JP2012160329A

JP2012160329A - Fuel cell system and operation method of the same

Info

Publication number: JP2012160329A
Application number: JP2011018853A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Yasuda; 繁樹保田; Akinari Nakamura; 彰成中村; Kouichi Kusumura; 浩一楠村; Takayuki Urata; 隆行浦田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-23

Abstract

【課題】回収水の加熱殺菌処理時における燃料電池の温度低下を、従来の燃料電池システムよりも抑制することができる、燃料電池システムを提供することを目的とする。
【解決手段】冷却水経路７１と、冷却水タンク１０２と、加熱器１０３と、排ガスから回収される水を貯える回収水タンク１０４と、回収水タンク１０４と冷却水タンク１０２との間で循環する水が流れる水循環経路７２と、水循環器１０５と、燃料電池システム１００の発電運転時に、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させ、回収水タンク１０４内の水を殺菌温度以上に加熱する殺菌処理を実行し、該殺菌処理において燃料電池１０１に供給される冷却水の温度が殺菌処理の非実行時よりも低下しないよう加熱器１０３の発熱量を制御するように構成された制御器１１０と、を備える、燃料電池システム。
【選択図】図１An object of the present invention is to provide a fuel cell system capable of suppressing a temperature drop of a fuel cell during heat sterilization treatment of recovered water, as compared with a conventional fuel cell system.
A cooling water path 71, a cooling water tank 102, a heater 103, a recovered water tank 104 for storing water recovered from exhaust gas, and a circulating water between the recovered water tank 104 and the cooling water tank 102 are circulated. During the power generation operation of the water circulation path 72 through which the water flows, the water circulator 105, and the fuel cell system 100, the heater 103 and the water circulator 105 are operated so that the water in the recovered water tank 104 is heated to the sterilization temperature or higher. And a controller 110 configured to control the amount of heat generated by the heater 103 so that the temperature of the cooling water supplied to the fuel cell 101 in the sterilization process does not decrease compared to when the sterilization process is not performed. A fuel cell system.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、水素リッチな燃料ガスと酸化剤ガスとを用いて発電を行う燃料電池を備えた燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法に関する。 The present invention relates to a fuel cell system including a fuel cell that generates power using a hydrogen-rich fuel gas and an oxidant gas, and an operation method of the fuel cell system.

燃料電池システムは、燃料電池に供給された燃料ガス（水素含有ガス）と酸化剤ガス（例えば、空気）が電気化学反応して、電力と熱を発生するシステムである。一般的な家庭用燃料電池システムでは、発生した電力は、家庭で使用する一部の電力負荷（例えば、照明や空調装置などの電化製品）に供給される。また、発電により生じる熱は、燃料電池の内部に供給された冷却水により回収される。この回収された熱は、例えば、熱交換器を介して、温水として回収され、家庭内の熱負荷（例えば、給湯機器や床暖房等の熱利用機器）に供給される。 The fuel cell system is a system that generates electric power and heat by an electrochemical reaction between a fuel gas (hydrogen-containing gas) and an oxidant gas (for example, air) supplied to the fuel cell. In a general household fuel cell system, the generated electric power is supplied to some electric power loads (for example, electrical appliances such as lighting and air conditioners) used at home. Further, heat generated by power generation is recovered by cooling water supplied to the inside of the fuel cell. The recovered heat is recovered as hot water through a heat exchanger, for example, and supplied to a heat load in the home (for example, a heat utilization device such as a hot water supply device or floor heating).

燃料電池システムの発電運転時に必要となる水素含有ガスは、インフラストラクチャーが整備されていないため、燃料電池システムには、通常、水素含有ガスを生成するための改質器が設けられている。改質器では、原料ガス（例えば、都市ガス（天然ガス）等）と水を、改質触媒において水蒸気改質反応させることにより、水素含有ガスが生成される。 Since the infrastructure of the hydrogen-containing gas necessary for the power generation operation of the fuel cell system is not maintained, the fuel cell system is usually provided with a reformer for generating the hydrogen-containing gas. In the reformer, a hydrogen-containing gas is generated by subjecting a raw material gas (for example, city gas (natural gas) or the like) and water to a steam reforming reaction in a reforming catalyst.

このような燃料電池システムでは、改質器に供給される水や冷却水の水供給源として、システム内部で回収した水を利用する、すなわち、水を自立供給する方法を採用することが多い。なお、燃料電池システム内部で水を回収する方法としては、例えば、燃料電池より排出される燃料ガス及び酸化剤ガス中に含まれる水蒸気を冷却することで水を凝縮、回収する方法が挙げられる。 In such a fuel cell system, as a water supply source of water or cooling water supplied to the reformer, a method of using water collected inside the system, that is, a method of supplying water independently is often employed. Examples of a method for recovering water inside the fuel cell system include a method for condensing and recovering water by cooling water vapor contained in the fuel gas and oxidant gas discharged from the fuel cell.

しかしながら、燃料電池システム内で回収された水（以下、回収水という）には、塩素成分等の殺菌成分を含んでおらず、菌類や細菌といった微生物の増殖に好適な状態となっている。このため、水を回収した後の酸化剤ガスを排気する排気口や、回収水の余剰分を排水する排水口等から菌類等の微生物が浸入することで、菌類等の微生物が増殖するおそれがある。そして、微生物が増殖することで、回収水が通流する流路が流路閉塞又は流路狭窄等が発生することで、水の供給機能や浄化機能に障害が生じる場合がある。 However, the water recovered in the fuel cell system (hereinafter referred to as recovered water) does not contain a sterilizing component such as a chlorine component, and is in a state suitable for the growth of microorganisms such as fungi and bacteria. For this reason, when microorganisms such as fungi enter from an exhaust port that exhausts the oxidant gas after collecting water and a drain port that drains the excess recovered water, there is a risk that microorganisms such as fungi will grow. is there. In addition, when the microorganisms grow, the flow path through which the recovered water flows may cause a blockage or a narrowing of the flow path, which may impair the water supply function or the purification function.

このような問題を解決するために、冷却水経路に設けられた加熱手段で加熱された冷却水と回収水タンク内の回収水とが冷却水タンク内で熱交換し、回収水の温度を所定の温度以上に加熱して殺菌する燃料電池システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In order to solve such problems, the cooling water heated by the heating means provided in the cooling water path and the recovered water in the recovered water tank exchange heat in the cooling water tank, and the temperature of the recovered water is set to a predetermined value. There has been proposed a fuel cell system that sterilizes by heating to a temperature equal to or higher than (see, for example, Patent Document 1).

特開２００２−２７０１９４号公報JP 2002-270194 A

ところで、上記特許文献１記載の燃料電池システムにおいて、仮に、発電運転時に、加熱手段を用いた回収水の加熱殺菌動作を実行した場合、冷却水の温度よりも低い温度の回収水が冷却水タンク内に供給される。このため、冷却水温度が低下し、ひいては、燃料電池の運転温度が低下することになる。燃料電池の運転温度が低下すると、燃料電池内を流れる燃料ガス及び酸化剤ガスの少なくともいずれか一方からの水凝縮量が増加し、ガス流路閉塞（以下、フラッディング）等の問題を発生する可能性があった。しかしながら、この問題について、上記従来の燃料電池システムは考慮されていない。 By the way, in the fuel cell system described in Patent Document 1, if the heat sterilization operation of the recovered water using the heating means is executed during the power generation operation, the recovered water having a temperature lower than the temperature of the cooling water is stored in the cooling water tank. Supplied in. For this reason, the cooling water temperature is lowered, and as a result, the operating temperature of the fuel cell is lowered. When the operating temperature of the fuel cell decreases, the amount of water condensed from at least one of the fuel gas and oxidant gas flowing in the fuel cell increases, and problems such as gas channel blockage (hereinafter referred to as flooding) may occur. There was sex. However, the conventional fuel cell system is not considered for this problem.

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、回収水の加熱殺菌処理時における燃料電池の温度低下を、従来の燃料電池システムよりも抑制することができる、燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and can suppress a temperature decrease of the fuel cell during the heat sterilization treatment of the recovered water, as compared with the conventional fuel cell system, and the fuel cell system. The purpose is to provide a driving method.

上記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池システムは、燃料電池を有する燃料電池システムであって、前記燃料電池を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路と、前記冷却水経路に設けられた前記冷却水を貯える冷却水タンクと、前記冷却水経路に設けられた加熱器と、前記燃料電池システムで生じる排ガスから回収される水を貯える回収水タンクと、前記回収水タンクと前記冷却水タンクとの間で循環する水が流れる水循環経路と、前記水循環経路に設けられ、前記回収水タンクと前記冷却水タンクとの間で水を循環させる水循環器と、前記燃料電池システムの発電運転時に、前記加熱器及び前記水循環器を動作させ、前記回収水タンク内の水を該水中に存在する菌の殺菌温度以上に加熱する殺菌処理を実行し、該殺菌処理において前記燃料電池に供給される冷却水の温度が前記殺菌処理の非実行時よりも低下しないよう前記加熱器の発熱量を制御するように構成されている制御器と、を備える。 In order to solve the above problems, a fuel cell system according to the present invention is a fuel cell system having a fuel cell, and includes a cooling water path through which cooling water for cooling the fuel cell flows, and the cooling water path. A cooling water tank for storing the cooling water provided; a heater provided in the cooling water path; a recovery water tank for storing water recovered from exhaust gas generated in the fuel cell system; the recovery water tank; A water circulation path through which water circulating between the cooling water tank flows, a water circulator provided in the water circulation path for circulating water between the recovered water tank and the cooling water tank, and power generation of the fuel cell system During operation, the heater and the water circulator are operated to perform a sterilization process that heats the water in the recovered water tank to a temperature higher than the sterilization temperature of the bacteria present in the water. Temperature of the cooling water supplied to the fuel cell Te is and a controller configured to control the heating value of the heater so as not lower than during non-execution of the sterilization process.

これにより、回収水の加熱殺菌処理時における燃料電池の温度低下が、従来の燃料電池システムよりも抑制される。 Thereby, the temperature fall of the fuel cell at the time of the heat sterilization process of recovered water is suppressed rather than the conventional fuel cell system.

また、本発明に係る燃料電池システムの運転方法は、前記燃料電池システムが、前記燃料電池を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路と、前記冷却水経路に設けられた前記冷却水を貯える冷却水タンクと、前記冷却水経路に設けられた加熱器と、前記燃料電池システムで生じる排ガスから回収される水を貯える回収水タンクと、前記回収水タンクと前記冷却水タンクとの間で循環する水が流れる水循環経路と、前記水循環経路に設けられ、前記回収水タンクと前記冷却水タンクとの間で水を循環させる水循環器と、を備え、前記燃料電池システムの発電運転時に、前記加熱器及び前記水循環器を動作させ、前記回収水タンク内の水を該水中に存在する菌の殺菌温度以上に加熱する殺菌処理を実行する。 In the fuel cell system operating method according to the present invention, the fuel cell system stores a cooling water path through which cooling water for cooling the fuel cell flows, and the cooling water provided in the cooling water path. A cooling water tank, a heater provided in the cooling water path, a recovery water tank for storing water recovered from exhaust gas generated in the fuel cell system, and circulation between the recovery water tank and the cooling water tank A water circulation path through which water flows, and a water circulator provided in the water circulation path for circulating water between the recovered water tank and the cooling water tank, and during the power generation operation of the fuel cell system, the heating And the water circulator are operated to perform a sterilization process for heating the water in the recovered water tank to a temperature equal to or higher than the sterilization temperature of the bacteria present in the water.

本発明の燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法によれば、回収水の加熱殺菌処理時における燃料電池の温度低下が、従来の燃料電池システムよりも抑制される。 According to the fuel cell system and the operation method of the fuel cell system of the present invention, the temperature drop of the fuel cell during the heat sterilization treatment of the recovered water is suppressed as compared with the conventional fuel cell system.

図１は、実施の形態１に係る燃料電池システムの概略構成の一例を模式的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing an example of a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 1. FIG. 図２は、実施の形態２に係る燃料電池システムの概略構成の一例を模式的に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram schematically showing an example of a schematic configuration of the fuel cell system according to Embodiment 2. In FIG. 図３は、実施の形態３に係る燃料電池システムの概略構成の一例を模式的に示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram schematically showing an example of a schematic configuration of the fuel cell system according to Embodiment 3.

以下、本発明の実施の形態を具体的に例示する。なお、全ての図面において、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素のみを抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically exemplified. In all the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, in all the drawings, only components necessary for explaining the present invention are extracted and illustrated, and other components are not illustrated. Furthermore, the present invention is not limited to the following embodiment.

（実施の形態１）
実施の形態１に係る燃料電池システムは、燃料電池と、燃料電池を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路と、冷却水経路に設けられ、冷却水を貯える冷却水タンクと、冷却水経路に設けられた加熱器と、燃料電池システムで生じる排ガスから回収される水を貯える回収水タンクと、回収水タンクと冷却水タンクとの間で循環する水が流れる水循環経路と、水循環経路に設けられ、回収水タンクと冷却水タンクとの間で水を循環させる水循環器と、燃料電池システムの発電運転時に、加熱器及び水循環器を動作させ、回収水タンク内の水を該水中に存在する菌の殺菌温度以上に加熱する殺菌処理を実行し、該殺菌処理において燃料電池に供給される冷却水の温度が殺菌処理の非実行時よりも低下しないよう加熱器の発熱量を制御するように構成されている制御器と、を備える。 (Embodiment 1)
The fuel cell system according to Embodiment 1 includes a fuel cell, a cooling water path through which cooling water for cooling the fuel cell flows, a cooling water tank provided in the cooling water path and storing cooling water, and a cooling water path Provided in the heater, a recovery water tank for storing water recovered from the exhaust gas generated in the fuel cell system, a water circulation path through which water circulating between the recovery water tank and the cooling water tank flows, and a water circulation path The water circulator that circulates water between the recovered water tank and the cooling water tank, and the heater and the water circulator are operated during the power generation operation of the fuel cell system, and the water in the recovered water tank exists in the water. A sterilization process for heating above the sterilization temperature of the fungus is performed, and the heating value of the heater is controlled so that the temperature of the cooling water supplied to the fuel cell in the sterilization process does not decrease compared to when the sterilization process is not performed. And a controller have been made.

ここで、燃料電池システムで生じる排ガスとしては、燃料電池で未使用の燃料ガス（以下、オフ燃料ガスという）や酸化剤ガス（以下、オフ燃料ガスという）、また、燃料電池システムに水素生成装置が設けられている場合、水素生成装置内を加熱するための燃焼器から排出される燃焼排ガスが挙げられる。 Here, the exhaust gas generated in the fuel cell system includes a fuel gas unused in the fuel cell (hereinafter referred to as off-fuel gas) and an oxidant gas (hereinafter referred to as off-fuel gas), and a hydrogen generator in the fuel cell system. Is provided, for example, combustion exhaust gas discharged from a combustor for heating the inside of the hydrogen generator.

また、燃料電池システムの発電運転時とは、燃料電池で発電が行われている状態をいう。 Further, the time of power generation operation of the fuel cell system refers to a state in which power generation is performed by the fuel cell.

さらに、菌とは、大腸菌や枯草菌等の細菌、及びカビ等の菌類のうち少なくともいずれか一つの菌を含む概念である。また、殺菌温度とは、回収水タンク内の水に存在する菌を殺菌することができる温度をいい、増殖抑制の対象となる菌の種類によって適宜設定される。 Furthermore, the bacterium is a concept including at least one of bacteria such as Escherichia coli and Bacillus subtilis and fungi such as mold. The sterilization temperature refers to a temperature at which bacteria present in the water in the recovered water tank can be sterilized, and is appropriately set depending on the type of bacteria that are subject to growth inhibition.

上記構成により、回収水の加熱殺菌処理時における燃料電池の温度低下が、従来の燃料電池システムよりも抑制される。従って、従来の燃料電池システムに比べ、燃料電池内でのフラッディングの発生を抑制することができる。 By the said structure, the temperature fall of the fuel cell at the time of the heat sterilization process of recovered water is suppressed rather than the conventional fuel cell system. Therefore, the occurrence of flooding in the fuel cell can be suppressed as compared with the conventional fuel cell system.

また、実施の形態１に係る燃料電池システムでは、制御器が、殺菌処理を実行しているときは、殺菌処理を実行していない場合に比べて、燃料電池システムの発電量が大きくなるよう制御してもよい。 In the fuel cell system according to Embodiment 1, the controller controls the power generation amount of the fuel cell system to be larger when the sterilization process is performed than when the sterilization process is not performed. May be.

［燃料電池システムの構成］
図１は、実施の形態１に係る燃料電池システムの概略構成の一例を模式的に示すブロック図である。 [Configuration of fuel cell system]
1 is a block diagram schematically showing an example of a schematic configuration of a fuel cell system according to Embodiment 1. FIG.

図１に示すように、実施の形態１に係る燃料電池システム１００は、燃料電池１０１、冷却水経路７１、冷却水タンク１０２、加熱器１０３、回収水タンク１０４、水循環経路７２、水循環器１０５、及び制御器１１０、を備えている。制御器１１０は、燃料電池システム１００の発電運転時に、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させ、回収水タンク１０４内の水を該水中に存在する菌の殺菌温度以上に加熱する殺菌処理を実行し、該殺菌処理において燃料電池１０１に供給される冷却水の温度が殺菌処理の非実行時よりも低下しないよう加熱器１０３の発熱量を制御するように構成されている。 As shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 according to Embodiment 1 includes a fuel cell 101, a cooling water path 71, a cooling water tank 102, a heater 103, a recovered water tank 104, a water circulation path 72, a water circulator 105, And a controller 110. During the power generation operation of the fuel cell system 100, the controller 110 operates the heater 103 and the water circulator 105 to execute a sterilization process that heats the water in the recovered water tank 104 to a temperature higher than the sterilization temperature of the bacteria present in the water. In the sterilization process, the amount of heat generated by the heater 103 is controlled so that the temperature of the cooling water supplied to the fuel cell 101 does not decrease compared to when the sterilization process is not performed.

燃料電池１０１は、アノード１１Ａとカソード１１Ｂを有している。アノード１１Ａには、燃料ガス供給路７３を介して、燃料ガス供給器１０６から燃料ガスが供給されるように構成されている。また、カソード１１Ｂには、酸化剤ガス供給路７４を介して、酸化剤ガス供給器１０７から酸化剤ガスが供給されるように構成されている。なお、燃料電池１０１としては、高分子電解質形燃料電池、リン酸形燃料電池等の各燃料電池を用いることができる。また、燃料電池１０１の構成については、一般的な燃料電池と同じであるため、その詳細な説明は省略する。 The fuel cell 101 has an anode 11A and a cathode 11B. The anode 11 </ b> A is configured to be supplied with fuel gas from the fuel gas supply device 106 via the fuel gas supply path 73. The cathode 11B is configured to be supplied with an oxidant gas from an oxidant gas supply unit 107 via an oxidant gas supply path 74. As the fuel cell 101, each fuel cell such as a polymer electrolyte fuel cell and a phosphoric acid fuel cell can be used. Further, since the configuration of the fuel cell 101 is the same as that of a general fuel cell, its detailed description is omitted.

燃料ガス供給器１０６は、燃料電池１０１のアノード１１Ａに燃料ガスを供給するように構成されていれば、どのような形態であってもよい。燃料ガス供給器１０６としては、例えば、燃料ガスを貯えるタンクと該タンクから燃料ガスを送出するポンプから構成されていてもよく、また、原料と水を用いて改質反応により燃料ガスを生成する水素生成装置で構成されていてもよい。また、酸化剤ガス供給器１０７は、燃料電池１０１のカソード１１Ｂに酸化剤ガスを供給するように構成されていれば、どのような形態であってもよく、例えば、ブロワやシロッコファン等のファン類を用いることができる。なお、燃料ガス供給器１０６又は酸化剤ガス供給器１０７は、供給するガスを加湿する加湿器を備えていてもよい。 The fuel gas supplier 106 may have any form as long as it is configured to supply fuel gas to the anode 11A of the fuel cell 101. The fuel gas supply device 106 may be constituted by, for example, a tank for storing fuel gas and a pump for sending fuel gas from the tank, and generates fuel gas by a reforming reaction using raw materials and water. You may be comprised with the hydrogen generator. The oxidant gas supply unit 107 may have any form as long as it is configured to supply the oxidant gas to the cathode 11B of the fuel cell 101. For example, a fan such as a blower or a sirocco fan is used. Can be used. The fuel gas supply device 106 or the oxidant gas supply device 107 may include a humidifier that humidifies the supplied gas.

そして、燃料電池１０１では、アノード１１Ａに供給された燃料ガスとカソード１１Ｂに供給された酸化剤ガスが電気化学的に反応して、水が生成されるとともに、電気と熱が発生する。なお、発生した熱は、後述するように、冷却水経路７１を通流する冷却水により回収されて、燃料電池１０１が冷却される。また、生成された水の一部は、気化して反応ガスを加湿する。そして、反応ガスを加湿した水蒸気と生成された水は、未利用の反応ガスとともに燃料電池１０１外に排出される。 In the fuel cell 101, the fuel gas supplied to the anode 11A and the oxidant gas supplied to the cathode 11B react electrochemically to generate water and generate electricity and heat. As will be described later, the generated heat is recovered by cooling water flowing through the cooling water passage 71, and the fuel cell 101 is cooled. Moreover, a part of the produced water is vaporized to humidify the reaction gas. Then, the steam obtained by humidifying the reaction gas and the generated water are discharged out of the fuel cell 101 together with the unused reaction gas.

具体的には、燃料電池１０１で未利用の燃料ガス（オフ燃料ガス）、水蒸気、及び生成された水は、オフ燃料ガス経路７５を介して燃料電池システム１００外に排出される。また、燃料電池１０１で未利用の酸化剤ガス（オフ酸化剤ガス）、水蒸気、及び生成された水の一部は、オフ酸化剤ガス経路７６を介して燃料電池システム１００外に排出される。 Specifically, unused fuel gas (off fuel gas), water vapor, and generated water in the fuel cell 101 are discharged out of the fuel cell system 100 via the off fuel gas path 75. Further, a part of the oxidant gas (off-oxidant gas), water vapor, and generated water that is not used in the fuel cell 101 is discharged out of the fuel cell system 100 via the off-oxidant gas path 76.

燃料ガスを加湿した水蒸気は、オフ燃料ガス経路７５を通流する間に、水に凝縮する。オフ燃料ガス経路７５で凝縮した水及びオフ燃料ガス経路７５に排出された水は、回収水として、回収水タンク１０４に貯えられる。同様に、酸化剤ガスを加湿した水蒸気は、オフ酸化剤ガス経路７６を通流する間に、水に凝縮する。オフ酸化剤ガス経路７６で凝縮した水及びオフ酸化剤ガス経路７６に排出された水は、回収水として、回収水タンク１０４に貯えられる。回収水タンク１０４内に貯えられた余剰の回収水は、排水経路１０４Ａから燃料電池システム１００外に排出される。 The water vapor that humidifies the fuel gas condenses into water while flowing through the off-fuel gas path 75. The water condensed in the off fuel gas path 75 and the water discharged to the off fuel gas path 75 are stored in the recovered water tank 104 as recovered water. Similarly, the water vapor humidified with the oxidant gas condenses into water while flowing through the off-oxidant gas path 76. The water condensed in the off-oxidant gas path 76 and the water discharged to the off-oxidant gas path 76 are stored in the recovered water tank 104 as recovered water. Excess recovered water stored in the recovered water tank 104 is discharged out of the fuel cell system 100 from the drainage path 104A.

なお、実施の形態１に係る燃料電池システム１００においては、オフ燃料ガス経路７５及びオフ酸化剤ガス経路７６の両方から水を回収する形態を採用したが、これに限定されない。燃料電池システム１００は、オフ燃料ガス経路７５及びオフ酸化剤ガス経路７６の少なくとも一方から水を回収すれば、どのような形態を採用してもよい。また、オフ燃料ガス経路７５及びオフ酸化剤ガス経路７６の少なくとも一方に、水蒸気の凝縮を促進する凝縮器を設ける形態を採用してもよい。凝縮器としては、例えば、熱交換器を使用することができる。 In the fuel cell system 100 according to the first embodiment, water is recovered from both the off-fuel gas path 75 and the off-oxidant gas path 76, but the present invention is not limited to this. The fuel cell system 100 may adopt any form as long as water is recovered from at least one of the off-fuel gas path 75 and the off-oxidant gas path 76. Further, a configuration may be adopted in which a condenser that promotes condensation of water vapor is provided in at least one of the off-fuel gas path 75 and the off-oxidant gas path 76. As the condenser, for example, a heat exchanger can be used.

また、燃料電池１０１には、燃料電池１０１を冷却するための冷却水が流れる冷却水経路７１が設けられている。冷却水経路７１の途中には、冷却水タンク１０２、加熱器１０３、及び送出器１０８が設けられている。加熱器１０３は、冷却水経路７１内の冷却水を加熱するように構成されていればどのような形態を用いてもよく、例えば、電気ヒータを用いてもよい。また、加熱器１０３として、電気ヒータを用いた場合には、当該電気ヒータは、燃料電池１０１（燃料電池システム１００）で発電された余剰電力を消費するように構成されていてもよい。さらに、送出器１０８としては、冷却水経路７１内の水を送出することができればどのような態様であってもよく、例えば、ポンプを使用することができる。 Further, the fuel cell 101 is provided with a cooling water passage 71 through which cooling water for cooling the fuel cell 101 flows. In the middle of the cooling water path 71, a cooling water tank 102, a heater 103, and a delivery device 108 are provided. Any form may be used for the heater 103 as long as it is comprised so that the cooling water in the cooling water path | route 71 may be heated, For example, you may use an electric heater. When an electric heater is used as the heater 103, the electric heater may be configured to consume surplus power generated by the fuel cell 101 (fuel cell system 100). Furthermore, the delivery device 108 may be in any form as long as it can deliver the water in the cooling water passage 71. For example, a pump can be used.

なお、実施の形態１においては、加熱器１０３を冷却水タンク１０２内に配置している。これは、冷却水タンク１０２は、冷却水経路７１を通流する冷却水を貯え、貯えた冷却水を冷却水経路７１に供給するように構成されているため、冷却水経路７１の一部とみなすことができることによる。このため、加熱器１０３は、冷却水経路７１内の冷却水を加熱することができれば、冷却水経路７１（冷却水タンク１０２を含む）内に配置してもよく、また、冷却水経路７１（冷却水タンク１０２を含む）外に配置してもよい。 In the first embodiment, the heater 103 is disposed in the cooling water tank 102. This is because the cooling water tank 102 is configured to store the cooling water flowing through the cooling water passage 71 and supply the stored cooling water to the cooling water passage 71. By what can be considered. Therefore, the heater 103 may be disposed in the cooling water path 71 (including the cooling water tank 102) as long as the cooling water in the cooling water path 71 can be heated, and the cooling water path 71 ( It may be arranged outside (including the cooling water tank 102).

冷却水タンク１０２には、水循環経路７２を介して、回収水タンク１０４が接続されている。水循環経路７２には、水循環器１０５が設けられている。水循環器１０５は、回収水タンク１０４と冷却水タンク１０２との間で水を循環させるように構成されている。水循環器１０５としては、例えば、ポンプを用いてもよく、ポンプと水循環経路７２内の水の通流を許可／遮断する開閉弁を用いてもよい。 A recovered water tank 104 is connected to the cooling water tank 102 via a water circulation path 72. A water circulator 105 is provided in the water circulation path 72. The water circulator 105 is configured to circulate water between the recovered water tank 104 and the cooling water tank 102. As the water circulator 105, for example, a pump may be used, and an open / close valve that allows / blocks the flow of water in the pump and the water circulation path 72 may be used.

また、水循環経路７２の回収水タンク１０４から冷却水タンク１０２へ向かう経路には、浄化器１０９が設けられている。浄化器１０９としては、水を浄化することができれば、どのような形態であってもよい。実施の形態１においては、イオン交換樹脂が充填された筐体で構成されていて、水に含まれる不純物（主に、イオン）をイオン交換樹脂に吸着させて、浄化する。なお、浄化器１０９としては、活性炭フィルタや逆浸透膜が設けられた筐体で構成されていてもよい。 Further, a purifier 109 is provided in a path from the recovered water tank 104 to the cooling water tank 102 in the water circulation path 72. The purifier 109 may have any form as long as it can purify water. In Embodiment 1, it is comprised with the housing | casing filled with ion exchange resin, and the impurity (mainly ion) contained in water is adsorbed to ion exchange resin, and is purified. In addition, as the purifier 109, you may be comprised with the housing | casing provided with the activated carbon filter and the reverse osmosis membrane.

制御器１１０は、例えば、マイクロコンピュータによって構成されており、燃料電池システム１００に関する各種の制御を行う。なお、制御器１１０は、単独の制御器で構成される形態だけでなく、複数の制御器が協働して燃料電池システム１００の制御を実行する制御器群で構成される形態であっても構わない。 The controller 110 is constituted by, for example, a microcomputer, and performs various controls relating to the fuel cell system 100. The controller 110 is not only configured as a single controller, but also configured as a controller group in which a plurality of controllers cooperate to execute control of the fuel cell system 100. I do not care.

［燃料電池システムの動作］
次に、実施の形態１に係る燃料電池システム１００の発電運転時の動作について、図１を参照しながら説明する。なお、以下の諸動作は、制御器１１０が燃料電池システム１００の各機器を制御することにより行われる。 [Operation of fuel cell system]
Next, the operation during the power generation operation of the fuel cell system 100 according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG. The following operations are performed by the controller 110 controlling each device of the fuel cell system 100.

まず、加熱器１０３が作動して、冷却水タンク１０２内の冷却水を加熱する。そして、送出器１０８が作動して、加熱された冷却水を冷却水経路７１（燃料電池１０１）内に供給する。これにより、燃料電池１０１内が燃料ガスと酸化剤ガスが電気化学反応を行うのに適した温度にまで加熱される。なお、実施の形態１に係る燃料電池システム１００では、加熱器１０３により、冷却水を加熱したが、燃料電池１０１自体の発電時の発熱を利用して、燃料電池１０１内を、電気化学反応を行うのに適した温度に加熱するようにしても構わない。 First, the heater 103 is operated to heat the cooling water in the cooling water tank 102. Then, the delivery device 108 is operated to supply the heated cooling water into the cooling water passage 71 (fuel cell 101). As a result, the fuel cell 101 is heated to a temperature suitable for the electrochemical reaction of the fuel gas and the oxidant gas. In the fuel cell system 100 according to the first embodiment, the cooling water is heated by the heater 103, but an electrochemical reaction is performed in the fuel cell 101 using heat generated during power generation of the fuel cell 101 itself. You may make it heat to the temperature suitable for performing.

次に、燃料ガス供給器１０６が作動して、燃料電池１０１のアノード１１Ａに燃料ガスを供給する。また、酸化剤ガス供給器１０７が作動して、燃料電池１０１のカソード１１Ｂに酸化剤ガスを供給する。燃料電池１０１では、アノード１１Ａに供給された燃料ガスとカソード１１Ｂに供給された酸化剤ガスが電気化学的に反応して、水が生成されるとともに、電気と熱が発生する。発生した電気は、図示されない電力調整器により、外部の電力負荷に供給される。また、発生した熱は、冷却水経路７１を通流する冷却水により回収されて、燃料電池１０１が冷却される。さらに、未使用の反応ガス中の水蒸気や生成された水は、回収水タンク１０４に回収される。 Next, the fuel gas supply device 106 operates to supply fuel gas to the anode 11 </ b> A of the fuel cell 101. Further, the oxidant gas supply unit 107 is operated to supply the oxidant gas to the cathode 11B of the fuel cell 101. In the fuel cell 101, the fuel gas supplied to the anode 11A and the oxidant gas supplied to the cathode 11B react electrochemically to generate water and generate electricity and heat. The generated electricity is supplied to an external power load by a power regulator (not shown). The generated heat is recovered by the cooling water flowing through the cooling water passage 71, and the fuel cell 101 is cooled. Further, the water vapor in the unused reaction gas and the generated water are recovered in the recovered water tank 104.

ところで、上述したように、オフ燃料ガス経路７５又はオフ酸化剤ガス経路７６の大気開放口や回収水タンク１０４の排水経路１０４Ａの出口等から菌が侵入する場合がある。そして、侵入した菌が、回収水タンク１０４や水循環経路７２等で増殖すると、水循環経路７２が流路閉塞又は流路狭窄等が発生することで、水の供給機能や浄化機能に障害が生じるおそれがある。 By the way, as described above, bacteria may enter from the atmosphere open port of the off-fuel gas path 75 or the off-oxidant gas path 76, the outlet of the drainage path 104A of the recovered water tank 104, and the like. Then, if the invading bacteria grow in the recovered water tank 104, the water circulation path 72, etc., the water circulation path 72 may cause a blockage of the flow path or a narrowing of the flow path, which may impair the water supply function and the purification function. There is.

しかしながら、実施の形態１に係る燃料電池システム１００では、制御器１１０が、燃料電池システム１００の発電運転時に、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させ、回収水タンク１０４内の回収水を該回収水中に存在する菌の殺菌温度以上に加熱する殺菌処理を実行するように制御する。これにより、燃料電池１０１で発生する熱量に加えて、燃料電池１０１の発電による電気エネルギーも熱量として利用することができる。 However, in the fuel cell system 100 according to Embodiment 1, the controller 110 operates the heater 103 and the water circulator 105 during the power generation operation of the fuel cell system 100 to recover the recovered water in the recovered water tank 104. Control is performed so as to execute a sterilization treatment in which the temperature is higher than the sterilization temperature of the bacteria present in the water. Thereby, in addition to the amount of heat generated in the fuel cell 101, the electric energy generated by the power generation of the fuel cell 101 can also be used as the amount of heat.

なお、制御器１１０は、燃料電池１０１に供給される冷却水の温度が、燃料電池１０１の温度を、殺菌処理を行っていないときの発電運転時の温度よりも低下しないよう加熱器１０３の発熱量（加熱器１０３に供給される電力量）を制御することが好ましい。具体的には、制御器１１０は、燃料電池１０１に供給される冷却水の温度が、殺菌処理の非実行時の冷却水の制御温度以上になるよう加熱器１０３の発熱量を制御する。 The controller 110 generates heat from the heater 103 so that the temperature of the cooling water supplied to the fuel cell 101 does not decrease the temperature of the fuel cell 101 below the temperature during power generation when the sterilization process is not performed. It is preferable to control the amount (the amount of power supplied to the heater 103). Specifically, the controller 110 controls the amount of heat generated by the heater 103 so that the temperature of the cooling water supplied to the fuel cell 101 is equal to or higher than the control temperature of the cooling water when the sterilization process is not performed.

ここで、実施の形態１に係る燃料電池システム１００において、菌として、カビ（例えば、ネオサルトリアシュードフィシェリ（Ｎｅｏｓａｒｔｏｒｙａｐｅｕｄｏｆｉｓｃｈｅｒｉ）の殺菌を主目的とする場合、制御器１１０は、冷却水タンク１０２内の冷却水の温度が約８０℃、回収水タンク１０４内の回収水の温度が４５℃以上となるように、加熱器１０３及び水循環器１０５の操作量を制御する。具体的には、制御器１１０は、水循環器１０５を間欠的に動作させるように制御し、殺菌処理終了時に水循環器１０５を停止するように制御する。 Here, in the fuel cell system 100 according to the first embodiment, as bacteria, fungi (e.g., to the sterilization of Neosartorya pseudotyped fischeri (Neosartorya peudofischeri) the main purpose, the controller 110, the cooling water tank 102 The amount of operation of the heater 103 and the water circulator 105 is controlled so that the temperature of the cooling water of the water is about 80 ° C. and the temperature of the recovered water in the recovered water tank 104 is 45 ° C. or more. 110 controls the water circulator 105 to operate intermittently, and controls the water circulator 105 to stop at the end of the sterilization process.

なお、実施の形態１においては、制御器１１０は、水循環器１０５を間欠的に動作するように制御する形態を採用したが、これに限定されず、水循環器１０５に供給する電圧値、電流値、周波数、又はｄｕｔｙ比等を変化させて、水循環器１０５によって、水循環経路７２を通流する水の流量を制御する形態を採用してもよい。 In the first embodiment, the controller 110 adopts a mode in which the water circulator 105 is controlled to operate intermittently, but is not limited to this, and the voltage value and current value supplied to the water circulator 105 are not limited thereto. The flow rate of the water flowing through the water circulation path 72 may be controlled by the water circulator 105 by changing the frequency, the duty ratio, or the like.

また、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させることによる殺菌処理を行う時間の長さは、回収水を加熱殺菌することで、水循環経路７２内での流路閉塞又は流路狭窄等により水の供給機能や浄化器１０９の浄化機能に障害が生じない程度の菌量に低減できる時間に適宜設定することができる。より詳しくは、回収水タンク１０４内の回収水の温度が高いほど殺菌効果は大きいということを考慮して、冷却水タンク１０２及び回収水タンク１０４内の温度（加熱器１０３の操作量）等の燃料電池システム１００の構成や運転条件に基づき、殺菌処理を行う時間は設定され、実施の形態１においては、２時間に設定されている。 In addition, the length of time for performing the sterilization treatment by operating the heater 103 and the water circulator 105 is that the recovered water is sterilized by heating, so that the water is blocked due to the blockage or narrowing of the channel in the water circulation path 72. The time can be appropriately set to a time when the amount of bacteria can be reduced to such an extent that the supply function and the purification function of the purifier 109 do not cause a problem. More specifically, considering that the higher the temperature of the recovered water in the recovered water tank 104, the greater the sterilizing effect, the temperatures in the cooling water tank 102 and the recovered water tank 104 (the operation amount of the heater 103), etc. Based on the configuration and operating conditions of the fuel cell system 100, the time for performing the sterilization treatment is set, and in the first embodiment, it is set to 2 hours.

また、加熱器１０３及び水循環器１０５を動作させることによる殺菌処理を行うタイミングは、燃料電池システム１００の発電運転時であれば、いつでも行ってよい。また、殺菌処理を行う回数は、燃料電池システム１００の発電運転時に１回だけ行ってもよく、複数回行ってもよい。 Further, the timing for performing the sterilization process by operating the heater 103 and the water circulator 105 may be performed at any time as long as the fuel cell system 100 is in the power generation operation. Further, the number of times the sterilization treatment is performed may be performed only once during the power generation operation of the fuel cell system 100, or may be performed a plurality of times.

さらに、制御器１１０は、上記殺菌処理を実行しているときは、殺菌処理を実行していない場合に比べて、燃料電池システム１００（燃料電池１０１）の発電量が大きくなるように、燃料電池システム１００の各機器を制御するように構成されていてもよい。 Furthermore, the controller 110 is configured so that the amount of power generated by the fuel cell system 100 (fuel cell 101) is larger when the sterilization process is being performed than when the sterilization process is not being performed. You may be comprised so that each apparatus of the system 100 may be controlled.

このように構成された実施の形態１に係る燃料電池システム１００では、加熱器１０３により加熱された冷却水を回収水タンク１３に供給することで、回収水を昇温して、回収水を菌の殺菌温度以上に加熱することで、回収水中に含まれる菌の増殖を抑制することができる。 In the fuel cell system 100 according to Embodiment 1 configured as described above, the cooling water heated by the heater 103 is supplied to the recovered water tank 13 to raise the temperature of the recovered water and By heating above the sterilization temperature, the growth of bacteria contained in the recovered water can be suppressed.

また、実施の形態１に係る燃料電池システム１００では、水循環器１０５を動作させることによって、回収水タンク１０４内の回収水が、冷却水タンク１０２内に供給されるが、加熱器１０３が動作しているため、冷却水タンク１０２内の冷却水（回収水タンク１０４から供給された回収水を含む）の温度を所定の範囲に保つことができる。このため、燃料電池１０１内の温度を所定の温度に保つことができ、燃料電池１０１内でのフラッディングの発生を抑制することができる。 Further, in the fuel cell system 100 according to Embodiment 1, by operating the water circulator 105, the recovered water in the recovered water tank 104 is supplied into the cooling water tank 102, but the heater 103 operates. Therefore, the temperature of the cooling water in the cooling water tank 102 (including the recovered water supplied from the recovered water tank 104) can be maintained within a predetermined range. For this reason, the temperature in the fuel cell 101 can be maintained at a predetermined temperature, and the occurrence of flooding in the fuel cell 101 can be suppressed.

なお、浄化器１０９として、イオン交換樹脂を使用する場合には、イオン交換樹脂の耐熱温度が比較的低く、特に、陰イオン交換樹脂を使用する場合には、その傾向が顕著である。このため、浄化器１０９を通流する水の温度を考慮して、加熱器１０３及び浄化器１０９の操作量や殺菌処理の時間を設定することが好ましい。 In addition, when using an ion exchange resin as the purifier 109, the heat resistant temperature of the ion exchange resin is relatively low. In particular, when using an anion exchange resin, the tendency is remarkable. For this reason, it is preferable to set the operation amount of the heater 103 and the purifier 109 and the sterilization time in consideration of the temperature of the water flowing through the purifier 109.

また、実施の形態１では、制御器１１０は、殺菌処理を実行しているときは、殺菌処理を実行していない場合に比べて燃料電池システム１００の発電量が大きくなるよう制御する形態を採用したが、このような制御を行わない形態を採用してもよい。 Further, in the first embodiment, the controller 110 adopts a form in which the power generation amount of the fuel cell system 100 is increased when the sterilization process is being executed compared to the case where the sterilization process is not being executed. However, a form in which such control is not performed may be employed.

（実施の形態２）
実施の形態２に係る燃料電池システムは、加熱器が、燃料電池システムの余剰電力を消費する電気ヒータである形態を例示する。 (Embodiment 2)
The fuel cell system according to Embodiment 2 exemplifies a mode in which the heater is an electric heater that consumes surplus power of the fuel cell system.

また、本実施の形態２に係る燃料電池システムでは、制御器が、余剰電力が発生しているときに、殺菌処理を実行するように構成されていてもよい。 In the fuel cell system according to the second embodiment, the controller may be configured to execute the sterilization process when surplus power is generated.

［燃料電池システムの構成］
図２は、実施の形態２に係る燃料電池システムの概略構成の一例を模式的に示すブロック図である。 [Configuration of fuel cell system]
FIG. 2 is a block diagram schematically showing an example of a schematic configuration of the fuel cell system according to Embodiment 2. In FIG.

図２に示すように、実施の形態２に係る燃料電池システム１００は、実施の形態１に係る燃料電池システム１００と基本的構成は同じであるが、加熱器１０３が電気ヒータで構成されている点が異なる。また、実施の形態２に係る燃料電池システム１００では、電力検知器１１２が設けられていて、制御器１１０は、電力検知器１１２が検知する電力量に基づき、燃料電池システム１００で余剰電力が発生しているか否かを判断し、燃料電池システム１００で余剰電力が発生しているときに、殺菌処理を行うように構成されている。 As shown in FIG. 2, the basic configuration of the fuel cell system 100 according to the second embodiment is the same as that of the fuel cell system 100 according to the first embodiment, but the heater 103 is configured by an electric heater. The point is different. Further, in the fuel cell system 100 according to Embodiment 2, the power detector 112 is provided, and the controller 110 generates surplus power in the fuel cell system 100 based on the amount of power detected by the power detector 112. The fuel cell system 100 is configured to perform sterilization processing when surplus power is generated.

具体的には、燃料電池１０１は、連系点１１４において、配線８１を介して、系統電源１１１と接続されている。連系点１１４には、配線８２を介して、電気ヒータ１０３が接続されている。また、連系点１１４には、配線８３を介して、外部電力負荷１１３が接続されている。電力検知器１１２は、配線８３の途中に設けられていて、外部電力負荷１１３に供給される電力量を検知するように構成されている。なお、外部電力負荷１１３としては、例えば、家庭で使用する電気機器が挙げられる。 Specifically, the fuel cell 101 is connected to the system power supply 111 via the wiring 81 at the interconnection point 114. An electric heater 103 is connected to the interconnection point 114 via a wiring 82. Further, an external power load 113 is connected to the interconnection point 114 via a wiring 83. The power detector 112 is provided in the middle of the wiring 83 and is configured to detect the amount of power supplied to the external power load 113. The external power load 113 includes, for example, an electric device used at home.

制御器１１０は、電力検知器１１２で検知された電力量を取得し、燃料電池１０１で発電された電力を検知する電力検知器（図示せず）で検知された電力量と電力検知器１１２から取得した電力量とを比較して、燃料電池システム１００で余剰電力が発生しているか判断する。そして、制御器１１０は、燃料電池システム１００で余剰電力が発生しているときには、殺菌処理を実行する。ここで、上記電力検知器（図示せず）、電力検知器１１２及び制御器１１０が余剰電力検知器として機能する。なお、余剰電力検知器は、上記形態に限定されるものではなく、いずれの形態であっても構わない。例えば、余剰電力検知器は、系統電源１１１から連系点１１４との間の電路を流れる電流を検知する電流検知器（図示せず）と制御器１１０で構成される形態であっても構わない。具体的には、電流検知器（図示せず）で連系点から系統電源の向きに電流が流れることを検知すると、余剰電力が発生していると判断する。 The controller 110 acquires the amount of power detected by the power detector 112 and detects the amount of power detected by the power detector (not shown) that detects the power generated by the fuel cell 101 and the power detector 112. It is determined whether or not surplus power is generated in the fuel cell system 100 by comparing the acquired amount of power. The controller 110 executes sterilization processing when surplus power is generated in the fuel cell system 100. Here, the power detector (not shown), the power detector 112, and the controller 110 function as a surplus power detector. Note that the surplus power detector is not limited to the above-described form, and may be any form. For example, the surplus power detector may be configured by a controller 110 and a current detector (not shown) that detects a current flowing through the electric path between the system power supply 111 and the interconnection point 114. . Specifically, when it is detected by a current detector (not shown) that current flows from the interconnection point to the system power source, it is determined that surplus power is generated.

なお、制御器１１０は、殺菌処理を実行するにあたって、適宜な手段を用いて、電気ヒータ１０３及び水循環器１０５の少なくとも一方に発生した余剰電力を供給することにより、電気ヒータ１０３及び／又は水循環器１０５作動させてもよい。 Note that the controller 110 supplies the surplus power generated to at least one of the electric heater 103 and the water circulator 105 by using an appropriate means when executing the sterilization process, so that the electric heater 103 and / or the water circulator is supplied. 105 may be activated.

このように構成された実施の形態２に係る燃料電池システム１００であっても、実施の形態１に係る燃料電池システム１００と同様の作用効果を奏する。また、実施の形態２に係る燃料電池システム１００では、余剰電力が発生しているときに、殺菌処理を行うため、より省エネルギー化を図ることができる。 Even the fuel cell system 100 according to the second embodiment configured as described above has the same effects as the fuel cell system 100 according to the first embodiment. Further, in the fuel cell system 100 according to Embodiment 2, since the sterilization process is performed when surplus power is generated, further energy saving can be achieved.

なお、実施の形態２に係る燃料電池システム１００では、余剰電力が発生している場合に、殺菌処理を実行する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、制御器１１０が、電力検知器１１２で検知される外部電力負荷１１３の電力量を超える電力量を発電するよう電力制御器（図示せず）を制御してもよい。なお、電力制御器（図示せず）は、燃料電池１０１の発電量を制御する機器であり、例えば、インバータ等が例示される。 In addition, in the fuel cell system 100 according to Embodiment 2, the form in which the sterilization process is performed when surplus power is generated is adopted, but the present invention is not limited to this. For example, the controller 110 may control a power controller (not shown) to generate an amount of power that exceeds the amount of power of the external power load 113 detected by the power detector 112. The power controller (not shown) is a device that controls the amount of power generated by the fuel cell 101, and examples thereof include an inverter.

また、本実施の形態２に係る燃料電池システムでは、制御器１１０が、余剰電力が発生しているときに、殺菌処理を実行するように構成されている形態を採用したが、これに限定されず、制御器１１０は、このような構成を採らない形態を採用してもよい。 In the fuel cell system according to the second embodiment, the controller 110 is configured to execute the sterilization process when surplus power is generated. However, the present invention is not limited to this. Instead, the controller 110 may adopt a form that does not take such a configuration.

（実施の形態３）
実施の形態３に係る燃料電池システムは、加熱器が電気ヒータであり、電気ヒータへの供給電力を燃料電池からの電力と系統電源からの電力との間で切替える切替器を備え、制御器は、燃料電池システムの発電運転時は、燃料電池からの電力を電気ヒータに供給して殺菌処理を実行し、燃料電池システムの発電停止時は、系統電源からの電力を電気ヒータに供給して殺菌処理を実行するよう構成されている形態を例示する。 (Embodiment 3)
In the fuel cell system according to Embodiment 3, the heater is an electric heater, and includes a switch that switches power supplied to the electric heater between electric power from the fuel cell and electric power from the system power supply. During power generation operation of the fuel cell system, power from the fuel cell is supplied to the electric heater to perform sterilization processing. When power generation from the fuel cell system is stopped, power from the system power supply is supplied to the electric heater to sterilize. The form comprised so that a process may be performed is illustrated.

［燃料電池システムの構成］
図３は、実施の形態３に係る燃料電池システムの概略構成の一例を模式的に示すブロック図である。 [Configuration of fuel cell system]
FIG. 3 is a block diagram schematically showing an example of a schematic configuration of the fuel cell system according to Embodiment 3.

図３に示すように、実施の形態３に係る燃料電池システム１００は、実施の形態１に係る燃料電池システム１００と基本的構成は同じであるが、加熱器１０３が電気ヒータで構成されている点が異なる。また、実施の形態３に係る燃料電池システム１００では、切替器１１５が設けられている。 As shown in FIG. 3, the basic configuration of the fuel cell system 100 according to the third embodiment is the same as that of the fuel cell system 100 according to the first embodiment, but the heater 103 is configured by an electric heater. The point is different. In the fuel cell system 100 according to Embodiment 3, a switch 115 is provided.

具体的には、燃料電池１０１は、連系点１１４において、配線８１を介して、系統電源１１１と接続されている。連系点１１４には、配線８３を介して、外部電力負荷１１３が接続されている。また、燃料電池１０１及び系統電源１１１は、それぞれ、配線８４及び配線８５を介して、電気ヒータ１０３が接続されている。配線８４及び配線８５の途中には、電気ヒータ１０３への電力の供給先を燃料電池１０１又は系統電源１１１に切替える切替器１１５が設けられている。なお、切替器１１５は、電気ヒータ１０３の接続先を燃料電池１０１又は系統電源１１１に切替えることができれば、どのような形態であってもよく、例えば、切替スイッチで構成してもよく、また、配線８４及び配線８５のそれぞれに、継電器（リレー）を設けて、これらの継電器によって構成してもよい。 Specifically, the fuel cell 101 is connected to the system power supply 111 via the wiring 81 at the interconnection point 114. An external power load 113 is connected to the interconnection point 114 via a wiring 83. In addition, the electric heater 103 is connected to the fuel cell 101 and the system power supply 111 via the wiring 84 and the wiring 85, respectively. A switch 115 that switches the power supply destination to the electric heater 103 to the fuel cell 101 or the system power supply 111 is provided in the middle of the wiring 84 and the wiring 85. The switch 115 may be in any form as long as the connection destination of the electric heater 103 can be switched to the fuel cell 101 or the system power supply 111. For example, the switch 115 may be configured with a switch, A relay (relay) may be provided for each of the wiring 84 and the wiring 85, and these relays may be used.

制御器１１０は、燃料電池システム１００の発電運転時には、燃料電池１０１が発電した電力を電気ヒータ１０３に供給するように切替器１１５を制御する。具体的には、制御器１１０は、燃料電池１０１と電気ヒータ１０３を接続するように、切替器１１５を制御する。そして、制御器１１０は、電気ヒータ１０３及び水循環器１０５を作動させて、殺菌処理を行う。また、制御器１１０は、燃料電池システム１００の発電停止時には、系統電源１１１からの電力を電気ヒータ１０３に供給するように切替器１１５を制御する。具体的には、制御器１１０は、系統電源１１１と電気ヒータ１０３を接続するように、切替器１１５を制御する。そして、制御器１１０は、電気ヒータ１０３及び水循環器１０５を作動させて、殺菌処理を行う。ここで、燃料電池システム１００の発電停止時とは、燃料電池システム１００が発電を行っていない状態をいう。 The controller 110 controls the switch 115 so that the electric power generated by the fuel cell 101 is supplied to the electric heater 103 during the power generation operation of the fuel cell system 100. Specifically, the controller 110 controls the switch 115 so that the fuel cell 101 and the electric heater 103 are connected. And the controller 110 operates the electric heater 103 and the water circulator 105, and performs a sterilization process. Further, the controller 110 controls the switch 115 so that the electric power from the system power supply 111 is supplied to the electric heater 103 when the power generation of the fuel cell system 100 is stopped. Specifically, the controller 110 controls the switch 115 so that the system power supply 111 and the electric heater 103 are connected. And the controller 110 operates the electric heater 103 and the water circulator 105, and performs a sterilization process. Here, when the power generation of the fuel cell system 100 is stopped, the fuel cell system 100 is not generating power.

このように構成された実施の形態３に係る燃料電池システム１００であっても、実施の形態１に係る燃料電池システム１００と同様の作用効果を奏する。また、実施の形態３に係る燃料電池システム１００では、発電停止時にも殺菌処理を行うことで、菌の増殖をより抑制することができる。なお、実施の形態３においては、制御器１１０は、燃料電池システム１００に余剰電力が発生しているときに、殺菌処理を行うように構成されていてもよい。また、実施の形態１及び２においても、発電停止時にも殺菌処理を行ってもよいことはいうまでもない。 Even the fuel cell system 100 according to the third embodiment configured as described above has the same effects as the fuel cell system 100 according to the first embodiment. Further, in the fuel cell system 100 according to Embodiment 3, the sterilization process is performed even when the power generation is stopped, so that the growth of bacteria can be further suppressed. In the third embodiment, the controller 110 may be configured to perform a sterilization process when surplus power is generated in the fuel cell system 100. In Embodiments 1 and 2, it goes without saying that sterilization may be performed even when power generation is stopped.

本発明の燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法は、回収水の加熱殺菌処理時における燃料電池の温度低下が、従来の燃料電池システムよりも抑制されるため有用である。 The fuel cell system and the operation method of the fuel cell system according to the present invention are useful because the temperature drop of the fuel cell during the heat sterilization treatment of the recovered water is suppressed as compared with the conventional fuel cell system.

１１Ａアノード
１１Ｂカソード
７１冷却水経路
７２水循環経路
７３燃料ガス供給路
７４酸化剤ガス供給路
７５オフ燃料ガス経路
７６オフ酸化剤ガス経路
８１配線
８２配線
８３配線
８４配線
８５配線
１００燃料電池システム
１０１燃料電池
１０２冷却水タンク
１０３加熱器（電気ヒータ）
１０４回収水タンク
１０４Ａ排水経路
１０５水循環器
１０６燃料ガス供給器
１０７酸化剤ガス供給器
１０８送出器
１０９浄化器
１１０制御器
１１１系統電源
１１２電力検知器
１１３外部電力負荷
１１４連系点
１１５切替器 11A Anode 11B Cathode 71 Cooling water path 72 Water circulation path 73 Fuel gas supply path 74 Oxidant gas supply path 75 Off fuel gas path 76 Off oxidant gas path 81 Wiring 82 Wiring 83 Wiring 84 Wiring 85 Wiring 100 Fuel cell system 101 Fuel cell 102 Cooling water tank 103 Heater (electric heater)
104 recovered water tank 104A drainage path 105 water circulator 106 fuel gas supply 107 oxidant gas supply 108 delivery device 109 purifier 110 controller 111 system power supply 112 power detector 113 external power load 114 connection point 115 switch

Claims

A fuel cell system having a fuel cell,
A cooling water path through which cooling water for cooling the fuel cell flows;
A cooling water tank for storing the cooling water provided in the cooling water path;
A heater provided in the cooling water path;
A recovered water tank for storing water recovered from the exhaust gas generated in the fuel cell system;
A water circulation path through which water circulated between the recovered water tank and the cooling water tank flows;
A water circulator provided in the water circulation path for circulating water between the recovered water tank and the cooling water tank;
During the power generation operation of the fuel cell system, the heater and the water circulator are operated to execute a sterilization process for heating the water in the recovered water tank to a temperature higher than the sterilization temperature of the bacteria present in the water, and the sterilization process And a controller configured to control the amount of heat generated by the heater so that the temperature of the cooling water supplied to the fuel cell does not drop below that during non-execution of the sterilization process. .

The fuel cell system according to claim 1, wherein the heater is an electric heater that consumes surplus power of the fuel cell system.

The fuel cell system according to claim 2, wherein the controller is configured to execute the sterilization process when the surplus power is generated.

The heater is an electric heater;
A switch for switching the power supplied to the electric heater between the power from the fuel cell and the power from the system power supply;
The controller, during power generation operation of the fuel cell system, supplies the electric power from the fuel cell to the electric heater to execute the sterilization process,
2. The fuel cell system according to claim 1, wherein when the power generation of the fuel cell system is stopped, the sterilization process is performed by supplying electric power from the system power supply to the electric heater.

2. The fuel cell system according to claim 1, wherein the controller controls the power generation amount of the fuel cell system to be larger when the sterilization process is being executed than when the sterilization process is not being executed. .

A method for operating a fuel cell system having a fuel cell, comprising:
The fuel cell system includes:
A cooling water path through which cooling water for cooling the fuel cell flows;
A cooling water tank for storing the cooling water provided in the cooling water path;
A heater provided in the cooling water path;
A recovered water tank for storing water recovered from the exhaust gas generated in the fuel cell system;
A water circulation path through which water circulated between the recovered water tank and the cooling water tank flows;
A water circulator that is provided in the water circulation path and circulates water between the recovered water tank and the cooling water tank;
During the power generation operation of the fuel cell system, the heater and the water circulator are operated, and the water in the recovered water tank is heated to a temperature higher than the sterilization temperature of the bacteria present in the water,
The said heater is the operating method of a fuel cell system which heats so that the temperature of the cooling water supplied to the said fuel cell may not fall in the said sterilization process rather than the time of the non-execution of the said sterilization process.