JP2015220020A - 燃料電池システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブロア20と燃料電池セルスタック14との間に第1熱交換器18A、第2熱交換器18B、及び第3熱交換器18Cを直列に配置すると共に、ブロア20から各熱交換器に供給される空気の配管に第1バルブ26、第2バルブ30、第3バルブ34を設ける。第1熱交換器18A、第2熱交換器18Bには排ガスの熱が付与され、第3熱交換器18Cには燃料電池セルスタック14の輻射熱が付与される。各バルブを開閉することで、燃料電池セルスタック14に供給される空気が通過する熱交換器の数を変更して、空気に付与される熱量を変更することで、冷却専用の空気を供給することなく、燃料電池セルスタック14の温度を調整できる。
【選択図】図2
Description
を有する。
複数の熱交換器は配管で直列に接続されていると共に、各々の熱交換器には分岐供給部から酸化剤ガスが送風される。
(全体構成)
図1に示すように、燃料電池システム8のホットモジュール10は、箱状の断熱容器12を備えており、断熱容器12の内部には、燃料電池セルスタック14、気化器15、改質器16、第1熱交換器18A、第2熱交換器18B、第3熱交換器18C等が収容されている。
次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態の燃料電池システム8では、ブロア20から送風された空気(酸化剤ガス)は、第1熱交換器18A、第2熱交換器18B、及び第3熱交換器18Cの少なくとも一つを通過して予熱され、燃料電池セルスタック14に供給される。
先ず、最初のステップ98では、ブロア20から送風された空気が、空気配管22、分岐24、及び空気配管28を介して第1熱交換器18Aに供給され、更に、第2熱交換器18B、第3熱交換器18Cを介して燃料電池セルスタック14に供給されるように第1バルブ26は開、第2バルブ30は閉、第3バルブ34は閉とされる。
上記実施形態では、燃料電池セルスタック14の温度に基づいて燃料電池セルスタック14に供給する空気の温度を調整したが、燃料電池セルスタック14に流れる電流に応じて燃料電池セルスタック14に供給する空気の温度を調整しても良い。この場合、燃料電池セルスタック14に流れる電流を測定する電流センサ(図示せず)を設け、制御装置62は電流センサの計測値に応じて第1バルブ26、第2バルブ30、及び第3バルブ34を開閉して燃料電池セルスタック14に供給する空気の温度を調整すれば良い。
10 ホットモジュール
14 燃料電池セルスタック
18A 第1熱交換器(第1排ガス用熱交換器、熱交換器)
18B 第2熱交換器(第2排ガス用熱交換器、熱交換器)
18C 第3熱交換器(セルスタック用熱交換器、熱交換器)
20 ブロア(送風機)
22 空気配管(分岐供給部、酸化剤ガス供給回路)
24 分岐(分岐供給部、酸化剤ガス供給回路)
26 第1バルブ(流量調整装置)
28 空気配管(分岐供給部、酸化剤ガス供給回路)
30 第2バルブ(流量調整装置)
32 空気配管(分岐供給部、酸化剤ガス供給回路)
34 第3バルブ(流量調整装置)
36 空気配管(分岐供給部、酸化剤ガス供給回路)
38 空気配管(配管、酸化剤ガス供給回路)
40 空気配管(配管、酸化剤ガス供給回路)
42 空気配管(酸化剤ガス供給回路)
58 排気管(排ガス回路)
60 温度センサ(センサ)
62 制御装置
Claims (4)
- 燃料ガスと酸化剤ガスとを反応させて発電を行う発電セルを積層した燃料電池セルスタックと、
送風機から送風された前記酸化剤ガスを前記燃料電池セルスタックに供給するための酸化剤ガス供給回路と、
前記燃料電池セルスタックから排出された燃料オフガスと酸化剤オフガスとの燃焼により生成された排ガスが通過する排ガス回路と、
前記酸化剤ガス供給回路に設けられ、前記燃料電池セルスタックが発する熱、及び前記排ガス回路を通過する前記排ガスの熱の少なくとも一方を前記酸化剤ガスに付与可能とされ、配管を介して直列に接続された複数の熱交換器と、
前記酸化剤ガス供給回路に設けられ、前記送風機から送風された前記酸化剤ガスを複数に分岐して各々の前記熱交換器に供給する分岐供給部と、
前記分岐供給部に設けられ、各々の前記熱交換器に供給される前記酸化剤ガスの流量を調整可能な複数の流量調整装置と、
を有する燃料電池システム。 - 前記燃料電池セルスタックを流れる電流、及び前記燃料電池セルスタックの温度の少なくとも一方を計測するセンサと、
前記センサの計測結果に基づいて前記流量調整装置を制御する制御装置と、
を有する請求項1に記載の燃料電池システム。 - 前記複数の熱交換器は、前記排ガス回路を通過する前記排ガスの熱を前記酸化剤ガスに付与する排ガス用熱交換器と、前記排ガス用熱交換器の酸化剤ガス排出方向側に設けられ前記燃料電池セルスタックの発する熱を前記酸化剤ガスに付与するセルスタック用熱交換器と、を含んで構成されている請求項1または請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記排ガス用熱交換器は、第1排ガス用熱交換器と、前記第1排ガス用熱交換器の酸化剤ガス排出方向側に設けられる第2排ガス用熱交換器と、を含んで構成されている、請求項3に記載の燃料電池システム。
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