JPH05283096A - 燃料電池発電装置 - Google Patents

燃料電池発電装置

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JPH05283096A
JPH05283096A JP4080137A JP8013792A JPH05283096A JP H05283096 A JPH05283096 A JP H05283096A JP 4080137 A JP4080137 A JP 4080137A JP 8013792 A JP8013792 A JP 8013792A JP H05283096 A JPH05283096 A JP H05283096A
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JP
Japan
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oxygen
containing gas
fuel
fuel cell
cell power
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Pending
Application number
JP4080137A
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English (en)
Inventor
Nobuhiro Iwasa
信弘 岩佐
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料電池発電装置において、従来における後
流の管路の腐食及び閉塞といった問題を解決し、且つ、
装置を小型化する。 【構成】 燐酸電解質層21の一方の面に酸素極22が
付設され且つ他方の面に燃料極23が付設され、且つ、
酸素極22に臨む側に酸素含有ガス流路sが設けられ且
つ燃料極23に臨む側に燃料ガス流路fが設けられた燃
料電池のセル20の複数個が並設される状態で燃料電池
発電部Aが構成され、その燃料電池発電部Aの一側方に
酸素含有ガス流路s夫々と連通する状態で酸素含有ガス
排出路2が設けられ、酸素含有ガス流路sへの供給酸素
含有ガスと酸素含有ガス流路sからの排出酸素含有ガス
とを熱交換させる熱交換器11が設けられた構成におい
て、熱交換器11が、供給酸素含有ガスと酸素含有ガス
排出路2を通流する排出酸素含有ガスとを熱交換させる
状態で、且つ、酸素含有ガス排出路2に組み込まれる状
態で設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燐酸電解質層の一方の
面に酸素極が付設され且つ他方の面に燃料極が付設さ
れ、且つ、前記酸素極に臨む側に酸素含有ガス流路が設
けられ且つ前記燃料極に臨む側に燃料ガス流路が設けら
れた燃料電池のセルの複数個が並設される状態で燃料電
池発電部が構成され、その燃料電池発電部の一側方に前
記酸素含有ガス流路夫々と連通する状態で酸素含有ガス
排出路が設けられ、前記酸素含有ガス流路への供給酸素
含有ガスと前記酸素含有ガス流路からの排出酸素含有ガ
スとを熱交換させる熱交換器が設けられた燃料電池発電
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】かかる燃料電池発電装置において、従来
は、図4に示すように、燃料電池発電部Aの一側方に酸
素含有ガス流路夫々と連通する酸素含有ガス排出路2を
設け、酸素含有ガス流路夫々からの排出酸素含有ガスを
酸素含有ガス排出路2に導いて酸素含有ガス排出管10
に送出すべく、酸素含有ガス排出管10を酸素含有ガス
排出路2に接続し、燃料電池発電部Aにおける酸素含有
ガス排出路2設置側とは反対側に、酸素含有ガス流路夫
々と連通する酸素含有ガス供給路1を設け、空気ブロア
Dからの空気を供給酸素含有ガスとして酸素含有ガス供
給路1に導いて酸素含有ガス流路夫々へ供給すべく、空
気ブロアDと酸素含有ガス供給路1とを酸素含有ガス供
給管9にて接続し、酸素含有ガス流路への供給酸素含有
ガスと酸素含有ガス流路からの排出酸素含有ガスとを熱
交換させる熱交換器11を、酸素含有ガス供給管9を通
流する酸素含有ガス流路1への供給酸素含有ガスと酸素
含有ガス排出管10を通流する酸素含有ガス流路からの
排出酸素含有ガスとを熱交換する状態で設けていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、酸素含有ガ
スは燐酸電解質層に接触する状態で酸素含有ガス流路を
通流するので、酸素含有ガス流路からの排出酸素含有ガ
スには僅かであるが燐酸が含まれている。その燐酸が原
因となって、上述従来の燃料電池発電装置では、酸素含
有ガス排出路からの後流の管路である酸素含有ガス排出
路から熱交換器部分に至る酸素含有ガス排出管が腐食し
たり、燐酸が凝縮することにより閉塞したりするという
問題があった。又、供給酸素含有ガスと排出酸素含有ガ
スとを熱交換させる熱交換器を、燃料電池発電部とは別
体で設けているため、装置が大型化するので、装置の小
型化の面で改善の余地があった。
【0004】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、後流の管路の腐食及び閉塞とい
った問題を解決し、且つ、装置を小型化する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による燃料電池発
電装置の特徴構成は、前記熱交換器が、前記供給酸素含
有ガスと前記酸素含有ガス排出路を通流する前記排出酸
素含有ガスとを熱交換させる状態で、且つ、前記酸素含
有ガス排出路に組み込まれる状態で設けられている点に
ある。
【0006】
【作用】上記特徴構成によれば、供給酸素含有ガスと酸
素含有ガス排出路を通流する排出酸素含有ガスとを熱交
換させて排出酸素含有ガスを冷却することにより、排出
酸素含有ガスに含まれる燐酸を酸素含有ガス排出路内に
て凝縮させて排出酸素含有ガスから燐酸を除去すること
ができるので、酸素含有ガス排出路から後流の管路に送
出される排出酸素含有ガスに含まれる燐酸の量を可及的
に低減することができる。
【0007】又、熱交換器を元々設けられていた酸素含
有ガス排出路に組み込む状態で設けるので、従来の装置
において必要としていた熱交換器の設置スペースを省略
することができる。
【0008】
【発明の効果】従って、本発明によれば、酸素含有ガス
排出路から後流の管路に導かれる排出酸素含有ガスに含
まれる燐酸の量を可及的に低減することができたことか
ら、従来の装置における後流の管路の腐食及び閉塞とい
った問題を解消し得るに至った。又、従来の装置におい
て必要としていた熱交換器の設置スペースを省略するこ
とができたことから、従来に比して装置を小型化し得る
に至った。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1及び図2に基づ
いて説明する。
【0010】先ず、図1及び図2に基づいて、燃料電池
発電装置の概略構成について説明する。
【0011】図中のAは、後述する燃料電池発電部であ
り、その燃料電池発電部Aにおける一方の向かい合う一
対の側方のうちの一側方に、後述する酸素含有ガス流路
s夫々と連通する状態で酸素含有ガス供給路1を設け、
他の側方に、酸素含有ガス流路s夫々と連通する状態で
酸素含有ガス排出路2を設け、燃料電池発電部Aにおけ
る他の向かい合う一対の側方のうちの一側方に、後述す
る燃料ガス流路f夫々と連通する状態で燃料ガス供給路
3を設け、他の側方に、燃料ガス流路f夫々と連通する
状態で燃料ガス排出路4を設けてある。
【0012】水蒸気分離器Bからの水蒸気を改質装置C
に供給すべく、水蒸気分離器Bと改質装置Cとを水蒸気
供給管5にて接続し、改質装置Cに原燃料ガスを供給す
べく原燃料ガス供給管6を改質装置Cに接続してある。
改質装置Cでは、原燃料ガス供給管6からの原燃料ガス
を水蒸気供給管5からの水蒸気と反応させてH2 ガスを
主成分とする燃料ガスに改質処理する。
【0013】改質装置Cからの燃料ガスを燃料ガス供給
路3に導いて燃料ガス流路f夫々に供給すべく、改質装
置Cと燃料ガス供給路3とを燃料ガス供給管7にて接続
し、燃料ガス排出路4内の燃料ガス流路f夫々からの排
出燃料ガスを、改質装置Cの熱源としてのガスバーナ
(図示せず)のための燃料ガスとして供給すべく、燃料
ガス排出路4と改質装置Cとを燃料ガス排出管8にて接
続してある。
【0014】空気ブロアDからの空気を供給酸素含有ガ
スとして酸素含有ガス供給路1に導いて酸素含有ガス流
路s夫々へ供給すべく、空気ブロアDと酸素含有ガス供
給路1とを酸素含有ガス供給管9にて接続し、酸素含有
ガス流路s夫々からの排出酸素含有ガスを酸素含有ガス
排出路2に導いて酸素含有ガス排出管10に送出すべ
く、酸素含有ガス排出管10を酸素含有ガス排出路2に
接続してある。
【0015】図中の11は、酸素含有ガス流路sへの供
給酸素含有ガスと酸素含有ガス流路sからの排出酸素含
有ガスとを熱交換させる熱交換器であり、酸素含有ガス
供給管9を通流する供給酸素含有ガスと酸素含有ガス排
出路2を通流する排出酸素含有ガスとを熱交換させる状
態で、且つ、酸素含有ガス排出路2に組み込む状態で設
けてある。
【0016】燃料電池発電部Aを水冷すべく、燃料電池
発電部Aにおける後述する冷却管27と水蒸気分離器B
とをポンプEを介装した循環路12にて接続してある。
又、燃料電池発電部Aを水冷して得られた熱量を回収す
べく、排熱回収器Fと水蒸気分離器Bとを循環路13に
て接続してあり、排熱回収器Fにて回収した排熱を給
湯、暖房等に利用するようにしてある。
【0017】次に図2及び図3に基づいて、燃料電池発
電部A付近の構成について詳細に説明する。
【0018】図中の20は燃料電池のセルであり、この
セル20は、燐酸を含浸させた矩形板状の燐酸電解質層
21の一方の面に矩形板状の酸素極22を付設し且つ他
方の面に矩形板状の燃料極23を付設し、且つ、酸素極
22に臨む側に酸素含有ガス流路sを設けるべく酸素側
流路構成材24を付設し且つ燃料極23に臨む側に燃料
ガス流路fを設けるべく燃料側流路構成材25を付設す
ることにより構成してある。尚、酸素側流路構成材24
には酸素含有ガス流路sとして機能する凹溝を複数個平
行状態で形成してあり、これら凹溝を酸素極22に臨ま
せる状態で、酸素側流路構成材24を酸素極22に付設
してある。又、燃料側流路構成材25には燃料ガス流路
fとして機能する凹溝を複数個平行状態で形成してあ
り、これら凹溝を燃料極23に望ませる状態で且つ前記
酸素側流路構成材24の凹溝と直交する状態で、燃料側
流路構成材25を燃料極23に付設してある。
【0019】上述の如く構成したセル20の複数個を、
隣接するセル20,20の間に板状のセパレータ26を
設ける状態で上下方向に並設して燃料電池発電部Aを構
成してある。尚、所定の隣接するセル20,20間に
は、燃料電池発電部Aを冷却するための冷却管27を設
けてある。
【0020】燃料電池発電部Aにおける燃料ガス流路f
夫々の開口部が臨む一側方には、一つの面が開口する箱
状部材28をその箱状部材28の開口を前記一側方に臨
ませる状態で取り付けてあり、もって、その箱状部材2
8の内部空間を、燃料ガス流路f夫々と連通する燃料ガ
ス供給路3としてある。燃料電池発電部Aにおける燃料
ガス流路f夫々の開口部が臨む他の側方には、前述と同
様の箱状部材29を前述と同様に取り付けてあり、もっ
て、その箱状部材29の内部空間を、燃料ガス流路f夫
々と連通する燃料ガス排出路4としてある。又、燃料電
池発電部Aにおける酸素含有ガス流路s夫々の開口部が
臨む一側方には前述と同様の箱状部材30を、及び、他
の側方には前述と同様の箱状部材31を夫々前述と同様
に取り付けてあり、もって、箱状部材30の内部空間を
酸素含有ガス流路s夫々と連通する酸素含有ガス供給路
1とし、箱状部材31の内部空間を酸素含有ガス流路s
夫々と連通する酸素含有ガス排出路2としてある。
【0021】箱状部材28には燃料ガス供給路3と連通
する状態で燃料ガス供給管7を接続し、箱状部材29に
は燃料ガス排出路4と連通する状態で燃料ガス排出管8
を接続してある。もって、改質装置Cからの燃料ガスを
燃料ガス供給管7から燃料ガス供給路3に導いて燃料ガ
ス流路f夫々に供給し、且つ、燃料ガス流路f夫々から
の排出燃料ガスを燃料ガス排出路4に導いて燃料ガス排
出管8に送出するようにしてある。又、箱状部材30に
は酸素含有ガス供給路1と連通する状態で酸素含有ガス
供給管9を接続し、箱状部材31には酸素含有ガス排出
路2と連通する状態で酸素含有ガス排出管10を接続し
てある。もって、空気ブロアDからの空気を供給酸素含
有ガスとして酸素含有ガス供給管9から酸素含有ガス供
給路1に導いて酸素含有ガス流路s夫々へ供給し、且
つ、酸素含有ガス流路s夫々からの排出酸素含有ガスを
酸素含有ガス排出路2に導いて酸素含有ガス排出管10
に送出するようにしてある。
【0022】図中の11は、酸素含有ガス流路sへの供
給酸素含有ガスと酸素含有ガス流路sからの排出酸素含
有ガスとを熱交換させる熱交換器であり、酸素含有ガス
供給管9を蛇行させる状態で酸素含有ガス排出路2内を
通過させ、且つ、酸素含有ガス供給管9の管壁外周部に
多数のフィン32を付設してあり、もって、酸素含有ガ
ス供給管9を通流する供給酸素含有ガスと酸素含有ガス
排出路2を通流する排出酸素含有ガスとを熱交換させる
状態で、且つ、酸素含有ガス排出路2に組み込む状態で
設けてある。
【0023】箱状部材31の底部にドレイン抜き33を
設けてあり、酸素含有ガス排出路2を通流する排出酸素
含有ガスが熱交換器11にて冷却されて凝縮することに
より発生した燐酸を含有するドレインを、このドレイン
抜き33から抜くようにしてある。
【0024】循環路12は、酸素含有ガス供給路1内を
通過させ、且つ、酸素含有ガス供給路1内において冷却
管27夫々と接続してあり、水蒸気分離器Bからの冷却
水をポンプEにより循環路12を通じて冷却管27夫々
に循環供給して、燃料電池発電部Aを水冷するようにし
てある。
【0025】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にかかる燃料電池発電装置の概
略全体構成図
【図2】燃料電池発電装置における燃料電池発電部付近
の一部切り欠き斜視図
【図3】燃料電池発電装置における燃料電池発電部付近
の概略斜視図
【図4】従来の燃料電池発電装置の概略全体構成図
【符号の説明】
2 酸素含有ガス排出路 11 熱交換器 20 セル 21 燐酸電解質層 22 酸素極 23 燃料極 A 燃料電池発電部 f 燃料ガス流路 s 酸素含有ガス流路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燐酸電解質層(21)の一方の面に酸素
    極(22)が付設され且つ他方の面に燃料極(23)が
    付設され、且つ、前記酸素極(22)に臨む側に酸素含
    有ガス流路(s)が設けられ且つ前記燃料極(23)に
    臨む側に燃料ガス流路(f)が設けられた燃料電池のセ
    ル(20)の複数個が並設される状態で燃料電池発電部
    (A)が構成され、その燃料電池発電部(A)の一側方
    に前記酸素含有ガス流路(s)夫々と連通する状態で酸
    素含有ガス排出路(2)が設けられ、前記酸素含有ガス
    流路(s)への供給酸素含有ガスと前記酸素含有ガス流
    路(s)からの排出酸素含有ガスとを熱交換させる熱交
    換器(11)が設けられた燃料電池発電装置であって、 前記熱交換器(11)が、前記供給酸素含有ガスと前記
    酸素含有ガス排出路(2)を通流する前記排出酸素含有
    ガスとを熱交換させる状態で、且つ、前記酸素含有ガス
    排出路(2)に組み込まれる状態で設けられている燃料
    電池発電装置。
JP4080137A 1992-04-02 1992-04-02 燃料電池発電装置 Pending JPH05283096A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040037411A (ko) * 2002-10-28 2004-05-07 현대자동차주식회사 연료전지 스택용 외부 냉각 모듈

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040037411A (ko) * 2002-10-28 2004-05-07 현대자동차주식회사 연료전지 스택용 외부 냉각 모듈

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