燃料电池系统技术方案

使针对燃料电池盒的燃料的流量均匀化。一种燃料电池系统(100)，使用了燃料电池堆，所述燃料电池堆是将通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的固体氧化物型燃料电池单体串联连接而得到的，所述燃料电池系统(100)具备：燃料电池盒(3a、3b)，其经由集管向多个燃料电池堆分别供给燃料气体和所述氧化剂气体，另一方面经由集管分别排出燃料废气和氧化剂废气；燃料气体供给管路(40)，其用于向燃料电池盒供给燃料气体；燃料废气排出管路(41)，其用于从多个燃料电池盒排出燃料废气；以及调整构件(AD10、AD20)，其设置于燃料气体供给管路和燃料废气排出管路中的至少一方，用于调整燃料气体或燃料废气的流量。在调整构件的至少一处具有挠性配管。的至少一处具有挠性配管。的至少一处具有挠性配管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及一种燃料电池系统。

技术介绍

[0002]近年来，固体氧化物型燃料电池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)的开发不断推进。SOFC是如下一种发电机构：在空气极生成的氧化物离子透过电解质向燃料极移动，在燃料极氧化物离子与氢或一氧化碳反应，由此产生电能。SOFC在目前已知的燃料电池的形态中具有发电的动作温度最高(例如900℃～1000℃)且发电效率最高的特性。
[0003]以往，在具备多个固体氧化物型燃料电池筒状电池单体(SOFC筒状单体)的固体氧化物型燃料电池堆(SOFC堆)中，为了限制向各个SOFC筒状单体内导入的燃料的流量，提出了一种在燃料的导入口设置节流孔的固体氧化物型燃料电池系统(例如，参照专利文献1)。根据该燃料电池系统，能够抑制由针对各SOFC堆的燃料供给的不均匀引起的发电的偏差。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2015
‑
185303号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]另外，近年来，使用了SOFC的发电方式作为面向CO2削减的发电方式之一而受到期待，要求SOFC的发电输出的大容量化。例如，为了实现SOFC的发电输出的大容量化，考虑将串联连接多个固体氧化物型燃料电池单体(SOFC单体)而得到的SOFC堆捆扎多个来构成燃料电池盒(SOFC盒)，采用具备多个该SOFC盒的燃料电池模块。在这样的燃料电池盒中，在多个SOFC堆中具有用于供给燃料的燃料供给集管、用于从SOFC堆排出燃料的燃料排出集管、用于供给氧化剂气体的氧化剂气体供给集管以及用于从SOFC堆排出氧化剂气体的氧化剂气体排出集管。
[0009]在燃料电池模块中具备多个SOFC盒的情况下，在防止SOFC堆(以及构成SOFC堆的SOFC单体)的劣化方面，使针对各个SOFC盒的燃料的流量均匀化(均等配流)是重要的。在这样的燃料电池模块中应用专利文献1的SOFC堆的情况下，只能利用节流孔对每个SOFC堆调整燃料流量，难以使对各SOFC盒供给的燃料的流量均匀化(均等配流)。
[0010]本专利技术是鉴于该实际情况而完成的，其目的之一在于提供一种能够使针对多个燃料电池盒的燃料的流量均匀化的燃料电池系统。
[0011]用于解决问题的方案
[0012]本专利技术的一个方式的燃料电池系统使用了燃料电池堆，所述燃料电池堆是将通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池单体串联连接而得到的，所述燃料电池系统的特征在于，具备：燃料电池盒，其经由集管向多个所述燃料电池堆分别供给所述燃料气体和所述氧化剂气体，另一方面经由集管分别排出燃料废气和氧化剂废气；燃料
气体供给管路，其用于向多个所述燃料电池盒供给燃料气体；燃料废气排出管路，其用于从多个所述燃料电池盒排出燃料废气；以及第一调整构件，其设置于所述燃料气体供给管路和所述燃料废气排出管路中的至少一方，用于调整所述燃料气体或所述燃料废气的流量，其中，在所述第一调整构件的至少一处具有挠性配管。
[0013]专利技术的效果
[0014]根据本专利技术，能够使针对燃料电池盒的燃料的流量均匀化。
附图说明
[0015]图1是表示本实施方式所涉及的燃料电池系统所具有的燃料电池模块的一例的立体图。
[0016]图2是表示本实施方式所涉及的燃料电池系统所具有的燃料电池模块的一例的俯视剖面图。
[0017]图3是表示第一实施方式所涉及的燃料电池系统的结构的框图。
[0018]图4是表示第二实施方式所涉及的燃料电池系统的结构的框图。
[0019]图5是表示第三实施方式所涉及的燃料电池系统的结构的框图。
[0020]图6是用于说明第三实施方式所涉及的燃料电池系统中的流量调整阀的控制方法的流程图
具体实施方式
[0021]以下，说明本实施方式所涉及的燃料电池系统所具有的燃料电池模块。图1是表示本实施方式所涉及的燃料电池系统所具有的燃料电池模块的一例的立体图。图2是表示本实施方式所涉及的燃料电池系统所具有的燃料电池模块的一例的俯视剖面图。在图2中，为了便于说明，省略后述的集管30，示出了后述的燃料气体配管4的入口配管40和氧化剂气体配管5的入口配管50。此外，以下所示的燃料电池模块只不过是一例，而本专利技术并不限定于此，能够进行适当变更。
[0022]如图1和图2所示，本实施方式所涉及的燃料电池模块1是在气密容器2的内部配置燃料电池盒3而构成的。气密容器2以覆盖燃料电池盒3的方式形成为有底圆筒状。具体地说，气密容器2具备圆形的底壁部(未图示)、从底壁部的外周缘向上方立起的圆筒形状的侧壁部21以及覆盖侧壁部21的上方开口的圆形的上壁部22。气密容器2例如由不锈钢等金属材料形成。
[0023]燃料电池盒3是将多个燃料电池堆(未图示)并列地设置(并列设置)而构成的，整体上具有长方体形状。燃料电池堆是将固体氧化物型燃料电池单体(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)串联连接而构成的，例如形成为在图1的Z方向即上下方向上长的中空圆筒形状。多个燃料电池堆例如在图1的X方向和Y方向上以规定的间距并列地配置。各固体氧化物型燃料电池单体具有用空气极和燃料极夹着电解质层而得到的基本结构。SOFC具有如下的发电机构：在空气极生成的氧化物离子透过电解质向燃料极移动，在燃料极氧化物离子与氢或一氧化碳反应，由此产生电能。
[0024]在本实施方式中，单个的燃料电池盒3由具有俯视时在X方向上长的矩形形状的长方体构成。另外，燃料电池盒3在气密容器2内沿作为短边方向的Y方向并列地配置有两个。
在燃料电池盒3的上下端部设置有用于与后述的燃料气体配管4连接的第一集管30以及用于与氧化剂气体配管5连接的第二集管31。第一集管30、第二集管31具有大致长方体形状。燃料电池盒3经由第一集管30、第二集管31向燃料电池堆供给燃料气体和氧化剂气体，另一方面，经由第一集管30、第二集管31从燃料电池堆排出燃料废气和氧化剂废气。此外，燃料电池堆、燃料电池盒3的结构和布局不限定于此，能够适当变更。
[0025]另外，燃料电池模块1具备形成流路的配管，该流路用于将燃料气体或氧化剂气体作为供给气体来供给到燃料电池盒3。具体地说，配管具有形成燃料气体的流路的燃料气体配管4和形成氧化剂气体的流路的氧化剂气体配管5。作为燃料气体，例如使用城市燃气，作为氧化剂气体，例如使用空气。此外，氧化剂气体也可以在空气中混合其它气体。另外，燃料气体也可以被称为阳极气体，氧化剂气体也可以被称为阴极气体。
[0026]燃料气体配管4由入口配管40和出口配管41构成。入口配管40配置在侧壁部21的侧面上端侧，从气密容器2的外部连通到内部。在入口配管40的上游侧连接有未图示的燃料气体供给源。另外，入口配管40如图2所示那样在气密容器2的内侧按多个燃料电池盒3中的每一个进行分支。具体地说，入口本文档来自技高网...

【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，使用了燃料电池堆，所述燃料电池堆是将通过燃料气体与氧化剂气体的电化学反应进行发电的燃料电池单体串联连接而得到的，所述燃料电池系统的特征在于，具备：燃料电池盒，其经由集管向多个所述燃料电池堆分别供给所述燃料气体和所述氧化剂气体，另一方面经由集管分别排出燃料废气和氧化剂废气；燃料气体供给管路，其用于向多个所述燃料电池盒供给燃料气体；燃料废气排出管路，其用于从多个所述燃料电池盒排出燃料废气；以及第一调整构件，其设置于所述燃料气体供给管路和所述燃料废气排出管路中的至少一方，用于调整所述燃料气体或所述燃料废气的流量，其中，在所述第一调整构件的至少一处具有挠性配管。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，具备：氧化剂气体供给管路，其用于向所述燃料电池盒供给氧化剂气体；氧化剂气体排出管路，其用于从所述燃料电池盒排出氧化剂废气；以及第二调整构件，其设置于所述氧化剂气体供给管路和所述氧化剂气体排出管路中的至少一方，用于调整所述氧化剂气体或所述氧化剂废气的流量，其中，在所述第二调整构件的至少一处具有挠性配管。3.根据权利要求1或2所述的燃料电池系统，其特征在于，在所述第一调整构...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥邦幸，加藤太一郎，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：