JP2014056737A - Fuel cell module - Google Patents

Fuel cell module Download PDF

Info

Publication number
JP2014056737A
JP2014056737A JP2012201294A JP2012201294A JP2014056737A JP 2014056737 A JP2014056737 A JP 2014056737A JP 2012201294 A JP2012201294 A JP 2012201294A JP 2012201294 A JP2012201294 A JP 2012201294A JP 2014056737 A JP2014056737 A JP 2014056737A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
passage
fuel cell
cell module
case
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012201294A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5946730B2 (en
Inventor
Yukihiro Kawamichi
幸弘 川路
Akira Yamamoto
暁 山本
Sho Yokoyama
翔 横山
Yoshiaki Kaneko
佳亮 金子
Ryo Kishida
遼 岸田
Yasushi Mizuno
康 水野
Naoki Yokoo
直樹 横尾
Norihisa Shibazaki
則久 柴崎
Hiroki Oguro
裕希 小黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dainichi Co Ltd
Eneos Corp
Original Assignee
Dainichi Co Ltd
JX Nippon Oil and Energy Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainichi Co Ltd, JX Nippon Oil and Energy Corp filed Critical Dainichi Co Ltd
Priority to JP2012201294A priority Critical patent/JP5946730B2/en
Publication of JP2014056737A publication Critical patent/JP2014056737A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5946730B2 publication Critical patent/JP5946730B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a solid oxide fuel cell module in which a passage for a fluid circulating between the inside and outside of the module has firm airtightness with respect to an ambient space and is also removably coupled to secure maintainability.SOLUTION: A first vent tube 5 is disposed on the outside of a first case 2 constituting the outermost side of a module, and a second vent tube 6 communicating with the first vent tube 5 is connected to a second case 3 disposed inside the first case 2 via an air gap 4. Then, the first vent tube 5 and the second vent tube 6 are coupled with a screw 9 by sandwiching sealing members 7, 8 between flange parts 5a, 6a bent inward of the first vent tube 5 and the second vent tube 6 and an outer peripheral edge part of a vent hole 2a formed in the first case 2.

Description

本発明は、燃料の化学反応により発電する発電部を内包する燃料電池モジュールに関し、特に、燃料モジュール内外に流体を気密に流通させる通路構造に関する。   The present invention relates to a fuel cell module including a power generation unit that generates power by a chemical reaction of fuel, and more particularly, to a passage structure that allows fluid to flow in an airtight manner inside and outside the fuel module.

燃料電池システムとして、例えば固体酸化物形燃料電池システム(SOFCシステム)では、水素含有燃料と酸化剤(空気)とを反応させて発電する燃料電池セルスタックを含む発電部と該発電部を筐体で取り囲み、内部で余剰の水素含有燃料(オフガス)を燃焼させ、その燃焼排ガスを、触媒部で浄化した後、熱媒体によって排ガスの熱を回収し、燃料電池システムの外部に放出している。   As a fuel cell system, for example, in a solid oxide fuel cell system (SOFC system), a power generation unit including a fuel cell stack that generates electricity by reacting a hydrogen-containing fuel and an oxidant (air), and the power generation unit as a casing The surplus hydrogen-containing fuel (off-gas) is burned inside and the combustion exhaust gas is purified by the catalyst part, and then the heat of the exhaust gas is recovered by a heat medium and released to the outside of the fuel cell system.

燃料電池システムにおける配管接続構造としては、特許文献1に示すように、接続される2本の配管内を流れるガスの配管外(大気側)への漏洩防止を図ったものがある。
一方、SOFCシステムとして、特許文献2では、モジュール最外側の筐体を構成する第1ケースと、その内側の発電部を取り囲む第2ケースとの間に空間を形成し、該環状空間に酸化剤(空気)を取り入れて第2ケース内側の発電部(カソード電極)に供給すると共に、第2ケースの内側で発生したオフガスの燃焼排ガスを、環状空間を貫通してモジュール外側に突出する配管を介して排出するようにしている。
As a pipe connection structure in a fuel cell system, as shown in Patent Document 1, there is one that prevents leakage of gas flowing in two connected pipes to the outside of the pipe (atmosphere side).
On the other hand, as an SOFC system, in Patent Document 2, a space is formed between a first case that constitutes the outermost casing of the module and a second case that surrounds the power generation unit inside the module, and an oxidant is formed in the annular space. (Air) is taken in and supplied to the power generation section (cathode electrode) inside the second case, and the off-gas combustion exhaust gas generated inside the second case is passed through a pipe protruding through the annular space to the outside of the module. Are discharged.

特開2009−197844号JP 2009-197844 A 特開2011−222136号JP 2011-222136 A 特開2010−192272号JP 2010-192272 A

特許文献2のような構造の場合、配管内を流れる排ガス及び酸化剤の大気への漏洩、及び排ガスと環状空間内を流れる酸化剤との混入を回避する必要があるが、特許文献1の方式では、2流体間の気密に対応できるが3流体間の気密には対応できない。   In the case of the structure as in Patent Document 2, it is necessary to avoid leakage of exhaust gas and oxidant flowing in the piping to the atmosphere, and mixing of the exhaust gas and oxidant flowing in the annular space. Then, it can cope with the airtightness between the two fluids, but cannot cope with the airtightness between the three fluids.

第1ケースと第2ケース(の配管)とを溶接等で固定すれば、シール性は確保されるが、第2ケースを第1ケースに対して着脱できない構造となるため、メンテナンス面で不利であり、製造コストも増加する。   If the first case and the second case (pipe) are fixed by welding or the like, the sealing performance is secured, but the second case cannot be attached to and detached from the first case, which is disadvantageous in terms of maintenance. In addition, the manufacturing cost increases.

また、特許文献3のように、モジュール外側の通路部材の端部に径方向外側に延びるフランジ部を形成し、これらフランジ部相互をシール部材を介して締結することが考えられる。   Further, as in Patent Document 3, it is conceivable that a flange portion extending radially outward is formed at an end portion of the passage member outside the module, and the flange portions are fastened together via a seal member.

しかし、この方式では、モジュール内の排ガスや酸化剤がフランジ部を貫通するネジ孔を介して大気中に漏洩することを回避できず、良好なシール性を確保できない。
モジュールを構成する壁面をネジ孔が貫通しない程度の厚さにすることによりシール性は確保できるが、モジュールの大型化、重量化を招く。さらに、各ネジ締結部に袋ナットを溶接してネジ孔を閉塞することも考えられ、このようにしても、シール性は確保できるが、高価な袋ナットが複数個必要となり、その複数箇所の溶接にも時間を要すると共に、袋ナット溶接箇所の気密検査が必要となりコスト高となる。
However, with this method, it is impossible to prevent the exhaust gas and oxidant in the module from leaking into the atmosphere through the screw holes penetrating the flange portion, and it is impossible to ensure good sealing performance.
Although the sealing property can be secured by making the wall thickness of the module so thick that the screw hole does not penetrate, the size and weight of the module are increased. Furthermore, it is also conceivable to close the screw hole by welding a cap nut to each screw fastening portion. Even in this case, it is possible to secure sealing performance, but a plurality of expensive cap nuts are required, and the Welding takes time, and an airtight inspection of the cap nut welded portion is required, resulting in high costs.

本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、燃料モジュールの内側と外側の間に流体を流通させる通路を、該通路に隣接する2空間との気密を確保すると共に、メンテナンス性を確保でき、かつ、簡易で低コストに製造できる構成とした燃料電池モジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and while ensuring the airtightness of the passage through which the fluid flows between the inside and the outside of the fuel module with the two spaces adjacent to the passage, An object of the present invention is to provide a fuel cell module having a configuration that can ensure maintainability and can be manufactured simply and at low cost.

上記目的を達成するため、本発明に係る燃料電池モジュールは、
燃料の化学反応により発電する発電部を筐体に内包して構成された燃料電池モジュールであって、燃料電池モジュールの内側と外側との間に流体を流通させる通路を、前記筐体の外側に配設される第1通路と、該第1通路に連通して前記筐体の内側に配設される第2通路とを含んで構成し、前記第1通路を構成する外側部材と前記第2通路を構成する内側部材とを、該第1通路及び第2通路の内側空間でシール部材を介して締結し、前記第1通路及び第2通路の内側空間と、前記筐体の内側で前記第2通路外側の空間と、前記第1通路外側の空間と、を気密に分離したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a fuel cell module according to the present invention comprises:
A fuel cell module configured by enclosing a power generation unit that generates power by a chemical reaction of fuel in a casing, and a passage through which fluid flows between the inside and the outside of the fuel cell module A first passage that is disposed; and a second passage that communicates with the first passage and is disposed inside the housing. The outer member constituting the first passage and the second member An inner member constituting the passage is fastened via a seal member in an inner space of the first passage and the second passage, and the inner space of the first passage and the second passage and the inner space of the housing The space outside the two passages and the space outside the first passage are hermetically separated.

第1通路と第2通路とは、これらを構成する外側部材と内側部材とが通路の内側でシール部材を介して締結されるため、該通路内の流体が通路締結用のネジ孔を通過しても通路外に漏洩することがない。また、これら通路内空間と、モジュール内側で通路外側の空間、及びモジュール外側で通路外側の空間(大気)とは、通路内側のシール部材を介した締結によって気密に分離され、これら各空間にある3流体相互のシール機能が確保される。   In the first passage and the second passage, the outer member and the inner member constituting the first passage and the second passage are fastened through the seal member inside the passage, so that the fluid in the passage passes through the screw hole for fastening the passage. However, it does not leak out of the passage. Further, the space inside the passage, the space outside the passage inside the module, and the space outside the passage (atmosphere) outside the module are airtightly separated by fastening via a seal member inside the passage, and are in each of these spaces. The sealing function between the three fluids is ensured.

また、モジュールを構成する最外側の筐体と、第2通路及びこれに連結される部材とは着脱自由であり、メンテナンス性を確保できる。
さらに、高価な袋ナット及びその複数箇所の溶接および気密検査も不要であり、製造コストも削減できる。
Moreover, the outermost housing | casing which comprises a module, a 2nd channel | path, and the member connected with this are detachable freely, and maintainability is securable.
Furthermore, expensive cap nuts and welding and airtight inspections at a plurality of locations are unnecessary, and the manufacturing cost can be reduced.

本発明に係る通路構造が適用される燃料電池モジュールの一例の概略を示す図。The figure which shows the outline of an example of the fuel cell module to which the channel | path structure which concerns on this invention is applied. 本発明に係る通路構造が適用される燃料電池モジュールの別の例の概略を示す図。The figure which shows the outline of another example of the fuel cell module to which the channel | path structure which concerns on this invention is applied. 図1または図2の燃料電池モジュールに適用される第1の実施形態に係る通路構造を拡大して示す図。The figure which expands and shows the channel | path structure which concerns on 1st Embodiment applied to the fuel cell module of FIG. 1 or FIG. 図1または図2の燃料電池モジュールに適用される第2の実施形態に係る通路構造を拡大して示す図。The figure which expands and shows the channel | path structure which concerns on 2nd Embodiment applied to the fuel cell module of FIG. 1 or FIG. 図1または図2の燃料電池モジュールに適用される第3の実施形態に係る通路構造を拡大して示す図。The figure which expands and shows the channel | path structure which concerns on 3rd Embodiment applied to the fuel cell module of FIG. 1 or FIG. 本発明に係る通路構造が適用される燃料電池モジュールのさらに別の例の概略を示す図。The figure which shows the outline of another example of the fuel cell module to which the channel | path structure which concerns on this invention is applied. 図6の燃料電池モジュールに適用される第4の実施形態に係る通路構造を拡大して示す図。The figure which expands and shows the channel | path structure which concerns on 4th Embodiment applied to the fuel cell module of FIG. 図6の燃料電池モジュールに適用される第5の実施形態に係る通路構造を拡大して示す図。The figure which expands and shows the channel | path structure which concerns on 5th Embodiment applied to the fuel cell module of FIG. 図6の燃料電池モジュールに適用される第6の実施形態に係る通路構造を拡大して示す図。The figure which expands and shows the channel | path structure which concerns on 6th Embodiment applied to the fuel cell module of FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して、詳細に説明する。
先ず燃料電池モジュールの概略構成について説明する。
図1および図2は、本発明に係る通路構造が適用される固体酸化物形燃料電池モジュールの一例の概略を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, a schematic configuration of the fuel cell module will be described.
1 and 2 schematically show an example of a solid oxide fuel cell module to which a passage structure according to the present invention is applied.

筐体1は、筐体1の最外側を構成する直方体状の第1ケース(外殻部材)2と、第1ケース2内に第1の空隙4を隔てて収納される直方体状の第2ケース(内殻部材)3と、を含んで構成される。これらのケース2、3は金属製である。但し、第2ケースは、長手方向の両端側面の少なくとも一方を開放端とし、該開放端部を第1ケース2の内壁面に着脱自由に気密に連結する構成としてもよい。   The casing 1 includes a rectangular parallelepiped first case (outer shell member) 2 constituting the outermost side of the casing 1 and a rectangular parallelepiped second case housed in the first case 2 with a first gap 4 therebetween. And a case (inner shell member) 3. These cases 2 and 3 are made of metal. However, the second case may have a configuration in which at least one of both side surfaces in the longitudinal direction has an open end, and the open end is detachably and airtightly connected to the inner wall surface of the first case 2.

第2ケース3内には、水素含有燃料と酸化剤(空気)との化学反応によって発電する複数のセルと、セルの一端部(反応ガスの流れ方向における下流端部)側で余剰の水素含有燃料(オフガス)を燃焼させてセルスタックを高温状態に維持するオフガス燃焼部とを含んで構成される発電部11が収納される。   In the second case 3, there are a plurality of cells that generate electric power by a chemical reaction between the hydrogen-containing fuel and the oxidant (air), and excess hydrogen is contained on one end (downstream end in the flow direction of the reaction gas) of the cells. A power generation unit 11 including an off-gas combustion unit that burns fuel (off-gas) and maintains the cell stack at a high temperature is housed.

図1に示す燃料電池モジュールは、第2ケース3内にはまた、発電部11のオフガス燃焼部近傍に、燃料供給管14から供給される水素含有燃料を改質する改質器12が収納される。該改質器12で生成された改質ガスは改質ガス通路13を介してセルスタックのアノード(燃料極)に供給される。
水素含有燃料(原燃料)としては、例えば、炭化水素系燃料が用いられる。炭化水素系燃料としては、分子中に炭素と水素とを含む化合物(酸素等、他の元素を含んでいてもよい)若しくはそれらの混合物が用いられ、例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類、バイオ燃料が挙げられる。具体的には、炭化水素類として、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、LPG(液化石油ガス)、都市ガス、タウンガス、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油が挙げられる。アルコール類として、メタノール、エタノールが挙げられる。エーテル類として、ジメチルエーテルが挙げられる。バイオ燃料として、バイオガス、バイオエタノール、バイオディーゼル、バイオジェットが挙げられる。
In the fuel cell module shown in FIG. 1, a reformer 12 for reforming the hydrogen-containing fuel supplied from the fuel supply pipe 14 is housed in the second case 3 in the vicinity of the off-gas combustion unit of the power generation unit 11. The The reformed gas generated in the reformer 12 is supplied to the anode (fuel electrode) of the cell stack via the reformed gas passage 13.
As the hydrogen-containing fuel (raw fuel), for example, a hydrocarbon fuel is used. As the hydrocarbon fuel, a compound containing carbon and hydrogen in its molecule (which may contain other elements such as oxygen) or a mixture thereof is used. For example, hydrocarbons, alcohols, ethers And biofuels. Specific examples of hydrocarbons include methane, ethane, propane, butane, natural gas, LPG (liquefied petroleum gas), city gas, town gas, gasoline, naphtha, kerosene, and light oil. Examples of alcohols include methanol and ethanol. Examples of ethers include dimethyl ether. Examples of biofuels include biogas, bioethanol, biodiesel, and biojet.

改質器12での改質方式は、特に限定されず、例えば、水蒸気改質、部分酸化改質、自己熱改質、その他の改質方式を採用できる。水蒸気改質を用いる場合は、改質器12内(又は改質器12とは別)に水気化部を設け、筐体1外部から供給される水を加熱し気化させることによって水蒸気を生成する。   The reforming method in the reformer 12 is not particularly limited, and for example, steam reforming, partial oxidation reforming, autothermal reforming, and other reforming methods can be employed. When steam reforming is used, a water vaporization unit is provided in the reformer 12 (or separately from the reformer 12), and steam is generated by heating and vaporizing water supplied from the outside of the housing 1. .

なお、図2に示すように、改質器は筐体1内部に備えなくてもよい。例えば、筐体1外部に改質器を備え、改質済みの燃料を燃料供給管14から発電部11に供給する形態がある。または、改質を必要としない水素リッチガスを燃料供給管14から発電部11に供給する形態がある。あるいは、燃料供給管14と発電部11の間に、脱水素反応部および脱水素反応部から脱水素化物を排出する脱水素化排出管を更に追加し、燃料供給管14から有機ハイドライドを供給し、脱水素反応によって生成した水素リッチガスを発電部に11に供給する形態がある。   As shown in FIG. 2, the reformer does not have to be provided inside the housing 1. For example, there is a form in which a reformer is provided outside the housing 1 and the reformed fuel is supplied from the fuel supply pipe 14 to the power generation unit 11. Alternatively, there is a form in which hydrogen-rich gas that does not require reforming is supplied from the fuel supply pipe 14 to the power generation unit 11. Alternatively, a dehydrogenation discharge pipe for discharging the dehydrogenation product from the dehydrogenation reaction section and the dehydrogenation reaction section is further added between the fuel supply pipe 14 and the power generation section 11, and organic hydride is supplied from the fuel supply pipe 14. There is a form in which the hydrogen-rich gas generated by the dehydrogenation reaction is supplied to the power generation unit 11.

第1ケース2と第2ケース3との間の空隙4には、第1ケース2の底壁を開口して接続された酸化剤導入管2aから、酸化剤(空気)が取り入れられる。空隙4内の酸化剤は、第2ケース3の頂壁を開口して形成された酸化剤取入口3aから第2ケース2内に導入され、発電部11内のセルスタックのカソード(酸化剤極)に供給される。   An oxidant (air) is taken into the gap 4 between the first case 2 and the second case 3 from an oxidant introduction pipe 2 a connected by opening the bottom wall of the first case 2. The oxidant in the gap 4 is introduced into the second case 2 from the oxidant intake port 3a formed by opening the top wall of the second case 3, and the cathode (oxidant electrode) of the cell stack in the power generation unit 11 is introduced. ).

また、図1に示すように、第2ケース3の底壁には、排ガスを筐体1外部に排出するための通路が形成される。
また、図2に示すように、第2ケース3の底壁に代えて、第2ケースの下端に設けられた排ガスボックス15に、排ガスを筐体1外部に排出するための通路が形成されてもよい。具体的には、第2ケース3の下端部が開放されており、該第2ケース3の下端部に排ガスボックス15が連結されている。排ガスボックス15は、上壁に第2ケースの下端と連通する排ガス導入口15aが開口され、底壁に排ガスを筐体1外部に排出するための通路が形成されている。なお、後述の説明において、第2ケース3の底壁は、排ガスボックス15の底壁に読み替えることができる。
As shown in FIG. 1, a passage for discharging exhaust gas to the outside of the housing 1 is formed in the bottom wall of the second case 3.
Further, as shown in FIG. 2, instead of the bottom wall of the second case 3, a passage for discharging the exhaust gas to the outside of the housing 1 is formed in the exhaust gas box 15 provided at the lower end of the second case. Also good. Specifically, the lower end of the second case 3 is opened, and the exhaust gas box 15 is connected to the lower end of the second case 3. In the exhaust gas box 15, an exhaust gas inlet 15 a communicating with the lower end of the second case is opened on the upper wall, and a passage for discharging the exhaust gas to the outside of the housing 1 is formed on the bottom wall. In the following description, the bottom wall of the second case 3 can be read as the bottom wall of the exhaust gas box 15.

以上示した筐体構造を有した燃料電池モジュールにおいて、第2ケース3内に発生する排ガスを、第1ケース2の外側に導き、第1ケース2の外側に導かれた排ガスを大気と分離した状態で、燃料電池システム内の排ガス利用プロセスに導くための流体通路を以下のように形成する。   In the fuel cell module having the housing structure shown above, the exhaust gas generated in the second case 3 is guided to the outside of the first case 2, and the exhaust gas guided to the outside of the first case 2 is separated from the atmosphere. In the state, a fluid passage for leading to an exhaust gas utilization process in the fuel cell system is formed as follows.

図1または図2で点線X部内に示すように、排ガスを第2ケース3の底壁または排ガスボックス15の底壁から空隙4を貫通する通路を介して第1ケース2外に排出する構成とする。   1 or 2, the exhaust gas is discharged out of the first case 2 from the bottom wall of the second case 3 or the bottom wall of the exhaust gas box 15 through a passage passing through the gap 4, To do.

この場合、通路内を流れる排ガス及び空隙4内を流れる酸化剤の大気中への漏洩、排ガスと酸化剤との相互間の漏洩による混合を防止することが要求される。
また、図1では、第2ケース3(及び内部に収納される発電部、改質器)また図2では第2ケース(及び内部に収納される発電部)とこれに連結された排ガスボックス15を第1ケース2に対して着脱自由な構成としてメンテナンス性を確保することが要求される。
In this case, it is required to prevent the exhaust gas flowing in the passage and the oxidant flowing in the gap 4 from leaking into the atmosphere and mixing due to leakage between the exhaust gas and the oxidant.
In FIG. 1, the second case 3 (and the power generation unit and reformer housed therein) and in FIG. 2 the second case (and the power generation unit housed inside) and the exhaust gas box 15 connected thereto. It is required to ensure maintainability as a structure that can be freely attached to and detached from the first case 2.

図3は、上記の各条件を満たすように構成された、第1の実施形態に係る通路構造を拡大して示す。
第1ケース2の底壁に通気孔2bを開口し、該通気孔2bに第1ケース2の外側で第1通気管5の上端部を接続する。
FIG. 3 shows an enlarged view of the passage structure according to the first embodiment, which is configured to satisfy each of the above conditions.
A vent hole 2 b is opened in the bottom wall of the first case 2, and the upper end portion of the first vent pipe 5 is connected to the vent hole 2 b outside the first case 2.

一方、第2ケース3または排ガスボックス15の底壁に開口した排ガス取出口に上端を連結した第2通気管6を配設し、該第2通気管6の下端部を第1ケース2の内側で通気孔2bに接続する。   On the other hand, a second vent pipe 6 having an upper end connected to an exhaust gas outlet opening in the bottom wall of the second case 3 or the exhaust gas box 15 is disposed, and a lower end portion of the second vent pipe 6 is disposed inside the first case 2. To connect to the vent 2b.

ここで、第1通気管5の上端部及び第2通気管6の下端部は、それぞれ径方向内方に屈曲されてフランジ部5a,6aが形成される。
そして、第1通気管5及び第2通気管6のフランジ部5a,6aを、第1ケース2底壁の通気孔2b外周縁部との間にそれぞれ第1シール部材7、第2シール部材8を挟み、これらの周方向に形成した複数個のネジ孔にネジ9を通して締結する。
Here, the upper end portion of the first vent pipe 5 and the lower end portion of the second vent pipe 6 are bent radially inward to form flange portions 5a and 6a.
The first seal member 7 and the second seal member 8 are respectively provided between the flange portions 5a and 6a of the first vent pipe 5 and the second vent pipe 6 and the outer peripheral edge of the vent hole 2b of the bottom wall of the first case 2. And are fastened with screws 9 through a plurality of screw holes formed in the circumferential direction.

かかる通路構造とすれば、第2ケース3内で発生した排ガスは、第2通気管6及び第1通気管5を通って第1ケース2の外側に排出され、第1通気管5又はその下流側に接続される通路内に介装される図示しない触媒部によって浄化された後、大気中に放出される。   With such a passage structure, the exhaust gas generated in the second case 3 passes through the second vent pipe 6 and the first vent pipe 5 and is discharged to the outside of the first case 2, and the first vent pipe 5 or downstream thereof. After being purified by a catalyst part (not shown) interposed in a passage connected to the side, it is discharged into the atmosphere.

そして、第1通気管5と第2通気管6との締結部を、これら通気管5,6の内側に設け、第1シール部材7及び第2シール部材8によってシールしたことにより、第1通気管5及び第2通気管6内側空間と、空隙4との間が気密に分離されると共に、これら両空間と第1通気管5の外側空間(大気)との間も、気密に分離される。   A fastening portion between the first vent pipe 5 and the second vent pipe 6 is provided inside the vent pipes 5 and 6 and sealed by the first seal member 7 and the second seal member 8. The space inside the trachea 5 and the second vent pipe 6 and the space 4 are separated in an airtight manner, and the space between these both spaces and the outer space (atmosphere) of the first vent pipe 5 is also separated in an airtight manner. .

したがって、第1通気管5及び第2通気管6の内側空間を流れる排ガスは、締結部のネジ孔内を漏洩しても通気管の外側、つまり大気中への漏洩を防止できる。また、空隙4を流れる酸化剤の大気中への漏洩も防止でき、排ガスと酸化剤と相互間の漏洩も防止できる。   Therefore, even if the exhaust gas flowing in the inner space of the first vent pipe 5 and the second vent pipe 6 leaks in the screw hole of the fastening portion, it can be prevented from leaking to the outside of the vent pipe, that is, to the atmosphere. Further, leakage of the oxidant flowing through the gap 4 into the atmosphere can be prevented, and leakage between the exhaust gas and the oxidant can also be prevented.

これにより、酸化剤の漏洩及び、排ガスと酸化剤相互の漏洩に伴う混合による燃料電池モジュールの発電性能の低下を抑制できる。また、第1ケース2と第1通気管5との接合部分から排ガスを漏出させずに、設計によって定められる任意の箇所に排ガスを導くことができる。設計によって定められる任意の箇所とは、例えば、換気口、煙道管が挙げられる。また、第1通気管5の下流に熱交換部17を備える場合、高温の排ガスが第1ケース2と第1通気管5との接続部から大気に漏洩することを抑制できるため、熱回収部17における排ガスからの熱回収効率を高めることができる。   Thereby, the fall of the power generation performance of the fuel cell module due to the leakage of the oxidant and the mixing accompanying the leakage between the exhaust gas and the oxidant can be suppressed. Further, the exhaust gas can be guided to an arbitrary place determined by the design without leaking the exhaust gas from the joint portion between the first case 2 and the first vent pipe 5. Examples of the arbitrary portion determined by the design include a ventilation port and a flue pipe. Moreover, when the heat exchange part 17 is provided downstream of the 1st ventilation pipe 5, since it can suppress that exhaust gas of high temperature leaks to the atmosphere from the connection part of the 1st case 2 and the 1st ventilation pipe 5, a heat recovery part The heat recovery efficiency from the exhaust gas in 17 can be increased.

また、第1ケース2と第2ケース3とは、ネジ9によって着脱自由に締結されるので、上記発電効率および熱回収効率の向上と同時にメンテナンス性を確保できる。例えば、直方体状の第1ケース2のいずれかの側壁または上壁の少なくとも一面を、着脱自由な蓋部材とし、第2ケース3を第1ケース2に対して該蓋部材の開口方向に引出し/挿入可能な構成とすればよい。   Moreover, since the 1st case 2 and the 2nd case 3 are fastened and detached freely with the screw | thread 9, maintenance property can be ensured simultaneously with the improvement of the said power generation efficiency and heat recovery efficiency. For example, at least one of the side walls or the upper wall of the rectangular parallelepiped first case 2 is a detachable lid member, and the second case 3 is pulled out from the first case 2 in the opening direction of the lid member. What is necessary is just to set it as the structure which can be inserted.

また、高価な袋ナット、その複数箇所の溶接および気密検査も不要であり、製造コストも削減できる。
なお、第1ケース2の内側で、排ガスと酸化材との混合を抑制するための第2シール部材8は、比較的気密レベルの低い安価なセラミックファイバー等を用いればよい。一方、排ガス及び酸化材の第1ケース2外側への漏洩はより確実に阻止する必要があるため、第1シール部材7として、気密レベルの高い比較的高価なセラミックファイバー等を用いるのがよい。
In addition, expensive cap nuts, welding at a plurality of locations, and airtight inspection are not required, and the manufacturing cost can be reduced.
In addition, the 2nd sealing member 8 for suppressing mixing with exhaust gas and an oxidizing material inside the 1st case 2 should just use cheap ceramic fiber etc. with a comparatively low airtight level. On the other hand, since it is necessary to more reliably prevent the exhaust gas and the oxidant from leaking to the outside of the first case 2, it is preferable to use a relatively expensive ceramic fiber having a high hermetic level as the first seal member 7.

図4は、第2の実施形態に係る通路構造を拡大して示す。
本実施形態では、第1ケース2に、第1通気管5の外径より大きめの通気孔2bをバーリング加工により形成する。そして、第1の実施形態と同様に形成された第1通気管5のフランジ部5aを、通気孔2bの内側面に接合し、第1通気管5の外側(大気側)で接合部周縁を溶接する。なお、通気孔2bは、バーリング加工に限定されず、単純な抜き加工により形成してもよい。
FIG. 4 shows an enlarged view of the passage structure according to the second embodiment.
In the present embodiment, the vent hole 2b larger than the outer diameter of the first vent pipe 5 is formed in the first case 2 by burring. And the flange part 5a of the 1st ventilation pipe 5 formed similarly to 1st Embodiment is joined to the inner surface of the ventilation hole 2b, and a joining part periphery is outside the 1st ventilation pipe 5 (atmosphere side). Weld. The vent hole 2b is not limited to the burring process, and may be formed by a simple punching process.

一方、第1通気管5のフランジ部5aと第2通気管6のフランジ部6aとを第2シール部材8を間に挟み、これらの周方向に形成した複数個のネジ孔にネジ9を通して締結する。   On the other hand, the flange portion 5a of the first vent pipe 5 and the flange portion 6a of the second vent pipe 6 are sandwiched between the second seal members 8 and fastened with screws 9 in a plurality of screw holes formed in the circumferential direction. To do.

本実施形態においては、第1通気管5と第1ケース2とを溶接して一体化した上で、第1通気管5と第2通気管6との締結部を、これら通気管5,6の内側に設け、第2シール部材8よってシールした通路構造としたことにより、第1通気管2及び第2通気管の内側空間と、空隙4との間が気密に分離されると共に、これら両空間と第1通気管5の外側空間(大気)との間も、気密に分離される。   In the present embodiment, the first vent pipe 5 and the first case 2 are welded and integrated, and the fastening portion between the first vent pipe 5 and the second vent pipe 6 is connected to the vent pipes 5 and 6. By providing the passage structure sealed inside by the second seal member 8, the space between the inner space of the first vent pipe 2 and the second vent pipe and the gap 4 is hermetically separated. The space and the outer space (atmosphere) of the first vent pipe 5 are also airtightly separated.

したがって、第1の実施形態と同様、第1通気管5及び第2通気管6の内側空間を流れる排ガスと、空隙4を流れる酸化剤と、第1通気管5外側の大気との相互間の漏洩を防止でき、酸化剤の漏洩ないし排ガスとの混合による燃料電池モジュールの発電性能低下を抑制し、排ガスからの熱回収効率を向上させることができる。   Therefore, as in the first embodiment, between the exhaust gas flowing through the inner space of the first vent pipe 5 and the second vent pipe 6, the oxidant flowing through the gap 4, and the atmosphere outside the first vent pipe 5 Leakage can be prevented, oxidant leakage or reduction in power generation performance of the fuel cell module due to mixing with exhaust gas can be suppressed, and heat recovery efficiency from exhaust gas can be improved.

本実施形態では、溶接工程を要するが、一箇所の溶接で済み、また、第1ケース2の通気孔2b外周縁部と第1通気管5のフランジ部5aとの間をシールする比較的高価な第1シール部材7を省略できるので、製造コストを削減できる。   In this embodiment, although a welding process is required, only one place of welding is required, and the gap between the outer peripheral edge portion of the vent hole 2b of the first case 2 and the flange portion 5a of the first vent pipe 5 is relatively expensive. Since the first seal member 7 can be omitted, the manufacturing cost can be reduced.

また、第1ケース2と第2ケース3とは、ネジ9によって着脱自由に締結されるので、メンテナンス性を確保でき、また、高価な袋ナット、その複数箇所の溶接および気密検査も不要であり、製造コストも削減できることも同様である。   Further, since the first case 2 and the second case 3 are detachably fastened by screws 9, maintenance can be ensured, and expensive cap nuts, welding at a plurality of locations thereof, and airtight inspection are not required. Similarly, the manufacturing cost can be reduced.

図5は、第3の実施形態に係る通路構造を拡大して示す。
本実施形態では、第1の実施形態と同様、通気孔2bを形成した第1ケース2の底壁に、第1通気管5の端面を突き当てて接合し、該接合部の外周縁部を溶接する。なお、端面は、図5のような第1通気管5の切断面に限定されず、径方向外側に延びるフランジ面であってもよい。
FIG. 5 shows an enlarged view of the passage structure according to the third embodiment.
In the present embodiment, as in the first embodiment, the end surface of the first vent pipe 5 is abutted and joined to the bottom wall of the first case 2 in which the vent hole 2b is formed, and the outer peripheral edge portion of the joint portion is attached. Weld. Note that the end face is not limited to the cut face of the first vent pipe 5 as shown in FIG. 5, and may be a flange face extending radially outward.

そして、第1通気管5と一体化された第1ケース2底壁の通気孔2b外周縁部と第2通気管6のフランジ部6aとを第2シール部材8を間に挟み、これらの周方向に形成した複数個のネジ孔にネジ9を通して締結する。   Then, the outer peripheral edge of the vent hole 2b of the bottom wall of the first case 2 integrated with the first vent pipe 5 and the flange portion 6a of the second vent pipe 6 are sandwiched between the second seal members 8, and the periphery of these parts. The screw 9 is tightened through a plurality of screw holes formed in the direction.

第3の実施形態は、第2の実施形態において、第1通気管5のフランジ部5aが第1ケース2底壁の通気孔2b外周縁部に置き換えられた構造であるから、機能・効果は第2の実施形態と同様である。   Since the third embodiment has a structure in which the flange portion 5a of the first vent pipe 5 is replaced with the outer peripheral edge portion of the vent hole 2b of the bottom wall of the first case 2 in the second embodiment, the functions and effects are as follows. This is the same as in the second embodiment.

図6は、図1,図2とは内部構造が異なる燃料電池モジュールの概要を示す。
第2ケース2内に発電部11及び改質器12が収納されることは図1と同様であるが、第1ケース2の底壁及び第2ケース3の底壁を貫通して配設された酸化剤導入管16を介して酸化剤が発電部11内のセルスタックのカソード極に供給される。また、改質器12によって改質された改質ガスが改質ガス導出通路18を介して、第1ケース2と第2ケース3との間の空隙4に導出される。改質ガスは、次いで、第2ケース3底壁に開口された複数の改質ガス導入孔3bを介して第2ケース3内の底部から発電部11のセルスタックのアノード極に導かれる。
FIG. 6 shows an outline of a fuel cell module having an internal structure different from those in FIGS.
The power generation unit 11 and the reformer 12 are housed in the second case 2 in the same manner as in FIG. 1, but are disposed through the bottom wall of the first case 2 and the bottom wall of the second case 3. The oxidant is supplied to the cathode electrode of the cell stack in the power generation unit 11 through the oxidant introduction pipe 16. Further, the reformed gas reformed by the reformer 12 is led out to the gap 4 between the first case 2 and the second case 3 through the reformed gas outlet passage 18. Next, the reformed gas is led from the bottom in the second case 3 to the anode electrode of the cell stack of the power generation unit 11 through the plurality of reformed gas introduction holes 3b opened in the bottom wall of the second case 3.

かかる構造の燃料電池モジュールにおいて、発電部11の上部で発生するオフガスの排ガスを、第1ケース2の外側に導き、図示しない触媒部で浄化した後、大気中に放出する流体通路を以下のように形成する。   In the fuel cell module having such a structure, the off-gas exhaust gas generated in the upper part of the power generation unit 11 is guided to the outside of the first case 2 and purified by the catalyst unit (not shown), and then the fluid passage that is released into the atmosphere is as follows. To form.

本実施形態では、図6で点線Y部内に示すように、排ガスを第2ケース3の頂壁から空隙4を貫通する通路を介して第1ケース2外に排出する構成とする。
この場合、第1〜第3の実施形態と同様、排ガス及び排ガスと隣接する空隙4内を流れる改質ガスの大気中への漏洩、排ガスと改質ガスとの相互間の漏洩による混合を防止することが要求される。
In this embodiment, as shown in a dotted line Y portion in FIG. 6, the exhaust gas is discharged from the top wall of the second case 3 to the outside of the first case 2 through a passage that penetrates the gap 4.
In this case, similarly to the first to third embodiments, leakage of the exhaust gas and the reformed gas flowing in the gap 4 adjacent to the exhaust gas into the atmosphere, and mixing due to leakage between the exhaust gas and the reformed gas are prevented. It is required to do.

同じく、第2ケース3(及び内部に収納される発電部、改質器)を第1ケース2に対して着脱自由な構成としてメンテナンス性を確保することが要求される。
図7は、上記の各条件を満たすように構成された、第4の実施形態に係る通路構造を拡大して示す。
Similarly, it is required that the second case 3 (and the power generation unit and reformer housed therein) be configured to be detachable from the first case 2 to ensure maintenance.
FIG. 7 shows an enlarged view of the passage structure according to the fourth embodiment, which is configured to satisfy each of the above conditions.

第4の実施形態の構造は、第1の実施形態の構造と対応しており、第1ケース2の頂壁に通気孔2cを開口し、該通気孔2cに第1ケース2の外側で第1通気管5の下端部を接続する。   The structure of the fourth embodiment corresponds to the structure of the first embodiment. A vent hole 2c is opened in the top wall of the first case 2, and the vent hole 2c is formed outside the first case 2 with the first hole. 1 Connect the lower end of the vent pipe 5.

一方、第2ケース3の頂壁に開口した排ガス取出口に下端を連結した第2通気管6を配設し、該第2通気管6の上端部を第1ケース2の内側で通気孔2cに接続する。
ここで、第1通気管5の下端部及び第2通気管6の上端部は、それぞれ径方向内方に屈曲されてフランジ部5b,6bが形成される。
On the other hand, a second vent pipe 6 having a lower end connected to an exhaust gas outlet opening in the top wall of the second case 3 is disposed, and an upper end portion of the second vent pipe 6 is provided inside the first case 2 with a vent hole 2c. Connect to.
Here, the lower end portion of the first vent pipe 5 and the upper end portion of the second vent pipe 6 are bent radially inward to form flange portions 5b and 6b.

そして、第1通気管5及び第2通気管6のフランジ部5b,6bを、第1ケース2の通気孔2c外周縁部との間にそれぞれ第1シール部材7、第2シール部材8を挟み、これらの周方向に形成した複数個のネジ孔にネジ9を通して締結する。   The first seal member 7 and the second seal member 8 are sandwiched between the flange portions 5b and 6b of the first vent pipe 5 and the second vent pipe 6 and the outer peripheral edge of the vent hole 2c of the first case 2, respectively. Then, screws 9 are fastened to a plurality of screw holes formed in the circumferential direction.

かかる通路構造とすれば、第2ケース3内で発生した排ガスは、第2通気管6及び第1通気管5を通って第1ケース2の外側に排出され、第1通気管5又はその下流側に接続される通路内に介装される図示しない触媒部によって浄化された後、大気中に放出される。   With such a passage structure, the exhaust gas generated in the second case 3 passes through the second vent pipe 6 and the first vent pipe 5 and is discharged to the outside of the first case 2, and the first vent pipe 5 or downstream thereof. After being purified by a catalyst part (not shown) interposed in a passage connected to the side, it is discharged into the atmosphere.

そして、第1通気管5と第2通気管6との締結部を、これら通気管5,6の内側に設け、第1シール部材7及び第2シール部材8によってシールした構造としたことにより、第1通気管2及び第2通気管の内側空間と、空隙4との間が気密に分離されると共に、これら両空間と第1通気管5の外側空間(大気)との間も、気密に分離される。   And the fastening part of the 1st ventilation pipe 5 and the 2nd ventilation pipe 6 was provided inside these ventilation pipes 5 and 6, and it was set as the structure sealed with the 1st seal member 7 and the 2nd seal member 8, The inner space of the first vent pipe 2 and the second vent pipe and the space 4 are separated in an airtight manner, and the space between both the spaces and the outer space (atmosphere) of the first vent pipe 5 is also airtight. To be separated.

したがって、第1通気管5及び第2通気管6の内側空間を流れる排ガスは、締結部のネジ孔内を漏洩しても通気管の外側、つまり大気中への漏洩を防止できる。また、第1通気管5及び第2通気管6の内側空間を流れる排ガスと、空隙4を流れる改質ガスと、第1通気管5外側の大気との相互間の漏洩を防止でき、改質ガスの漏洩ないし排ガスとの混合による燃料電池モジュールの発電性能低下を抑制できる。また、第1通気管5の下流に熱交換部17を備える場合、高温の排ガスが第1ケース2と第1通気管5との接続部から大気に漏洩することを抑制できるため、熱回収部17における排ガスからの熱回収効率を高めることができる。   Therefore, even if the exhaust gas flowing in the inner space of the first vent pipe 5 and the second vent pipe 6 leaks in the screw hole of the fastening portion, it can be prevented from leaking to the outside of the vent pipe, that is, to the atmosphere. Further, it is possible to prevent leakage between the exhaust gas flowing in the inner space of the first vent pipe 5 and the second vent pipe 6, the reformed gas flowing in the gap 4, and the atmosphere outside the first vent pipe 5, and the reforming Reduction in power generation performance of the fuel cell module due to gas leakage or mixing with exhaust gas can be suppressed. Moreover, when the heat exchange part 17 is provided downstream of the 1st ventilation pipe 5, since it can suppress that exhaust gas of high temperature leaks to the atmosphere from the connection part of the 1st case 2 and the 1st ventilation pipe 5, a heat recovery part The heat recovery efficiency from the exhaust gas in 17 can be increased.

また、第1ケース2と第2ケース3とは、ネジ9によって着脱自由に締結されるので、上記発電効率および熱回収効率の向上と同時にメンテナンス性を確保できる。
図8は、第2の実施形態に対応する第5の実施形態、図9は、第3の実施形態に対応する第6の実施形態を示す。
Moreover, since the 1st case 2 and the 2nd case 3 are fastened and detached freely with the screw | thread 9, maintenance property can be ensured simultaneously with the improvement of the said power generation efficiency and heat recovery efficiency.
FIG. 8 shows a fifth embodiment corresponding to the second embodiment, and FIG. 9 shows a sixth embodiment corresponding to the third embodiment.

これら第5、第6の実施形態においては、上記第4の実施形態と同様のシール機能が得られ、該シール機能により、改質ガスの漏洩ないし排ガスとの混合による燃料電池モジュールの発電性能低下を抑制し、排ガスからの熱回収効率を向上させることができる。   In these fifth and sixth embodiments, a sealing function similar to that of the fourth embodiment is obtained, and the sealing function reduces the power generation performance of the fuel cell module due to leakage of reformed gas or mixing with exhaust gas. And the efficiency of heat recovery from exhaust gas can be improved.

また、第1ケース2と第2ケース3とは、ネジ9によって着脱自由に締結されるので、メンテナンス性を確保でき確保でき、また、高価な袋ナット、その複数箇所の溶接および気密検査も不要であり、製造コストも削減できることも同様である。   In addition, the first case 2 and the second case 3 are detachably fastened with screws 9, so that maintainability can be ensured and secured, and expensive cap nuts, and welding and airtight inspection at a plurality of locations are unnecessary. Similarly, the manufacturing cost can be reduced.

一方、第2及び第3の実施形態同様、第4の実施形態に比較して、溶接工程を要するが、第1ケース2の通気孔2c外周縁部と第1通気管5のフランジ部5bとの間をシールする比較的高価な第1シール部材7を省略できる。   On the other hand, as in the second and third embodiments, a welding process is required as compared with the fourth embodiment, but the outer peripheral edge of the vent hole 2c of the first case 2 and the flange portion 5b of the first vent pipe 5 It is possible to omit the relatively expensive first seal member 7 that seals the gap.

以上のように、図1〜図5に示した実施形態では、気密に分離する3流体は、排ガス、酸化剤、大気であるのに対し、図6〜図9に示した実施形態では、気密に分離する3流体は、排ガス、改質ガス(水素リッチガス)、大気となって相違する。また、この他の3流体を分離する通路に適用してもよい。さらに、以上の実施形態では、燃料電池モジュールの外部に排ガス等の流体を流出させる流体通路に適用したものを示したが、本発明は、燃料電池モジュールの内部にガス燃料等の流体を流入させる通路に適用することもできる。   As described above, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the three fluids that are separated in an airtight manner are exhaust gas, an oxidant, and the atmosphere, whereas in the embodiment shown in FIGS. The three fluids to be separated are exhaust gas, reformed gas (hydrogen-rich gas), and air. Moreover, you may apply to the channel | path which isolate | separates these other 3 fluids. Furthermore, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a fluid passage through which fluid such as exhaust gas flows out of the fuel cell module. However, the present invention allows fluid such as gas fuel to flow into the fuel cell module. It can also be applied to passages.

図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。   The illustrated embodiments are merely examples of the present invention, and the present invention includes various improvements and modifications made by those skilled in the art within the scope of the claims in addition to those directly shown by the described embodiments. It goes without saying that it is what you do.

例えば、図1、図2および図6においては第1ケース2および第2ケース3を簡易な構成として図示したが、筐体1内部に仕切り板を配置して酸化剤流路および排ガス流路を任意に形成することができる。その流路構造に応じて、酸化剤導入管2a、16は筐体1の下方壁面以外の壁面に接続してもよい。また、図1および図2は、第1および第2ケース2、3の底壁において第1および第2通気管を連結させる形態を示すが、筐体1内部の流路構造に応じて、上部または側部において連結させてもよい。同様に、図6は第1および第2ケース2、3の上壁において第1および第2通気管を連結させる形態を示すが、筐体1内部の流路構造に応じて、底部または側部において連結させてもよい。   For example, in FIGS. 1, 2 and 6, the first case 2 and the second case 3 are illustrated as simple configurations. However, a partition plate is disposed inside the housing 1 to provide an oxidant channel and an exhaust gas channel. It can be arbitrarily formed. Depending on the flow path structure, the oxidant introduction pipes 2 a and 16 may be connected to a wall surface other than the lower wall surface of the housing 1. 1 and 2 show a form in which the first and second vent pipes are connected to the bottom walls of the first and second cases 2 and 3, but depending on the flow path structure inside the housing 1, Or you may connect in a side part. Similarly, FIG. 6 shows a form in which the first and second vent pipes are connected to the upper walls of the first and second cases 2 and 3, but depending on the flow channel structure inside the housing 1, May be linked.

また、図2において改質器を内包しない燃料電池モジュールにおいて第2ケース3の下端部に排ガスボックス15を連結する実施形態を示したが、図1のように改質器を内包する燃料電池モジュールにおいて第2ケース3の下端部に排ガスボックス15を連結してもよい。   2 shows the embodiment in which the exhaust gas box 15 is connected to the lower end of the second case 3 in the fuel cell module that does not include the reformer. However, the fuel cell module that includes the reformer as shown in FIG. The exhaust gas box 15 may be connected to the lower end of the second case 3.

また、図6において、空隙4に改質ガスが流通する形態を示したが、改質器を筐体1内部に備えない場合には、改質器以外の手段によって発電部11に供給される水素リッチガスを流通させてもよい。   6 shows a form in which the reformed gas flows through the gap 4. However, when the reformer is not provided inside the housing 1, the reformer gas is supplied to the power generation unit 11 by means other than the reformer. Hydrogen rich gas may be circulated.

なお、排ガスを浄化する触媒部は特に図示していないが、例えば、第1通気管5の内部、第1通気管5の下流、第2通気管6の内部、または第2通気管の上流に備えることができる。   The catalyst part for purifying the exhaust gas is not particularly shown, but for example, inside the first vent pipe 5, downstream of the first vent pipe 5, inside the second vent pipe 6, or upstream of the second vent pipe. Can be provided.

1…筐体
2…第1ケース
2b,2c…通気孔
3…第2ケース
3a…酸化剤取入口
4…空隙
5…第1通気管
5a,5b…フランジ部
6…第2通気管
6a,6b…フランジ部
7…第1シール部材
8…第2シール部材
11…発電部
12…改質器
13…改質ガス通路
14…燃料供給管
15…排ガスボックス
15a…排ガス導入口
16…酸化剤導入管
17…熱回収部
18…改質ガス導出通路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing | casing 2 ... 1st case 2b, 2c ... Ventilation hole 3 ... 2nd case 3a ... Oxidant intake 4 ... Cavity 5 ... 1st ventilation pipe 5a, 5b ... Flange part 6 ... 2nd ventilation pipe 6a, 6b DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Flange part 7 ... 1st sealing member 8 ... 2nd sealing member 11 ... Power generation part 12 ... Reformer 13 ... Reformed gas passage 14 ... Fuel supply pipe 15 ... Exhaust gas box 15a ... Exhaust gas inlet 16 ... Oxidant introducing pipe 17 ... Heat recovery section 18 ... Reformed gas outlet passage

Claims (8)

燃料の化学反応により発電する発電部を筐体に内包して構成された燃料電池モジュールであって、
燃料電池モジュールの内側と外側との間に流体を流通させる通路を、前記筐体の外側に配設される第1通路と、該第1通路に連通して前記筐体の内側に配設される第2通路とを含んで構成し、前記第1通路を構成する外側部材と前記第2通路を構成する内側部材とを、該第1通路及び第2通路の内側空間でシール部材を介して締結し、
前記第1通路及び第2通路の内側空間と、前記筐体の内側で前記第2通路外側の空間と、前記第1通路外側の空間と、を気密に分離したこと
を特徴とする燃料電池モジュール。
A fuel cell module configured by enclosing a power generation unit that generates power by a chemical reaction of fuel in a housing,
A passage for allowing fluid to flow between the inside and the outside of the fuel cell module is provided inside the housing in communication with the first passage disposed on the outside of the housing and the first passage. A second passage and an outer member constituting the first passage and an inner member constituting the second passage through a seal member in the inner space of the first passage and the second passage. Conclude,
A fuel cell module, wherein an inner space of the first passage and the second passage, a space outside the second passage inside the housing, and a space outside the first passage are hermetically separated. .
前記第1通路を構成する外側部材と前記第2通路を構成する内側部材は、それぞれ前記筐体側の端部を内側に屈曲させたフランジ部と、前記筐体に開口した通気孔の外側周縁部とが、前記各フランジ部と前記通気孔の外側周縁部との間にそれぞれシール部材を挟んでネジ締結される、請求項1に記載の燃料電池モジュール。   The outer member constituting the first passage and the inner member constituting the second passage are respectively a flange portion in which an end on the housing side is bent inward, and an outer peripheral edge portion of a vent hole opened in the housing The fuel cell module according to claim 1, wherein a screw member is screwed between each flange portion and an outer peripheral edge portion of the vent hole. 前記第1通路を構成する外側部材と前記第2通路を構成する内側部材は、それぞれ前記筐体側の端部を内側に屈曲させたフランジ部相互がシール部材を挟んでネジ締結されると共に、前記第1通路を構成する外側部材の外周を前記筐体に開口した通気孔の周縁部に接合し、該接合部が溶接される、請求項1に記載の燃料電池モジュール。   The outer member that constitutes the first passage and the inner member that constitutes the second passage are screw-fastened with flange portions, each having an end portion on the housing side bent inward, with a seal member interposed therebetween, and 2. The fuel cell module according to claim 1, wherein an outer periphery of an outer member constituting the first passage is joined to a peripheral portion of a vent hole opened in the housing, and the joined portion is welded. 前記第2通路を構成する内側部材の前記筐体側の端部を内側に屈曲させたフランジ部と前記筐体に開口した通気孔の外側周縁部とが、これらの間にシール部材を間に挟んでネジ締結されると共に、該締結部より外側で前記第1通路を構成する外側部材の前記筐体側の端部を該筐体の外壁に接合し、該接合部が溶接される、請求項1に記載の燃料電池モジュール。   A flange portion in which an end on the housing side of the inner member constituting the second passage is bent inward and an outer peripheral edge portion of a vent hole opened in the housing sandwich a seal member therebetween. The end of the outer member that constitutes the first passage outside the fastening portion is joined to the outer wall of the housing, and the joint is welded. A fuel cell module according to claim 1. 前記第2通路は、前記筐体より内側で前記発電部を内包する第2の筐体または該第2の筐体への連結体に連結され、
前記第1通路及び第2通路の内側空間を流れる流体は、前記発電部における余剰燃料の燃焼排ガスであり、前記筐体の内側において前記筐体の内側で前記第2通路外側の空間を流れる流体は、酸化剤である、請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の燃料電池モジュール。
The second passage is connected to a second casing containing the power generation unit inside the casing or a connecting body to the second casing,
The fluid flowing in the inner space of the first passage and the second passage is combustion exhaust gas of surplus fuel in the power generation unit, and the fluid flowing in the space outside the second passage inside the housing inside the housing. The fuel cell module according to any one of claims 1 to 4, wherein is an oxidant.
前記第2通路は、前記筐体より内側で前記発電部と燃料を改質する改質器とを内包する第2の筐体または該第2の筐体への連結体に連結され、
前記第1通路及び第2通路の内側空間を流れる流体は、前記発電部における余剰燃料の燃焼排ガスであり、前記第2通路外側の空間を流れる流体は、前記改質器によって改質される改質ガスである、請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の燃料電池モジュール。
The second passage is connected to a second casing containing the power generation unit and a reformer for reforming fuel inside the casing or a connection body to the second casing,
The fluid flowing in the inner space of the first passage and the second passage is combustion exhaust gas of surplus fuel in the power generation unit, and the fluid flowing in the space outside the second passage is reformed by the reformer. The fuel cell module according to any one of claims 1 to 4, wherein the fuel cell module is a quality gas.
前記第1通路の下流に熱回収部を更に備えることを特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載の燃料電池モジュール。   The fuel cell module according to any one of claims 1 to 6, further comprising a heat recovery unit downstream of the first passage. 前記燃料電池モジュールは、固体酸化物形燃料電池のモジュールである、請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の燃料電池モジュール。   The fuel cell module according to any one of claims 1 to 7, wherein the fuel cell module is a solid oxide fuel cell module.
JP2012201294A 2012-09-13 2012-09-13 Fuel cell module Expired - Fee Related JP5946730B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012201294A JP5946730B2 (en) 2012-09-13 2012-09-13 Fuel cell module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012201294A JP5946730B2 (en) 2012-09-13 2012-09-13 Fuel cell module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014056737A true JP2014056737A (en) 2014-03-27
JP5946730B2 JP5946730B2 (en) 2016-07-06

Family

ID=50613900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012201294A Expired - Fee Related JP5946730B2 (en) 2012-09-13 2012-09-13 Fuel cell module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5946730B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018198619A1 (en) * 2017-04-25 2018-11-01 京セラ株式会社 Cell stack device, module and module housing device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58132348U (en) * 1982-02-26 1983-09-06 パロマ工業株式会社 Forced air combustor
JPS60128389A (en) * 1983-12-16 1985-07-09 株式会社日立製作所 Inserting section structure of pressure vessel for nuclear reactor
JPH0198395U (en) * 1987-12-22 1989-06-30
US20070248202A1 (en) * 2004-12-30 2007-10-25 Car-Ber Investments Inc. Weld Testing Apparatus and Method for Nozzles
JP2008084590A (en) * 2006-09-26 2008-04-10 Kyocera Corp Fuel battery module and fuel battery system
JP2009110675A (en) * 2007-10-26 2009-05-21 Kyocera Corp Fuel cell device
JP2010080260A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Kyocera Corp Fuel battery module and fuel battery device
JP2012089514A (en) * 2011-12-21 2012-05-10 Kyocera Corp Exhaust heat recovery system in solid oxide fuel cell
JP2012142112A (en) * 2010-12-28 2012-07-26 Kyocera Corp Fuel cell device
WO2012141305A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Fuel cell module

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58132348U (en) * 1982-02-26 1983-09-06 パロマ工業株式会社 Forced air combustor
JPS60128389A (en) * 1983-12-16 1985-07-09 株式会社日立製作所 Inserting section structure of pressure vessel for nuclear reactor
JPH0198395U (en) * 1987-12-22 1989-06-30
US20070248202A1 (en) * 2004-12-30 2007-10-25 Car-Ber Investments Inc. Weld Testing Apparatus and Method for Nozzles
JP2008084590A (en) * 2006-09-26 2008-04-10 Kyocera Corp Fuel battery module and fuel battery system
JP2009110675A (en) * 2007-10-26 2009-05-21 Kyocera Corp Fuel cell device
JP2010080260A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Kyocera Corp Fuel battery module and fuel battery device
JP2012142112A (en) * 2010-12-28 2012-07-26 Kyocera Corp Fuel cell device
WO2012141305A1 (en) * 2011-04-15 2012-10-18 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Fuel cell module
JP2012089514A (en) * 2011-12-21 2012-05-10 Kyocera Corp Exhaust heat recovery system in solid oxide fuel cell

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018198619A1 (en) * 2017-04-25 2018-11-01 京セラ株式会社 Cell stack device, module and module housing device
JP6438179B1 (en) * 2017-04-25 2018-12-12 京セラ株式会社 Cell stack device, module and module housing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5946730B2 (en) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5916707B2 (en) Fuel cell module
US8227126B2 (en) Fuel cell system
WO2012141309A1 (en) Fuel cell module
JP6219722B2 (en) Fuel cell power generator and fuel cell system
WO2012111822A1 (en) Fuel cell module
JP2009059658A (en) Indirect interior-reformed solid oxide fuel cell
WO2015005441A1 (en) Fuel cell device
JP5756327B2 (en) Fuel cell module
JP5968876B2 (en) Fuel cell module
JP2013217509A (en) Cogeneration system
JP5946730B2 (en) Fuel cell module
WO2012141305A1 (en) Fuel cell module
JP5777433B2 (en) Fuel cell power generation system and manufacturing method thereof
JP2009059657A (en) Indirect interior-reformed solid oxide fuel cell
JP6068333B2 (en) Fuel cell module
JP2013171676A (en) Fuel cell and oxidant supply method therefor
JP2007292371A (en) Heat exchanger and heat exchange-type reformer
JP6165562B2 (en) Fuel cell power generation system and manufacturing method thereof
JP5763396B2 (en) Fuel cell module
JP5890223B2 (en) Fuel cell system
KR20200002517A (en) Reformer
JP2014074528A (en) Penetrating portion structure of housing
WO2012111824A1 (en) Fuel cell module
JP2008189499A (en) Reformed gas producing apparatus and fuel cell system
JP2008189508A (en) Reforming unit and fuel cell system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150907

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20151222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160427

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160601

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5946730

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees