JP2017182960A

JP2017182960A - Fuel battery system

Info

Publication number: JP2017182960A
Application number: JP2016065235A
Authority: JP
Inventors: 達哉中島; Tatsuya Nakajima; 卓宏井出; Takahiro Ide
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2017-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: JP6050907B1

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel battery system in which uneven temperature between a plurality of fuel battery cell stacks is suppressed.SOLUTION: A first fuel battery cell stack 16 and a second fuel battery cell stack 18 are arranged to be heat-exchangeable with a combustor 40, along the combustor 40. A discharging portion 42 where second anode off gas is discharged into a combustion space R in the combustor 40 is formed at a position corresponding to an intermediate portion between the first fuel battery cell stack 16 and the second fuel battery cell stack 18.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は燃料電池システムに関する。 The present invention relates to a fuel cell system.

燃料電池システムには、複数の燃料電池セルスタックを有するものがある。例えば、複数の燃料電池セルスタックを多段化し、前段の燃料電池セルスタックから排出されたアノードオフガス中の未反応燃料を、後段の燃料電池セルスタックでの発電に使用する、発電効率の高いものが提案されている。このように、複数の燃料電池セルスタックを有する場合、例えば燃料電池セルスタックの負荷電流の制御方法によっては、発電時の電流が異なる場合がある。その場合は、燃料電池セルスタックからの発熱量が異なり、各々の燃料電池セルスタックの近傍において温度が不均一になる。この場合には、各燃料電池セルスタック間で、発電効率が異なってしまう。また、複数の燃料電池セルスタック間において負荷電流の制御方法を同じにしても、ガスの流量変化などにより燃料電池セルスタックの温度が不均一になると、発電性能が変わるだけでなく、発電可能な温度に達するまでの時間に差が生じることも考えられる。 Some fuel cell systems have a plurality of fuel cell stacks. For example, a plurality of fuel cell stacks are multi-staged, and unreacted fuel in the anode off-gas discharged from the preceding fuel cell stack is used for power generation in the subsequent fuel cell stack. Proposed. Thus, when it has a some fuel cell stack, the electric current at the time of electric power generation may differ depending on the control method of the load current of a fuel cell stack, for example. In that case, the amount of heat generated from the fuel cell stacks is different, and the temperature becomes nonuniform in the vicinity of each fuel cell stack. In this case, the power generation efficiency differs between the fuel cell stacks. Even if the load current control method is the same among a plurality of fuel cell stacks, if the temperature of the fuel cell stack becomes non-uniform due to changes in gas flow rate, etc., not only the power generation performance will change, but also power generation is possible. There may be a difference in the time to reach the temperature.

例えば、特許文献１では、燃料電池セルスタックの外周に燃焼部から排出された燃焼ガスを流動させるガス流路を設けて、燃焼電池セルスタックの温度バラツキを抑制している。また、特許文献１では、複数の燃料電池スタックを有しているが、多段に構成されているものではない。各々の燃料電池スタックから排出されたオフガスは、それぞれが燃焼に供され、オフガスを燃焼器や、燃焼器以外の部分に導く構成を有していない。 For example, in patent document 1, the gas flow path which flows the combustion gas discharged | emitted from the combustion part on the outer periphery of a fuel cell stack is provided, and the temperature variation of a combustion battery cell stack is suppressed. Moreover, in patent document 1, although it has several fuel cell stacks, it is not comprised by multistage. Each off gas discharged from each fuel cell stack is used for combustion, and does not have a configuration for guiding the off gas to a combustor or a portion other than the combustor.

特開２００７−２４２５６５号公報JP 2007-242565 A

本発明は上記事実を考慮して成されたもので、燃焼電池セルスタックを高温に維持しつつ、複数の燃料電池セルスタック間での温度の不均一を抑制する燃料電池システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above facts, and provides a fuel cell system that suppresses temperature non-uniformity among a plurality of fuel cell stacks while maintaining the combustion cell stack at a high temperature. Objective.

請求項１記載の発明に係る燃料電池システムは、燃料ガスと空気とを反応させて発電する第１燃料電池セルスタックと、空気と前記第１燃料電池セルスタックの燃料極から排出された第１アノードオフガスとを反応させて発電する第２燃料電池セルスタックと、前記第２燃料電池セルスタックから排出された第２アノードオフガスを燃焼させる燃焼器と、を備え、前記第１燃料電池セルスタック及び前記第２燃料電池セルスタックは、前記燃焼器に沿って前記燃焼器と熱交換可能に配置され、前記燃焼器内の燃焼空間へ前記第２アノードオフガスが放出される放出部が、前記第１燃料電池セルスタックと前記第２燃料電池セルスタックの中間部に対応する位置、及び、前記中間部を挟んだ両側の各々に対応する位置、の少なくとも一方に形成されるものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including a first fuel cell stack that generates power by reacting a fuel gas and air, and a first exhaust discharged from a fuel electrode of the air and the first fuel cell stack. A second fuel cell stack that generates electricity by reacting with an anode off gas; and a combustor that combusts the second anode off gas discharged from the second fuel cell stack, the first fuel cell stack, The second fuel cell stack is disposed along the combustor so as to be capable of exchanging heat with the combustor, and a discharge portion from which the second anode off gas is discharged to a combustion space in the combustor includes the first fuel cell stack. Formed in at least one of a position corresponding to an intermediate portion between the fuel cell stack and the second fuel cell stack and a position corresponding to each of both sides sandwiching the intermediate portion It is intended to be.

請求項１に係る燃料電池システムでは、第１燃料電池セルスタックと第２燃料電池セルスタックは、燃焼器と熱交換可能に配置されている。そして、燃焼器内の燃焼空間へ第２燃料電池セルスタックから排出された第２アノードオフガスが放出される放出部が、第１燃料電池セルスタックと第２燃料電池セルスタックの中間部に対応する位置、または、前記中間部を挟んだ両側の各々に対応する位置、または、その両方に形成されている。ここでの放出部は、燃焼器内部で第２アノードオフガスが燃焼する燃焼点となる位置であり、燃焼器内でも高温となる部分である。したがって、第１燃料電池セルスタックと第２燃料電池セルスタックのどちらかに偏って燃焼器の熱が伝達されることがなく、両者を高温に維持しつつ第１燃料電池セルスタックと第２燃料電池セルスタックの温度の不均一化を抑制することができる。 In the fuel cell system according to claim 1, the first fuel cell stack and the second fuel cell stack are arranged so as to be able to exchange heat with the combustor. And the discharge | release part from which the 2nd anode off gas discharged | emitted from the 2nd fuel cell stack to the combustion space in a combustor is discharge | released respond | corresponds to the intermediate part of a 1st fuel cell stack and a 2nd fuel cell stack. It is formed at a position, or a position corresponding to each of both sides of the intermediate portion, or both. Here, the discharge portion is a position that becomes a combustion point where the second anode off gas burns inside the combustor, and is a portion that also becomes high in the combustor. Accordingly, the heat of the combustor is not transmitted to either the first fuel cell stack or the second fuel cell stack, and the first fuel cell stack and the second fuel are maintained while maintaining both at a high temperature. It is possible to suppress the uneven temperature of the battery cell stack.

請求項２記載の発明に係る燃料電池システムは、前記第１燃料電池セルスタックと前記第２燃料電池セルスタックは、前記燃焼器の一方面側に並んで配置され、前記放出部は、前記燃焼空間の前記第１燃料電池セルスタック側の一端と前記第２燃料電池セルスタック側の他端の中間部に形成されている、ことを特徴とする。 In the fuel cell system according to claim 2, the first fuel cell stack and the second fuel cell stack are arranged side by side on one side of the combustor, and the discharge portion is the combustion The space is formed at an intermediate portion between one end on the first fuel cell stack side and the other end on the second fuel cell stack side of the space.

請求項２に係る燃料電池システムでは、第１燃料電池セルスタックと第２燃料電池セルスタックの中間部と燃焼器の中間部とが一致し、燃焼器内の温度の不均一化を抑制することができる。 In the fuel cell system according to claim 2, the intermediate portion of the first fuel cell stack and the second fuel cell stack and the intermediate portion of the combustor coincide with each other, and uneven temperature in the combustor is suppressed. Can do.

請求項３記載の発明に係る燃料電池システムは、前記燃焼器から燃焼排ガスを排出する燃焼排ガス排出部が前記燃焼器の前記一端と前記他端とに形成されている。 In a fuel cell system according to a third aspect of the present invention, a flue gas exhaust part for discharging flue gas from the combustor is formed at the one end and the other end of the combustor.

請求項３記載の発明に係る燃料電池システムでは、燃焼器の中間部から送入された第２アノードオフガスが燃焼に供され、燃焼器の一端と他端から排出されるので、燃焼器内で燃焼排ガスが中央部から両端部に流れ、燃焼器内の温度差を小さくすることができる。 In the fuel cell system according to the third aspect of the present invention, the second anode off gas fed from the intermediate portion of the combustor is used for combustion and discharged from one end and the other end of the combustor. Combustion exhaust gas flows from the center to both ends, and the temperature difference in the combustor can be reduced.

請求項４記載の発明に係る燃料電池システムは、前記第１燃料電池セルスタックと前記第２燃料電池セルスタックは、前記燃焼器の一方面側に並んで配置され、前記放出部が前記燃焼空間を挟んで前記燃焼器の前記第１燃料電池セルスタック側の一端と前記第２燃料電池セルスタック側の他端に形成されている、ことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel cell system, the first fuel cell stack and the second fuel cell stack are arranged side by side on one side of the combustor, and the discharge portion is the combustion space. Is formed at one end of the combustor on the first fuel cell stack side and the other end on the second fuel cell stack side of the combustor.

請求項４に係る燃料電池システムでは、燃焼器の一端と他端に放出部を設けることにより、燃焼器の一方面側に並んで配置された第１燃料電池セルスタック側と第２燃料電池セルスタック側に燃焼点が形成され、第１燃料電池セルスタックと第２燃料電池セルスタックの温度の不均一化を抑制することができる。 In the fuel cell system according to claim 4, by providing discharge portions at one end and the other end of the combustor, the first fuel cell stack side and the second fuel cell arranged side by side on the one surface side of the combustor. A combustion point is formed on the stack side, and uneven temperature of the first fuel cell stack and the second fuel cell stack can be suppressed.

請求項５記載の発明に係る燃料電池システムは、前記第２アノードオフガスは、前記一端に形成された前記放出部から前記他端へ向けて放出されると共に、前記他端に形成された前記放出部から前記一端へ向けて放出される、ことを特徴とする。 The fuel cell system according to claim 5, wherein the second anode off-gas is discharged from the discharge portion formed at the one end toward the other end and the discharge formed at the other end. It discharge | releases toward the said one end from a part, It is characterized by the above-mentioned.

請求項５に係る燃料電池システムでは、燃焼器において、第２アノードオフガスが、一端に形成された放出部から他端へ向けて放出されると共に、他端に形成された放出部から一端へ向けて放出される。したがって、燃焼器内において燃焼排ガスが一端から他端へ、他端から一端へ流れ、燃焼器内の温度差を小さくすることができる。 In the fuel cell system according to claim 5, in the combustor, the second anode off gas is discharged from the discharge portion formed at one end toward the other end and from the discharge portion formed at the other end toward the one end. Released. Therefore, combustion exhaust gas flows from one end to the other end and from the other end to the other end in the combustor, and the temperature difference in the combustor can be reduced.

請求項６記載の発明に係る燃料電池システムは、前記燃焼器から燃焼排ガスを排出する燃焼排ガス排出部が、前記燃焼器の前記一端と前記他端の中間部に形成されている。 In the fuel cell system according to the sixth aspect of the present invention, a flue gas exhaust part for discharging flue gas from the combustor is formed at an intermediate part between the one end and the other end of the combustor.

請求項６に係る燃料電池システムでは、燃焼器の一端と他端から送入された第２アノードオフガスが燃焼に供され、燃焼器の中間部から排出されるので、燃焼器内で気体が両端部から中央部に流れ、燃焼器内の温度差を小さくすることができる。 In the fuel cell system according to the sixth aspect, the second anode off-gas fed from one end and the other end of the combustor is used for combustion and discharged from the middle part of the combustor, so that the gas flows into both ends in the combustor. The temperature difference in the combustor can be reduced by flowing from the part to the center part.

本発明に係る燃料電池システムによれば、燃焼電池セルスタックを高温に維持しつつ、複数の燃料電池セルスタック間での温度の不均一を抑制することができる。 According to the fuel cell system of the present invention, it is possible to suppress temperature nonuniformity among the plurality of fuel cell stacks while maintaining the combustion battery cell stack at a high temperature.

第１実施形態に係る燃料電池システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel cell system according to a first embodiment. 第１実施形態における放出部の例（Ａ）〜（Ｃ）を示す図である。It is a figure which shows the example (A)-(C) of the discharge | release part in 1st Embodiment. 第２実施形態に係る燃料電池システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel cell system which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態における第１放出部、第２放出部の例（Ａ）〜（Ｃ）を示す図である。It is a figure which shows the example (A)-(C) of the 1st discharge | release part in 2nd Embodiment, and a 2nd discharge | release part. 第２実施形態の変形例に係る燃料電池システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel cell system which concerns on the modification of 2nd Embodiment.

［第１実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を詳細に説明する。 [First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１には、本実施形態に係る燃料電池システム１０Ａの概略構成が示されている。本実施形態に係る燃料電池システム１０Ａは、主要な構成として、気化器１２、改質器１４、第１燃料電池セルスタック１６、第２燃料電池セルスタック１８、及び、燃焼器４０を備えている。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a fuel cell system 10A according to the present embodiment. The fuel cell system 10A according to the present embodiment includes a vaporizer 12, a reformer 14, a first fuel cell stack 16, a second fuel cell stack 18, and a combustor 40 as main components. .

気化器１２には、原料ガス管Ｐ１の一端が接続されており、原料ガス管Ｐ１の他端は図示しないガス源に接続されている。ガス源からは、ブロアＢ１によりメタンが気化器１２へ送出される。また、気化器１２には、水供給管Ｐ２が接続されている。水供給管Ｐ２からは、ポンプＰにより、水（液相）が気化器１２へ送出される。気化器１２では、水が気化される。気化には、後述する燃焼器４０から排出された燃焼排ガスＧ１０の熱を用いることができる。なお、本実施形態では、原料ガスとしてメタンを用いるが、改質が可能なガスであれば特に限定されず、炭化水素燃料を用いることができる。炭化水素燃料としては、天然ガス、ＬＰガス（液化石油ガス）、石炭改質ガス、低級炭化水素ガスなどが例示される。低級炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、エチレン、プロパン、ブタン等の炭素数４以下の低級炭化水素が挙げられ、本実施形態で用いるメタンが好ましい。なお、炭化水素燃料としては、上述した低級炭化水素ガスを混合したものであってもよい。 One end of the source gas pipe P1 is connected to the vaporizer 12, and the other end of the source gas pipe P1 is connected to a gas source (not shown). From the gas source, methane is sent to the vaporizer 12 by the blower B1. The vaporizer 12 is connected to a water supply pipe P2. Water (liquid phase) is sent from the water supply pipe P2 to the vaporizer 12 by the pump P. In the vaporizer 12, water is vaporized. For the vaporization, the heat of the combustion exhaust gas G10 discharged from the combustor 40 described later can be used. In this embodiment, methane is used as the raw material gas, but it is not particularly limited as long as it can be reformed, and a hydrocarbon fuel can be used. Examples of the hydrocarbon fuel include natural gas, LP gas (liquefied petroleum gas), coal reformed gas, lower hydrocarbon gas, and the like. Examples of the lower hydrocarbon gas include lower hydrocarbons having 4 or less carbon atoms such as methane, ethane, ethylene, propane, and butane, and methane used in the present embodiment is preferable. The hydrocarbon fuel may be a mixture of the above-described lower hydrocarbon gas.

メタン及び水蒸気は、気化器１２から配管Ｐ３を介して改質器１４へ送出される。改質器１４は、後述する燃焼器４０との熱交換により加熱される。改質器１４では、メタンを改質し、水素を含む６００℃程度の温度の燃料ガスＧ１を生成する。改質器１４には、燃料ガス管Ｐ４の一端が接続されている。燃料ガス管Ｐ４の他端は、燃料電池セルスタック１６のアノード（燃料極）１６Ａと接続されている。改質器１４で生成された燃料ガスＧ１は、燃料ガス管Ｐ４を介してアノード１６Ａに供給される。 Methane and water vapor are sent from the vaporizer 12 to the reformer 14 via the pipe P3. The reformer 14 is heated by heat exchange with a combustor 40 described later. In the reformer 14, methane is reformed to generate a fuel gas G1 containing hydrogen and having a temperature of about 600 ° C. One end of a fuel gas pipe P4 is connected to the reformer 14. The other end of the fuel gas pipe P4 is connected to the anode (fuel electrode) 16A of the fuel cell stack 16. The fuel gas G1 generated by the reformer 14 is supplied to the anode 16A through the fuel gas pipe P4.

第１燃料電池セルスタック１６は、固体酸化物形の燃料電池セルスタックであり(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)、積層された複数の燃料電池セルを有している。第１燃料電池セルスタック１６は、作動温度が６５０℃程度に設定されている。第１燃料電池セルスタック１６は、後述する燃焼器４０の一方面に沿って配置され、燃焼器４０との間で熱交換可能となっている。なお、当該熱交換は、輻射であってもよいし、伝熱材を介した伝熱であってもよい。 The first fuel cell stack 16 is a solid oxide fuel cell stack (SOFC: Solid Oxide Fuel Cell) and has a plurality of stacked fuel cells. The operating temperature of the first fuel cell stack 16 is set to about 650 ° C. The first fuel cell stack 16 is disposed along one surface of a combustor 40 described later, and heat exchange with the combustor 40 is possible. The heat exchange may be radiation or heat transfer through a heat transfer material.

第１燃料電池セルスタック１６の個々の燃料電池セルは、電解質膜と、当該電解質膜の表裏面にそれぞれ積層されたアノード（燃料極）１６Ａ、及びカソード（空気極）１６Ｂと、を有している。図１では、複数の燃料電池セルの個々のアノード、カソードをまとめて、各々「アノード１６Ａ」「カソード１６Ｂ」と図示している。 Each fuel cell of the first fuel cell stack 16 includes an electrolyte membrane, and an anode (fuel electrode) 16A and a cathode (air electrode) 16B laminated on the front and back surfaces of the electrolyte membrane, respectively. Yes. In FIG. 1, individual anodes and cathodes of a plurality of fuel cells are collectively shown as “anode 16A” and “cathode 16B”, respectively.

第１燃料電池セルスタック１６のカソード１６Ｂには、空気管Ｐ５の一端が接続され、空気管Ｐ５の他端には、ブロアＢ２が接続されている。ブロアＢ２から送出された空気Ｇ５は、空気管Ｐ５によって、カソード１６Ｂへ供給される。なお、空気管Ｐ５を流通する空気Ｇ５は、後述する燃焼排ガスＧ１０との間で熱交換を行って、加熱してもよい。 One end of an air pipe P5 is connected to the cathode 16B of the first fuel cell stack 16, and a blower B2 is connected to the other end of the air pipe P5. The air G5 sent from the blower B2 is supplied to the cathode 16B through the air pipe P5. The air G5 flowing through the air pipe P5 may be heated by exchanging heat with a combustion exhaust gas G10 described later.

カソード１６Ｂでは、下記（１）式に示すように、空気中の酸素と電子とが反応して酸素イオンが生成される。生成された酸素イオンは電解質膜を通って第１燃料電池セルスタック１６のアノード１６Ａに到達する。 In the cathode 16B, as shown in the following formula (1), oxygen in the air and electrons react to generate oxygen ions. The generated oxygen ions reach the anode 16A of the first fuel cell stack 16 through the electrolyte membrane.

（空気極反応）
１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻ →Ｏ^２− …（１） (Air electrode reaction)
1 / 2O ₂ + 2e ⁻ → O ²⁻ (1)

カソード１６Ｂからは、カソードオフガスが排出される。 Cathode off-gas is discharged from the cathode 16B.

一方、第１燃料電池セルスタック１６のアノード１６Ａでは、下記（２）式及び（３）式に示すように、電解質膜を通ってきた酸素イオンが燃料ガス中の水素及び一酸化炭素と反応し、水(水蒸気)及び二酸化炭素と電子が生成される。アノード１６Ａで生成された電子がアノード１６Ａから外部回路を通ってカソード１６Ｂに移動することで、各燃料電池セルスタックにおいて発電される。また、各燃料電池セルスタックは、発電時に発熱する。 On the other hand, in the anode 16A of the first fuel cell stack 16, as shown in the following equations (2) and (3), oxygen ions that have passed through the electrolyte membrane react with hydrogen and carbon monoxide in the fuel gas. Water (steam) and carbon dioxide and electrons are generated. Electrons generated at the anode 16A move from the anode 16A through the external circuit to the cathode 16B, thereby generating electric power in each fuel cell stack. Each fuel cell stack generates heat during power generation.

（燃料極反応）
Ｈ_２＋Ｏ^２− →Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻ …(２)
ＣＯ＋Ｏ^２− →ＣＯ_２＋２ｅ⁻ …(３) (Fuel electrode reaction)
H ₂ + O ²⁻ → H ₂ O + 2e ⁻ (2)
CO + O ²⁻ → CO ₂ + 2e ⁻ (3)

アノード１６Ａには、アノードオフガス管Ｐ７の一端が接続されている。アノード１６Ａからアノードオフガス管Ｐ７へ、第１アノードオフガスＧ３が排出される。第１アノードオフガスＧ３には、未反応の水素、未反応の一酸化炭素、二酸化炭素及び水蒸気等が含まれている。 One end of an anode offgas pipe P7 is connected to the anode 16A. The first anode off gas G3 is discharged from the anode 16A to the anode off gas pipe P7. The first anode off gas G3 contains unreacted hydrogen, unreacted carbon monoxide, carbon dioxide, water vapor, and the like.

第２燃料電池セルスタック１８は、第１燃料電池セルスタック１６と同様の構成を有しており、アノード１６Ａに対応するアノード１８Ａと、カソード１６Ｂに対応するカソード１８Ｂを備えている。第２燃料電池セルスタック１８では、第１燃料電池セルスタック１６と同様の反応により、発電される。第２燃料電池セルスタック１８は、後述する燃焼器４０の第１燃料電池セルスタック１６と同一面側に沿って並んで配置され、燃焼器４０との間で熱交換可能となっている。なお、当該熱交換は、輻射であってもよいし、伝熱材を介した伝熱であってもよい。 The second fuel cell stack 18 has the same configuration as the first fuel cell stack 16, and includes an anode 18A corresponding to the anode 16A and a cathode 18B corresponding to the cathode 16B. The second fuel cell stack 18 generates power by the same reaction as that of the first fuel cell stack 16. The second fuel cell stack 18 is arranged side by side along the same surface as the first fuel cell stack 16 of the combustor 40 described later, and heat exchange with the combustor 40 is possible. The heat exchange may be radiation or heat transfer through a heat transfer material.

カソード１８Ｂには、カソードオフガス管Ｐ９−２の一端が接続されている。カソードオフガス管Ｐ９−２の他端は、燃焼器４０と接続されている。カソード１８Ｂから排出されたカソードオフガスＧ９−２は燃焼器４０へ送出される。燃焼器４０は、内部に燃焼空間Ｒが形成された金属製の箱体とされ、第１燃料電池セルスタック１６及び第２燃料電池セルスタック１８の一方面側を覆うように配置されている。燃焼器４０には、燃焼器４０内へカソードオフガスＧ９−２を放出する放出部４３が形成されている。放出部４３は、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の中間部に対応する位置に配置されている。ここでの中間部とは、放出部４３から第１燃料電池セルスタック１６及び第２燃料電池セルスタック１８までの距離が略等距離の部分をいい、当該距離の差は１０cm以下であることが好ましく、さらに、５cm以下であることがより好ましい。なお、本実施形態では、燃焼器４０の第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８が並ぶ方向における中間部と、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の中間部とは、概ね一致している。 One end of a cathode offgas pipe P9-2 is connected to the cathode 18B. The other end of the cathode offgas pipe P9-2 is connected to the combustor 40. Cathode off-gas G9-2 discharged from the cathode 18B is sent to the combustor 40. The combustor 40 is a metal box having a combustion space R formed therein, and is disposed so as to cover one side of the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18. The combustor 40 is formed with a discharge portion 43 that discharges the cathode off gas G9-2 into the combustor 40. The discharge portion 43 is disposed at a position corresponding to the intermediate portion between the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18. Here, the intermediate portion refers to a portion where the distances from the discharge portion 43 to the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 are substantially equidistant, and the difference between the distances is 10 cm or less. More preferably, it is 5 cm or less. In the present embodiment, the intermediate portion of the combustor 40 in the direction in which the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 are arranged, the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 The middle part is generally the same.

なお、本実施形態では、燃焼器４０の中間部と、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の中間部と、を概ね一致させたが、必ずしも一致させる必要はなく、ずれていてもよい。 In the present embodiment, the intermediate portion of the combustor 40 and the intermediate portions of the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 are substantially matched. It may be.

アノード１８Ａには、アノードオフガス管Ｐ８の一端が接続されている。アノードオフガス管Ｐ８の他端は、燃焼器４０と接続されている。燃焼器４０には、燃焼器４０内へ第２アノードオフガスＧ８を放出する放出部４２が形成されている。放出部４２は、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の中間部に対応する位置に配置されている。ここでの中間部も、第１燃料電池セルスタック１６及び第２燃料電池セルスタック１８までの距離が略等距離の部分をいう。また、燃焼器４０の第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８が並ぶ方向における中間部と、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の中間部とは、概ね一致している。放出部４２と放出部４３の距離は１０ｃｍ以下であることが好ましく、さらに５ｃｍ以下であることがより好ましい。と放出部４２から放出された第２アノードオフガスＧ８中の未反応水素、一酸化炭素は、放出部４２近傍で燃焼する。これにより、燃焼器４０内の放出部４２近傍が燃焼点となる。 One end of an anode offgas pipe P8 is connected to the anode 18A. The other end of the anode off gas pipe P8 is connected to the combustor 40. The combustor 40 is formed with a discharge portion 42 that discharges the second anode off-gas G8 into the combustor 40. The discharge part 42 is disposed at a position corresponding to an intermediate part between the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18. Here, the intermediate portion also refers to a portion where the distances to the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 are substantially equidistant. Further, the intermediate portion of the combustor 40 in the direction in which the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 are aligned, and the intermediate portion of the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 are: It is almost the same. The distance between the emission part 42 and the emission part 43 is preferably 10 cm or less, and more preferably 5 cm or less. The unreacted hydrogen and carbon monoxide in the second anode off-gas G8 released from the discharge part 42 burn near the discharge part 42. Thereby, the discharge part 42 vicinity in the combustor 40 becomes a combustion point.

なお、放出部４２までの経路としては、図２（Ａ）に示されるように、燃焼器４０の外側から放出部４２までアノードオフガス管Ｐ８を延在させてもよいし、図２（Ｂ）に示されるように、燃焼器４０の内側にアノードオフガス管Ｐ８を引き込んで放出部４２まで延在させてもよい。さらに、図２（Ｃ）に示されるように、燃焼器４０の内部に第２アノードオフガスＧ８の流路４１を設けて放出部４２まで導き、燃焼器４０内へ第２アノードオフガスＧ８を放出させてもよい。また、放出部４３についても、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、放出部４２と同様に形成してもよい。 As shown in FIG. 2 (A), the anode off-gas pipe P8 may be extended from the outside of the combustor 40 to the discharge part 42 as shown in FIG. 2 (A). As shown, the anode off-gas pipe P8 may be drawn inside the combustor 40 and extended to the discharge part 42. Further, as shown in FIG. 2C, a flow path 41 of the second anode off gas G8 is provided inside the combustor 40 and led to the discharge section 42, and the second anode off gas G8 is discharged into the combustor 40. May be. Moreover, you may form the discharge | release part 43 similarly to the discharge | release part 42, as FIG. 2 (A)-(C) shows.

燃焼器４０には、燃焼排ガス管Ｐ１０Ａ、Ｐ１０Ｂが接続されている。燃焼排ガス管Ｐ１０Ａは、燃焼器４０の燃焼空間Ｒを挟んで一端側に接続され、燃焼排ガス管Ｐ１０Ａは、燃焼器４０の燃焼空間Ｒを挟んで他端側に接続されている。燃焼排ガス管Ｐ１０Ａ、Ｐ１０Ｂから、燃焼排ガスＧ１０が排出される。 Combustion exhaust gas pipes P10A and P10B are connected to the combustor 40. The combustion exhaust pipe P10A is connected to one end side with the combustion space R of the combustor 40 interposed therebetween, and the combustion exhaust pipe P10A is connected to the other end side of the combustion space R of the combustor 40. The combustion exhaust gas G10 is discharged from the combustion exhaust pipes P10A and P10B.

次に、本実施形態の燃料電池システム１０Ａの動作について説明する。 Next, the operation of the fuel cell system 10A of the present embodiment will be described.

ブロアＢ２により所定の流量で送出された空気Ｇ５は、カソード１６Ｂへ供給され、発電に供された後、カソードオフガス管Ｐ９−１を経てカソードオフガスＧ９−１がカソード１８Ｂへ送出される。カソードオフガスＧ９−１は、カソード１８Ｂで発電に供され、カソード１８ＢからカソードオフガスＧ９−２が排出される。カソードオフガスＧ９−２は、カソードオフガス管Ｐ９−２を経て燃焼器４０へ送出される。 The air G5 sent out at a predetermined flow rate by the blower B2 is supplied to the cathode 16B and used for power generation, and then the cathode offgas G9-1 is sent out to the cathode 18B via the cathode offgas pipe P9-1. Cathode off gas G9-1 is used for power generation at cathode 18B, and cathode off gas G9-2 is discharged from cathode 18B. The cathode offgas G9-2 is sent to the combustor 40 through the cathode offgas pipe P9-2.

一方、ブロアＢ１により送出されたメタンは、気化器１２へ供給される。また、気化器１２には、ポンプＰにより水（液相）が供給され、燃焼排ガス（不図示）により加熱される。これにより水は気化され、加熱されたメタンと水蒸気は配管Ｐ３を経て改質器１４へ送出され、燃料ガスＧ１へ改質される。燃料ガスＧ１は、燃料ガス管Ｐ４を経てアノード１６Ａへ供給され、発電に供される。アノード１６Ａからは、未反応の水素等の燃料を含む第１アノードオフガスＧ３が排出され、アノードオフガス管Ｐ７を経てアノード１８Ａへ供給される。第１アノードオフガスＧ３は、アノード１８Ａで発電に供され、アノード１８Ａから第２アノードオフガスＧ８が排出される。 On the other hand, the methane sent out by the blower B1 is supplied to the vaporizer 12. Further, the vaporizer 12 is supplied with water (liquid phase) by a pump P and is heated by combustion exhaust gas (not shown). Thereby, water is vaporized, and the heated methane and water vapor are sent to the reformer 14 through the pipe P3 and reformed into the fuel gas G1. The fuel gas G1 is supplied to the anode 16A via the fuel gas pipe P4 and is used for power generation. From the anode 16A, the first anode offgas G3 containing fuel such as unreacted hydrogen is discharged and supplied to the anode 18A via the anode offgas pipe P7. The first anode off gas G3 is subjected to power generation at the anode 18A, and the second anode off gas G8 is discharged from the anode 18A.

第２アノードオフガスＧ８は、アノードオフガス管Ｐ８を経て燃焼器４０へ送出され、放出部４２から燃焼器４０内へ放出される。第２アノードオフガスＧ８中の未反応水素、一酸化炭素は、放出部４２近傍で燃焼する。これにより、放出部４２近傍の温度が上昇する。燃焼器４０内の燃焼排ガスＧ１０は、燃焼排ガス管Ｐ１０Ａ、Ｐ１０Ｂから排出される。 The second anode off gas G8 is sent to the combustor 40 through the anode off gas pipe P8, and is discharged from the discharge portion 42 into the combustor 40. Unreacted hydrogen and carbon monoxide in the second anode off-gas G8 are combusted in the vicinity of the discharge part. Thereby, the temperature in the vicinity of the discharge part 42 rises. The combustion exhaust gas G10 in the combustor 40 is discharged from the combustion exhaust pipes P10A and P10B.

本実施形態では、放出部４２が、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の中間部に対応する位置に配置されているので、放出部４２近傍の熱がどちらかの燃料電池セルスタック側に偏って伝達されることがなく、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８を高温に維持しつつ、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の温度の不均一化を抑制することができる。 In the present embodiment, the discharge portion 42 is disposed at a position corresponding to the intermediate portion between the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18, so that the heat in the vicinity of the discharge portion 42 is either fuel. The first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack are maintained while maintaining the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 at a high temperature without being transmitted to the battery cell stack side. The temperature non-uniformity of 18 can be suppressed.

また、本実施形態では、燃焼器４０の第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８が並ぶ方向における中間部と、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の中間部とが一致し、この中間部に放出部４２が配置されている。したがって、燃焼空間Ｒ内における温度の片寄りを抑制することができる。
In the present embodiment, the intermediate portion of the combustor 40 in the direction in which the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 are arranged, the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 The middle portion coincides with the middle portion, and the discharge portion 42 is disposed in the middle portion. Therefore, the temperature deviation in the combustion space R can be suppressed.

また、本実施形態では、燃焼排ガス管Ｐ１０Ａ、Ｐ１０Ｂが、燃焼器４０両端に接続されているので、燃焼器４０内で燃焼排ガスが中央部から両端部に流れ、燃焼器４０内の温度差を小さくすることができる。 Moreover, in this embodiment, since the combustion exhaust gas pipes P10A and P10B are connected to both ends of the combustor 40, the combustion exhaust gas flows from the center to both ends in the combustor 40, and the temperature difference in the combustor 40 is increased. Can be small.

なお、本実施形態の燃料電池システム１０Ａは、第１燃料電池セルスタック１６を前段、第２燃料電池セルスタック１８を後段とする、２段の構成の例で説明したが、第２燃料電池セルスタック１８の後段に別の燃料電池セルスタックを有する３段の構成、更に４段目の燃料電池セルスタックを備えた燃料電池システムに本発明を適用することもできる。 The fuel cell system 10A of the present embodiment has been described with an example of a two-stage configuration in which the first fuel cell stack 16 is a front stage and the second fuel cell stack 18 is a rear stage. The present invention can also be applied to a fuel cell system including a three-stage configuration having another fuel cell stack at the rear stage of the stack 18 and a fourth-stage fuel cell stack.

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図３に示されるように、本実施形態の燃料電池システム１０Ｂは、第２アノードオフガス管Ｐ８が分岐して、２カ所に設けられた第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂから燃焼器４０へ第２アノードオフガスＧ８が流入する。第１放出部４６Ａは、燃焼器４０の第１燃料電池セルスタック１６が配置されている側の一端に設けられ、第２放出部４６Ｂは、燃焼器４０の第２燃料電池セルスタック１８が配置されている側の他端に設けられている。すなわち、第１放出部４６Ａと第２放出部４６Ｂとは、燃焼空間Ｒを挟んで互いに対向する位置に配置されている。また、第２アノードオフガスＧ８は、第１放出部４６Ａから燃焼器４０の他端へ向かって放出され、第２放出部４６Ｂから燃焼器４０の一端へ向かって放出される。なお、第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂから放出される第２アノードオフガスＧ８の単位時間当たりの流量は、略等しくなるように、第２アノードオフガス管Ｐ８の長さや流路径等が設定されている。 As shown in FIG. 3, in the fuel cell system 10B of the present embodiment, the second anode off-gas pipe P8 is branched and the first discharge section 46A and the second discharge section 46B provided at two locations are combustor 40. The second anode off gas G8 flows into the. The first discharge portion 46A is provided at one end of the combustor 40 on the side where the first fuel cell stack 16 is disposed, and the second discharge portion 46B is disposed at the second fuel cell stack 18 of the combustor 40. It is provided at the other end on the side that is provided. That is, the first discharge portion 46A and the second discharge portion 46B are arranged at positions facing each other with the combustion space R in between. Further, the second anode off gas G8 is discharged from the first discharge portion 46A toward the other end of the combustor 40, and is discharged from the second discharge portion 46B toward one end of the combustor 40. The length, flow path diameter, etc. of the second anode off-gas pipe P8 are set so that the flow rates per unit time of the second anode off-gas G8 released from the first emission part 46A and the second emission part 46B are substantially equal. Has been.

また、カソードオフガス管Ｐ９−２も分岐し、２カ所に設けられた第１放出部４５Ａ、第２放出部４５Ｂから燃焼器４０へカソードオフガスＧ９−２が流入する。第１放出部４５Ａは、燃焼器４０の第１燃料電池セルスタック１６が配置されている側の一端の第１放出部４６Ａの近傍に設けられ、第２放出部４５Ｂは、燃焼器４０の第２燃料電池セルスタック１８が配置されている側の他端の第２放出部４６Ｂの近傍に設けられている。すなわち、第１放出部４５Ａ、４６Ａと第２放出部４５Ｂ、４６Ｂとは、燃焼空間Ｒを挟んで互いに対向する位置に配置されている。また、第２アノードオフガスＧ８は、第１放出部４６Ａから燃焼器４０の他端へ向かって放出され、第２放出部４６Ｂから燃焼器４０の一端へ向かって放出される。さらに、カソードオフガスＧ９−２は、第１放出部４５Ａから燃焼器４０の他端へ向かって放出され、第２放出部４５Ｂから燃焼器４０の一端へ向かって放出される。第１放出部４５Ａと第１放出部４６Ａの距離、及び、第１放出部４５Ｂと第１放出部４６Ｂの距離は、１０ｃｍ以下であることが好ましく、さらに５ｃｍ以下であることがより好ましい。 Further, the cathode offgas pipe P9-2 is also branched, and the cathode offgas G9-2 flows into the combustor 40 from the first emission part 45A and the second emission part 45B provided at two places. 45 A of 1st discharge parts are provided in the vicinity of the 1st discharge part 46A of the end by which the 1st fuel cell stack 16 of the combustor 40 is arrange | positioned, and the 2nd discharge part 45B is the 1st discharge part 45B. The fuel cell stack 18 is provided in the vicinity of the second discharge portion 46B on the other end on the side where the fuel cell stack 18 is disposed. That is, the first discharge portions 45A and 46A and the second discharge portions 45B and 46B are disposed at positions facing each other with the combustion space R in between. Further, the second anode off gas G8 is discharged from the first discharge portion 46A toward the other end of the combustor 40, and is discharged from the second discharge portion 46B toward one end of the combustor 40. Further, the cathode off-gas G9-2 is discharged from the first discharge portion 45A toward the other end of the combustor 40, and is discharged from the second discharge portion 45B toward one end of the combustor 40. The distance between the first emission part 45A and the first emission part 46A and the distance between the first emission part 45B and the first emission part 46B are preferably 10 cm or less, and more preferably 5 cm or less.

第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂから放出された第２アノードオフガスＧ８中の未反応水素、一酸化炭素は、第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂの近傍で各々燃焼する。これにより、燃焼器４０内の第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂの近傍が燃焼点となる。 Unreacted hydrogen and carbon monoxide in the second anode off-gas G8 released from the first emission part 46A and the second emission part 46B burn in the vicinity of the first emission part 46A and the second emission part 46B, respectively. Thereby, the vicinity of the first discharge part 46A and the second discharge part 46B in the combustor 40 becomes a combustion point.

なお、第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂは、図４（Ａ）に示されるように、燃焼器４０の外側から第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂまでアノードオフガス管Ｐ８を延在させてもよいし、図４（Ｂ）に示されるように、燃焼器４０の内側にアノードオフガス管Ｐ８を引き込んで第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂまで延在させてもよい。さらに、図４（Ｃ）に示されるように、燃焼器４０の内部に第２アノードオフガスＧ８の流路４７を設けて第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂまで導き、燃焼器４０内へ第２アノードオフガスＧ８を放出させてもよい。また、放出部４５Ａ、４５Ｂについても、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、放出部４６Ａ、４６Ｂと同様に形成してもよい。 As shown in FIG. 4A, the first discharge section 46A and the second discharge section 46B extend the anode off-gas pipe P8 from the outside of the combustor 40 to the first discharge section 46A and the second discharge section 46B. As shown in FIG. 4B, the anode off-gas pipe P8 may be drawn inside the combustor 40 and extended to the first discharge part 46A and the second discharge part 46B. Further, as shown in FIG. 4C, a flow path 47 of the second anode off-gas G8 is provided in the combustor 40 and led to the first discharge part 46A and the second discharge part 46B, and into the combustor 40. The second anode off gas G8 may be released. Moreover, you may form discharge | release part 45A, 45B similarly to discharge | release part 46A, 46B, as FIG. 4 (A)-(C) shows.

燃焼器４０には、燃焼排ガス管Ｐ１０が接続されている。燃焼排ガス管Ｐ１０は、燃焼器４０の第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の並び方向の中間部に対応する位置に接続されている。燃焼排ガス管Ｐ１０から、燃焼排ガスＧ１０が燃焼器４０の外へ排出される。 A combustion exhaust gas pipe P10 is connected to the combustor 40. The combustion exhaust gas pipe P <b> 10 is connected to a position corresponding to an intermediate portion in the arrangement direction of the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 of the combustor 40. The combustion exhaust gas G10 is discharged out of the combustor 40 from the combustion exhaust pipe P10.

本実施形態では、第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂが、燃焼器４０の、第１燃料電池セルスタック１６に対応する一端と、第２燃料電池セルスタック１８に対応する他端に配置されている。したがって、第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂの各々の近傍の燃焼点における熱が、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の各々に伝達され、温度の不均一化を抑制することができる。 In the present embodiment, the first discharge portion 46A and the second discharge portion 46B are disposed at one end corresponding to the first fuel cell stack 16 and the other end corresponding to the second fuel cell stack 18 of the combustor 40. Has been. Therefore, heat at the combustion point near each of the first discharge portion 46A and the second discharge portion 46B is transmitted to each of the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18, and the temperature becomes uneven. Can be suppressed.

また、本実施形態では、第２アノードオフガスＧ８が、第１放出部４６Ａから燃焼器４０の他端へ向かって放出され、第２放出部４６Ｂから燃焼器４０の一端へ向かって放出される。したがって、燃焼空間Ｒにおいて燃焼排ガスが一端から他端へ、他端から一端へ流れ、燃焼器４０内の温度差を小さくすることができる。 Further, in the present embodiment, the second anode off-gas G8 is released from the first discharge portion 46A toward the other end of the combustor 40, and is discharged from the second discharge portion 46B toward one end of the combustor 40. Therefore, combustion exhaust gas flows from one end to the other end and from the other end to the other end in the combustion space R, and the temperature difference in the combustor 40 can be reduced.

また、本実施形態では、燃焼排ガス管Ｐ１０が、燃焼器４０の中央部に接続されているので、燃焼器４０内で燃焼排ガスが両端部から中央部に流れ、燃焼器４０内の温度差を小さくすることができる。 Moreover, in this embodiment, since the flue gas pipe P10 is connected to the central portion of the combustor 40, the flue gas flows from both ends to the central portion in the combustor 40, and the temperature difference in the combustor 40 is increased. Can be small.

なお、本実施形態では、第１放出部４６Ａ、第２放出部４６Ｂを燃焼器４０の一端と他端に設けたが、第１燃料電池セルスタック１６と第２燃料電池セルスタック１８の各々に対応する位置であれば、他の位置に設けてもよい。例えば、図５に示されるように、第１燃料電池セルスタック１６の中央部分に対応する位置に配置された第１放出部４８Ａと、第２燃料電池セルスタック１８の中央部分に対応する位置に配置された第２放出部４８Ｂとしてもよい。この場合には、カソードオフガスＧ９−２を放出する第１放出部４５Ａ、第２放出部４５Ｂについても、第１放出部４８Ａ、第２放出部４８Ｂに隣接させた位置に配置した第１放出部４９Ａ、第２放出部４９Ｂとする。 In the present embodiment, the first discharge portion 46A and the second discharge portion 46B are provided at one end and the other end of the combustor 40, but each of the first fuel cell stack 16 and the second fuel cell stack 18 is provided. If it is a corresponding position, it may be provided at another position. For example, as shown in FIG. 5, the first discharge portion 48 </ b> A disposed at a position corresponding to the center portion of the first fuel cell stack 16 and the position corresponding to the center portion of the second fuel cell stack 18. It is good also as the 2nd discharge part 48B arranged. In this case, the first emission part 45A and the second emission part 45B that emit the cathode off gas G9-2 are also arranged at positions adjacent to the first emission part 48A and the second emission part 48B. 49A and the second discharge part 49B.

また、本実施形態の燃料電池システム１０Ｂは、第１燃料電池セルスタック１６を前段、第２燃料電池セルスタック１８を後段とする、２段の構成の例で説明したが、第２燃料電池セルスタック１８の後段に別の燃料電池セルスタックを有する３段の構成、更に４段目やそれ以上の燃料電池セルスタックを備えた燃料電池システムに本発明を適用することもできる。この場合には、各々の燃料電池セルスタック（３段目、４段目等）毎に第２アノードオフガスＧ８を放出する放出部を設けることが好ましい。 Further, the fuel cell system 10B of the present embodiment has been described with an example of a two-stage configuration in which the first fuel cell stack 16 is a front stage and the second fuel cell stack 18 is a rear stage. The present invention can also be applied to a fuel cell system including a three-stage configuration having another fuel cell stack at the subsequent stage of the stack 18 and a fourth or higher fuel cell stack. In this case, it is preferable to provide a discharge part for discharging the second anode off gas G8 for each fuel cell stack (third stage, fourth stage, etc.).

なお、本発明の燃料電池としては、固体酸化物形の燃料電池(SOFC：Solid Oxide Fuel Cell)に限られるものではなく、他の燃料電池、例えば、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)であってもよい。 The fuel cell of the present invention is not limited to a solid oxide fuel cell (SOFC), but may be another fuel cell such as a molten carbonate fuel cell (MCFC). May be.

さらに、本発明は、前述の第１、２実施形態に限定されず、本発明の技術的思想内で、当業者によって、既知の装置を組み合わせて実施することができる。例えば、熱交換器の設置、組み合わせなどを、種々に設定することができる。 Furthermore, the present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and can be implemented by a person skilled in the art in combination with known devices within the technical idea of the present invention. For example, the installation and combination of heat exchangers can be set in various ways.

１０Ａ、１０Ｂ燃料電池システム
１６第１燃料電池セルスタック
１６Ａアノード
１６Ｂカソード
１８第２燃料電池セルスタック
１８Ａアノード
１８Ｂカソード
４０燃焼器
４２放出部
４６Ａ第１放出部（放出部）
４６Ｂ第２放出部（放出部）
４８Ａ第１放出部（放出部）
４８Ｂ第２放出部（放出部）
Ｒ燃焼空間
Ｇ３第１アノードオフガス
Ｇ８第２アノードオフガス
Ｐ１０、Ｐ１０Ａ、Ｐ１０Ｂ燃焼排ガス管（燃焼排ガス排出部） 10A, 10B Fuel cell system 16 First fuel cell stack 16A Anode 16B Cathode 18 Second fuel cell stack 18A Anode 18B Cathode 40 Combustor 42 Release part 46A First release part (release part)
46B 2nd discharge | release part (discharge | release part)
48A 1st discharge | release part (discharge | release part)
48B 2nd discharge part (discharge part)
R Combustion space G3 First anode off gas G8 Second anode off gas P10, P10A, P10B Combustion exhaust gas pipe (combustion exhaust gas discharge part)

請求項１記載の発明に係る燃料電池システムは、燃料ガスと空気とを反応させて発電する第１燃料電池セルスタックと、空気と前記第１燃料電池セルスタックの燃料極から排出された第１アノードオフガスとを反応させて発電する第２燃料電池セルスタックと、前記第２燃料電池セルスタックから排出された第２アノードオフガスを燃焼させる燃焼器と、を備え、前記第１燃料電池セルスタック及び前記第２燃料電池セルスタックは、前記燃焼器に沿って前記燃焼器と熱交換可能に配置され、前記燃焼器内の燃焼空間へ前記第２アノードオフガスが放出される放出部が、前記第１燃料電池セルスタックと前記第２燃料電池セルスタックの中間部に対応する位置、及び、前記中間部を挟んで前記第１燃料電池セルスタック側、前記第２燃料電池セルスタック側の各々に対応する位置、の少なくとも一方に形成されるものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including a first fuel cell stack that generates power by reacting a fuel gas and air, and a first exhaust discharged from a fuel electrode of the air and the first fuel cell stack. A second fuel cell stack that generates electricity by reacting with an anode off gas; and a combustor that combusts the second anode off gas discharged from the second fuel cell stack, the first fuel cell stack, The second fuel cell stack is disposed along the combustor so as to be capable of exchanging heat with the combustor, and a discharge portion from which the second anode off gas is discharged to a combustion space in the combustor includes the first fuel cell stack. position corresponding to the middle portion of the the fuel cell stack a second fuel cell stack, and wherein the sides of the intermediate portion first fuel cell stack side, the second fuel cell Rusutakku side respectively corresponding to the position of, and is formed on at least one of.

Claims

A first fuel cell stack that generates electricity by reacting fuel gas and air;
A second fuel cell stack that generates electric power by reacting air with a first anode off gas discharged from the fuel electrode of the first fuel cell stack;
A combustor for combusting the second anode off-gas discharged from the second fuel cell stack;
With
The first fuel cell stack and the second fuel cell stack are disposed along the combustor so as to be capable of exchanging heat with the combustor, and the second anode off gas is released into a combustion space in the combustor. Are formed at at least one of a position corresponding to an intermediate portion between the first fuel cell stack and the second fuel cell stack, and a position corresponding to each of both sides sandwiching the intermediate portion. The
Fuel cell system.

The first fuel cell stack and the second fuel cell stack are arranged side by side on one side of the combustor,
The said discharge | release part is formed in the intermediate part of the one end by the side of the said 1st fuel cell stack of the said combustion space, and the other end by the side of the said 2nd fuel cell stack. Fuel cell system.

3. The fuel cell system according to claim 2, wherein a combustion exhaust gas discharge part for discharging combustion exhaust gas from the combustor is formed at the one end and the other end of the combustor.

The first fuel cell stack and the second fuel cell stack are arranged side by side on one side of the combustor,
2. The discharge portion is formed at one end of the combustor on the first fuel cell stack side and the other end on the second fuel cell stack side of the combustor with the combustion space interposed therebetween. The fuel cell system according to any one of claims 3 to 4.

The second anode off gas is discharged from the discharge portion formed at the one end toward the other end, and is discharged from the discharge portion formed at the other end toward the one end. The fuel cell system according to claim 4, wherein

The fuel cell system according to claim 4 or 5, wherein a combustion exhaust gas discharge part for discharging combustion exhaust gas from the combustor is formed at an intermediate part between the one end and the other end of the combustor.