(57)【要約】【課題】  構造がシンプルで、高温で温度ムラが小さい給湯用水を供給可能な安価な給湯装置およびそれを備える燃料電池装置を提供する。【解決手段】  熱媒体が流入する流入口１２と、熱媒体が流出する流出口１１とを有する蓄熱タンク２と、流入口１２と流出口１１とに接続され、熱媒体を循環させる循環部１３と、蓄熱タンク２の内部であって、熱媒体の流入口１２側に配設され、熱媒体と熱交換して給湯用水を加熱する第１熱交換部４と、第１熱交換部４に接続され、給湯用水が流通する給水管５と、第１熱交換部４に接続され、熱媒体と熱交換して加熱された給湯用水が流通する給湯管６とを有する給湯装置１を提供する。【選択図】    図１
2017198436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体が流入する流入口と、前記熱媒体が流出する流出口とを有する蓄熱タンクと、
前記流入口と前記流出口とに接続され、前記熱媒体を循環させる循環部と、
前記蓄熱タンクの内部であって、前記熱媒体の前記流入口側に配設され、前記熱媒体と熱交換して給湯用水を加熱する第１熱交換部と、
前記第１熱交換部に接続され、給湯用水が流通する給水管と、
前記第１熱交換部に接続され、前記熱媒体と熱交換して加熱された給湯用水が流通する給湯管と、を有する給湯装置。
【請求項２】
前記蓄熱タンクは、前記熱媒体の前記流出口側に比して、前記第１熱交換部が配設される前記熱媒体の流入口側が狭く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
前記蓄熱タンクは、樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の給湯装置。
【請求項４】
前記蓄熱タンクは、上面に開口を有するタンク本体と、該開口を塞ぐ蓋体と、を含み、
前記第１熱交換部は、前記蓋体に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の給湯装置。
【請求項５】
前記蓄熱タンクに流路管を介して接続され、前記熱媒体の一部を貯留する補助タンクを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の給湯装置。
【請求項６】
前記補助タンクは、大気開放されていることを特徴とする請求項５に記載の給湯装置。
【請求項７】
前記補助タンクは、前記蓄熱タンクより上方に配置され、
前記流路管は、前記補助タンクの下部と前記蓄熱タンクの下部とを接続することを特徴とする請求項５または６に記載の給湯装置。
【請求項８】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の給湯装置と、
燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なう燃料電池セルを備える燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールより排出される排ガスと前記熱媒体との間で熱交換する第２熱交換部とを備える燃料電池本体と、
を有する燃料電池装置。
【請求項９】
請求項５〜７のうちいずれか１項に記載の給湯装置と、
燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なう燃料電池セルを備える燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールより排出される排ガスと前記熱媒体との間で熱交換する第２熱交換部とを備える燃料電池本体と、を備え、
前記循環部は、
前記第２熱交換部と前記蓄熱タンクの間で前記熱媒体が循環する循環流路と、
該循環流路に設けられ、
前記蓄熱タンクから前記第２熱交換部に流れる前記熱媒体を冷却する放熱器と、
前記放熱器と前記第２熱交換部との間に配設されて、前記熱媒体を、前記蓄熱タンク、前記放熱器および前記第２熱交換部をこの順に循環させる循環ポンプを、備え、
前記流路管の一端が、前記放熱器と前記循環ポンプとをつなぐ前記循環流路に接続されていることを特徴とする燃料電池装置。
【請求項１０】
前記流路管の一端が、前記循環流路の上部側に接続されていることを特徴とする請求項９記載の燃料電池装置。
【請求項１１】
前記燃料電池本体と、前記給湯装置とが、１つの外装ケース内に収容されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つ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、給湯装置およびそれを備える燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の給湯装置を図８に示す。加熱手段１０２は、一般にヒートポンプと呼ばれるもので、例えば、炭酸ガス、代替フロン等が冷媒として使用される。加熱手段１０２は、流入管１０６と流出管１０７とを介して蓄熱タンク１０４に接続される。流入管１０６の上流端は蓄熱タンク１０４の下部に接続され、流出管１０７の下流端は蓄熱タンク１０４の上部に接続される。
【０００３】
加熱手段１０２は、蓄熱タンク１０４の下部から流入管１０６を介して低温の熱媒体を取り込み、加熱手段１０２で加熱されて高温になった熱媒体は、流出管１０７を介して蓄熱タンク１０４に流入する。
【０００４】
蓄熱タンク１０４の内部には、熱交換部１１１，１１２，１１３が階層状に配設された給湯用配管１０８が配設される。給湯用配管１０８の上流端は、蓄熱タンク１０４の下部で給水管１０９に接続され、給湯用配管１０８の下流端は、蓄熱タンク１０４の上部で給湯管１１０に接続される。
【０００５】
蓄熱タンク１０４内の熱媒体は、加熱手段１０２に加熱されて蓄熱される。不図示の給湯用蛇口が開かれると、給湯用水が下段の熱交換部１１１、中段の熱交換部１１２、上段の熱交換部１１３の順に流れ、この間に、蓄熱タンク１０４の熱媒体と給湯用水とは、熱交換部１１１，１１２，１１３で熱交換され、給湯用水は高温となって給湯される。熱交換部１１１，１１２，１１３は、広い温度領域の熱媒体と熱交換するために、蓄熱タンク１０４内の広い範囲で、上下方向に階層状に配設される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５１５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
熱交換部１１１，１１２，１１３は、広い温度領域の熱媒体と熱交換するため、熱媒体の広い温度領域で対流が発生する。このため熱交換する給湯用水の温度を高温に保つことが難しく、温度ムラが大きくなる。また、熱交換部１１１，１１２，１１３は、蓄熱タンク１０４内で階層状に多段配設されるので構造が複雑となり、コストアップに繋がる。
【０００８】
本発明の目的は、構造がシンプルで、高温で温度ムラが小さい給湯用水を供給可能な安価な給湯装置およびそれを備える燃料電池装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の給湯装置は、加熱された熱媒体が流入する流入口と、前記熱媒体が流出する流出口とを有する蓄熱タンクと、
前記流入口と前記流出口とに接続され、前記熱媒体を循環させる循環部と、
前記蓄熱タンクの内部であって、熱媒体の前記流入口側に配設され、前記熱媒体と熱交換して給湯用水を加熱する第１熱交換部と、
前記第１熱交換部に接続され、給湯用水が流通する給水管と、
前記第１熱交換部に接続され、前記熱媒体と熱交換して加熱された給湯用水が流通する給湯管と、を有する。
【００１０】
また、本発明の燃料電池装置は、上記の給湯装置と、
燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なう燃料電池セルを備える燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールより排出される排ガスと前記熱媒体との間で熱交換する第２の熱交換部とを備える燃料電池本体と、
を有する。
【００１１】
また、本発明の燃料電池装置は、上記の給湯装置と、
燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なう燃料電池セルを備える燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールより排出される排ガスと前記熱媒体との間で熱交換する第２熱交換部とを備える燃料電池本体と、を備え、
前記循環部は、
前記第２熱交換部と前記蓄熱タンクの間で前記熱媒体が循環する循環流路と、
該循環流路に設けられ、
前記蓄熱タンクから前記第２熱交換部に流れる前記熱媒体を冷却する放熱器と、
前記放熱器と前記第２熱交換部との間に配設されて、前記熱媒体を、前記蓄熱タンク、前記放熱器および前記第２熱交換部をこの順に循環させる循環ポンプを、備え、
前記流路管の一端が、前記放熱器と前記循環ポンプとをつなぐ前記循環流路に接続されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の給湯装置によれば、高温で温度ムラが小さい給湯用水を供給可能な安価な給湯装置とすることができる。
【００１３】
また、本発明の燃料電池装置によれば、上記の給湯装置を備えることで、安価な燃料電池装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の給湯装置の概略的構成を示す図である。
【図２】他の実施形態の蓄熱タンクの構成図である。
【図３】さらに他の実施形態の蓄熱タンクの構成図である。
【図４】さらに他の実施形態の蓄熱タンクの構成図である。
【図５】さらに他の実施形態の蓄熱タンクの構成図である。
【図６】本実施形態の燃料電池装置の構成の一例を示す構成図である。
【図７】燃料電池装置の一部を抜粋して示す他の実施形態の構成図である。
【図８】従来の給湯装置の概略的構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本実施形態の給湯装置１を示す概略図である。給湯装置１は、熱媒体が流入する流入口１２と、熱媒体が流出する流出口１１とを有する蓄熱タンク２と、流入口１２に接続された流入管８と流出口１１に接続された流出管７とを含み、熱媒体が循環する循環部１３とを備えている。また、蓄熱タンク２の内部には、熱媒体と給湯用水とが熱交換する第１熱交換部４が配設される。第１熱交換部４には、給湯用水が流通する給水管５と、熱媒体と熱交換した給湯用水が流通する給湯管６とが接続される。
【００１６】
蓄熱タンク２の外部には給湯用配管９が配設される。給水管５は、給湯用配管９の水道水を流通させる給水側に接続され、給湯管６は、給湯用配管９の給湯を流通させる給湯側に接続される。給水側と給湯側との間には混合弁１０が配設される。混合弁１０によって、給湯側に給水側の水道水を混合して、給湯温度を調節することができる。また、給湯管６の給湯側には、第１熱交換部４での熱交換量が不足する場合に、給湯管６からの出湯の温度を上昇させるべく、バックアップ用のボイラーを配設することもできる。なお、給湯装置１の動作は不図示の制御装置によって制御される。
【００１７】
流出管７は、上流端が蓄熱タンク２の下部に配設された流出口１１に接続され、流入管８は、下流端が蓄熱タンク２の上部に配設された流入口１２に接続される。給湯装置１とは別途設けられる加熱装置３は、流出管７より導入された低温の熱媒体を加熱して高温の熱媒体として流入管８に導出できるものであれば特に制限はない。例えば、熱交換器、ヒータ等の加熱器、また一般にヒートポンプと呼ばれるものも使用することができる。
【００１８】
給湯用配管９の不図示の給湯用蛇口が開かれると、給湯用配管９の水道水が給水管５から第１熱交換部４の下部に流入する。第１熱交換部４に流入した水道水は、蓄熱タンク２に貯留された熱媒体と熱交換しながら第１熱交換部４を上方に移動し、第１熱交換部４の上部から給湯管６に流入する。
【００１９】
第１熱交換部４は、加熱装置３で加熱された高温の熱媒体が流入する流入口１２側であって、かつ流入口１２から流入した高温の熱媒体の温度低下が小さい、流入口１２に近接する範囲に配設される。熱媒体の温度は、流入口１２が配設された蓄熱タンク２の上部から、流出口１１が配設された蓄熱タンク２の下部に向かって層状に分布して低くなっており、熱媒体が高温の状態である流入口１２に近接する位置で熱交換するほど、熱交換した給湯用水の温度を高温に保つことができる。
【００２０】
また、給湯用水は、層状に温度分布している低温領域を含めた広い温度領域の熱媒体と熱交換することなく、流入口１２に近接する高温領域の熱媒体とのみ熱交換するので、低温領域を含めた広い温度領域で熱交換する場合に比べて、熱媒体の対流が発生する温度領域を狭くすることができる。これによって、熱交換した給湯用水の、時間の経過とともに発生する温度ムラを小さくすることができる。
【００２１】
熱交換によって熱媒体の熱が給湯用水に吸収されて、時間の経過とともに次第に熱交換する熱媒体の温度が低下するが、給湯用水と熱交換している熱媒体は、層状に温度分布している熱媒体のうちの高温部分のみであり温度低下が小さい。幅広い温度範囲の熱媒体と熱交換している場合に比して、時間の経過とともに発生する、熱交換した給湯温度の低下を小さく抑えることができる。
【００２２】
さらに、加熱装置３にて循環部１３を流れる熱媒体を継続的に加熱することで、高温の熱媒体が蓄熱タンク２の流入口１２側に継続して流入する。それゆえ、第１熱交換部４での熱交換を継続して行っている場合であっても、蓄熱タンク２の流入口１２側を高温に維持することができる。それにより、第１熱交換部４にて、効率よく給湯用水を温めることができる。
【００２３】
図２は、他の実施形態の蓄熱タンク２１の概略図である。図１に記載の蓄熱タンク２は、円筒形など断面が同一形状のものとしたが、これに限定されるものではない。図２に示す蓄熱タンク２１においては、円錐台の形状であり、円錐台の小径な端面２２側に流入口１２を配設し、円錐台の大径な端面２３側に流出口１１が配設されている。そして、流入口１２側である小径な端面２２側に第１熱交換部４が配設されている。
【００２４】
第１熱交換部４が配設される部分は他の部分よりも小径であることが好ましい。つまり、第１熱交換部４が配設される熱媒体の流入口１２側を狭くすることによって、この部分の容積が小さくなるため、高温の熱媒体が少量であったとしても第１熱交換部４の周囲は高温の熱媒体で満たされることになる。よって、蓄熱タンク２１内の熱媒体の蓄熱状態によらず、熱交換した給湯用水の温度を高温に保つことができる。
【００２５】
また、第１熱交換部４が高温の熱媒体で満たされることで、給湯用水は、いっそう高温領域の熱媒体と熱交換するので、熱交換した給湯温度が時間の経過とともに低下することを、さらに小さく抑えることができる。
【００２６】
図３は、さらに他の実施形態の蓄熱タンク２５の概略図である。図３に示すように、たとえば蓄熱タンクの軸心Ｌ上に、小径の円筒２６と大径の円筒２７とを上下に重ねた形状の蓄熱タンク２５とすることもできる。上部側の小径の円筒２６の上面に流入口１２が配設され、下部側の大径の円筒２７の下面に流出口１１が配設される。そして、第１熱交換部４は、小径の円筒２６の内部に配設される。
【００２７】
このような蓄熱タンク２５においても、図２に示した蓄熱タンク２１と同様に、蓄熱タンク２５内の熱媒体の蓄熱状態によらず熱交換した給湯用水の温度を高温に保つことができるほか、熱交換した給湯温度が時間の経過とともに低下することを、さらに小さく抑えることができる。
【００２８】
さらに、小径の円筒２６と大径の円筒２７とを上下に重ねた形状とすることで、小径の円筒２６と大径の円筒２７とが重ならない部分に、制御基板を配置するなど有効にスペースを活用でき、より小型化が可能な給湯装置１とすることができる。なお、形状については円筒に限るものではなく、筒状のものであればよく、例えば角筒状のものであってもよい。
【００２９】
図４は、さらに他の実施形態の蓄熱タンク５１の概略図である。蓄熱タンク５１は、上面に開口を有するタンク本体５２と、該開口を塞ぐ蓋体５３とを含む。熱媒体が流入する流入口１２と、熱媒体が流出する流出口１１とは、タンク本体５２に配設されており、第１熱交換部４は、蓋体５３に取り付けられている。第１熱交換部４は、タンク本体５２とは別体の蓋体５３に取り付けられるので、第１熱交換部４をタンク本体５２に配設する場合に比べて容易に配設することができる。また、第１熱交換部４を、蓋体５３とともにタンク本体５２から取り外して、第１熱交換部４の保守点検等を容易に行うことができる。
【００３０】
ここで、上述したような給湯装置１においては、蓄熱タンク２、２１、２５、５１に直接給湯用配管９が接続されていない。それゆえ、例えば、蓄熱タンク２、２１、２５、５１に給水管５として直接水道管が接続されている場合には、蓄熱タンク２、２１、２５、５１は水道水圧に耐えることができる耐圧性が必要となるが、本実施形態の蓄熱タンク２、２１、２５、５１には必ずしも耐圧性は要求されないこととなる。それゆえ、蓄熱タンク２、２１、２５、５１は金属製とする以外にも、樹脂等で設けることもできる。例えば樹脂により蓄熱タンク２、２１、２５、５１を設けた場合には、より安価な給湯装置１とすることができ、さらに複雑な形状であっても容易に成形することができる。
【００３１】
さらに、蓄熱タンク２、２１、２５、５１に貯留された熱媒体が直接給湯されるわけではないことから、蓄熱タンク２、２１、２５、５１内に貯留する熱媒体の設計の自由度も確保できる。それゆえ、熱媒体として、水のほか、不凍液等を用いることもできる。
【００３２】
図５は、さらに他の実施形態の蓄熱タンク２の構成図である。蓄熱タンク２には、蓄熱タンク２下部の接続部５９に接続された流路管５６を介して、補助タンク５７が接続される。補助タンク５７は、蓄熱タンク２に貯留される熱媒体を貯留する。補助タンク５７は、蓄熱タンク２より上方に配置されており、大気開放されている。
【００３３】
不凍液等の熱媒体は、加熱装置３で加熱されて、温度が上昇するとともに体積膨張し、この熱媒体の体積膨張によって、蓄熱タンク２に破損を生じるおそれがある。また、蓄熱タンク２を樹脂製とした場合には、金属製のものと比べて耐圧性が低いため、低い圧力でも破損を生じるおそれがある。一方で、図５に示した実施形態においては、補助タンク５７を設けることによって、体積膨張した熱媒体の一部を補助タンク５７に貯留することができ、それにより、蓄熱タンク２の圧力の上昇を抑制できることから、蓄熱タンク２が破損することを防止することができる。
【００３４】
補助タンク５７は、蓄熱タンク２より上方に配置され、蓄熱タンク２の下部と接続されているので、補助タンク５７と蓄熱タンク２とを接続する流路管５６を長くすることができ、体積膨張した熱媒体を、流路管５６において貯留することもできる。これにより、補助タンク５７の容量を小さくすることができる。また補助タンク５７を大気開放することで、熱媒体に含まれる空気等の気体を、流路管５６を通じて補助タンク５７に移動させ、補助タンク５７から外気へと排出することができる。
【００３５】
ところで、このような給湯装置１を、排ガスと水とでお湯を生成する仕組みを備える燃料電池装置と組み合わせることで、より小型化でかつ安価な燃料電池装置とすることができる。以下、本実施形態の給湯装置を備える燃料電池装置について説明する。
【００３６】
図６は、本実施形態の燃料電池装置の一例を示す構成図である。図６に示す燃料電池装置５０は、燃料電池本体３１と、上述した給湯装置１とを組み合わせて構成される。
【００３７】
図６に示す燃料電池本体３１は、都市ガス等の原燃料を供給する原燃料供給装置３２、燃料電池セルに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給装置３３、セルスタック３４および改質器３５を有する燃料電池モジュール３６（以下、モジュールと略す場合がある。）を備えている。なお、図６に示す燃料電池本体３１では、モジュール３６を二点鎖線により囲って示している。また、図６には示していないが、セルスタック３４と改質器３５との間には、セルスタック３４の発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させるための着火装置を設けるほか、燃焼後の排ガスやセルスタック３４から排出される発電に使用されなかった排ガスを浄化するための浄化装置を設けることができる。なお、セルスタック３４としては、固体酸化物形の燃料電池セルを組み合わせてなるセルスタック３４とすることができる。
【００３８】
また、図６に示す燃料電池本体３１においては、セルスタック３４を構成する燃料電池セルの発電により生じた排ガス（排熱）と熱媒体との間で熱交換を行なう第２熱交換部３７を備えている。この第２熱交換部３７が、図１に示す加熱装置３に該当する。さらに、第２熱交換部３７で生成された凝縮水を純水に処理するための水処理装置３８、水処理装置３８にて処理された水（純水）を貯水するための水タンク３９が設けられており、水タンク３９と第２熱交換部３７との間が凝縮水供給管４０により接続されている。なお、水処理装置３８としてはイオン交換樹脂を備えるイオン交換樹脂装置を用いることができる。
【００３９】
水タンク３９に貯水された水は、水タンク３９と改質器３５とを接続する水供給管４１に備えられた水ポンプ４２により改質器３５に供給される。
【００４０】
さらに図６に示す燃料電池本体３１は、各種機器の動作を制御する制御装置４３が設けられているほか、モジュール３６にて発電された直流電力を交流電力に変換し、変換された電気の外部負荷への供給量を調整するための供給電力調整部（パワーコンディショナ）４４を備えている。
【００４１】
さらに、給湯装置１の循環部１３には、第２熱交換部３７に流入する熱媒体を冷却するラジエータ４５と、ラジエータ４５で冷却した熱媒体を第２熱交換部３７に圧送する循環ポンプ４６を備えている。さらに、循環部１３の第２熱交換部３７の入口側には、第２熱交換部３７に流入する熱媒体の温度を測定するための入口温度センサ４７が設けられており、第２熱交換部３７の出口側には、第２熱交換部３７より流出する熱媒体の温度を測定するための出口温度センサ４８が設けられている。
【００４２】
また、制御装置４３は、モジュール３６の発電に合わせて、原燃料供給装置３２、酸素含有ガス供給装置３３、水ポンプ４２の各装置の動作を制御するほか、入口温度センサ４７、出口温度センサ４８により測定された温度情報に基づいて、ラジエータ４５、循環ポンプ４６の動作を制御する。なお、制御装置４３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(Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random-Access Memory)およびＲＯＭ(Read-Only Memory)を備えている。なお、ＣＰＵは、燃料電池装置の運転を実施するものであり、ＲＡＭはプログラムの実行に必要な変数を一時的に記憶するものであり、ＲＯＭはプログラムを記憶するものである。なお、制御については後述する。
【００４３】
ここで、図６に示した燃料電池装置５０の運転方法について説明する。
【００４４】
セルスタック３４の発電に必要な燃料ガスを生成するにあたり、制御装置４３は原燃料供給装置３２、水ポンプ４２を作動させる。それにより、改質器３５に原燃料（天然ガス、灯油等）と水とが供給され、改質器３５で水蒸気改質を行なうことにより、水素を含む燃料ガスが生成されて燃料電池セルの燃料極層側に供給される。
【００４５】
一方、制御装置４３は酸素含有ガス供給装置３３を動作させることにより、燃料電池セルの酸素極層側に酸素含有ガス（空気）を供給する。
【００４６】
なお、制御装置４３はモジュール３６において着火装置を作動させることにより、セルスタック３４の発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させる。それにより、モジュール内の温度（セルスタック３４や改質器３５の温度）が上昇し、効率よい発電を行なうことができる。
【００４７】
セルスタック３４の発電に伴って生じた排ガスは、浄化装置にて浄化された後、第２熱交換部３７に供給され、循環部１３を流れる熱媒体とで熱交換される。第２熱交換部３７での熱交換により温度の上昇した熱媒体は、循環部１３を流れて蓄熱タンク２に貯留される。一方、第２熱交換部３７での熱交換によりセルスタック３４より排出される排ガスに含まれる水が凝縮水となり、凝縮水供給管４０を通じて、水処理装置３８に供給される。凝縮水は、水処理装置３８にて純水とされて、水タンク３９に貯水される。水タンク３９に貯水された水は、水ポンプ４２により水供給管４１を介して改質器３５に供給される。このように、凝縮水を有効利用することにより、水自立運転を行なうことができる。
【００４８】
なお、上述の例においては第２熱交換部３７にて生成される凝縮水のみを改質器３５に供給する構成の燃料電池装置５０を用いて説明したが、改質器３５に供給する水として水道水を利用することもできる。この場合、水道水に含まれる不純物を処理するための水処理装置として、例えば、活性炭フィルター、逆浸透膜装置、イオン交換樹脂装置等を、この順に接続することで、純水を効率よく精製することができる。なお、水道水を用いる場合においても、水処理装置３８にて生成した純水が、水タンク３９に貯水されるよう各装置を接続する。
【００４９】
ところで、上述したような燃料電池本体３１と、給湯装置１とを組み合わせてなる燃料電池装置５０においては、蓄熱タンク２を小型化できることから、図示はしないが、１つの外装ケース内に燃料電池本体３１と給湯装置１とを収納することが可能となる。それにより、非常に小型で、容易に持ち運びが可能な燃料電池装置５０とすることができる。さらに、蓄熱タンク２を樹脂で設ける場合には、燃料電池本体３１のスペースを有効活用して、よりコンパクトな燃料電池装置５０とすることができる。
【００５０】
ここで、図６における本実施形態の給湯装置１の制御について説明する。第２熱交換部３７にて効率のよい熱交換を行うにあたり、制御装置４３は各種情報に基づいて各装置の動作を制御する。具体的には、まず、入口温度センサ４７より伝送された温度情報があらかじめ定められた設定温度範囲であるか否かを確認する。設定温度範囲であればその時点での制御を維持する。一方で、設定温度範囲を超える場合には、第２熱交換部３７に供給される熱媒体の温度が高く、効率のよい熱交換を行うことが難しくなることから、ラジエータ４５の動作を開始する制御をおこなう。それにより、第２熱交換部３７に導入される熱媒体の温度を低下させることができ、効率のよい熱交換を行うことができる。
【００５１】
なお、制御装置４３は、ラジエータ４５の動作を開始した後、入口温度センサ４７にて測定された温度が、設定温度範囲を所定時間継続するようになったのち、ラジエータ４５の動作を停止することができる。とくに、本実施形態の蓄熱タンク２は、内部に温度成層が形成されるので、蓄熱タンク２底部の熱媒体の温度は低く保たれることになる。そのため、ラジエータ４５の駆動時間を短くすることができる。
【００５２】
また、制御装置４３は循環ポンプ４６の動作を制御するにあたり、出口温度センサ４８にて測定される熱媒体の温度が、あらかじめ定められた設定温度範囲となるように循環ポンプ４６の動作を制御する。例えば、予め定められた設定温度が高温の場合には、第２熱交換部３７を流れる熱媒体の量が少量となるように、循環ポンプ４６の動作を制御する。一方予め定められた設定温度が低温の場合には、第２熱交換部３７を流れる熱媒体の量が高温時よりも多量となるように、循環ポンプ４６の動作を制御する。なお、この循環ポンプ４６の動作の制御は、モジュール３６より排出される排気ガスの量（熱量）とも関連性を持たせることが好ましい。
【００５３】
図７は燃料電池装置の一部を抜粋して示す他の実施形態の構成図である。図７に示すように、補助タンク５７の下部に接続される流路管５６の一端は、循環部１３に接続することもできる。循環部１３において、流路管５６の一端は、例えば、放熱器であるラジエータ４５と循環ポンプ４６とをつなぐ循環流路に接続される。このような構成とすると、熱媒体に含まれる空気等は、循環ポンプ４６の上流側で、補助タンク５７が接続された流路管５６に流通するので、熱媒体に含まれる空気等が循環ポンプ４６に流れることを抑制することができ、循環ポンプ４６の送液不良、いわゆるエア噛みを抑制することができる。
【００５４】
さらに、流路管５６の一端は、循環流路の上部側に接続することができる。熱媒体に含まれる空気等はその比重が熱媒体よりも軽いため、循環流路の上部側を流れることとなる。ここで、流路管５６の一端を、循環流路の上部側に接続することで、熱媒体に含まれる空気等をより補助タンク５７側に流れやすくすることができる。それにより、循環ポンプ４６の送液不良、いわゆるエア噛みを、より抑制することができる。
【００５５】
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。
【００５６】
例えば、上述の説明において、固体酸化物形の燃料電池セルにて構成されるセルスタック３４を用いて説明したが、その種類については、一般的に呼称される中空平板型、円筒型、平板型、横縞型等、種々のタイプを用いることができる。
【００５７】
さらに、燃料電池として固体酸化物形の燃料電池を用いて説明したが、例えば、固体高分子型等の各種の燃料電池も用いることができる。固体高分子型の場合においては、改質器での排気ガスを用いて熱交換すればよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  給湯装置
２，２１，２５，５１  蓄熱タンク
３  加熱装置
４  第１熱交換部
５  給水管
６  給湯管
９  給湯用配管
１１  流出口
１２  流入口
１３  循環部
３６  燃料電池モジュール  
３１  燃料電池本体
３７  第２熱交換部
４５  ラジエータ
４６  循環ポンプ
５２  タンク本体
５３  蓋体
５６  流路管
５７  補助タンク
【図１】
2017198436.tif 000003
【図２】
2017198436.tif 000004
【図３】
2017198436.tif 000005
【図４】
2017198436.tif 000006
【図５】
2017198436.tif 000007
【図６】
2017198436.tif 000008
【図７】
2017198436.tif 000009
【図８】
2017198436.tif 000010