CN101933185A - 燃料电池模块及燃料电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够有效地启动的燃料电池模块及燃料电池装置。燃料电池模块(1)具有：收容容器(2)；电池组(5)，其收容于收容容器(2)内，由多个在内部具有气体流路的柱状的固体氧化物形燃料电池单元(3)以竖立设置状态排列并电连接而构成；歧管(4)，其收容于收容容器(2)内，用于固定固体氧化物形燃料电池单元(3)的下端并对固体氧化物形燃料电池单元(3)供给燃料气体；重整器(6)，其收容于收容容器(2)内，且配置于固体氧化物形燃料电池单元(3)的上方，用于生成向固体氧化物形燃料电池单元(3)供给的燃料气体；汽化器(9)，其配置于收容容器(2)的外表面，用于使原燃料汽化而供给于重整器(6)；热源(10)，其用于使该汽化器(9)的温度上升。

Description

燃料电池模块及燃料电池装置
技术领域
本发明涉及一种将多个燃料电池单元收容于收容容器内而形成的燃料电池模块以及具有该燃料电池模块的燃料电池装置。
背景技术
近年来，作为下一代能源，提出有各种燃料电池模块，通过并列设置多个能够使用含氢气体和空气(含氧气体)获得电力的燃料电池单元，并将各个燃料电池单元串联电连接而形成的电池组收容于收容容器内，从而形成所述燃料电池模块。
作为像这样的燃料电池模块，例如提出：并列设置多个燃料电池单元，将所述多个燃料电池单元串联电连接的电池组收容于内置发电室的长方体状的收容容器内而形成的燃料电池模块(例如，参照日本特开2007-59377号公报)。
在此，在如上述的燃料电池模块中，在收容容器内收容电池组，且在电池组的上方配置具备汽化部和重整部的重整器，其中汽化部用于生成在水蒸气重整中使用的水蒸气，重整部用于利用在汽化部中生成的水蒸气重整原燃料。
在此，利用燃料电池单元的发电所产生的热量或在燃料电池单元的上端部侧使未在燃料电池单元中使用的燃料气体燃烧所产生的热量，能够使重整器的温度上升，能够有效地进行水蒸气重整。
并且，提出有作为原燃料使用煤油或甲醇等液体燃料的燃料电池系统(例如，参照日本特开2006-351292号公报)。
但是，在作为原燃料使用煤油或甲醇等液体燃料时，必须在重整反应前使液体燃料汽化。然而，存在如下问题：在如上述的燃料电池模块中，特别是在燃料电池模块启动时，收容容器内的温度较低，在启动时难以使液体燃料汽化。
发明内容
因此，本发明提供一种燃料电池模块，其在作为原燃料使用液体燃料时，能够有效地启动，且提高了发电效率。
本发明的燃料电池模块具有：收容容器；电池组，其收容于该收容容器内，由多个在内部具有气体流路的柱状的固体氧化物形燃料电池单元以竖立设置的状态排列配置并电连接而构成；歧管(manifold)，其收容于所述收容容器内，用于固定所述固体氧化物形燃料电池单元的下端并对所述固体氧化物形燃料电池单元供给燃料气体；重整器，其收容于所述收容容器内，且配置于所述固体氧化物形燃料电池单元的上方，用于生成向所述固体氧化物形燃料电池单元供给的燃料气体；汽化器，其配置于所述收容容器的外表面，用于使原燃料汽化而供给于所述重整器；热源，其用于使所述汽化器的温度上升。
本发明的燃料电池装置为将上述所述的燃料电池模块收容于外装壳体内而形成的。
根据下述的详细说明及附图会进一步明确本发明的目的、特征及优点。
附图说明
图1是表示本发明的燃料电池模块的外观立体图。
图2是图1所示的燃料电池模块的剖视图。
图3是表示本发明的燃料电池装置的一例的示意图。
图4是表示本发明的燃料电池装置的结构的一例的结构图。
图5是表示本发明的燃料电池装置的另一例的示意图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明优选的实施方式。
图1是表示本发明的燃料电池模块1(以下，存在称“模块”的情况)的一例的外观立体图，图2是图1所示的模块1的剖视图。另外，在以下的图中对同一部件标记同一标号。
模块1构成为，具有在内部流通气体的气体流路的柱状的固体氧化物形燃料电池单元3(以下，存在称“燃料电池单元”的情况)以竖立设置的状态排列，相邻的燃料电池单元3之间通过集电部件(未图示)串联电连接，且将燃料电池单元3的下端通过玻璃密封件等绝缘性接合件(未图示)固定于歧管4而形成电池组5，该电池组5收容于在长方体状的收容容器2的内部。另外，在图1中，作为燃料电池单元3的电极例示了下述固体氧化物形燃料电池单元3，该固体氧化物形燃料电池单元3为燃料气体在设置于内部的气体流路中沿长度方向流动的中空平板型，且在支承体的表面依次设置有燃料侧电极、固体电解质及氧侧电极。另外，作为固体氧化物形燃料电池单元3，除上述以外，还可以使用例如圆筒状、平板状的燃料电池单元，或采用在支承体的表面依次设置有氧侧电极、固体电解质及燃料侧电极的固体氧化物形燃料电池单元3。
此外，为了得到在燃料电池单元3中使用的含氢气体，在电池组5的上方配置有用于将煤油、甲醇等液体燃料或煤气等气体燃料重整而生成燃料气体(含氢气体)的重整器6。并且，在重整器6中生成的燃料气体通过气体流通管7供给到歧管4，通过歧管4供给到设置于燃料电池单元3内部的气体流路中。并且，通过所述结构构成燃料电池单元组装置8。
另外，在图1中，表示拆下收容容器2的一部分(前后面)，将收容于内部的燃料电池单元组装置8从后方取出的状态。在此，在图1所示的模块1中，能够将燃料电池单元组装置8滑动地收容到收容容器2内。
在此，在作为用于燃料电池单元3的发电的燃料气体的原燃料使用煤气或LPG等气体燃料时，由于原燃料是气体，因此无需使原燃料汽化，在重整器中进行水蒸气重整或自热(auto thermal)重整时，可以将用于使水汽化的汽化部设置在收容容器2内(与重整器6一体化设置)。
在这种情况下，在如模块1(燃料电池装置)启动时或再启动时的、模块1内(重整器6内)的温度较低时，在重整器6中进行部分氧化重整，在重整器6的温度上升后，通过随时将重整器6内的重整反应切换为自热重整或水蒸气重整，从而能够有效地进行重整反应。
然而，在作为用于燃料电池单元3的发电的燃料气体的原燃料使用煤油或甲醇等液体燃料时，需要在模块1启动时使液体燃料汽化，此时在将汽化部设置在收容容器2内(与重整器6一体化)的情况下，在如燃料电池装置启动时或再启动时的收容容器2内(重整器6内)的温度较低时，难以使液体燃料汽化。
因此，本发明的特征在于，在本发明的燃料电池模块1中，在收容容器2的外表面配置汽化器，且具有用于使汽化器的温度上升的热源。由此，在作为原燃料使用液体燃料时，能够有效地进行模块1的启动。
在此，在图1中示例有，在收容容器2的上表面配置汽化器9，且在汽化器9的表面设置有作为用于使汽化器9的温度上升的热源的加热器10。另外，加热器10也可以设置在汽化器9的内部。
由此，在模块1启动时，能够通过使加热器10工作从而使汽化器9的温度上升，由此能够在作为原燃料使用液体燃料时容易地使液体燃料汽化。并且，通过将汽化后的液体燃料(原燃料气体)供给到重整器6，从而能够在重整器6中进行重整反应，能够效率良好的启动模块1。另外，在这种情况下同样优选：在模块1内部温度较低时在重整器6中进行部分氧化重整，而在重整器6的温度上升后随时切换为自热重整或水蒸气重整。
另外，作为用于使汽化器9的温度上升的热源示例了加热器，但只要能够使汽化器9的温度迅速上升即可，也可以使用其他的机构。作为像这样的热源例如可以举出燃烧器等。
但是，在作为原燃料使用液体燃料时，也可以考虑将汽化器9与模块1分别独立配置。然而，在这样的情况下，需要将汽化器9的温度始终保持在能够使液体燃料汽化的温度，从而产生用于使汽化器9的温度上升的热源需要始终工作的情况，因此发电效率可能下降。
在此，在本发明的燃料电池模块1中，由于汽化器9配置在收容容器2的外表面，因此在模块1中，在发电开始后，伴随燃料电池单元3的发电的辐射热引起模块1的温度上升，所以能够使汽化器9的温度一起上升(或将汽化器9的温度维持在规定的温度范围内)，能够缩短热源(加热器10等)的使用时间。
在此，在汽化器9上连接有用于将原燃料供给到汽化器9的原燃料供给管11，并且连接有用于将在汽化器9中汽化的原燃料气体供给到重整器6中的原燃料气体供给管12。
另外，在重整器6中进行水蒸气重整(也包括自热重整)时，也能够对汽化器9供给水而使水汽化。此外，由于具有用于使汽化器9的温度上升的热源10，因此在重整器中进行水蒸气重整或自热重整时，能够有效地在汽化器9中使水汽化，能够缩短达到能够进行水蒸气重整或自热重整的时间。另外，也可以将原燃料供给管11设置为双重管或设置其他用途配管等而将原燃料和水供给到汽化器9中。
进而，为了有效地在汽化器9中使原燃料或水汽化，可以使汽化器9的内部为蛇形流路。在图1中示例有，在使汽化器9的内部为蛇形流路时，为了有效地在汽化器9内使原燃料汽化而将原燃料供给管11和原燃料气体供给管12从两个方向与汽化器9连接。另外，也可以将原燃料供给管11和原燃料气体供给管12从相同方向连接。
另外，在图1中示出有：将连接汽化器9与重整器6的燃料气体供给管12的一部分拆下，从收容容器2拉出燃料电池单元组装置8后的状态。
此外，在重整器6中进行水蒸气重整时，在汽化器9中会使水(原燃料为液体燃料时也包括原燃料)汽化，在汽化器9配置于收容容器2的内部时，汽化器9附近的燃料电池单元3的温度降低，抑制重整器6的温度上升，因此燃料电池单元3的发电效率可能恶化。
另一方面，在本发明的模块1中，由于汽化器9配置于收容容器2的外表面，因此能够抑制燃料电池单元3的温度下降，能够使重整器6的温度有效上升。由此，能够提高燃料电池单元3(电池组5)的发电效率。
此外，还可以在汽化器9的内部配置重整催化剂。由此，通过在汽化器9的内部进行部分氧化重整或自热重整，从而能够有效地使汽化器9的温度上升且能够抑制自原燃料(液体燃料)析出碳。
另外，作为配置于汽化器9内部的重整催化剂，可以使用耐热性高的重整催化剂，例如可以使用在α-氧化铝或堇青石等多孔性载体担载Rh、Pd、Pt等贵金属的重整催化剂等。此外还可以使用使多孔性载体担载Ru的重整催化剂、同样担载Ni的重整催化剂等。并且，作为配置于重整器6内部的重整催化剂优选使用在重整效率和耐久性方面良好的重整催化剂，例如，可以使用在γ-氧化铝、α-氧化铝或堇青石等多孔性载体担载Ru、Pt等贵金属或Ni、Fe等贱金属的重整催化剂等。
图2是图1所示的模块1的剖视图。构成模块1的收容容器2为具有内壁12和外壁13的双层结构，由外壁13形成收容容器2的外框，且由内壁12形成收容电池组5(燃料电池组装置8)的发电室14。
进而，在模块1中，将内壁12与外壁13之间作为导入到燃料电池单元3的反应气体的流路，例如导入到燃料电池单元3的含氧气体在内壁12与外壁13之间流动。
在此，在内壁12上具有反应气体导入部件15，该反应气体导入部件15从内壁12的上表面延伸到电池组5的侧面侧，与电池组5的排列方向的宽度对应，与由内壁12和外壁13形成的流路连通，用于将反应气体导入到电池组5。此外，在反应气体导入部件15的下端侧(燃料电池单元3的下端侧)设置有用于将反应气体导入到电池燃料单元3的吹出口16。
另外，在图2中，反应气体导入部件15通过彼此留有规定间隔而并列设置的一对板部件来形成反应气体导入流路，且在下端侧与底部件接合。此外，在图2中，反应气体导入部件15配置为位于并列设置在收容容器2的内部的两个电池组5(燃料电池单元组装置8)之间。另外，根据收容的电池组5的数量，反应气体导入部件15可以配置为例如从电池组5的两侧面夹入。
并且，在燃料电池单元3的上端部侧，能够使从歧管4供给且在燃料电池单元3中未被利用的未反应的燃料气体与从反应气体导入部件15供给的含氧气体燃烧。由此，能够使模块1(收容容器2)的内部温度成为高温，能够有效进行燃料电池单元3的发电。另外，在收容容器2内具有用于使未反应的燃料气体与含氧气体燃烧的点火装置(未图示)。
另外，在像这样的模块1中，从燃料电池单元3的上端部到重整器5的空间成为未反应的燃料气体的燃烧区域(在图2中表示为单点划线)，模块1(收容容器2)的上表面侧的温度变得尤其高温。
因此，通过在与燃烧区域对置的收容容器2的外表面，即在图1及图2中收容容器2的外表面中的上表面的外表面配置汽化器9，从而在燃烧电池单元3发电时能够有效地使汽化器9的温度上升(或者，将汽化器9的温度维持在规定的温度范围)。由此，能够缩短用于使汽化器9的温度上升的热源(在图1中为加热器10)的使用时间，能够提高发电效率。
以下，对于构成模块1(收容容器2)的其他部件进行说明。首先，温度传感器17以温度传感器17的测温部18位于反应气体导入部件15的内部的方式从收容容器2的上表面侧插入。另外。作为温度传感器17可以使用例如热电偶。
燃料电池单元3的运转温度非常高，若燃料电池单元3(电池组5)的温度过度上升，则发电量下降，进而可能由于劣化或热应力而在燃料电池单元3(电池组5)中产生破损等，因此，特别需要有效地测定电池组5附近的温度且进行该温度管理。因此，温度传感器17优选配置为测温部18能够测定电池组5的温度最高的中央部侧(燃料电池单元3的排列方向的中央部，且为位于比燃料电池单元3的长度方向的中央部靠上端部的部位)。
此外，在发电室14内适当设置有用于将收容容器2内的温度维持为高温的绝热件19，以避免下述问题产生，即，收容容器2内的热极端扩散，燃料电池单元3(电池组5)的温度下降而发电量降低。
为了将燃料电池单元3(电池组5)的温度维持为高温，绝热件19优选沿着燃料电池单元3的排列方向而并列设置于电池组5的侧面侧，并且，优选并列设置具有与电池组5的侧面的外形同等或其以上大小的绝热件19。另外，优选并列设置在电池组5的两侧面侧。由此，能够有效地抑制电池组5的温度下降。
另外，优选在配置于反应气体导入部件15侧的绝热件19的下端侧具有用于将反应气体向燃料电池单元3供给的切口部。
此外，由相对于由内壁12形成的底面(内部底面)及沿着燃料电池单元3的排列方向形成的侧面(内部侧面)留有规定间隔地并列设置的排气用内壁20形成排气流路，进而，设置于收容容器2的底的排气孔20与排气流路连通。
由此，形成下述结构：伴随模块1的工作(启动处理时、发电时、停止处理时)而产生的排气在流过排气流路后从排气孔20排出。
另外，排气孔20也可以以使收容容器2的底的一部分切开的方式形成，或通过设置管状的部件而形成。
并且，通过将如上述的模块1收容到外装壳体内，从而能够构成本发明的燃料电池装置。
图3是示意性地表示本发明的燃料电池装置21的侧视图，表示为将一部分构成外装壳体22的侧面部拆下，以能够观察到外装壳体22的内部。此外，图4是表示具有本发明的燃料电池装置21的燃料电池系统的结构的一例的结构图。
在图3中，在燃料电池装置21中，在外装壳体22内具有分隔部件23，在分隔部件23的上部形成有燃料电池模块收容室24(以下，简称“模块收容室”)，模块1配置于燃料电池模块收容室24。此外，在分隔部件23的下部形成有用于收容为了使模块1动作的必要的辅机类(在图3中示出有控制装置26、用于对模块1供给空气的鼓风机27、利用模块1的排气和水进行热交换的热交换器28)的辅机收容室25。另外，分隔部件23只要将模块收容室24与辅机收容室25划分开即可，也可以将模块收容室24和辅机收容室25以具有间隙的方式划分。
此外，也可以形成为例如下述的燃料电池装置1：将外装壳体22通过分隔部件23左右划分，一方为收容模块1的燃料电池模块收容室24，另一方为收容辅机类的辅机收容室25。
另外，通过采用使用如图3所示的分隔部件23将外装壳体22上下划分的形状，能够将燃料电池装置21形成为小型的形状。
进而，在如图3所示的燃料电池装置21中配置有控制装置26，通过在汽化器9的内部配置温度传感器29，能够直接地测定汽化器9的温度，控制装置26根据温度传感器29的温度来适当控制热源10的工作。
在如图4所示的燃料电池系统中，上述的图3所示的燃料电池装置相当于发电单元，与贮存热交换后的热水的贮热水单元、用于使水在所述的单元之间循环的循环配管一起构成燃料电池系统。另外，也可以使贮热水单元和循环配管包含于本发明的燃料电池装置中。
图4所示的燃料电池装置(系统)具有：燃料电池单元3、供给天然气或煤油等原燃料的原燃料供给机构30、用于将含氧气体供给到汽化器9或重整器6的含氧气体供给机构31。另外，在汽化器9中设置有上述的加热器(热源)10、温度传感器29。此外，本发明的模块1构成为将燃料电池单元3和重整器6收容于收容容器2内。
此外，在图4所示的燃料电池装置(发电单元)中，设置有：热交换器28、处理由热交换生成的冷凝水的冷凝水处理装置44、用于将在热交换器28中生成的冷凝水供给到冷凝水处理装置44的冷凝水供给管45，通过冷凝水处理装置44处理后的冷凝水在贮存在水箱37后通过水泵38供给到汽化器9中。另外，作为用于处理冷凝水的冷凝水处理机构(例如，离子交换树脂等。未图示。)，除了冷凝水处理装置44外，还可以设置冷凝水供给管45等。
另一方面，在供给到冷凝水处理装置44的冷凝水的量少或经过冷凝水处理装置处理后的冷凝水的纯度低时，也可以将从外部供给的水(自来水等)处理成纯水而供给到汽化器9，在图4中，作为将从外部供给的水处理成纯水的机构具有各水处理装置。
在此，作为用于将从外部供给的水供给到汽化器9中的各水处理装置，在用于净化水的活性炭过滤装置34、逆浸透膜装置35及用于将净化后的水处理为纯水的离子交换树脂装置36的各装置中，至少具有离子交换树脂装置36(优选全部的装置)。并且，在离子交换树脂装置36中生成的纯水贮存在水箱37中。另外，在图4所示的燃料电池装置(发电单元)中，作为水处理装置，具有全部上述各装置，且设置有用于调整从外部供给的水量的供水阀33。此外，冷凝水处理装置44与水箱37通过箱连结管45连结。另外，在仅将冷凝水供给到汽化器9时，也可以通过水泵38连接冷凝水处理装置33和汽化器9。
此外，将用于将水供给到汽化器9的各水处理装置及冷凝水处理装置一起作为水供给装置X表示，在图4中通过单点划线包围表示(另外，连接汽化器9和水泵37的供水管32、箱连结管45、冷凝水供给管46也包含在水供给装置X中)。
进而在图4所示的燃料电池装置中，除了用于将含氧气体供给到燃料电池单元3的鼓风机27、用于将在燃料电池单元3中发电产生的直流电转换为交流电并供给到外部负载的电力调节器39、设置于热交换器28的出口且用于测定流过热交换器28出口的水(循环水流)的水温的出口水温传感器40之外，还设置有控制装置26，与循环泵41一起构成发电单元。另外，关于控制装置16在后面详述。并且，通过将所述构成发电单元的各装置收容于外装壳体22内，能够形成容易设置和搬运等的燃料电池装置(未图示)。另外，贮热水单元构成为具有用于贮存热交换后的热水的贮热水箱43。
进而，在模块内(在图4中作为燃料电池单元1示出)设置有用于使在燃料电池单元3中未被利用的未反应的燃料气体和含氧气体燃烧的点火装置47。另外，作为点火装置47可以使用通常的公知的装置，例如可以使用加热器、燃烧器等。
另外，图中的箭头表示被重整气体、含氧气体、水的流动方向，此外，虚线表示传送到控制装置26的主要的信号路径或从控制装置26传送的主要的信号路径。
以下，利用图4说明本发明的燃料电池装置的启动。在燃料电池装置启动时，控制装置进行如下控制，即，在由温度传感器29测出的汽化器9的温度为第一温度以下时，控制装置26使热源10工作。作为第一温度优选设定为通过汽化器9能够充分地使水或液体燃料汽化的温度，例如可以设定为200℃。
当汽化器9的温度达到规定的温度(例如200～400℃)时，控制装置26进行使水供给机构X(水泵38等)及原燃料供给机构30工作的控制。这时，在汽化器9中进行部分氧化重整或自热重整时，同时进行使含氧气体供给机构31工作的控制。
接下来，控制装置26进行使鼓风机27工作的控制且进行使收容容器2内的点火装置47点火的控制。由此，在汽化器9中汽化的原燃料气体通过重整器6而供给到燃料电池单元3，通过从燃料电池单元3的上端侧排出的燃料气体和由鼓风机供给的含氧气体燃烧，能够使重整器6和燃料电池单元3的温度上升。
通过控制装置26进行如上述的控制，即使在收容容器2内的温度低时，也能够有效地使汽化器9的温度上升，在作为原燃料使用液体燃料时，能够容易地使液体燃料汽化。由此，通过将汽化后的原燃料气体供给到重整器6，从而能够在不会抑制重整器6的温度上升情况下使温度迅速上升。由此，能够有效地启动燃料电池装置，并且，能够提高燃料电池单元3(电池组5)的发电效率。
在此，在燃料电池单元3开始发电后，汽化器9的温度因伴随燃料电池单元3的发电的辐射热而上升，而在汽化器9内配置有如上述的重整催化剂时，若汽化器9的温度过度上升，则重整催化剂的劣化可能提前。
因此，在由温度传感器29测出的汽化器9的温度高于设定为比第一温度高的第二温度时，优选控制装置26进行使加热器(热源)10停止的控制。另外，作为第二温度，可以设定为不会对设置于汽化器9内的重整催化剂的劣化造成影响的温度，例如可以设为600℃。另外，所述温度可以根据汽化器9的大小、供给到汽化器9的原燃料的种类、配置于汽化器9内部的重整催化剂的种类等适当地设定。
由此，由于能够缩短使用加热器(热源)10的时间，因此能够形成发电效率提高了的燃料电池装置，且在汽化器9内配置有重整催化剂时能够抑制重整催化剂的劣化。
图5表示本发明的燃料电池装置的另一例，是示意性地表示将一部分构成外装壳体22的侧面部拆下，以能够观察到外装壳体22的内部地示出的燃料电池装置48的侧视图。
在图3及图4所示的燃料电池装置21中，控制装置26使用测定汽化器9的温度的温度传感器29来控制燃料电池装置21的动作，但在图5所示的燃料电池装置48中，示出有控制装置26根据配置于收容容器2内的温度传感器49所测出的温度来控制燃料电池装置48的工作的示例。在此，通过将温度传感器49配置于收容容器2内，从而能够测定收容容器2内的温度，由此能够间接地测定汽化器9的温度。并且，在收容容器2内的温度变为高温时，无需使用使汽化器9的温度上升的加热器(热源)10而能够使汽化器9的温度上升。
在此，在将温度传感器49配置于收容容器2内时，优选配置于能够间接测定汽化器9的温度的部位，例如，可以根据模块1的结构适当地配置在发电室14或重整器6的入口或出口等。另外，间接地测定汽化器9的温度是指，例如通过事先调查配置汽化器9与温度传感器49的部位的温度的相关关系，从而根据温度传感器49的温度测出汽化器9的温度。
在此，在温度传感器49配置于重整器6的入口时，例如可以将第一温度设定为150℃，可以将设定为比第一温度高的第二温度设定为400℃，以使在重整器6中的重整反应能够适当地进行。
并且，在燃料电池装置48启动时，控制装置26在由温度传感器49测出的重整器6的入口温度为150℃以下时控制为使加热器(热源)10工作，当重整器6的入口温度达到规定的温度(例如150～400℃)时，控制装置26进行使水供给机构X(水泵38等)及原燃料供给机构30工作的控制，接下来进行使鼓风机27工作的控制且进行使点火装置47点火的控制。由此，能够有效地启动燃料电池装置48。
另一方面，在重整器6的入口温度高于400℃时，优选控制装置26进行使加热器(热源)10停止工作的控制。由此，能够抑制(防止)在汽化器9中汽化了的液体燃料或水等液化。
此外，在温度传感器49配置于重整器6的出口时，考虑燃料电池单元3中的发电效率或燃料电池单元3的劣化，可以将第一温度设定为550℃，将第二温度设定为700℃，通过根据所述的设定温度进行上述的控制，从而能够有效地启动燃料电池装置。
由此，即使在温度传感器49配置于收容容器2内时，也能够间接地测定汽化器9的温度，根据该测定的温度有效地控制加热器(热源)10，从而能够有效地启动燃料电池装置。
另外，各设定温度可以根据燃料电池单元3的形状、电池组5、重整器6和汽化器9的大小等适当地变更。
此外，在上述的说明中以作为原燃料使用煤油等液体燃料的情况为中心进行了说明，但即使在作为原燃料使用煤气或LPG等气体燃料时，通过将汽化器9配置于收容容器2的外表面，也能够抑制水的汽化所引起的燃料电池单元3的温度下降，且能够有效地使重整器6的温度上升。
以上，详细说明了本发明，但本发明不局限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更、改良等。
进而，根据燃料电池单元3的形状和配置，可以将汽化器9配置在收容容器2的侧面等外表面。另外，在汽化器9配置于收容容器2的侧面时，优选配置在收容容器2的侧面中的、与燃烧区域对置的部位。由此，能够有效地使汽化器9的温度上升(或维持在规定的温度范围)。
此外，在汽化器9内配置重整催化剂且作为原燃料使用液体燃料的煤油的燃料电池装置中，在汽化器9内使水和煤油混合时，控制装置26优选控制首先对汽化器9供给水的水供给机构X(水泵38等)的动作，在水在汽化器9内汽化后，控制原燃料供给机构30的动作以将煤油供给到汽化器9。由此，能够抑制煤油分解而碳析出，能够抑制燃料电池单元3劣化。
以上，根据本实施方式，在像这样的燃料电池单元1中，通过在收容容器2的外表面配置汽化器9，进而具有用于使汽化器9的温度上升的热源10，从而在燃料电池模块1启动时，能够与收容容器2的内部的温度无关地使汽化器9的温度上升。由此，在燃料电池模块1启动时，能够有效地使作为原燃料的液体燃料汽化。并且，在燃料电池模块1启动时，即使在收容容器2内的温度低时，也能够容易地使液体燃料汽化，通过将汽化后的液体燃料供给到重整器6，从而能够使重整器6的温度迅速地上升，能够有效地启动燃料电池模块1。
此外，通过将汽化器9配置在收容容器2的外表面，从而在固体氧化物形燃料电池3开始发电后，能够通过固体氧化物形燃料电池单元3的发电所伴随的热辐射而使汽化器9的温度上升，能够缩短热源10的使用时间。由此，能够提高发电效率。
此外，在像这样的燃料电池模块1中，由于在汽化器9内具有重整催化剂，因此能够在汽化器9内进行部分氧化重整或自热重整，由此能够有效地提高汽化器9的温度，且能够抑制碳析出。
进而，在像这样的燃料电池模块1中，通过将汽化器9配置在与位于固体氧化物形燃料电池单元3的上端部侧的燃烧区域对置的、收容容器2的外表面，从而为了使汽化器9的温度上升，能够有效地利用使未反应的燃料气体燃烧所产生的燃烧热，能够迅速地使汽化器9的温度上升。由此，能够有效地启动燃料电池模块1，且能够缩短热源10的使用时间。
进而，在像这样的燃料电池装置中，通过将上述的燃料电池模块1收容于外装壳体22内而形成，由此形成在作为原燃料使用液体燃料时，能够有效地进行启动的燃料电池装置。
进而，在像这样的燃料电池装置中，通过根据汽化器9的温度进行热源10的工作和停止的控制，从而能够形成能够有效地使热源工作且发电效率提高了的燃料电池装置。
进而，在像这样的燃料电池装置中，通过根据收容容器2内的温度进行热源10的工作和停止的控制，从而能够形成能够有效地使热源工作且发电效率提高了的燃料电池装置。
本发明的燃料电池模块由于具有：收容容器；电池组，其收容于该收容容器内，由多个在内部具有气体流路的柱状的固体氧化物形燃料电池单元以竖立设置状态排列并电连接而构成；歧管，其收容于所述收容容器内，用于固定所述固体氧化物形燃料电池单元的下端并对所述固体氧化物形燃料电池单元供给燃料气体；重整器，其收容于所述收容容器内，且配置于所述固体氧化物形燃料电池单元的上方，用于生成对所述固体氧化物形燃料电池单元供给的燃料气体；汽化器，其配置于所述收容容器的外表面，且用于使原燃料汽化并供给到所述重整器；热源，其使所述汽化器的温度上升，由此，能够有效地启动燃料电池单元，能够提高固体氧化物形燃料电池单元(电池组)的发电效率。并且，通过将本发明的燃料电池模块收容于外装壳体内，能够形成能够有效地进行启动的燃料电池装置。
本发明可以实施不脱离其精神或主要的特征的其他各种方式。因此，所述的实施方式中的任一点仅为示例，本发明的范围为权利要求书所示的范围，不受说明书正文的任何限制。进而，属于权利要求书的范围的变形或变更也全部在本发明范围内。

Claims (6)

1.一种燃料电池模块，其特征在于，具有：
收容容器；
电池组，其收容于该收容容器内，由多个在内部具有气体流路的柱状的固体氧化物形燃料电池单元以竖立设置的状态排列配置并电连接而构成；
歧管，其收容于所述收容容器内，用于固定所述固体氧化物形燃料电池单元的下端并对所述固体氧化物形燃料电池单元供给燃料气体；
重整器，其收容于所述收容容器内，且配置于所述固体氧化物形燃料电池单元的上方，用于生成向所述固体氧化物形燃料电池单元供给的燃料气体；
汽化器，其配置于所述收容容器的外表面，用于使原燃料汽化而供给于所述重整器；
热源，其用于使所述汽化器的温度上升。
2.根据权利要求1所述燃料电池模块，其特征在于，
在所述汽化器内具有重整催化剂。
3.根据权利要求1或2所述燃料电池模块，其特征在于，
具有使在所述固体氧化物形燃料电池单元中未反应的燃料气体在所述固体氧化物形燃料电池单元的上端部燃烧的燃烧区域，并且，所述汽化器设置在与该燃烧区域对置的、所述收容容器的外表面。
4.一种燃料电池装置，其特征在于，
在外装壳体内收容权利要求1～3中任一项所述的燃料电池单元。
5.根据权利要求4所述的燃料电池装置，其特征在于，
在所述汽化器内配置温度传感器，且在所述外装壳体内具有控制装置，当由所述温度传感器测出的温度为第一温度以下时，所述控制装置控制为使所述热源工作，并且，当由所述温度传感器测出的温度高于设定为比第一温度高的第二温度时，所述控制装置控制为使所述热源停止。
6.根据权利要求4所述的燃料电池装置，其特征在于，
在所述收容容器内配置温度传感器，且在所述外装壳体内具有控制装置，当由所述温度传感器测出的温度为第一温度以下时，所述控制装置控制为使所述热源工作，并且，当由所述温度传感器测出的温度高于设定为比第一温度高的第二温度时，所述控制装置控制为使所述热源停止。
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