JP6269301B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
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実施形態における燃料電池システム1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、水貯留部としての改質水タンク5と、改質器7と、セパレータ51と、第1不純物除去部52と、第2不純物除去部53と、制御部8と、を備える。
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。
燃料電池2において発電が行われているときには、熱交換器3において熱交換が行われることにより、水は、生成され、燃焼ガスG2中に混在している。この水は、セパレータ51により燃焼ガスG2から分離され、改質水W3として改質水タンク5へ流通し、改質水タンク5に貯留される。
また、制御部8は、ポンプ44に対して、ポンプ44が駆動して貯湯タンク4内の温水W1が外部へ排出されるように、制御を行うと共に、ポンプ45に対して、ポンプ45が駆動して貯湯タンク4に供給水W2の供給源(図示せず)から供給水W2が供給されるように、制御を行う。そして制御部8の処理は、ステップS14へ進む。
燃料電池システム1は、燃料電池2と、触媒上で燃料G3と水としての改質水W3とを反応させて、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で生成された改質ガスG4が燃料電池2に向けて流通する改質ガス供給ラインL63と、燃料電池2から排出されたオフガスG1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が熱交換器3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L51と、凝縮水供給ラインL51を介して供給される凝縮水を改質水W3として貯留する水貯留部としての改質水タンク5と、水貯留部に貯留された改質水W3が改質器7に向けて流通する改質水供給ラインL52と、凝縮水供給ラインL51を介さずに水貯留部に水を改質水W3として補給する第1補給水補給手段としてのポンプ56及び改質水タンク給水ラインL55と、熱交換器3に熱交換水ラインL2を介して接続される貯湯タンク4であって、貯湯タンク4又は熱交換水ラインL2内の温水W1の温度を検出する温度検出部としての温度検出センサ41と、熱交換水ラインL2を流通し熱交換器3において熱交換された温水W1を貯留する貯湯タンク4と、温度検出センサ41で検出された温水W1の温度が基準温度である所定の温度閾値T1以上であるときに、水を改質水タンク5に補給するように第1補給水補給手段としてのポンプ56を制御する制御部8と、を備える。
第2実施形態では、温度検出部としての温度検出センサ41Aの配置されている位置が、第1実施形態における温度検出センサ41の配置されている位置とは異なる。これ以外の構成については、第1実施形態と同一であるため、同一の部材については、同一の符号で図示し、説明を省略する。
例えば、本実施形態では、ステップS11では、温度検出センサ41が貯湯タンク4に貯留された温水W1の温度が所定の温度閾値T1を上回った状態が所定の設定時間以上継続したか否かの判断をしたが、これに限定されない。例えば、温度検出部としての温度検出センサ41で検出された温水W1の温度が基準温度としての所定の温度閾値T1以上であるか否かの判断をすればよい。
2 燃料電池
3 熱交換器
4 貯湯タンク
5 改質水タンク(水貯留部)
7 改質器
8 制御部
41、41A 温度検出センサ(温度検出部)
44 ポンプ(温水排出手段)
45 ポンプ(第2補給水補給手段)
56 ポンプ(第1補給水補給手段)
501 第1水位検出センサ(高水位検出部)
502 第2水位検出センサ(低水位検出部)
L2 熱交換水ライン
L3 温水使用ライン(温水排出手段)
L4 貯湯タンク給水ライン(第2補給水補給手段)
L51 凝縮水供給ライン
L52 改質水供給ライン
L55 改質水タンク給水ライン(第1補給水補給手段)
L63 改質ガス供給ライン
G4 改質ガス
W1 温水(水)
W2、W4 供給水
W3 改質水(凝縮水)
Claims (4)
- 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、
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温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、
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水貯留部と、
前記水貯留部に貯留された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、
前記凝縮水供給ラインを介さずに前記水貯留部に水を改質水として補給する第1補給水補給手段と、
前記熱交換器に前記熱交換水ラインを介して接続される貯湯タンクであって、前記貯湯タンク又は前記熱交換水ライン内の温水の温度を検出する温度検出部を備え、前記熱交換水ラインを流通し前記熱交換器において熱交換された温水を貯留する貯湯タンクと、
前記温度検出部で検出された温水の温度が基準温度以上であるときに、水を前記水貯留部に補給するように前記第1補給水補給手段を制御する制御部と、を備える燃料電池システム。 - 前記制御部は、前記温度検出部で検出された温水の温度が基準温度以上である状態が設定時間以上継続するときに、水を前記水貯留部に補給するように前記第1補給水補給手段を制御する、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記水貯留部は、前記水貯留部の内部の上部に配置された高水位検出部と、前記水貯留部の内部の下部に配置された低水位検出部とを備え、
前記制御部は、前記低水位検出部が前記水貯留部内の水位を検知したときに、水を前記水貯留部に補給するように前記第1補給水補給手段を制御し、前記高水位検出部が前記水貯留部内の水位を検知したときに、前記水貯留部への水の補給を停止するように前記第1補給水補給手段を制御する、請求項1又は2に記載の燃料電池システム。 - 水を前記貯湯タンクに補給する第2補給水補給手段と、
前記貯湯タンク内の温水を外部へ排出する温水排出手段と、を更に備え
前記制御部は、水を前記貯湯タンクに補給すると共に前記貯湯タンク内の温水を外部へ排出するように、前記第2補給水補給手段及び前記温水排出手段を制御する、請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池システム。
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- 2014-05-02 JP JP2014095410A patent/JP6269301B2/ja active Active
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