JP2007324006A - Fuel cell system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池システムに係り、特に、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池と、燃料電池に酸化ガス供給流路を通じて酸化ガスを供給するコンプレッサと、酸化ガス供給流路に設けられたフィルタを有する燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system, and in particular, a fuel cell that generates power by an electrochemical reaction between an oxidizing gas and a fuel gas, a compressor that supplies an oxidizing gas to the fuel cell through an oxidizing gas supply channel, and an oxidizing gas supply The present invention relates to a fuel cell system having a filter provided in a flow path.
車両に用いられる燃料電池には、固体高分子型燃料電池(PEFC)を始めとして種々のタイプのものがある。これらの燃料電池を含む燃料電池システムは、基本的に、燃料ガス(水素)と酸化ガス(酸素又は空気)を電気化学的に反応させて電力を発生させる発電システムである。 There are various types of fuel cells used in vehicles including a polymer electrolyte fuel cell (PEFC). A fuel cell system including these fuel cells is basically a power generation system that generates electric power by electrochemically reacting a fuel gas (hydrogen) and an oxidizing gas (oxygen or air).
図6に、燃料電池への酸化ガスの供給及び排出システムの概略構成図を示す。酸化ガスは、大気から取り入れられ、コンプレッサ2により加圧された後、酸化ガス供給流路5を通過してフィルタ3により異物が除去される。その後、加湿モジュール4により加湿され、燃料電池6の酸化ガス供給口9から燃料電池6へと供給される。さらに、燃料電池6の酸化ガス排出口10から排出された酸化ガスは、調圧弁7を経由して加湿モジュール4に戻り、酸化ガス排出流路8から排出される。この酸化ガス供給流路5には、燃料電池入口弁19が設けられ、酸化ガス排出流路8には、燃料電池出口弁20が設けられる。
FIG. 6 shows a schematic configuration diagram of a system for supplying and discharging the oxidizing gas to the fuel cell. The oxidizing gas is taken from the atmosphere, pressurized by the
コンプレッサ2は、図示しない内部の回転子を回転させることで、酸化ガスを燃料電池6に供給する。この回転子は、耐久性能等を確保するため樹脂性のコーティング材によりコーティングされたものが用いられる。このコーティング材は、回転子の回転により微小な磨耗紛となり飛散する。同様に、コンプレッサ2のハウジングの内壁も同様のコーティングがなされているが、回転子が回転することで、微小な磨耗紛となり飛散する。さらに、この回転子はアルミ樹脂からなるが、アルミニウムの微粉末もコーティング材の磨耗紛とともに飛散する。
The
これらのコーティング材の磨耗紛やアルミニウムの微粉末は、圧縮された空気とともに酸化ガス供給流路5に流れ込み、加湿モジュール4や燃料電池6へと混入する。加湿モジュール4や燃料電池6へコーティング材の磨耗紛やアルミニウムの微粉末といった異物が混入すると、これらの異物により、加湿モジュール4内のフィルタに目詰まりが生じたり、加湿モジュール4の材料に悪影響が生じたり、燃料電池6の内部のガス流路を閉鎖して発電に支障をきたしたりする。従って、従来から、酸化ガス供給流路5内にフィルタ3を設けて異物を捕捉する方法が採用されている。
The abrasion powder and fine aluminum powder of these coating materials flow into the oxidizing gas
一方、特許文献1には、燃料電池の空気供給装置、特に、空気供給路に設けられた、空気中の微細な塵埃および有機物を除去する空気浄化装置が開示されている。図7に、この空気浄化装置30の概略の構成を示す。空気浄化装置30は、円筒状の管体32である空気供給路31に設けられ、乱流発生部33と、摩擦体34と静電捕集体35とから成る静電捕集装置36と、濾過式フィルタ37とから構成される。管体32を流れてきた空気が乱流発生部33を通過すると、突起体38により乱流が発生し、この乱流により、静電捕集体35が激しくなびいて、摩擦体34に接触し摺動する。このときの摩擦によって摩擦体34と静電捕集体35が互いに逆の極性に帯電するので、空気中に存在する電荷を持った微細な塵埃がいずれかにひきつけられて捕集される。大きな塵埃や電荷を持たない塵埃は、濾過式フィルタ37により捕集される。
On the other hand, Patent Document 1 discloses an air supply device for a fuel cell, particularly an air purification device for removing fine dust and organic matter in the air provided in an air supply path. FIG. 7 shows a schematic configuration of the
また、特許文献2には、燃料電池のガス供給系(装置)が開示されている。ここでは、ガス中の異物を除去する不純物除去装置が、ガスの流れが当たる部位の通路壁等に設けられている。この不純物除去装置は、磁石粉末を含む装置であってもよく、異物が磁性体である場合、ガスが磁石粉末に接触して流れている間に、ガス中の異物は不純物除去装置の磁石粉末に吸着され除去されることが開示される。
また、特許文献3に、燃料電池の酸化ガスの供給に用いられるルーツ型圧縮機(コンプレッサ)の実施例が示されている。
上述のように、燃料電池のコンプレッサの回転子の回転により発生する磨耗紛や回転子の材料であるアルミニウムの微粉末は、適切に除去しなければならない。しかし、従来のフィルタによる異物の捕捉方法では、異物を完全に除去することは難しい。また、フィルタのメッシュの幅を小さくすれば異物除去性能を向上することが可能だが、圧力損失が上昇してしまい発電能力に影響が生じる。 As described above, the wear powder generated by the rotation of the rotor of the compressor of the fuel cell and the fine aluminum powder as the rotor material must be appropriately removed. However, it is difficult to completely remove the foreign matters by the conventional foreign matter capturing method using a filter. Moreover, if the width of the filter mesh is reduced, the foreign substance removal performance can be improved, but the pressure loss increases and the power generation capacity is affected.
一方、特許文献1に示される静電捕集装置では、静電気を発生させるため安全性に問題があり、また静電力は弱いため捕集能力も低いという問題がある。 On the other hand, the electrostatic collection device disclosed in Patent Document 1 has a problem in safety because it generates static electricity, and has a problem in that the collection capability is low because the electrostatic force is weak.
本願の目的は、かかる課題を解決し、コンプレッサにより生じる磨耗紛等の異物を、圧力損失を低減しつつ適切に除去する燃料電池システムを提供することである。 An object of the present application is to solve this problem and to provide a fuel cell system that appropriately removes foreign matters such as wear powder generated by a compressor while reducing pressure loss.
上記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池と、燃料電池に酸化ガスを供給するコンプレッサと、コンプレッサと燃料電池の酸化ガス供給口とを連結する酸化ガス供給流路と、酸化ガス供給流路内に設けられるフィルタと、を有する燃料電池システムにおいて、コンプレッサの回転する回転子のコーティング材に磁性体を含めることで、磁石からなるフィルタにより、コーティング材の磨耗紛を除去することを特徴とする。また、コンプレッサのハウジングが、磁性体が含まれたコーティング材によりコーティングされることが好ましい。 In order to achieve the above object, a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between an oxidizing gas and a fuel gas, a compressor that supplies the oxidizing gas to the fuel cell, a compressor and a fuel cell. In a fuel cell system having an oxidant gas supply channel connecting the oxidant gas supply port and a filter provided in the oxidant gas supply channel, a magnetic material is included in the coating material of the rotor that rotates the compressor. Further, the present invention is characterized in that the abrasion powder of the coating material is removed by a filter made of a magnet. The compressor housing is preferably coated with a coating material containing a magnetic material.
また、上記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池と、燃料電池に酸化ガスを供給するコンプレッサと、コンプレッサと燃料電池の酸化ガス供給口とを連結する酸化ガス供給流路と、酸化ガス供給流路内に設けられるフィルタと、を有する燃料電池システムにおいて、コンプレッサの回転子は、磁石粉末が含まれたコーティング材によりコーティングされ、フィルタは、磁性体から成るメッシュであることを特徴とする。さらに、コンプレッサのハウジングが、磁石粉末が含まれたコーティング材によりコーティングされることが好ましい。 In order to achieve the above object, a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between an oxidizing gas and a fuel gas, a compressor that supplies the fuel cell with an oxidizing gas, a compressor and a fuel In a fuel cell system having an oxidizing gas supply channel connecting an oxidizing gas supply port of a battery, and a filter provided in the oxidizing gas supply channel, the rotor of the compressor is a coating material containing magnet powder The filter is a mesh made of a magnetic material. Furthermore, the compressor housing is preferably coated with a coating material containing magnet powder.
また、これらの燃料電池システムは、フィルタの上流と下流の酸化ガス供給流路を連通するバイパス流路を備え、バイパス流路を開き、フィルタの下流の酸化ガス供給流路内であって、バイパス流路と酸化ガス供給流路との合流点より上流に設けられた開閉弁を閉じることにより、燃料電池へ酸化ガスを供給しつつフィルタを交換することが好ましい。 In addition, these fuel cell systems include a bypass channel that communicates the upstream and downstream oxidant gas supply channels of the filter, the bypass channel is opened, and within the oxidant gas supply channel downstream of the filter, It is preferable to replace the filter while supplying the oxidizing gas to the fuel cell by closing the on-off valve provided upstream from the junction of the flow path and the oxidizing gas supply flow path.
また、上記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池システムは、酸化ガスと燃料ガスとの電気化学反応により発電を行う燃料電池と、燃料電池に酸化ガスを供給するコンプレッサと、コンプレッサと燃料電池の酸化ガス供給口とを連結する酸化ガス供給流路と、酸化ガス供給流路内に設けられるフィルタと、を有する燃料電池システムにおいて、コンプレッサの回転する回転子のコーティング材に鉄粉を含めることで、金属メッシュから成り、フィルタを巻いたコイルに流れる電流により磁化された金属メッシュにより、コーティング材の磨耗紛を除去することを特徴とする。さらに、コンプレッサのハウジングは、鉄粉が含まれたコーティング材によりコーティングされることが好ましい。 In order to achieve the above object, a fuel cell system according to the present invention includes a fuel cell that generates electric power by an electrochemical reaction between an oxidizing gas and a fuel gas, a compressor that supplies the fuel cell with an oxidizing gas, a compressor and a fuel In a fuel cell system having an oxidant gas supply channel connecting the oxidant gas supply port of the battery and a filter provided in the oxidant gas supply channel, iron powder is included in the coating material of the rotor that rotates the compressor Thus, it is characterized in that the abrasion powder of the coating material is removed by the metal mesh which is made of a metal mesh and is magnetized by the current flowing in the coil wound with the filter. Further, the compressor housing is preferably coated with a coating material containing iron powder.
また、上記燃料電池システムは、フィルタの上流と下流の酸化ガス供給流路を連通するバイパス流路と、フィルタの下流の酸化ガス供給流路に接続し、フィルタに付着した異物を排出するパージ流路と、を備え、バイパス流路とパージ流路を開き、フィルタの下流の酸化ガス供給流路内であって、バイパス流路と酸化ガス供給流路との合流点より上流に設けられた開閉弁を閉じ、コイルに流れる電流を閉とすることにより、燃料電池へ酸化ガスを供給しつつフィルタをエア掃気することが好ましい。さらに、パージ流路は、燃料電池の酸化ガス排出流路と導通していることが好ましい。 The fuel cell system is connected to a bypass flow path that connects the upstream and downstream oxidizing gas supply passages of the filter and an oxidizing gas supply flow path that is downstream of the filter, and purge flow that discharges foreign matters attached to the filter. Open and close the bypass flow path and the purge flow path, and within the oxidizing gas supply flow path downstream of the filter and provided upstream from the junction of the bypass flow path and the oxidizing gas supply flow path It is preferable to scavenge the filter while supplying the oxidizing gas to the fuel cell by closing the valve and closing the current flowing through the coil. Furthermore, it is preferable that the purge flow path is electrically connected to the oxidizing gas discharge flow path of the fuel cell.
また、これらの燃料電池システムは、複数のフィルタが組み合わされて設けられ、各フィルタは、相互にメッシュの方向が異なる一方向メッシュから成ることが好ましい。 In addition, these fuel cell systems are preferably provided with a combination of a plurality of filters, and each filter is preferably composed of a one-way mesh having mutually different mesh directions.
上記構成により、燃料電池システムは、コンプレッサの回転する回転子やハウジングの内壁のコーティング材に磁性体が含まれることになる。この磁性体は、コンプレッサの回転により発生するコーティング材の磨耗紛等の異物に混在し混合体となり飛散する。この磁性体は、コンプレッサの回転による摺動で磁性を帯び、磁石からなるフィルタに吸着されて捕捉される。すなわち、磁性体ではないため電荷を有さない異物に対して、異物が発生する以前に磁性体との混合体を形成させることで、磁石からなるフィルタにより適切に除去することが可能となる。 With the above configuration, in the fuel cell system, the rotor is rotated by the compressor and the coating material on the inner wall of the housing includes the magnetic material. This magnetic substance is mixed with foreign matter such as wear powder of the coating material generated by the rotation of the compressor, and is scattered as a mixture. This magnetic material is magnetized by sliding due to the rotation of the compressor, and is attracted to and captured by a filter made of a magnet. That is, a foreign substance that is not a magnetic substance and has no electric charge can be appropriately removed by a filter made of a magnet by forming a mixture with the magnetic substance before the foreign substance is generated.
また、燃料電池システムは、磨耗紛等の異物そのものを捕捉するのではなく、磁性体が混在してより大きなサイズとなった混合体を捕捉する。このことは、フィルタのメッシュの幅を、従来のものよりも大きくすることが可能となる。さらには、磁石の磁性により混合体を吸着することから、単にフィルタのメッシュにより捕捉する場合と比較して、フィルタのメッシュをより大きくすることが可能となる。このように、フィルタのメッシュを大きくできることで、フィルタの集塵能力を高めつつ、圧力損失を低減することが可能となる。 In addition, the fuel cell system does not capture foreign matter such as wear powder itself, but captures a mixture having a larger size due to the mixture of magnetic substances. This makes it possible to make the width of the filter mesh larger than the conventional one. Furthermore, since the mixture is adsorbed by the magnetism of the magnet, it is possible to make the filter mesh larger than when it is simply captured by the filter mesh. Thus, by making the mesh of the filter large, it is possible to reduce the pressure loss while enhancing the dust collection capability of the filter.
また、燃料電池システムは、コンプレッサの回転する回転子やハウジングの内壁のコーティング材に磁石粉末を含ませることでも同様な効果が生じる。つまり、この磁石粉末は、コンプレッサの回転により発生するコーティング材の磨耗紛等の異物に混在し混合体となり飛散する。また、この磁石粉末は、それ自体で磁性を帯び、磁性体からなるフィルタに吸着して捕捉される。すなわち、磁性体ではなく電荷を有さない異物に対して、異物が発生する以前に磁石粉末との混合体を形成させることで、磁性体からなるフィルタにより適切に除去することが可能となる。また、この場合も、フィルタのメッシュを大きくできることで、フィルタの集塵能力を高めつつ、圧力損失を低減することが可能となる。 In the fuel cell system, the same effect can be obtained by including magnet powder in the rotor rotating the compressor and the coating material on the inner wall of the housing. That is, the magnet powder is mixed with foreign matter such as wear powder of the coating material generated by the rotation of the compressor, and is scattered as a mixture. Further, the magnet powder is magnetized by itself and is attracted to and captured by a filter made of a magnetic material. That is, by forming a mixture with a magnetic powder before a foreign substance is generated with respect to a foreign substance that is not a magnetic substance and has no electric charge, it can be appropriately removed by a filter made of a magnetic substance. Also in this case, since the filter mesh can be increased, the pressure loss can be reduced while increasing the dust collecting ability of the filter.
また、燃料電池システムは、コンプレッサの回転する回転子のコーティング材に鉄粉を含ませ、金属メッシュから成り、フィルタに巻かれたコイルに流れる電流により磁化されたフィルタによりこの鉄粉を捕捉することでも同様な効果が生じる。さらに、この場合も、フィルタのメッシュを大きくできることで、フィルタの集塵能力を高めつつ、圧力損失を低減することが可能となる。 Also, the fuel cell system includes iron powder in the rotor coating material that rotates the compressor, and is captured by a filter made of a metal mesh and magnetized by the current flowing in the coil wound around the filter. But the same effect occurs. Furthermore, in this case as well, the filter mesh can be increased, so that the pressure loss can be reduced while increasing the dust collecting ability of the filter.
以上のように、本発明に係る燃料電池システムによれば、コンプレッサにより生じる磨耗紛等の異物を、圧力損失を低減しつつ適切に除去することが可能となる。 As described above, according to the fuel cell system of the present invention, it is possible to appropriately remove foreign matters such as wear powder generated by the compressor while reducing pressure loss.
以下に、図面を用いて本発明に係る燃料電池システムの実施形態につき、詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a fuel cell system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、本発明に係る燃料電池システムの一つの実施形態の概略構成を示す。図1は、燃料電池システム1の酸化ガスの供給及び排出システムを示す。酸化ガスは、大気から取り入れられ、回転子11を内蔵するコンプレッサ12により加圧された後、酸化ガス供給流路5を通過してメッシュ15を備えたフィルタ13により異物が除去される。その後、加湿モジュール4により加湿され、燃料電池6の酸化ガス供給口9から燃料電池6へと供給される。さらに、燃料電池6の酸化ガス排出口10から排出された酸化ガスは、調圧弁7を経由して加湿モジュール4に戻り、酸化ガス排出流路8から排出される。酸化ガス供給流路5には、燃料電池入口弁19が取り付けられ、また、酸化ガス排出流路8には、燃料電池出口弁20が取り付けられ、酸化ガスの供給および排出が制御される。
FIG. 1 shows a schematic configuration of one embodiment of a fuel cell system according to the present invention. FIG. 1 shows an oxidant gas supply and discharge system of a fuel cell system 1. Oxidizing gas is taken from the atmosphere, pressurized by a
図2に、燃料電池6の酸化ガスの供給に用いられるコンプレッサ12の1つの実施例であるルーツ型圧縮機40の概略構成を断面図で示す。このルーツ型圧縮機40は、ハウジング41内に、2つの同じ繭形の断面形をもつ回転子11である、第1の回転子42および第2の回転子43が、互いに向き合って回転する機構を有する。吸入ポート44から吸入された大気は、これらの回転子42,43により圧力が高められ、吐出ポート45から吐出される。本発明に係るコンプレッサ12は、この図示されたルーツ型圧縮機40に限らず、ハウジング41内部に少なくとも1つの回転子11を有するコンプレッサ12を総て含む。
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a
このコンプレッサ12の回転子11やハウジング41の内壁は、耐久性能等を確保するため樹脂性のコーティング材によりコーティングされる。本実施形態では、樹脂性のコーティング材料のうち、耐蝕性、非粘着性、低摩擦特性等の高いフッ素樹脂コーティング材(ETFE)を用いる。このフッ素樹脂コーティング材は、回転子11やハウジング41の内壁に粉体塗装等によりコーティングされる。
The
図3(a)に、コンプレッサ12の回転子11から発生した混合体16を、フィルタ13のメッシュ15により捕捉する様子を模式図により示す。また、図3(b)には、図3(a)のA−A断面図によりフィルタ13のメッシュ15を示す。回転子11は、ハウジング41の内壁25と接触しながら図3の“a”の方向に回転する。回転子11のコーティング材14およびハウジング41の内壁25のコーティング材17は、回転子11の回転による相互の接触により微小な磨耗紛となり図3の“b”の方向から飛散する。そして、圧縮された酸化ガスとともに酸化ガス供給流路5へと流れる(図3の“c”)。また、これらの回転子11およびハウジング41は、アルミ樹脂から成る。回転子11およびハウジング41からコーティング材14,17に溶出したアルミニウムの微粉末もコーティング材14,17の磨耗紛とともに飛散し、圧縮された酸化ガスとともに酸化ガス供給流路5へと流れる(図3の“c”)。
FIG. 3A schematically shows how the
本発明に係る第1の実施形態では、このフッ素樹脂コーティング材14,17に磁性体が焼結される。また、フィルタ13には、磁石から成るメッシュ15が設けられる。ここで、磁性体とは、磁性を帯びることが可能な物質をいい、例えば、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライトなどである。また、磁石とは、双極性の磁場を発生させる源となる物体のことをいう。磁石には、種々の磁石があるが、本実施形態では、吸着力や保磁力の高い希土類であるサマリウムコバルト磁石やネオジウム磁石を用いる。また、焼結とは、固体粉末の集合体を高温に加熱した場合に、焼き固まって緻密な多結晶体となる現象をいい、具体的には、磁性体がコーティング材14,17に練り込まれることをいう。
In the first embodiment according to the present invention, a magnetic material is sintered to the
図3(a)において、磁性体(図3中に黒点で表す)が焼結されたフッ素樹脂コーティング材14,17は、磁性体が混入された磨耗紛である混合体16となる。この混合体16は、回転子11の回転による接触により生じるものであることから、摺動により混合体16内の磁性体が磁性を有し、混合体16自体も磁性を有することになる。この混合体16は、圧縮された空気とともに酸化ガス供給流路5に流出し、フィルタ13の磁石からなるメッシュ15において磁石に吸着され捕捉される。図3(b)に示すように、フィルタ13内の酸化ガス供給流路5内には、メッシュ15が酸化ガス供給流路5の全面に張られ、混合体16は、このメッシュ15の磁性に引き付けられてメッシュ15に吸着する。
In FIG. 3A, the
また、本発明に係る第2の実施形態では、このフッ素樹脂コーティング材14,17に磁石粉末が焼結される。また、フィルタ13には、磁性体から成るメッシュ15が設けられる。この場合は、混合体16には、元来磁性をもつ磁石粉末が混入しているため、摺動による磁化が不十分であってもフィルタ13の磁性体を吸引して捕捉される。この場合には、磁性体ではなく電荷を有さない異物に対して、異物が発生する以前に磁石粉末との混合体16が形成され、磁性体からなるフィルタ13により除去することが可能となる。
In the second embodiment according to the present invention, magnet powder is sintered to the
また、本発明に係る第3の実施の形態では、このフッ素樹脂コーティング材14,17に鉄粉が焼結される。ここで、鉄粉とは、磁性を有するものに引き付けられる性質を有する物質であれば良く、また磁石粉末でも磁性体でも良い。また、フィルタ13には、磁性体から成る金属メッシュ15が設けられる。さらに、図4に示すように、フィルタ13において、酸化ガス供給流路5の周りには、コイル24が巻かれ、そのコイル24に電流が流されてフィルタ13の磁性体から成る金属メッシュ15が磁化される。この磁化された金属メッシュ15により、鉄粉が焼結されたコーティング材14,17の磨耗紛が吸着されて除去される。
In the third embodiment according to the present invention, iron powder is sintered to the
ここで、図5に、フィルタ13の他の実施例を示す。上述した実施例では、フィルタ13のメッシュ15は、格子状(2方向)に張られている。本実施例では、2つのメッシュ15aおよび15bを、間隔を置いて配置し、それぞれ一方向のメッシュ15とし、2つのメッシュ15a,15bの方向は互いに直交する方向とする。酸化ガス流路5を通過する混合体16は、これらのメッシュ15a,15bのいずれかに捕捉される。このように、フィルタ13のメッシュ15を、メッシュ15aおよび15bに分割して組合せることにより、酸化ガス流路5の圧力損失がさらに低減される。
Here, FIG. 5 shows another embodiment of the
以下に、図1により、フィルタ13の交換方法およびフィルタ13に付着した混合体16の排出方法について説明する。
Hereinafter, a method for replacing the
まず、フィルタ13の入口にフィルタ13の圧力を監視する圧力センサ17を設置する。さらに、フィルタ13の上流と下流の酸化ガス供給流路5を連通するバイパス流路22と、フィルタ13の下流の酸化ガス供給流路5に接続し、フィルタ13に付着した異物を排出するパージ流路23とを設ける。このバイパス流路22には、フィルタバイパス弁18が取り付けられる。また、パージ流路にも異物排気弁21が取り付けられる。
First, a
燃料電池システム1の運転中に、フィルタ13のメッシュ15に混合体16が付着して目詰まりを起こすと、フィルタ13の入口の酸化ガスの圧力が上昇する。圧力センサ17は、このフィルタ13の目詰まりを感知して信号を発信する。この圧力センサ17からの信号により、燃料電池システム1の制御部(図示せず)は、燃料電池入口弁19を閉じ、フィルタバイパス弁18を開く。これにより、酸化ガスは、一時的にフィルタ13を介さずに、バイパス流路22を通過して燃料電池6へ供給される。
If the
第1および第2の実施形態の場合、酸化ガスがバイパス流路22を通過している間にフィルタ13のメッシュ15を交換する。つまり、燃料電池6へ酸化ガスを供給しつつ、混合体16が付着したメッシュ15を備えたフィルタ13を交換することが可能となる。
In the case of the first and second embodiments, the
第3の実施形態の場合、コイル24に流れる電流を閉じることで、フィルタ13のメッシュ15に付着した混合体16が磁気を失い脱落する。燃料電池システム1の制御部(図示せず)は、この脱落した混合体16をエア掃気する。すなわち、異物排気弁21を開け、コンプレッサ12から酸化ガス(空気)を送風することにより、脱落した混合体16は、パージ流路23を通じて排出される。この排出方法によれば、フィルタ13のメッシュ15に付着した混合体16を、燃料電池6の作動中に排気することが可能となる。つまり、第3の実施形態の場合には、フィルタ13のメッシュ15を交換することなくフィルタ13に付着した混合体16を排出することが可能となる。
In the case of the third embodiment, by closing the current flowing in the
このパージ流路23は、脱落した混合体16を外部にエア掃気するものであるが、燃料電池6の酸化ガス排出流路8と導通していても良い。これにより、パージ流路23により燃料電池システム1の外部へ排出する流路と酸化ガスの排出流路8とを一本化することになり、スペースの効率が高まる。
The purge flow path 23 scavenges the dropped
1 燃料電池システム、2,12 コンプレッサ、3,13 フィルタ、4 加湿モジュール、5 酸化ガス供給流路、6 燃料電池、7 調圧弁、8 酸化ガス排出流路、9 酸化ガス供給口、10 酸化ガス排出口、11 回転子、14,17 コーティング材、15,15a,15b メッシュ、16 混合体、17 圧力センサ、18 フィルタバイパス弁、19 燃料電池入口弁、20 燃料電池出口弁、21 異物排気弁、22 バイパス流路、23 パージ流路、24 コイル、25 内壁、30 空気浄化装置、31 空気供給路、32 管体、33 乱流発生部、34 摩擦体、35 静電捕集体、36 静電捕集装置、37 濾過式フィルタ、38 突起体、40 ルーツ型圧縮機、41 ハウジング、42 第1の回転子、43 第2の回転子、44 吸入ポート、45 吐出ポート。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel cell system, 2,12 Compressor, 3,13 filter, 4 humidification module, 5 Oxidation gas supply flow path, 6 Fuel cell, 7 Pressure regulation valve, 8 Oxidation gas discharge flow path, 9 Oxidation gas supply port, 10 Oxidation gas Discharge port, 11 rotor, 14, 17 coating material, 15, 15a, 15b mesh, 16 mixture, 17 pressure sensor, 18 filter bypass valve, 19 fuel cell inlet valve, 20 fuel cell outlet valve, 21 foreign matter exhaust valve, 22 Bypass channel, 23 Purge channel, 24 Coil, 25 Inner wall, 30 Air purifier, 31 Air supply channel, 32 Tube, 33 Turbulence generator, 34 Friction body, 35 Electrostatic collector, 36 Electrostatic trap Collector, 37 filter, 38 projection, 40 roots compressor, 41 housing, 42 first rotor, 43 second rotor, 44 suction port, 45 discharge port.
Claims (10)
コンプレッサの回転する回転子のコーティング材に磁性体を含めることで、磁石からなるフィルタにより、コーティング材の磨耗紛を除去することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between the oxidizing gas and the fuel gas; a compressor that supplies the fuel cell with oxidizing gas; an oxidizing gas supply channel that connects the compressor and the oxidizing gas supply port of the fuel cell; A fuel cell system having a filter provided in the gas supply flow path,
A fuel cell system comprising: a magnetic material included in a coating material of a rotor that rotates in a compressor; and a coating made of a magnet that removes abrasion powder from the coating material.
コンプレッサの回転する回転子のコーティング材に磁石粉末を含めることで、磁性体からなるフィルタにより、コーティング材の磨耗紛を除去することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between the oxidizing gas and the fuel gas; a compressor that supplies the fuel cell with oxidizing gas; an oxidizing gas supply channel that connects the compressor and the oxidizing gas supply port of the fuel cell; A fuel cell system having a filter provided in the gas supply flow path,
A fuel cell system characterized in that a magnetic powder is included in a coating material of a rotor rotating in a compressor, thereby removing abrasion powder of the coating material by a filter made of a magnetic material.
コンプレッサの回転する回転子のコーティング材に鉄粉を含めることで、金属メッシュから成り、フィルタを巻いたコイルに流れる電流により磁化された金属メッシュにより、コーティング材の磨耗紛を除去することを特徴とする燃料電池システム。 A fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between the oxidizing gas and the fuel gas; a compressor that supplies the fuel cell with oxidizing gas; an oxidizing gas supply channel that connects the compressor and the oxidizing gas supply port of the fuel cell; A fuel cell system having a filter provided in the gas supply flow path,
Featuring iron powder in the rotor's rotating rotor coating material, it consists of a metal mesh, and the metal mesh magnetized by the current flowing in the coil around which the filter is wound is used to remove the abrasion powder of the coating material. Fuel cell system.
The fuel cell system according to any one of claims 1 to 9, wherein a plurality of filters are provided in combination, and each filter is formed of a one-way mesh having different mesh directions. system.
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