燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及一种燃料电池系统，该燃料电池系统(10)其具备排气合流部(46)，排气合流部(46)使从燃料电池堆(12)的阴极电极侧排出的含有水分的阴极排出流体与从燃料电池堆(12)的阳极电极侧排出的含有水分的阳极排出流体合流，在排气合流部(46)设置：阴极排出口(50)，其排出阴极排放气体；阳极排出口(52)，其排出阳极排出流体；以及分隔板，其在比阴极排出口(50)与阳极排出口(52)的合流部(56)更靠上游侧将阴极排出口(50)与阳极排出口(52)隔开。侧将阴极排出口(50)与阳极排出口(52)隔开。侧将阴极排出口(50)与阳极排出口(52)隔开。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及使阴极排放气体与阳极排出流体合流并排出的燃料电池系统。

技术介绍

[0002]燃料电池使供给到阳极电极的燃料气体(例如，氢气)与供给到阴极电极的氧化剂气体(例如，压缩空气)发生电化学反应而发电。此时，由于化学反应而产生水。产生的水的大部分与氧化剂排出气体(阴极排放气体)一起从燃料电池系统排出。另外，产生的水的一部分在电解质膜内移动而移动到阳极电极。因此，燃料排出气体(阳极排放气体)也含有水分。
[0003]含有水分的阳极排放气体被气液分离器分离成冷凝水和气相成分。含有较多由气液分离器分离出的冷凝水的阳极排放气体(以下，称为阳极排出流体)流入排气合流部，与阴极排放气体合流。阳极排出流体在与阴极排放气体合流之后，排出到燃料电池系统的外部(例如，日本特开2017
‑
157317号公报)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2017
‑
157317号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]然而，在排气合流部中，存在阴极排放气体的水分逆流到阳极电极的情况、阳极排出流体的水分逆流到阴极电极的情况。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]因此，本专利技术的目的在于提供一种能够防止排气合流部中的水分的逆流的燃料电池系统。
[0011]以下的公开的一个观点是一种燃料电池系统，该燃料电池系统具备排气合流部，所述排气合流部使从燃料电池堆的阴极电极侧排出的含有水分的阴极排出流体与从所述燃料电池堆的阳极电极侧排出的含有水分的阳极排出流体合流，所述排气合流部具备：阴极排出口，其排出所述阴极排出流体；阳极排出口，其排出所述阳极排出流体；以及分隔板，其在比所述阴极排出口与所述阳极排出口的合流部更靠上游侧将所述阴极排出口与所述阳极排出口隔开。
[0012]专利技术的效果
[0013]上述观点的燃料电池系统防止排气合流部中的水分的逆流。
[0014]根据参照附图所作的以下的实施方式的说明能够容易地理解上述的目的、特征以及优点。
附图说明
[0015]图1是实施方式所涉及的燃料电池系统的结构图。
[0016]图2是图1的排气合流部的正面侧的剖视图。
[0017]图3是图1的排气合流部的背面侧的剖视图。
[0018]图4是示出图2以及图3所示的排气合流部的作用的说明图。
[0019]图5是示出图2以及图3所示的排气合流部在倾斜的状态下的作用的说明图。
具体实施方式
[0020]以下，举出优选的实施方式，参照附图对燃料电池系统详细地进行说明。
[0021]如图1所示，本实施方式所涉及的燃料电池系统10具备燃料电池堆12(燃料电池)。
[0022]燃料电池堆12具备供给燃料气体的燃料气体供给装置14和供给氧化剂气体的氧化剂气体供给装置16。在本实施方式中，使用氢气作为燃料气体，使用压缩空气作为氧化剂气体。
[0023]燃料电池堆12具有层叠的多个发电单电池。各个发电单电池具有用隔板夹持电解质膜
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电极构造体的构造。电解质膜
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电极构造体具备固体高分子电解质膜。固体高分子电解质膜例如由含有水分的全氟磺酸的薄膜或烃类的薄膜形成。固体高分子电解质膜在两面具有阳极电极以及阴极电极。隔板在朝向阳极电极的面具有向阳极电极进行供给以及排出氢气的氢气流路(燃料气体流路)。隔板在朝向阴极电极的面具有向阴极电极进行供给以及排出空气的空气流路(氧化剂气体流路)。
[0024]燃料电池堆12具有氢气入口12a、氢气出口12b、空气入口12c以及空气出口12d。氢气入口12a沿各发电单电池的层叠方向贯通，与氢气流路的供给侧连通。氢气出口12b沿各发电单电池的层叠方向贯通，与氢气流路的排出侧连通。空气入口12c沿各发电单电池的层叠方向贯通，与空气流路的供给侧连通。空气出口12d沿各发电单电池的层叠方向贯通，与空气流路的排出侧连通。
[0025]燃料气体供给装置14例如具有贮存高压氢气的氢罐。燃料气体供给装置14经由氢气供给路18与燃料电池堆12的氢气入口12a连接。氢气供给路18将氢气供给到燃料电池堆12。
[0026]在氢气供给路18，串联地设置有喷射器20和引射器22。通过引射器22内成为负压，由此引射器22从氢循环流路24吸引氢气。
[0027]在燃料电池堆12的氢气出口12b连接有氢气排出路26。氢气排出路26从燃料电池堆12导出作为在阳极电极中至少一部分被使用了的氢气的氢排放气体(阳极排放气体)。
[0028]在氢气排出路26连接有气液分离器28。气液分离器28将含有较多水分的阳极排放气体分离成含有较多冷凝水的阳极排出流体和分离了冷凝水的氢气。阳极排出流体含有液相水和氢气。在气液分离器28连接有氢循环流路24。由气液分离器28分离出的氢气流入氢循环流路24。氢循环流路24的下游侧与引射器22连接。另外，在气液分离器28的底部连接有排出阳极排出流体的排出流路30。排出流路30排出由气液分离器28分离出的阳极排出流体。在排出流路30的中途设置有排泄阀32。
[0029]氧化剂气体供给装置16取入大气(空气)，将其压缩并供给到空气供给路34。在本实施方式中，氧化剂气体供给装置16具备空气泵36。为了压缩并供给大气(空气)，该空气泵
36构成为将作为旋转驱动单元的电机内置的压缩机。即，空气泵36伴随着电机旋转而压缩大气，产生压缩空气。空气泵36经由空气供给路34将压缩空气供给到燃料电池堆12。
[0030]空气供给路34在空气泵36的下游侧与燃料电池堆12的空气入口12c连接。在空气供给路34的中途配置有加湿器40以及气液分离器42。
[0031]在燃料电池堆12的空气出口12d连接有空气排出路44。空气排出路44从燃料电池堆12排出作为在阴极电极中被使用的压缩空气的阴极排放气体。在阴极电极伴随着发电单电池的电化学反应而产生大量的水分。在阴极电极产生的水分与阴极排放气体一起从燃料电池堆12排出。即，阴极排放气体含有大量的水分。
[0032]空气排出路44具有加湿器40。加湿器40用于在从空气泵36供给的压缩空气与阴极排放气体之间交换水分以及热量。进而，空气排出路44在加湿器40的下游侧具有排气合流部46。排气合流部46与排出流路30的下游端连接。
[0033]空气泵36伴随着空气的压缩而发热。压缩后的空气的一部分用于电机和各种设备的冷却等动作条件的调整。在各种设备的调整中被使用后的排气(以下，称为平衡空气)从与空气泵36连接的调整流路38排出。调整流路38的下游侧与排气合流部46连接。平衡空气在排气合流部46中与阴极排放气体以及阳极排出流体合流。
[0034]如图2以及图3所示，排气合流部46具备筒状的主体部47、阴极排出口50、阳极排出口52、调整流路排出口5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，该燃料电池系统具备排气合流部，所述排气合流部使从燃料电池堆的阴极电极侧排出的含有水分的阴极排出流体与从所述燃料电池堆的阳极电极侧排出的含有水分的阳极排出流体合流，所述燃料电池系统中，所述排气合流部具备：阴极排出口，其排出所述阴极排出流体；阳极排出口，其排出所述阳极排出流体；以及分隔板，其在比所述阴极排出口与所述阳极排出口的合流部更靠上游侧将所述阴极排出口与所述阳极排出口隔开。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述阴极排出口具有沿上下方向延伸的筒状部和设置在所述筒状部的下端部且朝向下方开口的节流孔，所述阳极排出口配置在所述筒状部的侧方，所述阴极排出口与所述阳极排出口被所述筒状部分隔。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其特征在于，所述节流孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉富亮一，保志祐太，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：