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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem.
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Stand der Technik
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Als eine herkömmliche Technik auf diesem Gebiet ist ein Brennstoffzellensystem bekannt, das einen Brennstoffzellenstapel, der durch Stapeln einer Vielzahl von Brennstoffzellen ausgebildet ist, einen Brennstoffgas-Zufuhrkanal, der ausgelegt ist, dem Brennstoffzellenstapel ein Brennstoffgas wie Wasserstoff zuzuführen, und einen Zirkulationskanal umfasst, der ausgelegt ist, ein Brennstoffabgas (das heißt unverbrauchtes Brennstoffgas), das vom Brennstoffzellenstapel abgegeben worden ist, zum Brennstoffgas-Zufuhrkanal zurückströmen zu lassen. In dem Brennstoffzellensystem mit einem solchen Aufbau kann das durch den Zirkulationskanal strömende Brennstoffabgas möglicherweise erzeugtes Wasser, das durch einen Gas-Flüssig-Abscheider nicht vollständig aus dem Abgas abgeschieden worden ist, und Verunreinigungen wie Metallpulver, das während des Zusammenbaus des Brennstoffzellenstapels stecken geblieben ist, enthalten. Falls solche Verunreinigungen zusammen mit der Brennstoffgasströmung in den Brennstoffzellenstapel eindringen, kann sich des Weiteren die Stromerzeugungsleistung der Brennstoffzellen verschlechtern.
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Um dieses Problem zu lösen, sind verschiedene Systeme in Betracht gezogen worden. Zum Beispiel offenbart Patentliteratur 1 ein Brennstoffzellensystem, in dem ein Brennstoffgas und ein Brennstoffabgas durch das Innere eines Brennstoffgas-Zufuhrkanals strömen gelassen werden und zudem eine andere Strömung gezwungen wird, darin erzeugt zu werden, wodurch die Gasströmung durchrührt wird, sodass darin Verunreinigungen, die in dem Brennstoffabgas enthalten sind, gleichmäßig vorhanden sein werden, und dann das Brennstoffabgas mit den darin gleichmäßig vorhandenen Verunreinigungen einem Brennstoffzellenstapel zugeführt wird (siehe zum Beispiel Absatz [0102] der Patentliteratur 1).
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Entaeaenhaltunasliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1:
JP 2009 - 164 136 A -
Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Da in dem oben genannten Brennstoffzellensystem die Strömung, die im Brennstoffgas-Zufuhrkanal mit dem hereinkommenden Brennstoffabgas erzeugt wird, spiralförmig wird, können sich jedoch Verunreinigungen, die in dem Brennstoffabgas enthalten sind, nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen intensiv sammeln.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte, um dieses technische Problem zu lösen, und sie stellt ein Brennstoffzellensystem zur Verfügung, das Verunreinigungen daran hindern kann, sich intensiv nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen zu sammeln.
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Lösung des Problems
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Brennstoffzellensystem zur Verfügung gestellt, das Folgendes umfasst: einen Brennstoffzellenstapel, der durch Stapeln einer Vielzahl von Brennstoffzellen ausgebildet ist, wobei jede Brennstoffzelle einen Stromerzeugungsabschnitt hat; einen Stapelverteiler, der in einer Stapelrichtung der Brennstoffzellen an einem Ende des Brennstoffzellenstapels angeordnet ist und der zumindest ein Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch hat; einen Mischgas-Zufuhrkanal, der mit dem Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch des Stapelverteilers in Verbindung steht und der ausgelegt ist, dem Brennstoffzellenstapel ein Mischgas eines Brennstoffgases und eines Brennstoffabgases zuzuführen; einen Rührmischer, der in dem Mischgas-Zufuhrkanal vorgesehen ist und der ausgelegt ist, das Mischgas zu verwirbeln; und eine Führungsrippe, die auf einer Innenwand des Brennstoffgas-Einlassverbindungslochs des Stapelverteilers auf einer Seite gegenüber einer Seite der Stromerzeugungsabschnitte der Brennstoffzellen vorgesehen ist.
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Da in dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem in dem Mischgas-Zufuhrkanal der Rührmischer vorgesehen ist, strömen Verunreinigungen, die in dem Mischgas enthalten sind, durch den Rührmischer zur Seite des Brennstoffzellenstapels, während sie herumwirbeln, und die in dem Mischgas enthaltenen Verunreinigungen können zu der Seite gegenüber der Seite der Stromerzeugungsabschnitte der Brennstoffzellen bewegt werden. Da außerdem auf der Innenwand des Brennstoffgas-Einlassverbindungslochs des Stapelverteilers auf der Seite gegenüber der Seite der Stromerzeugungsabschnitte der Brennstoffzellen die Führungsrippe vorgesehen ist, werden die in dem Mischgas enthaltenen Verunreinigungen zudem durch die Führungsrippe blockiert, sodass sie sich an der Führungsrippe sammeln. Dadurch lässt sich verhindern, dass die Verunreinigungen sich nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen intensiv sammeln und sich weiter in dem Mischgas ausbreiten.
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In einigen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems ist der Rührmischer in dem Mischgas-Zufuhrkanal an einer Position unmittelbar vor dem Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch vorgesehen. Mit einem solchen Aufbau können Verunreinigungen, die in dem Mischgas enthalten sind, effizient zur Seite gegenüber der Seite der Stromerzeugungsabschnitte der Brennstoffzellen bewegt werden.
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In einigen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems ist die Führungsrippe derart angeordnet, dass sie senkrecht zu der Strömung der Verunreinigungen ist, die in dem Mischgas enthalten sind. Mit einem solchen Aufbau lassen sich die Verunreinigungen wirksam daran hindern, sich intensiv nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen zu sammeln.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Erfindungsgemäß lassen sich Verunreinigungen daran hindern, sich intensiv nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen zu sammeln.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Aufbaudiagramm eines Brennstoffzellensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 zeigt eine Perspektivansicht eines Brennstoffzellenstapels und eines Stapelverteilers;
- 3 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung dessen, wie ein Rührmischer und eine Führungsrippe angeordnet sind; und
- 4 ist ein Schaubild, das die Ergebnisse eines Vergleichs zwischen Beispielen und einem Vergleichsbeispiel zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems beschrieben. Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem kann in Fahrzeugen, Schiffen, Fluggeräten, Zügen und dergleichen eingebaut werden oder als Stromerzeugungsanlage von Gebäuden verwendet werden.
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1 ist ein schematisches Aufbaudiagramm eines Brennstoffzellensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel, und 2 zeigt eine Perspektivansicht eines Brennstoffzellenstapels und eines Stapelverteilers. Das Brennstoffzellensystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst hauptsächlich einen Brennstoffzellenstapel 10, ein Oxidationsmittelgas-Zufuhrsystem 20, das ausgelegt ist, dem Brennstoffzellenstapel 10 ein Oxidationsmittelgas wie Luft zuzuführen, und ein Brennstoffgas-Zufuhrsystem 30, das ausgelegt ist, dem Brennstoffzellenstapel 10 ein Brennstoffgas wie Wasserstoff zuzuführen.
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Der Brennstoffzellenstapel 10 ist ein Zellenstapel, der durch Stapeln einer Vielzahl von Brennstoffzellen 11 ausgebildet ist und der eine Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle ist. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, hat jede Brennstoffzelle 11 zum Beispiel einen Membran-Elektroden-Aufbau (MEA), der eine ionendurchlässige Elektrolytmembran und eine anodenseitige Katalysatorschicht (oder eine Anodenelektrode) und eine kathodenseitige Katalysatorschicht (oder eine Kathodenelektrode), die die Elektrolytmembran in die Mitte nehmen, umfasst. Jede Brennstoffzelle 11 umfasst außerdem ein Paar Separatoren (also anoden- und kathodenseitige Separatoren), die den MEA in die Mitte nehmen.
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Außerdem können auf den entgegengesetzten Seiten des MEA zudem bisweilen Gasdiffusionsschichten (GDLs) ausgebildet sein, die ausgelegt sind, den Brennstoffzellen ein Brennstoffgas oder ein Oxidationsmittelgas zuzuführen sowie durch eine elektrochemische Reaktion erzeugte Elektrizität zu sammeln. In diesem Fall wird der MEA mit den auf den entgegengesetzten Seiten angeordneten GDLs als Membranelektroden-Gasdiffusionsschicht-Aufbau (MEGA) bezeichnet. Der MEGA wird zudem zwischen den oben genannten anoden- und kathodenseitigen Separatoren in die Mitte genommen. Falls der MEA die GDLs hat, stellt der MEA mit den GDLs, also der MEGA, zudem einen Stromerzeugungsabschnitt 111 jeder Brennstoffzelle 11 dar. Falls der MEA nicht die GDLs hat, stellt indessen der MEA den Stromerzeugungsabschnitt 111 jeder Brennstoffzelle 11 dar.
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Wie in 2 gezeigt ist, ist der Stromerzeugungsabschnitt 111 in einer im Wesentlichen zentralen Position jeder Brennstoffzelle 11 angeordnet. Quer über den Stromerzeugungsabschnitt 111 jeder Brennstoffzelle 11 sind auf einer Seite (der Oberseite in 2) nacheinander ein Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch 112a, ein Kühlmittel-Auslassverbindungsloch 112b und ein Oxidationsmittelgas-Auslassverbindungsloch 112c und auf der anderen Seite (der Unterseite in 2) nacheinander ein Oxidationsmittelgas-Einlassverbindungsloch 112d, ein Kühlmittel-Einlassverbindungsloch 112e und ein Brennstoffgas-Auslassverbindungsloch 112f vorgesehen. Diese Verbindungslöcher 112a bis 112f werden auch als Verteilerlöcher bezeichnet und sind jeweils in einer rechteckigen Form ausgebildet.
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Des Weiteren ist an einem Ende des Brennstoffzellenstapels 10 in der Stapelrichtung der Brennstoffzellen 11 ein Stapelverteiler 12 angeordnet. Der Stapelverteiler 12 ist mit zum Beispiel einem Metallwerkstoff wie Aluminium in einer im Wesentlichen rechteckigen Plattenform ausgebildet und mit Schrauben oder dergleichen fest an dem Brennstoffzellenstapel 10 angebracht. Der Stapelverteiler 12 ist an Positionen, die jeweils dem Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch 112a, dem Kühlmittel-Auslassverbindungsloch 112b, dem Oxidationsmittelgas-Auslassverbindungsloch 112c, dem Oxidationsmittelgas-Einlassverbindungsloch 112d, dem Kühlmittel-Einlassverbindungsloch 112e und dem Brennstoffgas-Auslassverbindungsloch 112f jeder Brennstoffzelle 11 entsprechen, mit einem Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch 12a, einem Kühlmittel-Auslassverbindungsloch 12b, einem Oxidationsmittelgas-Auslassverbindungsloch 12c, einem Oxidationsmittelgas-Einlassverbindungsloch 12d, einem Kühlmittel-Einlassverbindungsloch 12e und einem Brennstoffgas-Auslassverbindungsloch 12f versehen.
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Diese Verbindungslöcher 12a bis 12f sind jeweils in der gleichen Größe wie ihre jeweiligen Verbindungslöcher 112a bis 112f, die in jeder Brennstoffzelle 11 vorgesehen sind, in einer rechteckigen Form ausgebildet.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Oxidationsmittelgas-Zufuhrsystem 20 zum Beispiel einen Oxidationsmittelgas-Zufuhrkanal 21, der ausgelegt ist, der Kathodenelektrode des Brennstoffzellenstapels 10 ein Oxidationsmittelgas zuzuführen, und einen Oxidationsmittelgas-Abgabekanal 22, der ausgelegt ist, aus dem Brennstoffzellenstapel 10 ein Oxidationsmittelabgas abzugeben, das erzeugt wird, nachdem dem Brennstoffzellenstapel 10 ein Oxidationsmittelgas zugeführt und in jeder Brennstoffzelle 11 für eine elektrochemische Reaktion verwendet worden ist. Der Oxidationsmittelgas-Zufuhrkanal 21 steht mit dem Oxidationsmittelgas-Einlassverbindungsloch 12d des Stapelverteilers 12 und dann mit dem Oxidationsmittelgas-Einlassverbindungsloch 112d jeder Brennstoffzelle 11 in Verbindung. Der Oxidationsmittelgas-Abgabekanal 22 steht mit dem Oxidationsmittelgas-Auslassverbindungsloch 12c des Stapelverteilers 12 und dann mit dem Oxidationsmittelgas-Auslassverbindungsloch 112c jeder Brennstoffzelle 11 in Verbindung.
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Der Oxidationsmittelgas-Zufuhrkanal 21 und der Oxidationsmittelgas-Abgabekanal 22 bestehen jeweils aus zum Beispiel einem Schlauch, einem Rohr und einem Verbindungselement. Zudem ist der Oxidationsmittelgas-Zufuhrkanal 21 mit einem Luftfilter 23, einem Luftverdichter 24, einem Zwischenkühler 25, einem Ventil und dergleichen versehen. Der Oxidationsmittelgas-Abgabekanal 22 ist mit einem Schalldämpfer 26, einem Ventil und dergleichen versehen.
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Indessen umfasst das Brennstoffgas-Zufuhrsystem 30 zum Beispiel eine Brennstoffgas-Zufuhrquelle 31, die ein Hochdruckbrennstoffgas wie Wasserstoff speichert, einen Brennstoffgas-Zufuhrkanal 32, der ausgelegt ist, der Anodenelektrode des Brennstoffzellenstapels 10 das Brennstoffgas von der Brennstoffgas-Zufuhrquelle 31 zuzuführen, einen Zirkulationskanal 33, der ausgelegt ist, ein Brennstoffabgas (das heißt unverbrauchtes Brennstoffgas), das aus dem Brennstoffzellenstapel 10 abgegeben worden ist, zum Brennstoffgas-Zufuhrkanal 32 zurückströmen zu lassen, und einen Brennstoffgas-Abgabekanal 34, der vom Zirkulationskanal 33 abzweigt und ausgelegt ist, das durch den Zirkulationskanal 33 strömende Brennstoffabgas zur Außenseite abzugeben. Der Brennstoffgas-Zufuhrkanal 32, der Zirkulationskanal 33, und der Brennstoffgas-Abgabekanal 34 bestehen jeweils aus zum Beispiel einem Schlauch, einem Rohr und einem Verbindungselement. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, ist der Brennstoffgas-Zufuhrkanal 32 mit einem Druckmesser, einer Druckdüse, einem Regler, einem Ventil und dergleichen versehen.
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Ein Ende des Zirkulationskanals 33 auf seiner stromaufwärtigen Seite (also der Seite des Brennstoffzellenstapels 10) steht mit dem Brennstoffgas-Auslassverbindungsloch 12f des Stapelverteilers 12 und dann mit dem Brennstoffgas-Auslassverbindungsloch 112f jeder Brennstoffzelle 11 in Verbindung. Der Zirkulationskanal 33 ist mit einem Gas-Flüssig-Abscheider 35, einer Wasserstoffzirkulationspumpe 36 und dergleichen versehen. Der Gas-Flüssig-Abscheider 35 ist ausgelegt, erzeugtes Wasser (also flüssiges Wasser) aus dem Brennstoffabgas abzuscheiden, das durch den Zirkulationskanal 33 strömt, und es zu speichern. Der vorgenannte Brennstoffgas-Abgabekanal 34 ist derart vorgesehen, dass er am Gas-Flüssig-Abscheider 35 vom Zirkulationskanal 33 abzweigt. Die Wasserstoffzirkulationspumpe 36 wird mit dem Brennstoffabgas versorgt, das nach der Gas-Flüssig-Abscheidung am Gas-Flüssig-Abscheider 35 erzielt wird, und sie lässt es zum Brennstoffgas-Zufuhrkanal 32 zurückströmen.
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Der Zirkulationskanal 33 ist mit dem Brennstoffgas-Zufuhrkanal 32 über ein Verbindungsrohr 37 verbunden. Das Verbindungsrohr 37 ist ausgelegt, das von der Brennstoffgas-Zufuhrquelle 31 zugeführte Brennstoffgas mit dem Brennstoffabgas zusammenzuführen, das vom Zirkulationskanal 33 zugeführt wird, und das zusammengeführte Gas zum Brennstoffzellenstapel 10 zu schicken. Daher werden das von der Brennstoffgas-Zufuhrquelle 31 zugeführte Brennstoffgas und das vom Zirkulationskanal 33 zugeführte Brennstoffabgas am Verbindungsrohr 37 zusammengemischt, sodass sie zu einem Mischgas werden. Das Mischgas strömt dann über einen Mischgas-Zufuhrkanal 38 in den Brennstoffzellenstapel 10.
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Der Mischgas-Zufuhrkanal 38 ist ein Teil des Brennstoffgas-Zufuhrkanals 32, das heißt ein Abschnitt des Brennstoffgas-Zufuhrkanals 32 zwischen dem Verbindungsrohr 37 und dem Stapelverteiler 12. Des Weiteren steht ein Ende des Mischgas-Zufuhrkanals 38 auf seiner stromabwärtigen Seite (also der Seite des Brennstoffzellenstapels 10) mit dem Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch 12a des Stapelverteilers 12 und dann mit dem Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch 112a jeder Brennstoffzelle 11 in Verbindung.
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Auch wenn dies nicht gezeigt ist, umfasst das Brennstoffzellensystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels außerdem einen Kühlmittel-Zufuhrkanal, der ausgelegt ist, dem Brennstoffzellenstapel 10 ein Kühlmittel zuzuführen, und einen Kühlmittel-Abgabekanal, der ausgelegt ist, das vom Brennstoffzellenstapel 10 abgegebene Kühlmittel zur Seite eines Kühlers zu zirkulieren. Der Kühlmittel-Zufuhrkanal steht mit dem Kühlmittel-Einlassverbindungsloch 12e des Stapelverteilers 12 und dann mit dem Kühlmittel-Einlassverbindungsloch 112e jeder Brennstoffzelle 11 in Verbindung. Der Kühlmittel-Abgabekanal steht mit dem Kühlmittel-Auslassverbindungsloch 12b des Stapelverteilers 12 und dann mit dem Kühlmittel-Auslassverbindungsloch 112b jeder Brennstoffzelle 11 in Verbindung.
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Außerdem ist der Mischgas-Zufuhrkanal 38 mit einem Rührmischer 39 versehen, der ausgelegt ist, das Mischgas des Brennstoffgases und Brennstoffabgases zu verwirbeln. Wie im Einzelnen in 3 gezeigt ist, ist der Rührmischer 39 innerhalb eines Rohrs angeordnet, das den Mischgas-Zufuhrkanal 38 bildet, und er kann drehend von einem (nicht gezeigten) Motor angetrieben werden, der außerhalb des Rohrs angeordnet ist, sodass auf das Mischgas, das durch den Mischgas-Zufuhrkanal 38 strömt, eine Rotationskraft aufgebracht wird. Dabei kann der Rührmischer 39 in dem Mischgas-Zufuhrkanal 38 an einer Position unmittelbar vor dem Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch 12a des Stapelverteilers 12 vorgesehen werden.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist zudem auf der Innenwand des Brennstoffgas-Einlassverbindungslochs 12a des Stapelverteilers 12 auf der Seite gegenüber der Seite der Stromerzeugungsabschnitte 111 der Brennstoffzellen 11 eine Führungsrippe 13 vorgesehen. Die Führungsrippe 13 ist mit zum Beispiel einem Harzmaterial in einer Plattenform ausgebildet und sie ist auf der Innenwand des Brennstoffgas-Einlassverbindungslochs 12a auf der Seite (der Oberseite in 3) gegenüber der Seite der Stromerzeugungsabschnitte 111 mit einem Klebstoff oder dergleichen befestigt. Die Führungsrippe 13 kann derart angeordnet werden, dass sie senkrecht zur Strömung von Verunreinigungen ist, die in dem Mischgas enthalten sind.
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Da in dem Brennstoffzellensystem 1 mit dem vorgenannten Aufbau in dem Mischgas-Zufuhrkanal 38 der Rührmischer 39 vorgesehen ist, strömen Verunreinigungen, die in dem Mischgas enthalten sind, durch den Rührmischer 39 zum Brennstoffzellenstapel 10, während sie, wie durch den Pfeil F in 3 angegeben ist, herumwirbeln, und die in dem Mischgas enthaltenen Verunreinigungen können zur Seite (der Oberseite in 3) gegenüber der Seite der Stromerzeugungsabschnitte 111 der Brennstoffzellen 11 bewegt werden.
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Da außerdem auf der Innenwand des Brennstoffgas-Einlassverbindungslochs 12a des Stapelverteilers 12 auf der Seite gegenüber der Seite der Stromerzeugungsabschnitte 111 der Brennstoffzellen 11 die Führungsrippe 13 vorgesehen ist, werden die in dem Mischgas enthaltenen Verunreinigungen zudem von der Führungsrippe 13 blockiert, sodass sie sich an der Führungsrippe 13 sammeln. Dadurch können die Verunreinigungen daran gehindert werden, sich intensiv nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen 11 zu sammeln und sich weiter in dem Mischgas auszubreiten (siehe hierzu den Pfeil F in 3).
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Da der Rührmischer 39 in dem Brennstoffzellensystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels in dem Mischgas-Zufuhrkanal 38 an einer Position unmittelbar vor dem Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch 12a vorgesehen ist, können die in dem Mischgas enthaltenen Verunreinigungen zudem wirksam zur Seite gegenüber der Seite der Stromerzeugungsabschnitte 111 der Brennstoffzellen 11 bewegt werden. Da die Führungsrippe 13 derart angeordnet ist, dass sie senkrecht zur Strömung der in dem Mischgas enthaltenen Verunreinigungen ist, lässt sich darüber hinaus wirksam verhindern, dass sich die Verunreinigungen intensiv nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen 11 sammeln.
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Um die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung zu überprüfen, fertigten die Erfinder unter Verwendung des oben genannten Brennstoffzellensystems 1 ein Vergleichsbeispiel an, in dem auf der Innenwand des Brennstoffgas-Einlassverbindungslochs des Stapelverteilers auf der Seite gegenüber der Seite der Stromerzeugungsabschnitte des Brennstoffzellenstapels die Führungsrippe nicht vorgesehen war, ein Beispiel 1, in dem die Führungsrippe auf der vorgenannten Seite vorgesehen war, und ein Beispiel 2, in dem die Führungsrippe auf der vorgenannten Seite derart vorgesehen war, dass sie senkrecht zu der Strömung flüssigen Wassers war, das in dem Mischgas enthalten war. Des Weiteren wurde dem vorgenannten Vergleichsbeispiel, dem Beispiel 1 und dem Beispiel 2 jeweils flüssiges Wasser mit dem höchsten Prozentanteil an Verunreinigungen entnommen, und es wurde die Menge des flüssigen Wassers gemessen, die jedem Beispiel entnommen wurde.
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4 zeigt die Ergebnisse eines Vergleichs der Beispiele und des Vergleichsbeispiels. 4 beweist, dass in jedem der Beispiele 1 und 2 die Menge des flüssigen Wassers nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen kleiner als die des Vergleichsbeispiels war. Verglichen mit dem Vergleichsbeispiel war die Menge flüssigen Wassers des Beispiels 1 im Einzelnen um etwa 21% geringer und die des Beispiels 2 um etwa 35% geringer. Diese Ergebnisse bewiesen, dass flüssiges Wasser daran gehindert werden kann, sich intensiv nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen zu sammeln, wenn die Führungsrippe vorgesehen wird. Es wurde außerdem festgestellt, dass die Menge flüssigen Wassers nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen des Beispiels 2 noch geringer als die des Beispiels 1 war. Das Vorstehende bewies, dass die vorteilhafte Wirkung, flüssiges Wasser daran zu hindern, sich intensiv nahe an den Einlässen der Brennstoffzellen zu sammeln, weiter verbessert werden kann, wenn die Führungsrippe derart vorgesehen wird, dass sie senkrecht zur Strömung des flüssigen Wassers positioniert ist, das in dem Mischgas enthalten ist.
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Es wurde zwar ausführlich ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, der genaue Aufbau ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es sind Gestaltungsänderungen möglich, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, die in den Ansprüchen beschrieben ist. Zum Beispiel kann der Brennstoffzellenstapel auch an einer Position, die an den Stapelverteiler angrenzt, mit einer Blindzelle (einer Zelle, die keine Elektrizität erzeugt) versehen werden. Ein solcher Aufbau kann die gleichen betrieblichen Vorteile wie das vorgenannte Ausführungsbeispiel erzielen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Brennstoffzellensystem
- 10
- Brennstoffzellenstapel
- 11
- Brennstoffzelle
- 12
- Stapelverteiler
- 12a
- Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch
- 13
- Führungsrippe
- 30
- Brennstoffgas-Zufuhrsystem
- 32
- Brennstoffgas-Zufuhrkanal
- 33
- Zirkulationskanal
- 37
- Verbindungsrohr
- 38
- Mischgas-Zufuhrkanal
- 39
- Rührmischer
- 111
- Stromerzeugungsabschnitt
- 112a
- Brennstoffgas-Einlassverbindungsloch
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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