JP5346091B2 - 熱交換器を含む燃料電池システム - Google Patents
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Description
Claims (13)
- 燃料電池システムであって、
2つのエンドプレート(130,140)の間に挟まれた複数の燃料電池(145)を含む燃料電池スタック(1)と、
前記燃料電池スタックに燃料ガス流を供給するための燃料供給システム(60,110,113,190)と、
前記燃料電池スタックに酸化剤ガス流を供給するための酸化剤供給システム(65,120,123,195)と、
前記燃料電池スタック(1)に冷却液を通して、前記冷却液が前記燃料電池スタックに入り、前記燃料電池(145)から熱を吸収し、燃料電池スタックから出るようにする閉ループ冷却剤循環システムであって、前記冷却液を送るための循環ポンプ(72)と、前記冷却液から熱を除去し且つ前記熱を少なくとも部分的に前記燃料ガス流および/または前記酸化剤ガス流に伝達するための熱交換器(78,80)とを含む閉ループ冷却剤循環システムとを含む燃料電池システムであって、
前記熱交換器(78,80)が、熱伝導材料で作成され且つ前記エンドプレート(130)の一方のボアに挿入されたチューブ(203)を含み、前記チューブと前記ボアが、前記チューブ(203)内の第1の流体チャネルと、前記チューブと前記エンドプレート(130,140)の前記ボアの前記側面との間に存在する空間内の第2の流体チャネル(205,207)とを少なくとも画定し、前記第1と第2の流体チャネルの一方が、前記冷却液のためのものであり、他方の流体チャネルが、前記燃料ガスまたは前記酸化剤ガスのためのものである、
ことを特徴とする燃料電池システム。 - 前記第1の流体チャネルが、前記冷却液のためのものであり、前記第2の流体チャネル(205,207)が、燃料ガスまたは酸化剤ガスのためのものである、請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記第2の流体チャネル(205,207)が、前記チューブ(203)のまわりにコイルのパターンに従って配置された、請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記チューブ(203)の前記外径が、前記ボアの直径と実質的に等しく、前記第2の流体チャネル(205,207)が、前記チューブの前記外壁から切除されたらせん溝によって形成された、請求項3に記載の燃料電池システム。
- 前記交換器が、前記チューブ(203)と前記極板(130,140)内の前記ボアの前記側面との間に存在する空間内に配置された第3の流体チャネル(205,207)を含み、前記第2の流体チャネル(205,207)が、前記燃料ガスと酸化剤ガスの一方のためのものであり、前記第3の流体チャネル(205,207)が、前記燃料ガスと酸化剤ガスの他方のためのものである、請求項2、3、または4に記載の燃料電池システム。
- 前記第2のチャネル(205)が、前記チューブ(203)と前記ボアの前記側面との間の空間の第1の部分内に、前記第1の流体チャネルの上流部分を取り囲んで配置され、前記第3のチャネル(207)が、前記チューブ(203)と前記ボアの前記側面との間の空間の第2の部分内に、前記第1の流体チャネルの下流部分を取り囲んで配置された、請求項5に記載の燃料電池システム。
- 前記チューブと前記ボアの前記側面との間の空間の第3の部分が、前記第1の部分と前記第2の部分との間に配置され、前記第3の部分が、前記第1の部分と前記第2の部分とかららせん状に離され、前記第3の部分が、前記スタック(1)から開いた通気口(220)に接続された、請求項6に記載の燃料電池システム。
- 前記チューブ(203)の前記内部は、前記冷却液から前記チューブへの熱伝達を増大させるためにギル(gill)またはフィンが付けられた、請求項1から7のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 星形コア(226)が、前記チューブ(203)内に配置された、請求項8に記載の燃料電池システム。
- 電気ヒータ(230)が、前記第1のチャネル内に配置された、請求項1〜9のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記冷却剤循環システムが、前記冷却液から余分な熱を除去するためのラジエータ(82)を有する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記燃料ガスが、水素である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の燃料電池システム。
- 前記酸化剤ガスが、酸素である、請求項12に記載の燃料電池システム。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190132392A (ko) * | 2017-04-07 | 2019-11-27 | 프로톤 모터 퓨얼 셀 게임베하 | 수분 분리기 및 물 저수조를 포함하는 매질 관리판 및 연료 전지 시스템 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2565970A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-06 | Belenos Clean Power Holding AG | Fuel cell system comprising an ejector for recirculating off-gas from a stack |
WO2013095025A1 (ko) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | 포스코에너지 주식회사 | 연료전지용 가습 열교환기 |
CN103647092B (zh) * | 2013-10-30 | 2016-02-03 | 张勇 | 延长燃料电池寿命的方法和装置 |
EP3195400B1 (en) | 2014-09-19 | 2021-04-07 | Watt Fuel Cell Corp. | Thermal management of fuel cell units and systems |
JP6137120B2 (ja) * | 2014-11-06 | 2017-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用エンドプレート、燃料電池、および燃料電池システム |
DE102015013015A1 (de) | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Daimler Ag | Vorrichtung zur Erwärmung von Wasserstoff |
US10658685B2 (en) | 2015-11-24 | 2020-05-19 | Doosan Fuel Cell America, Inc. | Integrated heat pump and fuel cell power plant |
TW201743498A (zh) * | 2016-04-01 | 2017-12-16 | A123系統有限責任公司 | 具有散熱密封材料之電池模組及其方法 |
DE102016004823A1 (de) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | Proton Motor Fuel Cell Gmbh | Brennstoffzellensystem mit Anodengasmanagementmodul und Brennstoffzellenmedienadapterplatte |
DE102020213909A1 (de) * | 2020-11-05 | 2022-05-05 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Adapterplatte für einen Brennstoffzellenstapel, Brennstoffzellensystem |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4524113A (en) | 1983-07-05 | 1985-06-18 | United Technologies Corporation | Direct use of methanol fuel in a molten carbonate fuel cell |
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JP2670146B2 (ja) * | 1989-06-16 | 1997-10-29 | 三菱重工業株式会社 | 燃料電池原料ガスの調湿装置 |
US5202194A (en) * | 1991-06-10 | 1993-04-13 | Halliburton Company | Apparatus and method for providing electrical power in a well |
JP3111682B2 (ja) * | 1992-09-16 | 2000-11-27 | 富士電機株式会社 | 固体高分子電解質型燃料電池システム |
CN2157477Y (zh) * | 1993-06-04 | 1994-02-23 | 邓国桢 | 螺旋式热交换器 |
JPH0864218A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-08 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 固体高分子電解質型燃料電池の運転方法 |
JPH0935737A (ja) * | 1995-07-18 | 1997-02-07 | Fuji Electric Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池 |
JPH1154140A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-02-26 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
JP3818068B2 (ja) * | 2001-02-14 | 2006-09-06 | 日産自動車株式会社 | 燃料電池システム |
JP3609742B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2005-01-12 | 三洋電機株式会社 | 固体高分子形燃料電池 |
JP2005044599A (ja) | 2003-07-28 | 2005-02-17 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池 |
JP2005203361A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム、燃料電池システムの運転方法、プログラム、及び記録媒体 |
US7258169B2 (en) | 2004-03-23 | 2007-08-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods of heating energy storage devices that power downhole tools |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190132392A (ko) * | 2017-04-07 | 2019-11-27 | 프로톤 모터 퓨얼 셀 게임베하 | 수분 분리기 및 물 저수조를 포함하는 매질 관리판 및 연료 전지 시스템 |
KR102393673B1 (ko) * | 2017-04-07 | 2022-05-03 | 프로톤 모터 퓨얼 셀 게임베하 | 수분 분리기 및 물 저수조를 포함하는 매질 관리판 및 연료 전지 시스템 |
US11637295B2 (en) | 2017-04-07 | 2023-04-25 | Proton Motor Fuel Cell Gmbh | Media management plate comprising water trap and water reservoir, and fuel cell system |
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