JPH04104474A - 円筒型固体電解質燃料電池モジュール - Google Patents
円筒型固体電解質燃料電池モジュールInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
- H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野］
本発明は、円筒型固体電解質燃料電池
（ＳＯＦＣ）モジュールに関する
［従来の技術］
従来の円筒型５ＯＦＣのモジュールにおいては、未反応
燃料をモジュール内で燃焼させるシールレス方式（第２
図図示）、又は管板により燃料と空気を混合しないシー
ル方式（第３図図示）がある。なお、第２図、第３図に
おいて、１は円筒型５ＯＦＣ１２は反応室、３は支持板
、４は排出室、５はシール管板である。
燃料をモジュール内で燃焼させるシールレス方式（第２
図図示）、又は管板により燃料と空気を混合しないシー
ル方式（第３図図示）がある。なお、第２図、第３図に
おいて、１は円筒型５ＯＦＣ１２は反応室、３は支持板
、４は排出室、５はシール管板である。
［発明か解決しようとする課題］
従来のノールレス型モジュール構造においては、未利用
の燃料及び空気をモジュール内の燃焼室で直ちに燃焼さ
せるため、υ１出室４内の温度か」二昇する。従って、
構成材料か制約されるとともに、信頼性、耐久性の点て
問題かある。
の燃料及び空気をモジュール内の燃焼室で直ちに燃焼さ
せるため、υ１出室４内の温度か」二昇する。従って、
構成材料か制約されるとともに、信頼性、耐久性の点て
問題かある。
一方、シール型モジュール構造においては、燃焼による
温度の上昇はないか、作動温度か９００〜１０００℃と
高い。また、シール性を確保するため円筒型５ＯＦＣ１
の全荷重をシール管板うで受けるので、クリープ強度の
点て問題かある。
温度の上昇はないか、作動温度か９００〜１０００℃と
高い。また、シール性を確保するため円筒型５ＯＦＣ１
の全荷重をシール管板うで受けるので、クリープ強度の
点て問題かある。
本発明は上記事情に鑑みてなさえたもので、ンル型モジ
ュール構造において、シール管板のメタル温度を低下さ
せ、かつ曲げ強度、クリープ強度を確保し、更に使用す
るシール管板の材質を低級化しえる円筒型５ＯＦＣモジ
ユールを提供することを目的とする。
ュール構造において、シール管板のメタル温度を低下さ
せ、かつ曲げ強度、クリープ強度を確保し、更に使用す
るシール管板の材質を低級化しえる円筒型５ＯＦＣモジ
ユールを提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
現在、円筒型５ＯＦＣモジユールにおいて、燃料と空気
のリークを防止するためには金属材料の使用か不可欠で
ある。また、５ＯＦＣは作動温度か９００℃〜１０００
℃と極めて高く、使用可能な金属材料か限られるたけて
なく、長時間のクリブ強度を考慮すると実際上適用可能
な材料か存在しない。
のリークを防止するためには金属材料の使用か不可欠で
ある。また、５ＯＦＣは作動温度か９００℃〜１０００
℃と極めて高く、使用可能な金属材料か限られるたけて
なく、長時間のクリブ強度を考慮すると実際上適用可能
な材料か存在しない。
従って、金属材料を使用する場合は、必然的にメタル温
度の低減か構造上必要となる。本発明は、こうした事情
に基ついて発明された。
度の低減か構造上必要となる。本発明は、こうした事情
に基ついて発明された。
即ち、本発明は、反応室と排出室とを仕切る管板と、前
記反応室内に設けられ、かつ前記管板に懸吊された円筒
型セルと、前記管板の反応室側に取り付けられた断熱材
とを具備することを特徴とする円筒型固体電解質燃料電
池モジュールである。
記反応室内に設けられ、かつ前記管板に懸吊された円筒
型セルと、前記管板の反応室側に取り付けられた断熱材
とを具備することを特徴とする円筒型固体電解質燃料電
池モジュールである。
本発明において、断熱材は］０００°Ｃに耐えるもので
あれば、特に材質は特定されず、板状でも膜状てあって
もよい。また、膜状の場合は被膜をコーティングする。
あれば、特に材質は特定されず、板状でも膜状てあって
もよい。また、膜状の場合は被膜をコーティングする。
この場合、コーティングは、ＹＳＺ（イツトリア安定化
ジルコニア）を例えば２００〜３００Ｉｚｍ程度の厚み
に溶射すればよい。
ジルコニア）を例えば２００〜３００Ｉｚｍ程度の厚み
に溶射すればよい。
［作用］
本発明によれば、シール管板下面に設置した断熱材によ
り、反応室からの輻射熱を遮蔽すると同時に断熱効果に
よりシール管板のメタル温度を低下させ、曲げ強度、ク
リープ強度を確保すると同時に使用する管板の材質を低
級化できる。
り、反応室からの輻射熱を遮蔽すると同時に断熱効果に
よりシール管板のメタル温度を低下させ、曲げ強度、ク
リープ強度を確保すると同時に使用する管板の材質を低
級化できる。
また、管板を介して未利用燃料へ奪われていた熱を防く
ことかできる。
ことかできる。
［実施例］
以下、本発明の一実施例に係る円筒型５ＯＦＣモジユー
ルについて第１図を参照して説明する。
ルについて第１図を参照して説明する。
図中の１１は円筒型５ＯＦＣセルであり、反応室１２内
に設けられている。また、１３は排出室であり、金属製
のシール管板１４によって前記反応室１２と仕切られて
いる。前記シール管板１４の反応室側には、断熱板（又
は断熱被膜）Ｊ５か設けられている。ここで、断熱板（
又は断熱被膜）は、実際にはセラミックスの溶射法にて
ジルコニア系セラミックスをシール管板１４の片面に溶
着させることによって容易に可能である。又、その他の
方法として、通常使用されている断熱板を耐熱性接着剤
にて貼りイ」けたり、シール管板１４に付けた植込ボル
トにて取り付ける方法でもよい。なお、図中の１６は供
給室、１７は燃料（又は反応用空気）、１８は反応用空
気（又は燃料）、１９は未利用燃料（又は未利用空気）
、２０は未利用空気（未利用燃料）である。
に設けられている。また、１３は排出室であり、金属製
のシール管板１４によって前記反応室１２と仕切られて
いる。前記シール管板１４の反応室側には、断熱板（又
は断熱被膜）Ｊ５か設けられている。ここで、断熱板（
又は断熱被膜）は、実際にはセラミックスの溶射法にて
ジルコニア系セラミックスをシール管板１４の片面に溶
着させることによって容易に可能である。又、その他の
方法として、通常使用されている断熱板を耐熱性接着剤
にて貼りイ」けたり、シール管板１４に付けた植込ボル
トにて取り付ける方法でもよい。なお、図中の１６は供
給室、１７は燃料（又は反応用空気）、１８は反応用空
気（又は燃料）、１９は未利用燃料（又は未利用空気）
、２０は未利用空気（未利用燃料）である。
こうした構成の５ＯＦＣモジユールにおいて、燃料１７
はモンユール上部の供給室１６に導入された後、円筒型
５ＯＦＣセル１１へ供給される。円筒型５ＯＦＣセル１
１で発電に供されなかった燃料は排出室１３へ集められ
、モジュール外へ排出される。
はモンユール上部の供給室１６に導入された後、円筒型
５ＯＦＣセル１１へ供給される。円筒型５ＯＦＣセル１
１で発電に供されなかった燃料は排出室１３へ集められ
、モジュール外へ排出される。
一方、反応用空気１８はモジュール下部より供給され、
反応室１２て発電に供される。使用されなかった未刊用
空気２０は、再びモジュール外へ排出される。
反応室１２て発電に供される。使用されなかった未刊用
空気２０は、再びモジュール外へ排出される。
しかして、上記実施例に係る円筒型５ＯＦＣモンユール
によれば、シール管板１４の反応室１２側に断熱板（又
は断熱被膜）１５を施工した構成となっているため、反
応室１２からの輻射熱を遮蔽すると同時に断熱作用によ
りシール管板１４の温度を下げることかでき、材料のク
レードの低級化、曲げ強度、クリープ強度の向上か可能
となる。ぢなみに、反応室内の温度は一般に９００〜１
０００°Ｃ程度を必要とするため、シール管板１４には
ハステロイ系の高級飼料しか用いることかできず、また
クリープ強度の点て極めて厳しい条件となる。なお、シ
ール管板１４の温度低減のためには、供給室１Ｂと排出
室１３の機能を入れ替えるとさらに効果的である。しか
し、この場合、逆にシール管板１４に生ずる熱応力に注
意を払う必要かある。
によれば、シール管板１４の反応室１２側に断熱板（又
は断熱被膜）１５を施工した構成となっているため、反
応室１２からの輻射熱を遮蔽すると同時に断熱作用によ
りシール管板１４の温度を下げることかでき、材料のク
レードの低級化、曲げ強度、クリープ強度の向上か可能
となる。ぢなみに、反応室内の温度は一般に９００〜１
０００°Ｃ程度を必要とするため、シール管板１４には
ハステロイ系の高級飼料しか用いることかできず、また
クリープ強度の点て極めて厳しい条件となる。なお、シ
ール管板１４の温度低減のためには、供給室１Ｂと排出
室１３の機能を入れ替えるとさらに効果的である。しか
し、この場合、逆にシール管板１４に生ずる熱応力に注
意を払う必要かある。
知実、金属材料の管板のみの従来のモジュールでは管板
メタル温度が９００°Ｃ程度となるのに対し、断熱板（
セラミックホード）を付けた本願発明のモジュールの場
合、断熱効果により７５０°Ｃ程度の管板メタル温度と
なった（第４図参照）。
メタル温度が９００°Ｃ程度となるのに対し、断熱板（
セラミックホード）を付けた本願発明のモジュールの場
合、断熱効果により７５０°Ｃ程度の管板メタル温度と
なった（第４図参照）。
但し、第４図において、断熱板かある場合の許容応力（
Ｓ）は２．８Ｋｇ／ｃｍ２、断熱板がない場合のそれは
０．８Ｋｇ／ｃｍ２である。ちなみに、本願発明に係る
断熱板の厚み（１）は、下記式より従来の管板（１６ｍ
ｍ）に対し約１／２の板厚で済み、材料のクレートの低
級化が図れることか判明した。
Ｓ）は２．８Ｋｇ／ｃｍ２、断熱板がない場合のそれは
０．８Ｋｇ／ｃｍ２である。ちなみに、本願発明に係る
断熱板の厚み（１）は、下記式より従来の管板（１６ｍ
ｍ）に対し約１／２の板厚で済み、材料のクレートの低
級化が図れることか判明した。
ｔ＜ Ｊ ｙ ｓとなるため、
Ｘ−１「フ１］／Ｊヲ１］
＝ｆＥｉヲ１］
一〇 ５３
従って、約１／２の板厚て済む。
また、従来、管板を介して排出燃料へ奪われていた熱を
排空気側へ戻すことにより、空気予熱等の熱回収か容易
にてきる。
排空気側へ戻すことにより、空気予熱等の熱回収か容易
にてきる。
［発明の効果］
以上詳述した如く本発明によれば、ノール型モジュール
構造において、シール管板のメタル温度を低下させ、か
つ曲げ強度、クリープ強度を確保し２、史に使用するシ
ール管板の材質を低級化しえる円筒型５ＯＦＣモノニー
ルを提供できる。
構造において、シール管板のメタル温度を低下させ、か
つ曲げ強度、クリープ強度を確保し２、史に使用するシ
ール管板の材質を低級化しえる円筒型５ＯＦＣモノニー
ルを提供できる。
第１図は本発明の一実施例に係る円筒型５ＯＦＣモンユ
ールの説明図、第２図は従来のンルレス型モジュールの
説明図、第３図は従来のシール型モジュールの説明図、
第４図は本発明及び従来の５ＯＦＣモジユールによる許
容応力と作動温度との関係を示す特性図である。 １１ 円筒型５ＯＦＣセル、１２・・反応室、１３・
・・排出室、１４・シール管板、１５・・断熱板、１Ｇ
・・・供給室。
ールの説明図、第２図は従来のンルレス型モジュールの
説明図、第３図は従来のシール型モジュールの説明図、
第４図は本発明及び従来の５ＯＦＣモジユールによる許
容応力と作動温度との関係を示す特性図である。 １１ 円筒型５ＯＦＣセル、１２・・反応室、１３・
・・排出室、１４・シール管板、１５・・断熱板、１Ｇ
・・・供給室。
Claims (1)
- 反応室と排出室とを仕切る管板と、前記反応室内に設け
られ、かつ前記管板に懸吊された円筒型セルと、前記管
板の反応室側に取り付けられた断熱材とを具備すること
を特徴とする円筒型固体電解質燃料電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2218082A JP2948285B2 (ja) | 1990-08-21 | 1990-08-21 | 円筒型固体電解質燃料電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2218082A JP2948285B2 (ja) | 1990-08-21 | 1990-08-21 | 円筒型固体電解質燃料電池モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104474A true JPH04104474A (ja) | 1992-04-06 |
| JP2948285B2 JP2948285B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=16714358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2218082A Expired - Fee Related JP2948285B2 (ja) | 1990-08-21 | 1990-08-21 | 円筒型固体電解質燃料電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2948285B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045455A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-14 | Hitachi Ltd | 高温固体酸化物型燃料電池 |
| JP2005524955A (ja) * | 2002-05-07 | 2005-08-18 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ カリフォルニア | 電気化学的電池スタック組立体 |
| GB2497843A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-26 | Bosch Gmbh Robert | Fixing of fuel cell to a support |
| JP2014038867A (ja) * | 2007-05-10 | 2014-02-27 | Alan Devoe | 燃料電池装置及びシステム |
-
1990
- 1990-08-21 JP JP2218082A patent/JP2948285B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045455A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-14 | Hitachi Ltd | 高温固体酸化物型燃料電池 |
| JP2005524955A (ja) * | 2002-05-07 | 2005-08-18 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニヴァーシティー オブ カリフォルニア | 電気化学的電池スタック組立体 |
| JP2014038867A (ja) * | 2007-05-10 | 2014-02-27 | Alan Devoe | 燃料電池装置及びシステム |
| GB2497843A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-26 | Bosch Gmbh Robert | Fixing of fuel cell to a support |
| GB2497843B (en) * | 2011-11-30 | 2018-05-09 | Bosch Gmbh Robert | Fuel cell system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2948285B2 (ja) | 1999-09-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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