JPS63168970A - Cooling device for fuel cell - Google Patents

Cooling device for fuel cell

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JPS63168970A
JPS63168970A JP62000193A JP19387A JPS63168970A JP S63168970 A JPS63168970 A JP S63168970A JP 62000193 A JP62000193 A JP 62000193A JP 19387 A JP19387 A JP 19387A JP S63168970 A JPS63168970 A JP S63168970A
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JP
Japan
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gas
anode
fuel
fuel gas
cathode
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JP62000193A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Yoshida
敏明 吉田
Masaaki Toi
遠井 正明
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04089Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
    • H01M8/04097Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with recycling of the reactants
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
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    • H01M8/04014Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • 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
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Abstract

PURPOSE:To realize the reduction of the oxidation gas flow for cooling, by furnishing a recirculation line to lead a part of a fuel gas released from an anode to the gas feeding side, and furnishing a cooler at the recirculation line to recirculate and to cool the fuel gas. CONSTITUTION:At an anode 3 side, a recirculation line 31 is furnished to recirculate a part of a fuel gas FG released from the anode 3 to the gas feeding side, and on the way of the recirculation line 31, a blower 32 and a cooler for the recirculation purpose are furnished, while more fuel gas responding to the amount of the recirculation fuel gas flow is fed to the anode 3 side. In such a composition, the heating value which is cooled by the cooler at the cathode side conventionally can be cooled by the cooler 33 at the anode side, and in compliance with this the recirculation flow at the cathode 2 side can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は燃料の有する化学エネルギーを直接電気エネル
ギーに変換させるエネルギ一部門で用いる燃料電池の冷
却装置に関するもので、特に、燃料極側のガスを冷却す
ることによって冷却用として多く流されているカソード
側のガスの量を減少できるようにした燃料電池の冷却装
置に関するものでおる。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a cooling device for a fuel cell used in the energy sector that directly converts chemical energy contained in fuel into electrical energy. This invention relates to a cooling device for a fuel cell that can reduce the amount of gas on the cathode side, which is often used for cooling, by cooling the cathode.

[従来の技術] 現在までに提案されている溶融炭酸塩型燃料電池として
は、第3図に示す如きものがある。
[Prior Art] Among the molten carbonate fuel cells that have been proposed to date, there is one as shown in FIG.

すなわち、溶融炭酸塩を多孔質物質に浸み込ませてなる
電解質板(タイル)1を、カソード(M累積)2とアノ
ード(燃料極)3とで両面から挾み、カソード2側に酸
化ガスOGを供給すると共にアノード3側に燃料ガス(
水素ガス)FGを供給することによりカソード2とアノ
ード3との間で発生する電位差により発電が行われるよ
うにしたものを1セル■とし、各セル■をセパレータ4
を介して多段に積層した構成のものがある。
That is, an electrolyte plate (tile) 1 made of porous material impregnated with molten carbonate is sandwiched between a cathode (M cumulative) 2 and an anode (fuel electrode) 3 from both sides, and an oxidizing gas is applied to the cathode 2 side. While supplying OG, fuel gas (
A cell in which electricity is generated by the potential difference generated between the cathode 2 and anode 3 by supplying FG (hydrogen gas) is called one cell ■, and each cell ■ is separated by a separator 4.
Some have a structure in which they are laminated in multiple stages with .

上記溶融炭酸塩型燃料電池に使用する燃料ガスに天然ガ
スを改質して用いる場合の発電システム、すなわち、天
然ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池発電システムは、第4
図に示ずように、燃料電池を構成するカソード2側には
酸化ガスを供給するため、空気Aを多段圧縮機5,7で
圧縮した後、空気予熱器8で予熱し、ライン9よりカソ
ード2に供給すると共に、一部を改質器11に分岐ライ
ン10により供給し、カソード2から排出されたガスは
、ライン12を経てターご゛ン13に導き、更に、上記
空気予熱器8を通し排出させるようにしてある。一方、
アノード3から排出されたガスには水分が含まれている
ため、このアノード3から出た燃料ガス中の水分を一部
ガスと分離した後に、分離した水を再び系統内に入れる
ようにしている。そのために、アノード3から排出され
た燃料ガスは、冷却されたガスとの熱交換器14を通し
た後、天然ガスNGと熱交換させる予熱器15.16 
、蒸発器17を通し、凝縮器18で冷却し凝縮して気液
分離器19にてガスと水とに分離し、ガスはブロワ20
にて上記熱交換器14へのライン21を通して改質器1
1の燃焼ガスとして使用するようにし、水(H2O)は
ポンプ22で加圧されて給水加熱器23へ送られ、ここ
で加熱されて蒸気としてライン24、蒸発器17を経て
改質器11の入口側に供給されて天然ガスと混ぜられる
ようにしてあり、改質器11で製造された燃料ガスは配
管25より各セルのアノード3に、又、改質器11から
排出された酸化ガスは、前記ライン9を流れるガスとと
もに燃料電池の各セルのカソード2にそれぞれ供給され
るようにしである。
The power generation system in which the fuel gas used in the molten carbonate fuel cell is modified from natural gas, that is, the natural gas reformed molten carbonate fuel cell power generation system is the fourth
As shown in the figure, in order to supply oxidizing gas to the cathode 2 side constituting the fuel cell, air A is compressed by multi-stage compressors 5 and 7, preheated by an air preheater 8, and then supplied to the cathode through line 9. The gas discharged from the cathode 2 is led to the turbine 13 via the line 12, and is further supplied to the air preheater 8. It is designed to be discharged through. on the other hand,
Since the gas discharged from the anode 3 contains moisture, some of the moisture in the fuel gas discharged from the anode 3 is separated from the gas, and then the separated water is reintroduced into the system. . For this purpose, the fuel gas discharged from the anode 3 passes through a heat exchanger 14 with the cooled gas and then into a preheater 15, 16 where it is exchanged with natural gas NG.
, passed through an evaporator 17, cooled and condensed in a condenser 18, and separated into gas and water in a gas-liquid separator 19. The gas is passed through a blower 20.
The reformer 1 is passed through the line 21 to the heat exchanger 14 at
Water (H2O) is pressurized by a pump 22 and sent to a feed water heater 23, where it is heated and turned into steam through a line 24 and an evaporator 17 to the reformer 11. The fuel gas produced in the reformer 11 is supplied to the inlet side and mixed with natural gas, and the fuel gas produced in the reformer 11 is supplied to the anode 3 of each cell through the pipe 25, and the oxidizing gas discharged from the reformer 11 is supplied to the anode 3 of each cell. , and are supplied to the cathode 2 of each cell of the fuel cell together with the gas flowing through the line 9.

上記各段のセル■に供給される酸化ガスOGと燃料ガス
FGは、その50%が発電、残り50%が発熱される。
50% of the oxidizing gas OG and fuel gas FG supplied to the cells (2) in each stage generate electricity, and the remaining 50% generate heat.

そのため、発生する熱を冷却することが必要であり、こ
の冷却媒体として従来は酸化ガスOGを利用する考え方
が採られていたため、1セル■を構成する電解質板1を
挾んで流される燃料ガスFGと酸化ガスOGの流量比は
、天然ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池で1:10位、石
炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池では1;5位となってい
た。すなわち、現在の天然ガス改質溶融炭酸塩型燃料電
池では、第5図に示す如くカソード入口酸化ガス温度の
予熱を兼ね再循環ライン26に設けた再循環用ブロワ2
7によりカソード2から排出される酸化ガスOGの一部
を供給側に戻すことによって、原則的には酸化ガス側の
みで電池を冷却するようにしているので、電池内の流量
は燃料ガスに比して酸化ガスの流量は10倍位になって
いる。又、石炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池では、第6
図に示す如く、アノード3人口での炭素析出防止の観点
からアノード側の燃料ガスを一部再循環させるようにし
ているので、燃料ガス側も一部電池の冷却機能をもつこ
とになり電池内の燃料ガスと酸化ガスの流量比は1:5
位になっている。30は冷却器である。
Therefore, it is necessary to cool the generated heat, and the conventional idea was to use oxidizing gas OG as this cooling medium. The flow ratio of oxidizing gas and OG was 1:10 in the natural gas reforming molten carbonate fuel cell, and 1:5 in the coal gasification molten carbonate fuel cell. That is, in the current natural gas reforming molten carbonate fuel cell, as shown in FIG.
By returning a part of the oxidizing gas OG discharged from the cathode 2 to the supply side by 7, the cell is basically cooled only on the oxidizing gas side, so the flow rate inside the cell is lower than that of the fuel gas. Therefore, the flow rate of oxidizing gas is about 10 times higher. In addition, in coal gasification molten carbonate fuel cells, the sixth
As shown in the figure, part of the fuel gas on the anode side is recirculated from the perspective of preventing carbon deposition at the anode 3, so the fuel gas side also has a part of the cooling function for the battery, so it is inside the battery. The flow rate ratio of fuel gas and oxidizing gas is 1:5.
It is in the position. 30 is a cooler.

一方、積層型燃料電池のセパレータ4は、各セル■を仕
切って各セルエ毎に酸化ガスOGと燃料ガスFGを流せ
るようにすると共に、カソード2とアノード3を電解質
板1に均一に押し付ける機能を有するものであるため、
その表裏両面には燃料ガスFGを流すためのガス通路と
酸化ガスOGを流すためのガス通路とが別個に形成され
、表面側がアノード3に接する場合には表面側には燃料
ガスFGのみが一端側から他端側へ流され、裏面側には
酸化ガスOGのみが一端側から他端側へ流されるように
しである。
On the other hand, the separator 4 of the stacked fuel cell has the function of partitioning each cell (2) to allow the oxidizing gas OG and fuel gas FG to flow in each cell, and also to uniformly press the cathode 2 and anode 3 against the electrolyte plate 1. Because it has
A gas passage for flowing the fuel gas FG and a gas passage for flowing the oxidizing gas OG are formed separately on both the front and back surfaces, and when the front side is in contact with the anode 3, only the fuel gas FG has one end on the front side. On the back side, only the oxidizing gas OG is allowed to flow from one end side to the other end side.

[発明が解決しようとする問題点] ところが、前記したように各セル■に供給される燃料ガ
スFGと酸化ガスOGの流量比は、現在まで1:10位
あるいは1;5位としであるため、セパレータ4を製作
するに当っては、片面の燃料ガスを流すためのガス通路
と反対面の酸化ガスを流すためのガス通路を異なる断面
積として酸化ガス側は燃料ガスの流量の10倍の量の酸
化ガスを流せるようにしなければならず、セパレータ4
をプレス成形する場合には表面側と裏面側を別個のプレ
ス機械で別々にプレス成形する必要があって2工程が必
要となる。又、エツチングによりガス通路を形成しよう
とする場合でも表裏のガス通路の断面積が異なるため、
薬液によって溶解侵食させる時間を表面側と裏面側とで
変える必要があり、成形に際しては表裏両面を同じ時間
エツチングさせた後、片面をレジストで覆って再びエツ
チングさせ、反対面の腐食量を多くするという2工程が
必要となる。そのため、セパレータ4の製作に多大な手
数がかかつており、現在では、燃料電池自体は、燃料電
池発電システムを構成する全設備費用中の30%を占め
ており、その50%近くは上記セパレータ4のコストで
占められているのが実状である。
[Problems to be Solved by the Invention] However, as described above, the flow rate ratio of the fuel gas FG and the oxidizing gas OG supplied to each cell (2) has so far been around 1:10 or 1:5. In manufacturing the separator 4, the gas passages on one side for flowing fuel gas and the gas passages for flowing oxidizing gas on the opposite side are made to have different cross-sectional areas, and the oxidizing gas side has a flow rate 10 times the flow rate of the fuel gas. It must be possible to flow an amount of oxidizing gas, and the separator 4
When press-molding, it is necessary to press-form the front side and the back side separately using separate press machines, which requires two steps. Furthermore, even when attempting to form gas passages by etching, the cross-sectional areas of the gas passages on the front and back sides are different.
It is necessary to change the time for dissolving and corroding with a chemical solution on the front side and the back side. During molding, after etching both the front and back sides for the same amount of time, one side is covered with resist and etched again to increase the amount of corrosion on the other side. Two steps are required. Therefore, it takes a lot of effort to manufacture the separator 4, and currently, the fuel cell itself accounts for 30% of the total equipment cost that makes up the fuel cell power generation system, and nearly 50% of the cost is for the separator 4. The reality is that the cost is dominated by

又、セパレータの表面側のガス通路と裏面側のガス流路
とが異なっている場合は、表裏が非対称で互換性がなく
、積層燃料電池の組立時に表裏を逆にして据付けること
は絶対的に許されず、取扱い上細心の注意を払わなけれ
ばならないという問題がおる。更に、冷却のために酸化
ガスOGの流量を多くすることはそれだけ酸化ガスを圧
縮するための空気ブロワの消費動力も高くなっている。
Also, if the gas passage on the front side of the separator is different from the gas passage on the back side, the front and back will be asymmetrical and will not be interchangeable, so it is absolutely impossible to install the stacked fuel cell upside down when assembling it. There is a problem in that it is not allowed and must be handled with great care. Furthermore, increasing the flow rate of the oxidizing gas OG for cooling also increases the power consumption of the air blower for compressing the oxidizing gas.

そこで、本発明は、前記したセパレータのコストを全体
プラント効率を下げずに現在の約半分で製作できるよう
にすると共に酸化ガスを圧縮する消費動力を低減できる
ようにしようとするものでおる。
Therefore, the present invention aims to make it possible to manufacture the above-mentioned separator at about half the current cost without lowering the overall plant efficiency, and to reduce the power consumption for compressing the oxidizing gas.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するために、電解質板をカソ
ードとアノードとで挾み、カソード側に酸化ガスを、ア
ノード側に燃料ガスをそれぞれ流すようにして発電させ
るようにしてある1セルをセパレータを介して多段に積
層してなる燃料電池の上記アノードから排出される燃料
ガスの一部を供給側に導く再循環ラインを設け、該再循
環ラインに冷却部を設けて燃料ガスを再循環させて冷却
できるようにした構成とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention includes an electrolyte plate sandwiched between a cathode and an anode, and an oxidizing gas flowing through the cathode side and a fuel gas flowing through the anode side. A recirculation line is provided to guide a part of the fuel gas discharged from the anode of the fuel cell, which is formed by stacking one cell arranged to generate electricity in multiple stages via a separator, to the supply side. A cooling section is provided to recirculate and cool the fuel gas.

[作  用] アノードから排出された燃料ガスの一部を再循環させて
これを冷却すると、再循環させられる燃料ガスによって
電池の冷却作用が行われ、カソード側の除熱を一部アノ
ード側で行うことができる。これによりカソード側に供
給される酸化ガス流量を減少することができて燃料ガス
と酸化ガスの流量比を1:1〜2・位にすることができ
、セパレータの表裏両面に形成するガス通路の断面積を
同じにすることができる。
[Function] When a part of the fuel gas discharged from the anode is recirculated and cooled, the recirculated fuel gas acts to cool the cell, and some of the heat from the cathode side is removed by the anode side. It can be carried out. As a result, the flow rate of the oxidizing gas supplied to the cathode side can be reduced, and the flow rate ratio of fuel gas and oxidizing gas can be set to about 1:1 to 2. The cross-sectional area can be made the same.

[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を天然ガス改質溶融炭酸塩型
燃料電池について示すものである。
FIG. 1 shows one embodiment of the present invention for a natural gas reforming molten carbonate fuel cell.

すなわち電解質板1の両面をカソード2とアノード3と
で挾み、カソード2側には酸化ガスOGを一端側から供
給して他端側から排出させ、又、アノード3側には燃料
ガスFGを一端側から供給して他端側から排出させるよ
うにし、且つカソード2から排出される酸化ガスOGの
一部を再循環ライン26で供給側に導き、再循環用ブロ
ワ27により酸化ガスの一部を再循環させると共に冷却
器28で再循環ガスを冷却し、カソード2側には多量の
酸化ガスを流すようにした構成において、次のような構
成とする。すなわち、アノード3側に、該アノード3か
ら排出された燃料ガスFGの一部を供給側に導いてリサ
イクルさせるための再循環ライン31を設け、該再循環
ライン31の途中に、再循環用のブロワ32と冷却器3
3を設け、アノード3側には再循環される燃料ガスの流
量分だけ多くの燃料ガスが流されるようにして、第5図
に示す従来方式においてカソード側の冷却器28で冷却
していた熱10を第1図に示すようにアノード側の冷却
器33で冷却するようにし、その分だけカソード2側の
再循環流量を従来方式に比して減少させるようにする。
That is, both sides of the electrolyte plate 1 are sandwiched between a cathode 2 and an anode 3, and an oxidizing gas OG is supplied to the cathode 2 side from one end and discharged from the other end, and a fuel gas FG is supplied to the anode 3 side. The oxidizing gas OG is supplied from one end and discharged from the other end, and a part of the oxidizing gas OG discharged from the cathode 2 is guided to the supply side by a recirculation line 26, and a part of the oxidizing gas is supplied by a recirculation blower 27. In a configuration in which the gas is recirculated, the recirculated gas is cooled by the cooler 28, and a large amount of oxidizing gas is flowed to the cathode 2 side, the following configuration is adopted. That is, a recirculation line 31 is provided on the anode 3 side for guiding a part of the fuel gas FG discharged from the anode 3 to the supply side for recycling, and a recirculation line is provided in the middle of the recirculation line 31. Blower 32 and cooler 3
3, so that as much fuel gas as the flow rate of the recirculated fuel gas flows to the anode 3 side, the heat that was cooled by the cathode side cooler 28 in the conventional method shown in FIG. 5 is removed. 10 is cooled by a cooler 33 on the anode side as shown in FIG. 1, and the recirculation flow rate on the cathode 2 side is reduced by that much compared to the conventional system.

なお、電池周辺の機構は第4図の場合と同じである。Note that the mechanism around the battery is the same as in the case of FIG. 4.

燃料電池のカソード2側に酸化ガスOGを供給すると共
にアノード3側に燃料ガスFGを供給し両電極間で発生
する電位差により発電させる場合において、アノード3
側の再循環用ブロワ32を作動させると、アノード3か
ら排出された燃料ガスFGの一部が再循環ライン31を
経て且つ冷却されてアノード3に再循環させられる。こ
れによりアノード3側を流れる燃料ガスFGの流量は、
単に発電のために流されていた現在までの燃料電池にお
ける燃料ガスの流量に比し冷却用として再循環させられ
て流される量の分だけ多くなり、その分だけカソード2
側を再循環させられる酸化ガスの流量を少なくすること
ができる。したがって、アノード3側を流れる燃料ガス
とカソード2側を流れる酸化ガスの流量比は、現在まで
の1:10から1:1〜2にすることができる。セパレ
ータ4を挾んで各セル毎の燃料ガスの流量と酸化ガスの
流量がほぼ等しくなると、セパレータ4の表裏両面に形
成するガス通路の断面積を同じにすることができて、セ
パレータ4の表面側と裏面側を対称にすることができ、
表裏両面のガス通路を同時に形成してセパレータ4を製
作することが可能となる。
In the case where oxidizing gas OG is supplied to the cathode 2 side of the fuel cell and fuel gas FG is supplied to the anode 3 side, and power is generated by the potential difference generated between both electrodes, the anode 3
When the side recirculation blower 32 is operated, a part of the fuel gas FG discharged from the anode 3 passes through the recirculation line 31 and is cooled and recirculated to the anode 3. As a result, the flow rate of the fuel gas FG flowing on the anode 3 side is
Compared to the flow rate of fuel gas in conventional fuel cells, which was simply flowed for power generation, the amount is increased by the amount that is recirculated and flowed for cooling, and the cathode 2
The flow rate of the oxidizing gas that is recirculated can be reduced. Therefore, the flow rate ratio of the fuel gas flowing on the anode 3 side and the oxidizing gas flowing on the cathode 2 side can be increased from the current 1:10 to 1:1-2. When the flow rate of fuel gas and the flow rate of oxidizing gas in each cell sandwiching the separator 4 are approximately equal, the cross-sectional area of the gas passages formed on both the front and back sides of the separator 4 can be made the same, and the surface side of the separator 4 and the back side can be made symmetrical,
It becomes possible to manufacture the separator 4 by simultaneously forming gas passages on both the front and back sides.

次に、第2図は本発明の他の実施例を示すもので、石炭
ガス化溶融炭酸塩型燃料電池において燃料ガスと酸化ガ
スの流量比を、現在までの1:5から1:1〜2位にで
きるようにしたものである。すなわち、第6図に示す現
在までの燃料電池発電システムにおけるアノード3側の
再循環ライン34の途中に冷却器35を設置し、該再循
環ライン312を流れる燃料ガスの流量を第6図におけ
る場合よりも増大させ、燃料ガスと酸化ガスの流量の比
が1:1〜2位となるように分担させ、第6図に示す酸
化ガス再循環流量を大幅に減少させるようにしたもので
ある。
Next, FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which the flow rate ratio of fuel gas and oxidizing gas is changed from 1:5 to 1:1 in a coal gasification molten carbonate fuel cell. This allowed him to come in second place. That is, in the conventional fuel cell power generation system shown in FIG. 6, a cooler 35 is installed in the middle of the recirculation line 34 on the anode 3 side, and the flow rate of the fuel gas flowing through the recirculation line 312 is adjusted as shown in FIG. The ratio of the flow rates of fuel gas and oxidizing gas is increased to 1:1 to 2, and the oxidizing gas recirculation flow rate shown in FIG. 6 is significantly reduced.

アノード3側の燃料ガスFGの再循環率を上げると、ア
ノード3側を一端側から他端側へ流れる燃料ガスの流量
が増大するため、該アノード3側を流れる燃料ガスで電
池の冷却作用が行われ、カソード2側の除熱を一部アノ
ード3側で行うことが可能となり、カソード2側の酸化
ガスの再循環量を減少できてアノード側の燃料ガスとカ
ンード側の酸化ガスの流量比を、前記したように従来の
1:5から1;1〜2にすることができる。これに伴な
いセパレータは表裏両面を対称的にすることができて、
それだけ容易に製作することが可能となる。
When the recirculation rate of the fuel gas FG on the anode 3 side is increased, the flow rate of the fuel gas flowing on the anode 3 side from one end side to the other end side increases, so that the fuel gas flowing on the anode 3 side has a cooling effect on the cell. This makes it possible to perform part of the heat removal on the cathode 2 side on the anode 3 side, reducing the amount of recirculation of the oxidizing gas on the cathode 2 side, and reducing the flow rate ratio of the fuel gas on the anode side and the oxidizing gas on the canode side. can be changed from the conventional ratio of 1:5 to 1:1 to 2, as described above. Along with this, the separator can be made symmetrical on both sides,
This makes it easier to manufacture.

[発明の効果] 以上述べた如く本発明によれば、燃料電池で発生する熱
を冷却するガスとして現在までの酸化ガスのみによる方
式に代えて燃料ガスの一部を再循環させてアノード側を
流れる燃料ガスの流量を増大させると共に該再循環させ
る燃料ガスを冷却して電池の冷却を行わせるようにし、
トータルとして酸化ガスの流量を減少させるようにして
、燃料ガスと酸化ガスの流量比を、天然ガス改質溶融炭
酸塩型燃料電池にあっては従来の1:10から1:1〜
2位にすることができ、又、石炭ガス化溶融炭酸塩型燃
料電池にあっては従来の1:5から1:1〜2位にする
ことができるようにした構成としであるため、積層型燃
料電池のセパレータを挾んで流れる燃料ガスと酸化ガス
の流量をほぼ等しくできて該セパレータの表裏両面に形
成するガス通路を同じ断面積とすることができ、これに
よりセパレータの表裏両面のガス通路を同時に同じ工程
で形成できてセパレータの製作が従来に比して容易とな
り、セパレータの製作コストを従来の半分にすることが
でき、燃料電池自体のコストを低減できる。又、セパレ
ータの表裏両面を対称にできるので、セパレータ自体に
互換性があり、表裏を逆にして組み付けても問題がなく
取扱上も便利なセパレータとすることができる。更に、
従来に比して酸化ガス量を減少できることから、酸化ガ
ス圧縮のための消費動力も低くすることができてプラン
ト総合発電効率を高めることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, instead of the current method of using only oxidizing gas as a gas to cool the heat generated in the fuel cell, a part of the fuel gas is recirculated to cool the anode side. increasing the flow rate of the flowing fuel gas and cooling the recirculated fuel gas to cool the battery;
By reducing the total flow rate of oxidizing gas, the flow rate ratio of fuel gas and oxidizing gas is increased from the conventional 1:10 to 1:1 for natural gas reformed molten carbonate fuel cells.
In addition, in the case of coal gasification molten carbonate fuel cells, the ratio can be reduced from the conventional 1:5 to 1:1 to 2. The flow rates of the fuel gas and oxidizing gas flowing through the separator of the type fuel cell can be made almost equal, and the gas passages formed on both the front and back sides of the separator can have the same cross-sectional area. can be formed at the same time in the same process, making the production of the separator easier than before, and the production cost of the separator can be halved compared to the conventional one, reducing the cost of the fuel cell itself. Moreover, since both the front and back sides of the separator can be made symmetrical, the separator itself is compatible, and there is no problem even when assembled with the front and back sides reversed, making it possible to create a separator that is convenient to handle. Furthermore,
Since the amount of oxidizing gas can be reduced compared to the conventional method, the power consumption for compressing the oxidizing gas can also be lowered, and the overall power generation efficiency of the plant can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は天然ガス改質溶融炭酸塩型燃料電池に本発明を
施した一実施例を示す概要図、第2図は石炭ガス化溶融
炭酸塩型燃料電池に本発明を施した他の実施例を示す概
要図、第3図は従来の溶融炭酸塩型燃料電池の一例を示
す断面図、第4図は従来の天然ガス改質溶融炭酸塩型燃
料電池の発電システムの概略図、第5図は第4図に示し
た燃料電池の冷却方式を示す概略図、第6図は従来の石
炭ガス化溶融炭酸塩型燃料電池の冷却方式を示す概略図
である。 ■・・・セル、1・・・電解質板、2・・・カソード、
3・・・アノード、4・・・セパレータ、11・・・改
質器、31゜34・・・再循環ライン、32・・・再循
環用ブロワ、33.35・・・冷却器、OG・・・酸化
ガス、FG・・・燃料ガス。
Fig. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention applied to a natural gas reforming molten carbonate fuel cell, and Fig. 2 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention applied to a coal gasification molten carbonate type fuel cell. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a conventional molten carbonate fuel cell; FIG. 4 is a schematic diagram of a conventional natural gas reforming molten carbonate fuel cell power generation system; FIG. This figure is a schematic diagram showing a cooling method for the fuel cell shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a schematic diagram showing a cooling method for a conventional coal gasification molten carbonate fuel cell. ■... Cell, 1... Electrolyte plate, 2... Cathode,
3... Anode, 4... Separator, 11... Reformer, 31° 34... Recirculation line, 32... Recirculation blower, 33.35... Cooler, OG ... Oxidizing gas, FG...Fuel gas.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)電解質板をカソードとアノードとで挾み、カソード
側に酸化ガスを、アノード側に燃料ガスをそれぞれ流す
ようにして発電させるようにしてある1セルをセパレー
タを介して多段に積層してなる燃料電池の上記アノード
から排出される燃料ガスの一部を供給側に導く再循環ラ
インを設け、且つ該再循環ラインに、再循環される燃料
ガスを冷却する冷却器を設け、アノード側の燃料ガス流
量を増大させたことを特徴とする燃料電池の冷却装置。
1) An electrolyte plate is sandwiched between a cathode and an anode, and one cell is stacked in multiple stages with a separator in between to generate electricity by flowing oxidizing gas to the cathode side and flowing fuel gas to the anode side. A recirculation line is provided to guide a portion of the fuel gas discharged from the anode of the fuel cell to the supply side, and a cooler is provided in the recirculation line to cool the recirculated fuel gas, so that the fuel on the anode side is A fuel cell cooling device characterized by increasing gas flow rate.
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