JP5588911B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
12、12a、12b、12c、12a1、12b1、12c1、12a2、12b2、12c2…燃料電池モジュール
14…燃料電池スタック 16…燃料電池
20…電解質 22…カソード電極
24…アノード電極 26…電解質・電極接合体
28a、28b…セパレータ 30a、30b、32a、32b…プレート
34…燃料ガス供給連通孔 36、48、84…燃料ガス供給部
38、50、68、70、86、92…橋架部
40、52、72、74、88、94…挟持部
44…燃料ガス通路 46…燃料ガス供給孔
58…燃料ガス供給通路 62…酸化剤ガス供給連通孔
64、66、90…酸化剤ガス供給部 76…酸化剤ガス通路
78…酸化剤ガス供給孔 80…酸化剤ガス供給通路
96、98、130、132…変位吸収機構
138…荷重付与機構 140、142…プレート部材
144…皿ばね 154…燃料ガス供給管
156…酸化剤ガス供給管 158、159…ポール部材
160…流体部 162…改質器
164…熱交換器 166…燃料電池モジュール設置部材
168…台部材 181…オフガス通路部材
182…燃焼器 184、186…ケース部材
190、192…筒状部 202…オフガス通路
204…室 206、208…ガイド部材
Claims (7)
- 電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、セパレータ間に配設される燃料電池を備え、複数の前記燃料電池が積層されるとともに、前記アノード電極に燃料ガスを供給する燃料ガス供給部及び前記カソード電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給部が、それぞれ前記燃料電池の積層方向に形成される燃料電池スタックと、
前記積層方向の一端側に配置され、前記燃料電池スタックに該積層方向に荷重を付与する荷重付与機構と、
前記積層方向の両端側に配置され、前記荷重付与機構及び複数の前記燃料電池を挟持するとともに、互いの離間間隔を保持する第1プレート部材及び第2プレート部材と、
が設けられる燃料電池モジュールを備え、
複数の前記燃料電池モジュールは、前記積層方向に直列に配設されるとともに、
前記燃料電池モジュール同士は、各燃料ガス供給部同士を連通させるパイプ状の燃料ガス供給管及び各酸化剤ガス供給部同士を連通させるパイプ状の酸化剤ガス供給管により連結されることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1記載の燃料電池システムにおいて、複数の前記燃料電池モジュールは、重力方向に直列に配設されることを特徴とする燃料電池システム。
- 請求項2記載の燃料電池システムにおいて、前記重力方向に直列に配設される複数の前記燃料電池モジュールが、水平方向に複数並列されることを特徴とする燃料電池システム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池システムにおいて、原燃料を改質して改質ガスを生成し、前記改質ガスを前記燃料ガスとして前記燃料ガス供給部を介し前記アノード電極に供給する改質器と、前記酸化剤ガスを前記燃料電池モジュールに供給する前に加熱し、加熱された前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給部を介し前記カソード電極に供給する熱交換器と、前記積層方向一端の前記燃料電池モジュールを設置するための燃料電池モジュール設置部材と、前記改質器、前記熱交換器及び前記燃料電池モジュール設置部材を保持するための台部材とを備える流体部と、
前記流体部に、前記燃料電池モジュールが配置される一方側とは反対の他方側に隣接して配置され、燃焼により発生する燃焼ガスによって前記改質器及び前記熱交換器を加熱する燃焼器と、
を備えることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項4記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池モジュール設置部材に連結され、複数の前記燃料電池モジュールを収容する第1ケース部材と、
前記台部材に連結され、前記第1ケース部材及び前記流体部を収容する第2ケース部材と、
を備え、
前記燃料電池モジュール設置部材と前記熱交換器とには、前記燃料電池モジュールで発電反応に使用された前記燃料ガス及び前記酸化剤ガスからなるオフガスを、前記第1ケース部材の内部空間から前記熱交換器に加熱用媒体として供給するための通路部材の両端が接続されるとともに、
前記熱交換器から排出される熱交換後の前記オフガスは、前記第1ケース部材と前記第2ケース部材との間に形成されたオフガス通路を通って排出されることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池システムにおいて、前記燃料電池は、電解質をアノード電極とカソード電極とで挟んで構成される電解質・電極接合体が、第1セパレータ及び第2セパレータ間に配設され、
前記第1セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、電極面に沿って前記燃料ガスを供給する燃料ガス通路が設けられる第1挟持部と、
前記燃料ガスを前記燃料ガス通路に供給するための燃料ガス供給連通孔が積層方向に形成される燃料ガス供給部と、
前記第1挟持部と前記燃料ガス供給部とを連結し、前記燃料ガスを前記燃料ガス供給連通孔から前記燃料ガス通路に供給するための燃料ガス供給通路が形成される第1橋架部と、
を備え、
前記第2セパレータは、前記電解質・電極接合体を挟持するとともに、電極面に沿って酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス通路が設けられる第2挟持部と、
前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス通路に供給するための酸化剤ガス供給連通孔が積層方向に形成される酸化剤ガス供給部と、
前記第2挟持部と前記酸化剤ガス供給部とを連結し、前記酸化剤ガスを前記酸化剤ガス供給連通孔から前記酸化剤ガス通路に供給するための酸化剤ガス供給通路が形成される第2橋架部と、
を備えるとともに、
各第1挟持部、各第2挟持部、各燃料ガス供給部及び各酸化剤ガス供給部には、それぞれ前記燃料電池スタックに発生した変位を吸収するための変位吸収機構が設けられることを特徴とする燃料電池システム。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料電池システムにおいて、積層方向一端に配置される前記燃料電池モジュールを構成する前記第1プレート部材には、第1ポール部材が接続されるとともに、
積層方向他端に配置される前記燃料電池モジュールを構成する前記第2プレート部材には、第2ポール部材が接続され、
前記第1ポール部材は、一方の電流取り出し端子を構成し、且つ前記第2ポール部材は、他方の電流取り出し端子を構成することを特徴とする燃料電池システム。
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