JP2015213022A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】水貯留部へ流入した水道水等を十分に浄化して改質器へ供給することができる燃料電池システムを提供すること。【解決手段】燃料電池システムの水貯留部５は、改質器７に向けて改質水Ｗ３が流出する改質水流出口５２１と、原水Ｗ４が水貯留部５に流入する原水流入口５２２と、水貯留部５の改質水Ｗ３が不純物除去部５３へ流出する循環改質水流出口５２３と、不純物除去部５３から水貯留部５へ改質水Ｗ３が流入する循環改質水流入口５２４と、改質水Ｗ３を貯留する貯留空間５３０を、水貯留部５の一方の側と水貯留部５の他方の側とに部分的に仕切る仕切り部材５１１と、を有する。循環改質水流出口５２３及び原水流入口５２２は、貯留空間５３０の一方の側を形成している水貯留部５の部分に位置し、循環改質水流入口５２４及び改質水流出口５２１は、貯留空間５３０の他方の側を形成している水貯留部５の部分に位置する。【選択図】図２

Description

本発明は、高温型燃料電池を備える燃料電池システムに関する。

高温型燃料電池を備える燃料電池システムは、高温型燃料電池において、アノードに供給される水素を含む改質ガスと、カソードに供給される空気中の酸素とが化学反応することにより、発電を行う。改質ガスは、一般的に、外部から改質器に供給される燃料と水とが改質器の触媒上で反応して生成される。また、例えば、改質器へ供給される水としては、高温型燃料電池から排出される水蒸気を含むオフガスが冷却されて生成された水が、回収されて用いられる。回収された水は、タンク等により構成された水貯留部に貯留される。そして、水は、浄化されるために水貯留部とイオン交換器との間で循環させられる（特許文献１参照）。

特開２０１１−２１０６５２号公報

前述のように、回収された水は、浄化されるために水貯留部とイオン交換器との間で循環させられる。しかし、水貯留部に、例えば水道水を供給する場合には、水貯留部へ流入した水道水が十分にイオン交換器に循環させられず、十分に浄化されていないにも関わらず、水貯留部から改質器へと供給される恐れがある。

本発明は、水貯留部へ流入した水道水等を十分に浄化して改質器へ供給することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。

本発明は、燃料電池と、触媒上で燃料と水とを反応させて、前記燃料電池に供給される改質ガスを生成する改質器と、前記改質器で生成された改質ガスが前記燃料電池に向けて流通する改質ガス供給ラインと、前記改質器へ供給する改質水を貯留する水貯留部と、前記水貯留部に貯留された改質水から不純物を除去する不純物除去部と、を備え、前記水貯留部は、前記改質器に向けて改質水が流出する改質水流出口と、原水が前記水貯留部に流入する原水流入口と、前記水貯留部の改質水が前記不純物除去部へ流出する循環改質水流出口と、前記不純物除去部から前記水貯留部へ改質水が流入する循環改質水流入口と、前記水貯留部内において改質水を貯留する貯留空間を、前記水貯留部の一方の側と前記水貯留部の他方の側とに部分的に仕切る仕切り部材と、を有し、前記循環改質水流出口及び前記原水流入口は、前記貯留空間の一方の側を形成している前記水貯留部の部分に位置し、前記循環改質水流入口及び前記改質水流出口は、前記貯留空間の他方の側を形成している前記水貯留部の部分に位置する燃料電池システムに関する。

また、前記仕切り部材は、前記原水流入口と前記改質水流出口とが前記貯留空間を介して直接対向しないように、前記原水流入口と前記改質水流出口とを遮蔽する位置関係を有して前記貯留空間内に配置されていることが好ましい。

また、前記仕切り部材は、板状を有することが好ましい。また、前記燃料電池から排出されたオフガスと熱交換水ラインを流通する水との間で熱交換する熱交換器と、オフガスが前記熱交換器において熱交換されて得られた凝縮水が前記水貯留部へ向けて流通する凝縮水供給ラインと、を備え、前記水貯留部は、前記凝縮水供給ラインの端部の開口に接続された凝縮水流入口であって、前記凝縮水供給ラインを流通する凝縮水が前記水貯留部に流入する凝縮水流入口と、を有し、前記凝縮水流入口は、前記貯留空間の一方の側と他方の側とが連通する前記貯留空間の部分に対向していることが好ましい。

また、前記貯留空間の他方の側を形成している前記水貯留部の部分は、前記循環改質水流入口から流入した改質水の流れを前記貯留空間の一方の側へ向ける流方向変更壁部を有し、前記凝縮水流入口は、前記貯留空間を介して前記流方向変更壁部に対向していることが好ましい。

また、前記貯留空間の一方の側は、前記水貯留部の他方の側の上方に位置することが好ましい。また、前記不純物除去部はイオン交換樹脂を有することが好ましい。

本発明によれば、水貯留部へ流入した水道水等を十分に浄化して改質器へ供給することができる燃料電池システムを提供することを目的とする。

本発明の実施形態における燃料電池システム１を示す概略図である。 本発明の実施形態における燃料電池システム１の改質水タンク５を示す概略断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態における燃料電池システム１を示す概略図である。
図１に示すように、実施形態の燃料電池システム１は、燃料電池２と、燃焼器２１と、熱交換器３と、貯湯タンク４と、水貯留部としての改質水タンク５と、改質器７と、セパレータ５１と、第１不純物除去部５２と、第２不純物除去部５３と、制御部８と、を備える。
また、燃料電池システム１は、オフガスラインＬ１と、熱交換水ラインＬ２と、温水使用ラインＬ３と、貯湯タンク給水ラインＬ４と、改質水循環ラインＬ５と、燃料供給ラインＬ６１と、空気供給ラインＬ６２と、改質ガス供給ラインＬ６３とを備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

オフガスラインＬ１は、燃焼前オフガスラインＬ１１１と、燃焼後オフガスラインＬ１１２と、下流側オフガスラインＬ１２とを有する。
燃焼前オフガスラインＬ１１１の一端部は、燃料電池２に接続されており、燃焼前オフガスラインＬ１１１の他端部は、燃焼器２１に接続されている。燃料電池２から排出されるオフガスＧ１は、オフガスラインＬ１を通じて燃焼器２１に供給される。

燃焼後オフガスラインＬ１１２の一端部は、燃焼器２１に接続されており、燃焼後オフガスラインＬ１１２の他端部は、熱交換器３に接続されている。燃焼器２１においてオフガスＧ１が燃焼されて生成された高温の燃焼ガスＧ２は、燃焼後オフガスラインＬ１１２を通じて熱交換器３に供給される。

下流側オフガスラインＬ１２の一端部は、熱交換器３に接続されており、下流側オフガスラインＬ１２の他端部は、燃料電池システム１の外部へ解放されている。下流側オフガスラインＬ１２の途中には、セパレータ（気水分離器）５１が接続されている。燃焼ガスＧ２は、セパレータ（気水分離器）５１を介して排気ガスとして、下流側オフガスラインＬ１２を流通して燃料電池システム１の外部へ排出される。

熱交換水ラインＬ２は、高温側ラインＬ２１と、低温側ラインＬ２２と、を有する。高温側ラインＬ２１の一端部は熱交換器３に接続されており、高温側ラインＬ２１の他端部は、貯湯タンク４に接続されている。高温側ラインＬ２１は、熱交換器３により熱交換された高温の温水Ｗ１を貯湯タンク４に流通させる。熱交換水ラインＬ２としての高温側ラインＬ２１には、温水Ｗ１が流通することに限られず、例えば、水道水が流通してもよい。

低温側ラインＬ２２の一端部は、貯湯タンク４に接続されており、低温側ラインＬ２２の他端部は、熱交換器３に接続されている。低温側ラインＬ２２の途中には、ポンプ４３が接続されている。低温側ラインＬ２２は、ポンプ４３の駆動により、貯湯タンク４に貯留されている温水Ｗ１を熱交換器３に流通させる。低温側ラインＬ２２には、貯湯タンク４に貯留されている水（温水Ｗ１）が流通することに限られず、例えば、水道水が流通してもよい。

温水使用ラインＬ３の一端部は、貯湯タンク４に接続されており、温水使用ラインＬ３の他端部は、温水使用設備（図示せず）に接続されている。また、温水使用ラインＬ３の途中には、ポンプ４４が接続されている。温水使用ラインＬ３及びポンプ４４は、貯湯タンク４内の温水Ｗ１を外部へ排出する温水排出手段を構成する。ポンプ４４が駆動することにより、温水使用ラインＬ３は、貯湯タンク４に貯留されている温水Ｗ１を温水使用設備（図示せず）に流通させる。

貯湯タンク給水ラインＬ４の一端部は、供給水Ｗ２の供給源（図示せず）に接続されており、貯湯タンク給水ラインＬ４の他端部は、貯湯タンク４に接続されている。貯湯タンク給水ラインＬ４の途中には、ポンプ４５が接続されている。貯湯タンク給水ラインＬ４は、供給水Ｗ２の供給源（図示せず）からの供給水Ｗ２を貯湯タンク４に流通させる。貯湯タンク給水ラインＬ４及びポンプ４５は、供給水Ｗ２を貯湯タンク４に補給する第２補給水補給手段を構成する。供給水Ｗ２は、常温又は高温の水でもよいし、水道水でもよい。

改質水循環ラインＬ５は、凝縮水供給ラインＬ５１と、改質水供給ラインＬ５２と、改質水浄化上流ラインＬ５３と、改質水浄化下流ラインＬ５４と、改質水タンク給水ラインＬ５５と、を有している。

凝縮水供給ラインＬ５１の一端部は、セパレータ５１に接続されており、凝縮水供給ラインＬ５１の他端部は、改質水タンク５に接続されている。凝縮水供給ラインＬ５１は、燃焼ガスＧ２中に混在している水（ドレン）を、セパレータ５１により燃焼ガスＧ２から分離して凝縮水として改質水タンク５へ流通させる。即ち、凝縮水供給ラインＬ５１には、オフガスＧ１から生成された燃焼ガスＧ２が熱交換器３において熱交換されて得られた凝縮水（改質水Ｗ３）が、流通する。

改質水供給ラインＬ５２の一端部は、改質水タンク５に接続されており、改質水供給ラインＬ５２の他端部は、改質器７に接続されている。また、改質水供給ラインＬ５２の途中には、改質水供給ラインＬ５２の一端部側から他端部側に向かって第１不純物除去部５２、ポンプ５５がこの順でそれぞれ接続されている。改質水供給ラインＬ５２は、水貯留部としての改質水タンク５に貯留された改質水Ｗ３を、改質器７に向けて流通させる。

改質水浄化上流ラインＬ５３の一端部は、改質水タンク５に接続されており、改質水浄化上流ラインＬ５３の他端部は、第２不純物除去部５３に接続されている。改質水浄化上流ラインＬ５３の途中には、ポンプ５７が接続されている。改質水浄化上流ラインＬ５３は、ポンプ５７の駆動により、改質水タンク５内の改質水Ｗ３を第２不純物除去部５３に流通させる。

改質水浄化下流ラインＬ５４の一端部は、第２不純物除去部５３に接続されており、改質水浄化下流ラインＬ５４の他端部は、改質水タンク５に接続されている。改質水浄化下流ラインＬ５４は、第２不純物除去部５３においてイオン交換樹脂を通された改質水Ｗ３を、改質水タンク５に流通させる。

改質水タンク給水ラインＬ５５の一端部は、供給水Ｗ４の供給源（図示せず）に接続されており、改質水タンク給水ラインＬ５５の他端部は、改質水タンク５に接続されている。改質水タンク給水ラインＬ５５の途中には、ポンプ５６が接続されている。改質水タンク給水ラインＬ５５は、ポンプ５６の駆動により、供給水Ｗ４の供給源（図示せず）からの供給水Ｗ４を改質水タンク５に流通させる。供給水Ｗ４の供給源（図示せず）、改質水タンク給水ラインＬ５５、及び、ポンプ５６は、第１補給水補給手段を構成する。従って、第１補給水補給手段は、凝縮水供給ラインＬ５１を介さずに水貯留部としての改質水タンク５に供給水Ｗ４を、改質水として補給する。供給水Ｗ４は、常温又は高温の水でもよいし、水道水でもよい。

燃料供給ラインＬ６１の一端部は、都市ガス等の燃料Ｇ３を供給可能な燃料供給部（図示せず）に接続されており、燃料供給ラインＬ６１の他端部は、改質器７に接続されている。燃料供給ラインＬ６１は、燃料供給部（図示せず）からの燃料Ｇ３を改質器７へ流通させる。

空気供給ラインＬ６２の一端部は、空気Ａ１を燃料電池２に供給するための空気供給部としてのブロワ（図示せず）及びフィルタ（図示せず）に接続されている。空気供給ラインＬ６２の他端部は、燃料電池２に接続されている。空気供給ラインＬ６２は、ブロワ及びフィルタを通過した空気Ａ１を、燃料電池２に流通させる。

改質ガス供給ラインＬ６３の一端部は、改質器７に接続されており、改質ガス供給ラインＬ６３の他端部は、燃料電池２に接続される。改質ガス供給ラインＬ６３は、改質器７において生成された水素を含む改質ガスＧ４を、燃料電池２に向けて流通させる。

燃料電池２は、高温型の燃料電池であるＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池）である。燃料電池２においては、改質器７から供給される水素を含む改質ガスＧ４と、空気供給ラインＬ６２から供給される空気Ａ１中の酸素とが反応することにより、発電が行われる。燃料電池２において発電を行うときの温度である運転温度は、７００℃〜１０００℃と高温である。燃料電池２によって発電された電気は、パワーコンディショナ（図示せず）に送られ、ＡＣ電圧に変換される。

燃焼器２１は、バーナーや炉等により構成される。燃焼器２１では、燃焼前オフガスラインＬ１１１を通して供給されたオフガスＧ１が燃焼されて、即ち、アノードオフガス及びカソードオフガスが燃焼されて、高温の燃焼ガスＧ２が生成される。

熱交換器３は、燃料電池２から排出されたオフガスＧ１から生成された燃焼ガスＧ２と、熱交換水ラインＬ２を流通する温水Ｗ１等との間で熱交換する。即ち、熱交換器３は、燃焼器２１から供給される高温の燃焼ガスＧ２の熱を、低温側ラインＬ２２を流通した貯湯タンク４からの温水Ｗ１に伝達させる。これにより、燃焼ガスＧ２中には、水（ドレン）が混在した状態となる。セパレータ５１は、熱交換器３における熱交換により生成され燃焼ガスＧ２中に混在している水を、セパレータ５１により燃焼ガスＧ２から分離し、改質水Ｗ３として改質水タンク５へ流通させる。

貯湯タンク４は、熱交換器３に熱交換水ラインＬ２を介して接続されている。貯湯タンク４は、熱交換水ラインＬ２を構成する高温側ラインＬ２１を流通する、熱交換器３により熱交換された温水Ｗ１を貯留する。貯湯タンク４に貯留された温水Ｗ１は、ポンプ４３により低温側ラインＬ２２を通して熱交換器３に向けて送り出される。

貯湯タンク４内には、温度検出部としての温度検出センサ４１が配置される。温度検出センサ４１は、貯湯タンク４に貯留された温水Ｗ１の温度が基準温度である所定の温度閾値Ｔ１を上回るか否かを、検出する。温度検出センサ４１は、制御部８と電気的に接続されている。温度検出センサ４１で検出された、貯湯タンク４に貯留された温水Ｗ１の温度は、制御部８へ検出信号として送信される。

改質水タンク５は、凝縮水供給ラインＬ５１を介して流通した凝縮水を改質水Ｗ３として貯留する。改質水タンク５は、高水位検出部としての第１水位検出センサ５０１と、低水位検出部としての第２水位検出センサ５０２と、を備えている。

図２に示すように、改質水タンク５は、タンク本体５１０と、仕切り部材５１１と、流方向変更壁部としての傾斜平坦壁部５１２と、改質水流出口５２１と、原水流入口５２２と、循環改質水流出口５２３と、循環改質水流入口５２４と、凝縮水流入口５２５と、を有している。図２における上方向は、鉛直上方向に一致し、下方向は、鉛直下方向に一致する。

タンク本体５１０は、中空の容器により構成されている。タンク本体５１０内には、水貯留部としてのタンク本体５１０内において改質水Ｗ３を貯留する貯留空間５３０が、形成されている。
改質水流出口５２１は、タンク本体５１０の下部において、タンク本体５１０の底壁を上下方向に貫通するように形成された貫通孔である。改質水流出口５２１には、改質水供給ラインＬ５２の一端部が接続されている。改質水流出口５２１は、貯留空間５３０の他方の側としての下側を形成している水貯留部としてのタンク本体５１０の部分に、位置する。改質水Ｗ３は、改質水流出口５２１から改質器７に向けて、流出する。

原水流入口５２２は、タンク本体５１０の上部において、タンク本体５１０の上壁を上下方向に貫通するように形成された貫通孔である。原水流入口５２２には、改質水タンク給水ラインＬ５５の他端部が接続されている。原水流入口５２２は、貯留空間５３０の一方の側としての上側を形成している水貯留部としてのタンク本体５１０の部分に、位置する。原水としての供給水Ｗ４は、原水流入口５２２からタンク本体５１０内に、流入する。

循環改質水流出口５２３は、タンク本体５１０の上部において、タンク本体５１０の側壁を、図２の左右方向に貫通するように形成された貫通孔である。循環改質水流出口５２３は、仕切り部材５１１が固定されているタンク本体５１０の側壁の上方のタンク本体５１０の側壁の部分に位置している。循環改質水流出口５２３には、改質水浄化上流ラインＬ５３の一端部が接続されている。循環改質水流出口５２３は、貯留空間５３０の一方の側としての上側を形成している水貯留部としてのタンク本体５１０の部分に、位置する。タンク本体５１０内の改質水Ｗ３は、循環改質水流出口５２３から第２不純物除去部５３へ流出する。

循環改質水流入口５２４は、タンク本体５１０の下部において、タンク本体５１０の側壁を、図２の左右方向に貫通するように形成された貫通孔である。循環改質水流入口５２４は、仕切り部材５１１が固定されているタンク本体５１０の側壁の下方のタンク本体５１０の側壁の部分に位置している。循環改質水流入口５２４には、改質水浄化下流ラインＬ５４の他端部が接続されている。循環改質水流入口５２４は、貯留空間５３０の他方の側としての下側を形成している水貯留部としてのタンク本体５１０の部分に、位置する。第２不純物除去部５３からタンク本体５１０への改質水Ｗ３は、循環改質水流入口５２４を介して、タンク本体５１０に流入する。

凝縮水流入口５２５は、タンク本体５１０の上部において、タンク本体５１０の上壁を上下方向に貫通するように形成された貫通孔である。凝縮水流入口５２５には、凝縮水供給ラインＬ５１の他端部の開口に接続されている。凝縮水流入口５２５は、貯留空間５３０の一方の側としての上側を形成している水貯留部としてのタンク本体５１０の部分に、位置する。また、凝縮水流入口５２５は、貯留空間５３０の一方の側と他方の側とが連通する貯留空間５３０の部分５３１、即ち、貯留空間５３０において、仕切り部材５１１によって仕切られていない部分５３１に対向している。凝縮水供給ラインＬ５１を流通する凝縮水としての改質水Ｗ３は、凝縮水流入口５２５を介して、タンク本体５１０に流入する。

仕切り部材５１１は、平板状を有している。仕切り部材５１１の一端部は、タンク本体５１０の上下方向における内面に固定されている。仕切り部材５１１は、一端部から他端部に向けて水平に延びている。仕切り部材５１１の他端部は、自由端を構成する。従って、仕切り部材５１１は、水貯留部としてのタンク本体５１０内の貯留空間５３０を一方の側（上側）と他方の側（下側）とに部分的に仕切っている。これにより、水貯留部としての貯留空間５３０の一方の側は、タンク本体５１０の他方の側の上方に位置する。

仕切り部材５１１は、図２に示すように、上下方向において原水流入口５２２と改質水流出口５２１とを遮蔽する位置関係を有して、貯留空間５３０内に配置されている。このため、原水流入口５２２と改質水流出口５２１とは、貯留空間５３０を介して直接対向しない。

傾斜平坦壁部５１２は、タンク本体５１０の部分であって貯留空間５３０の他方の側を形成している部分を構成する。傾斜平坦壁部５１２は、上下方向及び水平方向に対して４５°傾斜する壁部により構成されており、貯留空間５３０を介して凝縮水流入口５２５に対向している。傾斜平坦壁部５１２は、循環改質水流入口５２４から流入した改質水Ｗ３の流れを貯留空間５３０の一方の側へ向ける。具体的には、図２において右側から左側へ向かって流入した改質水Ｗ３は、傾斜平坦壁部５１２に衝突し、上方へ流れが変えられて、水貯留部としての貯留空間５３０の他方の側から一方の側へ流入し、右方向へ流れて、循環改質水流出口５２３へ流入する。なお、傾斜平坦壁部５１２の上下方向及び水平方向に対する傾斜角度は、４５°に限定されない。傾斜平坦壁部５１２の上下方向及び水平方向に対する傾斜角度は、例えば、３０°〜６０°であればよい。

図１に示すように、第１水位検出センサ５０１は、改質水タンク５内の上部に配置されている。第２水位検出センサ５０２は、改質水タンク５内の下部に配置されている。第１水位検出センサ５０１は、改質水タンク５に貯留された改質水Ｗ３の水位が、第１水位検出センサ５０１の配置されている位置を下回っていた状態から上回ったことを、検出する。同様に、第２水位検出センサ５０２は、改質水タンク５に貯留された改質水Ｗ３の水位が、第２水位検出センサ５０２の配置されている位置を上回っていた状態から下回ったことを、検出する。第１水位検出センサ５０１及び第２水位検出センサ５０２は、制御部８と電気的に接続されている。第１水位検出センサ５０１及び第２水位検出センサ５０２により検出された改質水タンク５内の改質水Ｗ３の水位の検出の有無は、制御部８へ検出信号として送信される。

第１不純物除去部５２、第２不純物除去部５３は、混床イオン交換樹脂（ポリッシャ）を有している。第１不純物除去部５２は、改質水供給ラインＬ５２を流通する改質水Ｗ３から不純物を除去して、改質水Ｗ３を浄化（純水化）する。第２不純物除去部５３は、改質水浄化上流ラインＬ５３から改質水浄化下流ラインＬ５４へ流通する改質水Ｗ３から不純物を除去して、改質水Ｗ３を浄化（純水化）する。

改質器７は、触媒を有している。改質水供給ラインＬ５２を通して供給される改質水Ｗ３と、燃料供給ラインＬ６１を通して供給される燃料Ｇ３とは、改質器７の触媒上で反応する。この反応により、改質器７において、改質ガスＧ４が生成される。生成された改質ガスＧ４は、改質ガス供給ラインＬ６３を通して燃料電池２に供給される。

制御部８は、ＣＰＵ（図示せず）と記憶媒体（図示せず）とを主として有している。記憶媒体には、前述のように、制御部８に電気的に接続された各部に対して、各種の制御を行うためにＣＰＵを動作させるためのプログラムがそれぞれ記憶されている。また、制御部８は、ポンプ４３、４４、４５、５５、５６、５７に電気的に接続されており、ポンプ４３、４４、４５、５５、５６、５７に対して駆動及び駆動停止の制御を行う。

本実施形態の燃料電池システム１によれば、以下の効果を得ることができる。
燃料電池システム１は、燃料電池２と、触媒上で燃料Ｇ３と水としての改質水Ｗ３とを反応させて、燃料電池２に供給される改質ガスＧ４を生成する改質器７と、改質器７で生成された改質ガスＧ４が燃料電池２に向けて流通する改質ガス供給ラインＬ６３と、改質器７へ供給する改質水Ｗ３を貯留する水貯留部としての改質水タンク５と、改質水タンク５に貯留された改質水Ｗ３から不純物を除去する不純物除去部としての第２不純物除去部５３と、を備える。
水貯留部としての改質水タンク５は、改質器７に向けて改質水Ｗ３が流出する改質水流出口５２１と、原水としての供給水Ｗ４が改質水タンク５に流入する原水流入口５２２と、改質水タンク５の改質水Ｗ３が第２不純物除去部５３へ流出する循環改質水流出口５２３と、第２不純物除去部５３から改質水タンク５へ改質水Ｗ３が流入する循環改質水流入口５２４と、改質水タンク５内において改質水Ｗ３を貯留する貯留空間５３０を、水貯留部の一方の側と水貯留部の他方の側とに部分的に仕切る仕切り部材５１１と、を有する。
循環改質水流出口５２３及び原水流入口５２２は、貯留空間５３０の一方の側を形成している改質水タンク５の部分に位置し、循環改質水流入口５２４及び改質水流出口５２１は、貯留空間５３０の他方の側を形成している改質水タンク５の部分に位置する。

更に、仕切り部材５１１は、原水流入口５２２と改質水流出口５２１とが貯留空間５３０を介して直接対向しないように、原水流入口５２２と改質水流出口５２１とを遮蔽する位置関係を有して貯留空間５３０内に配置されている。

このため、原水流入口５２２から流出した原水としての供給水Ｗ４を、改質水流出口５２１の方向ではなく循環改質水流出口５２３の方向へ流し易くすることができる。この結果、供給水Ｗ４が改質水流出口５２１に直接流出することを抑えることができ、供給水Ｗ４を第２不純物除去部５３の混床イオン交換樹脂に通過させ易くすることができる。従って、第２不純物除去部５３と第１不純物除去部５２との少なくとも２回、混床イオン交換樹脂に供給水Ｗ４を通過させる可能性を高めることができる。

また、仕切り部材５１１は、板状を有する。このため、簡単な構成で、仕切り部材５１１をタンク本体５１０内に設けることができる。

また、燃料電池システム１は、燃料電池２から排出されたオフガスＧ１から生成された燃焼ガスＧ２と熱交換水ラインＬ２を流通する水としての温水Ｗ１との間で熱交換する熱交換器３と、オフガスＧ１から生成された燃焼ガスＧ２が熱交換器３において熱交換されて得られた凝縮水（改質水Ｗ３）が水貯留部としての改質水タンク５へ向けて流通する凝縮水供給ラインＬ５１と、を備える。
水貯留部としての改質水タンク５は、凝縮水供給ラインＬ５１の端部の開口に接続された凝縮水流入口５２５であって、凝縮水供給ラインＬ５１を流通する凝縮水が改質水タンク５に流入する凝縮水流入口５２５と、を有する。凝縮水流入口５２５は、貯留空間５３０の一方の側と他方の側とが連通する貯留空間５３０の部分に対向している。

このため、凝縮水流入口５２５から改質水タンク５内へ流入した凝縮水としての改質水Ｗ３の流れと、貯留空間５３０の他方の側から一方の側へと流れてきた改質水Ｗ３の流れとにより、原水流入口５２２から流出した原水としての供給水Ｗ４を、循環改質水流出口５２３の方向へ流れ易くすることができる。

また、貯留空間５３０の他方の側を形成している水貯留部としてのタンク本体５１０の部分は、流方向変更壁部としての傾斜平坦壁部５１２を有する。そして、凝縮水流入口５２５は、貯留空間５３０を介して傾斜平坦壁部５１２に対向している。このため、循環改質水流入口５２４から流入した改質水Ｗ３の流れを、貯留空間５３０の一方の側へ緩やかに向けることができ、これにより、凝縮水流入口５２５から流入した凝縮水としての改質水Ｗ３を循環改質水流出口５２３の方向へ容易に流すことができる。

このため、重力による改質水Ｗ３の流れを利用して、貯留空間５３０の一方の側の改質水Ｗ３と、貯留空間５３０の他方の側の改質水Ｗ３とを、より効率よく混ぜることができる。

また、不純物除去部としての第２不純物除去部５３はイオン交換樹脂を有する。このため、改質水タンク５内の改質水Ｗ３を繰り返し第２不純物除去部５３に通すことにより、改質水Ｗ３をより浄化し、より純水に近づけることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的範囲において変形が可能である。例えば、改質水タンクの構成は、本実施形態における改質水タンク５の構成に限定されない。例えば、仕切り部材の形状は、仕切り部材５１１の形状に限定されない。

１ 燃料電池システム
２ 燃料電池
３ 熱交換器
５ 改質水タンク（水貯留部）
７ 改質器
５３ 第２不純物除去部
５１１ 仕切り部材
５１２ 傾斜平坦壁部（流方向変更壁部）
５２１ 改質水流出口
５２２ 原水流入口
５２３ 循環改質水流出口
５２４ 循環改質水流入口
５２５ 凝縮水流入口
５３０ 貯留空間
Ｌ２ 熱交換水ライン
Ｌ５１ 凝縮水供給ライン
Ｌ６３ 改質ガス供給ライン
Ｇ４ 改質ガス
Ｗ３ 改質水（凝縮水）

Claims (7)

1. 燃料電池と、
   触媒上で燃料と水とを反応させて、前記燃料電池に供給される改質ガスを生成する改質器と、
   前記改質器で生成された改質ガスが前記燃料電池に向けて流通する改質ガス供給ラインと、
   前記改質器へ供給する改質水を貯留する水貯留部と、
   前記水貯留部に貯留された改質水から不純物を除去する不純物除去部と、を備え、
   前記水貯留部は、前記改質器に向けて改質水が流出する改質水流出口と、原水が前記水貯留部に流入する原水流入口と、前記水貯留部の改質水が前記不純物除去部へ流出する循環改質水流出口と、前記不純物除去部から前記水貯留部へ改質水が流入する循環改質水流入口と、前記水貯留部内において改質水を貯留する貯留空間を、前記水貯留部の一方の側と前記水貯留部の他方の側とに部分的に仕切る仕切り部材と、を有し、
   前記循環改質水流出口及び前記原水流入口は、前記貯留空間の一方の側を形成している前記水貯留部の部分に位置し、前記循環改質水流入口及び前記改質水流出口は、前記貯留空間の他方の側を形成している前記水貯留部の部分に位置する燃料電池システム。
2. 前記仕切り部材は、前記原水流入口と前記改質水流出口とが前記貯留空間を介して直接対向しないように、前記原水流入口と前記改質水流出口とを遮蔽する位置関係を有して前記貯留空間内に配置されている請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記仕切り部材は、板状を有する請求項１又は請求項２に記載の燃料電池システム。
4. 前記燃料電池から排出されたオフガスと熱交換水ラインを流通する水との間で熱交換する熱交換器と、
   オフガスが前記熱交換器において熱交換されて得られた凝縮水が前記水貯留部へ向けて流通する凝縮水供給ラインと、を備え、
   前記水貯留部は、前記凝縮水供給ラインの端部の開口に接続された凝縮水流入口であって、前記凝縮水供給ラインを流通する凝縮水が前記水貯留部に流入する凝縮水流入口と、を有し、
   前記凝縮水流入口は、前記貯留空間の一方の側と他方の側とが連通する前記貯留空間の部分に対向している請求項１〜請求項３のいずれかに記載の燃料電池システム。
5. 前記貯留空間の他方の側を形成している前記水貯留部の部分は、前記循環改質水流入口から流入した改質水の流れを前記貯留空間の一方の側へ向ける流方向変更壁部を有し、
   前記凝縮水流入口は、前記貯留空間を介して前記流方向変更壁部に対向している請求項４に記載の燃料電池システム。
6. 前記貯留空間の一方の側は、前記水貯留部の他方の側の上方に位置する請求項１〜請求項５のいずれかに記載の燃料電池システム。
7. 前記不純物除去部はイオン交換樹脂を有する請求項１〜請求項６のいずれかに記載の燃料電池システム。

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