JP3310803B2 - 固体電解質型燃料電池のモジュール - Google Patents
固体電解質型燃料電池のモジュールInfo
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- JP3310803B2 JP3310803B2 JP03052895A JP3052895A JP3310803B2 JP 3310803 B2 JP3310803 B2 JP 3310803B2 JP 03052895 A JP03052895 A JP 03052895A JP 3052895 A JP3052895 A JP 3052895A JP 3310803 B2 JP3310803 B2 JP 3310803B2
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- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体電解質型燃料電池の
モジュール内の温度分布の緩和を行い発電効率の向上を
図る固体電解質型燃料電池のモジュールに関する。
モジュール内の温度分布の緩和を行い発電効率の向上を
図る固体電解質型燃料電池のモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２に従来の固体電解質型燃料電池（Ｓ
ＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌ
ｌ）のモジュールの概略を示す。ここで、同図中、符号
１はモジュール本体、２は複数のセル部を配してなる燃
料電池発電部、３Ａは該発電部に燃料を供給する燃料供
給管、３Ｂは燃料排気管、４Ａは発電部に空気を供給す
る空気供給管、４Ｂは空気排気管を各々図示する。
ＯＦＣ：Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌ
ｌ）のモジュールの概略を示す。ここで、同図中、符号
１はモジュール本体、２は複数のセル部を配してなる燃
料電池発電部、３Ａは該発電部に燃料を供給する燃料供
給管、３Ｂは燃料排気管、４Ａは発電部に空気を供給す
る空気供給管、４Ｂは空気排気管を各々図示する。
【０００３】一般に、自立型の燃料電池モジュールの発
電においては、作動温度が１０００℃と高温であり、こ
の為モジュール本体１内の内部構造である発電部２を高
温に維持する必要がある。
電においては、作動温度が１０００℃と高温であり、こ
の為モジュール本体１内の内部構造である発電部２を高
温に維持する必要がある。
【０００４】ところで、自立型の燃料電池のモジュール
では発電時のセルの自己発熱により高温の作動温度を保
持している。
では発電時のセルの自己発熱により高温の作動温度を保
持している。
【０００５】よって、常温の燃料及び空気を内部構造で
ある燃料電池発電部２へ直接供給した場合、供給燃料及
び空気により燃料電池発電部２が冷却され、作動温度が
維持できない。
ある燃料電池発電部２へ直接供給した場合、供給燃料及
び空気により燃料電池発電部２が冷却され、作動温度が
維持できない。
【０００６】再生熱交換機５，６を用いて燃料側排気及
び空気側排気により空気と燃料を約８００℃程度まで過
熱して、燃料電池発電部２に供給する。
び空気側排気により空気と燃料を約８００℃程度まで過
熱して、燃料電池発電部２に供給する。
【０００７】さらにモジュール外壁７と燃料電池発電部
２との間に断熱材８を配置して内部燃料電池発電部２の
保温を行う。
２との間に断熱材８を配置して内部燃料電池発電部２の
保温を行う。
【０００８】一方、セルの自己発熱により燃料電池発電
部２内を流れる空気は過熱されるため、燃料電池発電部
２には温度分布が生じる。
部２内を流れる空気は過熱されるため、燃料電池発電部
２には温度分布が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の燃料電池のセルの自己発熱による温度上昇を制御す
るため、空気の供給温度及び流量の調節を行うが、固体
電解質燃料電池のセルは作動温度が低いと内部損失が増
大し、過熱した場合は耐久性が低下する。
来の燃料電池のセルの自己発熱による温度上昇を制御す
るため、空気の供給温度及び流量の調節を行うが、固体
電解質燃料電池のセルは作動温度が低いと内部損失が増
大し、過熱した場合は耐久性が低下する。
【００１０】発電効率の向上のためには、少ない空気供
給量でモジュールの運転を行う必要があるが、空気流量
がすくない場合、燃料電池発電部２内での空気極の温度
上昇が増加し、該燃料電池発電部２内の温度分布が大き
くなり、過熱部が生じ、適切な作動温度範囲に制御する
ことが困難となる、という問題がある。
給量でモジュールの運転を行う必要があるが、空気流量
がすくない場合、燃料電池発電部２内での空気極の温度
上昇が増加し、該燃料電池発電部２内の温度分布が大き
くなり、過熱部が生じ、適切な作動温度範囲に制御する
ことが困難となる、という問題がある。
【００１１】本発明は上記問題に鑑み、燃料電池発電部
２内の温度分布を緩和して燃料電池モジュールの発電効
率の向上を図ることができる固体電解質型燃料電池のモ
ジュールを提供することを目的とする。
２内の温度分布を緩和して燃料電池モジュールの発電効
率の向上を図ることができる固体電解質型燃料電池のモ
ジュールを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の固体電解質型燃料電池のモジュールは、固体電解質
燃料電池の発電部の自己発電で作動温度を維持する、自
立型の固体電解質型燃料電池のモジュールにおいて、発
電部内部中央に冷却管を配設し、該発電部の冷却を行う
空気を、冷却管内部に対し空気供給管から一部バイパス
管を介して上向きに供給し、前記発電部の冷却を行うと
共に、熱交換により過熱された予熱空気として戻り配管
を介して、空気側再生熱交換器で予熱された、主供給空
気に合流して供給することを特徴とする。
明の固体電解質型燃料電池のモジュールは、固体電解質
燃料電池の発電部の自己発電で作動温度を維持する、自
立型の固体電解質型燃料電池のモジュールにおいて、発
電部内部中央に冷却管を配設し、該発電部の冷却を行う
空気を、冷却管内部に対し空気供給管から一部バイパス
管を介して上向きに供給し、前記発電部の冷却を行うと
共に、熱交換により過熱された予熱空気として戻り配管
を介して、空気側再生熱交換器で予熱された、主供給空
気に合流して供給することを特徴とする。
【００１３】
【作用】上記構成によれば、モジュール本体内過熱部に
設けた冷却管に導入する予熱前の空気を供給し、該過熱
部の冷却を行い、内部構造の温度分布を緩和する。これ
と共に、熱交換により空気が予熱される。
設けた冷却管に導入する予熱前の空気を供給し、該過熱
部の冷却を行い、内部構造の温度分布を緩和する。これ
と共に、熱交換により空気が予熱される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面を参照し
て具体的に説明する。図１は本実施例に係る固体電解質
型燃料電池のモジュールの概略図である。ここで、同図
中、符号１１はモジュール本体、１２は複数のセル部を
配してなる燃料電池発電部、１３Ａは該発電部に燃料を
供給する燃料供給管、１３Ｂは燃料排気管、１４Ａは発
電部に空気を供給する空気供給管、１４Ｂは空気排気
管、１５は燃料側再生熱交換器，１６は空気側再生熱交
換器、１７はモジュール本体の外壁、１８は断熱材を各
々図示する。
て具体的に説明する。図１は本実施例に係る固体電解質
型燃料電池のモジュールの概略図である。ここで、同図
中、符号１１はモジュール本体、１２は複数のセル部を
配してなる燃料電池発電部、１３Ａは該発電部に燃料を
供給する燃料供給管、１３Ｂは燃料排気管、１４Ａは発
電部に空気を供給する空気供給管、１４Ｂは空気排気
管、１５は燃料側再生熱交換器，１６は空気側再生熱交
換器、１７はモジュール本体の外壁、１８は断熱材を各
々図示する。
【００１５】同図に示すように、本実施例では、モジュ
ール本体１１内の発電部１２の内部に冷却管１９を配設
し、上記発電部１２内の冷却を行う空気を空気供給管１
４Ａからバイパス管２０を介して供給している。この冷
却管１９に導入された空気は熱交換により過熱され戻り
配管２１を介して空気側再生熱交換器１６から予熱され
た空気と合流して燃料電池発電部１２内に供給されるよ
うにしている。
ール本体１１内の発電部１２の内部に冷却管１９を配設
し、上記発電部１２内の冷却を行う空気を空気供給管１
４Ａからバイパス管２０を介して供給している。この冷
却管１９に導入された空気は熱交換により過熱され戻り
配管２１を介して空気側再生熱交換器１６から予熱され
た空気と合流して燃料電池発電部１２内に供給されるよ
うにしている。
【００１６】すなわち、外部から供給される空気の一部
はバイパス管２０を通って冷却管１９へ流れ込み、ここ
で発電部１２内の過熱部を冷却すると同時に自身は過熱
され、その後過熱空気は戻り配管２１を介して空気側再
生熱交換器１６にて予熱された主供給空気に合流し、発
電部１２内に供給される。この結果、冷却管１９内を流
れる空気が発電部２内の過熱部から熱を奪うことによ
り、過熱部の冷却を行い、温度分布を緩和することがで
きる。
はバイパス管２０を通って冷却管１９へ流れ込み、ここ
で発電部１２内の過熱部を冷却すると同時に自身は過熱
され、その後過熱空気は戻り配管２１を介して空気側再
生熱交換器１６にて予熱された主供給空気に合流し、発
電部１２内に供給される。この結果、冷却管１９内を流
れる空気が発電部２内の過熱部から熱を奪うことによ
り、過熱部の冷却を行い、温度分布を緩和することがで
きる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発電部内の冷却を導入する空気の一部を用いて行うよう
にしているので、モジュールへの供給空気量を増やすこ
となく温度分布の緩和を行うことができ、燃料電池モジ
ュールの発電効率の向上を図ることがができる。
発電部内の冷却を導入する空気の一部を用いて行うよう
にしているので、モジュールへの供給空気量を増やすこ
となく温度分布の緩和を行うことができ、燃料電池モジ
ュールの発電効率の向上を図ることがができる。
【図１】本発明の一実施例に係るＳＯＦＣモジュールの
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】従来のＳＯＦＣモジュールの概略構成図であ
る。
る。
１１ モジュール本体 １２ 燃料電池発電部 １３Ａ 該発電部に燃料を供給する燃料供給管 １３Ｂ 燃料排気管 １４Ａ 発電部に空気を供給する空気供給管 １４Ｂ 排気管１５ 燃料側再生熱交換器 １６ 空気側再生熱交換器 １７ モジュール本体の外壁 １８ 断熱材 １９ 冷却管 ２０ バイパス管 ２１ 戻り配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 勝己 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 (56)参考文献 特開 平６−203866（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−179067（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 8/24 H01M 8/12
Claims (1)
- 【請求項１】 固体電解質燃料電池の発電部の自己発電
で作動温度を維持する、自立型の固体電解質型燃料電池
のモジュールにおいて、発電部内部中央に冷却管を配設
し、該発電部の冷却を行う空気を、冷却管内部に対し空
気供給管から一部バイパス管を介して上向きに供給し、 前記発電部の冷却を行うと共に、熱交換により過熱され
た予熱空気として戻り配管を介して、空気側再生熱交換
器で予熱された、主供給空気に合流して供給することを
特徴とする固体電解質型燃料電池のモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03052895A JP3310803B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 固体電解質型燃料電池のモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03052895A JP3310803B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 固体電解質型燃料電池のモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222262A JPH08222262A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3310803B2 true JP3310803B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=12306312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03052895A Expired - Fee Related JP3310803B2 (ja) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | 固体電解質型燃料電池のモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3310803B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2590801A1 (en) | 2004-12-22 | 2006-06-29 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel cell system |
| JP5109253B2 (ja) * | 2005-12-05 | 2012-12-26 | 三菱マテリアル株式会社 | 燃料電池 |
-
1995
- 1995-02-20 JP JP03052895A patent/JP3310803B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08222262A (ja) | 1996-08-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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