JPH117974A - 中、大容量燃料電池発電装置 - Google Patents

中、大容量燃料電池発電装置

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JPH117974A
JPH117974A JP9161109A JP16110997A JPH117974A JP H117974 A JPH117974 A JP H117974A JP 9161109 A JP9161109 A JP 9161109A JP 16110997 A JP16110997 A JP 16110997A JP H117974 A JPH117974 A JP H117974A
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JP
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fuel cell
fuel
series
stack
air
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JP9161109A
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Hiroshi Horiuchi
弘志 堀内
Masaru Ogawa
賢 小川
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Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • Y02E60/50Fuel cells

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 分散配置用電源としての集合型燃料電池スタ
ックプラントを設計する上で、ガス配管の組合せと電気
的接続の組合せを適正化する。 【解決手段】 複数台の燃料電池スタックより構成され
る燃料電池スタック群の燃料配管及び空気配管の接続
を、直列と並列とを組み合わせて連結して燃料ガス及び
空気を前記燃料電池スタックに供給し、しかも前記スタ
ック群の電気的接続を前記燃料配管及び空気配管の接続
方法に対応させて並列と直列の組み合わせにより構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、発電容量が中、大
容量規模の燃料電池発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】1MW級以上の分散配置燃料電池では、
1スタックの発電容量が500kW〜800kW程度で
あるために、一つの燃料電池発電装置に複数台の燃料電
池スタックを設置することになる。
【0003】一般的に、分散配置電源は都市近郊に設置
されることから、その設置面積を最小限にする必要があ
る。設置面積低減を目的としたコンパクト化を行うため
には、複数台の燃料電池スタック間で配管連結を行い、
配管引き回しに必要な空間面積をできるだけ減らすこと
が不可欠となる。
【0004】一方、中、大容量燃料電池発電装置向けの
燃料電池スタックは、1スタックで可及的に大きな容量
の発電能力を持つことが望ましい。そのために、1m2
級の大面積の電極面積を有する電池を採用しており、1
スタック当たりの発電電流容量は2、000A以上にも
なる。
【0005】特開昭59−149662号公報に記載さ
れた従来例では、図8に示すように、複数台の燃料電池
スタックの燃料供給配管を全て直列に連結し、空気配管
は個々のスタックに全て並列に接続した上で、電気的に
並列に接続している。この場合には、以下の問題があ
る。
【0006】(1) 電気的に並列に接続されるスタッ
ク数が多く、総電流容量が過大になる。1スタック当た
りで2、000A以上の電流容量であり、全てのスタッ
クを並列にするため総電流用量はスタック台数分の積に
なり、数MW級の発電装置では、10KA以上の過大な
電流容量になる。そのため、配線抵抗ロスによる発電効
率低下やインバータ装置コストの増大が問題であった。
【0007】(2) 電池内流路圧損が過大になる。特
に、常圧動作の燃料電池発電装置で問題になる。1m2
級の電池では、燃料ガスの電池内流路圧損は200mm
Aq程度であり、燃料ガスを全て直列にした場合の全流
路圧損は、個々のスタック内流路圧損のスタック台数分
の積になり、数MW級の発電装置では、1、000mm
Aqを越える圧力損失を生じる。その圧力損失分だけ、
最も上流に位置するスタックの燃料入口圧力が増大する
ことになり、電池マニホールドヘッダからのガスのリー
ク量増大が問題であった。
【0008】また、特開昭59−149663号公報に
記載された従来例では、図9に示すように、空気配管と
燃料配管とを直列に連結し、しかもそれらを電気的に直
列接続している。この場合には、次の問題がある。
【0009】(3) 空気配管を直列接続すると共に電
気配線も直列接続するので、下流スタックの特性が低下
する。スタック間で空気配管を直列に接続した場合、下
流スタックほど低濃度の酸素が供給されるため、セル特
性が低下する。それにも拘わらず、電気的に直列接続さ
せてしまうと、濃度の異なる酸素が供給されているスタ
ック間で同じ電流が流れることになり、下流側におい
て、特性の低いスタックで特性低下を引き起こし、セル
を損傷させるという問題がある。
【0010】(4) 電池内流路圧損が過大になる。空
気配管を直列接続すると、燃料ガスより粘度の低い空気
では、燃料の場合よりも更に電池内圧力損失増大が顕著
になり、数MW級の発電装置では、事実上採用すること
ができないほどの圧力上昇を引き起こす。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来例
では、複数台のスタックを連結する方法として、単純な
直列、並列接続の方法を採っており、そのために総電流
容量の増大や圧損増大、特性低下などの問題点がある。
【0012】この発明は上述したような問題点を解決す
るためになされたものであり、複数台のスタックを過大
な圧損増大や電流容量の増大を引き起こすことなしに連
結することが可能であるとともに、セル特性の低下を防
止するために、スタック間の電気的接続を適正化するこ
とにより、発電効率の低下や信頼性の低下を惹起するこ
となく全体構成をコンパクト化し得る燃料電池発電装置
を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る燃料電池発電装置は、複数台の燃料電池スタックより
構成される燃料電池スタック群の燃料配管及び空気配管
の接続を、直列と並列とを組み合わせて連結して燃料ガ
ス及び空気を前記燃料電池スタックに供給し、しかも前
記スタック群の電気的接続を前記燃料配管及び空気配管
の接続方法に対応させて並列と直列の組み合わせにより
構成したものである。
【0014】このような構成により、燃料電池スタック
群の燃料配管及び空気配管の接続を直列と並列との組み
合わせにより行って、燃料ガス及び空気を燃料電池スタ
ックに供給し、しかも各スタック群の電気的接続を、燃
料配管及び空気配管の接続方法に対応させて並列と直列
の組み合わせにより構成することにより、過大な圧損増
大や電流容量の増大を引き起こすことなしに連結するこ
とができるとともに、セル特性の低下を防止することが
できるため、スタック間の電気的接続を適正化すること
により、発電効率の低下や信頼性の低下なしに発電装置
をコンパクト化することができる。
【0015】この発明の請求項2に係る燃料電池発電装
置は、スタック群が、最小単位として、2台の燃料電池
スタックより構成され、それらの燃料電池スタックの空
気配管を直列に接続すると共に燃料配管を並列に接続
し、しかもそれらの燃料電池スタックを電気的には並列
に接続したものである。
【0016】この発明の請求項3に係る燃料電池発電装
置は、スタック群が、最小単位として、2台の燃料電池
スタックより構成され、それらの燃料電池スタックの燃
料配管を直列に接続する共に空気配管を並列に接続し、
しかもそれらの燃料電池スタックを電気的には直列に接
続したものである。
【0017】この発明の請求項4に係る燃料電池発電装
置は、スタック群が、最小単位として、4台の燃料電池
スタックより構成され、各燃料電池スタックの燃料配管
と空気配管を格子状に接続し、しかも前記空気配管を直
列に接続した燃料電池スタックは電気的に並列に接続
し、前記燃料配管を直列に接続した燃料電池スタックは
電気的に直列に接続したものである。
【0018】この発明の請求項5に係る燃料電池発電装
置は、最小単位を構成するスタック群を複数接続して構
成され、各々の前記最小単位のスタック群間の前記燃料
配管及び前記空気配管を並列に接続し、しかも電気的に
は前記最小単位のスタック群間を直列に接続したもので
ある。
【0019】この発明の請求項6に係る燃料電池発電装
置は、燃料配管あるいは空気配管を直列に連結されたス
タック間において、燃料配管あるいは空気配管の上流側
のスタックのガス出口マニホールドと下流側のガス入口
マニホールドとを共通化させたものである。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。
【0021】実施の形態1.先ず、図1は本発明の実施
の形態1による中、大容量燃料電池発電装置を示す概略
構成図である。図1において、中、大容量燃料電池発電
装置は2つの燃料電池スタック1−a、1−bを備え、
これらの燃料電池スタック1−a、1−bは、空気配管
2を直列に連結し、燃料配管3を並列に接続した上で、
電気的に並列に接続されており、空気側の配管の引き回
し空間を低減することができる。図1の(a)は空気配
管2及び燃料配管3の接続方法を表したものであり、図
1の(b)は各々のスタック1−a、1−bの電気的な
接続方法を表したものである。
【0022】次にその動作原理について説明する。ま
ず、「電気化学誌第64巻6号」に記載されているよう
に、燃料電池の面内の反応分布に関する発明者らの研究
により、セル面内において電流密度分布が存在している
ことが明らかにされている。その様子を図10に示す。
図10は燃料電池セル面内を、短冊状に空気入口から空
気出口まで十分割し、その短冊領域内の各々の電流密度
分布を計算したものである。すなわち、セル全体の平均
電流密度で300mA/cm2で動作している燃料電池
セルにおいては、空気入口領域では、平均値の1.5倍
の450mA/cm2まで電流密度が増大しており、空
気出口領域では、平均値の2/3倍の200mA/cm
2に減少していることが示されている。この図10は燃
料利用率80%、空気利用率60%で動作させた場合の
電流密度分布である。空気利用率が更に高くなった場合
には、酸素濃度の勾配が増大するため、さらに電流密度
分布が大きく(空気入口と出口の電流密度の差が拡大)
なる特徴がある。
【0023】こうした電流密度分布が生じる原因は、燃
料電池電極の活性が酸素濃度に大きく依存することにあ
る。空気入口から供給された空気は、セル内部の反応に
より酸素が消費されていき、酸素濃度が低下している。
酸素濃度の低下は空気入口から空気出口に向かう勾配を
作り、空気入口ほど酸素濃度が高く、空気出口ほど酸素
濃度が小さくなっている。電極活性が酸素濃度に依存す
るため、空気入口は電極活性が高く、空気出口は電極活
性が低くなる。セル面内では、電気的に並列接続された
無数のメッシュセルの接続回路として見ることができ、
並列回路のため、セル面内を構成する全てのメッシュセ
ルの電位は等電位に保持される。活性が異なる電池を並
列に接続した場合、活性の高い電池に流れる電流が大き
く、活性の低い電池に流れる電流が小さくなって平衡化
する。そのために、図10に示すような電流密度分布が
発生すると説明できる。
【0024】こうした現象は、単一スタック内でのセル
面内においてばかりでなく、複数のスタックに空気配管
を直列に接続した場合にも起こる。図1に示すように、
2台のスタック1−a、1−bの空気配管2を直列に連
結させて空気を直列に流した場合、上流側のスタック1
−aでは酸素濃度が高く、下流側のスタック1−bでは
酸素濃度が低くなる。もし、上記従来例のように、この
状態で各々のスタック1−a、1−bを電気的にも直列
に接続した場合、直列接続のため同じ電流が両スタック
1−a、1−bに流れることになる。上述したように、
電極活性が酸素濃度に依存する性質を持っているため、
電極活性の低い下流スタック1−bと電極活性の高い上
流スタック1−aとに、同じ電流が流されてしまうこと
になる。そのために下流側のスタック1−bが過負荷状
態となり、下流側のスタック1−bで過剰に特性低下が
起きてしまう。このように、電極活性が酸素濃度に依存
するという基本的な性質を無視した場合、発電効率にも
寿命特性にも悪影響を及ぼすことになる。
【0025】そのため、酸素濃度の低い下流側では電流
が小さく、酸素濃度が高い上流側では電流が大きくなる
ようにして、適正な電流密度分配がなされるようにする
必要がある。こうしたことから、本実施の形態1のよう
に、各々のスタック1−a、1−bを電気的に並列に接
続して、酸素濃度に見合った電流負担がなされるように
電気的に接続して、下流側の過負荷を防止する。
【0026】次に、その効果について説明する。図2に
小型セルによる比較評価試験の結果の一例を示す。図2
では、2台の小型セルを用いて空気配管2を直列に連結
し、燃料配管3は並列に接続したものであり、従来例の
ように電気的に直列に接続した場合と、本実施の形態1
のように電気的に並列に接続した場合との、2台のセル
の電圧の経時変化を示すものである。図2から明らかな
ように、空気配管2を直列に連結した上で電気的に直列
に接続した場合には、下流側のセルは過負荷が掛かって
いるために電圧の低下が大きく寿命特性が低い。そのた
め、全体の平均電圧の低下が電気的に直列に接続した場
合は早くなる。本実施の形態1のように並列に接続した
場合は、酸素濃度に見合った負荷しか掛からないため、
過負荷にならず下流セルの特性低下を防ぐことができて
いることが確認された。
【0027】実施の形態2.なお、上記実施の形態1で
は、空気配管2を直列に連結して燃料配管3は並列に接
続した上で、電気的に並列に接続する場合について述べ
たが、本発明の実施の形態2では、図3に示すように、
燃料配管3を直列に連結することにより、燃料側の配管
の引き回し空間を低減することができる。
【0028】図3において、1−a、1−cは燃料電池
スタックを表す。図3の(a)は空気配管2及び燃料配
管3の接続方法を表したものであり、図3の(b)は各
々のスタック1−a、1−bの電気的な接続方法を表し
たものである。
【0029】次にその動作原理について説明する。燃料
電池の寿命安定性のためには、燃料ガスの水素の安定供
給が不可欠である。もし、セル内で水素の不足する領域
が発生した場合は、直ちに電極の腐食を生じて著しい特
性低下を引き起こしてしまう。そのために、従来から単
一のスタック内で、セル面内の燃料流路を2〜3分割し
て燃料をリターンさせて流す「リターンフロー」と呼ば
れる方式や、スタックの上下を分割して上部スタックに
一度燃料を流した後でその排ガスを下部スタックに供給
する「シリアルフロー」と呼ばれる方式などが採用され
てきた。これらはいずれも単位面積当たりの燃料実効利
用率を低減させることにより、セル面内の水素欠乏領域
の発生を防止するために考案されてきたものである。こ
のような方式は単一のスタックに必要なものであるが、
複数スタックで構成される燃料電池発電装置で、各々の
スタックにこうした方式を採用することは無駄である。
【0030】こうしたことから、燃料配管3を直列に連
結することでコンパクト化を図れる上に、上述のような
燃料実効利用率の低減効果をもたらして、電池寿命の向
上を図ることができる。
【0031】次にその効果について説明する。図4に2
つのスタック1−a、1−bの空気配管2を並列に接続
し、電気的に直列に接続した状態で、燃料配管3を並列
に接続した場合と直列に接続した場合の実効の燃料利用
率の状態を示す。全体の燃料利用率を80%に設定した
場合、並列接続の際は各々のスタック1−a、1−bで
同じ80%利用率になっている。これに対し、燃料配管
3を直列に接続した場合は、上流側は実効利用率で40
%に、下流側でも実効利用率で67%にまで低減できる
ことが判る。
【0032】この場合、電気的に直列に接続しても、実
効利用率が十分に低減されて水素欠乏の心配がない。し
かも、電極活性が酸素濃度に依存しても水素濃度には殆
ど依存しないことが判っているので、燃料直列連結の場
合の上流側と下流側とで電極活性が顕著に変わることは
ない。そのため、並列に連結しても両スタックで殆ど同
じ電流が流れるので、電気的に並列に接続する意義がな
い。むしろ、電気的に並列化することにより、総電流上
昇による配線ロスやインバータ容量増大などの弊害が無
視できなくなるため、燃料配管3を直列に連結したスタ
ック間では電気的に直列に接続した方が有利である。
【0033】このように、燃料配管3を直列に連結した
ことで、コンパクト化が図れる上に、燃料実効利用率を
低減できて電池寿命の向上を図ることができ、しかも電
気的に直列に接続することにより配線ロスやインバータ
容量増大などの弊害を抑制することができる。
【0034】実施の形態3.なお、上記実施の形態1で
は、空気配管2を直列に連結して燃料配管3は並列に接
続した上で、電気的に並列に接続する場合について、上
記実施の形態2では、燃料配管3を直列に連結し空気配
管2を並列に接続した上で、電気的に直列に接続する場
合についてそれぞれ述べたが、本発明の実施の形態3で
は、この2つの方式を組み合わせて、図5に示すよう
に、空気配管2も燃料配管3も直列に連結するようにし
たので、空気側の配管も燃料側の配管も両方ともその引
き回し空間を低減することができ、さらにコンパクト化
が図れる。
【0035】図5における1−a、1−b、1−c、1
−dは燃料電池スタックを表す。図5の(b)は空気配
管2及び燃料配管3の接続方法を表したものであり、図
5の(b)は各々のスタック1−a、1−b、1−c、
1−dの電気的な接続方法を表したものである。
【0036】次にその動作について説明する。空気配管
2を直列に接続するため、前記実施の形態1で述べたよ
うに連結した各々のスタック1−a、1−b、1−c、
1−dについては電気的に並列に接続する。この連結ス
タックを2系列並べて燃料配管3を空気上流と空気下流
に分けて並列に供給した上で、空気上流同士、空気下流
同士のスタック群の燃料配管3を直列に連結し、電気的
にも直列に接続している。
【0037】このような接続をとることで、実施の形態
1と実施の形態2に示す効果を持たせた上で、さらにコ
ンパクト化を図ることができる。
【0038】実施の形態4.上記実施の形態1、実施の
形態2及び実施の形態3では、2から4台のスタックの
連結方法について述べたが、本発明の実施の形態4は、
大容量燃料電池設備を構成するために最適な接続方法を
示したものである。
【0039】数MW以上の規模の大容量の燃料電池発電
装置では、十数台の燃料電池群を組み合わせたものにな
るため、その最適な組合せが必要となる。
【0040】組合せに関する制限項目としては次の要件
がある。 (1) 電気的に並列化させると総電流量が増大するの
で、できるだけ直列化したい。 (2) ガス配管を連結させるとコンパクト化できるが
ガス流路圧損が増大する。圧損が1、000mmAqを
越えると、マニホールドヘッダのシール性能向上が必要
となるため、コスト増になる。 (3) 空気側配管を連結させる場合には、電気的に並
列化させなければならない。 燃料側配管を連結させる場合には、電気的に並列化する
必要はない。
【0041】大容量燃料電池設備に用いる電池スタック
セルは1m2級の大面積セルであり、流路長が1mもあ
るため、ガス流路の圧損は1スタック当たりで300m
mAq程にもなる。そのため、マニホールドヘッダのシ
ール性能向上のための強固なシール構造を与える高コス
ト構造をとるのは避けるべきであり、むしろ連結台数を
最大でも3台連結程度までに抑制することが望ましい。
【0042】以上のような観点から、十数台規模の燃料
電池発電装置における接続方法としては、実施の形態
1、実施の形態2及び実施の形態3で示されたスタック
群を、ガス配管は各々のスタック群に対して並列に、且
つ電気的には各々のスタック群間で直列に接続すること
が望ましい。
【0043】図6に本発明の実施の形態4を示す。この
実施の形態4は、実施の形態3を基本スタック群モジュ
ールとして組み合わせたものであり、スタック群1とス
タック群2とで電気的には直列に、ガスは並列に供給す
ることで、実施の形態3の利点を生かしながらコンパク
トな配置を実現できるようになる。このように接続する
ことにより、例えば単機500kWのスタックを使う場
合には、4台の組合せにより構成されるモジュールのた
めに2MW単位の発電容量となる。そのため、発電容量
が2MW単位でしか規定できないという制限はあるが、
コンパクト化を図った上で寿命安定性を得ることができ
る。
【0044】実施の形態5.上記実施の形態1、実施の
形態2、実施の形態3及び実施の形態4では、複数台の
スタックの連結方法について述べたが、本発明の実施の
形態5は、連結の際に一層コンパクト化が図れる方法を
示したものである。この実施の形態5を図7に示す。図
7において、9は燃料ガスの入口マニホールドヘッダ、
4は燃料ガスの連結マニホールドヘッダ、5は燃料ガス
の出口マニホールドヘッダを示す。また、6は空気の入
口マニホールドヘッダ、7は空気の連結マニホールドヘ
ッダ、8は空気の出口マニホールドヘッダを示す。
【0045】図7のように接続することで、スタック連
結部分のマニホールド数を削減できるため、設置面積が
低減できる。なお、電気的な接続については、集電板や
押さえ板などを共通化するのは、メンテナンス上で問題
が生じるため、これらについては各々のスタック毎に個
別に取り付けることになる。
【0046】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、次のような優れた効果が達成されるものである。
【0047】請求項1の発明によれば、燃料電池スタッ
ク群の燃料配管及び空気配管の接続を直列と並列との組
み合わせにより行って、燃料ガス及び空気を燃料電池ス
タックに供給し、しかも各スタック群の電気的接続を、
燃料配管及び空気配管の接続方法に対応させて並列と直
列の組み合わせにより構成することにより、過大な圧損
増大や電流容量の増大を引き起こすことなしに連結する
ことができるとともに、セル特性の低下を防止すること
ができ、従って、スタック間の電気的接続を適正化する
ことにより、発電効率の低下や信頼性の低下なしに発電
装置をコンパクト化することができる。
【0048】請求項2の発明によれば、スタック群が、
最小単位として、2台の燃料電池スタックより構成さ
れ、それらの燃料電池スタックの空気配管を直列に接続
すると共に燃料配管を並列に接続し、しかもそれらの燃
料電池スタックを電気的には並列に接続したので、下流
側のセル(下流側燃料電池スタック)には、酸素濃度に
見合った負荷しか掛からないため過負荷にならず、下流
側のセルの特性低下を防ぐことができる。
【0049】請求項3の発明によれば、スタック群が、
最小単位として、2台の燃料電池スタックより構成さ
れ、それらの燃料電池スタックの燃料配管を直列に接続
する共に空気配管を並列に接続し、しかもそれらの燃料
電池スタックを電気的には直列に接続したので、装置全
体のコンパクト化が図れる上に、燃料実効利用率を低減
できて電池寿命の向上を図ることができ、しかも燃料電
池スタックを電気的に直列に接続することにより配線ロ
スやインバータ容量増大などの弊害を抑制することがで
きる。
【0050】請求項4の発明によれば、スタック群が、
最小単位として、4台の燃料電池スタックより構成さ
れ、各燃料電池スタックの燃料配管と空気配管を格子状
に接続し、しかも前記空気配管を直列に接続した燃料電
池スタックは電気的に並列に接続し、前記燃料配管を直
列に接続した燃料電池スタックは電気的に直列に接続し
たので、装置全体の更なるコンパクト化を図ることがで
きる。
【0051】請求項5の発明によれば、最小単位を構成
するスタック群を複数接続して構成され、各々の前記最
小単位のスタック群間の前記燃料配管及び前記空気配管
を並列に接続し、しかも電気的には前記最小単位のスタ
ック群間を直列に接続したので、特に、大容量燃料電池
設備において、装置のコンパクト化を図った上で寿命安
定性を得ることができる。
【0052】請求項6の発明によれば、燃料配管あるい
は空気配管を直列に連結されたスタック間において、燃
料配管あるいは空気配管の上流側のスタックのガス出口
マニホールドと下流側のガス入口マニホールドとを共通
化させたので、スタック連結部分のマニホールド数を削
減でき、従って設置面積を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による中、大容量燃料
電池発電装置の概略構成図である。
【図2】 実施の形態1の効果を示すグラフである。
【図3】 本発明の実施の形態2による中、大容量燃料
電池発電装置の概略構成図である。
【図4】 実施の形態2による燃料実行利用率低減効果
を示すグラフである。
【図5】 本発明の実施の形態3による中、大容量燃料
電池発電装置の概略構成図である。
【図6】 本発明の実施の形態4による中、大容量燃料
電池発電装置の概略構成図である。
【図7】 本発明の実施の形態5による中、大容量燃料
電池発電装置の概略構成図である。
【図8】 従来の中、大容量燃料電池発電装置の概略構
成図である。
【図9】 従来の他の中、大容量燃料電池発電装置の概
略構成図である。
【図10】 従来の中、大容量燃料電池発電装置の動作
原理を示す図である。
【符号の説明】
1−a、1−b、1−c、1−d 燃料電池スタック、
2 空気配管、3 燃料配管、4 燃料ガスの連結マニ
ホールドヘッダ、5 燃料ガスの出口マニホールドヘッ
ダ、6 空気の入口マニホールドヘッダ、7 空気の連
結マニホールドヘッダ、8 空気の出口マニホールドヘ
ッダ、9 燃料ガスの入口マニホールドヘッダ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の燃料電池スタックを接続してなる
    燃料電池スタック群により構成される燃料電池発電装置
    において、 前記スタック群の燃料配管及び空気配管の接続を、直列
    と並列とを組み合わせて連結して燃料ガス及び空気を前
    記燃料電池スタックに供給し、しかも前記スタック群の
    電気的接続を前記燃料配管及び空気配管の接続方法に対
    応させて並列と直列の組み合わせにより構成したことを
    特徴とする中、大容量燃料電池発電装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記スタック群が、
    最小単位として、2台の燃料電池スタックより構成さ
    れ、それらの燃料電池スタックの空気配管を直列に接続
    すると共に燃料配管を並列に接続し、しかもそれらの燃
    料電池スタックを電気的には並列に接続したことを特徴
    とする中、大容量燃料電池発電装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記スタック群が、
    最小単位として、2台の燃料電池スタックより構成さ
    れ、それらの燃料電池スタックの燃料配管を直列に接続
    する共に空気配管を並列に接続し、しかもそれらの燃料
    電池スタックを電気的には直列に接続したことを特徴と
    する中、大容量燃料電池発電装置。
  4. 【請求項4】 請求項1において、前記スタック群が、
    最小単位として、4台の燃料電池スタックより構成さ
    れ、各燃料電池スタックの燃料配管と空気配管を格子状
    に接続し、しかも前記空気配管を直列に接続した燃料電
    池スタックは電気的に並列に接続し、前記燃料配管を直
    列に接続した燃料電池スタックは電気的に直列に接続し
    たことを特徴とする中、大容量燃料電池発電装置。
  5. 【請求項5】 請求項2乃至4のいずれかにおいて、前
    記燃料電池発電装置は前記最小単位を構成するスタック
    群を複数接続して構成され、各々の前記最小単位のスタ
    ック群間の前記燃料配管及び前記空気配管を並列に接続
    し、しかも電気的には前記最小単位のスタック群間を直
    列に接続したことを特徴とする中、大容量燃料電池発電
    装置。
  6. 【請求項6】 請求項2乃至4のいずれかにおいて、前
    記燃料配管あるいは前記空気配管を直列に連結されたス
    タック間において、前記燃料配管あるいは前記空気配管
    の上流側のスタックのガス出口マニホールドと下流側の
    ガス入口マニホールドとを共通化させたことを特徴とす
    る中、大容量燃料電池発電装置。
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