[發明專利]燃料電池系統

無效

• 申請號: 200580039805.6
• 申請日: 2005-11-21
• 公開（公告）號: CN101103477A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 大河原裕記
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/00
• 分類號: H01M8/00;H01M8/04;F24H1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧晉偉;劉繼富

技術領域

本發明涉及具有燃料電池、用于生成供給所述燃料電池的燃料氣的重整器、用于存儲儲熱水的儲熱水槽和用于循環所述儲熱水的儲熱水循環回路的燃料電池系統。

背景技術

作為燃料電池系統，眾所周知的一種是具有燃料電池、用于生成供給所述燃料電池的燃料氣的重整器、用于存儲儲熱水的儲熱水槽和用于循環所述儲熱水的儲熱水循環回路的燃料電池系統，其中在所述儲熱水循環回路中收集由所述燃料電池和所述重整器產生的廢熱以加熱所述儲熱水。

作為上述燃料電池系統的一種類型，已知在專利文獻1“Fuel?CellPower?Generation?System”中描述了一種燃料電池系統。如專利文獻1的圖1所示，該燃料電池發電系統10具有循環熱交換介質54(水或熱水)的熱交換介質循環通道50。該熱交換介質循環通道50是這樣的循環通道，即存儲在儲熱水槽52中的熱交換介質54從儲熱水槽52通過陽極廢氣換熱器42、陰極廢氣換熱器44和燃燒廢氣換熱器45和冷卻水換熱器46并且再返回到儲熱水槽52。陽極廢氣換熱器42通過熱交換介質54收集陽極排放的陽極廢氣的熱量，陰極廢氣換熱器44通過熱交換介質54收集陰極排放的陰極廢氣的熱量，燃燒廢氣換熱器45通過熱交換介質54收集燃燒廢氣的熱量，并且冷卻水換熱器46通過熱交換介質54收集沿著冷卻水循環通道43流動的冷卻水的熱量，所述冷卻水循環通道43經過初始廢氣換熱器58和初始廢氣燃燒器57。

此外，作為另一種類型，已知在專利文獻2“Fuel?Cell?PowerGeneration?System”中公開了一種燃料電池系統。如專利文獻2的圖1所示，該燃料電池發電系統20設置了配管，其中通過散熱器42、用于冷卻逆變器48a的冷卻器48b、冷凝器38、換熱器36和熱水管56將來自連接到儲熱水槽52底部的冷水管54的水返回到所述儲熱水槽52的頂部。所述換熱器36結合在用于燃料電池組34的制冷劑(冷卻水等)的循環流道中(所述循環流道如圖中的虛線所示)并且冷卻該制冷劑。

此外，作為另一種類型，已知在專利文獻3“Solid?Polymer?Type?FuelCell?Power?Generating?Device”中描述了一種燃料電池系統。如專利文獻3的圖1-3所示，固體聚合物型燃料電池發電裝置GS1具有換熱器HEX，所述換熱器HEX被進一步設置在用于廢氣配管31的換熱器32、用于廢氣配管45的換熱器46和用于來自燃料電池6的空氣電極(k)的廢氣的換熱器71后面，并且為可進行熱交換地循環和輸入熱水A提供配管L1，所述配管L1已經通過將所述儲熱水槽50中的水由泵P經由所述換熱器HEX到所述換熱器71、32和46直接加入到水槽21中來收集廢熱。并聯地提供配管L2，用于將所述熱水A加入到所述儲熱水槽50，在所述儲熱水槽50中所述熱水A不需要通過所述配管L1加入到所述水槽21。通過所述燃料電池6的冷卻器段6c循環的由泵48產生的冷卻水通過水管73流入到所述水槽21中。

專利文獻1：日本未審查出版專利申請編號2003-257457(4-7頁和圖1)

專利文獻2：日本未審查出版專利申請編號2004-111209(4-6頁和圖1)

專利文獻3：日本未審查出版專利申請編號2002-216819(2-6頁和圖1-3)

發明內容

本發明解決的問題

在上述專利文獻1描述的燃料電池發電系統中，其中儲熱水槽52是直接給其補充自來水的密封型式的，將高壓的自來水壓力施加到儲熱水槽52和熱交換介質循環通道50上，并且還將自來水壓力施加到陽極廢氣換熱器42、陰極廢氣換熱器44、燃燒廢氣換熱器45和冷卻水換熱器46上。由此希望陽極廢氣換熱器42、陰極廢氣換熱器44、燃燒廢氣換熱器45具有耐壓構造，但是這樣做會產生高成本和大尺寸的問題。

在上述專利文獻2描述的燃料電池發電系統和上述專利文獻3描述的固體聚合物型燃料電池發電裝置中，出現了與上述專利文獻1描述的燃料電池發電系統相同的問題。

本發明用來解決上述各種問題，并且其目的是提供一種燃料電池系統，該燃料電池系統能夠為儲熱水補充來自高壓水源的水而不增加成本和尺寸。

解決問題的方法