燃料电池系统技术方案

在以往的燃料电池系统中，正极气体的配管系统为具备从排气线分支的排气分流线的结构，因此存在难以使系统构造小型化的问题。本发明专利技术的燃料电池系统具备：燃料电池(1)；气体供给路径(2)，其向燃料电池(1)供给反应用气体；加湿器(3)，其用于加湿反应用气体；第一气体排出流路(4A)，其从燃料电池(1)的第一气体排出口(1A)经由加湿器(3)通至外部；以及第二气体排出流路(4B)，其从燃料电池(1)的第二气体排出口(1B)通至外部，并且，该燃料电池系统还具备流量控制单元(5)，该流量控制单元(5)针对第一气体排出流路(4A)和第二气体排出流路(4B)中的至少一个控制排出气体的流量，通过设为上述燃料电池系统，来将燃料电池(1)与加湿器(3)之间缩短，从而实现系统构造的小型化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含通过反应用气体的电化学反应来进行发电的燃料电池的燃料电池系统，特别涉及对具备对反应用气体进行加湿的加湿器的燃料电池系统的改良。
技术介绍
作为以往的燃料电池系统，例如存在如专利文献I所记载的那样具备以下部件的燃料电池系统燃料电池，其通过反应用气体的电化学反应来进行发电；加湿器，其用于对提供给燃料电池的正极气体进行加湿；以及排气线和排气分流线，该排气线和排气分流线将燃料电池所排出的正极排气排出到外部。排气线经由加湿器，在将排出气体所包含的水分供给到加湿器之后通至外部。另夕卜，排气分流线从排气线分支，不经由加湿器地通至外部。由此，为了适当地调节提供给加 湿器的正极排气的水分，使正极排气的一部分分流。专利文献I :日本特开2007-220497号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题另外，在这种燃料电池系统中，使用负极气体(氢)和正极气体(空气)作为反应用气体，而由于空气中的氧浓度为16%左右，因此为了确保氧的物质量，需要使正极气体的配管系统比负极气体的配管系统口径大。但是，在如上所述的以往的燃料电池系统中，特别是正极气体的配管系统为具备排气线和从该排气线分支的排气分流线的结构，因此在燃料电池与加湿器之间会存在大口径的分支管，由此存在难以使系统构造小型化的问题，本专利技术的课题在于解决这种问题。本专利技术是着眼于上述以往的课题而完成的，其目的在于提供一种特别是具备对反应用气体进行加湿的加湿器的、能够实现系统构造的小型化的燃料电池系统。_9] 用于解决问题的方案本专利技术的燃料电池系统具备燃料电池，其通过反应用气体的电化学反应来进行发电；气体供给路径，其向燃料电池供给反应用气体；以及加湿器，其用于对在气体供给路径中流通的反应用气体进行加湿。上述燃料电池具备分别独立的第一气体排出口和第二气体排出口来作为排出气体的出口。而且，燃料电池系统构成为具备从燃料电池的第一气体排出口经由加湿器通至外部的第一气体排出流路以及从燃料电池的另外的第二气体排出口通至外部的第二气体排出流路，并且具备针对第一气体排出流路和第二气体排出流路中的至少一个控制排出气体的流量的流量控制单元，将上述结构作为用于解决以往的课题的手段。专利技术的效果根据本专利技术的燃料电池系统，特别是在具备用于对反应用气体进行加湿的加湿器的燃料电池系统中，能够将燃料电池与加湿器之间缩短，从而实现系统构造的小型化。附图说明图I是表示本专利技术的燃料电池系统的一个实施方式的框图。图2是说明单位电池的部分剖视状态的平面图。图3是说明燃料电池的反应用气体的流动的平面图。图4是说明燃料电池的立体图。图5是从背面侧观察图4所示的燃料电池得到的立体图。图6是表示本专利技术的燃料电池系统的其它实施方式的框图。图7是表示本专利技术的燃料电池系统的另一实施方式的框图。 图8是表示本专利技术的燃料电池系统的另一实施方式的框图。图9是表示本专利技术的燃料电池系统的另一实施方式的框图。具体实施例方式下面，基于附图来说明本专利技术所涉及的燃料电池系统的实施方式。图I所示的燃料电池系统具备燃料电池1，其通过反应用气体的电化学反应来进行发电；气体供给路径2，其向燃料电池I供给反应用气体；以及加湿器3，其用于加湿在气体供给路径2中流通的反应用气体。另外，燃料电池系统具备第一气体排出流路4A，其从燃料电池I的第一气体排出口 IA经由加湿器2通至外部；以及第二气体排出流路4B，其从燃料电池I的另外的第二气体排出口 IB通至外部。而且，燃料电池系统具备流量控制单元(5)，该流量控制单元(5)针对第一气体排出流路4A和第二气体排出流路4B中的至少一个流路控制排出气体(排气)的流量。燃料电池I层叠多个图2所示的单位电池C，来构成图3所示的燃料电池堆S，并且，如图4和图5中也有所示出的那样，在燃料电池堆S的层叠方向的两侧，隔着集电板6A、6B固定有端板7A、7B。单位电池C具备膜电极结构体32，其在图2所示的例中呈长方形状，在其周围成一体地具有树脂制的框架31 ;以及金属制的隔离件33，其夹持框架31和膜电极结构体32。该单位电池C使作为反应用气体的负极气体(氢)在膜电极结构体32的燃料极(负极)与隔离件33之间流通。另外，使作为反应用气体的正极气体(空气)在膜电极结构体32的空气极(正极)与隔离件33之间流通。并且，在层叠多个单位电池C来构成燃料电池堆S的状态下，使冷却用流体在相邻的隔离件33、33之间流通。图示的单位电池C在一个短边侧形成有正极气体(空气)的入口歧管Ml、冷却用流体的入口歧管M2以及负极气体(氢)的出口歧管M3。另外，在另一个短边侧形成有负极气体的入口歧管M4、冷却用流体的出口歧管M5以及正极气体的出口歧管M6。由此，燃料电池I从外部向单位电池C的层叠方向导入反应用气体和冷却用流体，并且在各单位电池C中使反应用气体和冷却用流体沿长边方向流通。在此，正如图3中特别示出正极气体的流动那样，燃料电池I从一个端板7A侧导入正极气体，通过入口歧管Ml向各单位电池C供给正极气体。正极气体的入口歧管Ml在另一个端板7B侧被堵塞。而且，燃料电池I要将正极气体的排出气体送出到外部，正极气体的出口歧管M6到达两侧的端板7A、7B，如图4和图5中也有所示出的那样，形成分别独立的第一气体排出口 IA和第二气体排出口 1B。S卩，图I所示的燃料电池系统具备上述燃料电池1，其包含燃料电池堆S ;气体供给路径2，其向燃料电池I供给作为反应用气体的正极气体(空气)；以及加湿器3，其配置于上述气体供给路径2以加湿在气体供给路径2中流通的正极气体。气体供给路径2如图3所示那样从燃料电池堆S的层叠方向的一端侧(图中左侧)对燃料电池I供给正极气体。该气体供给路径2上设置有压缩机8，该压缩机8用于向燃料电池I加压供给正极气体。另外，燃料电池系统具备上述第一气体排出流路4A和第二气体排出流路4B作为正极气体的排出路径，在第一气体排出流路4A中具备流量控制单元(5)，该流量控制单元(5)控制排出气体(反应后的正极排气)的流量。此时，上述第一气体排出流路4A相对于燃料电池I从如图3所示那样设置于燃料电池堆S的层叠方向的一端侧(正极气体的供给侦 的第一气体排出口 IA经由加湿器3通至外部。上述第二气体排出流路4Β相对于燃料 电池I从同样如图3所示那样设置于燃料电池堆S的层叠方向的另一端侧的第二气体排出口 IB通至外部。更具体地说，第一气体排出流路4Α从设置于燃料电池I的第一气体排出口 IA经由加湿器3，将排出气体所包含的水分(水蒸气)供给到加湿器3，经过流量控制单元(5)而通至外部。第二气体排出流路4Β将燃料电池I的第二气体排出口 IB与第一气体排出流路4Α的流量控制单元5的下游侧之间进行连接而通至外部。本实施方式的流量控制单元是流量控制阀5，能够在从全开到全闭之间无阶梯地调节流量。而且，燃料电池系统如上所述那样只在第一气体排出流路4Α上设置流量控制阀5，从而使得作为设置流量控制阀5的一个流路的第一气体排出流路4Α的压力损失低于作为另一个流路的第二气体排出流路4Β的压力损失。因此，第二气体排出流路4Β这一个压力损失大。由此，在燃料电池系统中，在使流量控制阀5全开的状态下，第一气体排出流路4Α的每单位时间的流量多，第二气体排出流路4Β的每单位时间的流量少。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：长田贵仁，池添圭吾，筑后隼人，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：
国别省市：