JP3487607B2 - Solid oxide fuel cell power reactor - Google Patents

Solid oxide fuel cell power reactor

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JP3487607B2
JP3487607B2 JP01822093A JP1822093A JP3487607B2 JP 3487607 B2 JP3487607 B2 JP 3487607B2 JP 01822093 A JP01822093 A JP 01822093A JP 1822093 A JP1822093 A JP 1822093A JP 3487607 B2 JP3487607 B2 JP 3487607B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は固体電解質型燃料電池
を使用した発電炉に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generation furnace using a solid oxide fuel cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体電解質型燃料電池は、イットリア安
定化ジルコニア(YSZ)やカルシア安定化ジルコニア
(CSZ)などの固体電解質を挟んで、例えばペロブス
カイト型ランタン系複合化合物からなる空気電極とニッ
ケルなどを主体とする燃料電極とを設け、この各電極に
臨ませて流される空気と燃料ガスとを固体電解質を介し
て電気化学的に反応させることにより起電力を得るもの
である。この種の燃料電池では、燃料ガス流路と空気流
路とを気密状態に分離する必要があるので、従来では、
例えば固体電解質を筒状に形成し、その内外面に前記各
電極を設けた筒状の単セルによって電力を得るようにし
たものが知られている。この場合、単セルで得られる電
力が少ないので、1または2以上の単セルを有する筒状
のスタックをケーシング内に複数配置し、これらを電気
的に直列あるいは並列、または直並列に接続して電力を
得るようにした発電炉が一般的である。
2. Description of the Related Art A solid oxide fuel cell has a solid electrolyte such as yttria-stabilized zirconia (YSZ) or calcia-stabilized zirconia (CSZ) sandwiched between, for example, an air electrode made of a perovskite-type lanthanum composite compound and nickel. A fuel electrode as a main component is provided, and an electromotive force is obtained by electrochemically reacting air and fuel gas which flow toward each of the electrodes with a solid electrolyte. In this type of fuel cell, it is necessary to separate the fuel gas flow path and the air flow path into an airtight state.
For example, there is known one in which a solid electrolyte is formed in a cylindrical shape, and electric power is obtained by a cylindrical single cell in which the electrodes are provided on the inner and outer surfaces thereof. In this case, since the electric power obtained by a single cell is small, a plurality of cylindrical stacks having one or more single cells are arranged in the casing, and these are electrically connected in series or parallel or in series-parallel. A power generation furnace that is adapted to obtain electric power is common.

【0003】図6は複数のスタックを収納した発電炉の
断面図である。図中1は発電炉の外面を形成するケーシ
ングであり、このケーシング1にはその内部に燃料ガス
仕切板2と空気仕切板3とが取り付けられており、ケー
シング1内はこれらによって上下に3つの部屋、すなわ
ち第1燃料ガス室4、第2燃料ガス室5および空気室6
に分けられている。そして第1燃料ガス室4には発電用
の燃料ガスを供給する燃料ガス供給孔4aが設けられ、
第2燃料ガス室5には使用済みの燃料ガスを排出する燃
料ガス排出孔5aが設けられている。また空気室6には
発電用の空気を供給する空気供給孔6aと使用済みの空
気を排出する空気排出孔6bが設けられている。
FIG. 6 is a sectional view of a power generation furnace containing a plurality of stacks. Reference numeral 1 in the figure denotes a casing forming the outer surface of the power generation furnace. A fuel gas partition plate 2 and an air partition plate 3 are attached to the inside of the casing 1, and the interior of the casing 1 has three upper and lower parts. Room, that is, first fuel gas chamber 4, second fuel gas chamber 5 and air chamber 6
It is divided into The first fuel gas chamber 4 is provided with a fuel gas supply hole 4a for supplying a fuel gas for power generation,
The second fuel gas chamber 5 is provided with a fuel gas discharge hole 5a for discharging the used fuel gas. Further, the air chamber 6 is provided with an air supply hole 6a for supplying air for power generation and an air discharge hole 6b for discharging the used air.

【0004】また、図中7は空気室6内に上下方向に位
置決めされているスタックであり、このスタック7は円
筒状の固体電解質の外面側に空気電極、内面側に燃料電
極を形成した円筒状の単セル8と、この単セル8の上端
側に設けられた絶縁性の案内部9とから構成されてお
り、全体として上部が開口し、下部が閉塞した筒状をな
している。このスタック7はその上部の開口端側案内部
9が空気仕切板3を貫通して第2燃料ガス室5側に臨ん
だ状態でこの空気仕切板3に支持され、その下部の閉塞
端側が熱膨張吸収用にケーシング1の空気室6を形成す
る底板1aから一定距離離間した状態で位置決めされて
いる。そして、このスタック7内には燃料ガス仕切板2
を貫通して下方に延びる燃料ガス導入管10がその閉塞
端近傍まで差し込まれており、単セル8の燃料電極に臨
んだこの燃料ガス導入管10とスタック7との間に燃料
ガス流路11が形成されているとともに、単セル8の空
気電極に臨んだこのスタック7の外周面近傍に空気流路
12が形成されている。
Reference numeral 7 in the drawing denotes a stack positioned vertically in the air chamber 6, and this stack 7 is a cylinder in which an air electrode is formed on the outer surface side of a cylindrical solid electrolyte and a fuel electrode is formed on the inner surface side. The unit cell 8 and the insulating guide portion 9 provided on the upper end side of the unit cell 8 have a cylindrical shape with the upper portion opened and the lower portion closed. The stack 7 is supported by the air partition plate 3 with the upper open end side guide portion 9 penetrating the air partition plate 3 and facing the second fuel gas chamber 5 side, and the lower closed end side of the stack 7 is heated. For expansion and absorption, the casing 1 is positioned in a state of being separated from the bottom plate 1a forming the air chamber 6 by a certain distance. The fuel gas partition plate 2 is provided in the stack 7.
A fuel gas introduction pipe 10 extending downward through the fuel cell is inserted up to the vicinity of the closed end thereof, and a fuel gas flow passage 11 is provided between the fuel gas introduction pipe 10 facing the fuel electrode of the unit cell 8 and the stack 7. And the air flow path 12 is formed in the vicinity of the outer peripheral surface of the stack 7 facing the air electrode of the single cell 8.

【0005】さらに、スタック7の電力の取り出し用
に、空気仕切板3の第2燃料ガス室5側には各単セル8
の燃料電極側に導通する第1リード13が取り付けら
れ、スタック7の下方の空気室6内には各単セル8の空
気電極に導通する第2リード14が配設されており、各
スタック7はこれらの第1および第2リード13,14
により互いに電気的に並列状態に接続されている。
Further, in order to take out electric power from the stack 7, each unit cell 8 is provided on the side of the second fuel gas chamber 5 of the air partition plate 3.
A first lead 13 which is electrically connected to the fuel electrode side of the stack 7, and a second lead 14 which is electrically connected to the air electrode of each unit cell 8 is provided in the air chamber 6 below the stack 7. Are these first and second leads 13, 14
Are electrically connected in parallel with each other.

【0006】そして燃料ガス供給孔4aから第1燃料ガ
ス室4内に供給された燃料ガスが燃料ガス導入管10を
介してスタック7内の燃料ガス流路11に導入され、空
気供給孔6aから空気室6内に供給された空気がスタッ
ク7外方の空気流路12に導入されると、単セル8中の
固体電解質を介して空気中の酸素と燃料ガスとが電気化
学的に反応して、この単セル8に起電力を発生させ、第
1および第2リード13,14を介して複数のスタック
7から所望の電力が取り出される。そして、使用済みの
燃料ガスは第2燃料ガス室5に集められた後、その燃料
ガス排出孔5aを介して外部に排出され、使用済みの空
気は空気室6の空気排出孔6bを介して外部に排出され
る。
The fuel gas supplied from the fuel gas supply hole 4a into the first fuel gas chamber 4 is introduced into the fuel gas passage 11 in the stack 7 through the fuel gas introduction pipe 10, and the air supply hole 6a. When the air supplied into the air chamber 6 is introduced into the air flow path 12 outside the stack 7, oxygen in the air and the fuel gas electrochemically react with each other via the solid electrolyte in the single cell 8. Then, an electromotive force is generated in this single cell 8, and desired power is taken out from the plurality of stacks 7 via the first and second leads 13 and 14. Then, the used fuel gas is collected in the second fuel gas chamber 5 and then discharged to the outside through the fuel gas discharge hole 5a, and the used air is discharged through the air discharge hole 6b of the air chamber 6. It is discharged to the outside.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記発
電炉においては固体電解質を介した電気化学的反応が約
1000℃の高温下で行われ、空気室6内は高温の酸化
雰囲気となるため、空気室6内に配設される第2リード
14は容易に酸化されて腐食し、その寿命が短く、この
発電炉から安定して電力が取り出せないという不都合が
あった。このため、図7で示されるように、各スタック
7の閉塞端側を空気室6から別室15内に突出させ、こ
の第2リード14を空気室6外に配設することも考えら
れる。しかしこの場合でも、空気室6の底板1aとスタ
ック7間にはこのスタック7の熱膨張逃し用に隙間16
が必要であり、この隙間16から別室15内に空気が漏
れ込み、第2リード14が高温酸化により腐食してしま
うという不都合がある。
However, in the above power generation furnace, the electrochemical reaction through the solid electrolyte is carried out at a high temperature of about 1000 ° C., and the air chamber 6 becomes a high temperature oxidizing atmosphere. The second lead 14 arranged in the chamber 6 is easily oxidized and corroded, its life is short, and there is a disadvantage that electric power cannot be stably taken out from this power generation furnace. Therefore, as shown in FIG. 7, it is conceivable that the closed end side of each stack 7 is projected from the air chamber 6 into the separate chamber 15 and the second lead 14 is disposed outside the air chamber 6. However, even in this case, a gap 16 is provided between the bottom plate 1a of the air chamber 6 and the stack 7 in order to release the thermal expansion of the stack 7.
However, there is a disadvantage that air leaks into the separate chamber 15 through the gap 16 and the second lead 14 is corroded by high temperature oxidation.

【0008】また、図8で示されるように、スタック7
の単セル8を、円筒状の固体電解質8aと、その内側に
配設される空気電極8bと、その外側に配設される燃料
電極8cと、空気電極8bに導通し、外方に突出される
インタコネクタ8dとから構成し、前後方向に隣接する
スタック7の単セル8の互いのインタコネクタ8dと燃
料電極8cとをリードとなる導電性フェルト17で接続
し、左右方向に隣接するスタック7の単セル8の互いの
燃料電極8c同士を同じくリードとなる導電性フェルト
17で接続した発電炉の場合、スタック7の外方に燃料
ガスを流せば、リードである導電性フェルト17が高温
酸化雰囲気にさらされることはなく、上記のようなリー
ドの高温酸化による腐食は生じない。
Also, as shown in FIG.
The single cell 8 is electrically connected to the cylindrical solid electrolyte 8a, the air electrode 8b arranged inside thereof, the fuel electrode 8c arranged outside thereof, and the air electrode 8b, and is projected outward. And the fuel electrodes 8c of the unit cells 8 of the stacks 7 that are adjacent to each other in the front-rear direction are connected by the conductive felt 17 that serves as a lead. In the case of a power generation furnace in which the fuel electrodes 8c of the unit cells 8 are connected to each other by the conductive felt 17 that also serves as a lead, if the fuel gas is flowed outside the stack 7, the conductive felt 17 that serves as a lead is oxidized at high temperature. It is not exposed to the atmosphere and the above-mentioned corrosion due to high temperature oxidation of the lead does not occur.

【0009】しかしこのような発電炉においては、リー
ドとなる導電性フェルト17を単セル8の外方に設ける
必要が生じて発電炉の大型化を招き、その体積当たりの
出力密度の低下を招いてしまうという不都合を生じる。
また、導電性フェルト17はニッケル等から構成される
が、比較的抵抗が大きいとともに、高温下での焼結等に
よりその性質が変化してしまうという不都合もある。
However, in such a power generation furnace, it is necessary to provide the conductive felt 17 serving as a lead outside the unit cell 8, which leads to an increase in size of the power generation furnace and a reduction in power density per volume. It causes the inconvenience of leaving.
Further, although the conductive felt 17 is made of nickel or the like, it has a disadvantage that its resistance is relatively high and its properties change due to sintering at a high temperature.

【0010】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、電力取り出し用のリードが高温酸化雰囲気にさら
されることがないとともに、その出力密度の低下等を招
くこともない固体電解質型燃料電池式発電炉を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the solid-electrolyte fuel cell in which the leads for extracting electric power are not exposed to a high temperature oxidizing atmosphere and the output density thereof is not lowered. The purpose of the present invention is to provide a power generation reactor.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、固体電解質を挟んだ内周側に内周面に
露出させた燃料電極が設けられるとともに、外周側に外
周面に露出させた空気電極が設けられた円筒状の単セル
を有する複数のセルスタックからなる固体電解質型燃料
電池式発電炉において、前記セルスタックからの電力取
り出し用の一対のリードのうちの一方がこのセルスタッ
クの一端側で前記空気電極に接続して設けられ、かつ前
記リードのうちの他方が、前記セルスタックの閉塞され
た他端部側で前記燃料電極に接続されるとともに、その
セルスタックの内部を通って前記一端部側に引き出さ
れ、さらに前記セルスタックが前記一端部で固定されて
いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel electrode exposed on the inner peripheral surface on the inner peripheral side sandwiching a solid electrolyte and on the outer peripheral surface on the outer peripheral side. in the solid electrolyte type fuel cell power generation furnace air electrode exposed comprises a plurality of Sells tack having a cylindrical-shaped single cells provided, the one of the pair of leads for power take-out from the previous SL Sells tack provided at one end of this Sells touch <br/> click to connect to the air electrode, and the other of said leads, are closed in the cell stack
Was co when connected to the fuel electrode at the other end portion side, that
It pulled out to the one end side through the inside of Sells tack, but further previous SL Sells tack is characterized in that it is fixed in the one end.

【0012】またこの発明では、前記他端部側で閉塞さ
れたセルスタック内に導電性材料からなる燃料ガス導入
管を挿入し、かつその内端が前記スタックの閉塞部側で
前記燃料電極に接続されて前記他方のリードを兼ねる構
造とすることもできる。
Further, in the present invention, the fuel gas introducing pipe made of a conductive material is inserted into the cell stack closed on the other end side, and the inner end is on the closed part side of the stack.
It may have a structure in which the connected to the fuel electrode serves as the other of rie de.

【0013】[0013]

【作用】この発明のセルスタックは全体として円筒状を
なしており、その内部に燃料ガスを導入する関係上、そ
の一端部は必ず開口しており、他端部は閉塞されてい
。いっぽう、セルスタックの1つの単セルまたはその
長手方向に互いに直列に接続された2以上の単セルから
電力を取り出す場合、セルスタックの一端部側外面にお
ける空気電極と他端部側内面における燃料電極とに一対
のリード接続すればよい。この場合、セルスタックの一
端部側外面に接続される一方のリードは、燃料ガス室側
に配設することができるとともに、セルスタックの他端
部側内面に接続される他方のリードは燃料外が流され
セルスタック内に配設できるため、一対のリードは両方
とも高温腐食の心配のない高温還元雰囲気中に配設され
る。
[Action] is a cylindrical shape as a whole Sells tack of the invention, of the need to introduce the fuel gas therein, one end always is open, the other end being closed
It On the other hand, when taking out the power from one single cell or two or more unit cells connected in series with each other in the longitudinal direction of Sells tack, fuel in the air electrode and the other end side inner surface of the one end side outer surface of Sells tack electrode A pair of leads may be connected to and. In this case, one of the leads connected to the one end side outer surface of the Sells tack, it is possible to dispose the fuel gas chamber side, the other lead connected to the other end side inner surface of the Sells tack fuel out Ru is washed away
Since it disposed Sells the tack, it is disposed in not high temperature reducing atmosphere of fear of hot corrosion both pair of leads.

【0014】また、スタックの他端側が閉塞され、その
内部に燃料ガス導入管が挿入されている発電炉の場合に
は、この燃料ガス導入管を導電性材料から構成するとと
もに、その先端部をスタックの他端側閉塞部内面に接続
するようにすれば、この燃料ガス導入管にリードとして
の役割を兼ねさせることができる。
Further, in the case of a power generation furnace in which the other end side of the stack is closed and the fuel gas introducing pipe is inserted inside the stack, the fuel gas introducing pipe is made of a conductive material, and the tip portion thereof is By connecting to the inner surface of the closed portion on the other end side of the stack, this fuel gas introducing pipe can also serve as a lead.

【0015】[0015]

【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1はこの発明の一実施例である固体電解質型
燃料電池式発電炉の断面図であり、この発電炉の基本的
構成は図6に示す発電炉と同一である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a solid oxide fuel cell power generation reactor which is an embodiment of the present invention, and the basic configuration of this power generation reactor is the same as that shown in FIG.

【0016】すなわち、この発電炉では、単セル8が形
成された複数のスタック7がその上部の案内部9側を空
気仕切板3に貫通させて支持され、その下部の閉塞端側
をケーシング1の底板1aから熱膨張吸収用に一定距離
離間させた状態で空気室6内に位置決めされている。そ
して、その上端部側が燃料ガス仕切板2を貫通して第1
燃料ガス室4に開口した燃料ガス導入管10が第2燃料
ガス室5を通ってスタック7内に挿入され、この燃料ガ
ス導入管10とスタック7との間に燃料ガス流路12が
形成されているとともに、空気室6内のスタック7の外
周部近傍には空気流路11が形成されている。なお、第
1燃料ガス室4には燃料ガス供給孔4a、第2燃料ガス
室5には燃料ガス排出孔5a、空気室6には空気供給孔
6aおよび空気排出孔6bがそれぞれ設けられている。
That is, in this power generation furnace, a plurality of stacks 7 in each of which a single cell 8 is formed are supported by penetrating an air partition plate 3 on the side of an upper guide portion 9 thereof, and on the closed end side of the lower portion of the casing 1. Is positioned in the air chamber 6 in a state of being separated from the bottom plate 1a by a certain distance for thermal expansion absorption. Then, the upper end side thereof penetrates the fuel gas partition plate 2 to
A fuel gas introducing pipe 10 opened to the fuel gas chamber 4 is inserted into the stack 7 through the second fuel gas chamber 5, and a fuel gas flow passage 12 is formed between the fuel gas introducing pipe 10 and the stack 7. At the same time, an air passage 11 is formed in the air chamber 6 near the outer periphery of the stack 7. The first fuel gas chamber 4 is provided with a fuel gas supply hole 4a, the second fuel gas chamber 5 is provided with a fuel gas discharge hole 5a, and the air chamber 6 is provided with an air supply hole 6a and an air discharge hole 6b. .

【0017】図2はスタック7等の縦断面を示してお
り、単セル8が円筒状の固体電解質8aと、固体電解質
8aの外面側に形成される円筒状の空気電極8bと、固
体電解質8aの内面側に形成される円筒状の燃料電極8
cとから構成されていることが示されている。
FIG. 2 shows a vertical cross section of the stack 7 and the like. The unit cell 8 is a cylindrical solid electrolyte 8a, a cylindrical air electrode 8b formed on the outer surface side of the solid electrolyte 8a, and the solid electrolyte 8a. Cylindrical fuel electrode 8 formed on the inner surface side of the
It is shown to be composed of c and.

【0018】さて、この実施例では空気仕切板3の第2
燃料ガス室5側に例えばニッケルから構成される導電性
の第1リード20が取り付けられ、この第1リード20
の連結部20aが案内部9中を通って各スタック7の上
端部側外面に配設される単セル8の空気電極8bに接続
されているとともに、第1燃料ガス室4内には同様に例
えばニッケルから構成される導電性の第2リード21が
配設され、この第2リード21の連結部21aが燃料ガ
ス導入管10内を通ってスタック7の内方に挿入され
て、各スタック7の下端側内面に配設される単セル8の
燃料電極8cに接続されている。したがって、発電炉に
複数設けられたスタック7の各単セル8はこの第1およ
び第2リード20,21により互いに並列に接続され、
この第1および第2リード20,21を介して電力が取
り出されるようになる。なお、燃料ガス導入管10は絶
縁性の材料から構成されている。
Now, in this embodiment, the second partition of the air partition plate 3 is
A conductive first lead 20 made of, for example, nickel is attached to the fuel gas chamber 5 side.
Is connected to the air electrode 8b of the unit cell 8 disposed on the outer surface of the upper end portion side of each stack 7 through the guide portion 9, and the inside of the first fuel gas chamber 4 is also the same. A conductive second lead 21 made of, for example, nickel is provided, and the connecting portion 21a of the second lead 21 is inserted into the stack 7 through the inside of the fuel gas introducing pipe 10 to form each stack 7 Is connected to the fuel electrode 8c of the unit cell 8 arranged on the inner surface of the lower end side of the. Therefore, the single cells 8 of the stack 7 provided in plural in the power generation furnace are connected to each other in parallel by the first and second leads 20 and 21,
Electric power is taken out through the first and second leads 20 and 21. The fuel gas introducing pipe 10 is made of an insulating material.

【0019】上述した構造では、第1リード20は第2
燃料ガス室5内および案内部9中に配設され空気と接触
することがないとともに、第2リード21は第1燃料ガ
ス室4および燃料ガス導入管10を介してスタック7内
に配設されていて空気と接触することはない。したがっ
て、発電炉内が高温となっても、第1および第2リード
20,21は水素ガス等が多く含まれる高温還元雰囲気
中にあり、高温酸化雰囲気中にないため容易に高温腐食
することはなく、この第1および第2リード20,21
の寿命を長く維持させることができる。
In the structure described above, the first lead 20 is the second lead.
The second lead 21 is provided in the fuel gas chamber 5 and in the guide portion 9 so as not to come into contact with air, and is provided in the stack 7 via the first fuel gas chamber 4 and the fuel gas introducing pipe 10. It does not come into contact with air. Therefore, even if the temperature inside the power generation furnace becomes high, the first and second leads 20 and 21 are in a high-temperature reducing atmosphere containing a large amount of hydrogen gas and the like, and are not in a high-temperature oxidizing atmosphere, so that they are not easily corroded at high temperature. Without the first and second leads 20, 21
The life of the can be maintained for a long time.

【0020】また、特に第2リード21はスタック7の
外方でなくその内方に配設されているため、発電炉は大
型化せず、その体積当りの出力密度の向上を図ることが
できる。さらに、第1および第2リード20,21はニ
ッケル材をそのまま使用できるため、導電性フェルトの
ように焼結してその性質が変化したり、抵抗が大きくな
ったりすることはない。
Further, in particular, since the second lead 21 is arranged inside the stack 7 rather than outside, the power generation furnace does not become large, and the power density per volume can be improved. . Further, since the nickel material can be used as it is for the first and second leads 20 and 21, there is no possibility that the property is changed by sintering like a conductive felt and the resistance is increased.

【0021】なお、上記実施例ではスタック7に1つの
単セル8を有する場合について説明したが、図3で示さ
れるように、複数の単セル8がスタック7の長手方向に
インタコネクタ22を介して直列に接続されている発電
炉においても同様に機能させることができる。すなわ
ち、スタック7の上端にある単セル8の外面側の空気電
極と第1リード20とを接続し、スタック7の下端にあ
る単セル8の内面側の燃料電極と第2リード21を接続
すれば、同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the case where the stack 7 has one unit cell 8 has been described, but as shown in FIG. 3, a plurality of unit cells 8 are arranged in the longitudinal direction of the stack 7 via the interconnector 22. The same can be applied to the power generation furnaces connected in series. That is, the air electrode on the outer surface side of the unit cell 8 at the upper end of the stack 7 is connected to the first lead 20, and the fuel electrode on the inner surface side of the unit cell 8 at the lower end of the stack 7 is connected to the second lead 21. If so, the same effect can be obtained.

【0022】また、図4で示されるようにスタック7の
一端部が閉塞されず、解放された発電炉についても、第
2リード21の一端をスタック7の下端にある単セル8
の内面側の燃料電極に接続すれば同様の効果を得ること
ができる。
As shown in FIG. 4, one end of the second lead 21 is at the lower end of the stack 7 in the unit cell 8 in which the one end of the stack 7 is not closed and is opened.
The same effect can be obtained by connecting to the fuel electrode on the inner surface side.

【0023】 図5はこの発明の他の実施例である固体
電解質型燃料電池式発電炉の断面図である。この発電炉
では燃料ガス導入管10を導電性材料から構成し、この
燃料ガス導入管10の内端をスタック7の下端側の閉塞
部内面の燃料電極8cに接続して、この燃料ガス導入管
10に第2リード21の連絡部21aとしての機能を持
たせるとともに、第2リード21の主要部を燃料ガス仕
切板2上に配置している。この場合、燃料ガス導入管1
のセルスタック7との接続部近傍には燃料ガスを燃料
ガス流路11側に放出する開口10aが形成されてい
る。なお、他の構成は前の実施例の場合と同一である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a solid oxide fuel cell power generation reactor which is another embodiment of the present invention. In this power generation reactor, the fuel gas introducing pipe 10 is made of a conductive material, and the inner end of the fuel gas introducing pipe 10 is connected to the fuel electrode 8c on the inner surface of the closed portion on the lower end side of the stack 7 to form the fuel gas introducing pipe. 10 has a function as a connecting portion 21a of the second lead 21, and the main portion of the second lead 21 is arranged on the fuel gas partition plate 2. In this case, the fuel gas introduction pipe 1
An opening 10a for discharging the fuel gas to the fuel gas passage 11 side is formed in the vicinity of the connection portion of the cell stack 7 of No. 0. The rest of the configuration is the same as in the previous embodiment.

【0024】上述した構造では、第1リード20ととも
に、第2リード21の主要部、およびその連結部21a
の機能を果たす燃料ガス導入管10は高温還元雰囲気中
にあるため、酸化されて腐食することはなく、長くその
寿命を保つことができる。また、この実施例では燃料ガ
ス導入管10に第2リード21の連結部21aとしての
機能を持たせているため、スタック7内の構造が簡単と
なり、発電炉の小型化および低コスト化を図ることがで
きる。なお、スタック7は図3で示される複数の単セル
8を有するものであってもよいことは勿論である。
In the structure described above, the main portion of the second lead 21 and the connecting portion 21a thereof as well as the first lead 20 are formed.
Since the fuel gas introduction pipe 10 that fulfills the function of (1) is in a high temperature reducing atmosphere, it is not oxidized and corroded, and its life can be maintained for a long time. Further, in this embodiment, since the fuel gas introducing pipe 10 has a function as the connecting portion 21a of the second lead 21, the structure inside the stack 7 is simplified, and the size and cost of the power generation furnace are reduced. be able to. The stack 7 may of course have a plurality of unit cells 8 shown in FIG.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
によれば、電流を外部に取り出すための1対のリードの
それぞれを、円筒状のスタックの内部を利用してその一
端部側に引き出した状態に配置できるため、それらのリ
ードを高温酸化雰囲気もしくは高温雰囲気を避けて配置
することが可能になり、その結果、リードの長寿命化を
図ることができる。また、一対のリードの一方をスタッ
クの一端部側、他方をスタックの内方に配設するように
しているため、導電性フェルトを用いた従来の発電炉の
ように、リードがスタックの外方に大きく突出すること
はなく、その分、発電炉の小型化を図ることができて、
単位体積当たりの発電炉の出力密度の向上を図ることが
できる。
According to apparent this invention from the above description, each of the pair of leads for drawing current to the outside, at its one end by utilizing the internal cylindrical stack since there can be a pulled out state, will it possible to place them leads away from high temperature oxidation atmosphere, or a high temperature atmosphere, as a result, it is possible to extend the life of the lead. In addition, since one of the pair of leads is arranged on one end side of the stack and the other is arranged on the inner side of the stack, the leads are arranged on the outer side of the stack like a conventional power generation furnace using a conductive felt. It is possible to reduce the size of the power generation furnace by that much,
It is possible to improve the power density of the power generation furnace per unit volume.

【0026】また、他端部が閉塞されたスタックの場
合、内部に配置される燃料ガス導入管にリードを兼ねさ
せれば、その分発電炉の小型化、低コスト化を図ること
ができ。
Further, in the case of a stack in which the other end is closed, if the fuel gas introducing pipe arranged inside also serves as a lead, the power reactor can be downsized and the cost can be reduced accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例である固体電解質型燃料電
池式発電炉の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a solid oxide fuel cell power plant which is an embodiment of the present invention.

【図2】スタック等の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view of a stack and the like.

【図3】他のスタック等の縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of another stack or the like.

【図4】他のスタック等の部分的縦断面図である。FIG. 4 is a partial vertical cross-sectional view of another stack or the like.

【図5】この発明の他の実施例である固体電解質型燃料
電池式発電炉の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a solid oxide fuel cell power plant which is another embodiment of the present invention.

【図6】従来の固体電解質型燃料電池式発電炉の断面図
である。
FIG. 6 is a sectional view of a conventional solid oxide fuel cell power generation reactor.

【図7】従来の固体電解質型燃料電池式発電炉の下部を
一部変更した場合の変更部の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a modified part of a conventional solid oxide fuel cell power generation furnace in which the lower part is partially modified.

【図8】他の従来の固体電解質型燃料電池式発電炉内の
単セルの接続状態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a connected state of single cells in another conventional solid oxide fuel cell power plant.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7…スタック、 8…単セル、 8a…固体電解質、
8b…空気電極(電極)、 8c…燃料電極(電極)、
20…第1リード、 20a…連結部(リード)、
21…第2リード、 21b…連結部(リード)。
7 ... Stack, 8 ... Single cell, 8a ... Solid electrolyte,
8b ... Air electrode (electrode), 8c ... Fuel electrode (electrode),
20 ... 1st lead, 20a ... connection part (lead),
21 ... 2nd lead, 21b ... connection part (lead).

フロントページの続き (72)発明者 中島 武憲 東京都江東区木場一丁目5番1号 株式 会社フジクラ内 (56)参考文献 特開 平4−104475(JP,A) 特開 平4−39867(JP,A) 特開 平3−62460(JP,A) 特開 平5−205756(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/12 H01M 8/02 H01M 8/24 Front page continuation (72) Inventor Takenori Nakajima 1-5-1, Kiba, Koto-ku, Tokyo Fujikura Ltd. (56) References JP-A-4-104475 (JP, A) JP-A-4-39867 (JP , A) JP-A-3-62460 (JP, A) JP-A-5-205756 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 8/12 H01M 8/02 H01M 8/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固体電解質を挟んだ内周側に内周面に露
出させた燃料電極が設けられるとともに、外周側に外周
面に露出させた空気電極が設けられた円筒状の単セルを
有する複数のセルスタックからなる固体電解質型燃料電
池式発電炉において、 前記セルスタックからの電力取り出し用の一対のリード
のうちの一方がこのセルスタックの一端側で前記空気電
極に接続して設けられ、かつ前記リードのうちの他方
が、前記セルスタックの閉塞された他端部側で前記燃料
電極に接続されるとともに、そのセルスタックの内部を
通って前記一端部側に引き出され、さらに前記セルス
ックが前記一端部で固定されていることを特徴とする固
体電解質型燃料電池式発電炉。
1. A cylindrical single cell in which a fuel electrode exposed on the inner peripheral surface is provided on the inner peripheral side sandwiching the solid electrolyte and an air electrode exposed on the outer peripheral surface is provided on the outer peripheral side. in the solid electrolyte fuel cell type power reactor comprising a plurality of Sells tack, provided one of the pair of leads for power take-out from the previous SL Sells tack is connected to the air electrode at one end of Sells tuck this And the other of the leads
But the co when connected to the fuel electrode in the occluded the other end portion side of the cell stack, pulled out to the one end side through the inside of the Sells tack, further pre SL Sells motor <br/> A solid oxide fuel cell power generation reactor, wherein the battery is fixed at the one end.
【請求項2】 前記他端部側で閉塞されたセルスタック
内に導電性材料からなる燃料ガス導入管が挿入され、か
つその内端が前記スタックの閉塞部側で前記燃料電極に
接続されて前記他方のリードを兼ねている特徴とする請
求項1記載の固体電解質型燃料電池式発電炉。
2. A fuel gas introduction pipe made of a conductive material is inserted into the cell stack closed on the other end side, and its inner end is connected to the fuel electrode on the closed part side of the stack. > solid oxide fuel cell power generation furnace according to claim 1, wherein that also serves as the other of rie de connected.
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