JP2014061485A - Apparatus for further purifying pure water, and fuel cell system - Google Patents

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Norihisa Kamiya
規寿 神家
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for further purifying pure water, which apparatus has a purification part 21, in which an ion exchange resin C is packed, which resin is contacted with pure water W to be supplied to a pure water utilization device 80 to remove impurities from the pure water W and which apparatus is configured so that a load imposed on the ion exchange resin C for removing impurities in the pure water w is prevented from being increased while suitably performing antibacterial treatment on the pure water W.SOLUTION: The apparatus for further purifying pure water includes: a cation supply part 11 which is disposed on the upstream side of the purification part 21 and which is obtained by packing an antibacterial material A for eluting a cation exhibiting antibacterial properties to the pure water W in a container 10, through which the pure water W is passed, in such a state that the antibacterial material is contacted with the pure water W; and a cation capture part 12 which is disposed on the downstream side of the cation supply part 11 and on the upstream side of the purification part 21 and which is obtained by packing a noble-potential material B, that exhibits the natural potential nobler than that of the antibacterial material A and is connected electrically to the antibacterial material A, in the container 10, through which the pure water W is passed, in such another state that the noble-potential material is contacted with the pure water W.

Description

本発明は、純水利用装置に供給される純水に接触して当該純水から不純物を除去するイオン交換樹脂が充填された浄化部を有する純水浄化装置及びそれを備えた燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a pure water purification apparatus having a purification section filled with an ion exchange resin that comes into contact with pure water supplied to a pure water utilization apparatus and removes impurities from the pure water, and a fuel cell system including the same. .

燃料電池を備えた燃料電池システムでは、当該燃料電池において純水が冷却水や改質水として利用される。また、系外からの純水の補給をできるだけ少なくするために、燃料電池から排出された純水を浄化して再度燃料電池に供給する純水浄化装置が設けられる場合がある。
このような純水浄化装置は、イオン交換樹脂が充填された浄化部を有しており、燃料電池などの純水利用装置との間で循環する純水を浄化部に通過させることで、純水とイオン交換樹脂とを接触させ、純水に含まれる被毒成分などの不純物をイオン交換樹脂により除去する。
しかし、このような純水には、上記のようにイオン交換樹脂で捕獲される無機物である不純物以外に、有機物である真性細菌などの菌類が含まれている場合がある。このような菌類が増殖すると、コロニーや多糖類の分泌物が生成され、それが純水浄化装置や純水利用装置の流路やフィルタ等の閉塞を招き、純水利用装置の安定運転を阻害するという問題が生じる。
そこで、従来の純水浄化装置として、このような菌類の増殖を抑制するために、かかる純水に対して抗菌性を有する銀イオンや銅イオンなどの陽イオンを供給するものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
In a fuel cell system including a fuel cell, pure water is used as cooling water or reforming water in the fuel cell. In order to reduce the replenishment of pure water from outside the system as much as possible, there may be provided a pure water purifying device that purifies the pure water discharged from the fuel cell and supplies it again to the fuel cell.
Such a pure water purifier has a purifier filled with an ion exchange resin, and the pure water circulating between the pure water utilization devices such as a fuel cell is passed through the purifier to purify the pure water. Water and an ion exchange resin are brought into contact with each other, and impurities such as poisonous components contained in pure water are removed by the ion exchange resin.
However, in some cases, such pure water contains fungi such as genuine bacteria that are organic substances in addition to impurities that are inorganic substances that are captured by the ion exchange resin as described above. When such fungi grow, colony and polysaccharide secretions are generated, which causes blockage of the flow path and filter of the pure water purification device and the pure water utilization device, and hinders stable operation of the pure water utilization device. Problem arises.
Therefore, as a conventional pure water purifier, a device that supplies cations such as silver ions and copper ions having antibacterial properties to such pure water is known in order to suppress the growth of such fungi. (For example, see Patent Document 1).

特開2009−199808号公報JP 2009-199808 A

従来の純水浄化装置では、純水に対して抗菌性を有する陽イオンを供給すると、この陽イオンはイオン交換樹脂により捕獲されることになる。よって、イオン交換樹脂が不純物以外に陽イオンを捕獲することで負荷が増加し、イオン交換樹脂の寿命が短くなって、新品への交換頻度が高くなるという問題がある。
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、純水浄化装置及びそれを備えた燃料電池システムにおいて、純水に対して抗菌処理を好適に行いながら、純水の不純物を除去するためのイオン交換樹脂の負荷の増加を防止できる技術を提供する点にある。
In a conventional pure water purifier, when a cation having antibacterial properties is supplied to pure water, the cation is captured by an ion exchange resin. Therefore, there is a problem that the ion exchange resin captures positive ions in addition to impurities to increase the load, shorten the life of the ion exchange resin, and increase the frequency of replacement with a new one.
The present invention has been made paying attention to such a point, and an object of the present invention is to provide pure water purifying apparatus and a fuel cell system including the pure water purifying apparatus while appropriately performing antibacterial treatment on pure water. The object is to provide a technique capable of preventing an increase in the load of an ion exchange resin for removing impurities.

上記目的を達成するための本発明に係る純水浄化装置は、
純水利用装置に供給される純水に接触して当該純水から不純物を除去するイオン交換樹脂が充填された浄化部を有する純水浄化装置であって、
その第1特徴構成は、
前記浄化部の上流側に配置され、前記純水に対して抗菌性を有する陽イオンを溶出する抗菌性材料を前記純水に接触する状態で前記純水が通過する容器内に充填してなる陽イオン供給部と、
前記陽イオン供給部の下流側且つ前記浄化部の上流側に配置され、前記純水中で前記抗菌性材料よりも貴な自然電位を示し前記抗菌性材料と電気的に接続された貴電位材料を前記純水に接触する状態で前記純水が通過する容器内に充填してなる陽イオン捕獲部とを備えた点にある。
In order to achieve the above object, a pure water purification apparatus according to the present invention comprises:
A pure water purifying apparatus having a purifying section filled with an ion exchange resin that comes into contact with pure water supplied to a pure water using apparatus and removes impurities from the pure water,
The first characteristic configuration is
An antibacterial material that is disposed upstream of the purification unit and elutes cations that have antibacterial properties against the pure water is filled in a container through which the pure water passes in contact with the pure water. A cation supply unit;
A noble potential material that is disposed downstream of the cation supply unit and upstream of the purification unit and exhibits a natural potential nobler than the antibacterial material in the pure water and is electrically connected to the antibacterial material And a cation trapping part filled in a container through which the pure water passes in a state of being in contact with the pure water.

上記第1特徴構成によれば、純水利用装置に供給される純水が、上記陽イオン供給部に充填された抗菌性材料に接触することで、当該純水に対して抗菌性材料から抗菌性を有する陽イオンが供給されることになる。よって、純水に含まれる有機物である真性細菌などの菌類の増殖を抑制することができる。
また、この陽イオンを含む純水が、浄化部に供給される前の段階で、上記陽イオン捕獲部に充填された当該抗菌性材料よりも貴の電位を示す貴電位材料に接触することで、当該純水に含まれる陽イオンが貴電位材料に捕獲されることになる。よって、陽イオン供給部から供給された陽イオンが下流側のイオン交換樹脂に到達することを抑制できるので、当該イオン交換樹脂における陽イオンを捕獲することによる負荷の増加を防止することができる。
また、陽イオン供給部に充填された抗菌性材料と陽イオン捕獲部に充填され当該抗菌性材料よりも貴な自然電位を示す貴電位材料とが電気的に接続されていることで、抗菌性材料から貴電位材料への電子の流れが担保されることになる。よって、抗菌性材料による陽イオンの放出と、貴電位材料による陽イオンの捕獲とを維持することができる。
従って、本発明により、純水に対して抗菌処理を好適に行いながら、純水の不純物を除去するためのイオン交換樹脂の負荷の増加を防止できる純水浄化装置を実現することができる。
According to the first characteristic configuration, the pure water supplied to the pure water utilization device comes into contact with the antibacterial material filled in the cation supply unit, so that the antibacterial material is antibacterial against the pure water. A positively charged cation will be supplied. Therefore, the growth of fungi such as true bacteria that are organic substances contained in pure water can be suppressed.
In addition, the pure water containing the cation comes into contact with a noble potential material that exhibits a noble potential more than the antibacterial material filled in the cation capture unit before being supplied to the purification unit. The cations contained in the pure water are trapped in the noble potential material. Therefore, since it can suppress that the cation supplied from the cation supply part reaches | attains downstream ion exchange resin, the increase in the load by capturing the cation in the said ion exchange resin can be prevented.
In addition, the antibacterial material filled in the cation supply unit and the noble potential material filled in the cation capture unit and exhibiting a noble natural potential than the antibacterial material are electrically connected to each other. The flow of electrons from the material to the noble potential material is secured. Therefore, the release of cations by the antibacterial material and the capture of cations by the noble potential material can be maintained.
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a pure water purification apparatus capable of preventing an increase in the load of an ion exchange resin for removing impurities of pure water while suitably performing antibacterial treatment on pure water.

本発明に係る純水浄化装置の第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記陽イオン供給部に充填される抗菌性材料が、青銅又はニッケル銅であり、
前記陽イオン捕獲部に充填される貴電位材料が、ニッケル又はステンレスである点にある。
In addition to the first characteristic configuration described above, the second characteristic configuration of the pure water purification apparatus according to the present invention includes:
The antibacterial material filled in the cation supply unit is bronze or nickel copper,
The noble potential material filled in the cation trapping portion is nickel or stainless steel.

上記第2特徴構成によれば、陽イオン供給部から高い抗菌性を発揮するべく比較的多くの陽イオンを純水に供給した場合でも、貴電位材料でその陽イオンを捕獲してイオン交換樹脂の負荷の増加を回避できることから、銀イオンよりも抗菌性が低い銅イオンを溶出するべく、抗菌性材料として、比較的安価な銅又は銅合金を利用することができる。
また、このように陽イオン供給部から純水中に銅イオンを供給する場合には、当該銅イオンを溶出する銅又は銅合金よりも貴な電位を示す貴電位材料としても、比較的安価なニッケル又はステンレスを利用することができる。
従って、本発明に係る純水浄化装置を、比較的低コストで実現することができる。
According to the second characteristic configuration, even when a relatively large number of cations are supplied to pure water from the cation supply unit so as to exhibit high antibacterial properties, the cations are captured by a noble potential material and the ion exchange resin. Therefore, relatively inexpensive copper or copper alloy can be used as the antibacterial material in order to elute copper ions having a lower antibacterial property than silver ions.
In addition, when copper ions are supplied into pure water from the cation supply unit in this way, it is relatively inexpensive as a noble potential material exhibiting a nobler potential than copper or a copper alloy eluting the copper ions. Nickel or stainless steel can be used.
Therefore, the pure water purification apparatus according to the present invention can be realized at a relatively low cost.

本発明に係る純水浄化装置の第3特徴構成は、上記第1乃至第2特徴構成の何れかに加えて、
前記抗菌性材料及び前記貴電位材料が、粒状、繊維状、布状、又は多孔質状の状態で前記容器内に充填されている点にある。
In addition to any of the first to second characteristic configurations described above, the third characteristic configuration of the pure water purification apparatus according to the present invention includes:
The antibacterial material and the noble potential material are filled in the container in a granular, fibrous, cloth-like, or porous state.

上記第3特徴構成によれば、陽イオン供給部において、抗菌性材料が、比表面積が比較的大きい、粒状、繊維状、布状、又は多孔質状の状態で容器内に充填されているので、純水に対する抗菌性材料の接触面積を大きくして、抗菌性材料から多くの陽イオンを純水に供給することができる。
更に、陽イオン捕獲部において、貴電位材料が、比表面積が比較的大きい、粒状、繊維状、布状、又は多孔質状の状態で容器内に充填されているので、純水に対する貴電位材料の接触面積を大きくして、純水から多くの陽イオンを貴電位材料に捕獲させることができる。
According to the third characteristic configuration, since the antibacterial material is filled in the container in a granular, fibrous, cloth-like, or porous state having a relatively large specific surface area in the cation supply unit. By increasing the contact area of the antibacterial material with pure water, a large amount of cations can be supplied to the pure water from the antibacterial material.
Furthermore, since the noble potential material is filled in the container in a granular, fibrous, cloth-like or porous state having a relatively large specific surface area in the cation trapping part, the noble potential material for pure water is used. By increasing the contact area, noble potential material can capture many cations from pure water.

本発明に係る純水浄化装置の第4特徴構成は、上記第1乃至第3特徴構成の何れかに加えて、
前記純水利用装置に純水を供給する往き配管と、
前記純水利用装置から排出された純水を戻す戻り配管と、
前記純水の一部を循環させる循環配管とを備え、
前記陽イオン供給部及び前記陽イオン捕獲部が、前記循環配管に配置されている点にある。
In addition to any of the first to third feature configurations described above, the fourth feature configuration of the pure water purification apparatus according to the present invention includes:
Outward piping for supplying pure water to the pure water utilization device;
A return pipe for returning the pure water discharged from the pure water utilization device;
A circulation pipe for circulating a part of the pure water,
The cation supply unit and the cation capture unit are arranged in the circulation pipe.

上記第4特徴構成によれば、純水利用装置から戻り配管を介して戻される純水を、浄化部を通過させて浄化処理を施した後に、往き配管を介して純水利用装置に供給するにあたり、その純水の一部を上記循環配管を介して循環させることができる。そして、この循環配管に陽イオン供給部と陽イオン捕獲部を配置することで、純水を一部再循環させる形態で、陽イオン供給部による抗菌処理と陽イオン捕獲部による陽イオンの捕獲とを繰り返して施すことができる。   According to the fourth characteristic configuration, the pure water returned from the pure water utilization device via the return pipe is passed through the purification section and subjected to purification treatment, and then supplied to the pure water utilization device via the forward pipe. In this case, a part of the pure water can be circulated through the circulation pipe. And by arranging a cation supply unit and a cation capture unit in this circulation pipe, in a form to recirculate pure water partially, antibacterial treatment by the cation supply unit and cation capture by the cation capture unit Can be repeated.

本発明に係る純水浄化装置の第5特徴構成は、上記第4特徴構成に加えて、
前記浄化部が、前記往き配管に配置されている点にある。
In addition to the fourth characteristic configuration described above, the fifth characteristic configuration of the pure water purification apparatus according to the present invention includes:
The purifying part is located in the forward piping.

上記第5特徴構成によれば、浄化部が往き配管に設置されているので、純水に対して、循環配管で再循環させて抗菌処理と陽イオンの捕獲とを繰り返して施した後に、往き配管に取り出して浄化部による浄化処理を施すことができ、浄化部に到達する菌類及び陽イオンを低減させて、浄化部の負荷を一層軽減することができる。   According to the fifth characteristic configuration, since the purification unit is installed in the outgoing pipe, the pure water is recirculated through the circulating pipe and subjected to the antibacterial treatment and the cation capture repeatedly, and then the outgoing part. The purification treatment by the purification unit can be performed by taking it out to the piping, and the load on the purification unit can be further reduced by reducing the fungi and cations reaching the purification unit.

本発明に係る純水浄化装置の第6特徴構成は、上記第4乃至第5特徴構成の何れかに加えて、
純水を内部に貯留する貯留タンクを備え、
前記貯留タンクに、前記戻り配管から戻された純水を受け入れて前記循環配管に供給される純水を一時的に貯留する第1貯留部と、前記循環配管から供給される純水を受け入れて前記純水利用装置に供給される純水を一時的に貯留する第2貯留部とが、隔壁を介して相互間のオーバーフローが可能な状態で区画形成され、
前記第1貯留部から前記循環配管へ向けて純水を送出する第1水ポンプと、
前記第2貯留部から前記往き配管へ向けて純水を送出する第2水ポンプとを備え、
前記第1水ポンプの送水量が前記第2水ポンプの送水量よりも大きく設定されている点にある。
In addition to any of the fourth to fifth characteristic configurations, the sixth characteristic configuration of the pure water purification apparatus according to the present invention includes:
It has a storage tank that stores pure water inside,
The storage tank receives pure water returned from the return pipe and temporarily stores pure water supplied to the circulation pipe, and receives pure water supplied from the circulation pipe. The second storage part that temporarily stores the pure water supplied to the pure water utilization device is partitioned and formed in a state in which overflow is possible between the partition walls,
A first water pump for sending pure water from the first reservoir to the circulation pipe;
A second water pump for delivering pure water from the second reservoir to the outgoing pipe;
The water supply amount of the first water pump is set to be larger than the water supply amount of the second water pump.

上記第6特徴構成によれば、隔壁を介して相互間のオーバーフローが可能な状態で第1貯留部と第2貯留部とを区画形成した貯留タンクが設けられ、更には、第1貯留部から循環配管へ向けて送水する第1水ポンプの送水量が、第2貯留部から往き配管へ向けて送水する第2水ポンプの送水量よりも大きく設定される。すると、陽イオン供給部と陽イオン捕獲部とを記載の順に通過して抗菌処理と陽イオンの捕獲とが施された後に第2貯留部に流入する純水のうち、一部が第2水ポンプにより往き配管に送りされて浄化部を通過した後に純水利用装置に供給されるのであるが、他部が、隔壁を介して第1貯留部にオーバーフローして再度循環配管に送り出されて抗菌処理等が施されることになる。よって、かかる合理的な構成を採用することにより、純水を一部再循環させる形態で、抗菌処理等を十分に行うことができる純水浄化装置を実現することができる。   According to the sixth characteristic configuration, the storage tank is provided in which the first storage portion and the second storage portion are partitioned in a state where overflow between the partition walls is possible, and further, from the first storage portion. The water supply amount of the first water pump that supplies water toward the circulation pipe is set to be larger than the water supply amount of the second water pump that supplies water from the second reservoir to the outward pipe. Then, after passing through the cation supply unit and the cation capture unit in the order of description, antibacterial treatment and cation capture are performed, a part of the pure water flowing into the second storage unit is second water. It is sent to the outgoing pipe by the pump and passes through the purification section and then supplied to the pure water utilization device. The other part overflows to the first storage part via the partition wall and is sent out to the circulation pipe again to be antibacterial. Processing etc. will be performed. Therefore, by adopting such a rational configuration, it is possible to realize a pure water purification apparatus that can sufficiently perform antibacterial treatment and the like in a form in which pure water is partially recirculated.

本発明に係る純水浄化装置の第7特徴構成は、上記第1乃至第6特徴構成の何れかに加えて、
前記貴電位材料に負の電位を印加する電位印加部を備えた点にある。
In addition to any of the first to sixth feature configurations described above, the seventh feature configuration of the pure water purification apparatus according to the present invention includes:
This is in that a potential application unit for applying a negative potential to the noble potential material is provided.

上記第7特徴構成によれば、陽イオン捕獲部における貴電位材料に負の電位を印加して、貴電位材料による陽イオンの捕獲効率を高いものに維持することができる。また、純水中の陽イオンの濃度は、純水の抗菌処理に必要な程度の小さいものであるため、陽イオンを捕獲するために電位印加部において消費される電力は極僅かである。   According to the seventh characteristic configuration, a negative potential is applied to the noble potential material in the cation trapping portion, and the cation capture efficiency of the noble potential material can be maintained high. Further, since the concentration of the cation in the pure water is as small as necessary for the antibacterial treatment of the pure water, the electric power consumed in the potential application unit for capturing the cation is very small.

本発明に係る純水浄化装置の第8特徴構成は、上記第1乃至第7特徴構成の何れかに加えて、
前記純水利用装置が、燃料電池であり、
前記燃料電池のアノードオフガスのドレン水を、前記陽イオン供給部に流入する純水に添加するドレン水添加部を備えた点にある。
In addition to any of the first to seventh characteristic configurations, the eighth characteristic configuration of the pure water purification apparatus according to the present invention is:
The pure water utilization device is a fuel cell,
A drain water addition unit for adding drain water of anode off-gas of the fuel cell to pure water flowing into the cation supply unit is provided.

上記第8特徴構成によれば、上記ドレン水添加部により、燃料電池のアノードオフガスのドレン水に含まれる過酸化水素が純水に添加され、上記陽イオン供給部により、その過酸化水素を含む純水に陽イオンが供給される。すると、その純水中において、過酸化水素が陽イオンを触媒として反応して、ヒドロキシラジカル(・OH)などの酸化力が非常に強いラジカルが生成することになる。よって、このラジカルのフェントン反応により、たんぱく質や脂質で作られている菌類の細胞膜、細胞壁が破壊されるので、当該菌類をより確実に死滅させることができる。   According to the eighth feature, hydrogen peroxide contained in the drain water of the anode off-gas of the fuel cell is added to pure water by the drain water addition unit, and the hydrogen peroxide is contained by the cation supply unit. Cations are supplied to pure water. Then, in the pure water, hydrogen peroxide reacts with a cation as a catalyst, and a radical having a very strong oxidizing power such as hydroxy radical (.OH) is generated. Therefore, the cell membrane and cell wall of fungi made of proteins and lipids are destroyed by this radical Fenton reaction, so that the fungi can be killed more reliably.

本発明に係る純水浄化装置の第9特徴構成は、上記第8特徴構成に加えて、
前記ドレン水添加部が、前記燃料電池のアノードオフガスを前記陽イオン供給部に流入する純水に吹き込むように構成されている点にある。
In addition to the eighth characteristic configuration, the ninth characteristic configuration of the pure water purification apparatus according to the present invention includes:
The drain water addition unit is configured to blow the anode off-gas of the fuel cell into pure water flowing into the cation supply unit.

上記第9特徴構成によれば、燃料電池のアノードオフガスのドレン水を陽イオン供給部に流入する純水に吹き込むという合理的な形態で、アノードオフガスのドレン水を同純水に添加することができる。   According to the ninth feature, the anode off-gas drain water is added to the pure water in a rational form by blowing the drain water of the anode off-gas of the fuel cell into the pure water flowing into the cation supply unit. it can.

尚、上記目的を達成するための本発明に係る燃料電池システムは、
燃料電池と、
前記燃料電池に供給される純水に接触して当該純水から不純物を除去するイオン交換樹脂が充填された浄化部を有する純水浄化装置とを備えた燃料電池システムであって、
前記純水浄化装置として、本発明に係る純水浄化装置を備えた点を特徴とし、上述したような本発明に係る純水浄化装置と同様の作用効果を発揮する。
The fuel cell system according to the present invention for achieving the above object is
A fuel cell;
A fuel cell system comprising a pure water purifier having a purifying unit filled with an ion exchange resin that contacts pure water supplied to the fuel cell and removes impurities from the pure water;
The pure water purification apparatus is characterized by the provision of the pure water purification apparatus according to the present invention, and exhibits the same effects as the above-described pure water purification apparatus according to the present invention.

第1実施形態の純水浄化装置を備えた燃料電池システムの概略構成図1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system including a pure water purification device according to a first embodiment. 第2実施形態の純水浄化装置を備えた燃料電池システムの概略構成図The schematic block diagram of the fuel cell system provided with the pure water purification apparatus of 2nd Embodiment.

〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態について、図1に基づいて説明する。
図1に示す燃料電池システムは、冷却水として純水Wを利用する純水利用装置としての燃料電池80と、燃料電池80に供給される純水Wを浄化する純水浄化装置1とを備える。即ち、純水浄化装置1で浄化した純水Wが燃料電池80に供給され、一方、燃料電池80から排出された利用後の純水Wが純水浄化装置1に戻される。
燃料電池80は、周知のものが利用されるので詳細な説明は割愛するが、電解質膜を挟んで一方側のアノード極に供給された水素と他方側のカソード極に供給された酸素との電気化学反応により発電を行うものである。また、かかる燃料電池80では、アノード極から、未反応の水素に加えて副反応で生成された過酸化水素を含むアノードオフガスGが排出される。
また、純水浄化装置1で浄化された純水Wは、燃料電池80の冷却水として供給されるのに加え、当該燃料電池80に水素を供給する改質装置90の改質水としても供給される。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The fuel cell system shown in FIG. 1 includes a fuel cell 80 as a pure water utilization device that uses pure water W as cooling water, and a pure water purification device 1 that purifies the pure water W supplied to the fuel cell 80. . That is, the pure water W purified by the pure water purification apparatus 1 is supplied to the fuel cell 80, while the used pure water W discharged from the fuel cell 80 is returned to the pure water purification apparatus 1.
Since a well-known fuel cell 80 is used, a detailed description thereof will be omitted, but the electric power between hydrogen supplied to the anode electrode on one side and oxygen supplied to the cathode electrode on the other side with the electrolyte membrane interposed therebetween. It generates electricity by chemical reaction. In the fuel cell 80, the anode off-gas G containing hydrogen peroxide generated by the side reaction in addition to unreacted hydrogen is discharged from the anode electrode.
Further, the pure water W purified by the pure water purification apparatus 1 is supplied as cooling water for the fuel cell 80 and also supplied as reforming water for the reforming device 90 that supplies hydrogen to the fuel cell 80. Is done.

純水浄化装置1には、燃料電池80に供給される純水Wに接触して当該純水Wから不純物を除去するイオン交換樹脂Cが充填された浄化部21が設けられている。
この浄化部21は、純水Wが通過する絶縁性の容器20内に、比表面積が比較的大きい、粒状、繊維状、布状、又は多孔質状の状態でイオン交換樹脂Cを充填したものとして構成されている。尚、容器20を構成する材料としては、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、フッ素樹脂などのように、純水W中にできるだけイオンを溶出しない絶縁性材料が好適に利用されている。
そして、燃料電池80から戻された純水Wが浄化部21を通過することで、当該純水W中のイオンが水素イオンと水酸化物イオンに夫々交換され、それらが互いに反応して水になる形態で、純水Wから不純物が除去される。
The pure water purification apparatus 1 is provided with a purification unit 21 filled with an ion exchange resin C that contacts the pure water W supplied to the fuel cell 80 and removes impurities from the pure water W.
This purifying unit 21 is filled with an ion exchange resin C in a granular, fibrous, cloth-like or porous state having a relatively large specific surface area in an insulating container 20 through which pure water W passes. It is configured as. In addition, as a material which comprises the container 20, the insulating material which does not elute ion in the pure water W as much as possible like a polypropylene, polyamide, a polycarbonate, a fluororesin etc. is utilized suitably.
Then, when the pure water W returned from the fuel cell 80 passes through the purification unit 21, ions in the pure water W are exchanged for hydrogen ions and hydroxide ions, respectively, and they react with each other to form water. In this manner, impurities are removed from the pure water W.

この純水浄化装置1において純水Wが通過する配管としては、燃料電池80に純水Wを供給する往き配管52と、燃料電池80から排出された純水Wを戻す戻り配管53とに加えて、純水Wの一部を循環させる循環配管40が設けられている。即ち、燃料電池80から戻り配管53を介して戻される純水Wを、適宜浄化部21により浄化処理を施した上で、往き配管52を介して燃料電池80に供給するにあたり、その純水Wの一部が循環配管40を介して循環する構成が採用されている。
尚、本第1実施形態の純水浄化装置1では、上記浄化部21は、上記循環配管40に配置されており、この循環配管40を循環する純水Wに対して浄化部21による浄化処理が施されることになる。
In the pure water purification apparatus 1, pipes through which the pure water W passes include an outward pipe 52 that supplies the pure water W to the fuel cell 80 and a return pipe 53 that returns the pure water W discharged from the fuel cell 80. A circulation pipe 40 for circulating a part of the pure water W is provided. That is, when pure water W returned from the fuel cell 80 via the return pipe 53 is appropriately purified by the purifying unit 21 and then supplied to the fuel cell 80 via the forward pipe 52, the pure water W is supplied. A configuration in which a part of the refrigerant circulates through the circulation pipe 40 is employed.
In the pure water purification apparatus 1 of the first embodiment, the purification unit 21 is disposed in the circulation pipe 40, and the purification process by the purification unit 21 for the pure water W circulating in the circulation pipe 40. Will be given.

純水浄化装置1には、純水Wを内部に貯留する貯留タンク30が設けられている。
この貯留タンク30には、戻り配管53から戻された純水Wを受け入れて循環配管40に供給される純水Wを一時的に貯留する第1貯留部31と、循環配管40から供給される純水Wを受け入れて燃料電池80に供給される純水Wを一時的に貯留する第2貯留部32とが、隔壁33を介して相互間のオーバーフローが可能な状態で区画形成されている。また、第1貯留部31から循環配管40へ向けて純水Wを送出する第1水ポンプ41と、第2貯留部32から往き配管52へ向けて純水Wを送出する第2水ポンプ51とが設けられている。
よって、燃料電池80から排出された利用済みの純水Wは、第1貯留部31に一旦貯留された後に、第1水ポンプ41により循環配管40に供給されることになる。一方、循環配管40を通過して当該循環配管40に配置された浄化部21により浄化処理が施された純水Wは、第2貯留部32に一旦貯留された後に、第2水ポンプ51により燃料電池80に供給されることになる。
The pure water purification apparatus 1 is provided with a storage tank 30 that stores pure water W therein.
The storage tank 30 receives the pure water W returned from the return pipe 53 and temporarily stores the pure water W supplied to the circulation pipe 40 and is supplied from the circulation pipe 40. A second storage portion 32 that receives the pure water W and temporarily stores the pure water W supplied to the fuel cell 80 is partitioned and formed through the partition wall 33 so that overflow between the two is possible. In addition, a first water pump 41 that sends pure water W from the first storage unit 31 toward the circulation pipe 40 and a second water pump 51 that sends pure water W from the second storage unit 32 to the outgoing pipe 52. And are provided.
Therefore, the used pure water W discharged from the fuel cell 80 is temporarily stored in the first storage unit 31 and then supplied to the circulation pipe 40 by the first water pump 41. On the other hand, the pure water W that has passed through the circulation pipe 40 and has been purified by the purification unit 21 disposed in the circulation pipe 40 is temporarily stored in the second storage unit 32, and then is purified by the second water pump 51. The fuel cell 80 is supplied.

更に、第1水ポンプ41の送水量が、第2水ポンプ51の送水量よりも大きく設定されている。言い換えれば、循環配管40における純水Wの流量が、第2循環回路50における純水Wの流量よりも大きく設定されている。
すると、貯留タンク30では、循環配管40から第2貯留部32に流入する純水Wの量が、戻り配管53から第1貯留部31に流入する純水Wの量よりも多くなるので、第2貯留部32に貯留される純水Wの一部が隔壁33の上縁を乗り越えて第1貯留部31側に流入する、所謂オーバーフローが発生することになる。
よって、循環配管40において浄化部21を通過して浄化処理が施された後に第2貯留部32に流入する純水Wのうち、一部は上述したように第2水ポンプ51により往き配管52に送り出されて燃料電池80に供給されるが、他部が、隔壁33の上縁を乗り越えて第1貯留部31にオーバーフローして再度循環配管40に送り出されて浄化部21に供給されることになり、結果、純水Wに対して浄化部21による浄化処理が繰り返して施されることになる。
Further, the water supply amount of the first water pump 41 is set to be larger than the water supply amount of the second water pump 51. In other words, the flow rate of the pure water W in the circulation pipe 40 is set larger than the flow rate of the pure water W in the second circulation circuit 50.
Then, in the storage tank 30, the amount of pure water W flowing from the circulation pipe 40 into the second storage section 32 is larger than the amount of pure water W flowing into the first storage section 31 from the return pipe 53. The so-called overflow occurs in which part of the pure water W stored in the second storage section 32 passes over the upper edge of the partition wall 33 and flows into the first storage section 31 side.
Therefore, a part of the pure water W flowing into the second storage part 32 after passing through the purification part 21 in the circulation pipe 40 and flowing into the second storage part 32 is forwarded by the second water pump 51 as described above. The other part gets over the upper edge of the partition wall 33, overflows into the first storage part 31, is sent out again to the circulation pipe 40, and is supplied to the purification part 21. As a result, the purification process by the purification unit 21 is repeatedly performed on the pure water W.

純水浄化装置1は、浄化部21による浄化処理に加えて、純水W中に含まれる有機物である真性細菌などの菌類の増殖を抑制する抗菌処理を施すように構成されており、その詳細構成について以下に説明を加える。
循環配管40における浄化部21の上流側には、陽イオン供給部11が配置されている。
この陽イオン供給部11は、循環配管40において純水Wが通過する絶縁性の容器10内に、比表面積が比較的大きい、粒状、繊維状、布状、又は多孔質状の状態で抗菌性材料Aを充填したものとして構成されている。
陽イオン供給部11に充填される抗菌性材料Aは、接触する純水Wに対して抗菌性を有する陽イオンを溶出する材料であり、本実施形態では、かかる抗菌性材料Aとして、純水Wに対して陽イオンとしての銅イオンを溶出する比較的安価な青銅が利用されている。
そして、陽イオン供給部11により陽イオンが供給された純水W中では、陽イオンの抗菌作用により菌類の増殖が抑制された状態となる。
尚、陽イオンによる抗菌作用については、多くの説が存在するが、例えば、菌類の体内で生成される過酸化水素が陽イオンを触媒として反応して、ヒドロラジカル(・OH)などの酸化力が非常に強いラジカルが生成し、そのラジカルが菌類の細胞膜、細胞壁を破壊して、死滅させるという作用が考えられる。
The pure water purification apparatus 1 is configured to perform an antibacterial treatment that suppresses the growth of fungi such as true bacteria, which are organic substances contained in the pure water W, in addition to the purification treatment by the purification unit 21. A description will be given below of the configuration.
The cation supply unit 11 is disposed on the upstream side of the purification unit 21 in the circulation pipe 40.
The cation supply unit 11 is antibacterial in a granular, fibrous, cloth-like, or porous state having a relatively large specific surface area in an insulating container 10 through which pure water W passes in the circulation pipe 40. The material A is filled.
The antibacterial material A filled in the cation supply unit 11 is a material that elutes cations having antibacterial properties with respect to the pure water W that comes into contact. In this embodiment, pure water is used as the antibacterial material A. A relatively inexpensive bronze that elutes copper ions as positive ions for W is used.
And in the pure water W to which the cation was supplied by the cation supply part 11, it will be in the state by which the proliferation of fungi was suppressed by the antibacterial action of the cation.
There are many theories about the antibacterial action of cations. For example, hydrogen peroxide produced in the body of fungi reacts with cations as a catalyst to oxidize hydroradicals (.OH) and the like. However, a very strong radical is generated, and the radical may destroy and kill the fungal cell membrane and cell wall.

このように陽イオンを含む純水Wが浄化部21にそのまま供給されてしまうと、当該浄化部21に充填されたイオン交換樹脂Cがこの陽イオンを捕獲することで、イオン交換樹脂Cの負荷が増加し、イオン交換樹脂Cの寿命が短くなるという問題がある。
そこで、陽イオン供給部11の下流側且つ浄化部21の上流側、具体的には循環配管40における陽イオン供給部11と浄化部21との間には、陽イオン捕獲部12が配置されている。
この陽イオン捕獲部12は、循環配管40において純水Wが通過する絶縁性の容器10内に、比表面積が比較的大きい、粒状、繊維状、布状、又は多孔質状の状態で貴電位材料Bを充填したものとして構成されている。
陽イオン捕獲部12に充填される貴電位材料Bは、純水W中で抗菌性材料Aよりも貴な自然電位を示す材料であり、本実施形態では、かかる貴電位材料Bとして、青銅又はニッケル銅よりも貴な自然電位を示す比較的安価なステンレスが利用されている。
また、上記抗菌性材料Aと上記貴電位材料Bとは、同じ容器10内において、貴電位材料Bが抗菌性材料Aよりも下流側に位置するように積層された状態で充填されており、この構成により、貴電位材料Bは、抗菌性材料Aと電気的に接続された状態となっている。
If pure water W containing cations is supplied to the purification unit 21 as it is, the ion exchange resin C filled in the purification unit 21 captures the cations, thereby loading the ion exchange resin C. There is a problem that the life of the ion exchange resin C is shortened.
Therefore, the cation capturing unit 12 is disposed downstream of the cation supply unit 11 and upstream of the purification unit 21, specifically, between the cation supply unit 11 and the purification unit 21 in the circulation pipe 40. Yes.
The cation capturing unit 12 has a noble potential in a granular, fibrous, cloth, or porous state having a relatively large specific surface area in an insulating container 10 through which pure water W passes in the circulation pipe 40. The material B is filled.
The noble potential material B filled in the cation trapping portion 12 is a material that exhibits a natural potential more noble than the antibacterial material A in pure water W. In this embodiment, as the noble potential material B, bronze or A relatively inexpensive stainless steel that exhibits a natural potential more noble than nickel copper is used.
In addition, the antibacterial material A and the noble potential material B are filled in the same container 10 in a stacked state so that the noble potential material B is positioned downstream of the antibacterial material A. With this configuration, the noble potential material B is electrically connected to the antibacterial material A.

このように陽イオン捕獲部12が設けられていることで、陽イオン供給部11で供給された陽イオンが、浄化部21に供給される前の段階で、陽イオン捕獲部12に充填された貴電位材料Bにより捕獲されることになり、結果、浄化部21に充填されたイオン交換樹脂Cの負荷の増加が防止されることになる。
また、抗菌性材料Aと貴電位材料Bとが容器10内において互いに接触する状態で電気的に接続されているので、陽イオンを溶出することで余った電子が抗菌性材料Aから貴電位材料Bへ流れて陽イオンの捕獲に供される形態で、抗菌性材料Aによる陽イオンの放出と、貴電位材料Bによる陽イオンの捕獲とが維持されることになる。
Since the cation capturing unit 12 is thus provided, the cation supplied by the cation supplying unit 11 is filled in the cation capturing unit 12 before being supplied to the purification unit 21. As a result, an increase in the load of the ion exchange resin C filled in the purification unit 21 is prevented.
In addition, since the antibacterial material A and the noble potential material B are electrically connected in a state where they are in contact with each other in the container 10, surplus electrons are released from the antibacterial material A by elution of cations. The release of the cation by the antibacterial material A and the capture of the cation by the noble potential material B are maintained in a form that flows to B and is used for cation capture.

尚、容器10を構成する材料としても、上記浄化部21の容器10と同様に、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、フッ素樹脂などのように、純水W中にできるだけイオンを溶出しない絶縁性材料が好適に利用されている。
また、上述したように、循環配管40における純水Wの流量が往き配管52における純水Wの流量よりも大きく設定されることで、陽イオン供給部11、陽イオン捕獲部12、及び浄化部21を配置した循環配管40を通過した純水Wの一部が再度循環配管40に送り出されることになり、浄化部21による浄化処理のみならず、陽イオン供給部11の陽イオンの供給による抗菌処理と陽イオンの捕獲とが繰り返して施されることになる。
As the material constituting the container 10, an insulating material that does not elute ions as much as possible in the pure water W, such as polypropylene, polyamide, polycarbonate, fluororesin, etc., is suitable as in the case of the container 10 of the purification unit 21. Has been used.
Further, as described above, the cation supply unit 11, the cation capture unit 12, and the purification unit are set by setting the flow rate of the pure water W in the circulation pipe 40 larger than the flow rate of the pure water W in the forward pipe 52. Part of the pure water W that has passed through the circulation pipe 40 in which the 21 is disposed is sent out to the circulation pipe 40 again, so that not only the purification process by the purification unit 21 but also the antibacterial by the cation supply of the cation supply unit 11 The treatment and cation capture are repeated.

陽イオン捕獲部12に充填された貴電位材料Bには、当該貴電位材料Bに負の電位を印加する電位印加部として、直流電源70が接続されている。
よって、直流電源70から貴電位材料Bに対して、陽イオンを捕獲するための電子が十分に補充されるので、陽イオンの捕獲効率が高いものに維持されている。
A direct current power source 70 is connected to the noble potential material B filled in the cation capturing unit 12 as a potential application unit that applies a negative potential to the noble potential material B.
Therefore, electrons for capturing cations are sufficiently supplemented from the direct current power source 70 to the noble potential material B, so that the cation capturing efficiency is kept high.

更に、純水浄化装置1は、純水W中に含まれる有機物である真性細菌などの菌類をより確実に殺菌するための構成を採用しており、その詳細構成について以下に説明を加える。
燃料電池80のアノードオフガスGのドレン水を、陽イオン供給部に流入する純水Wに添加するドレン水添加部として、ドレン水添加タンク60を戻り配管53に配置している。
このドレン水添加タンク60は、燃料電池80から排出された利用済みの純水Wを一時的に貯留するように構成されている。更に、その貯留された純水W中には、燃料電池80から排出されたアノードオフガスGを吹き出すノズル61の先端部が浸漬した状態で配置されている。そして、ドレン水添加タンク60に貯留された純水W中にノズル61からアノードオフガスGを吹き込む所謂バブリングを行うことで、当該純水W中にアノードオフガスGのドレン水が低下されることになる。
また、このアノードオフガスGには、燃料電池80における副反応で生成された過酸化水素が含まれているので、そのドレン水が供給された純水Wにも過酸化水素が含まれることになる。
Furthermore, the pure water purification apparatus 1 employs a configuration for more reliably sterilizing fungi such as genuine bacteria that are organic substances contained in the pure water W, and the detailed configuration will be described below.
A drain water addition tank 60 is arranged in the return pipe 53 as a drain water addition unit for adding drain water of the anode off-gas G of the fuel cell 80 to the pure water W flowing into the cation supply unit.
The drain water addition tank 60 is configured to temporarily store the used pure water W discharged from the fuel cell 80. Further, the stored pure water W is disposed in a state in which the tip of the nozzle 61 that blows out the anode off gas G discharged from the fuel cell 80 is immersed. The so-called bubbling is performed by blowing the anode off gas G from the nozzle 61 into the pure water W stored in the drain water addition tank 60, so that the drain water of the anode off gas G is reduced in the pure water W. .
Further, since the anode off gas G contains hydrogen peroxide generated by the side reaction in the fuel cell 80, the pure water W supplied with the drain water also contains hydrogen peroxide. .

そして、このように純水Wに含まれる過酸化水素が、菌類が生成する量よりも増加することから、第1貯留部31及び第1水ポンプ41を介して陽イオン供給部11に到達して陽イオンが供給されると、その過酸化水素が陽イオンを触媒として反応して、ヒドロキシラジカル(・OH)などの酸化力が非常に強いラジカルがより多量に生成する。結果、純水Wに含まれる菌類は、このラジカルのフェントン反応により、たんぱく質や脂質で作られている細胞膜、細胞壁が破壊されて、より完全に死滅することになる。
また、菌類を死滅させた後に純水W中で余ったラジカルは、不安定であるため非常に短時間で消滅するので、後段に配置された浄化部21のイオン交換樹脂などを損傷させることはない。
一方、本実施形態では、過酸化水素を含んだ純水Wが貯留タンク30の第1貯留部31に一時的に貯留される構成を採用しているため、貯留タンク30に給水弁34を介して供給される供給水SWの菌類を、過酸化水素そのものが有する殺菌力により、ある程度死滅、又は増殖を抑制することが可能となる。
Since the hydrogen peroxide contained in the pure water W increases as compared with the amount produced by the fungi in this way, it reaches the cation supply unit 11 via the first storage unit 31 and the first water pump 41. When the cation is supplied, the hydrogen peroxide reacts with the cation as a catalyst, and a radical having a very strong oxidizing power such as a hydroxy radical (.OH) is generated in a larger amount. As a result, the fungi contained in the pure water W are more completely killed by the Fenton reaction of this radical, destroying cell membranes and cell walls made of proteins and lipids.
In addition, radicals remaining in the pure water W after killing the fungi are unstable and disappear in a very short time, so that it is not possible to damage the ion exchange resin or the like of the purification unit 21 disposed in the subsequent stage. Absent.
On the other hand, in the present embodiment, a configuration in which pure water W containing hydrogen peroxide is temporarily stored in the first storage unit 31 of the storage tank 30 is employed, and therefore, the storage tank 30 is provided with a water supply valve 34. It is possible to kill or suppress the growth of fungi in the supplied water SW to some extent by the sterilizing power of hydrogen peroxide itself.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について、図2に基づいて説明する。
尚、図2に示す燃料電池システム及び純水浄化装置2は、上述した第1実施形態に対して、浄化部21の配置場所のみが異なる。よって、他の同様の構成については、図面において同じ符号を付すとともに、詳細な説明は割愛する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The fuel cell system and the pure water purification apparatus 2 shown in FIG. 2 differ from the first embodiment described above only in the location where the purification unit 21 is disposed. Accordingly, other similar configurations are denoted by the same reference numerals in the drawings, and detailed description thereof is omitted.

図2に示す純水浄化装置2では、浄化部21は、循環配管40ではなく、往き配管52に配置されている。尚、このような構成を採用した場合でも、陽イオン捕獲部12は、純水Wの流れ方向において、陽イオン供給部11の下流側且つ浄化部21の上流側に配置されていると言える。
即ち、循環配管40において陽イオン供給部11と陽イオン捕獲部12とを通過して抗菌処理と陽イオンの捕獲とが施された後に第2貯留部32に流入する純水Wのうち、一部は上述したように第2水ポンプ51により往き配管52に送り出されて浄化部21により浄化処理が施された後に燃料電池80に供給されるが、他部が、隔壁33の上縁を乗り越えて第1貯留部31にオーバーフローして再度循環配管40に送り出されて陽イオン供給部11等に供給されることになり、結果、純水Wに対して浄化処理等が繰り返して施されることになる。よって、浄化部21に到達する菌類及び陽イオンが低減し、浄化部21の負荷が一層軽減されている。
In the pure water purification apparatus 2 shown in FIG. 2, the purification unit 21 is arranged not in the circulation pipe 40 but in the forward pipe 52. Even when such a configuration is adopted, it can be said that the cation capturing unit 12 is disposed downstream of the cation supply unit 11 and upstream of the purification unit 21 in the flow direction of the pure water W.
That is, one of the pure waters W that flows into the second storage unit 32 after passing through the cation supply unit 11 and the cation capturing unit 12 and being subjected to antibacterial treatment and cation capturing in the circulation pipe 40. As described above, the part is sent to the forward piping 52 by the second water pump 51 and supplied to the fuel cell 80 after being purified by the purification unit 21, but the other part gets over the upper edge of the partition wall 33. Thus, it overflows into the first reservoir 31 and is sent again to the circulation pipe 40 and supplied to the cation supply unit 11 and the like, and as a result, the purification process and the like are repeatedly performed on the pure water W. become. Therefore, fungi and cations reaching the purification unit 21 are reduced, and the load on the purification unit 21 is further reduced.

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)上記実施形態では、本発明に係る純水浄化装置1を、燃料電池80を備えた燃料電池システムに適用した例を示したが、燃料電池80以外の純水利用装置を備えたシステムにも適宜適用することができる。
[Other Embodiments]
Finally, other embodiments of the present invention will be described. Note that the configuration of each embodiment described below is not limited to being applied independently, and can be applied in combination with the configuration of other embodiments as long as no contradiction arises.
(1) In the above embodiment, the example in which the pure water purification apparatus 1 according to the present invention is applied to a fuel cell system including the fuel cell 80 has been described. However, a system including a pure water utilization apparatus other than the fuel cell 80 The present invention can also be applied as appropriate.

(2)上記実施形態では、陽イオン供給部11に充填する抗菌性材料Aとして、純水Wに銅イオンを溶出する青銅を利用したが、かかる抗菌性材料Aとしては、純水Wに対して抗菌性を有する陽イオンを溶出する材料であれば良く、例えば、同じく純水Wに対して銅イオンを溶出するニッケル銅や、銅そのものを利用することができる。 (2) In the above embodiment, bronze that elutes copper ions into the pure water W is used as the antibacterial material A filled in the cation supply unit 11, but as the antibacterial material A, Any material that elutes cations having antibacterial properties may be used. For example, nickel copper that elutes copper ions from pure water W or copper itself can be used.

(3)上記実施形態では、陽イオン捕獲部12に充填する貴電位材料Bとしてステンレスを利用したが、かかる貴電位材料Bとしては、純水W中で抗菌性材料Aよりも貴な自然電位を示す材料であれば良く、例えば、表面が不働態化するニッケルや他の金属、若しくは貴金属等を利用することができる。 (3) In the above-described embodiment, stainless steel is used as the noble potential material B filled in the cation trapping unit 12. However, as the noble potential material B, a natural potential that is noble than the antibacterial material A in pure water W is used. For example, nickel, other metal, or noble metal whose surface is passivated can be used.

(4)上記実施形態では、貯留タンク30を設けて、純水Wを一時的に貯留するように構成したが、別に、燃料電池80から戻された純水Wを、直接、陽イオン供給部11、陽イオン捕獲部12、及び、浄化部21に、記載の順で通過させて抗菌処理及び浄化処理を施し、その純水Wを燃料電池80に直接供給するなどのように、純水Wの通流回路を適宜改変しても構わない。 (4) In the above embodiment, the storage tank 30 is provided to temporarily store the pure water W. Separately, the pure water W returned from the fuel cell 80 is directly supplied to the cation supply unit. 11, pure water W, such as passing through the cation capturing unit 12 and the purifying unit 21 in the order described to perform antibacterial treatment and purification treatment, and supplying the pure water W directly to the fuel cell 80. These flow circuits may be modified as appropriate.

(5)上記実施形態では、燃料電池80から戻された純水W中にアノードオフガスGをバブリングするように構成されたドレン水添加タンク60を設けたが、その代わりに、貯留タンク30に貯留される純水W中に直接アノードオフガスGをバブリングするように構成しても構わない。また、燃料電池80のアノードオフガスGのドレン水を純水Wに供給するドレン水添加部としては、ドレン水添加タンク60のように純水W中にアノードオフガスGをバブリングするのではなく、アノードオフガスGを凝縮させて予めドレン水を生成させておき、そのドレン水を燃料電池80から戻された純水に添加するように構成しても構わない。また、ドレン水添加部の配置場所は、燃料電池80の出口側に限らず、例えば、循環配管40における陽イオン供給部11の上流側などに配置しても構わない。 (5) In the above embodiment, the drain water addition tank 60 configured to bubble the anode off-gas G in the pure water W returned from the fuel cell 80 is provided, but instead stored in the storage tank 30. The anode off gas G may be directly bubbled into the pure water W to be produced. The drain water addition unit for supplying the drain water of the anode off-gas G of the fuel cell 80 to the pure water W is not the bubbling of the anode off-gas G into the pure water W as in the drain water addition tank 60, The off-gas G may be condensed to generate drain water in advance, and the drain water may be added to the pure water returned from the fuel cell 80. Further, the arrangement location of the drain water addition unit is not limited to the outlet side of the fuel cell 80, and may be arranged, for example, on the upstream side of the cation supply unit 11 in the circulation pipe 40.

本発明は、純水利用装置に供給される純水に接触して当該純水から不純物を除去するイオン交換樹脂が充填された浄化部を有する純水浄化装置及びそれを備えた燃料電池システムとして好適に利用可能である。   The present invention relates to a pure water purification device having a purification unit filled with an ion exchange resin that contacts impurities with pure water supplied to the pure water utilization device and removes impurities from the pure water, and a fuel cell system including the same. It can be suitably used.

1,2 :純水浄化装置
10,20:容器
11 :陽イオン供給部
12 :陽イオン捕獲部
21 :浄化部
30 :貯留タンク
31 :第1貯留部
32 :第2貯留部
33 :隔壁
40 :循環配管
41 :第1水ポンプ
51 :第2水ポンプ
52 :往き配管
53 :戻り配管
60 :ドレン水添加タンク(ドレン水添加部)
70 :直流電源(電位印加部)
80 :燃料電池
90 :改質装置
A :抗菌性材料
B :貴電位材料
C :イオン交換樹脂
G :アノードオフガス
W :純水
1, 2: Pure water purification apparatus 10, 20: Container 11: Cation supply unit 12: Cation capture unit 21: Purification unit 30: Storage tank 31: First storage unit 32: Second storage unit 33: Septum 40: Circulation piping 41: 1st water pump 51: 2nd water pump 52: Outward piping 53: Return piping 60: Drain water addition tank (drain water addition part)
70: DC power supply (potential application unit)
80: Fuel cell 90: Reformer A: Antibacterial material B: Noble potential material C: Ion exchange resin G: Anode off gas W: Pure water

Claims (10)

純水利用装置に供給される純水に接触して当該純水から不純物を除去するイオン交換樹脂が充填された浄化部を有する純水浄化装置であって、
前記浄化部の上流側に配置され、前記純水に対して抗菌性を有する陽イオンを溶出する抗菌性材料を前記純水に接触する状態で前記純水が通過する容器内に充填してなる陽イオン供給部と、
前記陽イオン供給部の下流側且つ前記浄化部の上流側に配置され、前記純水中で前記抗菌性材料よりも貴な自然電位を示し前記抗菌性材料と電気的に接続された貴電位材料を前記純水に接触する状態で前記純水が通過する容器内に充填してなる陽イオン捕獲部とを備えた純水浄化装置。
A pure water purifying apparatus having a purifying section filled with an ion exchange resin that comes into contact with pure water supplied to a pure water using apparatus and removes impurities from the pure water,
An antibacterial material that is disposed upstream of the purification unit and elutes cations that have antibacterial properties against the pure water is filled in a container through which the pure water passes in contact with the pure water. A cation supply unit;
A noble potential material that is disposed downstream of the cation supply unit and upstream of the purification unit and exhibits a natural potential nobler than the antibacterial material in the pure water and is electrically connected to the antibacterial material And a cation trapping unit filled with a container through which the pure water passes in a state of being in contact with the pure water.
前記陽イオン供給部に充填される抗菌性材料が、青銅又はニッケル銅であり、
前記陽イオン捕獲部に充填される貴電位材料が、ニッケル又はステンレスである請求項1に記載の純水浄化装置。
The antibacterial material filled in the cation supply unit is bronze or nickel copper,
The pure water purifier according to claim 1, wherein the noble potential material filled in the cation trapping unit is nickel or stainless steel.
前記抗菌性材料及び前記貴電位材料が、粒状、繊維状、布状、又は多孔質状の状態で前記容器内に充填されている請求項1又は2に記載の純水浄化装置。   The pure water purification apparatus according to claim 1 or 2, wherein the antibacterial material and the noble potential material are filled in the container in a granular, fibrous, cloth-like, or porous state. 前記純水利用装置に純水を供給する往き配管と、
前記純水利用装置から排出された純水を戻す戻り配管と、
前記純水の一部を循環させる循環配管とを備え、
前記陽イオン供給部及び前記陽イオン捕獲部が、前記循環配管に配置されている請求項1〜3の何れか1項に記載の純水浄化装置。
Outward piping for supplying pure water to the pure water utilization device;
A return pipe for returning the pure water discharged from the pure water utilization device;
A circulation pipe for circulating a part of the pure water,
The pure water purification apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the cation supply unit and the cation capture unit are arranged in the circulation pipe.
前記浄化部が、前記往き配管に配置されている請求項4に記載の純水浄化装置。   The pure water purification apparatus according to claim 4, wherein the purification unit is disposed in the forward piping. 純水を内部に貯留する貯留タンクを備え、
前記貯留タンクに、前記戻り配管から戻された純水を受け入れて前記循環配管に供給される純水を一時的に貯留する第1貯留部と、前記循環配管から供給される純水を受け入れて前記純水利用装置に供給される純水を一時的に貯留する第2貯留部とが、隔壁を介して相互間のオーバーフローが可能な状態で区画形成され、
前記第1貯留部から前記循環配管へ向けて純水を送出する第1水ポンプと、
前記第2貯留部から前記往き配管へ向けて純水を送出する第2水ポンプとを備え、
前記第1水ポンプの送水量が前記第2水ポンプの送水量よりも大きく設定されている請求項4又は5に記載の純水浄化装置。
It has a storage tank that stores pure water inside,
The storage tank receives pure water returned from the return pipe and temporarily stores pure water supplied to the circulation pipe, and receives pure water supplied from the circulation pipe. The second storage part that temporarily stores the pure water supplied to the pure water utilization device is partitioned and formed in a state in which overflow is possible between the partition walls,
A first water pump for sending pure water from the first reservoir to the circulation pipe;
A second water pump for delivering pure water from the second reservoir to the outgoing pipe;
The pure water purification apparatus according to claim 4 or 5, wherein a water supply amount of the first water pump is set larger than a water supply amount of the second water pump.
前記貴電位材料に負の電位を印加する電位印加部を備えた請求項1〜6の何れか1項に記載の純水浄化装置。   The pure water purification apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising a potential applying unit that applies a negative potential to the noble potential material. 前記純水利用装置が、燃料電池であり、
前記燃料電池のアノードオフガスのドレン水を、前記陽イオン供給部に流入する純水に添加するドレン水添加部を備えた請求項1〜7の何れか1項に記載の純水浄化装置。
The pure water utilization device is a fuel cell,
The pure water purifier according to any one of claims 1 to 7, further comprising a drain water addition unit that adds drain water of anode off-gas of the fuel cell to pure water flowing into the cation supply unit.
前記ドレン水添加部が、前記燃料電池のアノードオフガスを前記陽イオン供給部に流入する純水に吹き込むように構成されている請求項8に記載の純水浄化装置。   The pure water purifier according to claim 8, wherein the drain water addition unit is configured to blow the anode off gas of the fuel cell into the pure water flowing into the cation supply unit. 燃料電池と、
前記燃料電池に供給される純水に接触して当該純水から不純物を除去するイオン交換樹脂が充填された浄化部を有する純水浄化装置とを備えた燃料電池システムであって、
前記純水浄化装置として、請求項1〜9の何れか1項に記載の純水浄化装置を備えた燃料電池システム。
A fuel cell;
A fuel cell system comprising a pure water purifier having a purifying unit filled with an ion exchange resin that contacts pure water supplied to the fuel cell and removes impurities from the pure water;
The fuel cell system provided with the pure water purification apparatus of any one of Claims 1-9 as the said pure water purification apparatus.
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