JPS63976A - 燃料電池 - Google Patents
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- JPS63976A JPS63976A JP61140095A JP14009586A JPS63976A JP S63976 A JPS63976 A JP S63976A JP 61140095 A JP61140095 A JP 61140095A JP 14009586 A JP14009586 A JP 14009586A JP S63976 A JPS63976 A JP S63976A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は燃料電池の改良に係り、特に燃料電池の内部に
、燃料生成用の改質器を内蔵している燃料電池の改良に
関するものである。
、燃料生成用の改質器を内蔵している燃料電池の改良に
関するものである。
燃料と酸素とを電気化学反応させ電気エネルギーを取出
す燃料電池は、熱損失の極めて少なく有効な発電手段で
ある６しかしこの種燃料電池においては電池本体以外に
大形の設備が必要で大がかりなプラントとなる嫌いがあ
る．すなわち改質器がその一つである．改質器は燃料電
池に使用する燃料を生成するために、天然ガスやアルコ
ール等を水蒸気と共に反応させ，主として水素と二酸化
炭素に変換するものである．この改質器は極く一般には
円筒状の反応管の周囲に伝熱特性の点から伝熱粒子充填
層や断熱管が多重に設けられて形成される．したがって
大形の装置となり易く燃料電池本体とは別に配置されて
いるのが普通である．しかし最近になりたとえば特開昭
５８−１１９１６７号公報にも示されているように、燃
料電池本体の内部にこの改質器を内蔵させ設置床面積を
小さくするようにしたものが知られている． たしかにこの改質器を内蔵したものであると、設置面積
は小さくなり、又燃料電池設備も簡略化され非常に有効
なものである。
す燃料電池は、熱損失の極めて少なく有効な発電手段で
ある６しかしこの種燃料電池においては電池本体以外に
大形の設備が必要で大がかりなプラントとなる嫌いがあ
る．すなわち改質器がその一つである．改質器は燃料電
池に使用する燃料を生成するために、天然ガスやアルコ
ール等を水蒸気と共に反応させ，主として水素と二酸化
炭素に変換するものである．この改質器は極く一般には
円筒状の反応管の周囲に伝熱特性の点から伝熱粒子充填
層や断熱管が多重に設けられて形成される．したがって
大形の装置となり易く燃料電池本体とは別に配置されて
いるのが普通である．しかし最近になりたとえば特開昭
５８−１１９１６７号公報にも示されているように、燃
料電池本体の内部にこの改質器を内蔵させ設置床面積を
小さくするようにしたものが知られている． たしかにこの改質器を内蔵したものであると、設置面積
は小さくなり、又燃料電池設備も簡略化され非常に有効
なものである。
しかしこの改質器は作用上所定の熱量が必要であること
から一般には，この熱量を燃料電池本体から与えられる
ように形成されている。このため改質作用に必要な熱量
と燃料電池が負荷の変動に応じて生ずる熱量を夫々調節
しつつ両者を作動させなければならず、その制御装置や
操作が複雑となり，さらには内蔵されている改質器への
配管が他の配管や部品との関係で、複雑，すなわち燃料
電池の周側面にはマニホールドやこのマニホールドに結
合された配管、又燃料電池本体の所定の個所に介在され
ている冷却器の配管が散在しているため燃料電池本体周
囲が複雑なものとなってしまう．このため，この種燃料
電池は組立て、分解作業や保守点検作業等の作業性が悪
い嫌いがあった．本発明はこれにかんがみなされたもの
で、その目的とすることろは燃料電池本体の周囲を複雑
化することなく、また燃料電池及び改質器の温度調節が
容易なこの種改質器を内蔵した燃料電池を提供するにあ
る． 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち本発明は改質器を改質触媒充填層と燃焼触媒充
填層とを有する平板積層形に形成するとともに，この平
板積層形改質器を，燃料電池積層体の積層方向の端部に
配置するようにしたものである． 〔作用〕 このように形成すると、改質器が燃料電池本体の積層方
向端部に配置されていることから、改質器に結合されて
いるガス給徘用の配管が燃料電池本体の周囲側部から導
き出されている冷却器の配管やマニホールドと混在する
ことがなく、すなわち燃料電池本体の周囲がすっきりと
した構成となり、これら各種配管の組立，分解又その点
検を容易となすことができ、又改質器の所要熱量が改質
器に内蔵されている燃焼触媒充填層により与えられるた
め、燃料電池本体の温度に左右されることなく改質器の
温度調節を行うことができるのである。
から一般には，この熱量を燃料電池本体から与えられる
ように形成されている。このため改質作用に必要な熱量
と燃料電池が負荷の変動に応じて生ずる熱量を夫々調節
しつつ両者を作動させなければならず、その制御装置や
操作が複雑となり，さらには内蔵されている改質器への
配管が他の配管や部品との関係で、複雑，すなわち燃料
電池の周側面にはマニホールドやこのマニホールドに結
合された配管、又燃料電池本体の所定の個所に介在され
ている冷却器の配管が散在しているため燃料電池本体周
囲が複雑なものとなってしまう．このため，この種燃料
電池は組立て、分解作業や保守点検作業等の作業性が悪
い嫌いがあった．本発明はこれにかんがみなされたもの
で、その目的とすることろは燃料電池本体の周囲を複雑
化することなく、また燃料電池及び改質器の温度調節が
容易なこの種改質器を内蔵した燃料電池を提供するにあ
る． 〔問題点を解決するための手段〕 すなわち本発明は改質器を改質触媒充填層と燃焼触媒充
填層とを有する平板積層形に形成するとともに，この平
板積層形改質器を，燃料電池積層体の積層方向の端部に
配置するようにしたものである． 〔作用〕 このように形成すると、改質器が燃料電池本体の積層方
向端部に配置されていることから、改質器に結合されて
いるガス給徘用の配管が燃料電池本体の周囲側部から導
き出されている冷却器の配管やマニホールドと混在する
ことがなく、すなわち燃料電池本体の周囲がすっきりと
した構成となり、これら各種配管の組立，分解又その点
検を容易となすことができ、又改質器の所要熱量が改質
器に内蔵されている燃焼触媒充填層により与えられるた
め、燃料電池本体の温度に左右されることなく改質器の
温度調節を行うことができるのである。
以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する
。第１図〜第３図はその改質器を内蔵した燃料電池の側
面及び平面を示すものである。図中１は燃料電池の発電
部で，その側面にはマニホールド６ａ，６ｂ，７ａ，７
ｂが配置され、また上下端には平板積層形改質器３が配
置されている．発電部１と平板積層形改質器３とは図中
上下に配置された締付金具４ａ，４ｂ及び締付ロツド５
により所定の圧力で締付けられ、燃料電池の積層体と一
体に構成されている． 尚発電部１と平板精層形改質器３との間にはたとえば集
電板や絶縁板が介在されるわけであるが、本発明には特
に関係ないのでここではブロック２として示してある． 燃料電池の積層体周囲に配置されているマニホールドは
，その配置場所によって次の４種となる。
。第１図〜第３図はその改質器を内蔵した燃料電池の側
面及び平面を示すものである。図中１は燃料電池の発電
部で，その側面にはマニホールド６ａ，６ｂ，７ａ，７
ｂが配置され、また上下端には平板積層形改質器３が配
置されている．発電部１と平板積層形改質器３とは図中
上下に配置された締付金具４ａ，４ｂ及び締付ロツド５
により所定の圧力で締付けられ、燃料電池の積層体と一
体に構成されている． 尚発電部１と平板精層形改質器３との間にはたとえば集
電板や絶縁板が介在されるわけであるが、本発明には特
に関係ないのでここではブロック２として示してある． 燃料電池の積層体周囲に配置されているマニホールドは
，その配置場所によって次の４種となる。
すなわち発電部１に燃料を供給するための燃料入口マニ
ホールド６ａ、用済後燃料を排出するための燃料出口マ
ニホールド６ｂ，発電部１に酸化剤を供給するための酸
化剤入口マニホールド７ａ、用済後酸化剤を排出するた
めの酸化剤呂ロマニホールド７ｂ（酸化剤供給マニホー
ルド７ａの対向側）である。
ホールド６ａ、用済後燃料を排出するための燃料出口マ
ニホールド６ｂ，発電部１に酸化剤を供給するための酸
化剤入口マニホールド７ａ、用済後酸化剤を排出するた
めの酸化剤呂ロマニホールド７ｂ（酸化剤供給マニホー
ルド７ａの対向側）である。
発電部の上下端に配置された平板積層形改質器３は、改
質触媒充填層３ａと燃焼用触媒充填層３ｂとを備え，そ
して夫々混合ガス導入管１４、排出管（混合ガス導入管
１４の対向側），Ｗ燃料導入管１０、改質燃料導入管１
２と結合されている． 又ここでは図示されていないが発電部１の内部には冷却
器が介在され、この冷却器へ給排する配管がマニホール
ド内に配置されている．このように構成された燃料電池
において天然ガス等の改質される原燃料ガス（以下原燃
料９と表わす）は，原燃料導入管１０を経由して上下の
平板積層形改質器３の改質触媒充填層３ａへ供給される
。ここで，燃料電池に適した燃料に改質され（改質燃料
１１と表わす）、改質燃料導入管１２を経由して燃料入
口マニホールド６ａに導かれる。
質触媒充填層３ａと燃焼用触媒充填層３ｂとを備え，そ
して夫々混合ガス導入管１４、排出管（混合ガス導入管
１４の対向側），Ｗ燃料導入管１０、改質燃料導入管１
２と結合されている． 又ここでは図示されていないが発電部１の内部には冷却
器が介在され、この冷却器へ給排する配管がマニホール
ド内に配置されている．このように構成された燃料電池
において天然ガス等の改質される原燃料ガス（以下原燃
料９と表わす）は，原燃料導入管１０を経由して上下の
平板積層形改質器３の改質触媒充填層３ａへ供給される
。ここで，燃料電池に適した燃料に改質され（改質燃料
１１と表わす）、改質燃料導入管１２を経由して燃料入
口マニホールド６ａに導かれる。
改質燃料１１はこの燃料入口マニホールドより燃料電池
発電部１に供給され，そして酸化剤導入管１７より酸化
剤入口マニホールド７ａに導入された酸化剤１８と反応
し、直流電力を発生する．反応時に生じた反応余剰分及
び生成された水蒸気は、燃料出口マニホールド６ｂ，燃
料排気管１３及び酸化剤出口マニホールド７ｂ，酸化剤
排気管１９を通って、燃料排ガス１２，酸化剤排ガス２
０となって、燃料電池から排出される．一方、平板積層
形改質器において，改質反応に必要な熱を得るために、
燃料と酸化剤の混合ガス１５が混合ガス導入管１４を経
由して上下の平板ＷＩＮ型改質器３の燃焼用触媒充［５
３ｂへ供給される．この部分で触媒燃焼反応を生じ，改
質触媒充填層３ａへ熱を供給するわけである。勿論燃焼
排ガス（図示せず）は排気管１６を通って燃料電池から
排出される．尚この平板積層形改質器に供給される混合
ガス１５は，別途準備されたガス源から供給してもよく
，又燃料電池からの燃料排ガス１２と酸化排ガス２０を
用いることも可能である。いずれにするかはシステム全
体として効率の良い方法を選択すれば良い． さてこのように構成された燃料電池は、改質触媒充填層
３ａと燃焼触媒充填層３ｂとを備えた平板積層形の改質
器３が、燃料電池本体１のＩＩｔ層方向端部に，燃料電
池本体と一体的に配置されていることから、燃料電池本
体の温度に左右されることなく、すなわち燃焼触媒充填
層３ｂの反応により改質器３の温度、すなわち改質器に
必要な熱量を調節することができ，又改質器３から導き
出される原燃料導入管１０や改質燃料導入管１２が何等
障害物なしに側面へ導き出すことができ、従来のように
燃料電池本体側面で冷却器の給排水配管やマニホールド
と混在することがなくなる．したがってこれら配管の組
立てや分解作業，又点検作業が容易となるのである． 尚以上の説明では平板積層形改質器３を燃料電池積層体
の上下端、すなわち燃料電池積層体の積層方向両端に設
けた場合について説明してきたが、常に両端に配置しな
ければならないわけではなく、改質器の必要容量に応じ
いずれか一方端に配置するようにしてもよいことは勿論
である．しかし燃料電池本体の全体的な熱バランスを考
慮すると、できるだけ、すなわち改質冊が容量的に一個
で間に合うとしても，それを２つに分けて燃料電池積層
体の両端に配置するようになすことが望ましい。
発電部１に供給され，そして酸化剤導入管１７より酸化
剤入口マニホールド７ａに導入された酸化剤１８と反応
し、直流電力を発生する．反応時に生じた反応余剰分及
び生成された水蒸気は、燃料出口マニホールド６ｂ，燃
料排気管１３及び酸化剤出口マニホールド７ｂ，酸化剤
排気管１９を通って、燃料排ガス１２，酸化剤排ガス２
０となって、燃料電池から排出される．一方、平板積層
形改質器において，改質反応に必要な熱を得るために、
燃料と酸化剤の混合ガス１５が混合ガス導入管１４を経
由して上下の平板ＷＩＮ型改質器３の燃焼用触媒充［５
３ｂへ供給される．この部分で触媒燃焼反応を生じ，改
質触媒充填層３ａへ熱を供給するわけである。勿論燃焼
排ガス（図示せず）は排気管１６を通って燃料電池から
排出される．尚この平板積層形改質器に供給される混合
ガス１５は，別途準備されたガス源から供給してもよく
，又燃料電池からの燃料排ガス１２と酸化排ガス２０を
用いることも可能である。いずれにするかはシステム全
体として効率の良い方法を選択すれば良い． さてこのように構成された燃料電池は、改質触媒充填層
３ａと燃焼触媒充填層３ｂとを備えた平板積層形の改質
器３が、燃料電池本体１のＩＩｔ層方向端部に，燃料電
池本体と一体的に配置されていることから、燃料電池本
体の温度に左右されることなく、すなわち燃焼触媒充填
層３ｂの反応により改質器３の温度、すなわち改質器に
必要な熱量を調節することができ，又改質器３から導き
出される原燃料導入管１０や改質燃料導入管１２が何等
障害物なしに側面へ導き出すことができ、従来のように
燃料電池本体側面で冷却器の給排水配管やマニホールド
と混在することがなくなる．したがってこれら配管の組
立てや分解作業，又点検作業が容易となるのである． 尚以上の説明では平板積層形改質器３を燃料電池積層体
の上下端、すなわち燃料電池積層体の積層方向両端に設
けた場合について説明してきたが、常に両端に配置しな
ければならないわけではなく、改質器の必要容量に応じ
いずれか一方端に配置するようにしてもよいことは勿論
である．しかし燃料電池本体の全体的な熱バランスを考
慮すると、できるだけ、すなわち改質冊が容量的に一個
で間に合うとしても，それを２つに分けて燃料電池積層
体の両端に配置するようになすことが望ましい。
又平板積層形改質器の構成として、改質触媒充填層の中
間に燃焼触媒充填層を配置するようにしているが、逆の
配置となっても何等差支えない。
間に燃焼触媒充填層を配置するようにしているが、逆の
配置となっても何等差支えない。
以上種々述べてきたように、本発明の燃料電池によれば
、改質器を、改質触媒充填層と燃焼触媒充填層とを有す
る平板積層形に形成するとともに、この平板積層形の改
質器を、燃料電池積層体の積層方向端に配置するように
なしたから、燃料電池積層体の周側面に配置されている
マニホールドや冷却配管の位置にいらぬ神経を費やすこ
となく改質器の組立て，分解作業が容易にでき、又改質
器の温度調節も燃料電池積層体の温度に左右されず容易
にかつ自由に操作することができる。
、改質器を、改質触媒充填層と燃焼触媒充填層とを有す
る平板積層形に形成するとともに、この平板積層形の改
質器を、燃料電池積層体の積層方向端に配置するように
なしたから、燃料電池積層体の周側面に配置されている
マニホールドや冷却配管の位置にいらぬ神経を費やすこ
となく改質器の組立て，分解作業が容易にでき、又改質
器の温度調節も燃料電池積層体の温度に左右されず容易
にかつ自由に操作することができる。
第１図は本発明の燃料電池を示す側面図，第２図は同平
面図、第３図は第１図のＱ矢印方向より見た正面図の要
部である． １・・・発電部、３・・・平板積層形改質器、３ａ・・
・改質触媒充填暦、３ｂ・・・燃焼用触媒充填層、６ａ
・・・燃料入口マニホールド、６ｂ・・・燃料出口マニ
ホールド．７ａ・・・酸化剤入口マニホールド、７ｂ・
・・酸化第１図 ３ｂ −−一 爆ガシ耶階４遼瑣骨ん４ −−−マ粁入
口７かルド乙レ ー−一 刈法ｆ牛六Ｏｆ−本ａ’ｙタ
〜−４町ｄ利入口マン不４化Ｖ７レー−一菊Ｌ批Ｑマ
洋憔ゼ
面図、第３図は第１図のＱ矢印方向より見た正面図の要
部である． １・・・発電部、３・・・平板積層形改質器、３ａ・・
・改質触媒充填暦、３ｂ・・・燃焼用触媒充填層、６ａ
・・・燃料入口マニホールド、６ｂ・・・燃料出口マニ
ホールド．７ａ・・・酸化剤入口マニホールド、７ｂ・
・・酸化第１図 ３ｂ −−一 爆ガシ耶階４遼瑣骨ん４ −−−マ粁入
口７かルド乙レ ー−一 刈法ｆ牛六Ｏｆ−本ａ’ｙタ
〜−４町ｄ利入口マン不４化Ｖ７レー−一菊Ｌ批Ｑマ
洋憔ゼ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、燃料電池積層体をその積層方向に締付金具により締
付けて形成された燃料電池本体と、この燃料電池本体の
周囲側面に設けられたマニホールドと、前記燃料電池本
体の一部に設けられた改質器とを備え、前記改質器を介
して燃料電池本体に燃料ガスを供給するようになした燃
料電池本体において、前記改質器を、改質触媒充填層と
燃焼触媒充填層とを有する平板積層形に形成するととも
に、この平板積層形の改質器を、前記燃料電池積層体の
積層方向端に配置するようにしたことを特徴とする燃料
電池。 ２、前記平板積層形の改質器を、燃料電池積層体とこの
燃料電池積層体を締め付けている締付金具との間に介在
せしめるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の燃料電池。 ３、前記改質器を、燃料電池積層体の積層方向端部に配
置するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の燃料電池。 ４、前記改質器の燃焼触媒充填層に供給する燃料ガスを
、燃料電池本体より排出されたガスを導き用いるように
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の燃料
電池。 ５、前記改質器の改質触媒充填層を複数層となし、かつ
この改質触媒充填層の間に前記燃焼触媒充填層が位置す
るように形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の燃料電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140095A JP2511883B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 燃料電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140095A JP2511883B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 燃料電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63976A true JPS63976A (ja) | 1988-01-05 |
| JP2511883B2 JP2511883B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=15260833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61140095A Expired - Lifetime JP2511883B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 燃料電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511883B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4848745A (en) * | 1986-06-04 | 1989-07-18 | Phillips Petroleum Company | Fiber reinforced article |
| JPH048260U (ja) * | 1990-05-01 | 1992-01-24 | ||
| WO2007119437A1 (ja) * | 2006-03-14 | 2007-10-25 | Ngk Insulators, Ltd. | 反応装置 |
| 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 |
| JP2009099267A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池モジュール |
| JP2011238363A (ja) * | 2010-05-06 | 2011-11-24 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 燃料電池 |
| KR20230058176A (ko) * | 2014-03-17 | 2023-05-02 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 조직 접촉 검출과 자동-노출 및 조명 제어를 위한 시스템 및 방법 |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP61140095A patent/JP2511883B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4848745A (en) * | 1986-06-04 | 1989-07-18 | Phillips Petroleum Company | Fiber reinforced article |
| JPH048260U (ja) * | 1990-05-01 | 1992-01-24 | ||
| WO2007119437A1 (ja) * | 2006-03-14 | 2007-10-25 | Ngk Insulators, Ltd. | 反応装置 |
| 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 |
| JP2009099267A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池モジュール |
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| KR20230058176A (ko) * | 2014-03-17 | 2023-05-02 | 인튜어티브 서지컬 오퍼레이션즈 인코포레이티드 | 조직 접촉 검출과 자동-노출 및 조명 제어를 위한 시스템 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2511883B2 (ja) | 1996-07-03 |
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