JP6379859B2 - 燃料電池及び燃料電池システム - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施形態における燃料電池2、及び燃料電池2を備える燃料電池システム1について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る燃料電池2を備える燃料電池システム1を示す概略図である。図2は、本発明の実施形態に係る燃料電池2の概略断面図である。
燃料ガス供給ラインL1においては、燃料ガス供給ラインL1の一端部は、都市ガス等の燃料ガスG1を供給可能な燃料ガス供給部(図示せず)に接続され、燃料ガス供給ラインL1の他端部は改質器4に接続されている。燃料ガスG1は、燃料ガス供給部から燃料ガス供給ラインL1を流通して、改質器4に供給される。
燃料電池2としては、固体酸化物型燃料電池(SOFC)が用いられる。燃料電池2は、燃料電池スタック21を有している(後述の図2参照)。また、燃料電池スタック21は、複数の発電セル(図示せず)とセパレータ(図示せず)とが交互に積層されることで構成される。
上基盤22及び下基盤23は、ほぼ同一形状の板状の部材から構成されている。上基盤22の下面は、燃料電池スタック21の上面に当接している。また、下基盤23の上面は、燃料電池スタック21の下面に当接している。上基盤22及び下基盤23は、燃料電池スタック21を積層方向D1において直接的に挟んで押圧する。
また、断熱壁部材6は、上基盤21と一体に構成されてもよい。
ロッド部材32は、積層方向D1に沿って上基盤22から下基盤23に向けて延びるように構成されている。ロッド部材32の一端部32aは、上基盤22における周縁部の下端部22aに固定されている。具体的には、一端部32aは、下端部22aに設けられた雌ネジ部(図示省略)に螺合されることにより下端部22aに固定されている。ロッド部材32の他端部32bは、ガイド孔23a及びガイド孔6aを貫通し、断熱壁部材6の外側の空間42に突出している。ロッド部材32は、他端部32bがガイド孔23a及びガイド孔6aにより積層方向D1方向においてガイドされながら、上基盤22と共に下基盤23に対して相対的に移動可能な状態となっている。
吸気ファン51(被加熱空気流通ラインL8の一端部)は、断熱壁部材6の外部、且つガイド孔23a及びガイド孔6aを貫通したロッド部材32(他端部32b)の近傍に配置されている。ロッド部材32を介して断熱壁部材6の内側の空間41から外側の空間42に伝わった内側の空間41の熱(内側の空間41で加熱された空気A2)は、ロッド部材32(他端部32b)の近傍の気体を加熱する。加熱された気体は、吸気ファン51により吸気されて被加熱空気回収ラインL9を流れ、燃料電池スタック21の下端側に回収される(つまり、加熱された空気は、燃料電池スタック21のカソードに供給される)。
ここで、「ロッド部材32(他端部32b)の近傍」とは、吸気ファン51で、ロッド部材32の他端部32bに伝わった熱により加熱された気体を回収できる程度に、ロッド部材32(他端部32b)の近くであることを意味する。
本実施形態の燃料電池2は、発電セルとセパレータとが交互に複数積層されて構成される燃料電池スタック21と、燃料電池スタック21を発電セルとセパレータとの積層方向D1に直接的に又は間接的に挟む上基盤22及び下基盤23と、下基盤23と一体的に構成され、燃料電池スタック21を積層方向D1における上下方向からそれぞれ覆うと共に積層方向に対して直交する横方向D2から覆う断熱壁部材であって、断熱壁部材6の内側の空間41の空間と外側の空間42とを断熱する断熱壁部材6と、下基盤23と上基盤22とを互いに近づける方向へ下基盤23又は上基盤22の少なくとも一方を付勢する、断熱壁部材6の外側の空間42に配置された付勢部材34を有する付勢部30と、を備える。
例えば、上述の説明では、上基盤22と燃料電池スタック21、及び下基盤23と燃料電池スタック21との間には、部材が配置されていないが、本発明はこれに限定されない。例えば、上基盤22と燃料電池スタック21との間、及び/又は下基盤23と燃料電池スタック21との間に所定の部材を配置させ、燃料電池スタック21が、所定の部材を介して上基盤22及び/又は下基盤23により、間接的に挟みこまれてもよい。
2 燃料電池
6 断熱壁部材
21 燃料電池スタック
22 上基盤
23 下基盤
23a ガイド孔
30 付勢部
32 移動部材(ガイド部材、ロッド部材)
34 付勢部材
41 内側の空間
42 外側の空間
L8 被加熱空気流通ライン
A2 加熱された空気
D1 積層方向
D2 横方向
Claims (4)
- 発電セルとセパレータとが交互に複数積層されて構成される燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックを前記発電セルと前記セパレータとの積層方向に直接的に又は間接的に挟む上基盤及び下基盤と、
前記下基盤又は前記上基盤と一体的に構成され、前記燃料電池スタック並びに前記下基盤及び前記上基盤を、前記積層方向における上下方向からそれぞれ覆うと共に前記積層方向に対して直交する横方向から覆う断熱壁部材であって、断熱壁部材の内側の空間と外側の空間とを断熱する断熱壁部材と、
前記下基盤と前記上基盤とを互いに近づける方向へ前記下基盤又は前記上基盤の少なくとも一方を付勢する、前記断熱壁部材の外側の空間に配置された金属製の付勢部材を有する付勢部と、を備える燃料電池。 - 前記付勢部は、一端寄りの部分が前記上基盤に固定されると共に前記一端寄りの部分に対する他端寄りの部分が前記下基盤に対して移動可能な移動部材を備え、
前記付勢部材は、前記下基盤に前記上基盤を近づける方向へ前記移動部材を駆動させる請求項1に記載の燃料電池。 - 前記移動部材は、前記積層方向に沿って前記下基盤に向けて延びるガイド部材により構成され、
前記下基盤は、前記ガイド部材が挿通されるガイド孔を有し、前記ガイド部材が前記ガイド孔に挿通され、
前記上基盤は、前記ガイド部材が前記ガイド孔に挿通された状態において前記下基盤に対して移動可能に構成される請求項2に記載の燃料電池。 - 請求項3に記載の燃料電池を備え、
前記ガイド孔から前記断熱壁部材の外側の空間へ突出している前記ガイド部材の部分の近傍において加熱された空気を、前記断熱壁部材の内側の空間へ流通させる被加熱空気流通ラインを有する燃料電池システム。
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