JP5498835B2 - Fuel cell system - Google Patents
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Description
本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体とセパレータとが積層される発電セルを備える燃料電池スタックと、反応ガスを前記燃料電池スタックに循環供給する反応ガス供給装置とを備える燃料電池システムに関する。 The present invention includes a fuel cell stack including a power generation cell in which an electrolyte / electrode structure having a pair of electrodes disposed on both sides of an electrolyte and a separator are stacked, and a reactive gas supply that circulates and supplies a reactive gas to the fuel cell stack The present invention relates to a fuel cell system including the apparatus.
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜(電解質)の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体(電解質・電極構造体)(MEA)を、セパレータによって挟持した単位セル(発電セル)を備えている。 For example, in a polymer electrolyte fuel cell, an electrolyte membrane / electrode structure (an electrolyte / electrode structure) in which an anode electrode and a cathode electrode are disposed on both sides of an electrolyte membrane (electrolyte) made of a polymer ion exchange membrane, respectively. ) (MEA) is provided with a unit cell (power generation cell) sandwiched between separators.
この種の燃料電池は、通常、車載用として使用される際、所望の発電力を得るために、所定数(例えば、数十〜数百)の単位セルを積層した燃料電池スタックとして使用されている。その際、燃料電池スタックは、一般的に、セパレータの面内に電極面に沿って反応ガスを流す反応ガス流路と、前記反応ガス流路に連通し、単位セルの積層方向に貫通する反応ガス連通孔とを設ける、所謂、内部マニホールドを採用している。 This type of fuel cell is usually used as a fuel cell stack in which a predetermined number (for example, several tens to several hundreds) of unit cells are stacked in order to obtain a desired power generation when used for in-vehicle use. Yes. In that case, the fuel cell stack generally includes a reaction gas flow channel for flowing a reaction gas along the electrode surface in the plane of the separator, and a reaction communicating with the reaction gas flow channel and penetrating in the stacking direction of the unit cells. A so-called internal manifold having a gas communication hole is employed.
燃料電池スタックでは、反応に使用されずに排出される反応ガス、例えば、燃料ガスを、新たな燃料ガスに混在させて燃料ガス流路(反応ガス流路)に循環供給するため、エゼクタが使用されている。未使用の燃料ガスを再利用することにより、前記燃料ガスを効率的且つ経済的に使用することができるからである。 In a fuel cell stack, an ejector is used to circulate and supply a reaction gas, for example, a fuel gas, which is discharged without being used for the reaction, into a new fuel gas and supply it to the fuel gas passage (reaction gas passage). Has been. This is because the fuel gas can be used efficiently and economically by reusing unused fuel gas.
例えば、特許文献1に開示されている燃料電池システムでは、図7に示すように、水素供給源1から燃料供給路2を介して燃料電池3の水素供給口に水素が供給されている。燃料電池3で消費されなかった水素は、水素オフガスとして水素循環路4に排出されるとともに、前記水素循環路4と燃料供給路2との合流部には、エゼクタ5が介装されている。
For example, in the fuel cell system disclosed in Patent Document 1, hydrogen is supplied from the hydrogen supply source 1 to the hydrogen supply port of the
エゼクタ5は、水素供給源1から新たな水素が流入される主流口5aと、水素循環路4に接続されて燃料電池3から排出される水素オフガスが吸引される吸引部5bと、空気供給路2に接続されて新たな水素と水素オフガスの混合ガスを燃料電池3側へ吐出する吐出部5cとを備えている。エゼクタ5内には、吸引部5b、混合部6及びディフューザ部7の内壁面に、フッ素樹脂からなる皮膜8が形成されている。
The
これにより、湿度の高い水素オフガスが流動するエゼクタ5の内部領域、すなわち、吸引部5b、混合部6及びディフューザ部7の内壁面に、皮膜8が形成されている。このため、内壁面に水滴の付着が抑制される、としている。
As a result, a
しかしながら、上記の特許文献1では、エゼクタ5から排出される水滴(水分)は、燃料電池3内に流通している。このため、水滴が燃料ガス供給連通孔から発電面方向に延在する燃料ガス流路に流通し、これらを閉塞するおそれがある。これにより、燃料電池3の発電性能が低下し、効率的な発電が遂行されないという問題がある。
However, in Patent Document 1 described above, water droplets (water) discharged from the
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、発電セル内に凝縮水が浸入することを可及的に阻止することが可能な燃料電池システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve this type of problem, and to provide a fuel cell system capable of preventing condensate from entering a power generation cell with a simple configuration as much as possible. To do.
本発明は、電解質の両側に一対の電極を配設した電解質・電極構造体とセパレータとが積層される発電セルを備え、複数の前記発電セルが電極面を水平面にして重力方向に積層されるとともに、反応ガスを電極面方向に沿って流通させる反応ガス流路と、前記反応ガス流路に連通し、前記反応ガスを前記セパレータの積層方向に沿って重力方向下方に流通させる反応ガス供給連通孔及び反応ガス排出連通孔とが形成される燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックの外方で前記反応ガス排出連通孔の出口と前記反応ガス供給連通孔の入口とを接続する循環配管を備え、前記反応ガスを前記反応ガス流路に循環供給する反応ガス供給装置とを備える燃料電池システムに関するものである。 The present invention includes a power generation cell in which an electrolyte / electrode structure in which a pair of electrodes are arranged on both sides of an electrolyte and a separator are stacked, and the plurality of power generation cells are stacked in the direction of gravity with the electrode surface being a horizontal plane. And a reaction gas flow channel for flowing the reaction gas along the electrode surface direction, and a reaction gas supply channel for communicating with the reaction gas flow channel and for flowing the reaction gas downward in the direction of gravity along the stacking direction of the separator. A fuel cell stack in which a hole and a reaction gas discharge communication hole are formed, and a circulation pipe that connects an outlet of the reaction gas discharge communication hole and an inlet of the reaction gas supply communication hole outside the fuel cell stack And a reaction gas supply device that circulates and supplies the reaction gas to the reaction gas flow path.
そして、反応ガス供給装置は、循環配管を構成し重力方向に延在する垂直配管部に配置されるエゼクタと、前記エゼクタの吸入口の下方に位置して前記垂直配管部内の反応ガス流通路に配置され、重力上方向に流通する反応ガス中の水分を除去するために、前記反応ガス流通路を形成する内周壁面全周にわたって周回し且つ前記内周壁面全周から連続して該反応ガス流通路の内方に突出する邪魔部材とを設けている。 The reaction gas supply device includes an ejector disposed in a vertical pipe portion that constitutes a circulation pipe and extends in a direction of gravity, and a reaction gas flow path in the vertical pipe portion that is positioned below the suction port of the ejector. In order to remove moisture in the reaction gas that is arranged and flows upward in the direction of gravity, the reaction gas circulates around the entire inner peripheral wall surface forming the reactive gas flow passage and continuously from the entire inner peripheral wall surface. A baffle member protruding inward of the flow passage is provided.
さらに、邪魔部材は、垂直配管部内の開口径を縮径させた状態で、エゼクタの吸入口に連通する縮径通路部を有することが好ましい。 Further, the baffle member preferably has a reduced diameter passage portion communicating with the suction port of the ejector in a state where the opening diameter in the vertical piping portion is reduced.
さらにまた、この燃料電池スタックは、邪魔部材の下方には、気液分離器が配設されることが好ましい。 Furthermore, the fuel cell stack, the bottom side of the baffle member, it is preferable that the gas-liquid separator is arranged.
また、反応ガスは、燃料ガスであることが好ましい。 The reactive gas is preferably a fuel gas.
本発明によれば、循環配管を構成し重力方向に延在する垂直配管部には、反応ガス排出連通孔の出口から反応ガス供給連通孔の入口に向かって、すなわち、重力方向下方から上方に向かって、反応ガスが流通している。このため、反応ガス排出連通孔の出口から排出された反応ガスは、邪魔部材によって水分が除去された後、エゼクタの導入口に導入されている。従って、水分が除去された反応ガスは、エゼクタの導出口から新たな反応ガスに混在して、反応ガス供給連通孔の入口に供給されている。 According to the present invention, the vertical pipe portion that constitutes the circulation pipe and extends in the gravity direction has a direction from the outlet of the reaction gas discharge communication hole toward the inlet of the reaction gas supply communication hole, that is, from the lower side to the upper side in the gravity direction. The reaction gas is circulating. For this reason, the reaction gas discharged from the outlet of the reaction gas discharge communication hole is introduced into the introduction port of the ejector after moisture is removed by the baffle member. Therefore, the reaction gas from which moisture has been removed is mixed with new reaction gas from the outlet of the ejector and supplied to the inlet of the reaction gas supply passage.
従って、循環配管を構成し重力方向に延在する垂直配管部に沿って、下方から上方に流通する反応ガスは、水分(結露水)が自重によって除去されるとともに、邪魔部材によって前記水分がさらに除去されている。これにより、簡単な構成で、発電セル内に凝縮水が浸入することを可及的に阻止することが可能になり、発電機能の向上が容易に図られる。 Therefore, the reaction gas flowing upward from below along the vertical piping portion that constitutes the circulation piping and extends in the direction of gravity removes moisture (condensed water) by its own weight, and the moisture is further removed by the baffle member. Has been removed. Accordingly, it is possible to prevent the condensed water from entering the power generation cell with a simple configuration as much as possible, and the power generation function can be easily improved.
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る燃料電池システム10は、例えば、車載用として構成されており、燃料電池スタック12を備える。
As shown in FIG. 1, the
燃料電池スタック12は、複数の発電セル(単位セル)14が、電極面を水平面にして重力方向(矢印A方向)に積層される。発電セル14の積層方向(矢印A方向)の一端(上端)には、ターミナルプレート16a、絶縁プレート18a及びエンドプレート20aが上方に向かって配設される。発電セル14の積層方向の他端(下端)には、ターミナルプレート16b、絶縁プレート18b及びエンドプレート20bが下方に向かって配設される。
In the
エンドプレート20a、20bには、複数の連結バー21の両端が固定されており、前記エンドプレート20a、20b間には、積層方向に締め付け荷重が付与される。なお、エンドプレート20a、20b間に、図示しないタイロッドを介して積層方向に締め付け荷重を付与してもよく、また、ボックス状のケーシングを介して積層方向に締め付け荷重を付与してもよい。
Both ends of a plurality of connecting
図2に示すように、各発電セル14は、電解質膜・電極構造体(MEA)22と、前記電解質膜・電極構造体22を挟持する第1金属セパレータ24及び第2金属セパレータ26とを備える。
As shown in FIG. 2, each
第1金属セパレータ24及び第2金属セパレータ26は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した縦長形状の金属板により構成される。第1及び第2金属セパレータ24、26は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波板状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第1金属セパレータ24及び第2金属セパレータ26に代えて、例えば、カーボンセパレータ(図示せず)を用いてもよい。
The
発電セル14の矢印B方向(水平方向)の一端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔(反応ガス供給連通孔)28a、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給連通孔30a、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔(反応ガス排出連通孔)32bが設けられる。
One end edge of the
発電セル14の矢印B方向の他端縁部には、矢印A方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔(反応ガス供給連通孔)32a、冷却媒体を排出するための冷却媒体排出連通孔30b、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔(反応ガス排出連通孔)28bが設けられる。
The other end edge of the
酸化剤ガス供給連通孔28a、酸化剤ガス排出連通孔28b、冷却媒体供給連通孔30a、冷却媒体排出連通孔30b、燃料ガス供給連通孔32a及び燃料ガス排出連通孔32bは、それぞれ酸化剤ガス、冷却媒体及び燃料ガスの流れ方向が重力方向下方に設定される。
The oxidant gas
第1金属セパレータ24の電解質膜・電極構造体22側の面24aには、例えば、矢印B方向(電極面方向)に延在する酸化剤ガス流路36が設けられる。酸化剤ガス流路36は、酸化剤ガス供給連通孔28a及び酸化剤ガス排出連通孔28bに連通する。第1金属セパレータ24の面24aとは反対の面24bには、冷却媒体流路38が形成される。冷却媒体流路38は、冷却媒体供給連通孔30a及び冷却媒体排出連通孔30bに連通する。
On the
第2金属セパレータ26の電解質膜・電極構造体22側の面26aには、燃料ガス供給連通孔32aと燃料ガス排出連通孔32bとに連通し、矢印B方向(電極面方向)に延在する燃料ガス流路40が形成される。第2金属セパレータ26の面26aとは反対の面26bには、第1金属セパレータ24の面24bと重なり合うことにより、冷却媒体供給連通孔30aと冷却媒体排出連通孔30bとに連通する冷却媒体流路38が形成される。
The
第1金属セパレータ24は、金属薄板上に第1シール部材42が一体に射出成形されるとともに、第2金属セパレータ26は、金属薄板上に第2シール部材44が一体に射出成形される。
In the
第1及び第2シール部材42、44は、例えば、EPDM、NBR、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン、又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材を使用する。
The first and
電解質膜・電極構造体22は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜(電解質)52と、前記固体高分子電解質膜52を挟持するカソード側電極54及びアノード側電極56とを備える。
The electrolyte membrane /
カソード側電極54及びアノード側電極56は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層と、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層の表面に一様に塗布されることにより形成される電極触媒層とを有する。電極触媒層は、固体高分子電解質膜52の両面に形成されている。
The
図1に示すように、燃料電池システム10は、燃料電池スタック12に、酸化剤ガスである空気を供給するための空気供給装置60と、冷却媒体を供給するための冷却媒体供給装置62と、燃料ガスである水素ガスを供給するための水素供給装置(反応ガス供給装置)64とを備える。
As shown in FIG. 1, the
空気供給装置60は、エアポンプ66を備え、このエアポンプ66が接続される空気供給路68は、加湿器70を介装して燃料電池スタック12の酸化剤ガス供給連通孔28aに連通する。
The air supply device 60 includes an
空気供給装置60は、燃料電池スタック12の酸化剤ガス排出連通孔28bに連通する空気排出路72を有するとともに、前記空気排出路72は、加湿器70を介装して車外に延在する。加湿器70は、空気排出路72に排出される使用済みの加湿空気と、空気供給路68に導入される新たな空気との間で、水交換を行うことにより、この新たな空気を加湿する。
The air supply device 60 includes an
冷却媒体供給装置62は、ラジエータ74を備える。ラジエータ74には、冷却媒体循環路76が接続され、前記冷却媒体循環路76は、燃料電池スタック12の冷却媒体供給連通孔30a及び冷却媒体排出連通孔30bに両端が接続される。この冷却媒体循環路76には、冷媒ポンプ78が介装される。
The cooling
水素供給装置64は、高圧水素を貯留する水素タンク80を備え、この水素タンク80が水素供給路82に配置される。水素供給路82は、燃料電池スタック12の燃料ガス供給連通孔32aに連通するとともに、減圧弁84及びエゼクタ86を配設する。
The
水素供給装置64は、燃料電池スタック12の燃料ガス排出連通孔32bに連通する水素循環路(循環配管)88を備え、前記水素循環路88は、気液分離器90を介装してエゼクタ86に連通する。エゼクタ86は、水素循環路88を構成し重力方向に延在する垂直配管部88aに配置される。
The
図3に示すように、エゼクタ86は、導入口92aが下方に向かい且つ導出口92bが上方に向かって配置される。エゼクタ86は、導入口92aから上方に向かって、ノズル部94、ディフューザ部96を有するとともに、前記ノズル部94には、吸入室98を介して吸入口100が連通する。
As shown in FIG. 3, the
吸入口100は、水素循環路88の垂直配管部88aに連通するとともに、前記垂直配管部88aには、重力上方向に流通する水素ガス中の水分を除去するために、水素ガス流通路(反応ガス流通路)102内に突出する邪魔板(邪魔部材)104が配置される。邪魔板104は、下方に向かって縮径する略円錐状を有し、吸入口100に近接して配置される。
The
このように構成される燃料電池システム10の動作について、以下に説明する。
The operation of the
先ず、図1に示すように、空気供給装置60では、エアポンプ66の駆動作用下に、空気供給路68に導出された圧縮空気は、加湿器70で加湿された後、燃料電池スタック12の酸化剤ガス供給連通孔28aに供給される。
First, as shown in FIG. 1, in the air supply device 60, the compressed air led to the
水素供給装置64では、水素タンク80に貯留されている高圧水素が、減圧弁84を介して減圧されて水素供給路82に送られる。燃料ガス(水素ガス)は、エゼクタ86のノズル部94から噴出されるとともに、後述する使用済みの燃料ガスを吸引して、燃料電池スタック12の燃料ガス供給連通孔32aに供給される。
In the
一方、冷却媒体供給装置62では、冷媒ポンプ78の作用下に、冷却媒体循環路76から燃料電池スタック12の冷却媒体供給連通孔30aに冷却媒体が供給される。
On the other hand, in the cooling
このため、図2に示すように、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔28aから第1金属セパレータ24の酸化剤ガス流路36に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路36に沿って矢印B方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体22を構成するカソード側電極54に供給される。
Therefore, as shown in FIG. 2, the oxidant gas is introduced into the oxidant
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔32aから第2金属セパレータ26の燃料ガス流路40に導入される。この燃料ガスは、燃料ガス流路40に沿って矢印B方向に移動しながら、電解質膜・電極構造体22を構成するアノード側電極56に供給される。
On the other hand, the fuel gas is introduced into the fuel
従って、電解質膜・電極構造体22では、カソード側電極54に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極56に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費され、発電が行われる。
Therefore, in the electrolyte membrane /
次いで、カソード側電極54に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔28bに沿って重力方向下方に移動し、空気排出路72に排出される(図1参照)。この酸化剤ガスは、加湿器70で新たな酸化剤ガスを加湿した後、車外に排出される。
Next, the oxidant gas consumed by being supplied to the
一方、アノード側電極56に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔32bに沿って重力方向下方に移動し、水素循環路88に排出される。図3に示すように、燃料ガスは、エゼクタ86の吸引作用下に、吸入口100から吸入室98に吸入される。このため、燃料ガスは、新たな燃料ガスに混在して水素供給路82に導入され、燃料ガスとして燃料電池スタック12に供給される(図1参照)。
On the other hand, the fuel gas consumed by being supplied to the
また、冷却媒体供給連通孔30aに供給された冷却媒体(純水やエチレングリコール、オイル等)は、図2に示すように、第1及び第2金属セパレータ24、26間の冷却媒体流路38に導入され、矢印B方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体22を冷却した後、冷却媒体排出連通孔30bに排出される。冷却媒体は、図1に示すように、冷却媒体循環路76に戻されてラジエータ74で冷却された後、燃料電池スタック12に循環供給される。
Further, the cooling medium (pure water, ethylene glycol, oil, etc.) supplied to the cooling medium
この場合、第1の実施形態では、水素循環路88を構成し重力方向に延在する垂直配管部88aに、エゼクタ86が配置されるとともに、前記エゼクタ86の吸入口100の下方に位置し、前記垂直配管部88aに邪魔板104が設けられている(図3参照)。
In this case, in the first embodiment, the
従って、燃料電池スタック12の燃料ガス排出連通孔32bに排出される燃料ガスは、垂直配管部88aに沿って重力方向下方から上方に向かって流通し、邪魔板104に吹付けられる。このため、燃料ガスに伴って鉛直上方向に移動する凝縮水(結露水)は、邪魔板104に阻止されて吸入口100側に移動することができない。これにより、結露水は、自重によって垂直配管部88aを下方向に流動し、気液分離器90により捕捉される。
Accordingly, the fuel gas discharged to the fuel gas
邪魔板104を通過した燃料ガスは、凝縮水が除去されて吸入口100から吸入され、ディフューザ部96で新たな燃料ガスに混在した後、水素供給路82を通って燃料電池スタック12の燃料ガス供給連通孔32aに供給される。
The fuel gas that has passed through the
これにより、簡単な構成で、燃料電池スタック12内に凝縮水が浸入することを可及的に阻止することが可能になり、各燃料ガス流路40が閉塞されることを防止し、発電機能の向上が容易に図られるという効果が得られる。
Accordingly, it is possible to prevent the condensed water from entering the
図4は、本発明の第2の実施形態に係る燃料電池システム120の要部断面説明図である。
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view of a main part of a
なお、第1の実施形態に係る燃料電池システム10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、以下に説明する第3の実施形態以降においても、その詳細な説明は省略する。
Note that the same components as those of the
燃料電池システム120では、エゼクタ86の吸入口100の下方に位置して垂直配管部88aには、邪魔板(邪魔部材)122が設けられる。この邪魔板122は、リング状に構成されており、重力上方向に流通する燃料ガス中の水分を除去する機能を有する。
In the
従って、第2の実施形態では、簡単な構成で、発電セル14内に凝縮水が浸入することを可及的に阻止することが可能になり、発電性能の向上が図られる等、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
Therefore, in the second embodiment, with the simple configuration, it is possible to prevent the condensed water from entering the
図5は、本発明の第3の実施形態に係る燃料電池システム130の要部断面説明図である。
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view of a main part of a
燃料電池システム130では、エゼクタ86の吸入口100の下方に位置して、邪魔部材132が設けられる。この邪魔部材132は、垂直配管部88aの開口径D1を開口径D2に縮径(D1>D2)させた状態で、吸入口100に連通する縮径通路部134を有する。
In the
図6は、本発明の第4の実施形態に係る燃料電池システム140の要部断面説明図である。
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of a main part of a
燃料電池システム140では、エゼクタ86の吸入口100の下方に位置して、邪魔部材142が設けられる。この邪魔部材142は、鉛直下方向の端部(下端部)に傾斜面(テーパ面)144を有するとともに、垂直配管部88aの開口径D1を開口径D3に縮径(D1>D3)させた状態で、吸入口100まで延在する縮径通路部146を有する。
In the
上記の第3及び第4の実施形態では、それぞれ邪魔部材132、142に、吸入口100まで延在する縮径通路部134、146が設けられている。このため、邪魔部材132、142を介して燃料ガスから水分を除去するとともに、縮径通路部134、146に導入されて流速が速くなった燃料ガスを、エゼクタ86の吸入口100に送ることができる。
In the third and fourth embodiments, the
これにより、エゼクタ86による吸入口100からの吸入効果が増加し、垂直配管部88aから吸入される燃料ガス流量が効率的に増加するという利点が得られる。
Thereby, the suction effect from the
10、120、130、140…燃料電池システム
12…燃料電池スタック 14…発電セル
20a、20b…エンドプレート 21…連結バー
22…電解質膜・電極構造体 24、26…金属セパレータ
28a…酸化剤ガス供給連通孔 28b…酸化剤ガス排出連通孔
30a…冷却媒体供給連通孔 30b…冷却媒体排出連通孔
32a…燃料ガス供給連通孔 32b…燃料ガス排出連通孔
36…酸化剤ガス流路 38…冷却媒体流路
40…燃料ガス流路 52…固体高分子電解質膜
54…カソード側電極 56…アノード側電極
60…空気供給装置 62…冷却媒体供給装置
64…水素供給装置 86…エゼクタ
88…水素循環路 88a…垂直配管部
90…気液分離器 92a…導入口
92b…導出口 94…ノズル部
96…ディフューザ部 98…吸入室
100…吸入口 102…水素ガス流通路
104、122…邪魔板 132、142…邪魔部材
134、146…縮径通路部 144…傾斜面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記燃料電池スタックの外方で前記反応ガス排出連通孔の出口と前記反応ガス供給連通孔の入口とを接続する循環配管を備え、前記反応ガスを前記反応ガス流路に循環供給する反応ガス供給装置と、
を備える燃料電池システムであって、
前記反応ガス供給装置は、前記循環配管を構成し重力方向に延在する垂直配管部に配置されるエゼクタと、
前記エゼクタの吸入口の下方に位置して前記垂直配管部内の反応ガス流通路に配置され、重力上方向に流通する前記反応ガス中の水分を除去するために、前記反応ガス流通路を形成する内周壁面全周にわたって周回し且つ前記内周壁面全周から連続して該反応ガス流通路の内方に突出する邪魔部材と、
を設けることを特徴とする燃料電池システム。 A power generation cell in which an electrolyte / electrode structure having a pair of electrodes disposed on both sides of an electrolyte and a separator are stacked, and the plurality of power generation cells are stacked in the direction of gravity with the electrode surface as a horizontal plane, and a reactive gas A reaction gas flow path that circulates along the electrode surface direction, a reaction gas supply communication hole that communicates with the reaction gas flow path, and that circulates the reaction gas downward in the direction of gravity along the stacking direction of the separator. A fuel cell stack in which a discharge communication hole is formed;
A reaction gas supply comprising a circulation pipe for connecting the outlet of the reaction gas discharge communication hole and the inlet of the reaction gas supply communication hole outside the fuel cell stack, and supplying the reaction gas to the reaction gas flow path Equipment,
A fuel cell system comprising:
The reactive gas supply device includes an ejector disposed in a vertical piping portion that constitutes the circulation piping and extends in the direction of gravity.
The reaction gas flow path is formed in order to remove moisture in the reaction gas that is located below the intake port of the ejector and is disposed in the reaction gas flow path in the vertical pipe portion and flows upward in the gravity direction. A baffle member that circulates over the entire circumference of the inner circumferential wall surface and continuously protrudes from the entire circumference of the inner circumferential wall surface ;
A fuel cell system comprising:
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