CN101978546B - 燃料电池模块及燃料电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高了发电效率的燃料电池模块及燃料电池装置。燃料电池模块构成为在容纳容器(2)的发电室(29)内容纳有排列多个燃料电池单元(3)而构成的燃料电池堆(4)。容纳容器(2)，在沿着燃料电池单元(3)的排列方向的侧部和与该侧部对置的容纳容器(2)的外壁(22)之间，具有：第一流路(26)，其用于使从所述容纳容器(2)的下方侧供给的反应气体流向上方；第二流路(27)，其用于使经由第一流路(26)流向上方的反应气体流向下方，向发电室(29)内供给；和第三流路(28)，其设置在第一流路(26)与第二流路(27)之间且用于使发电室(29)内的废气从上方流向下方。

Description

燃料电池模块及燃料电池装置
技术领域
本发明涉及在容纳容器内容纳有燃料电池单元的燃料电池模块及具有它的燃料电池装置。
背景技术
近年来，作为新一代电源，公开了各种将能够使用含氢气体和空气(含氧气体)来获取电力的燃料电池单元容纳于容纳容器内的燃料电池模块(例如，参照JP特开2007-59377号公报)。
此外，公开了一种在容纳燃料电池堆的发电室的上方设置空气室、且以从空气室向燃料电池堆间插入空气的方式设置了空气导入管的容纳容器(例如，参照JP特开2007-242626号公报)等。
在JP特开2007-59377号公报及JP特开2007-242626号公报中所示的现有的容纳容器中，虽然在发电室内容纳多个燃料电池堆时成为合适的容纳容器，但在发电室内仅容纳一个燃料电池堆时，由于反应气体导入部件及空气导入管从容纳容器的上方垂下而配置，所以产生无用的空间，而存在使燃料电池模块大型化的问题。此外，由于从燃料电池堆的一侧供给反应气体，所以在发电效率方面有改善的余地。
发明内容
所以，本发明的目的在于，提供一种即使在仅容纳一个燃料电池堆的情况下，也能够高效地进行容纳、且能够提高发电效率的燃料电池模块及具备它的燃料电池装置。
本发明的燃料电池模块，其构成为将燃料电池堆容纳在设置于长方体状的容纳容器内的发电室内，所述燃料电池堆是将在内部具有气体流路的柱状的燃料电池单元以多个竖立设置的状态排列后电连接而成的，所述容纳容器，在沿着构成所述燃料电池堆的所述燃料电池单元的排列方向的侧部和与该侧部对置的所述容纳容器的外壁之间，具有：第一流路，其形成于该容纳容器的所述外壁与在该外壁的内侧隔开规定间隔而配置的第一壁之间，用于使从所述容纳容器的下方侧供给的反应气体流向上方；第二流路，其形成于在所述第一壁的内侧隔开规定间隔而配置的第二壁与在该第二壁的内侧隔开规定间隔而配置的第三壁之间，用于使经由该第一流路流向上方的反应气体流向下方，向所述发电室内供给；和第三流路，其形成于所述第一壁与所述第二壁之间，设置在所述第一流路与所述第二流路之间且用于使所述发电室内的废气从上方流向下方。
此外，本发明的燃料电池模块，还具有第四流路，其形成于所述容纳容器的上壁与在该上壁的内侧隔开规定间隔而配置的所述发电室的上壁之间，用于使在所述第一流路中流动的反应气体在沿着所述容纳容器的上壁流动之后，向所述第二流路供给，并且，在所述发电室的上方，具有废气收集室，该废气收集室用于在收集了该发电室内的废气之后，使废气流入所述第三流路。
此外，本发明的燃料电池模块，还具有：第四流路，其形成于所述容纳容器的上壁与在该上壁的内侧隔开规定间隔而配置的所述发电室的上壁之间，且具有去路和归路，所述去路用于使在所述第一流路中流动的反应气体流向与所述燃料电池单元的排列方向正交的方向的中央部，所述归路用于使所述反应气体从所述去路折返而流入所述第二流路。
此外，本发明的燃料电池模块，还具有：第四流路，其形成于所述容纳容器的上壁与在该上壁的内侧隔开规定间隔而配置的所述发电室的上壁之间，用于使在位于沿着所述燃料电池单元的排列方向的一侧的所述第一流路中流动的反应气体，在流向与所述燃料电池单元的排列方向正交的方向之后，流入位于沿着所述燃料电池单元的排列方向的另一侧的所述第二流路。
此外，本发明的燃料电池模块，在所述第一壁与所述第二壁之间及所述第二壁与所述第三壁之间中的至少一方，具有：热交换抑制部，其用于抑制在所述第二流路中流动的反应气体和在所述第三流路中流动的废气的热交换。
此外，本发明的燃料电池模块，其构成为将燃料电池堆容纳在设置于长方体状的容纳容器内的发电室内，所述燃料电池堆是将在内部具有气体流路的柱状的燃料电池单元以多个竖立设置的状态排列后电连接而成的，所述容纳容器，在沿着构成所述燃料电池堆的所述燃料电池单元的排列方向的侧部和沿着该侧部方向的所述容纳容器的外壁之间，具有：第一流路，其用于使从所述容纳容器的下方侧供给的反应气体流向上方；第二流路，其用于使经由该第一流路流向上方的反应气体流向下方，向所述发电室内供给；和第三流路，其设置在所述第一流路与所述第二流路之间且用于使所述发电室内的废气从上方流向下方，在所述第二流路及第三流路中的至少一个流路内，具有：热交换抑制部件，其用于抑制在所述第二流路中流动的反应气体和在所述第三流路中流动的废气的热交换。
此外，本发明的燃料电池装置，包括：外装框；上述技术方案中任一项所述燃料电池模块，其容纳于该外装框内；和辅助机器，其用于使该燃料电池模块工作。
附图说明
本发明的目的、特色及优点，通过由下述的详细说明和附图来阐明。
图1是表示本发明的第一实施方式的燃料电池模块的外观立体图。
图2是表示构成本发明的燃料电池模块的燃料电池堆装置的一个示例的侧面图。
图3是将图2所示的燃料电池堆装置的一部分进行摘取而表示的俯视图。
图4是图2所示的燃料电池堆装置的俯视图。
图5是图1所示的改性器的剖视图。
图6是概略地表示本发明的第一实施方式的燃料电池模块的剖视图。
图7是在图6所示的燃料电池模块之中，将容纳容器的侧面侧和底面侧进行部分摘取而表示的外观立体图。
图8表示图6所示的燃料电池模块的另一个示例，是将容纳容器的侧面侧和底面侧进行摘取而表示的外观立体图。
图9是表示本发明的第二实施方式的燃料电池模块的外观立体图。
图10是概略地表示图9所示的燃料电池模块的剖视图。
图11是在图9所示的燃料电池模块中，将容纳容器的上壁和燃料电池堆装置进行摘取而表示的外观立体图。
图12是图9所示的改性器的剖视图。
图13是概略地表示本发明的第三实施方式的燃料电池模块的剖视图。
图14是在图13所示的燃料电池模块之中，将容纳容器的侧面侧和底面侧进行部分摘取而表示的外观立体图。
图15是概略地表示本发明的第四实施方式的燃料电池模块的剖视图。
图16是在图15所示的燃料电池模块之中，对容纳容器的侧面侧和底面侧进行部分摘取而表示的外观立体图。
图17是概略地表示本发明的第四实施方式的燃料电池模块的另一个示例的剖视图。
图18是表示本发明的第五实施方式的燃料电池模块的外观立体图。
图19是概略地表示图18所示的燃料电池模块的剖视图。
图20是将图18所示的燃料电池模块的一部分进行摘取而表示的分解立体图。
图21是概略地表示本发明的第五实施方式的燃料电池模块的另一个示例的剖视图。
图22是概略地表示本发明的第六实施方式的燃料电池模块的剖视图。
图23是概略地表示本发明的第七实施方式的燃料电池模块的剖视图。
图24是表示本发明的第八实施方式的燃料电池模块的外观立体图。
图25是概略地表示图24所示的燃料电池模块的剖视图。
图26是将图25所示的燃料电池模块的一部分进行摘取而表示的外观立体图。
图27是概略地表示本发明的第九实施方式的燃料电池模块的剖视图。
图28是将图27所示的燃料电池模块的一部分进行摘取而表示的外观立体图。
图29是表示本发明的第十实施方式的燃料电池模块的外观立体图。
图30是概略地表示图29所示的燃料电池模块的剖视图。
图31是概略地表示图29所示的燃料电池模块的另一个剖视图。
图32是将图29所示的燃料电池模块的一部分进行摘取而表示的外观立体图。
图33是将图30所示的燃料电池模块的另一个示例的一部分进行摘取而表示的外观立体图。
图34是表示本发明的第十一实施方式的燃料电池模块的外观立体图。
图35是概略地表示图34所示的燃料电池模块的剖视图。
图36是概略地表示本发明的第十一实施方式的燃料电池模块的另一示例的剖视图。
图37是概略地表示本发明的第十二实施方式的燃料电池模块的剖视图。
图38是概略地表示本发明的第十三实施方式的燃料电池模块的剖视图。
图39是表示本发明的第十四实施方式的燃料电池模块的外观立体图。
图40是概略地表示图39所示的燃料电池模块的剖视图。
图41是概略地表示本发明的第十四实施方式的燃料电池模块的另一个示例的剖视图。
图42是概略地表示本发明的第十五实施方式的燃料电池模块的剖视图。
图43是概略地表示本发明的第十六实施方式的燃料电池模块的剖视图。
图44是表示本发明的第十七实施方式的燃料电池装置的立体图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的燃料电池模块1的外观立体图。而且，在以后的附图中针对相同的部件赋予相同的编号。
在图1所示的燃料电池模块1中构成为容纳有燃料电池堆装置9，该燃料电池堆装置9构成为：在容纳容器2的内部，以竖立设置具有在内部流通气体的气体流路的柱状的燃料电池单元3的状态进行排列、并在相邻的燃料电池单元3之间经由集电部件(在图1中未图示)串联电连接而构成燃料电池堆4，在燃料电池堆4的两端部侧配置具有用于将由燃料电池堆4(燃料电池单元3)的发电产生的电流进行集电而向外部导出的电流导出部的导电部件5，将各燃料电池单元3及导电部件5的下端用玻璃密封材料等的绝缘性接合材料(未图示)固定在歧管6上。而且，在图1中表示了在容纳容器2的内部仅容纳一个燃料电池堆4的情况。
并且在图1中，为了获取燃料电池单元3发电中使用的燃料气体，在燃料电池堆4(燃料电池单元3)的上方配置有用于将天然气或灯油等的原燃料进行改性而生成燃料气体的改性器7。于是，由改性器7生成的燃料气体，通过燃料气体流通管8供给歧管6，经由歧管6供给设置在燃料电池单元3的内部的气体流路。而且，燃料电池堆装置9的结构，能够根据燃料电池单元3的种类或形状适当地进行变更。
此外在图1中，表示出取下了容纳容器2的一部分(前后面)，并在后方取出了容纳在内部的燃料电池堆装置9的状态。其中，在图1所示的燃料电池模块1中，能够将燃料电池堆装置9在容纳容器2内进行滑动而容纳。
以下，首先针对在容纳容器2内容纳的燃料电池堆装置9的结构进行说明。
图2是概略地表示燃料电池堆装置9的侧面图，图3是图2所示的燃料电池堆装置9的一部分放大俯视图，是将图2所示的以点划线包围的部分进行摘取表示。而且，图4是概略地表示图2所示的燃料电池堆装置9的俯视图，表示中省略了配置在燃料电池单元3之间的集电部件10。
在此，去除改性器7的燃料电池堆装置9构成为：将在具有一对对置的平坦面的柱状导电性支撑基板14(以下，有时略称为支撑基板14)的一个平坦面上依次层叠燃料侧电极层11、固体电解质层12及空气侧电极层13而形成的多个柱状燃料电池单元3，在相邻的燃料电池单元3间介入集电部件10而串联电连接来形成燃料电池堆装置4，并将燃料电池单元3的下端固定在用于向燃料电池单元3供给燃料气体的歧管6上。而且，配置有在歧管6上固定下端、并以从燃料电池单元3的排列方向的两端部隔着集电部件10而夹持燃料电池堆4的方式配置、且具有电流导出部的导电部件5。而且，导电部件5具有的电流导出部设置为：沿着燃料电池单元3的排列方向而向外侧延伸的形状。而且，在图4中表示出在一个歧管6上配置了一个燃料电池堆4的示例。
而且，在燃料电池单元3的另一个平坦面上设置有内部连接体16，在支撑基板14的内部，设置有用于向燃料电池单元3流入反应气体的气体流路15。而且，在图1所示的燃料电池堆装置9中，表示出从歧管6向气体流路15中供给燃料气体(含氢气体)的情况的示例。
此外，能够在内部连接体16的外面(上面)设置P型半导体17。通过使集电部件10经由P型半导体17与内部连接体16连接，能够使两者的接触成为欧姆接触，减少电位下降，有效地避免集电性能的降低。
此外，能够将支撑基板14兼作燃料侧电极层11，在其表面依次层叠固体电解质层12及空气侧电极层13而构成燃料电池单元3。
而且，作为燃料电池单元3，虽然公知各种燃料电池单元，但能够在使容纳燃料电池模块1而构成的燃料电池装置小型化的基础上，设定为固体氧化物型燃料电池单元。由此，能够将燃料电池装置小型化，并且能够进行对在家庭用燃料电池中所要求的变动的负载进行跟踪的负载跟踪运转。而且，燃料电池单元3能够采用一般公知的材料等来进行制作。
通过以上的结构，构成在歧管6上配置一列燃料电池堆4而构成的燃料电池堆装置9。于是，通过在容纳容器2的内部容纳这种燃料电池堆装置9，从而构成燃料电池模块1。
图5是将图1所示的改性器7进行摘取而表示的剖视图，改性器7由用于对原燃料或水进行气化的气化部19和具有用于将原燃料改性为燃料气体的改性催化剂21的改性部20构成。而且，在气化部19中连接有用于供给原燃料的原燃料供给管18，在改性器7中进行水蒸汽改性时，也能够另外设置水供给管。而且，能够将原燃料供给管18和水供给管构成为双重管。而且，气化部19与改性部20被具有透气性的壁分离。
并且，在改性部20(改性器7)的端部侧，连接有用于将由改性部20生成的燃料气体向歧管6供给的燃料气体流通管8。
图6是概略地表示图1所示的燃料电池模块1的剖视图，图7是将在图6所示的容纳容器2中的侧面侧及底面侧进行部分摘取而表示的外观立体图。
在容纳容器2中，由外壁22形成容纳容器2的外壳，在内部形成容纳燃料电池单元3(燃料电池堆装置9)的发电室29。
在这种容纳容器2中，在沿着构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向的两侧部、和与该两侧部对置的容纳容器2的外壁22之间，具有用于流动反应气体或废气的流路。
在此，在容纳容器2中，在外壁22的内侧隔开规定间隔而形成了第一壁23，在第一壁23的内侧隔开规定间隔而配置了第二壁24，而且，在第二壁24的内侧隔开规定间隔而配置了第三壁25。
由此，由外壁22与第一壁23形成的空间成为第一流路26，由第二壁24与第三壁25形成的空间成为第二流路27，由第一壁23与第二壁24形成的空间成为第三流路28。
而且，在图6所示的容纳容器2中，第一壁23的上端与第二壁24连接，第二壁24的上端与容纳容器2的上壁(外壁22)连接，第三壁25的上端在比第一壁23与第二壁24的连接部更靠近容纳容器2的上壁侧处，与第二壁24连接。而且，能够使第三壁25的上端与容纳容器2的上壁连接。
此外，在容纳容器2的底部，连接有用于向容纳容器2内供给反应气体(空气)的反应气体供给管30，从反应气体供给管30供给的反应气体流入反应气体导入部36。由于反应气体导入部36经由反应气体导入口37与第一流路26连接，所以流入反应气体导入部36的反应气体，通过反应气体导入口37而流入第一流路26。向上方而流入第一流路26的反应气体，通过设置在第二壁24的反应气体流通口31，而流入第二流路27。然后，向下方流入第二流路27的反应气体，通过设置在第三壁25的反应气体喷出口33，而供给到发电室29内。而且，在燃料电池单元3(燃料电池堆4)的两侧面侧及底面配置有绝热部件35。
另一方面，从燃料电池单元3排出的废气、或由在燃料电池单元3的上端部侧燃烧剩余燃料气体而产生的废气，通过设置在第二壁24与第三壁25之间的废气流通路32而流入第三流路28。于是，向下方流入第三流路28的废气，通过废气收集口39而流入废气收集部38之后，通过与废气收集部38连接的废气排气管34(参照图1)而向容纳容器2的外部进行排气。
因此，从反应气体供给管30供给的反应气体，在反应气体导入部36中流动的期间，与在废气收集部38中流动的废气进行热交换，在第一流路26中流动的期间，与在第三流路28中流动的废气进行热交换，在第二流路27中流动的期间，与发电室29内的热进行热交换。
由此，由于能够高效地提高反应气体的温度，所以能够提高燃料电池单元3的发电效率。
此外，在图7中，表示出设置有多个反应气体流通口31及废气流通口32的示例。由此，流入第一流路26的反应气体，高效地流入第二流路27并供给到发电室29。此外，发电室29内的废气，能够高效地流入第三流路28，并向容纳容器2的外部进行排气。
而且，在配置于燃料电池堆4(燃料电池单元3)的两侧面侧的绝热部件35(在图中绝热部件35以斜线表示)中，设置有用于对应于反应气体喷出口33向燃料电池单元3侧流入反应气体的孔。
于是，从反应气体喷出口33供给到发电室29内的空气，会从燃料电池单元3的下端侧向上端侧流动，从而能够高效地进行燃料电池单元3的发电。
而且，绝热部件35能够被适当设置，以使容纳容器2内的热不会被过分散热而使燃料电池单元3(燃料电池堆4)的温度降低，而降低发电量，在图6中，表示出设置在歧管6的底部、燃料电池单元3(燃料电池堆4)的两侧面侧的示例。
而且，在图6中表示出在发电室29内容纳具有一列燃料电池堆4的燃料电池堆装置9的示例，此时，从燃料电池单元3的两侧面侧导入反应气体。
此外，在图6中，虽然表示出反应气体供给管30与废气排气管34错开位置而设置各个位置的示例，但也能够以废气排气管34位于反应气体供给管30的内部的方式进行设置。
图8是将图6所示的容纳容器2中的侧面侧及底面侧进行部分摘取而表示的外观立体图，表示出设置在第三壁25的反应气体喷出口的另一个示例。
在图8中，设置有多个用于将反应气体导入燃料电池堆4的反应气体喷出口40，特别是与燃料电池单元3的排列方向上的中央部侧对应的反应气体喷出口40，其间隔被设置得窄，而与燃料电池单元3的排列方向上的端部侧对应的反应气体喷出口40，其间隔被设置得宽。由此，通过向燃料电池堆4的中央部侧供给较多的反应气体，与端部侧相比，能够将燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向上的中央部侧的热进行散热，从而能够使燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向上的温度分布接近于均匀。
(第二实施方式)
图9是表示在容纳容器42内容纳燃料电池堆装置9而构成的本发明的第二实施方式的燃料电池模块41的外观立体图。而且，在图9中，将改性器7隔着绝热部件35与容纳容器42的上壁的内面连接。
此外，在图9所示的燃料电池模块41中，表示取下容纳容器42的一部分(前后面)，并在后方取出在内部容纳的燃料电池堆装置9的状态。
图10是图9所示的燃料电池模块41的剖视图，除了在容纳容器42的上壁的内面隔着绝热部件35连接改性器43以外，与图6所示的燃料电池模块1的剖视图相同。此外，图11是将在图9所示的燃料电池模块41中的燃料电池堆装置9和连接了改性器43的容纳容器42的上壁44进行摘取而表示的外观立体图。
在这种燃料电池模块41中，改性器43被配置在燃料电池单元3的上方，并且被设置在容纳容器42的上壁44的内面侧。具体而言，改性器43隔着绝热部件35与容纳容器42的上壁44的内面连接。而且，在以下的实施方式中，表示出在改性器设置在容纳容器的上壁的内面侧的情况下，同样地将改性器隔着绝热部件与容纳容器的上壁的内面连接的示例。
在此，用于将由改性器43生成的燃料气体向歧管6供给的燃料气体流通管8，由与改性器43连接的改性器侧燃料气体流通管45和与歧管6连接的歧管侧燃料气体流通管46构成。
在此，由于改性器43与上壁44的内面连接，所以当进行燃料电池模块41的组装时，易于进行改性器43的定位，并且也易于进行燃料电池堆装置9的定位。由此，燃料电池模块41的组装变得容易。
此外，在这种燃料电池模块41中，通过取下改性器侧燃料气体流通管45和歧管侧燃料气体流通管46，并且从容纳容器42取下上壁44，能够容易地从容纳容器42中取出改性器43，所以能够容易地对改性器43进行装卸。
此外，由于能够容易地装卸改性器43，所以当对燃料电池模块41进行组装时，将燃料电池堆装置9滑入容纳容器42内进行容纳，此后，通过在容纳容器42中安装连接了改性器43的上壁44，能够容易地组装燃料电池模块41。
而且，当安装改性器侧燃料气体流通管45和歧管侧燃料气体流通管46时，为了使从改性器43供给的燃料气体不易漏出，优选设置为：改性器侧燃料气体流通管45与歧管侧燃料气体流通管46的内侧连接。
而且，优选能够容易地装卸改性器侧燃料气体流通管45和歧管侧燃料气体流通管46的构造，例如，优选能够一触式(one touch)装卸的构造。
通过采用这样的构造，能够在燃料电池单元3的上方容易地配置改性器43，且在燃料电池单元3的上端部侧使剩余的燃料气体燃烧时，能够高效地使改性器43的温度上升，能够提高改性器43的改性效率。
图12是将连接了原燃料供给管18的改性器43进行摘取而表示的剖视图。与图5所示的改性器7相比，不同点在于，在改性器43的上面连接了原燃料供给管18。
其中，在改性器43中进行水蒸汽改性的情况下，能够将原燃料供给管18和水供给管构成为双重管。在此情况下，由于从改性器43的上方供给水，所以存在供给的水易于在气化部19的底部存留的危险。因此，能够将气化部19的底部设为朝向改性部20而向下的倾斜面。由此，能够高效地气化从水供给管供给的水。
(第三实施方式)
图13是概略地表示本发明的第三实施方式的燃料电池模块50的剖视图，图14是将在图13所示的容纳容器47中的侧面侧及底面侧进行部分摘取来表示的外观立体图。
在图13所示的容纳容器47中，第一壁23的上端与容纳容器47的上壁(外壁22)连接，在第一壁23上设置有用于连接第一流路26与第二流路27的反应气体流通口48。并且，第二壁24的上端连接于第一壁23的反应气体流通口48的下方。此外，第三壁25的上端与容纳容器47的上壁(外壁22)连接，在第二壁24与第三壁25之间，设置有用于连接发电室29与第三流路28的废气流通路49。而且，第三壁25也能够在比第一壁23与第二壁24的连接部更靠容纳容器47的上壁侧(比反应气体流通口48更上方侧)处，与第一壁23连接。
在这样的容纳容器47中，从反应气体导入部36流入第一流路26的反应气体，向上方流入第一流路26之后，通过设置于第一壁23的反应气体流通口48而流入第二流路27。然后，向下方流入第二流路27的反应气体，通过设置于第三壁25的反应气体喷出口33而供给到发电室29内。
另一方面，从燃料电池单元3排出的废气或由在燃料电池单元3的上端部侧使剩余的燃料气体燃烧而产生的废气，通过设置在第二壁24与第三壁25之间的废气流通路49而流入第三流路28。然后，向下方流入第三流路28的废气，在通过废气收集口39而流入废气收集部38之后，通过与废气收集部38连接的废气排气管34(参照图9)向容纳容器2的外部进行排气。
所以，在由这样的结构构成的容纳容器47中，从反应气体供给管30供给的反应气体，在反应气体导入部36中流动的期间，与在废气收集部38中流动的废气进行热交换，在第一流路26中流动的期间，与在第三流路28中流动的废气进行热交换，在第二流路27中流动的期间，与发电室29内的热进行热交换。
由此，能够高效地提高反应气体的温度，所以能够提高燃料电池单元3的发电效率。
此外，在图14中，表示了设置有多个反应气体流通口48及废气流通路49的示例。由此，流入第一流路26的反应气体，高效地流入第二流路27而供给到发电室29内。此外，发电室29内的废气，能够高效地流入第三流路28而向容纳容器2的外部进行排气。
而且，在第三壁25与容纳容器47的上壁(外壁22)连接时，能够抑制发电室29内的废气在改性器43的附近的空间滞留，能够将发电室29内的废气高效地流入第三流路30。
(第四实施方式)
图15是概略地表示本发明的第四实施方式的燃料电池模块53的剖视图，图16是将在图15所示的容纳容器54中的侧面侧与底面侧进行部分摘取来表示的外观立体图。
在图15所示的容纳容器54中，第一壁23的上端与容纳容器54的上壁(外壁22)连接。此外，第二壁24的上端与容纳容器54的上壁(外壁22)连接。而且，在第二壁24上，设置有连接发电室29与第三流路28的废气流通口52。并且，在第一壁23与第二壁24之间，设置有连接第一流路26与第二流路27的反应气体流通路51。此外，第三壁25，其上端在第二壁26的废气流通口52的下方，并且在与反应气体流通路51的上端相同位置或高于它的位置，与第二壁24连接。而且，第二壁24的上端，也能够在比反应气体流通路51更靠容纳容器2的上壁侧处，与第一壁23连接。
在这样的容纳容器54中，从反应气体导入部36流入第一流路26的反应气体，向上方流入第一流路26之后，通过设置于第一壁23与第二壁24之间的反应气体流通路51而流入第二流路27。然后，向下方流入第二流路27的反应气体，通过设置于第三壁25的反应气体喷出口33而供给到发电室29内。
另一方面，从燃料电池单元3排出的废气或由在燃料电池单元3的上端部侧使剩余的燃料气体燃烧而产生的废气，通过设置于第三壁25的废气流通口52而流入第三流路28。并且，向下方流入第三流路28的废气，在通过废气收集口39而流入废气收集部38之后，通过与废气收集部38连接的废气排气管34(参照图9)向容纳容器2的外部进行排气。
因此，在由这样的结构构成的容纳容器54中，从反应气体供给管30供给的反应气体，在反应气体导入部36中流动的期间，与在废气体收集部38中流动的废气进行热交换，在第一流路26中流动的期间，与在第三流路28中流动的废气进行热交换，在第二流路27中流动的期间，与发电室29内的热进行热交换。
由此，能够高效地提高反应气体的温度，所以能够提高燃料电池单元3的发电效率。
此外，在图16中，表示了设置有多个反应气体流通路51及废气流通口52的示例。由此，流入第一流路26的反应气体，高效地流入第二流路27而供给到发电室29内。此外，发电室29内的废气，能够高效地流入第三流路28而向容纳容器2的外部进行排气。
然而，在发电室29中，由燃料电池单元3的发电产生的热或在燃料电池单元3的上端部侧的剩余燃料气体的燃烧等，会使上部侧的温度升高。在此，由于设置在第三壁25的废气流通口52位于发电室29的上部侧，所以能够高效地使温度高的废气流入第三流路。
由此，能够用流入第三流路的废气与反应气体高效地进行热交换，能够高效地提高反应气体的温度，所以能够提高燃料电池单元3的发电效率。
图17表示在图15所示的容纳容器54的发电室29内，将两个燃料电池堆4并列配置的燃料电池模块55的示例的剖视图。而且，两个燃料电池堆4被配置在一个歧管6上。
在此情况下，通过从反应气体喷出口33向各个燃料电池堆4的一侧的侧面供给反应气体，从而即使在将两个燃料电池堆并列配置的情况下，也能够高效地进行燃料电池单元3的发电。
而且，能够在燃料电池堆4的另一方的侧面侧，配置例如绝热部件(板状或棉状的绝热部件)等，以便从反应气体喷出口33供给的反应气体，能够高效地在构成燃料电池堆4的燃料电池单元3之间从下端部侧向上端部侧流通，且使得在相互的燃料电池堆4之间，从燃料电池堆4的一方的侧面侧(反应气体喷出口33侧)供给的反应气体，不从燃料电池堆4的另一方的侧面侧流出。在此情况下，即使从反应气体喷出口33供给的反应气体，流向燃料电池堆4的另一方的侧面方向时，也会由于反应气体沿着绝热部件向上方流动，而能够高效地在燃料电池单元3之间流动反应气体。
(第五实施方式)
图18是表示在容纳容器62内容纳燃料电池堆装置9而形成的本发明的第五实施方式的燃料电池模块61的外观立体图。
在图18所示的容纳容器62中，在容纳容器62的底面，连接有用于供给向燃料电池单元3供给含氧气体(通常是空气)的反应气体供给管30、和用于将由燃料电池单元3的发电等产生的废气向容纳容器62的外部进行排气的废气排气管34。能够将反应气体供给管30和废气排气管作为双重管。
图19是概略地表示图18所示的燃料电池模块61的剖视图，图20是将燃料电池模块61的一部分进行摘取来表示的分解立体图。
在容纳容器62中，在容纳容器62的外壁22的内侧隔开规定间隔而配置有用于形成发电室29的上壁63，在上壁63与外壁22(容纳容器62的上壁)之间，形成用于将流入第一流路26的反应气体流入第二流路27的第四流路64。
此外，在容纳容器62的底部，连接有用于向容纳容器2内供给反应气体的反应气体供给管30，从反应气体供给管30供给的反应气体流入反应气体导入部36。反应气体导入部36经由反应气体导入口37与第一流路26连接，所以流入反应气体导入部36的反应气体，通过反应气体导入口37而流入第一流路26。向上方流入第一流路26的反应气体，继续流入后述的第四流路64，并经由第二流路流入口65而流入第二流路27。然后，在第二流路27中从上方向下方流动的反应气体，通过设置于第三壁25的反应气体喷出口33，供给到发电室29(燃料电池单元3)内。
另一方面，从燃料电池单元3排出的废气或由在燃料电池单元3的上端部侧使剩余的燃料气体燃烧而产生的废气，由于其温度高，所以优选将其特别用于为了高效地提高流入第一流路26的反应气体的温度。
因此，在图19所示的容纳容器62中，其特征在于，在发电室29的上方具有用于对发电室29内的废气进行收集之后使废气流入第三流路28的废气收集室66。
在此，特别是由于在形成高温的发电室29内的上方具有废气收集室66，所以高温的废气被收集在废气收集室66中。流入废气收集室66的废气，经由贯通第二流路27的废气流通口67而流入第三流路28。流入第三流路28的废气，在第三流路28中从上方向下方流动，在通过废气收集口39而流入设置在反应气体导入部36的上部的废气收集部38之后，通过与废气收集部38连接的废气排气管34(参照图18)而向容纳容器62的外部进行排气。
所以，从反应气体供给管30供给的反应气体，在反应气体导入部36中流动的期间，与在废气收集部38中流动的废气进行热交换，在第一流路26中向上方流动的期间，与在第三流路28中向下方流动的废气进行热交换，在第二流路27中向下方流动的期间，与发电室29内的热进行热交换。
特别是在本发明的容纳容器62中，特别是由于在形成高温的发电室29的上方具有废气收集室66，所以能够向第三流路28流入高温的废气，能够与供给燃料电池单元3的反应气体高效地进行热交换。由此，能够提高燃料电池单元3的发电效率。
此外，通过将容纳容器62设为这样的结构，在发电室29内容纳一个燃料电池堆4(燃料电池堆装置9)时，能够作为特别有用的燃料电池单元61。
然而，在第一流路26与第四流路64中流动而流入第二流路27的反应气体，在其流通过程中与发电室29内的热进行热交换而形成高温。此外，流入第三流路28的废气，由于与流入第一流路26的反应气体进行热交换而温度降低。在此，流入第二流路27的反应气体的热会向流入第三流路28的废气进行传热，有使反应气体的温度降低的危险。
所以，优选在第一壁23与第二壁24之间及第二壁与第三壁25之间的至少一方(第二流路27与第三流路28之间，或者在第二流路27及第三流路28中的至少一个流路内)，具有用于抑制流入第二流路27的反应气体与流入第三流路28的废气之间的热交换的热交换抑制部件。在图19中，在第三流路28中，在第二流路27侧配置了绝热部件35。由此，能够抑制流入第二流路27的反应气体与流入第三流路28的废气之间的热交换，能够抑制流入第二流路27的反应气体的温度的降低。由此，能够抑制燃料电池单元3的发电效率的降低。而且，热交换抑制部件，只要是能够抑制流入第二流路27的反应气体与流入第三流路28的废气之间的热交换的部件即可，例如，能够采用绝热部件、混凝土、玻璃等。
图21是表示在图19所示的容纳容器62的发电室29内，将两个燃料电池堆4并列配置的燃料电池模块68的示例的剖视图。而且两个燃料电池堆4配置在一个歧管6上。
在此情况下，从反应气体喷出口33分别向燃料电池堆4的一方侧的侧面供给反应气体，所以即使在将两个燃料电池堆并列配置的情况下，也能够高效地进行燃料电池单元3的发电。
而且，能够在燃料电池堆4的另一方的侧面侧，配置例如绝热部件(板状或棉状的绝热部件)等，以便从反应气体喷出口33供给的反应气体，在构成燃料电池堆4的燃料电池单元3之间高效地从下端部侧向上端部侧流通，且使得在相互的燃料电池堆4之间，从燃料电池堆4的一方侧面侧(反应气体喷出口33)供给的反应气体，不从燃料电池堆4的另一方的侧面侧流出。在此情况下，从反应气体喷出口33供给的反应气体，即使流向燃料电池堆4的另一个侧面方向时，也由于反应气体沿着绝热部件而向上方流动，所以反应气体能够高效地在燃料电池单元3之间流动。
(第六实施方式)
图22是表示本发明的第六实施方式的燃料电池模块71的剖视图，在图22所示的燃料电池模块71中，在容纳容器72内的第四流路64内设置有隔开部件73。
如图19所示的容纳容器62，在侧壁(外壁22)侧配置有第二流路27(第二流路流入口65)时，流入位于沿着燃料电池单元3的排列方向的一侧(以下，有时仅略称为一侧)的第一流路26，而流入一侧的第四流路64内的反应气体的一部分，有时不流入一侧的第二流路流路口65，而流向与燃料电池单元3的排列方向正交的方向。
在此情况下，沿与燃料电池单元3的排列方向正交的方向上流入第四流路64内的反应气体，由于流入位于沿着燃料电池单元3的排列方向的另一侧(有时仅略称为另一侧)的第一流路26而流向与燃料电池单元3的排列方向正交的方向的反应气体的影响、或经由第四流路64而流入第二流路27的反应气体的影响，会有在第四流路64内滞留，并使燃料电池单元3的发电效率降低的危险。或者这时，有容纳容器62的上壁(外壁)22形成高温的危险。
此外，流入第四流路64的反应气体，大多流入一侧或另一侧的第二流路27，会使从燃料电池单元3的两侧面侧供给的反应气体量变得不均匀，除了会使燃料电池单元3的发电量降低，还会有带来变差等的坏影响的危险。
所以，在图22所示的燃料电池模块71中，在容纳容器72内的第四流路64内，设置有用于使流入一侧的第一流路26的反应气体流入一侧的第二流路27，并且使流入另一侧的第一流路26的反应气体流入另一侧的第二流路27的隔开部件73。
由此，能够抑制流入第一流路26后而流入第四流路64的反应气体在第四流路64内滞留，能够抑制燃料电池单元3的发电效率降低。此外，还能够抑制容纳容器72的上壁(外壁)22形成高温。
而且，通过在第四流路64内设置隔开部件73，从而流入一侧的第一流路26的反应气体，流入一侧的第二流路27内而从燃料电池单元3的一侧侧面供给，此外，流入另一侧的第一流路26的反应气体，流入另一侧的第二流路27内而从燃料电池单元3的另一侧侧面供给。由此，能够抑制从燃料电池单元3的两侧面供给的反应气体的量的不均匀，能够抑制燃料电池单元3的发电量的降低、或变差等的坏影响的产生。
然而，特别是在发电室29内的上方侧，由燃料电池单元3的发电产生的热、或由在燃料电池单元3的上端侧使在发电中未被利用的剩余的燃料气体燃烧时的燃烧热等形成高温。所以，通过高效地将供给燃料电池单元3的反应气体与发电室29的上方的空气(废气)进行热交换，还能够将高温的反应气体供给燃料电池单元3，能够提高燃料电池模块71(燃料电池单元3)的发电效率。
(第七实施方式)
图23是表示本发明的第七实施方式的燃料电池模块81的剖视图，表示在图23所示的燃料电池模块81中，在容纳容器82内的第四流路64与第二流路27之间具有用于在废气收集室66的上方收集了流入第四流路64的反应气体之后使其流入第二流路27的第五流路83的示例。而且，在图23中以将第五流路83与废气收集室66对置的方式进行配置。
在这样的燃料电池模块81中，在一侧的第一流路26中向上方流动的反应气体，沿着容纳容器82的上壁向与燃料电池单元3的排列方向正交的方向流入第四流路64之后，经由第五流路流入口84而流入第五流路83。而且，第五流路流入口84，优选设置在第四流路64中的与燃料电池单元3的排列方向正交的方向的中央部，以便能够高效地收集流入一侧的第一流路26的反应气体及流入另一侧的第一流路26的反应气体。
于是，经由第五流路流入口84而流入第五流路83的反应气体，在以与废气收集室66对置的方式配置的第五流路83中流动的期间，高效地与流入废气收集室66的高温废气进行热交换。然后，该被加热的反应气体流入与第五流路83连接的第二流路27之后，供给燃料电池单元3，所以能够向燃料电池单元3供给更高温的反应气体，能够提高燃料电池单元3的发电效率。
(第八实施方式)
图24是表示在容纳容器92内容纳燃料电池堆装置9而构成的本发明的第八实施方式的燃料电池模块91的一个示例的外观立体图。图25是概略地表示图24所示的燃料电池模块91的剖视图，图26是将图25所示的燃料电池模块91中的以点划线包围的部分A进行摘取来表示的图。
在容纳容器92的底部，连接有用于向容纳容器92内供给反应气体(空气)的反应气体供给管30，从反应气体供给管30供给的反应气体流入反应气体导入部36。反应气体导入部36经由反应气体导入口37与第一流路26连接，所以供给反应气体导入部36的反应气体，经由反应气体导入口37而流入第一流路26。向上方流入第一流路26的反应气体，继续经由后述的第四流路93而流入第二流路27。然后，从上方向下方流入第二流路27的反应气体，经由设置在第三壁25的反应气体喷出口33而供给到发电室29内(燃料电池单元3)。
另一方面，从燃料电池单元3排出的废气、或由在燃料电池单元3的上端部侧燃烧剩余的燃料气体产生的废气，经由设置在第二壁24的废气流通口32而流入第三流路28。于是，从上方向下方流入第三流路28的废气，经由废气收集口39而流入设置在反应气体导入部36的上部的废气收集部38之后，经由与废气收集部38连接的废气排气管34(参照图24)而向容纳容器92的外部进行排气。
所以，从反应气体供给管30供给的反应气体，在反应气体导入部36中流动的期间，与在废气收集部38中流动的废气进行热交换，在第一流路26中向上方流动的期间，与在第三流路28中向下方流动的废气进行热交换，在第二流路27中向下方流动的期间，与发电室29内的热进行热交换。
然而，发电室29内，由燃料电池单元3的发电产生的热、或由在燃料电池单元3的上端侧使在发电中未被利用的剩余的燃料气体与空气燃烧时的燃烧热等形成高温。所以，通过将反应气体与发电室29的热进行热交换，还能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体，能够提高燃料电池模块91(燃料电池单元3)的发电效率。
在此，在本发明的燃料电池单元91中，通过设置以使在第一流路26中向上方流动的反应气体向与燃料电池单元3的排列方向正交的方向上流动之后，在与燃料电池单元3的排列方向正交的方向的中央部折返而流入第二流路27的方式构成的第四流路93，能够进一步提高向燃料电池单元3供给的反应气体的温度，能够提高燃料电池单元3(燃料电池模块91)的发电效率。
而且，第四流路93能够由用于向与燃料电池单元3的排列方向正交的方向的中央部流动反应气体的去路和用于使反应气体从去路折返而流入第二流路27的归路构成。
然而，由燃料电池单元3的发电产生的热或在燃料电池单元3的上端侧的燃烧热，由于在发电室29内进行对流，从而特别是在发电室29的上方形成高温。所以，在对燃料电池单元3供给反应气体(空气)时，优选利用发电室29的上方侧的热，为了有效地利用发电室29的上方侧的热，优选沿着构成容纳容器92的外壁(上壁)22来配置上述去路及归路中的至少一个。而且，在图25所示的容纳容器92中，构成第四流路93的去路及归路的双方，形成于发电室29的上壁94与容纳容器92的上壁22之间。针对去路及归路的构成，用图26来进行详述。
此外，在第四流路93的中央部，以从一方的第一流路26流入的反应气体流入一方的第二流路27，并且从另一方的第一流路26流入的反应气体流入另一方的流路27的方式，设置隔开板95。
即，在第一流路26中向上方流动的反应气体，在构成第四流路93的去路中，沿着构成容纳容器92的上壁(外壁)22向与燃料电池单元3的排列方向正交的方向的中央部侧流动，利用在构成容纳容器92的上壁22中的设置在与燃料电池单元3的排列方向正交的方向的中央部的隔开板95由去路折返后，流入构成第四流路93的归路，经由反应气体流通口31流入第二流路27。由此，向燃料电池单元3供给的反应气体，在构成第四流路93的去路及归路中流动期间，能够与发电室29上方的高温的热进行热交换，能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体。所以，能够提高燃料电池单元3(燃料电池模块91)的发电效率。
用图26来对反应气体的第四流路93的去路及归路进行说明。而且，图26表示取下了容纳容器92的外壁(上壁)22的状态。流入第一流路26的反应气体，以俯视时，在U字形状的多个折返流路形成部件96之间，向与燃料电池单元3的排列方向正交的方向的中央部侧流通。该折返流路形成部件96之间的流路形成第四流路93的去路97。于是，流入去路97的反应气体，此后通过隔开部件95由去路97折返，而流入流路形成部件96的内侧。该流路形成部件96的内侧形成第四流路93的归路98。流入归路98的反应气体，经由连接归路98与第二流路27的反应气体流通口31(设置于发电室29的上壁94)而流向第二流路27。
根据以上的结构，在向燃料电池单元3供给的反应气体的热交换中，在反应气体在第四流路93的去路97与归路98中流动的期间，能与发电室29的上方的高温的热高效地进行热交换，所以能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体，能够作为提高了发电效率的燃料电池模块91。
(第九实施方式)
图27是概略地表示本发明的第九实施方式的燃料电池模块101的剖视图，图28是将图27所示的燃料电池模块101中的以点划线包围的部分B进行摘取来表示的图。
在图27所示的燃料电池模块101中，在发电室29的上方与容纳容器102的上壁22之间，设置有折返流路形成部件103，在第四流路93中，去路97沿着容纳容器102的上壁配置，且在其下方配置了归路98。即，分别按上下配置了去路97与归路98。而且，与图25所示的燃料电池模块91相同，由第四流路93隔开发电室29的上方。
由此，在第一流路26中流向上方的反应气体，在形成于容纳容器102的上壁与折返流路形成部件103之间的去路97中，向与燃料电池单元3的排列方向正交的方向的中央部侧流动之后，被设置在中央部的隔开板95向下方折返。向下方折返的反应气体，在由发电室29的上壁94和折返流路形成部件103形成的归路98中流通，并流向第二流路27。其细节用图28来详述。
在此，在第一流路26中向上方流动的反应气体，在位于发电室29的上方的去路97中流动的期间被加热，并且，在归路98中流动的期间，通过与发电室29的上方的高温的热进行热交换而被进一步加热。于是，该被加热过的反应气体，经由第二流路27供给到燃料电池单元3(发电室29内)，所以能够提高燃料电池单元3(燃料电池模块101)的发电效率。
用图28对反应气体的去路97及归路98的流通进行说明。而且，图28表示取下了容纳容器102的外壁(上壁)22的状态。流入第一流路26的反应气体，在由折返流路形成部件103与容纳容器102的外壁(上壁)22形成的归路97中，向与燃料电池单元3的排列方向正交的方向的中央部侧流通，并被设置在中央部的隔开板95向下方折返。被折返的反应气体，从流入口104流向归路98。流入归路98的反应气体，经由连接归路98与第二流路27的反应气体流通口31(设置在发电室29的上壁94。参照图27)而流向第二流路27。
根据以上的结构，在向燃料电池单元3供给的反应气体的热交换中，能够有效地利用发电室29的上方的热，所以能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体，能够作为提高了发电效率的燃料电池模块101。
而且，折返流路形成部件103，可以是如图28所示的箱状的部件，还能够将板状的部件的一部分进行弯曲而形成。而且，在将板状部件的一部分弯曲而形成折返流路形成部件103时，为了抑制折返流路形成部件103的变形，优选并用变形抑制部件(例如，对折返流路形成部件103进行支撑的支撑部件等)。
(第十实施方式)
图29是表示在容纳容器112内，容纳燃料电池堆装置9而构成的本发明的第十实施方式的燃料电池模块111的外观立体图。图30及图31是概略地表示图29所示的燃料电池模块111的剖视图，表示出反应气体从沿燃料电池单元3的排列方向的一侧向另一侧流动。而且，图30及图31是容纳容器112的不同的部位的剖视图。
在容纳容器112的底部，连接有用于将反应气体(在图30及图31中是空气)向容纳容器112内供给的反应气体供给管30，从反应气体供给管30供给的反应气体流向反应气体导入部36。反应气体导入部36经由反应气体导入口37与第一流路26连接，供给到反应气体导入部36中的反应气体，经由反应气体导入口37而流入燃料电池单元第一流路26。
在此，在位于沿燃料电池单元3的排列方向的一侧的第一流路26(以下，有时略称为位于一侧的第一流路)中向上方流动的反应气体，在后述的第四流路113中，流向与燃料电池单元3的排列方向正交的方向，并流向位于沿着燃料电池单元3的排列方向的另一侧的第二流路27(以下，有时略称为位于另一侧的第二流路)。于是，在位于另一侧的第二流路27中从上方向下方流动的反应气体，经由设置在第三壁25的反应气体喷出口33而供给到发电室29内(燃料电池单元3)。
另一方面，从燃料电池单元3排出的废气、或由在燃料电池单元3的上端部侧燃烧剩余的燃料气体而产生的废气，经由设置在第二壁24与第三壁25之间的废气流通路32而流入第三流路28。于是，在第三流路28中从上方向下方流动的废气，经由废气收集口39而流入设置在反应气体导入部36的上部的废气收集部38之后，经由与废气收集部38连接的废气排气管34(参照图29)而向容纳容器112的外部进行排气。
由此，从反应气体供给管30供给的反应气体，在反应气体导入部36中流动的期间，与在废气收集部38中流动的废气进行热交换，在第一流路26中向上方流动的期间，与在第三流路28中向下方流动的废气进行热交换，在第二流路27中向下方流动的期间，与发电室29内的热进行热交换。
在此，在图30中，表示了将位于沿着燃料电池单元3的排列方向的一侧的第一流路26作为位于燃料电池单元3的右侧(面向附图为右侧，以下有时称为右侧。)的第一流路26，且将位于另一侧的第二流路27作为位于燃料电池单元的左侧(面向附图为左侧，以下有时称为左侧。)的第二流路27的示例，在图31中，表示了将位于沿燃料电池单元3的排列方向的一侧的第一流路26作为位于燃料电池单元3的左侧的第一流路26，且将位于另一侧的第二流路27作为位于燃料电池单元的右侧的第二流路27的示例。即，在本发明中所谓一侧、另一侧是指将燃料电池单元3夹于中间而称谓的一侧、另一侧，当将任一方作为一侧时，则将另一方称为另一侧。
于是，如图30及图31中所示，在容纳容器112内，从与容纳容器112的底部连接的反应气体供给管30供给、且在位于燃料电池单元3的右侧的第一流路26中流动的反应气体，从燃料电池单元3的左侧供给到发电室29内，在位于燃料电池单元3的左侧的第一流路26中流动的反应气体，从燃料电池单元3的右侧供给到发电室29内。
由此，能够使从沿着燃料电池单元3的排列方向的两侧的反应气体喷出33供给的反应气体的温度接近于均匀，能够作为提高了发电效率的燃料电池模块111。
然而，发电室29内，由燃料电池单元3的发电产生的热、或由在燃料电池单元3的上端侧燃烧在发电中未被利用的剩余燃料气体和空气时的燃烧热等形成高温。所以，通过将反应气体与发电室29的热进行热交换，能够向燃料电池单元3供给更高温的反应气体，能够提高燃料电池模块111(燃料电池单元3)的发电效率。
所以，在图30及图31所示的燃料电池模块111中，在容纳容器112的上部侧(改性器7的上方)，设置有用于将在位于一侧的第一流路26中流动的反应气体流向位于另一侧的第二流路27的流路，即第四流路113。
在此，用图30对第四流路113进行说明。在位于燃料电池单元3的右侧的第一流路26中向上方流动的反应气体，流向构成第四流路113的上部的第一流路114，并在与燃料电池单元3的排列方向正交的方向(中央部侧)上流动。在上部第一流路114中流动的反应气体，在位于中央部的反应气体流动方向变更部C中，流向构成第四流路113的上部第二流路115。流入上部第二流路115的反应气体，在流入位于燃料电池单元3的左侧的第二流路27之后，从反应气体喷出口33流入发电室29内。
然后，在连接位于一侧的第一流路26与位于另一侧的第二流路27的第四流路113中，上部第一流路114被沿着构成容纳容器112的上壁(外壁)22配置，在其下方配置了上部第二流路115，所以反应气体在构成第四流路113的上部第一流路114及上部第二流路115中流动的期间，能够与发电室29的上方的高温的热进行热交换，能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体。所以，能够提高燃料电池单元3(燃料电池模块111)的发电效率。并且，在图31中也同样。
用图32及图33对反应气体流动方向变更部C进行说明。并且，在图32及图33中，表示出取下了构成容纳容器112的上壁(外壁)22的状态。在图32中，上部第二流路115被隔开板116隔开为左右，在隔开板116的上方，配置了反应气体流动方向变更部件117。通过该反应气体流动方向变更部件117，左右隔开了上部第一流路114。而且，在图32中作为反应气体流动方向变更部件117的形状，表示出将L字状的板部件以长边侧对置的方式连续连接而构成的形状。
于是，在位于一侧的第一流路26中向上方流动的反应气体，流入与位于其一侧的第一流路26连接的上部第一流路114。流入上部第一流路114的反应气体，流向以L字形状的板部件包围的部位(纵深方向)，从设置在其纵深部位(位于另一侧的第一流路26侧)的反应气体流通孔118，流入位于另一侧(位于另一侧的第一流路26侧)的上部第二流路115。流入位于另一侧的上部第二流路115的反应气体，在流入与位于另一侧的上部第二流路115连接的位于另一侧的第二流路27之后，向发电室29内供给。由此，在位于一侧的第一流路26中向上方流动的反应气体，流向位于另一侧的第二流路27。
而且，通过将反应气体流动方向变更部件117设为沿燃料电池单元3的排列方向依次调换面向图32从右侧向左侧流动的反应气体、与从左侧向右侧流动的反应气体的结构，从而通过第二流路27均匀地供给反应气体，向构成燃料电池堆4的燃料电池单元3均匀地供给反应气体。由此，能够提高发电效率。
而且，该反应气体流动方向变更部件117中的L字形状的板部件的对置的长边之间的间隔，能够根据构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的大小或数量适当地进行设定。
图33所示的反应气体流动方向变更部C，是上部第二流路115由隔开板116隔开为左右，且在隔开板116的上方配置有反应气体流动方向变更部件119。通过该反应气体流动方向变更部件119，左右隔开了上部第一流路114。而且，在图33中，作为反应气体流动方向变更部件119的形状，在长方体状的部件的内部设置有用于将在位于一侧的上部第一流路114中流动的反应气体流入位于另一侧的上部第二流路115的反应气体流通孔120。而且，在图33中，反应气体流通孔120形成为弯曲了筒状的一部分的形状。
于是，在位于一侧的第一流路26中向上方流动的反应气体，流入位于其一侧的与第一流路26连接的上部第一流路114。从位于一侧的第一流路26流入上部第一流路114的反应气体，从反应气体流通孔120的流入部(入口)121在反应气体流通孔120中流动，从反应气体流通孔120的流出部(出口)122流入位于另一侧的上部第二流路115。流入位于另一侧(位于另一侧的第一流路26侧)的上部第二流路115的反应气体，在流入位于其另一侧的与上部第二流路115连接的位于另一侧的第二流路27之后，向发电室29内供给。由此，在位于一侧的第一流路26中向上方流动的反应气体，流入位于另一侧的第二流路27，能够使从燃料电池单元3的侧方供给的反应气体的温度接近于均匀，能够提高发电效率。
而且，与图32所示的反应气体流动方向变更部件117相同，在图33所示的反应气体流动方向变更部件119中，也通过设为沿着燃料电池单元3的排列方向依次调换面向图33从右侧向左侧流动的反应气体与从左侧向右侧流动的反应气体的结构，从而通过第二流路27均匀地供给反应气体，向构成燃料电池堆4的燃料电池单元3均匀地供给反应气体。由此，能够提高发电效率。并且，弯曲了筒状的一部分的形状的反应气体流通孔120，能够由构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的大小或数量来适当地设定其间隔。
于是，通过将反应气体流动方向变更部C设为上述的结构，在位于一侧的第一流路26中向上方流动的反应气体，会容易地流入位于另一侧的第二流路27。
(第十一实施方式)
图34是表示在容纳容器132内容纳燃料电池堆装置9而构成本发明的燃料电池模块131的外观立体图。图35是概略地表示图34所示的燃料电池模块131的剖视图，图36是概略地表示在容纳容器138内容纳燃料电池堆装置9而构成的本实施方式的其它示例的燃料电池模块137的剖视图，具备后述的热交换抑制部134。
在容纳容器132中，在外壁22的内侧隔开规定间隔而形成了第一壁23，在第一壁23内侧隔开规定间隔配置了第四壁133，在第四壁133内侧隔开规定间隔配置了第二壁24，在第二壁24内侧隔开规定间隔配置了第三壁25。
由此，由外壁22与第一壁23形成的空间构成第一流路26，由第二壁24与第三壁25形成的空间构成第二流路27，由第一壁23与第四壁133形成的空间构成第三流路28，由第四壁133与第二壁24形成的空间构成热交换抑制部134。所以，热交换抑制部134形成于第二流路27与第三流路28之间。
而且，在图35所示的容纳容器132中，第一壁23的上端与第二壁24连接，第二壁24的上端与容纳容器132的上壁(外壁22)连接，第三壁25的上端在比第一壁23与第二壁24的连接部更靠近容纳容器132的上壁侧处，与第二壁24连接。而且，能够使第三壁25的上端与容纳容器132的上壁(外壁22)连接。此外，虽然表示了第四壁133的上端与第一壁23的上端连接的示例，但也能够以在连接后述的发电室29和第三流路28的废气流通路135的下方与第二壁24连接的方式构成第四壁133的上端。
此外，在容纳容器132、138的底部，连接有用于向容纳容器132内供给反应气体(空气)的反应气体供给管30，从反应气体供给管30供给的反应气体流入反应气体导入部36。反应气体导入部36通过反应气体导入口37与第一流路26连接，所以流入反应气体导入部36的反应气体，经由反应气体导入口37而流入第一流路26。在第一流路26中向上方流动的反应气体，经由设置在第二壁24的反应气体流通口31(在图36中，相当于反应气体流通路136)而流入第二流路27。于是，在第二流路27中向下方流动的反应气体，经由设置在第三壁25的反应气体喷出口33而向发电室29内供给。
另一方面，从燃料电池单元3排出的废气、或由在燃料电池单元3的上端部侧燃烧剩余的燃料气体而产生的废气，经由连接设置在第四壁133(根据第四壁133的形状有是第二壁24的情况)与第三壁25之间的发电室29和第三流路28的废气流通路135而流入第三流路28。然后，在第三流路28中向下方流动的废气，经由废气收集口39而流入废气收集部38之后，经由与废气收集部38连接的废气排气管34(参照图34)而向容纳容器132、138的外部进行排气。
所以，从反应气体供给管30供给的反应气体，在反应气体导入部36中流动的期间，与在废气收集部38中流动的废气进行热交换，在第一流路26中流动的期间，与在第三流路28中流动的废气进行热交换，在第二流路27中流动的期间，与发电室29内的热进行热交换。
由此，能够高效地提高反应气体的温度，所以能够作为发电效率高的燃料电池模块131、137。
而且，第一流路26、第二流路27及第三流路28的每一个，为了与各流路中流动的反应气体或废气高效地进行热交换，所以优选为沿着构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向的侧部的外形以上的大小。
于是，从反应气体喷出口33供给到发电室29内的反应气体，会从燃料电池单元3的下端侧向上端部侧流动，能够高效地进行燃料电池单元3的发电。
而且，在图35中表示了在发电室29内容纳了具有一列燃料电池堆4的燃料电池堆装置9的示例，此时，会从燃料电池单元3的两侧面侧导入反应气体。所以，通过从位于发电室29内的两侧面侧的反应气体喷出口33向发电室29内供给反应气体，在发电室29中垂下的反应气体导入部件不再需要，所以在发电室29内配置一个燃料电池堆4的情况下能作为特别有用的燃料电池模块131。
在此，从反应气体供给管30供给的反应气体，流入第一流路26及第二流路27并向发电室29内供给，流入第二流路27的反应气体，与发电室29内的热进行热交换而形成高温。另一方面，从发电室29流入第三流路28的废气，与在第一流路26中流动的非高温的反应气体进行热交换，所以有比在第二流路27中流动的反应气体的温度低的危险。伴随于此，通过流入第二流路27的反应气体与流入第三流路28的废气的热交换，流入第二流路27的反应气体的温度降低，有使燃料电池单元3的发电量降低的危险。
所以，在本发明的燃料电池模块131、137中，在第一壁23与第二壁24之间以及第二壁24与第三壁25之间中的至少一方(在第二流路27与第三流路28之间)，具有用于抑制流入第二流路27的反应气体与流入第三流路28的废气的热交换的热交换抑制部134。
由此，能够抑制流入第二流路27的反应气体与流入第三流路28的废气的热交换，能够抑制流入第二流路27的反应气体的温度降低。由此，能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体，所以能够作为发电效率高的燃料电池模块131、137。
在此，在图35中表示了将由在比设置于第二壁24的上方的反应气体流通口31更靠下方连接的第四壁133和第二壁24形成的空间构成为热交换抑制部134的示例，在图36中，表示了将由第二壁24和在比设置于第二壁24的上方的反应气体流通路136更靠上方连接的第四壁133形成的空间构成为热交换抑制部134的示例。即，在图35中，热交换抑制部134沿第三流路28而形成，在图36中，热交换抑制部134沿第二流路27而形成。
于是，通过在第二流路27与第三流路28之间设置热交换抑制部134，能够抑制流入第二流路27的反应气体和流入第三流路28的废气的热交换，从而向燃料电池单元3供给高温的反应气体。
而且，热交换抑制部134内，为了高效地抑制流入第二流路27的反应气体与流入第三流路28的废气的热交换，优先为热传导率低的空间。由此，除了将热交换抑制部134内设为真空，还能够在热交换抑制部134内配置例如空气、绝热部件、混凝土、玻璃等，特别是考虑到燃料电池模块131的结构或成本等，优选配置绝热部件。而且，作为绝热部件，优选在热交换抑制部134内能够易于配置的形状，例如，能够设为粒状或板状的绝热部件。
在此，为了有效地抑制流入第二流路27的反应气体的温度降低，第二流路27及第三流路28，优选为沿着构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向的侧部的外形以上的大小，并且，将在第二流路27与第三流路28之间具备的热交换抑制部134设为沿着构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向的侧部的外形以上的大小。
即，热交换抑制部134优选具有构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向上的宽度以上的宽度，并设为具有燃料电池单元3的长度方向上的宽度以上的宽度的大小。
由此，发电室29内的热或由燃料电池单元3的发电产生的热，高效地与流入第二流路27的反应气体进行热交换(传热)，并且，能够抑制流入第二流路27的反应气体与流入第三流路28的废气的热交换，能够向燃料电池单元3供给温度高的反应气体。而且，通过将热交换抑制部134的大小设为沿着构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向的侧部的外形以上的大小，能够在反应气体在第二流路27中流动的期间，抑制燃料电池堆4的温度降低。
在此，在图35及图36中，表示了在热交换抑制部134中配置了绝热部件35的示例，在图35中的热交换抑制部134中配置的绝热部件35，设为其下端为比燃料电池单元3的下端低的位置，并且其上端为比燃料电池单元3的上端高的位置的形状，且配置于热交换抑制部134内。此外，图36中的热交换抑制部134中配置的绝热部件35，设为其上端为比燃料电池单元3的上端高的位置的形状，且配置于热交换抑制部134内。而且，虽然未图示，但配置于热交换抑制部134内的绝热部件35，构成为具有燃料电池单元3的排列方向上的宽度以上的宽度，且为沿着构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向的侧部的外形以上的大小。由此，能够高效地抑制流入第二流路27的反应气体与流入第三流路28的废气的热交换，并且能够抑制燃料电池堆4的温度降低，能够作为发电效率高的燃料电池模块131、137。
如上所述，在本发明的燃料电池模块中，在容纳容器132、138内，具有：用于使从反应气体供给管30供给的反应气体向上方流动的第一流路26；用于将流入第一流路26的反应气体向发电室29(燃料电池单元3)内供给的第二流路27；和用于使发电室29内的废气向下方流动的第三流路28，并只要在第二流路27和第三流路28之间具有热交换抑制部134即可，且各个流路的结构能够适当地进行设定。
(第十二及第十三实施方式)
图37是表示在容纳容器142内容纳燃料电池堆装置9而构成的本发明的第十二实施方式的燃料电池模块141。图38是表示在容纳容器152内容纳燃料电池堆装置9而构成的本发明的第十三实施方式的燃料电池模块151。在图37所示的容纳容器142中，第一壁23的上端与容纳容器142的上壁(外壁22)连接，在第一壁23上，设置有用于连接第一流路26与第二流路27的反应气体流通口143。而且，第四壁133及第二壁24的上端在比第一壁23的反应气体流通口143更靠下方处连接。此外，第三壁25的上端与容纳容器142的上壁连接，在第四壁133与第三壁25之间，设置有用于连接发电室29与第三流路28的废气流通路144。而且，第三壁25能够在比第一壁23与第四壁133(第二壁24)的连接部更靠容纳容器142的上壁侧(比反应气体流通口143更靠上方侧)处，与第一壁23连接。而且，在图37所示的容纳容器142中，表示了沿着第三流路28设置热交换抑制部134的示例。
此外，在图38所示的容纳容器152中，第一壁23的上端与容纳容器152的上壁(外壁22)连接，第二壁24的上端与容纳容器152的上壁(外壁22)连接。而且，在第二壁24，设置有连接发电室29与第三流路28的废气流通口154。而且，在第一壁23与第四壁133(第二壁24)之间，设置有连接第一流路26与第二流路27的反应气体流通路153。此外，第三壁25是其上端在第二壁24的废气流通口154的下方，并且在与反应气体流通路153的上端部相同的位置或者比它高的位置，与第二壁24连接。而且，第二壁24的上端，能够在比废气流通口154更靠容纳容器152的上壁侧处，与第一壁23连接。而且，在图38所示的容纳容器152中，表示出沿着第二流路27来设置热交换抑制部134的示例。
于是，在图37及图38所示的容纳容器142及容纳容器152中，从反应气体供给管30供给的反应气体，在第一流路26中向上方流动，流入第一流路26的反应气体继续流入第二流路27之后，流向燃料电池单元3。此外，发电室29内的废气流入第三流路28而向容纳容器142及容纳容器152的外部进行排气。此时，在第二流路27与第三流路28之间具有热交换抑制部134，所以能够抑制在第二流路27中流动的反应气体与在第三流路28中流动的废气的热交换，能够抑制流入第二流路27的反应气体的温度降低。所以，能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体，所以能够作为发电效率高的燃料电池模块。
(第十四实施方式)
图39是表示在容纳容器162内容纳燃料电池堆装置9而构成的本发明的第十四实施方式的燃料电池模块161的外观立体图。图40是概略地表示图39所示的燃料电池模块161的剖视图，图41是概略地表示在容纳容器165内容纳燃料电池堆装置9而构成的本实施方式的其它示例的燃料电池模块164的剖视图，具有后述的热交换抑制部件163。本实施方式的燃料电池模块161、164及容纳容器162、165与第一实施方式的燃料电池模块1及容纳容器2类似，对应的部分赋予了相同的参照符号，并省略其说明。
在容纳容器162、165中，从反应气体供给管30供给的反应气体，流入第一流路26及第二流路27而向发电室29内供给，在第二流路27中流动的反应气体，与发电室29内的热进行热交换而形成高温。另一方面，从发电室29流入第三流路28的废气，与在第一流路26中流动的非高温反应气体进行热交换，所以有比在第二流路27中流动的反应气体的温度低的危险。伴随于此，通过在第二流路27中流动的反应气体与在第三流路28中流动的废气的热交换，从而会使在第二流路27中流动的反应气体的温度降低，有使燃料电池单元3的发电量或发电效率降低的危险。
所以，在本发明的燃料电池模块161、164中，第一壁23与第二壁24之间以及第二壁24与第三壁25之间中的至少一方(在第二流路27及第三流路28中的至少一个流路中)，具有用于抑制在第二流路27中流动的反应气体与在第三流路28中流动的废气的热交换的热交换抑制部件163。
由此，能够抑制在第二流路27中流动的反应气体与在第三流路28中流动的废气的热交换，能够抑制流入第二流路27的反应气体的温度降低。由此，能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体，所以能够作为发电效率高的燃料电池模块161、164。
在此，在图40中表示出在第二流路27内具有热交换抑制部件163的示例，在图41中表示出在第三流路28内具有热交换抑制部件163的示例。而且，热交换抑制部件163，也能够在第二流路27及第三流路28的双方的流路中进行配置。而且，图40及图41所示的热交换抑制部件163，配置为分别固定在第二壁24上。
在第二流路27中流动的反应气体的热，隔着第二壁24而与在第三流路28中流动的废气进行热交换，所以通过将热交换抑制部件163配置为固定在第二壁24上，能够高效地抑制在第二流路27中流动的反应气体与在第三流路28中流动的废气的热交换。
而且，作为热交换抑制部件163，只要能够抑制在第二流路27中流动的反应气体与在第三流路28中流动的废气的热交换，即热传导率低并且不受在第二流路27中流动的反应气体的温度的影响，则没有特别限制，例如能够使用绝热部件、混凝土、玻璃等。而且，考虑到燃料电池模块161、164的成本或重量等，优选采用绝热部件作为热交换抑制部件。
在此，当作为热交换抑制部件163而采用绝热部件时，优选设为在第二流路27及第三流路28中至少一边的流路中能够易于进行配置的形状，例如能够设为板状的绝热部件。
此外，为了有效地抑制流向第二流路27的反应气体的温度的降低，第二流路27及第三流路28，优选为沿着构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向的侧部的外形以上的大小，并且，将热交换抑制部件163的形状设为沿着构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向的侧部的外形以上的大小。
即，在采用板状的绝热部件作为热交换抑制部件163时，板状的绝热部件，优选设为具有构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向上的宽度以上的宽度，并具有燃料电池单元3的长度方向上的宽度以上的宽度的大小。
由此，发电室29内的热或由燃料电池单元3的发电产生的热，高效地与在第二流路27中流动的反应气体进行热交换(传热)，并且能够抑制在第二流路27中流动的反应气体与在第三流路28中流动的废气的热交换，能够向燃料电池单元3供给温度高的反应气体。而且，通过将热交换抑制部件163的大小设为沿着构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向的侧部的外形以上的大小，能够在反应气体在第二流路27中流动的期间，抑制燃料电池堆4的温度降低。
在此，图40所示的热交换抑制部件163，以其上端成为比燃料电池单元3的上端更高的位置的形状，配置在第二流路27内，图41所示的热交换抑制部件163，以其下端部成为比燃料电池单元3的下端更低的位置并且其上端部成为比燃料电池单元3的上端更高的位置的形状，配置在第三流路28内。而且，虽然未进行图示，热交换抑制部件163构成为具有构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向上的宽度以上的宽度，并且为沿着构成燃料电池堆4的燃料电池单元3的排列方向的侧部的外形以上的大小。
此外，为了高效地抑制在第二流路27中流动的反应气体的温度的降低，优选在第二流路27或第三流路28中，在构成各个流路的第二壁24的面积较大的流路中具备热交换抑制部件163，此时，能够在构成各个流路的第二壁24的整个面上固定热交换抑制部件163。
由此，能够抑制在第二流路27中流动的反应气体的温度降低，能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体，能够作为发电效率高的燃料电池模块161。
而且，当在第二壁24上固定热交换抑制部件163时，能够在第二壁24上设置用于固定热交换抑制部件163的固定部件、或在第一壁23或第三壁25上设置用于将热交换抑制部件163固定于第二壁24的固定部件。
如上所述，在本发明的燃料电池模块中，在容纳容器162、165内具有：用于使从反应气体供给管30供给的反应气体向上方流动的第一流路26；用于使流入第一流路26的反应气体向发电室29(燃料电池单元3)内供给的第二流路；和用于使发电室29内的废气向下方流动的第三流路28，并只要在第二流路27和第三流路28之中的至少一个中具有热交换抑制部件163即可，各个流路的结构能够适当地进行设定。
(第十五及第十六实施方式)
图42表示在容纳容器172内容纳燃料电池堆装置9而构成的本发明的第十五实施方式的燃料电池模块171。图43表示在容纳容器182内容纳燃料电池堆装置9而构成的本发明的第十六实施方式的燃料电池模块181。在图42所示的容纳容器172中，第一壁23的上端与容纳容器172的上壁(外壁22)连接，在第一壁23上设置有用于连接第一流路26与第二流路27的反应气体流通口173。并且，第二壁24的上端在比第一壁23的反应气体流通口173更靠下方处连接。此外，第三壁25的上端与容纳容器172的上壁连接，在第二壁24与第三壁25之间，设置有连接发电室29与第三流路28的废气流通路174。而且，第三壁25，能够在比第一壁23与第二壁24的连接部更靠容纳容器172的上壁侧(比反应气体流通口173更靠上方侧)处，与第一壁23连接。而且，在图42所示的容纳容器172中，表示了在第二流路27中配置有热交换抑制部件163的示例。
此外，在图43所示的容纳容器182中，第一壁23的上端与容纳容器182的上壁(外壁22)连接，第二壁24的上端与容纳容器182的上壁(外壁22)连接。而且，在第二壁24与第三壁25之间，设置有连接发电室29与第三流路28的废气流通口184。并且，在第一壁23与第二壁24之间，设置有连接第一流路26与第二流路27的反应气体流通路183。此外，第三壁25，其上端在第二壁24的废气流通口184的下方，并且在与反应气体流通路183的上端相同的位置或高于它的位置与第二壁24连接。而且，第二壁24的上端，能够在比废气流通口184更靠容纳容器182的上壁侧处，与第一壁23连接。而且，在图43所示的容纳容器182中，表示了在第二流路27中配置了热交换抑制部件163的示例。
而且，在图42及图43所示的容纳容器172及容纳容器182中，从反应气体供给管30供给的反应气体，在第一流路26中向上方流动，并在流入第一流路26的反应气体继续流入第二流路27之后，流入燃料电池单元3。此外，发电室29内的废气流入第三流路28而向容纳容器172及容纳容器182的外部进行排气。此时，由于在第二流路27中具有热交换抑制部件163，所以能够抑制在第二流路27流动的反应气体与在第三流路28中流动的废气的热交换，能够抑制流入第二流路27的反应气体的温度降低。所以，能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体，所以能够作为发电效率高的燃料电池模块。
(第十七实施方式)
图44是表示本发明的第十七实施方式的燃料电池装置的立体图。而且，在图44的表示中省略了一部分结构。
图44所示的燃料电池装置191，构成为：通过隔开板194将由支柱192和外装板193构成的外装框内划分为上下，并将其上方侧作为容纳上述燃料电池模块1、41、50、53、55、61、68、71、81、91、101、111、131、137、141、151、161、164、171、181的模块容纳室195，将其下方侧作为容纳用于使燃料电池模块1、41、50、53、55、61、68、71、81、91、101、111、131、137、141、151、161、164、171、181工作的辅助机器的辅助机器容纳室196。而且，在图44中，省略了在辅助机器容纳室196中容纳的辅助机器。
此外，在隔开板194上，设置有用于使辅助机器容纳室196的空气流入模块容纳室195侧的空气流通口197，在构成模块容纳室195的外装板193的一部分上，设置有用于将模块容纳室195内的空气进行排气的排气口198。
在这样的燃料电池装置191中，如上所述，通过在模块容纳室195中容纳能够提高发电效率的燃料电池模块1、41、50、53、55、61、68、71、81、91、101、111、131、137、141、151、161、164、171、181来构成，能够作为提高了发电效率的燃料电池装置191。
以上，针对本发明进行了详细说明，但本发明不局限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变更、改良等。
例如，能够在位于第二流路中的反应气体喷出口33的附近的第二壁24与第三壁25之间，设置用于使流入第二流路的反应气体更高效地流入发电室29内的板状的反应气体流通方向调整部件。由此，流入第二流路的反应气体，能够高效地流入发电室29内，提高燃料电池单元3的发电效率。
在上述实施方式中，虽然例示了在容纳容器内的各流路内流动含氧气体(空气)作为反应气体的情况，但例如在容纳容器内的各流路内也能够流动含氢气体(燃料气体)作为反应气体。此时，由其它结构来加热供给歧管6的空气，并且，改性器7也可以配置在容纳容器的外部。
在上述第八及第九实施方式中，例如，能够以将流入第一流路26的反应气体在发电室29的上方以进行多次折返的方式构成去路97与归路98。在此情况下，能够用供给燃料电池单元3的反应气体与发电室29的上方的热高效地进行热交换，能够提高燃料电池单元3(燃料电池模块91、101)的发电效率。
在上述第十方式中，例如，虽然表示了上部第一流路114沿着容纳容器112的上壁22而配置，并且在其下方设置了上部第二流路115的示例，但也能够将上部第一流路114与上部第二流路115的配置颠倒过来。
在上述第十一～第十三实施方式的燃料电池模块中，只要在容纳容器132、138、142、152内，具有：用于使从反应气体供给管30供给的反应气体向上方流动的第一流路26；用于使流入第一流路26的反应气体向发电室29(燃料电池单元3)内供给的第二流路27；和用于使发电室29内的废气向下方流动的第三流路28，并在第一壁23与第二壁24之间以及第二壁24与第三壁25之间(在第二流路27和第三流路28之间)中的至少一方具有热交换抑制部134即可。
因此，当使向燃料电池单元3供给的反应气体的温度为更高温时，也能够将容纳容器132、138、142、152的结构适用于上述示例以外的实施方式。
例如，能够将容纳容器132、138、142、152的结构设为在使第一流路26中向上方流动的反应气体，在沿着容纳容器132、138、142、152的上壁流通至发电室29的中央部侧之后，折返而流入第二流路27的结构。即，也能够适用于本发明的第八实施方式及第九实施方式。
在这样的结构中，能够利用在发电室29中尤其形成高温的上部侧的热，所以能够将向燃料电池单元3供给的反应气体的温度设为更高温，并且，通过在第二流路27与第三流路28之间具有热交换抑制部134，还能够抑制在第二流路27中流动的反应气体与在第三流路28中流动的废气的热交换，能够向燃料电池单元3供给高温的反应气体。由此，能够作为发电效率高的燃料电池模块。
此外，例如，也能够将容纳容器132、138、142、152的结构设为向上方流入位于燃料电池堆4的一侧侧面的第一流路26的反应气体，在沿着容纳容器132、138、142、152的上壁流动之后，流入位于燃料电池堆4的另一侧侧面的第二流路27之后，向燃料电池单元3供给的结构。即，也能够适用于本发明的第十实施方式。
在这样的结构中，能够利用在发电室29中尤其形成高温的上部侧的热，并且在位于燃料电池堆4的一侧侧面的第一流路26中向上方流动的反应气体，流入位于另一侧侧面的第二流路27，所以能够使从燃料电池单元3的两侧面侧供给的各反应气体的温度接近于均匀，能够作为发电效率高的燃料电池模块。
在上述第十四～第十六的实施方式的燃料电池模块中，只要在容纳容器162、165、172、182内，具有：用于使从反应气体供给管30供给的反应气体向上方流动的第一流路26；用于使流入第一流路26的反应气体向发电室29(燃料电池单元3)内供给的第二流路27；和用于使发电室29内的废气向下方流动的第三流路28，并在第一壁23与第二壁24之间以及第二壁24与第三壁25之间(在第二流路27和第三流路28)中的至少一方具有热交换抑制部件163即可。
因此，当将供给燃料电池单元3的反应气体的温度设为更高温时，能够将容纳容器162、165、172、182的结构适用于上述示例以外的实施方式中。
例如，能够将容纳容器162、165、172、182的结构设为在使第一流路26中向上方流动的反应气体，在沿着容纳容器162、165、172、182的上壁流通至发电室29的中央部侧之后，折返而流入第二流路27的结构。即，也能够适用于本发明的第八实施方式及第九实施方式。
在这样的结构中，能够利用在发电室29中尤其形成高温的上部侧的热，所以能够将向燃料电池单元3供给的反应气体的温度设为更高温，并且通过在第一壁23与第二壁24之间以及第二壁24与第三壁25之间(在第二流路27及第三流路28)的至少一方具有热交换抑制部件163，能够抑制在第二流路27中流动的反应气体与在第三流路28中流动的废气的热交换，能够向燃料电池3供给高温的反应气体。由此，能够作为发电效率高的燃料电池模块。
此外，例如，能够将容纳容器162、165、172、182的结构设为在使位于燃料电池堆4的一侧侧面的第一流路26中向上方流动的反应气体，在沿着容纳容器162、165、172、182的上壁流动之后，流入位于燃料电池堆4的另一侧侧面的第二流路27之后，向燃料电池单元3供给的结构。即，也能够适用于本发明的第十实施方式。
在这样的结构中，由于能够利用在发电室29中尤其形成高温的上部侧的热，并且在位于燃料电池堆4的一侧侧面的第一流路26中流动的反应气体，流入位于另一侧侧面的第二流路27，所以能够使从燃料电池单元3的两侧面侧供给的各反应气体的温度接近于均匀，能够作为发电效率高的燃料电池模块。
此外，在上述第六～第十六实施方式中，表示了在发电室29内将燃料电池堆4配置为一列的示例，但本发明的燃料电池模块，也能够在发电室29内并置两个燃料电池堆4。在此情况下，由于从各燃料电池堆4的一侧的侧面(喷出口33)供给高温的反应气体，所以即使在并置了两个燃料电池堆4时，也能够高效地进行燃料电池单元的发电。
本发明只要不脱离其精神或主要特征，就能够以其它各种方式来实施。因此，所述的实施方式就各个方面而言仅是示例，本发明的范围体现于专利申请的技术方案，不拘束于说明书的本文中。而且，属于专利申请的技术方案的变形或变更都包含在本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种燃料电池模块，其构成为将燃料电池堆容纳在设置于长方体状的容纳容器内的发电室内，所述燃料电池堆是将在内部具有气体流路的柱状的燃料电池单元以多个竖立设置的状态排列后电连接而成的，
所述容纳容器，在沿着构成所述燃料电池堆的所述燃料电池单元的排列方向的侧部和与该侧部对置的所述容纳容器的外壁之间，具有：
第一壁，其在所述容纳容器的所述外壁的内侧隔开规定间隔而配置；
第二壁，其在所述第一壁的内侧隔开规定间隔而配置；
第三壁，其在所述第二壁的内侧隔开规定间隔而配置
第一流路，其由所述容纳容器的所述外壁与所述第一壁形成，且用于使从所述容纳容器的下方侧供给的反应气体流向上方；
第二流路，其由所述第二壁与所述第三壁形成，且用于使经由所述第一流路流向上方的反应气体流向下方，向所述发电室内供给；和
第三流路，其由所述第一壁与所述第二壁形成，被设置在所述第一流路与所述第二流路之间，且用于使所述发电室内的废气从上方流向下方，
所述第一壁的上端与所述第二壁连接，
该第二壁的上端与所述容纳容器的上壁连接，
所述第三壁的上端，在所述容纳容器的所述上壁或比所述第一壁与所述第二壁的连接部更靠所述容纳容器的所述上壁侧处，与所述第二壁连接，并且，
在所述第二壁，具有连接所述第一流路与所述第二流路的反应气体流通口，
在所述第二壁与所述第三壁之间，具有连接所述发电室与所述第三流路的废气流通路，
在所述第三壁的下端部侧，具有用于向所述发电室内供给所述反应气体的反应气体喷出口。
2.一种燃料电池模块，其构成为将燃料电池堆容纳在设置于长方体状的容纳容器内的发电室内，所述燃料电池堆是将在内部具有气体流路的柱状的燃料电池单元以多个竖立设置的状态排列后电连接而成的，
所述容纳容器，在沿着构成所述燃料电池堆的所述燃料电池单元的排列方向的侧部和与该侧部对置的所述容纳容器的外壁之间，具有：
第一壁，其在所述容纳容器的所述外壁的内侧隔开规定间隔而配置；
第二壁，其在所述第一壁的内侧隔开规定间隔而配置；
第三壁，其在所述第二壁的内侧隔开规定间隔而配置
第一流路，其由所述容纳容器的所述外壁与所述第一壁形成，且用于使从所述容纳容器的下方侧供给的反应气体流向上方；
第二流路，其由所述第二壁与所述第三壁形成，且用于使经由所述第一流路流向上方的反应气体流向下方，向所述发电室内供给；和
第三流路，其由所述第一壁与所述第二壁形成，被设置在所述第一流路与所述第二流路之间，且用于使所述发电室内的废气从上方流向下方，
所述第一壁的上端与所述容纳容器的上壁连接，
所述第二壁的上端与所述第一壁连接，
所述第三壁的上端，在所述容纳容器的所述上壁或比所述第一壁与所述第二壁的连接部更靠所述容纳容器的所述上壁侧处，与所述第一壁连接，并且，
在所述第一壁，具有连接所述第一流路与所述第二流路的反应气体流通口，
在所述第二壁与所述第三壁之间，具有连接所述发电室与所述第三流路的废气流通路，
在所述第三壁的下端部侧，具有用于向所述发电室内供给所述反应气体的反应气体喷出口。
3.一种燃料电池模块，其构成为将燃料电池堆容纳在设置于长方体状的容纳容器内的发电室内，所述燃料电池堆是将在内部具有气体流路的柱状的燃料电池单元以多个竖立设置的状态排列后电连接而成的，
所述容纳容器，在沿着构成所述燃料电池堆的所述燃料电池单元的排列方向的侧部和与该侧部对置的所述容纳容器的外壁之间，具有：
第一壁，其在所述容纳容器的所述外壁的内侧隔开规定间隔而配置；
第二壁，其在所述第一壁的内侧隔开规定间隔而配置；
第三壁，其在所述第二壁的内侧隔开规定间隔而配置
第一流路，其由所述容纳容器的所述外壁与所述第一壁形成，且用于使从所述容纳容器的下方侧供给的反应气体流向上方；
第二流路，其由所述第二壁与所述第三壁形成，且用于使经由所述第一流路流向上方的反应气体流向下方，向所述发电室内供给；和
第三流路，其由所述第一壁与所述第二壁形成，被设置在所述第一流路与所述第二流路之间，且用于使所述发电室内的废气从上方流向下方，
所述第一壁的上端与所述容纳容器的上壁连接，
所述第二壁的上端与所述第一壁或所述容纳容器的所述上壁连接，
所述第三壁的上端与所述第二壁连接，并且，
在所述第一壁与所述第二壁之间，具有连接所述第一流路与所述第二流路的反应气体流通路，
在比所述第二壁的与所述第三壁的连接部更靠所述容纳容器的所述上壁侧处，具有连接所述发电室与所述第三流路的废气流通口，
在所述第三壁的下端部侧，具有用于向所述发电室内供给所述反应气体的反应气体喷出口。
4.根据权利要求1或2所述的燃料电池模块，其特征在于，
所述燃料电池模块，还具有：第四流路，其形成于所述容纳容器的上壁与在该上壁的内侧隔开规定间隔而配置的所述发电室的上壁之间，用于使在所述第一流路中流动的反应气体在沿着所述容纳容器的上壁流动之后，向所述第二流路供给，并且，
在所述发电室的上方，该燃料电池模块还具有废气收集室，该废气收集室用于在收集了该发电室内的废气之后，使废气流入所述第三流路。
5.根据权利要求4所述的燃料电池模块，其特征在于，
在所述第四流路内，具有隔开部件，该隔开部件用于使在位于沿着所述燃料电池单元的排列方向的一侧的所述第一流路中流动的反应气体，流入位于沿着所述燃料电池单元的排列方向的一侧的所述第二流路，并且使在位于沿着所述燃料电池单元的排列方向的另一侧的所述第一流路中流动的反应气体，流入位于沿着所述燃料电池单元的排列方向的另一侧的所述第二流路。
6.根据权利要求4所述的燃料电池模块，其特征在于，
所述燃料电池模块还具有第五流路，该第五流路位于所述废气收集室的上方，且用于在收集了流入所述第四流路的反应气体之后，使其流入所述第二流路。
7.根据权利要求1或2所述的燃料电池模块，其特征在于，
所述燃料电池模块还具有：
第四流路，其形成于所述容纳容器的上壁与在该上壁的内侧隔开规定间隔而配置的所述发电室的上壁之间，且具有去路和归路，
所述去路用于使在所述第一流路中流动的反应气体流向与所述燃料电池单元的排列方向正交的方向的中央部，
所述归路用于使所述反应气体从所述去路折返而流入所述第二流路。
8.根据权利要求1或2所述燃料电池模块，其特征在于，
所述燃料电池模块还具有：
第四流路，其形成于所述容纳容器的上壁与在该上壁的内侧隔开规定间隔而配置的所述发电室的上壁之间，且用于使在位于沿着所述燃料电池单元的排列方向的一侧的所述第一流路中流动的反应气体，在流向与所述燃料电池单元的排列方向正交的方向之后，流入位于沿着所述燃料电池单元的排列方向的另一侧的所述第二流路。
9.根据权利要求8所述的燃料电池模块，其特征在于，
所述第四流路，具有：
上部第一流路，其用于使在位于沿着所述燃料电池单元的排列方向的一侧的所述第一流路中流动的反应气体，流向所述容纳容器的与所述燃料电池单元的排列方向正交的方向的中央部；和
上部第二流路，其用于使在该上部第一流路中流动的所述反应气体，流向位于沿着所述燃料电池单元的排列方向的另一侧的所述第二流路，
所述上部第一流路或所述上部第二流路，沿着构成所述容纳容器的上壁而配置。
10.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池模块，其特征在于，
在所述第一壁与所述第二壁之间、及所述第二壁与所述第三壁之间中的至少一方，具有热交换抑制部件，该热交换抑制部件用于抑制在所述第二流路中流动的反应气体和在所述第三流路中流动的废气的热交换。
11.根据权利要求10所述的燃料电池模块，其特征在于，
在所述第一壁与所述第二壁之间，配置有第四壁，且由该第四壁与所述第二壁形成的空间构成为所述热交换抑制部。
12.根据权利要求10所述的燃料电池模块，其特征在于，
在所述第二壁与所述第三壁之间，配置有第四壁，且由该第四壁与所述第二壁形成的空间构成为所述热交换抑制部。
13.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料电池模块，其特征在于，
在所述容纳容器的底部侧，形成有连接反应气体导入管的反应气体导入部，且所述反应气体导入部与所述第一流路连接。
14.根据权利要求13所述的燃料电池模块，其特征在于，
在所述反应气体导入部的上部，设置有用于收集在第三流路中流动的废气的废气收集部，且将用于使在该废气收集部中流动的废气向所述容纳容器的外部进行排气的废气排气管与所述废气收集部连接。
15.一种燃料电池装置，包括：
外装壳；
权利要求1～3中任一项所述的燃料电池模块，其容纳于该外装壳内；和
辅助机器，其用于使该燃料电池模块工作。
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