JPH0922716A - 水冷式燃料電池の冷却水補給装置 - Google Patents
水冷式燃料電池の冷却水補給装置Info
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- JPH0922716A JPH0922716A JP7168532A JP16853295A JPH0922716A JP H0922716 A JPH0922716 A JP H0922716A JP 7168532 A JP7168532 A JP 7168532A JP 16853295 A JP16853295 A JP 16853295A JP H0922716 A JPH0922716 A JP H0922716A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】サイト間で冷却水の水質管理に差がなく、かつ
液絡現象やスケールの発生を未然に防止できる水冷式燃
料電池の冷却水補給装置を提供する。 【構成】燃料電池１の冷却板３に冷却水１Ａを循環する
冷却水循環系１０を有する水冷式燃料電池における、燃
料電池の排ガス中水分の回収塔５と、この回収塔に水蒸
気分離器４からのブロー水を供給するブロー水系９と、
この回収塔の回収水，ブロー水，および水道水の混合水
１０Ｂを浄化した純水１０Ｅに変換して冷却水循環系に
供給する純水装置６とを備えた冷却水補給装置であっ
て、冷却水循環系の冷却水に含まれる不純物濃度を検出
する導電度センサー２１およびシリカ濃度センサー２２
と、両センサーのいずれかの検出レベルが予め定まる基
準値を越えたときブロー水制御弁２８に向けて開度指令
２３Ｓを発する制御部とからなる冷却水の水質制御シス
テム２０を備える。
液絡現象やスケールの発生を未然に防止できる水冷式燃
料電池の冷却水補給装置を提供する。 【構成】燃料電池１の冷却板３に冷却水１Ａを循環する
冷却水循環系１０を有する水冷式燃料電池における、燃
料電池の排ガス中水分の回収塔５と、この回収塔に水蒸
気分離器４からのブロー水を供給するブロー水系９と、
この回収塔の回収水，ブロー水，および水道水の混合水
１０Ｂを浄化した純水１０Ｅに変換して冷却水循環系に
供給する純水装置６とを備えた冷却水補給装置であっ
て、冷却水循環系の冷却水に含まれる不純物濃度を検出
する導電度センサー２１およびシリカ濃度センサー２２
と、両センサーのいずれかの検出レベルが予め定まる基
準値を越えたときブロー水制御弁２８に向けて開度指令
２３Ｓを発する制御部とからなる冷却水の水質制御シス
テム２０を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、オンサイト用発電装
置などに用いられる水冷式燃料電池に、冷却水の補給お
よび水質の保持を目的として設けられる冷却水補給装置
に関する。
置などに用いられる水冷式燃料電池に、冷却水の補給お
よび水質の保持を目的として設けられる冷却水補給装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は水冷式りん酸型燃料電池発電装置
を例に示す従来装置の概略系統図であり、単位セルの積
層体からなる燃料電池（スタック）１は複数の単位セル
毎に積層された水冷パイプを有する冷却板３を備え、原
燃料を水蒸気改質する燃料改質装置２からの燃料ガス２
Ｆと、図示しない供給装置からの反応空気とを受けて電
気化学反応に基づいて発電する。燃料電池１の電極反応
は全体として発熱反応であり、その発電生成熱は冷却板
３の冷却パイプに連結されて冷却水１０Ａを循環する循
環ポンプ７Ａおよび水蒸気分離器４を有する冷却水循環
系１０によって冷却され、燃料電池温度を約１９０°Ｃ
の運転温度に保持した状態で運転が行われる。
を例に示す従来装置の概略系統図であり、単位セルの積
層体からなる燃料電池（スタック）１は複数の単位セル
毎に積層された水冷パイプを有する冷却板３を備え、原
燃料を水蒸気改質する燃料改質装置２からの燃料ガス２
Ｆと、図示しない供給装置からの反応空気とを受けて電
気化学反応に基づいて発電する。燃料電池１の電極反応
は全体として発熱反応であり、その発電生成熱は冷却板
３の冷却パイプに連結されて冷却水１０Ａを循環する循
環ポンプ７Ａおよび水蒸気分離器４を有する冷却水循環
系１０によって冷却され、燃料電池温度を約１９０°Ｃ
の運転温度に保持した状態で運転が行われる。
【０００３】また、燃料電池１から発電生成熱を奪って
昇温した冷却水１０Ａは水蒸気分離器４内で水蒸気を分
離することによって冷却され、水蒸気分離器４内で分離
されたスチ−ム４Ｓは原燃料と混合されて燃料改質装置
２に供給され、水蒸気改質反応に利用される。さらに、
燃料電極で使い残された燃料ガス２Ｆ中の水素は燃料改
質装置のバーナに送られて燃焼し、改質反応熱として利
用される。
昇温した冷却水１０Ａは水蒸気分離器４内で水蒸気を分
離することによって冷却され、水蒸気分離器４内で分離
されたスチ−ム４Ｓは原燃料と混合されて燃料改質装置
２に供給され、水蒸気改質反応に利用される。さらに、
燃料電極で使い残された燃料ガス２Ｆ中の水素は燃料改
質装置のバーナに送られて燃焼し、改質反応熱として利
用される。
【０００４】冷却水循環系１０は水蒸気分離器４で分離
したスチーム４Ｓを燃料改質装置２に供給することによ
って冷却水１０Ａが減少する。そこで、この冷却水の不
足分を補給するために冷却水補給装置１１が設けられ
る。冷却水補給装置１１は水蒸気の回収塔５，純水装置
６およびポンプ７Ｃ，７Ｄと、ブロー弁８を備えたブロ
ー水系９とで構成される。水蒸気の回収塔５は回収した
混合水１０Ｂを冷却媒体とする熱交換器を含み、燃料電
池１の空気極側の空気オフガス中に水蒸気として含まれ
る発電生成水を凝縮して回収し、これに必要に応じて水
道水を加えた混合水１０Ｂを、ポンプ７Ｂを介して純水
装置６に供給する。純水装置６はフィルター，イオン交
換樹脂式浄水器，などを含み、混合水中に含まれる塩素
イオンなどの負イオンやカルシウムイオン，マグネシウ
ムイオンなどの陽イオン（金属イオン）、さらにはシリ
カや微生物などの固形不純物を除去したイオン交換水
（純水）１０Ｅとして冷却水循環系１０の例えば水蒸気
分離器４に補給する。
したスチーム４Ｓを燃料改質装置２に供給することによ
って冷却水１０Ａが減少する。そこで、この冷却水の不
足分を補給するために冷却水補給装置１１が設けられ
る。冷却水補給装置１１は水蒸気の回収塔５，純水装置
６およびポンプ７Ｃ，７Ｄと、ブロー弁８を備えたブロ
ー水系９とで構成される。水蒸気の回収塔５は回収した
混合水１０Ｂを冷却媒体とする熱交換器を含み、燃料電
池１の空気極側の空気オフガス中に水蒸気として含まれ
る発電生成水を凝縮して回収し、これに必要に応じて水
道水を加えた混合水１０Ｂを、ポンプ７Ｂを介して純水
装置６に供給する。純水装置６はフィルター，イオン交
換樹脂式浄水器，などを含み、混合水中に含まれる塩素
イオンなどの負イオンやカルシウムイオン，マグネシウ
ムイオンなどの陽イオン（金属イオン）、さらにはシリ
カや微生物などの固形不純物を除去したイオン交換水
（純水）１０Ｅとして冷却水循環系１０の例えば水蒸気
分離器４に補給する。
【０００５】ところで、純水装置６は混合水１０Ｂ中の
不純物イオンが負荷となってイオン交換樹脂のイオン吸
着性能が徐々に低下する。そこで、従来の装置では純水
装置６の出口側に電導度計１２を設け、その検出値が予
め定まる一定値，例えば０．１μＳ／ｃｍを越えたと
き、純水装置６のイオン交換樹脂を新しいものと交換す
ることにより、冷却水循環系１０内の純水の電導度およ
び不純物イオン濃度を一定レベルに保つ対策がとられて
いる。
不純物イオンが負荷となってイオン交換樹脂のイオン吸
着性能が徐々に低下する。そこで、従来の装置では純水
装置６の出口側に電導度計１２を設け、その検出値が予
め定まる一定値，例えば０．１μＳ／ｃｍを越えたと
き、純水装置６のイオン交換樹脂を新しいものと交換す
ることにより、冷却水循環系１０内の純水の電導度およ
び不純物イオン濃度を一定レベルに保つ対策がとられて
いる。
【０００６】また、冷却水循環系１０に補給された純水
１０Ｅには微量ながら不純物が残っており、これがスチ
ーム４Ｓを燃料改質装置２に供給する過程で徐々に濃縮
されるため、運転時間が経過するとともに冷却水１０Ａ
中の不純物濃度が上昇する。そこで、従来例では水蒸気
分離器４と回収塔５との間にブロー水系９を設け、ブロ
ー弁８を常時僅かに開くか，あるいは定期的にオンオフ
制御してブロー水を回収塔５に送り、その分純水装置６
から純水１０Ｅを補給して冷却水１０Ａ中の不純物濃度
の上昇を抑制する対策がとられている。
１０Ｅには微量ながら不純物が残っており、これがスチ
ーム４Ｓを燃料改質装置２に供給する過程で徐々に濃縮
されるため、運転時間が経過するとともに冷却水１０Ａ
中の不純物濃度が上昇する。そこで、従来例では水蒸気
分離器４と回収塔５との間にブロー水系９を設け、ブロ
ー弁８を常時僅かに開くか，あるいは定期的にオンオフ
制御してブロー水を回収塔５に送り、その分純水装置６
から純水１０Ｅを補給して冷却水１０Ａ中の不純物濃度
の上昇を抑制する対策がとられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来例においては、冷
却水循環系内の純水に含まれる不純物濃度の管理を手作
業によるブロー水の流量制御に頼っているため、例えば
燃料電池発電装置がオンサイト用電源装置として異なる
場所で複数台使用される場合、ブロー水の流量制御の仕
方によって水質管理がまちまちになり易く、これが原因
で冷却水１０Ａ中の不純物イオン濃度の上昇に伴って冷
却水の導電度が上昇すると、これに伴って単位セル間で
冷却水を介して発電電流の一部が漏れる液絡現象が発生
し、燃料電池発電装置の発電効率に差が生ずるという不
都合を生じ易くなる。また、カルシウム，マグネシウム
や固形不純物としてのシリカ濃度の上昇は冷却パイプや
冷却水循環系の内壁面でのスケールの発生を招き、熱交
換面での熱抵抗の増加によって燃料電池温度が上昇する
という悪影響が発生するとともに、剥離したスケールの
堆積により配管の流体抵抗が増加したり，あるいはバル
ブの閉塞を招くなどの不都合を生ずる燃料電池発電装置
も発生する。
却水循環系内の純水に含まれる不純物濃度の管理を手作
業によるブロー水の流量制御に頼っているため、例えば
燃料電池発電装置がオンサイト用電源装置として異なる
場所で複数台使用される場合、ブロー水の流量制御の仕
方によって水質管理がまちまちになり易く、これが原因
で冷却水１０Ａ中の不純物イオン濃度の上昇に伴って冷
却水の導電度が上昇すると、これに伴って単位セル間で
冷却水を介して発電電流の一部が漏れる液絡現象が発生
し、燃料電池発電装置の発電効率に差が生ずるという不
都合を生じ易くなる。また、カルシウム，マグネシウム
や固形不純物としてのシリカ濃度の上昇は冷却パイプや
冷却水循環系の内壁面でのスケールの発生を招き、熱交
換面での熱抵抗の増加によって燃料電池温度が上昇する
という悪影響が発生するとともに、剥離したスケールの
堆積により配管の流体抵抗が増加したり，あるいはバル
ブの閉塞を招くなどの不都合を生ずる燃料電池発電装置
も発生する。
【０００８】この発明の目的は、サイト間で冷却水の水
質管理に差がなく、かつ液絡現象やスケールの発生を未
然に防止できる水冷式燃料電池の冷却水補給装置を提供
することにある。
質管理に差がなく、かつ液絡現象やスケールの発生を未
然に防止できる水冷式燃料電池の冷却水補給装置を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、複数の単位セルと冷却
板の積層体からなる燃料電池と、この燃料電池の冷却板
に冷却水を循環する循環ポンプおよび水蒸気分離器を有
する冷却水循環系とを有する水冷式燃料電池における、
前記燃料電池の排ガス中水分の回収塔と、この回収塔に
前記水蒸気分離器からのブロー水を供給するブロー水系
と、この回収塔の回収水，ブロー水，および水道水の混
合水を浄化した純水に変換して前記冷却水循環系に供給
する純水装置とを備えた冷却水補給装置であって、前記
冷却水循環系の冷却水に含まれる不純物の濃度を検出す
るセンサーと、このセンサーの検出レベルが予め定まる
基準値を越えたとき前記ブロー水系のブロー水制御弁に
向けて開度指令を発する制御部とからなる冷却水の水質
制御システムを備える。
めに、請求項１に記載の発明は、複数の単位セルと冷却
板の積層体からなる燃料電池と、この燃料電池の冷却板
に冷却水を循環する循環ポンプおよび水蒸気分離器を有
する冷却水循環系とを有する水冷式燃料電池における、
前記燃料電池の排ガス中水分の回収塔と、この回収塔に
前記水蒸気分離器からのブロー水を供給するブロー水系
と、この回収塔の回収水，ブロー水，および水道水の混
合水を浄化した純水に変換して前記冷却水循環系に供給
する純水装置とを備えた冷却水補給装置であって、前記
冷却水循環系の冷却水に含まれる不純物の濃度を検出す
るセンサーと、このセンサーの検出レベルが予め定まる
基準値を越えたとき前記ブロー水系のブロー水制御弁に
向けて開度指令を発する制御部とからなる冷却水の水質
制御システムを備える。
【００１０】ここで、請求項２に記載の発明は、センサ
ーが導電度測定用センサーおよびシリカ濃度測定用セン
サーからなり、制御部が前記センサーのいずれかの検出
レベルが予め定まる基準値を越えたときブロー水制御弁
に向けて開度指令を発するよう構成すると良い。また、
請求項３に記載の発明は、制御部が予め定まる基準値を
大幅に越える異常な検出信号を検知したとき、異常報知
機に向けて報知指令を発する異常報知部を備えるよう構
成すると良い。
ーが導電度測定用センサーおよびシリカ濃度測定用セン
サーからなり、制御部が前記センサーのいずれかの検出
レベルが予め定まる基準値を越えたときブロー水制御弁
に向けて開度指令を発するよう構成すると良い。また、
請求項３に記載の発明は、制御部が予め定まる基準値を
大幅に越える異常な検出信号を検知したとき、異常報知
機に向けて報知指令を発する異常報知部を備えるよう構
成すると良い。
【００１１】
【作用】請求項１に記載の発明では、水質制御システム
が冷却水循環系内の冷却水に含まれる不純物の濃度をセ
ンサーで検出し、このセンサーの検出レベルが予め定ま
る基準値を越えたときブロー水制御弁に向けて開度指令
を発するようにしたので、従来設けられているブロー水
系，発電生成水の回収塔，および純水装置と連系して冷
却水循環系内の不純物の濃縮を自動的に防止する水質制
御機能が得られる。また、オンサイト電源用の複数の燃
料電池発電装置の冷却水補給装置がそれぞれ混合水の水
質やイオン交換樹脂の吸着能力に差を有する場合にも、
ブロー水量の制御によって各燃料電池発電装置の冷却水
循環系内の水質が一定レベルに自動的に保持される。
が冷却水循環系内の冷却水に含まれる不純物の濃度をセ
ンサーで検出し、このセンサーの検出レベルが予め定ま
る基準値を越えたときブロー水制御弁に向けて開度指令
を発するようにしたので、従来設けられているブロー水
系，発電生成水の回収塔，および純水装置と連系して冷
却水循環系内の不純物の濃縮を自動的に防止する水質制
御機能が得られる。また、オンサイト電源用の複数の燃
料電池発電装置の冷却水補給装置がそれぞれ混合水の水
質やイオン交換樹脂の吸着能力に差を有する場合にも、
ブロー水量の制御によって各燃料電池発電装置の冷却水
循環系内の水質が一定レベルに自動的に保持される。
【００１２】ここで、請求項２に記載の発明では、冷却
水中の不純物濃度を検出するセンサーを導電度測定用セ
ンサーおよびシリカ濃度測定用センサーとし、制御部が
いずれか一方のセンサーの検出レベルが予め定まる基準
値を越えたときブロー水制御弁に向けて開度指令を発す
るようにしたので、塩素イオン，カルシウムイオン，マ
グネシウムイオンなどの濃縮は導電度測定用センサーに
よってイオン導電度の低下として検出され、また導電度
の低下として検出できない固形不純物としてのシリカは
シリカ濃度測定用センサーによって検出される。したが
って、液絡現象の発生原因となる冷却水の導電度の低下
を防止する機能と、スケールの堆積の原因となるカルシ
ウムイオン，マグネシウムイオン，およびシリカの堆積
を防止する機能とを併せ持った精度の高い水質管理機能
が得られる。
水中の不純物濃度を検出するセンサーを導電度測定用セ
ンサーおよびシリカ濃度測定用センサーとし、制御部が
いずれか一方のセンサーの検出レベルが予め定まる基準
値を越えたときブロー水制御弁に向けて開度指令を発す
るようにしたので、塩素イオン，カルシウムイオン，マ
グネシウムイオンなどの濃縮は導電度測定用センサーに
よってイオン導電度の低下として検出され、また導電度
の低下として検出できない固形不純物としてのシリカは
シリカ濃度測定用センサーによって検出される。したが
って、液絡現象の発生原因となる冷却水の導電度の低下
を防止する機能と、スケールの堆積の原因となるカルシ
ウムイオン，マグネシウムイオン，およびシリカの堆積
を防止する機能とを併せ持った精度の高い水質管理機能
が得られる。
【００１３】また、請求項３に記載の発明では、制御部
が予め定まる基準値を大幅に越える異常な検出信号を検
知したとき、異常報知機に向けて報知指令を発する異常
報知部を備えるようにしたので、異常報知機のアラーム
を純水装置の能力低下を報知する信号と判断して、例え
ばフィルターのろ過材の交換やイオン交換樹脂の交換を
行うことにより、純水装置を常時清浄な状態に保持して
精度の高い水質管理を行うことができる。
が予め定まる基準値を大幅に越える異常な検出信号を検
知したとき、異常報知機に向けて報知指令を発する異常
報知部を備えるようにしたので、異常報知機のアラーム
を純水装置の能力低下を報知する信号と判断して、例え
ばフィルターのろ過材の交換やイオン交換樹脂の交換を
行うことにより、純水装置を常時清浄な状態に保持して
精度の高い水質管理を行うことができる。
【００１４】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
なお、従来例と同じ参照符号を付けた部材は従来例のそ
れと同じ機能をもつので、その説明を省略する。図１は
この発明の一実施例を水冷式りん酸型燃料電池発電装置
の冷却水補給装置を例に示す概略系統図である。図にお
いて、水質制御システム２０は、水蒸気分離器４内の冷
却水１０Ａのイオン導電度を検出する導電度測定用セン
サー２１、およびシリカ濃度測定用センサー２２と、い
ずれか一方のセンサーの検出レベルが予め定まる基準値
を越えたときブロー水制御弁２８に向けて開度指令２３
Ｓを発する制御部２３とで構成される。また、この水質
制御システム２０が、従来設けられているブロー水系
９，発電生成水の回収塔５，および純水装置６と連系動
作することにより、冷却水循環系１０内の冷却水１０Ａ
に含まれる不純物の濃縮を自動的に防止する機能を備え
た冷却水補給装置が構成される。
なお、従来例と同じ参照符号を付けた部材は従来例のそ
れと同じ機能をもつので、その説明を省略する。図１は
この発明の一実施例を水冷式りん酸型燃料電池発電装置
の冷却水補給装置を例に示す概略系統図である。図にお
いて、水質制御システム２０は、水蒸気分離器４内の冷
却水１０Ａのイオン導電度を検出する導電度測定用セン
サー２１、およびシリカ濃度測定用センサー２２と、い
ずれか一方のセンサーの検出レベルが予め定まる基準値
を越えたときブロー水制御弁２８に向けて開度指令２３
Ｓを発する制御部２３とで構成される。また、この水質
制御システム２０が、従来設けられているブロー水系
９，発電生成水の回収塔５，および純水装置６と連系動
作することにより、冷却水循環系１０内の冷却水１０Ａ
に含まれる不純物の濃縮を自動的に防止する機能を備え
た冷却水補給装置が構成される。
【００１５】即ち、実施例において、純水装置６で得ら
れるイオン交換水１０Ｅの導電度を０．１μＳ／ｃｍ，
シリカ濃度を０．０２ｐｐｍとした場合、制御部２３に
上記値の数倍程度の値を基準値として予め設定してお
く。この状態で発電運転が行われると、水蒸気分離器４
が分離したスチーム４Ｓを燃料改質装置２に供給する過
程で冷却水１０Ａ中の不純物イオンやシリカなどの固形
不純物が徐々に濃縮され、運転時間が経過するとともに
冷却水１０Ａ中の不純物濃度が徐々に上昇する。この実
施例の特徴は、液絡現象の発生原因となる塩素イオン，
カルシウムイオン，マグネシウムイオンなどの濃縮は導
電度測定用センサーによってイオン導電度の低下として
導電度測定用センサー２１で検出し、導電度測定用セン
サー２１で検出できないシリカなどの固形不純物はシリ
カ濃度測定用センサー２２で検出するようにした点にあ
る。したがって、いずれか一方の検出値がそれぞれの基
準値を越えると制御部２３からブロー水制御弁２８に向
けて開度指令２３Ｓが出力され、これに基づいてブロー
水１０Ｃの流量が制御され、その分，純水装置６で処理
された純水１０Ｅが水蒸気分離器４に還流されて冷却水
１０Ａ中の不純物濃度が希釈され、液絡現象による発電
性能の低下やスケールの堆積による冷却性能の低下を未
然に防止することができる。
れるイオン交換水１０Ｅの導電度を０．１μＳ／ｃｍ，
シリカ濃度を０．０２ｐｐｍとした場合、制御部２３に
上記値の数倍程度の値を基準値として予め設定してお
く。この状態で発電運転が行われると、水蒸気分離器４
が分離したスチーム４Ｓを燃料改質装置２に供給する過
程で冷却水１０Ａ中の不純物イオンやシリカなどの固形
不純物が徐々に濃縮され、運転時間が経過するとともに
冷却水１０Ａ中の不純物濃度が徐々に上昇する。この実
施例の特徴は、液絡現象の発生原因となる塩素イオン，
カルシウムイオン，マグネシウムイオンなどの濃縮は導
電度測定用センサーによってイオン導電度の低下として
導電度測定用センサー２１で検出し、導電度測定用セン
サー２１で検出できないシリカなどの固形不純物はシリ
カ濃度測定用センサー２２で検出するようにした点にあ
る。したがって、いずれか一方の検出値がそれぞれの基
準値を越えると制御部２３からブロー水制御弁２８に向
けて開度指令２３Ｓが出力され、これに基づいてブロー
水１０Ｃの流量が制御され、その分，純水装置６で処理
された純水１０Ｅが水蒸気分離器４に還流されて冷却水
１０Ａ中の不純物濃度が希釈され、液絡現象による発電
性能の低下やスケールの堆積による冷却性能の低下を未
然に防止することができる。
【００１６】また、オンサイト電源用の複数の燃料電池
発電装置の冷却水補給装置がそれぞれ混合水の水質やイ
オン交換樹脂の吸着能力に差を有する場合にも、ブロー
水の通流量の自動制御によって冷却水循環系１０内の水
質を一定レベルに保持できるので、複数台の燃料電池発
電装置の冷却水循環系の水質を労力を殆ど必要とせずに
一定レベルに管理できる利点が得られる。
発電装置の冷却水補給装置がそれぞれ混合水の水質やイ
オン交換樹脂の吸着能力に差を有する場合にも、ブロー
水の通流量の自動制御によって冷却水循環系１０内の水
質を一定レベルに保持できるので、複数台の燃料電池発
電装置の冷却水循環系の水質を労力を殆ど必要とせずに
一定レベルに管理できる利点が得られる。
【００１７】なお、導電度測定用センサー２１，シリカ
濃度測定用センサー２２のいずれが動作するかは混合水
１０Ｂの水質および純水装置６の不純物除去性能に関係
して決まる。したがって、この点に留意してセンサーの
組み合わせを決めることにより、導電度の低下に起因す
る液絡現象の発生，およびスケールの堆積を自動的に防
止できる高度な水質管理機能が得られる。また、逆に不
純物イオンの濃縮が起こり易い装置では導電度測定用セ
ンサーのみを設け，固形不純物が堆積し易い装置ではシ
リカ濃度測定用センサーのみを設け、水質制御システム
の構成を簡素化するようにしてもよい。
濃度測定用センサー２２のいずれが動作するかは混合水
１０Ｂの水質および純水装置６の不純物除去性能に関係
して決まる。したがって、この点に留意してセンサーの
組み合わせを決めることにより、導電度の低下に起因す
る液絡現象の発生，およびスケールの堆積を自動的に防
止できる高度な水質管理機能が得られる。また、逆に不
純物イオンの濃縮が起こり易い装置では導電度測定用セ
ンサーのみを設け，固形不純物が堆積し易い装置ではシ
リカ濃度測定用センサーのみを設け、水質制御システム
の構成を簡素化するようにしてもよい。
【００１８】一方、図１において、制御部２３が導電度
測定用センサー２１または金属イオン濃度測定用センサ
ー２２から予め定まる基準値を大幅に越える異常な検出
信号を受けたとき、図示しない異常報知機に向けて報知
指令２３Ａを出力するよう構成すれば、この異常報知機
のアラームを受けた運転員が純水装置に能力低下が発生
したものと判断して、例えばフィルターのろ過材の交換
やイオン交換樹脂の交換を行うことにより、水質制御シ
ステム２０を利用して純水装置６の保守タイミングをも
均等に管理することが可能になり、したがって、オンサ
イト電源用の複数の燃料電池発電装置の冷却水循環系の
水質管理をより一層均等化できる利点が得られる。
測定用センサー２１または金属イオン濃度測定用センサ
ー２２から予め定まる基準値を大幅に越える異常な検出
信号を受けたとき、図示しない異常報知機に向けて報知
指令２３Ａを出力するよう構成すれば、この異常報知機
のアラームを受けた運転員が純水装置に能力低下が発生
したものと判断して、例えばフィルターのろ過材の交換
やイオン交換樹脂の交換を行うことにより、水質制御シ
ステム２０を利用して純水装置６の保守タイミングをも
均等に管理することが可能になり、したがって、オンサ
イト電源用の複数の燃料電池発電装置の冷却水循環系の
水質管理をより一層均等化できる利点が得られる。
【００１９】
【発明の効果】この発明の水冷式燃料電池の冷却水補給
装置は前述のように、水冷式燃料電池の冷却水循環系に
イオン濃度測定用センサーおよびその制御部からなる水
質制御システムを設け、冷却水中のイオン濃度が規定値
を越えたときブロー水通流量を増すよう構成した。その
結果、冷却水補給装置がブロー水通流量に対応して自動
的に純水を補給し、冷却水中のイオン濃度を希釈するの
で、従来技術で問題になった冷却水中のイオン濃度の濃
縮が回避され、液絡現象やスケールの発生がなく安定し
た冷却性能が得られる冷却水補給装置を備えた水冷式燃
料電池発電装置を提供することができる。ことに、オン
サイト電源用の複数の燃料電池発電装置の冷却水補給装
置がそれぞれ混合水の水質やイオン交換樹脂の吸着能力
に差を有する場合にも、ブロー水の通流量の自動制御に
よって冷却水循環系内の水質を一定レベルに保持できる
ので、複数台の燃料電池発電装置の冷却水循環系の水質
を労力を殆ど必要とせずに一定レベルに管理できる利点
が得られる。
装置は前述のように、水冷式燃料電池の冷却水循環系に
イオン濃度測定用センサーおよびその制御部からなる水
質制御システムを設け、冷却水中のイオン濃度が規定値
を越えたときブロー水通流量を増すよう構成した。その
結果、冷却水補給装置がブロー水通流量に対応して自動
的に純水を補給し、冷却水中のイオン濃度を希釈するの
で、従来技術で問題になった冷却水中のイオン濃度の濃
縮が回避され、液絡現象やスケールの発生がなく安定し
た冷却性能が得られる冷却水補給装置を備えた水冷式燃
料電池発電装置を提供することができる。ことに、オン
サイト電源用の複数の燃料電池発電装置の冷却水補給装
置がそれぞれ混合水の水質やイオン交換樹脂の吸着能力
に差を有する場合にも、ブロー水の通流量の自動制御に
よって冷却水循環系内の水質を一定レベルに保持できる
ので、複数台の燃料電池発電装置の冷却水循環系の水質
を労力を殆ど必要とせずに一定レベルに管理できる利点
が得られる。
【００２０】さらに、導電度測定用センサーおよび金属
イオン濃度測定用センサーを設けることにより、両者の
相補作用を利用してより精度の高い水質管理を行える利
点が得られる。一方、水質制御システムにアラーム機能
を付加することにより、純水装置の保守タイミングをも
均等に管理することが可能になり、したがって、オンサ
イト電源用の複数の燃料電池発電装置の冷却水循環系の
水質管理をより一層均等化できる利点が得られる。
イオン濃度測定用センサーを設けることにより、両者の
相補作用を利用してより精度の高い水質管理を行える利
点が得られる。一方、水質制御システムにアラーム機能
を付加することにより、純水装置の保守タイミングをも
均等に管理することが可能になり、したがって、オンサ
イト電源用の複数の燃料電池発電装置の冷却水循環系の
水質管理をより一層均等化できる利点が得られる。
【図１】この発明の一実施例を水冷式りん酸型燃料電池
発電装置の冷却水補給装置を例に示す概略系統図
発電装置の冷却水補給装置を例に示す概略系統図
【図２】水冷式りん酸型燃料電池発電装置を例に示す従
来装置の概略系統図
来装置の概略系統図
１ 燃料電池 ２ 燃料改質装置 ３ 冷却板 ４ 水蒸気分離器 ５ 発電生成水の回収塔 ６ 純水装置 ８ ブロー弁 ９ ブロー水系 １０ 冷却水循環系 １０Ａ 冷却水 １０Ｂ 混合水 １０Ｅ 純水（イオン交換水） １１ 冷却水補給装置 １２ 導電度計 ２０ 水質制御システム ２１ 導電度測定用センサー ２２ 金属イオン濃度測定用センサー ２３ 制御部 ２３Ｓ 報知指令 ２８ ブロー水制御弁
Claims (3)
- 【請求項１】複数の単位セルと冷却板の積層体からなる
燃料電池と、この燃料電池の冷却板に冷却水を循環する
循環ポンプおよび水蒸気分離器を有する冷却水循環系と
を有する水冷式燃料電池における、前記燃料電池の排ガ
ス中水分の回収塔と、この回収塔に前記水蒸気分離器か
らのブロー水を供給するブロー水系と、この回収塔の回
収水，ブロー水，および水道水の混合水を浄化した純水
に変換して前記冷却水循環系に供給する純水装置とを備
えた冷却水補給装置であって、前記冷却水循環系の冷却
水に含まれる不純物の濃度を検出するセンサーと、この
センサーの検出レベルが予め定まる基準値を越えたとき
前記ブロー水系のブロー水制御弁に向けて開度指令を発
する制御部とからなる冷却水の水質制御システムを備え
たことを特徴とする水冷式燃料電池の冷却水補給装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の水冷式燃料電池の冷却水
補給装置において、センサーが導電度測定用センサーお
よびシリカ濃度測定用センサーからなり、制御部が前記
センサーのいずれかの検出レベルが予め定まる基準値を
越えたときブロー弁に向けて開度指令を発することを特
徴とする水冷式燃料電池の冷却水補給装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の水冷式燃料電池の冷却水
補給装置において、制御部が、予め定まる基準値を大幅
に越える異常な検出信号を検知したとき、異常報知機に
向けて報知指令を発する異常報知部を備えたことを特徴
とする水冷式燃料電池の冷却水補給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7168532A JPH0922716A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 水冷式燃料電池の冷却水補給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7168532A JPH0922716A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 水冷式燃料電池の冷却水補給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0922716A true JPH0922716A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15869774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7168532A Pending JPH0922716A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 水冷式燃料電池の冷却水補給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0922716A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-07-04 JP JP7168532A patent/JPH0922716A/ja active Pending
Cited By (21)
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