JPH07320758A - 一体型燃料電池発電装置 - Google Patents
一体型燃料電池発電装置Info
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- JPH07320758A JPH07320758A JP6105833A JP10583394A JPH07320758A JP H07320758 A JPH07320758 A JP H07320758A JP 6105833 A JP6105833 A JP 6105833A JP 10583394 A JP10583394 A JP 10583394A JP H07320758 A JPH07320758 A JP H07320758A
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- manifold
- fuel
- preheater
- fuel cell
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で設置面積が小さく、かつ放熱ロスが少
ない一体型燃料電池発電装置を提供する。 【構成】 それぞれ水平な隔壁を隔てて異なる２流体が
流れるプレート型の空気予熱器３２と、改質器１０と、
燃料予熱器１１と、燃料電池２０とが順次垂直に連結さ
れている。空気予熱器は、Ｍ１〜Ｍ４の各マニホールド
を有し、改質器は、Ｍ５〜Ｍ９の各マニホールドを有
し、Ｍ７はＭ４に、Ｍ８はＭ３に、Ｍ９はＭ２に、それ
ぞれ連結され、燃料予熱器は、Ｍ１１〜Ｍ１５の各マニ
ホールドを有し、Ｍ１１はＭ５に、Ｍ１２はＭ６に、Ｍ
１４はＭ９に、Ｍ１５はＭ７に、それぞれ連結され、燃
料電池は、Ｍ１６〜Ｍ１９の各マニホールドを有し、Ｍ
１７はＭ１４に、Ｍ１８はＭ１３に、Ｍ１９はＭ１５
に、それぞれ連結されている。
ない一体型燃料電池発電装置を提供する。 【構成】 それぞれ水平な隔壁を隔てて異なる２流体が
流れるプレート型の空気予熱器３２と、改質器１０と、
燃料予熱器１１と、燃料電池２０とが順次垂直に連結さ
れている。空気予熱器は、Ｍ１〜Ｍ４の各マニホールド
を有し、改質器は、Ｍ５〜Ｍ９の各マニホールドを有
し、Ｍ７はＭ４に、Ｍ８はＭ３に、Ｍ９はＭ２に、それ
ぞれ連結され、燃料予熱器は、Ｍ１１〜Ｍ１５の各マニ
ホールドを有し、Ｍ１１はＭ５に、Ｍ１２はＭ６に、Ｍ
１４はＭ９に、Ｍ１５はＭ７に、それぞれ連結され、燃
料電池は、Ｍ１６〜Ｍ１９の各マニホールドを有し、Ｍ
１７はＭ１４に、Ｍ１８はＭ１３に、Ｍ１９はＭ１５
に、それぞれ連結されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主要機器を一体に構成
した一体型燃料電池発電装置に関する。
した一体型燃料電池発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率、かつ
環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特
徴を有しており、水力・火力・原子力に続く発電システ
ムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発が行
われている。特に天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型燃
料電池を用いた発電設備では、図３に示すように天然ガ
ス等の燃料ガス１を水素を含むアノードガス２に改質す
る改質器１０と、アノードガス２と酸素を含むカソード
ガス３とから発電する燃料電池２０とを一般的に備えて
おり、改質器１０で作られたアノードガスは燃料電池２
０に供給され、燃料電池内でその大部分（例えば８０
％）を消費した後、アノード排ガス４として改質器１０
の燃焼室Ｃｏに供給される。燃料ガス１は燃料予熱器１
１により予熱されて改質器の改質室Ｒｅに入る。改質器
ではアノード排ガス中の可燃成分（水素、一酸化炭素、
メタン等）を燃焼室で燃焼し、高温の燃焼ガスにより改
質室Ｒｅを加熱し内部を流れる燃料を改質する。改質室
を出た燃焼排ガス５は、空気予熱器３２で熱回収され、
凝縮器３３と気水分離器３４で水分を除去され、タービ
ン圧縮機（動力回収装置４０）で加圧された空気６が混
入し、この混合ガスが空気予熱器３２で加熱されてカソ
ードガス３に合流する。これにより、電池のアノード側
で発生した二酸化炭素が、燃焼排ガス５を介して燃料電
池用のカソードガス３に入り、燃料電池のカソード反応
に必要な二酸化炭素をカソード側Ｃに供給する。カソー
ドガス３は燃料電池内でその一部が反応してカソード排
ガス７となり、その一部はカソード入口側に再循環さ
れ、一部は改質器１０の燃焼室Ｃｏに供給されてアノー
ド排ガス４を燃焼させ、残りは動力回収装置４０に供給
されて圧力回収され、系外に排出される。
環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特
徴を有しており、水力・火力・原子力に続く発電システ
ムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発が行
われている。特に天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型燃
料電池を用いた発電設備では、図３に示すように天然ガ
ス等の燃料ガス１を水素を含むアノードガス２に改質す
る改質器１０と、アノードガス２と酸素を含むカソード
ガス３とから発電する燃料電池２０とを一般的に備えて
おり、改質器１０で作られたアノードガスは燃料電池２
０に供給され、燃料電池内でその大部分（例えば８０
％）を消費した後、アノード排ガス４として改質器１０
の燃焼室Ｃｏに供給される。燃料ガス１は燃料予熱器１
１により予熱されて改質器の改質室Ｒｅに入る。改質器
ではアノード排ガス中の可燃成分（水素、一酸化炭素、
メタン等）を燃焼室で燃焼し、高温の燃焼ガスにより改
質室Ｒｅを加熱し内部を流れる燃料を改質する。改質室
を出た燃焼排ガス５は、空気予熱器３２で熱回収され、
凝縮器３３と気水分離器３４で水分を除去され、タービ
ン圧縮機（動力回収装置４０）で加圧された空気６が混
入し、この混合ガスが空気予熱器３２で加熱されてカソ
ードガス３に合流する。これにより、電池のアノード側
で発生した二酸化炭素が、燃焼排ガス５を介して燃料電
池用のカソードガス３に入り、燃料電池のカソード反応
に必要な二酸化炭素をカソード側Ｃに供給する。カソー
ドガス３は燃料電池内でその一部が反応してカソード排
ガス７となり、その一部はカソード入口側に再循環さ
れ、一部は改質器１０の燃焼室Ｃｏに供給されてアノー
ド排ガス４を燃焼させ、残りは動力回収装置４０に供給
されて圧力回収され、系外に排出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述した燃料電
池発電装置では、燃料電池２０及び改質器１０は、通常
圧力容器（例えば図３の２２）内に格納し、その他の機
器（燃料予熱器１１、空気予熱器３２、等）は別個に設
置して、各機器を配管で接続するため、特に比較的小出
力の場合に設置面積が大きくなる問題点があった。ま
た、空気予熱器３２〜燃料電池２０〜改質器１０〜空気
予熱器３２を結ぶ配管は、大量の高温ガスが流れるため
大口径配管となり、その配管の曲げや保温が困難であ
り、放熱ロスが大きく、発電装置全体の効率が低下する
問題点があった。
池発電装置では、燃料電池２０及び改質器１０は、通常
圧力容器（例えば図３の２２）内に格納し、その他の機
器（燃料予熱器１１、空気予熱器３２、等）は別個に設
置して、各機器を配管で接続するため、特に比較的小出
力の場合に設置面積が大きくなる問題点があった。ま
た、空気予熱器３２〜燃料電池２０〜改質器１０〜空気
予熱器３２を結ぶ配管は、大量の高温ガスが流れるため
大口径配管となり、その配管の曲げや保温が困難であ
り、放熱ロスが大きく、発電装置全体の効率が低下する
問題点があった。
【０００４】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、小型
で設置面積が小さく、かつ放熱ロスが少ない一体型燃料
電池発電装置を提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、小型
で設置面積が小さく、かつ放熱ロスが少ない一体型燃料
電池発電装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、それぞ
れ水平な隔壁を隔てて異なる２流体が流れるプレート型
の空気予熱器と、改質器と、燃料予熱器と、燃料電池と
が順次垂直に連結され、空気予熱器は、低温空気が流入
する第１マニホールドと、予熱された空気が流出する第
２マニホールドと、改質器の燃焼排ガスが流入する第３
マニホールドと、燃焼排ガスが流出する第４マニホール
ドとを有し、改質器は、燃料ガスが流入する第５マニホ
ールドと、改質ガスが流出する第６マニホールドと、ア
ノード排ガスが流入する第７マニホールドと、燃焼排ガ
スが流出する第８マニホールドと、空気が改質器をバイ
パスして流れる第９マニホールドとを有し、第７マニホ
ールドは前記第４マニホールドに、第８マニホールドは
前記第３マニホールドに、第９マニホールドは前記第２
マニホールドに、それぞれ連結され、燃料予熱器は、燃
料ガスが流入する第１０マニホールドと、燃料ガスが流
出する第１１マニホールドと、改質ガスが流入する第１
２マニホールドと、改質ガスが流出する第１３マニホー
ルドと、空気が燃料予熱器をバイパスして流れる第１４
マニホールドと、アノード排ガスが燃料予熱器をバイパ
スして流れる第１５マニホールドとを有し、第１１マニ
ホールドは前記第５マニホールドに、第１２マニホール
ドは前記第６マニホールドに、第１４マニホールドは前
記第９マニホールドに、第１５マニホールドは前記第７
マニホールドに、それぞれ連結され、燃料電池は、カソ
ードガスが流入する第１６マニホールドと、カソード排
ガスが流出する第１７マニホールドと、アノードガスが
流入する第１８マニホールドと、アノード排ガスが流出
する第１９マニホールドとを有し、第１７マニホールド
は前記第１４マニホールドに、第１８マニホールドは前
記第１３マニホールドに、第１９マニホールドは前記第
１５マニホールドに、それぞれ連結され、燃料予熱器の
第１０マニホールドには燃料ガスが導入され、空気予熱
器の第１マニホールドには低温空気が導入され、空気予
熱器の第２マニホールドと燃料電池の第１６マニホール
ドの間には空気予熱器から燃料電池にカソードガスを循
環させる高温ブロアが設置され、燃料電池の第１７マニ
ホールドからカソード排ガスがタービン圧縮機に供給さ
れる、ことを特徴とする一体型燃料電池発電装置が提供
される。
れ水平な隔壁を隔てて異なる２流体が流れるプレート型
の空気予熱器と、改質器と、燃料予熱器と、燃料電池と
が順次垂直に連結され、空気予熱器は、低温空気が流入
する第１マニホールドと、予熱された空気が流出する第
２マニホールドと、改質器の燃焼排ガスが流入する第３
マニホールドと、燃焼排ガスが流出する第４マニホール
ドとを有し、改質器は、燃料ガスが流入する第５マニホ
ールドと、改質ガスが流出する第６マニホールドと、ア
ノード排ガスが流入する第７マニホールドと、燃焼排ガ
スが流出する第８マニホールドと、空気が改質器をバイ
パスして流れる第９マニホールドとを有し、第７マニホ
ールドは前記第４マニホールドに、第８マニホールドは
前記第３マニホールドに、第９マニホールドは前記第２
マニホールドに、それぞれ連結され、燃料予熱器は、燃
料ガスが流入する第１０マニホールドと、燃料ガスが流
出する第１１マニホールドと、改質ガスが流入する第１
２マニホールドと、改質ガスが流出する第１３マニホー
ルドと、空気が燃料予熱器をバイパスして流れる第１４
マニホールドと、アノード排ガスが燃料予熱器をバイパ
スして流れる第１５マニホールドとを有し、第１１マニ
ホールドは前記第５マニホールドに、第１２マニホール
ドは前記第６マニホールドに、第１４マニホールドは前
記第９マニホールドに、第１５マニホールドは前記第７
マニホールドに、それぞれ連結され、燃料電池は、カソ
ードガスが流入する第１６マニホールドと、カソード排
ガスが流出する第１７マニホールドと、アノードガスが
流入する第１８マニホールドと、アノード排ガスが流出
する第１９マニホールドとを有し、第１７マニホールド
は前記第１４マニホールドに、第１８マニホールドは前
記第１３マニホールドに、第１９マニホールドは前記第
１５マニホールドに、それぞれ連結され、燃料予熱器の
第１０マニホールドには燃料ガスが導入され、空気予熱
器の第１マニホールドには低温空気が導入され、空気予
熱器の第２マニホールドと燃料電池の第１６マニホール
ドの間には空気予熱器から燃料電池にカソードガスを循
環させる高温ブロアが設置され、燃料電池の第１７マニ
ホールドからカソード排ガスがタービン圧縮機に供給さ
れる、ことを特徴とする一体型燃料電池発電装置が提供
される。
【０００６】
【作用】上記本発明の構成によれば、それぞれ水平な隔
壁を隔てて異なる２流体が流れるプレート型の空気予熱
器と、改質器と、燃料予熱器と、燃料電池とが順次垂直
に連結されて一体の燃料電池発電装置を構成するので、
比較的小出力の場合でも設置面積を小さくすることがで
きる。また、各構成機器を連結する配管のほとんどが各
機器に設けられたマニホールドで直接連結されているの
で、大量の高温ガスが流れる大口径配管が少なくなり、
その配管の曲げや保温箇所も大幅に低減することがで
き、放熱ロスが低減し、発電装置全体の効率を向上させ
ることができる。
壁を隔てて異なる２流体が流れるプレート型の空気予熱
器と、改質器と、燃料予熱器と、燃料電池とが順次垂直
に連結されて一体の燃料電池発電装置を構成するので、
比較的小出力の場合でも設置面積を小さくすることがで
きる。また、各構成機器を連結する配管のほとんどが各
機器に設けられたマニホールドで直接連結されているの
で、大量の高温ガスが流れる大口径配管が少なくなり、
その配管の曲げや保温箇所も大幅に低減することがで
き、放熱ロスが低減し、発電装置全体の効率を向上させ
ることができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付し、重複する説明を省略する。図１は、本
発明による一体型燃料電池発電装置の全体構成図であ
る。この図において、本発明の一体型燃料電池発電装置
は、一点鎖線で囲む部分が一体に構成されている。な
お、この図で、９は燃料ガスに供給する水蒸気、３５は
燃料ガス中の硫黄分を除去する脱硫器である。その他の
構成は、図３に示した従来の発電装置と同様である。
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付し、重複する説明を省略する。図１は、本
発明による一体型燃料電池発電装置の全体構成図であ
る。この図において、本発明の一体型燃料電池発電装置
は、一点鎖線で囲む部分が一体に構成されている。な
お、この図で、９は燃料ガスに供給する水蒸気、３５は
燃料ガス中の硫黄分を除去する脱硫器である。その他の
構成は、図３に示した従来の発電装置と同様である。
【０００８】図２は、図１の一点鎖線で囲んだ部分の全
体斜視図である。この図において、本発明の一体型燃料
電池発電装置は、それぞれ水平な隔壁を隔てて異なる２
流体が流れるプレート型の空気予熱器３２と、改質器１
０と、燃料予熱器１１と、燃料電池２０とが順次垂直に
連結されている。なお、図２では、図の明瞭化のために
それぞれの機器を間隔を開けて示しているが、これらは
互に密着され、溶接、フランジ、等により強固に連結さ
れている。また、一体化されたこれらの機器は、同一の
圧力容器（二点鎖線で示す）内に格納される。
体斜視図である。この図において、本発明の一体型燃料
電池発電装置は、それぞれ水平な隔壁を隔てて異なる２
流体が流れるプレート型の空気予熱器３２と、改質器１
０と、燃料予熱器１１と、燃料電池２０とが順次垂直に
連結されている。なお、図２では、図の明瞭化のために
それぞれの機器を間隔を開けて示しているが、これらは
互に密着され、溶接、フランジ、等により強固に連結さ
れている。また、一体化されたこれらの機器は、同一の
圧力容器（二点鎖線で示す）内に格納される。
【０００９】空気予熱器３２は、低温空気が流入する第
１マニホールドＭ１と、予熱された空気が流出する第２
マニホールドＭ２と、改質器の燃焼排ガスが流入する第
３マニホールドＭ３と、燃焼排ガスが流出する第４マニ
ホールドＭ４とを有する。空気予熱器３２は、水平な隔
壁を有するプレート型熱交換器であり、空気を燃焼排ガ
スで予熱するようになっている。
１マニホールドＭ１と、予熱された空気が流出する第２
マニホールドＭ２と、改質器の燃焼排ガスが流入する第
３マニホールドＭ３と、燃焼排ガスが流出する第４マニ
ホールドＭ４とを有する。空気予熱器３２は、水平な隔
壁を有するプレート型熱交換器であり、空気を燃焼排ガ
スで予熱するようになっている。
【００１０】改質器１０は、燃料ガスが流入する第５マ
ニホールドＭ５と、改質ガスが流出する第６マニホール
ドＭ６と、アノード排ガスが流入する第７マニホールド
Ｍ７と、燃焼排ガスが流出する第８マニホールドＭ８
と、空気が改質器をバイパスして流れる第９マニホール
ドＭ９とを有する。改質器１０は、水平な隔壁を隔てて
燃焼触媒と改質触媒が充填されたプレート型リホーマで
あり、アノード排ガスを空気で燃焼し、その熱で燃料ガ
スを改質ガスに変換するようになっている。
ニホールドＭ５と、改質ガスが流出する第６マニホール
ドＭ６と、アノード排ガスが流入する第７マニホールド
Ｍ７と、燃焼排ガスが流出する第８マニホールドＭ８
と、空気が改質器をバイパスして流れる第９マニホール
ドＭ９とを有する。改質器１０は、水平な隔壁を隔てて
燃焼触媒と改質触媒が充填されたプレート型リホーマで
あり、アノード排ガスを空気で燃焼し、その熱で燃料ガ
スを改質ガスに変換するようになっている。
【００１１】また、改質器の第７マニホールドＭ７は空
気予熱器の第４マニホールドＭ４に、第８マニホールド
は空気予熱器の第３マニホールドＭ３に、第９マニホー
ルドＭ９は空気予熱器の第２マニホールドＭ２に、それ
ぞれ連結されている。燃料予熱器１１は、燃料ガスが流
入する第１０マニホールドＭ１０と、燃料ガスが流出す
る第１１マニホールドＭ１１と、改質ガスが流入する第
１２マニホールドＭ１２と、改質ガスが流出する第１３
マニホールドＭ１３と、空気が燃料予熱器をバイパスし
て流れる第１４マニホールドＭ１４と、アノード排ガス
が燃料予熱器をバイパスして流れる第１５マニホールド
Ｍ１５とを有する。燃料予熱器１１は、水平な隔壁を有
するプレート型熱交換器であり、改質ガス（アノードガ
ス）により低温の燃料ガスを予熱するようになってい
る。
気予熱器の第４マニホールドＭ４に、第８マニホールド
は空気予熱器の第３マニホールドＭ３に、第９マニホー
ルドＭ９は空気予熱器の第２マニホールドＭ２に、それ
ぞれ連結されている。燃料予熱器１１は、燃料ガスが流
入する第１０マニホールドＭ１０と、燃料ガスが流出す
る第１１マニホールドＭ１１と、改質ガスが流入する第
１２マニホールドＭ１２と、改質ガスが流出する第１３
マニホールドＭ１３と、空気が燃料予熱器をバイパスし
て流れる第１４マニホールドＭ１４と、アノード排ガス
が燃料予熱器をバイパスして流れる第１５マニホールド
Ｍ１５とを有する。燃料予熱器１１は、水平な隔壁を有
するプレート型熱交換器であり、改質ガス（アノードガ
ス）により低温の燃料ガスを予熱するようになってい
る。
【００１２】また、第１１マニホールドＭ１１は改質器
の第５マニホールドＭ５に、第１２マニホールドＭ１２
は改質器の第６マニホールドＭ６に、第１４マニホール
ドＭ１４は改質器の第９マニホールドＭ９に、第１５マ
ニホールドＭ１５は改質器の第７マニホールドＭ７に、
それぞれ連結されている。燃料電池２０は、カソードガ
スが流入する第１６マニホールドＭ１６と、カソード排
ガスが流出する第１７マニホールドＭ１７と、アノード
ガスが流入する第１８マニホールドＭ１８と、アノード
排ガスが流出する第１９マニホールドＭ１９とを有す
る。燃料電池２０は、上述したように、アノードガスと
カソードガスから電気を発電するようになっている。
の第５マニホールドＭ５に、第１２マニホールドＭ１２
は改質器の第６マニホールドＭ６に、第１４マニホール
ドＭ１４は改質器の第９マニホールドＭ９に、第１５マ
ニホールドＭ１５は改質器の第７マニホールドＭ７に、
それぞれ連結されている。燃料電池２０は、カソードガ
スが流入する第１６マニホールドＭ１６と、カソード排
ガスが流出する第１７マニホールドＭ１７と、アノード
ガスが流入する第１８マニホールドＭ１８と、アノード
排ガスが流出する第１９マニホールドＭ１９とを有す
る。燃料電池２０は、上述したように、アノードガスと
カソードガスから電気を発電するようになっている。
【００１３】また、第１７マニホールドＭ１７は燃料予
熱器の第１４マニホールドＭ１４に、第１８マニホール
ドＭ１８は燃料予熱器の第１３マニホールドＭ１３に、
第１９マニホールドＭ１９は燃料予熱器の第１５マニホ
ールドＭ１５に、それぞれ連結されている。燃料予熱器
の第１０マニホールドＭ１０には燃料ガスが導入され、
空気予熱器の第１マニホールドＭ１には低温空気が導入
され、空気予熱器の第２マニホールドＭ２と燃料電池の
第１６マニホールドＭ１６の間には空気予熱器から燃料
電池にカソードガスを循環させる高温ブロア２４が設置
され、燃料電池の第１７マニホールドＭ１７からカソー
ド排ガスがタービン圧縮機に供給される。
熱器の第１４マニホールドＭ１４に、第１８マニホール
ドＭ１８は燃料予熱器の第１３マニホールドＭ１３に、
第１９マニホールドＭ１９は燃料予熱器の第１５マニホ
ールドＭ１５に、それぞれ連結されている。燃料予熱器
の第１０マニホールドＭ１０には燃料ガスが導入され、
空気予熱器の第１マニホールドＭ１には低温空気が導入
され、空気予熱器の第２マニホールドＭ２と燃料電池の
第１６マニホールドＭ１６の間には空気予熱器から燃料
電池にカソードガスを循環させる高温ブロア２４が設置
され、燃料電池の第１７マニホールドＭ１７からカソー
ド排ガスがタービン圧縮機に供給される。
【００１４】かかる構成により、図３に示した従来の燃
料電池発電装置と同様に、第１０マニホールドＭ１０か
ら供給された燃料ガス１を燃料予熱器１１内で予熱し、
マニホールドＭ１１、Ｍ５を介して供給された燃料ガス
１を改質器１０内で改質ガス２に改質し、マニホールド
Ｍ６、Ｍ１２を介して供給された改質ガス２を燃料予熱
器１１内で冷却してアノードガス２として燃料電池２０
の第１８マニホールドＭ１８に供給し、燃料電池内で反
応したアノード排ガス４をマニホールドＭ１９、Ｍ１５
を介して改質器１０の第７マニホールドＭ７に供給し、
第９マニホールドＭ９から供給された空気と共に燃焼さ
せ、燃焼排ガス５をマニホールドＭ８、Ｍ３を介して空
気予熱器３２に供給し、空気予熱器３２で冷却して第４
マニホールドＭ４から凝縮器に導くことができる。ま
た、燃料電池２０の第１７マニホールドＭ１７から出た
カソード排ガス７をタービン圧縮機のタービンに導き、
タービン圧縮機ので圧縮された空気６を空気予熱機３２
の第１マニホールドＭ１に導き、空気予熱機３２で予熱
した空気を高温ブロアを介して燃料電池２０の第１６マ
ニホールドＭ１６に導くことができる。
料電池発電装置と同様に、第１０マニホールドＭ１０か
ら供給された燃料ガス１を燃料予熱器１１内で予熱し、
マニホールドＭ１１、Ｍ５を介して供給された燃料ガス
１を改質器１０内で改質ガス２に改質し、マニホールド
Ｍ６、Ｍ１２を介して供給された改質ガス２を燃料予熱
器１１内で冷却してアノードガス２として燃料電池２０
の第１８マニホールドＭ１８に供給し、燃料電池内で反
応したアノード排ガス４をマニホールドＭ１９、Ｍ１５
を介して改質器１０の第７マニホールドＭ７に供給し、
第９マニホールドＭ９から供給された空気と共に燃焼さ
せ、燃焼排ガス５をマニホールドＭ８、Ｍ３を介して空
気予熱器３２に供給し、空気予熱器３２で冷却して第４
マニホールドＭ４から凝縮器に導くことができる。ま
た、燃料電池２０の第１７マニホールドＭ１７から出た
カソード排ガス７をタービン圧縮機のタービンに導き、
タービン圧縮機ので圧縮された空気６を空気予熱機３２
の第１マニホールドＭ１に導き、空気予熱機３２で予熱
した空気を高温ブロアを介して燃料電池２０の第１６マ
ニホールドＭ１６に導くことができる。
【００１５】従って、上述した構成の一体型燃料電池発
電装置により、図３に示した従来の燃料電池発電装置と
同様の機能を果たすことができる。また、それぞれ水平
な隔壁を隔てて異なる２流体が流れるプレート型の空気
予熱器と、改質器と、燃料予熱器と、燃料電池とが順次
垂直に連結されて一体の燃料電池発電装置を構成するの
で、比較的小出力の場合でも設置面積を小さくすること
ができる。更に、各構成機器を連結する配管のほとんど
が各機器に設けられたマニホールドで連結されているの
で、大量の高温ガスが流れる大口径配管が少なくなり、
その配管の曲げや保温箇所も大幅に低減することがで
き、放熱ロスが低減し、発電装置全体の効率を向上させ
ることができる。
電装置により、図３に示した従来の燃料電池発電装置と
同様の機能を果たすことができる。また、それぞれ水平
な隔壁を隔てて異なる２流体が流れるプレート型の空気
予熱器と、改質器と、燃料予熱器と、燃料電池とが順次
垂直に連結されて一体の燃料電池発電装置を構成するの
で、比較的小出力の場合でも設置面積を小さくすること
ができる。更に、各構成機器を連結する配管のほとんど
が各機器に設けられたマニホールドで連結されているの
で、大量の高温ガスが流れる大口径配管が少なくなり、
その配管の曲げや保温箇所も大幅に低減することがで
き、放熱ロスが低減し、発電装置全体の効率を向上させ
ることができる。
【００１６】なお、本発明は上述した構成に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
更できることは勿論である。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
更できることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】上述したように、本発明の一体型燃料電
池発電装置は、小型で設置面積が小さく、かつ放熱ロス
が少ない、等の優れた効果を有する。
池発電装置は、小型で設置面積が小さく、かつ放熱ロス
が少ない、等の優れた効果を有する。
【図１】本発明による一体型燃料電池発電装置の全体構
成図である。
成図である。
【図２】図１の一点鎖線で囲む部分の全体斜視図であ
る。
る。
【図３】従来の燃料電池発電装置の全体構成図である。
１ 燃料ガス ２ アノードガス ３ カソードガス ４ アノード排ガス ５ 燃焼排ガス ６ 空気 ７ カソード排ガス ８ パージガス ９ 水蒸気 １０ 改質器 １１ 燃料予熱器 ２０ 燃料電池 ２２ 格納容器 ２４ 高温ブロア ３０ 排ガス循環ライン ３２ 空気予熱器 ３３ 凝縮器 ３４ 気水分離器 ３５ 脱硫器 ４０ 動力回収装置（タービン圧縮機） Ｒｅ 改質室 Ｃｏ 燃焼室 Ａ アノード側 Ｃ カソード側 Ｍ１〜Ｍ１９ マニホールド
Claims (1)
- 【請求項１】 それぞれ水平な隔壁を隔てて異なる２流
体が流れるプレート型の空気予熱器と、改質器と、燃料
予熱器と、燃料電池とが順次垂直に連結され、 空気予熱器は、低温空気が流入する第１マニホールド
と、予熱された空気が流出する第２マニホールドと、改
質器の燃焼排ガスが流入する第３マニホールドと、燃焼
排ガスが流出する第４マニホールドとを有し、 改質器は、燃料ガスが流入する第５マニホールドと、改
質ガスが流出する第６マニホールドと、アノード排ガス
が流入する第７マニホールドと、燃焼排ガスが流出する
第８マニホールドと、空気が改質器をバイパスして流れ
る第９マニホールドとを有し、第７マニホールドは前記
第４マニホールドに、第８マニホールドは前記第３マニ
ホールドに、第９マニホールドは前記第２マニホールド
に、それぞれ連結され、 燃料予熱器は、燃料ガスが流入する第１０マニホールド
と、燃料ガスが流出する第１１マニホールドと、改質ガ
スが流入する第１２マニホールドと、改質ガスが流出す
る第１３マニホールドと、空気が燃料予熱器をバイパス
して流れる第１４マニホールドと、アノード排ガスが燃
料予熱器をバイパスして流れる第１５マニホールドとを
有し、第１１マニホールドは前記第５マニホールドに、
第１２マニホールドは前記第６マニホールドに、第１４
マニホールドは前記第９マニホールドに、第１５マニホ
ールドは前記第７マニホールドに、それぞれ連結され、 燃料電池は、カソードガスが流入する第１６マニホール
ドと、カソード排ガスが流出する第１７マニホールド
と、アノードガスが流入する第１８マニホールドと、ア
ノード排ガスが流出する第１９マニホールドとを有し、
第１７マニホールドは前記第１４マニホールドに、第１
８マニホールドは前記第１３マニホールドに、第１９マ
ニホールドは前記第１５マニホールドに、それぞれ連結
され、 燃料予熱器の第１０マニホールドには燃料ガスが導入さ
れ、空気予熱器の第１マニホールドには低温空気が導入
され、空気予熱器の第２マニホールドと燃料電池の第１
６マニホールドの間には空気予熱器から燃料電池にカソ
ードガスを循環させる高温ブロアが設置され、燃料電池
の第１７マニホールドからカソード排ガスがタービン圧
縮機に供給される、ことを特徴とする一体型燃料電池発
電装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10583394A JP3700162B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 一体型燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10583394A JP3700162B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 一体型燃料電池発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320758A true JPH07320758A (ja) | 1995-12-08 |
| JP3700162B2 JP3700162B2 (ja) | 2005-09-28 |
Family
ID=14418051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10583394A Expired - Fee Related JP3700162B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 一体型燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3700162B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004508670A (ja) * | 2000-08-28 | 2004-03-18 | モトローラ・インコーポレイテッド | セラミック技術を利用した一体型燃料電池を備えた燃料処理器 |
| EP1414092A1 (en) * | 2002-06-24 | 2004-04-28 | Delphi Technologies, Inc. | Solid-oxide fuel cell system having an integrated air/fuel manifold |
| JP2005521222A (ja) * | 2002-03-18 | 2005-07-14 | ユーティーシー フューエル セルズ，エルエルシー | 電池スタックアッセンブリに一体化された空調補助方式の水回収装置 |
| JP2006512731A (ja) * | 2002-12-24 | 2006-04-13 | フュエルセル エナジー， インコーポレイテッド | 熱交換器を内蔵する燃料電池端部ユニット |
| JP2008021596A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質形燃料電池モジュール |
| JP2008021595A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質形燃料電池モジュール |
| JP2009093923A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池モジュール |
| CN113782770A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-12-10 | 佛山市飞驰汽车科技有限公司 | 一种燃料电池汽车的燃料电池 |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP10583394A patent/JP3700162B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7279246B2 (en) | 2002-06-24 | 2007-10-09 | Delphi Technologies, Inc. | Solid-oxide fuel cell system having an integrated air/fuel manifold |
| JP2006512731A (ja) * | 2002-12-24 | 2006-04-13 | フュエルセル エナジー， インコーポレイテッド | 熱交換器を内蔵する燃料電池端部ユニット |
| JP2008021596A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体電解質形燃料電池モジュール |
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| CN113782770A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-12-10 | 佛山市飞驰汽车科技有限公司 | 一种燃料电池汽车的燃料电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3700162B2 (ja) | 2005-09-28 |
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