JP2014167935A - Solid oxide fuel cell device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To heat the inside of a module to a high temperature quickly, by supplying combustion gas in a state of higher temperature, and increasing the heat exchange efficiency of power generation oxidant gas furthermore.SOLUTION: A heat exchanger extends in the horizontal direction while covering a fuel cell stack, and has a combustion gas inlet through which the combustion gas flows in, at one end of extension. A thermal insulation material for suppressing heat conduction from the combustion gas generated in the combustion chamber to the heat exchanger is provided between the heat exchanger and a reformer. An exhaust passage having a straightener as a bottom surface and introducing the combustion gas generated in the combustion chamber to the combustion gas inlet of the heat exchanger is provided below the thermal insulation material. The combustion gas generated in the combustion chamber passes through an opening of the straightener provided above the center of a fuel cell stack, and introduced to the combustion gas inlet via the exhaust passage.

Description

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとにより発電を行う固体酸化物形燃料電池装置に関する。   The present invention relates to a solid oxide fuel cell device that generates power using a fuel gas and an oxidant gas.

固体酸化物形燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell:以下「SOFC」ともいう)は、電解質として酸化物イオン導電性固体電解質を用い、その両側に電極を取り付け、一方の側に燃料ガスを供給し、他方の側に酸化剤ガス(空気、酸素等)を供給して、比較的高温で発電反応を生じさせて発電を行う燃料電池装置である。   A solid oxide fuel cell (hereinafter also referred to as “SOFC”) uses an oxide ion conductive solid electrolyte as an electrolyte, has electrodes attached to both sides thereof, and supplies fuel gas to one side. This is a fuel cell device that generates power by supplying an oxidant gas (air, oxygen, etc.) to the other side and generating a power generation reaction at a relatively high temperature.

具体的には、SOFCは、一般に、内側電極層である燃料極層と外側電極層である空気極層との間に固体電解質層が挟持されてなる管状の燃料電池セルを複数有する燃料電池セル集合体(燃料電池セルスタック)を備えており、燃料ガスと酸化剤ガス(空気、酸素等)とが、その燃料電池セルの一端側から他端側へと流れることによって作動する。SOFCの外部からは、原料ガスである被改質ガス(都市ガス等)が供給され、その被改質ガスを改質触媒が収められた改質器に導入し、水素リッチな燃料ガスに改質した後に、それが燃料電池セル集合体へ供給されるように構成されている。   Specifically, the SOFC generally includes a plurality of tubular fuel cells each having a solid electrolyte layer sandwiched between a fuel electrode layer that is an inner electrode layer and an air electrode layer that is an outer electrode layer. An assembly (fuel cell stack) is provided, which operates when fuel gas and oxidant gas (air, oxygen, etc.) flow from one end side to the other end side of the fuel cell. From the outside of the SOFC, a gas to be reformed (city gas, etc.), which is a raw material gas, is supplied, and the gas to be reformed is introduced into a reformer containing a reforming catalyst, and reformed into a hydrogen-rich fuel gas. After being refined, it is configured to be supplied to the fuel cell assembly.

また、SOFCは、起動工程において、燃料ガスを改質器において改質する複数の工程、すなわち、部分酸化改質(Partial Oxidation Reforming:POX)反応工程(以下、POX反応工程ともいう)、オートサーマル改質(Auto Thermal Reforming:ATR)反応工程(以下、ATR反応工程ともいう)、及び、水蒸気改質(Steam Reforming:SR)反応工程(以下、SR反応工程ともいう)を経て、発電工程へ移行するように構成されている。SOFCでは、これらの工程を順に実行することにより、改質器や燃料電池セルスタック等を動作温度まで昇温させることができる。   The SOFC also includes a plurality of processes for reforming the fuel gas in the reformer in the start-up process, that is, a partial oxidation reforming (POX) reaction process (hereinafter also referred to as a POX reaction process), an autothermal process. Transition to power generation process through reforming (Auto Thermal Reforming: ATR) reaction process (hereinafter also referred to as ATR reaction process) and steam reforming (SR) reaction process (hereinafter also referred to as SR reaction process) Is configured to do. In the SOFC, the reformer, the fuel cell stack, and the like can be raised to the operating temperature by sequentially executing these steps.

かかるSOFCにおいて、起動時に部分酸化改質反応工程を行うことが一般的である。例えば、特許文献1には、改質器の起動時改質反応を変えることで、改質器の起動を円滑に行うことができる改質器の起動運転方法が記載されている。   In such an SOFC, it is common to perform a partial oxidation reforming reaction step at the time of startup. For example, Patent Document 1 describes a start-up method for a reformer that can smoothly start the reformer by changing the reforming reaction at the start-up of the reformer.

特開2004−10411号公報JP 2004-10411 A

しかし、POX反応工程は発熱反応であり、投入空気量などがばらつくと状況によっては急激な発熱反応を起こし、これによって過昇温を伴うため改質器の寿命に重大な影響を与えるおそれがあった。特許文献1はPOX反応を利用した起動制御の一般的な技術を開示しているに過ぎず、積極的に改質器の過昇温の発生を抑制するような技術思想の開示及び示唆はない。   However, the POX reaction process is an exothermic reaction, and if the amount of input air varies, depending on the situation, an abrupt exothermic reaction may occur, which may cause an excessive temperature rise and thus have a serious impact on the life of the reformer. It was. Patent Document 1 merely discloses a general technique for start-up control using the POX reaction, and there is no disclosure or suggestion of a technical idea that actively suppresses the occurrence of excessive temperature rise in the reformer. .

ここで、POX反応工程を実行する目的の一つが発熱反応を利用した改質器の昇温にあることに鑑みれば、POX反応工程による発熱反応を過剰にせずとも、何らかの手段で改質器の温度を速やかに高めて早期にSR反応工程に移行することが可能となれば、POX反応に伴う過昇温を抑制することが可能となる。   Here, considering that one of the purposes of executing the POX reaction process is to raise the temperature of the reformer using an exothermic reaction, the reformer can be improved by some means without excessive exothermic reaction in the POX reaction process. If it is possible to quickly increase the temperature and shift to the SR reaction step at an early stage, it is possible to suppress the excessive temperature increase associated with the POX reaction.

そこで、本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、改質器における部分酸化改質反応を抑えても、早期にSR反応工程に移行でき、これによって過昇温も抑制できる固体酸化物形燃料電池装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and even if the partial oxidation reforming reaction in the reformer is suppressed, the present invention can be transferred to the SR reaction process at an early stage, thereby suppressing the excessive temperature rise. An object of the present invention is to provide a fuel cell device.

上記課題を解決するために、本発明に係る固体酸化物形燃料電池装置は、供給された水素を含む燃料ガスと発電用酸化剤ガスとの反応により発電することが可能な固体酸化物形の燃料電池セルが複数配列した燃料電池セルスタックと、燃料電池セルスタックを内部に収容するケーシングと、を備えた固体酸化物形燃料電池装置において、ケーシング内において燃料電池セルスタックの上方に設けられ、燃料電池セルを通過した残余の燃料ガスを燃焼させて燃焼ガスを発生させる燃焼室と、ケーシング内において燃焼ガスにより加熱されるように燃焼室の上方に設けられ、供給された燃料ガスを水素を含む燃料ガスに改質することが可能な改質器と、改質器の上方に設けられ、発電用酸化剤ガスを加熱するために、発電用酸化剤ガスと燃焼ガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、を備え、熱交換器は、燃料電池セルスタックを覆って水平方向に延在し、延在した一方の端部に前記燃焼ガスが流入する燃焼ガス流入口を有し、熱交換器と改質器との間には、燃焼室で発生した燃焼ガスから熱交換器への熱伝導を抑制する断熱材が設けられ、断熱材の下方には、燃焼室で発生した燃焼ガスを熱交換器の燃焼ガス流入口に導く、整流板を底面とする排気通路を有し、燃焼室で発生した燃焼ガスは、燃料電池セルスタックの中央上方に設けられた整流板の開口を通過し、排気通路を介して燃焼ガス流入口に導かれることを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, a solid oxide fuel cell device according to the present invention is a solid oxide fuel cell device capable of generating electric power by a reaction between a supplied fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas for power generation. In a solid oxide fuel cell device comprising a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells are arranged, and a casing that accommodates the fuel cell stack therein, the solid oxide fuel cell device is provided above the fuel cell stack in the casing, A combustion chamber that generates combustion gas by burning the remaining fuel gas that has passed through the fuel cells, and a combustion chamber that is heated above the combustion chamber so as to be heated by the combustion gas in the casing. A reformer capable of reforming into a fuel gas, and a power generating oxidant gas and a combustion gas provided above the reformer to heat the power generating oxidant gas A heat exchanger that exchanges heat between the fuel cell stack, the heat exchanger extending in a horizontal direction over the fuel cell stack, and the combustion gas flowing into the extended one end A heat insulating material is provided between the heat exchanger and the reformer to suppress heat conduction from the combustion gas generated in the combustion chamber to the heat exchanger, and below the heat insulating material, It has an exhaust passage with a rectifying plate at the bottom that guides the combustion gas generated in the combustion chamber to the combustion gas inlet of the heat exchanger, and the combustion gas generated in the combustion chamber is provided above the center of the fuel cell stack. It passes through the opening of the rectifying plate and is led to the combustion gas inlet through the exhaust passage.

このように本発明では、熱交換器と改質器との間に熱伝導を抑制する断熱層を設けたことにより、燃焼室で改質器を加熱した燃焼ガスが熱交換器のケースに対して多くの熱を奪われることを抑制できるため、まずは改質器に対する熱交換量が増えて改質器の温度を速やかに昇温させることが可能となった。また、熱交換器のケースではなく、熱交換器の内部から昇温が促進されるように熱伝導を抑制する断熱層が作用するため、燃焼ガスとの熱交換量が増え、燃焼ガスによる改質器やモジュール内部の温度昇温を速やかに行うことが可能となる。これにより、POX反応を過剰にすることなく、改質器の温度を早期に水蒸気改質の可能な温度にまで昇温させることができる。その結果、POX反応を抑えることが可能となって、POX反応に伴う発熱量も抑えることが可能となり、改質器の過昇温影響を抑制して改質器の保護を図ることが可能となる。   Thus, in the present invention, by providing a heat insulating layer that suppresses heat conduction between the heat exchanger and the reformer, the combustion gas that has heated the reformer in the combustion chamber is in the heat exchanger case. Therefore, it has become possible to quickly raise the temperature of the reformer by increasing the amount of heat exchange with the reformer. In addition, a heat insulating layer that suppresses heat conduction acts so that the temperature rise is promoted from the inside of the heat exchanger, not the case of the heat exchanger. It becomes possible to quickly raise the temperature inside the quality device and the module. Thereby, the temperature of the reformer can be raised to a temperature at which steam reforming can be performed at an early stage without excessive POX reaction. As a result, it is possible to suppress the POX reaction, it is possible to suppress the amount of heat generated by the POX reaction, and it is possible to protect the reformer by suppressing the effect of excessive temperature rise of the reformer. Become.

また、本発明に係る固体酸化物形燃料電池装置では、熱交換器と改質器との間に設けられた断熱層は、熱伝導性が小さい断熱材であることを特徴とする。   In the solid oxide fuel cell device according to the present invention, the heat insulating layer provided between the heat exchanger and the reformer is a heat insulating material having a low thermal conductivity.

この好ましい形態では、積極的に熱交換器のケースに対する熱交換量を抑制する断熱材を設けたことによって断熱性能を向上させることができる。従って、燃焼ガスをより高温の状態で熱交換器内部に供給することができ、より発電用酸化剤ガスの熱交換効率を高めモジュール内部を速やかに高温にすることが可能となる。   In this preferable embodiment, the heat insulating performance can be improved by providing the heat insulating material that positively suppresses the heat exchange amount with respect to the case of the heat exchanger. Therefore, the combustion gas can be supplied to the inside of the heat exchanger at a higher temperature, and the heat exchange efficiency of the oxidant gas for power generation can be further increased, so that the inside of the module can be quickly heated to a high temperature.

また、本発明に係る固体酸化物形燃料電池装置では、更に前記断熱材と前記改質器との間に、前記断熱材に沿って前記燃焼ガスを排出させる排気通路を設けると共に、発電用酸化剤ガスを前記熱交換器内へ供給する発電用酸化剤ガス流入口を設け、前記排気通路には、前記発電用酸化剤ガス流入口に対応する領域に、前記燃焼ガスが滞留する空気層からなる断熱層が更に構成されていることを特徴とする。   In the solid oxide fuel cell device according to the present invention, an exhaust passage for discharging the combustion gas along the heat insulating material is further provided between the heat insulating material and the reformer, and an oxidation for power generation is provided. An oxidant gas inlet for power generation for supplying the oxidant gas into the heat exchanger is provided, and the exhaust passage includes an air layer in which the combustion gas stays in a region corresponding to the oxidant gas inlet for power generation. The heat insulation layer which comprises is further comprised.

この好ましい形態では、断熱材と改質器との間に、発電用酸化剤ガス流入口に対応する領域に燃焼ガスが滞留する空気層からなる断熱層を更に排気通路に設けたことによって、発電用酸化剤ガス流入口より流入する低温の酸化剤ガスと、燃焼ガスとの熱交換が抑制されるため燃焼ガスの温度を高温に維持した状態で熱交換器へ確実に供給することが可能となる。これにより、燃焼ガスと発電用酸化剤ガスの熱交換効率を高め、高温の発電用酸化剤ガスを供給して改質器を加熱できるので、POX反応に起因する過昇温を一層抑制することが可能となる。   In this preferred embodiment, a heat insulating layer composed of an air layer in which combustion gas stays in a region corresponding to the oxidant gas inlet for power generation is further provided in the exhaust passage between the heat insulating material and the reformer. Because heat exchange between the low-temperature oxidant gas flowing in from the oxidant gas inlet and the combustion gas is suppressed, it is possible to reliably supply the heat exchanger with the temperature of the combustion gas maintained at a high temperature. Become. As a result, the heat exchange efficiency between the combustion gas and the oxidant gas for power generation can be increased, and the reformer can be heated by supplying high-temperature oxidant gas for power generation, thereby further suppressing the excessive temperature rise caused by the POX reaction. Is possible.

本発明によれば、燃焼ガスと熱交換器のケースとの熱交換を抑制し、熱交換器内部に確実に高温の燃焼ガスを供給することが可能となるため、低温の酸化剤ガスに対する熱交換効率を向上させることができる。この熱交換効率の向上によって、高温の発電用酸化剤ガスをモジュール内がまだ低温の起動工程期に供給できるため、改質器の昇温を早めることが可能となり早期にSR改質工程に移行することができる。よって、POX反応を抑えることも可能となり過昇温に伴う改質器劣化をも抑制することができる。   According to the present invention, the heat exchange between the combustion gas and the heat exchanger case is suppressed, and the high-temperature combustion gas can be reliably supplied into the heat exchanger. Exchange efficiency can be improved. By improving the heat exchange efficiency, high-temperature power generation oxidant gas can be supplied in the start-up phase of the module at a low temperature, so the temperature of the reformer can be increased and the transition to the SR reforming process can be made early. can do. Therefore, it is possible to suppress the POX reaction, and it is possible to suppress the reformer deterioration due to excessive temperature rise.

本発明の実施形態における燃料電池モジュールの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the fuel cell module in embodiment of this invention. 図1の中央近傍における断面図であって、図1のA方向から見た断面を示す断面図である。It is sectional drawing in the center vicinity of FIG. 1, Comprising: It is sectional drawing which shows the cross section seen from the A direction of FIG. 図1の中央近傍における断面図であって、図1のB方向から見た断面を示す断面図である。It is sectional drawing in the center vicinity of FIG. 1, Comprising: It is sectional drawing which shows the cross section seen from the B direction of FIG. 図1のケーシングから一部の外板を取り除いた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed some outer plates from the casing of FIG. 図2に相当する模式図であって、発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram corresponding to FIG. 2, and is a schematic diagram showing flows of power generation air and combustion gas. 図3に相当する模式図であって、発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram corresponding to FIG. 3, and is a schematic diagram showing flows of power generation air and combustion gas. 本実施形態に用いられる燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the fuel cell unit used for this embodiment. 本実施形態における燃料電池セルスタックの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the fuel cell stack in this embodiment. 図6の熱交換器を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the heat exchanger of FIG. 図1に示す燃料電池モジュール内部の断熱材及び熱溜部を示す平面図である。It is a top view which shows the heat insulating material and heat storage part inside the fuel cell module shown in FIG. 変形例における燃料電池モジュール内部の熱溜部を示す平面図である。It is a top view which shows the heat storage part inside the fuel cell module in a modification. 変形例における発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of power generation air and combustion gas in a modification. 図1に示す燃料電池モジュールを含む固体電解質形燃料電池装置を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the solid oxide fuel cell apparatus containing the fuel cell module shown in FIG. 図13に示す固体電解質形燃料電池装置の制御的な構成を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows the control structure of the solid oxide fuel cell apparatus shown in FIG.

以下、添付図面を参照しながら本発明の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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

本発明の実施形態である固体電解質形燃料電池装置に用いられる燃料電池モジュールについて、図1を参照しながら説明する。図1に示す燃料電池モジュール2は、固体電解質形燃料電池装置の一部を構成するものである。固体電解質形燃料電池装置は、燃料電池モジュール2と、補機ユニットとを備える。固体電解質形燃料電池装置及び補機ユニットについては、詳細を後述する。   A fuel cell module used in a solid oxide fuel cell device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A fuel cell module 2 shown in FIG. 1 constitutes a part of a solid oxide fuel cell device. The solid oxide fuel cell device includes a fuel cell module 2 and an auxiliary unit. Details of the solid oxide fuel cell device and the auxiliary unit will be described later.

図1においては、燃料電池モジュール2の高さ方向をy軸方向としている。このy軸に直交する平面に沿ってx軸及びz軸を定義し、燃料電池モジュール2の短手方向に沿った方向をx軸方向とし、燃料電池モジュール2の長手方向に沿った方向をz軸方向としている。図2以降において図中に記載しているx軸、y軸、及びz軸は、図1におけるx軸、y軸、及びz軸を基準としている。また、z軸の負方向に沿った方向をA方向とし、x軸の正方向に沿った方向をB方向としている。   In FIG. 1, the height direction of the fuel cell module 2 is the y-axis direction. The x axis and the z axis are defined along a plane perpendicular to the y axis, the direction along the short direction of the fuel cell module 2 is defined as the x axis direction, and the direction along the longitudinal direction of the fuel cell module 2 is defined as z. Axial direction. The x-axis, y-axis, and z-axis described in FIG. 2 and thereafter are based on the x-axis, y-axis, and z-axis in FIG. Further, the direction along the negative direction of the z axis is the A direction, and the direction along the positive direction of the x axis is the B direction.

燃料電池モジュール2は、燃料電池セル(詳細は後述する)を収容するケーシング56を備えている。ケーシング56の上部に、熱交換器22が設けられている。ケーシング56の内部は密封空間となっている。ケーシング56には、被改質ガス供給管60と、水供給管62とが繋げられている。一方、熱交換器22には、発電用空気導入管74と、燃焼ガス排出管82とが繋げられている。   The fuel cell module 2 includes a casing 56 that accommodates fuel cells (details will be described later). The heat exchanger 22 is provided on the upper portion of the casing 56. The inside of the casing 56 is a sealed space. A reformed gas supply pipe 60 and a water supply pipe 62 are connected to the casing 56. On the other hand, a power generation air introduction pipe 74 and a combustion gas discharge pipe 82 are connected to the heat exchanger 22.

被改質ガス供給管60は、ケーシング56の内部に都市ガスといった改質用の被改質ガスを供給する管路である。水供給管62は、被改質ガスを水蒸気改質する際に用いられる水を供給する管路である。発電用空気導入管74は、改質後の燃料ガスと発電反応を起こさせるための発電用空気(酸化剤ガス)を供給する管路である。燃焼ガス排出管82は、発電反応後の燃料ガスを燃焼した結果生じる燃焼ガスを排出する管路である。   The to-be-reformed gas supply pipe 60 is a pipe line that supplies a to-be-reformed gas for reforming such as city gas into the casing 56. The water supply pipe 62 is a pipe for supplying water used when steam reforming the gas to be reformed. The power generation air introduction pipe 74 is a pipe for supplying power generation air (oxidant gas) for causing a power generation reaction with the reformed fuel gas. The combustion gas discharge pipe 82 is a pipe line for discharging the combustion gas generated as a result of burning the fuel gas after the power generation reaction.

続いて、図2〜図4を参照しながら、燃料電池モジュール2の内部について説明する。図2は、燃料電池モジュール2をその中央近傍において図1のA方向から見た断面図である。図3は、燃料電池モジュール2をその中央近傍において図2のB方向から見た断面図である。図4は、図1に示す燃料電池モジュール2から燃料電池セル集合体を覆うケーシング56の一部を取り外した状態を示す斜視図である。   Next, the inside of the fuel cell module 2 will be described with reference to FIGS. 2 is a cross-sectional view of the fuel cell module 2 as viewed from the direction A in FIG. 1 in the vicinity of the center thereof. 3 is a cross-sectional view of the fuel cell module 2 as viewed from the direction B in FIG. 2 in the vicinity of the center thereof. FIG. 4 is a perspective view showing a state where a part of the casing 56 covering the fuel cell assembly is removed from the fuel cell module 2 shown in FIG.

図2〜図4に示すように、燃料電池モジュール2の燃料電池セル集合体12は、ケーシング56により、全体が覆われている。図4に示すように、燃料電池セル集合体12は、全体としてB方向よりA方向の方が長いほぼ直方体形状であり、改質器20側の上面、燃料ガスタンク68側の下面、図4のA方向に沿って延びる長辺側面と、図4のB方向に沿って延びる短辺側面と、を備えている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the fuel cell assembly 12 of the fuel cell module 2 is entirely covered with a casing 56. As shown in FIG. 4, the fuel cell assembly 12 has a substantially rectangular parallelepiped shape that is longer in the A direction than in the B direction, and has an upper surface on the reformer 20 side, a lower surface on the fuel gas tank 68 side, A long side surface extending along the A direction and a short side surface extending along the B direction in FIG. 4 are provided.

図6に示すように、水供給管62から供給される水を蒸発させるための蒸発混合器23は、改質器20の内部に設けられている。蒸発混合器23は、燃焼ガスにより加熱され、水を水蒸気にすると共に、この水蒸気と被改質ガスである燃料ガス(都市ガス)と空気とを混合するためのものである。   As shown in FIG. 6, the evaporative mixer 23 for evaporating the water supplied from the water supply pipe 62 is provided inside the reformer 20. The evaporative mixer 23 is heated by the combustion gas to convert water into water vapor, and to mix the water vapor, fuel gas (city gas) as the reformed gas, and air.

被改質ガス供給管60及び水供給管62は、ケーシング56の内部に導かれた後、共に改質器20に繋がれている。より具体的には、図3に示すように、改質器20の上流端である図中右側の端部に繋がれている。   The reformed gas supply pipe 60 and the water supply pipe 62 are both connected to the reformer 20 after being led into the casing 56. More specifically, as shown in FIG. 3, the reformer 20 is connected to an end on the right side in the drawing, which is an upstream end of the reformer 20.

改質器20は、燃料電池セル集合体12の上方に形成された燃焼室18の更に上方に配置されている。したがって、改質器20は、発電反応後の残余の燃料ガス及び空気による燃焼熱によって熱せられ、蒸発混合器23としての役割と、燃料ガスと酸化剤ガスを化学反応させることにより燃料を部分酸化改質する改質反応及び、燃料と水蒸気を化学反応させることにより水蒸気改質反応の双方によって水素を生成可能な改質器としての役割とを果たすように構成されている。   The reformer 20 is disposed further above the combustion chamber 18 formed above the fuel cell assembly 12. Therefore, the reformer 20 is heated by the combustion heat of the remaining fuel gas and air after the power generation reaction, and serves as an evaporative mixer 23 and partially oxidizes the fuel by chemically reacting the fuel gas and the oxidant gas. It is configured to serve as a reformer capable of generating hydrogen by both a reforming reaction for reforming and a steam reforming reaction by chemically reacting fuel and steam.

改質器20の下流端(図3の左端)には、燃料供給管66の上端が接続されている。この燃料供給管66の下端側66aは、燃料ガスタンク68内に入り込むように配置されている。   The upper end of the fuel supply pipe 66 is connected to the downstream end of the reformer 20 (the left end in FIG. 3). The lower end side 66 a of the fuel supply pipe 66 is disposed so as to enter the fuel gas tank 68.

図2〜図4に示すように、燃料ガスタンク68は、燃料電池セル集合体12の真下に設けられている。また、燃料ガスタンク68内に挿入された燃料供給管66の下端側66aの外周には、長手方向(A方向)に沿って複数の小穴(図示せず)が形成されている。改質器20で改質された燃料ガスは、これら複数の小穴(図示せず)によって燃料ガスタンク68内に長手方向に均一に供給されるようになっている。燃料ガスタンク68に供給された燃料ガスは、燃料電池セル集合体12を構成する各燃料電池セルユニット16の内側にある燃料ガス流路(詳細は後述する)内に供給され、燃料電池セルユニット16内を上
昇して、燃焼室18に至るようになっている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the fuel gas tank 68 is provided directly below the fuel cell assembly 12. A plurality of small holes (not shown) are formed along the longitudinal direction (A direction) on the outer periphery of the lower end side 66 a of the fuel supply pipe 66 inserted into the fuel gas tank 68. The fuel gas reformed by the reformer 20 is uniformly supplied in the longitudinal direction into the fuel gas tank 68 through the plurality of small holes (not shown). The fuel gas supplied to the fuel gas tank 68 is supplied into a fuel gas flow path (details will be described later) inside each fuel cell unit 16 constituting the fuel cell assembly 12, and the fuel cell unit 16 It rises up to reach the combustion chamber 18.

続いて、発電用空気を燃料電池モジュール2の内部へ供給するための構造を、図2〜図6を参照しながら説明する。図5は、図2に対応する模式図であって、発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す図である。図6は、図3に対応する模式図であって、同様に発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す図である。これらの図に示すように、改質器20の上方に熱交換器22が設けられ、改質器20と熱交換器22の間には断熱層81が設けられている。この断熱層81とは別に、ケーシング56は断熱材80で覆われている。熱交換器22には、複数の燃焼ガス配管70と、この燃焼ガス配管70の周囲に形成された発電用空気流路72とが設けられている。   Next, a structure for supplying power generation air to the inside of the fuel cell module 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic diagram corresponding to FIG. 2 and shows the flow of power generation air and combustion gas. FIG. 6 is a schematic diagram corresponding to FIG. 3, and similarly shows the flow of power generation air and combustion gas. As shown in these drawings, a heat exchanger 22 is provided above the reformer 20, and a heat insulating layer 81 is provided between the reformer 20 and the heat exchanger 22. Apart from the heat insulating layer 81, the casing 56 is covered with a heat insulating material 80. The heat exchanger 22 is provided with a plurality of combustion gas pipes 70 and a power generation air flow path 72 formed around the combustion gas pipes 70.

熱交換器22の上面における一端側(図3における右端)には、発電用空気導入管74が取り付けられている。この発電用空気導入管74により、発電用空気流量調整ユニット(詳細は後述する)から、発電用空気が、熱交換器22内に導入されるようになっている。   A power generation air introduction pipe 74 is attached to one end side (the right end in FIG. 3) of the upper surface of the heat exchanger 22. With this power generation air introduction pipe 74, power generation air is introduced into the heat exchanger 22 from a power generation air flow rate adjustment unit (details will be described later).

熱交換器22の上側の他端側(図3における左端)には、図2に示すように、発電用空気流路72の出口ポート76aが一対形成されている。この出口ポート76aは、一対の連絡流路76につながっている。さらに、燃料電池モジュール2のケーシング56の幅方向(B方向:短辺側面方向)の両側の外側には、発電用空気供給路77が形成されている。   As shown in FIG. 2, a pair of outlet ports 76 a of the power generation air flow path 72 is formed on the other end side (the left end in FIG. 3) on the upper side of the heat exchanger 22. The outlet port 76a is connected to a pair of communication channels 76. Further, power generation air supply passages 77 are formed on the outer sides of both sides of the casing 56 of the fuel cell module 2 in the width direction (B direction: short side surface direction).

したがって、発電用空気供給路77には、発電用空気流路72の出口ポート76a及び連絡流路76から、発電用空気が供給されるようになっている。この発電用空気供給路77は、燃料電池セル集合体12の長手方向に沿って形成されている。さらに、その下方側であり且つ燃料電池セル集合体12の下方側に対応する位置に、発電室10内の燃料電池セル集合体12の各燃料電池セルユニット16に向けて発電用空気を吹き出すための複数の吹出口78a,78bが形成されている。これらの吹出口78a,78bから吹き出された発電用空気は、各燃料電池セルユニット16の外側に沿って、下方から上方へ流れる
ようになっている。
Therefore, power generation air is supplied to the power generation air supply path 77 from the outlet port 76 a of the power generation air flow path 72 and the communication flow path 76. The power generation air supply path 77 is formed along the longitudinal direction of the fuel cell assembly 12. Furthermore, in order to blow out the air for power generation toward each fuel cell unit 16 of the fuel cell assembly 12 in the power generation chamber 10 at a position corresponding to the lower side of the fuel cell assembly 12 below the fuel cell assembly 12. A plurality of outlets 78a and 78b are formed. The power generation air blown out from these air outlets 78 a and 78 b flows from the lower side to the upper side along the outer side of each fuel cell unit 16.

熱交換器22と改質器20の間には、図6に示すように、断熱層81が形成されている。断熱層81は、熱交換器底面22bに沿って、熱交換器22に燃焼ガスが流入する燃焼ガス流入口22aの下端から燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出管82の下端まで形成され、燃焼室18内で発生した燃焼ガスから熱交換器22への熱伝達を抑制するように構成されている。断熱層81は、燃焼ガスの熱が熱交換器22の外表面から伝熱されて熱交換器22の内部に至るのを抑制する機能を有すればよく、その態様は燃焼ガスの温度や熱交換器22の外側を形成する部材の材質や厚みによって様々なものが選択されうる。従
って、断熱層81は、金属板によって囲われた空間内に空気のみを充填した空気層として形成してもよく、金属板によって囲われた空間内に断熱部材を配置してもよい。
As shown in FIG. 6, a heat insulating layer 81 is formed between the heat exchanger 22 and the reformer 20. The heat insulation layer 81 is formed from the lower end of the combustion gas inlet 22a through which the combustion gas flows into the heat exchanger 22 to the lower end of the combustion gas discharge pipe 82 for discharging the combustion gas along the heat exchanger bottom surface 22b. The heat transfer from the combustion gas generated in the combustion chamber 18 to the heat exchanger 22 is suppressed. The heat insulating layer 81 only needs to have a function of suppressing the heat of the combustion gas from being transferred from the outer surface of the heat exchanger 22 to reach the inside of the heat exchanger 22. Various things can be selected according to the material and thickness of the member forming the outside of the exchanger 22. Therefore, the heat insulating layer 81 may be formed as an air layer in which only air is filled in the space surrounded by the metal plate, or the heat insulating member may be disposed in the space surrounded by the metal plate.

続いて、燃料ガスと発電用空気とが燃焼して生成される燃焼ガスを排出するための構造を説明する。燃料電池セルユニット16の上方にある燃焼室18では、発電反応に使用されなかった燃料ガスと発電用空気とが燃焼することで、燃焼ガスが発生する。この燃焼ガスは、燃焼室18内を上昇し整流板21に至る。整流板21には、図6に示すように、開口21aが設けられており、開口21a内に燃焼ガスが導かれる。この開口21aを通った燃焼ガスは、断熱層81の下方領域に設けられた排気通路200を通って熱交換器22の燃焼ガス流入口22aに至る。排気通路200内には、発電用空気導入管74の対応する
領域に、燃焼ガスが淀むように熱溜部205が形成されている。熱交換器22内には、燃焼ガスを排出するための複数の燃焼ガス配管70(燃焼ガス流路)が設けられている。これらの燃焼ガス配管70の下流端側には、燃焼ガス排出管82が接続され、燃焼ガスが外部に排出されるようになっている。
Subsequently, a structure for discharging combustion gas generated by combustion of fuel gas and power generation air will be described. In the combustion chamber 18 above the fuel cell unit 16, combustion gas is generated by burning the fuel gas that has not been used for the power generation reaction and the power generation air. This combustion gas rises in the combustion chamber 18 and reaches the rectifying plate 21. As shown in FIG. 6, the rectifying plate 21 is provided with an opening 21a, and the combustion gas is guided into the opening 21a. The combustion gas that has passed through the opening 21 a reaches the combustion gas inlet 22 a of the heat exchanger 22 through the exhaust passage 200 provided in the lower region of the heat insulating layer 81. In the exhaust passage 200, a heat reservoir 205 is formed in a corresponding region of the power generation air introduction pipe 74 so that the combustion gas is trapped. In the heat exchanger 22, a plurality of combustion gas pipes 70 (combustion gas passages) for discharging combustion gas are provided. A combustion gas discharge pipe 82 is connected to the downstream end side of these combustion gas pipes 70 so that the combustion gas is discharged to the outside.

このように熱交換器22と改質器20との間に断熱層81を設けたことにより、燃焼ガスが熱交換器22の燃焼ガス流入口22aに流入するまでに、熱交換器22への熱伝達を抑制することができる。その結果、燃焼ガスを高温の状態で熱交換器22へ流入させることができ、発電用空気と燃焼ガスとの熱交換効率を向上させることができる。これにより、発電用空気を高温の状態でモジュール室内に供給することができるので、改質器20を早期に水蒸気改質の可能な温度に上昇させ、部分酸化改質反応に起因する改質器の過昇温を抑制することができる。   By providing the heat insulating layer 81 between the heat exchanger 22 and the reformer 20 as described above, the combustion gas is supplied to the heat exchanger 22 before the combustion gas flows into the combustion gas inlet 22a of the heat exchanger 22. Heat transfer can be suppressed. As a result, the combustion gas can flow into the heat exchanger 22 in a high temperature state, and the efficiency of heat exchange between the power generation air and the combustion gas can be improved. Thereby, since the power generation air can be supplied into the module chamber in a high temperature state, the reformer 20 is quickly raised to a temperature capable of steam reforming, and the reformer resulting from the partial oxidation reforming reaction Can be suppressed.

さらに、断熱層81は、空気の対流を防止する断熱材により形成しても良い。具体的に、空気の対流を防止する断熱材としては、例えば真空断熱層やシリカ系材料の断熱材を用いることができる。このように構成することにより、断熱層81を空気の断熱層で設けたものよりも、断熱性能を向上させることができるので、燃焼ガスをより高温の状態で熱交換器に供給することができ、発電用酸化剤ガスとの熱交換効率を高めることができる。   Further, the heat insulating layer 81 may be formed of a heat insulating material that prevents air convection. Specifically, as a heat insulating material for preventing air convection, for example, a heat insulating material such as a vacuum heat insulating layer or a silica-based material can be used. By comprising in this way, since heat insulation performance can be improved rather than what provided the heat insulation layer 81 with the heat insulation layer of air, combustion gas can be supplied to a heat exchanger in a higher temperature state. The efficiency of heat exchange with the oxidant gas for power generation can be increased.

なお、本実施形態において、断熱層81は、燃焼ガス流入口22aの下端から燃焼ガス排出管82の下端まで形成されているが、熱交換器22bの下方領域の少なくとも一部に断熱材を形成するように構成しても良い。例えば、発電用空気導入管74に対応する領域にのみ、断熱材を形成してもよい。   In the present embodiment, the heat insulating layer 81 is formed from the lower end of the combustion gas inlet 22a to the lower end of the combustion gas discharge pipe 82, but the heat insulating material is formed in at least a part of the lower region of the heat exchanger 22b. You may comprise so that it may do. For example, the heat insulating material may be formed only in a region corresponding to the power generation air introduction pipe 74.

このように発電用空気導入管74に対応する領域に断熱層81を構成することにより、発電用空気導入管74より流入する低温の発電用酸化剤ガスが、高温の燃焼室内に熱伝達することを防ぐことができるので、モジュール室内を高温に維持することができ、改質器の温度を上昇させることができる。その結果、改質器における部分酸化改質反応を抑え、過昇温を抑制することができる。   By forming the heat insulating layer 81 in the region corresponding to the power generation air introduction pipe 74 in this way, the low temperature power generation oxidant gas flowing in from the power generation air introduction pipe 74 is transferred to the high temperature combustion chamber. Therefore, the module chamber can be maintained at a high temperature, and the temperature of the reformer can be increased. As a result, partial oxidation reforming reaction in the reformer can be suppressed, and excessive temperature rise can be suppressed.

続いて、図7を参照しながら燃料電池セルユニット16について説明する。図7は、本実施形態の燃料電池セルユニット16を示す部分断面図である。   Next, the fuel cell unit 16 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the fuel cell unit 16 of the present embodiment.

図7に示すように、燃料電池セルユニット16は、燃料電池セル84と、この燃料電池セル84の上下方向端部にそれぞれ接続された内側電極端子86とを備えている。   As shown in FIG. 7, the fuel cell unit 16 includes a fuel cell 84 and inner electrode terminals 86 respectively connected to the vertical ends of the fuel cell 84.

燃料電池セル84は、上下方向に延びる管状構造体であり、内部に燃料ガス流路88を形成する円筒形の内側電極層90と、円筒形の外側電極層92と、内側電極層90と外側電極層92との間にある電解質層94とを備えている。この内側電極層90は、燃料ガスが通過する燃料極であり、(−)極となり、一方、外側電極層92は、空気と接触する空気極であり、(+)極となっている。   The fuel cell 84 is a tubular structure extending in the vertical direction, and includes a cylindrical inner electrode layer 90 that forms a fuel gas flow path 88 therein, a cylindrical outer electrode layer 92, an inner electrode layer 90, and an outer side. An electrolyte layer 94 is provided between the electrode layer 92 and the electrode layer 92. The inner electrode layer 90 is a fuel electrode through which fuel gas passes and becomes a (−) electrode, while the outer electrode layer 92 is an air electrode in contact with air and becomes a (+) electrode.

燃料電池セルユニット16の上端側と下端側に取り付けられた内側電極端子86は、同一構造であるため、ここでは、上端側に取り付けられた内側電極端子86について具体的に説明する。内側電極層90の上部90aは、電解質層94と外側電極層92に対して露出された外周面90bと上端面90cとを備えている。内側電極端子86は、導電性のシール材96を介して内側電極層90の外周面90bと接続され、さらに、内側電極層90の上端面90cとは直接接触することにより、内側電極層90と電気的に接続されている。内側電極端子86の中心部には、内側電極層90の燃料ガス流路88と連通する燃料ガ
ス流路98が形成されている。
Since the inner electrode terminals 86 attached to the upper end side and the lower end side of the fuel cell unit 16 have the same structure, the inner electrode terminal 86 attached to the upper end side will be specifically described here. The upper portion 90 a of the inner electrode layer 90 includes an outer peripheral surface 90 b and an upper end surface 90 c exposed to the electrolyte layer 94 and the outer electrode layer 92. The inner electrode terminal 86 is connected to the outer peripheral surface 90b of the inner electrode layer 90 through a conductive sealing material 96, and is further in direct contact with the upper end surface 90c of the inner electrode layer 90, thereby Electrically connected. A fuel gas passage 98 communicating with the fuel gas passage 88 of the inner electrode layer 90 is formed at the center of the inner electrode terminal 86.

内側電極層90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ドとの混合体、の少なくとも一種から形成される。   The inner electrode layer 90 includes, for example, a mixture of Ni and zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Ca, Y, and Sc, and Ni and ceria doped with at least one selected from rare earth elements. The mixture is formed of at least one of Ni and a mixture of lanthanum garade doped with at least one selected from Sr, Mg, Co, Fe, and Cu.

電解質層94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。   The electrolyte layer 94 includes, for example, zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Y and Sc, ceria doped with at least one selected from rare earth elements, lanthanum gallate doped with at least one selected from Sr and Mg, Formed from at least one of the following.

外側電極層92は、例えば、Sr、Caから選ばれた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から選ばれた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から選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンコバルタイト、銀、などの少なくとも一種から形成される。   The outer electrode layer 92 includes, for example, lanthanum manganite doped with at least one selected from Sr and Ca, lanthanum ferrite doped with at least one selected from Sr, Co, Ni and Cu, Sr, Fe, Ni and Cu. It is formed from at least one of lanthanum cobaltite doped with at least one selected from the group consisting of silver and silver.

続いて、図8を参照しながら燃料電池セルスタック14について説明する。図8は、本発実施形態の燃料電池セルスタック14を示す斜視図である。   Next, the fuel cell stack 14 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a perspective view showing the fuel cell stack 14 of the present embodiment.

図8に示すように、燃料電池セルスタック14は、16本の燃料電池セルユニット16を備え、これらの燃料電池セルユニット16の下端側及び上端側が、それぞれ、セラミック製の燃料ガスタンク上板68a及び上支持板100により支持されている。これらの燃料ガスタンク上板68a及び上支持板100には、内側電極端子86が貫通可能な貫通穴がそれぞれ形成されている。   As shown in FIG. 8, the fuel cell stack 14 includes 16 fuel cell units 16, and a lower end side and an upper end side of these fuel cell units 16 are respectively made of ceramic fuel gas tank upper plate 68 a and It is supported by the upper support plate 100. The fuel gas tank upper plate 68a and the upper support plate 100 are formed with through holes through which the inner electrode terminal 86 can pass.

さらに、燃料電池セルユニット16には、集電体102及び外部端子104が取り付けられている。この集電体102は、燃料極である内側電極層90に取り付けられた内側電極端子86と、隣接する燃料電池セルユニット16の空気極である外側電極層92の外周面とを電気的に接続するものである。   Furthermore, a current collector 102 and an external terminal 104 are attached to the fuel cell unit 16. The current collector 102 electrically connects the inner electrode terminal 86 attached to the inner electrode layer 90 that is a fuel electrode and the outer peripheral surface of the outer electrode layer 92 that is the air electrode of the adjacent fuel cell unit 16. To do.

さらに、燃料電池セルスタック14の端に位置する2個の燃料電池セルユニット16の上側端及び下側端の内側電極端子86には、それぞれ外部端子104が接続されている。これらの外部端子104は、隣接する燃料電池セルスタック14の端にある燃料電池セルユニット16の外部端子104に接続され、160本の燃料電池セルユニット16の全てが直列接続されるようになっている。   Further, the external terminals 104 are connected to the inner electrode terminals 86 at the upper and lower ends of the two fuel cell units 16 located at the ends of the fuel cell stack 14. These external terminals 104 are connected to the external terminals 104 of the fuel cell unit 16 at the end of the adjacent fuel cell stack 14, and all 160 fuel cell units 16 are connected in series. Yes.

続いて、図9を参照して熱交換器22についてさらに説明する。図9は、図6に示す熱交換器22を模式的に示した図である。   Next, the heat exchanger 22 will be further described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram schematically showing the heat exchanger 22 shown in FIG.

上述したように、熱交換器22は、燃料電池セル集合体12での発電反応に使用されなかった燃料ガスと発電用空気とが燃焼することで発生する燃焼ガスの熱を利用して、発電反応に使用する発電用空気を加熱するものである。本実施形態における熱交換器22は、燃焼ガス配管70内に乱流生成部材71を備える点に特徴がある。つまり、燃焼ガス配管70内に乱流生成部材71を備えることで、低温時の熱交換効率を向上させ、高温時の運転効率を向上させることを可能とした。以下に、乱流生成部材71について詳細に説明する。   As described above, the heat exchanger 22 generates power by using the heat of the combustion gas generated by the combustion of the fuel gas that has not been used for the power generation reaction in the fuel cell assembly 12 and the power generation air. The power generation air used for the reaction is heated. The heat exchanger 22 in the present embodiment is characterized in that a turbulent flow generation member 71 is provided in the combustion gas pipe 70. That is, by providing the turbulent flow generation member 71 in the combustion gas pipe 70, it is possible to improve the heat exchange efficiency at low temperatures and improve the operation efficiency at high temperatures. Hereinafter, the turbulent flow generation member 71 will be described in detail.

乱流生成部材71は、燃焼ガス配管70を流れる燃焼ガスに乱流を生じさせる部材である。乱流生成部材71は、棒状の部材を螺旋状にねじることで形成する。このような螺旋状の乱流生成部材71を燃焼ガス配管70内に配置することで、燃焼ガス配管70内を流れる燃焼ガスに乱流を生じさせて拡散することができる。これにより、燃焼ガス配管70内における燃焼ガスの流動距離や流動時間を延長することができるため、燃焼ガスから発電用空気への熱交換効率を向上させることができる。   The turbulent flow generation member 71 is a member that generates a turbulent flow in the combustion gas flowing through the combustion gas pipe 70. The turbulent flow generation member 71 is formed by spirally twisting a rod-shaped member. By disposing such a spiral turbulent flow generation member 71 in the combustion gas pipe 70, the combustion gas flowing in the combustion gas pipe 70 can be turbulent and diffused. Thereby, since the flow distance and flow time of the combustion gas in the combustion gas pipe 70 can be extended, the heat exchange efficiency from the combustion gas to the power generation air can be improved.

乱流生成部材71は、温度に応じて、乱流生成部材71の長手方向に伸縮する部材により形成される。つまり、温度が上昇すると、乱流生成部材71の長さが長くなり、上昇した温度が下降すると、乱流生成部材71の長さは短くなる。   The turbulent flow generation member 71 is formed of a member that expands and contracts in the longitudinal direction of the turbulent flow generation member 71 according to the temperature. That is, when the temperature rises, the length of the turbulent flow generation member 71 increases, and when the increased temperature decreases, the length of the turbulent flow generation member 71 decreases.

乱流生成部材71を螺旋状にねじって形成することで、乱流生成部材71と同一の材料かつ同一の長さで形成した直線状の部材と比較すると、熱膨張したときの長さを長くすることができる。つまり、乱流生成部材71は、その長手方向において、円筒状の燃焼ガス配管70よりも大きな膨張率を有することになる。なお、乱流生成部材71は、燃焼ガス配管70と同一の材料で形成することには限定されず、燃焼ガス配管70よりも熱膨張し易い材料で形成してもよい。熱膨張し易い材料で形成することで、後述する高温時の乱流低減効果をより高めることができる。   By forming the turbulent flow generating member 71 in a spiral shape, the length of the turbulent flow generating member 71 is increased when compared with a linear member formed of the same material and the same length as the turbulent flow generating member 71. can do. That is, the turbulent flow generation member 71 has a larger expansion rate than the cylindrical combustion gas pipe 70 in the longitudinal direction. The turbulent flow generation member 71 is not limited to being formed of the same material as that of the combustion gas pipe 70, and may be formed of a material that is more easily thermally expanded than the combustion gas pipe 70. By forming it with a material that easily undergoes thermal expansion, the effect of reducing turbulent flow at a high temperature described later can be further enhanced.

図9に示すように、乱流生成部材71は、例えば0℃等の低温時に、燃焼ガス配管70の配管長と同じ長さになるように形成する。乱流生成部材71は、燃焼ガス配管70内に配置する際に、燃焼ガス配管70の上流側に位置する端部71aを燃焼ガス配管70に固定し、燃焼ガス配管70の下流側に位置する端部71bを燃焼ガス配管70に固定しないで配置する。   As shown in FIG. 9, the turbulent flow generation member 71 is formed to have the same length as the length of the combustion gas pipe 70 at a low temperature such as 0 ° C., for example. When the turbulent flow generating member 71 is disposed in the combustion gas pipe 70, the end 71 a located on the upstream side of the combustion gas pipe 70 is fixed to the combustion gas pipe 70 and is located on the downstream side of the combustion gas pipe 70. The end 71b is arranged without being fixed to the combustion gas pipe 70.

このように乱流生成部材71を配置することで、例えば発電時等の高温時には、乱流生成部材71が熱膨張により伸長し、燃焼ガス配管70の下流側開口部から乱流生成部材71の端部71b側が突出する。   By arranging the turbulent flow generating member 71 in this way, for example, at a high temperature such as during power generation, the turbulent flow generating member 71 extends due to thermal expansion, and the turbulent flow generating member 71 extends from the downstream opening of the combustion gas pipe 70. The end 71b side protrudes.

図11及び図12は、変形例としての燃料電池モジュールを示す図である。図11は、変形例における燃料電池モジュール内部の熱溜部を示す平面図である。図12は、発電用空気及び燃焼ガスの流れを示す模式図である。   11 and 12 are views showing a fuel cell module as a modification. FIG. 11 is a plan view showing a heat reservoir inside the fuel cell module according to a modification. FIG. 12 is a schematic diagram showing the flow of power generation air and combustion gas.

図12に示すように、熱交換器22と改質器20との間に排気通路200aが設けられている。図11及び図12に示すように、排気通路200a内には、発電用空気導入管74に対応する領域に、開口21aを通過した燃焼ガスが淀むように熱溜部205aが形成されている。具体的には、排気通路200aに燃焼ガスを導入する開口21aを、熱交換器22に燃焼ガスを送り込む入口側に配置している。従って、熱溜部205aは、開口21aから熱交換器22に流れる燃焼ガスの流れよりも遠くまで形成されることになり、より確実に燃焼ガスの流れを滞留させることができ、燃焼ガスの流動速度が小さくすること
ができる。
As shown in FIG. 12, an exhaust passage 200 a is provided between the heat exchanger 22 and the reformer 20. As shown in FIGS. 11 and 12, a heat reservoir 205a is formed in the exhaust passage 200a in a region corresponding to the power generation air introduction pipe 74 so that the combustion gas that has passed through the opening 21a stagnate. Specifically, the opening 21 a for introducing the combustion gas into the exhaust passage 200 a is arranged on the inlet side where the combustion gas is sent to the heat exchanger 22. Therefore, the heat reservoir 205a is formed farther than the flow of the combustion gas flowing from the opening 21a to the heat exchanger 22, and the flow of the combustion gas can be retained more reliably. The speed can be reduced.

このように構成することにより、熱溜部205aにおける燃焼ガスの流動速度が、開口21aから燃焼ガス流入口22aへ通過する燃焼ガスの流動速度よりも確実に小さくすることができるので、燃焼ガスの流れを滞留させることができる。この結果、発電用空気導入管74より低温の酸化剤ガスが流入した場合でも、熱溜部205aにより燃焼室18内への熱伝達を妨げることで、モジュール室内を高温に維持することができる。これにより、改質器20の温度を上昇させることができ、部分酸化改質反応による過昇温の発生を抑制することができる。   With this configuration, the flow rate of the combustion gas in the heat reservoir 205a can be surely made smaller than the flow rate of the combustion gas passing from the opening 21a to the combustion gas inlet 22a. The stream can be retained. As a result, even when a low-temperature oxidant gas flows from the power generation air introduction pipe 74, heat transfer into the combustion chamber 18 is prevented by the heat reservoir 205a, so that the module chamber can be maintained at a high temperature. Thereby, the temperature of the reformer 20 can be raised, and the occurrence of overheating due to the partial oxidation reforming reaction can be suppressed.

続いて、上述した燃料電池モジュール2を含む固体電解質形燃料電池装置について、図13及び図14を参照しながら説明する。図13は、燃料電池モジュール2を含む固体電解質形燃料電池装置を示す全体構成図である。図14は、図13に示す固体電解質形燃料電池装置の制御的な構成を示すブロック構成図である。図13に示すように、固体電解質形燃料電池1は、燃料電池モジュール2と、補機ユニット4を備えている。   Next, a solid oxide fuel cell device including the above-described fuel cell module 2 will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. 13 is an overall configuration diagram showing a solid oxide fuel cell device including the fuel cell module 2. FIG. 14 is a block diagram showing a control structure of the solid oxide fuel cell device shown in FIG. As shown in FIG. 13, the solid oxide fuel cell 1 includes a fuel cell module 2 and an auxiliary unit 4.

燃料電池モジュール2は、ハウジング6を備えている。このハウジング6内部には、断熱材30(図5参照)に囲まれて密封空間8が形成されている。この密封空間8の下方部分である発電室10には、燃料ガスと酸化剤ガス(空気)とにより発電反応を行う燃料電池セル集合体12が配置されている。   The fuel cell module 2 includes a housing 6. Inside the housing 6, a sealed space 8 is formed surrounded by a heat insulating material 30 (see FIG. 5). A fuel cell assembly 12 that performs a power generation reaction with fuel gas and oxidant gas (air) is disposed in a power generation chamber 10 that is a lower portion of the sealed space 8.

この燃料電池セル集合体12は、10個の燃料電池セルスタック14を備えている。この燃料電池セルスタック14は、16本の燃料電池セルユニット16(単セル、図7参照)から構成されている。燃料電池セル集合体12は、160本の燃料電池セルユニット16を有し、これらの燃料電池セルユニット16の全てが直列接続されている。   The fuel cell assembly 12 includes ten fuel cell stacks 14. The fuel cell stack 14 includes 16 fuel cell units 16 (single cell, see FIG. 7). The fuel cell assembly 12 has 160 fuel cell units 16, and all of these fuel cell units 16 are connected in series.

燃料電池モジュール2の密封空間8の上述した発電室10の上方には、燃焼室18が形成されている。この燃焼室18で、発電反応に使用されなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤ガス(空気)とが燃焼し、燃焼ガス(排気ガス)を生成するようになっている。   A combustion chamber 18 is formed in the sealed space 8 of the fuel cell module 2 above the power generation chamber 10 described above. In the combustion chamber 18, the remaining fuel gas that has not been used for the power generation reaction and the remaining oxidant gas (air) are combusted to generate combustion gas (exhaust gas).

この燃焼室18の上方には、被改質ガスを改質して燃料ガスを生成する改質器20が配置されている。上述した燃焼ガスの燃焼熱によって、改質器20を改質反応が可能な温度となるように加熱している。さらに、この改質器20の上方には、燃焼ガスの熱により外部から導入される酸化剤ガス(発電用空気)を加熱する熱交換器22が配置されている。   Above the combustion chamber 18 is disposed a reformer 20 that reforms the gas to be reformed and generates fuel gas. The reformer 20 is heated to a temperature at which the reforming reaction can be performed by the combustion heat of the combustion gas described above. Further, a heat exchanger 22 for heating an oxidant gas (power generation air) introduced from the outside by heat of the combustion gas is disposed above the reformer 20.

補機ユニット4は、水道等の水供給源24からの水を貯水してフィルターにより純水とする純水タンク26と、この貯水タンクから供給される水の流量を調整する水流量調整ユニット28(本発明の水供給手段に相当する。モータで駆動される「水ポンプ」等を含む。)を備えている。また、補機ユニット4は、都市ガス等の燃料供給源30から供給された燃料ガスを遮断するガス遮断弁32と、燃料ガスから硫黄を除去するための脱硫器36と、燃料ガスの流量を調整する燃料流量調整ユニット38(本発明の燃料ガス供給手段に相当する。モータで駆動される「燃料ポンプ」等を含む。)を備えている。   The auxiliary unit 4 stores a pure water tank 26 that stores water from a water supply source 24 such as a tap water and makes it pure water with a filter, and a water flow rate adjusting unit 28 that adjusts the flow rate of water supplied from the water storage tank. (Corresponding to the water supply means of the present invention, including a “water pump” driven by a motor). The auxiliary unit 4 also includes a gas shut-off valve 32 that shuts off the fuel gas supplied from a fuel supply source 30 such as city gas, a desulfurizer 36 for removing sulfur from the fuel gas, and a flow rate of the fuel gas. A fuel flow rate adjustment unit 38 (corresponding to the fuel gas supply means of the present invention, including a “fuel pump” driven by a motor, etc.) is provided.

さらに、補機ユニット4は、空気供給源40から供給される酸化剤ガスである空気を遮断する電磁弁42と、空気の流量を調整する改質用空気流量調整ユニット44(本発明の改質用酸化剤ガス供給手段に相当する。モータで駆動される「空気ブロア」等を含む。)及び発電用空気流量調整ユニット45(本発明の発電用酸化剤ガス供給手段に相当する。モータで駆動される「空気ブロア」等を含む。)と、改質器20に供給される改質用空気を加熱する第1ヒーター46と、発電室に供給される発電用空気を加熱する第2ヒーター48とを備えている。これらの第1ヒーター46と第2ヒーター48は、起動時の昇温を
効率よく行うために設けられているが、省略しても良い。
Further, the auxiliary unit 4 includes an electromagnetic valve 42 that shuts off air that is an oxidant gas supplied from an air supply source 40, and a reforming air flow rate adjusting unit 44 that adjusts the flow rate of air (the reforming of the present invention). This includes an “air blower” driven by a motor, etc.) and a power generation air flow rate adjustment unit 45 (corresponding to the power generating oxidant gas supply means of the present invention. Driven by a motor. A first heater 46 that heats the reforming air supplied to the reformer 20, and a second heater 48 that heats the power generating air supplied to the power generation chamber. And. The first heater 46 and the second heater 48 are provided in order to efficiently raise the temperature at the time of startup, but may be omitted.

燃料電池モジュール2には、排気ガスが供給される温水製造装置50が接続されている。この温水製造装置50には、水供給源24から水道水が供給され、この水道水が排気ガスの熱により温水となり、図示しない外部の給湯器の貯湯タンクへ供給されるようになっている。燃料電池モジュール2には、燃料ガスの供給量等を制御するための制御ボックス52が取り付けられている。燃料電池モジュール2には、燃料電池モジュールにより発電された電力を外部に供給するための電力取出部(電力変換部)であるインバーター54が接続されている。   The fuel cell module 2 is connected to a hot water production apparatus 50 to which exhaust gas is supplied. The hot water production apparatus 50 is supplied with tap water from the water supply source 24, and the tap water is heated by the heat of the exhaust gas and supplied to a hot water storage tank of an external hot water heater (not shown). The fuel cell module 2 is provided with a control box 52 for controlling the amount of fuel gas supplied and the like. The fuel cell module 2 is connected to an inverter 54 that is a power extraction unit (power conversion unit) for supplying the power generated by the fuel cell module to the outside.

図14に示すように、固体電解質形燃料電池1は、制御部110(本発明の制御手段に相当する)を備えている。この制御部110には、使用者が操作するための「ON」や「OFF」等の操作ボタンを備えた操作装置112、発電出力値(ワット数)等の種々のデータを表示するための表示装置114、及び、異常状態のとき等に警報(ワーニング)を発する報知装置116が接続されている。なお、この報知装置116は、遠隔地にある管理センタに接続され、この管理センタに異常状態を通知するようなものであっても良い。   As shown in FIG. 14, the solid oxide fuel cell 1 includes a control unit 110 (corresponding to the control means of the present invention). The control unit 110 includes an operation device 112 having operation buttons such as “ON” and “OFF” for operation by the user, and a display for displaying various data such as a power generation output value (wattage). A device 114 and a notification device 116 that issues a warning (warning) in an abnormal state are connected. The notification device 116 may be connected to a remote management center and notify the management center of an abnormal state.

制御部110には、以下に説明する種々のセンサーからの信号が入力されるようになっている。可燃ガス検出センサー120は、ガス漏れを検知するためのもので、燃料電池モジュール2及び補機ユニット4に取り付けられている。CO検出センサー122は、本来燃焼ガス排出室80等を経て外部に排出される排気ガス中のCOが、燃料電池モジュール2及び補機ユニット4を覆う外部ハウジング(図示せず)へ漏れたかどうかを検知するためのものである。貯湯状態検出センサー124は、図示しない給湯器におけるお湯の温度や水量を検知するためのものである。   Signals from various sensors described below are input to the control unit 110. The combustible gas detection sensor 120 is for detecting a gas leak, and is attached to the fuel cell module 2 and the auxiliary unit 4. The CO detection sensor 122 indicates whether or not CO in the exhaust gas originally discharged to the outside through the combustion gas discharge chamber 80 or the like has leaked to an external housing (not shown) that covers the fuel cell module 2 and the accessory unit 4. It is for detection. The hot water storage state detection sensor 124 is for detecting the temperature and amount of hot water in a water heater (not shown).

電力状態検出センサー126は、インバーター54及び分電盤(図示せず)の電流及び電圧等を検知するためのものである。電力状態検出センサー126は、開回路電圧も検出できるように構成されている。発電用空気流量検出センサー128は、発電室10に供給される発電用空気の流量を検出するためのものである。改質用空気流量センサー130は、改質器20に供給される改質用空気の流量を検出するためのものである。燃料流量センサー132は、改質器20に供給される燃料ガスの流量を検出するためのものである。   The power state detection sensor 126 is for detecting the current and voltage of the inverter 54 and the distribution board (not shown). The power state detection sensor 126 is configured to detect an open circuit voltage. The power generation air flow rate detection sensor 128 is for detecting the flow rate of the power generation air supplied to the power generation chamber 10. The reforming air flow rate sensor 130 is for detecting the flow rate of the reforming air supplied to the reformer 20. The fuel flow sensor 132 is for detecting the flow rate of the fuel gas supplied to the reformer 20.

水流量センサー134は、改質器20に供給される純水(水蒸気)の流量を検出するためのものである。水位センサー136は、純水タンク26の水位を検出するためのものである。圧力センサー138は、改質器20の外部の上流側の圧力を検出するためのものである。排気温度センサー140は、温水製造装置50に流入する排気ガスの温度を検出するためのものである。   The water flow rate sensor 134 is for detecting the flow rate of pure water (steam) supplied to the reformer 20. The water level sensor 136 is for detecting the water level of the pure water tank 26. The pressure sensor 138 is for detecting the pressure on the upstream side outside the reformer 20. The exhaust temperature sensor 140 is for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the hot water production apparatus 50.

発電室温度センサー142(本発明の温度取得手段に相当する)は、燃料電池セル集合体12の近傍の前面側と背面側に設けられ、燃料電池セルスタック14の近傍の温度を検出して、燃料電池セルスタック14(即ち燃料電池セル84自体)の温度を推定するためのものである。   The power generation chamber temperature sensor 142 (corresponding to the temperature acquisition means of the present invention) is provided on the front side and the back side in the vicinity of the fuel cell assembly 12, and detects the temperature in the vicinity of the fuel cell stack 14, This is for estimating the temperature of the fuel cell stack 14 (that is, the fuel cell 84 itself).

燃焼室温度センサー144(本発明の温度取得手段に相当する)は、燃焼室18の温度を検出するためのものである。燃焼室温度センサー144は、燃料電池セル集合体12と点火装置83との間に設けられている。燃焼室温度センサー144は、燃料電池セル84に点火されたか否かを判断するための点火確認用の温度センサーとしても機能している。排気ガス室温度センサー146は、燃焼ガス排出室の排気ガスの温度を検出するためのものである。   The combustion chamber temperature sensor 144 (corresponding to the temperature acquisition means of the present invention) is for detecting the temperature of the combustion chamber 18. The combustion chamber temperature sensor 144 is provided between the fuel cell assembly 12 and the ignition device 83. The combustion chamber temperature sensor 144 also functions as an ignition confirmation temperature sensor for determining whether or not the fuel cell 84 has been ignited. The exhaust gas chamber temperature sensor 146 is for detecting the temperature of the exhaust gas in the combustion gas discharge chamber.

改質器温度センサー148は、改質器20の温度を検出するためのものであり、改質器20の入口温度と出口温度から改質器20の温度を算出する。改質器温度センサー148は、図3及び図4に示すように、改質器20の入口側と出口側とのそれぞれの近傍に設けられている。外気温度センサー150は、固体電解質形燃料電池(SOFC)が屋外に配置された場合、外気の温度を検出するためのものである。また、外気の湿度等を測定するセンサーを設けるようにしても良い。   The reformer temperature sensor 148 is for detecting the temperature of the reformer 20, and calculates the temperature of the reformer 20 from the inlet temperature and the outlet temperature of the reformer 20. As shown in FIGS. 3 and 4, the reformer temperature sensor 148 is provided in the vicinity of each of the inlet side and the outlet side of the reformer 20. The outside air temperature sensor 150 is for detecting the temperature of the outside air when the solid oxide fuel cell (SOFC) is disposed outdoors. Further, a sensor for measuring the humidity or the like of the outside air may be provided.

これらのセンサー類からの信号は、制御部110に送られる。制御部110は、これらの信号によるデータに基づき、水流量調整ユニット28、燃料流量調整ユニット38、改質用空気流量調整ユニット44、発電用空気流量調整ユニット45に、制御信号を送り、これらのユニットにおける各流量を制御するようになっている。また、制御部110は、インバーター54に、制御信号を送り、電力供給量を制御するようになっている。   Signals from these sensors are sent to the control unit 110. The control unit 110 sends control signals to the water flow rate adjustment unit 28, the fuel flow rate adjustment unit 38, the reforming air flow rate adjustment unit 44, and the power generation air flow rate adjustment unit 45 based on the data based on these signals. Each flow rate in the unit is controlled. Further, the control unit 110 sends a control signal to the inverter 54 to control the power supply amount.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, but can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.

2 燃料電池モジュール
10 発電室
12 燃料電池セル集合体
14 燃料電池セルスタック
16 燃料電池セルユニット
18 燃焼室
20 改質器
21 整流板
21a 開口
22 熱交換器
22a 燃焼ガス流入口
22b 熱交換器底面
23 蒸発混合器
80 断熱材
81 断熱層
200 排気通路
205 熱溜部
56 ケーシング
60 被改質ガス供給管
62 水供給管
66 燃料供給管
66a 下端側
68 燃料ガスタンク
68a 燃料ガスタンク上板
70 燃焼ガス配管
71 乱流生成部材
71a 端部
71b 端部
72 発電用空気流路
74 発電用空気導入管
76 連絡流路
76a 出口ポート
77 発電用空気供給路
78a,78b 吹出口
82 燃焼ガス排出管
84 燃料電池セル
86 内側電極端子
88 燃料ガス流路
90 内側電極層
90a 上部
90b 外周面
90c 上端面
92 外側電極層
94 電解質層
96 シール材
98 燃料ガス流路
100 上支持板
102 集電体
104 外部端子
2 Fuel cell module 10 Power generation chamber 12 Fuel cell assembly 14 Fuel cell stack 16 Fuel cell unit 18 Combustion chamber 20 Reformer 21 Rectifier plate 21a Opening 22 Heat exchanger 22a Combustion gas inlet 22b Heat exchanger bottom 23 Evaporation mixer 80 Heat insulating material 81 Heat insulating layer 200 Exhaust passage 205 Heat reservoir 56 Casing 60 Reformed gas supply pipe 62 Water supply pipe 66 Fuel supply pipe 66a Lower end side 68 Fuel gas tank 68a Fuel gas tank upper plate 70 Combustion gas pipe 71 Disturbance Flow generating member 71a End 71b End 72 Power generation air flow path 74 Power generation air introduction pipe 76 Connection flow path 76a Outlet port 77 Power generation air supply paths 78a, 78b Outlet 82 Combustion gas discharge pipe 84 Fuel cell 86 Inside Electrode terminal 88 Fuel gas flow path 90 Inner electrode layer 90a Upper part 90b Outer peripheral surface 90c Upper end surface 92 Outside Side electrode layer 94 Electrolyte layer 96 Sealing material 98 Fuel gas flow path 100 Upper support plate 102 Current collector 104 External terminal

Claims (3)

供給された水素を含む燃料ガスと発電用酸化剤ガスとの反応により発電することが可能な固体酸化物形の燃料電池セルが複数配列した燃料電池セルスタックと、前記燃料電池セルスタックを内部に収容するケーシングと、を備えた固体酸化物形燃料電池装置において、
前記ケーシング内において前記燃料電池セルスタックの上方に設けられ、前記燃料電池セルを通過した残余の燃料ガスを燃焼させて燃焼ガスを発生させる燃焼室と、
前記ケーシング内において前記燃焼ガスにより加熱されるように前記燃焼室の上方に設けられ、供給された燃料ガスを水素を含む燃料ガスに改質することが可能な改質器と、
前記改質器の上方に設けられ、前記発電用酸化剤ガスを加熱するために、前記発電用酸化剤ガスと前記燃焼ガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、を備え、
前記熱交換器は、前記燃料電池セルスタックを覆って水平方向に延在し、延在した一方の端部に前記燃焼ガスが流入する燃焼ガス流入口を有し、
前記熱交換器と前記改質器との間には、前記燃焼室で発生した前記燃焼ガスから前記熱交換器への熱伝導を抑制する断熱材が設けられ、
前記断熱材の下方には、前記燃焼室で発生した前記燃焼ガスを前記熱交換器の前記燃焼ガス流入口に導く、整流板を底面とする排気通路を有し、
前記燃焼室で発生した前記燃焼ガスは、前記燃料電池セルスタックの中央上方に設けられた前記整流板の開口を通過し、前記排気通路を介して前記燃焼ガス流入口に導かれることを特徴とする固体酸化物形燃料電池装置。
A fuel cell stack in which a plurality of solid oxide fuel cells that can generate electric power by a reaction between a supplied fuel gas containing hydrogen and an oxidant gas for power generation are arranged, and the fuel cell stack inside A solid oxide fuel cell device comprising a housing for housing,
A combustion chamber provided in the casing above the fuel cell stack and burning the remaining fuel gas that has passed through the fuel cell to generate combustion gas;
A reformer provided above the combustion chamber so as to be heated by the combustion gas in the casing and capable of reforming the supplied fuel gas into a fuel gas containing hydrogen;
A heat exchanger provided above the reformer and configured to exchange heat between the power generation oxidant gas and the combustion gas in order to heat the power generation oxidant gas,
The heat exchanger extends in the horizontal direction so as to cover the fuel cell stack, and has a combustion gas inlet into which the combustion gas flows into one end of the extension.
Between the heat exchanger and the reformer, a heat insulating material that suppresses heat conduction from the combustion gas generated in the combustion chamber to the heat exchanger is provided,
Below the heat insulating material, there is an exhaust passage having a rectifying plate as a bottom surface that guides the combustion gas generated in the combustion chamber to the combustion gas inlet of the heat exchanger,
The combustion gas generated in the combustion chamber passes through an opening of the rectifying plate provided above the center of the fuel cell stack, and is guided to the combustion gas inlet through the exhaust passage. Solid oxide fuel cell device.
請求項1において、
前記断熱材は少なくとも、水平方向に延在する前記熱交換器の一方の端部の下方から他方の端部の下方にわたって、前記熱交換器の底面に沿って形成されていることを特徴とする固体酸化物形燃料電池装置。
In claim 1,
The heat insulating material is formed at least along the bottom surface of the heat exchanger from below one end of the heat exchanger extending in the horizontal direction to below the other end. Solid oxide fuel cell device.
請求項2において、
前記断熱材は、シリカ系材料の断熱材であることを特徴とする固体酸化物形燃料電池装置。
In claim 2,
The solid oxide fuel cell device, wherein the heat insulating material is a heat insulating material of a silica-based material.
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