JP2013254581A5 - - Google Patents

Description

燃料ガスと酸化剤ガスとを利用して発電する燃料電池装置において、
内部に下端から上端に向かって燃料ガスを流す燃料ガス流路を形成する燃料電池セルを複数備え、前記燃料電池セル同士の間で下端から上端に向かって酸化剤ガスを流す酸化剤ガス流路を形成する燃料電池セルスタックと、
前記燃料電池セルスタックの一対の対向する側面にそれぞれ内向き面で対向する一対の拡散防止壁と、
前記燃料電池セルスタックの上方に配置され、供給された被改質ガスを燃料ガスに改質する改質器と、
前記改質器の一端に接続されて前記改質器に前記被改質ガスを流入させるガス流入管と、
前記改質器の他端に接続されて前記改質器から前記燃料ガスを流出させるガス流出管と、を備える燃料電池装置であって、
前記拡散防止壁は前記燃料電池セルスタックの上方に配置され、一端及び他端で前記拡散防止壁にそれぞれ固定されることにより、各前記拡散防止壁と前記改質器との間には、前記燃料電池セルスタックから流出するガスを流通させる空気流路が形成されることを特徴とする燃料電池装置が提供される。

こうした燃料電池装置では、被改質ガスの改質にあたって改質器は加熱されるので、改質器に被改質ガスを流入させるガス流入管の温度と、改質器から燃料ガスを流出させるガス流出管との温度との間に非常に大きな温度差が生じる。その結果、ガス流入管とガス流出管との間に熱膨張の差分が生じる。本発明に係る燃料電池装置では、改質器が拡散防止壁に固定されているので、空気流路の流路断面積は変化しない。その結果、燃料電池セルスタックの燃料ガス流路及び酸化剤ガス流路を流れるガスの流れに乱れは生じないので、すべての燃料電池セルで均一に発電することができる。従って、燃料電池装置では、長期間にわたって安定した発電性能を確保することができる。

Claims (6)

1. 燃料ガスと酸化剤ガスとを利用して発電する燃料電池装置において、
   内部に下端から上端に向かって燃料ガスを流す燃料ガス流路を形成する燃料電池セルを複数備え、前記燃料電池セル同士の間で下端から上端に向かって酸化剤ガスを流す酸化剤ガス流路を形成する燃料電池セルスタックと、
   前記燃料電池セルスタックの一対の対向する側面にそれぞれ内向き面で対向する一対の拡散防止壁と、
   前記燃料電池セルスタックの上方に配置され、供給された被改質ガスを燃料ガスに改質する改質器と、
   前記改質器の一端に接続されて前記改質器に前記被改質ガスを流入させるガス流入管と、
   前記改質器の他端に接続されて前記改質器から前記燃料ガスを流出させるガス流出管と、を備える燃料電池装置であって、
   前記拡散防止壁は前記燃料電池セルスタックの上方に配置され、前記改質器が一端及び他端で前記拡散防止壁にそれぞれ固定されることにより、各前記拡散防止壁と前記改質器との間には、前記燃料電池セルスタックから流出するガスを流通させる空気流路が形成されることを特徴とする燃料電池装置。
2. 前記空気流路は、前記改質器と一方の前記拡散防止壁との間、及び、前記改質器と他方の前記上板との間にそれぞれ挟み込まれる少なくとも一対のスペーサによって形成され、
   すべての前記スペーサが同一の形状及び同一の大きさを有することを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
3. 一方の前記拡散防止壁に配置される一対の前記スペーサと他方の前記拡散防止壁に配置される一対の前記スペーサとは、前記燃料電池セルスタックの一対の前記側面から等距離に規定される中間面に対して前記空気流路が相互に面対称に形成されるように、配置されることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池装置。
4. 一方の前記拡散防止壁に配置される一対の前記スペーサと他方の前記拡散防止壁に配置される一対の前記スペーサとは、前記燃料電池セルスタックの一対の前記側面を相互に接続するもう一対の側面から等距離に規定される第２の中間面に対して相互に面対称の位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載の燃料電池装置。
5. 前記ガス流入管及び前記ガス流出管の少なくともいずれか一方は、前記ガス流入管及び前記ガス流出管の少なくともいずれか一方と前記拡散防止壁との間の熱膨張の差分による相対変位を許容する伸縮部分を備えることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池装置。
6. 前記ガス流入管及び前記ガス流出管のそれぞれは、対応の前記拡散防止壁の外向き面に対向して配置され、
   前記伸縮部分は前記空気流路よりも下方に配置されることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池装置。