[发明专利]燃料电池系统

说明书

本发明的燃料电池系统具有：燃料电池，具备反应气体的导入口和排出口；第1喷射装置，间歇地喷射反应气体；第2和第3喷射装置，连续地喷射反应气体；喷出器，具备来自第1或者第2喷射装置和排出口的反应气体的喷出口；第1流路，将导入口与喷出口连接；第2流路，不经由喷出器向第1流路引导第3喷射装置的反应气体；以及控制装置，控制装置通过执行第3喷射装置的喷射而进行预热运转，执行第2喷射装置的喷射，在预热运转的完成后，执行第1喷射装置的喷射。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统。

背景技术

例如在冰点下的环境中停止了燃料电池系统的运转的燃料电池组的废气的出口附近，由发电产生的水分冻结而变为冰，从而有可能堵塞废气的出口。因此，在重新启动燃料电池系统时，为了抑制由堵塞废气的出口引起的发电性能的降低，进行通过由发电产生的热来溶化冰的预热运转。

然而，在具备废气的循环路和喷出器的燃料电池系统中，不仅从罐经由喷出器向燃料电池组供给氢气，也从循环路经由喷出器向燃料电池组供给废气(例如参照日本特开2013-134882)，因此残留于循环路和喷出器内的废气中的氮气等其他的气体(以下，表述为“杂质气体”)混入于氢气，从而氢气的浓度降低。因此，在燃料电池组内，废气的出口堵塞，因此充满杂质气体而氢气的供给量不足，从而有可能在冰充分溶化之前不能持续发电。

与此相对地，若从与罐连接的线性电磁阀绕过喷出器向燃料电池连续地供给高浓度的氢气，则能够继续进行发电。然而，在经由绕过喷出器的路径供给氢气的情况下，从废气的出口到喷出器的循环路的压力低于燃料电池组内的压力，因此担心氢气逆流并向喷出器流入，导致氢气的供给量减少。

因而，可以考虑通过追加相对于上述的喷出器并联连接的其他喷出器(以下，表述为“追加喷出器”)、和与追加喷出器连接的其他线性电磁阀(以下，表述为“追加阀”)，并使少量的氢气从追加阀经由追加喷出器流动，从而抑制逆流。然而，从追加阀流动的氢气不使阳极系统的压力进行脉动，因此不易将与废气一起吸入至追加喷出器的液体水、或者通过由低温的氢气引起的水蒸气的结露产生的液体水从追加喷出器排出，在预热运转后也残留于追加喷出器内，在外部空气温度变为了冰点下的情况下冻结，从而有可能对氢气的喷射产生妨碍。

发明内容

本发明提供一种能够在燃料电池的预热运转后将残留于喷出器内的液体水容易地排出的燃料电池系统。

本发明的燃料电池系统具有：燃料电池，具备用于发电的反应气体的导入口和排出口；第1喷射装置，间歇地喷射上述反应气体；第2喷射装置和第3喷射装置，连续地喷射上述反应气体；喷出器，具备喷出口，该喷出口将从上述排出口排出的上述反应气体同从上述第1喷射装置或者上述第2喷射装置喷射的上述反应气体一起喷出；第1流路，将上述导入口与上述喷出口连接；第2流路，不经由上述喷出器地向上述第1流路引导从上述第3喷射装置喷射的上述反应气体；以及控制装置，构成为控制上述第1喷射装置、上述第2喷射装置、以及上述第3喷射装置的喷射，上述喷出器具备使从上述排出口排出的上述反应气体、和从上述第1喷射装置及上述第2喷射装置喷射的上述反应气体向上述喷出口流动的共用的第3流路，上述控制装置构成为：通过执行上述第3喷射装置的喷射来进行上述燃料电池的预热运转，通过执行上述第2喷射装置的喷射来抑制上述反应气体的从上述第3喷射装置经由上述第2流路和上述第1流路进而从上述排出口流向上述第3流路的逆流，在上述燃料电池的预热运转完成后，执行上述第1喷射装置的喷射。

根据上述的结构，控制装置构成为：通过执行第3喷射装置的喷射来进行燃料电池的预热运转，通过执行第2喷射装置的喷射来抑制反应气体的从第3喷射装置经由第2流路和第1流路进而从喷出口流向第3流路的逆流。第2喷射装置和第3喷射装置连续地喷射反应气体，因此抑制反应气体向喷出器的逆流，从而能够从第3喷射装置向燃料电池连续地供给不包含喷出器内的杂质气体的高浓度的反应气体来进行预热运转。