[发明专利]燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统，其具有用于将包含循环系统内的 燃料废气或生成水的流体排出到外部的排出阀。

背景技术

现在，提出了具有接受反应气体(燃料气体及氧化气体)的供给 而进行发电的燃料电池的燃料电池系统，并进行了实用化。例如在日 本特开2006-147440号公报中记载的燃料电池系统具有将从燃料电池 排出的燃料废气循环供给到燃料电池的循环系统。在循环系统内的燃 料废气中包含由燃料电池的电化学反应生成的生成水，在循环系统中 设有对燃料废气和生成水进行分离的气液分离器。并且，在气液分离 器的水分贮存部连接有将生成水排出到外部的排出通路，在该排出通 路上设有排出阀(排水阀)。

排出通路由双层配管构成，构成为在其内管中流经有生成水，在 外管中流经有来自燃料电池的冷却水。根据该构成，通过因燃料电池 的排热而升温的冷却水对排出阀进行加温，从而即使外部气体温度为 冰点以下，也能够抑制在排出阀的水分的冻结。

发明内容

然而，在日本特开2006-147440号公报中，没有公开排出阀的具 体的构造。根据日本特开2006-147440号公报，在排气阀中组装入双层 配管，但是使排出阀构成为能够通过阀芯闭塞阀座和阀芯之间的流路 (内管)、并且将其用外管覆盖的双层配管，这在构造上困难。另外， 假设该构成可能，阀座周围的构造也极其复杂。

本发明的目的在于提供一种燃料电池系统，其能够以简单的构造 使排出阀升温，能够抑制在排出阀产生的冻结。

为了达成上述目的的本发明的燃料电池系统，具有：循环系统， 将从燃料电池排出的燃料废气循环供给到燃料电池；排出阀，将循环 系统内的流体排出到外部；和制冷剂流路，循环供给到燃料电池的制 冷剂在该制冷剂流路中流动。另外，排出阀具有阀体，该阀体具备连 通循环系统内部和外部的流路，制冷剂流路的一部分以与所述流路独 立的方式贯穿阀体而设置。

根据该构成，由于制冷剂直接在阀体内流动，因此能够通过热传 导使阀体升温。由此，能够抑制流体排出用的流路的冻结。另外，流 体排出用的流路的一部分和制冷剂流路在阀体中是独立的，因此能够 使排出阀的构造简单。

可以优选排出阀具有：阀座；和从阀座离开或与阀座抵接而开关 流体排出用的流路的阀芯，制冷剂流路的一部分贯穿靠近阀体的阀座 的部位而设置。

这样，由于能够使制冷剂在阀座的附近流动，因此能够对因冻结 而成为问题的阀座进行集中加热。

另外，本发明的另外的燃料电池系统，与上述同样地，具有循环 系统、排出阀及制冷剂流路。并且，构成制冷剂流路的配管经由热传 导部件与排出阀的阀体的表面接触。

根据该构成，能够将流经制冷剂流路的制冷剂的热量从配管经由 传导部件传递到阀体。因此，能够以简单的构造提高排出阀的升温性， 并能够抑制流体排出用的流路的冻结。

可以优选传导部件是将制冷剂流路的配管固定在阀体上的支柱。

这样，能够将一个部件兼用作制冷剂流路的配管的固定部件和从 制冷剂流路向阀体传导热的部件。由此，可以使排出阀周围构成为简 单且紧凑的构造。

可以优选，燃料电池由将单体电池层积的燃料电池组构成，阀体 通过一点固定在燃料电池组上。

根据该构成，由于热从阀体向燃料电池组逃脱的热桥部仅有一处， 因此能够抑制从阀体向燃料电池组的放热。因此，能够促进阀体的升 温。

另外优选的方式中，阀体可以经由支架螺栓固定在燃料电池组上。 并且，支架螺栓固定在燃料电池组的部分以外的部分可以从该燃料电 池组离开。

根据这样的构成，由于能够使热桥部的面积较小，因此能够促进 阀体的升温。

可以优选阀体固定在燃料电池组的端板上。

一般，在端板上设有将制冷剂流路向燃料电池组内连接的连接部。 因此，通过将阀体固定在端板上，从而能够有效利用端板而将排出阀 配置在燃料电池组上。

附图说明

图1是表示实施方式的燃料电池系统的主要部分的构成图。

图2是实施方式的排气排水阀和其周围的平面图。

图3是实施方式的排气排水阀和其周围的侧面图，是从图2的III 方向观察的图。

图4是图2的IV-IV剖面图。

图5是图4的V-V剖面图。