JP7457561B2 - fuel cell power generator - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、燃料電池発電装置およびその運転方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a fuel cell power generation device and a method of operating the same.
燃料電池発電装置では、燃料電池等の冷却のためにイオン交換水を冷却水として使用している。冷却水の水質を管理するための水質管理機器として、例えば、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を充填したイオン交換樹脂ボトルが挙げられる。 In a fuel cell power generation device, ion exchange water is used as cooling water to cool the fuel cell and the like. An example of a water quality control device for controlling the quality of cooling water is an ion exchange resin bottle filled with a cation exchange resin and an anion exchange resin.
上記イオン交換樹脂は、高温で分解する性質を有する。上記イオン交換樹脂が分解すると、冷却水の水質管理が不十分になってしまう。そのため、定期的にイオン交換樹脂ボトルを交換する方法が考えられる。 The ion exchange resin has the property of being decomposed at high temperatures. If the ion exchange resin decomposes, the quality control of the cooling water will become insufficient. Therefore, a method of periodically replacing the ion exchange resin bottle may be considered.
しかし、イオン交換樹脂ボトルは、通常、外気で冷却されるため、例えば外気温度が高い夏期には、交換時期になる前にイオン交換樹脂ボトルが高温状態となる可能性が高い。 However, since the ion exchange resin bottle is usually cooled by the outside air, for example, in the summer when the outside air temperature is high, there is a high possibility that the ion exchange resin bottle will reach a high temperature state before it is time to replace it.
本発明が解決しようとする課題は、イオン交換樹脂を高温で長時間使用することが可能な燃料電池発電装置およびその運転方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a fuel cell power generation device and a method of operating the same that can use an ion exchange resin at high temperature for a long time.
一実施形態に係る燃料電池発電装置は、酸素含有ガスが供給されるカソードと、水素含有ガスが供給されるアノードと、酸素含有ガスと水素含有ガスとの反応で発生した熱を冷却する冷却水が供給される冷却部と、を有する燃料電池本体と、冷却水を貯留する水タンクと、イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂ボトルと、水タンクとイオン交換樹脂ボトルとの間で冷却水を循環させるポンプと、アノードから排出されたガスを昇圧するリサイクルブロアと、リサイクルブロアと、冷却水の循環流路とを接続する第1配管と、を備える。 A fuel cell power generation device according to an embodiment includes a cathode to which an oxygen-containing gas is supplied, an anode to which a hydrogen-containing gas is supplied, and a cooling water that cools the heat generated by the reaction between the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas. a cooling unit to which cooling water is supplied, a water tank storing cooling water, an ion exchange resin bottle filled with ion exchange resin, and cooling water flowing between the water tank and the ion exchange resin bottle. A recycle blower that increases the pressure of the gas discharged from the anode, and a first pipe that connects the recycle blower and a cooling water circulation path.
本実施形態によれば、イオン交換樹脂を高温で長時間使用することが可能となる。 According to this embodiment, it becomes possible to use the ion exchange resin at high temperature for a long time.
以下、本発明の実施形態に係る燃料電池発電装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。燃料電池発電装置は水素を燃料電池本体部において直接電気エネルギーに変換するシステムである。このシステムは化学反応による発電であるために発電効率が高く、汚染物質の排出および騒音が少なく、環境性に優れた発電装置として評価されている。 The fuel cell power generation device according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the embodiment shown below is one example of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments. In addition, in the drawings referred to in this embodiment, the same parts or parts having similar functions are given the same or similar symbols, and repeated explanations may be omitted. In addition, the dimensional ratios of the drawings may differ from the actual ratios for the convenience of explanation, and some components may be omitted from the drawings. The fuel cell power generation device is a system that converts hydrogen directly into electrical energy in the fuel cell main body. This system generates electricity through chemical reactions, so it has high power generation efficiency, emits little pollutants and makes little noise, and is evaluated as an environmentally friendly power generation device.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る燃料電池発電装置の構成例を示すブロック図である。図1に示す燃料電池発電装置では、燃料電池本体1が、空気などの酸素含有ガス1aと、水素含有ガス1bとを用いて発電する。燃料電池本体1は、カソード1cと、アノード1dと、冷却部1eと、図示しないイオン伝導層とを有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a fuel cell power generation device according to a first embodiment. In the fuel cell power generation device shown in FIG. 1, a fuel cell
カソード1cには、酸素含有ガス1aが供給され、アノード1dには、水素含有ガス1bが供給される。冷却部1eは、イオン伝導層を介して行われる酸素含有ガス1aと水素含有ガス1bとの反応で発生した反応熱を冷媒1f、例えば冷却水で冷却する。イオン伝導層を構成する物質は、例えば陽イオン交換樹脂、酸性溶液、アルカリ性溶液、溶融炭酸塩、ジルコニア系セラミック等である。
An oxygen-containing
カソード1cの出口から排出されるガスは、燃料電池本体1の発電により酸素が消費され、酸素濃度が低下している。このガスは、水タンク2に導入され、ガスからの凝縮水を水タンク2に回収させた後排出される。よって水タンク2の気相は、運転中、空気などの酸素含有ガス1aよりも酸素濃度が低いガスでパージされる。
In the gas discharged from the outlet of the
冷却部1eから排出された冷却水は、熱交換器5で熱交換される。その後、冷却水は、ポンプ6によって、水タンク2に排出される。熱交換器5はポンプ6の下流、水タンク2の上流に設置してもよい。また、水タンク2に貯留された水の一部は、冷媒1fとして冷却部1eに再び供給される。これにより、冷却水の循環路が冷却部1eと水タンク2との間に構成される。
The cooling water discharged from the
アノード1dの出口から排出されたガスは、リサイクルブロア3で昇圧される。昇圧されたブリードガスは、リサイクルラインオリフィス3aを通過する。その後、このガスは、合流部j10で水素含有ガス1bの供給配管と合流する。合流部j10からアノード1d、リサイクルブロア3、リサイクルラインオリフィス3aを通って合流部j10に戻るラインをリサイクルライン3bと称する。
The gas discharged from the outlet of the
水素含有ガス1bの供給圧力を調整することによって、合流部j10の圧力を一定に維持すれば、アノード1dで消費される水素量と、水素含有ガス1bによって供給される水素量は一致する。その結果、発電運転中における大半の期間、アノード1dから排出されたガスを外部に排出することなく運転することが可能である。しかし、燃料電池本体1で消費されない窒素等の不純物濃度が時間とともに増加し、これが燃料電池本体1の運転に影響を与える可能性がある。
If the pressure of the merging portion j10 is maintained constant by adjusting the supply pressure of the hydrogen-containing
そのため、リサイクルブロア3の下流に設けた分岐j11から配管を分岐させる。さらに、その配管の下流にブリード弁3cを設ける。ブリード弁3cを定期的に一定時間開けることによって、リサイクルライン3b内の不純物をブリードガスによってパージする。
Therefore, the piping is branched from a branch j11 provided downstream of the
また、本実施形態では、ブリードガスの流量が過大とならないようにするために、ブリードオリフィス3dがブリード弁3cの下流に設けられている。また、ブリード弁3cが開いた際に合流部j10から分岐j11へリサイクルラインを逆流する流量が、合流部j10からアノード1d及びリサイクルブロア3を通過し分岐j11へ至る順方向の流れの流量に対して過大にならないように調整するために、リサイクルラインオリフィス3aが設けられている。
Further, in this embodiment, a
水タンク2には、純水が上記冷却水として貯留されている。水タンク2における純水の水位2aは、図示しない排水設備により一定以下に維持されている。水質を維持するため、水タンク2に貯留された純水の一部が、ポンプ4fにより水タンク2の下面から導出される。ポンプ4fは、導出された純水を、配管4g(第2配管)を通じてイオン交換樹脂ボトル4の下面に送出する。イオン交換樹脂ボトル4内で純水はイオン交換される。イオン交換された純水は、イオン交換樹脂ボトル4の上面から排出されて水タンク2に戻る。このようにして、水タンク2とイオン交換樹脂ボトル4との間に純水の循環流路4eが構成されている。
Pure water is stored in the
イオン交換樹脂ボトル4には、直径1mm以下の球状粒子である陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂がイオン交換樹脂4dとして充填されている。イオン交換樹脂4dは、イオン交換樹脂ボトル4の全長に渡って充填されていない。イオン交換樹脂ボトル4の入口側には入口空間4aが設けられ、出口側には出口空間4bが設けられている。
The ion
陽イオン交換樹脂の耐熱温度は120℃前後であり、陰イオン交換樹脂の耐熱温度は60℃前後である。これらの耐熱温度を超えると、陽イオン交換樹脂はスルホン酸化合物を遊離する性質を有し、陰イオン交換樹脂はアミン化合物を遊離する性質を有する。しかし、実際に燃料電池発電装置を運転すると、陽イオン交換樹脂が陰イオン交換樹脂よりも低温で分解する場合がある。その理由は、陽イオン交換樹脂周囲の水中に存在する溶存酸素によって陽イオン交換樹脂の酸化反応が発生するためである。 The heat resistant temperature of the cation exchange resin is around 120°C, and the heat resistant temperature of the anion exchange resin is around 60°C. When these heat-resistant temperatures are exceeded, cation exchange resins have the property of releasing sulfonic acid compounds, and anion exchange resins have the property of releasing amine compounds. However, when a fuel cell power generator is actually operated, the cation exchange resin may decompose at a lower temperature than the anion exchange resin. The reason for this is that an oxidation reaction of the cation exchange resin occurs due to dissolved oxygen present in the water surrounding the cation exchange resin.
そこで、本実施形態では、上記ブリードガスをイオン交換樹脂ボトル4に導入するための配管3e(第1配管)が設けられている。配管3eの一端は、分岐j12で配管4gと接続される。配管3eの他端は、ブリードオリフィス3dの出口に接続される。これにより、ブリードオリフィス3dの出口と分岐j12との間を配管3eで接続することができる。イオン交換樹脂ボトル4の上面と水タンク2とを接続する配管は、水位2aよりも上方及び下方のどちらで開口してもよいが、下方で開口する場合は後述するブリードガス流通の障害とならないよう、水位2aとの距離を例えば5cm以内とすることが望ましい。
Therefore, in this embodiment, a
なお、ポンプ4f及びイオン交換樹脂ボトル4は、水タンク2の水位2aよりも鉛直下方に配置されることが望ましい。このような配置の場合、発電運転が停止した状態ではポンプ4f及びイオン交換樹脂ボトル4が水タンク2からの水で充填されるからである。運転停止状態時に水タンク2からの水で充填できるようにするために、ポンプ4fは、ピストン式等閉止機能があるポンプよりも、むしろ渦巻式や渦流式等のポンプであることが望ましい。
Note that the
一方、リサイクルブロア3、リサイクルラインオリフィス3a、ブリード弁3c、およびブリードオリフィス3dは、水没しないよう水位2aより上方に配置されることが望ましい。水位2aに対する望ましい燃料電池本体1の配置高さは、燃料電池本体1の特性によるが、本実施形態では水位2aより下方に配置する。
On the other hand, it is desirable to place the
本実施形態では、燃料電池本体1が発電すると、ブリード弁3cが遮断している期間、リサイクルライン3b内の水素以外の不純物が増大していくので、定期的にブリード弁3cを一定時間開けて不純物が増大したガスを水素濃度が高い水素含有ガス1bでパージする。
In this embodiment, when the fuel cell
ブリード弁3cからブリードオリフィス3dを通じて排出された、主成分が水素と窒素であり酸素を含まないブリードガスは、分岐j12で配管4gに入り、一旦、イオン交換樹脂ボトル4の入口空間4aに貯留される。ブリードガスが入口空間4aに貯留されている間、ポンプ4fを運転し、水タンク2からの純水をイオン交換樹脂ボトル4に押し込むことで、入口空間4aに入ったブリードガスは押し上げられ、充填されたイオン交換樹脂4dを通過する。ブリードガスがイオン交換樹脂4dを通過する過程で、イオン交換樹脂4dの表面に吸着されていた溶存酸素がパージされる。これにより、イオン交換樹脂4dの分解が抑制される。
The bleed gas, which is mainly composed of hydrogen and nitrogen and does not contain oxygen, discharged from the
イオン交換樹脂4dを通過したブリードガスは、イオン交換樹脂ボトル4の出口空間4bに入り、イオン交換樹脂ボトル4の上面から水タンク2内に導出される。水タンク2に導出されたガスは、カソード1cの出口から排出されたガスにより希釈されて排出される。
The bleed gas that has passed through the
以上説明した本実施形態によれば、燃料電池のリサイクルライン3bから定期的に排出され、リサイクルブロア3で加圧されたブリードガスが、イオン交換樹脂ボトル4に導入される。このブリードガスによって、イオン交換樹脂4d中において、特に陽イオン交換樹脂を酸化分解する可能性のある溶存酸素を低減させることができる。よって、イオン交換樹脂を高温で長時間使用することが可能となる。
According to the embodiment described above, the bleed gas that is periodically discharged from the
なお、本実施形態では、イオン交換樹脂ボトル4から排出されたブリードガスは、水タンク2内で希釈されてから外部に排気されるので、安全性を確保できる。仮に、水タンク2内で発火したとしても、イオン交換樹脂ボトル4で水封されているので燃焼がリサイクルライン3bやアノード1dに及ぶことはない。
In this embodiment, the bleed gas discharged from the ion
(第2実施形態)
図2は、第2実施形態に係る燃料電池発電装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態では、図2に示すように、分岐j12が存在せず、ブリードオリフィス3dの出口に接続された配管3eが、イオン交換樹脂ボトル4の下面に直接接続されている。そのため、ブリードガスが入口空間4aに直接導入されるため、第1実施形態に比べて簡易な配管構成で、イオン交換樹脂ボトル4内の溶存酸素を低減できる。
Second Embodiment
Fig. 2 is a block diagram showing a configuration example of a fuel cell power generation device according to the second embodiment. In this embodiment, as shown in Fig. 2, there is no branch j12, and the
なお、本実施形態では、分岐j12が不要になるため、第1実施形態に比べて配管構成がより簡便となる。また、本実施形態でも、運転停止時にポンプ4f及びイオン交換樹脂ボトル4を水で充電するために、これらの機器は、水位2aより下方に配置することが望ましい。
Note that in this embodiment, since the branch j12 is not required, the piping configuration is simpler than in the first embodiment. Also in this embodiment, in order to charge the
(第3実施形態)
図3は、第3実施形態に係る燃料電池発電装置の構成例を示すブロック図である。
Third Embodiment
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a fuel cell power generating apparatus according to the third embodiment.
本実施形態では、燃料電池本体1の周辺機器及びリサイクルライン3bの機器の構成と動作は、上述した第1実施形態及び第2実施形態と同様であるため説明を省略する。なお、本実施形態でも、ポンプ4f及びイオン交換樹脂ボトル4は、水タンク2の水位2aより下方に配置することが望ましい。
In this embodiment, the configuration and operation of the peripheral devices of the fuel cell
一方、本実施形態のイオン交換樹脂ボトル4では、入口空間4aが鉛直上側に配置され、出口空間4bが鉛直下側に配置されている。また、ポンプ4fによって、水タンク2の下面から導出された純水は、イオン交換樹脂ボトル4の上面から入り、下面から出て水タンク2の下面に戻る。さらに、イオン交換樹脂ボトル4の上面には、イオン交換樹脂ボトル気抜オリフィス4cが接続され、イオン交換樹脂ボトル気抜オリフィス4cと水タンク2との間に接続配管が設けられている。
On the other hand, in the ion
上記接続配管は、水位2aより上方及び下方のどちらで開口してもよいが、イオン交換樹脂ボトル気抜オリフィス4cと水タンク2の差圧は低く、気泡による配管閉塞が起こり易いので、接続配管の内径は例えば6mm以上であることが望ましい。
The above connecting pipe may be opened either above or below the
また気泡は、イオン交換樹脂ボトル気抜オリフィス4cの前後で溜まりやすいので、イオン交換樹脂ボトル気抜オリフィス4cは、水位2aより高位置に設置することが望ましい。
Furthermore, since air bubbles tend to accumulate before and after the ion exchange resin bottle
本実施形態の燃料電池発電装置では、ブリード弁3cが開くと同時にポンプ4fは運転を停止する。そのため、ブリード弁3cから導出されたブリードガスは、配管3eから配管4gに入り、配管4g内を上昇する。その後、ブリードガスは、イオン交換樹脂ボトル4の下面から出口空間4bに入り、イオン交換樹脂4dを通過する。その後、ブリードガスは、入口空間4aからイオン交換樹脂ボトル気抜オリフィス4cを通じて水タンク2に流入する。
In the fuel cell power generation device of this embodiment, the
ブリード弁3cが開いている間、ブリードガスの流れ方向は、ポンプ4fの送液方向(図3の矢印参照)と逆になるので、ポンプ4fは停止することが望ましい。ポンプ4fは、ブリード弁3cの閉止後に運転を再開する。このとき、純水をイオン交換樹脂ボトル4の上面から押し込むことで、イオン交換樹脂ボトル4の入口空間4a内に滞留しているブリードガスを、イオン交換樹脂ボトル気抜オリフィス4cから水タンク2内へ送出する。このように動作させることで、イオン交換樹脂4d中において、特に陽イオン交換樹脂を酸化分解するリスクがある溶存酸素を低減させることができる。
While the
また、イオン交換樹脂ボトル4から排出されたブリードガスは、他の実施形態と同様に、水タンク2内で希釈されてから外部に排気されるので安全性を確保できる。仮に、水タンク2内で発火したとしても、イオン交換樹脂ボトル4で水封されているので燃焼がリサイクルライン3bやアノード1dに及ぶことはない。この過程でブリードガスの一部が、分岐j12からイオン交換樹脂ボトル4を通らずに配管4gを通って直接水タンク2へ流入する可能性がある。しかし、イオン交換樹脂ボトル4の上流に位置する水タンク2中の溶存酸素を低下させることは、イオン交換樹脂ボトル4中の溶存酸素低下につながるので、遮断弁等の流入停止手段を設ける必要はない。
Further, the bleed gas discharged from the ion
本実施形態によれば、イオン交換樹脂ボトル4内のイオン交換樹脂4dの流動を抑えるため、その内部の流れを上面から下面に向かう下降流とすることが要請される場合に適用することが可能となる。
This embodiment can be applied to cases where it is required to make the internal flow a downward flow from the top to the bottom in order to suppress the flow of the
(第4実施形態)
図4は、第4実施形態に係る燃料電池発電装置の構成例を示すブロック図である。以下、第3実施形態と異なる点を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a fuel cell power generation device according to a fourth embodiment. Hereinafter, differences from the third embodiment will be mainly described.
本実施形態では、分岐j12が存在せず、ブリードオリフィス3d出口に接続された配管3eが、イオン交換樹脂ボトル4の下面に直接接続されている。そのため、ブリードガスが出口空間4bに直接導入される。よって、第3実施形態に比べて、簡易な配管構成で、イオン交換樹脂ボトル4内の溶存酸素を低減できる。加えて、イオン交換樹脂ボトル4を通過せず直接水タンク2に流入するブリードガスの割合を、第3実施形態より減少することも可能となる。
In this embodiment, the branch j12 does not exist, and the
なお、本実施形態でも、第3実施形態と同様に、ポンプ4f及びイオン交換樹脂ボトル4は、水位2aより下方に配置することが望ましく、また、イオン交換樹脂ボトル気抜オリフィス4cは、水位2aより高い位置に配置することが望ましい。
In addition, in this embodiment, as in the third embodiment, it is desirable that the
(第5実施形態)
図5は、第5実施形態に係る燃料電池発電装置の構成例を示すブロック図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a fuel cell power generation device according to a fifth embodiment.
本実施形態では、燃料電池本体1の周辺機器、リサイクルライン3bの機器、及びポンプ4fとイオン交換樹脂ボトル4の構成は、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。また、イオン交換樹脂ボトル4内における純水の流れも、第1実施形態と同様に、鉛直下方から鉛直上方である。
In this embodiment, the configurations of the peripheral equipment of the fuel cell
本実施形態では、分岐j12が存在せず、ブリードオリフィス3dの出口に接続される配管3eが、水タンク2の下面に接続されている。この構成では、ブリードオリフィス3dの出口から排出されたブリードガスは、直接イオン交換樹脂ボトル4に流通せず、その上流に配置された水タンク2の中で発泡する。その後、ブリードガスは、水タンク2内を流れるカソード1cから排出されて水タンク2内に導入されたガスによって、希釈されて外部に排出される。
In this embodiment, there is no branch j12, and the
上記ブリードガスの流れによって、水タンク2内の溶存酸素が低減されるので、その下流にあたるイオン交換樹脂ボトル4内の溶存酸素も低減される。
Since dissolved oxygen in the
なお、イオン交換樹脂ボトル4から水タンク2へ接続する配管の、水タンク2での開口位置は、第1実施形態及び第2実施形態では水位2aより上が望ましかった。一方、本実施形態では開口位置は制限されず、水タンク2の下面で開口してもよい。その理由は、ブリードガスがイオン交換樹脂ボトル4内を流通しないので、開口部にかかる水頭圧力でブリードガスの流通が阻害されるリスクがないためである。
Note that the opening position of the pipe connecting the ion
また、ポンプ4fとイオン交換樹脂ボトル4の入口とを接続する配管4gは、図5に示すように、一度水タンク2の水位2aより高い位置まで上げてから再び水位2aより低い位置まで下げるように屈曲した構成とすることもできる。このような構成では、配管4gにおける水位2aより高い部分を取り外し可能とすることによって、水タンク2が貯留する純水を漏洩させることなく、イオン交換樹脂ボトル4を交換することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
さらに、この構成では、ポンプ4停止後のイオン交換樹脂ボトル4内にブリードガスが残留せず、水タンク2からの入口および出口が水位2aより低位置である限り水が抜けることがない。そのため、イオン交換樹脂ボトル4全体を水位2aより下方に配置する必要がなく、図5に示すように水位2aより高い位置に配置することもできる。
Furthermore, with this configuration, no bleed gas remains in the ion
(第6実施形態)
図6は、第6実施形態に係る燃料電池発電装置の構成例を示すブロック図である。
Sixth Embodiment
FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a fuel cell power generation device according to the sixth embodiment.
本実施形態では、燃料電池本体1の周辺機器、リサイクルライン3bの機器、及びポンプ4fとイオン交換樹脂ボトル4の構成は、第3実施形態と同一である。また、イオン交換樹脂ボトル4内における純水の流れも、第3実施形態と同様に鉛直上方から鉛直下方である。
In this embodiment, the peripheral equipment of the fuel cell
また、本実施形態では、第5実施形態と同様に、ブリードオリフィス3dの出口に接続された配管3eは、水タンク2の下面に接続されている。そのため、水タンク2内の純水の溶存酸素が、配管3eを通じて供給されるブリードガスによって低減される。また、溶存酸素が減少した純水が、ポンプ4fによって、イオン交換樹脂ボトル4内を流れるため、イオン交換樹脂ボトル4内の溶存酸素も低減される。
Further, in this embodiment, the
また、イオン交換樹脂ボトル気抜オリフィス4cの出口と水タンクとを接続する配管の開口位置は、第5実施形態と同様に制限がなく、水タンク2下面で開口してもよい。さらに、配管4gについても、第5実施形態と同様に、水位2aより高い位置で屈曲した後に水位2aより低い位置で屈曲する構成とすることで、配管4gの水位2aより高い部分を取り外し可能とすることによって、水タンク2が貯留する純水を漏洩させることなく、イオン交換樹脂ボトル4を交換することが可能である。
The opening position of the pipe connecting the outlet of the ion exchange resin
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.
1:燃料電池本体、1a:酸素含有ガス、1b:水素含有ガス、1c:カソード、1d:アノード、1e:冷却部、1f:冷媒(冷却水)、2:水タンク、2a:水位、3:リサイクルブロア、3a:リサイクルラインオリフィス、3b:リサイクルライン、3c:ブリード弁、3d:ブリードオリフィス、4:イオン交換樹脂ボトル、4a:入口空間、4b:出口空間、4c:イオン交換樹脂ボトル気抜オリフィス、4d:イオン交換樹脂、4e:循環流路、4f:ポンプ 1: Fuel cell body, 1a: Oxygen-containing gas, 1b: Hydrogen-containing gas, 1c: Cathode, 1d: Anode, 1e: Cooling section, 1f: Coolant (cooling water), 2: Water tank, 2a: Water level, 3: Recycle blower, 3a: Recycle line orifice, 3b: Recycle line, 3c: Bleed valve, 3d: Bleed orifice, 4: Ion exchange resin bottle, 4a: Inlet space, 4b: Outlet space, 4c: Ion exchange resin bottle vent orifice, 4d: Ion exchange resin, 4e: Circulation flow path, 4f: Pump
Claims (8)
前記冷却水を貯留する水タンクと、
イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂ボトルと、
前記水タンクと前記イオン交換樹脂ボトルとの間で前記冷却水を循環させるポンプと、
前記アノードから排出されたガスを昇圧するリサイクルブロアと、
前記リサイクルブロアと、前記冷却水の循環流路とを接続する第1配管と、
を備え、
前記第1配管の一端が、前記水タンクと前記イオン交換樹脂ボトルとの間に設けられた第2配管または前記イオン交換樹脂ボトルの下面に接続されている、燃料電池発電装置。 A cathode to which an oxygen-containing gas is supplied, an anode to which a hydrogen-containing gas is supplied, and a cooling section to which cooling water is supplied to cool the heat generated by the reaction between the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas. a fuel cell main body having;
a water tank that stores the cooling water;
An ion exchange resin bottle filled with ion exchange resin,
a pump that circulates the cooling water between the water tank and the ion exchange resin bottle;
a recycle blower that boosts the pressure of the gas discharged from the anode;
a first pipe connecting the recycle blower and the cooling water circulation flow path;
Equipped with
A fuel cell power generation device , wherein one end of the first pipe is connected to a second pipe provided between the water tank and the ion exchange resin bottle or to a lower surface of the ion exchange resin bottle.
前記上面と前記水タンクとの間に設けられたオリフィスをさらに備え、前記オリフィスは、前記水位よりも上方に配置されている、請求項1に記載の燃料電池発電装置。 the ion exchange resin bottle is disposed below the water level of the cooling water in the water tank, and the flow direction of the cooling water in the ion exchange resin bottle is a direction from an upper surface to a lower surface of the ion exchange resin bottle,
2. The fuel cell power generation system according to claim 1 , further comprising an orifice provided between said upper surface and said water tank, said orifice being located above said water level.
前記冷却水を貯留する水タンクと、
イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂ボトルと、
前記水タンクと前記イオン交換樹脂ボトルとの間で前記冷却水を循環させるポンプと、
前記アノードから排出されたガスを昇圧するリサイクルブロアと、
前記リサイクルブロアと、前記冷却水の循環流路とを接続する第1配管と、
を備え、
前記第1配管の一端が、前記水タンクの下面に接続されている、燃料電池発電装置。 A cathode to which an oxygen-containing gas is supplied, an anode to which a hydrogen-containing gas is supplied, and a cooling section to which cooling water is supplied to cool the heat generated by the reaction between the oxygen-containing gas and the hydrogen-containing gas. a fuel cell main body having;
a water tank that stores the cooling water;
An ion exchange resin bottle filled with ion exchange resin,
a pump that circulates the cooling water between the water tank and the ion exchange resin bottle;
a recycle blower that boosts the pressure of the gas discharged from the anode;
a first pipe connecting the recycle blower and the cooling water circulation flow path;
Equipped with
A fuel cell power generation device, wherein one end of the first pipe is connected to a lower surface of the water tank.
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