(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池から回収された凝縮水を脱炭酸処理する脱炭酸手段と、
外部補給水を処理する逆浸透膜装置と、
前記脱炭酸手段の処理水及び／又は該逆浸透膜装置の透過水を脱塩処理する電気脱イオン装置と、
該電気脱イオン装置の濃縮水の少なくとも一部を、系外に排出する流路と前記脱炭酸手段に供給する流路とを切り替える切替手段と
を備えてなる燃料電池の水処理装置。
【請求項２】
請求項１において、前記外部補給水を脱塩素処理する脱塩素手段が前記逆浸透膜装置の前段に設けられている燃料電池の水処理装置。
【請求項３】
燃料電池から回収された凝縮水及び／又は外部補給水を処理する逆浸透膜装置と、
該逆浸透膜装置の透過水を脱塩処理する電気脱イオン装置と、
前記凝縮水の少なくとも一部を、系外に排出する流路と前記逆浸透膜装置に供給する流路とを切り替える切替手段と
を備えてなる燃料電池の水処理装置。
【請求項４】
請求項３において、外部補給水を脱塩素処理する脱塩素手段が前記逆浸透膜装置の前段に設けられている燃料電池の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池の水処理装置に係り、特に固体高分子型燃料電池における改質器や一酸化炭素変成器及び一酸化炭素除去器で構成される燃料処理系、燃料ガスや空気の水分加湿、燃料電池本体の循環冷却水系に供給される水を処理するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は都市ガスなどから水素を製造する燃料処理系を有する固体高分子型燃料電池の一般的な構成を示す系統図であって、電解質（図示せず）を介して燃料極３１及び空気極３２が設けられた燃料電池本体３３には、冷却のために、冷却水タンク３４からポンプＰ１により冷却水が流通されている。
【０００３】
都市ガス等の燃料は、燃料処理系３５に導入され、改質器３５Ａで水素を主体とするガスに改質され、一酸化炭素変成器３５Ｂで一酸化炭素成分が変成され、更に一酸化炭素除去器３５Ｃで一酸化炭素が極めて低濃度に除去された後、燃料電池本体の加湿のために水分を含んだ状態で燃料極３１に送給される。
【０００４】
燃料極３１の排ガスは、ポンプＰ２、熱交換器３７，３８，３７’及び貯湯槽３９よりなる熱回収系で熱回収された後、更に放熱器４０で冷却され、気液分離器４２に導入される。この気液分離器４２の分離水（凝縮水）は、水処理装置３６に送給され、水素成分を含んだ分離ガスは改質器の燃料として利用され、燃焼後水蒸気として系外へ排出される。この燃料処理系３５には、水処理装置３６から燃料処理や燃料ガスの加湿のための水蒸気発生用の純水が導入される。
【０００５】
一方、空気極３２には空気が導入され、この空気中の酸素により燃料極３１に導入された改質ガスが電気化学的反応により酸化され、発電が行われる。この空気極３２に導入される空気も加湿するために水処理装置３６から純水が導入されることがある。空気極３２の排ガスは、ポンプＰ２、熱交換器３７，３８、３７’及び貯湯槽３９よりなる熱回収系で熱回収された後、更に放熱器４０で冷却され、気液分離器４１に導入される。この気液分離器４１の分離水（凝縮水）は、水処理装置３６に送給され、分離ガスは排ガスとして系外に排出される。
【０００６】
水処理装置３６で処理されて得られた純水は、一部が燃料処理系３５に送給され、残部は冷却水タンク３４に送給される。この冷却水タンク３４の冷却水は、ポンプＰ１により、燃料電池本体３３の冷却部から、熱回収系、放熱器４０を経て循環される。なお、水処理装置３６には、補給水として水道水が導入され、循環冷却水と共に処理される。
【０００７】
即ち、このような固体高分子型燃料電池では、電気化学的反応を固体のイオン交換膜を介して行うため、燃料となる水素の移動には、高純度な水が必要不可欠である。また、燃料ガスから水素を発生させる改質器にも高純度の水が必要である。更には、燃料電池本体の冷却水系にも高純度の水が必要とされる。
【０００８】
燃料電池では、電気化学的反応によって電力を取り出した際に、熱と水蒸気が発生するため、使用水量の低減のために、この燃料電池内部で発生した水蒸気を凝縮させて回収し、これを再利用しているが、この凝縮水には炭酸ガス、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ等が溶存しているため、水処理によって取り除く必要がある。また、凝縮水の水量は、外気温によって変化するため、装置内部で必要とする高純度水の量に対して不足が生じることから、水道水等で連続的に水量を補給する必要がある。そして、この水道水についても溶存イオンや炭酸ガス等を除去する必要がある。
【０００９】
このため、水処理装置３６で凝縮水を処理して循環再利用すると共に、この水処理装置３６で水道水を処理して不足水量分を補給している。
【００１０】
しかして、従来においては、この水処理装置として、イオン交換樹脂によるイオン交換法により純水を製造する装置が用いられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
イオン交換法は、安価で小型な装置で容易に高純度の水を製造することができるが、イオン交換法に用いられるイオン交換樹脂は、水に溶解しているイオン物質を吸着し、代わりにＨ＋イオンやＯＨ−イオンを放出することで純水化する仕組みであるため、樹脂のイオン交換容量には限りがある。このため、一定量のイオンを吸着すると純水製造能力が無くなり、イオン交換樹脂を交換又は薬品により再生する必要が生じる。
【００１２】
一方、燃料電池は、電力の供給源として稼働するものである。このため、燃料電池は高稼働率運転が望まれるが、イオン交換法による純水の製造技術を採用した場合において、１年間イオン交換樹脂を交換することなく運転するためには、大量のイオン交換樹脂を必要とし、現実的ではなかった。
【００１３】
また、前述の如く、燃料電池からの排ガスには、電気化学的に発生した水蒸気と炭酸ガスが含まれており、従って、この排ガスを冷却し、気液分離して得られる凝縮水にも炭酸成分が含まれている。従来法では、補給水（水道水）量の低減のために、この凝縮水をそのまま回収して水処理装置に供給しているが、このように多量の炭酸ガスを含む凝縮水を処理すると、この炭酸ガスもイオン交換樹脂の負荷となり、イオン交換樹脂の交換頻度を増大する原因となっている。
【００１４】
本発明は上記従来の問題点を解決し、頻繁に交換を行うことが必要なイオン交換樹脂を用いることなく、メンテナンス不要で長期連続処理が可能な電気脱イオン装置により固体高分子型燃料電池の凝縮水や補給水としての水道水を処理して高純度水を製造する燃料電池の水処理装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料電池の水処理装置は、燃料電池から回収された凝縮水を脱炭酸処理する脱炭酸手段と、
外部補給水を処理する逆浸透膜装置と、
前記脱炭酸手段の処理水及び／又は該逆浸透膜装置の透過水を脱塩処理する電気脱イオン装置と、
該電気脱イオン装置の濃縮水の少なくとも一部を、系外に排出する流路と前記脱炭酸手段に供給する流路とを切り替える切替手段と
を備えてなることを特徴とする。
【００１６】
より具体的には、この燃料電池の水処理装置は、燃料電池から回収される凝縮水を脱炭酸処理する脱炭酸手段と、
外部補給水を受け入れる第１の貯水槽と、
該第１の貯水槽の流出水を処理する逆浸透膜装置と、
前記脱炭酸手段で脱炭酸処理された凝縮水及び／又は該逆浸透膜装置の透過水を受け入れる第２の貯水槽と、
該第２の貯水槽の流出水を脱塩処理する電気脱イオン装置と、
該電気脱イオン装置の濃縮水の少なくとも一部を、系外に排出する流路と前記脱炭酸手段に供給する流路とを切り替える切替手段と
を備えてなる。
【００１７】
この燃料電池の水処理装置においては、外部補給水を逆浸透膜装置で処理するに先立ち、脱塩素処理することが好ましく、この場合には、第１の貯水槽の前段又は後段に脱塩素手段を設けることが好ましい。
【００１８】
この燃料電池の水処理装置であれば、イオン負荷が低く炭酸濃度が高い凝縮水を脱炭酸処理した後電気脱イオン装置で脱塩処理することにより、また、逆にイオン負荷が高く炭酸濃度が低い外部補給水を逆浸透膜装置及び電気脱イオン装置で脱塩処理することにより、高純度水を製造することができる。しかして、凝縮水量の多少に基いて、凝縮水量が少ない場合には、電気脱イオン装置の濃縮水を処理して再利用することで外部補給水量を低減することができる。しかも、この場合において、脱炭酸手段で処理する凝縮水量が少ないため、この濃縮水を脱炭酸処理することによる脱炭酸手段の負荷の増大の問題はない。
【００１９】
請求項３の燃料電池の水処理装置は、燃料電池から回収された凝縮水及び／又は外部補給水を処理する逆浸透膜装置と、
該逆浸透膜装置の透過水を脱塩処理する電気脱イオン装置と、
前記凝縮水の少なくとも一部を、系外に排出する流路と前記逆浸透膜装置に供給する流路とを切り替える切替手段と
を備えてなることを特徴とする。
【００２０】
より具体的には、この燃料電池の水処理装置は、燃料電池から回収される凝縮水及び／又は外部補給水を受け入れる貯水槽と、
該貯水槽の流出水を処理する逆浸透膜装置と、
該逆浸透膜装置の透過水を脱塩処理する電気脱イオン装置と、
前記凝縮水の少なくとも一部を、系外に排出する流路選択と前記貯水槽に供給する流路選択とを切り替える切替手段と
を備えてなる。
【００２１】
この燃料電池の水処理装置においても、外部補給水を逆浸透膜装置で処理するに先立ち脱塩素処理することが好ましく、この場合には、貯水槽の前段又は後段に脱塩素手段を設けることが好ましい。
【００２２】
この燃料電池の水処理装置であれば、脱炭酸手段を用いることなく、補給水量及び装置負荷を低減して効率的に高純度水を製造することができる。
【００２３】
即ち、この装置では、逆浸透膜装置は脱炭酸不可能であるが、電気脱イオン装置は水中の炭酸をイオン化した上で電気透析脱塩して除去できる点に着目し、電気脱イオン装置の負荷限度までは凝縮水を脱塩、脱炭酸処理して再利用し、凝縮水の炭酸濃度が電気脱イオン装置の負荷限度を超える場合は系外へ排出する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
図１は本発明の第１の発明に係る燃料電池の水処理装置の実施の形態を示す系統図であり、図２は本発明の第２の発明に係る燃料電池の水処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【００２６】
図１の水処理装置は、イオン負荷が比較的低く、炭酸濃度の高い、燃料電池の凝縮水を脱炭酸した後電気脱イオン装置で脱塩処理する処理系統と、凝縮水に比べて炭酸濃度は低いがイオン負荷が高い外部補給水（通常は、水道水）を逆浸透（ＲＯ）膜装置及び電気脱イオン装置で脱塩処理する処理系統との２系統で処理することにより、凝縮水の再利用による補給水の低減を図った上で装置負荷を低減して高純度水を効率的に製造するものである。
【００２７】
図１において、１は脱塩素手段、２は脱炭酸手段、３，４，５はそれぞれ第１水槽、第２水槽、第３水槽、６はＲＯ膜装置、７は電気脱イオン装置、８は流量計、１０は制御部、Ｖ１〜Ｖ３はバルブ、Ｐ１，Ｐ２はポンプである。
【００２８】
固体高分子型燃料電池では、凝縮水量が増減し、例えば外気温が上昇すると凝縮水量が低減し、外部補給水量を増加させる必要がある。図１のこの水処理装置では、流量計８で計測された凝縮水量を制御部１０で設定値と比較し、設定値よりも凝縮水量が少ない場合と多い場合とで、次のような処理を行う。
【００２９】
〔凝縮水量が少ない場合〕
制御部１０にて凝縮水量が少ないと判断した場合には、水道水の導入バルブＶ１の開度を大きくした上で、電気脱イオン装置７の濃縮水を循環再利用して外部補給水量を低減するためにバルブＶ２を閉じてバルブＶ３を開き、イオン負荷が低く炭酸濃度の高い凝縮水は脱炭酸手段２で脱炭酸処理した後、第２水槽４に送給し、一方、イオン負荷が高く炭酸濃度の低い外部補給水は第１水槽３を経てＲＯ膜装置６で脱塩処理し、更に第２水槽４を経て凝縮水の脱炭酸処理水と共に電気脱イオン装置７で脱塩処理する。これにより、ＲＯ膜装置６で補給水中の溶解イオン成分の約９０％は除去されるが、このＲＯ膜装置６の透過水及び凝縮水中の微量なイオン成分が電気脱イオン装置７で高度に除去される。この電気脱イオン装置７に送給される補給水は予めＲＯ膜装置６で脱塩処理され、また、凝縮水は、予め脱炭酸手段２で脱炭酸処理されているため、電気脱イオン装置７の負荷が軽減される。この電気脱イオン装置７の処理水（脱イオン水）は第３水槽５を経て燃料電池へ送給される。
【００３０】
また、ＲＯ膜装置６の濃縮水は系外へ排出し、電気脱イオン装置７の濃縮水は脱炭酸手段２の入口側へ循環し、凝縮水と共に脱炭酸処理した後、電気脱イオン装置７で脱イオン処理する。即ち、電気脱イオン装置７の濃縮水は、イオン負荷の低い凝縮水と、イオン負荷が高いがＲＯ膜装置６で大部分のイオンが除去されイオン負荷が低減されたＲＯ膜装置６の透過水を原水とする電気脱イオン装置７の濃縮水であり、イオン負荷は比較的低く、また、脱炭酸手段で除去し得なかった炭酸が電気脱イオン装置７で濃縮されることにより炭酸濃度が高められた水であるため、これを脱炭酸手段２で脱炭酸処理した後、電気脱イオン装置７で脱イオン処理することにより、高純度水とすることができる。
【００３１】
このように凝縮水量の少ない場合において、電気脱イオン装置７の濃縮水を循環処理して再利用することにより外部補給水量を低減することができる。しかも、この場合において、凝縮水量が少ないため、脱炭酸手段２には十分な処理能力が残されているため、電気脱イオン装置７の濃縮水を処理することによる不都合を生じることはない。
【００３２】
なお、脱炭酸手段としては、特に制限はなく、空気接触式、気体透過膜式のいずれの方式のものでも良いが、小型で炭酸ガス除去率の高い気体透過膜式のものが好適である。
【００３３】
この場合において、電気脱イオン装置７の濃縮水の全部を循環再利用すると、電気脱イオン装置７で濃縮水側に濃縮されたイオンを系外に排出し得なくなるため、電気脱イオン装置７の濃縮水の一部は系外へ排出するのが好ましい。電気脱イオン装置７の濃縮水の一部を系外に排出する手段としては間欠的にバルブＶ３を閉じると共にバルブＶ２を開く、或いはバルブＶ３を開いた状態でバルブＶ２を少し開いた状態とする、又は後述する通り、脱炭酸手段２で脱炭酸された電気脱イオン装置７の濃縮水を第１水槽３に供給して外部補給水と混合してＲＯ膜装置６で処理してＲＯ膜装置６の濃縮水として排出することなどが挙げられる。
【００３４】
〔凝縮水が多い場合〕
制御部１０にて凝縮水量が多いと判断した場合には、水道水の導入バルブＶ１の開度を小さくして補給水量を低減し、電気脱イオン装置７の濃縮水は系外へ排出するべく、バルブＶ２を開、バルブＶ３を閉とする。この場合においても、イオン負荷が低く炭酸濃度の高い凝縮水は、脱炭酸手段２で脱炭酸処理した後、第２水槽４に供給し、一方、イオン負荷が高く炭酸濃度の低い外部補給水は第１水槽３を経てＲＯ膜装置６で脱塩処理し、更に第２水槽４を経て凝縮水の脱炭酸処理水と共に電気脱イオン装置７で脱塩処理する。この電気脱イオン装置７の処理水は第３水槽５を経て燃料電池へ送給される。また、電気脱イオン装置７の濃縮水はＲＯ膜装置６の濃縮水と共に系外へ排出される。
【００３５】
このように、凝縮水量が多い場合においては、電気脱イオン装置７の濃縮水を系外へ排出する。即ち、この電気脱イオン装置７の濃縮水中には、脱炭酸手段２で除去し得なかった炭酸が濃縮されているため、この濃縮水は系外へ排出する。このように電気脱イオン装置７の濃縮水を排出することにより、負荷の増大を防止することができる。
【００３６】
なお、外部補給水としては通常水道水が用いられ、水道水中の塩素はＲＯ膜を劣化させるため、図１の装置では、第１水槽３の前段に脱塩素手段１が設けられ、水道水中の塩素が除去される。この脱塩素手段１は、ＲＯ膜装置６の上流側であれば良く、第１水槽３とＲＯ膜装置６との間に設けられていても良い。
【００３７】
この脱塩素手段としては、活性炭及び／又は触媒担持体（触媒としてはコバルト等を用いることができ、担体としては樹脂や活性炭を用いることができる。）を充填した脱塩素塔や還元剤の注入装置等を用いることができるが、イオン負荷の増加を引き起こすことのない活性炭充填塔や活性炭及び触媒充填塔が好適である。
【００３８】
図１の装置において、第３水槽５は必ずしも必要とされず、電気脱イオン装置７の処理水は直接燃料電池に送給しても良いが、燃料電池の純水の供給先は冷却水系と改質器の改質反応部及び変成部の３ヶ所があり、各々純水供給条件が異なるため、第３水槽５を設けるのが安定供給の面で好ましい。
【００３９】
また、脱炭酸手段２から第１水槽３へ送水する流路を設けると共に、この流路と第２水槽４へ送水する流路とを切り替える手段を設け、凝縮水量が少なく、電気脱イオン装置７の濃縮水を再利用する場合には、脱炭酸手段２の処理水を、第２水槽４ではなく、第１水槽３に送給し、脱炭酸処理後、更にＲＯ膜装置６及び電気脱イオン装置７で２段階の脱塩処理を行うようにしても良い。
【００４０】
即ち、図１の装置において、バルブＶ２を閉、バルブＶ３を開として電気脱イオン装置７の濃縮水の全量を脱炭酸手段に送給すると、電気脱イオン装置７で濃縮水中に濃縮されたイオンを系外へ排出することができなくなるため、この場合には、脱炭酸手段２の処理水は第１水槽３に送給し、ＲＯ膜装置６の濃縮水としてこの濃縮イオンを系外へ排出するようにすることが好ましい。
【００４１】
また、この装置において、凝縮水量の多少は、図１に示す如く、凝縮水の流入配管に設けた流量計８の計測結果に基いて判断する他、温度や凝縮水が流入する第２水槽４に水位計などの水位検出手段を設けたり、或いは、ＲＯ膜装置６の稼動状況等に基いて判断することができ、前記電気脱イオン装置７の濃縮水の流路切替はこのような判断結果に基いて自働又は手動で行うことができる。
【００４２】
一般に、固体高分子型燃料電池では、燃料電池から回収される水は凝縮水が殆どで、冷却水のブローダウン水は僅かであるため、本発明ではこの凝縮水の処理を主目的とするが、冷却水のブローダウン水がある場合には、これを第１水槽３又は第２水槽４に供給して凝縮水及び／又は補給水と混合して処理するのが好ましい。
【００４３】
なお、凝縮水量が相当に多い場合でも、凝縮水中の溶存物質が濃縮された電気脱イオン装置の濃縮水の一部が排出されるなどにより、系内の水量は減少するので、外部補給水の導入は必要とされる。
【００４４】
図２の水処理装置は、脱炭酸手段を用いることなく凝縮水と外部補給水を処理する装置であり、複雑な設備を省いて安価で小型な装置により、補給水量及び装置負荷を低減して高純度水を効率的に製造するものである。
【００４５】
図２において、１１は第１水槽、１２は第２水槽、１３は脱塩素手段、１４はＲＯ膜装置、１５は電気脱イオン装置、２０は制御部、Ｖ４，Ｖ５はバルブ、Ｐ３はポンプである。
【００４６】
この水処理装置では、凝縮水の炭酸濃度に応じて次のような処理を行う。
【００４７】
〔凝縮水の炭酸濃度が低い場合〕
制御部２０にて電気脱イオン装置１５への供給水の炭酸濃度が低く、電気脱イオン装置で除去できる程度であると判断した場合には、バルブＶ４の開度を絞り、またバルブＶ５は第１水槽１１へ流路選択し、凝縮水と外部補給水の混合水を、第１水槽１１を経て脱塩素手段１３で脱塩素処理した後、ＲＯ膜装置１４で脱塩処理し、更に電気脱イオン装置１５で脱塩及び脱炭酸処理する。これにより、イオン負荷が低く炭酸濃度の高い凝縮水中の炭酸成分は電気脱イオン装置１５で除去され、また、イオン負荷が高く炭酸濃度の低い補給水中のイオン成分はＲＯ膜装置１４及び電気脱イオン装置１５で高度に除去される。この電気脱イオン装置１５の処理水（脱イオン水）は第２水槽１２を経て燃料電池へ送給される。ＲＯ膜装置１４及び電気脱イオン装置１５の濃縮水は系外へ排出される。
【００４８】
このように、凝縮水を回収して再利用することで、補給水量を低減することができる。また、この場合において、凝縮水の炭酸濃度が比較的低いため、装置負荷を過度に増大させることはない。
【００４９】
〔凝縮水の炭酸濃度が高い場合〕
制御部２０にて凝縮水の炭酸濃度が高く、電気脱イオン装置１５で除去し得ないと判断した場合には、バルブＶ４の開度を大きくして補給水量を増やすと共に、バルブＶ５は凝縮水の全量又は一部を系外へ排出するように流路選択し、補給水のみ或いは補給水と少量の凝縮水の混合水を、第１水槽１１を経て脱塩素手段１３で脱塩素処理した後、ＲＯ膜装置１４で脱塩処理し、更に電気脱イオン装置１５で脱塩及び脱炭酸処理する。ＲＯ膜装置１４及び電気脱イオン装置１５の濃縮水は系外へ排出する。このように凝縮水の炭酸濃度が比較的高い場合には、これを再利用することなく、少なくとも一部を系外へ排出するようにすることで、装置負荷の増大、処理水水質の低下を防止して、高純度水を製造することができる。
【００５０】
この装置においても、ＲＯ膜装置１４のＲＯ膜の劣化を防止するために、外部補給水としての水道水を脱塩素処理する脱塩素手段１３が設けられているが、この脱塩素手段１３はＲＯ膜装置１４の上流側で補給水を処理することができれば良く、第１水槽１１の導入側に設けても良い。この脱塩素手段としては、前述の第１図におけるものと同様のものを用いることができる。
【００５１】
また、この図２の装置においても、第２水槽１２は必ずしも必要とされないが、燃料電池への純水の供給水量の安定化の面からは第２水槽１２を設けるのが好ましい。
【００５２】
また、この装置で燃料電池の冷却水のブローダウン水をも処理する場合には、ブローダウン水を第１水槽１１に供給して凝縮水及び／又は補給水と混合して処理するのが好ましい。
【００５３】
図２の装置において、凝縮水を再利用するか系外へ排出するかの判断は、凝縮水の炭酸濃度に基いて行われるが、この凝縮水の炭酸濃度は、電気脱イオン装置の電圧、電流又は処理水質を計測し、これらの結果に基いて求めることができる。
【００５４】
即ち、電気脱イオン装置では、供給水に溶解しているイオン成分の濃度と炭酸ガスの濃度が高くなると処理水の比抵抗が低下する、運転電圧に対して運転電流が増加する等の変化が現れる。電気脱イオン装置に供給される水をＲＯ膜装置の透過水に限定すると、イオン成分はＲＯ膜装置によって殆ど除去されているが、炭酸ガスは除去されることなく透過水に含まれるため、定常状態にある電気脱イオン装置の処理水比抵抗及び運転電圧、電流に影響を与えるものは、炭酸ガス濃度が支配的になる。そこで、電気脱イオン装置の処理水比抵抗、運転電圧及び電流を測定し、炭酸ガス濃度を推測することができる。
【００５５】
また、このように電気脱イオン装置の運転条件から凝縮水の炭酸濃度を間接的に求める他、炭酸ガス濃度は、第１水槽１１内部から、ＲＯ膜装置の透過水までの間で変化がないと考えられるので、いずれかの箇所で直接的に炭酸ガス濃度を測定しても良い。
【００５６】
凝縮水の炭酸濃度に基いて流路を切り替える方法としては、下記▲１▼と▲３▼を採用する方法と、下記▲１▼〜▲３▼を採用する方法、更には、下記▲２▼の方法において、系外排出量を凝縮水の炭酸濃度に基いて調整する方法が考えられるが、いずれの場合においても、前述の如く、系内の水量は減少するので補給水は必須である。
▲１▼  凝縮水の炭酸濃度が低い場合、凝縮水の全量を第１水槽１１に送給して循環再利用する。
▲２▼  凝縮水の炭酸濃度が比較的高い場合、凝縮水の一部を第１水槽１１に送給して循環再利用し、残部は系外へ排出する。
▲３▼  凝縮水の炭酸濃度が高い場合、凝縮水の全量を系外へ排出する。
【００５７】
上記流路切り替えは手動で行っても自働で行っても良い。
【００５８】
この図２の装置によれば、水処理装置が過負荷にならないように凝縮水の回収を最大限に行い、水道水の使用量を減少させると共に、複雑な設備を使用することなく電気脱イオン装置を安定して運転でき、結果として、高純度の水を連続して製造することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の燃料電池の水処理装置によれば、連続採水が可能な電気脱イオン装置を用いて、外部補給水量の低減、装置負荷の軽減を図った上で高純度水を効率的に製造することができる。
【００６０】
特に、請求項１の燃料電池の水処理装置であれば、回収凝縮水量に応じて装置負荷の増大を抑えた上で外部補給水量を極力低減することができる。
【００６１】
また、請求項３の燃料電池の水処理装置であれば、複雑な設備を使用することなく、安価で小型な装置による高純度水の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃料電池の水処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【図２】本発明の燃料電池の水処理装置の他の実施の形態を示す系統図である。
【図３】都市ガス等から水素を製造する燃料処理系を有する固体高分子型燃料電池の一般的な構成を示す系統図である。
【符号の説明】
１，１３  脱塩素手段
２  脱炭酸手段
３，１１  第１水槽
４，１２  第２水槽
５  第３水槽
６，１４  ＲＯ膜装置
７，１５  電気脱イオン装置
１０，２０  制御部
３１  燃料極
３２  空気極
３３  燃料電池本体
３４  冷却水タンク
３５  燃料処理系
３６  水処理装置
４０  放熱器
４１  気液分離器
４２  気液分離器
【図１】
0004461553.tif 000002
【図２】
0004461553.tif 000003
【図３】
0004461553.tif 000004