JP2006331656A - Water supply device of fuel cell system, and water supply device of apparatus system - Google Patents

Water supply device of fuel cell system, and water supply device of apparatus system Download PDF

Info

Publication number
JP2006331656A
JP2006331656A JP2005148981A JP2005148981A JP2006331656A JP 2006331656 A JP2006331656 A JP 2006331656A JP 2005148981 A JP2005148981 A JP 2005148981A JP 2005148981 A JP2005148981 A JP 2005148981A JP 2006331656 A JP2006331656 A JP 2006331656A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
storage chamber
water supply
amount
fuel cell
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.)
Withdrawn
Application number
JP2005148981A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Yokoyama
順一 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2005148981A priority Critical patent/JP2006331656A/en
Publication of JP2006331656A publication Critical patent/JP2006331656A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water supply device of a fuel cell system, advantageous for handling an abnormality when the abnormality occurs in a water supplementation means, and to provide an apparatus system. <P>SOLUTION: This water supply device of a system is provided with a tank 1 having a storage chamber 10 capable of storing water; a water supply passage 2 for supplying water in the storage chamber 10 to water consumption parts 100 and 200 of the system; and water supplementation means 3 and 4 for executing a water supplementation operation for supplementing water to the storage chamber 10. The water supply device is also provided with an abnormality determination means 6 for determining that abnormality is occuring in the water supplementation means 3, and 4 when a water supply amount to the storage chamber 10 by a positive water supplementation operation of the water supplementation means 3 and 4 is smaller than the water draining amount from the storage chamber 10 in a reference period, under the condition where the water in the storage chamber 10 is supplied to the water consumption parts 100 and 200 via the water supply passage 2. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は燃料電池システムの給水装置および機器システムの給水装置に関する。   The present invention relates to a water supply device for a fuel cell system and a water supply device for an equipment system.

従来、燃料電池システムの給水装置は、一般的には、水を貯留可能な貯留室をもつタンクと、燃料電池システムの水消費部に貯留室の水を供給する給水路と、貯留室に水を補充する水補充手段として機能する制御バルブとを備えている(特許文献1,特許文献2)。例えば、燃料電池システムの水消費部としては改質器がある。この場合、貯留室の水は改質器等に供給され、改質器における水蒸気改質反応に消費される。
特開2003−288936号公報 特開2004−327170号公報
Conventionally, a water supply device of a fuel cell system generally has a tank having a storage chamber capable of storing water, a water supply channel for supplying water of the storage chamber to a water consumption part of the fuel cell system, and water in the storage chamber. And a control valve functioning as a water replenishing means for replenishing water (Patent Document 1, Patent Document 2). For example, there is a reformer as a water consumption part of the fuel cell system. In this case, the water in the storage chamber is supplied to a reformer or the like and consumed for the steam reforming reaction in the reformer.
JP 2003-288936 A JP 2004-327170 A

上記した燃料電池システムの給水装置によれば、貯留室に水を補充する水補充手段として機能する制御バルブは工業製品であり、異物噛み込み等の異状が生じるおそれが完全にないとは言えない。この場合、制御装置から制御バルブを閉鎖させる指令が出力されているにもかかわらず、制御バルブを介して水が貯留室へ洩れる。このため、漏れ量が多いときには、タンクが常に満水状態となり、タンクから水が溢れるおそれがある。   According to the water supply device of the fuel cell system described above, the control valve that functions as a water replenishing means for replenishing the storage chamber is an industrial product, and it cannot be said that there is no possibility of occurrence of abnormalities such as foreign object biting. . In this case, water leaks to the storage chamber through the control valve even though a command for closing the control valve is output from the control device. For this reason, when the amount of leakage is large, the tank is always full, and there is a possibility that the tank overflows.

本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、制御バルブ等に代表される水補充手段に異状が生じたとき対処するのに有利な燃料電池システムの給水装置および機器システムの給水装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a water supply device for a fuel cell system and a water supply device for an equipment system, which are advantageous for dealing with an abnormality occurring in water replenishment means represented by a control valve or the like. The issue is to provide.

様相1の本発明に係る燃料電池システムの給水装置は、水を貯留可能な貯留室をもつタンクと、燃料電池システムの水消費部に貯留室の水を供給する給水路と、貯留室に水を補充する水補充操作を実行する水補充手段とを具備する燃料電池システムの給水装置において、
燃料電池システムの水消費部に給水路を介して貯留室の水を供給する条件の下で、基準時間内において、水補充手段の積極的な水補充操作による貯留室への給水量が貯留室からの吐水量に対して異なるとき、水補充手段に異状が発生していると判定する異状判定手段を具備していることを特徴とするものである。
A water supply device for a fuel cell system according to the first aspect of the present invention includes a tank having a storage chamber capable of storing water, a water supply channel for supplying water in the storage chamber to a water consumption part of the fuel cell system, and water in the storage chamber. A water supply device for a fuel cell system, comprising a water replenishing means for performing a water replenishment operation to replenish
Under the condition that the water in the storage chamber is supplied to the water consuming part of the fuel cell system via the water supply channel, the amount of water supplied to the storage chamber by the active water replenishment operation of the water replenishment means is within the reference time within the reference time. When there is a difference in the amount of water discharged from the water, the water replenishing means is provided with an abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred.

様相2の本発明に係る機器システムの給水装置は、水を貯留可能な貯留室をもつタンクと、システムの水消費部に貯留室の水を供給する給水路と、貯留室に水を補充する水補充操作を実行する水補充手段とを具備する機器システムの給水装置において、
機器システムの水消費部に給水路を介して貯留室の水を供給する条件の下で、基準時間内において、水補充手段の積極的な水補充操作による貯留室への給水量が貯留室からの吐水量に対して異なるとき、水補充手段に異状が発生していると判定する異状判定手段を具備していることを特徴とするものである。
A water supply device for an apparatus system according to the present invention of aspect 2 includes a tank having a storage chamber capable of storing water, a water supply channel for supplying water in the storage chamber to a water consumption unit of the system, and replenishing the storage chamber with water. In a water supply apparatus of an equipment system comprising a water replenishment means for performing a water replenishment operation,
Under the condition that the water in the storage chamber is supplied to the water consumption part of the equipment system via the water supply channel, the amount of water supplied to the storage chamber by the active water replenishment operation of the water replenishing means is reduced from the storage chamber within the reference time. When there is a difference with respect to the amount of discharged water, an abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the water replenishing means is provided.

様相1および様相2に係る本発明によれば、『水補充手段の積極的な水補充操作』は、タンクの貯留室に給水する方向にバルブ等の水補充手段を制御装置または手作業により積極的に操作する場合をいう。燃料電池システムまたは機器システムの水消費部に給水路を介して貯留室の水を供給している条件の下では、貯留室の水に給水しない限り、貯留室の水位は低下する。   According to the present invention relating to aspect 1 and aspect 2, the “proactive water replenishment operation of the water replenishing means” is performed by the controller or manual operation of the water replenishing means such as a valve in the direction of supplying water to the storage chamber of the tank. This is the case where the operation is performed. Under the condition that the water in the storage chamber is supplied to the water consumption part of the fuel cell system or the equipment system via the water supply channel, the water level in the storage chamber is lowered unless the water in the storage chamber is supplied.

従って、燃料電池システムまたは機器システムの水消費部に給水路を介して貯留室の水を供給するにもかかわらず、換言すれば、貯留室への水補充操作を要請する要請条件が発生しているにもかかわらず、基準時間内において、水補充手段の積極的な水補充操作による貯留室への給水量が、貯留室からの吐水量よりも小さいときには、水補充手段に異状が発生しており、給水停止指令が水補充手段に出力されているにもかかわらず、水補充手段から貯留室側に水が漏れているものと推察される。この場合、異状判定手段は、水補充手段に異状が発生していると判定する。   Therefore, in spite of supplying the water in the storage chamber to the water consuming part of the fuel cell system or the equipment system through the water supply channel, in other words, a request condition for requesting the water replenishment operation to the storage chamber occurs. However, if the amount of water supplied to the storage chamber by the active water replenishment operation of the water replenishment means is smaller than the amount of water discharged from the storage chamber within the reference time, an abnormality has occurred in the water replenishment means. In spite of the fact that the water supply stop command is output to the water replenishing means, it is assumed that water leaks from the water replenishing means to the storage chamber side. In this case, the abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred in the water replenishment unit.

なお、基準時間は、水補充手段の異状を検出し易いこと、水の漏れ量をできるだけ抑制すること等を考慮しつつ、システムの種類、用途等に応じて適宜選択することができ、秒レベル、分レベル、時間レベル、日レベルまたは月レベルで選択することができる。   The reference time can be appropriately selected according to the type of system, application, etc., taking into account the ease of detecting abnormalities in the water replenishment means and the suppression of water leakage as much as possible. , Minute level, hour level, day level or month level can be selected.

本発明によれば、燃料電池システムまたは機器システムの水消費部に給水路を介して貯留室の水を供給しているにもかかわらず、水補充手段の積極的な水補充操作による貯留室への給水量が、貯留室からの吐水量に対して異なる(小さいときまたは大きいとき)には、判定手段により、水補充手段に異状が発生していると判定される。このため水補充操作に不具合が生じたとき、その不具合に対処するのに有利であり、水コストの高騰化を抑制できる。   According to the present invention, although the water in the storage chamber is supplied to the water consuming part of the fuel cell system or the equipment system via the water supply channel, the water supply to the storage chamber by the active water replenishment operation. When the water supply amount differs from the water discharge amount from the storage chamber (when it is small or large), it is determined by the determination means that an abnormality has occurred in the water replenishment means. For this reason, when a malfunction occurs in the water replenishment operation, it is advantageous to deal with the malfunction, and an increase in water cost can be suppressed.

本発明の一の形態によれば、貯留室への水補充手段による水補充操作が設定時間以上実行されないとき、異状判定手段は、水補充手段に異状が発生していると判定することができる。この場合、判定手段は、水補充手段により貯留室への水補充が実行されない時間を計測する計測手段を有している形態を例示することができる。この場合、水補充手段により貯留室への水補充が設定時間以上実行されないことを計測手段で計測されたとき、判定手段は、水補充手段に異状が発生していると判定する。   According to one aspect of the present invention, when the water replenishment operation by the water replenishment means for the storage chamber is not executed for a set time or longer, the abnormality determination means can determine that an abnormality has occurred in the water replenishment means. . In this case, the determination means can exemplify a form having a measurement means for measuring a time during which the water replenishment to the storage chamber is not executed by the water replenishment means. In this case, when the measuring unit measures that the water replenishing unit does not replenish the storage chamber with water for a set time or longer, the determining unit determines that an abnormality has occurred in the water replenishing unit.

また、本発明の他の形態によれば、異状判定手段は、基準時間内において水補充手段により貯留室へ供給する給水量WAと、基準時間内において貯留室から貯留室外に吐出された吐水量WBとに基づいて、貯留室に対する給水量と吐水量との水収支を演算し、演算結果に基づいて、水補充手段に異状が発生していると判定する形態を例示することができる。この場合、基準時間内における給水量WAと吐水量WBとの水収支に基づいて、貯留室への水補充が必要であると演算されるにもかかわらず、水補充手段の積極的な水補充操作が充分でないとき(例えば、水補充手段による水補充指令が制御装置により基準時間内に実行されないとき)、異状判定手段は水補充手段に異状が発生していると判定する。   According to another aspect of the present invention, the abnormality determination means includes a water supply amount WA supplied to the storage chamber by the water replenishment means within the reference time, and a water discharge amount discharged from the storage chamber to the outside of the storage chamber within the reference time. A mode in which the water balance between the water supply amount and the water discharge amount for the storage chamber is calculated based on WB, and it is determined that an abnormality has occurred in the water replenishment means based on the calculation result. In this case, the water replenishment means actively replenishes water even though it is calculated that water replenishment to the storage chamber is necessary based on the water balance between the water supply amount WA and the water discharge amount WB within the reference time. When the operation is not sufficient (for example, when the water replenishment command by the water replenishing means is not executed within the reference time by the control device), the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the water replenishing means.

本発明によれば、タンクは水を溢れ出させる溢水部を有している形態を例示することができる。この場合、タンクの溢水部から水が溢れるように貯留室を満水状態とすれば、この満水状態の水量は固定値であるため、貯留室の演算基準水量として設定することができる。   According to the present invention, it is possible to exemplify a form in which the tank has an overflow portion that causes water to overflow. In this case, if the storage chamber is filled so that water overflows from the overflow portion of the tank, the amount of water in this full state is a fixed value, so that it can be set as the calculation reference water amount of the storage chamber.

本発明によれば、異状判定手段は、制御バルブ等の水補充手段に異状が発生していると判定したとき、水補充手段を少なくとも1回作動させる形態を例示することができる。この場合、制御バルブ等の水補充手段に異物等を噛み込んでいるとき、水補充手段から異物等を吐き出すことを期待できる。   According to the present invention, the abnormality determining means can exemplify a form in which the water replenishing means is operated at least once when it is determined that an abnormality has occurred in the water replenishing means such as the control valve. In this case, when foreign matter or the like is caught in the water replenishing means such as the control valve, it can be expected that the foreign matter or the like is discharged from the water replenishing means.

本発明によれば、水補充手段は、貯留室に水を直接的または間接的に供給する制御バルブを有する形態を例示することができる。『間接的に供給する』とは、制御バルブが水浄化部等の他の要素を介して貯留室に水を供給することを意味する。この場合、制御バルブの開放量(開口面積)と制御バルブの開放時間とに基づいて、基本的には、制御バルブを介して貯留室に給水される給水量WAを演算で求めることができる。また、貯留室に給水される給水量を測定する流量センサと、貯留室から吐出される吐水量を測定する流量センサとを設け、この流量センサに基づいて、基準時間内における貯留室に対する給水量WAと吐水量WBとを求める形態を例示することができる。   According to the present invention, the water replenishing means can be exemplified as having a control valve for supplying water directly or indirectly to the storage chamber. “Indirect supply” means that the control valve supplies water to the storage chamber via another element such as a water purification unit. In this case, based on the opening amount (opening area) of the control valve and the opening time of the control valve, basically, the water supply amount WA supplied to the storage chamber via the control valve can be obtained by calculation. In addition, a flow rate sensor for measuring the amount of water supplied to the storage chamber and a flow rate sensor for measuring the amount of water discharged from the storage chamber are provided, and based on this flow rate sensor, the amount of water supplied to the storage chamber within the reference time The form which calculates | requires WA and water discharge amount WB can be illustrated.

また本発明によれば、水補充手段は、貯留室に水を直接的または間接的に供給するポンプを有する形態を例示することができる。『間接的に供給する』とは、ポンプが水浄化部等の他の要素を介して貯留室に水を供給することを意味する。また、貯留室の水をシステムの水消費部に供給するにあたり、ポンプを用いる形態を例示することができる。この場合、ポンプの開度とポンプの駆動時間とに基づいて、基本的には、ポンプを介して流れる基準時間内における水の給水量WAおよび吐水量WBを演算で求めることができる。   Further, according to the present invention, the water replenishing means can be exemplified as having a pump for supplying water directly or indirectly to the storage chamber. “Indirect supply” means that the pump supplies water to the storage chamber via another element such as a water purification section. Moreover, when supplying the water of a storage chamber to the water consumption part of a system, the form which uses a pump can be illustrated. In this case, based on the opening degree of the pump and the driving time of the pump, basically, the water supply amount WA and the water discharge amount WB within the reference time flowing through the pump can be obtained by calculation.

また本発明によれば、水補充手段は、燃料電池システム等の機器システムにおける水を回収する水回収系を有する形態を例示することができる。更に、水回収系で回収された回収水または水道水のうちの少なくとも一部を浄化する水浄化部を有する形態を例示することができる。水回収系としては、水蒸気を含むガスを凝縮器において凝縮させて凝縮水として回収する形態を例示することができる。この場合、凝縮器において凝縮する水蒸気を含むガスの温度ta、凝縮器の温度tb、水蒸気を含むガスの湿度caといった各パラメータに基づいて、凝縮水として生成される水量、つまり、回収水の水量を演算で求めることが可能である。水補充手段として水道水供給系を例示できる。水道水は異物等が混入し易く、水道水供給系に設けた制御バルブの異状を判定することが好ましい。また、システムの回収水が不足したとき水道水で補うことができる。   Further, according to the present invention, the water replenishing means can be exemplified as having a water recovery system for recovering water in a device system such as a fuel cell system. Furthermore, the form which has the water purification part which purifies at least one part of the collection | recovery water collect | recovered with the water collection | recovery system or tap water can be illustrated. As a water recovery system, the form which condenses the gas containing water vapor | steam in a condenser and collect | recovers as condensed water can be illustrated. In this case, the amount of water generated as condensed water, that is, the amount of recovered water based on the parameters such as the temperature ta of the gas containing water vapor condensed in the condenser, the temperature tb of the condenser, and the humidity ca of the gas containing water vapor Can be obtained by calculation. A tap water supply system can be illustrated as a water replenishment means. It is preferable to determine the abnormality of the control valve provided in the tap water supply system because the tap water is likely to be mixed with foreign substances. In addition, when the recovered water of the system is insufficient, it can be supplemented with tap water.

本発明によれば、水浄化部としては水を浄化できるものであればよく、水に含まれている異物等を取り除くフィルタ機能と、水の純度を高める純水化機能とのうちのすくなくとも一つを有することができる。また、本発明によれば、水補充手段は貯湯槽系の水を補充する形態を例示することができる。この場合、貯湯槽系の水をタンクの水源として有効利用できるので、別の水源を新設せずとも良い。   According to the present invention, the water purification unit may be any unit that can purify water, and at least one of a filter function that removes foreign matters contained in water and a pure water purification function that increases the purity of water. You can have one. Moreover, according to this invention, the water replenishment means can illustrate the form which replenishes the water of a hot water tank system. In this case, water in the hot water tank system can be effectively used as a water source for the tank, so that it is not necessary to newly install another water source.

以下、本発明の実施例1を図1〜図3を参照して説明する。燃料電池システムの給水装置は、水を貯留可能な貯留室10をもつタンク1と、燃料電池システムの水消費部としての改質器100または加湿器200につながり改質器100または加湿器200にタンク1の貯留室10の水を供給する給水路2と、貯留室10に水を間接的に補充する機能を有する第1水補充手段3と、貯留室10に水を直接的に補充する機能を有する第2水補充手段4とを備えている。   Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. A water supply device of a fuel cell system is connected to a tank 1 having a storage chamber 10 capable of storing water and a reformer 100 or a humidifier 200 as a water consuming part of the fuel cell system. A water supply path 2 for supplying water in the storage chamber 10 of the tank 1, a first water replenishing means 3 having a function of indirectly replenishing the storage chamber 10 with water, and a function of directly replenishing the storage chamber 10 with water And a second water replenishing means 4.

タンク1の上部には、貯留室10の水を溢れさせる溢水部11が形成されている。貯留室10の水位が下側から溢水部11の高さ位置に上昇すると、水は溢水部11から溢れるため、貯留室10の水位は実際的には溢水部11の高さ位置を越えることがない。また、タンク1の下部には、貯留室10の水位低下を検知する水位検知センサ12が設けられている。水位検知センサ12は、貯留室10の水位の下限を検知する機能と、貯留室10の水位の上限を検知する機能とを有する。   In the upper part of the tank 1, an overflow portion 11 that overflows the water in the storage chamber 10 is formed. When the water level of the storage chamber 10 rises from the lower side to the height position of the overflow portion 11, the water overflows from the overflow portion 11, so that the water level of the storage chamber 10 may actually exceed the height position of the overflow portion 11. Absent. Further, a water level detection sensor 12 that detects a drop in the water level of the storage chamber 10 is provided at the lower portion of the tank 1. The water level detection sensor 12 has a function of detecting the lower limit of the water level of the storage chamber 10 and a function of detecting the upper limit of the water level of the storage chamber 10.

給水路2には、搬送源としてのポンプ20と、給水路2を流れる水量を検知する流量センサ21と、開閉可能な第2制御バルブ22とが設けられている。流量センサ21としては、検知方式は特に限定されず、公知の方式を採用でき、電磁流量センサでも良いし、容積流量センサでも良いし、オリフィス等の絞り孔の前後の差圧で単位時間あたりの流量を検知する流量センサでも良い。流量センサ21によれば、貯留室10の水が給水路2を介して改質器100または加湿器200(水消費部)に供給される吐水量WB1が検出可能である。   The water supply path 2 is provided with a pump 20 as a conveyance source, a flow rate sensor 21 that detects the amount of water flowing through the water supply path 2, and a second control valve 22 that can be opened and closed. As the flow rate sensor 21, a detection method is not particularly limited, and a known method can be adopted. An electromagnetic flow rate sensor or a volumetric flow rate sensor may be used, or a differential pressure before and after a throttle hole such as an orifice may be used per unit time. A flow sensor for detecting the flow rate may be used. According to the flow rate sensor 21, it is possible to detect the water discharge amount WB <b> 1 in which the water in the storage chamber 10 is supplied to the reformer 100 or the humidifier 200 (water consumption unit) via the water supply channel 2.

第1水補充手段3は、給水源として機能する水道管(または排熱回収ライン)に繋がる第1水補充路31と、第1水補充路31に設けられた開閉可能な第1制御バルブ33とを有する。第1制御バルブ33が開放すると、水が第1水補充路31から水浄化部42の入口42iに供給され、更に、水浄化部42を介して貯留室10に供給される。水浄化部42における水量は一定量に制限されており、それ以上の水量は連通路43からタンク1の貯留室10に送られるようになっている。従って、水浄化部42に新たに供給された水量相当ぶん、連通路43からタンク1の貯留室10に送られるようになっている。   The first water replenishing means 3 includes a first water replenishment path 31 connected to a water pipe (or exhaust heat recovery line) that functions as a water supply source, and a first control valve 33 that can be opened and closed provided in the first water replenishment path 31. And have. When the first control valve 33 is opened, water is supplied from the first water replenishment path 31 to the inlet 42 i of the water purification unit 42 and further supplied to the storage chamber 10 via the water purification unit 42. The amount of water in the water purification unit 42 is limited to a certain amount, and a larger amount of water is sent from the communication path 43 to the storage chamber 10 of the tank 1. Accordingly, the amount corresponding to the amount of water newly supplied to the water purification unit 42 is sent from the communication passage 43 to the storage chamber 10 of the tank 1.

第2水補充手段4は、凝縮器45を含む回収路40(水回収系)と、回収路40の先端に設けられた水浄化部42とを有する。水浄化部42は、水に含まれている異物等を取り除く機能、水の純度を高める機能のすくなくとも一つを有する。改質器100における改質反応のために使用される触媒の耐久性を高めるためには、水の純度が高いことが好ましい。故に、水浄化部42による水浄化機能は重要である。加湿器200は燃料電池の燃料、酸化剤のうちの少なくとも一方を加湿させるものである。燃料電池の内部、特に電極触媒および電解質の汚染を防止し、燃料電池の耐久性を高めるためには水の純度を高めることが好ましい。このため水浄化部42で純度を高めた水を貯留室10に供給する。   The second water replenishing means 4 has a recovery path 40 (water recovery system) including a condenser 45 and a water purification unit 42 provided at the tip of the recovery path 40. The water purification unit 42 has at least one function of removing foreign substances contained in water and a function of increasing the purity of water. In order to increase the durability of the catalyst used for the reforming reaction in the reformer 100, it is preferable that the purity of water is high. Therefore, the water purification function by the water purification unit 42 is important. The humidifier 200 humidifies at least one of the fuel and the oxidizer of the fuel cell. In order to prevent contamination of the inside of the fuel cell, particularly the electrode catalyst and the electrolyte, and to increase the durability of the fuel cell, it is preferable to increase the purity of water. For this reason, the water whose purity has been increased by the water purification unit 42 is supplied to the storage chamber 10.

図1に示すように、水浄化部42と貯留室10とは連通路43を介して繋がれている。図1に示すように、システムで使用されている水蒸気を含む気体(例えば燃料電池から排出された発電反応後の酸化剤オフガス)を凝縮させて凝縮水を生成する凝縮器45が回収路40に設けられている。更に、凝縮器45の凝縮水の水位を検知する凝縮水位検知センサ46が凝縮器45に設けられている。そして、凝縮水位検知センサ46により凝縮器45内に凝縮水が所定量溜まったことが検知されたとき、第3制御バルブ47が開放し、凝縮水は回収水として水浄化部42に供給される。なお、本実施例によれば、第3制御バルブ47からの給水量は第1制御バルブ33からの給水量よりも少ないものとされている。従って第1制御バルブ33に対する水漏れ対策は意義がある。   As shown in FIG. 1, the water purification unit 42 and the storage chamber 10 are connected via a communication path 43. As shown in FIG. 1, a condenser 45 that condenses a gas containing water vapor used in the system (for example, an oxidant off-gas after power generation reaction discharged from a fuel cell) to generate condensed water is provided in a recovery path 40. Is provided. Furthermore, a condenser water level detection sensor 46 that detects the water level of the condensed water in the condenser 45 is provided in the condenser 45. When the condensed water level detection sensor 46 detects that a predetermined amount of condensed water has accumulated in the condenser 45, the third control valve 47 is opened, and the condensed water is supplied to the water purification unit 42 as recovered water. . According to the present embodiment, the amount of water supplied from the third control valve 47 is smaller than the amount of water supplied from the first control valve 33. Therefore, measures against water leakage with respect to the first control valve 33 are significant.

本実施例によれば、異状判定手段として機能できる制御装置6が設けられている。制御装置6は、ポンプ20と、流量センサ21と、第1制御バルブ33と、第2制御バルブ22と、第3制御バルブ47、水位検知センサ12、凝縮水位検知センサ46に繋がれている。この結果、流量センサ21、水位検知センサ12、凝縮水位検知センサ46からの検知信号は、制御装置6に入力される。制御装置6は、ポンプ20、第1制御バルブ33、第2制御バルブ22、第3制御バルブ47をそれぞれ制御する指令信号を出力する。   According to the present embodiment, the control device 6 that can function as the abnormality determination means is provided. The control device 6 is connected to the pump 20, the flow rate sensor 21, the first control valve 33, the second control valve 22, the third control valve 47, the water level detection sensor 12, and the condensed water level detection sensor 46. As a result, detection signals from the flow rate sensor 21, the water level detection sensor 12, and the condensed water level detection sensor 46 are input to the control device 6. The control device 6 outputs command signals for controlling the pump 20, the first control valve 33, the second control valve 22, and the third control valve 47, respectively.

本実施例によれば、第2制御バルブ22が開放すると共に、ポンプ20が駆動すると、貯留室10の水が給水路2を介して改質器100または加湿器200に供給される。この場合、貯留室10の水位が低下する。そして、貯留室10の実際の水位が貯留室10の基準水位Lよりも低下すると、水位検知センサ12がこれを検知し、検知信号が水位検知センサ12から制御装置6に出力される。すると、制御装置6は第1制御バルブ33を開放させる信号を出力し、第1制御バルブ33を開放させる。   According to this embodiment, when the second control valve 22 is opened and the pump 20 is driven, the water in the storage chamber 10 is supplied to the reformer 100 or the humidifier 200 via the water supply channel 2. In this case, the water level in the storage chamber 10 is lowered. When the actual water level in the storage chamber 10 falls below the reference water level L in the storage chamber 10, the water level detection sensor 12 detects this, and a detection signal is output from the water level detection sensor 12 to the control device 6. Then, the control device 6 outputs a signal for opening the first control valve 33 and opens the first control valve 33.

このように第1制御バルブ33が開放すると、第1水補充路31から水が水浄化部42の入口42iに供給される。更に、水浄化部42で純度が高められた水が連通路43を介して貯留室10に供給され、このため貯留室10の水位が高くなる。このように貯留室10の水位が高くなると、水位検知センサ12からの信号等に基づいて、制御装置6は第1制御バルブ33を閉鎖させる信号を出力し、第1制御バルブ33を閉鎖させる。このように第1制御バルブ33が閉鎖すると、第1水補充路31から水浄化部42への水の供給は停止される。   When the first control valve 33 is thus opened, water is supplied from the first water replenishment path 31 to the inlet 42 i of the water purification unit 42. Furthermore, the water whose purity has been increased by the water purification unit 42 is supplied to the storage chamber 10 via the communication path 43, and thus the water level of the storage chamber 10 becomes high. Thus, when the water level of the storage chamber 10 becomes high, the control device 6 outputs a signal for closing the first control valve 33 based on the signal from the water level detection sensor 12 and the like, and closes the first control valve 33. When the first control valve 33 is closed in this way, the supply of water from the first water replenishment path 31 to the water purification unit 42 is stopped.

上記したように貯留室10の水位が低下するに伴い、第1制御バルブ33は開放するものである。即ち、給水路2を介しての改質器100または加湿器200への給水に伴い、貯留室10の水位が低下し、第1制御バルブ33は開放するものである。従って、貯留室10の水を給水路2を介して改質器100または加湿器200に給水しているにもかかわらず、基準時間内において、貯留室10への第1制御バルブ33による貯留室10への給水量が、貯留室10から吐出される吐水量よりも小さいときには、第1制御バルブ33に異状が発生しており、第1制御バルブ33の閉鎖が充分ではないものと予想される。   As described above, the first control valve 33 opens as the water level in the storage chamber 10 decreases. That is, as the water is supplied to the reformer 100 or the humidifier 200 through the water supply path 2, the water level in the storage chamber 10 is lowered and the first control valve 33 is opened. Therefore, although the water in the storage chamber 10 is supplied to the reformer 100 or the humidifier 200 via the water supply channel 2, the storage chamber by the first control valve 33 to the storage chamber 10 within the reference time. When the water supply amount to 10 is smaller than the water discharge amount discharged from the storage chamber 10, an abnormality has occurred in the first control valve 33, and it is expected that the first control valve 33 is not sufficiently closed. .

この場合、第1水補充路31を流れる水の影響により、第1制御バルブ33が異物を噛み込んでいる可能性があり、第1制御バルブ33の完全閉鎖が制限されている可能性がある。この場合、第1制御バルブ33を閉鎖させる信号を制御装置6が第1制御バルブ33に出力させているにもかかわらず、第1制御バルブ33は充分に閉鎖せず、ある程度開放していることになる。このように第1制御バルブ33に異状が発生していると、第1制御バルブ33から水が連続的に漏れるため、第1制御バルブ33および第1水補充路31を介して水が水浄化部42に長時間にわたり連続的に供給されることになる。この結果、水浄化部42で浄化された水が連通路43を介して貯留室10に長時間にわたり連続的に供給されることになる。この場合、浄化された水がタンク1の溢水部11から溢れ続けることになり、水コストが増加するおそれがある。更に水浄化部42が水を必要以上に浄化させることになり、水浄化部42の長寿命化の面でも好ましくない。   In this case, due to the influence of the water flowing through the first water replenishment path 31, there is a possibility that the first control valve 33 bites foreign matter, and there is a possibility that the complete closure of the first control valve 33 is restricted. . In this case, although the control device 6 outputs a signal for closing the first control valve 33 to the first control valve 33, the first control valve 33 is not sufficiently closed and opened to some extent. become. In this way, if an abnormality occurs in the first control valve 33, water continuously leaks from the first control valve 33, so that the water is purified through the first control valve 33 and the first water replenishment path 31. The unit 42 is continuously supplied for a long time. As a result, the water purified by the water purification unit 42 is continuously supplied to the storage chamber 10 through the communication path 43 for a long time. In this case, the purified water continues to overflow from the overflow portion 11 of the tank 1, which may increase the water cost. Furthermore, the water purification unit 42 purifies water more than necessary, which is not preferable in terms of extending the life of the water purification unit 42.

上記した場合、第2制御バルブ22が開放してタンク1内の水が給水路2を介して改質器100または加湿器200に供給されているにもかかわらず、貯留室10の水位が基準水位Lよりも低下しない。このため、貯留室10の水を改質器100または加湿器200に供給しているにもかかわらず、水位検知センサ12はオフ信号を出力し続ける。即ち、水位検知センサ12が水位低下の信号を制御装置6に長時間にわたり出力しないことになる。結果として、第1制御バルブ33を開放操作させて水浄化部42に給水する給水指令が制御装置6から第1制御バルブ33に長時間にわたり出力されないことになる。   In the case described above, the water level in the storage chamber 10 is the reference even though the second control valve 22 is opened and the water in the tank 1 is supplied to the reformer 100 or the humidifier 200 via the water supply channel 2. It does not drop below the water level L. For this reason, although the water in the storage chamber 10 is supplied to the reformer 100 or the humidifier 200, the water level detection sensor 12 continues to output an off signal. That is, the water level detection sensor 12 does not output a signal for lowering the water level to the control device 6 for a long time. As a result, the water supply command for opening the first control valve 33 and supplying water to the water purification unit 42 is not output from the control device 6 to the first control valve 33 for a long time.

そこで本実施例によれば、貯留室10内の水が給水路2を介して改質器100または加湿器200に供給されているにもかかわらず、第1制御バルブ33の開放操作が設定時間t1以上実行されないときには、制御装置6は、第1制御バルブ33に異状が発生していると判定し、異状信号を出力する。ここで、設定時間t1は、燃料電池システムの種類または運転状況等に応じて予め規定することができる。このように異状信号が出力されると、制御装置6は、警報装置で警報したり、あるいは、燃料電池システムの運転を中断または中止させたりする。異状信号は、設定時間t1が経過すると直ちに出力しても良い。あるいは、設定時間t1を計測する繰り返し回数をNAとして設定しておき、設定時間t1の計測回数が繰り返し回数NAに到達するまでは、燃料電池シテスムの運転を中断または中止させることなく、異状を1次判定し、警報装置で予備的に警報する。そして、設定時間t1の計測回数が基準回数NAに到達したら、異状を2次判定し、燃料電池シテスムの運転を中断または中止させることにしても良い。   Therefore, according to the present embodiment, the operation of opening the first control valve 33 is performed for the set time even though the water in the storage chamber 10 is supplied to the reformer 100 or the humidifier 200 via the water supply channel 2. When not executed for t1 or more, the control device 6 determines that an abnormality has occurred in the first control valve 33 and outputs an abnormality signal. Here, the set time t1 can be defined in advance according to the type of fuel cell system or the operating condition. When the abnormal signal is output in this way, the control device 6 gives an alarm with an alarm device, or interrupts or stops the operation of the fuel cell system. The abnormal signal may be output immediately after the set time t1 has elapsed. Alternatively, the number of repetitions for measuring the set time t1 is set as NA, and the abnormality 1 is detected without interrupting or stopping the operation of the fuel cell system until the number of measurements for the set time t1 reaches the number of repetitions NA. The next judgment is made and a preliminary warning is given by an alarm device. Then, when the number of measurement times of the set time t1 reaches the reference number NA, the abnormality may be secondarily determined, and the operation of the fuel cell system may be interrupted or stopped.

図2は制御装置6が実行する制御則のフローチャートの一例を示す。制御則はこのフローチャートに限定されるものではないことは勿論である。図2に示すように、燃料電池シテスムの運転のスタートと共にフローチャートは実行される。まず、計測時間tが初期化されて0とされる(ステップS102)。次に、計測時間tの計測が開始される(ステップS104)。次に、貯留室10の水位が基準水位Lよりも低下しているか否か判定する。つまり、水位検知センサ12がオンか否か判定する(ステップS106)。ここで、貯留室10の水位がこれの基準水位Lよりも低下していると、水位検知センサ12がオンとなる。   FIG. 2 shows an example of a flowchart of a control law executed by the control device 6. Of course, the control law is not limited to this flowchart. As shown in FIG. 2, the flowchart is executed with the start of operation of the fuel cell system. First, the measurement time t is initialized to 0 (step S102). Next, measurement of the measurement time t is started (step S104). Next, it is determined whether or not the water level in the storage chamber 10 is lower than the reference water level L. That is, it is determined whether or not the water level detection sensor 12 is on (step S106). Here, when the water level of the storage chamber 10 is lower than the reference water level L, the water level detection sensor 12 is turned on.

ここで、第1制御バルブ33が正常に閉鎖するときには、制御装置6の指令により第1制御バルブ33は給水を停止することができる。この場合、改質器100または加湿器200への給水に伴い、貯留室10の水位が通常どおり低下するため、水位検知センサ12がオンとなる。このように水位検知センサ12がオンとなれば、第1制御バルブ33が異状ではなく、正常であると推定される。この場合、第1制御バルブ33が正常であるので、ステップS106からステップS102に戻り、計測時間tを再び初期化して0に戻し、計測時間tの計測を再開する。   Here, when the 1st control valve 33 closes normally, the 1st control valve 33 can stop water supply by the instruction | command of the control apparatus 6. FIG. In this case, the water level of the storage chamber 10 is lowered as usual with the supply of water to the reformer 100 or the humidifier 200, so the water level detection sensor 12 is turned on. When the water level detection sensor 12 is turned on in this way, it is estimated that the first control valve 33 is normal and not abnormal. In this case, since the first control valve 33 is normal, the process returns from step S106 to step S102, the measurement time t is initialized again to 0, and the measurement of the measurement time t is restarted.

しかしながら、第1制御バルブ33に異物噛み込み等の異状が発生しているときには、第1制御バルブ33が正常に閉鎖せず、前述したように第1制御バルブ33はある程度開放したままとなる。換言すると、改質器100または加湿器200への給水に伴い、貯留室10の水位が本来的には低下するにもかかわらず、第1制御バルブ33がある程度開放しているため、第1制御バルブ33および第1水補充路31を介して水が水浄化部42ひいては貯留室10に連続的に供給され、貯留室10の水位が基準水位Lよりも低下せず、水位検知センサ12が長時間にわたりオフのまま維持されることになる。   However, when an abnormality such as a foreign matter biting has occurred in the first control valve 33, the first control valve 33 does not close normally, and the first control valve 33 remains open to some extent as described above. In other words, with the water supply to the reformer 100 or the humidifier 200, the first control valve 33 is opened to some extent although the water level in the storage chamber 10 is inherently lowered, so the first control is performed. Water is continuously supplied to the water purification unit 42 and thus to the storage chamber 10 via the valve 33 and the first water replenishment path 31, the water level of the storage chamber 10 does not drop below the reference water level L, and the water level detection sensor 12 is long. Will remain off over time.

上記した場合、ステップS106の判定において水位検知センサ12がオンとならず、オフ状態が継続されるため、ステップS106からステップS108に移行する。そして、実際の計測時間tと設定時間t1とを比較する(ステップS108)。実際の計測時間tが設定時間t1未満であるときには、異状と判定せず、水位検知センサ12の検知状況を検知続ける(ステップS106)。これに対して、実際の計測時間tが設定時間t1以上になると、第1制御バルブ33に異状が生じていることを示す異状判定信号を出力する(ステップS110)。   In the case described above, since the water level detection sensor 12 is not turned on in the determination in step S106 and the off state is continued, the process proceeds from step S106 to step S108. Then, the actual measurement time t is compared with the set time t1 (step S108). When the actual measurement time t is less than the set time t1, it is not determined to be abnormal, and the detection state of the water level detection sensor 12 is continuously detected (step S106). On the other hand, when the actual measurement time t is equal to or longer than the set time t1, an abnormality determination signal indicating that an abnormality has occurred in the first control valve 33 is output (step S110).

図3は制御装置6が実行する他の制御則のフローチャートの一例を示す。制御則はこのフローチャートに限定されるものではないことは勿論である。図3に示すように、燃料電池シテスムの運転のスタートと共にこの制御則は実行される。まず、計測時間tが初期化されて0とされると共に、カウント回数Kが初期化されて0となる(ステップSA102)。次に、計測時間tの計測が開始される(ステップSA104)。次に、水位検知センサ12がオンか否か判定する(ステップSA106)。   FIG. 3 shows an example of a flowchart of another control law executed by the control device 6. Of course, the control law is not limited to this flowchart. As shown in FIG. 3, this control law is executed at the start of operation of the fuel cell system. First, the measurement time t is initialized to 0, and the count number K is initialized to 0 (step SA102). Next, measurement of the measurement time t is started (step SA104). Next, it is determined whether or not the water level detection sensor 12 is on (step SA106).

ここで、前述したように、貯留室10の水を改質器100または加湿器200に供給しているにもかかわらず、第1制御バルブ33に異物噛み込み等が発生し、第1制御バルブ33が正常に閉鎖しないときには、第1制御バルブ33がある程度開放している。このため、第1制御バルブ33を介して水が水浄化部42ひいては貯留室10に連続的に供給され、貯留室10の水位が基準水位Lよりも低下しないことになる。この場合、水位検知センサ12のオフ状態が継続されるため、ステップSA106からステップSA108に移行する。そして、実際の計測時間tと設定時間t1とを比較する(ステップSA108)。実際の計測時間tが設定時間t1未満のときには、水位検知センサ12の状況の検知を続ける(ステップSA106)。   Here, as described above, although the water in the storage chamber 10 is supplied to the reformer 100 or the humidifier 200, foreign matter biting or the like occurs in the first control valve 33, and the first control valve When 33 does not close normally, the first control valve 33 is open to some extent. For this reason, water is continuously supplied to the water purification unit 42 and thus the storage chamber 10 via the first control valve 33, and the water level of the storage chamber 10 does not fall below the reference water level L. In this case, since the water level detection sensor 12 is kept off, the process proceeds from step SA106 to step SA108. Then, the actual measurement time t is compared with the set time t1 (step SA108). When the actual measurement time t is less than the set time t1, the detection of the state of the water level detection sensor 12 is continued (step SA106).

これに対して、実際の計測時間tが設定時間t1以上であるときには、設定時間t1を越えた回数が設定回数NAを越えているか否か判定する(ステップSA110)。そしてカウント回数Kが設定回数NA以下であれば、異状を1次判定し(ステップSA112)、警報信号を出力するものの、燃料電池システムの運転を停止させない。そして異状回数を意味するカウント回数Kを1インクリメントする(ステップSA114)。更に、計測時間tを初期化して0にし(ステップSA116)、ステップSA104に戻り、計測時間tの計測を再開する。そして、ステップSA110においてカウント回数Kが設定回数NAを越えていると判定されると、異状を2次判定し、異状判定信号を出力する(ステップSA122)。この場合、燃料電池システムの運転を停止させる(ステップSA124)。   On the other hand, when the actual measurement time t is equal to or longer than the set time t1, it is determined whether or not the number of times that the set time t1 has been exceeded exceeds the set number of times NA (step SA110). If the count number K is equal to or less than the set number NA, the abnormality is primarily determined (step SA112) and an alarm signal is output, but the operation of the fuel cell system is not stopped. Then, the count number K, which means the number of abnormalities, is incremented by 1 (step SA114). Furthermore, the measurement time t is initialized to 0 (step SA116), the process returns to step SA104, and measurement of the measurement time t is resumed. If it is determined in step SA110 that the count number K exceeds the set number NA, the abnormality is secondarily determined and an abnormality determination signal is output (step SA122). In this case, the operation of the fuel cell system is stopped (step SA124).

図4は実施例2のフローチャートを示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例1と異なる部分を中心として説明する。本実施例においても、燃料電池システムの改質器100または加湿器200に給水路2を介して貯留室10の水を供給しているにもかかわらず、貯留室10への給水量が貯留室10からの吐水量よりも小さいときには、第1制御バルブ33に異状が発生していると判定し、第1制御バルブ33の開閉動作(異物吐き出し操作に相当する)を設定回数ぶん繰り返すものである。   FIG. 4 shows a flowchart of the second embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment. Even in this embodiment, the amount of water supplied to the storage chamber 10 is maintained in the storage chamber 10 even though the water in the storage chamber 10 is supplied to the reformer 100 or the humidifier 200 of the fuel cell system via the water supply channel 2. When the amount of water discharged from 10 is smaller, it is determined that an abnormality has occurred in the first control valve 33, and the opening / closing operation of the first control valve 33 (corresponding to a foreign substance discharge operation) is repeated a set number of times. .

即ち、図4に示すように、ステップSA116の後で、第1制御バルブ33の開閉を設定回数繰り返す(ステップSA118)。このように第1制御バルブ33開閉動作を繰り返せば、第1制御バルブ33に噛み込んでいた異物を吐き出して除去できる可能性が高まる。第1制御バルブ33の開閉を設定回数繰り返す操作は、ステップSA116の後に限らず、ステップSA114の後でも良く、あるいは、ステップSA112の後でも良い。なお、第3制御バルブ47についても同様な開閉操作を繰り返せば、第3制御バルブ47に噛み込んでいた異物を吐き出して除去できる可能性が高まる。   That is, as shown in FIG. 4, after step SA116, the opening and closing of the first control valve 33 is repeated a set number of times (step SA118). If the opening and closing operation of the first control valve 33 is repeated in this way, the possibility that the foreign matter biting into the first control valve 33 can be discharged and removed increases. The operation of repeatedly opening and closing the first control valve 33 a set number of times is not limited to after step SA116, but may be after step SA114 or after step SA112. If the same opening / closing operation is repeated for the third control valve 47, the possibility that the foreign matter biting into the third control valve 47 can be discharged and removed increases.

図5は実施例3を示す。本実施例は実施例1と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例1と異なる部分を中心として説明する。図5に示すように、燃料電池システムにおける排熱を温水として貯留する貯湯槽系7が設けられている。そして、第1水補充路31は貯湯槽系7の分岐部7xに繋がれている。貯湯槽系7は、貯湯室70をもつ貯湯槽71と、貯湯室70の下部の出口ポート72と貯湯槽71の上部の入口ポート73とを繋ぐ循環水路74と、循環水路74に設けられた熱交換器75とを有する。熱交換器75は、循環水路74に設けられた熱交換部75aと、排熱回路77に設けられた熱交換部77aとを有する。熱交換部77aは熱交換部75aよりも相対的に高温であり、熱交換部77aの熱が熱交換部75aに伝達される。貯湯槽71内の温水が吐出ポート78から吐出されて使用されると、貯湯槽71内の水位が低下する。この場合、水道水等の補充水が補充ポート76から貯湯槽71内に供給される。   FIG. 5 shows a third embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment. As shown in FIG. 5, a hot water tank system 7 is provided for storing exhaust heat in the fuel cell system as hot water. The first water replenishment path 31 is connected to the branch portion 7 x of the hot water tank system 7. The hot water tank system 7 is provided in the circulating water path 74, a hot water tank 71 having a hot water storage room 70, a circulation water channel 74 that connects an outlet port 72 at the lower part of the hot water storage room 70, and an inlet port 73 at the upper part of the hot water tank 71. And a heat exchanger 75. The heat exchanger 75 includes a heat exchange part 75 a provided in the circulation water channel 74 and a heat exchange part 77 a provided in the exhaust heat circuit 77. The heat exchanging unit 77a is relatively hotter than the heat exchanging unit 75a, and the heat of the heat exchanging unit 77a is transmitted to the heat exchanging unit 75a. When the hot water in the hot water tank 71 is discharged from the discharge port 78 and used, the water level in the hot water tank 71 is lowered. In this case, replenishment water such as tap water is supplied from the replenishment port 76 into the hot water tank 71.

一般的には、貯湯槽71の下部に貯留している水の温度は、貯湯槽71の上部に貯留している水の温度よりも相対的に低い。このように貯湯槽71内の相対的に温度が低い水を出口ポート72から吐出させ、循環水路74を通過させつつ、熱交換器75で受熱させて昇温させた後に、入口ポート73から貯湯槽71の貯湯室70に戻す。そして循環水路74を流れる水は分岐部7xにより第1水補充路31および第1制御バルブ33を介して水浄化部42の入口42iに供給される。   In general, the temperature of the water stored in the lower part of the hot water tank 71 is relatively lower than the temperature of the water stored in the upper part of the hot water tank 71. In this way, water having a relatively low temperature in the hot water storage tank 71 is discharged from the outlet port 72, passed through the circulation water channel 74, received heat by the heat exchanger 75, and then heated to enter the hot water storage from the inlet port 73. Return to the hot water storage chamber 70 of the tank 71. Then, the water flowing through the circulation water channel 74 is supplied to the inlet 42 i of the water purification unit 42 via the first water replenishment channel 31 and the first control valve 33 by the branching unit 7 x.

このように本実施例によれば、貯湯槽71内の水を水浄化部42およびタンク1を介して燃料電池システムの改質器100または加湿器200に供給し、改質器100または加湿器200において消費するものである。本実施例によれば、第1水補充手段3を構成する第1水補充路31は、温水を貯留し得る貯湯槽71を水源としており、貯湯槽71の貯湯室70に貯留されている水を水浄化部42を介して貯留室10に補充するため、貯湯槽71の水を有効利用することができ、第1水補充路31の水源を別途設けずともよく有利である。また、システムが寒冷地等で使用されるときであっても、温水を貯める貯湯槽71内の水は一般的には他の水源に比較して低温となりにくいため、過剰に低い水を水浄化部42,タンク1,改質器100または加湿器200に供給する不具合が抑制される。更に、一般的には貯湯槽71の貯湯室70は容積が大きく、しかも、貯湯槽71内の水位が低下しても、補充ポート76から貯湯槽71内に水が補充されるため、給水量には支障がない。更に本実施例によれば、第1水補充路31に繋がる出口ポート72は貯湯槽71の下部に形成されている。故に、貯湯室70内の水としては、貯湯室70内の上部側よりも相対的に温度が低い下部側の水を第1水補充路31を介してタンク1に供給することにしている。このため、貯湯室70内の暖かい水の使用量が過剰にならず、貯湯槽71の本来の貯湯機能を損なわない。また、定常運転時には回収水でほとんどまかなわれるため、バルブ33の作動頻度は少なく、異物等によって作動不良となる可能性が大きく、また水道水を使用した場合には、更に異物等が混入し易く、起動時にバルブ33が異状を検出することは、燃料電池や改質装置を保護するために重要である。本施例では、循環水路74を流れる水を第1水補充路31に供給したが、貯湯槽71の吐出ポート78から貯湯槽71内の水を第1水補充路31に直接供給しても良い。   Thus, according to the present embodiment, the water in the hot water tank 71 is supplied to the reformer 100 or the humidifier 200 of the fuel cell system via the water purification unit 42 and the tank 1, and the reformer 100 or the humidifier is supplied. 200 is consumed. According to the present embodiment, the first water replenishment path 31 constituting the first water replenishing means 3 uses a hot water tank 71 that can store hot water as a water source, and the water stored in the hot water storage chamber 70 of the hot water tank 71. Is replenished to the storage chamber 10 via the water purification unit 42, so that the water in the hot water tank 71 can be used effectively, and it is advantageous that a water source for the first water replenishment path 31 is not required. Even when the system is used in a cold region or the like, the water in the hot water tank 71 for storing hot water is generally less likely to be at a lower temperature than other water sources, so that excessively low water is purified. The trouble which supplies to the part 42, the tank 1, the reformer 100, or the humidifier 200 is suppressed. Further, generally, the hot water storage chamber 70 of the hot water storage tank 71 has a large volume, and even if the water level in the hot water storage tank 71 is lowered, water is replenished from the replenishment port 76 into the hot water storage tank 71. There is no hindrance. Furthermore, according to the present embodiment, the outlet port 72 connected to the first water replenishment path 31 is formed in the lower part of the hot water tank 71. Therefore, the water in the hot water storage chamber 70 is supplied to the tank 1 through the first water replenishment path 31 with the lower side water having a relatively lower temperature than the upper side in the hot water storage chamber 70. For this reason, the amount of warm water used in the hot water storage chamber 70 does not become excessive, and the original hot water storage function of the hot water storage tank 71 is not impaired. Further, since the recovered water is almost covered by the recovered water during steady operation, the operation frequency of the valve 33 is low, and there is a high possibility of malfunction due to foreign matter, etc. Further, when tap water is used, foreign matter is more likely to be mixed. In order to protect the fuel cell and the reformer, it is important that the valve 33 detects the abnormality at the time of startup. In this embodiment, the water flowing through the circulation water channel 74 is supplied to the first water replenishment channel 31, but the water in the hot water storage tank 71 may be directly supplied to the first water replenishment channel 31 from the discharge port 78 of the hot water storage tank 71. good.

図6および図7は実施例4を示す。本実施例は図5に示す実施例3と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例3と異なる部分を中心として説明する。本実施例によれば、基準時間内において水浄化部42を介して貯留室10へ供給された給水量WAと、基準時間内において貯留室10から吐出された吐水量WBとを演算で求める。   6 and 7 show a fourth embodiment. The present embodiment has basically the same configuration and function as the third embodiment shown in FIG. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the third embodiment. According to the present embodiment, the water supply amount WA supplied to the storage chamber 10 via the water purification unit 42 within the reference time and the water discharge amount WB discharged from the storage chamber 10 within the reference time are obtained by calculation.

基準時間において貯留室10へ供給された給水量WAは、基本的には、基準時間内において第1制御バルブ33の開放により第1水補充路31および水浄化部42を介して貯留室10へ供給された給水量WA1と、基準時間内において第3制御バルブ47の開放により回収路40から水浄化部42を介して貯留室10へ供給された給水量WA2との総和に基づいて決定される。   The water supply amount WA supplied to the storage chamber 10 at the reference time is basically transferred to the storage chamber 10 via the first water replenishment path 31 and the water purification unit 42 by opening the first control valve 33 within the reference time. It is determined based on the sum of the supplied water amount WA1 and the supplied water amount WA2 supplied from the recovery path 40 to the storage chamber 10 via the water purification unit 42 by opening the third control valve 47 within the reference time. .

前記した給水量WA1は、基本的には、第1制御バルブ33の開放時における流路面積α1と、第1制御バルブ33の開放時間Tα1とに基づいて求められる。また給水量WA2は、基本的には、第3制御バルブ47の開放時の流路面積α3と、第3制御バルブ47の開放時間Tα3とに基づいて求められる。ここで、第1制御バルブ33の開放時の流路面積α1は固定値であり既知である。第3制御バルブ47の開放時の流路面積α3は固定値であり既知である。第1制御バルブ33の開放時間Tα1、第3制御バルブ47の開放時間Tα3は、制御装置6により開放指令が制御バルブ33,47に出力されている時間に相当するため、制御装置6の内部タイマ機能により検知される。このため前記したタンク1への給水量WA(WA=WA1+WA2)は演算で求められる。   The above-described water supply amount WA1 is basically obtained based on the flow path area α1 when the first control valve 33 is opened and the opening time Tα1 of the first control valve 33. The water supply amount WA2 is basically obtained based on the flow path area α3 when the third control valve 47 is opened and the opening time Tα3 of the third control valve 47. Here, the flow path area α1 when the first control valve 33 is opened is a fixed value and is known. The flow path area α3 when the third control valve 47 is opened is a fixed value and is known. Since the opening time Tα1 of the first control valve 33 and the opening time Tα3 of the third control valve 47 correspond to the time when the opening command is output to the control valves 33 and 47 by the control device 6, the internal timer of the control device 6 is used. Detected by function. Therefore, the water supply amount WA (WA = WA1 + WA2) to the tank 1 is obtained by calculation.

また、基準時間内において貯留室10から吐出された吐水量WBは、基本的には、基準時間内において給水路2から改質器100または加湿器200に供給された吐水量WB1と、基準時間内において溢水部11から溢水された吐水量WB2との総和に基づく。吐水量WB1は給水路2の流量センサ21により求められる。溢水部11には、溢水部11からオーバーフローした水量を検知する溢水センサ11eが設けられている。基準時間内における溢水量である吐水量WB2は、溢水センサ11eおよび溢水時間により検知される。   Further, the water discharge amount WB discharged from the storage chamber 10 within the reference time basically corresponds to the water discharge amount WB1 supplied from the water supply channel 2 to the reformer 100 or the humidifier 200 within the reference time, and the reference time. This is based on the sum total of the water discharge amount WB2 overflowed from the overflow portion 11 inside. The water discharge amount WB1 is obtained by the flow rate sensor 21 of the water supply channel 2. The overflow portion 11 is provided with an overflow sensor 11e that detects the amount of water that has overflowed from the overflow portion 11. The water discharge amount WB2, which is the amount of overflow within the reference time, is detected by the overflow sensor 11e and the overflow time.

本実施例によれば、制御装置6は、基準時間内において、貯留室10に対する給水量WAと吐水量WBとの水収支を演算する。そして、演算に基づいて貯留室10への水補充操作が本来的に必要であるか否か演算する。演算の結果、給水量WAよりも吐水量WBが所定量以上大きいため、貯留室10への積極的な水補充操作が本来的に必要であると判定されるにもかかわらず、制御装置6から第1制御バルブ33に開放指令が出力されていないときには、第1制御バルブ33に閉鎖指令が出力されているにもかかわらず、第1制御バルブ33から水が漏れ、洩れた水が水浄化部42を介してタンク1に洩れているもの推察される。このため、異状判定手段を構成する制御装置6は、第1制御バルブ33に異状が発生していると判定する。   According to the present embodiment, the control device 6 calculates the water balance between the water supply amount WA and the water discharge amount WB for the storage chamber 10 within the reference time. Based on the calculation, it is calculated whether or not a water replenishment operation to the storage chamber 10 is inherently necessary. As a result of the calculation, since the water discharge amount WB is larger than the water supply amount WA by a predetermined amount or more, the controller 6 determines that an active water replenishment operation to the storage chamber 10 is inherently necessary. When the opening command is not output to the first control valve 33, water leaks from the first control valve 33 even though the closing command is output to the first control valve 33, and the leaked water is removed from the water purification unit. It is presumed that leaking into the tank 1 through 42. For this reason, the control device 6 constituting the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the first control valve 33.

つまり、第1制御バルブ33が異物等を噛み込み、これらの閉鎖作動が不十分である状態が発生している推察される。そこで、制御装置6は異状信号を出力する。この場合、警報装置で警報したり、あるいは、燃料電池システムの運転を中断または中止させたりする。   That is, it is presumed that the first control valve 33 bites foreign matter and the like, and the closing operation is insufficient. Therefore, the control device 6 outputs an abnormal signal. In this case, an alarm is given by an alarm device, or the operation of the fuel cell system is interrupted or stopped.

図7は制御装置6が実行する制御則のフローチャートの一例を示す。制御則はこのフローチャートに限定されるものではない。図7に示すように、まず、燃料電池シテスムの運転のスタートと共にこの制御則は実行される。レジスタ等が初期化される(ステップSB102)。貯留室10の水位は変化するため、貯留室10の水位について演算の基準となる水量を明確にすることが好ましい。そこで、燃料電池システムの運転開始と同時に、貯留室10が満水となるように水を貯留室10に第1水補充手段3により供給する(ステップSB104,SB106)。この場合、タンク1の溢水部11から水が溢れるようにする。このように満水状態での貯留室10の水量を演算基準水量として設定する(ステップSB108)。   FIG. 7 shows an example of a flowchart of a control law executed by the control device 6. The control law is not limited to this flowchart. As shown in FIG. 7, first, this control law is executed with the start of operation of the fuel cell system. Registers and the like are initialized (step SB102). Since the water level of the storage chamber 10 changes, it is preferable to clarify the amount of water that serves as a calculation reference for the water level of the storage chamber 10. Therefore, simultaneously with the start of operation of the fuel cell system, water is supplied to the storage chamber 10 by the first water replenishing means 3 so that the storage chamber 10 becomes full (steps SB104 and SB106). In this case, water is allowed to overflow from the overflow portion 11 of the tank 1. In this way, the amount of water in the storage chamber 10 in the full water state is set as the calculation reference water amount (step SB108).

次に、基準時間における第1制御バルブ33の開放時間Tα1および第3制御バルブ47の開放時間Tα3についての信号データ、基準時間において給水路2を通過した水量に関する流量センサ21の信号データ、基準時間において溢水部11を通過した水量に関する溢水センサ11eの信号データの読み込みを行う(ステップSB110)。   Next, signal data for the opening time Tα1 of the first control valve 33 and the opening time Tα3 of the third control valve 47 at the reference time, signal data of the flow sensor 21 regarding the amount of water that has passed through the water supply channel 2 at the reference time, and reference time The signal data of the overflow sensor 11e relating to the amount of water that has passed through the overflow portion 11 is read (step SB110).

次に、前記した給水量WA1、給水量WA2,吐水量WB1,吐水量WB2を演算により求める(ステップSB112)。更に、貯留室10に対する給水量WA(WA1+WA2)と吐水量WB(WB1+WB2)とによる水収支量WX(WX=WB−WA)を演算により求める(ステップSB114)。次に、温度等の要因を考慮して水収支量WXが一層適切化するように、水収支量WXを補正する(ステップSB116)。次に、補正した水収支量WX’に基づいて、異状であるか否か判定する(ステップSB118)。水収支量WX’が所定値δより小さければ正常として判定し、所定値δ以上であれば、異状として判定し、異状信号を出力し(ステップSB120)、システムの運転を停止する(ステップSB122)。異状でなければ、ステップSB110に戻り、信号データの読み込みを再開する。   Next, the water supply amount WA1, the water supply amount WA2, the water discharge amount WB1, and the water discharge amount WB2 are obtained by calculation (step SB112). Further, a water balance amount WX (WX = WB−WA) based on the water supply amount WA (WA1 + WA2) and the water discharge amount WB (WB1 + WB2) for the storage chamber 10 is obtained by calculation (step SB114). Next, the water balance amount WX is corrected so that the water balance amount WX becomes more appropriate in consideration of factors such as temperature (step SB116). Next, based on the corrected water balance amount WX ', it is determined whether or not there is an abnormality (step SB118). If the water balance amount WX ′ is smaller than the predetermined value δ, it is determined as normal, and if it is equal to or larger than the predetermined value δ, it is determined as abnormal, an abnormal signal is output (step SB120), and the system operation is stopped (step SB122). . If not abnormal, the process returns to step SB110 and reading of signal data is resumed.

図8は実施例5を示す。本実施例は前記した実施例4と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例4と異なる部分を中心として説明する。図8に示すように、回収水をタンク1に補充するための第2水補充手段4には、回収路40および凝縮器45の他に、第2回収路50が設けられ、第2回収路50に繋がる第2凝縮器52が設けられている。第2凝縮器52で凝縮された凝縮水は、第2回収路50を介して水浄化部42に供給される。更に、給水路2における流量センサ21が廃止されている。   FIG. 8 shows a fifth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and function as the fourth embodiment. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the fourth embodiment. As shown in FIG. 8, the second water replenishing means 4 for replenishing the recovered water to the tank 1 is provided with a second recovery path 50 in addition to the recovery path 40 and the condenser 45. A second condenser 52 connected to 50 is provided. The condensed water condensed in the second condenser 52 is supplied to the water purification unit 42 via the second recovery path 50. Furthermore, the flow sensor 21 in the water supply channel 2 is abolished.

本実施例によれば、実施例4の場合と同様に、基準時間内において水浄化部42を介して貯留室10へ供給された給水量WAと、基準時間内において貯留室10から吐出された吐水量WBとが演算で求められる。   According to the present embodiment, as in the case of the fourth embodiment, the water supply amount WA supplied to the storage chamber 10 via the water purification unit 42 within the reference time and the discharge from the storage chamber 10 within the reference time. The water discharge amount WB is obtained by calculation.

基準時間において貯留室10へ供給された給水量WAは、基本的には、基準時間内において第1制御バルブ33の開放により第1水補充路31および水浄化部42を介して貯留室10へ供給された給水量WA1と、基準時間内において第3制御バルブ47の開放により回収路40から水浄化部42を介して貯留室10へ供給された給水量WA2と、基準時間内において第2凝縮器52で回収された凝縮水による給水量WA3との総和に基づいて決定される。   The water supply amount WA supplied to the storage chamber 10 at the reference time is basically transferred to the storage chamber 10 via the first water replenishment path 31 and the water purification unit 42 by opening the first control valve 33 within the reference time. The supplied water amount WA1 and the water amount WA2 supplied from the recovery path 40 to the storage chamber 10 through the water purification unit 42 by opening the third control valve 47 within the reference time, and the second condensation within the reference time. It is determined based on the sum total with the water supply amount WA3 of the condensed water collected by the vessel 52.

前述したように、給水量WA1は、基本的には、第1制御バルブ33の開放時における流路面積α1と、第1制御バルブ33の開放時間Tα1とに基づいて求められる。給水量WA2は、基本的には、第3制御バルブ47の開放時の流路面積α3と、第3制御バルブ47の開放時間Tα3とに基づいて求められる。前述したように第1制御バルブ33の開放時間Tα1、第3制御バルブ47の開放時間Tα3は、制御装置6により開放指令が出力されている時間に相当するため、制御装置6により求められる。   As described above, the water supply amount WA1 is basically obtained based on the flow path area α1 when the first control valve 33 is opened and the opening time Tα1 of the first control valve 33. The water supply amount WA2 is basically obtained based on the flow path area α3 when the third control valve 47 is opened and the opening time Tα3 of the third control valve 47. As described above, the opening time Tα1 of the first control valve 33 and the opening time Tα3 of the third control valve 47 correspond to the time when the opening command is output by the control device 6, and are thus obtained by the control device 6.

また、第2凝縮器52からの給水量WA3は、基本的には、第2凝縮器52に供給された水蒸気を含む酸化剤オフガスの流量va、第2凝縮器52において凝縮する水蒸気を含む酸化剤オフガスの温度ta、酸化剤オフガスの湿度caといった各パラメータに基づいて演算で求められる。第2凝縮器52において凝縮した凝縮水の水量に相当する給水量WA3は、第2回収路50を介して、全て水浄化部42に供給されるものとみなし得る。なお、水蒸気を含む酸化剤オフガスが飽和水蒸気とみなすこともでき、この場合には酸化剤オフガスの湿度を検知するまでもない。上記した結果、給水量WA1とWA2とWA3との総和である給水量WAは、演算で求められる。   Further, the water supply amount WA3 from the second condenser 52 is basically the flow rate va of the oxidant off-gas containing the water vapor supplied to the second condenser 52 and the oxidation containing the water vapor condensed in the second condenser 52. It is obtained by calculation based on each parameter such as the temperature ta of the oxidant off gas and the humidity ca of the oxidant off gas. It can be considered that the water supply amount WA3 corresponding to the amount of condensed water condensed in the second condenser 52 is supplied to the water purification unit 42 via the second recovery path 50. Note that the oxidant off-gas containing water vapor can be regarded as saturated water vapor, and in this case, the humidity of the oxidant off-gas need not be detected. As a result, the water supply amount WA, which is the sum of the water supply amounts WA1, WA2, and WA3, is obtained by calculation.

また前述したように、基準時間内において貯留室10から吐出された吐水量WBは、基本的には、基準時間内において給水路2から改質器100または加湿器200に供給された吐水量WB1と、基準時間内において溢水部11から溢水された水量である吐水量WB2との総和に基づく。給水路2の流量センサ21を廃止しているため、給水路2からの吐水量WB1は、基本的には、給水路2のポンプ20の開度β(既知)と、基準時間においてポンプ20が駆動した時間Tβとに基づいて求められる。前述したように、基準時間内においてタンク1の溢水部11から溢水された吐水量WB2は溢水センサ11eにより求められる。   As described above, the water discharge amount WB discharged from the storage chamber 10 within the reference time is basically the water discharge amount WB1 supplied from the water supply channel 2 to the reformer 100 or the humidifier 200 within the reference time. And the sum of the water discharge amount WB2 that is the amount of water overflowed from the overflow portion 11 within the reference time. Since the flow rate sensor 21 of the water supply channel 2 is abolished, the water discharge amount WB1 from the water supply channel 2 is basically determined by the pump 20 at the reference time and the opening degree β (known) of the pump 20 of the water supply channel 2. It is obtained based on the driving time Tβ. As described above, the water discharge amount WB2 overflowed from the overflow portion 11 of the tank 1 within the reference time is obtained by the overflow sensor 11e.

本実施例によれば、前記した実施例と同様に、制御装置6は、基準時間内において、貯留室10に対する給水量WAと吐水量WBとの水収支量WX(WX=給水量WA−吐水量WB)を演算で求める。そして、演算結果に基づいて、貯留室10への水補充操作が本来的に必要であるか否か演算する。演算の結果、基準時間内において給水量WAよりも吐水量WBが所定量以上大きい場合、貯留室10への水補充操作が本来的に必要であると演算されるにもかかわらず、制御装置6の指令により第1制御バルブ33が開放操作されていないないときには、異状判定手段を構成する制御装置6は、第1制御バルブ33に異状が発生していると判定する。この場合、第1制御バルブ33から異物を吐き出させるため、第1制御バルブ33の開閉動作を設定回数繰り返すことができる。   According to the present embodiment, similarly to the above-described embodiment, the control device 6 performs the water balance amount WX between the water supply amount WA and the water discharge amount WB for the storage chamber 10 within the reference time (WX = water supply amount WA−discharge). The amount of water WB) is obtained by calculation. And based on a calculation result, it is calculated whether the water replenishment operation to the storage chamber 10 is fundamentally required. As a result of the calculation, when the water discharge amount WB is larger than the water supply amount WA by a predetermined amount or more within the reference time, the control device 6 is calculated even though it is calculated that the water supply operation to the storage chamber 10 is inherently necessary. When the first control valve 33 is not opened by the command, the control device 6 constituting the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the first control valve 33. In this case, since the foreign matter is discharged from the first control valve 33, the opening / closing operation of the first control valve 33 can be repeated a set number of times.

図9は実施例6を示す。本実施例は前記した実施例5と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例5と異なる部分を中心として説明する。図9に示すように、
タンク1は、事実上オーバーフローしない程度の大きな容積とされているため、溢水量を考慮するまでもない。本実施例においても、基準時間において貯留室10へ供給された給水量WAは、基本的には、基準時間内において第1制御バルブ33の開放により第1水補充路31および水浄化部42を介して貯留室10へ供給された給水量WA1と、基準時間内において第3制御バルブ47の開放により回収路40から水浄化部42を介して貯留室10へ供給された給水量WA2と、基準時間内において第2凝縮器52で回収された凝縮水による給水量WA3との総和に基づいて決定される。
FIG. 9 shows a sixth embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and effect as the fifth embodiment described above. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the fifth embodiment. As shown in FIG.
Since the tank 1 has a large volume that does not actually overflow, it is needless to consider the amount of overflow. Also in the present embodiment, the water supply amount WA supplied to the storage chamber 10 at the reference time basically passes through the first water replenishment path 31 and the water purification unit 42 by opening the first control valve 33 within the reference time. The water supply amount WA1 supplied to the storage chamber 10 via the water supply amount WA2 supplied to the storage chamber 10 from the recovery path 40 via the water purification unit 42 by opening the third control valve 47 within the reference time, and the reference It is determined based on the sum total with the water supply amount WA3 by the condensed water collected by the second condenser 52 within the time.

また、基準時間内において貯留室10から吐出された吐水量WBは、基本的には、基準時間内において給水路2から改質器100または加湿器200に供給された吐水量WB1に基づく。給水路2の流量センサ21を廃止しているため、給水路2からの吐水量WB1は、基本的には、給水路2のポンプ20の開度β(既知)と、基準時間においてポンプ20が駆動した時間Tβとに基づいて求められる。   Further, the water discharge amount WB discharged from the storage chamber 10 within the reference time is basically based on the water discharge amount WB1 supplied from the water supply channel 2 to the reformer 100 or the humidifier 200 within the reference time. Since the flow rate sensor 21 of the water supply channel 2 is abolished, the water discharge amount WB1 from the water supply channel 2 is basically determined by the pump 20 at the reference time and the opening degree β (known) of the pump 20 of the water supply channel 2. It is obtained based on the driving time Tβ.

本実施例によれば、前記した実施例と同様に、制御装置6は、基準時間内において、貯留室10に対する給水量WAと吐水量WBとの水収支を演算する。そして、演算に基づいて貯留室10への水補充操作が本来的に必要であるか否か演算する。演算の結果、給水量WAよりも吐水量WBが所定量以上大きい場合、貯留室10への水補充操作が本来的に必要であると演算されるにもかかわらず、第1制御バルブ33が開放操作されないときには、異状判定手段を構成する制御装置6は、第1制御バルブ33に異状が発生していると判定する。   According to the present embodiment, as in the above-described embodiment, the control device 6 calculates the water balance between the water supply amount WA and the water discharge amount WB for the storage chamber 10 within the reference time. Based on the calculation, it is calculated whether or not a water replenishment operation to the storage chamber 10 is inherently necessary. As a result of the calculation, when the water discharge amount WB is larger than the water supply amount WA by a predetermined amount or more, the first control valve 33 is opened although it is calculated that the water replenishment operation to the storage chamber 10 is inherently necessary. When not operated, the control device 6 constituting the abnormality determination means determines that an abnormality has occurred in the first control valve 33.

図10は実施例7に係るフローチャートを示す。本実施例は前記した実施例4と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、実施例4と異なる部分を中心として説明する。この場合、基準時間内において、水補充手段の積極的な水補充操作による貯留室10への給水量が貯留室10からの吐水量に対して多いとき、水補充手段に異状が発生していると判定する異状判定手段が設けられている。ここで、inputである給水量:WA(=WA1+WA2)となり、outputである吐水量WB(=WB1+WB2)となる。   FIG. 10 is a flowchart according to the seventh embodiment. The present embodiment basically has the same configuration and function as the fourth embodiment. Hereinafter, a description will be given centering on differences from the fourth embodiment. In this case, when the amount of water supplied to the storage chamber 10 by the aggressive water replenishment operation of the water replenishment means is larger than the amount of water discharged from the storage chamber 10 within the reference time, an abnormality has occurred in the water replenishment means. Is provided. Here, the input water supply amount: WA (= WA1 + WA2), and the output water discharge amount WB (= WB1 + WB2).

ここで、タンク1の貯湯室10から供給される吐水量WB1の状態(吐水しているか否を問題にすることなく、制御バルブ33,47が閉じている状態が続くにも関わらず(WA1=WA2=0のとき)、溢水センサ11eが溢水量を検知し続ける場合が異状である。時間t2は、バルブ33,47が開となった後における溢水検知を無視する時間であり、バルブ33,47開後に一定時間は溢水センサ11eが溢水量を検知しないようにするためのバッファ時間を設けている。時間t1は、溢水が連続して検知された場合の異状判定時間であり、予め設定されている。先ず、バルブ33,47のいずれかが開放か判定する(ステップSD102)。開放であれば、設定時間t2の間カウントする。溢水センサ11eが溢水により吐水しているか判定する(ステップSD104)。そしてタイマーを初期化し、カウントをスタートする(ステップSD106)。更に、溢水センサ11eが溢水を検知し、タンク1から吐水しているか判定する(ステップSD108)。YESであれば、タイマーカウントを終了する(ステップSD110)。カウントした時間が設定時間t1以上であれば、異状である判定する。   Here, the state of the water discharge amount WB1 supplied from the hot water storage chamber 10 of the tank 1 (WA1 = WA1 = WA1 = While the control valves 33 and 47 remain closed without questioning whether or not water is discharged. When WA2 = 0), the case where the overflow sensor 11e continues to detect the overflow amount is unusual, and the time t2 is a time to ignore the overflow detection after the valves 33 and 47 are opened. A buffer time is provided so that the overflow sensor 11e does not detect the overflow amount for a certain time after opening 47. Time t1 is an abnormality determination time when overflow is continuously detected, and is set in advance. First, it is determined whether any of the valves 33 and 47 is open (step SD102), and if it is open, it is counted for a set time t2, and the overflow sensor 11e is discharging water due to overflow. Then, the timer is initialized and the count is started (step SD106), and it is further determined whether the overflow sensor 11e detects the overflow and is discharging water from the tank 1 (step SD108). If there is, the timer count ends (step SD110) If the counted time is equal to or longer than the set time t1, it is determined that there is an abnormality.

(他の実施例)
上記した実施例1によれば、第1水補充路31を貯湯槽系に繋げ、貯湯槽系の水を第1水補充路31を介してタンク1に供給することにしても良い。上記した実施例1によれば、燃料電池システムの水消費部として改質器100または加湿器200としているが、これに限らず、他のものでも良く、要するに水を使用するものであれば良い。全ての実施例において、異状である判定したとき、第1制御バルブ33から異物を吐き出させるため、第1制御バルブ33の開閉動作を設定回数繰り返すことができる。各実施例において、溢水部11に設けた流量センサ11eにより、溢水部11から溢れる水量を検知しても良い。本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
(Other examples)
According to the first embodiment described above, the first water replenishment path 31 may be connected to the hot water tank system, and the water in the hot water tank system may be supplied to the tank 1 via the first water replenishment path 31. According to Example 1 described above, the reformer 100 or the humidifier 200 is used as the water consuming part of the fuel cell system. However, the present invention is not limited to this, and any other type may be used as long as it uses water. . In all the embodiments, when it is determined that there is an abnormality, the foreign matter is discharged from the first control valve 33. Therefore, the opening / closing operation of the first control valve 33 can be repeated a set number of times. In each embodiment, the amount of water overflowing from the overflow portion 11 may be detected by a flow sensor 11 e provided in the overflow portion 11. The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within the scope not departing from the gist.

本発明は例えば定置用、車両用、電気機器用、電子機器用等の燃料電池システム、更にはコージェネレーションシステム等の他の機器システムに利用することができる。   The present invention can be used for, for example, fuel cell systems for stationary use, vehicles, electrical equipment, electronic equipment, and other equipment systems such as cogeneration systems.

実施例1に係り、燃料電池システムの給水装置を模式的に示す構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a water supply device of a fuel cell system according to a first embodiment. 実施例1に係り、制御則を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a control law according to the first embodiment. 実施例1に係り、他の制御則を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating another control law according to the first embodiment. 実施例2に係り、他の制御則を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating another control law according to the second embodiment. 実施例3に係り、燃料電池システムの給水装置を模式的に示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram schematically showing a water supply device of a fuel cell system according to a third embodiment. 実施例4に係り、燃料電池システムの給水装置を模式的に示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing a water supply device of a fuel cell system according to a fourth embodiment. 実施例4に係り、制御則を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a control law according to the fourth embodiment. 実施例5に係り、燃料電池システムの給水装置を模式的に示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing a water supply device of a fuel cell system according to a fifth embodiment. 実施例6に係り、燃料電池システムの給水装置を模式的に示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing a water supply device of a fuel cell system according to Example 6. 実施例7に係り、制御則を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a control law according to the seventh embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1はタンク、10は貯湯室、11は溢水部、11eは溢水センサ、12は水位検知センサ、2は給水路、20はポンプ、21は流量センサ、22は第2制御バルブ、3は第1水補充手段、31は第1水補充路、33は第1制御バルブ、4は第2水補充手段、40は回収路(水回収系)、42は水浄化部、43は連通路、45は凝縮器、47は第3制御バルブ、6は制御装置(異状判定手段)、100は改質器(水消費部)、200は加湿器(水消費部)を示す。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 is a tank, 10 is a hot water storage room, 11 is an overflow part, 11e is an overflow sensor, 12 is a water level detection sensor, 2 is a water supply path, 20 is a pump, 21 is a flow sensor, 22 is a 2nd control valve, 3 is 1st Water replenishment means, 31 is a first water replenishment path, 33 is a first control valve, 4 is a second water replenishment means, 40 is a recovery path (water recovery system), 42 is a water purifier, 43 is a communication path, 45 is Condenser, 47 is a third control valve, 6 is a control device (abnormality determination means), 100 is a reformer (water consumption unit), and 200 is a humidifier (water consumption unit).

Claims (9)

水を貯留可能な貯留室をもつタンクと、
燃料電池システムの水消費部に前記貯留室の水を供給する給水路と、
前記貯留室に水を補充する水補充操作を実行する水補充手段とを具備する燃料電池システムの給水装置において、
前記水消費部に前記給水路を介して前記貯留室の水を供給する条件の下で、基準時間内において、前記水補充手段の積極的な水補充操作による貯留室への給水量が前記貯留室からの吐水量に対して異なるとき、前記水補充手段に異状が発生していると判定する異状判定手段を具備していることを特徴とする燃料電池システムの給水装置。
A tank having a storage chamber capable of storing water;
A water supply channel for supplying water in the storage chamber to the water consumption part of the fuel cell system;
A water supply device for a fuel cell system, comprising water replenishing means for performing a water replenishment operation for replenishing water in the storage chamber;
Under the condition of supplying the water in the storage chamber to the water consuming unit through the water supply channel, the amount of water supplied to the storage chamber by the positive water replenishment operation of the water replenishing means is within the reference time. A water supply device for a fuel cell system, comprising: an abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the water replenishing means when the amount of water discharged from the chamber differs.
請求項1において、前記異状判定手段は、前記貯留室への前記水補充手段による水補充操作が設定時間以上実行されないとき、前記水補充手段に異状が発生していると判定することを特徴とする燃料電池システムの給水装置。   2. The abnormality determination unit according to claim 1, wherein the abnormality replenishing unit determines that an abnormality has occurred in the water replenishing unit when the water replenishment operation by the water replenishing unit to the storage chamber is not executed for a set time or longer. A water supply device for a fuel cell system. 請求項1において、前記異状判定手段は、基準時間内において前記水補充手段が前記貯留室へ供給する給水量WAと、基準時間内において前記貯留室から前記貯留室外に吐出された吐水量WBとに基づいて、前記貯留室に対する給水量と吐水量との水収支を演算し、演算結果に基づいて前記水補充手段に異状が発生していると判定することを特徴とする燃料電池システムの給水装置。   2. The abnormality determination unit according to claim 1, wherein the water supply amount WA supplied to the storage chamber by the water replenishment unit within a reference time, and the water discharge amount WB discharged from the storage chamber to the outside of the storage chamber within a reference time. The water supply of the fuel cell system is characterized in that a water balance between the water supply amount and the water discharge amount for the storage chamber is calculated based on the calculation result, and it is determined that an abnormality has occurred in the water replenishing means based on the calculation result. apparatus. 請求項3において、前記タンクは水を溢れ出させる溢水部を有しており、前記タンクの前記溢水部から水が溢れるように満水状態とし、この満水状態の水量を前記貯留室の演算基準水量として設定することを特徴とする燃料電池システムの給水装置。   In Claim 3, The said tank has the overflow part which overflows water, It fills up so that water may overflow from the said overflow part of the said tank, and the amount of water of this full state is the calculation reference | standard water quantity of the said storage chamber A water supply device for a fuel cell system, characterized in that 請求項1〜4のうちのいずれか一項において、前記異状判定手段は、前記水補充手段に異状が発生していると判定するとき、前記水補充手段を少なくとも1回作動させることを特徴とする燃料電池シテスムの給水装置。   In any 1 item | term of the Claims 1-4, When the said abnormality determination means determines with abnormality having generate | occur | produced in the said water replenishment means, the said water replenishment means is operated at least once, It is characterized by the above-mentioned. A water supply system for a fuel cell system. 請求項1〜5のうちのいずれか一項において、前記水補充手段は、燃料電池システムにおける水を回収する水回収系を備えることを特徴とする燃料電池システムの給水装置。   6. The water supply apparatus for a fuel cell system according to claim 1, wherein the water replenishing means includes a water recovery system for recovering water in the fuel cell system. 請求項1〜6のうちのいずれか一項において、前記水補充手段は、水道水または回収水のうちの少なくともいずれかの水を浄化する水浄化部を有することを特徴とする燃料電池システムの給水装置。   7. The fuel cell system according to claim 1, wherein the water replenishing unit includes a water purification unit that purifies at least one of tap water and recovered water. Water supply device. 請求項1〜7のうちのいずれか一項において、前記水補充手段は貯湯槽系の水を補充することを特徴とする供給する燃料電池システムの給水装置。   8. The water supply device of a fuel cell system for supplying according to any one of claims 1 to 7, wherein the water replenishing means replenishes hot water tank water. 水を貯留可能な貯留室をもつタンクと、
機器システムの水消費部に貯留室の水を供給する給水路と、
貯留室に水を補充する水補充操作を実行する水補充手段とを具備する機器システムの給水装置において、
機器システムの前記水消費部に前記給水路を介して貯留室の水を供給する条件の下で、基準時間内において、前記水補充手段の積極的な水補充操作による貯留室への給水量が貯留室からの吐水量に対して異なるとき、前記水補充手段に異状が発生していると判定する異状判定手段を具備していることを特徴とする機器システムの給水装置。
A tank having a storage chamber capable of storing water;
A water supply channel for supplying water in the storage chamber to the water consumption part of the equipment system;
In a water supply apparatus of an equipment system comprising a water replenishing means for performing a water replenishment operation for replenishing water in a storage chamber,
Under the condition of supplying the water in the storage chamber to the water consumption part of the equipment system via the water supply channel, the amount of water supplied to the storage chamber by the active water replenishment operation of the water replenishment means is within a reference time. A water supply device for an equipment system, comprising: an abnormality determining unit that determines that an abnormality has occurred in the water replenishing unit when the amount of water discharged from the storage chamber differs.
JP2005148981A 2005-05-23 2005-05-23 Water supply device of fuel cell system, and water supply device of apparatus system Withdrawn JP2006331656A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005148981A JP2006331656A (en) 2005-05-23 2005-05-23 Water supply device of fuel cell system, and water supply device of apparatus system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005148981A JP2006331656A (en) 2005-05-23 2005-05-23 Water supply device of fuel cell system, and water supply device of apparatus system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006331656A true JP2006331656A (en) 2006-12-07

Family

ID=37553157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005148981A Withdrawn JP2006331656A (en) 2005-05-23 2005-05-23 Water supply device of fuel cell system, and water supply device of apparatus system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006331656A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008159462A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Kyocera Corp Fuel cell device
JP2008186661A (en) * 2007-01-29 2008-08-14 Kyocera Corp Fuel cell device
JP2009152092A (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Panasonic Corp Fuel cell system
JP2019160547A (en) * 2018-03-13 2019-09-19 大阪瓦斯株式会社 Power generation system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008159462A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Kyocera Corp Fuel cell device
JP2008186661A (en) * 2007-01-29 2008-08-14 Kyocera Corp Fuel cell device
JP2009152092A (en) * 2007-12-21 2009-07-09 Panasonic Corp Fuel cell system
JP2019160547A (en) * 2018-03-13 2019-09-19 大阪瓦斯株式会社 Power generation system
JP7032964B2 (en) 2018-03-13 2022-03-09 大阪瓦斯株式会社 Power generation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2616990C (en) Fuel cell system and generation control device
JP5634488B2 (en) Method for operating hydrogen generator and method for operating fuel cell system
JP2005141943A (en) Fuel cell system
JP2006339123A (en) Abnormality determination device
JP2007052937A (en) Fuel cell system and its operation method
JP5292801B2 (en) Fuel cell system
JP2005190824A (en) Fuel cell system
JP5178919B2 (en) Power generation system
JP5110415B2 (en) Fuel cell system and gas leak detection method
KR102614135B1 (en) Air supply control method and control system for fuel cell
JP4930822B2 (en) Fuel cell system
JP2006331656A (en) Water supply device of fuel cell system, and water supply device of apparatus system
JP2005310653A (en) Fuel cell system
EP2639872B1 (en) Fuel cell system
JP2018170198A (en) Energy supply system
JP2005050574A (en) Fuel cell system
JP4609630B2 (en) Fuel cell valve abnormality determination control device
WO2019188294A1 (en) Fuel cell device, control device, and control program
JP2009117056A (en) Fuel cell system
US20230074636A1 (en) Apparatus and method for estimating an amount of condensed water in an anode of a fuel cell system and method of controlling a drain valve using same
JP5902321B2 (en) Device for draining liquid
JP6952248B2 (en) Fuel cell system
WO2019208128A1 (en) Fuel cell device, control device, and control program
JP2003173810A (en) Fuel cell system
JP4211000B2 (en) Gas leak judgment device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061019

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20091211