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池の水供給装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃料電池本体、蓄電池、燃料
供給源、制御器等を備え、燃料電池本体で発生した電力
を外部負荷に供給した後の余剰電力を蓄電池に蓄え、燃
料電池本体で発生した電力が不足の場合に蓄電池から電
力を補って外部負荷に供給する燃料電池が知られてい
る。このような燃料電池の中には、ケース内部に上記の
燃料電池本体、蓄電池、燃料供給源及び種々の制御器等
を搭載した移動式のものも知られている。かかる移動式
燃料電池は、可搬性に優れるため、土木建築工事用電
源、家庭用非常電源等として多くの期待が集められてい
る。

【０００３】燃料電池には酸性型燃料電池とアルカリ型
燃料電池があるが、酸性型燃料電池の１つである固体高
分子型燃料電池の特徴を次に説明する。固体高分子型燃
料電池は、図６に示すように、電解質０１に高分子イオ
ン交換膜（例えば、スルホン酸基を持つフッ素樹脂系イ
オン交換膜）を用い、その両側に触媒電極（例えば、白
金等）０２，０３及び集電体０４，０５を具備した電極
接合体０６の構成からなっている。

【０００４】そして、アノード極側に供給された加湿燃
料中の水素は、触媒電極（アノード極）０２上で水素イ
オン化され、この水素イオンは電解質０１中を水の介在
のもとＨ⁺ ・ｘＨ₂ Ｏとして、カソード極側へ水と共に
移動する。この移動した水素イオンは、触媒電極（カソ
ード極）０３上で酸化剤（例えば、空気）中の酸素及び
外部回路０７を流通してきた電子と反応して水を生成す
る。この生成水はカソード極０３，０５より残存酸化剤
に搬送されて燃料電池外へ排出されることになる。この
時、外部回路０７を流通した電子の流れを直流の電気エ
ネルギーとして利用することができる。

【０００５】なお、電解質０１となる高分子イオン交換
膜において、前述のような水素イオン透過性を実現させ
るためには、この高分子イオン交換膜を常に充分なる保
水状態に保持しておく必要があり、例えば燃料又は酸化
剤に燃料電池の運転温度（常温〜１００℃程度）近傍相
当の飽和水蒸気を含ませて、すなわち加湿して燃料及び
酸化剤を電極接合体０６に供給し、膜の保水状態を保つ
ようにしている。また燃料電池は運転中に発熱するので
冷却する必要がある。

【０００６】一方、アルカリ型燃料電池の場合は、電解
質中を水酸イオンが移動してアノード極上で燃料ガス
（水素ガス）と反応して水を生成する。この生成水はア
ノード極より残存燃料ガスに搬送されて燃料電池外へ排
出されることになる。

【０００７】特開平６−３１０１６６号公報に開示され
た従来の燃料電池は、例えば図７に示すように、燃料ボ
ンベ１と、この燃料ボンベ１から噴出されるメタノール
水溶液を水素成分に改質する燃料改質装置２と、この水
素主成分ガスを燃料として発電を行う燃料電池本体３と
これらを収納するケース５とからなり、燃料ボンベ１は
燃料改質装置２に着脱自在に接続されている。４は制御
装置である。

【０００８】一方、特開平９−１７１８４２号公報に開
示された従来の燃料電池は、例えば図８に示すように、
ケース５の内部を空間Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割し、ケース
５の左側部のＡ空間に収納された水素ボンベ１と、この
水素ボンベ１から供給される水素を燃料として発電を行
うケース５の右側部の上部のＢ空間に収納された燃料電
池本体３と、ケース５の右側部のＣ空間に収納された蓄
電池６と、ケース５の右側部のＤ空間に収納されたＤＣ
／ＡＣインバータなどの電力変換器や制御装置４から構
成されており、ケース５の上部には閉塞蓋７が設けられ
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように燃料電池
は安定に連続して発電を行うために、燃料電池本体の高
分子イオン交換膜やその他の電解質に水を供給したり、
燃料電池本体を冷却する必要があるが、特開平６−３１
０１６６号公報や特開平９−１７１８４２号公報に開示
された従来の燃料電池には電解質に水を供給したり、燃
料電池本体を冷却するための工夫がなされておらず、示
唆する記載もない。本発明の目的は安定して連続的に発
電を行うために、燃料電池中に収納され、燃料電池本体
の電解質に水を供給したり、燃料電池本体を冷却するた
めの水供給装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記課題を解
決するため請求項１の発明は、ケース中に燃料ガスボン
ベと、燃料ガスおよび酸化剤の供給を受け、かつ燃料ガ
スの流通経路に燃料ガスとともに水を流通させて発電す
る燃料電池本体を備える電源部と、制御装置などを収納
した燃料電池の前記燃料電池本体に水を循環して供給す
るための水タンクなどを前記ケース中に設けた水供給装
置であって、前記水タンクを前記燃料電池本体よりも下
方に配設するとともに大気へ連通する連通管を設けて、
燃料電池運転停止時はこの連通管中の液面が前記燃料電
池本体の底面以下となり、そして燃料電池運転中はこの
連通管中の液面と前記燃料電池本体と前記水タンクを連
結する水循環用管路中の液面との差が、燃料電池本体出
口部の燃料ガス圧力と大気圧の差に相当する液面差にな
るように維持し、かつ前記水循環用管路中の液面がこの
水循環用管路の最下部よりも上方に維持できるように前
記連通管および前記水循環用管路の管路長を設定すると
ともに、前記水タンクおよび前記連通管内の水量を調節
して、前記燃料電池本体からの燃料ガスが前記水循環用
管路を経て前記水タンクに入らないようにしたことを特
徴とするものである。

【００１１】本発明においては、燃料ガスボンベと、水
素ガスやメタンガスなどの燃料ガスおよび空気などの酸
化剤の供給を受け、かつ燃料ガスの流通経路に燃料ガス
とともに水を流通させて発電し、そして高温の排酸化剤
や排燃料ガスをだす燃料電池本体やこの燃料電池で発電
した直流電力を交流に変換するＤＣ／ＡＣインバータな
どの電力変換器などを備える電源部と、この燃料電池本
体に水を循環して供給するための水タンクなどを備えた
水供給装置と、これらを制御するための制御装置などが
ケースの中にコンパクトに収納されている。

【００１２】上記水タンクは燃料電池の例えば後部の中
段に収納した燃料電池本体よりも下方の、例えば燃料電
池の後部の下段に収納してポンプなどにより燃料電池本
体に供給し、そして循環して使用することが好ましい。
この水タンクには大気へ連通する連通管を設けて、電源
停止などによる燃料電池運転停止時はこの連通管中の液
面が常に前記燃料電池本体の底面以下となるようにする
ことにより、水タンク内の水が燃料電池本体に逆流せ
ず、燃料電池本体が水没することを避けることができ
る。

【００１３】そして、燃料電池を運転して、安定して発
電を行うためには燃料電池本体と水タンクを連結する水
循環用管路を水シールして、燃料電池本体からの燃料ガ
スが水循環用管路を経て水タンクに入らないようにする
ことが肝要である。水循環用管路を水シールするために
は、連通管中の液面と水循環用管路中の液面との差が、
燃料電池本体出口部の燃料ガス圧力と大気圧の差に相当
する液面差になるように維持して、しかも水循環用管路
中の液面がこの水循環用管路の最下部よりも上方に維持
できるように連通管および水循環用管路の管路長を設定
すること、および水タンクおよび連通管内の水量を調節
することが必要である。

【００１４】本発明の請求項２の発明は、請求項１記載
の燃料電池の水供給装置において、前記水タンクに通じ
る管路により前記水タンクと連結された補助水タンクを
前記水タンクより上方に配設して、前記水タンク中の水
が所定の水面以下になった時、この補助水タンクから水
を前記管路を経て前記水タンクに補給することを特徴と
する。補助水タンクを配設する位置は前記水タンクより
上方であればよく、燃料電池本体と並設しても、燃料電
池本体よりさらに上方に配設してもよく、例えば燃料電
池の後部の上段に配設することもできる。前記水タンク
中の水が消費されて所定の水面以下になった時に水を補
給する補助水タンクを配設することにより、さらに安全
に、安定して、連続的に発電を行うことができる。

【００１５】本発明の請求項３の発明は、請求項２記載
の燃料電池の水供給装置において、前記水タンクに通じ
る前記管路に開閉弁を設けるとともに、前記水タンク中
の液面を検出するセンサを設け、このセンサからの信号
により前記開閉弁を開閉することを特徴とする。前記水
タンク中の液面が低下して下限に到った時、前記センサ
がそれを検知して信号を制御装置へ送り、それに基づい
てこの制御装置から電磁弁などの前記開閉弁に信号を送
り、前記開閉弁を開けて前記補助水タンクから所定量の
水を水タンクに補給するようにする。そして前記水タン
ク中の液面が上がって上限に到った時は、前記センサが
それを検知して信号を制御装置へ送り、それに基づいて
この制御装置から前記開閉弁に信号を送り、前記開閉弁
を閉じるようにする。

【００１６】本発明の請求項４の発明は請求項２あるい
は請求項３に記載の燃料電池の水供給装置において、前
記補助水タンクにフロートスイッチを設け、前記補助水
タンク中の水が所定の水面以下になった時、このフロー
トスイッチからの信号により燃料電池を停止するか、あ
るいは水位低下の信号を出力することを特徴とする。前
記補助水タンク中の液面が低下して下限に到った時、前
記フロートスイッチからの信号を制御装置へ送り、それ
に基づいてこの制御装置から信号を送って燃料電池を停
止するか、あるいは水位低下の信号を出力するようにす
れば、安全性が向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は、本発明に係わる燃料電池
の一実施例の外観を示す斜視図である。図２は、図１に
示した燃料電池の内部を示す側面説明図である。図３
は、図１に示した燃料電池の構成部間における、電気信
号経路（図中１点鎖線で表示）、水素ガス経路（図中３
点鎖線で表示）、空気経路（図中実線で表示）、電力経
路（図中太実線で表示）、水経路（図中破線で表示）を
示す説明図である。

【００１８】図１〜図３において、本発明に係わる燃料
電池１０は、隔壁１１により一体構造のケース１２中が
前部イと後部ロに仕切られた構造となっている。前部イ
に燃料ガスボンベ１が２本起立状態で収納してある。後
部ロは上段１３、中段１４、下段１５に区画されて電源
部および水タンク１９や補助水タンク１７などが収納さ
れている。すなわち上段１３には２次電池４４やＤＣ／
ＤＣコンバータ４６を備えた制御装置１６および補助水
タンク１７が収納されており、中段１４には燃料と酸化
剤としての空気が供給されて電気化学反応させることに
より発電する燃料電池本体３が収納されており、下段１
５にはＤＣ／ＡＣインバータ１８および前記補助水タン
ク１７と通じる管路７０により連結されている水タンク
１９が収納されている。

【００１９】２０は可動輪である。２１は移動時に使用
する把手、２２、２２は別個に回転可能な補助腕棒であ
る。可動輪２０や把手２１などを用いて一人で燃料電池
１０を容易に移動することができる。

【００２０】ケース１２は、前面にＬ字型の扉２３と操
作盤２４を備え、両側面２５、２６、背面２７、底面２
８、上面２９、前記前部イを覆蓋する開閉自在な蓋本体
３０から構成されている。３１は扉２３の上部に設けた
排気口であり、３２は後部ロ内の空気などを排気するた
めの側面排気口である。

【００２１】ここで、ケース１２の高さは、燃料ガスボ
ンベ１の高さより若干高く設定されている。前部イの幅
は燃料ガスボンベ１の２本の径の和、排気ダクト３３の
幅、操作盤２４の幅の合計より若干広く、前部イの奥行
は燃料ガスボンベ１の径より若干広く設定されている。
後部ロの幅および奥行は配置される各部材の幅および奥
行よりも若干広く設定されている。このようにしてケー
ス１２は例え屋外に設置されても水が侵入しにくく、コ
ンパクトなサイズとすることができる。

【００２２】燃料ガスボンベ１は、例えば市販のもの
（１０Ｌ容器、水素量１．５ｍ³ ）を用いることができ
る。燃料ガスボンベ１のそれぞれの上端には水素送出バ
ルブ３４が設けられており、この水素送出バルブ３４と
燃料電池本体３とが水素供給管３５によって連結される
ようになっている。さらに、この水素供給管３５の所定
の位置には、燃料ガスボンベ１内の圧力を表示する圧力
計５１及びレギュレータ４７、電磁弁４８が挿入されて
いる。

【００２３】前記操作盤２４には、デジタル表示部３
６、運転・停止ボタン３７、表示切り替えボタン３８な
どが設置されており、運転・停止ボタン３７を押すこと
により燃料電池１０の運転をスタートさせたり、停止さ
せることができる。表示切り替えボタン３８を押すこと
によりデジタル表示部３６に表示される内容を例えば、
ＡＣ出力としたり、燃料圧力としたり、あるいはその他
の表示に切り替えることができる。３９は耐水性のコン
セントである。操作盤２４には過負荷状態や燃料ガスボ
ンベ１の交換などを警告する警報ランプ類やエラーなど
を表示する表示部を設けてもよい。

【００２４】前記前部イ内には、前記燃料電池本体３か
らでる排空気をケース１２外へ放出するための排気ダク
ト３３が設けてある。この排気ダクト３３の一端は前記
燃料電池本体３の排空気出口６０側に固定されており前
記排空気出口６０近傍において前記隔壁１１に固定して
装着してあり、他端は例えばその先端部に備えたパッキ
ンを介して扉２３に設けた排気口３１と密着して連通す
るようにしてある。したがって、排空気が前部イ内に漏
洩することがない。前部イ内の排気ダクト３３の位置は
特に限定されないが、燃料電池本体３になるべく近い位
置に設けるのが好ましい。

【００２５】前記排気ダクト３３の内部には複数の邪魔
板６１が配設されており、白矢印で示したように流れる
高温の排空気はこの邪魔板６１に接触して、含まれた水
分（生成水および循環水の一部を含む）が前記排気ダク
ト３３の内面や邪魔板６１の表面に結露し、水分を分離
された排空気はケース１２外に排出されるようになって
いる。分離された水分は矢印で示したように前記排気ダ
クト３３に設けた勾配により下部に設けた排水管６２中
に集落して、この排水管６２に連結して設けられた排水
タンク４１内に一旦蓄えられる。この排水管６２の下部
は排水タンク４１の一部として用いられる。この排水タ
ンク４１および排水管６２の下部が水で一杯になった
ら、例えば排水タンク４１の先端に設けた開閉弁６３を
手動で開くことにより前記ケース１２外に排水したり、
あるいは図示しないセンサでそれを検知して信号を制御
装置１６に送り、制御装置１６からの信号により前記開
閉弁６３を開くことにより前記ケース１２外に排水する
ことができる。生成水は排水せずに循環使用することも
できる。

【００２６】４０は、図３に示すように水タンク１９か
ら水を汲み上げて燃料ガス流通経路に供給して燃料ガス
とともに流通させて燃料電池本体３の高分子イオン交換
膜に供給して常に保水状態に保ち、かつ、燃料電池本体
３を冷却するための循環ポンプであり、水は循環して使
用するようになっている。

【００２７】４２は、反応空気をケース１２内に取り入
れて燃料電池本体３に送るファンである。図３に示すよ
うに、燃料ガスボンベ１からレギュレータ４７、電磁弁
４８を経て燃料電池本体３のアノード極に供給された水
素ガスは、ファン４２により外部から反応空気取入口４
３を経てケース１２内に取り入れて燃料電池本体３のカ
ソード極に送られた空気と燃料電池本体３内で前記電気
化学反応を行って発電し、反応しなかった少量の残水素
と排空気は混合器５０を経て前記のようにしてケース１
２の外部に排出される。なお、燃料電池１０は、燃料電
池本体３がケース１２の反応空気取入口４３近傍に位置
されており外部からの吸気をスムーズに行うことができ
るようになっている。

【００２８】２次電池４４は、例えば正極にニッケル電
極を用い負極にカドミウム電極を用いたＮｉ−Ｃｄ２次
電池（１２Ｖ−４０Ａｈ）であり、この例では制御装置
１６内に設置されている。なお、２次電池４４は、通常
は燃料電池１０の余剰電力によって自動的に充電される
ようになっているが、図示しない電力取出端子部に設け
られた充電用入力端子４５と外部交流電源（ＡＣ１００
Ｖ）とを接続させることにより、外部から強制的に充電
させることもできる。ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、燃
料電池１０からの直流電力の電圧（ＤＣ２４〜５０Ｖ）
を所定の電圧（例えばＤＣ１００Ｖ）に変換するもので
あり、ＤＣ／ＡＣインバータ１８は、直流（ＤＣ１００
Ｖ）から交流（ＡＣ１００Ｖ）に変換する働きをするも
のである。

【００２９】制御装置１６は各種制御を司るものであ
り、外部出力のＯＮ／ＯＦＦ、図示しない可燃性ガスセ
ンサーからの信号処理、電磁弁４８や電磁弁４９への開
閉信号の送信、燃料電池本体３からの異常信号の受信及
びＤＣ／ＡＣインバータ１８へのＯＮ／ＯＦＦ信号の送
信等を行う。また、図示しない圧力センサーにより測定
された一次圧力値を取り込み、水素ガス残量に換算して
デジタル表示部３６に送信して表示させることもでき
る。また、デジタル表示部３６に、外部に出力している
電力のデータや２次電池４４の充電量のデータを送り、
これを表示させることもできる。

【００３０】水素供給管３５は、燃料ガスボンベ１と、
燃料電池本体３とを連結するように配されている。さら
に、燃料ガスボンベ１と燃料電池本体３との間には、上
記のようにレギュレータ４７及び電磁弁４８が挿入され
ており、電磁弁４８の開閉により燃料ガスボンベ１から
の水素ガス送出のＯＮ／ＯＦＦがなされる。

【００３１】制御装置１６は、燃料電池本体３、２次電
池４４、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ１８、電磁弁４８、ファン４２、循環ポンプ４０、
図示しない可燃性ガスセンサーおよび主水タンク水位
計、充電用入力端子４５および補助水タンク用電磁弁４
９と接続され、これらと電気信号を授受するようになっ
ている。例えば、図示しない可燃性ガスセンサーが規定
濃度以上の水素ガスを検知した場合には、その信号を受
け電磁弁４８を閉じて水素ガスの供給を停止させ燃料電
池本体３の運転を停止させたり、図示しない警報ランプ
類で警報を発したり、燃料電池１０全体の運転を停止さ
せたりする。

【００３２】燃料電池本体３及び２次電池４４は、互い
に電気的に並列接続されており、燃料電池３からの電力
が十分でない起動時において、２次電池４４から電力を
補うことにより、制御装置１６や水ポンプ４０などの補
機類に対して一定した電力供給ができるようになってい
る。

【００３３】図４（イ）は燃料電池停止時における本発
明の燃料電池の水供給装置を示す説明図であり、（ロ）
は燃料電池運転時における本発明の燃料電池の水供給装
置を示す説明図である。図４（イ）、（ロ）において、
本発明の燃料電池の水供給装置７１は、ケース１２内に
収納された燃料電池本体３に水を供給するための水タン
ク１９と、水を循環するための循環ポンプ４０と、水循
環用管路７２、７３、７４などから構成されており、燃
料電池の下段１５に収納された水タンク１９中の水を循
環ポンプ４０により燃料電池の上段１３に収納された燃
料電池本体３に供給して、矢印で示したように循環使用
するようになっている。水タンク１９には大気へ連通す
る連通管７５が設けてあり、図４（イ）に示したように
燃料電池運転停止時はこの連通管７５中の液面７６が燃
料電池本体３の底面８３以下となるようにすると、水タ
ンク１９内の水が燃料電池本体３に逆流せず、燃料電池
本体３が水没することを避けることができる。７８は燃
料ガス入口、７９は排燃料ガス出口を示す。

【００３４】そして、燃料電池を運転して、安定して発
電を行うためには燃料電池本体３と水タンク１９を連結
する水循環用管路７４を水シールして、燃料電池本体３
からの燃料ガスが水循環用管路７４を経て水タンク１９
に入らないようにする。水循環用管路７４を水シールす
るためには、連通管７５中の液面７６と水循環用管路７
４中の液面７７との差が、燃料電池本体出口部８４の燃
料ガス圧力と大気圧の差に相当する液面差（図中、Ｈで
示す）になるように維持して、しかも水循環用管路７４
中の液面７７がこの水循環用管路７４の最下部８５より
も上方に維持できるように連通管７５および水循環用管
路７４の管路長を設定し、水タンク１９および連通管７
５内の水量を調節する。

【００３５】図５（イ）は燃料電池停止時における本発
明の他の燃料電池の水供給装置を示す説明図であり、
（ロ）は燃料電池運転時における本発明の他の燃料電池
の水供給装置を示す説明図である。図５（イ）、（ロ）
に示した本発明の他の燃料電池の水供給装置８０は、水
タンク１９に通じる管路７０により水タンク１９と連結
された補助水タンク１７を水タンク１９より上方に配設
して、具体的には燃料電池の上段１３に設置して、水タ
ンク１９中の水が所定の水面以下になった時、この補助
水タンク１７から水を管路７０を経て水タンク１９に補
給するようにした点、管路７０の中途に電磁弁４９を設
けるとともに、水タンク１９中の液面を検出する液面セ
ンサ８１を設けた点、補助水タンク１７にフロートスイ
ッチ８１を設けた点、以外は上記の図４（イ）、（ロ）
に示した本発明の燃料電池の水供給装置７１と同様にな
っている。

【００３６】水タンク１９中の液面が低下して下限に到
った時、液面センサ８１がそれを検知して信号を制御装
置１６へ送り、それに基づいてこの制御装置１６から電
磁弁４９に信号を送り、電磁弁４９を開けて補助水タン
ク１７から所定量の水を水タンク１９に補給するように
する。そして、水タンク１９中の液面が上がって上限に
到った時は、液面センサ８１がそれを検知して信号を制
御装置１６へ送り、それに基づいてこの制御装置１６か
ら電磁弁４９に信号を送り、電磁弁４９を閉じる。補助
水タンク１７中の水が所定の水面以下になった時、フロ
ートスイッチ１８からの信号を制御装置１６へ送り、そ
れに基づいてこの制御装置１６から信号を送って燃料電
池を停止するか、あるいは水位低下の警報を出力する。

【００３７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。

【００３８】

【発明の効果】本発明の燃料電池の水供給装置は、確実
に燃料電池本体の電解質に水を供給したり、燃料電池本
体を冷却することができるので、この水供給装置を備え
た燃料電池は安定して連続して発電を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる燃料電池の一実施例の斜視図
である。

【図２】図１に示した燃料電池の内部を示す側面説明
図である。

【図３】図１に示した燃料電池の構成部間における、
電気信号経路、水素ガス経路、空気経路、電力経路、水
経路を示す説明図である。

【図４】（イ）は燃料電池停止時における本発明の燃
料電池の水供給装置を示す説明図であり、（ロ）は燃料
電池運転時における本発明の燃料電池の水供給装置を示
す説明図である。

【図５】（イ）は燃料電池停止時における本発明の他
の燃料電池の水供給装置を示す説明図であり、（ロ）は
燃料電池運転時における本発明の他の燃料電池の水供給
装置を示す説明図である。

【図６】固体高分子型燃料電池の特徴を示す説明図で
ある。

【図７】従来の燃料電池の説明図である。

【図８】従来の他の燃料電池の説明図である。

【符号の説明】

１燃料ガスボンベ３燃料電池本体１０燃料電池１２ケース１６制御装置１７補助水タンク１９水タンク４０循環ポンプ７０管路７１、８０水供給装置７２、７３、７４水循環用管路７５連通管７６、７７液面８１液面センサ８２フロートスイッチ８３底面８４燃料電池本体出口部８５最下部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者畑山龍次大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者進藤浩二大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内 (72)発明者河上彰雄大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケース中に燃料ガスボンベと、燃料ガス
および酸化剤の供給を受け、かつ燃料ガスの流通経路に
燃料ガスとともに水を流通させて発電する燃料電池本体
を備える電源部と、制御装置などを収納した燃料電池の
前記燃料電池本体に水を循環して供給するための水タン
クなどを前記ケース中に設けた水供給装置であって、前
記水タンクを前記燃料電池本体よりも下方に配設すると
ともに大気へ連通する連通管を設けて、燃料電池運転停
止時はこの連通管中の液面が前記燃料電池本体の底面以
下となり、そして燃料電池運転中はこの連通管中の液面
と前記燃料電池本体と前記水タンクを連結する水循環用
管路中の液面との差が、燃料電池本体出口部の燃料ガス
圧力と大気圧の差に相当する液面差になるように維持
し、かつ前記水循環用管路中の液面がこの水循環用管路
の最下部よりも上方に維持できるように前記連通管およ
び前記水循環用管路の管路長を設定するとともに、前記
水タンクおよび前記連通管内の水量を調節して、前記燃
料電池本体からの燃料ガスが前記水循環用管路を経て前
記水タンクに入らないようにしたことを特徴とする燃料
電池の水供給装置。
【請求項２】前記水タンクに通じる管路により前記水
タンクと連結された補助水タンクを前記水タンクより上
方に配設して、前記水タンク中の水が所定の水面以下に
なった時、この補助水タンクから水を前記管路を経て前
記水タンクに補給することを特徴とする請求項１記載の
燃料電池の水供給装置。
【請求項３】前記水タンクに通じる前記管路に開閉弁
を設けるとともに、前記水タンク中の液面を検出するセ
ンサを設け、このセンサからの信号により前記開閉弁を
開閉することを特徴とする請求項２記載の燃料電池の水
供給装置。
【請求項４】前記補助水タンクにフロートスイッチを
設け、前記補助水タンク中の水が所定の水面以下になっ
た時、このフロートスイッチからの信号により燃料電池
を停止するか、あるいは水位低下の信号を出力すること
を特徴とする請求項２あるいは請求項３記載の燃料電池
の水供給装置。