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公開番号2025135454
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024033306
出願日2024-03-05
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 20160101AFI20250910BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】濾過部の詰まりを好適に解消できる燃料電池システムを提供する。
【解決手段】改質用水としての水から濾過によって不純物を除去する濾過部25と、水供給路13と、を備え、水供給路13は、改質用水タンク4と濾過部25とを繋ぐ第1供給路31と、濾過部25と電池冷却水タンク3とを繋ぐ第2供給路32と、を有しており、水供給ポンプ14は、第2供給路32に設けられていると共に、濾過部25から電池冷却水タンク3へ向かう方向に水を送る正方向動作と、電池冷却水タンク3から濾過部25へ向かう方向に水を送る逆方向動作と、が可能であり、制御装置Cは、燃料電池1を発電運転させる発電処理と、水供給ポンプ14に逆方向動作を実行させる逆方向処理と、を互いに重複しないタイミングで行うように構成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
燃料電池と、
前記燃料電池に供給する水素を含む燃料ガスを水蒸気改質により生成する燃料処理装置と、
前記燃料電池の発電運転によって排出される熱を回収する電池冷却水として用いられる水を貯える電池冷却水タンクと、
前記水蒸気改質に用いられる改質用水としての水を貯える改質用水タンクと、
前記改質用水タンクから前記燃料処理装置へ送られる前記改質用水としての水から濾過によって不純物を除去する濾過部と、
前記改質用水タンクに貯えられている水が前記電池冷却水タンクに供給される場合に流れる水供給路と、
前記水供給路に設けられた水供給ポンプと、
制御装置と、を備え、
前記水供給路は、前記改質用水タンクと前記濾過部とを繋ぐ第１供給路と、前記濾過部と前記電池冷却水タンクとを繋ぐ第２供給路と、を有しており、
前記水供給ポンプは、前記第２供給路に設けられていると共に、前記濾過部から前記電池冷却水タンクへ向かう方向に水を送る正方向動作と、前記電池冷却水タンクから前記濾過部へ向かう方向に水を送る逆方向動作と、が可能であり、
前記制御装置は、前記燃料電池を発電運転させる発電処理と、前記水供給ポンプに前記逆方向動作を実行させる逆方向処理と、を互いに重複しないタイミングで行うように構成されている燃料電池システム。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記改質用水タンクから前記燃料処理装置へ送られる前記改質用水としての水からイオン交換によって不純物を除去するイオン交換部を備え、
前記イオン交換部は、前記水供給路において、前記濾過部と前記水供給ポンプとの間に設けられている請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記第１供給路は、前記改質用水タンクのうち、前記改質用水タンクの底部以外の部分に接続されている請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記発電処理の実行中に、前記燃料電池の発電運転に関する異常の発生を判定する異常判定処理を行うように構成されており、
前記異常判定処理で異常が発生したことが判定された場合、前記制御装置は、前記燃料電池の発電運転の停止中に、第１処理と、前記第１処理よりも後に行われる第２処理と、を行い、
前記第１処理は、前記逆方向処理を行った後で前記逆方向処理を停止する処理であり、
前記第２処理は、前記発電処理を再開する処理であり、
前記制御装置は、前記第２処理が行われた後に、異常が解消したか否かを判定する処理である解消判定処理を行うように構成されている請求項１または２に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記第２供給路に設けられた分岐部と、
前記分岐部と前記燃料処理装置とを繋ぐ改質用水流路と、を備え、
前記分岐部は、前記水供給ポンプが前記正方向動作を実行しているときにおける前記水供給ポンプの上流側に位置しており、
前記改質用水タンクからの水が前記分岐部を介して前記燃料処理装置へ供給される状態と、前記改質用水タンクからの水が前記分岐部を介して前記電池冷却水タンクへ供給される状態と、の間で状態切替可能である請求項１または２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、燃料電池と、その燃料電池に供給する水素を含む燃料ガスを水蒸気改質により生成する燃料処理装置とを備える燃料電池システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２０１２－１０９０９４号公報）に記載の燃料電池システムは、燃料電池と、その燃料電池に供給する水素を含む燃料ガスを水蒸気改質により生成する燃料処理装置とを備える。また、この燃料電池システムは、燃料電池の発電運転によって排出される熱を回収する電池冷却水として用いられる水を貯える電池冷却水タンク（特許文献１では「冷却水タンク」）と、電池冷却水として用いられる水が燃料電池と電池冷却水タンクとの間で循環する冷却水循環路（特許文献１では「冷却水流路」）と、冷却水循環路で電池冷却水として用いられる水を循環させる冷却水ポンプ（特許文献１では「第２ポンプ」）とを備える。加えて、この燃料電池システムは、水蒸気改質に用いられる改質用水としての水を貯える改質用水タンク（特許文献１では「回収水タンク」）と、改質用水タンクに貯えられている水が電池冷却水タンクに供給される場合に流れる水供給路（特許文献１では「第１流路」）と、改質用水タンクに貯えられている水を水供給路に流す水供給ポンプ（特許文献１では「第１ポンプ」）とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－１０９０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の燃料電池システムにおいて、改質用水タンクから燃料処理装置へ送られる改質用水としての水から濾過によって不純物を除去する濾過部を設けると共に、水供給路が、改質用水タンクと濾過部とを繋ぐ第１供給路と、濾過部と電池冷却水タンクとを繋ぐ第２供給路と、を有するように構成することが考えられる。この構成であれば、濾過部によって不純物を除去することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、この構成では、改質用水の流路（例えば改質用水タンク内や第１供給路）において自然由来のバクテリア（例えばシュードモナス属など）等の菌が増殖した場合に、菌によってバイオフィルムが形成されると共に、バイオフィルムが濾過部に付着する可能性がある。その結果、バイオフィルムにより濾過部が詰まって（閉塞して）しまう事態が想定される。
【０００６】
本発明の目的は、濾過部の詰まりを好適に解消できる燃料電池システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴は、燃料電池と、前記燃料電池に供給する水素を含む燃料ガスを水蒸気改質により生成する燃料処理装置と、前記燃料電池の発電運転によって排出される熱を回収する電池冷却水として用いられる水を貯える電池冷却水タンクと、前記水蒸気改質に用いられる改質用水としての水を貯える改質用水タンクと、前記改質用水タンクから前記燃料処理装置へ送られる前記改質用水としての水から濾過によって不純物を除去する濾過部と、前記改質用水タンクに貯えられている水が前記電池冷却水タンクに供給される場合に流れる水供給路と、前記水供給路に設けられた水供給ポンプと、制御装置と、を備え、前記水供給路は、前記改質用水タンクと前記濾過部とを繋ぐ第１供給路と、前記濾過部と前記電池冷却水タンクとを繋ぐ第２供給路と、を有しており、前記水供給ポンプは、前記第２供給路に設けられていると共に、前記濾過部から前記電池冷却水タンクへ向かう方向に水を送る正方向動作と、前記電池冷却水タンクから前記濾過部へ向かう方向に水を送る逆方向動作と、が可能であり、前記制御装置は、前記燃料電池を発電運転させる発電処理と、前記水供給ポンプに前記逆方向動作を実行させる逆方向処理と、を互いに重複しないタイミングで行うように構成されていることにある。
【０００８】
本構成によれば、濾過部における第１供給路側の部分にバイオフィルムが付着している状態において、水供給ポンプが逆方向動作を実行すると、第２供給路から濾過部を経由して第１供給路へ向かう水の流れにより、バイオフィルムが濾過部から離脱する。
【０００９】
また、本構成によれば、逆方向動作は、発電運転中には実行されない。これにより、逆方向動作によって発電運転に支障が生じることを回避できる。
【００１０】
以上のことから、本構成によれば、逆方向動作によって発電運転に支障が生じることを回避しながら、濾過部からバイオフィルムを除去することができる。これにより、濾過部の詰まりを好適に解消できる燃料電池システムを実現できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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