JP2023177808A - fuel cell system - Google Patents
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Abstract
【課題】ガスの水分量を望ましい値とすることができる燃料電池システムを提供する。【解決手段】ガスが充填されたタンクから出てきたガスを、ガス中の水分量が変化する機器に通し、燃料電池のガス循環系に供給する燃料電池システム。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a fuel cell system in which the moisture content of gas can be set to a desired value. [Solution] A fuel cell system in which gas discharged from a tank filled with gas is passed through a device that changes the amount of water in the gas, and is supplied to the gas circulation system of the fuel cell. [Selection diagram] Figure 1
Description
本開示は、燃料電池システムに関する。 The present disclosure relates to fuel cell systems.
燃料電池について様々な研究がなされている。
例えば特許文献1では、水素の気液分離タンクと酸素の気液分離タンク以外の補給水タンクなどの補機類を設けることなく運転を行なう固体高分子形の水電解装置と燃料電池とを一体化した可逆セルを用いた充放電システムが開示されている。
Various studies have been conducted on fuel cells.
For example, in Patent Document 1, a solid polymer type water electrolysis device and a fuel cell are integrated, which operates without providing auxiliary equipment such as a make-up water tank other than a hydrogen gas-liquid separation tank and an oxygen gas-liquid separation tank. A charging/discharging system using a reversible cell is disclosed.
従来技術では、燃料電池の循環供給ガスの加湿量が不足してしまう虞がある。 In the conventional technology, there is a risk that the amount of humidification of the circulating gas supplied to the fuel cell may be insufficient.
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ガスの水分量を望ましい値とすることができる燃料電池システムを提供することを主目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is to provide a fuel cell system that can set the moisture content of gas to a desired value.
本開示においては、ガスが充填されたタンクから出てきたガスを、ガス中の水分量が変化する機器に通し、燃料電池のガス循環系に供給する燃料電池システムを提供する。 The present disclosure provides a fuel cell system in which gas discharged from a tank filled with gas is passed through a device that changes the amount of water in the gas, and is supplied to a gas circulation system of a fuel cell.
本開示においては、前記機器が水供給器、水交換器、水分除去器、水吸着材、及び、気液分離器からなる群より選ばれる少なくとも一種であってもよい。 In the present disclosure, the device may be at least one selected from the group consisting of a water supply device, a water exchanger, a water remover, a water adsorbent, and a gas-liquid separator.
本開示においては、前記ガスが燃料ガスであってもよい。 In the present disclosure, the gas may be a fuel gas.
本開示においては、前記ガス循環系がエゼクタ、及び、循環ポンプの内の少なくともいずれか一方を有していてもよい。 In the present disclosure, the gas circulation system may include at least one of an ejector and a circulation pump.
本開示は、ガスの水分量を望ましい値とすることができる燃料電池システムを提供することができる。 The present disclosure can provide a fuel cell system that can set the moisture content of gas to a desired value.
以下、本開示による実施の形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本開示の実施に必要な事柄(例えば、本開示を特徴付けない燃料電池システムの一般的な構成および製造プロセス)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本開示は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
また、図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。
本明細書において数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
また、数値範囲における上限値と下限値は任意の組み合わせを採用できる。
Embodiments according to the present disclosure will be described below. Note that matters other than those specifically mentioned in this specification that are necessary for implementing the present disclosure (for example, the general configuration and manufacturing process of a fuel cell system that do not characterize the present disclosure) are It can be understood as a matter of design by a person skilled in the art based on the prior art in the field. The present disclosure can be implemented based on the content disclosed in this specification and the common general knowledge in the field.
Furthermore, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in the figures do not reflect the actual dimensional relationships.
In this specification, "~" indicating a numerical range is used to include the numerical values written before and after it as the lower limit and upper limit.
Furthermore, any combination of upper and lower limits in the numerical range can be adopted.
本開示においては、ガスが充填されたタンクから出てきたガスを、ガス中の水分量が変化する機器に通し、燃料電池のガス循環系に供給する燃料電池システムを提供する。 The present disclosure provides a fuel cell system in which gas discharged from a tank filled with gas is passed through a device that changes the amount of water in the gas, and is supplied to a gas circulation system of a fuel cell.
本開示においては、ガスが充填されたタンク(ガスタンク)から出てきたガスを、水分量が変化する機器に通し、ガス循環系に供給する。これにより、ガスの水分量を望ましい値とすることができる。ガスの水分量の望ましい値は、特に限定されず、燃料電池の使用環境等に応じて適宜設定することができる。
本開示においては、ガス中の水分量が変化する機器を配置する。
ガス中の水分量が変化する機器は、水供給器、水交換器、水分除去器、水吸着材、及び、気液分離器からなる群より選ばれる少なくとも一種であってもよい。
機器の配置位置は、ガス循環系よりも上流であってもよく、下流であってもよい。
In the present disclosure, gas discharged from a gas-filled tank (gas tank) is passed through a device whose moisture content changes and is supplied to a gas circulation system. Thereby, the moisture content of the gas can be set to a desired value. The desirable value of the moisture content of the gas is not particularly limited, and can be set as appropriate depending on the environment in which the fuel cell is used.
In the present disclosure, equipment is arranged in which the amount of moisture in the gas changes.
The device that changes the amount of moisture in the gas may be at least one type selected from the group consisting of a water supply device, a water exchanger, a moisture remover, a water adsorbent, and a gas-liquid separator.
The arrangement position of the equipment may be upstream or downstream of the gas circulation system.
本開示において、ガスは、酸化剤ガスであってもよく、燃料ガスであってもよいが、特に燃料ガスであってもよい。
水分量を調整するガスはタンクから出てきたガスの全量であってもよく、ガス流路を分岐させた一部のガスであってもよい。
In the present disclosure, the gas may be an oxidizing gas, a fuel gas, and especially a fuel gas.
The gas for adjusting the moisture content may be the entire amount of gas that has come out of the tank, or may be a part of the gas that is obtained by branching off the gas flow path.
本開示においては、燃料ガス、及び、酸化剤ガスをまとめてガスと称する。アノードに供給されるガスは、燃料ガスであり、カソードに供給されるガスは酸化剤ガスである。燃料ガスは、主に水素を含有するガスであり、水素であってもよい。酸化剤ガスは、酸素を含有するガスであり、酸素、空気、及び、乾燥空気等であってもよい。 In this disclosure, fuel gas and oxidant gas are collectively referred to as gas. The gas supplied to the anode is a fuel gas, and the gas supplied to the cathode is an oxidant gas. The fuel gas is a gas mainly containing hydrogen, and may be hydrogen. The oxidant gas is a gas containing oxygen, and may be oxygen, air, dry air, or the like.
ガス循環系は、エゼクタ、及び、循環ポンプの内の少なくともいずれか一方を有していてもよく、通常さらに、ガス循環流路、気液分離器、及び、排気排水弁等を有していてもよい。排気排水弁は、循環流路のFCの下流に配置されていてもよい。
ガス循環系がエゼクタを有し、ガス循環系がエゼクタ、又は、エゼクタ上流へガスを供給する場合、ガスの密度増、ガスの循環流量増で、ガスの加湿量がさらに増える効果がある。
The gas circulation system may include at least one of an ejector and a circulation pump, and usually further includes a gas circulation flow path, a gas-liquid separator, an exhaust drain valve, etc. Good too. The exhaust drain valve may be arranged downstream of the FC in the circulation flow path.
When the gas circulation system has an ejector and supplies gas to the ejector or upstream of the ejector, an increase in the gas density and an increase in the gas circulation flow rate have the effect of further increasing the amount of gas humidification.
タンクとガス循環系との間はガス供給流路で連結されていてもよい。
ガス供給流路には、タンクから供給されるガスの圧力を調整する第1調圧弁が配置されていてもよい。
ガス供給流路は、第1調圧弁の下流に第2調圧弁を有し、第1調圧弁の下流且つ第2調圧弁の上流から分岐し、第2調圧弁の下流且つFCの上流で合流する第1ガス分岐流路を有していてもよい。
ガス循環流路は、ガス供給流路の下流でガス供給流路と合流していてもよく、エゼクタを介してガス供給流路と合流していてもよい。ガス循環流路のガス供給流路と合流したFCまでの流路は、ガス循環流路であり且つガス供給流路であってもよい。
ガス循環流路は、排気排水弁で分岐するガス排気流路を有していてもよい。
ガス排気流路は、ガス供給流路の第2調圧弁の下流且つFCの上流で合流する第2ガス分岐流路を有していてもよい。
ガス中の水分量が変化する機器は、ガス供給流路上に配置されていてもよく、第1ガス分岐流路上に配置されていてもよく、第2ガス分岐流路上に配置されていてもよい。第1ガス分岐流路は、水供給器の上流に第3調圧弁が配置されていてもよい。第2ガス分岐流路は、水供給器の下流にオリフィスが配置されていてもよい。
The tank and the gas circulation system may be connected through a gas supply channel.
A first pressure regulating valve that regulates the pressure of gas supplied from the tank may be disposed in the gas supply channel.
The gas supply channel has a second pressure regulating valve downstream of the first pressure regulating valve, branches from downstream of the first pressure regulating valve and upstream of the second pressure regulating valve, and merges downstream of the second pressure regulating valve and upstream of the FC. It may have a first gas branch flow path.
The gas circulation flow path may merge with the gas supply flow path downstream of the gas supply flow path, or may merge with the gas supply flow path via an ejector. The flow path to the FC that merges with the gas supply flow path of the gas circulation flow path may be both a gas circulation flow path and a gas supply flow path.
The gas circulation flow path may have a gas exhaust flow path that branches at an exhaust and drain valve.
The gas exhaust flow path may have a second gas branch flow path that joins the gas supply flow path downstream of the second pressure regulating valve and upstream of the FC.
The device that changes the amount of water in the gas may be placed on the gas supply flow path, may be placed on the first gas branch flow path, or may be placed on the second gas branch flow path. . In the first gas branch flow path, a third pressure regulating valve may be disposed upstream of the water supply device. The second gas branch flow path may have an orifice disposed downstream of the water supply device.
本開示の燃料電池システムは、制御部を有していてもよい。
制御部は、燃料電池システム内の第1~3調圧弁、循環ポンプ、排気排水弁等の動作を制御する。制御部は、物理的には、例えば、CPUと、このCPUで処理される制御プログラムや制御データを記憶するROMと、主として制御処理のための各種作業領域として使用されるRAMと、入出力インターフェースとを有する。これらの要素は、互いにバスを介して接続されている。
The fuel cell system of the present disclosure may include a control section.
The control unit controls the operations of the first to third pressure regulating valves, circulation pump, exhaust drainage valve, etc. in the fuel cell system. Physically, the control unit includes, for example, a CPU, a ROM that stores control programs and control data processed by the CPU, a RAM that is mainly used as various work areas for control processing, and an input/output interface. and has. These elements are connected to each other via a bus.
燃料電池(FC)は、単セルを1つのみ有するものであってもよいし、単セルを複数個積層した積層体である燃料電池スタックであってもよい。
本開示においては、単セル及び燃料電池スタックのいずれも燃料電池と称する場合がある。
単セルの積層数は特に限定されず、例えば、2~数百個であってもよい。
A fuel cell (FC) may have only one single cell, or may be a fuel cell stack, which is a laminate in which a plurality of single cells are stacked.
In this disclosure, both single cells and fuel cell stacks may be referred to as fuel cells.
The number of stacked single cells is not particularly limited, and may be, for example, from 2 to several hundreds.
燃料電池の単セルは、少なくとも膜電極ガス拡散層接合体を備える。
膜電極ガス拡散層接合体は、アノード側ガス拡散層及び、アノード触媒層及び、電解質膜及び、カソード触媒層及び、カソード側ガス拡散層をこの順に有する。
A single cell of a fuel cell includes at least a membrane electrode gas diffusion layer assembly.
The membrane electrode gas diffusion layer assembly includes an anode gas diffusion layer, an anode catalyst layer, an electrolyte membrane, a cathode catalyst layer, and a cathode gas diffusion layer in this order.
カソード(酸化剤極)は、カソード触媒層及びカソード側ガス拡散層を含む。
アノード(燃料極)は、アノード触媒層及びアノード側ガス拡散層を含む。
カソード触媒層及びアノード触媒層をまとめて触媒層と称する。また、アノード触媒およびカソード触媒としては、例えば、Pt(白金)、Ru(ルテニウム)などが挙げられ、触媒を担持する担体としては、例えば、カーボンなどの炭素材料等が挙げられる。
The cathode (oxidant electrode) includes a cathode catalyst layer and a cathode side gas diffusion layer.
The anode (fuel electrode) includes an anode catalyst layer and an anode side gas diffusion layer.
The cathode catalyst layer and the anode catalyst layer are collectively referred to as a catalyst layer. Examples of the anode catalyst and cathode catalyst include Pt (platinum) and Ru (ruthenium), and examples of the carrier supporting the catalyst include carbon materials such as carbon.
カソード側ガス拡散層及びアノード側ガス拡散層をまとめてガス拡散層と称する。
ガス拡散層は、ガス透過性を有する導電性部材等であってもよい。
導電性部材としては、例えば、カーボンクロス、及びカーボンペーパー等のカーボン多孔質体、並びに、金属メッシュ、及び、発泡金属などの金属多孔質体等が挙げられる。
The cathode side gas diffusion layer and the anode side gas diffusion layer are collectively referred to as a gas diffusion layer.
The gas diffusion layer may be a conductive member or the like having gas permeability.
Examples of the conductive member include carbon porous bodies such as carbon cloth and carbon paper, and metal porous bodies such as metal mesh and foamed metal.
電解質膜は、固体高分子電解質膜であってもよい。固体高分子電解質膜としては、例えば、水分が含まれたパーフルオロスルホン酸の薄膜等のフッ素系電解質膜、及び、炭化水素系電解質膜等が挙げられる。電解質膜としては、例えば、ナフィオン膜(デュポン社製)等であってもよい。 The electrolyte membrane may be a solid polymer electrolyte membrane. Examples of solid polymer electrolyte membranes include fluorine-based electrolyte membranes such as perfluorosulfonic acid thin films containing water, hydrocarbon-based electrolyte membranes, and the like. The electrolyte membrane may be, for example, a Nafion membrane (manufactured by DuPont).
単セルは、必要に応じて膜電極ガス拡散層接合体の両面を挟持する2枚のセパレータを備えてもよい。2枚のセパレータは、一方がアノード側セパレータであり、もう一方がカソード側セパレータである。本開示では、アノード側セパレータとカソード側セパレータとをまとめてセパレータという。
セパレータは、反応ガス及び冷媒等の流体を単セルの積層方向に流通させるための供給孔及び排出孔等のマニホールドを構成する孔を有していてもよい。冷媒としては、低温時の凍結を防止するために例えばエチレングリコールと水との混合溶液を用いることができる。
供給孔は、燃料ガス供給孔、酸化剤ガス供給孔、及び、冷媒供給孔等が挙げられる。
排出孔は、燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔、及び、冷媒排出孔等が挙げられる。
セパレータは、ガス拡散層に接する面に反応ガス流路を有していてもよい。また、セパレータは、ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、ガス不透過の導電性部材等であってもよい。導電性部材としては、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン、及び、プレス成形した金属(例えば、鉄、アルミニウム、及び、ステンレス等)板等であってもよい。また、セパレータが集電機能を備えるものであってもよい。
The single cell may be provided with two separators that sandwich both sides of the membrane electrode gas diffusion layer assembly, if necessary. One of the two separators is an anode side separator and the other is a cathode side separator. In this disclosure, the anode side separator and the cathode side separator are collectively referred to as separators.
The separator may have holes constituting a manifold such as supply holes and discharge holes for allowing fluids such as reaction gas and refrigerant to flow in the stacking direction of the unit cells. As the refrigerant, for example, a mixed solution of ethylene glycol and water can be used to prevent freezing at low temperatures.
Examples of the supply hole include a fuel gas supply hole, an oxidant gas supply hole, a refrigerant supply hole, and the like.
Examples of the exhaust hole include a fuel gas exhaust hole, an oxidant gas exhaust hole, and a refrigerant exhaust hole.
The separator may have a reactive gas flow path on the surface in contact with the gas diffusion layer. Further, the separator may have a coolant flow path for keeping the temperature of the fuel cell constant on the surface opposite to the surface in contact with the gas diffusion layer.
The separator may be a gas-impermeable conductive member or the like. The conductive member may be, for example, dense carbon made gas impermeable by compressing carbon, or a press-formed metal (eg, iron, aluminum, stainless steel, etc.) plate. Further, the separator may have a current collecting function.
図1は、本開示の燃料電池システムの一例を示す概略構成図である。
図1は、具体的には本開示の燃料電池システムの一例を示す概略構成図であって、上から順に、(1)ガス循環系として循環ポンプを有し、ガス中の水分量が変化する機器として水供給器をガス循環系よりも上流に備える場合、(2)ガス循環系として循環ポンプを有し、ガス中の水分量が変化する機器として水交換器をガス循環系よりも上流に備える場合、(3)ガス循環系として循環ポンプを有し、ガス中の水分量が変化する機器として水吸着材をガス循環系よりも上流に備える場合を示す。
図1において(1)~(3)共通してガス循環系には、循環ポンプと気液分離器と排気排水弁が設けられ、タンクから出るガスは、ガス循環系の上流から分岐して、調圧弁により流量を制御された一部のガスが、当該ガス中の水分量が変化する機器を通過することによりガス中の水分量が変化する。
(2)の水交換器の場合、排気排水弁から排出されたガスに含まれる水分を水交換器が回収し、ガス循環系の上流を通るガスに水分を供給してもよい。
(3)の水吸着材の場合、水吸着材に水分を供給する別システムを用意し、別システムから供給された水分を水吸着材に吸着させ、水吸着材に吸着された水分をガス循環系の上流を通るガスに供給してもよい。
タンクとガス循環系のガス循環流路との間はガス供給流路で連結されている。
ガス供給流路には、タンクから供給されるガスの圧力を調整する第1調圧弁が配置されている。
ガス供給流路は、タンクに隣接する第1調圧弁の下流に第2調圧弁を有し、第1調圧弁の下流且つ第2調圧弁の上流から分岐し、第2調圧弁の下流且つFCの上流で合流する第1ガス分岐流路を有する。
ガス循環流路は、排気排水弁で分岐するガス排気流路を有する。
図1においてタンクから供給されるガスは、酸化剤ガスであってもよく、燃料ガスであってもよい。
図1においては、便宜のため燃料ガスと酸化剤ガスの内の一方のガスの系についてのみ示したが、通常、本開示の燃料電池システムは、もう一方のガスの系も有し、さらに冷却系を有していてもよい。
すなわち、本開示の燃料電池システムは、燃料ガス系、酸化剤ガス系、冷却系を有していてもよい。燃料ガス系は、燃料ガスを燃料電池のアノードに供給し、酸化剤ガス系は、酸化剤ガスを燃料電池のカソードに供給し、冷却系は、燃料電池に冷媒を供給し、燃料電池の温度を調節する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a fuel cell system of the present disclosure.
Specifically, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the fuel cell system of the present disclosure, in order from the top: (1) a gas circulation system includes a circulation pump, and the amount of water in the gas changes; When a water supply device is provided upstream of the gas circulation system as a device, (2) a circulation pump is provided as the gas circulation system, and a water exchanger is provided upstream of the gas circulation system as a device that changes the amount of water in the gas. (3) A case is shown in which a circulation pump is provided as a gas circulation system, and a water adsorbent is provided upstream of the gas circulation system as a device that changes the amount of water in the gas.
In Figure 1, (1) to (3) in common, the gas circulation system is provided with a circulation pump, a gas-liquid separator, and an exhaust drain valve, and the gas coming out of the tank is branched from the upstream of the gas circulation system. A portion of the gas whose flow rate is controlled by the pressure regulating valve passes through a device that changes the amount of water in the gas, thereby changing the amount of water in the gas.
In the case of the water exchanger (2), the water exchanger may recover moisture contained in the gas discharged from the exhaust and drain valve, and supply the moisture to the gas passing upstream of the gas circulation system.
In the case of water adsorbent (3), a separate system is prepared to supply moisture to the water adsorbent, the water supplied from the separate system is adsorbed to the water adsorbent, and the water adsorbed by the water adsorbent is circulated through gas circulation. It may also be fed to the gas passing upstream of the system.
The tank and the gas circulation passage of the gas circulation system are connected by a gas supply passage.
A first pressure regulating valve that regulates the pressure of gas supplied from the tank is arranged in the gas supply flow path.
The gas supply channel has a second pressure regulating valve downstream of the first pressure regulating valve adjacent to the tank, branches from downstream of the first pressure regulating valve and upstream of the second pressure regulating valve, and branches downstream of the second pressure regulating valve and FC. It has a first gas branch flow path that joins upstream of the gas flow path.
The gas circulation flow path has a gas exhaust flow path that branches at an exhaust and drain valve.
The gas supplied from the tank in FIG. 1 may be an oxidant gas or a fuel gas.
Although FIG. 1 only shows a system for one of the fuel gas and oxidant gas for convenience, the fuel cell system of the present disclosure usually also has a system for the other gas, and is further cooled. It may have a system.
That is, the fuel cell system of the present disclosure may include a fuel gas system, an oxidant gas system, and a cooling system. The fuel gas system supplies fuel gas to the anode of the fuel cell, the oxidizing gas system supplies oxidizing gas to the cathode of the fuel cell, and the cooling system supplies refrigerant to the fuel cell to control the temperature of the fuel cell. Adjust.
図2は、本開示の燃料電池システムの別の一例を示す概略構成図である。
図2は、具体的には本開示の燃料電池システムの一例を示す概略構成図であって、上から順に、(4)ガス循環系としてエゼクタを有し、ガス中の水分量が変化する機器として水供給器をガス循環系よりも上流に備える場合、(5)ガス循環系としてエゼクタを有し、ガス中の水分量が変化する機器として水交換器をガス循環系よりも上流に備える場合、(6)ガス循環系としてエゼクタを有し、ガス中の水分量が変化する機器として水吸着材をガス循環系よりも上流に備える場合を示す。
エゼクタは、ガス入口側にノズルを有し、ガス出口側にディフューザーを有する。
図2においては、ガス循環系として循環ポンプの代わりにエゼクタを有すること以外は図1の構成と同様の構成である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another example of the fuel cell system of the present disclosure.
Specifically, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of the fuel cell system of the present disclosure, in order from the top: (4) equipment that has an ejector as a gas circulation system and changes the amount of water in the gas; (5) When the gas circulation system includes an ejector and a water exchanger is installed upstream from the gas circulation system as a device that changes the amount of water in the gas. , (6) A case is shown in which an ejector is provided as a gas circulation system, and a water adsorbent is provided upstream of the gas circulation system as a device in which the amount of water in the gas changes.
The ejector has a nozzle on the gas inlet side and a diffuser on the gas outlet side.
In FIG. 2, the configuration is the same as that in FIG. 1 except that the gas circulation system includes an ejector instead of a circulation pump.
図3は、本開示の燃料電池システムの別の一例を示す概略構成図である。
図3は、具体的には本開示の燃料電池システムの一例を示す概略構成図であって、上から順に、(7)ガス循環系としてエゼクタを有し、ガス中の水分量が変化する機器として水供給器をガス循環系よりも上流に備え、タンクから出るガスの全量がガス中の水分量が変化する機器を通過する場合、(8)ガス循環系としてエゼクタを有し、ガス中の水分量が変化する機器として水供給器をガス循環系よりも上流に備え、タンクから出るガスの一部がガス中の水分量が変化する機器を通過する場合を示す。
図3において、(7)は、タンクから出るガスの全量がガス中の水分量が変化する機器を通過する構成であること以外は図2の構成と同様の構成であり、(8)は、図2の(4)の構成と同じ構成である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another example of the fuel cell system of the present disclosure.
Specifically, FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of the fuel cell system of the present disclosure, in order from the top: (7) equipment that has an ejector as a gas circulation system and changes the amount of water in the gas; (8) When a water supply device is provided upstream of the gas circulation system, and the entire amount of gas coming out of the tank passes through a device that changes the amount of moisture in the gas, (8) The gas circulation system includes an ejector, and This example shows a case in which a water supply device is provided upstream of the gas circulation system as a device in which the amount of moisture changes, and a portion of the gas discharged from the tank passes through the device in which the amount of moisture in the gas changes.
In FIG. 3, (7) is the same configuration as the configuration in FIG. 2 except that the entire amount of gas coming out of the tank passes through a device that changes the amount of moisture in the gas, and (8) is the same as the configuration in FIG. This is the same configuration as (4) in FIG.
図4は、本開示の燃料電池システムの別の一例を示す概略構成図である。
図4は、具体的には本開示の燃料電池システムの一例を示す概略構成図であって、上から順に、(9)ガス循環系としてエゼクタを有し、ガス中の水分量が変化する機器として水供給器を備え、タンクから分岐して水供給器を通過したガスがガス循環系のエゼクタよりも上流にて合流する場合、(10)ガス循環系としてエゼクタを有し、ガス中の水分量が変化する機器として水供給器を備え、タンクから分岐して水供給器を通過したガスがガス循環系のエゼクタよりも下流にて合流する場合、(11)ガス循環系としてエゼクタと気液分離器を有し、ガス中の水分量が変化する機器として水供給器を備え、水供給器が、気液分離器よりも下流に配置され、水供給器を通過したガスがガス循環系のエゼクタよりも上流にてオリフィスを通過して合流する場合を示す。
図4において排気排水弁は便宜のため省略している。図4において上記以外は図2の(4)の構成と同様の構成である。
(10)では、ガス供給流路は、タンクに隣接する第1調圧弁の下流に第2調圧弁を有し、第1調圧弁の下流且つ第2調圧弁の上流から分岐し、第2調圧弁の下流且つエゼクタの下流且つFCの上流で合流する第1ガス分岐流路を有し、第1ガス分岐流路上に水供給器と、水供給器の上流に第3調圧弁が配置されている。
(11)では、ガス排気流路は、ガス供給流路の第2調圧弁の下流且つエゼクタの上流で合流する第2ガス分岐流路を有し、第2ガス分岐流路上に水供給器と、水供給器の下流にオリフィスが配置されている。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing another example of the fuel cell system of the present disclosure.
Specifically, FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of the fuel cell system of the present disclosure, in order from the top: (9) equipment having an ejector as a gas circulation system and changing the amount of water in the gas; (10) When the gas circulation system is equipped with a water supply device and the gas that has branched from the tank and passed through the water supply device joins upstream of the ejector of the gas circulation system, When a water supply device is provided as a device whose amount changes, and the gas that has branched from the tank and passed through the water supply device joins downstream of the ejector of the gas circulation system, (11) the gas circulation system includes the ejector and the gas-liquid A water supply device is provided as a device that has a separator and changes the amount of water in the gas. This shows the case where they pass through an orifice upstream of the ejector and merge.
In FIG. 4, the exhaust and drain valves are omitted for convenience. In FIG. 4, the configuration other than the above is the same as the configuration in FIG. 2 (4).
In (10), the gas supply flow path has a second pressure regulating valve downstream of the first pressure regulating valve adjacent to the tank, branches from downstream of the first pressure regulating valve and upstream of the second pressure regulating valve, and has a second pressure regulating valve adjacent to the tank. It has a first gas branch flow path that joins downstream of the pressure valve, downstream of the ejector, and upstream of the FC, a water supply device is disposed on the first gas branch flow path, and a third pressure regulating valve is arranged upstream of the water supply device. There is.
In (11), the gas exhaust flow path has a second gas branch flow path that joins the gas supply flow path downstream of the second pressure regulating valve and upstream of the ejector, and has a water supply device on the second gas branch flow path. , an orifice is located downstream of the water supply.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022090682A JP2023177808A (en) | 2022-06-03 | 2022-06-03 | fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022090682A JP2023177808A (en) | 2022-06-03 | 2022-06-03 | fuel cell system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023177808A true JP2023177808A (en) | 2023-12-14 |
Family
ID=89124070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022090682A Pending JP2023177808A (en) | 2022-06-03 | 2022-06-03 | fuel cell system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023177808A (en) |
-
2022
- 2022-06-03 JP JP2022090682A patent/JP2023177808A/en active Pending
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