JPH0656769B2 - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPH0656769B2 JPH0656769B2 JP62136121A JP13612187A JPH0656769B2 JP H0656769 B2 JPH0656769 B2 JP H0656769B2 JP 62136121 A JP62136121 A JP 62136121A JP 13612187 A JP13612187 A JP 13612187A JP H0656769 B2 JPH0656769 B2 JP H0656769B2
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- gas
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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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
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- H—ELECTRICITY
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- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/2465—Details of groupings of fuel cells
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- Y—GENERAL 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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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は可般用の小型燃料電池システムに関するもの
である。
である。
(ロ) 従来の技術 りん酸型燃料電池の燃料ガスとして、通常天然ガス・メ
タノール等の燃料をリフオーマで改質した水素リチツガ
スを用いるが、この改質ガス温度はメタノールリフオー
マの場合２００〜２５０℃であるから、燃料電池に供給
する際には改質ガスを熱交換器で適当な温度に低下させ
る必要がある。大型システムの場合には改質ガス量も多
くなるため熱交換器使用の効果があるが、小型システム
の場合スペースの制約を受けると共に改質ガス量も少な
いため熱交換して得られる熱量が少いなどの問題があ
り、熱交換器をおくことは不経済であるばかりでなく、
システムの容積・重量を増大させるという欠点があつ
た。
タノール等の燃料をリフオーマで改質した水素リチツガ
スを用いるが、この改質ガス温度はメタノールリフオー
マの場合２００〜２５０℃であるから、燃料電池に供給
する際には改質ガスを熱交換器で適当な温度に低下させ
る必要がある。大型システムの場合には改質ガス量も多
くなるため熱交換器使用の効果があるが、小型システム
の場合スペースの制約を受けると共に改質ガス量も少な
いため熱交換して得られる熱量が少いなどの問題があ
り、熱交換器をおくことは不経済であるばかりでなく、
システムの容積・重量を増大させるという欠点があつ
た。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 この発明は従来のように熱交換器を用いることなく燃料
ガスとして電池に導入される改質ガスの温度を低下させ
ると共にシステムの簡素化コンパクト化を図るものであ
る。
ガスとして電池に導入される改質ガスの温度を低下させ
ると共にシステムの簡素化コンパクト化を図るものであ
る。
(ニ) 問題点を解決するための手段 この発明は空気を反応空気チヤンネル及び冷却空気チヤ
ンネルに共通的に導入するマニホルドの背面に、熱交換
隔壁を介して、リフオーマで改質された燃料ガスの導入
路の一部を構成する拡開通路を形成したものである。
ンネルに共通的に導入するマニホルドの背面に、熱交換
隔壁を介して、リフオーマで改質された燃料ガスの導入
路の一部を構成する拡開通路を形成したものである。
(ホ) 作 用 改質ガスの主成分は熱伝導性に優れた水素であり、冷却
ガスを兼ねる空気の流量は充分大きくこれらガスが隔壁
を介して広い面積で接しているので、別途熱交換器を用
いることなく良好に熱交換が行はれ、高温の改質ガスが
適度な温度に低下して電池に導入される。
ガスを兼ねる空気の流量は充分大きくこれらガスが隔壁
を介して広い面積で接しているので、別途熱交換器を用
いることなく良好に熱交換が行はれ、高温の改質ガスが
適度な温度に低下して電池に導入される。
(ヘ) 実施例 電池スタツク(1)は単セル(2)と、表裏各面に燃料ガスチ
ヤンネル(3)及び反応空気チヤンネル(4)を夫々有するガ
ス分離板(5)とを交互に多数積重し、数セル毎に冷却空
気チヤンネル(6)を有する冷却板(7)−ガス分離板兼用−
を介在させ、積重方向に締付けて構成される。この電池
スタツク(1)の反応空気チヤンネル(4)及び冷却空気チヤ
ンネル(6)が開口する一対内周面に、空気の導入及び導
出用の各マニホルド(8)(8)′が夫々取付けられ、又燃料
ガスチヤンネル(3)が開口する電池スタツクの他対向周
面に、燃料ガスの導入及び導出用の各マニホルド(9)
(9)′が夫々取付けられている。
ヤンネル(3)及び反応空気チヤンネル(4)を夫々有するガ
ス分離板(5)とを交互に多数積重し、数セル毎に冷却空
気チヤンネル(6)を有する冷却板(7)−ガス分離板兼用−
を介在させ、積重方向に締付けて構成される。この電池
スタツク(1)の反応空気チヤンネル(4)及び冷却空気チヤ
ンネル(6)が開口する一対内周面に、空気の導入及び導
出用の各マニホルド(8)(8)′が夫々取付けられ、又燃料
ガスチヤンネル(3)が開口する電池スタツクの他対向周
面に、燃料ガスの導入及び導出用の各マニホルド(9)
(9)′が夫々取付けられている。
空気の導出マニホルド(8)′と導入マニホルド(8)との間
は、排気ダンパ(10)、外気吸入ダンパ(11)及びブロワ(1
2)を有する循環ダクト(13)で連通している。
は、排気ダンパ(10)、外気吸入ダンパ(11)及びブロワ(1
2)を有する循環ダクト(13)で連通している。
燃料ガスは、リフオーマ(14)でメタノールと水の混合液
を気化改質して得られる水素リチツガスである。空気導
入マニホルド(8)の背面には熱交換隔壁(15)を介して、
前記燃料ガスの導入路(16)の一部を構成する拡開通路(1
6)′が形成されている。
を気化改質して得られる水素リチツガスである。空気導
入マニホルド(8)の背面には熱交換隔壁(15)を介して、
前記燃料ガスの導入路(16)の一部を構成する拡開通路(1
6)′が形成されている。
燃料電池は燃料極及び空気極に夫々供給される燃料ガス
中のH2及び空気中のO2がりん酸電解液を介して反応し、
直流電力を発生するもので、反応熱により昇温する電池
は循環ダクト(13)を流れる空気により冷却されて約１９
０℃の規定温度に維持される。
中のH2及び空気中のO2がりん酸電解液を介して反応し、
直流電力を発生するもので、反応熱により昇温する電池
は循環ダクト(13)を流れる空気により冷却されて約１９
０℃の規定温度に維持される。
ブロワ(12)で導入マニホルド(8)を介して送入された空
気は、電池スタツク(1)の反応空気チヤンネル(4)及び冷
却空気チヤンネル(6)に分配される。一方反応をもつて
導出マニホルド(8)より送出された空気は、約１８０℃
に昇温しているが、その一部は排気ダンパ(10)より系外
に排出すると同時に他部は排出量に見合つて吸入ダンパ
(11)により取入れた低温の外気と共に再び導入マニホル
ド(8)に送入され、循環空気の冷却とO2濃度の補償を行
う。この時の導入空気温度は約１２５℃となるよう、外
気温に応じて排出量及び吸入量を各ダンパ(10)(11)によ
り調節される。
気は、電池スタツク(1)の反応空気チヤンネル(4)及び冷
却空気チヤンネル(6)に分配される。一方反応をもつて
導出マニホルド(8)より送出された空気は、約１８０℃
に昇温しているが、その一部は排気ダンパ(10)より系外
に排出すると同時に他部は排出量に見合つて吸入ダンパ
(11)により取入れた低温の外気と共に再び導入マニホル
ド(8)に送入され、循環空気の冷却とO2濃度の補償を行
う。この時の導入空気温度は約１２５℃となるよう、外
気温に応じて排出量及び吸入量を各ダンパ(10)(11)によ
り調節される。
リフオーマ(14)で改質された燃料ガスは約２００〜２５
０℃であるが、導入空気マニホルド(8)の背面に形成さ
れた拡開通路(16)′を流れる間に導入空気との間で熱交
換が行はれる。この燃料ガスと空気の各流量は１：３０
程度と空気流量が著しく多いので、燃料ガスは約１４０
℃に冷却されるに対し、空気の温度上昇は約５℃で電池
スタツク(1)の入口温度は約１３０℃となる。燃料ガス
の温度低下度合は、拡開通路(16)′と空気導入マニホル
ド(8)との間の隔壁(15)の面積により熱交換能を変化さ
せて適宜選定することができる。
０℃であるが、導入空気マニホルド(8)の背面に形成さ
れた拡開通路(16)′を流れる間に導入空気との間で熱交
換が行はれる。この燃料ガスと空気の各流量は１：３０
程度と空気流量が著しく多いので、燃料ガスは約１４０
℃に冷却されるに対し、空気の温度上昇は約５℃で電池
スタツク(1)の入口温度は約１３０℃となる。燃料ガス
の温度低下度合は、拡開通路(16)′と空気導入マニホル
ド(8)との間の隔壁(15)の面積により熱交換能を変化さ
せて適宜選定することができる。
(ト) 発明の効果 本発明システムによればリフオーマで生成した高温の燃
料ガスは、反応ガス及び冷却ガスとして共通マニホルド
に導入される流量の大きい空気により、電池に供給する
に通した温度まで冷却されるので、別途熱交換器を必要
とせず、システムの簡素化コンパクト化が達成されると
共に、電池スタツクの入口空気の温度上昇はごくわづか
であつて、冷却ガスとして支障をきたすことがない。
料ガスは、反応ガス及び冷却ガスとして共通マニホルド
に導入される流量の大きい空気により、電池に供給する
に通した温度まで冷却されるので、別途熱交換器を必要
とせず、システムの簡素化コンパクト化が達成されると
共に、電池スタツクの入口空気の温度上昇はごくわづか
であつて、冷却ガスとして支障をきたすことがない。
第１図は本発明燃料電池発電システムのフロー図、第２
図は同上電池スタツクの要部斜面図、第３図は同上電池
の外観斜面図である。 (1)……電池スタツク、(2)……単セル、(5)……ガス分
離板、(3)(4)……燃料ガス及び反応空気の各チヤンネ
ル、(6)……冷却空気チヤンネル、(7)……冷却板、
(8)、(8)′……空気の導入・導出マニホルド、(9)，
(9)′……燃料ガスの導入・導出マニホルド、(10)……
排気ダンパ、(11)……吸入ダンパ、(12)……ブロワ、(1
4)……リフオーマ、(15)……熱交換隔壁、(16)′……燃
料ガスの拡開通路。
図は同上電池スタツクの要部斜面図、第３図は同上電池
の外観斜面図である。 (1)……電池スタツク、(2)……単セル、(5)……ガス分
離板、(3)(4)……燃料ガス及び反応空気の各チヤンネ
ル、(6)……冷却空気チヤンネル、(7)……冷却板、
(8)、(8)′……空気の導入・導出マニホルド、(9)，
(9)′……燃料ガスの導入・導出マニホルド、(10)……
排気ダンパ、(11)……吸入ダンパ、(12)……ブロワ、(1
4)……リフオーマ、(15)……熱交換隔壁、(16)′……燃
料ガスの拡開通路。
Claims (1)
- 【請求項１】電池スタツクの反応空気チヤンネル及び冷
却空気チヤンネルが開口する一対向周面に、空気の導入
・導出用マニホルドを、燃料ガスチヤンネルが開口する
他対向周面に、メタノールを改質した燃料ガスの導入導
出用マニホルドを夫々取付け、前記空気の導出マニホル
ドと導入マニホルド間を排気ダンパ、外気吸入ダンパー
及びブロワを有する循環ダクトで連通し、且前記空気の
導入マニホルドの背面に、熱交換隔壁を介して、前記燃
料ガスの導入路の一部を構成する拡開通路を形成したこ
とを特徴とする燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62136121A JPH0656769B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62136121A JPH0656769B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63299058A JPS63299058A (ja) | 1988-12-06 |
| JPH0656769B2 true JPH0656769B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=15167794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62136121A Expired - Fee Related JPH0656769B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656769B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003218A1 (de) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Htm-brennstoffzellenanlage und verfahren zum betrieb einer htm-brennstoffzellenanlage |
| US6967064B2 (en) * | 2002-06-24 | 2005-11-22 | Delphi Technologies, Inc. | Co-flow anode/cathode supply heat exchanger for a solid-oxide fuel cell assembly |
| EP1653539A1 (en) * | 2004-11-02 | 2006-05-03 | HTceramix S.A. | Solid oxide fuel cell system |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62136121A patent/JPH0656769B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63299058A (ja) | 1988-12-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |