JP2008215175A - Compressor and fuel cell system provided with the same - Google Patents
Compressor and fuel cell system provided with the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008215175A JP2008215175A JP2007053235A JP2007053235A JP2008215175A JP 2008215175 A JP2008215175 A JP 2008215175A JP 2007053235 A JP2007053235 A JP 2007053235A JP 2007053235 A JP2007053235 A JP 2007053235A JP 2008215175 A JP2008215175 A JP 2008215175A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel cell
- compressor
- cooling
- gas
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Compressor (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
本発明は、コンプレッサ及びこれを備えた燃料電池システムに係り、特に、燃料電池システムにおける酸化ガスを圧縮するために用いられるコンプレッサに関する。 The present invention relates to a compressor and a fuel cell system including the compressor, and more particularly to a compressor used to compress oxidizing gas in the fuel cell system.
燃料電池システムにおいては、コンプレッサで圧縮した空気を酸化ガスとして燃料電池の発電反応に用いている。圧縮した空気は高温であるため、従来、燃料電池を冷却するための冷却水を用いて圧縮空気を冷却する技術が知られている(例えば特許文献1〜3参照)。
しかしながら、冷却水は燃料電池冷却用であるため水温が70〜80℃と高温であり、圧縮空気温度との温度差が小さい。熱交換の効率ηは下式で表すことができるため、効率が同じ熱交換器の場合、T2(in)[冷却水入口温度]が高いほどT1(out)[圧縮ガス出口温度]が高くなってしまう。 However, since the cooling water is for cooling the fuel cell, the water temperature is as high as 70 to 80 ° C., and the temperature difference from the compressed air temperature is small. Since the heat exchange efficiency η can be expressed by the following equation, for heat exchangers with the same efficiency, T1 (out) [compressed gas outlet temperature] increases as T2 (in) [cooling water inlet temperature] increases. End up.
このため、所望のガス温度まで冷却するには熱交換器の体格を大きくする必要が生じるが、そうすると例えば車両用燃料電池システムに組み込む場合に占めるスペースの大きさが問題となる。 For this reason, it is necessary to increase the size of the heat exchanger in order to cool it to a desired gas temperature. However, in that case, for example, the size of the space when incorporated in a vehicle fuel cell system becomes a problem.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、熱交換器が大型化するのを避けつつ圧縮ガスを十分に冷却することが可能なエアコンプレッサ及びこれを備えた燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an air compressor capable of sufficiently cooling compressed gas while avoiding an increase in the size of a heat exchanger, and a fuel cell system including the air compressor. With the goal.
上記目的を達成するため、本発明は、駆動用モータと、該駆動用モータを駆動源として気体を圧縮する圧縮部と、を備えたコンプレッサにおいて、前記駆動用モータにより駆動される冷却ファンと、該冷却ファンにより取り込まれた外気により、前記圧縮部によって圧縮された圧縮ガスを冷却する熱交換器と、が併設されているというものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a cooling fan driven by the driving motor in a compressor including a driving motor and a compression unit that compresses gas using the driving motor as a driving source; And a heat exchanger that cools the compressed gas compressed by the compression unit by outside air taken in by the cooling fan.
本構成のコンプレッサによれば、駆動用モータを駆動源として圧縮ガスが生成されると共に、生成された圧縮ガスは、同じく駆動用モータにより駆動される冷却ファンにより導入された外気により冷却される。この場合、冷却用の空気として外気を利用しているから、例えば燃料電池を冷却するための冷却水を利用する場合よりも圧縮ガスとの温度差を大きくとることができる。これによれば熱交換器における冷却効率を向上させることができるから、当該熱交換器が大型化するのを避けつつ圧縮ガスを十分に冷却することが可能となる。 According to the compressor of this configuration, compressed gas is generated using the drive motor as a drive source, and the generated compressed gas is cooled by the outside air introduced by the cooling fan that is also driven by the drive motor. In this case, since the outside air is used as the cooling air, for example, the temperature difference with the compressed gas can be made larger than when the cooling water for cooling the fuel cell is used. According to this, since the cooling efficiency in the heat exchanger can be improved, the compressed gas can be sufficiently cooled while avoiding an increase in the size of the heat exchanger.
前記冷却ファンは、前記駆動用モータと同軸に設けられていてもよい。本構成では駆動用モータの回転を直接的に冷却ファンへと伝達することができ、構造が簡易である。また、本発明では前記冷却ファンと前記熱交換器とがダクトによって接続されている。 The cooling fan may be provided coaxially with the driving motor. In this configuration, the rotation of the driving motor can be directly transmitted to the cooling fan, and the structure is simple. In the present invention, the cooling fan and the heat exchanger are connected by a duct.
また、前記冷却ファンは例えばシロッコファンであり、あるいは軸流ファンである。 The cooling fan is, for example, a sirocco fan or an axial fan.
さらに、本発明の燃料電池システムは、上記のコンプレッサを酸化ガス流路に備え、該コンプレッサにより酸化ガスが圧縮かつ冷却されて燃料電池に供給されるものである。本構成では、燃料電池の冷却水を用いて圧縮空気を冷却するのではなく、外気を用いて冷却する構成であるため、冷却効率が高い。このため、熱交換器が大型化するのを避けつつ圧縮ガスを十分に冷却することが可能である。 Furthermore, the fuel cell system of the present invention includes the above-described compressor in an oxidizing gas flow path, and the oxidizing gas is compressed and cooled by the compressor and supplied to the fuel cell. In this configuration, the cooling efficiency is high because the compressed air is not cooled using the cooling water of the fuel cell, but is cooled using the outside air. For this reason, it is possible to sufficiently cool the compressed gas while avoiding an increase in the size of the heat exchanger.
本発明によれば、従来用いられていた圧縮ガスとの温度差が高い外気を冷却空気として圧縮ガスを冷却するため、熱交換器が大型化するのを避けつつ圧縮ガスを十分に冷却することができる。 According to the present invention, the compressed gas is cooled by using the outside air having a high temperature difference from the conventionally used compressed gas as cooling air, so that the compressed gas is sufficiently cooled while avoiding an increase in the size of the heat exchanger. Can do.
次に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。まず図1を用いて本実施形態にかかるコンプレッサが適用された燃料電池システム1について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a fuel cell system 1 to which a compressor according to this embodiment is applied will be described with reference to FIG.
図1に本実施形態における燃料電池システム1の概略構成を示す。図示するように、燃料電池システム1は、燃料電池2と、酸化ガスとしての空気(酸素)を燃料電池2に供給する酸化ガス給排系(以下、酸化ガス配管系ともいう)3と、燃料ガスとしての水素を燃料電池2に供給する燃料ガス給排系(以下、燃料ガス配管系ともいう)4と、燃料電池2に冷媒を供給して燃料電池2を冷却する冷媒配管系5と、システムの電力を充放電する電力系6と、システム全体を統括制御する制御部7と、を備えている。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a fuel cell system 1 in the present embodiment. As shown in the figure, a fuel cell system 1 includes a fuel cell 2, an oxidizing gas supply / discharge system (hereinafter also referred to as an oxidizing gas piping system) 3 for supplying air (oxygen) as an oxidizing gas to the fuel cell 2, a fuel A fuel gas supply / discharge system (hereinafter also referred to as a fuel gas piping system) 4 for supplying hydrogen as a gas to the fuel cell 2, a refrigerant piping system 5 for supplying a refrigerant to the fuel cell 2 and cooling the fuel cell 2, A power system 6 that charges and discharges system power and a control unit 7 that performs overall control of the entire system are provided.
燃料電池2は例えば高分子電解質形の燃料電池であり、多数の単セルを積層したスタック構造となっている。燃料電池2の単セルは、イオン交換膜からなる電解質の一方の面に空気極を有し、他方の面に燃料極を有し、さらに空気極及び燃料極を両側から挟みこむように一対のセパレータを有している。一方のセパレータの燃料ガス流路に燃料ガスが供給され、他方のセパレータの酸化ガス流路に酸化ガスが供給され、このガス供給により燃料電池2は電力を発生する。 The fuel cell 2 is, for example, a polymer electrolyte fuel cell, and has a stack structure in which a large number of single cells are stacked. A single cell of the fuel cell 2 has an air electrode on one surface of an electrolyte made of an ion exchange membrane, a fuel electrode on the other surface, and a pair of separators so as to sandwich the air electrode and the fuel electrode from both sides. have. The fuel gas is supplied to the fuel gas flow path of one separator and the oxidizing gas is supplied to the oxidizing gas flow path of the other separator, and the fuel cell 2 generates electric power by this gas supply.
酸化ガス配管系3は、燃料電池2に供給される酸化ガスが流れる供給路11と、燃料電池2から排出された酸化オフガスが流れる排出路12と、を有している。供給路11には、フィルタ13を介して酸化ガスを取り込むコンプレッサ14と、コンプレッサ14により圧送される酸化ガスを加湿する加湿器15と、が設けられている。排出路12を流れる酸化オフガスは、背圧調整弁16を通って加湿器15で水分交換に供された後、最終的に排ガスとしてシステム外の大気中に排気される。コンプレッサ14は、モータ14aの駆動により大気中の酸化ガスを取り込む。 The oxidizing gas piping system 3 has a supply path 11 through which the oxidizing gas supplied to the fuel cell 2 flows, and a discharge path 12 through which the oxidizing off gas discharged from the fuel cell 2 flows. The supply path 11 is provided with a compressor 14 that takes in the oxidizing gas via the filter 13, and a humidifier 15 that humidifies the oxidizing gas fed by the compressor 14. The oxidizing off-gas flowing through the discharge path 12 is subjected to moisture exchange by the humidifier 15 through the back pressure regulating valve 16, and is finally exhausted into the atmosphere outside the system as exhaust gas. The compressor 14 takes in the oxidizing gas in the atmosphere by driving the motor 14a.
燃料ガス配管系4は、水素供給源21と、水素供給源21から燃料電池2に供給される水素ガスが流れる供給路22と、燃料電池2から排出された水素オフガス(燃料オフガス)を供給路22の合流点Aに戻すための循環路23と、循環路23内の水素オフガスを供給路22に圧送するポンプ24と、循環路23に分岐接続された排出路25と、を有している。 The fuel gas piping system 4 includes a hydrogen supply source 21, a supply path 22 through which hydrogen gas supplied from the hydrogen supply source 21 to the fuel cell 2 flows, and a supply path for supplying hydrogen offgas (fuel offgas) discharged from the fuel cell 2. 22, a circulation path 23 for returning to the junction point A of 22, a pump 24 that pumps the hydrogen off-gas in the circulation path 23 to the supply path 22, and a discharge path 25 that is branched and connected to the circulation path 23. .
水素供給源21は、例えば高圧タンクや水素吸蔵合金などで構成され、例えば35MPa又は70MPaの水素ガスを貯留可能に構成されている。水素供給源21の元弁26を開くと、供給路22に水素ガスが流出する。水素ガスは、調圧弁27その他の減圧弁により、最終的に例えば200kPa程度まで減圧されて、燃料電池2に供給される。 The hydrogen supply source 21 is composed of, for example, a high-pressure tank or a hydrogen storage alloy, and is configured to be able to store, for example, 35 MPa or 70 MPa of hydrogen gas. When the main valve 26 of the hydrogen supply source 21 is opened, hydrogen gas flows out into the supply path 22. The hydrogen gas is finally depressurized to about 200 kPa, for example, by the pressure regulating valve 27 and other pressure reducing valves, and supplied to the fuel cell 2.
供給路22の合流点Aの上流側には、遮断弁28が設けられている。水素ガスの循環系は、供給路22の合流点Aの下流側流路と、燃料電池2のセパレータに形成される燃料ガス流路と、循環路23とを順番に連通することで構成されている。水素ポンプ24は、モータ24aの駆動により、循環系内の水素ガスを燃料電池2に循環供給する。 A shutoff valve 28 is provided on the upstream side of the junction point A of the supply path 22. The hydrogen gas circulation system is configured by sequentially communicating a flow path downstream from the confluence point A of the supply path 22, a fuel gas flow path formed in the separator of the fuel cell 2, and the circulation path 23. Yes. The hydrogen pump 24 circulates and supplies hydrogen gas in the circulation system to the fuel cell 2 by driving the motor 24a.
排出路25には、遮断弁であるパージ弁33が設けられている。パージ弁33が燃料電池システム1の稼動時に適宜開弁することで、水素オフガス中の不純物が水素オフガスと共に図示省略した水素希釈器に排出される。パージ弁33の開弁により、循環路23内の水素オフガス中の不純物の濃度が下がり、循環供給される水素オフガス中の水素濃度が上がる。 The discharge path 25 is provided with a purge valve 33 that is a shut-off valve. By appropriately opening the purge valve 33 when the fuel cell system 1 is operating, impurities in the hydrogen off gas are discharged together with the hydrogen off gas to a hydrogen diluter (not shown). By opening the purge valve 33, the concentration of impurities in the hydrogen off-gas in the circulation path 23 decreases, and the concentration of hydrogen in the hydrogen off-gas supplied in circulation increases.
冷媒配管系5は、燃料電池2内の冷却流路に連通する冷媒循環流路41と、冷媒循環流路41に設けられた冷却ポンプ42と、燃料電池2から排出される冷媒を冷却するラジエータ43と、ラジエータ43をバイパスするバイパス流路44と、ラジエータ43及びバイパス流路44への冷却水の通流を設定する三方弁(切替え弁)45と、を有している。冷却ポンプ42は、モータ42aの駆動により、冷媒循環流路41内の冷媒を燃料電池2に循環供給する。 The refrigerant piping system 5 includes a refrigerant circulation channel 41 communicating with the cooling channel in the fuel cell 2, a cooling pump 42 provided in the refrigerant circulation channel 41, and a radiator that cools the refrigerant discharged from the fuel cell 2. 43, a bypass passage 44 that bypasses the radiator 43, and a three-way valve (switching valve) 45 that sets the flow of cooling water to the radiator 43 and the bypass passage 44. The cooling pump 42 circulates and supplies the refrigerant in the refrigerant circulation passage 41 to the fuel cell 2 by driving the motor 42a.
電力系6は、高圧DC/DCコンバータ61、バッテリ62、トラクションインバータ63、トラクションモータ64、及び各種の補機インバータ65,66,67を備えている。高圧DC/DCコンバータ61は、直流の電圧変換器であり、バッテリ62から入力された直流電圧を調整してトラクションインバータ63側に出力する機能と、燃料電池2又はトラクションモータ64から入力された直流電圧を調整してバッテリ62に出力する機能と、を有する。高圧DC/DCコンバータ61のこれらの機能により、バッテリ62の充放電が実現される。また、高圧DC/DCコンバータ61により、燃料電池2の出力電圧が制御される。 The power system 6 includes a high-voltage DC / DC converter 61, a battery 62, a traction inverter 63, a traction motor 64, and various auxiliary inverters 65, 66, and 67. The high-voltage DC / DC converter 61 is a direct-current voltage converter that adjusts the direct-current voltage input from the battery 62 and outputs it to the traction inverter 63 side, and the direct-current input from the fuel cell 2 or the traction motor 64. And a function of adjusting the voltage and outputting it to the battery 62. The charge / discharge of the battery 62 is realized by these functions of the high-voltage DC / DC converter 61. Further, the output voltage of the fuel cell 2 is controlled by the high voltage DC / DC converter 61.
バッテリ62は、バッテリセルが積層されて一定の高電圧を端子電圧とし、図示しないバッテリコンピュータの制御によって余剰電力を充電したり補助的に電力を供給したりすることが可能になっている。トラクションインバータ63は、直流電流を三相交流に変換し、トラクションモータ64に供給する。トラクションモータ64は、例えば三相交流モータであり、燃料電池システム1が搭載される例えば車両の主動力源を構成する。 The battery 62 is configured such that battery cells are stacked and a constant high voltage is used as a terminal voltage, and surplus power can be charged or power can be supplementarily supplied under the control of a battery computer (not shown). The traction inverter 63 converts a direct current into a three-phase alternating current and supplies it to the traction motor 64. The traction motor 64 is, for example, a three-phase AC motor, and constitutes, for example, a main power source of a vehicle on which the fuel cell system 1 is mounted.
補機インバータ65,66,67は、それぞれ、対応するモータ14a,24a,42aの駆動を制御する電動機制御装置である。補機インバータ65,66,67は、直流電流を三相交流に変換して、それぞれ、モータ14a,24a,42aに供給する。補機インバータ65,66,67は、例えばパルス幅変調方式のPWMインバータであり、制御部7からの制御指令に従って燃料電池2又はバッテリ62から出力される直流電圧を三相交流電圧に変換して、各モータ14a,24a,42aで発生する回転トルクを制御する。 The auxiliary machine inverters 65, 66, and 67 are electric motor control devices that control driving of the corresponding motors 14a, 24a, and 42a, respectively. Auxiliary machine inverters 65, 66, and 67 convert a direct current into a three-phase alternating current and supply it to motors 14a, 24a, and 42a, respectively. Auxiliary machine inverters 65, 66, and 67 are, for example, pulse width modulation type PWM inverters, which convert a DC voltage output from fuel cell 2 or battery 62 into a three-phase AC voltage in accordance with a control command from control unit 7. The rotational torque generated by each motor 14a, 24a, 42a is controlled.
制御部7は、内部にCPU,ROM,RAMを備えたマイクロコンピュータとして構成される。CPUは、制御プラグラムに従って所望の演算を実行して、後述するポンプ24の解凍制御など、種々の処理や制御を行う。ROMは、CPUで処理する制御プログラムや制御データを記憶する。RAMは、主として制御処理のための各種作業領域として使用される。制御部7は、ガス系統(3,4)や冷媒配管系5に用いられる各種の圧力センサや温度センサ、外気温センサなどの検出信号を入力し、各構成要素に制御信号を出力する。 The control unit 7 is configured as a microcomputer including a CPU, a ROM, and a RAM inside. The CPU executes a desired calculation according to the control program, and performs various processes and controls such as a thawing control of the pump 24 described later. The ROM stores control programs and control data processed by the CPU. The RAM is mainly used as various work areas for control processing. The control unit 7 inputs detection signals such as various pressure sensors, temperature sensors, and outside air temperature sensors used in the gas system (3, 4) and the refrigerant piping system 5, and outputs control signals to each component.
次に、本発明にかかるコンプレッサ14の構成について詳細に説明する。 Next, the configuration of the compressor 14 according to the present invention will be described in detail.
図2に示したように、本実施形態のコンプレッサ14は、シャフト50の回転によって容積が変化する圧縮空間を有し吸引した空気を圧縮して吐出するエア圧縮部(圧縮部)51と、エア圧縮部51のシャフト50を回転駆動する駆動用モータ52と、を備える。さらに、駆動用モータ52の軸延長上には、エア圧縮部51と反対側に、冷却ファン部53が設けられている。 As shown in FIG. 2, the compressor 14 according to the present embodiment includes an air compression unit (compression unit) 51 that has a compression space whose volume is changed by the rotation of the shaft 50 and compresses and sucks sucked air. And a driving motor 52 that rotationally drives the shaft 50 of the compression unit 51. Further, a cooling fan unit 53 is provided on the opposite side of the air compression unit 51 on the shaft extension of the drive motor 52.
冷却ファン部53は、シャフト50に固定されたシロッコファンである冷却ファン55と、後述する高温の圧縮空気を冷却するための冷却空気を外部から吸引して案内するハウジング56とを備える。冷却ファン55によってハウジング56内に吸引された空気は、径方向外側を向いて延在したダクト58を経て空冷式インタークーラ(熱交換器)59に導かれる。空冷式インタークーラ59には、エア圧縮部51によって圧縮された高温の圧縮空気が供給路11により供給され、冷却ファン部53により吸引された冷却空気(外気)によって冷却される。冷却された圧縮空気は供給路11により下流の燃料電池2方向に送られ、冷却に用いられた冷却空気は空冷式インタークーラ59から外部に排出される。 The cooling fan unit 53 includes a cooling fan 55 that is a sirocco fan fixed to the shaft 50, and a housing 56 that sucks and guides cooling air for cooling high-temperature compressed air to be described later. The air sucked into the housing 56 by the cooling fan 55 is guided to an air-cooled intercooler (heat exchanger) 59 via a duct 58 extending radially outward. The air-cooled intercooler 59 is supplied with high-temperature compressed air compressed by the air compression unit 51 through the supply path 11 and is cooled by cooling air (outside air) sucked by the cooling fan unit 53. The cooled compressed air is sent to the downstream fuel cell 2 through the supply path 11, and the cooling air used for cooling is discharged from the air-cooled intercooler 59 to the outside.
このように構成されたコンプレッサ14の作用について説明する。
駆動用モータ52を駆動させると、エア圧縮部51のシャフト50により圧縮空間が圧縮され、高温の圧縮空気が生成されて供給路11に吐出される。圧縮空気は空冷式インタークーラ59に導入される。また、駆動用モータ52のシャフト50に固定された冷却ファン部53の冷却ファン55が回転し、冷却空気(外気)がハウジング56内に導入され、ダクト58を経て空冷式インタークーラ59に流入する。空冷式インタークーラ59では、冷却空気により高温の圧縮空気が冷却され、圧縮空気は下流側において燃料電池2の発電反応に使用される。冷却に用いられた冷却空気は外部に排出される。
The operation of the compressor 14 configured in this way will be described.
When the drive motor 52 is driven, the compression space is compressed by the shaft 50 of the air compressor 51, and high-temperature compressed air is generated and discharged to the supply path 11. The compressed air is introduced into the air-cooled intercooler 59. Further, the cooling fan 55 of the cooling fan unit 53 fixed to the shaft 50 of the drive motor 52 rotates, and cooling air (outside air) is introduced into the housing 56 and flows into the air-cooled intercooler 59 through the duct 58. . In the air-cooled intercooler 59, the high-temperature compressed air is cooled by the cooling air, and the compressed air is used for the power generation reaction of the fuel cell 2 on the downstream side. The cooling air used for cooling is discharged to the outside.
このように、本実施形態においては、従来用いられていた冷媒配管系5の冷媒温度(70〜80℃)よりも低温な外気を冷却空気として圧縮空気を冷却するため、圧縮空気の出口温度を低下させることができる。すなわち冷却効率を向上させることができるため、圧縮空気を冷却するために必要な装置(本実施形態ではコンプレッサ14が備える空冷式インタークーラ59)を小型化することができる。したがって、特に搭載スペースの狭い車両用燃料電池システムにおいて有用である。また、本実施形態ではコンプレッサ14が空冷式インタークーラ59を備えているため、別途の冷却装置(熱交換器)は不要である。 Thus, in the present embodiment, the outlet temperature of the compressed air is set to cool the compressed air by using the outside air having a temperature lower than the refrigerant temperature (70 to 80 ° C.) of the refrigerant piping system 5 conventionally used as the cooling air. Can be reduced. That is, since the cooling efficiency can be improved, a device necessary for cooling the compressed air (in this embodiment, the air-cooled intercooler 59 provided in the compressor 14) can be reduced in size. Therefore, it is particularly useful in a fuel cell system for vehicles with a small mounting space. In the present embodiment, since the compressor 14 includes the air-cooled intercooler 59, a separate cooling device (heat exchanger) is unnecessary.
変形例として、図3に示した様な構成としてもよい。
図3に示したコンプレッサ60では、冷却ファン部63は軸流ファンである冷却ファン65を有する。冷却ファン65は、軸方向外側から空気を吸引し、径方向外側へ向けて排出する軸流ファンである。冷却ファン65の軸線延長上の吸引側上流に空冷式インタークーラ(熱交換器)69が設けられている。他の構成については上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
As a modification, a configuration as shown in FIG. 3 may be used.
In the compressor 60 shown in FIG. 3, the cooling fan unit 63 includes a cooling fan 65 that is an axial fan. The cooling fan 65 is an axial fan that sucks air from the outside in the axial direction and discharges the air toward the outside in the radial direction. An air-cooled intercooler (heat exchanger) 69 is provided upstream of the suction side on the axial extension of the cooling fan 65. Since other configurations are the same as those in the above embodiment, description thereof is omitted.
このように構成された本例では、コンプレッサ14の運転時に駆動用モータ52を駆動させると、エア圧縮部51のシャフト50により圧縮空間が圧縮され、高温の圧縮空気が生成されて供給路11に吐出される。圧縮空気は空冷式インタークーラ69に導入される。また、駆動用モータ52のシャフト50に固定された冷却ファン部63の冷却ファン65が回転し、冷却空気(外気)が軸方向に沿って外側から冷却ファン65側へ取り込まれる。その過程で空冷式インタークーラ69を通過し、その際に供給路11によって供給された高温の圧縮空気を冷却する。圧縮空気は下流側において燃料電池2の発電反応に使用される。冷却に用いられた冷却空気は冷却ファン部63により径方向外側へ排気される。 In this example configured as described above, when the driving motor 52 is driven during the operation of the compressor 14, the compression space is compressed by the shaft 50 of the air compressing unit 51, and high-temperature compressed air is generated to the supply path 11. Discharged. The compressed air is introduced into the air-cooled intercooler 69. In addition, the cooling fan 65 of the cooling fan unit 63 fixed to the shaft 50 of the drive motor 52 rotates, and cooling air (outside air) is taken into the cooling fan 65 side from the outside along the axial direction. In this process, the high-temperature compressed air that has passed through the air-cooled intercooler 69 and is supplied by the supply passage 11 is cooled. The compressed air is used for the power generation reaction of the fuel cell 2 on the downstream side. The cooling air used for cooling is exhausted radially outward by the cooling fan unit 63.
このように、本実施形態においても上記実施形態と同様に、冷却効率を向上させることができ、装置を小型化することができる。 Thus, also in the present embodiment, the cooling efficiency can be improved and the apparatus can be miniaturized as in the above-described embodiment.
なお、冷却空気の吸引・排気の方向については上記と逆であってもよいのはもちろんである。また、本実施形態のコンプレッサは燃料電池システムに適用されているが、他の用途に用いてもよい。 Needless to say, the direction of suction and exhaust of the cooling air may be opposite to the above. Moreover, although the compressor of this embodiment is applied to the fuel cell system, you may use it for another use.
1…燃料電池システム、14…コンプレッサ、50…シャフト、51…エア圧縮部(圧縮部)、52…駆動用モータ、55…冷却ファン、58…ダクト、59…空冷式インタークーラ(熱交換器)、60…コンプレッサ、69…空冷式インタークーラ(熱交換器) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell system, 14 ... Compressor, 50 ... Shaft, 51 ... Air compression part (compression part), 52 ... Drive motor, 55 ... Cooling fan, 58 ... Duct, 59 ... Air-cooled intercooler (heat exchanger) , 60 ... Compressor, 69 ... Air-cooled intercooler (heat exchanger)
Claims (6)
前記駆動用モータにより駆動される冷却ファンと、該冷却ファンにより取り込まれた外気により、前記圧縮部によって圧縮された圧縮ガスを冷却する熱交換器と、が併設された、コンプレッサ。 In a compressor comprising a drive motor and a compression unit that compresses gas using the drive motor as a drive source,
A compressor comprising: a cooling fan driven by the driving motor; and a heat exchanger that cools compressed gas compressed by the compression unit by outside air taken in by the cooling fan.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007053235A JP2008215175A (en) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | Compressor and fuel cell system provided with the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007053235A JP2008215175A (en) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | Compressor and fuel cell system provided with the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008215175A true JP2008215175A (en) | 2008-09-18 |
Family
ID=39835524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007053235A Pending JP2008215175A (en) | 2007-03-02 | 2007-03-02 | Compressor and fuel cell system provided with the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008215175A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010280294A (en) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Toyota Motor Corp | Fuel cell vehicle |
| JP2013532356A (en) * | 2010-06-12 | 2013-08-15 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | Fuel cell system comprising a fuel cell disposed in a housing |
| CN109671960A (en) * | 2017-10-16 | 2019-04-23 | 丰田自动车株式会社 | Fuel cell module |
| CN114976117A (en) * | 2022-07-08 | 2022-08-30 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Integrated device, gas supply system and gas supply method of fuel cell |
-
2007
- 2007-03-02 JP JP2007053235A patent/JP2008215175A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010280294A (en) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Toyota Motor Corp | Fuel cell vehicle |
| CN102458896A (en) * | 2009-06-04 | 2012-05-16 | 丰田自动车株式会社 | Fuel-cell-powered vehicle |
| DE112010002228T5 (en) | 2009-06-04 | 2012-07-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | fuel cell vehicle |
| JP2013532356A (en) * | 2010-06-12 | 2013-08-15 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | Fuel cell system comprising a fuel cell disposed in a housing |
| US9065094B2 (en) | 2010-06-12 | 2015-06-23 | Daimler Ag | Fuel cell system having a fuel cell arranged in a housing |
| CN109671960A (en) * | 2017-10-16 | 2019-04-23 | 丰田自动车株式会社 | Fuel cell module |
| JP2019075282A (en) * | 2017-10-16 | 2019-05-16 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell module |
| CN114976117A (en) * | 2022-07-08 | 2022-08-30 | 浙江吉利控股集团有限公司 | Integrated device, gas supply system and gas supply method of fuel cell |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101517801B (en) | Fuel cell system | |
| US8053124B2 (en) | Fuel cell system and mobile body | |
| JP6222160B2 (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
| CN101156272B (en) | Fuel cell system | |
| JP5246040B2 (en) | Cooling device for fuel cell system | |
| WO2009005169A1 (en) | Va20fuel cell system and its control method | |
| CN102986073B (en) | Getter device for air-cooled fuel cells | |
| JP5272328B2 (en) | Fuel cell system | |
| CN112201809A (en) | Integrated fuel cell air supply system and fuel cell system | |
| KR102751269B1 (en) | Apparatus for controlling air flow of fuel cell system and method thereof | |
| CN101416339B (en) | Fuel cell system and control method thereof | |
| JP2008215175A (en) | Compressor and fuel cell system provided with the same | |
| JP2007250374A (en) | Fuel cell system | |
| JP5083603B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP2007317475A (en) | Fuel cell system | |
| JP2016225061A (en) | Fuel battery system | |
| JP2007328933A (en) | Fuel cell system | |
| CN111224129B (en) | Fuel cell system and control method for controlling fuel cell system | |
| CA2417288A1 (en) | A fuel cell system | |
| JP5142006B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP2008171691A (en) | Fuel cell system | |
| JP2010080270A (en) | Fuel cell system | |
| JP5104290B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP2013164938A (en) | Fuel cell system and method for operating the same | |
| CN220233244U (en) | Tail gas energy recovery device, exhaust system and hydrogen fuel cell system |