技術分野
改質用水蒸気を生成する改質水蒸発器、及び該改質水蒸発器を有する燃料電池モジュールを備えた発電装置
要約特許出願時に添付された[要約書]
【課題】高温の燃料電池モジュールを構成する場合であっても、その小型化及び低コスト化を図ることができる改質水蒸発器及び該改質水蒸発器を有する燃料電池モジュールを備えた発電装置を提供する。 【解決手段】改質水蒸発器26は、断熱筐体16で囲まれた燃料電池モジュール10に設けられ、燃料電池スタック14に導入される燃料を改質する改質器22に供給する改質用水蒸気を生成する装置である。この改質水蒸発器26は、水蒸気生成空間58を内部に形成した箱体60と、断熱筐体16の外部から導入される改質水を水蒸気生成空間58で散水する散水管68と、箱体60の一壁面である底面を形成すると共に、散水管68から散水された水を吸水可能な吸水部70が設けられ、断熱筐体16内で発生する熱を受けて吸水部70に散水された改質水を加熱して蒸発させる伝熱板60bとを備える。 【選択図】図4
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
ところで、固体酸化物形燃料電池(SOFC)や溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)といった高温型燃料電池では、高温となる燃料電池スタック、改質器、空気予熱器、改質水蒸発器、燃焼部を断熱筐体で囲って高温の燃料電池モジュールとして構成する場合がある。このような燃料電池モジュールでは、断熱筐体の内部での各機器の設置効率を最適にし、モジュール全体の小型化や低コスト化を図ることが重要である。さらに、高温の断熱筐体内での熱効率を低下させないために外部への放熱を低減する必要もある。
ところが、特許文献1のように燃焼部、改質部及び蒸発部を多重円筒型で構成した場合、各部の構造や伝熱が複雑となって設計や製造が困難となり、製造コストも増加する。しかも、特許文献1、2の構成では、改質器と改質水蒸発器とを円筒の一体型で構成している。従って、このような円筒型の複合機器は、した燃料電池モジュールの断熱筐体の内部での設置効率が悪く、モジュール全体が大型化すると共に、断熱筐体内での熱効率の最適化を図ることも困難である。
本発明は、従来の課題を考慮してなされたものであり、高温の燃料電池モジュールを構成する場合であっても、その小型化及び低コスト化を図ることができる改質水蒸発器及び該改質水蒸発器を有する燃料電池モジュールを備えた発電装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明に係る改質水蒸発器は、断熱筐体で囲まれた燃料電池モジュールに設けられ、燃料電池スタックに導入される燃料を改質する改質器に供給する改質用水蒸気を生成する改質水蒸発器であって、水蒸気生成空間を内部に形成した箱体と、前記断熱筐体の外部から導入される改質水を前記水蒸気生成空間で散水する散水管と、前記箱体の一壁面を形成すると共に、前記散水管から散水された水を吸水可能な吸水部が設けられ、前記断熱筐・・・ 続きを
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【発明の効果】
本発明によれば、燃料電池モジュールの小型化が可能となり、また改質水蒸発器及び燃料電池モジュールの設計や製造が容易となるため製造コストを低下することができる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 図1は、本発明の一燃料電池モジュールを備えた発電装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 図2は、本発明の一改質水蒸発器を備えた燃料電池モジュールの一構成例を示す斜視図である。
【図3】 図3は、本発明の一改質水蒸発器の構成図であり、図3(A)は、平面図であり、図3(B)は、正面図であり、図3(C)は、側面図である。
【図4】 図4は、改質水蒸発器の内部構造を示す説明図であり、図4(A)は、平面図であり、図4(B)は、正面断面図であり、図4(C)は、側面断面図である。
【図5】 図5は、散水管に設けられた吐出孔の設置例を示す図である。
【図6】 図6は、散水管に設けられた吐出孔から吸水部及び伝熱板に散水している状態を説明するための断面説明図である。
10 燃料電池モジュール
12 発電装置
14 燃料電池スタック
14a 燃料極
14b 空気極
16 断熱筐体
22 改質器
24 空気予熱器
26 改質水蒸発器
58 水蒸気生成空間
60 箱体
60a 上板
60b 底板(伝熱板)
60c 側板
62 取付部材
64 入口管
66 出口管
68 散水管
68a 吐出孔
70 吸水部
LA1,LA2 空気供給ライン
LF1,LF2 燃料供給ライン
LW 水蒸気供給ライン
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