JP2014165135A - 燃料電池装置、および燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池スタックにおける過度の温度上昇を抑制しつつ、燃料電池スタックの温度分布の均一化を図ることができる燃料電池装置、および燃料電池システムを提供する。
【解決手段】燃料電池装置１は、燃料ガスおよび酸化剤ガスの電気化学反応により電気エネルギを出力する発電セル１００を複数積層して構成される燃料電池スタック１０と、燃料電池スタック１０の積層方向に延びる側面に対向して配置され、可燃ガスを燃焼させて高温の燃焼ガスを生成する燃焼器７と、原料を改質して燃料ガスを生成する燃料改質器４４と、を備える。そして、燃料改質器４４を、燃料電池スタック１０の積層方向における少なくとも中段部１０Ｃと燃焼器７との間に燃焼器７と隣接するように配置する。さらに、燃焼器７を、燃料電池スタック１０の積層方向における両端部１０Ａ、１０Ｂの少なくとも一方に対して露出するように配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の発電セルを積層して構成される燃料電池スタックを備える燃料電池装置、および燃料電池システムに関する。

従来、燃料電池スタックの積層方向における温度分布の均一化を図るために、温度の低下し易い燃料電池スタックの端部に燃焼触媒を配置し、当該燃焼触媒で生成した燃焼熱により、燃料電池スタックの端部を加熱する燃料電池装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−５４１３３号公報

しかしながら、特許文献１の如く、単に燃料電池スタックの端部に燃焼触媒を配置する構成とすると、燃焼触媒の燃焼熱が燃料電池スタックの端部側から中段部側へ伝わることで、燃料電池スタックの中段部の温度が過度に上昇してしまう虞がある。このように燃料電池スタックの温度が過度に上昇すると、燃料電池スタックの劣化が促進され、燃料電池スタックの耐久性が悪化するといった問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、燃料電池スタックにおける過度の温度上昇を抑制しつつ、燃料電池スタックの温度分布の均一化を図ることができる燃料電池装置、および燃料電池システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明（燃料電池装置）では、燃料ガスおよび酸化剤ガスの電気化学反応により電気エネルギを出力する発電セル（１００）を複数積層して構成される燃料電池スタック（１０）と、燃料電池スタックの積層方向に延びる側面に対向して配置され、可燃ガスを燃焼させて高温の燃焼ガスを生成する燃焼器（７）と、原料を改質して燃料ガスを生成する燃料改質器（４４）と、を備え、燃料改質器は、燃料電池スタックの積層方向における少なくとも中段部（１０Ｃ）と燃焼器との間に燃焼器と隣接するように配置され、燃焼器は、燃料電池スタックの積層方向における両端部（１０Ａ、１０Ｂ）の少なくとも一方に対して露出するように配置されていることを特徴としている。

これによれば、高温となり易い燃料電池スタックの積層方向における中段部の熱を燃料改質器で吸熱すると共に、燃焼器の熱により低温となり易い燃焼電池スタックの積層方向における端部を昇温させることができる。

従って、燃料電池スタックにおける過度の温度上昇を抑制しつつ、燃料電池スタックの温度分布の均一化を図ることが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係る燃料電池システムの全体構成図である。 第１実施形態に係る燃料電池装置の模式図である。 第１実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 燃料電池スタックの積層方向の温度分布を示す特性図である。 第２実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第３実施形態に係る燃料電池システムの全体構成図である。 第３実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態に係る制御装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第５実施形態に係る燃料電池装置の模式図である。 第６実施形態に係る燃料電池装置の模式図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態の燃料電池システムは、主に、燃料電池装置１、燃料電池装置１へ原料や酸化剤ガスを供給するガス供給系、燃料電池スタック１０から未反応ガス等を排出するガス排出系、システムを制御する制御装置８で構成されている。

燃料電池装置１は、燃料電池スタック１０、後述する燃料改質器（改質器）４４および燃焼器７を、断熱性を有するハウジング（図示略）に収容してユニット化した装置である。なお、燃料電池装置１における各機器の具体的な配置形態等については後述する。

燃料電池スタック１０は、作動温度が高温（例えば、５００℃〜１０００℃）となる高温型燃料電池であり、本実施形態では固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）で構成されている。

燃料電池スタック１０は、燃料ガスと酸化剤ガス（本実施形態では空気）との電気化学反応により電気エネルギを出力する平板状の発電セル１００を複数積層した積層体として構成されている（平板型燃料電池）。

本実施形態の燃料電池スタック１０には、その積層方向の両端部に一対の端板１１、１２が配設されている。一対の端板１１、１２は、燃料電池スタック１０からの出力を外部回路へ取り出すための集電板として機能する。

ここで、燃料電池スタック１０の積層方向における端部は、端板１１、１２および端板１１、１２に隣接する１または少数の発電セル１００を含む部位を意味している。また、燃料電池スタック１０の積層方向における中段部は、燃料電池スタック１０の積層方向における端部を除いた部位を意味している。以降、燃料電池スタック１０の積層方向における一端部を第１スタック端部１０Ａ、他端部を第２スタック端部１０Ｂ、燃料電池スタック１０の積層方向における中段部をスタック中段部１０Ｃという。

各発電セル１００は、図示しない固体電解質体、空気極（カソード）、燃料極（アノード）、燃料ガスおよび酸化剤ガスといった反応ガスが形成されたセパレータで構成されている。なお、本実施形態の発電セル１００は、炭化水素系の原料であるメタンガス（ＣＨ_４）を改質した改質ガス（Ｈ_２、ＣＯ）を燃料としている。

各発電セル１００では、以下の反応式Ｆ１、Ｆ２に示す水素および酸素の電気化学反応により、電気エネルギが出力される。
（燃料極）２Ｈ_２＋２Ｏ^２−→２Ｈ_２Ｏ＋４ｅ⁻…Ｆ１
（空気極）Ｏ_２＋４ｅ⁻→２Ｏ^２−…Ｆ２
また、各発電セル１００では、以下の反応式Ｆ３、Ｆ４に示す一酸化炭素（ＣＯ）および酸素の電気化学反応により、電気エネルギが出力される。
（燃料極）２ＣＯ＋２Ｏ^２−→２ＣＯ_２＋４ｅ⁻…Ｆ３
（空気極）Ｏ_２＋４ｅ⁻→２Ｏ^２−…Ｆ４
燃料電池スタック１０は、内部に空気（酸化剤ガス）を導入する空気導入口１３ａに空気供給経路３が接続されると共に、内部に燃料ガスを導入する燃料導入口１４ａに燃料供給経路４が接続されている。なお、各供給経路３、４がガス供給系を構成している。

空気供給経路３には、空気流れ上流側から順に、塵や埃等を除去する空気フィルタ３１、燃料電池スタック１０へと空気を圧送する空気用ブロワ３２、空気予熱器３３が設けられている。

空気予熱器３３は、空気用ブロワ３２から圧送された空気を、後述する燃焼器７で生成した燃焼ガスと熱交換させて加熱するものである。空気予熱器３３は、燃料電池スタック１０に供給する空気と燃料ガスとの温度差を縮小して、各発電セル１００における発電効率の向上を図るために設けられている。

続いて、燃料供給経路４には、燃料ガス流れ上流側から順に、燃料ガスに含まれる硫黄成分を除去する脱硫器４１、燃料電池スタック１０へと燃料ガスを圧送する燃料用ブロワ４２、燃料予熱器４３、および燃料改質器４４が設けられている。

燃料予熱器４３は、燃料用ブロワ４２から圧送された燃料ガスを後述する燃焼器７で生成した燃焼ガスと熱交換させて加熱するものである。この燃料予熱器４３は、水供給経路５にも接続されており、純水器５１を介して水ポンプ５２から供給される水を燃焼ガスと熱交換させて蒸発させる水蒸気生成器としての機能も果たしている。

燃料改質器４４は、燃料予熱器４３にて加熱された燃料ガス、および水蒸気を燃焼ガスと熱交換させて加熱すると共に、水蒸気改質により水素および一酸化炭素を含む燃料ガスを生成する燃料ガス生成器である。なお、燃料改質器４４の具体的な配置形態等については後述する。

ここで、水ポンプ５２から燃料予熱器４３への水の供給量が増大すると、水の気化熱等により燃料予熱器４３の温度が低下する。そして、燃料予熱器４３の温度低下に伴って、下流側の燃料改質器４４の温度（改質温度）も低下することから、水ポンプ５２は、燃料改質器４４の温度を調整する改質温度調整手段として機能する。

また、燃料電池スタック１０には、内部から排出空気（酸化剤ガスのオフガス）を導出する空気導出口１３ｂに空気排出経路６ａが接続されると共に、内部から排出燃料（燃料ガスのオフガス）を導出する燃料導出口１４ｂに燃料排出経路６ｂが接続されている。

各排出経路６ａ、６ｂは、排出燃料および排出空気の混合ガスを可燃ガスとして燃焼させる燃焼器７に接続されている。なお、各排出経路６ａ、６ｂがガス排出系を構成している。

燃焼器７は、各オフガスの導入部７ａの近くに設けられた燃焼部７１で燃焼させることで、高温（例えば、９００℃〜１０００℃）の燃焼ガスを生成するものである。なお、燃焼器７の具体的な配置形態等については後述する。

燃焼器７には、高温の燃焼ガスを導出する導出部７ｂに燃焼ガス経路（燃焼ガス流通部）６が接続されている。この燃焼ガス経路６は、内部を流れる燃焼ガスの熱を有効利用すべく、上流側から順に空気予熱器３３、燃料予熱器４３といった機器に接続されている。

また、本実施形態では、空気排出経路６ａに対して燃焼器７へ補助空気を供給するための補助空気供給経路６ｃが接続されると共に、燃料排出経路６ｂに対して燃焼器７へ補助燃料を供給するための補助燃料供給経路６ｄが接続されている。

補助空気供給経路６ｃには、燃焼器７へ供給する補助空気の供給量を調整するための補助空気用ブロワ６１が設けられている。この補助空気用ブロワ６１は、燃料電池スタック１０からの排出空気よりも低温の空気を補助空気として燃焼器７へ供給するものである。

燃焼器７への低温の補助空気の供給量が減少すると、燃焼器７の温度（燃焼温度）が上昇することから、補助空気用ブロワ６１は、燃焼器７の温度を調整する燃焼温度調整手段として機能する。

一方、補助燃料供給経路６ｄには、燃焼器７へ供給する補助燃料の供給量を調整するための補助燃料用ブロワ６２が設けられている。この補助燃料用ブロワ６２は、メタンガス等の可燃ガスを補助燃料として燃焼器７へ供給するものである。

燃焼器７への補助燃料の供給量が増大すると、燃焼器７内の燃焼が促進されて燃焼器７の温度が上昇する。従って、補助燃料用ブロワ６２は、補助空気用ブロワ６１と共に、燃焼器７の温度を調整する燃焼温度調整手段として機能する。

ここで、本実施形態の燃料電池装置１を構成する改質器４４、および燃焼器７の具体的な配置形態等について図２の模式図を用いて説明する。

図２に示すように、本実施形態の燃料改質器４４および燃焼器７は、燃料電池スタック１０の積層方向に延びる１つの側面に対向すると共に、燃料電池スタック１０から離間して配置されている。

燃料改質器４４は、燃料電池スタック１０のスタック中段部１０Ｃと燃焼器７との間に、燃焼器７と隣接するように配置されている。本実施形態の燃料改質器４４は、燃焼器７からの吸熱効率を高めるために、燃焼器７に密着した構成となっている。

また、燃料改質器４４は、燃料電池スタック１０の運転時（発電時）に生ずる放射熱を吸熱して、内部を流通する燃料ガスを加熱可能な放射熱型の熱交換器として構成されている。なお、水蒸気改質は、吸熱反応であり、本実施形態の如く燃焼器７の熱に加えて燃料電池スタック１０の運転時に生ずる放射熱を吸熱可能な高温の条件下で行うことで、より高転化率の改質反応を実現することができる。

ここで、燃料電池スタック１０は、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂが、スタック中段部１０Ｃに比べて低温となり易い傾向がある。このため、単に燃料電池スタック１０と燃料改質器４４とを対向配置して、燃料電池スタック１０からの放射熱を燃料改質器４４にて吸熱する構成とすると、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの熱が不必要に燃料改質器４４に放熱されてしまう虞がある。

そこで、本実施形態の燃焼器７は、燃料電池スタック１０の各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに対して露出するように配置されている。すなわち、燃焼器７は、燃料改質器４４を介さずに、燃料電池スタック１０の各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに対向するように配置されている。

より具体的には、本実施形態の燃焼器７は、各オフガス（可燃ガス）を導入する導入部７ａ付近の部位が第１スタック端部１０Ａに対して露出すると共に、燃焼ガスを導出する導出部７ｂ付近の部位が第２スタック端部１０Ｂに対して露出するように配置されている。

これにより、燃料電池スタック１０にて低温となり易い各スタック端部１０Ａ、１０Ｂを燃焼器７からの輻射熱により加熱することができると共に、燃料電池スタック１０にて高温となり易いスタック中段部１０Ｃの熱を燃料改質器４４へ放熱することができる。

図１に戻り、本実施形態における電子制御部の概要を説明すると、制御装置８は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭといった記憶手段等からなる周知のマイクロコンピュータと、その周辺回路にて構成されている。本実施形態の制御装置８は、記憶手段に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い出力側に接続された各種制御機器の作動を制御する制御手段を構成している。

制御装置８の出力側には、制御機器として空気用ブロワ３２、燃料用ブロワ４２、水ポンプ５２、補助空気用ブロワ６１、補助燃料用ブロワ６２等が接続されている。これら制御機器は、制御装置８から出力される制御信号に応じて、その作動が制御される。

制御装置８の入力側には、端部温度センサ８１、中段部温度センサ８２、燃焼温度センサ８３、改質温度センサ８４等の各種センサが接続されている。

端部温度センサ８１は、燃料電池スタック１０の積層方向における端部の温度Ｔｅを検出する端部温度検出手段であり、本実施形態では、燃料電池スタック１０の第１スタック端部１０Ａに近接した位置に配設されている。なお、端部温度センサ８１は、第１スタック端部１０Ａに限らず、第２スタック端部１０Ｂに近接した位置に配設してもよいし、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに近接した位置それぞれに配設してもよい。

中段部温度センサ８２は、燃料電池スタック１０のスタック中段部１０Ｃの温度Ｔｃを検出する中段部温度検出手段であり、本実施形態では、燃料電池スタック１０の積層方向における中央部に近接した位置に配設されている。

燃焼温度センサ８３は、燃焼器７の燃焼温度Ｔｂを検出する燃焼温度検出手段であり、燃焼器７の各オフガスの導入部７ａ付近に配設されている。なお、燃焼温度センサ８３は、燃焼器７の燃焼温度が検出可能であれば任意の位置に配設してもよい。

改質温度センサ８４は、改質器４４の改質温度Ｔｒを検出する改質温度検出手段であり、改質器４４の中央部付近に配設されている。なお、改質温度センサ８４は、改質器４４の改質温度が検出可能であれば任意の位置に配設してもよい。

また、本実施形態の制御装置８は、燃料電池スタック１０の運転時に、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度が適正温度となるように、端部温度センサ８１の検出温度に応じて、補助空気用ブロワ６１または補助燃料用ブロワ６２を制御する端部温度調整処理を実行するように構成されている。

次に、上記構成に係る燃料電池システムの全体的な作動について説明する。図示しない外部コントローラからの制御指令により、燃料電池システムの運転が開始されると、制御装置８が各制御機器へ作動開始を指示する制御信号を出力する。

これにより、空気供給経路３では、空気用ブロワ３２にて圧送された空気が空気予熱器３３にて所望の温度となるまで加熱された後、当該加熱された空気が燃料電池スタック１０に供給される。

一方、燃料供給経路４では、燃料用ブロワ４２にて圧送された燃料ガス、および水ポンプ５２にて圧送された水が、燃料予熱器４３にて所望の温度まで加熱された後、燃料改質器４４にてリッチな燃料ガスに改質されて燃料電池スタック１０に供給される。

燃料電池スタック１０は、燃料ガスおよび空気が供給されると、水素および一酸化炭素を燃料として前述の反応式Ｆ１〜Ｆ４に示す電気化学反応により、電気エネルギを出力する。

燃料電池スタック１０から排出された各オフガスは、各排出経路６ａ、６ｂを介して燃焼器７に供給される。燃焼器７に供給された各オフガスは、燃焼器７の内部の燃焼部７１にて燃焼される。この際、燃焼器７の熱が、燃料改質器４４および燃料電池スタック１０の各スタック端部１０Ａ、１０Ｂそれぞれに放熱される。

その後、燃焼器７にて生成された高温の燃焼ガスは、燃焼ガス経路６を介して空気予熱器３３、燃料予熱器４３の順に流れ、各機器における熱源として利用された後に外部へ排出される。

続いて、本実施形態の制御装置８が実行する端部温度調整処理について図３のフローチャートを用いて説明する。図３の制御ルーチンは、燃料電池スタック１０の運転時に制御装置８により周期的に実行される。なお、本実施形態では、端部温度センサ８１の検出温度を各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの代表的な温度として、端部温度センサ８１の検出温度に応じて補助空気用ブロワ６１または補助燃料用ブロワ６２を制御する。

まず、各種センサ８１〜８４の検出値（センサ出力）を読み込み（Ｓ１０）、端部温度センサ８１の検出温度Ｔｅと、予め設定された各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの目標温度Ｔｓとの偏差ΔＴｅ（＝Ｔｓ−Ｔｅ）を算出する（Ｓ１１）。なお、目標温度Ｔｓは、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに位置する発電セル１００の出力が低下しない温度に設定されている。

続いて、ステップＳ１１にて算出した偏差ΔＴｅが、予め設定された許容値（例えば、５０℃）を上回っているか否かを判定する（Ｓ１２）。なお、許容値は、目標温度Ｔｓと発電セル１００の出力が低下しない下限温度との温度差に対して余裕代を加味した値に設定されている。

ステップＳ１２の判定処理の結果、偏差ΔＴｅが許容値を上回っていると判定された場合、温度低下による各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに位置する発電セル１００の出力低下が懸念される。

このため、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度を適正温度まで上昇させるのに必要となる必要加熱量を偏差ΔＴｅから算出する（Ｓ１３）。なお、必要加熱量については、例えば、予め偏差ΔＴｅと必要加熱量との関係を規定した制御マップを用意しておき、当該制御マップを参照してステップＳ１１で算出した偏差ΔＴｅから算出すればよい。

続いて、ステップＳ１３で算出した必要加熱量から燃焼器７の目標温度となる燃焼目標温度Ｔｂ＿ｓを算出する（Ｓ１４）。なお、燃焼目標温度Ｔｂ＿ｓについては、例えば、予め必要加熱量と燃焼目標温度Ｔｂ＿ｓとの関係を規定した制御マップを用意しておき、当該制御マップを参照してステップＳ１３で算出した必要加熱量から算出すればよい。

続いて、燃焼温度センサ８３の検出温度（燃焼温度Ｔｂ）が燃焼目標温度Ｔｂ＿ｓとなるように、補助空気用ブロワ６１および補助燃料用ブロワ６２の少なくとも一方を制御する（Ｓ１５）。

具体的には、補助空気用ブロワ６１を制御する際には、燃焼器７の燃焼温度Ｔｂが上昇するように、燃焼器７への補助空気の供給量を減少させる。また、補助燃料用ブロワ６２を制御する際には、燃焼器７の燃焼温度Ｔｂが上昇するように、燃焼器７への補助燃料の供給量を増大させる。

一方、ステップＳ１２の判定処理の結果、偏差ΔＴｅが許容値以下と判定された場合、温度低下による各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに位置する発電セル１００の出力低下が生じ難いと考えられるので、補助空気や補助燃料の供給量を変化させることなく処理を終える。

以上説明した本実施形態の燃料電池装置１は、燃料電池スタック１０と燃焼器７との間に改質器４４を配置すると共に、燃焼器７を燃料電池スタック１０の各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに対して露出するように配置している。

これによれば、燃料電池スタック１０における高温となり易いスタック中段部１０Ｃの熱を燃料改質器４４にて吸熱すると共に、燃焼器７の熱により低温となり易い各スタック端部１０Ａ、１０Ｂを加熱することができる。

ここで、図４は、燃料電池スタック１の積層方向の温度分布を示しており、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂを加熱しない場合（比較例１）、一点鎖線で示すように、積層方向の温度分布がスタック中段部１０Ｃにて高く、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂにて低くなる特性となる。

また、従来技術の如く、燃焼触媒により各スタック端部１０Ａ、１０Ｂを加熱する場合（比較例２）、二点鎖線で示すように、積層方向の温度分布が各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度およびスタック中段部１０Ｃそれぞれで上昇する特性となる。

これに対して、本実施形態の燃料電池装置１では（本例）、実線で示すように、積層方向の分布が、スタック中段部１０Ｃの温度上昇が抑えられると共に、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂが上昇する特性となる。つまり、本実施形態の燃料電池装置１によれば、燃料電池スタック１０の積層方向の全域において均一となる温度分布を得ることができる。

このように本実施形態の燃料電池装置１によれば、燃料電池スタック１０における過度の温度上昇を抑制しつつ、燃料電池スタック１０の温度分布の均一化を図ることが可能となる。

ここで、燃料改質器４４や燃焼器７を燃料電池スタック１０に接触させる配置形態とすると、加熱要素となる燃焼器７や吸熱要素となる燃料改質器４４の温度変動が、燃料電池スタック１０の温度に直接的に影響することから、燃料電池スタック１０の温度制御が難しくなってしまう。

これに対して、本実施形態では、燃料改質器４４および燃焼器７のそれぞれを燃料電池スタック１０から離間させる配置形態としている。これによれば、燃焼器７や燃料改質器４４の温度変動が、燃料電池スタック１０に間接的に作用することから、燃料電池スタック１０の温度制御が容易となり、燃料電池スタックの温度分布の均一化をより適切に図ることが可能となる。

また、本実施形態の燃料電池システムでは、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度が適正温度となるように、端部温度センサ８１の検出温度に応じて補助空気用ブロワ６１または補助燃料用ブロワ６２を制御している。

これによれば、燃焼器７にて燃料電池スタック１０の各スタック端部１０Ａ、１０Ｂを適切に加熱することができるので、燃料電池スタック１０の温度分布の均一化をより適切に図ることが可能となる。

なお、本実施形態では、第１スタック端部１０Ａに近接した位置に配設された端部温度センサ８１の検出温度を各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの代表的な温度として、端部温度調整処理を行う例について説明したが、これに限定されない。

例えば、端部温度センサ８１を第２スタック端部１０Ｂに近接した位置に配設し、当該端部温度センサ８１の検出温度を各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの代表的な温度として、端部温度調整処理を行うようにしてもよい。

また、端部温度センサ８１を各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに近接した位置それぞれに配設し、各端部温度センサ８１の検出温度の平均値を各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの代表的な温度として、端部温度調整処理を行うようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して制御装置８にて実行する制御処理を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

本実施形態の制御装置８は、燃料電池スタック１０の運転時に、スタック中段部１０Ｃの温度が適正温度となるように、中段部温度センサ８２の検出温度に応じて、水ポンプ５２を制御する中段部温度調整処理を実行するように構成されている。

本実施形態の中段部温度調整処理については、図５のフローチャートを用いて説明する。図５の制御ルーチンは、燃料電池スタック１０の運転時に制御装置８により周期的に実行される。

まず、各種センサ８１〜８４の検出値を読み込み（Ｓ２０）、中段部温度センサ８２の検出温度Ｔｃと、予め設定されたスタック中段部１０Ｃにおける目標温度Ｔｓとの偏差ΔＴｃ（＝Ｔｃ−Ｔｓ）を算出する（Ｓ２１）。なお、目標温度Ｔｓは、過度に温度上昇していない際のスタック中段部１０Ｃの代表的な温度に設定されている。

続いて、ステップＳ２１にて算出した偏差ΔＴｃが、予め設定された許容値（例えば、５０℃）を上回っているか否かを判定する（Ｓ２２）。なお、許容値は、目標温度Ｔｓと発電セル１００の劣化が生じ難い上限温度との温度差に対して余裕代を加味した値に設定されている。

ステップＳ２２の判定処理の結果、偏差ΔＴｃが許容値を上回っていると判定された場合、過度の温度上昇によるスタック中段部１０Ｃに位置する発電セル１００の劣化等が懸念される。

このため、スタック中段部１０Ｃの温度を適正温度まで低下させるのに必要となる必要放熱量を偏差ΔＴｃから算出する（Ｓ２３）。なお、必要放熱量については、例えば、予め偏差ΔＴｃと必要放熱量との関係を規定した制御マップを用意しておき、当該制御マップを参照してステップＳ２１で算出した偏差ΔＴｃから算出すればよい。

続いて、ステップＳ２３で算出した必要放熱量から燃料改質器４４の目標温度となる改質目標温度Ｔｒ＿ｓを算出する（Ｓ２４）。なお、改質目標温度Ｔｒ＿ｓについては、例えば、予め必要放熱量と燃焼目標温度Ｔｒ＿ｓとの関係を規定した制御マップを用意しておき、当該制御マップを参照してステップＳ２３で算出した必要放熱量から算出すればよい。

続いて、改質温度センサ８４の検出温度（改質温度Ｔｒ）が改質目標温度Ｔｒ＿ｓとなるように、水ポンプ５２を制御する（Ｓ２５）。なお、水ポンプ５２を制御する際には、燃料改質器４４の改質温度Ｔｒが低下するように、水の供給量を増大させる。

一方、ステップＳ２２の判定処理の結果、偏差ΔＴｃが許容値以下と判定された場合、過度の温度上昇によるスタック中段部１０Ｃに位置する発電セル１００の劣化等が生じ難いと考えられるので、水の供給量を変化させることなく処理を終える。

その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の燃料電池装置１によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

また、本実施形態の燃料電池システムでは、スタック中段部１０Ｃの温度が適正温度となるように、中段部温度センサ８２の検出温度に応じて、制御装置８が水ポンプ５２を制御している。

これによれば、燃料電池スタック１０のスタック中段部１０Ｃの温度が上昇した際に、スタック中段部１０Ｃの熱を燃料改質器４４にて適切に吸熱することができる。従って、燃料電池スタック１０における過度の温度上昇を効果的に抑制することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１、第２実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

本実施形態では、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度が低下する際に、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに位置する発電セル１００の電圧が低下することに着眼し、当該発電セル１００の電圧低下を契機として、制御装置８にて端部温度調整処理を実行する。

図６に示すように、本実施形態の燃料電池システムでは、端部温度センサ８１および中段部温度センサ８２を廃し、その代わりに端部電圧センサ８５および中段部電圧センサ８６を追加している。

端部電圧センサ８５は、燃料電池スタック１０の第１スタック端部１０Ａに位置する発電セル１００の電圧Ｖｅを検出する端部電圧検出手段であり、本実施形態では、端板１２に隣接する発電セル１００に接続されている。なお、端部電圧センサ８５は、第１スタック端部１０Ａに限らず、第２スタック端部１０Ｂに位置する発電セル１００に接続してもよいし、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに位置する発電セル１００の双方に接続してもよい。

中段部電圧センサ８６は、燃料電池スタック１０のスタック中段部１０Ｃに位置する発電セル１００の電圧Ｖｃを検出する中段部電圧検出手段であり、本実施形態では、燃料電池スタック１０の積層方向における中央部に位置する発電セル１００に接続されている。

また、本実施形態の制御装置８は、燃料電池スタック１０の運転時に、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度が適正温度となるように、端部電圧センサ８５の検出電圧に応じて、補助空気用ブロワ６１または補助燃料用ブロワ６２を制御する端部温度調整処理を実行するように構成されている。

本実施形態の端部温度調整処理については、図７のフローチャートを用いて説明する。図７の制御ルーチンは、燃料電池スタック１０の運転時に制御装置８により周期的に実行される。なお、本実施形態では、端部電圧センサ８５の検出電圧を各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに位置する発電セル１００の代表的な電圧とし、端部電圧センサ８５の検出電圧に応じて補助空気用ブロワ６１または補助燃料用ブロワ６２を制御する。

まず、各種センサ８３〜８６の検出値を読み込み（Ｓ３０）、端部電圧センサ８５の検出電圧Ｖｅと、予め設定された各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに位置する発電セル１００の目標電圧Ｖｓとの偏差ΔＶｅ（＝Ｖｓ−Ｖｅ）を算出する（Ｓ３１）。なお、目標電圧Ｖｓは、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度が低下していない際の発電セル１００の電圧に設定されている。

続いて、ステップＳ３１にて算出した偏差ΔＶｅが、予め設定された許容値（例えば、０．１Ｖ）を上回っているか否かを判定する（Ｓ３２）。なお、許容値は、目標電圧Ｖｓと各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度が低下していない際の発電セル１００の下限電圧との差に対して余裕代を加味した値に設定されている。

ステップＳ３２の判定処理の結果、偏差ΔＶｅが許容値を上回っていると判定された場合、温度低下による各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに位置する発電セル１００の出力低下が懸念される。

このため、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度を適正温度まで上昇させるのに必要となる必要加熱量を偏差ΔＶｅから算出する（Ｓ３３）。なお、必要加熱量については、例えば、予め偏差ΔＶｅと必要加熱量との関係を規定した制御マップを用意しておき、当該制御マップを参照してステップＳ３１で算出した偏差ΔＶｅから算出すればよい。

続いて、ステップＳ３３で算出した必要加熱量から燃焼目標温度Ｔｂ＿ｓを算出し（Ｓ３４）、燃焼器７の燃焼温度Ｔｂが燃焼目標温度Ｔｂ＿ｓとなるように、補助空気用ブロワ６１および補助燃料用ブロワ６２の少なくとも一方を制御する（Ｓ３５）。なお、本実施形態のステップＳ３４およびＳ３５の処理は、第１実施形態のステップＳ１４およびＳ１５の処理と同様である。

その他の構成および作動は、第１、第２実施形態と同様である。従って、本実施形態の燃料電池装置１によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

また、本実施形態の燃料電池システムでは、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度変化を端部電圧センサ８５の検出電圧により間接的に検出し、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの温度が適正温度となるように、制御装置８が補助空気用ブロワ６１または補助燃料用ブロワ６２を制御している。

これによれば、燃焼器７にて燃料電池スタック１０の各スタック端部１０Ａ、１０Ｂを適切に加熱することができるので、燃料電池スタック１０の温度分布の均一化をより適切に図ることが可能となる。

なお、本実施形態では、第１スタック端部１０Ａに位置する発電セル１００に接続された端部電圧センサ８５の検出電圧を各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの代表的な電圧として、端部温度調整処理を行う例について説明したが、これに限定されない。

例えば、端部電圧センサ８５を第２スタック端部１０Ｂに位置する発電セル１００に接続し、当該端部電圧ンサ８５の検出電圧を各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの代表的な電圧として、端部温度調整処理を行うようにしてもよい。

また、端部電圧センサ８５を各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに位置する発電セル１００それぞれに接続し、各端部電圧センサ８５の検出電圧の平均値を各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの代表的な電圧として、端部温度調整処理を行うようにしてもよい。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態では、第３実施形態に対して制御装置８にて実行する制御処理を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第１〜第３実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

本実施形態では、スタック中段部１０Ｃが温度上昇した際に、スタック中段部１０Ｃに位置する発電セル１００の電圧が上昇することに着眼し、当該発電セル１００の電圧上昇を契機として、制御装置８にて中段部温度調整処理を実行する。

本実施形態の制御装置８は、燃料電池スタック１０の運転時に、スタック中段部１０Ｃの温度が適正温度となるように、中段部電圧センサ８６の検出電圧に応じて、水ポンプ５２を制御する中段部温度調整処理を実行するように構成されている。

本実施形態の中段部温度調整処理については、図８のフローチャートを用いて説明する。図８の制御ルーチンは、燃料電池スタック１０の運転時に制御装置８により周期的に実行される。

まず、各種センサ８３〜８６の検出値を読み込み（Ｓ４０）、中段部電圧センサ８６の検出電圧Ｖｃと、予め設定されたスタック中段部１０Ｃにおける目標電圧Ｖｓとの偏差ΔＶｃ（＝Ｖｃ−Ｖｓ）を算出する（Ｓ４１）。なお、目標電圧Ｖｓは、過度に温度上昇していない際の発電セル１００の電圧に設定されている。

続いて、ステップＳ４１にて算出した偏差ΔＶｃが、予め設定された許容値（例えば、０．１Ｖ）を上回っているか否かを判定する（Ｓ４２）。なお、許容値は、目標電圧Ｖｓと各スタック端部１０Ａ、１０Ｂが過度に温度上昇していない際の発電セル１００の上限電圧との差に対して余裕代を加味した値に設定されている。

ステップＳ４２の判定処理の結果、偏差ΔＶｃが許容値を上回っていると判定された場合、過度の温度上昇によるスタック中段部１０Ｃに位置する発電セル１００の劣化等が懸念される。

このため、スタック中段部１０Ｃの温度を適正温度まで低下させるのに必要となる必要放熱量を偏差ΔＶｃから算出する（Ｓ４３）。なお、必要放熱量については、例えば、予め偏差ΔＶｃと必要放熱量との関係を規定した制御マップを用意しておき、当該制御マップを参照してステップＳ４１で算出した偏差ΔＴｃから算出すればよい。

続いて、ステップＳ４３で算出した必要放熱量から改質目標温度Ｔｒ＿ｓを算出し（Ｓ４４）、燃料改質器４４の改質温度Ｔｒが改質目標温度Ｔｒ＿ｓとなるように、水ポンプ５２を制御する（Ｓ４５）。なお、本実施形態のステップＳ４４およびＳ４５の処理は、第２実施形態のステップＳ２４およびＳ２５の処理と同様である。

その他の構成および作動は、第１〜第３実施形態と同様である。従って、本実施形態の燃料電池装置１によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

また、本実施形態の燃料電池システムでは、スタック中段部１０Ｃの温度変化を中段部電圧センサ８６の検出電圧により間接的に検出し、スタック中段部１０Ｃの温度が適正温度となるように、制御装置８が水ポンプ５２を制御している。

これによれば、燃料電池スタック１０のスタック中段部１０Ｃの温度が上昇した際に、スタック中段部１０Ｃの熱を燃料改質器４４にて適切に吸熱することができる。従って、燃料電池スタック１０における過度の温度上昇を効果的に抑制することができる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して燃料電池装置１の配置形態等を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第１〜第４実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

燃焼器７は、内部で生成した燃焼ガスの熱を燃料改質器４４および各スタック端部１０Ａ、１０Ｂへ放熱することから、燃焼ガスの導出部７ｂ付近の温度が各オフガスの導入部７ａ付近よりも低下してしまうことがある。

このため、燃焼器７の導入部７ａ付近の部位を第１スタック端部１０Ａに対して露出させ、導出部７ｂ付近の部位を第２スタック端部１０Ｂに対して露出させる配置構成とすると、第１スタック端部１０Ａに比べて第２スタック端部１０Ｂの温度が低下してしまう虞がある。

そこで、本実施形態では、図９に示すように、燃焼器７における導出部７ｂ付近の部位に対向する第２スタック端部１０Ｂ側に燃焼ガスが流通する燃焼ガス経路６を近接配置する構成としている。なお、第２スタック端部１０Ｂにおける燃焼ガス経路６からの受熱量と第１スタック端部１０Ａにおける燃焼器７からの受熱量とが同等となるように、燃焼ガス経路６を第２スタック端部１０Ｂの近くに配することが望ましい。

ここで、燃焼ガス経路６を第２スタック端部１０Ｂに近接配置すると共に、燃焼器７における導出部７ｂ付近の部位を第２スタック端部１０Ｂに露出させる構成とすると、燃焼器７における放熱量が増大して、燃焼ガス経路６を流通する燃焼ガスの温度が低下してしまう可能性がある。

このため、本実施形態では、燃焼器７の導入部７ａ付近の部位だけを第１スタック端部１０Ａに露出させ、導出部７ｂ付近の部位を第２スタック端部１０Ｂに露出させない配置構成としている。なお、第２スタック端部１０Ｂにおける燃焼ガス経路６からの受熱量が多い場合には、燃焼ガス経路６を第２スタック端部１０Ｂに近接配置すると共に、燃焼器７における導出部７ｂ付近の部位を第２スタック端部１０Ｂに露出させる構成としてもよい。

以上説明した本実施形態の燃料電池装置１によれば、燃料電池スタック１０の両端部のうち、第２スタック端部１０Ｂ側に燃焼ガスが流通する燃焼ガス経路６を近接配置している。これによれば、燃焼器７の放射熱による第２スタック端部１０Ｂの加熱量が不足したとしても、燃焼器７から排出された燃焼ガスの熱により第２スタック端部１０Ｂを昇温させることが可能となる。

なお、燃焼器７の導入部７ａ付近の部位を第２スタック端部１０Ｂに対して露出させ、導出部７ｂ付近の部位を第１スタック端部１０Ａに対して露出させる配置構成となる場合は、第１スタック端部１０Ａ側に燃焼ガス経路６を近接配置すればよい。この場合、第１スタック端部１０Ａにおける燃焼ガス経路６からの受熱量を増大させるために、導出部７ｂ付近の部位を第１スタック端部１０Ａに対して露出させない配置構成としてもよい。

また、燃焼器７における各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに露出させる露出部位が、燃焼器７の導入部７ａおよび導出部７ｂ付近以外となる場合は、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂの双方に燃焼ガス経路６を近接配置してもよい。

なお、本実施形態では、燃料電池装置１の配置形態等について説明したが、本実施形態の燃料電池装置１を備える燃料電池システムにおいて、第１〜第４実施形態にて説明した端部温度調整処理や中段部温度調整処理を実行してもよい。

（第６実施形態）
次に、第６実施形態について説明する。本実施形態では、第５実施形態に対して燃料電池装置１の構成を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第１〜第５実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

前述までの各実施形態の如く、燃焼器７を燃料電池スタック１０の両端部の少なくとも一方に対して露出させる構成とすれば、燃焼器７の輻射熱により燃料電池スタック１０の端部を加熱することができる。

ところが、単に燃焼器７を燃料電池スタック１０の端部に対して露出させる構成とすると、燃焼器７の輻射熱が燃料電池スタック１０のスタック中段部１０Ｃ側にも伝わってしまう虞がある。

そこで、本実施形態の燃料電池装置１では、燃焼器７における燃料電池スタック１０側に対して露出した露出部位からスタック中段部１０Ｃ側へ熱が伝わることを遮る熱遮蔽部材７２を追加している。

本実施形態の熱遮蔽部材７２は、図１０に示すように、燃焼器７における第２スタック端部１０Ｂに対して露出した部位と、燃料改質器４４における第２スタック端部１０Ｂ側の部位との境に、燃料電池スタック１０側へ延びるように配置されている。なお、熱遮蔽部材７２は、断熱性に優れた部材で構成されている。

その他の構成および作動は、第５実施形態と同様である。従って、本実施形態の燃料電池装置１によれば、第５実施形態と同様の効果を奏する。

また、本実施形態の燃料電池装置１では、熱遮蔽部材７２を追加しているので、燃焼器７の輻射熱により燃料電池スタック１０のスタック中段部１０Ｃが不必要に加熱されてしまうことを抑制することができる。これにより、燃料電池スタック１０のスタック中段部の過度の温度上昇をより効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態では、第５実施形態で説明した燃料電池装置１に対して熱遮蔽部材７２を追加する例について説明したが、これに限定されない。例えば、第１実施形態で説明した燃料電池装置１に対して熱遮蔽部材７２を追加してもよい。この場合、燃焼器７における各スタック端部１０Ａ、１０Ｂに対して露出した部位、および燃料改質器４４における各スタック端部１０Ａ、１０Ｂ側の部位それぞれの境に、熱遮蔽部材７２を配置すればよい。

また、本実施形態では、燃焼器７と燃料改質器４４との境に、熱遮蔽部材７２を配置する例を説明したが、これに限定されない。例えば、燃料改質器４４における第２スタック端部１０Ｂ側の端面に断熱部材を配置し、当該断熱部材を熱遮蔽部材７２として機能させてもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、燃料電池スタック１０、燃料改質器４４、および燃焼器７をハウジングに収容してユニット化された燃料電池装置１について説明したが、これに限定されず、例えば、ハウジング内に空気予熱器３３や燃料予熱器４３等が収容されていてもよい。また、燃料電池装置１において、ハウジングは必須の構成要素ではなく、ハウジングを用いることなく、燃料電池装置１を構成してもよい。

（２）上述の各実施形態では、燃料改質器４４および燃焼器７それぞれを燃料電池スタック１０の積層方向に延びる１つの側面に対向するように配置する例について説明したが、これに限定されない。燃料改質器４４および燃焼器７それぞれを燃料電池スタック１０の積層方向に延びる２つ以上の側面に対向するように配置してもよい。

（３）上述の各実施形態では、補助空気用ブロワ６１や補助燃料用ブロワ６２を燃焼温度調整手段として機能させる例について説明したが、これに限らず、他の手段により燃焼器７の燃焼温度を調整してもよい。例えば、各排出経路６ａ、６ｂに燃焼器７への各オフガスの供給量を調整する調整手段を設け、当該調整手段を燃焼温度調整手段として機能させてもよい。

（４）上述の各実施形態では、水ポンプ５２を改質温度調整手段として機能させる例について説明したが、これに限らず、他の手段により燃料改質器４４の改質温度を調整してもよい。例えば、燃料予熱器４３へ流す燃焼ガスの供給量を調整する調整手段を設け、当該調整手段を改質温度調整手段として機能させてもよい。

（５）上述の各実施形態の如く、燃料電池スタック１０の温度制御の容易性を考慮して、燃料改質器４４および燃焼器７それぞれを燃料電池スタック１０から離間させることが望ましいが、これに限定されず、燃料電池スタック１０に燃料改質器４４を接触させるようにしてもよい。

（６）上述の第１実施形態では、燃焼器７の導入部７ａ付近の部位を第１スタック端部１０Ａに対して露出させ、導出部７ｂ付近の部位を第２スタック端部１０Ｂに対して露出させる例について説明したが、これに限定されない。燃焼器７の任意の部位を第１スタック端部１０Ａおよび第２スタック端部１０Ｂの一方に露出させるようにしてもよい。これによれば、燃料電池スタック１の少なくとも一端部を燃焼器７からの輻射熱により加熱することができるので、燃料電池スタック１の温度分布の均一化を図ることができる。

（７）上述の各実施形態の如く、制御装置８にて端部温度調整処理や中段部温度調整処理を実行することが望ましいが、これに限定されず、制御装置８における端部温度調整処理や中段部温度調整処理を省略してもよい。

（８）上述の第１〜第４実施形態では、制御装置８にて端部温度調整処理および中段部温度調整処理のいずれか一方を実行する例について説明したが、これに限らず、例えば、制御装置８にて端部温度調整処理および中段部温度調整処理それぞれを実行してもよい。

この場合、燃料電池スタック１０の各スタック端部１０Ａ、１０Ｂやスタック中段部１０Ｃにおける温度のハンチングを抑制するために、各スタック端部１０Ａ、１０Ｂやスタック中段部１０Ｃの温度に応じて各処理の優先順位を決めておくことが望ましい。

（９）上述の各実施形態では、燃料電池スタック１０として高温で作動する固体酸化物型燃料電池を用いる例について説明したが、これに限らず、例えば、燃料電池スタック１０として高温で作動する溶融炭酸塩型燃料電池を用いてもよい。

（１０）上述の各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。

（１１）上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

（１２）上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

（１３）上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

１ 燃料電池システム
１ 燃料電池装置
１０ 燃料電池スタック
１０Ａ 第１スタック端部
１０Ｂ 第２スタック端部
１０Ｃ スタック中段部
１００ 発電セル
４４ 改質器（燃料改質器）
７ 燃焼器

Claims (8)

1. 燃料ガスおよび酸化剤ガスの電気化学反応により電気エネルギを出力する発電セル（１００）を複数積層して構成される燃料電池スタック（１０）と、
   前記燃料電池スタックの積層方向に延びる側面に対向して配置され、可燃ガスを燃焼させて高温の燃焼ガスを生成する燃焼器（７）と、
   原料を改質して前記燃料ガスを生成する燃料改質器（４４）と、を備え、
   前記燃料改質器は、前記燃料電池スタックの積層方向における少なくとも中段部（１０Ｃ）と前記燃焼器との間に前記燃焼器と隣接するように配置され、
   前記燃焼器は、前記燃料電池スタックの積層方向における両端部（１０Ａ、１０Ｂ）の少なくとも一方に対して露出するように配置されていることを特徴とする燃料電池装置。
2. 前記燃料改質器および前記燃焼器は、それぞれ前記燃料電池スタックから離間して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池装置。
3. 前記燃焼器における前記燃料電池スタックに対して露出した露出部位から前記燃料電池スタックの積層方向における中段部へ熱が伝わることを遮る熱遮蔽部材（７２）を備えることを特徴とする１または２に記載の燃料電池装置。
4. 前記燃焼器から排出された前記燃焼ガスが流通する燃焼ガス流通部（６）を備え、
   前記燃焼ガス流通部は、前記燃焼ガスが前記燃料電池スタックの積層方向における両端部の少なくとも一方側を流通するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の燃料電池装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料電池装置（１）と、
   前記燃料電池スタックの積層方向における両端部の少なくとも一方の温度を検出する端部温度検出手段（８１）と、
   前記燃焼器の温度を調整する燃焼温度調整手段（６１、６２）と、
   前記燃焼温度調整手段を制御する制御手段（８）と、を備え、
   前記制御手段は、前記燃料電池スタックの積層方向における端部の温度が適正温度となるように、前記端部温度検出手段の検出温度に応じて前記燃焼温度調整手段を制御することを特徴とする燃料電池システム。
6. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料電池装置（１）と、
   前記燃料電池スタックの積層方向における中段部の温度を検出する中段部温度検出手段（８２）と、
   前記改質器の温度を調整する改質温度調整手段（５２）と、
   前記改質温度調整手段を制御する制御手段（８）と、を備え、
   前記制御手段は、前記燃料電池スタックの積層方向における中段部の温度が適正温度となるように、前記中段部温度検出手段の検出温度に応じて前記改質温度調整手段を制御することを特徴とする燃料電池システム。
7. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料電池装置（１）と、
   前記燃料電池スタックの積層方向における両端部の少なくとも一方に位置する前記発電セルの電圧を検出する端部電圧検出手段（８５）と、
   前記燃焼器の温度を調整する燃焼温度調整手段（６１、６２）と、を備え、
   前記燃焼温度調整手段を制御する制御手段（８）と、を備え、
   前記制御手段は、前記燃料電池スタックの積層方向における端部の温度が適正温度となるように、前記端部電圧検出手段の検出電圧に応じて前記燃焼温度調整手段を制御することを特徴とする燃料電池システム。
8. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料電池装置（１）と、
   前記燃料電池スタックの積層方向における中段部に位置する前記発電セルの電圧を検出する中段部電圧検出手段（８６）と、
   前記改質器の温度を調整する改質温度調整手段（５２）と、を備え、
   前記改質温度調整手段を制御する制御手段（８）と、を備え、
   前記制御手段は、前記燃料電池スタックの積層方向における中段部の温度が適正温度となるように、前記中段部電圧検出手段の検出電圧に応じて前記改質温度調整手段を制御することを特徴とする燃料電池システム。

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