JP2016081825A - 燃料電池装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃焼器で発生する熱に起因するセルスタックの局所的な過昇温を抑制することのできる燃料電池装置を提供する。
【解決手段】燃料電池装置は、燃料と酸化剤との化学反応に基づき発電する。燃料電池装置は、燃料及び酸化剤の供給に基づき発電する単セルが積層されたセルスタックと、セルスタックに近接して配置される燃焼器20とを備える。燃焼器20は、セルスタックから排出されるガスを燃焼する。燃料電池装置は、セルスタックと燃焼器20との間に配置される空気の断熱層214を備える。
【選択図】図2
【解決手段】燃料電池装置は、燃料と酸化剤との化学反応に基づき発電する。燃料電池装置は、燃料及び酸化剤の供給に基づき発電する単セルが積層されたセルスタックと、セルスタックに近接して配置される燃焼器20とを備える。燃焼器20は、セルスタックから排出されるガスを燃焼する。燃料電池装置は、セルスタックと燃焼器20との間に配置される空気の断熱層214を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、燃料と酸化剤との化学反応に基づき発電する燃料電池装置に関する。
この種の燃料電池装置としては、特許文献1に記載の装置がある。特許文献1に記載の燃料電池装置は、セルスタックと、セルスタックに近接して配置されるオフガス燃焼層とを有している。セルスタックは、燃料と酸化剤との化学反応に基づき発電する単セルが複数積層された構造からなる。オフガス燃焼層は、セルスタックから排出されるガスを完全燃焼させる部分である。セルスタックの排ガスは、セルスタックにおいて発電に供されなかった残余の燃料及び酸化剤である。
ところで、特許文献1に記載の燃料電池装置では、セルスタックと燃焼器とが近接しているため、排ガスの燃焼により燃焼器で発生する熱がセルスタックに伝達され易い。そのため、セルスタックでは、燃焼器に近接する部分の温度が局所的に高くなる。これがセルスタックの温度分布に偏差を招くため、熱応力に起因するセルの損傷等が生じるおそれがある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼器で発生する熱に起因するセルスタックの局所的な過昇温を抑制することのできる燃料電池装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、燃料と酸化剤との化学反応に基づき発電する燃料電池装置(FC)は、前記燃料及び前記酸化剤の供給に基づき発電する単セルが積層されたセルスタック(CS)と、前記セルスタックに近接して配置され、前記セルスタックから排出されるガスを燃焼する燃焼器(20)と、前記セルスタックと前記燃焼器との間に配置されるガスの断熱層(80,92,100,214)と、を備える。
この構成によれば、燃焼器からセルスタックへの熱の伝達が断熱層により遮断される。そのため、セルスタックの局所的な過昇温を抑制することができる。
本発明によれば、燃焼器で発生する熱に起因するセルスタックの局所的な過昇温を抑制することができる。
<第1実施形態>
以下、燃料電池装置の第1実施形態について説明する。
以下、燃料電池装置の第1実施形態について説明する。
図1に示されるように、本実施形態の燃料電池装置FCは、セルスタックCSと、ケーシング10と、燃焼器20と、改質ユニット30とを備えている。
セルスタックCSは、軸線mを中心に直方体状をなしている。セルスタックCSは、スタックアダプタADを介してベースプレートBP上に配置されている。セルスタックCSは、上下方向(図中の矢印aで示す方向)に複数の単セルが積層された構造からなる。各単セルは、固体酸化物形の燃料電池( Solid Oxide Fuel Cell:SOFC)である。すなわち、各単セルは平板状の固体電解質からなるとともに、一側面に燃料極(アノード)を有し、他側面に空気極(カソード)を有している。各単セルは、燃料極に供給される燃料と、空気極に供給される酸化剤との化学反応に基づき発電する。本実施形態では、酸化剤として空気が用いられている。
スタックアダプタADは、軸線mを中心に略円盤状に形成された金属部材からなる。スタックアダプタADは、内部にガスの流路を有している。スタックアダプタADの内部の流路は、セルスタックに燃料を供給するための流路と、セルスタックCSから排出されるガスを燃焼器20に導くための流路とからなる。セルスタックから排出されるガスは、セルスタックにおいて発電に供されなかった残余の燃料及び空気である。 ベースプレートBPは、スタックアダプタADよりも大きい外径を有する略円盤状の金属部材からなる。ベースプレートBPにおけるスタックアダプタADが設置される上面70と反対側の底面71には、燃焼器20が固定されている。ベースプレートBPは、スタックアダプタADから排出される残余の燃料及び空気を燃焼器20に導く流路を内部に有している。本実施形態では、ベースプレートBP及びスタックアダプタADが、セルスタックCSと燃焼器20との間に介在する介在部材となっている。
燃焼器20は、セルスタックCSからスタックアダプタAD及びベースプレートBPを介して排出される残余の燃料及び空気の混合ガスを燃焼する、いわゆるオフガスバーナとして機能する。
ケーシング10は、軸線mを中心に略円筒状をなす筐体である。ケーシング10は、セルスタックCS、燃焼器20、及び改質ユニット30を内部に収容している。ケーシング10は、内側から順に第1筒状体11、第2筒状体12、第3筒状体13、第4筒状体14、及び第5筒状体15を有している。各筒状体11〜15は、軸線mを中心に略円筒状に形成された金属部材からなる。
第1筒状体11は、セルスタックCS及びスタックアダプタADを内部に収容している。第1筒状体11は、その上端部を閉塞する頂部11aを有している。第1筒状体11の下端部はベースプレートBPに固定されている。第1筒状体11は、その下端部外周面に吹出口11bを周方向に複数有している。吹出口11bは、第1筒状体11の外周面から内周面に貫通している。
第2筒状体12の下端部はベースプレートBPに固定されている。第2筒状体12の上端部は、天板17を介して第4筒状体14の上端部に連結されている。第2筒状体12の内周面と第1筒状体11の外周面との間の隙間は、空気が流れる第1空気流路40aを構成する。第1空気流路40aは、吹出口11bを介して第1筒状体11の内部空間に連通されている。
第3筒状体13は、ベースプレートBPの外径よりも大きい内径を有している。第3筒状体13の下端部は、ベースプレートBPよりも更に下方に延びている。第3筒状体13は、その下端部に、第4筒状体14の内周面に連結される底部13aを有している。第3筒状体13の上端部と天板17との間には隙間18aが設けられている。第3筒状体13の内周面と第2筒状体12の外周面との間の隙間は、燃焼器20にて燃焼された排ガスが流れる第1排ガス流路41aを構成する。
第3筒状体13は、その下端部内周面に、改質ユニット30を収容する収容部50を有している。収容部50は、軸線mを中心に略円環状をなしている。
第4筒状体14の下端部は、第3筒状体13の底部13aよりも更に下方に延びている。この第4筒状体14の下端部は底板19により閉塞されている。底板19は、略円筒状のシールブロックSBを介して収容部50及び改質ユニット30を支持している。シールブロックSBは収容部50の内径と略同一の内径を有している。第4筒状体14の内周面と第3筒状体13の外周面との間の隙間は、燃焼器20にて燃焼された排ガスが流れる第2排ガス流路41bを構成する。第2排ガス流路41bは、第3筒状体13と天板17との間に形成された隙間18aを介して第1排ガス流路41aに接続されている。
第4筒状体14は、改質ユニット30の外側に位置する外周面に、ガス排出管60を有している。ガス排出管60は、第1排ガス流路41aを流れる燃焼後の排ガスを外部に排出する。
第5筒状体15は、その下端部に、第4筒状体14の外周面に連結される底部15aを有している。また、第5筒状体15は、その上端部を閉塞する頂部15bを有している。第5筒状体15の頂部15bは、第1筒状体11の頂部11aとの間に隙間18bを有するとともに、天板17との間にも隙間18cを有している。第5筒状体15の内周面と第4筒状体14の外周面との間の隙間は、空気が流通する第2空気流路40bを構成する。第2空気流路40bは、第5筒状体15の頂部15bと天板17との間に形成された隙間18cを介して第1空気流路40aに接続されている。
第5筒状体15は、その下端部外周面に、空気導入管61を有している。空気導入管61は、第1空気流路40aに空気を導入する。
ケーシング10は、燃焼器20の周囲を覆う第6筒状体16を有している。第6筒状体16は、軸線mを中心に略円筒状をなしている。第6筒状体16の上端部は、ベースプレートBPの底面71に固定されている。第6筒状体16の下端部は、底板19に固定されている。第6筒状体16は、収容部50の内周面との間、及びシールブロックSBの内周面との間に隙間18dを有している。また、第6筒状体16は、その下端部外周面に排出口16aを周方向に複数有している。排出口16aは、第6筒状体16の外周面から内周面に貫通している。第6筒状体16の内部空間は、この排出口16a及び隙間18dを介して第1排ガス流路41aに接続されている。
次に、収容部50及び改質ユニット30の構造について詳述する。
収容部50は、その内部に第1隔壁51及び第2隔壁52を有している。第1隔壁51は、第3筒状体13の内周面と隙間を有して配置されている。第2隔壁52は、第1隔壁51と収容部50の内壁部との間に配置されている。これらの第1隔壁51及び第2隔壁52により、収容部50は、その外側から順に第1収容室53a、第2収容室53b、及び第3収容室53cに区画されている。第1隔壁51は、その上端部に、第1収容室53aと第2収容室53bとを連通する開口部51aを有している。第2隔壁52は、その下端部に、第2収容室53bと第3収容室53cとを連通する開口部52aを有している。これにより、第1収容室53aは、第1隔壁51の開口部51a、第2収容室53b、及び第2隔壁52の開口部52aを介して第3収容室53cに連通されている。また、第3収容室53cは、燃料供給配管31に連通されている。燃料供給配管31は、改質ユニット30にて生成される燃料をベースプレートBP及びスタックアダプタADを介してセルスタックCSに供給する。
収容部50における底板19側の底部54には、第1収容室53aに連通されるようにして貯水部55が設けられている。貯水部55には、水供給配管56が接続されている。水供給配管56は、貯水部55への水の供給により、貯水部55に水を貯留させる。
また、収容部50の底部54には、第2収容室53bに連通されるようにしてガス供給配管57が接続されている。ガス供給配管57には、図示しない脱硫器を通じて脱硫された都市ガスが流通している。ガス供給配管57は、第2収容室53b内に脱硫後のガスを供給する。
改質ユニット30は、第1収容室53aに収容される伝熱促進部材CBと、第3収容室53cに収容される改質触媒RCとからなる。
伝熱促進部材CBは、例えば複数のアルミナの球体からなる。伝熱促進部材CBの一部は、貯水部55に貯留される水の中に水没している。伝熱促進部材CBは、第2排ガス流路41bを流れる排ガスの熱を水に伝達することにより水を沸騰させ、水蒸気を生成する。伝熱促進部材CBにより生成された水蒸気は、第2収容室53bに流入することにより、ガス供給配管57から供給される都市ガスと混合される。これらの混合ガスは第3収容室53c内に流入する。
改質触媒RCは、第3収容室53c内に流入した都市ガス及び水蒸気の混合ガスから化学反応により燃料を生成する。改質触媒RCにより生成された燃料は、燃料供給配管31、ベースプレートBP、及びスタックアダプタADを介してセルスタックCSに供給される。
次に、燃料電池装置FCの動作の概要について説明する。
空気導入管61から流れ込む空気は、第2空気流路40b及び隙間18aを介して第1空気流路40aへと流れる。第1空気流路40aを流れる空気は、第1筒状体11の吹出口11bを介してセルスタックCSに供給される。第1空気流路40a及び第2空気流路40bを流れる空気は、第1排ガス流路41a及び第2排ガス流路41bを流れる排ガスの熱、及びセルスタックCSから発せられる輻射熱によって予熱される。
セルスタックCSに供給される空気は、各単セルの空気極に導かれる。また、改質ユニット30からセルスタックCSに供給される燃料は、各単セルの燃料極に導かれる。これらの空気及び燃料により各単セルが発電を行う。
セルスタックCSにおいて発電に供されなかった残余の燃料及び空気は、スタックアダプタAD及びベースプレートBPを介して燃焼器20へと流れ、燃焼される。燃焼後の高温の排ガスは、第6筒状体16の排出口16a及び隙間18dを介して第1排ガス流路41aへと流れる。第1排ガス流路41aに流入した排ガスは、第2排ガス流路41b及びガス排出管60を介して外部へ排出される。
次に、本実施形態の燃焼器20の構造について詳述する。
燃焼器20は、本体部21と、点火プラグ22とを有している。
本体部21は、軸線mを中心に略円筒状をなす金属部材からなる。図2に示されるように、本体部21の上面21aは、ベースプレートBPの底面71に接した状態で固定されている。本体部21は、上面21aと反対側の底面21bに開口する凹部210を有している。凹部210の内部空間は、セルスタックCSから排出される残余の燃料及び空気の混合ガスを燃焼する燃焼室211となっている。
本体部21は、その上面21aの中央部から凹部210の底面210aに貫通する複数の燃料流路212を有している。燃料流路212における本体部21の上面21aに開口する部分は、ベースプレートBP内の図示しない燃料流路に連通されている。この燃料流路は、セルスタックCSから排出された燃料が流れる部分である。すなわち、セルスタックCSから排出された燃料は、ベースプレートBP内の燃料流路及び燃焼器20の燃料流路212を流れて燃焼室211内に噴出される。
本体部21は、その上面21aに凹部213を有している。凹部213は、軸線mを中心に略円環状に形成されている。凹部213の開口部は、ベースプレートBPの底面71により閉塞されている。この凹部213とベースプレートBPの底面71とにより囲まれる空間は空気の断熱層214を構成する。すなわち、燃焼器20は、セルスタックCSに近接する側の端部に断熱層214を有している。断熱層214は、ベースプレートBP内の図示しない空気流路に連通されている。この空気流路は、セルスタックCSから排出された空気が流れる部分である。すなわち、セルスタックCSから排出された空気は、ベースプレートBP内の空気流路を通じて断熱層214内に流れ込む。
本体部21は、凹部213の底面213aから凹部210の側面210bに貫通する複数の空気流路215を有している。すなわち、断熱層214内の空気は空気流路215を通じて燃焼室211内に噴出される。
図1に示されるように、点火プラグ22は、底板19を貫通して本体部21の内部まで延びている。詳しくは、図2に示されるように、点火プラグ22の先端部22aは、燃焼室211の内部に挿入されている。点火プラグ22は、通電に基づき先端部22aに火花スパークを発生させる。
燃焼器20では、燃料電池装置FCの起動時に、図示しない混合ガス配管から本体部21の内部に混合ガスが噴出される。混合ガスは、燃料及び空気が混合されたものである。このとき、点火プラグ22が火花スパークを燃焼器20の内部に飛ばすことにより混合ガスが着火する。以降、セルスタックCSから排出される残余の燃料及び空気が燃焼器20に供給されると、それらの混合ガスが燃焼室211内で燃焼する。
以上説明した本実施形態の燃料電池装置FCによれば、以下の(1)及び(2)に示される作用及び効果を得ることができる。
(1)混合ガスの燃焼により燃焼器20で生成される熱の一部はベースプレートBP及びスタックアダプタADを介してセルスタックCSに伝達される。その際、本実施形態の燃料電池装置FCは、燃焼器20からセルスタックCSへの熱の伝達が空気の断熱層214により遮断される。そのため、セルスタックCSの局所的な過昇温を抑制することができる。
(2)断熱層214にはセルスタックCSから排出される空気が流入する。断熱層214内の空気は、燃焼室211から伝達される熱を吸収しつつ燃焼室211へと流れるため、燃焼器20からセルスタックCSへの熱の伝達をより効果的に遮断することができる。よって、セルスタックCSの局所的な過昇温を更に抑制することができる。
(変形例)
次に、第1実施形態の燃料電池装置FCの変形例について説明する。
次に、第1実施形態の燃料電池装置FCの変形例について説明する。
図3に示されるように、本変形例の燃料電池装置FCは、燃焼器20に断熱層214を設けるという方法に代えて、セルスタックCS内に断熱層214を設けるという方法を採用している点で第1実施形態の燃料電池装置FCと異なる。
詳しくは、セルスタックCSは、スタックアダプタADに接する下端部に、換言すれば燃焼器20に近接する側の端部に空気の断熱層80を有している。セルスタックCSは、各単セルにおいて発電に供されなかった残余の空気を断熱層80に導く図示しない排気ダクトを有している。断熱層80内の空気は、スタックアダプタAD内の流路、及びベースプレートBP内の流路を介して燃焼器20へと流れる。
このような構成であっても、上記の(1)及び(2)に示される作用及び効果を得ることができる。
<第2実施形態>
次に、燃料電池装置の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態の燃料電池装置FCとの相違点を中心に説明する。
次に、燃料電池装置の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態の燃料電池装置FCとの相違点を中心に説明する。
第1実施形態の燃料電池装置FCは、燃焼器20に断熱層214を備えていた。これに代えて、図4に示されるように、本実施形態の燃料電池装置FCは、セルスタックCSと燃焼器20との間に介在するスタックアダプタAD及びベースプレートBPのうち、スタックアダプタADとセルスタックCSとの間に断熱層92を備えている点で第1実施形態の燃料電池装置FCと異なる。
詳しくは、本実施形態の燃料電池装置FCは、スタックアダプタADとセルスタックCSとの間に台座90を備えている。台座90によりセルスタックCSとスタックアダプタADとの間に形成される隙間は、空気の断熱層92を構成する。断熱層92には、吹出口11bから流れ込む空気が台座90間の隙間を通じて流れ込む。
燃料電池装置FCは、セルスタックCS内の空気の排気ダクトと、スタックアダプタAD内の空気の流路とを連通する空気配管91aを備えている。また、燃料電池装置FCは、セルスタックCS内の燃料の排気ダクトと、スタックアダプタAD内の燃料の流路とを連通する燃料配管91bとを備えている。すなわち、セルスタックCSから排出される残余の空気及び燃料は、空気配管91a及び燃料配管91b、スタックアダプタAD内の流路、及びベースプレートBP内の流路を介して燃焼器20へと流れる。
以上説明した本実施形態の燃料電池装置FCによれば、上記の(1)の作用及び効果に加え、上記の(2)に代わる作用及び効果として、以下の(3)の作用及び効果を得ることができる。
(3)断熱層92には、セルスタックCSに供給される前の空気が流入する。これにより、断熱層92内の空気が入れ替えられるため、燃焼器20からセルスタックCSへの熱の伝達をより効果的に遮断することができる。よって、セルスタックCSの局所的な過昇温を更に抑制することができる。
(変形例)
次に、第2実施形態の燃料電池装置FCの変形例について説明する。
次に、第2実施形態の燃料電池装置FCの変形例について説明する。
図5に示されるように、本変形例の燃料電池装置FCは、セルスタックCSと燃焼器20との間に介在するスタックアダプタAD及びベースプレートBPのうち、ベースプレートBPと燃焼器20との間に断熱層100を備えている点で第2実施形態の燃料電池装置FCと異なる。
詳しくは、本変形例の燃焼器20の本体部21は、ベースプレートBPの底面71から離間して配置されている。燃料電池装置FCは、ベースプレートBP内の空気の流路と燃焼器20内の空気の流路とを連通する空気配管101aを備えている。また、燃料電池装置FCは、ベースプレートBP内の燃料の流路と燃焼器20内の燃料の流路とを連通する燃料配管101bを備えている。すなわち、セルスタックCSから排出される残余の燃料及び空気は、スタックアダプタAD内の流路、ベースプレートBP内の流路、並びに空気配管101a及び燃料配管101bを介して燃焼器20へと流れる。
第2筒状体12の内周面とベースプレートBPの外周面との間には隙間102が設けられている。第2筒状体12の下端部は、ベースプレートBPの底面71よりも更に下方に延びている。第2筒状体12は、その下端部を閉塞する略円盤状の底部12aを有している。底部12aは、その中央部に嵌合孔12bを有している。嵌合孔12bには、燃焼器20の本体部21の上端部が嵌め込まれている。第2筒状体12の底部12a、ベースプレートBPの底面71、及び燃焼器20の上面21aにより囲まれる空間は、空気の断熱層100を構成する。断熱層100には、第1空気流路40aを通る空気が隙間102を介して流れ込む。
このような構成であっても、上記の(1)及び(3)に示される作用及び効果を得ることができる。
<第3実施形態>
次に、燃料電池装置の第3実施形態について説明する。以下、第1実施形態の燃料電池装置FCとの相違点を中心に説明する。
次に、燃料電池装置の第3実施形態について説明する。以下、第1実施形態の燃料電池装置FCとの相違点を中心に説明する。
図6に示されるように、本実施形態の燃料電池装置FCは、冷却用の空気を燃焼器20に供給するための空気供給配管110を備えている点で第1実施形態の燃料電池装置FCと異なる。
詳しくは、本体部21は、凹部213の側面から本体部21の外周面に貫通する空気流路217を有している。空気供給配管110は、直線状部110aと、螺旋状部110bとを有している。直線状部110aは、図1に示される底板19を貫通して本体部21の近傍まで延びている。螺旋状部110bは、直線状部110aの先端部から本体部21の周囲を螺旋状に延びている。螺旋状部110bの先端部は、本体部21の外周面における空気流路217の開口部に接続されている。
空気供給配管110は、空気流路217を介して本体部21の内部に冷却用の空気を供給することにより、混合ガスの燃焼に伴う本体部21の過昇温を抑制する。なお、低温の空気をそのまま高温の本体部21に供給すると、本体部21に熱応力に起因するひび割れ等の損傷が発生する可能性がある。この点、本実施形態の燃料電池装置FCでは、空気供給配管110を流れる空気が、螺旋状部110bを流れる際に燃焼器20から発せられる熱により加熱される。これにより、空気供給配管110から本体部21に流れ込む空気の温度を上昇させることができるため、熱応力に起因する本体部21の損傷を抑制することができる。
また、空気供給配管110は、空気流路217を介して断熱層214に空気を供給する。したがって、空気供給配管110は、酸化剤としての空気とは別の空気を断熱層214に供給する空気供給手段に相当する。
以上説明した本実施形態の燃料電池装置FCによれば、上記の(1)及び(2)の作用及び効果に加え、以下の(4)の作用及び効果を得ることができる。
(4)ベースプレートBPの空気流路から断熱層214に供給される空気と比較すると、より温度の低い空気を空気供給配管110から断熱層214に供給することができる。これにより、燃焼器20からセルスタックCSへの熱の伝達をより効果的に遮断することができるため、セルスタックCSの局所的な過昇温を更に抑制することができる。
<他の実施形態>
なお、上記各実施形態及び変形例は、以下の形態にて実施することもできる。
なお、上記各実施形態及び変形例は、以下の形態にて実施することもできる。
・第1実施形態の燃料電池装置FC、第1実施形態の変形例の燃料電池装置FC、及び第3実施形態の燃料電池装置FCは、断熱層214に空気を供給する構造からなるものであったが、例えばセルスタックCSから排出される燃料等、空気以外のガスを断熱層214に供給してもよい。
・第2実施形態の燃料電池装置FCでは、セルスタックCSとスタックアダプタADとの間に断熱層92を設けたが、これに代えて、例えばスタックアダプタADとベースプレートBPとの間に断熱層を設けてもよい。
・第4実施形態の燃料電池装置FCでは、空気供給配管110の形状や配置を適宜変更してもよい。例えば、空気供給配管110は、直線状部110aだけで構成されていてもよい。この場合、直線状部110aの先端部を、本体部21の外周面における空気流路217の開口部近傍まで延ばすとともに、その直線状部110aの先端部を空気流路217の開口部に接続する。また、断熱層214に空気を供給する空気供給手段としては、空気供給配管110と異なる任意の構造を採用することが可能である。
・各実施形態の断熱層80,92,100,214の位置や形状は適宜変更可能である。
・燃料電池装置FCは、セルスタックCSと燃焼器20との間にスタックアダプタAD及びベースプレートBPの無い構造であってもよい。この場合、セルスタックCSと燃焼器20とを適宜の配管を介して接続する。要は、燃料電池装置FCは、セルスタックCSと燃焼器20との間に断熱層を有するものであればよい。
・各実施形態では、酸化剤として空気を用いたが、例えば酸素ボンベに充填された酸素ガス等を用いてもよい。この場合、第1実施形態の燃料電池装置FC、第1実施形態の変形例の燃料電池装置FC、及び第3実施形態の燃料電池装置FCでは、セルスタックCSから排出される残余の酸素ガスにより断熱層80,214を構成する。また、第2実施形態の燃料電池装置FC、及び第2実施形態の変形例の燃料電池装置FCでは、セルスタックCSに供給される前の酸素ガスにより断熱層92,100を構成する。
・各実施形態では、燃料を生成するための原料として都市ガスを用いたが、例えばLPガスや灯油などを用いてもよい。
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
AD:スタックアダプタ(介在部材)
BP:ベースプレート(介在部材)
FC:燃料電池装置
CS:セルスタック
20:燃焼器
80,92,100,214:断熱層
110:空気供給配管(空気供給手段)
BP:ベースプレート(介在部材)
FC:燃料電池装置
CS:セルスタック
20:燃焼器
80,92,100,214:断熱層
110:空気供給配管(空気供給手段)
Claims (9)
- 燃料と酸化剤との化学反応に基づき発電する燃料電池装置(FC)であって、
前記燃料及び前記酸化剤の供給に基づき発電する単セルが積層されたセルスタック(CS)と、
前記セルスタックに近接して配置され、前記セルスタックから排出されるガスを燃焼する燃焼器(20)と、
前記セルスタックと前記燃焼器との間に配置される少なくとも1つのガスの断熱層(80,92,100,214)と、を備えることを特徴とする燃料電池装置。 - 前記断熱層(80,214)には、前記セルスタックから排出される前記酸化剤が流入することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池装置。
- 前記断熱層(214)は、前記燃焼器において前記セルスタックに近接する側の端部に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池装置。
- 前記断熱層(80)は、前記セルスタックにおいて前記燃焼器に近接する側の端部に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池装置。
- 前記断熱層(92,100)には、前記セルスタックに供給される前の前記酸化剤が流入することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池装置。
- 前記断熱層は、前記セルスタックと前記燃焼器との間に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の燃料電池装置。
- 前記セルスタックと前記燃焼器との間に介在する介在部材(AD)を更に備え、
前記断熱層(92)は、前記介在部材と前記セルスタックとの間に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の燃料電池装置。 - 前記セルスタックと前記燃焼器との間に介在する介在部材(BP)を更に備え、
前記断熱層(100)は、前記介在部材と前記燃焼器との間に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の燃料電池装置。 - 前記断熱層は、前記燃焼器において前記セルスタックに近接する側の端部に配置されており、
前記酸化剤に用いられる空気とは別の空気を前記断熱層に供給する空気供給手段(110)を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020194757A (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 大阪瓦斯株式会社 | 固体酸化物形燃料電池システム |
JP2021077578A (ja) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池モジュール |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4395468A (en) * | 1980-12-22 | 1983-07-26 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel cell generator |
JPH0286062U (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-06 | ||
JP2004014458A (ja) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質燃料電池ユニット |
JP2005116368A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2006134788A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Dainippon Printing Co Ltd | 燃料電池を用いたコージェネレーションシステム |
JP2007155291A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Honda Motor Co Ltd | 触媒燃焼器 |
JP2009099267A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池モジュール |
JP2014082146A (ja) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 燃料電池 |
JP2014165135A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Denso Corp | 燃料電池装置、および燃料電池システム |
-
2014
- 2014-10-21 JP JP2014214403A patent/JP2016081825A/ja active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4395468A (en) * | 1980-12-22 | 1983-07-26 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel cell generator |
JPH0286062U (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-06 | ||
JP2004014458A (ja) * | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質燃料電池ユニット |
JP2005116368A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
JP2006134788A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Dainippon Printing Co Ltd | 燃料電池を用いたコージェネレーションシステム |
JP2007155291A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Honda Motor Co Ltd | 触媒燃焼器 |
JP2009099267A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池モジュール |
JP2014082146A (ja) * | 2012-10-18 | 2014-05-08 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 燃料電池 |
JP2014165135A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Denso Corp | 燃料電池装置、および燃料電池システム |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020194757A (ja) * | 2019-05-30 | 2020-12-03 | 大阪瓦斯株式会社 | 固体酸化物形燃料電池システム |
JP7285698B2 (ja) | 2019-05-30 | 2023-06-02 | 大阪瓦斯株式会社 | 固体酸化物形燃料電池システム |
JP2021077578A (ja) * | 2019-11-13 | 2021-05-20 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池モジュール |
JP7175871B2 (ja) | 2019-11-13 | 2022-11-21 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池モジュール |
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