JPH04129174A

JPH04129174A - 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置

Info

Publication number: JPH04129174A
Application number: JP2249312A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Morimoto; 森本　弘正; Satoshi Hajima; 羽島　聡; Kokichi Uematsu; 宏吉上松; Tomoshi Hikita; 疋田　知士; Kenichi Shinozaki; 憲一篠崎; Shigeto Nakagawa; 中川　重人
Original assignee: IHI Corp; Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: IHI Corp; Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 1990-09-19
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1992-04-30
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JP2929034B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池の発
電装置に関するもので、特に、溶融炭酸塩型燃料電池発
電装置に関するものである。

［従来の技術］従来の溶融炭酸塩型燃料電池を用いた発電装置のうち、
天然ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池発電装置の代表的な
例としては、第６図に系統図を示す如く、電解質板１を
カソード２とアノード３の画電極で挟んでなるセルをセ
パレータを介し積層してスタックとした構成の燃料電池
Ｉのカソード２には、圧縮機４で圧縮した後、冷却器５
で冷却し更に圧縮機６で圧縮した空気入を、空気予熱器
７て予熱して空気供給ライン８により供給すると共に、
空気の一部を分岐ライン９により改質器ｌＯの燃焼室へ
供給するようにしてあり、カソード２から排出されたカ
ソードガスは、カソードガス出口ライン１１を通ってタ
ービン１２へ導かれ、更に上記空気予熱器７を通して大
気へ排出されるようにしである。一方、燃料電池Ｉのア
ノード３には、天然ガス（ＣＨ４ＮＧを天然ガス予熱器
１３．１４、脱硫器１５を経て改質器１０に導いて改質
した後、改質ガスを燃料ガスＦＧとして燃料ガス供給ラ
イン１６より供給すると共に、アノード３から排出され
たアノードガスは、熱交換器１７、上記天然ガス予熱器
１４、蒸発器１８、天然ガス予熱器Ｉ３を通した後、凝
縮器１９で冷却し凝縮して気液分離機２０に導き、ここ
で、アノードガス中のＨ２０を分離し、ガスはブロワ２
１にて昇圧した後、上記熱交換器１７へのライン２２を
通して改質器１０の燃焼室側へ導かれ、該改質器１０か
らカソード２へ供給されるようにしてあり、又、分離さ
れたＨ２０はポンプ２３で加圧されて給水加熱器２４へ
送られ、ここで加熱されて蒸気としてライン２５、上記
蒸発器１８を経て改質器ｌＯの入口側で天然ガスＮＧと
混ぜられるようにしである。２６はカソードリサイクル
用ブロワである。

溶融炭酸塩型燃料電池を運転して発電を行わせるときは
、天然ガス（ＣＨ４）が改質されてアノード３に供給さ
れるが、改質器１０では、ＣＨ４＋Ｈ２０→ＣＯ＋３Ｈ
２の反応が行われる。

燃料電池１のカソード２側では、ＣＯ２＋　１／２０２　＋２ｅ−→Ｃｏｇの反応が行わ
れて、炭酸イオンＣＯ，−が生成され、この炭酸イオン
ＣＯ，−が電解質板ｌ中を通してアノード３へ達する。

アノード３側では、改質器１０で改質された燃料ガスが
供給されて上記炭酸イオンＣＯ、−と接触するので、Ｃ
Ｏｘ−＋Ｈ２−４”ＣＯ２＋Ｈ２０＋２ｅＣＣＬ−＋Ｃ
Ｏ→２ＣＯ２＋２ｅの反応が行われ、アノードガスとして５ｃｏ２＋３Ｈ２
０が排出されることになる。

［発明が解決しようとする課題］ところが、上記した溶融炭酸塩型燃料電池発電装置にお
いて、発電システムの送電端効率を高めるためには、ア
ノード３での燃料利用率を高める必要があるが、電池の
セル積層方向では第４図に示す如く各段のセルが必ずし
も均一になるわけではなく、又、ｌセル面内でも第５図
に示す如く、電極面積が大きくなると燃料の流量配分が
不均一になることがある。それらの流量不均一は、燃料
利用率の高い条件ではセルの一部分に燃料不足を生じさ
せ、電圧低下の原因となる。したがって、従来、電池を
安定した状態で運転しようとすると、燃料利用率を成る
値以下にしなければならなかった。しかも、従来の発電
装置では、電池の発熱をカソードの顕熱を利用して冷却
していることから、燃料電池Ｉの入口温度を余り高くす
ることができず、そのため、アノード入口において炭素
析出を防止するためにＳ／Ｃ（水蒸気／炭素）比を小さ
くすることができず、電池入ロ温度５７０℃程度で通常
Ｓ／Ｃ＝３程度が採用されているのが実状である。

そこで、本発明は、燃料電池発電装置におけるトータル
としての燃料利用率を向上させてワンパスの燃料利用率
が低くても送電端効率を高められるようにすると共に、
燃料の流量配分を改善できるようにし、又、電池の運転
温度を高くし、且つ改質原料ガスの改質に必要な水蒸気
量を低減できるようにし、更に、アノードガス中に含ま
れる未反応分を改質器で燃焼させて得られた熱を水蒸気
発生に用いて回収蒸気量を増大させることができるよう
にしようとするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記課題を解決するために、溶融炭酸塩型燃
料電池を複数個設置して直列に接続し、上流側の燃料電
池のアノード入口側に改質器の改質室を燃料ガス供給ラ
インを介し接続し、且つ下流側の燃料電池のアノードと
カソードの各出口側を上記改質器の燃焼室入口側に接続
してなる構成とする。又、複数個の改質器と複数個の溶
融炭酸塩型燃料電池を交互に設置して、改質器の改質室
、燃料電池のアノード、改質器の改質室、燃料電池のア
ノードの順に直列に接続し、且つ下流側の燃料電池のア
ノードとカソードの各出口側を下流側の改質器の燃焼室
入口側に接続してなる構成とすることができる。更に、
上記と同様に、複数個の改質器と複数個の溶融炭酸塩型
燃料電池を交互に設置して、改質器の改質室、燃料電池
のアノード、改質器の改質室、燃料電池のアノードの順
に直列に接続し、且つ上流側の燃料電池のカソードから
出たカソードガスを直接上流側改質器の燃焼室に導入さ
せるよう配管すると共に、該上流側改質器の燃焼室から
排出された燃焼排ガスを下流側の燃料電池のカソードに
供給するよう配管し、下流側の燃料電池のアノードとカ
ソードの各出口側を下流側改質器の燃焼室入口側に接続
してなる構成としてもよく、更に、上記構成に、下流側
改質器の燃焼室を出たガスを水蒸気発生の熱源とするよ
う配管し、且つ発生した水蒸気の一部を改質用水蒸気と
して上流側改質器の入口側で改質原料ガス中に混入させ
るよう水蒸気ラインを配してなる構成を付加したものと
してもよい。

［作　　　用］複数個の燃料電池を直列に接続して上流側の燃料電池の
アノードに改質器の改質室で改質された燃料ガスを供給
すると、上流側の燃料電池のアノードでは燃料利用率が
低くても未利用の燃料は下流側の燃料電池のアノードで
利用されるので、トータルとしての燃料利用率を高める
ことができ、又、アノード側がガス流量が少ないのでガ
スの流量配分が不均一になるが、燃料電池が直列配置で
あると、アノードを通過するガス量が多くなるので、ガ
スの流量配分が改善される。又、複数個の改質器と複数
個の燃料電池を交互に設置して、上流側改質器の改質室
、上流側の燃料電池のアノード、下流側改質器の改質室
、下流側の燃料電池のアノードの順に直列に接続すると
、上流側の燃料電池のアノードではアノード反応で燃料
ガス中の水素が消費され、且つ生成された改質に必要な
水蒸気が下流側改質器の改質室に供給されるので、下流
側改質器の改質率を高くすることができ、これに伴い、
原料に供給する改質用水蒸気量を低減化できて、ＳＺＣ
比を小さくすることができる。更に、上流側の燃料電池
のカソードから出たカソードガスの顕熱を上流側改質器
の熱源として利用することにより、当該上流側改質器を
冷却器としてカソードガスを中間冷却できるので、燃料
電池を直列配置とした場合に上流側燃料電池のカソード
出口側に設置する冷却器を省略できる。又、下流側改質
器で下流側の燃料電池のアノードで未反応分を燃焼させ
た熱を水蒸気発生に投入することにより回収水蒸気量を
増大させることができる。

［実　施　例］以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、電解質板ｌを
カッ−ド２とアノード３の画電極で両面から挟んでカソ
ード２側に酸化ガスとして空気Ａを、又、アノード３側
に燃料ガスＦＧをそれぞれ供給するようにしであるセル
を図示しないセパレータを介し積層してスタックとした
構成の溶融炭酸塩型燃料電池を２個直列に接続した場合
について示す。

すなわち、燃料電池■と■を設置して、上流側の燃料電
池Ｉのアノード３と下流側の燃料電池Ｈのアノード３と
を直列に接続すると共に、上記燃料電池Ｉのアノード３
の入口側に改質器３０て改質された燃料ガスＦＧの供給
ライン３１ヲ接続し、改質原料ガスとしての天然ガスＮ
Ｇが、天然ガス供給ライン３２上の脱硫器３３で脱硫さ
れた後、天然ガス予熱器３４を経て改質器３０の改質室
３ｈに供給されると、該改質器３０の改質室３１］ａで
改質されて上流側の燃料電池Ｉのアノード３に供給され
るようにし、直列に接続された燃料電池工とＨのアノー
ド３で順に燃料が利用されて、下流側の燃料電池■のア
ノード３から排出されたアノードガスが改質器３０の燃
焼室３０ｂヘアノードガス出口ライン３５にて触媒燃焼
器６１を経て供給されるようにする。一方、酸化ガスと
しての空気Ａは、フィルタ３６を通り、空気供給ライン
３７上の空気ブロア３８で加圧され、空気予熱器３９で
加熱されて上流側となる燃料電池■のカソード２に供給
されるようにし、該燃料電池■のカソード２を出たカソ
ードガスは、冷却器４０で冷却されて下流側の燃料電池
■のカソード２へ供給されるようにし、該燃料電池■の
カソード２から排出された高温のカソードガスは、カソ
ードガス出口ライン４１より分岐させて一部を出口分岐
ライン４２より上記触媒燃焼器６１を経て上記改質器３
０の燃焼室３０ｂへ導入させるようにすると共に、残り
のカソードガスをカソードガス出口ライン４１より上記
空気予熱器３９を経て大気へ放出させるようにし、一部
はリサイクル用のカソードガスブロワ４３にて空気供給
ライン３７に戻してリサイクルさせるようにする。又、
上記改質器３０の燃焼室３０ｂから排出されたガスを排
ガスライン４４より蒸気過熱器４５、蒸気発生器４６、
改質用蒸気発生器４７、凝縮器４８を経て気液分離器４
９へ導くようにし、該気液分離器４９には、上水Ｈ，Ｏ
を水処理装置！５（ｌで処理して供給するようにしてあ
って、気液分離器４９で分離された水は、上水Ｈ２０と
共に給水ポンプ５１で加圧されて上記蒸気発生器４６、
改質用蒸気発生器４７へ導かれるようにし、且つ上記蒸
気発生器４６で発生した水蒸気は水蒸気回収ライン５２
より回収できるようにすると共に、上記改質用蒸気発生
器４７で発生した水凛気は蒸気過熱器４５で過熱されて
水蒸気ライン５３より天然ガス供給ライン３２に導くよ
うにし、又余剰の改質用蒸気は凝縮器４８の上流側へ戻
すようにし、更に、上記気液分離器４９で分離されたガ
スは、空気供給ライン３７に吸入されるよう気液分離器
４９の頂部と空気供給ライン３７の空気ブロア３８人口
側とを接続する。尚上記改質器３０の燃焼室３０ｂでは
、燃焼が起らずに加熱ガスが通過するだけの場合もある
。

天然ガスＮＧが改質器３０で燃料ガスＦＧに改質される
と、該燃料ガスＦＧは、上流側の燃料電池Ｉのアノード
３に供給され、ここで、カソード２側での反応により生
成されて電解質板１を通り泳動して来た炭酸塩ｃ　ｏ　
ｉ−と反応が行われて燃料が利用される。上流側の燃料
電池Ｉのアノード３を排出されたアノードガスは、その
まま下流側の燃料電池■のアノード３に供給され、ここ
で、上流側のアノード３で未利用の燃料を利用した反応
が行われて排出される。この際、燃料電池Ｉと■のアノ
ード３が直列にしであるため、個々のアノード３での燃
料利用率が低くてもトータルの燃料利用率を高くするこ
とができる。たとえば、燃料電池ＩとＨのアノード３で
の燃料利用率ｖ１をともに７０％とすると、燃料電池工
では、　　　ＩＯ［１％Ｘ０．７＝７０％燃料電池■で
は、（１００−７０１％Ｘ０．７＝２１％となり、トー
タルでは９１％という高い燃料利用率が得られることに
なる。このように燃料利用率を高くすることができるこ
とから、システムの送電端効率を高くすることが可能と
なるが、この場合に、直列接続した複数の燃料電池Ｉ。

■のワンパスの燃料利用率は上記した如く高くする必要
がないので、第４図や第５図に示す如くセルの積層方向
、セル面内での燃料の流量配分に不均一が生じていても
、部分的に燃料不足を来たして電圧低下を招くことはな
い。

又、燃料電池のアノードに供給されるガス量はカソード
ガスに比較して通常流量が少ないので、流量配分の均一
性が劣っているが、燃料電池ｌと■を直列配置すると、
燃料電池の並列配置の場合に比して各セルを通過するア
ノードガス量は直列配置の方が増大する。したがって、
アノードガスの流量配分が改善されることになる。又、
上記のように燃料電池を直列配置にすると、上流側燃料
電池Ｉのカソード２出口側に冷却器４０を設置して該冷
却器４０で冷却したカソードガスを下流側燃料電池■の
カソード２に供給することにより上流側のカソードガス
量をそのまま下流側のカソードへ流せるので、燃料電池
を並列に配置した場合に各カソードにガスを流すトータ
ルガス量に比してトータルのカソードガス流量を少なく
することが可能となり、がかるカソードガス量の減少に
伴いカソードガス中のＣＯ２濃度が高くなり電池電圧が
上がると共にリサイクル用のカソードガスブロワ動力も
削減できることになる。更に又、燃料電池Ｉ。

■の直列配置として、燃料電池の並列配置の場合のトー
タルのガス流量と同じ量のカソードガス流量とすると、
直列配置の方がガス流量が増大するので、このガス流量
が多い分だけ電池セルの入口側と出口側の温度差を小さ
くできる。

今、電池セルの出口温度は、電解質ロスの関係で燃料電
池Ｉ、　　Ｉｆを直列に配置した場合も並列に配置した
場合も同じであるとすると、直列に配置した場合は、電
池セルを通過するガス量が並列配置より増大し、上記の
ように入口側と出口側の温度差を小さくできることから
、電池セルの入口側温度が高くなる。これにより電池の
運転温度が高くなり、電池電圧を高くすることができる
。又、電池の運転温度が高いほど、アノード入口での炭
素析出反応（２ＣＯ→ＣＯ２＋Ｃ）が起こりにくいので
、電池の運転温度を高くしてＳ／Ｃ比を低くすることが
でき、これに伴い、改質に必要な水蒸気量を少なくして
Ｓ／Ｃ比を小さくしてもアノード入口での炭素析出の懸
念がないことから、改質用水蒸気量を低減できてシステ
ムの効率を高めることができる。

又、改質器３０の燃焼室３０ｂから排出されたガスの顕
熱は、水蒸気発生のため蒸気過熱器４５、蒸気発生器４
６、改質用蒸気発生器４７の順に投入されて水蒸気発生
に利用され、発生した水蒸気は水蒸気ライン５３より天
然ガスＮＧ中に混入される。

次に、第２図は本発明の他の実施例を示すもので、改質
器３０のほかに、別の改質器５４を設置して、上流側の
改質器３ｏの改質室３０ａ　、上流側の燃料電池Ｉのア
ノード３、下流側の改質器５４の改質器５４ａ１下流側
の燃料電池■のアノード３の順で直列に接続されるよう
に、改質器３ｏの改質室３０ｇと燃料電池■のアノード
３の入口側を燃料ガス供給ライン３１にて、燃料電池Ｉ
のアノード３の出口側と改質器５４の改質室５４ａの入
口側とを、途中に炭酸塩スクラバー５６を備えたアノー
ドガス出口ライン５５にて、又、改質器５４の改質室５
４３出口側と下流側の燃料電池■のアノード３人口側と
を燃料ガス供給ライン５７にてそれぞれ接続し、且つ上
流側改質器３ｏの加熱源として下流側改質器５４の燃焼
熱を用いるよう上流側及び下流側の各改質器３ｏと５４
の燃焼室３０ｂと５４ｂ同士をライン５８て接続し、上
流側改質器３０から出たガスの顕熱を水蒸気発生に用い
るよう排ガスライン４４を配した構成とする。その他の
構成は第１図に示すものと同じであり、第１図に示した
ものと同一のものには同一符号が付しである。

第２図に示す実施例によると、複数個の改質器３（１，
５４を設置して原料ガスが上流側の改質器３０から燃料
電池Ｉのアノード３を経て下流側の改質器５４へと流れ
ることになるため、第１図で示す実施例で得られた利点
のほかに、上流側の改質器３Ｇでは下流側の改質器５４
に比して改質率が低くてもよく、そのため、上流側の改
質器３０の熱源は、図示の如き下流側改質器５４の燃焼
熱を利用すること以外に、別の熱源を用いるようにする
ことも可能となり、又、下流側の改質器５４では高い改
質率が要求されるが、上流側の燃料電池Ｉのアノード３
で反応により水素Ｈ２が消費され且つ反応で生じた改質
に必要な水蒸気Ｈ２０が下流側改質器５４の改質室５４
２に供給されることになり、しかも、該改質器５４では
下流側の燃料電池Ｈのアノード３から排出されたアノー
ドガス中の未反応分を燃焼させて熱源とするので、改質
加熱温度が高く下流側の改質器５４では改質率を高くす
ることができる。又、上記上流側燃料電池■のアノード
３から改質に必要な水蒸気が下流側改質器５４に供給さ
れることから、原料に供給する改質用水蒸気の量を低減
させることができて、Ｓ／Ｃ比を小さくすることかでき
ることになる。このＳ／Ｃ比を小さくすると燃料電池の
アノード入口で炭素析出が懸念されるが、電池の運転温
度を高くし炭素析出反応が起こりにくいようにしている
。

第３図は本発明の更に他の実施例を示すもので、第２図
に示す実施例と同様に複数個の改質器３０及び５４と複
数個の燃料電池Ｉ及び■を交互に設置して、上流側改質
器３０の改質室３０ａと上流側燃料電池Ｉのアノード３
と下流側改質器５４の改質室５４ａと下流側燃料電池■
のアノード３とを直列に接続させた構成において、上流
側燃料電池Ｉのカソード２のカソードガス出口ライン５
９を上流側改質器３０の燃焼室３Ｃ１ｂに接続すると共
に、該改質器３０の燃焼室３Ｑｂと下流側燃料電池■の
カソード２人口側とを排ガスライン６０にて接続したも
のであり、その他の構成は第２図に示す実施例のものと
同じであり、同一のものには同一の符号が付しである。

第３図に示す実施例によると、第２図に示す実施例で得
られる利点のほかに、上流側改質器３０は下流側改質器
５４に比較して改質率が低くてよいことから、上流側改
質器３０の熱源に上流側の燃料電池Ｉのカソードガスの
顕熱を利用するようにして、該改質器３０からの排ガス
を下流側の燃料電池■のカソード２に供給するようにし
であるので、上流側改質器３０での改質に必要な熱源と
して、上流側の燃料電池Ｉのカソードガスの顕熱を利用
することにより、改質のための加熱用燃料の低減化を図
ることができると同時に、燃料電池の冷却効果をもつカ
ソードガスが上流側改質器３０を中間冷却器として冷却
されてから下流側の燃料電池■のカソード２へ供給され
ることから、前記各実施例における冷却器４゜を省略し
た上で前記各実施例におけると同様の作用効果を奏し得
られ、更に、この実施例では、下流側改質器５４の改質
に要する熱量が少ないので、加熱源を水蒸気発生に利用
でき、蒸気発生量が多くなって、回収蒸気量を増大させ
ることができる。

なお、本発明は、上記した実施例のみに限定されるもの
ではなく、たとえば、複数個の燃料電池として２個の燃
料電池１．　　ＩＩを示し、複数個の改質器として２個
の改質器３０．５４を示したが、これらを３個もしくは
それ以上設置して直列に接続するようにしてもよく、又
、第２図の実施例において上流側改質器３ｏの燃焼室３
ｆｌｂ入口側には別の熱源を供給できるようにして、下
流側改質器５４の燃焼室５４ｂの出口側に排ガスライン
４４を接続するようにしてもよいこと、その池水発明の
要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿
論である。

［発明の効果］以上述べた如く、本発明の溶融炭酸塩型燃料電池発電装
置によれば、複数個の燃料電池を設置して各燃料電池の
アノードを直列に接続し、改質器で改質された燃料ガス
を各アノードで順に利用した後、上記改質器の燃焼室に
導入させるようにしであるので、１つ１つの燃料電池ア
ノードでの燃料利用率を高くすることなくトータルとし
ての燃料利用率を高めることができて、発電端効率を高
めることができ、又、各電池セルを通過するアノードガ
ス量は、燃料電池を並列配置した場合″よりも直列配置
の方が増大するので、通常カソードガスに比較して流量
が少なく流量配分の均一性が劣っているアノードガスの
流量配分を改善することができる。又、燃料電池を直列
配置にして、上流側と下流側のカソードとの間に冷却器
を置く構成とすると、燃料電池の並列配置の場合より各
電池セルを通過させる場合のガス量のトータル量を減少
できることから、このガス量の減少に伴いガス中のＣＯ
２濃度が高くなって電池電圧を上げることが可能となり
、又、リサイクル用のカソードガスブロワの動力も削減
できることになると共に、上記燃料電池の並列配置にお
けるトータルのカソードガス量と同じ量のカソードガス
量を燃料電池の直列配置で流すようにすれば、各電池セ
ルを通過するカソードガス量を増大でき、その結果、電
池入口温度を高くできて入口出口の温度差を小さくし電
池の運転温度を高くすることができ、これに伴い電池電
圧を高くできて効率の向上が図れると共に、改質に必要
な水蒸気を低減させてＳ／Ｃ（水蒸気／炭素）比を小さ
くすると、燃料電池アノード入口で炭素析出反応が生じ
るおそれがあるが、上記電池の運転温度を高くすること
から炭素析出反応が生じに＜＜、Ｓ／Ｃ比を小さくする
ことができ、アノードでの燃料濃度が高まり且つ蒸気消
費量を減少し得てシステムの効率を高めることが可能と
なる。又、複数個の燃料電池のほかに複数個の改質器を
設置して、これを直列に接続し、上流側改質器の改質室
、上流側燃料電池のアノード、下流側改質器の改質室、
下流側燃料電池のアノードの順に原料ガスが流れるよう
にすることにより、上流側改質器の改質率は低くてよい
ので、改質用熱源として何でも使用できると共に、上流
側の燃料電池のアノード反応により水素が消費され且つ
反応で生成された水蒸気が下流側改質器に改質用として
供給されることになるので、該下流側改質器で改質率を
高くすることができ、且つ同時に改質用の水蒸気量を減
少できることから、Ｓ／Ｃ比を小さくすることができる
。更に、上流側の改質器の熱源として、上流側の燃料電
池のカソードガスの顕熱を利用するようにし、且つ該改
質器からの排ガスを下流側の燃料電池のカソードへ供給
するようにした構成とすることにより、改質器での加熱
用燃料の低減化を図ることができると共に、カソードガ
スが上記改質器で冷却されることから、上流側及び下流
側のカソード間に設置する冷却器を省略して同様の効果
が得られるようにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の溶融炭酸塩型燃料電池発電装置の一実
施例の概略を示す系統図、第２図は本発明の他の実施例
の概略を示す系統図、第３図は本発明の更に他の実施例
の概略を示す系統図、第４図は燃料電池の各段セルでの
燃料流量配分の不均一の状態を示す図、第５図は１段の
セルでの燃料の流量配分を示す図、第６図は従来の天然
ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池発電システムあ系統構成
の一例を示す概略図である。１、　　ＩＩ・・・溶融炭酸塩型燃料電池（燃料電池）
、２・・・カソード、３・・・アノード、３０・・・上
流側の改質器（改質器）　、３０ｇ・・−改質室、３０
ｂ・・−燃焼室、３１・・・燃料ガス供給ライン、３５
・・・アノードガス出口ライン、３７・・・空気供給ラ
イン、４１・・・カソードガス出口ライン、４２・・・
出口分岐ライン、４３・・・リサイクル用カソードガス
ブロワ、４４・・・排ガスライン、４５・・・蒸気過熱
器、４６・・・蒸気発生器（蒸気発生装置）、４７・・
・改質用蒸気発生器（蒸気発生装置）、５３・・・水蒸
気ライン、５４・・・下流側の改質器、５４ａ・・改質
室、５４ｂ・・・燃焼室、５５・・・アノードガス出口
ライン、５７・・・燃料ガス供給ライン、６０・・・排
ガスライン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶融炭酸塩型燃料電池を複数個設置して直列に接
続し、上流側の燃料電池のアノード入口側に改質器の改
質室を燃料ガス供給ラインで接続し、且つ下流側の燃料
電池のアノードとカソードの各出口側を上記改質器の燃
焼室に接続した構成を有することを特徴とする溶融炭酸
塩型燃料電池発電装置。
（２）複数個の溶融炭酸塩型燃料電池と複数の改質器を
設置して、上流側の改質器の改質室、上流側の燃料電池
のアノード、下流側の改質器の改質室、下流側の燃料電
池のアノードの順にガスが流れるよう直列に接続し、且
つ下流側の燃料電池のアノードとカソードの各出口側を
下流側の改質器の燃焼室に接続してなる構成を有するこ
とを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電池発電装置。
（３）複数個の溶融炭酸塩型燃料電池と複数の改質器を
設置して、上流側の改質器の改質室、上流側の燃料電池
のアノード、下流側の改質器の改質室、下流側の燃料電
池のアノードの順にガスが流れるよう直列に接続し、且
つ上記上流側の燃料電池のカソードガスを上流側の改質
器の燃焼室へ導入させるようカソードガス出口ラインを
接続すると共に、該上流側の改質器の燃焼室から排出さ
れた排ガスを下流側の燃料電池のカソードへ供給するよ
う排ガスラインを設け、上記下流側の燃料電池のアノー
ドとカソードの各出口側を下流側の改質器の燃焼室に接
続してなる構成を有することを特徴とする溶融炭酸塩型
燃料電池発電装置。
（４）複数個の溶融炭酸塩型燃料電池と複数の改質器を
設置して、上流側の改質器の改質室、上流側の燃料電池
のアノード、下流側の改質器の改質室、下流側の燃料電
池のアノードの順にガスが流れるよう直列に接続し、且
つ上記上流側の燃料電池のカソードガスを上流側の改質
器の燃焼室へ導入させるようカソードガス出口ラインを
接続すると共に、該上流側の改質器の燃焼室から排出さ
れた排ガスを下流側の燃料電池のカソードへ供給するよ
う排ガスラインを設け、上記下流側の燃料電池のアノー
ドとカソードの各出口側を下流側の改質器の燃焼室に接
続し、更に、下流側の改質器の燃焼室の熱を水蒸気発生
の熱源とするよう排ガスラインを蒸気発生装置に通すよ
うにし、発生した水蒸気の一部を原料改質用として上流
側の改質器入口側へ供給するよう水蒸気ラインを配して
なる構成を有することを特徴とする溶融炭酸塩型燃料電
池発電装置。