JP3327673B2 - 固体電解質型燃料電池のモジュール構造 - Google Patents
固体電解質型燃料電池のモジュール構造Info
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- JP3327673B2 JP3327673B2 JP06430194A JP6430194A JP3327673B2 JP 3327673 B2 JP3327673 B2 JP 3327673B2 JP 06430194 A JP06430194 A JP 06430194A JP 6430194 A JP6430194 A JP 6430194A JP 3327673 B2 JP3327673 B2 JP 3327673B2
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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)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は作動温度を効率よく維持
する固体電解質型燃料電池のモジュール構造に関する。
する固体電解質型燃料電池のモジュール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２に従来の固体電解質型燃料電池（Ｓ
ＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌ
ｌ）のモジュールの概略を示す。ここで、同図中、符号
１はモジュール本体、２は複数のセル部を配してなる燃
料電池発電部、３Ａは該発電部に燃料を供給する燃料供
給管、３Ｂは燃料排気管、４Ａは発電部に空気を供給す
る空気供給管、４Ｂは空気排気管を各々図示する。
ＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌ
ｌ）のモジュールの概略を示す。ここで、同図中、符号
１はモジュール本体、２は複数のセル部を配してなる燃
料電池発電部、３Ａは該発電部に燃料を供給する燃料供
給管、３Ｂは燃料排気管、４Ａは発電部に空気を供給す
る空気供給管、４Ｂは空気排気管を各々図示する。
【０００３】一般に、自立型の燃料電池モジュールの発
電においては、作動温度が１０００℃と高温であり、こ
の為モジュール本体１内の内部構造である発電部２を高
温に維持する必要がある。
電においては、作動温度が１０００℃と高温であり、こ
の為モジュール本体１内の内部構造である発電部２を高
温に維持する必要がある。
【０００４】ところで、常温の燃料及び空気を燃料供給
管３Ａや空気供給管４Ａを介して発電部２に供給する場
合、各供給ガスにより内部構造が冷却され、作動温度を
維持することが出来なかった。
管３Ａや空気供給管４Ａを介して発電部２に供給する場
合、各供給ガスにより内部構造が冷却され、作動温度を
維持することが出来なかった。
【０００５】そこで、従来では燃料及び空気を供給する
為の燃料供給管３Ａや空気供給管４Ａに燃料側再生熱交
換器５，空気側再生熱交換器６を各々配設して各々の排
気熱を利用して発電部２内に供給する吸気ガスの温度を
約８００℃程度まで加熱し、発電部２に供給している。
為の燃料供給管３Ａや空気供給管４Ａに燃料側再生熱交
換器５，空気側再生熱交換器６を各々配設して各々の排
気熱を利用して発電部２内に供給する吸気ガスの温度を
約８００℃程度まで加熱し、発電部２に供給している。
【０００６】更に、外部との断熱を図るためにモジュー
ル本体１の外壁７と発電部２との間に断熱材８を配置さ
せて、内部の保温を行うようにしている。
ル本体１の外壁７と発電部２との間に断熱材８を配置さ
せて、内部の保温を行うようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の断熱材８を配して内部を保持する場合、該断熱材の
材質やその厚さによって外部への熱の放出が生じ、その
結果、内部の発電部２に温度分布が生じてしまい、外周
付近のセル温度が低下し、発電効率が下がるという問題
がある。
来の断熱材８を配して内部を保持する場合、該断熱材の
材質やその厚さによって外部への熱の放出が生じ、その
結果、内部の発電部２に温度分布が生じてしまい、外周
付近のセル温度が低下し、発電効率が下がるという問題
がある。
【０００８】そこで、この問題を解消するため、断熱材
８を断熱性の良い材料に変更したり、該断熱材８の厚さ
を厚くして作動温度の維持を図っているが、コストが上
昇すると共に、その厚みの増加によりモジュール全体の
大きさが増加するという問題がある。
８を断熱性の良い材料に変更したり、該断熱材８の厚さ
を厚くして作動温度の維持を図っているが、コストが上
昇すると共に、その厚みの増加によりモジュール全体の
大きさが増加するという問題がある。
【０００９】本発明は上記問題に鑑み、作動温度を効率
よく維持することができる固体電解質型燃料電池のモジ
ュール構造を提供することを目的とする。
よく維持することができる固体電解質型燃料電池のモジ
ュール構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る固体電解質型燃料電池モジュールは、空気と燃
料とを供給して発電する固体電解質型燃料電池のモジュ
ールにおいて、燃料電池発電部の中心に下方から燃料側
再生熱交換器側の上方に向けて、空気極出口側再生熱交
換器入口に連通するバイパス管を形成して成り、該バイ
パス管内を流れる高温廃熱が、発電部の頂面から周囲に
向かって流れ、更に断熱材と発電部との間を下方に向か
って流れて、外周部を覆ってなる空気断熱層を形成し発
電作動温度を保持して、その後、空気出口側再生熱交換
器出口の排気管に連通する戻り配管から排気することを
特徴とする。
明に係る固体電解質型燃料電池モジュールは、空気と燃
料とを供給して発電する固体電解質型燃料電池のモジュ
ールにおいて、燃料電池発電部の中心に下方から燃料側
再生熱交換器側の上方に向けて、空気極出口側再生熱交
換器入口に連通するバイパス管を形成して成り、該バイ
パス管内を流れる高温廃熱が、発電部の頂面から周囲に
向かって流れ、更に断熱材と発電部との間を下方に向か
って流れて、外周部を覆ってなる空気断熱層を形成し発
電作動温度を保持して、その後、空気出口側再生熱交換
器出口の排気管に連通する戻り配管から排気することを
特徴とする。
【００１１】
【００１２】
【作用】上記構成によれば、排気ガスの温度は発電部の
最高温度とほぼ等しく、この高温の廃熱ガスの一部を発
電部の空気断熱層に利用することで内部構造から周囲へ
の直接の熱放出が低減され、発電部のセル温度の温度分
布が緩和され、作動温度を効率よく維持することができ
る。
最高温度とほぼ等しく、この高温の廃熱ガスの一部を発
電部の空気断熱層に利用することで内部構造から周囲へ
の直接の熱放出が低減され、発電部のセル温度の温度分
布が緩和され、作動温度を効率よく維持することができ
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面を参照し
て具体的に説明する。図１は本実施例に係る固体電解質
型燃料電池のモジュール構造の概略図である。ここで、
同図中、符号１１はモジュール本体、１２は複数のセル
部を配してなる燃料電池発電部、１３Ａは該発電部に燃
料を供給する燃料供給管、１３Ｂは燃料排気管、１４Ａ
は発電部に空気を供給する空気供給管、１４Ｂは空気排
気管、１５燃料側再生熱交換器，１６は空気側再生熱交
換器、１７はモジュール本体の外壁、１８は断熱材を各
々図示する。
て具体的に説明する。図１は本実施例に係る固体電解質
型燃料電池のモジュール構造の概略図である。ここで、
同図中、符号１１はモジュール本体、１２は複数のセル
部を配してなる燃料電池発電部、１３Ａは該発電部に燃
料を供給する燃料供給管、１３Ｂは燃料排気管、１４Ａ
は発電部に空気を供給する空気供給管、１４Ｂは空気排
気管、１５燃料側再生熱交換器，１６は空気側再生熱交
換器、１７はモジュール本体の外壁、１８は断熱材を各
々図示する。
【００１４】同図に示すように、本実施例では、モジュ
ール本体１１内の発電部１２の内部に空気極側から燃料
極側へ発電廃熱を連通させるバイパス管１９を配し、上
記発電廃熱である高温廃熱Ｈを空気極側から燃料極側へ
送給すると共に該燃料極側へ送給した高温廃熱Ｈを上記
発電部１２の外周を通過させ、該発電部１２の外周を覆
う空気断熱層を形成するようにしている。即ち、燃料電
池発電部１２には、その内部に空気極側から燃料極側
へ、空気極側の発電部１２からの高温廃熱（排空気）Ｈ
を送給させるバイパス管１９が設けられており、発電時
の最高温度と略等しい温度を有する高温廃熱Ｈを空気極
側から燃料極側へ送給している。 更に、この送給され
た該廃熱Ｈは発電部１２の燃料極側の該発電部１２の外
表面に沿って外周部へ送られると共に外壁１７と発電部
１２側壁との間に形成された通路２０を介して再び空気
極側へ送給され、該発電部１２の周囲の断熱を図ってい
る。この結果、発電部１２の外周を効率よく断熱する高
温の廃熱Ｈによる高温空気断熱層を発電部の外周を覆う
ように形成することができる。
ール本体１１内の発電部１２の内部に空気極側から燃料
極側へ発電廃熱を連通させるバイパス管１９を配し、上
記発電廃熱である高温廃熱Ｈを空気極側から燃料極側へ
送給すると共に該燃料極側へ送給した高温廃熱Ｈを上記
発電部１２の外周を通過させ、該発電部１２の外周を覆
う空気断熱層を形成するようにしている。即ち、燃料電
池発電部１２には、その内部に空気極側から燃料極側
へ、空気極側の発電部１２からの高温廃熱（排空気）Ｈ
を送給させるバイパス管１９が設けられており、発電時
の最高温度と略等しい温度を有する高温廃熱Ｈを空気極
側から燃料極側へ送給している。 更に、この送給され
た該廃熱Ｈは発電部１２の燃料極側の該発電部１２の外
表面に沿って外周部へ送られると共に外壁１７と発電部
１２側壁との間に形成された通路２０を介して再び空気
極側へ送給され、該発電部１２の周囲の断熱を図ってい
る。この結果、発電部１２の外周を効率よく断熱する高
温の廃熱Ｈによる高温空気断熱層を発電部の外周を覆う
ように形成することができる。
【００１５】この高温空気断熱層を形成して発電部１２
を周囲から加熱した後の廃熱は、空気極側の空気排気管
１４Ｂに連通する戻り配管２１を介して主排気ガスと共
に外部に排気されるようになっている。
を周囲から加熱した後の廃熱は、空気極側の空気排気管
１４Ｂに連通する戻り配管２１を介して主排気ガスと共
に外部に排気されるようになっている。
【００１６】上記構成によれば、発電後の高温廃熱Ｈの
温度は発電部１２の最高温度とほぼ等しく、この高温の
ガスの一部を内部発電部の空気断熱層に利用すること
で，発電部１２から周囲への直接の熱放出が低減され、
この結果発電部１２のセル温度の温度分布が緩和され、
作動温度を効率よく維持することができる。
温度は発電部１２の最高温度とほぼ等しく、この高温の
ガスの一部を内部発電部の空気断熱層に利用すること
で，発電部１２から周囲への直接の熱放出が低減され、
この結果発電部１２のセル温度の温度分布が緩和され、
作動温度を効率よく維持することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発電直後の廃熱の温度が発電部の最高温度とほぼ等し
く、この高温のガスの一部を内部発電部の空気断熱層に
利用することで，発電部から周囲への直接の熱放出が低
減され、この結果発電部のセル温度の温度分布が緩和さ
れ、作動温度を効率よく維持することができる。
発電直後の廃熱の温度が発電部の最高温度とほぼ等し
く、この高温のガスの一部を内部発電部の空気断熱層に
利用することで，発電部から周囲への直接の熱放出が低
減され、この結果発電部のセル温度の温度分布が緩和さ
れ、作動温度を効率よく維持することができる。
【図１】本発明の一実施例に係るＳＯＦＣモジュールの
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】従来のＳＯＦＣモジュールの概略構成図であ
る。
る。
１１ モジュール本体 １２ 燃料電池発電部 １３Ａ 該発電部に燃料を供給する燃料供給管 １３Ｂ 燃料排気管 １４Ａ 発電部に空気を供給する空気供給管 １４Ｂ 排気管 １５，１６ 再生熱交換器 １７ モジュール本体の外壁 １８ 断熱材 １９ バイパス管 ２０ 通路 ２１ 戻り配管 Ｈ 高温廃熱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 勝己 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社 長崎造船所内 (56)参考文献 特開 昭62−283570（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−220363（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−198571（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/24 H01M 8/04 H01M 8/12
Claims (1)
- 【請求項１】 空気と燃料とを供給して発電する固体電
解質型燃料電池のモジュールにおいて、 燃料電池発電部の中心に下方から燃料側再生熱交換器側
の上方に向けて、空気極出口側再生熱交換器入口に連通
するバイパス管を形成して成り、該バイパス管内を流れ
る高温廃熱が、発電部の頂面から周囲に向かって流れ、
更に断熱材と発電部との間を下方に向かって流れて、外
周部を覆ってなる空気断熱層を形成し発電作動温度を保
持して、その後、空気出口側再生熱交換器出口の排気管
に連通する戻り配管から排気することを特徴とする固体
電解質型燃料電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06430194A JP3327673B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 固体電解質型燃料電池のモジュール構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06430194A JP3327673B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 固体電解質型燃料電池のモジュール構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07282833A JPH07282833A (ja) | 1995-10-27 |
| JP3327673B2 true JP3327673B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=13254298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06430194A Expired - Fee Related JP3327673B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 固体電解質型燃料電池のモジュール構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3327673B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009016857A1 (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Kyocera Corporation | 燃料電池モジュールおよびそれを具備する燃料電池装置 |
-
1994
- 1994-04-01 JP JP06430194A patent/JP3327673B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07282833A (ja) | 1995-10-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020604 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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