JP2016167359A - 改質水貯留装置 - Google Patents

Abstract

【課題】改質水を貯留する貯留タンク部への給水が停止しても、燃料電池の破損を抑制できる改質水貯留装置を提供すること。【解決手段】燃料電池２と、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に供給される水である改質水Ｗ３を貯留する改質水貯留装置５００と、改質水供給ラインＬ５２と、改質ガス供給ラインＬ６３と、を備える燃料電池システム１を構成する改質水貯留装置５００であって、改質水Ｗ３が貯留される貯留空間５１１を有する貯留タンク部５１０と、予備の改質水Ｗ３１が収容されて封止されている予備タンク部５２０と、貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になったことを検出する基準水位検出部１１０と、基準水位検出部１１０により基準水位Ｋ以下になったことが検出された場合に、機械的に予備タンク部５２０を開封する開封機構部５３０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池システムを構成する改質水貯留装置に関する。

燃料電池システムは、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。一方、外部からの水の供給を必要としない燃料電池システムも考えられる。例えば、ラジエーターを備える燃料電池システムにおいては、ラジエーターは、高温型燃料電池から排出される水蒸気を含むオフガスを冷却して水（ドレン水）を生成する。生成された水（凝縮水）は、改質水として再び改質器で利用される（特許文献１参照）。
このように生成され、改質水として再び改質器で利用される水は、燃料電池システムに備えられる改質水貯留装置の貯留タンク部に貯留され、貯留タンク部から改質器へ供給される。

特開２００８−２４３５５５号公報

凝縮水を改質水として再び改質器で利用する燃料電池システムにおいて、改質水が貯留される改質水貯留装置の貯留タンク部への給水が災害や事故等により停止すると、改質器に改質水が供給されなくなることがある。その場合、凝縮水を改質水として再び改質器で利用する燃料電池システムであっても、凝縮水が得られないことになる。このため、凝縮水を改質水として再び改質器に供給できずに、改質器において改質ガスが生成されなくなる。そして、アノードに供給される水素を含む改質ガスが燃料電池へ供給されなくなるため、燃料電池のセルスタックが酸化等により破損する可能性がある。従って、改質水を貯留する貯留タンク部への給水が停止しても、燃料電池の破損を抑制できる改質水貯留装置が望まれる。

本発明は、改質水を貯留する貯留タンク部への給水が停止しても、燃料電池の破損を抑制できる改質水貯留装置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、前記改質器に供給される水である改質水を貯留する改質水貯留装置と、前記改質水貯留装置に貯留される改質水が前記改質器に向けて流通する改質水供給ラインと、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、を備える燃料電池システムを構成する改質水貯留装置であって、改質水が貯留される貯留空間を有する貯留タンク部と、予備の改質水が収容されて封止されている予備タンク部と、前記貯留空間の内部の水位が基準水位以下になったことを検出する基準水位検出部と、前記基準水位検出部により基準水位以下になったことが検出された場合に、機械的に前記予備タンク部を開封する開封機構部と、を備える改質水貯留装置に関する。

また、前記基準水位検出部により基準水位以下になったことが検出された場合に、前記燃料電池システムの稼働の停止処理を行う制御部を更に備えることが好ましい。

また、前記基準水位検出部は、前記貯留空間の内部の水位が基準水位以下ではなくなったことを検出でき、前記基準水位検出部により基準水位以下になったことが検出された後に、前記基準水位検出部により前記貯留空間の内部の水位が基準水位以下ではなくなったことが検出された場合に、前記制御部は、前記燃料電池システムの稼働の停止処理をキャンセルすることが好ましい。

また、前記基準水位検出部により基準水位以下になったことが検出された場合に、前記開封機構部により前記予備タンク部が開封されて予備の改質水が前記貯留タンク部に補給された後における前記燃料電池の稼働可能期間を算出する算出部を、更に備え、前記制御部は、前記算出部により算出される稼働可能期間が完了する前に前記燃料電池システムの稼働の停止処理を完了させるように前記燃料電池システムを制御することが好ましい。

また、前記予備タンク部は、その下部に、その内部と外部とを区画するシール部を有し、前記開封機構部は、前記貯留空間の内部の水面に浮かぶフロート部材と、前記シール部を機械的に開封する開封部材と、前記フロート部材と前記開封部材とを連結し、前記フロート部材の下降に連動して前記シール部が開封されるまで前記開封部材を前記シール部に接近させる連結機構部と、を有することが好ましい。

前記予備タンク部に収容されている予備の改質水の水量は、前記燃料電池システムの稼働の停止処理を完了させるまでの発電を可能とする量であることが好ましい。

また、前記予備タンク部は、その内部に気体が実質的に存在しない状態で、封止されていることが好ましい。

また、前記燃料電池システムは、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流通する凝縮水供給ラインと、を更に備え、前記貯留タンク部は、前記凝縮水供給ラインを介して供給される凝縮水を改質水として貯留することが好ましい。

本発明によれば、改質水を貯留する貯留タンク部への給水が停止しても、燃料電池の破損を抑制できる改質水貯留装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態による燃料電池システム１を示す概略図である。 本発明の第１実施形態による改質水貯留装置５００を示す概略図である。 本発明の第１実施形態における改質水貯留装置５００の動作及び制御部８による制御を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態による改質水貯留装置５００Ａを示す概略図である。 本発明の第３実施形態による改質水貯留装置５００Ｂを示す概略図である。

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。図１は、本発明の第１実施形態による燃料電池システム１を示す概略図である。図２は、本発明の第１実施形態による改質水貯留装置５００を示す概略図である。
図１に示すように、第１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、改質水貯留装置５００と、改質器７と、セパレータ５１と、不純物除去部５２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、高温の温水Ｗ１が流通することに限られず、例えば、低温又は常温の水が流通してもよいし、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Ｗ１（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。供給水Ｗ２は、低温、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、バイパスラインＬ５３と、補給水補給ライン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、改質水貯留装置５００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（ドレン水）を、セパレータ５１により燃焼ガスＧ２から分離して凝縮水Ｗ３として改質水貯留装置５００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Ｗ３（改質水Ｗ３）が、流通する。

改質水供給ラインＬ５２の一端部は、改質水貯留装置５００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、圧力センサ５３、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。ポンプ５５の駆動により、改質水供給ラインＬ５２は、改質水貯留装置５００の改質水タンク５１０（貯留タンク部）に貯留された改質水Ｗ３を、改質器７に向けて送出し流通させる。

バイパスラインＬ５３の一端部は、分岐部Ｊ３において、改質水供給ラインＬ５２の改質水Ｗ３の流れにおける、不純物除去部５２よりも上流側における改質水供給ラインＬ５２の部分に接続されている。バイパスラインＬ５３の他端部は、分岐部Ｊ４において、不純物除去部５２よりも下流側における改質水供給ラインＬ５２の部分に接続されている。

バイパスラインＬ５３の途中には、流通切換え部としての電磁弁５４が設けられている。電磁弁５４は、制御部８による制御により、改質水供給ラインＬ５２における改質水Ｗ３をバイパスラインＬ５３に流通させるか、又は、不純物除去部５２に流通させるか、の切換えを行う。具体的には、電磁弁５４は、制御部８と電気的に接続されており、制御部８による制御により開閉することにより、バイパスラインＬ５３における改質水Ｗ３の流通／遮断を切り替える。

補給水補給ライン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、補給水補給ラインＬ５５の他端部は、分岐部Ｊ１において、改質水供給ラインＬ５２に接続されている。より具体的には、補給水補給ラインＬ５５の他端部は、改質水供給ラインＬ５２の部分であって、改質水貯留装置５００の下流側且つ、不純物除去部５２の上流側の部分に接続されている。

補給水補給ラインＬ５５の途中には、ポンプ５６が接続されている。補給水補給ライン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を改質水貯留装置５００に流通させる。供給水Ｗ４の供給源（図示せず）、補給水補給ラインＬ５５、及び、ポンプ５６は、凝縮水供給ラインＬ５１及び改質水貯留装置５００を介さずに改質水供給ラインＬ５２に水を改質水として補給する補給水補給手段を構成する。また、補給水補給ラインＬ５５は、ポンプ５５と、改質水貯留装置５００と、の間の改質水供給ラインＬ５２の部分に接続されて水（供給水Ｗ４）を流通させる補給水補給ラインを構成する。供給水Ｗ４は、低温、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、ＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池）により構成されている。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（ドレン水）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、燃焼ガスＧ２から分離し、改質水Ｗ３として改質水貯留装置５００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。

改質水貯留装置５００は、後述する改質器７に供給される水である改質水Ｗ３を貯留する。改質水貯留装置５００は、図２に示すように、貯留タンク部としての改質水タンク５１０と、予備タンク部５２０と、予備タンク部５２０を開封する開封機構部５３０と、第１水位検出センサ５０１と、第２水位検出センサ５０２と、基準水位検出部としての開封水位検出センサ５０３と、制御部８と、を備える。制御部８は、改質水貯留装置５００及び燃料電池システム１において共通の制御部である。

改質水タンク５１０は、改質水Ｗ３が貯留される貯留空間５１１を有する。改質水タンク５１０は、凝縮水供給ラインＬ５１（図１参照）を介して流通した凝縮水を、貯留空間５１１に、改質水Ｗ３として貯留する。

予備タンク部５２０は、改質水タンク５１０の上部に配置される。予備タンク部５２０は、その下部に開口を有し、開口が下方を向いた状態で、改質水タンク５１０の上部に配置されている。

予備タンク部５２０は、改質水タンク５１０に、予備の改質水Ｗ３１を補給する。予備タンク部５２０の内部には、改質水タンク５１０に補給する予備の改質水Ｗ３１が収容されている。予備タンク部５２０に収容されている予備の改質水Ｗ３１の水量は、燃料電池システム１の稼働の停止処理を完了させるまでの発電を可能とする量である。

予備タンク部５２０は、例えば、合成樹脂製のペットボトル（ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）ボトル）や、金属製の飲料ボトル等である。予備タンク部５２０として、身近にあるボトル等を利用できるため、予備タンク部５２０を容易に準備することができる。

予備タンク部５２０は、その下部に、その内部と外部とを区画するシール部５２１を有する。予備タンク部５２０は、予備の改質水Ｗ３１が収容されて、その内部に気体が実質的に存在しない状態で、シール部５２１により封止されている。シール部５２１は、例えば、予備タンク部５２０の開口の全域を塞ぐシート状の部材である。

第１水位検出センサ５０１は、フロートスイッチにより構成されており、改質水タンク５１０内の上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５１０の内部の第１水位Ｈ１を検出する。第１水位検出センサ５０１は、改質水タンク５１０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である第１水位Ｈ１を上回っているか否かを検出する。

第２水位検出センサ５０２は、フロートスイッチにより構成されており、改質水タンク５１０内の下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５１０の内部の、第１水位Ｈ１よりも低い第２水位Ｈ２を検出する。第２水位検出センサ５０２は、改質水タンク５１０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である第２水位Ｈ２を上回っているか否かを検出する。

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５１０内の改質水Ｗ３の水位は、制御部８へ検出信号として送信される。

開封水位検出センサ５０３は、後述する開封機構部５３０のフロート部材１１０により構成されており、フロート部材１１０の上下方向の移動により、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になったことを検出でき、又は、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下ではなくなったことを検出できる。開封水位検出センサ５０３は、例えば、フロート部材１１０が水位の移動によって回転することによるフロート部材１１０の傾きを検出するセンサや、フロート部材１１０に接続される固定ワイヤー部材１１１（後述）の傾きを検出するセンサなどにより、水位が基準水位Ｋ以下になったことを検出でき、又は、水位が基準水位Ｋ以下ではなくなったことを検出できる。基準水位Ｋは、例えば、第２水位検出センサ５０２により検出される第２水位Ｈ２よりも低い水位である。

開封水位検出センサ５０３は、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になったことが検出された場合に、又は、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下ではなくなった場合に、その情報を制御部８へ検出信号として送信する。

開封機構部５３０は、貯留空間５１１の内部の水面に浮かぶフロート部材１１０と、シール部５２１を機械的に開封する開封部材１２０と、フロート部材１１０と開封部材１２０とを連結する連結機構部１３０と、を有する。開封機構部５３０は、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になった場合に、開封部材１２０がシール部５２１を突き破るように、各構成部材（フロート部材１１０、開封部材１２０、連結機構部１３０）の形状や長さや位置などが設定されている。

フロート部材１１０は、固定ワイヤー部材１１１により改質水タンク５１０の内部の側壁に接続されている。フロート部材１１０は、貯留空間５１１の内部の水面の上下方向の移動により上下方向に移動して、貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になったことを検出する基準水位検出部としての機能を有する。開封機構部５３０は、基準水位検出部としてのフロート部材１１０により貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になったことが検出された場合に、機械的に予備タンク部５２０を開封する。本実施形態においては、「機械的に予備タンク部５２０を開封する」における「機械的」とは、電気的な手段を用いないことを意味する。災害や事故等により、電気の供給が止まる可能性があるためである。

開封部材１２０は、例えば、先端側が尖った針状の針部材により構成される。開封部材１２０及びシール部５２１においては、開封部材１２０がシール部５２１に対して徐々に侵入しても、シール部５２１が一気に破けて、予備タンク部５２０の開口の全域から予備の改質水Ｗ３１が補給されるように構成される。開封部材１２０がシール部５２１に対して徐々に侵入した場合にシール部５２１が一気に破ける構成は、例えば、開封部材１２０の侵入により裂けるゴム製の素材でシール部５２１を形成したり、開封部材１２０の先端を鋭利な刃物状に構成したりすることで実現される。

連結機構部１３０は、フロート部材１１０の上下方向の移動に連動して、開封部材１２０をシール部５２１に接近させる方向と、開封部材１２０をシール部５２１から離れる方向と、に移動可能に構成される。連結機構部１３０は、開封部材１２０をシール部５２１に接近させる場合には、フロート部材１１０の下降に連動して、シール部５２１が開封されるまで開封部材１２０をシール部５２１に接近させる。

連結機構部１３０は、紐部材１３１と、回動棒部材１３２と、上下移動ロッド部１３３と、を備える。
紐部材１３１は、紐状に形成され、上下方向に延びる。紐部材１３１の下端部は、フロート部材１１０に接続される。紐部材１３１の上端部は、回動棒部材１３２の一端部に接続される。

紐部材１３１は、フロート部材１１０が水面の上下方向の移動に連動して移動した場合に、連動して上下方向に移動する。紐部材１３１は、フロート部材１１０が下方に移動した場合には、回動棒部材１３２の紐部材１３１側の一端部側を下方に引っ張る。紐部材１３１は、フロート部材１１０が上方に移動した場合には、回動棒部材１３２の紐部材１３１側の一端部が上方に位置する側に付勢されているため、フロート部材１１０が水面上に位置した状態で、上方に引っ張られる。

回動棒部材１３２は、剛性を有する棒状に構成され、回動軸Ｊを中心に回動可能に構成される。回動棒部材１３２は、紐部材１３１側の一端部が上方に位置する側に付勢されている。回動棒部材１３２の一端部は、紐部材１３１の上端部に接続される。回動棒部材１３２の他端側は、上下移動ロッド部１３３の貫通孔１３４に挿入される。

上下移動ロッド部１３３は、回動棒部材１３２の回動運動を上下方向の直線運動に変更する。上下移動ロッド部１３３の貫通孔１３４には、回動棒部材１３２の他端側が挿入される。上下移動ロッド部１３３は、貫通孔１３４に貫通した回動棒部材１３２の回動に伴って、上下方向に移動する。上下移動ロッド部１３３の上端部には、開封部材１２０が取り付けられている。上下移動ロッド部１３３は、不図示のガイド部材により、上下方向に沿って移動可能にガイドされている。

開封部材１２０の後端部は、上下移動ロッド部１３３に接続される。開封部材１２０の先端側は、シール部５２１側において、シール部５２１に対向して配置される。

以上のように構成される連結機構部１３０においては、フロート部材１１０の上下方向の移動に連動して、紐部材１３１が上下方向に移動する。紐部材１３１の上下方向の移動に連動して、回動棒部材１３２が回動軸Ｊを中心に回動する。回動棒部材１３２の回動に連動して、上下移動ロッド部１３３が上下方向に移動する。上下移動ロッド部１３３の上下方向の移動に連動して、開封部材１２０が上下方向に移動する。これにより、開封部材１２０は、シール部５２１に接近する方向、又は、シール部５２１から離れる方向に移動可能である。

ここで、開封機構部５３０は、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になった場合に、開封部材１２０がシール部５２１を突き破るように、各構成部材（フロート部材１１０、開封部材１２０、連結機構部１３０）の形状や長さや位置などが設定されている。その結果、開封部材１２０は、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になった場合に、シール部５２１を突き破り、予備タンク部５２０を開封する。

不純物除去部５２は、混床イオン交換樹脂（ポリッシャ）を有している。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。

不純物除去部５２においては、混床イオン交換樹脂（ポリッシャ）は、長手方向の長さが短い４本の柱状のカラム（容器）に収容されている。４本の柱状のカラムは、平行な位置関係を有して１つのカラム固定板に固定されてアッセイ化されている。改質水Ｗ３が４本のカラムの内部を順番に流通するように、４本の柱状のカラムは、直列的に接続されている。

圧力センサ５３は、不純物除去部５２へ流入する改質水Ｗ３の圧力を検出する。圧力センサ５３は、制御部８と電気的に接続されており、検出した改質水Ｗ３の圧力は、制御部８へ検出信号として送信される。

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。

報知装置５８は、音や光等により報知を行うアラーム等により構成される。報知装置５８は、制御部５０による制御により駆動され報知を行う。

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、電磁弁５４、及び、報知装置５８等に電気的に接続されており、ポンプ４３、４４、４５、５５、５６、電磁弁５４、及び、報知装置５８等に対して駆動及び駆動停止（電磁弁５４の場合には、開閉）の制御を行う。

例えば、制御部８は、改質水供給ラインＬ５２の改質水Ｗ３の流れにおける、不純物除去部５２よりも上流側における改質水供給ラインＬ５２の部分の改質水Ｗ３の圧力が所定の圧力よりも高い場合には、改質水供給ラインＬ５２における改質水Ｗ３をバイパスラインＬ５３に流通させるように、流通切換え部としての電磁弁５４に対して制御を行う。

具体的には、制御部８は、圧力センサ５３により検出された改質水Ｗ３の圧力が所定の圧力を超える場合には、電磁弁５４を開いた状態として、改質水Ｗ３をバイパスラインＬ５３に流通させる。制御部８は、圧力センサ５３により検出された改質水Ｗ３の圧力が所定の圧力以下の場合には、電磁弁５４を閉じた状態として、バイパスラインＬ５３における改質水Ｗ３の流通を遮断する。

また、制御部８は、供給水Ｗ４を補給する制御を行う。具体的には、改質水タンク５１０の中の改質水Ｗ３の水位が第２水位Ｈ２を下回ったことを、第２水位検出センサ５０２が検知したときに、供給水Ｗ４を改質水供給ラインＬ５２に補給するように補給水補給手段としてのポンプ５６を制御する。

また、制御部８は、開封水位検出センサ５０３により貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になったことが検出された場合に、燃料電池システム１の稼働の停止処理を行う。
制御部８は、開封水位検出センサ５０３により貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になったことが検出された後に、開封水位検出センサ５０３により貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下ではなくなったことが検出された場合に、停止処理をキャンセルする。

また、制御部８は、算出部８１を有する。算出部８１は、開封水位検出センサ５０３により貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になったことが検出された場合に、開封機構部５３０により予備タンク部５２０が開封されて予備の改質水Ｗ３１が改質水タンク５１０に補給された後における燃料電池２の稼働可能期間を算出する。
制御部８は、算出部８１により算出される稼働可能期間が完了する前に、燃料電池システム１の稼働の停止処理を完了させるように、燃料電池システム１を制御する。

以下、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になった場合における改質水貯留装置５００の動作及び制御部８による制御について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の第１実施形態における改質水貯留装置５００の動作及び制御部８による制御を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、開封水位検出センサ５０３（フロート部材１１０）は、改質水Ｗ３の水位が基準水位Ｋ以下になったか否かを検出する。改質水Ｗ３の水位が基準水位Ｋ以下になったことを、開封水位検出センサ５０３が検出した場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳ１０２に移行する。改質水Ｗ３の水位が基準水位Ｋ以下になっていないことを、開封水位検出センサ５０３が検出した場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳ１０１を繰り返す。

ステップＳ１０２において、改質水Ｗ３の水位が基準水位Ｋ以下になっているため、改質水貯留装置５００の開封機構部５３０は、機械的に予備タンク部５２０を開封する。具体的には、改質水Ｗ３の水位が基準水位Ｋ以下である場合には、フロート部材１１０は、改質水Ｗ３の水位が下降することに連動して下方に移動することにより、開封機構部５３０を介して、開封部材１２０を、予備タンク部５２０のシール部５２１を破る位置まで上方に移動させる。
これにより、開封部材１２０がシール部５２１を破り、予備タンク部５２０に収容された予備の改質水Ｗ３１は、改質水タンク５１０に補給される。

ステップＳ１０３において、算出部８１は、予備の改質水Ｗ３１が改質水タンク５１０に補給された後における燃料電池２の稼働可能期間を算出する。

ステップＳ１０４において、制御部８は、燃料電池システム１の稼働の停止処理を行う。燃料電池システム１の稼働の停止処理とは、燃料電池システム１の稼働を直ちに停止させずに、燃料電池システム１の稼働の停止処理の開始を行うことである。
また、制御部８は、稼働設定時間に達した場合に、燃料電池システム１の稼働の停止処理を完了させるために、内部のタイマによる計時を開始する。稼働設定時間は、例えば、算出部８１により算出される稼働可能期間が完了するよりも所定時間前の時間である。制御部８は、内部のタイマによる計時が稼働設定時間に達した場合には、燃料電池システム１の停止処理を完了させる。

ステップＳ１０５において、開封水位検出センサ５０３（フロート部材１１０）は、改質水Ｗ３の水位が基準水位Ｋ以下ではなくなったか否かを検出する。改質水Ｗ３の水位が基準水位Ｋ以下でなくなったことを、開封水位検出センサ５０３が検出した場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳ１０６に移行する。改質水Ｗ３の水位が基準水位Ｋ以下でなくなっていないことを、開封水位検出センサ５０３が検出した場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１０６において、燃料電池システム１の稼働の停止処理をキャンセルする。これにより、燃料電池システム１は、停止されずに、継続して運転される。この場合には、予備タンク部５２０の予備の改質水Ｗ３１は、改質水タンク５１０に補給されて空になっている。そのため、作業者やメンテナンス装置（不図示）は、空になった予備タンク部５２０を予備の改質水Ｗ３１が収容された新たな予備タンク部５２０に交換するか、又は、予備の改質水Ｗ３１を予備タンク部５２０に再度収容して封止する。ステップ１０６の後に、処理は終了する。

ステップＳ１０７において、制御部８は、燃料電池システム１の稼働の停止処理を完了したか否かを判定する。燃料電池システム１の稼働の停止処理を完了した場合（ＹＥＳ）には、処理は、終了する。燃料電池システム１の稼働の停止処理を完了していない場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳ１０５に戻る。

第１実施形態の改質水貯留装置５００によれば、以下の効果を得ることができる。
第１実施形態の改質水貯留装置５００は、燃料電池２と、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に供給される水である改質水Ｗ３を貯留する改質水貯留装置５００と、改質水供給ラインＬ５２と、改質ガス供給ラインＬ６３と、を備える燃料電池システム１を構成する改質水貯留装置５００であって、改質水Ｗ３が貯留される貯留空間５１１を有する改質水タンク５１０と、予備の改質水Ｗ３１が収容されて封止されている予備タンク部５２０と、貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になったことを検出するフロート部材１１０と、フロート部材１１０により基準水位Ｋ以下になったことが検出された場合に、機械的に予備タンク部５２０を開封する開封機構部５３０と、を備える。

そのため、フロート部材１１０により基準水位Ｋ以下になったことが検出された場合に、予備タンク部５２０に収容される予備の改質水Ｗ３１を、改質水タンク５１０に補給できる。これにより、改質水Ｗ３を貯留する改質水タンク５１０への給水が停止しても、改質器７に改質水Ｗ３を補給できる。従って、燃料電池２のセルスタック等の破損を抑制できる。

本実施形態においては、開封水位検出センサ５０３（フロート部材１１０）により基準水位Ｋ以下になったことが検出された場合に、燃料電池システム１の稼働の停止処理を行う制御部８を備える。そのため、改質水タンク５１０の水位が基準水位Ｋ以下になっても、予備の改質水Ｗ３１が改質水タンク５１０に補給されるため、燃料電池システム１は、即座に停止されない。これにより、燃料電池２のセルスタック等の破損を抑制した状態で、燃料電池システム１を安全に停止できる。

本実施形態においては、開封水位検出センサ５０３（フロート部材１１０）により基準水位Ｋ以下になったことが検出された後に、開封水位検出センサ５０３（フロート部材１１０）により貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下ではなくなったことが検出された場合に、制御部８は、停止処理をキャンセルする。これにより、貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下ではなくなった場合に、燃料電池システム１を停止させずに、継続して運転できる。

本実施形態においては、開封水位検出センサ５０３（フロート部材１１０）により基準水位Ｋ以下になったことが検出された場合に、開封機構部５３０により予備タンク部５２０が開封されて予備の改質水Ｗ３１が改質水タンク５１０に補給された後における燃料電池２の稼働可能期間を算出する算出部８１を、更に備え、制御部８は、算出部８１により算出される稼働可能期間が完了する前に、燃料電池システム１の稼働の停止処理を完了させるように、燃料電池システム１を制御する。
これにより、改質水タンク５１０に貯留される改質水Ｗ３の量を把握して、改質水Ｗ３がなくなる直前まで、燃料電池システム１を運転することができる。また、改質水Ｗ３がなくなる前までに、燃料電池システム１の停止処理を確実に完了できる。

本実施形態においては、予備タンク部５２０は、その下部に、その内部と外部とを区画するシール部５２１を有し、開封機構部５３０は、貯留空間５１１の内部の水面に浮かぶフロート部材１１０と、シール部５２１を機械的に開封する開封部材１２０と、フロート部材１１０と開封部材１２０とを連結し、フロート部材１１０の下降に連動してシール部５２１が開封されるまで開封部材１２０をシール部５２１に接近させる連結機構部１３０と、を有する。そのため、フロート部材１１０の上下方向の移動に連動して、開封部材１２０は、シール部５２１を破って、予備タンク部５２０を開封できる。これにより、簡易な構成で、予備タンク部５２０に収容される予備の改質水Ｗ３１を、改質水タンク５１０に補給できる。

本実施形態においては、予備タンク部５２０に収容されている予備の改質水Ｗ３１の水量は、燃料電池システム１の稼働の停止処理を完了させるまでの発電を可能とする量である。そのため、予備タンク部５２０に収容されている予備の改質水Ｗ３１を改質水タンク５１０に補給することで、燃料電池システム１の稼働の停止処理の完了まで発電が可能である。これにより、燃料電池２のセルスタック等を破損させずに、燃料電池システム１の停止処理を安全に完了できる。

本実施形態においては、予備タンク部５２０は、その内部に気体が実質的に存在しない状態で、封止されている。そのため、予備タンク部５２０は、気体に触れない状態で、予備の改質水Ｗ３１を保存することができる。これにより、予備の改質水Ｗ３１の水質が良好な状態で、予備の改質水Ｗ３１を保存できる。

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（燃焼ガスＧ２）と熱交換水ラインＬ２を流通する温水Ｗ１との間で熱交換する熱交換器３と、オフガスＧ１（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Ｗ３が流通する凝縮水供給ラインＬ５１と、を更に備え、改質水タンク５１０は、凝縮水供給ラインＬ５１を介して供給される凝縮水Ｗ３を改質水Ｗ３として貯留する。そのため、凝縮水Ｗ３を改質水Ｗ３として改質器７で利用できるため、外部からの水の供給を必要としない燃料電池システム１を実現できる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の第２実施形態による改質水貯留装置５００Ａを示す概略図である。
第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。このため、第１実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第２実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態の説明が適宜に適用される。

第１実施形態においては、改質水貯留装置５００は、予備タンク部５２０を１つ備えている。これに対して、第２実施形態においては、改質水貯留装置５００Ａは、予備タンク部５２０を複数備えている。
詳述すると、図４に示すように、第２実施形態の改質水貯留装置５００Ａは、第１実施形態の改質水貯留装置５００が１つの予備タンク部５２０を備えているのに対して、第１予備タンク部５２０ａ、第２予備タンク部５２０ｂ及び第３予備タンク部５２０ｃの３つの予備タンクを備えている。また、改質水貯留装置５００Ａは、第１予備タンク部５２０ａ、第２予備タンク部５２０ｂ及び第３予備タンク部５２０ｃにそれぞれ対応して、第１フロート部材１１０ａを有する第１開封機構部５３０ａ、第２フロート部材１１０ｂを有する第２開封機構部５３０ｂ、及び、第３フロート部材１１０ｃを有する第３開封機構部５３０ｃを備える。

第２実施形態の第１フロート部材１１０ａ、第２フロート部材１１０ｂ，第３フロート部材１１０ｃは、第１実施形態のフロート部材１１０と比べて、貯留空間５１１の内部の水位を検出する基準水位が異なる。

第１フロート部材１１０ａは、貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下になったことを検出する。第１開封機構部５３０ａは、基準水位検出部としての第１フロート部材１１０ａにより貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下になったことが検出された場合に、機械的に第１予備タンク部５２０ａを開封するように構成されている。具体的には、第２実施形態の第１開封機構部５３０ａの開封部材１２０ａの上下方向の長さは、貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下になったことが検出された場合に、機械的に第１予備タンク部５２０ａを開封するような長さに設定されている。

第２フロート部材１１０ｂは、貯留空間５１１の内部の水位が第２基準水位Ｋ２以下になったことを検出する。第２開封機構部５３０ｂは、基準水位検出部としての第２フロート部材１１０ｂにより貯留空間５１１の内部の水位が第２基準水位Ｋ２以下になったことが検出された場合に、機械的に第２予備タンク部５２０ｂを開封するように構成されている。第２基準水位Ｋ２は、第１基準水位Ｋ１よりも低い水位である（第２基準水位Ｋ２＜第１基準水位Ｋ１）。具体的には、第２実施形態の第２開封機構部５３０ｂの開封部材１２０ｂの上下方向の長さは、貯留空間５１１の内部の水位が第２基準水位Ｋ２以下になったことが検出された場合に、機械的に第２予備タンク部５２０ｂを開封するような長さに設定されている。

第３フロート部材１１０ｃは、貯留空間５１１の内部の水位が第３基準水位Ｋ３以下になったことを検出する。第３開封機構部５３０ｃは、基準水位検出部としての第３フロート部材１１０ｃにより貯留空間５１１の内部の水位が第３基準水位Ｋ３以下になったことが検出された場合に、機械的に第３予備タンク部５２０ｃを開封するように構成されている。第３基準水位Ｋ３は、第２基準水位Ｋ２よりも低い水位である（第３基準水位Ｋ３＜第２基準水位Ｋ２）。具体的には、第２実施形態の第３開封機構部５３０ｃの開封部材１２０ｃの上下方向の長さは、貯留空間５１１の内部の水位が第３基準水位Ｋ３以下になったことが検出された場合に、機械的に第３予備タンク部５２０ｃを開封するような長さに設定されている。

また、第２開封機構部５３０ｂは、第２予備タンク用ロック板５３１ｂを有する。第２予備タンク用ロック板５３１ｂは、第２予備タンク部５２０ｂのシール部５２１と第２開封機構部５３０ｂの開封部材１２０ｂとの間に位置する防御位置と、第２予備タンク部５２０ｂのシール部５２１と第２開封機構部５３０ｂの開封部材１２０ｂとの間から退避する退避位置と、に移動可能に構成される。第２予備タンク用ロック板５３１ｂは、第１予備タンク部５２０ａを開封する位置に移動した第１開封機構部５３０ａの動作に連動して、防御位置から退避位置へ移動する。第２予備タンク用ロック板５３１ｂは、第１予備タンク部５２０ａが開封されるまで開封されないように、防御位置に配置され、第１予備タンク部５２０ａの開封後において、退避位置に移動される。

第２予備タンク用ロック板５３１ｂが第１開封機構部５３０ａの動作に連動して移動する構成としては、第１予備タンク部５２０ａを開封する位置に移動した場合に第１開封機構部５３０ａから信号を出力するセンサを設けて、第１開封機構部５３０ａから出力される信号に基づいて電気的に制御してもよいし、第１開封機構部５３０ａの動作に機械的に連動させて移動させるように構成してもよい。

また、第３開封機構部５３０ｃは、第３予備タンク用ロック板５３１ｃを有する。第３予備タンク用ロック板５３１ｃは、第３予備タンク部５２０ｃのシール部５２１と第３開封機構部５３０ｃの開封部材１２０ｃとの間に位置する防御位置と、第３予備タンク部５２０ｃのシール部５２１と第３開封機構部５３０ｃの開封部材１２０ｃとの間から退避する退避位置と、に移動可能に構成される。第３予備タンク用ロック板５３１ｃは、第２予備タンク部５２０ｂを開封する位置に移動した第２開封機構部５３０ｂの動作に連動して、防御位置から退避位置へ移動する。第３予備タンク用ロック板５３１ｃは、第２予備タンク部５２０ｂが開封されるまで開封されないように、防御位置に配置され、第２予備タンク部５２０ｂの開封後において、退避位置に移動される。

第３予備タンク用ロック板５３１ｃが第２開封機構部５３０ｂの動作に連動して移動する構成としては、第２予備タンク部５２０ｂを開封する位置に移動した場合に第２開封機構部５３０ｂから信号を出力するセンサを設けて、第２開封機構部５３０ｂから出力される信号に基づいて電気的に制御してもよいし、第２開封機構部５３０ｂの動作に機械的に連動させて移動させるように構成してもよい。

以上のように構成される第２実施形態においては、第１フロート部材１１０ａ，第２フロート部材１１０ｂ及び第３フロート部材１１０ｃが、第１基準水位Ｋ１、第２基準水位Ｋ２、第３基準水位Ｋ３の順に水位を検出することにより、３つの予備タンク部５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃをこの順に開封することができる。

また、第２予備タンク用ロック板５３１ｂにより、第２予備タンク部５２０ｂは、第１予備タンク部５２０ａが開封されるまでは、開封されないように構成されている。第３予備タンク用ロック板５３１ｃにより、第３予備タンク部５２０ｃは、第２予備タンク部５２０ｂが開封されるまでは、開封されないように構成されている。これにより、３つの予備タンク部５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃを確実にこの順に開封することができる。

また、開封水位検出センサとして、第１フロート部材１１０ａにより構成される第１開封水位検出センサ５０３ａと、第２フロート部材１１０ｂにより構成される第２開封水位検出センサ５０３ｂと、第３フロート部材１１０ｃにより構成される第３開封水位検出センサ５０３ｃと、を有する。第１開封水位検出センサ５０３ａ，第２開封水位検出センサ５０３ｂ及び第３開封水位検出センサ５０３ｃは、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下，第２基準水位Ｋ２以下又は第３基準水位Ｋ３以下になったことを検出でき、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下，第２基準水位Ｋ２以下又は第３基準水位Ｋ３以下ではなくなったことを検出する。

また、制御部８は、第１開封水位検出センサ５０３ａ，第２開封水位検出センサ５０３ｂ及び第３開封水位検出センサ５０３ｃにより貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下、第２基準水位Ｋ２以下又は第３基準水位Ｋ３以下になったことが検出された場合に、燃料電池システム１の稼働の停止処理を行うことができる。

ここで、制御部８は、貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下、第２基準水位Ｋ２以下又は第３基準水位Ｋ３以下になったことが検出された場合に、第１基準水位Ｋ１以下、第２基準水位Ｋ２以下又は第３基準水位Ｋ３以下になった場合における制御を異ならせてもよい。

例えば、制御部８は、貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下及び第２基準水位Ｋ２以下になった場合に、報知装置５８により報知を行うように制御され、貯留空間５１１の内部の水位が第３基準水位Ｋ３以下になった場合に、燃料電池システム１の稼働の停止処理を行うように制御することもできる。
この場合には、貯留空間５１１の内部の水位が燃料電池システム１の稼働の停止処理を行う第３基準水位Ｋ３以下になる前において、第１基準水位Ｋ１以下及び第２基準水位Ｋ２以下の水位になった場合に、改質水タンク５１０の改質水Ｗ３の量が少なくなったことを、早めに報知させることができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の第３実施形態による改質水貯留装置５００Ｂを示す概略図である。
第３実施形態では、主に第２実施形態との相違点について説明する。このため、第２実施形態と同一（又は同等）の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、第３実施形態において特に説明しない点については、第２実施形態の説明が適宜に適用される。

第３実施形態の改質水貯留装置５００Ｂは、第２実施形態では３つのフロート部材１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃを備えるのに対して、フロート部材としての統合フロート部材１１０ｄを１つ備える点において、第２実施形態の改質水貯留装置５００Ａとは異なる。

詳述すると、第３実施形態の改質水貯留装置５００Ｂは、１つの統合フロート部材１１０ｄを備える。１つの統合フロート部材１１０ｄは、貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下、第２基準水位Ｋ２以下又は第３基準水位Ｋ３以下になったことを検出する（第１基準水位Ｋ１＞第２基準水位Ｋ２＞第３基準水位Ｋ３）。

具体的には、第２実施形態の改質水貯留装置５００Ａと同様に、第３実施形態の第１開封機構部５３０ａの開封部材１２０ａの上下方向の長さは、貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下になったことが検出された場合に、機械的に第１予備タンク部５２０ａを開封するような長さに設定されている。第３実施形態の第２開封機構部５３０ｂの開封部材１２０ｂの上下方向の長さは、貯留空間５１１の内部の水位が第２基準水位Ｋ２以下になったことが検出された場合に、機械的に第２予備タンク部５２０ｂを開封するような長さに設定されている。第３実施形態の第３開封機構部５３０ｃの開封部材１２０ｃの上下方向の長さは、貯留空間５１１の内部の水位が第３基準水位Ｋ３以下になったことが検出された場合に、機械的に第３予備タンク部５２０ｃを開封するような長さに設定されている。

第３実施形態の改質水貯留装置５００Ｂは、第２実施形態の３つの開封機構部５３０ａ，５３０ｂ，５３０ｃの連結機構部１３０の紐部材１３１の下端部が接続される結合部材１３５と、結合部材１３５と統合フロート部材１１０ｄとを接続する結合紐部材１３６と、を備える。結合部材１３５は、水平方向に延びており、水平状態で上下方向に移動可能に、不図示のガイド部材によりガイドされている。

以上のように構成される第３実施形態においては、１つの統合フロート部材１１０ｄが、第１基準水位Ｋ１、第２基準水位Ｋ２、第３基準水位Ｋ３の順に水位を検出することにより、３つの予備タンク部５２０ａ，５２０ｂ，５２０ｃをこの順に開封することができる。

また、第３実施形態においては、開封水位検出センサとして、１つの統合フロート部材１１０ｄにより構成される統合開封水位検出センサ５０３ｄを有する。統合開封水位検出センサ５０３ｄは、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下，第２基準水位Ｋ２以下又は第３基準水位Ｋ３以下になったことを検出でき、改質水タンク５１０の貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下，第２基準水位Ｋ２以下又は第３基準水位Ｋ３以下ではなくなったことを検出する。

また、制御部８は、統合開封水位検出センサ５０３ｄにより貯留空間５１１の内部の水位が第１基準水位Ｋ１以下、第２基準水位Ｋ２以下又は第３基準水位Ｋ３以下になったことが検出された場合に、燃料電池システム１の稼働の停止処理を行うことができる。

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、前記実施形態では、制御部８を燃料電池システム１の構成としたが、これに制限されない。制御部８を改質水貯留装置の構成としてもよい。

また、前記実施形態では、予備タンク部の数を１つ又は３つとしたが、これに制限されない。予備タンク部の数は、２つ又は４つ以上としてもよい。

また、前記第１実施形態では、開封水位検出センサ５０３をフロート部材１１０により構成して、貯留空間５１１の内部の水位が基準水位Ｋ以下になったことが検出された場合に、制御部８へ検出信号として送信するように構成したが、これに制限されない。フロート部材１１０が、開封機構部５３０が機械的に予備タンク部５２０を開封するために、基準水位Ｋ以下になったことを検出する基準水位検出部として機能する場合には、制御部８へ検出信号を送信するように構成しなくてもよい。即ち、フロート部材１１０の下方への移動のみで、制御部８からの制御なしで、開封機構部５３０は、機械的に予備タンク部５２０を開封することができる。

１ 燃料電池システム
２ 燃料電池
３ 熱交換器
７ 改質器
８ 制御部
８１ 算出部
１１０ フロート部材（基準水位検出部）
１２０ 開封部材
１３０ 連結機構部
５００，５００Ａ、５００Ｂ 改質水貯留装置
５１０ 改質水タンク（貯留タンク部）
５１１ 貯留空間
５２０ 予備タンク部
５２１ シール部
５３０ 開封機構部
Ｌ２ 熱交換水ライン
Ｌ５１ 凝縮水供給ライン
Ｌ５２ 改質水供給ライン
Ｌ６３ 改質ガス供給ライン
Ｇ１ オフガス
Ｇ２ 燃焼ガス
Ｇ３ 燃料
Ｇ４ 改質ガス
Ｗ１ 温水（水）
Ｗ３ 改質水（凝縮水）（水）
Ｗ３１ 予備の改質水
Ｋ 基準水位

Claims (8)

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、前記改質器に供給される水である改質水を貯留する改質水貯留装置と、前記改質水貯留装置に貯留される改質水が前記改質器に向けて流通する改質水供給ラインと、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、を備える燃料電池システムを構成する改質水貯留装置であって、
   改質水が貯留される貯留空間を有する貯留タンク部と、
   予備の改質水が収容されて封止されている予備タンク部と、
   前記貯留空間の内部の水位が基準水位以下になったことを検出する基準水位検出部と、
   前記基準水位検出部により基準水位以下になったことが検出された場合に、機械的に前記予備タンク部を開封する開封機構部と、
   を備える改質水貯留装置。
2. 前記基準水位検出部により基準水位以下になったことが検出された場合に、前記燃料電池システムの稼働の停止処理を行う制御部を更に備える
   請求項１に記載の改質水貯留装置。
3. 前記基準水位検出部は、前記貯留空間の内部の水位が基準水位以下ではなくなったことを検出でき、
   前記基準水位検出部により基準水位以下になったことが検出された後に、前記基準水位検出部により前記貯留空間の内部の水位が基準水位以下ではなくなったことが検出された場合に、前記制御部は、前記燃料電池システムの稼働の停止処理をキャンセルする
   請求項２に記載の改質水貯留装置。
4. 前記基準水位検出部により基準水位以下になったことが検出された場合に、前記開封機構部により前記予備タンク部が開封されて予備の改質水が前記貯留タンク部に補給された後における前記燃料電池の稼働可能期間を算出する算出部を、更に備え、
   前記制御部は、前記算出部により算出される稼働可能期間が完了する前に前記燃料電池システムの稼働の停止処理を完了させるように前記燃料電池システムを制御する
   請求項２又は３に記載の改質水貯留装置。
5. 前記予備タンク部は、その下部に、その内部と外部とを区画するシール部を有し、
   前記開封機構部は、前記貯留空間の内部の水面に浮かぶフロート部材と、前記シール部を機械的に開封する開封部材と、前記フロート部材と前記開封部材とを連結し、前記フロート部材の下降に連動して前記シール部が開封されるまで前記開封部材を前記シール部に接近させる連結機構部と、を有する
   請求項１〜４のいずれかに記載の改質水貯留装置。
6. 前記予備タンク部に収容されている予備の改質水の水量は、前記燃料電池システムの稼働の停止処理を完了させるまでの発電を可能とする量である
   請求項１〜５のいずれかに記載の改質水貯留装置。
7. 前記予備タンク部は、その内部に気体が実質的に存在しない状態で、封止されている
   請求項１〜６のいずれかに記載の改質水貯留装置。
8. 前記燃料電池システムは、
   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流通する凝縮水供給ラインと、を更に備え、
   前記貯留タンク部は、前記凝縮水供給ラインを介して供給される凝縮水を改質水として貯留する
   請求項１〜７のいずれかに記載の改質水貯留装置。

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