JP2007026928A

JP2007026928A - Fuel cell

Info

Publication number: JP2007026928A
Application number: JP2005208335A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sato; 繁佐藤; Naoya Murakami; 直也村上
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2007-02-01

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell which is reduced in starting time and can control easily power output quantity obtained by each generating cell. <P>SOLUTION: The fuel cell is provided with a fuel cell stack 2 in which a plurality of power generating cells laminated in upward and downward direction in a device main body 1 covered with a heat insulating member 10, an oxidizer supply line 4 which supplies an oxidizer gas to the fuel cell stack from the outside of the device main body 1, a heating device 6 which heats inside of the device main body at starting, and an endothermic device 3 which is installed in the oxidizer gas supply line and installed at the upper part of the fuel cell stack, and heats the oxidizer gas by absorbing heat inside of the device main body. Preferably, an oxidizer heater 44 which is connected to the downstream side of the endothermic device and located in the vicinity of the heating device, and heats the oxidizer gas supplied to the inside at starting by radiated heat by the heating device is installed in the oxidizer supply line 4. Similarly, an air heat exchange mechanism 66 which is connected to the upstream side of the endothermic device 3 and heats the oxidizer gas by cooling the outside part of the heating device is installed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、起動時に燃料電池スタックを効率的に予熱することができる燃料電池に関するものである。 The present invention relates to a fuel cell that can efficiently preheat a fuel cell stack at startup.

現在、燃料電池の一種として、装置本体内に、固体電解質層の両側を空気極層（カソード）と燃料極層（アノード）とで挟んだ積層構造を有する発電セルと、セパレータとが交互に複数段積層された燃料電池スタックを具備する燃料電池が開発されている。 Currently, as a type of fuel cell, a plurality of power generation cells having a stacked structure in which both sides of a solid electrolyte layer are sandwiched between an air electrode layer (cathode) and a fuel electrode layer (anode) and separators are alternately provided in the apparatus body. A fuel cell having a stacked fuel cell stack has been developed.

この空気極層及び燃料極層は、多孔質層からなり、燃料極層には、燃料ガス（Ｈ₂ＣＨ₄等）が供給される。
他方、空気極層には、空気（Ｏ²）が供給され、この空気は、電子を受け取って酸化物イオン（Ｏ^2-）になりながら、空気極層の気孔を通って固体電解質層との界面近傍に達する。さらに、この酸化物イオンは、固体電解質層内を燃料極層の方向に向かって拡散移動して、燃料極層の近傍に到達すると、上記燃料ガスと反応して反応生成物（Ｈ₂Ｏ）を生じ、燃料極層に電子を放出する。これらの反応は発熱反応である。 The air electrode layer and the fuel electrode layer are made of a porous layer, and fuel gas (H ₂ CH ₄ or the like) is supplied to the fuel electrode layer.
On the other hand, air (O ² ) is supplied to the air electrode layer, and the air receives electrons and becomes oxide ions (O ²⁻ ), while passing through the pores of the air electrode layer and the solid electrolyte layer. It reaches near the interface. Further, when the oxide ions diffuse and move in the direction of the fuel electrode layer in the solid electrolyte layer and reach the vicinity of the fuel electrode layer, the oxide ions react with the fuel gas to produce a reaction product (H ₂ O). And emits electrons to the fuel electrode layer. These reactions are exothermic reactions.

一方、上述の発電セルの反応を開始するためには、特許文献１に示すように、４００℃〜６００℃の温度が必要とされる。このため、例えば、燃料電池スタックの外周に、起動時に発電セルを上記温度まで昇温させる電気ヒータやバーナー等の加熱装置を設けた燃料電池が開発されている。 On the other hand, in order to start reaction of the above-mentioned power generation cell, as shown in Patent Document 1, a temperature of 400 ° C. to 600 ° C. is required. For this reason, for example, a fuel cell has been developed in which a heating device such as an electric heater or a burner is provided on the outer periphery of the fuel cell stack to raise the temperature of the power generation cell to the above temperature at the time of startup.

特開２００４−３３５１６４号公報JP 2004-335164 A

ところが、燃料電池は、加熱装置を稼働させて、装置本体内の温度が上昇して、上部の発電セルが反応開始温度以上になっても、高温ガスが上昇することにより下部の発電セルが反応開始温度にならず、その結果として起動時間が長くなるという問題があった。
また、加熱装置により装置本体内をさらに加熱して、全ての発電セルを反応開始温度以上に上昇させてから燃料電池を起動させても、上部の発電セルと下部の発電セルとに温度差が生じて、両者に発電効率の差が生じるという問題があった。特に、両者の温度差が２００℃以上になると、両発電セルの電流量が極端に異なり、各々の発電セルにより得られる電力量を制御し難くなるという問題があった。 However, in the fuel cell, even if the heating device is operated and the temperature inside the device body rises and the upper power generation cell reaches the reaction start temperature or higher, the lower power generation cell reacts due to the rising of the high-temperature gas. There was a problem that the starting temperature was not reached, and as a result, the startup time was long.
Moreover, even if the inside of the apparatus body is further heated by the heating device and all the power generation cells are raised to the reaction start temperature or higher and the fuel cell is started, there is a temperature difference between the upper power generation cell and the lower power generation cell. As a result, there is a problem that a difference in power generation efficiency occurs between the two. In particular, when the temperature difference between the two is 200 ° C. or more, there is a problem in that the amount of current between the two power generation cells is extremely different, making it difficult to control the amount of power obtained by each power generation cell.

そこで、本発明は、上部の発電セルと下部の発電セルとの温度差を軽減して、起動時間を短縮化し、さらには、両者の電流量の差を減少させて、各々の発電セルにより得られる電力量を容易に制御することができる燃料電池を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention reduces the temperature difference between the upper power generation cell and the lower power generation cell, shortens the start-up time, and further reduces the difference in the amount of current between the two power generation cells. It is an object of the present invention to provide a fuel cell that can easily control the amount of electric power that is generated.

請求項１に記載の発明は、断熱部材に覆われた装置本体内に、複数の発電セルを上下方向に積層した燃料電池スタックと、この燃料電池スタックに装置本体外部から酸化剤ガスを供給する酸化剤供給ラインと、上記装置本体内を起動時に加熱する加熱装置と、上記酸化剤ガス供給ラインに介装され、上記燃料電池スタックの上方に設けられて、上記装置本体内の熱を吸収することにより上記酸化剤ガスを加熱する吸熱装置とが設けられていることを特徴とする燃料電池である。 According to the first aspect of the present invention, a fuel cell stack in which a plurality of power generation cells are stacked in a vertical direction in an apparatus main body covered with a heat insulating member, and an oxidant gas is supplied to the fuel cell stack from the outside of the apparatus main body. An oxidant supply line, a heating device that heats the inside of the apparatus main body at startup, and the oxidant gas supply line are provided above the fuel cell stack to absorb heat inside the apparatus main body. And a heat absorption device for heating the oxidant gas.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池において、上記燃料電池スタックが、上記発電セルの発電反応により放出される排ガスが当該発電セルの外周部より放出されるシールレス構造であり、かつ、上記吸熱装置が、平面視において、上記発電セル上部を覆うように配設されていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the fuel cell according to the first aspect, wherein the fuel cell stack has a sealless structure in which exhaust gas discharged by a power generation reaction of the power generation cell is discharged from an outer peripheral portion of the power generation cell. In addition, the heat absorption device is disposed so as to cover the upper part of the power generation cell in a plan view.

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の燃料電池において、上記吸熱装置が、上記酸化剤ガスの供給口及び排出口が設けられた筺体であり、かつ、当該筺体内部に、当該供給口から流入した酸化剤ガスを迂回させながら排出口へ供給する邪魔板が設けられていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the fuel cell according to the first or second aspect, the endothermic device is a casing provided with a supply port and an exhaust port for the oxidant gas, and is provided inside the casing. A baffle plate is provided that supplies the oxidant gas flowing in from the supply port to the discharge port while bypassing the oxidant gas.

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の燃料電池において、上記吸熱装置が、上記筺体外周から外方に延在して、上記装置本体内の熱を吸収する外付伝熱部材が備えられていることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell according to any one of the first to third aspects, the heat absorbing device extends outward from the outer periphery of the housing, and the heat in the device main body is increased. An external heat transfer member to be absorbed is provided.

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の燃料電池において、上記酸化剤供給ラインに、上記吸熱装置と直列的に接続され、上記加熱装置の近傍に位置して、起動時に内部に供給された上記酸化剤ガスを上記加熱装置の放熱により昇温させる起動用酸化剤加熱器が設けられていることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fuel cell according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the oxidant supply line is connected in series with the heat absorption device, and is located in the vicinity of the heating device. And the starting oxidant heater which heats up the said oxidant gas supplied inside at the time of start-up by the thermal radiation of the said heating apparatus is provided.

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の燃料電池において、上記酸化剤供給ラインに、上記吸熱装置の上流側に接続され、上記加熱装置の外側部を冷却することにより上記酸化剤ガスを加熱する空気熱交換機構が介装されていることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fuel cell according to any one of the first to fifth aspects, the oxidant supply line is connected to the upstream side of the heat absorbing device, and the outer portion of the heating device is connected to the oxidant supply line. An air heat exchange mechanism for heating the oxidant gas by cooling is interposed.

請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載の燃料電池において、上記吸熱装置が、上記起動用酸化剤加熱器の上流側に設けられていることを特徴とするものである。 The invention according to claim 7 is the fuel cell according to claim 5 or 6, wherein the heat absorption device is provided on the upstream side of the oxidizer heater for starting. is there.

上述の請求項１に記載の発明によれば、複数の発電セルを上下方向に積層した燃料電池スタックと、この発電セルに装置本体外部から酸化剤ガスを供給する酸化剤供給ラインと、上記装置本体内を起動時に加熱する加熱装置と、上記酸化剤ガス供給ラインに介装され、上記燃料電池スタックの上方に設置された吸熱装置とが設けられているため、起動時に加熱装置により加熱されて装置本体内が高温になり、上昇した高温ガスの熱を吸熱装置により吸収することにより、酸化剤ガスを間接的に加熱することができる。このため、この加熱された酸化剤ガスによって、発電セルを内部から反応開始温度まで上昇させることができる。 According to the first aspect of the present invention, a fuel cell stack in which a plurality of power generation cells are stacked in the vertical direction, an oxidant supply line that supplies oxidant gas to the power generation cells from the outside of the apparatus main body, and the apparatus A heating device that heats the inside of the body at startup and a heat absorption device that is interposed in the oxidant gas supply line and installed above the fuel cell stack are provided. The inside of the apparatus main body becomes a high temperature, and the oxidant gas can be indirectly heated by absorbing the heat of the elevated high temperature gas by the heat absorption device. For this reason, the power generation cell can be raised from the inside to the reaction start temperature by the heated oxidant gas.

また、装置本体内は、上記高温ガスの熱により上部が高温になるのに対して、下部が高温になりにくいため、燃料電池スタックの上方に設けた吸熱装置における熱交換により上部を冷却して、全体の温度差を減少させることができる。
その結果、燃料電池は、上部の発電セルと下部の発電セルとの温度差が軽減して、上記間接的に加熱された酸化剤ガスによって、全ての発電セルを効率的に加熱することができるため、起動時間を短縮することができる。
さらに、上記温度差の軽減により、上部の発電セルと下部の発電セルとの電流量の差が減少するため、各々の発電セルにより得られる電力量を容易に制御することができる。 In addition, the upper part of the apparatus main body becomes hot due to the heat of the high-temperature gas, whereas the lower part is unlikely to become high temperature, so the upper part is cooled by heat exchange in the heat absorption device provided above the fuel cell stack. , The overall temperature difference can be reduced.
As a result, the fuel cell can reduce the temperature difference between the upper power generation cell and the lower power generation cell, and can efficiently heat all the power generation cells by the indirectly heated oxidant gas. Therefore, the startup time can be shortened.
Furthermore, since the difference in current amount between the upper power generation cell and the lower power generation cell is reduced by reducing the temperature difference, the amount of power obtained by each power generation cell can be easily controlled.

上述の請求項２に記載の発明によれば、上記燃料電池スタックがシールレス構造である場合に、上記発電セルの外周部から発電反応による排ガスが放出される。そして、上記吸熱装置が、平面視において上記発電セル上部を覆うように配設されているため、酸化剤ガスを、上記装置本体内の高温ガスに加えて、発電セルから放出される排ガスを利用して間接的に加熱することができる。 According to the second aspect of the present invention, when the fuel cell stack has a sealless structure, exhaust gas due to a power generation reaction is released from the outer peripheral portion of the power generation cell. And since the said heat absorption apparatus is arrange | positioned so that the said power generation cell upper part may be covered in planar view, in addition to the high temperature gas in the said apparatus main body, exhaust gas discharged | emitted from a power generation cell is utilized. And can be heated indirectly.

上述の請求項３に記載の発明によれば、上記吸熱装置は、筺体内部に設けられた邪魔板により、供給口から流入した酸化剤ガスを、迂回させながら排出口へ供給するとともに、筺体又は邪魔板を介して長時間、間接的に加熱することができる。 According to the third aspect of the present invention, the heat absorption device supplies the oxidant gas flowing in from the supply port to the discharge port while detouring by the baffle plate provided in the housing. It can be heated indirectly through a baffle for a long time.

上述の請求項４に記載の発明によれば、上記吸熱装置の筺体外周から外方に延在する外付伝熱部材が、上記装置本体内の熱を吸収することにより、酸化剤ガスを上記筺体又は邪魔板を介して間接的に加熱して、効率的に昇温させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the external heat transfer member extending outward from the outer periphery of the housing of the heat absorbing device absorbs the heat in the device main body, whereby the oxidant gas is The temperature can be efficiently increased by indirectly heating through a housing or a baffle plate.

上述の請求項５に記載の発明によれば、酸化剤供給ラインに設けられて、上記加熱装置の近傍に位置する上記吸熱装置と直列的に接続された起動用酸化剤加熱器が、起動時に内部に供給された酸化剤ガスを、上記吸熱装置の間接的な加熱に加え、放熱により加熱するため、一層効率的に昇温させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the start-up oxidant heater provided in the oxidant supply line and connected in series with the heat absorption device located in the vicinity of the heating device is The oxidant gas supplied to the inside is heated by heat radiation in addition to the indirect heating of the heat absorbing device, so that the temperature can be raised more efficiently.

上述の請求項６に記載の発明によれば、上記酸化剤供給ラインに介装されて、上記吸熱装置の上流側に接続された空気熱交換機構が、上記酸化剤ガスを加熱して、より一層効率的に昇温させることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the air heat exchange mechanism that is interposed in the oxidant supply line and connected to the upstream side of the heat absorption device heats the oxidant gas, The temperature can be raised more efficiently.

また、上記加熱装置としては、電気ヒータのように電力を消費しないため、バーナーが好適である。しかしながら、バーナーは、その本体が金属材料からなり、装置本体を加熱することにより自らも加熱されるため耐熱性が問題となる。
これに対し、空気熱交換機構は、吸熱装置により加熱される前の低温酸化剤ガスによってバーナー本体の外側部を冷却して、高温雰囲気から保護するため、バーナーの使用を可能にするとともに、酸化剤ガスをバーナーの周囲の高温雰囲気により加熱することができる。 The heating device is preferably a burner because it does not consume power unlike an electric heater. However, since the main body of the burner is made of a metal material and is itself heated by heating the apparatus main body, heat resistance becomes a problem.
On the other hand, the air heat exchange mechanism cools the outer part of the burner body with a low-temperature oxidant gas before being heated by the heat-absorbing device, and protects it from a high-temperature atmosphere. The agent gas can be heated by a high temperature atmosphere around the burner.

上述の請求項７に記載の発明によれば、上記吸熱装置は、上記起動用酸化剤加熱器の上流側に設けられているため、起動用酸化剤加熱器により加熱される前の低温酸化剤ガスにより燃料装置本体内上部を冷却して、装置本体内全体の温度差を減少させることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the endothermic device is provided on the upstream side of the start-up oxidant heater, the low-temperature oxidant before being heated by the start-up oxidant heater. By cooling the upper part in the fuel device main body with the gas, the temperature difference in the entire device main body can be reduced.

本発明に係る燃料電池の第１実施形態〜第４実施形態について、図１ないし図６を用いて、説明する。 First to fourth embodiments of a fuel cell according to the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、第１の実施形態を、図１〜図４を用いて説明する。
本実施形態の燃料電池は、装置本体１が外観略直方体状であり、外周部には断熱部材１０、中央部には空洞１１が各々設けられている。そして、空洞１１には、複数の燃料電池スタック２が設けられており、断熱部材１０には、バーナー６が介装されている。 First, a first embodiment will be described with reference to FIGS.
In the fuel cell of this embodiment, the device main body 1 has a substantially rectangular parallelepiped appearance, and is provided with a heat insulating member 10 at the outer peripheral portion and a cavity 11 at the central portion. A plurality of fuel cell stacks 2 are provided in the cavity 11, and a burner 6 is interposed in the heat insulating member 10.

この複数の燃料電池スタック２は、空洞１１の中心部に点対称に配設された４基の直方体状の燃料電池スタック２が、各々３段に積み重ねられることにより、合計１２基が配設されている。そして、各々の燃料電池スタック２は、装置本体１の底面上に立設された仕切り棚２０の中に配置されている。 In the plurality of fuel cell stacks 2, four rectangular parallelepiped fuel cell stacks 2 arranged symmetrically in the center of the cavity 11 are stacked in three stages, so that a total of 12 fuel cell stacks 2 are arranged. ing. Each fuel cell stack 2 is arranged in a partition shelf 20 erected on the bottom surface of the apparatus body 1.

また、各々の燃料電池スタック２は、円形の発電セルと方形のセパレータとが、上下方向に向けて交互に複数段積層されることにより、略直方体状に組まれたものである。
このうち、発電セルは、固体電解質層を燃料極層と空気極層とで挟んだ積層構造体に対して、燃料極層外側に燃料極集電体を、空気極層外側に空気極集電体を設けてなる。また、外周部にガス漏れ防止用シールを敢えて設けないシールレス構造を採用しており、発電セルの外周部から排ガスが放出されるようになっている。 In addition, each fuel cell stack 2 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape by alternately laminating a plurality of circular power generation cells and square separators in the vertical direction.
Among these, the power generation cell has a laminated structure in which a solid electrolyte layer is sandwiched between a fuel electrode layer and an air electrode layer, and a fuel electrode current collector outside the fuel electrode layer and an air electrode current collector outside the air electrode layer. It has a body. Further, a sealless structure in which no gas leakage prevention seal is provided on the outer peripheral portion is adopted, and exhaust gas is discharged from the outer peripheral portion of the power generation cell.

ここで、固体電解質層はイットリアを添加した安定化ジルコニア（ＹＳＺ）等、燃料極層はＮｉ等の金属あるいはＮｉ−ＹＳＺ等のサーメット、空気極層はＬａＭｎＯ3、ＬａＣｏＯ3等で各々構成されている。また、燃料極集電体はＮｉ等のスポンジ状の多孔質焼結金属板（発泡金属板）、空気極集電体はＡｇ等のスポンジ状の多孔質焼結金属板（発泡金属板）で各々構成されている。
一方、上記セパレータは、ステンレス板（部材）で構成されている。 Here, the solid electrolyte layer is composed of stabilized zirconia (YSZ) to which yttria is added, the fuel electrode layer is composed of a metal such as Ni or a cermet such as Ni—YSZ, and the air electrode layer is composed of LaMnO 3, LaCoO 3, or the like. The fuel electrode current collector is a sponge-like porous sintered metal plate (foamed metal plate) such as Ni, and the air electrode current collector is a sponge-like porous sintered metal plate (foamed metal plate) such as Ag. Each is composed.
On the other hand, the separator is made of a stainless plate (member).

上記バーナー６は、空洞１１と連通するように装置本体１の内壁に形成された４箇所の凹部に配設されている。このバーナー６は、図２に示すように、前面が開口した上下方向に縦長の内箱６１と、この内箱６１より外法の大きい外箱６２とを重ね合わせた２重構造のバーナー本体６３から概略構成されている。 The burner 6 is disposed in four recesses formed on the inner wall of the apparatus main body 1 so as to communicate with the cavity 11. As shown in FIG. 2, the burner 6 has a double structure burner body 63 in which a vertically long inner box 61 whose front surface is open and an outer box 62 having a larger outer method than the inner box 61 are overlapped. It is roughly composed.

この内箱６１は、開口部に赤外線燃焼プレートからなる上記燃焼面６０が配設されており、この燃料面６０が上記燃料電池スタック２の中下段部側面に対応する位置に、空洞１１に露出するように設けられている。
また、背面部に、赤外線燃焼プレートにバーナー燃料ガスを供給するためのバーナー燃料供給管６４が接続されている。 The inner casing 61 is provided with the combustion surface 60 made of an infrared combustion plate at an opening, and the fuel surface 60 is exposed to the cavity 11 at a position corresponding to the middle lower step side surface of the fuel cell stack 2. It is provided to do.
Further, a burner fuel supply pipe 64 for supplying burner fuel gas to the infrared combustion plate is connected to the back surface portion.

この内箱６１及び外箱６２は、ＳＵＳ等の金属製であり、それぞれの周辺部に設けられたフランジ６１ａ、６２ａを上下に重ね合わすことにより一体的に構成されている。また、凹部内における内箱６１と外箱６２との間には、隙間が設けられている。 The inner box 61 and the outer box 62 are made of metal such as SUS, and are integrally configured by vertically superimposing flanges 61a and 62a provided in the respective peripheral portions. A gap is provided between the inner box 61 and the outer box 62 in the recess.

さらに、空洞１１内には、上記燃料電池スタック２の一側方に、燃料熱交換器５５と、この燃料熱交換器５５の下流側に接続された改質器５６とが各々設けられており、上記燃料電池スタック２の他側方に、空気供給管４ｃと、この空気供給管４ｃの下流側に接続された外部マニホールド４５とが各々設けられている。 Further, in the cavity 11, a fuel heat exchanger 55 and a reformer 56 connected to the downstream side of the fuel heat exchanger 55 are provided on one side of the fuel cell stack 2. On the other side of the fuel cell stack 2, an air supply pipe 4c and an external manifold 45 connected to the downstream side of the air supply pipe 4c are provided.

上記燃料熱交換器５５は、その一部が、燃焼面６０に臨む位置に配設されており、起動時に燃焼面６０からの放熱により内部に供給される燃料ガスが加熱されるようになっている。
上記改質器５６は、上述の燃料電池スタック２の上方に配設されており、供給された燃料ガスと水蒸気とを改質して、水素等を生成するようになっている。
上記燃料熱交換器５５及び上記改質器５６は、燃料ガス供給管５に介装されている。 A part of the fuel heat exchanger 55 is disposed at a position facing the combustion surface 60, and the fuel gas supplied to the inside is heated by heat radiation from the combustion surface 60 during startup. Yes.
The reformer 56 is disposed above the fuel cell stack 2 and reforms the supplied fuel gas and water vapor to generate hydrogen and the like.
The fuel heat exchanger 55 and the reformer 56 are interposed in the fuel gas supply pipe 5.

この燃料ガス供給管５は、装置本体１の外部から断熱部材１０に挿通されて、空洞１１内に延在するように上方に向けて配設されている。そして、空洞１１内において、装置本体１外部から導入された水蒸気供給管５０が接続されて、この水蒸気供給管５０の接続部の下流側に、燃料熱交換器５５と上記改質器５６とが各々設けられている。また、この改質器５６の下流側に各燃料スタック２が接続されており、各燃料スタック２に改質後の燃料ガス（水素等）を供給するようになっている。 The fuel gas supply pipe 5 is inserted into the heat insulating member 10 from the outside of the apparatus main body 1 and arranged upward so as to extend into the cavity 11. In the cavity 11, the steam supply pipe 50 introduced from the outside of the apparatus main body 1 is connected, and the fuel heat exchanger 55 and the reformer 56 are disposed downstream of the connection portion of the steam supply pipe 50. Each is provided. Further, each fuel stack 2 is connected to the downstream side of the reformer 56, and the reformed fuel gas (hydrogen or the like) is supplied to each fuel stack 2.

一方、上記空気供給管４ｃは、上記燃料熱交換器５５と同様にして、その一部が、燃焼面６０に臨む位置に配設されており、これにより起動時に燃焼面６０からの放熱により内部に供給される空気が加熱されるよう空気加熱器４４（起動用酸化剤加熱器）を構成している。
上記外部マニホールド４５は、燃料電池スタック２の側方に、同スタック２の積層方向に沿って配設されており、各々の燃料電池スタック２に接続されている。 On the other hand, a part of the air supply pipe 4c is disposed at a position facing the combustion surface 60 in the same manner as the fuel heat exchanger 55. The air heater 44 (starting oxidant heater) is configured so that the air supplied to the heater is heated.
The external manifold 45 is disposed on the side of the fuel cell stack 2 along the stacking direction of the stack 2 and is connected to each fuel cell stack 2.

さらに、上記燃料電池スタック２の上方には、吸熱装置３が配設されている。この吸熱装置３は、図３に示すように、直方体状の筺体３０からなり、長手方向の一端上部に供給口３２、他端下部に排出口３４が各々配設されている。
また、複数の邪魔板３３が、各々左右端部に交互に隙間部を設けて、筺体３０の右縁から左縁に向けて並行に配設されている。また、吸熱装置３は、邪魔板３３と筺体３０とが一体的に設けられており、上記隙間部により供給口３２から排出口３４へ空気の流路が形成されている。 Further, a heat absorbing device 3 is disposed above the fuel cell stack 2. As shown in FIG. 3, the heat absorbing device 3 includes a rectangular parallelepiped housing 30, and a supply port 32 is provided at one upper end in the longitudinal direction, and a discharge port 34 is provided at the other lower end.
In addition, the plurality of baffle plates 33 are arranged in parallel from the right edge to the left edge of the housing 30 with gaps alternately provided at the left and right ends. In the heat absorbing device 3, the baffle plate 33 and the housing 30 are integrally provided, and an air flow path is formed from the supply port 32 to the discharge port 34 by the gap.

加えて、その外周部から鍔状に外付伝熱部材３１が備えられており、この外付伝熱部材３１が空洞１１の四隅近傍に位置するように設けられている。
上述のようにして構成される吸熱装置３は、外付伝熱部材３１を含め、ＳＵＳ等の伝熱部材から構成されている。 In addition, an external heat transfer member 31 is provided in a bowl shape from the outer peripheral portion, and the external heat transfer member 31 is provided in the vicinity of the four corners of the cavity 11.
The heat absorbing device 3 configured as described above includes a heat transfer member such as SUS including the external heat transfer member 31.

なお、吸熱装置３は、その他の一実施形態として、例えば、図３に示すように、各々筺体３０の中央上部に供給口３２、筺体３０の角隅下部にそれぞれ排出口３４を配設することもできる。この場合には、１つの供給口３２に対して２つの排出口３４を設けるため、排出口３４の断面積が供給口３２の断面積の半分となる。 As another embodiment, for example, as shown in FIG. 3, the heat absorber 3 is provided with a supply port 32 at the upper center of the housing 30 and a discharge port 34 at the lower corner of the housing 30. You can also. In this case, since two discharge ports 34 are provided for one supply port 32, the cross-sectional area of the discharge port 34 is half of the cross-sectional area of the supply port 32.

さらに、断熱部材１０には、装置本体１の外部から空気導入管４ａが上方に向けて導入されている。
ここで、バーナー６の本体６３は、上述のように内箱６１と外箱６２との間に隙間が形成されている。そして、空気導入管４ａの上端部は、この隙間により形成される空気流路６６（空気熱交換機構）の下端部に接続されている。この空気流路６６は、内部に供給された空気によってバーナー本体６３を冷却するとともに、内箱内６１の高温のバーナー燃料ガスによって上記空気を加熱するようになっている。
さらに、この空気流路６６の上端部には、接続管４ｂの下端部が接続されており、この接続管４ｂは、上方に向けて配管されて、上端部が上記吸熱装置３の供給口３２に接続されている。 Further, an air introduction pipe 4 a is introduced upward into the heat insulating member 10 from the outside of the apparatus main body 1.
Here, the main body 63 of the burner 6 has a gap formed between the inner box 61 and the outer box 62 as described above. And the upper end part of the air introduction pipe | tube 4a is connected to the lower end part of the air flow path 66 (air heat exchange mechanism) formed of this clearance gap. The air flow path 66 cools the burner body 63 with the air supplied to the inside, and heats the air with the high-temperature burner fuel gas in the inner box 61.
Further, the lower end portion of the connecting pipe 4b is connected to the upper end portion of the air flow channel 66. The connecting pipe 4b is piped upward, and the upper end portion is the supply port 32 of the heat absorbing device 3. It is connected to the.

そして、吸熱装置３の排出口３４は、空気加熱器４４を備えた空気供給管４ｃの上端部に接続されており、この空気供給管４ｃの下端部は、上記外部マニホールド４５の下端部に接続されている。
以上のとおり、第１の実施形態の燃料電池は、空気導入管４ａ、接続管４ｂ及び空気供給管４ｃによって、空気供給ライン４が構成されており、この空気供給ライン４に、上流側から順に空気流路６６、上記吸熱装置３、上記空気加熱器４４が設けられている。 The exhaust port 34 of the heat absorbing device 3 is connected to the upper end portion of the air supply pipe 4 c provided with the air heater 44, and the lower end portion of the air supply pipe 4 c is connected to the lower end portion of the external manifold 45. Has been.
As described above, in the fuel cell according to the first embodiment, the air supply line 4 is configured by the air introduction pipe 4a, the connection pipe 4b, and the air supply pipe 4c. An air flow channel 66, the heat absorbing device 3, and the air heater 44 are provided.

次に、第２の実施形態ないし第４の実施形態について、説明する。
第２の実施形態の燃料電池は、図５に示すように、空気供給ライン４に、上流側から順に上記空気流路６６、上記空気加熱器４４、吸熱装置３が設けられており、上記空気加熱器４４の下流側に吸熱装置３が配設されている点において第１の実施形態の燃料電池と異なる。 Next, a second embodiment to a fourth embodiment will be described.
As shown in FIG. 5, the fuel cell according to the second embodiment is provided with the air flow line 66, the air heater 44, and the heat absorption device 3 in order from the upstream side in the air supply line 4. It differs from the fuel cell of the first embodiment in that the heat absorbing device 3 is disposed downstream of the heater 44.

このため、上記接続管４ｂは、上記空気流路６６の上端部に接続されて、バーナー６の図中奥側から下方へと延在するように断熱部材１０に埋設されている。さらに、断熱部材１０内から空洞１１の下部に配設されて、燃焼面６０に沿って上方に延在しており、上端部が上記吸熱装置３の供給口３２に接続されている。そして、この接続管４ｂの一部が、燃焼面に臨む位置に配設されて、空気加熱器４４を構成している。
また、上記空気供給管４ｃは、上記吸熱装置３の排出口３４から外部マニホールド４５の上端部に接続されている。 For this reason, the connecting pipe 4b is connected to the upper end of the air flow channel 66, and is embedded in the heat insulating member 10 so as to extend downward from the back side of the burner 6 in the drawing. Further, the heat insulating member 10 is disposed in the lower portion of the cavity 11 and extends upward along the combustion surface 60, and the upper end portion is connected to the supply port 32 of the heat absorbing device 3. And a part of this connection pipe 4b is arrange | positioned in the position which faces a combustion surface, and comprises the air heater 44. FIG.
The air supply pipe 4 c is connected to the upper end portion of the external manifold 45 from the discharge port 34 of the heat absorbing device 3.

第３の実施形態の燃料電池は、図６に示すように、空気流路６６が設けられていない点において第１の実施形態の燃料電池と異なる。
このため、上記空気導入管４ａは、開口部が装置本体１上方に設けられており、一部装置本体１の断熱部材１０に埋設されて、下端部が空洞１１内の吸熱装置３の供給口３２に接続されている。
また、空気供給管４ｃは、燃料面６０に沿って配設されており、この空気供給管４ｃの一部が、燃料面６０に臨む位置に配設されて、空気加熱器４４を構成している。また、空気供給管４ｃの下端部が、外部マニホールド４５の下端部に接続されている。
よって、空気供給ライン４は、空気導入管４ａ及び空気供給管４ｃにより構成されている。 As shown in FIG. 6, the fuel cell according to the third embodiment differs from the fuel cell according to the first embodiment in that the air flow channel 66 is not provided.
For this reason, the air introduction pipe 4 a has an opening provided above the apparatus main body 1, partially embedded in the heat insulating member 10 of the apparatus main body 1, and a lower end portion of the supply port of the heat absorbing device 3 in the cavity 11. 32.
The air supply pipe 4 c is disposed along the fuel surface 60, and a part of the air supply pipe 4 c is disposed at a position facing the fuel surface 60 to constitute the air heater 44. Yes. Further, the lower end of the air supply pipe 4 c is connected to the lower end of the external manifold 45.
Therefore, the air supply line 4 is composed of an air introduction pipe 4a and an air supply pipe 4c.

第４の実施形態の燃料電池は、空気流路６６が設けられていない点において第２の実施形態の燃料電池と異なる。
このため、上記空気導入管４ａは、開口部が装置本体１下方に設けられており、一部装置本体１の断熱部材１０に埋設されて、燃焼面６０に沿って空洞１１内に配設されている。そして、空気導入管４ａの一部が、燃焼面６０に臨む位置に配設されて、空気加熱器４４を構成しており、上端部が、吸熱装置３の供給口３２に接続されている。
さらに、空気供給管４ｃは、第２の実施形態と同様に、上記吸熱装置３の排出口３４から外部マニホールド４５の上端部に接続されている。
よって、空気供給ライン４は、第３の実施形態と同様に、空気導入管４ａ及び空気供給管４ｃにより構成されている。 The fuel cell of the fourth embodiment is different from the fuel cell of the second embodiment in that the air flow channel 66 is not provided.
Therefore, the air introduction pipe 4 a has an opening provided below the apparatus main body 1, and is partially embedded in the heat insulating member 10 of the apparatus main body 1 and disposed in the cavity 11 along the combustion surface 60. ing. A part of the air introduction pipe 4 a is disposed at a position facing the combustion surface 60 to constitute the air heater 44, and the upper end portion is connected to the supply port 32 of the heat absorbing device 3.
Further, the air supply pipe 4c is connected to the upper end portion of the external manifold 45 from the discharge port 34 of the heat absorbing device 3 as in the second embodiment.
Therefore, the air supply line 4 is comprised by the air introduction pipe | tube 4a and the air supply pipe | tube 4c similarly to 3rd Embodiment.

次に、上述の第１実施形態の燃料電池について、作用を説明する。
燃料電池を起動する際に、まず、バーナー燃料供給管６４にバーナー燃料ガスを供給して、バーナー６を点火する。これと並行して、装置本体１の外部から空気導入管４ａに空気、燃料ガス供給ライン５に燃料ガス、水蒸気供給管５０に水蒸気を各々供給する。 Next, the operation of the fuel cell according to the first embodiment will be described.
When starting the fuel cell, first, burner fuel gas is supplied to the burner fuel supply pipe 64 to ignite the burner 6. In parallel with this, air is supplied from the outside of the apparatus body 1 to the air introduction pipe 4 a, fuel gas is supplied to the fuel gas supply line 5, and water vapor is supplied to the water vapor supply pipe 50.

すると、バーナー６の燃焼面６０の遠赤外線燃焼プレートからの放熱により、燃料電池スタック２が昇温するとともに、装置本体１内の温度も上昇する。 Then, the fuel cell stack 2 rises in temperature due to heat radiation from the far-infrared combustion plate on the combustion surface 60 of the burner 6, and the temperature in the apparatus body 1 also rises.

それと同時に、上記空気は、空気流路６６に供給され、遠赤外線燃焼プレートの放熱により高温になったバーナー燃料ガスによって加熱される。
一方、バーナー６は、吸熱装置３や空気加熱器４４により加熱される前の低温空気によってバーナー本体６３の外側部が冷却されて、高温雰囲気から保護されるため、加熱装置として使用可能となる。これにより、エネルギー効率的に優れた遠赤外線バーナーによって燃料電池スタック２を加熱することができる。 At the same time, the air is supplied to the air passage 66 and is heated by the burner fuel gas that has become high temperature due to the heat radiation of the far-infrared combustion plate.
On the other hand, the burner 6 can be used as a heating device because the outer portion of the burner body 63 is cooled by the low-temperature air before being heated by the heat-absorbing device 3 or the air heater 44 and protected from the high-temperature atmosphere. Thereby, the fuel cell stack 2 can be heated by the far-infrared burner excellent in energy efficiency.

次いで、空気は、空気流路６６から接続管４ｂに供給された後、供給口３２から吸熱装置３に供給される。
すると、空気は、空洞１１内を上昇する熱により、吸熱装置３を介して間接的に加熱される。その際、邪魔板３３によって形成された流路を排出口３４に向かって蛇行しつつ流れながら、外付伝熱部材３１を含む吸熱装置３全体が吸収した多量の熱により、間接的に加熱されて、効率的に昇温する。特に、燃料電池スタック２がシールレス構造を採用しているため、発電反応が開始した後は、発電セルの外周部から放出される高温の排ガスにより加熱されて、一層効率的に昇温する。 Next, the air is supplied from the air flow path 66 to the connection pipe 4 b and then supplied from the supply port 32 to the heat absorbing device 3.
Then, the air is indirectly heated through the heat absorbing device 3 by the heat rising in the cavity 11. At that time, while flowing in a meandering manner toward the discharge port 34 through the flow path formed by the baffle plate 33, it is indirectly heated by a large amount of heat absorbed by the entire heat absorbing device 3 including the external heat transfer member 31. The temperature rises efficiently. In particular, since the fuel cell stack 2 adopts a sealless structure, after the power generation reaction is started, the fuel cell stack 2 is heated by the high-temperature exhaust gas discharged from the outer peripheral portion of the power generation cell, so that the temperature is increased more efficiently.

一方、装置本体１の上部は、空気加熱器４４により加熱される前の比較的低温な空気が吸熱装置３に供給されることよって冷却される。このため、装置本体１内の温度差が減少して、上部の発電セルと下部の発電セルとの温度差が格段に軽減される。 On the other hand, the upper part of the apparatus main body 1 is cooled by supplying relatively low-temperature air before being heated by the air heater 44 to the heat absorbing device 3. For this reason, the temperature difference in the apparatus main body 1 decreases, and the temperature difference between the upper power generation cell and the lower power generation cell is significantly reduced.

次いで、吸熱装置３の排出口３４から排出された空気は、空気供給管４ｃに供給されて、空気加熱器４４まで移動すると、燃焼面６０からの放熱により加熱される。
この空気加熱器４４により加熱された高温の空気は、空気供給ライン４からマニホールド４５を介して燃料電池スタック２へ供給される。 Next, when the air discharged from the discharge port 34 of the heat absorbing device 3 is supplied to the air supply pipe 4 c and moves to the air heater 44, it is heated by heat radiation from the combustion surface 60.
The hot air heated by the air heater 44 is supplied from the air supply line 4 to the fuel cell stack 2 via the manifold 45.

他方、上記燃料ガス供給ライン５に供給されたガスは、上記水蒸気とともに燃料熱交換器５５に供給され、バーナー６の燃焼面６０からの放熱により加熱された後、改質器５６に供給される。この改質器５６により改質されて、高温の水素ガスとなり、各燃料電池スタック２に供給される。 On the other hand, the gas supplied to the fuel gas supply line 5 is supplied to the fuel heat exchanger 55 together with the water vapor, heated by heat radiation from the combustion surface 60 of the burner 6, and then supplied to the reformer 56. . The reformer 56 reforms the gas into high-temperature hydrogen gas, which is supplied to each fuel cell stack 2.

次に、上述の第２実施形態〜第４実施形態の燃料電池について、作用を説明する。 Next, the operation of the fuel cells of the second to fourth embodiments will be described.

上述の第１実施形態の燃料電池と同様にして燃料電池を起動する際に、まず、バーナー６を点火する。これと併せて、空気導入管４ａに空気、燃料ガス供給ライン５に燃料ガス、水蒸気供給管５０に水蒸気を各々供給する。 When starting the fuel cell in the same manner as the fuel cell of the first embodiment described above, first, the burner 6 is ignited. At the same time, air is supplied to the air introduction pipe 4 a, fuel gas is supplied to the fuel gas supply line 5, and water vapor is supplied to the water vapor supply pipe 50.

すると、第１の実施形態と同様にして、バーナー６の燃焼面６０からの放熱により、燃料電池スタック２が昇温するとともに、装置本体１内の温度も上昇する。 Then, in the same manner as in the first embodiment, the fuel cell stack 2 rises in temperature due to heat radiation from the combustion surface 60 of the burner 6, and the temperature in the apparatus main body 1 also rises.

それと同時に、第２の実施形態における燃料電池の場合には、上記空気は、空気流路６６に供給され、バーナー燃料ガスによって加熱され、バーナー６は、吸熱装置３や空気加熱器４４により加熱される前の空気により冷却される。 At the same time, in the case of the fuel cell in the second embodiment, the air is supplied to the air flow path 66 and heated by the burner fuel gas, and the burner 6 is heated by the heat absorbing device 3 and the air heater 44. Cooled by the air before

次いで、空気は、空気流路６６から、接続管４ｂに供給されて、空気加熱器４４において燃焼面６０からの放熱により加熱された後に、吸熱器３に供給される。
この吸熱器３に供給された空気は、第１の実施形態と同様に、空洞１１内の熱により間接的に加熱されて、効率的に昇温した後、排出口３４から外部マニホールド４５を介して、各燃料電池スタック２へ供給される。 Next, the air is supplied from the air flow channel 66 to the connection pipe 4 b, heated by heat radiation from the combustion surface 60 in the air heater 44, and then supplied to the heat absorber 3.
As in the first embodiment, the air supplied to the heat absorber 3 is indirectly heated by the heat in the cavity 11, and after the temperature is efficiently increased, the air is discharged from the discharge port 34 through the external manifold 45. And supplied to each fuel cell stack 2.

第３の実施形態における燃料電池の場合には、バーナー６の燃焼面６０からの放熱と同時に、上記空気は、吸熱装置３に供給されて、空洞１１内の熱により間接的に加熱されて効率的に昇温する。
一方、装置本体１の上部は、空気加熱器４４により加熱される前の低温の空気が吸熱装置３に供給されることにより冷却される。 In the case of the fuel cell according to the third embodiment, simultaneously with the heat radiation from the combustion surface 60 of the burner 6, the air is supplied to the heat absorbing device 3 and indirectly heated by the heat in the cavity 11 for efficiency. The temperature rises.
On the other hand, the upper part of the apparatus main body 1 is cooled by supplying low-temperature air before being heated by the air heater 44 to the heat absorbing device 3.

次いで、吸熱装置３の排出口３４から排出された空気は、空気供給管４ｃに供給されて、空気加熱器４４において燃焼面６０からの放熱により加熱された後、外部マニホールド４５を介して各燃料電池スタック２に供給される。 Next, the air discharged from the discharge port 34 of the heat absorbing device 3 is supplied to the air supply pipe 4 c and heated by heat radiation from the combustion surface 60 in the air heater 44, and then each fuel is supplied via the external manifold 45. The battery stack 2 is supplied.

また、第４の実施形態における燃料電池の場合には、上記空気は、空気加熱器４４において燃焼面６０からの放熱により加熱された後に、吸熱装置３に供給される。
次いで、吸熱装置３に供給された空気は、空洞１１内の熱により間接的に加熱されて効率的に昇温した後、排出口３４から空気供給管４ｃに供給され、次いで外部マニホールド４５を介して、各燃料電池スタック２に供給される。 In the case of the fuel cell according to the fourth embodiment, the air is heated by heat radiation from the combustion surface 60 in the air heater 44 and then supplied to the heat absorbing device 3.
Next, the air supplied to the heat absorbing device 3 is indirectly heated by the heat in the cavity 11 and efficiently heated, and then supplied from the discharge port 34 to the air supply pipe 4 c and then through the external manifold 45. Are supplied to each fuel cell stack 2.

他方、上記燃料ガスは、第１の実施形態と同様にして、核燃料電池スタック２に供給される。 On the other hand, the fuel gas is supplied to the nuclear fuel cell stack 2 in the same manner as in the first embodiment.

以上のようにして、上述の第１実施形態〜第４実施形態の燃料電池は、各燃料電池スタック２に上述の各種高温ガスが供給されて、各燃料電池スタック２が内部からも加熱される。
その結果、上記温度差の軽減した発電セルが、燃焼面６０の放熱により加熱されると共に、内部に供給された高温ガスによっても加熱されるため、例えば、従来８時間であった起動時間を、５時間まで短縮することができる。 As described above, in the fuel cells of the first to fourth embodiments described above, the various high-temperature gases described above are supplied to the fuel cell stacks 2, and the fuel cell stacks 2 are also heated from the inside. .
As a result, the power generation cell with the reduced temperature difference is heated by the heat radiation of the combustion surface 60 and also heated by the high-temperature gas supplied to the inside. It can be shortened to 5 hours.

さらに、上記温度差の軽減により、上部の発電セルと下部の発電セルとの電流量の差が減少して、各々の発電セルにより得られる電力量を制御することができる。 Furthermore, by reducing the temperature difference, the difference in the amount of current between the upper power generation cell and the lower power generation cell is reduced, and the amount of power obtained by each power generation cell can be controlled.

なお、本発明は、上述の実施の形態に何ら限定されるものではなく、例えば、燃料電池スタックは１２基に限らず、また、燃料熱交換器５５が配設されていなくてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the number of fuel cell stacks is not limited to 12, and the fuel heat exchanger 55 may not be provided.

本発明の第１の実施形態として示した燃料電池の従断面模式図である。1 is a schematic cross-sectional view of a fuel cell shown as a first embodiment of the present invention. （ａ）は、図１のバーナー６の拡大模式図であり、（ｂ）は（ａ）の横断面模式図である。(A) is an expansion schematic diagram of the burner 6 of FIG. 1, (b) is a cross-sectional schematic diagram of (a). 図１の吸熱装置３の平面模式図である。It is a plane schematic diagram of the heat sink 3 of FIG. 本発明に係る吸熱装置３について、その他の一実施形態を示す平面模式図である。It is a mimetic diagram showing other one embodiment about heat sink device 3 concerning the present invention. 本発明の第２の実施形態として示した燃料電池の縦断面模式図である。It is a longitudinal cross-sectional schematic diagram of the fuel cell shown as the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態として示した燃料電池の縦断面模式図である。It is a longitudinal cross-sectional schematic diagram of the fuel cell shown as the 3rd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１・・・装置本体
２・・・燃料電池スタック
３・・・吸熱装置
４・・・空気供給ライン（酸化剤ガス供給ライン）
４ａ・・・空気導入管（酸化剤ガス供給ライン）
４ｂ・・・接続管（酸化剤ガス供給ライン）
４ｃ・・・空気供給管（酸化剤ガス供給ライン）
４ｄ・・・接続管（酸化剤ガス供給ライン）
６・・・バーナー（加熱装置）
１０・・・断熱部材
４４・・・空気加熱器（起動用酸化剤加熱器）
６６・・・空気流路（空気熱交換機構） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Main body 2 ... Fuel cell stack 3 ... Endothermic device 4 ... Air supply line (oxidant gas supply line)
4a ... Air introduction pipe (oxidant gas supply line)
4b ... Connection pipe (oxidant gas supply line)
4c ... Air supply pipe (oxidant gas supply line)
4d ... Connection pipe (oxidant gas supply line)
6 ... Burner (heating device)
10 ... Heat insulation member 44 ... Air heater (starting oxidizer heater)
66 ... Air flow path (air heat exchange mechanism)

Claims

A fuel cell stack in which a plurality of power generation cells are stacked in a vertical direction in a device body covered with a heat insulating member, an oxidant supply line for supplying an oxidant gas to the fuel cell stack from the outside of the device body, and the device body A heating device that heats the interior at startup and the oxidant gas supply line are provided above the fuel cell stack to heat the oxidant gas by absorbing heat in the device body. A fuel cell comprising a heat absorption device.

The fuel cell stack has a sealless structure in which exhaust gas released by a power generation reaction of the power generation cell is released from the outer peripheral portion of the power generation cell, and the heat absorption device has an upper portion of the power generation cell in plan view. The fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell is disposed so as to cover the fuel cell.

The heat absorption device is a housing provided with a supply port and a discharge port for the oxidant gas, and a baffle plate for supplying the oxidant gas flowing from the supply port to the discharge port while bypassing the oxidant gas. The fuel cell according to claim 1, wherein the fuel cell is provided.

4. The heat absorbing device according to claim 1, further comprising an external heat transfer member that extends outward from the outer periphery of the housing and absorbs heat in the device main body. The fuel cell according to item.

The oxidant supply line is connected in series with the endothermic device, and is located in the vicinity of the heating device to start up the temperature of the oxidant gas supplied to the interior at the time of startup by heat dissipation of the heating device. The fuel cell according to any one of claims 1 to 4, wherein an oxidizer heater is provided.

The oxidant supply line is provided with an air heat exchange mechanism that is connected to the upstream side of the heat absorption device and heats the oxidant gas by cooling an outer portion of the heating device. The fuel cell according to any one of claims 1 to 5.

7. The fuel cell according to claim 5, wherein the heat absorption device is provided on an upstream side of the start-up oxidant heater.