JP2013211202A - 燃料電池ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発電に利用されなかったガスの燃焼により発生する燃焼ガスと、燃焼ガスとは別経路で供給された酸化剤ガスと、の間で熱交換することにより、前記酸化剤ガスを加熱する熱交換器22を備えた燃料電池ユニットにおいて、前記熱交換器は、加熱される酸化剤ガスが流れる酸化剤ガス流路72と、前記酸化剤ガスの流れを蛇行状にする複数のガイド部73と、酸化剤ガスを導入する酸化剤ガス導入部74と、複数の燃料電池セルからなる燃料電池セル集合体へ供給する複数の酸化剤ガス導出部76aと、を備え、前記酸化剤ガスの流れを制限する開口部75を、前記ガイド部より下流側でかつ、前記酸化剤ガス流路の下流側端部に備え、前記開口部は、この開口部から前記各酸化剤ガス導出部への各距離が全て等しくなるように形成する。
【選択図】図9
Description
発電に利用されなかったガスの燃焼により発生する燃焼ガスと、燃焼ガスとは別経路で供給された酸化剤ガスと、の間で熱交換することにより、前記酸化剤ガスを加熱する熱交換器を備えた燃料電池ユニットにおいて、前記熱交換器は、加熱される酸化剤ガスが流れる酸化剤ガス流路と、前記酸化剤ガス流路上に配置されて前記酸化剤ガスの流れを蛇行状にする複数のガイド部と、前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを導入する酸化剤ガス導入部と、前記酸化剤ガス流路にて加熱された前記酸化剤ガスを、複数の燃料電池セルからなる燃料電池セル集合体へ供給する複数の酸化剤ガス導出部と、を備え、前記酸化剤ガスの流れを制限する開口部を、前記ガイド部より下流側でかつ、前記酸化剤ガス流路の下流側端部に備え、前記開口部は、この開口部から前記各酸化剤ガス導出部への各距離が全て等しくなるように前記開口部の下流側に形成することを特徴とする燃料電池ユニットである。
図1は本発明の一実施形態における燃料電池モジュール(燃料電池ユニット)の外観を示す斜視図である。図1に示す燃料電池モジュール2は、固体電解質型燃料電池システムの一部を構成するものである。固体電解質型燃料電池システムは、燃料電池モジュール2と、図示しない補機ユニットとを備える。
10…発電室
12…燃料電池セル集合体
14…燃料電池セルスタック
16…燃料電池セルユニット
18…燃焼室
20…改質ユニット
20a…蒸発混合器
20b…改質器
21…整流板
21a…開口
22…熱交換器
56…ケーシング
60…被改質ガス供給管
62…水供給管
66…燃料供給管
66a…下端側
68…マニホールド
68a…マニホールド上板
70…燃焼ガス配管
72…発電用空気流路(酸化剤ガス流路)
73…ガイド板(ガイド部)
73a…分流部
73b…合流部
74…発電用空気導入管(酸化剤ガス導入部)
75…開口部
76…連絡流路
76a…出口ポート(酸化剤ガス導出部)
77…発電用空気供給路
78a、78b…吹出口
80…遮蔽板
81…燃焼ガス導入部
82…燃焼ガス排出管
84…燃料電池セル
86…内側電極端子
88…燃料ガス流路
90…内側電極層
90a…上部
90b…外周面
90c…上端面
92…外側電極層
94…電解質層
96…シール材
98…連通流路
100…上支持板
102…集電体
104…外部端
Claims (3)
- 発電に利用されなかったガスの燃焼により発生する燃焼ガスと、燃焼ガスとは別経路で供給された酸化剤ガスと、の間で熱交換することにより、前記酸化剤ガスを加熱する熱交換器を備えた燃料電池ユニットにおいて、
前記熱交換器は、
加熱される酸化剤ガスが流れる酸化剤ガス流路と、
前記酸化剤ガス流路上に配置されて前記熱交換器の一端側から他端側に向けて流れる前記酸化剤ガスの流れを蛇行させる複数のガイド部と、
前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスを導入する酸化剤ガス導入部と、
前記酸化剤ガス流路にて加熱された前記酸化剤ガスを、複数の燃料電池セルからなる燃料電池セル集合体へ供給する複数の酸化剤ガス導出部と、を備え、前記酸化剤ガスの流れを制限する開口部を、前記ガイド部より下流側でかつ、前記酸化剤ガス流路の下流側端部に備え、前記開口部は、この開口部から前記各酸化剤ガス導出部への各距離が全て等しくなるように前記開口部の下流側に形成することを特徴とする燃料電池ユニット。 - 前記ガイド部は、前記酸化剤ガスを分流させる分流部と、分流した前記酸化剤ガスを再び合流させる合流部と、をそれぞれ形成し、前記酸化剤ガスが前記蛇行の振幅方向に流れようとする力を、分流した前記酸化剤ガスが互いに衝突することで緩和するよう前記分流部と前記合流部とを交互に配置する請求項1に記載の燃料電池ユニット。
- 分流と合流とを繰り返す前記酸化剤ガスの前記蛇行の振幅が等しくなるよう、
前記分流部は前記熱交換器における前記蛇行の振幅方向の中央に配置された板を具備し、
前記合流部は、前記熱交換器における前記蛇行の振幅方向の中央に配置された開口を具備する請求項2に記載の燃料電池ユニット。
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