[發明專利]燃料電池系統用的排氣排水單元

有效

• 申請號: 201910405455.4
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110534768B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 細井貴己;西海弘章;三島崇司;柏木幸一;奧野仁
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社;愛信精機株式會社
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04029;H01M8/04119;H01M8/04223
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

提供一種燃料電池系統用的排氣排水單元，即便使用樹脂材料也能夠實現凍結防止。燃料電池系統用的排氣排水單元(50)具備：氣液分離器(51)，從由燃料電池(10)排出的燃料廢氣中分離出生成水；排氣排水閥(52)，配置在氣液分離器(51)的下游；及樹脂制的單元主體(53)，與氣液分離器(51)及排氣排水閥(52)一體化。在單元主體(53)的內部分別設有將氣液分離器(51)與排氣排水閥(52)連通并在排氣排水閥(52)側的端部設有閥座(54)的一次側排水流路(531)、經由排氣排水閥(52)而與一次側排水流路(531)連通的二次側排水流路(532)、以及將一次側排水流路(531)及二次側排水流路(532)包圍的溫水流路(533)。

技術領域

本發明涉及燃料電池系統用的排氣排水單元。

背景技術

作為燃料電池系統，已知有具備將多個燃料電池單電池層疊而成的燃料電池、向燃料電池供給氫等燃料氣體的燃料氣體供給路徑、使從燃料電池排出的燃料廢氣向燃料氣體供給路徑回流的循環路徑的結構。在具有這樣的結構的燃料電池系統中，在燃料廢氣之中包含通過燃料電池的電化學反應而生成的生成水，為了除去生成水而使用排氣排水單元，該排氣排水單元具有將燃料廢氣與生成水分離的氣液分離器和將分離后的生成水向外部排出的排氣排水閥。

作為排氣排水單元，存在例如下述專利文獻1記載那樣排氣排水閥的閥體與氣液分離器為分體的結構。在該排氣排水單元中，為了防止在冰點下時以生成水的殘留為起因的排氣排水單元的凍結，而采取將閥體設為金屬制，而且在閥體設置將該閥體貫通的制冷劑流路，通過在制冷劑流路中流動的制冷劑的熱量使閥體升溫的對策。

【在先技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2008-243722號公報

發明內容

【發明要解決的課題】

這種排氣排水單元為了實現成本削減及小型化而研討了使用樹脂材料將排氣排水閥與氣液分離器進行一體化的情況。然而，在將上述的排氣排水閥的閥體與氣液分離器通過樹脂材料進行一體化的情況下，由于樹脂材料比金屬材料的導熱率低，因此產生無法防止排氣排水單元的凍結的問題。

本發明為了解決這樣的技術課題而作出，目的在于提供一種即便使用樹脂材料也能夠實現凍結防止的燃料電池系統用的排氣排水單元。

【用于解決課題的方案】

本發明的燃料電池系統用的排氣排水單元的特征在于，具備：氣液分離器，從由燃料電池排出的燃料廢氣中分離出生成水；排氣排水閥，配置在所述氣液分離器的下游；及樹脂制的單元主體，與所述氣液分離器及所述排氣排水閥一體化，在所述單元主體的內部分別設有將所述氣液分離器與所述排氣排水閥連通并在所述排氣排水閥側的端部設有閥座的第一流路、經由所述排氣排水閥而與所述第一流路連通的第二流路、以及將所述第一流路及所述第二流路中的至少一方包圍的溫水流路。

在本發明的燃料電池系統用的排氣排水單元中，在單元主體的內部分別設有第一流路、第二流路、以及將第一流路及第二流路中的至少一方包圍的溫水流路，因此能夠利用在溫水流路中流動的溫水將第一流路或/及第二流路加溫，能夠防止在冰點下時以生成水的殘留為起因的排氣排水單元的凍結。而且，由于單元主體由樹脂材料形成，因此能夠實現成本的削減。其結果是，即便使用樹脂材料也能夠實現排氣排水單元的凍結防止。

在本發明的燃料電池系統用的排氣排水單元中，優選的是，所述第一流路的中心線與所述第二流路的中心線偏置，所述溫水流路以將所述第一流路和所述第二流路分別包圍的方式設置。這樣的話，能夠分別增加溫水流路與第一流路的換熱面積、及溫水流路與第二流路的換熱面積，因此能夠將第一流路及第二流路高效地升溫，能夠提高排氣排水單元的凍結防止效果。