JP5098320B2 - 燃料電池発電システム - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、燃料電池発電システム全体の容積に占めるカートリッジの容積の割合を増大することを課題とする。
前記胴部が前記基部の中心線を含むように延設されている。
好ましくは、前記基部は柱状に形成され、
前記胴部が前記基部の中心線に対して平行に延設されている。
好ましくは、前記胴部が前記基部の中心線から径方向外側にかけて設けられている。
好ましくは、前記胴部の径方向外側の面が前記基部の径方向外側の面に揃っている。
好ましくは、前記カートリッジは径方向に着脱可能とされている。
好ましくは、前記胴部が前記カートリッジに抱持された状態において前記カートリッジの径方向外側の面が前記基部の径方向外側の面に揃っている。
好ましくは、前記胴部は柱状に形成され、前記胴部が前記基部と同心となり、前記胴部が前記基部よりも細い。
好ましくは、前記カートリッジは円筒状に形成され、前記胴部が前記カートリッジに挿入されて前記カートリッジにより抱持されている。
好ましくは、前記カートリッジは前記基部の中心線に平行な方向に着脱可能とされている。
好ましくは、前記胴部が前記カートリッジに抱持された状態において前記基部、前記胴部及び前記カートリッジにより円柱を成している。
好ましくは、前記胴部が前記カートリッジに抱持された状態において、前記基部、前記胴部、前記第1電極、前記第2電極及び前記カートリッジよりなる外形がJISC 8501又はJIS C8511に規格化された乾電池の外形に対応する外形を成している。
好ましくは、前記基部に内蔵され、前記カートリッジから供給された燃料を蒸発させる蒸発器を更に備える。
好ましくは、前記基部に内蔵され、前記蒸発器で蒸発された燃料から水素を生成する改質反応器を更に備え、
前記燃料電池は前記改質反応器で生成された水素を用いて発電する。
好ましくは、前記胴部と同じ側において前記基部に設けられ、前記カートリッジ内の燃料を前記蒸発器に供給する供給部を更に備える。
好ましくは、前記胴部が延設された側と反対側において前記基部に通気口が形成されている。
好ましくは、前記基部が配設された側と反対側において前記胴部の先端に通気口が形成されている。
好ましくは、前記胴部が延設された側と反対側において前記基部に一の通気口が形成されているとともに、前記基部が配設された側と反対側において前記胴部の先端に他の通気口が形成されている。
図1は燃料電池発電システム1の斜視図であり、図2は燃料電池発電システム1の分解斜視図であり、図3は燃料電池発電システム1の側面図である。
さらに、胴部3が基部2の中心線から径方向外側にかけて設けられるため、電極間方向における支持加重への剛性が向上する。特に、上述の第1の実施の形態では、胴部3が第1電極4および第2電極5を結ぶ中心線を含むように、基部2および胴部3が直列に配置されるため、中心線を含まない場合と対比して、電極間方向における支持加重への剛性がより向上する。
また、さらに、透明なカートリッジ6が露出して燃料電池発電システム1の外形の一部を構成しているため、カートリッジ6内の燃料の残量を様々な方向から確認することができる。
この燃料電池発電システム1は、基部2、胴部3、第1電極4、第2電極5のほかに、燃料供給部71、蒸発器74、水蒸気改質反応器75、選択酸化反応器76、燃料電池77、エアポンプ82、DC/DCコンバータ83、二次電池84及び制御部85を更に備える。
CH3OH+H2O→3H2+CO2 ・・・(1)
H2+CO2→H2O+CO ・・・(2)
2CO+O2→2CO2 ・・・(3)
H2→2H++2e−・・・(4)
2H++1/2O2+2e−→H2O・・・(5)
燃料電池77が固体高分子電解質膜型燃料電池(PEFC)でなく、固体酸化物電解質膜型燃料電池(SOFC)である場合、選択酸化反応器76を設けずに、水蒸気改質反応器75で生成されたガスが燃料電池77に供給されるようにする。
また、胴部3の形状は図に示された形状に限定されるものではなく、胴部3を中心線方向に見て胴部3が扇形を成していても良い。
また、基部2の端面21に吸気口24及び排気口25が形成されるのではなく、フランジ34の端面に吸気口と排気口が形成されていても良い。
また、図7(a)、(b)に示すように、基部2の端面21に吸気口24が形成されて排気口25が形成されず、フランジ34の端面35に排気口25が形成されて吸気口が形成されていなくても良い。更に、図8(a)、(b)に示すように、基部2の端面21に排気口25が形成されて吸気口24が形成されず、フランジ34の端面35に吸気口24が形成されて排気口が形成されていなくても良い。このように構成されることによって、排気と吸気の混合を大幅に抑制することができ、排気口から排出されたガスが吸気口へ吸気されることを大幅に抑制することができる。また、排気の熱が吸気口から内部に伝わるのも防止することができる。
図9は燃料電池発電システム101の斜視図であり、図10は燃料電池発電システム101の分解斜視図であり、図11は燃料電池発電システム101の側面図である。
この燃料電池発電システム101は、基部102、胴部103、第1電極104、第2電極105のほかに、燃料供給部171、蒸発器174、水蒸気改質反応器175、燃料電池177、エアポンプ182、DC/DCコンバータ183、二次電池184及び制御部185を更に備える。なお、図14に示された燃料電池発電システム101と図6に示された燃料電池発電システム1との間で互いに対応する構成要素には、下二桁共通数字を付す。
1/2O2+2e−→2O2−・・・(6)
H2+2O2−→H2O+2e−・・・(7)
また、基部102に蒸発器174や水蒸気改質反応器175が集約されて内蔵され、基部102の端面121に吸気口124と排気口125が形成されているため、内部の配管の長さを最小限に抑えることができる。
さらに、胴部103が基部2の中心線から径方向外側にかけて設けられるため、電極間方向における支持加重への剛性が向上する。特に、上述の第2の実施の形態では、胴部103が第1電極104および第2電極105を結ぶ中心線を含むように、基部102および胴部103が直列に配置されるため、中心線を含まない場合と対比して、電極間方向における支持加重への剛性がより向上する。
また、さらに、透明なカートリッジ106が露出して燃料電池発電システム101の外形の一部を構成しているため、カートリッジ106内の燃料の残量を様々な方向から確認することができる。
燃料電池177が固体酸化物電解質膜型燃料電池でなく、固体高分子電解質膜型燃料電池である場合、水蒸気改質反応器175とアノード178との間に選択酸化反応器を設け、水蒸気改質反応器175で生成されたガスが選択酸化反応器を経て燃料電池177のアノード178に供給されるようにする。
2、102 基部
3、103 胴部
4、104 第1電極
5、105 第2電極
6、106 カートリッジ
24、124 吸気口
25、125 排気口
74、174 蒸発器
75、175 水蒸気改質反応器
77、177 燃料電池
Claims (18)
- 基部と、
前記基部から延設された胴部と、
前記胴部が延設された側と反対側において前記基部に設けられた第1電極と、
前記基部が配設された側と反対側において前記胴部の先端に設けられた第2電極と、
前記胴部に内蔵された燃料電池と、
前記胴部を抱持し、燃料を貯留したカートリッジと、を備えることを特徴とする燃料電池発電システム。 - 前記基部は柱状に形成され、
前記胴部が前記基部の中心線を含むように延設されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池発電システム。 - 前記基部は柱状に形成され、
前記胴部が前記基部の中心線に対して平行に延設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の燃料電池発電システム。 - 前記胴部が前記基部の中心線から径方向外側にかけて設けられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の燃料電池発電システム。
- 前記胴部の径方向外側の面が前記基部の径方向外側の面に揃っていることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池発電システム。
- 前記カートリッジは径方向に着脱可能とされていることを特徴とする請求項4又は5に記載の燃料電池発電システム。
- 前記胴部が前記カートリッジに抱持された状態において前記カートリッジの径方向外側の面が前記基部の径方向外側の面に揃っていることを特徴とする請求項4から6の何れか一項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記胴部は柱状に形成され、前記胴部が前記基部と同心となり、前記胴部が前記基部よりも細いことを特徴とする請求項2又は3に記載の燃料電池発電システム。
- 前記カートリッジは円筒状に形成され、前記胴部が前記カートリッジに挿入されて前記カートリッジにより抱持されていることを特徴とする請求項8に記載の燃料電池発電システム。
- 前記カートリッジは前記基部の中心線に平行な方向に着脱可能とされていることを特徴とする請求項8又は9に記載の燃料電池発電システム。
- 前記胴部が前記カートリッジに抱持された状態において前記基部、前記胴部及び前記カートリッジにより円柱を成していることを特徴とする請求項1から10の何れか一項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記胴部が前記カートリッジに抱持された状態において、前記基部、前記胴部、前記第1電極、前記第2電極及び前記カートリッジよりなる外形がJIS C8501又はJIS C8511に規格化された乾電池の外形に対応する外形を成していることを特徴とする請求項1から11の何れか一項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記基部に内蔵され、前記カートリッジから供給された燃料を蒸発させる蒸発器を更に備えることを特徴とする請求項1から12の何れか一項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記基部に内蔵され、前記蒸発器で蒸発された燃料から水素を生成する改質反応器を更に備え、
前記燃料電池は前記改質反応器で生成された水素を用いて発電することを特徴とする請求項13に記載の燃料電池発電システム。 - 前記胴部と同じ側において前記基部に設けられ、前記カートリッジ内の燃料を前記蒸発器に供給する供給部を更に備えることを特徴とする請求項13又は14に記載の燃料電池発電システム。
- 前記胴部が延設された側と反対側において前記基部に通気口が形成されていることを特徴とする請求項1から15の何れか一項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記基部が配設された側と反対側において前記胴部の先端に通気口が形成されていることを特徴とする請求項1から15の何れか一項に記載の燃料電池発電システム。
- 前記胴部が延設された側と反対側において前記基部に一の通気口が形成されているとともに、前記基部が配設された側と反対側において前記胴部の先端に他の通気口が形成されていることを特徴とする請求項1から15の何れか一項に記載の燃料電池発電システム。
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