JP2003282128A - 燃料電池 - Google Patents
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構造で製造が容易な燃料電池を提供す
る。 【解決手段】軸長方向にガス通過可能な燃料側電極３３
ａ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円筒型燃料電池セル３３と、該複
数の円筒型燃料電池セル３３の軸長方向一端部にそれぞ
れ取り付けられた管継手５３と、該管継手５３が取り付
けられ、外部からのガスが供給されるガスタンク３５と
を具備する。
る。 【解決手段】軸長方向にガス通過可能な燃料側電極３３
ａ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円筒型燃料電池セル３３と、該複
数の円筒型燃料電池セル３３の軸長方向一端部にそれぞ
れ取り付けられた管継手５３と、該管継手５３が取り付
けられ、外部からのガスが供給されるガスタンク３５と
を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸長方向にガス通
過可能な内側電極の表面に、固体電解質、外側電極を順
次形成してなる複数の円筒型燃料電池セルを有する燃料
電池に関するものである。
過可能な内側電極の表面に、固体電解質、外側電極を順
次形成してなる複数の円筒型燃料電池セルを有する燃料
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。円筒型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、内部の酸素側電極
側に空気（酸素）を、外部の燃料側電極側に燃料（水
素）を流して６００〜１０００℃程度で発電される。
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。円筒型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、内部の酸素側電極
側に空気（酸素）を、外部の燃料側電極側に燃料（水
素）を流して６００〜１０００℃程度で発電される。
【０００３】固体電解質型燃料電池セルは、上記したよ
うに、２種のガスを用い、しかも高温に曝されるため、
高温においてもガスが漏出しないように、燃料ガスの供
給管やセルにおけるシール性について種々の改良がなさ
れている。例えば、特開平８−２８７９４０号公報に
は、収納容器内のガスタンクにガス供給管を気密に接続
する構造が開示されており、ガスは燃料電池セル内にガ
ス供給管により供給される。燃料電池セルは、一般に収
納容器内に配置された隔壁に支持固定されている。
うに、２種のガスを用い、しかも高温に曝されるため、
高温においてもガスが漏出しないように、燃料ガスの供
給管やセルにおけるシール性について種々の改良がなさ
れている。例えば、特開平８−２８７９４０号公報に
は、収納容器内のガスタンクにガス供給管を気密に接続
する構造が開示されており、ガスは燃料電池セル内にガ
ス供給管により供給される。燃料電池セルは、一般に収
納容器内に配置された隔壁に支持固定されている。
【０００４】また、燃料電池セルのガス通過孔にガスを
供給する方法として、特開平６−３４９５１４号公報に
は、軸長方向にガス通過孔を有する燃料電池セルの両端
部が、収納容器内に所定間隔をおいて配置された一対の
隔壁にガラス等により接合された燃料電池が開示されて
おり、この燃料電池では、一方の隔壁がガスタンク壁と
され、ガス供給管を用いることなく、ガスタンクのガス
を燃料電池セルのガス通過孔に供給できる。
供給する方法として、特開平６−３４９５１４号公報に
は、軸長方向にガス通過孔を有する燃料電池セルの両端
部が、収納容器内に所定間隔をおいて配置された一対の
隔壁にガラス等により接合された燃料電池が開示されて
おり、この燃料電池では、一方の隔壁がガスタンク壁と
され、ガス供給管を用いることなく、ガスタンクのガス
を燃料電池セルのガス通過孔に供給できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開平８−２８７９４０号公報に開示された燃料電池
では、ガス供給管をガスタンクにガス封止した状態で接
続するとともに、燃料電池セル自体も隔壁に固定する必
要があり、ガス供給法が複雑であり、燃料電池自体が複
雑化し、製造工程が多いという問題があった。
た特開平８−２８７９４０号公報に開示された燃料電池
では、ガス供給管をガスタンクにガス封止した状態で接
続するとともに、燃料電池セル自体も隔壁に固定する必
要があり、ガス供給法が複雑であり、燃料電池自体が複
雑化し、製造工程が多いという問題があった。
【０００６】また、特開平６−３４９５１４号公報に開
示された燃料電池では、燃料電池セルの両端部を隔壁に
固定する必要があり、燃料電池が複雑化し、製造工程が
多いという問題があった。
示された燃料電池では、燃料電池セルの両端部を隔壁に
固定する必要があり、燃料電池が複雑化し、製造工程が
多いという問題があった。
【０００７】本発明は、簡単な構造で製造が容易な燃料
電池を提供することを目的とする。
電池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】本発明の燃料電池は、軸
長方向にガス通過可能な内側電極の表面に、固体電解
質、外側電極を順次形成してなる複数の円筒型燃料電池
セルと、該複数の円筒型燃料電池セルの軸長方向一端部
にそれぞれ取り付けられた管継手と、該管継手が取り付
けられ、外部からのガスを前記複数の円筒型燃料電池セ
ルに供給するガス供給体とを具備することを特徴とす
る。
長方向にガス通過可能な内側電極の表面に、固体電解
質、外側電極を順次形成してなる複数の円筒型燃料電池
セルと、該複数の円筒型燃料電池セルの軸長方向一端部
にそれぞれ取り付けられた管継手と、該管継手が取り付
けられ、外部からのガスを前記複数の円筒型燃料電池セ
ルに供給するガス供給体とを具備することを特徴とす
る。
【０００９】本発明の燃料電池では、燃料電池セルは管
継手によりガスタンクやガス配管に機械的な方法で直接
取り付けられ、何ら支持されることなくガスタンクやガ
ス配管に立設することができるため、燃料電池の構造を
簡略化でき、製造が容易となるとともに、燃料電池セル
の内側電極にガスを供給するためのガス供給管が不要で
あり、ガス封止個所を殆どなくすことができるため、ガ
ス封止信頼性を向上できる。
継手によりガスタンクやガス配管に機械的な方法で直接
取り付けられ、何ら支持されることなくガスタンクやガ
ス配管に立設することができるため、燃料電池の構造を
簡略化でき、製造が容易となるとともに、燃料電池セル
の内側電極にガスを供給するためのガス供給管が不要で
あり、ガス封止個所を殆どなくすことができるため、ガ
ス封止信頼性を向上できる。
【００１０】また、本発明の燃料電池では、収納容器の
一室に、複数の燃料電池セルがガス供給体に立設した状
態で収納され、従来のような燃料電池セルを支持固定す
るための隔壁が不要であるため、内側電極、固体電解
質、外側電極の形成面積を増加でき、燃料電池セルの発
電領域を拡大できる。
一室に、複数の燃料電池セルがガス供給体に立設した状
態で収納され、従来のような燃料電池セルを支持固定す
るための隔壁が不要であるため、内側電極、固体電解
質、外側電極の形成面積を増加でき、燃料電池セルの発
電領域を拡大できる。
【００１１】さらに、本発明の燃料電池では、内側電極
を通過したガスと、円筒型燃料電池セル間を通過したガ
スが反応して、前記円筒型燃料電池セルの先端近傍で燃
焼することを特徴とする。このような燃料電池では、燃
焼ガスが発生する室に燃料電池セルが存在するため、燃
料ガスにより燃料電池セル全体を直接加熱でき、燃料電
池セルが発電する温度まで迅速に加熱でき、起動時間を
短縮できる。
を通過したガスと、円筒型燃料電池セル間を通過したガ
スが反応して、前記円筒型燃料電池セルの先端近傍で燃
焼することを特徴とする。このような燃料電池では、燃
焼ガスが発生する室に燃料電池セルが存在するため、燃
料ガスにより燃料電池セル全体を直接加熱でき、燃料電
池セルが発電する温度まで迅速に加熱でき、起動時間を
短縮できる。
【００１２】
【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、複数の円
筒型燃料電池セル３３と、これらの燃料電池セル３３が
設けられる燃料ガスタンク（ガス供給体）３５と、燃料
電池セル３３間に挿入された酸素含有ガス供給管３９
と、燃料電池セル３３の上方の熱交換部４１とが設けら
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、複数の円
筒型燃料電池セル３３と、これらの燃料電池セル３３が
設けられる燃料ガスタンク（ガス供給体）３５と、燃料
電池セル３３間に挿入された酸素含有ガス供給管３９
と、燃料電池セル３３の上方の熱交換部４１とが設けら
れている。
【００１３】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。
【００１４】収納容器３１内の燃料電池セル３３は、図
２に示すように、円筒状の多孔質な金属を主成分とする
燃料側電極（内側電極）３３ａ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（外側電極）３３ｃを順次積層し、固体電解質
３３ｂ及び酸素側電極３３ｃから露出した燃料側電極３
３ａの外面に、インターコネクタ３３ｄ、Ｐ型半導体３
３ｅを順次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。
２に示すように、円筒状の多孔質な金属を主成分とする
燃料側電極（内側電極）３３ａ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（外側電極）３３ｃを順次積層し、固体電解質
３３ｂ及び酸素側電極３３ｃから露出した燃料側電極３
３ａの外面に、インターコネクタ３３ｄ、Ｐ型半導体３
３ｅを順次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。
【００１５】即ち、燃料側電極３３ａ外面の一部には、
その軸長方向に固体電解質３３ｂ及び酸素側電極３３ｃ
が形成されていない部分を有しており、この固体電解質
３３ｂ及び酸素側電極３３ｃから露出した燃料側電極３
３ａの外面には、導電性セラミックスからなるインター
コネクタ３３ｄが形成されている。この燃料側電極３３
ａの内部には、燃料側電極３３ａの軸長方向に同心円状
に形成された一つの燃料ガス通過孔３３ｆが形成されて
いる。尚、燃料ガス通過孔３３ｆを複数形成しても良い
ことは勿論であり、連続気孔体からなる３次元網目構造
であっても良い。
その軸長方向に固体電解質３３ｂ及び酸素側電極３３ｃ
が形成されていない部分を有しており、この固体電解質
３３ｂ及び酸素側電極３３ｃから露出した燃料側電極３
３ａの外面には、導電性セラミックスからなるインター
コネクタ３３ｄが形成されている。この燃料側電極３３
ａの内部には、燃料側電極３３ａの軸長方向に同心円状
に形成された一つの燃料ガス通過孔３３ｆが形成されて
いる。尚、燃料ガス通過孔３３ｆを複数形成しても良い
ことは勿論であり、連続気孔体からなる３次元網目構造
であっても良い。
【００１６】このような燃料電池セル３３が収納容器３
１内に複数集合しており、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、金属フェルト及び／又
は金属板からなる集電部材４２を介在させ、一方の燃料
電池セル３３の燃料側電極３３ａを、該燃料側電極３３
ａに設けられたインターコネクタ３３ｄ、Ｐ型半導体３
３ｅ、集電部材４２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構成されている。
集電部材４２は、耐熱性、耐酸化性、電気伝導性という
点から、Ｐｔ、Ａｇ、Ｎｉ基合金、Ｆｅ−Ｃｒ鋼合金の
少なくとも一種からなることが望ましい。
１内に複数集合しており、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、金属フェルト及び／又
は金属板からなる集電部材４２を介在させ、一方の燃料
電池セル３３の燃料側電極３３ａを、該燃料側電極３３
ａに設けられたインターコネクタ３３ｄ、Ｐ型半導体３
３ｅ、集電部材４２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構成されている。
集電部材４２は、耐熱性、耐酸化性、電気伝導性という
点から、Ｐｔ、Ａｇ、Ｎｉ基合金、Ｆｅ−Ｃｒ鋼合金の
少なくとも一種からなることが望ましい。
【００１７】燃料電池セル３３は、図２に示したよう
に、２列に整列しており、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（図示せず）で接続
され、これにより２列に整列した複数の燃料電池セル３
３が電気的に直列に接続されている。尚、図１では４列
に整列した状態を記載した。
に、２列に整列しており、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（図示せず）で接続
され、これにより２列に整列した複数の燃料電池セル３
３が電気的に直列に接続されている。尚、図１では４列
に整列した状態を記載した。
【００１８】燃料電池セル３３の下方には、図１に示し
たように、燃料ガスを燃料電池セル３３に供給するため
の燃料ガスタンク３５がセル列毎に設けられており、こ
れらの燃料ガスタンク３５には、外部から燃料ガスを燃
料ガスタンク３５に供給するための燃料ガス供給管（図
示せず）がそれぞれ接続されている。
たように、燃料ガスを燃料電池セル３３に供給するため
の燃料ガスタンク３５がセル列毎に設けられており、こ
れらの燃料ガスタンク３５には、外部から燃料ガスを燃
料ガスタンク３５に供給するための燃料ガス供給管（図
示せず）がそれぞれ接続されている。
【００１９】燃料ガスタンク３５には、図１、図３及び
図４に示すように、燃料電池セル３３の下端部（軸長方
向端部）が管継手５３を介してそれぞれ取り付けられて
おり、これにより、燃料電池セル３３が燃料ガスタンク
３５に何ら支持されることなくそれぞれ立設している。
図４に示すように、燃料電池セル３３の下端部（軸長方
向端部）が管継手５３を介してそれぞれ取り付けられて
おり、これにより、燃料電池セル３３が燃料ガスタンク
３５に何ら支持されることなくそれぞれ立設している。
【００２０】即ち、管継手５３としては、例えば、図４
に示すようなＳＷＡＧＥＬＯＫチューブ継手（商品名）
が用いられている。具体的に説明すると、管継手５３
は、燃料ガスタンク３５に一端が螺着する継手本体５３
ａと、この継手本体５３ａの他端に螺着するナット５３
ｂと、燃料電池セル３３端部に密着して固定される密着
リング５３ｃと、この密着リング５３ｃを継手本体５３
ａ内部に形成されたテーパに押圧して縮径させる押圧リ
ング５３ｄとから構成され、燃料電池セル３３端部がナ
ット５３ｂ、押圧リング５３ｄ、密着リング５３ｃを挿
通した状態で、ナット５３ｂを締め付けることにより、
燃料電池セル３３の一端部が管継手５３に気密に取り付
けられている。
に示すようなＳＷＡＧＥＬＯＫチューブ継手（商品名）
が用いられている。具体的に説明すると、管継手５３
は、燃料ガスタンク３５に一端が螺着する継手本体５３
ａと、この継手本体５３ａの他端に螺着するナット５３
ｂと、燃料電池セル３３端部に密着して固定される密着
リング５３ｃと、この密着リング５３ｃを継手本体５３
ａ内部に形成されたテーパに押圧して縮径させる押圧リ
ング５３ｄとから構成され、燃料電池セル３３端部がナ
ット５３ｂ、押圧リング５３ｄ、密着リング５３ｃを挿
通した状態で、ナット５３ｂを締め付けることにより、
燃料電池セル３３の一端部が管継手５３に気密に取り付
けられている。
【００２１】また、酸素含有ガス供給管３９は、図１に
示したように、その先端部が燃料電池セル３３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、燃料電池セル３３間を通って燃料電池セル３３の上
方に流れ、発電で用いられなかった余剰の燃料ガスは、
燃料電池セル３３の燃料ガス通過孔３３ｆを通って燃料
電池セル３３の上方から吹き出し、燃料電池セル３３の
上端（軸長方向端部）近傍において、燃料ガスと酸素含
有ガスが反応して燃焼するように構成されている。
示したように、その先端部が燃料電池セル３３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、燃料電池セル３３間を通って燃料電池セル３３の上
方に流れ、発電で用いられなかった余剰の燃料ガスは、
燃料電池セル３３の燃料ガス通過孔３３ｆを通って燃料
電池セル３３の上方から吹き出し、燃料電池セル３３の
上端（軸長方向端部）近傍において、燃料ガスと酸素含
有ガスが反応して燃焼するように構成されている。
【００２２】熱交換部４１は、熱交換器４１ａと酸素含
有ガス収容室４１ｂとから構成されている。
有ガス収容室４１ｂとから構成されている。
【００２３】熱交換器４１ａは、図５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５（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５（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５（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５（ｃ）に示すように形成されている。
【００２４】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、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、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。
【００２５】酸素含有ガス収容室４１ｂは、図６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、即ち燃料電池セル３３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、即ち燃料電池セル３３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。
【００２６】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の一端が開口し、連通している。
素含有ガス供給管３９の一端が開口し、連通している。
【００２７】また、図１に示したように、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、燃焼ガスを熱交換器４１
ａ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。
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、燃焼ガスを熱交換器４１
ａ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。
【００２８】また、燃料電池セル３３のセル列間には、
バーナー用ガスタンク８１がそれぞれ配置されており、
これらのバーナー用ガスタンク８１にはバーナ８３が立
設し、燃料電池セル３３を直接加熱できるようになって
いる。このようなバーナ８３は、燃料電池の起動時に燃
焼され、燃料電池セル３３を直接的に加熱し、燃料電池
セル３３が発電するまでの起動を飛躍的に早めることが
できる。
バーナー用ガスタンク８１がそれぞれ配置されており、
これらのバーナー用ガスタンク８１にはバーナ８３が立
設し、燃料電池セル３３を直接加熱できるようになって
いる。このようなバーナ８３は、燃料電池の起動時に燃
焼され、燃料電池セル３３を直接的に加熱し、燃料電池
セル３３が発電するまでの起動を飛躍的に早めることが
できる。
【００２９】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）を酸素含有ガス管
７３を介して熱交換器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
燃料電池セル３３間に噴出させるとともに、燃料ガス
（例えば水素）を燃料ガス供給管を介して燃料ガスタン
ク３５に一旦収容し、管継手５３を介して燃料電池セル
３３の燃料ガス通過孔３３ｆ内に供給し発電させる。
部からの酸素含有ガス（例えば空気）を酸素含有ガス管
７３を介して熱交換器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
燃料電池セル３３間に噴出させるとともに、燃料ガス
（例えば水素）を燃料ガス供給管を介して燃料ガスタン
ク３５に一旦収容し、管継手５３を介して燃料電池セル
３３の燃料ガス通過孔３３ｆ内に供給し発電させる。
【００３０】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の上端から噴出し、発電に用いれら
なかった余剰の酸素含有ガスは燃料電池セル３３間を上
方に流れ、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の上端から噴出し、発電に用いれら
なかった余剰の酸素含有ガスは燃料電池セル３３間を上
方に流れ、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。
【００３１】そして、本発明の燃料電池では、燃料電池
セル３３が、管継手５３を介してガスタンク３５に機械
的に直接取り付けられるため、燃料電池セル３３の下端
部をガスタンク３５に強固に固定できるとともに、燃料
電池セル３３は管継手５３を介してガスタンク３５に立
設しているため、何ら支持されることなくガスタンク３
５に立設しているため、燃料電池の構造を簡略化でき、
製造が容易となる。
セル３３が、管継手５３を介してガスタンク３５に機械
的に直接取り付けられるため、燃料電池セル３３の下端
部をガスタンク３５に強固に固定できるとともに、燃料
電池セル３３は管継手５３を介してガスタンク３５に立
設しているため、何ら支持されることなくガスタンク３
５に立設しているため、燃料電池の構造を簡略化でき、
製造が容易となる。
【００３２】また、従来のように燃料電池セルの内側電
極にガスを供給するためのガス供給管を不要とすること
ができ、ガス封止する個所を殆どなくすことができるた
め、ガス封止信頼性を向上できる。尚、多少、構造は複
雑となるが、燃料電池セル３３の上部を支持する支持板
を設けても良い。
極にガスを供給するためのガス供給管を不要とすること
ができ、ガス封止する個所を殆どなくすことができるた
め、ガス封止信頼性を向上できる。尚、多少、構造は複
雑となるが、燃料電池セル３３の上部を支持する支持板
を設けても良い。
【００３３】さらに、本発明の燃料電池では、燃焼ガス
が発生する室に燃料電池セル３３が存在するため、燃焼
ガスにより燃料電池セル３３全体を加熱でき、燃料電池
セル３３が起動するまでの時間を短縮できる。
が発生する室に燃料電池セル３３が存在するため、燃焼
ガスにより燃料電池セル３３全体を加熱でき、燃料電池
セル３３が起動するまでの時間を短縮できる。
【００３４】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４１ａで燃焼ガスと酸素含有ガスとの間で熱交換
させ、起動時に酸素含有ガスを予熱することができ、ま
た、酸素含有ガス供給管３９が燃焼ガス中を挿通するこ
とにより、燃焼ガスにより酸素含有ガス供給管３９内の
酸素含有ガスをさらに加熱することができるため、加熱
した酸素含有ガスにより燃料電池セル３３を間接的に加
熱して実質的に発電するまでの起動時間を短縮できる。
スと酸素含有ガスが反応して燃焼し、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４１ａで燃焼ガスと酸素含有ガスとの間で熱交換
させ、起動時に酸素含有ガスを予熱することができ、ま
た、酸素含有ガス供給管３９が燃焼ガス中を挿通するこ
とにより、燃焼ガスにより酸素含有ガス供給管３９内の
酸素含有ガスをさらに加熱することができるため、加熱
した酸素含有ガスにより燃料電池セル３３を間接的に加
熱して実質的に発電するまでの起動時間を短縮できる。
【００３５】さらに、燃料電池セル３３の上方に酸素含
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、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。
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、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。
【００３６】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収納容器３１内に別途設ける必要
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収納容器３１内に別途設ける必要
がなく、小型にでき、しかも燃焼ガスを有効利用でき
る。
【００３７】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
スを燃料電池セル３３間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
スを燃料電池セル３３間に確実に供給できる。
【００３８】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、上記例では熱交換器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。
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、上記例では熱交換器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。
【００３９】また、上記例では、燃料電池セル３３を直
列に接続した例について説明したが、並列接続しても良
いことは勿論である。また、燃料側電極３３ａを内側電
極としたが、酸素側電極３３ｃを内側電極としても良
い。さらにガスタンク３５の代わりにガス配管を用いて
も良い。
列に接続した例について説明したが、並列接続しても良
いことは勿論である。また、燃料側電極３３ａを内側電
極としたが、酸素側電極３３ｃを内側電極としても良
い。さらにガスタンク３５の代わりにガス配管を用いて
も良い。
【００４０】
【発明の効果】本発明の燃料電池では、燃料電池セルは
管継手によりガスタンクやガス配管に機械的な方法で直
接取り付けられ、何ら支持されることなくガスタンクや
ガス配管に立設することができ、しかも従来のような燃
料電池セルの内側電極にガスを供給するためのガス供給
管を不要とすることができるため、燃料電池の構造を簡
略化でき、製造が容易となるとともに、管継手により燃
料電池セルがガスタンクに直接気密に取り付けられ、ま
た従来のようなガス燃料供給パイプを不要とすることが
でき、ガス封止する個所を殆どなくすことができ、さら
に、従来のような燃料電池セルを支持固定するための隔
壁が不要であるため、燃料電池セルの発電領域を拡大で
きる。
管継手によりガスタンクやガス配管に機械的な方法で直
接取り付けられ、何ら支持されることなくガスタンクや
ガス配管に立設することができ、しかも従来のような燃
料電池セルの内側電極にガスを供給するためのガス供給
管を不要とすることができるため、燃料電池の構造を簡
略化でき、製造が容易となるとともに、管継手により燃
料電池セルがガスタンクに直接気密に取り付けられ、ま
た従来のようなガス燃料供給パイプを不要とすることが
でき、ガス封止する個所を殆どなくすことができ、さら
に、従来のような燃料電池セルを支持固定するための隔
壁が不要であるため、燃料電池セルの発電領域を拡大で
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】ガスタンクに燃料電池セルを管継手により取り
付けた状態を示す斜視図である。
付けた状態を示す斜視図である。
【図４】管継手を示すもので、（ａ）は一部切欠断面
図、（ｂ）は分解斜視図である。
図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図５】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６】本発明の熱交換部を説明するための斜視図であ
る。
る。
【符号の説明】
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）
３５・・・ガスタンク（ガス供給体）
５３・・・管継手
Claims (4)
- 【請求項１】軸長方向にガス通過可能な内側電極の表面
に、固体電解質、外側電極を順次形成してなる複数の円
筒型燃料電池セルと、該複数の円筒型燃料電池セルの軸
長方向一端部にそれぞれ取り付けられた管継手と、該管
継手が取り付けられ、外部からのガスを前記複数の円筒
型燃料電池セルに供給するガス供給体とを具備すること
を特徴とする燃料電池。 - 【請求項２】ガス供給体がガスタンク又はガス配管であ
ることを特徴とする請求項１記載の燃料電池。 - 【請求項３】収納容器の一室に、複数の燃料電池セルが
ガス供給体に立設した状態で収納さ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】内側電極を通過したガスと、円筒型燃料電
池セル間を通過したガスが反応して、前記円筒型燃料電
池セルの先端近傍で燃焼することを特徴とする請求項１
乃至３のうちいずれかに記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002087274A JP4018921B2 (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002087274A JP4018921B2 (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282128A true JP2003282128A (ja) | 2003-10-03 |
| JP4018921B2 JP4018921B2 (ja) | 2007-12-05 |
Family
ID=29233527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002087274A Expired - Fee Related JP4018921B2 (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4018921B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2200115A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-23 | Ikerlan Centro de Investigaciones Technologicas, S.Coop. | Solid oxide fuel cell with metal support |
| ES2364827A1 (es) * | 2010-01-25 | 2011-09-15 | Amurrio Ferrocarril Y Equipos, S.A. | Estructura de cruzamiento tranviario de punta movil. |
| WO2011125378A1 (ja) | 2010-04-07 | 2011-10-13 | 株式会社アツミテック | 発電装置 |
| KR101109233B1 (ko) | 2009-08-04 | 2012-01-30 | 삼성전기주식회사 | 집전가능한 매니폴드를 구비한 연료전지 |
| JP2012528426A (ja) * | 2009-05-28 | 2012-11-12 | エゼレロン ゲーエムベーハー | 酸化物−セラミックの高温燃料電池 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070175812A1 (en) | 2004-03-26 | 2007-08-02 | Nitto Denko Corporation | Spiral type separation membrane element |
| JP4587937B2 (ja) | 2005-10-31 | 2010-11-24 | 日東電工株式会社 | スパイラル型分離膜エレメント |
| KR100990348B1 (ko) | 2006-03-09 | 2010-10-29 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 스파이럴형 막 엘리먼트 및 그 제조 방법 |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002087274A patent/JP4018921B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| EP2200115A1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-23 | Ikerlan Centro de Investigaciones Technologicas, S.Coop. | Solid oxide fuel cell with metal support |
| ES2362516A1 (es) * | 2008-12-19 | 2011-07-07 | Ikerlan, S.Coop. | "celda de combustible de óxido sólido con soporte metálico". |
| JP2012528426A (ja) * | 2009-05-28 | 2012-11-12 | エゼレロン ゲーエムベーハー | 酸化物−セラミックの高温燃料電池 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4018921B2 (ja) | 2007-12-05 |
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