JP5606165B2 - セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器を備えるセルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置に関する。

近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス（水素含有ガス）と空気（酸素含有ガス）とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを複数個配列してなるセルスタックと、該セルスタックに供給する燃料ガスを生成するための改質器とを備えるセルスタック装置や、該セルスタック装置を収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールが種々提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１においては、原燃料を気化するための気化部と、気化部から送出された原燃料ガスを改質するための改質部とを有する改質器が、セルスタックの上方に配置されている。そして、特許文献１に示す改質器は、気化部と改質部とが互いに接した状態で並置された構造となっている。

特開２００７−５９３７７号公報

しかしながら、上述した特許文献１のセルスタック装置においては、気化部と改質部とが接した状態で並置されているため、気化部に温度の低い原燃料が供給され、気化部の温度が低下した場合に、気化部にて生じる吸熱反応によって、改質部の温度が低下し、効率よく改質反応を行なうことができず、改質効率が低下する可能性が高まる。また、それにより、セルスタック装置の発電効率が低下する可能性が高まる。

本発明のセルスタック装置は、燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なう燃料電池セルの複数個を配列してなるセルスタックと、外部より供給される原燃料を温度の上昇した原燃料ガスにするための気化器と、該気化器より供給された前記原燃料ガスを前記燃料ガスに改質するための改質器とを備えている。前記気化器および前記改質器が、前記燃料電池セルの配列方向に沿ってそれぞれ延び、前記気化器の前記燃料電池セルの配列方向における一端に前記原燃料が供給される原燃料流入口が設けられているとともに、前記気化器が前記改質器および前記セルスタックと間隔をあけて配置されており、前記気化器の原燃料流入口と前記燃料電池セルの配列方向に対向する位置である、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向における他端に前記燃料ガスを前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルに供給するための燃料ガス送出口が設けられ、前記改質器が、前記気化器と前記セルスタックとの間に位置するように配置されている。

本発明の燃料電池モジュールは、上記に記載のセルスタック装置を収納容器内に収納している。

本発明の燃料電池装置は、上記の燃料電池モジュールと、前記セルスタック装置を作動させるための補機とを、外装ケース内に収納している。

本発明のセルスタック装置によれば、改質効率の低下を低減し、発電効率の向上したセ
ルスタック装置とすることができる。また、本発明の燃料電池モジュールは、上記のセルスタック装置を収納容器内に収納してなることから、発電効率を向上させることができる。また、本発明の燃料電池装置は、上記の燃料電池モジュールと、セルスタック装置を作動させるための補機とを、外装ケース内に収納してなることから、発電効率を向上させることができる。

本発明のセルスタック装置の一実施形態を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態のセルスタック装置を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態のセルスタック装置を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態のセルスタック装置を示す斜視図である。 本発明の燃料電池モジュールの一実施形態を分解して示す外観斜視図である。 本発明の燃料電池装置の一実施形態を示す分解斜視図である。

図１に示すセルスタック装置１は、内部に燃料ガス流路（図示せず）を有する燃料電池セル２を複数個立設させた状態で、間に集電部材（図示せず）を配置して電気的に直列に接続してなるセルスタック３を、セルスタック３を構成する燃料電池セル２の一端部を燃料電池セル２に燃料ガスを供給するマニホールド４に絶縁性の接着材により固定し、燃料電池セル２の他端部側に、燃料電池セル２の他端部と離間して第１改質器６ａと第２改質器６ｂとを並置し、第１改質器６ａと第２改質器６ｂの上方に気化器７を配置して構成されている。

マニホールド４の燃料電池セル２の配列方向（以下、セル配列方向と略す場合がある。）に沿った端部に設けられている燃料ガス流入口１７に、第２改質器６ｂの燃料ガス送出口１４と接続される燃料ガス供給管８を具備する。なお、ここでいうマニホールド４の燃料電池セル２の配列方向に沿った端部とは、セルスタック３の端部からマニホールド４の端部までの空間およびマニホールド４の側面のうち燃料電池セル２配列方向と交差する側面を意味する。なお、セルスタック３の両端部には、燃料電池セル２の発電により生じた電流を収集して外部に引き出すための、電流引出部５ｂを有する導電部材５ａが配置されている。

気化器７のセル配列方向における一端には原燃料が供給される原燃料流入口１６が設けられており、原燃料流入口１６に原燃料供給管９が接続されている。気化器７のセル配列方向における他端は、気化器７とセルスタック３との間に配置された第１改質器６ａと連結管１０を介して接続されており、第１改質器６ａと第２改質器６ｂとが連結管１０を介して接続されている。なお、気化器７、第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂを角柱形状の連結管１０により接続した例を示したが、原燃料または原燃料ガスがリークしないようにこれらを連結すればよく、円柱形状の連結管１０により連結してもよい。

ここで、燃料電池セル２としては、内部を燃料ガス（水素含有ガス）が、燃料電池セル２の長手方向に一端から他端にかけて流れるための燃料ガス流路を有する中空平板状で、支持体の表面に、燃料側電極層、固体電解質層および酸素側電極層２ａを順に設けてなる固体酸化物形燃料電池セル２を例示している。なお、図中に示していないが、燃料ガス流路は少なくとも１つあればよく、複数の燃料ガス流路を設けてもよい。なお、図１〜４中の符号２ａは酸素側電極層２ａを示す。

また、セルスタック装置１は、燃料電池セル２が、他端にて燃料電池セル２の発電に使用されなかった燃料ガス（以下、余剰の燃料ガスと略す場合がある。）を燃焼させる構成
とされている。それにより、後述する改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）の温度を効率よく上昇させることができる。以下、特に示さない場合、燃料電池セル２の他端にて余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セル２を備えたセルスタック３を用いて説明する。

セルスタック装置１において、原燃料は、原燃料供給管９より原燃料流入口１６を介して供給され、気化器７内をセル配列方向に沿って流れる間に気化器７内で温められて（気化されて）原燃料ガスとされ、原燃料ガス送出口１２から連結管１０を介して第１改質器６ａの一端に設けられた原燃料ガス流入口１３に供給される。そして原燃料ガスは、内部に設けられた改質触媒（図示せず）により燃料ガスに改質されながら第１改質器６ａの他端まで流れる。第１改質器６ａを流れた燃料ガスまたは改質されなかった原燃料ガスは、連結管１０を介して第２改質器６ｂの一端に流入し、第２改質器６ｂの内部に設けられた改質触媒により燃料ガスに改質される。第２改質器６ｂを流れた燃料ガスは、第２改質器６ｂの他端に設けられた燃料ガス送出口１４から、燃料ガス供給管８を流れ、マニホールド４に設けられた燃料ガス流入口１７を介してマニホールド４に供給され、セルスタック３を構成する各燃料電池セル２に供給される。

原燃料としては、都市ガス等の炭化水素系ガスや灯油等の液体燃料があげられる。なお、原燃料として炭化水素系ガス等の気体燃料を用いた場合には、原燃料ガスは炭化水素系ガスを意味し、原燃料として供給された炭化水素系ガスは、気化器７内で温められ、温度の上昇した炭化水素系ガスが原燃料ガスとして改質器６（第１改質器６ａ）に供給される。

気化器７は、円筒形状の管状体により形成されており、セル配列方向に沿って燃料電池セル２の他端側（セルスタック３の上方）に配置され、一端に原燃料流入口１６、他端に原燃料ガス送出口１２が設けられている。そして、余剰の燃料ガスを燃焼させた燃焼熱（以下、燃焼熱と略す場合がある。）により温められる。なお、気化器７内部にセラミックボール等を充填することで、原燃料と気化器７内部との接触面積を増加させることができ、原燃料が気化器７内部を流れる間に、効率よく温度の上昇した原燃料ガスとすることができる。それゆえ、温度の上昇した原燃料ガスが改質器６（第１改質器６ａ）に供給されることとなり、改質器６にて効率のよい改質反応を行なうことができる。また、セラミックボール等を充填することにより、原燃料（原燃料ガス）と水蒸気等との混合を促進することができる。

第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂは、気化器７とセルスタック３との間に位置するようにセル配列方向に沿って配置され、第１改質器６ａの一端に原燃料ガス流入口１３が設けられ、第２改質器６ｂの他端に燃料ガス送出口１４が設けられている。そして、燃焼熱により、第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂは温められており、効率よく改質反応を行なうことができる。

なお、燃料電池セル２が余剰の燃料ガスを燃焼させない構成の場合においても、固体酸化物形燃料電池装置の発電反応は発熱反応のため、固体酸化物形燃料電池セルの反応熱により、改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）や気化器７を温めることができる。また、固体酸化物形燃料電池装置の発電温度域は６００℃〜１０００℃と高温なため、本実施形態を有効に用いることができる。なお、燃料電池装置の作動時に発熱反応が生じるものであればよく、固体酸化物形燃料電池以外にも、溶融炭酸塩燃料電池やリン酸形燃料電池に用いることができる。

原燃料ガスを改質して燃料ガス（水素含有ガス）を生成する方法として、水蒸気と原燃料とで改質する水蒸気改質法や空気と原燃料とで改質する部分酸化改質法やこれら二つを
組み合わせた併用改質法（オートサーマル改質法）があげられる。これらの改質方法の特性として、水蒸気改質は、原燃料ガスと水蒸気と４００℃〜８００℃で反応させることや、改質反応が吸熱反応であることがあげられる。以下、特に記載しない限り、改質とは水を気化室７に供給して、水蒸気改質法によって原燃料を燃料ガスに改質するものとする。なお、その場合は原燃料供給管９を図１に示すように２重管として、水を気化器７に供給すればよい。

ここで、水蒸気改質を行なう改質器６においては、水の気化が大きな吸熱反応であることから、水を気化させるための気化器７の温度が低下する場合がある。さらに、セルスタック３の直上に気化器７が配置された場合に、気化器７の下方に位置する燃料電池セル２の温度が低下し、発電効率が低下する可能性が高まる場合があった。

セルスタック装置１は、気化器７がセルスタック３と間隔をあけて配置されており、改質器６が気化器７とセルスタック３との間に位置するように配置されていることから、気化器７の下方に改質器が配置されることになり、気化器７の下方に配置された燃料電池セル２の温度が低下することを低減することができる。

さらに、セルスタック装置１は、気化器７と改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）とが間隔をあけて配置されている。そのため、気化器７に温度の低い原燃料が供給された場合や、水が供給された場合においても、気化器７と別体である改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）の温度の低下を低減することができ、効率よく改質反応を行なうことができる。

また、気化器７と改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）とがそれぞれ別体として構成されていることから、気化器７、第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂのそれぞれの表面積を増加させることができ、燃焼熱にて効率よく気化器７と改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）とを温めることができる。

図１に示すセルスタック１は、気化器７、第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂがそれぞれセル配列方向に沿って設けられている。そして、改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）がセルスタック３の上面を覆うように平面視して並置するように配置され、その上方に燃料電池セル２の幅方向の中央部に気化器７が配置されている。それにより、余剰の燃料ガスの燃焼により生じた燃焼ガス（排ガス）が第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂ付近で滞留せず効率よく流れるため、セルスタック装置１の発電効率を向上させることができる。

セルスタック装置１においては、気化器７および改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）を流れる原燃料、原燃料ガスおよび燃料ガスは、それぞれ燃料電池セル２の他端側（セルスタック３の上方）をセル配列方向に沿って折り返しながら流れることとなる。それにより、原燃料、原燃料ガスおよび燃料ガスに効率よく燃焼熱が供給され、効率のよい気化や改質反応をすることができ、発電効率の向上したセルスタック装置１とすることができる。

また、改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）が、セルスタック３と気化器７との間に位置し、セルスタック３の上面を覆うように配置されていることから、温度の低い気化器７とセルスタック３との距離を十分にとることができ、気化部７の下方に配置された燃料電池セル２の温度の低下を低減することができる。

さらに、余剰の燃料ガスの燃焼による燃焼熱を、主に熱量の要する改質反応に利用することにより、セルスタック装置１の発電効率を向上させることができる。

また、第１改質器６ａと第２改質器６ｂとが並置されていることから、セルスタック装置１を小型化することができ、コンパクトな燃料電池装置とすることができる。なお、並置とは、セル配列方向から見て、第１改質器６ａと第２改質器６ｂとが、同等の高さに位置することを意味する。

さらに、並置された第１改質器６ａと第２改質器６ｂとの間の上方に気化器７を配置することにより、燃焼により生じた排ガスが第１改質器６ａと第２改質器６ｂとの間を流れ、燃焼熱を気化器７に効率よく伝導することができる。

また、気化器７、第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂは、円筒形状を有しているため、機械的強度や熱応力に対する強度を向上させることができ、気化器７に温度の低い原燃料や水が供給された場合であっても気化器７の破損が生じる可能性を低減することができる。改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）においても同様である。

さらに、原燃料流入口１６がセル配列方向における気化器７の一端に設けられていることから、原燃料がセル配列方向に沿って流れた後に、改質器６に原燃料ガスとして供給されることとなり、改質器６に原燃料が供給されることを低減することができる。

なお、改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）の内部に備える改質触媒１５としては、改質効率や耐久性に優れた改質触媒を用いることが好ましく、例えば、γ−アルミナ、α−アルミナまたはコージェライト等の多孔質担体にＲｕ、Ｐｔ等の貴金属やＮｉ、Ｆｅ等の卑金属を担持させた改質触媒等を用いることができる。

また、セルスタック装置１においては、第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂを備える例を示したが、第１改質器６ａのみを設けてもよい。その場合においても、気化器７と改質器６とが別体として設けられていることから、気化器７に温度の低い原燃料が供給された場合においても、改質器の温度の低下を低減することができ、セルスタック装置１の発電性能を向上させることができる。

なお、気化器７および改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）をセルスタック３の上方に設けた例を示したが、セルスタックの側方に設けてもよい。その場合においても、発電時に発熱体となる燃料電池セル２を配列したセルスタック３からの輻射熱により効率よく、改質を行なうことができる。

次に、本発明の他の実施形態であるセルスタック装置１１について図２を用いて説明する。なお、以降の図において本発明の実施形態であるセルスタック装置１と同一の部材については同一の番号を付するものとする。

セルスタック装置１１は、気化器７、第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂが角柱形状である点と、第１改質器６ａが第２改質器６ｂよりも上方に配置されている点で、セルスタック装置１と異なり、その他の点はセルスタック装置１と同様である。

図２に示すように気化器７、第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂは角柱形状である。そのため、気化器７および改質器６（第１改質器６ａ、第２改質器６ｂ）の内部の容量を大きくすることができる。

ここで、原燃料が供給され、気化器７にて温度が上昇した原燃料ガスとされて第１改質器６ａに供給されるが、気化器７を流れた原燃料ガスの温度が低い場合があり、原燃料ガス流入口１３の下方に配置された燃料電池セル２の温度が低下する可能性があった。

セルスタック装置１１は、第１改質器６ａが気化器７よりもセルスタック３に近く、第２改質器よりも上方に配置されていることから、温度の低い原燃料ガスが第１改質器６ａに供給された場合であっても、原燃料ガス流入口１３の下方に配置された燃料電池セル２の温度の低下を低減することができる。

さらに、第１改質部６ａにて改質が十分に行なわれなかった場合においても、第１改質器６ａよりもセルスタック３側に第２改質器６ｂが配置されているため、第１改質器６ａにて改質が行なわれなかった原燃料ガスを燃料ガスに効率よく改質することができる。それにより、マニホールド４に十分な量の燃料ガスを供給することができ、セルスタックを構成する燃料電池セル２に十分な量の燃料ガスを供給することができ、発電効率の向上したセルスタック装置１１とすることができる。

また、第１改質器６ａが、気化器７よりもセルスタック３側に配置されていることから、気化器７に温度の低い原燃料や水が供給された場合においても、第１改質器６ａの温度の低下を低減することができる。

なお、セルスタック装置１１は、第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂをともに角柱形状としているが、例えば第１改質器６ａよりもセルスタック３側に配置され、最も温度が高くなる第２改質器６ｂのみを円筒形状とし、気化器７および第２改質器６ｂを角柱形状としてもよい。

次に、本発明のさらに他の実施形態であるセルスタック装置１７について図３を用いて説明する。

図３に示すセルスタック装置１７は、気化器７が平板形状であり、セルスタック３の上面を覆うように設けられている。そして、マニホールド４にセルスタック３ａ、３ｂが２列並設した状態で設けられている。その他の点では、セルスタック装置１と同様である。

セルスタック装置１７は、２つのセルスタック３ａ、３ｂを並設し、それぞれのセルスタック３ａ、３ｂを構成する燃料電池セル２の一端部をマニホールド４に絶縁性の接着材により固定している。セルスタック３ａとセルスタック３ｂは、図示するように、それぞれ逆向きに配置されており、セルスタック３ａ、３ｂの一端同士（図３においては、原燃料ガス送出口１２側）を接続部材（図示せず）にて電気的に直列に接続し、セルスタック３ａ、３ｂの他端同士（図３においては、原燃料流入口１６側）を導電部材５ａ１、５ａ２にてセルスタック３ａ、３ｂで発電した電流を外部に引き出している。

セルスタック装置１７は、気化器７が平板形状であり、セルスタック３の上面を覆うように設けられているため、気化器７に燃焼熱を効率的に供給する（与える）ことができ、気化器７とセルスタック３との距離があった場合においても、原燃料を効率よく温度の上昇した原燃料ガスとすることができる。

なお、セルスタック装置１７においては、気化器７が平板形状である例を示したが、気化器７が平板形状でなく、例えば楕円柱状でもよい。また、効率よく燃焼熱を供給するために表面に凹凸等を設けて気化器７の表面積を増加させてもよい。

次に、本発明のさらに他の実施形態であるセルスタック装置１８について図４を用いて説明する。

図４に示すセルスタック装置１８は、水供給管１９が接続され、水を水蒸気に気化（加
熱）させるための水気化器２０と、原燃料供給管９が接続され、原燃料を温度の上昇した原燃料ガスとするための気化器７と、第１改質器６ａと第２改質器とをこの順に連結管１０により接合されている。改質器６は燃料電池セル２の他端側に配置され、水気化器２０は改質器６のセルスタック３側と反対側に改質器６と離間して配置されており、その他の構成はセルスタック装置１と同様である。なお、図４の説明においては第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂを改質器６として説明する。

図４に示すセルスタック装置１８は、水気化器２０に水供給管１９を介して水を供給し、気化器７に原燃料供給管９を介して原燃料を供給し、水蒸気改質法により原燃料を燃料ガスに改質している。

セルスタック装置１８は、水気化器２０を備えることから、水供給管１９から供給される水を水蒸気に十分に気化して改質器６に供給することができ、改質効率を向上させることができる。

ここで、原燃料として炭化水素系液体燃料（灯油等）を用いる場合において、原燃料供給管９および水供給管１９を２重管とする場合や、気化器７に同時に供給する場合に、気化器７の温度が低下し、水および原燃料としての液体燃料を十分に気化させることができず、改質器６が備える改質触媒（図示せず）が劣化する可能性があった。また、改質触媒の劣化により、改質器６にて改質されなかった原燃料ガスが、燃料電池セル２に供給されて燃料電池セル２が劣化する可能性があった。

図４に示すセルスタック装置１９は、水を気化する水気化器２０と、原燃料を気化させる気化器７と別個に備えることにより、改質器６に十分に気化した水蒸気および原燃料ガスを供給することができ、改質器６の改質効率を向上させることができる。

また、水気化器２０にて気化された水蒸気は、さらに気化器７を流れて改質器６に供給されるため、温められた水蒸気を改質器６に供給することができ、さらに改質効率を向上させることができる。

なお、気化器７にて水蒸気と原燃料を気化させて生成した原燃料ガスとが十分に混合されることから、改質器６にて十分な改質反応を行なうことができる。

また、水気化器２０を気化器７の原燃料供給管９側で接続した例を示したが、水気化器２０と気化器７の原燃料供給管９側にて接続しなくてもよい。なお、原燃料供給管９を気化器７の端部に接続し、水供給管１９を水気化器２０の端部に接続した例を示したが、気化器７および水気化器１９の端部に接続しなくてもよく、セルスタック装置１９の温度分
布が一定となるように適宜設定すればよい。

次に、本発明の一実施形態であるセルスタック装置１を収納容器２６内に収納してなる本発明の一実施形態である燃料電池モジュール２５について図５を用いて説明する。

収納容器２６の内側の両側面には、燃料電池セル２に酸素含有ガスを供給するための空気導入板が設けられており、収納容器２６内で温められた酸素含有ガスを燃料電池セル２に供給することができる。

なお、図５においては、収納容器２６の一部（前後面）を取り外し、内部に収納されているセルスタック装置１を後方に取り出した状態を示している。ここで、図５に示した燃料電池モジュール２５においては、セルスタック装置１を、収納容器２６内にスライドして収納することが可能である。

このような燃料電池モジュール２５においては、上述したように、発電効率が向上したセルスタック装置１を収納容器２６に収納して構成されることにより、発電効率が向上した燃料電池モジュール２５とすることができる。

次に、本発明の一実施形態である燃料電池モジュール２５と、燃料電池モジュール２５を作動させるための補機（図示せず）とを収納してなる本発明の一実施形態である燃料電池装置３０について図６を用いて説明する。

図６に示す燃料電池装置３０は、支柱３１と外装板３２から構成される外装ケース内を仕切板３３により上下に区画し、その上方側を上述した燃料電池モジュール２５を収納するモジュール収納室３４とし、下方側を燃料電池モジュール２５を作動させるための補機を収納する補機収納室３５として構成されている。なお、補機収納室３５に収納する補機を省略して示している。

また、仕切板３３には、補機収納室３５の空気をモジュール収納室３４側に流すための空気流通口３６が設けられており、モジュール収納室３４を構成する外装板３３の一部に、モジュール収納室３４内の空気を排気するための排気口３７が設けられている。

このような燃料電池装置３０においては、上述したように、発電効率が向上した燃料電池モジュール２５をモジュール収納室３４に収納し、燃料電池モジュール２５を作動させるための補機を補機収納室３３に収納して構成されることにより、発電効率が向上した燃料電池装置３０とすることができる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。

例えば、第１改質器６ａおよび第２改質器６ｂを並置した例を示したが、セルスタックの上方に第２改質器６ｂ、第１改質器６ａおよび気化器７をこの順に上方に配置してもよい。この場合においても、第２改質器６ｂ、第１改質器６ａおよび気化器７が、それぞれ連結管１０にて別体として連結されることにより、気化器７に温度の低い原燃料が供給された場合においても、効率よく改質反応を行なうことができ、発電効率の向上したセルスタック装置とすることができる。

また、第１改質器６ａと第２改質器６ｂとが同様の大きさである例を示したが、第１改質器６ａが第２改質器６ｂよりも大きくてもよく、小さくてもよい。各部材の大きさは、セルスタック装置の構成に合わせて適宜設定すればよい。

１、１１、１７、１８：セルスタック装置
２：燃料電池セル
３：セルスタック
４：マニホールド
６：改質器
６ａ：第１改質器
６ｂ：第２改質器
７：気化器
１６：原燃料流入口
２０：水気化器
２５：燃料電池モジュール
３０：燃料電池装置

Claims (8)

1. 燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なう燃料電池セルの複数個を配列してなるセルスタックと、
   外部より供給される原燃料を温度の上昇した原燃料ガスにするための気化器と、
   該気化器より供給された前記原燃料ガスを前記燃料ガスに改質するための改質器と、を備え、
   前記気化器および前記改質器が、前記燃料電池セルの配列方向に沿ってそれぞれ延び、
   前記気化器の前記燃料電池セルの配列方向における一端に前記原燃料が供給される原燃料流入口が設けられているとともに、前記気化器が前記改質器および前記セルスタックと間隔をあけて配置されており、
   前記気化器の原燃料流入口と前記燃料電池セルの配列方向に対向する位置である、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向における他端に、前記燃料ガスを前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルに供給するための燃料ガス送出口が設けられ、
   前記改質器が、前記気化器と前記セルスタックとの間に位置するように配置されていることを特徴とするセルスタック装置。
2. 前記改質器が、前記気化器とつながっている第１改質器と、該第１改質器にて改質されなかった前記原燃料ガスを前記燃料ガスに改質するための第２改質器と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のセルスタック装置。
3. 前記第１改質器および前記第２改質器が、前記燃料電池セルの配列方向に沿って設けられており、前記第１改質器と前記第２改質器とが並置されていることを特徴とする請求項２に記載のセルスタック装置。
4. 前記第１改質器および前記第２改質器が円筒形状であることを特徴とする請求項２または３に記載のセルスタック装置。
5. 前記燃料電池セルが、一端から他端にかけて前記燃料ガスが流れる燃料ガス流路を有し、前記他端にて発電に使用されなかった余剰の前記燃料ガスを燃焼させる構成であり、前記気化器および前記改質器が、前記燃料電池セルの他端側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のセルスタック装置。
6. 外部より供給される水を水蒸気に気化するための水気化器をさらに備え、該水気化器が
   前記気化器の原燃料供給側に接続されているとともに、前記改質器の前記セルスタック側と反対側に当該改質器と離間して配置されていることを特徴とする請求項５に記載のセルスタック装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のセルスタック装置を収納容器内に収納してなることを特徴とする燃料電池モジュール。
8. 請求項７に記載の燃料電池モジュールと、前記セルスタック装置を作動させるための補機とを、外装ケース内に収納してなることを特徴とする燃料電池装置。

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