JP2016072056A

JP2016072056A - Fuel cell system

Info

Publication number: JP2016072056A
Application number: JP2014199657A
Authority: JP
Inventors: 和伸篠田; Kazunobu Shinoda; 元彦藪谷; Motohiko Yabutani
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-05-09

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell system capable of achieving cost reduction of a water tank and eventually the whole system.SOLUTION: A water tank 40 of a fuel cell system includes: a water purification part 60 in which a water purifying material 60b for purifying condensed water from a heat exchanger 12 is arranged and installed; an accumulation part 62 which accumulates the condensed water from the water purification part 60; and a backflow prevention part 61 which is arranged and installed between the water purification part 60 and the accumulation part 62, allows the condensed water to flow from the water purification part 60 to the accumulation part 62, and prevents the condensed water from flowing into the water purification part 60 from the accumulation part 62, and also includes a casing 41 in which the water purification part 60, the accumulation part 62 and the backflow prevention part 61 are molded integrally together as a single unit.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.

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。燃料電池システムは、特許文献１の図３に示すように、水を精製する水精製材３８を収容する容器３９を有する水精製器３５および水精製器３５によって精製された水を貯留する水タンク３６を備えている。水精製器３５と水タンク３６とは、着脱自在に連結されている。これにより、水精製器３５の取り外しが容易になるため、水精製材３８のメンテナンス性が向上する。 As one type of fuel cell system, one shown in Patent Document 1 is known. As shown in FIG. 3 of Patent Document 1, the fuel cell system includes a water purifier 35 having a container 39 for storing a water purifying material 38 for purifying water, and a water tank for storing water purified by the water purifier 35. 36. The water purifier 35 and the water tank 36 are detachably connected. This facilitates the removal of the water purifier 35, thereby improving the maintainability of the water purifier 38.

特開２０１３−１８２８３２号公報JP 2013-182832 A

しかしながら、上述した特許文献１に記載の燃料電池システムにおいて、水精製材の寿命が比較的長期間（例えば１０年間）に亘って確保されている場合、水精製材のメンテナンスが不要となる。これにより、水精製器と水タンクとの着脱機能が不要となる。一方で、燃料電池システムの低コスト化の要請がある。
そこで、本発明は、上述した課題を解消するためになされたもので、水タンクひいてはシステム全体の低コスト化を図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。 However, in the fuel cell system described in Patent Document 1 described above, when the life of the water purification material is ensured over a relatively long period (for example, 10 years), maintenance of the water purification material becomes unnecessary. Thereby, the attachment / detachment function of a water purifier and a water tank becomes unnecessary. On the other hand, there is a demand for cost reduction of the fuel cell system.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of reducing the cost of the water tank and thus the entire system.

上記の課題を解決するため、請求項１に係る燃料電池システムは、アノードガスとカソードガスとにより発電する燃料電池と、燃料電池からのアノードオフガスを燃焼させ、高温であり、かつ、水蒸気を含む燃焼排ガスを生成する燃焼部と、燃焼部からの燃焼排ガスを冷却かつ凝縮することにより凝縮水を生成する熱交換器と、熱交換器からの凝縮水を少なくとも貯留する水タンクと、を備えた燃料電池システムであって、水タンクは、熱交換器からの凝縮水を精製する水精製材が配設された水精製部と、水精製部からの凝縮水を貯留する貯留部と、水精製部と貯留部との間に配設され、水精製部から貯留部への凝縮水の流れを許容し、かつ、貯留部から水精製部への凝縮水の流れを防止する逆流防止部と、を有するとともに、水精製部、貯留部および逆流防止部が一体的に成型されたケーシングを備えている。 In order to solve the above-described problem, a fuel cell system according to claim 1 is a fuel cell that generates power using anode gas and cathode gas, and anode off-gas from the fuel cell is burned, is at high temperature, and contains water vapor. A combustion section that generates combustion exhaust gas, a heat exchanger that generates condensed water by cooling and condensing the combustion exhaust gas from the combustion section, and a water tank that stores at least condensed water from the heat exchanger are provided. A fuel cell system, wherein a water tank includes a water purification unit provided with a water purification material for purifying condensed water from a heat exchanger, a storage unit for storing condensed water from the water purification unit, and a water purification unit. A backflow prevention unit disposed between the water storage unit and the storage unit, allowing a flow of condensed water from the water purification unit to the storage unit, and preventing a flow of condensed water from the storage unit to the water purification unit; Water purification section, storage Parts and backflow prevention unit is provided with a casing which is integrally molded.

これによれば、水タンクのケーシングは、３つの部位が一体的に成型されているため、従来技術のように水精製部を有する部位と他の部位とが着脱可能に連結されている場合に比べて、水タンクのケーシングを簡便に形成することができる。よって、水タンクひいてはシステム全体の低コスト化を図ることができる。 According to this, since the three parts of the casing of the water tank are integrally molded, when the part having the water purifying unit and the other part are detachably connected as in the prior art. In comparison, the casing of the water tank can be easily formed. Therefore, the cost of the water tank and thus the entire system can be reduced.

本発明の第一実施形態における燃料電池システムの概要図である。1 is a schematic diagram of a fuel cell system in a first embodiment of the present invention. 図１に示す水タンクの断面図である。It is sectional drawing of the water tank shown in FIG. 図２に示すケーシングの上面図である。FIG. 3 is a top view of the casing shown in FIG. 2. 図１に示す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。It is a flowchart of the control program performed with the control apparatus shown in FIG. 本発明の第二実施形態における燃料電池システムの水タンクの断面図である。It is sectional drawing of the water tank of the fuel cell system in 2nd embodiment of this invention. 本発明の各実施形態の第一変形例における燃料電池システムの水タンクの断面図である。It is sectional drawing of the water tank of the fuel cell system in the 1st modification of each embodiment of this invention. 本発明の各実施形態の第二変形例における燃料電池システムの水タンクの断面図である。It is sectional drawing of the water tank of the fuel cell system in the 2nd modification of each embodiment of this invention. 図７に示すケーシングの上面図である。It is a top view of the casing shown in FIG. 本発明の各実施形態の第三変形例における燃料電池システムの水タンクの断面図である。It is sectional drawing of the water tank of the fuel cell system in the 3rd modification of each embodiment of this invention. 図９に示すケーシングの上面図である。FIG. 10 is a top view of the casing shown in FIG. 9.

（第一実施形態）
以下、本発明による燃料電池システムの第一実施形態について説明する。なお、本明細書においては説明の便宜上、図１における上側および下側をそれぞれ燃料電池システムの上方および下方とし、同じく左側および右側をそれぞれ燃料電池システムの左側方および右側方とし、同じく紙面手前側および紙面奥側を、それぞれ燃料電池システムの後方および前方として説明する。図２および図３並びに図５乃至図１０には、各方向を示す矢印を示している。
図１に示すように、燃料電池システムは、発電ユニット１０および貯湯槽２１を備えている。発電ユニット１０は、燃料電池モジュール１１（３０）、熱交換器１２、インバータ装置１３、水タンク１４（４０）、および制御装置１５を備えている。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a fuel cell system according to the present invention will be described. In the present specification, for convenience of explanation, the upper side and the lower side in FIG. 1 are the upper and lower sides of the fuel cell system, respectively, the left side and the right side are the left side and the right side of the fuel cell system, respectively, The back side of the drawing will be described as the rear and front of the fuel cell system, respectively. 2 and 3 and FIGS. 5 to 10 show arrows indicating the respective directions.
As shown in FIG. 1, the fuel cell system includes a power generation unit 10 and a hot water storage tank 21. The power generation unit 10 includes a fuel cell module 11 (30), a heat exchanger 12, an inverter device 13, a water tank 14 (40), and a control device 15.

燃料電池モジュール１１は、後述するように燃料電池３４を少なくとも含んで構成されるものである。燃料電池モジュール１１は、改質用原料、改質水およびカソードエアが供給されている。具体的には、燃料電池モジュール１１は、一端が供給源Ｇｓに接続されて改質用原料が供給される改質用原料供給管１１ａの他端が接続されている。改質用原料供給管１１ａは、原料ポンプ１１ａ１が設けられている。さらに、燃料電池モジュール１１は、一端が水タンク１４（４０）に接続されて改質水が供給される水供給管１１ｂの他端が接続されている。水供給管１１ｂは、改質水ポンプ１１ｂ１が設けられている。さらに、燃料電池モジュール１１は、一端がカソードエアブロワ１１ｃ１に接続されてカソードエアが供給されるカソードエア供給管１１ｃの他端が接続されている。 As will be described later, the fuel cell module 11 includes at least a fuel cell 34. The fuel cell module 11 is supplied with reforming raw material, reforming water, and cathode air. Specifically, the fuel cell module 11 has one end connected to the supply source Gs and the other end of the reforming material supply pipe 11a to which the reforming material is supplied. The reforming material supply pipe 11a is provided with a material pump 11a1. Furthermore, the fuel cell module 11 has one end connected to the water tank 14 (40) and the other end of the water supply pipe 11b to which the reforming water is supplied. The water supply pipe 11b is provided with a reforming water pump 11b1. Further, the fuel cell module 11 has one end connected to the cathode air blower 11c1 and the other end of the cathode air supply pipe 11c to which the cathode air is supplied.

熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１から排気される高温であり、かつ、水蒸気を含む燃焼排ガスが供給されるとともに貯湯槽２１からの貯湯水が供給され、燃焼排ガスと貯湯水とが熱交換する熱交換器である。具体的には、貯湯槽２１は、貯湯水を貯湯するものであり、貯湯水が循環する（図にて矢印の方向に循環する）貯湯水循環ライン２２が接続されている。貯湯水循環ライン２２上には、貯湯槽２１の下端から上端に向かって順番に貯湯水循環ポンプ２２ａおよび熱交換器１２が配設されている。熱交換器１２は、燃料電池モジュール１１からの排気管１１ｄが接続（貫設）されている。また、熱交換器１２は、一端が水路切替装置１２ａに接続された凝縮水流通管１２ｂが接続されている。 The heat exchanger 12 is a high temperature exhausted from the fuel cell module 11, is supplied with combustion exhaust gas containing water vapor, and is supplied with hot water from the hot water storage tank 21, so that the combustion exhaust gas and the hot water are heat exchanged. Heat exchanger. Specifically, the hot water storage tank 21 stores hot water, and is connected to a hot water circulation line 22 through which the hot water circulates (circulates in the direction of the arrow in the figure). On the hot water circulation line 22, a hot water circulation pump 22 a and the heat exchanger 12 are arranged in order from the lower end to the upper end of the hot water tank 21. The heat exchanger 12 is connected (penetrated) with an exhaust pipe 11 d from the fuel cell module 11. The heat exchanger 12 is connected to a condensed water circulation pipe 12b having one end connected to the water channel switching device 12a.

熱交換器１２において、燃料電池モジュール１１からの燃焼排ガスは、排気管１１ｄを通って熱交換器１２内に導入され、貯湯水との間で熱交換が行われ凝縮されるとともに冷却される。凝縮後の燃焼排ガスは排気管１１ｄを通り外部に排出される。また、凝縮された凝縮水は、凝縮水流通管１２ｂを通り水路切替装置１２ａに導入される。 In the heat exchanger 12, the combustion exhaust gas from the fuel cell module 11 is introduced into the heat exchanger 12 through the exhaust pipe 11d, exchanged with the hot water, condensed and cooled. The condensed combustion exhaust gas is discharged outside through the exhaust pipe 11d. Moreover, the condensed condensed water is introduced into the water channel switching device 12a through the condensed water circulation pipe 12b.

水路切替装置１２ａには、一端が水タンク１４に接続されて熱交換器１２からの凝縮水を水タンク１４に供給する凝縮水供給管１２ｃの他端、および一端が水タンク１４の外部に開口されて熱交換器１２からの凝縮水を水タンク１４の外部に排出する凝縮水排出管１２ｄの他端がさらに接続されている。水路切替装置１２ａに接続された凝縮水流通管１２ｂおよび凝縮水供給管１２ｃによって、熱交換器１２からの凝縮水を水タンク１４に供給する給水路ＳＬが構成されている。また、水路切替装置１２ａに接続された凝縮水流通管１２ｂおよび凝縮水排出管１２ｄによって、熱交換器１２からの凝縮水を水タンク１４の外部に排出する排水路ＤＬが構成されている。水路切替装置１２ａは、熱交換器１２と給水路ＳＬとの連通と、熱交換器１２と排水路ＤＬとの連通とを切替えるものである。水路切替装置１２ａは、例えば三方電磁弁である。水路切替装置１２ａは、制御装置１５と電気的に接続されている。 One end of the water channel switching device 12 a is connected to the water tank 14, and the other end of the condensed water supply pipe 12 c that supplies condensed water from the heat exchanger 12 to the water tank 14 and one end open to the outside of the water tank 14. The other end of the condensed water discharge pipe 12d for discharging the condensed water from the heat exchanger 12 to the outside of the water tank 14 is further connected. A water supply path SL for supplying condensed water from the heat exchanger 12 to the water tank 14 is constituted by the condensed water circulation pipe 12b and the condensed water supply pipe 12c connected to the water path switching device 12a. Moreover, the drainage channel DL which discharges the condensed water from the heat exchanger 12 to the exterior of the water tank 14 is comprised by the condensed water distribution pipe 12b and the condensed water discharge pipe 12d connected to the water path switching device 12a. The water channel switching device 12a switches communication between the heat exchanger 12 and the water supply channel SL and communication between the heat exchanger 12 and the drain channel DL. The water channel switching device 12a is, for example, a three-way solenoid valve. The water channel switching device 12 a is electrically connected to the control device 15.

上述した熱交換器１２、貯湯槽２１および貯湯水循環ライン２２から、排熱回収システム２０が構成されている。排熱回収システム２０は、燃料電池モジュール１１の排熱を貯湯水に回収して蓄える。 The heat exchanger 12, the hot water tank 21, and the hot water circulation line 22 described above constitute an exhaust heat recovery system 20. The exhaust heat recovery system 20 recovers and stores the exhaust heat of the fuel cell module 11 in hot water storage.

さらに、インバータ装置１３は、燃料電池３４から出力される直流電圧を入力し所定の交流電圧に変換して、交流の系統電源１６ａおよび外部電力負荷１６ｃ（例えば電化製品）に接続されている電源ライン１６ｂに出力する。また、インバータ装置１３は、系統電源１６ａからの交流電圧を電源ライン１６ｂを介して入力し、所定の直流電圧に変換して補機（各ポンプ、ブロワなど）や制御装置１５に出力する。なお、制御装置１５は、補機を駆動して燃料電池システムの運転を制御する。 Further, the inverter device 13 receives the DC voltage output from the fuel cell 34, converts it to a predetermined AC voltage, and is connected to an AC system power supply 16a and an external power load 16c (for example, an electrical appliance). To 16b. Further, the inverter device 13 receives an AC voltage from the system power supply 16 a via the power supply line 16 b, converts it to a predetermined DC voltage, and outputs it to the auxiliary machine (each pump, blower, etc.) and the control device 15. The control device 15 controls the operation of the fuel cell system by driving an auxiliary machine.

燃料電池モジュール１１（３０）は、ハウジング３１、蒸発部３２、改質部３３および燃料電池３４を備えている。ハウジング３１は、断熱性材料で箱状に形成されている。 The fuel cell module 11 (30) includes a housing 31, an evaporation unit 32, a reforming unit 33, and a fuel cell 34. The housing 31 is formed in a box shape with a heat insulating material.

蒸発部３２は、後述する燃焼ガスにより加熱されて、供給された改質水を蒸発させて水蒸気を生成するとともに、供給された改質用原料を予熱するものである。蒸発部３２は、このように生成された水蒸気と予熱された改質用原料を混合して改質部３３に供給するものである。改質用原料としては天然ガス、ＬＰガスなどの改質用気体燃料、灯油、ガソリン、メタノールなどの改質用液体燃料があり、本第一実施形態においては天然ガスにて説明する。
蒸発部３２には、一端が供給源Ｇｓに接続された改質用原料供給管１１ａの他端が接続されている。供給源Ｇｓは、例えば都市ガスのガス供給管、ＬＰガスのガスボンベである。また、蒸発部３２には、一端が水タンク１４に接続された水供給管１１ｂの他端が接続されている。 The evaporating unit 32 is heated by a combustion gas to be described later, evaporates the supplied reforming water to generate water vapor, and preheats the supplied reforming raw material. The evaporation section 32 mixes the steam generated in this way and the preheated reforming raw material and supplies the mixture to the reforming section 33. Examples of the reforming raw material include gas fuel for reforming such as natural gas and LP gas, and liquid fuel for reforming such as kerosene, gasoline, and methanol. In the first embodiment, description will be made on natural gas.
The other end of the reforming material supply pipe 11a having one end connected to the supply source Gs is connected to the evaporation unit 32. The supply source Gs is, for example, a gas supply pipe for city gas or a gas cylinder for LP gas. The evaporation unit 32 is connected to the other end of a water supply pipe 11 b whose one end is connected to the water tank 14.

改質部３３は、後述する燃焼ガスにより加熱されて水蒸気改質反応に必要な熱が供給されることで、蒸発部３２から供給された混合ガス（改質用原料、水蒸気）から改質ガス（特許請求の範囲のアノードガスに相当；以下、アノードガスとする。）を生成して導出するものである。改質部３３内には、触媒（例えば、ＲｕまたはＮｉ系の触媒）が充填されており、混合ガスが触媒によって反応し改質されて水素ガスと一酸化炭素などを含んだガスが生成されている（いわゆる水蒸気改質反応）。アノードガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、未改質の天然ガス（メタンガス）、改質に使用されなかった改質水（水蒸気）を含んでいる。このように、改質部３３は改質用原料（原燃料）と改質水とからアノードガスを生成して燃料電池３４に供給する。なお、水蒸気改質反応は吸熱反応である。 The reforming unit 33 is heated by a combustion gas to be described later and supplied with heat necessary for the steam reforming reaction, so that the reformed gas is converted from the mixed gas (reforming raw material, steam) supplied from the evaporation unit 32. (Corresponding to the claimed anode gas; hereinafter referred to as anode gas) is generated and derived. The reforming unit 33 is filled with a catalyst (for example, Ru or Ni-based catalyst), and the mixed gas reacts with the catalyst to be reformed to generate a gas containing hydrogen gas and carbon monoxide. (So-called steam reforming reaction). The anode gas contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, steam, unreformed natural gas (methane gas), and reformed water (steam) that has not been used for reforming. As described above, the reforming unit 33 generates the anode gas from the reforming raw material (raw fuel) and the reforming water and supplies the anode gas to the fuel cell 34. The steam reforming reaction is an endothermic reaction.

燃料電池３４は、アノードガスとカソードガスとにより発電するものである。カソードガスは、酸化剤ガスである。酸化剤ガスは、本第一実施形態において、空気である。燃料電池３４は、燃料極、空気極（酸化剤極）、および両極の間に介装された電解質からなる複数のセル３４ａが積層されて構成されている。本第一実施形態の燃料電池は、固体酸化物形燃料電池であり、電解質として固体酸化物の一種である酸化ジルコニウムを使用している。燃料電池３４の燃料極には、燃料として水素、一酸化炭素、メタンガスなどが供給される。 The fuel cell 34 generates power using anode gas and cathode gas. The cathode gas is an oxidant gas. The oxidant gas is air in the first embodiment. The fuel cell 34 is configured by laminating a fuel electrode, an air electrode (oxidant electrode), and a plurality of cells 34a made of an electrolyte interposed between the two electrodes. The fuel cell of the first embodiment is a solid oxide fuel cell, and uses zirconium oxide, which is a kind of solid oxide, as an electrolyte. Hydrogen, carbon monoxide, methane gas, etc. are supplied to the fuel electrode of the fuel cell 34 as fuel.

セル３４ａの燃料極側には、燃料であるアノードガスが流通する燃料流路３４ｂが形成されている。セル３４ａの空気極側には、カソードガスである空気（カソードエア）が流通する空気流路３４ｃが形成されている。 On the fuel electrode side of the cell 34a, a fuel flow path 34b through which anode gas as fuel flows is formed. On the air electrode side of the cell 34a, an air flow path 34c through which air (cathode air) as cathode gas flows is formed.

燃料電池３４は、マニホールド３５上に設けられている。マニホールド３５には、改質部３３からのアノードガスが改質ガス供給管３８を介して供給される。燃料流路３４ｂは、その下端（一端）がマニホールド３５の燃料導出口に接続されており、その燃料導出口から導出されるアノードガスが下端から導入され上端から導出されるようになっている。カソードエアブロワ１１ｃ１によって送出されたカソードエアはカソードエア供給管１１ｃを介して供給され、空気流路３４ｃの下端から導入され上端から導出されるようになっている。 The fuel cell 34 is provided on the manifold 35. The anode 35 from the reforming unit 33 is supplied to the manifold 35 through the reformed gas supply pipe 38. The lower end (one end) of the fuel flow path 34b is connected to the fuel outlet of the manifold 35, and the anode gas led out from the fuel outlet is introduced from the lower end and led out from the upper end. The cathode air sent out by the cathode air blower 11c1 is supplied via the cathode air supply pipe 11c, introduced from the lower end of the air flow path 34c, and led out from the upper end.

燃料電池３４においては、燃料極に供給されたアノードガスと空気極に供給されたカソードガスによって発電が行われる。すなわち、燃料極では、下記化１及び化２に示す反応が生じ、空気極では、下記化３に示す反応が生じている。すなわち、空気極で生成した酸化物イオン（Ｏ^２−）が、電解質を透過し、燃料極で水素と反応することにより電気エネルギーを発生させている。したがって、燃料流路及び空気流路からは、発電に使用されなかったアノードガス（アノードオフガス）及びカソードガス（カソードオフガス）が導出される。
（化１）
Ｈ_２＋Ｏ^２−→Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻
（化２）
ＣＯ＋Ｏ^２−→ＣＯ_２＋２ｅ⁻
（化３）
１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｏ^２− In the fuel cell 34, power generation is performed by the anode gas supplied to the fuel electrode and the cathode gas supplied to the air electrode. That is, the reaction shown in Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2 below occurs at the fuel electrode, and the reaction shown in Chemical Formula 3 below occurs at the air electrode. That is, oxide ions (O ²⁻ ) generated at the air electrode permeate the electrolyte and react with hydrogen at the fuel electrode to generate electrical energy. Therefore, the anode gas (anode off gas) and the cathode gas (cathode off gas) that have not been used for power generation are derived from the fuel channel and the air channel.
(Chemical formula 1)
H ₂ + O ²⁻ → H ₂ O + 2e ⁻
(Chemical formula 2)
CO + O ²⁻ → CO ₂ + 2e ⁻
(Chemical formula 3)
1 / 2O ₂ + 2e ⁻ → O ²⁻

燃焼部３６は、燃料電池３４と蒸発部３２および改質部３３との間に設けられている。燃焼部３６は、燃料電池３４からのアノードオフガスと、燃料電池３４からのカソードオフガスとが燃焼されて発生する燃焼ガス（火炎３７）により、蒸発部３２および改質部３３を加熱する。
また、燃焼部３６は、アノードオフガスを燃焼させ、高温であり、かつ、水蒸気を含む燃焼排ガスを生成している。この水蒸気は、アノードガスに含まれていた水蒸気および燃料電池３４にて生成された水蒸気（上記化１参照）である。燃焼部３６には、アノードオフガスを着火させるための一対の着火ヒータ３６ａ１，３６ａ２が設けられている。 The combustion unit 36 is provided between the fuel cell 34, the evaporation unit 32, and the reforming unit 33. The combustion unit 36 heats the evaporation unit 32 and the reforming unit 33 with combustion gas (flame 37) generated by burning the anode off-gas from the fuel cell 34 and the cathode off-gas from the fuel cell 34.
In addition, the combustion unit 36 burns the anode off gas, and generates combustion exhaust gas that is high in temperature and contains water vapor. This water vapor is the water vapor contained in the anode gas and the water vapor generated in the fuel cell 34 (see Chemical Formula 1 above). The combustion unit 36 is provided with a pair of ignition heaters 36a1 and 36a2 for igniting the anode off gas.

水タンク１４（４０）は、熱交換器１２からの凝縮水を少なくとも貯留するものである。水タンク４０は、図２に示すように、ケーシング４１、止水栓４２、第一蓋４３、第二蓋４４および水位検出装置４５を備えている。ケーシング４１は、図２および図３に示すように、上方を開口する有底筒状に形成されている。ケーシング４１は、平面方形状の底壁４１ａ、底壁４１ａの周縁全周から上方に向けて延びるように形成（立設）された周側壁４１ｂを備えている。周側壁４１ｂの左側壁の下端部には、ケーシング４１（後述する貯留部６２）内と水供給管１１ｂとを接続する第一ポート４１ｂ１が、左右方向に貫通するように配設されている。また、周側壁４１ｂの左側壁の上方部には、ケーシング４１（後述する貯留部６２）内とケーシング４１の外部とを接続する第二ポート４１ｂ２が、左右方向に貫通するように配設されている。 The water tank 14 (40) stores at least the condensed water from the heat exchanger 12. As shown in FIG. 2, the water tank 40 includes a casing 41, a stop cock 42, a first lid 43, a second lid 44, and a water level detection device 45. As shown in FIGS. 2 and 3, the casing 41 is formed in a bottomed cylindrical shape that opens upward. The casing 41 includes a planar rectangular bottom wall 41a and a peripheral side wall 41b formed (standing) so as to extend upward from the entire periphery of the periphery of the bottom wall 41a. At the lower end of the left side wall of the peripheral side wall 41b, a first port 41b1 for connecting the inside of the casing 41 (storage section 62 described later) and the water supply pipe 11b is disposed so as to penetrate in the left-right direction. In addition, a second port 41b2 that connects the inside of the casing 41 (a storage portion 62 described later) and the outside of the casing 41 is disposed above the left side wall of the peripheral side wall 41b so as to penetrate in the left-right direction. Yes.

また、ケーシング４１は、ケーシング４１の内側に配設され、ケーシング４１の内側を３つの部位５０〜５２に区画する第一側壁４１ｃおよび第二側壁４１ｄを備えている。
第一側壁４１ｃは、底壁４１ａから上方に向けて延びるように筒状に形成（立設）されている。第一側壁４１ｃの上端面が、周側壁４１ｂの上端面と同じ高さになるように形成されている。第一側壁４１ｃは、第一側壁４１ｃの右側壁と、周側壁４１ｂの右側壁の一部とが一体となるように形成されている。 The casing 41 includes a first side wall 41c and a second side wall 41d that are disposed inside the casing 41 and divide the inside of the casing 41 into three portions 50 to 52.
The first side wall 41c is formed (standing) so as to extend upward from the bottom wall 41a. The upper end surface of the first side wall 41c is formed to be the same height as the upper end surface of the peripheral side wall 41b. The first side wall 41c is formed so that the right side wall of the first side wall 41c and a part of the right side wall of the peripheral side wall 41b are integrated.

また、第一側壁４１ｃの内周面には、第一段部４１ｃ１および第二段部４１ｃ２が、上端側からこの順に形成されている。第一段部４１ｃ１および第二段部４１ｃ２は、第一側壁４１ｃの内周面に全周に亘って形成されている。第一段部４１ｃ１は、第二ポート４１ｂ２より下方に位置するように形成されている（図２参照）。また、第一段部４１ｃ１には、第一段部４１ｃ１の全周に亘って溝部４１ｃ１ａが形成されている。
さらに、第一側壁４１ｃの右側壁の下端部には、第一側壁４１ｃの内側（後述する水精製部６０）とケーシング４１の外部とを連通する第一連通穴４１ｃ３が形成されている。また、第一側壁４１ｃの左側壁には、第一側壁４１ｃの内側（後述する水精製部６０）と第二側壁４１ｄの内側（後述する逆流防止部６１）とを連通する第二連通穴（特許請求の範囲の連通穴に相当）４１ｃ４が形成されている。第一連通穴４１ｃ３および第二連通穴４１ｃ４は、底壁４１ａより上方かつ第二段部４１ｃ２より下方にて、左右方向に貫通するように形成されている。また、第一連通穴４１ｃ３と第二連通穴４１ｃ４とを後述する同一の金型（スライド型）にて作製することができるように、第一連通穴４１ｃ３は、第二連通穴４１ｃ４と同軸に、かつ、第二連通穴４１ｃ４の径方向長さ（穴径）より第一連通穴４１ｃ３の径方向長さ（穴径）が大きくなるように形成されている。 Moreover, the 1st step part 41c1 and the 2nd step part 41c2 are formed in this order from the upper end side in the internal peripheral surface of the 1st side wall 41c. The first step portion 41c1 and the second step portion 41c2 are formed over the entire circumference on the inner peripheral surface of the first side wall 41c. The first step portion 41c1 is formed to be positioned below the second port 41b2 (see FIG. 2). Moreover, the groove part 41c1a is formed in the 1st step part 41c1 over the perimeter of the 1st step part 41c1.
Furthermore, the lower end part of the right side wall of the 1st side wall 41c is formed with the 1st through-hole 41c3 which connects the inner side (water refinement | purification part 60 mentioned later) and the exterior of the casing 41 in the 1st side wall 41c. In addition, the left side wall of the first side wall 41c is provided with a second communication hole that communicates the inside of the first side wall 41c (water purification unit 60 described later) and the inside of the second side wall 41d (backflow prevention unit 61 described later). 41c4) (corresponding to the communication hole in the claims). The first communication hole 41c3 and the second communication hole 41c4 are formed so as to penetrate in the left-right direction above the bottom wall 41a and below the second step portion 41c2. Further, the first communication hole 41c3 and the second communication hole 41c4 are formed so that the first communication hole 41c3 and the second communication hole 41c4 can be manufactured by the same mold (slide mold) described later. The first communication hole 41c3 is formed so that the radial direction length (hole diameter) is larger than the radial direction length (hole diameter) of the second communication hole 41c4.

第二側壁４１ｄは、底壁４１ａから上方に向かって延びるように、右方を開放する水平方向断面Ｕ字状に形成（立設）されている。第二側壁４１ｄの両開放端は、第一側壁４１ｃの左側壁外面にそれぞれ接続されている（図３参照）。第二側壁４１ｄの上端面は、周側壁４１ｂの上端面より下方かつ第二ポート４１ｂ２より上方に位置するように形成されている（図２参照）。また、上述したように、第二ポート４１ｂ２が第一段部４１ｃ１より上方に位置するため、第二側壁４１ｄの上端面は、第一段部４１ｃ１より上方に位置するように形成されている。 The second side wall 41d is formed (standing) so as to extend upward from the bottom wall 41a in a U-shaped horizontal cross section that opens to the right. Both open ends of the second side wall 41d are respectively connected to the left side wall outer surface of the first side wall 41c (see FIG. 3). The upper end surface of the second side wall 41d is formed to be positioned below the upper end surface of the peripheral side wall 41b and above the second port 41b2 (see FIG. 2). As described above, since the second port 41b2 is located above the first step portion 41c1, the upper end surface of the second side wall 41d is formed to be located above the first step portion 41c1.

このように、ケーシング４１の内側は、第一側壁４１ｃおよび第二側壁４１ｄによって区画され、３つの部位５０〜５２が形成されている。具体的には、第一側壁４１ｃの内側に第一の部位５０、第二側壁４１ｄの内側に第二の部位５１、および周側壁４１ｂと第一側壁４１ｃおよび第二側壁４１ｄとの間に第三の部位５２が形成されている。 Thus, the inner side of the casing 41 is partitioned by the first side wall 41c and the second side wall 41d, and three portions 50 to 52 are formed. Specifically, the first part 50 is located inside the first side wall 41c, the second part 51 is located inside the second side wall 41d, and the first side wall 41b, the first side wall 41c, and the second side wall 41d are Three parts 52 are formed.

第一の部位５０の第一段部４１ｃ１と第二段部４１ｃ２との間には、熱交換器１２からの凝縮水を精製する水精製部６０が配設されている。また、第二の部位５１には、逆流防止部６１が配設されている。第三の部位５２には、貯留部６２が配設されている。
水精製部６０は、熱交換器１２からの凝縮水を精製する部位である。水精製部６０は、メッシュ６０ａおよび複数の水精製材６０ｂを備えている。メッシュ６０ａは、第二段部４１ｃ２に配設され、凝縮水が通過可能に第一の部位５０を区画する網状に形成されたものである。メッシュ６０ａは、水精製材６０ｂの大きさより小さい網目に形成され、水精製材６０ｂを支持する。水精製材６０ｂは、メッシュ６０ａと第一蓋４３との間に複数配設され、凝縮水を精製するものである。水精製材６０ｂは、粒状の活性炭およびイオン交換樹脂によって構成されている。 Between the first step portion 41c1 and the second step portion 41c2 of the first part 50, a water purification unit 60 for purifying condensed water from the heat exchanger 12 is disposed. In addition, a backflow prevention unit 61 is disposed in the second part 51. A reservoir 62 is disposed in the third part 52.
The water purification unit 60 is a part that purifies the condensed water from the heat exchanger 12. The water purification unit 60 includes a mesh 60a and a plurality of water purification materials 60b. The mesh 60a is disposed in the second step portion 41c2, and is formed in a net shape that partitions the first portion 50 so that condensed water can pass therethrough. The mesh 60a is formed in a mesh smaller than the size of the water purification material 60b, and supports the water purification material 60b. A plurality of water purification materials 60b are disposed between the mesh 60a and the first lid 43, and purify condensed water. The water purification material 60b is composed of granular activated carbon and an ion exchange resin.

逆流防止部６１は、水精製部６０と貯留部６２との間に配設され、水精製部６０からの凝縮水の貯留部６２への流れを許容し、かつ、貯留部６２に貯められた凝縮水の水精製部６０への流れを防止する部位である。水タンク４０内における凝縮水の流れについては後述する。
貯留部６２は、水精製部６０からの凝縮水を貯留する部位である。
このように、ケーシング４１には、水精製部６０、貯留部６２および逆流防止部６１が一体的に成型されている。 The backflow prevention unit 61 is disposed between the water purification unit 60 and the storage unit 62, allows the flow of condensed water from the water purification unit 60 to the storage unit 62, and is stored in the storage unit 62. This is a part that prevents the flow of condensed water to the water purification unit 60. The flow of the condensed water in the water tank 40 will be described later.
The storage unit 62 is a part that stores the condensed water from the water purification unit 60.
As described above, the casing 41 is integrally formed with the water purification unit 60, the storage unit 62, and the backflow prevention unit 61.

また、ケーシング４１は、樹脂材料（例えば、ポリプロピレン）を用いて、一つの金型にて射出成型可能に形成されている。金型（図示なし）は、例えば、周側壁４１ｂの上端面を基準として上下に分割されて形成されている。分割された上側の金型が可動型、下側の金型が固定型を構成する。さらに、金型において、周側壁４１ｂの左側の部位には、第一ポート４１ｂ１および第二ポート４１ｂ２をそれぞれ形成するための左右方向にスライドする第一スライド型（図示なし）が配設される。また、金型において、周側壁４１ｂ（第一側壁４１ｃ）の右側の部位には、第一連通穴４１ｃ３および第二連通穴４１ｃ４を形成するための左右方向にスライドする第二スライド型（図示なし）が配設される。第一スライド型は、一つまたは二つのスライド型によって構成されている。第二スライド型は、一つのスライド型にて構成されている。 The casing 41 is formed so as to be injection-moldable with a single mold using a resin material (for example, polypropylene). The mold (not shown) is formed, for example, by being divided into upper and lower parts with the upper end surface of the peripheral side wall 41b as a reference. The divided upper mold constitutes a movable mold, and the lower mold constitutes a fixed mold. Further, in the mold, a first slide mold (not shown) that slides in the left-right direction for forming the first port 41b1 and the second port 41b2 is disposed on the left side of the peripheral side wall 41b. Further, in the mold, a second slide mold (shown in the figure) that slides in the left-right direction to form the first communication hole 41c3 and the second communication hole 41c4 at the right side of the peripheral side wall 41b (first side wall 41c). None) is provided. The first slide type is composed of one or two slide types. The second slide type is composed of one slide type.

止水栓４２は、図２に示すように、第一連通穴４１ｃ３の右端部に着脱可能に配設されている。止水栓４２は、第一連通穴４１ｃ３に取り付けられている場合、第一連通穴４１ｃ３を液密に塞ぐ栓であり、第一連通穴４１ｃ３からの凝縮水の流出を規制する。一方、例えば凍結防止の理由から、水タンク４０内の凝縮水を排出させる場合、止水栓４２を第一連通穴４１ｃ３から取り外す。これにより、第一連通穴４１ｃ３から凝縮水がケーシング４１の外部へ排出される。 As shown in FIG. 2, the stop cock 42 is detachably disposed at the right end portion of the first through hole 41 c 3. When the stop cock 42 is attached to the first through hole 41c3, it is a plug that liquid-tightly closes the first through hole 41c3, and regulates the outflow of condensed water from the first through hole 41c3. On the other hand, when draining the condensed water in the water tank 40, for example, to prevent freezing, the stop cock 42 is removed from the first through hole 41c3. As a result, the condensed water is discharged from the first through hole 41c3 to the outside of the casing 41.

第一蓋４３は、第一段部４１ｃ１に配設され、水精製部６０を覆う蓋である。第一蓋４３によって、水精製部６０への異物等の侵入が抑制される。第一蓋４３は、蓋部４３ａ、突出部４３ｂおよび導入管４３ｃを有している。蓋部４３ａは、平面方形状の板状に形成され、蓋部４３ａの下面が第一段部４１ｃ１に接触している。突出部４３ｂは、蓋部４３ａの下面の周縁全周から下方に突出するように形成されている。また、突出部４３ｂは、溝部４１ｃ１ａに嵌るように形成されている。導入管４３ｃは、熱交換器１２からの凝縮水を水精製部６０に導入するものである。導入管４３ｃは、蓋部４３ａを上下方向に貫通するとともに、蓋部４３ａの上面から上方に向かって延びるように配設されている。導入管４３ｃの上端は、一端が凝縮水供給管１２ｃに接続されて凝縮水が供給される接続管１２ｃ１の他端が接続されている。一方、導入管４３ｃの他端は、水精製部６０内に接続されている。 The first lid 43 is a lid that is disposed on the first step portion 41 c 1 and covers the water purification unit 60. The first lid 43 suppresses entry of foreign matter or the like into the water purification unit 60. The first lid 43 has a lid portion 43a, a protruding portion 43b, and an introduction tube 43c. The lid portion 43a is formed in a planar rectangular plate shape, and the lower surface of the lid portion 43a is in contact with the first step portion 41c1. The protruding portion 43b is formed so as to protrude downward from the entire periphery of the periphery of the lower surface of the lid portion 43a. Moreover, the protrusion part 43b is formed so that it may fit in the groove part 41c1a. The introduction pipe 43 c introduces the condensed water from the heat exchanger 12 into the water purification unit 60. The introduction pipe 43c penetrates the lid portion 43a in the vertical direction and is disposed so as to extend upward from the upper surface of the lid portion 43a. The upper end of the introduction pipe 43c is connected to the other end of the connection pipe 12c1 to which one end is connected to the condensed water supply pipe 12c and condensed water is supplied. On the other hand, the other end of the introduction pipe 43 c is connected to the water purification unit 60.

第二蓋４４は、周側壁４１ｂの上端面に配設され、ケーシング４１の開口全体を覆う蓋である。第二蓋４４によって、ケーシング４１内への異物等の侵入が抑制される。第二蓋４４は、蓋部４４ａ、突出部４４ｂおよび開口部４４ｃを有している。蓋部４４ａは、平面方形状の板状に形成され、蓋部４４ａの下面が周側壁４１ｂの上端面に接触している。突出部４４ｂは、蓋部４３ａの下面の周縁全周から下方に突出するように形成されている。また、突出部４４ｂの内側面は、周側壁４１ｂの外周面に接触可能に形成されている。開口部４４ｃは、接続管１２ｃ１が上下方向に貫通するように形成されている。 The second lid 44 is a lid that is disposed on the upper end surface of the peripheral side wall 41 b and covers the entire opening of the casing 41. The second lid 44 suppresses entry of foreign matter or the like into the casing 41. The second lid 44 has a lid portion 44a, a protruding portion 44b, and an opening portion 44c. The lid portion 44a is formed in a planar rectangular plate shape, and the lower surface of the lid portion 44a is in contact with the upper end surface of the peripheral side wall 41b. The protruding portion 44b is formed so as to protrude downward from the entire periphery of the lower surface of the lid portion 43a. Further, the inner side surface of the protruding portion 44b is formed so as to be able to contact the outer peripheral surface of the peripheral side wall 41b. The opening 44c is formed so that the connecting pipe 12c1 penetrates in the vertical direction.

水位検出装置４５は、貯留部６２に貯留された凝縮水の水位Ｈを検出するものである。水位検出装置４５は、第二蓋４４に固定されている。水位検出装置４５は、例えば、フロート式や、静電容量式の水位計である。水位検出装置４５は、制御装置１５と電気的に接続され、検出結果が制御装置１５に送信されるようになっている。 The water level detection device 45 detects the water level H of the condensed water stored in the storage unit 62. The water level detection device 45 is fixed to the second lid 44. The water level detection device 45 is, for example, a float type or a capacitance type water level gauge. The water level detection device 45 is electrically connected to the control device 15 so that the detection result is transmitted to the control device 15.

次に、熱交換器１２からの凝縮水が、水精製部６０に導入されて貯留部６２に貯留されるまでの凝縮水の流れＦについて、図２に示す矢印に沿って説明する。
熱交換器１２からの凝縮水は、接続管１２ｃ１および第一蓋４３の導入管４３ｃを介して水精製部６０の上端から水精製部６０内に導入される。水精製部６０内に導入された凝縮水は、自重にて水精製部６０の上端から下方に向かって流れるとともに、水精製材６０ｂによって精製される。水精製材６０ｂによって精製された凝縮水は、水精製部６０の下端からメッシュ６０ａを通過して第二連通穴４１ｃ４に導出され、逆流防止部６１に導入される。
逆流防止部６１に導入された凝縮水は、逆流防止部６１を上方に向かって流れる。そして、この凝縮水は、逆流防止部６１の上端（第二側壁４１ｄの上端面）から溢れ出して、貯留部６２に導入される。 Next, the flow F of the condensed water from when the condensed water from the heat exchanger 12 is introduced into the water purification unit 60 and stored in the storage unit 62 will be described along the arrows shown in FIG.
Condensed water from the heat exchanger 12 is introduced into the water purification unit 60 from the upper end of the water purification unit 60 via the connection pipe 12 c 1 and the introduction pipe 43 c of the first lid 43. Condensed water introduced into the water purification unit 60 flows downward from the upper end of the water purification unit 60 by its own weight and is purified by the water purification material 60b. The condensed water purified by the water purification material 60 b passes through the mesh 60 a from the lower end of the water purification unit 60, is led to the second communication hole 41 c 4, and is introduced into the backflow prevention unit 61.
The condensed water introduced into the backflow prevention unit 61 flows upward through the backflow prevention unit 61. The condensed water overflows from the upper end of the backflow prevention unit 61 (the upper end surface of the second side wall 41 d) and is introduced into the storage unit 62.

貯留部６２に導入された凝縮水は、貯留部６２内に貯留される。貯留部６２に貯留されている凝縮水の水位Ｈは、所定水位ＨＳより低くなるように制御されている（後述する）。所定水位ＨＳは、第二ポート４１ｂ２より下方に位置するように設定されている。また、所定水位ＨＳは、熱交換器１２から水タンク４０に供給される凝縮水の流量（単位時間あたりの流量）が、水タンク４０から蒸発部３２に改質水として導出される凝縮水の流量である導出流量（単位時間あたりの流量）が一時的に下回るような場合においても、導出流量が確保できる程度の量に相当する水位Ｈである。所定水位ＨＳは、水タンク４０に供給される凝縮水の流量等が、予め実験等により実測されることにより設定されている。
貯留部６２に貯留された凝縮水は、第一ポート４１ｂ１から水供給管１１ｂへ、改質水ポンプ１１ｂ１によって導出される。 The condensed water introduced into the storage unit 62 is stored in the storage unit 62. The water level H of the condensed water stored in the storage unit 62 is controlled to be lower than the predetermined water level HS (described later). The predetermined water level HS is set to be positioned below the second port 41b2. The predetermined water level HS is such that the flow rate of condensed water supplied from the heat exchanger 12 to the water tank 40 (flow rate per unit time) is derived from the water tank 40 to the evaporation unit 32 as reformed water. Even when the derived flow rate (flow rate per unit time), which is a flow rate, is temporarily lower, the water level H corresponds to an amount that can ensure the derived flow rate. The predetermined water level HS is set by measuring the flow rate of the condensed water supplied to the water tank 40 in advance through experiments or the like.
The condensed water stored in the storage unit 62 is led out from the first port 41b1 to the water supply pipe 11b by the reforming water pump 11b1.

また、貯留部６２内の凝縮水は、逆流防止部６１によって水精製部６０に流入（逆流）しないようになっている。すなわち、貯留部６２内の凝縮水の量が増加して、貯留部６２内の凝縮水の水位Ｈが、第二ポート４１ｂ２に到達した場合、貯留部６２内の凝縮水は、第二ポート４１ｂ２から外部に排出される。また、第二ポート４１ｂ２より上方に、第二側壁４１ｄの上端面が位置している。よって、貯留部６２内の凝縮水が逆流防止部６１ひいては水精製部６０に流入（逆流）しない。このように、第二ポート４１ｂ２（第二ポート４１ｂ２の内周面の下端）の位置が、貯留部６２内の凝縮水の水位Ｈの上限である上限水位ＨＬに相当する。 Further, the condensed water in the storage unit 62 is prevented from flowing (backflowing) into the water purification unit 60 by the backflow prevention unit 61. That is, when the amount of condensed water in the storage unit 62 increases and the water level H of the condensed water in the storage unit 62 reaches the second port 41b2, the condensed water in the storage unit 62 is transferred to the second port 41b2. Is discharged to the outside. The upper end surface of the second side wall 41d is located above the second port 41b2. Therefore, the condensed water in the storage unit 62 does not flow (backflow) into the backflow prevention unit 61 and thus the water purification unit 60. Thus, the position of the second port 41b2 (the lower end of the inner peripheral surface of the second port 41b2) corresponds to the upper limit water level HL that is the upper limit of the condensed water level H in the reservoir 62.

また、第二の部位５１（逆流防止部６１）と第一の部位５０（水精製部６０）とが第二連通穴４１ｃ４にて連通しているため、第二の部位５１および第一の部位５０の凝縮水の水位は同じである。これにより、凝縮水が水タンク４０に供給されている場合、第一の部位５０の凝縮水の水位が、第一段部４１ｃ１より高い位置に位置するため、水精製部６０内は、凝縮水が充満した状態にある。よって、水精製材６０ｂが乾燥せず、水精製材６０ｂの劣化が抑制される。 Moreover, since the 2nd site | part 51 (backflow prevention part 61) and the 1st site | part 50 (water refinement | purification part 60) are connected in the 2nd communication hole 41c4, the 2nd site | part 51 and the 1st site | part The water level of the 50 condensed water is the same. Thereby, when the condensed water is supplied to the water tank 40, the water level of the condensed water in the first portion 50 is located higher than the first step portion 41c1, and therefore the inside of the water purification unit 60 is condensed water. Is full. Therefore, the water purification material 60b is not dried, and deterioration of the water purification material 60b is suppressed.

次に、上述した燃料電池システムにおいて、制御装置１５が、水路切替装置１２ａによって、熱交換器１２と給水路ＳＬとの連通と、熱交換器１２と排水路ＤＬとの連通（排水状態）とを切替える制御について、図４に示すフローチャートに沿って説明する。制御装置１５は、燃料電池システムの起動運転中、発電運転中および停止運転中において、図４に示すフローチャートを実行する。 Next, in the fuel cell system described above, the control device 15 uses the water channel switching device 12a to communicate between the heat exchanger 12 and the water supply channel SL and to communicate between the heat exchanger 12 and the water channel DL (drainage state). The control for switching between will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The control device 15 executes the flowchart shown in FIG. 4 during the start-up operation, the power generation operation, and the stop operation of the fuel cell system.

制御装置１５は、ステップＳ１０２にて、水路切替装置１２ａを、熱交換器１２と給水路ＳＬとを連通状態にして、熱交換器１２からの凝縮水を水タンク４０に供給する。これにより、水タンク４０に導入された凝縮水は、上述したように、水精製部６０および逆流防止部６１を通り、貯留部６２内に流入するため、貯留部６２内の凝縮水の量が増加して、貯留部６２内の凝縮水の水位Ｈが上昇する。 In step S102, the control device 15 causes the water channel switching device 12a to communicate with the heat exchanger 12 and the water supply channel SL, and supplies the condensed water from the heat exchanger 12 to the water tank 40. As a result, the condensed water introduced into the water tank 40 passes through the water purification unit 60 and the backflow prevention unit 61 and flows into the storage unit 62 as described above, so that the amount of condensed water in the storage unit 62 is reduced. It increases and the water level H of the condensed water in the storage part 62 rises.

制御装置１５は、ステップＳ１０４にて、水位検出装置４５の検出結果に基づいて、凝縮水の水位Ｈが所定水位ＨＳ以上であるか否かを判定する。凝縮水の水位Ｈが所定水位ＨＳより低い場合、制御装置１５は、ステップＳ１０４にて「ＮＯ」の判定を繰り返し実行する。これにより、熱交換器１２からの凝縮水が貯留部６２内に継続して流入するため、貯留部６２内の凝縮水の水位Ｈが上昇する。そして、凝縮水の水位Ｈが所定水位ＨＳ以上となった場合、制御装置１５は、ステップＳ１０４にて「ＹＥＳ」の判定し、プログラムをステップＳ１０６に進める。 In step S104, the control device 15 determines whether the water level H of the condensed water is equal to or higher than the predetermined water level HS based on the detection result of the water level detection device 45. When the water level H of the condensed water is lower than the predetermined water level HS, the control device 15 repeatedly performs the determination of “NO” in step S104. Thereby, since the condensed water from the heat exchanger 12 flows in into the storage part 62 continuously, the water level H of the condensed water in the storage part 62 rises. If the water level H of the condensed water is equal to or higher than the predetermined water level HS, the control device 15 determines “YES” in step S104, and advances the program to step S106.

制御装置１５は、ステップＳ１０６（切替部）にて、水路切替装置１２ａを、熱交換器１２と給水路ＳＬとの連通状態から、熱交換器１２と排水路ＤＬとの連通状態に切替えて、熱交換器１２からの凝縮水を水タンク４０の外部に排出する。これにより、熱交換器１２からの凝縮水は、水タンク４０ひいては水精製部６０に導入されずに、水タンク４０に外部へ排出される。そして、制御装置１５は、ステップＳ１０８にて、凝縮水の水位Ｈが所定水位ＨＳより低くなったか否かを判定する。凝縮水の水位Ｈが所定水位ＨＳ以上である場合、制御装置１５は、ステップＳ１０８にて「ＮＯ」の判定を繰り返し実行する。これにより、熱交換器１２からの凝縮水は、水タンク４０の外部へ継続して排出される。一方、例えば、貯留部６２内の凝縮水が改質水として蒸発部３２に供給されることにより、貯留部６２内の凝縮水の量が減少して、凝縮水の水位Ｈが所定水位ＨＳより低くなった場合、制御装置１５は、ステップＳ１０８にて「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップＳ１０２に戻して、凝縮水を水タンク４０に再度供給する。 In step S106 (switching unit), the control device 15 switches the water channel switching device 12a from the communication state between the heat exchanger 12 and the water supply channel SL to the communication state between the heat exchanger 12 and the drainage channel DL. Condensed water from the heat exchanger 12 is discharged to the outside of the water tank 40. As a result, the condensed water from the heat exchanger 12 is discharged to the water tank 40 without being introduced into the water tank 40 and thus into the water purification unit 60. And the control apparatus 15 determines whether the water level H of the condensed water became lower than the predetermined water level HS in step S108. When the water level H of the condensed water is equal to or higher than the predetermined water level HS, the control device 15 repeatedly performs the determination of “NO” in step S108. Thereby, the condensed water from the heat exchanger 12 is continuously discharged to the outside of the water tank 40. On the other hand, for example, when the condensed water in the storage unit 62 is supplied to the evaporation unit 32 as reformed water, the amount of condensed water in the storage unit 62 is reduced, and the water level H of the condensed water is higher than the predetermined water level HS. When it becomes low, it determines with "YES" in step S108, the control apparatus 15 returns a program to step S102, and supplies condensed water to the water tank 40 again.

次に、制御装置１５が、図４に示すフローチャートを実行せず、熱交換器１２からの凝縮水の全部が水タンク４０に供給される場合について説明する。この場合、熱交換器１２からの凝縮水の全部が水精製部６０内を流通することで精製されて、逆流防止部６１を通り、貯留部６２に導入される。貯留部６２内の凝縮水の量が増加して、貯留部６２内の凝縮水の水位Ｈが上限水位ＨＬ以上になった場合、凝縮水が第二ポート４１ｂ２から排出される。 Next, the case where the controller 15 does not execute the flowchart shown in FIG. 4 and all the condensed water from the heat exchanger 12 is supplied to the water tank 40 will be described. In this case, all of the condensed water from the heat exchanger 12 is purified by flowing through the water purification unit 60, passes through the backflow prevention unit 61, and is introduced into the storage unit 62. When the amount of condensed water in the storage unit 62 increases and the water level H of the condensed water in the storage unit 62 becomes equal to or higher than the upper limit water level HL, the condensed water is discharged from the second port 41b2.

本第一実施形態によれば、燃料電池システムは、アノードガスとカソードガスとにより発電する燃料電池３４と、燃料電池３４からのアノードオフガスを燃焼させ、高温であり、かつ、水蒸気を含む燃焼排ガスを生成する燃焼部３６と、燃焼部３６からの燃焼排ガスを冷却かつ凝縮することにより凝縮水を生成する熱交換器１２と、熱交換器１２からの凝縮水を少なくとも貯留する水タンク１４（４０）と、を備えている。水タンク４０は、熱交換器１２からの凝縮水を精製する水精製材６０ｂが配設された水精製部６０と、水精製部６０からの凝縮水を貯留する貯留部６２と、水精製部６０と貯留部６２との間に配設され、水精製部６０から貯留部６２への凝縮水の流れを許容し、かつ、貯留部６２から水精製部６０への凝縮水の流れを防止する逆流防止部６１と、を有するとともに、水精製部６０、貯留部６２および逆流防止部６１が一体的に成型されたケーシング４１を備えている。
これによれば、水タンク４０のケーシング４１は、３つの部位５０〜５２（水精製部６０、貯留部６２および逆流防止部６１）が一体的に成型されているため、従来技術のように水精製部６０を有する部位と他の部位とが着脱可能に連結されている場合に比べて、水タンク４０のケーシング４１を簡便に形成することができる。よって、水タンク４０ひいてはシステム全体の低コスト化を図ることができる。
また、水精製部６０は、熱交換器１２からの凝縮水が自重にて水精製部６０の上端から下方に向かって流通するように形成されている。よって、水精製部６０内における凝縮水の流れを整流することができる。したがって、凝縮水の精製を効率良く行うことができる。
また、水精製部６０内において、凝縮水が水精製部６０の上端から下方に向かって流通するため、水精製材６０ｂの舞い上がりを抑制することができる。 According to the first embodiment, the fuel cell system combusts the fuel cell 34 that generates power using the anode gas and the cathode gas, the anode off-gas from the fuel cell 34, and is a high-temperature combustion exhaust gas containing water vapor. , A heat exchanger 12 that generates condensed water by cooling and condensing combustion exhaust gas from the combustion section 36, and a water tank 14 (40 that stores at least the condensed water from the heat exchanger 12). ) And. The water tank 40 includes a water purification unit 60 in which a water purification material 60b for purifying the condensed water from the heat exchanger 12, a storage unit 62 for storing condensed water from the water purification unit 60, and a water purification unit. 60 and the storage unit 62, allowing the flow of condensed water from the water purification unit 60 to the storage unit 62 and preventing the flow of condensed water from the storage unit 62 to the water purification unit 60. And a casing 41 in which the water purification unit 60, the storage unit 62, and the backflow prevention unit 61 are integrally molded.
According to this, the casing 41 of the water tank 40 has three parts 50 to 52 (the water purification unit 60, the storage unit 62, and the backflow prevention unit 61) that are integrally molded. The casing 41 of the water tank 40 can be easily formed as compared with the case where the part having the purification unit 60 and the other part are detachably connected. Therefore, the cost of the water tank 40 and thus the entire system can be reduced.
Moreover, the water refinement | purification part 60 is formed so that the condensed water from the heat exchanger 12 may distribute | circulate downward from the upper end of the water refinement | purification part 60 with dead weight. Therefore, the flow of condensed water in the water purification unit 60 can be rectified. Accordingly, the condensed water can be purified efficiently.
Moreover, in the water refinement | purification part 60, since condensed water distribute | circulates toward the downward direction from the upper end of the water refinement | purification part 60, the rise of the water purification material 60b can be suppressed.

また、ケーシング４１は、上方を開口する有底筒状に形成されるとともに、ケーシング４１の底部（底壁４１ａ）から上方に向かって延びるように形成され、ケーシング４１の内側を３つの部位５０〜５２に区画する二つの側壁４１ｃ，４１ｄを有している。水精製部６０、貯留部６２および逆流防止部６１は、３つの部位５０〜５２にそれぞれ配設されている。水精製部６０と逆流防止部６１とを区画する第一側壁４１ｃは、水精製部６０と逆流防止部６１とを連通する第二連通穴４１ｃ４を有している。
これによれば、ケーシング４１に水精製部６０と逆流防止部６１とを連通する第二連通穴４１ｃ４が形成されているため、例えば、水タンク４０の構成に、水精製部６０と逆流防止部６１とを接続する連通管をさらに追加する場合に比べ、水タンク４０の組付工数を少なくすることができる。よって、水タンク４０ひいてはシステム全体のコストの低コスト化を図ることができる。 The casing 41 is formed in a bottomed cylindrical shape that opens upward, and is formed to extend upward from the bottom (bottom wall 41 a) of the casing 41. Two side walls 41 c and 41 d partitioned into 52 are provided. The water purification unit 60, the storage unit 62, and the backflow prevention unit 61 are disposed in the three parts 50 to 52, respectively. The first side wall 41 c that partitions the water purification unit 60 and the backflow prevention unit 61 has a second communication hole 41 c 4 that communicates the water purification unit 60 and the backflow prevention unit 61.
According to this, since the 2nd communicating hole 41c4 which connects the water refinement | purification part 60 and the backflow prevention part 61 to the casing 41 is formed, the water purification part 60 and the backflow prevention part are comprised in the structure of the water tank 40, for example. Compared with the case of further adding a communication pipe for connecting to 61, the number of assembling steps of the water tank 40 can be reduced. Therefore, the cost of the water tank 40 and thus the entire system can be reduced.

また、燃料電池システムは、熱交換器１２からの凝縮水を水タンク４０に供給する給水路ＳＬと、熱交換器１２からの凝縮水を水タンク４０の外部に排出する排水路ＤＬと、熱交換器１２と給水路ＳＬとの連通と、熱交換器１２と排水路ＤＬとの連通とを切替える水路切替装置１２ａと、水タンク４０に貯留された凝縮水の水位Ｈを検出する水位検出装置４５と、水路切替装置１２ａを少なくとも制御する制御装置１５と、をさらに備えている。制御装置１５は、水路切替装置１２ａが熱交換器１２と給水路ＳＬとを連通している状態において、水位検出装置４５によって検出された凝縮水の水位Ｈが所定水位ＨＳ以上である場合、水路切替装置１２ａによって熱交換器１２と給水路ＳＬとの連通から、熱交換器１２と排水路ＤＬとの連通に切り替える切替部（ステップＳ１０６）を有している。
これによれば、制御装置１５の切替部は、貯留部６２に貯留された凝縮水の水位Ｈが所定水位ＨＳ以上である場合、熱交換器１２からの凝縮水を水タンク４０に導入される前に水タンク４０の外部に排出するため、水精製部６０を流通する凝縮水の量を抑制することができる。よって、熱交換器１２からの凝縮水の全部を水タンク４０に導入されて水精製部６０に流通させる場合に比べ、水精製材６０ｂの寿命を長くすることができる。また、水精製材６０ｂの長寿命化に基づいて、水精製材６０ｂの量を低減する場合、水精製部６０ひいては水タンク４０のケーシング４１をコンパクトに形成することができる。さらにこの場合、水タンク４０ひいてはシステム全体の低コスト化を図ることができる。 In addition, the fuel cell system includes a water supply path SL that supplies condensed water from the heat exchanger 12 to the water tank 40, a drainage path DL that discharges condensed water from the heat exchanger 12 to the outside of the water tank 40, heat A water channel switching device 12a that switches communication between the exchanger 12 and the water supply channel SL and communication between the heat exchanger 12 and the drain channel DL, and a water level detection device that detects the water level H of the condensed water stored in the water tank 40. 45 and a control device 15 for controlling at least the water channel switching device 12a. When the water level switching device 12a communicates the heat exchanger 12 and the water supply channel SL and the water level H of the condensed water detected by the water level detection device 45 is equal to or higher than the predetermined water level HS, the control device 15 The switching device 12a includes a switching unit (step S106) that switches from communication between the heat exchanger 12 and the water supply channel SL to communication between the heat exchanger 12 and the drainage channel DL.
According to this, the switching unit of the control device 15 introduces the condensed water from the heat exchanger 12 into the water tank 40 when the water level H of the condensed water stored in the storage unit 62 is equal to or higher than the predetermined water level HS. Since it discharges to the exterior of the water tank 40 before, the quantity of the condensed water which distribute | circulates the water refinement | purification part 60 can be suppressed. Therefore, compared with the case where all the condensed water from the heat exchanger 12 is introduced into the water tank 40 and circulated through the water purification unit 60, the life of the water purification material 60b can be extended. Moreover, when reducing the quantity of the water refinement | purification material 60b based on the lifetime improvement of the water refinement | purification material 60b, the casing 41 of the water purification part 60 and the water tank 40 can be formed compactly. Further, in this case, the cost of the water tank 40 and thus the entire system can be reduced.

（第二実施形態）
次に、本発明による燃料電池システムの第二実施形態について、主に第一実施形態と異なる部分について説明する。本第二実施形態の燃料電池システムは、図５に示す水タンク１４０を備えている。水タンク１４０は、第一実施形態の水タンク４０と比べて、止水栓４２に代えて連通管１４６を備える点が異なっている。
また、第二実施形態の第一側壁１４１ｃは、第一実施形態の第一側壁４１ｃと比べて、連通穴４１ｃ３，４１ｃ４に相当する連通穴が形成されていない点が異なっている。さらに、第二実施形態の底壁１４１ａは、第一実施形態の底壁４１ａと比べて、第一の部位５０内とケーシング４１の外部とを接続する第三ポート１４１ａ１、および第二の部位５１内とケーシング４１の外部とを接続する第四ポート１４１ａ２が、底壁１４１ａを上下方向に貫通するように配設されている点が異なっている。そして、連通管１４６の一端が第三ポート１４１ａ１に接続され、連通管１４６の他端が第四ポート１４１ａ２に接続されている。これにより、水精製部６０と逆流防止部６１とが連通管１４６を介して底部（底壁１４１ａ）にて連通するようになっている。よって、水精製部６０から導出される凝縮水は、連通管１４６を通って逆流防止部６１に導入される。 (Second embodiment)
Next, the second embodiment of the fuel cell system according to the present invention will be described mainly with respect to differences from the first embodiment. The fuel cell system according to the second embodiment includes a water tank 140 shown in FIG. The water tank 140 is different from the water tank 40 of the first embodiment in that a communication pipe 146 is provided instead of the stop cock 42.
Further, the first side wall 141c of the second embodiment is different from the first side wall 41c of the first embodiment in that communication holes corresponding to the communication holes 41c3 and 41c4 are not formed. Furthermore, the bottom wall 141a of the second embodiment has a third port 141a1 that connects the inside of the first part 50 and the outside of the casing 41, and the second part 51, as compared with the bottom wall 41a of the first embodiment. A difference is that a fourth port 141a2 connecting the inside and the outside of the casing 41 is disposed so as to penetrate the bottom wall 141a in the vertical direction. One end of the communication pipe 146 is connected to the third port 141a1, and the other end of the communication pipe 146 is connected to the fourth port 141a2. Thereby, the water refinement | purification part 60 and the backflow prevention part 61 are connected by the bottom part (bottom wall 141a) via the communication pipe 146. As shown in FIG. Therefore, the condensed water derived from the water purification unit 60 is introduced into the backflow prevention unit 61 through the communication pipe 146.

また、ケーシング４１を作製するための金型において、第三ポート１４１ａ１および第四ポート１４１ａ２は、底壁１４１ａに上下方向に貫通するように配設されているため、金型が周側壁１４１ｂの上端面を基準として上下に分割されて形成されている場合、第三ポート１４１ａ１および第四ポート１４１ａ２は、上側または下側の金型によって作製可能である。 Further, in the mold for producing the casing 41, the third port 141a1 and the fourth port 141a2 are disposed so as to penetrate the bottom wall 141a in the vertical direction, so that the mold is located above the peripheral side wall 141b. In the case of being divided into upper and lower parts with the end face as a reference, the third port 141a1 and the fourth port 141a2 can be produced by an upper or lower mold.

本第二実施形態によれば、ケーシング４１は、上方を開口する有底筒状に形成されるとともに、ケーシング４１の底部（底壁１４１ａ）から上方に向かって延びるように形成され、ケーシング４１の内側を３つの部位５０〜５２に区画する二つの側壁１４１ｃ，４１ｄを有している。水精製部６０、貯留部６２および逆流防止部６１は、３つの部位５０〜５２にそれぞれ配設され、水タンク１４０は、水精製部６０と逆流防止部６１とをケーシング４１の底部（底壁１４１ａ）にて連通する連通管１４６をさらに備えている。
これによれば、本第二実施形態のケーシング４１は、第一実施形態のケーシング４１のように水精製部６０と逆流防止部６１とを連通する連通穴（第一実施形態における第二連通穴４１ｃ４）をケーシング４１に形成する場合に比べて、スライド型を少なくすることができる。よって、第一実施形態のケーシング４１の金型に比べて、本第二実施形態のケーシング４１の金型を簡便な構成にすることができる。したがって、水タンク４０ひいてはシステム全体の低コスト化を図ることができる。 According to the second embodiment, the casing 41 is formed in a bottomed cylindrical shape that opens upward, and is formed so as to extend upward from the bottom portion (bottom wall 141a) of the casing 41. It has two side walls 141c and 41d which divide the inside into three parts 50 to 52. The water purification unit 60, the storage unit 62, and the backflow prevention unit 61 are respectively disposed in the three portions 50 to 52, and the water tank 140 includes the water purification unit 60 and the backflow prevention unit 61 at the bottom (bottom wall) of the casing 41. 141a) is further provided with a communication pipe 146 communicating with each other.
According to this, the casing 41 of the second embodiment is a communication hole that communicates the water purification unit 60 and the backflow prevention unit 61 (the second communication hole in the first embodiment) like the casing 41 of the first embodiment. Compared with the case where 41c4) is formed in the casing 41, the number of slide molds can be reduced. Therefore, compared with the metal mold | die of the casing 41 of 1st embodiment, the metal mold | die of the casing 41 of this 2nd embodiment can be made a simple structure. Therefore, the cost of the water tank 40 and the entire system can be reduced.

（各実施形態の第一変形例）
次に、上述した各実施形態における第一変形例について、主に第一実施形態と異なる部分について説明する。上述した第一実施形態の水タンク４０は、二つの蓋４３，４４を備えているが、これに代えて、本第一変形例の水タンク２４０は、図６に示すように、一つの蓋２４７を備えている。蓋２４７は、３つの部位５０〜５２の上方の全部を覆う蓋である。蓋２４７は、第二蓋４４の蓋部４４ａに相当する蓋部２４７ａ、突出部４４ｂに相当する第一突出部２４７ｂ、第一蓋４３の突出部４３ｂに相当する第二突出部２４７ｃ、および導入管４３ｃに相当する導入管２４７ｄを備えている。また、ケーシング４１は、蓋部２４７ａによって水精製部６０が覆われるように、第一段部４１ｃ１を設けずに、第二突出部２４７ｃが嵌る溝２４１ｃ１ａが第一側壁２４１ｃの上端面に設けられている。なお、図６は、第一実施形態の変形例を示しているが、第二実施形態においても、同様の変形例を構成することができる。
これによれば、各実施形態における二つの蓋４３，４４を一つの蓋２４７にて構成することができるため、各実施形態と比べて、水タンク２４０の部品点数を低減することができる。よって、水タンク２４０ひいては、システム全体の低コスト化を図ることができる。 (First modification of each embodiment)
Next, with respect to the first modified example in each of the above-described embodiments, portions different from the first embodiment will be mainly described. Although the water tank 40 of the first embodiment described above includes two lids 43 and 44, instead of this, the water tank 240 of the first modified example has one lid as shown in FIG. 247. The lid 247 is a lid that covers all of the upper portions of the three portions 50 to 52. The lid 247 includes a lid portion 247a corresponding to the lid portion 44a of the second lid 44, a first projection portion 247b corresponding to the projection portion 44b, a second projection portion 247c corresponding to the projection portion 43b of the first lid 43, and an introduction. An introduction pipe 247d corresponding to the pipe 43c is provided. In addition, the casing 41 is provided with a groove 241c1a into which the second projecting portion 247c fits in the upper end surface of the first side wall 241c without providing the first step portion 41c1 so that the water purification unit 60 is covered with the lid portion 247a. ing. FIG. 6 shows a modification of the first embodiment, but a similar modification can be configured in the second embodiment.
According to this, since two lids 43 and 44 in each embodiment can be constituted by one lid 247, the number of parts of the water tank 240 can be reduced as compared with each embodiment. Therefore, the cost of the water tank 240 and the entire system can be reduced.

（各実施形態の第二変形例）
次に、上述した各実施形態における第二変形例について、主に第一実施形態と異なる部分について説明する。上述した第一実施形態の水タンク４０においては、ケーシング４１内が区画されることにより、３つの部位が形成されているが、本第二変形例の水タンク３４０においては、二つの周側壁を一体とし、さらに、一つの周側壁内が区画されることにより、３つの部位が形成されている。具体的には、本第二変形例のケーシング４１は、図７および図８に示すように、右周側壁３４１ｅおよび左周側壁３４１ｆによって形成されている。右周側壁３４１ｅの左側壁と左周側壁３４１ｆの右側壁の一部が一体となるように形成されている。右周側壁３４１ｅ内が第一の部位５０に相当し、第一の部位５０に水精製部６０が配設されている。第一連通穴３４１ｅ３が第一連通穴４１ｃ３に相当し、第二連通穴３４１ｅ４が第二連通穴４１ｃ４に相当する。また、左周側壁３４１ｆの内側を２つの部位に区画する第二側壁４１ｄが形成されている。第二側壁４１ｄの内側が第二の部位５１に相当し、第二の部位５１に逆流防止部６１が配設されている。第二側壁４１ｄの外周面と左周側壁３４１ｆの内周面との間の部位が第三の部位５２に相当し、第三の部位５２に貯留部６２が配設されている。また、第一蓋４３は、第一の部位５０を覆うように形成され、右周側壁３４１ｅの上端面に配設されている。第二蓋３４４は、第二の部位５１および第三の部位５２を覆うように形成され、左周側壁３４１ｆの上端面に配設されている。なお、図７および図８は、第一実施形態の第二変形例を示しているが、第二実施形態においても、同様の変形例を構成することができる。 (Second modification of each embodiment)
Next, regarding the second modification example in each of the above-described embodiments, portions different from the first embodiment will be mainly described. In the water tank 40 of the first embodiment described above, three parts are formed by dividing the inside of the casing 41. However, in the water tank 340 of the second modified example, two peripheral side walls are provided. Three parts are formed by integrating and further dividing the inside of one peripheral side wall. Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, the casing 41 of the second modified example is formed by a right peripheral side wall 341e and a left peripheral side wall 341f. The left side wall of the right peripheral side wall 341e and the right side wall of the left peripheral side wall 341f are formed so as to be integrated. The inside of the right peripheral side wall 341 e corresponds to the first part 50, and the water purification unit 60 is disposed in the first part 50. The first communication hole 341e3 corresponds to the first communication hole 41c3, and the second communication hole 341e4 corresponds to the second communication hole 41c4. A second side wall 41d that divides the inside of the left peripheral side wall 341f into two parts is formed. The inner side of the second side wall 41 d corresponds to the second part 51, and the backflow prevention unit 61 is disposed in the second part 51. A portion between the outer peripheral surface of the second side wall 41 d and the inner peripheral surface of the left peripheral side wall 341 f corresponds to the third portion 52, and the storage portion 62 is disposed in the third portion 52. The first lid 43 is formed so as to cover the first part 50 and is disposed on the upper end surface of the right peripheral side wall 341e. The second lid 344 is formed so as to cover the second part 51 and the third part 52, and is disposed on the upper end surface of the left peripheral side wall 341f. 7 and 8 show a second modification of the first embodiment, but a similar modification can be configured in the second embodiment.

（各実施形態の第三変形例）
次に、上述した各実施形態における第三変形例について、主に第一実施形態の第二変形例と異なる部分について説明する。上述した第二変形例の水タンク３４０のケーシング４１の内側は、第二側壁４１ｄによって区画されている。これに代えて、図９および図１０に示す本第三変形例の水タンク４４０のケーシング４１の左周側壁４４１ｆの内側は区画されていない。また、本第三変形例のケーシング４１は、上述した第二変形例のケーシング４１の連通穴３４１ｅ３，３４１ｅ４に相当する連通穴が形成されていない。そして、右周側壁４４１ｅの前側壁には、第一の部位５０内とケーシング４１の外部とを接続する第五ポート４４１ｅ５が形成されている。また、左周側壁４４１ｆの前側壁には、第三の部位５２内とケーシング４１の外部とを接続する第六ポート４４１ｆ３が形成されている。第五ポート４４１ｅ５の一端は、図９に示すように、第一の部位５０内に、底壁４１ａの上方かつメッシュ６０ａの下方にて接続されている。第六ポート４４１ｆ３の一端は、第三の部位５２内に、第二ポート４４１ｆ２（第一実施形態の第二ポート４１ｂ２に相当）の上方かつ左周側壁４４１ｆの上端面の下方にて接続されている。さらに、水タンク４４０は、一端が第五ポート４４１ｅ５の他端に接続され、他端が第六ポート４４１ｆ３の他端に接続された連通管４４８を備えている。右周側壁４４１ｅの内側が第一の部位５０に相当し、第一の部位５０に水精製部６０が配設されている。また、左周側壁４４１ｆの内側が第三の部位５２に相当し、第三の部位５２に貯留部６２が配設されている。 (Third modification of each embodiment)
Next, regarding the third modification example in each of the above-described embodiments, portions different from the second modification example of the first embodiment will be mainly described. The inside of the casing 41 of the water tank 340 of the second modification described above is partitioned by a second side wall 41d. Instead, the inside of the left peripheral side wall 441f of the casing 41 of the water tank 440 of the third modification shown in FIGS. 9 and 10 is not partitioned. Further, the casing 41 of the third modified example is not formed with communication holes corresponding to the communication holes 341e3 and 341e4 of the casing 41 of the second modified example described above. And the 5th port 441e5 which connects the inside of the 1st site | part 50 and the exterior of the casing 41 is formed in the front side wall of the right peripheral side wall 441e. A sixth port 441f3 that connects the inside of the third portion 52 and the outside of the casing 41 is formed on the front side wall of the left peripheral side wall 441f. As shown in FIG. 9, one end of the fifth port 441e5 is connected in the first part 50 above the bottom wall 41a and below the mesh 60a. One end of the sixth port 441f3 is connected in the third portion 52 above the second port 441f2 (corresponding to the second port 41b2 of the first embodiment) and below the upper end surface of the left peripheral side wall 441f. Yes. Furthermore, the water tank 440 includes a communication pipe 448 having one end connected to the other end of the fifth port 441e5 and the other end connected to the other end of the sixth port 441f3. The inside of the right peripheral side wall 441 e corresponds to the first part 50, and the water purification unit 60 is disposed in the first part 50. Further, the inside of the left peripheral side wall 441 f corresponds to the third part 52, and the storage part 62 is disposed in the third part 52.

このように構成された本第三変形例の水タンク４４０において、熱交換器１２からの凝縮水は、水精製部６０に導入されて精製された後、連通管４４８を通り、貯留部６２に導入される。第二ポート４４１ｆ２ひいては貯留部６２の凝縮水の上限水位ＨＬより上方に第六ポート４４１ｆ３が位置しているため、貯留部６２に貯留された凝縮水が、連通管４４８へひいては水精製部６０へ流入（逆流）しない。すなわち、連通管４４８、第五ポート４４１ｅ５および第六ポート４４１ｆ３によって、逆流防止部が構成されている。なお、図９および図１０は、第一実施形態の第三変形例を示しているが、第二実施形態においても、同様の変形例を構成することができる。 In the water tank 440 of the third modified example configured as described above, the condensed water from the heat exchanger 12 is introduced into the water purification unit 60 and purified, and then passes through the communication pipe 448 to the storage unit 62. be introduced. Since the sixth port 441f3 is located above the upper limit water level HL of the condensed water in the second port 441f2 and thus in the reservoir 62, the condensed water stored in the reservoir 62 goes to the communication pipe 448 and then to the water purification unit 60. Does not flow (backflow). That is, the communication pipe 448, the fifth port 441e5, and the sixth port 441f3 constitute a backflow prevention unit. 9 and 10 show a third modification of the first embodiment, a similar modification can be configured in the second embodiment.

なお、上述した実施形態において、燃料電池システムの一例を示したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を採用することもできる。例えば、上述した各実施形態および第一変形例において、ケーシング４１の内側は、二つの側壁４１ｃ，４１ｄによって区画されているが、これに代えて、ケーシング４１の内側を三つ以上の側壁によって区画するようにしても良い。 In the above-described embodiment, an example of the fuel cell system has been described. However, the present invention is not limited to this, and other configurations can be adopted. For example, in each of the embodiments and the first modification described above, the inside of the casing 41 is partitioned by two side walls 41c and 41d. Instead, the inside of the casing 41 is partitioned by three or more side walls. You may make it do.

１１（３０）…燃料電池モジュール、１１ｂ…水供給管、１２…熱交換器、１２ａ…水路切替装置、１２ｂ…凝縮水流通管、１２ｃ…凝縮水供給管、１２ｄ…凝縮水排出管、１４（４０）…水タンク、１５…制御装置、３４…燃料電池、３６…燃焼部、４１…ケーシング、４１ａ…底壁、４１ｂ…周側壁、４１ｃ…第一側壁、４１ｃ３…第一連通穴、４１ｃ４…第二連通穴（連通穴）、４１ｄ…第二側壁、４２…止水栓、４３…第一蓋、４４…第二蓋、４５…水位検出装置、５０…第一の部位、５１…第二の部位、５２…第三の部位、６０…水精製部、６０ｂ…水精製材、６１…逆流防止部、６２…貯留部、１４６…連通管、ＤＬ…排水路、ＨＬ…上限水位、ＨＳ…所定水位、ＳＬ…給水路。 11 (30) ... Fuel cell module, 11b ... Water supply pipe, 12 ... Heat exchanger, 12a ... Water path switching device, 12b ... Condensate water distribution pipe, 12c ... Condensate water supply pipe, 12d ... Condensate water discharge pipe, 14 ( 40) ... Water tank, 15 ... Control device, 34 ... Fuel cell, 36 ... Combustion part, 41 ... Casing, 41a ... Bottom wall, 41b ... Peripheral side wall, 41c ... First side wall, 41c3 ... First through hole, 41c4 ... 2nd communication hole (communication hole), 41d ... 2nd side wall, 42 ... Stop cock, 43 ... 1st lid, 44 ... 2nd lid, 45 ... Water level detection apparatus, 50 ... 1st site | part, 51 ... 1st 2nd part, 52 ... 3rd part, 60 ... Water purification part, 60b ... Water purification material, 61 ... Backflow prevention part, 62 ... Storage part, 146 ... Communication pipe, DL ... Drainage channel, HL ... Upper limit water level, HS ... predetermined water level, SL ... water supply channel.

Claims

A fuel cell that generates electricity using anode gas and cathode gas;
A combustion section for combusting anode off-gas from the fuel cell, generating a combustion exhaust gas at high temperature and containing water vapor;
A heat exchanger that generates condensed water by cooling and condensing the flue gas from the combustion section;
A water tank that stores at least the condensed water from the heat exchanger, and a fuel cell system comprising:
The water tank includes a water purification unit provided with a water purification material that purifies the condensed water from the heat exchanger, a storage unit that stores the condensed water from the water purification unit, and the water purification unit. Between the water purification unit and the storage unit, and allows the flow of the condensed water from the water purification unit to the storage unit, and prevents the flow of condensed water from the storage unit to the water purification unit A fuel cell system comprising a casing in which the water purification unit, the storage unit, and the backflow prevention unit are integrally molded.

The casing is formed in a bottomed cylindrical shape that opens upward, and is formed to extend upward from the bottom of the casing, and has a plurality of side walls that divide the inside of the casing into three parts. ,
The water purification unit, the storage unit, and the backflow prevention unit are respectively disposed in the three parts,
The fuel cell system according to claim 1, wherein a side wall that divides the water purification unit and the backflow prevention unit has a communication hole that communicates the water purification unit and the backflow prevention unit.

The casing is formed in a bottomed cylindrical shape that opens upward, and is formed to extend upward from the bottom of the casing, and has a plurality of side walls that divide the inside of the casing into three parts. ,
The water purification unit, the storage unit, and the backflow prevention unit are respectively disposed in the three parts,
The fuel cell system according to claim 1, wherein the water tank further includes a communication pipe that communicates the water purification unit and the backflow prevention unit at the bottom of the casing.

The fuel cell system includes a water supply path for supplying condensed water from the heat exchanger to the water tank, a drainage path for discharging condensed water from the heat exchanger to the outside of the water tank, and the heat exchanger. And a water channel switching device that switches communication between the water supply channel and the heat exchanger and the drainage channel, a water level detection device that detects a water level of the condensed water stored in the water tank, and the water channel A control device for controlling at least the switching device,
When the water level switching device detects the water level of the condensed water detected by the water level detection device in a state where the water channel switching device communicates the heat exchanger and the water supply channel, the water channel 4. The switch according to claim 1, further comprising a switching unit that switches from communication between the heat exchanger and the water supply channel to communication between the heat exchanger and the drainage channel by a switching device. 5. Fuel cell system.