JPH07282834A - 燃料電池 - Google Patents

燃料電池

Info

Publication number
JPH07282834A
JPH07282834A JP6073033A JP7303394A JPH07282834A JP H07282834 A JPH07282834 A JP H07282834A JP 6073033 A JP6073033 A JP 6073033A JP 7303394 A JP7303394 A JP 7303394A JP H07282834 A JPH07282834 A JP H07282834A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pipe
fuel cell
reaction gas
pressure vessel
piping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6073033A
Other languages
English (en)
Inventor
Masami Sugihara
正己 杉原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6073033A priority Critical patent/JPH07282834A/ja
Publication of JPH07282834A publication Critical patent/JPH07282834A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、積層電池の出力を低下させ
ることなく発電体の対地絶縁低下を防止できる燃料電池
を得ることである。 【構成】 本発明の燃料電池は、単位電池と冷却板とを
複数個積層した積層体で形成し、この積層体の側面に、
反応ガス供給・排出のガスマニホールドを配置し、この
マニホールドに対して供給側及び排出側の反応ガス配管
を接続して成る電池自身を圧力容器に収納して、反応ガ
ス配管と圧力容器との電気的絶縁を反応ガス配管が圧力
容器を貫通する部分にて行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反応ガス配管の絶縁構
造を改良した燃料電池に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、燃料電池は、燃料の有する化学
エネルギーを電気化学プロセスで酸化させることによ
り、酸化反応に伴って放出されるエネルギーを直接電気
エネルギーに変換する装置である。この燃料電池を用い
た発電システムは、比較的小さな規模でも発電効率が40
〜50%にも達し、新鋭の火力発電をはるかにしのぐもの
で、大きな期待をされている。また、近年大きな社会問
題に成っている公害要因であるSOx、NOxの排出が
極めて小さく、さらに電気化学的に直接電気を得ること
ができるため原理的に高いエネルギー変換効率が期待で
きると共に、騒音・排ガス等の環境問題が少なく、加え
て負荷変動に対して応答性がよい等の特徴があることか
ら、その開発、実用化の研究に期待と関心が寄せられて
いる。
【0003】前述のごとく燃料電池発電プラントは、ク
リーンなエネルギーであるため特に大都市部における分
散電源用としての適用が期待されている。大出力規模の
燃料電池発電プラントの場合、複数個の燃料電池を多数
電気的に直列接続して構成することになる。特に、高電
圧を得ようとする場合には、燃料電池の直列接続数を多
くする必要がある。このような場合、高電位側にある燃
料電池では、その発電部は圧力容器などの大地電位にあ
る部分に対して高電位となるため、これらの間には高電
圧に耐え得るよう電気的に絶縁する必要がある。
【0004】このため、従来の燃料電池では図5に示す
ような構造となっている。すなわち、発電セル1を複数
個積み重ねて積層電池2を構成し、この積層電池2の側
面には燃料ガスおよび酸化剤ガスを供給および排出する
ためのガスマニホールド3および冷却水を供給および排
出するための水配管10a,10bが設置されている。この
ように構成された発電体は電気絶縁支持体4を介して圧
力容器5の内部に固定されている。他方、燃料ガスや酸
化剤ガスは圧力容器5を貫通して設けられている反応ガ
ス配管6aを通して供給及び排出されるが、この反応ガ
ス配管6aは圧力容器5と同じ大地電圧となるため、ガ
スマニホールド3への接続は電気絶縁継手7を介し反応
ガス配管6bにより接続されている。また、ガスマニホ
ールド3下部に溜まった運転中に生じた反応生成水(ド
レン水)を取り除くためガスマニホールド3下部と反応
ガス配管との間にドレン配管8a,8bが設けられてい
る。このドレン配管は、ドレン水を滑らかに排出するた
め一定の傾斜をつけて反応ガス配管の大地電圧と等電位
側である配管部分、すなわち圧力容器5を貫通する反応
ガス配管6aに連結されている。ドレン配管には、ガス
マニホールド3側(発電体側)と反応ガス配管6a側
(大地側)とを絶縁する電気絶縁継手9が介挿されてい
る。その他、冷却水を供給および排出する水配管も圧力
容器5を貫通して設けられている水配管10aを通して供
給および排出されるが、この水配管10aは圧力容器5と
同じ大地電圧となるため、水マニホールド10bとの間に
は電気絶縁継手11が介挿されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように構
成された燃料電池においては、ガスマニホールド3の下
部に反応生成水が溜ると、その反応生成水はガスマニホ
ールド3下部に設けられた電気絶縁継手9を介して構成
されるドレン配管8a,8bを通してガスマニホールド
3に反応ガスを供給、排出する反応ガス配管6aに順次
排出することになるが、構造寸法上の理由から電気絶縁
継手9の長さが十分に確保できない場合や、ドレン水が
連続して多量にあった場合に、希に電気絶縁継手9の内
面がドレン水で連続して濡れることがあり、発電体の対
地絶縁が大幅に低下することがある。このように、ドレ
ン配管8a,8bの間に介挿した電気絶縁継手9の部分
でドレン水の電気的短絡を生じた場合には、発電体の対
地絶縁として発電体を支える電気絶縁支持体4や反応ガ
ス配管6aおよび6b間に介挿する電気絶縁継手7など
の電気的な絶縁強化を図っても、ほとんど効果が得られ
ないといったことを招くこととなる。
【0006】ドレン配管を反応ガス配管に介挿する電気
絶縁継手を境として、マニホールド側の反応ガス配管部
分に接続すると、発電体の対地絶縁に影響を与えないよ
うにすることができる。
【0007】しかしながら、先述したようにドレン配管
は、ドレン水を滑らかに排出させるために一定の傾斜を
つけて反応ガス配管に連結する必要がある。このため、
ドレン配管8bをマニホールド側の反応ガス配管6aに
接続するには、絶縁支持体4を高くしガスマニホールド
3下部のドレン配管8aの口出し部分を上方に移動させ
る必要がある。積層電池2の高さは輸送制限により制限
されているため、絶縁支持体4を高くすると、その高さ
の増加分に相当する発電セルを減少させることになり積
層電池2の出力が低下する。
【0008】また、ガス配管にはリン酸や水蒸気を含ん
だガスが流れるため、絶縁継手内部にこれらのものが付
着すると電気絶縁性が低下する恐れがある。本発明は、
積層電池の出力を低下させる事なく発電体の対地絶縁低
下を防止できる燃料電池を得ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、圧力容器と積
層電池との絶縁を反応ガス配管が圧力容器を貫通する部
分にて行うことにより、ドレン配管を積層電池と同電位
となる反応ガス配管に接続して、出力を低下させること
なく発電体の対地絶縁に影響を与えないように構成した
ものである。
【0010】
【作用】反応ガス配管が圧力容器を貫通する部分にて圧
力容器と積層電池との絶縁を行うことにより、圧力容器
内部の反応ガス配管部分は全て積層電池と同電位とする
ことができるので、現構造のままでドレン配管を反応ガ
ス配管下方に接続しても、ドレン配管に電気絶縁継手を
介挿する必要がなくなり、安定した電気絶縁性を有する
燃料電池を得ることができる。また、反応ガス配管の絶
縁継手内部を圧力容器外部より清掃することができるの
で、定期的に内部を清掃することにより長期的に絶縁低
下を防ぐことができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明による燃料電池を示すものであり、
図2は配管が圧力容器を貫通する部分を詳細に示したも
のである。それぞれ図5と同一の部分には同一の符号を
付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について
のみ述べる。
【0012】反応ガスを燃料電池に供給および排出する
外部配管14が、圧力容器5に接続される箇所に絶縁パイ
プ12を配置し圧力容器を貫通させる。絶縁パイプとガス
マニホールドからの反応ガス配管6とは継手バンド17に
より接続させ、外部配管14と絶縁パイプとはボルト16に
より圧力容器5に接続させる。圧力容器内と配管内のシ
ールはオーリング15cにより、また配管内と外部及び圧
力容器内と外部のシールはそれぞれオーリング15a,15
bにより行う。また、組立時の寸法誤差を吸収するため
の伸縮継手13をガス配管6に介挿する。このように反応
ガス配管に圧力容器を貫通させる構成にすれば、圧力容
器内の反応ガス配管は全てマニホールド3と同電位とな
るため、ドレン配管8を反応ガス配管6のどの部分に接
続しても常に同電位とすることができるためドレン配管
8に電気絶縁継手を介挿する必要がなくなる。また、図
1より分かるようにドレン配管8が反応ガス配管6に接
続される箇所は従来の構造における接続箇所とほぼ同程
度の高さにできるので、積層電池2の高さを高くする必
要がない。このため、出力を低下させることなく、全て
のドレン配管8を高電位側に設置することができるの
で、ドレン配管内部でのドレン水による電気的な短絡を
考える必要がなく、ドレン配管8内部の発電体の対地絶
縁に与える影響を皆無にすることができる。また、ドレ
ン配管8に電気絶縁継手を介挿するための構造上のスペ
ース確保の必要もなくなるのでドレン配管構成を単純に
することができる。更に、定期的に(運転停止中等)ボ
ルト16及び外部配管14を取り外すことにより、反応ガス
配管と圧力容器との絶縁を行う絶縁フランジパイプ12内
部に付着したリン酸及び水蒸気等の電気的短絡を引き起
こすような物質を外部より取り除くことができるので、
長期的に安定した電気絶縁性を有する燃料電池を得るこ
とができる。また、伸縮継手13も金属継手を使用できる
のでシール性及び強度を向上させることができる。
【0013】この効果は、水配管等の圧力容器を貫通す
る他の配管についても同様である。次に、他の実施例を
説明する。図3は、反応ガスを燃料電池に供給および排
出する外部配管14が圧力容器5に接続される部分の詳細
図であり、上述の絶縁パイプの代わりに伸縮性のある絶
縁シート19を用いる。絶縁シートをガスマニホールドか
らの反応ガス配管6に継手バンド17により締付け接続さ
せ、外部配管14と圧力容器の間に絶縁シートとを挟みボ
ルト16で締め付ける構造とする。これにより、この絶縁
シートがシール材の機能を有することになり、圧力容器
内と配管内、配管内と外部、圧力容器内と外部のシール
にそれぞれオーリングを用いる必要がなくなる。
【0014】図4は圧力容器の貫通穴の補強リング18を
圧力容器5の下部に配置したものである。従来、圧力容
器の補強リングは図2および図3に示されるように圧力
容器内部に配置されていた。このため、ドレン配管8と
反応ガス配管6の接続はこの補強リング18の上部で行わ
なくてはならなかった。しかし、補強リング18を圧力容
器5の下部に配置することにより、ドレン配管と反応ガ
ス配管との接続箇所を圧力容器上面まで下げることがで
きるので、ドレン配管の傾斜を大きくできるのでドレン
水の排出能力を向上させることができる。あるいは、ガ
スマニホールド下部のドレン配管口出し部を下げること
できるので、その分積層電池の発電セルの数を増加でき
ることになり、1本の燃料電池の出力を増加させること
ができる。この場合、反応ガス配管6と圧力容器5が接
近することになり絶縁上問題になることが心配される
が、図4に示すように圧力容器上部にざぐり穴を設ける
ことにより必要な沿面距離を保つことができる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
力容器内の配管は全て積層電池と同電位にすることがで
きるので、圧力容器内の配管に絶縁継手を介挿する必要
がなく配管のシール性及び強度を向上させることができ
ると共に、配管の対地絶縁は圧力容器貫通部でとるので
外部より短絡の原因となる絶縁継手の付着物を取り除く
ことができるので、発電体の対地絶縁低下をきたさない
長期安定した電気絶縁性を有する燃料電池を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す燃料電池構造図
【図2】配管の圧力容器貫通部の詳細図
【図3】本発明の他の実施例を示す配管の圧力容器貫通
部の詳細図
【図4】本発明の他の実施例を示す配管の圧力容器貫通
部の詳細図
【図5】従来の燃料電池の構造図
【符号の説明】
1…発電セル 2…積層電池 3…ガスマニホールド 4…絶縁支持体 5…圧力容器 6a,6b…反応ガス配管 7…絶縁継手 8a,8b…絶縁ドレン配管 9…絶縁継手 10a,10b…水配管 11…絶縁継手 12…絶縁パイプ 13…伸縮継手 14…外部配管 15a,15b,15c…オーリング 16…ボルト 17…締付けバンド 18…補強リング 19…絶縁シート

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単位電池と冷却板とを複数個積層した積
    層体で形成し、この積層体の側面に、反応ガス供給・排
    出のガスマニホールドを配置し、このマニホールドに対
    して供給側及び排出側の反応ガス配管を接続して成る電
    池自身を圧力容器に収納してなる燃料電池において、前
    記反応ガス配管と前記圧力容器との電気的絶縁を前記反
    応ガス配管が前記圧力容器を貫通する部分にて行うこと
    を特徴とする燃料電池。
  2. 【請求項2】 単位電池と冷却板とを複数個積層した積
    層体で形成し、この積層体の側面に、反応ガス供給・排
    出のガスマニホールドを配置し、このマニホールドに対
    して供給側及び排出側の反応ガス配管を接続して成る電
    池自身を圧力容器に収納してなる燃料電池において、水
    配管等の電気的絶縁を必要とする絶縁体が前記圧力容器
    を貫通する場合、前記絶縁体と前記圧力容器との絶縁を
    前記圧力容器を貫通する部分にて行うことを特徴とする
    燃料電池。
  3. 【請求項3】 絶縁物として絶縁パイプを用いたことを
    特徴とする請求項1に記載の燃料電池。
  4. 【請求項4】 絶縁物として絶縁シートを用いたことを
    特徴とする請求項1に記載の燃料電池。
  5. 【請求項5】 圧力容器内部の配管に絶縁物でないフレ
    キシブルな配管を用いたことを特徴とする請求項1に記
    載の燃料電池。
  6. 【請求項6】 反応ガスのマニホールド下部に設置され
    ているドレン配管において、反応ガス配管に接続してい
    る前記ドレン配管に絶縁継手を有しないことを特徴とす
    る請求項1に記載の燃料電池。
  7. 【請求項7】 反応ガスの配管と圧力容器との絶縁距離
    を取るために圧力容器貫通穴の補強を圧力容器の外側に
    取り付けることを特徴とする請求項1に記載の燃料電
    池。
  8. 【請求項8】 絶縁配管内部の絶縁劣化を防ぐために定
    期的にその内面を清掃可能としたことを特徴とする請求
    項1に記載の燃料電池。
JP6073033A 1994-04-12 1994-04-12 燃料電池 Pending JPH07282834A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6073033A JPH07282834A (ja) 1994-04-12 1994-04-12 燃料電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6073033A JPH07282834A (ja) 1994-04-12 1994-04-12 燃料電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07282834A true JPH07282834A (ja) 1995-10-27

Family

ID=13506639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6073033A Pending JPH07282834A (ja) 1994-04-12 1994-04-12 燃料電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07282834A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004288499A (ja) * 2003-03-24 2004-10-14 Equos Research Co Ltd 燃料電池装置
JP2006129591A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電源装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004288499A (ja) * 2003-03-24 2004-10-14 Equos Research Co Ltd 燃料電池装置
JP2006129591A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電源装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5336570A (en) Hydrogen powered electricity generating planar member
US4490444A (en) High temperature solid electrolyte fuel cell configurations and interconnections
EP0055016B1 (en) High temperature solid electrolyte fuel cell configurations
JP6419310B2 (ja) セルスタック装置、モジュール及びモジュール収容装置
CA2442511A1 (en) Fuel cell and method for forming
EA200001198A1 (ru) Система многосекционных топливных элементов
KR20010030856A (ko) 음극 보호 방법 및 장치
JPH07282834A (ja) 燃料電池
CN208829339U (zh) 用于处理压舱水的电极组
JPH08329970A (ja) 燃料電池
JP5259263B2 (ja) 高温水蒸気電解装置
WO2011059468A1 (en) Fuel cell system
KR101291568B1 (ko) 연료전지의 분리판
JP3120145B2 (ja) 燃料電池
US20100310966A1 (en) Coaxial fuel cell or electrolyser module with ball interconnectors
JPH0554905A (ja) りん酸型燃料電池
CN212901554U (zh) 一种催化燃烧主体设备
JPS60100379A (ja) 燃料電池
JPS5897271A (ja) 燃料電池
JP2007059253A (ja) 燃料電池
WO2010024658A1 (en) Power generation system
JPH07296842A (ja) 燃料電池
JPH07230820A (ja) 燃料電池の電気絶縁装置
JP2545478Y2 (ja) 燃料電池
CN104852072B (zh) 一种球形防漏双室微生物燃料电池构型