JP2013089500A - 燃料電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池モジュール12は、燃料電池スタック22、部分酸化改質器44、排ガス燃焼器46及び熱交換器48とを備える。燃料電池スタック22の一方に熱交換器48が配設され、且つ前記燃料電池スタック22の他方に部分酸化改質器44及び排ガス燃焼器46が配設され、前記部分酸化改質器44は、前記排ガス燃焼器46を囲繞して設けられる。燃料電池モジュール12は、燃焼ガスと酸化剤ガスとの温度差により熱電変換を行う第1熱電変換部76a及び第2熱電変換部76bを備える。
【選択図】図1
Description
14…原燃料供給装置 16…酸化剤ガス供給装置
18…制御装置 20…燃料電池
22…燃料電池スタック 24…電解質
26…カソード電極 28…アノード電極
30…電解質・電極接合体 36…酸化剤ガス流路
38…燃料ガス流路 40a…酸化剤ガス入口連通孔
40b…酸化剤ガス出口連通孔 42a…燃料ガス入口連通孔
42b…燃料ガス出口連通孔 44…部分酸化改質器
46…排ガス燃焼器 48…熱交換器
50…FC周辺機器 51…原燃料通路
53、72…酸化剤ガス通路 53a、53b…酸化剤ガス供給路部
66…燃料ガス通路 68…酸化剤排ガス通路
70…燃料排ガス通路 74a〜74c…燃焼ガス通路
76、76a、76b、100、110、120…熱電変換部
78…酸化剤ガス調整弁 80…脱硫器
82、84、102、104、112、114、122、124…通路部材
86a〜86c、106、116、126…熱電変換素子
Claims (10)
- 燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池スタックと、
炭化水素を主体とする原燃料と酸化剤ガスとの混合ガスを改質して前記燃料ガスを生成するとともに、前記燃料電池スタックに前記燃料ガスを供給する部分酸化改質器と、
前記燃料電池スタックから排出される前記燃料ガスである燃料排ガスと前記酸化剤ガスである酸化剤排ガスとを燃焼させ、燃焼ガスを発生させる排ガス燃焼器と、
前記燃焼ガスとの熱交換により前記酸化剤ガスを昇温させるとともに、前記燃料電池スタックに前記酸化剤ガスを供給する熱交換器と、
を備える燃料電池モジュールであって、
前記燃料電池スタックの一方に前記熱交換器が配設され、且つ前記燃料電池スタックの他方に前記部分酸化改質器及び前記排ガス燃焼器が配設され、前記部分酸化改質器は、前記排ガス燃焼器を囲繞して設けられるとともに、
前記燃料電池モジュールは、前記燃焼ガスと前記酸化剤ガスとの温度差により熱電変換を行う熱電変換部を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 請求項1記載の燃料電池モジュールにおいて、前記排ガス燃焼器から排出される前記燃焼ガスを、前記燃料電池スタック及び前記熱交換器に、順次、供給する燃焼ガス通路と、
前記酸化剤ガスを前記熱交換器及び前記部分酸化改質器に供給する酸化剤ガス通路と、
を備えるとともに、
前記熱電変換部は、前記燃焼ガス通路の前記熱交換器の下流側に、且つ、前記酸化剤ガス通路の前記熱交換器及び前記部分酸化改質器の上流側に設けられることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 請求項2記載の燃料電池モジュールにおいて、前記酸化剤ガス通路は、前記熱交換器に前記酸化剤ガスを供給する第1酸化剤ガス供給路部と、
前記部分酸化改質器に前記酸化剤ガスを供給する第2酸化剤ガス供給路部と、
に分岐するとともに、
分岐部位には、前記酸化剤ガスの分配量を調整する酸化剤ガス調整弁が配設されることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 請求項3記載の燃料電池モジュールにおいて、前記熱電変換部は、前記酸化剤ガス通路に前記酸化剤ガス調整弁の上流側に位置して配置されることを特徴とする燃料電池モジュール。
- 請求項3記載の燃料電池モジュールにおいて、前記熱電変換部は、少なくとも前記第1酸化剤ガス供給路部又は前記第2酸化剤ガス供給路部に前記酸化剤ガス調整弁の下流側に位置して配置されることを特徴とする燃料電池モジュール。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池モジュールにおいて、前記熱電変換部は、前記燃焼ガスと前記酸化剤ガスとが互いに並行流に設定されるとともに、
異なる熱電変換温度に設定された複数の熱電変換素子を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池モジュールにおいて、前記熱電変換部は、前記燃焼ガスと前記酸化剤ガスとが互いに対向流に設定されるとともに、
所定の熱電変換温度に設定された複数の熱電変換素子を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池モジュールにおいて、前記熱電変換部は、前記燃焼ガスと前記酸化剤ガスとが互いに交差する流れ又は対称の流れに設定されるとともに、
所定の熱電変換温度に設定された複数の熱電変換素子を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料電池モジュールにおいて、前記熱交換器は、前記燃料電池スタックの燃料電池積層方向一方に設けられるとともに、
前記部分酸化改質器及び前記排ガス燃焼器は、前記燃料電池スタックの燃料電池積層方向他方に設けられることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の燃料電池モジュールにおいて、前記燃料電池モジュールは、固体酸化物形燃料電池モジュールであることを特徴とする燃料電池モジュール。
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