JP6773522B2 - 燃料電池システム - Google Patents
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Description
前記水供給手段は、改質用水を供給するための水供給ポンプと、前記水供給ポンプからの改質用水を前記気化器に導くための水供給管とを備え、前記水供給管の先端部が前記気化器内に挿入されており、更に前記水供給管の先端部は少なくとも二つに分岐され、一方の分岐ノズル部は前記気化器内の第1領域に向けて改質用水を噴出し、他方の分岐ノズル部は前記気化器内における前記第1領域よりも遠い第2領域に向けて改質用水を噴出するように構成されており、
前記水供給ポンプは、改質用水をパルス状に送給するパルス状定量ポンプから構成され、前記パルス状定量ポンプは、駆動電流のパルス数によって送給流量が制御されるように構成されており、
また、前記気化器内の上部には、前記水供給管の先端部から噴出された改質用水が飛散するための飛散空間が設けられ、前記気化器内の下部には、伝熱促進のための充填物及び/又は伝熱フィンが設けられており、
前記水供給管から噴出された改質用水は、前記気化器内の前記充填物及び/又は前記伝熱フィンに向けて飛散されることを特徴とする。
更にまた、気化器内の下部に伝熱促進のための充填物及び/又は伝熱フィンが設けられているので、飛散空間に噴出されて飛散した改質用水は充填物及び/又は伝熱フィンの作用によりすぐに気化して水蒸気となる。また、改質用水の供給量に関係なく広い領域に飛散して気化するために、改質用水の供給量が急激に増えたときにおいてもその一部が蒸発せずに拡がる時間がほとんどなくなり、その結果、S/Cの一時的な低下を緩和することができる。更に、このようなパルス状定量ポンプは、供給量が緩やかに変動するポンプに比して、一般的にコスト的に安価であり、コストダウンを図ることができる。
[実施例及び比較例]
4 改質器
6 セルスタック
8,8A 気化・改質ユニット
82 ユニットハウジング
94,94A 水供給管
96 先端ノズル部
104 気化部
106 改質部
100 第1空間
102 充填物
108 第2空間
110 改質材
134,136 先端ノズル部
138 水案内管
140 排出スリット
Claims (5)
- 改質用水を気化するための気化器と、前記気化器に改質用水を供給するための水供給手段と、燃料ガスを水蒸気改質するための改質器と、前記改質器に燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、前記改質器にて改質された改質燃料ガス及び酸化剤の酸化及び還元によって発電を行う固体酸化物形のセルスタックと、を備え、前記気化器及び前記改質器が前記セルスタックの上方に配設され、前記セルスタックから排出される反応燃料ガス及び反応酸化剤の燃焼によって前記気化器及び前記改質器が加熱される燃料電池システムであって、
前記水供給手段は、改質用水を供給するための水供給ポンプと、前記水供給ポンプからの改質用水を前記気化器に導くための水供給管とを備え、前記水供給管の先端部が前記気化器内に挿入されており、更に前記水供給管の先端部は少なくとも二つに分岐され、一方の分岐ノズル部は前記気化器内の第1領域に向けて改質用水を噴出し、他方の分岐ノズル部は前記気化器内における前記第1領域よりも遠い第2領域に向けて改質用水を噴出するように構成されており、
前記水供給ポンプは、改質用水をパルス状に送給するパルス状定量ポンプから構成され、前記パルス状定量ポンプは、駆動電流のパルス数によって送給流量が制御されるように構成されており、
また、前記気化器内の上部には、前記水供給管の先端部から噴出された改質用水が飛散するための飛散空間が設けられ、前記気化器内の下部には、伝熱促進のための充填物及び/又は伝熱フィンが設けられており、
前記水供給管から噴出された改質用水は、前記気化器内の前記充填物及び/又は前記伝熱フィンに向けて飛散されることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記水供給管の前記他方の分岐ノズル部に関連して、前記他方の分岐ノズル部から前記気化器内の前記第2領域に向けて延びる水案内管が設けられ、前記水案内管の内径は、前記水供給管の前記他方の分岐ノズル部の外径よりも大きく、前記他方の分岐ノズル部から噴出された改質用水を前記第2領域に案内することを特徴とする請求項1に記載の燃料電池システム。
- 前記水案内管の先端部には、前記気化器内の前記第2領域に対応して排出スリットが設けられ、前記他方の分岐ノズル部から前記水案内管内に噴出された改質用水は、前記排出スリットを通して前記第2領域に送給されることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池システム。
- 前記気化器及び前記改質器は気化・改質ユニットとして構成され、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガス及び前記水供給手段からの改質用水が前記気化器に供給され、前記気化器にて前記改質用水が水蒸気に気化されるとともに燃料ガスが加熱され、燃料ガスに水蒸気が混合された混合燃料ガスが改質器に送給されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池システム。
- 前記気化器と前記改質器との間に混合器が設けられ、前記混合器に混合促進用の充填材が充填され、前記燃料ガス供給手段からの燃料ガスは前記気化器又は前記混合器に送給され、前記混合器において燃料ガスと前記気化器にて気化された水蒸気とが加熱混合されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の燃料電池システム。
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