JP4040062B2 - 燃料電池発電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、水素ガスを利用して発電を行う燃料電池を備える燃料電池発電装置に関し、特に燃料電池から回収した水の腐敗を防止することができる燃料電池発電装置に関する。
近年、地球環境保護の重要性が益々強く認識されていることに伴い、小規模であっても高効率で発電することができる燃料電池発電装置が注目されている。また、燃料電池発電装置により発電を行った場合には熱エネルギーが発生するため、この熱エネルギーを利用することによって高いエネルギー利用効率を実現することが期待されている。
前述したような燃料電池発電装置の多くは、水素を燃料として発電する。しかし、現在では燃料電池発電装置に対して水素を供給するためのインフラストラクチャーは整備されていない。そのため、天然ガスなどの化石燃料を利用し、燃料電池装置内で改質反応を行うことにより水素ガスを発生させる方法が一般的に採用されている。
ところで、前述したような改質反応を行うためには水が必要となるため、燃料電池発電装置に対して水を供給する水供給源の確保が不可欠である。ここで、水供給源として水道インフラストラクチャーを常時利用する場合、供給される水からカルシウム及び塩素成分などを除去する必要がある。そのため、燃料電池発電装置は、イオン交換樹脂を設けるなど、通常の場合よりも強力な水浄化手段を備えなければならない。しかも、その水浄化手段は定期的なメンテナンスが必要となる。このように、水道インフラストラクチャーから常時水の供給を受ける場合は不利な点が多いので、電力・熱エネルギーの需要地に近接して設けられる所謂分散型の燃料電池発電装置においては、装置内部で発生した水を回収して利用する、すなわち水を自立供給する方法が採用されることが多い。
しかし、燃料電池発電装置の装置内で回収された回収水は塩素成分などの殺菌成分が含まれておらず、その一方で雑菌及び当該雑菌が必要とする養分を含んでいる。そのため、この回収水は腐敗する可能性が高い。回収水が腐敗した場合、水を回収するための構成又は回収水を供給するための構成において流路閉塞などが起きるため、水供給に問題が生じることになる。
かかる問題を解消するために、例えば、(1)オゾン発生器にて発生されたオゾンを回収された水に吹き込むことによって有機物を分解し除菌する方法、または、(2)回収された水に対して紫外線を照射することによって除菌する方法などが提案されている。また、(3)水を回収するための装置及び回収水を供給するための装置を、抗菌作用を有する材料を用いて構成することによって、回収水の腐敗を防止する方法も提案されている。例えば、特開平8−22833号公報には、抗菌作用を有する金属を用いて水を回収するための装置及び回収水を供給するための装置を構成する例が開示されている。
しかしながら、前記(1)および(2)のようなオゾンを吹き込む方法および紫外線を照射する方法では、回収された水に含まれている有機物を完全に分解し除去することは困難である。また、オゾンまたは紫外線に触れる部材・配管のうち、樹脂材料を用いて構成されているものがある場合、それらの部材・配管の劣化が著しく進行するため、水漏れなどを起こすおそれがあるという問題もあった。さらに、オゾンの吹き込みまたは紫外線の照射が長期間行われなかった場合、残留成分によって水の腐敗が進行する可能性が高い。例えば、燃料電池発電装置が長期間停止している場合には、オゾンの吹き込みまたは紫外線の照射を行うことができないため、水の腐敗が進行することが多いという問題もあった。
一方、前記(3)のように、水を回収するための装置及び回収水を供給するための装置を、抗菌作用を有する材料を用いて構成する場合では、回収水の腐敗を効果的に防止することができる。しかしながら、抗菌成分の溶出を制御することができないため、使用条件によっては期待された抗菌効果を得られない場合がある。また、雑菌の種類などによっては抗菌効果が発揮されない場合もあり得る。さらに、回収水を浄化する浄化手段に対する負荷、特にイオン交換樹脂に対する負荷が大きくなるという問題があった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回収された水の腐敗を確実に防止することによって、回収水の腐敗による流路閉塞などを回避し、安定して水供給を行うことができる燃料電池発電装置を提供することにある。
前述した問題を解決するために、本発明に係る燃料電池発電装置は、原料を改質反応させて水素ガスを生成する水素生成部と、燃料極及び空気極を具備し、前記燃料極に供給された前記水素ガスと前記空気極に供給された酸素ガスとを電気化学的に反応させて発電を行う燃料電池とを備える燃料電池発電装置において、前記燃料極及び前記空気極の少なくとも一方から排出される水蒸気から水を回収する水回収部と、前記水回収部によって回収された水を貯えるタンクを具備する貯水部と、前記タンクに貯えられている水を前記水素生成部へ供給する水供給部とを備え、 前記タンクは、当該タンクに貯えられている水の腐敗を防止するために、前記貯えられている水を外部へ排出可能なように構成されており、水の腐敗を防止するために、前記貯えられている水を外部へ排出すべきか否かを判定するように構成されていることを特徴とする。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記燃料電池発電装置の運転時間に基づいて、前記貯えられている水を外部へ排出すべきか否かを判定するように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記水供給部は、前記タンクに貯えられている水を輸送するためのポンプを有し、前記タンクと前記ポンプとの間には水を浄化するためのフィルターが設けられており、前記ポンプが出力する水の流量に基づいて、前記貯えられている水を外部へ排出すべきか否かを判定するように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記水供給部は、前記タンクに貯えられている水を輸送するためのポンプを有し、前記タンクと前記ポンプとの間には水を浄化するためのフィルターが設けられており、前記ポンプの動作状態に基づいて、前記貯えられている水を外部へ排出すべきか否かを判定するように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記タンクから前記貯えられている水が外部へ排出された後、前記タンク内を乾燥させるように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記タンクを加熱する加熱部を更に備え、前記加熱部によって前記タンクを加熱することにより、前記タンク内を乾燥させるように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記加熱部は、100℃から130℃までの範囲内の温度で前記タンクを加熱するように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記加熱部は、前記タンクに水が貯えられている場合に当該タンクを加熱するように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、水を浄化するための水浄化部と、前記加熱部により加熱された水を冷却するための冷却部とを更に備え、前記水供給部は、前記冷却部によって冷却された水を前記水浄化部を介して前記水素生成部に供給し得るように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記タンクは、開閉自在な排気口を有しており、前記加熱部の加熱により発生する気体を外部へ排出可能なように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記タンクから排出された気体を前記水素生成部に供給するように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記タンクは、外部から水が供給されるように構成されており、前記タンクから前記貯えられている水が外部へ排出された後、外部から前記タンクへ水が供給されることによって当該タンク内を洗浄し、その後、前記タンク内が乾燥されるように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、外部より供給される水の塩素濃度は0.1乃至5mg/lの範囲内であることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記タンクは、外部から水が供給されるように構成されており、前記タンクから前記貯えられている水が外部へ排出された後、外部から前記タンクへ水が供給されることによって当該タンク内を洗浄するように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記貯水部は、順次貯水が行われる複数のタンクを有し、前記複数のタンクのうち貯水が行われていないタンクに貯えられている水を外部へ排出すべきか否かを判定するように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記タンクから前記貯えられている水が外部へ排出された後、当該タンク内を乾燥させるように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、前記タンクを加熱する加熱部を更に備え、前記加熱部によって前記タンクを加熱することにより、前記タンク内を乾燥させるように構成されていることが好ましい。
また、前記発明に係る燃料電池発電装置において、外部から前記タンクに気体を取り入れるための気体取り入れ部を更に備えることが好ましい。
さらに、前記発明に係る燃料電池発電装置において、気体の通流方向において前記気体取り入れ部の上流側には、気体中の固体不純成分を除去するためのフィルターが設けられていることが好ましい。
本発明の前記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
本発明の燃料電池発電装置の場合、回収水の腐敗による流路閉塞などを回避することができるため、安定して水供給を行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、実施の形態1に係る燃料電池発電装置は、天然ガス若しくはLPガスなどの炭化水素成分、メタノールなどのアルコール、又はナフサ成分などの原料と水蒸気とを用いて改質反応を主に進行させることによって水素ガスを生成する水素生成部1を備えている。この水素生成部1は、前述した改質反応を進行させるための改質部1aと、当該改質部1aにおける改質反応の後に水素ガス中の一酸化炭素濃度を低減させるためのCO変成部1b及びCO除去部1cとから主に構成されている。なお、改質部1aは、改質反応に必要な熱を供給する改質加熱部(図示せず)を備えている。この改質加熱部は、原料の一部を燃焼させるための、又は水素ガスの供給先から戻されるガスを燃焼させるための火炎バーナーと、燃焼用の空気を供給するシロッコファンとを備えている。
前述した水素生成部1は、当該水素生成部1に原料を供給する原料供給部2及び固体高分子型の燃料電池3に接続されている。かかる原料供給部2は、例えばガスインフラストラクチャーから天然ガスを受け、その天然ガスを水素生成部1へ供給するように構成されている。
また、燃料電池3は、水素生成部1からアノード(燃料極)側に供給された水素ガスと、ブロアー4からカソード(空気極)側に供給された空気を用いて発電する。なお、本実施の形態では、燃料電池3は固体高分子型であるが、これに限定されるわけではないことは言うまでもない。この燃料電池3が発電するときに発生する熱は回収され、適当な熱媒を介して給湯機・暖房装置などで利用される。これにより、燃料電池3は、電気及び熱を発生するコージェネレーション装置として機能することになる。
燃料電池3は、空冷ファンなどで構成されている水回収部5と接続されている。水回収部5は、燃料電池3のアノードから排出される水素ガス及びカソードから排出される空気に含まれる水分を回収する。この水回収部5は、水素生成部1と接続されており、燃料電池3のアノードから排出された水素ガスを水素生成部1へ供給する。さらに、水回収部5は、後述する貯水部6とも接続されており、前述したようにして回収された水を当該貯水部6に供給する。
貯水部6は、水回収部5から供給された水を貯えるためのタンク6aを備えている。また、この貯水部6は、開閉が可能な排水口8を備えており、後述するようにして腐敗を防止するために水を排水口8から排出できるように構成されている。
ところで、タンク6a内の水を排水口8から排出するためには、当該タンク6a内に気体を取り入れる必要がある。そのため、貯水部6は、タンク6a内に気体を取り入れるための気体取り入れ口31を備えている。
この気体取り入れ口31からタンク6a内に取り込まれる気体が、雑菌及び当該雑菌が必要とする養分を含んでいる場合、タンク6a内の水が腐敗する可能性が高くなる。そのため、気体取り入れ口31は、気体中の固体不純成分を除去するために、気体の通流方向の上流側に設けられたフィルター32と接続されている。
また、貯水部6は、水道インフラストラクチャーから出力される水をタンク6aに供給するための水供給弁9と接続されており、必要に応じて水供給弁9を介してタンク6aに水が供給される。
水供給弁9を介してタンク6aに供給される水の塩素濃度が比較的低い場合はタンク6a内の水に対する殺菌効果が小さい。一方、この供給される水の塩素濃度が比較的高い場合はその水が通流する配管及びタンク6aの構成部材の劣化が著しくなる。したがって、水供給弁9を介して外部からタンク6aに供給される水の塩素濃度は0.1乃至5mg/l程度であることが望ましい。
貯水部6は、イオン交換樹脂、活性炭、及びフィルター11aなどで構成される水浄化部11、並びに水を輸送するためのポンプ10aなどで構成されている水供給部10と接続されている。水供給部10は、水浄化部11を介して貯水部6から供給された水を水素生成部1に供給する。このようにして供給された水は、水素生成部1において改質反応に利用されることになる。
なお、本実施の形態では、貯水部6の水は改質反応に利用されているが、燃料ガス若しくは酸化剤ガスの加湿、又はその他の水利用手段に利用されるようにしてもよい。
また、本実施の形態の燃料電池発電装置は、当該燃料電池発電装置のユーザ又はメンテナンス業者に対して、タンク6aに貯えられている水を排水口8から排出することを指示するための排出指示情報を表示する表示部30を備えている。ここで表示部30は、液晶ディスプレイ又は発光ダイオードなどにより構成されている。なお、本実施の形態の燃料電池発電装置は、排出指示情報をユーザなどが視覚的に把握できるように構成されているが、これに限定されるわけはない。例えば、排出指示情報を音声情報とし、この音声情報を外部へ出力することによって、ユーザなどが排出指示情報を聴覚的に把握できるように構成されていてもよい。
以上で説明した水素生成部1,原料供給部2,燃料電池3,ブロアー4,水回収部5,貯水部6,水供給弁9,水供給部10,及び表示部30は、これらと接続されている制御装置7から出力される制御信号に基づいて動作する。
制御装置7は、所定の記憶領域を有するメモリ7aを備えている。このメモリ7aには、制御装置7が実行するプログラム及び各種のデータが記憶されている。
次に、以上のように構成された実施の形態1に係る本発明の燃料電池発電装置の動作について説明する。
水素生成部1が有する改質部1aは、原料供給部2から供給された天然ガス及び後述するようにして水供給部10から供給された水を、水素及び二酸化炭素に変換する改質反応を行う。この改質反応を促進させるために、改質反応の際には改質加熱部による加熱が行われる。そして、水素ガス中の一酸化炭素の濃度を低減するために、CO変成部1bにおいてCOを水と反応させる変成反応を行う。また、さらに前記一酸化炭素の濃度を低減する目的で、CO除去部1cにおいて空気を加えることによって選択酸化反応を行う。以上のような改質反応、変成反応、及び選択酸化反応を経て、水素ガスが生成される。
水素生成部1は、このようにして生成された水素ガスを燃料電池3のアノード側に供給する。一方、ブロアー4は、燃料電池3のカソード側に空気を供給する。なお、ブロアー4は、水回収部5にて加湿された空気を燃料電池3に対して供給するように構成されていてもよい。
燃料電池3は、水素生成部1からアノード側に供給された水素ガスと、ブロアー4からカソード側に供給された空気中の酸素とを電気化学的に反応させることにより、水を生成するとともに発電する。
また、燃料電池3において、アノードからは水素ガスが、カソードからは空気がそれぞれ排出される。ここで、これらの排出される水素ガス及び空気には、前述したようにして発電の際に生成された水が含まれている。水回収部5は、燃料電池3から排出される水素ガス及び空気に含まれる水分を回収し、凝縮した後に貯水部6へ送る。
また、水回収部5は、アノードから排出される水素ガスから水分を回収した後にその水素ガスを水素生成部1に供給する。このように供給された水素ガスは、水素生成部1が備える改質部1aの改質加熱部において熱源として利用される。
なお、このように水回収部5を介してアノードから排出される水素ガスを水素生成部1へ供給するのではなく、この水素ガスを燃料電池3から直接水素生成部1へ供給して改質加熱部の熱源として利用するようにしてもよい。この場合、改質加熱部により利用された水素ガスは水回収部5に供給され水分が回収されることになる。
貯水部6は、水回収部5から送られてきた水をタンク6aに貯える。このようにしてタンク6aに貯えられた水は、水浄化部11を介して、水供給部10に供給される。水供給部10は、ポンプ10aの作用により水を水素生成部1へ輸送する。このようにして、水供給部10から送り込まれた水は、水素生成部1の改質部1aにて改質反応に供される。
以上のように、燃料電池3にて排出された水は、水回収部5にて回収された後、貯水部6のタンク6aにて貯えられ、その後水浄化部11及び水供給部10を経て水素生成部1に対して供給される。ここで、燃料電池発電装置の内部で回収した水は、塩素成分等の殺菌成分を含んでいないため腐敗する可能性が高い。例えば、カソードから排出された空気中には雑菌及び当該雑菌が必要とする養分が含まれており、それらがそのまま回収された水の中に残存する場合が多いため、その水が腐敗し、その結果水を回収するための構成又は回収された水を供給するための構成において流路閉塞などが起きて水供給に問題が生じ得る。これを防止するために、本実施の形態の燃料電池発電装置では、次のようにしてユーザ又はメンテナンス業者等に対して、貯水部6のタンク6aに貯えられている水を排水口8から排出するように促す。
図2は、本発明の実施の形態1に係る燃料電池発電装置が備える制御装置7の処理手順を示すフローチャートである。
制御装置7は、前回タンク6aに貯えられている水が排出されたときから現在までの間に、燃料電池発電装置が運転を行っている累積時間である燃料電池発電装置の累積運転時間を求める。本実施の形態では、前回タンク6aに貯えられている水が排出されたときから現在までの間に、水素生成部1の改質部1aが運転を行っている累積時間を燃料電池発電装置の累積運転時間とする。
制御装置7は、水素生成部1の動作状態を監視しており、改質部1aにて運転が開始された時間、同じく運転が停止された時間、および前回タンク6aに貯えられている水が排出された時間を示すデータをメモリ7aに記憶している。そして、制御装置7は、適宜のタイミングで、メモリ7aに記憶されている前記データを用いて、燃料電池発電装置の累積運転時間(以下、単に累積運転時間という)を算出する(S101)。
次に、制御装置7は、累積運転時間が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する(S102)。この閾値は、タンク6aに貯えられている水における雑菌量が所定量を超えないように設定される。ここで、所定量とはタンク6a中に藻が発生しやすくなる程度の雑菌量であり、例えば10個/ml程度である。
タンク6a内の水の雑菌量が所定量を超えるために要する累積運転時間は、燃料電池発電装置が通常運転している場合におけるブロアー4の出力等の運転条件及び装置構成によって異なる。したがって、本実施の形態における閾値は、これらの運転条件及び装置構成に基づいて適切な値(例えば、72時間乃至96時間程度)に定められる。
ステップS102において、累積運転時間は閾値より小さいと判定した場合(S102でNO)、制御装置7はステップS101へ戻って処理を続ける。一方、ステップS102において、累積運転時間は閾値以上であると判定した場合(S102でYES)、制御装置7は、排出指示情報を表示するように表示部30に指示する(S103)。その結果、表示部30には排出指示情報が表示される。
本実施の形態の燃料電池発電装置において、累積運転時間の経過とともにタンク6a内の水の雑菌量を増加していく。したがって、以上のように、累積運転時間が所定時間経過した場合に制御装置7が水を排出すべきだと判定し、ユーザ又はメンテナンス業者などに対して水の排出を促すために、排出指示情報を表示部30に表示する。
ユーザ又はメンテナンス業者は、表示部30に表示された排出指示情報にしたがって、排水口8を開ける。その結果、タンク6aの水が排水口8から排出される。これにより、タンク6a内に貯えられている水が腐敗することを防止することができる。
なお、本実施の形態ではユーザ又はメンテナンス業者によって排水口8が開けられ、その結果タンク6aの水が排出されているが、排水口8の開閉を制御装置7が制御できるように構成することによって、ステップS102において、累積運転時間は閾値以上であると判定された場合に、制御装置7が自動的に排水口8を開状態にしてタンク6aの水を排出するようにしてもよい。この場合は排出指示情報を表示部30に表示させる必要はない。
また、本実施の形態では、水回収部5は、燃料電池3から排出される水素ガス及びブロアー4から供給された空気に含まれる水分を回収しているが、これらの何れか一方の水分のみを回収するようにしてもよい。ここで、水回収部5が、前記水素ガス及び前記空気に含まれる水分を回収する場合、またはブロアー4からカソード側に供給された空気に含まれる水分のみを回収する場合においては、前回タンク6aに貯えられている水が排出されたときから現在までの間に、ブロアー4からカソード側に空気が供給されている累積時間を累積運転時間としてもよい。なぜなら、前述したように、ブロアー4からカソード側に供給される空気中には雑菌及び当該雑菌が必要とする養分が含まれているため、水の腐敗を防止する目的で水を排出するタイミングを決定するために用いられる時間として、そのような空気がカソード側に供給されている時間を用いることが妥当であるからである。
(実施の形態2)
実施の形態1に係る燃料電池発電装置は、燃料電池発電装置の累積運転時間に基づいてタンクの水を排出すべきか否かを判定するように構成されている。これに対して、実施の形態2に係る燃料電池発電装置は、前回タンクに貯えられている水が排出されたときから現在までの間に、燃料電池発電装置が運転を停止している累積時間である燃料電池発電装置の累積停止時間に基づいてタンクの水を排出すべきか否かを判定するように構成されている。
なお、本実施の形態では、前回タンクに貯えられている水が排出されたときから現在までの間に、水素生成部の改質部が運転を停止している累積時間を燃料電池発電装置の累積停止時間とする。
実施の形態2に係る燃料電池発電装置の構成については実施の形態1の場合と同様であるので説明を省略する。
以下、図1及びフローチャートを参照しながら、本実施の形態の燃料電池発電装置の動作について説明する。
図3は、本発明の実施の形態2に係る燃料電池発電装置が備える制御装置7の処理手順を示すフローチャートである。
制御装置7は、水素生成部1の動作状態を監視しており、改質部1aにて運転が開始された時間、同じく運転が停止された時間、および前回タンク6aに貯えられている水が排出された時間を示すデータをメモリ7aに記憶している。そして、制御装置7は、適宜のタイミングで、メモリ7aに記憶されている前記データを用いて、燃料電池発電装置の累積停止時間(以下、単に累積停止時間という)を算出する(S201)。
次に、制御装置7は、算出した累積停止時間が予め定められた閾値以上であるか否かを判定する(S202)。この閾値は、タンク6aに貯えられている水における雑菌量が所定量を越えないように設定される。ここで、所定量とは、実施の形態1の場合と同様にタンク6a中に藻が発生しやすくなる程度の雑菌量であり、例えば10個/ml程度である。
タンク6a内の水の雑菌量が所定量を超えるために要する累積停止時間は、タンク6a内の温度によって異なる。したがって、本実施の形態における閾値は、停止期間中のタンク6a内の温度(通常、24℃乃至40℃程度)に基づいて適切な値に定められる。
例えば、雑菌量が10個/mlである水の場合、25℃の温度で48時間放置しておくと、その雑菌量は約10個/mlとなる。このことから、本実施の形態における閾値は、24時間乃至72時間程度に定められることが望ましい。
ここで、実施の形態1及び実施の形態2における閾値を比較すると、実施の形態1における閾値の方が大きいことが分かる。これは、運転期間においては、タンク6a内の水の温度が70℃程度であるため、停止期間の場合と比べて雑菌が生息しにくい温度条件となっており、しかも貯水部6から水素生成器1に対して水蒸気を供給する必要があるため、絶えずタンク6a内の水が消費されているので、運転期間の場合と比べて雑菌量の増加速度が小さいからである。
ステップS202において、累積停止時間は閾値より小さいと判定した場合(S202でNO)、制御装置7はステップS201へ戻って処理を続ける。一方、ステップS202において、累積停止時間は閾値以上であると判定した場合(S202でYES)、制御装置7は、排出指示情報を表示するように表示部30に指示する(S203)。その結果、表示部30には排出指示情報が表示される。
本実施の形態の燃料電池発電装置において、累積停止時間の経過とともにタンク6a内の水の雑菌量を増加していく。したがって、以上のように、累積停止時間が所定時間経過した場合に制御装置7が水を排出すべきだと判定し、ユーザ又はメンテナンス業者などに対して水の排出を促すために、排出指示情報を表示部30に表示する。
ユーザ又はメンテナンス業者は、表示部30に表示された排出指示情報にしたがって、排水口8を開ける。その結果、タンク6aの水が排水口8から排出される。これにより、タンク6a内に貯えられている水が腐敗することを防止することができる。
なお、停止期間中にタンク6a内の水を排出した場合であって、次に燃料電池発電装置を起動させるときには、制御装置7が水供給弁9を開状態とすることによって水道インフラストラクチャーからタンク6aに対して水を供給する。これにより、燃料電池発電装置を迅速に起動させることができる。
(実施の形態3)
実施の形態3に係る燃料電池発電装置は、水供給部のポンプが出力する水の流量に基づいて、タンクの水を排出するべきか否かを判定するように構成されたものである。
図4は、本発明の実施の形態3に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。図4に示すとおり、本実施の形態の燃料電池発電装置は、水の通流方向において水供給部10の下流側に、単位時間当たりの水の流量を検出するための流量検出部40が設けられている。この流量検出部40は、制御装置7と通信可能に接続されており、流量検出部40から制御装置7に対して水供給部10から出力される水の流量の検出値を示す信号(以下、流量検出信号という)が出力される。制御装置7は、この流量検出信号に基づいて、後述するようにして排出指示情報を表示部30に表示させる。
なお、本実施の形態の燃料電池発電装置のその他の構成については実施の形態1の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
次に、以上のように構成された本実施の形態の燃料電池発電装置の動作について説明する。
運転期間において、制御装置7は、水供給部10のポンプ10aを所定の条件で動作させる。この場合、ポンプ10aの動作は一定であるため、水浄化部11を介して水供給部10に供給される水の流量の増減に応じて、ポンプ10aが出力する水の流量も増減することになる。
制御装置7は、水供給部10のポンプ10aが出力する水の流量の基準値を示すデータを予めメモリ7aに記憶している。この基準値は、水浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こす前の状態においてタンク6aから流れてくる水を通過させたときに、水供給部10のポンプ10aが出力する水の流量を想定して設定されている。
浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こした場合、当該フィルター11aを通過する水の流量が減るため、水供給部10のポンプ10aが出力する水の流量も減る。そのため、前述したように基準値を設定した場合、浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こしたときは、水供給部10のポンプ10aが出力する水の流量の検出値が基準値を下回ることになる。したがって、水供給部10のポンプ10aが出力する水の流量の検出値が基準値を下回れば、水浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こしたと推測することができる。
図5は、本発明の実施の形態3に係る燃料電池発電装置が備える制御装置7の処理手順の一例を示すフローチャートである。
制御装置7は、適宜のタイミングで、流量検出部40から流量検出信号を受け取り、受け取った流量検出信号に基づいて、水供給部10のポンプが出力する水の流量の検出値を取得する(S301)。
次に、制御装置7は、取得した検出値が、メモリ7aに記憶されている基準値より小さいか否かを判定する(S302)。ここで、検出値は基準値以上であると判定した場合(S302でNO)、制御装置7はステップS301へ戻って処理を続ける。一方、ステップS302において、検出値は基準値より小さいと判定した場合(S302でYES)、制御装置7は、排出指示情報を表示するように表示部30に指示する(S303)。その結果、表示部30には排出指示情報が表示される。
本実施の形態の燃料電池発電装置において、累積運転時間の経過に伴なって、水浄化部11のフィルター11aに溜まる雑菌の量が増加する。そのため、当該フィルター11aが雑菌による目詰まりを起こした場合、累積運転時間が相当経過しており、その結果タンク6a内の水の雑菌量が相当増えていると判断することができる。したがって、以上のように、水の流量の検出値が基準値を下回ったために、水浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こしたと推測される場合は、ユーザ又はメンテナンス業者などに対して水の排出を促すために、排出指示情報を表示部30に表示する。
ユーザ又はメンテナンス業者は、表示部30に表示された排出指示情報にしたがって、排水口8を開ける。その結果、タンク6aの水が排水口8から排出される。これにより、タンク6a内に貯えられている水が腐敗することを防止することができる。
なお、排出指示情報を表示部30に表示させるとき、又はその前後に、水供給部10のポンプ10aを逆回転させるように制御装置7がポンプ10aの動作を制御するようにしてもよい。これにより、水浄化部11のフィルター11aを目詰まりさせた雑菌をタンク6aに戻すことができる。このようにして戻された雑菌はタンク6aの水の排出時に外部に廃棄されることになる。
(実施の形態4)
実施の形態4に係る燃料電池発電装置は、水供給部の動作状態に基づいて、タンクの水を排出すべきか否かを判定するように構成されたものである。
なお、実施の形態4に係る燃料電池発電装置の構成については実施の形態3の場合と同様であるので説明を省略する。以下、図4を参照しながら実施の形態4に係る燃料電池発電装置の動作について説明する。
本実施の形態の場合、運転期間において、制御装置7は、水供給部10のポンプ10aが所定の流量の水を出力するように当該ポンプ10aを動作させる。この場合、水浄化部11を介して水供給部10に供給される水の流量の増減に応じて、水供給部10のポンプ10aの仕事量が増減することになる。
制御装置7は、水供給部10のポンプ10aが出力する水の流量の基準値を示すデータを予めメモリ7aに記憶している。この基準値は、前述した場合と同様に、水浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こす前の状態においてタンク6aから流れてくる水を通過させたときに、水供給部10のポンプ10aが出力する水の流量を想定して設定されている。
また、制御装置7は、前記基準値の流量の水を出力するために必要となるポンプ10aの仕事量(以下、基準仕事量という)を示すデータを予めメモリ7aに記憶している。そして、制御装置7は、流量検出部40から出力される流量検出信号に基づいて、ポンプ10aが出力している水の流量の検出値を取得し、その検出値と基準値とを比較する。ここで、検出値が基準値を下回る場合はポンプ10aの仕事量を増加させ、一方、検出値が基準値を上回る場合はポンプ10aの仕事量を減少させる。
浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こした場合、当該フィルター11aを通過する水の流量が減るので、基準値の流量の水を出力するために、水供給部10のポンプ10aの仕事量は基準仕事量よりも大きくなる。したがって、水供給部10のポンプ10aの仕事量が基準仕事量を上回れば、水浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こしたと推測することができる。
実施の形態3では、水供給部10のポンプ10aの動作を一定としていたが、このように当該ポンプ10aが出力する水の流量を一定とすることによっても、同様にして水浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こしたことを推測することができる。
ポンプ10aの仕事量は、ポンプ10aに対して投入されるエネルギー又はポンプ10aが消費するエネルギーによって測定することができる。したがって、例えばポンプ10aへの入力電圧若しくは入力電力、又はポンプ10aが消費する電力量を検出することにより、ポンプ10aの仕事量を測定することができる。
このポンプ10aに対して投入されるエネルギー又はポンプ10aが消費するエネルギーの検出は、制御装置7が実行してもよいが、専用の検出手段を別途設けて当該検出手段が実行するようにしてもよい。
図6は、本発明の実施の形態4に係る燃料電池発電装置が備える制御装置7の処理手順を示すフローチャートである。
制御装置7は、適宜のタイミングで、水供給部10のポンプ10aの仕事量を測定する(S401)。
次に、制御装置7は、測定したポンプ10aの仕事量(以下、測定仕事量という)が、メモリ7aに記憶されている基準仕事量より大きいか否かを判定する(S402)。ここで、測定仕事量が基準仕事量以下であると判定した場合(S402でNO)、制御装置7はステップS401へ戻って処理を続ける。一方、ステップS402において、測定仕事量は基準仕事量より大きいと判定した場合(S402でYES)、制御装置7は、排出指示情報を表示するように表示部30に指示する(S403)。その結果、表示部30には排出指示情報が表示される。
本実施の形態の燃料電池発電装置においては、累積運転時間の経過に伴なって、水浄化部11のフィルター11aに溜まる雑菌の量が増加する。そのため、当該フィルター11aが雑菌による目詰まりを起こした場合、累積運転時間が相当経過しており、その結果タンク6a内の水の雑菌量が相当増えていると判断することができる。したがって、以上のように、ポンプ10aの測定仕事量が基準仕事量を上回ったために、水浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こしたと推測される場合は、ユーザ又はメンテナンス業者などに対して水の排出を促すために、排出指示情報を表示部30に表示する。
その結果、ユーザ又はメンテナンス業者によってタンク6aの水が排水口8から排出され、タンク6a内に貯えられている水が腐敗することを防止することができる。
なお、実施の形態3の場合と同様に、本実施の形態に係る燃料電池発電装置においても、排出指示情報を表示部30に表示させるとき、又はその前後に、水供給部10のポンプ10aを逆回転させるように制御装置7がポンプ10aの動作を制御するようにしてもよい。
(実施の形態5)
実施の形態5に係る燃料電池発電装置は、実施の形態4の場合と同様に水供給部の動作状態に基づいて、タンクの水を排出すべきか否かを判定するように構成されたものである。
図7は、本発明の実施の形態5に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。図7に示すとおり、本実施の形態の燃料電池発電装置は、貯水部6と水浄化部11との間を流れる水の圧力を検出するための水圧検出部50が設けられている。この水圧検出部50は、制御装置7と通信可能に接続されており、水圧検出部50から制御装置7に対して貯水部6と水浄化部11との間を流れる水圧の検出値を示す信号(以下、水圧検出信号という)が出力される。制御装置7は、この水圧検出信号に基づいて、後述するようにして排出指示情報を表示部30に表示させる。
なお、本実施の形態の燃料電池発電装置のその他の構成については実施の形態1の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
次に、以上のように構成された本実施の形態の燃料電池発電装置の動作について説明する。
本実施の形態の場合、運転期間において、制御装置7は、貯水部6と水浄化部11との間の水圧の検出値が所定の基準値と同一になるように水供給部10のポンプ10aを動作させる。この基準値を示すデータはメモリ7aに予め記憶されている。ここで、この基準値は、水浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こす前の状態における、貯水部6と水浄化部11との間の水圧を想定して設定されている。
また、制御装置7は、貯水部6と水浄化部11との間の水圧を前記基準値に一致させるために必要となるポンプ10aの仕事量(以下、基準仕事量という)を示すデータを予めメモリ7aに記憶している。そして、制御装置7は、水圧検出部50から出力される水圧検出信号に基づいて、貯水部6と水浄化部11との間の水圧の検出値を取得し、その検出値と基準値とを比較する。ここで、検出値が基準値を上回る場合はポンプ10aの仕事量を増加させ、一方検出値が基準値を下回る場合はポンプ10aの仕事量を減少させる。
浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こした場合、フィルター11aを通過する水の流量が減る。そのため、貯水部6と水浄化部11との間の水の通流速度が小さくなるとともに、貯水部6と水浄化部11との間の水圧は高くなる。その結果、当該水圧の検出値は基準値を上回ることになるので、その検出値を基準値に一致させるために、制御装置7はポンプ10aの仕事量を増加させる。これにより、フィルター11aを通過する水の流量が増えるため、貯水部6と水浄化部11との間の水の通流速度が大きくなるとともに、貯水部6と水浄化部11との間の水圧が低くなる。この場合のポンプ10aの仕事量は基準仕事量を上回ることになる。
以上より、水供給部10のポンプ10aの仕事量が基準仕事量を上回れば、水浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こしたと推測することができる。
ここで、ポンプ10aの仕事量は、実施の形態4の場合と同様に、ポンプ10aに対して投入されるエネルギー又はポンプ10aが消費するエネルギーによって測定することができる。
また、実施の形態4の場合と同様に、ポンプ10aに対して投入されるエネルギー又はポンプ10aが消費するエネルギーの検出は、制御装置7が実行してもよいが、専用の検出手段を別途設けて当該検出手段が実行するようにしてもよい。
本発明の実施の形態5に係る燃料電池発電装置が備える制御装置の処理手順は、実施の形態4の場合と同様である。すなわち、図6に示すフローチャートのとおり、制御装置7は、適宜のタイミングで、水供給部10のポンプ10aの仕事量を測定し(S401)、ポンプ10aの測定仕事量が基準仕事量より大きいか否かを判定する(S402)。そして、測定仕事量が基準仕事量以下であると判定した場合(S402でNO)、制御装置7はステップS401へ戻って処理を続ける。一方、ステップS402において、測定仕事量は基準仕事量より大きいと判定した場合(S402でYES)、制御装置7は、排出指示情報を表示するように表示部30に指示する(S403)。その結果、表示部30には排出指示情報が表示される。
本実施の形態の燃料電池発電装置において、累積運転時間の経過に伴なって、水浄化部11のフィルター11aに溜まる雑菌の量が増加する。そのため、当該フィルター11aが雑菌による目詰まりを起こした場合、累積運転時間が相当経過しており、その結果タンク6a内の水の雑菌量が相当増えていると判断することができる。したがって、以上のように、ポンプ10aの測定仕事量が基準仕事量を上回ったために、水浄化部11のフィルター11aが雑菌による目詰まりを起こしたと推測される場合は、ユーザ又はメンテナンス業者などに対して水の排出を促すために、排出指示情報を表示部30に表示する。
その結果、ユーザ又はメンテナンス業者によってタンク6aの水が排水口8から排出され、タンク6a内に貯えられている水が腐敗することを防止することができる。
なお、実施の形態3の場合と同様に、本実施の形態に係る燃料電池発電装置においても、排出指示情報を表示部30に表示させるとき、又はその前後に、水供給部10のポンプ10aを逆回転させるように制御装置7がポンプ10aの動作を制御するようにしてもよい。
(実施の形態6)
実施の形態1乃至5に係る燃料電池発電装置は、所定のタイミングで排出指示情報を出力することによって、ユーザ又はメンテナンス業者等にタンクの水を排出するように促す。その結果、タンクの水が排水口から排出され、タンク内に貯えられている水が腐敗することを防止することができる。
実施の形態6に係る燃料電池発電装置は、このようにしてタンクの水が排出された後、外部から水をタンク内に供給することによって、タンク内を洗浄することができるものである。
なお、実施の形態6に係る燃料電池発電装置の構成については実施の形態1の場合と同様であるので説明を省略する。
以下、図1及びフローチャートを参照しながら、本実施の形態の燃料電池発電装置の動作について説明する。
図8は、本発明の実施の形態6に係る燃料電池発電装置が備える制御装置7の処理手順を示すフローチャートである。
実施の形態1乃至5の何れかのようにして排出指示情報を表示部30に表示させた後、制御装置7は、ユーザ又はメンテナンス業者等によって排水口8からタンク6aの水が排出されたか否かを判定する(S501)。ここで、この判定は、例えばタンク6a内の水位を検出する水位検出手段を備えておき、その水位検出手段の検出結果に基づいて行うようにしてもよく、またユーザ又はメンテナンス業者等が制御装置7に対してタンク6aの水が排出されたことを示す情報を入力することによって行うようにしてもよい。
ステップS501において、タンク6aの水は排出されていないと判定した場合(S501でNO)、制御装置7は、タンク6aの水が排出されたと判定するまで、ステップS501を繰り返し実行する。一方、ステップS501において、タンク6aの水が排出されたと判定した場合(S501でYES)、制御装置7は、水供給弁9を開状態とすることによって、水道インフラストラクチャーからタンク6aに対して一定の量の水を供給させる(S502)。
次に、制御装置7は、排出指示情報を表示するように表示部30に指示する(S503)。その結果、表示部30には排出指示情報が表示される。
本実施の形態の燃料電池発電装置において、タンク6a内の水中で雑菌が増殖すると、タンク6aの内壁面にぬめり等が生じる場合がある。実施の形態1乃至5のようにタンク6aの水を排出することによってそのぬめりの進行を防止することができるものの、ぬめり自体を除去することは困難である。そこで、前述したように、タンク6aの水を排出した後に、水供給弁9を介してタンク6a内に水を供給する。このようにして供給される水によってタンク6a内が洗浄されることになる。その結果、タンク6a内に存在する腐敗因子である雑菌および当該雑菌が必要とする養分の残留を洗い流して、これらの絶対量を低減させることができるため、前記ぬめりの進行を防止することができるだけでなく、ぬめり自体を除去することも可能になる。これにより、実施の形態1乃至5と比べて、本実施の形態の場合、タンク6a内に貯えられている水の腐敗をより確実に防止することができる。
(実施の形態7)
実施の形態7に係る燃料電池発電装置は、実施の形態1乃至5のようにしてタンクの水が排出された後、タンク内を乾燥させることによって雑菌を効果的に除去することができるものである。
図9は、本発明の実施の形態7に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。図9に示すとおり、本実施の形態の燃料電池発電装置において、貯水部6は、タンク6aを加熱するための電気ヒータ及び当該電気ヒータによる加熱温度を測定するための温度センサを具備する加熱部6bを備えている。
制御装置7は、貯水部6の加熱部6bの動作を制御するとともに、加熱部6bの温度センサの測定値を示す信号(以下、温度測定信号)を貯水部6から受け取る。
なお、本実施の形態の燃料電池発電装置のその他の構成については実施の形態1の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
次に、以上のように構成された本実施の形態の燃料電池発電装置の動作について説明する。
図10は、本発明の実施の形態7に係る燃料電池発電装置が備える制御装置7の処理手順を示すフローチャートである。
実施の形態1乃至5の何れかのようにして排出指示情報を表示部30に表示させた後、制御装置7は、実施の形態6の場合と同様にして、ユーザ又はメンテナンス業者等によって排水口8からタンク6aの水が排出されたか否かを判定する(S601)。ここで、タンク6aの水は排出されていないと判定した場合(S601でNO)、制御装置7は、タンク6aの水が排出されたと判定するまで、ステップS601を繰り返し実行する。一方、ステップS601において、タンク6aの水が排出されたと判定した場合(S601でYES)、制御装置7は、加熱部6aの電気ヒータを作動させることによって、タンク6aを加熱させる(S602)。
次に、制御装置7は、貯水部6から受け取った温度測定信号に基づいて、加熱部6bの電気ヒータの加熱温度が閾値より高いか否かを判定する(S603)。ここで、閾値は、約100℃乃至130℃の範囲内の値に設定される。これは、電気ヒータの加熱温度が100℃より低い場合はタンク6a内を乾燥させることができず、その加熱温度が130℃より高い場合はタンク6aを相当な耐熱性を有する部材により構成する必要があるため、装置の製造コストが高くなるという問題が生じるからであり、しかも、この範囲内であれば、タンク6a内に存在する雑菌を効果的に死滅させることができるからである。
ステップS603において、電気ヒータの加熱温度が閾値以下であると判定した場合(S603でNO)、制御装置7は、当該加熱温度が閾値より大きいと判定するまで、ステップS603を繰り返し実行する。一方、ステップS603において、電気ヒータの加熱温度が閾値より大きいと判定した場合(S603でYES)、制御装置7は、加熱部6aの電気ヒータの動作を所定時間保持することにより、所定時間加熱を継続させる(S604)。
本実施の形態の燃料電池発電装置において、タンク6aの水を排出したとしても、タンク6a内に少量の水分が残留していると、その水分を利用して雑菌が繁殖する。特に、長期間運転を停止するような場合では、その繁殖した雑菌により、次回燃料電池発電装置が起動されたときにタンク6aの内壁面にぬめりが早期に発生することになる。そこで、本実施の形態のようにタンク6a内を乾燥させることによって、残留水分を除去し、その結果早期のぬめり発生を防止することができる。
また、本実施の形態ではタンク6a内を乾燥させるためにタンク6aを加熱しているので、タンク6a内に存在する雑菌を効果的に死滅させることができる。
以上より、本実施の形態に係る燃料電池発電装置の場合、実施の形態1乃至5と比べて、タンク6a内に貯えられている水の腐敗をより確実に防止することができる。
なお、本実施の形態では加熱部6bの電気ヒータによりタンク6aを加熱することによってタンク6a内を乾燥させているが、これに限定されるわけではなく、例えばタンク6a内に熱風を吹き込むことによって乾燥させるようにしてもよい。
また、本実施の形態においても、実施の形態6の場合と同様に水供給弁9からタンク6aに水を供給することによってタンク6a内を洗浄した後に、加熱部6bによりタンク6aを加熱することによってタンク6a内を乾燥させるようにしてもよい。
(実施の形態8)
実施の形態8に係る燃料電池発電装置は、貯水部が具備するタンクを2つに分けることによって、腐敗防止のためにタンクの水を排出したとしても、水素生成部に対する水供給を連続的に行うことができるように構成されたものである。
図11は、本発明の実施の形態8に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。図11に示すように、本実施の形態の燃料電池発電装置が備える貯水部6は、水回収部5から供給された水及び水供給弁9を介して供給された水を貯えるための第1タンク6a及び第2タンク6aを備えている。これらの第1タンク6a及び第2タンク6aは、水回収部5及び水供給弁9からの水の供給先を第1タンク6aと第2タンク6aとの間で切り替えるための切替弁で構成されている切替部20と接続されている。
切替部20は、制御装置7と接続されており、切替部20の切替弁の動作は制御装置7によって制御される。
また、第1タンク6a及び第2タンク6aは、これらのタンク内に貯えられている水を排出するための第1排水口21及び第2排水口22とそれぞれ接続されている。
なお、実施の形態8に係る燃料電池発電装置のその他の構成については、実施の形態1の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
次に、以上のように構成された実施の形態8に係る燃料電池発電装置の動作について説明する。
実施の形態4に係る燃料電池発電装置は、実施の形態1の場合と同様にして、水素生成部1にて水素ガスを生成し、その水素ガスと空気とを用いて燃料電池3にて発電を行う。そして、その発電の際に生成された水が水回収部5にて回収される。水回収部5は、回収した水を貯水部6に対して供給するために、切替部20に対して回収水を供給する。
切替部20は、制御装置7から出力された制御信号に基づいて、水回収部5から供給された水の供給先を、第1タンク6aと第2タンク6aとの間で所定のタイミングで切り替える。これにより、第1タンク6aと第2タンク6aとに水が交互に供給されることになる。
制御装置7は、ユーザ又はメンテナンス業者に対して、第1タンク6aに貯えられている水を第1排水口21から排出することを指示するための第1排出指示情報、及び第2タンク6aに貯えられている水を第2排水口22から排出することを指示するための第2排出指示情報を表示部30に表示させる。
本実施の形態において、制御装置7は、実施の形態1乃至5の何れかと同様にして、第1タンク6a及び第2タンク6aのうち、水の供給が行われていない方のタンクに貯えられている水を排出すべきか否かを判定し、その結果排出すべきと判定した場合にその排出を促すべく、第1排出指示情報又は第2排出指示情報を表示部30に表示させる。
その結果、ユーザ又はメンテナンス業者等によって、表示部30に第1排出指示情報が表示されている場合には第1タンク6aに貯えられている水が第1排水口21から排出され、同じく第2排出指示情報が表示されている場合には第2タンク6aに貯えられている水が第2排水口22から排出される。
ここで、第1タンク6a及び第2タンク6aのうち、水の供給が行われている方のタンクに貯えられている水は排出されず、その水は水浄化部11及び水供給部10を経て水素生成部1に供給される。そのため、以上のように腐敗防止のためにタンクの水を排出させる一方で、水素生成部1に対する水供給を連続的に行うことができる。
本実施の形態において、水の供給先を第1タンク6aと第2タンク6aとの間で切り替えるタイミングは、燃料電池発電装置の大きさ、運転実績等を考慮し、水の腐敗の防止を効果的に行うことができるように設定しておくことが望ましい。
なお、本実施の形態では、貯水部6が第1タンク6a及び第2タンク6aの2つのタンクを備えているが、3つ以上のタンクを備えるようにしてもよい。貯水部6が3つ以上のタンクを備えている場合、それらのタンクのそれぞれに対して水の供給を順次行い、最先に水供給がなされたタンクに貯えられている水の排出を促すべく排出指示情報を表示部30に表示するようにすればよい。
また、本実施の形態においても、実施の形態6のようにタンク内の洗浄を行ったり、実施の形態7のようにタンク内を乾燥させたりすることによって、より確実に水の腐敗を防止することが可能になる。
(実施の形態9)
実施の形態9に係る燃料電池発電装置では、貯水部が備える加熱部によってタンク内の水を加熱することにより、タンク内の水の腐敗を防止するように構成されたものである。
図12は、本発明の実施の形態9に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。図12に示すとおり、本実施の形態の燃料電池発電装置において、貯水部6は、タンク6aを加熱するための電気ヒータ及び当該電気ヒータによる加熱温度を測定するための温度センサを具備する加熱部6bを備えている。
制御装置7は、貯水部6の加熱部6bの動作を制御するとともに、加熱部6bの温度センサの測定値を示す温度測定信号を貯水部6から受け取る。
また、本実施の形態の燃料電池発電装置は、燃料電池3の温度を調節するために当該燃料電池3を循環させる冷却水を貯えている冷却水タンク61、及び冷却水タンク61に貯えられている冷却水を加熱するための冷却水加熱部62を備えている。ここで、冷却水タンク61と燃料電池3とは、冷却水タンク61から燃料電池3に対して水を供給するための経路及び燃料電池3から冷却水タンク61に対して水を供給するための経路の2つの経路で接続されている。
さらに、本実施の形態の燃料電池発電装置は、冷却水を浄化するための冷却水浄化部63を備えており、冷却水タンク61と貯水部6のタンク6aとは、その冷却水浄化部63を介する経路及び冷却水浄化部63を介する経路の2つの経路で接続されている。そして、冷却水タンク61からタンク6aに対して水が供給される場合には水浄化部63を通ることなく水が供給され、一方タンク6aから冷却水タンク61に対して水が供給される場合には水浄化部63を通って水が供給される。
なお、本実施の形態の燃料電池発電装置のその他の構成については実施の形態1の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
次に、以上のように構成された本実施の形態の燃料電池発電装置の動作について説明する。
本実施の形態の燃料電池発電装置も、実施の形態1乃至5の場合と同様に、ユーザ又はメンテナンス業者等に対してタンク6a内の水の排出を促すべく、所定のタイミングで排出指示情報を表示部30に表示させる。また、この動作とは別に、以下のようにしてタンク6a内の水を加熱することによって、水の腐敗を確実に防止する。
貯水部6は、水回収部5及び冷却水タンク61から送られてきた水をタンク6aに貯える。そして、貯水部6は、制御装置7から出力された制御信号に基づいて、加熱部6bを作動させることにより、タンク6aに貯えられている水を加熱する加熱処理を実行する。この場合の加熱温度は、タンク6aに貯えられている水の中に存在している雑菌、かび類を完全に死滅させることができる温度とすることが望ましい。雑菌の多くは、80℃乃至90℃の温度で数分間加熱することにより死滅する。そこで、制御装置7は、加熱温度を90℃程度とし、しかもその温度を約10分程度維持するように加熱部6bの動作を制御する。
なお、加熱部6bの加熱温度は、構成部材の耐熱性又は耐圧性などを考慮して定めればよい。しかし、加熱温度が100℃を超える場合、その温度に耐え得る部材を用いる必要があるため、装置の製造コストが高くなることに留意すべきである。
また、雑菌の死滅時間と温度との間には相関関係が認められるため、加熱温度が比較的低い場合には加熱時間を長くする必要があり、一方加熱温度が比較的高い場合には加熱時間が短くても足りる。
制御装置7は、前述した加熱処理を一定の時間間隔で繰り返し加熱部6bに行わせる。これにより、90℃程度の温度では死滅させることができないかびの胞子など及び外部から進入する雑菌などによって、タンク6aに貯えられている水の中で雑菌が再繁殖することを防止することができる。なお、どの程度の時間間隔で行うべきなのかは、燃料電池発電装置の運転条件及び設置場所、並びに雑菌の繁殖状態などを考慮して決定する必要がある。
加熱部6bにより加熱処理がなされたタンク6a中の水は、水浄化部11及び冷却水浄化部63に供給される。水浄化部11にてフィルター11aなどを通過することによって浄化された水は水供給部10に供給され、水供給部10はこの水を水素生成部1へ供給する。これにより、水素生成部1は、改質反応に必要となる水の供給を受けることが可能になる。
また、冷却水浄化部63を通過することによって浄化された水は冷却水タンク61へ供給される。これにより、冷却水タンク61は、燃料電池3内を循環させる冷却水の供給を受けることが可能になる。
以上のように、水回収部5により回収され及び冷却水タンク61に貯えられた後に、貯水部6のタンク6aに貯えられている水に対して加熱部6bにより加熱処理を行うことによって、回収水中の雑菌を死滅させることができる。また、その雑菌の養分となる低沸点のアルコール及びアルデヒドなどの成分を蒸散させることができるため、雑菌の繁殖を可及的に抑えることができる。これにより、水の腐敗を防止し、配管内に流路閉塞が生じるなどの問題の発生を回避することができる。
なお、以上では、本実施の形態の燃料電池発電装置が稼働している間、すなわち水素生成部1が水素ガスを生成し、その水素ガスを用いて燃料電池3が発電を行っている間に、所定の時間間隔で加熱処理を行っているが、本発明の燃料電池発電装置はこのような動作に限定されるわけではない。例えば、貯水部6の加熱部6b以外の構成要素を作動させることなく当該加熱部6bのみを作動させることによって、加熱部6bによる加熱処理のみを実行可能なようにしてもよい。このように加熱部6bによる加熱処理のみを実行することができれば、例えば燃料電池発電装置を長期間停止していた場合などにおいて、まず加熱処理を実行することにより貯水部6のタンク6a内の水の中で繁殖した雑菌を死滅させた後に通常の動作を行うといった運用が可能となる。
また、本実施の形態においても、実施の形態6のようにタンク内の洗浄を行ったり、実施の形態7のようにタンク内を乾燥させたりすることによって、より確実に水の腐敗を防止することが可能になる。
(実施の形態10)
実施の形態10に係る燃料電池発電装置は、貯水部と水浄化部との間に、回収水を冷却するための冷却部を備えることによって、水浄化部に高温の水が供給されることを防止することができるように構成されたものである。
図13は、本発明の実施の形態10に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。図13に示すように、本実施の形態に係る燃料電池発電装置は、貯水部6と水浄化部11とに接続され、貯水部6から水浄化部11に供給される水を冷却するための空冷ファンを具備する冷却部12を備えている。この冷却部12は、制御装置7と接続されており、制御装置7から出力される制御信号に基づいて動作する。
なお、本実施の形態に係る燃料電池発電装置のその他の構成については実施の形態9の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
次に、以上のように構成された実施の形態2に係る本発明の燃料電池発電装置の動作について説明する。
本実施の形態の燃料電池発電装置も、実施の形態1乃至5の場合と同様に、ユーザ又はメンテナンス業者等に対してタンク6a内の水の排出を促すべく、所定のタイミングで排出指示情報を表示部30に表示させる。また、この動作とは別に、以下のようにしてタンク6a内の水を加熱することによって、水の腐敗を確実に防止する。
本実施の形態の燃料電池発電装置は、実施の形態9の場合と同様にして、水素生成部1にて水素ガスを生成し、その水素ガスと空気とを用いて燃料電池3にて発電を行う。そして、その発電の際に生成された水を水回収部5が回収し、回収された水が貯水部6のタンク6aに貯えられる。また、冷却水タンク61から供給された水も同様にタンク6aに貯えられる。このようにしてタンク6aに貯えられた水は、90℃程度の加熱温度で所定の時間だけ加熱部6bにて加熱される。
以上のようにして加熱部6bにて加熱された水は、貯水部6から冷却部12に供給される。冷却部12は、制御装置7から出力された制御信号に基づいて空冷ファンを作動させることにより貯水部6から供給された水を冷却する。そして、冷却部12は、温度が下がった水を水浄化部11に供給する。ここで、冷却部12は、貯水部6の加熱部6bと連動して作動させればよく、常時作動させる必要はない。すなわち、前述したように、加熱部6bは所定の時間間隔で加熱処理を繰り返して行うため、冷却部12はこの加熱処理の結果加熱された水が貯水部6から供給された場合にのみ作動してその水を冷却するようにすればよい。
水浄化部11は、冷却部12により冷却された水をフィルター11aなどにより浄化し、その浄化した水を水供給部10に供給する。次に、水供給部10は、このようにして水浄化部11から供給された水を水素生成部1へ供給する。これにより、水素生成部1は、改質反応に必要となる水の供給を受けることになる。
加熱部6bによって加熱された水が冷却されることなく水浄化部11に供給された場合、活性炭及びイオン交換樹脂などの浄水機能が低下するおそれがある。本実施の形態の燃料電池発電装置では、前述したように冷却部12を作動させることにより、冷却された水が水浄化部11に供給されることになる。これにより、水浄化部11の浄水機能の低下を防止することができる。
なお、水浄化部11及び水供給部10が耐熱性のある部材で構成されている場合では、前述したような冷却部12を設けていなくても浄水機能が低下するといった問題は生じない。
また、本実施の形態においても、実施の形態6のようにタンク内の洗浄を行ったり、実施の形態7のようにタンク内を乾燥させたりすることによって、より確実に水の腐敗を防止することが可能になる。
(実施の形態11)
実施の形態12に係る燃料電池発電装置は、蒸気排気弁を備えることによって、貯水部内の圧力の上昇を防止することができるように構成されたものである。
図14は、本発明の実施の形態11に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。図14に示すように、本実施の形態に係る燃料電池発電装置は、加熱部6bの加熱処理に伴って発生する水蒸気を排気するための蒸気排気弁13を貯水部6に設けている。なお、本実施の形態に係る燃料電池発電装置のその他の構成については実施の形態9の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
次に、以上のように構成された実施の形態11に係る本発明の燃料電池発電装置の動作について説明する。
本実施の形態の燃料電池発電装置も、実施の形態1乃至5の場合と同様に、ユーザ又はメンテナンス業者等に対してタンク6a内の水の排出を促すべく、所定のタイミングで排出指示情報を表示部30に表示させる。また、この動作とは別に、以下のようにしてタンク6a内の水を加熱することによって、水の腐敗を確実に防止する。
本実施の形態の燃料電池発電装置は、実施の形態1の場合と同様にして、水素生成部1にて水素ガスを生成し、その水素ガスと空気とを用いて燃料電池3にて発電を行う。そして、その発電の際に生成された水を水回収部5が回収し、回収された水が貯水部6のタンク6aに貯えられる。また、冷却水タンク61から供給された水も同様にタンク6aに貯えられる。このようにしてタンク6aに貯えられた水は、90℃程度の加熱温度で所定の時間だけ加熱部6bにて加熱される。
ここで、耐熱性を有する雑菌が繁殖しているような場合においては、その雑菌を死滅させるために必要な高い温度で水を加熱する必要が生じる。しかしながら、そのような高い温度で加熱部6bが加熱処理を行うと、これに伴って水蒸気が発生し、その結果貯水部6内の圧力が上昇するため、貯水部6が相当の耐圧性を有していなければならない。これは、燃料電池発電装置の製造コストを上昇させる原因になり得る。そのため、貯水部6は、制御装置7から出力された制御信号に基づいて蒸気排気弁13を作動させることによって、加熱部6bの加熱処理に伴って発生した水蒸気を排気する。これにより、貯水部6内の圧力の上昇を回避することができる。
蒸気排気弁13を介して排気された水蒸気は、燃料電池発電装置の外部に排出されるとともに、水素生成部1に供給されて水素ガスを生成する際の改質反応に利用される。これにより、水蒸気を発生したときに消費された熱エネルギーを有効に利用することができる。
なお、本実施の形態に係る燃料電池発電装置も、実施の形態10の場合と同様に、貯水部6と水浄化部11との間に冷却部12を備えていてもよい。また、実施の形態6のようにタンク内の洗浄を行ったり、実施の形態7のようにタンク内を乾燥させたりすることによって、より確実に水の腐敗を防止することが可能になる。
(実施の形態12)
実施の形態12に係る燃料電池発電装置は、実施の形態8の場合のように貯水部が具備するタンクを2つに分けることによって、水浄化部を効率的に稼動させることができるように構成されたものである。
図15は、本発明の実施の形態12に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。図15に示すように、本実施の形態の燃料電池発電装置が備える貯水部6は、タンク6aを加熱するための電気ヒータ及び当該電気ヒータによる加熱温度を測定するための温度センサを具備する加熱部6bを備えている。
制御装置7は、貯水部6の加熱部6bの動作を制御するとともに、加熱部6bの温度センサの測定値を示す温度測定信号を貯水部6から受け取る。
なお、実施の形態12に係る燃料電池発電装置のその他の構成については、実施の形態8の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
次に、以上のように構成された実施の形態12に係る本発明の燃料電池発電装置の動作について説明する。
本実施の形態の燃料電池発電装置も、実施の形態1乃至5の場合と同様に、ユーザ又はメンテナンス業者等に対してタンク6a内の水の排出を促すべく、所定のタイミングで排出指示情報を表示部30に表示させる。また、この動作とは別に、以下のようにしてタンク6a内の水を加熱することによって、水の腐敗を確実に防止する。
本実施の形態の燃料電池発電装置は、実施の形態9の場合と同様にして、水素生成部1にて水素ガスを生成し、その水素ガスと空気とを用いて燃料電池3にて発電を行う。そして、その発電の際に生成された水が水回収部5にて回収される。水回収部5は、回収した水を貯水部6に対して供給するために、切替部20に対して回収水を供給する。切替部20は、制御装置7から出力された制御信号に基づいて、水回収部5から供給された回収水の供給先を、第1タンク6aと第2タンク6aとの間で所定のタイミングで切り替える。これにより、第1タンク6aと第2タンク6aとに水が交互に供給されることになる。
貯水部6の加熱部6bは、実施の形態9の場合と同様にして所定の時間間隔で繰り返し加熱処理を実行する。ここで、加熱部6bは、第1タンク6a及び第2タンク6aに対して交互に加熱処理を行う。すなわち、例えば第1タンク6aに貯えられている水に対する加熱処理を行った場合、次の加熱処理は第2タンク6aに貯えられている水に対して行う。
貯水部6は、このようにして加熱処理がなされた第1タンク6a及び第2タンク6a内の水を水浄化部11に供給する。ここで、貯水部6は、加熱処理が終了した時点から現在までの経過時間が長い方のタンク内の水を水浄化部11に供給する。このように動作することによって、加熱処理後の水の温度が十分に下がった後にその水が水浄化部11に供給されることになる。
なお、加熱処理が終了した時点からの経過時間が所定時間より長い場合、雑菌が発生する確率が高くなる。したがって、この場合には他方のタンクより水を供給することが望ましい。
ところで、前述したように、切替部20によって水回収部5から供給される回収水は、第1タンク6a及び第2タンク6aに対して交互に供給される。そのため、回収水が第1タンク6aに供給されており、該第1タンク6aが貯水動作中のときには第2タンク6aに貯えられている水に対して加熱処理を行い、一方回収水が第2タンク6aに供給されており、該第2タンク6aが貯水動作中のときには第1タンク6aに貯えられている水に対して加熱処理を行うようにすれば、前述したとおり、加熱部6bが第1タンク6a及び第2タンク6aに対して交互に加熱処理を行うことになる。
実施の形態10で述べたとおり、加熱部6bによって加熱された水が高温のまま水浄化部11に供給された場合、活性炭及びイオン交換樹脂などの浄水機能が低下するおそれがある。本実施の形態の燃料電池発電装置では、前述したように十分に温度が下がった水が水浄化部11に供給されることになる。これにより、水浄化部11の浄水機能の低下を防止することができる。
なお、本実施の形態では、貯水部6が第1タンク6a及び第2タンク6aの2つのタンクを備えているが、3つ以上のタンクを備えるようにしてもよい。貯水部6が3つ以上のタンクを備えている場合、それらのタンクのそれぞれに対して加熱部6bによる加熱処理を順次行い、最先に加熱処理がなされたタンクに貯えられている水を水浄化部11に供給するようにすればよい。
また、本実施の形態に係る燃料電池発電装置が、実施の形態10の場合と同様に、貯水部6と水浄化部11との間に冷却部12を備えていてもよく、また実施の形態11の場合と同様に蒸気排気弁13を備えていてもよいことは言うまでもない。さらに、実施の形態6のようにタンク内の洗浄を行ったり、実施の形態7のようにタンク内を乾燥させたりすることによって、より確実に水の腐敗を防止することが可能になる。
なお、以上詳述した各実施の形態を適宜組み合わせることによって、新たな形態の燃料電池発電装置を構成することが可能である。
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
本発明に係る燃料電池発電装置は、小規模であっても高効率で発電できる発電装置として有用である。
本発明の実施の形態1に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態1に係る燃料電池発電装置が備える制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係る燃料電池発電装置が備える制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態3に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態3に係る燃料電池発電装置が備える制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態4に係る燃料電池発電装置が備える制御装置7の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態5に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態6に係る燃料電池発電装置が備える制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態7に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態7に係る燃料電池発電装置が備える制御装置7の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態8に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態9に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態10に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態11に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態12に係る燃料電池発電装置の構成を示すブロック図である。
符号の説明
1 水素生成部
1a 改質部
1b CO変成部
1c CO除去部
2 原料供給部
3 燃料電池
4 ブロアー
5 水回収部
6 貯水部
6a タンク
6a 第1タンク
6a 第2タンク
6b 加熱部
7 制御装置
7a メモリ
8 排水口
9 水供給弁
10 水供給部
10a ポンプ
11 水浄化部
11a フィルター
12 冷却部
13 蒸気排気弁
20 切替部
21 第1排水口
22 第2排水口
30 表示部
31 気体取り入れ口
32 フィルター
50 水圧検出部
61 冷却水タンク
62 冷却水加熱部
63 冷却水浄化部

Claims (19)

  1. 原料を改質反応させて水素ガスを生成する水素生成部と、燃料極及び空気極を具備し、前記燃料極に供給された前記水素ガスと前記空気極に供給された酸素ガスとを電気化学的に反応させて発電を行う燃料電池とを備える燃料電池発電装置において、
    前記燃料極及び前記空気極の少なくとも一方から排出される水蒸気から水を回収する水回収部と、
    前記水回収部によって回収された水を貯えるタンクを具備する貯水部と、
    前記タンクに貯えられている水を前記水素生成部へ供給する水供給部とを備え、
    前記タンクは、当該タンクに貯えられている水の腐敗を防止するために、水を外部へ排出可能なように構成されており、
    水の腐敗を防止するために、前記貯えられている水を外部へ排出すべきか否かを判定するように構成されていることを特徴とする燃料電池発電装置。
  2. 前記燃料電池発電装置の累積運転時間に基づいて、前記貯えられている水を外部へ排出すべきか否かを判定するように構成されている、請求項1に記載の燃料電池発電装置。
  3. 前記水供給部は、前記タンクに貯えられている水を輸送するためのポンプを有し、
    前記タンクと前記ポンプとの間には水を浄化するためのフィルターが設けられており、
    前記ポンプが出力する水の流量に基づいて、前記貯えられている水を外部へ排出すべきか否かを判定するように構成されている、請求項1に記載の燃料電池発電装置。
  4. 前記水供給部は、前記タンクに貯えられている水を輸送するためのポンプを有し、
    前記タンクと前記ポンプとの間には水を浄化するためのフィルターが設けられており、
    前記ポンプの動作状態に基づいて、前記貯えられている水を外部へ排出すべきか否かを判定するように構成されている、請求項1に記載の燃料電池発電装置。
  5. 前記タンクから前記貯えられている水が外部へ排出された後、前記タンク内を乾燥させるように構成されている、請求項1に記載の燃料電池発電装置。
  6. 前記タンクを加熱する加熱部を更に備え、
    前記加熱部によって前記タンクを加熱することにより、前記タンク内を乾燥させるように構成されている、請求項5に記載の燃料電池発電装置。
  7. 前記加熱部は、100℃から130℃までの範囲内の温度で前記タンクを加熱するように構成されている、請求項6に記載の燃料電池発電装置。
  8. 前記加熱部は、前記タンクに水が貯えられている場合に当該タンクを加熱するように構成されている、請求項6に記載の燃料電池発電装置。
  9. 水を浄化するための水浄化部と、
    前記加熱部により加熱された水を冷却するための冷却部とを更に備え、
    前記水供給部は、前記冷却部によって冷却された水を前記水浄化部を介して前記水素生成部に供給し得るように構成されている、請求項8に記載の燃料電池発電装置。
  10. 前記タンクは、開閉自在な排気口を有しており、前記加熱部の加熱により発生する気体を外部へ排出可能なように構成されている、請求項8に記載の燃料電池発電装置。
  11. 前記タンクから排出された気体を前記水素生成部に供給するように構成されている、請求項10に記載の燃料電池発電装置。
  12. 前記タンクは、外部から水が供給されるように構成されており、
    前記タンクから前記貯えられている水が外部へ排出された後、外部から前記タンクへ水が供給されることによって当該タンク内を洗浄し、その後、前記タンク内が乾燥されるように構成されている、請求項5に記載の燃料電池発電装置。
  13. 外部より供給される水の塩素濃度は0.1乃至5mg/lの範囲内である、請求項12に記載の燃料電池発電装置。
  14. 前記タンクは、外部から水が供給されるように構成されており、
    前記タンクから前記貯えられている水が外部へ排出された後、外部から前記タンクへ水が供給されることによって当該タンク内を洗浄するように構成されている、請求項1に記載の燃料電池発電装置。
  15. 前記貯水部は、順次貯水が行われる複数のタンクを有し、
    前記複数のタンクのうち貯水が行われていないタンクに貯えられている水を外部へ排出すべきか否かを判定するように構成されている、請求項1に記載の燃料電池発電装置。
  16. 前記タンクから前記貯えられている水が外部へ排出された後、当該タンク内を乾燥させるように構成されている、請求項15に記載の燃料電池発電装置。
  17. 前記タンクを加熱する加熱部を更に備え、
    前記加熱部によって前記タンクを加熱することにより、前記タンク内を乾燥させるように構成されている、請求項16に記載の燃料電池発電装置。
  18. 外部から前記タンクに気体を取り入れるための気体取り入れ部を更に備える、請求項1に記載の燃料電池発電装置。
  19. 気体の通流方向において前記気体取り入れ部の上流側には、気体中の固体不純成分を除去するためのフィルターが設けられている、請求項18に記載の燃料電池発電装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010113885A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp 燃料電池発電システムおよびその運転方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4670237B2 (ja) * 2003-12-08 2011-04-13 株式会社デンソー 燃料電池システム
JP4886968B2 (ja) * 2004-02-24 2012-02-29 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
JP4886970B2 (ja) * 2004-03-25 2012-02-29 アイシン精機株式会社 燃料電池システム
JP2006023671A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Sharp Corp 画像形成装置及びそれを用いた画像形成方法
JP4951862B2 (ja) * 2005-02-07 2012-06-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
JP5285946B2 (ja) * 2007-04-06 2013-09-11 パナソニック株式会社 水素生成装置の運転方法、及び燃料電池システムの運転方法
JP2008300067A (ja) * 2007-05-29 2008-12-11 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp 燃料電池発電装置、その制御方法及び制御プログラム
CN102272040B (zh) * 2009-03-30 2014-07-23 松下电器产业株式会社 氢生成装置、燃料电池系统以及氢生成装置的运转方法
JP5458668B2 (ja) * 2009-05-27 2014-04-02 パナソニック株式会社 燃料電池システム
JP4748465B2 (ja) * 2009-05-28 2011-08-17 Toto株式会社 燃料電池装置
US9054354B2 (en) 2010-04-16 2015-06-09 The Raymond Corporation Fuel cell water disposal
RU2558340C2 (ru) * 2010-05-18 2015-07-27 Актиеболагет Электролюкс Способ и система розлива напитков
JP5891443B2 (ja) * 2011-03-14 2016-03-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 燃料電池システム及びその運転方法
US9499899B2 (en) * 2013-03-13 2016-11-22 Intermolecular, Inc. Systems, methods, and apparatus for production coatings of low-emissivity glass including a ternary alloy
GB2516957A (en) * 2013-08-08 2015-02-11 Intelligent Energy Ltd Coolant purification
JP7029268B2 (ja) * 2017-10-16 2022-03-03 株式会社デンソー 燃料電池システム
CN110364753A (zh) * 2019-07-26 2019-10-22 东风汽车集团有限公司 一种氢燃料电池的阳极排水控制方法及其排水系统

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5047298A (en) * 1990-11-13 1991-09-10 Perry Oceanographics, Inc. Closed loop reactant/product management system for electrochemical galvanic energy devices
JPH0822833A (ja) * 1994-07-05 1996-01-23 Osaka Gas Co Ltd 燃料電池
JPH08138714A (ja) * 1994-11-14 1996-05-31 Osaka Gas Co Ltd 燃料電池発電装置の生成水回収装置
JPH0963612A (ja) * 1995-08-18 1997-03-07 Tokyo Gas Co Ltd 水冷式燃料電池発電装置
JPH0963611A (ja) * 1995-08-18 1997-03-07 Tokyo Gas Co Ltd 水冷式燃料電池発電装置
JPH09306524A (ja) * 1996-05-08 1997-11-28 Tokyo Gas Co Ltd 水冷式燃料電池発電装置
JPH09306523A (ja) * 1996-05-08 1997-11-28 Tokyo Gas Co Ltd 水冷式燃料電池発電装置
JPH10223249A (ja) 1997-02-03 1998-08-21 Toyota Motor Corp 燃料電池装置および燃料電池装置の流路凍結防止方法
JP3553377B2 (ja) * 1998-07-02 2004-08-11 本田技研工業株式会社 燃料電池システムおよびその排水方法
JP2000348752A (ja) * 1999-06-02 2000-12-15 Fuji Electric Co Ltd 燃料電池発電装置の生成水回収装置
DE19958829C1 (de) * 1999-11-30 2001-08-02 Mannesmann Ag Brennstoffzellensystem mit einer Vorrichtung zum Zuleiten von Brennstoff
US6432568B1 (en) * 2000-08-03 2002-08-13 General Motors Corporation Water management system for electrochemical engine
JPWO2002023661A1 (ja) * 2000-09-14 2004-01-29 株式会社東芝 固体高分子型燃料電池システム
JP2002112761A (ja) * 2000-10-06 2002-04-16 Toshiba Corp 微生物計測センサ
WO2002035632A1 (fr) * 2000-10-20 2002-05-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Systeme de pile a combustible et procede de fonctionnement de ce systeme
JP5092186B2 (ja) * 2001-03-09 2012-12-05 パナソニック株式会社 燃料電池コージェネシステム
JP3642285B2 (ja) * 2001-03-14 2005-04-27 日産自動車株式会社 燃料電池システムおよびその微生物抑制方法
JP2002343393A (ja) * 2001-05-18 2002-11-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池発電装置
US6743540B2 (en) * 2001-07-31 2004-06-01 Plug Power Inc. Method and apparatus for collecting condensate in an integrated fuel cell system
US7026065B2 (en) * 2001-08-31 2006-04-11 Plug Power Inc. Fuel cell system heat recovery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010113885A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 Toshiba Fuel Cell Power Systems Corp 燃料電池発電システムおよびその運転方法

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