JPH11111324A - Gas insulation device direct connection type fuel cell - Google Patents
Gas insulation device direct connection type fuel cellInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発電システム全体の寸法を大幅に縮小した大容
量のガス絶縁装置直結型燃料電池を提供すること。
【解決手段】ガス絶縁装置直結型燃料電池は、燃料極と
空気極間に電解質層と触媒、冷却板などを挟み込み構成
とし、水素と空気をそれぞれ燃料極と空気極に流して発
電する燃料電池からなるセルを、電気的に並列になるよ
うに多数個接続して1単位のセルとし、この1単位のセ
ルを直列に多数個接続してガス絶縁管路内に収納して1
ユニットとし、この1ユニットの電池を直列に多数個接
続することで大容量の燃料電池を形成し、さらにガス絶
縁管路を介してガス絶縁機器と一体としているので、縮
小型の大容量のガス絶縁装置直結型燃料電池を得ること
ができる。
(57) [Problem] To provide a large-capacity gas insulation device directly-coupled fuel cell in which the size of the entire power generation system is significantly reduced. A fuel cell directly connected to a gas insulating device has a configuration in which an electrolyte layer, a catalyst, a cooling plate, and the like are sandwiched between a fuel electrode and an air electrode, and generates power by flowing hydrogen and air to the fuel electrode and the air electrode, respectively. Are connected in series so as to be electrically parallel to each other to form one unit cell. A large number of cells of this one unit are connected in series and stored in a gas insulated conduit.
A large-capacity fuel cell is formed by connecting a large number of cells in a single unit in series, and is further integrated with gas-insulated equipment via a gas-insulated conduit. A fuel cell directly connected to the insulating device can be obtained.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は水素と酸素を燃料と
し発電する燃料電池に係り、単位セルの配置を直並列に
することで大容量化し、さらに縮小化を図るためガス絶
縁機器と直結したガス絶縁装置直結燃料電池に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell for generating electricity using hydrogen and oxygen as fuel, and has a large capacity by arranging unit cells in series and parallel, and is directly connected to a gas insulating device for further miniaturization. The present invention relates to a fuel cell directly connected to a gas insulating device.
【0002】[0002]
【従来の技術】燃料電池は燃料の有する化学エネルギー
を電気化学プロセスで酸化させることにより、酸化反応
に伴って放出されるエネルギーを直接電気エネルギーに
変換する装置である。この燃料電池を用いた発電プラン
トは、比較的小さな規模でも発電の熱効率が40〜50
%にも達し、新鋭火力発電プラントを遥かに凌ぐと期待
されている。また、近年、大きな社会問題となっている
公害要因であるSOx ,NOx の排出が極めて少ない、
発電装置内に燃焼サイクルを含まないので大量の冷却水
を必要としない、振動音が小さいなど、原理的に高いエ
ネルギー変換効率が期待できるとともに、騒音、排ガス
などの環境問題が少なく、さらに負荷変動に対して応答
性が良いなどの特徴があることから、本格的な実用化が
期待されている。2. Description of the Related Art A fuel cell is a device that oxidizes chemical energy of a fuel in an electrochemical process, thereby directly converting energy released by the oxidation reaction into electric energy. A power plant using this fuel cell has a thermal efficiency of 40 to 50 for power generation even on a relatively small scale.
%, And is expected to far surpass advanced thermal power plants. In addition, the emission of SO x and NO x , which are pollution factors that have become a major social problem in recent years, is extremely low.
Since the power generator does not include a combustion cycle, it does not require a large amount of cooling water and has low vibration noise, so high energy conversion efficiency can be expected in principle, and there are few environmental problems such as noise and exhaust gas, and load fluctuations Due to its characteristics such as good responsiveness, full-scale practical application is expected.
【0003】図6はリン酸を電解質とした燃料電池の単
位セルの構成例を分解斜視図で示したものである。図に
おいて、22は電解質としてのリン酸をマトリックスに
含浸してなる電解質層、21,23はこの電解質層22
を挟んで配置された多孔質炭素材からなるアノード電
極,カソード電極である。両電極21,23は背面側に
燃料ガス,酸化剤ガスの流通する溝27,28をそれぞ
れ有している。ここで、燃料ガスの流通する溝27と酸
化剤ガスの流通する溝28とは、互いに直交する方向に
規則的に複数本平行に形成されている。FIG. 6 is an exploded perspective view showing a configuration example of a unit cell of a fuel cell using phosphoric acid as an electrolyte. In the figure, reference numeral 22 denotes an electrolyte layer formed by impregnating a matrix with phosphoric acid as an electrolyte;
Are an anode electrode and a cathode electrode made of a porous carbon material interposed therebetween. Both electrodes 21 and 23 have grooves 27 and 28 on the back side, respectively, through which fuel gas and oxidizing gas flow. Here, a plurality of grooves 27 through which the fuel gas flows and a plurality of grooves 28 through which the oxidizing gas flows are regularly formed in a direction orthogonal to each other.
【0004】上述したような構成により単位セルが形成
され、かかる単位セルを緻密な炭素質で作られたセパレ
ータ20,24を挟んで複数個積層することで単位セル
積層体を構成している。さらに単位セル内では反応熱が
発生し、この熱が単位セル内の化学反応を過剰にさせ、
結果的に発電能力を低下させる要因になっている。この
ことを防止するため冷却の必要がある。一般的には、冷
却パネル25に冷却管26を複数本配置し冷却する。冷
却パネル25は単位セルを複数枚重ねた毎に設けられ
る。A unit cell is formed by the above-described structure, and a plurality of such unit cells are stacked with separators 20 and 24 made of dense carbonaceous material interposed therebetween to constitute a unit cell stack. Further, heat of reaction is generated in the unit cell, and this heat causes an excessive chemical reaction in the unit cell,
As a result, this is a factor that lowers the power generation capacity. Cooling is required to prevent this. Generally, a plurality of cooling pipes 26 are arranged on the cooling panel 25 for cooling. The cooling panel 25 is provided every time a plurality of unit cells are stacked.
【0005】ところで、燃料電池を現在の電力需要に新
エネルギー源として組み入れるには、大電力を出力する
大型器が必要であり、要求されている。上記した燃料電
池の単位セルの発電電圧は、約1.0V/枚程度である
ため、大きな電力を得るためには、セル自身の面積をで
きるだけ大きくし、反応面積を大きくする必要がある
(大電流を得る条件作り)。また、高電圧を発生させる
ために単位セルの多段積み数を多くすることが必要であ
る。これらの方策を達成するためにいろいろな工夫がな
されているが、セル面積が大きくなることによる偏流
(電流がアンバランスに流れる)の問題、セルを多段積
みにすることによる冷却程度が各セル間のアンバランス
になる問題があり、大電力の燃料電池が得られ難い状況
にあった。By the way, in order to incorporate a fuel cell as a new energy source into current power demand, a large-sized device which outputs a large amount of power is required and required. Since the power generation voltage of the unit cell of the fuel cell is about 1.0 V / sheet, it is necessary to increase the area of the cell itself and the reaction area in order to obtain a large power (large). Creating conditions for obtaining current). Further, in order to generate a high voltage, it is necessary to increase the number of stacked unit cells. Various measures have been devised to achieve these measures, but the problem of drift (current flows unbalanced) due to the large cell area and the degree of cooling by stacking cells in each cell However, there was a problem that the fuel cell was unbalanced, and it was difficult to obtain a high-power fuel cell.
【0006】また、従来の燃料電池発電システム、特に
電池出力端子以降の機器は、発生電圧が低いこともあ
り、気中絶縁方式になっている。この絶縁形態は、今
後、燃料電池の出力が大型化するに従い、スペース拡大
化につながり不都合が生じる恐れがある。従って、近い
将来、燃料電池発電システムの縮小化の要求が生じるこ
とが十分考えられるので、このことに対処する必要があ
る。In addition, the conventional fuel cell power generation system, particularly the equipment after the battery output terminal, has a low generated voltage and is of the air insulation type. This form of insulation may lead to an increase in space and inconvenience as the output of the fuel cell increases in the future. Therefore, it is fully conceivable that there will be a demand for downsizing of the fuel cell power generation system in the near future, and it is necessary to deal with this.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】燃料電池は多くの利点
を有し、新エネルギー源として期待されている。しかし
ながら大電力を得る場合、セルの反応面積を大きくする
ことと、セルの多段積み枚数を多くすることが必要であ
るのは、前記した通りである。Fuel cells have many advantages and are expected to be a new energy source. However, as described above, it is necessary to increase the reaction area of the cell and increase the number of stacked cells in order to obtain large power.
【0008】ここで、セルの反応面積を大きくするため
には、セル自身の面積を大きくする必要がある。セル
は、電極(カーボン)間にリン酸からなる電解質層、触
媒層を挟み込む構成とされている。この構成において、
電極間の電解質層、触媒層の厚さが全面にわたり均等に
なっていること、つまり、電極間の全面で同等な化学反
応が行われることが理想である。しかしながら、実際に
は電極間の電解質層、触媒層の厚さを全面にわたり均等
にすることは製造上難しく、この点がセル製造上のキー
ポイントになっている。当然ながらセル面積が大きくな
るほど、この点は難しい技術になる。Here, in order to increase the reaction area of the cell, it is necessary to increase the area of the cell itself. The cell has a configuration in which an electrolyte layer made of phosphoric acid and a catalyst layer are sandwiched between electrodes (carbon). In this configuration,
Ideally, the thicknesses of the electrolyte layer and the catalyst layer between the electrodes are uniform over the entire surface, that is, the same chemical reaction is performed on the entire surface between the electrodes. However, in practice, it is difficult to make the thicknesses of the electrolyte layer and the catalyst layer between the electrodes uniform over the entire surface, which is a key point in cell production. Of course, the larger the cell area, the more difficult this is.
【0009】電極間の電解質層、触媒層の厚さが不均等
になっている場合、反応に比例するセル面上の電流密度
分布は不均等になる。この様子を図7に示す。同図
(a)のカソード23面上の電流分布を(イ)〜(ニ)
に示す。同図(b)にそれぞれの部分の電流密度を示し
た。この図によると、他の部分に比べ(イ)の部分の電
流密度は、著しく大きくなっている。この状態では部分
的に反応過多になり、熱等により部分的な損傷、部分的
寿命の低下が生じる。つまりセルとしての寿命が極端に
短くなる。When the thicknesses of the electrolyte layer and the catalyst layer between the electrodes are uneven, the current density distribution on the cell surface which is proportional to the reaction becomes uneven. This is shown in FIG. The current distribution on the surface of the cathode 23 in FIG.
Shown in FIG. 7B shows the current density of each part. According to this figure, the current density of the portion (a) is significantly higher than that of the other portions. In this state, the reaction is partially excessive, and partial damage and a short life are caused by heat and the like. That is, the life of the cell becomes extremely short.
【0010】また、高電圧を得るためにセルの多段積み
枚数を多くする必要があるが、セル枚数を多くすること
はセルの温度分布を不均一にすることになる。このこと
を図8に示す。同図(a)のように多段積みをしたセル
31のほぼ中間部にセル冷却のための冷却板30を設け
る。この状態のときの各セルの温度分布を同図(b)に
示す。この図によると、冷却板29,30に近いセルの
温度は低く、冷却板29,30から離れたセルほど温度
は高くなる。それぞれのセル温度が異なることによりセ
ルの化学反応が一様でなくなり、セルの寿命にバラツキ
が生じる。セル温度を一様にするためには冷却板30の
セル数に対する枚数を多くする必要があるが、部品点数
の増加、セル高さの増加などを招き、機器寸法増、コス
ト増につながる。Further, in order to obtain a high voltage, it is necessary to increase the number of stacked cells. However, if the number of cells is increased, the temperature distribution of the cells becomes uneven. This is shown in FIG. As shown in FIG. 3A, a cooling plate 30 for cooling the cells is provided substantially in the middle of the cells 31 stacked in multiple stages. The temperature distribution of each cell in this state is shown in FIG. According to this figure, the temperature of the cells closer to the cooling plates 29 and 30 is lower, and the temperature of the cells farther from the cooling plates 29 and 30 is higher. When the cell temperatures are different, the chemical reaction of the cell becomes non-uniform, and the life of the cell varies. In order to make the cell temperature uniform, it is necessary to increase the number of cooling plates 30 with respect to the number of cells, but this leads to an increase in the number of parts, an increase in cell height, etc., leading to an increase in device dimensions and an increase in cost.
【0011】また前述した通り、従来の燃料電池出力端
子以降の機器は、気中絶縁方式になっており、今後燃料
電池の出力が大型化するに従いスペース拡大化が予想さ
れる。近い将来の要求に応えるため、縮小化することが
必要である。以上のように、従来の燃料電池の構成では
大電力用に対応することが難しく、それを解決すべき課
題が多くあった。Further, as described above, the devices after the conventional fuel cell output terminal are of the air insulation type, and it is expected that the space will be expanded as the output of the fuel cell increases in the future. In order to meet the demands in the near future, it is necessary to reduce the size. As described above, it is difficult for the conventional fuel cell configuration to cope with high power use, and there are many problems to be solved.
【0012】本発明は、上記したような従来の燃料電池
の持つ課題に対処するためになされたもので、その目的
は、発電システム全体の寸法を大幅に縮小した大容量の
ガス絶縁装置直結型燃料電池を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address the above-mentioned problems of the conventional fuel cell, and has as its object the direct connection of a large-capacity gas insulating device in which the size of the entire power generation system is greatly reduced. It is to provide a fuel cell.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1のガス絶縁装置直結型燃料電池
は、燃料極と空気極間に電解質層と触媒、冷却板などを
挟み込み構成とし、水素と空気をそれぞれ前記燃料極と
前記空気極に流して発電する燃料電池からなるセルを、
電気的に並列になるように多数個接続して1単位のセル
とし、この1単位のセルを直列に多数個接続してガス絶
縁管路内に収納して1ユニットとし、この1ユニットの
電池を直列に多数個接続することで大容量の燃料電池を
形成し、さらに前記ガス絶縁管路を介してガス絶縁機器
と一体にしたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell directly connected to a gas insulating device, comprising an electrolyte layer, a catalyst, a cooling plate and the like interposed between a fuel electrode and an air electrode. And a fuel cell that generates hydrogen by flowing hydrogen and air to the fuel electrode and the air electrode, respectively,
A large number of cells are connected so as to be electrically in parallel to form a unit cell, and a large number of the unit cells are connected in series and housed in a gas-insulated conduit to form a unit. Are connected in series to form a large-capacity fuel cell, and are further integrated with gas-insulated equipment via the gas-insulated conduit.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1は本発明の一実施例である燃料
電池の1ユニットの構成図である。図において、1は小
さく構成したセルを電気的に並列になるようにした1単
位のセルであり、この1単位のセル1を直列に多数個接
続してガス絶縁管路2内に収納して1ユニットの燃料電
池としている。説明の便宜上この1ユニットの燃料電池
は3個の1単位のセル1から構成されているが、個数は
特に限定しない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of one unit of a fuel cell according to one embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a unit cell in which small cells are electrically connected in parallel. A large number of the unit cells 1 are connected in series and stored in a gas-insulated conduit 2. One unit of fuel cell is used. For convenience of description, this one-unit fuel cell is composed of three one-unit cells 1, but the number is not particularly limited.
【0015】本実施例において、空気と燃料ガスは下記
に示すように流れる。空気極に送る空気は、バルブ8a
を通り、燃料電池を収納するガス絶縁管路2の一端面口
から流入し、管路内部の1単位のセルを通過し、次に隣
に位置する1単位のセルに送られ、最終的にはガス絶縁
管路2内の全セルの内部を通って他の一端面口のバルブ
8bから流出する。また、燃料極に流入する水素ガス
は、バルブ7aを通り、ガス絶縁管路2の一端面口に近
い部分の側面から流入し、ガス絶縁管路2内部の1単位
のセルを通り、対向する側面に流出し、さらに配管4a
または4bを経由して直列接続された次の1単位のセル
に送られ、最終的にガス絶縁管路2内部の全セルを通っ
た後、流入口と対向する側の一部分の側面に排出され
る。このように、空気と燃料(水素)がガス絶縁管路2
内の1単位のセル1を多数個直列にした経路で流れる。In this embodiment, air and fuel gas flow as described below. The air to be sent to the cathode is a valve 8a
Through the gas-insulated conduit 2 containing the fuel cell, flows through one end of the gas-insulated conduit 2, passes through one unit of cells inside the conduit, and then is sent to the next unit of cells located next to it. Flows out of the valve 8b at the other end through the inside of all the cells in the gas-insulated pipeline 2. In addition, the hydrogen gas flowing into the fuel electrode passes through the valve 7a, flows in from the side surface of the portion near the one end face of the gas insulated conduit 2, passes through one unit cell inside the gas insulated conduit 2, and faces each other. Spilled to the side, and furthermore pipe 4a
Alternatively, the gas is sent to the next unit cell connected in series via 4b, and finally passes through all the cells inside the gas insulated conduit 2, and is discharged to the side of a part of the side facing the inflow port. You. As described above, the air and the fuel (hydrogen) are
Flows along a path in which a large number of cells 1 in one unit are connected in series.
【0016】また、1単位のセル1同士間は,冷却水が
通過できる口径をもつ絶縁体6で結合して冷却系を直線
状にして、ガス絶縁管路2の一端面側から他の一端面側
へ冷却水を直線的に流すものであり、このように冷却水
を直線的に流すことにより冷却水系の配管ロスを少なく
することができる。また、9a,9bは直流出力線、1
0a,10bは出力端子、50a,50bは空気用接続
配管である。A unit of cells 1 is connected to each other by an insulator 6 having a diameter through which cooling water can pass to make the cooling system linear, and one end of the gas-insulated pipe 2 is connected to the other unit. The cooling water is caused to flow linearly to the end face side, and the cooling water flowing linearly in this manner can reduce the piping loss of the cooling water system. 9a and 9b are DC output lines, 1
0a and 10b are output terminals, and 50a and 50b are air connection pipes.
【0017】図2は図1の1単位のセルのA−A線から
みた内部構成図である。図に示すように、1単位のセル
は、燃料極と空気極間に電解質層と触媒、冷却板などを
挟み込んだ構成とし、水素と空気をそれぞれ燃料極と空
気極に流して発電することは従来通りの発電原理に基い
ている。本実施例では、小さく構成したセル11を電気
的に並列になるように接続している。また電極14,1
5を両側に配置し、小さなセル11の電極12,13を
電極14,15にそれぞれ接続する。小さなセル11各
々について、同様に接続することにより、電極14と電
極15間には各セル11が並列になった分のセル面積が
できる。このようなセル構成の燃料電池を燃料用接続配
管4a,4bを設けたガス絶縁管路17内に配設されて
いる。このようなセル構成によりセル面積は大きいが、
断面積の小さいセル構成にすることができるので、従来
セル断面積が大きいために生じた電流の偏流現象をなく
することができる。FIG. 2 is an internal configuration diagram of one unit cell of FIG. 1 as viewed from the line AA. As shown in the figure, one unit cell has a configuration in which an electrolyte layer, a catalyst, a cooling plate, etc. are sandwiched between a fuel electrode and an air electrode, and it is not possible to generate electricity by flowing hydrogen and air to the fuel electrode and the air electrode, respectively. It is based on the conventional power generation principle. In the present embodiment, the small cells 11 are electrically connected in parallel. The electrodes 14, 1
5 are arranged on both sides, and the electrodes 12 and 13 of the small cell 11 are connected to the electrodes 14 and 15, respectively. By connecting the small cells 11 in the same manner, a cell area corresponding to the parallel arrangement of the cells 11 is formed between the electrodes 14 and 15. The fuel cell having such a cell configuration is disposed in a gas insulating pipe 17 provided with fuel connection pipes 4a and 4b. Although the cell area is large due to such a cell configuration,
Since a cell configuration having a small cross-sectional area can be formed, a current drift phenomenon caused by a conventional large cell cross-sectional area can be eliminated.
【0018】また、図5(a)に示すように、冷却板1
6を1単位のセルのほぼ中央に位置するように配設し、
積層されたセルの中央を冷却することで、同図(B)に
示すように各セル11の冷却不均等を少なくできる(外
側のセルは放熱特性がよいため、冷却板16を単位セル
のほぼ中央に設けることでバランスがとれる)。Further, as shown in FIG.
6 is disposed so as to be located substantially at the center of one unit cell,
By cooling the center of the stacked cells, uneven cooling of each cell 11 can be reduced as shown in FIG. 4B (the outer cells have good heat radiation characteristics, so that the cooling plate 16 can be almost equal to the unit cell). It can be balanced by providing it in the center).
【0019】上述したように、本実施例の燃料電池によ
ると、従来の燃料電池のような電流の偏流現象やセルの
温度分布の不均一をなくすことができるので、温度分
布、電流分布の均一な大容量燃料電池を得ることができ
る。As described above, according to the fuel cell of this embodiment, it is possible to eliminate the current drift phenomenon and the non-uniformity of the cell temperature distribution as in the conventional fuel cell. A large-capacity fuel cell can be obtained.
【0020】図3は本発明の他の実施例である大容量の
燃料電池装置の構成図である。図に示すように、本実施
例ではガス絶縁管路内に収納した1ユニットの燃料電池
を多数個(51a,51b,51c)直列に接続するこ
とで大容量の燃料電池を比較的簡単に形成することがで
きる。また、9a,9bは直流出力線、10a,10b
は出力端子である。FIG. 3 is a configuration diagram of a large-capacity fuel cell device according to another embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, a large-capacity fuel cell can be formed relatively easily by connecting a large number (51a, 51b, 51c) of one unit of fuel cell housed in a gas-insulated conduit in series. can do. 9a and 9b are DC output lines, 10a and 10b
Is an output terminal.
【0021】図4は本発明のさらに他の実施例であるガ
ス絶縁装置直結型燃料電池の構成図である。図に示すよ
うに、ガス絶縁管路内に収納した1ユニットの燃料電池
40と交直変換器42とを接続管41で管接続、この交
直変換器42とガス絶縁変圧器44とを接続管43で管
接続、このガス絶縁変圧器44とガス絶縁開閉装置46
とを接続管45で管接続、このガス絶縁開閉装置46と
ブッシングポケツト47とブッシング48とからなるブ
ッシング装置とを菅接続して全体を一体構成とする。さ
らにブッシング48を高圧リード線49に接続してい
る。このような配置構成とすることにより、縮小化した
大容量のガス絶縁装置直結型燃料電池を提供することが
できる。FIG. 4 is a structural view of a fuel cell directly connected to a gas insulating apparatus according to still another embodiment of the present invention. As shown in the figure, one unit of the fuel cell 40 housed in the gas insulated conduit and the AC / DC converter 42 are connected by a connecting pipe 41, and the AC / DC converter 42 and the gas insulated transformer 44 are connected by a connecting pipe 43. The gas-insulated transformer 44 and the gas-insulated switchgear 46
Are connected by a connecting pipe 45, and the gas insulated switchgear 46 and a bushing device including a bushing pocket 47 and a bushing 48 are connected by a tube to form an integral structure. Further, a bushing 48 is connected to a high voltage lead wire 49. With such an arrangement, it is possible to provide a reduced-capacity, high-capacity gas-insulation-device-direct-connection fuel cell.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
面積の小さなセルを並列接続することにより、温度分
布、電流分布の均一な大容量燃料電池が得られ、さら
に、ガス絶縁機器と直結することにより、縮小型の大容
量のガス絶縁装置直結型燃料電池を得ることができる。As described above, according to the present invention,
A large-capacity fuel cell with uniform temperature distribution and current distribution can be obtained by connecting small-area cells in parallel. You can get a battery.
【図1】本発明の燃料電池の1ユニットの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of one unit of a fuel cell according to the present invention.
【図2】図1のA−Aから1単位のセルの内部構成図。FIG. 2 is an internal configuration diagram of one unit cell from AA in FIG. 1;
【図3】本発明の燃料電池における1ユニット単位の直
列接続を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a series connection of one unit in the fuel cell of the present invention.
【図4】本発明の一実施例である燃料電池とガス絶縁機
器が直結したガス絶縁型燃料電池装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a gas-insulated fuel cell device according to an embodiment of the present invention, in which a fuel cell and a gas-insulated device are directly connected.
【図5】本発明の燃料電池における1単位のセル内部の
温度分布を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a temperature distribution inside one unit cell in the fuel cell of the present invention.
【図6】従来の燃料電池の単位セルの分解斜視図。FIG. 6 is an exploded perspective view of a unit cell of a conventional fuel cell.
【図7】従来の燃料電池のセル上の電流密度分布を示す
図。FIG. 7 is a diagram showing a current density distribution on a cell of a conventional fuel cell.
【図8】従来の燃料電池の温度分布の不均一性を示す
図。FIG. 8 is a diagram showing non-uniformity of temperature distribution of a conventional fuel cell.
1…1単位のセル、2…ガス絶縁管路、3…電位接続
線、4a,4b…燃料用接続配管、5…管路内絶縁ガ
ス、6…冷却水用配管、7a…燃料流入口バルブ、7b
…燃料流出口バルブ、8a…空気流入口バルブ、8b…
空気流出口バルブ9a,9b…直流出力線、10a,1
0b…出力端子、11,31…セル、12,13…電
極、14,15…電位固定板、16,29,30…冷却
板、17…ガス絶縁管路、20,24…セパレータ、2
1…アノード電極、22…電解質層、23…カソード電
極、25…冷却パネル、26…冷却管、27,28…
溝、40…燃料電池、41,43,45…接続管、42
…交直変換器、44…ガス絶縁変換器用変圧器、46…
GIS、47…ブッシングポケット、48…ブッシン
グ、49…高圧リード線、50a,50b…空気用接続
配管、51a,51b,51c…1ユニットの燃料電
池。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1 unit cell, 2 ... Gas insulation pipe, 3 ... Potential connection line, 4a, 4b ... Fuel connection pipe, 5 ... Insulation gas in pipe, 6 ... Cooling water pipe, 7a ... Fuel inlet valve , 7b
... Fuel outlet valve, 8a ... Air inlet valve, 8b ...
Air outlet valves 9a, 9b: DC output lines, 10a, 1
0b: output terminal, 11, 31, cell, 12, 13, electrode, 14, 15: potential fixing plate, 16, 29, 30, cooling plate, 17: gas-insulated conduit, 20, 24: separator, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Anode electrode, 22 ... Electrolyte layer, 23 ... Cathode electrode, 25 ... Cooling panel, 26 ... Cooling pipe, 27, 28 ...
Groove, 40: fuel cell, 41, 43, 45: connecting pipe, 42
... AC / DC converter, 44 ... Transformer for gas-insulated converter, 46 ...
GIS, 47: bushing pocket, 48: bushing, 49: high-voltage lead wire, 50a, 50b: air connection pipe, 51a, 51b, 51c: one unit fuel cell.
Claims (1)
却板などを挟み込み構成とし、水素と空気をそれぞれ前
記燃料極と前記空気極に流して発電する燃料電池からな
るセルを、電気的に並列になるように多数個接続して1
単位のセルとし、この1単位のセルを直列に多数個接続
してガス絶縁管路内に収納して1ユニットとし、この1
ユニットの電池を直列に多数個接続することで大容量の
燃料電池を形成し、さらに前記ガス絶縁管路を介してガ
ス絶縁機器と一体にしたことを特徴とするガス絶縁装置
直結型燃料電池。1. A fuel cell comprising an electrolyte layer, a catalyst, a cooling plate and the like sandwiched between a fuel electrode and an air electrode, and generating electricity by flowing hydrogen and air through the fuel electrode and the air electrode, respectively. And connect them in parallel so that
A unit cell, a large number of the unit cells are connected in series and stored in a gas insulated conduit to form a unit.
A large-capacity fuel cell is formed by connecting a large number of unit batteries in series, and further integrated with a gas-insulated device via the gas-insulated conduit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9276201A JPH11111324A (en) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | Gas insulation device direct connection type fuel cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9276201A JPH11111324A (en) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | Gas insulation device direct connection type fuel cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111324A true JPH11111324A (en) | 1999-04-23 |
Family
ID=17566101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9276201A Pending JPH11111324A (en) | 1997-10-08 | 1997-10-08 | Gas insulation device direct connection type fuel cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11111324A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009087863A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Mitsubishi Materials Corp | Fuel cell |
-
1997
- 1997-10-08 JP JP9276201A patent/JPH11111324A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009087863A (en) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Mitsubishi Materials Corp | Fuel cell |
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