JPS61188864A - 燃料電池の冷却水浄化装置 - Google Patents
燃料電池の冷却水浄化装置Info
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- JPS61188864A JPS61188864A JP60028472A JP2847285A JPS61188864A JP S61188864 A JPS61188864 A JP S61188864A JP 60028472 A JP60028472 A JP 60028472A JP 2847285 A JP2847285 A JP 2847285A JP S61188864 A JPS61188864 A JP S61188864A
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- Japan
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- cooling water
- fuel cell
- temperature
- cooling
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04029—Heat exchange using liquids
-
- 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
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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
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は燃料電池の冷却管から高温の冷却水に析出する
腐食生成物を除去する燃料電池の冷却水浄化装置Ｃ二関
するものである。
腐食生成物を除去する燃料電池の冷却水浄化装置Ｃ二関
するものである。
［発明の技術的背景とその問題点］
燃料電池は水素と酸素とを反応させて電気化学的Ｃユ電
力を発生するものであり、発電効率が高く、かつクリー
ンなエネルギ源として注目されている。
力を発生するものであり、発電効率が高く、かつクリー
ンなエネルギ源として注目されている。
発電は発熱反応として行われるので、温度を発電効率の
最も高い１７０℃前後Ｃ：保つＣ′″−に、高温の冷却
水を循環させて反応器を冷却する冷却装置が必要である
。
最も高い１７０℃前後Ｃ：保つＣ′″−に、高温の冷却
水を循環させて反応器を冷却する冷却装置が必要である
。
この場合、冷却水の温度が高いので冷却管（二側用して
いるステンレス管や鋼管（ユ腐食が生じて離溶性の腐食
生成物を析出し、これ（ユよって冷却管の閉基な生ずる
ことが多い。
いるステンレス管や鋼管（ユ腐食が生じて離溶性の腐食
生成物を析出し、これ（ユよって冷却管の閉基な生ずる
ことが多い。
このため冷却装置（ユは冷却水の浄化装置が必要である
。
。
従来の冷却水浄化装置としては、高温の冷却水循環系か
ら冷却水の一部をブローダウンして、これをイオン交換
樹脂を充填した低温脱塩器（二通して浄化するものが用
いられている。
ら冷却水の一部をブローダウンして、これをイオン交換
樹脂を充填した低温脱塩器（二通して浄化するものが用
いられている。
イオン交換樹脂は高温で使用出来ないので、プ筒−ダウ
ンしてから冷却する必要があり、これが熱損失の原因：
ユなっている。
ンしてから冷却する必要があり、これが熱損失の原因：
ユなっている。
第３図はこの場合の冷却水のブローダウン流量（二対す
るイオン濃度（曲線人）および熱損失（曲線Ｂ）を示す
。
るイオン濃度（曲線人）および熱損失（曲線Ｂ）を示す
。
すなわちブローダウン流量を増すと冷却水中のイオン濃
度は低下し、腐食の抑制および冷却管の閉塞防止が期待
できるが、逆ζ二熱損失が増大し、発電コストの上昇を
招く。
度は低下し、腐食の抑制および冷却管の閉塞防止が期待
できるが、逆ζ二熱損失が増大し、発電コストの上昇を
招く。
このためイオン濃度の許容値（０点）を与えるブローダ
ウン流ｔ（Ｆ点）で運用しており、熱損失（Ｄ点）はか
なり大きくなっている。
ウン流ｔ（Ｆ点）で運用しており、熱損失（Ｄ点）はか
なり大きくなっている。
本発明者らは冷却管の閉基をもたらす腐食生成物の有効
な除去方法について検討した所、以下の知見を得た。
な除去方法について検討した所、以下の知見を得た。
すなわち先ず閉塞の原因シーなっている腐食生成物の組
成を調べた所、鉄２０ Ｔｏ 、銅３０％、その他５０
チであった。
成を調べた所、鉄２０ Ｔｏ 、銅３０％、その他５０
チであった。
このことから配管材料から腐食・溶出する金属陽イオン
が閉塞の原因であることが分った。
が閉塞の原因であることが分った。
次（ユ冷却水の浮遊けん濁物の組成および粒径分布を調
べた所、鉄が大半であり、粒径は１０〜１００μｍであ
つ九。
べた所、鉄が大半であり、粒径は１０〜１００μｍであ
つ九。
以上のことから冷却管を閉塞する腐食生成物は、比較的
大きな粒子として存在する酸化鉄と、イオンまたはコロ
イド状態で存在する０、４５μｍ以下の銅および酸化鋼
でおることが判明した。
大きな粒子として存在する酸化鉄と、イオンまたはコロ
イド状態で存在する０、４５μｍ以下の銅および酸化鋼
でおることが判明した。
〔発明の目的コ
本発明は冷却水を高温状態で浄化する高温浄化系を設け
、一部のみを低温で浄化すること（ユよって熱損失を小
さくすると共（ユ浄化装置の寿命を長くする効率のよい
燃料電池の冷却水浄化装置を提供することを目的として
いる。
、一部のみを低温で浄化すること（ユよって熱損失を小
さくすると共（ユ浄化装置の寿命を長くする効率のよい
燃料電池の冷却水浄化装置を提供することを目的として
いる。
［発明の概：ｇ！］
本発明は燃料電池の反応器を冷却する高温の冷却水中の
腐食生成物を除去する燃料電池の冷却水浄化装置ζ：お
いて、冷却水を高温状態で浄化する高温フィルタ（例え
ばろ材を内菫する第１の浄化器と無機陽イオン交換体を
内蔵した第２の浄化器から構成される）を用いた高温浄
化系と、冷却水の一部を熱交換器を通して低温とした後
イオン交換樹脂を用いて浄化する低温浄化系を備え、こ
れによって熱損失を低減させると共６ユ、浄化装置を長
期間使用できるようにしたものである。
腐食生成物を除去する燃料電池の冷却水浄化装置ζ：お
いて、冷却水を高温状態で浄化する高温フィルタ（例え
ばろ材を内菫する第１の浄化器と無機陽イオン交換体を
内蔵した第２の浄化器から構成される）を用いた高温浄
化系と、冷却水の一部を熱交換器を通して低温とした後
イオン交換樹脂を用いて浄化する低温浄化系を備え、こ
れによって熱損失を低減させると共６ユ、浄化装置を長
期間使用できるようにしたものである。
［発明の実施例］
本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図（ユおいて、１は気液分離器であり、冷却水出口
２、ポンプ３、冷却管５、冷却水人口６を接続して冷却
水循環系を構成すると共（ユ、ポンプ３と冷却管５の間
（−直列に第１の浄化器７および第２の浄化器８を設け
て高温浄化系９を形成している。
２、ポンプ３、冷却管５、冷却水人口６を接続して冷却
水循環系を構成すると共（ユ、ポンプ３と冷却管５の間
（−直列に第１の浄化器７および第２の浄化器８を設け
て高温浄化系９を形成している。
第１の浄化器７（−は数十〜数百μｍの孔径な持つ焼結
セラミックや焼結金属から成る成形ろ材、またハ０．１
〜数騎の粒径をもつ粒状ろ材を充填し、第２の浄化器８
（−は酸化錫、酸化マンガン、酸化チタン、またはマン
ガンフェライトなどのようＣ；無機陽イオン交換体とし
て作用する金属酸化物を、造粒で、または適当な担体に
担持して充填する。
セラミックや焼結金属から成る成形ろ材、またハ０．１
〜数騎の粒径をもつ粒状ろ材を充填し、第２の浄化器８
（−は酸化錫、酸化マンガン、酸化チタン、またはマン
ガンフェライトなどのようＣ；無機陽イオン交換体とし
て作用する金属酸化物を、造粒で、または適当な担体に
担持して充填する。
また第２の浄化器８と冷却管５の入口ｌＯとの間で冷却
水循環系の配管ｌ］を分岐させ、パルプ１２を介して熱
交換器１３、イオン交換樹脂を充填した低温脱塩器１４
、ポンプ１５などからなる低温浄化系１６を形成してい
る。
水循環系の配管ｌ］を分岐させ、パルプ１２を介して熱
交換器１３、イオン交換樹脂を充填した低温脱塩器１４
、ポンプ１５などからなる低温浄化系１６を形成してい
る。
１７は補給水供給装置であり、気液分離器１で失われる
冷却水を補充する。
冷却水を補充する。
冷却水循環系のポンプ３を通過した冷却水（ユは、腐食
生成物、すなわち鉄を主成分とする浮遊けん濁物および
銅を主成分とするコロイド・イオンがそれぞれ数十ｐｐ
ｂ存在しており、臓食生成物の除去は次の手順で行われ
る。
生成物、すなわち鉄を主成分とする浮遊けん濁物および
銅を主成分とするコロイド・イオンがそれぞれ数十ｐｐ
ｂ存在しており、臓食生成物の除去は次の手順で行われ
る。
先ず第１の浄化器７（ユおいて、内蔵するる材により浮
遊けん淘物を実用上許容可能な数ｐｐｂ （許容濃度）
まで除去する。
遊けん淘物を実用上許容可能な数ｐｐｂ （許容濃度）
まで除去する。
ろ材光填初期（ユおいては比較的粒径の小さい浮遊けん
濁物がろ材の細孔を透過することもあるが、ろ材表面Ｃ
；堆積する浮遊けん間物が祈念（：ろ過機能を持ってく
るためろ材のＳ類（ユ関りなく、透過水中の浮遊けん濁
物は前記の許容濃度以下に除去可能である。
濁物がろ材の細孔を透過することもあるが、ろ材表面Ｃ
；堆積する浮遊けん間物が祈念（：ろ過機能を持ってく
るためろ材のＳ類（ユ関りなく、透過水中の浮遊けん濁
物は前記の許容濃度以下に除去可能である。
次Ｃユ第２の浄化５ Ｂ （ユおいて内蔵する無機陽イ
オン交換体Ｃ−より銅コロイド・餉イオンを除去する０ この場合浮遊けん濁物が存在すると、無機陽イオン交換
体の表面を液種したり閉塞したりして無機陽イオン交換
体の活性度を低下させる恐れがあるが、本発明でに第１
の浄化器７で浮遊けん濁物を除去しているので無機陽イ
オン交換体Ｆｉ長期（−わたり活性状態を保持する。
オン交換体Ｃ−より銅コロイド・餉イオンを除去する０ この場合浮遊けん濁物が存在すると、無機陽イオン交換
体の表面を液種したり閉塞したりして無機陽イオン交換
体の活性度を低下させる恐れがあるが、本発明でに第１
の浄化器７で浮遊けん濁物を除去しているので無機陽イ
オン交換体Ｆｉ長期（−わたり活性状態を保持する。
無機陽イオン交換体の作用Ｃ：ついては例えば文献Ｇ、
Ｂ、 Ａｍｐｈｌｅｔｔ ” Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ
Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ ’（１９６４） ｌ二
示されており、本発明Ｃ二おける酸化錫、酸化マンガン
、酸化チタン、マンガンフェライトなどと銅コロイド・
銅イオンとの陽イオン交換反応（−も上記文献が適用で
きる。
Ｂ、 Ａｍｐｈｌｅｔｔ ” Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ
Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ ’（１９６４） ｌ二
示されており、本発明Ｃ二おける酸化錫、酸化マンガン
、酸化チタン、マンガンフェライトなどと銅コロイド・
銅イオンとの陽イオン交換反応（−も上記文献が適用で
きる。
第２の浄化器８を透過し念冷却水は、燃焼電池４の手前
で分岐し、パルプ１２の開度の調整ζユよって一部を低
温浄化系１６１ニブローダウンする。
で分岐し、パルプ１２の開度の調整ζユよって一部を低
温浄化系１６１ニブローダウンする。
ブローダウンされた冷却水は公知の技術Ｃ二より、降温
、低温脱塩処理、昇温などの工程を経て気液分離器１に
回収され、冷却水として再利用される。
、低温脱塩処理、昇温などの工程を経て気液分離器１に
回収され、冷却水として再利用される。
本発明の他の実施例をＩＫ２図Ｃユ示す。
第２図は第１図における高温浄化系９（：直列Ｃ：パル
プ２０を挿入すると共ζユ、パルプ２１を持つバイパス
流路を並列（：接続しており、他は第１図と同じである
。
プ２０を挿入すると共ζユ、パルプ２１を持つバイパス
流路を並列（：接続しており、他は第１図と同じである
。
高温浄化系９の流量はパルプ２０（ユよって調整可能で
おり、またバイパス流路を流れる冷却水の流量はパルプ
２１によって調整可能である。
おり、またバイパス流路を流れる冷却水の流量はパルプ
２１によって調整可能である。
従って第２図の実施例Ｃ；おいては冷却水の循環流量を
乱すことなく浄化器７．８の保守・交換作業が可能であ
り、また冷却水中の腐食生成物の濃度Ｃ；応じた高温浄
化流量の調整が可能−二なる。
乱すことなく浄化器７．８の保守・交換作業が可能であ
り、また冷却水中の腐食生成物の濃度Ｃ；応じた高温浄
化流量の調整が可能−二なる。
ま念第１の浄化器７と第２の浄化器８とを共通の容器Ｃ
ユ収納することも可能であり、この場合は装置の小形化
と放熱の抑制が期待できる。
ユ収納することも可能であり、この場合は装置の小形化
と放熱の抑制が期待できる。
［発明の効果コ
以上説明した本発明によれば冷却水を高温のままで浄化
できる高温浄化系を設け、一部のみを低温浄化系６：通
して浄化し、これＣ二よって熱損失を抑制できると共に
長期間Ｃユわ九って使用可能な燃料電池の冷却装置が実
現できる。
できる高温浄化系を設け、一部のみを低温浄化系６：通
して浄化し、これＣ二よって熱損失を抑制できると共に
長期間Ｃユわ九って使用可能な燃料電池の冷却装置が実
現できる。
第１図は本発明（：よる燃料電池の冷却水浄化装置の一
実施例を示す系統図、第２図は本発明の他の実施例を示
す系統図、第３図はブローダウン流量とイオン濃度およ
び熱損失の関係を示す特性図である０ １・・・気液分離器 ３．１５・・・ポンプ４・・
・燃料電池 ５・・・冷却管７・・・第１の浄化
器 ８・・・第２の浄化器９・・・高温浄化系
１３・・・熱交換器１４・・・低温脱塩器 １６・
・・低温浄化系１７・・・補給水供給系 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１名）第 １
図 第 ２ 図− 第゛３ 図 ブ′ローγウン光事
実施例を示す系統図、第２図は本発明の他の実施例を示
す系統図、第３図はブローダウン流量とイオン濃度およ
び熱損失の関係を示す特性図である０ １・・・気液分離器 ３．１５・・・ポンプ４・・
・燃料電池 ５・・・冷却管７・・・第１の浄化
器 ８・・・第２の浄化器９・・・高温浄化系
１３・・・熱交換器１４・・・低温脱塩器 １６・
・・低温浄化系１７・・・補給水供給系 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（ほか１名）第 １
図 第 ２ 図− 第゛３ 図 ブ′ローγウン光事
Claims (3)
- （１）燃料電池の反応器を冷却する高温の冷却水中の腐
食生成物を除去する燃料電池の冷却水浄化装置において
、冷却水を高温状態で浄化する高温フィルタを用いた高
温浄化系と、冷却水の一部を熱交換器を通して低温とし
た後、イオン交換樹脂を用いて浄化する低温浄化系を備
えたことを特徴とする燃料電池の冷却水浄化装置。 - （２）上記高温浄化系をろ材を内蔵する第１の浄化器と
、無機陽イオン交換体を内蔵した第２の浄化器とで構成
した特許請求の範囲第１項記載の燃料電池の冷却水浄化
装置。 - （３）上記高温浄化系に冷却水のバイパス流路を設けた
特許請求の範囲第１項記載の燃料電池の冷却水浄化装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028472A JPS61188864A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 燃料電池の冷却水浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028472A JPS61188864A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 燃料電池の冷却水浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61188864A true JPS61188864A (ja) | 1986-08-22 |
Family
ID=12249590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028472A Pending JPS61188864A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 燃料電池の冷却水浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61188864A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005050588A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Toyo Roki Mfg Co Ltd | イオン交換システム |
| CN103058412A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 宝钢集团广东韶关钢铁有限公司 | 一种钢渣热闷循环水处理工艺 |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60028472A patent/JPS61188864A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005050588A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Toyo Roki Mfg Co Ltd | イオン交換システム |
| CN103058412A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-24 | 宝钢集团广东韶关钢铁有限公司 | 一种钢渣热闷循环水处理工艺 |
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