燃料电池系统技术方案

技术编号:10564400 阅读:109 留言:0更新日期:2014-10-22 16:26
燃料电池系统,抑制排放气体从燃料电池模块内向燃料电池系统外的泄漏。构成SOFC系统的简易气密箱体(4)收纳燃料电池模块(1)、排放气体处理部(2)以及热交换器(3)。SOFC封装体(7)收纳简易气密箱体(4),在简易气密箱体(4)的周围分隔形成辅机室(8)。在简易气密箱体(4)中设置有吸气孔(41)。配置在简易气密箱体(4)内的鼓风机(17a)经由阴极用空气的供应通路(17)抽吸简易气密箱体(4)内的空气后供应到燃料电池模块(1)内的燃料电池单元的空气极。鼓风机(17a)抽吸简易气密箱体(4)内的空气,由此使简易气密箱体(4)的内部与简易气密箱体(4)的周围(辅机室(8))相比维持低压的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】燃料电池系统,抑制排放气体从燃料电池模块内向燃料电池系统外的泄漏。构成SOFC系统的简易气密箱体(4)收纳燃料电池模块(1)、排放气体处理部(2)以及热交换器(3)。SOFC封装体(7)收纳简易气密箱体(4),在简易气密箱体(4)的周围分隔形成辅机室(8)。在简易气密箱体(4)中设置有吸气孔(41)。配置在简易气密箱体(4)内的鼓风机(17a)经由阴极用空气的供应通路(17)抽吸简易气密箱体(4)内的空气后供应到燃料电池模块(1)内的燃料电池单元的空气极。鼓风机(17a)抽吸简易气密箱体(4)内的空气,由此使简易气密箱体(4)的内部与简易气密箱体(4)的周围(辅机室(8))相比维持低压的状态。【专利说明】燃料电池系统
本专利技术涉及燃料电池系统。
技术介绍
燃料电池系统作为能量利用效率高的发电系统正在被踊跃开发。其中,固体氧化 物燃料电池系统(以下,称为"S0FC系统")由于其高发电效率而作为低C0 2排放量的下一 代定置用电源受到关注。 该系统一般包含燃料电池和壳体而构成,该燃料电池使含氢燃料和空气发生反应 进行发电,该壳体包围该燃料电池,在其内部使剩余的含氢燃料燃烧,将燃料电池维持为高 温状态。它们是系统的主要部分,将它们统称为燃料电池模块。 由于壳体内的燃烧,会生成高温的排放气体。 以往,在燃料电池模块中,作为关于与贯通其壳体的配管/配线类的连接部(接合 部)的处理,使用具有耐高温性和气密性的密封垫(例如,由膨胀石墨制成的密封垫),由燃 料电池模块自身确保了气密性。通过这样确保气密性,能抑制系统运转时排放气体从壳体 的内部向外部的泄漏。 另外,在将部件类组装到壳体内后将壳体的最外侧盖密闭的工序中,使用上述的 由膨胀石墨制成的密封垫或者将该盖焊接而确保了气密性。通过这样确保气密性,能抑制 系统运转时排放气体从壳体的内部向外部的泄漏。 作为与这种排放气体泄漏的抑制相关的技术,能够举出专利文献1、2所述的技 术。 专利文献1记载了使用由石墨制成且具有耐热性的密封垫进行盖(金属板)的密 闭。 专利文献2记载了燃料电池系统具备排放气体用的抽吸装置,该抽吸装置抽吸壳 体内的排放气体而将其引导到热交换器。 现有抟术f献 专利f献 专利文献1 :特开2008-84590号公报 专利文献2 :特开2008-311005号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问是页 然而,在通过实施如上所述的焊接处理确保燃料电池模块的气密性的情况下,在 制造燃料电池模块时需要进行每个焊接部位的气密检查。在该检查中,当焊接部位较多时, 检查部位也变多,因此,检查有可能费时,而且有可能招致制造成本的上升。 另外,在如上所述使用由膨胀石墨制成的密封垫确保燃料电池模块的气密性的情 况下,由于由膨胀石墨制成的密封垫比较昂贵,制造成本会上升。 另外,专利文献2所述的抽吸装置有可能会大量抽吸排放气体中所包含的水蒸 气,因此,该水蒸气有可能对抽吸装置的机械寿命产生不利影响。若作为其对策而设置例如 用于减少水蒸气的新的装置,则会招致制造成本的上升、燃料电池系统的过度大型化。 鉴于这种实际情况,本专利技术的目的在于,既抑制制造成本的上升和燃料电池系统 的过度大型化,又抑制排放气体从燃料电池模块内向系统外的泄漏。 用于解决问题的方案 因此,本专利技术的燃料电池系统包含燃料电池模块、第1箱体以及抽吸装置而构成, 该燃料电池模块包含:燃料电池,其使含氢燃料与空气发生反应而进行发电;以及壳体,其 包围该燃料电池,在其内部使燃料电池中剩余的含氢燃料燃烧而将燃料电池维持为高温状 态,该第1箱体收纳该燃料电池模块,该抽吸装置抽吸该第1箱体内的空气而将第1箱体内 维持为负压状态。 专利技术效果 根据本专利技术,抽吸装置抽吸第1箱体内的空气而将第1箱体内维持为负压状态。 由此,第1箱体的内部与第1箱体的周围相比维持低压的状态,因此,即使在从燃料电池模 块向第1箱体内泄漏了少量的排放气体的情况下,也能够抑制该少量的排放气体流出到第 1箱体外这一情况。另外,在燃料电池模块的外表面与第1箱体的内表面之间形成有空气 层,因此,第1箱体的表面温度与燃料电池模块的外表面温度相比为低温。因此,在贯通第 1箱体的配管/配线类的接合处理中,能够取代上述的由膨胀石墨制成的密封垫,而使用比 该密封垫便宜且耐热性低的构件(例如,由橡胶制成的密封圈)。 另外,根据本专利技术,抽吸装置抽吸第1箱体内的空气。由此,抽吸装置主要抽吸第 1箱体内的比较干燥的空气,因此,能够得到比较良好的机械寿命。 因此,根据本专利技术,能够在上述的接合处理中使用比较便宜的构件,另外,能够得 到抽吸装置的比较良好的机械寿命,因此,即能够抑制制造成本,又能够抑制排放气体从燃 料电池模块内向系统外的泄漏。 另外,根据本专利技术,抽吸装置主要抽吸第1箱体内的比较干燥的空气,因此,不需 要作为抽吸装置的寿命对策而设置如上所述的用于减少水蒸气的新的装置。而且,能够抑 制燃料电池系统的过度大型化。 【专利附图】【附图说明】 图1是示出本专利技术的第1实施方式中的S0FC系统的概略构成的图。 图2是示出燃料电池模块的概略构成的图。 图3是示出第1箱体内的负压状态的判定方法的流程图。 图4是系统的运转停止控制的流程图。 图5是示出本专利技术的第2实施方式中的S0FC系统的概略构成的图。 图6是示出本专利技术的第3实施方式中的S0FC系统的概略构成的图。 图7是示出本专利技术的第4实施方式中的S0FC系统的概略构成的图。 图8是示出本专利技术的第5实施方式中的S0FC系统的概略构成的图。 图9是示出本专利技术的第6实施方式中的S0FC系统的概略构成的图。 【具体实施方式】 以下,基于【专利附图】【附图说明】本专利技术的实施的方式。 图1示出本专利技术的第1实施方式中的S0FC系统的概略构成。图2示出燃料电池 模块的概略构成。 S0FC系统包含构成其主要部分(发电部)的燃料电池模块1、排放气体处理部2、 热交换器3、简易气密箱体4、功率调节器(以下,称为"PCS")5、控制单元6以及S0FC封装 体7而构成。在排放气体处理部2中,由燃料电池模块1排出的排放气体被净化。在热交 换器3中,将由排放气体处理部2净化后的排放气体的热回收而得到温水。简易气密箱体4 收纳燃料电池模块1、排放气体处理部2以及热交换器3。在此,简易气密箱体4对应于本 专利技术的第1箱体。在PCS5中,提取燃料电池模块1的发电电力。S0FC封装体7收纳简易气 密箱体4、PCS5以及控制单元6。在此,S0FC封装体7对应于本专利技术的第2箱体。另外,将 由S0FC封装体7的内表面与简易气密箱体4的外表面分隔形成的室称为辅机室8。因此, 在辅机室8内配置有PCS5和控制单元6。 简易气密箱体4为箱状,由金属形成。 在简易气密箱体4中形成有将其内部与外部连通的2个连通孔(吸气孔41和排 气孔42)。在此,吸气孔41对应于本专利技术中的简易气密箱体4的吸气部。吸气孔41具有将 简易气密箱体4外的空气引导到简易气密箱体4内的功能。 S0FC封装体7为本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种燃料电池系统,其特征在于,包含燃料电池模块、第1箱体以及抽吸装置而构成,该燃料电池模块包含:燃料电池,其使含氢燃料与空气发生反应而进行发电;以及壳体,其包围该燃料电池,在其内部使上述燃料电池中剩余的含氢燃料燃烧而将上述燃料电池维持为高温状态,该第1箱体收纳该燃料电池模块,该抽吸装置抽吸该第1箱体内的空气而将上述第1箱体内维持为负压状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:山本晓水野康
申请(专利权)人:吉坤日矿日石能源株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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