燃料电池系统技术方案

本发明专利技术提供燃料电池，该电池利用简单的结构不浪费能源并有效地抑制水体变质，在水供给功能和净化功能上不容易发生障碍。本发明专利技术具备使原料与水发生重整反应生成氢的氢生成部（１）、使所述氢生成部生成的氢与氧化剂发生电化学反应进行发电的燃料电池（５）、使冷却所述燃料电池用的水循环的冷却水循环部（７）、回收从所述氢生成部与所述燃料电池中的至少任何一的排出的水的水回收部（８）、贮存由所述水回收部回收的水的第１贮水部（９）、从所述第１贮水部取水并向所述氢生成部、所述燃料电池以及所述冷却水循环部中的至少任何一个供水的水供给部（３）、以及控制部（１０１），所述第１贮水部具备排水口（１２），并且还具备从所述冷却水循环部向所述第１贮水部补给水的水补给部（１０），所述控制部进行控制，以从所述第１贮水部的所述排水口排出水进行废弃处理，并且利用所述水补给部将水从所述冷却水循环部补给到所述第１贮水部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池系统
本专利技术涉及利用至少由碳及氢构成的有机化合物与水进行发电的燃料电池系统，特别是涉及能够有效抑制水体变质发展的燃料电池系统。
技术介绍
向来，能够高效率小规模发电的燃料电池系统，由于容易构筑利用发电时生成的热能的系统，因此作为能够实现较高的能量利用效率的分散型的发电系统正在得到开发研究。燃料电池系统具备燃料电池作为该发电部的主体。在该燃料电池中，作为发电用的燃料通常使用氢(氢气)。但是，作为该燃料电池发电所需要的氢的提供手段的基础设施现在还没有整备。因此，在已有的燃料电池系统中，设有生成发电所需要的氢用的氢生成装置。在该氢生成装置中，利用规定的重整反应重整天然气等化石燃料，借助于此，由化石燃料生成氢。也就是说，在已有的燃料电池系统中，将利用氢生成装置生成的氢作为发电用的燃料提供给燃料电池。而且，在燃料电池中，使用由氢生成装置提供的氢，进行能够输出规定的功率的发电。作为氢生成装置生成氢所使用的重整反应，通常使用水蒸汽重整反应。在该水蒸汽重整反应中，用水蒸汽对化石燃料进行重整，以此由化石燃料生成氢。因此，在燃料电池发电系统发电运行时，对氢生成装置提供发生水蒸气用的水。也就是说，为了使用燃料电池得到规定的功率，在该燃料电池系统的设置场所中确保水的供给源也是不可缺的。通常，作为向燃料电池系统提供水用的水提供手段，自来水使用合适。在这里，在将自来水作为水提供手段使用的情况下，从利用自来水管提供的水中彻底除去钙和氯等成分是必要的。其原因是由于钙的堆积或氯对配管的腐蚀，会使燃料电池系统的性能随着时间的经过而劣化。因此，在以往的燃料电池中，为了从自来水管提供的水中充分去除钙和氯等成分，设有具备离子交换树脂等的净水-->器。但是，如果使用具备离子交换树脂的净水器，则能够彻底除去水中含有的钙和氯等成分，但是随着使用时间的增加，离子交换树脂等的净化性能会劣化。也就是说，使用该离子交换树脂等的结构需要频繁地对净水器进行维修保养。这是燃料电池系统的运行成本恶化的主要原因。因此，在已有的燃料电池系统中，往往采用回收伴随燃料电池发电生成的水进行利用的，自主供水的形态。如果采用这种水由自己提供的形态，就不需要净水器，或能够减少给净水器造成的负荷，减少其维修保养频度，因此能够改善燃料电池系统的运行成本。但是，燃料电池系统内部回收的水不含氯等杀菌成分，另一方面，由于在含有微生物和杂菌以及他们所需要的养分(例如有机物等)的状态下进行回收，所以水体随着时间的经过而变质的可能性大。于是，如果水体变质时，会在回收水的水回收装置和提供水用的配管等的构成部件的内部发生流路闭塞或流路狭窄等流路障碍，该流路障碍会形成供水功能的障碍。因此，作为抑制在燃料电池系统内部回收的水的变质的发展的手段，已经提出了很多种抑制手段。例如，作为对燃料电池系统内部回收的水的变质的发展进行抑制的手段，提出了利用具有抗菌作用的金属材料构成提供或回收水等用的配管等的构成要素的手段(参照例如专利文献1)。又，作为对燃料电池系统内部水的变质进行抑制的手段，还提出了向燃料电池系统内部回收的水照射紫外线，以此杀灭水中含有的各种杂菌的手段(参照例如专利文献2)。又，作为对燃料电池系统内部水的变质的发展的抑制手段，还提出了将燃料电池系统内流通的水的酸度调整为强酸性，以此杀灭水中含有的杂菌等的手段(参照例如专利文献3)。又，作为对燃料电池系统内部的水的变质的发展的抑制手段，还提出了在水的流通路径上配置具有抗菌性的杀菌过滤器，利用该杀菌过滤器除去水中含有的杂菌等的手段(参照例如专利文献4)。又，作为对燃料电池系统内部的水的变质的发展的抑制手段，还提出了检测燃料电池系统的内部流通的水中是否产生微生物，当产生微生物时向水照射紫外线，以此杀灭水中含有的杂菌等的手段(参照例如专利文献5)。-->还有，作为对燃料电池系统内部的水的变质的发展的抑制手段，还提出了使燃料电池系统内部流通的水的温度上升到加热杀菌所必需的规定温度的手段(参照例如专利文献6)。在这种情况下，为了使水的温度上升到加热杀菌所必需的规定的温度，提出了利用从燃料电池排出的温度上升了的冷却水的热量，以减少加热水所需要的能量的手段(参照例如专利文献7)专利文献1：特开平8-22833号公报专利文献2：特开平9-63612号公报专利文献3：特开平9-306523号公报专利文献4：特开平8-63611号公报专利文献5：特开2002-270211号公报专利文献6：特开平8-138714号公报专利文献7：特开2002-270194号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题但是在上述已有的方案中，在利用具有抗菌作用的金属材料构成提供水或回收水用的配管等的方案中，由于抗菌作用形成的除菌效果长期持续，所以能够高效率地抑制回收的水的变质的发展，但是因为不能控制抗菌成分从金属材料中溶出，因此会有因使用条件的关系得不到合适的除菌效果的情况。而且，在抗菌成分从金属材料溶入回收的水中的情况下，会产生由于该溶出的抗菌成分的影响，增加离子交换树脂的负担的问题。又，在利用该抗菌作用的方案中，有时候因水中含有杂菌的种类的不同，不能够得到很彻底的除菌效果。又，在利用对燃料电池系统内部回收的水照射紫外线防止水的变质的方案、利用将燃料电池系统内部流通的水的酸度调整为强酸性防止水的变质的方案、以及利用抗菌性除菌过滤器除去水中含有的杂菌等以防止水的变质的方案中，在能够连续进行杀菌处理或除菌处理的情况下大致可以抑制水的变质的发展，但在这些方案中要彻底分解或除去回收的水中含有的有机物是困难的，所以会因为残留有机物而导致微生物或杂菌的繁殖，因此会具有水变质的情况。例如，在燃料电池系统长时间停止发电运行的情况下，由于不能够进行上述杀菌处理或除菌处理，因此回收的水发生变质的概率变高。-->又，在通过使燃料电池系统内部流通的水的温度上升到加热杀菌所需的规定的温度以防止水的变质的方案中，能够以比较简单的结构有效地抑制水的变质，但是必须使水的温度上升到加热杀菌所需的规定的温度，所以会增加能量的消耗。例如，在为了将水加热到规定的温度而使用电加热器等的情况下，为使该电加热器发热，消耗了更多的电能。在这种情况下，如果采用利用从燃料电池排出的温度上升了的冷却水的热量，就可以使水的温度上升到加热杀菌所需的规定的温度，能够不发生二次能量消耗，但是通常使用温度上升的冷却水的情况下，由于将伴随发电而产生的热能的几乎全部用于上述水的加热，所以也就减少为提供热水等而可能使用的热能。还有，在使水的温度上升到加热杀菌所需的规定温度的方案中，在经常加热燃料电池系统内部循环的水的情况下，由于该加热并且循环的高温状态的水，离子交换树脂等有可能会因热而劣化。本专利技术是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于，提供能够以简单的结构不浪费能量地有效地抑制水变质的发展的，水的提供功能以及净化功能不容易发生障碍的燃料电池系统。解决课题用的手段本专利技术是鉴于上述情况而作出的，本专利技术的燃料电池系统具备使原料与水发生重整反应生成氢的氢生成部、使在所述氢生成部生成的氢与氧化剂发生电化学反应进行发电的燃料电池、使冷却所述燃料电池用的水循环的冷却水循环部、回收由所述氢生成部以及所述燃料电池的至少任意一个排出的水的水回收部、贮存由所述水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，其特征在于，具备使原料和水发生重整反应生成氢的氢生成部、使在所述氢生成部生成的氢与氧化剂发生电化学反应进行发电的燃料电池、使冷却所述燃料电池用的水循环的冷却水循环部、回收由所述氢生成部及所述燃料电池的至少任意一个排 出的水的水回收部、贮存由所述水回收部回收的水的第１贮水部、从所述第１贮水部取水并向所述氢生成部、所述燃料电池和所述冷却水循环部中的至少任意一个提供水的水供给部、以及控制部；所述第１贮水部具备排水口，还具备将水从所述冷却水循环 部补充到所述第１贮水部的水补给部，所述控制部进行控制，以从所述第１贮水部的所述排水口排出水进行废弃处理，并且利用所述水补给部由所述冷却水循环部将水补充到所述第１贮水部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-1-30 022882/20041.一种燃料电池系统，其特征在于，具备使原料和水发生重整反应生成氢的氢生成部、使在所述氢生成部生成的氢与氧化剂发生电化学反应进行发电的燃料电池、使冷却所述燃料电池用的水循环的冷却水循环部、回收由所述氢生成部及所述燃料电池的至少任意一个排出的水的水回收部、贮存由所述水回收部回收的水的第1贮水部、从所述第1贮水部取水并向所述氢生成部、所述燃料电池和所述冷却水循环部中的至少任意一个提供水的水供给部、以及控制部；所述第1贮水部具备排水口，还具备将水从所述冷却水循环部补充到所述第1贮水部的水补给部，所述控制部进行控制，以从所述第1贮水部的所述排水口排出水进行废弃处理，并且利用所述水补给部由所述冷却水循环部将水补充到所述第1贮水部。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述控制部进行控制，以将所述第1贮水部的至少一部分水从所述排水口排出进行废弃处理，并且利用所述水补给部将相当于所述至少一部分的水的水量从所述冷却水循环部补给到所述第1贮水部。3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述控制部进行控制，以在所述燃料电池的发电运行停止时从所述第1贮水部的所述排水口排出水进行废弃处理，并且利用所述水补给部将水从所述冷却水循环部补给到所述第1贮水部。4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其特征在于，所述控制部进行控制，以在所述燃料电池的发电运行刚停止时从所述第1贮水部的所述排水口排出水进行废弃处理，并且在所述燃料电池的发电运行将开始时利用所述水补给部将水从所述冷却水循环部补给到所述第1贮水部。5.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述控制部进行控制，以在所述燃料电池进行发电运行时以预...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹈饲邦弘，近藤由美，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]