JP5552380B2 - 発電装置 - Google Patents
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Description
(形態1)バーナは燃料ガスを表面燃焼させる形態の燃焼バーナ、例えば耐熱セラミックプレートを備える赤外線バーナとする。
(形態2)バーナは、改質器と燃料電池セルの双方が好適な作動温度に到達した場合に停止する。
(形態3)発電装置は、排ガス通路内を通過する排ガスと、カソード空気通路内を通過するカソード空気との間で熱交換を行う熱交換器を備える。
(形態4)バーナは、混合ガス供給管と収容室とを連通する気体流路の流路径を減少させる絞り部としても機能する。
第1実施例について説明する。図1は本実施例に係る発電装置の正面断面を模式的に示す図であり、図2は発電装置の側面断面を模式的に示す図である。図1及び図2に示すように、発電装置2は、6面がすべて断熱材で形成された箱状の本体ケーシング4を備える。本体ケーシング4内には、内側から順に、複数のセルスタック24等を収容する収容室10と、収容室10内で発生した排ガスを外部に排出するための排ガス通路40と、発電に用いられる有酸素ガス(空気)を収容室10内に供給するためのカソード空気通路50が設けられている。また、図2に示すように、本体ケーシング4の周壁の一部にはバーナ64が設けられている。
発電装置2を起動させると、まずバーナ64が作動する。バーナ64には、混合ガス供給管70から燃料ガス及び燃焼用空気を混合した混合ガスを供給する。バーナ64は、供給された混合ガスに点火して、混合ガスを燃焼させる。バーナ64によって混合ガスを燃焼させると、燃焼によって生じた燃焼排ガスがバーナ64から噴出されて改質器26に当てられ、改質器26が燃料電池セル25に先行して加熱される。このとき、改質器26の単位時間当たりの温度上昇幅は、燃料電池セル25の単位時間当たりの温度上昇幅より大きくなる。改質器26の温度は燃料電池セル25の温度より早く上昇する。そのため、改質器26が、燃料電池セル25より先に好適な作動温度である400℃以上に達する。
図3に示すように、混合ガス供給管70内に、混合ガス供給管70の流路径を減少させる絞り部72をさらに設けてもよい。絞り部72は、混合ガス供給管70のうち、バーナ64の設置位置と、混合ガス供給管70とバイパス流路80とが接続される位置との間に設けられる。この場合、バーナ64を絞り部として機能させられることに加え、混合ガス供給管70内にさらに絞り部72を備えるため、収容室10内の排ガスが、バーナ64を通って混合ガス供給管70内に流入することをより確実に防止することができるようになる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
4 本体ケーシング
10 収容室
24 セルスタック
25 燃料電池セル
26 改質器
27 オフガス燃焼部
40 排ガス通路
46 燃料ガス供給管
48 水供給管
50 カソード空気通路
58 排ガス排出管
60 カソード空気供給管
64 バーナ
70 混合ガス供給管
72 絞り部
80 バイパス流路
Claims (4)
- 固体酸化物形の燃料電池を用いる発電装置であり、
燃料ガスを水蒸気改質して改質ガスにする改質器と、
改質ガスを有酸素ガスと反応させて発電する固体酸化物形の燃料電池セルと、
燃料電池セルからのオフガスを燃焼する燃焼部と、
燃料ガスと有酸素ガスの混合ガスを燃焼するバーナと、
少なくとも、改質器と、燃料電池セルと、燃焼部を収容する収容室を備え、
前記バーナの燃焼排気通路が前記収容室内と連通しており、前記燃焼排気通路と前記収容室との連通部分は前記収容室内の前記改質器と対向しており、
改質器は、前記バーナによる前記混合ガスの燃焼熱によって加熱され、
前記バーナには、収容室外から前記混合ガスを供給する第1の供給路が接続され、
前記収容室には、収容室外から発電に使用される有酸素ガスを供給する第2の供給路が接続され、
前記発電装置は、前記第1の供給路と前記第2の供給路とを連通するバイパス流路をさらに備えることを特徴とする発電装置。 - 前記改質器は、さらに、前記燃焼部によるオフガスの燃焼熱によって加熱されることを特徴とする請求項1の発電装置。
- 前記収容室と、前記第1の供給路のバイパス流路接続部分との間に、流路径を縮小する絞り部をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2の発電装置。
- 前記絞り部は、前記バーナの一部であることを特徴とする請求項3の発電装置。
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