JP2004362808A

JP2004362808A - 燃料電池発電システムの純水タンク

Info

Publication number: JP2004362808A
Application number: JP2003156619A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshida; 宏行吉田; Yuichi Kaitani; 雄一回谷
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】純水タンク内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水の供給が可能である燃料電池発電システムの純水タンクを提供する。
【解決手段】純水１８が貯留される純水室１７と、純水室１７に外部より導かれ、純水室１７内の純水１８を吸引する純水供給配管１３２とを有する燃料電池発電システムの純水タンク１０において、純水供給配管１３２を直接暖める配管加熱手段２０Ａを設けた。配管加熱手段２０Ａは、純水室１７内に配置された伝熱チューブ１９の熱を純水供給配管１３２に直接に伝達するよう構成された。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池発電システムの純水タンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料電池発電システムでは、燃料電池スタックに供給される燃料ガス及び酸化剤ガスを加湿するために純水が必要不可欠となるが、寒冷地等で車両を長時間停車した状態では純水タンク内の純水が凍結する。
【０００３】
従って、燃料電池発電システムの始動性を改善するためには、純水タンク内の純水の解凍促進が要求される。そのため、従来では純水タンクとして容量の大きい主タンクとこの主タンクより容量の小さい予備タンクとを備え、主タンクを加熱された冷却水によって、補助タンクをヒータによって暖めることによって純水を解凍する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、純水タンク１の純水を吸引する純水供給配管３は、図１６に示すように、純水タンク１内の純水室２の端部に接しない位置で、且つ、その先端開口部３ａが純水室２の底面近傍位置まで延設された状態で配置されるのが一般的である。純水供給配管３を純水室２のほぼ中央に配置すれば、純水タンク１がどの方向に傾斜した場合でも純水を吸引できる確率が高く、又、純水供給配管３の先端開口部３ａを純水室２の底面近傍に配置すれば、純水室２の純水量が少なくなった場合でも純水の吸引を確実に行えるからである（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１４９９７０号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−２９８８８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、純水タンク１内の純水が凍結すると、純水供給配管３の周囲及び内部の純水も共に凍結する。そして、上記した従来例の加熱手段では、純水室２の外壁の周囲から順に解凍するため、純水供給配管３の周囲や内部で凍結した純水の解凍には時間を要する。仮に、図１７に示すように、純水室２に伝熱チューブ４を配置し、伝熱チューブ４の熱でも純水を解凍するように構成した場合でも純水供給配管３の周囲及び内部で凍結した純水５の解凍には時間を要する。このように純水供給配管３の内部が凍結していると、純水室２に充分な融解水があるにもかかわらず純水を吸引することができない。従って、燃料電池発電システムの始動性が悪くなるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、純水タンク内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水の供給が可能である燃料電池発電システムの純水タンクを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、純水が貯留される純水室と、この純水室に外部より導かれ、前記純水室内の純水を吸引する純水供給配管とを有する燃料電池発電システムの純水タンクにおいて、前記純水供給配管を直接暖める配管加熱手段を設けたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記配管加熱手段は、前記純水室内に配置された伝熱チューブの熱を前記純水供給配管に直接に、又は、熱伝達部材を介して伝達することを特徴とする料電池発電システムの純水タンクである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記熱伝達部材は、前記伝熱チューブと前記純水供給配管とを連結する熱伝導性の良い連結部材であることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項２記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記熱伝達部材は、前記伝熱チューブと前記純水供給配管とを連結し、前記伝熱チューブ側から熱を受けて前記純水供給配管側に放熱する熱輸送体であることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記配管加熱手段は、前記純水室の周囲に配置された冷却液通路の熱を直接に、又は、熱伝達部材を介して伝達することを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記熱伝達部材は、前記冷却液通路を構成する壁と前記純水供給配管とを連結する熱伝導性の良い連結部材であることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項５記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記熱伝達部材は、前記冷却液通路を構成する壁と前記純水供給配管とを連結し、前記冷却水通路側から熱を受けて前記純水供給配管側に放熱する熱輸送体であることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項１記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記配管加熱手段は、発熱体の熱を前記純水供給配管に熱伝達部材を介して伝達するよう構成したことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項１記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、前記配管加熱手段は、前記純水供給配管の周囲に配置された電気ヒータであることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンクである。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、設置場所の温度が氷点下以下で燃料電気発電システムが起動される場合には、配管加熱手段の熱で純水供給配管を加熱することにより純水供給配管の周囲及び内部で凍結した純水を迅速に解凍できる。従って、純水タンク内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水の供給が可能であり、燃料電池発電システムの始動性が良い。
【００１９】
請求項２の発明によれば、伝熱チューブの熱によって純水供給配管が加熱され、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、伝熱チューブの熱が連結部材を介して純水供給配管に伝達されることによって純水供給配管が加熱され、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、伝熱チューブの熱が熱輸送体を介して純水供給配管に伝達されることによって純水供給配管が加熱され、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、冷却液通路の熱によって純水供給配管が加熱され、請求項１の発明の効果が得られる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、冷却液通路の熱が連結部材を介して純水供給配管に伝達されることによって純水供給配管が加熱され、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、冷却液通路の熱が熱輸送体を介して純水供給配管に伝達されることによって純水供給配管が加熱され、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、発熱体の熱が熱輸送体を介して純水供給配管に伝達されることによって純水供給配管が加熱され、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００２６】
請求項９の発明によれば、電気ヒータの熱によって直に純水供給配管が加熱され、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１〜図４は本発明の第１実施形態を示し、図１は本発明の純水タンク１０を備え、自動車に搭載された燃料電池発電システムの概略構成図、図２は純水タンク１０の断面図、図３は純水タンク１０の配管加熱手段２０Ａの要部分解斜視図、図４は純水タンク１０の配管加熱手段２０Ａの断面図である。
【００２９】
図１において、燃料電池スタック１１０は、燃料ガスとして圧縮水素タンク１２０より純水素が導入される燃料極１１１と、酸化剤ガスとして外部から取り入れた空気が導入される空気極１１２とを備え、これら燃料極１１１に導入された純水素と空気極１１２に導入された空気中の酸素とを、図外の電解質膜を介して反応させることにより発電させる。
【００３０】
燃料電池スタック１１０に供給される前記水素および空気は、発電作用の活性化および電解質膜の劣化防止のため加湿器１３０で加湿され、この加湿器１３０に純水タンク１０に貯留された純水が、純水供給パイプ１３２と純水汲み上げポンプ１３１とにより供給される。
【００３１】
氷点下の外気温条件下で、燃料電池発電システムを停止して長時間停車すると、燃料電池スタック１１０等のコンポーネントにて破裂を招くおそれがあるため、その対策として運転終了時に純水経路内の純水を抜き取っておくことが必要で、その抜き取った純水は純水戻しパイプ１３３を介して前記純水タンク１０に戻され、ここで貯留される。
【００３２】
また、前記燃料電池スタック１１０では、発電時に発熱するため、この燃料電池スタック１１０にラジエータ１１４から冷却液ポンプ１４１により冷却液を循環させ、燃料電池スタック１１０を冷却するようにしている。
【００３３】
このラジエータ１４０と燃料電池スタック１１０とを循環する冷却液として不凍液が用いられている。
【００３４】
また、冷却液経路１４２にはラジエータ１４０をバイパスするバイパス通路１４３を設け、３方弁１４４により燃料電池発電システムの始動時にのみラジエータ１４０をバイパスさせるようにしている。
【００３５】
更に、バイパス通路１４３に不凍液を加熱するための電熱または水素燃料熱を利用したヒータ１４５を設置することで、燃料電池スタック１１０の暖機促進を図れるようにしている。
【００３６】
尚、図１中、細い実線αは空気の流通経路、一点鎖線βは水素の流通経路、破線γは不凍液の流通経路、太い実線δは加湿用の純水の流通経路を示す。
【００３７】
図２に示すように、純水タンク１０は、底面及び４側面に配置された外周壁１１とこの上面を塞ぐ上蓋１２によって外方が囲まれている。外周壁１１は、内周壁１１ａと外周壁１１ｂの２重構造であり、内周壁１１ａと外周壁１１ｂの間には冷却液通路１３が形成されている。
【００３８】
純水室１７は内周壁１１ａの内部に形成され、この純水室１７に純水１８が貯留されている。純水室１７には間隔を置いて複数の伝熱チューブ１９が配置されている。この伝熱チューブ１９内及び前記冷却液通路１３には冷却液経路１４２の冷却水が流通するようになっている。つまり、設置場所の温度が氷点下以下で燃料電気発電システムが起動される場合等には、伝熱チューブ１９内や冷却液通路１３に加熱された冷却液を流通することによって純水を解凍する。
【００３９】
純水供給パイプ１３２は、外部より上蓋１２を介して純水室１７内に導かれ、その先端開口１３２ａが純水室１７の底面近傍に配置されている。
【００４０】
純水戻しパイプ１３３は、外部より上蓋１２を介して純水室１７内に導かれ、その先端開口１３３ａが純水室１７の天井近傍に配置されている。
【００４１】
配管加熱手段２０Ａは、伝熱チューブ１９の熱を純水供給配管１３２に直接に伝達するものであり、この第１実施形態では、図３及び図４に詳しく示すように、純水供給配管１３２がブラケット２１を用いて伝熱チューブ１９に密着状態で固定されることによって構成されている。ブラケット２１と伝熱チューブ１９の間、及び、ブラケット２１と純水供給配管１３２の間は、溶接、ろう付けなどによって接合されている。
【００４２】
次に、上記構成の作用を説明する。設置場所の温度が氷点下以下（例えば−３０℃）で燃料電池発電システム１が起動されると、０℃以上の高温に暖められた冷却液が純水タンク１０内の冷却液通路１３及び伝熱チューブ１９内に流通し、その通過の際に低温の純水１８と熱交換し、純水タンク１０内の純水１８が徐々に解凍される。
【００４３】
温められた冷却液で伝熱チューブ１９が加熱すると、この熱が直接に純水供給配管１３２に伝達されることによって純水供給配管１３２が加熱される。純水供給配管１３２が加熱されると、この周囲及び内部で凍結した純水１８が迅速に解凍される。従って、純水タンク１０内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水１８の供給が可能であり、燃料電池発電システムの始動性が向上する。
【００４４】
又、純水室１７内で凍結した純水１８は、上述したように内周壁１１ａや伝熱チューブ１９や純水供給配管１３２に接触していた箇所が解凍されるため、氷がこれらの部材の間で自由に移動できる状態となる。このように自由に移動可能になった氷は、車両の傾斜や振動などにより内周壁１１ａや伝熱チューブ１９や純水供給配管１３２に接触する。内周壁１１ａや伝熱チューブ１９や純水供給配管１３２に接触すると、これらより直接に熱が与えられるため、解凍時間が飛躍的に短くなる。従って、純水室１７の全体の解凍時間を飛躍的に短くできる。このような純水室１７の全体の解凍時間の短縮効果については、以降の各実施形態においても同様の効果が得られる。
【００４５】
尚、前記第１実施形態では、伝熱チューブ１９と純水供給配管１３２はブラケット２１を用いて接合されているが、ブラケット２１を用いることなく伝熱チューブ１９と純水供給配管１３２との間を溶接やろう付けなどによって直接に接合しても良い。但し、ブラケット２１を用いて接合した方が構造的に強度アップになり、好ましい。
【００４６】
尚、図１の仮想線で示すように、冷却液通路１３及び各伝熱チューブ１９内の両端には、冷却液経路１４２ではなく純水タンク１０専用の循環パイプ１４を接続し、この循環パイプ１４の途中に電気ヒータや燃焼器等の加熱手段１５と循環ポンプ１６を設けて暖かい冷却液を循環するようにしても良い。
【００４７】
図５及び図６は本発明の第２実施形態を示し、図５は配管加熱手段２０Ｂの分解斜視図、図６は配管加熱手段２０Ｂの断面図である。
【００４８】
図５及び図６において、この第２実施形態と前記第１実施形態とを比較するに、配管加熱手段２０Ｂの構成のみが相違する。つまり、第２実施形態の配管加熱手段２０Ｂは、伝熱チューブ１９と純水供給配管１３２との間を連結する連結部材２２によって構成されている。連結部材２２は、熱伝導性が非常に良い材料（銅製、アルミ製など）によって形成されている。連結部材２２と伝熱チューブ１９の間、及び、連結部材２２と純水供給配管１３２の間は、溶接、ろう付けなどによって接合されている。
【００４９】
配管加熱手段２０Ｂ以外の構成は、前記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５０】
この第２実施形態においては、伝熱チューブ１９の熱が連結部材２２を介して純水供給配管１３２に伝達され、純水供給配管１３２の周囲及び内部で凍結した純水が迅速に解凍される。従って、純水タンク１０内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水の供給が可能であり、燃料電池発電システムの始動性が向上する。
【００５１】
図７及び図８は本発明の第３実施形態を示し、図７は配管加熱手段２０Ｃの分解斜視図、図８は配管加熱手段２０Ｃの断面図である。
【００５２】
図７及び図８において、この第３実施形態と前記第１実施形態とを比較するに、配管加熱手段２０Ｃの構成のみが相違する。つまり、第３実施形態の配管加熱手段２０Ｃは、伝熱チューブ１９と純水供給配管１３２との間に介在された熱輸送体であるヒートパイプ２３によって構成されている。
【００５３】
ヒートパイプ２３は、伝熱チューブ１９に接触された受熱部２４と、この受熱部２４より高い位置に配置され、純水供給配管１３２の外周に接触された放熱部２５と、受熱部２４と放熱部２５とを連結し、内部の冷媒通路（図示せず）に液体冷媒（例えば純水、フロン系冷媒）が収容された連結部２６とから構成されている。ヒートパイプ２３は、熱伝導性が非常に良い材料（銅製、アルミ製など）にて形成されている。受熱部２４と伝熱チューブ１９との間、及び、放熱部２５と純水供給配管１３２との間は、溶接、ろう付けなどによって接合されている。
【００５４】
配管加熱手段２０Ｃ以外の構成は、前記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５５】
この第３実施形態においては、冷却水の熱で伝熱チューブ１９が暖められると、この熱がヒートパイプ２３の受熱部２４に伝達される。すると、ヒートパイプ２３内の液体冷媒が加熱されて蒸気に変化し、蒸気が冷媒通路（図示せず）を上昇する。上昇した蒸気は冷媒通路の上方で放熱部２５に熱を受け渡して液体に変わる。液体はそのまま滴下し、冷媒通路の下方に戻され、以上の熱交換行程を繰り返す。この熱交換行程によって放熱部２５が加熱され、放熱部２５の熱が純水供給配管１３２に伝達される。すると、純水供給配管１３２が加熱され、この周囲及び内部で凍結した純水が迅速に解凍される。従って、純水タンク１０内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水の供給が可能であり、燃料電池発電システムの始動性が向上する。
【００５６】
この第３実施形態では、熱輸送手段がヒートパイプ２３にて構成されているため、熱輸送に伴う損失が皆無であり、効率良く純水供給配管１３２を加熱できる。
【００５７】
この第３実施形態では、受熱部２４が低位置で、放熱部２５が高位置であるが、受熱部２４と放熱部２５の高低位置は逆であっても良い。
【００５８】
尚、この第３実施形態では、ヒートパイプ２３の受熱部２４及び放熱部２５と連結部２６とが別体として構成されているが一体部材として構成しても良い。又、受熱部２４及び放熱部２５が直接に伝熱チューブ１９や純水供給配管１３２に接合されているが、ブラケットを介して接合しても良い。
【００５９】
尚、熱輸送手段としては、ヒートパイプ２３以外のものであっても良く、純水タンク１０の伝熱チューブ１９と純水供給配管１３２とを連結し、伝熱チューブ側から熱を受けて純水供給配管側に放熱するものであれば良い。
【００６０】
図９及び図１０は本発明の第４実施形態を示し、図９は配管加熱手段２０Ｄの分解斜視図、図１０は配管加熱手段２０Ｄの断面図である。
【００６１】
図９及び図１０において、この第４実施形態と前記第１実施形態とを比較するに、配管加熱手段２０Ｄの構成のみが相違する。つまり、第４実施形態の配管加熱手段２０Ｄは、冷却液通路１３の熱を純水供給配管１３２に直接に伝達するものであり、この第４実施形態では、純水供給配管１３２の先端面がブラケット２７を用いて内周壁１１ａに密着状態で固定されることによって構成されている。ブラケット２７と内周壁１１ａの間、及び、ブラケット２７と純水供給配管１３２の間は、溶接、ろう付けなどによって接合されている。
【００６２】
又、純水供給配管１３２の先端開口部１３２ａは内周壁１１ａによって閉塞されるため、純水供給配管１３２の側面には吸引孔１３２ｂが開口されている。この吸引孔１３２ｂより純水を吸引するようになっている。
【００６３】
他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００６４】
この第４実施形態では、温められた冷却液で内周壁１１ａが加熱すると、この熱が直接に純水供給配管１３２に伝達されることによって純水供給配管１３２が加熱される。純水供給配管１３２が加熱されると、この周囲及び内部で凍結した純水が迅速に解凍される。従って、純水タンク１０内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水の供給が可能であり、燃料電池発電システムの始動性が向上する。
【００６５】
尚、第４実施形態では、内周壁１１ａと純水供給配管１３２はブラケット２７を用いて接合されているが、ブラケット２７を用いることなく内周壁１１ａと純水配管１３２との間を溶接やろう付けなどによって直接に接合しても良い。但し、ブラケット２７を用いて接合した方が構造的に強度アップになり、好ましい。
【００６６】
図１１は本発明の第５実施形態を示し、配管加熱手段２０Ｅの断面図である。
【００６７】
図１１において、この第５実施形態と前記第１実施形態とを比較するに、配管加熱手段２０Ｅの構成のみが相違する。つまり、第５実施形態の配管加熱手段２０Ｅは、冷却液通路１３を構成する内周壁１１ａと純水供給配管１３２との間に介在された連結部材２８によって構成されている。連結部材２８は熱伝導性が非常に良い材料によって形成されている。連結部材２２と内周壁１１ａの間、及び、連結部材２２と純水供給配管１３２の間は、溶接、ろう付けなどによって接合されている。
【００６８】
配管加熱手段２０Ｅ以外の構成は、前記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００６９】
この第５実施形態においては、内周壁１１ａの熱が連結部材２８を介して純水供給配管１３２に伝達され、純水供給配管１３２の周囲及び内部で凍結した純水が迅速に解凍される。従って、純水タンク１０内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水の供給が可能であり、燃料電池発電システムの始動性が向上する。
【００７０】
図１２は本発明の第６実施形態を示し、配管加熱手段２０Ｆの断面図である。
【００７１】
図１２において、この第６実施形態と前記第１実施形態とを比較するに、配管加熱手段２０Ｆの構成のみが相違する。つまり、第６実施形態の配管加熱手段２０Ｆは、冷却液通路１３を構成する内周壁１１ａと純水供給配管１３２との間に介在された熱輸送体であるヒートパイプ３０によって構成されている。
【００７２】
ヒートパイプ３０は、内周壁１１ａに接触された受熱部３１と、この受熱部３１より高い位置に配置され、純水供給配管１３２の外周に接触された放熱部３２と、受熱部３１と放熱部３２とを連結し、内部の冷媒通路（図示せず）に液体冷媒（例えば純水、フロン系冷媒）が収容された連結部３３とから構成されている。ヒートパイプ３０は、熱伝導性が非常に良い材料（銅製、アルミ製など）にて形成されている。受熱部３１と内周壁１１ａの間、及び、放熱部３２と純水供給配管１３２の間は、溶接、ろう付けなどによって接合されている。
【００７３】
配管加熱手段２０Ｆ以外の構成は、前記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７４】
この第６実施形態においては、冷却液の熱で内周壁１１ａが暖められると、この熱がヒートパイプ３０の受熱部３１に伝達される。すると、ヒートパイプ３０内の液体冷媒が加熱されて蒸気に変化し、蒸気が冷媒通路（図示せず）を上昇する。上昇した蒸気は冷媒通路の上方で放熱部３２に熱を受け渡して液体に変わる。液体はそのまま滴下し、冷媒通路の下方に戻され、以上の熱交換行程を繰り返す。この熱交換行程によって放熱部３２が加熱され、放熱部３２の熱が純水供給配管１３２に伝達される。すると、純水供給配管１３２が加熱され、この周囲及び内部で凍結した純水が迅速に解凍される。従って、純水タンク内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水の供給が可能であり、燃料電池発電システムの始動性が向上する。
【００７５】
第６実施形態では、熱輸送手段がヒートパイプ３０にて構成されているため、熱輸送に伴う損失が皆無であり、効率良く純水供給配管１３２を加熱できる。
【００７６】
この第６実施形態では、受熱部３１が低位置で、放熱部３２が高位置であるが、受熱部３１と放熱部３２の高低位置は逆であっても良い。
【００７７】
尚、この第６実施形態では、ヒートパイプ３０の受熱部３１及び放熱部３２と連結部３３とが別体として構成されているが一体部材として構成しても良い。又、受熱部３１及び放熱部３２が直接に内周壁１１ａや純水供給配管１３２に接合されているが、ブラケットを介して接合しても良い。
【００７８】
尚、熱輸送手段としては、ヒートパイプ３０以外のものであっても良く、純水タンク１０の冷却液通路１３と純水供給配管１３２とを連結し、冷却液通路側から熱を受けて供給ポンプ側に放熱するものであれば良い。
【００７９】
図１３は本発明の第６実施形態の変形例を示し、配管加熱手段２０Ｆａの斜視図である。この変形例では、純水供給配管４０として２連孔のものが使用されている。そして、純水供給配管４０の一方の孔４０ａが純水の吸引用として、他方の孔４０ｂがヒートパイプ３０の接続孔として使用され、純水供給配管４０がヒートパイプ３０の放熱部を兼用している。他の構成は前記第６実施形態と同様であるため、図面の同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。
【００８０】
この変形例でも、第６実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００８１】
図１４は本発明の第７実施形態を示し、配管加熱手段２０Ｇの正面図である。
【００８２】
図１４において、この第７実施形態と前記第１実施形態とを比較するに、配管加熱手段２０Ｇの構成のみが相違する。つまり、第７実施形態の配管加熱手段２０Ｇは、純水供給配管１３２に密着された熱伝達部材であるヒートパイプ４１と、このヒートパイプ４１の上端に固定されされ発熱体であるヒータ４２とから構成されている。他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００８３】
この第７実施形態では、ヒータ４２の熱がヒートパイプ４１を介して純水供給配管１３２に伝達される。すると、純水供給配管１３２が加熱され、この周囲及び内部で凍結した純水が迅速に解凍される。従って、純水タンク１０内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水の供給が可能であり、燃料電池発電システムの始動性が向上する。
【００８４】
第７実施形態では、熱伝達部材がヒートパイプ４１にて構成されているが、ヒータ４２と純水供給パイプ１３２との間を連結する熱伝導性の良い連結部材にて構成しても良い。
【００８５】
図１５は本発明の第８実施形態を示し、配管加熱手段２０Ｈの正面図である。
【００８６】
図１５において、この第８実施形態と前記第１実施形態とを比較するに、配管加熱手段２０Ｈの構成のみが相違する。つまり、第８実施形態の配管加熱手段２０Ｈは、純水供給配管１３２の外周に巻き付けられた電気ヒータ４３にて構成されている。この電気ヒータ４３には上蓋１２に固定されたグロメット４４を利用して外部より通電できるようになっている。他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００８７】
この第８実施形態では、電気ヒータ４３の熱で純水供給配管１３２が直接に加熱される。純水供給配管１３２が加熱されると、この周囲及び内部で凍結した純水が迅速に解凍される。従って、純水タンク１０内に充分な融解水がある場合には直ぐに純水の供給が可能であり、燃料電池発電システムの始動性が向上する。
【００８８】
尚、前記各実施形態にあって、ブラケット２１，２７、連結部材２２，２８、ヒートパイプ２３，３０の受熱部２４，３１及び放熱部２５，３２は、可能な限り伝熱面積（各部材との接触面積）を大きくした方が解凍性能の向上になるため、好ましい。
【００８９】
尚、前記各実施形態では、燃料電池発電システムは電気自動車に搭載される場合として説明したが、家庭用などの燃料電池発電システムとして利用されるものであっても本発明は同様に適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、本発明の純水タンクを備え、自動車に搭載された燃料電池発電システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示し、純水タンクの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態を示し、純水タンクの配管加熱手段の要部分解斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態を示し、純水タンクの配管加熱手段の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示し、配管加熱手段の分解斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示し、配管加熱手段の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態を示し、配管加熱手段の分解斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態を示し、配管加熱手段の断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態を示し、配管加熱手段の分解斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態を示し、配管加熱手段の断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態を示し、配管加熱手段の断面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態を示し、配管加熱手段の断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態の変形例を示し、配管加熱手段の斜視図である。
【図１４】本発明の第７実施形態を示し、配管加熱手段の正面図である。
【図１５】本発明の第８実施形態を示し、配管加熱手段の正面図である。
【図１６】従来例より考えられる純水タンクの構成図である。
【図１７】純水供給配管の周囲などに出来る氷を示す図である。
【符号の説明】
１０純水タンク
１１ａ内周壁（冷却液通路を構成する壁）
１３冷却液通路
１７純水室
１８純水
１９伝熱チューブ
２０Ａ〜２０Ｈ配管加熱手段
２２連結部材（熱伝達部材）
２３ヒートパイプ（熱伝達部材、熱輸送体）
２８連結部材（熱伝達部材）
３０ヒートパイプ（（熱伝達部材、熱輸送体）
４０，１３２純水供給配管
４１ヒートパイプ（熱伝達部材）
４２ヒータ（発熱体）
４３電気ヒータ

Claims

純水（１８）が貯留される純水室（１７）と、この純水室（１７）に外部より導かれ、前記純水室（１７）内の純水（１８）を吸引する純水供給配管（１３２），（４０）とを有する燃料電池発電システムの純水タンク（１０）において、
前記純水供給配管（１３２），（４０）を直接暖める配管加熱手段（２０Ａ）〜（２０Ｈ）を設けたことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
請求項１記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記配管加熱手段（２０Ａ），（２０Ｂ），（２０Ｃ）は、前記純水室（１７）内に配置された伝熱チューブ（１９）の熱を前記純水供給配管（１３２）に直接に、又は、熱伝達部材（２２），（２３）を介して伝達することを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
請求項２記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、
前記熱伝達部材（２２）は、前記伝熱チューブ（１９）と前記純水供給配管（１３２）とを連結する熱伝導性の良い連結部材（２２）であることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
請求項２記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記熱伝達部材（２３）は、前記伝熱チューブ（１９）と前記純水供給配管（１３２）とを連結し、前記伝熱チューブ（１９）側から熱を受けて前記純水供給配管（１３２）側に放熱する熱輸送体（２３）であることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
請求項１記載の燃料電池発電システムの純水タンクであって、
前記配管加熱手段（２０Ｄ），（２０Ｅ），（２０Ｆ），（２０Ｆａ）は、前記純水室（１８）の周囲に配置された冷却液通路（１３）の熱を直接に、又は、熱伝達部材（２８），（３０）を介して伝達することを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
請求項５記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記熱伝達部材（２８）は、前記冷却液通路（１３）を構成する壁（１１ａ）と前記純水供給配管（１３２）とを連結する熱伝導性の良い連結部材（２８）であることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
請求項５記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記熱伝達部材（３０）は、前記冷却液通路（１３）を構成する壁（１１ａ）と前記純水供給配管（１３２），（４０）とを連結し、前記冷却水通路（１３）側から熱を受けて前記純水供給配管（１３２），（４０）側に放熱する熱輸送体（３０）であることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク。
請求項１記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記配管加熱手段（２０Ｇ）は、発熱体（４２）の熱を前記純水供給配管（４１）に熱伝達部材（４１）を介して伝達するよう構成したことを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。
請求項１記載の燃料電池発電システムの純水タンク（１０）であって、
前記配管加熱手段（２０Ｈ）は、前記純水供給配管（１３２）の周囲に配置された電気ヒータ（４３）であることを特徴とする燃料電池発電システムの純水タンク（１０）。