燃料电池系统技术方案

提供一种燃料电池系统，其具有包括燃料电池和改性装置的燃料电池模块，其中，该燃料电池系统具备壳体和绝热分隔壁，该壳体设置有：高温室，其配置有燃料电池模块；和低温室，其配置有向燃料电池模块供给燃料和氧化剂的气体供给系统，该绝热分隔壁以划定高温室和低温室的方式划分壳体的截面，并且，形成有容许由气体供给系统进行的向燃料电池模块供给燃料和氧化剂的供给路径。

Fuel cell system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池系统
本专利技术涉及一种燃料电池系统。
技术介绍
在具备固体氧化物型燃料电池(SOFC：SolidOxideFuelCell)、熔融碳酸盐型燃料电池等以相对高温进行动作的燃料电池的燃料电池系统中，为了抑制向外部的散热，将包括燃料电池和用于燃料电池的运转的改性装置等周边装置的燃料电池模块收容于绝热材料。例如，在WO2012-128368中提出了在绝热材料中收容有包括燃料电池和改性装置的燃料电池模块的燃料电池系统的一个例子。而且，在该燃料电池系统中，出于进一步抑制向外部的散热的观点考虑，设置有包围上述绝热材料的气密性的壳体。并且，在壳体的为了使通向燃料电池模块的配管和配线通过而设置的孔，设置有密封材料，抑制了从该孔向外部的散热。
技术实现思路
在WO2012-128368的燃料电池系统中，利用气密性的壳体包围绝热材料的周围整体，因此，未被绝热材料完全阻断而漏出的热滞留于该绝热材料与壳体之间的气密空间。因而，为了保护配置于该气密空间的配管等热保护零部件免受热害，另外设置有对该气密空间进行换气的鼓风机等换气装置。因此，存在系统构成变得复杂、导致成本上升这样的问题。本专利技术是鉴于这样的状况而做成的，其目的在于提供一种能抑制成本上升、同时相对于由绝热材料内的燃料电池模块产生的热而保护热保护零部件的燃料电池系统。根据本专利技术的某形态，提供一种具有包括燃料电池和改性装置的燃料电池模块的燃料电池系统。该燃料电池系统具有壳体，该壳体设置有：高温室，其配置有燃料电池模块；和低温室，其配置有向燃料电池模块供给燃料和氧化剂的气体供给系统。而且，燃料电池系统具备绝热分隔壁，该绝热分隔壁以划定高温室和低温室的方式划分壳体的截面，并且，形成有容许由气体供给系统进行的向燃料电池模块供给燃料和氧化剂的供给路径。附图说明图1是说明第1实施方式的燃料电池系统的结构的图。图2A是示意性地表示相对于高温室和低温室流入流出的热的图。图2B是说明低温室的设计方法的一个例子的图。图3是说明第2实施方式的燃料电池系统的结构的图。图4是说明第3实施方式的燃料电池系统的结构的图。图5是说明第3实施方式的变形例的燃料电池系统的结构的图。图6是说明第4实施方式的燃料电池系统的结构的图。图7是说明燃料电池系统的进一步的变形形态的图。图8是说明燃料电池系统的进一步的变形形态的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。(第1实施方式)图1表示本专利技术的第1实施方式的燃料电池系统S的结构。本实施方式的燃料电池系统S搭载于例如车辆等。如图示那样，燃料电池系统S具备构成燃料电池模块1的作为燃料电池的燃料电池堆10和改性装置12。燃料电池堆10是层叠多个燃料电池或燃料电池的单位单元而构成的。在本实施方式中，作为发电源的燃料电池的各单位单元是固体氧化物型燃料电池(SOFC：SolidOxideFuelCell)。即，燃料电池堆10以例如600℃～800℃的优选的工作温度接受燃料和氧化剂(空气)的供给而进行发电。改性装置12利用改性用催化剂将从未图示的燃料箱等燃料储存部供给的改性前的燃料改性成恰当的状态的燃料气体，以便用于燃料电池堆10的发电。由改性装置12改性后的燃料如上述那样经由改性燃料供给通路14向燃料电池堆10供给。并且，本实施方式的燃料电池系统S具备壳体16，该壳体16具有高温室H和低温室L。壳体16形成为大致矩形形状，形成该矩形形状的各壁部由水密性的材质构成。具体而言，壳体16由例如不锈钢或类似于不锈钢的具有水密性和导热系数的所期望的金属材料形成。另外，在本实施方式的燃料电池系统S中，壳体16配置于处于与外部空气相同程度的温度环境下的常温区域。并且，在壳体16以划定高温室H和低温室L的方式设置有划分该壳体16的截面的绝热分隔壁18。此外，绝热分隔壁18根据所要求的绝热性能由例如二氧化硅系陶瓷等绝热材料构成。尤其是，本实施方式的绝热分隔壁18由具有比构成壳体16的材料的导热系数低的导热系数的材料构成。更详细而言，高温室H构成为壳体16内的由绝热分隔壁18和作为包围燃料电池模块1的壁部的高温室壁部16a划定的空间。另外，低温室L构成为壳体16内的利用绝热分隔壁18相对于高温室壁部16a分隔开的空间。即，低温室L构成为由绝热分隔壁18和构成壳体16的低温室壁部16b划定的空间。并且，本实施方式的绝热分隔壁18构成为，成为比构成壳体16的高温室壁部16a和低温室壁部16b的热传递性能低的热传递性能。更详细而言，绝热分隔壁18通过适当调节厚度、传热面的面积、以及构成材料(导热系数)，构成为比高温室壁部16a和低温室壁部16b的热传递性能低的所期望的热传递性能。此外，随后论述考虑到热传递性能的壳体16和绝热分隔壁18的设计方法的详细情况。另外，在低温室L配置有向燃料电池堆10和改性装置12供给燃料气体(乙醇蒸气、或甲烷等碳化氢系气体、或这些碳化氢系气体与氢气的混合气体)和作为氧化剂的空气的气体供给系统20。本实施方式的气体供给系统20具有：作为氧化剂配管的空气配管22，其用于向燃料电池堆10供给来自未图示的空气供给源的空气；空气流量调整阀24，其设置到空气配管22；燃料配管26，其用于向改性装置12供给来自未图示的燃料供给源的燃料气体；燃料流量调整阀30，其设置到燃料配管26；以及排气管31，其将来自燃料电池堆10的排气(废气)排出。空气配管22以从壳体16的外部穿过设置到低温室壁部16b的第1空气管路通过孔40和设置到绝热分隔壁18的第2空气管路通过孔42而连结上述空气供给源和燃料电池堆10的阴极入口的方式伸长。并且，设置到空气配管22的空气流量调整阀24对从上述空气供给部件经由空气配管22向燃料电池堆10供给的空气的流量进行调节。另一方面，燃料配管26以从壳体16的外部穿过设置到低温室壁部16b的第1燃料管路通过孔44和设置到绝热分隔壁18的第2燃料管路通过孔46而连结上述燃料供给源和改性装置12的方式伸长。并且，设置到燃料配管26的燃料流量调整阀30对从未图示的燃料箱等燃料供给部件或蒸发器经由燃料配管26向改性装置12供给的燃料的流量进行调节。而且，排气管31是将来自燃料电池堆10的排气向未图示的排气燃烧器或外部空气排出的管路。更详细而言，排气管31贯通设置到壳体16的低温室壁部16b的第1排气管路通过孔48和设置到绝热分隔壁18的第2排气管路通过孔50而连接燃料电池堆10和上述排气燃烧器等。另外，在本实施方式中，在贯穿有空气配管22的状态的第1空气管路通过孔40、贯穿有燃料配管26的状态的第1燃料管路通过孔44、以及贯穿有排气管31的状态的第1排气管路通过孔48分别设置有水密性密封材料60、62、64。水密性密封材料60、62、64由比较廉价的通用的密封材料构成。作为通用的密封材料，例如是车辆用的唇密封件、压缩密封件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池系统，其是具有包括燃料电池的燃料电池模块的燃料电池系统，其中，/n该燃料电池系统具备壳体和绝热分隔壁，/n所述壳体具有：高温室，其配置有所述燃料电池模块；和低温室，其配置有向所述燃料电池模块供给燃料和氧化剂的气体供给系统，/n所述绝热分隔壁以划定所述高温室和所述低温室的方式划分所述壳体的截面，并且，形成有容许由所述气体供给系统进行的向所述燃料电池模块供给燃料和氧化剂的供给路径。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池系统，其是具有包括燃料电池的燃料电池模块的燃料电池系统，其中，
该燃料电池系统具备壳体和绝热分隔壁，
所述壳体具有：高温室，其配置有所述燃料电池模块；和低温室，其配置有向所述燃料电池模块供给燃料和氧化剂的气体供给系统，
所述绝热分隔壁以划定所述高温室和所述低温室的方式划分所述壳体的截面，并且，形成有容许由所述气体供给系统进行的向所述燃料电池模块供给燃料和氧化剂的供给路径。


2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，
所述壳体具有水密构造。


3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，
所述气体供给系统具有：燃料配管，其从所述壳体的外部经由所述低温室和所述供给路径向所述燃料电池模块供给燃料；和氧化剂配管，其从所述壳体的外部经由所述低温室和所述供给路径向所述燃料电池模块供给氧化剂，
在所述壳体的低温室壁部形成有供所述燃料配管贯穿的燃料配管通过孔和供所述氧化剂配管贯穿的氧化剂配管通过孔，
在所述燃料配管通过孔和所述氧化剂配管通过孔设置有水密性密封材料。


4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，
所述水密性密封材料由通用的密封材料构成。


5.根据权利要求3或4所述的燃料电池系统，其中，
在所述壳体的外部配置有向所述燃料配管送出燃料的燃料供给装置以及向所述氧化剂配管送出氧化剂的氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：篠原幹弥，柳泽政成，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP