(57)【要約】【課題】高温型燃料電池からの高温のオフガスにより加熱された水と加熱された空気との両方を有効利用する、食器洗い乾燥機システムを提供すること。【解決手段】食器洗い乾燥機システム１の切り換え部１１１、１２１は、高温型燃料電池１１からのオフガスＧ２の第１熱交換器１２への供給と、高温型燃料電池１１からのオフガスＧ２の第２熱交換器１３への供給とを切り換える。食器洗い乾燥機システム１の制御部１６は、食器洗い乾燥機１４が洗いモード又は濯ぎモードで動作しているときに、第２熱交換器バイパスラインＬ５を通して高温型燃料電池１１からのオフガスＧ２を第２熱交換器１３に供給するように切り換え部１１１、１２１を制御し、食器洗い乾燥機１４が乾燥モードで動作しているときに、第１熱交換器オフガスラインＬ３を通して高温型燃料電池１１からのオフガスＧ２を第１熱交換器１２に供給するように切り換え部１１１、１２１を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食器を洗う洗いモードと、前記洗いモードにおいて洗われた食器を濯ぐ濯ぎモードと、前記濯ぎモードにおいて濯がれた食器を乾燥させる乾燥モードとの３つのモードを連続して動作可能な食器洗い乾燥機と、
前記食器洗い乾燥機に電力を供給する高温型燃料電池と、
前記高温型燃料電池からのオフガスの熱により、前記食器洗い乾燥機において使用される乾燥用空気を加熱する第１熱交換器と、
前記高温型燃料電池からのオフガスの熱により、前記食器洗い乾燥機において使用される水を加熱する第２熱交換器と、
前記高温型燃料電池からのオフガスを前記第１熱交換器に供給可能な第１熱交換器オフガスラインと、
前記第１熱交換器を流通したオフガスを前記第２熱交換器に供給可能な第２熱交換器オフガスラインと、
前記高温型燃料電池からのオフガスを前記第１熱交換器に流通させずに、前記第２熱交換器に供給可能な第２熱交換器バイパスラインと、
前記高温型燃料電池からのオフガスの前記第１熱交換器への供給と、前記高温型燃料電池からのオフガスの前記第２熱交換器への供給とを切り換える切り換え部と、
前記食器洗い乾燥機が前記洗いモード又は前記濯ぎモードで動作しているときに、前記第２熱交換器バイパスラインを通して前記高温型燃料電池からのオフガスを前記第２熱交換器に供給するように前記切り換え部を制御し、前記食器洗い乾燥機が前記乾燥モードで動作しているときに、前記第１熱交換器オフガスラインを通して前記高温型燃料電池からのオフガスを前記第１熱交換器に供給するように前記切り換え部を制御する制御部とを備える食器洗い乾燥機システム。
【請求項２】
前記切り換え部は、前記第１熱交換器オフガスラインの途中に設けられた第１三方弁と、前記第２熱交換器オフガスラインの途中に設けられた第２三方弁とを有し、前記第２熱交換器バイパスラインの一端部は前記第１三方弁に接続され、前記第２熱交換器バイパスラインの他端部は前記第２三方弁に接続され、
前記制御部は、前記食器洗い乾燥機が前記洗いモード又は前記濯ぎモードで動作しているときには、オフガスが前記第１熱交換器へ供給されず、前記第２熱交換器へ供給されるように前記第１三方弁及び前記第２三方弁を制御し、前記食器洗い乾燥機が前記乾燥モードで動作しているときには、オフガスが前記第１熱交換器へ供給され、且つ、前記第１熱交換器を流通したオフガスが前記第２熱交換器へ供給されるように前記第１三方弁及び前記第２三方弁を制御する請求項１に記載の食器洗い乾燥機システム。
【請求項３】
前記切り換え部は、前記第１熱交換器オフガスラインの途中に設けられた第１弁と、前記第２熱交換器オフガスラインの途中に設けられた第２弁と、前記第２熱交換器バイパスラインの途中に設けられた第３弁とを有し、前記第２熱交換器バイパスラインの一端部は、前記第１熱交換器オフガスラインの部分であって、前記第１弁と前記高温型燃料電池との間の部分に接続され、前記第２熱交換器バイパスラインの他端部は、前記第２熱交換器オフガスラインの部分であって、前記第２弁と前記第２熱交換器との間の部分に接続され、
前記制御部は、前記食器洗い乾燥機が前記洗いモード又は前記濯ぎモードで動作しているときには、オフガスが前記第１熱交換器へ供給されず、前記第２熱交換器へ供給されるように前記第１弁、前記第２弁、及び前記第３弁を制御し、前記食器洗い乾燥機が前記乾燥モードで動作しているときには、オフガスが前記第１熱交換器へ供給され、且つ、前記第１熱交換器を流通したオフガスが前記第２熱交換器へ供給されるように前記第１弁、前記第２弁、及び前記第３弁を制御する請求項１に記載の食器洗い乾燥機システム。
【請求項４】
前記第２熱交換器で加熱された水を前記食器洗い乾燥機に供給する湯供給ラインを備え、
前記湯供給ラインの途中には、前記第２熱交換器で加熱された水を貯留可能な貯湯容器が接続されている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の食器洗い乾燥機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温型燃料電池を有する食器洗い乾燥機システムに関し、特に、高温型燃料電池から排出されるオフガスの熱を有効利用する食器洗い乾燥機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高温型燃料電池においては、高温型燃料電池の燃料極に水素ガスが供給され、空気極に空気が供給される。そして、供給された水素と空気中の酸素とが化学反応し、発電が行われる。発電を行うためには、水素及び酸素を過剰に供給する必要がある。このため、高温型燃料電池において化学反応による発電に寄与しなかった水素は、オフガス水素となる。また、化学反応による発電に寄与しなかった酸素は、オフガス酸素となる。オフガス水素及びオフガス酸素は、オフガスとして排出される。燃料電池がＳＯＦＣ等の高温型の燃料電池により構成される場合には、２００℃〜８００℃程度の高温のオフガスが、燃料電池から排出される。高温のオフガスを利用して、水や空気を加熱することが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２８２０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高温のオフガスは熱量が大きい。このような高温のオフガスを、単に水又は空気を加熱するだけでなく、加熱された水と加熱された空気との両方を、有効利用することが望まれている。
【０００５】
本発明は、高温型燃料電池からの高温のオフガスにより加熱された水と加熱された空気との両方を有効利用する、食器洗い乾燥機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】
【０００６】
本発明は、食器を洗う洗いモードと、前記洗いモードにおいて洗われた食器を濯ぐ濯ぎモードと、前記濯ぎモードにおいて濯がれた食器を乾燥させる乾燥モードとの３つのモードを連続して動作可能な食器洗い乾燥機と、前記食器洗い乾燥機に電力を供給する高温型燃料電池と、前記高温型燃料電池からのオフガスの熱により、前記食器洗い乾燥機において使用される乾燥用空気を加熱する第１熱交換器と、前記高温型燃料電池からのオフガスの熱により、前記食器洗い乾燥機において使用される水を加熱する第２熱交換器と、前記高温型燃料電池からのオフガスを前記第１熱交換器に供給可能な第１熱交換器オフガスラインと、前記第１熱交換器を流通したオフガスを前記第２熱交換器に供給可能な第２熱交換器オフガスラインと、前記高温型燃料電池からのオフガスを前記第１熱交換器に流通させずに、前記第２熱交換器に供給可能な第２熱交換器バイパスラインと、前記高温型燃料電池からのオフガスの前記第１熱交換器への供給と、前記高温型燃料電池からのオフガスの前記第２熱交換器への供給とを切り換える切り換え部と、前記食器洗い乾燥機が前記洗いモード又は前記濯ぎモードで動作しているときに、前記第２熱交換器バイパスラインを通して前記高温型燃料電池からのオフガスを前記第２熱交換器に供給するように前記切り換え部を制御し、前記食器洗い乾燥機が前記乾燥モードで動作しているときに、前記第１熱交換器オフガスラインを通して前記高温型燃料電池からのオフガスを前記第１熱交換器に供給するように前記切り換え部を制御する制御部とを備える食器洗い乾燥機システムに関する。
【０００７】
また、前記切り換え部は、前記第１熱交換器オフガスラインの途中に設けられた第１三方弁と、前記第２熱交換器オフガスラインの途中に設けられた第２三方弁とを有し、前記第２熱交換器バイパスラインの一端部は前記第１三方弁に接続され、前記第２熱交換器バイパスラインの他端部は前記第２三方弁に接続され、前記制御部は、前記食器洗い乾燥機が前記洗いモード又は前記濯ぎモードで動作しているときには、オフガスが前記第１熱交換器へ供給されず、前記第２熱交換器へ供給されるように前記第１三方弁及び前記第２三方弁を制御し、前記食器洗い乾燥機が前記乾燥モードで動作しているときには、オフガスが前記第１熱交換器へ供給され、且つ、前記第１熱交換器を流通したオフガスが前記第２熱交換器へ供給されるように前記第１三方弁及び前記第２三方弁を制御することが好ましい。
【０００８】
また、前記切り換え部は、前記第１熱交換器オフガスラインの途中に設けられた第１弁と、前記第２熱交換器オフガスラインの途中に設けられた第２弁と、前記第２熱交換器バイパスラインの途中に設けられた第３弁とを有し、前記第２熱交換器バイパスラインの一端部は、前記第１熱交換器オフガスラインの部分であって、前記第１弁と前記高温型燃料電池との間の部分に接続され、前記第２熱交換器バイパスラインの他端部は、前記第２熱交換器オフガスラインの部分であって、前記第２弁と前記第２熱交換器との間の部分に接続され、前記制御部は、前記食器洗い乾燥機が前記洗いモード又は前記濯ぎモードで動作しているときには、オフガスが前記第１熱交換器へ供給されず、前記第２熱交換器へ供給されるように前記第１弁、前記第２弁、及び前記第３弁を制御し、前記食器洗い乾燥機が前記乾燥モードで動作しているときには、オフガスが前記第１熱交換器へ供給され、且つ、前記第１熱交換器を流通したオフガスが前記第２熱交換器へ供給されるように前記第１弁、前記第２弁、及び前記第３弁を制御することが好ましい。
【０００９】
また、前記第２熱交換器で加熱された水を前記食器洗い乾燥機に供給する湯供給ラインを備え、前記湯供給ラインの途中には、前記第２熱交換器で加熱された水を貯留可能な貯湯容器が接続されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高温型燃料電池からの高温のオフガスにより加熱された水と加熱された空気との両方を有効利用する、食器洗い乾燥機システムを提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態による食器洗い乾燥機システム１が、洗いモード又は濯ぎモードで動作している様子を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による食器洗い乾燥機システム１が、乾燥モードで動作している様子を示す概略図である。
【図３】本発明の第２実施形態による食器洗い乾燥機システム１Ａが、洗いモード又は濯ぎモードで動作している様子を示す概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態による食器洗い乾燥機システム１Ａが、乾燥モードで動作している様子を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の第１実施形態に係る食器洗い乾燥機システムについて図１及び図２を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による食器洗い乾燥機システムが、洗いモード又は濯ぎモードで動作している様子を示す概略図である。図２は、本発明の第１実施形態による食器洗い乾燥機システムが、乾燥モードで動作している様子を示す概略図である。以下の説明において、「ライン」とは、流路、経路、管路等の総称である。
【００１３】
図１に示すように、第１実施形態の食器洗い乾燥機システム１は、燃料電池１１と、第１熱交換器１２と、第２熱交換器１３と、食器洗い乾燥機１４と、貯湯タンク１５と、制御装置１６と、ブロワ１７と、セパレータ１８と、第１三方弁１１１と、第２三方弁１２１と、を有する。
また、食器洗い乾燥機システム１は、空気供給ラインＬ１と、燃料ガス供給ラインＬ２と、第１熱交換器オフガスラインＬ３と、第２熱交換器オフガスラインＬ４と、第２熱交換器バイパスラインＬ５と、乾燥空気供給ラインＬ６と、高温空気入力ラインＬ７と、高温空気出力ラインＬ８と、低温水供給ラインＬ９と、高温水供給ラインＬ１０と、蒸気排出ラインＬ１１と、貯留高温水供給ラインＬ１２と、食洗機ドレン水排水ラインＬ１３と、排気ラインＬ１４と、燃料電池ドレン水排水ラインＬ１５、セパレータ排気ラインＬ１６と、他用途高温水供給ラインＬ１７と、導線Ｌ１８とを有している。
【００１４】
空気供給ラインＬ１の一端部は、ファン２１及びフィルタ（図示せず）に接続されている。空気供給ラインＬ１の他端部は、高温型燃料電池としての燃料電池１１に接続されている。空気供給ラインＬ１には、ファン２１の駆動により、フィルタ（図示せず）を通過した空気Ａ１が流通し、空気Ａ１中の酸素は、燃料電池１１に供給される。
【００１５】
燃料ガス供給ラインＬ２の一端部は、都市ガス等の燃料ガスＧ１を供給可能な燃料ガス供給部２２に接続されている。燃料ガス供給ラインＬ２の他端部は、燃料電池１１に接続されている。燃料ガス供給ラインＬ２の途中には、改質器（図示せず）が接続されている。燃料ガス供給ラインＬ２には、燃料ガス供給部２２から供給された燃料ガスＧ１が流通する。
燃料ガスＧ１は、改質器において７００℃〜７５０℃程度の高温下で、改質器に設けられた触媒上で、改質水供給部（図示せず）から供給された水蒸気と反応する。これにより、水素が生成される。当該水素は、燃料電池１１に供給される。
【００１６】
第１熱交換器オフガスラインＬ３の一端部は、燃料電池１１に接続されている。第１熱交換器オフガスラインＬ３の他端部は、第１熱交換器１２に接続されている。第１熱交換器オフガスラインＬ３の途中には、第１三方弁１１１が接続されて設けられている。第１熱交換器オフガスラインＬ３には、燃料電池１１から排出されたオフガスＧ２が流通する。従って、燃料電池１１からのオフガスＧ２を、第１熱交換器１２に供給可能である。
【００１７】
第２熱交換器オフガスラインＬ４の一端部は、第１熱交換器１２に接続されている。第２熱交換器オフガスラインＬ４の他端部は、第２熱交換器１３に接続されている。第２熱交換器オフガスラインＬ４の途中には、第２三方弁１２１が接続されて設けられている。第２熱交換器オフガスラインＬ４には、燃料電池１１から排出されて第１熱交換器１２を流通したオフガスＧ２が流通するか、又は、燃料電池１１から排出されて第２熱交換器バイパスラインＬ５を流通したオフガスＧ２が流通する。従って、第１熱交換器１２を流通したオフガスＧ２を第２熱交換器１３に供給可能である。
【００１８】
第２熱交換器バイパスラインＬ５の一端部は、第１三方弁１１１に接続されている。第２熱交換器バイパスラインＬ５の他端部は、第２三方弁１２１に接続されている。この構成により、燃料電池１１からのオフガスＧ２を、第１熱交換器１２に流通させずに、第２熱交換器１３に供給可能である。第２熱交換器オフガスラインＬ４には、燃料電池１１から排出されたオフガスＧ２が流通する。
【００１９】
乾燥空気供給ラインＬ６の一端部には、乾燥した空気Ａ２を供給可能な乾燥空気供給部２３が接続されている。乾燥空気供給ラインＬ６の他端部は、第１熱交換器１２に接続されている。乾燥空気供給ラインＬ６には、乾燥空気供給部２３から供給された低温の乾燥した空気Ａ２が流通する。
【００２０】
高温空気入力ラインＬ７の一端部は、第１熱交換器１２に接続されている。高温空気入力ラインＬ７の他端部は、ブロワ１７に接続されている。高温空気入力ラインＬ７には、第１熱交換器１２により加熱された乾燥した空気Ａ２が流通する。
【００２１】
高温空気出力ラインＬ８の一端部は、ブロワ１７に接続されている。高温空気出力ラインＬ８の他端部は、食器洗い乾燥機１４に接続されている。高温空気出力ラインＬ８には、第１熱交換器１２により加熱され、ブロワ１７により流される高温の乾燥した空気Ａ２が流通する。
【００２２】
低温水供給ラインＬ９の一端部には、低温水を供給可能な低温水供給部２４が接続されている。低温水供給ラインＬ９の他端部は、第２熱交換器１３に接続されている。低温水供給ラインＬ９には、低温水供給部２４から供給された低温水Ｗ１が流通する。
【００２３】
高温水供給ラインＬ１０の一端部は、第２熱交換器１３に接続されている。高温水供給ラインＬ１０の他端部は、貯湯タンク１５に接続されている。高温水供給ラインＬ１０には、低温水供給部２４から供給され、第２熱交換器１３により加熱された高温水Ｗ１が流通する。
【００２４】
蒸気排出ラインＬ１１の一端部は、第２熱交換器１３に接続されている。蒸気排出ラインＬ１１の他端部は、セパレータ１８に接続されている。蒸気排出ラインＬ１１には、第２熱交換器１３を流通してきたオフガスＧ２が流通する。
【００２５】
貯留高温水供給ラインＬ１２の一端部は、貯湯タンク１５に接続されている。貯留高温水供給ラインＬ１２の他端部は、食器洗い乾燥機１４に接続されている。貯留高温水供給ラインＬ１２には、貯湯タンク１５に貯留されていた高温水Ｗ１が流通する。高温水供給ラインＬ１０及び貯留高温水供給ラインＬ１２は、第２熱交換器１３で加熱された高温水Ｗ１を食器洗い乾燥機１４に供給する湯供給ラインを構成する。
【００２６】
食洗機ドレン水排水ラインＬ１３の一端部は、食器洗い乾燥機１４に接続されている。食洗機ドレン水排水ラインＬ１３を通して、食器洗い乾燥機１４において生じたドレン水Ｗ２は、食洗機ドレン水排水ラインＬ１３の他端部から排出される。
【００２７】
排気ラインＬ１４の一端部は、に接続されている。排気ラインＬ１４を通して、食器洗い乾燥機１４を流通した乾燥した空気Ａ２は、排気ラインＬ１４の他端部から排出される。
【００２８】
燃料電池ドレン水排水ラインＬ１５の一端部は、燃料電池１１に接続されている。燃料電池ドレン水排水ラインＬ１５を通して、燃料電池１１において発生したドレン水Ｗ３は、燃料電池ドレン水排水ラインＬ１５の他端部から排出される。
【００２９】
セパレータ排気ラインＬ１６の一端部は、セパレータ１８に接続されている。セパレータ排気ラインＬ１６を通して、セパレータ１８を流通したオフガスＧ２は、セパレータ排気ラインＬ１６の他端部から排出される。
【００３０】
他用途高温水供給ラインＬ１７の一端部は、貯湯タンク１５に接続されている。他用途高温水供給ラインＬ１７を通して、貯湯タンク１５に貯留されている高温水Ｗ１を、食器洗い乾燥機１４以外の用途に用いるために、送り出すことができる。
【００３１】
導線Ｌ１８の一端部は、燃料電池１１に接続されている。導線Ｌ１８の他端部は、パワーコンディショナ（図示せず）に接続されている。燃料電池１１から、導線Ｌ１８を通して、パワーコンディショナ（図示せず）へ送電可能である。
【００３２】
燃料電池１１は、高温型の燃料電池であるＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池）により構成されている。燃料電池１１においては、改質器（図示せず）から供給された水素と、空気供給ラインＬ１から供給された空気Ａ１中の酸素とが反応することにより、発電が行われる。燃料電池１１において発電を行う時の温度である運転温度は、７００℃〜１０００℃と高温である。
燃料電池１１は、食器洗い乾燥機１４と、ブロワ１７とにそれぞれ電気的に接続されている。燃料電池１１によって発電された電気は、ブロワ１７を駆動するための電力としてブロワ１７に供給されると共に、食器洗い乾燥機１４を駆動するための電力として、食器洗い乾燥機１４に供給される。また、燃料電池１１によって発電された電気は、導線Ｌ１８により燃料電池１１に接続されたパワーコンディショナ（図示せず）を介してＤＣ／ＡＣコンバータ（図示せず）に送電可能であり、ＤＣ／ＡＣコンバータ（図示せず）においてＡＣ電圧に変換される。
【００３３】
第１熱交換器１２には、燃料電池１１からのオフガスＧ２が流通する。第１熱交換器１２は、オフガスＧ２の熱により、乾燥空気供給部２３から供給され食器洗い乾燥機１４において使用される乾燥した空気Ａ２を、９０℃程度にまで加熱する。
第２熱交換器１３には、燃料電池１１からのオフガスＧ２が第１熱交換器１２を通さずに流通するか、又は、燃料電池１１からのオフガスＧ２であって、第１熱交換器１２を流通したオフガスＧ２が流通する。第２熱交換器１３は、オフガスＧ２の熱により、低温水供給部２４から供給され食器洗い乾燥機１４において使用される低温水Ｗ１を、９０℃程度にまで加熱可能である。
【００３４】
食器洗い乾燥機１４は、略箱状のハウジング（図示せず）と、食洗機制御部（図示せず）とを有している。食器洗い乾燥機１４は、燃料電池１１から供給された電力により駆動する。
ハウジング内の空間には、食事に使用して汚れた複数の食器を収容可能である。また、ハウジング内には、湯噴出部（図示せず）と、高温空気噴出部（図示せず）とが設けられている。湯噴出部は、貯湯タンク１５から供給された高温水Ｗ１を、ハウジング内の食器に対して噴出可能である。高温空気噴出部は、ブロワ１７により流される高温の乾燥した空気Ａ２を、ハウジング内の食器に対して噴出可能である。
【００３５】
食洗機制御部（図示せず）は、湯噴出部（図示せず）及び高温空気噴出部（図示せず）に電気的に接続されている。食洗機制御部は、食器を洗う洗いモードで湯噴出部が動作するように、湯噴出部を制御し、また、洗いモードにおいて洗われた食器を濯ぎモードで湯噴出部が動作するように、湯噴出部を制御する。また、食洗機制御部は、濯ぎモードにおいて濯がれた食器を乾燥させる乾燥モードで高温空気噴出部が動作するように、高温空気噴出部を制御する。これら３つのモード、即ち、洗いモード、濯ぎモード、及び乾燥モードについては、この順で連続して制御が行われ、食器洗い乾燥機１４は、これらの３つのモードで動作を行う。
【００３６】
３つのモードについては、具体的には、洗いモードでは、湯噴出部は、高温水Ｗ１をハウジング内の食器に対して噴出して、食器の汚れを落とす。濯ぎモードでは、湯噴出部は、高温水Ｗ１をハウジング内の食器に対して噴出して、洗いモードで汚れが落とされた食器を濯ぐ。また、乾燥モードでは、高温空気噴出部は、高温の乾燥した空気Ａ２を、濯ぎモードで濯がれてきれいになった食器に対して噴出して、食器を乾燥させる。
【００３７】
貯湯タンク１５は、高温水供給ラインＬ１０及び貯留高温水供給ラインＬ１２により構成される湯供給ラインの途中に接続されている。貯湯タンク１５は、第２熱交換器１３により加熱され供給された高温水Ｗ１を、貯留可能である。
【００３８】
制御装置１６は、食器洗い乾燥機１４、ブロワ１７、ファン２１、燃料ガス供給部２２、低温水供給部２４、第１三方弁１１１、及び第２三方弁１２１に電気的に接続されており、これらを制御可能である。制御装置１６は、ＣＰＵ（図示せず）と記憶媒体（図示せず）とを主として有している。記憶媒体には、各種の制御を行うためにＣＰＵを動作させるためのプログラムと、食器洗い乾燥機１４、ブロワ１７、ファン２１、燃料ガス供給部２２、低温水供給部２４、第１三方弁１１１、及び第２三方弁１２１の後述する動作を行うプログラムが記憶されている。
【００３９】
ブロワ１７は、第１熱交換器１２により加熱された乾燥した空気Ａ２を、食器洗い乾燥機１４へ流して供給する。ブロワ１７は、燃料電池１１から供給された電力により駆動する。
【００４０】
セパレータ１８は、第２熱交換器１３及び蒸気排出ラインＬ１１を流通してきたオフガスＧ２から、水蒸気を分離する。分離された水は、図示せぬラインを通して改質器（図示せず）へ供給されてもよいし、別の図示せぬラインを通して排水してもよい。水が分離されたオフガスＧ２は、セパレータ排気ラインＬ１６を通して、排出される。
【００４１】
第１三方弁１１１及び第２三方弁１２１は、それぞれ制御装置１６による制御により、択一的に開閉を行う。第１三方弁１１１及び第２三方弁１２１は、燃料電池１１からのオフガスＧ２の第２熱交換器１３への供給（図１参照）と、燃料電池１１からのオフガスＧ２の第１熱交換器１２への供給（図２参照）とを切り換える切り換え部を構成する。
【００４２】
以上の構成による食器洗い乾燥機システム１は、以下のように動作する。
先ず、制御装置１６は、第２熱交換器バイパスラインＬ５を通して燃料電池１１からのオフガスＧ２を第２熱交換器１３に供給するように切り換え部を制御して、食器洗い乾燥機１４が洗いモードで動作する制御を行う。
【００４３】
具体的には、図１に示すように、制御装置１６は、オフガスＧ２が第１熱交換器１２へ供給されず、第２熱交換器１３へ供給されるように第１三方弁１１１及び第２三方弁１２１を制御する。即ち、制御装置１６は、第１三方弁１１１を制御して、第１熱交換器オフガスラインＬ３が第１三方弁１１１によって遮断され、且つ、第１熱交換器オフガスラインＬ３と第２熱交換器バイパスラインＬ５とが連通した状態とする制御を行う。また、制御装置１６は、第２三方弁１２１を制御して、第２熱交換器オフガスラインＬ４が第２三方弁１２１によって遮断され、且つ、第２熱交換器オフガスラインＬ４と第２熱交換器バイパスラインＬ５とが連通した状態とする制御を行う。
【００４４】
次に、制御装置１６がファン２１を制御することにより、ファン２１が駆動する。これにより、空気Ａ１中の酸素が、空気供給ラインＬ１を通して燃料電池１１に供給される。
また、制御装置１６が燃料ガス供給部２２を制御することにより、燃料ガス供給部２２から燃料ガス供給ラインＬ２を通して、燃料ガスＧ１が改質器（図示せず）に供給される。改質器において燃料ガスＧ１及び改質水供給部（図示せず）から供給された水蒸気から、水素が生成される。水素は、燃料電池１１へ供給される。
【００４５】
これにより、燃料電池１１においては、燃料電池１１に供給された空気Ａ１中の酸素と水素とが反応し、発電が行われる。発電に用いられた酸素及び水素は、オフガスＧ２として第１熱交換器オフガスラインＬ３に排出される。オフガスＧ２は、第２熱交換器バイパスラインＬ５を通して、第１熱交換器１２を通さずに、第２熱交換器１３に供給される。
【００４６】
第２熱交換器１３では、オフガスＧ２の熱により、低温水供給部２４から低温水供給ラインＬ９を通して供給された低温水Ｗ１が加熱されて高温水Ｗ１とされる。高温水Ｗ１は、貯湯タンク１５に供給され、貯湯タンク１５に貯留される。そして、高温水Ｗ１は、貯留高温水供給ラインＬ１２を通して食器洗い乾燥機１４に供給される。
【００４７】
一方、制御装置１６は、食器洗い乾燥機１４が洗いモードで動作するように制御を行う。これにより、食器洗い乾燥機１４に供給された高温水Ｗ１は、食器洗い乾燥機１４のハウジング（図示せず）の内部の湯噴出部（図示せず）から食器に対して噴出され、食器の汚れを落とす。このとき、ハウジング内の高温空気噴出部（図示せず）は、食器洗い乾燥機１４が洗いモードで動作しているため、高温の乾燥した空気Ａ２を噴出しない。
【００４８】
食器洗い乾燥機１４において洗いモードの動作が完了すると、次に、制御装置１６は、食器洗い乾燥機１４が濯ぎモードで動作するように制御を行う。これにより、食器洗い乾燥機１４に供給された高温水Ｗ１は、食器洗い乾燥機１４のハウジング内の湯噴出部から食器に対して噴出され、汚れが落とされた食器を濯ぐ。このとき、ハウジング内の高温空気噴出部は、食器洗い乾燥機１４が濯ぎモードで動作しているため、高温の乾燥した空気Ａ２を噴出しない。また、濯ぎモードにおける、ブロワ１７、ファン２１、燃料ガス供給部２２、低温水供給部２４、第１三方弁１１１、及び第２三方弁１２１に対する制御装置１６の制御は、洗いモードと同様である。
【００４９】
次に、食器洗い乾燥機１４において、濯ぎモードの動作が完了すると、次に、乾燥モードの動作を行う。乾燥モードでは、制御装置１６は、第１熱交換器オフガスラインＬ３を通して燃料電池１１からのオフガスを第１熱交換器１２に供給するように切り換え部を制御する。
【００５０】
具体的には、図２に示すように、制御装置１６は、オフガスＧ２が第１熱交換器１２へ供給され、且つ、第１熱交換器１２を流通したオフガスＧ２が第２熱交換器１３へ供給されるように第１三方弁１１１及び第２三方弁１２１を制御する。即ち、制御装置１６は、第１三方弁１１１を制御して、第１熱交換器オフガスラインＬ３が連通し、且つ、第１熱交換器オフガスラインＬ３に対して第２熱交換器バイパスラインＬ５が遮断された状態とする制御を行う。また、制御装置１６は、第２三方弁１２１を制御して、第２熱交換器オフガスラインＬ４が連通し、且つ、第２熱交換器オフガスラインＬ４に対して第２熱交換器バイパスラインＬ５が遮断された状態とする制御を行う。
【００５１】
次に、制御装置１６がファン２１を制御することにより、ファン２１が駆動する。これにより、空気Ａ１中の酸素が、空気供給ラインＬ１を通して燃料電池１１に供給される。
また、制御装置１６が燃料ガス供給部２２を制御することにより、燃料ガス供給部２２から燃料ガス供給ラインＬ２を通して、燃料ガスＧ１が改質器（図示せず）に供給される。改質器において燃料ガスＧ１及び改質水供給部（図示せず）からの水蒸気から、水素が生成される。水素は、燃料電池１１へ供給される。また、制御装置１６は、ブロワ１７を駆動させる。
【００５２】
これにより、燃料電池１１においては、燃料電池１１に供給された空気Ａ１中の酸素と水素とが反応し、発電が行われる。発電に用いられた酸素及び水素は、オフガスＧ２として第１熱交換器オフガスラインＬ３に排出される。オフガスＧ２は、第１熱交換器オフガスラインＬ３を通して、第１熱交換器１２に供給される。
【００５３】
第１熱交換器１２では、オフガスＧ２の熱により、乾燥空気供給部２３から乾燥空気供給ラインＬ６を通して供給された低温の乾燥した空気Ａ２が加熱されて高温の乾燥した空気Ａ２とされる。高温の乾燥した空気Ａ２は、制御装置１６によるブロワ１７の駆動により、高温空気入力ラインＬ７及び高温空気出力ラインＬ８を流通し、食器洗い乾燥機１４に供給される。
【００５４】
第１熱交換器１２を流通したオフガスＧ２は、第２熱交換器オフガスラインＬ４を通して第２熱交換器１３へ供給される。
第２熱交換器１３では、オフガスＧ２の熱により、低温水供給部２４から低温水供給ラインＬ９を通して供給された低温水Ｗ１が加熱されて高温水Ｗ１とされる。高温水Ｗ１は、貯湯タンク１５に供給され、貯湯タンク１５に貯留される。
【００５５】
一方、制御装置１６は、食器洗い乾燥機１４が乾燥モードで動作するように制御を行う。これにより、食器洗い乾燥機１４に供給された高温の乾燥した空気Ａ２は、食器洗い乾燥機１４のハウジング（図示せず）の内部の高温空気噴出部（図示せず）から食器に対して噴出され、食器を乾燥させる。このとき、ハウジング内の湯噴出部（図示せず）は、食器洗い乾燥機１４が乾燥モードで動作しているため、高温水Ｗ１を噴出しない。
【００５６】
第１実施形態の食器洗い乾燥機システム１によれば、以下の効果を発揮することができる。
食器洗い乾燥機システム１は、切り換え部としての第１三方弁１１１及び第２三方弁１２１と、制御部としての制御装置１６とを備える。切り換え部は、燃料電池１１からのオフガスＧ２の第１熱交換器１２への供給と、燃料電池１１からのオフガスＧ２の第２熱交換器１３への供給とを切り換える。また、制御装置１６は、食器洗い乾燥機１４が洗いモード又は濯ぎモードで動作しているときに、第２熱交換器バイパスラインＬ５を通して燃料電池１１からのオフガスＧ２を第２熱交換器１３に供給するように切り換え部を制御する。また、制御装置１６は、食器洗い乾燥機１４が乾燥モードで動作しているときに、第１熱交換器オフガスラインＬ３を通して燃料電池１１からのオフガスＧ２を第１熱交換器１２に供給するように切り換え部を制御する。
【００５７】
このため、洗いモード又は濯ぎモードのときには、第１熱交換器１２が用いられて低温水Ｗ１が効果的に加熱され高温水Ｗ１とされて、食器洗い乾燥機１４において高温水Ｗ１を用いることができる。また、乾燥モードのときには、第２熱交換器１３が用いられて、低温の乾燥した空気Ａ２が効果的に加熱され高温の乾燥した空気Ａ２とされて、食器洗い乾燥機１４において高温の乾燥した空気Ａ２を用いることができる。即ち、燃料電池１１のオフガスＧ２により加熱された低温水Ｗ１と、低温の乾燥した空気Ａ２との両方を、食器洗い乾燥機１４において、高温水Ｗ１、高温の乾燥した空気Ａ２として有効に利用することができる。
特に、業務用の食器洗い乾燥機１４の場合には、洗いモード、濯ぎモード、及び乾燥モードの３つのモードが連続して繰り返されるため、大量の高温水、及び高温の乾燥した空気が必要となる。このような場合に、燃料電池１１からのオフガスＧ２の熱を有効利用できるため、エネルギーの節約を図ることができる。
【００５８】
また、洗いモード又は濯ぎモードのときには、オフガスＧ２が第１熱交換器１２を流通せずに、第２熱交換器１３を流通するため、より温度の高い高温水Ｗ１とすることができる。
また、乾燥モードのときには、オフガスＧ２は、第１熱交換器１２を流通した後に第２熱交換器１３を流通するため、食器洗い乾燥機１４において食器の乾燥に用いられる乾燥した空気Ａ２をより高温とすることができる。
【００５９】
また、食器洗い乾燥機システム１は、第２熱交換器１３で加熱された高温水Ｗ１を食器洗い乾燥機１４に供給する湯供給ラインを備えており、湯供給ラインの途中には、第２熱交換器１３で加熱された高温水Ｗ１を貯留可能な貯湯容器としての貯湯タンク１５が接続されている。このため、乾燥モードのときに、高温水Ｗ１を一時的に貯湯タンク１５に貯えておくことができる。
【００６０】
次に、第２実施形態に係る食器洗い乾燥機システムについて図３及び図４を参照しながら説明する。第２実施形態に係る食器洗い乾燥機システム１Ａは、主として、第１実施形態に係る食器洗い乾燥機システム１の２つの三方弁１１１、１２１に代えて、３つの二方弁１１１Ａ、１２１Ａ、１３１Ａを有する点において、第１実施形態に係る食器洗い乾燥機システム１とは異なる。以下の第２実施形態の説明においては、第１実施形態と同一の構成要件については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００６１】
図３は、本発明の第２実施形態による食器洗い乾燥機システムが、洗いモード又は濯ぎモードで動作している様子を示す概略図である。図４は、本発明の第２実施形態による食器洗い乾燥機システムが、乾燥モードで動作している様子を示す概略図である。
【００６２】
食器洗い乾燥機システム１Ａの切り換え部は、第１熱交換器オフガスラインＬ３の途中に設けられた第１二方弁からなる第１弁１１１Ａと、第２熱交換器オフガスラインＬ４の途中に設けられた第２二方弁からなる第２弁１２１Ａと、第２熱交換器バイパスラインＬ５の途中に設けられた第３二方弁からなる第３弁１３１Ａとを有する。
【００６３】
第２熱交換器バイパスラインＬ５の一端部は、第１熱交換器オフガスラインＬ３の部分であって、第１弁１１１Ａと燃料電池１１との間の部分に接続されている。また、第２熱交換器バイパスラインＬ５の他端部は、第２熱交換器オフガスラインＬ４の部分であって、第２弁１２１Ａと第２熱交換器１３との間の部分に接続される。第１弁１１１Ａ、第２弁１２１Ａ、及び第３弁１３１Ａは、制御装置１６に電気的に接続されている。
【００６４】
制御部としての制御装置１６は、食器洗い乾燥機１４が洗いモード又は濯ぎモードで動作しているときには、オフガスＧ２が第１熱交換器１２へ供給されず、第２熱交換器１３へ供給されるように第１弁１１１Ａ、第２弁１２１Ａ、及び第３弁１３１Ａを制御する。具体的には、図３に示すように、制御装置１６は、第１熱交換器オフガスラインＬ３、第２熱交換器オフガスラインＬ４がそれぞれ遮断されるように第１弁１１１Ａ及び第２弁１２１Ａを閉じ、第３弁１３１Ａを開く制御を行う。
【００６５】
また、食器洗い乾燥機１４が乾燥モードで動作しているときには、オフガスＧ２が第１熱交換器１２へ供給され、且つ、第１熱交換器１２を流通したオフガスＧ２が第２熱交換器１３へ供給されるように第１弁１１１Ａ、第２弁１２１Ａ、及び第３弁１３１Ａを制御する。具体的には、図４に示すように、制御装置１６は、第１弁１１１Ａ及び第２弁１２１Ａを開き、第３弁１３１Ａを閉じる制御を行う。このように構成することにより、切り替え部を、三方弁を用いずに二方弁のみで構成することができる。
【００６６】
本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的範囲において変形が可能である。例えば、切り換え部の構成は、上記実施形態の構成に限定されない。
【００６７】
また、食器洗い乾燥機１４は、食器を洗う洗いモードと、濯ぎモードと、乾燥モードとの３つのモードを連続して動作可能であったが、このモードに加えて他のモードで動作可能であってもよい。また、食器洗い乾燥機１４には、燃料電池１１から電力が供給されたが、燃料電池１１に加えて、商用電源から電力を供給可能な構成であってもよい。また、燃料電池１１は、ＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池）であったが、ＳＯＦＣに限定されず、高温型燃料電池であればよい。
【符号の説明】
【００６８】
１、１Ａ  食器洗い乾燥機システム
１１  燃料電池（高温型燃料電池）
１２  第１熱交換器
１３  第２熱交換器
１５  貯湯タンク（貯湯容器）
１６  制御装置
Ｌ３  第１熱交換器オフガスライン
Ｌ４  第２熱交換器オフガスライン
Ｌ５  第２熱交換器バイパスライン
１１１  第１三方弁
１１１Ａ  第１弁
１２１  第２三方弁
１２１Ａ  第２弁
１３１Ａ  第３弁
Ａ２  乾燥した空気（乾燥用空気）
Ｇ２  オフガス
Ｗ１  水（低温水、高温水）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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