JPH058867U - 燃料電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量、コンパクトで輸送に便利であり、ガス
給排配管の保温の困難性を改善することができ、電気ヒ
ーター等が不要でシステム効率が良い燃料電池を提供す
ることを目的とする。 【構成】 電池本体１の対向する２側面のマニホールド
３からアノードガスの給排配管３１，３２が取り出さ
れ、残りの２側面のマニホールド２からカソードガスの
給排配管２１，２２が取り出され、全体が密閉容器４内
に収納された構造の燃料電池において、前記一方のガス
の供給配管２１，３１に対して、他方のガスの排出配管
３２，２２が同じ方向に取り出されていることを特徴と
する燃料電池。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は燃料電池に関し、特に溶融炭酸塩型燃料電池、固体電解質型燃料電池 又はリン酸型燃料電池のガス給排配管（供給配管及び排出配管）構造の改良に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

燃料電池は、反応ガスを電池本体に供給、排出するため、通常、電池本体の対 向する２側面のマニホールドからアノードガスの給排配管が取り出され、残りの ２側面のマニホールドからカソードガスの給排配管が取り出された構造であり、 、更に、安全性の面から、全体が密閉容器内に収納された構造となっている。

【０００３】 従来より、燃料電池のガス給排配管は、図２及び図３に示すように、カソード ガス給排配管２１，２２及びアノードガス給排配管３１，３２とも、各マニホー ルド２，３面に対して垂直に取り出されてあり、密閉容器４の底面より外部に取 り出す構造となっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような構造の場合、カソードガス給排配管２１，２２及び アノードガス給排配管３１，３２が、電池本体１に対して放射状に四方に垂直に 取り出されてあり、これらのガス給排配管２１，２２，３１，３２を密閉容器４ で被う構造となっているため、該密閉容器４の底面が広くなるので、燃料電池の 設置面積が大きくなり、その分重量も増えるので、燃料電池の輸送に際して不便 であった。

【０００５】 一方、通常、リン酸型燃料電池は２００℃、溶融炭酸塩型燃料電池は６５０℃ 、固体電解質型燃料電池は約１０００℃で運転されるため、燃料電池にその作動 温度付近まで昇温したガスを供給するため、燃料電池のガス給排配管を加熱保温 していた。ところが、溶融炭酸塩型燃料電池や固体電解質型燃料電池等の高温燃 料電池においては、ガス給排配管の保温が困難であり、従来は、電気ヒーター等 によってガス給排配管を保温し、燃料電池にその作動温度付近まで昇温したガス を供給していたが、システム効率が低下する等の問題があった。

【０００６】 本考案は、上記の事情に鑑み、軽量、コンパクトで輸送に便利であり、ガス給 排配管の保温の困難性を改善することができ、電気ヒーター等が不要でシステム 効率が良い燃料電池を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、電池本体の対向する２側面のマニホールドからアノードガスの給排 配管が取り出され、残りの２側面のマニホールドからカソードガスの給排配管が 取り出され、全体が密閉容器内に収納された構造の燃料電池において、 前記一方のガスの供給配管に対して、他方のガスの排出配管が同じ方向に取り 出されていることを特徴としている。

【０００８】

【作用】

上記の構成によれば、一方のガス供給配管に対して他方のガス排出配管が同じ 方向に取り出されているので、ガスの給排配管を放射状に四方に取り出す必要が がなく、これら全体を収納している密閉容器も小さくなり、その分重量も軽くな るので燃料電池のコンパクト化を図ることができ、燃料電池の輸送等にも便利で ある。

【０００９】 また、一方のガス供給配管に対して他方のガス排出配管が同じ方向に取り出さ れると共に、供給配管と排出配管が距離を近づけて溶接、接触等がされている場 合には、供給ガスと排出ガスとの間で熱交換を行うことができる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に従って具体的に説明する。 図１は、本考案の一実施例に係る定格出力１０ｋＷ級の溶融炭酸塩型燃料電池 の平面図である。 該燃料電池は、図１に示すように、図面中央部の電池本体１と、該電池本体１ の対向する２側面に設けたカソードガスを給排するためのカソードガス給排用マ ニホールド２と、該マニホールド２に対して垂直に取り出したカソードガス供給 配管２１及びカソードガス排出配管２２と、前記電池本体１の残りの２側面に設 けた燃料を供給するためのアノードガス給排用マニホールド３と、該マニホール ド３に対して平行に取り出したアノードガス供給配管３１及びアノードガス排出 配管３２と、全体を収納している密閉容器４とから成る。

【００１１】 電池本体１は、作用面積３６００ｃｍ² （６０ｃｍ×６０ｃｍ）の３０セルよ り構成されている。 カソードガス供給配管２１は、８Ｂの配管を使用しており、熱膨張吸収用の伸 縮配管（不図示）を含んでおり、その長さは約４００ｍｍであり、カソードガス 排出配管２２も、カソードガス供給配管２１と同様の仕様である。

【００１２】 アノードガス供給配管３１は、３Ｂの配管を使用しており、熱膨張吸収用の伸 縮配管（不図示）を含んでおり、その長さは約４００ｍｍであり、アノードガス 排出配管３２も、アノードガス供給配管３１と同様の仕様である。 アノードガス排出配管３２は、カソードガス供給配管２１に距離を近づけて、 表面の金属部分が溶接されてあり、アノード排出ガスとカソード供給ガスとの間 で容易に熱交換できる構造となっている。

【００１３】 また、アノードガス供給配管３１は、カソードガス排出配管２２に距離を近づ けて、表面の金属部分が溶接されてあり、カソード排出ガスとアノード供給ガス との間で容易に熱交換できる構造となっている。 上記の構成によれば、一方のガスの供給配管２１，３１に対して、他方のガス の排出配管３２，２２が同じ方向に取り出され、しかも供給配管２１と排出配管 とが距離を近づけて溶接されているので、電池反応により加熱された排出ガスが 供給ガスを加熱することになるので、ガス給排配管の保温の困難性を改善するこ とができ、従来のように電池ヒーター等が不要である。

【００１４】 （比較例） 比較として、図２に示した、カソードガス給排配管２１，２２がカソードガス 給排用マニホールド２に対して垂直に取り出してあり、アノードガス給排配管３ １，３２がアノードガス給排用マニホールド３に対して垂直に取り出した配管構 造の燃料電池を用いて、密閉容器の底面の大きさ及び密閉容器の重量について測 定をおこなった。

【００１５】

【表１】

【００１６】 以上の結果より、燃料電池を収納している密閉容器４の底面は、比較例では２ ０００ｍｍ×２０００ｍｍであるのに対し、本考案による燃料電池の場合は、１ ２００ｍｍ×２０００ｍｍであり、面積にすると約６０％も低減されている。ま た、密閉容器の重量は比較例が６．５ｔであったのに対し、本実施例では密閉容 器板厚も薄くすることができ半分以下の３．１ｔであった。

【００１７】 従って、本考案の燃料電池は、従来の燃料電池に比較して、設置面積及び重量 が低減されているので、コンパクトで輸送面においても便利である。 なお、実施例においては、カソードガス給排用マニホールド２に対してカソー ドガス給排配管２１，２２を垂直に取り出し、それと同じ方向にアノードガス給 排配管３１，３２を取り出したが、アノードガス給排用マニホールド３に対して アノードガス給排配管３１，３２を垂直に取出し、それと同じ方向にカソードガ ス給排配管２１，２２を取り出してもよい。

【００１８】 本考案においては、一方のガス供給配管に対して他方のガス排出配管が同じ方 向に取り出してさえあればよいが、好ましくは、供給ガスと排出ガスとの間で熱 交換ができるように、同じ方向に取り出した供給配管と排出配管とを近づけて溶 接、接触等をする方が好ましい。

【００１９】

【考案の効果】

以上の本考案によれば、一方のガスの供給配管に対して他方のガスの排出配管 が同じ方向に取り出されてあるので、従来のように、ガスの給排配管を放射状に 四方に取り出す必要がないので、燃料電池を収容している収納容器を小さくする ことができ、その分重量も軽くなるので、燃料電池のコンパクト化が図れる。ま た、燃料電池は工場からトラックを用いて使用場所まで運搬するが、日本の道路 交通法では、トラックの幅が２．５ｍを越えることができないが、本考案の燃料 電池は、今後燃料電池システムが大型化しても、トラックの荷台にマッチした構 造となっており、輸送面でも有利である。

【００２０】 更には、一方のガスの供給配管と他方のガスの排出配管とを溶接、接触等の方 法によって距離を近づけている場合には、電池反応により加熱された一方の排出 ガスが他方の供給ガスを加熱することができるので、燃料電池にその作動温度付 近まで昇温したガスを供給することができ、ガス供給配管の加熱のための電気ヒ ーター等が不要であり、燃料電池発電システムの効率を向上させることができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る燃料電池の平面図であ
る。

【図２】従来の燃料電池の平面図である。

【図３】従来の燃料電池の側面図である。

【符号の説明】

１ 電池本体 ２ カソードガス給排用マニホールド ２１ カソードガス供給配管 ２２ カソードガス排出配管 ３ アノードガス給排用マニホールド ３１ アノードガス供給配管 ３２ アノードガス排出配管 ４ 密閉容器

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 電池本体の対向する２側面のマニホー
   ルドからアノードガスの給排配管が取り出され、残りの
   ２側面のマニホールドからカソードガスの給排配管が取
   り出され、全体が密閉容器内に収納された構造の燃料電
   池において、 前記一方のガスの供給配管に対して、他方のガスの排出
   配管が同じ方向に取り出されていることを特徴とする燃
   料電池。