JP2008300059A - Fuel cell device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池の発電により生じる排ガスと水との熱交換により生じた凝縮水を利用して発電を行なう燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell device that generates power using condensed water generated by heat exchange between exhaust gas and water generated by power generation of a fuel cell.
近年、次世代エネルギーとして、水素ガスと酸素含有ガス(通常、空気である)とを用いて電力を得ることができる燃料電池と、この燃料電池を稼動するための補機類とを外装ケースに収納してなる燃料電池装置およびその運転方法が種々提案されている。 In recent years, as a next-generation energy, a fuel cell capable of obtaining electric power using hydrogen gas and an oxygen-containing gas (usually air) and auxiliary equipment for operating the fuel cell are provided in an outer case. Various fuel cell devices that are housed and their operating methods have been proposed.
ここで、燃料電池の発電に必要な水素の生成方法の1つとして水蒸気改質法が知られており、この水蒸気改質を用いる燃料電池装置としては、燃料ガス(水素ガス)を生成するための改質器、外部から供給される水(水道水等)を処理して純水を生成する水処理装置、処理した水(純水)を一時的に貯水するための水タンク、さらに水処理装置と水タンクと改質器をそれぞれ接続する水供給管等を具備することが知られている。 Here, a steam reforming method is known as one of the methods for generating hydrogen necessary for power generation of a fuel cell, and a fuel cell device using this steam reforming generates fuel gas (hydrogen gas). Reformers, water treatment devices that produce pure water by processing water (such as tap water) supplied from outside, water tanks for temporarily storing the treated water (pure water), and water treatment It is known to include a water supply pipe or the like for connecting the apparatus, a water tank, and a reformer.
また、燃料電池の発電により生じる排ガスと水とで熱交換するための熱交換器を具備し、熱交換により生成される凝縮水を改質器に供給する燃料電池装置も知られている(例えば、特許文献1参照)。
上述したような水蒸気改質を用いる燃料電池装置において、熱交換により生じる凝縮水を改質器に供給するにあたっては、改質器の故障や改質触媒の劣化を抑制(防止)すべく、凝縮水はイオン交換樹脂等の凝縮水処理手段(装置)にて処理されたのち(純水としたのち)改質器に供給される。 In the fuel cell device using steam reforming as described above, when supplying condensed water generated by heat exchange to the reformer, condensation is performed to suppress (prevent) the failure of the reformer and the deterioration of the reforming catalyst. Water is supplied to the reformer after being treated by condensed water treatment means (device) such as ion exchange resin (after being made pure water).
ところで、熱交換により生成された凝縮水の量が、改質器で必要とされる水の量よりも多くなる場合がある。この場合、改質器で必要とされる量以上の水は、燃料電池装置から排水されることとなる。 By the way, the amount of condensed water generated by heat exchange may be larger than the amount of water required in the reformer. In this case, more water than required by the reformer is drained from the fuel cell device.
ここで、熱交換により生成された凝縮水を水タンク(凝縮水タンク)に貯水し、貯水された水(凝縮水)を改質器に供給する燃料電池装置において、凝縮水を凝縮水処理手段で処理した後に水タンク(凝縮水タンク)に貯水する場合においては、改質器で必要とされる量以上の凝縮水を凝縮水処理手段にて処理することとなり、結果的に凝縮水処理手段の寿命が短くなってしまうという問題があった。 Here, the condensed water generated by heat exchange is stored in a water tank (condensed water tank), and the condensed water is supplied to the reformer in the fuel cell device that supplies the stored water (condensed water) to the condensed water treatment means. When the water is stored in the water tank (condensate tank) after being treated in step 3, the condensed water more than the amount required by the reformer is treated by the condensed water treatment means, resulting in the condensed water treatment means. There was a problem that the lifetime of the was shortened.
一方、改質器が必要とする水を、改質器の要求に応じて凝縮水処理手段で処理した後に水ポンプ等により改質器に供給する燃料電池装置においては、改質器が必要とする水を、その都度凝縮水処理手段で処理した後、水ポンプ等により改質器に供給することとなるため、改質器が水を必要とするタイミングと改質器に水が供給されるタイミングとの間にタイムラグが生じ、改質器が故障するといったおそれがあった。 On the other hand, in a fuel cell device that supplies water required by the reformer to the reformer by a water pump or the like after being processed by the condensed water treatment means according to the demand of the reformer, the reformer is required. Since the water to be used is treated by the condensed water treatment means each time and then supplied to the reformer by a water pump or the like, the timing when the reformer needs water and the water is supplied to the reformer. There was a risk of a time lag between the timing and the reformer failure.
それゆえ本発明は、改質器が必要とする水を直ちに供給することができるとともに、凝縮水を処理する凝縮水処理手段の寿命を長くすることができる燃料電池装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell device that can immediately supply water required by a reformer and can prolong the life of a condensed water treatment means for treating condensed water. To do.
本発明の燃料電池装置は、燃料電池と、該燃料電池に供給される改質ガスを生成するために水蒸気改質を行なう改質器と、前記燃料電池の発電により生じる排ガスと水とで熱交換を行なう熱交換器と、該熱交換器での熱交換により生成される凝縮水を貯水するための凝縮水タンクと、該凝縮水タンクの上部壁と前記熱交換器とを接続し、前記熱交換器で生成された前記凝縮水を前記凝縮水タンクに供給するための凝縮水供給管とを具備する燃料電池装置であって、前記凝縮水タンクは、前記凝縮水タンク中に設けられた上部仕切部材により、該上部仕切部材よりも上部に位置する凝縮水導入部と、上部仕切部材よりも下部に位置し、前記凝縮水を純水にするための凝縮水処理手段を備える凝縮水処理部とに区画されているとともに、前記凝縮水導入部の前記凝縮水供給管との接続部よりも低い位置に、前記凝縮水を排水するための凝縮水排水管が接続されていることを特徴とする。 A fuel cell device according to the present invention comprises a fuel cell, a reformer that performs steam reforming to generate reformed gas to be supplied to the fuel cell, and exhaust gas and water generated by power generation of the fuel cell. A heat exchanger for exchanging, a condensate water tank for storing condensate water generated by heat exchange in the heat exchanger, an upper wall of the condensate water tank and the heat exchanger are connected, And a condensed water supply pipe for supplying the condensed water generated by a heat exchanger to the condensed water tank, wherein the condensed water tank is provided in the condensed water tank. Condensed water treatment provided with a condensed water introduction part located above the upper partition member by the upper partition member, and a condensed water treatment means located below the upper partition member for converting the condensed water into pure water. And the condensation. A position lower than the connecting portion between the inlet portion and the condensed water supply pipe, characterized in that the condensed water drain pipe for draining the condensed water is connected.
このような燃料電池装置においては、凝縮水タンクが、凝縮水タンク中に設けられた上部仕切部材により、上部仕切部材よりも上部に位置し、凝縮水供給管より供給される凝縮水を導入するための凝縮水導入部と、上部仕切部材よりも下部に位置し、凝縮水を純水にするための凝縮水処理手段を備える凝縮水処理部とに区画されていることから、凝縮水タンクに供給される凝縮水は、凝縮水導入部を通った後、凝縮水処理部を流れるとともに、凝縮水処理部に備えられた凝縮水処理手段により処理され純水が生成される。 In such a fuel cell device, the condensed water tank is positioned above the upper partition member by the upper partition member provided in the condensed water tank, and introduces condensed water supplied from the condensed water supply pipe. A condensate water introduction section, and a condensate water treatment section that is located below the upper partition member and includes condensate treatment means for converting the condensed water into pure water. The supplied condensed water passes through the condensed water introduction section and then flows through the condensed water processing section, and is processed by condensed water processing means provided in the condensed water processing section to generate pure water.
また凝縮水は、凝縮水タンクの上部壁に接続された凝縮水供給管を流れて、凝縮水タンクの上方より供給されるため、凝縮水の供給量に伴い凝縮水タンクの水位が上昇するが、凝縮水タンクの水位が凝縮水導入部に達した場合においては、凝縮水供給管より凝縮水タンクに供給される水は、凝縮水導入部の凝縮水供給管との接続部よりも低い位置に接続されている凝縮水排水管を通じて排水される。それゆえ、排水される凝縮水が凝縮水処理手段と接触することを抑制できる。 The condensed water flows through the condensed water supply pipe connected to the upper wall of the condensed water tank and is supplied from above the condensed water tank, so that the water level of the condensed water tank rises with the amount of condensed water supplied. When the water level of the condensed water tank reaches the condensed water introduction part, the water supplied from the condensed water supply pipe to the condensed water tank is lower than the connection part of the condensed water introduction part with the condensed water supply pipe. It is drained through a condensate drain pipe connected to the. Therefore, it can suppress that the condensed water drained contacts with a condensed water processing means.
したがって、改質器が必要とする量以上の凝縮水を凝縮水処理手段で処理することを抑制できることから、凝縮水処理手段の寿命を長くすることができる。 Therefore, it is possible to prevent the condensed water processing means from processing more condensed water than the amount required by the reformer, so that the life of the condensed water processing means can be extended.
本発明の燃料電池装置は、燃料電池と、該燃料電池に供給される改質ガスを生成するために水蒸気改質を行なう改質器と、前記燃料電池の発電により生じる排ガスと水とで熱交換を行なう熱交換器と、該熱交換器での熱交換により生成される凝縮水を貯水するための凝縮水タンクと、該凝縮水タンクの上部壁と前記熱交換器とを接続し、前記熱交換器で生成された前記凝縮水を前記凝縮水タンクに供給するための凝縮水供給管とを具備する燃料電池装置であって、前記凝縮水タンクは、前記凝縮水タンク中に設けられた上部仕切部材と下部仕切部材とにより、該上部仕切部材よりも上部に位置する凝縮水導入部と、前記上部仕切部材と前記下部仕切部材との間に位置し前記凝縮水を純水にするための凝縮水処理手段を備える凝縮水処理部と、前記下部仕切部材よりも下部に位置し、前記凝縮水処理部にて処理された凝縮水を前記改質器に供給するための処理水供給部とに区画されているとともに、前記凝縮水導入部の前記凝縮水供給管との接続部よりも低い位置に、前記凝縮水を排水するための凝縮水排水管が接続されていることを特徴とする。 A fuel cell device according to the present invention comprises a fuel cell, a reformer that performs steam reforming to generate reformed gas to be supplied to the fuel cell, and exhaust gas and water generated by power generation of the fuel cell. A heat exchanger for exchanging, a condensate water tank for storing condensate water generated by heat exchange in the heat exchanger, an upper wall of the condensate water tank and the heat exchanger are connected, And a condensed water supply pipe for supplying the condensed water generated by a heat exchanger to the condensed water tank, wherein the condensed water tank is provided in the condensed water tank. The upper partition member and the lower partition member are disposed between the condensed water introduction portion located above the upper partition member and the upper partition member and the lower partition member to make the condensed water pure water. A condensate treatment section comprising the condensate treatment means of The condensate water introduction section is located below the lower partition member and is divided into a treated water supply section for supplying the reformer with the condensed water treated in the condensate treatment section. A condensed water drain pipe for draining the condensed water is connected to a position lower than the connecting portion with the condensed water supply pipe.
このような燃料電池装置においては、凝縮水タンクが、凝縮水タンク中に設けられた上部仕切部材と下部仕切部材とにより、上部仕切部材よりも上部に位置し凝縮水供給管より供給される凝縮水を導入するための凝縮水導入部と、上部仕切部材と下部仕切部材との間に位置し、凝縮水を純水にするための凝縮水処理手段を備える凝縮水処理部と、下部仕切部材よりも下部に位置し、凝縮水処理部にて処理された凝縮水を改質器に供給するための処理水供給部とに区画されていることから、凝縮水タンクに供給される凝縮水は、凝縮水導入部を通った後、凝縮水処理部を流れるとともに、凝縮水処理部に備えられた凝縮水処理手段により処理され純水が生成され、生成された純水は処理水供給部に貯水され改質器に供給されることとなる。 In such a fuel cell device, the condensed water tank is located above the upper partition member and is supplied from the condensed water supply pipe by the upper partition member and the lower partition member provided in the condensed water tank. A condensed water introduction part for introducing water, a condensed water treatment part which is located between the upper partition member and the lower partition member and has condensed water treatment means for making condensed water pure water, and a lower partition member The condensate water supplied to the condensate tank is divided into a treated water supply unit for supplying the reformer with the condensed water treated in the condensed water treatment unit. Then, after passing through the condensed water introduction section, the condensed water processing section flows and is processed by the condensed water processing means provided in the condensed water processing section to generate pure water, and the generated pure water is supplied to the treated water supply section. Water is stored and supplied to the reformer.
また凝縮水は、凝縮水タンクの上部壁に接続された凝縮水供給管を流れて、凝縮水タンクの上方より供給されるため、凝縮水の供給量に伴い凝縮水タンクの水位が上昇するが、凝縮水タンクの水位が凝縮水導入部に達した場合においては、凝縮水供給管より凝縮水タンクに供給される水は、凝縮水導入部の凝縮水供給管との接続部よりも低い位置に接続されている凝縮水排水管を通じて排水される。それゆえ、排水される凝縮水が凝縮水処理手段と接触することを抑制できる。 The condensed water flows through the condensed water supply pipe connected to the upper wall of the condensed water tank and is supplied from above the condensed water tank, so that the water level of the condensed water tank rises with the amount of condensed water supplied. When the water level of the condensed water tank reaches the condensed water introduction part, the water supplied from the condensed water supply pipe to the condensed water tank is lower than the connection part of the condensed water introduction part with the condensed water supply pipe. It is drained through a condensate drain pipe connected to the. Therefore, it can suppress that the condensed water drained contacts with a condensed water processing means.
したがって、改質器が必要とする量以上の凝縮水を凝縮水処理手段で処理することを抑制できることから、凝縮水処理手段の寿命を長くすることができる。 Therefore, it is possible to prevent the condensed water processing means from processing more condensed water than the amount required by the reformer, so that the life of the condensed water processing means can be extended.
また、本発明の燃料電池装置は、前記凝縮水処理手段がイオン交換樹脂であることが好ましい。 In the fuel cell device of the present invention, the condensed water treatment means is preferably an ion exchange resin.
このような燃料電池装置においては、凝縮水処理手段をイオン交換樹脂とすることにより、凝縮水を純水に処理することができる。それにより、改質器が必要とする量の凝縮水を純水に処理することができる。 In such a fuel cell device, the condensed water can be treated into pure water by using the ion-exchange resin as the condensed water treatment means. Thereby, the amount of condensed water required by the reformer can be processed into pure water.
また、本発明の燃料電池装置は、外部から供給される水を処理するための水処理装置と、該水処理装置にて処理された水を貯水するための水タンクとを具備するとともに、前記凝縮水タンクに貯水される水が前記水タンクに供給されるよう、一端が前記処理水供給部と接続されているとともに、他端が前記一端と同じ高さもしくはそれより低い高さで前記水タンクと接続されているタンク連結管を備えることが好ましい。 The fuel cell device of the present invention comprises a water treatment device for treating water supplied from the outside, and a water tank for storing water treated by the water treatment device, One end is connected to the treated water supply unit so that water stored in the condensed water tank is supplied to the water tank, and the other end is at the same height as the one end or lower than the one end. It is preferable to provide a tank connecting pipe connected to the tank.
このような燃料電池装置においては、熱交換により生成される凝縮水を貯水する凝縮水タンクと、外部から供給され水処理装置にて処理された水を貯水する水タンクとを具備し、凝縮水タンクと水タンクとが、一端が処理水供給部と接続され、他端が一端と同じ高さもしくはそれより低い高さで水タンクと接続されるタンク連結管により連結されていることから、凝縮水タンク(処理水供給部)に貯水される凝縮水は水タンクに供給され、水タンクに貯水された水を改質器に供給することとなる。 Such a fuel cell device includes a condensed water tank for storing condensed water generated by heat exchange, and a water tank for storing water supplied from the outside and treated by the water treatment device. Since the tank and water tank are connected at one end to the treated water supply unit and the other end is connected by a tank connection pipe connected to the water tank at the same height as the one end or lower than that, it is condensed. The condensed water stored in the water tank (treated water supply unit) is supplied to the water tank, and the water stored in the water tank is supplied to the reformer.
ここで、燃料電池の発電に伴い凝縮水の供給量(回収量)が減少した場合において、水タンクに外部から供給される水を供給することができることから、改質器に供給される水が枯渇することを抑制できる。 Here, when the supply amount (recovery amount) of the condensed water decreases with the power generation of the fuel cell, the water supplied from the outside can be supplied to the water tank. It can suppress depletion.
また、本発明の燃料電池装置は、前記水タンクに貯水される水の上限水位が、前記凝縮水排水管の接続部位と同じ高さもしくはそれよりも高いことが好ましい。 In the fuel cell device of the present invention, it is preferable that the upper limit water level of water stored in the water tank is the same as or higher than the connection part of the condensed water drain pipe.
このような燃料電池装置においては、水タンクに貯水される水の上限水位が、凝縮水排水管の接続部位と同じ高さもしくはそれよりも高いことから、凝縮水を優先的に貯水する場合において、凝縮水タンクに貯水できる水の量を多くすることができる。それにより、改質器(水タンク)に供給することができる水の量を増加することができる。 In such a fuel cell device, the upper limit water level of water stored in the water tank is the same as or higher than the condensate drain pipe connection part. The amount of water that can be stored in the condensed water tank can be increased. Thereby, the amount of water that can be supplied to the reformer (water tank) can be increased.
また、凝縮水の生成量(供給量)が減少し、外部から供給される水を水タンクに供給する場合において、水タンクに貯水される水の上限水位が、凝縮水排水管の接続部位と高さと同じ高さもしくはそれよりも高いことから、水タンクに貯水できる水の量を多くすることができる。 In addition, when the amount of condensed water generated (supply amount) decreases and water supplied from the outside is supplied to the water tank, the upper limit level of water stored in the water tank is Since the height is equal to or higher than the height, the amount of water that can be stored in the water tank can be increased.
また、本発明の燃料電池装置は、前記凝縮水排水管の接続部位の高さよりも高い位置で前記水タンクに接続された水タンク排水管を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the fuel cell device of the present invention has a water tank drain pipe connected to the water tank at a position higher than a height of a connection portion of the condensed water drain pipe.
このような燃料電池装置においては、水タンク排水管は、凝縮水排水管の接続部位の高さよりも高い位置で水タンクに接続されていることから、凝縮水処理部に供給される凝縮水の量を抑制することができる。すなわち、水タンク排水管を、凝縮水排水管の接続部位よりも高い位置で水タンクに接続することにより、凝縮水を優先的に使用する場合において、凝縮水タンクや水タンクの水位が所定の貯水量に達すると、凝縮水供給管を流れる水は、凝縮水排水管より排水されることとなる。 In such a fuel cell apparatus, since the water tank drain pipe is connected to the water tank at a position higher than the height of the connection part of the condensate drain pipe, the condensed water supplied to the condensed water treatment section The amount can be suppressed. That is, by connecting the water tank drain pipe to the water tank at a position higher than the connection part of the condensate water drain pipe, when the condensed water is used preferentially, the water level of the condensate water tank or the water tank is predetermined. When the amount of stored water is reached, the water flowing through the condensed water supply pipe is drained from the condensed water drain pipe.
それゆえ、改質器が必要とする量以上の凝縮水を凝縮水処理手段で処理することを抑制できることから、凝縮水処理手段の寿命を長くすることができる。 Therefore, it is possible to prevent the condensed water processing means from processing more condensed water than the amount required by the reformer, and thus it is possible to extend the life of the condensed water processing means.
また、水タンクに水タンク排水管を設けていることから、外部から供給される水を水タンクに貯水する場合に、水タンクに貯水される水の水位が凝縮水供給管の凝縮水排水管との接続部位が配置された高さよりも高い位置となる場合があるが、その場合において、水タンクに接続された水タンク排水管により、水タンクの水を排水することができる。したがって、水タンクに貯水される水が溢れることを抑制(防止)することができる。 In addition, since the water tank has a water tank drain pipe, when the water supplied from the outside is stored in the water tank, the water level stored in the water tank is the condensed water drain pipe of the condensed water supply pipe. However, in this case, the water in the water tank can be drained by the water tank drain pipe connected to the water tank. Therefore, it is possible to suppress (prevent) overflow of water stored in the water tank.
また、本発明の燃料電池装置は、前記外部から供給される水を前記水処理装置に供給するとともに、前記水処理装置で処理した水を前記水タンクに供給するための水供給管を有し、該水供給管の前記水処理装置よりも上流側に、前記外部から供給される水の量を調整するための給水弁が設けられているとともに、前記水タンクに貯水される水が所定の水位を下回った場合に、前記外部から供給される水を前記水タンクに貯水するように前記給水弁を制御する制御装置を具備することが好ましい。 The fuel cell device of the present invention has a water supply pipe for supplying water supplied from the outside to the water treatment device and supplying water treated by the water treatment device to the water tank. A water supply valve for adjusting the amount of water supplied from the outside is provided upstream of the water treatment device in the water supply pipe, and the water stored in the water tank has a predetermined amount. It is preferable to include a control device that controls the water supply valve so that the water supplied from the outside is stored in the water tank when the water level falls below the water level.
このような燃料電池装置においては、外部から供給される水を水処理装置で処理した後水タンクに供給するための水供給管を有し、その水供給管の水処理装置よりも上流側に、外部から供給される水の量を調整するための給水弁が設けられているとともに、水タンクに貯水された水の水位が低下し、所定の水位を下回った場合に、外部から供給される水を水タンクに貯水するように給水弁を制御する制御装置を具備することから、通常は燃料電池の発電により生じる凝縮水を利用し、凝縮水が不足した場合に外部から供給される水を改質器(水タンク)に供給することができる。それにより、改質器に供給される水が枯渇することを抑制できる。 Such a fuel cell apparatus has a water supply pipe for supplying water supplied from the outside to the water tank after being treated by the water treatment apparatus, and is located upstream of the water treatment apparatus in the water supply pipe. A water supply valve is provided for adjusting the amount of water supplied from the outside, and is supplied from the outside when the water level stored in the water tank drops and falls below a predetermined water level. Since it is equipped with a control device that controls the water supply valve so that water is stored in the water tank, normally the condensed water generated by the power generation of the fuel cell is used, and the water supplied from the outside when the condensed water is insufficient It can be supplied to a reformer (water tank). Thereby, it can suppress that the water supplied to a reformer is exhausted.
本発明の燃料電池装置は、燃料電池に発電により生じる排ガスと水とで熱交換した際に生成される凝縮水を貯水するための凝縮水タンクと、凝縮水タンクの上部壁と熱交換器とを接続し、熱交換器で生成された凝縮水を凝縮水タンクに供給するための凝縮水供給管とを具備し、凝縮水タンクが、凝縮水タンク中に設けられた上部仕切部材により、上部仕切部材よりも上部に位置し、凝縮水供給管より供給される凝縮水を導入するための凝縮水導入部と、上部仕切部材よりも下部に位置し、凝縮水を純水にするための凝縮水処理手段を備える凝縮水処理部とに区画されており、凝縮水導入部の凝縮水供給管との接続部よりも低い位置に、凝縮水を排水するための凝縮水排水管が接続されていることから、凝縮水タンクの貯水量に伴い、必要量以上の凝縮水は凝縮水排水管より排水されることとなり、凝縮水処理手段の寿命を長くすることができる。 The fuel cell device of the present invention includes a condensed water tank for storing condensed water generated when heat is exchanged between exhaust gas generated by power generation and water in the fuel cell, an upper wall of the condensed water tank, a heat exchanger, And a condensed water supply pipe for supplying the condensed water generated in the heat exchanger to the condensed water tank, and the condensed water tank is disposed at the upper part by an upper partition member provided in the condensed water tank. Condensed water introduction part for introducing condensed water supplied from the condensed water supply pipe, located above the partition member, and condensing for placing condensed water into pure water located below the upper partition member A condensate water treatment section having water treatment means is partitioned, and a condensate drain pipe for draining the condensate water is connected to a position lower than the connection section with the condensate water supply pipe of the condensate water introduction section. Therefore, the amount of water stored in the condensate tank is less than the required amount. The condensed water will be drained from the condensed water drain pipe, it is possible to increase the life of the condensed water treatment unit.
図1は、本発明の燃料電池装置の構成の一例を示した構成図である。本発明の燃料電池装置は、発電を行なう発電ユニット、熱交換後の湯水を貯湯する貯湯ユニット、これらのユニット間を水が循環するための循環配管から構成されている。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the fuel cell device of the present invention. The fuel cell device of the present invention includes a power generation unit that generates power, a hot water storage unit that stores hot water after heat exchange, and a circulation pipe that circulates water between these units.
図1に示す燃料電池装置は、燃料電池1、天然ガスや灯油等の被改質ガスを供給する被改質ガス供給手段2、酸素含有ガスを燃料電池1に供給するための酸素含有ガス供給手段3、被改質ガスと水蒸気により水蒸気改質する改質器4を具備している。
The fuel cell apparatus shown in FIG. 1 includes a
また、図1に示す燃料電池装置においては、燃料電池1の発電により生じた排ガス(排熱)と水とで熱交換を行なう熱交換器13、熱交換により生成された凝縮水を貯水する凝縮水タンク19、熱交換器13で生成された凝縮水を凝縮水タンク19に供給するための凝縮水供給管21が設けられており、凝縮水タンク19に貯水された水(凝縮水)が改質器4に供給される。
Further, in the fuel cell apparatus shown in FIG. 1, a
一方、凝縮水タンク19に貯水される水の量が少ない場合においては、外部より供給される水(水道水等)を純水に処理し改質器4に供給することが好ましく、図1においては外部から供給される水を純水に処理する手段として水処理装置Xを具備している。
On the other hand, when the amount of water stored in the
ここで、水処理装置Xは、水を浄化するための活性炭フィルタ装置7、逆浸透膜装置8(以下、RO膜装置とする)および浄化された水を純水にするためのイオン交換樹脂装置9の各装置を具備する。そして、イオン交換樹脂装置9にて生成された純水は水タンク10に貯水されるとともに、凝縮水タンク19と水タンク10とがタンク連結管20にて連結されている。
Here, the water treatment device X includes an activated carbon filter device 7 for purifying water, a reverse osmosis membrane device 8 (hereinafter referred to as RO membrane device), and an ion exchange resin device for converting purified water into pure water. 9 devices are provided. And the pure water produced | generated by the ion exchange resin apparatus 9 is stored in the
また、図1に示す燃料電池装置においては、活性炭フィルタ装置7、RO膜装置8、イオン交換樹脂装置9および水タンク10をこの順で接続する水供給管5が設けられており、水供給管5には、水供給管5に供給される水量を調整するための給水弁6が設けられている。なお図1においては、これら改質器4に水を供給するための手段を、一点鎖線により囲って示している。
Further, in the fuel cell device shown in FIG. 1, a
さらに、燃料電池1にて発電された直流電力を交流電力に切り替え外部負荷に供給するためのパワーコンディショナ12、熱交換器13の出口に設けられ熱交換器13の出口を流れる水(循環水流)の水温を測定するための出口水温センサ15、水を循環させるための循環ポンプ16、循環ポンプ16の運転を制御する制御装置14により発電ユニットが構成されている。なお、制御装置14については後述する。
Further, a
また貯湯ユニットは、熱交換後の湯水を貯湯するための貯湯タンク18を具備して構成されている。
The hot water storage unit includes a hot
さらに、熱交換器13と貯湯タンク18との間で水を循環させるための循環配管17が設けられており、発電ユニット、貯湯ユニット、循環配管17をあわせて本発明の燃料電池装置が構成される。
Furthermore, a circulation pipe 17 for circulating water between the
なお、図中の矢印は、燃料、酸素含有ガス、水の各流れ方向を示したものであり、また破線は制御装置14に伝送される主な信号経路、または制御装置14より伝送される主な信号経路を示している。また、同一の構成については同一の番号を付するものとし、以下同様である。さらに図示していないが、被改質ガス供給手段2と改質器4との間に、被改質ガスを加湿するための被改質ガス加湿器を設けることも可能である。
The arrows in the figure indicate the flow directions of fuel, oxygen-containing gas, and water, and the broken lines indicate main signal paths transmitted to the
また、燃料電池1としては、各種燃料電池が知られているが、燃料電池を小型化する上で、固体酸化物形燃料電池とすることができる。それにより、燃料電池のほか、燃料電池の動作に必要な補機類を小型化することができ、燃料電池装置を小型化することができる。またあわせて、家庭用燃料電池で求められる変動する負荷に追従する負荷追従運転を行なうことができる。
Various fuel cells are known as the
このように、本発明の燃料電池装置は、水蒸気改質を行なう燃料電池装置において有用であり、なかでも、例えば燃料電池1の上方に、水蒸気改質を行なうための改質器4を配置し、燃料電池1で使用されなかった燃料を燃焼させて改質器4を加熱する固体酸化物形燃料電池において最適となる。
As described above, the fuel cell device of the present invention is useful in a fuel cell device that performs steam reforming. In particular, a
ここで、図1に示した燃料電池装置を用いて、本発明の燃料電池装置の運転方法について説明する。 Here, the operation method of the fuel cell apparatus of the present invention will be described using the fuel cell apparatus shown in FIG.
燃料電池1の発電により生じた排ガス(排熱)は、主に燃料電池1の温度を高めるもしくは維持するために使用された後、燃料電池1より熱交換器13に供給される。熱交換器13においては、燃料電池1の発電により生じる排ガスと熱交換器13内を通水(循環)する水(循環配管17を流れる水)とで熱交換される。そして熱交換された水(湯水)は、循環配管17を循環して貯湯タンク18に貯湯される。
The exhaust gas (exhaust heat) generated by the power generation of the
一方、熱交換により生成される凝縮水は、凝縮水供給管21を流れて凝縮水タンク19に貯水される。凝縮水タンク19に貯水された凝縮水は、凝縮水タンク19中に備えられた凝縮水処理手段(図1においては図示せず)にて処理された後、タンク連結管20を流れて水タンク10に供給される。水タンク10に貯水された水は、改質器4で必要となる水の量に応じて、水ポンプ11により改質器4に供給される。
On the other hand, the condensed water generated by heat exchange flows through the condensed
改質器4においては、水ポンプ11により供給された水と、被改質ガス供給手段2より供給される被改質ガスとにより水蒸気改質を行なう。改質器4にて生成された改質ガス(燃料ガス)は、燃料電池1に供給され、酸素含有ガス供給手段3より供給される酸素含有ガスと反応して、燃料電池1の発電が行なわれる。そして、燃料電池1の発電で生じた電力は、パワーコンディショナ12を通じて外部負荷に供給される。
In the
一方、改質器4に対して外部より供給される水(水道水等)を供給する場合には、給水弁6が開放され、水供給管5を通して、外部から供給される水が活性炭フィルタ装置7に給水される。活性炭フィルタ装置7にて処理された水は、続いてRO膜装置8に給水される。RO膜装置8にて処理された水は、続いてイオン交換樹脂装置9に供給・処理され純水が生成される。イオン交換樹脂装置9にて生成された純水は、水タンク10に供給され、凝縮水を改質器4に供給する場合と同様に、改質器4で必要となる水の量に応じて、水ポンプ11により改質器4に供給される。
On the other hand, when supplying water (tap water or the like) supplied from the outside to the
ところで、改質器4に供給する水として、凝縮水を優先的に使用することにより、水道水等の外部から供給される水の使用量を低減することができ、燃料電池装置のランニングコストを低減することができる。
By the way, by using condensed water preferentially as the water supplied to the
しかしながら、熱交換器13にて行われる熱交換により生成された凝縮水の量が、改質器4で必要とされる水の量よりも多くなる場合がある。この場合、凝縮水タンク19や水タンク10の貯水量が増えることから、凝縮水タンク19や水タンク10から水が溢れることを抑制(防止)する目的で、凝縮水タンク19や水タンク10に排水手段を設ける場合がある。
However, the amount of condensed water generated by heat exchange performed in the
ここで、例えば凝縮水を凝縮水処理手段で処理した後に凝縮水タンク19(水タンク10)に貯水するような燃料電池装置においては、凝縮水処理手段で処理された水がそのまま排水される場合がある。それゆえ、凝縮水処理手段は改質器4に必要となる量以上の水を処理することとなり、結果的に凝縮水処理手段の寿命が短くなってしまうおそれがある。
Here, for example, in a fuel cell device that stores condensed water in the condensed water tank 19 (water tank 10) after the condensed water is treated by the condensed water treatment means, the water treated by the condensed water treatment means is drained as it is. There is. Therefore, the condensed water treatment means treats more water than necessary for the
一方で、改質器4が必要とする水を改質器4の要求に応じて凝縮水処理手段で処理し、処理が終わった後に水ポンプ等により改質器4に供給する燃料電池装置においては、改質器4が必要とする水を、その都度凝縮水処理手段で処理した後、水ポンプ等により改質器4に供給することとなるため、改質器4が水を必要とするタイミングと改質器4に水が供給されるタイミングとの間にタイムラグが生じ、改質器4が故障するというおそれがある。
On the other hand, in the fuel cell device, the water required by the
それゆえ本発明は、改質器4が必要とする水を改質器4の要求に応じて直ちに供給することができるとともに、凝縮水を処理するための凝縮水処理手段の寿命を長くすることができる燃料電池装置を提供することを目的としており、以下に詳述する。
Therefore, the present invention can immediately supply the water required by the
図2は、本発明の燃料電池装置における凝縮水タンク19、水タンク10およびこれらに接続される各水供給管を抜粋して示したものである。
FIG. 2 shows the
熱交換器13で熱交換された際に生成される凝縮水は、凝縮水供給管21を流れて凝縮水タンク19に貯水される。ここで、凝縮水供給管21は一端が凝縮水タンク19の上部壁に接続されている。それにより、熱交換器13にて生成された凝縮水は、凝縮水タンク19の上面より滴下されて(自然落下により流れて)凝縮水タンク19に貯水される。
The condensed water generated when heat is exchanged by the
なお、凝縮水供給管21の他端である熱交換器13との接続部位は、凝縮水タンク19よりも高い位置となるように設けられることが好ましい。それにより、凝縮水は自然落下により凝縮水供給管21を流れて凝縮水タンク19に供給される。
また、凝縮水供給管21は、凝縮水タンク19に容易に凝縮水を貯水することができるよう、なるべく屈曲部等が少なく、直線状の凝縮水供給管21とするのが好ましい。それゆえ例えば、凝縮水供給管21は、凝縮水タンク19の高さ方向と平行に配置するとともに、凝縮水タンク19の上面に垂直に接合されるように設けることが好ましい。
In addition, it is preferable to provide a connection site | part with the
The condensed
ここで凝縮水タンク19は、凝縮水タンク19中に設けられた上部仕切部材24により、上部仕切部材24よりも上部に位置する凝縮水導入部25と、上部仕切部材24よりも下部に位置し、凝縮水を純水にするための凝縮水処理手段22を備える凝縮水処理部26とに区画されている。なお、上部仕切部材24としては、凝縮水供給管21より供給される水が凝縮水処理部26に流れるよう、例えば網目状構造の部材やメッシュ状の部材等を用いることができる。
Here, the
ここで、凝縮水導入部25と凝縮水処理部26とが上下に配置されていることにより、凝縮水供給管21より供給される凝縮水は、凝縮水導入部25を流れた後、凝縮水処理部26を流れる。そして、凝縮水処理手段22を備える凝縮水処理部26を上部から下部へと流れる過程で、凝縮水が純水に処理される。すなわち、凝縮水処理部26の下端側における水が純水となる。
Here, since the condensed
ところで、凝縮水供給管21からの凝縮水の供給量や改質器4への水の供給量に応じて、凝縮水タンク19の水位が上昇する。そして、凝縮水タンク19の水位が凝縮水導入部25に位置する場合がある。この場合、凝縮水供給管21を流れて供給される凝縮水は、それ以上凝縮水処理部26側に流れることできないこととなる。
By the way, the water level of the
ここで、凝縮水タンク19の凝縮水導入部25の凝縮水供給管21との接続部よりも低い位置(凝縮水導入部25の側面)に凝縮水排水管23が接続されている。なお凝縮水排水管23は、凝縮水導入部25の凝縮水供給管21との接続部よりも低い位置に接続されていればよいが、凝縮水供給管21より供給される凝縮水が、凝縮水処理部26に貯水されている水と混合することを抑制すべく、凝縮水タンク19の上端側に接続されていることが好ましい。
Here, the condensed
それにより、凝縮水タンク19の水位が凝縮水導入部25に位置する状態となった場合に、凝縮水供給管21を流れて凝縮水導入部25に供給される凝縮水は、凝縮水導入部25より凝縮水排水管23を流れて排水されることとなる。それにより排水される凝縮水は、凝縮水処理手段22と接触することを抑制できる。
Thereby, when the water level of the
したがって、必要量以上の凝縮水が凝縮水処理部26に流入されることを抑制できることから、凝縮水タンク19(凝縮水処理部26)中に備えられている凝縮水処理手段22を無駄に使用することを抑制でき、凝縮水処理手段22の寿命を長くすることができる。
Therefore, since it is possible to suppress the amount of condensed water exceeding the necessary amount from flowing into the condensed
なお、凝縮水処理手段22としては、凝縮水を処理することにより純水とすることができるものを使用することができるが、凝縮水タンク19(凝縮水処理部26)中に備える(充填する)ことや、凝縮水処理手段22の交換における容易性、凝縮水の処理の効率性等を考慮して、イオン交換樹脂(以下、凝縮水処理手段をイオン交換樹脂として説明するものとし、イオン交換樹脂22と略す場合がある)とすることが好ましく、例えば球状のイオン交換樹脂22とすることができる。なお、凝縮水処理部26中に備えるイオン交換樹脂22は、凝縮水の純度や、凝縮水タンク19の大きさ、イオン交換樹脂22の大きさ等により、適宜凝縮水タンク19(凝縮水処理部26)中に備えることができる。
In addition, as the condensed water processing means 22, what can be made into pure water by processing condensed water can be used, but it is provided (filled) in the condensed water tank 19 (condensed water processing unit 26). ), Ease of replacement of the condensate treatment means 22, efficiency of condensate treatment, and the like, the ion exchange resin (hereinafter, the condensate treatment means will be described as an ion exchange resin). In some cases, it may be abbreviated as “
上述したように、凝縮水タンク19、凝縮水供給管21、凝縮水処理手段22、凝縮水排水管23および上部仕切部材24を設けた構成とすることにより、凝縮水処理手段(イオン交換樹脂)22の寿命を長くすることができる。
As described above, the
なお、図2において凝縮水タンク19はタンク連結管20により水タンク10と接続されている。ここで、水タンク10は、外部から供給される水(水道水等)を水処理手段Xにて処理した後の水が貯水される。それゆえ、タンク連結管20は凝縮水タンク19の水が水タンク10に流れるように接続されることが好ましい。なお、水タンク10およびタンク連結管20については、図3を用いて詳細に説明する。また、図2においては水タンク10の下端側に、改質器4に水を供給するための水供給管が接続されているが、改質器4に水タンクの水を供給することができれば、水供給管の接続部の配置に特に制限はない。
In FIG. 2, the
図3は、凝縮水タンク19と外部から供給される水(水処理装置Xで処理された後の水)を貯水するための水タンク10とがタンク連結管20にて接続されているとともに、凝縮水タンク19に上部仕切部材24と下部仕切部材27とが設けられていることを示したものである。
In FIG. 3, a
燃料電池1の発電量や循環ポンプ17を流れる水の温度等に伴い、熱交換器13で生成される凝縮水の量が変動する。それゆえ、熱交換により生成される凝縮水の量が減少した場合には、外部から供給される水を改質器4に供給することが好ましい。ちなみに、外部から供給される水を改質器4に供給するにあたり、凝縮水(凝縮水処理手段22にて処理された後の凝縮水)と混合して改質器4に供給することもできる。
The amount of condensed water generated by the
ここで、外部から供給される水は、前述した水処理装置Xにより純水とすることができるため、凝縮水タンク19の水を水タンク10に供給する構成とすることが好ましい。それにより、イオン交換樹脂22の寿命が短くなることを抑制(防止)できる。またあわせて、凝縮水タンク19からの水の供給が減少した場合には、水タンク10に外部からの水を供給することができることから、改質器4に供給される水が枯渇することを抑制できる。
Here, since the water supplied from the outside can be made into pure water by the water treatment apparatus X described above, it is preferable that the water in the
ここで、凝縮水タンク19には上部仕切部材24と下部仕切部材27とが設けられており、それにより凝縮水タンク19は、上部仕切部材24よりも上部に位置し凝縮水供給管21より供給される凝縮水を導入するための凝縮水導入部25と、上部仕切部材24と下部仕切部材27との間に位置し、凝縮水を純水にするための凝縮水処理手段22を備える凝縮水処理部26と、下部仕切部材27よりも下部に位置し、凝縮水処理部26にて処理された凝縮水を改質器に供給するための処理水供給部28とに区画されている。
Here, the
それにより、凝縮水供給管21より供給される凝縮水は、凝縮水導入部25を流れた後、凝縮水処理部26を流れる。そして、凝縮水処理手段22を備える凝縮水処理部26を上部から下部へと流れる過程で、凝縮水が純水に処理される。凝縮水処理部26で生成された純水は、処理水供給部28に貯水される。
Thereby, the condensed water supplied from the condensed
それゆえ、凝縮水タンク19の水を水タンク10に供給するにあたっては、凝縮水処理部26にて処理された水が貯水される処理水供給部28より水タンク10に水を供給することにより、処理された凝縮水(純水)を水タンク10に供給することができる。
Therefore, in supplying the water of the
なお下部仕切部材27としては、凝縮水処理部26にて処理された水が、処理水供給部28に流れるよう、例えば網目状構造の部材やメッシュ状の部材等を用いることができる。また、下部仕切部材27として網目状構造の部材やメッシュ状の部材等を用いる場合においては、凝縮水処理手段22が処理水供給部28中に落下しないよう、凝縮水処理手段22の大きさに合わせた網目やメッシュの孔サイズとすることが好ましい。
As the
ここで図3においては、凝縮水タンク19と水タンク10とが、タンク連結管20にて接続されているが、タンク連結管20は、凝縮水タンク19(処理水供給部28)から水タンク10へと水が流れるよう、一端が処理水供給部28と接続され、他端が一端と同じ高さもしくはそれより低い高さで水タンク10と接続されることが好ましい。それにより、処理水供給部28中の水(純水)が水タンク10へ容易に流れることとなり、水タンク10に貯水された水を改質器4に供給することとなる。なお、タンク連結管20は直線状の形状であることが好ましく、凝縮水タンク19の側面と水タンク10の側面とを連結するように配置することが好ましい。ここで、タンク連結管20の一端は、処理水供給部28と接続されていればよいが、凝縮水タンク19の水をより水タンク10に供給することができるよう、処理水供給部28の下端側に接続することが好ましい。
Here, in FIG. 3, the
また、タンク連結管20の一端が処理水供給部28と接続されていることから、例えばタンク連結管20にイオン交換樹脂22が詰まり、凝縮水タンク19の水を水タンク10に供給することができないといったことを有効に抑制(防止)できる。
In addition, since one end of the
さらに、連結管20の水タンク10と接続される他端を、処理水供給部28と接続される一端よりも高い位置とした場合には、水ポンプ等を用いて処理水供給部28の水を水タンク10へと流すこともできる。
Further, when the other end of the connecting
なお、図3においても凝縮水導入部25の凝縮水供給管21との接続部よりも低い位置(凝縮水導入部25の側面)に凝縮水排水管23が接続されており、上述したように、凝縮水タンク19の水位が凝縮水導入部25に位置する状態となった場合に、凝縮水供給管21を流れて凝縮水導入部25に供給される凝縮水は、凝縮水導入部25より凝縮水排水管23を流れて排水されることとなる。それにより排水される凝縮水は、凝縮水処理手段22と接触することを抑制できる。
In FIG. 3 as well, the condensed
したがって、必要量以上の凝縮水が凝縮水処理部26に流入されることを抑制できることから、凝縮水タンク19(凝縮水処理部26)中に備えられている凝縮水処理手段22を無駄に使用することを抑制でき、凝縮水処理手段22の寿命を長くすることができる。
Therefore, since it is possible to suppress the amount of condensed water exceeding the necessary amount from flowing into the condensed
さらに、水タンク10に貯水される水の上限水位が、凝縮水排水管23の接続部位と同じ高さもしくはそれよりも高いことが好ましく、図3においては、水タンク10に貯水される水の上限水位を凝縮水排水管23の接続部位と同じ高さとした状態を示している。
Furthermore, it is preferable that the upper limit water level of the water stored in the
それにより、水タンク10に貯水される水の上限水位が、凝縮水排水管23の接続部位と同じ高さもしくはそれよりも高いことから、凝縮水タンク19に貯水できる凝縮水の量を多くすることができる。すなわち、凝縮水導入部25まで凝縮水を貯水することができる。
Thereby, since the upper limit water level of the water stored in the
一方、凝縮水の生成量(供給量)が減少し、外部から供給される水を水タンク10に供給する場合においては、水タンク10に貯水される水の上限水位が、凝縮水排水管23の接続部位と同じ高さもしくはそれよりも高いことから、外部から供給される水の量に応じて、水タンク10に貯水できる水の量を多くすることができる。なお、この場合において、水タンク10の水が凝縮水タンク19に逆流しないよう、逆流防止部材(例えば、逆流防止弁等)をタンク連結管20に設けることもできる。
On the other hand, when the amount of condensed water generated (supply amount) decreases and water supplied from the outside is supplied to the
図4は、水タンク10に水タンク排水管29が設けられているとともに、水タンク排水管29が、凝縮水排水管23の接続部位よりも高い位置で水タンク10に接続されていることを示したものである。
FIG. 4 shows that the water tank drain pipe 29 is provided in the
ここで、水タンク排水管29と水タンク10とが、凝縮水排水管23の接続部位よりも高い位置で接続されていることから、凝縮水を優先的に使用する場合において、凝縮水タンク19や水タンク10に貯水された水の水位が所定の水位に達すると、凝縮水供給管21を流れる凝縮水は凝縮水処理部26へ流れることが抑制されるとともに、凝縮水排水管23より排水されることとなる。
Here, since the water tank drain pipe 29 and the
それゆえ、凝縮水供給管21を流れる凝縮水が凝縮水処理部26へと流れることを抑制できることから、改質器4が必要とする量以上の凝縮水をイオン交換樹脂22で処理することを抑制でき、イオン交換樹脂22の寿命を長くすることができる。
Therefore, since it is possible to suppress the condensed water flowing through the condensed
また、外部から供給される水を水タンク10に貯水する場合に、水タンク10に貯水される水の水位が凝縮水排水管23の接続部位よりも高い位置(水位)となる場合がある。
Further, when water supplied from the outside is stored in the
ここで、水タンク10に水タンク排水管24を設けることにより、外部から供給される水を水タンク10に貯水する場合において、水タンク10の水位が所定の水位以上となった場合に、水タンク10に貯水された水が水タンク排水管24を流れて排水され、水タンク10より水が溢れることを効果的に抑制(防止)できる。
Here, by providing the water
上述したように、本発明においては、燃料電池の発電により生じる排ガスと水とでの熱交換の際に生成される凝縮水を回収し、回収した凝縮水を優先的に改質器4に供給するが、凝縮水タンク19に貯水される凝縮水が減少し、水タンク10の水位が所定の水位以下となった場合には、外部から供給される水を改質器4に供給することが好ましい。
As described above, in the present invention, the condensed water generated during the heat exchange between the exhaust gas generated by the power generation of the fuel cell and water is recovered, and the recovered condensed water is preferentially supplied to the
それゆえ、外部から供給された水を水処理装置Xに供給するとともに、水処理装置Xで処理した水を水タンク10に供給するための水供給管5において、水処理装置Xよりも上流側に、外部から供給される水の量を調整するための給水弁6を設けるとともに、水タンク10に貯水される水が所定の水位を下回った場合に、外部から供給される水を水タンクに貯水するように給水弁6を制御する制御装置14を具備することが好ましい(図1参照)。
Therefore, the water supplied from the outside is supplied to the water treatment device X, and the
それにより、水タンク10の水位が低下し所定の水位を下回った場合には、外部から供給される水を水タンク10に貯水することができることから、改質器4に供給される水が枯渇することを抑制できる。
Thereby, when the water level of the
具体的には、水タンク10に水位センサ(フロートスイッチや導電率センサ等)を設ける。水位センサが検知した水タンク10の水位情報が制御装置14に伝送される。制御装置14は、水タンク10の水位が予め定められた所定の水位を下回った場合に、給水弁6を開く信号を給水弁6に伝送する。それにより給水弁6が開かれ、外部から供給される水(水道水等)が供給される。外部から供給された水は、水処理手段Xである活性炭フィルタ装置7、RO膜装置8およびイオン交換樹脂装置9により順に処理され、処理された後の水が水タンク10に貯水される。なお、給水弁6としては電磁弁等を用いることができる。
Specifically, a water level sensor (float switch, conductivity sensor, etc.) is provided in the
一方、外部からの水を水タンク10に供給している場合において、水タンク10の水位が所定の水位を上回った場合においては、所定の水位を上回った情報が制御装置14に伝送され、制御装置14は給水弁6を閉じる信号を給水弁6に伝送する。それにより、外部から供給される水を停止することができる。
On the other hand, when water from the outside is supplied to the
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。 Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、図2において凝縮水タンク19と水タンク10とを隣設して、タンク連結管20を設けないように構成することもできる。この場合、凝縮水タンク19の水が水タンク10に流れるよう、例えば凝縮水タンク19と水タンク10の配置(高さ)を変えることが好ましい。
For example, the
さらに例えば、水タンク10の水位が所定の水位(下限水位)を下回った場合に、改質器4での改質反応を水蒸気改質から部分酸化改質に切り換えるようにすることもできる。この場合においては、水タンク10の水位が下限水位を下回った場合でも、継続して燃料電池1の発電を行なうことができる。
Further, for example, when the water level in the
また、外部から供給される水が水タンク10に供給されている場合において、水タンク排水管24に導電率センサ等の水流れセンサを設けることもできる。この場合、例えば水タンク10の水位が所定の水位を上回り、制御装置14が給水弁6を閉じる信号を給水弁6に伝送して所定時間経過後に、導電率センサ等の水流れセンサが水の流れを検知した場合には、給水弁6が故障していることを判断することができる。なお、この場合給水弁6の故障を知らせるための警報装置を設けることもできる。
In addition, when water supplied from the outside is supplied to the
また、例えばイオン交換樹脂22を網目状の部材で形成された筒状の容器に充填するとともに、その筒状の容器を凝縮水タンク19に挿入することもできる。この場合、筒状容器の上面を上部仕切部材24、底面を下部仕切部材27とすることができる。このような筒状容器を用いることにより、イオン交換樹脂22の交換の際、凝縮水タンク19中の水を排水することなく、イオン交換樹脂22の交換を容易に行うことができる。
Further, for example, the
1:燃料電池
4:改質器
5:水供給管
6:給水弁
7:活性炭フィルタ装置
8:RO膜装置
9:イオン交換樹脂装置
10:水タンク
11:水ポンプ
13:熱交換器
14:制御装置
19:凝縮水タンク
20:タンク連結管
21:凝縮水供給管
22:凝縮水処理手段
23:凝縮水排水管
24:上部仕切部材
25:凝縮水導入部
26:凝縮水処理部
27:下部仕切部材
28:処理水供給部
29:水タンク排水管
X:水処理装置
1: Fuel cell 4: Reformer 5: Water supply pipe 6: Water supply valve 7: Activated carbon filter device 8: RO membrane device 9: Ion exchange resin device 10: Water tank 11: Water pump 13: Heat exchanger 14: Control Apparatus 19: Condensed water tank 20: Tank connecting pipe 21: Condensed water supply pipe 22: Condensed water treatment means 23: Condensed water drain pipe 24: Upper partition member 25: Condensed water introduction part 26: Condensed water processing part 27: Lower partition Member 28: Treated water supply unit 29: Water tank drain pipe X: Water treatment device
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