特開 2015-225731 燃料電池発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-225731(P2015-225731A)

(43)【公開日】2015年12月14日

(54)【発明の名称】燃料電池発電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 8/04 20060101AFI20151117BHJP

   H01M 8/12 20060101ALN20151117BHJP

【ＦＩ】

   H01M8/04 J

   H01M8/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-108505(P2014-108505)

(22)【出願日】2014年5月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000004709

【氏名又は名称】株式会社ノーリツ

(74)【代理人】

【識別番号】100089004

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】森本 啓史

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 哲也

(72)【発明者】

【氏名】嶋津 政彦

(72)【発明者】

【氏名】玉田 晴彦

【テーマコード（参考）】

5H026

5H127

【Ｆターム（参考）】

5H026AA06

5H127AA07

5H127AB23

5H127AC03

5H127BA05

5H127BA12

5H127BA18

5H127BA37

5H127BA57

5H127BA59

5H127BB02

5H127BB07

5H127BB12

5H127BB17

5H127BB27

5H127BB37

5H127BB39

5H127DB76

5H127EE25

5H127GG04

5H127GG09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】燃料電池発電装置において、運転停止後の燃料電池発電部の近傍の純水供給通路内に発生した気泡を除去可能なもの、燃料電池発電部の運転再開を安定して実行可能なもの、等を提供する。
【解決手段】燃料電池発電装置２は、燃料電池発電部５と、この燃料電池発電部５の蒸発器５ｂへ改質用の純水を供給する為の純水供給通路３１とを備え、純水供給通路３１から気泡を除去する為の気泡除去手段４１が、純水供給通路３１の燃料電池発電部５の近傍部に設けられ、純水供給通路３１のうちの気泡除去手段４１から蒸発器５ｂに至る下流側供給通路部３１ｂが下り勾配となるように構成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料電池発電部と、この燃料電池発電部の蒸発部へ改質用の純水を供給する為の純水供給通路とを備えた燃料電池発電装置であって、前記純水供給通路から気泡を除去する為の気泡除去手段が、前記純水供給通路の前記燃料電池発電部の近傍部に設けられた燃料電池発電装置において、
前記純水供給通路のうちの前記気泡除去手段から前記蒸発部に至る通路部分が下り勾配となるように構成されたことを特徴とする燃料電池発電装置。

【請求項2】

前記純水供給通路の前記通路部分には、純水の流動の有無を検知する為の水流検知手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は燃料電池発電装置に関し、特に燃料電池発電部の蒸発部に連なる純水供給通路内に発生した気泡を除去可能なものに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、空気と改質燃料ガス（水素含有ガス）との酸化還元反応によって化学エネルギーを電気エネルギーに変換することで電力を発生させ、この発電の際に副次的に発生する排熱を湯水として回収する燃料電池コージェネレーションシステムが実用に供されている。この燃料電池コージェネレーションシステムは、発電を行なう燃料電池発電装置、排熱回収による熱交換後の湯水を貯湯する貯湯給湯装置、燃料電池発電装置と貯湯給湯装置との間に湯水を循環させる排熱回収循環回路等を備えている。

【0003】

上記の燃料電池発電装置は、空気と改質燃料ガスとで発電を行なう燃料電池セルスタックとこの燃料電池セルスタックに供給する改質燃料ガスを純水（水蒸気）と燃料ガスから生成する改質器及び蒸発器を有する燃料電池発電部、この燃料電池発電部からの排気ガスを外部に排出する排気通路、この排気通路に設置され且つ燃料電池発電部からの排気ガスと貯湯給湯装置の貯湯タンクに蓄えられた湯水との間で熱交換する排熱回収熱交換器等を備えている。

【0004】

ところで、燃料電池発電装置では、排熱回収熱交換器により排気ガスを冷却することによって生成された凝縮水を再使用する、所謂水自立運転が行われている。通常は、排熱回収循環回路に湯水を循環し、排熱回収熱交換器にて湯水と排気ガスとの間で熱交換を行い、排気ガスに含まれる水蒸気を冷却して凝縮水を回収し、この凝縮水を浄化してから発電に再使用する。

【0005】

即ち、燃料電池発電装置は、水自立運転に必要な水処理装置を備えている。この水処理装置は、凝縮水を回収する水回収通路、この水回収通路で回収された凝縮水を浄化する水処理タンク、この水処理タンクで浄化された純水を一時的に貯留する純水タンク、この純水タンクと燃料電池発電部の蒸発器とを接続する純水供給通路と、この純水供給通路に設置され且つ純水タンクの純水を蒸発器に供給する純水ポンプ等を備えている。

【0006】

しかし、水回収通路で回収された凝縮水中には、排気ガスに含まれていた二酸化炭素が溶け込んでいるので、この二酸化炭素によって水処理タンクのイオン交換樹脂の寿命が短くなる虞がある。この問題を解決する為に、例えば、特許文献１の燃料電池システムにおいては、水回収通路を、水処理タンクの上端部に呼気装置を介して接続し、この呼気装置によって、回収された凝縮水を気体に接触させて脱炭酸を促進することで、水処理タンクのイオン交換樹脂の寿命を長くする技術が開示されている。

【0007】

また、発電運転中の燃料電池発電部において純水供給通路内に気泡が発生すると、蒸発器に必要な純水を安定して供給できなくなる。この問題を解決する為に、特許文献２の固体酸化物形燃料電池システムにおいては、純水供給通路を流れる純水に混入した気泡をカウントし、このカウント数に基づいて純水ポンプを追加作動させることで、予め設定された純水流量を蒸発器に供給する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００９−８７６０９号公報

【特許文献2】特許第５３１７１８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかし、特許文献１，２の純水供給通路は、一般的に燃料電池発電部の近傍に配置されているため、運転停止後の燃料電池発電部の余熱によって、純水供給通路内に滞留している純水が加熱されてしまい、純水中の溶存二酸化炭素や酸素等が気泡となって滞留してしまう虞がある。この純水供給通路内に気泡が滞留している状態では、運転再開時に、純水ポンプが空回りしてしまい、燃料電池発電部への純水の供給量が安定せず、燃料電池発電部に不具合が発生するという問題がある。

【0010】

特許文献２の固体酸化物形燃料電池システムにおいては、燃料電池発電部の発電運転中に気泡が発生した際に、気泡の数に基づいてポンプの出力を調整することで、純水の供給量を調整しているが、燃料電池発電部の運転停止後に気泡が発生して滞留していると、上記の問題と同様に、運転再開時に、純水ポンプが空回りしてしまい、純水の供給量が安定しなくなる。

【0011】

本発明の目的は、燃料電池発電装置において、運転停止後の燃料電池発電部の近傍の純水供給通路内に発生した気泡を除去可能なもの、燃料電池発電部の運転再開を安定して実行可能なもの、等を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

請求項１の燃料電池発電装置は、燃料電池発電部と、この燃料電池発電部の蒸発部へ改質用の純水を供給する為の純水供給通路とを備えた燃料電池発電装置であって、前記純水供給通路から気泡を除去する為の気泡除去手段が、前記純水供給通路の前記燃料電池発電部の近傍部に設けられた燃料電池発電装置において、前記純水供給通路のうちの前記気泡除去手段から前記蒸発部に至る通路部分が下り勾配となるように構成されたことを特徴としている。

【0013】

請求項２の燃料電池発電装置は、請求項１の発明において、前記純水供給通路の前記通路部分には、純水の流動の有無を検知する為の水流検知手段が設けられたことを特徴としている。

【発明の効果】

【0014】

請求項１の発明によれば、純水供給通路のうちの気泡除去手段から蒸発部に至る通路部分が下り勾配となるように構成されたので、下り勾配の通路部分内に発生した気泡は、比重の関係で通路部分を上方に向かって流れ、気泡除去手段に送られて除去される。

【0015】

従って、燃料電池発電部の熱によって、通路部分内の純水が加熱されて純水中の溶存二酸化炭素が気泡となっても、この気泡は通路部分から気泡除去手段を介して外部に排出されるので、純水供給通路のうちの燃料電池発電部の熱によって気泡が最も発生しやすい通路部分の気泡の滞留を防止し、純水ポンプの空回りを防止することができる。

【0016】

また、燃料電池発電部の運転再開時に、通路部分を流れる純水に気泡を混入させず、純水ポンプの空回りを防ぐので、燃料電池発電部の蒸発部に必要な純水流量を安定して供給することができ、燃料電池発電装置を安定して運転再開することができるので、燃料電池発電部が故障するのを防止することができる。

【0017】

請求項２の発明によれば、純水供給通路の通路部分には、純水の流動の有無を検知する為の水流検知手段が設けられたので、水流検知手段で純水の流動を検知することで、純水ポンプの空回りを確実に防止することができる。純水の流動を検知した状態で純水ポンプの回転数を制御することで、蒸発部に安定した純水流量を供給することができるので、純水供給通路のうちの気泡除去手段より上流側の通路部分の流量センサや気泡センサ等を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施例に係る燃料電池コージェネレーションの概略構成図である。

【図2】燃料電池発電装置の概略構成図である。

【図3】純水供給通路と気泡除去手段の正面図である。

【図4】部分変更形態に係る純水供給通路と気泡除去手段の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

【実施例】

【0020】

先ず、燃料電池発電装置２について説明する。
図１に示すように、燃料電池発電装置２は、空気と改質燃料ガスとから発電を行うものであり、排熱回収による熱交換後の湯水を貯湯する貯湯給湯装置３と、この貯湯給湯装置３と燃料電池発電装置２との間に湯水を循環させる為の湯水循環回路４等と組み合わせることで燃料電池コージェネレーションシステム１を構成しているが、燃料電池発電装置２以外の詳細な構成の説明は省略する。

【0021】

図２に示すように、燃料電池発電装置２は、燃料電池発電部５、カソード空気用送風装置６、燃料改質空気用送風装置７、燃料ガス昇圧装置８、排気通路１１、排熱回収熱交換器１２、水処理装置１３、インバータ１４等を備え、これらの各種器具が外装ケース１５に収納されて構成され、燃料電池発電部５にて発電された直流電力は、インバータ１４を介して交流電力に変換されて外部に出力される。

【0022】

次に、燃料電池発電部５について説明する。
図２に示すように、燃料電池発電部５は、燃料電池セルスタック５ａ、蒸発器５ｂ、燃料改質器５ｃ、オフガス燃焼室５ｄ、発電部内熱交換器５ｅ等を備え、燃料改質器５ｃによって改質された改質燃料ガス及び酸化剤としての空気を燃料電池セルスタック５ａで化学反応させることで発電を行うものである。

【0023】

燃料電池セルスタック５ａは、複数の燃料電池セルで構成されている。各燃料電池セルは、ジルコニア等の固体電解質と燃料極と酸素極から夫々形成されている。燃料電池セルスタック５ａの燃料極（アノード）側に燃料改質器５ｃから改質燃料ガスが供給され、燃料電池セルスタック５ａの酸素極（カソード）側にカソード空気用送風装置６から空気通路１６と排気ガスにより加熱される発電部内熱交換器５ｅとを介して空気が供給され、これらを高温の環境下で電気化学反応させて直流電力を生成する。

【0024】

蒸発器５ｂ（蒸発部に相当する）は、燃料ガスに混合する為の水蒸気を生成して燃料改質器５ｃに供給するものである。蒸発器５ｂには、燃料ガス昇圧装置８によって取り込まれて昇圧された燃料ガス（都市ガスやＬＰＧ等）と燃料改質空気用送風装置７によって取り込まれた燃料改質用の空気とが共通通路１９を介して供給され、水処理装置１３から純水が純水供給通路３１を介して供給される。蒸発器５ｂは、供給された純水から水蒸気を生成する。

【0025】

燃料改質器５ｃは、その内部にニッケルや白金等の改質触媒を備え、蒸発器５ｂから供給される脱硫された燃料ガスと空気と水蒸気とを混合して反応（所謂、水蒸気改質）させて、水素リッチな改質燃料ガスを生成し、この改質燃料ガスを燃料電池セルスタック５ａの燃料極側に供給する。

【0026】

オフガス燃焼室５ｄは、燃料電池セルスタック５ａの発電に伴い生じる残余燃料を燃焼処理する為のものであり、燃料電池セルスタック５ａの燃料極側及び酸素極側の各排出側と接続されている。このオフガス燃焼室５ｄでは、燃料極側から排出された残余燃料ガスを含む反応燃料ガスと酸素極側から排出された酸素を含む空気とを公知の燃焼触媒を用いて燃焼させることによって高温の排気ガスを生成し、この排気ガスは燃料改質器５ｃや発電部内熱交換器５ｅを加熱してから、排気通路１１を介して外部に排出される。

【0027】

カソード空気用送風装置６は、フィルタを介して外部から空気を発電空気ブロワに取り込み、この取り込まれた空気を、バッファタンクと流量センサと逆止弁が設置された空気通路１６を介して燃料電池発電部５に供給する。

【0028】

燃料改質空気用送風装置７は、フィルタを介して外部から燃料改質用の空気を改質空気ブロワに取り込み、この取り込まれた燃料改質用の空気を改質空気通路１７と共通通路１９とを介して燃料電池発電部５に供給する。

【0029】

燃料ガス昇圧装置８は、図示外のガス供給源から燃料ガスを電磁弁とガスガバナを通して燃料昇圧ブロワに取り込み、この昇圧された燃料ガスを、バッファタンクと流量センサと脱硫器とが設置されたガス通路１８とこのガス通路１８に連なる共通通路１９とを介して燃料電池発電部５に供給する。

【0030】

排気通路１１は、オフガス燃焼室５ｄから延びる上流側排気通路部１１ａ、この上流側排気通路部１１ａの下流側から延びる下流側排気通路部１１ｂを備え、下流側排気通路部１１ｂの下流端が排気口１１ｃに接続され、燃料電池発電部５のオフガス燃焼室５ｄから排出された排気ガスは、上流側排気通路部１１ａと下流側排気通路部１１ｂとを通り排気口１１ｃから外部に排出される。

【0031】

排熱回収用熱交換器１２は、上流側排気通路部１１ａと下流側排気通路部１１ｂとの間に設置されている。排熱回収用熱交換器１２は、排気通路１１の一部を構成する排気通路側熱交換通路部１２ａ、湯水循環回路４の一部を構成する湯水側熱交換通路部１２ｂを備えている。この排熱回収用熱交換器１２において、燃料電池発電部５から排出される高温の排気ガスは、貯湯給湯装置３の貯湯タンクに蓄えられた湯水との間で熱交換されて、排気ガス中に含まれる水蒸気は冷却されて凝縮水となる。

【0032】

次に、水処理装置１３について説明する。
図２に示すように、水処理装置１３は、水回収通路２１、水処理タンク２２、純水タンク２３、純水供給手段２４等を備え、排熱回収熱交換器１２で凝縮された凝縮水を回収し、凝縮水から不純物を取り除き、凝縮水から生成された純水を一時的に貯留した後に燃料電池発電部５に供給するものである。

【0033】

水回収通路２１は、燃料電池発電部５の排気ガスを排熱回収熱交換器１２によって冷却された凝縮水を排気通路１１から回収する為のものであり、排気通路１１の下流側排気通路部１１ｂと水処理タンク２２とを接続している。

【0034】

水処理タンク２２は、水回収通路２１で回収された凝縮水の不純物を除去する為のものであり、凝縮水を浄化する為のイオン交換樹脂が収納されている。水処理タンク２２の上端部に水回収通路２１の下流端が接続され、水処理タンク２２の下端部にタンク連結通路２５の上流端が接続されている。水処理タンク２２の上端部にオーバーフロー用の排水通路２６が接続され、排水通路２６の途中部に中和器２７が設置されている。

【0035】

純水タンク２３は、水処理タンク２２により処理された純水を貯留する為のものである。純水タンク２３の上端部に、水処理タンク２２から延びるタンク連結通路２５の下流端が接続されている。タンク連結通路２５の途中部にオーバーフロー用の排水通路２８が接続されている。純水タンク２３には、純水タンク２３内に貯留された純水の液面を３段階（上位レベルＬ１、中位レベルＬ２、下位レベルＬ３）に応じて検出可能な水位スイッチ２９が設けられている。

【0036】

純水供給手段２４は、純水タンク２３に貯留された純水を燃料電池発電部５に供給する為のものであり、純水供給通路３１、この純水供給通路３１に設置された純水ポンプ３２等を有している。純水供給通路３１の途中部には、気泡を除去する為の気泡除去手段４１が設けられている。

【0037】

純水供給通路３１は、上流側供給通路部３１ａ、下流側供給通路部３１ｂとを有している。上流側供給通路部３１ａの上流端は、純水タンク２３の下端部に接続され、上流側供給通路部３１ａの下流端は、鉛直状に上方に向かって延び、気泡除去手段４１のエア抜き弁４２に接続されている（図３参照）。上流側供給通路部３１ａには、純水ポンプ３２が設置されている。

【0038】

純水ポンプ３２は、ステッピングモータにより偏心カムを介して進退駆動されるプランジャと、このプランジャが進退駆動可能に収容され且つ吸込口と吐出口とを有するチャンバ等を備えたプランジャポンプで構成され、プランジャの進退駆動に伴いチャンバ内の純水を蒸発器５ｂに圧送する。

【0039】

次に、気泡除去手段４１について説明する。
図２，図３に示すように、気泡除去手段４１は、純水供給通路３１から気泡を除去する為のものであり、エア抜き弁４２、エア抜き通路４４等を備え、純水供給通路３１よりも上方に位置するように設けられると共に燃料電池発電部５の近傍部に配置されている。純水供給通路３１（上流側供給通路部３１ａ及び下流側供給通路部３１ｂ）内に発生した気泡は、上方に流れてエア抜き弁４２に流れ込み、エア抜き弁４２からエア抜き通路４４を介して排出可能である。

【0040】

エア抜き弁４２は、ケーシング４２ａ、このケーシング４２ａの内部に形成されたフロート室４２ｂ、このフロート室４２ｂの上端部に設けられた弁座４２ｃ、このフロート室４２ｂに収納されたフロート弁体４２ｄ等を備えた公知のエア抜き弁の構造である。

【0041】

エア抜き通路４４は、エア抜き弁４２と換気ファン４５とを接続する為のものであり、エア抜き通路４４の上流端は、エア抜き弁４２の出口側に接続され、気泡除去手段４１の排出口４１ａであるエア抜き通路４４の下流端が、換気ファン４５の吸込口４５ａの近傍に配置されている。換気ファン４５は、外装ケース１５内を換気する為に外装ケース１５の外周部に設置されている。

【0042】

次に、本発明に関連する下流側供給通路部３１ｂの構造について説明する。
図２，図３に示すように、純水供給通路３１のうちの気泡除去手段４１から蒸発器５ｂに至る下流側供給通路部３１ｂ（通路部分に相当する）は、気泡除去手段４１から蒸発器５ｂに向かって下り勾配となるように構成されている。下流側供給通路部３１ｂの上流端は、エア抜き弁４２に接続され、下流側供給通路部３１ｂの下流端は、燃料電池発電部５の蒸発器５ｂに接続されている。

【0043】

下流側供給通路部３１ｂの上流端及び下流端の他の器具への接続部分を除く大部分の傾斜角度は、例えば、４５度程度に設定されているが、特にこの傾斜角度に限定する必要はなく、例えば、約２０度〜８０度の範囲内で設定されるのが望ましい。下流側供給通路部３１ｂが下り傾斜状に構成されることで、下流側供給通路部３１ｂ内に発生した気泡は下流側供給通路部３１ｂから蒸発器５ｂへ流れ難くなり、下流側供給通路部３１ｂに滞留し難くなる。

【0044】

次に、水流検知手段５１について説明する。
図２，図３に示すように、下流側供給通路部３１ｂにおける燃料電池発電部５の近傍部には、純水の流動の有無を検知する為の水流検知手段５１が設けられている。この水流検知手段５１は、フラッパー弁５１ａ、このフラッパー弁５１ａの位置を検知可能な近接スイッチ５１ｂ等を備えた公知の開閉センサ付きフラッパー弁の構造であり、フラッパー弁５１ａの動作と近接スイッチ５１ｂの検知に応じて、下流側供給通路部３１ｂに純水が流れているかを検知することができる。尚、水流検知手段５１は、気泡を下流側から上流側に向かって流す為の隙間又は小径孔を備えている。

【0045】

この水流検知手段５１において、純水ポンプ３２が駆動すると、純水の圧力を受けてフラッパー弁５１ａが作動して、下流側供給通路部３１ｂを連通状態に切り換えるが、下流側供給通路部３１ｂの水流検知手段５１の上流側に気泡が滞留していると、純水ポンプ３２が駆動しても、フラッパー弁５１ａは作動せず、下流側供給通路部３１ｂを閉鎖状態に維持する。水流検知手段５１は、近接スイッチ５１ｂがフラッパー弁５１ａの作動状態を検知し、この検知信号を制御ユニット（図示略）に送信し、この検知信号に基づいて純水の流動の有無を検知する。

【0046】

次に、本発明の燃料電池発電装置２の作用及び効果について説明する。
燃料電池発電装置２の発電稼動に伴い、予め設定された純水流量（例えば５ｃｃ／ｍｉｎ）が燃料電池発電部５の蒸発器５ｂに供給されるように、純水ポンプ３２のステッピングモータを駆動し、純水タンク２３内の純水を純水供給通路３１を介して蒸発器５ｂに供給する。

【0047】

燃料電池発電部５の発電運転時には、純水ポンプ３２の駆動に伴う圧力によって、純水がエア抜き弁４２のフロート室４２ｂを通り、フロート室４２ｂにおいて、純水の水位が上昇するのに伴いフロート弁体４２ｄが上昇し、フロート室４２ｂの上端側に設けられた弁座４２ｃに当接することで、エア抜き弁４２は閉弁状態になる。

【0048】

ところで、燃料電池発電装置２の運転が停止すると、燃料電池発電部５の余熱によって、純水供給通路３１内に滞留している純水が加熱されてしまう。この純水には、排気ガスに含まれる二酸化炭素が溶け込んでいるので、純水中には、炭酸、炭酸イオン、炭酸水素イオン等が存在している。このため、純水供給通路３１内の純水が加熱されると、純水中の溶存二酸化炭素が気泡となって発生する。

【0049】

純水供給通路３１内に気泡が発生すると、気泡は純水供給通路３１を上方に流れ、エア抜き弁４２のフロート室４２ｂに流れ、フロート室４２ｂに気泡が溜まる。特に、下流側供給通路部３１ｂは、燃料電池発電部５に最も近くに設置されているので、発生する気泡の量も多くなるが、気泡は下流側供給通路部３１ｂを上方に向かって自然に流れてフロート室４２ｂに流れ込む。下流側供給通路部３１ｂの水流検知手段５１の下流側には、気泡が滞留する虞があるが、滞留する気泡は比較的少量である。

【0050】

フロート室４２ｂに気泡が流入し続けてエア量が増していくと、フロート室４２ｂの純水の水位が下降し、フロート弁体４２ｄに作用する浮力が減少し、その浮力がフロート弁体４２ｄの自重よりも小さくなったときに、フロート弁体４２ｄが下方へ移動して弁座４２ｃから離隔することで、エア抜き弁４２が開弁状態になる。エア抜き弁４２が開弁状態になると、フロート室４２ｂの気泡はエア抜き通路４４を通って外部に排出される。

【0051】

燃料電池発電装置２の運転の再開に伴い、純水ポンプ３２が駆動されると、純水ポンプ３２による圧力によってフロート室４２ｂに純水が流入して気泡を上方に押圧し、フロート室４２ｂの気泡はエア抜き通路４４を介して換気ファン４５から外部に自動的に排出され、その後、フロート弁体４２ｄが上方へ移動して弁座４２ｃに当接することで、エア抜き弁４２を閉弁状態にする。

【0052】

以上説明したように、純水供給通路３１のうちの気泡除去手段４１から蒸発器５ｂに至る下流側供給通路部３１ｂが下り勾配となるように構成されたので、下り勾配の下流側供給通路部３１ｂ内に発生した気泡は、比重の関係で下流側供給通路部３１ｂを上方に向かって流れ、気泡除去手段４１に自動的に送られる。

【0053】

従って、燃料電池発電部５の熱によって、下流側供給通路部３１ｂ内の純水が加熱されて純水中の溶存二酸化炭素が気泡となっても、この気泡は下流側供給通路部３１ｂから気泡除去手段４１を介して外部に排出されるので、純水供給通路３１のうちの燃料電池発電部５の熱によって気泡が最も発生しやすい通路部分（下流側供給通路部３１ｂ）の気泡の滞留を防止し、純水ポンプ３２の空回りを防止することができる。

【0054】

また、燃料電池発電部５の運転再開時に、下流側供給通路部３１ｂを流れる純水に気泡を混入させず、純水ポンプ３２の空回りを防ぐので、燃料電池発電部５の蒸発器５ｂに必要な純水流量を安定して供給することができ、燃料電池発電装置２を安定して運転再開することができるので、燃料電池発電部５が故障するのを防止することができる。

【0055】

さらに、純水供給通路３１の下流側供給通路部３１ｂには、純水の流動の有無を検知する為の水流検知手段５１が設けられたので、水流検知手段５１で純水の流動を検知することで、純水ポンプ３２の空回りを確実に防止することができる。純水の流動を検知した状態で純水ポンプ３２の回転数を制御することで、蒸発器５ｂに安定した純水流量を供給することができるので、純水供給通路３１のうちの気泡除去手段４１より上流側の通路部分（上流側供給通路部３１ａ）の流量センサや気泡センサ等を省略することができる

【0056】

水流検知手段５１が純水の流動を検知しない状態では、純水供給通路３１内の気泡を除去する為に純水ポンプ３２の出力を一定時間上昇させて、気泡を純水供給通路３１内から強制的に排出し、一定時間以内に水流検知手段５１が純水の流動を検知している状態になると、純水ポンプ３２の出力を通常状態に戻す。尚、純水ポンプ３２の出力を上昇して一定時間経過しても、水流検知手段５１が純水の流動を検知しない場合、改質用の水不足による異常運転を回避する為に燃料電池発電装置２の運転を停止する。

【0057】

次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］図４に示すように、水流検知手段５１Ａは、弱い付勢力のバネ部材が組み込まれた逆止弁５１Ａａ、この逆止弁５１Ａａの弁体の位置を検知可能な近接スイッチ５１Ａｂ等を備えた構造であっても良い。この水流検知手段５１Ａにおいては、逆止弁５１Ａａの動作と近接スイッチ５１Ａｂの検知に応じて、下流側供給通路部３１ｂに純水が流れているかを検知することができる。尚、水流検知手段５１Ａは、気泡を下流側から上流側に向かって流す為の隙間又は小径孔を備えている。

【0058】

この水流検知手段５１Ａにおいて、純水ポンプ３２が駆動すると、純水の圧力を受けて逆止弁５１Ａａが開弁状態になって、下流側供給通路部３１ｂを連通状態に切り換えるが、下流側供給通路部３１ｂの水流検知手段５１Ａの上流側に気泡が滞留していると、純水ポンプ３２が駆動しても、逆止弁５１Ａａは閉弁状態を維持する。近接スイッチ５１Ａｂは、逆止弁５１Ａａの作動状態を検知することで、純水の流動の有無を検知する。

【0059】

［２］前記実施例において、水流検知手段５１の構造は、ほんの一例を示したに過ぎず、下流側供給通路部３１ｂの純水の流動の有無を検知する為のものであれば、適宜変更可能である。

【0060】

［３］前記実施例において、気泡除去手段４１の構造は、ほんの一例を示したに過ぎず、気泡除去手段４１のエア抜き弁４２、エア抜き通路４４の構造は、純水供給通路３１から気泡を除去する為のものであれば、適宜変更可能である。

【0061】

［４］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

【符号の説明】

【0062】

２ 燃料電池発電装置
５ 燃料電池発電部
５ｂ 蒸発器（蒸発部）
３１ 純水供給通路
３１ｂ 下流側供給通路部（通路部分）
４１ 気泡除去手段
５１，５１Ａ 水流検知手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】