特許ウォッチ

公開番号2024135135
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023045672
出願日2023-03-22
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 8/04746 20160101AFI20240927BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】耐用期間の終了後の運転種別に応じた移行作業を簡略化できる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池システム100は、燃料電池1の排熱を用いて温水を貯える貯湯タンク4と、貯湯タンク4に給水する給水路2と、貯湯タンク4から湯水を送出する給湯路3と、貯湯タンク4を迂回し、給水路2と給湯路4とを接続するバイパス流路21と、燃料電池システム100の運転を制御するように構成され、燃料電池1の耐用期間の終了後に、燃料電池1の発電終了を実行可能に構成されている制御部7と、燃料電池1の耐用期間の終了後に、貯湯タンク4から給湯路3への湯水の通流が遮断され、かつ、バイパス流路21を介した給水路2から給湯路3への給水が許容される状態に切り替わる切替機構32と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池を備えた燃料電池システムであって、
前記燃料電池の排熱を用いて温水を貯える貯湯タンクと、
前記貯湯タンクに給水する給水路と、
前記貯湯タンクから湯水を送出する給湯路と、
前記貯湯タンクを迂回し、前記給水路と前記給湯路とを接続するバイパス流路と、
前記燃料電池システムの運転を制御するように構成され、前記燃料電池の耐用期間の終了後に、前記燃料電池の発電終了を実行可能に構成されている制御部と、
前記燃料電池の耐用期間の終了後に、前記貯湯タンクから前記給湯路への湯水の通流が遮断され、かつ、前記バイパス流路を介した前記給水路から前記給湯路への給水が許容される状態に切り替わる切替機構と、を備える、燃料電池システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記給湯路を通流する湯水を加熱する熱源機を備え、
前記制御部は、前記耐用期間の終了前に、前記耐用期間の終了後の運転種別を設定可能に構成され、前記運転種別として前記燃料電池の発電が終了した状態で前記熱源機の使用を継続する単独使用を含み、
前記制御部に前記運転種別として前記単独使用が設定されると、前記制御部は、前記耐用期間の終了後に、前記切替機構に対して、前記貯湯タンクから前記給湯路への湯水の通流が遮断され、かつ、前記バイパス流路を介した前記給水路から前記給湯路への給水が許容される状態に切り替える制御を実行する、請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記耐用期間の終了後の前記運転種別として、前記燃料電池に対して定期点検を実行して発電を継続する継続運転、及び、前記燃料電池を入れ替えて発電を継続する新設運転のうち、少なくとも一方を含む、請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
操作部を有し、前記制御部は、前記操作部に対する操作に基づいて前記燃料電池の発電終了、及び、前記切替機構の制御を実行する、請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記制御部は、外部からの遠隔操作に基づいて前記燃料電池の発電終了、及び、前記切替機構の制御を実行する、請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
前記耐用期間の終了予定時期を表示可能な表示部、及び、前記耐用期間の終了予定時期を外部に送信可能な通信部のうち、少なくとも一方を備える、請求項１又は２に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
前記給湯路のうち前記バイパス流路との合流位置に設けられた三方弁と、前記給水路のうち前記バイパス流路との接続部位よりも下流側に設けられた遮断弁とを、前記切替機構として備え、
前記制御部は、前記バイパス流路を介した前記給水路から前記給湯路への給水を許容し、前記貯湯タンクから送出される湯水の通流を遮断するように前記三方弁を制御し、前記貯湯タンクへの給水を遮断するように前記遮断弁を制御するように構成されている、請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項８】
前記給湯路のうち前記バイパス流路との合流位置に設けられた三方弁と、前記給水路のうち前記バイパス流路との接続部位よりも下流側に設けられた遮断弁とを、前記切替機構として備え、
前記燃料電池の発電が終了した際に、前記三方弁及び前記遮断弁に対する通電が不能になると、前記三方弁は、前記バイパス流路を介した前記給水路から前記給湯路への給水を許容し、前記貯湯タンクからの湯水の通流を遮断する状態になり、前記遮断弁は、前記給水路からの前記貯湯タンクへの給水を遮断する状態になる、請求項１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、燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料電池システムは、燃料電池及び貯湯タンクを有し、燃料電池の排熱によって貯湯タンクに温水を貯えるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。こうした燃料電池システムは、燃料電池の耐用期間が終了すると、燃料電池による発電が停止されて燃料電池の再起動ができない構成になっている。燃料電池の耐用期間は、例えば、燃料電池システムが有する制御部等において計測される、累積発電時間、累積通電時間、及び累積発電回数等に基づいて判定される。また、燃料電池システムには、ユーザへのサービス性を向上させるために、耐用期間の終了による発電停止を事前にユーザに報知するものが存在する（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００３】
燃料電池の耐用期間が終了した燃料電池システムについては、その後の運転種別として以下の３つが考えられる。第１の運転種別は、消耗品の部品交換をせずに燃料電池による発電を停止し、燃料電池及び貯湯タンクの湯水を使用せずに、燃料電池システムに併設される補助熱源機を使用する形態である（以下、「単独使用」とも称する）。第２の運転種別は、燃料電池に対して定期点検を実行して発電を継続するものである（以下、「継続運転」とも称する）。第３の運転種別は、燃料電池を入れ替えて発電を継続するものである（以下、「新設運転」とも称する）。
【０００４】
より具体的には、「単独使用」は、作業員が燃料電池システムの運転モードの設定を変更し、水路配管の接続変更等を行うことで、補助熱源機のみの使用を可能にする。「継続運転」は、作業員が定期点検と必要な消耗品の部品交換とを行ったうえで、燃料電池システムを再起動する。「新設運転」は、既存の燃料電池システムを撤去して新たな燃料電池システムを設置する。
【０００５】
これらのうち、特に「単独使用」では、燃料電池による発電が停止するため、燃料電池システムの貯湯タンクには、常温水が貯留し続けることになる。そうなると、貯湯タンクに貯留する常温水は、経時的に水質が悪化して細菌類の繁殖が進行するおそれもあるため、好ましくない。こうした事態を回避するうえで、例えば、特許文献４に記載される燃料電池システムでは、併設される補助熱源機を用いて貯湯タンクに貯留される水を加熱して当該水の水質を維持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００５－６３９０３号公報
特開２０１０－２５０９４６号公報
特開２０２２－５５９９４号公報
特開２００５－６９６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
燃料電池の耐用期間が終了する燃料電池システムについて、例えばリモコン等に報知された情報に基づいて使用者から事業者に連絡される場合もあり得るが、事業者から耐用期間の終了後の運転種別についての提案がされる場合の方が多く、使用者と事業者との間で連絡業務とそれに伴うコストが発生する。また、燃料電池システムについて「単独使用」への移行を実現するためには、作業員が現地に出向いて、燃料電池の設定変更や水路配管の接続変更等を行う必要があった。このように、燃料電池システムは、耐用期間の終了後の運転種別に応じ、連絡業務や作業員による現地作業、及びこれらに伴うコスト等が発生していた。
【０００８】
本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、耐用期間の終了後の運転種別に応じた移行作業を簡略化できる燃料電池システムの提供を、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の燃料電池システムの特徴構成は、燃料電池を備えた燃料電池システムであって、前記燃料電池の排熱を用いて温水を貯える貯湯タンクと、前記貯湯タンクに給水する給水路と、前記貯湯タンクから湯水を送出する給湯路と、前記貯湯タンクを迂回し、前記給水路と前記給湯路とを接続するバイパス流路と、前記燃料電池システムの運転を制御するように構成され、前記燃料電池の耐用期間の終了後に、前記燃料電池の発電終了を実行可能に構成されている制御部と、前記燃料電池の耐用期間の終了後に、前記貯湯タンクから前記給湯路への湯水の通流が遮断され、かつ、前記バイパス流路を介した前記給水路から前記給湯路への給水が許容される状態に切り替わる切替機構と、を備える点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、燃料電池システムは、制御部によって、燃料電池の耐用期間の終了後に、燃料電池の発電終了を実行できる。加えて、切替機構によって、貯湯タンクから給湯路への湯水の通流を遮断し、バイパス流路を介した給水路から給湯路への給水が許容される状態に切り替えることができる。これにより、燃料電池システムは、耐用期間の終了後に、燃料電池の発電を適正に終了でき、貯湯タンクの湯水が給湯路に送出されるのを防止し、かつ、バイパス流路により給水路から給湯路への給水を実行できる。その結果、燃料電池システムは、耐用期間の終了後に、燃料電池及び貯湯タンクを使用しない運転種別への移行作業を簡略化できる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許