JP2016225120A - Solid oxide type fuel cell device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid oxide type fuel cell device that performs heat exchange between an outside air passage arranged along a side wall of a module case and an inside exhaust passage in which thermal effect to the fuel cell is suppressed and heat exchange performance for oxidant gas is sufficiently secured while reducing size and cost of the device.SOLUTION: In a solid oxide type fuel cell device 1, a plate fin 162 facilitating heat exchange between air and exhaust gas is installed in air passages 161a, 161b, and a bottom edge of the plate fin 162 is extended to a height approximately equal to that of a portion at a side plate 8b of a module case 8 where radiation heat from a combustion chamber 18 can be received.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池装置に関し、特に、原料ガスを改質して得られた燃料ガスと空気との反応により発電する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, and more particularly to a solid oxide fuel cell device that generates electric power by a reaction between a fuel gas obtained by reforming a raw material gas and air.

固体酸化物形燃料電池装置(Solid Oxide Fuel Cell:以下「SOFC」とも言う)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、比較的高温で動作する燃料電池である。   A solid oxide fuel cell device (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. The fuel cell operates at a relatively high temperature by supplying an oxidant gas (air, oxygen, etc.) to the other side.

従来から、固体酸化物形燃料電池装置では、発電に用いられなかったオフガスを燃焼させて発生する排気ガスの熱を利用して酸化ガス(空気)を昇温させ、昇温させた酸化ガスを燃料電池セルに供給することが行われている。このような排気ガスと酸化ガスとの間で熱交換を行う構成として、例えば、特許文献1には、セルスタックを収容する収容室の外側に収容室から排気ガスを排出するための排気通路が形成され、その外側に酸化ガスを収容室内に供給するための空気通路が形成された装置が開示されている。また、特許文献1の装置では、排気通路内に水蒸気を生成する気化器を設けられている。このような構成によれば、排気通路内において排気ガスにより水蒸気を発生することができるとともに、排気通路と空気通路とが隣接して設けられているため、排気通路を通過する排気ガスと空気通路を通過する発電用空気との間で熱交換が行われる。   Conventionally, in a solid oxide fuel cell device, the temperature of an oxidizing gas (air) is raised by using the heat of exhaust gas generated by burning off-gas that has not been used for power generation. Supplying to a fuel cell is performed. As a configuration for performing heat exchange between the exhaust gas and the oxidizing gas, for example, Patent Document 1 discloses an exhaust passage for exhausting exhaust gas from the storage chamber outside the storage chamber that stores the cell stack. An apparatus is disclosed which is formed and has an air passage formed outside thereof for supplying oxidizing gas into the housing chamber. Moreover, in the apparatus of patent document 1, the vaporizer which produces | generates water vapor | steam in the exhaust passage is provided. According to such a configuration, the water vapor can be generated by the exhaust gas in the exhaust passage, and the exhaust passage and the air passage are provided adjacent to each other. Therefore, the exhaust gas and the air passage that pass through the exhaust passage are provided. Heat exchange is performed with the power generation air passing through.

特開2012−221659号公報JP 2012-221659 A

ここで、特許文献1に記載された装置では、排気ガスは排気通路を上から下に向かって流れており、空気通路内の空気との熱交換により、排気通路内の排気ガスには上方から下方に向かって温度低下するような上下方向の温度ムラが生じている。また、空気は空気通路を下から上に向かって流れており、排気通路内の排気ガスとの熱交換により、空気通路内の空気にも上方から下方に向かって温度低下するような上下方向の温度ムラが生じている。   Here, in the apparatus described in Patent Document 1, the exhaust gas flows from the top to the bottom in the exhaust passage, and the exhaust gas in the exhaust passage is exchanged from above by heat exchange with the air in the air passage. There is an uneven temperature in the vertical direction that causes the temperature to drop downward. In addition, the air flows from the bottom to the top in the air passage, and the heat in the exhaust passage causes heat to exchange with the exhaust gas in the vertical direction so that the temperature of the air in the air passage also decreases from above to below. Temperature unevenness has occurred.

ところで、上記のような燃料電池装置を、一般消費者用(家庭用)として製造するためには、性能を確保しつつ小型化を図る必要がある。モジュールケースを小型化する場合には、必然的に燃料電池セルユニットとモジュールケースの側板との距離を小さくしなければならない。しかしながら、このように燃料電池セルユニットとモジュールケースの側板との距離を小さくすると、燃料電池セルユニットが排気通路内を流れる排気ガス及び空気通路内を流れる空気の温度ムラの影響を受けやすくなる。具体的には、上記のように、特許文献1に記載の燃料電池装置では、排気通路内を流れる排気ガス及び空気通路内を流れる空気に上下方向の温度ムラが生じているため、燃料電池セルユニットに上下方向に温度ムラが生じるおそれがある。さらに、平面視側板付近に配置された燃料電池セルユニットは、平面視中央付近に配置された燃料電池セルユニットに比べて排気ガス及び空気の温度ムラの影響を受けやすく、平面視側板付近に配置された燃料電池セルユニットと、平面視中央付近に配置された燃料電池セルユニットとの間にも横方向の温度ムラが生じてしまう。このような温度分布の不均一さは、燃料電池セルユニットを劣化させる要因となる。   By the way, in order to manufacture the fuel cell device as described above for general consumers (home use), it is necessary to reduce the size while ensuring the performance. In the case of downsizing the module case, the distance between the fuel cell unit and the side plate of the module case must be reduced. However, if the distance between the fuel cell unit and the side plate of the module case is reduced in this way, the fuel cell unit is likely to be affected by temperature variations in the exhaust gas flowing in the exhaust passage and the air flowing in the air passage. Specifically, as described above, in the fuel cell device described in Patent Document 1, since the temperature unevenness in the vertical direction occurs in the exhaust gas flowing in the exhaust passage and the air flowing in the air passage, the fuel cell unit There is a risk that temperature unevenness will occur in the vertical direction of the unit. Furthermore, the fuel cell unit disposed near the side plate in plan view is more susceptible to temperature variations in the exhaust gas and air than the fuel cell unit disposed near the center in plan view, and is disposed near the side plate in plan view. The temperature unevenness in the lateral direction also occurs between the fuel cell unit thus formed and the fuel cell unit disposed near the center in plan view. Such non-uniform temperature distribution becomes a factor that degrades the fuel cell unit.

また、上記の特許文献1に記載された構成では、排気通路内に気化器が設けられているため、空気通路内の空気との熱交換が行われる前に、排気ガスの排熱が水蒸気の気化に利用されるため、排気ガスの温度低下が生じる。このため、排気ガスと空気との間の熱交換性能が低下する。   Further, in the configuration described in Patent Document 1 above, since the carburetor is provided in the exhaust passage, before the heat exchange with the air in the air passage is performed, the exhaust heat of the exhaust gas is reduced to the amount of water vapor. Since it is used for vaporization, the temperature of the exhaust gas decreases. For this reason, the heat exchange performance between exhaust gas and air falls.

本発明は、モジュールケースの側壁に沿うように設けられた外側の空気通路と、内側の排気通路との間で熱交換を行う固体酸化物形燃料電池装置において、装置を小型化及び低コスト化しつつ、燃料電池セルへの熱影響を抑制すると共に、酸化剤ガスに対する十分な熱交換性能を確保することを目的としている。   The present invention reduces the size and cost of a solid oxide fuel cell device that exchanges heat between an outer air passage provided along the side wall of a module case and an inner exhaust passage. However, it aims at suppressing the heat influence to a fuel cell, and ensuring sufficient heat exchange performance with respect to oxidant gas.

本発明の固体酸化物形燃料電池装置は、原料ガスを改質して得られた燃料ガスと空気との反応により発電する固体酸化物形燃料電池装置において、互いに電気的に接続された複数の燃料電池セルと、天板及び側板を含み、複数の燃料電池セルを収容するモジュールケースと、モジュールケースを覆うように設けられた断熱材と、モジュールケース内の燃料電池セルの上方に配置され、水蒸気を用いて原料ガスを改質して燃料ガスを生成する改質器と、燃料ガスを複数の燃料電池セルに供給する燃料ガス供給通路と、モジュールケース内の複数の燃料電池セルの上方、かつ、改質器の下方において、複数の燃料電池セルの発電に寄与しなかった燃料ガスを燃焼させ、発生した排気ガスにより改質器を加熱する燃焼部と、断熱材内、かつ、モジュールケースの外部に配置され、排気ガスとの熱交換によって水蒸気を発生させ、発生させた水蒸気を改質器に供給する蒸発器と、少なくともモジュールケースの天板及び側板と断熱材との間に形成され、モジュールケースの天板上に供給された空気を、モジュールケースの側板の外面に沿ってモジュールケースの上方から下方に向けて導き、モジュールケースの下部から複数の燃料電池セルに空気を供給する空気供給通路と、モジュールケースの内部にモジュールケースの天板及び側板を挟んで、空気供給通路に沿うように延び、燃焼部で発生した排気ガスを排出する排気口へ誘導するとともに、空気供給通路内の空気と排気ガスとの間で熱交換を行う排気通路と、を備え、空気供給通路内には、空気と排気ガスとの間での熱交換を促進させる熱交換促進部材が設けられ、熱交換促進部材の下端は、モジュールケースの側板の燃焼部からの輻射熱を受けることができる部分と略等しい高さまで延出している、ことを特徴とする。   The solid oxide fuel cell device of the present invention is a solid oxide fuel cell device that generates electric power by the reaction of a fuel gas obtained by reforming a raw material gas and air. A fuel cell, a module case including a top plate and a side plate, housing a plurality of fuel cells, a heat insulating material provided to cover the module case, and disposed above the fuel cell in the module case, A reformer for reforming a raw material gas using water vapor to generate a fuel gas, a fuel gas supply passage for supplying the fuel gas to a plurality of fuel cells, and above the plurality of fuel cells in a module case, In addition, below the reformer, a fuel gas that has not contributed to the power generation of the plurality of fuel cells is burned, and the reformer is heated by the generated exhaust gas, in the heat insulating material, and in the module. Is formed between the evaporator, which supplies steam to the reformer, and at least the top and side plates of the module case and the heat insulating material. The air supplied onto the top plate of the module case is guided from the upper side to the lower side of the module case along the outer surface of the side plate of the module case, and the air is supplied to the plurality of fuel cells from the lower part of the module case. The air supply passage and the top and side plates of the module case are sandwiched inside the module case, extend along the air supply passage, guide the exhaust gas generated in the combustion section to the exhaust port, and the air supply passage An exhaust passage for exchanging heat between the air in the interior and the exhaust gas, and promoting heat exchange between the air and the exhaust gas in the air supply passage. Heat exchange promoting member is provided, the lower end of the heat exchange promoting member is extended to approximately the same height as the portion that can be exposed to radiant heat from the combustion portion of the side plate of the module case, wherein the.

空気通路を流れる空気、及び、排気通路を流れる排気ガスの温度ムラによる燃料電池セルユニットの劣化を防止するためには、燃料電池セルよりも上方で熱交換を行うことが考えられる。しかしながら、燃料電池装置を小型化する場合には、燃料電池セルよりも上方に十分な熱交換距離を確保することが難しい。   In order to prevent deterioration of the fuel cell unit due to temperature unevenness of the air flowing through the air passage and the exhaust gas flowing through the exhaust passage, it is conceivable to perform heat exchange above the fuel cell. However, when the fuel cell device is downsized, it is difficult to ensure a sufficient heat exchange distance above the fuel cell.

これに対して、上記のように構成された本発明によれば、蒸発器が断熱材内、かつ、モジュールケースの外に配置されている。これにより、排気通路内の排気ガスが蒸発器により温度低下するのを防止し、短い熱交換距離であっても、排気ガスと空気との間で十分な熱交換を行うことができる。   On the other hand, according to this invention comprised as mentioned above, the evaporator is arrange | positioned in the heat insulating material and the outside of the module case. As a result, the temperature of the exhaust gas in the exhaust passage is prevented from lowering by the evaporator, and sufficient heat exchange can be performed between the exhaust gas and air even at a short heat exchange distance.

また、本発明によれば、熱交換促進部材の下端は、モジュールケースの側板の燃焼部からの輻射熱を受けることができる部分と略等しい高さまで延出している。これにより、燃焼部からの輻射熱がモジュールケースの側板を介して熱交換促進部材に伝達される。このため、空気通路の燃料電池セルよりも上方の部位で、空気が十分加熱されることとなり、空気通路の燃料電池セルに対応する高さにおいて温度ムラが生じるのを防止できる。   Further, according to the present invention, the lower end of the heat exchange promoting member extends to a height substantially equal to a portion that can receive radiant heat from the combustion portion of the side plate of the module case. Thereby, the radiant heat from a combustion part is transmitted to the heat exchange promotion member via the side plate of a module case. For this reason, the air is sufficiently heated in a portion above the fuel battery cell in the air passage, and it is possible to prevent temperature unevenness from occurring at a height corresponding to the fuel battery cell in the air passage.

さらに、熱交換促進部材の下端は、モジュールケースの側板の燃焼部からの輻射熱を受けることができる部分と略等しい高さまで延出している。これにより、モジュールケースの燃焼部の側方において排気ガスから空気への熱交換が促進されるため、燃焼部からの排熱が燃料電池セルの上方に滞留することを抑止し、より確実に温度ムラの発生を抑えることができる。   Furthermore, the lower end of the heat exchange promoting member extends to a height substantially equal to a portion that can receive radiant heat from the combustion portion of the side plate of the module case. As a result, heat exchange from the exhaust gas to the air is promoted at the side of the combustion part of the module case, so that the exhaust heat from the combustion part is prevented from staying above the fuel cell, and the temperature is more reliably determined. Generation of unevenness can be suppressed.

このようにして、本発明によれば、燃料電池セルよりも上方における排気ガスと発電用空気との間の熱交換性能を向上することが可能となり、燃料電池セルに温度ムラの影響を与えることなく燃料電池装置の小型化を図ることができる。   In this way, according to the present invention, it is possible to improve the heat exchange performance between the exhaust gas and the power generation air above the fuel cell, and the fuel cell is affected by temperature unevenness. Therefore, the fuel cell device can be downsized.

本発明において、好ましくは、熱交換促進部材は、モジュールケースの上方に設けられた空気供給口の近傍から、燃焼部からの輻射熱を受けることができる位置まで連続して設けられている。
このように構成された本発明によれば、燃焼部からモジュールケースの側板に伝達された輻射熱が熱交換促進部材に伝達され、さらに、この熱が熱交換促進部材により空気供給口の近傍まで伝達されるため、短い熱交換距離でも十分に空気を加熱することができる。
In the present invention, preferably, the heat exchange promoting member is continuously provided from the vicinity of the air supply port provided above the module case to a position where it can receive radiant heat from the combustion section.
According to the present invention configured as described above, the radiant heat transmitted from the combustion section to the side plate of the module case is transmitted to the heat exchange promoting member, and further, this heat is transmitted to the vicinity of the air supply port by the heat exchange promoting member. Therefore, the air can be sufficiently heated even with a short heat exchange distance.

本発明において、好ましくは、燃料電池セルの上端部には、熱を蓄熱する蓄熱手段が設けられ、熱交換促進部材の下端は、蓄熱手段と略等しい高さに位置する。   In the present invention, preferably, the upper end portion of the fuel cell is provided with a heat storage means for storing heat, and the lower end of the heat exchange promoting member is positioned at a height substantially equal to the heat storage means.

このように構成された本発明によれば、蓄熱手段が燃焼部からの熱を受けるため、燃焼部により燃料電池セルが直接加熱することを防止し、燃料電池セルに上下方向の温度ムラが生じることを抑止できる。さらに、熱を蓄えた蓄熱手段が熱源として機能し、モジュールケースの側板を加熱するため、空気通路の燃料電池セルよりも上方の部位で、空気が十分加熱されることとなり、空気通路の燃料電池セルに対応する高さにおいて温度ムラが生じるのを防止できる。   According to the present invention configured as described above, since the heat storage means receives heat from the combustion part, the combustion battery part is prevented from being directly heated by the combustion part, and the temperature unevenness in the vertical direction occurs in the fuel battery cell. Can be suppressed. Furthermore, since the heat storage means that stores heat functions as a heat source and heats the side plate of the module case, the air is sufficiently heated at a location above the fuel cell in the air passage, and the fuel cell in the air passage It is possible to prevent temperature unevenness at the height corresponding to the cell.

本発明の固体酸化物形燃料電池装置によれば、モジュールケースの側壁に沿うように設けられた外側の空気通路と、内側の排気通路との間で熱交換を行う固体酸化物形燃料電池装置において、装置を小型化及び低コスト化しつつ、燃料電池セルへの熱影響を抑制すると共に、酸化剤ガスに対する十分な熱交換性能を確保することができる。   According to the solid oxide fuel cell device of the present invention, the solid oxide fuel cell device performs heat exchange between the outer air passage provided along the side wall of the module case and the inner exhaust passage. However, while reducing the size and cost of the apparatus, it is possible to suppress the thermal influence on the fuel cell and to ensure sufficient heat exchange performance for the oxidant gas.

本発明の一実施形態による固体酸化物型燃料電池装置を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a solid oxide fuel cell device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による固体酸化物型燃料電池装置の燃料電池モジュールを示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the fuel cell module of the solid oxide fuel cell apparatus by one Embodiment of this invention. 図2のIII-III線に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2. 本発明の一実施形態による固体酸化物型燃料電池装置の燃料電池モジュールから断熱材及びハウジングを取り外した状態の斜視図である。It is a perspective view of the state which removed the heat insulating material and the housing from the fuel cell module of the solid oxide fuel cell apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による固体酸化物型燃料電池の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 showing a fuel cell unit of a solid oxide fuel cell by one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールにおけるガスの流れの説明するための、燃料電池モジュールを示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows a fuel cell module for demonstrating the flow of the gas in the fuel cell module of the solid oxide fuel cell apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールにおけるガスの流れの説明するための、図2のIII-III線に沿った燃料電池モジュールの正面断面図である。FIG. 3 is a front cross-sectional view of the fuel cell module taken along line III-III in FIG. 2 for explaining a gas flow in the fuel cell module of the solid oxide fuel cell device according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールの上部の部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view of an upper portion of a fuel cell module of a solid oxide fuel cell device according to an embodiment of the present invention.

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による固体酸化物形燃料電池装置を説明する。   Next, a solid oxide fuel cell device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置(SOFC)を示す全体構成図である。図1に示すように、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置(SOFC)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。   FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a solid oxide fuel cell apparatus (SOFC) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a solid oxide fuel cell apparatus (SOFC) 1 according to an embodiment of the present invention 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、このハウジング6内部には、断熱材7を介して金属製のモジュールケース8が内蔵されている。この密閉空間であるモジュールケース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(以下では適宜「発電用空気」又は「空気」と呼ぶ。)とにより発電反応を行う燃料電池セル集合体12が収容置されている。この燃料電池セル集合体12は、複数の燃料電池セルユニット16(図5参照)が直列接続されて構成されている。この例では、燃料電池セル集合体12は、128本の燃料電池セルユニット16を有する。   The fuel cell module 2 includes a housing 6, and a metal module case 8 is built in the housing 6 via a heat insulating material 7. In the power generation chamber 10, which is the lower part of the module case 8, which is a sealed space, a fuel cell that performs a power generation reaction with fuel gas and oxidant gas (hereinafter referred to as “power generation air” or “air” as appropriate) A cell assembly 12 is accommodated. The fuel cell assembly 12 includes a plurality of fuel cell units 16 (see FIG. 5) connected in series. In this example, the fuel cell assembly 12 has 128 fuel cell units 16.

燃料電池モジュール2のモジュールケース8の発電室10の上方には、燃焼部としての燃焼室18が形成され、この燃焼室18で、発電反応に使用されなかった(発電に寄与しなかった)残余の燃料ガスと残余の空気とが燃焼し、排気ガス(言い換えると燃焼ガス)を生成するようになっている。さらに、モジュールケース8は断熱材7により覆われており、燃料電池モジュール2内部の熱が、外気へ発散するのを抑制している。また、この燃焼室18の上方には、燃料ガスを改質する改質器120が配置され、残余ガスの燃焼熱によって改質器120を改質反応が可能な温度となるように加熱している。   A combustion chamber 18 as a combustion section is formed above the power generation chamber 10 of the module case 8 of the fuel cell module 2. In this combustion chamber 18, the remainder that was not used for the power generation reaction (which did not contribute to power generation) The fuel gas and the remaining air are combusted to generate exhaust gas (in other words, combustion gas). Further, the module case 8 is covered with the heat insulating material 7 to suppress the heat inside the fuel cell module 2 from being diffused to the outside air. Further, a reformer 120 for reforming the fuel gas is disposed above the combustion chamber 18, and the reformer 120 is heated to a temperature at which a reforming reaction can be performed by the combustion heat of the residual gas. Yes.

さらに、ハウジング6内においてモジュールケース8の上方には、蒸発器140が断熱材7内に設けられている。蒸発器140は、供給された水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって、水を蒸発させて水蒸気を生成し、この水蒸気と原燃料ガスとの混合ガス(以下では「燃料ガス」と呼ぶこともある。)をモジュールケース8内の改質器120に供給する。   Further, an evaporator 140 is provided in the heat insulating material 7 above the module case 8 in the housing 6. The evaporator 140 performs heat exchange between the supplied water and the exhaust gas, thereby evaporating the water to generate water vapor, and a mixed gas (hereinafter referred to as “fuel gas”) of the water vapor and the raw fuel gas. Is supplied to the reformer 120 in the module case 8.

次に、補機ユニット4は、燃料電池モジュール2からの排気中に含まれる水分を結露させた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(モータで駆動される「水ポンプ」等)を備えている。また、補機ユニット4は、都市ガス等の原料ガスの供給減である燃料供給源30から供給された燃料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(モータで駆動される「燃料ポンプ」等)と、電源喪失時において、燃料流量調整ユニット38から流出する燃料ガスを遮断するバルブ39を備えている。さらに、補機ユニット4は、空気供給源40から供給され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及び発電用空気流量調整ユニット45(モータで駆動される「空気ブロア」等)と、改質器120に供給される改質用空気を加熱する第1ヒータ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48とを備えている。これらの第1ヒータ46と第2ヒータ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。   Next, the auxiliary unit 4 stores pure water tank 26 that stores water condensed from moisture contained in the exhaust from the fuel cell module 2 and makes it pure water with a filter, and water supplied from the water storage tank. Is provided with a water flow rate adjusting unit 28 (such as a “water pump” driven by a motor). The auxiliary unit 4 includes a gas shutoff valve 32 that shuts off the fuel supplied from the fuel supply source 30 that is a reduction in the supply of raw material gas such as city gas, and a desulfurizer 36 that removes sulfur from the fuel gas. A fuel flow rate adjusting unit 38 (such as a “fuel pump” driven by a motor) for adjusting the flow rate of the fuel gas, and a valve 39 for shutting off the fuel gas flowing out from the fuel flow rate adjusting unit 38 when the power is lost. Yes. Further, the auxiliary unit 4 includes an electromagnetic valve 42 that shuts off the air supplied from the air supply source 40, a reforming air flow rate adjusting unit 44 that adjusts the air flow rate, and a power generation air flow rate adjusting unit 45 (with a motor). Driven "air blower", etc., a first heater 46 for heating the reforming air supplied to the reformer 120, and a second heater 48 for heating the power generating air supplied to the power generation chamber. I have. The first heater 46 and the second heater 48 are provided in order to efficiently raise the temperature at startup, but may be omitted.

なお、本実施形態では、装置の起動時に改質器120内において、部分酸化改質反応(POX)のみが生じるPOX工程から、部分酸化改質反応(POX)と水蒸気改質反応(SR)が混在したオートサーマル改質反応(ATR)が生じるATR工程を経て、水蒸気改質反応のみが生じるSR工程が行われるように構成してもよいし、POX工程を省略してATR工程からSR工程に移行されるように構成してもよいし、POX工程及びATR工程を省略してSR工程のみが行われるように構成してもよい。なお、SR工程のみが行われる構成では、改質用空気流量調整ユニット44は不要である。   In this embodiment, the partial oxidation reforming reaction (POX) and the steam reforming reaction (SR) are performed from the POX process in which only the partial oxidation reforming reaction (POX) occurs in the reformer 120 when the apparatus is started. The SR process in which only the steam reforming reaction is performed may be performed through the ATR process in which the mixed autothermal reforming reaction (ATR) occurs, or the POX process may be omitted and the ATR process may be changed to the SR process. You may comprise so that it may transfer, and it may comprise so that a POX process and an ATR process may be abbreviate | omitted and only an SR process may be performed. In the configuration in which only the SR step is performed, the reforming air flow rate adjustment unit 44 is unnecessary.

次に、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。また、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。さらに、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54が接続されている。   Next, a hot water production apparatus 50 to which exhaust gas is supplied is connected to the fuel cell module 2. 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. Furthermore, 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.

次に、図2乃至図4を参照して、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールの構造について説明する。図2は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールを示す側面断面図であり、図3は、図2のIII-III線に沿った断面図であり、図4は、モジュールケース及び空気通路カバーの分解斜視図である。   Next, the structure of the fuel cell module of the solid oxide fuel cell device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 is a side sectional view showing a fuel cell module of a solid oxide fuel cell device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is an exploded perspective view of the module case and the air passage cover.

図2及び図3に示すように、燃料電池モジュール2は、断熱材7で覆われたモジュールケース8の内部に設けられた燃料電池セル集合体12及び改質器120を有すると共に、モジュールケース8の外部で且つ断熱材7内に設けられた蒸発器140を有する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the fuel cell module 2 includes a fuel cell assembly 12 and a reformer 120 provided inside a module case 8 covered with a heat insulating material 7, and the module case 8. And an evaporator 140 provided in the heat insulating material 7.

まず、モジュールケース8は、図4に示すように、略矩形の天板8a,底板8c,これらの長手方向(図2の左右方向)に延びる辺同士を連結する対向する一対の側板8bからなる筒状体と、この筒状体の長手方向の両端部の2つの対向する開口部を塞ぎ、天板8a及び底板8cの幅方向(図3の左右方向)に延びる辺同士を連結する閉鎖側板8d,8eからなる。   First, as shown in FIG. 4, the module case 8 includes a substantially rectangular top plate 8a, bottom plate 8c, and a pair of opposing side plates 8b that connect the sides extending in the longitudinal direction (left-right direction in FIG. 2). A cylindrical body and a closed side plate that closes two opposing openings at both ends in the longitudinal direction of the cylindrical body and connects the sides extending in the width direction of the top plate 8a and the bottom plate 8c (left and right direction in FIG. 3) 8d and 8e.

モジュールケース8は、空気通路カバー160によって天板8a及び側板8bが覆われている。空気通路カバー160は、天板160aと、対向する一対の側板160bとを有する。天板160aの略中央部分には、排気管171を貫通させるための開口部167が設けられている。天板160aと天板8aとの間、及び、側板160bと側板8bとの間は、所定の距離だけ離間した状態となっている。これにより、モジュールケース8の外側と断熱材7との間、具体的にはモジュールケース8の天板8a及び側板8bと、空気通路カバー160の天板160a及び側板160bとの間には、天板160a及び側板160bの外面に沿って、酸化剤ガス供給通路としての空気通路161a,161bが形成されている(図3参照)。   The module case 8 has a top plate 8 a and side plates 8 b covered with an air passage cover 160. The air passage cover 160 includes a top plate 160a and a pair of opposing side plates 160b. An opening 167 for allowing the exhaust pipe 171 to pass therethrough is provided at a substantially central portion of the top plate 160a. The top plate 160a and the top plate 8a and the side plate 160b and the side plate 8b are separated by a predetermined distance. Thereby, between the outside of the module case 8 and the heat insulating material 7, specifically, between the top plate 8a and the side plate 8b of the module case 8, and between the top plate 160a and the side plate 160b of the air passage cover 160, Air passages 161a and 161b as oxidant gas supply passages are formed along the outer surfaces of the plate 160a and the side plates 160b (see FIG. 3).

モジュールケース8の側板8bの下部には、複数の貫通孔である吹出口8fが設けられている(図4参照)。発電用空気は、空気通路カバー160の天板160aのうち、モジュールケース8の閉鎖側板8e側の略中央部には、空気通路161aに連通する空気供給口160c(図2参照)が形成されている。発電用空気導入管74は、空気供給口160cに接続されており、発電用空気導入管74から導入された空気は流路方向調整部164を介してモジュールケース8の天板8a上の空気通路161a内に供給される(図2、図4参照)。そして、発電用空気は、空気通路161a,161bを通って、吹出口8fから燃料電池セル集合体12に向けて発電室10内に噴射される(図3、図4参照)。   At the lower part of the side plate 8b of the module case 8, a plurality of through holes 8f are provided (see FIG. 4). An air supply port 160c (see FIG. 2) communicating with the air passage 161a is formed in the power generation air at a substantially central portion of the top plate 160a of the air passage cover 160 on the closed side plate 8e side of the module case 8. Yes. The power generation air introduction pipe 74 is connected to the air supply port 160 c, and the air introduced from the power generation air introduction pipe 74 passes through the flow path direction adjustment unit 164 and is an air passage on the top plate 8 a of the module case 8. 161a (see FIGS. 2 and 4). Then, the power generation air is injected into the power generation chamber 10 through the air passages 161a and 161b from the outlet 8f toward the fuel cell assembly 12 (see FIGS. 3 and 4).

また、空気通路161a,161bの内部には、熱交換促進部材としてのプレートフィン162が設けられている(図3参照)。プレートフィン162は、モジュールケース8の天板8aと空気通路カバー160の天板160aの間で長手方向及び幅方向に延びるように水平方向に設けられた水平部162aと、モジュールケース8の側板8bと空気通路カバー160の側板160bとの間であって、且つ、燃料電池セルユニット16よりも上方の位置に長手方向及び鉛直方向に延びるように設けられた鉛直部162bとを含む。水平部162aは短手方向中央側の端部が、空気通路カバー160の天板160aに形成された空気供給口160cの近傍まで延出している。   In addition, plate fins 162 as heat exchange promoting members are provided inside the air passages 161a and 161b (see FIG. 3). The plate fins 162 include a horizontal portion 162 a provided in the horizontal direction so as to extend in the longitudinal direction and the width direction between the top plate 8 a of the module case 8 and the top plate 160 a of the air passage cover 160, and the side plate 8 b of the module case 8. And a vertical portion 162b provided between the side plate 160b of the air passage cover 160 and at a position above the fuel cell unit 16 so as to extend in the longitudinal direction and the vertical direction. The horizontal portion 162 a has an end on the center side in the short direction extending to the vicinity of the air supply port 160 c formed in the top plate 160 a of the air passage cover 160.

また、鉛直部162bの下端は、モジュールケース8の側板8bの燃焼室18から輻射熱を受けることができる部分と略等しい高さまで延出している。具体的には、鉛直部162bの下端は、後述する蓄熱手段として機能する燃料電池セルユニット16の上端付近、より具体的には内側電極端子86の高さに位置している。   Further, the lower end of the vertical portion 162b extends to a height that is substantially equal to a portion that can receive radiant heat from the combustion chamber 18 of the side plate 8b of the module case 8. Specifically, the lower end of the vertical portion 162b is located near the upper end of the fuel cell unit 16 that functions as a heat storage unit to be described later, more specifically, at the height of the inner electrode terminal 86.

プレートフィン162は、一枚のプレートフィンが天板8aの縁近傍において折り曲げられて形成され、水平部162a及び鉛直部162bは連続した一部材として構成されている。なお、本実施形態では、水平部162a及び鉛直部162bは、一枚のプレートフィンが天板8aを折り曲げて構成しているが、必ずしもこのように構成する必要はない。例えば、二枚のプレートフィンを溶接等で接続して水平部162a及び鉛直部162bを構成してもよく、水平部162aと鉛直部162bとが、熱を伝達可能なように連続する一部材として構成されていればよい。   The plate fin 162 is formed by bending one plate fin in the vicinity of the edge of the top plate 8a, and the horizontal portion 162a and the vertical portion 162b are configured as one continuous member. In the present embodiment, the horizontal portion 162a and the vertical portion 162b are configured by bending a top plate 8a with a single plate fin, but it is not always necessary to configure in this manner. For example, the horizontal portion 162a and the vertical portion 162b may be configured by connecting two plate fins by welding or the like, and the horizontal portion 162a and the vertical portion 162b are continuous as one member capable of transferring heat. It only has to be configured.

空気通路161a,161bを流れる発電用空気は、特にプレートフィン162を通過する際に、これらプレートフィン162の内側のモジュールケース8内(具体的には天板8a,側板8bに沿って設けられた排気通路)を通過する排気ガスとの間で熱交換を行い、加熱されることとなる。このようなことから、空気通路161a,161bにおいてプレートフィン162が設けられた部分は、熱交換器(熱交換部)として機能する。なお、プレートフィン162の水平部162aが設けられた部分が主たる熱交換器部分を構成し、プレートフィン162の鉛直部162bが設けられた部分が従たる熱交換器部分を構成する。   The power generation air flowing through the air passages 161a and 161b is provided in the module case 8 inside the plate fins 162 (specifically, along the top plate 8a and the side plates 8b), particularly when passing through the plate fins 162. Heat is exchanged with the exhaust gas that passes through the exhaust passage) and is heated. For this reason, the portions where the plate fins 162 are provided in the air passages 161a and 161b function as a heat exchanger (heat exchange unit). The portion of the plate fin 162 provided with the horizontal portion 162a constitutes the main heat exchanger portion, and the portion of the plate fin 162 provided with the vertical portion 162b constitutes the subordinate heat exchanger portion.

つぎに、蒸発器140は、モジュールケース8の天板8a上で水平方向に延びるように固定されている。また、蒸発器140とモジュールケース8との間には、これらの隙間を埋めるように断熱材7の一部分7aが配置されている(図2及び図3参照)。   Next, the evaporator 140 is fixed on the top plate 8a of the module case 8 so as to extend in the horizontal direction. Further, a portion 7a of the heat insulating material 7 is disposed between the evaporator 140 and the module case 8 so as to fill these gaps (see FIGS. 2 and 3).

具体的には、蒸発器140は、長手方向(図2の左右方向)の一側端側に、水及び原燃料ガス(改質用空気を含めてもよい)を供給する燃料供給配管63と、排気ガスを排出するための排気ガス排出管82(図3参照)とが連結され、長手方向の他側端側に、排気管171の上端部が連結されている。排気管171は、空気通路カバー160の天板160aに形成された開口部167を貫通して下方へ延び、モジュールケース8の天板8a上に形成された排気口111に連結されている。排気口111は、モジュールケース8内の燃焼室18で生成された排気ガスをモジュールケース8の外へ排出する開口部であり、モジュールケース8の上面視略矩形の天板8aのほぼ中央部に形成されている。   Specifically, the evaporator 140 includes a fuel supply pipe 63 that supplies water and raw fuel gas (which may include reforming air) to one side end side in the longitudinal direction (left-right direction in FIG. 2). The exhaust gas exhaust pipe 82 (see FIG. 3) for exhaust gas exhaust is connected, and the upper end of the exhaust pipe 171 is connected to the other side end in the longitudinal direction. The exhaust pipe 171 extends downward through an opening 167 formed in the top plate 160 a of the air passage cover 160, and is connected to an exhaust port 111 formed on the top plate 8 a of the module case 8. The exhaust port 111 is an opening through which the exhaust gas generated in the combustion chamber 18 in the module case 8 is discharged to the outside of the module case 8, and is substantially at the center of the top plate 8 a that is substantially rectangular in top view. Is formed.

また、蒸発器140は、図2及び図3に示すように、上面視で略矩形の蒸発器ケース141を有している。この蒸発器ケース141は、2つの高さの低い有底矩形筒状の上側ケース142と下側ケース143とを、これらの間に中間板144を挟んだ状態で接合して形成されている。   In addition, as shown in FIGS. 2 and 3, the evaporator 140 has an evaporator case 141 that is substantially rectangular in top view. The evaporator case 141 is formed by joining two low-profile bottomed rectangular cylindrical upper case 142 and lower case 143 with an intermediate plate 144 sandwiched therebetween.

したがって、蒸発器ケース141は、上下方向に二層構造となっており、下層部分には、排気管171から供給された排気ガスが通過する排気通路部140Aが形成され、上層部分には、燃料供給配管63から供給された水を蒸発させて水蒸気を生成する蒸発部140Bと、蒸発部140Bで生成された水蒸気と燃料供給配管63から供給された原燃料ガスとを混合させる混合部140Cが設けられている。   Accordingly, the evaporator case 141 has a two-layer structure in the vertical direction, and an exhaust passage portion 140A through which the exhaust gas supplied from the exhaust pipe 171 passes is formed in the lower layer portion, and a fuel layer is formed in the upper layer portion. An evaporation unit 140B that evaporates water supplied from the supply pipe 63 to generate water vapor, and a mixing unit 140C that mixes the water vapor generated in the evaporation unit 140B and the raw fuel gas supplied from the fuel supply pipe 63 are provided. It has been.

図2及び図3に示すように、蒸発部140B及び混合部140Cは、複数の連通孔(スリット)145aが形成された仕切り板145により蒸発器140を仕切った空間にて形成されている。また、蒸発部140B内には、アルミナボール(図示せず)が充填されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the evaporator 140B and the mixer 140C are formed in a space in which the evaporator 140 is partitioned by a partition plate 145 having a plurality of communication holes (slits) 145a. The evaporation unit 140B is filled with alumina balls (not shown).

また、排気通路部140Aは、同様に複数の連通孔を有する2つの仕切り板146,147により排気ガスの上流側から下流側にかけて3つの空間に仕切られている。そして、2番目の空間に燃焼触媒(図示せず)が充填されている。すなわち、本実施形態の蒸発器140は、上下方向の二層構造のうちの下層構造に燃焼触媒器を含んでいる。   Similarly, the exhaust passage portion 140A is partitioned into three spaces from the upstream side to the downstream side of the exhaust gas by two partition plates 146 and 147 having a plurality of communication holes. The second space is filled with a combustion catalyst (not shown). That is, the evaporator 140 of this embodiment includes a combustion catalyst in the lower layer structure of the two-layer structure in the vertical direction.

このような蒸発器140では、蒸発部140B内の水と排気通路部140Aを通過する排気ガスとの間で熱交換が行われ、排気ガスの熱により蒸発部140B内の水が蒸発して、水蒸気が生成されることとなる。また、混合部140C内の混合ガスと排気通路部140Aを通過する排気ガスとの間で熱交換が行われ、排気ガスの熱により混合ガスが昇温されることとなる。   In such an evaporator 140, heat exchange is performed between the water in the evaporation section 140B and the exhaust gas passing through the exhaust passage section 140A, and the water in the evaporation section 140B is evaporated by the heat of the exhaust gas, Water vapor will be generated. Further, heat exchange is performed between the mixed gas in the mixing section 140C and the exhaust gas passing through the exhaust passage section 140A, and the temperature of the mixed gas is raised by the heat of the exhaust gas.

さらに、図2に示すように、混合部140Cには、改質器120に混合ガスを供給するための混合ガス供給管112が接続されている。この混合ガス供給管112は、排気管171の内部を通過するように配置されており、一端が中間板144に形成された開口144aに連結され、他端が改質器120の天面に形成された混合ガス供給口120aに連結されている。混合ガス供給管112は、排気通路部140A内,排気管171内を通過してモジュールケース8内まで鉛直下方に延び、そこで略90°屈曲されて天板8aに沿って水平方向に延びた後、下方へ略90°屈曲されて改質器120に連結されている。   Further, as shown in FIG. 2, a mixed gas supply pipe 112 for supplying a mixed gas to the reformer 120 is connected to the mixing unit 140C. The mixed gas supply pipe 112 is disposed so as to pass through the inside of the exhaust pipe 171, one end is connected to an opening 144 a formed in the intermediate plate 144, and the other end is formed on the top surface of the reformer 120. Connected to the mixed gas supply port 120a. The mixed gas supply pipe 112 passes through the exhaust passage portion 140A and the exhaust pipe 171 and extends vertically downward into the module case 8, where it is bent approximately 90 ° and extends horizontally along the top plate 8a. , Bent downward by approximately 90 ° and connected to the reformer 120.

つぎに、改質器120は、燃焼室18の上方でモジュールケース8の長手方向に沿って水平方向に延びるように配置され、モジュールケース8の天板8aとの間に排気ガス誘導部材130を介して所定距離隔てられて状態で、天板8aに対して固定されている。改質器120は、上面視で外形略矩形であるが、中央部に貫通孔120bが形成された環状構造体であり、上側ケース121と下側ケース122とが接合された筐体を有している。この貫通孔120bは、天板8aに形成された排気口111と上面視で重なるように位置し、好ましくは、貫通孔120bの中央位置に排気口111が形成される。   Next, the reformer 120 is disposed above the combustion chamber 18 so as to extend horizontally along the longitudinal direction of the module case 8, and the exhaust gas guiding member 130 is disposed between the top plate 8 a of the module case 8. And fixed to the top plate 8a with a predetermined distance therebetween. The reformer 120 has a substantially rectangular outer shape in a top view, but is an annular structure in which a through hole 120b is formed in the center, and has a casing in which an upper case 121 and a lower case 122 are joined. ing. The through hole 120b is positioned so as to overlap the exhaust port 111 formed in the top plate 8a in a top view, and preferably, the exhaust port 111 is formed at the center position of the through hole 120b.

改質器120の長手方向の一端側(モジュールケース8の閉鎖側板8e側)では、上側ケース121に設けられた混合ガス供給口120aに混合ガス供給管112が連結されており、他端側(閉鎖側板8d側)では、燃料ガス供給管64が下側ケース122に、脱硫器36まで延びる水添脱硫器用水素取出管65が上側ケース121にそれぞれ連結されている。したがって、改質器120は、混合ガス供給管112から混合ガス(つまり水蒸気が混合された原燃料ガス(改質用空気を含めてもよい))を受け取り、内部で混合ガスを改質し、燃料ガス供給管64及び水添脱硫器用水素取出管65から改質後のガス(即ち、燃料ガス)を排出するように構成されている。   On one end side in the longitudinal direction of the reformer 120 (closed side plate 8e side of the module case 8), the mixed gas supply pipe 112 is connected to the mixed gas supply port 120a provided in the upper case 121, and the other end side ( On the closed side plate 8 d side), the fuel gas supply pipe 64 is connected to the lower case 122, and the hydrogen desulfurizer hydrogen extraction pipe 65 extending to the desulfurizer 36 is connected to the upper case 121. Therefore, the reformer 120 receives the mixed gas (that is, raw fuel gas mixed with water vapor (may include reforming air)) from the mixed gas supply pipe 112, reforms the mixed gas therein, The reformed gas (that is, fuel gas) is discharged from the fuel gas supply pipe 64 and the hydrogen extraction pipe 65 for hydrodesulfurizer.

改質器120は、その内部空間が2つの仕切り板123a,123bによって3つの空間に仕切られることにより、改質器120内に、混合ガス供給管112からの混合ガスを受入れる混合ガス受入部120Aと、混合ガスを改質するための改質触媒(図示せず)が充填された改質部120Bと、改質部120Bを通過したガスを排出するガス排出部120Cと、が形成されている(図2参照)。改質部120Bは、仕切り板123a,123bに挟まれた空間であり、この空間に改質触媒が保持されている。混合ガス及び改質後の燃料ガスは、仕切り板123a,123bに設けられた複数の連通孔(スリット)を通って移動可能となっている。また、改質触媒としては、アルミナの球体表面にニッケルを付与したものや、アルミナの球体表面にルテニウムを付与したものが適宜用いられる。   The reformer 120 is divided into three spaces by the two partition plates 123a and 123b, so that the reformer 120 receives a mixed gas from the mixed gas supply pipe 112 in the reformer 120. And a reforming section 120B filled with a reforming catalyst (not shown) for reforming the mixed gas, and a gas discharge section 120C for discharging the gas that has passed through the reforming section 120B are formed. (See FIG. 2). The reforming unit 120B is a space sandwiched between the partition plates 123a and 123b, and the reforming catalyst is held in this space. The mixed gas and the reformed fuel gas are movable through a plurality of communication holes (slits) provided in the partition plates 123a and 123b. As the reforming catalyst, a catalyst obtained by imparting nickel to the alumina sphere surface or a catalyst obtained by imparting ruthenium to the alumina sphere surface is appropriately used.

混合ガス受入部120Aには、蒸発器140から混合ガス供給管112を介して供給された混合ガスが混合ガス供給口120aを通して噴出される。この混合ガスは、混合ガス受入部120A内で拡張されて噴出速度が低下し、仕切り板123aを通過して改質部120Bに供給される。   The mixed gas supplied from the evaporator 140 through the mixed gas supply pipe 112 is ejected to the mixed gas receiving unit 120A through the mixed gas supply port 120a. The mixed gas is expanded in the mixed gas receiving unit 120A, the jetting speed is reduced, and is supplied to the reforming unit 120B through the partition plate 123a.

改質部120Bでは、低速で移動する混合ガスが改質触媒により燃料ガスに改質され、この燃料ガスが仕切り板123bを通過してガス排出部120Cに供給される。   In the reforming unit 120B, the mixed gas moving at a low speed is reformed into a fuel gas by the reforming catalyst, and the fuel gas passes through the partition plate 123b and is supplied to the gas discharge unit 120C.

ガス排出部120Cでは、燃料ガスが燃料ガス供給管64、及び、水添脱硫器用水素取出管65へ排出される。   In the gas discharge unit 120C, the fuel gas is discharged to the fuel gas supply pipe 64 and the hydrogen extraction pipe 65 for the hydrodesulfurizer.

燃料ガス供給通路としての燃料ガス供給管64は、モジュールケース8内を閉鎖側板8dに沿って下方へ延び、底板8c付近で略90°屈曲されて水平方向に延びて、燃料電池セル集合体12の下方に形成されたマニホールド66内へ入り、更にマニホールド66内で逆側の閉鎖側板8e付近まで水平方向に延びている。燃料ガス供給管64の水平部64aの下方面には、複数の燃料供給孔64bが形成されており、この燃料供給孔64bから、燃料ガスがマニホールド66内に供給される。このマニホールド66の上方には、燃料電池セルユニット16を支持するための貫通孔を備えた下支持板68が取り付けられており、マニホールド66内の燃料ガスが、燃料電池セルユニット16内に供給される。また、燃料ガスと空気との燃焼を開始するための点火装置83が、燃焼室18に設けられている。   A fuel gas supply pipe 64 as a fuel gas supply passage extends downward in the module case 8 along the closed side plate 8d, is bent approximately 90 ° in the vicinity of the bottom plate 8c, and extends in the horizontal direction. It extends into the manifold 66 formed below the inner side, and further extends horizontally in the manifold 66 to the vicinity of the closed side plate 8e on the opposite side. A plurality of fuel supply holes 64 b are formed in the lower surface of the horizontal portion 64 a of the fuel gas supply pipe 64, and fuel gas is supplied into the manifold 66 from the fuel supply holes 64 b. A lower support plate 68 having a through hole for supporting the fuel cell unit 16 is attached above the manifold 66, and the fuel gas in the manifold 66 is supplied into the fuel cell unit 16. The An ignition device 83 for starting combustion of fuel gas and air is provided in the combustion chamber 18.

排気ガス誘導部材130は、改質器120と天板8aとの間でモジュールケース8の長手方向に沿って水平方向に延びるように配置されている。排気ガス誘導部材130は、上下方向に所定距離だけ離間された下部誘導板131及び上部誘導板132と、これらの長手方向の両端辺が取り付けられる連結板133,134とを備えている(図2,図3参照)。上部誘導板132は、幅方向の両端部が下方に向けて折り曲げられ、下部誘導板131に連結されている。連結板133,134は、上端部が天板8aに連結され、下端部が改質器120に連結されており、これにより、排気ガス誘導部材130及び改質器120を天板8aに固定している。   The exhaust gas guiding member 130 is disposed between the reformer 120 and the top plate 8 a so as to extend in the horizontal direction along the longitudinal direction of the module case 8. The exhaust gas guiding member 130 includes a lower guiding plate 131 and an upper guiding plate 132 that are separated by a predetermined distance in the vertical direction, and connecting plates 133 and 134 to which both ends of the longitudinal direction are attached (FIG. 2). FIG. 3). The upper guide plate 132 is bent at both ends in the width direction downward and is connected to the lower guide plate 131. The connecting plates 133 and 134 have upper ends connected to the top plate 8a and lower ends connected to the reformer 120, thereby fixing the exhaust gas guiding member 130 and the reformer 120 to the top plate 8a. ing.

下部誘導板131は、幅方向(図3の左右方向)の中央部が下方に向けて突出する凸状段部131aが形成されている。一方、上部誘導板132は、下部誘導板131と同様に、幅方向の中央部が下方に向けて凹状となるように凹部132aが形成されている。凸状段部131aと凹部132aは、上下方向で並行して長手方向に延びている。混合ガス供給管112は、モジュールケース8内でこの凹部132a内を水平方向に延びた後、閉鎖側板8e付近で下方に向けて屈曲し、上部誘導板132及び下部誘導板131を貫通して、改質器120に連結されている。   The lower guide plate 131 is formed with a convex step portion 131a in which the central portion in the width direction (left-right direction in FIG. 3) projects downward. On the other hand, as with the lower guide plate 131, the upper guide plate 132 is formed with a recess 132a so that the central portion in the width direction becomes concave downward. The convex step portion 131a and the concave portion 132a extend in the longitudinal direction in parallel in the vertical direction. The mixed gas supply pipe 112 extends horizontally in the recess 132a in the module case 8 and then bends downward in the vicinity of the closed side plate 8e, penetrates the upper guide plate 132 and the lower guide plate 131, It is connected to the reformer 120.

排気ガス誘導部材130は、上部誘導板132、下部誘導板131、連結板133,134によって、断熱層として機能する内部空間であるガス溜135が形成されている。このガス溜135は、燃焼室18と流体連通している。すなわち、上部誘導板132、下部誘導板131、連結板133,134は、所定の隙間を形成するように連結されており、気密的には連結されていない。ガス溜135には、運転中に燃焼室18から排気ガスが流入したり、停止時に外部から空気が流入したりすることが可能となっているが、総じてガス溜135の内外間のガスの移動は緩やかである。   In the exhaust gas guiding member 130, a gas reservoir 135, which is an internal space that functions as a heat insulating layer, is formed by the upper guiding plate 132, the lower guiding plate 131, and the connecting plates 133 and 134. The gas reservoir 135 is in fluid communication with the combustion chamber 18. That is, the upper guide plate 132, the lower guide plate 131, and the connecting plates 133 and 134 are connected so as to form a predetermined gap, and are not airtightly connected. While it is possible for exhaust gas to flow into the gas reservoir 135 from the combustion chamber 18 during operation, or to allow air to flow in from the outside when stopped, the movement of gas between the inside and outside of the gas reservoir 135 is generally performed. Is moderate.

上部誘導板132は、天板8aと所定の上下方向距離を隔てて配置されており、上部誘導板132と天板8aとの間には、長手方向及び幅方向に沿って水平方向に延びる排気通路172が形成されている。この排気通路172は、モジュールケース8の天板8aを挟んで空気通路161aと並設されており、排気通路172内には、空気通路161a,161b内のプレートフィン162と同様なプレートフィン175が配置されている。このプレートフィン175は、プレートフィン162の水平部162aと上面視で略同一箇所に設けられており、天板8aを挟んで上下方向に対向している。空気通路161a及び排気通路172のうち、プレートフィン162,175が設けられた部分において、空気通路161aを流れる発電用空気と排気通路172を流れる排気ガスとの間で効率的な熱交換が行われて、排気ガスの熱により発電用空気が昇温されることとなる。   The upper guide plate 132 is disposed at a predetermined vertical distance from the top plate 8a, and the exhaust extending in the horizontal direction along the longitudinal direction and the width direction is provided between the upper guide plate 132 and the top plate 8a. A passage 172 is formed. The exhaust passage 172 is arranged in parallel with the air passage 161a with the top plate 8a of the module case 8 interposed therebetween. In the exhaust passage 172, plate fins 175 similar to the plate fins 162 in the air passages 161a and 161b are provided. Has been placed. The plate fins 175 are provided at substantially the same location as the horizontal portions 162a of the plate fins 162 when viewed from above, and face each other in the vertical direction with the top plate 8a interposed therebetween. Of the air passage 161a and the exhaust passage 172, in the portion where the plate fins 162 and 175 are provided, efficient heat exchange is performed between the power generation air flowing through the air passage 161a and the exhaust gas flowing through the exhaust passage 172. Thus, the temperature of the power generation air is raised by the heat of the exhaust gas.

また、改質器120は、モジュールケース8の側板8bと所定の水平方向距離を隔てて配置されており、改質器120と側板8bとの間には、排気ガスを下方から上方へ通過させる排気通路173が形成されている。また、排気ガス誘導部材130も側板8bと所定の水平方向距離を隔てて配置されており、排気通路173は、排気ガス誘導部材130と側板8bとの間の通路を含んで天板8aまで延びている。排気通路173は、天板8aと側板8bとの角部に位置する排気ガス導入口172aで排気通路172と連通している。この排気ガス導入口172aは、モジュールケース8内で長手方向に延びている。   The reformer 120 is disposed at a predetermined horizontal distance from the side plate 8b of the module case 8, and the exhaust gas passes between the reformer 120 and the side plate 8b from below to above. An exhaust passage 173 is formed. Further, the exhaust gas guiding member 130 is also disposed at a predetermined horizontal distance from the side plate 8b, and the exhaust passage 173 includes the passage between the exhaust gas guiding member 130 and the side plate 8b and extends to the top plate 8a. ing. The exhaust passage 173 communicates with the exhaust passage 172 through an exhaust gas introduction port 172a located at the corner between the top plate 8a and the side plate 8b. The exhaust gas introduction port 172a extends in the longitudinal direction in the module case 8.

さらに、下部誘導板131は、改質器120の上側ケース121の天面から所定の上下方向距離を隔てて配置されており、下部誘導板131と上側ケース121との間、及び、改質器120の貫通孔120bは、貫通孔120bを下方から上方へ向けて通過した排気ガスを通過させる排気通路174を形成している。この排気通路174は、改質器120の上方で排気通路173と合流する。   Further, the lower guide plate 131 is disposed at a predetermined vertical distance from the top surface of the upper case 121 of the reformer 120, and between the lower guide plate 131 and the upper case 121 and the reformer. The through hole 120b of 120 forms an exhaust passage 174 through which the exhaust gas that has passed through the through hole 120b from the lower side to the upper side is passed. The exhaust passage 174 joins the exhaust passage 173 above the reformer 120.

つぎに、図5を参照して、燃料電池セルユニット16について説明する。
図5は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。
図5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の両端部にそれぞれ接続されたキャップである内側電極端子86とを備えている。
Next, the fuel cell unit 16 will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a fuel cell unit of a solid oxide fuel cell according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 5, the fuel cell unit 16 includes a fuel cell 84 and inner electrode terminals 86 that are caps respectively connected to both 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84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細管98が形成されている。   Since the inner electrode terminal 86 attached to the upper end side and the lower end side of the fuel cell 84 has 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. At the center of the inner electrode terminal 86, a fuel gas channel capillary 98 that communicates with the fuel gas channel 88 of the inner electrode layer 90 is formed.

この燃料ガス流路細管98は、内側電極端子86の中心から燃料電池セル84の軸線方向に延びるように設けられた細長い細管である。このため、マニホールド66(図2参照)から、下側の内側電極端子86の燃料ガス流路細管98を通って燃料ガス流路88に流入する燃料ガスの流れには、所定の圧力損失が発生する。従って、下側の内側電極端子86の燃料ガス流路細管98は、流入側流路抵抗部として作用し、その流路抵抗は所定の値となるように設定されている。また、燃料ガス流路88から、上側の内側電極端子86の燃料ガス流路細管98を通って燃焼室18(図2参照)に流出する燃料ガスの流れにも所定の圧力損失が発生する。従って、上側の内側電極端子86の燃料ガス流路細管98は、流出側流路抵抗部として作用し、その流路抵抗は所定の値となるように設定されている。   The fuel gas passage narrow tube 98 is an elongated thin tube provided so as to extend in the axial direction of the fuel cell 84 from the center of the inner electrode terminal 86. Therefore, a predetermined pressure loss occurs in the flow of the fuel gas flowing from the manifold 66 (see FIG. 2) into the fuel gas passage 88 through the fuel gas passage narrow tube 98 of the lower inner electrode terminal 86. To do. Accordingly, the fuel gas flow passage narrow tube 98 of the lower inner electrode terminal 86 acts as an inflow side flow passage resistance portion, and the flow passage resistance is set to a predetermined value. Further, a predetermined pressure loss also occurs in the flow of the fuel gas flowing out from the fuel gas flow path 88 to the combustion chamber 18 (see FIG. 2) through the fuel gas flow path narrow tube 98 of the upper inner electrode terminal 86. Therefore, the fuel gas flow passage narrow tube 98 of the upper inner electrode terminal 86 acts as an outflow side flow passage resistance portion, and the flow passage resistance is set to a predetermined value.

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 is, 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.

少なくとも上方の内側電極端子86は、熱容量が大きく、蓄熱性の高い金属から形成されており、蓄熱手段として機能する。燃料電池セルユニット16の上方の燃焼室18で発生した熱は、上方の内側電極端子86で蓄熱され、これにより燃料電池セル84へ燃焼室18からの熱が直接伝わるのを抑止できる。また、このようにして蓄熱された内側電極端子86は熱源として機能し、蓄熱した熱を周囲に放出する。   At least the upper inner electrode terminal 86 is formed of a metal having a large heat capacity and a high heat storage property, and functions as a heat storage means. The heat generated in the combustion chamber 18 above the fuel cell unit 16 is stored in the upper inner electrode terminal 86, thereby preventing the heat from the combustion chamber 18 from being directly transmitted to the fuel cell 84. Further, the inner electrode terminal 86 stored in this way functions as a heat source, and releases the stored heat to the surroundings.

燃料電池セル集合体12は、各燃料電池セルユニット16の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が、他の燃料電池セルユニット16の空気極である外側電極層92の外周面に電気的に接続されることにより、128本の燃料電池セルユニット16の全てが直列接続されて構成される。   In the fuel cell assembly 12, the inner electrode terminal 86 attached to the inner electrode layer 90 that is the fuel electrode of each fuel cell unit 16 has the outer electrode layer 92 that is the air electrode of the other fuel cell unit 16. By electrically connecting to the outer peripheral surface, all 128 fuel cell units 16 are connected in series.

つぎに、図6〜図8を参照して、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュール内のガス及び熱の流れについて説明する。
図6は、図2と同様の、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールを示す側面断面図であり、図7は、図3と同様の、図2のIII−III線に沿った断面図である。また、図8は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールの上部の部分断面図である。
なお、図6及び図7は、それぞれ、図2及び図3中にガスの流れを示す矢印を新たに付加した図であり、説明の便宜上、断熱材7を取り除いた状態の図を示している。図中、実線矢印は燃料ガスの流れ、破線矢印は発電用空気の流れ、一点鎖線矢印は排気ガスの流れを示す。
Next, the flow of gas and heat in the fuel cell module of the solid oxide fuel cell device according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a side sectional view showing a fuel cell module of a solid oxide fuel cell device according to an embodiment of the present invention, similar to FIG. 2, and FIG. 7 is similar to FIG. It is sectional drawing along the -III line. FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the upper portion of the fuel cell module of the solid oxide fuel cell device according to one embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams in which arrows indicating gas flow are newly added in FIGS. 2 and 3, respectively, and show the state in which the heat insulating material 7 is removed for convenience of explanation. . In the figure, solid line arrows indicate the flow of fuel gas, broken line arrows indicate the flow of power generation air, and alternate long and short dashed arrows indicate the flow of exhaust gas.

図6に示すように、水及び原燃料ガス(燃料ガス)は、蒸発器140の長手方向の一端側に連結された燃料供給配管63から蒸発器140の上層に設けられた蒸発部140B内に供給される。蒸発部140Bに供給された水は、蒸発器140の下層に設けられた排気通路部140Aを流れる排気ガスにより加熱され水蒸気となる。この水蒸気と、燃料供給配管63から供給された原燃料ガスとが、蒸発部140B内を下流方向に流れて行き、混合部140C内で混合される。混合部140C内の混合ガスは、下層の排気通路部140Aを流れる排気ガスにより加熱される。   As shown in FIG. 6, water and raw fuel gas (fuel gas) are fed into an evaporator 140 </ b> B provided in the upper layer of the evaporator 140 from a fuel supply pipe 63 connected to one end in the longitudinal direction of the evaporator 140. Supplied. The water supplied to the evaporation section 140B is heated by the exhaust gas flowing through the exhaust passage section 140A provided in the lower layer of the evaporator 140 to become water vapor. The water vapor and the raw fuel gas supplied from the fuel supply pipe 63 flow downstream in the evaporation unit 140B and are mixed in the mixing unit 140C. The mixed gas in the mixing section 140C is heated by the exhaust gas flowing through the lower exhaust passage section 140A.

混合部140C内で形成された混合ガス(燃料ガス)は、混合ガス供給管112を通って、モジュールケース8内の改質器120に供給される。混合ガス供給管112は、排気通路部140A,排気管171,及び排気通路172を順に通過しているため、これらの通路を流れる排気ガスにより、混合ガス供給管112内の混合ガスは更に加熱される。   The mixed gas (fuel gas) formed in the mixing unit 140C is supplied to the reformer 120 in the module case 8 through the mixed gas supply pipe 112. Since the mixed gas supply pipe 112 passes through the exhaust passage portion 140A, the exhaust pipe 171, and the exhaust passage 172 in order, the mixed gas in the mixed gas supply pipe 112 is further heated by the exhaust gas flowing through these passages. The

混合ガスは、改質器120内の混合ガス受入部120A内に流入し、ここから仕切り板123aを通過して改質部120Bに流入する。混合ガスは、改質部120Bにおいて改質されて燃料ガスとなる。こうして生成された燃料ガスは、仕切り板123bを通過して、ガス排出部120Cに流入する。   The mixed gas flows into the mixed gas receiving part 120A in the reformer 120, and from here passes through the partition plate 123a and flows into the reforming part 120B. The mixed gas is reformed in the reforming unit 120B to become fuel gas. The fuel gas thus generated passes through the partition plate 123b and flows into the gas discharge part 120C.

さらに、燃料ガスは、ガス排出部120Cから燃料ガス供給管64と水添脱硫器用水素取出管65とに分岐する。そして、燃料ガス供給管64に流入した燃料ガスは、燃料ガス供給管64の水平部64aに設けられた燃料供給孔64bからマニホールド66内に供給され、マニホールド66から各燃料電池セルユニット16内に供給される。   Further, the fuel gas branches from the gas discharge part 120 </ b> C into the fuel gas supply pipe 64 and the hydrodesulfurizer hydrogen extraction pipe 65. The fuel gas that has flowed into the fuel gas supply pipe 64 is supplied into the manifold 66 from the fuel supply hole 64 b provided in the horizontal portion 64 a of the fuel gas supply pipe 64, and from the manifold 66 into each fuel cell unit 16. Supplied.

また、図6及び図7に示すように、発電用空気は、発電用空気導入管74から空気通路161aに供給される。発電用空気は、空気通路161a,161b内において、プレートフィン162を通過する際に、これらプレートフィン162の下部のモジュールケース8内に形成された排気通路172,173を通過する排気ガスとの間で効率的な熱交換を行い、加熱されることとなる。特に、排気通路172内には、空気通路161aのプレートフィン162に対応してプレートフィン175が設けられているので、発電用空気は、プレートフィン162とプレートフィン175とを介して、排気ガスとより効率的な熱交換を行う。   Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the power generation air is supplied from the power generation air introduction pipe 74 to the air passage 161a. When the power generation air passes through the plate fins 162 in the air passages 161 a and 161 b, the air for generating electricity is between the exhaust gas passing through the exhaust passages 172 and 173 formed in the module case 8 below the plate fins 162. In this case, efficient heat exchange is performed and heating is performed. In particular, since the plate fins 175 are provided in the exhaust passage 172 corresponding to the plate fins 162 of the air passage 161a, the power generation air is discharged from the exhaust gas via the plate fins 162 and the plate fins 175. Perform more efficient heat exchange.

また、燃焼室18においてオフガスが燃焼されることにより、モジュールケース8の側板8bの燃料電池セルユニット16の上端部よりも上方の部分が輻射熱を受け、加熱される。そして、モジュールケース8の側板8bが加熱されることにより、この熱が空気通路161b内のプレートフィン162の鉛直部162bに伝達される。さらに、プレートフィン162の鉛直部162bに伝達された熱は水平部162aまで伝搬される。このため、空気通路161bの燃料電池セルユニット16の上端部よりも上方の部分でも空気が効率的に加熱される。この後、発電用空気は、モジュールケース8の側板8bの下部に設けられた複数の吹出口8fから燃料電池セル集合体12に向けて発電室10内に噴射される。   Further, when the off gas is burned in the combustion chamber 18, the portion above the upper end portion of the fuel cell unit 16 of the side plate 8 b of the module case 8 receives radiant heat and is heated. Then, by heating the side plate 8b of the module case 8, this heat is transmitted to the vertical portion 162b of the plate fin 162 in the air passage 161b. Further, the heat transmitted to the vertical portion 162b of the plate fin 162 is propagated to the horizontal portion 162a. For this reason, air is heated efficiently also in the part above the upper end part of the fuel cell unit 16 of the air passage 161b. Thereafter, the power generation air is injected into the power generation chamber 10 from the plurality of air outlets 8 f provided at the lower portion of the side plate 8 b of the module case 8 toward the fuel cell assembly 12.

なお、本実施形態では、燃料電池セル集合体12の側方部位には排気通路が形成されていないため、この部位において発電用空気と排気ガスとの間の熱交換は抑制される。したがって、燃料電池セル集合体12の側方部位において、空気通路161b内の発電用空気に上下方向の温度ムラが生じ難くなっている。   In the present embodiment, since the exhaust passage is not formed in the side portion of the fuel cell assembly 12, heat exchange between the power generation air and the exhaust gas is suppressed in this portion. Therefore, in the side part of the fuel cell assembly 12, the temperature unevenness in the vertical direction is less likely to occur in the power generation air in the air passage 161b.

また、発電室10内で発電に利用されなかった燃料ガスは、図7に示すように、燃焼室18で燃焼されて排気ガス(燃焼ガス)となり、モジュールケース8内を上昇していく。具体的には、排気ガスは、排気通路173と排気通路174とに分岐して、改質器120の外側面とモジュールケース8の側板8bとの間、及び、改質器120の貫通孔120bから改質器120と排気ガス誘導部材130との間をそれぞれ通過する。このとき、排気通路174を通過する排気ガスは、改質器120の貫通孔120bの上方に配置された凸状段部131aによって幅方向に二分され、排気ガス誘導部材130の下部に留まることなく排気通路173に向けて誘導され、排気通路173を流れる排気ガスに素早く合流される。   Further, as shown in FIG. 7, the fuel gas not used for power generation in the power generation chamber 10 is combusted in the combustion chamber 18 to become exhaust gas (combustion gas), and rises in the module case 8. Specifically, the exhaust gas branches into an exhaust passage 173 and an exhaust passage 174, between the outer surface of the reformer 120 and the side plate 8 b of the module case 8, and through holes 120 b of the reformer 120. From between the reformer 120 and the exhaust gas guiding member 130. At this time, the exhaust gas passing through the exhaust passage 174 is bisected in the width direction by the convex step portion 131a disposed above the through-hole 120b of the reformer 120, and does not stay at the lower portion of the exhaust gas guiding member 130. The gas is guided toward the exhaust passage 173 and is quickly joined to the exhaust gas flowing through the exhaust passage 173.

また、図9に示すように、燃焼室18において発電室10内で発電に利用されなかった燃料ガスが燃焼されることにより、輻射熱が発生する。この輻射熱は、矢印Aで示すように、主に燃料電池セルユニット16の上端部(内側電極端子86)、及び、モジュールケース8の側板8bの燃料電池セルユニット16の上端部よりも上方の部分に放射され、これらの部分が輻射熱により加熱される。   Further, as shown in FIG. 9, radiant heat is generated by burning the fuel gas that has not been used for power generation in the power generation chamber 10 in the combustion chamber 18. As indicated by an arrow A, this radiant heat is mainly the upper end portion (inner electrode terminal 86) of the fuel cell unit 16 and the portion above the upper end portion of the fuel cell unit 16 on the side plate 8b of the module case 8. These parts are heated by radiant heat.

モジュールケース8の側板8bの燃料電池セルユニット16の内側電極端子86は、蓄熱性が高い材料により構成されているため、燃焼室18で発生した熱を蓄熱する。そして、内側電極端子86は熱を蓄えると熱源として機能し、矢印Bで示すように、モジュールケース8の側板8bを介して、プレートフィン162の鉛直部162bを加熱する。鉛直部162bが加熱されると、その熱は矢印Cで示すように、水平部162aの空気供給口160c近傍の部位まで伝達されるため、空気通路161a、161bの空気供給口160cから燃料電池セルユニット16の上端部よりも上方の部分で効率良く熱交換が行われる。   Since the inner electrode terminal 86 of the fuel cell unit 16 on the side plate 8b of the module case 8 is made of a material having a high heat storage property, the heat generated in the combustion chamber 18 is stored. The inner electrode terminal 86 functions as a heat source when storing heat, and heats the vertical portion 162b of the plate fin 162 through the side plate 8b of the module case 8 as indicated by an arrow B. When the vertical portion 162b is heated, the heat is transmitted to a portion near the air supply port 160c of the horizontal portion 162a as indicated by an arrow C, and therefore, the fuel cell unit is connected to the fuel cell from the air supply port 160c of the air passages 161a and 161b. Heat exchange is efficiently performed at a portion above the upper end of the unit 16.

その後、排気ガスは、排気ガス導入口172aから排気通路172に流入する。排気通路172内では、排気ガスは、排気通路172を水平方向に流れていき、モジュールケース8の天板8aの中央に形成された排気口111から流出する。   Thereafter, the exhaust gas flows into the exhaust passage 172 from the exhaust gas inlet 172a. In the exhaust passage 172, the exhaust gas flows in the horizontal direction in the exhaust passage 172 and flows out from the exhaust port 111 formed in the center of the top plate 8 a of the module case 8.

なお、排気ガスが排気通路173を上方へ流れていく際に、空気通路161b内に設けられたプレートフィン162の鉛直部162bを介して、発電用空気と排気ガスとの間で熱交換が行われる。また、排気ガスが排気通路172を水平方向に流れていく際に、排気通路172内に設けられたプレートフィン175と、このプレートフィン175に対応して空気通路161a内に設けられたプレートフィン162の水平部162aとを介して、発電用空気と排気ガスとの間で効率的な熱交換が行われる。このようにして、排気ガスの熱により発電用空気が昇温される。   When the exhaust gas flows upward in the exhaust passage 173, heat exchange is performed between the power generation air and the exhaust gas through the vertical portion 162b of the plate fin 162 provided in the air passage 161b. Is called. Further, when the exhaust gas flows in the horizontal direction through the exhaust passage 172, a plate fin 175 provided in the exhaust passage 172 and a plate fin 162 provided in the air passage 161a corresponding to the plate fin 175. Through the horizontal portion 162a, efficient heat exchange is performed between the power generation air and the exhaust gas. In this way, the temperature of the power generation air is raised by the heat of the exhaust gas.

そして、排気口111から流出した排気ガスは、モジュールケース8の外部に設けられた排気管171を通過して蒸発器140の排気通路部140Aに流入し、排気通路部140Aを通過した後、蒸発器140から排気ガス排出管82へ排出される。排気ガスは、蒸発器140の排気通路部140Aを流れる際に、上述したように、蒸発器140の混合部140C内の混合ガス及び蒸発部140B内の水と熱交換を行う。   The exhaust gas flowing out from the exhaust port 111 passes through the exhaust pipe 171 provided outside the module case 8, flows into the exhaust passage part 140A of the evaporator 140, passes through the exhaust passage part 140A, and then evaporates. From the vessel 140 to the exhaust gas discharge pipe 82. As described above, the exhaust gas exchanges heat with the mixed gas in the mixing section 140C of the evaporator 140 and the water in the evaporation section 140B when flowing through the exhaust passage section 140A of the evaporator 140.

本実施形態による固体酸化物形燃料電池装置1によれば以下の効果が奏される。
本実施形態では、蒸発器140が断熱材7の内側、かつ、モジュールケース8の外に配置されている。これにより、排気通路172、173における排気ガスが蒸発器140により温度低下するのを防止し、短い熱交換距離であっても、排気通路172、173内の排気ガスと空気通路161内の空気との間で十分な熱交換を行うことができる。
The solid oxide fuel cell device 1 according to the present embodiment has the following effects.
In the present embodiment, the evaporator 140 is disposed inside the heat insulating material 7 and outside the module case 8. As a result, the exhaust gas in the exhaust passages 172 and 173 is prevented from being lowered in temperature by the evaporator 140, and the exhaust gas in the exhaust passages 172 and 173 and the air in the air passage 161 can be reduced even at a short heat exchange distance. Sufficient heat exchange can be performed.

また、本実施形態では、プレートフィン162の鉛直部162bの下端は、モジュールケース8の側板8bの燃焼室18からの輻射熱を受けることができる部分と略等しい高さまで延出している。これにより、燃焼室18からの輻射熱がモジュールケース8の側板8bを介してプレートフィン162の鉛直部162bに伝達される。このため、空気通路161a、161bの燃料電池セル84よりも上方の部位で、空気が十分加熱されることとなり、空気通路161a、161bの燃料電池セル84に対応する高さにおいて温度ムラが生じるのを防止できる。   In the present embodiment, the lower end of the vertical portion 162b of the plate fin 162 extends to a height that is substantially equal to the portion of the side plate 8b of the module case 8 that can receive the radiant heat from the combustion chamber 18. Thereby, the radiant heat from the combustion chamber 18 is transmitted to the vertical part 162b of the plate fin 162 through the side plate 8b of the module case 8. For this reason, air is sufficiently heated at a location above the fuel battery cell 84 in the air passages 161a and 161b, and temperature unevenness occurs at a height corresponding to the fuel battery cell 84 in the air passages 161a and 161b. Can be prevented.

また、例えば、プレートフィン162の鉛直部162bの下端が改質器120と略等しい高さにおいて終端している場合には、モジュールケース8の側板8bの燃焼室18の側方に当たる部分では、排気ガスと空気との熱交換効率が低下する。このように燃焼室18の側方に当たる部分での熱交換効率が低下してしまうと、燃焼室18で発生した熱が燃料電池セルユニット16の上方に滞留してしまう。   Further, for example, when the lower end of the vertical portion 162b of the plate fin 162 terminates at a height substantially equal to that of the reformer 120, in the portion of the side plate 8b of the module case 8 that contacts the side of the combustion chamber 18, the exhaust gas is exhausted. The heat exchange efficiency between gas and air decreases. Thus, if the heat exchange efficiency in the part which hits the side of the combustion chamber 18 decreases, the heat generated in the combustion chamber 18 stays above the fuel cell unit 16.

これに対して、本実施形態では、プレートフィン162の鉛直部162bの下端は、モジュールケース8の側板8bの燃焼室18からの輻射熱を受けることができる部分と略等しい高さまで延出している。これにより、モジュールケース8の燃焼室18の側方において排気ガスから空気へ交換が促進されるため、燃焼室18からの排熱が燃料電池セルユニット16の上方に滞留することを抑止し、より確実に温度ムラの発生を抑えることができる。   On the other hand, in the present embodiment, the lower end of the vertical portion 162b of the plate fin 162 extends to a height substantially equal to a portion that can receive the radiant heat from the combustion chamber 18 of the side plate 8b of the module case 8. Thereby, since the exchange from the exhaust gas to the air is promoted on the side of the combustion chamber 18 of the module case 8, the exhaust heat from the combustion chamber 18 is prevented from staying above the fuel cell unit 16, and more The occurrence of temperature unevenness can be surely suppressed.

このようにして、本実施形態によれば、燃料電池セル84よりも上方における排気ガスと空気との間の熱交換性能を向上することが可能となり、燃料電池セル84に温度ムラの影響を与えることなく燃料電池装置1の小型化を図ることができる。   Thus, according to the present embodiment, it is possible to improve the heat exchange performance between the exhaust gas and the air above the fuel cell 84, and the fuel cell 84 is affected by temperature unevenness. The fuel cell device 1 can be downsized without any problem.

また、本実施形態では、プレートフィン162は、水平部162aと鉛直部162bとが一体に構成され、空気供給口160cの近傍から、燃焼室18からの輻射熱を受けることができる位置まで連続して設けられている。これにより、燃焼室18からモジュールケース8の側板8bに伝達された輻射熱がプレートフィン162の鉛直部162bに伝達され、さらに、この熱がプレートフィン162により空気供給口162cの近傍まで伝達されるため、短い熱交換距離でも十分に空気を加熱することができる。   Further, in the present embodiment, the plate fin 162 includes the horizontal portion 162a and the vertical portion 162b that are integrally formed, and continuously from the vicinity of the air supply port 160c to a position where the radiant heat from the combustion chamber 18 can be received. Is provided. Thereby, the radiant heat transmitted from the combustion chamber 18 to the side plate 8b of the module case 8 is transmitted to the vertical portion 162b of the plate fin 162, and further, this heat is transmitted to the vicinity of the air supply port 162c by the plate fin 162. The air can be sufficiently heated even with a short heat exchange distance.

本実施形態では、燃料電池セル84の上端部には、熱容量が大きく、蓄熱性の高い金属から形成された内側電極端子86が設けられ、プレートフィン162の鉛直部162bの下端は、内側電極端子86と略等しい高さに位置している。これにより、内側電極端子86が燃焼室18からの熱を受けるため、燃焼室18により燃料電池セル84が直接加熱することを防止し、燃料電池セル84に上下方向の温度ムラが生じることを抑止できる。さらに、熱を蓄えた内側電極端子86が熱源として機能し、モジュールケース8の側板8bを介してプレートフィン162の鉛直部162bを加熱するため、空気通路161bの燃料電池セル84よりも上方の部位で、空気が十分加熱されることとなり、空気通路161bの燃料電池セル84に対応する高さにおいて温度ムラが生じるのを防止できる。   In the present embodiment, the upper end portion of the fuel cell 84 is provided with an inner electrode terminal 86 made of a metal having a large heat capacity and high heat storage property, and the lower end of the vertical portion 162b of the plate fin 162 is the inner electrode terminal. It is located at a height substantially equal to 86. Accordingly, since the inner electrode terminal 86 receives heat from the combustion chamber 18, the fuel cell 84 is prevented from being directly heated by the combustion chamber 18, and the temperature unevenness in the vertical direction is prevented from occurring in the fuel cell 84. it can. Further, since the inner electrode terminal 86 that stores heat functions as a heat source and heats the vertical portion 162b of the plate fin 162 via the side plate 8b of the module case 8, a portion above the fuel cell 84 of the air passage 161b. Thus, the air is sufficiently heated, and it is possible to prevent temperature unevenness from occurring at a height corresponding to the fuel battery cell 84 in the air passage 161b.

1 固体酸化物形燃料電池装置
2 燃料電池モジュール
4 補機ユニット
6 ハウジング
7 断熱材
8 モジュールケース
8a 天板
8b 側板
8c 底板
8d 閉鎖側板
8e 閉鎖側板
8f 吹出口
10 発電室
12 燃料電池セル集合体
16 燃料電池セルユニット
18 燃焼室
24 水供給源
26 純水タンク
28 水流量調整ユニット
30 燃料供給源
32 ガス遮断弁
36 脱硫器
38 燃料流量調整ユニット
39 バルブ
40 空気供給源
42 電磁弁
44 改質用空気流量調整ユニット
45 発電用空気流量調整ユニット
46 第1ヒータ
48 第2ヒータ
50 温水製造装置
52 制御ボックス
54 インバータ
63 燃料供給配管
64 燃料ガス供給管
64a 水平部
64b 燃料供給孔
65 水添脱硫器用水素取出管
66 マニホールド
68 下支持板
74 発電用空気導入管
82 排気ガス排出管
83 点火装置
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
92 外側電極層
94 電解質層
96 シール材
98 燃料ガス流路細管
111 排気口
112 混合ガス供給管
120 改質器
120A 混合ガス受入部
120B 改質部
120C ガス排出部
120a 混合ガス供給口
120b 貫通孔
121 上側ケース
122 下側ケース
123a 仕切り板
123b 仕切り板
130 排気ガス誘導部材
131 下部誘導板
131a 凸状段部
132 上部誘導板
132a 凹部
133 連結板
134 連結板
135 ガス溜
140 蒸発器
140A 排気通路部
140B 蒸発部
140C 混合部
141 蒸発器ケース
142 上側ケース
143 下側ケース
144 中間板
144a 開口
145 仕切り板
146 仕切り板
160 空気通路カバー
160a 天板
160b 側板
160c 空気供給口
161a 空気通路
161b 空気通路
162 プレートフィン
162a 水平部
162b 鉛直部
163 プレートフィン
164 流路方向調整部
167 開口部
171 排気管
172 排気通路
173 排気通路
174 排気通路
175 プレートフィン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid oxide fuel cell apparatus 2 Fuel cell module 4 Auxiliary machine unit 6 Housing 7 Heat insulating material 8 Module case 8a Top plate 8b Side plate 8c Bottom plate 8d Closed side plate 8e Closed side plate 8f Outlet 10 Power generation chamber 12 Fuel cell assembly 16 Fuel cell unit 18 Combustion chamber 24 Water supply source 26 Pure water tank 28 Water flow rate adjustment unit 30 Fuel supply source 32 Gas shutoff valve 36 Desulfurizer 38 Fuel flow rate adjustment unit 39 Valve 40 Air supply source 42 Solenoid valve 44 Reforming air Flow rate adjusting unit 45 Power generation air flow rate adjusting unit 46 First heater 48 Second heater 50 Hot water production device 52 Control box 54 Inverter 63 Fuel supply pipe 64 Fuel gas supply pipe 64a Horizontal portion 64b Fuel supply hole 65 Hydrogen extraction for hydrodesulfurizer Pipe 66 Manifold 68 Lower support plate 74 Power generation air introduction pipe 8 Exhaust gas discharge pipe 83 Ignition device 84 Fuel cell 86 Inner electrode terminal 88 Fuel gas channel 90 Inner electrode layer 92 Outer electrode layer 94 Electrolyte layer 96 Sealing material 98 Fuel gas channel narrow tube 111 Exhaust port 112 Mixed gas supply tube 120 Gasifier 120A Mixed gas receiving part 120B Reforming part 120C Gas discharge part 120a Mixed gas supply port 120b Through hole 121 Upper case 122 Lower case 123a Partition plate 123b Partition plate 130 Exhaust gas guide member 131 Lower guide plate 131a Convex step 132 Upper guide plate 132a Recess 133 Connection plate 134 Connection plate 135 Gas reservoir 140 Evaporator 140A Exhaust passage portion 140B Evaporation portion 140C Mixing portion 141 Evaporator case 142 Upper case 143 Lower case 144 Intermediate plate 144a Opening 145 Partition plate 146 Partition plate 160 Air passage Bar 160a Top plate 160b Side plate 160c Air supply port 161a Air passage 161b Air passage 162 Plate fin 162a Horizontal portion 162b Vertical portion 163 Plate fin 164 Flow direction adjustment portion 167 Opening portion 171 Exhaust pipe 172 Exhaust passage 173 Exhaust passage 174 Exhaust passage 175 Plate fins

Claims (3)

原料ガスを改質して得られた燃料ガスと空気との反応により発電する固体酸化物形燃料電池装置において、
互いに電気的に接続された複数の燃料電池セルと、
天板及び側板を含み、前記複数の燃料電池セルを収容するモジュールケースと、
前記モジュールケースを覆うように設けられた断熱材と、
前記モジュールケース内の前記燃料電池セルの上方に配置され、水蒸気を用いて原料ガスを改質して前記燃料ガスを生成する改質器と、
前記燃料ガスを前記複数の燃料電池セルに供給する燃料ガス供給通路と、
前記モジュールケース内の前記複数の燃料電池セルの上方、かつ、前記改質器の下方において、前記複数の燃料電池セルの発電に寄与しなかった燃料ガスを燃焼させ、発生した排気ガスにより前記改質器を加熱する燃焼部と、
前記断熱材内、かつ、前記モジュールケースの外部に配置され、排気ガスとの熱交換によって水蒸気を発生させ、発生させた水蒸気を前記改質器に供給する蒸発器と、
少なくとも前記モジュールケースの天板及び側板と前記断熱材との間に形成され、前記モジュールケースの天板上に供給された空気を、前記モジュールケースの側板の外面に沿って前記モジュールケースの上方から下方に向けて導き、前記モジュールケースの下部から前記複数の燃料電池セルに空気を供給する空気供給通路と、
前記モジュールケースの内部に前記モジュールケースの天板及び側板を挟んで、前記空気供給通路に沿うように延び、前記燃焼部で発生した排気ガスを排出する排気口へ誘導するとともに、前記空気供給通路内の空気と前記排気ガスとの間で熱交換を行う排気通路と、を備え、
前記空気供給通路内には、前記空気と前記排気ガスとの間での熱交換を促進させる熱交換促進部材が設けられ、
前記熱交換促進部材の下端は、前記モジュールケースの側板の前記燃焼部からの輻射熱を受けることができる部分と略等しい高さまで延出している、ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池装置。
In the solid oxide fuel cell device that generates power by the reaction between the fuel gas obtained by reforming the raw material gas and air,
A plurality of fuel cells electrically connected to each other;
A module case containing a plurality of fuel cells, including a top plate and a side plate;
A heat insulating material provided to cover the module case;
A reformer disposed above the fuel cell in the module case and reforming a raw material gas using steam to generate the fuel gas;
A fuel gas supply passage for supplying the fuel gas to the plurality of fuel cells;
The fuel gas that has not contributed to the power generation of the plurality of fuel cells is burned above the plurality of fuel cells in the module case and below the reformer, and the reformed gas is generated by the generated exhaust gas. A combustion section for heating the mass device;
An evaporator disposed in the heat insulating material and outside the module case, generating steam by heat exchange with exhaust gas, and supplying the generated steam to the reformer;
Air that is formed between at least the top plate and side plate of the module case and the heat insulating material and is supplied onto the top plate of the module case from above the module case along the outer surface of the side plate of the module case. An air supply passage that guides downward and supplies air to the plurality of fuel cells from a lower portion of the module case;
The module case is sandwiched between the top and side plates of the module case, extends along the air supply passage, leads to an exhaust port for discharging exhaust gas generated in the combustion section, and the air supply passage An exhaust passage for exchanging heat between the air inside and the exhaust gas,
A heat exchange promoting member for promoting heat exchange between the air and the exhaust gas is provided in the air supply passage.
The solid oxide fuel cell device, wherein a lower end of the heat exchange promoting member extends to a height substantially equal to a portion of the side plate of the module case that can receive radiant heat from the combustion portion.
前記熱交換促進部材は、前記モジュールケースの上方に設けられた空気供給口の近傍から、前記燃焼部からの輻射熱を受けることができる位置まで連続して設けられている、請求項1記載の固体酸化物形燃料電池装置。   2. The solid according to claim 1, wherein the heat exchange promoting member is continuously provided from a vicinity of an air supply port provided above the module case to a position where it can receive radiant heat from the combustion unit. Oxide fuel cell device. 前記燃料電池セルを構成する燃料電池セルの上端部には、熱を蓄熱する蓄熱手段が設けられ、前記熱交換促進部材の下端は、前記蓄熱手段と略等しい高さに位置する、請求項2に記載の固体酸化物形燃料電池装置。   The heat storage means which stores heat is provided in the upper end part of the fuel battery cell which constitutes the fuel battery cell, and the lower end of the heat exchange promotion member is located at a height substantially equal to the heat storage means. 2. A solid oxide fuel cell device according to 1.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020028366A1 (en) * 2000-05-01 2002-03-07 Haltiner Karl Jacob Fuel cell waste energy recovery combustor
JP2006092833A (en) * 2004-09-22 2006-04-06 Tokyo Gas Co Ltd Power generating device
JP2011129489A (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Toyota Motor Corp Fuel cell module
JP2011134505A (en) * 2009-12-22 2011-07-07 Rinnai Corp Power generator
JP2013114853A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell device
JP2014053315A (en) * 2013-10-30 2014-03-20 Toto Ltd Solid oxide type fuel cell device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020028366A1 (en) * 2000-05-01 2002-03-07 Haltiner Karl Jacob Fuel cell waste energy recovery combustor
JP2006092833A (en) * 2004-09-22 2006-04-06 Tokyo Gas Co Ltd Power generating device
JP2011129489A (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Toyota Motor Corp Fuel cell module
JP2011134505A (en) * 2009-12-22 2011-07-07 Rinnai Corp Power generator
JP2013114853A (en) * 2011-11-28 2013-06-10 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell device
JP2014053315A (en) * 2013-10-30 2014-03-20 Toto Ltd Solid oxide type fuel cell device

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