JP2020087533A - Fuel cell system - Google Patents

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知哉 村本
Tomoya Muramoto
知哉 村本
聡 上口
Satoshi Kamiguchi
聡 上口
和沙 安孫子
Kazusa Abiko
和沙 安孫子
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Abstract

To efficiently cool a fuel cell body.SOLUTION: A fuel cell system 100 comprises: a closed vessel 110; a fuel cell body 120 provided in the closed vessel 110; a fluid supply part 180 for supplying a cooling fluid CF to the closed vessel 110; and a fluid discharge part 190 for discharging the cooling fluid CF from the closed vessel 110. With this configuration, the fuel cell system 100 can directly circulate the cooling fluid CF through the fuel cell body 120. Thus, the fuel cell system 100 can efficiently cool the fuel cell body 120.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、燃料電池システムに関する。 The present disclosure relates to fuel cell systems.

都市ガスを燃料として発電する燃料電池システムが普及し始めている。このような燃料電池システムは、発電の際に燃料電池本体が発熱する。燃料電池本体の温度が所定の上限温度を上回ると、燃料電池システムの発電効率が低下したり、寿命が短縮されたりする。 Fuel cell systems that use city gas as fuel to generate electricity are becoming widespread. In such a fuel cell system, the fuel cell main body generates heat during power generation. When the temperature of the fuel cell main body exceeds a predetermined upper limit temperature, the power generation efficiency of the fuel cell system is reduced and the life thereof is shortened.

そこで、燃料電池本体が内部に収納された発電室と熱的に接続して配置された冷却部を備え、冷却部に空気を導くことで燃料電池本体を冷却する技術が開発されている（例えば、特許文献１）。 Therefore, a technique has been developed in which the fuel cell main body is provided with a cooling unit arranged so as to be thermally connected to a power generation chamber housed inside and the air is guided to the cooling unit to cool the fuel cell main unit (for example, , Patent Document 1).

特開２０１０−１４０７５０号公報JP, 2010-140750, A

しかし、上記特許文献１の技術は、燃料電池本体を間接的に冷却しているにすぎない。このため、燃料電池本体の冷却効率が低いという課題がある。 However, the technique of Patent Document 1 described above only indirectly cools the fuel cell body. Therefore, there is a problem that the cooling efficiency of the fuel cell body is low.

本開示は、このような課題に鑑み、燃料電池本体を効率よく冷却することが可能な燃料電池システムを提供することを目的としている。 In view of such a problem, the present disclosure aims to provide a fuel cell system capable of efficiently cooling a fuel cell main body.

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る燃料電池システムは、密閉容器と、密閉容器内に設けられた燃料電池本体と、密閉容器に冷却流体を供給する流体供給部と、密閉容器から冷却流体を排出する流体排出部と、を備える。 In order to solve the above problems, a fuel cell system according to one aspect of the present disclosure includes a closed container, a fuel cell main body provided in the closed container, a fluid supply unit that supplies a cooling fluid to the closed container, and a closed container. A fluid discharge part for discharging the cooling fluid from the container.

また、流体供給部は、密閉容器の上部に形成された供給口を有し、流体排出部は、密閉容器における供給口の下方に形成された排出口を有してもよい。 The fluid supply unit may have a supply port formed in the upper portion of the closed container, and the fluid discharge unit may have a discharge port formed below the supply port in the closed container.

また、密閉容器内には、複数の燃料電池本体が設けられ、流体供給部は、開口が形成された供給管を有し、開口は、燃料電池本体と燃料電池本体との間に位置してもよい。 Further, a plurality of fuel cell bodies are provided in the closed container, the fluid supply part has a supply pipe having an opening, and the opening is located between the fuel cell body and the fuel cell body. Good.

本開示によれば、燃料電池本体を効率よく冷却することが可能となる。 According to the present disclosure, the fuel cell body can be cooled efficiently.

本実施形態の燃料電池システムを説明する図である。It is a figure explaining the fuel cell system of this embodiment. 第１の変形例の燃料電池システムを説明する図である。It is a figure explaining the fuel cell system of the 1st modification. 第２の変形例の燃料電池システムを説明する図である。It is a figure explaining the fuel cell system of the 2nd modification.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding, and do not limit the present disclosure unless otherwise specified. In this specification and the drawings, elements having substantially the same functions and configurations are designated by the same reference numerals, and repeated description will be omitted. In addition, illustration of elements not directly related to the present disclosure is omitted.

［燃料電池システム１００］
図１は、本実施形態の燃料電池システム１００を説明する図である。図１に示すように、燃料電池システム１００は、密閉容器１１０と、燃料電池本体１２０と、燃料供給部１３０と、空気供給部１４０と、アノード排気管１５０と、カソード排気管１６０と、冷却部１７０とを含む。なお、図１中、実線の矢印は、ガスの流れを示す。 [Fuel Cell System 100]
FIG. 1 is a diagram illustrating a fuel cell system 100 of this embodiment. As shown in FIG. 1, the fuel cell system 100 includes a closed container 110, a fuel cell body 120, a fuel supply unit 130, an air supply unit 140, an anode exhaust pipe 150, a cathode exhaust pipe 160, and a cooling unit. 170 and. Note that, in FIG. 1, solid arrows indicate the flow of gas.

密閉容器１１０は、内部に空間（以下、「発電室１１２」と称する。）が形成された容器である。密閉容器１１０は、断熱材で構成された容器、または、真空容器である。つまり、密閉容器１１０は、断熱容器である。発電室１１２には、燃料電池本体１２０が設けられる。密閉容器１１０は、燃料電池本体１２０から外部への伝熱を抑制する。 The closed container 110 is a container in which a space (hereinafter, referred to as “power generation chamber 112”) is formed. The closed container 110 is a container made of a heat insulating material or a vacuum container. That is, the closed container 110 is a heat insulating container. The fuel cell main body 120 is provided in the power generation chamber 112. The closed container 110 suppresses heat transfer from the fuel cell body 120 to the outside.

燃料電池本体（セルスタック）１２０は、燃料極１２２、空気極１２４、および、電解質１２６を含む。燃料極（アノード）１２２は、ＮｉおよびＮｉ化合物（例えば、ＮｉＯ）のいずれか一方または両方を含む。燃料極１２２には、供給マニホールド１２２ａと、排気マニホールド１２２ｂとが接続される。 The fuel cell body (cell stack) 120 includes a fuel electrode 122, an air electrode 124, and an electrolyte 126. The fuel electrode (anode) 122 contains one or both of Ni and a Ni compound (for example, NiO). A supply manifold 122a and an exhaust manifold 122b are connected to the fuel electrode 122.

空気極（カソード）１２４は、電子伝導性を示す酸化物を含む。電子伝導性を示す酸化物は、例えば、ＬＳＭ（（Ｌａ，Ｓｒ）ＭｎＯ３）、ＬＳＣ（（Ｌａ，Ｓｒ）ＣｏＯ３）、または、ＬＳＣＦ（（Ｌａ，Ｓｒ）（Ｃｏ，Ｆｅ）Ｏ３）である。空気極１２４には、供給マニホールド１２４ａが接続される。 The air electrode (cathode) 124 contains an oxide exhibiting electronic conductivity. The oxide exhibiting electron conductivity is, for example, LSM((La,Sr)MnO 3 ), LSC((La,Sr)CoO 3 ), or LSCF((La,Sr)(Co,Fe)O 3 ). Is. A supply manifold 124 a is connected to the air electrode 124.

電解質１２６は、燃料極１２２と空気極１２４との間に設けられる。電解質１２６は、酸化物イオン伝導性を有する固体酸化物を含む。酸化物イオン伝導性を有する固体酸化物は、例えば、ＹＳＺ（イットリア安定化ジルコニア）である。 The electrolyte 126 is provided between the fuel electrode 122 and the air electrode 124. The electrolyte 126 includes a solid oxide having oxide ion conductivity. The solid oxide having oxide ion conductivity is, for example, YSZ (yttria-stabilized zirconia).

燃料供給部１３０は、燃料極１２２に燃料ＦＧを供給する。本実施形態において、燃料供給部１３０は、燃料供給管１３２と、流量調整機構１３４とを含む。燃料供給管１３２は、燃料ＦＧの供給源と、燃料極１２２（供給マニホールド１２２ａ）とを接続する。燃料ＦＧは、水素である。燃料ＦＧの供給源は、例えば、アンモニアを貯留する高圧容器（ボンベ）およびアンモニア分解器、水素ボンベ、または、炭化水素ボンベおよび改質器である。流量調整機構１３４は、例えば、マスフローコントローラ、または、ポンプ（例えば、ダイヤフラムポンプ、または、回転翼式ポンプ）である。 The fuel supply unit 130 supplies the fuel FG to the fuel electrode 122. In the present embodiment, the fuel supply unit 130 includes a fuel supply pipe 132 and a flow rate adjustment mechanism 134. The fuel supply pipe 132 connects the supply source of the fuel FG and the fuel electrode 122 (supply manifold 122a). The fuel FG is hydrogen. The supply source of the fuel FG is, for example, a high-pressure container (cylinder) for storing ammonia and an ammonia decomposing unit, a hydrogen cylinder, or a hydrocarbon cylinder and a reformer. The flow rate adjusting mechanism 134 is, for example, a mass flow controller or a pump (for example, a diaphragm pump or a rotary vane pump).

空気供給部１４０は、空気供給管１４２と、第１ブロワ１４４と、空気加熱器１４６とを含む。空気供給管１４２は、一端が開放され、他端が空気極１２４（供給マニホールド１２４ａ）に接続される。第１ブロワ１４４は、空気供給管１４２に設けられる。第１ブロワ１４４は、吸入側が空気供給管１４２の開放端側に接続される。第１ブロワ１４４は、吐出側が空気供給管１４２の供給マニホールド１２４ａ側に接続される。空気加熱器１４６は、例えば、電気ヒータで構成される。空気加熱器１４６は、空気供給管１４２における第１ブロワ１４４と供給マニホールド１２４ａとの間に設けられる。したがって、第１ブロワ１４４は、空気加熱器１４６によって加熱された空気ＡＲを空気極１２４に供給する。 The air supply unit 140 includes an air supply pipe 142, a first blower 144, and an air heater 146. One end of the air supply pipe 142 is open and the other end is connected to the air electrode 124 (supply manifold 124a). The first blower 144 is provided in the air supply pipe 142. The suction side of the first blower 144 is connected to the open end side of the air supply pipe 142. The discharge side of the first blower 144 is connected to the supply manifold 124a side of the air supply pipe 142. The air heater 146 is composed of, for example, an electric heater. The air heater 146 is provided in the air supply pipe 142 between the first blower 144 and the supply manifold 124a. Therefore, the first blower 144 supplies the air AR heated by the air heater 146 to the air electrode 124.

上記したように、燃料供給部１３０によって、燃料極１２２に燃料ＦＧ（水素）が供給されると、燃料極１２２において、下記反応式（１）に示す酸化反応が進行する。
Ｈ２ ＋ Ｏ２− → ２Ｈ２Ｏ ＋ ２ｅ− …反応式（１） As described above, when the fuel supply unit 130 supplies the fuel FG (hydrogen) to the fuel electrode 122, the oxidation reaction shown in the following reaction formula (1) proceeds in the fuel electrode 122.
H 2 + O 2- → 2H 2 O + 2e - ... reaction formula (1)

また、上記したように、空気供給部１４０によって空気極１２４に空気ＡＲが供給されることにより、空気極１２４において、下記反応式（２）に示す還元反応が進行する。そして、酸化物イオン（Ｏ２−）が電解質１２６を伝導（移動）することにより、燃料電池本体１２０が発電する。燃料電池本体１２０は、発電を開始すると、ジュール熱によって自体の温度が上昇する。
１／２Ｏ２ ＋ ２ｅ− → Ｏ２− …反応式（２） Further, as described above, the air supply unit 140 supplies the air AR to the air electrode 124, so that the reduction reaction shown in the following reaction formula (2) proceeds in the air electrode 124. Then, the oxide ions (O 2− ) conduct (move) through the electrolyte 126, so that the fuel cell main body 120 generates power. When the fuel cell main body 120 starts power generation, its temperature rises due to Joule heat.
1/2O 2 + 2e − →O 2 −... Reaction formula (2)

アノード排気管１５０は、排気マニホールド１２２ｂと後段の設備（例えば、オフガス燃焼器）とを接続する。カソード排気管１６０は、密閉容器１１０に形成された下部開口１１０ａと、後段の設備とを接続する。 The anode exhaust pipe 150 connects the exhaust manifold 122b and the downstream equipment (for example, an offgas combustor). The cathode exhaust pipe 160 connects the lower opening 110a formed in the closed container 110 and the equipment in the subsequent stage.

上記反応式（１）に示す酸化反応が進行した結果生じるアノードオフガスＡＸ（水（水蒸気）、および、水素を含む）は、排気マニホールド１２２ｂ、および、アノード排気管１５０を通じて後段の設備に排気される。 The anode off-gas AX (including water (water vapor) and hydrogen) generated as a result of the progress of the oxidation reaction shown in the above reaction formula (1) is exhausted to the downstream equipment through the exhaust manifold 122b and the anode exhaust pipe 150. .

また、反応式（２）に示す反応が進行した結果生じるカソードオフガスＣＸ（酸素、窒素を含む）は、空気極１２４から排気される。そして、カソードオフガスＣＸは、発電室１１２、下部開口１１０ａ、および、カソード排気管１６０を通じて後段の設備に排気される。 Further, the cathode offgas CX (including oxygen and nitrogen) generated as a result of the reaction shown in the reaction formula (2) is exhausted from the air electrode 124. Then, the cathode offgas CX is exhausted to the equipment at the subsequent stage through the power generation chamber 112, the lower opening 110a, and the cathode exhaust pipe 160.

上記したように、燃料電池本体１２０は、発電を開始すると発熱する。燃料電池本体１２０の温度が所定の上限温度（例えば、８００℃）を上回ると、燃料電池システム１００の発電効率が低下したり、寿命が短縮されたりする。そこで、本実施形態の燃料電池システム１００は、冷却部１７０を備える。以下、冷却部１７０について詳述する。 As described above, the fuel cell body 120 generates heat when power generation is started. When the temperature of the fuel cell main body 120 exceeds a predetermined upper limit temperature (for example, 800° C.), the power generation efficiency of the fuel cell system 100 is reduced or the life is shortened. Therefore, the fuel cell system 100 of this embodiment includes the cooling unit 170. Hereinafter, the cooling unit 170 will be described in detail.

［冷却部１７０］
冷却部１７０は、燃料電池本体１２０を冷却する。冷却部１７０は、流体供給部１８０と、流体排出部１９０とを含む。流体供給部１８０は、密閉容器１１０に冷却流体ＣＦを供給する。本実施形態では、冷却流体ＣＦとして空気（外気）を例に挙げる。流体供給部１８０は、供給口１８２と、流体供給管１８４と、第２ブロワ１８６とを含む。 [Cooling unit 170]
The cooling unit 170 cools the fuel cell body 120. The cooling unit 170 includes a fluid supply unit 180 and a fluid discharge unit 190. The fluid supply unit 180 supplies the cooling fluid CF to the closed container 110. In the present embodiment, air (outside air) is taken as an example of the cooling fluid CF. The fluid supply unit 180 includes a supply port 182, a fluid supply pipe 184, and a second blower 186.

供給口１８２は、密閉容器１１０の上部に形成される。本実施形態において、供給口１８２は、密閉容器１１０における燃料電池本体１２０の上方に形成される。 The supply port 182 is formed in the upper portion of the closed container 110. In the present embodiment, the supply port 182 is formed above the fuel cell body 120 in the closed container 110.

流体供給管１８４は、一端が開放され、他端が供給口１８２に接続される。第２ブロワ１８６は、流体供給管１８４に設けられる。第２ブロワ１８６は、吸入側が流体供給管１８４の開放端側に接続される。第２ブロワ１８６は、吐出側が流体供給管１８４の供給口１８２側に接続される。 The fluid supply pipe 184 has one end open and the other end connected to the supply port 182. The second blower 186 is provided in the fluid supply pipe 184. The suction side of the second blower 186 is connected to the open end side of the fluid supply pipe 184. The discharge side of the second blower 186 is connected to the supply port 182 side of the fluid supply pipe 184.

流体排出部１９０は、密閉容器１１０から冷却流体ＣＦを排出する。流体排出部１９０は、密閉容器１１０に形成された排出口と、流体排出管とを含む。本実施形態において、下部開口１１０ａが排出口として機能する。また、カソード排気管１６０が流体排出管として機能する。下部開口１１０ａ（排出口）は、密閉容器１１０における供給口１８２および燃料電池本体１２０の下方に形成される。 The fluid discharge unit 190 discharges the cooling fluid CF from the closed container 110. The fluid discharge part 190 includes a discharge port formed in the closed container 110 and a fluid discharge pipe. In this embodiment, the lower opening 110a functions as a discharge port. Further, the cathode exhaust pipe 160 functions as a fluid discharge pipe. The lower opening 110a (exhaust port) is formed below the supply port 182 and the fuel cell body 120 in the closed container 110.

したがって、供給口１８２から供給された冷却流体ＣＦは、発電室１１２内を下降流となって流れ、下部開口１１０ａ、カソード排気管１６０を通じて、カソードオフガスＣＸとともに後段の設備に排気される。 Therefore, the cooling fluid CF supplied from the supply port 182 flows as a downward flow in the power generation chamber 112, and is exhausted to the downstream equipment together with the cathode offgas CX through the lower opening 110a and the cathode exhaust pipe 160.

以上説明したように、本実施形態の燃料電池システム１００は、冷却部１７０を備える。これにより、冷却部１７０は、冷却流体ＣＦ（外気）を発電室１１２に直接供給することができる。したがって、燃料電池システム１００は、燃料電池本体１２０を冷却流体ＣＦで直接冷却することが可能となる。このため、燃料電池システム１００は、燃料電池本体１２０を間接的に冷却する従来技術と比較して、燃料電池本体１２０を効率よく冷却することができる。 As described above, the fuel cell system 100 of this embodiment includes the cooling unit 170. Accordingly, the cooling unit 170 can directly supply the cooling fluid CF (outside air) to the power generation chamber 112. Therefore, the fuel cell system 100 can directly cool the fuel cell body 120 with the cooling fluid CF. Therefore, the fuel cell system 100 can efficiently cool the fuel cell body 120 as compared with the conventional technique in which the fuel cell body 120 is indirectly cooled.

したがって、燃料電池システム１００は、発電効率の低下を抑制することが可能となる。また、燃料電池システム１００は、寿命の短縮を抑制することができる。 Therefore, the fuel cell system 100 can suppress a decrease in power generation efficiency. In addition, the fuel cell system 100 can suppress shortening of life.

また、第１ブロワ１４４の吐出空気量を増加させる従来技術と比較して、燃料電池本体１２０を効率よく冷却することができる。具体的に説明すると、第１ブロワ１４４の吐出空気量を増加させた場合、空気加熱器１４６によって加熱された空気で燃料電池本体１２０を冷却することになる。一方、本実施形態の冷却部１７０は、外気を冷却流体ＣＦとして利用する。このため、冷却部１７０は、第１ブロワ１４４の吐出空気量を増加させる従来技術と比較して、燃料電池本体１２０を効率よく冷却できる。 In addition, the fuel cell main body 120 can be cooled efficiently as compared with the related art in which the amount of air discharged from the first blower 144 is increased. Specifically, when the amount of air discharged from the first blower 144 is increased, the fuel cell body 120 is cooled by the air heated by the air heater 146. On the other hand, the cooling unit 170 of the present embodiment uses the outside air as the cooling fluid CF. Therefore, the cooling unit 170 can efficiently cool the fuel cell main body 120 as compared with the related art in which the amount of air discharged from the first blower 144 is increased.

また、冷却部１７０は、供給口１８２の下方に形成された下部開口１１０ａ（排出口）を有する。これにより、燃料電池本体１２０のうち、相対的に高温となる上部から相対的に低温となる下部に向かって冷却流体ＣＦを通過させることができる。したがって、冷却部１７０は、燃料電池本体１２０を効率よく冷却することが可能となる。 Further, the cooling unit 170 has a lower opening 110 a (discharge port) formed below the supply port 182. This allows the cooling fluid CF to pass from the upper part of the fuel cell body 120, which has a relatively high temperature, to the lower part, which has a relatively low temperature. Therefore, the cooling unit 170 can efficiently cool the fuel cell body 120.

また、燃料電池システム１００は、冷却流体ＣＦとして外気を利用する。これにより、冷却流体ＣＦに要するコストを削減することができる。 Further, the fuel cell system 100 uses outside air as the cooling fluid CF. As a result, the cost required for the cooling fluid CF can be reduced.

［第１の変形例］
上記実施形態において、燃料電池本体１２０は、カソードオフガスＣＸが空気極１２４から直接排気される構成を例に挙げて説明した。しかし、カソードオフガスＣＸの排気態様に限定はない。 [First Modification]
In the above embodiment, the fuel cell main body 120 has been described by taking the configuration in which the cathode offgas CX is directly exhausted from the air electrode 124 as an example. However, the exhaust mode of the cathode offgas CX is not limited.

図２は、第１の変形例の燃料電池システム２００を説明する図である。図２に示すように、燃料電池システム２００は、密閉容器１１０と、燃料電池本体２２０と、燃料供給部１３０と、空気供給部１４０と、アノード排気管１５０と、カソード排気管２６０と、冷却部２７０とを含む。なお、図２中、実線の矢印は、ガスの流れを示す。 FIG. 2 is a diagram illustrating a fuel cell system 200 of the first modified example. As shown in FIG. 2, the fuel cell system 200 includes a closed container 110, a fuel cell body 220, a fuel supply unit 130, an air supply unit 140, an anode exhaust pipe 150, a cathode exhaust pipe 260, and a cooling unit. 270 and. Note that, in FIG. 2, solid arrows indicate the flow of gas.

また、上記燃料電池システム１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 Further, constituent elements that are substantially the same as those of the fuel cell system 100 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

燃料電池本体２２０は、燃料極１２２と、供給マニホールド１２２ａと、排気マニホールド１２２ｂと、空気極１２４と、供給マニホールド１２４ａと、排気マニホールド２２４ｂと、電解質１２６とを含む。排気マニホールド２２４ｂは、空気極１２４に接続される。 The fuel cell main body 220 includes a fuel electrode 122, a supply manifold 122a, an exhaust manifold 122b, an air electrode 124, a supply manifold 124a, an exhaust manifold 224b, and an electrolyte 126. The exhaust manifold 224b is connected to the air electrode 124.

カソード排気管２６０は、排気マニホールド２２４ｂに接続される。 The cathode exhaust pipe 260 is connected to the exhaust manifold 224b.

冷却部２７０は、燃料電池本体２２０を冷却する。冷却部２７０は、流体供給部１８０と、流体排出部２９０とを含む。流体排出部２９０は、下部開口１１０ａ（排出口）と、流体排気管２９２とを含む。流体排気管２９２は、下部開口１１０ａとカソード排気管２６０とを接続する。 The cooling unit 270 cools the fuel cell main body 220. The cooling unit 270 includes a fluid supply unit 180 and a fluid discharge unit 290. The fluid discharge part 290 includes a lower opening 110 a (discharge port) and a fluid exhaust pipe 292. The fluid exhaust pipe 292 connects the lower opening 110a and the cathode exhaust pipe 260.

以上説明したように、第１の変形例の燃料電池システム２００は、冷却部２７０を備える。これにより、冷却部２７０は、冷却流体ＣＦ（外気）を発電室１１２に直接供給することができる。したがって、燃料電池システム２００は、燃料電池本体２２０を冷却流体ＣＦで直接冷却することが可能となる。このため、燃料電池システム２００は、燃料電池本体２２０を間接的に冷却する従来技術と比較して、燃料電池本体２２０を効率よく冷却することができる。 As described above, the fuel cell system 200 of the first modified example includes the cooling unit 270. Accordingly, the cooling unit 270 can directly supply the cooling fluid CF (outside air) to the power generation chamber 112. Therefore, the fuel cell system 200 can directly cool the fuel cell body 220 with the cooling fluid CF. Therefore, the fuel cell system 200 can efficiently cool the fuel cell main body 220 as compared with the conventional technique in which the fuel cell main body 220 is indirectly cooled.

［第２の変形例］
上記実施形態では、燃料電池システム１００が、１の燃料電池本体１２０を備える場合を例に挙げた。しかし、燃料電池システムは、複数の燃料電池本体１２０を備えてもよい。 [Second Modification]
In the above embodiment, the case where the fuel cell system 100 includes one fuel cell main body 120 has been described as an example. However, the fuel cell system may include a plurality of fuel cell main bodies 120.

図３は、第２の変形例の燃料電池システム３００を説明する図である。燃料電池システム３００は、密閉容器１１０と、燃料電池本体１２０と、燃料供給部１３０と、空気供給部１４０と、アノード排気管１５０と、カソード排気管１６０と、冷却部３７０とを含む。なお、図３中、実線の矢印は、ガスの流れを示す。また、図３中、理解を容易にするために、燃料供給部１３０、空気供給部１４０、アノード排気管１５０を省略する。また、上記燃料電池システム１００と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 3 is a diagram illustrating a fuel cell system 300 of the second modification. The fuel cell system 300 includes a closed container 110, a fuel cell body 120, a fuel supply unit 130, an air supply unit 140, an anode exhaust pipe 150, a cathode exhaust pipe 160, and a cooling unit 370. Note that, in FIG. 3, solid arrows indicate the flow of gas. Further, in FIG. 3, the fuel supply unit 130, the air supply unit 140, and the anode exhaust pipe 150 are omitted for easy understanding. Further, constituent elements that are substantially the same as those of the fuel cell system 100 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

図３に示すように、燃料電池システム３００では、密閉容器１１０の発電室１１２には、複数の燃料電池本体１２０が設けられる。 As shown in FIG. 3, in the fuel cell system 300, a plurality of fuel cell main bodies 120 are provided in the power generation chamber 112 of the closed container 110.

冷却部３７０は、複数の燃料電池本体１２０を冷却する。冷却部３７０は、流体供給部３８０と、流体排出部１９０とを含む。流体供給部３８０は、流体供給管３８４と、第２ブロワ１８６とを含む。流体供給管３８４は、両端が開放される。つまり、流体供給管３８４は、両端に開口が形成される。流体供給管３８４は、密閉容器１１０を貫通する。流体供給部３８０の他端の開口３８４ａは、燃料電池本体１２０と燃料電池本体１２０との間に位置する。本実施形態において、開口３８４ａは、複数の燃料電池本体１２０のうち、中央に配される燃料電池本体１２０間に位置する。つまり、開口３８４ａは、燃料電池本体１２０の群の中央に位置する。 The cooling unit 370 cools the plurality of fuel cell main bodies 120. The cooling unit 370 includes a fluid supply unit 380 and a fluid discharge unit 190. The fluid supply unit 380 includes a fluid supply pipe 384 and a second blower 186. Both ends of the fluid supply pipe 384 are open. That is, the fluid supply pipe 384 has openings at both ends. The fluid supply pipe 384 penetrates the closed container 110. The opening 384 a at the other end of the fluid supply unit 380 is located between the fuel cell body 120 and the fuel cell body 120. In the present embodiment, the opening 384a is located between the fuel cell main bodies 120 arranged in the center among the plurality of fuel cell main bodies 120. That is, the opening 384a is located at the center of the group of fuel cell main bodies 120.

これにより、冷却部３７０は、相対的に高温となる、複数の燃料電池本体１２０のうち、中央に配される燃料電池本体１２０間に冷却流体ＣＦを供給することができる。したがって、冷却部３７０は、燃料電池本体１２０を効率よく冷却することが可能となる。 Accordingly, the cooling unit 370 can supply the cooling fluid CF between the fuel cell main bodies 120 arranged in the center among the plurality of fuel cell main bodies 120 having a relatively high temperature. Therefore, the cooling unit 370 can efficiently cool the fuel cell main body 120.

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 The embodiments have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present disclosure is not limited to the above embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the claims, and it is understood that these also belong to the technical scope of the present disclosure. To be done.

例えば、上記実施形態において、冷却流体ＣＦとして空気を例に挙げて説明した。しかし、冷却流体ＣＦに限定はない。冷却流体ＣＦは、例えば、窒素または水であってもよい。冷却流体ＣＦが水である場合、冷却部１７０は、水の潜熱で燃料電池本体１２０を冷却することができる。 For example, in the above-described embodiment, air has been described as an example of the cooling fluid CF. However, the cooling fluid CF is not limited. The cooling fluid CF may be, for example, nitrogen or water. When the cooling fluid CF is water, the cooling unit 170 can cool the fuel cell body 120 with latent heat of water.

また、上記実施形態において、供給口１８２が燃料電池本体１２０の上方に形成され、下部開口１１０ａ（排出口）が燃料電池本体１２０の下方に形成される構成を例に挙げて説明した。しかし、供給口１８２および下部開口１１０ａの位置に限定はない。例えば、供給口１８２および下部開口１１０ａは、密閉容器１１０の側面に設けられてもよい。 Further, in the above embodiment, the configuration in which the supply port 182 is formed above the fuel cell main body 120 and the lower opening 110a (exhaust port) is formed below the fuel cell main body 120 has been described as an example. However, the positions of the supply port 182 and the lower opening 110a are not limited. For example, the supply port 182 and the lower opening 110 a may be provided on the side surface of the closed container 110.

本開示は、燃料電池システムに利用することができる。 The present disclosure can be used for a fuel cell system.

１００ 燃料電池システム
１１０ 密閉容器
１１０ａ 下部開口（排出口）
１２０ 燃料電池本体
１８０ 流体供給部
１８２ 供給口
１９０ 流体排出部
２００ 燃料電池システム
２２０ 燃料電池本体
２９０ 流体排出部
２９２ 流体排気管
３００ 燃料電池システム
３８０ 流体供給部
３８４ 流体供給管
３８４ａ 開口 100 Fuel Cell System 110 Airtight Container 110a Lower Opening (Discharge Port)
120 Fuel Cell Main Body 180 Fluid Supply Section 182 Supply Port 190 Fluid Discharge Section 200 Fuel Cell System 220 Fuel Cell Main Body 290 Fluid Discharge Section 292 Fluid Exhaust Pipe 300 Fuel Cell System 380 Fluid Supply Section 384 Fluid Supply Pipe 384a Opening

Claims (3)

密閉容器と、
前記密閉容器内に設けられた燃料電池本体と、
前記密閉容器に冷却流体を供給する流体供給部と、
前記密閉容器から前記冷却流体を排出する流体排出部と、
を備える燃料電池システム。 A closed container,
A fuel cell body provided in the closed container;
A fluid supply unit for supplying a cooling fluid to the closed container,
A fluid discharge part for discharging the cooling fluid from the closed container,
A fuel cell system including. 前記流体供給部は、前記密閉容器の上部に形成された供給口を有し、
前記流体排出部は、前記密閉容器における前記供給口の下方に形成された排出口を有する請求項１に記載の燃料電池システム。 The fluid supply unit has a supply port formed in the upper portion of the closed container,
The fuel cell system according to claim 1, wherein the fluid discharge part has a discharge port formed below the supply port in the closed container. 前記密閉容器内には、複数の前記燃料電池本体が設けられ、
前記流体供給部は、開口が形成された供給管を有し、
前記開口は、前記燃料電池本体と、前記燃料電池本体との間に位置する請求項１に記載の燃料電池システム。 A plurality of the fuel cell main bodies are provided in the closed container,
The fluid supply unit has a supply pipe in which an opening is formed,
The fuel cell system according to claim 1, wherein the opening is located between the fuel cell body and the fuel cell body.
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