JPH05266914A - 固体酸化物燃料電池発電装置 - Google Patents
固体酸化物燃料電池発電装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池の外表面の最大約８０％或いはそれ
以上が直接プレナム側のガスに露出され、従来の発電装
置と比べて構造が簡単で、組立てが容易な固体酸化物燃
料電池発電装置を提供する。 【構成】 互いに離隔して配置した少なくとも２列の細
長い環状燃料電池（１−１８）と、隣接する列の燃料電
池間を延びて同列の燃料電池を互いに並列接続すると共
に一方の列の燃料電池を他方の列の燃料電池と直列接続
する導電部材（６０）とよりなる。導電部材は隣接列の
対向する燃料電池の横断面形状（７４）に適合する成形
部（７２、７８）を備えた表面を有する。
以上が直接プレナム側のガスに露出され、従来の発電装
置と比べて構造が簡単で、組立てが容易な固体酸化物燃
料電池発電装置を提供する。 【構成】 互いに離隔して配置した少なくとも２列の細
長い環状燃料電池（１−１８）と、隣接する列の燃料電
池間を延びて同列の燃料電池を互いに並列接続すると共
に一方の列の燃料電池を他方の列の燃料電池と直列接続
する導電部材（６０）とよりなる。導電部材は隣接列の
対向する燃料電池の横断面形状（７４）に適合する成形
部（７２、７８）を備えた表面を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体酸化物燃料電池発電
装置に関し、さらに詳細には、離隔関係にある各列の互
いに離隔した細長い環状燃料電池を直並列アレーを形成
するよう導電部材により電気接続した高温固体酸化物燃
料電池発電装置に関する。
装置に関し、さらに詳細には、離隔関係にある各列の互
いに離隔した細長い環状燃料電池を直並列アレーを形成
するよう導電部材により電気接続した高温固体酸化物燃
料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温固体酸化物燃料電池発電装置は、天
然ガス、或いは水素、一酸化炭素、メタン等を含む燃焼
ガスのような燃料ガス中の化学エネルギーを電気エネル
ギーに変換するために用いられる。したがって、例えば
化石燃料発電所からの約７００℃より高い温度のガスを
かかる発電装置において空気により酸化すると、電気エ
ネルギーだけでなく環境上受入れ可能な水蒸気や炭酸ガ
スが発生する。しかしながら、発電装置を構成する各燃
料電池は約１ボルトの開路電圧を発生するに過ぎない。
また、各燃料電池は電極活性化エネルギー損、電気抵抗
損及びイオン移動度抵抗損出力を生じやすく、これによ
り出力電圧がさらに低くなる。したがって、所望電圧を
発生させるため、発電装置は多数の燃料電池を直列に電
気接続している。また、所望の電流を発生させるため、
多数の燃料電池を並列に接続している。設計出力が５０
０ＫＷの発電装置はかかる燃料電池を何千個も具備す
る。
然ガス、或いは水素、一酸化炭素、メタン等を含む燃焼
ガスのような燃料ガス中の化学エネルギーを電気エネル
ギーに変換するために用いられる。したがって、例えば
化石燃料発電所からの約７００℃より高い温度のガスを
かかる発電装置において空気により酸化すると、電気エ
ネルギーだけでなく環境上受入れ可能な水蒸気や炭酸ガ
スが発生する。しかしながら、発電装置を構成する各燃
料電池は約１ボルトの開路電圧を発生するに過ぎない。
また、各燃料電池は電極活性化エネルギー損、電気抵抗
損及びイオン移動度抵抗損出力を生じやすく、これによ
り出力電圧がさらに低くなる。したがって、所望電圧を
発生させるため、発電装置は多数の燃料電池を直列に電
気接続している。また、所望の電流を発生させるため、
多数の燃料電池を並列に接続している。設計出力が５０
０ＫＷの発電装置はかかる燃料電池を何千個も具備す
る。
【０００３】このような発電装置は互いに離隔した細長
い環状燃料電池が離隔した列を形成するよう並べられて
おり、１つの列の燃料電池が軸方向に延びるフェルト製
条片により隣接列の燃料電池と直列接続されている。さ
らに、各列の燃料電池は軸方向に延びるフェルト製側部
条片により互いに並列に電気接続されている。かかる発
電装置の各燃料電池は壁厚が１ｍｍのカルシア安定化ジ
ルコニア製中空管のような多孔性支持管により支持され
ている。この支持管の周面上には電極（説明の便宜上、
空気電極であると仮定する）が付着されている。公知の
空気電極はペロブスカイト族の酸化物、酸化インジウ
ム、希土類酸化物及びコバルト、ニッケル、銅、鉄、ク
ロム及びマンガンの酸化物のドープされた或いはドープ
されない酸化物またはそれらの混合物の複合物よりな
り、その厚さは５０乃至５００マイクロメートルであ
る。空気電極の周面上には非多孔性の固体電解質が付着
してある。公知の固体電解質は厚さ２０乃至５０マイク
ロメートルで空気電極を実質的に包み込むイットリア安
定化ジルコニア構造である。
い環状燃料電池が離隔した列を形成するよう並べられて
おり、１つの列の燃料電池が軸方向に延びるフェルト製
条片により隣接列の燃料電池と直列接続されている。さ
らに、各列の燃料電池は軸方向に延びるフェルト製側部
条片により互いに並列に電気接続されている。かかる発
電装置の各燃料電池は壁厚が１ｍｍのカルシア安定化ジ
ルコニア製中空管のような多孔性支持管により支持され
ている。この支持管の周面上には電極（説明の便宜上、
空気電極であると仮定する）が付着されている。公知の
空気電極はペロブスカイト族の酸化物、酸化インジウ
ム、希土類酸化物及びコバルト、ニッケル、銅、鉄、ク
ロム及びマンガンの酸化物のドープされた或いはドープ
されない酸化物またはそれらの混合物の複合物よりな
り、その厚さは５０乃至５００マイクロメートルであ
る。空気電極の周面上には非多孔性の固体電解質が付着
してある。公知の固体電解質は厚さ２０乃至５０マイク
ロメートルで空気電極を実質的に包み込むイットリア安
定化ジルコニア構造である。
【０００４】空気電極の周面の約１ラジアンまたは５０
度に亘る小部分がその長さ方向に沿って延びるが、この
部分は酸化物（即ちカルシウム、ストロンチウムまたは
マグネシウム）をドープした亜クロム酸ランタンの薄膜
である相互接続部と接触している。この相互接続部は固
体電解質及びその電解質の周面上に付着させた燃料電極
を貫通して外側へ延びている。公知の燃料電極は厚さ５
０マイクロメートルでニッケル・ジルコニアのようなサ
ーメットよりなる。
度に亘る小部分がその長さ方向に沿って延びるが、この
部分は酸化物（即ちカルシウム、ストロンチウムまたは
マグネシウム）をドープした亜クロム酸ランタンの薄膜
である相互接続部と接触している。この相互接続部は固
体電解質及びその電解質の周面上に付着させた燃料電極
を貫通して外側へ延びている。公知の燃料電極は厚さ５
０マイクロメートルでニッケル・ジルコニアのようなサ
ーメットよりなる。
【０００５】燃料電池は並列接続するため、互いに隣接
する燃料電池の外側燃料電極間を延びる高度に多孔性の
フェルト製条片或いは他の導電部材により電気的に相互
接続されている。また、直列接続するため、１つの列の
燃料電池の外側燃料電極と隣接列の燃料電池の内側空気
電極に接続した相互接続部との間を延びる同じく高度に
多孔性のフェルト製条片または他の導電部材により電気
的に相互接続されている。燃料ガスがプレナム内の燃料
電池の周りを流れ且つ空気或いは酸素を含んだ他のガス
が支持管内を流れる場合、このフェルトは焼結結合ニッ
ケル繊維であろう。もし空気が燃料電池の周りを流れる
ように燃料と空気の流れが逆の場合は、このフェルトは
酸化インジウム等のような導電性酸化物の繊維で形成さ
れる。
する燃料電池の外側燃料電極間を延びる高度に多孔性の
フェルト製条片或いは他の導電部材により電気的に相互
接続されている。また、直列接続するため、１つの列の
燃料電池の外側燃料電極と隣接列の燃料電池の内側空気
電極に接続した相互接続部との間を延びる同じく高度に
多孔性のフェルト製条片または他の導電部材により電気
的に相互接続されている。燃料ガスがプレナム内の燃料
電池の周りを流れ且つ空気或いは酸素を含んだ他のガス
が支持管内を流れる場合、このフェルトは焼結結合ニッ
ケル繊維であろう。もし空気が燃料電池の周りを流れる
ように燃料と空気の流れが逆の場合は、このフェルトは
酸化インジウム等のような導電性酸化物の繊維で形成さ
れる。
【０００６】図１は、固体酸化物燃料電池発電装置２２
のプレナム２０内の６（直列）×３（並列））の燃料電
池１−１８よりなるアレーを示す。燃料電池１−６は、
燃料電池７−１２及び燃料電池１３−１８と同様に直列
に接続されている。軸方向に延びるフェルト製条片２４
は隣接する燃料電池を直列に、また軸方向に延びるフェ
ルト製側片２６は隣接する燃料電池を並列に接続する。
さらに、このフェルト製条片２８は燃料電池１，７，１
８とバス３０との間を、またフェルト製条片３２は燃料
電池６，１２，１８とバス３４との間に延びている。
のプレナム２０内の６（直列）×３（並列））の燃料電
池１−１８よりなるアレーを示す。燃料電池１−６は、
燃料電池７−１２及び燃料電池１３−１８と同様に直列
に接続されている。軸方向に延びるフェルト製条片２４
は隣接する燃料電池を直列に、また軸方向に延びるフェ
ルト製側片２６は隣接する燃料電池を並列に接続する。
さらに、このフェルト製条片２８は燃料電池１，７，１
８とバス３０との間を、またフェルト製条片３２は燃料
電池６，１２，１８とバス３４との間に延びている。
【０００７】図１からわかるように、このアレーには少
なくとも３３個のフェルト製条片２４，２６，２８，３
２が使用されている。燃料電池１−１８の長さが５０ｃ
ｍで、フェルト２４，２６，２８，３２の長さが約１５
ｃｍ（これが公知の設計である）とすると、この６×３
のアレーには３３×３個（即ち９９個）のフェルト製条
片２４，２６，２８，３２を使用しなければならない。
したがって、かかるアレーの組立ては労働集約的で骨が
折れることが明らかである。フェルト２４，２６，２
８，３２はそれぞれ別々に製造し取付ける必要がある。
さらに、直列接続用のフェルト２４，２８，３２と並列
接続用のフェルト２６は互いに垂直な面に取付けなけれ
ばならない。このため、フェルト２４，２６，２８，３
２の取付け工程ではニッケル・スラリーの塗布、フェル
ト２４，２６，２８，３２それ自身の適用及び及び乾燥
ステップを含む幾つかのステップよりなる作業が必要と
なる。実際全部で約１２のステップがある。
なくとも３３個のフェルト製条片２４，２６，２８，３
２が使用されている。燃料電池１−１８の長さが５０ｃ
ｍで、フェルト２４，２６，２８，３２の長さが約１５
ｃｍ（これが公知の設計である）とすると、この６×３
のアレーには３３×３個（即ち９９個）のフェルト製条
片２４，２６，２８，３２を使用しなければならない。
したがって、かかるアレーの組立ては労働集約的で骨が
折れることが明らかである。フェルト２４，２６，２
８，３２はそれぞれ別々に製造し取付ける必要がある。
さらに、直列接続用のフェルト２４，２８，３２と並列
接続用のフェルト２６は互いに垂直な面に取付けなけれ
ばならない。このため、フェルト２４，２６，２８，３
２の取付け工程ではニッケル・スラリーの塗布、フェル
ト２４，２６，２８，３２それ自身の適用及び及び乾燥
ステップを含む幾つかのステップよりなる作業が必要と
なる。実際全部で約１２のステップがある。
【０００８】かかる燃料電池のアレーの性能は、条片の
状態が変化するため経時的に変化する。図１に示すよう
に、条片２４，２６，２８，３２は各燃料電池１−１８
の外表面のかなりの部分を覆っている。この条片２４，
２６，２８，３２は燃料電極即ち外側電極の最大８０％
或いはそれ以上と接触関係にある。燃料ガスが燃料電池
１−１８の周りを流れると、このフェルト製条片２４，
２６，２８，３２が燃料電池１−１８からの水蒸気及び
炭酸ガスの流れを妨げ、アレーの出力密度を低下させる
傾向がある。また、条片２４，２６，２８，３２には不
純物が付着し水蒸気及び炭酸ガスの流量を減少させる傾
向がある。加えて、発電装置２２のプレナム２０の周辺
部の燃料電池が発生する熱はプレナム２０の内側の燃料
電池が発生する熱と比較して伝導により早く放散するた
め、アレーに不等な熱応力が発生する傾向がある。さら
に、フェルト製条片２４，２６または２８が非導電性と
なると、燃料電池の全ベクトルが実質的に作動不能とな
る。
状態が変化するため経時的に変化する。図１に示すよう
に、条片２４，２６，２８，３２は各燃料電池１−１８
の外表面のかなりの部分を覆っている。この条片２４，
２６，２８，３２は燃料電極即ち外側電極の最大８０％
或いはそれ以上と接触関係にある。燃料ガスが燃料電池
１−１８の周りを流れると、このフェルト製条片２４，
２６，２８，３２が燃料電池１−１８からの水蒸気及び
炭酸ガスの流れを妨げ、アレーの出力密度を低下させる
傾向がある。また、条片２４，２６，２８，３２には不
純物が付着し水蒸気及び炭酸ガスの流量を減少させる傾
向がある。加えて、発電装置２２のプレナム２０の周辺
部の燃料電池が発生する熱はプレナム２０の内側の燃料
電池が発生する熱と比較して伝導により早く放散するた
め、アレーに不等な熱応力が発生する傾向がある。さら
に、フェルト製条片２４，２６または２８が非導電性と
なると、燃料電池の全ベクトルが実質的に作動不能とな
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、固体
酸化物燃料電池発電装置の組立て工程数及びコストを削
減するため発電装置の構成を単純化することにある。
酸化物燃料電池発電装置の組立て工程数及びコストを削
減するため発電装置の構成を単純化することにある。
【００１０】本発明のさらに別の目的は、導電部材と燃
料電池の外側電極との間の接触面積を減少することによ
り燃料電池の出力密度が導電部材の状態に左右される程
度を減少させることを目的とする。
料電池の外側電極との間の接触面積を減少することによ
り燃料電池の出力密度が導電部材の状態に左右される程
度を減少させることを目的とする。
【００１１】本発明のさらに別の目的は、アレー内側の
燃料電池からの熱の伝達効率を上げることにより電流が
さらに効率的に流れるようにして不等な熱応力を取り去
ることにある。
燃料電池からの熱の伝達効率を上げることにより電流が
さらに効率的に流れるようにして不等な熱応力を取り去
ることにある。
【００１２】上記の目的に鑑みて、本発明は、ハウジン
グと、ハウジング内に互いに離隔して配置した第１列の
細長い環状燃料電池と、ハウジング内に互いに離隔し
て、また第１列の燃料電池から離隔して配置した第２列
の細長い環状燃料電池と、第１列と第２列の燃料電池間
を延びて第１列の燃料電池を互いに並列接続すると共に
第１列の燃料電池を第２列の燃料電池と直列接続する導
電部材とよりなることを特徴とする固体酸化物燃料電池
発電装置を提供する。
グと、ハウジング内に互いに離隔して配置した第１列の
細長い環状燃料電池と、ハウジング内に互いに離隔し
て、また第１列の燃料電池から離隔して配置した第２列
の細長い環状燃料電池と、第１列と第２列の燃料電池間
を延びて第１列の燃料電池を互いに並列接続すると共に
第１列の燃料電池を第２列の燃料電池と直列接続する導
電部材とよりなることを特徴とする固体酸化物燃料電池
発電装置を提供する。
【００１３】本発明の別の好ましい実施例では、この導
電部材は金属或いは金属酸化物の繊維よりなるフェルト
である。さらに別の実施例の導電部材は金属箔である。
この導電部材はまた１つまたは２以上のフェルトと箔の
層を交互に重ねた複合材であってもよい。
電部材は金属或いは金属酸化物の繊維よりなるフェルト
である。さらに別の実施例の導電部材は金属箔である。
この導電部材はまた１つまたは２以上のフェルトと箔の
層を交互に重ねた複合材であってもよい。
【００１４】以下、添付図面を参照して本発明を実施例
につき詳細に説明する。
につき詳細に説明する。
【００１５】
【実施例】本発明の好ましい実施例では、発電装置のプ
レナム側を流れる燃料ガスとして天然ガスまたは不完全
燃焼したガスを用いる。燃料電池の環状支持体内を流れ
る酸化ガスとして空気を用いるのが好ましい。また、天
然ガス及び空気の代わりに他の燃料ガス及び酸化ガスを
用いてもよい。
レナム側を流れる燃料ガスとして天然ガスまたは不完全
燃焼したガスを用いる。燃料電池の環状支持体内を流れ
る酸化ガスとして空気を用いるのが好ましい。また、天
然ガス及び空気の代わりに他の燃料ガス及び酸化ガスを
用いてもよい。
【００１６】図２は、本発明による発電装置５２のハウ
ジング内のプレナム５０に設けた燃料電池１−１８より
なる６×３アレーを示す。このアレーは燃料電池１３，
７，１を含む列のような燃料電池の複数列よりなり、こ
れらの燃料電池は相互接続部６２（内側の空気電極に接
続されている）の間を延びる条片６０のような導電部材
により並列に接続されている。さらに、燃料電池１３，
７，１は、隣接列の燃料電池１４，８，２の外側燃料電
極６４と接触する導電部材または条片６０によりこの隣
接列の燃料電池に直列接続されている。発電装置５２は
また、燃料電池１−１８よりなる３×６アレーをバス６
８と電気接続するため同様な条片６６を用いている。相
互接続部６２をまったく用いない他の実施例もある。
ジング内のプレナム５０に設けた燃料電池１−１８より
なる６×３アレーを示す。このアレーは燃料電池１３，
７，１を含む列のような燃料電池の複数列よりなり、こ
れらの燃料電池は相互接続部６２（内側の空気電極に接
続されている）の間を延びる条片６０のような導電部材
により並列に接続されている。さらに、燃料電池１３，
７，１は、隣接列の燃料電池１４，８，２の外側燃料電
極６４と接触する導電部材または条片６０によりこの隣
接列の燃料電池に直列接続されている。発電装置５２は
また、燃料電池１−１８よりなる３×６アレーをバス６
８と電気接続するため同様な条片６６を用いている。相
互接続部６２をまったく用いない他の実施例もある。
【００１７】燃料ガスが発電装置５２のプレナム側を流
れる場合、条片６０としてはニッケルのような金属繊維
のフェルトを用いるのが好ましい。本発明の他の実施例
において、酸化インジウムのような金属酸化物のフェル
トを用いる場合もある。図示の好ましい実施例では、こ
の条片６０の燃料電池軸に沿う長さと燃料電池ピッチの
比率は少なくとも約１である。このため、有利なこと
に、かかる条片を燃料電池１−１８の軸に沿って僅かに
離隔させることによりプレナム内で燃料ガスを分配でき
る。本発明の他の実施例では、この条片６０は多孔性の
シートであり、燃料電池のほぼ長さ部分に沿って延びて
いる。さらに、条片６０として、ニッケル箔のような金
属箔を、箔とシートを交互に積層した複合材の形で、或
いは単層または多層にして用いることができる。
れる場合、条片６０としてはニッケルのような金属繊維
のフェルトを用いるのが好ましい。本発明の他の実施例
において、酸化インジウムのような金属酸化物のフェル
トを用いる場合もある。図示の好ましい実施例では、こ
の条片６０の燃料電池軸に沿う長さと燃料電池ピッチの
比率は少なくとも約１である。このため、有利なこと
に、かかる条片を燃料電池１−１８の軸に沿って僅かに
離隔させることによりプレナム内で燃料ガスを分配でき
る。本発明の他の実施例では、この条片６０は多孔性の
シートであり、燃料電池のほぼ長さ部分に沿って延びて
いる。さらに、条片６０として、ニッケル箔のような金
属箔を、箔とシートを交互に積層した複合材の形で、或
いは単層または多層にして用いることができる。
【００１８】導電部材または条片６０は、好ましくは、
図示の燃料電池３のような燃料電池１−１８の横断面形
状７４に適合する成形部７２を備えた第１の表面７０を
有する。最も好ましくは、この導電部材６０に図示の燃
料電池４のような燃料電池１−１８の横断面形状７４に
適合する成形部７８を備えた第２の表面７６を持たせ
る。この構造が有利な点は、図１に示した発電装置２２
の燃料電池１−１８間のフェルト２６のような側部フェ
ルトを用いなくても、電気的短絡を生ずるような導電部
材６０間の燃料電池１−１８の移動を機械的に制限でき
ることである。燃料電池１−１８はアレーを定位置で支
持する頂部及び底部の位置決めプレート（図示せず）を
備えるのが好ましい。図３は２つの導電部材または条片
８０，８２の概略図であり、これらは共にその表面に燃
料電池１−１８の横断面形状に適合する成形部を備えて
いる。条片８０はぎっしりと詰め込まれる燃料電池１−
１８のための僅かに窪んだ成形部８４を有する。また条
片８２は間隔をさらに広くした燃料電池１−１８のため
の盛り上がった成形部８６を有する。
図示の燃料電池３のような燃料電池１−１８の横断面形
状７４に適合する成形部７２を備えた第１の表面７０を
有する。最も好ましくは、この導電部材６０に図示の燃
料電池４のような燃料電池１−１８の横断面形状７４に
適合する成形部７８を備えた第２の表面７６を持たせ
る。この構造が有利な点は、図１に示した発電装置２２
の燃料電池１−１８間のフェルト２６のような側部フェ
ルトを用いなくても、電気的短絡を生ずるような導電部
材６０間の燃料電池１−１８の移動を機械的に制限でき
ることである。燃料電池１−１８はアレーを定位置で支
持する頂部及び底部の位置決めプレート（図示せず）を
備えるのが好ましい。図３は２つの導電部材または条片
８０，８２の概略図であり、これらは共にその表面に燃
料電池１−１８の横断面形状に適合する成形部を備えて
いる。条片８０はぎっしりと詰め込まれる燃料電池１−
１８のための僅かに窪んだ成形部８４を有する。また条
片８２は間隔をさらに広くした燃料電池１−１８のため
の盛り上がった成形部８６を有する。
【００１９】図４は、発電装置１２４のプレナム１２２
内に燃料電池１０１−１２０を互いに離隔した列を形成
するように配置した４×５アレーの本発明の実施例を示
す。シート、箔または箔と繊維の複合材である複数の短
めの導電部材または条片１２６が１つの列の隣接する燃
料電池、即ち燃料電池１１０と１０５を互いに並列に、
また隣接列の隣接する燃料電池、即ち燃料電池１０９と
１０４に直列に電気接続する。別の方法として、燃料電
池１０１−１２０を内側の空気電極及び外側の燃料電極
（図示せず）への相互接続部を介してこの短めの条片に
接続してもよい。さらに、この短めの条片１２６を用い
て燃料電池１０１−１２０のアレーをバス１３４に電気
接続してもよい。この実施例では、図２の導電部材また
は条片６０の代わりに短めの導電部材または条片１２６
を用いる。
内に燃料電池１０１−１２０を互いに離隔した列を形成
するように配置した４×５アレーの本発明の実施例を示
す。シート、箔または箔と繊維の複合材である複数の短
めの導電部材または条片１２６が１つの列の隣接する燃
料電池、即ち燃料電池１１０と１０５を互いに並列に、
また隣接列の隣接する燃料電池、即ち燃料電池１０９と
１０４に直列に電気接続する。別の方法として、燃料電
池１０１−１２０を内側の空気電極及び外側の燃料電極
（図示せず）への相互接続部を介してこの短めの条片に
接続してもよい。さらに、この短めの条片１２６を用い
て燃料電池１０１−１２０のアレーをバス１３４に電気
接続してもよい。この実施例では、図２の導電部材また
は条片６０の代わりに短めの導電部材または条片１２６
を用いる。
【００２０】図５は、発電装置１７４のプレナム１７２
内に燃料電池１５１−１７０を互いに離隔した列を形成
するように配置した４×５アレーの本発明の実施例を示
す。図示のごとく、１つの列の燃料電池、即ち燃料電池
１５１，１５６，１６１，１６６はそれらの外側燃料電
極から延びる相互接続部１７８を介して導電部材１７６
（箔／繊維の複合材である）により互いに並列接続され
ている。これらの燃料電池はまた内側空気電極から延び
る相互接続部１８０を介して隣接列の燃料電池１５２，
１５７，１６２，１６７と直列に電気接続されている。
加えて、この相互接続部１７８，１８０は燃料電池１５
１−１７０のアレーをそれぞれバス１８２，１８４に電
気接続する。この実施例では、隣接列の燃料電池１５１
−１７０と中心が半ピッチずれており、このため潜在的
に損傷を与える力、即ち不等な機械的な力がアレーを介
して直接伝達されない。
内に燃料電池１５１−１７０を互いに離隔した列を形成
するように配置した４×５アレーの本発明の実施例を示
す。図示のごとく、１つの列の燃料電池、即ち燃料電池
１５１，１５６，１６１，１６６はそれらの外側燃料電
極から延びる相互接続部１７８を介して導電部材１７６
（箔／繊維の複合材である）により互いに並列接続され
ている。これらの燃料電池はまた内側空気電極から延び
る相互接続部１８０を介して隣接列の燃料電池１５２，
１５７，１６２，１６７と直列に電気接続されている。
加えて、この相互接続部１７８，１８０は燃料電池１５
１−１７０のアレーをそれぞれバス１８２，１８４に電
気接続する。この実施例では、隣接列の燃料電池１５１
−１７０と中心が半ピッチずれており、このため潜在的
に損傷を与える力、即ち不等な機械的な力がアレーを介
して直接伝達されない。
【００２１】本発明による発電装置５２（図２），１２
４（図４）及び１７４（図５）では、外側燃料電極と導
電部材との間にはただ１つの相互接続部があるにすぎな
い。発電装置２２（図１）のような従来技術の発電装置
では、外側の燃料電極と導電部材との間には３つの相互
接続部が存在する。かくして、この従来技術の発電装置
２２は燃料電池１−１８の外表面の面積の僅かに約４０
％またはそれ以下がプレナム側のガスに直接露出され
る。本発明の発電装置では、燃料電池の外表面の最大約
８０％或いはそれ以上が直接プレナム側のガスに露出さ
れる。かくして、本発明による発電装置は従来の発電装
置と比べて構造が簡単であるだけでなく組立ても容易で
ある。さらに、導電部材の状態によるエネルギー損失の
影響を受けにくい。
４（図４）及び１７４（図５）では、外側燃料電極と導
電部材との間にはただ１つの相互接続部があるにすぎな
い。発電装置２２（図１）のような従来技術の発電装置
では、外側の燃料電極と導電部材との間には３つの相互
接続部が存在する。かくして、この従来技術の発電装置
２２は燃料電池１−１８の外表面の面積の僅かに約４０
％またはそれ以下がプレナム側のガスに直接露出され
る。本発明の発電装置では、燃料電池の外表面の最大約
８０％或いはそれ以上が直接プレナム側のガスに露出さ
れる。かくして、本発明による発電装置は従来の発電装
置と比べて構造が簡単であるだけでなく組立ても容易で
ある。さらに、導電部材の状態によるエネルギー損失の
影響を受けにくい。
【００２２】本発明をある特定の好ましい実施例につい
て説明したが、本発明はそれらに限定されるものではな
く、頭書した特許請求の範囲から逸脱することなく種々
の変形例及び設計変更が可能であることを理解された
い。
て説明したが、本発明はそれらに限定されるものではな
く、頭書した特許請求の範囲から逸脱することなく種々
の変形例及び設計変更が可能であることを理解された
い。
【図１】図１は、発電装置のプレナム内の互いに離隔し
た細長い環状燃料電池よりなる従来型３×６燃料電池ア
レーの概略図である。
た細長い環状燃料電池よりなる従来型３×６燃料電池ア
レーの概略図である。
【図２】図２は、本発明による発電装置のプレナム内の
細長い環状燃料電池により構成される同じ３×６燃料電
池アレーの概略図である。
細長い環状燃料電池により構成される同じ３×６燃料電
池アレーの概略図である。
【図３】図３は、本発明による発電装置に使用可能な導
電部材の概略図である。
電部材の概略図である。
【図４】図４は、本発明による発電装置の第２の実施例
の概略図である。
の概略図である。
【図５】図５は、本発明による発電装置の第３の実施例
の概略図である。
の概略図である。
１−１８，１０１−１２０，１５１−１７０ 燃料電池 ５２，１２４，１７４ 発電装置 ５０，１２２，１７２ プレナム ６０，６６，８０，８２，１２６，１７６ 導電部材ま
たは条片 ８４，８６ 成形部
たは条片 ８４，８６ 成形部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ドレイパー アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ピッ ツバーグ ウッドランド ヒルズ ドライ ブ 444
Claims (9)
- 【請求項１】 ハウジングと、 ハウジング内に互いに離隔して配置した第１列の細長い
環状燃料電池と、 ハウジング内に互いに離隔して、また第１列の燃料電池
から離隔して配置した第２列の細長い環状燃料電池と、 第１列と第２列の燃料電池間を延びて第１列の燃料電池
を互いに並列接続すると共に第１列の燃料電池を第２列
の燃料電池と直列接続する導電部材とよりなることを特
徴とする固体酸化物燃料電池発電装置。 - 【請求項２】 前記導電部材は第１列の燃料電池の横断
面形状に適合する成形部を備えた第１表面を有すること
を特徴とする請求項１に記載の発電装置。 - 【請求項３】 前記導電部材は第２列の燃料電池の横断
面形状に適合する成形部を備えた第２表面を有すること
を特徴とする請求項２に記載の発電装置。 - 【請求項４】 前記導電部材はフェルトよりなることを
特徴とする請求項１に記載の発電装置。 - 【請求項５】 前記導電部材は箔よりなることを特徴と
する請求項１に記載の発電装置。 - 【請求項６】 前記導電部材はフェルトと箔の複合材よ
りなることを特徴とする請求項１に記載の発電装置。 - 【請求項７】 第１列の燃料電池と第２列の燃料電池が
燃料電池の直径の約半分のピッチで配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の発電装置。 - 【請求項８】 前記導電部材は２以下の燃料電池を電気
的に並列接続することを特徴とする請求項１に記載の発
電装置。 - 【請求項９】 前記導電部材は２つの燃料電池を隣接列
の２以下の燃料電池と直列に電気接続することを特徴と
する請求項８に記載の発電装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US77493491A | 1991-10-11 | 1991-10-11 | |
| US07/774934 | 1991-10-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05266914A true JPH05266914A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=25102752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4290853A Pending JPH05266914A (ja) | 1991-10-11 | 1992-10-05 | 固体酸化物燃料電池発電装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0536909B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05266914A (ja) |
| KR (1) | KR100286779B1 (ja) |
| CA (1) | CA2080256A1 (ja) |
| DE (1) | DE69224695T2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001085041A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-03-30 | Sofco | 接合固形酸化物燃料電池スタックおよび該スタックを製造する方法。 |
| JP2002260706A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | 燃料電池 |
| JP2008509532A (ja) * | 2004-08-06 | 2008-03-27 | エボジー・インコーポレイテッド | 管状固体酸化物形燃料電池 |
| JP2021036504A (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 森村Ｓｏｆｃテクノロジー株式会社 | 導電部材、及びその製造方法、導電部材を備えた電気化学セルスタック |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004047733A1 (de) | 2004-09-30 | 2006-04-06 | Siemens Ag | Hochtemperatur-Brennstoffzellenanlage und Verfahren zur Herstellung von Kontaktierungselementen für eine derartige Brennstoffzellenanlage |
| DE102004047761A1 (de) | 2004-09-30 | 2006-04-27 | Siemens Ag | Hochtemperatur-Brennstoffzellenanlage und Verfahren zur Herstellung von Kontaktierungselementen für eine derartige Brennstoffzellenanlage |
| KR100815207B1 (ko) | 2006-11-09 | 2008-03-19 | 김영정 | 고체산화물 연료전지 |
| KR101071228B1 (ko) | 2010-10-19 | 2011-10-10 | 김영정 | 고체산화물 연료전지 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE749879A (fr) * | 1969-05-16 | 1970-11-04 | Comp Generale Electricite | Perfectionnements aux piles et batteries de piles a combustibles fonctionnant a haute temperature |
| US4431715A (en) * | 1982-03-24 | 1984-02-14 | Westinghouse Electric Corp. | Electrical contact structures for solid oxide electrolyte fuel cell |
| JPS63178458A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 円筒型固体電解質燃料電池 |
| JP2933228B2 (ja) * | 1989-06-01 | 1999-08-09 | 株式会社フジクラ | 固体電解質型燃料電池モジュール |
-
1992
- 1992-09-18 EP EP92308563A patent/EP0536909B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-18 DE DE69224695T patent/DE69224695T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-10-05 JP JP4290853A patent/JPH05266914A/ja active Pending
- 1992-10-09 CA CA002080256A patent/CA2080256A1/en not_active Abandoned
- 1992-10-10 KR KR1019920018662A patent/KR100286779B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001085041A (ja) * | 1999-09-08 | 2001-03-30 | Sofco | 接合固形酸化物燃料電池スタックおよび該スタックを製造する方法。 |
| JP2002260706A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Kyocera Corp | 燃料電池 |
| JP4683742B2 (ja) * | 2001-02-27 | 2011-05-18 | 京セラ株式会社 | 燃料電池 |
| JP2008509532A (ja) * | 2004-08-06 | 2008-03-27 | エボジー・インコーポレイテッド | 管状固体酸化物形燃料電池 |
| JP2021036504A (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 森村Ｓｏｆｃテクノロジー株式会社 | 導電部材、及びその製造方法、導電部材を備えた電気化学セルスタック |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2080256A1 (en) | 1993-04-12 |
| KR100286779B1 (ko) | 2001-04-16 |
| DE69224695T2 (de) | 1998-11-05 |
| DE69224695D1 (de) | 1998-04-16 |
| EP0536909A1 (en) | 1993-04-14 |
| KR930009213A (ko) | 1993-05-22 |
| EP0536909B1 (en) | 1998-03-11 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030108 |