技術分野
燃料電池スタックと改質燃料を生成する改質器とを断熱筐体内に収納した燃料電池モジュール
要約特許出願時に添付された[要約書]
【課題】断熱筐体内での熱利用効率を高めて改質器での改質率を向上させ、発電効率を向上させることができる燃料電池モジュールを提供する。
【解決手段】燃料電池モジュール10は、燃料電池スタック14と、改質用水蒸気及び原燃料ガスによる水蒸気改質反応により改質燃料を生成し、該生成した改質燃料を燃料電池スタック14に供給する改質器22とを断熱筐体16内に収納する構成を有する。この燃料電池モジュール10において、改質器22は、断熱筐体16内で上下方向に沿って配置されると共に、原燃料ガスの入口ポート23を上部に有している。
【選択図】図2
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
特許文献1の構成のように、燃料電池スタックや改質器を断熱筐体内に収納した構成の場合、断熱筐体の内部空間(発電反応室)では、上部に熱が籠り、底部では相対的に温度が低くなることが考えられる。
ところで、改質器での改質反応は吸熱反応であり、触媒にはニッケル系やルテニウム系等の触媒が使われるが、反応部入口で最も吸熱量が大きくなり、相対的に反応部入口で大きな熱を必要とする。従って、特許文献1の構成では、発電反応室の上部に吸熱反応が相対的に小さくなる反応部出口が配置されるため、熱の籠り易い上部の熱を効率的に利用することができない。そのため、改質器での改質率の低下やメタン濃度の増加により燃料電池モジュール全体としての発電効率の低下を招く要因になる。
本発明は、従来の課題を考慮してなされたものであり、断熱筐体内での熱利用効率を高めて改質器での改質率を向上させ、発電効率を向上させることができる燃料電池モジュール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
本発明に係る燃料電池モジュールは、燃料電池スタックと、改質用水蒸気及び原燃料ガスによる水蒸気改質反応により改質燃料を生成し、該生成した改質燃料を前記燃料電池スタックに供給する改質器とを断熱筐体内に収納する燃料電池モジュールであって、前記改質器は、前記断熱筐体内で上下方向に沿って配置されると共に、前記原燃料ガスの入口を上部に有することを特徴とする。
【発明の効果】
本発明によれば、断熱筐体内での熱利用効率を高め、改質器での改質率を向上させることができ、燃料電池モジュール全体での発電効率を向上させることができる。
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、改質器を断熱筐体内で支持するための支持台の一例を示す構成図であり、図3(A)は、側面図、図3(B)は、背面図、図3(C)は、底面図である。
【図4】図4は、変形例に係る改質器を示す斜視図である。
【図5】図5は、本実施形態の改質器を用いて原燃料ガスを上部から下部に向けて流した場合と、この改質器と同一の機器構成で原燃料ガスを下部より上部に向けて流した場合とでの改質器の温度に対する改質性能を比較したグラフである。
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
22,70 改質器
22a,70a 改質反応部
23 入口ポート
24 空気予熱器
25 出口ポート
26 改質水蒸発器
42,44 排出面
67 支持台
LA1,LA2 空気供給ライン
LF1〜LF3 燃料供給ライン
LW 水供給ライン
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