燃料电池系统及其冷却方法技术方案

根据一个实施方式，燃料电池系统具备：燃料电池组，在被供给含有氢的燃料气体和氧化剂气体时发电；散热装置，对伴随燃料电池组的发电而产生的热进行冷却；箱，回收生成水，该生成水从伴随燃料电池组的发电而被排出的水蒸气生成；以及洒水装置，将从箱供给的生成水向散热装置洒水。热装置洒水。热装置洒水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池系统及其冷却方法


[0001]本专利技术的实施方式涉及燃料电池系统及其冷却方法。

技术介绍

[0002]在将含氢的燃料气体及氧化剂气体供给至燃料电池组(stack)而进行发电的燃料电池系统中，一般设置有对伴随发电而产生的热进行冷却的散热器等散热装置。当对该散热装置洒水自来水时，不仅能够利用空气的显热，还能够利用水的蒸发潜热，因此能够得到更大的冷却效果。由此，能够使冷却装置小型化。
[0003]但是，如果将自来水向散热装置洒水，则担心散热装置的传热性能由于自来水中含有的硬度成分的析出而降低。因此，需要另外的过滤器、水处理树脂等净水设备，系统整体有可能大型化。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2003-115320号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的技术问题
[0008]本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种能够抑制系统整体的大型化并使散热装置小型化的燃料电池系统及其冷却方法。
[0009]解决技术问题的手段
[0010]根据一个实施方式，燃料电池系统具备：燃料电池组，在被供给含有氢的燃料气体和氧化剂气体时发电；散热装置，对伴随燃料电池组的发电而产生的热进行冷却；箱，回收生成水，该生成水从伴随燃料电池组的发电而被排出的水蒸气生成；以及洒水装置，将从箱供给的生成水向散热装置洒水。
[0011]专利技术效果
[0012]根据本实施方式，能够抑制系统整体的大型化的同时使散热装置小型化。
附图说明
[0013]图1是表示第一实施方式的燃料电池系统的结构的框图。
[0014]图2是表示第二实施方式的燃料电池系统的结构的框图。
[0015]图3是表示第三实施方式的燃料电池系统的结构的框图。
[0016]图4是表示第四实施方式的燃料电池系统的主要部分的结构的框图。
[0017]图5是表示第五实施方式的燃料电池系统的主要部分的结构的框图。
[0018]图6是表示第六实施方式的燃料电池系统的主要部分的结构的框图。
[0019]图7是表示第七实施方式的燃料电池系统的主要部分的结构的框图。
[0020]图8是表示第八实施方式的燃料电池系统的主要部分的结构的框图。
[0021]图9是表示第九实施方式的燃料电池系统的主要部分的结构的框图。
具体实施方式
[0022]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。本实施方式并不限定本专利技术。
[0023](第一实施方式)
[0024]图1是表示第一实施方式的燃料电池系统的结构的框图。如图1所示，本实施方式的燃料电池系统1具备燃料电池组10、冷凝热交换器20、冷却水箱30、散热器40、泵50以及喷雾器60。
[0025]向燃料电池组10供给包含氢的燃料气体101以及包含空气的氧化剂气体102。当被供给这些气体时，燃料电池组10发电。伴随燃料电池组10的发电，产生热，另外排出氧化剂废气103。
[0026]冷凝热交换器20将从燃料电池组10排出的氧化剂废气103冷凝。其结果，氧化剂废气103中包含的水蒸气被冷凝，生成冷凝生成水104。
[0027]冷却水箱30贮存冷凝生成水104和冷却水105。冷却水箱30的上端部开口，以回收由冷凝热交换器20生成的冷凝生成水104。另外，冷却水105对伴随燃料电池组10的发电而产生的热进行冷却，在燃料电池组10与冷却水箱30之间循环。
[0028]散热器40是对伴随燃料电池组10的发电而产生的热进行冷却的散热装置的一例。散热器40在冷却水105的循环通路中设置于冷却水箱30的上游侧。因此，通过燃料电池组10的发热而被加温后的冷却水105被散热器40冷却。被冷却后的冷却水105返回到冷却水箱30。之后，冷却水105通过未图示的泵再次向燃料电池组10供给。在本实施方式中，冷却水箱30、散热器40及冷却水105构成冷却系统。
[0029]泵50设置于冷却水箱30与喷雾器60之间。泵50对贮存于冷却水箱30的冷凝生成水104、更严格来说是冷凝生成水104和冷却水105的混合水进行加压并向喷雾器60供给。
[0030]喷雾器60是将从冷却水箱30供给的冷凝生成水104向散热器40洒水的洒水装置的一例。在本实施方式中，喷雾器60将由泵50加压后的冷凝生成水104向散热器40喷雾。
[0031]在上述燃料电池系统1中，当燃料电池组10通过燃料气体101和氧化剂气体102的供给而发电时，排出氧化剂废气103。氧化剂废气103被冷凝热交换器20冷凝。其结果，氧化剂废气103中包含的水蒸气被冷凝而生成冷凝生成水104。冷凝生成水104被回收到冷却水箱30。之后，冷凝生成水104通过泵50从冷却水箱30以加压状态向喷雾器60供给，并向散热器40喷雾。
[0032]根据以上说明的本实施方式，冷凝生成水104用于散热器40的水冷或潜热冷却。冷凝生成水104与自来水相比杂质少。因此，不需要过滤器、水处理树脂等净水设备。因此，能够抑制系统整体的大型化的同时使散热器40小型化。
[0033](第二实施方式)
[0034]图2是表示第二实施方式的燃料电池系统的结构的框图。对与上述的第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记，并省略详细的说明。
[0035]在本实施方式的燃料电池系统2中，如图2所示，冷却系统为密闭系统。即，冷却水105在燃料电池组10与散热器40之间循环。另外，在燃料电池系统2中，生成水箱31与冷却水105的循环通路独立地设置。因此，在生成水箱31中仅贮存有冷凝生成水104。
[0036]在上述燃料电池系统2中，伴随燃料电池组10的发电而排出的氧化剂废气103与第一实施方式同样地被冷凝热交换器20冷凝，生成冷凝生成水104。冷凝生成水104被回收到生成水箱31。之后，与第一实施方式同样地，冷凝生成水104通过泵50从生成水箱31以加压状态向喷雾器60供给，并向散热器40喷雾。
[0037]根据以上说明的本实施方式，与第一实施方式同样地，由于冷凝生成水104被用于散热器40的冷却，因此不需要净水设备，其结果，能够抑制系统整体的大型化的同时使散热器40小型化。特别是，在本实施方式中，未与冷却水105混合的纯粹的冷凝生成水104向散热器40喷雾，因此能够用杂质更少的水将散热器40冷却。
[0038](第三实施方式)
[0039]图3是表示第二实施方式的燃料电池系统的结构的框图。对与上述的第一实施方式相同的结构要素标注相同的附图标记，并省略详细的说明。
[0040]在本实施方式的燃料电池系统3中，在冷却水105的循环通路中的冷却水箱30的上游侧设置有热交换器70。另外，散热器40与冷却水105的循环通路独立地设置。热交换器70和散热器40经由二次循环制冷剂106进行热交换。二次循环制冷剂106例如是水等液体。在本实施方式中，热交换器70、冷却水箱30以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种燃料电池系统，具备：燃料电池组，在被供给含有氢的燃料气体和氧化剂气体时发电；散热装置，对伴随所述燃料电池组的发电而产生的热进行冷却；箱，回收生成水，该生成水从伴随燃料电池组的发电而被排出的水蒸气生成；以及洒水装置，将从所述箱供给的所述生成水向所述散热装置洒水。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其中，还具备：泵，设置于所述箱与所述洒水装置之间；以及，控制装置，基于所述散热装置的运转状态，控制所述泵的动作。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其中，还具备：温度传感器，检测所述散热装置的设置场所的外部气体温度，所述控制装置基于所述散热装置的运转状态以及所述温度传感器的检测结果，控制所述泵的动作。4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池系统，其中，还具备：冷凝热交换器，使所述水蒸气冷凝而生成所述生成水。5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃料电池系统，其中，所述箱设置于对所述燃料电池组进行冷却的冷却水的循环通路，贮存所述冷却水以及所述生成水...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下恭平，
申请(专利权)人：东芝能源系统株式会社，
类型：发明
国别省市：