[發明專利]燃料電池系統

無效

• 申請號: 201180017043.5
• 申請日: 2011-03-28
• 公開（公告）號: CN102823044A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 水野康;井深丈;川路幸弘;橫山翔;市屋卓
• 申請（專利權）人: 吉坤日礦日石能源株式會社
• 主分類號: H01M8/06
• 分類號: H01M8/06;H01M8/04;H01M8/12
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種燃料電池系統。

背景技術

以往，已知一種可以實現水蒸氣重整中所使用的水的獨立運轉的燃料電池系統。例如，在專利文獻1所記載的燃料電池系統中，在用于貯存水蒸氣重整中所使用的水的水罐內的水位低于設定水位的情況下，通過減少供給至燃料電池的陰極的反應空氣供給量來提高燃料電池的空氣利用率，通過減少從燃料電池排出的燃燒排氣量以使冷凝器的能力充分發揮，來謀求回收的水的增量。

專利文獻1：日本特開2008-234869號公報

發明內容

發明要解決的問題

這樣，在以上述以往技術為代表的燃料電池系統中，期望進行水的穩定的獨立運轉。

本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠進行水的穩定的獨立運轉的燃料電池系統。

用于解決問題的方案

為了解決上述問題，燃料電池系統的特征在于，具備：重整器，其使用重整催化劑將原燃料重整來生成重整氣體；燃料電池，其使用由重整器生成的重整氣體來進行發電；熱交換器，其使從燃料電池排出的燃燒排氣的熱與所導入的水之間進行熱交換；冷凝器，其對從熱交換器的初級側下游排出的燃燒排氣中包含的水蒸氣進行冷凝來回收水；泵，其向熱交換器的次級側上游供給水；溫水溫度測量器，其測量熱交換器的次級側下游的溫水溫度；以及控制部，其控制泵的供給量，其中，控制部對泵進行控制，使得由溫水溫度測量器測量出的熱交換器的次級側下游的溫水溫度接近目標溫水溫度，該目標溫水溫度是基于原燃料的種類、導入至重整器的原燃料的導入量以及導入至燃料電池的空氣量而設定的。

在該燃料電池系統中，由控制部對泵進行控制，使得由溫水溫度測量器測量出的熱交換器的次級側下游的溫水溫度接近目標溫水溫度，該目標溫水溫度是基于原燃料的種類、原燃料的導入量以及導入至燃料電池的空氣量而設定的。由于能夠通過變更導入至熱交換器的次級側上游的水的量來控制從熱交換器的初級側下游排出至冷凝器的燃燒排氣的溫度，因此能夠通過增加向熱交換器的水的供給量來降低該燃燒排氣的溫度。而且，通過降低從熱交換器的初級側下游排出的燃燒排氣的溫度，冷凝器中的燃燒排氣的溫度降低，因此能夠使回收的水增量。此時，熱交換器的次級側下游的溫水溫度被控制為接近基于原燃料的種類、原燃料的量以及導入至燃料電池的空氣量而設定的溫度，因此不管原燃料的種類如何都能夠進行水的穩定的回收。因而，能夠進行水的穩定的獨立運轉。

還具備氣體溫度測量器，該氣體溫度測量器測量冷凝器的初級側出口處的燃燒排氣的溫度，控制部對泵進行控制，使得由氣體溫度測量器測量出的冷凝器的初級側出口的溫度為基于原燃料的種類、導入至重整器的原燃料的導入量以及導入至燃料電池的空氣量而設定的溫度以下。根據這種結構，冷凝器的初級側出口的燃燒排氣的溫度被控制為基于原燃料的種類、原燃料的量以及導入至燃料電池的空氣量而設定的溫度以下，因此不管原燃料的種類如何都能夠進行水的穩定的回收，并且能夠進行水的更加穩定的獨立運轉。

在用于貯存通過冷凝器回收到的水的水罐內的水為規定量以下的情況下，控制部對泵進行控制以使目標溫水溫度降低，在水罐內的水為規定量以上的情況下，控制部對泵進行控制使得目標溫水溫度變為規定的目標溫度。根據該結構，能夠可靠地防止水罐內的水不足，并且能夠良好地設定為基于原燃料的種類、原燃料的導入量與導入至燃料電池的空氣量之比而設定的溫度以下。另外，在水罐內確保了水的情況下，例如能夠通過設為高溫的規定的目標溫度來以高溫將利用價值高的溫水儲存在儲熱水罐中。

發明的效果

根據本發明，能夠進行水的穩定的獨立運轉。

附圖說明

圖1是一個實施方式所涉及的燃料電池系統的結構圖。

圖2是表示露點溫度與空氣/燃料比之間的相關關系的圖表。

圖3是表示燃料電池系統的運轉方法的流程圖。

圖4是表示控制部中的循環泵的處理過程的流程圖。

圖5是表示變形例所涉及的燃料電池系統的運轉方法的流程圖。

圖6是表示變形例所涉及的燃料電池系統的運轉方法的流程圖。

圖7是表示變形例所涉及的溫水設定溫度與空氣/燃料比之間的相關關系的圖表。

具體實施方式

下面，參照附圖來詳細說明優選實施方式。