JPWO2011004606A1 - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態1は、水利用機器が蒸発器である形態の一例を示すものである。
図1は、本発明の実施の形態1に係る燃料電池システムの概略構成を示す模式図である。
次に、本実施の形態1に係る燃料電池システム200の動作、特に、燃料電池システム200の設置後や長期保管後、または、浄化器4のイオン交換樹脂を交換後の動作について、図1を参照しながら説明する。なお、以下の動作は、制御器10が燃料電池システム200を制御することにより遂行される。
本発明の実施の形態2は、浄化器に該浄化器内のガスを大気に排気するように構成された排気口が配設されている形態の一例を示すものである。
次に、実施の形態2に係る燃料電池システム200の変形例について説明する。
本発明の実施の形態3は、ガス抜き経路に第1弁が設けられた形態の一例を示すものである。
次に、本発明の実施の形態3に係る燃料電池システムの構成について、図4を参照しながら説明する。
次に、本実施の形態4に係る燃料電池システムの動作について、図4を参照しながら説明する。なお、改質器1の水素生成運転以降の動作については、実施の形態1と同様に行われるので、その詳細な説明は省略する。
本発明の実施の形態4は、第1水位検知器が、間接的に浄化器の水位を検知する形態の一例を示すものである。
図5は、本発明の実施の形態4に係る燃料電池システムの概略構成を示す模式図である。
次に、本実施の形態4に係る燃料電池システムの動作について、図5を参照しながら説明する。なお、改質器1の水素生成運転以降の動作については、実施の形態1と同様に行われるので、その詳細な説明は省略する。
本発明の実施の形態5は、第1水供給器と蒸発器とを接続する第2水経路の途中に、大気開放された開放端を有する第3水経路が設けられた形態の一例を示すものである。
図6は、本発明の実施の形態5に係る燃料電池システムの概略構成を示す模式図である。
次に、本実施の形態5に係る燃料電池システム200の動作について、図6を参照しながら説明する。なお、改質器1の水素生成運転以降の動作については、実施の形態1と同様に行われるので、その詳細な説明は省略する。
本発明の実施の形態6は、水利用機器が燃料電池を冷却する冷却水を貯える冷却水タンクである形態の一例を示すものである。
図7は、本発明の実施の形態6に係る燃料電池システムの概略構成を示す模式図である。
次に、本実施の形態6に係る燃料電池システム200の動作について、図7を参照しながら説明する。なお、改質器1の水素生成運転以降の動作については、実施の形態1と同様に行われるので、その詳細な説明は省略する。
本発明の実施の形態7は、水利用機器が冷却水タンクであり、冷却水タンクから蒸発器に水を供給する形態の一例を示すものである。
図8は、本発明の実施の形態7に係る燃料電池システムの概略構成を示す模式図である。
次に、本実施の形態7に係る燃料電池システム200の動作について、図8を参照しながら説明する。なお、水素生成装置100の水素生成運転以降の動作については、実施の形態1と同様に行われるので、その詳細な説明は省略する。
1a 燃焼器
2 蒸発器
3 水タンク
3a オーバーフロー路
4 浄化器
5 第1水供給器
6 給水器
7 排気口
10 制御器
11 第1弁
12 第1水位検知器
13 水位検知タンク
14 第1切り替え器
14A 第1ポート
14B 第2ポート
14C 第3ポート
30 水経路
31 給水経路
32 水供給路
33 ガス抜き経路
33A ガス抜き経路上流部
33B ガス抜き経路下流部
34 第1水経路
35 第2水経路
35A 第2水経路上流部
35B 第2水経路下流部
36 水蒸気供給路
37 原料ガス供給路
38 燃料ガス供給路
39 燃焼排ガス経路
40 第3水経路
41 オフ燃料ガス経路
42 酸化剤ガス供給路
43 オフ酸化剤ガス経路
44 第1凝縮水経路
45 第2凝縮水経路
48 第4水経路
49 分岐経路
50 冷却水経路
101 燃料電池
101A 燃料ガス内部流路
101B 酸化剤ガス内部流路
101C 冷却水内部流路
102 酸化剤ガス供給器
103 第1凝縮器
104 第2凝縮器
105 冷却水タンク
105a オーバーフロー路
106 第2水位検知器
107 第2水供給器
108 第2切り替え器
109 冷却水供給器
200 燃料電池システム
Claims (14)
- 原料ガスと水蒸気から水素を含む燃料ガスを生成する改質器と、
前記燃料ガスを用いて発電する燃料電池と、
水を貯水する水タンクと、
前記水タンクから供給された前記水を利用する水利用機器と、
前記水タンクから前記水利用機器までの水経路に設けられ、前記水タンク内の前記水を前記水利用機器に供給する第1水供給器と、
前記水経路を通流する前記水を浄化する浄化器と、を備え、
前記浄化器は、前記水経路において、前記水タンクが満水位であるときに前記水の自重により該浄化器内に水が張られるように配設されている、燃料電池システム。 - 前記浄化器から前記第1水供給器までの前記水経路を第1水経路とし、
前記浄化器及び前記第1水経路の少なくともいずれか一方には、前記浄化器内のガスを大気に排気するように構成された排気口が配設されている、請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記排気口と前記水タンクとを接続するガス抜き経路を備え、
前記水タンクは大気開放されている、請求項2に記載の燃料電池システム。 - 前記ガス抜き経路には、該ガス抜き経路を開閉する第1弁が設けられている、請求項3に記載の燃料電池システム。
- 制御器を備え、
前記制御器は、前記浄化器の水張りをするときには前記第1弁を開放し、
前記改質器の水素生成運転をするときには前記第1弁を閉鎖するように制御する、請求項4に記載の燃料電池システム。 - 前記水利用機器は大気開放されている、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記浄化器は前記第1水供給器よりも下流側に設けられ、
前記第1水供給器は、前記水経路において、前記水タンクの満水位時に前記水の自重により該第1水供給器内に水が張られるように配設されている、請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記浄化器の水位を検知する第1水位検知器を備える、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記第1水位検知器は前記水タンクの水位を検知して、前記浄化器の水位を検知するように構成されている、請求項8に記載の燃料電池システム。
- 前記水タンクに給水する給水器と、制御器と、を備え、
前記制御器は、前記第1水位検知器が前記水位の上昇を検知すると、前記給水器の給水を停止させる、請求項9に記載の燃料電池システム。 - 前記制御器は、前記給水器の給水を停止させた後に、前記第1水位検知器が前記水位の下降を検知すると、前記給水器の給水を再開させる、請求項10に記載の燃料電池システム。
- 前記水利用機器は、前記水蒸気を生成する蒸発器であり、
前記浄化器から前記蒸発器までの前記水経路を第2水経路とし、
前記燃料電池システムは、
前記第2水経路から分岐され、大気開放された開放端を有する第3水経路と、
前記第1水供給器を前記蒸発器と前記第3水経路の開放端とに選択的に接続する第1切り替え器と、
制御器と、を備え、
前記制御器は、前記第1水位検知器が前記浄化器の水位が満水であることを検知すると、前記第1切り替え器を前記第1水供給器と前記第3水経路の開放端とを接続させた状態で、前記第1水供給器を作動させる、請求項8に記載の燃料電池システム。 - 前記水利用機器は、前記燃料電池に冷却水経路を介して供給される水を貯える冷却水タンクであり、
前記燃料電池システムは、
前記水蒸気を生成する蒸発器と、
前記冷却水タンク内の水位を検知する第2水位検知器と、
前記冷却水経路と前記蒸発器とを接続する第4水経路と、
前記第4水経路に設けられ、前記蒸発器に前記水を供給する第2水供給器と、
前記第4水経路から分岐され、大気開放された開放端を有する分岐経路と、
前記第2水供給器を前記蒸発器と前記分岐経路の開放端とに選択的に接続する第2切り替え器と、
制御器と、を備え、
前記制御器は、前記第2水位検知器が前記冷却水タンクの水位が所定の水位であることを検知すると、前記第2切り替え器を前記第2水供給器と前記分岐経路の開放端とを接続させた状態で、前記第2水供給器を作動させる、請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記冷却水経路に設けられ、前記燃料電池に前記冷却水タンクの水を供給する冷却水供給器を備え、
前記制御器は、前記第2水供給器を作動させるとともに、前記冷却水供給器を作動させる、請求項13に記載の燃料電池システム。
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