JP2003282107A - 燃料電池 - Google Patents
燃料電池Info
- Publication number
- JP2003282107A JP2003282107A JP2002079071A JP2002079071A JP2003282107A JP 2003282107 A JP2003282107 A JP 2003282107A JP 2002079071 A JP2002079071 A JP 2002079071A JP 2002079071 A JP2002079071 A JP 2002079071A JP 2003282107 A JP2003282107 A JP 2003282107A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- fuel cell
- fuel
- gas tank
- holding
- 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
-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ガス封止を確実に行うことができるとともに、
ガス供給信頼性を向上できる簡単な構造の燃料電池を提
供する。 【解決手段】軸長方向に複数のガス通過孔３４を有する
燃料側電極３３ａの表面に、固体電解質３３ｂ、酸素側
電極３３ｃを順次形成してなる複数の燃料電池セル３３
と、該複数の燃料電池セル３３の端部が収容される保持
固定用凹部５０ａ１を有し、かつ該保持固定用凹部５０
ａ１に燃料電池セル３３の燃料側電極３３ａに形成され
たガス通過孔３４と連通する複数の貫通孔５０ａ２を有
するガスタンク５０とを具備する。
ガス供給信頼性を向上できる簡単な構造の燃料電池を提
供する。 【解決手段】軸長方向に複数のガス通過孔３４を有する
燃料側電極３３ａの表面に、固体電解質３３ｂ、酸素側
電極３３ｃを順次形成してなる複数の燃料電池セル３３
と、該複数の燃料電池セル３３の端部が収容される保持
固定用凹部５０ａ１を有し、かつ該保持固定用凹部５０
ａ１に燃料電池セル３３の燃料側電極３３ａに形成され
たガス通過孔３４と連通する複数の貫通孔５０ａ２を有
するガスタンク５０とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料電池セルへの
ガス供給が簡単な燃料電池に関するものである。
ガス供給が簡単な燃料電池に関するものである。
【０００２】
【従来技術】次世代エネルギーとして、近年、固体電解
質型燃料電池セルを収納容器内に複数収容した燃料電池
が種々提案されている。固体電解質型燃料電池セルは、
例えば、酸素側電極の表面に固体電解質、燃料側電極を
順次形成して構成されており、燃料側電極側に燃料（水
素）を流し、酸素側電極側に空気（酸素）を流して６０
０〜１０００℃で発電される。
質型燃料電池セルを収納容器内に複数収容した燃料電池
が種々提案されている。固体電解質型燃料電池セルは、
例えば、酸素側電極の表面に固体電解質、燃料側電極を
順次形成して構成されており、燃料側電極側に燃料（水
素）を流し、酸素側電極側に空気（酸素）を流して６０
０〜１０００℃で発電される。
【０００３】従来、燃料電池セル内部へのガスの供給
は、ガスタンクに設けられた配管を、複数の燃料電池セ
ルの内部にそれぞれ挿入して行われていた。
は、ガスタンクに設けられた配管を、複数の燃料電池セ
ルの内部にそれぞれ挿入して行われていた。
【０００４】一方、燃料電池セルに複数のガス通過孔を
軸長方向に形成し、ガスを燃料電池セルの一端から導入
し、他端から導出するように構成し、この燃料電池セル
の一端部を、ガスタンクを構成する壁の凹部に挿入して
固定し、かつ壁の凹部にガスタンク内に連通する一つの
貫通孔を形成したものが知られている（特開平５−３４
９５１５号公報参照）。
軸長方向に形成し、ガスを燃料電池セルの一端から導入
し、他端から導出するように構成し、この燃料電池セル
の一端部を、ガスタンクを構成する壁の凹部に挿入して
固定し、かつ壁の凹部にガスタンク内に連通する一つの
貫通孔を形成したものが知られている（特開平５−３４
９５１５号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示された、ガスタンクに設けられた配管を燃料電
池セル内部に挿入した燃料電池では、配管数が多く、手
間がかかるという問題があった。
報に開示された、ガスタンクに設けられた配管を燃料電
池セル内部に挿入した燃料電池では、配管数が多く、手
間がかかるという問題があった。
【０００６】また、燃料電池セルがガスタンクを構成す
る壁に形成された凹部に挿入され、この状態でガラス等
により封止された燃料電池では、ガスタンクの凹部には
一つの大きな貫通孔が形成されているため、封止面積が
少なく、ガス封止信頼性に欠けるという問題があった。
る壁に形成された凹部に挿入され、この状態でガラス等
により封止された燃料電池では、ガスタンクの凹部には
一つの大きな貫通孔が形成されているため、封止面積が
少なく、ガス封止信頼性に欠けるという問題があった。
【０００７】また、複数の燃料電池セルにガスを供給す
るには、ガスタンクの圧力を高くしてそれぞれのセルに
均一に流れるようにしなければならないが、上記公報の
燃料電池では、一つの大きな貫通孔を介してガスが直接
燃料電池セルに供給されることになるため、ガスタンク
の圧力が十分に上昇せず、複数の燃料電池セルへのガス
供給が不均一になる傾向があった。
るには、ガスタンクの圧力を高くしてそれぞれのセルに
均一に流れるようにしなければならないが、上記公報の
燃料電池では、一つの大きな貫通孔を介してガスが直接
燃料電池セルに供給されることになるため、ガスタンク
の圧力が十分に上昇せず、複数の燃料電池セルへのガス
供給が不均一になる傾向があった。
【０００８】本発明は、ガス封止を確実に行うことがで
きるとともに、ガス供給信頼性を向上できる簡単な構造
の燃料電池を提供することを目的とする。
きるとともに、ガス供給信頼性を向上できる簡単な構造
の燃料電池を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の燃料電池は、軸
長方向に複数のガス通過孔を有する内側電極の表面に、
固体電解質、外側電極を順次形成してなる複数の燃料電
池セルと、該複数の燃料電池セルの端部が収容される保
持固定用凹部を有し、かつ該保持固定用凹部に前記燃料
電池セルの内側電極に形成されたガス通過孔と連通する
複数の貫通孔を有するガスタンクとを具備することを特
徴とする。
長方向に複数のガス通過孔を有する内側電極の表面に、
固体電解質、外側電極を順次形成してなる複数の燃料電
池セルと、該複数の燃料電池セルの端部が収容される保
持固定用凹部を有し、かつ該保持固定用凹部に前記燃料
電池セルの内側電極に形成されたガス通過孔と連通する
複数の貫通孔を有するガスタンクとを具備することを特
徴とする。
【００１０】このような燃料電池では、燃料電池セルの
端部をガスタンクの保持固定用凹部内に収容して保持固
定できるため、シール剤も燃料電池セルの端部外周面と
ガスタンクの保持固定用凹部内壁面との間に介在させる
ことにより、簡単にかつ確実にガスシールすることがで
きる。
端部をガスタンクの保持固定用凹部内に収容して保持固
定できるため、シール剤も燃料電池セルの端部外周面と
ガスタンクの保持固定用凹部内壁面との間に介在させる
ことにより、簡単にかつ確実にガスシールすることがで
きる。
【００１１】また、１つの燃料電池セルにガスを供給す
るための小さい径の貫通孔をガスタンクの保持固定用凹
部底面に複数形成したので、ガスタンクの圧力が上昇
し、複数の燃料電池セルに均一にガスを供給できるとと
もに、保持固定用凹部の貫通孔を通過したガスが燃料電
池セルの端面を押し出すような力を小さくでき、ガス封
止信頼性を向上できる。
るための小さい径の貫通孔をガスタンクの保持固定用凹
部底面に複数形成したので、ガスタンクの圧力が上昇
し、複数の燃料電池セルに均一にガスを供給できるとと
もに、保持固定用凹部の貫通孔を通過したガスが燃料電
池セルの端面を押し出すような力を小さくでき、ガス封
止信頼性を向上できる。
【００１２】また、本発明の燃料電池は、燃料電池セル
のガスタンク側における内側電極端に、該内側電極の複
数のガス通過孔及びガスタンクの複数の貫通孔が開口
し、前記ガスタンクからのガスが一旦収容されるガス収
容空間が設けられていることが望ましい。
のガスタンク側における内側電極端に、該内側電極の複
数のガス通過孔及びガスタンクの複数の貫通孔が開口
し、前記ガスタンクからのガスが一旦収容されるガス収
容空間が設けられていることが望ましい。
【００１３】このような燃料電池では、ガスタンクのガ
スは貫通孔を介してガス収容空間に一旦収容され、この
ガス収容空間から内側電極のガス通過孔に流入するた
め、燃料電池セルの内側電極に複数のガス通過孔が形成
され、ガスタンクに複数の貫通孔が形成されていたとし
ても、ガスタンクの貫通孔に燃料電池セルのガス通過孔
を位置合わせすることなく、ガスを燃料電池セルのガス
通過孔に確実に供給できる。
スは貫通孔を介してガス収容空間に一旦収容され、この
ガス収容空間から内側電極のガス通過孔に流入するた
め、燃料電池セルの内側電極に複数のガス通過孔が形成
され、ガスタンクに複数の貫通孔が形成されていたとし
ても、ガスタンクの貫通孔に燃料電池セルのガス通過孔
を位置合わせすることなく、ガスを燃料電池セルのガス
通過孔に確実に供給できる。
【００１４】また、複数の燃料電池セルにガスを供給す
るには、ガスタンクの圧力を高くしてそれぞれのセルに
均一に流れるようにしなければならないが、上記したよ
うに、ガスタンクのガスがガス収容空間に一旦収容さ
れ、このガス収容空間から内側電極のガス通過孔に流入
するため、ガスタンクの圧力よりもガス収容空間の圧力
が小さくなり、これにより、燃料電池セルの端面を押し
出すような力を小さくでき、ガス封止信頼性を向上でき
る。
るには、ガスタンクの圧力を高くしてそれぞれのセルに
均一に流れるようにしなければならないが、上記したよ
うに、ガスタンクのガスがガス収容空間に一旦収容さ
れ、このガス収容空間から内側電極のガス通過孔に流入
するため、ガスタンクの圧力よりもガス収容空間の圧力
が小さくなり、これにより、燃料電池セルの端面を押し
出すような力を小さくでき、ガス封止信頼性を向上でき
る。
【００１５】ガス収容空間は、燃料電池セルのガスタン
ク側における端面にガス通過孔が開口する凹部を形成
し、前記燃料電池セルのガスタンク側における端面をガ
スタンクの保持固定用凹部底面に当接せしめたり、ガス
タンクの保持固定用凹部内にスペーサを配置し、このス
ペーサに燃料電池セルの端面を当接せしめたり、保持固
定用凹部の底面に空間形成用凹部を形成し、前記保持固
定用凹部の底面に燃料電池セルの端面を当接せしめたり
することにより容易に形成できる。
ク側における端面にガス通過孔が開口する凹部を形成
し、前記燃料電池セルのガスタンク側における端面をガ
スタンクの保持固定用凹部底面に当接せしめたり、ガス
タンクの保持固定用凹部内にスペーサを配置し、このス
ペーサに燃料電池セルの端面を当接せしめたり、保持固
定用凹部の底面に空間形成用凹部を形成し、前記保持固
定用凹部の底面に燃料電池セルの端面を当接せしめたり
することにより容易に形成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の燃料電池の一形
態を示すもので、符号３１は断熱構造を有する収納容器
を示している。この収納容器３１の内部には、複数の燃
料電池セル３３が集合したセルスタック３５と、セルス
タック３５の上方に隣接した燃焼室３７と、この燃焼室
３７を挿通する酸素含有ガス供給管３９と、燃焼室３７
の上方に設けられた熱交換部４１とから構成されてい
る。
態を示すもので、符号３１は断熱構造を有する収納容器
を示している。この収納容器３１の内部には、複数の燃
料電池セル３３が集合したセルスタック３５と、セルス
タック３５の上方に隣接した燃焼室３７と、この燃焼室
３７を挿通する酸素含有ガス供給管３９と、燃焼室３７
の上方に設けられた熱交換部４１とから構成されてい
る。
【００１７】収納容器３１は、耐熱性金属からなる枠体
３１ａと、この枠体３１ａの内面に設けられた断熱材３
１ｂとから構成されている。
３１ａと、この枠体３１ａの内面に設けられた断熱材３
１ｂとから構成されている。
【００１８】セルスタック３５は、例えば、図２に示す
ように、複数の燃料電池セル３３を３列に整列させ、隣
設した２列の最外部の燃料電池セル３３の電極同士が導
電部材４２で接続され、これにより３列に整列した複数
の燃料電池セル３３が電気的に直列に接続している。
尚、図１では、複数の燃料電池セル３３を４列に整列さ
せている。
ように、複数の燃料電池セル３３を３列に整列させ、隣
設した２列の最外部の燃料電池セル３３の電極同士が導
電部材４２で接続され、これにより３列に整列した複数
の燃料電池セル３３が電気的に直列に接続している。
尚、図１では、複数の燃料電池セル３３を４列に整列さ
せている。
【００１９】具体的に説明すると、燃料電池セル３３は
扁平状であり、その内部には複数の燃料ガス通過孔３４
が形成されている。この燃料電池セル３３は、楕円柱状
（扁平状）の多孔質な金属を主成分とする燃料側電極３
３ａの外面に、緻密質な固体電解質３３ｂ、多孔質な導
電性セラミックスからなる酸素側電極３３ｃを順次積層
し、酸素側電極３３ｃと反対側の燃料側電極３３ａの外
面にインターコネクタ３３ｄを形成して構成されてお
り、燃料側電極３３ａが支持体となっている。
扁平状であり、その内部には複数の燃料ガス通過孔３４
が形成されている。この燃料電池セル３３は、楕円柱状
（扁平状）の多孔質な金属を主成分とする燃料側電極３
３ａの外面に、緻密質な固体電解質３３ｂ、多孔質な導
電性セラミックスからなる酸素側電極３３ｃを順次積層
し、酸素側電極３３ｃと反対側の燃料側電極３３ａの外
面にインターコネクタ３３ｄを形成して構成されてお
り、燃料側電極３３ａが支持体となっている。
【００２０】一方の燃料電池セル３３と他方の燃料電池
セル３３との間には、金属フェルト及び／又は金属板か
らなる集電部材４３を介在させ、一方の燃料電池セル３
３の燃料側電極３３ａを、該燃料側電極３３ａに設けら
れたインターコネクタ３３ｄ、集電部材４３を介して他
方の燃料電池セル３３の酸素側電極３３ｃに電気的に接
続して、セルスタック３５が構成されている。
セル３３との間には、金属フェルト及び／又は金属板か
らなる集電部材４３を介在させ、一方の燃料電池セル３
３の燃料側電極３３ａを、該燃料側電極３３ａに設けら
れたインターコネクタ３３ｄ、集電部材４３を介して他
方の燃料電池セル３３の酸素側電極３３ｃに電気的に接
続して、セルスタック３５が構成されている。
【００２１】複数の燃料電池セル３３の上端部は、図１
に示したように支持板４５で、下端部は燃料ガスタンク
５０の天板５０ａに支持固定されている。支持板４５
は、収納容器３１を上下方向に仕切る隔壁の役割を兼ね
ており、支持板４５と燃料ガスタンク５０の天板５０ａ
間における燃料電池セル３３の部分が発電する部分であ
り、支持板４５と天板５０ａとの間が発電室４９とされ
ている。
に示したように支持板４５で、下端部は燃料ガスタンク
５０の天板５０ａに支持固定されている。支持板４５
は、収納容器３１を上下方向に仕切る隔壁の役割を兼ね
ており、支持板４５と燃料ガスタンク５０の天板５０ａ
間における燃料電池セル３３の部分が発電する部分であ
り、支持板４５と天板５０ａとの間が発電室４９とされ
ている。
【００２２】燃料ガスタンク５０には、燃料電池セル３
３内部に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給管５
１、及び後述するガスバーナへの燃料ガスを供給するた
めのバーナー用ガス供給管５３が設けられている。
３内部に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給管５
１、及び後述するガスバーナへの燃料ガスを供給するた
めのバーナー用ガス供給管５３が設けられている。
【００２３】即ち、燃料ガスタンク５０の天板５０ａに
は、図３（ａ）に示すように、燃料電池セル３３の下端
部が収容される保持固定用凹部５０ａ１が形成され、こ
の保持固定用凹部５０ａ１の底面には、燃料側電極３３
ａに形成されたガス通過孔３４と連通する複数の貫通孔
５０ａ２が形成され、さらに、保持固定用凹部５０ａ１
が形成されていない天板５０ａの部分には、ガスバーナ
ー用燃料ガスを発電室４９内に供給するためのバーナー
用貫通孔５０ａ３が形成されている。
は、図３（ａ）に示すように、燃料電池セル３３の下端
部が収容される保持固定用凹部５０ａ１が形成され、こ
の保持固定用凹部５０ａ１の底面には、燃料側電極３３
ａに形成されたガス通過孔３４と連通する複数の貫通孔
５０ａ２が形成され、さらに、保持固定用凹部５０ａ１
が形成されていない天板５０ａの部分には、ガスバーナ
ー用燃料ガスを発電室４９内に供給するためのバーナー
用貫通孔５０ａ３が形成されている。
【００２４】保持固定用凹部５０ａ１に挿入される燃料
電池セル３３の燃料側電極３３ａの端面には、図３
（ｃ）に示すように、所定間隔を置いて一列に配列した
ガス通過孔３４が開口する凹部５４が形成されており、
燃料電池セル３３端面をガスタンク５０の保持固定用凹
部５０ａ１底面に当接することにより、凹部５４と保持
固定用凹部５０ａ１底面との間にガス収容空間５５が形
成されている。
電池セル３３の燃料側電極３３ａの端面には、図３
（ｃ）に示すように、所定間隔を置いて一列に配列した
ガス通過孔３４が開口する凹部５４が形成されており、
燃料電池セル３３端面をガスタンク５０の保持固定用凹
部５０ａ１底面に当接することにより、凹部５４と保持
固定用凹部５０ａ１底面との間にガス収容空間５５が形
成されている。
【００２５】燃料ガスタンク５０の保持固定用凹部５０
ａ１底面に形成された複数の貫通孔５０ａ２、及び燃料
電池セル３３の複数のガス通過孔３４が一つのガス収容
空間５５に開口しており、バーナー用貫通孔５０ａ３
は、発電室４９内に開口している。
ａ１底面に形成された複数の貫通孔５０ａ２、及び燃料
電池セル３３の複数のガス通過孔３４が一つのガス収容
空間５５に開口しており、バーナー用貫通孔５０ａ３
は、発電室４９内に開口している。
【００２６】燃料ガスタンク５０の天板５０ａ内面に
は、仕切板５６により複数のセル列毎に貫通孔５０ａ２
が開口する燃料ガス室５６ａが設けられており、これら
の燃料ガス室５６ａにはそれぞれ燃料ガス供給管５１が
接続されている。燃料ガスタンク５０の燃料ガス室５６
ａ以外はバーナー用燃料ガス室とされ、このバーナー用
燃料ガス室にはバーナー用ガス供給管５３が接続されて
いる。
は、仕切板５６により複数のセル列毎に貫通孔５０ａ２
が開口する燃料ガス室５６ａが設けられており、これら
の燃料ガス室５６ａにはそれぞれ燃料ガス供給管５１が
接続されている。燃料ガスタンク５０の燃料ガス室５６
ａ以外はバーナー用燃料ガス室とされ、このバーナー用
燃料ガス室にはバーナー用ガス供給管５３が接続されて
いる。
【００２７】天板５０ａの保持固定用貫通孔５０ａ１の
内面と燃料電池セル３３外面との間にはガラス等のシー
ル剤が介在され、接合されている。
内面と燃料電池セル３３外面との間にはガラス等のシー
ル剤が介在され、接合されている。
【００２８】発電時には、燃料ガスタンク５０の天板５
０ａに形成されたバーナー用貫通孔５０ａ３から噴出さ
れるガスが燃焼することになる。このため、発電室４９
には、起動時にバーナー用貫通孔５０ａ３から噴出され
る燃料ガスに着火するため着火源（図示せず）が設けら
れている。また、燃焼室３７においても、起動時に着火
するための着火源（図示せず）が設けられている。
０ａに形成されたバーナー用貫通孔５０ａ３から噴出さ
れるガスが燃焼することになる。このため、発電室４９
には、起動時にバーナー用貫通孔５０ａ３から噴出され
る燃料ガスに着火するため着火源（図示せず）が設けら
れている。また、燃焼室３７においても、起動時に着火
するための着火源（図示せず）が設けられている。
【００２９】また、図１に示すように、燃焼室３７を挿
通する酸素含有ガス供給管３９は支持板４５を挿通し、
その先端部が発電室４９の下部であって燃料電池セル３
３間に位置している。発電で用いられなかった余剰の酸
素含有ガスは、支持板４５に設けられた余剰ガス噴出孔
５７から燃焼室３７内に噴出するように構成されてい
る。
通する酸素含有ガス供給管３９は支持板４５を挿通し、
その先端部が発電室４９の下部であって燃料電池セル３
３間に位置している。発電で用いられなかった余剰の酸
素含有ガスは、支持板４５に設けられた余剰ガス噴出孔
５７から燃焼室３７内に噴出するように構成されてい
る。
【００３０】熱交換部４１は、熱交換器４１ａと、燃焼
室３７を介してセルスタック３５に対向して設けられた
酸素含有ガス収容室４１ｂとから構成されている。
室３７を介してセルスタック３５に対向して設けられた
酸素含有ガス収容室４１ｂとから構成されている。
【００３１】熱交換器４１ａは、図４に示すように、平
板６１と波板６３を交互に積層したプレートフィン型構
造とされており、酸素含有ガス収容室４１ｂと連通する
通路を形成する波板６３ａは、図４（ｂ）に示すように
形成され、また、燃焼ガスの排出用の通路を形成する波
板６３ｂは、図４（ｃ）に示すように形成されている。
板６１と波板６３を交互に積層したプレートフィン型構
造とされており、酸素含有ガス収容室４１ｂと連通する
通路を形成する波板６３ａは、図４（ｂ）に示すように
形成され、また、燃焼ガスの排出用の通路を形成する波
板６３ｂは、図４（ｃ）に示すように形成されている。
【００３２】燃焼ガスは、図１に一点鎖線で示したよう
に熱交換器４１ａの下部側面から導入され、熱交換器４
１ａの上方へ排出され、一方、酸素含有ガスは配管７３
により、図１に破線で示したように熱交換器４１ａの上
部側面から導入され、熱交換器４１ａの下方へ導かれ、
酸素含有ガス収容室４１ｂ内に導入される。
に熱交換器４１ａの下部側面から導入され、熱交換器４
１ａの上方へ排出され、一方、酸素含有ガスは配管７３
により、図１に破線で示したように熱交換器４１ａの上
部側面から導入され、熱交換器４１ａの下方へ導かれ、
酸素含有ガス収容室４１ｂ内に導入される。
【００３３】酸素含有ガス収容室４１ｂは、図５に示す
ように、熱交換器４１ａの酸素含有ガスが導入される側
の端面、即ちセルスタック側端面に設けられており、波
板６３ａの各通路を通過した酸素含有ガスが一旦収容さ
れるようになっている。
ように、熱交換器４１ａの酸素含有ガスが導入される側
の端面、即ちセルスタック側端面に設けられており、波
板６３ａの各通路を通過した酸素含有ガスが一旦収容さ
れるようになっている。
【００３４】酸素含有ガス収容室４１ｂには、複数の酸
素含有ガス供給管３９が連通している。
素含有ガス供給管３９が連通している。
【００３５】酸素含有ガス収容室４１ｂの側面と断熱材
３１ｂとの間、即ち酸素含有ガス収容室４１ｂの周囲
は、燃焼室３７中の燃焼ガスを熱交換器４１ａに導入す
る燃焼ガス導入口７１とされている。この燃焼ガス導入
口７１を介して燃焼ガスが熱交換器４１ａの波板６３ｂ
の通路へ導出される。
３１ｂとの間、即ち酸素含有ガス収容室４１ｂの周囲
は、燃焼室３７中の燃焼ガスを熱交換器４１ａに導入す
る燃焼ガス導入口７１とされている。この燃焼ガス導入
口７１を介して燃焼ガスが熱交換器４１ａの波板６３ｂ
の通路へ導出される。
【００３６】以上のように構成された燃料電池では、外
部からの酸素含有ガス（例えば空気）を配管７３により
熱交換器４１ａに導入し、酸素含有ガス収容室４１ｂに
導入し、酸素含有ガス供給管３９を介して発電室４９の
セル間に噴出させるとともに、燃料ガス（例えば水素）
を、燃料ガス供給管５１、ガスタンク５０の燃料ガス室
５６ａを介して燃料電池セル３３の燃料ガス通過孔３４
内に供給し、発電室４９におけるセル３３において発電
させる。
部からの酸素含有ガス（例えば空気）を配管７３により
熱交換器４１ａに導入し、酸素含有ガス収容室４１ｂに
導入し、酸素含有ガス供給管３９を介して発電室４９の
セル間に噴出させるとともに、燃料ガス（例えば水素）
を、燃料ガス供給管５１、ガスタンク５０の燃料ガス室
５６ａを介して燃料電池セル３３の燃料ガス通過孔３４
内に供給し、発電室４９におけるセル３３において発電
させる。
【００３７】発電に用いられなかった余剰の燃料ガスは
燃料ガス通過孔３４の上端から燃焼室３７内に噴出し、
発電に用いれらなかった余剰の酸素含有ガスは、余剰ガ
ス噴出孔５７から燃焼室３７内に噴出し、余剰の燃料ガ
スと余剰の酸素含有ガスを反応させて燃焼させ、燃焼ガ
スを発生させ、この燃焼ガスが燃焼ガス導入口７１を介
して熱交換器４１ａに導出され、熱交換器４１ａの上端
から排出される。
燃料ガス通過孔３４の上端から燃焼室３７内に噴出し、
発電に用いれらなかった余剰の酸素含有ガスは、余剰ガ
ス噴出孔５７から燃焼室３７内に噴出し、余剰の燃料ガ
スと余剰の酸素含有ガスを反応させて燃焼させ、燃焼ガ
スを発生させ、この燃焼ガスが燃焼ガス導入口７１を介
して熱交換器４１ａに導出され、熱交換器４１ａの上端
から排出される。
【００３８】本発明の燃料電池では、ガスタンク５０内
の燃料ガス室５６ａのガスは、ガスタンク５０の天板５
０ａの複数の貫通孔５０ａ２を介してガス収容空間５５
に一旦収容され、このガス収容空間５５から燃料側電極
３３ａのガス通過孔３４に流入するため、ガスタンク５
０の複数の貫通孔５０ａ２に燃料電池セル３３の複数の
ガス通過孔３４を位置合わせすることなく、ガスを燃料
電池セル３３のガス通過孔３４に確実に供給できる。
の燃料ガス室５６ａのガスは、ガスタンク５０の天板５
０ａの複数の貫通孔５０ａ２を介してガス収容空間５５
に一旦収容され、このガス収容空間５５から燃料側電極
３３ａのガス通過孔３４に流入するため、ガスタンク５
０の複数の貫通孔５０ａ２に燃料電池セル３３の複数の
ガス通過孔３４を位置合わせすることなく、ガスを燃料
電池セル３３のガス通過孔３４に確実に供給できる。
【００３９】また、ガスタンク５０のガスがガス収容空
間５５に一旦収容され、このガス収容空間５５から燃料
側電極３３ａの複数のガス通過孔３４に流入するため、
ガスタンク５０の圧力よりもガス収容空間５５の圧力が
小さくなり、これにより、燃料電池セル３３の端面を押
し出すような力を小さくでき、ガス封止信頼性を向上で
きる。また、ガスタンク５０の貫通孔５０ａ２は小さい
ため、ガスタンク５０内の圧力が高くなり、複数の燃料
電池セル３３に均一に燃料ガスを供給できる。
間５５に一旦収容され、このガス収容空間５５から燃料
側電極３３ａの複数のガス通過孔３４に流入するため、
ガスタンク５０の圧力よりもガス収容空間５５の圧力が
小さくなり、これにより、燃料電池セル３３の端面を押
し出すような力を小さくでき、ガス封止信頼性を向上で
きる。また、ガスタンク５０の貫通孔５０ａ２は小さい
ため、ガスタンク５０内の圧力が高くなり、複数の燃料
電池セル３３に均一に燃料ガスを供給できる。
【００４０】また、発電に寄与しなかった余剰の燃料ガ
スと酸素含有ガスが燃焼室３７内に導入され、この燃焼
室３７中で反応して燃焼し、この燃焼ガス及び外部の酸
素含有ガスを熱交換器４１ａに導入し、この熱交換器４
１ａで燃焼ガスと酸素含有ガスとの間で熱交換し、酸素
含有ガスを予熱することができるため、燃料電池セル３
３を加熱して実質的に発電するまでの起動時間を大幅に
短縮できる。
スと酸素含有ガスが燃焼室３７内に導入され、この燃焼
室３７中で反応して燃焼し、この燃焼ガス及び外部の酸
素含有ガスを熱交換器４１ａに導入し、この熱交換器４
１ａで燃焼ガスと酸素含有ガスとの間で熱交換し、酸素
含有ガスを予熱することができるため、燃料電池セル３
３を加熱して実質的に発電するまでの起動時間を大幅に
短縮できる。
【００４１】さらに本発明では、セルスタック３５の上
部に燃焼室３７、酸素含有ガス収容室４１ｂ、熱交換器
４１ａが隣接して形成されているため、燃焼室３７で燃
焼した高温の燃焼ガスを、配管等を用いることなく熱交
換器４１ａに直接導入でき、簡単な構造で酸素含有ガス
の予熱効率を大きくできる。
部に燃焼室３７、酸素含有ガス収容室４１ｂ、熱交換器
４１ａが隣接して形成されているため、燃焼室３７で燃
焼した高温の燃焼ガスを、配管等を用いることなく熱交
換器４１ａに直接導入でき、簡単な構造で酸素含有ガス
の予熱効率を大きくできる。
【００４２】また、収納容器３１内で、燃焼ガスと酸素
含有ガスとを熱交換できるため、酸素含有ガスの予熱を
行うためのバーナーを別途設ける必要がなく、小型にで
き、しかも燃焼ガスを有効利用できる。
含有ガスとを熱交換できるため、酸素含有ガスの予熱を
行うためのバーナーを別途設ける必要がなく、小型にで
き、しかも燃焼ガスを有効利用できる。
【００４３】さらに、熱交換器４１ａに酸素含有ガス収
容室４１ｂを設けたので、熱交換器４１ａと酸素含有ガ
ス供給管３９との接続を酸素含有ガス収容室４１ｂを介
して行うことができ、熱交換器４１ａからの酸素含有ガ
スを発電室４９内に確実に供給できる。
容室４１ｂを設けたので、熱交換器４１ａと酸素含有ガ
ス供給管３９との接続を酸素含有ガス収容室４１ｂを介
して行うことができ、熱交換器４１ａからの酸素含有ガ
スを発電室４９内に確実に供給できる。
【００４４】また、起動時にガスタンク５０の天板５０
ａに形成されたバーナー用貫通孔５０ａ３から噴出され
るガスを燃焼させ、燃料電池セル３３を直接加熱するこ
とができ、燃料電池セル３３を直接加熱して発電する温
度まで急速に加熱でき、起動時間をさらに短縮できる。
ａに形成されたバーナー用貫通孔５０ａ３から噴出され
るガスを燃焼させ、燃料電池セル３３を直接加熱するこ
とができ、燃料電池セル３３を直接加熱して発電する温
度まで急速に加熱でき、起動時間をさらに短縮できる。
【００４５】尚、本発明は上記形態に限定されるもので
はなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可
能である。例えば、上記形態では、図２に示したような
楕円柱状で複数の燃料ガス通過孔３４を有する燃料電池
セル３３を用いてセルスタックを構成した例について説
明したが、燃料電池セルは円筒状で、燃料ガス通過孔が
一つであっても良く、燃料電池セルの形状は特に限定さ
れるものではない。
はなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可
能である。例えば、上記形態では、図２に示したような
楕円柱状で複数の燃料ガス通過孔３４を有する燃料電池
セル３３を用いてセルスタックを構成した例について説
明したが、燃料電池セルは円筒状で、燃料ガス通過孔が
一つであっても良く、燃料電池セルの形状は特に限定さ
れるものではない。
【００４６】また、熱交換器４１ａとしてプレートフィ
ン型を用いたが、本発明ではこれに限定されるものでは
なく、それ以外の熱交換器を用いても良いことは勿論で
ある。
ン型を用いたが、本発明ではこれに限定されるものでは
なく、それ以外の熱交換器を用いても良いことは勿論で
ある。
【００４７】尚、図３では、燃料電池セル３３の端面に
凹部５４を形成することによりガス収容空間５５を形成
したが、図６に示すように、天板５０ａの保持固定用凹
部５０ａ１内にスペーサ８１を配置し、このスペーサ８
１に燃料電池セル３３端を当接することにより、ガス収
容空間８３を形成しても良い。この場合には、ガス収容
空間８３を簡単に形成できる。
凹部５４を形成することによりガス収容空間５５を形成
したが、図６に示すように、天板５０ａの保持固定用凹
部５０ａ１内にスペーサ８１を配置し、このスペーサ８
１に燃料電池セル３３端を当接することにより、ガス収
容空間８３を形成しても良い。この場合には、ガス収容
空間８３を簡単に形成できる。
【００４８】また、図７に示すように、天板５０ａの保
持固定用凹部５０ａ１内に、内方に突出するストッパ８
５を形成し、このストッパ８５に燃料電池セル３３端を
当接することにより、ガス収容空間８７を形成しても良
い。
持固定用凹部５０ａ１内に、内方に突出するストッパ８
５を形成し、このストッパ８５に燃料電池セル３３端を
当接することにより、ガス収容空間８７を形成しても良
い。
【００４９】
【発明の効果】本発明の燃料電池は、燃料電池セルの端
部をガスタンクの保持固定用凹部内に収容して保持固定
できるため、シール剤も燃料電池セルの端部外周面とガ
スタンクの保持固定用凹部内壁面との間に介在させるこ
とにより、簡単にかつ確実にガスシールすることができ
るとともに、１つの燃料電池セルにガスを供給するため
の小さい径の貫通孔をガスタンクの保持固定用凹部底面
に複数形成したので、保持固定用凹部の貫通孔を通過し
たガスが燃料電池セルの端面を押し出すような力を小さ
くでき、ガス封止信頼性を向上できる。
部をガスタンクの保持固定用凹部内に収容して保持固定
できるため、シール剤も燃料電池セルの端部外周面とガ
スタンクの保持固定用凹部内壁面との間に介在させるこ
とにより、簡単にかつ確実にガスシールすることができ
るとともに、１つの燃料電池セルにガスを供給するため
の小さい径の貫通孔をガスタンクの保持固定用凹部底面
に複数形成したので、保持固定用凹部の貫通孔を通過し
たガスが燃料電池セルの端面を押し出すような力を小さ
くでき、ガス封止信頼性を向上できる。
【図１】本発明の燃料電池を示す説明図である。
【図２】図１のセルスタックを示す横断面図である。
【図３】燃料電池セルと燃料ガスタンクとの接続を示す
もので、（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図、（ｃ）
は燃料電池セルの端面に形成された凹部を示す斜視図で
ある。
もので、（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図、（ｃ）
は燃料電池セルの端面に形成された凹部を示す斜視図で
ある。
【図４】図１の熱交換器の概念を説明するための図であ
り、（ａ）は熱交換器の斜視図、（ｂ）は酸素含有ガス
の通路を形成するための波板を示す斜視図、（ｃ）は燃
焼ガスの通路を形成するための波板を示す斜視図であ
る。
り、（ａ）は熱交換器の斜視図、（ｂ）は酸素含有ガス
の通路を形成するための波板を示す斜視図、（ｃ）は燃
焼ガスの通路を形成するための波板を示す斜視図であ
る。
【図５】本発明の熱交換部を説明するための斜視図であ
る。
る。
【図６】燃料電池セルと燃料ガスタンクとの接続の他の
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図７】燃料電池セルと燃料ガスタンクとの接続のさら
に他の例を示す断面図である。
に他の例を示す断面図である。
３１・・・収納容器
３３・・・燃料電池セル
３３ａ・・・燃料側電極（内側電極）
３３ｂ・・・固体電解質
３３ｃ・・・酸素側電極（外側電極）
３４・・・ガス通過孔
５０・・・ガスタンク
５０ａ・・・ガスタンクの天板
５０ａ１・・・保持固定用凹部
５０ａ２・・・ガスタンクの貫通孔
５４・・・燃料電池セル端面の凹部
５５、８３、８７・・・ガス収容空間
８１・・・スペーサ
８５・・・ストッパ
Claims (6)
- 【請求項１】軸長方向に複数のガス通過孔を有する内側
電極の表面に、固体電解質、外側電極を順次形成してな
る複数の燃料電池セルと、該複数の燃料電池セルの端部
が収容される保持固定用凹部を有し、かつ該保持固定用
凹部に前記燃料電池セルの内側電極に形成されたガス通
過孔と連通する複数の貫通孔を有するガスタンクとを具
備することを特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】燃料電池セルは扁平状であることを特徴と
する請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項３】燃料電池セルのガスタンク側における内側
電極端に、該内側電極の複数のガス通過孔及びガスタン
クの複数の貫通孔が開口し、前記ガスタンクからのガス
が一旦収容されるガス収容空間が設けられていることを
特徴とする請求項１又は２記載の燃料電池。 - 【請求項４】燃料電池セルのガスタンク側における端面
にガス通過孔が開口する凹部を形成し、前記燃料電池セ
ルのガスタンク側における端面がガスタンクの保持固定
用凹部底面に当接していることを特徴とする請求項３記
載の燃料電池。 - 【請求項５】ガスタンクの保持固定用凹部内にスペーサ
を配置し、このスペーサに燃料電池セルの端面が当接し
ていることを特徴とする請求項３記載の燃料電池。 - 【請求項６】保持固定用凹部の底面に空間形成用凹部を
形成し、前記保持固定用凹部の底面に燃料電池セルの端
面が当接していることを特徴とする請求項３記載の燃料
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002079071A JP3894814B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002079071A JP3894814B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | 燃料電池 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006224025A Division JP4484850B2 (ja) | 2006-08-21 | 2006-08-21 | 燃料電池用ガスタンク及び燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282107A true JP2003282107A (ja) | 2003-10-03 |
| JP3894814B2 JP3894814B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=29228688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002079071A Expired - Fee Related JP3894814B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3894814B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1569292A2 (en) | 2004-01-28 | 2005-08-31 | Kyocera Corporation | Fuel cell assembly |
| JP2010049945A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Toto Ltd | 燃料電池モジュール |
| US8962202B2 (en) | 2010-06-14 | 2015-02-24 | Postech Academy-Industry Foundation | Internal reforming tubular solid oxide fuel cell stack and manufacturing method therefor |
-
2002
- 2002-03-20 JP JP2002079071A patent/JP3894814B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1569292A2 (en) | 2004-01-28 | 2005-08-31 | Kyocera Corporation | Fuel cell assembly |
| US8026011B2 (en) | 2004-01-28 | 2011-09-27 | Kyocera Corporation | Fuel cell assembly |
| JP2010049945A (ja) * | 2008-08-22 | 2010-03-04 | Toto Ltd | 燃料電池モジュール |
| US8962202B2 (en) | 2010-06-14 | 2015-02-24 | Postech Academy-Industry Foundation | Internal reforming tubular solid oxide fuel cell stack and manufacturing method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3894814B2 (ja) | 2007-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3894860B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP5137361B2 (ja) | セルスタック装置及び燃料電池モジュール | |
| JP4986930B2 (ja) | 燃料電池およびその運転方法 | |
| JP2003282132A (ja) | 燃料電池 | |
| JP4969284B2 (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| JP2008084683A (ja) | 燃料電池 | |
| JP4325924B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2003308857A (ja) | 燃料電池 | |
| JP3796182B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP4623974B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP4991087B2 (ja) | 燃料電池組立体 | |
| JP4313558B2 (ja) | 燃料電池およびその運転方法 | |
| JP3894820B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP4018922B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2008147026A (ja) | 固体酸化物形燃料電池 | |
| JP4018921B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2003282107A (ja) | 燃料電池 | |
| JP3764693B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP3894842B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP2011029201A (ja) | 燃料電池及び燃料電池の運転方法 | |
| JP2003297396A (ja) | 燃料電池 | |
| JP2003234122A (ja) | 燃料電池 | |
| JP4761722B2 (ja) | 燃料電池 | |
| JP3894849B2 (ja) | セルスタックの製法 | |
| JP3854170B2 (ja) | 燃料電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040914 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060517 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060620 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060821 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061121 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061212 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131222 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |