(57)【要約】【課題】簡単な構成で、凝縮水への雑菌の繁殖とイオン交換樹脂の劣化を抑制し、耐久性に優れた燃料電池システムを提供することを目的とする。【解決手段】凝縮水を貯留する凝縮水タンク２５と、凝縮水を加熱殺菌するヒータ２７と、冷却水が循環する冷却水循環流路８に設けられた冷却水タンク２３と、凝縮水タンク２５内の凝縮水を冷却水として冷却水タンク２３に補給するための水供給管１５と、凝縮水タンク２５内の凝縮水を水供給管１５を通して冷却水タンク２３に送るポンプ２４と、水供給管１５の途中に設けられ凝縮水タンク２５からの凝縮水を処理するイオン交換樹脂２６と、凝縮水タンク２５とイオン交換樹脂２６との間に設けられイオン交換樹脂２６に送られる凝縮水を冷却する凝縮水冷却手段１１とを有する。【選択図】図１
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【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燃料ガスを生成する燃料処理装置と、前記燃料電池から排出されるオフガスと前記燃料処理装置での燃焼により発生する排ガスとから得た凝縮水を貯留する凝縮水タンクと、前記凝縮水タンク内の凝縮水を加熱殺菌するためのヒータと、前記燃料電池で発電に伴って発生する熱を回収して前記燃料電池を所定温度に保つための冷却水が循環する冷却水循環流路に設けられた冷却水タンクと、前記凝縮水タンク内の凝縮水を冷却水として前記冷却水タンクに補給するための水供給管と、前記凝縮水タンク内の凝縮水を前記水供給管を通して前記冷却水タンクに送るポンプと、前記水供給管の途中に設けられ前記凝縮水タンクからの凝縮水を処理するイオン交換樹脂と、前記凝縮水タンクと前記イオン交換樹脂との間に設けられ前記イオン交換樹脂に送られる凝縮水を冷却する凝縮水冷却手段とを有する燃料電池システム。
【請求項２】
貯湯タンクと、前記貯湯タンクから流出した貯湯水が前記貯湯タンク内に戻るように貯湯水を循環させるための貯湯水循環流路と、前記冷却水循環流路を循環する冷却水と前記貯湯水循環流路を循環する貯湯水との間で熱交換させる冷却水熱交換器とを備え、
さらに前記凝縮水冷却手段として前記冷却水循環流路を循環する冷却水と熱交換する前の前記貯湯水循環流路を流れる貯湯水と前記イオン交換樹脂に送られる凝縮水とを熱交換させる凝縮水熱交換器を有する請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記貯湯水循環流路を循環する貯湯水との熱交換により前記燃料電池から排出されるオフガスの排熱を回収するとともに前記オフガスから凝縮水を得るオフガス熱交換器と、前記貯湯水循環流路を循環する貯湯水との熱交換により前記燃料処理装置からの排ガスの排熱を回収するとともに前記排ガスから凝縮水を得る排ガス熱交換器とを備え、前記凝縮水熱交換器は、前記オフガス熱交換器および前記排ガス熱交換器よりも前記貯湯水循環流路の上流側に位置する請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
前記貯湯タンクから流出した貯湯水の温度を検知する貯湯水温度検知手段と、前記貯湯水温度検知手段が検知した温度が所定温度より高い場合に前記ポンプを停止させるポンプ制御手段とを有する請求項２または３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
前記貯湯タンクから流出した貯湯水の温度を検知する貯湯水温度検知手段と、前記凝縮水タンク内の凝縮水を前記凝縮水熱交換器を経由させずに前記イオン交換樹脂に送るためのバイパス管と、前記凝縮水タンク内の凝縮水を前記バイパス管に流すか前記凝縮水熱交換器に流すかを切り換える流路切換手段と、前記流路切換手段を制御する流路切換制御手段とを備え、前記流路切換制御手段は、前記貯湯水温度検知手段が検知した温度が所定温度より高いか前記凝縮水タンク内の凝縮水の温度より高い場合に前記凝縮水タンク内の凝縮水を前記バイパス管に流し、前記貯湯水温度検知手段が検知した温度が所定温度以下もしくは前記凝縮水タンク内の凝縮水の温度以下より高い場合に前記凝縮水タンク内の凝縮水を前記凝縮水熱交換器に流す請求項２または３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、燃料電池の発電に伴って発生する熱を回収利用して温水を生成する燃料電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃料電池は、水素と酸素の直接反応により電気エネルギーを生成するものであり、発電効率が高く、大気汚染物質もほとんど排出しないクリーンな発電装置として期待されている。特に、発電時に発生する熱を給湯や暖房などに回収利用する燃料電池システムは、総合的なエネルギー効率が高く、省エネルギー機器としての普及が望まれている。
【０００３】
以下に、従来の燃料電池システムの構成について、図３を用いて説明する。
【０００４】
図３に示すように、燃料処理装置５２は、例えば、メタンなどの原料ガスを水蒸気で改質することにより、燃料電池５１の燃料ガスとなる水素を生成する。そして、燃料電池５１は、燃料処理装置５２で生成された水素をアノード６２に、空気ブロワなどにより供給された空気中の酸素をカソード６３に通流させ、電気化学的に反応させることで発電を行う。
【０００５】
また、図３に示すように、貯湯タンク５３および貯湯ポンプ５４と、燃料処理装置５２の排ガスから熱回収を行う排ガス熱交換器５５と、燃料電池５１のカソード６３の出口に設けたオフガス熱交換器５６と、燃料電池５１の冷却水熱交換器５７とを、この順番に配管接続し、貯湯タンク５３の貯湯水を加熱するように貯湯水循環流路５９を構成している。そして、冷却水循環ポンプ６０は、冷却水タンク７３に貯蔵された冷却水を、燃料電池５１内部の冷却部６４と冷却水熱交換器５７とを接続した冷却水循環流路５８に循環させる。
【０００６】
このとき、オフガス熱交換器５６において燃料電池５１のカソードオフガスを冷却することにより得られた凝縮水と、排ガス熱交換器５５において燃料処理装置２の排ガスを冷却することにより得られた凝縮水とは、気液分離器７０においてカソードオフガスおよび排ガスと分離される。そして、分離された凝縮水は、凝縮水タンク７５に回収され、ポンプ７４により冷却水タンク７３に補給されて、燃料電池５１の冷却水として利用される。なお、凝縮水タンク７５に回収された凝縮水は、排ガスからの炭酸成分や若干の不純物を含むため、水処理装置を構成するイオン交換樹脂７６を介して純水化され、冷却水タンク７３に供給される。
【０００７】
しかし、凝縮水タンク７５内に回収された凝縮水は、若干の不純物を有する略純水であり、市水のように殺菌作用を有する塩素成分などを含んでいない。また、凝縮水タンク７５は一般に外気に開放されている。そのため、凝縮水タンク７５内の凝縮水は、雑菌が繁殖しやすい環境にある。そして、凝縮水に雑菌が大量に繁殖すると、ポンプ７４や純水処理装置としてのイオン交換樹脂７６に、つまりなどを引き起こして冷却水の供給を阻害する。その結果、冷却水タンク７３内の冷却水不足の原因となっている。
【０００８】
そこで、上記課題を解決するために、凝縮水タンク７５に貯留した凝縮水をヒータ７７などの加熱手段により定期的に加熱して殺菌し、凝縮水内での雑菌などの微生物の繁殖を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−１３８７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の構成では、凝縮水の純水化処理に用いられるイオン交換樹脂７６は一般に加熱により劣化しやすいため、温水の流入によりイオン交換樹脂７６が劣化して、十分な純水が冷却水タンク７３に供給されないという課題があった。
【００１１】
これは、以下の理由によるものである。つまり、燃料電池システムに用いられるイオン交換樹脂７６は、一般に、熱の影響を受けやすいため、例えば陽イオン交換樹脂の最高操作温度は１００℃程度であり、陰イオン交換樹脂は５０℃程度に制限した状態で用いることが好ましい。なぜなら、例えば操作温度を超えた温度条件で連続的にイオンを除去すると、熱分解により交換基が脱離してイオン交換樹脂の性能が低下して、イオンがそのまま流出する、いわゆるイオン破過の状態となる。具体的には、凝縮水タンク７５内の凝縮水の温度が、例えば７０℃以上と高い状態で、直接イオン交換樹脂７６に供給すると、熱によるイオン交換樹脂７６の劣化が促進され、比較的短い期間でイオン破過に至るからである。
【００１２】
また、冷却水タンク７３内の冷却水が十分に清浄でないと、燃料電池５１の寿命低下を引き起こす可能性がある。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で、凝縮水への雑菌の繁殖とイオン交換樹脂の劣化を抑制し、耐久性に優れた燃料電池システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記従来の課題を解決するために、本発明の燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池に供給する燃料ガスを生成する燃料処理装置と、燃料電池から排出されるオフガスと燃料処理装置での燃焼により発生する排ガスとから得た凝縮水を貯留する凝縮水タンクと、凝縮水タンク内の凝縮水を加熱殺菌するためのヒータと、燃料電池で発電に伴って発生する熱を回収して燃料電池を所定温度に保つための冷却水が循環する冷却水循環流路に設けられた冷却水タンクと、凝縮水タンク内の凝縮水を冷却水として冷却水タンクに補給するための水供給管と、凝縮水タンク内の凝縮水を水供給管を通して冷却水タンクに送るポンプと、水供給管の途中に設けられ凝縮水タンクからの凝縮水を処理にするイオン交換樹脂と、凝縮水タンクとイオン交換樹脂との間に設けられイオン交換樹脂に送られる凝縮水を冷却する凝縮水冷却手段とを有する。
【００１５】
これにより、凝縮水タンク内の凝縮水をヒータで加熱して微生物の繁殖を抑制することができる。また、イオン交換樹脂に送られる凝縮水を冷却することでイオン交換樹脂の温度による劣化を抑制し、消耗部品であるイオン交換樹脂の長寿命化を図ることができる。その結果、簡単な構成で、耐久性に優れた燃料電池システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、簡単な構成で、耐久性に優れた燃料電池システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成図
【図２】本発明の実施の形態２における燃料電池システムの構成図
【図３】従来の燃料電池システムの構成を説明する構成図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、燃料電池と、燃料電池に供給する燃料ガスを生成する燃料処理装置と、燃料電池から排出されるオフガスと燃料処理装置での燃焼により発生する排ガスとから得た凝縮水を貯留する凝縮水タンクと、凝縮水タンク内の凝縮水を加熱殺菌するためのヒータと、燃料電池で発電に伴って発生する熱を回収して燃料電池を所定温度に保つための冷却水が循環する冷却水循環流路に設けられた冷却水タンクと、凝縮水タンク内の凝縮水を冷却水として冷却水タンクに補給するための水供給管と、凝縮水タンク内の凝縮水を水供給管を通して冷却水タンクに送るポンプと、水供給管の途中に設けられ凝縮水タンクからの凝縮水を処理するイオン交換樹脂と、凝縮水タンクとイオン交換樹脂との間に設けられイオン交換樹脂に送られる凝縮水を冷却する凝縮水冷却手段とを有する燃料電池システムである。
【００１９】
これにより、凝縮水タンク内の凝縮水をヒータで加熱して微生物の繁殖を抑制することができる。また、イオン交換樹脂に送られる凝縮水を冷却することでイオン交換樹脂の温度による劣化を抑制し、消耗部品であるイオン交換樹脂の長寿命化を図ることができる。その結果、簡単な構成で、耐久性に優れた燃料電池システムを提供することができる。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明において、貯湯タンクと、貯湯タンクから流出した貯湯水が貯湯タンク内に戻るように貯湯水を循環させるための貯湯水循環流路と、冷却水循環流路を循環する冷却水と貯湯水循環流路を循環する貯湯水との間で熱交換させる冷却水熱交換器とを備え、さらに凝縮水冷却手段として冷却水循環流路を循環する冷却水と熱交換する前の貯湯水循環流路を流れる貯湯水とイオン交換樹脂に送られる凝縮水とを熱交換させる凝縮水熱交換器を有する燃料電池システムである。
【００２１】
これにより、貯湯タンクからの貯湯水で、容易にイオン交換樹脂に送られる凝縮水を冷却することできる。また、ヒータで加熱された凝縮水の熱を貯湯水に回収することができる。
【００２２】
第３の発明は、第２の発明において、貯湯水循環流路を循環する貯湯水との熱交換により燃料電池から排出されるオフガスの排熱を回収するとともにオフガスから凝縮水を得るオフガス熱交換器と、貯湯水循環流路を循環する貯湯水との熱交換により燃料処理装置からの排ガスの排熱を回収するとともに排ガスから凝縮水を得る排ガス熱交換器とを備え、凝縮水熱交換器は、オフガス熱交換器および排ガス熱交換器よりも貯湯水循環流路の上流側に位置する燃料電池システムである。
【００２３】
これにより、貯湯タンクから送られる貯湯水を最も温度の低い状態で利用することで、ヒータで加熱された凝縮水の冷却および熱回収を効率良く行うことができる。
【００２４】
第４の発明は、第２または第３の発明において、貯湯タンクから流出した貯湯水の温度を検知する貯湯水温度検知手段と、貯湯水温度検知手段が検知した温度が所定温度より高い場合にポンプを停止させるポンプ制御手段とを有する燃料電池システムである。
【００２５】
これにより、イオン交換樹脂への高温の凝縮水の供給を確実に防止することができる。
【００２６】
第５の発明は、第２または第３の発明において、貯湯タンクから流出した貯湯水の温度を検知する貯湯水温度検知手段と、凝縮水タンク内の凝縮水を凝縮水熱交換器を経由させずにイオン交換樹脂に送るためのバイパス管と、凝縮水タンク内の凝縮水をバイパス管に流すか凝縮水熱交換器に流すかを切り換える流路切換手段と、流路切換手段を制御する流
路切換制御手段とを備え、流路切換制御手段は、貯湯水温度検知手段が検知した温度が所定温度より高いか凝縮水タンク内の凝縮水の温度より高い場合に凝縮水タンク内の凝縮水をバイパス管に流し、貯湯水温度検知手段が検知した温度が所定温度以下もしくは凝縮水タンク内の凝縮水の温度以下より高い場合に凝縮水タンク内の凝縮水を凝縮水熱交換器に流すものである。
【００２７】
例えば、貯湯タンクの沸き終り時のように、貯湯タンクから供給される貯湯水の温度が比較的高い条件では、貯湯水により凝縮水が冷却されず、反対に加熱されるような場合がある。
【００２８】
これにより、凝縮水の温度が低い場合に、冷却水タンクへの冷却水の補給を行うことができる。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３０】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１の燃料電池システムについて、図１を用いて説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態１における燃料電池システムの構成図である。
【００３２】
図１に示すように、本実施の形態の燃料電池システムは、燃料電池１と燃料処理装置２と貯湯タンク３と、を少なくとも有している。そして、貯湯タンク３からの貯湯水は、貯湯ポンプ４により、燃料処理装置２の排ガスの排熱を回収する排ガス熱交換器５と、燃料電池１のカソードオフガスの排熱を回収するオフガス熱交換器６と、燃料電池１の冷却水の排熱を回収する冷却水熱交換器７と、以下で説明する凝縮水冷却手段１１である凝縮水熱交換器とを介して貯湯タンク３に戻る貯湯水循環流路９を備える。以下では、凝縮水冷却手段１１を凝縮水熱交換器１１と記して説明する。
【００３３】
さらに、本実施の形態の燃料電池システムは、内部にヒータを有するとともに、凝縮水温度検知手段２１を備えた凝縮水タンク２５と、水供給管１５を介して冷却水タンク２３に凝縮水を送るポンプ２４と、凝縮水を略純水に処理するイオン交換樹脂２６と、凝縮水タンク２５とイオン交換樹脂２６との間に設けられた凝縮水を冷却する凝縮水熱交換器１１とを有している。
【００３４】
ここで、凝縮水タンク２５は、燃料電池１から排出されるオフガスと燃料処理装置２での燃焼により発生する排ガスとから得た凝縮水を貯留する。ヒータ２７は、凝縮水タンク２５内の凝縮水を加熱殺菌する。水供給管１５は、凝縮水タンク２５内の凝縮水を冷却水として冷却水タンク２３に補給する。ポンプ２４は、凝縮水タンク２５内の凝縮水を水供給管１５を通して冷却水タンク２３に送る。イオン交換樹脂２６は、水供給管１５の途中に設けられ凝縮水タンク２５からの凝縮水を略純水に処理する。凝縮水温度検知手段２１は、凝縮水タンク２５内の凝縮水の温度を検出する。
【００３５】
そして、凝縮水熱交換器１１は、凝縮水タンク２５とイオン交換樹脂２６との間で排ガス熱交換器５よりも上流側の位置に設けられ、凝縮水タンク２５内の凝縮水の温度が所定温度（例えば、４０℃）以上の場合にイオン交換樹脂２６に送られる凝縮水を冷却する。つまり、凝縮水熱交換器１１は、貯湯水循環流路９において、冷却水熱交換器７、オフガス熱交換器６および排ガス熱交換器５よりも上流側に設けられる。ここで、冷却水熱交換器７は燃料電池１の冷却水の排熱を回収し、オフガス熱交換器６は貯湯水循環流路９を循環する貯湯水との熱交換により燃料電池１から排出されるオフガスの排熱を回収するとと
もに、オフガスから凝縮水を生成する。また、オフガス熱交換器６は、貯湯水循環流路９を循環する貯湯水との熱交換により燃料処理装置２からの排ガスの排熱を回収するとともに、排ガスから凝縮水を生成する。なお、凝縮水熱交換器１１としては、例えば二重管式やシェルアンドチューブ式、プレート式などの熱交換器を用いられる。
【００３６】
また、燃料電池１は、燃料処理装置２で生成された燃料ガス（例えば、水素）と、空気ブロワなどから送られた空気中の酸素とを、燃料極であるアノード１２および酸素極であるカソード１３において電気化学的に反応させて発電を行う。そして、燃料電池１は、同時に、燃料ガスと酸素との反応により水を生成するため、燃料電池１のカソード１３からは水蒸気成分を多く含んだオフガスを排出する。
【００３７】
一方、燃料処理装置２は、メタンやプロパンなどの原料ガスから、触媒による改質反応（例えば水蒸気改質反応）により水素を生成し、燃料電池１のアノード１２に送出する。そして、燃料処理装置２は、一般に、原料ガスの燃焼熱を用いて改質反応を促進するため、水蒸気成分を多く含んだ燃焼排ガスを排出する。
【００３８】
さらに、燃料電池１の冷却部１４には、冷却水循環ポンプ１０により、冷却水タンク２３に貯蔵された冷却水が供給され、冷却水循環流路８によって冷却水熱交換器７との間を循環する。
【００３９】
また、本実施の形態の燃料電池システムは、貯湯タンク３から流出した貯湯水の温度を検知する貯湯水温度検知手段２８と、ポンプ制御手段２９を備えている。そして、ポンプ制御手段２９は、貯湯水温度検知手段２８が検知した温度が所定温度（例えば、４０℃）より高い場合にポンプ２４を停止させる。
【００４０】
この場合、貯湯タンク３内の下部の貯湯水は、貯湯ポンプ４により貯湯水循環流路９に送られ、排ガス熱交換器５で燃料処理装置２から排出される燃焼排ガスの熱を回収し昇温される。そして、オフガス熱交換器６で燃料電池１のカソード１３から排出されるカソードオフガスの熱を回収し昇温される。さらに、冷却水熱交換器７で、冷却水循環流路８を循環する燃料電池１の冷却水の熱を回収し昇温される。最後に、貯湯タンク３の上部に送られ、貯湯タンク３内に温度成層を形成する。
【００４１】
そして、貯湯タンク３からの出湯は、貯湯タンク３下部から水道水を供給し、上部から高温の湯を押し出すことにより行われる。
【００４２】
なお、排ガス熱交換器５、オフガス熱交換器６や冷却水熱交換器７としては、例えばシェルアンドチューブ式やプレート式などの熱交換器が用いられる。
【００４３】
また、本実施の形態の燃料電池システムにおいては、燃料処理装置２からの排ガスは、水蒸気成分を含む燃焼排ガスであり、排ガス熱交換器５において貯湯タンク３からの貯湯水により冷却され、排ガス凝縮水を生成する。同様に、燃料電池１のカソード１３からのオフガスも、水蒸気成分を含む空気であり、オフガス熱交換器６において貯湯タンク３からの貯湯水により冷却され、オフガス凝縮水を生成する。その後、排ガス凝縮水とオフガス凝縮水は、気液分離器２０において、凝縮水成分とガス成分とに分離され、ガス成分であるオフガスと排ガスは外部に排気され、凝縮水は凝縮水タンク２５に貯留される。
【００４４】
そして、凝縮水タンク２５に回収された凝縮水は、ポンプ２４により水供給管１５を通じて、冷却水タンク２３に補給されて、燃料電池１の冷却水として利用される。そのため、燃料電池１の冷却水には、一般に、燃料電池１の長寿命化の観点から不純物を含まない清浄性が要求される。そこで、燃料処理装置２の排ガスや燃料電池１のオフガスから生成
された凝縮水は、排ガスからの炭酸成分や構成材料から溶出される不純物を若干含むため、イオン交換樹脂２６を介して純水化され、冷却水タンク２３に供給される。
【００４５】
しかし、凝縮水タンク２５内の凝縮水は、若干の不純物を有する略純水であり、一般の市水のように殺菌作用を有する塩素成分などを含まない。また、凝縮水タンク２５は一般に外気に開放されている。つまり、凝縮水タンク２５内の凝縮水は、雑菌が繁殖しやすい環境にある。そのため、凝縮水に雑菌が大量に繁殖すると、冷却水を供給するポンプ２４や純水処理装置としてのイオン交換樹脂２６につまりを引き起こし、冷却水タンク２３への送液を阻害して冷却水不足の原因となる。
【００４６】
そこで、凝縮水タンク２５に回収された凝縮水を、ヒータ２７により加熱殺菌し、微生物の繁殖を抑制している。なお、加熱殺菌は、例えば凝縮水温度検知手段２１により凝縮水タンク２５内の凝縮水の温度を検出し、定期的に（例えば１日１回）かつ所定温度以上（例えば７０℃以上）で、例えば５秒程度維持して加熱することにより殺菌する。
【００４７】
これにより、ヒータで凝縮水を定期的に加熱殺菌して微生物の繁殖を防止できる。
【００４８】
また、ヒータで凝縮水を加熱殺菌する期間以外は、凝縮水熱交換器１１で冷却して凝縮水をイオン交換樹脂でイオン交換して、冷却水タンク２３の供給する。その結果、高温の凝縮水が常時、イオン交換樹脂を通流しないため、イオン破過などのイオン交換樹脂の劣化を、長期間に亘って抑制できる。
【００４９】
本実施の形態によれば、凝縮水タンク２５内の凝縮水をヒータ２７により加熱し微生物の繁殖を抑制することができる。さらに、イオン交換樹脂２６に送られる凝縮水を冷却することでイオン交換樹脂２６の温度による劣化を抑制することができる。その結果、冷却水タンク２３に純水を長期間に亘って安定して供給し、消耗部品であるイオン交換樹脂２６の長寿命化を図ることができる。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、凝縮水の冷却に貯湯タンク３からの貯湯水を利用することで、容易にイオン交換樹脂２６に送られる凝縮水を冷却することできる。さらに、ヒータ２７で加熱された凝縮水の熱を貯湯水に回収することができるため、省エネルギー性を向上できる。
【００５１】
また、本実施の形態によれば、凝縮水熱交換器１１をオフガス熱交換器６および排ガス熱交換器５よりも貯湯水循環流路９の上流側に配置し、貯湯タンク３からの貯湯水を最も温度の低い状態で利用することにより、ヒータ２７で加熱された凝縮水の冷却および熱回収を効率良く行うことができる。
【００５２】
また、本実施の形態によれば、貯湯タンク３の沸き終り時の貯湯タンク３から供給される貯湯水の温度が比較的高い条件において、貯湯水により凝縮水が冷却されずに加熱されるような場合、貯湯タンク３から流出した貯湯水の温度を検知する貯湯水温度検知手段２８と貯湯水温度検知手段２８が検知した温度が所定温度（例えば４０℃）より高い場合にポンプ２４を停止させるポンプ制御手段２９により、イオン交換樹脂２６への高温の凝縮水の供給を確実に防止できる。
【００５３】
すなわち、本実施の形態によれば、簡単な構成で、耐久性と省エネルギー性に優れた燃料電池システムを実現できる。
【００５４】
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２の燃料電池システムについて、図２を用いて説明する。
【００５５】
図２は、本発明の実施の形態２における燃料電池システムの構成図である。なお、本実施の形態の燃料電池システムの構成およびその作用は、実施の形態１で説明したものと略同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００５６】
すなわち、図２に示すように、凝縮水タンク２５内の凝縮水を凝縮水熱交換器１１を経由させずにイオン交換樹脂２６に送るためのバイパス管３０と、凝縮水タンク２５内の凝縮水をバイパス管３０に流すか凝縮水熱交換器１１に流すかを切り換える流路切換手段３１と、流路切換手段３１を制御する流路切換制御手段３２とを備えた点で、実施の形態１とは異なる。そして、流路切換制御手段３２は、貯湯水温度検知手段２８が検知した温度が、所定温度（例えば４０℃）より高いか、凝縮水温度検知手段２１が検知した凝縮水タンク２５内の凝縮水の温度より高い場合、凝縮水タンク２５内の凝縮水をバイパス管３０に流す。一方、貯湯水温度検知手段２８が検知した温度が所定温度以下もしくは凝縮水タンク２５内の凝縮水の温度以下である場合、凝縮水タンク２５内の凝縮水を凝縮水熱交換器１１に流すものである。
【００５７】
これにより、例えば貯湯タンクの沸き終り時の貯湯タンクから供給される貯湯水の温度が比較的高い条件において、貯湯水により凝縮水が冷却されず、反対に加熱されるような場合、バイパス管に流すことにより、凝縮水の温度の上昇を抑制できる。また、凝縮水の温度が低い場合は、直接凝縮水を冷却水として冷却水タンクへ補給を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明にかかる燃料電池システムは、イオン交換樹脂に送られる凝縮水を冷却する冷却手段により、凝縮水への菌繁殖とイオン交換樹脂の温度による劣化とが抑制可能となるので、ガス発電や燃料電池を用いたコジェネレーションなどの技術分野において有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１  燃料電池
２  燃料処理装置
３  貯湯タンク
４  貯湯ポンプ
５  排ガス熱交換器
６  オフガス熱交換器
７  冷却水熱交換器
８  冷却水循環流路
９  貯湯水循環流路
１０  冷却水循環ポンプ
１１  凝縮水熱交換器（凝縮水冷却手段）
１２  アノード
１３  カソード
１４  冷却部
１５  水供給管
２０  気液分離器
２１  凝縮水温度検知手段
２３  冷却水タンク
２４  ポンプ
２５  凝縮水タンク
２６  イオン交換樹脂
２７  ヒータ
２８  貯湯水温度検知手段
２９  ポンプ制御手段
３０  バイパス管
３１  流路切換手段
３２  流路切換制御手段
【図１】
2010250948.tif 000003
【図２】
2010250948.tif 000004
【図３】
2010250948.tif 000005