Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6981867B2 - Fuel cell device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6981867B2 - Fuel cell device - Google Patents

Fuel cell device Download PDF

Info

Publication number
JP6981867B2
JP6981867B2 JP2017241190A JP2017241190A JP6981867B2 JP 6981867 B2 JP6981867 B2 JP 6981867B2 JP 2017241190 A JP2017241190 A JP 2017241190A JP 2017241190 A JP2017241190 A JP 2017241190A JP 6981867 B2 JP6981867 B2 JP 6981867B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
fuel cell
exchange resin
condensed water
ion exchange
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.)
Active
Application number
JP2017241190A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019109991A (en
Inventor
晋平 白石
和明 小林
直樹 横尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Dainichi Co Ltd
Original Assignee
Kyocera Corp
Dainichi Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp, Dainichi Co Ltd filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2017241190A priority Critical patent/JP6981867B2/en
Publication of JP2019109991A publication Critical patent/JP2019109991A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6981867B2 publication Critical patent/JP6981867B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

本発明は、燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a fuel cell device.

燃料電池の構成として、収納容器内に、燃料ガス(水素含有ガス)と空気(酸素含有ガス)とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを複数積層したセルスタックを備える燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールおよびその動作に必要な補機類を外装ケース等の筐体に収納した燃料電池装置とが、種々提案されている。 As a configuration of the fuel cell, a fuel cell module having a cell stack in which a plurality of fuel cell cells capable of obtaining power by using fuel gas (hydrogen-containing gas) and air (oxygen-containing gas) are stacked in a storage container is provided. , And various fuel cell devices in which the fuel cell module and auxiliary equipment necessary for its operation are housed in a housing such as an outer case have been proposed.

このような燃料電池装置においては、発電に用いられなかった余剰の燃料ガスを燃焼させ、燃焼後の排ガスを熱交換器等に通して冷却するとともに、この熱交換時に、前記排ガスに含まれる水蒸気が凝縮して生成される凝縮水を、凝縮水回収器に回収してイオン交換樹脂により浄化処理して水タンク(改質水タンク)等に貯留し、貯留された処理水を、天然ガス等の原燃料を水蒸気改質する改質器に改質水として供給する、いわゆる水自立運転が行われている。 In such a fuel cell device, excess fuel gas that has not been used for power generation is burned, and the exhaust gas after combustion is passed through a heat exchanger or the like to be cooled, and at the time of this heat exchange, the water vapor contained in the exhaust gas is contained. The condensed water generated by condensing is collected in a condensed water recovery device, purified with an ion exchange resin, stored in a water tank (reformed water tank), etc., and the stored treated water is stored in natural gas, etc. The so-called self-sustaining water operation is performed in which the raw material and fuel of the above are supplied as reforming water to a reformer that reforms steam.

また、前記の改質水タンクには、浄化処理後の脱イオン水(改質水であり貯留水)の導電率を測定するための電気伝導率計(導電率計または電導度計とも言う)と、貯留された改質水の水量を測定するための水位センサ等が配設されている(特許文献1を参照)。 Further, in the reformed water tank, an electric conductivity meter (also referred to as a conductivity meter or a conductivity meter) for measuring the conductivity of deionized water (reformed water and stored water) after purification treatment is provided. A water level sensor or the like for measuring the amount of the stored reformed water is provided (see Patent Document 1).

特開2005−129237号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-129237

ところで、前述のように、熱交換器で生じる凝縮水を浄化処理して改質水として使用する燃料電池装置において、熱交換器の熱媒(冷媒)として用いられている、不純物の多い水道水等の水が、配管の腐食等により漏れ出して、凝縮水または凝縮水を回収する流路に混入してしまう場合があった。 By the way, as described above, in a fuel cell device that purifies condensed water generated in a heat exchanger and uses it as reforming water, tap water containing a large amount of impurities is used as a heat medium (refrigerator) of the heat exchanger. In some cases, water such as water leaks out due to corrosion of the pipe and is mixed in the condensed water or the flow path for collecting the condensed water.

しかしながら、従来の構成のように、電気伝導率計を改質水タンクに配置した場合には、不純物を多く含む水が、改質水タンクに含まれる水により希釈されることで、迅速に、不純物の多く混ざる熱媒等の漏出や混入を検出することが難しい場合がある。 However, when the electric conductivity meter is placed in the reformed water tank as in the conventional configuration, the water containing a large amount of impurities is diluted with the water contained in the reformed water tank, so that the water can be quickly. It may be difficult to detect leakage or contamination of a heat medium or the like mixed with a large amount of impurities.

また、改質水中へ、不純物の多い水が混入すると、その不純物等がセルスタックに到達して、高温で稼働中の燃料電池セル等に損傷をもたらすおそれもある。そのため、燃料電池装置は、前述のような、不純物の多く混ざる熱媒等の漏出や混入を、できるだけ早く検出できる機構を有することが、望まれている。 Further, if water containing a large amount of impurities is mixed into the reformed water, the impurities or the like may reach the cell stack and cause damage to the fuel cell or the like operating at a high temperature. Therefore, it is desired that the fuel cell device has a mechanism capable of detecting leakage or mixing of a heat medium or the like containing a large amount of impurities as soon as possible, as described above.

本発明の目的は、熱交換器から漏れた熱媒の、改質水への混入を早期に検出することのできる燃料電池装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a fuel cell device capable of early detection of mixing of a heat medium leaking from a heat exchanger into reformed water.

本開示の燃料電池装置は、燃料電池セルと、原燃料を水蒸気改質する改質器とを有する燃料電池モジュールと、
前記燃料電池モジュールから排出される排ガスと、排ガス冷却用の熱媒とを熱交換させる熱交換器と、
前記排ガスの冷却により生じる、該排ガス中の水分が凝縮した凝縮水を、水蒸気改質用の改質水として貯留する改質水タンクと、
前記熱交換器で生成した凝縮水を前記改質水タンクに流過させる凝縮水流路と、
前記凝縮水の導電率を測定する電気伝導率計と、を備え、
前記電気伝導率計は、前記凝縮水流路における、前記熱交換器と前記改質水タンクとの間に配設され
前記凝縮水を浄化処理するイオン交換樹脂を有し、該イオン交換樹脂を流過した前記凝縮水が前記改質水タンクに貯留され、
前記凝縮水流路に、前記凝縮水を貯留する凝縮水貯留部を備え、
前記イオン交換樹脂は、前記改質水タンク内に配設され、
前記凝縮水貯留部は、前記改質水タンク内の当該イオン交換樹脂の上方に配設されていることを特徴とする。
The fuel cell apparatus of the present disclosure includes a fuel cell, a fuel cell module having a reformer for steam reforming raw fuel, and a fuel cell module.
A heat exchanger that exchanges heat between the exhaust gas discharged from the fuel cell module and the heat medium for cooling the exhaust gas.
A reformed water tank that stores condensed water in which the water in the exhaust gas is condensed, which is generated by cooling the exhaust gas, as reformed water for steam reforming.
A condensed water flow path that allows the condensed water generated by the heat exchanger to flow through the reformed water tank, and
The electric conductivity meter for measuring the conductivity of the condensed water is provided.
The electric conductivity meter is arranged between the heat exchanger and the reformed water tank in the condensed water flow path .
It has an ion exchange resin that purifies the condensed water, and the condensed water that has passed the ion exchange resin is stored in the reformed water tank.
The condensed water flow path is provided with a condensed water storage unit for storing the condensed water.
The ion exchange resin is disposed in the reformed water tank.
The condensed water storage portion is characterized in that it is disposed above the ion exchange resin in the reformed water tank.

本開示の燃料電池装置は、熱交換器から漏れた熱媒の、改質水への混入を早期に検出することができる。また、これにより、熱交換器や熱媒配管等の異常を、いち早く検知できるとともに、これらの異常に起因して生じる、燃料電池セルの損傷や、装置の緊急停止といった障害の発生を、未然に防ぐことができる。 The fuel cell device of the present disclosure can detect the mixing of the heat medium leaked from the heat exchanger into the reformed water at an early stage. In addition, this makes it possible to quickly detect abnormalities in heat exchangers, heat medium piping, etc., and prevent the occurrence of failures such as damage to fuel cell cells and emergency shutdown of equipment caused by these abnormalities. Can be prevented.

実施形態の燃料電池装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel cell apparatus of embodiment. 図1のF部を拡大して示す、改質水タンク周りの構成図である。It is a block diagram around the reforming water tank which shows the F part of FIG. 1 enlarged. 燃料電池装置の外観斜視図である。It is an external perspective view of a fuel cell device. 実施形態の燃料電池装置に用いられる改質水タンクの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the reforming water tank used for the fuel cell apparatus of embodiment. 図4の改質水タンクの断面図である。It is sectional drawing of the reforming water tank of FIG.

以下、図面を用いて実施形態の燃料電池装置について説明する。
図1〜図3は、実施形態の燃料電池装置の概略構成を説明する図である。なお、図2は、図1のF部を拡大して示す、改質水タンク周りの概略構成である。
Hereinafter, the fuel cell apparatus of the embodiment will be described with reference to the drawings.
1 to 3 are diagrams illustrating a schematic configuration of the fuel cell device of the embodiment. Note that FIG. 2 is a schematic configuration around the reforming water tank, which is an enlarged view of the F portion of FIG.

実施形態の燃料電池装置100は、天然ガス,LPガス等の原燃料と空気とを使用して発電を行なう燃料電池モジュール1(燃料電池)の稼動による電力供給と、熱交換器3、ラジエータ4、熱媒循環ポンプP3および蓄熱タンク5等からなる排熱回収システム(図中のヒートサイクルHS系)を利用した温水の供給とを行うものである。なお、温水の供給を行なわない、いわゆるモノジェネレーションシステムとすることもできる。また、ラジエータ4を設けない構成としてもよい。 The fuel cell device 100 of the embodiment includes power supply by operating a fuel cell module 1 (fuel cell) that generates power by using raw fuel such as natural gas and LP gas and air, a heat exchanger 3, and a radiator 4. , Hot water is supplied using an exhaust heat recovery system (heat cycle HS system in the figure) including a heat medium circulation pump P3 and a heat storage tank 5. It is also possible to use a so-called monogeneration system that does not supply hot water. Further, the radiator 4 may not be provided.

また、燃料電池装置100は、前述の燃料電池モジュール1等の他、補機として、改質水タンク6、パワーコンディショナ20、制御装置30、記憶装置40等を備えている。さらに、燃料電池装置100は、改質水ポンプP1を含む改質水流路R、および、排水ポンプP2を含む排水流路Dと、電気伝導率計WC,WCと、水検知器WL,WL等の水位センサとを、少なくとも備える。 Further, the fuel cell device 100 includes a reforming water tank 6, a power conditioner 20, a control device 30, a storage device 40 and the like as auxiliary devices in addition to the fuel cell module 1 and the like described above. Further, the fuel cell device 100 includes a reforming water flow path R including a reforming water pump P1, a drainage flow path D including a drainage pump P2, electric conductivity meters WC 1 and WC 2, and a water detector WL 1. , WL 2 and the like are provided with at least a water level sensor.

燃料電池モジュール1は、収納容器10に収容されており、その内部に、複数の燃料電池セルが積層されたセルスタック11と、水蒸気を用いて原燃料の水蒸気改質を行う改質器12と、余剰の燃料ガスに点火するための着火ヒータ(図示省略)、および、触媒容器2に充填された排ガス触媒等を備える。そして、燃料電池モジュール1は、図3に示すように、各フレーム51と外装パネル(図示省略)とからなるケース50の中に配設されている。 The fuel cell module 1 is housed in a storage container 10, and a cell stack 11 in which a plurality of fuel cell cells are laminated, and a reformer 12 that reforms the raw fuel with steam using steam. It is provided with an ignition heater (not shown) for igniting excess fuel gas, an exhaust gas catalyst filled in the catalyst container 2, and the like. Then, as shown in FIG. 3, the fuel cell module 1 is arranged in a case 50 including each frame 51 and an exterior panel (not shown).

なお、図3では図示していないが、ケース50内には、図1に例示するような、天然ガス等の原燃料を改質器に送給するガスポンプB1、空気(外気)等の酸素含有ガスをセルスタックに送給する空気ブロワB2、改質水タンク5内の改質水を、水蒸気改質用の原料水として改質器12に供給する改質水ポンプP1、改質水タンク6で余剰となった余剰水を機外に排出するための排水ポンプP2、改質水タンク6内の余剰水を排出するための排水流路D等が、配設されている。さらに、ケース50内には、先に述べたような、系統電源と連係するパワーコンディショナ20、装置全体をコントロールする制御基板を含む制御装置30、記憶装置40等や、燃料電池の運転を制御するために用いる各種センサ類も、配置されている。 Although not shown in FIG. 3, the case 50 contains oxygen such as gas pump B1 for supplying raw fuel such as natural gas to the reformer and air (outside air) as illustrated in FIG. An air blower B2 that supplies gas to the cell stack, a reforming water pump P1 that supplies the reforming water in the reforming water tank 5 to the reformer 12 as raw material water for steam reforming, and a reforming water tank 6 A drainage pump P2 for discharging the surplus water that has become surplus in the above-mentioned machine, a drainage flow path D for discharging the surplus water in the reformed water tank 6, and the like are arranged. Further, in the case 50, as described above, the power conditioner 20 linked to the system power supply, the control device 30 including the control board for controlling the entire device, the storage device 40, and the like, and the operation of the fuel cell are controlled. Various sensors used for this are also arranged.

上述のような構成の燃料電池装置100においては、燃料電池モジュール1に隣接して配置された熱交換器3で、燃料電池モジュール1より排出された排ガスと、熱交換器3内を流れる水等の熱媒(冷媒)との間で熱交換が行われ、排ガスに含まれる水分が結露して凝縮水が生じる。生じた凝縮水は、気液分離器等により分離され、凝縮水流路Cを経由して、凝縮水を回収・貯留する改質水タンク6に導入される。 In the fuel cell apparatus 100 having the above-described configuration, the exhaust gas discharged from the fuel cell module 1 and the water flowing in the heat exchanger 3 are the heat exchangers 3 arranged adjacent to the fuel cell module 1. Heat is exchanged with the heat medium (fuel filler) of the above, and the water contained in the exhaust gas condenses to generate condensed water. The generated condensed water is separated by a gas-liquid separator or the like, and is introduced into the reforming water tank 6 that collects and stores the condensed water via the condensed water flow path C.

なお、水分が取り除かれた排ガスは、排ガス流路Eを介して、燃料電池装置の外に排気される。また、改質水タンク6に貯水された改質水は、改質水流路Rおよび改質水ポンプP1を介して、燃料電池モジュール1内の改質器12に供給され、改質水を用いた原燃料の水蒸気改質に利用される。 The exhaust gas from which the water has been removed is exhausted to the outside of the fuel cell device via the exhaust gas flow path E. Further, the reformed water stored in the reformed water tank 6 is supplied to the reformer 12 in the fuel cell module 1 via the reformed water flow path R and the reformed water pump P1, and the reformed water is used. It is used for steam reforming of raw materials and fuels.

図2は、燃料電池装置100の構成の中で、燃料電池の水自立運転およびそれに用いられる改質水に関連する部分(図1の二点鎖線F内)を拡大して示したものである。 FIG. 2 is an enlarged view of a portion (inside the alternate long and short dash line F in FIG. 1) related to the water self-sustaining operation of the fuel cell and the reformed water used thereof in the configuration of the fuel cell device 100. ..

凝縮水を浄化して貯留する改質水タンク6は、浄化処理用途の第1改質水タンク61と、貯留用途の第2改質水タンク62と、で構成されている。なお、これら第1改質水タンク61と第2改質水タンク62との間は、下側の通水管65および上側の通気管66で接続され、連通している。なお、改質水タンク6の構成は、上記構成に限られるものではなく、たとえば第1改質水タンク61と第2改質水タンク62とを一体型としてもよい。 The reformed water tank 6 for purifying and storing condensed water is composed of a first reformed water tank 61 for purification treatment and a second reformed water tank 62 for storage. The first reforming water tank 61 and the second reforming water tank 62 are connected by a lower water pipe 65 and an upper ventilation pipe 66 and communicate with each other. The configuration of the reforming water tank 6 is not limited to the above configuration, and for example, the first reforming water tank 61 and the second reforming water tank 62 may be integrated.

生成された改質水を貯留する第2改質水タンク62の下部または底部には、改質水ポンプP1の吸引口に繋がる改質水導出口62aが設けられている。また、第2改質水タンク62の上部側面には、排水ポンプP2の吸引口に繋がる余剰水導出口62bが設けられている。そして、この余剰水導出口62bより上側の位置には、貯留された改質水の水位(上水面)が、上限水位である満水位に達したことを検出する水検知器WLが配設されている。なお、第2改質水タンク62に、下限水位を検出する水検知器を設けてもよい。また、図中の各センサの黒丸は、センサの配設位置、またはプローブ等の先端の検出位置を示すものである(以下同じ)。 A reforming water outlet 62a connected to a suction port of the reforming water pump P1 is provided at the lower part or the bottom of the second reforming water tank 62 for storing the generated reforming water. Further, on the upper side surface of the second reforming water tank 62, a surplus water outlet 62b connected to the suction port of the drainage pump P2 is provided. A water detector WL 2 for detecting that the water level (water surface) of the stored reformed water has reached the full water level, which is the upper limit water level, is arranged at a position above the surplus water outlet 62b. Has been done. The second reforming water tank 62 may be provided with a water detector for detecting the lower limit water level. The black circles of each sensor in the figure indicate the position where the sensor is arranged or the position where the tip of the probe or the like is detected (the same applies hereinafter).

凝縮水を回収・精製して改質水を作製する第1改質水タンク61の中には、熱交換器3から回収された凝縮水を浄化処理するためのイオン交換樹脂が充填された第1のイオン交換樹脂容器63と、改質水の不足時に、外部から補給される水道水等(以下、補水)を浄化するためのイオン交換樹脂が充填された第2のイオン交換樹脂容器64とが、配設されている。また、第1改質水タンク61の下部には、貯留された改質水の水位(上水面)が、下限水位である渇水位に達したことを検出する水検知器WLが配設されている。 The first reformed water tank 61 for collecting and purifying the condensed water to produce the reformed water is filled with an ion exchange resin for purifying the condensed water recovered from the heat exchanger 3. The ion exchange resin container 63 of No. 1 and the second ion exchange resin container 64 filled with an ion exchange resin for purifying tap water or the like (hereinafter referred to as replenishment water) replenished from the outside when the reforming water is insufficient. Is arranged. Further, at the lower part of the first reforming water tank 61, a water detector WL 1 for detecting that the water level (surface water surface) of the stored reforming water has reached the drought level, which is the lower limit water level, is arranged. ing.

そして、第1改質水タンク61には、改質水タンク6に流入する凝縮水の導電率(μS/cm)を測定するための電気伝導率計WCと、外部から補給され、浄化処理された後の補水の導電率(μS/cm)を測定するための電気伝導率計WCとが、配設されている。 Then, the first reforming water tank 61 is replenished from the outside with an electric conductivity meter WC 1 for measuring the conductivity (μS / cm) of the condensed water flowing into the reforming water tank 6, and is purified. An electric conductivity meter WC 2 for measuring the conductivity (μS / cm) of the replenished water after the condensation is provided.

本実施形態の燃料電池装置100において、前述の電気伝導率計WCは、熱交換器3と改質水タンク6との間の、凝縮水流路Cに配設されている。すなわち、この電気伝導率計WCは、従来公知の電気伝導率計のように、改質水タンク6に貯水された水の電気伝導率を測定するのではなく、改質水タンク6に貯水される前の時点で導電率を測定可能な位置に配設されている。具体的には、電気伝導率計WCは、凝縮水流路Cにおける熱交換器3から第1イオン交換樹脂容器63の出口までの間に、配設すればよい。 In the fuel cell device 100 of the present embodiment, the above-mentioned electric conductivity meter WC 1 is arranged in the condensed water flow path C between the heat exchanger 3 and the reforming water tank 6. That is, this electric conductivity meter WC 1 does not measure the electric conductivity of the water stored in the reforming water tank 6 as in the conventionally known electric conductivity meter, but stores the water in the reforming water tank 6. It is arranged at a position where the conductivity can be measured at the time before it is made. Specifically, the electric conductivity meter WC 1 may be arranged between the heat exchanger 3 in the condensed water flow path C and the outlet of the first ion exchange resin container 63.

この構成により、本実施形態の燃料電池装置100は、熱交換器3の熱媒(冷媒)として用いられている、不純物の多い水道水等の水が、配管の腐食等により漏れ出して、凝縮水または凝縮水流路Cに混入した場合でも、電気伝導率計WCで測定した導電率の上昇によって、この電気伝導率計WCより上流側で発生した熱媒の漏出や混入を、即座に検出することができる。 With this configuration, in the fuel cell device 100 of the present embodiment, water such as tap water containing a large amount of impurities, which is used as a heat medium (refrigerator) of the heat exchanger 3, leaks due to corrosion of the pipe and condenses. even when mixed in water or condensate water channel C, the rise of the measured conductivity in the electric conductivity meter WC 1, leakage or contamination of the heat medium generated from the electric conductivity meter WC 1 on the upstream side, immediately Can be detected.

なお、第2のイオン交換樹脂容器64側の電気伝導率計WCは、イオン交換樹脂を通過した後の脱イオン水である補水の導電率(μS/cm)を測定できるように、補水が滞留する第2のイオン交換樹脂容器64の上部に配設されている。これにより、第2イオン交換樹脂容器64の交換時期を、容易に判定することができる。また、第1改質水タンク61内の貯留水の導電率を測定する場合は、これら2つの電気伝導率計とは別の、新たな電気伝導率計を、第1改質水タンク61内の貯水部に設けてもよい。 The electric conductivity meter WC 2 on the side of the second ion exchange resin container 64 can be used to measure the conductivity (μS / cm) of the deionized water after passing through the ion exchange resin. It is arranged on the upper part of the second ion exchange resin container 64 that stays. Thereby, the replacement time of the second ion exchange resin container 64 can be easily determined. Further, when measuring the conductivity of the stored water in the first reforming water tank 61, a new electric conductivity meter different from these two electric conductivity meters is installed in the first reforming water tank 61. It may be provided in the water storage section of.

また、電気伝導率計WCは、凝縮水流路Cにおける熱交換器3から第1イオン交換樹脂容器63の入口までの間に、設けることができる。この場合、第1イオン交換樹脂容器63での浄化処理前に、早期に熱媒の漏出や混入を、即座に検出することができる。さらに加えて、電気伝導率計WCにより測定された値に基づいて、適宜、燃料電池装置の動作を制御することができる。それにともない、不純物の多い水道水等の水を第1イオン交換樹脂63にて処理することを抑制できることから、第1イオン交換樹脂容器63に充填されたイオン交換樹脂の劣化を、抑制することができる。 Further, the electric conductivity meter WC 1 can be provided between the heat exchanger 3 in the condensed water flow path C and the inlet of the first ion exchange resin container 63. In this case, leakage or contamination of the heat medium can be detected immediately before the purification treatment in the first ion exchange resin container 63. Furthermore, the operation of the fuel cell device can be appropriately controlled based on the value measured by the electric conductivity meter WC 1. Along with this, it is possible to suppress the treatment of water such as tap water containing a large amount of impurities with the first ion exchange resin 63, so that deterioration of the ion exchange resin filled in the first ion exchange resin container 63 can be suppressed. can.

これにより、たとえば、電気伝導率計WCにより測定された導電率が、所定の値を超えたことを所定時間継続した場合には、燃料電池装置100の制御装置30は、燃料電池モジュール1のセルスタック11等に、障害または損傷が発生する可能性が高いと判断して、その発電運転および稼動を停止することができる。 As a result, for example, when the conductivity measured by the electric conductivity meter WC 1 continues to exceed a predetermined value for a predetermined time, the control device 30 of the fuel cell device 100 changes the fuel cell module 1. It is possible to determine that there is a high possibility that a failure or damage will occur in the cell stack 11 or the like, and stop the power generation operation and operation thereof.

つぎに、改質水タンク6の具体的な構成例について説明する。
図4は、実施形態の燃料電池装置に用いられる改質水タンク6の分解斜視図であり、図5はその断面図である。なお、図4,図5においては、凝縮水を回収・精製して改質水を作製する第1改質水タンク61側のみを記載しており、第2改質水タンク62の記載を省略している。
Next, a specific configuration example of the reforming water tank 6 will be described.
FIG. 4 is an exploded perspective view of the reformed water tank 6 used in the fuel cell device of the embodiment, and FIG. 5 is a sectional view thereof. In addition, in FIGS. 4 and 5, only the first reforming water tank 61 side for collecting and purifying the condensed water to prepare the reforming water is described, and the description of the second reforming water tank 62 is omitted. is doing.

第1改質水タンク61は、図4の分解斜視図に示すように、タンク本体である槽状の貯水部71と、先にも述べた第1のイオン交換樹脂容器63と第2のイオン交換樹脂容器64とを一体に成形したイオン交換樹脂カートリッジ72と、槽状の貯水部71を覆う蓋部73と、を備えている。なお、図4においては、イオン交換樹脂カートリッジ72の中に充填された、凝縮水処理用および外部水(水道水)浄化用の各イオン交換樹脂の図示を省略している。 As shown in the exploded perspective view of FIG. 4, the first reforming water tank 61 includes a tank-shaped water storage unit 71 which is a tank body, and the first ion exchange resin container 63 and the second ion described above. It includes an ion exchange resin cartridge 72 in which the exchange resin container 64 is integrally molded, and a lid portion 73 that covers the tank-shaped water storage portion 71. In FIG. 4, each ion exchange resin for treating condensed water and purifying external water (tap water) filled in the ion exchange resin cartridge 72 is not shown.

貯水部71は、分解斜視図に示すように、上面が、開口71aとして大きく開口する有底の箱状容器である。その内部の凹状空間は、処理・浄化後の改質水を貯留する箱状部71bになっており、図5の断面図に示すように、イオン交換樹脂カートリッジ72を内部に嵌め入れて取り付けた場合、このイオン交換樹脂カートリッジ72と貯水部71との間の隙間は、浄化処理後の改質水を貯めることができる空間になっている。 As shown in the exploded perspective view, the water storage unit 71 is a bottomed box-shaped container whose upper surface has a large opening as an opening 71a. The concave space inside is a box-shaped portion 71b for storing the reformed water after treatment and purification, and as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the ion exchange resin cartridge 72 is fitted and attached to the inside. In this case, the gap between the ion exchange resin cartridge 72 and the water storage unit 71 is a space in which the reformed water after the purification treatment can be stored.

そして、イオン交換樹脂カートリッジ72は、前述の貯水部71に対して、上面開口71aから、簡単に取り外すことができるようになっている。すなわち、この構成により、本実施形態の燃料電池装置は、イオン交換樹脂が充填されたイオン交換樹脂カートリッジ72を、容易に着脱することが可能である。したがって、本実施形態の燃料電池装置を、メンテナンス性に優れたものとすることができる。 The ion exchange resin cartridge 72 can be easily removed from the upper surface opening 71a with respect to the water storage portion 71 described above. That is, with this configuration, the fuel cell device of the present embodiment can easily attach / detach the ion exchange resin cartridge 72 filled with the ion exchange resin. Therefore, the fuel cell device of the present embodiment can be made excellent in maintainability.

また、貯水部71の前面側には、上水道等から送給される水道水等を容器内に受け入れるための外部水受水口71cが設けられている。そして、その内部の奥側には、この外部水受水口71cと、第2のイオン交換樹脂容器64の底部に設けられた外部水導入口72bとの間を連絡するための延設管71dが配設されている。なお、図中の符号71eは通水管65の開口を、符号71fは通気管66の開口を示す。 Further, on the front side of the water storage unit 71, an external water receiving port 71c for receiving tap water or the like supplied from the water supply or the like into the container is provided. And, on the inner back side, there is an extension pipe 71d for communicating between the external water receiving port 71c and the external water introduction port 72b provided at the bottom of the second ion exchange resin container 64. It is arranged. In the figure, reference numeral 71e indicates an opening of the water pipe 65, and reference numeral 71f indicates an opening of the ventilation pipe 66.

本実施形態において、イオン交換樹脂カートリッジ72は、その中寄りの仕切り部(仕切り壁)で2つのブロックに分画されている。図4,図5における図示左側の比較的大きく深い分画が、第1のイオン交換樹脂容器63であり、図示右側の比較的小さく浅い分画が、第2のイオン交換樹脂容器64である。なお、イオン交換樹脂カートリッジ72は、樹脂等を用いて一体に成形されている。また、イオン交換樹脂カートリッジ72を一体とせず、容器63と容器64とを、個別に着脱可能な別体としてもよい。 In the present embodiment, the ion exchange resin cartridge 72 is divided into two blocks by a partition portion (partition wall) in the middle thereof. The relatively large and deep fraction on the left side of FIGS. 4 and 5 is the first ion exchange resin container 63, and the relatively small and shallow fraction on the right side of the drawing is the second ion exchange resin container 64. The ion exchange resin cartridge 72 is integrally molded using a resin or the like. Further, the container 63 and the container 64 may be separately detachable and detachable separately without integrating the ion exchange resin cartridge 72.

図示左側の第1のイオン交換樹脂容器63は、燃料電池モジュール100の熱交換器3から回収された「凝縮水」が主に流過する部分である。内部には、凝縮水処理用のイオン交換樹脂(21A,図4では図示省略)が充填されている。なお、第1のイオン交換樹脂容器63の底部(下面)には、イオン交換樹脂21Aにより処理された浄水(改質水)を、貯水部71に向けて流下させる処理水導出口72aが、設けられている。 The first ion exchange resin container 63 on the left side of the drawing is a portion where the "condensed water" recovered from the heat exchanger 3 of the fuel cell module 100 mainly flows. The inside is filled with an ion exchange resin (21A, not shown in FIG. 4) for treating condensed water. The bottom (bottom surface) of the first ion exchange resin container 63 is provided with a treated water outlet 72a for flowing purified water (modified water) treated with the ion exchange resin 21A toward the water storage unit 71. Has been done.

また、図示右側の第2のイオン交換樹脂容器64は、先に述べた、底部の外部水導入口72bから導入された水道水等の外部水を浄化処理するためのものである。内部には、外部水浄化用のイオン交換樹脂(21B,図4では図示省略)が充填されている。また、この第2のイオン交換樹脂容器64は、下から流入した水道水が上に向けて流過し、処理済みの浄水である補水が、上部に設けられた浄化水流出口72cから溢れて、貯水部71に向けて流下または滴下するようになっている。 Further, the second ion exchange resin container 64 on the right side of the drawing is for purifying external water such as tap water introduced from the external water introduction port 72b at the bottom, which was described above. The inside is filled with an ion exchange resin (21B, not shown in FIG. 4) for purifying external water. Further, in the second ion exchange resin container 64, tap water flowing in from below flows upward, and the treated purified water overflows from the purified water outlet 72c provided at the upper part. It is designed to flow down or drip toward the water storage unit 71.

第1改質水タンク61の蓋部73は、大きく開口する貯水部71の上面開口71aの全面を覆うサイズに形成されている。蓋部73には、熱交換器3から回収された凝縮水が流入する凝縮水導入口74と、蓋部73のねじ止め等に用いられる各穿孔73aと、先述の電気伝導率計WCおよび電気伝導率計WCを取り付けるための取付穴75A,75Bとが、それぞれ設けられている。なお、蓋部73は、ねじ止め等の締結であるため、メンテナンス時は、簡単に取り外すことができる。 The lid portion 73 of the first reforming water tank 61 is formed in a size that covers the entire surface of the upper surface opening 71a of the water storage portion 71 that has a large opening. In the lid portion 73, a condensed water introduction port 74 into which the condensed water recovered from the heat exchanger 3 flows, each perforation 73a used for screwing the lid portion 73, the above-mentioned electric conductivity meter WC 1 and the above-mentioned electric conductivity meter WC 1 and the above-mentioned electric conductivity meter WC 1. Mounting holes 75A and 75B for mounting the electric conductivity meter WC 2 are provided, respectively. Since the lid portion 73 is fastened with screws or the like, it can be easily removed during maintenance.

そして、これらの図に示すように、本実施形態の燃料電池装置の改質水タンク6は、第1のイオン交換樹脂容器63の内側で、かつ、熱交換器3から回収された凝縮水が流下する凝縮水導入口74と、凝縮水処理用のイオン交換樹脂21A(図4では図示省略)との間の位置、すなわち、凝縮水導入口74の直下で、浄化処理前の凝縮水を受け止めることができる位置に、受け皿状の凝縮水貯留部76が配設されている。これにより、第1のイオン交換樹脂容器63に流入した凝縮水を、浄化処理前に一旦、溜めることができるようになっている。 Then, as shown in these figures, in the reforming water tank 6 of the fuel cell apparatus of the present embodiment, the condensed water collected inside the first ion exchange resin container 63 and recovered from the heat exchanger 3 is contained. The condensed water before purification treatment is received at the position between the flowing condensed water introduction port 74 and the ion exchange resin 21A for condensing water treatment (not shown in FIG. 4), that is, directly under the condensed water introduction port 74. A saucer-shaped condensed water storage unit 76 is arranged at a position where it can be used. As a result, the condensed water that has flowed into the first ion exchange resin container 63 can be temporarily stored before the purification treatment.

なお、先述の電気伝導率計WCは、図5の断面図に示すように、その測定部位であるプローブの先端が、凝縮水貯留部76内の未処理の凝縮水の導電率を測定可能なように、この凝縮水貯留部76内の凝縮水中に浸漬されている。 As shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the above-mentioned electric conductivity meter WC 1 can measure the conductivity of untreated condensed water in the condensed water storage portion 76 by the tip of the probe, which is the measurement site thereof. As such, it is immersed in the condensed water in the condensed water storage portion 76.

また、凝縮水貯留部76の側面には、凝縮水貯留部76にて一定水量溜めた凝縮水をオーバーフローさせて、下方にあるイオン交換樹脂21Aに向けて流下させる凝縮水流出口76aが設けられている。この構成により、浄化処理前に一旦、凝縮水貯留部76に溜めた凝縮水を、導電率の測定が終わった後すぐに、イオン交換樹脂21Aに流下させ、浄化処理を行うことができる。 Further, on the side surface of the condensed water storage unit 76, a condensed water outlet 76a is provided so that the condensed water stored in the condensed water storage unit 76 overflows and flows down toward the ion exchange resin 21A below. There is. With this configuration, the condensed water once stored in the condensed water storage unit 76 before the purification treatment can be flowed down to the ion exchange resin 21A immediately after the measurement of the conductivity is completed, and the purification treatment can be performed.

さらに、受け皿状の凝縮水貯留部76は、貯水部71の上面の開口71aから、第1のイオン交換樹脂容器63の上方に嵌め入れられており、第1のイオン交換樹脂容器63に対して容易に着脱することが可能である。さらに、イオン交換樹脂が充填されたイオンカートリッジ72の着脱容易性も妨げない。 Further, the saucer-shaped condensed water storage unit 76 is fitted above the first ion exchange resin container 63 through the opening 71a on the upper surface of the water storage unit 71, with respect to the first ion exchange resin container 63. It can be easily attached and detached. Further, the ease of attachment / detachment of the ion cartridge 72 filled with the ion exchange resin is not hindered.

以上の構成によっても、凝縮水貯留部76に配設した電気伝導率計WCで測定した導電率の上昇により、この電気伝導率計WCより凝縮水流れの上流側、すなわち、凝縮水流路C側または熱交換器3側で発生した熱媒の漏出や混入を、即座に検出することができる。したがって、熱交換器3の熱媒(冷媒)として用いられている、不純物の多い水道水等の水が、配管の腐食等により漏れ出して、凝縮水または凝縮水流路Cに混入した場合でも、素早く対策を講じることが可能になる。 Even with the above configuration, the increase in conductivity measured by the electric conductivity meter WC 1 arranged in the condensed water storage section 76 causes the upstream side of the condensed water flow from the electric conductivity meter WC 1, that is, the condensed water flow path. Leakage or contamination of the heat medium generated on the C side or the heat exchanger 3 side can be immediately detected. Therefore, even when water such as tap water containing a large amount of impurities, which is used as the heat medium (refrigerant) of the heat exchanger 3, leaks due to corrosion of the piping or the like and is mixed in the condensed water or the condensed water flow path C. It will be possible to take measures quickly.

なお、第1改質水タンク61は、たとえば、外部水を必要としない場合は、その内部に第2のイオン交換樹脂容器64を備える必要はなく、第1改質水タンク61の内部には、第1のイオン交換樹脂容器63のみを備えた構造としてもよい。また、外部水を必要とする場合であっても、第2のイオン交換樹脂容器64は、第1改質水タンク61の外部に設けてもよい。 If the first reforming water tank 61 does not require external water, for example, it is not necessary to provide the second ion exchange resin container 64 inside the first reforming water tank 61, and the inside of the first reforming water tank 61 , The structure may include only the first ion exchange resin container 63. Further, even when external water is required, the second ion exchange resin container 64 may be provided outside the first reforming water tank 61.

つぎに、上述の、熱交換器3から漏れた熱媒の改質水への混入を検出可能な電気伝導率計WCを用いた燃料電池装置の運転制御について説明する。 Next, the operation control of the fuel cell device using the electric conductivity meter WC 1 capable of detecting the mixing of the heat medium leaked from the heat exchanger 3 into the reformed water will be described.

本実施形態の燃料電池装置100は、燃料電池モジュール1と、以下に詳細に述べるように、種々の機能を実行するための制御および処理能力を提供するために、少なくとも1つのプロセッサを含む制御装置30を備える。 The fuel cell device 100 of the present embodiment includes a fuel cell module 1 and a control device including at least one processor in order to provide control and processing power for performing various functions as described in detail below. 30 is provided.

種々の実施形態によれば、少なくとも1つのプロセッサは、単一の集積回路として、または、複数の通信可能に接続された集積回路および/もしくはディスクリート回路として、実行されてもよい。少なくとも1つのプロセッサは、種々の既知の技術にしたがって実行されることが可能である。 According to various embodiments, the at least one processor may be run as a single integrated circuit or as multiple communicable integrated and / or discrete circuits. At least one processor can be run according to a variety of known techniques.

1つの実施形態において、プロセッサは、たとえば、関連するメモリに記憶された指示を実行することによって1以上のデータ計算手続または処理を実行するように構成された、1以上の回路またはユニットを含む。他の実施形態において、プロセッサは、1以上のデータ計算手続きまたは処理を実行するように構成された、ファームウェア(たとえば、ディスクリートロジックコンポーネント)であってもよい。 In one embodiment, the processor comprises, for example, one or more circuits or units configured to perform one or more data calculation procedures or processes by performing instructions stored in the associated memory. In other embodiments, the processor may be firmware (eg, a discrete logic component) configured to perform one or more data calculation procedures or processes.

種々の実施形態によれば、プロセッサは、1以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、デジタル信号処理部、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または、これらのデバイスもしくは構成の任意の組み合わせ、または、他の既知のデバイスおよび構成の組み合わせ、を含み、以下に説明される機能を実行してもよい。 According to various embodiments, the processor is one or more processors, controllers, microprocessors, microcontrollers, application-specific integrated circuits, digital signal processors, programmable logic devices, field programmable gate arrays, or devices thereof or Any combination of configurations, or other known device and configuration combinations, may be included to perform the functions described below.

制御装置30は、記憶装置40と、パワーコンディショナ20と、燃料電池モジュール1と、原燃料供給装置(ガスポンプB1)と、酸素含有ガス供給装置(空気ブロワB2)と、水供給用装置(改質水ポンプP1)、水補給装置(止水弁を含む水補給流路)、および、水位検出装置(水検知器WL,WL)、水質測定装置(電気伝導率計WC,WC)等の各種センサ等と接続され、これらの各機能部をはじめとして、燃料電池装置100の全体を制御および管理する。 The control device 30 includes a storage device 40, a power conditioner 20, a fuel cell module 1, a raw fuel supply device (gas pump B1), an oxygen-containing gas supply device (air blower B2), and a water supply device (modified). Quality water pump P1), water replenishment device (water replenishment flow path including water stop valve), water level detector (water detector WL 1 , WL 2 ), water quality measurement device (electric conductivity meter WC 1 , WC 2) ), Etc., and controls and manages the entire fuel cell device 100, including each of these functional units.

また、制御装置30は、記憶装置40に記憶されているプログラムを取得して、このプログラムを実行することにより、燃料電池装置100の各部にかかる、種々の機能を実現する。なお、制御装置30から、他の機能部(装置)に制御信号または各種の情報などを送信する場合、制御装置30と他の機能部とは、有線または無線により接続されていればよい。 Further, the control device 30 acquires a program stored in the storage device 40 and executes this program to realize various functions related to each part of the fuel cell device 100. When the control device 30 transmits a control signal or various information to another functional unit (device), the control device 30 and the other functional unit may be connected by wire or wirelessly.

記憶装置40は、プログラムおよびデータを記憶できる。記憶装置40は、処理結果を一時的に記憶する作業領域としても利用してもよい。記憶装置40は、記録媒体を含む。記録媒体は、半導体記憶媒体、および磁気記憶媒体等の任意の非一過的(non−transitory)な記憶媒体を含んでよい。また、記憶装置40は、複数の種類の記憶媒体を含んでいてもよい。記憶装置40は、メモリカード、光ディスク、または光磁気ディスク等の可搬の記憶媒体と、記憶の読み取り装置との組合せを含んでいてもよい。記憶装置40は、RAM(Random Access Memory)等の一時的な記憶領域として利用される記憶デバイスを含んでいてもよい。 The storage device 40 can store programs and data. The storage device 40 may also be used as a work area for temporarily storing the processing result. The storage device 40 includes a recording medium. The recording medium may include any non-transitory storage medium such as a semiconductor storage medium and a magnetic storage medium. Further, the storage device 40 may include a plurality of types of storage media. The storage device 40 may include a combination of a portable storage medium such as a memory card, an optical disk, or a magneto-optical disk, and a storage reading device. The storage device 40 may include a storage device used as a temporary storage area such as a RAM (Random Access Memory).

以上の構成を有する燃料電池装置100は、稼動(発電動作)中、常に電気伝導率計WCによる凝縮水の導電率を測定し、その数値に異常がないかどうかを常時監視するようプログラムされている。 The fuel cell device 100 having the above configuration is programmed to constantly measure the conductivity of condensed water by the electric conductivity meter WC 1 during operation (power generation operation) and constantly monitor whether the value is abnormal or not. ing.

具体的には、通常、燃料電池装置100は、その稼働(発電動作)中において、熱交換器3で生じた凝縮水が凝縮水流路Cを介して改質水タンク6に回収される際に、凝縮水流路C中に設けられた凝縮水貯留部76に浄化処理前の凝縮水を一旦溜め、この凝縮水貯留部76に配設した電気伝導率計WCによって、凝縮水の導電率(μS/cm)を測定する。 Specifically, normally, during the operation (power generation operation) of the fuel cell device 100, when the condensed water generated in the heat exchanger 3 is collected in the reforming water tank 6 via the condensed water flow path C. Condensed water before purification treatment is temporarily stored in the condensed water storage unit 76 provided in the condensed water flow path C, and the electric conductivity meter WC 1 arranged in the condensed water storage unit 76 is used to obtain the conductivity of the condensed water (condensed water storage unit 76). μS / cm) is measured.

このとき、凝縮水の導電率が所定の値を超えていなければ、制御装置30は、燃料電池装置100が正常な稼働状態であると判断して、その発電運転および稼動を継続する。一方、導電率が所定の値を超えたことを、所定時間継続して検知した場合、制御装置30は、熱交換器3からの熱媒の漏出や凝縮水流路Cでの凝縮水への熱媒の混入が発生している異常状態であると判断して、その発電運転および稼動を停止する。 At this time, if the conductivity of the condensed water does not exceed a predetermined value, the control device 30 determines that the fuel cell device 100 is in a normal operating state, and continues its power generation operation and operation. On the other hand, when it is continuously detected for a predetermined time that the conductivity exceeds a predetermined value, the control device 30 leaks the heat medium from the heat exchanger 3 or heats the condensed water in the condensed water flow path C. Judging that it is an abnormal state in which a medium is mixed, the power generation operation and operation are stopped.

ところで、燃料電池装置100の製造完了後の最初の起動時は、燃料電池モジュール1中または熱交換器3中に元々存在していた不純物が、凝縮水の「初溜」と一緒に流れ出してくる場合があり、導電率が上昇する可能性がある。そこで、制御装置30は、燃料電池装置100の製造完了後の最初の起動時に、予め決められた第1所定時間経過してから、電気伝導率計WCによる凝縮水の導電率の測定を開始する制御を実行する。これにより、上記初溜による導電率の異常な数値の測定を避けて、上記初溜による燃料電池装置100の異常停止を、回避することができる。また、燃料電池装置100は、凝縮水の導電率の異常数値に起因する燃料電池装置の停止の回数を、低減することができる。 By the way, at the first start-up after the production of the fuel cell device 100 is completed, impurities originally present in the fuel cell module 1 or the heat exchanger 3 flow out together with the "first reservoir" of the condensed water. In some cases, the conductivity may increase. Therefore, the control device 30 starts measuring the conductivity of the condensed water by the electric conductivity meter WC 1 after a predetermined first predetermined time has elapsed at the first start-up after the production of the fuel cell device 100 is completed. Perform control. Thereby, it is possible to avoid the measurement of the abnormal value of the conductivity due to the initial storage and to avoid the abnormal stop of the fuel cell device 100 due to the initial storage. Further, the fuel cell device 100 can reduce the number of times the fuel cell device is stopped due to an abnormal value of the conductivity of condensed water.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and improvements can be made without departing from the gist of the present invention. be.

たとえば、セルスタック11は、SOFCに限定されず、固体高分子形燃料電池〔Polymer Electrolyte Fuel Cell(PEFC)〕、リン酸形燃料電池〔Phosphoric Acid Fuel Cell(PAFC)〕、および、溶融炭酸塩形燃料電池〔Molten Carbonate Fuel Cell(MCFC)〕などのような燃料電池で構成してもよい。 For example, the cell stack 11 is not limited to SOFC, but is a solid polymer fuel cell (PEFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), and a molten carbonate fuel cell. It may be composed of a fuel cell such as a fuel cell [Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC)].

また、燃料電池装置の制御装置および記憶装置は、燃料電池装置の外部に有する構成として実現することもできる。さらに、本開示に係る制御装置における特徴的な制御工程を含む制御方法として実現したり、上記工程をコンピュータに実行させるための制御プログラムとして実現したりすることも可能である。 Further, the control device and the storage device of the fuel cell device can be realized as a configuration provided outside the fuel cell device. Further, it can be realized as a control method including a characteristic control step in the control device according to the present disclosure, or as a control program for causing a computer to execute the above steps.

1 燃料電池モジュール
21A,21B イオン交換樹脂
30 制御装置
6 改質水タンク
61 第1改質水タンク
62 第2改質水タンク
63 第1のイオン交換樹脂容器
64 第2のイオン交換樹脂容器
71 貯水部
76 凝縮水貯留部
100 燃料電池装置
C 凝縮水流路
R 改質水流路
P1 改質水ポンプ
WC 電気伝導率計
1 Fuel cell module 21A, 21B Ion exchange resin 30 Control device 6 Remodeling water tank 61 1st reforming water tank 62 2nd reforming water tank 63 1st ion exchange resin container 64 2nd ion exchange resin container 71 Water storage Part 76 Condensed water storage part 100 Fuel cell device C Condensed water flow path R Remodeling water flow path P1 Remodeling water pump WC m Electric conductivity meter

Claims (6)

燃料電池セルと、原燃料を水蒸気改質する改質器とを有する燃料電池モジュールと、
前記燃料電池モジュールから排出される排ガスと、排ガス冷却用の熱媒とを熱交換させる熱交換器と、
前記排ガスの冷却により生じる、該排ガス中の水分が凝縮した凝縮水を、水蒸気改質用の改質水として貯留する改質水タンクと、
前記熱交換器で生成した凝縮水を前記改質水タンクに流過させる凝縮水流路と、
前記凝縮水の導電率を測定する電気伝導率計と、を備え、
前記電気伝導率計は、前記凝縮水流路における、前記熱交換器と前記改質水タンクとの間に配設され
前記凝縮水を浄化処理するイオン交換樹脂を有し、該イオン交換樹脂を流過した前記凝縮水が前記改質水タンクに貯留され、
前記凝縮水流路に、前記凝縮水を貯留する凝縮水貯留部を備え、
前記イオン交換樹脂は、前記改質水タンク内に配設され、
前記凝縮水貯留部は、前記改質水タンク内の当該イオン交換樹脂の上方に配設されている、燃料電池装置。
A fuel cell module having a fuel cell and a reformer for steam reforming raw fuel,
A heat exchanger that exchanges heat between the exhaust gas discharged from the fuel cell module and the heat medium for cooling the exhaust gas.
A reformed water tank that stores condensed water in which the water in the exhaust gas is condensed, which is generated by cooling the exhaust gas, as reformed water for steam reforming.
A condensed water flow path that allows the condensed water generated by the heat exchanger to flow through the reformed water tank, and
The electric conductivity meter for measuring the conductivity of the condensed water is provided.
The electric conductivity meter is arranged between the heat exchanger and the reformed water tank in the condensed water flow path .
It has an ion exchange resin that purifies the condensed water, and the condensed water that has passed the ion exchange resin is stored in the reformed water tank.
The condensed water flow path is provided with a condensed water storage unit for storing the condensed water.
The ion exchange resin is disposed in the reformed water tank.
The condensed water storage unit is a fuel cell device disposed above the ion exchange resin in the reformed water tank.
記電気伝導率計が、前記凝縮水流路における前記熱交換器と前記イオン交換樹脂との間に配設されている、請求項1に記載の燃料電池装置。 Before Symbol electrical conductivity meter, said and the heat exchanger in the condenser water flow path is disposed between the ion-exchange resin, the fuel cell system according to claim 1. 記電気伝導率計が、前記凝縮水貯留部に配置されている、請求項1または2に記載の燃料電池装置。 Before Symbol electrical conductivity meter is disposed in the condensed water reservoir, a fuel cell system according to claim 1 or 2. 記凝縮水貯留部は、該凝縮水貯留部からオーバーフローした凝縮水を前記イオン交換樹脂に向けて流下させる凝縮水流出口を有する、請求項に記載の燃料電池装置。 Before SL condensate reservoir includes a condensate discharging port to flow down toward the condensed water overflowed from the condensed water reservoir to the ion exchange resin, the fuel cell system according to claim 1. 前記改質水タンクは、前記イオン交換樹脂を収容するイオン交換樹脂容器と、該イオン交換樹脂容器内で浄化処理された改質水を貯留する改質水貯留容器と、を含み、
前記改質水貯留容器は、上面が開口する有底の容器であり、
前記イオン交換樹脂容器は、前記改質水貯留容器の内部に、該改質水貯留容器と空間を空けて、前記改質水貯留容器に対して前記上面の開口から着脱可能に配設されており、
前記凝縮水貯留部は、前記改質水貯留容器の上面の開口から、前記イオン交換樹脂容器の上方に嵌め入れられ、前記イオン交換樹脂容器に対して着脱可能である、請求項に記載の燃料電池装置。
The reformed water tank includes an ion exchange resin container for accommodating the ion exchange resin and a reformed water storage container for storing the reformed water purified in the ion exchange resin container.
The reformed water storage container is a bottomed container having an open upper surface.
The ion exchange resin container is disposed inside the reformed water storage container so as to be removable from the opening on the upper surface of the reformed water storage container with a space between the modified water storage container and the reformed water storage container. Ori,
The condensed water reservoir from the opening of the upper surface of the reforming water reservoir, wherein fitted into the upper part of the ion-exchange resin container is detachable with respect to the ion exchange resin container according to claim 1 Fuel cell device.
前記燃料電池モジュールおよびそれに付随する補機類の作動を制御する制御装置を含む燃料電池装置であって、
前記制御装置は、最初の起動時に、予め決められた第1所定時間経過してから、前記電気伝導率計による凝縮水の導電率を測定する制御を実行する、請求項1〜5のいずれか1つに記載の燃料電池装置。
A fuel cell device including a control device for controlling the operation of the fuel cell module and its associated auxiliary equipment.
Any of claims 1 to 5, wherein the control device executes control for measuring the conductivity of condensed water by the electric conductivity meter after a predetermined first predetermined time has elapsed at the time of the first start-up. The fuel cell device according to one.
JP2017241190A 2017-12-15 2017-12-15 Fuel cell device Active JP6981867B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017241190A JP6981867B2 (en) 2017-12-15 2017-12-15 Fuel cell device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017241190A JP6981867B2 (en) 2017-12-15 2017-12-15 Fuel cell device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019109991A JP2019109991A (en) 2019-07-04
JP6981867B2 true JP6981867B2 (en) 2021-12-17

Family

ID=67180072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017241190A Active JP6981867B2 (en) 2017-12-15 2017-12-15 Fuel cell device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6981867B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7404753B2 (en) * 2019-10-08 2023-12-26 株式会社アイシン Water purifier and fuel cell system
JP7570053B2 (en) * 2020-05-18 2024-10-21 株式会社ゼネシス Fluid container and heat exchange device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011029116A (en) * 2009-07-29 2011-02-10 Kyocera Corp Fuel cell device
JP6179390B2 (en) * 2013-12-25 2017-08-16 アイシン精機株式会社 Fuel cell system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019109991A (en) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102379057B (en) Fuel cell system
JP5295257B2 (en) Heat recovery device for fuel cell system
JP5381239B2 (en) Fuel cell system
JP5292801B2 (en) Fuel cell system
JP6981867B2 (en) Fuel cell device
JP2020017507A (en) Fuel cell device, control device, and control program
JP5153178B2 (en) Fuel cell device
JP2019083177A (en) Fuel cell device, control device, and control program
JP5383111B2 (en) Fuel cell
JP7101758B2 (en) Fuel cell device, control device and control program
JP7345419B2 (en) Fuel cell system, control device, and control program
JP7369595B2 (en) fuel cell device
JP5178042B2 (en) Fuel cell device
JP7007468B2 (en) Fuel cell device, control device and control program
EP3240077A1 (en) Fuel cell system
JP7284062B2 (en) Fuel cell device, controller and control program
JP5361125B2 (en) Fuel cell device
JP5025929B2 (en) Fuel cell power generation system
JP5178041B2 (en) Fuel cell device
JP5305119B2 (en) Fuel cell power generation monitoring system
JP2010009921A (en) Fuel cell system
JP5178019B2 (en) Fuel cell device
JP7221036B2 (en) FUEL CELL DEVICE, CONTROL METHOD AND CONTROL PROGRAM FOR FUEL CELL DEVICE
JPH1116582A (en) Abnormality detection method for battery cooling water makeup water system of fuel cell power generator
JP7406345B2 (en) fuel cell device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200917

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210623

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210827

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211019

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6981867

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350