JPS61188865A - 燃料電池の冷却水用高温フイルタ装置 - Google Patents
燃料電池の冷却水用高温フイルタ装置Info
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- JPS61188865A JPS61188865A JP60028473A JP2847385A JPS61188865A JP S61188865 A JPS61188865 A JP S61188865A JP 60028473 A JP60028473 A JP 60028473A JP 2847385 A JP2847385 A JP 2847385A JP S61188865 A JPS61188865 A JP S61188865A
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- temperature
- water
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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
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高温の冷却水によって配管系統や熱
交換器等から溶出する銅、鉄などの重金属を捕獲する燃
料電池の冷を水用高温フィルタ装置に関するものである
。
交換器等から溶出する銅、鉄などの重金属を捕獲する燃
料電池の冷を水用高温フィルタ装置に関するものである
。
燃料電池は水素と酸素とを反応器内で触媒を使って緩か
に反応させ、その際に発生する電気を利用するものであ
り、燃料となる水素と酸素の化学エネルギが直接電気エ
ネルギに変換されるので理論発電効率は９０％以上とな
り、他の発電方式より高効率である。
に反応させ、その際に発生する電気を利用するものであ
り、燃料となる水素と酸素の化学エネルギが直接電気エ
ネルギに変換されるので理論発電効率は９０％以上とな
り、他の発電方式より高効率である。
この場合、水素と酸素との反応によって水を生成しなが
ら発電が行われ、同時に熱も発生するので、高い発電効
率を維持するためには反応器内の温度を１７０〜２３０
℃に保つ必要があり、常時、冷却水を流して冷却してい
る。
ら発電が行われ、同時に熱も発生するので、高い発電効
率を維持するためには反応器内の温度を１７０〜２３０
℃に保つ必要があり、常時、冷却水を流して冷却してい
る。
従来の冷却水系のシステムの一例を第４図に示す。
第４図において、反応器１内を定温に保つため、複数の
銅の冷却管２を反応器１内に設け、冷却水を流している
。
銅の冷却管２を反応器１内に設け、冷却水を流している
。
冷却管２に銅を使用するのは熱伝導性に優れていること
と、加工が容易なことがその理由であり、さらに電解液
に燐酸を使用した場合は、銅が耐久性に優れていること
も冷却管２に銅が使われる理由である。
と、加工が容易なことがその理由であり、さらに電解液
に燐酸を使用した場合は、銅が耐久性に優れていること
も冷却管２に銅が使われる理由である。
また冷却管２には燃料電池の構造上から電位が加わって
いるので、腐食され易く、さらに銅または黄銅の配管か
ら発生する銅とその化合物、炭素鋼、ステンレス等の配
管から発生する鉄とその化合物などの重金属類が付着し
て堆積する。
いるので、腐食され易く、さらに銅または黄銅の配管か
ら発生する銅とその化合物、炭素鋼、ステンレス等の配
管から発生する鉄とその化合物などの重金属類が付着し
て堆積する。
付着や堆積が進行すると、冷却管２の一部に閉塞を生じ
て温度分布が不均一となり、発電効率を低下させるばか
りでなく、電池の寿命を短かくする要因にもなる。
て温度分布が不均一となり、発電効率を低下させるばか
りでなく、電池の寿命を短かくする要因にもなる。
従って、冷却管２への銅、鉄等の付着や堆積を極力抑制
するために冷却水の水質を高純度に維持する必要がある
。
するために冷却水の水質を高純度に維持する必要がある
。
このため第４図に示すように冷却水の浄化が考慮されて
いる。
いる。
すなわち冷却水は反応器ｌ内で温度が上昇した後に高温
の液体または液体と蒸気の混合流として流出し、気液分
離器３に送られて液体が分離され、蒸気の一部は開閉弁
４を介して排出され、脱気に利用されたり、熱エネルギ
として利用される。
の液体または液体と蒸気の混合流として流出し、気液分
離器３に送られて液体が分離され、蒸気の一部は開閉弁
４を介して排出され、脱気に利用されたり、熱エネルギ
として利用される。
気液分離器３から液体として流出した高温の冷却水はポ
ンプ５を通ってフィルタ７に送込まれる。
ンプ５を通ってフィルタ７に送込まれる。
フィルタ７は高温の冷却水から銅、鉄など重金属の浮遊
懸濁物、コロイド、イオン等をろ過または吸着により除
去するもので、板状またはかご状をした金属の焼結ろ材
や金属の吸着体またはイオン交換体が使用される。
懸濁物、コロイド、イオン等をろ過または吸着により除
去するもので、板状またはかご状をした金属の焼結ろ材
や金属の吸着体またはイオン交換体が使用される。
フィルタ７で処理された冷却水は反応器１に入って循環
利用されるが、反応器１の入口、出口の温度差は５〜１
０℃程度であり、冷却水も１６０〜２３０℃という高温
の液体である。
利用されるが、反応器１の入口、出口の温度差は５〜１
０℃程度であり、冷却水も１６０〜２３０℃という高温
の液体である。
フィルタ７は冷却水中の銅、鉄などの重金属を完全には
除去できないので、冷却水の一部は開閉弁８を通って循
環系から取り出され、熱交換器９によって４０〜６０℃
に降温された後、イオン交換樹脂塔１０に送られて浄化
され、さらにポンプ１１で加圧され、ヒータ１２で昇温
された後気液分離器３に戻される。
除去できないので、冷却水の一部は開閉弁８を通って循
環系から取り出され、熱交換器９によって４０〜６０℃
に降温された後、イオン交換樹脂塔１０に送られて浄化
され、さらにポンプ１１で加圧され、ヒータ１２で昇温
された後気液分離器３に戻される。
また、開閉弁４から排出される蒸気により不足した冷却
水を補充するための補給水が熱交換器９の出側で冷却水
に加えられ、イオン交換樹脂塔１０で浄化された後気液
分離器３に供給される。
水を補充するための補給水が熱交換器９の出側で冷却水
に加えられ、イオン交換樹脂塔１０で浄化された後気液
分離器３に供給される。
イオン交換樹脂塔１０を用いると銅、鉄などの重金属は
効果的に除去できるが、イオン交換樹脂は冷却水を４０
〜６０℃に降温させてからでないと処理できないのでエ
ネルギロスが大きく、従って燃料電池としての実用性を
考えるとイオン交換樹脂塔１０での処理水量はできるだ
け少くする必要があり、循環水量の１０％以下に抑えな
ければならない。
効果的に除去できるが、イオン交換樹脂は冷却水を４０
〜６０℃に降温させてからでないと処理できないのでエ
ネルギロスが大きく、従って燃料電池としての実用性を
考えるとイオン交換樹脂塔１０での処理水量はできるだ
け少くする必要があり、循環水量の１０％以下に抑えな
ければならない。
本発明の目的はイオン交換樹脂塔での低温処理水量を減
少させて熱損失を抑制できるようにした燃料電池の冷却
水用高温フィルタ装置を提供することである。
少させて熱損失を抑制できるようにした燃料電池の冷却
水用高温フィルタ装置を提供することである。
本発明は、燃料電池の反応器を冷却する高温の冷却水の
循環流路に挿され、気液分離器で液化された冷却水中の
鋼、鉄などを吸着ろ過する燃料電池の冷却水用高温フィ
ルタ装置において、気液分離器から圧送された未処理冷
却水をろ材を通して吸着ろ過して処理冷却水として送水
すると共に、ろ材に沿って未処理水を流す連通路を有す
る高温フィルタと、上記連通路を流れた高温の未処理水
を熱交換器で冷却した後イオン交換樹脂で処理して気液
分離器に戻す低温処理系を備え、これによって低温処理
される未処理冷却水の銅、鉄などを濃縮して低温処理水
量を低下させ、冷却水系統の熱損失を低減させたもので
ある。
循環流路に挿され、気液分離器で液化された冷却水中の
鋼、鉄などを吸着ろ過する燃料電池の冷却水用高温フィ
ルタ装置において、気液分離器から圧送された未処理冷
却水をろ材を通して吸着ろ過して処理冷却水として送水
すると共に、ろ材に沿って未処理水を流す連通路を有す
る高温フィルタと、上記連通路を流れた高温の未処理水
を熱交換器で冷却した後イオン交換樹脂で処理して気液
分離器に戻す低温処理系を備え、これによって低温処理
される未処理冷却水の銅、鉄などを濃縮して低温処理水
量を低下させ、冷却水系統の熱損失を低減させたもので
ある。
本発明の一実施例を第１図に示す。
第１図において、フィルタ２１は円管状のろ材を内蔵し
、入口２２はポンプ５を介して気液分離器３に接続され
、冷却水出口２３は開閉弁２４を介して冷却管２に接続
され、未処理水出口２５は開閉弁２６を介して熱交換器
９に接続されている。
、入口２２はポンプ５を介して気液分離器３に接続され
、冷却水出口２３は開閉弁２４を介して冷却管２に接続
され、未処理水出口２５は開閉弁２６を介して熱交換器
９に接続されている。
第２図は第１図におけるフィルタ２１の断面図であり、
容器２７内には円管状のろ材２８が装着され、入口２２
と冷却水出口２３はろ材２Ｂで分離され、入口２２と未
処理水出口２５はフィルタ２１の内部で連通している。
容器２７内には円管状のろ材２８が装着され、入口２２
と冷却水出口２３はろ材２Ｂで分離され、入口２２と未
処理水出口２５はフィルタ２１の内部で連通している。
次に第１図の動作について説明する。
フィルタ２１を用いて銅と鉄の除去を行うときは。
開閉弁４，２４．２６の開度を適正流量が流れるように
調節しておく。
調節しておく。
気液分離器３を出た冷却水はポンプ５で加圧され、フィ
ルタ２１の入口２２から流入し、ろ材２８で吸着ろ過さ
れて冷却水出口２３から流出し、開閉弁２４を通って冷
却管２に送られ、反応器１内を冷却した後気液分離器３
に戻り、これによって循環系を形成する。
ルタ２１の入口２２から流入し、ろ材２８で吸着ろ過さ
れて冷却水出口２３から流出し、開閉弁２４を通って冷
却管２に送られ、反応器１内を冷却した後気液分離器３
に戻り、これによって循環系を形成する。
またフィルタ２１に流入した冷却水の一部は吸着ろ過さ
れずに未処理水出口２５から流出し、熱交換器９で降温
された後、イオン交換樹脂塔１０で低温処理される。
れずに未処理水出口２５から流出し、熱交換器９で降温
された後、イオン交換樹脂塔１０で低温処理される。
未処理水はフィルタ２１のろ材２８の表面に沿って流れ
、表面付近に捕獲された銅と鉄の一部を除去しながらフ
ィルタ２１から流出するので、フィルタ２１に流入する
前の冷却水より銅と鉄が濃縮される。
、表面付近に捕獲された銅と鉄の一部を除去しながらフ
ィルタ２１から流出するので、フィルタ２１に流入する
前の冷却水より銅と鉄が濃縮される。
従って、低温処理により一定量の銅と鉄を処理する場合
、その処理水量は第４図に示す従来の方法に比べて格段
に少なくなり、熱損失も減少する。
、その処理水量は第４図に示す従来の方法に比べて格段
に少なくなり、熱損失も減少する。
本発明の他の実施例を第３図に示す。
上記の第１図の実施例では、ろ材２８の表面を流れる未
処理水は低温処理される流量に限定され、また流量を増
加させるほどろ材２８表面付近の銅と鉄の除去効果が増
大する。
処理水は低温処理される流量に限定され、また流量を増
加させるほどろ材２８表面付近の銅と鉄の除去効果が増
大する。
第３図では、上記の問題を考慮してろ材２８表面ｆ→
は近の流量を大きくしている。
すなわちフィルタ２１の未処理水出口２５と接続されて
いる配管３１は配管３２と配管３３に分岐されており、
配管３２は開閉弁３４を介して熱交換器９に接続され、
配管３３は開閉弁３５とポンプ３６を経てフィルタ２１
の入口２２に接続されている。
いる配管３１は配管３２と配管３３に分岐されており、
配管３２は開閉弁３４を介して熱交換器９に接続され、
配管３３は開閉弁３５とポンプ３６を経てフィルタ２１
の入口２２に接続されている。
第３図において、フィルタ２１で吸着ろ過を行うときは
、開閉弁２４．３４．３５を適正流量に調節する。
、開閉弁２４．３４．３５を適正流量に調節する。
気液分離器３を出た冷却水はポンプ５で加圧されフィル
タ２１に供給され、吸着ろ過された冷却水は冷却水出口
２３から流出し冷却管２へ送られ、未処理水は未処理水
出口２５、配管３１を通り配管３２と配管３３に分岐さ
れる。
タ２１に供給され、吸着ろ過された冷却水は冷却水出口
２３から流出し冷却管２へ送られ、未処理水は未処理水
出口２５、配管３１を通り配管３２と配管３３に分岐さ
れる。
配管３２を流れる未処理水は低温処理される流量に開閉
弁３４で調節され、一方、配管３３には残りの未処理水
が流れ、開閉弁３５を通ってポンプ３６で加圧され、入
口２２から流入して循環系を形成する。
弁３４で調節され、一方、配管３３には残りの未処理水
が流れ、開閉弁３５を通ってポンプ３６で加圧され、入
口２２から流入して循環系を形成する。
こ、れによって未処理水をフィルタ２１のろ材２８表面
に沿って任意の流速で流すことができ、ろ材２８表面に
吸着ろ過された銅と鉄を効果的に除去することができる
。
に沿って任意の流速で流すことができ、ろ材２８表面に
吸着ろ過された銅と鉄を効果的に除去することができる
。
また銅と鉄の濃縮も第１図の場合よりも効果的に行なえ
るので熱損失もより一層少なくできる。
るので熱損失もより一層少なくできる。
上記の各実施例では何れも円管状のろ材が使用されてい
るが、ろ材の入口と未処理水出口とが連通し、ろ材の入
口とフィルタの冷却水出口とがる材によって分離され、
ろ材の表面を未処理水が流れる構造であれば、すべて適
用不能である。
るが、ろ材の入口と未処理水出口とが連通し、ろ材の入
口とフィルタの冷却水出口とがる材によって分離され、
ろ材の表面を未処理水が流れる構造であれば、すべて適
用不能である。
以上説明したように本発明の燃料電池の冷却水用高温フ
ィルタ装置によれば、ろ材表面付近に捕獲された銅と鉄
を主とした重金属を未処理水の流速によって除去し、重
金属が濃縮された未処理水を低温においてイオン交換樹
脂によって処理しているので熱損失を大幅に減少させる
ことができる。
ィルタ装置によれば、ろ材表面付近に捕獲された銅と鉄
を主とした重金属を未処理水の流速によって除去し、重
金属が濃縮された未処理水を低温においてイオン交換樹
脂によって処理しているので熱損失を大幅に減少させる
ことができる。
第１図は本発明による燃料電池の冷却水用高温フィルタ
装置の一実施例を示す系統図、第２図は第１図における
高温フィルタの断面図、第３図は本発明の他の実施例を
示す系統図、第４図は従来の燃料電池の冷却水用高温フ
ィルタ装置の一例を示す系統図である。 １・・・反応器 ２・・・冷却管３・・・気液
分離器 ４・・・開閉弁５．１１．３６・・・ポン
プ ７，２１・・・高温フィルタ８．２４，２６，３４
．３５・・・開閉弁９・・・熱交換器 １０・・・イオン交換樹脂塔 １２・・・ヒータ ２７・・・容器２８・・・
ろ材 （８７３３） 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（は
が１名）第 １ 図 第 ２ 図 介
装置の一実施例を示す系統図、第２図は第１図における
高温フィルタの断面図、第３図は本発明の他の実施例を
示す系統図、第４図は従来の燃料電池の冷却水用高温フ
ィルタ装置の一例を示す系統図である。 １・・・反応器 ２・・・冷却管３・・・気液
分離器 ４・・・開閉弁５．１１．３６・・・ポン
プ ７，２１・・・高温フィルタ８．２４，２６，３４
．３５・・・開閉弁９・・・熱交換器 １０・・・イオン交換樹脂塔 １２・・・ヒータ ２７・・・容器２８・・・
ろ材 （８７３３） 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃（は
が１名）第 １ 図 第 ２ 図 介
Claims (2)
- （１）燃料電池の反応器を冷却する高温の冷却水の循環
流路に挿入され、気液分離器で液化された冷却水中の銅
、鉄などを吸着ろ過する燃料電池の冷却水用高温フィル
タ装置において、気液分離器から圧送された未処理冷却
水をろ材を通して吸着ろ過して処理冷却水として送水す
ると共に、ろ材に沿って未処理水を流す連通路を有する
高温フィルタと、上記連通路を流れた高温の未処理水を
熱交換器で冷却した後イオン交換樹脂で処理して気液分
離器に戻す低温処理系を備えたことを特徴とする燃料電
池の冷却水用高温フィルタ装置。 - （２）上記高温フィルタのろ材を円管状とした特許請求
の範囲第１項記載の燃料電池の冷却水用高温フィルタ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028473A JPS61188865A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 燃料電池の冷却水用高温フイルタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028473A JPS61188865A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 燃料電池の冷却水用高温フイルタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61188865A true JPS61188865A (ja) | 1986-08-22 |
Family
ID=12249615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028473A Pending JPS61188865A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 燃料電池の冷却水用高温フイルタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61188865A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0633274A (ja) * | 1992-07-01 | 1994-02-08 | First Brands Corp | 循環不凍液／冷却剤の再腐食防止方法 |
| US6638655B2 (en) | 2000-04-13 | 2003-10-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel cell system |
| JP2007123054A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 液体燃料直接供給型燃料電池システム |
| CN111773791A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-16 | 蜂巢能源科技有限公司 | 过滤装置、过滤方法、低表面残余碱的镍钴锰三元正极材料的制备方法和锂离子电池 |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60028473A patent/JPS61188865A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0633274A (ja) * | 1992-07-01 | 1994-02-08 | First Brands Corp | 循環不凍液／冷却剤の再腐食防止方法 |
| US6638655B2 (en) | 2000-04-13 | 2003-10-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fuel cell system |
| JP2007123054A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 液体燃料直接供給型燃料電池システム |
| CN111773791A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-10-16 | 蜂巢能源科技有限公司 | 过滤装置、过滤方法、低表面残余碱的镍钴锰三元正极材料的制备方法和锂离子电池 |
| CN111773791B (zh) * | 2020-07-03 | 2021-08-24 | 蜂巢能源科技有限公司 | 过滤装置、过滤方法、低表面残余碱的镍钴锰三元正极材料的制备方法和锂离子电池 |
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