JP5700978B2 - Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device - Google Patents
Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5700978B2 JP5700978B2 JP2010193904A JP2010193904A JP5700978B2 JP 5700978 B2 JP5700978 B2 JP 5700978B2 JP 2010193904 A JP2010193904 A JP 2010193904A JP 2010193904 A JP2010193904 A JP 2010193904A JP 5700978 B2 JP5700978 B2 JP 5700978B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- fuel
- cell stack
- reforming
- reformer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
本発明は、セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置に関する。 The present invention relates to a cell stack device, a fuel cell module, and a fuel cell device.
近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス(水素含有ガス)と空気(酸素含有ガス)とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを複数個配列してなるセルスタックと、該セルスタックに供給する燃料ガスを生成するための改質器とを備え、燃料電池セルの一端部側で発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させる構成のセルスタック装置や、該セルスタック装置を収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールが種々提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, as a next generation energy, a fuel cell (hydrogen-containing gas) and air (oxygen-containing gas) are used, and a cell stack in which a plurality of fuel cells that can obtain electric power are arranged and supplied to the cell stack A cell stack device configured to combust fuel gas that has not been used for power generation at one end of the fuel cell, and the cell stack device in a storage container. Various fuel cell modules that are housed have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、改質器を加熱するためのバーナを有し、気化器と、改質器とが固体酸化物系燃料電池とバーナとの間に配置され、改質器が第1改質室と、第1改質室の下方に接して配置された第2改質室とを有し、改質器の内部を流れるガスが折り返す構造の改質器を有した燃料電池が知られている(例えば、引用文献2参照。)。 Further, the apparatus has a burner for heating the reformer, the vaporizer and the reformer are disposed between the solid oxide fuel cell and the burner, and the reformer includes the first reforming chamber, There is known a fuel cell having a reformer having a second reforming chamber arranged in contact with the lower side of the first reforming chamber and having a structure in which a gas flowing inside the reformer is folded back (for example, , Cited reference 2).
このような燃料電池においては、バーナを用いて気化器とおよび改質器を加熱する構成のため、バーナを燃料電池に備える必要があり、燃料電池の構成が複雑になるという問題があった。 In such a fuel cell, since the vaporizer and the reformer are heated using the burner, it is necessary to provide the burner with the fuel cell, and there is a problem that the configuration of the fuel cell becomes complicated.
そこで、バーナを用いずに気化器および改質器と燃料電池セルとの間で余分な燃料を燃焼させ、その燃焼熱により気化器および改質器を温める構成の燃料電池が知られている。 Therefore, there is known a fuel cell having a configuration in which excess fuel is combusted between the carburetor / reformer and the fuel cell without using a burner, and the carburetor / reformer is heated by the combustion heat.
しかしながら、上記した改質器と燃料電池セルとの間で燃焼させる構成の燃料電池の場合、燃料電池セルと気化室との間に第2改質室があるため、燃焼熱によって気化室を直接温めることができないため、温度の低い原燃料を十分に温めることができない。そのため、十分に改質が行なわれず発電効率を高めることができないといった問題があった。 However, in the case of the fuel cell configured to burn between the reformer and the fuel cell, the second reforming chamber is provided between the fuel cell and the vaporization chamber. Since it cannot be heated, raw fuel with low temperature cannot be heated sufficiently. Therefore, there has been a problem that the power generation efficiency cannot be increased because the reforming is not sufficiently performed.
本発明のセルスタック装置は、複数の燃料電池セルを立設させた状態で配列して電気的に接続してなり、燃料電池セルの一端部側で発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させる構成のセルスタックと、セルスタックの一端部側に離間して配置された水蒸気改質を行なう改質器と、を備えるセルスタック装置である。また、改質器は、燃料電池セルの配列方向における一方側に配置され、外部から供給される水を気化させるための気化室と、改質触媒を備え、気化室を介して供給される原燃料ガスを燃料電池セルの配列方向における他方側へ向けて流すとともに、改質触媒と接触させて燃料ガスに改質する第1改質室と、気化室および第1改質室の下方に接して配置され、第1改質室から供給される燃料ガスを前記燃料電池セルの配列方向における他方側から一方側に向けて流す昇温室とを備える。また、改質器は、気化室の下面が露出するように昇温室を貫通して設けられたくりぬき部を有する。
The cell stack device according to the present invention comprises a plurality of fuel cells arranged in an erected state and electrically connected thereto, and burns fuel gas that has not been used for power generation at one end of the fuel cells. A cell stack apparatus comprising: a cell stack having a configuration; and a reformer that performs steam reforming that is spaced apart from one end of the cell stack. Further, the reformer is disposed on one side in the arrangement direction of the fuel cell, comprising: a vaporizing chamber for vaporizing the water supplied from the outside, the reforming catalyst is supplied via the vaporizing chamber RuHara The fuel gas flows toward the other side in the arrangement direction of the fuel cells, and is in contact with the reforming catalyst to be reformed into the fuel gas, and is in contact with the lower part of the vaporization chamber and the first reforming chamber. And a temperature raising chamber that allows the fuel gas supplied from the first reforming chamber to flow from the other side to the one side in the arrangement direction of the fuel cells. Further, the reformer has a hollow portion provided through the temperature raising chamber so that the lower surface of the vaporization chamber is exposed.
また、本発明の燃料電池モジュールは、上記のセルスタック装置を収納容器内に収納してなる。 Moreover, the fuel cell module of the present invention comprises the above cell stack device housed in a housing container.
また、本発明の燃料電池は、上記の燃料電池モジュールと、上記のセルスタック装置を作動させるための補機とを、外装ケース内に収納してなる。 The fuel cell according to the present invention includes the above-described fuel cell module and an auxiliary device for operating the above-described cell stack device in an outer case.
本発明によれば、温度の低い原燃料を効果的に温めることができ、発電効率の向上したセルスタック装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the raw fuel with low temperature can be warmed effectively, and the cell stack apparatus with improved electric power generation efficiency can be provided.
図1を用いてセルスタック装置1を説明する。なお、図1については改質触媒を省略して示している。 The cell stack apparatus 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the reforming catalyst is omitted.
図1に示すセルスタック装置1は、内部に燃料ガス流路を有する燃料電池セル2を複数個立設させた状態で、燃料電池セル2間に集電部材(図示せず)を介して電気的に直列に接続してなるセルスタック3を備えている。また、セルスタック3を構成する燃料電池セル2の下端部を燃料電池セル2に燃料ガスを供給するためのガスタンク4に、絶縁性の接着材により固定されており、燃料電池セル2で発電した電流を外部に引出すための引出部6を備えた導電部材5が、セルスタック3を両端から挟持している。
The cell stack device 1 shown in FIG. 1 is electrically connected via a current collecting member (not shown) between the
セルスタック3の上方に、セルスタック3と離間して改質器が配置されている。改質器は、燃料電池セル3の配列方向(以下、セル配列方向と略す場合がある。)における一方側に配置され、外部から供給される水を気化させるための気化室8と、改質触媒を備え、気化室を介して供給される原燃料ガスをセル配列方向の他方側へ流すとともに、改質触媒と接触させて燃料ガスに改質する第1改質室9と、気化室8および第1改質室9の下方に接して配置され、第1改質室9から供給される燃料ガスを改質器7のセル配列方向における他方側から一方側に向けて流す昇温室10とを備えている。
A reformer is disposed above the
ここで、燃料電池セル2としては、内部を燃料ガス(水素含有ガス)が燃料電池セル2の長手方向に流れる燃料ガス流路を有する中空平板状で、支持体の表面に、燃料側電極層、固体電解質層および酸素側電極層を順に設けてなる固体酸化物形の燃料電池セル2を例示している。
Here, the
また、セルスタック装置1は、燃料電池セル2の一端部側(上端部側)において、燃料
電池セル2の発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させる構成とされている。セルスタック1は、燃焼により生じた熱(以下、燃焼熱と略す場合がある。)により、改質器7(気化室8、第1改質室9および昇温室10)の温度を効率よく上昇させることができる。
In addition, the cell stack device 1 is configured to combust fuel gas that has not been used for power generation of the
気化室7を介して供給された原燃料ガスは、気化室7に接した状態で連続して設けられた第1改質室9に供給される。第1改質室9の内部には原燃料ガスを燃料ガスに改質するための改質触媒が備えられており、原燃料ガスは、セル配列方向の一方側から他方側に向けて燃焼ガスに改質されながら流れることとなる。改質器7のセル配列方向の他方側端部まで流れた燃料ガスは、第1改質室9の下方に接して配置された昇温室10へ流入し、昇温室10内をセル配列方向の他方側から一方側へ流れることとなる。昇温室10を流れる燃料ガスは、燃焼熱により温められ、改質器の一方側に設けられた燃料ガス供給管12を介してガスタンク4に供給されることとなる。
気化室8、第1改質室9および昇温室10は図1に示すように仕切板13により仕切られている。仕切板13は通気性のある板を用いることができ、例えば多孔質の板や金属メ
ッシュ等を用いることができる。なお、図示していないが、気化室8にはセラミックボール等を備えてもよい。それにより、水蒸気改質を行なう場合には、水を効率よく水蒸気に気化させることができる。また、上述した仕切板13を設けることにより、セラミックボールや後述する改質触媒の移動を低減することができる。
The
第1改質室に備える改質触媒は、改質効率や耐久性に優れた改質触媒を用いることができ、例えば、γ−アルミナ、α−アルミナまたはコージェライト等の多孔質担体にRu、Pt等の貴金属やNi、Fe等の卑金属を担持させた改質触媒等を用いることができる。 As the reforming catalyst provided in the first reforming chamber, a reforming catalyst excellent in reforming efficiency and durability can be used. For example, Ru, a porous carrier such as γ-alumina, α-alumina, or cordierite. A reforming catalyst carrying a noble metal such as Pt or a base metal such as Ni or Fe can be used.
燃料ガス(水素含有ガス)に改質される原燃料としては、都市ガス等の炭化水素系ガスや灯油等の液体燃料があげられる。原燃料として炭化水素系ガス等の気体燃料を用いた場合には、原燃料ガスは炭化水素系ガスを意味し、気化室8において、温度の上昇した原燃料ガス(炭化水素系ガス)とすることができる。
Examples of the raw fuel that is reformed into fuel gas (hydrogen-containing gas) include hydrocarbon gas such as city gas and liquid fuel such as kerosene. When gaseous fuel such as hydrocarbon-based gas is used as the raw fuel, the raw fuel gas means a hydrocarbon-based gas, and the raw fuel gas (hydrocarbon-based gas) whose temperature has increased in the
燃料ガスの改質方法としては、原燃料ガスと水蒸気とを反応させる水蒸気改質法や、原燃料ガスを改質触媒とを反応させる部分酸化改質法を挙げることができるが、水蒸気改質法を用いることにより、効率よく燃料ガス(水素含有ガス)を生成することができる。 Examples of the reforming method of the fuel gas include a steam reforming method in which the raw fuel gas and steam are reacted, and a partial oxidation reforming method in which the raw fuel gas is reacted with the reforming catalyst. By using this method, fuel gas (hydrogen-containing gas) can be efficiently generated.
図2を用いて、改質器7についてさらに説明する。図2は改質器7を裏面側からみた斜視図である。
The
改質器7は、気化室8の側面中央部に原燃料供給管11が接続されており、気化室8の原燃料供給管11が接続されていない側面に第1改質室9が配置されており、気化室8と第1改質室9の下面(図2においては上面)に接する状態で昇温室10が配置されている。昇温室10の気化室側の下面に燃料ガス供給管12が接続されており、燃料ガスをガスタンク4に供給している。
In the
上述したように、セルスタック装置1はセルスタック2の上方、つまりセルスタック2と改質器7との間の領域(燃焼領域)で発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させる構成となっている。図2に示すように、改質器7は、昇温室10を貫通するようにくりぬき部14が設けられており、裏面から見ると気化室8の下面が外部に露出した状態となっている。それにより、気化室8が燃焼領域に曝されることとなり、気化室8に燃焼熱を効果的に供給することができる。そのため、気化室8にて温度の低い原燃料を原燃料ガスに温
めることができる。特に、水蒸気改質法により燃料ガスを生成する場合、水蒸気改質法は吸熱反応のため、温度の上昇した原燃料ガスを供給することにより効率のよい改質を行なうことができる。
As described above, the cell stack device 1 is configured to burn fuel gas that has not been used for power generation above the
また、昇温室8を貫通するようにくりぬき部14が設けられていることから、昇温室8の表面積を増加させることができ、昇温室8にさらに燃焼熱を供給することができる。それにより、昇温室を流れるガスに、燃焼熱を供給することができ、ガスタンク4に温度の上昇した燃料ガスを供給することができ、セルスタック装置1の発電効率を向上させることができる。
Further, since the
改質器7は、例えば箱状の部材を溶接して作製することができる。くりぬき部14はプレス成形により作製することができ、また、気化室8、第1改質室9および昇温室10とを別部材として作製した後に溶接して作製することもできる。なお、プレス成形により作製することで容易に改質器7を作製することができる。
The
なお、くりぬき部14は気化室8に対応する大きさを昇温室10に設けることが好ましい。つまり気化室8の下面が完全に露出することが気化室8に熱を供給する点で好ましいが、改質器から燃料ガス供給管12に燃料ガスを供給するため、改質器7の端部に設けられた燃料ガス供給管12に、燃料ガスが流れるように適宜くりぬき部14を設ける必要がある。
In addition, it is preferable that the
図3を用いて、改質器7の内部における各種ガス(原燃料ガスまたは燃料ガス)の流れについて説明する。なお、図3(a)、(b)に示す矢印は改質器7の内部を流れる各種ガスの流れを示す。
The flow of various gases (raw fuel gas or fuel gas) inside the
原燃料供給管11より供給された原燃料は、気化室8を第1改質室9に向けて流れ、改質触媒17によって改質されながら第1改質室9を気化室8と逆側に向けて流れる。改質器7の端部に流れた燃料ガスは昇温室10に向けて下方に流れる。昇温室10内を流れる燃料ガスは燃焼熱により温められながら、気化室8側に設けられた燃料ガス供給管12に向けて流れることとなる。
Fuel consumption supplied from the raw
くりぬき部14における燃料ガスの流れは、図3(b)に示すように、くりぬき部14の周囲に沿って流れることとなる。そして、くりぬき部14の周囲に沿って流れた燃料ガスは、くりぬき部14に接する昇温室10を流れる際に燃焼領域から燃焼熱を供給され、さらに温度の上昇した燃料ガスとなってガスタンク4に供給される。
The flow of the fuel gas in the hollowed
それにより、セルスタック装置1に温度の上昇した燃料ガスを供給することができ、発電効率を向上させることができる。 Thereby, the fuel gas whose temperature rose to the cell stack device 1 can be supplied, and the power generation efficiency can be improved.
図4を用いて、本発明のセルスタック装置の他の実施形態である改質器15について説明する。なお、以降の図において同一の部材については同一の番号を付するものとする。また、図4(a)、(b)に示す矢印は改質器15の内部を流れる各種ガスの流れを示す。
A
改質器15は昇温室10が改質触媒17を備え第2改質室16になっており、第1改質
室9および第2改質室16の間には仕切板13が設けられていない。その他の構成は改質器7と同様である。改質器15は、第1改質室9の下方に第2改質室16が設けられており、改質器15を流れる各種ガス(燃料ガスおよび原燃料ガス)の流れ方向の第1改質室9の下流に第2改質室16が設けられている構成となっている。そのため、第1改質室で改質反応が十分に行なわれなかった場合においても、第2改質室16にて改質反応を十分
に行なうことができる。
In the
図4を用いて改質器15の内部の各種ガスの流れについて説明する。原燃料供給管11より供給された原燃料は、気化室8を第1改質室9に向けて流れ、改質触媒17によって改質されながら第1改質室9を気化室8と逆側に向けて流れる。改質器15の端部に流れた燃料ガスまたは原燃料ガスは第2改質室16に向けて下方に流れる。ここで、燃料ガスまたは原燃料ガスが下方に向けて流れることから、確実に燃料ガスまたは原燃料ガスを改質触媒17に接触させることができる。第2改質室16内を流れる燃料ガスは燃焼熱により温められながら、気化室8側に設けられた燃料ガス供給管12に向けて流れることとなる。また、第2改質室16内を流れる原燃料ガスは、燃料ガスに改質されながら燃料ガス供給管12に向けて流れることとなる。図4(b)に示すように、燃料ガスは、くりぬき部14に接する第2改質室16を流れる際に燃焼領域から燃焼熱を供給され、さらに温度の上昇した燃料ガスとなってガスタンク4に供給される。
The flow of various gases inside the
なお、図4ではくりぬき部14の周囲には改質触媒17を備えていない例を示したが、くりぬき部14の周囲にも改質触媒17を備えていてもよい。それにより、原燃料ガスがガスタンク4に供給されることを低減することができる。
Although FIG. 4 shows an example in which the reforming
図5を用いて本発明のセルスタック装置のさらに他の実施形態を構成する改質器18を説明する。なお、図5(b)においても、矢印は改質器18を流れる各種ガスの流れを示す。
A
図5に示す改質器18は、昇温室19に複数のくりぬき部20が設けられており、その他の構成は改質器18と同様である。改質器18は、セル配列方向に沿ったくりぬき部20を燃料電池セル2の幅方向に複数設けられている。くりぬき部20が複数設けられていることから、昇温室19を流れる各種ガスを燃焼熱によりさらに温めることができ、高温の燃料ガスをガスタンク4に供給することができる。それにより、セルスタック装置1の発電効率を向上させることができる。
The
また、くりぬき部20がセル配列方向に沿って設けているため、昇温室19内を流れる各種ガスの流れを妨げにくくなっている。それにより、昇温室19内で各種ガスの滞留を低減することができる。
In addition, since the
図6は、収納容器31内に、上述したセルスタック装置1を収納してなる本発明の燃料電池モジュール30(以下、モジュールという場合がある。)の一例を示す外観斜視図である。なお、セルスタック装置1としては、改質器7を取り外した状態を示している。
FIG. 6 is an external perspective view showing an example of the fuel cell module 30 (hereinafter sometimes referred to as a module) of the present invention in which the above-described cell stack device 1 is housed in the
また、図6に示すモジュール30においては、収納容器31の一部(前後面)を取り外し、内部に収納されるセルスタック装置1(図6においては改質器6を取りはずして示している)を後方に取り出した状態を示している。以下に、モジュール30を構成する収納容器31について説明する。
Further, in the
図7は、モジュール30の一例を概略的に示す断面図である。モジュール30を構成する収納容器31は、外壁32にて収納容器31の外枠が形成され、内部に燃料電池セル2(セルスタック3)を収納する発電室49が形成されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the
このような収納容器31においては、セルスタック3を構成する燃料電池セル2の配列方向に沿う側部と、該側部に対向する収納容器31の外壁との間に、空気や排ガスを流すための流路を備えている。
In such a
ここで、収納容器31は、外壁32の内側に所定間隔をあけて第1の壁33が形成されており、第1の壁33の内側に所定間隔をあけて第2の壁34が配置されており、さらに第2の壁34の内側に所定間隔をあけて第3の壁35が配置されている。
Here, in the
それにより、外壁32と第1の壁33とで形成された空間が第1の収納容器流路36となり、第2の壁34と第3の壁35とで形成された空間が第2の収納容器流路37となり、第1の壁33と第2の壁34とで形成された空間が第3の収納容器流路38となる。
Thereby, the space formed by the
なお、図7に示した収納容器31においては、第1の壁33の上端部が第2の壁34に接続されており、第2の壁34が収容容器31の上壁(外壁32)と接続されており、第3の壁35の上端部が第2の壁34と接続されている。
In the
また、収納容器31の底部には、空気(酸素含有ガス)を収納容器31内に供給するための空気供給管39が接続されており、空気供給管39より供給される空気は空気導入部40に流れる。空気導入部40は空気導入口41により第1の終了容器流路36とつながっているため、空気導入部40を流れる空気は、空気導入口41を通して、第1の収納容器流路36に流れる。第1の収納容器流路36を上方に向けて流れた空気は、第2の壁34に設けられた空気流通口42を通して、第2の収納容器流路37に流れる。そして、第2の収納容器流路37を下方に向けて流れた空気は、第3の壁35に設けられた空気吹き出し口43を通して、発電室49内に供給される。
In addition, an
一方、燃料電池セル2より排出される排ガスや、燃料電池セル2の上端部側で発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第2の壁39に設けられた排ガス流通口44を通して第3の収納容器流路38に流入する。そして、第3の収納容器流路38を下方に向けて流れた排ガスは、排ガス収集口45を通して排ガス収集部46に流れた後、排ガス収集部46に接続された排ガス排気管47を通して収納容器31の外部に排気される。
On the other hand, the exhaust gas discharged from the
それゆえ、空気導入管39より供給される空気は、空気導入部40を流れる間に、排ガス収集部46を流れる排ガスと熱交換され、第1の収納容器流路36を流れる間に、第3の収納容器流路38を流れる排ガスと熱交換され、第2の収納容器流路37を流れる間に、発電室49内の熱とで熱交換されることとなる。
Therefore, the air supplied from the
なお、図7において、空気導入管39の内部に排ガス排気管47が位置するように設けた例を示しているが、排ガス排気管47の内部に空気導入管39が位置するように設けることもでき、さらには、空気導入管39と排ガス排気管47とは、それぞれ位置をずらして設けることもできる。
7 shows an example in which the exhaust
ここで、図7に示すモジュール30においては、第3の収納容器流路38のうち、第2の壁38側に断熱材48(図中において断熱材48は斜線にて示している)が固着して配置されている。それにより、第2の収納容器流路37を流れる空気と第3の収納容器流路38を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、第2の収納容器流路37を流れる空気の温度が低下することを抑制できる。
Here, in the
それにより、燃料電池セル2に供給される空気の温度が低下することを抑制でき、高温の空気を燃料電池セル2に供給することができることから、発電効率の高いモジュール30とすることができる。
Thereby, it can suppress that the temperature of the air supplied to the
なお、第3の収納容器流路38に配置される断熱材48は、好ましくは、セルスタック
3を構成する燃料電池セル2の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとすることが好ましい。それにより、第2の収納容器流路37を流れる空気と第3の収納容器流路38を流れる排ガスとの熱交換を効率よく抑制することができる。
The
また断熱材48は、第3の収納容器流路38以外にも、収納容器31内の熱が極端に放熱され、燃料電池セル2(セルスタック3)の温度が低下して発電量が低減しないように適宜設けることができ、図7においては、第3の収納容器流路38以外に、ガスタンク4の底部と、燃料電池セル2(セルスタック3)の両側面側と、収納容器31の上壁(外壁32)と改質器6との間とに設けている例を示している。
In addition to the third storage
ここで、セルスタック3(燃料電池セル2)の両側面側に配置されている断熱材48においては、空気吹き出し口36に対応して、空気を燃料電池セル2側に流すための孔が設けられている。
Here, in the
そして空気吹き出し口43より発電室49内に供給された空気は、燃料電池セル2の下端側から上端部側に向けて流れることとなり、効率よく燃料電池セル2の発電を行なうことができる。
The air supplied from the
発電効率の向上したセルスタック装置1を上述のような収納容器の発電室49内に収納することにより、発電効率の向上したモジュール30とすることができる。
By storing the cell stack device 1 with improved power generation efficiency in the
そして、本発明においては上述したモジュール30とセルスタック装置1を動作させるための補機とを外装ケース内に収納することで、本発明の燃料電池装置とすることができる。なお、外装ケースは仕切部材により上下に区分し、上側の部屋にモジュール30を収納し、下側の部屋にセルスタック装置1を動作させるための補機を収納することで、コンパクトな燃料電池装置とすることができる。
And in this invention, it can be set as the fuel cell apparatus of this invention by accommodating the
図8は、外装ケース内に図6で示した燃料電池モジュール30と、燃料電池モジュール30を動作させるための補機(図示せず)とを収納してなる本発明の燃料電池装置の一例を示す分解斜視図である。なお、図9においては一部構成を省略して示している。
FIG. 8 shows an example of the fuel cell device of the present invention in which the
図8に示す燃料電池装置55は、支柱56と外装板57から構成される外装ケース内を仕切板58により上下に区画し、その上方側を上述した燃料電池モジュール30を収納するモジュール収納室59とし、下方側を燃料電池モジュール35を動作させるための補機を収納する補機収納室60として構成されている。なお、補機収納室60に収納する補機を省略して示している。
The fuel cell device 55 shown in FIG. 8 divides the inside of an outer case made up of a
また、仕切板58には、補機収納室60の空気をモジュール収納室59側に流すための空気流通口61が設けられており、モジュール収納室59を構成する外装板57の一部に、モジュール収納室59内の空気を排気するための排気口62が設けられている。
In addition, the
このような燃料電池装置55においては、上述したように、発電効率の向上した燃料電池モジュール30をモジュール収納室59に収納し、燃料電池モジュール30を動作させるための補機を補機収納室60に収納して構成されることにより、発電効率の向上した燃料電池装置55とすることができる。
In such a fuel cell device 55, as described above, the
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。 Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、くりぬき部をセル配列方向に沿って複数設けた例を示したが、燃料ガス供給管に近い側に設けられたくりぬき部の一端部を燃料ガス供給管に向けてもよい。それにより燃料ガス供給管に燃料ガスを容易に導くことができる。また、すべてのくりぬき部の一端を燃料ガス供給管に向けてもよい。それにより、さらに燃料ガス供給管に燃料ガスを供給しやすくなる。 For example, although an example in which a plurality of hollow portions are provided along the cell arrangement direction has been shown, one end portion of the hollow portion provided on the side close to the fuel gas supply pipe may be directed to the fuel gas supply pipe. Thereby, the fuel gas can be easily guided to the fuel gas supply pipe. Further, one end of every hollow portion may be directed to the fuel gas supply pipe. Thereby, it becomes easier to supply the fuel gas to the fuel gas supply pipe.
1:セルスタック装置
2:燃料電池セル
3:セルスタック
4:ガスタンク
7、15、18:改質器
8:気化室
9:第1改質室
10:昇温室
11:原燃料供給管
12:燃料ガス供給管
14、20:くりぬき部
16、19:第2改質室
30:燃料電池モジュール
55:燃料電池装置
1: Cell stack device 2: Fuel cell 3: Cell stack 4:
Claims (5)
前記改質器が、
前記燃料電池セルの配列方向における一方側に配置され、外部から供給される水を気化させるための気化室と、
改質触媒を備え、前記気化室を介して供給される原燃料ガスを前記燃料電池セルの配列方向における他方側へ向けて流すとともに、前記改質触媒と接触させて前記燃料ガスに改質する第1改質室と、
前記気化室および前記第1改質室の下方に接して配置され、前記第1改質室から供給される前記燃料ガスを前記燃料電池セルの配列方向における他方側から一方側に向けて流す昇温室とを、備え、
前記気化室の下面が露出するように前記昇温室を貫通して設けられたくりぬき部を有することを特徴とするセルスタック装置。 A plurality of fuel cells arranged in an upright state and electrically connected, and a cell stack configured to burn fuel gas not used for power generation on one end side of the fuel cells; and A cell stack device comprising: a reformer that performs steam reforming disposed separately on one end side of the cell stack;
The reformer is
A vaporization chamber disposed on one side in the arrangement direction of the fuel cells and vaporizing water supplied from the outside;
Comprising a reforming catalyst, the RuHara fuel gas is supplied through the vaporizing chamber with flow toward the other side in the arrangement direction of the fuel cells, reformed to the fuel gas in contact with the reforming catalyst A first reforming chamber;
An ascending position that is disposed in contact with the vaporization chamber and the first reforming chamber and flows the fuel gas supplied from the first reforming chamber from the other side to the one side in the arrangement direction of the fuel cells. With a greenhouse,
A cell stack apparatus comprising a hollow portion provided through the temperature raising chamber so that a lower surface of the vaporization chamber is exposed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010193904A JP5700978B2 (en) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010193904A JP5700978B2 (en) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012054016A JP2012054016A (en) | 2012-03-15 |
JP5700978B2 true JP5700978B2 (en) | 2015-04-15 |
Family
ID=45907143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010193904A Active JP5700978B2 (en) | 2010-08-31 | 2010-08-31 | Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5700978B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5977143B2 (en) * | 2012-10-30 | 2016-08-24 | 京セラ株式会社 | Fuel cell module |
JP6372660B2 (en) * | 2014-08-28 | 2018-08-15 | Toto株式会社 | Solid oxide fuel cell device |
JP6762112B2 (en) * | 2016-03-10 | 2020-09-30 | 京セラ株式会社 | Fuel cell reformer, fuel cell module and module accommodating device |
US11456473B2 (en) | 2016-06-16 | 2022-09-27 | Kyocera Corporation | Reformer, cell stack apparatus, fuel cell module, and fuel cell apparatus |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002289244A (en) * | 2001-03-27 | 2002-10-04 | Toto Ltd | Fuel cell system |
JP4369685B2 (en) * | 2003-02-25 | 2009-11-25 | 京セラ株式会社 | Operation method of fuel cell |
JP2011044244A (en) * | 2009-08-19 | 2011-03-03 | Toyota Motor Corp | Fuel cell stack device |
JP5427568B2 (en) * | 2009-11-25 | 2014-02-26 | リンナイ株式会社 | Power generator |
JP5436196B2 (en) * | 2009-12-22 | 2014-03-05 | リンナイ株式会社 | Power generator |
-
2010
- 2010-08-31 JP JP2010193904A patent/JP5700978B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012054016A (en) | 2012-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5235986B2 (en) | Reformer, cell stack device, fuel cell module, and fuel cell device | |
US20110053019A1 (en) | Fuel Cell Module and Fuel Cell Apparatus | |
JP5550453B2 (en) | Fuel cell module and fuel cell device | |
JP5294778B2 (en) | Fuel cell module and fuel cell device | |
JP5427568B2 (en) | Power generator | |
JP5700978B2 (en) | Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device | |
JP4906249B2 (en) | Fuel cell reformer | |
JP5424983B2 (en) | Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device | |
JP5606165B2 (en) | Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device | |
JP2010277746A (en) | Cell stack device and fuel cell module, and fuel cell device | |
JP5620174B2 (en) | Fuel cell module and fuel cell device | |
JP5662769B2 (en) | FUEL CELL CELL DEVICE, FUEL CELL MODULE, AND FUEL CELL DEVICE | |
JP5620173B2 (en) | Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device | |
CN109478662B (en) | Fuel cell system | |
JP5317756B2 (en) | Reformer, cell stack device, fuel cell module, and fuel cell device | |
JP2011210631A (en) | Fuel cell module | |
JP2011096433A (en) | Cell stack device, fuel battery module using the same, and fuel battery device | |
JP5334776B2 (en) | Cell stack device, fuel cell module and fuel cell device using the same | |
JP5977143B2 (en) | Fuel cell module | |
JP6771924B2 (en) | Solid oxide fuel cell device | |
JP6560564B2 (en) | Fuel cell system | |
JP6315954B2 (en) | Solid oxide fuel cell | |
JP6635853B2 (en) | Fuel cell system | |
JP6622046B2 (en) | Fuel cell module and fuel cell device | |
JP2018092765A (en) | Fuel battery module and fuel battery device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130819 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140603 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140724 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150120 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5700978 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |