JPH08195209A - 燃料電池システムの水回収装置 - Google Patents
燃料電池システムの水回収装置Info
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- JPH08195209A JPH08195209A JP7022191A JP2219195A JPH08195209A JP H08195209 A JPH08195209 A JP H08195209A JP 7022191 A JP7022191 A JP 7022191A JP 2219195 A JP2219195 A JP 2219195A JP H08195209 A JPH08195209 A JP H08195209A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Electrochemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池内で発生する生成水等を回収して再
利用する。 【構成】 燃料電池３内から回収した大気圧（１．０at
a ）の水Ｗを、システム圧（１．５ata ）の水補給系統
Ｓの加湿器１２に対して、燃料電池３の運転を停止させ
ることなく円滑に供給可能とし、燃料電池３の付帯設備
である貯水タンクの小型化、給水回数の削減等によっ
て、システム効率の向上が図れ、連続走行距離を長くで
きる。
利用する。 【構成】 燃料電池３内から回収した大気圧（１．０at
a ）の水Ｗを、システム圧（１．５ata ）の水補給系統
Ｓの加湿器１２に対して、燃料電池３の運転を停止させ
ることなく円滑に供給可能とし、燃料電池３の付帯設備
である貯水タンクの小型化、給水回数の削減等によっ
て、システム効率の向上が図れ、連続走行距離を長くで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃料電池内に生じた
生成水や凝結水等を、反応ガスの加湿用あるいは燃料ガ
スの改質用として再使用するために回収する装置に関す
るものである。
生成水や凝結水等を、反応ガスの加湿用あるいは燃料ガ
スの改質用として再使用するために回収する装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】高分子電解質型燃料電池においては、電
解質膜を挟んで燃料ガス流路と酸化ガス流路とが形成さ
れ、前記電解質膜には、陽イオン交換樹脂膜を、カチオ
ン導電性膜として使用しており、分子中にプロトン（水
素イオン）交換基を有するこの導電性膜は、ほぼ飽和状
態に含水させることによって常温で２０Ω・cm以下の比
抵抗を示しプロトン導電性電解質として機能する。
解質膜を挟んで燃料ガス流路と酸化ガス流路とが形成さ
れ、前記電解質膜には、陽イオン交換樹脂膜を、カチオ
ン導電性膜として使用しており、分子中にプロトン（水
素イオン）交換基を有するこの導電性膜は、ほぼ飽和状
態に含水させることによって常温で２０Ω・cm以下の比
抵抗を示しプロトン導電性電解質として機能する。
【０００３】したがって、電解質膜をほぼ飽和状態に含
水させるために、酸化ガスとして用いられる空気と燃料
ガスである水素ガスとを、加湿器によってそれぞれ加湿
して燃料ガス流路および酸化ガス流路に供給していた。
そして、加湿されたガスは、飽和水蒸気圧の低下に伴っ
て凝結し、使用済の空気や燃料ガスとともに排出されて
おり、有効利用されていなかった。
水させるために、酸化ガスとして用いられる空気と燃料
ガスである水素ガスとを、加湿器によってそれぞれ加湿
して燃料ガス流路および酸化ガス流路に供給していた。
そして、加湿されたガスは、飽和水蒸気圧の低下に伴っ
て凝結し、使用済の空気や燃料ガスとともに排出されて
おり、有効利用されていなかった。
【０００４】また、この燃料電池の運転時には、燃料ガ
ス流路溝に水素ガス（Ｈ2 ）が供給され、酸化ガス流路
溝に酸素（Ｏ2 ）を含む空気が供給されると、酸素電極
側ではＨ2 ＝２Ｈ+ ＋２ｅ- の反応が起き、また燃料電
極側では１／２Ｏ2 ＋２Ｈ+＋２ｅ- ＝Ｈ2 Ｏの反応が
起り、酸素電極側においては水（Ｈ2 Ｏ）が生成され
る。しかし、この生成水も使用済の空気とともに排出さ
れており、生成水の再利用は考えられていなかった。
ス流路溝に水素ガス（Ｈ2 ）が供給され、酸化ガス流路
溝に酸素（Ｏ2 ）を含む空気が供給されると、酸素電極
側ではＨ2 ＝２Ｈ+ ＋２ｅ- の反応が起き、また燃料電
極側では１／２Ｏ2 ＋２Ｈ+＋２ｅ- ＝Ｈ2 Ｏの反応が
起り、酸素電極側においては水（Ｈ2 Ｏ）が生成され
る。しかし、この生成水も使用済の空気とともに排出さ
れており、生成水の再利用は考えられていなかった。
【０００５】ところが、この高分子電解質型燃料電池を
自動車の動力源として見た場合には、反応ガスの加湿用
等として水が必要とされるため、燃料電池内で生じる生
成水の再利用は、車載する水タンクの小型軽量化、水補
給回数の削減、連続走行距離の拡大等のために必須条件
となる。
自動車の動力源として見た場合には、反応ガスの加湿用
等として水が必要とされるため、燃料電池内で生じる生
成水の再利用は、車載する水タンクの小型軽量化、水補
給回数の削減、連続走行距離の拡大等のために必須条件
となる。
【０００６】特開平５−２０１７９号公報には、燃料電
池の酸素電極側に生じる生成水を捕捉して、貯水タンク
に回収した後、改質器や加湿器に供給することが記載さ
れている。
池の酸素電極側に生じる生成水を捕捉して、貯水タンク
に回収した後、改質器や加湿器に供給することが記載さ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の燃料電池においては、回収した水を改質器や加湿器に
供給することが記載されているが、回収された水を燃料
電池の水補給系統の貯水タンク内に戻すためには、タン
ク内と水回収系統との間に圧力差があるため、そのまま
戻すことはできない。すなわち、大気開放されている水
回収系統より水補給系統の方が若干高圧のため、回収し
た水を水補給系統に戻すためには燃料電池の運転を一時
停止させて、水補給系統の貯水タンクの内圧を大気圧ま
で下げる必要があり、したがって、燃料電池の運転を中
断するため発電効率が低下するという欠点があった。
の燃料電池においては、回収した水を改質器や加湿器に
供給することが記載されているが、回収された水を燃料
電池の水補給系統の貯水タンク内に戻すためには、タン
ク内と水回収系統との間に圧力差があるため、そのまま
戻すことはできない。すなわち、大気開放されている水
回収系統より水補給系統の方が若干高圧のため、回収し
た水を水補給系統に戻すためには燃料電池の運転を一時
停止させて、水補給系統の貯水タンクの内圧を大気圧ま
で下げる必要があり、したがって、燃料電池の運転を中
断するため発電効率が低下するという欠点があった。
【０００８】この発明は、上述した技術的背景のもとに
なされたものであって、燃料電池内から回収した水を、
差圧のある燃料電池の水補給系統に、燃料電池の運転を
停止させずに戻して再使用できる燃料電池システムの水
回収装置を提供することを目的としている。
なされたものであって、燃料電池内から回収した水を、
差圧のある燃料電池の水補給系統に、燃料電池の運転を
停止させずに戻して再使用できる燃料電池システムの水
回収装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段としてこの発明は、燃料電池内の生成水等の水
を回収し、この回収された水を燃料電池システムの水補
給系統を介してガス加湿器あるいは燃料ガス改質器等の
給水を必要とする部分に供給する燃料電池システムの水
回収装置において、燃料電池の水回収系統に開閉自在な
第１バルブを介して連通された第１タンクと、この第１
タンクに開閉自在な第２バルブを介して連通されるとと
もに前記燃料電池の水補給系統に接続された第２タンク
と、前記第１タンクに連通し、この第１タンク内の圧力
変化を吸収する圧力変化吸収手段と、前記第１タンク内
の圧力を、前記第２タンク内の圧力に揃えた後、この第
２タンク内の減圧に伴って前記第１タンク内の水を第２
タンク内に供給するように前記第１バルブと第２バルブ
の開閉を制御する制御手段とを有することを特徴として
いる。
めの手段としてこの発明は、燃料電池内の生成水等の水
を回収し、この回収された水を燃料電池システムの水補
給系統を介してガス加湿器あるいは燃料ガス改質器等の
給水を必要とする部分に供給する燃料電池システムの水
回収装置において、燃料電池の水回収系統に開閉自在な
第１バルブを介して連通された第１タンクと、この第１
タンクに開閉自在な第２バルブを介して連通されるとと
もに前記燃料電池の水補給系統に接続された第２タンク
と、前記第１タンクに連通し、この第１タンク内の圧力
変化を吸収する圧力変化吸収手段と、前記第１タンク内
の圧力を、前記第２タンク内の圧力に揃えた後、この第
２タンク内の減圧に伴って前記第１タンク内の水を第２
タンク内に供給するように前記第１バルブと第２バルブ
の開閉を制御する制御手段とを有することを特徴として
いる。
【００１０】
【作用】上記のように構成することによって、先ず、
第１タンクと圧力変化吸収手段との連通を遮断した後、
第１バルブを開いて、回収した生成水を第１タンクに流
入させる。次に、第１バルブを閉じる。更に、第１
タンクと圧力変化吸収手段とをガス連通させるととも
に、この圧力変化吸収手段と第２タンクとをガス連通さ
せることによって、第１タンクと第２タンクとの内圧を
等しくした後、圧力変化吸収手段と第２タンクとの連通
を遮断する。続いて、第２バルブを閉じて第１タンク
と第２タンク間の連通を遮断するとともに、圧力変化吸
収手段と第２タンク間のガス連通を遮断する。この状態
で第２タンク内の水が消費されると、水面の下降に伴っ
て第２タンクの内圧が低下する。そして、第２タンク
内の圧力が低下した状態で第２バルブを開くと、第１タ
ンクおよび圧力変化吸収手段と、第２タンクの内圧差に
よって、第１タンク側から低圧の第２タンクへ水が流入
する。次いで、第２バルブを閉じ、第２タンクの上部
のガス抜きバルブを開くことによって第２タンク内をシ
ステム圧（エア供給圧）に戻す。この段階で、回収され
た生成水が、水回収系統からこれより若干高圧の水補給
系統（第２タンク内）に供給されたこととなる。そし
て、第１バルブと第１タンクの上部のガス抜きバルブと
を開くと、第１タンクと圧力変化吸収手段の内部がそれ
ぞれ大気圧と等しくなる。
第１タンクと圧力変化吸収手段との連通を遮断した後、
第１バルブを開いて、回収した生成水を第１タンクに流
入させる。次に、第１バルブを閉じる。更に、第１
タンクと圧力変化吸収手段とをガス連通させるととも
に、この圧力変化吸収手段と第２タンクとをガス連通さ
せることによって、第１タンクと第２タンクとの内圧を
等しくした後、圧力変化吸収手段と第２タンクとの連通
を遮断する。続いて、第２バルブを閉じて第１タンク
と第２タンク間の連通を遮断するとともに、圧力変化吸
収手段と第２タンク間のガス連通を遮断する。この状態
で第２タンク内の水が消費されると、水面の下降に伴っ
て第２タンクの内圧が低下する。そして、第２タンク
内の圧力が低下した状態で第２バルブを開くと、第１タ
ンクおよび圧力変化吸収手段と、第２タンクの内圧差に
よって、第１タンク側から低圧の第２タンクへ水が流入
する。次いで、第２バルブを閉じ、第２タンクの上部
のガス抜きバルブを開くことによって第２タンク内をシ
ステム圧（エア供給圧）に戻す。この段階で、回収され
た生成水が、水回収系統からこれより若干高圧の水補給
系統（第２タンク内）に供給されたこととなる。そし
て、第１バルブと第１タンクの上部のガス抜きバルブと
を開くと、第１タンクと圧力変化吸収手段の内部がそれ
ぞれ大気圧と等しくなる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の燃料電池システムの水回収
装置の一実施例を図１ないし図８に基づいて説明する。
装置の一実施例を図１ないし図８に基づいて説明する。
【００１２】図１に示すように、この水回収装置１は、
燃料電池システム２の燃料電池３の酸化ガス排出マニホ
ールド（図示せず）のガス排出管に接続された水回収系
統Ｒに設けられており、燃料電池３の酸素電極（図示せ
ず）側に生じ、酸化ガス排出マニホールドを経由して使
用済の空気とともに排出される生成水Ｗを回収する気液
分離器４と、この気液分離器４内の底部に開閉自在な第
１バルブ５を介して配管接続された第１タンク６と、こ
の第１タンク６に開閉自在な第２バルブ７を介して配管
接続されるとともに燃料電池３の水補給系統Ｓに接続さ
れた第２タンク８とを備えている。
燃料電池システム２の燃料電池３の酸化ガス排出マニホ
ールド（図示せず）のガス排出管に接続された水回収系
統Ｒに設けられており、燃料電池３の酸素電極（図示せ
ず）側に生じ、酸化ガス排出マニホールドを経由して使
用済の空気とともに排出される生成水Ｗを回収する気液
分離器４と、この気液分離器４内の底部に開閉自在な第
１バルブ５を介して配管接続された第１タンク６と、こ
の第１タンク６に開閉自在な第２バルブ７を介して配管
接続されるとともに燃料電池３の水補給系統Ｓに接続さ
れた第２タンク８とを備えている。
【００１３】また、前記第１タンク６に対して両端にバ
ルブ９ａ，９ｂを備えた連通管９によって連通され、内
部に備えたピストン１０ａを移動させることにより、第
１タンク６内の圧力変化を吸収する圧力変化吸収手段で
あるバッファボックス１０と、前記第１タンク６と第２
タンク８とのそれぞれの内圧に応じて第１バルブ５と第
２バルブ７との開閉を制御する制御装置１１とを備えて
いる。更に、第２タンク８に接続された前記水補給系統
Ｓは、酸化ガスとして燃料電池３の酸化ガス供給マニホ
ールド（図示せず）に供給する空気を加湿する加湿器１
２に配管接続され、第２タンク８内の水を加湿用水とし
て加湿器１２に補給できるようになっている。
ルブ９ａ，９ｂを備えた連通管９によって連通され、内
部に備えたピストン１０ａを移動させることにより、第
１タンク６内の圧力変化を吸収する圧力変化吸収手段で
あるバッファボックス１０と、前記第１タンク６と第２
タンク８とのそれぞれの内圧に応じて第１バルブ５と第
２バルブ７との開閉を制御する制御装置１１とを備えて
いる。更に、第２タンク８に接続された前記水補給系統
Ｓは、酸化ガスとして燃料電池３の酸化ガス供給マニホ
ールド（図示せず）に供給する空気を加湿する加湿器１
２に配管接続され、第２タンク８内の水を加湿用水とし
て加湿器１２に補給できるようになっている。
【００１４】また、前記第２タンク８の上部には、第２
タンクガス流入バルブ１３を介してエア戻し管１４の一
端が接続され、このエア戻し管１４の他端は前記加湿器
１２に接続されている。また前記バッファボックス１０
は、バッファボックス給気バルブ１５を介してエア戻し
管１４に接続されている。なお、図１において符号１６
は燃料電池３の酸化ガス排出マニホールドより排出され
る気液混合ガスを導入する導入バルブ、１７は気液分離
器４の上部に設けられた分離器エア抜きバルブ、１８は
エア抜き管、１９は第１タンク６の上部に設けられた第
１タンクエア抜きバルブ、２０はポンプである。そし
て、燃料電池３の運転中は、前記導入バルブ１６および
分離器エア抜きバルブ１７は共に開かれている。
タンクガス流入バルブ１３を介してエア戻し管１４の一
端が接続され、このエア戻し管１４の他端は前記加湿器
１２に接続されている。また前記バッファボックス１０
は、バッファボックス給気バルブ１５を介してエア戻し
管１４に接続されている。なお、図１において符号１６
は燃料電池３の酸化ガス排出マニホールドより排出され
る気液混合ガスを導入する導入バルブ、１７は気液分離
器４の上部に設けられた分離器エア抜きバルブ、１８は
エア抜き管、１９は第１タンク６の上部に設けられた第
１タンクエア抜きバルブ、２０はポンプである。そし
て、燃料電池３の運転中は、前記導入バルブ１６および
分離器エア抜きバルブ１７は共に開かれている。
【００１５】次に、上記のように構成されるこの実施例
の作用を図２ないし図８に基づいて説明する。なお、以
下の説明では、仮に、大気開放されている水回収系統Ｒ
の圧力は１．０ata 、エア供給圧（システム圧）と等し
い水補給系統Ｓの圧力は１．５ata とする。また第２タ
ンク８内には、加湿用の水Ｗが常時蓄えられており、水
補給系統Ｓを介して加湿器１２に供給されている。さら
に、水補給系統Ｓにポンプ２０が介設されている場合を
示したが、燃料電池システム２の加湿器１２と第２タン
ク８の配設高さが、前記第２タンク８の方が高く、水頭
圧によって加湿器１２に充分給水可能な場合にはポンプ
２０は不要である。なおまた、図２ないし図８の各図中
の1.0 ，1.3 ，1.5 等の数字は、それぞれの部位におけ
る圧力（ata ）を示している。
の作用を図２ないし図８に基づいて説明する。なお、以
下の説明では、仮に、大気開放されている水回収系統Ｒ
の圧力は１．０ata 、エア供給圧（システム圧）と等し
い水補給系統Ｓの圧力は１．５ata とする。また第２タ
ンク８内には、加湿用の水Ｗが常時蓄えられており、水
補給系統Ｓを介して加湿器１２に供給されている。さら
に、水補給系統Ｓにポンプ２０が介設されている場合を
示したが、燃料電池システム２の加湿器１２と第２タン
ク８の配設高さが、前記第２タンク８の方が高く、水頭
圧によって加湿器１２に充分給水可能な場合にはポンプ
２０は不要である。なおまた、図２ないし図８の各図中
の1.0 ，1.3 ，1.5 等の数字は、それぞれの部位におけ
る圧力（ata ）を示している。
【００１６】燃料電池３に対して加湿器１２で加湿され
た空気および燃料の水素ガスがそれぞれ供給されて運転
されると、燃料電池３内の酸素電極側に生成水が生じる
とともに、加湿された空気の飽和水蒸気圧が低下して凝
結水が生じ、これら生成水および凝結水は、使用済の空
気とともに酸化ガス排出マニホールドから排出されて、
気液分離器４内に導入される。
た空気および燃料の水素ガスがそれぞれ供給されて運転
されると、燃料電池３内の酸素電極側に生成水が生じる
とともに、加湿された空気の飽和水蒸気圧が低下して凝
結水が生じ、これら生成水および凝結水は、使用済の空
気とともに酸化ガス排出マニホールドから排出されて、
気液分離器４内に導入される。
【００１７】気液分離器４において、生成水および凝結
水が気体と分離されてタンク内に回収される。そして、
回収された水Ｗが気液分離器４のタンク内にある程度溜
ると、第１タンク６とバッファボックス１０とを連通す
る連通管９のバルブ９ａ，９ｂが閉じられた後、第１バ
ルブ５が開かれて、気液分離器４に回収された水Ｗを第
１タンク６内に流入させる（図２参照）。
水が気体と分離されてタンク内に回収される。そして、
回収された水Ｗが気液分離器４のタンク内にある程度溜
ると、第１タンク６とバッファボックス１０とを連通す
る連通管９のバルブ９ａ，９ｂが閉じられた後、第１バ
ルブ５が開かれて、気液分離器４に回収された水Ｗを第
１タンク６内に流入させる（図２参照）。
【００１８】このとき、大気開放されている気液分離器
４および第１タンク６内は１．０ata 、第１タンク６お
よびガス戻し管１４と遮断されているバッファボックス
１０内も１．０ata 、水補給系統Ｓを介して加湿器１２
と連通している第２タンク８内は１．５ata （システム
圧）、同じく加湿器１２と連通しているガス戻し管１４
は１．５ata となっており、第１タンク６と第２タンク
８との間で０．５ataの圧力差がある。
４および第１タンク６内は１．０ata 、第１タンク６お
よびガス戻し管１４と遮断されているバッファボックス
１０内も１．０ata 、水補給系統Ｓを介して加湿器１２
と連通している第２タンク８内は１．５ata （システム
圧）、同じく加湿器１２と連通しているガス戻し管１４
は１．５ata となっており、第１タンク６と第２タンク
８との間で０．５ataの圧力差がある。
【００１９】次に第１バルブ５を閉じ（図３参照）、そ
の後、第１タンク６とバッファボックス１０とを、バル
ブ９ａ，９ｂを開いて連通管９を介してガス連通すると
ともに、バッファボックス１０と第２タンク８とを、バ
ルブ１３およびバルブ１５を開いてガス戻し管１４を介
してガス連通して、第１タンク６と第２タンク８とバッ
ファボックス１０のそれぞれの内圧を等しく１．５ata
（システム圧）とした後、バルブ１３を閉じてバッファ
ホックス１０と第２タンク８との連通を遮断する（図４
参照）。
の後、第１タンク６とバッファボックス１０とを、バル
ブ９ａ，９ｂを開いて連通管９を介してガス連通すると
ともに、バッファボックス１０と第２タンク８とを、バ
ルブ１３およびバルブ１５を開いてガス戻し管１４を介
してガス連通して、第１タンク６と第２タンク８とバッ
ファボックス１０のそれぞれの内圧を等しく１．５ata
（システム圧）とした後、バルブ１３を閉じてバッファ
ホックス１０と第２タンク８との連通を遮断する（図４
参照）。
【００２０】そして、次に第２バルブ７を閉じて第１タ
ンク６と第２タンク８との間の連通を遮断する。この状
態で、第２タンク８内の水Ｗが、水補給系統Ｓを介して
加湿器１２に補給されることによって消費されると、第
２タンク８の内圧が低下して例えば１．３ata となる。
このとき第１タンク６の内圧は１．５ata に保たれる。
その結果、第１タンク６の内圧が第２タンク８の内圧よ
り０．２ata 高くなる（図５参照）。
ンク６と第２タンク８との間の連通を遮断する。この状
態で、第２タンク８内の水Ｗが、水補給系統Ｓを介して
加湿器１２に補給されることによって消費されると、第
２タンク８の内圧が低下して例えば１．３ata となる。
このとき第１タンク６の内圧は１．５ata に保たれる。
その結果、第１タンク６の内圧が第２タンク８の内圧よ
り０．２ata 高くなる（図５参照）。
【００２１】したがって、第２バルブ７を開いて、第１
タンク６と第２タンク８とを連通すると、第１タンク６
およびバッファボックス１０と、第２タンク８の内圧の
差によって、第１タンク６内の水Ｗが第２タンク８内に
流入する。そして、第１タンク６と第２タンク８とバッ
ファボックス１０の内圧が均一となって、例えば１．４
ata となって均衡したところで流入が止まり、水補給系
統Ｓに連通した第２タンク８への水Ｗの補給作業が完了
する（図６参照）。
タンク６と第２タンク８とを連通すると、第１タンク６
およびバッファボックス１０と、第２タンク８の内圧の
差によって、第１タンク６内の水Ｗが第２タンク８内に
流入する。そして、第１タンク６と第２タンク８とバッ
ファボックス１０の内圧が均一となって、例えば１．４
ata となって均衡したところで流入が止まり、水補給系
統Ｓに連通した第２タンク８への水Ｗの補給作業が完了
する（図６参照）。
【００２２】次に、第２バルブ７を閉じるとともに、バ
ッファボックス給気バルブ１５を閉じた状態で第２タン
ク８の上部の第２タンクガス流入バルブ１３を開くと、
第２タンク８内が１．５ata （システム圧）に戻り（図
７参照）、更に、第１タンク６の上部のエア抜きバルブ
１９を開くと、第１タンク６内およびバッファボックス
１０内が１．０ata （大気圧）となり（図８参照）、燃
料電池３から回収した生成水等の水補給系統Ｓへの次の
補給作業（第２図参照）がスタートする。
ッファボックス給気バルブ１５を閉じた状態で第２タン
ク８の上部の第２タンクガス流入バルブ１３を開くと、
第２タンク８内が１．５ata （システム圧）に戻り（図
７参照）、更に、第１タンク６の上部のエア抜きバルブ
１９を開くと、第１タンク６内およびバッファボックス
１０内が１．０ata （大気圧）となり（図８参照）、燃
料電池３から回収した生成水等の水補給系統Ｓへの次の
補給作業（第２図参照）がスタートする。
【００２３】以上のように、この実施例の水回収装置１
によれば、水を連続的に回収できるとともに、回収した
水を圧力差のある水補給系統Ｓに、この燃料電池３の運
転を停止させることなく連続的に供給できるので、燃料
電池３を効率的に運転でき、安定した出力を得ることが
できる。
によれば、水を連続的に回収できるとともに、回収した
水を圧力差のある水補給系統Ｓに、この燃料電池３の運
転を停止させることなく連続的に供給できるので、燃料
電池３を効率的に運転でき、安定した出力を得ることが
できる。
【００２４】なお、この実施例においては、回収した生
成水を加湿器１２に送って、ガス加湿用に再利用する場
合について説明したが、改質装置に送って燃料ガスの改
質用に使用する場合にも同様に実施することができる。
成水を加湿器１２に送って、ガス加湿用に再利用する場
合について説明したが、改質装置に送って燃料ガスの改
質用に使用する場合にも同様に実施することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明の燃料電池
システムの水回収装置は、燃料電池の水回収系統に第１
バルブを介して連通された第１タンクと、この第１タン
クに第２バルブを介して連通されるとともに燃料電池の
水補給系統に接続された第２タンクと、前記第１タンク
に連通し、この第１タンク内の圧力変化を吸収する圧力
変化吸収手段と、前記第１タンク内の圧力を、前記第２
タンク内の圧力に揃えた後、この第２タンク内の減圧に
伴って前記第１タンク内の水を第２タンク内に供給する
ように前記第１バルブと第２バルブの開閉を制御する制
御手段とを有しているので、回収した水を圧力の高い第
２タンク内に、逆流させることなく円滑に移動できるた
め、回収した水を、燃料電池の運転を継続したままで水
補給系統に供給して有効に再利用することができる。
システムの水回収装置は、燃料電池の水回収系統に第１
バルブを介して連通された第１タンクと、この第１タン
クに第２バルブを介して連通されるとともに燃料電池の
水補給系統に接続された第２タンクと、前記第１タンク
に連通し、この第１タンク内の圧力変化を吸収する圧力
変化吸収手段と、前記第１タンク内の圧力を、前記第２
タンク内の圧力に揃えた後、この第２タンク内の減圧に
伴って前記第１タンク内の水を第２タンク内に供給する
ように前記第１バルブと第２バルブの開閉を制御する制
御手段とを有しているので、回収した水を圧力の高い第
２タンク内に、逆流させることなく円滑に移動できるた
め、回収した水を、燃料電池の運転を継続したままで水
補給系統に供給して有効に再利用することができる。
【図１】この発明の燃料電池システムの全体を示す系統
図である。
図である。
【図２】回収した水を圧力差のある水補給系統に供給す
る１段階目のバルブ操作と各部の圧力とを示す模式図で
ある。
る１段階目のバルブ操作と各部の圧力とを示す模式図で
ある。
【図３】同じく２段階目のバルブ操作と各部の圧力とを
示す模式図である。
示す模式図である。
【図４】同じく３段階目のバルブ操作と各部の圧力とを
示す模式図である。
示す模式図である。
【図５】同じく４段階目のバルブ操作と各部の圧力とを
示す模式図である。
示す模式図である。
【図６】同じく５段階目のバルブ操作と各部の圧力とを
示す模式図である。
示す模式図である。
【図７】同じく６段階目のバルブ操作と各部の圧力とを
示す模式図である。
示す模式図である。
【図８】同じく７段階目のバルブ操作と各部の圧力とを
示す模式図である。
示す模式図である。
１ 水回収装置 ２ 燃料電池システム ３ 燃料電池 ４ 気液分離器 ５ 第１バルブ ６ 第１タンク ７ 第２バルブ ８ 第２タンク １０ バッファボックス １１ 制御装置 １２ 加湿器 Ｒ 水回収系統 Ｓ 水補給系統 Ｗ 水
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料電池内から生成水等の水を回収し、
この回収された水を燃料電池システムの水補給系統を介
してガス加湿器あるいは燃料ガス改質器等の給水を必要
とする部分に供給する燃料電池システムの水回収装置に
おいて、 燃料電池の水回収系統に開閉自在な第１バルブを介して
連通された第１タンクと、 この第１タンクに開閉自在な第２バルブを介して連通さ
れるとともに前記燃料電池の水補給系統に接続された第
２タンクと、 前記第１タンクに連通し、この第１タンク内の圧力変化
を吸収する圧力変化吸収手段と、 前記第１タンク内の圧力を、前記第２タンク内の圧力に
揃えた後、この第２タンク内の減圧に伴って前記第１タ
ンク内の水を第２タンク内に供給するように前記第１バ
ルブと第２バルブの開閉を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする燃料電池システムの水回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7022191A JPH08195209A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 燃料電池システムの水回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7022191A JPH08195209A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 燃料電池システムの水回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08195209A true JPH08195209A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=12075914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7022191A Pending JPH08195209A (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 燃料電池システムの水回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08195209A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100448692B1 (ko) * | 2002-03-12 | 2004-09-16 | 주식회사 엘지이아이 | 연료전지 시스템의 연료 공급 장치 |
| KR101358129B1 (ko) * | 2012-02-01 | 2014-02-07 | 삼성중공업 주식회사 | 연료전지 배기가스 응축장치 |
| JP2022074213A (ja) * | 2020-11-04 | 2022-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
-
1995
- 1995-01-17 JP JP7022191A patent/JPH08195209A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100448692B1 (ko) * | 2002-03-12 | 2004-09-16 | 주식회사 엘지이아이 | 연료전지 시스템의 연료 공급 장치 |
| KR101358129B1 (ko) * | 2012-02-01 | 2014-02-07 | 삼성중공업 주식회사 | 연료전지 배기가스 응축장치 |
| JP2022074213A (ja) * | 2020-11-04 | 2022-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池システム |
| CN114530612A (zh) * | 2020-11-04 | 2022-05-24 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池系统 |
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