專利名稱：燃料電池系統(tǒng)及燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有燃料電池的燃料電池系統(tǒng)及燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
背景技術(shù)：
燃料電池系統(tǒng)是使供給到燃料電池中的燃料氣體(含氫氣體)與氧化劑氣體(例如空氣)進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電能和熱量的系統(tǒng)。在通常的家用燃料電池系統(tǒng)中，所產(chǎn)生的電能供給為在家庭中使用的一部分的電力負(fù)荷(例如照明、空氣調(diào)節(jié)裝置等電氣化產(chǎn)品)。另外，利用供給到燃料電池的內(nèi)部的冷卻水來回收由發(fā)電而產(chǎn)生的熱量?；厥盏降脑摕崃坷缃?jīng)由換熱器而作為溫水被回收，供給為家庭內(nèi)的熱負(fù)荷(例如供給熱水設(shè)備、地暖等的用熱設(shè)備)。由于并未配備有燃料電池系統(tǒng)的發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的含氫氣體的基礎(chǔ)設(shè)施，因此在燃料電池系統(tǒng)中，通常設(shè)有用于產(chǎn)生含氫氣體的重整器。在重整器中，通過使原料氣體(例如家用煤氣(天然氣)等)與水在重整催化劑中進(jìn)行水蒸氣重整反應(yīng)，產(chǎn)生含氫氣體。在上述這種燃料電池系統(tǒng)中，作為供給到重整器中的水、冷卻水所用的供水源，多利用在系統(tǒng)內(nèi)部中回收到的水，即，采用自給自足式供水的方法。另外，作為在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)部回收水的方法，例如可以采用如下方法，即，通過將自燃料電池排出的燃料氣體和氧化劑氣體中含有的水蒸氣冷卻，來凝結(jié)、回收水。但是，在燃料電池系統(tǒng)內(nèi)回收到的水(以下稱作回收水)不含有氯成分等殺菌成分。另外，回收水在被回收時(shí)，由于通過燃料電池系統(tǒng)內(nèi)的各種零件、配管，因此含有少量的有機(jī)成分(TOC :Total Organic Carbon，總有機(jī)碳)等雜質(zhì)，成為適于真菌、細(xì)菌這樣的微生物繁殖的狀態(tài)。因此，當(dāng)真菌等微生物從排氣口、排水口等進(jìn)入后，真菌等微生物可能繁殖，上述排氣口用于將回收了水后的氧化劑氣體排出，上述排水口用于將回收水的多余部分排出。 并且，當(dāng)微生物繁殖后，供回收水流通的流路將發(fā)生流路阻塞或流路狹窄等，因而有時(shí)妨礙水的供給功能、凈化功能。為了解決上述這種問題，公知一種使水溫暫時(shí)處于加熱殺菌所需的規(guī)定溫度(例如70°C)以上溫度的燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)(cogeneration system)(例如參照專利文獻(xiàn) 1)。另外，公知一種燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)包括回收水箱，其用于貯存從燃料電池的排氣中回收到的回收水；第1凈化單元，其用于凈化回收水；第2凈化單元，其具有比該第1凈化單元的耐熱溫度高的耐熱溫度，該燃料電池發(fā)電系統(tǒng)在回收水箱內(nèi)的回收水的溫度高于第1凈化單元的耐熱溫度的情況下，不會使水通過第1凈化單元(例如參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2002-270194號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2007-2；34477號公報(bào)發(fā)明要解決的問題但是，即使是以上述專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2為首的以往技術(shù)，從確保在設(shè)置地域中謀求的充分的耐久性(例如10年的耐久性)的觀點(diǎn)出發(fā)，仍然有改善的余地。詳細(xì)而言，在專利文獻(xiàn)1公開的燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，由于并未考慮到離子交換樹脂的熱劣化，因此在使水溫為規(guī)定的溫度以上時(shí)，離子交換樹脂可能熱劣化。另外， 在專利文獻(xiàn)2公開的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中，在第1凈化單元中使用耐熱性差的陰離子交換樹脂，在第2凈化單元中使用耐熱性強(qiáng)的陽離子交換樹脂，但通過使用兩種離子交換樹脂， 導(dǎo)致系統(tǒng)的成本增加。另外，在回收水箱內(nèi)的水的溫度較高的情況下，不會將水供給到第1 凈化單元中，所以不進(jìn)行陰離子的交換，可能不能充分地進(jìn)行水的凈化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決上述以往的問題，目的在于提供一種通過形成為簡單的結(jié)構(gòu)，能夠降低成本，并且能夠更加可靠地進(jìn)行水的凈化，且能謀求水凈化裝置的長壽命化，從而能夠比以往的燃料電池系統(tǒng)少地抑制水凈化裝置的維護(hù)頻率的燃料電池系統(tǒng)及燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。用于解決問題的方案為了解決上述問題，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)具有燃料電池，還包括熱介質(zhì)循環(huán)路徑，用于回收上述燃料電池的排熱的熱介質(zhì)在該熱介質(zhì)循環(huán)路徑中循環(huán)；熱介質(zhì)箱，其設(shè)在上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑中，用于貯存上述熱介質(zhì)；第1循環(huán)器，其設(shè)在上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑中，用于使上述熱介質(zhì)循環(huán)；回收水箱，其用于貯存從上述燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的排氣中回收的水；水循環(huán)路徑，其與上述回收水箱相連接，供上述水循環(huán)；第2循環(huán)器，其設(shè)在上述水循環(huán)路徑中，用于使上述水循環(huán)；水凈化裝置，其設(shè)在上述水循環(huán)路徑中，用于凈化上述水； 溫度檢測器，其設(shè)在上述回收水箱、上述水凈化裝置、和上述回收水箱與上述水凈化裝置之間的上述水循環(huán)路徑中的任一方中，用于檢測上述水的溫度；以及控制器，上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑和上述水循環(huán)路徑能夠使上述熱介質(zhì)和上述水進(jìn)行熱交換；在上述溫度檢測器檢測到比能殺菌的第1溫度低的溫度時(shí)，上述控制器執(zhí)行使上述第2循環(huán)器動作的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，以使上述溫度檢測器所檢測的溫度成為上述第1溫度以上的溫度；在上述溫度檢測器檢測到第 2溫度以上的溫度時(shí)，上述控制器禁止上述第2循環(huán)器的動作，上述第2溫度是比上述第1 溫度高且比上述水凈化裝置發(fā)生熱劣化的溫度低的溫度。由此，謀求水凈化裝置的長壽命化，從而能夠比以往的燃料電池系統(tǒng)少地抑制水凈化裝置的維護(hù)頻率。另外，本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的燃料電池系統(tǒng)具有燃料電池，上述燃料電池系統(tǒng)還包括熱介質(zhì)循環(huán)路徑，用于回收上述燃料電池的排熱的熱介質(zhì)在該熱介質(zhì)循環(huán)路徑中循環(huán)；熱介質(zhì)箱，其設(shè)在上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑中，用于貯存上述熱介質(zhì)；第1循環(huán)器，其設(shè)在上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑中，用于使上述熱介質(zhì)循環(huán)；回收水箱，其用于貯存從上述燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的排氣中回收的水；水循環(huán)路徑，其與上述回收水箱相連接，供上述水循環(huán)；第2循環(huán)器，其設(shè)在上述水循環(huán)路徑中，用于使上述水循環(huán)；水凈化裝置，其設(shè)在上述水循環(huán)路徑中，用于凈化上述水；以及溫度檢測器，其設(shè)在上述回收水箱、上述水凈化裝置、 和上述回收水箱與上述水凈化裝置之間的上述水循環(huán)路徑中的任一方中，用于檢測上述水的溫度，上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑和上述水循環(huán)路徑能夠使上述熱介質(zhì)和上述水進(jìn)行熱交換， 在上述溫度檢測器檢測到比能殺菌的第1溫度低的溫度時(shí)，使上述第2循環(huán)器動作，以使上述溫度檢測器所檢測到的溫度成為上述第1溫度以上的溫度，在上述溫度檢測器檢測到第 2溫度以上的溫度時(shí)，禁止上述第2循環(huán)器的動作，上述第2溫度是比上述第1溫度高且比上述水凈化裝置發(fā)生熱劣化的溫度低的溫度。由此，謀求水凈化裝置的長壽命化，從而能夠比以往的燃料電池系統(tǒng)少地抑制水凈化裝置的維護(hù)頻率?？蓞⒄崭綀D，從以下的優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說明中清楚本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明的效果采用本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)及燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，通過謀求水凈化裝置的長壽命化，能夠比以往的燃料電池系統(tǒng)少地抑制水凈化裝置的維護(hù)頻率。


圖1是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是示意性地表示本變形例2的燃料電池系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是示意性地表示實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)的一例的框圖。圖4是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的燃料電池系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的燃料電池系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式下面，詳細(xì)地舉例說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，在所有附圖中，對于相同或等同的部分，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，省略重復(fù)的說明。另外，在所有的附圖中，只選出為說明本發(fā)明而所需的構(gòu)成部件進(jìn)行圖示，其他構(gòu)成部件省略圖示。此外，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式。實(shí)施方式1實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)例示為如下結(jié)構(gòu)，即，該燃料電池系統(tǒng)具有燃料電池， 還包括熱介質(zhì)循環(huán)路徑，用于回收上述燃料電池的排熱的熱介質(zhì)在該熱介質(zhì)循環(huán)路徑中循環(huán)；熱介質(zhì)箱，其設(shè)在上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑中，用于貯存上述熱介質(zhì)；第1循環(huán)器，其設(shè)在上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑中，用于使上述熱介質(zhì)循環(huán)；回收水箱，其用于貯存從上述燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的排氣中回收的水；水循環(huán)路徑，其與上述回收水箱相連接，供上述水循環(huán)；第2循環(huán)器，其設(shè)在上述水循環(huán)路徑中，用于使上述水循環(huán)；水凈化裝置，其設(shè)在上述水循環(huán)路徑中，用于凈化上述水；溫度檢測器，其設(shè)在上述回收水箱、上述水凈化裝置、和上述回收水箱與上述水凈化裝置之間的上述水循環(huán)路徑中的任一方中，用于檢測上述水的溫度；以及控制器，上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑和上述水循環(huán)路徑能夠使上述熱介質(zhì)和上述水進(jìn)行熱交換；在上述溫度檢測器檢測到比能殺菌的第1溫度低的溫度時(shí)，上述控制器執(zhí)行使上述第2循環(huán)器動作的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，以使上述溫度檢測器所檢測的溫度成為上述第1溫度以上的溫度；在上述溫度檢測器檢測到第2溫度以上的溫度時(shí)，上述控制器禁止上述第2循環(huán)器的動作，上述第2溫度是比上述第1溫度高且比上述水凈化裝置發(fā)生熱劣化的溫度低的溫度。這里，作為在燃料電池系統(tǒng)中產(chǎn)生的排氣，可以舉出在燃料電池中未使用的燃料氣體(以下稱作廢燃料氣體)、未使用的氧化劑氣體(以下稱作廢燃料氣體)，另外可以舉出在燃料電池系統(tǒng)中設(shè)有氫產(chǎn)生裝置的情況下，自用于對氫產(chǎn)生裝置內(nèi)進(jìn)行加熱的燃燒器排出的燃燒排氣。另外，禁止第2循環(huán)器的動作包括如下兩種情況，即，在第2循環(huán)器正在工作的情況下，使第2循環(huán)器停止，并禁止之后的起動；在第2循環(huán)器的停止過程中的情況下，即使在控制器中輸入第2循環(huán)器的起動命令，仍禁止第2循環(huán)器的起動。另外，菌是包含大腸桿菌及枯草芽孢桿菌等細(xì)菌、和霉菌等真菌中的至少任一種的概念。另外，第1溫度根據(jù)成為繁殖抑制的對象的菌的種類而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。此外，第2溫度根據(jù)水凈化裝置所用的離子交換樹脂的種類而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，例如考慮在燃料電池系統(tǒng)的設(shè)置地域中要求的水凈化裝置的維護(hù)頻率等，根據(jù)離子交換能力自初始值下降的比率等，利用實(shí)驗(yàn)或模擬等預(yù)先任意地設(shè)定第2溫度。另外，第1溫度可以設(shè)定為40°C以上且低于45°C，第2溫度可以設(shè)定為45°C以上 50°C以下。由此，通過謀求水凈化裝置的長壽命化，能夠比以往的燃料電池系統(tǒng)少地抑制水凈化裝置的維護(hù)頻率。另外，在本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)中，熱介質(zhì)箱也可以與水循環(huán)路徑的比水凈化裝置靠下游側(cè)的路徑相連接。由此，能夠?qū)⑺h(huán)路徑內(nèi)的水供給到熱介質(zhì)箱中，在熱介質(zhì)箱內(nèi)使熱介質(zhì)與供給到熱介質(zhì)箱中的水進(jìn)行熱交換。另外，在本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)中，控制器也可以在燃料電池系統(tǒng)的停止過程中進(jìn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。這里，燃料電池系統(tǒng)的停止過程中是指，當(dāng)在控制器中輸入了停止命令的情況下， 或在到了預(yù)先設(shè)定的停止時(shí)間的情況下，控制器開始燃料電池系統(tǒng)的停止處理，直到該停止處理結(jié)束的期間。換言之，燃料電池系統(tǒng)的停止過程中是指，控制器將停止命令輸出到燃料電池系統(tǒng)的各設(shè)備中，直到準(zhǔn)備燃料電池系統(tǒng)的下一次起動之前的各處理結(jié)束的期間。另外，停止處理是指，例如在使燃料電池停止發(fā)電，后述的燃料氣體供給器是氫產(chǎn)生裝置的情況下，為了冷卻該氫產(chǎn)生裝置且抑制氫產(chǎn)生裝置內(nèi)的負(fù)壓(用于使水蒸氣凝結(jié))，而進(jìn)行斷斷續(xù)續(xù)地將原料氣體供給到氫產(chǎn)生裝置中的處理等。另外，當(dāng)在燃料電池發(fā)電的過程中執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，溫度比較低的凝結(jié)水與溫度比較高的熱介質(zhì)混合，因此熱介質(zhì)箱內(nèi)的熱介質(zhì)的溫度下降。結(jié)果，熱介質(zhì)自燃料電池吸收的熱量增加，燃料電池的溫度下降，因此燃料電池的發(fā)電性能可能變得不穩(wěn)定。但是，在本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)中，通過在燃料電池系統(tǒng)的停止過程中進(jìn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠抑制燃料電池的溫度下降，穩(wěn)定地利用燃料電池發(fā)電。另外，在本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)中，采用上述結(jié)構(gòu)，能夠利用燃料電池的發(fā)電剛剛停止后的高溫的熱介質(zhì)的熱量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。另外，在本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)中，也可以是，相比于燃料電池的發(fā)電過程中且未進(jìn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，控制器在燃料電池系統(tǒng)的停止過程中且正在進(jìn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，以增大第2循環(huán)器的操作量的方式進(jìn)行控制。另外，在本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)中，水循環(huán)路徑也可以包括第1水路徑，其用于自熱介質(zhì)箱向回收水箱輸送熱介質(zhì)；第2水路徑，其用于自回收水箱向熱介質(zhì)箱輸送水，溫度檢測器可以配置在回收水箱中，該溫度檢測器和與第2水路徑相連接的第1連接口之間的距離小于該溫度檢測器和與第1水路徑相連接的第2連接口之間的距離。此外，在本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)中，控制器也可以每隔第1規(guī)定時(shí)間，以第 2規(guī)定時(shí)間執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。這里，第1規(guī)定時(shí)間根據(jù)熱介質(zhì)循環(huán)路徑、熱介質(zhì)箱、水循環(huán)路徑和回收水箱等的結(jié)構(gòu)而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。例如可以根據(jù)回收水箱等的可能產(chǎn)生菌的環(huán)境，詳細(xì)而言根據(jù)溫度 (氣溫及水溫)、維持該溫度的時(shí)間、有機(jī)成分等雜質(zhì)的量這3個(gè)要素，來設(shè)定第1規(guī)定時(shí)間。這些要素根據(jù)設(shè)定有燃料電池系統(tǒng)的地域的氣溫、燃料電池系統(tǒng)的發(fā)電輸出、發(fā)電量、 發(fā)電時(shí)間、上述燃料電池系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)等，利用實(shí)驗(yàn)或模擬等預(yù)先任意地設(shè)定。另外，可以根據(jù)成為對象的菌的D值和Z值(使D值變成1/10或10倍而所需的加熱溫度差)，計(jì)算第2規(guī)定時(shí)間和第1溫度。另外，成為對象的菌并不限定于1種，也可以將多種菌視作對象。在該情況下，可以根據(jù)殺菌條件最苛刻的菌的D值和Z值，計(jì)算第2規(guī)定時(shí)間，也可以利用這些菌的D值和Z值的平均值，計(jì)算第2規(guī)定時(shí)間。另外，第1規(guī)定時(shí)間可以設(shè)定為1天以上7天以下，第2規(guī)定時(shí)間可以設(shè)定為30 分鐘以上180分鐘以下。接下來，詳細(xì)說明本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)的一例。燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖1是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示，實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100包括燃料電池101、冷卻水循環(huán)路徑 (熱介質(zhì)循環(huán)路徑)71、冷卻水箱(熱介質(zhì)箱)102、第1循環(huán)器105、水循環(huán)路徑72、回收水箱104、第2循環(huán)器108、水凈化裝置109、溫度檢測器111和控制器110。在溫度檢測器111 檢測到比能殺菌的第1溫度低的溫度時(shí)，控制器110執(zhí)行使第2循環(huán)器108動作的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，以使溫度檢測器111所檢測到的溫度成為第1溫度以上的溫度，在溫度檢測器111檢測到第2溫度以上的溫度時(shí)，控制器110禁止第2循環(huán)器108的動作，上述第2溫度是比第1 溫度高且比水凈化裝置109發(fā)生熱劣化的溫度低的溫度。另外，在本實(shí)施方式1中，使用水為回收燃料電池101的排熱的熱介質(zhì)。另外，在本實(shí)施方式1中，將存在于冷卻水箱102和冷卻水循環(huán)路徑71內(nèi)的水稱作冷卻水，將存在于回收水箱104和水循環(huán)路徑72內(nèi)的水稱作回收水。燃料電池101具備負(fù)極(anode) IlA和正極(cathode) IlB0燃料氣體自燃料氣體供給器106經(jīng)由燃料氣體供給通路73，供給到負(fù)極(anode) IlA中。另外，氧化劑氣體自氧化劑氣體供給器107經(jīng)由氧化劑氣體供給通路74，供給到正極(cathode) IlB中。另外，作為燃料電池101，可以使用高分子電解質(zhì)型燃料電池、磷酸型燃料電池等各燃料電池。另外， 燃料電池101的結(jié)構(gòu)與通常的燃料電池相同，因此省略對其詳細(xì)說明。燃料氣體供給器106只要將燃料氣體供給到燃料電池101的負(fù)極IlA中即可，可以是任意結(jié)構(gòu)。作為燃料氣體供給器106，例如可以由用于貯存燃料氣體的箱和自該箱輸送燃料氣體的泵構(gòu)成，另外也可以由使用原料和水利用重整反應(yīng)產(chǎn)生燃料氣體的氫產(chǎn)生裝置構(gòu)成。另外，氧化劑氣體供給器107只要將氧化劑氣體供給到燃料電池101的正極IlB中即可，可以是任意結(jié)構(gòu)，例如可以使用鼓風(fēng)機(jī)、西洛克風(fēng)扇等的風(fēng)扇類裝置。另外，燃料氣體供給器106或氧化劑氣體供給器107也可以具有將所供給的氣體加濕的加濕器。并且，在燃料電池101中，供給到負(fù)極IlA中的燃料氣體與供給到正極IlB中的氧化劑氣體進(jìn)行電化學(xué)性的反應(yīng)，產(chǎn)生水，并且產(chǎn)生電能和熱量。另外，所產(chǎn)生的熱量如后所述地被在冷卻水循環(huán)路徑71中流通的冷卻水回收，從而冷卻燃料電池101。另外，所產(chǎn)生的水的一部分汽化而加濕反應(yīng)氣體。并且，所產(chǎn)生的水和加濕了反應(yīng)氣體的水蒸氣與未利用的反應(yīng)氣體一起排出到燃料電池101夕卜。詳細(xì)而言，水蒸氣、所產(chǎn)生的水和在燃料電池101中未利用的燃料氣體(廢燃料氣體)，經(jīng)由廢燃料氣體路徑75排出到燃料電池系統(tǒng)100外。另外，水蒸氣、所產(chǎn)生的水的一部分、和在燃料電池101中未利用的氧化劑氣體(廢氧化劑氣體)，經(jīng)由廢氧化劑氣體路徑 76排出到燃料電池系統(tǒng)100外。對燃料氣體進(jìn)行過加濕的水蒸氣在廢燃料氣體路徑75中流通的期間內(nèi)凝結(jié)成水。在廢燃料氣體路徑75中凝結(jié)而成的水和排出到廢燃料氣體路徑75中的水，作為回收水而貯存在回收水箱104內(nèi)。同樣，對氧化劑氣體進(jìn)行過加濕的水蒸氣在廢氧化劑氣體路徑76中流通的期間內(nèi)凝結(jié)成水。在廢氧化劑氣體路徑76中凝結(jié)而成的水和排出到廢氧化劑氣體路徑76中的水，作為回收水而貯存在回收水箱104中。另外，在實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100中，采用了從廢燃料氣體路徑75和廢氧化劑氣體路徑76這兩方回收水的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不限定于此。燃料電池系統(tǒng)100只要從廢燃料氣體路徑75和廢氧化劑氣體路徑76中的至少一方回收水即可，可以采用任意結(jié)構(gòu)。 另外，也可以采用如下結(jié)構(gòu)，即，在廢燃料氣體路徑75和廢氧化劑氣體路徑76中的至少一方，設(shè)置用于促進(jìn)水蒸氣的凝結(jié)的凝結(jié)器。凝結(jié)器例如可以使用換熱器。另外，在燃料電池101中設(shè)有供用于冷卻燃料電池101的冷卻水流動的冷卻水循環(huán)路徑71。在冷卻水循環(huán)路徑71中設(shè)有冷卻水箱102和第1循環(huán)器105。作為第1循環(huán)器105，只要能夠輸送冷卻水循環(huán)路徑71內(nèi)的水即可，可以是任意結(jié)構(gòu)，例如可以使用泵?；厥账?04借助水循環(huán)路徑72與冷卻水箱102相連接。水循環(huán)路徑72包括 第1水路徑72A，其用于自冷卻水箱102向回收水箱104輸送冷卻水；第2水路徑72B，其用于自回收水箱104向冷卻水箱102輸送回收水。在水循環(huán)路徑72中設(shè)有第2循環(huán)器108。 第2循環(huán)器108使水在回收水箱104與冷卻水箱102之間循環(huán)。作為第2循環(huán)器108，例如可以使用泵，也可以使用泵與開閉閥，該開閉閥容許/切斷水循環(huán)路徑72內(nèi)的水的流通。另一方面，在水循環(huán)路徑72的從回收水箱104連向冷卻水箱102的路徑(第2水路徑72B)中設(shè)有水凈化裝置109。水凈化裝置109只要能夠凈化水即可，可以是任意結(jié)構(gòu)。 在本實(shí)施方式1中，水凈化裝置109由填充有離子交換樹脂的殼體構(gòu)成，使離子交換樹脂吸附水中含有的雜質(zhì)(主要為離子)而進(jìn)行凈化。另外，作為水凈化裝置109，也可以由設(shè)有活性炭過濾器和/或反浸透膜的殼體構(gòu)成。在回收水箱104中設(shè)有溫度檢測器111。詳細(xì)而言，溫度檢測器111配置在回收水箱104中，該溫度檢測器11和與第2水路徑72B相連接的第1連接口 104B之間的距離小于該溫度檢測器11和與第1水路徑72A相連接的第2連接口 104C之間的距離。溫度檢測器111檢測回收水箱104內(nèi)的回收水的溫度，向控制器110輸出所檢測到的溫度。溫度檢測器111例如可以使用熱敏電阻等。第1連接口 104B和第2連接口 104C分開設(shè)置，這里，第1連接口 104B設(shè)在回收水箱104的下部，第2連接口 104C設(shè)在回收水箱104的上部。由此，能夠抑制從第1水路徑 72A供給到回收水箱104中的高溫的冷卻水馬上就從回收水箱104輸送到第2水路徑72B 中的情況。因此，易于使回收水箱104內(nèi)的溫度均勻。另外，溫度檢測器111能夠檢測與回收水箱104的平均溫度接近的溫度。另外，在本實(shí)施方式1中，溫度檢測器111設(shè)在回收水箱104內(nèi)，但本發(fā)明并不限定于此。溫度檢測器111也可以設(shè)在水凈化裝置109內(nèi)，另外也可以設(shè)在水循環(huán)路徑72 (準(zhǔn)確地說是第2水路徑72B)中的在回收水箱104與水凈化裝置109之間的路徑中?？刂破?10只要是對構(gòu)成燃料電池系統(tǒng)100的各設(shè)備進(jìn)行控制的設(shè)備即可，可以為任意結(jié)構(gòu)?？刂破?10包括時(shí)鐘部；運(yùn)算處理部，其例示為微型處理器、CPU等；存儲部， 其由存儲器等構(gòu)成，存儲有用于執(zhí)行各控制動作的程序。并且，控制器110使運(yùn)算處理部對存儲在存儲部中的規(guī)定的控制程序進(jìn)行讀取，并執(zhí)行該控制程序，從而控制器110處理這些信息，且進(jìn)行包括對各設(shè)備的控制在內(nèi)的與燃料電池系統(tǒng)100相關(guān)的各種控制。另外，控制器110不僅可以是由1個(gè)控制器構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，也可以是由控制器組構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，該控制器組通過使多個(gè)控制器協(xié)作而執(zhí)行燃料電池系統(tǒng)100的控制。另外，控制器110可以由微型控制器構(gòu)成，也可以由MPU (微型處理器)、PLC (Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器)、邏輯電路等構(gòu)成。燃料電池系統(tǒng)的動作接下來，參照圖1說明實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100的發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動作。另夕卜，通過使控制器110控制燃料電池系統(tǒng)100的各設(shè)備，進(jìn)行以下的各動作。燃料氣體供給器106工作，將燃料氣體供給到燃料電池101的負(fù)極IlA中。另外， 氧化劑氣體供給器107工作，將氧化劑氣體供給到燃料電池101的正極IlB中。在燃料電池101中，供給到負(fù)極IlA中的燃料氣體與供給到正極IlB中的氧化劑氣體進(jìn)行電化學(xué)性的反應(yīng)，產(chǎn)生水，并且產(chǎn)生電能和熱量。產(chǎn)生的電能利用未圖示的電力調(diào)整器供給到外部的電力負(fù)荷中。另外，產(chǎn)生的熱量被在冷卻水循環(huán)路徑71中流通的冷卻水回收，燃料電池101得以冷卻。此外，未使用的反應(yīng)氣體中的水蒸氣、產(chǎn)生的水回收到回收水箱104中。另外，在燃料電池101是高分子電解質(zhì)型燃料電池的情況下，通常使燃料電池101內(nèi)保持70°C左右的溫度地進(jìn)行使用。因此， 冷卻水箱102內(nèi)的冷卻水的溫度也是70°C左右的溫度。另外，如上所述，菌可能從廢燃料氣體路徑75或廢氧化劑氣體路徑76的大氣開放口、回收水箱104的排水路徑(未圖示)的出口等進(jìn)入。并且，當(dāng)進(jìn)入的菌在回收水箱104、 水循環(huán)路徑72等中繁殖時(shí)，可能會使水循環(huán)路徑72發(fā)生流路阻塞或流路狹窄等，進(jìn)而影響水的供給功能、凈化功能。但是，在實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100中，通過使控制器110執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，抑制菌的繁殖。詳細(xì)而言，在溫度檢測器111檢測到比作為能夠殺滅菌的溫度的第1溫度低的溫度時(shí)，控制器110使第2循環(huán)器108工作。通過使第2循環(huán)器108工作，使回收水箱104內(nèi)的回收水在第2水路徑72B中流通而供給到冷卻水箱102中。供給到冷卻水箱102中的回收水在冷卻水箱102內(nèi)與高溫(例如70°C左右)的冷卻水混合而被加熱(與冷卻水進(jìn)行熱交換)。并且，冷卻水箱102內(nèi)的冷卻水增加，當(dāng)冷卻水箱102內(nèi)的冷卻水的水位達(dá)到規(guī)定的水位以上時(shí)，冷卻水溢出而從第1水路徑72A供給到回收水箱104中。供給到回收水箱104中的冷卻水在回收水箱104內(nèi)與回收水混合，加熱回收水(與回收水進(jìn)行熱交換)。這樣，控制器110使第2循環(huán)器108工作，以使溫度檢測器111檢測到的回收水的溫度成為第1溫度以上的溫度。由此，能夠?qū)厥账?04、水循環(huán)路徑72等內(nèi)的菌進(jìn)行加熱殺菌，抑制菌的繁殖。另外，在溫度檢測器111所檢測的回收水的溫度為第2溫度以上時(shí)，控制器110禁止第2循環(huán)器108的工作(使第2循環(huán)器108停止工作)，上述第2溫度是比構(gòu)成水凈化裝置109的離子交換樹脂發(fā)生熱劣化的溫度低的溫度。由此，能夠抑制回收水箱104、水循環(huán)路徑72等內(nèi)的菌的繁殖，并且能夠抑制水凈化裝置109的熱劣化。這里，第1溫度可以根據(jù)成為繁殖抑制對象的菌的種類而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，例如可以設(shè)定為40°C以上且低于45°C的溫度。另外，第2溫度可以根據(jù)水凈化裝置所用的離子交換樹脂的種類而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，例如可以設(shè)定為45°C以上50°C以下。另外，能夠?qū)⒌?循環(huán)器108工作的周期(第1規(guī)定時(shí)間)和使第2循環(huán)器108 工作的時(shí)間長度(第2規(guī)定時(shí)間)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定為如下時(shí)間，S卩，能夠通過對回收水進(jìn)行加熱殺菌，將回收水中的菌量減少為不會因水循環(huán)路徑72內(nèi)的流路阻塞或流路狹窄等而影響水的供給功能、水凈化裝置109的凈化功能的程度的菌量。第1規(guī)定時(shí)間例如可以設(shè)定為 1天以上7天以下，第2規(guī)定時(shí)間可以設(shè)定為30分鐘以上180分鐘以下。此外，可以根據(jù)成為對象的菌的D值和Z值(將D值變成1/10或變成10倍而所需的加熱溫度差)，計(jì)算第1溫度和第2規(guī)定時(shí)間。另外，成為對象的菌并不限定于1種，也可以將多種菌視作對象。在該情況下，可以根據(jù)殺菌條件最苛刻的菌的D值和Z值，計(jì)算第 2規(guī)定時(shí)間，也可以利用這些菌的D值和Z值的平均值，計(jì)算第2規(guī)定時(shí)間。更詳細(xì)而言，考慮到回收水箱104內(nèi)的回收水的溫度越高，殺菌效果越強(qiáng)的這一事項(xiàng)，可以根據(jù)冷卻水箱102及回收水箱104內(nèi)的溫度等燃料電池系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)、運(yùn)轉(zhuǎn)條件，設(shè)定第1溫度和第2規(guī)定時(shí)間。特別是，在使用陰離子交換樹脂為水凈化裝置109的情況下，由于陰離子交換樹脂的耐熱溫度低，因此優(yōu)選設(shè)定第1溫度、第2規(guī)定時(shí)間和第2循環(huán)器108的操作量。另外，控制器110即使在未執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，當(dāng)溫度檢測器111檢測到的溫度為第2溫度以上時(shí)，仍能禁止第2循環(huán)器108的工作。由此，能夠抑制水凈化裝置109的熱劣化。另外，控制器110可以在燃料電池101的發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以在燃料電池系統(tǒng)100的運(yùn)轉(zhuǎn)停止過程中進(jìn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，從抑制燃料電池101的溫度下降，使燃料電池101穩(wěn)定地發(fā)電的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選控制器110在燃料電池系統(tǒng)100的運(yùn)轉(zhuǎn)停止過程中執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。在該情況下，也可以與燃料電池101的發(fā)電過程中且未進(jìn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況相比，控制器110在燃料電池系統(tǒng)100的停止過程中且正在進(jìn)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，以增加第2循環(huán)器108的操作量的方式進(jìn)行控制。在以上述方式構(gòu)成的本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100中，通過使第2循環(huán)器108 工作，將高溫的冷卻水供給到回收水箱13中。因此，回收水升溫，回收水被加熱到作為菌的殺菌溫度的第1溫度以上，從而能夠抑制回收水中含有的菌的繁殖。另外，在本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100中，當(dāng)回收水的溫度達(dá)到第2溫度以上時(shí)，禁止第2循環(huán)器108的工作，上述第2溫度是比使水凈化裝置109熱劣化的溫度低的溫度。由此，能夠抑制回收水過熱，從而能夠抑制水凈化裝置109的熱劣化。因此，通過謀求水凈化裝置109的長壽命化，能夠比以往的燃料電池系統(tǒng)少地抑制水凈化裝置109的維護(hù)頻率。變形例1接下來，說明本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)的變形例1。本實(shí)施方式1中的變形例1的燃料電池系統(tǒng)例示如下結(jié)構(gòu)，即，在溫度檢測部件檢測到第3溫度以下的溫度時(shí)，控制器不執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，上述第3溫度是比第1溫度低且能抑制菌繁殖的溫度。本實(shí)施方式1中的變形例1的燃料電池系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100基本相同，因此省略說明其結(jié)構(gòu)。另外，菌在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)繁殖，在將菌暴露于比規(guī)定的溫度范圍高的溫度中時(shí)，菌會被殺滅。另一方面，在將菌暴露于比規(guī)定的溫度范圍低的溫度中時(shí)，能夠抑制菌的繁殖。因而，在水循環(huán)路徑72、回收水箱104內(nèi)的溫度為第3溫度以下的情況下，在水循環(huán)路徑72等內(nèi)，菌不會充分地繁殖，上述第3溫度是比第1溫度低的溫度，且是能夠抑制菌繁殖的溫度。因此，在本變形例1的燃料電池系統(tǒng)100中，在溫度檢測部件111檢測到第3溫度以下的溫度時(shí)，控制器110不執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，上述第3溫度是比第1溫度低且能夠抑制菌繁殖的溫度。這里，第3溫度可以根據(jù)成為繁殖抑制對象的菌的種類而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，例如可以設(shè)定為30°C。另外，在本變形例1中，第3溫度設(shè)定為30°C，但該溫度只是例示。例如在以抑制作為菌的個(gè)體較大的霉菌(例如Neosartorya peudofischeri)的繁殖為主要目的的情況下，第3溫度可以設(shè)定為25°C，另外也可以設(shè)定為20°C。以上述方式構(gòu)成的本變形例1的燃料電池系統(tǒng)100，也能起到與實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100相同的作用效果。另外，在本變形例1的燃料電池系統(tǒng)100中，除必要時(shí)， 不會使水循環(huán)路徑72、回收水箱104內(nèi)的水溫上升，因此能夠抑制能量效率的下降，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。變形例2接下來，說明本實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)的變形例2。本實(shí)施方式1中的變形例2的燃料電池系統(tǒng)例示如下結(jié)構(gòu)，即，該燃料電池系統(tǒng)還具有第1換熱器，該第1換熱器以跨越水循環(huán)路徑的比水凈化裝置靠下游側(cè)的路徑和熱介質(zhì)循環(huán)路徑的方式設(shè)置。圖2是示意性地表示本變形例2的燃料電池系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)的框圖。如圖2所示，本變形例2的燃料電池系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100基本相同，不同之處在于，還具有第1換熱器112。詳細(xì)而言，第1換熱器112以跨越水循環(huán)路徑72的比水凈化裝置109靠下游側(cè)的路徑和冷卻水循環(huán)路徑71的方式設(shè)置。第 1換熱器112只要能夠使冷卻水循環(huán)路徑71內(nèi)的冷卻水與水循環(huán)路徑72內(nèi)的回收水進(jìn)行熱交換即可，可以是任意結(jié)構(gòu)。第1換熱器112例如可以使用全換熱器等各種換熱器。另外，在本變形例2的燃料電池系統(tǒng)100中，在冷卻水箱102并未與水循環(huán)路徑72 的中途(比水凈化裝置109靠下游側(cè)的路徑)相連接的這一點(diǎn)上，也與實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100不同。在以上述方式構(gòu)成的本變形例2的燃料電池系統(tǒng)100中，在正在執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 在水循環(huán)路徑72中流通的回收水在第1換熱器112的作用下，與冷卻水進(jìn)行熱交換而被加熱。因此，回收水升溫，回收水被加熱到作為菌的殺菌溫度的第1溫度以上，從而能夠抑制回收水中含有的菌的繁殖。另外，在溫度檢測器111檢測到低于第1溫度的溫度，控制器110執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) (使第2循環(huán)器108工作時(shí))，也可以使第1循環(huán)器105工作。由此，能夠更加促進(jìn)第1換熱器112中的、回收水與冷卻水的熱交換。另外，在本變形例2中，熱介質(zhì)使用了水(冷卻水)，但并不限定于此，例如也可以使用含有乙二醇的溶液等防凍溶液。實(shí)施方式2本發(fā)明的實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)例示如下結(jié)構(gòu)，即，該燃料電池系統(tǒng)還具有用于對熱介質(zhì)進(jìn)行加熱的加熱器，在控制器執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，使加熱器工作。另外，在本實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)中，加熱器也可以是設(shè)于熱介質(zhì)箱的電加熱器。燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖3是示意性地表示實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)的一例的框圖。如圖3所示，實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100基本相同，不同之處在于，在冷卻水箱102內(nèi)設(shè)有加熱器103。加熱器103只要能夠?qū)鋮s水箱102內(nèi)的冷卻水進(jìn)行加熱即可，可以是任意結(jié)構(gòu)。加熱器103例如可以由電加熱器構(gòu)成。并且，控制器110在執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使加熱器103工作。另外，例如燃料電池系統(tǒng)100在運(yùn)轉(zhuǎn)停止處理結(jié)束而處于待機(jī)狀態(tài)(在接著輸入起動命令時(shí)，能夠開始燃料電池系統(tǒng)100的起動的狀態(tài))的情況下，冷卻水箱102內(nèi)的冷卻水的水溫有時(shí)降低。但是，在本實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)100中，當(dāng)控制器110執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使加熱器103工作。因此，即使在冷卻水箱102內(nèi)的冷卻水的溫度較低的情況下，由于利用加熱器103加熱冷卻水，所以仍然能夠?qū)⒏邷氐睦鋮s水供給到回收水箱104中。由此，回收水升溫，回收水被加熱到作為菌的殺菌溫度的第1溫度以上，從而能夠抑制回收水中含有的菌的繁殖。以上述方式構(gòu)成的本實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)100，也能起到與實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100相同的作用效果。另外，在本實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)100中，由于在控制器110執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使加熱器103工作，因此能夠更加可靠地將回收水加熱為第1溫度以上，抑制菌的繁殖。另外，在實(shí)施方式2中，采用了將加熱器103配置在冷卻水箱102內(nèi)的結(jié)構(gòu)，但并不限定于此。加熱器103只要能夠加熱冷卻水即可，可以配置在冷卻水循環(huán)路徑71 (包括冷卻水箱102在內(nèi))內(nèi)，另外也可以配置在冷卻水循環(huán)路徑71 (包括冷卻水箱102在內(nèi)) 外。另外，控制器110也可以在燃料電池系統(tǒng)100產(chǎn)生剩余電能，且溫度檢測器111檢測到比第1溫度低的溫度時(shí)，將剩余電能供給到加熱器103中，執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
此外，當(dāng)然也可以在控制器110執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，且檢測到第2溫度以上的溫度時(shí)， 由控制器Iio使第2循環(huán)器108停止工作，并且使加熱器103停止工作。變形例1接下來，說明本實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)的變形例1。本實(shí)施方式2中的變形例1的燃料電池系統(tǒng)例示結(jié)構(gòu)，即，當(dāng)控制器正在執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在溫度檢測器未檢測到第1溫度以上的溫度的情況下，控制器使加熱器工作。本變形例1的燃料電池系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)100基本相同，因此省略其結(jié)構(gòu)的說明。在本變形例1的燃料電池系統(tǒng)100中，當(dāng)控制器110正在執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在溫度檢測器111未檢測到第1溫度以上的溫度的情況下，控制器110使加熱器103工作。S卩，控制器Iio只在冷卻水的溫度低，不能將回收水加熱到第1溫度以上的情況下，使加熱器103工作。以上述方式構(gòu)成的本變形例1的燃料電池系統(tǒng)100，也能起到與實(shí)施方式2的燃料電池系統(tǒng)100相同的作用效果。另外，在本變形例1的燃料電池系統(tǒng)100中，能夠在更加準(zhǔn)確的時(shí)刻加熱回收水，抑制能量效率的下降，提高節(jié)能性。實(shí)施方式3本發(fā)明的實(shí)施方式3的燃料電池系統(tǒng)例示如下結(jié)構(gòu)，S卩，包括貯熱水箱，其用于貯存與熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換的貯存熱水；貯存熱水循環(huán)路徑，其與貯熱水箱相連接，供貯存熱水循環(huán)；第2換熱器，其以跨越熱介質(zhì)循環(huán)路徑和貯存熱水循環(huán)路徑的方式設(shè)置；第3循環(huán)器，其設(shè)在貯存熱水循環(huán)路徑中，用于使貯存熱水循環(huán)，該燃料電池系統(tǒng)中，控制器在執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，以使溫度檢測器檢測到的溫度為第1溫度以上且低于第2溫度的方式，控制第 1循環(huán)器、第2循環(huán)器及第3循環(huán)器。燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖4是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的燃料電池系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)的框圖。如圖4所示，本實(shí)施方式3的燃料電池系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100基本相同，不同之處在于，還設(shè)有貯存熱水循環(huán)路徑77、第2換熱器113、貯熱水箱 114和第3循環(huán)器115。詳細(xì)而言，第2換熱器113以跨越水循環(huán)路徑72和貯存熱水循環(huán)路徑77的方式設(shè)置。第2換熱器113只要使冷卻水循環(huán)路徑71內(nèi)的冷卻水與貯存熱水循環(huán)路徑77內(nèi)的貯存熱水能進(jìn)行熱交換即可，可以是任意結(jié)構(gòu)。第2換熱器113例如可以使用全換熱器等各種換熱器。貯存熱水循環(huán)路徑77與貯熱水箱114相連接。更詳細(xì)而言，貯存熱水循環(huán)路徑77 的上游端與貯熱水箱114的下部相連接，貯存熱水循環(huán)路徑77的下游端與貯熱水箱114的上部相連接。另外，在貯存熱水循環(huán)路徑77中設(shè)有第3循環(huán)器115。第3循環(huán)器115只要能夠輸送貯存熱水循環(huán)路徑77內(nèi)的貯存熱水(水)即可，可以是任意結(jié)構(gòu)，例如可以使用泵。由此，通過使第3循環(huán)器115工作，將存在于貯熱水箱114的下部的貯存熱水供給到貯存熱水循環(huán)路徑77中。然后，供給到貯存熱水循環(huán)路徑77中的貯存熱水在貯存熱水循環(huán)路徑77中流通的期間內(nèi)，利用第2換熱器113與在冷卻水循環(huán)路徑71中流通的冷卻水進(jìn)行熱交換，并供給到貯熱水箱114的上部。
并且，控制器110在執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，以使溫度檢測器111檢測到的溫度為第1溫度以上且低于第2溫度的方式，控制第1循環(huán)器105、第2循環(huán)器108和第3循環(huán)器115。詳細(xì)而言，例如在冷卻水箱102及回收水箱104內(nèi)的水溫低，貯熱水箱114內(nèi)的水溫高的情況下，控制器110增加第3循環(huán)器115的操作量，促進(jìn)在第2換熱器113中的、冷卻水與貯存熱水之間的熱交換，加熱冷卻水。另外，例如在冷卻水箱102及回收水箱104內(nèi)的水溫高， 貯熱水箱114內(nèi)的水溫低的情況下，控制器110增加第3循環(huán)器115的操作量，促進(jìn)在第2 換熱器113中的、冷卻水與貯存熱水之間的熱交換，加熱貯存熱水。以上述方式構(gòu)成的本實(shí)施方式3的燃料電池系統(tǒng)100，也能起到與實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100相同的作用效果。實(shí)施方式4本發(fā)明的實(shí)施方式4的燃料電池系統(tǒng)例示如下結(jié)構(gòu)，S卩，該燃料電池系統(tǒng)還具有用于檢測熱介質(zhì)箱內(nèi)的水位的水位檢測器，水位檢測器檢測第1水位和第2水位，上述第1 水位是比形成于熱介質(zhì)箱且用于將熱介質(zhì)排出到回收水循環(huán)路徑中的排出口低的水位，上述第2水位是比該第1水位低的水位，在控制器未執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，當(dāng)水位檢測器檢測到第2水位以下的水位時(shí)，控制器使第2循環(huán)器動作，直到水位檢測器檢測到第1水位， 當(dāng)水位檢測器檢測到第1水位以上的水位時(shí)，控制器使第2循環(huán)器停止動作，在控制器正在執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，即使水位檢測器檢測到第1水位以上的水位，控制器也使第2循環(huán)器動作，以使溫度檢測器檢測到的溫度為第1溫度以上且低于上述第2溫度。燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖5是示意性地表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的燃料電池系統(tǒng)的大概結(jié)構(gòu)的框圖。如圖5所示，本實(shí)施方式4的燃料電池系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100基本相同，不同之處在于，在冷卻水箱102內(nèi)設(shè)有水位檢測器116。水位檢測器116 只要能夠檢測冷卻水箱102內(nèi)的水位，將檢測到的冷卻水箱102的水位輸出到控制器110 中即可，可以是任意結(jié)構(gòu)。作為水位檢測器116，例如可以使用浮子式水位傳感器、光學(xué)界面式水位傳感器、超聲波式水位傳感器、電極式水位傳感器和壓力式水位傳感器等。水位檢測器116檢測第1水位和第2水位，上述第1水位是比冷卻水箱102的用于將冷卻水排出到水循環(huán)路徑72 (準(zhǔn)確地說是第1水路徑72A)中的排出口 102A低的水位，上述第2水位比該第1水位低。并且，在控制器110未執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，當(dāng)水位檢測器116檢測到第2水位以下的水位時(shí)，控制器Iio使第2循環(huán)器108動作，直到水位檢測器116檢測到第1水位。以這種方式進(jìn)行控制的理由如下所述。S卩，冷卻水箱102內(nèi)的水的一部分例如供給到作為構(gòu)成燃料氣體供給器106的設(shè)備之一的氫產(chǎn)生器中，在氫產(chǎn)生器中進(jìn)行的碳化氫類氣體的重整反應(yīng)中使用等，供給到構(gòu)成燃料電池系統(tǒng)100的設(shè)備中而進(jìn)行使用。并且，在將冷卻水箱102內(nèi)的水供給到氫產(chǎn)生器等設(shè)備中時(shí)，該水隨著燃料電池101的發(fā)電的進(jìn)行而減少。因此，在水位檢測器116檢測到第2水位的情況下，控制器110使第2循環(huán)器108 動作，以將回收水箱104內(nèi)的水輸送到冷卻水箱102中的方式進(jìn)行控制，確保向氫產(chǎn)生器等設(shè)備中輸送的水。另外，第2水位是能夠確?？上驓洚a(chǎn)生器等輸送水的充分的水量的水位， 可以根據(jù)冷卻水箱102的容量等適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。另一方面，在水位檢測器116檢測到作為比排出口 102A低的水位的第1水位時(shí)，控制器110使第2循環(huán)器108停止動作。這是為了防止因使第2循環(huán)器108繼續(xù)動作，而使冷卻水箱102內(nèi)的水位超過第1水位而到達(dá)排出口 102A，從而將冷卻水箱102內(nèi)的水輸送到回收水箱104內(nèi)。下面詳細(xì)說明以上述方式進(jìn)行控制的理由。在燃料電池101正在發(fā)電的情況下， 冷卻水箱102內(nèi)的水吸收燃料電池101的熱量而溫度升高，因此當(dāng)從冷卻水箱102將少量的水輸送到回收水箱104中時(shí)，回收水箱104內(nèi)的水的溫度有可能成為容易產(chǎn)生菌的溫度。 另一方面，在從冷卻水箱102將大量的水輸送到回收水箱104中時(shí)，相應(yīng)地從回收水箱104 將比較涼的水輸送到冷卻水箱102中，因此冷卻水箱102的水的溫度下降。當(dāng)冷卻水箱102 的溫度下降時(shí)，燃料電池101的溫度也下降，發(fā)電可能不穩(wěn)定。另外，在冷卻水箱102內(nèi)的水與圖4所示的貯熱水箱114內(nèi)的水進(jìn)行熱交換，而在貯熱水箱114中儲存熱水的那樣的情況下，當(dāng)冷卻水箱102內(nèi)的水的溫度下降時(shí)，能利用的熱水的量減少，燃料電池系統(tǒng)100的效率可能下降。因此，在水位檢測器116檢測到第1水位時(shí)，控制器110使第2循環(huán)器108 停止動作，從而防止在回收水箱104內(nèi)產(chǎn)生菌等。另外，第1水位只要比第2水位高且比冷卻水箱102的排出口 102A低即可，可以任意地設(shè)定。另外，在控制器110正在執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，即使水位檢測器116檢測到第1 水位，控制器Iio也使第2循環(huán)器108動作，以使溫度檢測器111檢測到的溫度為第1溫度以上且低于第2溫度。S卩，在控制器110未執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，控制器110根據(jù)來自水位檢測器116 的檢測信號，控制第2循環(huán)器108，在控制器110執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，控制器110根據(jù)來自溫度檢測器111的檢測信號進(jìn)行控制。以上述方式構(gòu)成的本實(shí)施方式4的燃料電池系統(tǒng)100，也能起到與實(shí)施方式1的燃料電池系統(tǒng)100相同的作用效果。另外，在本實(shí)施方式4的燃料電池系統(tǒng)100中，在控制器未執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，當(dāng)水位檢測器116檢測到第1水位以上的水位時(shí)，通過使第2循環(huán)器108停止動作，能夠在例如未執(zhí)行循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電過程中，不將冷卻水箱102內(nèi)的高溫的水輸送到回收水箱104內(nèi)，因此能夠抑制回收水箱104內(nèi)的水溫成為容易產(chǎn)生菌的溫度。另外，說明了水位檢測器116既能檢測第1水位又能檢測第2水位的結(jié)構(gòu)，但水位檢測器116也可以只檢測1個(gè)水位，在檢測到該水位的情況下，控制器110控制第2循環(huán)器 108，以從回收水箱104將不會自排出口 102A排出水的那樣的水量輸送到冷卻水箱102中。 另外，在水位檢測器116是如浮子式水位傳感器等那樣地只能檢測1個(gè)水位的情況下，也可以利用可檢測水位的范圍，設(shè)定第1水位和第2水位。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，根據(jù)上述說明能夠清楚本發(fā)明的很多改良、其他實(shí)施方式。因而，應(yīng)只將上述說明解釋為例示，以將執(zhí)行本發(fā)明的最佳實(shí)施方式教給本領(lǐng)域技術(shù)人員的目的，提供了上述說明。能夠不脫離本發(fā)明的主旨地，實(shí)質(zhì)性地改變本發(fā)明的詳細(xì)的構(gòu)造和/或功能。另外，能夠利用上述實(shí)施方式中公開的多個(gè)構(gòu)成部件的適當(dāng)組合，形成各種發(fā)明。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)及燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法通過謀求水凈化裝置的長壽命化，能夠比以往的燃料電池系統(tǒng)少地抑制水凈化裝置的維護(hù)頻率，因此在燃料電池的領(lǐng)域是有用的。
附圖標(biāo)記說明11A、負(fù)極；11B、正極；71、冷卻水循環(huán)路徑(熱介質(zhì)循環(huán)路徑)；72、水循環(huán)路徑； 72A、第1水路徑；72B、第2水路徑；73、燃料氣體供給通路；74、氧化劑氣體供給通路；75、 廢燃料氣體路徑；76、廢氧化劑氣體路徑；77、貯存熱水循環(huán)路徑；100、燃料電池系統(tǒng)；101、 燃料電池；102、冷卻水箱(熱介質(zhì)箱)；102A、排出口 ；103、加熱器；104、回收水箱；104B、 第1連接口 ；104C、第2連接口 ；105、第1循環(huán)器；106、燃料氣體供給器；107、氧化劑氣體供給器；108、第2循環(huán)器；109、水凈化裝置；110、控制器；111、溫度檢測器；112、第1換熱器； 113、第2換熱器；114、貯熱水箱；115、第3循環(huán)器；116、水位檢測器。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池系統(tǒng)，其具有燃料電池， 該燃料電池系統(tǒng)還包括熱介質(zhì)循環(huán)路徑，用于回收上述燃料電池的排熱的熱介質(zhì)在該熱介質(zhì)循環(huán)路徑中循環(huán)；熱介質(zhì)箱，其設(shè)在上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑中，用于貯存上述熱介質(zhì)； 第1循環(huán)器，其設(shè)在上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑中，用于使上述熱介質(zhì)循環(huán)； 回收水箱，其用于貯存從上述燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的排氣中回收的水； 水循環(huán)路徑，其與上述回收水箱相連接，供上述水循環(huán)； 第2循環(huán)器，其設(shè)在上述水循環(huán)路徑中，用于使上述水循環(huán)； 水凈化裝置，其設(shè)在上述水循環(huán)路徑中，用于凈化上述水；溫度檢測器，其設(shè)在上述回收水箱、上述水凈化裝置、和上述回收水箱與上述水凈化裝置之間的上述水循環(huán)路徑中的任一方中，用于檢測上述水的溫度；以及控制器，上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑和上述水循環(huán)路徑能夠使上述熱介質(zhì)和上述水進(jìn)行熱交換； 在上述溫度檢測器檢測到比能殺菌的第1溫度低的溫度時(shí)，上述控制器執(zhí)行使上述第 2循環(huán)器動作的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，以使上述溫度檢測器所檢測的溫度成為上述第1溫度以上的溫度；在上述溫度檢測器檢測到第2溫度以上的溫度時(shí)，上述控制器禁止上述第2循環(huán)器的動作，上述第2溫度是比上述第1溫度高且比上述水凈化裝置發(fā)生熱劣化的溫度低的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，上述熱介質(zhì)箱與上述水循環(huán)路徑中的比上述水凈化裝置靠下游側(cè)的路徑相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，該燃料電池系統(tǒng)還具有第1換熱器，該第1換熱器以跨越上述水循環(huán)路徑中比上述水凈化裝置靠下游側(cè)的路徑和上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑的方式設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)，其中， 該燃料電池系統(tǒng)還具有用于加熱上述熱介質(zhì)的加熱器；上述控制器在執(zhí)行上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，使上述加熱器工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)，其中， 該燃料電池系統(tǒng)還具有用于加熱上述熱介質(zhì)的加熱器；當(dāng)上述控制器正在執(zhí)行上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在上述溫度檢測器未檢測到上述第1溫度以上的溫度的情況下，上述控制器使上述加熱器工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的燃料電池系統(tǒng)，其中， 上述加熱器是設(shè)在上述熱介質(zhì)箱中的電加熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任意一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)，其中， 該燃料電池系統(tǒng)還包括貯熱水箱，其用于貯存與上述熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換的貯存熱水； 貯存熱水循環(huán)路徑，其與上述貯熱水箱相連接，供上述貯存熱水循環(huán)； 第2換熱器，其以跨越上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑和上述貯存熱水循環(huán)路徑的方式設(shè)置； 第3循環(huán)器，其設(shè)在上述貯存熱水循環(huán)路徑中，用于使上述貯存熱水循環(huán)，上述控制器在執(zhí)行上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制上述第1循環(huán)器、上述第2循環(huán)器及上述第3 循環(huán)器，以使上述溫度檢測器所檢測的溫度成為上述第1溫度以上且低于上述第2溫度的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，該燃料電池系統(tǒng)還具有用于檢測上述熱介質(zhì)箱內(nèi)的水位的水位檢測器； 上述水位檢測器形成在上述熱介質(zhì)箱中，檢測第1水位和第2水位，上述第1水位是比用于將上述熱介質(zhì)排出到上述水循環(huán)路徑中的排出口低的水位，上述第2水位是比上述第 1水位低的水位；在上述控制器未執(zhí)行上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，當(dāng)上述水位檢測器檢測到上述第2水位以下的水位時(shí)，上述控制器使上述第2循環(huán)器動作，直到上述水位檢測器檢測到上述第1水位，當(dāng)上述水位檢測器檢測到上述第1水位以上的水位時(shí)，上述控制器使上述第2循環(huán)器停止動作；在上述控制器正在執(zhí)行上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，即使上述水位檢測器檢測到上述第1 水位以上的水位，上述控制器也使上述第2循環(huán)器動作，以使上述溫度檢測器所檢測的溫度成為上述第1溫度以上且低于上述第2溫度的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任意一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)，其中， 上述控制器在上述燃料電池系統(tǒng)的停止過程中，進(jìn)行上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任意一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，相比于上述燃料電池的發(fā)電過程中且未進(jìn)行上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，上述控制器在上述燃料電池系統(tǒng)的停止過程中且正在進(jìn)行上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，以增加上述第2循環(huán)器的操作量的方式進(jìn)行控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，上述水循環(huán)路徑包括第1水路徑，其用于從上述熱介質(zhì)箱向上述回收水箱輸送上述熱介質(zhì)；第2水路徑，其用于從上述回收水箱向上述熱介質(zhì)箱輸送上述水；上述溫度檢測器配置在上述回收水箱中，該溫度檢測器和與上述第2水路徑相連接的第1連接口之間的距離小于該溫度檢測器和與上述第1水路徑相連接的第2連接口之間的距離。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 11中任意一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)，其中， 上述控制器每隔第1規(guī)定時(shí)間執(zhí)行第2規(guī)定時(shí)間的上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的燃料電池系統(tǒng)，其中， 上述第1規(guī)定時(shí)間設(shè)定為1天以上7天以下； 上述第2規(guī)定時(shí)間設(shè)定為30分鐘以上180分鐘以下。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 13中任意一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)，其中，在上述溫度檢測器檢測到第3溫度以下的溫度時(shí)，上述控制器不執(zhí)行上述循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)， 上述第3溫度是比上述第1溫度低且能抑制菌的繁殖的溫度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1 14中任意一項(xiàng)所述的燃料電池系統(tǒng)，其中， 將上述第1溫度設(shè)定為40°C以上且低于45°C的溫度；將上述第2溫度設(shè)定為45°C以上50°C以下的溫度。
16.一種燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該燃料電池系統(tǒng)具有燃料電池，其中上述燃料電池系統(tǒng)還包括熱介質(zhì)循環(huán)路徑，用于回收上述燃料電池的排熱的熱介質(zhì)在該熱介質(zhì)循環(huán)路徑中循環(huán)；熱介質(zhì)箱，其設(shè)在上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑中，用于貯存上述熱介質(zhì)； 第1循環(huán)器，其設(shè)在上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑中，用于使上述熱介質(zhì)循環(huán)； 回收水箱，其用于貯存從上述燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的排氣中回收的水； 水循環(huán)路徑，其與上述回收水箱相連接，供上述水循環(huán)； 第2循環(huán)器，其設(shè)在上述水循環(huán)路徑中，用于使上述水循環(huán)； 水凈化裝置，其設(shè)在上述水循環(huán)路徑中，用于凈化上述水；以及溫度檢測器，其設(shè)在上述回收水箱、上述水凈化裝置、和上述回收水箱與上述水凈化裝置之間的上述水循環(huán)路徑中的任一方中，用于檢測上述水的溫度，上述熱介質(zhì)循環(huán)路徑和上述水循環(huán)路徑能夠使上述熱介質(zhì)和上述水進(jìn)行熱交換， 所述運(yùn)轉(zhuǎn)方法包括在上述溫度檢測器檢測到比第1溫度低的溫度時(shí)，使上述第2循環(huán)器動作，以使上述溫度檢測器所檢測的溫度成為上述第1溫度以上的溫度，上述第1溫度是能殺菌的溫度；在上述溫度檢測器檢測到第2溫度以上的溫度時(shí)，禁止上述第2循環(huán)器的動作，上述第 2溫度是比上述第1溫度高且比上述水凈化裝置發(fā)生熱劣化的溫度低的溫度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燃料電池系統(tǒng)及燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)具有燃料電池(101)，該燃料電池系統(tǒng)包括介質(zhì)循環(huán)路徑(71)、熱介質(zhì)箱(102)、第1循環(huán)器(105)、回收水箱(104)、水循環(huán)路徑(72)、第2循環(huán)器(108)、水凈化裝置(109)、溫度檢測器(111)和控制器(110)，熱介質(zhì)循環(huán)路徑(71)和水循環(huán)路徑(72)能夠使熱介質(zhì)與水進(jìn)行熱交換，在溫度檢測器(111)檢測到比能殺菌的第1溫度低的溫度時(shí)，控制器(110)執(zhí)行使第2循環(huán)器(108)動作的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，以使溫度檢測器(111)檢測到的溫度成為第1溫度以上的溫度，在溫度檢測器(111)檢測到第2溫度以上的溫度時(shí)，控制器(110)禁止第2循環(huán)器(108)的動作，上述第2溫度是比水凈化裝置(109)發(fā)生熱劣化的溫度低的溫度。
文檔編號H01M8/06GK102484273SQ20118000315
公開日2012年5月30日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月4日
發(fā)明者菅宏明, 麻植淳 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社