CN104380512B - 燃料电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的燃料电池系统具备：燃料气体供给系统，从燃料供给源向具有电池组主体的燃料电池供给燃料气体，该电池组主体具有多个单电池；燃料废气循环系统，将燃料废气向电池组主体进行再供给。而且，燃料废气循环系统具有：混合燃料气体流路，使包含燃料废气及燃料气体的混合燃料气体沿着设置于电池组主体的歧管的内表面方向流动；合流部，配置在歧管的一面侧，且燃料废气与燃料气体在该合流部合流而得到上述混合燃料气体。由此，能够提高向燃料废气及燃料气体的热交换效率，而且，能够防止燃料废气中的水分产生的冰流入到燃料电池组内的情况。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池系统。
背景技术
近年来，将通过燃料气体(阳极气体)与氧化气体(阴极气体)的电化学反应而发电的燃料电池作为能量源的燃料电池系统引起注目。作为上述燃料电池系统所使用的燃料电池，已知有如下的结构：例如，具有将单电池层叠多个而成的燃料电池组，且该燃料电池组由在单电池层叠方向的两端配置的端板夹持。
另外，在这样的燃料电池系统中，为了有效利用氢气等燃料气体，而具备使从燃料电池组排出的燃料废气(氢废气)向燃料电池组返回进行再供给的燃料气体循环系统(循环路)。例如，本申请人在专利文献1等中提出了如下的燃料电池系统：防止燃料废气中含有的水分在燃料废气与新供给的燃料气体的合流部处冻结的情况，且实现在燃料废气循环路容易配置辅机类的情况，将该合流部及燃料废气循环路的一部分设置于端板。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-171655号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，燃料电池系统中，通常燃料电池组的主体及辅机类的发热量比例如内燃机系统等大，因此要求高的冷却能力。为了满足上述要求，优选尽可能提高在燃料电池组产生的热量的交换效率。相对于此，在专利文献1记载的燃料电池系统中，燃料废气与新的燃料气体的合流部设置在歧管内，因此已经被加热的比较高温的燃料废气由在燃料电池组中产生的热量进一步加热，难以说热交换效率充分高。
另外，在专利文献1记载的燃料电池系统的结构中，由于从燃料废气与新的燃料气体的合流部到燃料电池组的距离缩短，因此若燃料废气中含有的水分在该合流部处冻结而生成冰时，该冰可能会混入到燃料电池组内。
因此，本发明鉴于上述情况而作出，目的在于提供一种燃料电池系统，能够提高将循环供给的燃料废气和新的燃料气体向燃料电池的电池组主体供给时的热交换效率，而且，即使假设燃料废气中的水分冻结而产生冰，也能够防止该冰流入到燃料电池组内。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的燃料电池系统具备：燃料电池，具有电池组主体，该电池组主体具有多个通过燃料气体与氧化气体的电化学反应而进行发电的单电池；燃料气体供给系统，从燃料供给源向电池组主体供给燃料气体；及燃料废气循环系统，使从电池组主体排出的燃料废气向电池组主体再供给，所述燃料废气循环系统具有：混合燃料气体流路，形成为使包含燃料废气及燃料气体的混合燃料气体沿着设置于电池组主体的呈大致板状的歧管的内表面方向流动；及合流部，配置在歧管的一面侧(例如，歧管的外表面侧：形成有混合燃料气体流路的面的相反面侧)，且燃料废气与燃料气体在该合流部合流而得到混合燃料气体。
在如此构成的燃料电池系统中，从电池组主体排出的燃料废气在合流部处与新供给的燃料气体混合，由此得到的混合燃料气体流入混合燃料气体流路内，沿着歧管的内表面方向流动，插通于电池组主体。此时，由于比较高温的燃料废气与比较低温的燃料气体混合，因此在合流部产生的混合燃料气体的温度比燃料废气的温度低。并且，该混合燃料气体在歧管内流动，由此相比较于与燃料气体合流之前的燃料废气在歧管内流通的情况，能够更多地夺取在电池组主体产生的热量。其结果是，热交换效率提高，与以往相比能够进一步抑制燃料废气中含有的水分冻结的情况。
另外，在合流部得到的混合燃料气体通过了该合流部之后，沿着歧管的内表面方向流动，因此容易增大(延长)混合燃料气体流路的距离。因此，即使假设在混合燃料气体流路中产生了燃料废气中的水分产生的冰，在混合燃料气体到达电池组主体之前的期间，也容易使该冰融化。
更具体而言，可以是，混合燃料气体流路被划定于歧管和与该歧管相邻配置的端子之间。这样的话，容易将混合燃料气体流路以呈配管状且沿面方向延伸的方式形成，因此在混合燃料气体流路中流通的混合燃料气体容易借助在电池组主体产生的热量进一步且更直接地被加热。而且，歧管(例如电池组歧管)及端子间的温度接近(高)于单电池温度，因此能够更可靠地防止混合燃料气体中含有的燃料废气带来的水分的冻结。需要说明的是，“端子”表示例如设置在电池组的端部且用于将由电池组发电的电力向外部取出的电连接、及为了集电而与单电池接触且具有与单电池相同或大致相同的宽度的平面部的构件。
这种情况下，可以是，混合燃料气体流路形成在冷却介质出口流路与氧化气体出口流路之间，所述冷却介质出口流路设置于歧管且使供给到电池组主体的冷却介质从该电池组主体排出，该氧化气体出口流路设置于歧管且使供给到电池组主体的氧化气体从该电池组主体排出。在这样的结构中，冷却介质出口及氧化气体出口的温度由于来自电池组主体的排热而具有相比其他部位成为高温的倾向，因此能够进一步提高混合燃料气体中含有的水分的冻结防止效果。
而且，即使将合流部设置在歧管的附近，也能够更可靠地防止混合燃料气体中含有的燃料废气带来的水分的冻结。
另外，可以是，燃料废气循环系统具有使燃料废气循环的泵，合流部设置在泵的外壳内且相比泵室出口设置在下游。这种情况下，通过来自燃料废气循环用的泵的电动机部的传热，能进一步提高混合燃料气体中含有的燃料废气带来的水分的冻结防止效果。
此外，也可以是，混合燃料气体流路从与电池组主体的中央部对应的部位一直延伸设置至在歧管的缘部设置的燃料气体入口流路。需要说明的是，电池组主体可以是单数(所谓1电池组结构)，也可以是多个(例如2电池组结构)，在电池组主体呈一列连续设置的由所需个数的单电池构成时(即单数时)，也可以将“电池组主体的中央部”改称为“单电池的中央部”。通常，单电池或电池组主体的相对区域、尤其是单电池或电池组主体的中央部的相对区域与外周部相比成为高温，因此通过将混合燃料气体从与电池组主体的中央部对应的部位向该电池组主体导入，能够进一步提高混合燃料气体中含有的燃料废气带来的水分的冻结防止效果。
此外，可以采用燃料废气循环用的泵与歧管直接(不经由配管等)连接的结构。这样的话，在泵与歧管之间无需设置配管等连接构件或中继构件，因此能够大幅提高组装性。
此外，更优选为，燃料废气向泵进入的入口及混合燃料气体从泵排出的出口配置在铅垂线上或大致铅垂线上。具体而言，可列举例如将设置于歧管的泵的电动机轴水平配置，并将燃料废气的泵室入口及泵室出口设置在铅垂方向上下的结构。这种情况下，泵室入口及泵室出口的上下关系没有特别限制，但是考虑到燃料废气的流通性时，优选将泵室入口配置在下侧且将泵室出口配置在上侧。这样的话，能够有效地抑制在泵内的燃料废气的流路滞留有燃料废气中的水蒸气凝结而生成的水分的情况，能提高泵停止后的从泵室内的排水性。
更具体而言，可以是，混合燃料气体流路以该混合燃料气体流路的最下表面相比泵的泵室出口流路的最下表面位于铅垂下方的方式形成。
或者，可以是，混合燃料气体流路以该混合燃料气体流路的最下表面相比混合燃料气体入口流路的最下表面位于铅垂下方的方式形成，所述混合燃料气体入口流路为了向电池组主体供给混合燃料气体而设置于歧管。若如此构成，则能够抑制液滴(水滴)从混合燃料气体流路向泵的泵室内及电池组主体的单电池的侵入。
发明效果
由以上可知，根据本发明，能够显著提高燃料废气与新的燃料气体混合而向燃料电池的电池组主体供给时的热交换效率，并且即使在假设燃料废气中的水分冻结而产生冰的情况下，也能够更可靠地防止该冰流入到电池组主体内的情况。
附图说明
图1是表示本发明的燃料电池系统的优选的一实施方式的系统结构图。
图2是简要表示燃料电池组的结构的俯视图。
图3是表示在电池组歧管的表面设置有循环电动泵的状态的主视图。
图4是仅表示电池组歧管的表面(从图3所示的状态将循环电动泵拆下的状态的表面)的主视图。
图5是图3所示的V-V线的循环电动泵的泵转子部的概略局部剖视图。
图6是图3所示的VI-VI线的循环电动泵的泵转子部的概略局部剖视图。
图7是表示电池组歧管的背面的主视图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，以下的实施方式是用于说明本发明的例示，并不是将本发明仅限定于该实施方式的宗旨。而且，本发明只要不脱离其主旨，就能够进行各种变形。
图1是表示本发明的燃料电池系统的优选的一实施方式的系统结构图。该图所示的燃料电池系统1能够应用于燃料电池机动车等车辆的车载发电系统、船舶、航空器、电车、或步行机器人等所有移动体用的发电系统、以及作为建筑物(住宅、大楼等)用的发电设备而使用的固定用发电系统等，在此，具体说明作为机动车用途的结构。
燃料电池系统1具备具有例如1个燃料电池组10(电池组主体)的燃料电池，该燃料电池组10通过将接受氧化气体及燃料气体的供给而通过电化学反应来发电而产生电力的单电池层叠所需个数而成。而且，在燃料电池系统1设有：调整向这些燃料电池组10的作为氧化气体的空气的气体供给的阴极系的氧化气体供给系统2；调整作为燃料气体的氢气的气体供给的阳极系的燃料气体供给系统3；用于对燃料电池组10进行冷却的冷却介质供给系统4。
氧化气体供给系统2具有加湿器20、空气供给配管21、空气排出配管22及排出配管23。其中，空气供给配管21用于将由加湿器20加湿后的空气向燃料电池组10供给。在该空气供给配管21设有将大气中的空气取入而向加湿器20进行压力输送的压缩器24。而且，空气排出配管22用于将从燃料电池组10排出的空气废气(氧化废气)向加湿器20引导。而且，排出配管23用于将来自加湿器20的空气废气向外部导出。
另一方面，燃料气体供给系统3具有积存高压的氢气的作为燃料供给源的氢罐30、燃料供给配管31、及循环配管32。其中，燃料供给配管31用于将来自氢罐30的氢气向燃料电池组10供给。而且，在燃料供给配管31设有切断或允许来自氢罐30的氢气的供给并且在允许时调整氢气的压力的带切断阀的调节器33。
而且，循环配管32用于使从燃料电池组10排出的氢废气(燃料废气)通过配管32b返回燃料供给配管31的合流部32c。这样，在燃料电池系统1中，在合流部32c，氢废气与来自氢罐30的氢气混合，在此得到的混合氢气(混合燃料气体)通过燃料供给配管31向燃料电池组10供给。
另外，在循环配管32的配管32b设有用于将从燃料电池组10排出的氢废气再次向燃料电池组10供给的气液分离器34。该气液分离器34用于对从燃料电池组10排出的氢废气进行气液分离，由此，能回收氢废气中含有的水分的一部分或大部分。
另外，在与气液分离器34连接的排出配管35设有排出阀36。该排出阀36按照来自未图示的控制装置的指令而动作，用于将利用气液分离器34回收的水分、及循环配管32内的含有杂质的氢废气通过排出配管35向外部排出(吹扫)。
而且，在循环配管32设有循环电动泵37(泵)，该循环电动泵37(泵)吸引从燃料电池组10排出的循环配管32内的氢废气并加压而向燃料供给配管31侧喷出，由此调整从燃料电池组10排出的氢废气的循环。这样，循环电动泵37作为燃料废气循环用的泵发挥功能。
如以上说明那样，由燃料气体供给系统3中的除了氢罐30、带切断阀的调节器33、排出配管35及排出阀36之外的部分构成燃料废气循环系统。
另一方面，冷却介质供给系统4具有与各燃料电池组10内的冷却流路连通的冷却介质配管41。在该冷却介质配管41设有用于使冷却介质(例如冷却水)循环的冷却泵42、及对从燃料电池组10排出的冷却介质进行冷却的散热器43。而且，在冷却泵42与散热器43之间连接有绕过该散热器43的旁通配管44，在该连接部位设置有调节冷却介质向散热器43及旁通配管44的流通的切换阀45。
在此，图2是简要表示燃料电池组10的结构的俯视图(上表面图)。如该图所示，燃料电池组10分别将作为发电单位的单电池11层叠所需个数而构成，在单电池11的层叠方向上平行地并列设置的状态下，由在该层叠方向的两端部配置的呈长条板形状的一对端板12、13夹持。需要说明的是，这些端板12、13通过未图示的张力板等而相互连结。
这样由端板12、13夹持的燃料电池组10例如收纳于电池组壳体14，在该状态下，燃料电池组10以沿水平方向载置的姿态设置于机动车的车辆主体。以下，只要没有特别说明，就以燃料电池组10如此设置时的姿态为基准进行说明。即，例如在图2及后述的图3至图7中，图示X轴表示设置燃料电池组10的水平方向，Y轴表示将多个单电池11并列设置的水平方向，Z轴表示与它们垂直的方向即铅垂方向。
另外，在一方的端板12与燃料电池组10之间设有呈大致板形状的电池组歧管6(歧管)。在该电池组歧管6上以适当的配置安装有前述的燃料气体供给系统3(如前述那样，其一部分兼作为燃料废气循环系统)的结构部品中的循环配管32的一部分、带切断阀的调节器33、气液分离器34、排出配管35、排出阀36及循环电动泵37(需要说明的是，在图2中，仅图示了它们之中的循环电动泵37)。
循环电动泵37具有接受供电而产生旋转驱动力的电动机部50、借助该电动机部50的驱动力而旋转并吸引和喷出氢废气的泵转子部51，这些电动机部50与泵转子部51使彼此的旋转轴线方向一致而沿该方向并列设置，由此在该旋转轴线方向上呈长形状。
接着，图3是表示在电池组歧管6的表面6a设置有循环电动泵37的状态的主视图，图4是仅表示电池组歧管6的表面6a(可以说从图3所示的状态将循环电动泵37拆下的状态的表面6a)的主视图。
如图3所示，循环电动泵37不经由配管等连接构件或中继构件而直接连接于电池组歧管6的表面6a。而且，在循环电动泵37的泵转子部51的侧壁设有从氢气罐30供给的氢气的导入口52。
而且，如图4所示，在电池组歧管6，在与循环电动泵37的泵转子部51对应的位置设有：用于将氢废气从燃料电池组10向泵转子部51导入的导入口61a；用于将通过在泵转子部51将氢废气与新供给的氢气混合而得到的混合氢气(混合燃料气体)向燃料电池组10导出的导出口61b。并且，在循环电动泵37的泵转子部51，在与上述的导入口61a及导出口61b对应的位置设有泵室入口53a(燃料废气向泵进入的入口)及泵室出口53b(混合燃料气体从泵排出的出口)(在图4中分别由箭头表示)。
在此，导入口61a及导出口61b、以及泵室入口51a及泵室出口51b配置在铅垂线上或大致铅垂线上。在图4中，例示出沿着作为铅垂线的单点划线Vz将泵室入口51a及导入口61a设置在下侧且将泵室出口51b及导出口61b设置在上侧的方式。
在此，图5是图3所示的V-V线的循环电动泵37的泵转子部51的概略局部剖视图，图6是图3所示的VI-VI线的循环电动泵37的泵转子部51的概略局部剖视图。而且，图7是表示电池组歧管6的背面6b的主视图。
如图5所示，从氢气罐30供给的氢气G1(燃料气体)、经由泵转子部51c中的泵室54从泵室出口53b导出的氢废气G2(燃料废气)分别流入固定于电池组歧管6的泵转子部51c。上述的氢气G1和氢废气G2在比泵室出口53b靠下游侧合流而混合，得到混合氢气G3(混合燃料气体)。
即，图1说明的合流部32c设置在循环电动泵37的泵转子部51的外壳内(泵室54的内部)，且设置在比泵室出口53b靠下游处，且设置在电池组歧管6的附近。并且，具有该合流部32c的循环电动泵37配置在电池组歧管6的外表面侧(表面6a侧；形成有后述的混合燃料气体流路Rk的背面6b的相反面侧)。
如图6所示，这样得到的混合氢气G3从设置在泵室54的侧壁上的泵室出口53b在沿Y方向延伸的泵室出口流路Rd内流通，暂时流下之后，从电池组歧管6的导出口61b向混合燃料气体流路Rk导入。在此，混合燃料气体流路Rk及泵室出口流路Rd以图示单点划线Hk所示的混合燃料气体流路Rk的最下表面相比图示单点划线Hd所示的泵室出口流路Rd的最下表面位于铅垂下方的方式形成。
接着，如图7所示，从导出口61b向电池组歧管6的背面6b(内表面；与燃料电池组10相对的面)侧导入的混合燃料气体G3在混合燃料气体流路Rk上沿着电池组歧管6例如在水平方向(图示X方向)上流通，该混合燃料气体流路Rk被划定于电池组歧管6的背面6b和与该电池组歧管6相邻配置的燃料电池组10的端子(未图示)之间。这样，混合燃料气体流路Rk以混合燃料气体G3沿着设置于燃料电池组10的呈大致板状的电池组歧管6的内表面方向(背面6b的X方向)流动的方式形成。
而且，混合燃料气体流路Rk在其终端处与开口形成在电池组歧管6的缘部上的混合燃料气体入口流路62连通，混合氢气G3从该混合燃料气体入口流路62的开口向燃料电池组10内供给。这样，混合燃料气体流路Rk从与燃料电池组10的中央部对应的部位(电池组歧管6的导出口61b)一直延伸设置至在电池组歧管6的缘部设置的混合燃料气体入口流路62。而且，混合燃料气体流路Rk及混合燃料气体入口流路62以在图6及图7中单点划线Hk所示的混合燃料气体流路Rk的最下表面相比图7中单点划线H62所示的混合燃料气体入口流路62的最下表面位于铅垂下方的方式形成。
而且，在电池组歧管6开口形成有：用于通过冷却介质供给系统4向燃料电池组10供给冷却介质的冷却介质出口流路64a；将该冷却介质从燃料电池组10排出的冷却介质出口流路64b；用于通过氧化气体供给系统2向燃料电池组10供给氧化气体的氧化气体入口流路66a；及将该氧化气体从燃料电池组10排出的氧化气体出口流路66b。并且，如图7所示，混合燃料气体流路Rk设置在在电池组歧管6中上述的冷却介质出口流路64b与氧化气体出口流路66b之间。
根据这样构成的燃料电池系统1，如上所述，从燃料电池组10排出的氢废气G2在合流部32c处与从氢气罐30新供给的氢气G1混合，从而得到混合燃料气体G3。该混合燃料气体G3向混合燃料气体流路Rk内流入，沿着电池组歧管6的内表面方向流动，插通于燃料电池组10。此时，由于是比较高温的氢废气G2与比较低温的氢气G1混合，因此在合流部32c生成的混合氢气G3的温度比氢废气G2的温度低。
这样氢废气G2与氢气G1混合后的比较低温的混合氢气G3在电池组歧管6内流通，由此相比较于与氢气G1合流之前的氢废气G2在电池组歧管6内流通的情况，能够更多地夺取在燃料电池组10产生的热量。其结果是，能够提高热交换效率，有效地抑制氢废气G2中含有的水分冻结的情况。
另外，在循环电动泵37的泵转子部51内的合流部32c得到的混合氢气G3在通过了该合流部32c之后，沿着电池组歧管6的内表面方向流动，因此能够充分地将混合氢气流路Rk的距离确保得较大(较长)。由此，具有如下优点：即使假设在混合氢气流路Rk中产生氢废气G2中的水分产生的冰，也容易在混合氢气G3到达燃料电池组10之前的期间使该冰融化。
另外，混合氢气流路Rk被划定于电池组歧管6和与之相邻配置的端子之间，呈配管状且沿面方向延伸，因此流通于混合氢气流路Rk的混合氢气G3借助由燃料电池组10产生的热量容易进一步且更直接地被加热，能够进一步提高热交换效率。而且，在燃料电池系统1的运转中，电池组歧管6及端子间的温度成为接近于单电池11的温度的高温，因此能够更可靠地防止混合氢气G3中含有的氢废气G2带来的水分的冻结。
而且，混合燃料气体流路Rk设置在冷却介质出口流路64b与氧化气体出口流路66b之间，电池组歧管6中的冷却介质出口流路64b的开口部及氧化气体出口流路66b的开口部的温度具有由于来自燃料电池组10的排热而相比其他的部位成为高温的倾向，因此能够更进一步提高混合氢气G2中含有的水分的冻结防止效果。
此外，氢气G1与氢废气G2的合流部32c设置在循环电动泵37的泵转子部51的外壳内(泵室54的内部)且设置在比泵室出口53b靠下游处，因此来自循环电动泵37的电动机部50的热量向泵转子部51的外壳传导，由此能够进一步提高混合氢气G3中含有的氢废气G2带来的水分的冻结防止效果。而且，通过将氢气G1与氢废气G2的合流部32c设置在电池组歧管6的附近，也能够更可靠地防止混合氢气G3中含有的燃料废气G2带来的水分的冻结。
另外，混合燃料气体流路Rk从与燃料电池组10的中央部对应的部位(电池组歧管6的导出口61a)一直延伸设置至混合燃料气体入口流路62，因此混合氢气G3被从比较高温的单电池11或燃料电池组10的相对区域、尤其是单电池11或燃料电池组10的中央部的相对区域导入到燃料电池组10内。由此，能够进一步提高混合氢气G3中含有的氢废气G2带来的水分的冻结防止效果。
此外，循环电动泵37不经由配管等连接构件或中继构件而直接连接于电池组歧管6的表面6a，因此能够大幅提高循环电动泵37的向电池组歧管6的组装性，其结果是，通过结构的简化和工时的减少也能够提高经济性。
此外，泵室入口51a及泵室出口51b配置在铅垂线上或大致铅垂线上，因此能够有效地抑制氢废气G2中的水蒸气凝结而生成的水分滞留于循环电动泵37内的氢废气G2的流路的情况。由此，在循环电动泵37停止后，能够提高从泵转子部51的泵室54内的排水性。
此外，混合燃料气体流路Rk及混合燃料气体入口流路62以混合燃料气体流路Rk的最下表面(图6及图7中的单点划线Hk)相比混合燃料气体入口流路62的最下表面(图7中的单点划线H62)位于铅垂下方的方式构成，因此能够有效地抑制液滴(水滴)从混合燃料气体流路Rk向循环电动泵37的泵转子部51的泵室54内、及向燃料电池组10的各单电池11的侵入。
需要说明的是，如上所述，本发明没有限定为上述实施方式，在不变更其主旨的限度内能够进行各种变形。例如，泵室入口51a及泵室出口51b的上下关系没有特别限制，但是考虑到燃料废气的流通性时，如图4所示，优选将泵室入口51a配置在下侧并将泵室出口51b配置在上侧。而且，燃料电池组也可以为单一的。
工业上的可利用性
如以上说明那样，本发明能够显著提高燃料废气与新的燃料气体混合而向燃料电池的电池组主体供给时的热交换效率，并且即使在燃料废气中的水分冻结而产生冰的情况下，也能够更可靠地防止该冰流入到电池组主体内的情况，因此能够广泛且有效地利用于整个燃料电池、具备燃料电池的车辆、机器、系统、设备等及它们的制造中。
标号说明
1：燃料电池系统
2：氧化气体供给系统
3：燃料气体供给系统(一部分兼作为燃料废气循环系统)
4：冷却介质供给系统
6：电池组歧管(歧管)
6a：电池组歧管6的表面
6b：电池组歧管6的背面
10：燃料电池组(电池组主体)
11：单电池(单电池)
12、13：端板
14：电池组壳体
20：加湿器
21：空气供给配管
22：空气排出配管
23：排出配管
24：压缩器
30：氢罐(燃料供给源)
31：燃料供给配管
32：循环配管
32b：配管
32c：合流部
33：带切断阀的调节器
34：气液分离器
35：排出配管
36：排出阀
37：循环电动泵(泵)
41：冷却介质配管
42：冷却泵
43：散热器
44：旁通配管
45：切换阀
50：电动机部
51：泵转子部
52：导入口52
53a：泵室入口(燃料废气向泵进入的入口)
53b：泵室出口(混合燃料气体从泵排出的出口)54：泵室
61a：导入口
61b：导出口
62：混合燃料气体入口流路
64a：冷却介质入口流路
64b：冷却介质出口流路
66a：氧化气体入口流路
66b：氧化气体出口流路
G1：氢气(燃料气体)
G2：氢废气(燃料废气)
G3：混合氢气(混合燃料气体)
Hd：泵室出口流路Rd的最下表面
Hk：混合燃料气体流路Rk的最下表面
H62：混合燃料气体入口流路62的最下表面
Rd：泵室出口流路
Rk：混合燃料气体流路
Claims (7)
1.一种燃料电池系统，具备：
燃料电池，具有电池组主体，该电池组主体具有多个通过燃料气体与氧化气体的电化学反应而进行发电的单电池；
燃料气体供给系统，从燃料供给源向所述电池组主体供给所述燃料气体；及
燃料废气循环系统，使从所述电池组主体排出的燃料废气向所述电池组主体再供给，
所述燃料废气循环系统具有：混合燃料气体流路，形成为使包含所述燃料废气及所述燃料气体的混合燃料气体沿着设置于所述电池组主体的呈大致板状的歧管的内表面方向流动；及合流部，配置在所述歧管的一面侧，且所述燃料废气与所述燃料气体在该合流部合流而得到所述混合燃料气体，
所述混合燃料气体流路被划定于所述歧管和与该歧管相邻配置的端子之间。
2.一种燃料电池系统，具备：
燃料电池，具有电池组主体，该电池组主体具有多个通过燃料气体与氧化气体的电化学反应而进行发电的单电池；
燃料气体供给系统，从燃料供给源向所述电池组主体供给所述燃料气体；及
燃料废气循环系统，使从所述电池组主体排出的燃料废气向所述电池组主体再供给，
所述燃料废气循环系统具有：混合燃料气体流路，形成为使包含所述燃料废气及所述燃料气体的混合燃料气体沿着设置于所述电池组主体的呈大致板状的歧管的内表面方向流动；及合流部，配置在所述歧管的一面侧，且所述燃料废气与所述燃料气体在该合流部合流而得到所述混合燃料气体，
所述混合燃料气体流路形成在冷却介质出口流路与氧化气体出口流路之间，所述冷却介质出口流路设置于所述歧管且使供给到所述电池组主体的冷却介质从该电池组主体排出，所述氧化气体出口流路设置于所述歧管且使供给到所述电池组主体的所述氧化气体从该电池组主体排出。
3.一种燃料电池系统，具备：
燃料电池，具有电池组主体，该电池组主体具有多个通过燃料气体与氧化气体的电化学反应而进行发电的单电池；
燃料气体供给系统，从燃料供给源向所述电池组主体供给所述燃料气体；及
燃料废气循环系统，使从所述电池组主体排出的燃料废气向所述电池组主体再供给，
所述燃料废气循环系统具有：混合燃料气体流路，形成为使包含所述燃料废气及所述燃料气体的混合燃料气体沿着设置于所述电池组主体的呈大致板状的歧管的内表面方向流动；及合流部，配置在所述歧管的一面侧，且所述燃料废气与所述燃料气体在该合流部合流而得到所述混合燃料气体，
所述燃料废气循环系统具有使所述燃料废气循环的泵，
所述合流部设置在所述泵的壳体内且相比泵室出口设置在下游。
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，
所述泵与所述歧管直接连接。
5.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，
所述燃料废气向所述泵进入的入口及所述混合燃料气体从所述泵排出的出口配置在铅垂线上或大致铅垂线上。
6.根据权利要求3所述的燃料电池系统，其中，
所述混合燃料气体流路以该混合燃料气体流路的最下表面相比所述泵的泵室出口流路的最下表面位于铅垂下方的方式形成。
7.一种燃料电池系统，具备：
燃料电池，具有电池组主体，该电池组主体具有多个通过燃料气体与氧化气体的电化学反应而进行发电的单电池；
燃料气体供给系统，从燃料供给源向所述电池组主体供给所述燃料气体；及
燃料废气循环系统，使从所述电池组主体排出的燃料废气向所述电池组主体再供给，
所述燃料废气循环系统具有：混合燃料气体流路，形成为使包含所述燃料废气及所述燃料气体的混合燃料气体沿着设置于所述电池组主体的呈大致板状的歧管的内表面方向流动；及合流部，配置在所述歧管的一面侧，且所述燃料废气与所述燃料气体在该合流部合流而得到所述混合燃料气体，
所述混合燃料气体流路从与所述电池组主体的中央部对应的部位一直延伸设置至在所述歧管的缘部设置的燃料气体入口流路，
所述混合燃料气体流路以该混合燃料气体流路的最下表面相比混合燃料气体入口流路的最下表面位于铅垂下方的方式形成，所述混合燃料气体入口流路为了向所述电池组主体供给所述混合燃料气体而设置于所述歧管。
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