JP2009037830A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池システムにおいて、コスト上昇を抑制しつつ、純水器に供給されるシリカ量を精度よく推定し、純水器のメンテナンスを正確に告知する。
【解決手段】燃料電池システムは、シリカを含有する水を純水化する純水器と、給水源に接続され純水器に給水する給水管と、給水管に設けられ該給水管を開閉する給水用バルブと、給水源から純水器への水の供給量および予め記憶されているシリカ濃度に基づいて該純水器で処理されたシリカ量を推定し（ステップ１１８）、その推定したシリカ量に基づいて運転開始当初からのシリカの積算量を算出し（ステップ１２０）、該シリカ積算量に基づいて純水器にメンテナンスが必要であるか否か（ステップ１２２，１２６）を判断する制御装置と、を備えたことである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、燃料電池システムに関し、特に、燃料電池システムの純水器のメンテナンスに関する。

燃料電池システムの一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図１に示されているように、燃料電池システムでは、複数分割されて互いに直列配置されイオン交換樹脂筒２７がイオン交換処理し、処理水の電気伝導度を最終段イオン交換樹脂筒２７Ｄの入口側で導電度センサー２８により監視し、電気伝導度が予め定まる一定レベルを越えたとき、最終段イオン交換樹脂筒に流入する処理水中のシリカ濃度が上昇したものと判断し、最終段イオン交換樹脂筒の上流側に位置する複数のイオン交換樹脂筒２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃの更新を行うようになっている。

また、燃料電池システムの他の一形式として、特許文献２に示されているものが知られている。特許文献２の図１に示されているように、燃料電池システムでは、冷却水循環系の冷却水に含まれる不純物濃度を検出する導電度センサー２１およびシリカ濃度センサー２２と、両センサーのいずれかの検出レベルが予め定まる基準値を越えたときブロー水制御弁２８に向けて開度指令２３Ｓを発する制御部とからなる冷却水の水質制御システム２０を備えている。

また、燃料電池システムの他の一形式として、特許文献３に示されているものが知られている。特許文献３の図１に示されているように、燃料電池システムは、回収水タンク１１２に補給水補給経路１１を設置し、補給水補給経路１１には、水質検知手段１３、積算流量検知手段１６、開閉弁１１０、制御装置１１１、排水口１９を設置する。この燃料電池システムでは、予め、補給水の水質基準値と積算流量基準値の情報を制御装置１１１に記録している。なお、補給水の水質として硬度（水に含まれるカルシウムとマグネシウムの量を示す値）を用いている。そして、水質検知手段１３としての硬度計で検知した補給水の水質が水質基準値を超えた時には、開閉弁１１０を閉じ、補給水の補給を遮断する。また、積算流量検知手段１６で検知した積算流量が積算流量基準値を越える時には、補給水の補給を遮断する。
特開平０９−２３１９９０号公報 特開平０９−２２７１６号公報 特開２００７−８７６２３号公報

上述した特許文献１に記載されている燃料電池システムにおいては、複数のイオン交換樹脂筒２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを備えるとともに最終段イオン交換樹脂筒２７Ｄの入口側に導電度センサー２８を備えて、最終段イオン交換樹脂筒に流入する処理水のシリカ濃度と相関のある電気伝導度を測定しその測定値が一定レベルを超えたとき、最終段イオン交換樹脂筒２７Ｄの上流側に位置する複数のイオン交換樹脂筒２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃの更新を行うようになっている。このとき、シリカ濃度の高い処理水は最終段イオン交換樹脂筒２７Ｄでシリカが捕獲されるので、運転当初では改質器にシリカが流入することはないが、運転当初から時間が経過すると、最終段イオン交換樹脂筒２７Ｄで捕獲できずにシリカ濃度の高い処理水が改質器に供給されるおそれがある。また、構造が複雑なためコスト上昇の問題もある。

また、上述した特許文献２に記載されている燃料電池システムにおいては、高価な導電度センサー２１およびシリカ濃度センサー２２を設けるので、コスト上昇の問題がある。

また、上述した特許文献３に記載されている燃料電池システムにおいては、積算流量検知手段１６で検知した補給水の積算流量が積算流量基準値を越える時には、補給水の補給を遮断するようにしているが、積算流量と水質との関係は明示されていない。

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、燃料電池システムにおいて、コスト上昇を抑制しつつ、純水器に供給されるシリカ量を精度よく推定し、純水器のメンテナンスを正確に告知することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、シリカを含有する水を純水化する純水器と、給水源に接続され純水器に給水する給水管と、給水管に設けられ該給水管を開閉する給水用バルブと、給水源から純水器への水の供給量および予め記憶されているシリカ濃度に基づいて該純水器で処理されたシリカ量を推定し、その推定したシリカ量に基づいて純水器にメンテナンスが必要であるか否かを判断する制御装置と、を備えたことである。

また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、制御装置は、推定したシリカ量に基づいて、運転開始当初からのシリカの積算量を算出し、該シリカ積算量に基づいて純水器にメンテナンスが必要であるか否かを判断することである。

また請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または請求項２において、給水源から純水器へ供給される水のシリカ濃度は燃料電池システムが設置される地域に応じた値を使用することである。

また請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項３において、予め記憶されているシリカ濃度は、純水器のメンテナンス時に書き換え可能であることである。

また請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項４の何れか一項において、純水器のメンテナンスが必要であると判断される場合、制御装置はメンテナンス要信号を出力することである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、制御装置が、給水源から純水器への水の供給量および予め記憶されているシリカ濃度に基づいて該純水器で処理されたシリカ量を推定し、その推定したシリカ量に基づいて純水器にメンテナンスが必要であるか否かを判断する。したがって、シリカ濃度センサなどの高価なセンサを使用することなく、コスト上昇を抑制しつつ、純水器に供給されるシリカ量を精度よく推定することができ、その推定結果に基づいて純水器のメンテナンスを正確に告知することができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１に係る発明において、制御装置は、推定したシリカ量に基づいて、運転開始当初からのシリカの積算量を算出し、該シリカ積算量に基づいて純水器にメンテナンスが必要であるか否かを判断するので、純水器のメンテナンスを確実かつ正確に告知することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１または請求項２に係る発明において、給水源から純水器へ供給される水のシリカ濃度は燃料電池システムが設置される地域に応じた値を使用するので、設置される地域のシリカ濃度に関係なく、純水器に供給されるシリカ量を精度よく推定することができ、その推定結果に基づいて純水器のメンテナンスを正確に告知することができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項３に係る発明において、予め記憶されているシリカ濃度は、純水器のメンテナンス時に書き換え可能であるので、設置されている地域のシリカ濃度が変化しても、書き換えられた最新のシリカ濃度情報に基づいて、純水器に供給されるシリカ量を精度よく推定することができる。

上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項１乃至請求項４の何れか一項に係る発明において、純水器のメンテナンスが必要であると判断される場合、制御装置はメンテナンス要信号を出力するので、純水器のメンテナンス告知を確実に行うことができる。

以下、本発明による燃料電池システムの一実施形態について説明する。図１はこの燃料電池システムの概要を示す概要図である。この燃料電池システムは燃料電池１０とこの燃料電池１０に必要な水素ガスを含む改質ガスを生成する改質器２０を備えている。

燃料電池１０は、燃料極１１と酸化剤極である空気極１２と両極１１，１２間に介在された電解質１３（本実施形態では高分子電解質膜）を備えており、燃料極１１に供給された改質ガスおよび空気極１２に供給された酸化剤ガスである空気（カソードエア）を用いて発電するものである。なお、空気の代わりに空気の酸素富化したガスを供給するようにしてもよい。

改質器２０は、燃料（改質用燃料）を水蒸気改質し、水素リッチな改質ガスを燃料電池１０に供給するものであり、バーナ（燃焼部）２１、改質部２２、一酸化炭素シフト反応部（以下、ＣＯシフト部という）２３および一酸化炭素選択酸化反応部（以下、ＣＯ選択酸化部という）２４から構成されている。燃料としては天然ガス、ＬＰＧ、灯油、ガソリン、メタノールなどがあり、本実施の形態においては天然ガスにて説明する。

バーナ２１は、起動運転時に外部から燃焼用燃料またはＣＯ選択酸化部２４から改質ガスが供給され、または定常運転時に燃料電池１０の燃料極１１からアノードオフガス（燃料電池に供給され使用されずに排出された改質ガス）が供給され、このように供給された各可燃性ガスを燃焼用空気で燃焼して燃焼ガスを改質部２２に導出するものである。この燃焼ガスは改質部２２を（同改質部２２の触媒の活性温度域となるように）加熱し、その後燃焼ガス用凝縮器３４を通って外部に排出される。燃焼ガス用凝縮器３４は燃焼ガス中の水蒸気を凝縮する。燃焼ガス用凝縮器３４は配管６３を介して後述する回収水タンク４１に連通しており、燃焼ガス用凝縮器３４にて凝縮された凝縮水は、回収水タンク４１に導出され回収されるようになっている。

改質部２２は、供給された燃料に蒸発器２５からの水蒸気（改質水）を混合した混合ガスを改質部２２に充填された触媒（例えば、Ｒｕ、Ｎｉ系の触媒）により改質して水素ガスと一酸化炭素ガスを生成している（いわゆる水蒸気改質反応）。これと同時に、水蒸気改質反応にて生成された一酸化炭素と水蒸気を水素ガスと二酸化炭素とに変成している（いわゆる一酸化炭素シフト反応）。これら生成されたガス（いわゆる改質ガス）はＣＯシフト部２３に導出される。

ＣＯシフト部２３は、この改質ガスに含まれる一酸化炭素と水蒸気をその内部に充填された触媒（例えば、Ｃｕ、Ｚｎ系の触媒）により反応させて水素ガスと二酸化炭素ガスとに変成している。これにより、改質ガスは一酸化炭素濃度が低減されてＣＯ選択酸化部２４に導出される。

ＣＯ選択酸化部２４は、改質ガスに残留している一酸化炭素と外部からさらに供給されたＣＯ浄化用の空気とをその内部に充填された触媒（例えば、Ｒｕ系またはＰｔ系の触媒）により反応させて二酸化炭素を生成している。これにより、改質ガスは一酸化炭素濃度がさらに低減されて（１０ｐｐｍ以下）改質ガス供給管６４を介して燃料電池１０の燃料極１１に導出される。

蒸発器２５は、一端が純水タンク４５の下部に接続され他端が改質部２２に接続された改質水供給管６８の途中に配設されている。改質水供給管６８には送出手段である改質水ポンプ４６が設けられている。この改質水ポンプ４６は制御装置７０によって制御されており、純水タンク４５内の改質水（純水）を蒸発器２５に圧送している。蒸発器２５は例えばバーナ２１から排出される燃焼ガス、改質部２２、ＣＯシフト部２３などの熱によって加熱されており、これにより圧送された改質水を水蒸気化する。

燃料電池１０の燃料極１１の導入口には改質ガス供給管６４を介してＣＯ選択酸化部２４が接続されており、燃料極１１に改質ガスが供給されるようになっている。燃料極１１の導出口にはオフガス供給管６５を介してバーナ２１が接続されており、燃料電池１０から排出されるアノードオフガスをバーナ２１に供給するようになっている。

燃料電池１０の空気極１２には、空気を供給する空気供給管６１およびカソードオフガスを排出するカソードオフガス排気管６２が接続されており、これら空気供給管６１およびカソードオフガス排気管６２の途中には、空気を加湿するための加湿器１４が両管６１，６２を跨いで設けられている。この加湿器１４は水蒸気交換型であり、カソードオフガス排気管６２中すなわち空気極１２から排出される気体中の水蒸気を除湿してその水蒸気を空気供給管６１中すなわち空気極１２へ供給される空気中に供給して加湿するものである。

また、改質ガス供給管６４、オフガス供給管６５、およびカソードオフガス排気管６２の途中には、それぞれ改質ガス用凝縮器３１、アノードオフガス用凝縮器３２、およびカソードオフガス用凝縮器３３が設けられている。各凝縮器３１〜３４は、図面上は分離しているが、一体的に接続された一体構造体である排熱回収手段である凝縮器３０を構成している。

改質ガス用凝縮器３１は改質ガス供給管６４中を流れる燃料電池１０の燃料極１１に供給される改質ガス中の水蒸気を凝縮する。アノードオフガス用凝縮器３２は、オフガス供給管６５中を流れる燃料電池１０の燃料極１１から排出されるアノードオフガス中の水蒸気を凝縮する。カソードオフガス用凝縮器３３は、カソードオフガス排気管６２中を流れる燃料電池１０の空気極１２から排出されるカソードオフガス中の水蒸気を凝縮する。なお、凝縮器３０には、図示しない貯湯槽の低温液体またはラジエータおよび冷却ファンによって冷却された液体が供給されるようになっており、この液体と各凝縮器３１〜３４を流通する各ガスとの熱交換によって各ガス中の水蒸気を凝縮している。

凝縮器３１，３２，３３は配管６６を介して回収水タンク４１に連通しており、各凝縮器３１，３２，３３にて凝縮された凝縮水は、回収水タンク４１に導出され回収水として回収されるようになっている。回収水タンク４１は、回収水を貯めておくものである。回収水タンク４１には、回収水タンク４１内の回収水量を検出する水量センサ（水位センサ）４２が設けられている。水量センサ４２は例えばフロート式、静電容量式などの水位計である。水量センサ４２は制御装置７０に検出信号を送信するようになっている。なお、回収水タンク４１は、溢れた回収水を排出する排出用口を備えている。

回収水タンク４１の下流には、順番に、回収水ポンプ４３、純水器４４、純水タンク４５、改質水ポンプ（純水ポンプ）４６が配設されている。

回収水ポンプ４３は、回収水タンク４１の下部から汲み上げた回収水を純水器４４の導入部に圧送するものである。回収水ポンプ４３は、制御装置７０によって制御されている。

純水器４４は、導入部と導出部との間に配設された折り返し流路を備えており、その流路内にイオン交換樹脂を備えている。純水器４４は、回収水タンク４１からの回収水または／および給水源からの補給水をイオン交換樹脂によって純水にして、導出部から純水タンク４５に導出している。また、純水器４４には、給水源である水道水供給源Ｓｗ（例えば水道管）に接続され補給水（水道水）を供給する給水管６７が接続されている。給水源としては高圧給水源や高圧でない給水源がある。高圧でない給水源の場合には送出手段としてポンプを用いればよい。

給水管６７には、該給水管６７を制御装置７０の指令によって開閉する給水用バルブ６７ａが設けられている。給水用バルブ６７ａは例えば直動式電磁弁である。また、給水用バルブとしては、電磁弁以外に、空気等のガス圧で制御するガス圧式（例えば、ダイヤフラム弁）、負圧を利用して制御する負圧式（ガス圧式の一種ともいえる）、モータで駆動するモータ駆動式、圧電素子を利用して駆動するピエゾ式などがある。

純水タンク４５は、純水器４４から導出された純水を貯めておくものである。純水タンク４５には、純水の導電率を検出する導電率センサ４５ａが設けられており、導電率センサ４５ａの検出信号は制御装置７０に送信されるようになっている。

また、上述した水量センサ４２、給水用バルブ６７ａ、回収水ポンプ４３および改質水ポンプ４６は制御装置７０に接続されている（図２参照）。制御装置７０はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続された入出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示省略）を備えている。ＣＰＵは、図３のフローチャートに対応したプログラムを実行して、純水器４４のメンテナンス告知の制御を行っている。ＲＡＭは同プログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは前記プログラムを記憶するものである。

また、制御装置７０は、記憶装置７１と接続されており、この記憶装置７１には、給水源Ｓｗから純水器４４に供給される補給水（水道水）に含まれているシリカの濃度（シリカ濃度）が予め記憶されている。この水道水のシリカ濃度は燃料電池システムが設置される地域に応じた値を使用することが望ましい。

次に、上述した燃料電池システムの作動について図３のフローチャートを参照して説明する。制御装置７０は図示しない起動スイッチがオンされると、フラグＦは０に設定され、図３に示すプログラムを所定の単位時間毎に実行する。制御装置７０は、このプログラムが開始される毎に、フラグＦが１であるか否かを判定し（ステップ１０２）、フラグＦが０であれば「ＮＯ」と判定してプログラムをステップ１０４に進め、フラグＦが１であれば「ＹＥＳ」と判定してプログラムをステップ１１０に進める。フラグＦは、給水用バルブ６７ａの開閉状態（開閉信号状態）を示すものであり、０で閉状態を、１で開状態を示している。

起動スイッチがオンされた直後では、フラグＦは０であるので、制御装置７０は、ステップ１０４にて、水量センサ４２によって回収水タンク４１内の水量を検出（測定）し、その検出された水量が下限値以下であるか否かを判定する。回収水タンク４１内の水量が下限値より多い場合には、制御装置７０は、回収水タンク４１内の水量が下限値以下となるまで、ステップ１０２，１０４にて「ＮＯ」の判定を繰り返し実行する。

回収水タンク４１内の水量が下限値以下となると、制御装置７０は、ステップ１０４にて「ＹＥＳ」と判定し、給水用バルブ６７ａを開きフラグＦを１に設定し（ステップ１０６）、給水用バルブ６７ａの開時間の計測を開始する（ステップ１０８）。これにより、給水用バルブ６７ａが開かれ、純水器４４への補給水の供給が開始される。

制御装置７０は、補給水の供給開始から所定時間が経過するまでの間、開時間が所定時間に到達していないので、ステップ１１０で「ＮＯ」の判定を繰り返し実行して、補給水の供給を継続する。このとき、給水源からの給水量は一定であり給水用バルブ６７ａを開いたときの開度量も一定であるとする。したがって、給水用バルブ６７ａを通過する水の量（単位時間あたりの水量）を予め認知することができ、その値を記憶装置７１に事前に記憶することができる。

制御装置７０は、補給水の供給開始から所定時間が経過すると、開時間が所定時間に到達するので、ステップ１１０で「ＹＥＳ」と判定して、給水用バルブ６７ａを閉じフラグＦを０に設定し補給水の供給を停止する（ステップ１１２）。そして、制御装置７０は、給水用バルブ６７ａの開時間の計測を終了し、所定時間を開時間として算出する（ステップ１１４）。

制御装置７０は、算出した給水用バルブ６７ａの開時間に、記憶装置７１に予め記憶されている給水用バルブ６７ａを通過する水の量を乗算して、給水源から純水器４４への補給水（水道水）供給量（給水用バルブ６７ａの開時間における供給量）を算出する（ステップ１１６）。

制御装置７０は、算出した補給水供給量に、記憶装置７１に予め記憶されている給水源から純水器４４への補給水のシリカ濃度推定値を乗算して、その補給水に含まれるシリカ量（給水用バルブ６７ａの開時間におけるシリカ量）を算出する（ステップ１１８）。また、制御装置７０は、その算出とともにそのシリカ量を記憶する。さらに、制御装置７０は、燃料電池システムの運転初期すなわち運転当初からのシリカ量を積算してシリカ量積算値を算出する（ステップ１２０）。

そして、制御装置７０は、算出したシリカ量積算値に基づいて、純水器４４にメンテナンスが必要であるか否かを判断し、必要に応じて告知を実施する。具体的には、シリカ量積算値が第１許容量より小さい値である第２許容量に達するまでは、制御装置７０は、ステップ１２２，１２６で「ＮＯ」と判定し、燃料電池システムの運転を継続しつつ（ステップ１２４）、シリカ量積算値が第２許容量に達するか否かの判断を継続する。

シリカ量積算値が第２許容量に達すると、制御装置７０は、ステップ１２２，１２６で「ＮＯ」，「ＹＥＳ」と判定し、燃料電池システムの運転を継続しつつ（ステップ１２４）、純水器４４のメンテナンスが必要である旨の事前告知を実施する（ステップ１２８）。このとき、メンテナンスまでの残り時間などを具体的に表示等するようにすればよい。

さらに、メンテナンスを実施しないまま燃料電池システムの運転を続けて、シリカ量積算値が第１許容量に達すると、制御装置７０は、ステップ１２２で「ＹＥＳ」と判定し、燃料電池システムの運転を停止し（ステップ１３０）、メンテナンスが必要である旨を示すメンテナンス要信号を出力して純水器４４のメンテナンスが必要である旨の告知を実施する（ステップ１３２）。

また、純水器４４においては、塩素イオンＣｌ⁻、硫酸イオンＳＯ_４ ^２−、シリカイオンＨＳｉＯ_３ ⁻などの陰イオンがイオン交換樹脂に吸着される。このとき、シリカイオンＨＳｉＯ_３ ⁻の吸着力が最小レベルである。したがって、純水器４４の使用時間が長くなると、シリカイオンＨＳｉＯ_３ ⁻が最初にリークし始める。このとき、純水器４４から導出された水の導電率はあまり上がらない。したがって、導電率からシリカの吸着量を推定するのは容易でなく、純水器４４のメンテナンスを正確に告知するのは容易でない。

上述した説明から理解できるように、本実施形態によれば、制御装置７０が、給水源から純水器４４への水の供給量および予め記憶されているシリカ濃度に基づいて該純水器４４で処理されたシリカ量を推定し、その推定したシリカ量に基づいて純水器４４にメンテナンスが必要であるか否かを判断する。したがって、シリカ濃度センサなどの高価なセンサを使用することなく、コスト上昇を抑制しつつ、純水器４４に供給されるシリカ量を精度よく推定することができ、その推定結果に基づいて純水器４４のメンテナンスを正確に告知することができる。

また、制御装置７０は、推定したシリカ量に基づいて、運転開始当初からのシリカの積算量を算出し、該シリカ積算量に基づいて純水器４４にメンテナンスが必要であるか否かを判断するので、純水器４４のメンテナンスを確実かつ正確に告知することができる。

また、給水源から純水器へ供給される水のシリカ濃度は燃料電池システムが設置される地域に応じた値を使用するのが好ましいので、設置される地域のシリカ濃度に関係なく、純水器４４に供給されるシリカ量を精度よく推定することができ、その推定結果に基づいて純水器４４のメンテナンスを正確に告知することができる。

また、予め記憶されているシリカ濃度は、純水器４４のメンテナンス時に書き換え可能であるので、設置されている地域のシリカ濃度が変化しても、書き換えられた最新のシリカ濃度情報に基づいて、純水器４４に供給されるシリカ量を精度よく推定することができる。

また、純水器４４のメンテナンスが必要であると判断される場合、制御装置７０はメンテナンス要信号を出力するので、純水器４４のメンテナンス告知を確実に行うことができる。

なお、上述した実施形態においては、給水用バルブ６７ａを間欠的に開閉制御することにより水道水を間欠的に補給するようにしてもよい。このとき、給水用バルブ６７ａを１回開くことにより所定量（例えば約６ｍｌ）の水が供給されるようにし、給水用バルブ６７ａの開状態の回数を計測するようにすればよい。

また、上述した実施形態においては、給水用バルブ６７ａの開時間や開回数に基づいて水道水補給量（給水源から純水器４４への水の供給量）を算出するようにしたが、図４に示すように、純水タンク４５に設けた水量センサ４５ｂの検出結果に基づいて給水源から純水器４４への水の供給量を算出するようにしてもよい。水量センサ４５ｂは水量センサ４２と同様に構成されており、制御装置７０に検出信号を送信するようになっている（図５参照）。

この場合、制御装置７０は、純水タンク４５に設けた水量センサ４５ｂにより検出された水量に基づいて水道水供給量を算出している。具体的には、制御装置７０は、図３に示すステップ１０６〜１１６の処理に代えて、図６に示すステップ２０２〜２１２の処理を実行する。ステップ２０２にて、純水タンク４５内の水量を水量センサ４５ｂにより計測し、ステップ２０４にて、ステップ１０６と同様に給水用バルブ６７ａを開きフラグＦを１にセットする。

制御装置７０は、給水用バルブ６７ａを開いた時点から所定時間が経過するまでは、ステップ２０６で「ＮＯ」と判定して、給水源から純水器４４への給水を継続し、給水用バルブ６７ａを開いた時点から所定時間が経過すると、ステップ２０６で「ＹＥＳ」と判定して、給水用バルブ６７ａを閉じ給水源から純水器４４への給水を停止し、フラグＦを０にセットする（ステップ２０８）。同時に、ステップ２１０にて、純水タンク４５内の水量を水量センサ４５ｂにより計測する。所定時間は、純水タンク４５または燃料電池システムの改質水系から無駄に水が溢れない程度の所定水量に設定されるのが好ましい。

そして、制御装置７０は、ステップ２０２，２１０でそれぞれ計測した水量の差を水道水補給量として算出する（ステップ２１２）。また、その水道水補給量を記憶する。なお、給水源からの補給中には、回収水ポンプ４３の駆動を規制するのが好ましい。回収水タンク４１から純水器４４への回収水の供給を規制して給水源から純水器４４への供給を補給水のみとして、すなわち純水タンク４５への供給を純水化した補給水のみとして、補給水の供給量を正確に算出するためである。

このように動作する実施形態によっても、制御装置７０が、給水源から純水器４４への水の供給量を正確かつ確実に測定でき、ひいては、該純水器４４で処理されたシリカ量を推定することができ、その推定したシリカ量に基づいて純水器４４にメンテナンスが必要であるか否かを判断することができる。

本発明による燃料電池システムの一実施形態の概要を示す概要図である。 図１に示す燃料電池システムを示すブロック図である。 図２に示した制御装置にて実行される制御プログラムのフローチャートである。 本発明による燃料電池システムの他の実施形態の概要を示す概要図である。 図４に示す燃料電池システムを示すブロック図である。 図５に示した制御装置にて実行される制御プログラムのフローチャートである。

符号の説明

１０…燃料電池、１１…燃料極、１２…空気極、２０…改質器、２１…バーナ、２２…改質部、２３…一酸化炭素シフト反応部（ＣＯシフト部）、２４…一酸化炭素選択酸化反応部（ＣＯ選択酸化部）、２５…蒸発器、３０…凝縮器、３１…改質ガス用凝縮器、３２…アノードオフガス用凝縮器、３３…カソードオフガス用凝縮器、３４…燃焼ガス用凝縮器、４１…回収水タンク、４２…水量センサ、４３…回収水ポンプ、４４…純水器、４５…純水タンク、４５ａ…導電率センサ、４５ｂ…水量センサ、４６…改質水ポンプ、６１…空気供給管、６２…カソードオフガス排気管、６３…配管、６４…改質ガス供給管、６５…オフガス供給管、６６…配管、６７…給水管、６７ａ…給水用バルブ、６８…改質水供給管、７０…制御装置、７１…記憶装置、Ｓｗ…水道水供給源（給水源）。

Claims (5)

1. シリカを含有する水を純水化する純水器と、
   給水源に接続され前記純水器に給水する給水管と、
   前記給水管に設けられ該給水管を開閉する給水用バルブと、
   前記給水源から前記純水器への水の供給量および予め記憶されているシリカ濃度に基づいて該純水器で処理されたシリカ量を推定し、その推定したシリカ量に基づいて前記純水器にメンテナンスが必要であるか否かを判断する制御装置と、を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
2. 請求項１において、前記制御装置は、前記推定したシリカ量に基づいて、運転開始当初からのシリカの積算量を算出し、該シリカ積算量に基づいて前記純水器にメンテナンスが必要であるか否かを判断することを特徴とする燃料電池システム。
3. 請求項１または請求項２において、前記給水源から前記純水器へ供給される水のシリカ濃度は燃料電池システムが設置される地域に応じた値を使用することを特徴とする燃料電池システム。
4. 請求項３において、前記予め記憶されているシリカ濃度は、前記純水器のメンテナンス時に書き換え可能であることを特徴とする燃料電池システム。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一項において、前記純水器のメンテナンスが必要であると判断される場合、前記制御装置はメンテナンス要信号を出力することを特徴とする燃料電池システム。
   
   

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