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公開番号2024043846
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2022149052
出願日2022-09-20
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 8/04 20160101AFI20240326BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】小型でありながら、外乱の影響を受けずに確実に凝縮水の処理と排水を行うことのできる凝縮水回収器を備えた燃料電池装置を提供すること。
【解決手段】凝縮水回収器4はイオン交換樹脂を備える処理室71と、凝縮水を貯留する貯留室72と、中和剤を備え余剰の凝縮水を排水する第1排水口61を有する中和室73と、を含む。処理室71と貯留室72とを連通する第1連通口75と、処理室71と中和室73とを連通する第2連通口76と、貯留室72と中和室73とを連通する第3連通口77を有し、処理室71、貯留室72、中和室73は、他の2室と連通口を介して連通している。例えば、外乱の影響を受けて処理室71の水位が急激に上昇した場合には、処理室71から中和室73へ凝縮水を流入させて排水することができるので、凝縮水の処理と排水を確実に機能させることができる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池と、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に含まれる水を凝縮水として回収する凝縮水回収流路と、
前記凝縮水回収流路を流れた凝縮水を貯水する凝縮水回収器と、を備え、
前記凝縮水回収器は、
イオン交換樹脂を備える処理室と、凝縮水を貯留する貯留室と、中和剤を備えるとともに余剰の凝縮水を排水する第１排水口を有する中和室と、を含み、
前記処理室と前記貯留室とを連通する第１連通口と、
前記処理室と前記中和室とを連通する第２連通口と、
前記貯留室と前記中和室とを連通する第３連通口と、を有する燃料電池装置。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記凝縮水回収器には、複数の水抜流路が接続されており、
前記貯留室は、前記複数の水抜流路の一つと接続される第２排水口を有し、
前記中和室は、前記複数の水抜流路の他の一つと接続される第３排水口を有し、
前記第１排水口と前記第２排水口と前記第３排水口は、前記凝縮水回収器の同じ面に設けられる請求項１記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記凝縮水回収器は、短側面と長側面を備えた直方体形状あって、
前記第１排水口と前記第２排水口と前記第３排水口は、前記短側面に設けられる請求項２記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記凝縮水回収器は、前記中和室と連通するオーバーフロー室を備え、
前記オーバーフロー室は底面に第４排水口を有する請求項１記載の燃料電池装置。
【請求項５】
前記オーバーフロー室は、前記凝縮水回収器の底面から突出する突出部を有し、
筐体の底面には、前記突出部と嵌合する嵌合孔が設けられている請求項４記載の燃料電池装置。
【請求項６】
前記凝縮水回収器と前記凝縮水回収流路との間に介装される弾性変形可能な接続部材を備え、
前記凝縮水回収器の上面には流入孔が形成されており、
前記接続部材は、前記凝縮水回収流路が挿入される第１筒部と、前記流入孔に挿入される第２筒部と、前記第２筒部の外周に形成された張出部を有する請求項１から５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 1,900 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いる。このような燃料電池装置においては、発電によって燃料電池から水蒸気を含んだ排ガスが排出される。そこで、燃料電池から排出される排ガスを冷却することで水蒸気を凝縮させて回収し、この回収した凝縮水を浄化処理した後、改質器に供給して水蒸気改質を行うための改質水として利用する、いわゆる水自立運転が一般的に行われている。
【０００３】
回収された凝縮水は、イオン交換樹脂によって浄化処理されて水タンクに貯められる一方で、改質水として利用されなかった余剰の凝縮水は、排水として装置外に排出される。なお、凝縮水は、排ガスの一部である二酸化炭素等の気体が溶存しており、そのｐＨ値が低下しているため、そのまま排水することができない。そこで、炭酸カルシウム等の中和剤によって中和処理を行い、ｐＨ値を上げてから排水される。したがって、水自立運転を行う燃料電池装置においては、凝縮水を浄化する浄化手段と、凝縮水を中和する中和手段とが必要となる。
【０００４】
ところで、燃料電池装置には小型化が求められているが、凝縮水の浄化手段と中和手段をそれぞれ別の装置として設けると、筐体内には配置のためのスペースが必要になり、小型化が難しくなる。また、それぞれの装置を繋ぐための配管も必要になり、部品コストも上昇する。そこで、これらの問題を解決するため、一つの容器内に凝縮水の浄化手段と中和手段とを配設した凝縮水回収器が提案されている（例えば、特許文献１）。凝縮水回収器内に第１の隔壁と第２の隔壁を配置して、凝縮水処理室と、凝縮水貯留室と、凝縮水中和室とに区分している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１８－３２４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、凝縮水回収容器内を、隔壁によって横方向に連なる３つのエリアに分割している。そのため、中央のエリアは左右両隣の２つのエリアと連通するが、右端と左端のエリアは中央のエリアとしか連通していない。燃料電池装置は屋外に配置されるものであるため、外乱の影響等も考慮すると、容器内部におけるそれぞれのエリアの区画配置に関しては改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためのもので、小型でありながら、外乱の影響を受けずに確実に凝縮水の処理と排水を行うことのできる凝縮水回収器を備え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】
【０００８】
本発明は、燃料電池と、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に含まれる水を凝縮水として回収する凝縮水回収流路と、
前記凝縮水回収流路を流れた凝縮水を貯水する凝縮水回収器と、を備え、
前記凝縮水回収器は、
イオン交換樹脂を備える処理室と、凝縮水を貯留する貯留室と、中和剤を備えるとともに余剰の凝縮水を排水する第１排水口を有する中和室と、を含み、
前記処理室と前記貯留室とを連通する第１連通口と、
前記処理室と前記中和室とを連通する第２連通口と、
前記貯留室と前記中和室とを連通する第３連通口と、を有する燃料電池装置である。
【発明の効果】
【０００９】
上述のように構成することにより、凝縮水回収器を小型に構成しつつ、確実に凝縮水の処理と排水を行うことができるため、信頼性の高い燃料電池装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態の燃料電池装置のシステム構成図である。
本実施形態の凝縮水回収器の外観斜視図である。
本実施形態の凝縮水回収器における回収器本体の上面図である。
図３のＡ－Ａ線に沿った断面斜視図である。
図３のＢ－Ｂ線に沿った断面斜視図である。
図３のＣ－Ｃ線に沿った断面斜視図である。
回収器本体の他の一例を示す上面図である。
凝縮水回収器が設置された筐体底面の断面図である。
凝縮水回収器の設置位置を示す燃料電池装置の分解図である。
凝縮水回収器と凝縮水回収流路との接続箇所の断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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