JP2010040313A - Fuel cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体酸化物形燃料電池(SOFC)に使用される燃料電池モジュールに関する。 The present invention relates to a fuel cell module used in a solid oxide fuel cell (SOFC).
従来、このような燃料電池モジュールにおいては、燃料ガス流路を内部に有すると共に燃料ガス流路の出口より余剰の燃料ガスを放出し、燃料電池セル集合体を構成する複数の燃料電池セルと、燃料電池セル集合体の上部に配置され、被改質ガスを改質して燃料ガスとする少なくとも一つの改質器と、を備えている(例えば、下記特許文献1〜3参照)。特許文献1〜3(特開2002−289244号公報、特開2005−183375号公報、及び特開2007−242626号公報)では、燃料電池セルの燃料ガス流路の出口の上部において、燃料電池セルの燃料ガス流路の出口より放出された余剰の燃料ガスを酸化剤ガスと共に燃焼させている。これにより、改質器を加熱し、改質器における改質反応の促進を図っている。
Conventionally, in such a fuel cell module, a plurality of fuel cells that have a fuel gas channel inside and discharge excess fuel gas from the outlet of the fuel gas channel, and constitute a fuel cell assembly, And at least one reformer which is disposed on the upper part of the fuel cell assembly and reforms the gas to be reformed into fuel gas (see, for example,
特許文献2(特開2005−183375号公報)では、燃料電池セルから放出された余剰の燃料ガスに点火するための点火ヒータが更に備えられており、部分酸化改質工程、オートサーマル改質工程、及び水蒸気改質工程毎に、点火ヒータの起動停止を行っている。これにより、各改質工程における起動性を良好なものとし、失火の発生を抑制している。 In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-183375), an ignition heater for igniting surplus fuel gas discharged from the fuel cell is further provided, and a partial oxidation reforming process and an autothermal reforming process. And the ignition heater is started and stopped for each steam reforming step. Thereby, the starting property in each reforming process is made favorable, and the occurrence of misfire is suppressed.
ところで、水蒸気改質工程では、改質器に被改質ガスと水蒸気だけが供給されて、水蒸気改質反応が進行する。この水蒸気改質反応は、いわゆる吸熱反応であるため、燃焼部における改質器近傍での燃焼状態が不安定になる懼れがある。燃焼部における燃料電池セル集合体における燃料電池セルの配列方向での端部では、燃焼火炎の端に位置することから、温度が比較的低い状態となる。このため、燃焼部における燃料電池セル集合体における燃料電池セルの配列方向での端部では、燃焼状態がより一層不安定になり易い傾向にある。これに対して、燃焼部における燃料電池セル集合体における燃料電池セルの配列方向での中央部では、燃焼火炎の中央部分に位置することから、温度が比較的高い状態となる。このため、燃焼部における燃料電池セル集合体における燃料電池セルの配列方向での中央部では、燃焼状態が安定している傾向にある。 By the way, in the steam reforming step, only the reformed gas and steam are supplied to the reformer, and the steam reforming reaction proceeds. Since this steam reforming reaction is a so-called endothermic reaction, the combustion state in the vicinity of the reformer in the combustion section may become unstable. Since the end of the fuel cell assembly in the combustion portion in the arrangement direction of the fuel cells is located at the end of the combustion flame, the temperature is relatively low. For this reason, the combustion state tends to become more unstable at the end of the fuel cell assembly in the combustion portion in the arrangement direction of the fuel cells. On the other hand, in the center part in the arrangement direction of the fuel cells in the fuel cell assembly in the combustion part, the temperature is relatively high because it is located in the center part of the combustion flame. For this reason, the combustion state tends to be stable in the central portion of the fuel cell assembly in the combustion portion in the arrangement direction of the fuel cells.
そこで本発明では、燃焼部における燃焼状態の安定性を向上させることが可能な燃料電池モジュールを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a fuel cell module capable of improving the stability of the combustion state in the combustion section.
上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池モジュールは、燃料ガス流路を内部に有すると共に前記燃料ガス流路の出口より残余の燃料ガスを放出し、燃料電池セル集合体を構成する複数の燃料電池セルと、
前記燃料電池セル集合体の上部に配置され、被改質ガスを改質して燃料ガスとする改質触媒を含む少なくとも一つの改質器と、を備える燃料電池用改質器ユニットを
発電室内に備える燃料電池モジュールであって、
前記改質器は、水蒸気改質可能な温度であると検知された場合に、被改質ガスと水蒸気のみが供給されるように構成されており、
前記複数の燃料電池セルの上部に、発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤ガスとが混合して燃焼する燃焼部が形成され、
前記改質器の上流側における前記改質触媒は、前記燃料電池セル集合体における前記複数の燃料電池セルの端部に位置する燃料電池セルよりも外側に配置されるとともに、
前記改質器の上流側における前記改質触媒は、前記発電室の側壁に近接することを特徴とする燃料電池モジュールであることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a fuel cell module according to the present invention includes a plurality of fuel gas cell assemblies that have a fuel gas flow channel therein and discharge residual fuel gas from an outlet of the fuel gas flow channel. A fuel cell of
A reformer unit for a fuel cell, which is disposed above the fuel cell assembly and includes at least one reformer including a reforming catalyst that reforms the gas to be reformed into fuel gas. A fuel cell module for
The reformer is configured to supply only the gas to be reformed and steam when it is detected that the temperature is capable of steam reforming,
On the upper part of the plurality of fuel cells, a combustion part is formed in which the remaining fuel gas that did not contribute to the power generation reaction and the remaining oxidant gas are mixed and burned,
The reforming catalyst on the upstream side of the reformer is disposed outside the fuel cells located at the ends of the plurality of fuel cells in the fuel cell assembly,
The reforming catalyst on the upstream side of the reformer is a fuel cell module that is close to a side wall of the power generation chamber.
本発明によれば、燃焼部における燃焼状態の安定性を向上させることが可能な燃料電池モジュールを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel cell module which can improve the stability of the combustion state in a combustion part can be provided.
本発明を実施するための最良の形態を説明するのに先立って、本発明の作用効果について説明する。 Prior to describing the best mode for carrying out the present invention, the function and effect of the present invention will be described.
本発明に係る燃料電池モジュールは、燃料ガス流路を内部に有すると共に前記燃料ガス流路の出口より残余の燃料ガスを放出し、燃料電池セル集合体を構成する複数の燃料電池セルと、
前記燃料電池セル集合体の上部に配置され、被改質ガスを改質して燃料ガスとする改質触媒を含む少なくとも一つの改質器と、を備える燃料電池用改質器ユニットを
発電室内に備える燃料電池モジュールであって、
前記改質器は、水蒸気改質可能な温度であると検知された場合に、被改質ガスと水蒸気のみが供給されるように構成されており、
前記複数の燃料電池セルの上部に、発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤ガスとが混合して燃焼する燃焼部が形成され、
前記改質器の上流側における前記改質触媒は、前記燃料電池セル集合体における前記複数の燃料電池セルの端部に位置する燃料電池セルよりも外側に配置されるとともに、
前記改質器の上流側における前記改質触媒は、前記発電室の側壁に近接することを特徴とする。
A fuel cell module according to the present invention includes a plurality of fuel cells that have a fuel gas flow channel therein and discharge remaining fuel gas from an outlet of the fuel gas flow channel to constitute a fuel cell assembly.
A reformer unit for a fuel cell, which is disposed above the fuel cell assembly and includes at least one reformer including a reforming catalyst that reforms the gas to be reformed into fuel gas. A fuel cell module for
The reformer is configured to supply only the gas to be reformed and steam when it is detected that the temperature is capable of steam reforming,
On the upper part of the plurality of fuel cells, a combustion part is formed in which the remaining fuel gas that did not contribute to the power generation reaction and the remaining oxidant gas are mixed and burned,
The reforming catalyst on the upstream side of the reformer is disposed outside the fuel cells located at the ends of the plurality of fuel cells in the fuel cell assembly,
The reforming catalyst on the upstream side of the reformer is close to a side wall of the power generation chamber.
本発明では、改質器が、少なくとも水蒸気改質可能な温度であると検知された場合に、被改質ガスと水蒸気だけが供給され、水蒸気改質反応が行われるように構成されている。水蒸気改質反応は吸熱反応であることから、燃焼部の熱が奪われることとなる。しかしながら、改質器に含まれる改質触媒は、燃料電池セル集合体における複数の燃料電池セルの配列方向の端部よりも外側に配置されているので、燃焼部における複数の燃料電池セルの配列方向での端部での熱を奪い難い。このため、燃焼部における複数の燃料電池セルの配列方向での端部での燃焼状態が不安定となるのを抑制することができる。燃焼部における複数の燃料電池セルの配列方向での中央部では、改質触媒により熱が奪われることとなるが、温度が元々高く、燃焼状態が良好であるため、燃焼状態が不安定となる懼れはない。これらの結果、燃焼部における燃焼状態の安定性が向上する。 In the present invention, when it is detected that the reformer is at least at a temperature at which steam reforming is possible, only the gas to be reformed and steam are supplied to perform the steam reforming reaction. Since the steam reforming reaction is an endothermic reaction, the heat of the combustion section is taken away. However, since the reforming catalyst included in the reformer is arranged outside the end in the arrangement direction of the plurality of fuel cells in the fuel cell assembly, the arrangement of the plurality of fuel cells in the combustion section It is hard to take heat at the end in the direction. For this reason, it can suppress that the combustion state in the edge part in the sequence direction of the some fuel cell in a combustion part becomes unstable. In the central part in the arrangement direction of the plurality of fuel cells in the combustion part, heat is taken away by the reforming catalyst, but the combustion state becomes unstable because the temperature is originally high and the combustion state is good. There is no drowning. As a result, the stability of the combustion state in the combustion section is improved.
さらに前記改質器の上流側における前記改質触媒は、発電室の側壁に近接するため、燃焼部での熱を対流により熱を受けることができるため、改質触媒反応は十分に機能する。 Furthermore, since the reforming catalyst on the upstream side of the reformer is close to the side wall of the power generation chamber, heat from the combustion section can be received by convection, so that the reforming catalyst reaction functions sufficiently.
また本発明に係る燃料電池モジュールでは、前記改質器にて改質される被改質ガスを前記改質器へ供給する被改質ガス供給管を更に備え、前記被改質ガス供給管が、前記改質器の前記複数の燃料電池セル側への投影領域内に配置されていることも好ましい。被改質ガス供給管が改質器の燃料電池セル側への投影領域内に配置されているので、被改質ガス供給管は燃料電池セルひいては燃焼部により近接して配置されることとなる。これにより、被改質ガス供給管は燃焼部の熱を受けて加熱され、燃焼部の熱の有効利用を図ることができる。 The fuel cell module according to the present invention further includes a reformed gas supply pipe that supplies the reformed gas to be reformed by the reformer to the reformer, and the reformed gas supply pipe includes It is also preferable that the reformer is disposed in a projection region toward the plurality of fuel cells. Since the reformed gas supply pipe is disposed in the projection region of the reformer on the fuel cell side, the reformed gas supply pipe is disposed closer to the fuel cell and thus the combustion portion. . Thereby, the to-be-reformed gas supply pipe receives the heat of the combustion section and is heated, so that the heat of the combustion section can be effectively used.
また本発明に係る燃料電池モジュールでは、前記改質器内において改質触媒は上流側から下流側に向かって、改質触媒量が傾斜して減量されることも好ましい。改質触媒量が上流側から下流側に向かって傾斜しているので、上流側で改質反応を促進させ、下流側に向かって改質反応を低減することができる。言い換えれば、上流側では吸熱反応が大きく、下流側に向かって吸熱反応を小さくすることができる。下流側に向かって吸熱反応を小さくすることができるので、燃焼部における複数の燃料電池セルの配列方向での端部での燃焼状態が不安定となるのを抑制することができる。さらに上流側で吸熱反応が大きくなっても、発電室の側壁に近接するため、燃焼部での熱を対流により熱を受けることができるため、改質触媒反応は十分に機能する。 In the fuel cell module according to the present invention, it is also preferable that the amount of the reforming catalyst in the reformer is decreased from the upstream side toward the downstream side while the amount of the reforming catalyst is inclined. Since the amount of the reforming catalyst is inclined from the upstream side toward the downstream side, it is possible to promote the reforming reaction on the upstream side and reduce the reforming reaction toward the downstream side. In other words, the endothermic reaction is large on the upstream side, and the endothermic reaction can be reduced toward the downstream side. Since the endothermic reaction can be reduced toward the downstream side, it is possible to prevent the combustion state at the end in the arrangement direction of the plurality of fuel cells in the combustion portion from becoming unstable. Further, even if the endothermic reaction is increased on the upstream side, the reforming catalyst reaction functions sufficiently because it is close to the side wall of the power generation chamber, so that heat in the combustion section can be received by convection.
また本発明に係る燃料電池モジュールでは、前記改質器内において改質触媒は上流側から下流側に向かって、改質触媒を断続的に充填していることも好ましい。改質触媒を断続的に充填しているので、吸熱反応を断続的にすることができる。このため、燃焼部における複数の燃料電池セルの配列方向での端部での燃焼状態が不安定となる領域を避けて改質触媒を断続的に充填できる構成を容易に設計管理することができる。 In the fuel cell module according to the present invention, it is also preferable that the reforming catalyst is intermittently filled from the upstream side to the downstream side in the reformer. Since the reforming catalyst is filled intermittently, the endothermic reaction can be made intermittent. For this reason, it is possible to easily design and manage a configuration in which the reforming catalyst can be charged intermittently while avoiding the region where the combustion state at the end in the arrangement direction of the plurality of fuel cells in the combustion portion becomes unstable. .
また本発明に係る燃料電池モジュールでは、前記燃料電池セル集合体では、前記複数の燃料電池セルが行列配置されていることも好ましい。この好ましい態様では、
改質器を燃料電池セル集合体における複数の燃料電池セルの配列方向の端部よりも外側に配置させる構成を容易に設計管理することができる。
In the fuel cell module according to the present invention, it is also preferable that the plurality of fuel cells are arranged in a matrix in the fuel cell assembly. In this preferred embodiment,
A configuration in which the reformer is disposed outside the end portions in the arrangement direction of the plurality of fuel cells in the fuel cell assembly can be easily designed and managed.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible in the drawings, and redundant descriptions are omitted.
図1は、本発明に係る燃料電池モジュールの一実施形態を示す正面図である。また、図2は、カバー部材を外して示す燃料電池モジュールの斜視図である。 FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a fuel cell module according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the fuel cell module with the cover member removed.
同図に示すように、燃料電池モジュールFCは、カバー部材1とベース部材2とによって密閉される空間内に10個の燃料電池セルスタック400を並べて配置している。従って、この燃料電池モジュールFCでは、カバー部材1とベース部材2とによって、燃料電池セル4等が内包される容器が形成されている。各燃料電池セルスタック400には、16個の燃料電池セル4が2列になって配置されている。これらの燃料電池セル4は、電気的に直列に配置されている。本実施形態の燃料電池モジュールFCは、燃料電池用改質器ユニットを含んでいる。
As shown in the figure, the fuel cell module FC has ten
燃料電池モジュールFCでは、10個の燃料電池セルスタック400により、燃料電池セル集合体401が構成されている。燃料電池セル集合体401では、160個の燃料電池セル4が行列配置されている。本実施形態では、燃料電池セル4が8行×20列配置されている。
In the fuel cell module FC, a
各燃料電池セル4は、管状であり、燃料電池セル4の管内を燃料電池セル4の一方の端部から他方の端部へと流れるガスと、その管外を一方の端部から他方の端部へと流れるガスの作用により作動する。本実施形態では、燃料電池セル4の管内を流れるガスは、水素又は炭化水素燃料等を改質した改質ガス等の燃料ガスであり、燃料電池セル4の管外を流れるガスは、酸素を含む空気等の酸化剤ガスである。
Each
燃料電池セルユニット30について、図3を参照しながら説明する。図3に示すように、燃料電池セルユニット30は、燃料電池セル4によって形成され且つ上下方向に延びる管状構造体であり、円筒形の燃料電池セル4と、燃料電池セル4の一方の端部4aに取付けられた内側電極端子40と、他方の端部4bに取付けられた外側電極端子42と、を有している。
The
燃料電池セル4は、円筒形の内側の電極層44と、円筒形の外側の電極層48と、これらの電極層44、48の間に配置された円筒形の電解質層46と、内側の電極層44の内側に構成される貫通流路50とを有している。また、燃料電池セル4の一方の端部4aに、内側の電極層44が電解質層46及び外側の電極層48に対して露出した内側電極露出周面44aと、電解質層46が外側の電極層48に対して露出した電解質露出周面46aとが設けられている。燃料電池セル4の他方の端部4bは、外側の電極層48が露出した外側電極露出周面48aによって構成されている。貫通流路50は、燃料ガス流路として機能する。内側電極露出周面44aは、内側の電極層44と電気的に通じる内側電極外周面でもある。外側電極露出周面48aは、外側の電極層48と電気的に通じる外側電極外周面でもある。
The
内側の電極層44は、例えば、Niと、CaやY、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Niと、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリアとの混合体、Niと、Sr、Mg、Co、Fe、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレートとの混合体、の少なくとも一種から形成される。電解質層46は、例えば、Y、Sc等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリア、Sr、Mgから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレート、の少なくとも一種から形成される。外側の電極層48は、例えば、Sr、Caから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンマンガナイト、Sr、Co、Ni、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンフェライト、Sr、Fe、Ni、Cuから選ばれる少なくとも一種をドープしたサマリウムコバルト、銀、などの少なくとも一種から形成される。この場合、内側の電極層44が燃料極になり、外側の電極層48が空気極になる。内側の電極層44の厚さは、例えば、1mmであり、電解質層46の厚さは、例えば、30μmであり、外側の電極層48の厚さは、例えば、30μmであり、その外径は、例えば、1〜10mmである。
The
内側電極端子40は、内側電極露出周面44aを全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続された本体部分40aと、本体部分40aから燃料電池セル4の長手方向に延びる管状部分40bとを有している。本体部分40a及び管状部分40bは、円筒形であり且つ同心に配置され、管状部分40bの管径は、本体部分40aの管径よりも細くなっている。管状部分40bは、貫通流路50と連通し且つ外部と通じる接続流路40cを有している。本体部分40aと管状部分40bとの間の段部40dは、内側の電極層44の端面44bと当接している。
The
外側電極端子42は、外側電極露出周面48aを全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続された本体部分42aと、本体部分42aから燃料電池セル4の長手方向に延びる管状部分42bとを有している。本体部分42a及び管状部分42bは、円筒形であり且つ同心であり、管状部分42bの管径は、本体部分42aの管径よりも細くなっている。管状部分42bは、貫通流路50と連通し且つ外部と通じる接続流路42cを有している。本体部分42aと管状部分42bとの間の段部42dは、環状の絶縁部材52を介して外側の電極層48、電解質層46及び内側の電極層44の端面44cと当接している。
The
内側電極端子40の全体形状と外側電極端子42の全体形状とは同一である。また、内側電極端子40と燃料電池セル4、及び、外側電極端子42と燃料電池セル4とは、その全周にわたって導電性のシール材54によってシールされ且つ固定されている。シール材54は、例えば、銀、銀とガラスの混合物、金、ニッケル、銅、チタンなどを含む各種ロウ材である。
The overall shape of the
内側電極端子40の接続流路40c、燃料電池セル4の貫通流路50、及び外側電極端子42の接続流路42cは、燃料電池セルユニット30の管内流路30cを構成する。
The
続いて、燃料電池セルスタック400について、図4を参照しながら説明する。燃料電池セルスタック400は、16本の燃料電池セルユニット30と、上支持板400aと、下支持板400bと、接続部材400cと、外部端子400dとを備えている。
Next, the
上支持板400a及び下支持板400bは矩形であり、それぞれ、燃料電池セルユニット30を2列×8行で支持するように燃料電池セルユニット30の管状部分40b、42bに嵌合する貫通孔(図に明示しない)を有している。上支持板400a及び下支持板400bは、電気絶縁性材料で形成されており、例えば、耐熱性のセラミックスで形成されている。具体的には、アルミナ、ジルコニア、スピネル、フォルステライト、マグネシア、チタニアなどを用いることが好ましい。
The
16本の燃料電池セルユニット30は、それらが電気的に直列に接続されるように配列されている。詳細には、燃料電池セルユニット30は、隣接した燃料電池セルユニット30の内側電極端子40が交互に上側及び下側に配置されるように配列されている。更に、16本の燃料電池セルユニット30を電気的に直列に接続するための接続部材400cが設けられている。接続部材400cは、隣接した1つの内側電極端子40と1つの外側電極端子42とを電気的に接続する。直列に接続された16本の燃料電池セルユニット30の両端部の内側電極端子40及び外側電極端子42にはそれぞれ、外部と電気的な接続を行うための外部端子400dが設けられている。接続部材400c、外部端子400dは、例えば、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属や、ランタンクロマイトなどのセラミック材料で形成される。各燃料電池セルスタック400の外部端子400dは電気的に直列に接続されていて、その両端には電極棒13,14に接続されている。
The 16
図3及び図4を参照しながら説明したように、燃料電池セルスタック400において、燃料電池セルユニット30の内側電極端子40が設けられている端部4aと外側電極端子42が設けられている端部4bとは上下交互になるように配置されている。従って、図1を参照しながら燃料電池セル4の内外におけるガスの流れを説明した際の、一端4Aとは燃料電池セル4の端部4a及び端部4bの内、ガスタンク3側に配置される端部を指し示すものであり、他端4Bとは燃料電池セル4の端部4a及び端部4bの内、改質器5側に配置される端部を指し示すものである。
As described with reference to FIGS. 3 and 4, in the
図1に戻り、燃料電池モジュールFCについて説明する。カバー部材1は、正面側の側壁(不図示)と、燃料電池セルユニット30の配列方向の側壁101,102と、背面側の側壁103と、天井104とによって直方体状に形成されている。側壁101の下端部には、フランジ部1aが形成されている。カバー部材1のフランジ部1aをベース部材2に当接させることで、カバー部材1とベース部材2とによって密閉される空間が形成されている。
Returning to FIG. 1, the fuel cell module FC will be described. The
カバー部材1とベース部材2とによって形成される内部空間は、仕切り板15によって二つの空間に分離されている。仕切り板15によって分離されている空間の内、燃料電池セルスタック400が配置されている空間が発電室16である。仕切り板15によって分離されている空間の内、他方の空間が排気ガス室17である。
An internal space formed by the
よって本実施例では、カバー部材1とベース部材2とによって発電室16と、排気ガス室17を形成している。
Therefore, in this embodiment, the
仕切り板15にはガスタンク3が載置されている。ガスタンク3には、燃料電池セルスタック400が10個並べて配置されており、ガスタンク3から燃料ガスが、それぞれの燃料電池セルスタック400を構成する燃料電池セル4に供給される。
The
より具体的には、ガスタンク3の上面には、燃料電池セルスタック400の下支持板400bとほぼ同じ形状の開口部(不図示)が設けられており、その開口部に下支持板400bを密接させてガスタンク3と各燃料電池セルスタック400とが接続されている。従って、燃料電池セルスタック400を構成する燃料電池セル4は、その先端部分を上部側に向けてガスタンク3に立設されている。
More specifically, an opening (not shown) having substantially the same shape as the
一方、各燃料電池セル集合体401の上方は、空気と燃料ガスとが混合して燃焼する燃焼部18となっている。燃料ガスは、ガスタンク3から、燃料電池セルユニット30の管内流路30cを通り、燃焼部18に向けて上昇する。また、燃料電池セル4の外側を流れる空気も、燃焼部18に向けて上昇する。背面側の側壁102において燃焼部18に対応する部分には、燃焼ガスと空気との燃焼を開始させるための点火装置19が設けられている。点火装置19により燃料ガスと空気とが混合して燃焼する。燃料電池セル集合体401を構成する燃料電池セル4は、燃焼部18によって上方から加熱される。
On the other hand, above each
ここで、改質器5と燃料電池セル集合体401(燃料電池セル4)との位置関係について、図5を参照しながら説明する。改質器5は、燃料電池セル集合体401における各燃料電池セル4の配列方向の端部401aよりも内側に配置されている。本実施形態では、8行×20列配置された燃料電池セル4のうち、行方向での両端にそれぞれ位置する2列(計4列)の燃料電池セル4が上面視にて露出するように、改質器5が配置されている。すなわち、改質器5は、行方向での中央に位置する4列の燃料電池セル4の上部に、これらの燃料電池セル4を覆うように、配置されている。燃料電池セル4の配列における行方向での改質器5の幅は、燃料電池セル集合体401の行方向での幅よりも狭く設定されている。
Here, the positional relationship between the
また改質器の長手方向では、図中後述する配管6Aが配置される改質器の上流側における前記改質触媒は、前記燃料電池セル集合体における前記複数の燃料電池セルの端部に位置する燃料電池セル401よりも上面視外側に配置している。
Further, in the longitudinal direction of the reformer, the reforming catalyst on the upstream side of the reformer in which a
また改質器の上流側における前記改質触媒は、前記発電室の側壁102に近接している。
The reforming catalyst on the upstream side of the reformer is close to the
燃料ガスは、燃料ガス供給管8を通って燃料電池モジュールFC内に導入される。燃料ガス供給管8は、仕切り板15に対して立設された配管6A(被改質ガス供給管)を介して改質器5に繋がっている。配管6A(改質器5)にはまた、空気供給管(不図示)も繋がっている。燃料ガス供給管8と空気供給管とは、配管6Aに繋がる前に合流しており、改質器5には予め混合された燃料ガスと空気とが供給可能なように構成されている。図1〜3には明示しないが本実施形態では、燃料ガス供給管8と空気供給管とのそれぞれに電磁弁が取り付けられていて、それぞれの電磁弁は制御部としてのCPUから出力される指示信号に応じて開閉し、改質器5に供給する燃料ガスと空気との比率を変更可能なように構成されている。
The fuel gas is introduced into the fuel cell module FC through the fuel
改質器5に導入された燃料ガス(水蒸気が混合されている場合もあり)及び空気(燃料ガスのみの場合もあり)は、改質器5内に収められている改質触媒によって改質される。改質された燃料ガス及び空気は、配管6Bを通ってガスタンク3へと供給される。改質器5に対して配管6Aが繋がっている部分と、改質器5に対して配管6Bが繋がっている部分とは、長手方向において一端近傍と他端近傍とに引き離されている。これによって、改質器5に供給された燃料ガス及び空気は改質触媒に十分に触れることが可能となる。また、配管6A,6Bは、図2及び図5に示すように、燃料電池セル4の長手方向からみて改質器5の投影領域S内において一直線状に設けられている。つまり、配管6A,6Bは、改質器5の上方側から見て改質器5からはみ出さない領域に設けられている。
The fuel gas (which may be mixed with water vapor) and air (which may be only fuel gas) introduced into the
改質器5には、改質触媒が封入されている。改質触媒としては、アルミナの球体表面にニッケルを付与したもの、アルミナの球体表面にルテニウムを付与したもの、が適宜用いられる。これらの改質触媒は球体である。
A reforming catalyst is enclosed in the
改質器5には、改質触媒量を調整する目的で充填物質としてアルミナの球体を一部封入しても良い。充填物質形状としては、球体状、ペレット状、粉末状、繊維状、ハニカム状などが好ましい。充填物質材料としては、具体的には、アルミナ、ジルコニア、スピネル、フォルステライト、マグネシア、チタニアなどのセラミックス、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属、ニッケル、アルミニウム、金、銀、銅などの単体金属を用いることが好ましい。
Part of alumina spheres may be enclosed in the
改質触媒量を傾斜させるには、改質触媒と充填物質との混合割合を調整することで達成することができる。 Increasing the amount of the reforming catalyst can be achieved by adjusting the mixing ratio of the reforming catalyst and the filler.
改質触媒量を断続的に充填させるには、改質触媒のみを充填する領域と充填物質のみを充填する領域とで分割して充填することで達成できる。 In order to fill the amount of the reforming catalyst intermittently, it can be achieved by dividing and filling the region in which only the reforming catalyst is filled and the region in which only the filling material is filled.
また、カバー部材1の側壁101,102,103、及び天井104は、二重壁構造になっており、その二重壁の間の空間を気体が通過可能なように構成されている。側壁102の内部空間と、天井104の内部空間と、側壁103の内部空間とはそれぞれ繋がっている。側壁102の下部には空気供給管10が連通されていて、空気が供給されるように構成されている。
Further, the
側壁102に供給された空気は、天井104から側壁103へと流れ、その流れる過程において発電室16内から伝わる熱によって加熱されるように構成されている。側壁103へ流れ込んだ空気は、空気流路103aに流れ込むように構成されている。空気流路103aは、側壁101から側壁102へ向けて延びるように形成され、側壁103の内側において仕切り板15の上面近傍に沿って配置されている。空気流路103aには所定間隔をおいて、空気流入孔103bが設けられている。
The air supplied to the
側壁103から空気流路103aに流れ込んだ空気は、空気流入孔103bを通って発電室16内へと流れ込むように構成されている。空気流入孔103bを通って発電室16内へと流れ込んだ空気は、燃料電池セル4の外側の通路Tを通って各燃料電池セル4の下方から上方へと流れる。各燃料電池セル4の上方に至った空気は、各燃料電池セル4の管内流路を通った燃料ガスと合わせて燃焼される。
The air that flows into the
側壁102の内側には、空気流入孔103bを通って各燃料電池セル4の下方から上方に流れる空気を燃焼部18に方向付ける方向付け部20Aが配管6Aに隣接して設けられている。より具体的には、方向付け部20Aは側壁102であって、側壁102が配管6Aに近接して設けられている。
On the inner side of the
また、側壁101に内側にも、同様の構造が設けられている。すなわち、側壁102の内側にも各燃料電池セル4の下方から上方に流れる空気を燃焼部18に近づける方向付け部20Bが配管6Bに隣接して設けられている。より具体的には、方向付け部20Bは側壁101であって、側壁101が配管6Bに近接して設けられている。このような方向付け部20A,20Bにより、各燃料電池セル4の下方から上方に流れる空気が、燃料電池セルユニット30の幅方向について改質器5の投影領域S内に規制される。
A similar structure is also provided on the inner side of the
側壁103の内側上端には、排気ガス流出スリット103cが設けられている。各燃料電池セル4の上方において燃料ガスと空気とが燃焼して発生した排気ガスは、排気ガス流出スリット103cを通って側壁103の内部空間に入る。側壁103へと入り込んだ排気ガスは、側壁103の内部空間を下方へと流れ、排気ガス室17へと至って一時的に貯留される。排気ガス室17へと至った排気ガスは、排気ガス管11を通って燃料電池モジュールFCの外部へと排出される。
An exhaust gas outflow slit 103 c is provided at the inner upper end of the
続いて、図6を参照しながら、燃料電池モジュールFCを用いた燃料電池FCSの構成について説明する。図6は、燃料電池FCSの構成を示すブロック図である。図6に示すように、燃料電池FCSは、燃料電池モジュールFCと、燃料供給部FPと、空気供給部APと、水供給部WPと、電力取出部EPと、検知部TD(検知部)と、制御部CS(制御部)とを備えている。燃料供給部FP、空気供給部AP、水供給部WP、及び電力取出部EPは、燃料電池FCSの補器ADを構成している。 Next, the configuration of the fuel cell FCS using the fuel cell module FC will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the fuel cell FCS. As shown in FIG. 6, the fuel cell FCS includes a fuel cell module FC, a fuel supply unit FP, an air supply unit AP, a water supply unit WP, a power extraction unit EP, and a detection unit TD (detection unit). And a control unit CS (control unit). The fuel supply unit FP, the air supply unit AP, the water supply unit WP, and the power extraction unit EP constitute an auxiliary device AD of the fuel cell FCS.
燃料供給部FPは、燃料供給源としての都市ガス配管から都市ガスを燃料ガスとして燃料電池モジュールFCに供給する部分であって、燃料ポンプ、電磁弁を有している。燃料供給部FPから供給される燃料ガスは燃料ガス供給管8へと送り出される。また、燃料供給部FPは、都市ガスに混合する空気を供給する空気ブロア等も有している。
The fuel supply unit FP is a part that supplies city gas as fuel gas from a city gas pipe serving as a fuel supply source to the fuel cell module FC, and includes a fuel pump and a solenoid valve. The fuel gas supplied from the fuel supply unit FP is sent out to the fuel
空気供給部APは、空気供給源としての大気中から空気を燃料電池モジュールFCに供給する部分であって、空気ブロア、電磁弁を有している。空気供給部APから供給される空気は空気供給管10へと送り出される。
The air supply unit AP is a part that supplies air from the atmosphere as an air supply source to the fuel cell module FC, and includes an air blower and an electromagnetic valve. The air supplied from the air supply unit AP is sent out to the
水供給部WPは、水供給源としての水道管から水を燃料電池モジュールFCに供給する部分であって、水ポンプ、電磁弁を有している。水供給部WPから供給される水は、燃料電池モジュールFC内部で水蒸気となって水蒸気供給管(不図示)へと送り出される。 The water supply unit WP is a part that supplies water from a water pipe as a water supply source to the fuel cell module FC, and includes a water pump and an electromagnetic valve. The water supplied from the water supply unit WP is converted into water vapor inside the fuel cell module FC and sent out to a water vapor supply pipe (not shown).
電力取出部EPは、燃料電池モジュールFCから電力を取り出す部分であって、インバータ等の電力変換装置を有している。電力取出部EPは、電極棒13,14と繋がっていて、変換した電力は電力供給先へと送り出すように構成されている。
The power extraction unit EP is a part that extracts electric power from the fuel cell module FC, and includes a power conversion device such as an inverter. The power extraction unit EP is connected to the
検知部TDは、改質器5の温度を検知し、改質器5の温度を示す信号を制御部CSに出力する。制御部CSは、燃料供給部FP、空気供給部AP、水供給部WP、及び電力取出部EPのそれぞれを制御するための部分であって、CPUやROMを有している。上述したような燃料電池モジュールFCの動作は、制御部CSからの指示信号に基づいて実行される。制御部CSは、少なくとも検知部TDにより改質器5が水蒸気改質可能な温度であると検知された際に、改質器5に被改質ガスと水蒸気だけを供給するよう制御する。これにより、改質器5では、後述するオートサーマル改質反応が進行することとなる。
The detection unit TD detects the temperature of the
続いて、図7を参照しながら、本実施形態に係る燃料電池モジュールFCを含む燃料電池の動作及びその運転方法について説明する。尚、以下の説明においては便宜上、燃料電池モジュールFCの動作を説明することでその燃料電池モジュールFCを含む燃料電池の説明としている。 Next, the operation of the fuel cell including the fuel cell module FC according to the present embodiment and the operation method thereof will be described with reference to FIG. In the following description, for the sake of convenience, the operation of the fuel cell module FC is described to describe the fuel cell including the fuel cell module FC.
本実施形態に係る燃料電池モジュールFCの運転方法は、着火工程と、改質工程と、ガス供給工程と、セル作動工程と、燃焼工程と、を備えている。これらの工程は、後述するように必ずしも順次実行される工程ではなく、並行して実行されたり、順番を変えて実行されたりする工程である。 The operation method of the fuel cell module FC according to the present embodiment includes an ignition process, a reforming process, a gas supply process, a cell operation process, and a combustion process. As will be described later, these steps are not necessarily executed sequentially, but are executed in parallel or executed in a different order.
先ず、燃料電池モジュールFCを温めるために、燃料電池モジュールFCを含む回路に負荷をかけない状態、即ち、燃料電池モジュールFCを含む回路を開いた状態で、燃料電池モジュールFCに燃料ガスと空気を供給する。この段階では、燃料ガスと空気が存在しても、回路に電流が流れないので、燃料電池モジュールFCは、発電を行わない。 First, in order to warm the fuel cell module FC, fuel gas and air are supplied to the fuel cell module FC without applying a load to the circuit including the fuel cell module FC, that is, with the circuit including the fuel cell module FC open. Supply. At this stage, even if fuel gas and air are present, no current flows through the circuit, so the fuel cell module FC does not generate power.
詳細には、燃料ガスを供給する。具体的には、燃料供給部FPから燃料ガスを燃料ガス供給管8に供給する。このとき、制御部CSは、都市ガス及び空気を含む燃料ガスを供給するように、燃料ポンプ及び燃料供給部FPの空気ブロア等に信号を出力する。図7には、燃料ポンプの制御電圧及び燃料供給部FPの空気ブロアの制御電圧を示している。燃料ガス供給管8から供給された燃料ガスは、ガスタンク3内に貯まる。それにより、各燃料電池セルユニット30への均一且つ一様な燃料ガスの供給を確保する。ガスタンク3内に溜まった燃料ガスが、燃料電池セルユニット30の管内流路30cを通って流れ、内側の電極層44に作用する。作用しなかった燃料ガスが、各燃料電池セルユニット30の上部空間に達する。
Specifically, fuel gas is supplied. Specifically, the fuel gas is supplied from the fuel supply unit FP to the fuel
また、大気中の空気を供給する。具体的には、空気供給部APによって空気供給管10に供給し、側壁102から天井104、側壁103へと流す。次いで、空気流路103a,103bへと空気を通して、空気流入孔103c,103dから空気を発電室16内へと導く。発電室16内へと導かれた空気は、外側の電極層48と作用する。作用しなかった空気は、各燃料電池セルユニット30(燃料電池セル4)の上方に達する。
In addition, air in the atmosphere is supplied. Specifically, the air is supplied to the
次いで、点火装置19を用いて、燃焼ガスと空気とを燃焼させる(着火工程、燃焼工程)。それにより生じた排気ガスは、高温になる。排気ガスは、側壁104,105の内部空間に導かれて、排気ガス室17へと流入する。排気ガス室17へと流入した排気ガスは、排気ガス管11から排出される。
Next, the
燃料ガスと空気とが燃焼する際に、発電室16内が昇温される。外部から導入される空気は、側壁102、天井104、側壁103と流れる間に、発電室16内と熱交換を行って暖められる。高温の排気ガスは、排気ガス室17へと流入し、排気ガス室17内を昇温する。排気ガス室17内部に改質器5が設けられているので、改質器5も昇温される。
When the fuel gas and air burn, the temperature in the
続いて、炭化水素系の都市ガスと空気とを予め混合したガスを改質器5に供給する(改質工程)。改質器5においては、式(1)の部分酸化改質反応POXが進行する。この部分酸化改質反応は発熱反応であるので、起動性が良好であり、更には改質器5から仕切り板15を介して熱が発電室16へと伝熱される。従って、燃料電池セルスタック400を構成する燃料電池セル4は、上方からは燃料ガスと空気の混合燃焼による熱によって加熱され、下方からはこの伝熱によって加熱されるので、加熱部分によって挟まれることになって均等な昇温が可能となる。部分酸化改質反応POXが進行しても燃焼部18では継続して燃焼反応が持続する。
Subsequently, a gas obtained by mixing hydrocarbon-based city gas and air in advance is supplied to the reformer 5 (reforming step). In the
CmHn+m/2O2 → mCO+nH2 (1)
C m H n + m / 2
部分酸化改質反応POXの実行開始から所定時間経過後、都市ガスと空気と水蒸気とを予め混合したガスを改質器5に供給する(改質工程)。このとき、制御部CSは、都市ガス及び空気を含む燃料ガスに加えて水蒸気を供給するように、燃料ポンプ、燃料供給部FPの空気ブロア、及び水ポンプ等に信号を出力する。図7には、水ポンプの制御電圧を示している。改質器5においては、上述の部分酸化改質反応POXと後述する水蒸気改質反応SRとが併用されたオートサーマル改質反応ATRが進行する。このオートサーマル改質反応ATRは、熱的に内部バランスが取れるので、改質器5内では熱自立しながら反応が進行する。すなわち、酸素が多い場合は部分酸化改質反応POXによる発熱が支配的となり、水蒸気が多い場合は水蒸気改質反応SRによる吸熱が支配的となる。この段階では、既に起動の初期段階を過ぎており、発電室16内がある程度の温度に昇温されているので、吸熱反応が支配的であっても大幅な温度低下を招くことはない。また、オートサーマル改質反応ATRが進行しても燃焼部18では継続して燃焼反応が持続する。
After a predetermined time has elapsed since the execution of the partial oxidation reforming reaction POX, a gas in which city gas, air, and water vapor are mixed in advance is supplied to the reformer 5 (reforming step). At this time, the control unit CS outputs a signal to a fuel pump, an air blower of the fuel supply unit FP, a water pump, and the like so as to supply water vapor in addition to city gas and fuel gas including air. FIG. 7 shows the control voltage of the water pump. In the
オートサーマル改質反応の実行開始から所定時間経過後、検知部TDにより改質器5が水蒸気改質可能な温度であると検知されると、都市ガスと水蒸気とを予め混合したガスを改質器5に供給する(改質工程)。このとき、制御部CSは、都市ガスだけを含む燃料ガスに加えて水蒸気を供給するように、燃料ポンプ及び水ポンプ等に信号を出力すると共に燃料供給部FPの空気ブロアを停止させるよう信号を出力する。
When a predetermined time has elapsed after the start of the execution of the autothermal reforming reaction, when the
改質器5においては、式(2)の水蒸気改質反応SRが進行する。この水蒸気改質反応SRは吸熱反応であるので、燃焼部18からの燃焼熱による熱バランスをとりながら反応が進行する。この段階では、既に起動の最終段階であるため、発電室16内が十分高温に昇温されているので、吸熱反応を主体としても大幅な温度低下を招くことはない。また水蒸気改質反応SRが進行しても燃焼部18では継続して燃焼反応が持続する。
In the
CmHn+mH2O → mCO+(n/2+m)H2 (2) C m H n + m H 2 O → m CO + (n / 2 + m) H 2 (2)
上述したように着火工程から燃焼工程の進行に合わせて改質工程を切り替えていくことで、発電室16内の温度が徐々に上昇する。発電室16内及び燃料電池セル4の温度が、燃料電池モジュールFCを安定的に作動させる定格温度よりも低い所定の発電温度に達したら、燃料電池モジュールFCを含む回路を閉じる。それにより、燃料電池モジュールFCは発電を開始し、回路に電流が流れる(セル作動工程)。燃料電池の発電により、燃料電池セル4自体も発熱し、更に、燃料電池セル4の温度が上昇する。その結果、燃料電池モジュールFCを作動させる定格温度、例えば、600〜800℃になる。
As described above, the temperature in the
その後、定格温度を維持するために、燃料電池セル4で消費される燃料ガス及び空気の
量よりも多い量の燃料ガス及び空気を供給し、発電室16での燃焼を継続させる(燃焼工程)。なお、発電中は、改質効率の高い水蒸気改質反応SRで発電が進行せしめられる。水蒸気改質反応SR自体は(厳密に言えば)400℃〜800℃程度で行われるが、燃料電池との組み合わせにおいては500℃〜700℃程度で運転される。
Thereafter, in order to maintain the rated temperature, a larger amount of fuel gas and air than the amount of fuel gas and air consumed by the
以上のように、本実施形態においては、制御部SCが、検知部TDにより改質器5が水蒸気改質可能な温度であると検知された際に、改質器5に被改質ガスとしての都市ガス(空気を含まない燃料ガス)と水蒸気だけを供給するよう制御し、改質器5において水蒸気改質反応SRを行わせる。水蒸気改質反応SRは吸熱反応であることから、燃焼部18の熱が奪われることとなる。しかしながら、改質器5は、燃料電池セル集合体401における複数の燃料電池セル4の端部に位置する燃料電池セルよりも外側に配置されているので、燃焼部18における複数の燃料電池セル4の端部での熱を奪い難い。このため、燃焼部18における複数の燃料電池セル4の端部での燃焼状態が不安定となるのを抑制することができる。燃焼部18における複数の燃料電池セル4の配列方向での中央部では、改質器5により熱が奪われることとなるが、温度が元々高く、燃焼状態が良好であるため、燃焼状態が不安定となる懼れはない。これらの結果、燃焼部18における燃焼状態の安定性が向上する。
As described above, in the present embodiment, when the control unit SC detects that the
さらに本実施形態では、改質器の上流側における前記改質触媒が、前記発電室の側壁に近接している。よって、改質反応に必要な熱は燃焼部の熱が対流により側壁近傍に寄ることにより改質器に十分に伝達され、適切な改質反応がなされる。 Furthermore, in the present embodiment, the reforming catalyst on the upstream side of the reformer is close to the side wall of the power generation chamber. Therefore, the heat required for the reforming reaction is sufficiently transferred to the reformer when the heat of the combustion section approaches the side wall by convection, and an appropriate reforming reaction is performed.
また、本実施形態では、配管6Bが改質器5の燃料電池セル4側への投影領域内に配置されているので、配管6Bは燃料電池セル4ひいては燃焼部18により近接して配置されることとなる。これにより、配管6Bは燃焼部18の熱を受けて加熱され、燃焼部18の熱の有効利用を図ることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、燃料電池セル集合体401では、複数の燃料電池セル4が行列配置されている。これにより、改質器5を燃料電池セル集合体401における複数の燃料電池セル4の配列方向の端部よりも内側に配置させる構成を容易に設計管理することができる。
In the present embodiment, in the
尚、本実施形態では、燃料電池セル4の配置に関し、列及び行の数は上述した実施形態の数に限られない。例えば、図8に示すように、列の数と行の数とが同じであってもよい。図8に示した例では、燃料電池セル4は、6行×6列に配置されている。
In the present embodiment, regarding the arrangement of the
本実施形態では、行列配置された燃料電池セル4のうち、行方向での両端にそれぞれ位置する少なくとも1列の燃料電池セル4が露出するように、改質器5が配置されているが、これに限らない。例えば、図9に示すように、行列配置された燃料電池セル4のうち、列方向での両端にそれぞれ位置する少なくとも1列の燃料電池セル4が露出するように、改質器5が配置されていてもよい。図9に示した例では、燃料電池セル4は、3行×6列に配置されている。なお、露出する燃料電池セル4の列又は行の数は、改質器5の行方向での幅に依存する。
In the present embodiment, the
行列配置された燃料電池セル4のうち、行方向又は列方向での一方の端にそれぞれ位置する少なくとも1列の燃料電池セル4が露出するように、改質器5が配置されていてもよい。
Of the
改質器5の数は、一つに限られることなく、2つ以上であってもよい。複数の改質器5は、例えば、燃料電池セル4の行方向又は列方向に併設することができる。
The number of
3…ガスタンク、4…燃料電池セル、5…改質器、6A,6B…配管、8…燃料ガス供給管、10…空気供給管、11…排気ガス管、16…発電室、18…燃焼部、19…点火装置、30…燃料電池セルユニット、400…燃料電池セルスタック、401…燃料電池セル集合体、AP…空気供給部、CS…制御部、EP…電力取出部、FC…燃料電池モジュール、FCS…燃料電池、FP…燃料供給部、SC…制御部、TD…検知部、WP…水供給部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記燃料電池セル集合体の上部に配置され、被改質ガスを改質して燃料ガスとする改質触媒を含む少なくとも一つの改質器と、を備える燃料電池用改質器ユニットを
発電室内に備える燃料電池モジュールであって、
前記改質器は、水蒸気改質可能な温度であると検知された場合に、被改質ガスと水蒸気のみが供給されるように構成されており、
前記複数の燃料電池セルの上部に、発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤ガスとが混合して燃焼する燃焼部が形成され、
前記改質器の上流側における前記改質触媒は、前記燃料電池セル集合体における前記複数の燃料電池セルの端部に位置する燃料電池セルよりも外側に配置されるとともに、
前記改質器の上流側における前記改質触媒は、前記発電室の側壁に近接することを特徴とする燃料電池モジュール。 A plurality of fuel cells constituting a fuel cell assembly, wherein a fuel gas channel is disposed inside and the remaining fuel gas is discharged from an outlet of the fuel gas channel;
A reformer unit for a fuel cell, which is disposed above the fuel cell assembly and includes at least one reformer including a reforming catalyst that reforms the gas to be reformed into fuel gas. A fuel cell module for
The reformer is configured to supply only the gas to be reformed and steam when it is detected that the temperature is capable of steam reforming,
On the upper part of the plurality of fuel cells, a combustion part is formed in which the remaining fuel gas that did not contribute to the power generation reaction and the remaining oxidant gas are mixed and burned,
The reforming catalyst on the upstream side of the reformer is disposed outside the fuel cells located at the ends of the plurality of fuel cells in the fuel cell assembly,
The fuel cell module, wherein the reforming catalyst on the upstream side of the reformer is close to a side wall of the power generation chamber.
前記被改質ガス供給管が、前記改質器の前記複数の燃料電池セル側への投影領域内に配置されていることを特徴とする請求項1記載の燃料電池モジュール。 A reformed gas supply pipe for supplying the reformed gas to be reformed by the reformer to the reformer;
2. The fuel cell module according to claim 1, wherein the reformed gas supply pipe is disposed in a projection region of the reformer toward the plurality of fuel cells. 3.
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