[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池系统，更特别涉及用于循环从燃料电池排出的阳极废气的燃料电池系统。

背景技术

燃料电池构造成使得电解质薄膜夹在阳极与阴极之间。当氢气(燃料气体)与阳极接触，并且氧气(氧化气体)与阴极接触时，在两个电极之间发生电化学反应，从而产生电动势。

通常，燃料电池系统将高压氢气罐供给的燃料气体供给到阳极，同时将由压缩机从外面吸入的空气供给到阴极。同时，为了降低新近供给的燃料气体量，通过循环装置循环从阳极排出的阳极废气。循环的阳极废气与从外面新供给的燃料气体混合，然后将混合气体供给到阳极。

但是，存在阳极废气内含有的湿气会凝结成水的问题，水会存留在用于循环阳极废气的管道内，因而降低了流过的阳极废气量，因此无法向燃料电池供给预定量的氢气。

考虑到该问题，设计了一种具有通路截流阀的燃料电池装置，其中通路截流阀的位置高于燃料电池阳极废气出口与循环装置阳极废气入口之间的阳极废气入口(见日本专利特开No.2002-231294)。根据该装置，可防止氢气的流动被循环阳极废气的管道内的水阻止。

发明内容

不幸的是，由于整个装置体积变大，上述装置无法满足近来对更加紧凑的装置的需求。

考虑到上述问题，做出了本发明。换句话说，本发明的目的是提供一种能够防止水存留在管道内的更紧凑的燃料电池系统。

从下面的描述可清楚理解本发明的其它目的和优点。

根据本发明的燃料电池系统包括燃料电池、用于向所述燃料电池的阳极供给燃料气体的燃料气体供给系统、用于将从所述燃料电池排出的阳极废气内含有的水分离的气液分离器、以及用于循环从所述气液分离器排出的阳极废气以将该阳极废气供给到所述燃料电池的循环装置；所述燃料电池系统的特征在于，所述气液分离器与所述循环装置连接到所述燃料电池的端板上；并且所述循环装置的位置比所述气液分离器高。

所述气液分离器布置在所述循环装置的正下方，优选在其垂直方向的下方。

所述循环装置可为循环泵，并且阳极废气与燃料气体优选在所述循环泵的气体排出口附近结合在一起。

所述循环装置可为喷射装置。

在燃料电池系统还包括用于控制从所述燃料气体供给系统流出的燃料气体量的燃料气体流控制装置的情况下，所述燃料气体流控制装置优选布置在所述循环装置的正下方。

优选地，所述燃料电池系统包括阶梯部分，该阶梯部分的位置比管道的结合部分高，该管道从所述燃料气体流控制装置延伸至阳极废气与燃料气体结合在一起的结合部分。在该情形下，所述阶梯部分被包括在具有弹簧特性的形状的一部分中。其中，优选地，在所述结合部分与所述阶梯部分之间的管道内布置有向下凸曲的弯曲部分，并且在所述弯曲部分的附近布置有发热元件。

在燃料电池系统还包括用于控制从所述燃料气体供给系统流出的燃料气体量的燃料气体流控制装置的情况下，在从所述燃料气体流控制装置延伸至阳极废气与燃料气体结合在一起的结合部分的管道内优选地布置有向下凸曲的弯曲部分。优选地，所述弯曲部分被包括在具有弹簧特性的形状的一部分中。

所述燃料气体流控制装置为调节器、截止阀或喷射器。

根据本发明，气液分离器和循环装置连接到燃料电池的端板上，从而能够有效利用空间，提供更紧凑的装置。另外，循环装置的位置高于气液分离器，因此即使湿气在循环装置内凝结成水，水也会落入气液分离器，从而防止水存留在循环装置内。

附图说明

图1为根据本实施例的燃料电池系统的示意性侧视图；

图2为根据本实施例的燃料电池系统的其它示意性侧视图；

图3为设在燃料气体流控制装置与结合部分之间的弯曲部分的示意图；

图4为根据本实施例的燃料电池系统的其它示意性侧视图。

具体实施方式

图1为根据本实施例的燃料电池系统的示意性侧视图。应当注意，该燃料电池系统适于车辆应用，但也可应用于固定的和其它应用。

如图1中所示，燃料电池系统1包括：通过燃料气体和氧化气体产生电动势的燃料电池2；燃料气体流控制装置3；将水与从燃料电池2排出的阳极废气分离的气液分离器4；以及将从气液分离器4排出的阳极废气循环至供给到燃料电池2的循环装置5。燃料气体流控制装置3连接到燃料气体供给系统(未示出)，并控制使得从燃料气体供给系统供给到阳极的燃料气体量最佳。