DE112018000106T5 - FUEL CELL SYSTEM - Google Patents

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Abstract

Um ein Brennstoffzellensystem bereitzustellen, das ein Abgas von einer Brennstoffzelle mit einer effizienten und einfachen Konfiguration kühlen kann, ist eine Brennstoffzelle (20) in einer Hauptaggregatkammer (11) angeordnet, und ein Kühler (40) zum Einleiten einer Kühlluft ist in der Zubehörkammer (12) angeordnet. Ein Deckenperforationsabschnitt (13) ist in der Zubehörkammer (12) angeordnet, um die durch den Kühler (40) in die Zubehörkammer (12) eingeleitete Kühlluft extern abzuführen. Ein Abgasführungsrohr (30) führt das Abgas von der Brennstoffzelle (20) von der Hauptaggregatkammer (11) über die Zubehörkammer (12) zu dem Deckenperforationsabschnitt (13) und ragt aufwärts über den Deckenperforationsabschnitt (13). Eine erste Prall- oder Leitplatte (62) ist so angeordnet, dass sie Abgasführungsrohr (30) über dem Deckenperforationsabschnitt (13) umgibt. Eine zweite Prall- oder Leitplatte (63) ist so angeordnet, dass sie einer Spitze des Abgasführungsrohres (30) über dem Deckenperforationsabschnitt (13) zugewandt ist.In order to provide a fuel cell system that can cool exhaust gas from a fuel cell with an efficient and simple configuration, a fuel cell (20) is disposed in a main aggregate chamber (11), and a radiator (40) for introducing a cooling air is disposed in the accessory chamber (12 ) arranged. A ceiling perforation section (13) is disposed in the accessory chamber (12) to externally remove the cooling air introduced into the accessory chamber (12) through the radiator (40). An exhaust gas guide pipe (30) guides the exhaust gas from the fuel cell (20) from the main aggregate chamber (11) via the accessory chamber (12) to the ceiling perforation section (13) and projects upwardly above the ceiling perforation section (13). A first baffle plate (62) is disposed to surround the exhaust guide tube (30) above the ceiling perforation section (13). A second baffle plate (63) is arranged to face a tip of the exhaust gas guide tube (30) above the ceiling perforation section (13).

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffzellensystem.The present invention relates to a fuel cell system.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Patentdokument 1 bespricht ein Brennstoffzellensystem, das einen effizienten Betrieb einer Brennstoffzelle ermöglichen kann, indem interne Einheiten so angeordnet werden, dass eine Differenz zwischen einer Lufteinlasstemperatur und eine Luftauslasstemperatur der Brennstoffzelle verringert wird. Als eine Konfiguration für diesen Zweck sind mehrere Kühllüfter in einer Region angeordnet, die alle Flächen, einschließlich der vorderen, hinteren und seitlichen Flächen der Brennstoffzelle, bedeckt (zum Beispiel werden neun Kühllüfter, die entlang dreier vertikaler Reihen und dreier horizontaler Reihen angeordnet sind, sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite bereitgestellt), so dass eine Belüftung von der Außenluftseite zu der Brennstoffzelle ausgeführt werden kann. Außerdem ist ein Lüfter in der Unterseite der Brennstoffzelle angeordnet, so dass die Abwärme der Brennstoffzelle mittels des Lüfters gesammelt und zu dem darunter befindlichen Abwärmedurchgang abgeführt wird. Darüber hinaus ist ein Lüfter (ein zweiter Lüfter) zum Kühlen einer Steuerungsvorrichtung vorhanden, indem die Luft von der Abwärmedurchgangsseite angesaugt und zu der Steuerungsvorrichtung geblasen wird. Es ist möglich, eine Lüftungsmenge, die in den Abwärmedurchgang eingeleitet wird, Lüftungsmengen zu einer Luftpumpe, einem Luftzuleitungsrohr und einem Befeuchter, oder eine Temperatur durch Steuern von Strömungsraten der zwei Lüfter unter Verwendung der Steuerungsvorrichtung zu steuern.Patent Document 1 discusses a fuel cell system that can enable efficient operation of a fuel cell by arranging internal units such that a difference between an air inlet temperature and an air outlet temperature of the fuel cell is reduced. As a configuration for this purpose, a plurality of cooling fans are arranged in a region covering all surfaces including the front, rear and side surfaces of the fuel cell (for example, nine cooling fans arranged along three vertical rows and three horizontal rows are both provided on the front and on the rear side), so that ventilation from the outside air side to the fuel cell can be performed. In addition, a fan is arranged in the bottom of the fuel cell, so that the waste heat of the fuel cell is collected by means of the fan and discharged to the underlying waste heat passage. In addition, a fan (a second fan) for cooling a control device is provided by sucking the air from the waste heat passage side and blowing it to the control device. It is possible to control a ventilation amount introduced into the waste heat passage, ventilation amounts to an air pump, an air supply pipe and a humidifier, or a temperature by controlling flow rates of the two fans using the control device.

In dem Brennstoffzellensystem des Standes der Technik besteht ein technisches Problem darin, wie man eine Abwärmebehandlung der heißen Abgase aus der Brennstoffzelle vornimmt (zum Beispiel ein Brennstoffgas und ein Oxidansgas, die nicht elektrochemisch reagieren, ein Verbrennungsgas, das durch Verbrennen des Brennstoffgases erhalten wird, und das Oxidansgas oder dergleichen).In the prior art fuel cell system, a technical problem is how to make waste heat treatment of the hot exhaust gases from the fuel cell (for example, a fuel gas and an oxidant gas that do not react electrochemically, a combustion gas obtained by burning the fuel gas, and the oxidant gas or the like).

[Zitierungsliste][Citation List]

[Patentdokumente][Patent Documents]

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Publikationsnummer 2015-72879Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2015-72879

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Als eine der Lösungen für die oben angesprochenen technischen Probleme wäre es zum Beispiel denkbar, eine Konfiguration zu verwenden, mit der die Wärme des Abgases unter Verwendung von warmem Wasser zurückgewonnen und die Wärme unter Verwendung eines Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauschers (Warmwasser-Wärmetauscher) abgegeben wird. Außerdem wäre es in einem Fall, wo die Abwärme nicht verwendet wird (wenn der Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauscher nicht betrieben wird), denkbar, eine Kühlung unter Verwendung eines Radiators oder einer Verdünnung unter Verwendung eines Verdünnungsluftgebläses auszuführen, um das Abgas durch Senken der Abgastemperatur abzulassen.For example, as one of the solutions to the above-mentioned technical problems, it would be conceivable to use a configuration in which the heat of the exhaust gas is recovered by using warm water and the heat is discharged by using a waste heat recovery heat exchanger (hot water heat exchanger). In addition, in a case where the waste heat is not used (when the exhaust heat recovery heat exchanger is not operated), it would be conceivable to perform cooling using a radiator or a dilution using a dilution air blower to exhaust the exhaust gas by lowering the exhaust gas temperature.

Jedoch steigt in dem Brennstoffzellensystem des Standes der Technik, wie zum Beispiel im Fall der Technik von Patentdokument 1, die Anzahl der Vorrichtungen aufgrund des Kühlmittels für das Abgas von der Brennstoffzelle (zum Beispiel ein Radiator oder ein Verdünnungsluftgebläse, wenn Abwärme nicht verwendet wird). Dies kann die Größe oder die Kosten der Vorrichtung erhöhen und aufgrund des höheren Leitungsverbrauchs der Zusatzgeräte die Energieerzeugungseffizienz verschlechtern. Insbesondere in einem Fall, wo eine große kommerzielle Festoxidbrennstoffzelle (SOFC) als die Brennstoffzelle verwendet wird, hat das Abgas von der SOFC eine sehr hohe Temperatur, so dass die oben angesprochenen technischen Probleme noch ausgeprägter werden.However, in the prior art fuel cell system, such as in the case of the technique of Patent Document 1, the number of devices due to the exhaust gas refrigerant from the fuel cell (for example, a radiator or a dilution air blower when waste heat is not used) increases. This can increase the size or the cost of the device and degrade the power generation efficiency due to the higher line consumption of the accessories. In particular, in a case where a large commercial solid oxide fuel cell (SOFC) is used as the fuel cell, the exhaust gas from the SOFC has a very high temperature, so that the above-mentioned technical problems become more pronounced.

In Anbetracht der oben angesprochenen Probleme ist es darum eine Aufgabe der Erfindung, ein Brennstoffzellensystem bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Kühlung des Abgases von der Brennstoffzelle mit einer effizienten und einfachen Konfiguration zu implementieren.In view of the above-mentioned problems, therefore, an object of the invention is to provide a fuel cell system capable of implementing cooling of the exhaust gas from the fuel cell with an efficient and simple configuration.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Brennstoffzellensystem bereitgestellt, das Folgendes enthält: eine Hauptaggregatkammer, in der eine Brennstoffzelle angeordnet ist; eine Zubehörkammer, in der ein Kühler zum Einleiten einer Kühlluft angeordnet ist; einen Deckenperforationsabschnitt, der in der Zubehörkammer angeordnet ist, um die durch den Kühler in die Zubehörkammer eingeleitete Kühlluft extern bzw. nach draußen abzuführen; ein Abgasführungsrohr, das von dem Deckenperforationsabschnitt nach oben ragt, um ein Abgas von der Brennstoffzelle von der Hauptaggregatkammer über die Zubehörkammer zu dem Deckenperforationsabschnitt zu führen; eine erste Prall- oder Leitplatte, die so angeordnet ist, dass sie das Abgasführungsrohr über dem Deckenperforationsabschnitt umgibt; und eine zweite Prall- oder Leitplatte, die so angeordnet ist, dass sie einer Spitze des Abgasführungsrohres über dem Deckenperforationsabschnitt zugewandt ist.According to one aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including: a main aggregate chamber in which a fuel cell is disposed; an accessory chamber in which a radiator for introducing a cooling air is arranged; a ceiling perforation section disposed in the accessory chamber for externally discharging the cooling air introduced into the accessory chamber through the radiator; an exhaust guide pipe protruding upward from the ceiling perforation section to guide an exhaust gas from the fuel cell from the main aggregate chamber via the accessory chamber to the ceiling perforation section; a first baffle arranged to surround the exhaust duct above the ceiling perforation section; and a second baffle arranged so as to be a tip of the Exhaust duct facing the Deckenperforationsabschnitt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Brennstoffzellensystem bereitzustellen, das eine Kühlung des Abgases von der Brennstoffzelle mit einer effizienten und einfachen Konfiguration implementieren kann.According to the present invention, it is possible to provide a fuel cell system that can implement cooling of the exhaust gas from the fuel cell with an efficient and simple configuration.

Figurenlistelist of figures

  • 1 ist ein Blockschaubild, das ein Brennstoffzellensystem gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht; 1 FIG. 12 is a block diagram illustrating a fuel cell system according to a first embodiment; FIG.
  • 2 ist eine perspektivische Innenaufbauansicht, die eine innere Konfiguration einer Deckenkammer veranschaulicht; 2 FIG. 12 is an interior perspective view illustrating an internal configuration of a ceiling chamber; FIG.
  • 3 ist ein Konzeptschaubild zum Beschreiben einer Luftströmung im Inneren der Deckenkammer; und 3 Fig. 12 is a conceptual diagram for describing an air flow inside the ceiling chamber; and
  • 4 ist ein Konzeptschaubild, das ein Brennstoffzellensystem gemäß einer zweiten Ausführungsform im Vergleich mit 3 veranschaulicht. 4 FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a fuel cell system according to a second embodiment as compared with FIG 3 illustrated.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

«Erste Ausführungsform»«First embodiment»

Ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. Jede von oberen, unteren, vorderen, hinteren, linken und rechten Richtungen in den 2 und 3 basiert auf Pfeilrichtungen, die in den Zeichnungen angedeutet sind. In 1 bezeichnet eine dünne durchgezogene Linie eine Strömung eines Fluids, wie zum Beispiel Gas oder Wasser, und eine dünne Strichlinie bezeichnet einen Fluss von Elektrizität oder Signalen. Außerdem bezeichnet in 1 eine dicke durchgezogene Linie einen Teil eines äußeren Profils (Kontur) der Gehäuseeinheit 10, und eine dicke Strichlinie bezeichnet eine Grenze zwischen einer Hauptaggregatkammer 11 und einer Zubehörkammer 12.A fuel cell system 1 According to a first embodiment is with reference to the 1 to 3 described. Each of upper, lower, front, rear, left and right directions in the 2 and 3 based on arrow directions, which are indicated in the drawings. In 1 a thin solid line indicates a flow of a fluid such as gas or water, and a thin dash line indicates a flow of electricity or signals. Also indicated in 1 a thick solid line forms part of an outer profile (contour) of the housing unit 10 and a thick dash line indicates a boundary between a main aggregate chamber 11 and an accessory chamber 12 ,

Das Brennstoffzellensystem 1 hat eine kastenförmige Gehäuseeinheit 10. Das Innere der Gehäuseeinheit 10 ist in die Hauptaggregatkammer 11 und die Zubehörkammer 12 unterteilt. Die Hauptaggregatkammer 11 und die Zubehörkammer 12 können durch eine Trennwand (nicht gezeigt) partitioniert sein, um eine explosionssichere Struktur zu garantieren. Alternativ können die Hauptaggregatkammer 11 und die Zubehörkammer 12 in einer einzelnen Kammer miteinander in Strömungsverbindung stehen, ohne durch die Trennwand partitioniert zu werden, solange eine explosionssichere Struktur dazwischen garantiert ist.The fuel cell system 1 has a box-shaped housing unit 10 , The interior of the housing unit 10 is in the main aggregate chamber 11 and the accessory chamber 12 divided. The main aggregate chamber 11 and the accessory chamber 12 may be partitioned by a bulkhead (not shown) to guarantee an explosion-proof structure. Alternatively, the main aggregate chamber 11 and the accessory chamber 12 in a single chamber in fluid communication with each other without being partitioned by the partition, as long as an explosion-proof structure is guaranteed therebetween.

Als eine Brennstoffzelle ist eine Festoxidbrennstoffzelle (SOFC) 20 im Inneren der Hauptaggregatkammer 11 angeordnet. Obgleich in den Zeichnungen nicht gezeigt, hat die SOFC 20 einen Zellenstapel, der durch Stapeln mehrerer Zellen gebildet oder als ein Modul konfiguriert wird. Jede Zelle hat eine Grundkonfiguration, in der Elektrolyt zwischen einer Luftelektrode und einer Brennstoffelektrode angeordnet ist und ein Separator zwischen jede Zelle eingesetzt ist. Jede Zelle des Zellenstapels ist elektrisch in Reihe geschaltet. Die SOFC 20 hat einen Elektrizitätserzeugungsmechanismus, bei dem sich Oxidionen, die in der Luftelektrode generiert wurden, durch den Elektrolyt zu der Brennstoffelektrode bewegen und die Oxidionen in der Brennstoffelektrode mit Wasserstoff oder Kohlenmonoxid reagieren, um elektrische Energie zu generieren.As a fuel cell, a solid oxide fuel cell (SOFC) 20 inside the main aggregate chamber 11 arranged. Although not shown in the drawings, the SOFC has 20 a cell stack formed by stacking multiple cells or configured as a module. Each cell has a basic configuration in which electrolyte is disposed between an air electrode and a fuel electrode and a separator is interposed between each cell. Each cell of the cell stack is electrically connected in series. The SOFC 20 has an electricity generation mechanism in which oxide ions generated in the air electrode move through the electrolyte to the fuel electrode and the oxide ions in the fuel electrode react with hydrogen or carbon monoxide to generate electrical energy.

Obgleich in den Zeichnungen nicht gezeigt, hat die SOFC 20 einen Brennstoffgasströmungspfad zum Zuführen des Brennstoffgases von einer Brennstoffgas-Zufuhreinheit und einen Oxidansgasströmungspfad zum Zuführen des Oxidationsgases von einer Oxidationsgas-Zufuhreinheit. Das dem Brennstoffgasströmungspfad zugeführte Brennstoffgas und das dem Oxidansgasströmungspfad zugeführte Oxidationsgas reagieren elektrochemisch miteinander, um einen Gleichstrom zu generieren. Das Brennstoffgas und das Oxidationsgas, die nicht zu der elektrochemischen Reaktion beitragen, werden als ein Abgas der SOFC 20 abgelassen. Es ist zu beachten, dass ein Combustor (nicht gezeigt) zum Entfernen einer in dem Abgas verbliebenen Brennstoffkomponente durch Verbrennen des Abgases von der SOFC 20 im Inneren der Hauptaggregatkammer 11 vorhanden sein kann. Das Abgas von der SOFC 20 hat eine hohe Temperatur von zum Beispiel 300°C oder mehr.Although not shown in the drawings, the SOFC has 20 a fuel gas flow path for supplying the fuel gas from a fuel gas supply unit and an oxidant gas flow path for supplying the oxidizing gas from an oxidizing gas supply unit. The fuel gas supplied to the fuel gas flow path and the oxidizing gas supplied to the oxidant gas flow path electrochemically react with each other to generate a direct current. The fuel gas and the oxidizing gas, which do not contribute to the electrochemical reaction, are referred to as an exhaust gas of the SOFC 20 drained. It should be noted that a combustor (not shown) for removing a fuel component remaining in the exhaust gas by burning the exhaust gas from the SOFC 20 inside the main aggregate chamber 11 can be present. The exhaust gas from the SOFC 20 has a high temperature of, for example, 300 ° C or more.

Das Abgas von der SOFC 20 wird von der Hauptaggregatkammer 11 über die Zubehörkammer 12 durch ein Abgasführungsrohr 30 bis in die Nähe eines unten beschriebenen Deckenperforationsabschnitts (Zubehörkammer-Auslassport) geführt (siehe 2 und 3). Eine konkrete Rohrleitungsstruktur des Abgasführungsrohres 30 wird unten beschrieben.The exhaust gas from the SOFC 20 is from the main aggregate chamber 11 via the accessory chamber 12 through an exhaust pipe 30 into the vicinity of a below-described ceiling perforation section (accessory chamber outlet port) (see 2 and 3 ). A concrete pipe structure of the exhaust pipe 30 is described below.

Verschiedene Zubehörkomponenten (nicht gezeigt), wie zum Beispiel ein elektromagnetisches Ventil oder ein Strömungsmesser, sind im Inneren der Zubehörkammer 12 angeordnet. Außerdem ist ein Kühllüfter (wie zum Beispiel ein Zubehörkammerlüfter, ein Kühler oder eine Kühlvorrichtung) 40 zum Einleiten der Kühlluft von außerhalb der Zubehörkammer 12 und zur Kühlung der Zubehörkomponenten während des Betriebes im Inneren der Zubehörkammer 12 angeordnet. Außerdem ist der Deckenperforationsabschnitt (Zubehörkammer-Auslassport) 13, der mehrere Perforationen aufweist, die beispielsweise durch Ausstanzen von Metall oder dergleichen gebildet werden, an der Deckenfläche der Zubehörkammer 12 angeordnet. Die durch den Kühllüfter 40 eingeleitete Kühlluft breitet sich aus, um das Innere der Zubehörkammer 12 zu füllen und die Zubehörkomponenten während des Betriebes zu kühlen, und wird dann aufwärts durch den Deckenperforationsabschnitt 13 ausgetragen. Da die durch den Kühllüfter 40 eingeleitete Kühlluft das Abgasführungsrohr 30 umgibt, hat sie darüber hinaus die Funktion des Kühlens des Abgases von der SOFC 20, das durch das Innere des Abgasführungsrohres 30 geleitet wird.Various accessory components (not shown), such as an electromagnetic valve or flowmeter, are located inside the accessory chamber 12 arranged. There is also a cooling fan (such as an accessory chamber fan, radiator, or cooler) 40 for introducing the cooling air from outside the accessory chamber 12 and to cool the accessory components during operation inside the accessory chamber 12 arranged. In addition, the ceiling perforation section (accessory chamber outlet port) is 13 which has several perforations, the For example, be formed by punching metal or the like, on the ceiling surface of the accessory chamber 12 arranged. The through the cooling fan 40 introduced cooling air spreads to the inside of the accessory chamber 12 and to cool the accessory components during operation, and then goes up through the ceiling perforation section 13 discharged. Because of the cooling fan 40 introduced cooling air the exhaust pipe 30 In addition, it has the function of cooling the exhaust gas from the SOFC 20 passing through the interior of the exhaust pipe 30 is directed.

Ein Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauscher (Warmwasser-Wärmetauscher) 50 ist im Inneren der Zubehörkammer 12 angeordnet. Der Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauscher 50 gewinnt die Wärme des Abgases von der SOFC 20 zurück. Eine Abwärmerückgewinnungs-Zirkulationsleitung 51, durch die Wasser (Warmwasser) als ein Wärmemedium zum Zurückgewinnen der Abwärme zirkuliert wird, ist mit dem Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauscher 50 gekoppelt. Die Abwärmerückgewinnungs-Zirkulationsleitung 51 hat eine stromabwärtige Leitung 51A, durch die Wasser mit einer relativ hohen Temperatur (Warmwasser) von dem Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauscher 50 strömt, und eine stromaufwärtige Leitung 51B, durch die Wasser mit einer relativ niedrigen Temperatur (Warmwasser) in Richtung des Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauscher 50 strömt. Ob die Abwärmerückgewinnung unter Verwendung des Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauschers 50 ausgeführt wird oder nicht (ob ein Kogenerationsbetrieb oder ein Monogenerationsbetrieb ausgeführt wird), wird durch eine Steuereinheit (nicht gezeigt) gesteuert.A waste heat recovery heat exchanger (hot water heat exchanger) 50 is inside the accessory chamber 12 arranged. The waste heat recovery heat exchanger 50 Wins the heat of the exhaust gas from the SOFC 20 back. A waste heat recovery circulation pipe 51 by which water (hot water) is circulated as a heat medium for recovering the waste heat is with the waste heat recovery heat exchanger 50 coupled. The waste heat recovery circulation pipe 51 has a downstream pipe 51A by the relatively high temperature water (hot water) from the waste heat recovery heat exchanger 50 flows, and an upstream pipe 51B , through the water at a relatively low temperature (hot water) in the direction of the waste heat recovery heat exchanger 50 flows. Whether the waste heat recovery using the waste heat recovery heat exchanger 50 is executed or not (whether a cogeneration operation or a mono-generation operation is performed) is controlled by a control unit (not shown).

Eine Deckenkammer 60 ist über dem Deckenperforationsabschnitt 13 der Zubehörkammer 12 angeordnet. Obgleich 1 eine Konfiguration der Deckenkammer 60 in einer vereinfachten Weise veranschaulicht, werden eine innere Konfiguration der Deckenkammer 60 und eine Luftströmung im Inneren der Deckenkammer 60 im Detail mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben.A ceiling chamber 60 is above the ceiling perforation section 13 the accessory chamber 12 arranged. Although 1 a configuration of the ceiling chamber 60 illustrated in a simplified manner, become an interior configuration of the ceiling chamber 60 and an air flow inside the ceiling chamber 60 in detail with reference to the 2 and 3 described.

Die Deckenkammer 60 hat eine rechteckige oder kubische Kastenform. Die Deckenkammer 60 fungiert als ein Abzugskanal zum Mischen des Abgases von der SOFC 20, das durch das Abgasführungsrohr 30 geführt wird, und der durch den Kühllüfter 40 eingeleiteten Kühlluft, um ein Gasgemisch zu erzeugen und das Gasgemisch nach außerhalb abzuführen. Außerdem hat die Deckenkammer 60 die Funktion zu verhindern, dass Fremdkörper, wie zum Beispiel Regenwasser oder Vögel, durch den Deckenperforationsabschnitt 13 in die Zubehörkammer 12 gelangen. Es ist zu beachten, dass ein Regenwasserablaufloch oder eine Regenwasserablaufrinne bevorzugt in einem unteren Teil der Deckenkammer 60 angeordnet ist.The ceiling chamber 60 has a rectangular or cubic box shape. The ceiling chamber 60 acts as a vent channel for mixing the exhaust gas from the SOFC 20 passing through the exhaust pipe 30 is guided, and by the cooling fan 40 introduced cooling air to produce a gas mixture and remove the gas mixture to the outside. Besides, the ceiling chamber has 60 the function of preventing foreign objects, such as rainwater or birds, through the ceiling perforation section 13 in the accessory chamber 12 reach. It should be noted that a rainwater drainage hole or a rainwater drainage channel is preferable in a lower part of the ceiling chamber 60 is arranged.

Mehrere Perforationen, die beispielsweise durch Ausstanzen von Metall oder dergleichen gebildet werden, sind auf der Oberseite der Deckenkammer 60 als ein Abzugsport (letzter Abzugsport) 61 angeordnet. Die Unterseite der Deckenkammer 60 ist so konfiguriert, dass sie größer ist als der Deckenperforationsabschnitt 13 der Zubehörkammer 12 und - in einer Draufsicht gesehen - den Deckenperforationsabschnitt 13 bedeckt.Several perforations formed by, for example, punching out metal or the like are on top of the ceiling chamber 60 arranged as a withdrawal port (last withdrawal port) 61. The underside of the ceiling chamber 60 is configured to be larger than the ceiling perforation section 13 the accessory chamber 12 and - seen in a plan view - the Deckenperforationsabschnitt 13 covered.

Wie oben beschrieben, hat der Deckenperforationsabschnitt 13 der Zubehörkammer 12 mehrere Perforationen, die beispielsweise durch Ausstanzen von Metall oder dergleichen gebildet werden, und eine Öffnung 14 wird in der Mitte des Deckenperforationsabschnitts 13 gebildet. Das Abgasführungsrohr 30, das sich von der SOFC 20 der Hauptaggregatkammer 11 über den Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauscher 50 der Zubehörkammer 12 erstreckt, ragt aufwärts durch die Öffnung 14. Das heißt, eine Spitze des Abgasführungsrohres 30 ist in die Deckenkammer 60 eingesetzt.As described above, the ceiling perforation section has 13 the accessory chamber 12 a plurality of perforations formed by punching metal or the like, for example, and an opening 14 will be in the middle of the ceiling perforation section 13 educated. The exhaust pipe 30 that is different from the SOFC 20 the main aggregate chamber 11 via the waste heat recovery heat exchanger 50 the accessory chamber 12 extends, projects upwards through the opening 14 , That is, a tip of the exhaust pipe 30 is in the ceiling chamber 60 used.

Im Inneren der Deckenkammer 60 ist eine erste Prall- oder Leitplatte 62 angeordnet, die - in einer Draufsicht gesehen - im Wesentlichen eine H-Form aufweist und einer Draufsichtsform der Deckenkammer 60 entspricht. Die erste Prall- oder Leitplatte 62 hat ein Paar linker und rechter gegenüberliegender Seiten 62A, die sich in einer Richtung von vorn nach hinten erstrecken, und eine Verbindungsseite 62B, die sich in einer Richtung von links nach rechts erstreckt, um mittlere Abschnitte der Vorn-hinten-Richtung des Paares gegenüberliegender Seiten 62A zu verbinden. Hohlräume 62C, die allgemein als ein Strömungsdurchgang der Kühlluft dienen, sind sowohl in der Vorder- als auch in der Rückseite der Verbindungsseite 62B ausgebildet. Eine Öffnung 62D ist in der Mitte der ersten Prall- oder Leitplatte 62 ausgebildet, so dass das Abgasführungsrohr 30 aufwärts durch die Öffnung 62D ragt. Auf diese Weise ist die erste Prall- oder Leitplatte 62 so angeordnet, dass sie das Abgasführungsrohr 30 über dem Deckenperforationsabschnitt 13 umgibt. Es ist zu beachten, dass die erste Prall- oder Leitplatte 62 die Funktion hat, das Abgasführungsrohr 30 im Inneren der Deckenkammer 60 zu positionieren und zu fixieren.Inside the ceiling chamber 60 is a first baffle or baffle 62 arranged, which - seen in a plan view - has substantially an H-shape and a plan view of the ceiling chamber 60 equivalent. The first baffle or guide plate 62 has a pair of left and right opposite sides 62A extending in front-to-back direction and a connection side 62B extending in a direction from left to right, around middle portions of the front-rear direction of the pair of opposite sides 62A connect to. cavities 62C , which generally serve as a flow passage of the cooling air, are both in the front and in the back of the connection side 62B educated. An opening 62D is in the middle of the first baffle or baffle 62 designed so that the exhaust pipe 30 up through the opening 62D protrudes. In this way, the first baffle or baffle is 62 arranged so that they are the exhaust pipe 30 above the ceiling perforation section 13 surrounds. It should be noted that the first baffle or baffle plate 62 the function has, the exhaust pipe 30 inside the ceiling chamber 60 to position and fix.

Im Inneren der Deckenkammer 60 ist eine zweite Prall- oder Leitplatte 63, die - in einer Draufsicht gesehen - im Wesentlichen eine H-Form hat und einer Draufsichtsform der Deckenkammer 60 entspricht, über der ersten Prall- oder Leitplatte 62 angeordnet. Die zweite Prall- oder Leitplatte 63 hat ein Paar vorderer und hinterer gegenüberliegender Seiten 63A, die sich in der Links-rechts-Richtung erstrecken, und eine Verbindungsseite 63B, die sich in der Vorn-hinten-Richtung erstreckt, um mittlere Abschnitte der Links-rechts-Richtung des Paares gegenüberliegender Seiten 63A zu verbinden. Hohlräume 63C, die allgemein als ein Strömungsdurchgang des Gasgemischs aus dem Abgas und der Kühlluft dienen, sind sowohl in der linken als auch in der rechten Seite der Verbindungsseite 63B ausgebildet. Die zweite Prall- oder Leitplatte 63 ist so angeordnet, dass sie der Spitze des Abgasführungsrohres 30 über dem Deckenperforationsabschnitt 13 zugewandt ist.Inside the ceiling chamber 60 is a second baffle or baffle 63 which has a substantially H-shape as seen in a plan view and a plan view shape of the ceiling chamber 60 corresponds, above the first baffle or baffle 62 arranged. The second baffle or guide plate 63 has a pair of front and back facing sides 63A that are in the left-right direction extend, and a connection side 63B extending in the front-rear direction, around middle portions of the left-right direction of the pair of opposing sides 63A connect to. cavities 63C , which generally serve as a flow passage of the gas mixture of the exhaust gas and the cooling air, are in both the left and in the right side of the connection side 63B educated. The second baffle or guide plate 63 is arranged so that it is the tip of the exhaust pipe 30 above the ceiling perforation section 13 is facing.

Die erste Prall- oder Leitplatte 62 und die zweite Prall- oder Leitplatte 63, die - in einer Draufsicht gesehen - beide im Wesentlichen eine H-Form haben, sind so angeordnet, dass sie um eine relative Phasendifferenz von 90° voneinander abweichen. Aus diesem Grund stehen der Hohlraum 62C der ersten Prall- oder Leitplatte 62 und der Hohlraum 63C der zweiten Prall- oder Leitplatte 63 nicht in vertikaler Richtung miteinander in Strömungsverbindung, und die beiden Hohlräume 62C und die beiden Hohlräume 63C sind jeweils in vier Seiten der Deckenkammer 60 - in einer Draufsicht gesehen - positioniert.The first baffle or guide plate 62 and the second baffle or baffle 63 which are both substantially H-shaped in a plan view are arranged to deviate from each other by a relative phase difference of 90 °. Because of this, stand the cavity 62C the first baffle or baffle 62 and the cavity 63C the second baffle or baffle 63 not in vertical communication with each other, and the two cavities 62C and the two cavities 63C are each in four sides of the ceiling chamber 60 - Seen in a plan view - positioned.

In dem Brennstoffzellensystem 1, das wie oben beschrieben konfiguriert ist, verteilt sich die durch den Kühllüfter 40 eingeleitete Kühlluft so, dass sie das Innere der Zubehörkammer 12 ausfüllt und die Zubehörkomponenten (nicht gezeigt) während des Betriebes kühlt und dann in das Innere der Deckenkammer 60 über dem Deckenperforationsabschnitt 13 eintritt. Des Weiteren wird das Abgas von der SOFC 20 durch das Abgasführungsrohr 30 zu dem Deckenperforationsabschnitt 13 geführt und wird zwischen der ersten Prall- oder Leitplatte 62 und der zweiten Prall- oder Leitplatte 63 im Inneren der Deckenkammer 60 abgelassen. Da die durch den Kühllüfter 40 eingeleitete Kühlluft das Abgasführungsrohr 30 im Inneren der Zubehörkammer 12 umgibt, wird in diesem Moment das Abgas von der SOFC 20, das durch das Innere des Abgasführungsrohres 30 geführt wird, gekühlt. Da das Abgas von der SOFC 20, das durch das Abgasführungsrohr 30 geführt wird, und die durch den Kühllüfter 40 eingeleitete Kühlluft im Inneren der Zubehörkammer 12 nicht miteinander in Kontakt kommen, ist es außerdem möglich, einen Anstieg eines Druckverlustes im Inneren der Zubehörkammer 12 zu verhindern.In the fuel cell system 1 , which is configured as described above, spreads through the cooling fan 40 introduced cooling air so that they are the interior of the accessory chamber 12 and cools the accessory components (not shown) during operation and then into the interior of the ceiling chamber 60 above the ceiling perforation section 13 entry. Furthermore, the exhaust gas from the SOFC 20 through the exhaust pipe 30 to the ceiling perforation section 13 guided and is between the first baffle or baffle plate 62 and the second baffle or baffle 63 inside the ceiling chamber 60 drained. Because of the cooling fan 40 introduced cooling air the exhaust pipe 30 inside the accessory chamber 12 surrounds, at this moment the exhaust gas from the SOFC 20 passing through the interior of the exhaust pipe 30 is led, cooled. Because the exhaust gas from the SOFC 20 passing through the exhaust pipe 30 is guided, and through the cooling fan 40 introduced cooling air inside the accessory chamber 12 In addition, it is possible to increase the pressure loss inside the accessory chamber 12 to prevent.

Der größte Teil der Kühlluft, die durch den Deckenperforationsabschnitt 13 in das Innere der Deckenkammer 60 eintritt, trifft auf die Unterseite der ersten Prall- oder Leitplatte 62 und steigt dann durch den Hohlraum 62C, und ein kleiner Teil davon steigt durch den Hohlraum 62C, ohne auf die Unterseite der ersten Prall- oder Leitplatte 62 zu treffen. Außerdem werden zwischen der ersten Prall- oder Leitplatte 62 und der zweiten Prall- oder Leitplatte 63 die Kühlluft, die durch den Hohlraum 62C steigt, und das Abgas von der SOFC 20, das von dem Abgasführungsrohr 30 ausgelassen wurde, verwirbelt und vermischt (verdünnt), um ein Gasgemisch zu erzeugen. Da die erste Prall- oder Leitplatte 62 und die zweite Prall- oder Leitplatte 63 um eine Phasendifferenz von 90° voneinander abweichen (die Hohlräume 62C und 63C stehen in vertikaler Richtung nicht miteinander in Strömungsverbindung), ist es hier möglich, eine exzellente Kühleffizienz (Verdünnungseffizienz) zu erhalten, indem die Verweilzeiten der Kühlluft und des Abgases zwischen der ersten Prall- oder Leitplatte 62 und der zweiten Prall- oder Leitplatte 63 verlängert werden.Most of the cooling air passing through the ceiling perforation section 13 into the interior of the ceiling chamber 60 enters, meets the bottom of the first baffle or baffle 62 and then goes up through the cavity 62C and a small part of it goes through the cavity 62C without hitting the bottom of the first baffle or baffle 62 hold true. In addition, between the first baffle or baffle 62 and the second baffle or baffle 63 the cooling air passing through the cavity 62C rises, and the exhaust gas from the SOFC 20 that of the exhaust pipe 30 was discharged, vortexed and mixed (diluted) to produce a gas mixture. Because the first baffle or baffle 62 and the second baffle or baffle 63 by a phase difference of 90 ° from each other (the cavities 62C and 63C here are not in fluid communication with each other in the vertical direction), it is possible here to obtain an excellent cooling efficiency (dilution efficiency), by the residence times of the cooling air and the exhaust gas between the first baffle or baffle 62 and the second baffle or baffle 63 be extended.

Das Abgas von der SOFC 20, das aus dem Abgasführungsrohr 30 abgelassen wird, hat zum Beispiel in einem Betriebszustand des Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauschers 50 (während des Kogenerationsbetrieb) eine Temperatur von ungefähr 90°C und hat in einem Nicht-Betriebszustand des Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauschers 50 (während des Monogenerationsbetriebes) eine Temperatur von ungefähr 360°C. Im Vergleich dazu hat die Kühlluft, die von der Zubehörkammer 12 durch den Deckenperforationsabschnitt 13 in das Innere der Deckenkammer 60 eintritt, zum Beispiel eine Temperatur von ungefähr 60°C. Da eine Strömungsrate der Kühlluft deutlich größer ist als eine Strömungsrate des Abgases, ist es hier möglich, die Temperatur des Gasgemisches, das durch Verwirbeln und Vermischen (Verdünnen) der Kühlluft und des Abgases erhalten wird, selbst in einem Nicht-Betriebszustand des Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauschers 50 auf hinreichend weniger als 260°C zu senken (zum Beispiel bis auf maximal ungefähr 80°C).The exhaust gas from the SOFC 20 coming from the exhaust pipe 30 is discharged, for example, in an operating state of the waste heat recovery heat exchanger 50 (during the cogeneration operation) has a temperature of about 90 ° C and has in a non-operating state of the waste heat recovery heat exchanger 50 (during the mono-generation operation) a temperature of about 360 ° C. In comparison, the cooling air that comes from the accessory chamber 12 through the ceiling perforation section 13 into the interior of the ceiling chamber 60 occurs, for example, a temperature of about 60 ° C. Here, since a flow rate of the cooling air is much larger than a flow rate of the exhaust gas, it is possible to maintain the temperature of the gas mixture obtained by swirling and mixing (diluting) the cooling air and the exhaust gas even in a non-operating state of the exhaust heat recovery heat exchanger 50 to lower to less than 260 ° C (for example, up to a maximum of about 80 ° C).

Das verwirbelte und vermischte (verdünnte) Gasgemisch zwischen der ersten Prall- oder Leitplatte 62 und der zweiten Prall- oder Leitplatte 63 steigt durch den Hohlraum 63C der zweiten Prall- oder Leitplatte 63 und wird von einem Abzugsport 61 nach außerhalb abgelassen.The turbulent and mixed (dilute) gas mixture between the first baffle or baffle 62 and the second baffle or baffle 63 rises through the cavity 63C the second baffle or baffle 63 and is from a deduction port 61 drained to the outside.

In der Nähe des Deckenperforationsabschnitts 13 der Zubehörkammer 12 (zum Beispiel im Inneren der Deckenkammer 60) ist ein Temperaturdetektor 70 zum Detektieren einer Lufttemperatur (zum Beispiel einer Temperatur des Gasgemisches, das im Inneren der Deckenkammer 60 verwirbelt und vermischt (verdünnt) wird) angeordnet. Außerdem ist eine Steuereinheit 80 zum Steuern des Kühllüfters 40 auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Temperaturdetektors 70 im Inneren der Zubehörkammer 12 angeordnet. Als ein Steuerungstyp der Steuereinheit 80 kann zum Beispiel eine „Variable Voltage Variable Frequency“ (VVVF)-Steuerung verwendet werden. Die Steuereinheit 80 steuert einen Ein/Aus-Zustand des Kühllüfters 40, eine Abgasströmungsrate oder dergleichen so, dass die Detektionstemperatur des Temperaturdetektors 70 nicht größer ist als eine vorgegebene Temperaturschwelle (zum Beispiel 260°C).Near the ceiling perforation section 13 the accessory chamber 12 (For example, inside the ceiling chamber 60 ) is a temperature detector 70 for detecting an air temperature (for example, a temperature of the gas mixture inside the ceiling chamber 60 swirled and mixed (diluted) is placed). There is also a control unit 80 for controlling the cooling fan 40 on the basis of a detection result of the temperature detector 70 inside the accessory chamber 12 arranged. As a control type of the control unit 80 For example, a Variable Voltage Variable Frequency (VVVF) control can be used. The control unit 80 controls an on / off state of the cooling fan 40 , an exhaust gas flow rate or the like so that the detection temperature of the temperature detector 70 is not greater than a predetermined temperature threshold (for example 260 ° C).

Alternativ kann der Temperaturdetektor 70 im Inneren der Zubehörkammer 12 angeordnet sein, so dass die Steuereinheit 80 den Kühllüfter 40 auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Temperaturdetektors 70 steuern kann. In diesen Fall steuert die Steuereinheit 80 einen Ein/Aus-Zustand des Kühllüfters 40, eine Abgasströmungsrate oder dergleichen so, dass die Temperatur des Gasgemisches, das von dem Abzugsport 61 der Deckenkammer 60 abgelassen wird, nicht größer ist als eine vorgegebene Temperaturschwelle (zum Beispiel 260°C).Alternatively, the temperature detector 70 inside the accessory chamber 12 be arranged so that the control unit 80 the cooling fan 40 on the basis of a detection result of the temperature detector 70 can control. In this case, the control unit controls 80 an on / off state of the cooling fan 40 , an exhaust gas flow rate or the like so that the temperature of the gas mixture flowing from the exhaust port 61 the ceiling chamber 60 is not greater than a predetermined temperature threshold (for example, 260 ° C).

Auf diese Weise ist in dem Brennstoffzellensystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform die SOFC (Brennstoffzelle) 20 in der Hauptaggregatkammer 11 angeordnet, und der Kühllüfter (Kühler) 40 zum Einleiten der Kühlluft ist in der Zubehörkammer 12 angeordnet, so dass die durch den Kühllüfter 40 in die Zubehörkammer 12 eingeleitete Kühlluft durch den Deckenperforationsabschnitt (Zubehörkammer-Auslassport) 13 nach außerhalb abgelassen wird, und das Abgas von der SOFC 20 wird von der Hauptaggregatkammer 11 über die Zubehörkammer 12 durch das Abgasführungsrohr 30 zu dem Deckenperforationsabschnitt 13 geführt. Infolge dessen wird das Abgas von der SOFC 20 durch die Kühlluft in der Nähe des Deckenperforationsabschnitts 13 gekühlt (verdünnt) (das Abgas von der SOFC 20 wird unter Verwendung der durch den Kühllüfter 40 eingeleiteten Kühlluft gekühlt (verdünnt)). Darum ist es möglich, eine Kühlung des Abgases von der SOFC 20 mit einer effizienten und einfachen Konfiguration zu implementieren. Das heißt, da es nicht notwendig ist, ein Kühlmittel für das Abgas von der SOFC 20 (zum Beispiel einen Radiator oder ein Verdünnungsluftgebläse, wenn die Abwärme nicht verwendet wird) separat bereitzustellen, ist es möglich, die Anzahl von Vorrichtungen und die Größe oder Kosten der Vorrichtung zu verringern, den Leistungsverbrauch der Zubehörkomponenten zu senken und die Energieerzeugungseffizienz zu erhöhen.This way is in the fuel cell system 1 According to the first embodiment, the SOFC (fuel cell) 20 in the main aggregate chamber 11 arranged, and the cooling fan (radiator) 40 for introducing the cooling air is in the accessory chamber 12 arranged so that through the cooling fan 40 in the accessory chamber 12 introduced cooling air through the ceiling perforation section (accessory chamber outlet port) 13 is drained to the outside, and the exhaust gas from the SOFC 20 is from the main aggregate chamber 11 via the accessory chamber 12 through the exhaust pipe 30 to the ceiling perforation section 13 guided. As a result, the exhaust gas from the SOFC 20 by the cooling air near the ceiling perforation section 13 cooled (diluted) (the exhaust gas from the SOFC 20 is using the through the cooling fan 40 introduced cooling air cooled (diluted)). Therefore, it is possible to cool the exhaust gas from the SOFC 20 with an efficient and simple configuration to implement. That is, since it is not necessary, a coolant for the exhaust gas from the SOFC 20 It is possible to reduce the number of devices and the size or cost of the device, to lower the power consumption of the accessory components and to increase the power generation efficiency separately (for example, a radiator or a dilution air blower when the waste heat is not used).

«Zweite Ausführungsform»«Second embodiment»

Ein Brennstoffzellensystem 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird mit Bezug auf 4 beschrieben. Gemäß der zweiten Ausführungsform ist ein Kühlluftführungsrohr 15 zum Führen der durch den Kühllüfter 40 eingeleiteten Kühlluft zu dem Deckenperforationsabschnitt 13 im Inneren der Zubehörkammer 12 angeordnet. Außerdem bilden das Abgasführungsrohr 30 und das Kühlluftführungsrohr 15 eine duale Rohrleitungsstruktur, in der das Abgasführungsrohr 30 nach innen angeordnet ist und das Kühlluftführungsrohr 15 nach außen angeordnet ist. Infolge dessen ist es möglich, die Wärmetauscheffizienz (eine Kühlungseffizienz) zwischen dem Abgas von der SOFC 20 und der Kühlluft im Inneren der Zubehörkammer 12 zu verbessern.A fuel cell system 1 according to a second embodiment, with reference to 4 described. According to the second embodiment, there is a cooling air guide pipe 15 for guiding through the cooling fan 40 introduced cooling air to the Deckenperforationsabschnitt 13 inside the accessory chamber 12 arranged. In addition, form the exhaust pipe 30 and the cooling air guide pipe 15 a dual piping structure in which the exhaust duct pipe 30 is arranged inside and the cooling air guide tube 15 is arranged to the outside. As a result, it is possible to have the heat exchange efficiency (a cooling efficiency) between the exhaust gas from the SOFC 20 and the cooling air inside the accessory chamber 12 to improve.

Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben besprochene Ausführungsform beschränkt ist und dass verschiedene Modifizierungen möglich sind. In den oben beschriebenen Ausführungsformen können Größen, Formen, Funktionen oder dergleichen der Elemente, die in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind, zweckmäßig geändert werden, ohne darauf beschränkt zu sein, solange die Resultate der vorliegenden Erfindung erhalten werden können. Darüber hinaus können verschiedene Abänderungen möglich sein, ohne vom Wesen und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.It should be noted that the present invention is not limited to the embodiment discussed above and various modifications are possible. In the embodiments described above, sizes, shapes, functions, or the like of the elements illustrated in the accompanying drawings may be appropriately changed without being limited thereto as long as the results of the present invention can be obtained. In addition, various modifications may be possible without departing from the spirit and scope of the invention.

Zum Beispiel ist in der oben angesprochenen Ausführungsform ein Fall, wo das Abgasführungsrohr 30 aufwärts über den Deckenperforationsabschnitt 13 der Zubehörkammer 12 (der in die Deckenkammer 60 eingesetzt ist) ragt, beschrieben worden. Alternativ kann sich das Abgasführungsrohr 30 zu derselben Höhenposition erstrecken wie der Deckenperforationsabschnitt 13 der Zubehörkammer 12 oder geringfügig darunter (das Abgasführungsrohr 30 kann im Inneren der Zubehörkammer 12 bleiben, ohne in die Deckenkammer 60 eingeführt zu werden). Selbst in diesem Fall kann das Abgasführungsrohr 30 das Abgas von der SOFC 20 von der Hauptaggregatkammer 11 über die Zubehörkammer 12 zu dem Deckenperforationsabschnitt 13 führen.For example, in the above-mentioned embodiment, there is a case where the exhaust gas guide pipe 30 upwards over the ceiling perforation section 13 the accessory chamber 12 (the one in the ceiling chamber 60 is used) has been described. Alternatively, the exhaust pipe can 30 extend to the same height position as the Deckenperforationsabschnitt 13 the accessory chamber 12 or slightly below it (the exhaust pipe 30 can be inside the accessory chamber 12 stay without going to the ceiling chamber 60 to be introduced). Even in this case, the exhaust pipe 30 the exhaust from the SOFC 20 from the main aggregate chamber 11 via the accessory chamber 12 to the ceiling perforation section 13 to lead.

Zum Beispiel ist in der oben angesprochenen Ausführungsform ein Fall beschrieben worden, wo die erste Prall- oder Leitplatte 62 und die zweite Prall- oder Leitplatte 63 im Inneren der Deckenkammer 60 angeordnet sind. Alternativ können die erste Prall- oder Leitplatte 62 und die zweite Prall- oder Leitplatte 63 weggelassen werden. Das Abgas von der SOFC 20, das durch das Abgasführungsrohr 30 geführt wird, und die durch den Kühllüfter 40 eingeleitete Kühlluft können in der Nähe des Deckenperforationsabschnitts 13 der Zubehörkammer 12 vermischt und verdünnt, indem die Deckenkammer 60 weggelassen wird.For example, in the above-mentioned embodiment, a case has been described where the first baffle or baffle 62 and the second baffle or baffle 63 inside the ceiling chamber 60 are arranged. Alternatively, the first baffle or baffle 62 and the second baffle or baffle 63 be omitted. The exhaust gas from the SOFC 20 passing through the exhaust pipe 30 is guided, and through the cooling fan 40 introduced cooling air can near the Deckenperforationsabschnitts 13 the accessory chamber 12 mixed and diluted by the ceiling chamber 60 is omitted.

Zum Beispiel ist in der oben angesprochenen Ausführungsform ein Fall beschrieben worden, wo eine Festoxidbrennstoffzelle (SOFC) als die Brennstoffzelle verwendet wird. Alternativ können auch andere Arten von Brennstoffzellen (zum Beispiel eine Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle, eine Phosphorsäure-Brennstoffzelle oder dergleichen) verwendet werden.For example, in the above-mentioned embodiment, a case where a solid oxide fuel cell (SOFC) is used as the fuel cell has been described. Alternatively, other types of fuel cells (for example, a polymer electrolyte fuel cell, a phosphoric acid fuel cell, or the like) may be used.

Zum Beispiel ist in der oben angesprochenen Ausführungsform ein Fall, wo ein Kühllüfter als ein Kühler verwendet wird, beschrieben worden. Alternativ können auch andere Arten von Kühlern verwendet werden, solange die Kühlluft in die Zubehörkammer eingeleitet werden kann.For example, in the above-mentioned embodiment, a case where a cooling fan is used as a radiator has been described. Alternatively, other types of coolers may be used as long as the cooling air can be introduced into the accessory chamber.

Das Brennstoffzellensystem gemäß der vorliegenden Erfindung eignet sich für Einsatzzwecke in häuslichen, kommerziellen oder industriellen Bereichen.The fuel cell system according to the present invention is suitable for domestic, commercial or industrial applications.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
BrennstoffzellensystemThe fuel cell system
1010
Gehäuseeinheithousing unit
1111
HauptaggregatkammerMain assembly chamber
1212
ZubehörkammerAccessories chamber
1313
Deckenperforationsabschnitt (Zubehörkammer-Auslassport)Ceiling perforation section (accessory chamber outlet port)
1414
Öffnungopening
1515
KühlluftführungsrohrCooling air guide tube
2020
Festoxidbrennstoffzelle (Brennstoffzelle) (SOFC)Solid oxide fuel cell (fuel cell) (SOFC)
3030
AbgasführungsrohrExhaust gas guide tube
4040
Kühllüfter (Zubehörkammerlüfter, Kühler oder Kühleinheit)Cooling fan (accessory chamber fan, radiator or cooling unit)
5050
Abwärmerückgewinnungs-Wärmetauscher (Warmwasser-Wärmetauscher)Waste heat recovery heat exchanger (hot water heat exchanger)
5151
Abwärmerückgewinnungs-ZirkulationsleitungWaste heat recovery circulation line
51A51A
stromabwärtige Leitungdownstream pipe
51B51B
stromaufwärtige Leitungupstream line
6060
Deckenkammer (Abzugskanal)Ceiling chamber (withdrawal channel)
6161
Abzugsport (letzter Abzugsport)Deduction port (last withdrawal port)
6262
erste Prall- oder Leitplattefirst baffle or guide plate
62A62A
gegenüberliegende Seiteopposite side
62B62B
VerbindungsseiteLinks page
62C62C
Hohlraumcavity
62D62D
Öffnungopening
6363
zweite Prall- oder Leitplattesecond baffle or guide plate
63A63A
gegenüberliegende Seiteopposite side
63B63B
VerbindungsseiteLinks page
63C63C
Hohlraumcavity
7070
Temperaturdetektortemperature detector
8080
Steuereinheitcontrol unit

Claims (4)

Brennstoffzellensystem, das Folgendes umfasst: eine Hauptaggregatkammer, in der eine Brennstoffzelle angeordnet ist; eine Zubehörkammer, in der ein Kühler zum Einleiten einer Kühlluft angeordnet ist; einen Deckenperforationsabschnitt, der in der Zubehörkammer angeordnet ist, um die durch den Kühler in die Zubehörkammer eingeleitete Kühlluft extern abzuführen; ein Abgasführungsrohr, das von dem Deckenperforationsabschnitt nach oben ragt, um ein Abgas von der Brennstoffzelle von der Hauptaggregatkammer über die Zubehörkammer zu dem Deckenperforationsabschnitt zu führen; eine erste Prall- oder Leitplatte, die so angeordnet ist, dass sie das Abgasführungsrohr über dem Deckenperforationsabschnitt umgibt; und eine zweite Prall- oder Leitplatte, die so angeordnet ist, dass sie einer Spitze des Abgasführungsrohres über dem Deckenperforationsabschnitt zugewandt ist.A fuel cell system comprising: a main aggregate chamber in which a fuel cell is arranged; an accessory chamber in which a radiator for introducing a cooling air is arranged; a Deckenperforationsabschnitt disposed in the accessory chamber to externally remove the introduced through the radiator in the accessory chamber cooling air; an exhaust guide pipe protruding upward from the ceiling perforation section to guide an exhaust gas from the fuel cell from the main aggregate chamber via the accessory chamber to the ceiling perforation section; a first baffle arranged to surround the exhaust duct above the ceiling perforation section; and a second baffle arranged to face a tip of the exhaust duct above the ceiling perforation section. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Prall- oder Leitplatte, in einer Draufsicht gesehen, im Wesentlichen eine H-Form haben und so angeordnet sind, dass sie um eine relative Phasendifferenz von 90° voneinander abweichen.Fuel cell system after Claim 1 wherein the first and second baffle plates, when viewed in a plan view, have an essentially H-shape and are arranged so as to deviate from each other by a relative phase difference of 90 °. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, das des Weiteren ein Kühlluftführungsrohr umfasst, das dafür konfiguriert ist, die in die Zubehörkammer eingeleitete Kühlluft zu dem Deckenperforationsabschnitt zu führen, wobei das Abgasführungsrohr und das Kühlluftführungsrohr eine duale Rohrleitungsstruktur haben, in der das Abgasführungsrohr nach innen angeordnet ist und das Kühlluftführungsrohr nach außen angeordnet ist.Fuel cell system after Claim 1 or 2 further comprising a cooling air guide pipe configured to guide the cooling air introduced into the accessory chamber to the ceiling perforation section, the exhaust guide pipe and the cooling air guide pipe having a dual piping structure in which the exhaust pipe is disposed inwardly and the cooling air guide pipe is outwardly disposed is. Brennstoffzellensystem nach Anspruch 1 oder 2, das des Weiteren Folgendes umfasst: einen Temperaturdetektor, der dafür konfiguriert ist, eine Lufttemperatur in der Nähe des Deckenperforationsabschnitts zu detektieren; und eine Steuereinheit, die dafür konfiguriert ist, den Kühler auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Temperaturdetektors zu steuern.Fuel cell system after Claim 1 or 2 , further comprising: a temperature detector configured to detect an air temperature in the vicinity of the ceiling perforation section; and a control unit configured to control the radiator based on a detection result of the temperature detector.
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