TW201229450A - A high temperature furnace of solid oxide fuel cell - Google Patents

Description

201229450 發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關-種固態氧化物燃料電池之高溫爐，卢 其是指一種具可抽換式底座、可變式高溫爐體以及^: 熱層之固態氧化物燃料電池之高溫爐，其中，該負載 為集中負載之一部分，隨固態氧化物燃料電池2數量多寡 而改變高溫爐體大小。 " _ 【先前技術】 、固態氧化物燃料電池（S0FC)是一種具有高效率的能 源產士器’纟能源的轉換是由化學能直接轉換成電能，利 用固態非多孔之金屬氧化物作為電解質，藉著氧離子在晶 體中穿梭以進行離子傳送，通常以安定化氧化錯（謂）為 電解質，操作溫度高。其優點為不需以貴金屬為觸媒，廢 熱品值高，可與渦輪機形成循環，提高發電效率至65%， 由於需要在高溫操作，故操作上會將固態氧化物燃料電池 _ 置放於高溫爐内部進行操作。 ‘ 一目剞固態氧化物燃料電池在進行操作時，無論固態 ，化物燃料電池之數量多寡，皆使用整個高溫爐之熱源進 打加熱，當進行燃料電池的測試時，往往開啟整個高溫爐 的熱源來測試五片以下的固態氧化物燃料電池，進行測試 時需要f熱整個高溫爐之内部體積，故在高溫爐的使用上 有浪=月原之虞。此外，將固態氧化物燃料電池與熱平衡 系，、先安展於冋謂±時’由於高溫爐之空間較小，熱平衡 201229450 ^統與固態氧化物燃料電池之間連接的管 高溫爐上進行安裝較不方便。 、’、’、，直接在 «料=上ΐ減:態氧化物 =物燃料電池與熱平衡系統之固態氧化物 爐來解決習用技術所產生之問題。 ，、電池同脈 【發明内容】 t:明係為-種適用於五片以下固態氧化物燃料電 t，具有可變式高溫爐體及分段加熱層，並且安 =化物燃料電池與熱平衡系統之固態氧化物燃料電Μ 〉皿爐0 在二較佳實施例中’本發明提供態氧 電池之南溫爐，其係包括：一框架，其係包含一第一ϋ 組，該第-滑軌組連接於該框架；一爐體，其係包含 熱區以及-爐體上蓋’該加熱區包含複數層加熱層，該複 數層加熱層係可個別加熱，該爐體上蓋係包含一上蓋 口，έ亥爐體设置於該框架内，係可在框架内上下移動；一 導引渠道’其係、設置於該爐體内部；—負載裝置，該 渠道引導該負載裝置在該爐體内部之移動方向，·一其座， 其係包含-底座’-滑塊組，一第一絕緣磚，一第=緣 棉層，一第二絕緣磚，以及一金屬底板，該滑塊組連=於 該底座下方，使該滑塊組使該基座可於該第一滑執組之上 方滑動，該第-絕緣磚設置於該底座上方，該第二絕緣 層設置於該第一絕緣磚上方’該第二絕緣磚設置於該第二 201229450 絕緣棉層上方，該金屬底板連接 底板用來置放固態氧化物燃料電池该金屬 包含-車座，-第二滑執組，=第= 該滾輪組設置於該車座下方，該推二九 末移動该基座，該推車藉該第二滑 該基座於該框架與該推車之間方便移動。7〜上’使 【實施方式】

可 為=貴審查委貞能對本㈣之雜、目的及功能有 步的：知與瞭解’下文特將本發明之系統的相關細 。、、·。構以及5又计的理念原由進行說明，以使得審查委員 以了解本發明之特點，詳細說明陳述如下： 請參閱圖一、圖二、圖三以及圖四，圖一係為本發明 之固態氧化物燃料電池之高溫爐示意圖；圖二係為加熱區 之不思圖’圖二係為使用推車之第—狀態示意圖；圖四係 為使用推車之第二狀態示意圖。 本發明提供-種固態氧化物燃料電池之高溫爐，該固 態氧化物燃料電池之高溫爐丨，其係包括：一框架1〇; 一 爐體11 ;-導引渠道12; _負載裝置13;—基座14; 一 推車15。該框架10，其係包含一第一滑轨組1〇〇以及一第 一卡榫組101，該第一滑軌組100連接於該框架1〇，該第 卡榫組101連接於該第一滑軌組1⑼；該爐體11，其係 一加熱區110以及一爐體上蓋m，該加熱區110包 5複數層加熱層，如圖二所示，本實施例中，該加熱區11〇 包含第一加熱層1100、第二加熱層1101以及第三加熱層 201229450 1102，每一層加熱層均可獨立進行加熱的動作，但該加熱 ，110之分層不以上述為限，該爐體上蓋U1係包含一上 蓋開口 1110，該爐體u設置於該框架10内，該框架1〇 具有引導該爐體11上卞移動之功能，本實施例中，該爐體 11利用一電動鋼纜裝置，使該爐體n在框架10内上下移 動：但移動該爐體11之方法不以此為限；該導引渠道12， 其係設置於該爐體U内部；該負載裝置13，其係包含一 負載底部130 ’―第—絕緣棉層131以及-額外負載裝置 132、’該負載底部130之材質為絕熱材質，本實施例中，該 負载底部130為絕緣磚。該第一絕緣棉層131其係連接於 遠負載底部130下方’該額外負載裝置132設置於該負载 底部之上方，該負載裝置13藉由該導引渠道12可在該爐 體11内部上下移動，使用時，該負載裝置13利用自然^ 力，對固態氧化物燃料電池提供負載，除可利用該負载裳 置13來固定固態氧化物燃料電池之外，也可知道固態氧^ 物燃料電池加熱前後之高度變化，另外，更可以該； ，上3來改變該爐體11内可容置之高度，使該爐體u _ =可隨該負載震置13升降，也就是固態氧化物燃料電池 的:度而變。本實施例中，該負載底部130之橫截面尺寸 =上f開口 1U〇之橫截面尺寸以及該爐體11内 ::截面’使得該負載底部13〇於該上蓋開口⑴〇的位 ，或疋:亥爐體11之内部時能夠成為該負載底部13〇下方空 曰之上蓋’以減少加熱時熱能損失的狀況。另夕卜，告該2 2 ^3麗住固態氧化物燃料電池時，該負载底部13 0透 第一絕緣棉層131與固態氧化物燃料電池接觸，該第 201229450 一絕緣棉層131可使該負載裴置丨3與固態氧化物燃料電池 更為密合，由於固態氧化物燃料電池數量不同時，應當施 予固態氧化物燃料電池的負載也會改變，此時便可調整該 額外負載裝置132之重量’來因應不同數量之固態氧化物 燃料電池；該基座14’其係包含一底座14〇, 一滑塊組141， 一第一絕緣磚142，一第二絕緣棉層143，一第二絕緣磚 144, 一金屬底板145’以及複數個孔洞146。該滑塊組141 連接於忒底座140下方，使該基座“Ο透過該滑塊組mi 於該框架10内之該第一滑軌組1〇〇上滑動，並且，該第一 卡榫組101可使該基座14固定於該第一滑軌組1〇〇之上 方，該第一絕緣磚142設置於該底座14〇上方，該第二絕 緣棉層143設置於該第一絕緣磚142上方，該第二絕緣磚 144設置於該第二絕緣棉層143上方，該金屬底板145連 接於該第二絕緣磚144。本實施例中’該第一絕緣磚142 與邊第二絕緣棉層143之橫戴面尺寸等於該底座1之橫 截面尺寸，该第二絕緣磚144與該金屬底板丨之橫截面 尺寸等於或是小於該爐體11之内部之橫截面尺寸，使該第 二絕緣磚144相對其下方為一凸起的區域，使該爐體下降 而蓋到該基座上時，該第二絕緣磚144與該金屬底板145 了位於5玄爐體内部，而5亥第·一絕緣棉層14 3可使該捧體11 更能密合於該基座14。該孔洞146用來使熱平衡系I(B〇p) 通過該基座14後連接至固態氧化物燃料電池，熱平衡系統 係為提供氣體給固態氧化物燃料電池、加熱氣體、量測固 態氧化物燃料電池之溫度與電壓等等之作用，固態氧化物 燃料電池、該熱平衡系統以及其間如何作動及連接之關係 201229450 為熟知此項技術者所知悉，故於此不多加贅述；該推車l5 包含一車座150, 一第二滑軌組151，一第二卡禅組152, 以及一滚輪組153 ’該第二滑轨組151連接於該車座丨5〇 , 戎第一卡榫組152連接於該第二滑軌組I。，該第二卡榫 組152可使該基座14固定於該第二滑軌組151之上方，哕 滾輪組153設置於該車座150下方，該推車15用來移動= 基座14’該推車15藉該第二滑執組151來承載該基座14, 使該基座14於該第一滑執組丨00與該第二滑執組15丨之間 方便移動，如圖三以及圖四所示。 曰 本發明之該固態氧化物燃料電池之高溫爐工能夠因應 不同數量的固態氧化物燃料電池，調整該爐體u内部之2 小’來節省加熱之能源，藉由該負載裝置13的升降來改變 該爐體11之内部空間，再根據該爐體之内部空間大小，來 選擇使用該加熱區中之部分或是全部加熱層，例如，冬僅 ，一個固態氧化物燃料電池時，該負載裝置丨3下壓至=態 氧化物燃料電池，該爐體内部空間便縮小，故可僅使用^ 邊固悲氧化物燃料電池之高溫爐丨中之該第—加熱層 進行加熱’與習知技術相比，不需開啟高溫爐内之全 ί可達㈣省能源之功效，另外，將關氧化物燃 斗電士女裝於基座上時，由於基座與爐體之間空間較小 接在南溫爐上安裝固態氧化物燃料電池以及熱平衡系統較 不方便，可使用本發明之該推車15，切該基座14自該 第-滑執組1〇〇上移到該推車15之該第二滑執組⑸上二 α亥推車15可移至方便裝载固態氧化物燃料電池之空間，再 對該基座14進行㈣固態氧化物燃料電池以及熱平衡系 201229450 統的動作，安裝完畢再將裝有固態氧化物燃料電池以及熱 平衡系統之該基座14自該第二滑軌組151移到該框架10 内之第一滑軌組100上，即可完成將固態氧化物燃料電池 以及熱平衡系統裝載於基座上的動作，以達到方便安裝之 功效。 唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能以 之限制本發明範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所做之 均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，故都應視 為本發明的進一步實施狀況。 201229450 【圖式簡單說明】 圖一係為本發明之固悲氧化物燃料電池之尚溫爐不意圖。 圖二係為加熱區之示意圖。 圖三係為使用推車之第一狀態示意圖。 圖四係為使用推車之第二狀態示意圖。 【主要元件符號說明】 1-固態氧化物燃料電池之高溫爐 10- 框架 100- 第一滑執組 101- 第一卡榫組 11- 爐體 110- 加熱區 1100- 第一加熱層 1101- 第二加熱層 1102- 第三加熱層 111- 爐體上蓋 1110-上蓋開口 12- 導引渠道 13- 負載裝置 130- 負載底部 131- 第一絕緣棉層 132- 額外負載裝置 12 201229450 14-基座 140_底座 141- 滑塊組 142- 第一絕緣磚 143- 第二絕緣棉層 144- 第二絕緣磚 145- 金屬底盤 146- 孔洞 • 15-推車 150- 車座 151- 第二滑軌組 152- 第二卡榫組 153- 滾輪組

Claims (1)

1. 201229450 七、申請專利範圍：

   爐體’其係包含—加熱區以及—爐體上蓋，該加熱 區包含複數層加熱層，該複數層加熱層係可個別加 其係包括： 該第一滑軌組連接 :°亥爐體上盍係包含一上蓋開口，該爐體設置於 5亥框架内，係可在框架内上下移動； 一導引渠道，其係設置於該爐體内部； 一負載I置，該導⑽道料該負縣置在該爐體内 部之移動方向；以及 使用者可根據該爐體之内部空間大小 該加熱區中之部分或是全部加熱層，J 基座，其係包含-底座’―滑塊組，—第—絕緣磚， -第二絕緣棉層’一第二絕緣磚，以及一金屬底 ，，該滑塊組連接於該底座下方，使該滑塊組使該 二座可於該第—滑軌組之上方滑動，該第-絕緣磚 =置於„亥底座上方’該第二絕緣棉層設置於該第一 絶緣碑上方’該第二絕緣碑設置於該第二絕緣棉層 該金屬底板連接於該第二絕緣磚，該金屬底 ，用來置放固態氧化物燃料電池；該負載裝置利用 自然下磨的方式’壓在固態氧化物燃料電池之上 方’當該負載裝置的升降位置隨固態氧 池之數量而變時，該爐體之内部空間亦隨之;:電 小’來選擇使用 ，以達節省能源 201229450 2. 如申請專利範圍第丨項所述之固態氧化物燃料電、、也之言 該框架更包含一第一卡榫組，該第一卡榫纪連接： 该第一滑執組’該基座藉由該第一卡榫組固定於該 轨組。 3. 、，申請專利範圍第1項所述之固態氧化物燃料電池之高 溫爐，更包含—推車，該推車包含―車座…第二滑軌^ 輪組’該第二滑執組連接於該車座，該滾輪組設 _ 座下方，该推車用來移動該基座，該推車萨爷第 來承載該基座’使該基座於該框架與該推間 4. 如申請專利範圍第3項所述之固態氧化物 溫爐，該推車更包含一筮__丰掩,池之问 執Ϊ"： 基座藉由該第二卡榫級固定於該第二滑 5. 如申請專利範圍第丨項所述 溫爐，該負載F晋争勺入“抖電池之高 該食恭广立&一負載底部以及第—絕緣棉層， 接觸㈣過該第—絕緣棉層與固態氧化物燃料電池 6:4申ΐ專:m圍第5項所述之固態氧化物燃料電池之高 I方，包含—額外負健置，其係設置於該負載底部之 量而變⑼外負載裝置之重量隨固態氧化物燃料電池之數 第5衝之嶋卿料電池之高 /負載底邛之材質係為絕緣材質。 如申清專利範圍第】項所述之固態氧化物燃料電池之高 15 201229450 之橫截面 溫該負载底部之橫截面尺寸等於該上 尺寸以及_體内部之觀面。 1 I申請專利範圍第1項所述之固態氧化物燃料電池之高 /皿爐，该金屬底板之橫截面尺寸 戢尺才寻於或疋小於該爐體内部 =^面尺寸，使該爐體下降至該基座時，該金屬底板位 於该爐體内。 .士申明專利範圍第1項所述之固態氧化物燃料電池之 同溫爐，該基座包含至少複數個孔洞，該孔洞用來使一熱 平衡系統通過該基座而連接至該固態氧化物燃料電池。