專利名稱：發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于將燃料氣體供給燃料電池的燃料極進行發(fā)電的發(fā)電裝置。
背景技術：
燃料電池由夾著電解質的燃料極以及空氣極構成。對其供給燃料氣體等來進行發(fā)電。特別是，固體氧化物型燃料電池(SOFC)在由固體氧化物構成的電解質上接合有燃料極(氫極)和空氣極(氧極)等。通過對燃料極供給燃料氣體，對空氣極供給空氣等，能夠產生高輸出的電力。另外，固體氧化物型燃料電池不僅使用氫氣作為燃料氣體，也能夠使用含有大量的一氧化碳的氣體(例如由汽車等內燃機驅動的車輛的排氣)作為燃料氣體。在專利文獻I中記載有將這樣的固體氧化物型燃料電池形成為圓筒型。專利文獻I的燃料電池將管接頭直接擰合于燃料電池，與氣體罐連接。
但是，在燃料電池的電極中，無論是燃料極還是空氣極，都使用有多孔質體，故而使該電極直接與其他接觸時，在強度上存在問題。即，長時間使用時電極發(fā)生破損。專利文獻I :(日本)特開2003 - 282128號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種發(fā)電裝置，即使在將管狀(筒型)的燃料電池與其他部件連接而使用的情況下，也能夠實現(xiàn)安裝強度的提高或耐久性的提高，另外，也能夠對外側的電極以規(guī)定的流速供給燃料或空氣。本發(fā)明第一方面的發(fā)電裝置，包括管狀的燃料電池，其利用接受燃料氣體的供給的內外電極夾入電解質層，內部作為所述燃料氣體的內側流通路而形成；罩管，其在所述燃料電池的外側與所述外電極隔開間隔配置；連接部件，其將所述燃料電池和所述罩管連接，在所述燃料電池的外側利用所述間隔來確保所述燃料氣體的外側流通路；燃料氣體管，其與所述罩管的兩端部連接，與所述罩管一同形成所述燃料氣體的流通路徑。理想的是，所述間隔比所述燃料電池的內徑小。理想的是，所述連接部件以應堵住所述外側流通路的上游端及下游端的方式分別配置，具有用于確保在所述外側流通路通過的所述燃料氣體的流通的貫通孔。根據本發(fā)明，由于罩管與燃料氣體管連接，故而燃料電池和燃料氣體管不直接接觸而連接。因此，通過適當改變罩管的材質，能夠對應于應安裝的燃料氣體管的構造、材質來確保其安裝強度以及耐久性。另外，由于利用燃料電池和罩管形成雙重管構造，故而也能夠對位于燃料電池外側的電極(陽極或陰極)以規(guī)定的流速供給燃料氣體。另外，根據本發(fā)明，能夠使在燃料電池與罩管之間的間隔流動的燃料氣體的流速進一步提高，能夠使對位于燃料電池外側的電極供給燃料氣體的供給量增加。另外，根據本發(fā)明，由于在外側流通路的上游端以及下游端配置連接部件，故而燃料電池或罩管、或者其雙方在其兩端相互連接。因此，能夠使相互的連接穩(wěn)定。由于在連接部件設有貫通孔，故而不阻礙在外側流通路通過的燃料氣體的流通。


圖I是本發(fā)明的發(fā)電裝置的示意剖面圖；圖2是表示斯塔庫的例子的示意剖面圖；圖3是表不斯塔庫的另一例的不意正面圖。標記說明I :發(fā)電裝置2:燃料電池3:內側流通路 4 :外側流通路5:燃料極6 :空氣極7 電解質8 :斯塔庫9 :罩管10 :流入孔11 :流出孔12 :燃料氣體管13 :連接部件14:發(fā)電裝置15:取入口
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明的發(fā)電裝置I具有燃料電池2、罩管9、連接部件13以及燃料氣體管12。燃料電池2形成為管狀。這樣形成為管狀的燃料電池2也被稱為管型。在圖示例中，在內側，作為內電極配置有燃料極(陽極)5，在外側，作為外電極配置有空氣極(陰極)6。利用燃料極5及空氣極6將由固體氧化物構成的電解質層7夾入。S卩，燃料電池2為S0FC。罩管9在燃料電池2的外側隔開間隔配置。由于該罩管9也為管狀，故而同樣地與管狀的燃料電池2協(xié)同動作而形成雙重管構造。在圖示例中，燃料電池2和罩管9的長度大致相同，在各自的兩端部利用連接部件13連接。這樣，通過將燃料電池2和罩管9在兩端部連接，能夠相互穩(wěn)定地連接。另外，能夠適當變更連接部件13的位置。燃料氣體從燃料氣體管12的上游側向箭頭B方向流通。在通過燃料電池2時，通過形成于燃料電池內側的內側流通路3、和形成于燃料電池外側的外側流通路4。從上游側的燃料氣體管12通過貫通連接部件13的流入孔(貫通孔)10而流入外側流通路4。燃料氣體直接向箭頭A方向流通，從貫通連接部件13的流出孔(貫通孔)11向下游側的燃料氣體管12流出。在圖示例中，連接部件13將外側流通路4的上游端以及下游端堵住，但由于設有連接部件13的流入孔10以及流出孔11，故而不阻礙燃料氣體的流通。另外，如圖所示，如果利用連接部件13堵住外側流通路4的下游端，則在流出孔11內由在內側流通路3通過的燃料氣體的流速產生負壓，能夠在外側流通路4內形成燃料氣體的流動。
在燃料氣體中混入有氫和氧。在燃料氣體為排氣的情況下，排氣中的甲烷氣體等及一氧化碳等中含有的氫及氧成為與電極的反應物質。由此，空氣極6將氧還原，被還原后的氧離子通過電解質7，利用燃料極5與燃料氣體中的氫反應而生成水。此時，由燃料極5生成的電子在電路(未圖示)移動，由空氣極6再次將氧離子化并且使電流在電路流動而進行發(fā)電。燃料氣體管12和燃料電池2經由罩管9 (以及連接部件13)連接。罩管9與燃料氣體管12直接接觸并氣密地連接。燃料電池2如上所述經由該罩管9與燃料氣體管12連接，故而燃料電池2和燃料氣體管12不直接接觸而連接。因此，通過適當改變罩管9的材質，能夠對應于應安裝的燃料氣體管12的構造、材質來確保其安裝強度以及耐久性。由此，在燃料氣體管12為車輛的排氣管的情況下，對車輛移動產生的振動也能夠長期承受。另夕卜，由于由燃料電池2和罩管9形成雙重管構造，故而對位于燃料電池2外側的空氣極6也能夠以規(guī)定的流速供給燃料氣體。此時，通過縮窄外側流通路4的寬度，能夠加快氣體的流速并增加向空氣極6的燃料氣體的供給量。若進一步縮窄該寬度(燃料電池2與罩管9的間隔)使其比內側流通路的半徑還小，則能夠一定程度地較寬地確保內側流通路3，并且也 能夠提高外側流通路4的流速，因此是理想的。在燃料氣體為排氣的情況下，由于與電極反應的成分的濃度低，故而這樣提高流速是極其重要的。在使用排氣的情況下，在上游側設有燃料改性材料(未圖示)為好。該燃料改性材料用于將排氣中的碳化氫、水等轉換成氫，使氫濃度提聞。若使用多個這樣的發(fā)電裝置1，則成為圖2或圖3所示那樣的斯塔庫8。在圖2的例中，縱向排列四個發(fā)電裝置，但位于中間的兩個使用有本發(fā)明的發(fā)電裝置I。在圖3的例中，表示了使用了 6 X 5共計30個發(fā)電裝置的斯塔庫8。該情況下，位于中間的4 X 3共計12個發(fā)電裝置使用有本發(fā)明的發(fā)電裝置I。通過使用燃料電池2和罩管9形成雙重管構造，實現(xiàn)安裝強度的提高和流速的高速化，由此，作為這樣的配置在形成為斯塔庫8時的內側的發(fā)電裝置特別理想，能夠適用。配置于外側的發(fā)電裝置14可以使用以往使用的管型燃料電池。在圖2中，外側的發(fā)電裝置14也形成為燃料電池2和罩管9的雙重構造，將外側流通路的取入口 15設于罩管9，取入外部的空氣。這樣，關于配置于外側的發(fā)電裝置14，作為供給空氣極6的氣體，使用外界氣體為好。
權利要求
1.一種發(fā)電裝置，其特征在于，包括 管狀的燃料電池，其利用接受燃料氣體的供給的內外電極夾入電解質層，內部作為所述燃料氣體的內側流通路而形成； 罩管，其在所述燃料電池的外側與所述外電極隔開間隔配置； 連接部件，其將所述燃料電池和所述罩管連接，在所述燃料電池的外側利用所述間隔來確保所述燃料氣體的外側流通路； 燃料氣體管，其與所述罩管的兩端部連接，與所述罩管一同形成所述燃料氣體的流通路徑。
2.如權利要求I所述的發(fā)電裝置，其特征在于， 所述間隔比所述燃料電池的內徑小。
3.如權利要求I所述的發(fā)電裝置，其特征在于， 所述連接部件以應堵住所述外側流通路的上游端及下游端的方式分別配置，具有用于確保在所述外側流通路通過的所述燃料氣體的流通的貫通孔。
全文摘要
一種發(fā)電裝置，包括管狀的燃料電池(2)，其利用接受燃料氣體的供給的內外電極(5、6)夾入電解質層(7)，內部作為所述燃料氣體的內側流通路(3)而形成；罩管(9)，其在所述燃料電池(2)的外側與所述外電極(6)隔開間隔配置；連接部件(13)，其將所述燃料電池(2)和所述罩管(9)連接，在所述燃料電池(2)外側利用所述間隔確保所述燃料氣體的外側流通路(4)；燃料氣體管(12)，其與所述罩管(9)的兩端部連接，與所述罩管(9)一同形成所述燃料氣體的流通路徑。
文檔編號H01M8/12GK102934271SQ20118002779
公開日2013年2月13日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權日2010年4月7日
發(fā)明者內山直樹, 內山靖之, 中林正剛 申請人:株式會社渥美精機