JPH0665051B2 - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPH0665051B2 JPH0665051B2 JP60179330A JP17933085A JPH0665051B2 JP H0665051 B2 JPH0665051 B2 JP H0665051B2 JP 60179330 A JP60179330 A JP 60179330A JP 17933085 A JP17933085 A JP 17933085A JP H0665051 B2 JPH0665051 B2 JP H0665051B2
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- fuel
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
- H01M8/04022—Heating by combustion
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は反応用空気予熱器を有する高温固体電解質型燃
料電池を主発電装置とする発電システムに適用し得る燃
料電池発電システムに関する。
料電池を主発電装置とする発電システムに適用し得る燃
料電池発電システムに関する。
［従来の技術］ 第２図は従来の燃料電池発電システムの構成を示す図で
あり、１は高温固体電解質型燃料電池、３は空気予熱
器、４は排熱回収ボイラ、５はエコノマイザ、６はボト
ミングサイクル（Bottomingcycle）用高温排ガス回収
部、７はアフターバーナ、８は燃料ガス予熱器、９は燃
料ガス、１０は反応用空気を示す。
あり、１は高温固体電解質型燃料電池、３は空気予熱
器、４は排熱回収ボイラ、５はエコノマイザ、６はボト
ミングサイクル（Bottomingcycle）用高温排ガス回収
部、７はアフターバーナ、８は燃料ガス予熱器、９は燃
料ガス、１０は反応用空気を示す。
なお高温固体電解質型燃料電池１とアフターバーナ７
は、第４図に示すように一体に構成されている。
は、第４図に示すように一体に構成されている。
この種の高温固体電解質型燃料電池の作動温度は約１０
００℃と高いうえに反応用空気は燃料電池の冷却効果を
兼ねるため、高温かつ大流量の反応用空気が必要とな
る。（高橋武彦著「燃料電池」共立出版、１９８４，
４，Ｐ．１２３参照）。
００℃と高いうえに反応用空気は燃料電池の冷却効果を
兼ねるため、高温かつ大流量の反応用空気が必要とな
る。（高橋武彦著「燃料電池」共立出版、１９８４，
４，Ｐ．１２３参照）。
［発明が解決しようとする問題点］ 前記の如く従来例においては、高温固体電解質型燃料電
池１に供給される反応用空気を予熱するためには高温大
流量型のものが必要とされる。しかし、第２図のように
アフターバーナ７からの排ガスによる予熱ではアフター
バーナ７の大型化と圧損の増加が心配されるとともにコ
スト的にも不利である。すなわち高温固体電解質型燃料
電池１とアフターバーナ７とは、第４図に示すように一
体に構成され、前記燃料電池１は、燃料電池本体１−１
と、反応用空気導入管１−２と、燃料マニホールド１−
３と、空気マニホールド１−４と、空気吸入口１−５
と、燃料ガス吸入口１−６とから成り、アフターバーナ
７は、前記燃料電池１の内部に、アフターバーナ部７−
１として配置されるため、アフターバーナ７のみを大型
化することは、圧損の増加とコストアップにつながるこ
とになる。また、セラッミクスやヒートパイプなどによ
る新しいタイプの熱交換器も開発されつつあるが、技術
的にも開発要素が残されている段階である。
池１に供給される反応用空気を予熱するためには高温大
流量型のものが必要とされる。しかし、第２図のように
アフターバーナ７からの排ガスによる予熱ではアフター
バーナ７の大型化と圧損の増加が心配されるとともにコ
スト的にも不利である。すなわち高温固体電解質型燃料
電池１とアフターバーナ７とは、第４図に示すように一
体に構成され、前記燃料電池１は、燃料電池本体１−１
と、反応用空気導入管１−２と、燃料マニホールド１−
３と、空気マニホールド１−４と、空気吸入口１−５
と、燃料ガス吸入口１−６とから成り、アフターバーナ
７は、前記燃料電池１の内部に、アフターバーナ部７−
１として配置されるため、アフターバーナ７のみを大型
化することは、圧損の増加とコストアップにつながるこ
とになる。また、セラッミクスやヒートパイプなどによ
る新しいタイプの熱交換器も開発されつつあるが、技術
的にも開発要素が残されている段階である。
本発明は前記従来の問題点を解消するために、空気予熱
器とアフターバーナの間にコンバスタを置き、これによ
り追い焚きをすることで高温空気を作り出し、アフター
バーナのコンパクト化と圧損の減少を実現することがで
きるとともに、コストダウンにもなり、さらに、アフタ
ーバーナからの排ガスが高温となるためボトミングの出
力を増加し得る燃料電池発電システムを提供することを
目的とする。
器とアフターバーナの間にコンバスタを置き、これによ
り追い焚きをすることで高温空気を作り出し、アフター
バーナのコンパクト化と圧損の減少を実現することがで
きるとともに、コストダウンにもなり、さらに、アフタ
ーバーナからの排ガスが高温となるためボトミングの出
力を増加し得る燃料電池発電システムを提供することを
目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る燃料電池発電システムはアフターバーナ
（７）を内蔵する高温固体電解質型燃料電池（１）に供
給される燃料電池反応用空気（１０）を予熱する空気予
熱器（３）を有する燃料電池発電システムにおいて、前
記反応用空気（１０）を前記空気予熱器（３）で昇温し
た後に追い焚きをするコンバスタ（２）を前記空気予熱
器（３）と前記燃料電池（１）との間に配設し、前記燃
料電池（１）は、空気吸入口（１−５）と、空気マニホ
ールド（１−４）と、アフターバーナ部（７−１）と、
燃料室（１−７）と、燃料マニホールド（１−３）と、
燃料ガス吸入口（１−６）を前記順に具備するととも
に、試験管状の燃料電池本体（１−１）と反応用空気導
入管（１−２）を有し、前記燃料電池本体（１−１）
は、燃料室（１−７）に配置されるとともに、アフター
バーナ部（７−１）の中で開口し、前記反応用空気導入
管（１−２）は、空気マニホールド（１−４）の中で開
口するとともに燃料電池本体（１−１）の中で開口する
ように、アフターバーナ室（７−１）と燃料電池本体
（１−１）の中に挿入し、前記空気予熱器（３）は、前
記アフターバーナ（７）から排熱回収ボイラ（４）およ
びエコノマイザ（５）を経由して排出された排ガスによ
り、反応用空気（１０）を予熱し、予熱後の反応用空気
は、前記コンバスタの燃焼室（２−３）と混合室（２−
４）に供給され、燃料用ガス（９）は、前記コンバスタ
の燃焼室（２−３）と燃料ガス予熱器（８）に供給さ
れ、前記コンバスタ（２）は、燃焼室（２−３）と、混
合室（２−４）から成り、前記燃焼室（２−３）では空
気予熱室（３）から供給された予熱後の空気と、供給さ
れた予熱前の燃料ガス（９）から燃焼ガスを発生し、前
記混合室（２−４）では燃焼室（２−３）から供給され
た燃焼ガスと、空気予熱器（３）から供給された予熱後
の空気の残部を混合し、混合後の反応用空気は前記燃焼
電池の空気吸入口（１−５）に供給され、前記コンバス
タの混合室（２−４）から前記燃料電池の空気吸入口
（１−５）に供給された反応用空気は、前記燃料電池の
空気マニホールド（１−４）と前記反応用空気導入管
（１−２）の中を経由して、前記燃料電池本体（１−
１）の中に供給された後、Ｕターンして前記反応用空気
導入管（１−２）の外側と前記燃料電池本体（１−１）
の中を経由して、前記アフターバーナ部（７−１）に排
出され、前記燃料ガス予熱器（８）から前記燃料電池の
燃料ガス吸入口（１−６）に供給された予熱後の燃料ガ
スは、前記燃料マニホールド（１−３）と前記燃料室
（１−７）の中にある燃料電池本体（１−１）の外部を
経由して、前記アフターバーナ部（７−１）に排出さ
れ、前記アフターバーナ部（７−１）に排出された排ガ
スは、アフターバーナの排ガス排出口（７−２）から空
気予熱器（３）と燃料ガス予熱器（８）に供給されるこ
とを特徴とするものであり、例えば空気予熱器により２
００℃〜３００℃程度に昇温された反応用空気はアフタ
ーバーナに入る前にコンバスタで追い焚きされ、６００
℃以上の高温となってアフターバーナに入り１０００℃
程度まで昇温されるようになされている。
（７）を内蔵する高温固体電解質型燃料電池（１）に供
給される燃料電池反応用空気（１０）を予熱する空気予
熱器（３）を有する燃料電池発電システムにおいて、前
記反応用空気（１０）を前記空気予熱器（３）で昇温し
た後に追い焚きをするコンバスタ（２）を前記空気予熱
器（３）と前記燃料電池（１）との間に配設し、前記燃
料電池（１）は、空気吸入口（１−５）と、空気マニホ
ールド（１−４）と、アフターバーナ部（７−１）と、
燃料室（１−７）と、燃料マニホールド（１−３）と、
燃料ガス吸入口（１−６）を前記順に具備するととも
に、試験管状の燃料電池本体（１−１）と反応用空気導
入管（１−２）を有し、前記燃料電池本体（１−１）
は、燃料室（１−７）に配置されるとともに、アフター
バーナ部（７−１）の中で開口し、前記反応用空気導入
管（１−２）は、空気マニホールド（１−４）の中で開
口するとともに燃料電池本体（１−１）の中で開口する
ように、アフターバーナ室（７−１）と燃料電池本体
（１−１）の中に挿入し、前記空気予熱器（３）は、前
記アフターバーナ（７）から排熱回収ボイラ（４）およ
びエコノマイザ（５）を経由して排出された排ガスによ
り、反応用空気（１０）を予熱し、予熱後の反応用空気
は、前記コンバスタの燃焼室（２−３）と混合室（２−
４）に供給され、燃料用ガス（９）は、前記コンバスタ
の燃焼室（２−３）と燃料ガス予熱器（８）に供給さ
れ、前記コンバスタ（２）は、燃焼室（２−３）と、混
合室（２−４）から成り、前記燃焼室（２−３）では空
気予熱室（３）から供給された予熱後の空気と、供給さ
れた予熱前の燃料ガス（９）から燃焼ガスを発生し、前
記混合室（２−４）では燃焼室（２−３）から供給され
た燃焼ガスと、空気予熱器（３）から供給された予熱後
の空気の残部を混合し、混合後の反応用空気は前記燃焼
電池の空気吸入口（１−５）に供給され、前記コンバス
タの混合室（２−４）から前記燃料電池の空気吸入口
（１−５）に供給された反応用空気は、前記燃料電池の
空気マニホールド（１−４）と前記反応用空気導入管
（１−２）の中を経由して、前記燃料電池本体（１−
１）の中に供給された後、Ｕターンして前記反応用空気
導入管（１−２）の外側と前記燃料電池本体（１−１）
の中を経由して、前記アフターバーナ部（７−１）に排
出され、前記燃料ガス予熱器（８）から前記燃料電池の
燃料ガス吸入口（１−６）に供給された予熱後の燃料ガ
スは、前記燃料マニホールド（１−３）と前記燃料室
（１−７）の中にある燃料電池本体（１−１）の外部を
経由して、前記アフターバーナ部（７−１）に排出さ
れ、前記アフターバーナ部（７−１）に排出された排ガ
スは、アフターバーナの排ガス排出口（７−２）から空
気予熱器（３）と燃料ガス予熱器（８）に供給されるこ
とを特徴とするものであり、例えば空気予熱器により２
００℃〜３００℃程度に昇温された反応用空気はアフタ
ーバーナに入る前にコンバスタで追い焚きされ、６００
℃以上の高温となってアフターバーナに入り１０００℃
程度まで昇温されるようになされている。
［作用］ 本発明によれば、空気予熱器３とアフターバーナ７との
間に、コンバスタ２を設置することにより、アフターバ
ーナ７が大幅にコンパクト化されるとともに圧損も小さ
くなる。さらに、アフターバーナー７排熱温度が高くな
る（アフターバーナで熱が余ることによる）ため、ボト
ミング側の出力が増し、プラント全体の出力の増加と建
設単価の減少が可能となる。また反応用空気流量は非常
に多いためコンバスタ設置による組成変化は小さいこと
を補足する。
間に、コンバスタ２を設置することにより、アフターバ
ーナ７が大幅にコンパクト化されるとともに圧損も小さ
くなる。さらに、アフターバーナー７排熱温度が高くな
る（アフターバーナで熱が余ることによる）ため、ボト
ミング側の出力が増し、プラント全体の出力の増加と建
設単価の減少が可能となる。また反応用空気流量は非常
に多いためコンバスタ設置による組成変化は小さいこと
を補足する。
［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の構成を示す図であり、第３
図は、コンバスタの構成を示す図であり、第４図は、燃
料電池本体とアフターバーナとコンバスタの関係を示す
図である。第２図に示すものと同一部分には同一符号を
付して説明する。
図は、コンバスタの構成を示す図であり、第４図は、燃
料電池本体とアフターバーナとコンバスタの関係を示す
図である。第２図に示すものと同一部分には同一符号を
付して説明する。
第１図、第３図、第４図において、１は高温固体電解質
型燃料電池、３は空気予熱器、４は排熱回収ボイラ、５
はエコノマイザ、６はボトミングサイクル用高温排ガス
回収部、７はアフターバーナ、８は燃料ガス予熱器、９
は燃料ガス、１０は反応用空気を示し、これらの各部の
構成および作用は第２図について説明したものと同一で
ある。
型燃料電池、３は空気予熱器、４は排熱回収ボイラ、５
はエコノマイザ、６はボトミングサイクル用高温排ガス
回収部、７はアフターバーナ、８は燃料ガス予熱器、９
は燃料ガス、１０は反応用空気を示し、これらの各部の
構成および作用は第２図について説明したものと同一で
ある。
第１図、第３図、第４図に示す本発明の実施例が第２図
の従来例と異なるところは、本発明の実施例において
は、空気予熱器３とアフターバーナ７との間にコンバス
タ２が配設され、空気予熱器３で反応用空気１０が昇温
された後にコンバスタ２で追い焚きされるようになされ
ていることである。ここで、「追い焚きする」とは、空
気予熱器で昇温された空気をコンバスタで更に高温にす
ることをいう。
の従来例と異なるところは、本発明の実施例において
は、空気予熱器３とアフターバーナ７との間にコンバス
タ２が配設され、空気予熱器３で反応用空気１０が昇温
された後にコンバスタ２で追い焚きされるようになされ
ていることである。ここで、「追い焚きする」とは、空
気予熱器で昇温された空気をコンバスタで更に高温にす
ることをいう。
第１図、第３図、第４図において、反応用空気１０は空
気予熱器３により昇温された後、１部はコンバスタの燃
焼室２−３に送られ、残りの部分はコンバスタの混合室
２−４に送られる。燃料ガスの１部はコンバスタの燃焼
室２−３に送られ、残りの部分は燃料ガス予熱器８に送
られる。
気予熱器３により昇温された後、１部はコンバスタの燃
焼室２−３に送られ、残りの部分はコンバスタの混合室
２−４に送られる。燃料ガスの１部はコンバスタの燃焼
室２−３に送られ、残りの部分は燃料ガス予熱器８に送
られる。
コンバスタの燃焼室２−３では、供給された燃料ガスを
空気予熱器で昇温された空気により燃焼させ、高温の燃
焼ガスをコンバスタの混合室２−４に送り出す。コンバ
スタの混合室２−４では、空気予熱器３から送られた予
熱後の空気をコンバスタの燃焼室２−３から送られた燃
焼ガスと混合することにより更に高温にした後、反応用
空気としてアフターバーナ７に送り出す。コンバスタ２
で追い焚きされ高温となった空気は、アフターバーナ７
でさらに昇温される。高温固体電解質型燃料電池１での
未反応燃料はアフターバーナ７で燃焼して、反応用空気
１０の予熱として使われ、さらに余った熱エネルギーは
排熱回収ボイラ４、エコノマイザ５でボトミングサイク
ル用として回収されるとともに、空気予熱器３で有効に
回収される。
空気予熱器で昇温された空気により燃焼させ、高温の燃
焼ガスをコンバスタの混合室２−４に送り出す。コンバ
スタの混合室２−４では、空気予熱器３から送られた予
熱後の空気をコンバスタの燃焼室２−３から送られた燃
焼ガスと混合することにより更に高温にした後、反応用
空気としてアフターバーナ７に送り出す。コンバスタ２
で追い焚きされ高温となった空気は、アフターバーナ７
でさらに昇温される。高温固体電解質型燃料電池１での
未反応燃料はアフターバーナ７で燃焼して、反応用空気
１０の予熱として使われ、さらに余った熱エネルギーは
排熱回収ボイラ４、エコノマイザ５でボトミングサイク
ル用として回収されるとともに、空気予熱器３で有効に
回収される。
以下に第３図につき説明する。
コンバスタ２は第３図に示すように、燃焼室２−３と、
混合室２−４から成る。
混合室２−４から成る。
燃焼室２−３には空気予熱器で昇温された空気の１部と
未予熱の燃料ガスの１部が供給される。それらの空気と
燃料ガスの供給量は弁２−１、および弁２−２により、
良好な燃焼をするように制御される。
未予熱の燃料ガスの１部が供給される。それらの空気と
燃料ガスの供給量は弁２−１、および弁２−２により、
良好な燃焼をするように制御される。
混合室２−４には、空気予熱室で昇温された空気の残部
と燃焼室２−３で燃焼した高温ガスが供給され、混合さ
れた後、第３図の反応用空気出口２−５から、第４図の
空気吸入口１−５に、高温の反応用空気として供給され
る。
と燃焼室２−３で燃焼した高温ガスが供給され、混合さ
れた後、第３図の反応用空気出口２−５から、第４図の
空気吸入口１−５に、高温の反応用空気として供給され
る。
コンバスタ２と空気予熱器３の相異点は次の点にある。
コンバスタ２は、燃焼室２−３と混合室２−４を有し、
燃焼室２−３で予熱前の燃料ガスの１部と、予熱後の空
気の１部を燃焼させることにより発生した高温ガスと、
予熱後の空気の残部を混合させることにより、予熱後の
空気を更に高温にするものである。
燃焼室２−３で予熱前の燃料ガスの１部と、予熱後の空
気の１部を燃焼させることにより発生した高温ガスと、
予熱後の空気の残部を混合させることにより、予熱後の
空気を更に高温にするものである。
他方空気予熱器３は、一種の熱交換器であり、アフター
バーナ７と排熱回収ボイラ４とエコノマイザ５を経由し
た排ガスの熱で、空気を予熱するものである。この場
合、排ガスと空気とは混合しない。
バーナ７と排熱回収ボイラ４とエコノマイザ５を経由し
た排ガスの熱で、空気を予熱するものである。この場
合、排ガスと空気とは混合しない。
次に第４図につき説明する。第４図に示すように空気予
熱器３で予熱された空気は、コンバスタ２に送られ、コ
ンバスタ２の中で追い焚きされ、更に高温にされる。そ
の追い焚きのために、燃料ガス９の１部をコンバスタ２
に送り、コンバスタ２の中で燃焼させる。その燃焼によ
りコンバスタ２の中の空気の温度は、空気予熱器３での
温度よりも高温になる。そして、高温になった空気と燃
焼ガスの燃焼により生成したガスはミックスした状態で
反応用空気としてコンバスタ２から第１図のアフターバ
ーナ７、すなわち、第４図のアフターバーナ部７−１に
供給される。そして、高温固体電解質型燃料電池１とア
フターバーナ７は一体に構成されているので、反応用空
気は、空気マニホールド１−４及び、反応用空気導入管
１−２を通って試験管状の燃料電池本体１−１の内側最
下端に導まれ、Ｕターンして上昇し、途中、電池反応に
消費される。未反応分はそのまま上昇し管端ａ部からア
フターバーナ部７−１に導かれる。
熱器３で予熱された空気は、コンバスタ２に送られ、コ
ンバスタ２の中で追い焚きされ、更に高温にされる。そ
の追い焚きのために、燃料ガス９の１部をコンバスタ２
に送り、コンバスタ２の中で燃焼させる。その燃焼によ
りコンバスタ２の中の空気の温度は、空気予熱器３での
温度よりも高温になる。そして、高温になった空気と燃
焼ガスの燃焼により生成したガスはミックスした状態で
反応用空気としてコンバスタ２から第１図のアフターバ
ーナ７、すなわち、第４図のアフターバーナ部７−１に
供給される。そして、高温固体電解質型燃料電池１とア
フターバーナ７は一体に構成されているので、反応用空
気は、空気マニホールド１−４及び、反応用空気導入管
１−２を通って試験管状の燃料電池本体１−１の内側最
下端に導まれ、Ｕターンして上昇し、途中、電池反応に
消費される。未反応分はそのまま上昇し管端ａ部からア
フターバーナ部７−１に導かれる。
一方反応用燃料ガスは第４図の燃料マニホールド１−３
から試験管状の燃料電池本体１−１の外側に導かれ電池
反応によりＨ２はＨ２ＯにＣＯはＣＯ２に変化する。未
反応分及び反応生成物は共に、管端外周ｂからアフター
バーナ７−１に導かれる。
から試験管状の燃料電池本体１−１の外側に導かれ電池
反応によりＨ２はＨ２ＯにＣＯはＣＯ２に変化する。未
反応分及び反応生成物は共に、管端外周ｂからアフター
バーナ７−１に導かれる。
アフターバーナ部７−１では導入された燃料と空気とが
反応し、燃焼して排ガス排出口４−２から系外へ放出さ
れる。
反応し、燃焼して排ガス排出口４−２から系外へ放出さ
れる。
［発明の効果］ 以上により本発明によれば以下の優れた効果が奏せられ
る。
る。
（１）アフターバーナの小型化、コストの低減ならびに
プラント出力の増加が可能となる。
プラント出力の増加が可能となる。
（２）空気予熱器とアフターバーナの間にコンバスタを
設置して追い焚きをして高温ガスとすることにより、ア
フターバーナの負担を低減させ、小型化が可能となると
ともにコストダウンとなり、さらにボトミング出力の増
加が可能となる。
設置して追い焚きをして高温ガスとすることにより、ア
フターバーナの負担を低減させ、小型化が可能となると
ともにコストダウンとなり、さらにボトミング出力の増
加が可能となる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は従
来例を示す図、第３図はコンバスタの構成を示す図、第
４図は燃料電池本体とアフターバーナとコンバスタの関
係を示す図である。 （符号の説明） １……高温固体電解質型燃料電池 ２……コンバスタ ３……空気予熱器 ４……排熱回収ボイラ ５……エコノマイザ ６……ボトミングサイクル用高温排ガス回収部 ７……アフターバーナ ８……燃料ガス予熱器 ９……燃料ガス １０……反応用空気 １−１……燃料電池本体 １−２……反応用空気導入管 １−３……燃料マニホールド １−４……空気マニホールド １−５……空気吸入口 １−６……燃料ガス吸入口 ２−１……弁 ２−２……弁 ２−３……燃焼室 ２−４……混合室 ２−５……反応用空気出口 ７−１……アフターバーナ部 ７−２……排ガス排出口 ａ……未反応空気排出系 ｂ……未反応燃料排出系
来例を示す図、第３図はコンバスタの構成を示す図、第
４図は燃料電池本体とアフターバーナとコンバスタの関
係を示す図である。 （符号の説明） １……高温固体電解質型燃料電池 ２……コンバスタ ３……空気予熱器 ４……排熱回収ボイラ ５……エコノマイザ ６……ボトミングサイクル用高温排ガス回収部 ７……アフターバーナ ８……燃料ガス予熱器 ９……燃料ガス １０……反応用空気 １−１……燃料電池本体 １−２……反応用空気導入管 １−３……燃料マニホールド １−４……空気マニホールド １−５……空気吸入口 １−６……燃料ガス吸入口 ２−１……弁 ２−２……弁 ２−３……燃焼室 ２−４……混合室 ２−５……反応用空気出口 ７−１……アフターバーナ部 ７−２……排ガス排出口 ａ……未反応空気排出系 ｂ……未反応燃料排出系
Claims (1)
- 【請求項１】アフターバーナ（７）を内蔵する高温固体
電解質型燃料電池（１）に供給される燃料電池反応用空
気（１０）を予熱する空気予熱器（３）を有する燃料電
池発電システムにおいて、 前記反応用空気（１０）を前記空気予熱器（３）で昇温
した後に追い焚きをするコンバスタ（２）を前記空気予
熱器（３）と前記燃料電池（１）との間に配設し、 前記燃料電池（１）は、空気吸入口（１−５）と、空気
マニホールド（１−４）と、アフターバーナ部（７−
１）と、燃料室（１−７）と、燃料マニホールド（１−
３）と、燃料ガス吸入口（１−６）を前記順に具備する
とともに、試験管状の燃料電池本体（１−１）と反応用
空気導入管（１−２）を有し、 前記燃料電池本体（１−１）は、燃料室（１−７）に配
置されるとともに、アフターバーナ部（７−１）の中で
開口し、 前記反応用空気導入管（１−２）は、空気マニホールド
（１−４）の中で開口するとともに燃料電池本体（１−
１）の中で開口するように、アフターバーナ室（７−
１）と燃料電池本体（１−１）の中に挿入し、 前記空気予熱器（３）は、前記アフターバーナ（７）か
ら排熱回収ボイラ（４）およびエコノマイザ（５）を経
由して排出された排ガスにより、反応用空気（１０）を
予熱し、予熱後の反応用空気は、前記コンバスタの燃焼
室（２−３）と混合室（２−４）に供給され、燃料用ガ
ス（９）は、前記コンバスタの燃焼室（２−３）と燃料
ガス予熱器（８）に供給され、 前記コンバスタ（２）は、燃焼室（２−３）と、混合室
（２−４）から成り、前記燃焼室（２−３）では空気予
熱室（３）から供給された予熱後の空気と、供給された
予熱前の燃料ガス（９）から燃焼ガスを発生し、 前記混合室（２−４）では燃焼室（２−３）から供給さ
れた燃焼ガスと、空気予熱器（３）から供給された予熱
後の空気の残部を混合し、混合後の反応用空気は前記燃
焼電池の空気吸入口（１−５）に供給され、 前記コンバスタの混合室（２−４）から前記燃料電池の
空気吸入口（１−５）に供給された反応用空気は、前記
燃料電池の空気マニホールド（１−４）と前記反応用空
気導入管（１−２）の中を経由して、前記燃料電池本体
（１−１）の中に供給された後、Ｕターンして前記反応
用空気導入管（１−２）の外側と前記燃料電池本体（１
−１）の中を経由して、前記アフターバーナ部（７−
１）に排出され、 前記燃料ガス予熱器（８）から前記燃料電池の燃料ガス
吸入口（１−６）に供給された予熱後の燃料ガスは、前
記燃料マニホールド（１−３）と前記燃料室（１−７）
の中にある燃料電池本体（１−１）の外部を経由して、
前記アフターバーナ部（７−１）に排出され、 前記アフターバーナ部（７−１）に排出された排ガス
は、アフターバーナの排ガス排出口（７−２）から空気
予熱器（３）と燃料ガス予熱器（８）に供給されること
を特徴とする燃料電池発電システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60179330A JPH0665051B2 (ja) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | 燃料電池発電システム |
| US06/889,492 US4683177A (en) | 1985-08-16 | 1986-07-25 | Power generation system in fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60179330A JPH0665051B2 (ja) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240171A JPS6240171A (ja) | 1987-02-21 |
| JPH0665051B2 true JPH0665051B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=16063951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60179330A Expired - Lifetime JPH0665051B2 (ja) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | 燃料電池発電システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4683177A (ja) |
| JP (1) | JPH0665051B2 (ja) |
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| NL8901348A (nl) * | 1989-05-29 | 1990-12-17 | Turboconsult Bv | Werkwijze en inrichting voor het opwekken van electrische energie. |
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| DK0926755T3 (da) | 1997-11-25 | 2002-07-01 | Sulzer Hexis Ag | Brændselscellemodul med integreret forvarmer |
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| AT408043B (de) * | 1998-11-23 | 2001-08-27 | Vaillant Gmbh | Brennstoffzellenanordnung |
| CA2298970A1 (en) * | 1999-03-18 | 2000-09-18 | Joseph Jay Hartvigsen | Solid oxide fuel cell burner system and method for generating heat therefrom |
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| CN112786917B (zh) * | 2021-01-04 | 2023-10-13 | 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） | 一种基于电厂低压省煤器余热的氢燃料电池*** |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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| US4041210A (en) * | 1976-08-30 | 1977-08-09 | United Technologies Corporation | Pressurized high temperature fuel cell power plant with bottoming cycle |
| US4080487A (en) * | 1977-02-09 | 1978-03-21 | United Technologies Corporation | Process for cooling molten carbonate fuel cell stacks and apparatus therefor |
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-
1985
- 1985-08-16 JP JP60179330A patent/JPH0665051B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-07-25 US US06/889,492 patent/US4683177A/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 吉澤四郎「燃料電池と電力貯蔵システム」（昭６０−３−１）講談社Ｐ．１０２〜１０４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6240171A (ja) | 1987-02-21 |
| US4683177A (en) | 1987-07-28 |
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