JP5171731B2 - 発電システム - Google Patents
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Description
この発電・給湯コジェネレーションシステムにおいては、発電システムから排出される高温の排ガスと給湯システムにおける給湯槽に流入される水との間で熱交換するための熱交換手段が配設されている。
従って、発電システムにおける排ガスの熱が給湯システムにおける水の加熱に利用され、かくして資源の利用効率を向上せんとしている。
記固体電解質形燃料電池で使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させるための着火手段と、該複数の固体電解質形燃料電池を収納するとともに、前記余剰の燃料ガスを燃焼させるための発電・燃焼室と、燃焼により発生する火炎を検出する火炎検出器と、前記燃料ガス供給手段、前記酸素含有ガス供給手段、前記送風手段および前記着火手段をそれぞれ制御する制御手段と、を備える発電システムであって、前記制御手段は、前記発電システムの起動時において、前記酸素含有ガス供給手段、前記送風手段、前記着火手段、前記燃料ガス供給手段をこの順に作動させ、続いて前記火炎検出器により前記余剰の燃料ガスの燃焼による火炎発生の有無を検出するようにそれぞれを制御することを特徴とする。
と同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有するものであることが必要であり、通常、3〜15モル%の希土類元素が固溶したZrO2 から形成されている。酸素極層30は所謂ABO3 型のペロブスカイト型酸化物からなる導電性セラミックから形成することができる。酸素極層30はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が20%以上、特に30乃至50%の範囲にあることが好ましい。インターコネクタ32は導電性セラミックから形成することができるが、水素リッチなガスでよい燃料ガス及び空気でよい酸素含有ガスと接触するため、耐還元性及び耐酸化性を有することが必要であり、このためにランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物(LaCrO3 系酸化物)が好適に使用される。インターコネクタ32は電極支持基板24に形成されたガス通路34を通る燃料ガス及び電極支持基板24の外側を流動する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、93%以上、特に95%以上の相対密度を有していることが望まれる。集電部材36は弾性を有する金属又は合金から形成された適宜の形状の部材或いは金属繊維又は合金繊維から成るフェルトに所要表面処理を加えた部材から構成することができる。導電部材38及び端子部材40は適宜の金属又は合金から形成することができる。
酸素極: 1/2O2 +2e− → O2−(固体電解質) ・・・(1)
燃料極: O2−(固体電解質)+H2 → H2 O+2e−・・(2)
燃料電池22における電極支持基板24のガス通路34を流動する燃料ガスの、電極反応に使用されなかった燃料ガスは、電極支持基板24の上端から発電・燃焼室16内に流出せしめられ、流出と同時に燃焼せしめられる。酸素含有ガス導入管72を通して発電・燃焼室16に導入された酸素含有ガス中の酸素で電極反応に使用されなかったものは燃焼に利用される。発電・燃焼室16内は、燃料電池22での発電及び燃焼ガスの燃焼に起因して例えば1000℃程度の高温になる。而して、本発明に従って構成された図示の発電システムにおいては、燃料ガス供給手段42における改質手段54及び気化手段56が発電・燃焼室16内に配設されており、発電・燃焼室16内の高温が燃料ガスの改質に効果的に利用され、そしてまた水の気化にも効果的に利用されることが留意されるべきである。
4:給湯システム
6:燃料電池組立体
16:発電・燃焼室
20a:電池スタック
20b:電池スタック
20c:電池スタック
22:燃料電池
42:燃料ガス供給手段
44:酸素含有ガス供給手段
46:排ガス排出手段
54:改質手段
56:気化手段
80:第一の熱交換手段
88:第二の熱交換手段
110:貯湯槽
124:混合手段
126:加熱手段
Claims (2)
- 燃料ガスと酸素含有ガスとで発電する複数の固体電解質形燃料電池と、
該固体電解質形燃料電池に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、
前記固体電解質形燃料電池に酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給手段と、
前記燃料ガス供給手段により供給される前記燃料ガスに空気を供給するための送風手段と、
前記固体電解質形燃料電池で使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させるための着火手段と、
該複数の固体電解質形燃料電池を収納するとともに、前記余剰の燃料ガスを燃焼させるための発電・燃焼室と、
燃焼により発生する火炎を検出する火炎検出器と、
前記燃料ガス供給手段、前記酸素含有ガス供給手段、前記送風手段および前記着火手段をそれぞれ制御する制御手段と、
を備える発電システムであって、
前記制御手段は、前記発電システムの起動時において、前記酸素含有ガス供給手段、前記送風手段、前記着火手段、前記燃料ガス供給手段をこの順に作動させ、続いて前記火炎検出器により前記余剰の燃料ガスの燃焼による火炎発生の有無を検出するようにそれぞれを制御することを特徴とする発電システム。 - 前記制御手段は、前記着火手段を作動させた後に前記火炎検出器によって火炎を検出できなかった場合、前記燃料ガス供給手段、前記送風手段、前記酸素含有ガス供給手段の各作動をこの順に停止させるようにそれぞれを制御することを特徴とする請求項1に記載の発電システム。
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JP2009127303A JP5171731B2 (ja) | 2009-05-27 | 2009-05-27 | 発電システム |
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