燃料电池系统技术方案

本发明专利技术的燃料电池系统具备：燃料电池，其接受燃料气体和氧化剂气体的供给来进行发电；燃料罐，其储存成为燃料气体的液体燃料；氧化剂气体供给源，其供给氧化剂气体；以及供排机构，其与燃料罐及氧化剂气体供给源连接，对燃料电池供给燃料气体和氧化剂气体，并且从燃料电池排出燃料气体和氧化剂气体。而且，具备：收集器，其收集在燃料罐内气化后的气化燃料；导入路，其与燃料罐及收集器连接，将气化燃料导向收集器；排出路，其将被收集到收集器中的气化燃料排出到供排机构；以及供给路及吹扫用气体供给部，其与收集器连接，向收集器供给用于将收集器收集到的气化燃料压出到排出路中的吹扫用气体。吹扫用气体。吹扫用气体。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统
[0001]本申请是申请日为2016年9月15日、申请号为201680089352.6、专利技术名称为燃料电池系统的申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种燃料电池系统。

技术介绍

[0003]从高效、长期的稳定性等观点出发，期待固体氧化物型燃料电池(SOFC、Solid Oxide Fuel Cell)作为应该搭载于车辆的燃料电池。尤其能够使用液体燃料作为燃料电池的燃料，相比于在箱中贮存燃料气体的情况，能够安全地进行管理。由于液体燃料具有挥发性，因此在贮存有液体燃料的燃料罐内，有时该液体燃料的一部分气化，但从大气污染的观点出发，将该气化成分排放到大气中并不理想。
[0004]为了解决这样的问题，日本特开2000
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192863号公报公开了如下一种技术：使在燃料罐内气化后的气化燃料吸附到吸附罐中，通过泵对吸附罐进行吸引并且向吸附罐导入吹扫用气体，使吸附的燃料解吸并且与吹扫用气体(吹扫气体)一同供给到重整器中，在重整器中与燃烧用燃料一同被重整。

技术实现思路

[0005]专利技术要解决的问题
[0006]但是，在上述技术中，泵与燃料直接接触，泵有时由于与气化燃料之间的接触而劣化。
[0007]本专利技术的目的在于提供一种能够抑制使吸附到吸附罐中的气化燃料解吸的吹扫用气体的供给单元劣化的燃料电池系统。
[0008]本专利技术的一个方式中的燃料电池系统具备：燃料电池，其接受燃料气体和氧化剂气体的供给来进行发电；燃料罐，其储存成为燃料气体的液体燃料；氧化剂气体供给源，其供给氧化剂气体；以及供排机构，其与燃料罐及氧化剂气体供给源连接，对燃料电池供给燃料气体和氧化剂气体，并且从燃料电池排出燃料气体和氧化剂气体。该燃料电池系统具备：收集器，其收集在燃料罐内气化后的气化燃料；导入路，其与燃料罐及收集器连接，将气化燃料导向收集器；排出路，其将被收集到收集器中的气化燃料排出到供排机构；供给路及吹扫用气体供给部，其与收集器连接，向收集器供给用于将收集器收集到的气化燃料压出到排出路中的吹扫用气体。
附图说明
[0009]图1为表示第一实施方式的燃料电池系统的主要结构的框图。
[0010]图2是表示第一实施方式的燃料电池系统的启动控制的过程的流程图。
[0011]图3是表示第一实施方式的燃料电池系统的停止控制的过程的流程图。
[0012]图4是表示第二实施方式的燃料电池系统的主要结构的框图。
[0013]图5是表示第三实施方式的燃料电池系统的主要结构的框图。
[0014]图6是表示第四实施方式的燃料电池系统的主要结构的框图。
[0015]图7是表示第五实施方式的燃料电池系统的主要结构的框图。
具体实施方式
[0016]以下参照附图来说明本专利技术的实施方式。
[0017][第一实施方式][0018][燃料电池系统的结构][0019]图1为表示第一实施方式中的燃料电池系统的主要结构的框图。本实施方式的燃料电池系统100包括：阳极气体供给系统2(供排机构)，其向燃料电池堆1供给阳极气体(燃料气体)；阴极气体供给系统3(供排机构)，其向燃料电池堆1供给阴极气体(氧化剂气体)；系统排气系统(供排机构)，其对从燃料电池堆1排出的燃料排气和氧化排气进行排气；以及系统驱动系统5，其从燃料电池堆1取出电力来得到动力。
[0020]阳极气体供给系统2与燃料罐20连接，包括过滤器21、泵22、蒸发器24、热交换器25、重整器26等，将它们串联地连接的路径23(路径23A)与燃料电池堆1连接。阳极气体供给系统中的蒸发器24、热交换器25、重整器26构成燃料重整系统。阴极气体供给系统3与燃料电池堆1连接，包括热交换器33、启动燃烧器34、催化剂燃烧器35等，将它们串联地连接的路径32(路径32A)与压缩机31(氧化剂气体供给源)连接。阴极气体供给系统3中的启动燃烧器34、催化剂燃烧器35构成启动燃烧系统。系统排气系统包括排气燃烧器4等。系统驱动系统5包括DC
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DC转换器50、蓄电池51、驱动马达52等。另外，燃料电池系统100具备与燃料罐20连接的后述的收集机构7、以及控制系统整体的动作的控制部9。
[0021]上述结构要素中的燃料电池堆1、供排机构(蒸发器24、热交换器25、重整器26、热交换器33、启动燃烧器34、催化剂燃烧器35、排气燃烧器4)收容于绝热壳8中，减少热向外部的排放，抑制通常发电时各自的温度下降。
[0022]燃料电池堆1为固体氧化物型燃料电池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)，是层叠单电池而成，所述单电池是通过阳极电极(燃料极)和阴极电极(空气极)夹着由陶瓷等固体氧化物形成的电介质层而得到的，所述阳极电极(燃料极)被供给由重整器26重整后的阳极气体，所述阴极电极(空气极)被供给包括氧的空气作为阴极气体。
[0023]在此，所谓阳极设为不仅包括构成燃料电池堆1的阳极电极，还包括燃料电池堆1内的向阳极电极供给阳极气体的通路、以及燃料电池堆1内的使在阳极电极反应后的阳极排气排出的通路。同样地，所谓阴极设为不仅包括构成燃料电池堆1的阴极电极，还包括燃料电池堆1内的向阴极电极供给阴极气体的通路、以及燃料电池堆1内的使在阴极电极反应后的阴极排气排出的通路。
[0024]在燃料电池堆1中，使阳极气体中包括的氢与阴极气体中的氧发生反应来进行发电，并且排出在反应后生成的阳极排气和阴极排气。另外，在燃料电池堆1中安装有测量燃料电池堆1内的温度的温度传感器10。
[0025]燃料电池堆1(歧管)连接于向燃料电池堆1的阳极供给阳极气体的路径23A、在燃料电池堆1的启动控制时向燃料电池堆1的阴极供给燃烧气体并且在发电控制时向燃料电
池堆1的阴极供给阴极气体的路径32A、将从燃料电池堆1的阳极排出的阳极排气(燃料排气)导入排气燃烧器4的排气路径27、将从燃料电池堆1的阴极排出的阴极排气(氧化排气)导入排气燃烧器4的排气路径36。
[0026]燃料罐20储存重整用燃料，所述重整用燃料例如包括使乙醇与水混合而成的液体，泵22吸引重整用燃料并且以规定的压力向燃料供给系统供给重整用燃料。过滤器21配置在燃料罐20与泵22之间，去除被泵22吸引的重整用燃料内的灰尘。此外，在燃料罐20内，重整用燃料气化并且蓄积气化燃料。因而，在燃料罐20的上部设置导入气化燃料的挥发路71，该挥发路71与后述的收集器73连接。
[0027]从燃料罐20供给重整用燃料的路径23分支为向蒸发器24供给重整用燃料的路径23A、向启动燃烧器34供给燃烧用燃料(重整用燃料)的路径23B、向催化剂燃烧器35供给燃烧用燃料的路径23C、向排气燃烧器4供给燃烧用燃料的路径23D。在路径23A的比蒸发器24靠重整用燃料的上游侧的位置安装有能够开启/封闭路径23A的流路的开闭阀61A，在该开闭阀61A之后安装有向蒸发器24喷射重整用燃料的喷射器60A。
[0028]同样地，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，具备：燃料电池，其接受燃料气体和氧化剂气体的供给来进行发电；燃料罐，其储存成为所述燃料气体的液体燃料；氧化剂气体供给源，其将所述氧化剂气体加压并供给所述氧化剂气体；以及供排机构，其与所述燃料罐及所述氧化剂气体供给源连接，向所述燃料电池供给所述燃料气体和所述氧化剂气体，并且从所述燃料电池排出所述燃料气体和所述氧化剂气体，所述燃料电池系统的特征在于，还具备：收集器，其收集在所述燃料罐内气化后的气化燃料；导入路，其与所述燃料罐及所述收集器连接，将所述气化燃料导向所述收集器；排出路，其将被所述收集器收集到的所述气化燃料排出到所述供排机构；以及供给路及吹扫用气体供给部，其与所述收集器连接，向所述收集器供给用于将所述收集器收集到的所述气化燃料压出到所述排出路中的吹扫用气体，其中，所述供给路从所述氧化剂气体供给源的下游的氧化剂气体供给系统分支出来，被所述氧化剂气体供给源加压的所述氧化剂气体经由所述供给路被供给至所述收集器，所述供排机构包括：燃料气体供给系统，其与所述燃料罐连接，向所述燃料电池的阳极供给所述燃料气体；所述氧化剂气体供给系统，其与所述氧化剂气体供给源连接，向所述燃料电池的阴极供给所述氧化剂气体；以及系统排气系统，其将从所述燃料电池排出的燃料排气和氧化排气进行排气，所述吹扫用气体供给部兼作所述氧化剂气体供给源，所述供给路连接于所述氧化剂气体供给系统，所述排出路与所述系统排气系统连接，所述燃料罐与所述收集器之间不经由所述燃料气体供给系统而通过所述导入路直接连接，所述导入路和所述燃料气体供给系统并联地连接于所述燃料罐，所述燃料罐内的所述气化燃料经由所述导入路被供给至所述收集器，并且所述燃料电池系统还具备：阀，其调整通过所述供给路向所述收集器供给的所述氧化剂气体的供给量；以及控制部，其控制所述阀，使得通过所述供给路向所述收集器供给的所述氧化剂气体的供给量随着从开始通过所述排出路排出来自所述收集器的所述气化燃料起的经过时间而增大。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，还具备第一旁路，所述第一旁路以绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐竹正光，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：