【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼装置に関し、更に詳細には燃料電池セルが配設された燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃焼装置に発電機能を付加すべく、燃料電池セルが設けられた燃焼装置については、例えば下記特許文献１に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１９６１７６号公報（〔００１９〕、図５）
【０００４】
特許文献１に記載された燃焼装置に用いられている燃料電池の概要を、図８に示す。図８に示す燃料電池は、燃料電池セル１００が、円筒状であって、ジルコニアから成る円筒状の固体電解質層の内周面側にカソード層が形成されていると共に、この固体電解質層の外周面側にアノード層が形成されている。
かかる燃料電池セル１００は、燃焼装置１０２で着火された火炎１０４の還元炎１０６内にアノード層が位置するように配設する。
この様に、還元炎１０６内にアノード層が位置するように配設された円筒状の燃料電池セル１００では、カソード層が形成された内周面側に火炎１０４の対流によって送り込まれる空気中の酸素と、アノード層が形成された外周面が晒される還元炎１０６内に存在する炭化水素、水素、種々のラジカル等とを利用し、発電することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示す燃料電池が設けられた燃焼装置は、暖房用や給湯用に用いることができ、予期せぬ停電等にも対応できる。
しかし、図８に示す燃料電池は、燃料電池セル１００が円筒形であり、充分な量の空気を燃料電池セル１００の内周面側に送り込むためには、送風機等によって強制的に空気を送り込むことを要する。
このため、火炎１０４を開放空間内に形成することが必要となり、内燃機関やガスタービンの燃焼室の様に、実質的に壁で囲まれて限られた空間の燃焼室内に燃料電池セル１００を載置することはできない。
唯、内燃機関やガスタービン等の燃焼室内には、燃料及び空気の混合ガスが供給され且つ高温に維持されているため、燃焼室内に燃料電池セルを装着できれば、内燃機関等の本来の運転をしながら発電も行うことができる。
そこで、本発明の課題は、内燃機関やガスタービン等の本来の運転をしながら発電できる燃焼装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討した結果、平板状の燃料電池セルを用いることによって、内燃機関の燃焼室内に燃料電池セルを配設できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、実質的に壁で囲まれ、供給された燃料及び空気の混合ガスに着火されて燃焼する燃焼室内に、平板状の燃料電池セルが配設されていることを特徴とする燃焼装置にある。
かかる本発明において、燃料電池セルを燃焼室の内壁面に配設することによって、燃料電池セルの固着を容易に行うことができる。
この燃料電池セルとして、固体電解質基板の燃焼室側に臨む面に、その平面方向に複数の帯状のアノード層が所定の間隙を介して配設されていると共に、前記アノード層間の間隙に帯状のカソード層が配設されている燃料電池セルを用いることによって、燃料電池セルを燃焼室の内壁面に容易に配設できる。
また、燃料電池セルのアノード層を、Ｌｉが固溶されたＮｉＯを主成分とする焼成体によって形成することにより、燃焼室の燃焼が希薄燃料による場合であっても発電を行うことができる。
【０００７】
本発明では、燃料電池セルとして、平面状の燃料電池セルを用いることによって、限られた空間の燃焼室内にも燃料電池セルを設置でき、且つ燃料電池セルは、燃料ガスと酸素との混合ガス中に載置されても、混合ガスに着火された火炎中に載置されて発電できる。
その結果、内燃機関やガスタービン等の燃焼装置として、燃料電池を設けた燃焼室を具備する燃焼装置を採用でき、内燃機関やガスタービン等の本来の運転をしながら発電も行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る燃焼装置を、図１に示す発電装置に用いた燃焼装置で説明する。図１に示す発電装置は、ガスタービン１０、エアコンプレッサー１２及び発電機１４が直列に配列されており、ガスタービン１０で回転される回転軸１１によってエアコンプレッサー１２及び発電機１４が回転駆動される。
このガスタービン１０は、燃焼装置を構成する燃焼室１６に供給された燃料とエアコンプレッサー１２によって圧縮されて供給された圧縮空気とが燃焼した燃焼ガスによって回転駆動される。
【０００９】
図１に示す燃焼室１６は、図２に示す様に、圧縮空気と燃料との混合ガスを供給する供給配管２０、及び混合ガスに着火されて燃焼された燃焼ガスの排出配管２２が壁面に開口されているのみであり、実質的に壁で囲まれている。かかる燃焼室１６の壁面には、平板状の燃料電池セル３０，３０が配設されている。
この燃料電池セル３０は、図３（ａ）に示す様に、燃焼室１６を形成する壁１８の内壁面１８ａに固着されている。かかる燃料電池セル３０は、内壁面１８ａに固着された固体電解質基板３２の燃焼室側に臨む面に、その平面方向に複数の帯状のアノード層３４，３４・・が所定の間隙を介して配設されていると共に、アノード層３４，３４間の間隙に帯状のカソード層３６が配設されている。
かかる燃料電池セル３０のアノード層３４，３４・・は、図４に示す様に、その各一端部が連結されて櫛刃状に形成されており、カソード層３６，３６・・も、その各一端部が連結されて櫛刃状に形成されている。
尚、図４に示す燃料電池セル３０でも、発電可能であることは、Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｒｅｓ． Ｒｅｐｔｓ ２０，８１−６３（１９６５）に記載されており、火炎中に挿入された燃料電池セル３０が発電可能であることは、前述した特許文献１に記載されている。
【００１０】
図３（ａ）に示す燃料電池セル３０は、燃焼室１６を形成する壁１８の強度を低下させることなく設けることができる。このため、燃焼室１６が加圧状態で運転される場合に適しているが、カソード層３６側の酸素濃度が不足し易い。このため、燃焼室１６が大気圧近傍で運転される場合には、図３（ｂ）に示す様に、燃焼室１６を形成する壁１８を貫通して形成された穴部１９に、燃料電池セル３０を配設する。
この図３（ｂ）に示す燃料電池セル３０は、平板状の固体電解質基板３２の一面側にアノード層３４を設け、他面側にカソード層３６を設けたものである。かかる燃料電池セル３０は、アノード層３４が燃焼室１６に臨むように配設し、カソード層３６の表面を覆うように被着した多孔質支持板３８とボルト４０，４０とによって壁１８に固着する。
この様に、壁１８に固着された燃料電池セル３０は、大気中に配設されたカソード層３６が多孔質支持板３８によって覆われているため、多孔質支持板３８を通過した空気とカソード層３６とが接触でき、カソード層３６に充分な量の酸素を供給できる。
【００１１】
図３（ａ）（ｂ）に示す様に、内壁面に燃料電池セル３０を固着した燃焼室１６では、その固着強度を高強度にできるため、混合ガスの供給量が変動等して燃焼室１６に内圧変動が惹起されてもよい。
唯、この場合、燃料電池セル３０を固着できる燃焼室１６の内壁面の面積には限界が存在し、設置できる燃料電池セル３０の大きさや枚数等にも限界が存在する。
このため、燃焼室１６の内圧変動が少ない場合には、図５に示す様に、燃焼室１６の空間部に複数の燃料電池セル３０，３０・・を支柱４２，４２・・で支承して設けることによって、設置できる燃料電池セル３０の大きさや枚数等を、図２に示す燃焼室１６に比較して増加できる。
かかる図５に示す燃料電池セル３０としては、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示す燃料電池セル３０を使用できる。
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示す燃料電池セル３０のうち、図６（ａ）に示す燃料電池セル３０は、平板状の固体電解質基板３２の一面側にアノード層３４を設け、他面側にカソード層３６を設けたものである。
また、図６（ｂ）に示す燃料電池セル３０は、固体電解質基板３２の一面に、その平面方向に複数の帯状のアノード層３４，３４・・が所定の間隙を介して配設されていると共に、このアノード層３４，３４間の間隙に帯状のカソード層３６が配設されているものである。
更に、図６（ｃ）に示す燃料電池セル３０は、固体電解質基板３２の両面に、その各平面方向に複数の帯状のアノード層３４，３４・・が所定の間隙を介して配設されていると共に、このアノード層３４，３４間の間隙に帯状のカソード層３６が配設されているものである。
【００１２】
かかる図６（ａ）〜図６（ｃ）に示す燃料電池セル３０の一種又は二種以上を、図５に示す燃焼室１６内に配設できる。
図３〜図６に示す平板状の燃料電池セル３０が燃焼室１６内に設けられた図１に示す発電装置では、発電機１４による発電の他に、燃焼室１６内に設けられた燃料電池セル３０でも発電を行うことができ、その発電効率の向上を図ることができる。
【００１３】
また、内燃機関の燃焼室内に燃料電池セル３０を設置した例を図７に示す。図７（ａ）に示す内燃機関は、シリンダ５０内を矢印の方向に昇降するピストン５２が設けられている。このピストン５２の昇降に伴なって、シリンダ５０の内壁面とピストン５２の先端面とによって囲まれた燃焼室内に、燃料と空気との混合ガスの供給、圧縮、点火、及び燃焼ガスの排出がなされる。
かかる内燃機関の燃焼室を形成するピストン５２の上端面には、図７（ｂ）に示す様に、燃料電池セル３０が設けられており、この燃料電池セル３０で発電された電気は、ピストン５２中に配設された取出線５４を介して取り出される。
この燃料電池セル３０は、図３（ａ）に示す平板状の燃料電池セル３０、つまりピストン５２の先端面に固着された固体電解質基板３２の燃焼室側に臨む面に、その平面方向に複数の帯状のアノード層３４，３４・・が所定の間隙を介して配設されていると共に、アノード層３４，３４間の間隙に帯状のカソード層３６が配設されているものである。
かかる平板状の燃料電池セル３０は、内燃機関の燃焼室内に圧縮された混合ガスに点火されて爆発した際にも、ピストン５２の先端面からの剥離や破損を防止できる。
この様に、内燃機関の燃焼装置にも、燃料電池が配設された燃焼室を設けることによって、内燃機関の本来の運転をしつつ、燃料電池で発電した電気を取り出すことができる。
【００１４】
以上、説明してきた図１〜図７に示す燃料電池セル３０を構成する、固体電解質基板３２、アノード層３４及びカソード層３６は、公知のものを用いることができるが、固体電解質基板３２としては、酸素イオン伝導体であって、イットリウム（Ｙ）やスカンジウム（Ｓｃ）等の周期律表第３族元素により部分安定化されたジルコニア酸化物、或いはサマリウム（Ｓｍ）やガドリウム（Ｇｄ）等がドープされたセリウム酸化物によって形成することが好ましい。
また、アノード層３４としては、Ｌｉが固溶されたＮｉＯを主成分とする焼成体によって形成されているアノード層３４を採用することによって、燃焼室１６の燃焼が希薄燃料による場合であっても発電できる。この焼成体は、導電性を有するセラミックであって、Ｌｉ化合物をＮｉＯにＬｉ２Ｏ換算で１〜１５ｍｏｌ％添加し、焼成処理して得られる焼成体である。
かかるアノード層３４には、ロジウム、白金、ルテニウム、パラジウム、レニウム又はイリジウムから成る金属又はその酸化物が配合されている。この様な金属又はその酸化物が配合されたアノード層３４を具備する燃料電池セル３０によれば、ロジウム等の金属又はその酸化物が配合されていないアノード層を具備する燃料電池セルよりも高い発電性能を呈することができる。
このロジウム、白金、ルテニウム、パラジウム、レニウム又はイリジウムから成る金属又はその酸化物は、アノード層３４中に金属換算で１〜５０重量％となるように配合することが好ましい。
かかるアノード層３４を構成する副成分として、サマリアドープドセリア、スカンジア安定化ジルコニア、イットリア安定化ジルコニアのうちのいずれかが５０体積％以下含まれるようにすることによって、ロジウム、白金、ルテニウム、パラジウム、レニウム又はイリジウムから成る金属又はその酸化物と混合ガス等との接触面積を拡大できる。
更に、カソード層３６には、ストロンチウム（Ｓｒ）等の周期律表第３族元素が添加されたランタンのマンガン、ガリウム又はコバルト酸化化合物から形成されているカソード層３６を好適に採用できる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係る燃焼装置を具備する内燃機関やガスタービン等では、その本来の運転をしながら発電できる。このため、燃料の有するエネルギーを機械的エネルギーに変換しつつ、電気エネルギーとしても取り出すことができ、燃料の有するエネルギーを可及的に有効に利用でき、省資源化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃料装置を具備する発電機の概略を説明する概略図である。
【図２】図１に示す燃料装置を構成する燃焼室の一例を説明する断面図である。
【図３】図２に示す燃焼室に設けられた燃料電池セルについて説明する断面図である。
【図４】図３（ａ）に示す燃料電池セルについての斜視図である。
【図５】図１に示す燃料装置を構成する燃焼室の他の例を説明する断面図である。
【図６】図５に示す燃焼室に設けられた燃料電池セルについて説明する断面図である。
【図７】本発明に係る燃料装置を具備する内燃機関の概略及びその燃焼室内に燃料電池セルを設けた一例を説明する説明図である。
【図８】従来の燃焼装置について説明する概略図である。
【符号の説明】
１０ ガスタービン
１１ 回転軸
１２ エアコンプレッサー
１４ 発電機
１６ 燃焼室
１８ 壁
１９ 穴部
２０ 供給配管
２２ 排出配管
３０ 燃料電池セル
３２ 固体電解質基板
３４ アノード層
３６ カソード層
３８ 多孔質支持板
４０ ボルト
４２ 支柱
５０ シリンダ
５２ ピストン
５４ 取出線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion device, and more particularly, to a combustion device provided with fuel cells.
[0002]
[Prior art]
A combustion device provided with a fuel cell in order to add a power generation function to the combustion device is proposed in, for example, Patent Document 1 below.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-6-196176 ([0019], FIG. 5)
[0004]
FIG. 8 shows an outline of a fuel cell used in the combustion device described in Patent Document 1. In the fuel cell shown in FIG. 8, a fuel cell 100 has a cylindrical shape, a cathode layer is formed on an inner peripheral surface side of a cylindrical solid electrolyte layer made of zirconia, and an outer periphery of the solid electrolyte layer is formed. An anode layer is formed on the surface side.
The fuel cell 100 is disposed such that the anode layer is located in the reducing flame 106 of the flame 104 ignited by the combustion device 102.
As described above, in the cylindrical fuel cell 100 in which the anode layer is located in the reducing flame 106, the air in the air fed by the convection of the flame 104 to the inner peripheral surface side on which the cathode layer is formed is formed. Electric power can be generated using oxygen and hydrocarbons, hydrogen, various radicals, and the like existing in the reducing flame 106 to which the outer peripheral surface on which the anode layer is formed is exposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The combustion device provided with the fuel cell shown in FIG. 8 can be used for heating or hot water supply, and can cope with an unexpected power failure or the like.
However, in the fuel cell shown in FIG. 8, the fuel cell 100 has a cylindrical shape, and in order to send a sufficient amount of air to the inner peripheral surface side of the fuel cell 100, air is forcibly sent by a blower or the like. It takes.
Therefore, it is necessary to form the flame 104 in an open space, and the fuel cell 100 is placed in a limited space combustion chamber substantially surrounded by walls, such as a combustion chamber of an internal combustion engine or a gas turbine. It cannot be placed.
However, since a mixed gas of fuel and air is supplied to and maintained at a high temperature in a combustion chamber of an internal combustion engine or a gas turbine, if the fuel cell can be installed in the combustion chamber, the original operation of the internal combustion engine and the like can be performed. It can also generate power while doing so.
Therefore, an object of the present invention is to provide a combustion device that can generate power while performing an original operation of an internal combustion engine, a gas turbine, or the like.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have studied to solve the above problems, and as a result, have found that a fuel cell can be arranged in a combustion chamber of an internal combustion engine by using a flat fuel cell, and have reached the present invention.
That is, the present invention is characterized in that a flat fuel cell is disposed in a combustion chamber which is substantially surrounded by a wall and ignites and burns a supplied gas mixture of fuel and air. In the combustion device.
In the present invention, by disposing the fuel cell on the inner wall surface of the combustion chamber, the fuel cell can be easily fixed.
As this fuel cell, a plurality of strip-shaped anode layers are arranged in a plane direction on a surface facing the combustion chamber side of the solid electrolyte substrate with a predetermined gap therebetween, and a strip-shaped anode layer is formed in a gap between the anode layers. By using the fuel cell in which the cathode layer is provided, the fuel cell can be easily provided on the inner wall surface of the combustion chamber.
Further, by forming the anode layer of the fuel cell from a fired body mainly composed of NiO in which Li is dissolved, power can be generated even when the combustion in the combustion chamber is performed with a lean fuel.
[0007]
In the present invention, by using a planar fuel cell as the fuel cell, the fuel cell can be installed in the combustion chamber in a limited space, and the fuel cell is a mixed gas of fuel gas and oxygen. Even if it is placed inside, it can be placed in a flame ignited by the mixed gas to generate electricity.
As a result, a combustion device having a combustion chamber provided with a fuel cell can be employed as a combustion device for an internal combustion engine, a gas turbine, or the like, and power can be generated while the internal operation of the internal combustion engine, the gas turbine, or the like is performed.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The combustion device according to the present invention will be described using a combustion device used for the power generation device shown in FIG. The power generator shown in FIG. 1 has a gas turbine 10, an air compressor 12, and a generator 14 arranged in series, and the air compressor 12 and the generator 14 are rotationally driven by a rotating shaft 11 rotated by the gas turbine 10. .
The gas turbine 10 is rotationally driven by combustion gas obtained by burning fuel supplied to a combustion chamber 16 constituting a combustion device and compressed air supplied by being compressed by an air compressor 12.
[0009]
As shown in FIG. 2, the combustion chamber 16 shown in FIG. 1 has a supply pipe 20 for supplying a mixed gas of compressed air and fuel, and a discharge pipe 22 for a combustion gas ignited by the mixed gas and burned on a wall surface. It is only open and is substantially surrounded by walls. On the wall surface of the combustion chamber 16, flat fuel cells 30, 30 are provided.
The fuel cell 30 is fixed to an inner wall surface 18a of a wall 18 forming the combustion chamber 16, as shown in FIG. In the fuel cell 30, a plurality of strip-shaped anode layers 34, 34... Are arranged in a plane direction on a surface of the solid electrolyte substrate 32 fixed to the inner wall surface 18 a facing the combustion chamber side with a predetermined gap. In addition, a strip-shaped cathode layer 36 is disposed in a gap between the anode layers 34, 34.
As shown in FIG. 4, the anode layers 34, 34,... Of the fuel cell 30 are connected to each other at one end to form a comb-tooth shape, and the cathode layers 36, 36,. One end is connected to form a comb blade.
It should be noted that the fuel cell unit 30 shown in FIG. Repts 20, 81-63 (1965), and it is described in the above-mentioned Patent Document 1 that the fuel cell 30 inserted in the flame can generate power.
[0010]
The fuel cell 30 shown in FIG. 3A can be provided without reducing the strength of the wall 18 forming the combustion chamber 16. This is suitable when the combustion chamber 16 is operated in a pressurized state, but the oxygen concentration on the cathode layer 36 side tends to be insufficient. For this reason, when the combustion chamber 16 is operated near the atmospheric pressure, as shown in FIG. 3B, the fuel cell is inserted into a hole 19 formed through the wall 18 forming the combustion chamber 16. A cell 30 is provided.
The fuel cell 30 shown in FIG. 3B has an anode layer 34 provided on one surface of a flat solid electrolyte substrate 32 and a cathode layer 36 provided on the other surface. The fuel cell 30 is fixed to the wall 18 with the anode support 34 facing the combustion chamber 16 and the porous support plate 38 and the bolts 40, 40 attached so as to cover the surface of the cathode 36. I do.
As described above, the fuel cell 30 fixed to the wall 18 has a structure in which the cathode layer 36 disposed in the atmosphere is covered with the porous support plate 38, so that the air passing through the porous support plate 38 and the cathode The layer 36 can be brought into contact, and a sufficient amount of oxygen can be supplied to the cathode layer 36.
[0011]
As shown in FIGS. 3A and 3B, in the combustion chamber 16 in which the fuel cell 30 is fixed to the inner wall surface, the fixing strength can be increased, so that the supply amount of the mixed gas fluctuates and the like. 16 may cause internal pressure fluctuations.
However, in this case, there is a limit in the area of the inner wall surface of the combustion chamber 16 to which the fuel cell 30 can be fixed, and there is also a limit in the size and the number of the fuel cells 30 that can be installed.
For this reason, when the internal pressure fluctuation of the combustion chamber 16 is small, as shown in FIG. 5, a plurality of fuel cells 30, 30,. By providing the fuel cell 30, the size, the number, and the like of the fuel cells 30 that can be installed can be increased as compared with the combustion chamber 16 shown in FIG.
As the fuel cells 30 shown in FIG. 5, the fuel cells 30 shown in FIGS. 6A to 6C can be used.
6 (a) to 6 (c), the fuel cell 30 shown in FIG. 6 (a) is provided with an anode layer 34 on one side of a flat solid electrolyte substrate 32, The cathode layer 36 is provided on the other side.
In the fuel cell 30 shown in FIG. 6B, a plurality of strip-shaped anode layers 34 are arranged on one surface of the solid electrolyte substrate 32 in a plane direction with a predetermined gap. At the same time, a strip-shaped cathode layer 36 is provided in a gap between the anode layers 34, 34.
Further, in the fuel cell 30 shown in FIG. 6 (c), a plurality of strip-shaped anode layers 34, 34,... In addition, a strip-shaped cathode layer 36 is disposed in the gap between the anode layers 34, 34.
[0012]
One or more of the fuel cells 30 shown in FIGS. 6A to 6C can be disposed in the combustion chamber 16 shown in FIG.
In the power generator shown in FIG. 1 in which the flat fuel cell 30 shown in FIGS. 3 to 6 is provided in the combustion chamber 16, the fuel cell provided in the combustion chamber 16 is used in addition to the power generation by the generator 14. The cell 30 can also generate power, and the power generation efficiency can be improved.
[0013]
FIG. 7 shows an example in which a fuel cell 30 is installed in a combustion chamber of an internal combustion engine. The internal combustion engine shown in FIG. 7A is provided with a piston 52 that moves up and down in the direction of the arrow in the cylinder 50. As the piston 52 moves up and down, the supply of the mixed gas of fuel and air, the compression, the ignition, and the discharge of the combustion gas enter the combustion chamber surrounded by the inner wall surface of the cylinder 50 and the tip end surface of the piston 52. Done.
As shown in FIG. 7B, a fuel cell 30 is provided on an upper end surface of a piston 52 forming a combustion chamber of the internal combustion engine. It is taken out through a take-out line 54 disposed in the inside 52.
The plurality of fuel cells 30 are arranged on the flat fuel cell 30 shown in FIG. 3A, that is, the surface facing the combustion chamber side of the solid electrolyte substrate 32 fixed to the front end surface of the piston 52. Are arranged with a predetermined gap therebetween, and a band-like cathode layer 36 is arranged in the gap between the anode layers 34, 34.
The flat fuel cell 30 can prevent the piston 52 from peeling or breaking from the tip end surface even when exploded by being ignited by the mixed gas compressed in the combustion chamber of the internal combustion engine.
In this way, by providing the combustion chamber in which the fuel cell is disposed also in the combustion device of the internal combustion engine, it is possible to take out the electricity generated by the fuel cell while performing the original operation of the internal combustion engine.
[0014]
The solid electrolyte substrate 32, the anode layer 34, and the cathode layer 36 constituting the fuel cell 30 shown in FIGS. 1 to 7 described above can be made of known ones. A zirconia oxide partially stabilized by a Group 3 element of the periodic table, such as yttrium (Y) or scandium (Sc), or samarium (Sm) or gadolinium (Gd), which is an oxygen ion conductor It is preferable to form the cerium oxide.
Further, by employing the anode layer 34 formed of a fired body mainly composed of NiO in which Li is dissolved as a main component, even if the combustion in the combustion chamber 16 is performed with a lean fuel, the anode layer 34 is formed. Can generate electricity. This fired body is a ceramic having conductivity, and is a fired body obtained by adding a Li compound to NiO in an amount of 1 to 15 mol% in terms of Li 2 O and performing a firing treatment.
The anode layer 34 contains a metal or an oxide of rhodium, platinum, ruthenium, palladium, rhenium or iridium. According to the fuel cell 30 including the anode layer 34 in which such a metal or its oxide is blended, the fuel cell 30 is higher than the fuel cell including the anode layer in which a metal such as rhodium or its oxide is not blended. Power generation performance can be exhibited.
The metal or its oxide composed of rhodium, platinum, ruthenium, palladium, rhenium or iridium is preferably blended in the anode layer 34 so as to be 1 to 50% by weight in terms of metal.
Rhodium, platinum, ruthenium, palladium can be obtained by containing any one of samarium-doped ceria, scandia-stabilized zirconia, and yttria-stabilized zirconia as a secondary component constituting the anode layer 34 at 50% by volume or less. , A contact area between a metal or oxide of rhenium or iridium and a mixed gas or the like can be increased.
Further, as the cathode layer 36, a cathode layer 36 formed of a manganese, gallium or cobalt oxide compound of lanthanum to which a Group 3 element of the periodic table such as strontium (Sr) is added can be suitably used.
[0015]
【The invention's effect】
In an internal combustion engine, a gas turbine, or the like including the combustion device according to the present invention, power can be generated while performing the original operation. For this reason, the energy possessed by the fuel can be converted into mechanical energy and also taken out as electric energy, so that the energy possessed by the fuel can be used as effectively as possible and resource saving can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an outline of a generator including a fuel device according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a combustion chamber included in the fuel device shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a fuel cell provided in a combustion chamber shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view of the fuel cell shown in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating another example of a combustion chamber included in the fuel device shown in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a fuel cell provided in the combustion chamber shown in FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an outline of an internal combustion engine including a fuel device according to the present invention and an example in which fuel cells are provided in a combustion chamber thereof.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a conventional combustion device.
[Explanation of symbols]
10 Gas Turbine 11 Rotary Shaft 12 Air Compressor 14 Generator 16 Combustion Chamber 18 Wall 19 Hole 20 Supply Pipe 22 Discharge Pipe 30 Fuel Cell 32 Solid Electrolyte Substrate 34 Anode Layer 36 Cathode Layer 38 Porous Support Plate 40 Bolt 42 Support 50 Cylinder 52 Piston 54 Extraction line
