(57)【要約】【課題】  発電効率を高めるだけでなくCO2等の排ガス排出量を低減し、軽量化及び小型化した発電システムを提供する。【解決手段】  燃料を燃焼して熱を発生させる燃焼装置２と、燃焼装置２で発生した熱によりシード材料を含む希ガスをプラズマ化して混合ガスのプラズマとするプラズマ生成手段９と、プラズマ生成手段９でプラズマ化した混合ガスのプラズマを作動流体とする磁気流体発電装置３と、燃焼装置２で発生した熱により水素ガス及び空気中の酸素ガスを高温化して燃料とし、電気化学的に反応させて電力を生成する燃料電池４と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼して熱を発生させる燃焼装置と、
前記燃焼装置で発生した熱によりシード材料を含む希ガスをプラズマ化して混合ガスのプラズマとするプラズマ生成手段と、
前記プラズマ生成手段でプラズマ化した混合ガスのプラズマを作動流体とする磁気流体発電装置と、
前記燃焼装置で発生した熱により水素ガス及び空気中の酸素ガスを高温化して燃料とし、電気化学的に反応させて電力を生成する燃料電池と、
を備えることを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記磁気流体発電装置を通過した前記混合ガスのプラズマを循環させて、前記プラズマ生成手段に導入する循環手段を備えることを特徴とする請求項１記載の発電システム。
【請求項３】
前記循環手段は、
前記磁気流体発電装置を通過した混合ガスを冷却する冷却手段と、
前記冷却手段で冷却された混合ガスを加圧する加圧手段と、
前記加圧手段で加圧された混合ガスを熱対流により前記プラズマ生成手段に輸送する混合ガス輸送手段と、
を備えることを特徴とする請求項２記載の発電システム。
【請求項４】
前記燃焼装置で発生した熱を利用して、前記燃料電池の燃料となる水素ガス及び空気中の酸素ガスを加熱する燃料加熱手段を備えることを特徴とする請求項１記載の発電システム。
【請求項５】
前記磁気流体発電装置での電圧生成後における混合ガスのプラズマが有する熱を利用して、前記燃料電池の燃料となる水素ガス及び空気中の酸素ガスを加熱する燃料加熱手段を備えることを特徴とする請求項１記載の発電システム。
【請求項６】
前記燃焼装置又は前記燃料電池の少なくとも一方から排出される水を前記循環手段における冷却手段の冷却媒体として供給する冷却媒体供給手段を備えることを特徴とする請求項３記載の発電システム。
【請求項７】
前記プラズマ生成手段は、配管内部にシード材料及び希ガスを含む混合ガスを流通させて、前記配管の外周から前記燃焼装置での燃焼により発生した熱を供給して熱交換する熱交換部を有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の発電システム。
【請求項８】
前記燃料加熱手段は、配管内部に水素ガス及び空気中の酸素ガスを流通させて、前記配管の外周から前記燃焼装置での燃焼により発生した熱を供給して熱交換する熱交換部を有することを特徴とする請求項４又は５記載の発電システム。
【請求項９】
前記プラズマ生成手段及び前記燃料加熱手段は、蓄熱材料を含有することを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は７のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１０】
前記燃焼装置は、対向して配置した２つの放電電極に高電圧をパルス的に加え、所定量の水素ガス及び空気中の酸素ガスを放電して燃焼するものであることを特徴とする請求項１、４、６、７又は８のいずれか１項に記載の発電システム。
【請求項１１】
前記燃料電池は、電解質としてイットリア安定化ジルコニア又はセリア系酸化物を適用した固体酸化物燃料電池としたことを特徴とする請求項１、４、５又は６のいずれか１項に記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の移動体車両に搭載可能な発電システムに関し、燃焼装置、磁気流体発電装置及び燃料電池により複合発電を行う発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
将来の石油資源の枯渇や、NOx、SOx又はCO2の増加に伴う地球温暖化が、従来から懸念されている。石油資源等の限りあるエネルギを節約するためにエネルギを有効活用すると共に、地球環境を保護するためにCO2等の排出量を低減するための研究が種々行われている。このような研究の一環として、電気自動車の開発が進められており、商品化されつつある。
【０００３】
電気自動車は、エネルギ源及びその貯蔵源から分類されており、電気エネルギでモータを駆動して走行する純電気自動車と、内燃機関とこれにより駆動される発電機を備え、内燃機関と電動機とを直列又は並列配置したハイブリッド自動車の２種類がある。ハイブリッド自動車は、例えば、内燃機関の機械的出力を発電機により電力に変換し、電力を蓄電池に蓄えて、内燃機関と蓄電池とを組み合わせて両者の出力を制御して走行する車であり、高い燃費性能を得ることができる。
【０００４】
近年、純電気自動車のエネルギ源、又はハイブリッド自動車のエネルギ源として、燃料電池を搭載した燃料電池自動車の開発が進められている。燃料電池は、燃料として水素ガスと酸素ガスとを使用し、水素ガスと酸素ガスとを電気化学的に反応させて、化学エネルギを電気エネルギに直接変換するエネルギ変換装置である。燃料電池は、水素ガスと酸素ガスとを燃料とし、CO2等の排ガスが生じないことからクリーンな動力源として脚光を浴びている。
【０００５】
しかしながら、上記の純電気自動車やハイブリッド自動車では、発電効率、送変電効率、燃料精製用エネルギ等も考慮すると、期待したほどには総合エネルギ効率を高めることができなかった。
【０００６】
自動車搭載用以外の発電プラントとして、燃料電池とＭＨＤ(Magneto-Hydro-Dynamics、電磁流体力学)発電装置とを備え、複合的に発電を行うことにより発電効率を高めた複合発電プラントが開発されている。
【０００７】
例えば、高温高圧下でメタンを熱分解して生じた酸素及び炭素に、炭酸セシウムや炭酸カリウム等の溶融炭酸塩であるシード材料を添加したものをプラズマ化し、そのプラズマを磁気流体発電装置の磁場生成部に送り込み、磁場に垂直に配置した電極間で電圧を生成し、更に、磁気流体発電装置の処理によって生じた熱を用いて、固体酸化物燃料電池又は溶融炭酸塩燃料電池により電力を取り出す発電システムが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−４６５５７号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記発電システムでは、高温高圧下でメタンを熱分解して得られた炭素及び酸素と、添加したシード材料とを燃焼装置で燃焼してプラズマ化していたため、別途、シード材料を回収する必要があった。
【０００９】
発電システム内でシード材料を回収するためには、発電システムの内部あるいは外部に、シード材料を回収するためのシード材料回収装置を設置する必要があるが、シード材料回収装置を設置すると、発電システム自体が大型化すると共に高重量化してしまっていた。このため、小型化及び軽量化が要求される自動車等搭載用の発電システムとして、シード材料回収装置を備えた発電システムを適用することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、第１の発明である発電システムは、燃料を燃焼して熱を発生させる燃焼装置と、前記燃焼装置で発生した熱によりシード材料を含む希ガスをプラズマ化して混合ガスのプラズマとするプラズマ生成手段と、前記プラズマ生成手段でプラズマ化した混合ガスのプラズマを作動流体とする磁気流体発電装置と、前記燃焼装置で発生した熱により水素ガス及び空気中の酸素ガスを高温化して燃料とし、電気化学的に反応させて電力を生成する燃料電池と、を備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発電システムによれば、磁気流体発電装置と燃料電池とにより複合発電したため、発電効率を高めると共にCO2等の排ガスの排出量を減らして環境負荷を軽減することができる。また、燃焼装置で発生した熱を利用して希ガスとシード材料とを含む混合ガスをプラズマ化したため、シード材料回収装置が不要となり、この結果、発電システムを小型化及び軽量化することができ、自動車等の車両搭載用として好適な発電システムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態に係る発電システムについて、第１実施形態から第３実施形態までを用いて説明する。
【００１３】
＜第１実施形態（図１〜図４）＞
本実施形態では、燃料装置で発生した熱により燃料電池の燃料である水素ガス及び空気中の酸素ガスを加熱する燃料加熱手段を備えた本発明の実施の形態に係る発電システムについて、図１〜図４を用いて説明する。なお、燃料電池としては固体酸化物燃料電池を使用した。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る発電システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、発電システム１は、燃焼装置２に対して磁気流体発電装置３及び固体酸化物燃料電池４を並列に接続している。
【００１５】
燃焼装置２は、燃料である水素ガスと空気中の酸素ガスとを燃焼して熱を発生させる燃焼実施部５を備えており、燃焼実施部５の前段には、水素ガスを供給する水素ガス供給手段６を配置しており、水素ガス供給手段６は、水素ガスを蓄積する水素ガス蓄積部７を有する。また、燃焼実施部５の前段には、空気を供給する空気供給手段８を配置している。一方、燃焼実施部５の後流側には、燃焼実施部５で発生した熱を利用して、後述する磁気流体発電装置３の作動流体となるシード材料を含む希ガスをプラズマ化するプラズマ生成手段９と、燃焼実施部５で発生した熱を利用して後述する固体酸化物燃料電池４の燃料を加熱する燃料加熱手段１０と、を配置している。さらに、燃焼実施部５の後流側には、燃焼実施部５から排出される未燃焼ガス及び水を排出する排出部１１を備える。上記プラズマ生成手段９は、燃焼実施部５により発生した熱によりシード材料を含む希ガスをプラズマ化して混合ガスのプラズマとする。
【００１６】
磁気流体発電装置３は、作動流体となる混合ガスのプラズマを使用し、混合ガスのプラズマに対して磁場を印可して電圧を生成する電圧生成部１２を備える。電圧生成部１２はプラズマ生成手段９の後流側に接続されており、電圧生成部１２とプラズマ生成手段９との間に、希ガスを供給する希ガス供給手段１３と、シード材料を供給するシード材料供給手段１４と、を備える。
【００１７】
磁気流体発電装置３の電圧生成部１２の後流側には、循環手段１５として、混合ガスを冷却する冷却手段１６と、加圧手段１７と、熱対流により混合ガスをプラズマ生成手段９に輸送する混合ガス輸送手段１８と、を備える。電圧生成部１２を通過した混合ガスのプラズマは、循環手段１５によりプラズマ生成手段９に再度導入され、シード材料を循環させて再利用している。
【００１８】
固体酸化物燃料電池４は、燃料極と、酸素イオンが伝導する酸化物層からなる電解質と、空気極とが一体に構成された３層の膜構造の電圧生成部１９を備える。電圧生成部１９では、燃料極で水素を水素イオンと電子とに分離することによって供給される電子を、空気極において、酸素ガスに対して与えることによって酸素イオンを生成し、酸素イオンを酸化物層中に伝導させ、燃料極において、水素イオンと酸素イオンから水を生成するとともに、燃料極と空気極の間で電圧を生成させる。
【００１９】
また、固体酸化物燃料電池４の前段には、水素ガス蓄積部２０aから水素ガスを供給する水素ガス供給手段２０及び空気を供給する空気供給手段２１を配置しており、水素ガス供給手段２０及び空気供給手段２１には燃料加熱手段１０を接続し、燃料加熱手段１０によって加熱した水素ガス及び空気中の酸素ガスを電圧生成部１９に供給している。電圧生成部１９の後流側には排出部２２を備えており、電圧生成部１９により生成した水や、空気及び水素ガス中の未反応ガスを排出部２２から排出する。
【００２０】
さらに、発電システム１の構成について具体的に説明する。
【００２１】
図２は、図１に示す発電システム１の構成をより具体的に示す図である。図２に示すように、図１に示す水素ガス供給手段６,２１として、水素ガス蓄積部７,２０である水素ガス蓄積タンク２３を設置しており、この水素ガス蓄積タンク２３には２本の水素ガス供給配管２４,２５を接続して、各水素ガス供給配管２４,２５上に水素ガスの供給量を制御する弁２６,２７を備えている。
【００２２】
空気供給手段８,２２として、燃焼装置２に２本の空気供給配管２８,２９を接続しており、各空気供給配管２８,２９上にはそれぞれポンプ３０,３１を設置して、外界から燃焼装置２内に空気を取り込んでいる。
【００２３】
燃焼装置２の燃焼実施部５として、２本の対向する放電電極３２a,３２bを配置しており、対向する放電電極３２a,３２bは、図３に示すパルス的高電圧発生パターンにより駆動される。燃焼装置２の排出部１１として排出配管３３を接続しており、排出配管３３上に弁３４を設置して、弁３４の開度を調節して蒸気及び未燃焼ガスの排出量を制御している。
【００２４】
希ガス供給手段１３として、磁気流体発電装置３に希ガス供給配管３５を接続しており、希ガス供給配管３５上に弁３６を設置して、弁３６の開度を調節して希ガスの供給量を制御している。
【００２５】
シード材料供給手段１４として、磁気流体発電装置３にシード材料供給配管３７を接続しており、シード材料供給配管３７上に弁３８を設置して、弁３８の開度を調節してシード材料の供給量を制御している。なお、本発明の実施の形態では、シード材料としてセシウムを使用したが、シード材料はセシウムに限定されるものではなくカリウム等を使用しても良い。また、希ガスとしてはHe、Ne、Ar、Kr又はXe等を使用しても良い。
【００２６】
上記希ガス供給配管３５及びシード材料供給配管３７は、各配管３５,３７上に設置した弁３６,３８の後流側で統合され、統合された配管は、循環手段１５としての循環配管３９を構成している。循環配管３９内部は、シード材料と希ガスとを含む混合ガスが流動して循環しており、循環配管３９は混合ガス輸送手段１８としての機能も兼ねている。
【００２７】
循環配管３９は、燃焼装置２に隣接して配置され、燃焼装置２との隣接部分にプラズマ生成手段９としての熱交換部４０を備える。
【００２８】
図４は、プラズマ生成手段９としての熱交換部４０の構成を模式的に説明する図である。図４に示すように、熱交換部４０は、外側配管４１の内部に内側配管４２が配置された２層構造を有する。内側配管４２の内部は空洞であり、シード材料及び希ガスを含む混合ガスが流動し、内側配管と外筒配管との間には、SiCの蓄熱材４３を充填している。
【００２９】
熱交換部４０後流側の循環配管３９には、磁気流体発電装置３として、正電極及び負電極を対向電極４４として対向して配置しており、各電極間に磁場生成部４５を形成している。より具体的には、循環配管３９の外周に磁場生成部４５を形成し、流動する混合ガスのプラズマに対して加える磁場を生成し、磁場生成部４５から生成された磁場の方向と平行方向に正電極及び負電極（対向電極４４）を配置して、正電極と負電極との間に、流動する混合ガスのプラズマを挟む構成としている。
【００３０】
磁場生成部４５の後流側には冷却配管４６を隣接して配置し、冷却配管４６と循環配管３９とが隣接する位置に冷却手段１６としての熱交換部４７を備える。そして、冷却配管４６内に冷却材を流通させて、熱交換部４７により混合ガスのプラズマを冷却する。なお、熱交換部４７は、図４に示した熱交換部４０と同様の２層構造の構成を有しており、空洞部に混合ガスのプラズマを流通させている。さらに、熱交換部４７後流側に、加圧手段１７としての圧力ポンプ４８を設置している。
【００３１】
固体酸化物燃料電池４は、固体酸化物燃料電池スタック４９を備え、燃料である水素ガス及び酸素ガスとを電気化学的に反応させて電圧を生成する。固体酸化物燃料電池スタック４９は、図示しないが、イットリア安定化ジルコニア又はセリア系酸化物からなる固体酸化物電解質膜の両面にそれぞれ空気極及び燃料極を形成した膜電極接合体を有し、この膜電極接合体の空気極側に空気極側セパレータ及び膜電極接合体の燃料極側に燃料極側セパレータを各々配置して、膜電極接合体と各セパレータとの間にそれぞれ燃料ガス流路及び空気流路を形成した単セルを複数積層して、各単セル間に冷却水流路を形成して構成される。固体酸化物燃料電池スタック４９の後流側には、排出配管５０が接続されると共に、排出配管５０上に弁５１を備えており、排出配管５０を介して、固体酸化物燃料電池スタック４９で生成された水、空気及び酸素ガス中の未反応ガスを排出する。
【００３２】
以下、上記構成の発電システム１の動作について説明する。
【００３３】
まず、水素ガス供給手段６を介して、水素ガス蓄積部７としての水素ガス蓄積タンク２３から水素ガスを燃焼装置２内に供給し、空気供給手段８を介して外界から燃焼装置２内に空気を供給する。供給された水素ガスと空気中の酸素ガスとの混合ガスは、燃焼装置２内の燃焼実施部５において燃焼するが、燃焼実施部５では、外部から対向放電電極３２a,３２bに高電圧パルス電圧を加え、水素ガス及び空気中の酸素ガスの混合ガスを放電して燃焼する。燃焼により生成した水を含む燃焼生成物及び未燃焼物は、排出部１１としての排出配管３３から排出する。
【００３４】
発電システム１における稼働初期時には、希ガス供給手段１３及びシード材料供給手段１４を介して、磁気流体発電装置３の循環配管３９内に希ガス及びシード材料である微粉末状のセシウムを供給し、希ガスとシード材料との混合ガスを生成する。なお、セシウムは、温度上昇して６７８℃付近でガス化する。
【００３５】
次に、循環配管３９内の希ガス及びシード材料の混合ガスは、燃焼装置２で発生した熱を利用して熱交換部４０により熱交換して、混合ガスをプラズマ化する。混合ガスのプラズマを磁気流体発電装置３における作動流体とし、混合ガスのプラズマに磁場を印可して電圧を生成して電力とする。その後、磁気流体発電装置３内の冷却手段１６である熱交換部４７により混合ガスを冷却した後、混合ガスを加圧手段１７である圧力ポンプ４８により加圧する。加圧された混合ガスは、混合ガス輸送手段１８としての循環配管３９内を循環して、プラズマ生成手段９としての熱交換部４０に戻る。
【００３６】
さらに、水素ガス供給手段２０を介して固体酸化物燃料電池４に水素ガスを供給すると共に、空気供給手段２１を介して外界から固体酸化物燃料電池４に空気中の酸素ガスを供給する。固体酸化物燃料電池４に水素ガス及び空気中の酸素ガスを導入する前に、燃焼装置２内に設置された燃料加熱手段１０により水素ガス及び空気中の酸素ガスを加熱して、水素ガス及び空気中の酸素ガスの温度を上昇させる。固体酸化物燃料電池４では、温度上昇した水素ガス及び空気中の酸素ガスを燃料とし、電圧生成部１９により電気化学的に反応させて電圧を生成して電力を取り出す。また、燃料を電気化学反応させて生成した水や、水素ガス及び空気中の未反応ガスは、排出部２２の排出配管５０を介して排出する。
【００３７】
以上に示した燃焼装置２、磁気流体発電装置３及び固体酸化物燃料電池４を備えた発電システム１では、上記の動作を繰り返して発電を実行する。
【００３８】
本実施形態によれば、燃焼装置で発生した熱を利用して、固体酸化物燃料電池及び磁気流体発電装置により複合的に発電して電力を生成したため、発電効率を高めることができる。また、循環配管内にシード材料を循環させてシード材料を回収することなく再利用したため、シード材料回収装置等を設置する必要がなくなり、発電システムの軽量化及び小型化を実現することができる。さらに、水素ガス及び空気中の酸素ガスを燃料とした固体酸化物燃料電池を適用したため、CO2の排出量を低減することができ、地球環境保護の観点からも優れた発電システムを得ることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、燃料加熱手段として蓄熱材料を備えた構成としたため、燃焼装置で発生した熱を蓄熱材料によって蓄熱することができる。また、燃焼装置内で発生した熱は、燃焼装置内の温度を恒常的に高温に保てるため、燃焼装置内にて燃焼を継続すること無く、所定間隔で燃焼すれば良いため、燃焼の制御が容易であり、消費する水素ガス及び対向放電電極で消費される電力を低減することができる。
【００４０】
さらに、燃焼装置、磁気流体発電装置及び固体酸化物燃料電池の熱交換量は、ほぼ一定に保たれるため、磁気流体発電及び固体酸化物燃料電池で生成する電力量を一定に保つことができる。なお、自動車等の移動体車両としては、発生する電力量を一定とすることが望ましいため、電力量が一定となる本発明の実施の形態に係る発電システムは、自動車等の移動体車両の動力源として適している。
【００４１】
＜第２実施形態（図５、図６）＞
本実施形態では、磁気流体発電装置で発生した熱を利用して、燃料電池の燃料である水素ガス及び空気中の酸素ガスを加熱する燃料加熱手段を備えた発電システムについて、図５及び図６を用いて説明する。
【００４２】
図５は、本発明の実施の形態に係る発電システムの構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、第１実施形態の図１及び図２に示した発電システムと異なる点のみを説明し、図１及び図２の構成と同一箇所には、同一の符号を付してその説明を省略した。
【００４３】
図５に示すように、発電システム５２では、水素ガス蓄積部５３を有する水素ガス供給手段５４及び空気供給手段５５を個別に備えると共に、磁気流体発電装置３内に燃料加熱手段５６を設置している。水素ガス供給手段５４及び空気供給手段５５から水素ガス及び空気を燃料加熱手段５６に導入し、水素ガスおよび空気中の酸素ガスを燃料加熱手段５６で加熱した後、固体酸化物燃料電池４内に水素ガス及び空気中の酸素ガスを導入する。
【００４４】
図６は、図５に示す発電システム５２をさらに具体化して説明する構成図である。図６に示すように、水素ガス供給手段５４として、水素ガス蓄積部５３である水素ガス蓄積タンク２３と、水素ガス供給配管５７と、ポンプ２６と、を備える。空気供給手段５５は、空気供給配管５８と、空気供給配管５７に設置されたポンプ３０と、を備え、外界から燃焼装置２内に空気を取り込んでいる。
【００４５】
水素ガス供給配管５７及び空気供給配管５８は、磁気流体発電装置３内の循環配管３９に形成された磁場生成部４５後流側に接続しており、燃料加熱手段５６としての熱交換部５９a, ５９bを形成し、さらに、水素ガス供給配管５７及び空気供給配管５８は、固体酸化物燃料電池４に連結している。
【００４６】
なお、第１実施形態の図１及び図２に示した発電システム１では、電圧生成部１２後流側に冷却手段１６を設けたが、本実施の形態に係る発電システム５２では、磁気流体発電装置３内に燃料加熱手段５６を設置して、熱交換部５９a, ５９bにより、混合ガスのプラズマの熱を水素ガス及び空気中の酸素ガスに供給して、混合ガスのプラズマを冷却している。このため、本実施の形態に係る発電システム５２では、磁気流体発電装置３において冷却できれば良く、冷却手段１６を設置しなくても良い。
【００４７】
また、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、磁気流体発電装置３の電圧生成部を通過した熱を利用して、固体酸化物燃料電池及び磁気流体発電装置３により電力を生成したため、発電効率を高めることができる。また、循環配管内にシード材料を循環させて再利用したため、シード材料を回収するためのシード材料回収装置を設置する必要が無くなり、発電システムを軽量化及び小型化することができる。さらに、水素ガス及び空気中の酸素ガスを燃料とした固体酸化物燃料電池を適用したため、CO2の排出量を低減することができ、地球環境保護の観点からも優れた発電システムを得ることができる。
【００４８】
さらに、本実施形態によれば、磁気流体発電装置内の電圧生成部後流側に熱交換部を備えることにより、プラズマの冷却が可能なため、電圧生成手段の後流側に配置したプラズマの冷却手段を省略した構成としても良い。
【００４９】
＜第３実施形態（図７）＞
本実施形態では、第１実施形態の図１に示した発電システムを改良した発電システムについて説明する。 
図７は、本発明の実施の形態に係る発電システムの構成を示す図である。図７に示す発電システムは、燃焼装置及び固体酸化物燃料電池の両方から排出される水を循環手段中の冷却手段の冷却媒体として供給する冷却媒体供給手段を備えたものである。
【００５０】
図７に示すように、発電システム６０には、２つの冷却媒体供給手段６１,６２を設置しており、一方の冷却媒体供給手段６１は、燃焼装置２の後流側に配置し、他方の冷却媒体供給手段６２は、固体酸化物燃料電池４の後流側に配置している。
【００５１】
冷却媒体供給手段６１は、燃焼装置２内の排出部１１である排出配管３３上の弁３４の後流側に水貯留装置６３を設置しており、一方が水貯留装置６３に接続されると共に他方が磁気流体発電装置３の電圧生成部１２後流側の冷却配管４６に接続された排水管６４と、一方が水貯留装置６３に接続された排出管６５と、を備える。
【００５２】
上記構成の冷却媒体供給手段６１では、水貯留装置６３により、燃焼装置２から排出される燃焼による水を含む燃焼生成物及び未燃焼物の内、冷えた蒸気である水を選択的に生成して貯留する。水貯留装置６３で貯留した水は、排水管６４を介して排水され、磁気流体発電装置３の電圧生成部１２の後流側に設置された冷却配管４６に導入され、シード材料を含む希ガスを冷却する冷却材として使用する。また、燃焼装置２での燃焼により生成した燃焼生成物及び未燃焼物は、排出管６５を介して排出する。
【００５３】
他方の冷却媒体供給手段６２は、固体酸化物燃料電池スタック４９に接続された排出配管５０上の弁５１の後流側に水貯留装置６６を配置しており、一方が水貯留装置６６に接続されると共に他方が磁気流体発電装置３における電圧生成部１２後流側の冷却配管４６に接続された排水管６７と、一方が水貯留装置６６に接続された排出管６８と、を備える。
【００５４】
上記構成の冷却媒体供給手段６２では、燃焼装置２の後流側に設置された冷却媒体供給手段６１と同様に、固体酸化物燃料電池４から排出される燃焼による水を含む燃焼生成物及び未燃焼物の内、冷えた蒸気である水を選択的に生成して水貯留装置により貯留した後、貯留した水を排水管６７から排出し、冷却配管４６に冷却水として供給する。また、固体酸化物燃料電池２から排出される燃焼により生成した燃焼生成部及び未燃焼物を排出管６８から排出する。
【００５５】
本実施形態によれば、磁気流体発電装置内の電圧生成部を通過したシード材料を含む希ガスを冷却するための冷却水を燃焼装置及び固体酸化物燃料電池から補給することができる。このため、発電システム内において、予め余分な水を貯留して、磁気流体発電装置に供給するための装置が不要となり、発電システム自体を軽量化及び小型化することができる。また、軽量化した発電システムを電気自動車等の燃料電池車両として搭載することにより、車両重量を低減して省燃費化を図ることができ、走行距離の長距離化を図る等の効果を得ることができる。また、小型化した発電システムを燃料電池車両として搭載することにより、車室内空間を広く活用することができ、スタイリングの自由度を確保することができる。
【００５６】
なお、前述した実施形態においては、燃料電池車両の一例として電気自動車を挙げたが、本発明の実施形態に係る発電システムは、電気自動車等の車両等に搭載されるものに限定されず、電力が要求される航空機、宇宙船その他の機関にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電システムの構成を示すブロック図。
【図２】図１に示す発電システムの構成をより具体的に示す発電システムの構成図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る発電システムのパルス的高電圧発生装置における電圧変化を示す図。
【図４】本発明の第１実施形態に係る発電システムにおけるプラズマ生成手段としての熱交換部の構成を模式的に説明する図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る発電システムの構成を示すブロック図。
【図６】図５に示す発電システムをさらに具体化した発電システムの構成を示す図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る、冷却媒体供給手段を備えた発電システムの構成を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１…発電システム,
２…燃焼装置,
３…磁気流体発電装置, 
４…固体酸化物燃料電池, 
５…燃焼実施部, 
６…水素ガス供給手段, 
７…水素ガス蓄積部, 
８…空気供給手段, 
９…プラズマ生成手段, 
１０…燃料加熱手段, 
１１…排出部, 
１２…電圧生成部, 
１３…希ガス供給手段, 
１４…シード材料供給手段, 
１５…循環手段, 
１６…冷却手段, 
１７…加圧手段, 
１８…混合ガス輸送手段, 
１９…電圧生成部, 
２０a…水素ガス蓄積部,
２０…水素ガス供給手段, 
２１…空気供給手段, 
２２…排出部,
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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