CN100412435C - 流体供应装置以及具有该流体供应装置的燃料电池系统 - Google Patents

流体供应装置以及具有该流体供应装置的燃料电池系统 Download PDF

Info

Publication number
CN100412435C
CN100412435C CNB2005800080645A CN200580008064A CN100412435C CN 100412435 C CN100412435 C CN 100412435C CN B2005800080645 A CNB2005800080645 A CN B2005800080645A CN 200580008064 A CN200580008064 A CN 200580008064A CN 100412435 C CN100412435 C CN 100412435C
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluid
filter element
flexible portion
fluid supply
supply apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005800080645A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1930414A (zh
Inventor
关根广之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN1930414A publication Critical patent/CN1930414A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100412435C publication Critical patent/CN100412435C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/10Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations
    • F16L27/107Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve
    • F16L27/11Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve the sleeve having the form of a bellows with multiple corrugations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/10Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations
    • F16L27/107Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve
    • F16L27/11Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve the sleeve having the form of a bellows with multiple corrugations
    • F16L27/111Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve the sleeve having the form of a bellows with multiple corrugations the bellows being reinforced
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/24Preventing accumulation of dirt or other matter in the pipes, e.g. by traps, by strainers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0687Reactant purification by the use of membranes or filters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/34Hydrogen distribution
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/794With means for separating solid material from the fluid
    • Y10T137/7976Plural separating elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明是在流体供应管线的中途设有蛇腹状管线(21)的流体供应装置,在所述管线(21)的上游侧设有捕捉流体中的异物的第一过滤单元(19a),在所述管线(21)的下游侧设有捕捉从所述管线(21)排出的流体中的异物的第二过滤单元(22)。

Description

流体供应装置以及具有该流体供应装置的燃料电池系统
技术领域
本发明涉及用于向被供应装置提供流体的流体供应装置以及具有该流体供应装置的燃料电池。
背景技术
作为防止因流体中存在的异物而导致被供应装置发生故障的技术,例如在日本专利文献实开平5-87277号公报(专利文献1)等中有所公开。在该日本专利文献实开平5-87277号公报中,公开了在泵的排出通路上配置过滤器以除去泵所产生的磨损粉粒等的技术。
另外,当在流路上设置像泵这样的产生振动的装置时,需要防止该振动传至其他的管线等。例如,在日本专利文献特开平10-281386号公报中公开了在泵的排出侧和吸入侧设置挠性管(蛇腹管)的技术(专利文献2)。
专利文献1:日本专利文献实开平5-87277号公报;
专利文献2:日本专利文献特开平10-281386号公报;
专利文献3:日本专利文献特开2003-36870号公报。
发明内容
但是,尽管设置在泵的排出一侧等的蛇腹管由于蛇腹形状的褶皱部的伸缩而能够吸收泵的振动,但流体容易滞留在该褶皱部。结果造成当在导入的流体中存在异物时,该异物有时会附着、堆积在相关部位且体积增大。
因此,即使像日本专利文献实开平5-87277号公报中所记载的那样在泵的排出侧配置过滤器,当从吸收振动的角度出发而在泵的下游配置蛇腹管时,通过了泵的过滤器的异物也会堆积在蛇腹管的褶皱部且体积增大,并且有时会由于该体积增大了的异物的剥离流出而导致下游一侧的被供应对象产生故障。另外,当从设计合适的配管等角度出发而在泵的下游一侧配置具有改变导入流体的行进方向的部位的管线(例如,L形的管线)时,有时也会由于流体容易滞留在相关部位而产生同样的故障。
因此,本发明的目的在于提供一种流体供应装置以及具有该流体供应装置的燃料电池系统,其中,在所述流体供应装置中,即使在流路上配置具有像蛇腹管这样易于滞留导入流体的部位的管线时,也能够防止由于流体中的异物在该部位堆积而导致下游侧的被供应对象产生故障。
本发明一个实施方式的流体供应装置是在流体供应管线的中途设有可挠部的流体供应装置,其具有:在所述可挠部的上游侧捕捉流体中的异物的第一过滤单元,以及在所述可挠部的下游侧捕捉从所述可挠部排出的流体中的异物的第二过滤单元。
根据该结构,即使当通过了第一过滤单元的流体中的异物在可挠部堆积并且体积增大之后、从该可挠部剥离并流出时,设置在可挠部的下游侧的第二过滤单元也可以捕捉到该体积增大了的异物。由此,可以向配置在可挠部下游侧的装置适当地提供流体,而不会使其发生操作故障。
可挠部缓冲或吸收在流体供应管线中产生的振动或热膨胀,例如可以由蛇腹状管线、伸缩接头、L弯管、Z弯管、以及U弯管等构成。这种结构的可挠部具有使导入流体的行进方向发生改变的部位。
在所述流体供应装置中,在所述可挠部的上游侧设有使从上游侧吸入的流体升压,然后将其排向下游侧的升压单元,在所述升压单元的内部或所述升压单元与所述可挠部之间设有所述第一过滤单元。
根据该结构,例如在将流体泵用作升压单元的情况下,即使当伴随流体泵的动作而产生的磨损粉粒等异物混入到流体中时,也可以向配置在可挠部下游侧的装置适当地提供流体,而不会使其产生工作故障。
所述第二过滤单元的过滤精度优选比所述第一过滤单元低。
根据该结构,可以减少第二过滤单元中的堵塞,从而延迟压力损失的上升。
本发明其他方式的流体供应装置是在流体供应管线的中途设有可挠部的流体供应装置,其具有:在所述可挠部的上游侧捕捉流体中的异物的第一过滤单元,以及设置在所述第一过滤单元与所述可挠部之间、抑制通过了第一过滤单元的流体中的异物在所述可挠部堆积的堆积抑制单元。
根据该结构,当从管线设计等角度出发而在第一过滤单元的排出侧设有例如由蛇腹状管线等构成的可挠部时,尽管由于流体滞留在可挠部的例如褶皱部而使通过了第一过滤单元的流体中的异物容易在该褶皱部堆积并且体积增大,也可以通过堆积抑制单元来防止所述异物堆积。由此,可以向配置在可挠部下游侧的装置适当地提供流体,而不会使其产生工作故障。
所述堆积抑制单元可以是使导入到所述可挠部中的流体的流动发生改变的流动改变单元。另外,该流动改变单元可以是开关阀,通过控制该开关阀的开闭来改变流动。
所述可挠部例如为蛇腹状管线。
根据该结构,即使在例如以吸收振动等为目的而在第一过滤单元的排出侧设置蛇腹状管线的情况下,也可以通过堆积抑制单元来防止流体中的异物附着在蛇腹状部位(褶皱部)并且体积增大。
也可以在所述第一过滤单元与所述褶皱部之间设置流体泵。或者,也可以设置内置有所述第一过滤单元的流体泵。
根据该结构,可以通过可挠部来吸收流体泵的振动,并且可以通过堆积防止单元来防止由于流体泵的动作而产生的异物在可挠部堆积并且体积增大。
在本发明的燃料电池系统中,将上述本发明的流体供应装置装入到反应气体供应系统中。装入了该流体供应装置的反应气体供应系统既可以是燃料气体供应系统,也可以是氧化气体供应系统。
根据该结构,可以提供一种装入了下述流体供应装置的燃料电池系统:如上所述,能够向配置在可挠部下游侧的装置适当地提供流体,而不会使其产生工作故障。例如,在汽车的燃料电池系统的氢气管线系统中,不会由于因氢泵(升压单元、流体泵)的动作而产生的磨损粉粒等异物而使下游侧的装置产生工作故障,从而可以顺畅、稳定地驱动汽车。上述情况也同样适用于汽车燃料电池系统的氧气管线系统中的压缩机(升压单元、流体泵)。
本发明其他方式的流体供应装置是具有下述管线的流体供应装置,该管线导入通过了捕捉流体中异物的过滤单元的流体、并将其排向下游侧,所述流体供应装置具有堆积抑制单元,当所述管线的结构中具有使导入流体的行进方向发生改变的部位时,该堆积抑制单元抑制在该部位堆积通过了所述过滤单元的流体中的异物。
根据该结构,当从管线设计等角度出发而在过滤单元的排出侧配置具有使导入流体的行进方向发生改变的部位的管线时,尽管由于流体滞留在管线的所述部位而使通过了过滤单元的流体中的异物容易在该部位堆积并且体积增大,也可以通过堆积抑制单元来防止所述异物堆积。由此,可以向配置在管线下游侧的装置适当地提供流体,而不会使其产生工作故障。
所述管线也可以形成为蛇腹形状。
根据该结构,即使在例如以吸收振动等为目的而在过滤单元的排出侧设置蛇腹状管线(蛇腹管)的情况下,也可以通过堆积抑制单元来防止流体中的异物附着在蛇腹状部位并且体积增大。
另外,本发明其他实施方式的流体供应装置是具有下述管线的流体供应装置,该管线导入通过了捕捉流体中异物的第一过滤单元的流体、并将其排向下游侧,当所述管线具有使导入流体的行进方向发生改变的部位时,在所述管线的排出侧设置捕捉导入到该管线内的流体中的异物的第二过滤单元。
根据该结构,即使在通过了第一过滤单元的流体中的异物在管线的所述部位堆积并且体积增大之后、从所述部位剥离并流出的情况下,设置在管线排出侧的第二过滤单元也可以捕捉到该体积增大了的异物。由此,可以向配置在管线下游侧的装置适当地提供流体,而不会使其产生工作故障。
所述管线也可以形成为蛇腹形状。
根据该结构,在例如以吸收振动等为目的而在第一过滤单元的排出侧设置蛇腹状管线(蛇腹管)的情况下,即使当通过了第一过滤单元的流体中的异物附着在蛇腹状部位并且体积增大后、剥离并流出时,也可以通过第二过滤单元将其除去。
所述第二过滤单元的过滤精度优选比所述第一过滤单元低。
根据该结构,可以减少第二过滤单元中的堵塞,从而延迟压力损失的上升。
另外,本发明其他方式的流体供应装置是具有以下单元的流体供应装置:通过吸入并排出流体而使流体在流路中循环的循环单元、以及导入由所述循环单元排出的流体并将其排向下游侧的管线,当所述管线具有使导入流体的行进方向发生改变的部位时,在所述管线的排出侧设置捕捉由于所述循环单元的动作而产生的异物的过滤单元。
根据该结构,当在循环单元的排出侧配置具有使导入流体的行进方向发生改变的部位的管线时,即使在由于循环单元的动作而产生的异物附着在管线的所述部位并且体积增大后、剥离并流出的情况下,也可以通过设置在管线排出侧的第二过滤单元来捕捉该体积增大了的异物。由此,可以向配置在管线下游侧的装置适当地提供流体,而不会使其产生工作故障。
所述循环单元优选为泵。
根据该结构,当将泵用作循环单元时,即使在由于泵的动作而产生了磨损粉粒等异物的情况下,也可以向配置在管线下游侧的装置适当地提供流体,而不会使其产生工作故障。
所述管线也可以形成为蛇腹形状。
根据该结构,管线能够通过模仿蛇腹形状进行伸缩来吸收泵的振动,并且,即使在由于泵的动作而产生的异物在蛇腹状部位堆积并在体积增大之后、剥离并流出的情况下,也可以通过过滤单元将其除去。
优选在所述循环单元的内部设置用于捕捉由于该循环单元的动作而产生的异物的循环用过滤单元。
根据该结构,可以向管线提供经循环用过滤单元过滤后的流体。
所述过滤单元的过滤精度优选比所述循环用过滤单元低。
根据该结构,可以减少过滤单元中的堵塞并延迟压力损失的上升。
附图说明
图1是示出第一实施方式的燃料电池系统的主要部分的结构图;
图2是剖开第一实施方式的第二蛇腹管的截面图;
图3是示出第一实施方式的燃料电池系统的主要部分的结构图。
具体实施方式
下面,参照附图来说明本发明的优选实施方式的流体供应装置以及燃料电池系统。在本实施方式中,说明将本发明的流体供应装置应用于燃料电池系统的燃料气体的管线系统(例如,氢气的管线系统)的一个例子。
【第一实施方式】
首先,使用图1和图2来说明本发明的第一实施方式。图1是示出第一实施方式的燃料电池系统的主要部分的结构图。图2是剖开第一实施方式的第二蛇腹管的部分的截面图。
另外,在第一实施方式中说明以下结构:当从管线设计等角度出发而在流路上设置具有导入流体容易滞留的部位的管线(第二蛇腹管、可挠部)时,为了防止下游一侧的被供应对象产生故障,在所述部位设置抑制流体中的异物堆积的堆积抑制单元。
首先,对燃料电池系统的结构进行简单的说明。如图1所示,本实施方式的燃料电池系统1具有固体高分子电解质型电池堆(stack)(燃料电池)10,该固体高分子电解质型电池堆接受由氧气(反应气体)管线系统11供应的氧气(空气)和由氢气(反应气体)管线系统(流体供应管线)12供应的氢气来发电。
电池堆10具有将多个电池(cell)层积在一起的结构,其中,以阳极(氢极)和阴极(空气极)从两侧夹持例如由固体高分子离子交换膜形成的固体高分子电解质膜,再以一对隔板夹持阳极和阴极的外侧来形成该电池。当向各个电池供应氢气和氧气时,电池堆10通过电化学反应来发电。当在汽车上装载有燃料电池系统1时,该发出的电被供应给作为汽车驱动源的电机。
在氧气管线系统11中设有:将通过加湿器9加湿了的氧气提供给电池堆10的氧气供应流路16、将从电池堆10排出的氧排气导入加湿器9的氧排气(offgas)流路17、以及用于将氧排气从加湿器9导入燃烧器24的氧排气排出流路27。
在氢气管线系统12中设有:将从存储高压氢气的罐等氢供给源23提供的氢气供应给电池堆10的氢气供应流路13、使从电池堆10排出的氢排气返回氢气供应流路13的氢排气循环流路14、以及从氢排气循环流路14分支出来配置管线的氢排气排出流路15。
通过氢气管线系统12向电池堆10供应来自氢供给源23的新鲜氢气和从氢排气循环流路14返回的氢排气。另外,在氢排气排出流路15中设有作为使该氢排气排出流路15开闭的排出侧开关阀的阳极放气阀25。通过打开阳极放气阀25,氢排气中的杂质与氢排气一起被导入到燃烧器24中。
接着,对应用了本发明的流体供应装置26的氢排气循环流路14进行详细说明。
在氢排气循环流路14中按照从电池堆10向下游方向的顺序依次设有:第一蛇腹管18、氢泵(循环单元、升压单元、流体泵)19、打开/关闭氢排气循环流路14的循环侧开关阀20、以及第二蛇腹管(可挠部、蛇腹状管线)21。
根据所述结构,在电池堆10中用于发电后的氢排气在通过了第一蛇腹管18之后被氢泵19升压,并通过第二蛇腹管21与氢气供应流路13汇合。由于氢泵19的动作而产生的振动的位移被分别设置在氢泵19的吸入侧和排出侧的第一蛇腹管18和第二蛇腹管21吸收。
第一蛇腹管18为蛇腹形状的管线,通过模仿蛇腹形状进行伸缩来吸收由于氢泵19的动作而产生的振动。另外,只要具有所述吸收振动的功能,也可以采用具有蛇腹形状以外的形状的管线。例如,可以采用伸缩接头、L弯管、Z弯管、以及U弯管等。另外,根据规格,也可以不在氢泵的上游配置第一蛇腹管18。
氢泵19通过使从电池堆10排出的氢排气升压并将其排出而使流体、即氢排气在流路中循环,其可以采用与氢气管线系统12等的规格对应的任意结构。例如,可以采用螺旋(scroll)式的流体泵等。
另外,虽然没有图示,所述氢泵19具有:泵室、将氢排气导入泵室内的吸入部、以及将在泵室内被升压的氢排气排出的排出部,在吸入部和排出部上连接有氢排气循环流路14。
另外,由于氢泵19的滑动会产生磨损粉粒等异物,因此在这种氢泵19中内置有用于捕捉该产生的异物的泵用过滤单元(第一过滤单元)19a。该场合下的泵用过滤单元19a可以采用与过滤的流体、应捕捉的异物的特征、以及要求去除率等相应的过滤单元。例如,可以采用具有均匀孔隙率(porosity)的网状过滤器等。
第二蛇腹管21为蛇腹形状的管线,通过模仿蛇腹形状进行伸缩来吸收由于氢泵19的动作而产生的振动。第二蛇腹管21可以采用与氢泵19等的规格相应的结构,例如,可以考虑采用图2所示的结构。
图2是剖开第二蛇腹管21的一部分的示意图。第二蛇腹管21具有:例如橡胶制的主体210、将氢排气导入主体的导入部211、以及将氢排气从主体排出的排出部212,在该导入部211和排出部212上连接有氢排气循环流路14。主体210具有吸收由于氢泵19的动作而产生的振动的蛇腹状褶皱部(蛇腹部)213。
在第二蛇腹管21中,从导入部211导入的氢排气容易滞留在褶皱部213的内壁处,因此,当在氢排气中存在通过了泵用过滤单元19a的异物时,该异物容易附着在褶皱部213的内壁凹部处且体积增大。而且,体积增大了的异物剥离后,会从第二蛇腹管21通过排出部212排出包含体积增大了的异物的氢排气。
另外,对于第二蛇腹管21来说,也可以采用具有蛇腹形状以外的形状的管线,例如:伸缩接头、L弯管、Z弯管、以及U弯管等。
循环侧开关阀20是打开关闭氢排气循环流路14的阀,被配置在氢泵19的下游侧以及第二蛇腹管21的上游侧,并由此作为抑制流体中的异物在第二蛇腹管21的褶皱部213处堆积的堆积抑制单元来起作用。例如,通过控制装置(ECU)50来控制循环侧开关阀20的开闭。控制装置50通过控制循环侧开关阀20的开闭,可以改变导入到第二蛇腹管21中的氢排气的流动。
由此,通过循环侧开关阀20的开闭动作而使导入到第二蛇腹管21中的氢排气的流动发生改变,由此可以防止导入到第二蛇腹管21中的氢排气滞留在褶皱部213的内壁处,或者可以在附着于褶皱部213内壁处的异物体积增大之前排出该异物。
根据上述本实施方式的流体供应装置26以及燃料电池系统1,由于可以通过循环侧开关阀20的开闭动作来使导入到第二蛇腹管21中的氢排气的流动发生改变,因此,可以防止通过了泵用过滤单元19a的异物在第二蛇腹管21的褶皱部213处堆积并且体积增大。
其结果是,即使为了吸收振动而在氢泵19的排出侧配置第二蛇腹管21,也可以防止配置在下游的电池堆10等发生故障。
另外,可以采用循环侧开关阀20以外的结构来作为防止异物在第二蛇腹管21的褶皱部213处堆积的堆积防止单元。例如,可以在第二蛇腹管21的内部的预定位置设置用于改变氢排气的流动的控制板。也可以将用于从外部向第二蛇腹管21施加振动的振动装置设置在第二蛇腹管21上。
【第二实施方式】
下面使用附图3来说明本发明的第二实施方式。图3是示出本实施方式的燃料电池系统的结构图。第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于:在第二蛇腹管21的排出侧(下游侧)设置用于捕捉异物的过滤单元来代替循环侧开关阀20,其他结构与第一实施方式相同。因此,对相同的结构标注相同的标号并省略其说明。
过滤单元(第二过滤单元)22用于捕捉例如由于氢泵(升压单元、流体泵)19的动作而产生的异物在第二蛇腹管(可挠部)21的褶皱部213处堆积并且体积增大而形成的堆积物,该过滤单元22设置在第二蛇腹管21的排出侧(下游侧)。
过滤单元22可以采用与过滤的流体、要捕捉的异物的特征、以及要求去除率相应的结构,例如,可以采用具有均匀的孔隙率的网状过滤器等。
所述过滤单元22例如由尼龙等原料形成,虽然没有图示,但该过滤单元22包括:具有过滤用网状物的主体、将氢排气导入主体的导入部、以及将氢排气从主体排出的排出部,在该导入部与排出部上连接有氢排气循环流路14。
即使在导入的氢排气中包含在第二蛇腹管21中体积增大了的异物,也可以通过这种过滤单元22捕捉到该异物。因此,在第二蛇腹管21中体积增大了的异物在流体通过过滤单元22时被除去,所以该异物不会对配置在下游侧的装置造成危害。
另外,优选除了应捕捉的异物的特征以及要求去除率等之外、还根据氢泵19的结构来决定过滤单元22的过滤精度。例如,如在第一实施方式中所说明的那样,当在氢泵19中内置有泵用过滤单元(第一过滤单元)19a时,由于通过过滤单元(第二过滤单元)22来捕捉通过了泵用过滤单元19a的异物在第二蛇腹管21中体积增大而形成的堆积物即可,因此优选根据体积增大了的堆积物的粒径来设置过滤用网状物。
此时,过滤单元22的过滤精度可以比泵用过滤单元19a的过滤精度低(过滤单元22所具有的过滤用网状物可以比泵用过滤单元19a所具有的过滤用网状物的网孔粗大),所以可以减少过滤单元22的堵塞以延迟压力损失的上升。
另外,由于过滤单元22除去体积增大了的异物即可,所以可以采用面积比泵用过滤单元19a少(小)的过滤器。
与此相对,当在氢泵19中没有内置泵用过滤单元19a时,由于需要捕捉因氢泵19的动作而产生的异物以及在第二蛇腹管21中体积增大了的堆积物这两者,所以优选根据因氢泵19的动作而产生的异物的粒径来设定过滤单元22的过滤用网状物。由此,可以减少设置在流路上的过滤单元的数量。
根据上述本实施方式的流体供应装置26A和燃料电池系统1A,当为了吸收振动而在氢泵19的排出侧配置第二蛇腹管21时,即使由于氢泵19的动作而产生的异物在第二蛇腹管21的褶皱部213处堆积,并在体积增大后剥离,也可以通过配置在第二蛇腹管21的排出侧的过滤单元22来捕捉该体积增大了的异物。
其结果是,由于可以防止体积增大了的异物流入设置在第二蛇腹管21下游侧的装置中,因此,可以防止例如阳极放气阀25的密封不良、或对电池堆10内的电池造成损害等不良现象。
【其他】
以上使用优选的实施方式对本发明进行了说明,但是本发明不限于上述实施方式。本领域技术人员可以根据在此公开的内容,在不脱离本发明范围的情况下进行适当的变更或改进。这样的变更或改进也包括在本发明中。
例如,虽然在上述实施方式中说明了将流体供应装置装入到氢气管线系统中的情况,但也可以装入到例如燃料或油的循环路径等其他管线系统中。
作为上述情况的一个示例,当将本发明的流体供应装置装入到氧气管线系统(流体供应管线)11中时,在与加湿器9的上游侧连接的氧化气体供应管线上,从加湿器9向上游方向依次设有:第二过滤单元、可挠部、第一过滤单元、以及升压单元。升压单元使从上游侧吸入的氧气升压并将其排向加湿器9一侧,例如为空气压缩机(流体泵)等。
第一过滤单元捕捉氧气中的异物,其设置在升压单元的内部或设置在升压单元与可挠部之间。第二过滤单元捕捉堆积在可挠部并且体积增大了的异物,其过滤精度比第一过滤单元低(网孔粗大)。可挠部缓冲或吸收伴随升压单元的动作而产生的振动等,例如由蛇腹形状的管线、伸缩接头、L弯管、Z弯管、以及U弯管等构成。
另外,虽然在上述第二实施方式中对在第二蛇腹管21的排出侧设置过滤单元22来代替循环侧开关阀20(堆积防止单元)的情况进行了说明,但是也可以同时配置循环侧开关阀20和过滤单元22这两者。
另外,虽然在上述实施方式中对在第二蛇腹管21的排出侧配置过滤单元22的情况进行了说明,但是当在例如氢泵19等这样的产生磨损粉粒等异物的装置的下游侧配置使导入流体的行进方向发生改变的部位(可挠部)时,也可以在该管线的排出侧配置过滤单元22。
例如,当从配置空间等关系出发而在氢泵19的排出侧配置L形管线时,由于流体容易滞留在L形部位(使导入的氢排气的行进方向发生改变的部位),所以,与第二蛇腹管21中的褶皱部213一样,有时会产生异物体积增大的情况,但是通过在该管线的排出侧配置过滤单元22,可以除去体积增大了的堆积物。
工业实用性
本发明在以下方面有用:即使在流路上配置具有导入流体容易滞留的部位的管线时,也可以防止由于流体中的异物在该部位堆积而造成下游侧的被供给对象产生故障。本发明可以广泛应用于具有上述要求的流体供应装置以及燃料电池系统。

Claims (12)

1. 一种在流体供应管线的中途设有可挠部的流体供应装置,其特征在于,设置有:
在所述可挠部的上游侧捕捉流体中的异物的第一过滤单元;以及
在所述可挠部的下游侧捕捉从所述可挠部排出的流体中的异物的第二过滤单元,
并且,使从上游侧吸入的流体升压并将其排向下游侧的升压单元设置在所述可挠部的上游侧,
在所述升压单元的内部或所述升压单元与所述可挠部之间设有所述第一过滤单元。
2. 如权利要求1所述的流体供应装置,其特征在于,所述第二过滤单元的过滤精度比所述第一过滤单元的低。
3. 如权利要求1或2所述的流体供应装置,其特征在于,所述可挠部为蛇腹状管线。
4. 如权利要求1或2所述的流体供应装置,其特征在于,所述升压单元为流体泵。
5. 一种在流体供应管线的中途设有可挠部的流体供应装置,其特征在于,包括:
在所述可挠部的上游侧捕捉流体中的异物的第一过滤单元;以及
堆积抑制单元,设置在所述第一过滤单元与所述可挠部之间,抑制通过了第一过滤单元的流体中的异物在所述可挠部堆积;
使从上游侧吸入的流体升压并将其排向下游侧的升压单元设置在所述可挠部的上游侧,
在所述升压单元的内部或所述升压单元与所述可挠部之间设有所述第一过滤单元,
所述流体供应管线为燃料电池用的流体供应管线。
6. 如权利要求5所述的流体供应装置,其特征在于,所述堆积抑制单元是使导入到所述可挠部中的流体的流动发生改变的流动改变单元。
7. 如权利要求6所述的流体供应装置,其特征在于,所述流动改变单元是开关阀,通过控制该开关阀的打开、关闭而使流动改变。
8. 如权利要求5至7中任一项所述的流体供应装置,其特征在于,所述可挠部为蛇腹状管线。
9. 如权利要求5至7中任一项所述的流体供应装置,其特征在于,在所述第一过滤单元与所述可挠部之间设有流体泵。
10. 如权利要求5至7中任一项所述的流体供应装置,其特征在于,设有内置有所述第一过滤单元的流体泵。
11. 一种燃料电池系统,其特征在于,在反应气体供应系统中装入了权利要求1、2、5至7中任一项所述的流体供应装置。
12. 如权利要求11所述的燃料电池系统,其特征在于,所述反应气体供应系统为燃料气体供应系统。
CNB2005800080645A 2004-03-17 2005-03-15 流体供应装置以及具有该流体供应装置的燃料电池系统 Expired - Fee Related CN100412435C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004076772 2004-03-17
JP076772/2004 2004-03-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1930414A CN1930414A (zh) 2007-03-14
CN100412435C true CN100412435C (zh) 2008-08-20

Family

ID=34975672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800080645A Expired - Fee Related CN100412435C (zh) 2004-03-17 2005-03-15 流体供应装置以及具有该流体供应装置的燃料电池系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7980267B2 (zh)
JP (1) JP4799403B2 (zh)
CN (1) CN100412435C (zh)
DE (1) DE112005000592B4 (zh)
WO (1) WO2005088183A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010071588A1 (en) * 2008-12-19 2010-06-24 Laplast Ab A pipe and a method for reducing biofilms
JP2012169053A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料電池発電システム
JP6597979B2 (ja) * 2016-12-21 2019-10-30 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
CN110280071B (zh) * 2019-05-31 2021-07-02 中国石油天然气集团有限公司 一种输气管道过滤分离器自动判堵装置及自动判堵方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0228963U (zh) * 1988-08-10 1990-02-23
JPH0587277U (ja) * 1992-04-24 1993-11-26 自動車機器株式会社 ラジアルプランジャポンプ
JPH10281386A (ja) * 1997-04-07 1998-10-23 Taisei Corp 水配管用消音方法及び水配管用消音器
JP2000176227A (ja) * 1998-12-14 2000-06-27 Asahi Glass Co Ltd 除塵装置用のフィルタ管の連結支持構造
JP2003036870A (ja) * 2001-07-25 2003-02-07 Equos Research Co Ltd 燃料電池システム及びその制御方法
JP2003197248A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Toyota Motor Corp 燃料電池システム

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE132533C (zh)
US2513795A (en) * 1946-08-30 1950-07-04 Western Electric Co Strainer
US4023472A (en) * 1974-06-04 1977-05-17 Ciba-Geigy Corporation Apparatus for producing a laminar flow
FR2332210A1 (fr) * 1975-11-21 1977-06-17 Neu Ets Appareil de transport pneumatique de matieres pulverulentes ou granuleuses
DD132533A1 (de) * 1977-06-09 1978-10-04 Wilfried Goerler Vorrichtung und verfahren zur foerderung nicht-newtonscher medien in rohrleitungen
JPH0686814B2 (ja) * 1985-12-28 1994-11-02 日産自動車株式会社 内燃機関の吸気装置
JPH0228963A (ja) 1988-07-19 1990-01-31 Fujitsu Miyagi Electron:Kk 半導体の切断整形金型
JPH0256209A (ja) * 1988-08-19 1990-02-26 Fujii Itsuo フィルタ付双方向油圧ホース
JP2605195B2 (ja) * 1991-09-25 1997-04-30 孝正 服部 管体継手構造
JP3838697B2 (ja) * 1996-05-28 2006-10-25 富士写真フイルム株式会社 画像記録装置
US5733441A (en) * 1996-06-27 1998-03-31 United Microelectronics Corporation Pre-wet system for a filter
US5964078A (en) * 1996-08-02 1999-10-12 Robinson; Larry P. Multiple implement tow bar assembly
JP3303708B2 (ja) * 1997-01-31 2002-07-22 三菱電機株式会社 車両用燃料供給装置
US6013385A (en) * 1997-07-25 2000-01-11 Emprise Corporation Fuel cell gas management system
JP3283240B2 (ja) * 1998-03-12 2002-05-20 東洋▲ろ▼機製造株式会社 燃料供給装置
JP2000002376A (ja) * 1998-06-17 2000-01-07 Toyoda Gosei Co Ltd 燃料ホース
JP2000186814A (ja) * 1998-12-21 2000-07-04 Noritz Corp 石油燃焼装置
DE10032419A1 (de) * 2000-07-04 2002-05-02 Xcellsis Gmbh Brennstoffzellensystem und Verfahren zum Betreiben des Brennstoffzellensystems
US6783881B2 (en) * 2001-04-11 2004-08-31 Donaldson Company, Inc. Filter assembly for intake air of fuel cell
JP2002373687A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Toyota Motor Corp 燃料電池搭載機器の消音

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0228963U (zh) * 1988-08-10 1990-02-23
JPH0587277U (ja) * 1992-04-24 1993-11-26 自動車機器株式会社 ラジアルプランジャポンプ
JPH10281386A (ja) * 1997-04-07 1998-10-23 Taisei Corp 水配管用消音方法及び水配管用消音器
JP2000176227A (ja) * 1998-12-14 2000-06-27 Asahi Glass Co Ltd 除塵装置用のフィルタ管の連結支持構造
JP2003036870A (ja) * 2001-07-25 2003-02-07 Equos Research Co Ltd 燃料電池システム及びその制御方法
JP2003197248A (ja) * 2001-12-25 2003-07-11 Toyota Motor Corp 燃料電池システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20070163658A1 (en) 2007-07-19
US7980267B2 (en) 2011-07-19
DE112005000592T5 (de) 2007-05-10
CN1930414A (zh) 2007-03-14
JP4799403B2 (ja) 2011-10-26
DE112005000592B4 (de) 2010-03-04
JPWO2005088183A1 (ja) 2008-01-31
WO2005088183A1 (ja) 2005-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100412435C (zh) 流体供应装置以及具有该流体供应装置的燃料电池系统
US7097763B2 (en) Ion exchange filter apparatus
JP2003151588A (ja) 燃料循環式燃料電池システム
JP2022008164A (ja) 二次電池用ポーチの脱ガスシステム
CN109399823A (zh) 净水机
CN112421075A (zh) 一种燃料电池发动机空气供给系统
JP3425060B2 (ja) 内部抵抗回復機構付電解液流通型電池
CN212383436U (zh) 一种高效的自动化活性炭箱
KR101769801B1 (ko) 디젤 엔진용 오염물질 저감 장치
CN102311159A (zh) 过滤组件、过滤装置和车辆
CN215048915U (zh) 净水设备的水路系统和净水设备
CN216604755U (zh) 一种一体化有机废气处理设备
CN205649952U (zh) 一种多孔陶瓷除尘器应急旁路装置
CN216742021U (zh) 一种带废气处理功能的无密封式污水自吸泵
CN218290538U (zh) 一种边侧输出型过滤支撑板
CN214504192U (zh) 一种污水处理设备运行检测装置
CN214192756U (zh) 一种冷凝水净处理系统
CN116201665B (zh) 一种egr阀组
CN206799293U (zh) 一种自吸式双水净水器
US11958015B2 (en) Dual-purpose houshold water purifier
CN218589968U (zh) 用于固废处理的阵列组合式脉冲布袋除尘装置
CN213643382U (zh) 一种用于抗燃油真空脱水除酸装置
CN207468330U (zh) 净水系统和反渗透净水器
CN216303507U (zh) 废水处理用cod净化装置
CN218434969U (zh) 一种气冲洗管式膜净水系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080820

Termination date: 20140315