JP2014191995A - Fuel cell module - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell module capable of reducing a temperature difference in a plurality of cell stacks.SOLUTION: A plurality of cell stacks 5 created by disposing a plurality of fuel battery cells 3 upright in one row are juxtaposed so that cell arrangement directions x of the fuel battery cells 3 are parallel, and a heat insulation member 13 is disposed on both sides in arrangement direction y of the cell stacks 5 and between the cell stacks 5 so as to be parallel with the cell arrangement direction y and along the upright direction of the fuel battery cells 3. A lid member 14 is disposed at top ends of a plurality of heat insulation members 13 so as to bridge over the top ends, the lid member 14 being provided with an exhaust gas lead-out port 14a for leading an exhaust gas out of the fuel battery cells 3.

Description

本発明は、燃料電池モジュールに関し、特に、セルスタックを複数並列配置してなる燃料電池モジュールに関する。   The present invention relates to a fuel cell module, and more particularly to a fuel cell module in which a plurality of cell stacks are arranged in parallel.

近年、次世代エネルギーとして、水素含有ガスと酸素含有ガス(空気)とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルが開発されている。さらに、複数の燃料電池セルを1列に配列し電気的に直列に接続してなるセルスタックを、ガスタンクに複数列となるように並列に設けたセルスタック装置を作製し、該セルスタック装置を収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールが種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, fuel cells that can obtain electric power using hydrogen-containing gas and oxygen-containing gas (air) as next-generation energy have been developed. Furthermore, a cell stack device in which a plurality of fuel cells are arranged in a row and electrically connected in series is provided in parallel in a gas tank so as to form a plurality of rows, and the cell stack device is Various fuel cell modules housed in storage containers have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この特許文献1では、セルスタック間に酸素含有ガス供給板が配置され、両側のセルスタックを構成する燃料電池セルに酸素含有ガスを供給している。また、2列のセルスタックを挟むように断熱部材が配置され、セルスタックからの放熱が抑制されていた。   In Patent Document 1, an oxygen-containing gas supply plate is arranged between cell stacks, and oxygen-containing gas is supplied to fuel cells constituting the cell stacks on both sides. Moreover, the heat insulation member was arrange | positioned so that two rows of cell stacks may be pinched | interposed, and the heat dissipation from the cell stack was suppressed.

特開2010−231919号公報JP 2010-231919 A

近年、家庭用以外にも燃料電池の用途が検討されており、例えば、病院、ホテル、店舗等の業務用の燃料電池では、数kW以上の発電量が要求されている。   In recent years, the use of fuel cells has been studied in addition to home use. For example, fuel cells for business use in hospitals, hotels, stores, etc. are required to generate electricity of several kW or more.

このように燃料電池の発電量が多くなると、複数の燃料電池セルを電気的に接続してなるセルスタックを複数、収納容器内に収納するため、収納容器内におけるセルスタックの配置位置により温度差が生じ、それぞれのセルスタックにおける発電性能が異なるという問題があった。   When the amount of power generated by the fuel cell increases in this way, a plurality of cell stacks formed by electrically connecting a plurality of fuel battery cells are stored in the storage container. Therefore, the temperature difference depends on the position of the cell stack in the storage container. There was a problem that the power generation performance of each cell stack was different.

そして、特許文献1のように、複数、例えば3つ以上のセルスタックを挟むように断熱部材を配置した場合であっても、セルスタックの配置位置により温度差が生じ、それぞれのセルスタックにおける発電性能が異なるという問題があった。   And even if it is a case where a heat insulation member is arranged so that a plurality of, for example, three or more cell stacks may be sandwiched as in Patent Document 1, a temperature difference occurs depending on the arrangement position of the cell stack, and power generation in each cell stack There was a problem that the performance was different.

本発明は、複数のセルスタックにおける温度差を低減できる燃料電池モジュールを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the fuel cell module which can reduce the temperature difference in a some cell stack.

本発明の燃料電池モジュールは、複数の燃料電池セルを1列に立設してなる複数のセルスタックが、前記燃料電池セルのセル配列方向が平行になるように並列配置されてなるとともに、前記セルスタックの配列方向の両側および前記セルスタック間に、前記セル配列方向と平行になるようにかつ前記燃料電池セルの立設方向に沿って断熱部材をそれぞれ配置し、複数の前記断熱部材の上端部に掛け渡すように蓋部材を配置し、該蓋部材に、前記燃料電池セルからの排ガスを導出するための排ガス導出口を設けてなることを特徴とする。   In the fuel cell module of the present invention, a plurality of cell stacks in which a plurality of fuel cells are erected in a row are arranged in parallel so that the cell arrangement directions of the fuel cells are parallel, A heat insulating member is arranged on both sides of the cell stack in the arrangement direction and between the cell stacks so as to be parallel to the cell arrangement direction and along the standing direction of the fuel cell, and the upper ends of the plurality of heat insulation members A lid member is arranged so as to span the part, and an exhaust gas outlet for deriving exhaust gas from the fuel cell is provided in the lid member.

本発明の燃料電池モジュールは、セルスタックの配列方向の両側およびセルスタック間
に断熱部材をそれぞれ配置し、複数の断熱部材の上端部に掛け渡すように蓋部材を配置したので、断熱部材および蓋部材により複数のセルスタックからなるグループが複数区分けされていることになり、区分けされたグループ間における温度干渉が低減し、複数のセルスタックにおける温度差を低減できる。
In the fuel cell module according to the present invention, the heat insulating members are respectively disposed on both sides of the cell stack in the arrangement direction and between the cell stacks, and the lid members are disposed so as to span the upper ends of the plurality of heat insulating members. The group consisting of a plurality of cell stacks is divided into a plurality of parts by the member, temperature interference between the divided groups is reduced, and a temperature difference between the plurality of cell stacks can be reduced.

燃料電池モジュールを示すもので、(a)はセルスタックの上方から見た概略平面図、(b)は概略断面図である。1 shows a fuel cell module, where (a) is a schematic plan view seen from above a cell stack, and (b) is a schematic cross-sectional view. 2列のセルスタックをガスタンクに設けたセルスタック装置を3個有する燃料電池モジュールを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the fuel cell module which has three cell stack apparatuses which provided the cell stack of 2 rows in the gas tank. 3列のセルスタックをガスタンクに設けたセルスタック装置を2個有する燃料電池モジュールを示すもので、(a)はセルスタック間に酸素含有ガス供給板を配置した状態を示す概略断面図、(b)は、セルスタックの配列方向の両側に酸素含有ガス供給板を配置した状態を示す概略断面図である。1 shows a fuel cell module having two cell stack devices in which three rows of cell stacks are provided in a gas tank, wherein (a) is a schematic cross-sectional view showing a state in which an oxygen-containing gas supply plate is arranged between the cell stacks; ) Is a schematic cross-sectional view showing a state in which oxygen-containing gas supply plates are arranged on both sides of the cell stack in the arrangement direction. 2列のセルスタックを断熱部材および蓋部材で取り囲んだ燃料電池モジュールを示すもので、(a)は概略断面図、(b)はセルスタックの上方から見た概略平面図である。1 shows a fuel cell module in which two rows of cell stacks are surrounded by a heat insulating member and a lid member, where (a) is a schematic cross-sectional view, and (b) is a schematic plan view viewed from above the cell stack.

図1は、燃料電池モジュールの一部を示すもので、燃料電池モジュールは、図1(b)に示すように、収納容器2内に、2列のセルスタック5を有するセルスタック装置8を2個有するもので、図1(a)では、収納容器を省略している。   FIG. 1 shows a part of a fuel cell module. As shown in FIG. 1 (b), the fuel cell module includes two cell stack devices 8 each having two cell stacks 5 in a storage container 2. In FIG. 1A, the storage container is omitted.

セルスタック5は、内部をガスが流通するガス流路を有する柱状の燃料電池セル3を立設させた状態で1列に配列し、隣接する燃料電池セル3間を集電部材(図示せず)を介して電気的に直列に接続して構成されている。セルスタック装置8は、燃料電池セル3のセル配列方向xが平行になるように並列配置された2列のセルスタック5の下端部が、燃料電池セル3に燃料ガスを供給するためのガスタンク4に固定されて構成されている。   The cell stack 5 is arranged in a row with columnar fuel cells 3 having gas flow paths through which gas flows, and a current collecting member (not shown) between adjacent fuel cells 3. ) Through an electrical connection in series. The cell stack device 8 includes a gas tank 4 for supplying fuel gas to the fuel cells 3 at the lower ends of the two rows of cell stacks 5 arranged in parallel so that the cell arrangement direction x of the fuel cells 3 is parallel. It is configured to be fixed to.

セルスタック5の燃料電池セル3のセル配列方向xにおける両端側には、セルスタック5を挟み込むように、燃料電池セル3の発電により生じる電流を引き出すための電流引き出し部を有する端部集電部材9が配置されている。   End current collecting members having current drawing portions for drawing current generated by power generation of the fuel cell 3 so as to sandwich the cell stack 5 at both ends in the cell arrangement direction x of the fuel cell 3 of the cell stack 5 9 is arranged.

なお、セルスタック5を構成する燃料電池セル3および端部集電部材9の下端部側は、ガラスシール材等の絶縁性接合材(図示せず)により、ガスタンク4に固定されている。   Note that the lower ends of the fuel cells 3 and the end current collecting members 9 constituting the cell stack 5 are fixed to the gas tank 4 by an insulating bonding material (not shown) such as a glass sealing material.

さらに図1においては、燃料電池セル3として、内部を水素含有ガス(燃料ガス)が長手方向に流通するガス流路を有する中空平板型で、支持体の表面に、燃料側電極層、固体電解質層および酸素側電極層を順に設けてなる固体酸化物形の燃料電池セル3を例示している。燃料電池セル3は、図1(b)の長さ方向(立設方向)の略全体に燃料側電極層、固体電解質層および酸素側電極層が重畳した発電素子部が形成されている。   Further, in FIG. 1, the fuel battery cell 3 is a hollow flat plate type having a gas flow path through which a hydrogen-containing gas (fuel gas) flows in the longitudinal direction. A fuel-side electrode layer, a solid electrolyte is formed on the surface of the support. A solid oxide fuel cell 3 in which a layer and an oxygen electrode layer are sequentially provided is illustrated. The fuel cell 3 has a power generation element portion in which a fuel side electrode layer, a solid electrolyte layer, and an oxygen side electrode layer are superimposed on substantially the entire length direction (standing direction) in FIG.

なお、燃料電池セル3としては、上記以外に、例えば円筒状、平板状の燃料電池セルを用いることもできる。この場合において、端部集電部材9の形状は適宜変更することができる。   In addition to the above, as the fuel cell 3, for example, a cylindrical or flat fuel cell can be used. In this case, the shape of the end current collecting member 9 can be changed as appropriate.

さらに図1においては、燃料電池セル3の発電で使用する燃料ガスを得るために、天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器10がセルスタック5(燃料電池セル3)の上方に配置されている。改質器10で生成される燃料ガスは、ガス流通管によりガスタンク4に供給され、ガスタンク4を介して燃料電池セル3の内部に設
けられたガス流路に供給される。
Further, in FIG. 1, in order to obtain a fuel gas used for power generation of the fuel cell 3, a reformer 10 for reforming raw fuel such as natural gas or kerosene to generate a fuel gas includes a cell stack 5. It is disposed above (fuel cell 3). The fuel gas generated in the reformer 10 is supplied to the gas tank 4 through the gas circulation pipe, and is supplied to the gas flow path provided inside the fuel battery cell 3 through the gas tank 4.

図1においては、1個のガスタンク4上にセルスタック5を2個並置しているセルスタック装置8を2個有する燃料電池モジュールを示している。なお、各セルスタック5は、燃料電池セル3のセル配列方向xが互いに平行になるように並列配置され、セルスタック5の同じ側における電流引き出し部12同士を導電性の連結部材11で連結することで、2つのセルスタック5を直列に連結した構成となっている。なお、セルスタック5を3つ以上並列配置する場合も同様に、セルスタック5の同じ側における電流引き出し部12同士を連結部材11にて接続する構成とすることができる。なお、セルスタック5を並列接続しても良く、直列と並列を混在させても良い。   FIG. 1 shows a fuel cell module having two cell stack devices 8 in which two cell stacks 5 are juxtaposed on one gas tank 4. The cell stacks 5 are arranged in parallel so that the cell arrangement directions x of the fuel cells 3 are parallel to each other, and the current drawing portions 12 on the same side of the cell stack 5 are connected by the conductive connecting member 11. Thus, the two cell stacks 5 are connected in series. Similarly, when three or more cell stacks 5 are arranged in parallel, the current drawing portions 12 on the same side of the cell stack 5 can be connected by the connecting member 11. Note that the cell stacks 5 may be connected in parallel, or series and parallel may be mixed.

また、セルスタック装置8同士は、図1(a)に示したように、それぞれの隣接する電流引き出し部12同士を連結部材11にて接続することで、4つのセルスタック5が直列に接続されている。   In addition, as shown in FIG. 1A, the cell stack devices 8 are connected to each other by connecting the current drawing portions 12 adjacent to each other by the connecting member 11, so that the four cell stacks 5 are connected in series. ing.

なお、各燃料電池セル3間および燃料電池セル3の配列方向における端部と端部集電部材9との間には、集電部材が配置され、それにより各燃料電池セル3が電気的に直列に接続されている。燃料電池セル3の発電により得られる電流(電圧)は燃料電池セル3のセル配列方向xの端部に配置された集電部材を介して端部集電部材により接続される。   A current collecting member is disposed between each fuel cell 3 and between the end portion in the arrangement direction of the fuel cell 3 and the end current collecting member 9, whereby each fuel cell 3 is electrically connected. Connected in series. The current (voltage) obtained by the power generation of the fuel cell 3 is connected by the end current collecting member via the current collecting member arranged at the end of the fuel cell 3 in the cell arrangement direction x.

そして、本形態の燃料電池モジュールは、図1に示したように、セルスタック5の配列方向の両側およびセルスタック5間に、セル配列方向xと平行になるようにかつ燃料電池セル3の立設方向に沿って断熱部材13が配置されており、3個の断熱部材13の上端部に掛け渡すように蓋部材14が配置されている。セルスタック5間に配置された断熱部材13は、2個のセルスタック装置8間に配置されているとも言い換えることができる。   As shown in FIG. 1, the fuel cell module according to the present embodiment is arranged in parallel with the cell arrangement direction x and between the cell stack 5 on both sides of the cell stack 5 and between the cell stacks 5. The heat insulating member 13 is disposed along the installation direction, and the lid member 14 is disposed so as to span the upper end portions of the three heat insulating members 13. In other words, the heat insulating member 13 disposed between the cell stacks 5 is disposed between the two cell stack devices 8.

断熱部材13は、ガスタンク4の上面に配置されている。断熱部材13は板状であり、一般的に使用される断熱材料を用いることができ、例えば、アルミナ系、シリカ系、アルミナシリカ系材料から構成されている。   The heat insulating member 13 is disposed on the upper surface of the gas tank 4. The heat insulating member 13 is plate-shaped, and a commonly used heat insulating material can be used.

蓋部材14には、燃料電池セル3からの排ガスを導出するための排ガス導出口14aが設けられている。蓋部材14は、耐熱性金属から構成することができ、この場合には、排ガス導出口14a等の開口部を形成し易く、開口部が劣化しにくいという効果がある。蓋部材14は、断熱部材により形成することができる。この場合には、蓋部材14からの放熱を抑制することができる。   The lid member 14 is provided with an exhaust gas outlet 14a for exhausting the exhaust gas from the fuel cell 3. The lid member 14 can be made of a heat-resistant metal. In this case, there is an effect that it is easy to form openings such as the exhaust gas outlet 14a and the openings are not easily deteriorated. The lid member 14 can be formed of a heat insulating member. In this case, heat dissipation from the lid member 14 can be suppressed.

蓋部材14は一枚の板状であり、これにより、複数の断熱部材13を配置した後、一枚の蓋部材14を3個の断熱部材13の上端に配置することにより、複数の断熱部材13の上端に一挙に蓋部材14を配置することができる。この際、断熱部材13の上端がはめ込まれる凹部や開口部を蓋部材14に形成し、蓋部材14を断熱部材13の上端に配置する際に、断熱部材13の上端を蓋部材14の凹部や開口部にはめ込むことにより、強固な構造体を形成できる。なお、蓋部材14は一枚の板状ではなく、複数に分割されたものであっても良い。   The lid member 14 is in the form of a single plate, whereby a plurality of heat insulating members 13 are arranged on the upper end of the three heat insulating members 13 after arranging the plurality of heat insulating members 13. The lid member 14 can be disposed at the top of 13 at a stroke. At this time, a recess or opening into which the upper end of the heat insulating member 13 is fitted is formed in the lid member 14, and when the lid member 14 is disposed at the upper end of the heat insulating member 13, the upper end of the heat insulating member 13 is A strong structure can be formed by fitting into the opening. The lid member 14 may be divided into a plurality of pieces instead of a single plate.

排ガス導出口14aの上方には改質器10が設けられており、燃料電池セル3の発電に用いられなかった余剰の燃料ガスが燃焼し、その燃焼ガスにより改質器10が加熱される。余剰の燃料ガスの燃焼は、断熱部材13と蓋部材14とで形成される空間内で行ってよいが、蓋部材14の排ガス導出口14aから導出された後に行ってもよい。   A reformer 10 is provided above the exhaust gas outlet 14a. Excess fuel gas that has not been used for power generation of the fuel cell 3 burns, and the reformer 10 is heated by the combustion gas. Excess fuel gas may be combusted in the space formed by the heat insulating member 13 and the lid member 14, but may be performed after being derived from the exhaust gas outlet 14 a of the lid member 14.

セルスタック装置8のセルスタック5間に、セル配列方向xと平行になるようにかつ燃
料電池セル3の立設方向に沿って配置された酸素含有ガス供給板17を有し、この酸素含有ガス供給板17が蓋部材14に形成された開口部を挿通している。
Between the cell stacks 5 of the cell stack device 8, there is provided an oxygen-containing gas supply plate 17 arranged in parallel with the cell arrangement direction x and along the standing direction of the fuel cell 3, and this oxygen-containing gas The supply plate 17 is inserted through the opening formed in the lid member 14.

すなわち、酸素含有ガス供給板17は、セルスタック装置8に設けられた2個のセルスタック5間に配置されており、改質器10間を上方に延びて、収納容器2の内壁と外壁により構成された酸素含有ガス流路19に連通している。   That is, the oxygen-containing gas supply plate 17 is disposed between the two cell stacks 5 provided in the cell stack device 8, extends upward between the reformers 10, and is formed by the inner wall and the outer wall of the storage container 2. The oxygen-containing gas flow path 19 is communicated.

これらの酸素含有ガス供給板17は、セル列と平行になるように配置されている。また、酸素含有ガス供給板17は、燃料電池セル3の長さ方向のほぼ全域に沿って配置されている。すなわち、酸素含有ガス供給板17は、高さが、燃料電池セル3よりも高く、長さがスタック5よりも長い矩形板形状とされている。なお、酸素含有ガス供給板17は、これに限定されるものではなく、例えば、円筒管であっても良い。   These oxygen-containing gas supply plates 17 are arranged in parallel with the cell rows. Further, the oxygen-containing gas supply plate 17 is disposed along substantially the entire region of the fuel cell 3 in the length direction. That is, the oxygen-containing gas supply plate 17 has a rectangular plate shape whose height is higher than that of the fuel cell 3 and whose length is longer than that of the stack 5. The oxygen-containing gas supply plate 17 is not limited to this, and may be a cylindrical tube, for example.

酸素含有ガス供給板17は、内部に酸素含有ガスが流れる流路(図示せず)を有しており、酸素含有ガス供給板17の下端は、ガスタンク4の上面よりも少し上方に位置している。   The oxygen-containing gas supply plate 17 has a flow path (not shown) through which oxygen-containing gas flows, and the lower end of the oxygen-containing gas supply plate 17 is positioned slightly above the upper surface of the gas tank 4. Yes.

酸素含有ガス供給板17の下部の両側面には、セルスタック5の下部に対応するように複数の酸素含有ガス供給孔を有しており、図1(b)の矢印で示す方向に酸素含有ガスが供給されるように構成されている。   A plurality of oxygen-containing gas supply holes are provided on both side surfaces of the lower part of the oxygen-containing gas supply plate 17 so as to correspond to the lower part of the cell stack 5, and the oxygen-containing gas is supplied in the direction indicated by the arrow in FIG. Gas is configured to be supplied.

そして、酸素含有ガス供給板17を蓋部材14に形成された開口部に差し込むことにより、セルスタック5間に酸素含有ガス供給板17を位置決めできるため、作業工程を簡略化できる。また、蓋部材14に形成された開口部に、酸素含有ガス供給板17を差し込み、これを、酸素含有ガス供給板17がセルスタック5間に位置するように配置して組み立てることもできるため、作業工程を簡略化できる。   Since the oxygen-containing gas supply plate 17 can be positioned between the cell stacks 5 by inserting the oxygen-containing gas supply plate 17 into the opening formed in the lid member 14, the work process can be simplified. Further, the oxygen-containing gas supply plate 17 can be inserted into the opening formed in the lid member 14 and can be assembled so that the oxygen-containing gas supply plate 17 is positioned between the cell stacks 5. The work process can be simplified.

以上のように構成された燃料電池モジュールでは、セルスタック5の配列方向yの両側およびセルスタック5間に断熱部材13を配置し、3個の断熱部材13の上端部に掛け渡すように蓋部材14を配置したので、断熱部材13および蓋部材14により2つのセルスタック5からなるグループが2つ区分けされていることになり、区分けされた2つのグループ間における温度干渉が低減し、複数のセルスタック5における温度差を低減できる。   In the fuel cell module configured as described above, the heat insulating member 13 is disposed on both sides of the cell stack 5 in the arrangement direction y and between the cell stacks 5, and the lid member is spanned over the upper ends of the three heat insulating members 13. 14 is arranged, two groups of two cell stacks 5 are divided by the heat insulating member 13 and the cover member 14, and temperature interference between the two divided groups is reduced, and a plurality of cells are formed. The temperature difference in the stack 5 can be reduced.

2つのグループを区分する中央の断熱部材13は、グループ間の温度干渉を低減できる程度の断熱効果を有すればよいため、中央の断熱部材13は両側の断熱部材13よりも断熱性が低い材料を用いたり、厚みが薄い断熱部材を用いることができる。逆に、両側の断熱部材13を、中央の断熱部材13よりも断熱性が高い材料を用いたり、厚みが厚い断熱部材を用いることにより、セルスタックの配列方向両側に熱源がない場合でも、セルスタックの配列方向両側に位置するセルスタック5の温度低下をさらに抑制できる。   The central heat insulating member 13 that divides the two groups only needs to have a heat insulating effect that can reduce the temperature interference between the groups. Therefore, the central heat insulating member 13 has a lower heat insulating property than the heat insulating members 13 on both sides. Or a heat insulating member having a small thickness can be used. On the contrary, the heat insulating members 13 on both sides are made of a material having a higher heat insulating property than that of the central heat insulating member 13 or a heat insulating member having a large thickness, so that even if there is no heat source on both sides in the cell stack arrangement direction, the cell The temperature drop of the cell stack 5 positioned on both sides of the stack arrangement direction can be further suppressed.

なお、上記形態では、ガスタンク4に2個のセルスタック5を設けたセルスタック装置8を2個有する燃料電池モジュールについて説明したが、1個のガスタンクに4個のセルスタックを設けたセルスタック装置を用いてもよく、また、1個のガスタンクに1個のセルスタックを設けたセルスタック装置を4個用いても良い。   In the above embodiment, the fuel cell module having two cell stack devices 8 provided with two cell stacks 5 in the gas tank 4 has been described. However, the cell stack device provided with four cell stacks in one gas tank. In addition, four cell stack apparatuses in which one cell stack is provided in one gas tank may be used.

また、セルスタック5の上方にそれぞれ改質器10を設けた形態について説明したが、1個のセルスタック装置に1個の改質器を設けてもよく、また、燃料電池モジュールに1個の改質器を設けても良い。   Moreover, although the form which provided the reformer 10 above each cell stack 5 was demonstrated, one reformer may be provided in one cell stack apparatus, and one fuel cell module is provided. A reformer may be provided.

図2は、ガスタンク4に2個のセルスタック5を設けたセルスタック装置8を3個有す
る燃料電池モジュールを示すもので、この燃料電池モジュールでも上記形態と同様の効果を得ることができる。
FIG. 2 shows a fuel cell module having three cell stack devices 8 in which two cell stacks 5 are provided in the gas tank 4, and this fuel cell module can achieve the same effect as the above embodiment.

この形態では、断熱部材13により区分された3つのグループの中で、中央に位置するグループのセルスタック5は、両側のグループのセルスタック5よりも熱がこもりやすいため、中央に位置するグループのセルスタック5は温度が高くなり易い。このため、それぞれのグループに位置する酸素含有ガス供給板17により供給される比較的低温の酸素含有ガスの供給量を制御できるように構成し、中央に位置するグループの酸素含有ガス供給板17により供給される酸素含有ガスの供給量を、両側に位置するグループの酸素含有ガス供給板17により供給される酸素含有ガスの供給量より多くすることにより、中央に位置するグループのセルスタック5の温度を低下させることができ、セルスタック5における温度差をさらに低減できる。   In this embodiment, among the three groups divided by the heat insulating member 13, the cell stack 5 of the group located in the center is more likely to accumulate heat than the cell stacks 5 of the groups on both sides. The cell stack 5 tends to be hot. For this reason, the supply amount of the relatively low temperature oxygen-containing gas supplied by the oxygen-containing gas supply plate 17 located in each group can be controlled, and the oxygen-containing gas supply plate 17 of the group located in the center can control the supply amount. The temperature of the cell stack 5 of the group located in the center is increased by making the supply amount of the oxygen-containing gas supplied larger than the supply amount of the oxygen-containing gas supplied by the oxygen-containing gas supply plate 17 of the group located on both sides. The temperature difference in the cell stack 5 can be further reduced.

また、この形態でも、3つのグループを区分する断熱部材13は、グループ間の温度干渉を低減できる程度の断熱効果を有すればよいため、両側の断熱部材13よりも断熱性が低い材料を用いたり、厚みが薄い断熱部材を用いることができる。逆に、両側の断熱部材13を、中央側の断熱部材13よりも断熱性が高い材料を用いたり、厚みが厚い断熱部材を用いることにより、セルスタックの配列方向両側に熱源がない場合でも、セルスタックの配列方向両側に位置するセルスタック5の温度低下をさらに抑制できる。   Also in this embodiment, the heat insulating member 13 that divides the three groups only needs to have a heat insulating effect that can reduce the temperature interference between the groups. Therefore, a material having lower heat insulating properties than the heat insulating members 13 on both sides is used. Or a thin heat insulating member can be used. Conversely, by using a heat insulating material on both sides of the heat insulating member 13 that is higher than the heat insulating member 13 on the center side or using a thick heat insulating member, even when there is no heat source on both sides in the arrangement direction of the cell stack, It is possible to further suppress the temperature drop of the cell stack 5 located on both sides of the cell stack in the arrangement direction.

図3は、ガスタンク4に3個のセルスタック5を設けたセルスタック装置8を2個有する燃料電池モジュールを示すもので、この形態でも上記形態と同様の効果を得ることができる。   FIG. 3 shows a fuel cell module having two cell stack devices 8 in which three cell stacks 5 are provided in the gas tank 4, and this embodiment can also achieve the same effect as the above embodiment.

なお、図3(a)の形態では、セルスタック5間に酸素含有ガス供給板17を配置したが、図3(b)に示すように、セルスタック5間に酸素含有ガス供給板17を配置することなく、セルスタック装置8における3個のセルスタックの両側に酸素含有ガス供給板17を配置してもよく、酸素含有ガス供給板17の配置については特に限定されるものではない。   3A, the oxygen-containing gas supply plate 17 is arranged between the cell stacks 5. However, as shown in FIG. 3B, the oxygen-containing gas supply plate 17 is arranged between the cell stacks 5. As shown in FIG. Instead, the oxygen-containing gas supply plates 17 may be arranged on both sides of the three cell stacks in the cell stack device 8, and the arrangement of the oxygen-containing gas supply plates 17 is not particularly limited.

図4は、断熱部材13を燃料電池セル3の配列方向xに沿って配置した図1〜3とは異なり、さらに、セルスタック5の配列方向yに沿って配置した形態を示している。この形態では、燃料電池セル3の配列方向xに沿って配置された断熱部材13aと、セルスタック5の配列方向yに沿って配置された断熱部材13bと、これらの断熱部材13aと断熱部材13bとを掛け渡すように配置された蓋部材14とを有しており、断熱部材13a、断熱部材13bおよび蓋部材14により、2個のセルスタック5が取り囲まれている。   FIG. 4 shows a configuration in which the heat insulating member 13 is arranged along the arrangement direction y of the cell stack 5, unlike FIGS. 1 to 3 in which the heat insulating member 13 is arranged along the arrangement direction x of the fuel cells 3. In this embodiment, the heat insulating member 13a arranged along the arrangement direction x of the fuel cells 3, the heat insulating member 13b arranged along the arrangement direction y of the cell stack 5, and the heat insulating member 13a and the heat insulating member 13b. And the two cell stacks 5 are surrounded by the heat insulating member 13a, the heat insulating member 13b, and the cover member 14.

このような燃料電池モジュールでは、2個のセルスタック5が断熱部材13a、13b、蓋部材14で取り囲まれているので、それぞれのグループにおけるセルスタック5の温度干渉をさらに低減でき、しかも、それぞれのグループにおけるセルスタック5の温度制御を行うことも可能となる。   In such a fuel cell module, since the two cell stacks 5 are surrounded by the heat insulating members 13a and 13b and the lid member 14, the temperature interference of the cell stacks 5 in each group can be further reduced, and each It is also possible to control the temperature of the cell stack 5 in the group.

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。   Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

2:収納容器
3:燃料電池セル
4:ガスタンク
5:セルスタック
8:セルスタック装置
10:改質器
13、13a、13b:断熱部材
14:蓋部材
14a:排ガス導出口
17:酸素含有ガス供給板
2: storage container 3: fuel cell 4: gas tank 5: cell stack 8: cell stack device 10: reformers 13, 13a, 13b: heat insulating member 14: lid member 14a: exhaust gas outlet 17: oxygen-containing gas supply plate

Claims (4)

複数の燃料電池セルを1列に立設してなる複数のセルスタックが、前記燃料電池セルのセル配列方向が平行になるように並列配置されてなるとともに、前記セルスタックの配列方向の両側および前記セルスタック間に、前記セル配列方向と平行になるようにかつ前記燃料電池セルの立設方向に沿って断熱部材をそれぞれ配置し、複数の前記断熱部材の上端部に掛け渡すように蓋部材を配置し、該蓋部材に、前記燃料電池セルからの排ガスを導出するための排ガス導出口を設けてなることを特徴とする燃料電池モジュール。   A plurality of cell stacks in which a plurality of fuel cells are erected in a row are arranged in parallel so that the cell arrangement direction of the fuel cells is parallel, and both sides of the cell stack in the arrangement direction and A lid member is disposed between the cell stacks so as to be parallel to the cell arrangement direction and along the standing direction of the fuel cell, and spans the upper end portions of the plurality of the heat insulating members. The fuel cell module is characterized in that an exhaust gas outlet for extracting exhaust gas from the fuel cell is provided in the lid member. 前記断熱部材間に、前記セル配列方向と平行になるようにかつ前記燃料電池セルの立設方向に沿って配置された酸素含有ガス供給板を有し、該酸素含有ガス供給板が前記蓋部材に形成された開口部を挿通していることを特徴とする請求項1記載の燃料電池モジュール。   Between the heat insulating members, there is an oxygen-containing gas supply plate arranged in parallel with the cell arrangement direction and along the standing direction of the fuel cell, and the oxygen-containing gas supply plate is the lid member The fuel cell module according to claim 1, wherein the opening formed in is inserted through the fuel cell module. 前記蓋部材の排ガス導出口の上方に、前記燃料電池セルに供給される燃料ガスを生成する改質器が配置されていることを特徴とする請求項1または2記載の燃料電池モジュール。   The fuel cell module according to claim 1, wherein a reformer that generates fuel gas supplied to the fuel cell is disposed above the exhaust gas outlet of the lid member. 前記断熱部材間には2列の前記セルスタックが配置されており、該2列のセルスタック間に前記酸素含有ガス供給板が配置されていることを特徴とする請求項2または3に記載の燃料電池モジュール。   The two rows of the cell stacks are arranged between the heat insulating members, and the oxygen-containing gas supply plate is arranged between the two rows of cell stacks. Fuel cell module.
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