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公開番号2024127374
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023036497
出願日2023-03-09
発明の名称燃料電池システム
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類H01M 8/04 20160101AFI20240912BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本来構成を有効利用して水タンクの改質用水を排出できる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】改質用水を気化させる気化部5と、改質部6と、燃料電池部9と、発電反応に用いられた後に燃料電池部9から排出されるガス中に存在する可燃性ガスを燃焼させて排ガスを生じさせる燃焼部11と、排ガスの熱を熱媒体で回収する熱交換部16と、熱交換部16を経由した排ガスを外部に排出する外部排出路L8と、熱交換部16による熱回収により排ガスから生じる凝縮水を回収して貯留する水タンク19と、水タンク19で貯留される改質用水を気化部に供給する水供給ポンプ21と、水タンク19の改質用水を排出すべく水供給ポンプ19にて供給される改質用水を気化部5にて気化させて外部排出路L8から排出する水抜き処理を実行する運転制御部26と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
改質用水を気化させた蒸気を原燃料に混合する気化部と、
前記蒸気が混合された前記原燃料を水蒸気改質して燃料ガスを生成する改質部と、
前記燃料ガス及び酸素ガスを反応させて発電する燃料電池部と、
発電反応に用いられた後に前記燃料電池部から排出されるガス中に存在する可燃性ガスを燃焼させて排ガスを生じさせ且つ前記気化部及び前記改質部を昇温する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される前記排ガスの熱を熱媒で回収する熱交換部と、
前記熱交換部を経由した前記排ガスを外部に排出する外部排出路と、
前記熱交換部による熱回収により前記排ガスから生じる凝縮水を回収して貯留する水タンクと、
前記水タンクで貯留される前記改質用水を前記気化部に供給する水供給ポンプと、
運転制御部と、を備える燃料電池システムであって、
前記運転制御部が、前記水タンクの前記改質用水を排出すべく、前記水供給ポンプにて供給される前記改質用水を前記気化部にて気化させて前記外部排出路から排出する水抜き処理を実行する燃料電池システム。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記運転制御部が、前記水抜き処理において、前記熱交換部における冷却能力を減少させる請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記気化部の温度を検出する温度検出部が設けられ、
前記運転制御部が、前記水抜き処理において、前記温度検出部の検出温度が設定基準温度よりも高い場合には、前記水供給ポンプにて前記気化部に供給する前記改質用水の供給量を増加させる請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記運転制御部が、前記水抜き処理において、前記温度検出部の検出温度が前記設定基準温度よりも低い設定下限温度よりも低い場合には、前記水供給ポンプにて前記気化部に供給する前記改質用水の供給量を減少させる請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記気化部の温度を検出する温度検出部が設けられ、
前記運転制御部が、前記水抜き処理において、前記温度検出部の検出温度が設定基準温度よりも高い場合には、前記燃焼部に供給する燃焼空気量を増加させる請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記気化部の温度を検出する温度検出部が設けられ、
前記運転制御部が、前記水抜き処理において、前記温度検出部の検出温度が設定基準温度よりも高い場合には、前記気化部に供給する前記原燃料の供給量を減少させる請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記運転制御部が、前記水抜き処理において、前記温度検出部の検出温度が前記設定基準温度よりも低い設定下限温度よりも低い場合には、前記燃焼部に供給する燃焼空気量を減少させる及び前記気化部に供給する前記原燃料の供給量を増加させる、のうちの少なくとも一方を実行する請求項５又は６に記載の燃料電池システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、改質用水を気化させた蒸気を原燃料に混合する気化部と、前記蒸気が混合された前記原燃料を水蒸気改質して燃料ガスを生成する改質部と、前記燃料ガス及び酸素ガスを反応させて発電する燃料電池部と、発電反応に用いられた後に前記燃料電池部から排出されるガス中に存在する可燃性ガスを燃焼させて排ガスを生じさせ且つ前記気化部及び前記改質部を昇温する燃焼部と、前記燃焼部から排出される前記排ガスの熱を熱媒で回収する熱交換部と、前記熱交換部を経由した前記排ガスを外部に排出する外部排出路と、前記熱交換部による熱回収により前記排ガスから生じる凝縮水を回収して貯留する水タンクと、前記水タンクで貯留される前記改質用水を前記気化部に供給する水供給ポンプと、運転制御部と、を備える燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、発電した累積時間が設定時間に達すると廃棄する等、長期間使用した後は廃棄することになる。そして、燃料電池システムを廃棄する際には、水タンクに貯留された改質用水を排出して、水漏れによる事故を防ぐ必要がある。
【０００３】
かかる燃料電池システムの従来例として、水タンクの底部にタンク排水流路を接続し、当該タンク排水流路に、手動操作式のタンク排水弁を設けて、水タンクに貯留されている改質用水を排出する際には、タンク排水弁を開き操作するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－２０２００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の燃料電池システムでは、手動操作式のタンク排水弁を備えたタンク排水流路を備えさせるものであるから、搭載部品が増加することにより、全体構成が複雑で高価となる不都合があり、改善が望まれている。
【０００６】
尚、タンク排水流路を通して水タンクの改質用水を排出するように構成する場合、水タンクから延出されるタンク排水流路を、燃料電池システムが設けられている施設の例えば汚水系統まで設置することが必要になる。そのため、タンク排水流路を構成する配水管の部品コストや、配水管を設置するための工事費用などにより、燃料電池システムを設置する際の初期費用が高価となる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、本来構成を有効利用して水タンクの改質用水を排出できる燃料電池システムを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る燃料電池システムは、改質用水を気化させた蒸気を原燃料に混合する気化部と、
前記蒸気が混合された前記原燃料を水蒸気改質して燃料ガスを生成する改質部と、
前記燃料ガス及び酸素ガスを反応させて発電する燃料電池部と、
発電反応に用いられた後に前記燃料電池部から排出されるガス中に存在する可燃性ガスを燃焼させて排ガスを生じさせ且つ前記気化部及び前記改質部を昇温する燃焼部と、
前記燃焼部から排出される前記排ガスの熱を熱媒で回収する熱交換部と、
前記熱交換部を経由した前記排ガスを外部に排出する外部排出路と、
前記熱交換部による熱回収により前記排ガスから生じる凝縮水を回収して貯留する水タンクと、
前記水タンクで貯留される前記改質用水を前記気化部に供給する水供給ポンプと、
運転制御部と、を備えるものであって、その特徴構成は、
前記運転制御部が、前記水タンクの前記改質用水を排出すべく、前記水供給ポンプにて供給される前記改質用水を前記気化部にて気化させて前記外部排出路から排出する水抜き処理を実行する点にある。
【０００９】
すなわち、水供給ポンプにて供給される改質用水を気化部にて気化させて外部排出路から排出する水抜き処理が実行されることによって、水タンクの改質用水が排出されることになる。
【００１０】
そして、水抜き処理は、発電のために備えられている本来構成を利用して行われるものであるから、水抜き処理のために特別な機器類を備えさせる必要が無い。
（【００１１】以降は省略されています）

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