(57)【要約】【課題】  ランニングコストの低減が可能な燃料電池装置を提供する。【解決手段】  燃料電池装置１は、燃料電池セル１１ａと原燃料を水蒸気改質する改質器１２とを有する燃料電池モジュール１０と、燃料電池モジュール１０から排出される排ガスと熱媒水との間で熱交換して凝縮水を生成する熱交換器２０と、熱交換器２０で生成された凝縮水を貯水する凝縮水回収器３０と、熱交換器２０に供給する熱媒水を貯留する蓄熱タンク４０と、熱交換器２０と蓄熱タンク４０との間で熱媒水が循環する循環流路５０と、凝縮水回収器３０と蓄熱タンク４０とを接続する給水路７０と、を備えることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルと原燃料を水蒸気改質する改質器とを有する燃料電池モジュールと、
該燃料電池モジュールから排出される排ガスと熱媒水との間で熱交換して凝縮水を生成する熱交換器と、
前記熱交換器で生成された前記凝縮水を貯水する凝縮水回収器と、
前記熱交換器に供給する前記熱媒水を貯留する蓄熱タンクと、
前記熱交換器と前記蓄熱タンクとの間で前記熱媒水が循環する循環流路と、
前記凝縮水回収器と前記蓄熱タンクとを接続する給水路と、を備えることを特徴とする燃料電池装置。
【請求項２】
前記給水路は、前記蓄熱タンクの下部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記給水路は、前記凝縮水回収器からの前記凝縮水を流す第一給水路を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記給水路は、前記蓄熱タンクからの前記熱媒水を流す第二給水路を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池装置。
【請求項５】
前記給水路は、前記凝縮水回収器からの前記凝縮水を流す第一給水路及び前記蓄熱タンクからの前記熱媒水を流す第二給水路を備え、前記第一給水路及び前記第二給水路は其々独立した流路であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池装置。
【請求項６】
前記給水路は、前記凝縮水回収器からの前記凝縮水を流す第一給水路及び前記蓄熱タンクから前記熱媒水を流す第二給水路を備え、前記第一給水路及び前記第二給水路は一部が共通する共通流路を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料電池装置。
【請求項７】
前記凝縮水を外部に排水する排水路を備えており、該排水路は、前記第一給水路の分岐部より分岐している請求項３、５又は６に記載の燃料電池装置。
【請求項８】
前記第一給水路および前記排水路を開閉する第一開閉装置を備えることを特徴とする請求項７記載の燃料電池装置。
【請求項９】
前記第一開閉装置は、前記分岐部に設けられた三方弁を含むことを特徴とする請求項８に記載の燃料電池装置。
【請求項１０】
前記第一開閉装置は、前記分岐部より下流側の前記第一給水路に配設された第一弁と、
前記分岐部より下流側の前記排水路に配設された第二弁と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の燃料電池装置。
【請求項１１】
前記第二給水路は、該第二給水路を開閉する第二開閉装置を有することを特徴とする請求項４若しくは請求項５、又は請求項５を引用する請求項７〜１０のうちいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項１２】
前記第一給水路は、前記第一開閉装置と前記凝縮水回収器との間に、前記凝縮水回収器から前記蓄熱タンクへの流れ方向のみの流体の流れを許容する第三弁を有し、
前記第二給水路は、前記第三弁と前記第一開閉装置との間の前記第一給水路で分岐し、前記熱媒水が前記凝縮水回収器に向かって流過することを特徴とする請求項６を引用する請求項８〜１０のうちいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項１３】
前記第一開閉装置より上流側の前記第一給水路に配設され、該第一給水路を開閉する第四弁を備えることを特徴とする請求項８〜１０、又は請求項８を引用する請求項１１若しくは請求項１２のうちいずれかに記載の燃料電池装置。
【請求項１４】
前記凝縮水回収器に配設され、該凝縮水回収器に貯水された前記凝縮水の量を検知する水量第一検知装置と、
前記蓄熱タンクに配設され、該蓄熱タンクに貯水された前記熱媒水の量を検知する水量第二検知装置と、
前記第一開閉装置の動作を制御する制御装置と、をさらに備え、
前記水量第一検知装置は、前記凝縮水における、下限量と、上限量と、前記下限量と前記上限量との間の予め設定された第一水量と、該第一水量と前記上限量との間の予め設定された第二水量と、を検知し、
前記水量第二検知装置は、前記熱媒水における、下限量と、上限量と、前記下限量と前記上限量との間の予め設定された第三水量と、を検知し、
該制御装置は、前記第四弁を閉じ、前記第一開閉装置を制御して前記第一給水路を閉じ、かつ前記排水路を開けた後、
前記水量第一検知手段で検知された前記凝縮水の水量が前記第二水量より多い場合であって、前記水量第二検知手段で検知された前記熱媒水の水量が前記上限量より少ない場合に、
前記第四弁を開け、前記第一給水路を開きかつ前記排水路を閉じるよう前記第一開閉装置を制御することを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、
前記水量第一検知装置で検知された前記凝縮水の水量が前記第一水量となった場合、
又は前記水量第二検知装置で検知された前記熱媒水の水量が前記上限量となった場合に、
前記第四弁を閉じ、前記第一給水路を閉じるよう前記第一開閉装置を制御することを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池装置。
【請求項１６】
前記制御装置は、
前記水量第一検知装置で検知された前記凝縮水の水量が前記第二水量より少なく、かつ前記第一水量より多い場合であって、前記水量第二検知装置で検知された前記熱媒水の水量が前記上限量より少ない場合に、前記第四弁を開け、前記第一給水路を開きかつ前記排水路を閉じるよう前記第一開閉装置を制御することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の燃料電池装置。
【請求項１７】
前記制御装置は、
前記水量第一検知装置で検知された前記凝縮水の水量が前記第一水量となった場合、又は前記水量第二検知装置で検知された前記熱媒水の水量が前記上限量となった場合に、
前記第四弁を閉じ、前記第一給水路を閉じるよう前記第一開閉装置を制御することを特徴とする請求項１６に記載の燃料電池装置。
【請求項１８】
前記制御装置は、前記第二開閉装置の動作をさらに制御し、
前記制御装置は、
前記水量第一検知手段で検知された前記凝縮水の水量が前記第一水量より少なく、かつ水量第二検知手段で検知された前記熱媒水の水量が前記第三水量より多い場合に、
前記第二給水路を開くよう前記第二開閉装置を制御することを特徴とする請求項５もしくは１１を引用する、請求項１６又は１７に記載の燃料電池装置。
【請求項１９】
前記制御装置は、
前記水量第一検知装置で検知された前記凝縮水の水量が前記第一水量となった場合、又は水量第二検知装置で検知された前記熱媒水の水量が前記第三水量となった場合に、
前記第二給水路を閉じるよう前記第二開閉装置を制御することを特徴とする請求項１８に記載の燃料電池装置。
【請求項２０】
前記制御装置は、
前記水量第一検知装置で検知された前記凝縮水の水量が前記第一水量より少なく、かつ水量第二検知装置で検知された前記熱媒水の水量が前記第三水量より多い場合に、
前記第一給水路を開きかつ前記排水路を閉じるよう前記第一開閉装置を制御することを特徴とする請求項１２を引用する請求項１６又は１７に記載の燃料電池装置。
【請求項２１】
前記制御装置は、
前記水量第一検知装置で検知された前記凝縮水の水量が前記第一水量となった場合、又は水量第二検知装置で検知された前記熱媒水の水量が前記第三水量となった場合に、
前記第一給水路を閉じるよう前記第一開閉装置を制御することを特徴とする請求項２０に記載の燃料電池装置。
【請求項２２】
前記凝縮水回収器に配設され、該凝縮水回収器に貯水された前記凝縮水の量を検知する水量第一検知装置と、
前記蓄熱タンクに配設され、該蓄熱タンクに貯水された前記熱媒水の量を検知する水量第二検知装置と、
前記第二開閉装置の動作を制御する制御装置と、をさらに備え、
前記水量第一検知装置は、前記凝縮水における、下限量と、上限量と、前記下限量と前記上限量との間の予め設定された第一水量と、を検知し、
前記水量第二検知装置は、前記熱媒水における、下限量と、上限量と、前記下限量と前記上限量との間の予め設定された第三水量と、を検知し、
前記制御装置は、
前記水量第一検知装置で検知された前記凝縮水の水量が前記第一水量より少なく、かつ水量第二検知装置で検知された前記熱媒水の水量が前記第三水量より多い場合に、
前記第二給水路を開くよう前記第二開閉装置を制御することを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池装置。
【請求項２３】
前記制御装置は、
前記水量第一検知装置で検知された前記凝縮水の水量が前記第一水量となった場合、又は水量第二検知装置で検知された前記熱媒水の水量が前記第三水量となった場合に、
前記第二給水路を閉じるよう前記第二開閉装置を制御することを特徴とする請求項２２に記載の燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代エネルギとして、燃料ガス（水素含有ガス）と空気（酸素含有ガス）とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを備えるセルスタック装置を収納装置内に収納してなる燃料電池モジュールと、この燃料電池モジュールを動作させるための各種補機とを外装ケース内に収納してなる燃料電池装置が種々提案されている。
【０００３】
このような燃料電池装置においては、発電に用いられなかった余剰の燃料ガスを燃焼させ、燃焼後の高温の排ガスを熱交換器で蓄熱タンクから送給される熱媒水と熱交換させ、冷却するとともに、この熱交換時に、排ガスに含まれる水蒸気が凝縮して生成される凝縮水を、回収・浄化処理して水タンク等に貯留し、貯留された処理水（純水）を、天然ガス等の原燃料を水蒸気改質する改質器に改質水として供給する、いわゆる水自立運転が行われている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２１６１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の燃料電池装置は、凝縮水又は熱媒水の何れかが不足した場合には、凝縮水又は熱媒水の他方が十分に存在するときであっても、外部から水を補充するほかなく、凝縮水又は熱媒水の余剰な水を有効に利用することができなかった。すなわち、燃料電池装置のランニングコストが高くなるおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の燃料電池装置は、燃料電池セルと原燃料を水蒸気改質する改質器とを有する燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールから排出される排ガスと熱媒水との間で熱交換して凝縮水を生成する熱交換器と、前記熱交換器で生成された前記凝縮水を貯水する凝縮水回収器と、前記熱交換器に供給する前記熱媒水を貯留する蓄熱タンクと、前記熱交換器と前記蓄熱タンクとの間で前記熱媒水が循環する循環流路と、前記凝縮水回収器と前記蓄熱タンクとを接続する給水路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の燃料電池装置によれば、凝縮水又は熱媒水の一方が不足した場合であっても、凝縮水又は熱媒水の他方が十分に存在する場合には、外部から水を補充せずに、他方の水を一方に供給することができる。このため、燃料電池装置のランニングコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の燃料電池装置の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の燃料電池装置の他の一例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の燃料電池装置のさらに他の一例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の燃料電池装置の制御方法を説明するフローチャートである。
【図５】本実施形態の燃料電池装置の制御方法を説明するフローチャートである。
【図６】本実施形態の燃料電池装置の制御方法を説明するフローチャートである。
【図７】本実施形態の燃料電池装置の他の制御方法を説明するフローチャートである。
【図８】本実施形態の燃料電池装置の他の制御方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本実施形態の燃料電池装置の一例について説明する。なお、同一の構成については同一の符号を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態の燃料電池装置１の一例を示すブロック図である。本実施形態の燃料電池装置１は、燃料電池モジュール１０と、熱交換器２０と、凝縮水回収器３０と、蓄熱タンク４０と、循環流路５０（第一流路５０ａ及び第二流路５０ｂ）と、給水路７０と、を備える。
【００１１】
燃料電池モジュール１０は、燃料電池セル１１ａを有するセルスタック装置１１と、水蒸気を用いて原燃料の水蒸気改質を行う改質器１２とを含み、セルスタック装置１１および改質器１２は、収納容器に収容されている。
【００１２】
改質器１２には、天然ガスまたはＬＰ（液化プロパン）ガス等の原燃料を改質器１２に供給する原燃料供給流路１２ａと、改質水を改質器１２に供給する改質水供給流路１２ｂとが接続されている。原燃料と改質水とは、改質器１２で水蒸気改質されて、水素を含む改質ガスが生成される。改質器１２で生成された改質ガスは、改質ガス供給流路１２ｃを通ってセルスタック装置１１に供給される。
【００１３】
燃料電池モジュール１０には、セルスタック装置１１に空気（酸素含有ガス）を導入するための酸素含有ガス供給流路１４が設けられている。セルスタック装置１１は、改質ガスと空気とを反応させることによって発電を行う。発電に使用されなかった改質ガス、および空気は、燃料電池セル１１ａの上部で燃焼され、高温の排ガスを生じる。燃料電池モジュール１０内で生じた排ガスは、セルスタック装置１１から排出された後、排ガス流路１５を通って熱交換器２０に供給される。
【００１４】
循環流路５０は、蓄熱タンク４０から熱交換器２０に向かって熱媒水が流過する流路である第一流路５０ａと、熱交換器２０から蓄熱タンク４０に向かって熱媒水が流過する流路である第二流路５０ｂと、を有している。
【００１５】
熱交換器２０では、燃料電池モジュール１０より排出された高温の排ガスと、蓄熱タンク４０から第一流路５０ａを通って熱交換器２０内に供給された低温の熱媒水とで熱交換を行なうことで、熱媒水は加熱され、排ガスは冷却される。排ガスに含まれる水蒸気が冷却によって凝縮し、凝縮水が生成されて、気体成分と分離される。加熱された熱媒水は、第二流路５０ｂを通って蓄熱タンク４０に移動する。排ガスを冷却することによって生成された凝縮水は、凝縮水回収器３０へ送られる。凝縮水が分離された後の排ガスは、排気流路２１を通って外部に排出される。
【００１６】
熱交換器２０で加熱された熱媒水は、蓄熱タンク４０に蓄えられる。言い換えれば、蓄熱タンク４０は、熱交換器２０に供給する熱媒水を貯留する。蓄熱タンク４０内には、流入管４１ａを介して、上水道から常温の熱媒水（水道水）を流入させることができる。また、循環流路５０を流れ温度が上昇した熱媒水は、蓄熱タンク４０に蓄えられ、流出管４１ｂを介して外部へ流出し、給湯用の湯水として供給される。
【００１７】
第一流路５０ａは、例えば管状部材で構成されており、一方端部が熱交換器２０に接続され、他方端部が蓄熱タンク４０に接続されている。蓄熱タンク４０に蓄えられる熱媒水は、第一流路５０ａを通って熱交換器２０に移動する。
【００１８】
第二流路５０ｂは、例えば管状部材で構成されており、一方端部が熱交換器２０に接続され、他方端部が蓄熱タンク４０に接続されている。熱交換器２０で高温の排ガスと熱交換されて加熱された熱媒水は、第二流路５０ｂを通って、蓄熱タンク４０に移動する。第二流路５０ｂの一方端部は、蓄熱タンク４０の上部または上部周辺に接続されていてもよい。これにより、蓄熱タンク４０の上部または上部周辺を高温に維持できる。
【００１９】
蓄熱タンク４０内では、蓄えられている熱媒水の下部から上部に向かって温度が高くなる温度分布が存在する。第一流路５０ａを介して熱交換器２０に供給される熱媒水は、低温であるほど熱交換効率が高く、水自立のための凝縮水が生じ易いので、相対的に低温の熱媒水を取り出し易いように、本実施形態においては、第一流路５０ａは、蓄熱タンク４０の下部に接続されている。なお、熱交換器２０に供給される熱媒水の温度を低下させるために放熱器を設けてもよい。
【００２０】
凝縮水回収器３０は、熱交換器２０において生成された凝縮水を蓄えるタンクである。凝縮水回収器３０には、改質水供給流路１２ｂの一方端部が接続されており、凝縮水回収器３０内の凝縮水は、改質水供給流路１２ｂを通って、改質器１２に改質水として供給される。改質水供給流路１２ｂの途中には水ポンプ１３が配設されており、水ポンプ１３を作動させることによって、凝縮水を、改質水供給流路１２ｂを介して改質器１２に供給する。
【００２１】
給水路７０は、例えば管状部材で構成されており、一方端部が凝縮水回収器３０に接続され、他方端部が蓄熱タンク４０に繋がっている。これにより、凝縮水回収器３０に貯留された凝縮水を、給水路７０を介して蓄熱タンク４０に供給する、又は蓄熱タンク４０に貯留された熱媒水を給水路７０を介して凝縮水回収器３０に供給することが可能になる。以下の説明においては、給水路７０のうち凝縮水回収器３０からの凝縮水を流す水路を第一給水路７０Ａとし、蓄熱タンク４０からの熱媒水を流す水路を第二給水路７０Ｂとする。また、第一給水路７０Ａ及び第二給水路７０Ｂの一部が共通する流路を共通流路７０Ｃとする。図１における実施形態においては、共通流路７０Ｃを有している。
【００２２】
本実施形態においては、第一給水路７０Ａの一部と第二給水路７０Ｂの一部とが共通流路７０Ｃとされている。この場合、共通流路７０Ｃは、第一給水路７０Ａの一部であり、かつ第二給水路７０Ｂの一部でもあるとする。すなわち、以下では共通流路７０Ｃを、第一給水路７０Ａとする場合、又は第二給水路７０Ｂとする場合がある。
【００２３】
また、本実施形態においては、凝縮水を外部に排水する排水路８０を備えている。排水路８０は、例えば管状部材で構成されており、一方端部が第一給水路７０Ａに接続され、他方端部が外部に開放されている。具体的には、本実施形態の燃料電池装置１では、第一給水路７０Ａには分岐部７２が設けられており、排水路８０はこの分岐部７２より分岐している。燃料電池モジュール１０では、改質ガスが反応または燃焼すること、酸素含有ガスとして取り込んだ外気に含まれる水蒸気などにより、熱交換器２０で生じる凝縮水の水量が、改質器１２に供給した改質水の水量よりも大きくなることがある。凝縮水回収器３０に余剰の凝縮水が貯留されている場合には、排水路８０を介して、外部に排出してもよい。
【００２４】
本実施形態においては、凝縮水又は熱媒水の一方が不足した場合であっても、凝縮水又は熱媒水の他方が十分に存在する場合には、外部から水を補充せずに、給水路７０を介して他方から一方に水を供給することができる。このため、ランニングコストを低減できる。
【００２５】
本実施形態においては、給水路７０（第一給水路７０Ａの共通流路７０Ｃ）を蓄熱タンク４０の下部に接続することにより、比較的温度の低い凝縮水を蓄熱タンク４０の下部に供給することができる。すなわち、温度を低下させた熱媒水を熱交換器２０に供給して、熱交換器２０で熱交換させることができるため、冷却機能が高い大型の放熱器を廃止する、もしくは冷却機能が低い小型の放熱器を用いることができる。本実施形態において、給水路７０は、蓄熱タンク４０の下部に接続されているが、給水路７０は蓄熱タンク４０の何れかに接続されていればよく、例えば、蓄熱タンク４０の上部に接続されていてもよい。なお、図１，２においては、放熱器を廃止した例を示している。放熱器を小型化した場合、放熱器は、例えば第一流路５０ａ中に設ければよい。また、共通流路７０Ｃは第二給水路７０Ｂでもあるため、共通流路７０Ｃを蓄熱タンク４０の下部に接続することにより、比較的低温の水を凝縮水回収器３０へと流すことができるため、蓄熱タンク４０内の水温が低下することを抑制できる。
【００２６】
本実施形態においては、給水ポンプ１２１は、共通流路７０Ｃに配置されている。これにより凝縮水回収器３０に貯留された凝縮水を蓄熱タンク４０に供給すること、又は蓄熱タンク４０に貯留された熱媒水を凝縮水回収器３０に供給することが可能になる。なお、本実施形態においては、蓄熱タンク４０を凝縮水回収器３０よりも高い位置に配置することで、蓄熱タンク４０に貯留された熱媒水が自重により凝縮水回収器３０へ流れる。よって、給水ポンプ１２１は、凝縮水回収器３０に貯留された凝縮水を蓄熱タンク４０に流す役割を果たす。なお、給水ポンプ１２１の流れ方向はいずれの方向でもよく、またいずれかの流れ方向に適宜切り替えることができるものでもよい。また、異なる方向に流体を流すポンプを複数設けてもよい。
【００２７】
本実施形態の燃料電池装置１において、第一給水路７０Ａは凝縮水回収器３０のうちの二カ所と接続されている。其々の接続部に設けられた流路は合流部７４にて接続され１つの第一給水路７０Ａとなる。一方の接続部から合流部７４までの流路を低位流路７０Ａ１とし、低位流路７０Ａ１と凝縮水回収器３０との接続部より高い位置の接続部から合流部７４までの流路を高位流路７０Ａ２とする。低位流路７０Ａ１及び高位流路７０Ａ２は、例えば管状部材で構成されている。高位流路７０Ａ２を設けることにより、所定の水量となった場合（高位流路７０Ａ２の接続部の位置に液面が到達した場合）には凝縮水回収器３０内の凝縮水を凝縮水回収器３０外に排出することができる。
【００２８】
本実施形態の燃料電池装置１は、第一給水路７０Ａおよび排水路８０を開閉する第一開閉装置９０を備えている。
【００２９】
本実施形態では、第一開閉装置９０は、分岐部７２に配設された三方弁９１を含んで構成される。三方弁９１は、三方弁９１の状態を制御することにより、分岐部７２よりも上流側の第一給水路７０Ａと分岐部７２よりも下流側の第一給水路７０Ａとを連通させ、かつ第一給水路７０Ａと排水路８０とを遮断する第一の状態と、分岐部７２よりも上流側の第一給水路７０Ａと分岐部７２よりも下流側の第一給水路７０Ａとを遮断し、かつ第一給水路７０Ａと排水路８０とを連通させる第二の状態とを切り換えることができる。
【００３０】
本実施形態の燃料電池装置１は、凝縮水回収流路１００と、第三弁７３とをさらに備えている。
【００３１】
凝縮水回収流路１００は、例えば管状部材で構成され、一方端部が熱交換器２０に接続され、他方端部が凝縮水回収器３０に接続されている。熱交換器２０で生成された凝縮水は、自重によって熱交換器２０内の下部側に移動する。本実施形態では、凝縮水回収流路１００は、一方端部が熱交換器２０の下部または下部周辺に接続され、他方端部が凝縮水回収器３０の上部または上部周辺に接続されているとともに、一方端部は他方端部よりも上方に位置するように構成されている。これにより、熱交換器２０で生じた凝縮水は、自重によって、凝縮水回収流路１００を通って凝縮水回収器３０に流れ込む。
【００３２】
本実施形態では、凝縮水回収流路１００の途中にイオン交換部１０１が設けられている。イオン交換部１０１にはイオン交換樹脂が配設されており、イオン交換樹脂を通過させることによって、凝縮水から不要な物質を取り除き凝縮水を純水化する。
【００３３】
第三弁７３は、第一開閉装置９０と凝縮水回収器３０との間の第一給水路７０Ａに設けられている。第三弁７３は、凝縮水回収器３０から蓄熱タンク４０への流れ方向の流体の流れを許容し、蓄熱タンク４０から凝縮水回収器３０への流れ方向の流体の流れを禁止する。第三弁７３は、例えば逆止弁で構成されていてもよい。
【００３４】
第二給水路７０Ｂは、イオン交換部１０１より凝縮水の流れ方向における上流側の凝縮水回収流路１００又はイオン交換部１０１と、第三弁７３と第一開閉装置９０との間の第一給水路７０Ａと、に接続されている。第二給水路７０Ｂ中の熱媒水は凝縮水回収流路１００に向かって流過する。
【００３５】
なお、三方弁９１は、第二給水路７０Ｂと凝縮水回収流路１００との接続部より上方に位置しており、熱交換器２０で生成された凝縮水は自重によって三方弁９１に流れ込むことはない。また、第二給水路７０Ｂは斜め上から凝縮水回収流路１００に接続されていてもよい。
【００３６】
なお、改質水供給流路１２ｂにイオン交換部１０１が設けられている場合、においては第二給水路７０Ｂを第一給水路７０Ａから分岐させる必要はない。そのため、第一給水路７０Ａが第二給水路７０Ｂの役割を兼ねるものであってよく、第一給水路７０Ａを通じて蓄熱タンク４０から凝縮水回収器３０へと熱媒水を流過させることができる
【００３７】
第一給水路７０Ａに第三弁７３を配設することにより、例えば蓄熱タンク４０からの熱媒水が、イオン交換部１０１が設けられた凝縮水回収流路１００を通らず、第一給水路７０Ａを通って凝縮水回収器３０に移動することを抑制できる。これにより、不要な物質を含むことがある熱媒水が、改質水として改質器１２に供給されることを抑制できる。なお、本実施形態において、第三弁７３は合流部７４より蓄熱タンク４０側かつ、第二給水路７０Ｂより凝縮水回収器３０側に設けられている。
【００３８】
上記構成の第二給水路７０Ｂによれば、凝縮水回収器３０内の凝縮水が不足した場合に、蓄熱タンク４０に貯留された熱媒水を凝縮水回収器３０に供給し、改質水として使用することが可能になる。
【００３９】
本実施形態の燃料電池装置１は、第一給水路７０Ａのうちの低位流路７０Ａ１に、第四弁７５をさらに備えている。第四弁７５を開閉することにより凝縮水回収器３０から第一給水路７０Ａへ流過する凝縮水の量を制御することができる。
【００４０】
本実施形態の燃料電池装置１は、循環ポンプ１２０と、第一温度検知装置１３０と、第二温度検知装置１４０と、水量第一検知装置１５０と、水量第二検知装置１６０と、制御装置１７０とをさらに備えている。
【００４１】
循環ポンプ１２０は、第一流路５０ａに配設されている。循環ポンプ１２０により、第一流路５０ａ中の流体を熱交換器２０に向けて流過させることができる。すなわち、循環ポンプ１２０は、蓄熱タンク４０と第一流路５０ａと熱交換器２０と第二流路５０ｂとによって構成される循環流路で熱媒水を循環させるポンプとして機能する。
【００４２】
第一温度検知装置１３０は、凝縮水回収器３０に貯留された凝縮水の温度を検知する。第一温度検知装置１３０は、例えば、凝縮水回収器３０の内部に配設されたサーミスタであってもよい。第一温度検知装置１３０は、凝縮水回収器３０内の第一給水路７０Ａが接続されている部分の周辺に配設されていてもよい。
【００４３】
第二温度検知装置１４０は、蓄熱タンク４０に貯留され、熱交換器２０に導入される熱媒水の温度を検知する。第二温度検知装置１４０は、例えば、蓄熱タンク４０内に配設されたサーミスタであってもよい。第二温度検知装置１４０は、蓄熱タンク４０内の第一流路５０ａが接続されている部分の周辺に配設されていてもよく、第一流路５０ａに配設されていてもよい。
【００４４】
水量第一検知装置１５０は、凝縮水回収器３０に配設され、凝縮水回収器３０に貯水された凝縮水の量を検知する。本実施形態では、水量第一検知装置１５０は、少なくとも凝縮水回収器３０に貯水された凝縮水の上限量、下限量、第一水量、および第二水量を検知するように構成される。
【００４５】
凝縮水の上限量は、凝縮水回収器３０の満水状態に対応する水量である。
【００４６】
凝縮水の下限量は、燃料電池モジュール１０の運転に最低限必要な水量、すなわち燃料電池モジュール１０のシャットダウン閾値に対応する水量である。凝縮水の水量が下限量よりも少なくなると、燃料電池モジュール１０の水自立運転が安定して行えなくなるため、燃料電池モジュール１０のシャットダウンが必要になることがある。
【００４７】
凝縮水の第一水量は、上限量と下限量との間の予め設定された水量であり、燃料電池モジュール１０の運転に十分に必要な水量に対応する。低位流路７０Ａ１は、凝縮水回収器３０における第一水量の位置と同位置又は下方に接続されている。
【００４８】
凝縮水の第二水量は、第一水量と上限量との間の予め設定された水量であり、凝縮水が凝縮水回収器３０に接続された高位流路７０Ａ２に流れ込むオーバーフロウ閾値である。すなわち、高位流路７０Ａ２は、凝縮水回収器３０における第二水量の位置と同位置に接続されている。この構成により、凝縮水の水量が第二水量となった場合、凝縮水が高位流路７０Ａ２に流れ込み、凝縮水回収器３０の外部に放出させることができる。
【００４９】
水量第一検知装置１５０は、例えば、凝縮水回収器３０の内部に配設されたフロートスイッチを有し、当該フロートスイッチによって検出された水位に基づいて、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量を検知してもよい。水量第一検知装置１５０は、凝縮水の上限量、下限量、第一水量、および第二水量を検知可能に構成されていればよく、単一の検知器で構成されていてもよく、複数の検知器で構成されていてもよい。また、水量第一検知装置１５０は、凝縮水の上限量、下限量、第一水量、および第二水量だけでなく、例えば第一水量と第二水量との間の水量を検知可能に構成されていてもよい。
【００５０】
水量第二検知装置１６０は、蓄熱タンク４０に配設され、蓄熱タンク４０に貯水された熱媒水の量を検知する。水量第二検知装置１６０は、少なくとも蓄熱タンク４０に貯水された熱媒水の上限量、下限量、および第三水量を検知するように構成される。
【００５１】
熱媒水の上限量は、蓄熱タンク４０の満水状態に対応する水量である。熱媒水の水量が上限量に達している場合、熱媒水は、凝縮水回収器３０に供給されてもよく、排水路８０から排出されてもよい。
【００５２】
熱媒水の下限量は、燃料電池モジュール１０の水自立運転に最低限必要な水量、すなわち燃料電池モジュール１０のシャットダウン閾値に対応する水量である。熱媒水の水量が下限量よりも少なくなると、蓄熱タンク４０での蓄熱量が上限に達し、排ガスの温度を十分に下げることができなくなるため、凝縮水を得ることが困難になり、燃料電池モジュール１０のシャットダウンが必要になることがある。
【００５３】
第三水量は、上限量と下限量との間の予め設定された水量であり、燃料電池モジュール１０の運転に十分に必要な水量に対応する。
【００５４】
水量第二検知装置１６０は、例えば、蓄熱タンク４０内に配設されたフロートスイッチを有し、当該フロートスイッチで検出された水位に基づいて、蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量を検知してもよい。また、水量第二検知装置１６０は、熱媒水の上限量、下限量、および第三水量を検知可能に構成されていればよく、単一のセンサで構成されていてもよく、複数のセンサで構成されていてもよい。
【００５５】
制御装置１７０は、第一温度検知装置１３０、第二温度検知装置１４０、水量第一検知装置１５０、および水量第二検知装置１６０の検知結果に基づいて、第四弁７５、第一開閉装置９０、循環ポンプ１２０及び給水ポンプ１２１の動作を制御する。なお、制御装置１７０はマイクロコンピュータを有しており、入出力インターフェイス、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）およびＲＯＭ（リードオンリーメモリ）を備えている。なお、ＣＰＵは、燃料電池装置の運転動作を実施するものであり、ＲＡＭは動作プログラムの実行に必要な変数などを一時的に記憶するものであり、ＲＯＭは動作プログラムなどを記憶するものである。
【００５６】
本実施形態の燃料電池装置１では、凝縮水又は熱媒水の一方が不足した場合であっても、凝縮水又は熱媒水の他方が十分に存在する場合には、外部から水を補充せずに、他方から一方に水を供給することができる。このため、燃料電池装置のランニングコストを低減することができる。
【００５７】
図２は、本実施形態の燃料電池装置の他の一例を示すブロック図である。本実施形態の燃料電池装置１Ａは、燃料電池装置１と比較して、第一開閉装置９０が、第一給水路７０Ａ（共通流路７０Ｃ）に配設された第一弁９２、および排水路８０に配設された第二弁９３である点で異なる構成であり、他の構成は同様の構成であるので、同じ構成には同じ参照符号を付して説明を省略する。
【００５８】
第一弁９２は、凝縮水回収器３０から蓄熱タンク４０への流れ方向において、分岐部７２よりも下流側の第一給水路７０Ａに配設されている。第一弁９２は、第一弁９２より上流側の第一給水路７０Ａと第一弁９２より下流側の第一給水路７０Ａとを連通させる、または遮断する。第二弁９３は、凝縮水回収器３０から外部への流れ方向において、排水路８０に配設されている。第二弁９３は、第一給水路７０Ａと排水路８０とを連通させる、または遮断する。
【００５９】
燃料電池装置１Ａでは、第一弁９２の状態を制御することによって、凝縮水回収器３０から蓄熱タンク４０に向かう流れ方向において、第一弁９２よりも上流側の第一給水路７０Ａと、第一弁９２よりも下流側の第一給水路７０Ａとを連通させる、または遮断することができる。また、第二弁９３の状態を制御することによって、凝縮水回収器３０から排水路８０を介して外部に向かう流れ方向において、第一給水路７０Ａと、排水路８０とを連通させる、または遮断することができる。したがって、燃料電池装置１Ａによれば、燃料電池装置１の場合と同様に、凝縮水又は熱媒水の一方が不足した場合であっても、凝縮水又は熱媒水の他方が十分に存在する場合には、外部から水を補充せずに、他方から一方に水を供給することができる。このため、燃料電池装置のランニングコストを低減することができる。
【００６０】
本実施形態では、制御装置１７０は、第一開閉装置９０として第一弁９２および第二弁９３の開閉動作を制御する。
【００６１】
図３は、本実施形態の燃料電池装置のさらに他の一例を示すブロック図である。本実施形態における給水路７０は、凝縮水回収器３０からの凝縮水を流す第一給水路７０Ａ及び蓄熱タンク４０からの熱媒水を流す第二給水路７０Ｂを備えている。第一給水路７０Ａ及び第二給水路７０Ｂは其々独立した流路である。すなわち、本実施形態の燃料電池装置１Ｂは、燃料電池装置１と比較して、第二給水路７０Ｂが、第一給水路７０Ａとの共通流路７０Ｃを介さず、蓄熱タンク４０に直接接続されている点および第二給水路７０Ｂを開閉する第二開閉装置である第五弁１１２を有する点で異なる構成であり、他の構成は同様の構成であるので、同じ構成には同じ参照符号を付して説明を省略する。
【００６２】
上記の燃料電池装置１と同様に、燃料電池装置１Ｂによれば、凝縮水又は熱媒水の一方が不足した場合であっても、凝縮水又は熱媒水の他方が十分に存在する場合には、外部から水を補充せずに、他方から一方に水を供給することができる。このため、燃料電池装置のランニングコストを低減することができる。
【００６３】
本実施形態では、蓄熱タンク４０を凝縮水回収器３０よりも高い位置に配置しており、蓄熱タンク４０に貯留された熱媒水が自重により凝縮水回収器３０へと流下するようになっている。そのため、凝縮水回収器３０内に十分な水量の凝縮水がある場合は、第五弁１１２を閉じた状態としておき、凝縮水回収器３０内の水量が低下した場合は、第五弁１１２を開いた状態として、蓄熱タンク４０から凝縮水回収器３０に熱媒水を供給することができる。本実施形態では、制御装置１７０が、第五弁１１２の開閉動作を制御する。
【００６４】
なお、本実施形態とは反対に、凝縮水回収器３０の凝縮水が自重によって蓄熱タンク４０へと流下するような位置に凝縮水回収器３０と蓄熱タンク４０をそれぞれ配置した場合には、第二給水路７０Ｂに給水ポンプ１２１を設けてもよい。
【００６５】
他の実施形態として、図３の実施形態における第一開閉装置９０を、第一給水路７０Ａに配設される第一弁９２及び排水路８０に配設される第二弁９３としてもよい。
【００６６】
凝縮水回収器３０内に十分な水量の凝縮水がある場合は、第五弁１１２を閉じた状態としておき、凝縮水回収器３０内の水量が低下した場合は、第五弁１１２を開いた状態として、蓄熱タンク４０から凝縮水回収器３０に熱媒水を供給することができる。本実施形態では、制御装置１７０が、第五弁１１２の開閉動作を制御する。
【００６７】
他の実施形態として燃料電池装置における給水路７０は、第一給水路７０Ａのみであってもよく、第二給水路７０Ｂのみであってもよい。また、第一給水路７０Ａと第二給水路７０Ｂを区別することなく一つの給水路であってもよい。
【００６８】
次に、本実施形態の燃料電池装置の制御方法について説明する。図４〜図６は、本実施形態の燃料電池装置１，１Ａの制御方法を説明するフローチャートである。
【００６９】
図４のフローチャートは、凝縮水回収器３０から凝縮水がオーバーフロウした場合に、凝縮水を蓄熱タンク４０に供給する処理を示す。本処理は、例えば、燃料電池装置１，１Ａの運転開始時に実行を開始してもよく、一定時間毎に実行を開始してもよく、ユーザ操作により実行を開始してもよい。
【００７０】
まず、制御装置１７０は、循環ポンプ１２０を作動させ、共通流路７０Ｃを閉じ、排水路８０を開けるように第一開閉装置９０を制御し、かつ第四弁７５を閉じる（ステップＳ１）。循環ポンプ１２０の作用により、熱媒水が、循環流路５０を介して、熱交換器２０と蓄熱タンク４０との間で循環する。
【００７１】
ステップＳ１における第一開閉装置９０の制御は、燃料電池装置１では、凝縮水回収器３０から蓄熱タンク４０への流れ方向において、分岐部７２よりも上流側の第一給水路７０Ａと分岐部７２よりも下流側の第一給水路７０Ａとを遮断し、第一給水路７０Ａと排水路８０とを連通させるように三方弁９１を制御する。燃料電池装置１Ａでは、第一弁９２を閉状態とし、第二弁９３を開状態とすればよい。なお、各弁がすでに上記の状態となっている場合には、同じ状態を継続すればよい。
【００７２】
次に、制御装置１７０は、水量第一検知装置１５０の検知結果に基づいて、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量が第二水量以上か否かを判定する（ステップＳ２）。制御装置１７０は、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量が第二水量以上であると判定した場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、ステップＳ３の処理に進む。
【００７３】
制御装置１７０は、水量第二検知装置１６０の検知結果に基づいて、蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量が上限量より少ないか否かを判定する（ステップＳ３）。制御装置１７０は、熱媒水の水量が上限量に等しいと判定した場合（ステップＳ３のＮＯ）、処理を終了する。制御装置１７０は、熱媒水の水量が上限量より少ないと判定した場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、ステップＳ４の処理に進む。
【００７４】
ステップＳ４では、制御装置１７０は、第一給水路７０Ａを開き、排水路８０を閉じるように第一開閉装置９０を制御し、かつ第四弁７５を開け、給水ポンプ１２１を作動させる。これにより、凝縮水が凝縮水回収器３０から第一給水路７０Ａを介して蓄熱タンク４０に供給される。
【００７５】
ステップＳ４における第一開閉装置９０の制御は、第一開閉装置９０が分岐部７２に配設された三方弁９１で構成されている場合には、凝縮水回収器３０から蓄熱タンク４０への流れ方向において、分岐部７２よりも上流側の第一給水路７０Ａと分岐部７２よりも下流側の第一給水路７０Ａとを連通させ、第一給水路７０Ａと排水路８０とを遮断するように三方弁９１を制御すればよい。第一開閉装置９０が第一弁９２と第二弁９３とで構成されている場合には、第一弁９２を開状態とし、第二弁９３を閉状態とすればよい。
【００７６】
ステップＳ５では、制御装置１７０は、水量第一検知装置１５０および水量第二検知装置１６０の検知結果に基づいて、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量および蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量を監視する。制御装置１７０は、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量が第一水量になった、または蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量が上限量になったと判定したとき、ステップＳ６の処理に進む。
【００７７】
ステップＳ６では、制御装置１７０は、第一給水路７０Ａを閉じるように第一開閉装置９０を制御し、かつ第四弁７５を閉じ、給水ポンプ１２１を停止することにより処理を終了する。また、排水路８０を開けるよう制御してもよい。
【００７８】
なお、凝縮水の水量が第二水量以上であるが、ステップＳ３でＮＯと判定し、処理を終了した場合は、凝縮水回収器３０からオーバーフロウした凝縮水は第一給水路７０Ａである高位流路７０Ａ２へ流入し、外部に放出される。なお、第四弁７５を閉じていることにより、低位流路７０Ａ１から凝縮水が凝縮水回収器３０の外部へと放出することはなく、凝縮水回収器３０の水量が第二水量以上で維持されることとなる。
【００７９】
燃料電池装置１，１Ａによれば、本フローチャートに示した処理によって、凝縮水回収器３０内の凝縮水が余剰している場合に、蓄熱タンク４０内の熱媒水が減少していれば、凝縮水を、蓄熱タンク４０に補給することができる。このため、燃料電池装置のランニングコストを低減することができる。
【００８０】
図５は、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量が第一水量より多く、第二水量より少ない場合に、凝縮水を蓄熱タンク４０に供給する処理を説明するフローチャートである。図４に示したフローチャートのステップＳ２において、制御装置１７０は、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量が第二水量より少ないと判定した場合（ステップＳ２のＮＯ）、図５に示すフローチャートのステップＳ７の処理に進む。
【００８１】
ステップＳ７では、制御装置１７０は、水量第一検知装置１５０の検知結果に基づいて、凝縮水回収器３０内の凝縮水が第一水量より多いか否かを判定する。制御装置１７０は、凝縮水の水量が第一水量より多いと判定した場合（ステップＳ７のＹＥＳ）、ステップＳ８の処理に進む。
【００８２】
制御装置１７０は、水量第二検知装置１６０の検知結果に基づいて、蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量が上限量より少ないか否かを判定する（ステップＳ８）。制御装置１７０は、熱媒水の水量が上限量より少ないと判定した場合（ステップＳ８のＹＥＳ）、ステップＳ９の処理に進み、熱媒水の水量が上限量に等しいと判定した場合（ステップＳ８のＮＯ）、処理を終了する。
【００８３】
ステップＳ９では、制御装置１７０は、第一開閉装置９０を制御し、第一給水路７０Ａを開け、排水路８０を閉じ、かつ第四弁７５を開け、給水ポンプ１２１を作動させる。これにより、凝縮水回収器３０に貯留される凝縮水は、第一給水路７０Ａを介して蓄熱タンク４０に供給される。
【００８４】
制御装置１７０は、水量第一検知装置１５０および水量第二検知装置１６０の検知結果に基づいて、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量および蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量を監視する（ステップＳ１０）。制御装置１７０は、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量が第一水量になった、または蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量が上限量になったと判定するとき（ステップＳ１０のＹＥＳ）、ステップＳ１１の処理に進む。
【００８５】
ステップＳ１１では、制御装置１７０は、第一開閉装置９０を制御し、第一給水路７０Ａを閉じ、かつ第四弁７５を閉じ、給水ポンプ１２１を停止することにより処理を終了する。また、排水路８０を開けるよう制御してもよい。
【００８６】
なお、図４および図５では、給水ポンプ１２１が共通流路７０Ｃに配置されている場合の制御方法について示しているが、給水ポンプ１２１が第二給水路７０Ｂに配置されている場合には、ステップＳ４およびステップＳ６で給水ポンプ１２１の動作は行われない。
【００８７】
燃料電池装置１，１Ａによれば、本フローチャートに示した処理によって、凝縮水回収器３０に貯留されている凝縮水の水量が、燃料電池モジュール１０の運転に十分に必要な水量を超えている場合に、蓄熱タンク４０内の熱媒水が減少していれば、凝縮水を、蓄熱タンク４０に供給することができる。このため、燃料電池装置のランニングコストを低減することができる。
【００８８】
図６は、蓄熱タンク４０に貯留された熱媒水を凝縮水回収器３０に供給する処理を説明するフローチャートである。図５に示したフローチャートのステップＳ７において、制御装置１７０は、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量が第一水量より少ないと判定する場合（ステップＳ７のＮＯ）、図６に示すフローチャートのステップＳ１２の処理に進む。
【００８９】
まず、制御装置１７０は、水量第二検知装置１６０の検知結果に基づいて、蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量が第三水量より多いか否かを判定する（ステップＳ１２）。制御装置１７０は、熱媒水の水量が第三水量より多いと判定した場合（ステップＳ１２のＹＥＳ）、ステップＳ１３の処理に進み、熱媒水の水量が第三水量以下と判定した場合（ステップＳ１２のＮＯ）、処理を終了する。
【００９０】
次に、制御装置１７０は、第一開閉装置９０を制御し、第一給水路７０Ａを開き、かつ排水路８０を閉じる（ステップＳ１３）。これにより、熱媒水を熱交換器２０と蓄熱タンク４０との間で循環させつつ、第二給水路７０Ｂを介して熱媒水を凝縮水回収器３０に送ることができる。凝縮水回収器３０に送られる熱媒水は、凝縮水回収流路１００に設けられたイオン交換部１０１を通過するため、熱媒水から不要な物質を取り除いた純水を凝縮水回収器３０に送ることができる。
【００９１】
ステップＳ１４では、制御装置１７０は、水量第一検知装置１５０および水量第二検知装置１６０の検知結果に基づいて、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量および蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量を監視する。制御装置１７０は、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量が第一水量になった、または蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量が第三水量になったと判定するとき、ステップＳ１５の処理に進む。
【００９２】
ステップＳ１５では、制御装置１７０は、第一開閉装置９０を制御し、第一給水路７０Ａを閉じて処理を終了する。また、排水路８０を開けるよう制御してもよい。なお、給水ポンプ１２１が第二給水路７０Ｂに設けられている場合には、ステップＳ１３で給水ポンプ１２１を作動させ、ステップＳ１５で給水ポンプ１２１を停止する動作が加わる。
【００９３】
図６に示したフローチャートの処理によれば、熱媒水が不足した場合であっても、凝縮水が十分に存在する場合には、外部から水を補充せずに、凝縮水を蓄熱タンク４０に供給することができる。このため、燃料電池装置のランニングコストを低減することができる。また、図６に示したフローチャートに従う処理によれば、高いエネルギを有している熱媒水を外部に排出しないので、燃料電池装置１，１Ａのエネルギ効率の低下を抑制できる。
【００９４】
なお、高位流路７０Ａ２を設けなくてもよく、凝縮水回収器３０の凝縮水の水位が第二水量を超えた場合に低位流路７０Ａ１における第四弁７５を開けて凝縮水を凝縮水回収器３０の外部に放出してもよい。高位流路７０Ａ２を設けない場合においては、第四弁７５を設けず、上述した三方弁９１又は第一弁９２及び第二弁９３により第一給水路７０Ａ及び排水路８０を閉じることにより凝縮水回収器３０に凝縮水を貯水してもよい。
【００９５】
次に、他の実施形態の燃料電池装置の制御方法について説明する。図７は、実施形態の燃料電池装置１Ｂの制御方法を説明するフローチャートである。なお、本実施形態の制御方法のうち、燃料電池装置１，１Ａの図４および図５に記載のフローチャートで示された制御方法については、共通するので、説明を省略する。
【００９６】
図７は、蓄熱タンク４０に貯留された熱媒水を凝縮水回収器３０に供給する処理を説明するフローチャートである。なお、フロー開始時において、第五弁１１２は閉じた状態である。制御装置１７０は、水量第二検知装置１６０の検知結果に基づいて、蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量が第三水量より多いか否かを判定する（ステップＳ１６）。制御装置１７０は、熱媒水の水量が第三水量より多いと判定した場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、ステップＳ１７の処理に進み、熱媒水の水量が第三水量以下と判定した場合（ステップＳ１６のＮＯ）、処理を終了する。
【００９７】
次に、制御装置１７０は、第五弁１１２を制御し、第五弁１１２を開く（ステップＳ１７）。これにより、熱媒水を熱交換器２０と蓄熱タンク４０との間で循環させつつ、第二給水路７０Ｂを介して熱媒水を凝縮水回収器３０に送ることができる。凝縮水回収器３０に送られる熱媒水は、凝縮水回収流路１００に設けられたイオン交換部１０１を通過するため、熱媒水から不要な物質を取り除いた純水を凝縮水回収器３０に送ることができる。
【００９８】
ステップＳ１８では、制御装置１７０は、水量第一検知装置１５０および水量第二検知装置１６０の検知結果に基づいて、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量および蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量を監視する。制御装置１７０は、凝縮水回収器３０内の凝縮水の水量が第一水量になった、または蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量が第三水量になったと判定するとき、ステップＳ１９の処理に進む。
【００９９】
ステップＳ１９では、制御装置１７０は、第五弁１１２を制御し、第五弁１１２を閉じて、処理を終了する。これにより、熱媒水の全量が、熱交換器２０と蓄熱タンク４０との間で循環する。
【０１００】
図７に示したフローチャートの処理によれば、熱媒水が不足した場合であっても、凝縮水が十分に存在する場合には、外部から水を補充せずに、凝縮水を蓄熱タンク４０に供給することができる。このため、燃料電池装置のランニングコストを低減することができる。また、図７に示したフローチャートに従う処理によれば、高いエネルギを有している熱媒水を外部に排出しないので、燃料電池装置１Ｂのエネルギ効率の低下を抑制できる。
【０１０１】
なお、共通流路７０Ｃではない独立した第二給水路７０Ｂを有する燃料電池装置１Ｂでは、図４で示したフローチャートを処理する前に図８に示すフローチャートの処理を行ってもよい。
【０１０２】
まず、制御装置１７０は、第五弁１１２を閉じる（ステップＳ２１）。次に、制御装置１７０は、水量第二検知装置１６０の検知結果に基づいて、蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量が第三量より多いか否かを判定する（ステップＳ２２）。制御装置１７０は、蓄熱タンク４０内の熱媒水の水量が第三量より多いと判定した場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ステップＳ２３の処理に進む。次に、制御装置１７０は、水量第一検知装置１５０の検知結果に基づいて、凝縮水回収器３０の凝縮水の水量が第一水量より少ないか否かを判定する（ステップＳ２３）。制御装置１７０は、凝縮水の水量が第一水量より少ないと判定した場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）ステップＳ２４の処理に進む。その後のステップＳ２４〜２６は、図７におけるステップＳ１７〜１９と同様である。
【０１０３】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、改良等が可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１，１Ａ，１Ｂ  燃料電池装置
１０    燃料電池モジュール
１１ａ  燃料電池セル
２０    熱交換器
３０    凝縮水回収器
４０    蓄熱タンク
５０    循環流路
７０    給水路
【図１】
2018142517.tif 000003
【図２】
2018142517.tif 000004
【図３】
2018142517.tif 000005
【図４】
2018142517.tif 000006
【図５】
2018142517.tif 000007
【図６】
2018142517.tif 000008
【図７】
2018142517.tif 000009
【図８】
2018142517.tif 000010