CN1574437A

filling recycling device for fuel cell, fuel cell system and regenerator for filling recycling device

Abstract

A fuel cell filling recovery device, a fuel cell system, and a fuel cell filling recovery device having a container (1151, 1241, 1340, 1440, 1540, 1640, 1648, 1649) , 1740, 1840, 1940) is divided into a fuel storage space for filling (1342, 1442, 1542, 1642, 1742, 1842, 1942) and an exhaust recovery space (1341, 1441, 1541, 1641, 1741, 1841, 1941) ), and movable partitions (1350, 1450, 1550, 1650, 1750, 1850, 1950) along the axial direction of the container. Due to the pressure difference between the filling fuel storage space and the exhaust recovery space, the separator moves to narrow the filling fuel storage space. Liquid fuel is supplied from the filling fuel storage space to the anode side of the fuel cell body and the exhaust is recovered The space recovers the effluent from the cathode side.

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Term ended

Projected expiry passed 18 June 2024, 2.3 years ago.

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25 claims: 3 independent, 22 dependent

  1. 1
    一种燃料电池用填充回收器,在设置了具有阳极、阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜的燃料电池主体的燃料电池系统中使用,包括:能形成容纳提供给所述阳极一侧的液体燃料原液的填充用燃料收容空间、容纳在所述阴极生成的排出物的所述排出物回收空间的一个容器;配置为在容器内部沿着轴向能移动,把所述容器内部分割为所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间的隔板;分别设置在所述容器中,与所述排出物回收空间连通,用于取入来自所述燃料电池主体的所述阴极一侧的含有水和空气的排出物的排出物取入口;与所述填充用燃料收容空间连通,把储存在内部的所述液体燃料原液提供给所述燃料电池主体的所述阳极一侧的燃料供给口;由所述填充用燃料收容空间的压力降低而在所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间之间产生的压力差,使所述隔板移动,从而所述填充用燃料收容空间变窄,从所述填充用燃料收容空间,由所述燃料供给口输送所述液体燃料原料,从所述排出物取入口向所述排出物回收空间回收在所述阴极一侧生成的所述排出物。
  2. 2
    一种燃料电池用填充回收器,在设置了具有阳极、阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜的燃料电池主体的燃料电池系统中使用,包括:能形成容纳提供给所述阳极一侧的液体燃料原液的填充用燃料收容空间、容纳在所述阴极生成的排出物的所述排出物回收空间的一个容器;配置为在容器内部沿着轴向能移动,把所述容器内部分割为所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间的隔板;分别设置在所述容器中的,与所述排出物回收空间连通,用于取入来自所述燃料电池主体的所述阴极一侧的含有水和空气的排出物的排出物取入口;把储存在所述排出物回收空间的所述水提供给所述燃料电池主体的所述阳极一侧的水供给口;以及与所述填充用燃料收容空间连通,把储存在内部的所述液体燃料原液提供给所述燃料电池主体的所述阳极一侧的燃料供给口,由经过所述排出物取入口而储存在所述排出物回收空间的所述排出物,所述排出物回收空间内的压力变得比所述填充用燃料收容空间的压力更高,所述隔板向所述填充用燃料收容空间一侧移动,对所述填充用燃料收容空间进行加压,从而能够从所述燃料供给口喷出液体燃料原液的同时能够从所述水供给口喷出所述水。
  3. 3
    根据权利要求2所述的燃料电池用填充回收器,其中:在所述排出物回收空间中设置从所述排出物分离水和空气,把所述水存储到所述排出物回收空间内,并且把所述空气向所述排出物回收空间外排出的气液分离机构。
  4. 4
    根据权利要求3所述的燃料电池用填充回收器,其中:所述气液分离机构是,具有与所述排出物取入口连通,配置在所述排出物回收空间内的管体,并且把回收到所述排出物回收空间内的水作为冷却介质,把所述排出物中包含的水分凝结为液态的水的热交换器。
  5. 5
    根据权利要求1或2所述的燃料电池用填充回收器,其中:在所述排出物回收空间中设置调整基于来自燃料电池主体的排出物的所述排出物回收空间内的压力的压力调整机构。
  6. 6
    根据权利要求5所述的燃料电池用填充回收器,其中:所述压力调整机构,是与所述排出物回收空间连通、设置在所述容器上的压力调整阀。
  7. 7
    根据权利要求2所述的燃料电池用填充回收器,其中:所述燃料供给口、所述水供给口和所述排出物取入口分别具有与所述燃料电池系统的管道可装卸地连接的连接器。
  8. 8
    根据权利要求1或2所述的燃料电池用填充回收器,其中:在所述容器中分别设置与所述填充用燃料收容空间连通设置的燃料补给用的燃料补给连接器、与所述排出物回收空间连通设置的用于回收所述排出物回收空间中存储的排出物的水回收用连接器;在燃料补给时,在向所述填充用燃料收容空间补给燃料的再生器上分别连接水回收用连接器和燃料补给连接器,通过向所述填充用燃料收容空间补给燃料,使所述隔板向所述排出物回收空间移动,能排出所述排出物回收空间内的排出物。
  9. 9
    一种燃料电池系统,包含:权利要求1所述的燃料电池用填充回收器;具有把燃料氧化的阳极、把氧还原的阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜、配置在所述电解质膜的各表面的扩散层的燃料电池主体;按照可将收容在所述填充用燃料收容空间中的所述液体燃料原液提供给所述阳极的方式,连通所述燃料供给口和所述阳极的燃料供给管;按照能从所述阴极把所述排出物回收到所述排出物回收空间的方式,连通所述阴极和所述排出物取入口的排出物回收管;按照使所述填充用燃料收容空间的压力降低的方式,使所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间之间产生压力差的压力差发生机构。
  10. 10
    一种燃料电池系统,包含:权利要求2所述的燃料电池用填充回收器;具有把燃料氧化的阳极、把氧还原的阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜、配置在所述电解质膜的各表面上的扩散层的燃料电池主体;按照能把所述排出物中包含的水向所述阳极供给的方式,连通所述水供给口和所述阳极的水供给管;调整从所述水供给口输送的水量,使提供给所述阳极的燃料浓度变为给定的值的第一供给量调整装置;通过存储在所述排出物回收空间中的所述排出物,控制所述第一供给量调整装置,从而使所述隔板以给定压力对所述填充用燃料收容空间加压的控制装置。
  11. 11
    根据权利要求10所述的燃料电池系统,其中:所述压力差发生机构具有对所述阴极供给空气的空气泵;所述空气泵是向所述阴极供给空气,从而通过所述排出物回收管把在所述阴极中产生的所述排出物回收到所述排出物回收空间中,并且对所述排出物回收空间加压,使所述隔板向所述填充用燃料收容空间一侧移动,从所述填充用燃料收容空间通过所述燃料供给管,向所述阳极供给所述液体燃料原液的空气供给泵。
  12. 12
    根据权利要求10所述的燃料电池系统,其中:还具有调整提供给所述燃料电池主体的液体燃料量的第二供给量调整装置;所述控制装置控制所述第二供给量调整装置,使从所述燃料电池用填充回收器向所述电池主体的阳极一侧供给所述在燃料电池主体内由发电消耗的所述液体燃料。
  13. 13
    根据权利要求10所述的燃料电池系统,其中:具有:检测所述隔板的位置的位置检测装置;根据由所述位置检测装置检测的关于所述隔板的位置的信息,检测收容在燃料电池用填充回收器中的所述液体燃料原液的残余量的燃料残余量计算装置。
  14. 14
    根据权利要求13所述的燃料电池系统,其中:所述位置检测装置由能与所述燃料电池用填充回收器非接触地检测所述隔板的位置的装置构成。
  15. 15
    根据权利要求14所述的燃料电池系统,其中:所述位置检测装置由以下部分构成:设置在所述隔板上的磁铁;设置在所述燃料电池用填充回收器的外部,并且检测从所述磁铁发出的透过所述燃料电池用填充回收器的外壁的磁场,检测所述磁铁的位置的检测器。
  16. 16
    根据权利要求14所述的燃料电池系统,其中:还具有:根据由燃料残余量计算装置计算出的所述液体燃料原液的残余量的信息,计算能通过收容在该燃料电池用填充回收器中的所述液体燃料而发电的电能的残存电能计算装置;检测从所述燃料电池输出的电能,根据该检测出的电能,计算单位时间中输出的电能的耗电能计算装置;根据由所述残存电能计算装置计算出的能发电的电能和由所述耗电能计算装置计算出的单位时间中的耗电能的信息,计算通过收容在该燃料电池用填充回收器中的液体燃料能发电的剩余时间的信息的残存时间计算装置。
  17. 17
    根据权利要求9~14中的任意一项所述的燃料电池系统,其中:具有:储存从所述燃料电池用填充回收器供给的液体燃料和从所述水供给口供给的水的燃料混合罐。
  18. 18
    根据权利要求17所述的燃料电池系统,其中:把所述燃料电池主体的至少所述阳极一侧配置在所述燃料混合罐中。
  19. 19
    根据权利要求17所述的燃料电池系统,其中:还具有检测所述燃料混合罐内的液体燃料浓度的浓度检测装置;所述控制装置接收来自所述浓度检测装置的检测信号,控制所述第一和第二供给量调整装置,使所述燃料混合罐内的液体燃料浓度变为一定值。
  20. 20
    根据权利要求17所述的燃料电池系统,其中:还具有检测所述燃料混合罐中的液面水平的液面检测装置;所述控制装置,在根据所述液面检测装置,燃料混合罐中的液面比基准水平还低时,控制第一和第二供给量调整装置,向所述燃料混合罐供给水和液体燃料中的至少任意一方。
  21. 21
    根据权利要求9或10所述的燃料电池系统,其中:配置在所述阳极一侧的所述扩散层具有亲水性,并且配置在所述阴极一侧的所述扩散层具有疏水性。
  22. 22
    根据权利要求9或10所述的燃料电池系统,其中:还具有能把在所述阴极生成的所述排出物分离为气体和液体的气液分离机构;把由所述气液分离机构分离的所述液体回收到所述排出物回收空间中。
  23. 23
    根据权利要求22所述的燃料电池系统,其中:所述气液分离机构具有:通过排出所述分离的气体,把排出物回收空间内保持给定压力的压力调整阀。
  24. 24
    一种燃料电池用填充回收器用再生器,连接在权利要求8所述的燃料电池用填充回收器上,其中:内部由活塞划分为储存燃料的填充燃料供给部和排出物收容部,在所述填充燃料供给部上设置能与燃料电池用填充回收器的所述燃料补给连接器连接的燃料填充连接器,在所述排出物收容部中设置能连接在燃料电池用填充回收器的水回收用连接器上的排出物回收连接器;在通过把所述活塞向所述填充燃料供给部一侧移动,使所述填充燃料供给部的燃料通过所述燃料补给连接器提供给所述燃料电池用填充回收器的填充用燃料收容空间的同时,通过排出物回收连接器把所述燃料电池用填充回收器的排出物回收空间内的排出物回收到所述排出物收容部内。
  25. 25
    一种燃料电池系统,包括:---燃料电池主体,该燃料电池主体具有把燃料氧化的阳极、把氧还原的阴极、配置在所述阳极和所述阴极之间的电解质膜、配置在所述电解质膜的阳极侧表面上的具有亲水性的阳极侧扩散层、配置在所述电解质膜的阴极侧表面上的具有疏水性的阴极侧扩散层;---燃料电池用充填回收器,该燃料电池用充填回收器具有,能形成容纳提供给所述阳极一侧的液体燃料原液的填充用燃料收容空间、和容纳在所述阴极生成的排出物的所述排出物回收空间的一个容器,配置为在所述容器内部沿着轴向能移动、把所述容器内部分割为所述填充用燃料收容空间和所述排出物回收空间的隔板,分别设置在所述容器中、与所述排出物回收空间连通并用于取入由所述燃料电池主体的所述阴极一侧的含有水和空气的排出物的排出物取入口、以及与所述燃料电池主体的所述填充用燃料收容空间连通并把储存在内部的所述液体燃料原液提供给所述燃料电池主体的阳极一侧的燃料供给口;---向所述阴极供给空气的空气供给装置。
Independent claims25