JPH06203866A - 固体電解質型燃料電池式発電炉 - Google Patents
固体電解質型燃料電池式発電炉Info
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- JPH06203866A JPH06203866A JP5018219A JP1821993A JPH06203866A JP H06203866 A JPH06203866 A JP H06203866A JP 5018219 A JP5018219 A JP 5018219A JP 1821993 A JP1821993 A JP 1821993A JP H06203866 A JPH06203866 A JP H06203866A
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- fuel gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スタックをその長手方向に亘って容易に均温
化できる固体電解質型燃料電池式発電炉を提供する。 【構成】 単セル10を有したスタック9の外方に形成
された発電用の第1ガスを流すための第1ガス流路16
に沿って、その開口端17aが第1ガス流路16の下流
側に位置される熱伝導性のよいガス注入管18を設け
る。そして、このガス注入管18内に第1ガスより供給
温度の低い均温ガスを流す。このガス注入管18を介し
た均温ガス側への吸熱と、均温ガスと第1ガスとの合流
による第1ガスの温度降下によって、スタック9はその
長手方向に亘って均温化される。
化できる固体電解質型燃料電池式発電炉を提供する。 【構成】 単セル10を有したスタック9の外方に形成
された発電用の第1ガスを流すための第1ガス流路16
に沿って、その開口端17aが第1ガス流路16の下流
側に位置される熱伝導性のよいガス注入管18を設け
る。そして、このガス注入管18内に第1ガスより供給
温度の低い均温ガスを流す。このガス注入管18を介し
た均温ガス側への吸熱と、均温ガスと第1ガスとの合流
による第1ガスの温度降下によって、スタック9はその
長手方向に亘って均温化される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は固体電解質型燃料電池
を使用した発電炉に関するものである。
を使用した発電炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】固体電解質型燃料電池は、イットリア安
定化ジルコニア(YSZ)やカルシア安定化ジルコニア
(CSZ)などの固体電解質を挟んで、例えばペロブス
カイト型ランタン系複合化合物からなる空気電極とニッ
ケルなどを主体とする燃料電極とを設け、この各電極に
臨ませて流される空気と燃料ガスとを固体電解質を介し
て電気化学的に反応させることにより起電力を得るもの
である。この種の燃料電池では、燃料ガス流路と空気流
路とを気密状態に分離する必要があるので、従来では、
例えば固体電解質を筒状に形成し、その内外面に前記各
電極を設けた筒状の単セルによって電力を得るようにし
たものが知られている。この場合、単セルで得られる電
力が少ないので、1または2以上の単セルを有する筒状
のスタックをケーシング内に複数配置し、これらを電気
的に直列や直並列に接続して電力を得るようにした発電
炉が一般的である。
定化ジルコニア(YSZ)やカルシア安定化ジルコニア
(CSZ)などの固体電解質を挟んで、例えばペロブス
カイト型ランタン系複合化合物からなる空気電極とニッ
ケルなどを主体とする燃料電極とを設け、この各電極に
臨ませて流される空気と燃料ガスとを固体電解質を介し
て電気化学的に反応させることにより起電力を得るもの
である。この種の燃料電池では、燃料ガス流路と空気流
路とを気密状態に分離する必要があるので、従来では、
例えば固体電解質を筒状に形成し、その内外面に前記各
電極を設けた筒状の単セルによって電力を得るようにし
たものが知られている。この場合、単セルで得られる電
力が少ないので、1または2以上の単セルを有する筒状
のスタックをケーシング内に複数配置し、これらを電気
的に直列や直並列に接続して電力を得るようにした発電
炉が一般的である。
【0003】図3はこのような発電炉のスタック周りの
断面図であり、図中符号50は円筒状の固体電解質をそ
の内面側の空気電極とその外面側の燃料電極とで挟みつ
けた円筒状の単セル51を有するスタックである。この
セルスタッ50はその上端の開口部側が第1ガス仕切板
52を挿通し、その下端の閉塞部側が第2ガス仕切板5
3上に載置された状態で第2燃料ガス室54内に位置決
めされている。
断面図であり、図中符号50は円筒状の固体電解質をそ
の内面側の空気電極とその外面側の燃料電極とで挟みつ
けた円筒状の単セル51を有するスタックである。この
セルスタッ50はその上端の開口部側が第1ガス仕切板
52を挿通し、その下端の閉塞部側が第2ガス仕切板5
3上に載置された状態で第2燃料ガス室54内に位置決
めされている。
【0004】また、スタック50内には空気導入管55
がその閉塞端近傍まで差し込まれており、このスタック
50の内面側と空気導入管55との間に空気流路56が
形成され、このスタック50の外面側にこのスタック5
0に沿って燃料ガス流路57が形成されている。そし
て、空気導入管55を介してスタック50内に導入され
た空気が下方から上方に向かう空気流路56中に流さ
れ、第2ガス仕切板53の孔部53aを介して燃料ガス
室54内に導入された燃料ガスが下方から上方に向かう
燃料ガス流路57中を流されると、単セル51の固体電
解質を介して空気と燃料ガスとが電気化学的に反応し、
この単セル51に起電力が発生して、複数のスタック5
0を有するこの発電炉から所望の電力が取り出される。
そして、発電の用に供された後の燃料ガスおよび空気は
排ガス室58内に集められた後、発電炉外に放出され
る。
がその閉塞端近傍まで差し込まれており、このスタック
50の内面側と空気導入管55との間に空気流路56が
形成され、このスタック50の外面側にこのスタック5
0に沿って燃料ガス流路57が形成されている。そし
て、空気導入管55を介してスタック50内に導入され
た空気が下方から上方に向かう空気流路56中に流さ
れ、第2ガス仕切板53の孔部53aを介して燃料ガス
室54内に導入された燃料ガスが下方から上方に向かう
燃料ガス流路57中を流されると、単セル51の固体電
解質を介して空気と燃料ガスとが電気化学的に反応し、
この単セル51に起電力が発生して、複数のスタック5
0を有するこの発電炉から所望の電力が取り出される。
そして、発電の用に供された後の燃料ガスおよび空気は
排ガス室58内に集められた後、発電炉外に放出され
る。
【0005】ところで空気と燃料ガスとの電気化学的反
応は約1000℃の温度で最も効率よくなされるため、
空気や燃料ガスは1000℃よりやや低い温度まで予熱
される必要がある。また、この電気化学的反応中にも熱
が発生し空気や燃料ガスの温度は上昇する。したがっ
て、空気流路56および燃料ガス流路57中を流れる空
気および燃料ガスの温度はその下流側においては100
0℃をかなり超えた温度となってしまい、スタック50
の構成材を熱劣化させその寿命を低下させたり、スタッ
ク50の長手方向の温度の変化に起因して、単セル51
の発電効率が下がってしまうという不都合が生じる。
応は約1000℃の温度で最も効率よくなされるため、
空気や燃料ガスは1000℃よりやや低い温度まで予熱
される必要がある。また、この電気化学的反応中にも熱
が発生し空気や燃料ガスの温度は上昇する。したがっ
て、空気流路56および燃料ガス流路57中を流れる空
気および燃料ガスの温度はその下流側においては100
0℃をかなり超えた温度となってしまい、スタック50
の構成材を熱劣化させその寿命を低下させたり、スタッ
ク50の長手方向の温度の変化に起因して、単セル51
の発電効率が下がってしまうという不都合が生じる。
【0006】このため、例えば燃料ガス流路57に沿っ
て均温化のためのヒートパイプを設置し、このヒートパ
イプにより高温側の熱を低温側に輸送して燃料ガス流路
に沿った温度勾配を無くす試みがなされている。
て均温化のためのヒートパイプを設置し、このヒートパ
イプにより高温側の熱を低温側に輸送して燃料ガス流路
に沿った温度勾配を無くす試みがなされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、作動流
体を密閉容器内に封入したヒートパイプを高温の発電炉
内で使用するのは、信頼性の点で問題があり、現実的で
ないという問題があった。また、スタック50が上下方
向に位置決めされ、燃料ガス流路57が下方から上方に
向かって形成されている場合、ヒートパイプはトップヒ
ートモードとなりその性能を充分に発揮できないという
問題があった。
体を密閉容器内に封入したヒートパイプを高温の発電炉
内で使用するのは、信頼性の点で問題があり、現実的で
ないという問題があった。また、スタック50が上下方
向に位置決めされ、燃料ガス流路57が下方から上方に
向かって形成されている場合、ヒートパイプはトップヒ
ートモードとなりその性能を充分に発揮できないという
問題があった。
【0008】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、スタックをその長手方向に亘って容易に均温
化できる固体電解質型燃料電池式発電炉を提供すること
を目的とするものである。
のであり、スタックをその長手方向に亘って容易に均温
化できる固体電解質型燃料電池式発電炉を提供すること
を目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、固体電解質を一対の電極で挟みつけ
た単セルを有するスタックを備え、発電用に予熱された
空気と燃料ガスのうち一方の第1ガスを前記スタックに
沿ってその外方に形成された第1ガス流路に流し、他方
の第2ガスを前記スタックに沿ってその内方に形成され
た前記第1ガス流路と同方向に向く第2ガス流路に流し
て発電を行なう固体電解質型燃料電池式発電炉におい
て、前記第1ガスよりその供給温度が低い均温ガスを流
すガス注入管が、前記第1ガス流路に沿いかつその開口
端を第1ガス流路の下流側に位置させて配置されている
ことを特徴とするものである。
を達成するために、固体電解質を一対の電極で挟みつけ
た単セルを有するスタックを備え、発電用に予熱された
空気と燃料ガスのうち一方の第1ガスを前記スタックに
沿ってその外方に形成された第1ガス流路に流し、他方
の第2ガスを前記スタックに沿ってその内方に形成され
た前記第1ガス流路と同方向に向く第2ガス流路に流し
て発電を行なう固体電解質型燃料電池式発電炉におい
て、前記第1ガスよりその供給温度が低い均温ガスを流
すガス注入管が、前記第1ガス流路に沿いかつその開口
端を第1ガス流路の下流側に位置させて配置されている
ことを特徴とするものである。
【0010】
【作用】単セルを有するスタックの第1ガス流路と第2
ガス流路にそれぞれ発電用に予熱された第1ガスと第2
ガスとを供給すると、単セル中の固体電解質を介して第
1ガスと第2ガスとが電気化学的に反応して、単セル中
に起電力が発生する。この場合、電気化学的反応時に熱
が生じ第1および第2ガス流路の下流側の温度は上昇し
てくるが、ガス注入管を介してその供給温度が第1ガス
より低い均温ガスを第1ガス流路の下流側に向かって流
しているので、熱伝導性のよいガス流入管を介して発電
時に発生する熱をこの均温ガスが吸収する。また、この
均温ガスを第1ガス流路の下流側に放出しているため、
温度の上昇した第1ガスは温度の低い均温ガスと合流し
て温度が下げられる。
ガス流路にそれぞれ発電用に予熱された第1ガスと第2
ガスとを供給すると、単セル中の固体電解質を介して第
1ガスと第2ガスとが電気化学的に反応して、単セル中
に起電力が発生する。この場合、電気化学的反応時に熱
が生じ第1および第2ガス流路の下流側の温度は上昇し
てくるが、ガス注入管を介してその供給温度が第1ガス
より低い均温ガスを第1ガス流路の下流側に向かって流
しているので、熱伝導性のよいガス流入管を介して発電
時に発生する熱をこの均温ガスが吸収する。また、この
均温ガスを第1ガス流路の下流側に放出しているため、
温度の上昇した第1ガスは温度の低い均温ガスと合流し
て温度が下げられる。
【0011】
【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1はこの発明の一実施例である固体電解質型
燃料電池式発電炉の断面図であり、図2はこの発電炉の
単セル周りの断面斜視図である。
明する。図1はこの発明の一実施例である固体電解質型
燃料電池式発電炉の断面図であり、図2はこの発電炉の
単セル周りの断面斜視図である。
【0012】図中符号1は発電炉の外面を形成するケー
シングであり、このケーシング1にはその内部に空気仕
切板2、第1ガス仕切板3、第2ガス仕切板4とが取り
付けられており、このケーシング1内はこれ等によって
4つの部屋、すなわち上方から下方に向かって空気室
5、排ガス室6、第1燃料ガス室7および第2燃料ガス
室8に分けられている。そして空気室5には発電用の予
熱空気を供給する空気供給孔5aが設けられ、排ガス室
6には使用済みの空気と燃料ガスとを排出するガス排出
孔6aが設けられているとともに、第2燃料ガス室8に
は発電用の予熱燃料ガスを供給する燃料ガス供給孔8a
が設けられている。
シングであり、このケーシング1にはその内部に空気仕
切板2、第1ガス仕切板3、第2ガス仕切板4とが取り
付けられており、このケーシング1内はこれ等によって
4つの部屋、すなわち上方から下方に向かって空気室
5、排ガス室6、第1燃料ガス室7および第2燃料ガス
室8に分けられている。そして空気室5には発電用の予
熱空気を供給する空気供給孔5aが設けられ、排ガス室
6には使用済みの空気と燃料ガスとを排出するガス排出
孔6aが設けられているとともに、第2燃料ガス室8に
は発電用の予熱燃料ガスを供給する燃料ガス供給孔8a
が設けられている。
【0013】また、図中9は第1燃料ガス室7内に上下
方向に複数配設されているスタックであり、このスタッ
ク9は円筒状の単セル10とその上部の案内部11とか
ら形成されており、全体としては上部が開口し、下部が
閉塞した形状をしている。そして、このスタック9はそ
の下部の閉塞端側が第2ガス仕切板4上に支持され、そ
の上部の開口端側案内部11が第1ガス仕切板3に形成
された孔部3aを貫通して排ガス室6側に臨んだ状態で
位置決めされている。なお、スタック9の案内部11は
前記孔部3aに遊嵌状態で差し込まれており、第1ガス
仕切板3の案内部11の周りには燃料ガスの流路となる
隙間12が形成されており、また、第2ガス仕切板4に
も燃料ガスの流路となる複数の孔部4aが形成されてい
る。
方向に複数配設されているスタックであり、このスタッ
ク9は円筒状の単セル10とその上部の案内部11とか
ら形成されており、全体としては上部が開口し、下部が
閉塞した形状をしている。そして、このスタック9はそ
の下部の閉塞端側が第2ガス仕切板4上に支持され、そ
の上部の開口端側案内部11が第1ガス仕切板3に形成
された孔部3aを貫通して排ガス室6側に臨んだ状態で
位置決めされている。なお、スタック9の案内部11は
前記孔部3aに遊嵌状態で差し込まれており、第1ガス
仕切板3の案内部11の周りには燃料ガスの流路となる
隙間12が形成されており、また、第2ガス仕切板4に
も燃料ガスの流路となる複数の孔部4aが形成されてい
る。
【0014】スタック9の単セル10は円筒状の固体電
解質10aと、この固体電解質10aを挟みつけるよう
に例えばその内面側に形成される空気電極10bおよび
その外面側に形成される燃料電極10cと、空気電極1
0bに導通して燃料電極10c外方に突出する上下に細
長いインタコネクタ10dとから構成されている。そし
て左右方向に隣接するスタック9の単セル10同士はそ
のインタコネクタ10dと空気電極10bとが導電性フ
ェルト13を介して電気的に直列に接続され、前後方向
に隣接するスタック9の単セル10同士はその燃料電極
10c同士が導電性フェルト13を介して電気的に並列
に接続されていて、複数のスタック9の単セル10は全
体として直並列に接続された構成となっている。
解質10aと、この固体電解質10aを挟みつけるよう
に例えばその内面側に形成される空気電極10bおよび
その外面側に形成される燃料電極10cと、空気電極1
0bに導通して燃料電極10c外方に突出する上下に細
長いインタコネクタ10dとから構成されている。そし
て左右方向に隣接するスタック9の単セル10同士はそ
のインタコネクタ10dと空気電極10bとが導電性フ
ェルト13を介して電気的に直列に接続され、前後方向
に隣接するスタック9の単セル10同士はその燃料電極
10c同士が導電性フェルト13を介して電気的に並列
に接続されていて、複数のスタック9の単セル10は全
体として直並列に接続された構成となっている。
【0015】また、スタック9内には、その上端部が空
気仕切板2を貫通する空気導入管14がその閉塞端近傍
まで差し込まれており、この空気導入管14とスタック
9との間に下方から上方に向かって空気流路15が形成
されている。スタック9の外方には隣接するスタック9
との間に下方から上方に向かって燃料ガス流路16が形
成されている。
気仕切板2を貫通する空気導入管14がその閉塞端近傍
まで差し込まれており、この空気導入管14とスタック
9との間に下方から上方に向かって空気流路15が形成
されている。スタック9の外方には隣接するスタック9
との間に下方から上方に向かって燃料ガス流路16が形
成されている。
【0016】さらに、第2燃料ガス室8内には発電用の
燃料ガスとは別系統の均温ガスである第2燃料ガスを発
電炉内に供給するガス供給管17が配設されている。そ
してこのガス供給管17には第2ガス仕切板4を貫通し
て第1燃料ガス室7内の燃料ガス流路16に沿って上方
に延び、その開口端17aが燃料ガス流路16の下流側
に位置する熱伝導性のよい複数のガス注入管18が取り
付けられており、ガス供給管17内に供給された第2燃
料ガスはこのガス注入管18を通って、燃料ガス流路1
6の下流側で発電用の燃料ガスと合流するようになって
いる。前記第2燃料ガスはその組成は燃料ガスと同一で
あるが、その供給温度は燃料ガスより充分に低く、燃料
ガス流路16中の発電によって加熱される燃料ガスの温
度を下げ、スタック9の均温化を図ることができる温度
に設定されている。
燃料ガスとは別系統の均温ガスである第2燃料ガスを発
電炉内に供給するガス供給管17が配設されている。そ
してこのガス供給管17には第2ガス仕切板4を貫通し
て第1燃料ガス室7内の燃料ガス流路16に沿って上方
に延び、その開口端17aが燃料ガス流路16の下流側
に位置する熱伝導性のよい複数のガス注入管18が取り
付けられており、ガス供給管17内に供給された第2燃
料ガスはこのガス注入管18を通って、燃料ガス流路1
6の下流側で発電用の燃料ガスと合流するようになって
いる。前記第2燃料ガスはその組成は燃料ガスと同一で
あるが、その供給温度は燃料ガスより充分に低く、燃料
ガス流路16中の発電によって加熱される燃料ガスの温
度を下げ、スタック9の均温化を図ることができる温度
に設定されている。
【0017】つぎにこの発電炉の作用を説明する。空気
供給孔5aから空気室5内に供給された予熱空気が空気
導入管14を介してスタック9内の空気流路15に導入
され、燃料ガス供給孔8aから第2燃料ガス室8内に供
給された予熱燃料ガスが第2ガス仕切板4の孔部4aを
介して第1燃料ガス室7内の燃料ガス流路16に導入さ
れると、単セル10中の固体電解質を介して空気中の酸
素と燃料ガスとが電気化学的に反応して、この単セル1
0に起電力を生じ、複数のスタック9から所望の電力が
取り出される。そして、使用済みの空気はスタック9の
上端から排ガス室6内に送られ、使用済みの燃料ガスは
隙間12を通って排ガス室6内に送られて、両者ともガ
ス排出孔6aから発電炉外に放出される。
供給孔5aから空気室5内に供給された予熱空気が空気
導入管14を介してスタック9内の空気流路15に導入
され、燃料ガス供給孔8aから第2燃料ガス室8内に供
給された予熱燃料ガスが第2ガス仕切板4の孔部4aを
介して第1燃料ガス室7内の燃料ガス流路16に導入さ
れると、単セル10中の固体電解質を介して空気中の酸
素と燃料ガスとが電気化学的に反応して、この単セル1
0に起電力を生じ、複数のスタック9から所望の電力が
取り出される。そして、使用済みの空気はスタック9の
上端から排ガス室6内に送られ、使用済みの燃料ガスは
隙間12を通って排ガス室6内に送られて、両者ともガ
ス排出孔6aから発電炉外に放出される。
【0018】ここで、燃料ガスが燃料ガス流路16中
を、単セル10の下方から上方に流動すれば、同じく空
気流路15中を下方から上方に流動する空気との間で電
気化学的反応が生じ、このとき発生する熱によって燃料
ガス等の温度は上方に行くにしたがって上昇し、単セル
10の温度も同様に上昇してくる。いっぽう、比較的温
度の低い第2燃料ガスがガス供給管17を介して、第1
燃料ガス室7内のガス注入管18内に流されるため、燃
料ガス流路16の上流部から中間部にかけて発電時に発
生する熱は燃料ガスからこのガス注入管18を介して第
2燃料ガス側に吸収され、燃料ガスや単セル10の温度
上昇は抑えられる。
を、単セル10の下方から上方に流動すれば、同じく空
気流路15中を下方から上方に流動する空気との間で電
気化学的反応が生じ、このとき発生する熱によって燃料
ガス等の温度は上方に行くにしたがって上昇し、単セル
10の温度も同様に上昇してくる。いっぽう、比較的温
度の低い第2燃料ガスがガス供給管17を介して、第1
燃料ガス室7内のガス注入管18内に流されるため、燃
料ガス流路16の上流部から中間部にかけて発電時に発
生する熱は燃料ガスからこのガス注入管18を介して第
2燃料ガス側に吸収され、燃料ガスや単セル10の温度
上昇は抑えられる。
【0019】そして、最も温度が上昇する燃料ガス流路
16の下流側において、第2燃料ガスがガス注入管18
から燃料ガス流路16中に放出されるため、高温となっ
た燃料ガスはまだ比較的温度の低い第2燃料ガスと合流
して発電に最適な温度(約1000℃)まで温度が下げ
られ、このことにより、単セル10の温度も下げられ
る。したがって、スタック9はその長手方向に亘ってこ
の第2燃料ガスにより均温化され、スタック9の熱劣化
が防止されて発電炉の長寿命化を図ることができるとと
もに、セルスタック9がその長手方向に亘って発電に適
した温度に均一に維持される分、単セル10の発電効率
の向上を図ることができる。
16の下流側において、第2燃料ガスがガス注入管18
から燃料ガス流路16中に放出されるため、高温となっ
た燃料ガスはまだ比較的温度の低い第2燃料ガスと合流
して発電に最適な温度(約1000℃)まで温度が下げ
られ、このことにより、単セル10の温度も下げられ
る。したがって、スタック9はその長手方向に亘ってこ
の第2燃料ガスにより均温化され、スタック9の熱劣化
が防止されて発電炉の長寿命化を図ることができるとと
もに、セルスタック9がその長手方向に亘って発電に適
した温度に均一に維持される分、単セル10の発電効率
の向上を図ることができる。
【0020】また、燃料ガス流路16の下流側では燃料
ガスが消費され、その濃度が低下しているため、発電効
率が低化するが、この場合、可燃性ガスを充分に含む第
2燃料ガスが燃料ガスと合流するため、燃料ガス流路1
6の下流側の燃料ガス濃度をその分、上げることがで
き、この点においても発電効率の向上を図ることができ
るようになる。
ガスが消費され、その濃度が低下しているため、発電効
率が低化するが、この場合、可燃性ガスを充分に含む第
2燃料ガスが燃料ガスと合流するため、燃料ガス流路1
6の下流側の燃料ガス濃度をその分、上げることがで
き、この点においても発電効率の向上を図ることができ
るようになる。
【0021】なお、ガス注入管18を介した第2燃料ガ
ス側への熱の吸収のみでは燃料ガス流路16の中間部等
の温度上昇を充分に抑えきれない場合は、この部分にお
けるガス注入管18に多数の細孔を設け、この細孔から
第2燃料ガスを燃料ガス流路16側に放出して、燃料ガ
スの温度を下げ、セルスッタック9の温度を下げるよう
にしてもよい。この場合、燃料ガス側に第2燃料ガスを
介して可燃性ガスも補給されるため、この点における発
電効率の向上も期待できる。
ス側への熱の吸収のみでは燃料ガス流路16の中間部等
の温度上昇を充分に抑えきれない場合は、この部分にお
けるガス注入管18に多数の細孔を設け、この細孔から
第2燃料ガスを燃料ガス流路16側に放出して、燃料ガ
スの温度を下げ、セルスッタック9の温度を下げるよう
にしてもよい。この場合、燃料ガス側に第2燃料ガスを
介して可燃性ガスも補給されるため、この点における発
電効率の向上も期待できる。
【0022】また、第2燃料ガスの組成は必ずしも燃料
ガスと同一である必要はなく、電気化学的な反応時に必
要とされる水素ガス等をある程度含むとともに、燃料ガ
ス中の成分ガスと反応等を生じないガスを有するもので
あればよい。
ガスと同一である必要はなく、電気化学的な反応時に必
要とされる水素ガス等をある程度含むとともに、燃料ガ
ス中の成分ガスと反応等を生じないガスを有するもので
あればよい。
【0023】さらに、ガス注入管18はすべての燃料ガ
ス流路16中に設ける必要はなく単セル10を均温化で
きるものであれば、必要な燃料ガス流路16にのみ設け
るものであってもよい。
ス流路16中に設ける必要はなく単セル10を均温化で
きるものであれば、必要な燃料ガス流路16にのみ設け
るものであってもよい。
【0024】また、発電炉中のスタック9も1個の単セ
ル10でなく、例えば直列に接続される複数の単セルを
有するものであってもよく、かつスタック9に対する空
気と燃料ガスの流れが逆になっているものであってもよ
い。この場合、ガス注入管18中には均温ガスとして空
気が流されることとなる。さらに、発電炉はセルスタッ
ク9の両端が開口され、空気と燃料ガスの流れが同方向
となるものであってもよい。
ル10でなく、例えば直列に接続される複数の単セルを
有するものであってもよく、かつスタック9に対する空
気と燃料ガスの流れが逆になっているものであってもよ
い。この場合、ガス注入管18中には均温ガスとして空
気が流されることとなる。さらに、発電炉はセルスタッ
ク9の両端が開口され、空気と燃料ガスの流れが同方向
となるものであってもよい。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
によれば、スタックの外方に発電用の第1ガスを流すた
めに形成された第1ガス流路に沿って、その開口端がこ
の第1ガス流路の下流側に位置される熱伝導性のよいガ
ス注入管を設け、このガス注入管内に第1ガスより供給
温度が低い均温ガスを流したので、この均温ガス側への
第1ガス流路側からの吸熱と、第1ガス流路の下流側に
おけるこの均温ガスの第1ガスとの合流による第1ガス
の温度降下によって、スタックはその長手方向に亘って
容易に均温化される。
によれば、スタックの外方に発電用の第1ガスを流すた
めに形成された第1ガス流路に沿って、その開口端がこ
の第1ガス流路の下流側に位置される熱伝導性のよいガ
ス注入管を設け、このガス注入管内に第1ガスより供給
温度が低い均温ガスを流したので、この均温ガス側への
第1ガス流路側からの吸熱と、第1ガス流路の下流側に
おけるこの均温ガスの第1ガスとの合流による第1ガス
の温度降下によって、スタックはその長手方向に亘って
容易に均温化される。
【図1】この発明の一実施例である発電炉の断面図であ
る。
る。
【図2】スタックの単セル周りの断面図である。
【図3】従来の発電炉のスタック周りの断面図である。
9…スタック、 10…単セル、 15…空気流路(第
2ガス流路)、 16…燃料ガス流路(第1ガス流
路)、 18…ガス注入管。
2ガス流路)、 16…燃料ガス流路(第1ガス流
路)、 18…ガス注入管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 武憲 東京都江東区木場一丁目5番1号 株式会 社フジクラ内
Claims (1)
- 【請求項1】 固体電解質を一対の電極で挟みつけた単
セルを有するスタックを備え、発電用に予熱された空気
と燃料ガスのうち一方の第1ガスを前記スタックに沿っ
てその外方に形成された第1ガス流路に流し、他方の第
2ガスを前記スタックに沿ってその内方に形成された前
記第1ガス流路と同方向に向く第2ガス流路に流して発
電を行なう固体電解質型燃料電池式発電炉において、 前記第1ガスよりその供給温度が低い均温ガスを流すガ
ス注入管が、前記第1ガス流路に沿いかつその開口端を
第1ガス流路の下流側に位置させて配置されていること
を特徴とする固体電解質型燃料電池式発電炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5018219A JPH06203866A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 固体電解質型燃料電池式発電炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5018219A JPH06203866A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 固体電解質型燃料電池式発電炉 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06203866A true JPH06203866A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=11965538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5018219A Pending JPH06203866A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 固体電解質型燃料電池式発電炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06203866A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009158121A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Kyocera Corp | 燃料電池セルスタック装置および燃料電池モジュールならびに燃料電池装置 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP5018219A patent/JPH06203866A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009158121A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Kyocera Corp | 燃料電池セルスタック装置および燃料電池モジュールならびに燃料電池装置 |
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