JP2022090193A - Fuel cell module - Google Patents

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陽祐 赤木
Yosuke Akagi
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Abstract

To suppress the performance degradation of a single cell and the occurrence of breakage due to the worsening of gas distributivity attributable to a pressure difference between an air electrode side gas passage and a fuel electrode side passage.SOLUTION: A fuel cell module comprises a fuel cell stack provided with a plurality of power generation units, each having a single cell that includes an electrolyte layer, an air electrode and a fuel electrode. The fuel cell module also comprises a combustor for burning a gas, a fuel electrode side gas exhaust passage for connecting between the fuel electrode side gas exhaust manifold of the fuel cell stack and the combustor, and an air electrode side gas exhaust passage for connecting between the air electrode side gas exhaust manifold of the fuel cell stack and the combustor. In a specific gas exhaust passage which is the fuel electrode side gas exhaust passage and/or the air electrode side gas exhaust passage are provided a cooling mechanism for cooing the gas in the specific gas exhaust passage and a pressure control mechanism for adjusting the pressure of a gas in the specific gas exhaust passage and installed downstream of the cooling mechanism.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書によって開示される技術は、燃料電池モジュールに関する。 The techniques disclosed herein relate to fuel cell modules.

水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池の種類の1つとして、固体酸化物形の燃料電池(以下、「SOFC」という。)が知られている。SOFCは、例えば、燃料電池スタックと燃焼器とを備える燃料電池モジュールの形態で利用される。 A solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as "SOFC") is known as one of the types of fuel cells that generate power by utilizing an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. SOFCs are used, for example, in the form of fuel cell modules comprising a fuel cell stack and a combustor.

燃料電池スタックは、複数の発電単位を備える構造体である。各発電単位は、電解質層と、電解質層を挟んで互いに対向する空気極および燃料極とを含む燃料電池単セル(以下、単に「単セル」という。)を有する。また、燃料電池スタックには、各発電単位における燃料極に面する燃料室にガス(燃料ガス)を供給する燃料極側ガス供給マニホールドと、各発電単位における燃料室からガス(燃料オフガス)を排出する燃料極側ガス排出マニホールドと、各発電単位における空気極に面する空気室にガス(酸化剤ガス)を供給する空気極側ガス供給マニホールドと、各発電単位における空気室からガス(酸化剤オフガス)を排出する空気極側ガス排出マニホールドとが形成されている。 The fuel cell stack is a structure having a plurality of power generation units. Each power generation unit has a fuel cell single cell (hereinafter, simply referred to as "single cell") including an electrolyte layer and an air electrode and a fuel electrode facing each other with the electrolyte layer interposed therebetween. Further, the fuel cell stack has a fuel electrode side gas supply manifold that supplies gas (fuel gas) to the fuel chamber facing the fuel electrode in each power generation unit, and gas (fuel off gas) is discharged from the fuel chamber in each power generation unit. Gas discharge manifold on the fuel electrode side, gas supply manifold on the air electrode side that supplies gas (oxidizer gas) to the air chamber facing the air electrode in each power generation unit, and gas (oxidizer off gas) from the air chamber in each power generation unit. ) Is formed on the air electrode side gas discharge manifold.

燃焼器は、燃料極側ガス排出流路を介して、燃料電池スタックの燃料極側ガス排出マニホールドと接続されており、かつ、空気極側ガス排出流路を介して、燃料電池スタックの空気極側ガス排出マニホールドと接続されている。各マニホールドを介して燃料電池スタックから排出されたガス(燃料オフガスおよび酸化剤オフガス)は、燃焼器に導入され、燃焼器内で混合されて燃焼される(例えば、特許文献1参照)。 The combustor is connected to the fuel pole side gas discharge manifold of the fuel cell stack via the fuel pole side gas discharge flow path, and is connected to the fuel pole side gas discharge flow path of the fuel cell stack, and is connected to the air electrode of the fuel cell stack via the air pole side gas discharge flow path. It is connected to the side gas discharge manifold. The gas discharged from the fuel cell stack via each manifold (fuel off gas and oxidant off gas) is introduced into the combustor, mixed and burned in the combustor (see, for example, Patent Document 1).

特開2019-91683号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-91683

燃料電池モジュールの運転の際には、例えば、燃料電池スタック内部の温度制御のために、空気極側ガス供給マニホールドに供給されるガスの流量や燃料極側ガス供給マニホールドに供給されるガスの流量が増減される。このようなガス流量の増減に伴い、燃料電池スタックの各発電単位において空気極側ガス流路の圧力と燃料極側ガス流路の圧力との差が大きくなると、各発電単位において空気極側ガス流路または燃料極側ガス流路を構成する部材が変形し、空気極側ガス流路または燃料極側ガス流路の圧損が大きくなってガス分配性が悪化し、単セルの性能低下や劣化、破損を引き起こすおそれがある。なお、このような課題は、SOFCに限らず、他のタイプの燃料電池の燃料電池モジュールにも共通の課題である。 When operating the fuel cell module, for example, the flow rate of gas supplied to the gas electrode side gas supply manifold or the flow rate of gas supplied to the fuel electrode side gas supply manifold for temperature control inside the fuel cell stack. Is increased or decreased. When the difference between the pressure of the gas flow path on the air electrode side and the pressure of the gas flow path on the fuel electrode side becomes large in each power generation unit of the fuel cell stack as the gas flow rate increases or decreases, the gas on the air electrode side in each power generation unit becomes large. The members constituting the flow path or the fuel pole side gas flow path are deformed, the pressure loss of the air pole side gas flow path or the fuel pole side gas flow path becomes large, the gas distribution property deteriorates, and the performance of the single cell deteriorates or deteriorates. , May cause damage. It should be noted that such a problem is common not only to SOFC but also to fuel cell modules of other types of fuel cells.

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。 This specification discloses a technique capable of solving the above-mentioned problems.

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。 The techniques disclosed herein can be realized, for example, in the following forms.

(1)本明細書に開示される燃料電池モジュールは、燃料電池スタックを備える。燃料電池スタックは、電解質層と前記電解質層を挟んで互いに対向する空気極および燃料極とを含む単セルをそれぞれ有する複数の発電単位を備える。燃料電池スタックには、各前記発電単位における前記燃料極に面する燃料室にガスを供給する燃料極側ガス供給マニホールドと、各前記発電単位における前記燃料室からガスを排出する燃料極側ガス排出マニホールドと、各前記発電単位における前記空気極に面する空気室にガスを供給する空気極側ガス供給マニホールドと、各前記発電単位における前記空気室からガスを排出する空気極側ガス排出マニホールドとが形成されている。また、燃料電池モジュールは、ガスを燃焼させる燃焼器と、前記燃料電池スタックの前記燃料極側ガス排出マニホールドと前記燃焼器とを接続する燃料極側ガス排出流路と、前記燃料電池スタックの前記空気極側ガス排出マニホールドと前記燃焼器とを接続する空気極側ガス排出流路とを備える。前記燃料極側ガス排出流路と前記空気極側ガス排出流路との少なくとも一方である特定ガス排出流路に、前記特定ガス排出流路内のガスを冷却する冷却機構と、前記冷却機構の下流側に配置され、前記特定ガス排出流路内のガスの圧力を調整する圧力制御機構と、が設けられている。 (1) The fuel cell module disclosed herein includes a fuel cell stack. The fuel cell stack comprises a plurality of power generation units each having a single cell including an electrolyte layer and air poles and fuel poles facing each other across the electrolyte layer. The fuel cell stack has a fuel electrode side gas supply manifold that supplies gas to the fuel chamber facing the fuel electrode in each power generation unit, and fuel electrode side gas discharge that discharges gas from the fuel chamber in each power generation unit. The manifold, the air electrode side gas supply manifold that supplies gas to the air chamber facing the air electrode in each power generation unit, and the air electrode side gas discharge manifold that discharges gas from the air chamber in each power generation unit. It has been formed. Further, the fuel cell module includes a combustor for burning gas, a fuel pole side gas discharge flow path connecting the fuel pole side gas discharge manifold and the combustor of the fuel cell stack, and the fuel cell stack. An air pole side gas discharge flow path for connecting the air pole side gas discharge manifold and the combustor is provided. A cooling mechanism for cooling the gas in the specific gas discharge flow path and the cooling mechanism in the specific gas discharge flow path which is at least one of the fuel pole side gas discharge flow path and the air pole side gas discharge flow path. A pressure control mechanism, which is arranged on the downstream side and adjusts the pressure of the gas in the specific gas discharge flow path, is provided.

このように、本燃料電池モジュールでは、燃料極側ガス排出流路と空気極側ガス排出流路との少なくとも一方である特定ガス排出流路に、特定ガス排出流路内のガスを冷却する冷却機構が設けられているため、特定ガス排出流路における冷却機構の下流側に、特定ガス排出流路内のガスの圧力を調整するための圧力制御機構として、特別な耐熱性能を有さない汎用的な圧力制御機構を設けることができる。また、本燃料電池モジュールでは、圧力制御機構によって特定ガス排出流路内のガスの圧力を調整することにより、各発電単位における空気極側ガス流路の圧力と燃料極側ガス流路の圧力との差が過大となることを抑制することができる。従って、本燃料電池モジュールによれば、空気極側ガス流路と燃料極側ガス流路との圧力差に起因して各発電単位における空気極側ガス流路または燃料極側ガス流路を構成する部材が変形し、各発電単位における空気極側ガス流路または燃料極側ガス流路の圧損が大きくなってガス分配性が悪化することを抑制することができ、ひいては、ガス分配性悪化に伴う単セルの性能低下や劣化、破損の発生を抑制することができる。 As described above, in this fuel cell module, cooling for cooling the gas in the specific gas discharge flow path in the specific gas discharge flow path which is at least one of the fuel pole side gas discharge flow path and the air pole side gas discharge flow path. Since a mechanism is provided, it is a general-purpose pressure control mechanism that does not have special heat resistance as a pressure control mechanism for adjusting the pressure of gas in the specific gas discharge flow path on the downstream side of the cooling mechanism in the specific gas discharge flow path. Pressure control mechanism can be provided. Further, in this fuel cell module, the pressure of the gas in the specific gas discharge flow path is adjusted by the pressure control mechanism, so that the pressure of the gas flow path on the air electrode side and the pressure of the gas flow path on the fuel electrode side in each power generation unit can be adjusted. It is possible to prevent the difference between the two from becoming excessive. Therefore, according to this fuel cell module, the air electrode side gas flow path or the fuel electrode side gas flow path in each power generation unit is configured due to the pressure difference between the air electrode side gas flow path and the fuel electrode side gas flow path. It is possible to prevent the pressure loss of the gas flow path on the air electrode side or the gas flow path on the fuel electrode side in each power generation unit from being deformed and the gas distribution property from deteriorating, which in turn causes the gas distribution property to deteriorate. It is possible to suppress the accompanying deterioration, deterioration, and damage of the single cell.

(2)上記燃料電池モジュールにおいて、さらに、前記燃料電池スタックの前記燃料極側ガス供給マニホールドに接続された燃料極側ガス供給流路と、前記燃料電池スタックの前記空気極側ガス供給マニホールドに接続された空気極側ガス供給流路と、少なくとも前記空気極側ガス供給流路と前記空気極側ガス供給マニホールドと各前記発電単位の前記空気室と前記空気極側ガス排出マニホールドと前記空気極側ガス排出流路とを含む空気極側ガス流路と、少なくとも前記燃料極側ガス供給流路と前記燃料極側ガス供給マニホールドと各前記発電単位の前記燃料室と前記燃料極側ガス排出マニホールドと前記燃料極側ガス排出流路とを含む燃料極側ガス流路と、の少なくとも一方の圧力を測定する圧力測定部と、前記圧力測定部による圧力測定結果に基づき、前記圧力制御機構を制御する制御部と、を備える構成としてもよい。本燃料電池モジュールによれば、圧力制御機構を用いて各発電単位における空気極側ガス流路の圧力と燃料極側ガス流路の圧力との差が過大となることを効果的に抑制することができ、ガス分配性悪化に伴う単セルの性能低下や劣化、破損の発生を効果的に抑制することができる。 (2) In the fuel cell module, the fuel electrode side gas supply flow path connected to the fuel electrode side gas supply manifold of the fuel cell stack and the air electrode side gas supply manifold of the fuel cell stack are further connected. The air pole side gas supply flow path, at least the air pole side gas supply flow path, the air pole side gas supply manifold, the air chamber of each power generation unit, the air pole side gas discharge manifold, and the air pole side. An air pole side gas flow path including a gas discharge flow path, at least the fuel pole side gas supply flow path, the fuel pole side gas supply manifold, the fuel chamber of each power generation unit, and the fuel pole side gas discharge manifold. The pressure control mechanism is controlled based on the pressure measurement unit for measuring the pressure of at least one of the fuel electrode side gas flow path including the fuel electrode side gas discharge flow path and the pressure measurement result by the pressure measurement unit. It may be configured to include a control unit. According to this fuel cell module, the pressure control mechanism is used to effectively suppress an excessive difference between the pressure of the gas flow path on the air electrode side and the pressure of the gas flow path on the fuel electrode side in each power generation unit. It is possible to effectively suppress the deterioration, deterioration, and damage of the single cell due to the deterioration of gas distributability.

(3)上記燃料電池モジュールにおいて、前記冷却機構と前記圧力制御機構とは、少なくとも前記燃料極側ガス排出流路に設けられ、前記燃料電池モジュールは、さらに、原燃料ガスの脱硫を行う脱硫器と、前記燃料極側ガス排出流路における前記冷却機構より下流側の位置と前記脱硫器とを接続する分岐流路と、を備える構成としてもよい。本燃料電池モジュールによれば、燃料電池スタックから排出されたガスを原燃料ガスの脱硫のために利用することができ、システム効率を向上させることができる。 (3) In the fuel cell module, the cooling mechanism and the pressure control mechanism are provided at least in the fuel electrode side gas discharge flow path, and the fuel cell module is a desulfurizer that further desalphates the raw fuel gas. And a branch flow path connecting the position downstream of the cooling mechanism in the fuel electrode side gas discharge flow path and the desulfurization device may be provided. According to this fuel cell module, the gas discharged from the fuel cell stack can be used for desulfurization of the raw fuel gas, and the system efficiency can be improved.

(4)上記燃料電池モジュールにおいて、前記冷却機構は、前記空気極側ガス供給マニホールドに供給するためのガスと、前記燃料極側ガス供給マニホールドに供給するためのガスと、の少なくとも一方と前記特定ガス排出流路内のガスとの間で熱交換を行う熱交換部を含む構成としてもよい。本燃料電池モジュールでは、熱交換部において、空気極側ガス供給マニホールドに供給するためのガスと燃料極側ガス供給マニホールドに供給するためのガスとの少なくとも一方が、特定ガス排出流路内のガスの熱を奪うことによって、特定ガス排出流路内のガスが冷却される。従って、本燃料電池モジュールによれば、冷却機構による特定ガス排出流路内のガスの冷却を実現しつつ、冷却機構を設けたことに伴う燃料電池モジュール全体としての熱効率の低下を抑制することができる。 (4) In the fuel cell module, the cooling mechanism specifies at least one of a gas for supplying to the air electrode side gas supply manifold and a gas for supplying to the fuel electrode side gas supply manifold. The configuration may include a heat exchange unit that exchanges heat with the gas in the gas discharge flow path. In this fuel cell module, at least one of the gas to be supplied to the gas electrode side gas supply manifold and the gas to be supplied to the fuel electrode side gas supply manifold in the heat exchange section is the gas in the specific gas discharge flow path. By taking away the heat of the gas, the gas in the specific gas discharge flow path is cooled. Therefore, according to this fuel cell module, it is possible to suppress the decrease in thermal efficiency of the fuel cell module as a whole due to the provision of the cooling mechanism while realizing the cooling of the gas in the specific gas discharge flow path by the cooling mechanism. can.

(5)上記燃料電池モジュールにおいて、さらに、水を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器において蒸発した水を利用して原燃料ガスを改質する改質器と、を備え、前記冷却機構は、前記蒸発器に供給される水と前記特定ガス排出流路内のガスとの間で熱交換を行う熱交換部を含む構成としてもよい。本燃料電池モジュールでは、熱交換部において、蒸発器に供給される水が、特定ガス排出流路内のガスの熱を奪うことによって、特定ガス排出流路内のガスが冷却される。従って、本燃料電池モジュールによれば、冷却機構による特定ガス排出流路内のガスの冷却を実現しつつ、冷却機構を設けたことに伴う燃料電池モジュール全体としての熱効率の低下を抑制することができる。 (5) The fuel cell module further includes an evaporator for evaporating water and a reformer for reforming raw fuel gas using the water evaporated in the evaporator, and the cooling mechanism is provided. The configuration may include a heat exchange unit that exchanges heat between the water supplied to the evaporator and the gas in the specific gas discharge flow path. In this fuel cell module, in the heat exchange section, the water supplied to the evaporator takes heat of the gas in the specific gas discharge flow path, so that the gas in the specific gas discharge flow path is cooled. Therefore, according to this fuel cell module, it is possible to suppress the decrease in thermal efficiency of the fuel cell module as a whole due to the provision of the cooling mechanism while realizing the cooling of the gas in the specific gas discharge flow path by the cooling mechanism. can.

(6)上記燃料電池モジュールにおいて、各前記発電単位は、さらに、貫通孔が形成され、前記貫通孔を取り囲む部分が前記単セルの周縁部に接合され、前記空気極に面する空気室と前記燃料極に面する燃料室とを区画する第1のセパレータを有する構成としてもよい。本燃料電池モジュールでは、単セルに接合された第1のセパレータの変形に伴うガス分配性の悪化が発生しやすい構成が採用されているが、圧力制御機構を用いて各発電単位における空気極側ガス流路の圧力と燃料極側ガス流路の圧力との差が過大となることを抑制できるため、該圧力差に起因する第1のセパレータの変形を抑制することができ、ガス分配性悪化に伴う単セルの性能低下や劣化、破損の発生を抑制することができる。 (6) In the fuel cell module, each of the power generation units is further formed with a through hole, and a portion surrounding the through hole is joined to the peripheral edge of the single cell, and the air chamber facing the air electrode and the said. It may be configured to have a first separator that separates the fuel chamber facing the fuel electrode. In this fuel cell module, a configuration is adopted in which the gas distribution property is likely to deteriorate due to the deformation of the first separator bonded to the single cell, but the air electrode side in each power generation unit is used by using the pressure control mechanism. Since it is possible to suppress an excessive difference between the pressure of the gas flow path and the pressure of the gas flow path on the fuel electrode side, it is possible to suppress the deformation of the first separator due to the pressure difference, and the gas distributability deteriorates. It is possible to suppress the deterioration, deterioration, and damage of a single cell due to the above.

(7)上記燃料電池モジュールにおいて、各前記発電単位は、さらに、前記単セルに電気的に接続された導電性のインターコネクタと、貫通孔が形成され、前記貫通孔を取り囲む部分が前記インターコネクタの周縁部と接合され、前記空気室と前記燃料室との一方と、他の前記発電単位における前記空気室と前記燃料室との他方と、を区画する第2のセパレータと、を有する構成としてもよい。本燃料電池モジュールでは、インターコネクタに接合された第2のセパレータの変形に伴うガス分配性の悪化が発生しやすい構成が採用されているが、圧力制御機構を用いて各発電単位における空気極側ガス流路の圧力と燃料極側ガス流路の圧力との差が過大となることを抑制できるため、該圧力差に起因する第2のセパレータの変形を抑制することができ、ガス分配性悪化に伴う単セルの性能低下や劣化、破損の発生を抑制することができる。 (7) In the fuel cell module, each power generation unit is further formed with a conductive interconnector electrically connected to the single cell and a through hole, and a portion surrounding the through hole is the interconnector. As a configuration having a second separator joined to the peripheral portion of the air chamber and partitioning one of the air chamber and the fuel chamber and the other of the air chamber and the fuel chamber in the other power generation unit. May be good. In this fuel cell module, a configuration is adopted in which the gas distribution property is likely to deteriorate due to the deformation of the second separator bonded to the interconnector, but the air electrode side in each power generation unit is used by using the pressure control mechanism. Since it is possible to suppress an excessive difference between the pressure of the gas flow path and the pressure of the gas flow path on the fuel electrode side, it is possible to suppress the deformation of the second separator due to the pressure difference, and the gas distributability deteriorates. It is possible to suppress the deterioration, deterioration, and damage of a single cell due to the above.

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、燃料電池モジュールおよびその製造方法等の形態で実現することが可能である。 The techniques disclosed in the present specification can be realized in various forms, for example, in the form of a fuel cell module and a method for manufacturing the same.

第1実施形態における燃料電池モジュール10の構成を模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the structure of the fuel cell module 10 in 1st Embodiment 第1実施形態における燃料電池スタック100の外観構成を示す斜視図A perspective view showing an external configuration of the fuel cell stack 100 according to the first embodiment. 図2のIII-IIIの位置における燃料電池スタック100のXZ断面構成を示す説明図Explanatory drawing which shows the XZ cross-sectional structure of the fuel cell stack 100 at the position of III-III of FIG. 図2のIV-IVの位置における燃料電池スタック100のYZ断面構成を示す説明図Explanatory drawing which shows the YZ cross-sectional structure of the fuel cell stack 100 at the position of IV-IV of FIG. 図3に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のXZ断面構成を示す説明図Explanatory drawing which shows the XZ cross section configuration of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 図4に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のYZ断面構成を示す説明図Explanatory drawing which shows the YZ cross section configuration of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 第2実施形態における燃料電池モジュール10aの構成を模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the structure of the fuel cell module 10a in 2nd Embodiment 第3実施形態における燃料電池モジュール10bの構成を模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the structure of the fuel cell module 10b in 3rd Embodiment 第4実施形態における燃料電池モジュール10cの構成を模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the structure of the fuel cell module 10c in 4th Embodiment

A.実施形態:
A-1.燃料電池モジュール10の構成:
図1は、第1実施形態における燃料電池モジュール10の構成を模式的に示す説明図である。燃料電池モジュール10は、燃料電池スタック100と、その他の装置とを備える。以下では、まず燃料電池スタック100の構成について説明し、その後、燃料電池モジュール10を構成する他の装置の構成について説明する。
A. Embodiment:
A-1. Configuration of fuel cell module 10:
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the fuel cell module 10 in the first embodiment. The fuel cell module 10 includes a fuel cell stack 100 and other devices. Hereinafter, the configuration of the fuel cell stack 100 will be described first, and then the configurations of other devices constituting the fuel cell module 10 will be described.

A-2.燃料電池スタック100の構成:
図2は、第1実施形態における燃料電池スタック100の外観構成を示す斜視図であり、図3は、図2のIII-IIIの位置における燃料電池スタック100のXZ断面構成を示す説明図であり、図4は、図2のIV-IVの位置における燃料電池スタック100のYZ断面構成を示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Z軸正方向を上方向と呼び、Z軸負方向を下方向と呼ぶものとするが、燃料電池スタック100は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。
A-2. Configuration of fuel cell stack 100:
FIG. 2 is a perspective view showing an external configuration of the fuel cell stack 100 according to the first embodiment, and FIG. 3 is an explanatory view showing an XZ cross-sectional configuration of the fuel cell stack 100 at the positions III to III of FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a YZ cross-sectional configuration of the fuel cell stack 100 at the position IV-IV of FIG. Each figure shows XYZ axes that are orthogonal to each other to identify the direction. In the present specification, for convenience, the Z-axis positive direction is referred to as an upward direction, and the Z-axis negative direction is referred to as a downward direction, but the fuel cell stack 100 is actually in a direction different from such an orientation. It may be installed.

燃料電池スタック100は、複数の発電単位102と、一対のエンドプレート104,106とを備える。複数の発電単位102は、所定の配列方向(本実施形態では上下方向)に並べて配置されている。一対のエンドプレート104,106は、複数の発電単位102から構成される集合体を上下から挟むように配置されている。 The fuel cell stack 100 includes a plurality of power generation units 102 and a pair of end plates 104 and 106. The plurality of power generation units 102 are arranged side by side in a predetermined arrangement direction (vertical direction in this embodiment). The pair of end plates 104 and 106 are arranged so as to sandwich an aggregate composed of a plurality of power generation units 102 from above and below.

燃料電池スタック100を構成する各層(発電単位102、エンドプレート104,106)の周縁部には、上下方向に貫通する複数の孔が形成されており、各層に形成され互いに対応する孔同士が上下方向に連通して、一方のエンドプレート104から他方のエンドプレート106にわたって上下方向に延びる連通孔108を構成している。以下の説明では、連通孔108を構成するために燃料電池スタック100の各層に形成された孔も、連通孔108と呼ぶ場合がある。 A plurality of holes penetrating in the vertical direction are formed on the peripheral edge of each layer (power generation unit 102, end plates 104, 106) constituting the fuel cell stack 100, and the holes formed in each layer and corresponding to each other are vertically and vertically formed. Communicating in the direction constitutes a communication hole 108 extending in the vertical direction from one end plate 104 to the other end plate 106. In the following description, the holes formed in each layer of the fuel cell stack 100 to form the communication holes 108 may also be referred to as communication holes 108.

各連通孔108には上下方向に延びるボルト22が挿通されており、ボルト22とボルト22の両側に嵌められたナット24とによって、燃料電池スタック100は締結されている。なお、図3および図4に示すように、ナット24と各エンドプレート104,106(または後述するガス通路部材27)との間には、絶縁シート26が介在している。 A bolt 22 extending in the vertical direction is inserted into each communication hole 108, and the fuel cell stack 100 is fastened by the bolt 22 and the nuts 24 fitted on both sides of the bolt 22. As shown in FIGS. 3 and 4, an insulating sheet 26 is interposed between the nut 24 and the end plates 104 and 106 (or the gas passage member 27 described later).

各ボルト22の軸部の外周面と各連通孔108の内周面との間には、空間が確保されている。図2および図3に示すように、1つのボルト22(ボルト22A)と、そのボルト22Aが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、燃料電池スタック100の外部から酸化剤ガスOG(例えば空気)が導入され、その酸化剤ガスOGを各発電単位102の空気室166に供給するガス流路である空気極側ガス供給マニホールド161として機能し、他の1つのボルト22(ボルト22B)と、そのボルト22Bが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、各発電単位102の空気室166から排出されたガスである酸化剤オフガスOOGを燃料電池スタック100の外部へと排出する空気極側ガス排出マニホールド162として機能する。また、図2および図4に示すように、他の1つのボルト22(ボルト22D)と、そのボルト22Dが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、燃料電池スタック100の外部から燃料ガスFG(例えば水素リッチなガス)が導入され、その燃料ガスFGを各発電単位102の燃料室176に供給する燃料極側ガス供給マニホールド171として機能し、他の1つのボルト22(ボルト22E)と、そのボルト22Eが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、各発電単位102の燃料室176から排出されたガスである燃料オフガスFOGを燃料電池スタック100の外部へと排出する燃料極側ガス排出マニホールド172として機能する。 A space is secured between the outer peripheral surface of the shaft portion of each bolt 22 and the inner peripheral surface of each communication hole 108. As shown in FIGS. 2 and 3, the space formed by one bolt 22 (bolt 22A) and the communication hole 108 through which the bolt 22A is inserted is formed from the outside of the fuel cell stack 100 by the oxidant gas OG ( For example, air) is introduced and functions as an air electrode side gas supply manifold 161 which is a gas flow path for supplying the oxidant gas OG to the air chamber 166 of each power generation unit 102, and the other bolt 22 (bolt 22B). The space formed by the communication hole 108 through which the bolt 22B is inserted discharges the oxidant off-gas OOG, which is the gas discharged from the air chamber 166 of each power generation unit 102, to the outside of the fuel cell stack 100. It functions as an air electrode side gas discharge manifold 162. Further, as shown in FIGS. 2 and 4, the space formed by the other bolt 22 (bolt 22D) and the communication hole 108 through which the bolt 22D is inserted is fuel from the outside of the fuel cell stack 100. A gas FG (for example, a hydrogen-rich gas) is introduced, which functions as a fuel electrode side gas supply manifold 171 for supplying the fuel gas FG to the fuel chamber 176 of each power generation unit 102, and another one bolt 22 (bolt 22E). And the space formed by the communication hole 108 through which the bolt 22E is inserted is the fuel that discharges the fuel off-gas FOG, which is the gas discharged from the fuel chamber 176 of each power generation unit 102, to the outside of the fuel cell stack 100. It functions as a polar gas discharge manifold 172.

燃料電池スタック100には、4つのガス通路部材27が設けられている。各ガス通路部材27は、中空筒状の本体部28と、本体部28の側面から分岐した中空筒状の分岐部29とを有している。分岐部29の孔は本体部28の孔と連通している。各ガス通路部材27の本体部28の孔は、各ガス通路部材27の設置位置に設けられた各マニホールド161,162,171,172に連通している。 The fuel cell stack 100 is provided with four gas passage members 27. Each gas passage member 27 has a hollow cylindrical main body portion 28 and a hollow cylindrical branch portion 29 branched from the side surface of the main body portion 28. The hole of the branch portion 29 communicates with the hole of the main body portion 28. The holes in the main body 28 of each gas passage member 27 communicate with each manifold 161, 162, 171 and 172 provided at the installation position of each gas passage member 27.

(エンドプレート104,106の構成)
一対のエンドプレート104,106は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばステンレスにより形成されている。上側のエンドプレート104は、燃料電池スタック100のプラス側の出力端子として機能し、下側のエンドプレート106は、燃料電池スタック100のマイナス側の出力端子として機能する。
(Structure of end plates 104 and 106)
The pair of end plates 104 and 106 are substantially rectangular flat plate-shaped conductive members, and are made of, for example, stainless steel. The upper end plate 104 functions as a positive output terminal of the fuel cell stack 100, and the lower end plate 106 functions as a negative output terminal of the fuel cell stack 100.

(発電単位102の構成)
図5は、図3に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のXZ断面構成を示す説明図であり、図6は、図4に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のYZ断面構成を示す説明図である。
(Structure of power generation unit 102)
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an XZ cross-sectional configuration of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 3, and FIG. 6 is an explanatory view showing the XZ cross-sectional configuration of the two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the YZ cross-sectional structure of two power generation units 102.

図5および図6に示すように、発電単位102は、単セル110と、単セル用セパレータ120と、空気極側フレーム部材130と、空気極側集電体134と、燃料極側フレーム部材140と、燃料極側集電体144と、一対のインターコネクタ150と、一対のIC用セパレータ180とを備えている。単セル用セパレータ120、IC用セパレータ180、空気極側フレーム部材130、燃料極側フレーム部材140の周縁部には、上述したボルト22が挿通される連通孔108に対応する孔が形成されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the power generation unit 102 includes a single cell 110, a single cell separator 120, an air pole side frame member 130, an air pole side current collector 134, and a fuel pole side frame member 140. A fuel electrode side current collector 144, a pair of interconnectors 150, and a pair of IC separators 180 are provided. A hole corresponding to the communication hole 108 into which the bolt 22 described above is inserted is formed in the peripheral portion of the separator 120 for a single cell, the separator 180 for an IC, the frame member 130 on the air electrode side, and the frame member 140 on the fuel electrode side. ..

インターコネクタ150は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばステンレスにより形成されている。また、IC用セパレータ180は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の貫通孔181が形成されたフレーム状の部材であり、例えばステンレスにより形成されている。IC用セパレータ180における貫通孔181を取り囲む部分は、例えば溶接により、インターコネクタ150の周縁部と接合されている。インターコネクタ150は、発電単位102間の電気的導通を確保する。また、インターコネクタ150およびIC用セパレータ180は、空気室166と燃料室176との一方と、他の発電単位102における空気室166と燃料室176との他方とを区画する。なお、本実施形態では、2つの発電単位102が隣接して配置されている場合、インターコネクタ150およびIC用セパレータ180の1つの組合せは、隣接する2つの発電単位102に共有されている。すなわち、ある発電単位102における上側のインターコネクタ150およびIC用セパレータ180の組合せは、その発電単位102の上側に隣接する他の発電単位102における下側のインターコネクタ150およびIC用セパレータ180の組合せと同一部材である。IC用セパレータ180は、特許請求の範囲における第2のセパレータに相当する。 The interconnector 150 is a substantially rectangular flat plate-shaped conductive member, and is made of, for example, stainless steel. Further, the IC separator 180 is a frame-shaped member having a substantially rectangular through hole 181 penetrating in the vertical direction near the center, and is made of, for example, stainless steel. The portion of the IC separator 180 surrounding the through hole 181 is joined to the peripheral edge of the interconnector 150 by welding, for example. The interconnector 150 ensures electrical continuity between the power generation units 102. Further, the interconnector 150 and the IC separator 180 partition one of the air chamber 166 and the fuel chamber 176, and the other of the air chamber 166 and the fuel chamber 176 in the other power generation unit 102. In the present embodiment, when the two power generation units 102 are arranged adjacent to each other, one combination of the interconnector 150 and the IC separator 180 is shared by the two adjacent power generation units 102. That is, the combination of the upper interconnector 150 and the IC separator 180 in one power generation unit 102 is the combination of the lower interconnector 150 and the IC separator 180 in another power generation unit 102 adjacent to the upper side of the power generation unit 102. It is the same member. The IC separator 180 corresponds to the second separator in the claims.

単セル110は、電解質層112と、電解質層112を挟んで上下方向に互いに対向する空気極(カソード)114および燃料極(アノード)116とを備える。電解質層112は、略矩形の平板形状部材であり、緻密な層である。電解質層112は、例えば、YSZ(イットリア安定化ジルコニア)等の固体酸化物により形成されている。このように、本実施形態の単セル110は、電解質として固体酸化物を用いる固体酸化物形燃料電池(SOFC)である。空気極114は、略矩形の平板形状部材であり、多孔質な層である。空気極114は、例えば、ペロブスカイト型酸化物(例えばLSCF(ランタンストロンチウムコバルト鉄酸化物))により形成されている。燃料極116は、略矩形の平板形状部材であり、多孔質な層である。燃料極116は、例えば、Niと酸化物イオン伝導性セラミックス粒子(例えば、YSZ)とからなるサーメットにより形成されている。 The single cell 110 includes an electrolyte layer 112, an air electrode (cathode) 114 and a fuel electrode (anode) 116 that face each other in the vertical direction with the electrolyte layer 112 interposed therebetween. The electrolyte layer 112 is a substantially rectangular flat plate-shaped member, and is a dense layer. The electrolyte layer 112 is formed of, for example, a solid oxide such as YSZ (yttria-stabilized zirconia). As described above, the single cell 110 of the present embodiment is a solid oxide fuel cell (SOFC) using a solid oxide as an electrolyte. The air electrode 114 is a substantially rectangular flat plate-shaped member and is a porous layer. The air electrode 114 is formed of, for example, a perovskite-type oxide (for example, LSCF (lanthanum strontium cobalt iron oxide)). The fuel electrode 116 is a substantially rectangular flat plate-shaped member and is a porous layer. The fuel electrode 116 is formed of, for example, a cermet composed of Ni and oxide ion conductive ceramic particles (for example, YSZ).

単セル用セパレータ120は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の貫通孔121が形成されたフレーム状の部材であり、例えばステンレスにより形成されている。単セル用セパレータ120における貫通孔121を取り囲む部分は、例えばロウ材を含む接合部124により、単セル110(電解質層112)の周縁部と接合されている。単セル用セパレータ120により、空気極114に面する空気室166と燃料極116に面する燃料室176とが区画される。単セル用セパレータ120は、特許請求の範囲における第1のセパレータに相当する。 The single cell separator 120 is a frame-shaped member having a substantially rectangular through hole 121 penetrating in the vertical direction near the center, and is made of, for example, stainless steel. The portion of the separator 120 for a single cell surrounding the through hole 121 is joined to the peripheral edge of the single cell 110 (electrolyte layer 112) by, for example, a joining portion 124 containing a brazing material. The single cell separator 120 separates the air chamber 166 facing the air pole 114 and the fuel chamber 176 facing the fuel pole 116. The single cell separator 120 corresponds to the first separator in the claims.

空気極側フレーム部材130は、中央付近に略矩形の空気室用孔131が形成されたフレーム状の部材であり、例えばマイカ等の絶縁体により形成されている。空気極側フレーム部材130によって、発電単位102に含まれる一対のIC用セパレータ180間が電気的に絶縁され、その結果、一対のインターコネクタ150間が電気的に絶縁される。空気極側フレーム部材130には、空気極側ガス供給マニホールド161と空気室166とを連通する酸化剤ガス供給連通流路132と、空気室166と空気極側ガス排出マニホールド162とを連通する酸化剤ガス排出連通流路133とが形成されている。 The air pole side frame member 130 is a frame-shaped member in which a substantially rectangular air chamber hole 131 is formed near the center, and is formed of, for example, an insulator such as mica. The air electrode side frame member 130 electrically insulates between the pair of IC separators 180 included in the power generation unit 102, and as a result, electrically insulates between the pair of interconnectors 150. The air electrode side frame member 130 has an oxidizing agent gas supply communication flow path 132 that communicates the air electrode side gas supply manifold 161 and the air chamber 166, and oxidation that communicates the air chamber 166 and the air electrode side gas discharge manifold 162. The agent gas discharge communication flow path 133 is formed.

燃料極側フレーム部材140は、中央付近に略矩形の燃料室用孔141が形成されたフレーム状の部材であり、例えばステンレスにより形成されている。燃料極側フレーム部材140には、燃料極側ガス供給マニホールド171と燃料室176とを連通する燃料ガス供給連通流路142と、燃料室176と燃料極側ガス排出マニホールド172とを連通する燃料ガス排出連通流路143とが形成されている。 The fuel electrode side frame member 140 is a frame-shaped member having a substantially rectangular fuel chamber hole 141 formed in the vicinity of the center, and is made of, for example, stainless steel. In the fuel electrode side frame member 140, the fuel gas supply communication flow path 142 that communicates the fuel electrode side gas supply manifold 171 and the fuel chamber 176, and the fuel gas that communicates the fuel chamber 176 and the fuel electrode side gas discharge manifold 172. A discharge communication flow path 143 is formed.

空気極側集電体134は、空気室166内に配置されている。空気極側集電体134は、複数の略四角柱状の集電体要素135から構成されており、例えばステンレスにより形成されている。空気極側集電体134は、空気極114とインターコネクタ150とを電気的に接続する。ただし、燃料電池スタック100において最も上に位置する発電単位102は上側のインターコネクタ150を備えていないため、当該発電単位102における空気極側集電体134は、空気極114とエンドプレート104とを電気的に接続する(図3および図4参照)。 The air pole side current collector 134 is arranged in the air chamber 166. The air pole side current collector 134 is composed of a plurality of substantially square columnar current collector elements 135, and is made of, for example, stainless steel. The air electrode side current collector 134 electrically connects the air electrode 114 and the interconnector 150. However, since the power generation unit 102 located at the top of the fuel cell stack 100 does not have the upper interconnector 150, the air electrode side current collector 134 in the power generation unit 102 has the air electrode 114 and the end plate 104. Electrically connect (see FIGS. 3 and 4).

燃料極側集電体144は、燃料室176内に配置されている。燃料極側集電体144は、インターコネクタ対向部146と、電極対向部145と、電極対向部145とインターコネクタ対向部146とをつなぐ連接部147とを備えており、例えば、ニッケルやニッケル合金、ステンレス等により形成されている。電極対向部145は、燃料極116の表面に接触しており、インターコネクタ対向部146は、インターコネクタ150の表面に接触しており、その結果、燃料極側集電体144は、燃料極116とインターコネクタ150とを電気的に接続する。ただし、燃料電池スタック100において最も下に位置する発電単位102は下側のインターコネクタ150を備えていないため、当該発電単位102における燃料極側集電体144は、燃料極116とエンドプレート106とを電気的に接続する(図3および図4参照)。なお、電極対向部145とインターコネクタ対向部146との間には、例えばマイカにより形成されたスペーサ149が配置されている。 The fuel electrode side current collector 144 is arranged in the fuel chamber 176. The fuel electrode side current collector 144 includes an interconnector facing portion 146, an electrode facing portion 145, and a connecting portion 147 connecting the electrode facing portion 145 and the interconnector facing portion 146, for example, nickel or nickel alloy. , Stainless steel, etc. The electrode facing portion 145 is in contact with the surface of the fuel pole 116, the interconnector facing portion 146 is in contact with the surface of the interconnector 150, and as a result, the fuel pole side current collector 144 is in contact with the fuel pole 116. And the interconnector 150 are electrically connected. However, since the power generation unit 102 located at the bottom of the fuel cell stack 100 does not have the lower interconnector 150, the fuel pole side current collector 144 in the power generation unit 102 includes the fuel pole 116 and the end plate 106. Are electrically connected (see FIGS. 3 and 4). A spacer 149 formed of, for example, a mica is arranged between the electrode facing portion 145 and the interconnector facing portion 146.

A-3.燃料電池モジュール10における燃料電池スタック100以外の装置の構成:
次に、燃料電池モジュール10における燃料電池スタック100以外の装置の構成について説明する。図1に示すように、燃料電池モジュール10は、蒸発器310および改質・加熱器330を含む補助器300と、各装置間を結ぶ各種流路とを備える。補助器300は、燃料電池スタック100と共に、断熱材350によって囲まれた断熱空間351に収容されている。なお、図1では、便宜的に、燃料極側のガス(原燃料ガスRFG、燃料ガスFGおよび燃料オフガスFOGを含む)の流れを一点鎖線で示し、空気極側のガス(酸化剤ガスOGおよび酸化剤オフガスOOGを含む)の流れを実線で示し、排ガスEGの流れを破線で示し、水の流れを二点鎖線で示している。
A-3. Configuration of devices other than the fuel cell stack 100 in the fuel cell module 10:
Next, the configuration of the device other than the fuel cell stack 100 in the fuel cell module 10 will be described. As shown in FIG. 1, the fuel cell module 10 includes an auxiliary device 300 including an evaporator 310 and a reformer / heater 330, and various flow paths connecting the devices. The auxiliary device 300, together with the fuel cell stack 100, is housed in a heat insulating space 351 surrounded by a heat insulating material 350. In FIG. 1, for convenience, the flow of the gas on the fuel electrode side (including the raw fuel gas RFG, the fuel gas FG, and the fuel off gas FOG) is shown by a one-point chain line, and the gas on the air electrode side (oxidant gas OG and The flow of the oxidant off-gas OOG) is shown by a solid line, the flow of the exhaust gas EG is shown by a broken line, and the flow of water is shown by a two-point chain line.

蒸発器310は、内部に空間が形成された箱形部材であり、例えば金属により形成されている。蒸発器310は、純水PWを蒸発させて水蒸気を生成するための装置である。蒸発器310には、純水PWを導入するための純水導入流路251が接続されている。純水導入流路251は、主として配管により構成されており、純水導入流路251上には、イオン交換樹脂252と、浄水タンク・フロート254と、流量制御機構256とが設けられている。給水源から純水導入流路251に供給された水WAは、イオン交換樹脂252においてカルシウムイオン等の除去が行われ、浄水タンク・フロート254において浄化・貯留され、流量制御機構256により制御された流量で、純水PWとして蒸発器310に導入される。 The evaporator 310 is a box-shaped member having a space formed inside, and is formed of, for example, metal. The evaporator 310 is a device for evaporating pure water PW to generate steam. A pure water introduction flow path 251 for introducing pure water PW is connected to the evaporator 310. The pure water introduction flow path 251 is mainly composed of pipes, and an ion exchange resin 252, a water purification tank float 254, and a flow rate control mechanism 256 are provided on the pure water introduction flow path 251. The water WA supplied from the water supply source to the pure water introduction flow path 251 was purified and stored in the water purification tank float 254 after removal of calcium ions and the like in the ion exchange resin 252, and was controlled by the flow control mechanism 256. At the flow rate, it is introduced into the evaporator 310 as pure water PW.

また、蒸発器310には、原燃料ガスRFGを導入するための原燃料ガス導入流路261が接続されている。原燃料ガス導入流路261は、主として配管により構成されており、原燃料ガス導入流路261上には、流量制御機構262と、水素添加脱硫器264とが設けられている。ガス源から原燃料ガス導入流路261に供給された原燃料ガスRFGは、水素添加脱硫器264において硫黄成分を除去された状態で、流量制御機構262により制御された流量で蒸発器310に導入される。 Further, the evaporator 310 is connected to a raw fuel gas introduction flow path 261 for introducing the raw fuel gas RFG. The raw fuel gas introduction flow path 261 is mainly composed of pipes, and a flow control mechanism 262 and a hydrogenated desulfurizer 264 are provided on the raw material fuel gas introduction flow path 261. The raw fuel gas RFG supplied from the gas source to the raw fuel gas introduction flow path 261 is introduced into the evaporator 310 at a flow rate controlled by the flow rate control mechanism 262 in a state where the sulfur component is removed in the hydrogenated desulfurizer 264. Will be done.

また、蒸発器310には、改質・加熱器330のハウジング335(後述)から蒸発器310へ排ガスEGを送り出すための排ガス中継流路226と、蒸発器310から改質・加熱器330の改質器331(後述)へ混合ガスを送り出すための混合ガス流路228と、蒸発器310から排ガスEGを排出するための排ガス排出流路223とが接続されている。これらの流路は、主として配管により構成されている。 Further, the evaporator 310 includes an exhaust gas relay flow path 226 for sending exhaust gas EG from the housing 335 (described later) of the reformer / heater 330 to the evaporator 310, and a modification of the reformer / heater 330 from the evaporator 310. A mixed gas flow path 228 for sending the mixed gas to the pawn 331 (described later) and an exhaust gas discharge flow path 223 for discharging the exhaust gas EG from the evaporator 310 are connected. These flow paths are mainly composed of pipes.

改質・加熱器330は、改質器331と、燃焼器333と、ハウジング335とを備える。ハウジング335は、例えば金属により形成された密閉型の容器であり、改質器331および燃焼器333を収容している。ハウジング335は、内壁336と外壁337とを有する二重壁構造に構成されており、内壁336と外壁337との間に形成された空気流路338には、伝熱用フィン339が配置されている。なお、図1では、便宜的に、伝熱用フィン339の一部の図示を省略している。ハウジング335には、酸化剤ガスOG(空気)を導入するための空気導入流路271が接続されている。空気導入流路271は、主として配管により構成されており、空気導入流路271上には流量制御機構272が設けられている。空気導入流路271に供給された酸化剤ガスOGは、流量制御機構272により制御された流量でハウジング335の空気流路338に導入される。また、ハウジング335には、燃料電池スタック100の空気極側ガス供給マニホールド161に向けて酸化剤ガスOGを送り出すための空気極側ガス供給流路61が接続されている。空気極側ガス供給流路61は、主として配管により構成されている。 The reformer / heater 330 includes a reformer 331, a combustor 333, and a housing 335. The housing 335 is, for example, a closed container made of metal and houses the reformer 331 and the combustor 333. The housing 335 is configured in a double wall structure having an inner wall 336 and an outer wall 337, and heat transfer fins 339 are arranged in an air flow path 338 formed between the inner wall 336 and the outer wall 337. There is. In FIG. 1, for convenience, a part of the heat transfer fin 339 is not shown. An air introduction flow path 271 for introducing the oxidant gas OG (air) is connected to the housing 335. The air introduction flow path 271 is mainly composed of pipes, and a flow rate control mechanism 272 is provided on the air introduction flow path 271. The oxidant gas OG supplied to the air introduction flow path 271 is introduced into the air flow path 338 of the housing 335 at a flow rate controlled by the flow rate control mechanism 272. Further, the housing 335 is connected to an air electrode side gas supply flow path 61 for sending out the oxidant gas OG toward the air electrode side gas supply manifold 161 of the fuel cell stack 100. The gas supply flow path 61 on the air electrode side is mainly composed of pipes.

改質器331は、内部に空間が形成された箱形部材であり、例えば金属により形成されている。改質器331は、原燃料ガスRFGを改質して燃料ガスFGを生成するための装置である。改質器331内には、改質反応を促進させる触媒が配置されていてもよい。上述したように、改質器331には、蒸発器310から改質器331へ混合ガスを送り出すための混合ガス流路228が接続されている。また、改質器331には、燃料電池スタック100の燃料極側ガス供給マニホールド171に向けて燃料ガスFGを送り出すための燃料極側ガス供給流路71が接続されている。燃料極側ガス供給流路71は、主として配管により構成されている。 The reformer 331 is a box-shaped member having a space formed inside, and is formed of, for example, metal. The reformer 331 is a device for reforming the raw fuel gas RFG to generate the fuel gas FG. A catalyst that promotes the reforming reaction may be arranged in the reformer 331. As described above, the reformer 331 is connected to the mixed gas flow path 228 for sending the mixed gas from the evaporator 310 to the reformer 331. Further, the reformer 331 is connected to a fuel electrode side gas supply flow path 71 for sending out the fuel gas FG toward the fuel electrode side gas supply manifold 171 of the fuel cell stack 100. The gas supply flow path 71 on the fuel electrode side is mainly composed of pipes.

燃焼器333は、内部に空間が形成された箱形部材であり、例えば金属により形成されている。燃焼器333は、酸化剤オフガスOOGおよび燃料オフガスFOGを燃焼させるための装置である。燃焼器333内には、酸化剤オフガスOOGおよび燃料オフガスFOGの燃焼を促進させる触媒が配置されていてもよい。燃焼器333には、燃料電池スタック100の空気極側ガス排出マニホールド162から酸化剤オフガスOOGが送り出される空気極側ガス排出流路240と、燃料電池スタック100の燃料極側ガス排出マニホールド172から燃料オフガスFOGが送り出される燃料極側ガス排出流路230とが接続されている。これらの流路は、主として配管により構成されている。燃料極側ガス排出流路230の構成については、後に詳述する。 The combustor 333 is a box-shaped member having a space formed inside, and is formed of, for example, metal. The combustor 333 is a device for burning the oxidant off-gas OOG and the fuel off-gas FOG. A catalyst that promotes combustion of the oxidant off-gas OOG and the fuel off-gas FOG may be arranged in the combustor 333. In the combustor 333, fuel is supplied from the air electrode side gas discharge flow path 240 to which the oxidant off gas OOG is sent out from the air electrode side gas discharge manifold 162 of the fuel cell stack 100, and the fuel electrode side gas discharge manifold 172 of the fuel cell stack 100. It is connected to the fuel electrode side gas discharge flow path 230 to which the off-gas FOG is sent out. These flow paths are mainly composed of pipes. The configuration of the fuel electrode side gas discharge flow path 230 will be described in detail later.

A-4.燃料電池モジュール10の動作:
次に、燃料電池モジュール10の動作について説明する。図1に示すように、空気導入流路271を介して改質・加熱器330のハウジング335に形成された空気流路338内に導入された酸化剤ガスOGは、燃焼器333によって生成された燃焼熱(排ガスEG)によって加熱されつつ空気流路338内を流れ、空気極側ガス供給流路61を介して燃料電池スタック100の空気極側ガス供給マニホールド161に供給される。図3および図5に示すように、空気極側ガス供給マニホールド161に供給された酸化剤ガスOGは、空気極側ガス供給マニホールド161から、各発電単位102の酸化剤ガス供給連通流路132を介して空気室166に供給される。また、図1に示すように、原燃料ガス導入流路261を介して蒸発器310に原燃料ガスRFGが供給されると共に、純水導入流路251を介して蒸発器310に純水PWが供給されると、蒸発器310において、排ガス中継流路226を介して導入された排ガスEGの熱を利用して純水PWを蒸発させることにより水蒸気が生成されると共に、この水蒸気が原燃料ガスRFGと混合される。水蒸気と混合された原燃料ガスRFGは、混合ガス流路228を介して蒸発器310から改質器331に導入され、改質器331において水蒸気改質され、その結果、水素リッチな燃料ガスFGが生成される。生成された燃料ガスFGは、燃料極側ガス供給流路71を介して燃料電池スタック100の燃料極側ガス供給マニホールド171に供給される。図4および図6に示すように、燃料極側ガス供給マニホールド171に供給された燃料ガスFGは、燃料極側ガス供給マニホールド171から、各発電単位102の燃料ガス供給連通流路142を介して燃料室176に供給される。
A-4. Operation of fuel cell module 10:
Next, the operation of the fuel cell module 10 will be described. As shown in FIG. 1, the oxidant gas OG introduced into the air flow path 338 formed in the housing 335 of the reformer / heater 330 via the air introduction flow path 271 was generated by the combustor 333. It flows through the air flow path 338 while being heated by the combustion heat (exhaust gas exhaust gas EG), and is supplied to the air pole side gas supply manifold 161 of the fuel cell stack 100 via the air pole side gas supply flow path 61. As shown in FIGS. 3 and 5, the oxidant gas OG supplied to the air electrode side gas supply manifold 161 passes through the oxidant gas supply communication flow path 132 of each power generation unit 102 from the air electrode side gas supply manifold 161. It is supplied to the air chamber 166 via the air chamber 166. Further, as shown in FIG. 1, the raw fuel gas RFG is supplied to the evaporator 310 via the raw fuel gas introduction flow path 261 and the pure water PW is supplied to the evaporator 310 via the pure water introduction flow path 251. When supplied, in the evaporator 310, water vapor is generated by evaporating the pure water PW using the heat of the exhaust gas EG introduced through the exhaust gas relay flow path 226, and this water vapor is used as the raw fuel gas. Mix with RFG. The raw fuel gas RFG mixed with steam is introduced from the evaporator 310 to the reformer 331 via the mixed gas flow path 228 and steam reformed in the reformer 331, resulting in a hydrogen-rich fuel gas FG. Is generated. The generated fuel gas FG is supplied to the fuel electrode side gas supply manifold 171 of the fuel cell stack 100 via the fuel electrode side gas supply flow path 71. As shown in FIGS. 4 and 6, the fuel gas FG supplied to the fuel electrode side gas supply manifold 171 is transmitted from the fuel electrode side gas supply manifold 171 via the fuel gas supply communication flow path 142 of each power generation unit 102. It is supplied to the fuel chamber 176.

各発電単位102の空気室166に酸化剤ガスOGが供給され、燃料室176に燃料ガスFGが供給されると、各発電単位102の単セル110において酸化剤ガスOGに含まれる酸素と燃料ガスFGに含まれる水素との電気化学反応による発電が行われる。この発電反応は発熱反応である。各発電単位102において、単セル110の空気極114は空気極側集電体134を介して一方のインターコネクタ150に電気的に接続され、燃料極116は燃料極側集電体144を介して他方のインターコネクタ150に電気的に接続されている。また、燃料電池スタック100に含まれる複数の発電単位102は、電気的に直列に接続されている。そのため、燃料電池スタック100の出力端子として機能するエンドプレート104,106から、各発電単位102において生成された電気エネルギーが取り出される。なお、SOFCは、比較的高温(例えば700℃から1000℃)で発電が行われる。 When the oxidant gas OG is supplied to the air chamber 166 of each power generation unit 102 and the fuel gas FG is supplied to the fuel chamber 176, oxygen and fuel gas contained in the oxidant gas OG in the single cell 110 of each power generation unit 102 are supplied. Power is generated by an electrochemical reaction with hydrogen contained in FG. This power generation reaction is an exothermic reaction. In each power generation unit 102, the air pole 114 of the single cell 110 is electrically connected to one of the interconnectors 150 via the air pole side current collector 134, and the fuel pole 116 is via the fuel pole side current collector 144. It is electrically connected to the other interconnector 150. Further, the plurality of power generation units 102 included in the fuel cell stack 100 are electrically connected in series. Therefore, the electric energy generated in each power generation unit 102 is taken out from the end plates 104 and 106 that function as the output terminals of the fuel cell stack 100. The SOFC generates electricity at a relatively high temperature (for example, 700 ° C to 1000 ° C).

図1、図3および図5に示すように、各発電単位102の空気室166から酸化剤ガス排出連通流路133を介して空気極側ガス排出マニホールド162に排出された酸化剤オフガスOOGは、空気極側ガス排出流路240を介して燃焼器333に導入される。また、図1図4および図6に示すように、各発電単位102の燃料室176から燃料ガス排出連通流路143を介して燃料極側ガス排出マニホールド172に排出された燃料オフガスFOGは、燃料極側ガス排出流路230を介して燃焼器333に導入される。燃焼器333に導入された酸化剤オフガスOOGおよび燃料オフガスFOGは、燃焼器333において混合されて燃焼され、その後、排ガスEGとして排ガス中継流路226を介して蒸発器310へと排出される。なお、燃焼器333において発生する熱により、改質器331における改質反応が促進されると共に、燃料電池スタック100が加熱される。蒸発器310に導入された排ガスEGは、排ガス排出流路223を介して貯湯ユニット290に排出され、給水源から給水用流路259を介して貯湯ユニット290に供給された水WAの加熱に利用される。 As shown in FIGS. 1, 3 and 5, the oxidant off-gas OOG discharged from the air chamber 166 of each power generation unit 102 to the air electrode side gas discharge manifold 162 via the oxidant gas discharge communication flow path 133 is It is introduced into the combustor 333 via the gas discharge flow path 240 on the air electrode side. Further, as shown in FIGS. 1 and 4, the fuel off-gas FOG discharged from the fuel chamber 176 of each power generation unit 102 to the fuel electrode side gas discharge manifold 172 via the fuel gas discharge communication flow path 143 is a fuel. It is introduced into the combustor 333 via the polar side gas discharge flow path 230. The oxidant off-gas OOG and fuel off-gas FOG introduced into the combustor 333 are mixed and burned in the combustor 333, and then discharged as exhaust gas EG to the evaporator 310 via the exhaust gas relay flow path 226. The heat generated in the combustor 333 accelerates the reforming reaction in the reformer 331 and heats the fuel cell stack 100. The exhaust gas EG introduced into the evaporator 310 is discharged to the hot water storage unit 290 via the exhaust gas discharge flow path 223, and is used for heating the water WA supplied from the water supply source to the hot water storage unit 290 via the water supply flow path 259. Will be done.

A-5.燃料極側ガス排出流路230の詳細構成:
次に、燃料極側ガス排出流路230の詳細構成について説明する。上述したように、燃料極側ガス排出流路230は、燃料電池スタック100の燃料極側ガス排出マニホールド172と燃焼器333とを接続する流路である。図1に示すように、燃料極側ガス排出流路230は、ドレイナー234と、圧力制御機構236と、燃料電池スタック100の燃料極側ガス排出マニホールド172とドレイナー234とを接続する第1配管231と、ドレイナー234と圧力制御機構236とを接続する第2配管235と、圧力制御機構236と燃焼器333とを接続する第3配管237とを有している。なお、第3配管237上には、ブロワBLが設けられている。
A-5. Detailed configuration of the fuel electrode side gas discharge flow path 230:
Next, the detailed configuration of the fuel electrode side gas discharge flow path 230 will be described. As described above, the fuel pole side gas discharge flow path 230 is a flow path connecting the fuel pole side gas discharge manifold 172 of the fuel cell stack 100 and the combustor 333. As shown in FIG. 1, the fuel pole side gas discharge flow path 230 is the first pipe 231 connecting the drainer 234, the pressure control mechanism 236, the fuel pole side gas discharge manifold 172 of the fuel cell stack 100, and the drainer 234. It has a second pipe 235 for connecting the drainer 234 and the pressure control mechanism 236, and a third pipe 237 for connecting the pressure control mechanism 236 and the combustor 333. A blower BL is provided on the third pipe 237.

ここで、本実施形態では、燃料極側ガス排出流路230の一部が、断熱材350によって囲まれた断熱空間351の外部に配置されている。より具体的には、第1配管231における下流側の一部と、ドレイナー234と、第2配管235と、圧力制御機構236と、第3配管237における上流側の一部とが、断熱空間351の外部に配置されている。上述した第1配管231における下流側の一部は、断熱空間351の外部に配置されているため、燃料極側ガス排出流路230内のガスを冷却する冷却機構232として機能する。すなわち、燃料電池スタック100の燃料極側ガス排出マニホールド172から排出された比較的高温の(例えば、600℃~700℃程度の)燃料オフガスFOGは、燃料極側ガス排出流路230を構成する第1配管231に導入され、第1配管231における断熱空間351の外部に配置された部分(冷却機構232)において、所定の温度以下(例えば100℃以下)に冷却される。冷却機構232において冷却されることにより発生した凝縮水は、ドレイナー234において除去される。なお、ドレイナー234において除去された凝縮水は、凝縮水回収流路258を介して、純水導入流路251上のイオン交換樹脂252に導入される。燃料極側ガス排出流路230は、特許請求の範囲における特定ガス排出流路に相当する。 Here, in the present embodiment, a part of the fuel electrode side gas discharge flow path 230 is arranged outside the heat insulating space 351 surrounded by the heat insulating material 350. More specifically, a part of the downstream side of the first pipe 231, a drainer 234, a second pipe 235, a pressure control mechanism 236, and a part of the upstream side of the third pipe 237 are the heat insulating space 351. It is located outside of. Since a part of the downstream side of the first pipe 231 described above is arranged outside the heat insulating space 351, it functions as a cooling mechanism 232 for cooling the gas in the fuel electrode side gas discharge flow path 230. That is, the relatively high temperature (for example, about 600 ° C. to 700 ° C.) fuel off-gas FOG discharged from the fuel pole side gas discharge manifold 172 of the fuel cell stack 100 constitutes the fuel pole side gas discharge flow path 230. It is introduced into one pipe 231 and is cooled to a predetermined temperature or less (for example, 100 ° C. or less) in a portion (cooling mechanism 232) arranged outside the heat insulating space 351 in the first pipe 231. The condensed water generated by being cooled by the cooling mechanism 232 is removed by the drainer 234. The condensed water removed by the drainer 234 is introduced into the ion exchange resin 252 on the pure water introduction flow path 251 via the condensed water recovery flow path 258. The fuel electrode side gas discharge flow path 230 corresponds to a specific gas discharge flow path within the scope of claims.

圧力制御機構236は、圧力制御弁により構成され、燃料極側ガス排出流路230内の燃料オフガスFOGの圧力を調整する装置である。圧力制御機構236は、冷却機構232およびドレイナー234の下流側に位置している。また、燃料電池モジュール10は、燃料極側ガス流路の圧力を測定する燃料極側圧力計238と、空気極側ガス流路の圧力を測定する空気極側圧力計248とを備える。ここで、燃料極側ガス流路は、燃料極側においてガスが流れる流路を意味し、少なくとも燃料極側ガス供給流路71と燃料極側ガス供給マニホールド171と各発電単位102の燃料室176と燃料極側ガス排出マニホールド172と燃料極側ガス排出流路230とを含む流路である。なお、本実施形態では、燃料極側ガス流路は、原燃料ガス導入流路261における流量制御機構262より下流側から、混合ガス流路228、燃料極側ガス供給流路71および各発電単位102の燃料室176を経て燃焼器333まで至るガス流路の全体である。また、空気極側ガス流路は、空気極側においてガスが流れる流路を意味し、少なくとも空気極側ガス供給流路61と空気極側ガス供給マニホールド161と各発電単位102の空気室166と空気極側ガス排出マニホールド162と空気極側ガス排出流路240とを含む流路である。なお、本実施形態では、空気極側ガス流路は、空気導入流路271における流量制御機構272より下流側から、空気流路338、空気極側ガス供給流路61および各発電単位102の空気室166を経て燃焼器333まで至るガス流路の全体である。本実施形態では、燃料極側圧力計238は、燃料極側ガス流路の内、燃料極側ガス排出流路230に設けられており、空気極側圧力計248は、空気極側ガス流路の内、空気極側ガス排出流路240に設けられている。燃料極側圧力計238および空気極側圧力計248は、特許請求の範囲における圧力測定部に相当する。 The pressure control mechanism 236 is composed of a pressure control valve and is a device for adjusting the pressure of the fuel off-gas FOG in the fuel electrode side gas discharge flow path 230. The pressure control mechanism 236 is located on the downstream side of the cooling mechanism 232 and the drainer 234. Further, the fuel cell module 10 includes a fuel pole side pressure gauge 238 for measuring the pressure of the fuel pole side gas flow path and an air pole side pressure gauge 248 for measuring the pressure of the air pole side gas flow path. Here, the fuel pole side gas flow path means a flow path through which gas flows on the fuel pole side, and at least the fuel pole side gas supply flow path 71, the fuel pole side gas supply manifold 171 and the fuel chamber 176 of each power generation unit 102. It is a flow path including the fuel pole side gas discharge manifold 172 and the fuel pole side gas discharge flow path 230. In the present embodiment, the fuel electrode side gas flow path is the mixed gas flow path 228, the fuel pole side gas supply flow path 71, and each power generation unit from the downstream side of the flow control mechanism 262 in the raw fuel gas introduction flow path 261. It is the entire gas flow path from the fuel chamber 176 of 102 to the combustor 333. Further, the gas flow path on the air pole side means a flow path through which gas flows on the air pole side, and at least the gas supply flow path 61 on the air pole side, the gas supply manifold 161 on the air pole side, and the air chamber 166 of each power generation unit 102. It is a flow path including the air pole side gas discharge manifold 162 and the air pole side gas discharge flow path 240. In the present embodiment, the air electrode side gas flow path is the air of the air flow path 338, the air pole side gas supply flow path 61, and each power generation unit 102 from the downstream side of the flow control mechanism 272 in the air introduction flow path 271. It is the entire gas flow path from the chamber 166 to the combustor 333. In the present embodiment, the fuel pole side pressure gauge 238 is provided in the fuel pole side gas discharge flow path 230 in the fuel pole side gas flow path, and the air pole side pressure gauge 248 is the air pole side gas flow path. Of these, it is provided in the gas discharge flow path 240 on the air electrode side. The fuel pole side pressure gauge 238 and the air pole side pressure gauge 248 correspond to the pressure measuring unit in the claims.

また、燃料電池モジュール10は、燃料極側圧力計238および空気極側圧力計248による圧力測定結果に基づき、圧力制御機構236を制御する制御部280を備える。制御部280は、燃料極側ガス流路の圧力と空気極側ガス流路の圧力との差が過大とならないように、圧力制御機構236を制御する。例えば、燃料電池スタック100の温度を下げるために、空気極側ガス供給マニホールド161に供給されるガスの流量が増やされると、空気極側ガス流路の圧力が高くなる。その結果、燃料極側ガス流路の圧力と空気極側ガス流路の圧力との差が過大となることが予測される場合には、制御部280は、圧力制御機構236を構成する弁を閉じる方向に動作させることにより、燃料極側ガス流路の圧力を高くして、燃料極側ガス流路の圧力と空気極側ガス流路の圧力との差が過大となることを抑止する。反対に、燃料電池スタック100の温度を上げるために、空気極側ガス供給マニホールド161に供給されるガスの流量が減らされると、空気極側ガス流路の圧力が低くなる。その結果、燃料極側ガス流路の圧力と空気極側ガス流路の圧力との差が過大となることが予測される場合には、制御部280は、圧力制御機構236を構成する弁を開く方向に動作させることにより、燃料極側ガス流路の圧力を低くして、燃料極側ガス流路の圧力と空気極側ガス流路の圧力との差が過大となることを抑止する。 Further, the fuel cell module 10 includes a control unit 280 that controls the pressure control mechanism 236 based on the pressure measurement results by the fuel pole side pressure gauge 238 and the air pole side pressure gauge 248. The control unit 280 controls the pressure control mechanism 236 so that the difference between the pressure of the gas flow path on the fuel pole side and the pressure of the gas flow path on the air pole side does not become excessive. For example, when the flow rate of the gas supplied to the air electrode side gas supply manifold 161 is increased in order to lower the temperature of the fuel cell stack 100, the pressure in the air electrode side gas flow path increases. As a result, when it is predicted that the difference between the pressure of the gas flow path on the fuel pole side and the pressure of the gas flow path on the air pole side will be excessive, the control unit 280 will use the valve constituting the pressure control mechanism 236. By operating in the closing direction, the pressure of the gas flow path on the fuel pole side is increased, and the difference between the pressure of the gas flow path on the fuel pole side and the pressure of the gas flow path on the air pole side is suppressed from becoming excessive. On the contrary, when the flow rate of the gas supplied to the air electrode side gas supply manifold 161 is reduced in order to raise the temperature of the fuel cell stack 100, the pressure in the air electrode side gas flow path becomes low. As a result, when it is predicted that the difference between the pressure of the gas flow path on the fuel pole side and the pressure of the gas flow path on the air pole side will be excessive, the control unit 280 will use the valve constituting the pressure control mechanism 236. By operating in the opening direction, the pressure of the gas flow path on the fuel pole side is lowered, and the difference between the pressure of the gas flow path on the fuel pole side and the pressure of the gas flow path on the air pole side is suppressed from becoming excessive.

なお、本実施形態では、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232より下流側(本実施形態では、圧力制御機構236より下流側)の位置と、水素添加脱硫器264とを接続する分岐流路242が設けられている。分岐流路242上には、ブロワBLが設けられている。この分岐流路242を介して燃料オフガスFOGが水素添加脱硫器264に供給され、水素添加脱硫器264における脱硫処理に利用される。なお、本実施形態では、分岐流路242上にブロワBLが設けられているため、水素添加脱硫器264に流す燃料オフガスと燃焼器333に流す燃料オフガスとの分配を制御することができる。 In the present embodiment, the position of the fuel electrode side gas discharge flow path 230 on the downstream side of the cooling mechanism 232 (in the present embodiment, on the downstream side of the pressure control mechanism 236) and the branch connecting the hydrogenated desulfurizer 264. A flow path 242 is provided. A blower BL is provided on the branch flow path 242. The fuel off-gas FOG is supplied to the hydrogenated desulfurizer 264 through the branch flow path 242 and used for the desulfurization treatment in the hydrogenated desulfurizer 264. In this embodiment, since the blower BL is provided on the branch flow path 242, it is possible to control the distribution of the fuel off gas flowing through the hydrogenated desulfurizer 264 and the fuel off gas flowing through the combustor 333.

A-6.第1実施形態の効果:
以上説明したように、本実施形態の燃料電池モジュール10は、燃料電池スタック100を備える。燃料電池スタック100は、電解質層112と電解質層112を挟んで互いに対向する空気極114および燃料極116とを含む単セル110をそれぞれ有する複数の発電単位102を備える。燃料電池スタック100には、各発電単位102における燃料室176にガスを供給する燃料極側ガス供給マニホールド171と、各発電単位102における燃料室176からガスを排出する燃料極側ガス排出マニホールド172と、各発電単位102における空気室166にガスを供給する空気極側ガス供給マニホールド161と、各発電単位102における空気室166からガスを排出する空気極側ガス排出マニホールド162とが形成されている。また、燃料電池モジュール10は、ガスを燃焼させる燃焼器333と、燃料電池スタック100の燃料極側ガス排出マニホールド172と燃焼器333とを接続する燃料極側ガス排出流路230と、燃料電池スタック100の空気極側ガス排出マニホールド162と燃焼器333とを接続する空気極側ガス排出流路240とを備える。また、燃料極側ガス排出流路230には、燃料極側ガス排出流路230内のガスを冷却する冷却機構232と、冷却機構232の下流側に配置され、燃料極側ガス排出流路230内のガスの圧力を調整する圧力制御機構236とが設けられている。
A-6. Effect of the first embodiment:
As described above, the fuel cell module 10 of the present embodiment includes the fuel cell stack 100. The fuel cell stack 100 includes a plurality of power generation units 102 each having a single cell 110 including an air pole 114 and a fuel pole 116 facing each other across the electrolyte layer 112 and the electrolyte layer 112. The fuel cell stack 100 includes a fuel pole side gas supply manifold 171 that supplies gas to the fuel chamber 176 in each power generation unit 102, and a fuel pole side gas discharge manifold 172 that discharges gas from the fuel chamber 176 in each power generation unit 102. An air pole side gas supply manifold 161 for supplying gas to the air chamber 166 in each power generation unit 102 and an air pole side gas discharge manifold 162 for discharging gas from the air chamber 166 in each power generation unit 102 are formed. Further, the fuel cell module 10 includes a combustor 333 that burns gas, a fuel pole side gas discharge flow path 230 that connects the fuel pole side gas discharge manifold 172 of the fuel cell stack 100 and the combustor 333, and a fuel cell stack. It is provided with an air pole side gas discharge flow path 240 for connecting the air pole side gas discharge manifold 162 of 100 and the combustor 333. Further, in the fuel pole side gas discharge flow path 230, a cooling mechanism 232 for cooling the gas in the fuel pole side gas discharge flow path 230 and a cooling mechanism 232 arranged on the downstream side of the cooling mechanism 232 are arranged on the fuel pole side gas discharge flow path 230. A pressure control mechanism 236 for adjusting the pressure of the gas inside is provided.

このように、本実施形態の燃料電池モジュール10では、燃料極側ガス排出流路230に、燃料極側ガス排出流路230内のガスを冷却する冷却機構232が設けられているため、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232の下流側に、燃料極側ガス排出流路230内のガスの圧力を調整するための圧力制御機構236として、特別な耐熱性能を有さない汎用的な圧力制御機構236を設けることができる。また、本実施形態の燃料電池モジュール10では、圧力制御機構236によって燃料極側ガス排出流路230内のガスの圧力を調整することにより、各発電単位102における空気極側ガス流路の圧力と燃料極側ガス流路の圧力との差が過大となることを抑制することができる。従って、本実施形態の燃料電池モジュール10によれば、空気極側ガス流路と燃料極側ガス流路との圧力差に起因して各発電単位102における空気極側ガス流路または燃料極側ガス流路を構成する部材が変形し、各発電単位102における空気極側ガス流路または燃料極側ガス流路の圧損が大きくなってガス分配性が悪化することを抑制することができ、ひいては、ガス分配性悪化に伴う単セル110の性能低下や劣化、破損の発生を抑制することができる。 As described above, in the fuel cell module 10 of the present embodiment, the fuel electrode side gas discharge flow path 230 is provided with a cooling mechanism 232 for cooling the gas in the fuel pole side gas discharge flow path 230, so that the fuel electrode is provided. A general-purpose pressure control mechanism 236 for adjusting the pressure of the gas in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 on the downstream side of the cooling mechanism 232 in the side gas discharge flow path 230, which does not have special heat resistance performance. A pressure control mechanism 236 can be provided. Further, in the fuel cell module 10 of the present embodiment, the pressure of the gas in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 is adjusted by the pressure control mechanism 236 to obtain the pressure of the air electrode side gas flow path in each power generation unit 102. It is possible to prevent the difference from the pressure of the gas flow path on the fuel electrode side from becoming excessive. Therefore, according to the fuel cell module 10 of the present embodiment, due to the pressure difference between the gas flow path on the air pole side and the gas flow path on the fuel pole side, the gas flow path on the air pole side or the fuel pole side in each power generation unit 102 It is possible to prevent the members constituting the gas flow path from being deformed and the pressure loss of the gas flow path on the air pole side or the gas flow path on the fuel pole side in each power generation unit 102 to be large and the gas distribution property to be deteriorated. It is possible to suppress deterioration, deterioration, and damage of the single cell 110 due to deterioration of gas distributability.

また、本実施形態の燃料電池モジュール10は、さらに、燃料電池スタック100の燃料極側ガス供給マニホールド171に接続された燃料極側ガス供給流路71と、燃料電池スタック100の空気極側ガス供給マニホールド161に接続された空気極側ガス供給流路61とを備える。また、燃料電池モジュール10は、少なくとも空気極側ガス供給流路61と空気極側ガス供給マニホールド161と各発電単位102の空気室166と空気極側ガス排出マニホールド162と空気極側ガス排出流路240とを含む空気極側ガス流路の圧力を測定する空気極側圧力計248と、少なくとも燃料極側ガス供給流路71と燃料極側ガス供給マニホールド171と各発電単位102の燃料室176と燃料極側ガス排出マニホールド172と燃料極側ガス排出流路230とを含む燃料極側ガス流路の圧力を測定する燃料極側圧力計238と、空気極側圧力計248および燃料極側圧力計238による圧力測定結果に基づき、圧力制御機構236を制御する制御部280とを備える。そのため、本実施形態の燃料電池モジュール10によれば、圧力制御機構236を用いて各発電単位102における空気極側ガス流路の圧力と燃料極側ガス流路の圧力との差が過大となることを効果的に抑制することができ、ガス分配性悪化に伴う単セル110の性能低下や劣化、破損の発生を効果的に抑制することができる。 Further, the fuel cell module 10 of the present embodiment further includes a fuel electrode side gas supply flow path 71 connected to the fuel electrode side gas supply manifold 171 of the fuel cell stack 100 and an air electrode side gas supply of the fuel cell stack 100. The air electrode side gas supply flow path 61 connected to the manifold 161 is provided. Further, the fuel cell module 10 has at least an air pole side gas supply flow path 61, an air pole side gas supply manifold 161, an air chamber 166 of each power generation unit 102, an air pole side gas discharge manifold 162, and an air pole side gas discharge flow path. An air electrode side pressure gauge 248 that measures the pressure of the air electrode side gas flow path including 240, at least the fuel electrode side gas supply flow path 71, the fuel electrode side gas supply manifold 171 and the fuel chamber 176 of each power generation unit 102. Fuel pole side pressure gauge 238, air pole side pressure gauge 248 and fuel pole side pressure gauge to measure the pressure of the fuel pole side gas flow path including the fuel pole side gas discharge manifold 172 and the fuel pole side gas discharge flow path 230. A control unit 280 that controls the pressure control mechanism 236 based on the pressure measurement result by the 238 is provided. Therefore, according to the fuel cell module 10 of the present embodiment, the difference between the pressure of the gas flow path on the air electrode side and the pressure of the gas flow path on the fuel electrode side in each power generation unit 102 becomes excessive by using the pressure control mechanism 236. This can be effectively suppressed, and the deterioration, deterioration, and damage of the single cell 110 due to the deterioration of the gas distribution property can be effectively suppressed.

また、本実施形態の燃料電池モジュール10は、さらに、原燃料ガスRFGの脱硫を行う水素添加脱硫器264と、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232より下流側の位置と水素添加脱硫器264とを接続する分岐流路242とを備える。そのため、本実施形態の燃料電池モジュール10によれば、燃料電池スタック100から排出された燃料オフガスFOGを原燃料ガスRFGの脱硫のために利用することができ、システム効率を向上させることができる。 Further, the fuel cell module 10 of the present embodiment further includes a hydrogenated desulfurizer 264 for desulfurizing the raw fuel gas RFG, a position downstream of the cooling mechanism 232 in the fuel electrode side gas discharge flow path 230, and hydrogenated desulfurization. It is provided with a branch flow path 242 that connects to the vessel 264. Therefore, according to the fuel cell module 10 of the present embodiment, the fuel off-gas FOG discharged from the fuel cell stack 100 can be used for desulfurization of the raw fuel gas RFG, and the system efficiency can be improved.

また、本実施形態の燃料電池モジュール10では、各発電単位102は、さらに、単セル用セパレータ120を有する。単セル用セパレータ120には、貫通孔121が形成されており、単セル用セパレータ120における貫通孔121を取り囲む部分が単セル110の周縁部に接合されており、その結果、単セル用セパレータ120は、空気室166と燃料室176とを区画している。本実施形態の燃料電池モジュール10では、単セル110に接合された単セル用セパレータ120の変形に伴うガス分配性の悪化が発生しやすい構成であるが、圧力制御機構236を用いて各発電単位102における空気極側ガス流路の圧力と燃料極側ガス流路の圧力との差が過大となることを抑制できるため、該圧力差に起因する単セル用セパレータ120の変形を抑制することができ、ガス分配性悪化に伴う単セル110の性能低下や劣化、破損の発生を抑制することができる。 Further, in the fuel cell module 10 of the present embodiment, each power generation unit 102 further has a single cell separator 120. A through hole 121 is formed in the single cell separator 120, and a portion of the single cell separator 120 surrounding the through hole 121 is joined to the peripheral edge of the single cell 110, and as a result, the single cell separator 120 is formed. Separates the air chamber 166 and the fuel chamber 176. The fuel cell module 10 of the present embodiment has a configuration in which deterioration of gas distributability is likely to occur due to deformation of the single cell separator 120 joined to the single cell 110, but each power generation unit uses the pressure control mechanism 236. Since it is possible to suppress an excessive difference between the pressure of the gas flow path on the air electrode side and the pressure of the gas flow path on the fuel electrode side in 102, it is possible to suppress the deformation of the separator 120 for a single cell due to the pressure difference. Therefore, it is possible to suppress deterioration, deterioration, and damage of the single cell 110 due to deterioration of gas distributability.

また、本実施形態の燃料電池モジュール10では、各発電単位102は、さらに、IC用セパレータ180を有する。IC用セパレータ180には、貫通孔181が形成されており、IC用セパレータ180における貫通孔181を取り囲む部分がインターコネクタ150の周縁部に接合されており、その結果、IC用セパレータ180は、空気室166と燃料室176との一方と、他の発電単位102における空気室166と燃料室176との他方とを区画している。本実施形態の燃料電池モジュール10では、インターコネクタ150に接合されたIC用セパレータ180の変形に伴うガス分配性の悪化が発生しやすい構成であるが、圧力制御機構236を用いて各発電単位102における空気極側ガス流路の圧力と燃料極側ガス流路の圧力との差が過大となることを抑制できるため、該圧力差に起因するIC用セパレータ180の変形を抑制することができ、ガス分配性悪化に伴う単セル110の性能低下や劣化、破損の発生を抑制することができる。 Further, in the fuel cell module 10 of the present embodiment, each power generation unit 102 further has an IC separator 180. A through hole 181 is formed in the IC separator 180, and a portion of the IC separator 180 surrounding the through hole 181 is joined to the peripheral edge of the interconnector 150. As a result, the IC separator 180 is made of air. One of the chamber 166 and the fuel chamber 176 and the other of the air chamber 166 and the fuel chamber 176 in the other power generation unit 102 are partitioned. The fuel cell module 10 of the present embodiment has a configuration in which deterioration of gas distributability is likely to occur due to deformation of the IC separator 180 joined to the interconnector 150, but each power generation unit 102 uses the pressure control mechanism 236. Since it is possible to suppress an excessive difference between the pressure of the gas flow path on the air electrode side and the pressure of the gas flow path on the fuel electrode side in the above, it is possible to suppress the deformation of the IC separator 180 due to the pressure difference. It is possible to suppress deterioration, deterioration, and damage of the single cell 110 due to deterioration of gas distributability.

なお、燃料極側ガス排出流路230の冷却機構232による燃料オフガスFOGの冷却は、燃料オフガスFOGに含まれる水蒸気が凝縮する温度以下まで冷却することが好ましい。このようにすれば、燃料オフガスFOGに含まれる水分を除去することができ、燃料オフガスFOGの燃料濃度が高くなって燃焼器333における燃焼性能が良好となる。 The cooling of the fuel off-gas FOG by the cooling mechanism 232 of the fuel electrode side gas discharge flow path 230 is preferably cooled to a temperature equal to or lower than the temperature at which the water vapor contained in the fuel off-gas FOG condenses. By doing so, the water contained in the fuel off-gas FOG can be removed, the fuel concentration of the fuel off-gas FOG becomes high, and the combustion performance in the combustor 333 becomes good.

また、燃料極側ガス排出流路230を構成する第3配管237の内の断熱空間351内に位置する部分の長さは、長い方が好ましい。該部分の長さが長いと、断熱空間351内の熱(例えば、燃料電池スタック100から放射される熱)によって該部分を流れる燃料オフガスFOGの温度を上昇させることができるため、燃焼器333に導入される燃料オフガスFOGの温度低下に伴う効率の低下を抑制することができる。例えば、燃料極側ガス排出流路230を構成する第3配管237の内の断熱空間351内に位置する部分の長さを、第3配管237の内の断熱空間351外に位置する部分と第2配管235の長さとの合計長さより長くしてもよい。また、燃料極側ガス排出流路230を構成する第3配管237の内の断熱空間351内に位置する部分は、第1配管231の内の断熱空間351内に位置する部分に近接して並行するように配置されることが好ましい。第1配管231の内の断熱空間351内に位置する部分には、比較的高温の燃料オフガスFOGが流れている。そのため、第3配管237の内の断熱空間351内に位置する部分を第1配管231の内の断熱空間351内に位置する部分に近接して並行するように配置すると、第1配管231の内の断熱空間351内に位置する部分を流れる燃料オフガスFOGの熱によって第3配管237の内の断熱空間351内に位置する部分を流れる燃料オフガスFOGの温度を上昇させることができ、燃焼器333に導入される燃料オフガスFOGの温度低下に伴う効率の低下を抑制することができる。あるいは、燃料極側ガス排出流路230を構成する第3配管237における一部を、断熱材350内を延伸させる等して、断熱するようにしてもよい。 Further, the length of the portion located in the heat insulating space 351 in the third pipe 237 constituting the fuel electrode side gas discharge flow path 230 is preferably long. If the length of the portion is long, the temperature of the fuel off-gas FOG flowing through the portion can be raised by the heat in the heat insulating space 351 (for example, the heat radiated from the fuel cell stack 100). It is possible to suppress a decrease in efficiency due to a decrease in temperature of the introduced fuel off-gas FOG. For example, the length of the portion located in the heat insulating space 351 in the third pipe 237 constituting the fuel electrode side gas discharge flow path 230 is set to the portion located outside the heat insulating space 351 in the third pipe 237. 2 It may be longer than the total length with the length of the pipe 235. Further, the portion located in the heat insulating space 351 in the third pipe 237 constituting the fuel electrode side gas discharge flow path 230 is close to and parallel to the portion located in the heat insulating space 351 in the first pipe 231. It is preferable that they are arranged so as to do so. A relatively high temperature fuel off-gas FOG flows in a portion of the first pipe 231 located in the heat insulating space 351. Therefore, if the portion located in the heat insulating space 351 in the third pipe 237 is arranged so as to be close to and parallel to the portion located in the heat insulating space 351 in the first pipe 231, the inside of the first pipe 231 is arranged. The temperature of the fuel off-gas FOG flowing through the portion located in the heat insulating space 351 in the third pipe 237 can be raised by the heat of the fuel off-gas FOG flowing through the portion located in the heat insulating space 351 of the third pipe 237. It is possible to suppress a decrease in efficiency due to a decrease in the temperature of the fuel off-gas FOG to be introduced. Alternatively, a part of the third pipe 237 constituting the fuel electrode side gas discharge flow path 230 may be insulated by extending the inside of the heat insulating material 350 or the like.

B.第2実施形態:
図7は、第2実施形態における燃料電池モジュール10aの構成を模式的に示す説明図である。以下では、第2実施形態の燃料電池モジュール10aの構成のうち、上述した第1実施形態の燃料電池モジュール10と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。
B. Second embodiment:
FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the fuel cell module 10a in the second embodiment. Hereinafter, among the configurations of the fuel cell module 10a of the second embodiment, the same configurations as those of the fuel cell module 10 of the first embodiment described above will be appropriately described by adding the same reference numerals.

第2実施形態の燃料電池モジュール10aは、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232aの構成が、第1実施形態の燃料電池モジュール10と異なっている。具体的には、第2実施形態の燃料電池モジュール10aでは、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232aが、熱交換部233を含んでいる。すなわち、本実施形態では、酸化剤ガスOGをハウジング335に導入するための空気導入流路271aの一部が、燃料極側ガス排出流路230を構成する第1配管231における断熱空間351の外部に配置された部分に近接して並行するように配置されている。これにより、第1配管231の該部分(空気導入流路271aに並行する部分)が、酸化剤ガスOG(空気極側ガス供給マニホールド161に供給するためのガス)と燃料極側ガス排出流路230内の燃料オフガスFOGとの間で熱交換を行う熱交換部233として機能する。熱交換部233においては、酸化剤ガスOGと燃料オフガスFOGとの熱交換が行われ、圧力制御機構236に導入される燃料オフガスFOGの温度が低下すると共に、ハウジング335に導入される酸化剤ガスOGの温度が上昇する。 The fuel cell module 10a of the second embodiment is different from the fuel cell module 10 of the first embodiment in the configuration of the cooling mechanism 232a in the fuel electrode side gas discharge flow path 230. Specifically, in the fuel cell module 10a of the second embodiment, the cooling mechanism 232a in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 includes the heat exchange unit 233. That is, in the present embodiment, a part of the air introduction flow path 271a for introducing the oxidant gas OG into the housing 335 is outside the heat insulating space 351 in the first pipe 231 constituting the fuel electrode side gas discharge flow path 230. It is arranged so as to be close to and parallel to the part arranged in. As a result, the portion of the first pipe 231 (the portion parallel to the air introduction flow path 271a) becomes the oxidant gas OG (gas for supplying to the air electrode side gas supply manifold 161) and the fuel electrode side gas discharge flow path. It functions as a heat exchange unit 233 that exchanges heat with the fuel off-gas FOG in 230. In the heat exchange unit 233, heat exchange between the oxidant gas OG and the fuel off gas FOG is performed, the temperature of the fuel off gas FOG introduced in the pressure control mechanism 236 is lowered, and the oxidant gas introduced in the housing 335 is reduced. The temperature of OG rises.

このように、本実施形態の燃料電池モジュール10aでは、燃料極側ガス排出流路230に設けられた冷却機構232aが、空気極側ガス供給マニホールド161に供給するためのガス(酸化剤ガスOG)と燃料極側ガス排出流路230内のガス(燃料オフガスFOG)との間で熱交換を行う熱交換部233を含む。そのため、熱交換部233において、空気極側ガス供給マニホールド161に供給するためのガスが、燃料極側ガス排出流路230内のガスの熱を奪うことによって、燃料極側ガス排出流路230内のガスが冷却される。従って、本実施形態の燃料電池モジュール10aによれば、冷却機構232aによる燃料極側ガス排出流路230内のガスの冷却を実現しつつ、冷却機構232aを設けたことに伴う燃料電池モジュール10a全体としての熱効率の低下を抑制することができる。 As described above, in the fuel cell module 10a of the present embodiment, the cooling mechanism 232a provided in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 supplies the gas (oxidizer gas OG) to the air electrode side gas supply manifold 161. Includes a heat exchange unit 233 that exchanges heat between the gas and the gas (fuel off gas FOG) in the fuel electrode side gas discharge flow path 230. Therefore, in the heat exchange unit 233, the gas supplied to the air electrode side gas supply manifold 161 takes heat of the gas in the fuel electrode side gas discharge channel 230, thereby taking the heat of the gas in the fuel electrode side gas discharge channel 230 into the fuel electrode side gas discharge channel 230. Gas is cooled. Therefore, according to the fuel cell module 10a of the present embodiment, the entire fuel cell module 10a is provided with the cooling mechanism 232a while realizing the cooling of the gas in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 by the cooling mechanism 232a. It is possible to suppress a decrease in thermal efficiency.

C.第3実施形態:
図8は、第3実施形態における燃料電池モジュール10bの構成を模式的に示す説明図である。以下では、第3実施形態の燃料電池モジュール10bの構成のうち、上述した第1実施形態の燃料電池モジュール10と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。
C. Third embodiment:
FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the fuel cell module 10b according to the third embodiment. Hereinafter, among the configurations of the fuel cell module 10b of the third embodiment, the same configurations as those of the fuel cell module 10 of the first embodiment described above will be appropriately described by adding the same reference numerals.

第3実施形態の燃料電池モジュール10bは、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232bの構成が、第1実施形態の燃料電池モジュール10と異なっている。具体的には、第3実施形態の燃料電池モジュール10bでは、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232bが、熱交換部233bを含んでいる。すなわち、本実施形態では、水WAを蒸発器310に供給するための純水導入流路251bの一部が、燃料極側ガス排出流路230を構成する第1配管231における断熱空間351の外部に配置された部分に近接して並行するように配置されている。これにより、第1配管231の該部分(純水導入流路251bに並行する部分)が、蒸発器310に供給される水WAと燃料極側ガス排出流路230内の燃料オフガスFOGとの間で熱交換を行う熱交換部233bとして機能する。熱交換部233bにおいては、水WAと燃料オフガスFOGとの熱交換が行われ、圧力制御機構236に導入される燃料オフガスFOGの温度が低下すると共に、蒸発器310に導入される水WA(純水PW)の温度が上昇する。 The fuel cell module 10b of the third embodiment is different from the fuel cell module 10 of the first embodiment in the configuration of the cooling mechanism 232b in the fuel electrode side gas discharge flow path 230. Specifically, in the fuel cell module 10b of the third embodiment, the cooling mechanism 232b in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 includes the heat exchange unit 233b. That is, in the present embodiment, a part of the pure water introduction flow path 251b for supplying water WA to the evaporator 310 is outside the heat insulating space 351 in the first pipe 231 constituting the fuel electrode side gas discharge flow path 230. It is arranged so as to be close to and parallel to the part arranged in. As a result, the portion of the first pipe 231 (the portion parallel to the pure water introduction flow path 251b) is between the water WA supplied to the evaporator 310 and the fuel off-gas FOG in the fuel electrode side gas discharge flow path 230. It functions as a heat exchange unit 233b for heat exchange. In the heat exchange unit 233b, heat exchange between the water WA and the fuel off-gas FOG is performed, the temperature of the fuel off-gas FOG introduced in the pressure control mechanism 236 is lowered, and the water WA (pure) introduced in the evaporator 310 is lowered. The temperature of water PW) rises.

このように、本実施形態の燃料電池モジュール10bでは、燃料極側ガス排出流路230に設けられた冷却機構232bが、蒸発器310に供給される水WAと燃料極側ガス排出流路230内のガス(燃料オフガスFOG)との間で熱交換を行う熱交換部233bを含む。そのため、熱交換部233bにおいて、蒸発器310に供給される水WAが、燃料極側ガス排出流路230内のガスの熱を奪うことによって、燃料極側ガス排出流路230内のガスが冷却される。従って、本実施形態の燃料電池モジュール10bによれば、冷却機構232bによる燃料極側ガス排出流路230内のガスの冷却を実現しつつ、冷却機構232bを設けたことに伴う燃料電池モジュール10b全体としての熱効率の低下を抑制することができる。 As described above, in the fuel cell module 10b of the present embodiment, the cooling mechanism 232b provided in the fuel pole side gas discharge flow path 230 is inside the water WA supplied to the evaporator 310 and the fuel pole side gas discharge flow path 230. Includes a heat exchange unit 233b that exchanges heat with the gas (fuel off gas FOG). Therefore, in the heat exchange unit 233b, the water WA supplied to the evaporator 310 takes heat of the gas in the fuel electrode side gas discharge channel 230, so that the gas in the fuel electrode side gas discharge channel 230 is cooled. Will be done. Therefore, according to the fuel cell module 10b of the present embodiment, the entire fuel cell module 10b is provided with the cooling mechanism 232b while realizing the cooling of the gas in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 by the cooling mechanism 232b. It is possible to suppress a decrease in thermal efficiency.

D.第4実施形態:
図9は、第4実施形態における燃料電池モジュール10cの構成を模式的に示す説明図である。以下では、第4実施形態の燃料電池モジュール10cの構成のうち、上述した第1実施形態の燃料電池モジュール10と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。
D. Fourth Embodiment:
FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the fuel cell module 10c according to the fourth embodiment. Hereinafter, among the configurations of the fuel cell module 10c of the fourth embodiment, the same configurations as those of the fuel cell module 10 of the first embodiment described above will be appropriately described by adding the same reference numerals.

第4実施形態の燃料電池モジュール10cは、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232cの構成が、第1実施形態の燃料電池モジュール10と異なっている。具体的には、第4実施形態の燃料電池モジュール10cでは、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232cが、熱交換部233cを含んでいる。すなわち、本実施形態では、原燃料ガスRFGを蒸発器310に導入するための原燃料ガス導入流路261cの一部が、燃料極側ガス排出流路230を構成する第1配管231における断熱空間351の外部に配置された部分に近接して並行するように配置されている。これにより、第1配管231の該部分(原燃料ガス導入流路261cに並行する部分)が、原燃料ガスRFG(燃料極側ガス供給マニホールド171に供給するためのガス)と燃料極側ガス排出流路230内の燃料オフガスFOGとの間で熱交換を行う熱交換部233cとして機能する。熱交換部233cにおいては、原燃料ガスRFGと燃料オフガスFOGとの熱交換が行われ、圧力制御機構236に導入される燃料オフガスFOGの温度が低下すると共に、蒸発器310に導入される原燃料ガスRFGの温度が上昇する。 The fuel cell module 10c of the fourth embodiment is different from the fuel cell module 10 of the first embodiment in the configuration of the cooling mechanism 232c in the fuel electrode side gas discharge flow path 230. Specifically, in the fuel cell module 10c of the fourth embodiment, the cooling mechanism 232c in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 includes the heat exchange unit 233c. That is, in the present embodiment, a part of the raw fuel gas introduction flow path 261c for introducing the raw material fuel gas RFG into the evaporator 310 is a heat insulating space in the first pipe 231 constituting the fuel electrode side gas discharge flow path 230. It is arranged so as to be close to and parallel to the portion arranged outside the 351. As a result, the portion of the first pipe 231 (the portion parallel to the raw fuel gas introduction flow path 261c) becomes the raw fuel gas RFG (gas for supplying to the fuel electrode side gas supply manifold 171) and the fuel electrode side gas discharge. It functions as a heat exchange unit 233c that exchanges heat with the fuel off-gas FOG in the flow path 230. In the heat exchange unit 233c, heat exchange between the raw fuel gas RFG and the fuel off-gas FOG is performed, the temperature of the fuel off-gas FOG introduced in the pressure control mechanism 236 is lowered, and the raw material and fuel introduced in the evaporator 310 are lowered. The temperature of the gas RFG rises.

このように、本実施形態の燃料電池モジュール10cでは、燃料極側ガス排出流路230に設けられた冷却機構232cが、燃料極側ガス供給マニホールド171に供給するためのガス(原燃料ガスRFG)と燃料極側ガス排出流路230内のガス(燃料オフガスFOG)との間で熱交換を行う熱交換部233cを含む。そのため、熱交換部233cにおいて、燃料極側ガス供給マニホールド171に供給するためのガスが、燃料極側ガス排出流路230内のガスの熱を奪うことによって、燃料極側ガス排出流路230内のガスが冷却される。従って、本実施形態の燃料電池モジュール10cによれば、冷却機構232cによる燃料極側ガス排出流路230内のガスの冷却を実現しつつ、冷却機構232cを設けたことに伴う燃料電池モジュール10c全体としての熱効率の低下を抑制することができる。 As described above, in the fuel cell module 10c of the present embodiment, the cooling mechanism 232c provided in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 supplies the gas (raw fuel gas RFG) to the fuel electrode side gas supply manifold 171. Includes a heat exchange unit 233c that exchanges heat between and the gas (fuel off gas FOG) in the fuel electrode side gas discharge flow path 230. Therefore, in the heat exchange unit 233c, the gas supplied to the fuel electrode side gas supply manifold 171 takes heat of the gas in the fuel electrode side gas discharge channel 230, thereby taking the heat of the gas in the fuel electrode side gas discharge channel 230 into the fuel electrode side gas discharge channel 230. Gas is cooled. Therefore, according to the fuel cell module 10c of the present embodiment, the entire fuel cell module 10c is provided with the cooling mechanism 232c while realizing the cooling of the gas in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 by the cooling mechanism 232c. It is possible to suppress a decrease in thermal efficiency.

E.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
E. Modification example:
The technique disclosed in the present specification is not limited to the above-described embodiment, and can be transformed into various forms without departing from the gist thereof, and for example, the following modifications are also possible.

上記実施形態における燃料電池モジュール10の構成や燃料電池モジュール10を構成する各部分の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、燃料極側ガス排出流路230上に冷却機構232および圧力制御機構236が設けられているが、燃料極側ガス排出流路230上に代えて、あるいは燃料極側ガス排出流路230上と共に、空気極側ガス排出流路240上に冷却機構および圧力制御機構が設けられていてもよい。燃料極側ガス排出流路230および空気極側ガス排出流路240の内、冷却機構および圧力制御機構が設けられた流路が、特許請求の範囲における特定ガス排出流路に相当する。なお、一般に、燃料極側ガス流路におけるガス流量は空気極側ガス流路におけるガス流量より小さいことが多いため、燃料電池モジュール10の熱効率の低下を抑制するという観点からは、燃料極側ガス排出流路230のみに冷却機構232および圧力制御機構236が設けられることが好ましい。 The configuration of the fuel cell module 10 and the configuration of each part constituting the fuel cell module 10 in the above embodiment are merely examples and can be variously modified. For example, in the above embodiment, the cooling mechanism 232 and the pressure control mechanism 236 are provided on the fuel pole side gas discharge flow path 230, but instead of the fuel pole side gas discharge flow path 230 or the fuel pole side gas. A cooling mechanism and a pressure control mechanism may be provided on the air electrode side gas discharge flow path 240 as well as on the discharge flow path 230. Of the fuel pole side gas discharge flow path 230 and the air pole side gas discharge flow path 240, the flow path provided with the cooling mechanism and the pressure control mechanism corresponds to the specific gas discharge flow path within the scope of the claims. In general, the gas flow rate in the fuel electrode side gas flow path is often smaller than the gas flow rate in the air electrode side gas flow path. Therefore, from the viewpoint of suppressing a decrease in the thermal efficiency of the fuel cell module 10, the fuel electrode side gas It is preferable that the cooling mechanism 232 and the pressure control mechanism 236 are provided only in the discharge flow path 230.

上記実施形態における冷却機構232の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、上記第2-4実施形態では、冷却機構232として、酸化剤ガスOG、水WA、または、原燃料ガスRFGとの熱交換を行う熱交換部233を含む構成を採用しているが、冷却機構232として、他の流体との熱交換を行う熱交換部を含む構成を採用してもよい。また、上記実施形態では、圧力制御機構236が圧力制御弁により構成されているが、圧力制御機構236が他の構成であってもよい。 The configuration of the cooling mechanism 232 in the above embodiment is merely an example and can be variously modified. For example, in the above 2-4 embodiment, the cooling mechanism 232 adopts a configuration including a heat exchange unit 233 that exchanges heat with the oxidant gas OG, water WA, or raw fuel gas RFG. As the cooling mechanism 232, a configuration including a heat exchange unit that exchanges heat with another fluid may be adopted. Further, in the above embodiment, the pressure control mechanism 236 is configured by the pressure control valve, but the pressure control mechanism 236 may have another configuration.

上記実施形態では、燃料極側圧力計238が、燃料極側ガス流路における燃料極側ガス排出流路230の位置に設けられているが、燃料極側ガス流路における燃料極側圧力計238の設置位置は任意に変更可能である。例えば、燃料極側圧力計238が、原燃料ガス導入流路261における流量制御機構262より下流側で、かつ、水素添加脱硫器264より上流側の位置に設けられてもよい。同様に、上記実施形態では、空気極側圧力計248が、空気極側ガス流路における空気極側ガス排出流路240の位置に設けられているが、空気極側ガス流路における空気極側圧力計248の設置位置は任意に変更可能である。例えば、空気極側圧力計248が、空気導入流路271における流量制御機構272より下流側で、かつ、断熱材350(断熱空間351)の外部の位置に設けられてもよい。また、燃料極側圧力計238と空気極側圧力計248とのいずれか一方のみが設けられるとしてもよい。このような構成であっても、例えばガス流量と圧力変化との関係を予め特定しておくことにより、圧力計による圧力測定結果に基づき圧力制御機構236を適切に制御することができる。 In the above embodiment, the fuel pole side pressure gauge 238 is provided at the position of the fuel pole side gas discharge flow path 230 in the fuel pole side gas flow path, but the fuel pole side pressure gauge 238 in the fuel pole side gas flow path. The installation position of is arbitrarily changeable. For example, the fuel electrode side pressure gauge 238 may be provided at a position downstream of the flow control mechanism 262 in the raw fuel gas introduction flow path 261 and at a position upstream of the hydrogenated desulfurizer 264. Similarly, in the above embodiment, the air pole side pressure gauge 248 is provided at the position of the air pole side gas discharge flow path 240 in the air pole side gas flow path, but the air pole side in the air pole side gas flow path. The installation position of the pressure gauge 248 can be changed arbitrarily. For example, the air pole side pressure gauge 248 may be provided on the downstream side of the flow rate control mechanism 272 in the air introduction flow path 271 and at a position outside the heat insulating material 350 (heat insulating space 351). Further, only one of the fuel pole side pressure gauge 238 and the air pole side pressure gauge 248 may be provided. Even with such a configuration, for example, by specifying the relationship between the gas flow rate and the pressure change in advance, the pressure control mechanism 236 can be appropriately controlled based on the pressure measurement result by the pressure gauge.

上記実施形態では、分岐流路242が、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232および圧力制御機構236より下流側の位置と水素添加脱硫器264とを接続するように設けられているが、分岐流路242が、燃料極側ガス排出流路230における冷却機構232より下流側で、かつ、圧力制御機構236より上流側の位置と水素添加脱硫器264とを接続するように設けられてもよい。 In the above embodiment, the branch flow path 242 is provided so as to connect the position downstream of the cooling mechanism 232 and the pressure control mechanism 236 in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 to the hydrogenated desulfurizer 264. The branch flow path 242 is provided so as to connect the position on the downstream side of the cooling mechanism 232 in the fuel electrode side gas discharge flow path 230 and the upstream side of the pressure control mechanism 236 to the hydrogenated desulfurizer 264. May be good.

上記実施形態では、各発電単位102が単セル用セパレータ120とIC用セパレータ180とを備えているが、各発電単位102が単セル用セパレータ120とIC用セパレータ180との一方または両方を備えていないとしてもよい。例えば、各発電単位102がIC用セパレータ180を備えず、インターコネクタ150が発電単位102の周縁部(Z軸方向視で空気極側フレーム部材130や燃料極側フレーム部材140と重なる部分)まで延伸していてもよい。 In the above embodiment, each power generation unit 102 includes a single cell separator 120 and an IC separator 180, but each power generation unit 102 includes one or both of the single cell separator 120 and the IC separator 180. It may not be. For example, each power generation unit 102 does not have an IC separator 180, and the interconnector 150 extends to the peripheral edge portion of the power generation unit 102 (a portion that overlaps the air pole side frame member 130 and the fuel pole side frame member 140 in the Z-axis direction). You may be doing it.

上記実施形態では、水素添加脱硫器264に燃料オフガスを供給するためのブロワBLが分岐流路242上に設けられているが、該ブロワBLが原燃料ガス導入流路261上における流量制御機構262と水素添加脱硫器264との間に設けられてもよい。あるいは、該ブロワBLの設置を省略してもよい。該ブロワBLの設置を省略した場合でも、分岐流路242の配管の内径を燃料極側ガス排出流路230の第3配管237の内径より小さくすることにより、水素添加脱硫器264に流すオフガスと燃焼器333に流すオフガスとの分配を制御することができる。 In the above embodiment, the blower BL for supplying the fuel off gas to the hydrogenated desulfurizer 264 is provided on the branch flow path 242, and the blower BL is the flow control mechanism 262 on the raw fuel gas introduction flow path 261. It may be provided between the hydrogenated desulfurizer 264 and the hydrogenated desulfurizer 264. Alternatively, the installation of the blower BL may be omitted. Even if the installation of the blower BL is omitted, by making the inner diameter of the pipe of the branch flow path 242 smaller than the inner diameter of the third pipe 237 of the fuel electrode side gas discharge flow path 230, the off gas flowing to the hydrogenated desulfurizer 264 can be obtained. It is possible to control the distribution with the off gas flowing through the combustor 333.

上記第2実施形態から上記第4実施形態では、熱交換部233,233b、233cが断熱空間351の外部に配置されているが、熱交換部233,233b、233cの一部または全部が断熱空間351内に配置されていてもよい。 From the second embodiment to the fourth embodiment, the heat exchange units 233, 233b and 233c are arranged outside the heat insulating space 351 but a part or all of the heat exchange units 233, 233b and 233c are heat insulating spaces. It may be arranged in 351.

上記実施形態では、固体酸化物形燃料電池(SOFC)を例に説明したが、本明細書に開示される技術は、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)といった他のタイプの燃料電池にも適用可能である。 In the above embodiment, the solid oxide fuel cell (SOFC) has been described as an example, but the technique disclosed in the present specification is also applicable to other types of fuel cells such as molten carbonate fuel cell (MCFC). It is possible.

10:燃料電池モジュール 22:ボルト 24:ナット 26:絶縁シート 27:ガス通路部材 28:本体部 29:分岐部 61:空気極側ガス供給流路 71:燃料極側ガス供給流路 100:燃料電池スタック 102:発電単位 104:エンドプレート 106:エンドプレート 108:連通孔 110:単セル 112:電解質層 114:空気極 116:燃料極 120:単セル用セパレータ 121:貫通孔 124:接合部 130:空気極側フレーム部材 131:空気室用孔 132:酸化剤ガス供給連通流路 133:酸化剤ガス排出連通流路 134:空気極側集電体 135:集電体要素 140:燃料極側フレーム部材 141:燃料室用孔 142:燃料ガス供給連通流路 143:燃料ガス排出連通流路 144:燃料極側集電体 145:電極対向部 146:インターコネクタ対向部 147:連接部 149:スペーサ 150:インターコネクタ 161:空気極側ガス供給マニホールド 162:空気極側ガス排出マニホールド 166:空気室 171:燃料極側ガス供給マニホールド 172:燃料極側ガス排出マニホールド 176:燃料室 180:IC用セパレータ 181:貫通孔 223:排ガス排出流路 226:排ガス中継流路 228:混合ガス流路 230:燃料極側ガス排出流路 231:第1配管 232:冷却機構 233:熱交換部 234:ドレイナー 235:第2配管 236:圧力制御機構 237:第3配管 238:燃料極側圧力計 240:空気極側ガス排出流路 242:分岐流路 248:空気極側圧力計 251:純水導入流路 252:イオン交換樹脂 254:浄水タンク・フロート 256:流量制御機構 258:凝縮水回収流路 259:給水用流路 261:原燃料ガス導入流路 262:流量制御機構 264:水素添加脱硫器 271:空気導入流路 272:流量制御機構 280:制御部 290:貯湯ユニット 300:補助器 310:蒸発器 330:改質・加熱器 331:改質器 333:燃焼器 335:ハウジング 336:内壁 337:外壁 338:空気流路 339:伝熱用フィン 350:断熱材 351:断熱空間 BL:ブロワ EG:排ガス FG:燃料ガス FOG:燃料オフガス OG:酸化剤ガス OOG:酸化剤オフガス PW:純水 RFG:原燃料ガス WA:水 10: Fuel cell module 22: Bolt 24: Nut 26: Insulation sheet 27: Gas passage member 28: Main body 29: Branch 61: Air pole side gas supply flow path 71: Fuel pole side gas supply flow path 100: Fuel cell Stack 102: Power generation unit 104: End plate 106: End plate 108: Communication hole 110: Single cell 112: Electrolyte layer 114: Air pole 116: Fuel pole 120: Single cell separator 121: Through hole 124: Joint 130: Air Pole side frame member 131: Air chamber hole 132: Oxidating agent gas supply communication flow path 133: Oxidizing agent gas discharge communication flow path 134: Air pole side current collector 135: Current collector element 140: Fuel pole side frame member 141 : Fuel chamber hole 142: Fuel gas supply communication flow path 143: Fuel gas discharge communication flow path 144: Fuel electrode side current collector 145: Electrode facing part 146: Interconnector facing part 147: Connecting part 149: Spacer 150: Inter Connector 161: Air pole side gas supply manifold 162: Air pole side gas discharge manifold 166: Air chamber 171: Fuel pole side gas supply manifold 172: Fuel pole side gas discharge manifold 176: Fuel chamber 180: IC separator 181: Through hole 223: Exhaust gas discharge flow path 226: Exhaust gas relay flow path 228: Mixed gas flow path 230: Fuel electrode side gas discharge flow path 231: First pipe 232: Cooling mechanism 233: Heat exchange unit 234: Drainer 235: Second pipe 236 : Pressure control mechanism 237: Third pipe 238: Fuel pole side pressure gauge 240: Air pole side gas discharge flow path 242: Branch flow path 248: Air pole side pressure gauge 251: Pure water introduction flow path 252: Ion exchange resin 254 : Water purification tank float 256: Flow control mechanism 258: Condensed water recovery flow path 259: Water supply flow path 261: Raw fuel gas introduction flow path 262: Flow control mechanism 264: Hydrogenated desulfurizer 271: Air introduction flow path 272: Flow control mechanism 280: Control unit 290: Hot water storage unit 300: Auxiliary device 310: Evaporator 330: Reformer / heater 331: Reformer 333: Combustor 335: Housing 336: Inner wall 337: Outer wall 338: Air flow path 339 : Heat transfer fuel 350: Insulation material 351: Insulation space BL: Blower EG: Exhaust gas FG: Fuel gas FOG: Fuel off gas OG: Oxidizer gas OOG: Oxidizer off gas PW: Pure water RFG: Raw fuel gas WA: Water

Claims (7)

電解質層と前記電解質層を挟んで互いに対向する空気極および燃料極とを含む単セルをそれぞれ有する複数の発電単位を備える燃料電池スタックであって、各前記発電単位における前記燃料極に面する燃料室にガスを供給する燃料極側ガス供給マニホールドと、各前記発電単位における前記燃料室からガスを排出する燃料極側ガス排出マニホールドと、各前記発電単位における前記空気極に面する空気室にガスを供給する空気極側ガス供給マニホールドと、各前記発電単位における前記空気室からガスを排出する空気極側ガス排出マニホールドと、が形成された、燃料電池スタックと、
ガスを燃焼させる燃焼器と、
前記燃料電池スタックの前記燃料極側ガス排出マニホールドと前記燃焼器とを接続する燃料極側ガス排出流路と、
前記燃料電池スタックの前記空気極側ガス排出マニホールドと前記燃焼器とを接続する空気極側ガス排出流路と、
を備える燃料電池モジュールにおいて、
前記燃料極側ガス排出流路と前記空気極側ガス排出流路との少なくとも一方である特定ガス排出流路に、
前記特定ガス排出流路内のガスを冷却する冷却機構と、
前記冷却機構の下流側に配置され、前記特定ガス排出流路内のガスの圧力を調整する圧力制御機構と、
が設けられている、
ことを特徴とする燃料電池モジュール。
A fuel cell stack comprising a plurality of power generation units each having a single cell including an electrolyte layer and an air electrode and a fuel electrode facing each other across the electrolyte layer, wherein the fuel facing the fuel electrode in each power generation unit. Gas in the fuel electrode side gas supply manifold that supplies gas to the chamber, the fuel electrode side gas discharge manifold that discharges gas from the fuel chamber in each power generation unit, and the air chamber facing the air electrode in each power generation unit. A fuel cell stack in which an air pole side gas supply manifold for supplying fuel and an air pole side gas discharge manifold for discharging gas from the air chamber in each power generation unit are formed.
A combustor that burns gas and
A fuel pole side gas discharge flow path connecting the fuel pole side gas discharge manifold and the combustor of the fuel cell stack,
An air pole side gas discharge flow path connecting the air pole side gas discharge manifold and the combustor of the fuel cell stack,
In a fuel cell module equipped with
In the specific gas discharge flow path which is at least one of the fuel pole side gas discharge flow path and the air pole side gas discharge flow path,
A cooling mechanism that cools the gas in the specific gas discharge flow path,
A pressure control mechanism arranged on the downstream side of the cooling mechanism and adjusting the pressure of the gas in the specific gas discharge flow path,
Is provided,
A fuel cell module characterized by that.
請求項1に記載の燃料電池モジュールにおいて、さらに、
前記燃料電池スタックの前記燃料極側ガス供給マニホールドに接続された燃料極側ガス供給流路と、
前記燃料電池スタックの前記空気極側ガス供給マニホールドに接続された空気極側ガス供給流路と、
少なくとも前記空気極側ガス供給流路と前記空気極側ガス供給マニホールドと各前記発電単位の前記空気室と前記空気極側ガス排出マニホールドと前記空気極側ガス排出流路とを含む空気極側ガス流路と、少なくとも前記燃料極側ガス供給流路と前記燃料極側ガス供給マニホールドと各前記発電単位の前記燃料室と前記燃料極側ガス排出マニホールドと前記燃料極側ガス排出流路とを含む燃料極側ガス流路と、の少なくとも一方の圧力を測定する圧力測定部と、
前記圧力測定部による圧力測定結果に基づき、前記圧力制御機構を制御する制御部と、
を備える、
ことを特徴とする燃料電池モジュール。
In the fuel cell module according to claim 1, further
The fuel electrode side gas supply flow path connected to the fuel electrode side gas supply manifold of the fuel cell stack, and
An air electrode side gas supply flow path connected to the air electrode side gas supply manifold of the fuel cell stack,
Air pole side gas including at least the air pole side gas supply flow path, the air pole side gas supply manifold, the air chamber of each power generation unit, the air pole side gas discharge manifold, and the air pole side gas discharge flow path. Includes a flow path, at least the fuel pole side gas supply flow path, the fuel pole side gas supply manifold, the fuel chamber of each power generation unit, the fuel pole side gas discharge manifold, and the fuel pole side gas discharge flow path. A gas flow path on the fuel electrode side, a pressure measuring unit for measuring the pressure of at least one of them, and a pressure measuring unit.
A control unit that controls the pressure control mechanism based on the pressure measurement result by the pressure measurement unit,
To prepare
A fuel cell module characterized by that.
請求項1または請求項2に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記冷却機構と前記圧力制御機構とは、少なくとも前記燃料極側ガス排出流路に設けられ、
前記燃料電池モジュールは、さらに、
原燃料ガスの脱硫を行う脱硫器と、
前記燃料極側ガス排出流路における前記冷却機構より下流側の位置と前記脱硫器とを接続する分岐流路と、
を備える、
ことを特徴とする燃料電池モジュール。
In the fuel cell module according to claim 1 or 2.
The cooling mechanism and the pressure control mechanism are provided at least in the fuel electrode side gas discharge flow path.
The fuel cell module further
A desulfurizer that desulfurizes raw fuel gas,
A branch flow path connecting a position downstream of the cooling mechanism in the fuel electrode side gas discharge flow path and the desulfurizer, and a branch flow path.
To prepare
A fuel cell module characterized by that.
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の燃料電池モジュールにおいて、
前記冷却機構は、前記空気極側ガス供給マニホールドに供給するためのガスと、前記燃料極側ガス供給マニホールドに供給するためのガスと、の少なくとも一方と前記特定ガス排出流路内のガスとの間で熱交換を行う熱交換部を含む、
ことを特徴とする燃料電池モジュール。
In the fuel cell module according to any one of claims 1 to 3.
The cooling mechanism includes at least one of a gas to be supplied to the air electrode side gas supply manifold, a gas to be supplied to the fuel electrode side gas supply manifold, and a gas in the specific gas discharge flow path. Including a heat exchange unit that exchanges heat between
A fuel cell module characterized by that.
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の燃料電池モジュールにおいて、さらに、
水を蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器において蒸発した水を利用して原燃料ガスを改質する改質器と、
を備え、
前記冷却機構は、前記蒸発器に供給される水と前記特定ガス排出流路内のガスとの間で熱交換を行う熱交換部を含む、
ことを特徴とする燃料電池モジュール。
In the fuel cell module according to any one of claims 1 to 3, further
An evaporator that evaporates water and
A reformer that reforms raw fuel gas using the water evaporated in the evaporator, and
Equipped with
The cooling mechanism includes a heat exchange unit that exchanges heat between the water supplied to the evaporator and the gas in the specific gas discharge flow path.
A fuel cell module characterized by that.
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の燃料電池モジュールにおいて、
各前記発電単位は、さらに、貫通孔が形成され、前記貫通孔を取り囲む部分が前記単セルの周縁部に接合され、前記空気極に面する空気室と前記燃料極に面する燃料室とを区画する第1のセパレータを有する、
ことを特徴とする燃料電池モジュール。
In the fuel cell module according to any one of claims 1 to 5.
In each power generation unit, a through hole is further formed, a portion surrounding the through hole is joined to the peripheral edge portion of the single cell, and an air chamber facing the air electrode and a fuel chamber facing the fuel electrode are formed. Has a first separator to partition,
A fuel cell module characterized by that.
請求項6に記載の燃料電池モジュールにおいて、
各前記発電単位は、さらに、
前記単セルに電気的に接続された導電性のインターコネクタと、
貫通孔が形成され、前記貫通孔を取り囲む部分が前記インターコネクタの周縁部と接合され、前記空気室と前記燃料室との一方と、他の前記発電単位における前記空気室と前記燃料室との他方と、を区画する第2のセパレータと、
を有する、
ことを特徴とする燃料電池モジュール。
In the fuel cell module according to claim 6,
Each said power generation unit further
With a conductive interconnector electrically connected to the single cell,
A through hole is formed, and a portion surrounding the through hole is joined to the peripheral edge portion of the interconnector so that one of the air chamber and the fuel chamber and the air chamber and the fuel chamber in the other power generation unit are formed. A second separator that separates the other,
Have,
A fuel cell module characterized by that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2024095014A1 (en) * 2022-11-03 2024-05-10 Ceres Intellectual Property Company Limited Electrochemical cell unit with flat separator

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