JP2001229930A - 併合発電システム - Google Patents
併合発電システムInfo
- Publication number
- JP2001229930A JP2001229930A JP2000042897A JP2000042897A JP2001229930A JP 2001229930 A JP2001229930 A JP 2001229930A JP 2000042897 A JP2000042897 A JP 2000042897A JP 2000042897 A JP2000042897 A JP 2000042897A JP 2001229930 A JP2001229930 A JP 2001229930A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat insulating
- fuel cell
- power generation
- secondary battery
- insulating portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
- H01M16/003—Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
-
- 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
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
- H01M8/247—Arrangements for tightening a stack, for accommodation of a stack in a tank or for assembling different tanks
-
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池とナトリウム二次電池とを効率的に
併合してなる併合発電システムを提供することを課題と
する。 【解決手段】 酸化剤ガス１０１と燃料ガス１０２とを
高温作動温度環境下の電池室１０３内に供給し、上記酸
化剤ガス１０１と燃料ガス１０２とを電気化学的に反応
させて電力を得るようにした複数のセル１０４の集合体
の燃料電池本体と、該燃料電池本体の外部を断熱材で包
囲されたモジュール本体１０５と、該モジュール本体１
０５の断熱部内に配されてなり、電極物質としてナトリ
ウムを含有するナトリウム二次電池１０６とを具備して
なるものである。
併合してなる併合発電システムを提供することを課題と
する。 【解決手段】 酸化剤ガス１０１と燃料ガス１０２とを
高温作動温度環境下の電池室１０３内に供給し、上記酸
化剤ガス１０１と燃料ガス１０２とを電気化学的に反応
させて電力を得るようにした複数のセル１０４の集合体
の燃料電池本体と、該燃料電池本体の外部を断熱材で包
囲されたモジュール本体１０５と、該モジュール本体１
０５の断熱部内に配されてなり、電極物質としてナトリ
ウムを含有するナトリウム二次電池１０６とを具備して
なるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池とナトリ
ウム二次電池とを効率的に併合してなる併合発電システ
ムに関する。
ウム二次電池とを効率的に併合してなる併合発電システ
ムに関する。
【０００２】
【背景の技術】電力の需要は、一日のうちでは日中の方
が夜間よりも大きいのが通常であり、こうした変動は、
近年さらに拡大しつつある。発電所は、図８に示すよう
に、日中の最大ピーク時（図８中ａ）に対応させた運転
をしているが、こうすると稼働率の低下を招いたり、発
電・停止を高頻度で行うためのトラブルを招いていた。
そのため、高効率な発電装置と、大電力を貯蔵可能な電
力貯蔵装置とを組み合わせた発電システムを用いて、夜
間に発電した電力を貯蔵しておき、日中にこうした電力
を放出するようにして、負荷率を低減させる（図８中
ｂ）ような試みがなされている。
が夜間よりも大きいのが通常であり、こうした変動は、
近年さらに拡大しつつある。発電所は、図８に示すよう
に、日中の最大ピーク時（図８中ａ）に対応させた運転
をしているが、こうすると稼働率の低下を招いたり、発
電・停止を高頻度で行うためのトラブルを招いていた。
そのため、高効率な発電装置と、大電力を貯蔵可能な電
力貯蔵装置とを組み合わせた発電システムを用いて、夜
間に発電した電力を貯蔵しておき、日中にこうした電力
を放出するようにして、負荷率を低減させる（図８中
ｂ）ような試みがなされている。
【０００３】こうした大電力を貯蔵可能な二次電池とし
て、ナトリウム電池が注目されている。このＮａ電池
は、一方の電極にナトリウムを用い、固体電解質により
溶融状態の両極活物質を混合しないようにした二次電池
で、３００〜４００℃、通常は３５０℃前後といった高
温で作動するものである。固体電解質としては、βアル
ミナ等が用いられる。ナトリウム二次電池は、自己放電
がない、電極活物質が液状であるため高性能である、電
解質が固体なので長寿命である、完全密閉型であるため
メンテナンスフリー化が図れる、等の利点を有している
ため、次世代の大電力貯蔵用電池として最も期待が寄せ
られている。
て、ナトリウム電池が注目されている。このＮａ電池
は、一方の電極にナトリウムを用い、固体電解質により
溶融状態の両極活物質を混合しないようにした二次電池
で、３００〜４００℃、通常は３５０℃前後といった高
温で作動するものである。固体電解質としては、βアル
ミナ等が用いられる。ナトリウム二次電池は、自己放電
がない、電極活物質が液状であるため高性能である、電
解質が固体なので長寿命である、完全密閉型であるため
メンテナンスフリー化が図れる、等の利点を有している
ため、次世代の大電力貯蔵用電池として最も期待が寄せ
られている。
【０００４】一方、発電装置としては、従来からの火力
発電装置等に替わるものとして、燃料電池がある。この
燃料電池は、水素、一酸化炭素等の燃料が有する化学的
エネルギーを直接電気エネルギーに変換して取り出す装
置であり、カルノーサイクルの制約を受けずエネルギー
変換効率が高いことや、エネルギー変換をクリーンに行
えること等から、次世代の発電装置として注目されてい
る。中でも、固体電解質型燃料電池（Ｓｏｌｉｄ Ｏｘ
ｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）は、発電効率が約６０％
と非常に高い、使用する燃料を幅広く選択できる、等と
いった利点を有しており、実用化に向けてとりわけ大き
な期待が寄せられている。このＳＯＦＣは、例えば酸素
イオン伝導性を有する安定化ジルコニア等、特定のイオ
ン種を伝導させる性質を持つ固体を電解質として用いる
もので、固体のイオン伝導率が著しく高まるような高温
下（９００〜１０００℃前後）で作動させるものであ
る。
発電装置等に替わるものとして、燃料電池がある。この
燃料電池は、水素、一酸化炭素等の燃料が有する化学的
エネルギーを直接電気エネルギーに変換して取り出す装
置であり、カルノーサイクルの制約を受けずエネルギー
変換効率が高いことや、エネルギー変換をクリーンに行
えること等から、次世代の発電装置として注目されてい
る。中でも、固体電解質型燃料電池（Ｓｏｌｉｄ Ｏｘ
ｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）は、発電効率が約６０％
と非常に高い、使用する燃料を幅広く選択できる、等と
いった利点を有しており、実用化に向けてとりわけ大き
な期待が寄せられている。このＳＯＦＣは、例えば酸素
イオン伝導性を有する安定化ジルコニア等、特定のイオ
ン種を伝導させる性質を持つ固体を電解質として用いる
もので、固体のイオン伝導率が著しく高まるような高温
下（９００〜１０００℃前後）で作動させるものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ナトリウム
二次電池は上記の通り、３００〜４００℃で、通常は３
５０℃前後といった高温で作動する電池である。このた
め、電熱ヒータ等の加熱手段により加熱する必要があ
る。これまで、高温の排熱を放出する発電装置とナトリ
ウム二次電池とを組み合わせた発電システムの場合に
は、発電装置とナトリウム二次電池とは電気的に連結さ
れてはいても、熱的には連結されていなかった。すなわ
ち、発電装置の排熱は、他の発電装置を作動させるため
に用いられても、電力貯蔵のためには用いられず、その
ため、ナトリウム二次電池の電熱ヒータに電力を食われ
る分だけ、ナトリウム二次電池の総合効率は低下してい
た。
二次電池は上記の通り、３００〜４００℃で、通常は３
５０℃前後といった高温で作動する電池である。このた
め、電熱ヒータ等の加熱手段により加熱する必要があ
る。これまで、高温の排熱を放出する発電装置とナトリ
ウム二次電池とを組み合わせた発電システムの場合に
は、発電装置とナトリウム二次電池とは電気的に連結さ
れてはいても、熱的には連結されていなかった。すなわ
ち、発電装置の排熱は、他の発電装置を作動させるため
に用いられても、電力貯蔵のためには用いられず、その
ため、ナトリウム二次電池の電熱ヒータに電力を食われ
る分だけ、ナトリウム二次電池の総合効率は低下してい
た。
【０００６】また、ナトリウム二次電池と燃料電池とを
別々に設置するとスペースが十分にとれない場所では問
題となるので、コンパクト化の要望がある。
別々に設置するとスペースが十分にとれない場所では問
題となるので、コンパクト化の要望がある。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、高効率な発電装置と大電力貯蔵可能な電力貯蔵装置
とを組み合わせ、排熱を有効利用して総合効率を高める
と共に、設置スペースをコンパクトにした併合発電シス
テムを提供することを目的とする。
で、高効率な発電装置と大電力貯蔵可能な電力貯蔵装置
とを組み合わせ、排熱を有効利用して総合効率を高める
と共に、設置スペースをコンパクトにした併合発電シス
テムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
［請求項１］の発明は、酸化剤ガスと燃料ガスとを高温
作動温度環境下の電池室内に供給し、上記酸化剤ガスと
燃料ガスとを電気化学的に反応させて電力を得るように
した燃料電池本体と、該燃料電池本体の外部を断熱部で
包囲されたモジュール本体と、該モジュール本体の断熱
部内に配されてなり、電極物質としてナトリウムを含有
するナトリウム二次電池本体と、を具備してなることを
特徴とする。
［請求項１］の発明は、酸化剤ガスと燃料ガスとを高温
作動温度環境下の電池室内に供給し、上記酸化剤ガスと
燃料ガスとを電気化学的に反応させて電力を得るように
した燃料電池本体と、該燃料電池本体の外部を断熱部で
包囲されたモジュール本体と、該モジュール本体の断熱
部内に配されてなり、電極物質としてナトリウムを含有
するナトリウム二次電池本体と、を具備してなることを
特徴とする。
【０００９】［請求項２］の発明は、請求項１におい
て、上記ナトリウム二次電池本体が配設される断熱構造
が、燃料電池本体側から熱膨張係数（λ）が小さい内側
断熱部と、該内側断熱部の外周に配され熱膨張係数
（λ）が大きい中間断熱部と、該中間断熱部の外周に配
され熱膨張係数（λ）が小さい外側断熱部とからなり、
上記ナトリウム二次電池本体が上記中間断熱部に配され
てなることを特徴とする。
て、上記ナトリウム二次電池本体が配設される断熱構造
が、燃料電池本体側から熱膨張係数（λ）が小さい内側
断熱部と、該内側断熱部の外周に配され熱膨張係数
（λ）が大きい中間断熱部と、該中間断熱部の外周に配
され熱膨張係数（λ）が小さい外側断熱部とからなり、
上記ナトリウム二次電池本体が上記中間断熱部に配され
てなることを特徴とする。
【００１０】［請求項３］の発明は、請求項１又は２に
おいて、上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間
断熱部が、内部に熱伝達係数の低い物質を充填してなる
ことを特徴とする。
おいて、上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間
断熱部が、内部に熱伝達係数の低い物質を充填してなる
ことを特徴とする。
【００１１】［請求項４］の発明は、請求項１又は２に
おいて、上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間
断熱部の両側に配される内側断熱部と外側断熱部とが真
空断熱構造であることを特徴とする。
おいて、上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間
断熱部の両側に配される内側断熱部と外側断熱部とが真
空断熱構造であることを特徴とする。
【００１２】［請求項５］の発明は、請求項４におい
て、上記真空断熱構造が鉛直軸方向に複数部屋に分割さ
れてなり、燃料電池本体の軸方向の温度分布から真空度
を調整し、燃料電池室内の軸方向の温度分布を均一化し
てなることを特徴とする。
て、上記真空断熱構造が鉛直軸方向に複数部屋に分割さ
れてなり、燃料電池本体の軸方向の温度分布から真空度
を調整し、燃料電池室内の軸方向の温度分布を均一化し
てなることを特徴とする。
【００１３】［請求項６］の発明は、請求項４又は５に
おいて、上記真空断熱構造の内部に昇華物質を密閉して
なることを特徴とする。
おいて、上記真空断熱構造の内部に昇華物質を密閉して
なることを特徴とする。
【００１４】［請求項７］の発明は、請求項１乃至６の
いずれか一項において、上記ナトリウム二次電池本体が
配設される中間断熱部が、２００〜４００℃に保持され
てなることを特徴とする。
いずれか一項において、上記ナトリウム二次電池本体が
配設される中間断熱部が、２００〜４００℃に保持され
てなることを特徴とする。
【００１５】［請求項８］の発明は、請求項１乃至６の
いずれか一項において、上記燃料電池が円筒管型燃料電
池又は平板型燃料電池のいずれかであることを特徴とす
る。
いずれか一項において、上記燃料電池が円筒管型燃料電
池又は平板型燃料電池のいずれかであることを特徴とす
る。
【００１６】［請求項９］の発明は、請求項１乃至８の
いずれか一項の併合発電システムを運転するに際し、運
転開始時は徐々に温度をあげつつ運転することを特徴と
する。
いずれか一項の併合発電システムを運転するに際し、運
転開始時は徐々に温度をあげつつ運転することを特徴と
する。
【００１７】［請求項１０］の発明は、請求項９におい
て、ナトリウム二次電池の作動温度までに７０〜１００
時間かけて昇温する。
て、ナトリウム二次電池の作動温度までに７０〜１００
時間かけて昇温する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
【００１９】［第１の実施の形態］本発明の第１の実施
の形態を図１を用いて説明する。図１は本実施の形態に
かかる併合発電システムの概略図である。図１に示すよ
うに、本実施の形態にかかる併合発電システムは、酸化
剤ガス１０１と燃料ガス１０２とを高温作動温度環境下
の電池室１０３内に供給し、上記酸化剤ガス１０１と燃
料ガス１０２とを電気化学的に反応させて電力を得るよ
うにした複数のセル１０４の集合体の燃料電池本体と、
該燃料電池本体の外部を断熱材で包囲されたモジュール
本体１０５と、該モジュール本体１０５の断熱部内に配
されてなり、電極物質としてナトリウムを含有するナト
リウム二次電池１０６とを具備してなるものである。
の形態を図１を用いて説明する。図１は本実施の形態に
かかる併合発電システムの概略図である。図１に示すよ
うに、本実施の形態にかかる併合発電システムは、酸化
剤ガス１０１と燃料ガス１０２とを高温作動温度環境下
の電池室１０３内に供給し、上記酸化剤ガス１０１と燃
料ガス１０２とを電気化学的に反応させて電力を得るよ
うにした複数のセル１０４の集合体の燃料電池本体と、
該燃料電池本体の外部を断熱材で包囲されたモジュール
本体１０５と、該モジュール本体１０５の断熱部内に配
されてなり、電極物質としてナトリウムを含有するナト
リウム二次電池１０６とを具備してなるものである。
【００２０】本発明では燃料電池は特に限定されるもの
ではないが、燃料電池の一例として、本実施の形態にお
いては、円筒型固体電解質燃料電池を用いている。図１
に示すように、本実施の形態にかかる燃料電池は、モジ
ュール本体１０５に内包される円筒型固体電解質燃料電
池は、天板１２２，上部管板１２３及び下部管板１２４
が配設され、下部管板１２４の下方には、電池室１０３
ａが形成されている。一方、モジュール本体１０５の天
板１２２と上部管板１２３との間には、燃料供給室１２
５が形成されている。また、上部管板１２３と下部管板
１２４の間には、燃料排出室１２６が形成されている。
上記燃料供給室１２５の天板１２２には、当該燃料供給
室１２５とモジュール本体１０５の外部とを連通する外
側管１２７が当該モジュール本体１０５を貫通して連結
されている。この外側管１２７の内側には、上記燃料排
出室１２６と当該モジュール本体１０５の外部とを連通
するように下部管板１２４を貫通する内側管１２８が配
設されている。上記下部管板１２４には、外周面に単電
池膜（図示せず）を成膜してなるセルチューブ１３０
が、上端を燃料排出室１２６内に位置させると共に下方
寄りをモジュール本体１０５の電池室１０３内に位置さ
せるようにして貫通支持されている。セルチューブ１３
０の内側には、当該セルチューブ１３０の内部下方側と
燃料供給室１２５内とを連通させるように上部管板１２
３を貫通する燃料注入管１３１が配設されている。
ではないが、燃料電池の一例として、本実施の形態にお
いては、円筒型固体電解質燃料電池を用いている。図１
に示すように、本実施の形態にかかる燃料電池は、モジ
ュール本体１０５に内包される円筒型固体電解質燃料電
池は、天板１２２，上部管板１２３及び下部管板１２４
が配設され、下部管板１２４の下方には、電池室１０３
ａが形成されている。一方、モジュール本体１０５の天
板１２２と上部管板１２３との間には、燃料供給室１２
５が形成されている。また、上部管板１２３と下部管板
１２４の間には、燃料排出室１２６が形成されている。
上記燃料供給室１２５の天板１２２には、当該燃料供給
室１２５とモジュール本体１０５の外部とを連通する外
側管１２７が当該モジュール本体１０５を貫通して連結
されている。この外側管１２７の内側には、上記燃料排
出室１２６と当該モジュール本体１０５の外部とを連通
するように下部管板１２４を貫通する内側管１２８が配
設されている。上記下部管板１２４には、外周面に単電
池膜（図示せず）を成膜してなるセルチューブ１３０
が、上端を燃料排出室１２６内に位置させると共に下方
寄りをモジュール本体１０５の電池室１０３内に位置さ
せるようにして貫通支持されている。セルチューブ１３
０の内側には、当該セルチューブ１３０の内部下方側と
燃料供給室１２５内とを連通させるように上部管板１２
３を貫通する燃料注入管１３１が配設されている。
【００２１】上記燃料注入管１１１の内側には、上端を
燃料供給室１２５に位置させると共に下端をセルチュー
ブ１３０の下端近傍に位置させた集電棒１３２が配設さ
れている。該集電棒１３２の下端は、上記単電池膜と電
気的に接続されている。上記セルチューブ１３０の下端
は集電部材を備えたシールキャップ１３３により閉塞さ
れている。上記集電棒１３２の上端は、ニッケル製の集
電部材１３３ａおよび導電棒１３４を介してモジュール
本体１０５の外部へ電気的に接続されている。一方、セ
ルチューブ１３０の上端には、上記単電池膜と電気的に
接続する集電コネクタ１３５が取り付けられており、当
該集電コネクタ１３５は、他のセルチューブ１３０と当
該集電コネクタ１３５を介して直列に接続されている。
すなわち、上記セルチューブ１３０と、燃料注入管１３
１及び集電棒１３２よりセル１０４が構成されており、
このセル１０４が複数個設けられ、直列に接続されて出
力を増大している。
燃料供給室１２５に位置させると共に下端をセルチュー
ブ１３０の下端近傍に位置させた集電棒１３２が配設さ
れている。該集電棒１３２の下端は、上記単電池膜と電
気的に接続されている。上記セルチューブ１３０の下端
は集電部材を備えたシールキャップ１３３により閉塞さ
れている。上記集電棒１３２の上端は、ニッケル製の集
電部材１３３ａおよび導電棒１３４を介してモジュール
本体１０５の外部へ電気的に接続されている。一方、セ
ルチューブ１３０の上端には、上記単電池膜と電気的に
接続する集電コネクタ１３５が取り付けられており、当
該集電コネクタ１３５は、他のセルチューブ１３０と当
該集電コネクタ１３５を介して直列に接続されている。
すなわち、上記セルチューブ１３０と、燃料注入管１３
１及び集電棒１３２よりセル１０４が構成されており、
このセル１０４が複数個設けられ、直列に接続されて出
力を増大している。
【００２２】上記モジュール本体１０５の電池室１０３
の下部には、多孔質のセラミックス製の仕切板１３６が
設けられている。該仕切板１３６の下方には、当該仕切
板１３６を介して上記電池室１０３と連通する空気予熱
器１３７が設けられている。該空気予熱器１３７には、
モジュール本体１０５の外部と連通する空気供給管１３
８及び空気排出管１３９が接続している。ここで、電池
室１０３に供給された酸化剤ガス１０１である空気は発
電に供せられた後、電池室排空気として空気排出管１３
９ａから空気予熱器１３７に排出される。空気予熱器１
３７では、電池室排空気と供給空気１４１との間で熱交
換を行い、空気を予熱して仕切板１３６下部に供給する
と同時に、排空気を冷却して空気排気管１３９を介して
モジュール１０５の外部へ排出するようにしている。
の下部には、多孔質のセラミックス製の仕切板１３６が
設けられている。該仕切板１３６の下方には、当該仕切
板１３６を介して上記電池室１０３と連通する空気予熱
器１３７が設けられている。該空気予熱器１３７には、
モジュール本体１０５の外部と連通する空気供給管１３
８及び空気排出管１３９が接続している。ここで、電池
室１０３に供給された酸化剤ガス１０１である空気は発
電に供せられた後、電池室排空気として空気排出管１３
９ａから空気予熱器１３７に排出される。空気予熱器１
３７では、電池室排空気と供給空気１４１との間で熱交
換を行い、空気を予熱して仕切板１３６下部に供給する
と同時に、排空気を冷却して空気排気管１３９を介して
モジュール１０５の外部へ排出するようにしている。
【００２３】上記モジュール本体１０５の断熱部内に配
されてなるナトリウム二次電池１０６の構成は、図２に
示すように、外筒容器１の内部に設けられた下部が袋状
となった筒状の固体電解質２にナトリウム３を入れて負
極室を形成すると共に、上記固体電解質２の外側に多孔
質電極４を配設し正極活物質である硫黄５を含浸させて
正極室を形成してなるものである。また、上記外筒容器
１の開口部には外筒容器金具２１を閉塞する上蓋２２が
設けられ、絶縁材２３を介装し、ボルト２４を用いて締
結してなるものである。なお、上記上蓋２２には、下部
にナトリウム流出孔１１ａを有する安全管兼ウィック１
１が取り付けられている。
されてなるナトリウム二次電池１０６の構成は、図２に
示すように、外筒容器１の内部に設けられた下部が袋状
となった筒状の固体電解質２にナトリウム３を入れて負
極室を形成すると共に、上記固体電解質２の外側に多孔
質電極４を配設し正極活物質である硫黄５を含浸させて
正極室を形成してなるものである。また、上記外筒容器
１の開口部には外筒容器金具２１を閉塞する上蓋２２が
設けられ、絶縁材２３を介装し、ボルト２４を用いて締
結してなるものである。なお、上記上蓋２２には、下部
にナトリウム流出孔１１ａを有する安全管兼ウィック１
１が取り付けられている。
【００２４】上記構成において、放電時は、図３に示す
ように、負極室のナトリウム３がナトリウムイオン（Ｎ
ａ+ ）と電子（ｅ- ）に分離し、ナトリウムイオン（Ｎ
ａ+）は、固体電解質（βアルミナ等）２を通過して固
体電解質外側の正極室に入り、硫黄５及びセル外部を回
ってきた電子（ｅ- ）と結合して、多硫化ナトリウム
（Ｎａ2 Ｓｘ）を生成する。一方、充電時は、正極室の
多硫化ナトリウム（Ｎａ2 Ｓｘ）がナトリウムイオン
（Ｎａ+ ）と電子（ｅ- ）及び硫黄（Ｓ）に分離し、ナ
トリウムイオン（Ｎａ + ）は固体電解質２を通過してチ
ューブ内側の負極室に入り、セル外部を回ってきた電子
（ｅ- ）と結合してナトリウム（Ｎａ）になるものであ
る。
ように、負極室のナトリウム３がナトリウムイオン（Ｎ
ａ+ ）と電子（ｅ- ）に分離し、ナトリウムイオン（Ｎ
ａ+）は、固体電解質（βアルミナ等）２を通過して固
体電解質外側の正極室に入り、硫黄５及びセル外部を回
ってきた電子（ｅ- ）と結合して、多硫化ナトリウム
（Ｎａ2 Ｓｘ）を生成する。一方、充電時は、正極室の
多硫化ナトリウム（Ｎａ2 Ｓｘ）がナトリウムイオン
（Ｎａ+ ）と電子（ｅ- ）及び硫黄（Ｓ）に分離し、ナ
トリウムイオン（Ｎａ + ）は固体電解質２を通過してチ
ューブ内側の負極室に入り、セル外部を回ってきた電子
（ｅ- ）と結合してナトリウム（Ｎａ）になるものであ
る。
【００２５】本実施の形態にかかる上記モジュール本体
１０５の断熱構造は、図４に示すように、セルチューブ
１３０が配される電池室１０３側から熱膨張係数（λ）
が小さい内側断熱部１１０と、該内側断熱部の外周に配
され熱膨張係数（λ）が大きい中間断熱部１１１と、該
中間断熱部の外周に配され熱膨張係数（λ）が小さい外
側断熱部１１２とからなり、上記ナトリウム二次電池１
０６は上記中間断熱部１１１に配されている。
１０５の断熱構造は、図４に示すように、セルチューブ
１３０が配される電池室１０３側から熱膨張係数（λ）
が小さい内側断熱部１１０と、該内側断熱部の外周に配
され熱膨張係数（λ）が大きい中間断熱部１１１と、該
中間断熱部の外周に配され熱膨張係数（λ）が小さい外
側断熱部１１２とからなり、上記ナトリウム二次電池１
０６は上記中間断熱部１１１に配されている。
【００２６】すなわち、図４に示すように、本実施の形
態では、熱膨張係数（λ）が共に小さい内側断熱部１１
０と外側断熱部１１２との間に、熱膨張係数（λ）が大
きい中間断熱部１１１とを配してなると共に該中間断熱
部１１１内にナトリウム二次電池１０６を配設してなる
ので、温度勾配が当該中間断熱部で３５０℃近傍とな
り、ナトリウム二次電池１０６の作動温度となるので、
従来のようなナトリウム二次電池の加熱手段が不要とな
る。また、ナトリウム二次電池１０６の断熱構造を燃料
電池の断熱構造と兼用するので、製造費用の低廉化を図
ることができる。また、中間断熱部１１１に内部に熱伝
達係数の低い物質である砂等を充填することで、温度の
保持が良好となる。
態では、熱膨張係数（λ）が共に小さい内側断熱部１１
０と外側断熱部１１２との間に、熱膨張係数（λ）が大
きい中間断熱部１１１とを配してなると共に該中間断熱
部１１１内にナトリウム二次電池１０６を配設してなる
ので、温度勾配が当該中間断熱部で３５０℃近傍とな
り、ナトリウム二次電池１０６の作動温度となるので、
従来のようなナトリウム二次電池の加熱手段が不要とな
る。また、ナトリウム二次電池１０６の断熱構造を燃料
電池の断熱構造と兼用するので、製造費用の低廉化を図
ることができる。また、中間断熱部１１１に内部に熱伝
達係数の低い物質である砂等を充填することで、温度の
保持が良好となる。
【００２７】本実施の形態にかかるシステムによれば、
以下の効果を奏する。 ナトリウム二次電池の作動温度が２５０〜３００℃
のために十分な断熱構造を必要としたが、燃料電池の断
熱構造と共用することにより、ナトリウム二次電池側の
断熱構造が不要となる。この結果、断熱構造の部材が不
要となると共に製造コストの低減になる。特にナトリウ
ム二次電池の断熱を真空断熱構造とする場合には、製造
コストの約一割程度を占めているので、ナトリウム二次
電池の製造コストの大幅な削減となる。 また、燃料電池とナトリウム二次電池との断熱構造
を別々に製造するよりも一体化することで、部材の共用
化と共に、ナトリウム二次電池の設置面積が不要とな
り、コンパクト化を図ることができる。 また、ナトリウム二次電池単独の場合には、３００
℃近傍に温度を保持するために、電気ヒータ等の加熱手
段を必要としたが、この加熱手段が不要となる。これに
より、充放電効率が向上する。 燃料電池とナトリウム二次電池とは共に直流である
ので、燃料電池からナトリウム二次電池へ電気を供給す
る際に直接送給することができ、直流／交流変換器が不
要となり、インバータ変換効率のロスがなく、その分充
放電効率が向上する。 この結果、ナトリウム二次電池単独の場合に較べ
て、熱ロス及びインバーター変換効率のロスがなくな
り、約１３％以上の充放電効率の向上を図ることができ
る。
以下の効果を奏する。 ナトリウム二次電池の作動温度が２５０〜３００℃
のために十分な断熱構造を必要としたが、燃料電池の断
熱構造と共用することにより、ナトリウム二次電池側の
断熱構造が不要となる。この結果、断熱構造の部材が不
要となると共に製造コストの低減になる。特にナトリウ
ム二次電池の断熱を真空断熱構造とする場合には、製造
コストの約一割程度を占めているので、ナトリウム二次
電池の製造コストの大幅な削減となる。 また、燃料電池とナトリウム二次電池との断熱構造
を別々に製造するよりも一体化することで、部材の共用
化と共に、ナトリウム二次電池の設置面積が不要とな
り、コンパクト化を図ることができる。 また、ナトリウム二次電池単独の場合には、３００
℃近傍に温度を保持するために、電気ヒータ等の加熱手
段を必要としたが、この加熱手段が不要となる。これに
より、充放電効率が向上する。 燃料電池とナトリウム二次電池とは共に直流である
ので、燃料電池からナトリウム二次電池へ電気を供給す
る際に直接送給することができ、直流／交流変換器が不
要となり、インバータ変換効率のロスがなく、その分充
放電効率が向上する。 この結果、ナトリウム二次電池単独の場合に較べ
て、熱ロス及びインバーター変換効率のロスがなくな
り、約１３％以上の充放電効率の向上を図ることができ
る。
【００２８】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
の形態を図５を用いて説明する。図５は本実施の形態に
かかる併合発電システムの概略図であり、断熱構造を真
空断熱構造としたものである。図５に示すように、本実
施の形態にかかる上記モジュール本体１０５の断熱構造
は、燃料電池本体側から熱膨張係数（λ）が小さい内部
が真空の内側断熱部１５０と、該内側断熱部の外周に配
され熱膨張係数（λ）が大きい内部に砂１５２を充填し
てなる中間断熱部１５３と、該中間断熱部１５３の外周
に配され熱膨張係数（λ）が小さい内部が真空の外側断
熱部１５４とからなり、上記ナトリウム二次電池１０６
は上記中間断熱部１５３に配されている。
の形態を図５を用いて説明する。図５は本実施の形態に
かかる併合発電システムの概略図であり、断熱構造を真
空断熱構造としたものである。図５に示すように、本実
施の形態にかかる上記モジュール本体１０５の断熱構造
は、燃料電池本体側から熱膨張係数（λ）が小さい内部
が真空の内側断熱部１５０と、該内側断熱部の外周に配
され熱膨張係数（λ）が大きい内部に砂１５２を充填し
てなる中間断熱部１５３と、該中間断熱部１５３の外周
に配され熱膨張係数（λ）が小さい内部が真空の外側断
熱部１５４とからなり、上記ナトリウム二次電池１０６
は上記中間断熱部１５３に配されている。
【００２９】本実施の形態のように真空断熱構造とする
ことで、第１の実施の形態の効果に加え、更にコンパク
ト化を図ることができる。
ことで、第１の実施の形態の効果に加え、更にコンパク
ト化を図ることができる。
【００３０】上記充填される砂１５２はナトリウムと硫
黄の共通の消化剤であるので、砂を充填し、その両側の
層を真空断熱構造とすることで、ナトリウム二次電池セ
ルに異常があった場合でも、消火することができる。
黄の共通の消化剤であるので、砂を充填し、その両側の
層を真空断熱構造とすることで、ナトリウム二次電池セ
ルに異常があった場合でも、消火することができる。
【００３１】更に、燃料電池を加圧型構造とした場合に
は、真空断熱構造とすることで、熱伝導率が低くなり、
内側と外側の真空部分を薄くすることができ、コンパク
ト化を図ることができる。
は、真空断熱構造とすることで、熱伝導率が低くなり、
内側と外側の真空部分を薄くすることができ、コンパク
ト化を図ることができる。
【００３２】［第３の実施の形態］本発明の第３の実施
の形態を図６を用いて説明する。図６は本実施の形態に
かかる併合発電システムの概略図であり、断熱構造を真
空断熱構造としたものである。
の形態を図６を用いて説明する。図６は本実施の形態に
かかる併合発電システムの概略図であり、断熱構造を真
空断熱構造としたものである。
【００３３】第２の実施の形態では真空断熱構造は内側
と外側では１部屋であったが、本実施の形態では、この
部屋を鉛直軸方向に複数個に分割してなるものである。
と外側では１部屋であったが、本実施の形態では、この
部屋を鉛直軸方向に複数個に分割してなるものである。
【００３４】図６に示すように、本実施の形態にかかる
上記モジュール本体１０５の断熱構造は、燃料電池本体
側から熱膨張係数（λ）が小さい内部が真空の鉛直軸方
向に複数個（本実施の形態では４部屋）に分割してなる
内側断熱部１５０と、該内側断熱部の外周に配され熱膨
張係数（λ）が大きい内部に砂１５２を充填してなる中
間断熱部１５３と、該中間断熱部１５３の外周に配され
熱膨張係数（λ）が小さい内部が真空の鉛直軸方向に複
数個（本実施の形態では４部屋）に分割してなる外側断
熱部１５４とからなり、上記ナトリウム二次電池１０６
は上記中間断熱部１５３に配されている。また、電池室
１０３内に配されたセル１０４を構成するセルチューブ
１３０の表面には温度検知手段が設けられており、各々
の温度（Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 及びＴ4 ）を測定可能として
いる。
上記モジュール本体１０５の断熱構造は、燃料電池本体
側から熱膨張係数（λ）が小さい内部が真空の鉛直軸方
向に複数個（本実施の形態では４部屋）に分割してなる
内側断熱部１５０と、該内側断熱部の外周に配され熱膨
張係数（λ）が大きい内部に砂１５２を充填してなる中
間断熱部１５３と、該中間断熱部１５３の外周に配され
熱膨張係数（λ）が小さい内部が真空の鉛直軸方向に複
数個（本実施の形態では４部屋）に分割してなる外側断
熱部１５４とからなり、上記ナトリウム二次電池１０６
は上記中間断熱部１５３に配されている。また、電池室
１０３内に配されたセル１０４を構成するセルチューブ
１３０の表面には温度検知手段が設けられており、各々
の温度（Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 及びＴ4 ）を測定可能として
いる。
【００３５】すなわち、真空断熱構造の軸方向の断熱を
区切りし、各部屋の真空度を調整する真空度調整手段
と、燃料電池のセルの軸方向の温度分布を測定する温度
計測手段とを備えることで、電池室内部において鉛直軸
方向の温度分布があった場合でも真空度を調整すること
で、鉛直軸方向の熱分布を均一化することができる。す
なわち、図６に示すように、セルの温度分布が軸方向の
中心部分が高いような場合には（図中、点線）、温度が
高い部分では、真空度を下げるようにして、熱伝導率を
向上させ、温度を下げるようにすることで、内部の温度
分布を例えば９５０℃近傍に均一化（一点鎖線）するこ
とができる。
区切りし、各部屋の真空度を調整する真空度調整手段
と、燃料電池のセルの軸方向の温度分布を測定する温度
計測手段とを備えることで、電池室内部において鉛直軸
方向の温度分布があった場合でも真空度を調整すること
で、鉛直軸方向の熱分布を均一化することができる。す
なわち、図６に示すように、セルの温度分布が軸方向の
中心部分が高いような場合には（図中、点線）、温度が
高い部分では、真空度を下げるようにして、熱伝導率を
向上させ、温度を下げるようにすることで、内部の温度
分布を例えば９５０℃近傍に均一化（一点鎖線）するこ
とができる。
【００３６】また、所望の温度に設定するために、一部
の真空度を上げると共に、一部の真空度を下げることに
より、温度差を零とすることができる。
の真空度を上げると共に、一部の真空度を下げることに
より、温度差を零とすることができる。
【００３７】よって、図６及び７に示すように、先ず、
セルチューブ１３０の温度を温度計測手段Ｔ1 〜Ｔ4 で
測定し、制御手段１５５へその情報を送り、該温度情報
に基づき、真空度を調整する調整手段Ｐ1 〜Ｐ4 により
調整することで、温度差を均一化することができる。
セルチューブ１３０の温度を温度計測手段Ｔ1 〜Ｔ4 で
測定し、制御手段１５５へその情報を送り、該温度情報
に基づき、真空度を調整する調整手段Ｐ1 〜Ｐ4 により
調整することで、温度差を均一化することができる。
【００３８】［第４の実施の形態］第４の実施の形態で
は、上述した第２又は第３の実施の形態の真空断熱部内
に昇華物質を密閉してなるものである。この昇華物質は
特に限定されるものではないが、パラフィンやハンダ等
のような温度が上昇したら昇華し、気圧が上がることで
真空度を下げる。そして、図５に示すように、真空度が
低下することでλを下げて熱を逃がし、温度を下げるよ
うにすることもできる。ここで、昇華物質はパラフィン
やハンダ等に限定されるものではなく、気化・凝縮が瞬
時になされる物質であればいずれのものであってもよ
い。このように、本実施の形態では、昇華物質を密閉し
てなるので、真空制御手段を別途設けることなく、温度
制御が可能となる。
は、上述した第２又は第３の実施の形態の真空断熱部内
に昇華物質を密閉してなるものである。この昇華物質は
特に限定されるものではないが、パラフィンやハンダ等
のような温度が上昇したら昇華し、気圧が上がることで
真空度を下げる。そして、図５に示すように、真空度が
低下することでλを下げて熱を逃がし、温度を下げるよ
うにすることもできる。ここで、昇華物質はパラフィン
やハンダ等に限定されるものではなく、気化・凝縮が瞬
時になされる物質であればいずれのものであってもよ
い。このように、本実施の形態では、昇華物質を密閉し
てなるので、真空制御手段を別途設けることなく、温度
制御が可能となる。
【００３９】本実施の形態では、燃料電池として円筒管
型燃料電池を参照して説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば平板型燃料電池であっても
よい。
型燃料電池を参照して説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば平板型燃料電池であっても
よい。
【００４０】［第５実施の形態］第５の実施の形態で
は、上述した第１乃至第４の実施の形態のナトリウム二
次電池を断熱部分に配設した燃料電池の運転開始時にお
ける運転方法に関するものである。併合発電システムの
運転においては、共に運転開始時においては温度を徐々
に上げるようにしたものである。
は、上述した第１乃至第４の実施の形態のナトリウム二
次電池を断熱部分に配設した燃料電池の運転開始時にお
ける運転方法に関するものである。併合発電システムの
運転においては、共に運転開始時においては温度を徐々
に上げるようにしたものである。
【００４１】特にナトリウム二次電池の作動温度までに
７０〜１００時間かけて昇温するのが好ましい。
７０〜１００時間かけて昇温するのが好ましい。
【００４２】これは、ナトリウム二次電池の構造は細孔
を介してナトリウムが行き来しているが、ナトリウム二
次電池の発電停止時は固化しているので、ナトリウム二
次電池の運転開始時は除去に温度を上げる必要があるか
らである。また、燃料電池内部では、円筒管型燃料電池
の場合には、図１にも示したようにセルチューブ１３０
内に注入管１３１が鉛直軸方向に挿入されているが、両
者は共に異なる管板１２３，１２４から垂下されてい
る。よって、急激な温度変化があった場合には、熱伸び
により、温度による影響があるので、これを解消する必
要があるからである。
を介してナトリウムが行き来しているが、ナトリウム二
次電池の発電停止時は固化しているので、ナトリウム二
次電池の運転開始時は除去に温度を上げる必要があるか
らである。また、燃料電池内部では、円筒管型燃料電池
の場合には、図１にも示したようにセルチューブ１３０
内に注入管１３１が鉛直軸方向に挿入されているが、両
者は共に異なる管板１２３，１２４から垂下されてい
る。よって、急激な温度変化があった場合には、熱伸び
により、温度による影響があるので、これを解消する必
要があるからである。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように、［請求項１］の発明
は、酸化剤ガスと燃料ガスとを高温作動温度環境下の電
池室内に供給し、上記酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化
学的に反応させて電力を得るようにした燃料電池本体
と、該燃料電池本体の外部を断熱部で包囲されたモジュ
ール本体と、該モジュール本体の断熱部内に配されてな
り、電極物質としてナトリウムを含有するナトリウム二
次電池本体と、を具備してなるので、断熱構造を共用す
ることができ、ナトリウム二次電池側の断熱構造の部材
が不要となると共に製造コストの低減になる。
は、酸化剤ガスと燃料ガスとを高温作動温度環境下の電
池室内に供給し、上記酸化剤ガスと燃料ガスとを電気化
学的に反応させて電力を得るようにした燃料電池本体
と、該燃料電池本体の外部を断熱部で包囲されたモジュ
ール本体と、該モジュール本体の断熱部内に配されてな
り、電極物質としてナトリウムを含有するナトリウム二
次電池本体と、を具備してなるので、断熱構造を共用す
ることができ、ナトリウム二次電池側の断熱構造の部材
が不要となると共に製造コストの低減になる。
【００４４】［請求項２］の発明は、請求項１におい
て、上記ナトリウム二次電池本体が配設される断熱構造
が、燃料電池本体側から熱膨張係数（λ）が小さい内側
断熱部と、該内側断熱部の外周に配され熱膨張係数
（λ）が大きい中間断熱部と、該中間断熱部の外周に配
され熱膨張係数（λ）が小さい外側断熱部とからなり、
上記ナトリウム二次電池本体が上記中間断熱部に配され
てなるので、ナトリウム二次電池の作動温度を良好に保
持することができる。
て、上記ナトリウム二次電池本体が配設される断熱構造
が、燃料電池本体側から熱膨張係数（λ）が小さい内側
断熱部と、該内側断熱部の外周に配され熱膨張係数
（λ）が大きい中間断熱部と、該中間断熱部の外周に配
され熱膨張係数（λ）が小さい外側断熱部とからなり、
上記ナトリウム二次電池本体が上記中間断熱部に配され
てなるので、ナトリウム二次電池の作動温度を良好に保
持することができる。
【００４５】［請求項３］の発明は、請求項１又は２に
おいて、上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間
断熱部が、内部に熱伝達係数の低い物質を充填してなる
ので、中間断熱部のナトリウム二次電池における作動温
度の保持が良好となると共に、ナトリウムと硫黄の共通
の消化剤の砂を配しているので、ナトリウム二次電池セ
ルに異常があった場合でも、消火することができる。
おいて、上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間
断熱部が、内部に熱伝達係数の低い物質を充填してなる
ので、中間断熱部のナトリウム二次電池における作動温
度の保持が良好となると共に、ナトリウムと硫黄の共通
の消化剤の砂を配しているので、ナトリウム二次電池セ
ルに異常があった場合でも、消火することができる。
【００４６】［請求項４］の発明は、請求項１又は２に
おいて、上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間
断熱部の両側に配される内側断熱部と外側断熱部とが真
空断熱構造であるので、断熱効率が良いと共に断熱構造
のコンパクト化を図ることができる。
おいて、上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間
断熱部の両側に配される内側断熱部と外側断熱部とが真
空断熱構造であるので、断熱効率が良いと共に断熱構造
のコンパクト化を図ることができる。
【００４７】［請求項５］の発明は、請求項４におい
て、上記真空断熱構造が鉛直軸方向に複数部屋に分割さ
れてなり、燃料電池本体の軸方向の温度分布から真空度
を調整し、燃料電池室内の軸方向の温度分布を均一化し
てなるので、温度分布があった場合においても均一化す
ることができる。
て、上記真空断熱構造が鉛直軸方向に複数部屋に分割さ
れてなり、燃料電池本体の軸方向の温度分布から真空度
を調整し、燃料電池室内の軸方向の温度分布を均一化し
てなるので、温度分布があった場合においても均一化す
ることができる。
【００４８】［請求項６］の発明は、請求項４又は５に
おいて、上記真空断熱構造の内部に昇華物質を密閉して
なるので、真空制御手段を別途設けることなく、温度制
御が可能となる。
おいて、上記真空断熱構造の内部に昇華物質を密閉して
なるので、真空制御手段を別途設けることなく、温度制
御が可能となる。
【００４９】［請求項７］の発明は、請求項１乃至６の
いずれか一項において、上記ナトリウム二次電池本体が
配設される中間断熱部が、２００〜４００℃に保持され
てなるので、ナトリウム二次電池の作動温度を保持しつ
つ燃料電池の発電が可能となる。
いずれか一項において、上記ナトリウム二次電池本体が
配設される中間断熱部が、２００〜４００℃に保持され
てなるので、ナトリウム二次電池の作動温度を保持しつ
つ燃料電池の発電が可能となる。
【００５０】［請求項８］の発明は、請求項１乃至６の
いずれか一項において、上記燃料電池が円筒管型燃料電
池又は平板型燃料電池のいずれかであるので、良好な燃
料電池発電が可能となる。
いずれか一項において、上記燃料電池が円筒管型燃料電
池又は平板型燃料電池のいずれかであるので、良好な燃
料電池発電が可能となる。
【００５１】［請求項９］の発明は、請求項１乃至８の
いずれか一項の併合発電システムを運転するに際し、運
転開始時は徐々に温度をあげつつ運転するので、ナトリ
ウム二次電池の健全性が向上する。
いずれか一項の併合発電システムを運転するに際し、運
転開始時は徐々に温度をあげつつ運転するので、ナトリ
ウム二次電池の健全性が向上する。
【００５２】［請求項１０］の発明は、請求項９におい
て、ナトリウム二次電池の作動温度までに７０〜１００
時間かけて昇温するので、ナトリウム二次電池及び燃料
電池共に健全性が向上し、長期間に亙って安定した発電
が可能となる。
て、ナトリウム二次電池の作動温度までに７０〜１００
時間かけて昇温するので、ナトリウム二次電池及び燃料
電池共に健全性が向上し、長期間に亙って安定した発電
が可能となる。
【図１】第１の実施の形態にかかる併合発電システムの
概略図である。
概略図である。
【図２】ナトリウム二次電池の内部構造の概略図であ
る。
る。
【図３】ナトリウム二次電池の作動原理図である。
【図４】第１の実施の形態の内部斜視概略図である。
【図５】第２の実施の形態の内部斜視概略図である。
【図６】第３の実施の形態の内部斜視概略図である。
【図７】第３の実施の形態の外部斜視概略図である。
【図８】一日における電力需要曲線である。
１０１ 酸化剤ガス １０２ 燃料ガス １０３ 電池室 １０４ セル １０５ モジュール本体 １０６ ナトリウム二次電池 １１０ 内側断熱部 １１１ 中間断熱部 １１２ 外側断熱部 １５０ 内側断熱部 １５４ 外側断熱部 １５５ 制御手段
フロントページの続き (72)発明者 西 敏郎 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 久留 長生 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 (72)発明者 永田 勝巳 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
Claims (10)
- 【請求項１】 酸化剤ガスと燃料ガスとを高温作動温度
環境下の電池室内に供給し、上記酸化剤ガスと燃料ガス
とを電気化学的に反応させて電力を得るようにした燃料
電池本体と、 該燃料電池本体の外部を断熱部で包囲されたモジュール
本体と、 該モジュール本体の断熱部内に配されてなり、電極物質
としてナトリウムを含有するナトリウム二次電池本体
と、 を具備してなることを特徴とする併合発電システム。 - 【請求項２】 請求項１において、上記ナトリウム二次
電池本体が配設される断熱構造が、燃料電池本体側から
熱膨張係数（λ）が小さい内側断熱部と、 該内側断熱部の外周に配され熱膨張係数（λ）が大きい
中間断熱部と、 該中間断熱部の外周に配され熱膨張係数（λ）が小さい
外側断熱部とからなり、 上記ナトリウム二次電池本体が上記中間断熱部に配され
てなることを特徴とする併合発電システム。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、 上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間断熱部
が、内部に熱伝達係数の低い物質を充填してなることを
特徴とする併合発電システム。 - 【請求項４】 請求項１又は２において、 上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間断熱部の
両側に配される内側断熱部と外側断熱部とが真空断熱構
造であることを特徴とする併合発電システム。 - 【請求項５】 請求項４において、 上記真空断熱構造が鉛直軸方向に複数部屋に分割されて
なり、燃料電池本体の軸方向の温度分布から真空度を調
整し、燃料電池室内の軸方向の温度分布を均一化してな
ることを特徴とする併合発電システム。 - 【請求項６】 請求項４又は５において、 上記真空断熱構造の内部に昇華物質を密閉してなること
を特徴とする併合発電システム。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか一項におい
て、 上記ナトリウム二次電池本体が配設される中間断熱部
が、２００〜４００℃に保持されてなることを特徴とす
る併合発電システム。 - 【請求項８】 請求項１乃至６のいずれか一項におい
て、 上記燃料電池が円筒管型燃料電池又は平板型燃料電池の
いずれかであることを特徴とする併合発電システム。 - 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか一項の併合発
電システムを運転するに際し、運転開始時は徐々に温度
をあげつつ運転することを特徴とする併合発電システム
の運転方法。 - 【請求項１０】 請求項９において、 ナトリウム二次電池の作動温度までに７０〜１００時間
かけて昇温することを特徴とする併合発電システムの運
転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000042897A JP3382912B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 併合発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000042897A JP3382912B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 併合発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001229930A true JP2001229930A (ja) | 2001-08-24 |
| JP3382912B2 JP3382912B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=18565905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000042897A Expired - Fee Related JP3382912B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 併合発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3382912B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1302998A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-16 | Mes-Dea S.A. | Combined system comprising electric batteries and solid oxide fuel cell apparatus |
| JP2008135351A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Tokyo Gas Co Ltd | 発電装置 |
-
2000
- 2000-02-21 JP JP2000042897A patent/JP3382912B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1302998A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-16 | Mes-Dea S.A. | Combined system comprising electric batteries and solid oxide fuel cell apparatus |
| JP2008135351A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Tokyo Gas Co Ltd | 発電装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3382912B2 (ja) | 2003-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2657427T3 (es) | Dispositivo de almacenamiento eléctrico que incluye un banco de células de batería de ión-óxido y configuraciones de módulo | |
| CA2253075C (en) | Fuel cell apparatus | |
| TWI466372B (zh) | 可逆燃料電池，可逆燃料電池系統，可逆燃料電池模組及可逆燃料電池組 | |
| JP2012016101A (ja) | ヒートパイプ付き熱電変換装置を備えた発電装置 | |
| JP5640884B2 (ja) | ２次電池型燃料電池システム | |
| IL165714A (en) | Electrochemical conversion system | |
| CN108604689A (zh) | 燃料电池 | |
| CN102780049B (zh) | 一种大容量钠氯化镍单体平板电池及其电池组 | |
| US20040161650A1 (en) | Battery with miniaturised SOFC fuel cells | |
| US8748052B2 (en) | Reversible fuel cell | |
| JP2007200710A (ja) | 固体酸化物形燃料電池スタック | |
| US20120129039A1 (en) | Electrical energy storage device | |
| US20220131214A1 (en) | High energy density fuel cell apparatus and system with a hydride-based hydrogen generator as a scalable power solution concept | |
| CN209607862U (zh) | 一种高效热平衡金属壳锂离子二次电池 | |
| JP2004055373A (ja) | ナトリウム−硫黄電池及び温度調節方法 | |
| US20150044584A1 (en) | Fuel Cell System | |
| JPH07130381A (ja) | 燃料電池 | |
| JP3382912B2 (ja) | 併合発電システム | |
| JP2004355860A (ja) | 併合発電システム、発電プラント、二次電池の保温方法 | |
| JP2004335166A (ja) | 固体酸化物型燃料電池 | |
| JPH02192665A (ja) | 固体電解質型燃料電池モジュール | |
| CN202930503U (zh) | 一种大容量钠氯化镍单体平板电池及其电池组 | |
| JP3349491B2 (ja) | ナトリウム二次電池の運転開始時における運転方法 | |
| JP2007080587A (ja) | 燃料電池および電気機器 | |
| JP5216197B2 (ja) | 燃料電池発電システム |
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: 20021126 |
|
| 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 |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |