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公開番号2024032380
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-12
出願番号2022135997
出願日2022-08-29
発明の名称燃料電池装置
出願人ダイニチ工業株式会社
代理人
主分類H01M 8/04746 20160101AFI20240305BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】水張りの実施条件を適切に設定することで、気温が低いときでも水張りを実施することができる場合には水張りを実行させ、利便性に優れた燃料電池装置を提供する。
【解決手段】水タンク3への水張り要求を受けた場合、外気温もしくは外気温と相関を有する温度を検知する第一温度センサ(外気温サーミスタTH7)が検知した温度が、第一温度帯の場合は水張りを許可し、第一温度帯よりも低い第二温度帯の場合は循環ポンプ(熱媒ポンプP1、与熱ポンプP2)を駆動して回転が検知された場合に水張りを許可し、回転が検知されない場合に水張りを許可せず、第二温度帯よりも低い第三温度帯の場合は水張りを許可しない。気温が高くなく凍結が発生する可能性がある場合でも、循環ポンプを駆動することができれば、実際に凍結することはないと判断して水張を実行する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
燃料ガスと酸素含有ガスとを用いて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池モジュールと、
前記燃料電池の発電に用いられる水が循環する循環経路と、
前記循環経路に設けられ水を循環させる循環ポンプと、
水を貯留する水タンクと、
外部の給水源から前記水タンクに給水する給水流路と、
外気温もしくは外気温と相関を有する温度を検知する第一温度センサと、
前記燃料電池の発電を制御する制御装置と、を備え
前記制御装置は、前記水タンクへの水張り要求を受けた場合、
前記第一温度センサが検知した温度が、第一温度帯の場合は水張りを許可し、
第一温度帯よりも低い第二温度帯の場合は前記循環ポンプを駆動するよう指示して、前記循環ポンプの回転が検知された場合に水張りを許可し、前記循環ポンプの回転が検知されない場合に水張りを許可せず、
第二温度帯よりも低い第三温度帯の場合は水張りを許可しない燃料電池装置。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記制御装置は、水張りを許可しない場合には水張り待機状態に移行し、該水張り待機状態では再判定条件を満たした場合に水張りを許可する請求項１記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記循環経路に設けられた第二温度センサと、
前記給水流路に設けられた第三温度センサと、を備え、
前記再判定条件は、前記第一温度センサと前記第二温度センサと前記第三温度センサの検知温度に関する条件を含む請求項２記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記再判定条件は、前記循環ポンプの回転を検知したことを含む請求項３記載の燃料電池装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記水張り待機状態のまま所定時間が経過した場合には水張りを禁止し、禁止したことを通知する請求項２から４のいずれかに記載の燃料電池装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池装置に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
水素を含有する燃料ガスと酸素含有ガス（空気）とを用いて発電を行ない、電気を外部に供給する燃料電池装置が知られており、燃料電池からは発電に伴って熱が排出される。そのため、燃料電池装置は、燃料電池からの排熱と熱媒体とで熱交換を行う熱交換器、熱媒体が循環する循環流路、熱媒体を蓄える蓄熱タンクを備えており、燃料電池の発電によって発生した排熱を熱媒体に回収して蓄熱タンクに蓄え、この熱媒体を給湯や暖房等に使用している。また、熱媒体としては一般に水が用いられる。
【０００３】
このような燃料電池装置においては、発電を開始する前に、蓄熱タンクに水を張るいわゆる「水張り」を行う。ところが、冬季などは気温が低く、水が凍結する可能性がある。このような状況で水張りを実施してしまうと、配管等の内部で凍結が発生することが考えられる。配管内で水が凍結すると、水張りを完了することができず、エラーを発報させてしまったり、最悪の場合には配管を破損させてしまうおそれもある。そこで、このような問題に対し特許文献１では、温度に関する給水条件を設定して、給水条件を満たした場合には凍結のおそれがないと判断して、水張りを実行させるようになっている。凍結のおそれがある場合には、水張りは行われない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１９４６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料電池装置は、水張りが完了しない限り発電運転を行うことはできない。そのため、ユーザーの利便性を考慮すると、できるだけ水張りを実施して発電を行わせるのがよい。つまり、気温が低いときであっても、実際に凍結しないのであれば水張りを実行するように条件を設定したい。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためのもので、水張りの実施条件を適切に設定することで、気温が低いときでも水張りを実施することができる場合には水張りを実行させ、利便性に優れた燃料電池装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、燃料ガスと酸素含有ガスとを用いて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池モジュールと、
前記燃料電池の発電に用いられる水が循環する循環経路と、
前記循環経路に設けられ水を循環させる循環ポンプと、
水を貯留する水タンクと、
外部の給水源から前記水タンクに給水する給水流路と、
外気温もしくは外気温と相関を有する温度を検知する第一温度センサと、
前記燃料電池の発電を制御する制御装置と、を備え
前記制御装置は、前記水タンクへの水張り要求を受けた場合、
前記第一温度センサが検知した温度が、第一温度帯の場合は水張りを許可し、
第一温度帯よりも低い第二温度帯の場合は前記循環ポンプを駆動するよう指示して、前記循環ポンプの回転が検知された場合に水張りを許可し、前記循環ポンプの回転が検知されない場合に水張りを許可せず、
第二温度帯よりも低い第三温度帯の場合は水張りを許可しない燃料電池装置である。
【発明の効果】
【０００８】
上述のように構成することにより、気温が低いときであっても循環ポンプを回転させることができる場合には、凍結は起こらないと判断して水張りを実行する。これにより、発電運転の開始条件が緩和されて利便性に優れた燃料電池装置となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施形態の燃料電池装置のシステム構成図である。
水張り判定のフローチャートである。
再判定のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
好適と考える本発明の実施形態を、本発明の作用を示して簡単に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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