(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池発電システムで用いられる水を浄化する浄化部と、前記浄化部で浄化された水を貯留する第１貯水部と、前記第１貯水部に収容されている浄化後の水を燃料電池発電システムの運転時に消費する水消費部とを具備するものであって、
前記第１貯水部に収容されている浄化後の水を前記浄化部に再び供給して前記浄化部で再浄化させる再浄化手段とを具備しており、
前記再浄化手段は、前記第１貯水部と、前記第１貯水部で収容されている水を前記水消費部に供給する前に前記第１貯水部の水を一時的に貯留する第２貯水部と、前記第２貯水部の水を前記浄化部で再浄化させるために前記浄化部に搬送させる第１水搬送要素と、前記第１貯水部と前記第２貯水部との間に設けられ、前記第１貯水部から前記第２貯水部への水の移動を許容し、且つ、前記第２貯水部から前記第１貯水部への水の逆流を抑制する逆流抑制要素とを備えており、
前記逆流抑制要素は、前記第１貯水部の水面高さを前記第２貯水部の水面高さよりも高くする絞り孔、または、前記第１貯水部から前記第２貯水部への水の移動を許容する弁口と前記第２貯水部から前記第１貯水部への水の逆流を抑制する開閉可能な弁体とを有する逆止弁であることを特徴とする燃料電池発電システムの水浄化供給装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第２貯水部は、燃料電池発電システムにおける回収水を溜める回収水貯水部であることを特徴とする燃料電池発電システムの水浄化供給装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記第１貯水部に貯められている水の浄化度を検知する水浄化度検知要素と、前記水浄化度検知要素により検知された前記第１貯水部の水の純度が所定値よりも高いか否か判定する判定手段と、前記判定手段により前記第１貯水部の水の純度が所定値よりも高いと判定されるとき、前記第１貯水部の水を前記水消費部に供給する供給手段とを具備することを特徴とする燃料電池発電システムの水浄化供給装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記第１貯水部と前記第２貯水部とを連通すると共に前記第１貯水部で溢れた水を前記第２貯水部に移動させる溢水通路が設けられていることを特徴とする燃料電池発電システムの水浄化供給装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちのいずれか一項において、前記第１貯水部で収容されている浄化された水を前記水消費部に搬送する前記第２水搬送要素が設けられており、
燃料電池発電システムの起動時において、前記第２水搬送要素が駆動する前に、前記第１水搬送要素を駆動させることを特徴とする燃料電池発電システムの水浄化供給装置。
【請求項６】
請求項５において、前記第１貯水部の水面高さが前記第２貯水部の水面高さよりも高く維持されるように、単位時間あたり前記第１水搬送要素が前記浄化部に搬送する水搬送量をＱ１とし、単位時間あたり前記第２水搬送要素が前記水消費部に搬送する水搬送量をＱ２とするとき、Ｑ１＞Ｑ２に設定されていることを特徴とする燃料電池発電システムの水浄化供給装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちのいずれか一項において、前記浄化部と前記第１貯水部との間には、前記浄化部で浄化された水を前記第１貯水部に供給する浄水供給通路が設けられていることを特徴とする燃料電池発電システムの水浄化供給装置。
【請求項８】
請求項６または７において、前記第１貯水部の水面高さが前記第２貯水部の水面高さよりも高く維持されるように、前記第１水搬送要素および前記第２水搬送要素が制御されることを特徴とする燃料電池発電システムの水浄化供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池発電システムの水浄化供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池発電システムに使用する水を浄化する水浄化供給装置が提供されている。水浄化供給装置として、燃料電池発電システムで用いられる水を浄化する純水装置と、純水装置で浄化された水を貯留する第１貯水部と、第１貯水部に収容されている浄化後の水を燃料電池発電システムの運転時に消費する改質器とを備えているものが知られている（特許文献１）。また水浄化供給装置として、燃料電池発電システムから回収した回収水を貯めるタンクと、タンクの水を汲み出してイオン交換樹脂で浄化するイオン交換装置とを備えているものが知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特許第２７０２０３０号公報
【特許文献２】特開２００４−６６１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した水浄化供給装置によれば、浄化されて純度が高い水が燃料電池発電システムで使用されているため、燃料電池発電システムの信頼性を向上させることができる。しかしながら第１貯水部に貯められている浄化後の水といえども、水の品質が必ずしも充分でないことがある。
【０００４】
例えば、燃料電池発電システムを夜間等に一旦停止させた後、朝、再び起動させるときである。更に、燃料電池発電システムを長期にわたり停止させた後、再び起動させるときである。この場合、起動時の初期においては、第１貯水部に貯められている水といえども、水の品質が必ずしも充分でないことが往々にしてある。例えば、浄化部に収容されているイオン交換樹脂に吸着されているイオン等の物質が電池システムの停止中に水に再溶出し、浄化部に貯められている純水の導電率を低下させたりする不具合が往々にしてある。
【０００５】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、燃料電池発電システムで使用する水の品質を更に高めるのに有利な燃料電池発電システムの水浄化供給装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）様相１に係る燃料電池発電システムの水浄化供給装置は、燃料電池発電システムで用いられる水を浄化する浄化部と、浄化部で浄化された水を貯留する第１貯水部と、第１貯水部に収容されている浄化後の水を燃料電池発電システムの運転時に消費する水消費部とを具備するものであって、
第１貯水部に収容されている浄化後の水を浄化部に再び供給して浄化部で再浄化させる再浄化手段とを具備しており、再浄化手段は、第１貯水部と、第１貯水部で収容されている水を水消費部に供給する前に第１貯水部の水を一時的に貯留する第２貯水部と、第２貯水部の水を浄化部で再浄化させるために前記浄化部に搬送させる第１水搬送要素と、第１貯水部と第２貯水部との間に設けられ、第１貯水部から第２貯水部への水の移動を許容し、且つ、第２貯水部から第１貯水部への水の逆流を抑制する逆流抑制要素とを備えており、
逆流抑制要素は、第１貯水部の水面高さを第２貯水部の水面高さよりも高くする絞り孔、または、第１貯水部から第２貯水部への水の移動を許容する弁口と第２貯水部から第１貯水部への水の逆流を抑制する弁体とを有する逆止弁であることを特徴とする。
【０００７】
様相１によれば、燃料電池発電システムの起動時、あるいは、燃料電池発電システムの定常運転時において、再浄化手段は、浄化部で浄化された水を貯留する第１貯水部に収容されている浄化後の水を、浄化部に供給して浄化部で再浄化させる。このため、燃料電池発電システムの起動時、あるいは、燃料電池発電システムの定常運転時において、第１貯水部の浄化後の水の水質が低下していたときであっても、再浄化手段は、第１貯水部に収容されている浄化後の水を、浄化部に供給して浄化部で再浄化させる。従って、浄化部から水消費部に供給される水は、品質のよいものとなる。よって燃料電池発電システムの信頼性が向上する。
【０００８】
（２）すなわち、様相１に係る燃料電池発電システムの水浄化供給装置によれば、再浄化手段は、第１貯水部の他に、第１貯水部で収容されている水を水消費部に供給する前に第１貯水部の水を一時的に貯留する第２貯水部と、第２貯水部の水を浄化部で再浄化させるために浄化部に搬送させる第１水搬送要素とを備えている。
【０００９】
様相１によれば、第１貯水部の浄化後の水の水質が低下していたときであっても、燃料電池発電システムの起動時、あるいは、燃料電池発電システムの定常運転時において、第１貯水部で収容されている水を水消費部に供給する前に、再浄化手段は第１貯水部の水を第２貯水部に移し、更に、第１水搬送要素を駆動させて、第２貯水部の水を浄化部に搬送させる。これにより第１貯水部から第２貯水部に移動した水を浄化部で浄化させる。
【００１０】
（３）様相１に係る燃料電池発電システムの水浄化供給装置によれば、第１貯水部と第２貯水部との間には逆流抑制要素が設けられており、逆流抑制要素は、第１貯水部から第２貯水部への水を移動を許容し、且つ、第２貯水部から第１貯水部への水の逆流を抑制する。
【００１１】
浄化部で浄化された水は第１貯水部に貯まる。よって第１貯水部における水の品質は高いものである。逆流抑制要素は、第１貯水部から第２貯水部への水の移動を許容するものの、第２貯水部から第１貯水部への水の逆流を抑制する。このため第１貯水部における水の品質が良好に維持される。逆流抑制要素は、第１貯水部の水面高さを第２貯水部の水面高さよりも高くする絞り孔、または、第１貯水部から第２貯水部への水の移動を許容する弁口と第２貯水部から第１貯水部への水の逆流を抑制する開閉可能な弁体とを有する逆止弁である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、燃料電池発電システムの起動時、あるいは、燃料電池発電システムの定常運転時において、第１貯水部の浄化後の水の水質が低下しているときであっても、再浄化手段は、第１貯水部に収容されている浄化後の水を、第２貯水部および第１水搬送要素を介して、浄化部に供給して浄化部で再浄化させる。従って、燃料電池発電システムの起動初期において使用する水の品質を高めることができる。よって燃料電池発電システムの信頼性が向上する。逆流抑制要素として絞り孔または逆止弁が設けられている。絞り孔または逆止弁は、第１貯水部から第２貯水部への水の移動を許容し、且つ、第２貯水部から第１貯水部への水の逆流を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る水浄化供給装置は、燃料電池発電システムで用いられる水を浄化する浄化部と、浄化部で浄化された水を貯留する第１貯水部と、第１貯水部に収容されている浄化後の水を燃料電池発電システムの運転時に消費する水消費部とをもつ。再浄化手段は、燃料電池発電システムの起動時、あるいは、燃料電池発電システムの定常運転時において、第１貯水部に収容されている浄化後の水を、浄化部に供給して浄化部で再浄化させる。浄化部は、燃料電池発電システムで用いられる水を浄化するものであれば、何でも良い。浄化部としては、イオン交換部で水を浄化する形態、捕獲フィルタで水を浄化する形態、活性炭で水を浄化する形態等が例示される。
【００１４】
再浄化手段は、第１貯水部で収容されている水を水消費部に供給する前に第１貯水部の水を一時的に貯留する第２貯水部と、第２貯水部の水を浄化部に搬送させる第１水搬送要素とを備えている。第１水搬送要素としてはポンプが例示される。
【００１５】
第１貯水部に貯められている水の浄化度を検知する水浄化度検知要素と、水浄化度検知要素により検知された第１貯水部の水の純度が所定値よりも高いか否か判定する判定手段と、判定手段により第１貯水部の水の純度が所定値よりも高いと判定されるとき、第１貯水部の水を水消費部に供給する供給手段とを備える形態が例示される。所定値は、燃料電池発電システムの種類、要請される水の純度等応じて適宜設定される。
【００１６】
第２貯水部は、燃料電池発電システムにおける回収水を溜める回収水貯水部である形態が例示される。回収水としては、燃料電池発電システムで生成された凝縮水が例示される。
【００１７】
第１貯水部と第２貯水部との間には逆流抑制要素が設けられている。逆流抑制要素は、第１貯水部から第２貯水部への水の移動を許容し、且つ、第２貯水部から第１貯水部への水の逆流を抑制する。第２貯水部から第１貯水部への水の逆流が抑制されるため、第１貯水部の水の品質は維持される。
【００１８】
逆流抑制要素は、第１貯水部の水面高さを第２貯水部の水面高さよりも高くする絞り孔である。絞り孔としてはオリフィス、ノズルが例示される。絞り孔の流路横断面積は固定式でも可変式でも良い。
【００１９】
また、逆流抑制要素は、第１貯水部から第２貯水部への水の移動を許容し、且つ、第２貯水部から第１貯水部への水の逆流を抑制する逆止弁である。
【００２０】
第１貯水部で収容されている浄化された水を水消費部に搬送する第２水搬送要素が設けられており、燃料電池発電システムの起動時において、第２水搬送要素が駆動する前に、第１水搬送要素を駆動させ第２貯水部の水を浄化部に搬送させる形態が例示される。第２水搬送要素が駆動する前に、第１水搬送要素を駆動させるため、第１貯水部の水が水消費部に供給される前に、第１貯水部の水が浄化部で再浄化される。  
【００２１】
燃料電池の発電システムの定常運転において、単位時間あたり第１水搬送要素が浄化部に搬送する水搬送量Ｑ１とし、単位時間あたり第２水搬送要素が水消費部に搬送する水搬送量Ｑ２とするとき、Ｑ１＞Ｑ２に設定されている形態が例示される。Ｑ１＞Ｑ２であれば、第１水搬送要素が第２貯水部の水を浄化部に供給する流量を大きくできるため、第２貯水部の水の水面高さを低めにできる。このため、１貯水部の水面高さが第２貯水部の水面高さよりも高いことが維持され易くなる。この場合、第２貯水部から第１貯水部への水の逆流が抑制されるため、第１貯水部の水の品質は維持される。なお、Ｑ１は浄化部から第１貯水部に移動する水量に対応する。
【００２２】
（実施例１）
以下、本発明の実施例１について図１を参照して説明する。水浄化供給装置は、燃料電池３０の発電システムで用いられる水を浄化するものである。水浄化供給装置は、図１に示すように、浄化部１と、浄化部１で浄化された水を貯留する第１貯水部２と、第１貯水部２に収容されている浄化後の水を燃料電池３０の発電システムの運転時に消費する水消費部３と、第１貯水部２に収容されている浄化後の水を浄化部１に供給して浄化部１で再浄化させる再浄化手段４とを備えている。
【００２３】
浄化部１は、燃料電池３０の発電システムで用いられる水を浄化するものである。浄化部１は、水を浄化するビーズ状または膜状のイオン交換部（浄化機能部）をもつタンクで形成されている。浄化部１の水が不足するときには、補充バルブ１１が開放して補充通路１２から補充水（水道水等）が浄化部１に補充され、浄化部１の水面高さｈ３が確保されるようにされている。補充バルブ１１および補充通路１２は、浄化部１の水が不足するとき、補充水を浄化部１に補充する補充手段として機能する。浄化部１は、イオン交換部を収容するタンク本体と、タンク本体に被られる蓋とを備えている。浄化部１において水の上方は空間１３とされている。浄化部１は、空間と大気とを連通させる大気開放孔をもつ。
【００２４】
第１貯水部２は、浄化部１で浄化された水を貯留する第１タンク本体と、第１タンク本体に被られる第１蓋とを備えている。第１貯水部２には導電率計２０（水浄化度検知要素）が設けられている。導電率計２０は第１貯水部２の水の導電率を検知し、当該水の浄化度を検知する。
【００２５】
浄化部１と第１貯水部２との間には浄水供給通路２１が設けられている。浄水供給通路２１の一端２１ａは浄化部１の下部に設けられており、浄化部１の水の水頭圧が一端２１ａに作用するように浄化部１の下部に浸漬されている。浄水供給通路２１の他端２１ｃは、第１貯水部２に貯められている水の水面の上方の空間２３に対面するように設けられている。浄化部１の水の水面高さｈ３は、第１貯水部２の水の水面高さｈ１よりも高くされている。従って浄化部１の水頭圧により浄水供給通路２１の一端２１ａから他端２１ｃに向けて、浄化部１の水が第１貯水部２に自然に給水される。
【００２６】
水消費部３は、第１貯水部２に収容されている浄化後の水を、燃料電池３０の発電システムの運転時に消費するものである。水消費部３は、具体的には、改質器に供給する水蒸気を生成する蒸発器、あるいは、燃料電池に供給される反応ガスを加湿する加湿器とされている。
【００２７】
再浄化手段４は、第１貯水部２に連通する第２貯水部５と、第１水搬送要素としての第１ポンプ６とを備えている。第２貯水部５は、第１貯水部２で収容されている水を水消費部３に供給する前に第１貯水部２の水を移して一時的に貯留するタンクである。第２貯水部５は、第２タンク本体と、第２タンク本体に被られる第２蓋とを備えている。第２貯水部５は、燃料電池３０の発電システムにおける回収水を一時的に溜める回収水貯水部としても機能する。回収水としては、燃料電池３０の発電システムの凝縮器３０ｃで生成された凝縮水とされる。第２貯水部５の水の上方には空間５３が形成されている。第２貯水部５と浄化部１とを繋ぐ帰還通路５０が設けられている。
【００２８】
帰還通路５０の一端５０ａは浄化部１の空間１３に対面している。帰還通路５０の他端５０ｃは第２貯水部５の水に対面している。第１ポンプ６は帰還通路５０に設けられており、第２貯水部５の水を浄化部１に搬送させる。
【００２９】
図１に示すように、第１貯水部２と第２貯水部５との間の連通路５２には、逆流抑制要素として機能するオリフィスで形成された絞り孔７が設けられている。絞り孔７の流路横断面積は固定式とされている。ここで、第１貯水部２と第２貯水部５とが連通路５２を介して単に連通されている構造であれば、本来的には、第１貯水部２の水面高さｈ１と第２貯水部５の水面高さｈ２とは等しくなるはずである。しかしながら絞り孔７の絞り作用により、第１貯水部２から第２貯水部５への水の移動が制限される。このため、第１貯水部２の水面高さｈ１は、第２貯水部５の水面高さｈ２よりも高く維持される。従って、第１貯水部２の水面高さｈ１と第２貯水部５の水面高さｈ２との間における水位差Δｈが得られる。水位差Δｈに基づく水頭圧が存在する。このため連通路５２を介して、第１貯水部２の水は、ポンプ等を必要とすること無く、第２貯水部５へ矢印Ｘ１方向へ自然的に移動することができる。
【００３０】
ここで、第１貯水部２の水面高さｈ１は、第２貯水部５の水面高さｈ２よりもΔｈ高い。このため、第２貯水部５から第１貯水部２への矢印Ｘ２方向への水の逆流が抑制されている。第２貯水部５には上記回収水が回収されるものの、上記したように第２貯水部５の回収水が第１貯水部２へ逆流することが抑制されている。このため第１貯水部２の水の浄化度および品質は良好に維持される。
【００３１】
第１貯水部２と水消費部３との間には、第２水搬送要素として機能する第２ポンプ８が設けられている。第２ポンプ８は、第１貯水部２で収容されている浄化された水を水消費部３に搬送する。第１ポンプ６および第２ポンプ８は制御部１００により制御される。
【００３２】
燃料電池３０の発電システムの定常運転においては、浄化部１で浄化された水は、浄化部１による水頭圧にも基づいて、浄水供給通路２１の一端２１ａおよび他端２１ｃを介して第１貯水部２に移動し、第１貯水部２に貯められる。第１貯水部２に貯められている水の導電率が低く、当該水の純度が高いときには、当該水は高品質であるため、第２ポンプ８の駆動により水消費部３に供給され、水消費部３で消費される。また、燃料電池３０の発電システムの凝縮器から回収された回収水は、回収通路を介して第２貯水部５に回収される。
【００３３】
ここで、第１貯水部２の水の導電率が高く、純度が必ずしも充分ではないときには、第１ポンプ６が駆動するので、第２貯水部５に貯められている水は、帰還通路５０を介して浄化部１に帰還し、浄化部１で浄化される。そして浄化部１で浄化された水は、再び、浄水供給通路２１を介して第１貯水部２に移動し、第１貯水部２に貯められる。
【００３４】
ところで、燃料電池３０の発電システムを停止させた後に再び起動させることがある。燃料電池３０の発電システムの停止中には第１ポンプ６も停止されている。運転停止において、浄化部１ではイオン交換部に吸着していたイオンが水に再溶出したりすることがある。その水が第１貯水部２に供給される。このため燃料電池３０の発電システムの起動時初期には、浄化部１、第１貯水部２の水は必ずしも高品質でないことがある。
【００３５】
そこで、燃料電池３０の発電システムを停止させた後に再び起動させるときには、再浄化処理を行う。再浄化処理では、第２ポンプ８が停止したままの状態において、第１ポンプ６を駆動させる。すると、第２貯水部５に貯められている水は、帰還通路５０を介して浄化部１に移動し、浄化部１で再浄化される。
【００３６】
このとき、浄化部１の水面高さｈ３は高く維持されており、浄化部１の水頭圧に起因して、浄化部１の水が浄水供給通路２１の一端２１ａおよび他端２１ｃを介して第１貯水部２に供給される。ここで、第１ポンプ６の駆動により第２貯水部５の水が浄化部１に移動し、第２貯水部５の水量が減少すること、浄化部１の水が浄水供給通路２１を介して第１貯水部２に供給され、第１貯水部２の水量が増加することから、第１貯水部２の水面高さｈ１は第２貯水部５の水面高さｈ２よりも高く維持される。その水位差Δｈに基づく水頭圧により、連通路５２および絞り孔７を介して、第１貯水部２から第２貯水部５へ矢印Ｘ１方向へ水が自然的に移動する。更に絞り孔７は、第１貯水部２から第２貯水部５に移動する水量を制限するので、第１貯水部２の水面高さｈ１は第２貯水部５の水面高さｈ２よりも高く維持される。故に、水位差Δｈに基づく水頭圧により、連通路５２を介して、第１貯水部２から第２貯水部５への矢印Ｘ１方向への水を自然的な移動が許容される。従って連通路５２にはポンプ等の搬送要素が不要となる。
【００３７】
ここで、前述したように、第１貯水部２の水面高さｈ１は第２貯水部５の水面高さｈ２よりも高いので、第２貯水部５から第１貯水部２への矢印Ｘ２方向への水の逆流が抑制されている。このため第１貯水部２の水の浄化度および品質は維持される。
【００３８】
燃料電池は発電システムの起動前に第１貯水部２に貯められている水量をＷ１とし、再浄化処理において、燃料電池３０の起動前に第１ポンプ６が第２貯水部５から浄化部１に搬送する水搬送量をＷ２とすると、Ｗ２はＷ１／４よりも大きいことが好ましい（Ｗ２＞（Ｗ１／４））。あるいは、Ｗ２はＷ１／３よりも大きいことが好ましい（Ｗ２＞（Ｗ１／３））。あるいは、Ｗ２はＷ１／２よりも大きいことが好ましい（Ｗ２＞（Ｗ１／２））。これらの場合、第１貯水部２に貯められていた水のかなりが浄化部１で再浄化されることになるため、燃料電池３０の起動前に第１貯水部２の水の品質がかなり改善される。
【００３９】
浄化部１から起動時初期に出力される低品質の水量をＷ３とする。燃料電池システムが新品の場合には、Ｗ３がほぼゼロ（Ｗ３＜（Ｗ１／２０）であるため、前記したように、Ｗ２＞（Ｗ１／４）、Ｗ２＞（Ｗ１／３）、Ｗ２＞（Ｗ１／２）となる。システムがある程度使用されると（Ｗ３＞（Ｗ１／２０）等のとき）、つまり、システムの起動停止を数回繰り返すと、Ｗ２＞Ｗ１＋Ｗ３となる。
【００４０】
本実施例によれば、第１貯水部２に設けられている導電率計２０により、第１貯水部２の水の導電率を検知し、導電率が所定値σ以下になるまで、制御部１００は再浄化処理を実行する。
【００４１】
上記したように第１貯水部２の水の導電率が所定値σ以下になれば、第１貯水部２に貯められていた水は、高い電気絶縁性および高い純度をもち、高品質であるため、上記した再浄化処理を終了する。そして、燃料電池３０の発電システムの定常運転に移行する。定常運転では、第１ポンプ６および第２ポンプ８の双方が駆動する。第２ポンプ８の駆動により、第１貯水部２に貯められている浄化後の高品質の水は、水消費部３に供給されて水消費部３で使用され、燃料電池３０の発電システムの運転に提供される。
【００４２】
ここで、燃料電池３０の発電システムの定常運転において、単位時間あたり第１ポンプ６が浄化部１に搬送する水搬送量Ｑ１とし、単位時間あたり第２ポンプ８が水消費部３に搬送する水搬送量Ｑ２とするとき、Ｑ１＞Ｑ２に設定されている。単位時間あたり第１ポンプ６が第２貯水部５から浄化部１へと搬送する水搬送量Ｑ１は、浄化部１から第１貯水部２に移動する水量に相当する。このようにＱ１＞Ｑ２の関係を維持しつつ燃料電池３０の発電システムを運転するため、浄化部１から第１貯水部２に供給される水量は、第１貯水部２から水消費部３に供給される水量よりも大きい。このため、第１貯水部２の水面高さｈ１は、第２貯水部５の水面高さｈ２よりも高く維持されることになる。このため、その水位差Δｈに基いて、連通路５２および絞り孔７を介して、第１貯水部２から第２貯水部５へ矢印Ｘ１方向へ水を自然的に移動させ得る。更に、第２貯水部５から第１貯水部２への逆流を防止できる。
【００４３】
なお、浄化部１の空間１３，第１貯水部２の空間２３，第２貯水部５の空間５３は基本的には等圧とされている。
【００４４】
図２は制御部が実行する代表的なフローチャートを示す。フローチャートはこれに限定されるものではない。図３に示すように、第１貯水部２に設けられている導電率計２０の検知信号を読み込む（ステップＳ２）。第１貯水部２に貯められている水の導電率が所定値σ以下であるか否か判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４は、導電率計２０（浄化度水浄化度検知要素）により検知された第１貯水部２の水の純度が所定値σよりも高いか否か判定する判定手段として機能する。第１貯水部２に貯められている水の導電率が所定値σを超えていると、電気絶縁性が低いため、当該水の純水化は充分ではないと判定される。このため再浄化処理を実行する（ステップＳ６）。即ち、第２ポンプ８を停止させた状態で、第１ポンプ６を駆動させる。そして所定時間待機する（ステップＳ８）。その後、第１貯水部２に貯められている水の導電率が所定値σ以下となり、第１貯水部２の水の純度が充分となるまで、ステップＳ２〜ステップＳ８を継続する。ステップＳ４において、第１貯水部２に貯められている水の導電率が所定値σ以下であると判定されると、当該水の電気絶縁性が高く、水は純水化が高いので、改質器等の起動処理に移行すべく、第２ポンプ８を駆動させて、第１貯水部２の水を水消費部３に供給し（ステップＳ１０）、メインルーチンにリターンする。ステップＳ１０は、判定手段により第１貯水部２の水の純度が所定値よりも高いと判定されるとき、第１貯水部２の水を水消費部３に供給する供給手段として機能する。その後、燃料電池３０の発電システムの起動処理に移行する。
【００４５】
以上説明したように本実施例によれば、燃料電池３０の発電システムの起動時初期において、浄化部１および第１貯水部２の水の純度が高品質でない場合であっても、第１貯水部２の水を浄化部１に戻して浄化部１で再浄化し、再浄化した水を第１貯水部２に戻す。このため、第１貯水部２に貯められる水が高品質に維持される。更に第１貯水部２から水消費部３に供給される水が高品質に維持され、燃料電池３０の発電システムの運転を良好に行うことができる。更に、燃料電池３０の発電システムの定常運転においても、第１貯水部２に貯められている水を浄化部１で再浄化処理する。第１貯水部２から水消費部３に供給される水が高品質に維持され、燃料電池３０の発電システムの運転を良好に行うことができる。
【００４６】
更に本実施例によれば、絞り孔７により第１貯水部２の水面高さｈ１を第２貯水部５の水面高さｈ２よりも高く維持するため、その水位差Δｈに基いて、連通路５２および絞り孔７を介して、第１貯水部２から第２貯水部５へ矢印Ｘ１方向へ水を自然的に移動させ得る。従って連通路５２にポンプ等の水搬送要素を設けずとも良い。
【００４７】
更に本実施例によれば、図１に示すように、第１貯水部２の上部と第２貯水部５の上部とを連通する溢水通路２９が設けられている。第１貯水部２の水面高さｈ１が第２貯水部５の水面高さｈ２よりも高く維持されるため、第１貯水部２のサイズの小型化を図ると、第１貯水部２から水が溢れるおそれがある。この点本実施例によれば、第１貯水部２内の過剰の水を第１貯水部２から第２貯水部５へ溢水通路２９を介して移動させるため、第１貯水部２のサイズの小型化を図りつつ、第１貯水部２における溢水が防止される。
【００４８】
（実施例２）
図３は実施例２を示す。本実施例は、前記した実施例１と基本的には同様の構成、作用および効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。逆流抑制要素として機能する逆止弁９が、第１貯水部２と第２貯水部５との間の連通路５２に設けられている。逆止弁９は、連通路５２に連通する弁口９０と、弁口９０を開閉可能に閉鎖する弁体９１と、弁体９１が弁口９０を閉鎖する方向に付勢するバネ９２とをもつ。逆止弁９は、第１貯水部２から第２貯水部５への矢印Ｘ１方向への水を移動を許容し、且つ、第２貯水部５から第１貯水部２への矢印Ｘ２方向への水の逆流を抑制する。第１貯水部２の水面高さｈ１は、第２貯水部５の水面高さｈ２よりも高く維持されている。このため水位差Δｈに基く水頭圧がバネ９２のバネ力に打ち勝つと、弁体９１が弁口９０を開放させ、第１貯水部２の水が第２貯水部５へ矢印Ｘ１方向に移動する。水位差Δｈに基く水頭圧がバネ９２のバネ力に打ち勝てなくなると、バネ９２により弁体９１が弁口９０を閉鎖させ、第１貯水部２の水が第２貯水部５へ矢印Ｘ１方向に移動しなくなる。
【００４９】
（参考例１）
図４は参考例１を示す。実施例３は欠番とする。本実施例は、前記した実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。逆流抑制要素として常閉型の弁装置１０が、第１貯水部２と第２貯水部５との間の連通路５２に設けられている。第１貯水部２の水面高さｈ１を検知する第１水面高さセンサ２ｘが第１貯水部２に設けられている。第２貯水部５の水面高さｈ２を検知する第２水面高さセンサ５ｘが第２貯水部５に設けられている。第１水面高さセンサ２ｘおよび第２水面高さセンサ５ｘの信号は制御部１００に入力される。
【００５０】
第１貯水部２の水面高さｈ１が第２貯水部５の水面高さｈ２よりも高いことが判定されるという条件のもとで、制御部１００は弁装置９５を開放する。この結果、水位差Δｈに基く水頭圧により、第１貯水部２の水が、開弁している弁装置９５を介して第２貯水部５へ矢印Ｘ１方向に移動する。水位差Δｈが所定値よりも小さくなると、制御部１００は弁装置９５を閉鎖する。これにより第１貯水部２の水が第２貯水部５へ矢印Ｘ１方向に移動することが防止される。更に、第２貯水部５から第１貯水部２への矢印Ｘ２方向への水が逆流することが防止される。
【００５１】
本参考例においても、第１貯水部２の水面高さｈ１と第２貯水部５の水面高さｈ２との差を用いることにより第１貯水部２の水を第２貯水部５に向けて搬送するため、第１貯水部２と第２貯水部５との間にポンプ等の水搬送要素を設けずとも良い。
【００５２】
すなわち、第１貯水部の水面高さが第２貯水部の水面高さよりも高いことを判定する判定手段が設けられ、第１貯水部の水面高さが第２貯水部の水面高さよりも高いことを判定手段により判定されたとき、制御部は、弁装置を開放させる形態が例示される。判定手段としては、第１貯水部の水面高さおよび第２貯水部の水面高さを検知する水面高さセンサを用いる形態、あるいは、第１貯水部に給水する流量および第２貯水部に給水する流量を検知する流量センサを用いる形態が例示される。
【００５３】
（実施例４）
図５は実施例４を示す。本実施例は、前記した実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。逆流抑制要素として、流路断面積を絞った絞り孔７Ｅと、逆止弁９Ｅとが並列に第１貯水部２と第２貯水部５との間の連通路５２において設けられている。逆止弁９Ｅは、連通路５２に並列に設けられた並列通路５２Ｅに連通する弁口９０と、弁口９０を閉鎖する弁体９１とをもつ。逆止弁９Ｅは、第１貯水部２から第２貯水部５への矢印Ｘ１方向への水を移動を許容し、且つ、第２貯水部５から第１貯水部２への矢印Ｘ２方向への水の逆流を抑制する。絞り孔７Ｅの流路断面積は可変としても良い。
【００５４】
（実施例５）
図６は実施例５を示す。本実施例は、前記した実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。逆流抑制要素として、流路断面積が可変な可変オリフィスで形成した絞り孔７Ｆが、第１貯水部２と第２貯水部５との間の連通路５２に設けられている。条件によっても絞り孔７Ｆの流路断面積を制御部が調整すれば、第１貯水部２の水面高さｈ１、第２貯水部５の水面高さｈ２を調整でき、その水位差Δｈを運転条件に応じて調整できる。
【００５５】
（参考例２）
図７は参考例２を示す。本参考例は、前記した実施例１と基本的には同様の構成および作用効果を有する。以下、異なる部分を中心として説明する。逆流抑制要素として、ギヤポンプ７Ｈが第１貯水部２と第２貯水部５との間の連通路５２に設けられている。ギヤポンプ７Ｈは互いに対向するギヤ７１０，７２０をもつ。ギヤ７１０は複数の外歯部７１２をもつ。ギヤ７２０は複数の外歯部７２２をもつ。ギヤポンプ７Ｈが停止しているとき、外歯部７１２および外歯部７２２の噛み合いが遮水作用を果たすため、第２貯水部５から第１貯水部２へ水が矢印Ｘ２方向へ逆流することが抑制される。これに対してギヤポンプ７Ｈが駆動すると、第１貯水部２の水が第２貯水部５へ矢印Ｘ１方向へ水が移動することができる。
【００５６】
その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は例えば定置用、車両用、電気機器用、電子機器用等の燃料電池の発電システムに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施例１に係り、燃料電池の発電システムの水浄化供給装置を模式的に示すブロック図である。
【図２】実施例１に係り、制御部が実行するフローチャートである。
【図３】実施例２に係り、燃料電池の発電システムの水浄化供給装置を模式的に示すブロック図である。
【図４】参考例１に係り、燃料電池の発電システムの水浄化供給装置を模式的に示すブロック図である。
【図５】実施例４に係り、水浄化供給装置の逆流抑制要素を模式的に示すブロック図である。
【図６】実施例５に係り、水浄化供給装置の逆流抑制要素を模式的に示すブロック図である。
【図７】参考例２に係り、水浄化供給装置の逆流抑制要素の構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１は浄化部、２は第１貯水部、２０は導電率計（水浄化度検知要素）、２１は浄水供給通路、３は水消費部、３０は燃料電池、４は再浄化手段、５は第２貯水部、６は第１ポンプ（第１水搬送要素）、７は絞り孔（逆流抑制要素）、９は逆止弁（逆流抑制要素）、９５は弁装置（逆流抑制要素）、８は第２ポンプ（第２水搬送要素）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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