JP2005285782A - Solid polymer type fuel cell system and its operation method - Google Patents
Solid polymer type fuel cell system and its operation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005285782A JP2005285782A JP2005147857A JP2005147857A JP2005285782A JP 2005285782 A JP2005285782 A JP 2005285782A JP 2005147857 A JP2005147857 A JP 2005147857A JP 2005147857 A JP2005147857 A JP 2005147857A JP 2005285782 A JP2005285782 A JP 2005285782A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- cooling water
- fuel cell
- water tank
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
Description
本発明は固体高分子形燃料電池を用いて発電を行なう固体高分子形燃料電池システムに関するものである。 The present invention relates to a polymer electrolyte fuel cell system that generates power using a polymer electrolyte fuel cell.
以下に、従来の固体高分子形燃料電池システムについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a conventional polymer electrolyte fuel cell system will be described with reference to the drawings.
図6は従来の固体高分子形燃料電池システムの構成図であり、固体高分子形の燃料電池1に対して冷却水タンク2から冷却水路3を通じて冷却水ポンプ4により純水冷却水を供給し、燃料電池1を通過した純水冷却水は、ラジエータのような熱交換器5によって冷却された後に冷却水タンク2に帰還する冷却水循環系統を構成している。
FIG. 6 is a block diagram of a conventional polymer electrolyte fuel cell system. Pure water cooling water is supplied to a polymer
この時、冷却水の冷却を行なう熱交換器5より導電性イオンが純水冷却水中に溶け出し、この導電性イオンが増加すると燃料電池1内でショートして発電量が低下する問題があるため、冷却水中から導電性イオンを除去する必要があり、そのために、冷却水路3の途上に、熱交換器5から溶け出した伝導性イオンを除去するためのイオン交換樹脂を用いたイオン除去フィルター6を設けている。
At this time, conductive ions are dissolved in the pure water cooling water from the
また、イオン除去フィルター6を冷却水路3上に設置することにより、燃料電池1が高負荷運転で冷却水を多く必要とする場合には、イオン除去フィルター6での冷却水の圧力損失が大きくなるので、圧力損失の低減を図るためのバイパス路7を設け、また、低負荷運転でイオン除去フィルター6の圧力損失が影響を与えない程度の少量の冷却水を使用する場合には、イオン除去フィルター6に積極的に純水冷却水を通過させることのできる流量制御弁8をバイパス路7上に設けている。
Further, by installing the
固体高分子形燃料電池システムは通常70〜80℃の冷却水を循環させて運転する。上記従来例に示した固体高分子形燃料電池システムの冷却水路3は密閉構成を取っているため、システムを運転すると運転前の常温冷却水から発電中の高温冷却水に冷却水温度が変化し、それに従って冷却水タンク2内部の圧力および冷却水路3の水圧が上昇する。またシステム運転の停止時には、発電中の高温冷却水から運転終了後の常温冷却水に冷却水温度が変化し、それに従って冷却水タンク2内部の圧力および冷却水路3の水圧が下降する。したがって、温度変化による圧力変動に耐えうる冷却水タンク2および冷却水路3の構造にする必要がある。
The polymer electrolyte fuel cell system is usually operated by circulating cooling water at 70 to 80 ° C. Since the
また、イオン除去フィルター6は冷却水路3にあるため、冷却水の流量が増えることによりイオン除去フィルター6を通過する冷却水量が増加し、その結果、冷却水路3の圧力損失が増加する。従来例ではこれを回避するにバイパス路7および流量調整弁8を用いているが、部品点数の増加によりコストが増加する。
Further, since the
また、冷却水ポンプ4の能力を上げるという方法もあるが、これもコスト増加とともにシステムを運転する補機の消費電力が増加し、システムの総合的な効率を下げる要因となる。 In addition, there is a method of increasing the capacity of the cooling water pump 4, but this also increases the power consumption of the auxiliary machine that operates the system with an increase in cost, which causes a decrease in the overall efficiency of the system.
また、イオン交換樹脂(特に陰イオン交換樹脂)は、耐用温度が比較的低いものがほとんどであるが、固体高分子形の燃料電池1を冷却する冷却水の温度は70〜80℃程度である。そのため、冷却水路3に備えられたイオン除去フィルター6内部のイオン交換樹脂は、耐用温度の点で厳しい条件での長時間運転により熱劣化がおこり、寿命が短くなり易く、さらに、冷却水の水質が良好な場合においても、同様に70〜80℃程度の冷却水が流れる。これは非効率であるとともに、イオン除去フィルター6内部のイオン交換樹脂の寿命をさらに短くする。
In addition, most ion exchange resins (particularly anion exchange resins) have a relatively low service temperature, but the temperature of cooling water for cooling the polymer
本発明は、上記従来の固体高分子形燃料電池システムが有する課題を考慮して、低コストで簡単な構成で、冷却水の水質維持のために用いるイオン交換樹脂の長寿命化を図り高効率な固体高分子形燃料電池システムとその運転方法を提供することを目的とする。 In consideration of the problems of the conventional polymer electrolyte fuel cell system described above, the present invention achieves a high efficiency by extending the life of the ion exchange resin used for maintaining the water quality of the cooling water with a simple structure at a low cost. An object of the present invention is to provide a solid polymer electrolyte fuel cell system and an operation method thereof.
以上のような課題を解決するため、本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスを用いて発電を行なう固体高分子形燃料電池と、前記燃料電池を冷却する冷却水を貯える冷却水タンクと、前記燃料電池より排出される排気燃料ガスを冷却し該排気燃料ガスに含まれる水蒸気を凝縮させる燃料側凝縮手段および/または前記燃料電池より排出される排気酸化剤ガスを冷却し該排気酸化剤ガスに含まれる水蒸気を凝縮させる酸化剤側凝縮手段と、前記燃料側凝縮手段および/または前記酸化剤側凝縮手段で凝縮した凝縮水を貯える凝縮水タンクと、前記冷却水タンクより前記凝縮水タンクに前記冷却水タンクの余剰冷却水を排出する水排出路と、前記凝縮水タンクより前記冷却水タンクに水を供給する水供給手段を有する水供給路と、前記水供給路に前記冷却水タンクに供給する水の水質を調整する水質処理手段とを備え、運転起動時および/または運転終了時に、前記水供給手段を作動することを特徴とする固体高分子形燃料電池システムである。 In order to solve the problems as described above, the present invention provides a polymer electrolyte fuel cell that generates power using a fuel gas and an oxidant gas, a cooling water tank that stores cooling water for cooling the fuel cell, Fuel-side condensing means for cooling the exhaust fuel gas discharged from the fuel cell and condensing water vapor contained in the exhaust fuel gas and / or cooling the exhaust oxidant gas discharged from the fuel cell to the exhaust oxidant gas The oxidant side condensing means for condensing the water vapor contained therein, the condensed water tank for storing condensed water condensed by the fuel side condensing means and / or the oxidant side condensing means, and the cooling water tank to the condensed water tank. A water discharge path for discharging excess cooling water in the cooling water tank; a water supply path having water supply means for supplying water from the condensed water tank to the cooling water tank; and And a water treatment means for adjusting the water quality of water supplied to the water tank, during the operation startup and / or during operation end, a polymer electrolyte fuel cell system, characterized by operating said water supply means.
以上説明したことから明らかなように、本発明は、システム運転の起動時、終了時のいずれか一方または両方に水供給手段を作動することにより、熱ロスが少なく、また終了時間の短かい固体高分子形燃料電池システムを提供することが実現できる。 As is apparent from the above description, the present invention is a solid that has a small heat loss and a short end time by operating the water supply means at one or both of the start and end of system operation. Providing a polymer fuel cell system can be realized.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における固体高分子形燃料電池システムを示す構成図である。燃料ガスと酸化剤ガスを用いて発電を行なう固体高分子形の燃料電池11と、燃料電池11を冷却する冷却水を貯える冷却水タンク12と、冷却水を循環させる冷却水路13と、冷却水を冷却水路13に循環させる手段としての冷却水ポンプ14と、冷却水を冷却する熱交換器15と、燃料電池11より排出される排気燃料ガスを冷却し含まれる水蒸気を凝縮させる燃料側凝縮器16と、燃料電池11から排出される排気空気を冷却し含まれる水蒸気を凝縮させる空気側凝縮器17と、燃料側凝縮器16と空気側凝縮器器17とで凝縮した水を蓄える大気に開放された凝縮水タンク18と、凝縮水を冷却水タンク12に送る水供給ポンプ19を設けた水供給路20と、冷却水タンク12内部の余剰冷却水を排出する水排出路21とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a polymer electrolyte fuel cell system according to
次に、本実施の形態における固体高分子形燃料電池システムの運転動作を説明する。 Next, the operation of the polymer electrolyte fuel cell system in the present embodiment will be described.
燃料電池11に供給する燃料ガスと酸化剤ガスは、温度・湿度調整されたガスである。燃料ガスとしては水素ガスを用いてもよいし、メタン等の炭化水素ガスを水蒸気改質することによって得られるような水素リッチな燃料ガスでも良い。また、酸化剤ガスは酸素ガスを用いてもよいし、空気等の酸素を含むガスでもよい。
The fuel gas and oxidant gas supplied to the
燃料電池11の電気化学反応によって燃料ガス内の水素と酸化剤ガス内の酸素が消費され、酸化剤ガス側に水が生成される。燃料電池11から排出された酸化剤ガスは酸化剤側凝縮器17に導かれ外気と熱交換することにより温度が低下し、排出空気に含まれる水蒸気は凝縮して水として凝縮タンク18に回収される。一方、燃料電池11から排出された排気燃料ガスは燃料側凝縮器16に導かれ外気と熱交換することにより温度が低下し、排気燃料ガスに含まれる水蒸気は凝縮し水として凝縮タンク18に回収される。
Hydrogen in the fuel gas and oxygen in the oxidant gas are consumed by the electrochemical reaction of the
さらに、発電を行なう燃料電池11の温度を70℃以上で一定に保つために、冷却水路13を通して、冷却水ポンプ14で水を循環させ、熱交換器15において燃料電池11で発生した熱を外部へ放出する。また冷却水タンク12内部の冷却水が減少したときは、水供給路20の水供給ポンプ19を作動させることにより冷却水タンク12に凝縮水タンク18の水を供給する。このとき水が過剰に入ったとしても、水排出路21により余剰冷却水は凝縮タンク18に排出される。さらに、冷却水タンク12の上方にある気体は水排出路21を通じて大気開放された凝縮水タンク18と接続されているため、冷却水タンク12内部の圧力は常に大気開放された状態と同等である。
Further, in order to keep the temperature of the
上記本実施の形態における固体高分子形燃料電池システムの構成をとると、冷却水タンク12内部の圧力は常に大気開放された状態と同等である。そのためシステム運転前の常温から発電中の高温に冷却水温度が変化すると、温度上昇により冷却水タンク12の上方にある気体が膨張すると共に冷却水がそのときの温度の飽和水蒸気圧に対応して蒸発する。つまり、冷却水タンク12の上方にある気体は飽和水蒸気を含む湿り気体となる。このとき冷却水タンク12内部の圧力は常に大気開放された状態と同等である。この湿り気体は、水排出路21を通じて外気に放熱しつつ凝縮水タンク18に入る。凝縮水タンク18内部の水は通常40℃以下のため、凝縮水タンク内部の気体は40℃以下の飽和水蒸気を含む気体である。したがって、冷却水タンク12からの湿り気体は、水排出路21と凝縮水タンク18により40℃程度に冷却され、過飽和分の水蒸気は凝縮し水として凝縮水タンク18に回収される。
If the configuration of the polymer electrolyte fuel cell system in the present embodiment is taken, the pressure inside the
定常運転中は、冷却水タンク内部の温度は70℃以上の一定温度であるため、冷却水タンク12の上方の気体は体積変化しないし、冷却水の蒸発もほとんど起こらない。またシステム運転の停止時には、発電中の高温冷却水から運転終了後の常温冷却水に冷却水温度が変化することにより冷却水タンク12内部の気体が体積収縮するとともに水蒸気が凝縮する。このとき減少した体積に相当する気体が大気開放された凝縮水タンク18から水排出路21を通じて冷却水タンク12に流入するため、冷却水タンク12内部の圧力は停止時においても常に大気開放された状態と同等である。
During steady operation, the temperature inside the cooling water tank is a constant temperature of 70 ° C. or higher, so the volume of the gas above the
すなわち、本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムの構成をとることによって、冷却水タンク12内部の圧力を常に大気開放と同等の状態に保つことができ、冷却水タンク12および冷却水路13を圧力変動に耐えうる構造にする必要がない。
That is, by adopting the configuration of the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment, the pressure inside the
なお、本実施の形態では、燃料側凝縮器16と酸化剤側凝縮器17の両方を設けているが、燃料側凝縮器16と酸化剤側凝縮器17のどちらか一方を設けても同等の効果がある。
In this embodiment, both the
さらに、本実施の形態では、燃料側凝縮器16と酸化剤側凝縮器17は、外気と熱交換する空冷式熱交換器として説明したが、水と熱交換する水冷式熱交換器を用いても同等の効果がある。
Further, in the present embodiment, the
(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2における固体高分子形燃料電池システムを示す構成図である。ただし、図1と同部材かつ同機能を有するものについては同一符号を付与しており、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a configuration diagram showing a polymer electrolyte fuel cell system according to
本実施の形態では、水供給路20にイオン除去フィルター22を備えている点で図1に示した実施の形態1と異なっている。
The present embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that an
イオン除去フィルター22はイオン交換樹脂を用いて水に含まれているイオンを除去するものであり、冷却水タンク12に供給する水の水質調整を行なう。
The
上記本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムの構成をとると、実施の形態1で示した作用とともに、冷却水タンク12に供給する水を水質調整できる。しかも凝縮水は40℃程度であるため、イオン交換樹脂の耐用温度以下での使用が可能となり、熱劣化は防止することができる。
When the configuration of the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment is adopted, the water quality supplied to the cooling
また、上記本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムの構成をとると、以下に示すような運転も実現できる。 Further, when the configuration of the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment is adopted, the following operation can also be realized.
冷却水タンク12内部の冷却水が減少していないときに水供給ポンプ19を作動させる。すると、水供給路20を通じて水質調整された水が冷却水タンク12に供給される。それに応じて過剰となった冷却水は水排出路21を通じて排出され、凝縮水タンク18に回収される。冷却水タンク12に供給される水は、排出される水と比較して水質は良好である。そのため、冷却水の水質を良化することができる。
When the cooling water inside the cooling
また、凝縮水タンク18に回収される冷却水は70℃以上の高温であるが、燃料側凝縮器16および空気側凝縮器17で凝縮し回収される凝縮水は40℃程度であるため、イオン除去フィルター22を通過する水はイオン交換樹脂の耐用温度を超えることはない。すなわちイオン交換樹脂の熱劣化がなく、イオン除去フィルター22の長寿命化を実現しつつシステム運転中においても冷却水の水質維持を行なうことができる。
Moreover, although the cooling water collect | recovered by the
また、これによりシステム運転中に常時水供給ポンプ19を作動させて、常時冷却水の水質維持を行なうことも可能となる。
This also makes it possible to always maintain the water quality of the cooling water by operating the
さらに、上記本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムの構成では、イオン除去フィルター22は水供給路20にある。そのため、従来例に示したようなバイパス路7および流量調整弁8を用いる必要も、冷却水ポンプ4の能力を上げる必要もない。すなわち、部品点数の増加や能力アップによるコスト増加や補機の消費電力増加のない、低コストで高効率な固体高分子形燃料電池システムを実現できる。
Furthermore, in the configuration of the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment, the
したがって、本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムの構成をとることによって、実施の形態1にて説明した作用とともに、冷却水の水質維持かつイオン除去フィルター22の長寿命化を実現するとともに、低コストでシステムの総合的な効率を向上することが実現できる。
Therefore, by adopting the configuration of the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment, it is possible to maintain the water quality of the cooling water and extend the life of the
さらに、本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムの効果的な運転方法を説明する。 Further, an effective operation method of the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment will be described.
本運転方法とは、システム運転の起動時と終了時のどちらか一方または両方のときに、水供給ポンプ19を作動させて冷却水の水質を維持する運転方法である。
This operation method is an operation method in which the
システム起動時の冷却水は低温である。それにより冷却水タンク12に供給される水と排出される水との温度差はほとんどないため、熱ロスがほとんどない。また、システム運転の終了時の場合、燃料電池11での発熱がないため冷却水は供給される水と排出される水との熱量分だけ熱量が減少し、その熱量に応じて冷却水温度が下がる。すなわち、冷却水および燃料電池11をより早く冷却するため終了時間を短縮できる効果がある。
Cooling water at the time of system startup is low temperature. Thereby, since there is almost no temperature difference between the water supplied to the cooling
本運転方法は、発電中に燃料電池から発生する熱を回収し給湯・暖房等に熱利用する固体高分子形燃料電池コージェネレーションシステムにおいてより効果的である。 This operation method is more effective in a polymer electrolyte fuel cell cogeneration system that recovers heat generated from the fuel cell during power generation and uses it for hot water supply or heating.
(実施の形態3)
図3は、本発明の実施の形態3における固体高分子形燃料電池システムを示す構成図である。ただし、図2と同部材かつ同機能を有するものについては同一符号を付与しており、説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a block diagram showing a polymer electrolyte fuel cell system according to
本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムでは、水供給ポンプ19の作動を制御する制御部23があり、制御部23にはシステムの運転回数をカウントし記録する運転回数記録手段24と運転回数を初期状態にリセットする運転回数リセット手段25を備えている。
In the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment, there is a
運転回数記憶手段24は、システム運転の終了後に運転回数nに1加えた値n+1を記憶し直す。また、運転回数リセット手段25は水供給ポンプ19の作動終了後に運転回数記憶手段24の運転回数nを初期状態の0に変更する。
The number-of-operations storage means 24 re-stores the value n + 1 obtained by adding 1 to the number of operations n after the end of system operation. Further, the operation number reset means 25 changes the operation number n of the operation number storage means 24 to 0 in the initial state after the operation of the
次に、本実施の形態における固体高分子形燃料電池システムの運転動作を説明する。 Next, the operation of the polymer electrolyte fuel cell system in the present embodiment will be described.
運転回数記憶手段24が記憶している運転回数nと水供給ポンプ19を作動させるための運転回数のしきい値n1を比較して、n>n1のとき、制御部23から指令を出し、水供給ポンプ19を作動する。水供給ポンプ19作動終了の指令を制御部23から水供給ポンプ19に出して水供給ポンプ19の作動を終了した後、運転回数リセット手段25にて運転回数記憶手段24の運転回数nを初期状態の0にする。n<n1またはn=n1のとき、水供給ポンプ19は作動しない。
The operation number n stored in the operation number storage means 24 is compared with the threshold value n1 of the operation number for operating the
制御部23から水供給ポンプ19に出す指令は、作動可能ないずれの時間でもよい。また、複数回指令を出しても良い。複数回指令を出す場合は、その最終指令による水供給ポンプ19の作動・作動終了の後に、運転回数リセット手段25にて運転回数記憶手段24の運転回数nを初期状態の0にする。
The command issued from the
したがって本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムの構成をとり、水供給ポンプ19の作動を運転回数で管理することによって、冷却水の水質維持に作動する水供給ポンプ19を最適作動することができる。それにより最適な冷却水の水質維持を可能にし、かつ、イオン除去フィルター22の寿命をより長寿命化することが可能である。すなわち、冷却水の水質維持を行なうイオン除去フィルター22の長寿命化を実現できる固体高分子方燃料電池システムである。
Therefore, the structure of the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment is adopted, and the operation of the
なお本実施の形態では、運転回数記憶手段24はシステム運転の終了後に運転回数nに1加えた値n+1を記憶し直す、としたが、運転回数をnからn+1に記憶し直すのは、起動、終了を含むシステム運転のいずれの時であっても同じ効果が得られる。 In the present embodiment, the operation number storage means 24 stores the value n + 1, which is obtained by adding 1 to the operation number n after the end of the system operation. The same effect can be obtained at any time of system operation including termination.
(実施の形態4)
図4は、本発明の実施の形態4における固体高分子形燃料電池システムを示す構成図である。ただし、図2と同部材かつ同機能を有するものについては同一符号を付与しており、説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a configuration diagram showing a polymer electrolyte fuel cell system according to Embodiment 4 of the present invention. However, the same members and functions as those in FIG.
本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムでは、水供給ポンプ19の作動を制御する制御部26があり、制御部26にはシステムの運転時間をカウントし記録する運転時間記録手段27と運転時間を初期状態にリセットする運転時間リセット手段28を備えている。
In the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment, there is a
運転時間記憶手段27は、システム運転の積算時間をカウントしその時間を記憶し直す。また、運転時間リセット手段28は水供給ポンプ19の作動終了後に運転時間記憶手段27の運転時間を初期状態の0に変更する。
The operation time storage means 27 counts the accumulated time of system operation and stores the time again. The operation time resetting means 28 changes the operation time of the operation time storage means 27 to 0 in the initial state after the operation of the
次に、本実施の形態における固体高分子形燃料電池システムの運転動作を説明する。 Next, the operation of the polymer electrolyte fuel cell system in the present embodiment will be described.
運転時間記憶手段27が記憶している運転時間Tと水供給ポンプ19を作動させるための運転時間のしきい値T1を比較して、T>T1のとき、制御部26から指令を出し、水供給ポンプ19を作動する。水供給ポンプ19作動終了の指令を制御部26から水供給ポンプ19に出して水供給ポンプ19の作動を終了した後、運転時間リセット手段28にて運転時間記憶手段27の運転時間Tを初期状態の0にする。T<T1またはT=T1のとき、水供給ポンプ19は作動しない。
The operating time T stored in the operating time storage means 27 is compared with the operating time threshold value T1 for operating the
制御部26から水供給ポンプ19に出す指令は、作動可能ないずれの時間でもよい。また、複数回指令を出しても良い。複数回指令を出す場合は、その最終指令による水供給ポンプ19の作動・作動終了の後に、運転時間リセット手段28にて運転時間記憶手段27の運転時間Tを初期状態の0にする。
The command issued from the
したがって本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムの構成をとり、水供給ポンプ19の作動を運転時間で管理することによって、冷却水の水質維持に作動する水供給ポンプ19を最適作動することができる。それにより最適な冷却水の水質維持を可能にし、かつ、イオン除去フィルター22の寿命をより長寿命化することが可能である。すなわち、冷却水の水質維持を行なうイオン除去フィルター22の長寿命化を実現できる固体高分子方燃料電池システムである。
Therefore, by taking the configuration of the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment and managing the operation of the
(実施の形態5)
図5は、本発明の実施の形態5における固体高分子形燃料電池システムを示す構成図である。ただし、図2と同部材かつ同機能を有するものについては同一符号を付与しており、説明を省略する。
(Embodiment 5)
FIG. 5 is a block diagram showing a polymer electrolyte fuel cell system according to
本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムでは、冷却水路13を循環する冷却水の水質を検知する水質検知器29と、水供給ポンプ19の作動を制御する制御部30を備えている。
The polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment includes a
また制御部30には第1の水準値と第2の水準値を備え、第1の水準値は水質検知器29の示す値がその値より悪化した場合に水供給ポンプ19を作動させるしきい値であり、第2の水準値は水供給ポンプ19作動中に水質検知器29の示す値がその値より良化した場合に水供給ポンプ19の作動を停止させるしきい値である。
Further, the
本実施の形態では特に水質検知器29として導電率計を用いる。さらに第1の水準値として導電率a1を、第2の水準値として導電率a2を使用する。
In this embodiment, a conductivity meter is used as the
次に、本実施の形態における固体高分子形燃料電池システムの運転動作を説明する。 Next, the operation of the polymer electrolyte fuel cell system in the present embodiment will be described.
水質検知器29で計測された導電率aが、水供給ポンプ19を作動させるための第1の水準値である導電率a1を比較して、a>a1のとき、制御部30から指令を出し、水供給ポンプ19を作動する。水供給ポンプ19は、a<a2となるまで作動し続ける。
The electrical conductivity a measured by the
水供給ポンプ19の作動中に、水質検知器29で計測された導電率aが、水供給ポンプ19の作動を停止させるための第2の水準値である導電率a2を比較して、a<a2のとき、制御部30から指令を出し、水供給ポンプ19の作動を停止する。水供給ポンプ19は、再度a>a1となるまで停止し続ける。
During the operation of the
なお、制御部30から水供給ポンプ19に出す指令は、作動可能ないずれの時間でもよい。
Note that the command issued from the
したがって本実施の形態に示す固体高分子形燃料電池システムの構成をとり、水供給ポンプ19の作動を冷却水の水質で管理することによって、冷却水の水質維持に作動する水供給ポンプ19を最適作動することができる。それにより最適な冷却水の水質維持を可能にし、かつ、イオン除去フィルター22の寿命をより長寿命化することが可能である。すなわち、冷却水の水質維持を行なうイオン除去フィルター22の長寿命化を実現できる固体高分子方燃料電池システムである。
Therefore, the structure of the polymer electrolyte fuel cell system shown in the present embodiment is adopted, and the operation of the
なお、本実施の形態では特に冷却水の水質検知方法として導電率計を用いた導電率計測について説明を行なったが、pHを用いて冷却水の水質を管理しても同様の効果が得られる。 In this embodiment, conductivity measurement using a conductivity meter has been described as a cooling water quality detection method in particular, but the same effect can be obtained even if the quality of cooling water is controlled using pH. .
本発明にかかる燃料電池システムは、熱ロスを少なく、または終了時間を短くしながら冷却水の水質を維持することが可能であるという効果を有し、家庭用等として有用である。 The fuel cell system according to the present invention has an effect that the quality of cooling water can be maintained while reducing heat loss or shortening the end time, and is useful for home use or the like.
11 燃料電池
12 冷却水タンク
13 冷却水路
14 冷却水ポンプ
15 熱交換器
22 イオン除去フィルター
16 燃料側凝縮器
17 空気側凝縮器
18 凝縮水タンク
19 水供給ポンプ
20 水供給路
21 水排出路
23,26,30 制御部
24 運転回数記憶手段
25 運転回数リセット手段
27 運転時間記憶手段
28 運転時間リセット手段
29 水質検知器
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005147857A JP4876435B2 (en) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | Polymer electrolyte fuel cell system and operation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005147857A JP4876435B2 (en) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | Polymer electrolyte fuel cell system and operation method thereof |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000335482A Division JP3695309B2 (en) | 2000-10-20 | 2000-11-02 | Polymer electrolyte fuel cell system and operation method thereof |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011160571A Division JP5293781B2 (en) | 2011-07-22 | 2011-07-22 | Polymer electrolyte fuel cell system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005285782A true JP2005285782A (en) | 2005-10-13 |
JP4876435B2 JP4876435B2 (en) | 2012-02-15 |
Family
ID=35183887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005147857A Expired - Lifetime JP4876435B2 (en) | 2005-05-20 | 2005-05-20 | Polymer electrolyte fuel cell system and operation method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4876435B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008204900A (en) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system, and control method of fuel cell |
JP2009515310A (en) * | 2005-11-10 | 2009-04-09 | エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー | Fire protection using fuel cell exhaust |
JP2009104814A (en) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | Fuel cell power generation system |
JP2010020958A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
JP2011165373A (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | Water treatment system for fuel cell |
US8813860B2 (en) | 2005-11-10 | 2014-08-26 | Airbus Operations Gmbh | Fuel cell system for extinguishing fires |
JP6316485B1 (en) * | 2017-05-17 | 2018-04-25 | 東京瓦斯株式会社 | Fuel cell system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05135791A (en) * | 1991-11-15 | 1993-06-01 | Tokyo Gas Co Ltd | Distilled water recovering device for fuel cell power generating device |
JPH0831435A (en) * | 1994-07-20 | 1996-02-02 | Fuji Electric Co Ltd | Method for adjusting temperature of cooling water of fuel cell power generating device |
JPH08138708A (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | Water treatment system of fuel cell power generating facility |
JPH0922716A (en) * | 1995-07-04 | 1997-01-21 | Fuji Electric Co Ltd | Cooling water refilling device of water-cooled fuel cell |
JP2000208157A (en) * | 1999-01-14 | 2000-07-28 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell operation system |
-
2005
- 2005-05-20 JP JP2005147857A patent/JP4876435B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05135791A (en) * | 1991-11-15 | 1993-06-01 | Tokyo Gas Co Ltd | Distilled water recovering device for fuel cell power generating device |
JPH0831435A (en) * | 1994-07-20 | 1996-02-02 | Fuji Electric Co Ltd | Method for adjusting temperature of cooling water of fuel cell power generating device |
JPH08138708A (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | Water treatment system of fuel cell power generating facility |
JPH0922716A (en) * | 1995-07-04 | 1997-01-21 | Fuji Electric Co Ltd | Cooling water refilling device of water-cooled fuel cell |
JP2000208157A (en) * | 1999-01-14 | 2000-07-28 | Nissan Motor Co Ltd | Fuel cell operation system |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009515310A (en) * | 2005-11-10 | 2009-04-09 | エアバス・ドイチュラント・ゲーエムベーハー | Fire protection using fuel cell exhaust |
US8256524B2 (en) | 2005-11-10 | 2012-09-04 | Airbus Operations Gmbh | Fire protection with fuel cell exhaust air |
US8567516B2 (en) | 2005-11-10 | 2013-10-29 | Airbus Operations Gmbh | Fire protection with fuel cell exhaust air |
US8813860B2 (en) | 2005-11-10 | 2014-08-26 | Airbus Operations Gmbh | Fuel cell system for extinguishing fires |
JP2008204900A (en) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system, and control method of fuel cell |
JP2009104814A (en) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | Fuel cell power generation system |
JP2010020958A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
JP2011165373A (en) * | 2010-02-05 | 2011-08-25 | Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp | Water treatment system for fuel cell |
JP6316485B1 (en) * | 2017-05-17 | 2018-04-25 | 東京瓦斯株式会社 | Fuel cell system |
JP2018195454A (en) * | 2017-05-17 | 2018-12-06 | 東京瓦斯株式会社 | Fuel cell system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4876435B2 (en) | 2012-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3695309B2 (en) | Polymer electrolyte fuel cell system and operation method thereof | |
US7816048B2 (en) | Fuel-cell power-generation system and method | |
JP4876435B2 (en) | Polymer electrolyte fuel cell system and operation method thereof | |
JP2005100873A (en) | Fuel cell system | |
JP2001325982A (en) | Combined system of fuel cell apparatus and hot-water supply equipment | |
JP2012155978A (en) | Fuel cell system | |
JP4098484B2 (en) | Fuel cell system | |
JP4845899B2 (en) | Fuel cell system | |
JP7113725B2 (en) | fuel cell system | |
JP5293781B2 (en) | Polymer electrolyte fuel cell system | |
JP2007258020A (en) | Method of shutting down solid polymer fuel cell cogeneration system | |
JP2007012565A (en) | Fuel cell system | |
JP4087840B2 (en) | Fuel cell system | |
JP2007052981A (en) | Fuel cell power generation system and its operation method | |
JP2005116256A (en) | Fuel cell cogeneration system | |
JP6186530B1 (en) | Fuel cell system, control device, and program | |
JP5873962B2 (en) | Power generation system | |
JP4945938B2 (en) | Fuel cell system | |
KR102347322B1 (en) | Thermal Management Method and Device For PEFMC | |
JP2006172961A (en) | Fuel cell system | |
JP4167999B2 (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
JP2008243633A (en) | Fuel cell system, and its operation method | |
JP2007018859A (en) | Fuel cell power generation system | |
JP2012151062A (en) | Fuel cell device | |
JP2002319417A (en) | Solid polymer fuel cell generating device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071029 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20071113 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20091126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110524 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110722 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111101 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111114 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4876435 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141209 Year of fee payment: 3 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |