JP3434022B2 - Fuel cell device - Google Patents
Fuel cell deviceInfo
- Publication number
- JP3434022B2 JP3434022B2 JP13285094A JP13285094A JP3434022B2 JP 3434022 B2 JP3434022 B2 JP 3434022B2 JP 13285094 A JP13285094 A JP 13285094A JP 13285094 A JP13285094 A JP 13285094A JP 3434022 B2 JP3434022 B2 JP 3434022B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- fuel cell
- recovered
- tank
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
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)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は水処理装置を有する燃料
電池装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell device having a water treatment device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の燃料電池の水処理装置を、図２を
参照して説明する。全体を符号１で示す燃料電池は、燃
料電極２、空気電極３、電解質マトリクス３６、冷却板
４を配設した単位セルの積層体からなり、電池冷却水系
Ｌ１の冷却水Ａは、冷却水循環ポンプ５により冷却板４
から水蒸気分離器６を介して循環される。2. Description of the Related Art A conventional water treatment device for a fuel cell will be described with reference to FIG. The fuel cell, generally designated by reference numeral 1, comprises a stack of unit cells in which a fuel electrode 2, an air electrode 3, an electrolyte matrix 36, and a cooling plate 4 are arranged. The cooling water A of the cell cooling water system L1 is a cooling water circulation pump. Cooling plate 4 by 5
Is circulated through the steam separator 6.
【０００３】水蒸気分離器６の水蒸気Ｃは改質器８に送
られ、原燃料ＯＦの水蒸気改質に利用される。水蒸気改
質された原燃料ＯＦは、燃料電池１において大部分が消
費され、残りは改質器８にて燃焼して水蒸気改質反応の
熱源となる。改質器８からの燃焼排ガスＤは、空気電極
３の排気Ｇと合流し、凝縮器９に供給され、そこで凝縮
した水分は回収水タンク１０に回収される。The steam C of the steam separator 6 is sent to the reformer 8 and used for steam reforming of the raw fuel OF. Most of the steam-reformed raw fuel OF is consumed in the fuel cell 1, and the rest is burned in the reformer 8 to serve as a heat source for the steam reforming reaction. The combustion exhaust gas D from the reformer 8 merges with the exhaust gas G of the air electrode 3 and is supplied to the condenser 9, where the water condensed is recovered in the recovery water tank 10.
【０００４】一方、水蒸気発生によって電池冷却水系Ｌ
１を循環する冷却水中の不純物が濃縮するのを避けるた
め、ブローダウン水Ｂがブローダウン系Ｌ２、冷却用熱
交換器７を介して回収水タンク１０に導かれる。On the other hand, the battery cooling water system L is generated by the generation of steam.
In order to avoid the concentration of impurities in the cooling water circulating in 1, the blowdown water B is introduced to the recovered water tank 10 via the blowdown system L2 and the cooling heat exchanger 7.
【０００５】その回収水タンク１０の回収水Ｅは、水処
理系Ｌ４によりポンプ入口フィルタ１１、ポンプ１２、
イオン交換樹脂入口フィルタ１３を介しイオン交換樹脂
装置１４で処理される。そして、イオン交換樹脂装置１
４で処理された処理水Ｆは、ポンプ１５により、水蒸気
発生及びブローダウンにより失われた電池冷却水量の分
だけ水蒸気分離器６に送られ、残りは回収水タンク１０
に戻される。The recovered water E in the recovered water tank 10 is supplied to the pump inlet filter 11, the pump 12 and the pump 12 by the water treatment system L4.
It is processed by the ion exchange resin device 14 through the ion exchange resin inlet filter 13. And the ion exchange resin device 1
The treated water F treated in 4 is sent by the pump 15 to the steam separator 6 by the amount of the battery cooling water lost due to steam generation and blowdown, and the rest is the recovered water tank 10
Returned to.
【０００６】ここで、燃料電池１の絶縁及び防食のため
には、低電気伝導率の電池冷却水が必要である。この電
池冷却水を確保するために、従来の燃料電池の水処理装
置ではイオン交換樹脂を使用している。Here, in order to insulate and prevent corrosion of the fuel cell 1, cell cooling water having a low electric conductivity is required. In order to secure this cell cooling water, an ion exchange resin is used in a conventional fuel cell water treatment device.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、イオン交換樹
脂は、破過時等に交換することが必要なので、交換頻度
が高いとメンテナンスコストが大きくなる。これに対し
て、イオン交換樹脂を自動再生することも考えられる
が、この方法は、スペースの増大及び廃液の処理等の問
題がある。However, since the ion exchange resin needs to be replaced at the time of breakthrough, the maintenance cost increases if the replacement frequency is high. On the other hand, it is possible to automatically regenerate the ion exchange resin, but this method has problems such as an increase in space and treatment of waste liquid.
【０００８】したがって、本発明は、メンテナンスコス
トを低減することが出来る水処理装置を有する燃料電池
装置を提供することを目的としている。Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell device having a water treatment device which can reduce maintenance costs.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、 燃料
電池（１）の冷却板（４）を冷却する冷却水系（Ｌ１）
のブローダウン水と燃料電池（１）の燃料電極（２）か
ら改質器（８）を通った燃焼排ガス（Ｄ）および燃料電
池（１）の空気電極（２）の排気（Ｇ）が供給され凝縮
器（９）からの凝縮した水分とが回収される回収タンク
（１０）を有し、その回収タンク（１０）に回収した冷
却水を処理する水処理装置を有する燃料電池装置におい
て、イオン交換膜と電界とを用いてイオンを移動させ、
連続的に脱イオンされた水とイオンの濃縮された水を生
成する連続式脱イオン装置（２１）を有し、回収水タン
ク（１０）への回収水をポンプ（１２）によりフィルタ
（１３Ａ）および前記連続式脱イオン装置（２１）で処
理する水処理系（Ｌ４）を備え、前記連続式脱イオン装
置（２１）の濃縮水の排水系（Ｌ５）に外部への排水系
（Ｌ６）と前記回収水タンク（１０）への戻し系（Ｌ
７）を備え、前記回収水タンク（１０）には水位検出手
段（２４）が設けられ、前記水処理系（Ｌ４）内の水量
減少に対処して前記水位検出手段（２４）からの信号に
基づき、前記濃縮水の排水系（Ｌ５）から前記回収水タ
ンク（１０）への戻し系（Ｌ７）を介して連続式脱イオ
ン装置（２１）の排水を回収水タンク（１０）に戻すよ
うになっている。According to the present invention, a cooling water system (L1) for cooling a cooling plate (4) of a fuel cell (1).
Blowdown water and combustion exhaust gas (D) from the fuel electrode (2) of the fuel cell (1) passing through the reformer (8) and exhaust gas (G) of the air electrode (2) of the fuel cell (1) are supplied. In a fuel cell device having a recovery tank (10) for recovering the condensed water from the condenser (9) and a water treatment device for processing the recovered cooling water in the recovery tank (10), Ions are moved using an exchange membrane and an electric field,
It has a continuous deionization device (21) for producing continuously deionized water and ion-concentrated water, and collects the collected water to the collected water tank (10) with a pump (12) to a filter (13A). And a water treatment system (L4) for treatment by the continuous deionization device (21), and a drainage system (L6) for the outside of the concentrated water drainage system (L5) of the continuous deionization device (21). Return system (L) to the recovered water tank (10)
7), and the recovered water tank (10) is provided with a water level detecting means (24), which responds to a decrease in the amount of water in the water treatment system (L4) and outputs a signal from the water level detecting means (24). Based on this, the drainage of the continuous deionization device (21) is returned to the recovered water tank (10) through the return system (L7) from the concentrated water drainage system (L5) to the recovered water tank (10). Has become.
【００１０】連続式脱イオン装置は、イオン交換膜と電
界とを用いることにより、２つの流路の水の一方から他
方へイオンを移動させ、連続的に脱イオン水とイオンの
濃縮された水とを生成する、という原理を用いている。
この場合、イオンは濃縮側の水と共に排出されるので、
イオン交換樹脂のような定期的な交換は必要ない。The continuous deionization apparatus uses an ion exchange membrane and an electric field to move ions from one of the water in the two flow paths to the other, thereby continuously deionizing water and water with concentrated ions. It uses the principle of generating and.
In this case, the ions are ejected together with the water on the concentration side,
There is no need for regular exchange such as ion exchange resin.
【００１１】ただし、イオンと同時に水を排出するの
で、その排水分だけは多めの水量を回収する必要があ
る。通常の燃料電池装置の安定した運転条件においては
連続式脱イオン装置の排水分程度の水量は余分に回収さ
れており問題がないが、外気温、燃料電池装置の出力と
いった運転条件の変動によって、凝縮器において回収さ
れる水量が一時的に減少し、水処理系の水量が不足する
可能性がある。However, since water is discharged at the same time as the ions, it is necessary to recover a large amount of water only for the discharged water. Under the stable operating conditions of normal fuel cell devices, there is no problem because the amount of water equivalent to the wastewater of the continuous deionization device is collected, but due to changes in operating conditions such as the outside temperature and the output of the fuel cell device, There is a possibility that the amount of water recovered in the condenser will temporarily decrease and the amount of water in the water treatment system will become insufficient.
【００１２】また本発明によれば、前記回収タンク（１
０）への戻し系（Ｌ７）に切換えられたときに警報信号
を出力する警報信号出力手段（３２）を設けている。さ
らに本発明によれば、燃料電池（１）からの燃焼排ガス
（Ｄ）又は排気（Ｇ）を凝縮する凝縮器（９）を設け、
その凝縮器（９）で凝縮した水分を前記回収水タンク
（１０）に供給する際の凝縮水流量を制御するようにな
っている。According to the invention, the recovery tank (1
There is provided an alarm signal output means (32) for outputting an alarm signal when it is switched to the return system (L7) to 0). Furthermore, according to the present invention, a condenser (9) for condensing combustion exhaust gas (D) or exhaust gas (G) from the fuel cell (1) is provided,
The flow rate of condensed water when the water condensed in the condenser (9) is supplied to the recovered water tank (10) is controlled.
【００１３】本発明の実施に際して連続式脱イオン装置
の排出系に外部への排水系と回収水タンクへの戻し系と
に切換える三方弁を介装するのが好ましい、そして、回
収水タンクに水位検出手段を設け、該水位検出手段の検
出結果に応答して前記三方弁の切り換えを制御する制御
手段を設けるのが好ましい。これに加えて、前記三方弁
が回収水タンクへの戻し系に切り換えられたときに警報
信号を出力する手段を備えるのが好ましい。In the practice of the present invention, it is preferable to interpose a three-way valve in the discharge system of the continuous deionizer for switching between the drainage system to the outside and the return system to the recovery water tank, and the water level in the recovery water tank. It is preferable to provide detection means and control means for controlling the switching of the three-way valve in response to the detection result of the water level detection means. In addition to this, it is preferable to include means for outputting an alarm signal when the three-way valve is switched to the return system to the recovered water tank.
【００１４】また、本発明の実施に際して、凝縮器から
回収水タンクへ供給される凝縮水流量を制御する制御手
段を設けるのが好ましい。そして、回収水タンクには水
位検出手段が設けられており、該検出手段の出力は前記
制御手段に伝達されるのが好ましい。In implementing the present invention, it is preferable to provide a control means for controlling the flow rate of the condensed water supplied from the condenser to the recovered water tank. The recovered water tank is preferably provided with a water level detection means, and the output of the detection means is preferably transmitted to the control means.
【００１５】ここで、前記制御手段としては、凝縮器冷
却水系に介装されるクーリングタワーの冷却能力を制御
して（例えば、クーリングタワーの冷却用ファンの回転
数を調節する等の手法による）、凝縮器冷却水の水温を
調節する方法を採用することが出来る。或いは、凝縮器
冷却水系に介装されたポンプの能力を調節したり、バイ
パス回路を設け且つそこを流れる水量を調節することに
より、凝縮器冷却水系の流量を制御し、以て凝縮器冷却
水の水温を調節する方法を採用することが出来る。Here, as the control means, the cooling capacity of the cooling tower provided in the condenser cooling water system is controlled (for example, by a method such as adjusting the rotation speed of the cooling fan of the cooling tower) to condense. A method of adjusting the water temperature of the cooling water for the vessel can be adopted. Alternatively, the flow rate of the condenser cooling water system is controlled by adjusting the capacity of the pump installed in the condenser cooling water system, or by providing a bypass circuit and adjusting the amount of water flowing through the bypass circuit. The method of adjusting the water temperature of can be adopted.
【００１６】[0016]
【作用】上記のように構成された燃料電池の水処理装置
において、連続式脱イオン装置は、イオンの分離及び濃
縮を行い、イオン濃度が濃い側を（排水として）排出す
るが、イオン交換樹脂の様な「ため込み式」ではないの
で、交換作業を行うこと無く、長期間使用することが出
来る。しかも、イオン交換樹脂を自動再生する従来技術
とは異なり、スペースの増大や廃液処理等の問題を生じ
ることは無い。In the water treatment device for a fuel cell configured as described above, the continuous deionization device separates and concentrates the ions and discharges the side having a high ion concentration (as waste water). Since it is not a "retractable type" like the above, it can be used for a long time without performing replacement work. Moreover, unlike the prior art in which the ion exchange resin is automatically regenerated, problems such as increase in space and waste liquid treatment do not occur.
【００１７】ここで、水処理系に連続式脱イオン装置を
組み込んだ事により、例えば、外気温変動、（燃料電池
装置の）出力変動等の運転条件の変動によって、一時的
に、水処理系内の水量が減少する場合がある。水処理系
内の水量が減少すると、ポンプのキャビテーション等の
不都合が生じる可能性があり、或いは電池冷却水が無く
なり燃料電池装置が停止してしまう恐れがある。これに
対して、本願発明では、連続式脱イオン装置を組み込ん
だ事による水処理系内の水量減少に対処する手段を設け
ている。By incorporating a continuous deionization apparatus in the water treatment system, the water treatment system is temporarily changed due to fluctuations in operating conditions such as fluctuations in ambient temperature and fluctuations in output (of the fuel cell device). The amount of water inside may decrease. When the amount of water in the water treatment system decreases, there is a possibility that inconvenience such as cavitation of the pump may occur, or the fuel cell device may stop because the cell cooling water runs out. On the other hand, the present invention is provided with means for coping with the reduction in the amount of water in the water treatment system due to the incorporation of the continuous deionization device.
【００１８】回収水量が減少する場合には、連続式脱イ
オン装置の排水を外部に排出するのではなく、該排水を
回収水タンクに戻すことにより、水処理系内の水量を不
足させることなく、燃料電池装置の運転を継続すること
が出来る。この場合、連続式脱イオン装置の排水が循環
することになるため、水処理系で処理された水の水質は
低下するが、短時間或いは一時的なものであれば燃料電
池装置の運転には支障は無い。When the amount of recovered water decreases, the wastewater of the continuous deionization device is not discharged to the outside, but the wastewater is returned to the recovered water tank so that the amount of water in the water treatment system does not become insufficient. , The operation of the fuel cell device can be continued. In this case, since the wastewater of the continuous deionization device is circulated, the quality of the water treated by the water treatment system is deteriorated, but if it is a short time or temporary, it will not be necessary to operate the fuel cell device. There is no obstacle.
【００１９】また、回収水タンクの水位の低下等をセン
サ等の検出手段で検出することにより、水処理系内の水
の不足を検出し、その検出信号に基づいて前記三方弁の
切り換えをコントロールユニットにより制御して、上記
作業を自動的に行うことが出来る。Further, by detecting a decrease in the water level of the recovered water tank or the like by a detecting means such as a sensor, a shortage of water in the water treatment system is detected, and the switching of the three-way valve is controlled based on the detection signal. The above operations can be automatically performed by controlling the unit.
【００２０】さらに、連続式脱イオン装置の排水を回収
水タンクに戻す側へ前記三方弁を切り換えた際に警報信
号を出力することにより、作業員によって自動的に或い
は、臨時に、水処理系へ外部から給水するべき時期を知
ることが出来る。Further, by outputting an alarm signal when the three-way valve is switched to the side for returning the waste water of the continuous deionization device to the recovery water tank, the water treatment system is automatically or temporarily operated by the worker. You can know when to supply water from outside.
【００２１】これに加えて本発明によれば、回収水量が
減少する場合には、凝縮装置の温度を下げることにより
飽和水蒸気圧を下げて、回収水量を増加して水処理系内
の水不足に対処し、以て燃料電池装置の運転を継続する
ことが可能である。この場合において、回収水タンクに
水位検出手段を設けたり、或いは回収水タンクへ供給さ
れる凝縮水流量が所定値以下になったときに警報信号を
出力する手段を備えていれば、水位検出手段の出力或い
は前記警報信号を出力する手段の出力を監視することに
より、作業員によって或いは自動的に、臨時に、水処理
系へ外部から給水するべき時期を知ることが出来るので
ある。In addition to this, according to the present invention, when the amount of recovered water decreases, the saturated steam pressure is lowered by lowering the temperature of the condenser, and the amount of recovered water is increased to cause water shortage in the water treatment system. Therefore, it is possible to continue the operation of the fuel cell device. In this case, if the water level detecting means is provided in the recovered water tank or the means for outputting an alarm signal when the flow rate of the condensed water supplied to the recovered water tank falls below a predetermined value, the water level detecting means By monitoring the output of the above or the output of the means for outputting the alarm signal, it is possible to know the time when the water should be externally supplied to the water treatment system by an operator or automatically.
【００２２】[0022]
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２３】なお、図１において図２に対応する部分に
ついては、同じ符号を付して重複説明を省力する。The parts in FIG. 1 corresponding to those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals to omit redundant description.
【００２４】図１において、水処理系Ｌ４のポンプ１２
の下流側には、自動逆洗式フィルタ１３Ａ及び連続式脱
イオン装置２１が介装されている。その脱イオン装置２
１の濃縮水排出側には、排出系Ｌ５が接続されている。
この排出系Ｌ５は、三方弁２２により、外部への配水系
Ｌ６又は回収水タンク１０への戻し系Ｌ７へ、選択的に
切換えられるようになっている。In FIG. 1, the pump 12 of the water treatment system L4.
An automatic backwash filter 13A and a continuous deionization device 21 are provided on the downstream side of the. The deionizer 2
A discharge system L5 is connected to the concentrated water discharge side of No. 1.
The discharge system L5 is selectively switched by a three-way valve 22 to a water distribution system L6 to the outside or a return system L7 to the recovered water tank 10.
【００２５】凝縮器９の凝縮器冷却水系２３にはクーリ
ングタワー３０が介装され、クーリングタワー３０の冷
却能力は冷却用ファン３１の回転数を調節することによ
り制御される。また、回収水タンク１０には、水位セン
サ２４が設けられている。そして、水位センサ２４、冷
却用ファン３１は、それぞれコントロールユニット２６
に接続されている。そして、このコントロールユニット
２６には、三方弁２２の作動部２２ａが接続されてお
り、これらの系Ｌ５〜Ｌ６及び部材２２〜２６により排
出手段が構成される。A cooling tower 30 is interposed in the condenser cooling water system 23 of the condenser 9, and the cooling capacity of the cooling tower 30 is controlled by adjusting the rotation speed of the cooling fan 31. A water level sensor 24 is provided in the recovered water tank 10. The water level sensor 24 and the cooling fan 31 are respectively connected to the control unit 26.
It is connected to the. The operating unit 22a of the three-way valve 22 is connected to the control unit 26, and the system L5 to L6 and the members 22 to 26 form a discharging unit.
【００２６】次に、作用を説明する。Next, the operation will be described.
【００２７】運転に際し、連続式脱イオン装置２１は、
回収水のイオンを分離して濃縮する。コントロールユニ
ット２６は、水位センサ２４からの水位信号に基づき、
水回収率が低く、水処理系を流れる水が不足する状態に
なった場合には、三方弁２２を戻し系Ｌ７側に切換え、
連続式脱イオン装置２１の排水を回収水タンク１０に戻
す。これにより、回収水の不足を解消する。冷却用ファ
ン３１の回転数を増加して、凝縮器冷却水系２３の水温
を降温せしめ、凝縮器９で凝縮される水量を増加して、
水処理系内の水不足を解消することも可能である。During operation, the continuous deionizer 21
The ions of the recovered water are separated and concentrated. The control unit 26, based on the water level signal from the water level sensor 24,
When the water recovery rate is low and the amount of water flowing through the water treatment system becomes insufficient, the three-way valve 22 is switched to the return system L7 side,
The waste water of the continuous deionization device 21 is returned to the recovered water tank 10. This eliminates the shortage of recovered water. The number of rotations of the cooling fan 31 is increased to lower the water temperature of the condenser cooling water system 23, and the amount of water condensed in the condenser 9 is increased.
It is also possible to eliminate the water shortage in the water treatment system.
【００２８】ここで、コントロールユニット２６内には
警報信号出力手段３２（例えばセンサ）が設けられてお
り、該警報信号出力手段３２は、三方弁２２を戻し系Ｌ
７側へ切り換えた時に図示しない警報手段（警報ラン
プ、ブザー等）に対して警報信号を出力する。この警報
信号がどの程度の期間に亘って出力されるのかを監視す
れば、水処理系の水不足が一時的なものであるのか、長
期的なものであるのかが判断可能である。そして、長期
的な水不足である、と判断される場合には、作業員によ
って或いは自動的に、水処理系の外部から給水すれば良
い。An alarm signal output means 32 (for example, a sensor) is provided in the control unit 26, and the alarm signal output means 32 returns the three-way valve 22 to the system L.
When switched to the 7 side, an alarm signal is output to an alarm means (alarm lamp, buzzer, etc.) not shown. By monitoring how long this alarm signal is output, it is possible to determine whether the water shortage in the water treatment system is temporary or long-term. When it is determined that there is a shortage of water for a long time, water may be supplied from outside the water treatment system by an operator or automatically.
【００２９】凝縮器９で凝縮される水量を増加して水処
理系内の水不足の解消を図る場合には、前記警報信号出
力手段３２は、系Ｌ１０を介して回収水タンク１０へ供
給される凝縮水流量が所定値以上になったときに警報信
号を出力する様に構成する。そして、この出力を監視す
れば、水処理系の水不足が一時的なものであるのか、長
期的なものであるのかが判断可能である。なお、凝縮水
流量の「所定値」は、個々の燃料電池装置の構造、運転
条件等により、ケース・バイ・ケースで定められる数値
である。When the amount of water condensed in the condenser 9 is increased to eliminate the water shortage in the water treatment system, the alarm signal output means 32 is supplied to the recovered water tank 10 via the system L10. It is configured to output an alarm signal when the condensed water flow rate exceeds a predetermined value. Then, by monitoring this output, it is possible to determine whether the water shortage in the water treatment system is temporary or long-term. The “predetermined value” of the flow rate of condensed water is a numerical value determined on a case-by-case basis according to the structure of individual fuel cell devices, operating conditions, and the like.
【００３０】図示の実施例はあくまでも例示であり、本
発明の技術的範囲を限定する趣旨のものでないことを付
記する。It should be noted that the illustrated embodiments are merely examples and are not intended to limit the technical scope of the present invention.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.
【００３２】（１） 連続式脱イオン装置は、交換無し
で長期間使用可能であるため、メンテナンスコストを低
減することができる。(1) Since the continuous deionization apparatus can be used for a long time without replacement, maintenance cost can be reduced.
【００３３】（２） 水処理系に水不足が発生しても、
燃料電池装置の運転が停止してしまう事態を防止するこ
とが出来る。(2) Even if a water shortage occurs in the water treatment system,
It is possible to prevent the situation where the operation of the fuel cell device is stopped.
【００３４】（３） 三方弁が回収水タンクへの戻し系
に切り換えられたとき、或いは、回収水タンクへ供給さ
れる凝縮水流量が所定値以上になったときに警報信号を
出力する手段を備えれば、水処理系に外部から給水する
必要があることを検出することが出来る。(3) A means for outputting an alarm signal when the three-way valve is switched to the return system to the recovered water tank or when the flow rate of condensed water supplied to the recovered water tank exceeds a predetermined value. If provided, it is possible to detect that it is necessary to supply water to the water treatment system from the outside.
【図１】本発明の一実施例を示す系図。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】従来装置の一例を示す系図。FIG. 2 is a system diagram showing an example of a conventional device.
Ａ・・・冷却水 ＡＲ・・・空気 Ｂ・・・ブローダウン水 Ｃ・・・水蒸気 Ｄ・・・燃焼排ガス Ｅ・・・回収水 Ｆ・・・処理水 Ｇ・・・空気電極排気 ＯＦ・・・原燃料 Ｌ１・・・電池冷却水系 Ｌ２・・・ブローダウン系 Ｌ４・・・水処理系 Ｌ５・・・濃縮水排出系 Ｌ６・・・排水系 Ｌ７・・・戻し系 Ｌ１０・・・凝縮水を回収水タンクへ供給する系 １・・・燃料電池 ２・・・燃料電極 ３・・・空気電極 ４・・・冷却板 ５・・・冷却水循環ポンプ ６・・・水蒸気分離器 ７・・・熱交換器 ８・・・改質器 ９・・・凝縮器 １０・・・回収水タンク １１・・・ポンプ入口フィルタ １２、１５・・・ポンプ １３・・・イオン交換樹脂入口フィルタ １３Ａ・・・フィルタ １４・・・イオン交換樹脂装置 ２１・・・連続式脱イオン装置 ２２・・・三方弁 ２２ａ・・・作動部 ２３・・・凝縮器冷却水系 ２４・・・水位センサ ２６・・・コントロールユニット ３０・・・クーリングタワー ３１・・・冷却用ファン ３２・・・警報信号出力手段 ３６・・・電解質マトリクス A ... Cooling water AR ... air B: blowdown water C ... steam D: Combustion exhaust gas E ... Recovered water F ... Treated water G: Air electrode exhaust OF: Raw fuel L1 ... Battery cooling water system L2 ... Blowdown system L4: Water treatment system L5: Concentrated water discharge system L6 ... Drainage system L7 ... Return system L10: System that supplies condensed water to the recovered water tank 1 ... Fuel cell 2 ... Fuel electrode 3 ... Air electrode 4 ... Cooling plate 5 ... Cooling water circulation pump 6 ... Steam separator 7 ... Heat exchanger 8: reformer 9 ... Condenser 10 ... Recovered water tank 11 ... Pump inlet filter 12, 15 ... Pump 13 ... Ion exchange resin inlet filter 13A ... filter 14 ... Ion exchange resin device 21 ... Continuous deionizer 22 ... 3-way valve 22a ... Actuator 23 ... Condenser cooling water system 24 ... Water level sensor 26 ... Control unit 30 ... Cooling tower 31 ... Cooling fan 32 ... Alarm signal output means 36 ... Electrolyte matrix
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 8/04
Claims (3)
る冷却水系（Ｌ１）のブローダウン水と燃料電池（１）
の燃料電極（２）から改質器（８）を通った燃焼排ガス
（Ｄ）および燃料電池（１）の空気電極（２）の排気
（Ｇ）が供給され凝縮器（９）からの凝縮した水分とが
回収される回収タンク（１０）を有し、その回収タンク
（１０）に回収した冷却水を処理する水処理装置を有す
る燃料電池装置において、イオン交換膜と電界とを用い
てイオンを移動させ、連続的に脱イオンされた水とイオ
ンの濃縮された水を生成する連続式脱イオン装置（２
１）を有し、回収水タンク（１０）への回収水をポンプ
（１２）によりフィルタ（１３Ａ）および前記連続式脱
イオン装置（２１）で処理する水処理系（Ｌ４）を備
え、前記連続式脱イオン装置（２１）の濃縮水の排水系
（Ｌ５）に外部への排水系（Ｌ６）と前記回収水タンク
（１０）への戻し系（Ｌ７）を備え、前記回収水タンク
（１０）には水位検出手段（２４）が設けられ、前記水
処理系（Ｌ４）内の水量減少に対処して前記水位検出手
段（２４）からの信号に基づき、前記濃縮水の排水系
（Ｌ５）から前記回収水タンク（１０）への戻し系（Ｌ
７）を介して連続式脱イオン装置（２１）の排水を回収
水タンク（１０）に戻すことを特徴とする燃料電池装
置。1. A blowdown water of a cooling water system (L1) for cooling a cooling plate (4) of a fuel cell (1) and the fuel cell (1).
The combustion exhaust gas (D) that has passed through the reformer (8) from the fuel electrode (2) and the exhaust gas (G) from the air electrode (2) of the fuel cell (1) are supplied and condensed from the condenser (9). In a fuel cell device having a recovery tank (10) for recovering water and a water treatment device for treating the cooling water recovered in the recovery tank (10), ions are generated by using an ion exchange membrane and an electric field. A continuous deionizer (2) that moves and continuously produces deionized water and ion-enriched water.
1) having a water treatment system (L4) for treating the recovered water to the recovered water tank (10) by the pump (12) by the filter (13A) and the continuous deionization device (21), The drainage system (L5) of the concentrated water of the deionizer (21) is provided with a drainage system (L6) to the outside and a return system (L7) to the recovered water tank (10), and the recovered water tank (10) A water level detecting means (24) is provided in the drainage system (L5) of the concentrated water based on a signal from the water level detecting means (24) in response to a decrease in the amount of water in the water treatment system (L4). Return system (L) to the recovered water tank (10)
A fuel cell device characterized in that the wastewater of the continuous deionization device (21) is returned to the recovered water tank (10) via 7).
７）に切換えられたときに警報信号を出力する警報信号
出力手段（３２）を設けた請求項１記載の燃料電池装
置。2. A return system (L) to the recovery tank (10)
The fuel cell device according to claim 1, further comprising alarm signal output means (32) for outputting an alarm signal when switched to 7).
又は排気（Ｇ）を凝縮する凝縮器（９）を設け、その凝
縮器（９）で凝縮した水分を前記回収水タンク（１０）
に供給する際の凝縮水流量を制御する請求項１記載の燃
料電池装置。3. Combustion exhaust gas (D) from the fuel cell (1)
Alternatively, a condenser (9) for condensing the exhaust gas (G) is provided, and the water condensed in the condenser (9) is collected water tank (10).
The fuel cell device according to claim 1, wherein the flow rate of the condensed water when the fuel is supplied to the fuel cell is controlled.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13285094A JP3434022B2 (en) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Fuel cell device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13285094A JP3434022B2 (en) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Fuel cell device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH087906A JPH087906A (en) | 1996-01-12 |
| JP3434022B2 true JP3434022B2 (en) | 2003-08-04 |
Family
ID=15090986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13285094A Expired - Fee Related JP3434022B2 (en) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Fuel cell device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3434022B2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4713079B2 (en) * | 2003-12-18 | 2011-06-29 | 東芝燃料電池システム株式会社 | Fuel cell power generation system and operation method thereof |
| JP4944382B2 (en) * | 2004-01-30 | 2012-05-30 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system |
| JP4949619B2 (en) * | 2004-11-18 | 2012-06-13 | パナソニック株式会社 | Fuel cell system and operation method thereof |
| JP5157549B2 (en) * | 2008-03-17 | 2013-03-06 | 富士電機株式会社 | Water treatment device for fuel cell power generator |
| JP2010244924A (en) * | 2009-04-08 | 2010-10-28 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
| JP2011228183A (en) * | 2010-04-21 | 2011-11-10 | Eneos Celltech Co Ltd | Fuel cell system |
| JP6637805B2 (en) * | 2016-03-23 | 2020-01-29 | 大阪瓦斯株式会社 | Fuel cell system |
-
1994
- 1994-06-15 JP JP13285094A patent/JP3434022B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH087906A (en) | 1996-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1333518B1 (en) | Fuel cell system and method of operating the system | |
| JP3707599B2 (en) | Water treatment device for fuel cell power generator and operation method thereof | |
| JP3434022B2 (en) | Fuel cell device | |
| JP3921935B2 (en) | Fuel cell cogeneration system | |
| JP5142604B2 (en) | Fuel cell device | |
| JPH0922716A (en) | Cooling water refilling device of water-cooled fuel cell | |
| JP5063189B2 (en) | Fuel cell device | |
| JP5153178B2 (en) | Fuel cell device | |
| JP2008135271A (en) | Fuel cell device | |
| JP5178042B2 (en) | Fuel cell device | |
| JP5353034B2 (en) | Fuel cell power generator | |
| JP2008053209A (en) | Fuel cell device | |
| JP2004107775A (en) | Water electrolysis device and operation method thereof | |
| JP4986424B2 (en) | Power generator | |
| JP2005050554A (en) | Fuel cell system | |
| JP2011029116A (en) | Fuel cell device | |
| JPH10172598A (en) | Fuel cell mechanism | |
| JP3707940B2 (en) | Condensate treatment system and condensate treatment method | |
| JPH103935A (en) | Fuel cell power generation device | |
| JP2010272253A (en) | Fuel cell system | |
| JP5178041B2 (en) | Fuel cell device | |
| JP5228575B2 (en) | Fuel cell power generator | |
| JPH10223245A (en) | Fuel cell electricity-generating apparatus | |
| JP5380868B2 (en) | Condensed water decay prevention method and fuel cell power generator | |
| JP6299383B2 (en) | Cogeneration system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090530 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |