(57)【要約】【課題】水処理装置の劣化程度を簡易かつ的確に検知できないため、長期にわたり安定かつ安全な燃料電池発電システムの実現が困難であった。【解決手段】燃料電池２１から排出される燃料排ガスと酸化剤排ガス中の水蒸気を燃料ガス側気液分離器２２と酸化剤ガス側気液分離器２７で回収した水を凝縮水タンク２３に回収する。水処理装置２１９で浄化し浄化水タンク２１４に貯える。水処理装置２１９はイオン交換樹脂容器２１２と浄化水経路２１６とバイパス経路２１８及び流路切り替え手段２１７からなり、パイパス経路２１８には水質検査カートリッジ２１５を設ける。水質検査カートリッジ２１５は所定のＰＨ領域に変色域を有する指示薬２１４を含む容器２１３で構成される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混床式イオン交換樹脂を有するイオン交換樹脂容器と、前記容器から排出される浄化水の少なくとも一部の水質をＰＨ指示薬を用いて検知する水質検知手段とを備える水処理装置。
【請求項２】
水質検知手段が指示薬を充填した容器であり、かつイオン交換樹脂容器の出口に設けられた浄化水経路と、前記浄化水経路と水質検知手段とを連結するバイパス経路と、前記浄化水経路と前記バイパス経路とを切り替える流路切り替え手段とを有することを特徴とする請求項１記載の水浄化装置。
【請求項３】
指示薬がブロムチモールブルー、フェノールレッド、ニュートラルレッド、及び紫キャベツ液のいずれかであることを特徴とする請求項１または２記載の水処理装置。
【請求項４】
指示薬がメチルオレンジ、メタクレゾールパープル、ブロモフェノールブルー、ブロモクレゾールグリーン、及びブロモクレゾールパープルから選択される少なくとも一種類の指示薬を有する第１の指示薬と、フェノールフタレイン、メタクレゾールパープル、及びチモールブルーから選択される少なくとも一種類の指示薬とを有する第２の指示薬との混合指示薬であることを特徴とする請求項１または２記載の水処理装置。
【請求項５】
燃料ガスと酸化剤ガスにより発電する燃料電池と、前記燃料電池から排出される燃料排ガス及び酸化剤排ガスのうち少なくとも一方の排ガスに含まれる水蒸気を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器にて回収された水を浄化する請求項１〜３のいずれか記載の水処理装置と、前記水処理装置を通過した水を用いて燃料電池を冷却する燃料電池冷却手段と、前記水処理装置を通過した水を用いて燃料ガス及び酸化剤ガスの少なくとも一方を加湿する加湿手段とを備える燃料電池発電システム。
【請求項６】
水処理装置を通過した水を保持する浄化水タンクと、前記浄化水タンクに浄化水タンク内の水を燃料電池発電システムの系外に排出する排水口と、水処理装置に換えて前記排水口に水質検知手段とを備える請求項５記載の燃料電池発電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水処理装置及びそれを用いた燃料電池発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水処理装置及びそれを用いた燃料電池発電システムの構成について、説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４（ａ）は従来の水処理装置及びそれを用いた燃料電池発電システムの第一の構成を概略的に示した構成図である。燃料電池４１に水素を主成分とする燃料ガスと燃料電池発電システムの系外から吸入した酸化剤ガス（主に空気が利用される）を供給し発電を行う。燃料電池４１から排出される燃料排ガス及び酸化剤排ガスは燃料電池４１の発電により生成した水を取り込み湿度の高い状態になっている。これら燃料排ガス及び酸化剤排ガスに含まれる水蒸気を熱交換器４２で分離回収する。分離回収された水はタンク４３に貯えられる。タンク４３に貯えられた水はポンプ４４によって燃料電池４１を循環し燃料電池４１を冷却する。タンク４３には燃料電池４１での漏電を抑えるため、水処理装置としてのイオン除去フィルター４５を設け、冷却水の水質を純度の高い状態に維持している。イオン除去フィルター４５には陽イオン及び陰イオンを効率的に除去するため混床式のイオン交換樹脂を利用するのが一般的である。
【０００４】
図４（ｂ）は従来の水処理装置及びそれを用いた燃料電池発電システムの第二の構成を概略的に示した構成図である。図４（ａ）の構成において、タンク４３に貯えられた水の水質をモニターする目的で、タンク４３の内部に導電率計４６を保持する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２０８１５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の構成の水処理装置を有する燃料電池発電システムにおいては長期にわたり安定な運転を実現できないという課題を有していた。これは燃料電池発電システムを構成する配管等から溶出するイオン成分がイオン交換樹脂を経年的に劣化せしめ、燃料電池発電システムを循環する水の中にイオン成分が漏洩するため、燃料電池部における電極触媒の被毒劣化や電解質膜の劣化、さらには燃料改質装置部における改質触媒の被毒劣化を引き起こすためであり、また、燃料電池を循環する冷却水の導電率が向上し、燃料電池部で漏電を引き起こすことによるものである。
【０００７】
上記した水処理装置及び燃料電池発電システムが有する課題に対して、イオン交換樹脂を定期的に新しいイオン交換樹脂に取り替えることで対策はできるが、図４（ａ）に記載した従来の第一の構成ではイオン交換樹脂を通過した浄化水の水質の検知手段がなく、イオン交換樹脂の取り替えのタイミングを的確に把握できないため、イオン交換樹脂の取り替え時期がずれた場合にイオン成分が浄化水中に漏洩するため、前記した課題を解決することは困難であった。
【０００８】
また、図４（ｂ）に記載した従来の第二の構成ではタンク内に導電率計を設置するため、イオン交換樹脂を通過した浄化水の水質を間接的にモニターでき、イオン交換樹脂の取り替え時期を把握することが可能となるが、導電率計の校正や電極の保守点検が複雑であり、かつ計器が高価であるという副次的な課題を有していた。
【０００９】
本発明は上記した課題に鑑みなされたもので、イオン交換樹脂の劣化の程度を可視化し、簡易かつ低コストでイオン交換樹脂の取り替え時期を的確に検知し得る水処理装置を実現し、また長期にわたって安定かつ安全な運転を確保し得る燃料電池発電システムを実現するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の水処理装置は、混床式イオン交換樹脂を有するイオン交換樹脂容器と、前記容器から排出される浄化水の少なくとも一部の水質をＰＨ指示薬を用いて検知する水質検知手段とを備える。
【００１１】
また、本発明の水処理装置は、水質検知手段が指示薬を充填した容器であり、かつ前記水処理装置の出口に設けられた浄化水経路と、前記浄化水経路と前記水質検知手段とを連結するバイパス経路と、前記浄化水経路と前記バイパス経路とを切り替える流路切り替え手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の水処理装置は、指示薬がブロムチモールブルー、フェノールレッド、ニュートラルレッド、紫キャベツ液のいずれかであると好適である。
【００１３】
また、本発明の水処理装置は、指示薬がメチルオレンジ、メタクレゾールパープル、ブロモフェノールブルー、ブロモクレゾールグリーン、及びブロモクレゾールパープルから選択される少なくとも一種類の指示薬を有する第１の指示薬と、フェノールフタレイン、メタクレゾールパープル、及びチモールブルーから選択される少なくとも一種類の指示薬を有する第２の指示薬との混合指示薬であると好適である。
【００１４】
また、本発明の燃料電池発電システムは、燃料ガスと酸化剤ガスにより発電する燃料電池と、前記燃料電池から排出される燃料排ガス及び酸化剤排ガスのうち少なくとも一方の排ガスに含まれる水蒸気を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器にて回収された水を浄化する上記本発明の水処理装置と、前記水処理装置を通過した水を用いて燃料電池を冷却する燃料電池冷却手段と、前記水処理装置を通過した水を用いて燃料ガス及び酸化剤ガスの少なくとも一方を加湿する加湿手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の燃料電池発電システムは、水処理装置を通過した水を保持する浄化水タンクと、前記浄化水タンクに浄化水タンク内の水を燃料電池発電システムの系外に排水する排水口と、前記排水口に水質検知手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参酌し説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
ます、本発明の実施の形態１に係わる水処理装置の構成について説明する。
【００１８】
図１は本実施形態の水処理装置を概略的に示した構成図である。
【００１９】
混床式のイオン交換樹脂を充填した容器（以下イオン交換樹脂容器という）１１の出口にイオン交換樹脂容器１１を通過した浄化水が通流する浄化水経路１２と、浄化水経路１２から分岐したバイパス経路１３と、浄化水経路１２とバイパス経路１３を切り替えるための流路切り替え手段１４が設けられる。パイパス経路１３には水質検査カートリッジ１５が設けられる。水質検査カートリッジ１５はＰＨ７を基準とし、その前後のＰＨ領域で当該指示薬を含有した水溶液の色調を変化せしめる指示薬１６を含んだ容器１７で構成される。
【００２０】
前記した構成によって、混床式イオン交換樹脂の劣化の程度を可視化し、イオン交換樹脂容器を通過した浄化水の水質を簡易かつ低コストで検知できる水処理装置が実現できる。
【００２１】
これは以下の作用による。つまりイオン交換樹脂が正常に動作している時、つまり陽イオンと陰イオンをそれぞれ当モルずつ水素イオンと水酸基イオンに置換されている時には水素イオンと水酸基イオンが当モルずつ反応し水を生成するため、イオン交換樹脂を通過した浄化水のＰＨは７を示す。これに対してイオン交換樹脂の劣化が始まると、陽イオンまたは陰イオンのどちらかのイオンが優勢的に漏洩するために、浄化水中には水素イオンまたは水酸基イオンが過剰に存在することになるため浄化水のＰＨは７からずれた値を示す。この時の浄化水を水質検査カートリッジに導くことで指示薬と混合し、浄化水の色調が変化するため、かかる色調の変化を視認することでイオン交換樹脂の劣化の程度が把握可能となる。
【００２２】
指示薬は、ブロムチモールブルー、フェノールレッド、ニュートラルレッド、及び紫キャベツ液のいずれかより選択され、これらの指示薬はＰＨ７を基準に変色域を有するものであるため、これらの指示薬を用いた場合、単一の指示薬で混床式のイオン交換樹脂の劣化の程度を視認により検知することができる。
【００２３】
また、指示薬として、酸性域に変色域を有する、メチルオレンジ、メタクレゾールパープル、ブロモフェノールブルー、ブロモクレゾールグリーン、及びブロモクレゾールパープルから選択される少なくとも一種類の指示薬を有する第１の指示薬とアルカリ性域に変色域を有する、フェノールフタレイン、メタクレゾールパープル、及びチモールブルーから選択される少なくとも一種類の指示薬とを有する第２の指示薬との混合指示薬を用いることで、ＰＨ７を基準とするＰＨ領域で変色域を実現できるのため、混床式のイオン交換樹脂の劣化の程度を視認により検知することができる。
【００２４】
尚、流路切り替え手段は例えばコック等を用いて定期的に手動で流路を切り替え、イオン交換樹脂を通過した浄化水の水質を検査することができる。また、流路切り替え手段として電磁弁等を利用して流路の切り替えを自動制御し、イオン交換樹脂を通過した浄化水の水質を検査する構成も可能である。
【００２５】
続いて、本発明に係わる燃料電池発電システムの構成について図２及び図３を参酌し説明する。
【００２６】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２の燃料電池発電システムの構成を概略的に示した構成図である。
【００２７】
燃料処理装置２４にて原料ガスを改質した水素を主成分とする燃料ガスと燃料電池発電システムの外部から酸化剤ガス供給手段２５を介して吸入した酸化剤ガスを燃料電池２１に供給し発電を行う。燃料電池２１から排出される燃料排ガスは燃料ガス側気液分離器２２にて燃料ガスと水に分離され、燃料ガスは燃料処理装置２４に戻され水素生成反応の原料として再利用する。燃料電池２１から排出される酸化剤排ガスは酸化剤ガス側気液分離器２７にて酸化剤ガスと水に分離し、酸化剤ガスは燃料電池発電システムの系外に排出される。燃料ガス側気液分離器２２及び酸化剤ガス側気液分離器２７で分離された水は凝縮水タンク２３に回収される。凝縮水タンク２３に貯えられた水はポンプ２１１によって水処理装置２１９に送られ、浄化された後、浄化水タンク２６に貯えられる。浄化水タンク２６に貯えられた水の一部はポンプ（図示せず）によって燃料電池２１を循環し燃料電池２１を冷却する。また浄化水タンク２６に貯えられた水の一部はポンプ２１０によってそれぞれ燃料ガス側加湿器２８と酸化剤ガス側加湿器２９に送られ燃料ガス及び酸化剤ガスを加湿する。水処理装置２１９はイオン交換樹脂を充填したイオン交換樹脂容器２１２と、イオン交換樹脂容器２１２の出口に設けられた浄化水経路２１６と、浄化水経路２１６ら分岐したバイパス経路２１８と、浄化水経路２１６とバイパス経路２１８とを切り替えるための流路切り替え手段２１７が設けられ、パイパス経路２１８には水質検査カートリッジ２１５が設けられる。水質検査カートリッジ２１５はＰＨ７を基準とし、その前後のＰＨ領域で当該指示薬を含有した水溶液の色調を変化せしめる指示薬２１４を含んだ容器２１３で構成される。
【００２８】
前記した構成によって、実施の形態１で述べたようにイオン交換樹脂の劣化時の浄化後の水のＰＨバランスの偏りが検出され、燃料電池発電システムに利用される混床式イオン交換樹脂の劣化の程度を容易に可視化でき、イオン交換樹脂の取り替え時期を的確に検知できるため、長期にわたって安定かつ安全な運転を確保し得る燃料電池発電システムを実現可能となる。
【００２９】
なお、指示薬は実施の形態１と同様の指示薬を用いることで同様の効果を得ることができる。
【００３０】
また、流路切り替え手段２１７は、実施の形態１の流路切り換え手段１４の同様の構成を採用することが可能である。
【００３１】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３に係わる燃料電池発電システムの構成を概略的に示した構成図である。
【００３２】
燃料処理装置３４にて原料ガスを改質した水素を主成分とする燃料ガスと燃料電池発電システムの外部から酸化剤ガス供給手段３５を介して吸入した酸化剤ガスを燃料電池３１に供給し発電を行う。燃料電池３１から排出される燃料排ガスは燃料ガス側気液分離器３２にて燃料ガスと水に分離され、燃料ガスは燃料処理装置３４に戻され水素生成反応の原料として再利用する。燃料電池３１から排出される酸化剤排ガスは酸化剤ガス側気液分離器３７にて酸化剤ガスと水に分離し、酸化剤ガスは燃料電池発電システムの系外に排出される。燃料ガス側気液分離器３２及び酸化剤ガス側気液分離器３７で分離された水は凝縮水タンク３３に回収される。凝縮水タンク３３に貯えられた水は、ポンプ３１１によってイオン交換樹脂を充填したイオン交換樹脂容器３１２に送られ、浄化された後、浄化水タンク３６に貯えられる。浄化水タンク３６に貯えられた水はポンプ（図示せず）によって燃料電池３１を循環し燃料電池３１を冷却し、またポンプ３１０によって、それぞれ燃料側ガス加湿器３８と酸化剤ガス側加湿器３９に送られ燃料ガス及び酸化剤ガスを加湿する。浄化水タンク３６には浄化水タンク内の水が所定の水位になったときに、その内部の水を燃料電池発電システムの外部に排水するための排水口３１６が設けられ、排水口３１６には水質検知手段として水質検査カートリッジ３１５が設けられる。水質検査カートリッジ３１５はＰＨ７を基準とし、その前後のＰＨ領域で当該指示薬を含有した水溶液の色調を変化せしめる指示薬３１４を含んだ容器３１３で構成される。
【００３３】
前記した構成によって、実施の形態１で述べたようにイオン交換樹脂の劣化時の浄化後の水のＰＨバランスの偏りが検出され、燃料電池発電システムに利用される混床式イオン交換樹脂の劣化の程度を容易に可視化でき、イオン交換樹脂の取り替え時期を的確に検知できるため、長期にわたって安定かつ安全な運転を確保し得る燃料電池発電システムを実現可能となる。
【００３４】
指示薬は、実施の形態１と同様の指示薬を用いることで同様の効果を得ることができる。
【００３５】
なお、浄化水を浄化水タンクの開口部から水質検査カートリッジに導くには、イオン交換樹脂容器を通して浄化される浄化水の水量を浄化水タンクから燃料側ガス加湿器と酸化剤ガス側加湿器に供給する水量より増やすことで実現できる。
【００３６】
本構成の燃料電池発電システムにおいては、図２の構成を有する燃料電池発電システムに比べると、流路切り替え手段が不要となるため、燃料電池発電システムの構成面またサイズ面で利点を有する。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明を実施例にてより具体的に説明する。
【００３８】
《実施例１》
混床式のイオン交換樹脂ＳＮＭＵＰ（三菱化学（株）製）をアクリル製の容器に充填しイオン交換樹脂容器を作製した。燃料電池として高分子電解質型燃料電池を準備し、図２の構成の燃料電池発電システムを作製した。また、水質検査カートリッジは指示薬として紫キャベツ液をアクリル製の容器に充填することにより作製した。
【００３９】
こうして完成した燃料電池発電システムを１００時間ごとに前記した水質検査カートリッジを取り替え、流路切り替え手段を介して浄化水の水質を検査しつつ、水質検査カートリッジ内の水の色調が薄い赤色から黄色に変色した時点で、イオン交換樹脂容器を新しいイオン交換樹脂容器（前記した同一の材料で構成されるもの）を取り替えながら、１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが燃料電池や燃料改質装置の劣化に起因する発電量の変化や、燃料電池部での漏電は確認できず、安定かつ安全な運転状態を維持した。
【００４０】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてタイミング良くイオン交換樹脂容器を交換できたため、燃料電池等に純度の高い水を継続して供給することができたことによるものである。
【００４１】
《実施例２》
指示薬のみをブロムチモールブルーに代えた以外は実施例１に記載したものと同一の燃料電池発電システムを作成した。
【００４２】
こうして完成した燃料電池発電システムを１００時間ごとに前記した水質検査カートリッジを取り替え、流路切り替え手段を介して浄化水の水質を検査しつつ、水質検査カートリッジ内の水の色調が黄色から青色に変色した時点で、イオン交換樹脂容器を新しいイオン交換樹脂容器（前記した同一の材料で構成されるもの）を取り替えながら、１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが燃料電池や燃料改質装置の劣化に起因する発電量の変化や、燃料電池部での漏電は確認できず、安定かつ安全な運転状態を維持した。
【００４３】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてタイミング良くイオン交換樹脂容器を交換できたため、燃料電池等に純度の高い水を継続して供給することができたことによるものである。
【００４４】
《実施例３》
指示薬のみをフェノールレッドに代えた以外は実施例１に記載したものと同一の燃料電池発電システムを作成した。
【００４５】
こうして完成した燃料電池発電システムを１００時間ごとに前記した水質検査カートリッジを取り替え、流路切り替え手段を介して浄化水の水質を検査しつつ、水質検査カートリッジ内の水の色調が黄色から赤色に変色した時点で、イオン交換樹脂容器を新しいイオン交換樹脂容器（前記した同一の材料で構成されるもの）を取り替えながら、１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが燃料電池や燃料改質装置の劣化に起因する発電量の変化や、燃料電池部での漏電は確認できず、安定かつ安全な運転状態を維持した。
【００４６】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてタイミング良くイオン交換樹脂容器を交換できたため、燃料電池等に純度の高い水を継続して供給することができたことによるものである。
【００４７】
《実施例４》
指示薬のみをニュートラルレッドに代えた以外は実施例１に記載したものと同一の燃料電池発電システムを作成した。
【００４８】
こうして完成した燃料電池発電システムを１００時間ごとに前記した水質検査カートリッジを取り替え、流路切り替え手段を介して浄化水の水質を検査しつつ、水質検査カートリッジ内の水の色調が赤色から黄色に変色した時点で、イオン交換樹脂容器を新しいイオン交換樹脂容器（前記した同一の材料で構成されるもの）を取り替えながら、１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが燃料電池や燃料改質装置の劣化に起因する発電量の変化や、燃料電池部での漏電は確認できず、安定かつ安全な運転状態を維持した。
【００４９】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてタイミング良くイオン交換樹脂容器を交換できたため、燃料電池等に純度の高い水を継続して供給することができたことによるものである。
【００５０】
《実施例５》〜《実施例８》
指示薬のみを下記の表１のものに代えた以外は実施例１に記載したものと同じ構成で燃料電池発電システムを作製した。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
こうして完成した燃料電池発電システムを１００時間ごとに前記した水質検査カートリッジを取り替え、流路切り替え手段を介して浄化水の水質を検査しつつ、水質検査カートリッジに導いた浄化水の色調が変化した時点で、イオン交換樹脂容器を新しいイオン交換樹脂容器（前記した同一の材料で構成されるもの）を取り替えながら、１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが燃料電池や燃料改質装置の劣化に起因する発電量の変化や、燃料電池部での漏電は確認できず、安定かつ安全な運転状態を維持した。
【００５３】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてタイミング良くイオン交換樹脂容器を交換できたため、燃料電池等に純度の高い水を継続して供給することができたことによるものである。
【００５４】
尚、表１において指示薬の色調の変化は記載していないが、初期のイオン交換樹脂が正常に動作している時に水質検査カートリッジに導いた浄化水の色調を基準とし、経時的に色調が目視にて変化したと判断できた時点をイオン交換樹脂の劣化した時期とし、イオン交換樹脂容器の取り替えを行った。
【００５５】
また、混合して用いる指示薬は表１に記載したものに限定されるものではなく、メチルオレンジ、メタクレゾールパープル、ブロモフェノールブルー、ブロモクレゾールグリーン、ブロモクレゾールパープルから選択される少なくとも一種類の指示薬からなる第１の指示薬とフェノールフタレイン、メタクレゾールパープル、チモールブルーから選択される少なくとも一種類の指示薬からなる第２の指示薬とを適当に混合して用いて、ＰＨ７を基準とするＰＨ領域で変色域を有するものであれば利用可能である。
【００５６】
さらにイオン交換樹脂は混床式のイオン交換樹脂であれば実施例に記載したＳＭＮＵＰに限定されるものではない。
【００５７】
《実施例９》
混床式のイオン交換樹脂ＳＮＭＵＰ（三菱化学（株）製）をアクリル製の容器に充填しイオン交換樹脂容器を作製した。燃料電池として高分子電解質型燃料電池を準備し、図３の構成の燃料電池発電システムを作製した。また、水質検査カートリッジは指示薬として紫キャベツ液をアクリル製の容器に充填することにより作製した。
【００５８】
こうして完成した燃料電池発電システムを１００時間ごとに前記した水質検査カートリッジを取り替え、流路切り替え手段を介して浄化水の水質を検査しつつ、水質検査カートリッジ内の水の色調が薄い赤色から黄色に変色した時点で、イオン交換樹脂容器を新しいイオン交換樹脂容器（前記した同一の材料で構成されるもの）を取り替えながら、１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが燃料電池や燃料改質装置の劣化に起因する発電量の変化や、燃料電池部での漏電は確認できず、安定かつ安全な運転状態を維持した。
【００５９】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてタイミング良くイオン交換樹脂容器を交換できたため、燃料電池等に純度の高い水を継続して供給することができたことによるものである。
【００６０】
《実施例１０》
指示薬のみをブロムチモールブルーに代えた以外は実施例９に記載したものと同一の燃料電池発電システムを作成した。
【００６１】
こうして完成した燃料電池発電システムを１００時間ごとに前記した水質検査カートリッジを取り替え、流路切り替え手段を介して浄化水の水質を検査しつつ、水質検査カートリッジ内の水の色調が黄色から青色に変色した時点で、イオン交換樹脂容器を新しいイオン交換樹脂容器（前記した同一の材料で構成されるもの）を取り替えながら、１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが燃料電池や燃料改質装置の劣化に起因する発電量の変化や、燃料電池部での漏電は確認できず、安定かつ安全な運転状態を維持した。
【００６２】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてタイミング良くイオン交換樹脂容器を交換できたため、燃料電池等に純度の高い水を継続して供給することができたことによるものである。
【００６３】
《実施例１１》
指示薬のみをフェノールレッドに代えた以外は実施例９に記載したものと同一の燃料電池発電システムを作成した。
【００６４】
こうして完成した燃料電池発電システムを１００時間ごとに前記した水質検査カートリッジを取り替え、流路切り替え手段を介して浄化水の水質を検査しつつ、水質検査カートリッジ内の水の色調が黄色から赤色に変色した時点で、イオン交換樹脂容器を新しいイオン交換樹脂容器（前記した同一の材料で構成されるもの）を取り替えながら、１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが燃料電池や燃料改質装置の劣化に起因する発電量の変化や、燃料電池部での漏電は確認できず、安定かつ安全な運転状態を維持した。
【００６５】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてタイミング良くイオン交換樹脂容器を交換できたため、燃料電池等に純度の高い水を継続して供給することができたことによるものである。
【００６６】
《実施例１２》
指示薬のみをニュートラルレッドに代えた以外は実施例９に記載したものと同一の燃料電池発電システムを作成した。
【００６７】
こうして完成した燃料電池発電システムを１００時間ごとに前記した水質検査カートリッジを取り替え、流路切り替え手段を介して浄化水の水質を検査しつつ、水質検査カートリッジ内の水の色調が赤色から黄色に変色した時点で、イオン交換樹脂容器を新しいイオン交換樹脂容器（前記した同一の材料で構成されるもの）を取り替えながら、１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが燃料電池や燃料改質装置の劣化に起因する発電量の変化や、燃料電池部での漏電は確認できず、安定かつ安全な運転状態を維持した。
【００６８】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてタイミング良くイオン交換樹脂容器を交換できたため、燃料電池等に純度の高い水を継続して供給することができたことによるものである。
【００６９】
《実施例１３》〜《実施例１６》
指示薬のみを表１のものに代えた以外は実施例９に記載したものと同じ構成で燃料電池発電システムを作製した。
【００７０】
こうして完成した燃料電池発電システムを１００時間ごとに前記した水質検査カートリッジを取り替え、流路切り替え手段を介して浄化水の水質を検査しつつ、水質検査カートリッジに導いた浄化水の色調が変化した時点で、イオン交換樹脂容器を新しいイオン交換樹脂容器（前記した同一の材料で構成されるもの）を取り替えながら、１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが燃料電池や燃料改質装置の劣化に起因する発電量の変化や、燃料電池部での漏電は確認できず、安定かつ安全な運転状態を維持した。
【００７１】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてタイミング良くイオン交換樹脂容器を交換できたため、燃料電池等に純度の高い水を継続して供給することができたことによるものである。
【００７２】
尚、表１において指示薬の色調の変化は記載していないが、初期のイオン交換樹脂が正常に動作している時に水質検査カートリッジに導いた浄化水の色調を基準とし、経時的に色調が目視にて変化したと判断できた時点をイオン交換樹脂の劣化した時期とし、イオン交換樹脂容器の取り替えを行った。
【００７３】
また、混合して用いる指示薬は表１に記載したものに限定されるものではなく、メチルオレンジ、メタクレゾールパープル、ブロモフェノールブルー、ブロモクレゾールグリーン、ブロモクレゾールパープルから選択される少なくとも一種類の指示薬からなる第１の指示薬とフェノールフタレイン、メタクレゾールパープル、チモールブルーから選択される少なくとも一種類の指示薬からなる第２の指示薬とを適当に混合して用いて、ＰＨ７を基準とするＰＨ領域で変色域を有するものであれば利用可能である。
【００７４】
さらにイオン交換樹脂は混床式のイオン交換樹脂であれば実施例に記載したＳＭＮＵＰに限定されるものではない。
【００７５】
《比較例１》
水質検査カートリッジを取り付けなかったこと以外は実施例１に記載したものと同一の構成で燃料電池発電システムを作製した。こうして完成した燃料電池発電システムをイオン交換樹脂容器を不定期的に新しいイオン交換樹脂容器に取り替えながら１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが、発電量が６００Ｗまで低下し、長期にわたり安定な運転状態を確保することはできなかった。
【００７６】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてイオン交換樹脂容器を交換できなかったために、燃料電池等に純度の悪い水が供給されたためである。
【００７７】
《比較例２》
水質検査カートリッジを取り付けなかったこと以外は実施例９に記載したものと同一の構成で燃料電池発電システムを作製した。こうして完成した燃料電池発電システムをイオン交換樹脂容器を不定期的に新しいイオン交換樹脂容器に取り替えながら１ｋＷ出力で４０００時間運転を続けたが、発電量が６００Ｗまで低下し、長期にわたり安定な運転状態を確保することはできなかった。
【００７８】
これはイオン交換樹脂の劣化の程度に合わせてイオン交換樹脂容器を交換できなかったために、燃料電池等に純度の悪い水が供給されたためである。
【００７９】
【発明の効果】
以上、本発明の水処理装置は、イオン交換樹脂の劣化の程度を目視にて簡易にかつ低コストで確認できるため、イオン交換樹脂の劣化の程度に合わせて、タイミング良くイオン交換樹脂の取り替えが可能となる。また、上記本発明の水処理装置を燃料電池発電システムに利用することで、長期にわたり安定かつ安全な運転状態を実現できる燃料電池発電システムを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる水処理装置の構成を概略的に示す構成図
【図２】本発明に係わる燃料電池発電システムの構成を概略的に示す構成図
【図３】本発明に係わる燃料電池発電システムの構成を概略的に示す構成図
【図４】従来の燃料電池発電システムの構成を概略的に示す構成図
【符号の説明】
１１  イオン交換樹脂容器
１２  浄化水経路
１３  バイパス経路
１４，２１７  流路切り替え手段
１５  水質検査カートリッジ
１６  指示薬
１７  容器
２１  燃料電池
２２  燃料ガス側気液分離器
２３  凝縮水タンク
２４，３４  燃料処理装置
２５，３５  酸化剤ガス供給手段
２６，３６  浄化水タンク
２７，３７  酸化剤ガス側気液分離器
２８，３８  燃料ガス側加湿器
２９，３９  酸化剤ガス側加湿器
２１０，３１０  ポンプ
２１１，３１１  ポンプ
２１２，３１２  イオン交換樹脂容器
２１４，３１４  指示薬
２１５，３１５  水質検査カートリッジ
２１６  浄化水経路
２１８  バイパス経路
２１９  水処理装置
３１６  排水口
４１  燃料電池
４２  熱交換器
４３  タンク
４４  ポンプ
４５  イオン除去フィルター
４６  導電率計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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