[发明专利]燃料电池堆以及具备其的燃料电池热电联供系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池堆以及具备其的燃料电池热电联供系统(cogeneration system)的结构，特别涉及燃料电池堆的结构。

背景技术

目前，已知有家庭用燃料电池热电联供系统，其具备：利用了燃料电池的发电装置，以及将利用在用该发电装置进行发电的时候所产生的热进行了加热的水(温水)进行储存的热水储槽。在燃料电池热电联供系统中所使用的燃料电池具有层叠了板状的单电池而成的单电池层叠体。通常是在单电池的中央部设置有电极，并在单电池的周缘部设置有燃料气体供给集流管孔等的各个集流管孔。而且，在层叠单电池的时候，各个集流管孔分别连接从而形成燃料气体供给集流管等的各个集流管(manifold)。

如以上所述，在燃料电池中各个集流管被设置于周缘部，所以容易从进行了热回收的冷却介质向大气中放出热。因此，为了减少来自于燃料电池的放热，已知有一种将绝热构件配置于燃料电池堆的外部的燃料电池(例如参照专利文献1以及2)，或者一种将燃料电池堆容纳于密闭容器内部并将电绝缘性液体充满密闭容器的内部空间的燃料电池(例如参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-87344号公报

专利文献2：日本特开2008-130261号公报

专利文献3：日本特开2002-190313号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，即使是在上述专利文献1至3所公开的燃料电池中，仍然还存在着出自于燃料电池堆的放热的对策不够充分且废热回收效率低的问题。另外，在为了提高绝热效率而应用真空绝热构造以及进行绝热材料增量等的情况下，在燃料电池的成本方面以及在小型化方面存在技术问题。如以上所述，现有的燃料电池中的放热对策还不够充分，仍然还有改善的余地。

本发明是鉴于上述问题而做出的，目的在于提供一种提高废热回收效率且能量效率优异的燃料电池堆。

用于解决技术问题的手段

为了解决上述技术问题，本发明所涉及的燃料电池堆具备：单独或者被层叠了的多个单电池，该单电池具有阳极以及阴极，并被形成为板状；燃料气体排出集流管，被配设成沿着所述单电池的厚度方向进行延伸，其中流通在所述阳极上没有被使用的阳极尾气；氧化剂气体排出集流管，被配设成沿着所述单电池的厚度方向进行延伸，其中流通在所述阴极上没有被使用的阴极尾气；以及冷却介质排出集流管，被配设成沿着所述单电池的厚度方向进行延伸，其中流通从所述单电池回收了热的废冷却介质；从所述单电池的厚度方向看，在所述冷却介质排出集流管与最接近于所述冷却介质排出集流管的隔板端部之间，配设有所述阴极气体排出集流管以及/或者所述阳极气体排出集流管。

由此，气体所流通的热容量小的燃料气体排出集流管以及/或者氧化剂气体排出集流管也行使作为液体所流通的热容量大的冷却介质排出集流管的绝热体的功能，从而能够减少从冷却介质排出集流管向大气释放的放热量，能够提高燃料电池堆的热回收效率。

另外，在本发明所涉及的燃料电池堆中，优选从所述单电池的厚度方向看，所述燃料气体排出集流管以及/或者所述氧化剂气体排出集流管被配设成形成凹部，所述冷却介质排出集流管被配设成至少其一部分收纳于所述凹部中。

另外，在本发明所涉及的燃料电池堆中，也可以是，从所述单电池的厚度方向看，所述燃料气体排出集流管以及所述氧化剂气体排出集流管被配设成形成凹部。

另外，在本发明所涉及的燃料电池堆中，也可以是，从所述单电池的厚度方向看，所述氧化剂气体排出集流管被配设成形成凹部。

另外，在本发明所涉及的燃料电池堆中，也可以是，从所述单电池的厚度方向看，所述燃料气体排出集流管被配设成形成凹部。

另外，在本发明所涉及的燃料电池堆中，也可以是，所述冷却介质排出集流管的全部被配设成收纳于所述凹部中。

另外，在本发明所涉及的燃料电池堆中，也可以是，所述凹部向所述单电池的内侧开放。

另外，在本发明所涉及的燃料电池堆中，也可以是，从相对于所述单电池的层叠方向而言的垂直方向看，所述冷却介质排出集流管被配设成与所述燃料气体排出集流管以及/或者所述氧化剂气体排出集流管相重叠。

另外，在本发明所涉及的燃料电池堆中，也可以是，所述阴极气体排出集流管以及/或者所述阳极气体排出集流管的至少一部分被配设于所述冷却介质排出集流管与最接近于所述冷却介质排出集流管的隔板端部之间的区域。

另外，在本发明所涉及的燃料电池堆中，也可以是，所述燃料电池堆被绝热构件所覆盖。