JP5770027B2 - 燃料電池用原料供給装置、燃料電池システム - Google Patents
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Description
また、上記課題を解決するための手段(手段3)としては、包囲されて形成された内部領域に混合流路を有するケーシングと、気体状の第1原料を前記ケーシング内の前記混合流路に導入する第1原料導入管と、液体状の第2原料を前記ケーシング内の前記混合流路に導入する第2原料導入管と、前記混合流路内の前記第2原料を加熱して気化させる加熱部と、前記混合流路から前記第1原料及び前記第2原料を前記ケーシング外に導出する導出管とを有し、前記混合流路において前記第1原料及び前記加熱部によって気化された前記第2原料を混合して燃料電池の発電反応に利用される混合ガスを生成する原料混合器を備える燃料電池用原料供給装置であって、前記第1原料導入管の内端側及び前記第2原料導入管の内端側は、それぞれ前記混合流路に開口する開口部を有しており、前記混合ガスは、前記混合流路に沿って前記導出管側に流れるものであり、前記混合ガスが流れる方向に対して、前記第2原料導入管の開口部が、前記第1原料導入管の開口部の後方に配置されており、前記第1原料導入管が前記混合流路に沿って前記導出管側に向けて前記混合ガスが流れる方向と同じ方向に延びるとともに、前記第2原料導入管が前記第1原料導入管に直交する方向に延びていることを特徴とする燃料電池用原料供給装置がある。
10…燃料電池用原料供給装置
20…燃料電池
21…燃料電池スタック
22…改質器としての改質層
30…排ガス熱交換装置
50,150,250,350,351,352,450,451,452,550,650…原料混合器
51,551,651…ケーシングとしての第1ケーシング
58,258,658…混合流路
61,161,261…第1原料導入管としての燃料ガス導入管
62,162,262,362,363,364,462,463,464…第2原料導入管としての水導入管
63…導出管
64,164…第1原料導入管の開口部
65…第1管部
66…第2管部
68,168…第2原料導入管の開口部
80,380,381,382…加熱部
81…排ガス流路構造体
Claims (8)
- 包囲されて形成された内部領域に混合流路を有するケーシングと、気体状の第1原料を前記ケーシング内の前記混合流路に導入する第1原料導入管と、液体状の第2原料を前記ケーシング内の前記混合流路に導入する第2原料導入管と、前記混合流路内の前記第2原料を加熱して気化させる加熱部と、前記混合流路から前記第1原料及び前記第2原料を前記ケーシング外に導出する導出管とを有し、前記混合流路において前記第1原料及び前記加熱部によって気化された前記第2原料を混合して燃料電池の発電反応に利用される混合ガスを生成する原料混合器を備える燃料電池用原料供給装置であって、
前記第1原料導入管の内端側及び前記第2原料導入管の内端側は、それぞれ前記混合流路に開口する開口部を有しており、
前記混合ガスは、前記混合流路に沿って前記導出管側に流れるものであり、
前記混合ガスが流れる方向に対して、前記第2原料導入管の開口部が、前記第1原料導入管の開口部の後方に配置されており、
前記第2原料導入管の開口部は、前記混合流路に沿って前記導出管側に向けて前記混合ガスが流れる方向とは反対方向に開口している
ことを特徴とする燃料電池用原料供給装置。 - 包囲されて形成された内部領域に混合流路を有するケーシングと、気体状の第1原料を前記ケーシング内の前記混合流路に導入する第1原料導入管と、液体状の第2原料を前記ケーシング内の前記混合流路に導入する第2原料導入管と、前記混合流路内の前記第2原料を加熱して気化させる加熱部と、前記混合流路から前記第1原料及び前記第2原料を前記ケーシング外に導出する導出管とを有し、前記混合流路において前記第1原料及び前記加熱部によって気化された前記第2原料を混合して燃料電池の発電反応に利用される混合ガスを生成する原料混合器を備える燃料電池用原料供給装置であって、
前記第1原料導入管の内端側及び前記第2原料導入管の内端側は、それぞれ前記混合流路に開口する開口部を有しており、
前記混合ガスは、前記混合流路に沿って前記導出管側に流れるものであり、
前記混合ガスが流れる方向に対して、前記第2原料導入管の開口部が、前記第1原料導入管の開口部の後方に配置されており、
前記第1原料導入管が前記混合流路に沿って前記導出管側に向けて前記混合ガスが流れる方向と同じ方向に延びるとともに、前記第2原料導入管が前記第1原料導入管に直交する方向に延びている
ことを特徴とする燃料電池用原料供給装置。 - 前記第2原料導入管が前記加熱部に熱伝導可能に接触していることを特徴とする請求項1または2に記載の燃料電池用原料供給装置。
- 前記第2原料導入管は、前記ケーシングの内壁から前記混合流路に延びる第1管部と、前記第1管部の先端側に連結され、前記混合流路に沿って前記導出管側に向けて前記混合ガスが流れる方向とは反対方向に延びる第2管部とを備え、
前記第2原料導入管の開口部が、前記第2管部に形成されるとともに、
前記第1管部が前記加熱部から離間する一方、前記第2管部が前記加熱部に熱伝導可能に接触している
ことを特徴とする請求項3に記載の燃料電池用原料供給装置。 - 前記加熱部は、
前記ケーシングに熱伝導可能に接触し、前記燃料電池での発電反応によって加熱されて前記燃料電池から排出された排ガスが流れる排ガス流路構造体を備え、
液体状の前記第2原料が、前記排ガス流路構造体に導入した前記排ガスとの間で熱交換を行うことにより、加熱されて気化される
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の燃料電池用原料供給装置。 - 前記第2原料導入管は、前記ケーシングの内壁から前記混合流路に延びる第1管部と、前記第1管部の先端側に連結され、前記混合流路に沿って前記導出管側に向けて前記混合ガスが流れる方向とは反対方向に延びる第2管部とを備え、
前記第1管部が前記排ガス流路構造体から離間する一方、前記第2管部が前記排ガス流路構造体に熱伝導可能に接触し、
前記排ガス流路構造体内の前記排ガスと前記第2管部内の前記第2原料とが同じ方向に流れる
ことを特徴とする請求項5に記載の燃料電池用原料供給装置。 - 前記原料混合器から供給された前記混合ガスを改質することによって水素を生成し、生成した前記水素を燃料電池に供給する改質器をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の燃料電池用原料供給装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の燃料電池用原料供給装置と、
前記燃料電池を構成し、電解質層と、前記電解質層の両側に配置される燃料電極層及び空気電極層とを有する発電セルを備え、前記発電セルでの発電反応により電力を発生する燃料電池スタックと、
熱交換媒体と、前記燃料電池での発電反応後に前記燃料電池から排出された排ガスとの間で熱交換を行う排ガス熱交換装置と
を備えたことを特徴とする燃料電池システム。
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