JP6141665B2 - Fuel cell device - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell device.
近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス(水素含有ガス)と酸素含有ガス(空気)とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを複数個配列してなるセルスタックが知られている。また、セルスタックを収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールや、燃料電池モジュールを外装ケース内に収納してなる燃料電池装置が種々提案されている。 In recent years, as a next-generation energy, a cell stack in which a plurality of fuel cells that can obtain electric power using a fuel gas (hydrogen-containing gas) and an oxygen-containing gas (air) are arranged is known. Various fuel cell modules in which a cell stack is stored in a storage container and fuel cell devices in which a fuel cell module is stored in an outer case have been proposed.
このような燃料電池装置においては、天然ガスや灯油等の原燃料を改質処理して、燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成する改質器を備えており、該改質器では効率のよい改質反応である水蒸気改質を行なうことが知られている。 Such a fuel cell device is provided with a reformer that reforms raw fuel such as natural gas or kerosene to generate fuel gas to be supplied to the fuel cell, and the reformer is efficient. It is known to perform steam reforming, which is a good reforming reaction.
また、このような燃料電池装置と給湯器とを組み合わせてなるコジェネレーションシステムにおいては、燃料電池モジュールより排出される排ガスと水とで熱交換を行ない、この熱交換の際に排ガスに含まれる水が凝縮水として生成される。 Further, in such a cogeneration system in which a fuel cell device and a water heater are combined, heat exchange is performed between the exhaust gas discharged from the fuel cell module and water, and the water contained in the exhaust gas at the time of this heat exchange. Is produced as condensed water.
そして、熱交換により生成された凝縮水は、続いて水処理装置によって純水が生成され、生成された純水は一端水タンクに貯水された後、水ポンプにより改質器に供給される。改質器では、水ポンプより供給された水を用いて水蒸気改質を行なう。生成された水蒸気を含む燃料ガスが燃料電池セルでの発電に使用された後、燃料電池モジュールより排出される。上述したような構成により、水自立運転が可能な燃料電池装置とされる(例えば、特許文献1参照。)。 And the condensed water produced | generated by heat exchange produces | generates a pure water by a water treatment apparatus succeedingly, and the produced | generated pure water is once stored in a water tank, and is supplied to a reformer by a water pump. In the reformer, steam reforming is performed using water supplied from a water pump. After the generated fuel gas containing water vapor is used for power generation in the fuel cell, it is discharged from the fuel cell module. With the configuration described above, a fuel cell device capable of water self-sustained operation is provided (for example, see Patent Document 1).
ところで、このような燃料電池装置においては、水処理装置と水タンクとを接続する接続配管に気泡が生じる場合があり、この気泡によって水の流れが遮られ、水タンクの水位が低下し、場合によっては燃料電池装置の運転が停止するおそれがあった。 By the way, in such a fuel cell device, bubbles may be generated in the connection pipe connecting the water treatment device and the water tank, the flow of water is blocked by the bubbles, and the water level of the water tank is lowered. In some cases, the operation of the fuel cell device may be stopped.
それゆえ、本発明は、水処理装置と水タンクとを接続する接続配管に気泡が留まることを抑制でき、長期信頼性の向上した燃料電池装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell device that can suppress air bubbles from remaining in a connection pipe that connects a water treatment device and a water tank, and has improved long-term reliability.
本発明の燃料電池装置は、燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なう燃料電池セルと、該燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための水蒸気改質反応が可能な改質器と、該改質器に供給するための水を精製する水処理装置と該水処理装置にて処理され、前記改質器に供給するための水を貯水する水タンクと、前記水処理装置と前記水タンクとをつなぐ1つの接続配管とを有し、該接続配管は、前記水タンク側の上端が前記水処理装置側の上端よりも高い位置となるように接続され、少なくとも内面の水の流れる方向に沿った上方側が、前記水処理装置と前記水タンクとを連続して傾斜して接続していることを特徴と
する。
A fuel cell device of the present invention includes a fuel cell that generates power with a fuel gas and an oxygen-containing gas, a reformer capable of a steam reforming reaction for generating fuel gas to be supplied to the fuel cell, and A water treatment device that purifies water to be supplied to the reformer, a water tank that is treated by the water treatment device and stores water to be supplied to the reformer, the water treatment device, and the water A connecting pipe for connecting to the tank, the connecting pipe being connected so that the upper end on the water tank side is higher than the upper end on the water treatment apparatus side, and at least the direction of water flow on the inner surface upper side along the can, and wherein the connecting inclined continuously between the water tank and the water treatment equipment.
本発明の燃料電池装置は、水処理装置より接続配管を介して水タンクに供給される水に気泡が含まれていた場合であっても、該気泡が接続配管内に留まることを抑制でき、長期信頼性の向上した燃料電池装置とすることができる。 The fuel cell device of the present invention can suppress the bubbles from staying in the connection pipe even if the water supplied to the water tank through the connection pipe from the water treatment device contains bubbles, A fuel cell device with improved long-term reliability can be obtained.
図1は、本実施形態の燃料電池装置を備える燃料電池システムの構成の一例を示す構成図である。図1に示す燃料電池システムは、本実施形態の燃料電池装置の一例である発電ユニットと、熱交換後の湯水を貯湯する貯湯ユニットと、これらのユニット間を水が循環するための循環配管とから構成されている。なお、以降の図において同一の構成については同一の符号を用いて説明する。 FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a configuration of a fuel cell system including the fuel cell device of the present embodiment. The fuel cell system shown in FIG. 1 includes a power generation unit that is an example of the fuel cell device of the present embodiment, a hot water storage unit that stores hot water after heat exchange, and a circulation pipe that circulates water between these units. It is composed of In the following drawings, the same components are described using the same reference numerals.
図1に示す発電ユニットは、燃料極層、固体電解質層、酸素極層を有する燃料電池セルを複数個組み合わせてなるセルスタック5、都市ガス等の原燃料を供給する原燃料供給部1、セルスタック5を構成する燃料電池セルに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給部2、原燃料と水蒸気により原燃料を水蒸気改質する改質器3を備えている。なお、図1に示す発電ユニットでは、セルスタック5と改質器3とを収納容器に収納することで燃料電池モジュール4(以下、モジュールという場合がある。)が構成され、図1においては、二点鎖線により囲って示している。なお、図1には示していないが、セルスタック5から排出される発電に使用されなかった排ガスを浄化するための浄化装置や、発電で使用されなかった燃料ガスを燃焼させるための着火装置を設けることができる。
A power generation unit shown in FIG. 1 includes a
また、図1に示す発電ユニットにおいては、セルスタック5を構成する燃料電池セルの発電により生じた排ガス(排熱)と水とで熱交換を行なう熱交換器8に水を循環させる循環配管15、熱交換器8で生成された凝縮水を純水に処理するための水処理装置9、水処理装置9にて処理された水(純水)を貯水するための水タンク11とが設けられており、水タンク11と熱交換器8との間が凝縮水供給管10により接続されている。なお、水処理装置9としてはイオン交換樹脂を備えるイオン交換樹脂装置を用いることが好ましい。
Further, in the power generation unit shown in FIG. 1, a circulation pipe 15 that circulates water to a heat exchanger 8 that performs heat exchange between exhaust gas (exhaust heat) generated by power generation of fuel cells constituting the
水タンク11に貯水された水は、水タンク11と改質器3とを接続する水供給管13に備えられた水ポンプ12により改質器3に供給される。
The water stored in the
さらに図1に示す発電ユニットは、モジュール4にて発電された直流電力を交流電力に変換し、変換された電気の外部負荷への供給量を調整するための供給電力調整部(パワー
コンディショナ)6、熱交換器8の出口に設けられ熱交換器8の出口を流れる水(循環水流)の水温を測定するための出口水温センサ14のほか、各種機器の動作を制御する制御装置7が設けられており、循環配管15内で水を循環させる循環ポンプ17とあわせて発電ユニットが構成されている。そして、これら発電ユニットを構成する各装置を、外装ケース内に収納することで、設置や持ち運び等が容易な燃料電池装置とすることができる。なお、貯湯ユニットは、熱交換後の湯水を貯湯するための貯湯タンク16を具備して構成されている。
Further, the power generation unit shown in FIG. 1 converts the DC power generated by the
ここで、図1に示した燃料電池システムの運転方法について説明する。 Here, an operation method of the fuel cell system shown in FIG. 1 will be described.
セルスタック5の発電に必要な燃料ガスを生成するにあたり、制御装置7は原燃料供給部1、水ポンプ12を作動させる。それにより、改質器3に原燃料(天然ガス、灯油等)と水とが供給され、改質器3で水蒸気改質を行なうことにより、水素を含む燃料ガスが生成されて燃料電池セルの燃料極層側に供給される。
In generating fuel gas necessary for power generation of the
一方、制御装置7は酸素含有ガス供給部2を動作させることにより、燃料電池セルの酸素極層側に酸素含有ガス(空気)を供給する。
On the other hand, the
なお、制御装置7はモジュール4において着火装置(図示せず)を作動させることにより、セルスタック5の発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させる。それにより、モジュール内の温度(セルスタック5や改質器3の温度)が上昇し、効率よい発電を行なうことができる。
The
セルスタック5の発電に伴って生じた排ガスは、浄化装置にて浄化された後、熱交換器8に供給され、循環配管15を流れる水とで熱交換される。熱交換器8での熱交換により生じたお湯は、循環配管15を流れて貯湯タンク16に貯水される。一方、熱交換器8での熱交換によりセルスタック5より排出される排ガスに含まれる水が凝縮水となり、凝縮水供給管10を通じて、水処理装置9に供給される。凝縮水は、水処理装置9にて純水とされて、水タンク11に供給される。水タンク11に貯水された水は、水ポンプ12により水供給管13を介して改質器3に供給される。このように、凝縮水を有効利用することにより、水自立運転を行なうことができる。
The exhaust gas generated with the power generation of the
なお、上述の例においては熱交換器8にて生成される凝縮水のみを改質器3に供給する構成の燃料電池装置を用いて説明したが、改質器3に供給する水として水道水を利用することもできる。この場合、水道水に含まれる不純物を処理するための水処理装置として、例えば、活性炭フィルター、逆浸透膜装置、イオン交換樹脂装置等を、この順に接続することで、純水を効率よく精製することができる。なお、水道水を用いる場合においても、水処理装置にて生成した純水が、水タンク11に貯水されるよう各装置を接続する。
In the above-described example, the fuel cell device configured to supply only the condensed water generated by the heat exchanger 8 to the
続いて、図1に示すモジュール4の一例について説明する。図2、図3は、本実施形態の燃料電池装置を構成するモジュール4の一例を示し、図2はモジュール4を示す外観斜視図であり、図3は図2に示すモジュール4の断面図である。
Next, an example of the
図2に示すモジュール4においては、収納容器18の内部に、内部を燃料ガスが流通するガス流路(図示せず)を有する柱状の燃料電池セル19を立設させた状態で一列に配列し、隣接する燃料電池セル19間が集電部材(図示せず)を介して電気的に直列に接続されているとともに、燃料電池セル19の下端をガラスシール材等の絶縁性接合材(図示せず)でマニホールド20に固定してなるセルスタック5を2つ備えるセルスタック装置21を収納して構成されている。なお、セルスタック5の両端部には、セルスタック5(燃料電池セル19)の発電により生じた電気を集電して外部に引き出すための、電気引き出
し部を有する導電部材が配置されている(図示せず)。なお、図2においては、セルスタック装置21が2つのセルスタック5を備えている場合を示しているが、適宜その個数は変更することができ、例えばセルスタック5を1つだけ備えていてもよい。また、収納容器18には、モジュール4の温度を測定するための温度センサである熱電対28が設けられている。
In the
また、図2においては、燃料電池セル19として、内部を燃料ガスが長手方向に流通するガス流路を有する中空平板型で、ガス流路を有する支持体の表面に、燃料極層、固体電解質層および酸素極層を順に積層してなる固体酸化物形の燃料電池セル19を例示している。なお、燃料電池セル19においては、内部を酸素含有ガスが長手方向に流通するガス流路を有する形状とすることもでき、この場合、内側より酸素極層、固体電解質層、燃料極層を順に設け、モジュール4の構成は適宜変更すればよい。さらには、燃料電池セルは中空平板型に限られるものではなく、例えば平板型や円筒型とすることもでき、あわせて収納容器18の形状を適宜変更することが好ましい。
In FIG. 2, the
また、図2に示すモジュール4においては、燃料電池セル19の発電で使用する燃料ガスを得るために、原燃料供給管25を介して供給される都市ガス等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器3をセルスタック5の上方に配置している。また、改質器3は、効率のよい改質反応である水蒸気改質を行なうことができる構造とすることができ、水を気化させるための気化部23と、原燃料を燃料ガスに改質するための改質触媒(図示せず)が配置された改質部22とを備えている。
Further, in the
そして、改質器3で生成された燃料ガス(水素含有ガス)は、燃料ガス流通管24を介してマニホールド20に供給され、マニホールド20より燃料電池セル19の内部に設けられたガス流路に供給される。なお、セルスタック装置21の構成は、燃料電池セル19の種類や形状により、適宜変更することができ、例えばセルスタック装置21に改質器3を含むこともできる。
The fuel gas (hydrogen-containing gas) generated by the
また図2においては、収納容器18の一部(前後面)を取り外し、内部に収納されるセルスタック装置21を後方に取り出した状態を示している。ここで、図2に示したモジュール4においては、セルスタック装置21を、収納容器18内にスライドして収納することが可能である。
FIG. 2 shows a state in which a part (front and rear surfaces) of the
なお、収納容器18の内部には、マニホールド20に並置されたセルスタック5の間に配置され、酸素含有ガスが燃料電池セル19の側方を下端部から上端部に向けて流れるように、反応ガス導入部材26が配置されている。
The
図3に示すように、モジュール4を構成する収納容器18は、内壁29と外壁30とを有する二重構造で、外壁30により収納容器18の外枠が形成されるとともに、内壁29によりセルスタック装置21を収納する発電室31が形成されている。さらに収納容器18においては、内壁29と外壁30との間を、モジュール4の底部より供給され、燃料電池セル19に導入する酸素含有ガスが流通する反応ガス流路36としている。なお酸素含有ガスはモジュール4の底部に設けられた酸素含有ガス供給口(図示せず)より供給されて、反応ガス流路36を流れる。
As shown in FIG. 3, the
ここで、収納容器18内には、収納容器18の上部より、上端側に酸素含有ガスが流入するための酸素含有ガス流入口(図示せず)とフランジ部39とを備え、下端部に燃料電池セル19の下端部に酸素含有ガスを導入するための反応ガス流出口32が設けられてなる反応ガス導入部材26が、内壁29を貫通して挿入されて固定されている。なお、フランジ部39と内壁29との間には断熱部材33が配置されている。
Here, the
なお、図3においては、反応ガス導入部材26が、収納容器18の内部に並置された2つのセルスタック5間に位置するように配置されているが、セルスタック5の数により、適宜配置することができる。例えば、収納容器18内にセルスタック5を1つだけ収納する場合には、反応ガス導入部材26を2つ設け、セルスタック5を両側面側から挟み込むように配置することができる。
In FIG. 3, the reaction
また発電室31内には、モジュール4内の熱が極端に放散され、燃料電池セル19(セルスタック5)の温度が低下して発電量が低減しないよう、モジュール4内の温度を高温に維持するための断熱部材33が適宜設けられている。
Further, in the
断熱部材33は、セルスタック5の近傍に配置することが好ましく、特には、燃料電池セル19の配列方向に沿ってセルスタック5の側面側に配置するとともに、セルスタック5の側面における燃料電池セル19の配列方向に沿った幅と同等またはそれ以上の幅を有する断熱部材33を配置することが好ましい。なお、セルスタック5の両側面側に断熱部材33を配置することが好ましい。それにより、セルスタック5の温度が低下することを効果的に抑制できる。さらには、反応ガス導入部材26より導入される酸素含有ガスが、セルスタック5の側面側より排出されることを抑制でき、セルスタック5を構成する燃料電池セル19間の酸素含有ガスの流れを促進することができる。なお、セルスタック5の両側面側に配置された断熱部材33においては、燃料電池セル19に供給される酸素含有ガスの流れを調整し、セルスタック5の長手方向および燃料電池セル19の積層方向における温度分布を低減するための開口部34が設けられている。なお、複数の断熱部材33を組み合わせて開口部34を形成するようにしてもよい。
The
また、燃料電池セル19の配列方向に沿った内壁29の内側には、排ガス用内壁35が設けられており、内壁29と排ガス用内壁35との間が、発電室31内の排ガスが上方から下方に向けて流れる排ガス流路37とされている。なお、排ガス流路37は、収納容器18の底部に設けられた排気孔40と通じている。また、排ガス用内壁35のセルスタック5側にも断熱部材33が設けられている。
Further, an exhaust gas
それにより、モジュール4の運転に伴って生じる排ガスは、排ガス流路37を流れた後、排気孔40より排気される構成となっている。なお、排気孔40は収納容器18の底部の一部を切り欠くようにして形成してもよく、また管状の部材を設けることにより形成してもよい。また、排気孔40内に、モジュール4より排出される排ガスを浄化するための浄化装置(例えば、ハニカム状の燃焼触媒等)を設けることもできる。
Thereby, the exhaust gas generated by the operation of the
なお、図示はしていないが、モジュール4においては、燃料電池セル19を通過した燃料ガスを着火させるための着火装置が、燃料電池セル19と改質器3との間に位置するように、収納容器2の側面より挿入されていることが好ましい。なお、着火装置により燃料電池セル19を通過した燃料ガスを着火させることにより、モジュール4内の温度を高温とすることができるほか、燃料電池セル19、改質器3の温度を高温に維持することができる。
Although not shown, in the
ところで、上述した燃料電池装置においては、水処理装置9にて生成された純水が水タンク11に貯水され、水タンク11に貯水された水が水ポンプ12により改質器3に供給されるが、水処理装置9と水タンク11とを接続する凝縮水供給管10(以下、水処理装置9と水タンク11とを接続する凝縮水供給管10を接続配管と言う。)に気泡が生じる場合があり、この気泡によって水処理装置9から供給される水の流れが遮られ、水タンク11の水位が低下し、場合によっては燃料電池装置の運転が停止するおそれがある。
By the way, in the fuel cell device described above, the pure water generated in the
それゆえ、本実施形態の燃料電池装置においては、接続配管が、水処理装置9より供給される水に含まれる気泡を、水タンク11側もしくは外部に流すための気泡流通促進部を有している。それにより、水処理装置11より供給される水に気泡が含まれていた場合であっても、気泡が接続配管内に留まることを抑制でき、長期信頼性の向上した燃料電池装置とすることができる。以下に、接続配管の例について図面を用いて説明する。
Therefore, in the fuel cell device of the present embodiment, the connection pipe has a bubble circulation promoting unit for flowing bubbles contained in the water supplied from the
図4は、本実施形態の燃料電池装置を構成する水処理装置と、水タンクと、水処理装置および水タンクをつなぐ接続配管について示す概念図であり、(a)はその一例を、(b)は他の一例を示している。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing a water treatment device, a water tank, and a connection pipe connecting the water treatment device and the water tank constituting the fuel cell device of the present embodiment. ) Shows another example.
図4(a)に示す接続配管41は、水タンク11側の上端が水処理装置9側の上端よりも高い位置となるように接続されている。言い換えれば、水タンク11側が上方に位置するように傾斜して設けられている。それにより、水処理装置9より供給される水は、水タンク11の上方側に供給されることとなるため、水タンク11の貯水容量を大きくすることができる。
The
ここで、水処理装置9より供給される水に気泡が含まれる場合、その気泡は接続配管41の内面の水の流れる方向に沿った上方側に沿って水タンク11側に流れることとなる。すなわち、図4(a)に示す接続配管41においては、接続配管41の内面の水の流れる方向に沿った上方側が気泡流通促進部43となる。
Here, when air bubbles are included in the water supplied from the
従って、水処理装置9より供給される水に気泡が含まれている場合であっても、気泡流通促進部43により、効率よく気泡が水タンク11側に流れることから、気泡が接続配管41に留まることを抑制でき、水処理装置9の水の供給が遮られることを抑制できる。それゆえ、水タンク11の水位が低下することを抑制でき、長期信頼性の向上した燃料電池装置とすることができる。
Therefore, even when bubbles are contained in the water supplied from the
なお、接続配管41を水タンク11側の上端が水処理装置9側の上端よりも高い位置となるように設けるにあたり、その傾斜角は、水処理装置9や水タンク11の大きさ、接続配管41の内径の大きさ等に基づいて、適宜設定することができるが、水処理装置9の水を効率よく水タンク11に供給でき(気泡が効率よく水タンク11側に流れ)、また気泡が効率よく水タンク11側に流れるように設定すればよい。それゆえ、例えば接続配管41は、傾斜角が例えば10°以上となるように接続することが好ましい。それにより、水供給装置9より供給される水に含まれる気泡を効率よく水タンク11側に流すことができ、気泡が接続配管41に留まることを抑制できる。
When the
また、水タンク11には、その上部側に水タンクに貯水された余剰の水を排出する(オーバーフロー)ための排水管43が設けられている。
Further, the
ここで、接続配管41の上端は、排水管43の下端よりも低い位置となるように接続されていることが好ましい(図4においては排水管43の下端の位置を破線で示している)。それにより、接続配管41より水タンク11に流れた気泡を、効率よく排水管43側に流すことができることから、水タンク11に流入した気泡を、効率よく外部に排出することができる。
Here, it is preferable that the upper end of the
また、図4(b)は接続配管の他の一例を示している。接続配管を、水タンク11側の上端が水処理装置9側の上端よりも高い位置となるように接続するにあたり、例えば接続配管を円筒状の配管とした場合に、配管の一部を切除する等して接続する必要が生じる場合があり、図4(a)に示すように斜めに接続することは工程が複雑となるおそれがある。
FIG. 4B shows another example of connection piping. When connecting the connection pipe so that the upper end on the
そこで、図4(b)における接続配管44は、側面視で台形状とし、この台形状の側面が、それぞれ水処理装置9および水タンク11と平行とされている。それにより、接続配管44と水処理装置9および水タンク11とを容易に接続することができる。
Therefore, the
なお、図4(b)においては、水タンク11側に向けて上方および下方に広がるラッパ状の接続配管44とした例を示したが、接続配管44の水タンク11側の上端が水処理装置9側の上端よりも高い位置となるように接続されていれば(内面の水の流れる方向に沿った上方側が傾斜していれば)、下方側は特に制限されるものではない。
4B shows an example in which a trumpet-
図5は、本実施形態の燃料電池装置を構成する水処理装置と、水タンクと、水処理装置および水タンクをつなぐ接続配管の他の一例について示す概念図である。 FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating another example of a water treatment device, a water tank, and a connection pipe that connects the water treatment device and the water tank that constitute the fuel cell device of the present embodiment.
図5に示す接続配管45は、水処理装置9側と水タンク11側とが同じ高さとなるように配置されている。ここで、接続配管45においては、内面の水の流れる方向に沿った上方側に外部とつながる流通孔46を有しており、流通孔46に排気管47が接続されている。
The connecting
それにより、水処理装置9より供給される水に気泡が含まれている場合において、気泡が流通孔46より排気管47に流れ、外部に排気されることとなる。すなわち、図5に示す接続配管45においては、流通孔46が気泡流通促進部48となる。
As a result, when the water supplied from the
従って、水処理装置9より供給される水に気泡が含まれている場合であっても、気泡流通促進部48である流通孔46より外部に排気されることから、気泡が接続配管45に留まることを抑制でき、水処理装置9の水の供給が遮られることを抑制できる。それゆえ、水タンク11の水位が低下することを抑制でき、長期信頼性の向上した燃料電池装置とすることができる。
Accordingly, even when bubbles are contained in the water supplied from the
図6は、本実施形態の燃料電池装置を構成する水処理装置と、水タンクと、水処理装置および水タンクをつなぐ接続配管のさらに他の一例について示す概念図であり、(a)はその一例を、(b)は他の一例を示している。 FIG. 6 is a conceptual diagram showing still another example of a water treatment device, a water tank, and a connection pipe connecting the water treatment device and the water tank that constitute the fuel cell device of the present embodiment. One example, (b) shows another example.
図6(a)においては、水処理装置9の大きさが水タンク11よりも大きい構成とされており、水処理装置9の上端が水タンク11の上端よりも高い位置となるように配置されている。
In FIG. 6A, the size of the
ここで、水処理装置9と水タンク11とを接続する接続配管49は、水処理装置9の上端に接続されている。すなわち、接続配管49は、水処理装置9の最も高い位置となる部位と同じ高さを通って水タンク11に接続されている。
Here, the
ここで、図6(a)に示すように、接続配管49のうち、内面の水の流れる方向に沿った上方側の最も高い位置に、流通孔46が設けられており、流通孔46に排気管47が接続されている。
Here, as shown in FIG. 6A, a circulation hole 46 is provided at the highest position on the upper side along the direction of water flow in the inner surface of the
それにより、水処理装置9において生じた気泡は、水処理装置9の上方に流れた後、接続配管49に流れ、その後流通孔46より排気管47に流れ、外部に排気されることとなる。すなわち、図6(a)に示す接続配管49においては、流通孔46が気泡流通促進部48となる。
As a result, bubbles generated in the
従って、水処理装置9より供給される水に気泡が含まれている場合であっても、気泡流
通促進部48である流通孔46より外部に排気されることから、気泡が接続配管49に留まることを抑制でき、水処理装置9の水の供給が遮られることを抑制できる。それゆえ、水タンク11の水位が低下することを抑制でき、長期信頼性の向上した燃料電池装置とすることができる。
Therefore, even if the water supplied from the
なお、図6(a)においては、水処理装置9の上端に、水処理装置9内の空気を外部に放出するための排気管50が接続されている。それにより、水処理装置9内に生じ、上方に向けて流れた気泡の一部は、排気管50により外部に排出されることから、接続配管49へ流れる気泡の量を減らすことができ、より長期信頼性の向上した燃料電池装置とすることができる。
In FIG. 6A, an
図6(b)においては、水処理装置9と水タンク11とが同じ高さとされており、水処理装置9と水タンク11との上端同士を接続する接続配管51が設けられている。すなわち、接続配管51は、水処理装置9および水タンク11のうち最も高い部位よりも上方を通って、水タンク11に接続されている。
In FIG.6 (b), the
ここで、図6(b)に示すように、接続配管51のうち、内面の水の流れる方向に沿った上方側の最も高い位置に、流通孔46が設けられており、流通孔46に排気管47が接続されている。
Here, as shown in FIG. 6 (b), in the connecting
それにより、水処理装置9において生じた気泡は、水処理装置9の上方に流れた後、接続配管51に流れ、その後流通孔46より排気管47に流れ、外部に排気されることとなる。すなわち、図6(b)に示す接続配管51においては、流通孔46が気泡流通促進部48となる。
As a result, bubbles generated in the
従って、水処理装置9より供給される水に気泡が含まれている場合であっても、気泡流通促進部48である流通孔46より外部に排気されることから、気泡が接続配管51に留まることが抑制でき、水処理装置9の水の供給が遮られることを抑制できる。それゆえ、水タンク11の水位が低下することを抑制でき、長期信頼性の向上した燃料電池装置とすることができる。
Therefore, even if the water supplied from the
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
例えば、図4に示す接続配管41、44において、内面の水の流れる方向に沿った上方側に外部とつながる流通孔46を設けることもできる。この場合には、接続配管41、44の内面の水の流れる方向に沿った上方側と、流通孔46とが気泡流通促進部となり、水処理装置9より流れる水に含まれる気泡の一部が流通孔46を介して外部に排出されることで、より長期信頼性の向上した燃料電池装置とすることができる。
For example, in the
3:改質器
9:水処理装置
11:水タンク
19:燃料電池セル
41、44、45、49、51:接続配管
42、48:気泡流通促進部
43:排水管
46:流通孔
47:排気管
3: Reformer 9: Water treatment device 11: Water tank 19:
Claims (4)
該燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための水蒸気改質反応が可能な改質器と、該改質器に供給するための水を精製する水処理装置と
該水処理装置にて処理され、前記改質器に供給するための水を貯水する水タンクと、
前記水処理装置と前記水タンクとをつなぐ1つの接続配管とを有し、
該接続配管は、前記水タンク側の上端が前記水処理装置側の上端よりも高い位置となるように接続され、少なくとも内面の水の流れる方向に沿った上方側が、前記水処理装置と前記水タンクとを連続して傾斜して接続していることを特徴とする燃料電池装置。 A fuel battery cell that generates power with a fuel gas and an oxygen-containing gas;
A reformer capable of a steam reforming reaction for generating fuel gas to be supplied to the fuel battery cell, a water treatment device for purifying water to be supplied to the reformer, and a treatment by the water treatment device A water tank for storing water to be supplied to the reformer;
One connection pipe connecting the water treatment device and the water tank;
The connecting pipe has an upper end of the water tank is connected to a position higher than the upper end of the water treatment apparatus, the upper side along the direction of the flow of water in at least the inner surface, the said water treatment equipment A fuel cell device characterized in that the water tank is continuously inclined and connected .
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