JP3633472B2 - Protection device for fuel cell system - Google Patents

Protection device for fuel cell system Download PDF

Info

Publication number
JP3633472B2
JP3633472B2 JP2000326696A JP2000326696A JP3633472B2 JP 3633472 B2 JP3633472 B2 JP 3633472B2 JP 2000326696 A JP2000326696 A JP 2000326696A JP 2000326696 A JP2000326696 A JP 2000326696A JP 3633472 B2 JP3633472 B2 JP 3633472B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
fuel cell
air
pressure
supply passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000326696A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002134139A (en
Inventor
博通 三輪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2000326696A priority Critical patent/JP3633472B2/en
Publication of JP2002134139A publication Critical patent/JP2002134139A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3633472B2 publication Critical patent/JP3633472B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料電池に空気と燃料とを供給して化学エネルギを電気エネルギに変換して発電する燃料電池システムの保護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の燃料電池システムの保護装置としては、例えば特開平10−284098号公報に記載されたものがある。これは、燃料電池の燃料極から排出される燃料を再循環回路を通してエゼクタに導き、この再循環した燃料を、外部よりエゼクタに導入される原燃料と混合して燃料極に供給するよう構成してある。再循環回路には、逆止め弁と絞りとを直列に備えたガス放出配管を接続するとともに、ガス放出配管と並列に、圧力計の測定信号により開閉する遮断弁を備えたバイパス配管を接続している。バイパス配管は、ガス放出配管で放出される際のガス圧よりさらに高い所定値以上のガス圧になると、遮断弁が開いて再循環回路内のガスが外部へ放出される。
【0003】
これにより、燃料電池における特に燃料極側を窒素パージする際に、燃料極側の圧力と空気極側との圧力差を所定値以内に抑えて燃料電池本体の損傷を回避しようとしている。
【0004】
また、特開平7−192743号公報には、燃料電池における燃料極の燃料排出口に接続される燃料排出管を、燃料供給管に設けてあるポンプの上流側に接続するとともに、前記燃料排出管に大気圧をリファレンス圧とするリリーフ弁を設け、燃料電池内の燃料の圧力を制御する構成が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した各公報に記載された従来装置では、もっぱら燃料側の過加圧に対処するものであり、空気側の過加圧については対処しておらず、このため空気供給系の構成要素の故障などにより、空気供給系が異常加圧されると、燃料電池内で燃料と空気との差圧が許容値を超え、燃料電池を損傷させることになる。
【0006】
また、燃料の放出圧としては、燃料電池としての最大要求能力を考慮したものではなく、このため、燃料電池の最大要求能力を発揮する以前に燃料を放出することが考えられ、燃料電池としての能力を最大限に発揮できないという問題がある。
【0007】
そこで、この発明は、燃料電池システムとしての能力を最大限に発揮しつつ、燃料電池の損傷を防止することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1の発明は、燃料電池に供給される加圧された空気が通過する、前記燃料電池に対する空気入口側の空気供給通路に、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で、前記空気供給通路内の空気を外部に放出する空気放出手段を設けるとともに、前記燃料電池に供給される調圧された燃料が通過する、前記燃料電池に対する燃料入口側の燃料供給通路に、前記燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で、前記燃料供給通路内の燃料を外部に放出する燃料放出手段を設け、前記空気放出手段は、前記空気供給通路中の空気を冷却する冷却手段の下流で、かつ前記空気供給通路中の空気を加湿する加湿器の上流に配置されている構成としてある。
【0009】
請求項2の発明は、燃料電池に供給される加圧された空気が通過する、前記燃料電池に対する空気入口側の空気供給通路に、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で、前記空気供給通路内の空気を外部に放出する空気放出手段を設けるとともに、前記燃料電池に供給される調圧された燃料が通過する、前記燃料電池に対する燃料入口側の燃料供給通路に、前記燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で、前記燃料供給通路内の燃料を外部に放出する燃料放出手段を設け、前記燃料放出手段は、前記燃料電池における燃料出口と前記燃料供給通路とが互いに接続される燃料再循環通路と、前記燃料供給通路との接続部より下流で、かつ前記燃料供給通路中の燃料を加湿する加湿器の上流に配置されている構成としてある。
【0015】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、燃料電池に対する空気入口側の空気供給通路に設けた空気放出手段が、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で空気を外部に放出するとともに、燃料電池に対する燃料入口側の燃料供給通路に設けた燃料放出手段が、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で燃料を外部に放出するので、空気供給側および燃料供給側に過加圧が生じても、燃料電池システムとしての能力を最大限に発揮しつつ、燃料電池の損傷を防止することができる。
また、空気放出手段は、空気供給通路中の空気を冷却する冷却手段の下流で、かつ空気供給通路中の空気を加湿する加湿器の上流に配置されているので、空気放出手段から外部への放出空気が比較的低温に維持されており、空気放出口近傍の部品などへの損傷を回避することができるとともに、加湿器の損傷をも防止することができる。また、冷却手段に詰まりなどが発生して圧力損失が増加した場合であっても、その下流に空気放出手段が設置されているので、空気放出手段は、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で確実に空気を放出することができる。
【0016】
請求項2の発明によれば、燃料電池に対する空気入口側の空気供給通路に設けた空気放出手段が、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で空気を外部に放出するとともに、燃料電池に対する燃料入口側の燃料供給通路に設けた燃料放出手段が、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で燃料を外部に放出するので、空気供給側および燃料供給側に過加圧が生じても、燃料電池システムとしての能力を最大限に発揮しつつ、燃料電池の損傷を防止することができる。
また、燃料放出手段は、燃料電池における燃料出口と燃料供給通路とが互いに接続される燃料再循環通路と、燃料供給通路との接続部より下流で、かつ燃料供給通路中の燃料を加湿する加湿器の上流に配置されているので、燃料を再循環させて燃料電池に供給する際にも、燃料供給通路に設けた燃料放出手段が、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で燃料を外部に放出し、燃料供給側に過加圧が生じても、燃料電池システムとしての能力を最大限に発揮しつつ、燃料電池や加湿器の損傷を防止することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0023】
図1は、この発明の実施の一形態を示す燃料電池システムの全体構成図である。燃料としての水素が貯蔵される高圧の水素タンク1と、燃料電池3の水素極3aの燃料入口3aiとは、燃料供給通路5により接続されている。燃料供給通路5には、水素タンク1側から、減圧弁7,圧力制御弁9,循環器11、燃料リリーフ弁13および加湿器15が順次設けられている。
【0024】
減圧弁7は、水素タンク1から供給される水素を所定の圧力まで減圧する。圧力制御弁9は、減圧弁7によって減圧された水素の圧力を、マイクロコンピュータなどからなる図示しないコントロールユニットによって制御されて燃料電池システムの運転条件に対応した所望の圧力に制御する。循環器11は、燃料電池3における水素極3aの燃料出口3aoに一端が接続された燃料再循環通路17の他端が接続され、燃料電池3で発電に寄与できずに余剰となった水素を、燃料再循環通路17を経て燃料供給通路5に戻す。
【0025】
燃料リリーフ弁13は、燃料電池システムとして加湿器15と燃料電池3とを考慮した最大要求圧力以上でかつ、加湿器15および燃料電池3が損傷しないことが保証される最大許容圧力以下の圧力でリリーフし燃料を外部に放出する燃料放出手段を構成している。加湿器15は、燃料電池3に供給される水素および後述する空気に対して所望の湿度(ほとんど相対湿度100%)に加湿する。
【0026】
一方、燃料電池3の空気極3bの空気入口3biと、コンプレッサ19とは空気供給通路21により接続されている。空気供給通路21には、コンプレッサ19側から、アフタクーラ23,フィルタ25、空気リリーフ弁27および前記した加湿器15が順次設けられている。
【0027】
アフタクーラ23は、コンプレッサ19で加圧された空気を所定の温度まで冷却する冷却手段を構成している。フィルタ25は、冷却された空気中のダストを除去する。空気リリーフ弁27は、燃料電池システムとして加湿器15と燃料電池3とを考慮した最大要求圧力以上でかつ、加湿器15および燃料電池3が損傷しないことが保証される最大許容圧力以下の圧力でリリーフし空気を外部に排出する空気放出手段を構成している。
【0028】
燃料電池3における空気極3bの空気出口3boに一端が接続された空気排出管28の他端には、コンデンサ29が接続されている。コンデンサ29には、冷却水入口通路31と冷却水出口通路33とがそれぞれ接続され、図示しない冷却系から冷却水がコンデンサ29に供給される。このコンデンサ29では、空気極3bで反応により生成された純水(蒸気分と液分)中の蒸気分と、空気極3bで空気消費に伴って余剰となった蒸気分が、冷却水によって冷却/凝縮されることにより液水化され、セパレータ35に導入される。
【0029】
セパレータ35では、凝縮された水が空気と分離され、空気は、空気排出通路37に設けられて前記した図示しないコントロールユニットにより制御される圧力調整弁39により、運転条件に応じた所望の圧力に調整されるとともに、燃料電池3内での水素極3aと空気極3bとの圧力差が所定の範囲になるよう調整される。一方セパレータ35で空気と分離された水は、純水タンク41に回収される。
【0030】
純水タンク41と加湿器15とは、純水ポンプ43を備えた加湿水供給通路45と加湿水回収通路47とでそれぞれ接続されている。さらに、加湿器15と燃料電池3とは、冷却水供給通路49と冷却水回収通路51とでそれぞれ接続されている。すなわち、純水タンク41内の純水は、純水ポンプ43により汲み出され、加湿器15に達することで水素および空気を加湿し、さらに燃料電池3に達して燃料電池3を冷却した後、加湿器15を経て純水タンク41に戻される。
【0031】
上記した構成によれば、空気供給系におけるコンプレッサ19およびコンプレッサ19を駆動するモータや圧力調整弁39ならびにこれらを制御する図示しないコントロールユニットに異常が発生して空気供給通路21内の空気圧力が上昇し、この空気圧力が、前記した燃料電池システムとして最大要求圧力以上でかつ最大許容圧力以下となったときには、空気リリーフ弁27がリリーフして空気を外部に放出する。これにより、燃料電池システムとしてその性能を最大限に発揮しつつ、燃料電池3や加湿器15の損傷を防止できる。
【0032】
また、空気リリーフ弁27がアフタクーラ23の下流に配置されているので、空気リリーフ弁27からの外部への放出空気が比較的低温に維持されており、空気放出口近傍の部品などへの損傷を回避することができる。さらに、アフタクーラ23やフィルタ25に詰まりなどが発生して圧力損失が増加した場合であっても、その下流に空気リリーフ弁27が設置されているので、空気リリーフ弁27は、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で確実にリリーフして空気を放出することができる。
【0033】
燃料供給系についても、減圧弁7および圧力制御弁9や、圧力制御弁9を制御する図示しないコントロールユニットに異常が発生した場合には、燃料供給通路5内の水素圧力が上昇し、この水素圧力が前記した燃料電池システムとして最大要求圧力以上でかつ最大許容圧力以下となったときには、燃料リリーフ弁13がリリーフして燃料を外部に放出する。これにより、燃料電池システムとしてその性能を最大限に発揮しつつ、燃料電池3や加湿器15の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の一形態を示す燃料電池システムの全体構成図である。
【符号の説明】
3 燃料電池
3ao 燃料出口
5 燃料供給通路
13 燃料リリーフ弁(燃料放出手段)
15 加湿器
17 燃料再循環通路
21 空気供給通路
23 アフタクーラ(冷却手段)
27 空気リリーフ弁(空気放出手段)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a protection device for a fuel cell system that generates electric power by supplying air and fuel to a fuel cell to convert chemical energy into electric energy.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a protection device for this type of fuel cell system, for example, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-284098. This is configured so that the fuel discharged from the anode of the fuel cell is guided to the ejector through the recirculation circuit, and this recirculated fuel is mixed with the raw fuel introduced into the ejector from the outside and supplied to the anode. It is. Connected to the recirculation circuit is a gas discharge pipe with a check valve and a throttle in series, and a bypass pipe with a shut-off valve that opens and closes in response to the pressure gauge measurement signal in parallel with the gas discharge pipe. ing. When the bypass pipe reaches a gas pressure higher than a predetermined value, which is higher than the gas pressure discharged from the gas discharge pipe, the shut-off valve is opened and the gas in the recirculation circuit is released to the outside.
[0003]
As a result, when purging nitrogen in the fuel cell, particularly on the fuel electrode side, the pressure difference between the pressure on the fuel electrode side and the air electrode side is kept within a predetermined value to avoid damage to the fuel cell body.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-192743 discloses a fuel discharge pipe connected to a fuel discharge port of a fuel electrode in a fuel cell connected to an upstream side of a pump provided in a fuel supply pipe, and the fuel discharge pipe Discloses a configuration in which a relief valve having an atmospheric pressure as a reference pressure is provided to control the fuel pressure in the fuel cell.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional apparatus described in each of the above-mentioned publications deals exclusively with fuel-side overpressure, and does not deal with overpressure on the air side. If the air supply system is abnormally pressurized due to, for example, a failure in the fuel cell, the differential pressure between the fuel and air in the fuel cell exceeds the allowable value, and the fuel cell is damaged.
[0006]
In addition, the fuel release pressure does not consider the maximum required capacity of the fuel cell. For this reason, it is considered that the fuel is released before the maximum required capacity of the fuel cell is exhibited. There is a problem that the ability cannot be maximized.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to prevent damage to the fuel cell while maximizing the capability of the fuel cell system.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a maximum required pressure as a fuel cell system in an air supply passage on an air inlet side to the fuel cell through which pressurized air supplied to the fuel cell passes. above and the maximum allowable pressure below the pressure, Rutotomoni provided an air release means for releasing the air in the air supply passage to the outside, the fuel pressure regulated to be supplied to the fuel cell passes, with respect to the fuel cell The fuel supply passage on the fuel inlet side is provided with fuel discharge means for discharging the fuel in the fuel supply passage to the outside at a pressure not less than the maximum required pressure and not more than the maximum allowable pressure as the fuel cell system, and the air discharge means is The air supply passage is arranged downstream of the cooling means for cooling the air and upstream of the humidifier for humidifying the air in the air supply passage .
[0009]
According to the second aspect of the present invention, in the air supply passage on the air inlet side to the fuel cell through which the pressurized air supplied to the fuel cell passes, a pressure not less than the maximum required pressure and not more than the maximum allowable pressure as the fuel cell system. In the fuel supply passage on the fuel inlet side with respect to the fuel cell , air supply means for releasing the air in the air supply passage to the outside is provided, and the pressure-adjusted fuel supplied to the fuel cell passes. The fuel cell system includes a fuel discharge means for discharging the fuel in the fuel supply passage to the outside at a pressure not less than a maximum required pressure and not more than a maximum allowable pressure , the fuel discharge means including a fuel outlet in the fuel cell and the fuel outlet A fuel recirculation passage connected to the fuel supply passage, and a humidifier that humidifies the fuel in the fuel supply passage downstream of the connection portion between the fuel supply passage and the fuel supply passage It is constituted located upstream.
[0015]
【The invention's effect】
According to the present invention, air discharge means provided in the air supply passage of the air inlet side to the fuel cell, the maximum required pressure or as a fuel cell system and the maximum allowable pressure below the pressure with release of air to the outside Since the fuel discharge means provided in the fuel supply passage on the fuel inlet side with respect to the fuel cell discharges the fuel to the outside at a pressure not less than the maximum required pressure and not more than the maximum allowable pressure as the fuel cell system , the air supply side and the fuel supply side Even if over-pressurization occurs, damage to the fuel cell can be prevented while maximizing the performance of the fuel cell system.
Further, since the air discharge means is disposed downstream of the cooling means for cooling the air in the air supply passage and upstream of the humidifier for humidifying the air in the air supply passage, the air discharge means is connected to the outside. Since the discharge air is maintained at a relatively low temperature, it is possible to avoid damage to components near the air discharge port and to prevent damage to the humidifier. Even when the cooling means is clogged and the pressure loss is increased, the air discharge means is installed downstream of the cooling means. Air can be reliably released at a pressure lower than the allowable pressure.
[0016]
According to the invention of claim 2, the air discharge means provided in the air supply passage on the air inlet side with respect to the fuel cell discharges air to the outside at a pressure not less than the maximum required pressure and not more than the maximum allowable pressure as the fuel cell system. Since the fuel discharge means provided in the fuel supply passage on the fuel inlet side with respect to the fuel cell discharges the fuel to the outside at a pressure not less than the maximum required pressure and not more than the maximum allowable pressure as the fuel cell system, the air supply side and the fuel supply side Even if over-pressurization occurs, damage to the fuel cell can be prevented while maximizing the performance of the fuel cell system.
Further, the fuel discharge means is a humidifier that humidifies the fuel in the fuel supply passage downstream of a connection portion between the fuel recirculation passage where the fuel outlet and the fuel supply passage in the fuel cell are connected to each other and the fuel supply passage. When the fuel is recirculated and supplied to the fuel cell, the fuel discharge means provided in the fuel supply passage is not less than the maximum required pressure and not more than the maximum allowable pressure as the fuel cell system. Even if the fuel is discharged to the outside by pressure and overpressurization occurs on the fuel supply side, damage to the fuel cell and the humidifier can be prevented while maximizing the capability of the fuel cell system.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel cell system showing an embodiment of the present invention. A high-pressure hydrogen tank 1 that stores hydrogen as fuel and a fuel inlet 3ai of the hydrogen electrode 3a of the fuel cell 3 are connected by a fuel supply passage 5. In the fuel supply passage 5, a pressure reducing valve 7, a pressure control valve 9, a circulator 11, a fuel relief valve 13, and a humidifier 15 are sequentially provided from the hydrogen tank 1 side.
[0024]
The pressure reducing valve 7 reduces the hydrogen supplied from the hydrogen tank 1 to a predetermined pressure. The pressure control valve 9 controls the pressure of the hydrogen reduced by the pressure reducing valve 7 to a desired pressure corresponding to the operating condition of the fuel cell system by being controlled by a control unit (not shown) composed of a microcomputer or the like. The circulator 11 is connected to the other end of the fuel recirculation passage 17 whose one end is connected to the fuel outlet 3ao of the hydrogen electrode 3a in the fuel cell 3, and the surplus hydrogen that cannot contribute to power generation in the fuel cell 3 is removed. Then, it returns to the fuel supply passage 5 through the fuel recirculation passage 17.
[0025]
The fuel relief valve 13 is at a pressure not less than the maximum required pressure in consideration of the humidifier 15 and the fuel cell 3 as a fuel cell system, and not more than the maximum allowable pressure at which the humidifier 15 and the fuel cell 3 are guaranteed not to be damaged. A fuel release means for relief and discharging the fuel to the outside is configured. The humidifier 15 humidifies the hydrogen supplied to the fuel cell 3 and the air described later to a desired humidity (almost 100% relative humidity).
[0026]
On the other hand, the air inlet 3bi of the air electrode 3b of the fuel cell 3 and the compressor 19 are connected by an air supply passage 21. In the air supply passage 21, an aftercooler 23, a filter 25, an air relief valve 27, and the humidifier 15 described above are sequentially provided from the compressor 19 side.
[0027]
The aftercooler 23 constitutes a cooling means for cooling the air pressurized by the compressor 19 to a predetermined temperature. The filter 25 removes dust in the cooled air. The air relief valve 27 is at a pressure not less than the maximum required pressure considering the humidifier 15 and the fuel cell 3 as the fuel cell system and not more than the maximum allowable pressure at which the humidifier 15 and the fuel cell 3 are guaranteed not to be damaged. An air release means for relief and discharging the air to the outside is configured.
[0028]
A capacitor 29 is connected to the other end of the air discharge pipe 28 whose one end is connected to the air outlet 3bo of the air electrode 3b in the fuel cell 3. A cooling water inlet passage 31 and a cooling water outlet passage 33 are connected to the condenser 29, and cooling water is supplied to the condenser 29 from a cooling system (not shown). In this condenser 29, the vapor in pure water (steam and liquid) generated by the reaction at the air electrode 3b and the vapor remaining due to air consumption at the air electrode 3b are cooled by cooling water. / Liquid is liquefied by being condensed and introduced into the separator 35.
[0029]
In the separator 35, the condensed water is separated from the air, and the air is adjusted to a desired pressure according to the operating conditions by a pressure adjusting valve 39 provided in the air discharge passage 37 and controlled by the control unit (not shown). In addition, the pressure difference between the hydrogen electrode 3a and the air electrode 3b in the fuel cell 3 is adjusted to be within a predetermined range. On the other hand, the water separated from the air by the separator 35 is collected in the pure water tank 41.
[0030]
The pure water tank 41 and the humidifier 15 are connected to each other by a humidified water supply passage 45 provided with a pure water pump 43 and a humidified water recovery passage 47. Further, the humidifier 15 and the fuel cell 3 are connected by a cooling water supply passage 49 and a cooling water recovery passage 51, respectively. That is, the pure water in the pure water tank 41 is pumped out by the pure water pump 43, reaches the humidifier 15, humidifies the hydrogen and air, reaches the fuel cell 3, and cools the fuel cell 3. The water is returned to the pure water tank 41 through the humidifier 15.
[0031]
According to the above-described configuration, an abnormality occurs in the compressor 19 in the air supply system, the motor that drives the compressor 19, the pressure adjustment valve 39, and a control unit (not shown) that controls these, and the air pressure in the air supply passage 21 increases. When the air pressure becomes not less than the maximum required pressure and not more than the maximum allowable pressure in the fuel cell system described above, the air relief valve 27 relieves and releases air to the outside. Thereby, damage to the fuel cell 3 and the humidifier 15 can be prevented while maximizing the performance of the fuel cell system.
[0032]
In addition, since the air relief valve 27 is disposed downstream of the aftercooler 23, the air discharged from the air relief valve 27 to the outside is maintained at a relatively low temperature, and damage to parts near the air discharge port is caused. It can be avoided. Further, even when the aftercooler 23 or the filter 25 is clogged and the pressure loss is increased, the air relief valve 27 is installed downstream thereof, so that the air relief valve 27 is the maximum as a fuel cell system. Relief can be reliably released at a pressure not lower than the required pressure and not higher than the maximum allowable pressure, and air can be discharged.
[0033]
Also in the fuel supply system, when an abnormality occurs in the pressure reducing valve 7 and the pressure control valve 9 or a control unit (not shown) that controls the pressure control valve 9, the hydrogen pressure in the fuel supply passage 5 rises, and this hydrogen When the pressure is not less than the maximum required pressure and not more than the maximum allowable pressure in the fuel cell system described above, the fuel relief valve 13 relieves and releases the fuel to the outside. Thereby, damage to the fuel cell 3 and the humidifier 15 can be prevented while maximizing the performance of the fuel cell system.
[Brief description of the drawings]
1 is an overall configuration diagram of a fuel cell system showing an embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
3 Fuel cell 3ao Fuel outlet 5 Fuel supply passage 13 Fuel relief valve (fuel release means)
15 Humidifier 17 Fuel recirculation passage 21 Air supply passage 23 After cooler (cooling means)
27 Air relief valve (air release means)

Claims (2)

燃料電池に供給される加圧された空気が通過する、前記燃料電池に対する空気入口側の空気供給通路に、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で、前記空気供給通路内の空気を外部に放出する空気放出手段を設けるとともに、前記燃料電池に供給される調圧された燃料が通過する、前記燃料電池に対する燃料入口側の燃料供給通路に、前記燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で、前記燃料供給通路内の燃料を外部に放出する燃料放出手段を設け、前記空気放出手段は、前記空気供給通路中の空気を冷却する冷却手段の下流で、かつ前記空気供給通路中の空気を加湿する加湿器の上流に配置されていることを特徴とする燃料電池システムの保護装置。The pressurized air supplied to the fuel cell passes through the air supply passage on the air inlet side to the fuel cell at a pressure not less than the maximum required pressure and not more than the maximum allowable pressure as the fuel cell system. maximum air Rutotomoni provided an air release means for releasing to the outside, passes through the fuel pressure regulated to be supplied to the fuel cell, the fuel supply passage of the fuel inlet side relative to the fuel cell, as the fuel cell system Fuel discharge means for discharging the fuel in the fuel supply passage to the outside at a pressure not lower than the required pressure and not higher than the maximum allowable pressure is provided, and the air discharge means is downstream of the cooling means for cooling the air in the air supply passage. And a protective device for a fuel cell system, which is disposed upstream of a humidifier for humidifying air in the air supply passage . 燃料電池に供給される加圧された空気が通過する、前記燃料電池に対する空気入口側の空気供給通路に、燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で、前記空気供給通路内の空気を外部に放出する空気放出手段を設けるとともに、前記燃料電池に供給される調圧された燃料が通過する、前記燃料電池に対する燃料入口側の燃料供給通路に、前記燃料電池システムとして最大要求圧力以上かつ最大許容圧力以下の圧力で、前記燃料供給通路内の燃料を外部に放出する燃料放出手段を設け、前記燃料放出手段は、前記燃料電池における燃料出口と前記燃料供給通路とが互いに接続される燃料再循環通路と、前記燃料供給通路との接続部より下流で、かつ前記燃料供給通路中の燃料を加湿する加湿器の上流に配置されていることを特徴とする燃料電池システムの保護装置。 The pressurized air supplied to the fuel cell passes through the air supply passage on the air inlet side to the fuel cell at a pressure not less than the maximum required pressure and not more than the maximum allowable pressure as the fuel cell system. The fuel cell system has a maximum demand in the fuel supply passage on the fuel inlet side to the fuel cell through which the regulated fuel supplied to the fuel cell passes and the air discharge means for releasing the air of the fuel to the outside is provided. Fuel discharge means is provided for discharging the fuel in the fuel supply passage to the outside at a pressure not lower than the pressure and not higher than the maximum allowable pressure, and the fuel discharge means is connected to the fuel outlet of the fuel cell and the fuel supply passage. Disposed downstream of the connecting portion between the fuel recirculation passage and the fuel supply passage, and upstream of the humidifier for humidifying the fuel in the fuel supply passage. Protection device for a fuel cell system, characterized in that that.
JP2000326696A 2000-10-26 2000-10-26 Protection device for fuel cell system Expired - Fee Related JP3633472B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000326696A JP3633472B2 (en) 2000-10-26 2000-10-26 Protection device for fuel cell system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000326696A JP3633472B2 (en) 2000-10-26 2000-10-26 Protection device for fuel cell system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002134139A JP2002134139A (en) 2002-05-10
JP3633472B2 true JP3633472B2 (en) 2005-03-30

Family

ID=18803838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000326696A Expired - Fee Related JP3633472B2 (en) 2000-10-26 2000-10-26 Protection device for fuel cell system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3633472B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100414756C (en) * 2003-06-18 2008-08-27 上海神力科技有限公司 An air humidification system for a fuel cell
JP4665436B2 (en) 2004-05-19 2011-04-06 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP4806953B2 (en) 2005-04-14 2011-11-02 トヨタ自動車株式会社 FUEL CELL SYSTEM, ITS OPERATION METHOD, AND FUEL CELL VEHICLE
JP2007257956A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Nissan Motor Co Ltd Fuel cell system
JP5252166B2 (en) 2006-11-22 2013-07-31 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP5093644B2 (en) * 2006-11-24 2012-12-12 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
JP5062215B2 (en) * 2009-04-20 2012-10-31 トヨタ自動車株式会社 In-vehicle fuel cell system and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002134139A (en) 2002-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6129625B2 (en) Fuel cell vehicle air supply device
US20020061426A1 (en) Cooling system and cooling process of fuel cell
US6979504B2 (en) Fuel cell system automatic power switching method and apparatus
US11018354B2 (en) Fuel cell system
CN111354958B (en) Anode protection system and control method of a fuel cell
JP3918757B2 (en) Fuel cell system
CN112421075A (en) A fuel cell engine air supply system
JP5318415B2 (en) Fuel cell system having a liquid separator
CN111226336A (en) Method for regulating the humidity state of a membrane of a fuel cell
US7344795B2 (en) Fuel cell system and method of discontinuing same
WO2012127402A1 (en) System and method for monitoring and controlling fuel cell power plant in a vehicle
JP3633472B2 (en) Protection device for fuel cell system
JP3818068B2 (en) Fuel cell system
CN112928306A (en) Air supply system of fuel cell system for rail vehicle
JP2002246045A (en) Fuel cell system
KR20070100744A (en) Alkaline fuel cell system
JP4321043B2 (en) Automotive air conditioning system
CN115621499B (en) Water-based, combined cooling and humidification system for fuel cell systems
JP2001313055A (en) Fuel cell device
CN220155570U (en) Fuel cell system
US20050037243A1 (en) Method for operating a PEM fuel cell system, and associated PEM fuel cell system
CN117352777A (en) A fuel cell system and its low-temperature starting method
JPH0917439A (en) Polymer electrolyte fuel cell
JP7059879B2 (en) Fuel cell system
JP7137436B2 (en) fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040324

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040406

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040528

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040810

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040917

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20041026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees