JP5251312B2 - Fuel cell system - Google Patents
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Description
本発明は、固体高分子形燃料電池を用いて発電を行う燃料電池システムに関するものである。 The present invention relates to a fuel cell system that generates power using a polymer electrolyte fuel cell.
従来の燃料電池システムについて、図4を用いて説明する。 A conventional fuel cell system will be described with reference to FIG.
従来の燃料電池システムは、燃料電池1を冷却する冷却水を貯める冷却水タンク2と、燃料電池1より排出される排気燃料ガスおよび排気酸化剤ガスを凝縮器3,4で凝縮した凝縮水を貯めるとともに、大気に開放された凝縮水タンク5と、この凝縮水タンク5内の水位を一定に保持するフロートスイッチ6と、このフロートスイッチ5の外周を囲むように設けた筒形フイルタ7と、凝縮水タンク5内の水を冷却水タンク2に供給する水供給ポンプ8を設けた水供給路9と、この水供給ポンプ8の上流側の水供給路9に設けたポンプフイルタ10を具備していた(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
しかしながら、上記従来の構成では、筒形フイルタ7とポンプフイルタ10とがあって構造が複雑でコスト高となり更にはメンテナンスもしにくいものであった。特にポンプフイルタ10のメンテナンス時に凝縮水タンク5内の水が流出する課題もあった。
However, in the above-described conventional configuration, the
本発明は、構造を簡素化してコスト低減を図りかつメンテナンスも容易にすることを目的とするものである。 An object of the present invention is to simplify the structure, reduce costs, and facilitate maintenance.
上記従来の課題を解決するために、本発明は、燃料電池より排出される排気燃料ガスおよび排気酸化剤ガスを凝縮した凝縮水を貯める大気に開放された凝縮水タンクと、この凝縮水タンク内の水位を一定に保持するフロートスイッチと、前記凝縮水タンク内の水を前
記冷却水タンクに供給する水供給ポンプを設けた水供給路とを具備し、前記フロートスイッチの外周を囲むように筒形フイルタを設け、この筒形フイルタの下方の出口部と前記水供給路の入口部とを連通させ、前記筒形フィルタをメンテナンスする場合は前記筒形フィルタと前記フロートスイッチとを一体にして上方に取り外せるように構成されているものである。
In order to solve the above-described conventional problems, the present invention provides a condensed water tank opened to the atmosphere for storing condensed water obtained by condensing exhaust fuel gas and exhaust oxidant gas discharged from a fuel cell, and the inside of the condensed water tank. And a water supply path provided with a water supply pump for supplying water in the condensate water tank to the cooling water tank, and a cylinder so as to surround the outer periphery of the float switch When a cylindrical filter is provided, the outlet part below the cylindrical filter communicates with the inlet part of the water supply passage, and when the cylindrical filter is to be maintained, the cylindrical filter and the float switch are integrated into the upper part. It is configured to be removable .
これにより、凝縮水タンクの構造を簡素化でき、そのためコスト低減が図れ、かつメンテナンスも容易にすることができる。 Thereby, the structure of the condensed water tank can be simplified, so that the cost can be reduced and the maintenance can be facilitated.
本発明の燃料電池システムによれば、凝縮水タンクの構造を簡素化でき、そのためコスト低減が図れ、かつメンテナンスも容易にすることができる。 According to the fuel cell system of the present invention, the structure of the condensed water tank can be simplified, so that the cost can be reduced and the maintenance can be facilitated.
第1の発明は、燃料ガスと酸化剤ガスを用いて発電を行う固体高分子形の燃料電池と、この燃料電池を冷却する冷却水を貯める冷却水タンクと、燃料電池より排出される排気燃料ガスおよび排気酸化剤ガスを凝縮した凝縮水を貯める大気に開放された凝縮水タンクと、この凝縮水タンク内の水位を一定に保持するフロートスイッチと、凝縮水タンク内の水を冷却水タンクに供給する水供給ポンプを設けた水供給路とを具備し、フロートスイッチの外周を囲むように筒形フイルタを設け、この筒形フイルタの下方の出口部と水供給路の入口部とを連通させ、前記筒形フィルタをメンテナンスする場合は前記筒形フィルタと前記フロートスイッチとを一体にして上方に取り外せるように構成されているものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a polymer electrolyte fuel cell that generates power using a fuel gas and an oxidant gas, a cooling water tank that stores cooling water for cooling the fuel cell, and exhaust fuel discharged from the fuel cell. A condensed water tank opened to the atmosphere that stores condensed water condensed with gas and exhaust oxidant gas, a float switch that keeps the water level in this condensed water tank constant, and water in the condensed water tank into the cooling water tank A water supply passage provided with a water supply pump for supplying water, a cylindrical filter is provided so as to surround the outer periphery of the float switch, and an outlet portion below the cylindrical filter is connected to an inlet portion of the water supply passage. When performing maintenance on the cylindrical filter, the cylindrical filter and the float switch are integrated and can be removed upward .
この構成により、凝縮水タンクの構造が簡素化でき、そのためコスト低減が図れ、かつメンテナンスも容易にすることができる。 With this configuration, the structure of the condensed water tank can be simplified, so that the cost can be reduced and maintenance can be facilitated.
第2の発明は、第1の発明において、筒形フイルタの下方の出口部と水供給路の入口部との間にパッキンを介して連通させたものであり、この構成により、水供給ポンプも細菌などの侵入が極力無い状態が得られるため水供給ポンプの故障も防止できる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a water supply pump is also connected to the outlet portion below the cylindrical filter and the inlet portion of the water supply path via a packing. A water supply pump can be prevented from malfunctioning because a state in which bacteria and the like do not enter is obtained as much as possible.
第3の発明は、第1の発明において、フロートスイッチと水供給路の入口部を同軸上に配置したものであり、この構成により、水供給ポンプ動作時はフロートスイッチの回りは流水状態が得られることになり細菌がフロートスイッチに付着しにくくなる。 According to a third invention, in the first invention, the float switch and the inlet portion of the water supply path are arranged coaxially. With this configuration, a flowing water state is obtained around the float switch when the water supply pump is operated. This makes it difficult for bacteria to adhere to the float switch.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における固体高分子形の燃料電池システムの構成図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a solid polymer fuel cell system according to Embodiment 1 of the present invention.
本実施の形態1における燃料電池システムには、燃料ガスと酸化剤ガスを用いて発電を行う固体高分子形の燃料電池11と、この燃料電池11を冷却する冷却水を貯める冷却水タンク12と、冷却水を循環させる冷却水路13と、冷却水を冷却水路13に循環させる手段としての冷却水ポンプ14と、冷却水を冷却する熱交換器15を有する。
The fuel cell system according to Embodiment 1 includes a solid
また、この燃料電池システムは、燃料電池11より排出される排気燃料ガスを冷却し含まれる水蒸気を凝縮させる燃料側凝縮器16と、燃料電池11より排出される排気酸化剤ガスを冷却し含まれる水蒸気を凝縮させる空気側凝縮器17と、燃料側凝縮器16および空気側凝縮器17で凝縮した凝縮水を貯めるとともに大気に開放された凝縮水タンク18を有する。
In addition, the fuel cell system includes a
さらに、この燃料電池システムは、凝縮水タンク18内の水位を一定に保持するフロートスイッチ19と、凝縮水タンク18内の水を冷却水タンク12に供給する水供給ポンプ20を設けた水供給路21と、冷却水タンク12内部の余剰冷却水を排出する水排出路22とフロートスイッチ19の外周を囲むように設けた筒形フイルタ23と、この筒形フイルタ23の下方の出口部24と、出口部24と水供給路21の入口部25とを漏れなく連通させるパッキン26とを備えている。なお、フロートスイッチ19と水供給路21の入口部25の位置関係は同軸上である。
Further, this fuel cell system has a water supply path provided with a
次に、本実施の形態における燃料電池システムの凝縮水タンク18の運転動作を説明する。
Next, the operation of the condensed
燃料ガスと酸化剤ガスを燃料電池11に供給する。燃料電池11の電気化学反応によって酸化剤ガス側に水が生成される。燃料電池11から排出された酸化剤ガスは空気側凝縮器17に導かれ外気と熱交換することにより温度が低下し、排気燃料ガスに含まれる水蒸気は凝縮し水として凝縮水タンク18に回収される。
Fuel gas and oxidant gas are supplied to the
一方、燃料電池11から排出された排気燃料ガスは燃料側凝縮器16に導かれ外気と熱交換することにより温度が低下し、排気燃料ガスに含まれる水蒸気は凝縮し水として凝縮水タンク18に回収される。
On the other hand, the exhaust fuel gas discharged from the
さらに発電を行う燃料電池11の温度を70℃以上で一定に保つために冷却水路13を通して冷却水ポンプ14で水を循環させ熱交換器15において燃料電池11で発生した熱を外部へ放出する。また冷却水タンク12内部の冷却水が減少したときは水供給路21の水供給ポンプ20を作動させることにより冷却水タンク12に凝縮水タンク18の水を供給する。このとき水が過剰に入ったとしても水排出路22により余剰冷却水は凝縮水タンク18に排出される。
Further, in order to keep the temperature of the
さらに冷却水タンク12の上方にある気体は水排出路22を通じて大気開放された凝縮水タンク18と接続されているため、冷却水タンク12内部の圧力は常に大気開放された状態と同等である。
Further, since the gas above the
一方筒形フイルタ23により筒形フイルタ23内部は細菌などの侵入が極力無い状態が得られ、よってフロートスイッチ19の誤動作も防止できる。筒形フイルタ23の下方の出口部24と水供給路21の入口部25とはパッキン26を介して連通されており水供給ポンプ20も細菌などの侵入が極力無い状態が得られるため水供給ポンプ20の故障も防止できる。
On the other hand, the
さらにはフロートスイッチ19と水供給路21の入口部25は同軸上であるため水供給ポンプ20動作時はフロートスイッチ19の回りは流水状態が得られることになり細菌がフロートスイッチ19に付着しにくくなる。
Furthermore, since the
その効果はフロートスイッチ19と筒形フイルタ23との間隔を狭くする程顕著であり同時に全体構成のコンパクト化も図れる。万一、筒形フイルタ23のメンテナンス時は筒形フイルタ23とフロートスイッチ19が合体状態で上方に外せるためメンテナンスが容易で外した状態でも凝縮水タンク18の水が漏れることも無い。
The effect becomes more prominent as the distance between the
本発明の燃料電池システムは、凝縮水タンクの構造を簡素化できるためコスト低減を図ることができ、かつメンテナンスも容易にすることができるなど極めて有用である。 The fuel cell system of the present invention is extremely useful in that the structure of the condensed water tank can be simplified and the cost can be reduced and maintenance can be facilitated.
11 燃料電池
12 冷却水タンク
18 凝縮水タンク
19 フロートスイッチ
20 水供給ポンプ
21 水供給路
23 筒形フイルタ
24 出口部
25 入口部
26 パッキン
DESCRIPTION OF
Claims (3)
この燃料電池を冷却する冷却水を貯める冷却水タンクと、
前記燃料電池より排出される排気燃料ガスおよび排気酸化剤ガスを凝縮した凝縮水を貯める大気に開放された凝縮水タンクと、
この凝縮水タンク内の水位を一定に保持するフロートスイッチと、
前記凝縮水タンク内の水を前記冷却水タンクに供給する水供給ポンプを設けた水供給路と、
を具備し、
前記フロートスイッチの外周を囲むように筒形フイルタを設け、この筒形フイルタの下方の出口部と前記水供給路の入口部とを連通させ、
前記筒形フィルタをメンテナンスする場合は前記筒形フィルタと前記フロートスイッチとを一体にして上方に取り外せるように構成されている、
燃料電池システム。 A polymer electrolyte fuel cell that generates power using fuel gas and oxidant gas;
A cooling water tank for storing cooling water for cooling the fuel cell;
A condensed water tank opened to the atmosphere for storing condensed water obtained by condensing exhaust fuel gas and exhaust oxidant gas discharged from the fuel cell;
A float switch that keeps the water level in the condensate tank constant,
A water supply path provided with a water supply pump for supplying water in the condensed water tank to the cooling water tank ;
Comprising
A cylindrical filter is provided so as to surround the outer periphery of the float switch, and an outlet part below the cylindrical filter and an inlet part of the water supply path are communicated with each other .
When maintaining the cylindrical filter, the cylindrical filter and the float switch are integrated and can be removed upward.
Fuel cell system.
The fuel cell system according to claim 1, wherein the float switch and the inlet of the water supply path are arranged coaxially.
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