JPH04306567A - 燃料電池冷却水の水処理システム - Google Patents
燃料電池冷却水の水処理システムInfo
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- JPH04306567A JPH04306567A JP3070699A JP7069991A JPH04306567A JP H04306567 A JPH04306567 A JP H04306567A JP 3070699 A JP3070699 A JP 3070699A JP 7069991 A JP7069991 A JP 7069991A JP H04306567 A JPH04306567 A JP H04306567A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、水冷式燃料電池にお
ける冷却水の電気電導度を低く抑えて燃料電池の液絡を
防止するために、燃料電池の冷却水循環系に連結して設
けられる水処理システムに関する。
ける冷却水の電気電導度を低く抑えて燃料電池の液絡を
防止するために、燃料電池の冷却水循環系に連結して設
けられる水処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料電池を高効率で長時間運転するため
には、電池反応に伴う発熱を除熱して単位セルの積層体
（スタックと呼ぶ）内の温度分布を所定の運転温度（り
ん酸形燃料電池では１９０°Ｃ 前後）にできるだけ均
一に保持することが求められる。そこで、スタックは複
数の単位セルを１ブロックとしてブロック間に冷却板を
積層し、この冷却板に埋設された冷却パイプに冷却媒体
としての冷却水を通流して冷却する水冷式の燃料電池が
知られている。また、水冷式燃料電池では異なる電位に
ある冷却板間で冷却水による液絡が生ずることを防ぐた
め、冷却水はその電気電導度が極力低い（電気抵抗が高
い）ことが求められるので、冷却水の循環系にイオン交
換式水処理装置を含む水処理系を連結したもの（冷却水
循環系および水処理系を合わせて水処理システムと呼ぶ
）が知られている。
には、電池反応に伴う発熱を除熱して単位セルの積層体
（スタックと呼ぶ）内の温度分布を所定の運転温度（り
ん酸形燃料電池では１９０°Ｃ 前後）にできるだけ均
一に保持することが求められる。そこで、スタックは複
数の単位セルを１ブロックとしてブロック間に冷却板を
積層し、この冷却板に埋設された冷却パイプに冷却媒体
としての冷却水を通流して冷却する水冷式の燃料電池が
知られている。また、水冷式燃料電池では異なる電位に
ある冷却板間で冷却水による液絡が生ずることを防ぐた
め、冷却水はその電気電導度が極力低い（電気抵抗が高
い）ことが求められるので、冷却水の循環系にイオン交
換式水処理装置を含む水処理系を連結したもの（冷却水
循環系および水処理系を合わせて水処理システムと呼ぶ
）が知られている。
【０００３】図６は水冷式燃料電池の従来の水処理シス
テムの構成図、図７は水冷式燃料電池の冷却構造図であ
る。図において、単位セル２の積層体からなる燃料電池
スタック１には複数単位セル毎に冷却板３が積層されて
おり、冷却板３に埋設された複数の冷却パイプ３Ａはそ
の両端が一対のヘッダ−３Ｂに並列に連結され、絶縁継
手３Ｃを介して冷却水９の入口側および出口側集合管３
Ｄに連結される。また、一対の集合管３Ｄは燃料電池の
外部で循環ポンプ６および水蒸気分離器５を含む冷却水
循環系１０に連結される。水蒸気分離器５は燃料電池の
運転温度例えば１９０°Ｃ に対して所定温度低い冷却
水９を包蔵しており、循環ポンプ６により冷却水９を冷
却板３に循環することにより、燃料電池スタック１の温
度が運転温度に保持される。
テムの構成図、図７は水冷式燃料電池の冷却構造図であ
る。図において、単位セル２の積層体からなる燃料電池
スタック１には複数単位セル毎に冷却板３が積層されて
おり、冷却板３に埋設された複数の冷却パイプ３Ａはそ
の両端が一対のヘッダ−３Ｂに並列に連結され、絶縁継
手３Ｃを介して冷却水９の入口側および出口側集合管３
Ｄに連結される。また、一対の集合管３Ｄは燃料電池の
外部で循環ポンプ６および水蒸気分離器５を含む冷却水
循環系１０に連結される。水蒸気分離器５は燃料電池の
運転温度例えば１９０°Ｃ に対して所定温度低い冷却
水９を包蔵しており、循環ポンプ６により冷却水９を冷
却板３に循環することにより、燃料電池スタック１の温
度が運転温度に保持される。
【０００４】冷却板３は導電材からなり、互いにスタッ
ク内の異なる電位に保持されるので、ヘッダ−３Ｂと集
合管３Ｄとの間に絶縁ホ−ス等の絶縁継手３Ｃを配して
冷却板３に埋設された冷却パイプ３Ａを冷却板単位で相
互に絶縁する。しかしながら、冷却水の電気電導度が高
いと絶縁継手内の冷却水を通して冷却板間に短絡電流が
流れる液絡現象が発生し、発電電力の一部が無駄に消費
されることになる。そこで冷却水９の電気電導度を１μ
Ｓ／ｃｍ以下に保持するために冷却水循環系１０に水処
理系１１が連結される。すなわち、水処理系１１は補水
タンク１２内の補給水９Ｄをポンプ１３により、例えば
カ−ボンフイルタを通してイオン交換式水処理装置１４
に送り、得られた低電気電導度のイオン交換水９Ｅを水
タンク１５に蓄えるよう構成される。一方、冷却水循環
系１０では水蒸気分離器５内の冷却水９をブロ−水９Ｂ
として外部に放出するよう構成され、ブロ−水の放出に
より不足した冷却水９を、水タンク１５から補給される
イオン交換水９Ｅに置き換えるよう構成され、運転中徐
々に高くなる冷却水９の電気電導度を低電気電導度のイ
オン交換水９Ｅを加えることにより１μＳ／ｃｍ以下に
保持することができる。
ク内の異なる電位に保持されるので、ヘッダ−３Ｂと集
合管３Ｄとの間に絶縁ホ−ス等の絶縁継手３Ｃを配して
冷却板３に埋設された冷却パイプ３Ａを冷却板単位で相
互に絶縁する。しかしながら、冷却水の電気電導度が高
いと絶縁継手内の冷却水を通して冷却板間に短絡電流が
流れる液絡現象が発生し、発電電力の一部が無駄に消費
されることになる。そこで冷却水９の電気電導度を１μ
Ｓ／ｃｍ以下に保持するために冷却水循環系１０に水処
理系１１が連結される。すなわち、水処理系１１は補水
タンク１２内の補給水９Ｄをポンプ１３により、例えば
カ−ボンフイルタを通してイオン交換式水処理装置１４
に送り、得られた低電気電導度のイオン交換水９Ｅを水
タンク１５に蓄えるよう構成される。一方、冷却水循環
系１０では水蒸気分離器５内の冷却水９をブロ−水９Ｂ
として外部に放出するよう構成され、ブロ−水の放出に
より不足した冷却水９を、水タンク１５から補給される
イオン交換水９Ｅに置き換えるよう構成され、運転中徐
々に高くなる冷却水９の電気電導度を低電気電導度のイ
オン交換水９Ｅを加えることにより１μＳ／ｃｍ以下に
保持することができる。
【０００５】また、補水タンク１２に蓄える補給水９Ｄ
には、改質器４におけるバ−ナ４Ｂの燃焼排ガス４Ｇ中
の水蒸気と、燃料電池スタック１から排出される反応済
み空気（オフ空気と呼ぶ）１Ｇ中の発電生成水の一部と
を熱交換器８により回収し、得られた復水９Ｃに適量の
水道水９Ａを混合したものが用いられる。なお、発電生
成水の混合量は熱交換器７により制御される。
には、改質器４におけるバ−ナ４Ｂの燃焼排ガス４Ｇ中
の水蒸気と、燃料電池スタック１から排出される反応済
み空気（オフ空気と呼ぶ）１Ｇ中の発電生成水の一部と
を熱交換器８により回収し、得られた復水９Ｃに適量の
水道水９Ａを混合したものが用いられる。なお、発電生
成水の混合量は熱交換器７により制御される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の水処理システム
では、補水タンク１２に蓄える補給水９Ｄとして水道水
９Ａと復水９Ｃを混合して使用することにより、水道水
の使用量を減らすよう構成されているが、補給水が多量
のイオンを含んでいるために電気電導度が高い。従って
補給水中のイオンをイオン交換式水処理装置１４で除去
する必要があり、イオン交換樹脂の可使用寿命が短くな
るばかりか、イオン交換樹脂の再生やその交換作業等の
保守費用が嵩むという経済的不利益が発生する。
では、補水タンク１２に蓄える補給水９Ｄとして水道水
９Ａと復水９Ｃを混合して使用することにより、水道水
の使用量を減らすよう構成されているが、補給水が多量
のイオンを含んでいるために電気電導度が高い。従って
補給水中のイオンをイオン交換式水処理装置１４で除去
する必要があり、イオン交換樹脂の可使用寿命が短くな
るばかりか、イオン交換樹脂の再生やその交換作業等の
保守費用が嵩むという経済的不利益が発生する。
【０００７】この発明の目的は、復水と水道水の混合水
を補給水とする水処理システムにおいて、そのシステム
構成を大幅に複雑化することなく、イオン交換樹脂の寿
命を長期化し、保守を容易化することにある。
を補給水とする水処理システムにおいて、そのシステム
構成を大幅に複雑化することなく、イオン交換樹脂の寿
命を長期化し、保守を容易化することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、複数の単位セルと冷却板の積層
体からなる燃料電池が、前記冷却板に水蒸気分離器およ
び循環ポンプを介して冷却水を循環する冷却水循環系と
、前記水蒸気分離器からブロ−水が放出されることによ
り生じた冷却水の不足分を、イオン交換式水処理装置を
通して低電気電導度の冷却水として前記冷却水循環系に
供給する水処理系とを有するものにおいて、前記イオン
交換式水処理装置に供給する補給水を所定温度に加熱す
る補給水加熱手段を前記水処理系に備えてなるものとす
る。
に、この発明によれば、複数の単位セルと冷却板の積層
体からなる燃料電池が、前記冷却板に水蒸気分離器およ
び循環ポンプを介して冷却水を循環する冷却水循環系と
、前記水蒸気分離器からブロ−水が放出されることによ
り生じた冷却水の不足分を、イオン交換式水処理装置を
通して低電気電導度の冷却水として前記冷却水循環系に
供給する水処理系とを有するものにおいて、前記イオン
交換式水処理装置に供給する補給水を所定温度に加熱す
る補給水加熱手段を前記水処理系に備えてなるものとす
る。
【０００９】具体的には、水処理系が、燃料電池のオフ
空気および改質器バ−ナの燃焼排ガスから回収した復水
と水道水とを混合して貯留する補水タンクと、この補水
タンク内の水をブロ−水を加熱媒体として加熱する補給
水加熱手段とを備えてなるものとする。
空気および改質器バ−ナの燃焼排ガスから回収した復水
と水道水とを混合して貯留する補水タンクと、この補水
タンク内の水をブロ−水を加熱媒体として加熱する補給
水加熱手段とを備えてなるものとする。
【００１０】また、水処理系がイオン交換式水処理装置
の前段にブロ−水を加熱媒体とする熱交換器からなる補
給水加熱手段を備えてなるものとする。
の前段にブロ−水を加熱媒体とする熱交換器からなる補
給水加熱手段を備えてなるものとする。
【００１１】さらに、ブロ−水を加熱媒体とする補給水
加熱手段で不足な熱エネルギ−を供給する補助熱源を，
補水タンクまたは熱交換器が備えてなるものとする。
加熱手段で不足な熱エネルギ−を供給する補助熱源を，
補水タンクまたは熱交換器が備えてなるものとする。
【００１２】さらにまた、複数の単位セルと冷却板の積
層体からなる燃料電池が、前記冷却板に水蒸気分離器お
よび循環ポンプを介して冷却水を循環する冷却水循環系
と、前記水蒸気分離器からブロ−水が放出されることに
より生じた冷却水の不足分をイオン交換式水処理装置を
通して低電気電導度の冷却水として前記冷却水循環系に
供給する水処理系とを有するものにおいて、前記ブロ−
水を高温の空気混合蒸気に変換するエジェクタと、燃料
電池のオフ空気および改質器バ−ナの燃焼排ガスから回
収した復水と水道水とを混合して貯留する補水タンクか
らなり，前記空気混合蒸気の吹き込みにより加熱された
補給水を前記イオン交換式水処理装置に供給する水処理
系とを備えてなるものとする。
層体からなる燃料電池が、前記冷却板に水蒸気分離器お
よび循環ポンプを介して冷却水を循環する冷却水循環系
と、前記水蒸気分離器からブロ−水が放出されることに
より生じた冷却水の不足分をイオン交換式水処理装置を
通して低電気電導度の冷却水として前記冷却水循環系に
供給する水処理系とを有するものにおいて、前記ブロ−
水を高温の空気混合蒸気に変換するエジェクタと、燃料
電池のオフ空気および改質器バ−ナの燃焼排ガスから回
収した復水と水道水とを混合して貯留する補水タンクか
らなり，前記空気混合蒸気の吹き込みにより加熱された
補給水を前記イオン交換式水処理装置に供給する水処理
系とを備えてなるものとする。
【００１３】
【作用】この発明の構成は、イオン交換樹脂の寿命を短
縮する主たる原因が、復水中に多く含まれる炭酸水素イ
オン、および水道水中に多く含まれる塩素イオンであり
、かつこれらのイオンは補給水を加熱することによりガ
ス化して除去できるという本願出願人等の知見に基づい
て得られたものである。すなわち、イオン交換式水処理
装置に供給する補給水を所定温度に加熱する補給水加熱
手段を水処理系に設けるよう構成したことにより、復水
と水道水の混合水からなる補給水に含まれる炭酸水素イ
オン（ＨＣＯ３ − ） ２個が補給水を７０〜９０°
Ｃ程度に加熱すると、ＣＯ３２− ＋ＣＯ２ ＋Ｈ２
Ｏ に分解され、このうちＣＯ２ が炭酸ガスとして
放出されるので、炭酸水素イオンがイオン交換樹脂の寿
命に及ぼす影響を大幅に軽減する機能が得られる。また
、塩素イオン（ Ｃｌ− ） ２個が塩素ガス（Ｃｌ２
）に変化して外部に放出されるのでイオン交換樹脂の
寿命に及ぼす塩素イオンの影響も排除することができる
。
縮する主たる原因が、復水中に多く含まれる炭酸水素イ
オン、および水道水中に多く含まれる塩素イオンであり
、かつこれらのイオンは補給水を加熱することによりガ
ス化して除去できるという本願出願人等の知見に基づい
て得られたものである。すなわち、イオン交換式水処理
装置に供給する補給水を所定温度に加熱する補給水加熱
手段を水処理系に設けるよう構成したことにより、復水
と水道水の混合水からなる補給水に含まれる炭酸水素イ
オン（ＨＣＯ３ − ） ２個が補給水を７０〜９０°
Ｃ程度に加熱すると、ＣＯ３２− ＋ＣＯ２ ＋Ｈ２
Ｏ に分解され、このうちＣＯ２ が炭酸ガスとして
放出されるので、炭酸水素イオンがイオン交換樹脂の寿
命に及ぼす影響を大幅に軽減する機能が得られる。また
、塩素イオン（ Ｃｌ− ） ２個が塩素ガス（Ｃｌ２
）に変化して外部に放出されるのでイオン交換樹脂の
寿命に及ぼす塩素イオンの影響も排除することができる
。
【００１４】水処理システムの具体的構成としては、水
処理系が、燃料電池のオフ空気および改質器バ−ナの燃
焼排ガスから回収した復水と水道水とを混合して貯留す
る補水タンクと、この補水タンク内の水をブロ−水を加
熱媒体として加熱する補給水加熱手段とを備えてなるも
のとすれば、既存の補水タンク内に熱交換要素を追加し
ただけの簡素な構成の補給水加熱手段で、ブロ−水の持
つ廃熱を有効利用した補給水加熱手段を形成できる。
処理系が、燃料電池のオフ空気および改質器バ−ナの燃
焼排ガスから回収した復水と水道水とを混合して貯留す
る補水タンクと、この補水タンク内の水をブロ−水を加
熱媒体として加熱する補給水加熱手段とを備えてなるも
のとすれば、既存の補水タンク内に熱交換要素を追加し
ただけの簡素な構成の補給水加熱手段で、ブロ−水の持
つ廃熱を有効利用した補給水加熱手段を形成できる。
【００１５】また、水処理系がイオン交換式水処理装置
の前段にブロ−水を加熱媒体とする熱交換器からなる補
給水加熱手段を備えるよう構成しても、前記と同様にブ
ロ−水の持つ廃熱を利用した補給水加熱手段を形成でき
る。
の前段にブロ−水を加熱媒体とする熱交換器からなる補
給水加熱手段を備えるよう構成しても、前記と同様にブ
ロ−水の持つ廃熱を利用した補給水加熱手段を形成でき
る。
【００１６】さらに、ブロ−水を加熱媒体とする補給水
加熱手段で不足な熱エネルギ−を供給する補助熱源を補
水タンクまたは熱交換器に設ければ、さらに各種バ−ナ
の燃焼廃熱等を有効利用した補給水加熱手段を形成でき
る。
加熱手段で不足な熱エネルギ−を供給する補助熱源を補
水タンクまたは熱交換器に設ければ、さらに各種バ−ナ
の燃焼廃熱等を有効利用した補給水加熱手段を形成でき
る。
【００１７】また別な手段として、ブロ−水を高温の空
気混合蒸気に変換するエジェクタと、生成した高温の空
気混合蒸気の吹き込みを受ける補水タンクとで補給水加
熱手段を構成すれば、ブロ−水の持つ廃熱を利用して補
給水を効率よく加熱できるとともに、気化したＣＯ２
ガスおよびＣｌ２ ガスをバブリング空気とともに補給
水の外部に効率よく排出し、補給水中のイオンを大幅に
低減することができる。
気混合蒸気に変換するエジェクタと、生成した高温の空
気混合蒸気の吹き込みを受ける補水タンクとで補給水加
熱手段を構成すれば、ブロ−水の持つ廃熱を利用して補
給水を効率よく加熱できるとともに、気化したＣＯ２
ガスおよびＣｌ２ ガスをバブリング空気とともに補給
水の外部に効率よく排出し、補給水中のイオンを大幅に
低減することができる。
【００１８】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明する
。図１はこの発明の実施例になる燃料電池冷却水の水処
理システムを示す構成図であり、以下従来技術と同じ部
分には同一参照符号を付すことにより、重複した説明を
省略する。図において、補水タンク１２，ポンプ１３，
イオン交換式水処理装置１４，および水タンク１５で構
成される水処理系２１は、その補水タンク１２がその内
部に補給水加熱手段としてのパネル式または蛇管式の放
熱器２２を備え、冷却水循環系１０側の水蒸気分離器５
からブロ−水９Ｂを加熱媒体としてこの放熱器２２を通
して外部に放出するよう構成される。
。図１はこの発明の実施例になる燃料電池冷却水の水処
理システムを示す構成図であり、以下従来技術と同じ部
分には同一参照符号を付すことにより、重複した説明を
省略する。図において、補水タンク１２，ポンプ１３，
イオン交換式水処理装置１４，および水タンク１５で構
成される水処理系２１は、その補水タンク１２がその内
部に補給水加熱手段としてのパネル式または蛇管式の放
熱器２２を備え、冷却水循環系１０側の水蒸気分離器５
からブロ−水９Ｂを加熱媒体としてこの放熱器２２を通
して外部に放出するよう構成される。
【００１９】このように構成された水処理系２１におい
て、補水タンク１２内の補給水９Ｄは、炭酸水素イオン
を多量に含む復水９Ｃと、塩素イオンを含む水道水９Ａ
の混合水であるが、例えば１７０°Ｃ 程度の高温のブ
ロ−水９Ｂが放熱器２２を通ることにより補給水９Ｄは
７０〜９０°Ｃ 程度に加熱され。その結果、補給水中
の炭酸水素イオンおよび塩素イオンは炭酸ガスおよび塩
素ガスに変化し、補水タンク１２の上部空間から外部に
排出される。したがって、ポンプ１３でイオン交換式水
処理装置１４に送られる補給水９Ｄ中の炭酸水素イオン
および塩素イオンの量は大幅に減少するので、イオン交
換樹脂の寿命は大幅に長くなり、これに伴ってイオン交
換樹脂の交換作業の頻度も大幅に減少し、その再生費用
や保守作業工数を大幅に低減することができる。
て、補水タンク１２内の補給水９Ｄは、炭酸水素イオン
を多量に含む復水９Ｃと、塩素イオンを含む水道水９Ａ
の混合水であるが、例えば１７０°Ｃ 程度の高温のブ
ロ−水９Ｂが放熱器２２を通ることにより補給水９Ｄは
７０〜９０°Ｃ 程度に加熱され。その結果、補給水中
の炭酸水素イオンおよび塩素イオンは炭酸ガスおよび塩
素ガスに変化し、補水タンク１２の上部空間から外部に
排出される。したがって、ポンプ１３でイオン交換式水
処理装置１４に送られる補給水９Ｄ中の炭酸水素イオン
および塩素イオンの量は大幅に減少するので、イオン交
換樹脂の寿命は大幅に長くなり、これに伴ってイオン交
換樹脂の交換作業の頻度も大幅に減少し、その再生費用
や保守作業工数を大幅に低減することができる。
【００２０】図２はこの発明の異なる実施例を示す水処
理系のシステム構成図であり、水処理系３１がイオン交
換式水処理装置１４の上流側にブロ−水９Ｂを加熱媒体
とする熱交換器３２を備えた点が前述の実施例と異なっ
ており、熱交換器３２がブロ−水９Ｂの放出量に見合う
量の補給水９Ｄを加熱すればよいので、小型の熱交換器
３２を用いてイオン量の少ない補給水を効率良く供給す
ることができる。
理系のシステム構成図であり、水処理系３１がイオン交
換式水処理装置１４の上流側にブロ−水９Ｂを加熱媒体
とする熱交換器３２を備えた点が前述の実施例と異なっ
ており、熱交換器３２がブロ−水９Ｂの放出量に見合う
量の補給水９Ｄを加熱すればよいので、小型の熱交換器
３２を用いてイオン量の少ない補給水を効率良く供給す
ることができる。
【００２１】図３はこの発明のさらに異なる実施例を示
す要部の構成図であり、図１について既に説明した補給
水加熱手段としての放熱器２２において、加熱媒体とし
てのブロ−水９Ｂで不足する熱エネルギ−を、補水タン
ク１２に設けた補助放熱器４２に図１における熱交換器
８で熱交換することにより得られる温水２９を加熱媒体
として供給して補助熱源とした点が前述の各実施例と異
なっており、燃焼排ガス４Ｇおよびオフ空気１Ｇの持つ
熱エネルギ−を熱交換器８を介して補給水の加熱に利用
することができる。なお、この補助熱源は図２における
熱交換器３２に適用してもよく、また、燃焼排ガス４Ｇ
やオフ空気１Ｇを加熱媒体として直接利用するよう構成
してもよい。
す要部の構成図であり、図１について既に説明した補給
水加熱手段としての放熱器２２において、加熱媒体とし
てのブロ−水９Ｂで不足する熱エネルギ−を、補水タン
ク１２に設けた補助放熱器４２に図１における熱交換器
８で熱交換することにより得られる温水２９を加熱媒体
として供給して補助熱源とした点が前述の各実施例と異
なっており、燃焼排ガス４Ｇおよびオフ空気１Ｇの持つ
熱エネルギ−を熱交換器８を介して補給水の加熱に利用
することができる。なお、この補助熱源は図２における
熱交換器３２に適用してもよく、また、燃焼排ガス４Ｇ
やオフ空気１Ｇを加熱媒体として直接利用するよう構成
してもよい。
【００２２】図４は上記実施例の変形例を示す要部の構
成図であり、補水タンク１２が補助熱源として補助バ−
ナ４５を備えた点が前述の実施例と異なっており、ＬＰ
Ｇ，ＬＮＧ，メタノ−ル，ナフサ，あるいは水素等の燃
料の燃焼熱により、放熱器２２の熱源であるブロ−水９
Ｂで不足する熱量を補給することができる。
成図であり、補水タンク１２が補助熱源として補助バ−
ナ４５を備えた点が前述の実施例と異なっており、ＬＰ
Ｇ，ＬＮＧ，メタノ−ル，ナフサ，あるいは水素等の燃
料の燃焼熱により、放熱器２２の熱源であるブロ−水９
Ｂで不足する熱量を補給することができる。
【００２３】図５はこの発明の他の実施例を示す水処理
システムの構成図であり、水蒸気分離器５から排出され
る高温のブロ−水９Ｂはエジェクタ５１に吹き込まれる
高圧の空気により高温の空気混合蒸気５９に変換され、
補水タンク１２の補給水９Ｄ中に吹き込まれ補給水９Ｄ
を７０〜９０°Ｃ に加熱する。このとき、補給水９Ｂ
内にバブリングされた空気混合蒸気５９は、加熱される
ことにより補給水から遊離した炭酸ガスや塩素ガスを巻
き込んで補水タンク１２の上部空間に排出するので、イ
オン交換式水処理装置１４に供給される補給水のイオン
濃度は大幅に減少し、イオン交換樹脂の寿命を延ばすこ
とができる。
システムの構成図であり、水蒸気分離器５から排出され
る高温のブロ−水９Ｂはエジェクタ５１に吹き込まれる
高圧の空気により高温の空気混合蒸気５９に変換され、
補水タンク１２の補給水９Ｄ中に吹き込まれ補給水９Ｄ
を７０〜９０°Ｃ に加熱する。このとき、補給水９Ｂ
内にバブリングされた空気混合蒸気５９は、加熱される
ことにより補給水から遊離した炭酸ガスや塩素ガスを巻
き込んで補水タンク１２の上部空間に排出するので、イ
オン交換式水処理装置１４に供給される補給水のイオン
濃度は大幅に減少し、イオン交換樹脂の寿命を延ばすこ
とができる。
【００２４】
【発明の効果】この発明は前述のように、イオン交換式
水処理装置に供給する補給水を所定温度に加熱する補給
水加熱手段を水処理系に設けるよう構成した。その結果
、復水と水道水の混合水からなる補給水に含まれる炭酸
水素イオンが補給水を７０〜９０°Ｃ程度に加熱するこ
とにより分解されて炭酸ガスとして放出され、また、塩
素イオンも塩素ガスに変化して外部に放出されるのでの
、炭酸水素イオンや塩素イオンがイオン交換樹脂の寿命
に及ぼす影響を大幅に軽減するすることが可能になり、
イオン交換式水処理装置のイオン交換樹脂を交換する頻
度を従来技術のそれに比べて大幅に減少させて保守作業
を省力化できるとともに、イオン交換樹脂の再生費用を
大幅に低減でき、したがって、経済的メリットの大きい
水処理システムを備えた燃料電池を提供することができ
る。
水処理装置に供給する補給水を所定温度に加熱する補給
水加熱手段を水処理系に設けるよう構成した。その結果
、復水と水道水の混合水からなる補給水に含まれる炭酸
水素イオンが補給水を７０〜９０°Ｃ程度に加熱するこ
とにより分解されて炭酸ガスとして放出され、また、塩
素イオンも塩素ガスに変化して外部に放出されるのでの
、炭酸水素イオンや塩素イオンがイオン交換樹脂の寿命
に及ぼす影響を大幅に軽減するすることが可能になり、
イオン交換式水処理装置のイオン交換樹脂を交換する頻
度を従来技術のそれに比べて大幅に減少させて保守作業
を省力化できるとともに、イオン交換樹脂の再生費用を
大幅に低減でき、したがって、経済的メリットの大きい
水処理システムを備えた燃料電池を提供することができ
る。
【００２５】具体的には、水処理系が、燃料電池のオフ
空気および改質器バ−ナの燃焼排ガスから回収した復水
と水道水とを混合して貯留する補水タンクと、この補水
タンク内の水をブロ−水を加熱媒体として加熱する補給
水加熱手段とを備えてなるものとすれば、既存の補水タ
ンク内に熱交換器を追加するだけの簡素な構造の補給水
加熱手段で、ブロ−水の持つ廃熱と復水を有効利用した
水処理システムを備えた燃料電池を提供することができ
る。
空気および改質器バ−ナの燃焼排ガスから回収した復水
と水道水とを混合して貯留する補水タンクと、この補水
タンク内の水をブロ−水を加熱媒体として加熱する補給
水加熱手段とを備えてなるものとすれば、既存の補水タ
ンク内に熱交換器を追加するだけの簡素な構造の補給水
加熱手段で、ブロ−水の持つ廃熱と復水を有効利用した
水処理システムを備えた燃料電池を提供することができ
る。
【００２６】また、水処理系がイオン交換式水処理装置
の前段にブロ−水を加熱媒体とする熱交換器からなる補
給水加熱手段を備えるよう構成しても、ブロ−水の排出
量に対応した小型の補給水加熱手段を形成することがで
きる。
の前段にブロ−水を加熱媒体とする熱交換器からなる補
給水加熱手段を備えるよう構成しても、ブロ−水の排出
量に対応した小型の補給水加熱手段を形成することがで
きる。
【００２７】さらに、ブロ−水を加熱媒体とする補給水
加熱手段で不足な熱エネルギ−を供給する補助熱源を補
水タンクまたは熱交換器に設ければ、さらに各種バ−ナ
の燃焼廃熱等を有効利用した補給水加熱手段を形成でき
る。
加熱手段で不足な熱エネルギ−を供給する補助熱源を補
水タンクまたは熱交換器に設ければ、さらに各種バ−ナ
の燃焼廃熱等を有効利用した補給水加熱手段を形成でき
る。
【００２８】また別な手段として、ブロ−水を高温の空
気混合蒸気に変換するエジェクタと、生成した高温の空
気混合蒸気の吹き込みを受ける補水タンクとで補給水加
熱手段を構成すれば、ブロ−水の持つ廃熱を利用して補
給水を効率よく加熱できるとともに、気化したＣＯ２
ガスおよびＣｌ２ ガスをバブリング空気とともに補給
水の外部に効率よく排出し、補給水中のイオンを大幅に
低減できる高性能の補給水加熱手段を備えた燃料電池冷
却水の水処理システムを提供することができる。
気混合蒸気に変換するエジェクタと、生成した高温の空
気混合蒸気の吹き込みを受ける補水タンクとで補給水加
熱手段を構成すれば、ブロ−水の持つ廃熱を利用して補
給水を効率よく加熱できるとともに、気化したＣＯ２
ガスおよびＣｌ２ ガスをバブリング空気とともに補給
水の外部に効率よく排出し、補給水中のイオンを大幅に
低減できる高性能の補給水加熱手段を備えた燃料電池冷
却水の水処理システムを提供することができる。
【図１】この発明の実施例になる燃料電池冷却水の水処
理システムを示す構成図
理システムを示す構成図
【図２】この発明の異なる実施例を示す水処理系のシス
テム構成図
テム構成図
【図３】この発明のさらに異なる実施例を示す要部の構
成図
成図
【図４】実施例の変形例を示す要部の構成図
【図５】こ
の発明の他の実施例を示す水処理システムの構成図
の発明の他の実施例を示す水処理システムの構成図
【図６】水冷式燃料電池の従来の水処理システム図
【図
７】液冷式燃料電池の冷却構造図
７】液冷式燃料電池の冷却構造図
１ 燃料電池スタック
１Ｇ オフ空気
２ 単位セル
３ 冷却板
４ 改質器
４Ｇ 燃焼排ガス
５ 水蒸気分離器
６ 循環ポンプ
７ 熱交換器
８ 熱交換器
９ 冷却水
９Ａ 水道水
９Ｂ ブロ−水
９Ｃ 復水
９Ｄ 補給水
９Ｅ イオン交換水
１０ 冷却水循環系
１１ 水処理系
１２ 補水タンク
１４ イオン交換式水処理装置
１５ 水タンク
２１ 水処理系
２２ 放熱器（補給水加熱手段）３１ 水
処理系 ３２ 熱交換器（補給水加熱手段）４２
補助熱交換器 ４３ 補助熱源 ４５ 補助バ−ナ ５１ エジェクタ ５９ 空気混合蒸気
処理系 ３２ 熱交換器（補給水加熱手段）４２
補助熱交換器 ４３ 補助熱源 ４５ 補助バ−ナ ５１ エジェクタ ５９ 空気混合蒸気
Claims (5)
- 【請求項１】複数の単位セルと冷却板の積層体からなる
燃料電池が、前記冷却板に水蒸気分離器および循環ポン
プを介して冷却水を循環する冷却水循環系と、前記水蒸
気分離器からブロ−水が放出されることにより生じた冷
却水の不足分を、イオン交換式水処理装置を通して低電
気電導度の冷却水として前記冷却水循環系に供給する水
処理系とを有するものにおいて、前記イオン交換式水処
理装置に供給する補給水を所定温度に加熱する補給水加
熱手段を前記水処理系に備えてなることを特徴とする燃
料電池冷却水の水処理システム。 - 【請求項２】水処理系が、燃料電池のオフ空気および改
質器バ−ナの燃焼排ガスから回収した復水と水道水とを
混合して貯留する補水タンクと、この補水タンク内の水
をブロ−水を加熱媒体として加熱する補給水加熱手段と
を備えてなることを特徴とする請求項１記載の燃料電池
冷却水の水処理システム。 - 【請求項３】水処理系がイオン交換式水処理装置の前段
にブロ−水を加熱媒体とする熱交換器からなる補給水加
熱手段を備えてなることを特徴とする請求項１記載の燃
料電池冷却水の水処理システム。 - 【請求項４】ブロ−水を加熱媒体とする補給水加熱手段
で不足な熱エネルギ−を供給する補助熱源を補水タンク
または熱交換器が備えてなることを特徴とする請求項２
または請求項３記載の燃料電池冷却水の水処理システム
。 - 【請求項５】複数の単位セルと冷却板の積層体からなる
燃料電池が、前記冷却板に水蒸気分離器および循環ポン
プを介して冷却水を循環する冷却水循環系と、前記水蒸
気分離器からブロ−水が放出されることにより生じた冷
却水の不足分を，イオン交換式水処理装置を通して低電
気電導度の冷却水として前記冷却水循環系に供給する水
処理系とを有するものにおいて、前記ブロ−水を高温の
空気混合蒸気に変換するエジェクタと、燃料電池のオフ
空気および改質器バ−ナの燃焼排ガスから回収した復水
と水道水とを混合して貯留する補水タンクからなり，前
記空気混合蒸気の吹き込みにより加熱された補給水を前
記イオン交換式水処理装置に供給する水処理系とを備え
てなることを特徴とする燃料電池冷却水の水処理システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070699A JPH04306567A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 燃料電池冷却水の水処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3070699A JPH04306567A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 燃料電池冷却水の水処理システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04306567A true JPH04306567A (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=13439126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3070699A Pending JPH04306567A (ja) | 1991-04-03 | 1991-04-03 | 燃料電池冷却水の水処理システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04306567A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7303831B2 (en) | 1998-09-22 | 2007-12-04 | Ballard Powers Systems Inc. | Antifreeze cooling subsystem |
| JP2010199092A (ja) * | 2010-06-10 | 2010-09-09 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
-
1991
- 1991-04-03 JP JP3070699A patent/JPH04306567A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7303831B2 (en) | 1998-09-22 | 2007-12-04 | Ballard Powers Systems Inc. | Antifreeze cooling subsystem |
| JP2010199092A (ja) * | 2010-06-10 | 2010-09-09 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
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