JP2013073898A - 燃料電池装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】改質流路32を流れる被改質ガスは触媒39との接触によって燃料ガスに改質される。このとき、燃焼部18での燃焼によって改質器20は加熱される。改質流路32では、上流側流路35を流れる被改質ガスに比べて、下流側流路36を流れる被改質ガスの方が大きく攪拌される。その結果、下流側流路36では、上流側流路35に比べて、被改質ガスの流れに直交する方向に熱拡散効果をより高めることができるので、下流側流路36内では改質器20の外壁からの熱をより効率的に被改質ガスに伝達することができる。下流側流路36内の触媒が被改質ガスの改質に用いられても、下流側流路36内で被改質ガスを十分に加熱することができる。すなわち、下流側流路36で加熱特性を向上させることができる。こうして下流側の触媒まで有効に利用することができる。
【選択図】図11
Description
燃料ガスと酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池セルを備えた燃料電池装置において、
前記燃料電池セルの内部に形成されて、前記燃料電池セルの下部から上部に向かって前記燃料ガスを流す燃料ガス流路と、
前記燃料電池セルの外部に形成されて、前記燃料電池セルの下部から上部に向かって前記酸化剤ガスを流す酸化剤ガス流路と、
前記燃料電池セルの上方に配置されて、前記燃料ガス流路から排出された前記燃料ガスと前記酸化剤ガス流路から排出された前記酸化剤ガスとを混合して燃焼させる燃焼部と、
前記燃料電池セルの上方に配置されて、供給される被改質ガスを前記燃料ガスに改質する触媒を充填した改質流路を有する改質器と、を備え、
前記改質流路は、
当該改質流路の上流端から延びる上流側流路と、
前記上流側流路の下流端から分岐して当該改質流路の下流端まで蛇行して延びる下流側流路と、を有しており、
前記下流側流路を流れる前記被改質ガスは、前記上流側流路を流れる被改質ガスに比べてより大きく攪拌される燃料電池装置が提供される。
CmHn+xO2 → bCO+cH2 (1)
この部分酸化改質反応POXによって燃料ガスが生成される。部分酸化改質反応POXは発熱反応であるので、生成された燃料ガスは発熱反応によって加熱されてその温度が上昇する。この燃料ガスは、燃料ガスタンク68から燃料電池セル集合体12を経由して燃料室18に供給される。その結果、燃料電池セル集合体12は燃焼部18及び燃料ガスタンク68によって上下方向から加熱される。
CmHn+xO2+yH2O → bCO+cH2 (2)
CmHn+xH2O → bCO+cH2 (3)
この水蒸気改質反応SRでは、高温の被改質ガスと水蒸気とが触媒39の表面に接触することによって吸熱反応が発生する。この段階では、燃料電池セル集合体12は十分に高温に加熱されているので、吸熱反応が進行しても燃料電池セル集合体12で大幅な温度低下を招くことはない。燃焼部18では継続して燃焼が進行する。
32 改質流路
35 上流側流路
36 下流側流路
39 触媒
79 酸化剤ガス流路
84 燃料電池セル
88 燃料ガス流路
Claims (4)
- 燃料ガスと酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池セルを備えた燃料電池装置において、
前記燃料電池セルの内部に形成されて、前記燃料電池セルの下部から上部に向かって前記燃料ガスを流す燃料ガス流路と、
前記燃料電池セルの外部に形成されて、前記燃料電池セルの下部から上部に向かって前記酸化剤ガスを流す酸化剤ガス流路と、
前記燃料電池セルの上方に配置されて、前記燃料ガス流路から排出された前記燃料ガスと前記酸化剤ガス流路から排出された前記酸化剤ガスとを混合して燃焼させる燃焼部と、
前記燃料電池セルの上方に配置されて、供給される被改質ガスを前記燃焼部からの熱によって前記燃料ガスに改質する触媒を充填した改質流路を有する改質器と、を備え、
前記改質流路は、
当該改質流路の上流端から延びる上流側流路と、
前記上流側流路の下流端から分岐して当該改質流路の下流端まで蛇行して延びる下流側流路と、を有しており、
前記下流側流路を流れる前記被改質ガスは、前記上流側流路を流れる被改質ガスに比べてより大きく攪拌されることを特徴とする燃料電池装置。 - 前記被改質ガスの攪拌にあたって、前記下流側流路内の前記被改質ガスの流速が前記上流側流路内の前記被改質ガスの流速よりも大きく設定されることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池装置。
- 前記流速の設定にあたって、前記被改質ガスの流れ方向に直交する前記下流側流路の断面積が、前記被改質ガスの流れ方向に直交する前記上流側流路の断面積よりも小さく設定されることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池装置。
- 前記改質流路は1対の前記下流側流路を有しており、1対の前記下流側流路の下流端同士は相互に合流することを特徴とする請求項3に記載の燃料電池装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016050145A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 脱水素化システム |
JP2016050143A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | 脱水素化システム |
JPWO2015080230A1 (ja) * | 2013-11-27 | 2017-03-16 | 京セラ株式会社 | 改質器、セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置 |
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2011
- 2011-09-29 JP JP2011214262A patent/JP5803515B2/ja not_active Expired - Fee Related
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