(57)【要約】【課題】構造を簡素化してコスト低減を図りかつメンテナンスも容易な凝縮水タンクを有する燃料電池システムを提供することを目的とするものである。【解決手段】燃料電池１１より排出される排気燃料ガスおよび排気酸化剤ガスを凝縮した凝縮水を貯める大気に開放された凝縮水タンク１８と、この凝縮水タンク１８内の水位を一定に保持するフロートスイッチ１９と、フロートスイッチ１９の外周を囲むように筒形フイルタ２３を設け、この筒形フイルタ２３の下方の出口部と水供給路２１の入口部２５を連通させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスを用いて発電を行う固体高分子形の燃料電池と、この燃料電池を冷却する冷却水を貯める冷却水タンクと、前記燃料電池より排出される排気燃料ガスおよび排気酸化剤ガスを凝縮した凝縮水を貯める大気に開放された凝縮水タンクと、この凝縮水タンク内の水位を一定に保持するフロートスイッチと、前記凝縮水タンク内の水を前記冷却水タンクに供給する水供給ポンプを設けた水供給路とを具備し、前記フロートスイッチの外周を囲むように筒形フイルタを設け、この筒形フイルタの下方の出口部と前記水供給路の入口部とを連通させた燃料電池システム。
【請求項２】
前記筒形フイルタの下方の出口部と前記水供給路の入口部との間にパッキンを介して連通させた請求項１記載の燃料電池システム。
【請求項３】
前記フロートスイッチと前記水供給路の入口部を同軸上に配置した請求項１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、固体高分子形燃料電池を用いて発電を行う燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料電池システムについて、図４を用いて説明する。
【０００３】
従来の燃料電池システムは、燃料電池１を冷却する冷却水を貯める冷却水タンク２と、燃料電池１より排出される排気燃料ガスおよび排気酸化剤ガスを凝縮器３，４で凝縮した凝縮水を貯めるとともに、大気に開放された凝縮水タンク５と、この凝縮水タンク５内の水位を一定に保持するフロートスイッチ６と、このフロートスイッチ５の外周を囲むように設けた筒形フイルタ７と、凝縮水タンク５内の水を冷却水タンク２に供給する水供給ポンプ８を設けた水供給路９と、この水供給ポンプ８の上流側の水供給路９に設けたポンプフイルタ１０を具備していた（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５７４６５号公報
【特許文献２】特開昭６０−１２４３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の構成では、筒形フイルタ７とポンプフイルタ１０とがあって構造が複雑でコスト高となり更にはメンテナンスもしにくいものであった。特にポンプフイルタ１０のメンテナンス時に凝縮水タンク５内の水が流出する課題もあった。
【０００５】
本発明は、構造を簡素化してコスト低減を図りかつメンテナンスも容易にすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、燃料電池より排出される排気燃料ガスおよび排気酸化剤ガスを凝縮した凝縮水を貯める大気に開放された凝縮水タンクと、この凝縮水タンク内の水位を一定に保持するフロートスイッチと、前記凝縮水タンク内の水を前記冷却水タンクに供給する水供給ポンプを設けた水供給路とを具備し、前記フロートスイッチの外周を囲むように筒形フイルタを設け、この筒形フイルタの下方の出口部と前記水供給路の入口部とを連通させたものである。
【０００７】
これにより、凝縮水タンクの構造を簡素化でき、そのためコスト低減が図れ、かつメンテナンスも容易にすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の燃料電池システムによれば、凝縮水タンクの構造を簡素化でき、そのためコスト低減が図れ、かつメンテナンスも容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、燃料ガスと酸化剤ガスを用いて発電を行う固体高分子形の燃料電池と、この燃料電池を冷却する冷却水を貯める冷却水タンクと、燃料電池より排出される排気燃料ガスおよび排気酸化剤ガスを凝縮した凝縮水を貯める大気に開放された凝縮水タンクと、この凝縮水タンク内の水位を一定に保持するフロートスイッチと、凝縮水タンク内の水を冷却水タンクに供給する水供給ポンプを設けた水供給路とを具備し、フロートスイッチの外周を囲むように筒形フイルタを設け、この筒形フイルタの下方の出口部と水供給路の入口部とを連通させたものである。
【００１０】
この構成により、凝縮水タンクの構造が簡素化でき、そのためコスト低減が図れ、かつメンテナンスも容易にすることができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、筒形フイルタの下方の出口部と水供給路の入口部との間にパッキンを介して連通させたものであり、この構成により、水供給ポンプも細菌などの侵入が極力無い状態が得られるため水供給ポンプの故障も防止できる。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、フロートスイッチと水供給路の入口部を同軸上に配置したものであり、この構成により、水供給ポンプ動作時はフロートスイッチの回りは流水状態が得られることになり細菌がフロートスイッチに付着しにくくなる。
【００１３】
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が、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における固体高分子形の燃料電池システムの構成図である。
【００１４】
本実施の形態１における燃料電池システムには、燃料ガスと酸化剤ガスを用いて発電を行う固体高分子形の燃料電池１１と、この燃料電池１１を冷却する冷却水を貯める冷却水タンク１２と、冷却水を循環させる冷却水路１３と、冷却水を冷却水路１３に循環させる手段としての冷却水ポンプ１４と、冷却水を冷却する熱交換器１５を有する。
【００１５】
また、この燃料電池システムは、燃料電池１１より排出される排気燃料ガスを冷却し含まれる水蒸気を凝縮させる燃料側凝縮器１６と、燃料電池１１より排出される排気酸化剤ガスを冷却し含まれる水蒸気を凝縮させる空気側凝縮器１７と、燃料側凝縮器１６および空気側凝縮器１７で凝縮した凝縮水を貯めるとともに大気に開放された凝縮水タンク１８を有する。
【００１６】
さらに、この燃料電池システムは、凝縮水タンク１８内の水位を一定に保持するフロートスイッチ１９と、凝縮水タンク１８内の水を冷却水タンク１２に供給する水供給ポンプ２０を設けた水供給路２１と、冷却水タンク１２内部の余剰冷却水を排出する水排出路２２とフロートスイッチ１９の外周を囲むように設けた筒形フイルタ２３と、この筒形フイルタ２３の下方の出口部２４と、出口部２４と水供給路２１の入口部２５とを漏れなく連通させるパッキン２６とを備えている。なお、フロートスイッチ１９と水供給路２１の入口部２５の位置関係は同軸上である。
【００１７】
次に、本実施の形態における燃料電池システムの凝縮水タンク１８の運転動作を説明する。
【００１８】
燃料ガスと酸化剤ガスを燃料電池１１に供給する。燃料電池１１の電気化学反応によって酸化剤ガス側に水が生成される。燃料電池１１から排出された酸化剤ガスは空気側凝縮器１７に導かれ外気と熱交換することにより温度が低下し、排気燃料ガスに含まれる水蒸気は凝縮し水として凝縮水タンク１８に回収される。
【００１９】
一方、燃料電池１１から排出された排気燃料ガスは燃料側凝縮器１６に導かれ外気と熱交換することにより温度が低下し、排気燃料ガスに含まれる水蒸気は凝縮し水として凝縮水タンク１８に回収される。
【００２０】
さらに発電を行う燃料電池１１の温度を７０℃以上で一定に保つために冷却水路１３を通して冷却水ポンプ１４で水を循環させ熱交換器１５において燃料電池１１で発生した熱を外部へ放出する。また冷却水タンク１２内部の冷却水が減少したときは水供給路２１の水供給ポンプ２０を作動させることにより冷却水タンク１２に凝縮水タンク１８の水を供給する。このとき水が過剰に入ったとしても水排出路２２により余剰冷却水は凝縮水タンク１８に排出される。
【００２１】
さらに冷却水タンク１２の上方にある気体は水排出路２２を通じて大気開放された凝縮水タンク１８と接続されているため、冷却水タンク１２内部の圧力は常に大気開放された状態と同等である。
【００２２】
一方筒形フイルタ２３により筒形フイルタ２３内部は細菌などの侵入が極力無い状態が得られ、よってフロートスイッチ１９の誤動作も防止できる。筒形フイルタ２３の下方の出口部２４と水供給路２１の入口部２５とはパッキン２６を介して連通されており水供給ポンプ２０も細菌などの侵入が極力無い状態が得られるため水供給ポンプ２０の故障も防止できる。
【００２３】
さらにはフロートスイッチ１９と水供給路２１の入口部２５は同軸上であるため水供給ポンプ２０動作時はフロートスイッチ１９の回りは流水状態が得られることになり細菌がフロートスイッチ１９に付着しにくくなる。
【００２４】
その効果はフロートスイッチ１９と筒形フイルタ２３との間隔を狭くする程顕著であり同時に全体構成のコンパクト化も図れる。万一、筒形フイルタ２３のメンテナンス時は筒形フイルタ２３とフロートスイッチ１９が合体状態で上方に外せるためメンテナンスが容易で外した状態でも凝縮水タンク１８の水が漏れることも無い。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の燃料電池システムは、凝縮水タンクの構造を簡素化できるためコスト低減を図ることができ、かつメンテナンスも容易にすることができるなど極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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】同燃料電池システムの凝縮水タンクに設ける筒形フイルタの拡大構成図
【図３】同燃料電池システムの凝縮水タンクに設ける筒形フイルタの拡大斜視図
【図４】従来の燃料電池システムの構成図
【符号の説明】
【００２７】
１１    燃料電池
１２    冷却水タンク
１８    凝縮水タンク
１９    フロートスイッチ
２０    水供給ポンプ
２１    水供給路
２３    筒形フイルタ
２４    出口部
２５    入口部
２６    パッキン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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