燃料电池系统技术方案

本发明专利技术的燃料电池系统，包括：燃料电池（１０）；反应气体配管（３１），用于向燃料电池（１０）提供反应气体；以及喷射器（３５），通过电磁驱动力以预定的驱动周期驱动阀体而使该阀体离开阀座，从而调整反应气体配管（３１）内的上游侧的气体状态而提供到下游侧，气体要素部件（１１０）与喷射器（３５）一体地设置并靠近配置，该气体要素部件（１１０）响应于在反应气体配管（３１）中流通的反应气体的物理量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及到一种在与燃料电池连接的反应气体配管上具有喷射 器的燃料电池系统。
技术介绍
目前，具有接收所供给的反应气体(燃料气体及氧化气体)而进 行发电的燃料电池的燃料电池系统已经被提出并实用化。在上述燃料 电池系统中，在用于使从氢罐等燃料供给源提供的燃料气体流入到燃 料电池的反应气体配管上，设有调整气体状态的流量调整阀，在该流量调整阀的下游侧设置开放阀(例如参照日本特开2002-134239号公 报)。
技术实现思路
但在上述专利文献1所述的燃料电池系统中，流量调整阀和开放 阀分开配置，相对于由上游侧的流量调整阀调整的气压变动，可能产 生幵放阀的开放延迟。这种响应延迟不限于开放阀，只要是响应于反 应气体物理量的气体要素部件，就会在各种部件中均可能发生。本专利技术鉴于上述问题而研制，其目的在于提供一种燃料电池系统， 能够提高气体要素部件响应于反应气体物理量的响应性。为了实现上述目的，本专利技术涉及的一种燃料电池系统包括燃料 电池；反应气体配管，用于向上述燃料电池提供反应气体；以及喷射 器，通过电磁驱动力以预定的驱动周期驱动阀体而使该阀体离开阀座， 从而调整上述反应气体配管内的上游侧的气体状态而提供到下游侧， 气体要素部件与上述喷射器一体地设置，该气体要素部件响应于在上述反应气体配管中流通的反应气体的物理量。根据上述结构，气体要素部件与喷射器一体地设置并靠近配置， 因此能够抑制气体要素部件相对于因喷射器引起的压力变动的响应延 迟。在上述燃料电池系统中，上述气体要素部件是在预定压力下开放 的开放阀。在上述燃料电池系统中，上述开放阀在开放时使上述喷射器的下 游侧和上述反应气体配管外部连接。在上述燃料电池系统中，上述开放阀在开放时使上述喷射器的上 游侧和下游侧连接。在上述燃料电池系统中，在上述开放阀设置在对上述喷射器的下 游侧支撑的支撑块上时，连接到上述反应气体配管外部的开放口朝向 下方。根据上述结构，即使液滴附着到开放阀，该液滴也从下方排出， 能够抑制其附着到阀体上。在上述燃料电池系统中，在来自上述开放口的气体的排放前方设 置有扩散板。在上述燃料电池系统中，在上述开放阀设置在对上述喷射器的下 游侧支撑的支撑块上时，在上述支撑块内设置有主流路部及从上述主 流路部向上述开放阀一侧分支的分支流路部，上述主流路部延伸到比 上述分支流路部的分支位置靠下方。在上述燃料电池系统中，在上述开放阀设置在对上述喷射器的下 游侧支撑的支撑块上时，在上述支撑块内设置有主流路部及从上述主 流路部向上述幵放阀 一 侧分支的分支流路部，上述分支流路部的流路 截面面积大于上述主流路部的流路截面面积。根据上述结构，即使产生喷射器无法从全开恢复到全闭的异常(所 谓固定打开)，也能够通过流路截面面积大的分支流路部将较多的反 应气体从开放阀排出到反应气体配管外，其结果能够减小对燃料电池 施加的压力。在上述燃料电池系统中，在上述开放阀设置在对上述喷射器的下 游侧支撑的支撑块上时，在上述支撑块内设置有主流路部及从上述主 流路部向上述开放阀一侧分支的分支流路部，上述分支流路部沿着与 上述主流路部大致正交的方向延伸。在上述燃料电池系统中，上述开放阀由对上述喷射器的上游侧支 撑的支撑块及对上述喷射器的下游侧支撑的支撑块支撑。在上述燃料电池系统中，上述幵放阀连接对上述喷射器的上游侧 支撑的支撑块和对上述喷射器的下游侧支撑的支撑块。在上述燃料电池系统中，上述开放阀配置在覆盖上述喷射器的吸 音罩的内侧。在上述燃料电池系统中，上述气体要素部件是用于对上述喷射器 进行开闭控制的压力传感器。根据上述结构，压力传感器与喷射器靠近配置，因此能够降低根 据该压力传感器检测的压力进行的喷射器控制的时间延迟，能够提高 喷射器开闭控制的响应性。6根据本专利技术，能够提供一种燃料电池系统，能够提高气体要素部 件响应于由上游侧的喷射器所调整的反应气体物理量的响应性。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式涉及的燃料电池系统的结构图。 图2是表示图1所示的燃料电池系统的喷射器的剖视图。 图3是用于说明图1所示的燃料电池系统的控制装置的控制方式 的控制框图。图4是表示图1所示的燃料电池系统的燃料电池的透视图。图5是简要地表示搭载有图I所示的燃料电池系统的汽车的侧视图。图6是将表示图1所示的燃料电池系统的燃料电池的局部作为截面的局部放大正视图。图7是表示在图l所示的燃料电池系统中使用的扩散板的正视图。 图8是表示图1所示的燃料电池系统的喷射器的周边的变形例的剖视图。图9是将表示本专利技术的第2实施方式涉及的燃料电池系统的燃料 电池的局部作为截面的局部放大正视图。图10是将表示本专利技术的第3实施方式涉及的燃料电池系统的燃料 电池的局部作为截面的局部放大正视图。具体实施例方式以下参照图1 图8说明本专利技术的第1实施方式涉及的燃料电池 系统1。图1是燃料电池系统1的系统结构图。该燃料电池系统1可适用 于燃料电池汽车的车载发电系统及船舶、飞行器、电车或步行机器人 等所有移动体用的发电系统，进而可适用于作为建筑物(住宅、大厦 等)用的发电设备使用的固定式发电系统等，具体而言用于汽车。7如图1所示，第1实施方式涉及的燃料电池系统1具有接收反应 气体(氧化气体及燃料气体)的供给而产生电力的燃料电池10，并且 还具有向燃料电池IO提供作为氧化气体的空气的氧化气体配管系统 2、向燃料电池10提供作为燃料气体的氢气的氢气配管系统3、统一控 制系统整体的控制装置4等。燃料电池10具有将接收所供给的反应气体并发电的单电池层叠所需数量而构成的堆栈构造。由燃料电池10产生的电力提供到PCU (Power Control Unit:功率控制单元)H。 PCU 11具有配置在燃料电 池10和牵引电机12之间的逆变器、DC-DC转换器等。并且，在燃料 电池10上安装有检测发电中的电流的电流传感器13。氧化气体配管系统2具有空气供给流路21,将由加湿器20加 湿的氧化气体(空气)提供到燃料电池10;空气排出流路22，用于引 导燃料电池10排出的氧化废气；以及排气流路23，用于将氧化废气从 加湿器20引导到外部。空气供给流路21中设有压縮机24，其取入大 气中的氧化气体并压送到加湿器20。氢气配管系统3具有作为燃料供给源的氢罐30，存储了高压(例 如70MPa)的氢气；作为燃料供给流路的氢供给流路(反应气体配管) 31，用于将氢罐30的氢气提供到燃料电池10;以及循环流路32，将 从燃料电池10排出的氢废气返回到氢供给流路31。此外，也可取代氢 罐30，将由烃类燃料生成富氢的改性气体的改性器和使由该改性器生 成的改性气体以高压状态储存的高压气罐作为燃料供给源而使用。并 且，也可将具有贮氢合金的气罐作为燃料供给源而使用。在氢供 给流路31中设有断开阀33，断开或允许来自氢罐30的 氢气供给；调节器34，调整氢气的压力；以及喷射器35。并且在喷射 器35的上游侧设有检测氢供给流路31内氢气的压力及温度的初级侧压力传感器41及温度传感器42。并且，在喷射器35的下游侧且氢供给流路31和循环流路32的汇流部的上游侧，设有检测氢供给流路31内氢气的压力的次级侧压力传感器43。调节器34是将其上游侧压力(初级压)调压为预先设定的次级压的装置。在本实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池系统，包括：燃料电池；反应气体配管，用于向上述燃料电池提供反应气体；以及喷射器，通过电磁驱动力以预定的驱动周期驱动阀体而使该阀体离开阀座，从而调整上述反应气体配管内的上游侧的气体状态并提供到下游侧，上述燃料电池系统的特征在于，　　气体要素部件与上述喷射器一体地设置，该气体要素部件响应于在上述反应气体配管中流通的反应气体的物理量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：片野刚司，山岸典生，堀田明寿，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]