JP5324812B2 - Fuel cell module - Google Patents
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Description
本発明は、燃料電池モジュール、特に筒型構造を有する固体酸化物型燃料電池モジュールに関する。 The present invention relates to a fuel cell module, and more particularly to a solid oxide fuel cell module having a cylindrical structure.
従来の筒型構造を有する燃料電池、例えば、固体酸化物型燃料電池(以下、「SOFC」と表記する。)には、表面に燃料電池セルが形成された複数の円筒状の燃料電池セル管が設けられている(例えば、特許文献1参照。)。
燃料電池セル管は、平行に延びる複数の直線上に並んで配置されている。例えば、20本の燃料電池セル管が配置された列を5列並べて、合計100本の燃料電池セル管が設けられている。
In a conventional fuel cell having a cylindrical structure, for example, a solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as “SOFC”), a plurality of cylindrical fuel cell tubes having fuel cells formed on the surface thereof are used. (For example, refer to Patent Document 1).
The fuel battery cell tubes are arranged side by side on a plurality of straight lines extending in parallel. For example, a total of 100 fuel battery cell tubes are provided by arranging five rows in which 20 fuel cell tube tubes are arranged.
これらの燃料電池セル管における一方の端部には燃料電池セル管に燃料を供給するヘッダが配置され、他方の端部には燃料電池セル管から排出された燃料が流入するヘッダが配置されている。
これらヘッダには、燃料電池セル管に供給される空気と燃料との流路を区切るとともに、燃料電池セル管を支持するシール用薄板管板が設けられている。
These headers are provided with a thin plate tube plate for sealing that separates the flow path between the air and fuel supplied to the fuel cell tube and supports the fuel cell tube.
しかしながら、上述の特許文献1に記載の燃料電池モジュールでは、複数の燃料電池セル管が行列状に配置されているため、燃料電池セル管を支持するシール用薄板管板の端部に大きな曲げ応力が発生していた。そのため、シール用薄板管板の薄肉化が困難という問題があった。 However, in the fuel cell module described in Patent Document 1 described above, since a plurality of fuel cell tubes are arranged in a matrix, a large bending stress is applied to the end portion of the thin sheet tube for sealing that supports the fuel cell tubes. Had occurred. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the thickness of the sealing thin tube sheet.
一方で、複数の燃料電池セル管が行列状に配置されているため、シール用薄板管板への燃料電池セル管の取り付け等を含むセル組み立て時に用いられる、燃料電池セル管等を支持する補助支持治具の構造が限定され、セル組み立てが困難という問題があった。さらに、セル組み立て後に、燃料電池セル管等に損傷を与えることなく、上述の治具を取り外す工夫が必要になるという問題があった。 On the other hand, since a plurality of fuel cell tubes are arranged in a matrix, an auxiliary for supporting the fuel cell tubes used when assembling the cells including the attachment of the fuel cell tubes to the thin sheet tube plate for sealing, etc. The structure of the support jig was limited, and there was a problem that cell assembly was difficult. Furthermore, there has been a problem that after the cell is assembled, it is necessary to devise a method for removing the above-mentioned jig without damaging the fuel cell tube or the like.
また、上述のヘッダと、燃料が流通する燃料配管等とが溶接接合されているため、燃料電池モジュールの分解点検に時間がかかるという問題があった。 Moreover, since the above-mentioned header and the fuel piping through which the fuel flows are welded and joined, there is a problem that it takes time to disassemble and inspect the fuel cell module.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、軽量化を図るとともに、組み立てや点検等を容易にすることができる燃料電池モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell module that can be reduced in weight and can be easily assembled and inspected.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の燃料電池モジュールは、表面に複数の燃料電池セルが形成された複数の単列状に配置された燃料電池セル管と、該燃料電池セル管の一方の端部が締り嵌めされる第1管板を有し、外部から供給された燃料ガスを前記燃料電池セル管内に供給する第1燃料室と、前記燃料電池セル管の他方の端部が締り嵌めされる第2管板を有し、前記燃料電池セル管から流出した前記燃料ガスを外部に排出する第2燃料室と、前記第1燃料室および前記第2燃料室の少なくとも一方と接続され、前記燃料ガスが流通する燃料配管と、を有するカートリッジが、前記燃料電池セル管の単列方向および軸方向の両方に対して垂直方向に互いに隣接して複数配置され、前記燃料配管と接続された前記第1燃料室および前記第2燃料室の少なくとも一方と、前記燃料配管との間は締り嵌めされるとともに、前記第1燃料室および前記第2燃料室の少なくとも一方に、当該第1燃料室および第2燃料室に隣接する他の第1燃料室または第2燃料室側に延びる接続配管が設けられ、該接続配管は、前記他の第1燃料室に形成された燃料ガス供給口または第2燃料室に形成された燃料ガス排出口に締り嵌めされていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
A fuel cell module according to the present invention includes a plurality of fuel cell tubes arranged in a single row with a plurality of fuel cells formed on the surface, and one end of the fuel cell tube being fitted tightly. A first fuel chamber for supplying fuel gas supplied from the outside into the fuel cell tube; and a second tube plate for tightly fitting the other end of the fuel cell tube. And a fuel pipe through which the fuel gas flows, connected to at least one of the second fuel chamber for discharging the fuel gas flowing out from the fuel cell pipe to the outside, and the first fuel chamber and the second fuel chamber. When the cartridge with the said fuel to both single column and axial direction of the battery cell tube adjacent to each other in the vertical direction a plurality of arranged, the said fuel pipe and connected to the first fuel chamber and the 2 at least one of the fuel chambers and the front An interference fit is established between the fuel pipe and at least one of the first fuel chamber and the second fuel chamber and another first fuel chamber or second adjacent to the first fuel chamber and the second fuel chamber. A connection pipe extending to the fuel chamber side is provided, and the connection pipe is fitted into a fuel gas supply port formed in the other first fuel chamber or a fuel gas discharge port formed in the second fuel chamber. It is characterized by that.
本発明によれば、複数の燃料電池セル管が単列状に配置、言い換えると、略同一直線上に並んで配置されているため、複数の燃料電池セル管を複列状に配置した場合と比較して、第1管板および第2管板の薄板化を図ることができる。
つまり、複数の燃料電池セル管を複列状に配置した場合と比較して、第1管板および第2管板における上述の単列が延びる方向に対して交差する方向の長さを短くすることができる。そのため、同じ本数の燃料電池セル管を支持する場合、より板厚の薄い第1管板および第2管板であっても支持することができる。
According to the present invention, since the plurality of fuel battery cell tubes are arranged in a single row, in other words, arranged in a substantially same straight line, the plurality of fuel battery cell tubes are arranged in a double row and In comparison, the first tube plate and the second tube plate can be made thinner.
That is, as compared with the case where a plurality of fuel battery cell tubes are arranged in a double row, the length of the first tube plate and the second tube plate in the direction intersecting the direction in which the single row extends is shortened. be able to. Therefore, when supporting the same number of fuel battery cell tubes, the first tube plate and the second tube plate having a thinner thickness can be supported.
一方で、複数の燃料電池セル管が単列状に配置されているため、燃料電池セル管、第1燃料室および第2燃料室との組み立て時に、燃料電池セル管を両側から支持できる。そのため、隣接する燃料電池セル管が支持の邪魔をする複数の燃料電池セル管を複列状に配置した場合と比較して、組み立てが容易となる。 On the other hand, since the plurality of fuel battery cell tubes are arranged in a single row, the fuel cell tube can be supported from both sides when assembled with the fuel cell tube, the first fuel chamber, and the second fuel chamber. Therefore, as compared with the case where a plurality of fuel battery cell tubes whose adjacent fuel cell tube interferes with support are arranged in a double row, assembly is facilitated.
さらに、複数の燃料電池セル管が単列状に配置されているため、燃料電池セル管、第1燃料室および第2燃料室との組み立て時に、燃料電池セル管などを横、つまり、水平方向に延びるように配置することができる。
つまり、複数の燃料電池セル管を複列状に配置した場合、燃料電池セル管、第1燃料室および第2燃料室との組み立て時には、燃料電池セル管などを縦、つまり、上下方向に延びるように配置して組み立てる必要があったのに対して、複数の燃料電池セル管を単列状に配置されているため、燃料電池セル管などを支持が容易な横置きにして組み立てることができる。
Further, since the plurality of fuel battery cell tubes are arranged in a single row, when assembling the fuel cell tube, the first fuel chamber, and the second fuel chamber, the fuel cell tube is placed horizontally, that is, horizontally. It can arrange | position so that it may extend.
That is, when a plurality of fuel battery cell tubes are arranged in a double row, the fuel cell tube extends vertically, that is, vertically when assembling the fuel cell tube, the first fuel chamber, and the second fuel chamber. However, since a plurality of fuel cell tubes are arranged in a single row, the fuel cell tubes can be assembled in a horizontal position that can be easily supported. .
また、本発明によれば、第1燃料室と燃料配管との間や、第2燃料室と燃料配管との間を締り嵌めすることで、燃料電池モジュールの補修時における分解が容易となる。
つまり、第1燃料室と燃料配管との間などを溶接する方法と比較して、締り嵌めする方法は、第1燃料室と燃料配管との分離が容易である。そのため、第1燃料室と燃料配管とを分離したり、第2燃料室と燃料配管とを分離したりする必要がある燃料電池モジュールの補修を容易に行うことができる。
Further , according to the present invention, disassembly during repair of the fuel cell module is facilitated by tightly fitting between the first fuel chamber and the fuel pipe or between the second fuel chamber and the fuel pipe.
That is, compared with the method of welding between the first fuel chamber and the fuel pipe, etc., the method of interference fitting makes it easy to separate the first fuel chamber and the fuel pipe. Therefore, it is possible to easily repair the fuel cell module that needs to separate the first fuel chamber and the fuel pipe or separate the second fuel chamber and the fuel pipe.
また、本発明によれば、並んで配置されているカートリッジにおいて、一方の第1燃料室などから延びる接続配管が、隣接する他方の第1燃料室などに締り嵌めされているため、並んで配置されたカートリッジ間のクリアランスを小さくすることができる。
さらに、接続配管により隣接する第1燃料室などが連通されるため、第1燃料室などに接続される燃料配管の本数を減らすことができる。つまり、一つの第1燃料室などに燃料配管を接続することにより、接続配管を介して全ての第1燃料室などが燃料配管と連通される。そのため、全ての第1燃料室などに燃料配管を個別に接続する方法と比較して、燃料配管の本数を減らすことができる。
Further , according to the present invention, in the cartridges arranged side by side, since the connection pipe extending from one first fuel chamber or the like is tightly fitted to the other adjacent first fuel chamber or the like, the cartridges are arranged side by side. The clearance between the formed cartridges can be reduced.
Furthermore, since the adjacent first fuel chambers and the like are communicated with each other by the connection pipe, the number of fuel pipes connected to the first fuel chamber and the like can be reduced. That is, by connecting the fuel pipe to one first fuel chamber or the like, all the first fuel chambers and the like are communicated with the fuel pipe via the connection pipe. Therefore, the number of fuel pipes can be reduced as compared with a method in which fuel pipes are individually connected to all the first fuel chambers.
また、本発明の燃料電池モジュールは、表面に複数の燃料電池セルが形成された複数の単列状に配置された燃料電池セル管と、該燃料電池セル管の一方の端部が締り嵌めされる第1管板を有し、外部から供給された燃料ガスを前記燃料電池セル管内に供給する第1燃料室と、前記燃料電池セル管の他方の端部が締り嵌めされる第2管板を有し、前記燃料電池セル管から流出した前記燃料ガスを外部に排出する第2燃料室と、前記第1燃料室および前記第2燃料室の少なくとも一方と接続され、前記燃料ガスが流通する燃料配管と、を有するカートリッジが、前記燃料電池セル管の単列方向および軸方向の両方に対して垂直方向に互いに隣接して複数配置され、前記燃料配管は、互いに隣接して配置されている複数の前記第1燃料室および互いに隣接して配置されている複数の前記第2燃料室の少なくとも一方を、その各燃料室の隣接方向に貫通して延びるとともに、貫通した前記第1燃料室または前記第2燃料室と連通する複数の連通孔を有し、該燃料配管は、前記第1燃料室に形成された燃料ガス供給口または前記第2燃料室に形成された燃料ガス排出口に締り嵌めされていることを特徴とする。 Further, the fuel cell module of the present invention has a plurality of fuel cell tubes arranged in a single row with a plurality of fuel cells formed on the surface, and one end of the fuel cell tube is an interference fit. A first fuel chamber for supplying fuel gas supplied from the outside into the fuel cell tube, and a second tube plate in which the other end of the fuel cell tube is tightly fitted And is connected to at least one of the second fuel chamber and the second fuel chamber that discharges the fuel gas flowing out from the fuel cell pipe to the outside, and the fuel gas circulates. and the fuel pipe, the cartridge having the said a plurality positioned adjacent to each other in a direction perpendicular to both of the single column and the axial direction of the fuel cell tube, wherein the fuel pipe is arranged adjacent to each other a plurality of said first fuel chamber and each other At least one of the plurality of the second fuel chamber disposed adjacent to a plurality thereof extends through an adjacent direction of each fuel chamber, communicating with the first fuel chamber and the second fuel chamber and through The fuel pipe is tightly fitted to a fuel gas supply port formed in the first fuel chamber or a fuel gas discharge port formed in the second fuel chamber. .
本発明によれば、並んで配置されているカートリッジにおいて、燃料配管が全ての第1燃料室などを貫通するとともに、第1燃料室などに締り嵌めされているため、並んで配置されたカートリッジ間のクリアランスを小さくすることができる。 According to the present invention, in the cartridges arranged side by side, the fuel pipe passes through all the first fuel chambers and the like, and is tightly fitted in the first fuel chambers. The clearance can be reduced.
一方で、燃料配管には連通孔が形成されているため、第1燃料室などに接続される燃料配管の本数を減らすことができる。つまり、連通孔を介して全ての第1燃料室などが燃料配管と連通されるため、全ての第1燃料室などに燃料配管を個別に接続する方法と比較して、燃料配管の本数を減らすことができる。 On the other hand, since the communication hole is formed in the fuel pipe, the number of fuel pipes connected to the first fuel chamber or the like can be reduced. In other words, since all the first fuel chambers and the like are communicated with the fuel pipes through the communication holes, the number of fuel pipes is reduced as compared with the method in which the fuel pipes are individually connected to all the first fuel chambers. be able to.
さらに、燃料配管が全ての第1燃料室などを貫通するため、第1燃料室などにおける壁面の剛性を高めることができる。つまり、単に第1燃料室などを並べて配置する場合と比較して、燃料配管が第1燃料室などに締り嵌めされているため、並べて配置された第1燃料室などが一体化され、壁面の剛性が高められる。 Furthermore, since the fuel pipe penetrates all the first fuel chambers, the rigidity of the wall surface in the first fuel chamber can be increased. That is, as compared with the case where the first fuel chambers are simply arranged side by side, the fuel pipes are tightly fitted to the first fuel chambers, so that the first fuel chambers arranged side by side are integrated, Stiffness is increased.
上記発明においては、前記第1燃料室および前記第2燃料室の少なくとも一方は、前記燃料電池セル管に近い側の内半部と、遠い側の外半部との2つに分割されていることが望ましい。 In the above invention, at least one of the first fuel chamber and the second fuel chamber is divided into two parts, an inner half part on the side close to the fuel cell tube and an outer half part on the far side. It is desirable.
本発明によれば、第1燃料室などを構成する内半部および外半部のうち、外半部を後から取り付けることで第1燃料室などの上部を開放することができる。そのため、燃料電池モジュールの組み立て時や点検時に用いられる治具などのハンドリング、つまり取り回しが容易になる。 According to the present invention, the upper part of the first fuel chamber or the like can be opened by attaching the outer half part later from the inner half part and the outer half part constituting the first fuel chamber or the like. Therefore, handling of jigs used during assembly and inspection of the fuel cell module, that is, handling is facilitated.
上記発明においては、前記内半部および外半部から外側に突出し、前記内半部および外半部の接合に用いられる鍔部と、該鍔部を下方から支持する支持部と、が設けられていることが望ましい。 In the above invention, there is provided a flange that protrudes outward from the inner half and the outer half, and is used for joining the inner half and the outer half, and a support that supports the flange from below. It is desirable that
本発明によれば、鍔部を用いて内半部および外半部の接合を行うことで接合領域の確保が容易となり、第1燃料室や第2燃料室におけるシール性の確保が容易となる。さらに接合工程の自動化が容易となる。 According to the present invention, it is easy to secure the joining region by joining the inner half part and the outer half part using the flange part, and it becomes easy to secure the sealing performance in the first fuel chamber and the second fuel chamber. . Furthermore, the joining process can be automated easily.
一方、内半部および外半部から外側に突出する鍔部を、支持部により下方から支持するため、燃料電池セル管、第1燃料室および第2燃料室からなるカートリッジの支持が容易となる。さらに、燃料電池モジュールの組み立て時や点検時における上述のカートリッジの交換が容易となる。 On the other hand, since the flange portion protruding outward from the inner half portion and the outer half portion is supported from below by the support portion, the cartridge composed of the fuel cell tube, the first fuel chamber, and the second fuel chamber can be easily supported. . Furthermore, the above-described cartridge can be easily replaced when the fuel cell module is assembled or inspected.
本発明の燃料電池モジュールによれば、複数の燃料電池セル管が単列状に配置されているため、複数の燃料電池セル管を複列状に配置した場合と比較して、軽量化を図るとともに、組み立てや点検等を容易にすることができるという効果を奏する。 According to the fuel cell module of the present invention, since the plurality of fuel cell tubes are arranged in a single row, the weight can be reduced as compared with the case where the plurality of fuel cell tubes are arranged in a double row. In addition, there is an effect that it is possible to facilitate assembly and inspection.
〔参考実施形態〕
以下、本発明の参考実施形態に係る燃料電池モジュールついて図1から図3を参照して説明する。
図1は、本参考実施形態に係る燃料電池モジュールの概略構成を説明する模式図である。
本参考実施形態では、本願の発明を複数の円筒型の燃料電池セル管2を有するSOFCモジュールである燃料電池モジュール1に適用して説明するが、他の筒型構造を有する燃料電池モジュールであってもよく、特に限定するものではない。
[ Reference embodiment]
Hereinafter, a fuel cell module according to a reference embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Figure 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a fuel cell module according to this reference embodiment.
In this reference embodiment, the invention of the present application will be described by applying it to a fuel cell module 1 which is an SOFC module having a plurality of cylindrical
本参考実施形態の燃料電池モジュール1が、直接内部改質型の燃料電池セルを用いる場合には、燃料ガスとしては、メタン、プロパン等の炭化水素と水蒸気との混合ガスが用いられる。直接内部改質型の燃料電池セルを用いない場合には、水素と水蒸気とを含む混合ガスが用いられる。
一方、酸化剤ガスとしては、酸素、空気、あるいはそれらを含む混合ガスが用いられる。
The fuel cell module 1 according to this reference embodiment, in the case of using a fuel cell of a direct internal reforming type, a fuel gas, methane, is mixed gas of hydrocarbon and steam, such as propane is used. When the direct internal reforming fuel cell is not used, a mixed gas containing hydrogen and water vapor is used.
On the other hand, as the oxidant gas, oxygen, air, or a mixed gas containing them is used.
燃料電池モジュール1には、図1に示すように、複数の燃料電池セル管2と、空気室としての酸化剤ガス供給室3と、燃料ガスを燃料電池セル管2に供給する供給室(第1燃料室)4と、燃料電池セル管2から排出された燃料ガスが流入する排出室(第2燃料室)5と、断熱体6A,6Bとが設けられている。
As shown in FIG. 1, the fuel cell module 1 includes a plurality of
燃料電池セル管2は、図1に示すように、多孔質セラミックスから形成された円筒型の基体管であって、外周面に複数の燃料電池セルが形成されたものである。
さらに、燃料電池セル管2の一方の端部は供給室4の管板43に、他方の端部は排出室5の管板53に締り嵌めされ、かつ、燃料電池セル管2の内部および供給室4の内部と、燃料電池セル管2の内部および排出室5の内部とが連通されている。
なお、燃料電池セル管2に用いられる多孔室セラミックスとしては安定化ジルコニアを例示することができる。
As shown in FIG. 1, the fuel
Further, one end of the
In addition, as the porous chamber ceramic used for the
図2は、図1の供給室の構成を説明する部分拡大図である。
供給室4は、図1および図2に示すように、外部から供給された燃料ガスを燃料電池セル管2に分配供給するとともに、燃料電池セル管2を支持するものである。供給室4の内部には、燃料ガスの流れを整える整流板のような機構が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよく、特に限定するものではない。
FIG. 2 is a partially enlarged view illustrating the configuration of the supply chamber of FIG.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
供給室4には、供給室4の側壁を構成する側板41、側板42、および、管板(第1管板)43と、燃料配管7が締り嵌めされる燃料ガス供給口45と、燃料電池セル管2が締り嵌めされる第1嵌合部46と、が設けられている。
The
側板41、側板42および管板43は中空の直方体形状を有する供給室4を形成するものであって、ステンレス鋼や耐熱合金などから形成された板状の部材である。特に、管板43は、供給室4と酸化剤ガス供給室3とを隔てる板状の部材である。
The
図3は、図2の燃料ガス供給口の構成を説明する部分拡大断面視図である。
側板41には、図2および図3に示すように、燃料配管7が締り嵌めされる燃料ガス供給口45が形成されている。燃料ガス供給口45には、開口部の中央に向かって、供給室4の内部へ変位する傾斜面が形成されている。
このような傾斜面を形成することにより、傾斜面の弾性を利用して燃料配管7を容易に燃料ガス供給口45に締り嵌めすることができる。つまり、燃料配管7を燃料ガス供給口45に挿入することにより、燃料配管7と供給室4との組み立てが完了する。
FIG. 3 is a partially enlarged sectional view for explaining the configuration of the fuel gas supply port of FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
By forming such an inclined surface, the
本参考実施形態では、側板41の略中央に燃料ガス供給口45が形成されている例に適用して説明するが、略中央以外の他の位置に燃料ガス供給口45が形成されていてもよく、特に限定するものではない。
In this reference embodiment, description will be made by applying to an example in which the fuel
管板43には、図1および図2に示すように、燃料電池セル管2が締り嵌めされる複数の第1嵌合部46が形成されている。第1嵌合部46には、開口部の中央に向かって、供給室4の内部へ変位する傾斜面が形成されている。このような傾斜面を形成することにより、傾斜面の弾性を利用して燃料電池セル管2を容易に第1嵌合部46に締り嵌めすることができる。
さらに、複数の第1嵌合部46は、一つの列(単列)を形成するように、言い換えると、略同一直線上に並んで配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
Furthermore, the plurality of first
排出室5は、図1に示すように、燃料電池セル管2から排出された燃料ガスが流入するとともに、燃料電池セル管2を支持するものである。排出室5の内部には、燃料ガスの流れを整える整流板のような機構が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよく、特に限定するものではない。
As shown in FIG. 1, the
排出室5には、排出室5の側壁を形成する側板51、側板52、および、管板(第2管板)53と、燃料配管7が締り嵌めされる燃料ガス排出口54と、燃料電池セル管2が締り嵌めされる第2嵌合部55と、が設けられている。
The
側板51、側板52および管板53は中空の直方体形状を有する排出室5を形成するものであって、ステンレス鋼や耐熱合金などから形成された板状の部材である。特に、管板53は、排出室5と酸化剤ガス供給室3とを隔てる板状の部材である。
The
側板51には、側板41と同様に、燃料配管7が締り嵌めされる燃料ガス排出口54が形成されている。燃料ガス排出口54には、開口部の中央に向かって、排出室5の内部へ変位する傾斜面が形成されている。
このような傾斜面を形成することにより、傾斜面の弾性を利用して燃料配管7を容易に燃料ガス排出口54に締り嵌めすることができる。つまり、燃料配管7を燃料ガス排出口54に挿入することにより、燃料配管7と排出室5との組み立てが完了する。
Similar to the
By forming such an inclined surface, the
本参考実施形態では、側板51の略中央に燃料ガス排出口54が形成されている例に適用して説明するが、略中央以外の他の位置に燃料ガス排出口54が形成されていてもよく、特に限定するものではない。
In this reference embodiment, description will be made by applying to an example in which the fuel
管板43と同様に、管板53には、燃料電池セル管2が締り嵌めされる複数の第2嵌合部55が形成されている。第2嵌合部55には、開口部の中央に向かって、排出室5の内部へ変位する傾斜面が形成されている。
このような傾斜面を形成することにより、傾斜面の弾性を利用して燃料電池セル管2を容易に第2嵌合部55に締り嵌めすることができる。つまり、燃料電池セル管2を第2嵌合部55に挿入することにより、燃料電池セル管2と管板43との組み立てが完了する。
Similar to the
By forming such an inclined surface, the
さらに、複数の第2嵌合部55は、一つの列(単列)を形成するように、言い換えると、略同一直線上に並んで配置されている。
このように第1嵌合部46および第2嵌合部55を配置することにより、燃料電池セル管2を単列に、言い換えると、一列に、または、略同一直線上に並んで、配置することができる。このように、燃料電池セル管2を単列に配置することにより、燃料電池セル管2の本数を変更しても、燃料電池モジュール1の寸法に対する影響は小さい。つまり、燃料電池セル管2の列が延びる方向の寸法のみが影響を受け、その他の寸法には影響がない。
なお、第2嵌合部55の数は、第1嵌合部46の数と同数であって、その数は特に限定されるものではない。
Further, the plurality of second
By arranging the first
In addition, the number of the 2nd
酸化剤ガス供給室3は、図1に示すように、供給室4の管板43と排出室5の管板53との間に配置され、内部に燃料電池セル管2が収納される室である。さらに、酸化剤ガス供給室3は、供給室4および排出室5から隔離され、燃料電池セル管2の周囲に酸化剤ガスを供給する室でもある。
As shown in FIG. 1, the oxidant gas supply chamber 3 is disposed between the
酸化剤ガス供給室3は、側板31、管板43、および、管板53から形成された室である。
酸化剤ガス供給室3には、酸化剤ガスが流通する酸化剤ガス供給口32及び酸化剤ガス排出口33と、が設けられている。
なお、図1に示した構成では、集電に関する構成を省略している。
The oxidant gas supply chamber 3 is a chamber formed from the
The oxidant gas supply chamber 3 is provided with an oxidant
In the configuration shown in FIG. 1, the configuration related to current collection is omitted.
断熱体6A及び断熱体6Bは、燃料電池セル管2の発電電池セルにおいて発生した熱の伝達を遮蔽して、管板43や、管板53や、あるいは、第1嵌合部46や、第2嵌合部55などを、上述の熱から保護するものである。
断熱体6Aは、酸化剤ガス供給室3内における管板43の近傍に固定され、断熱体6Bは、酸化剤ガス供給室3内における管板53の近傍に固定されている。
The
The heat insulator 6 </ b> A is fixed in the vicinity of the
断熱体6Bと燃料電池セル管2との間には、酸化剤ガスの流路が形成され、当該流路により酸化剤ガスの流量が制限されている。
断熱体6Aや断熱体6Bを構成する材料としては、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、シリカ、アルミナ、マグネシアなどを主成分とする断熱材を例示することができる。
An oxidant gas flow path is formed between the
Examples of the material constituting the
次に、上記の構成からなる燃料電池モジュール1における発電について説明する。
燃料電池モジュール1による発電は、図1に示すように、供給室4に燃料ガスを供給し、酸化剤ガス供給室3に酸化剤ガスを供給することにより行われる。
Next, power generation in the fuel cell module 1 having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 1, power generation by the fuel cell module 1 is performed by supplying fuel gas to the
具体的には、燃料ガスは燃料ガス供給口45から供給室4に供給され、その後、燃料電池セル管2の内部に流入する。供給室4に供給される際に、燃料ガスは、例えば、250℃程度に予熱されている。
燃料ガスは、燃料電池セル管2の燃料電池セルに供給され、発電に用いられる。燃料電池セルは発電の際に熱を発生するため、その温度は約900℃から約1000℃に保持される。
発電に用いられなかった燃料ガス、および、発電により生成された水蒸気は、燃料電池セル管2から排出室5へ送出される。使用済みの燃料ガスは燃料ガス排出口54から排出される。
Specifically, the fuel gas is supplied from the fuel
The fuel gas is supplied to the fuel cell of the
Fuel gas that has not been used for power generation and water vapor generated by power generation are sent from the
酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給口32から酸化剤ガス供給室3に流入し、断熱体6Bと管板53とに挟まれ形成される空間を、管板53に沿って移動する。その後、酸化剤ガスは、断熱体6Bと燃料電池セル管2の外周部との間の空間を燃料電池セル管2の外周部に沿って流れ、酸化剤ガス供給室3内に流入する。
酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給室3内において、燃料電池セル管2の燃料電池セルに供給され、発電に用いられる。発電の際に燃料電池セルから発生した熱の一部は、酸化剤ガスにより奪い去られ、燃料電池セルの温度は約900℃から約1000℃に保持される。
The oxidant gas flows into the oxidant gas supply chamber 3 from the oxidant
In the oxidant gas supply chamber 3, the oxidant gas is supplied to the fuel cells of the
その後、酸化剤ガスは供給室4側に向かって流れ、燃料電池セルから吸収した熱を、燃料電池セル管2内を排出室5側に向かって流れる燃料ガスに放出し、燃料ガスの温度を昇温させる。つまり、発電に用いられる前の燃料ガスの温度を昇温させる。
燃料ガスの温度を昇温させた酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給室3の酸化剤ガス排出口33から外部へ排出される。
Thereafter, the oxidant gas flows toward the
The oxidant gas whose temperature is increased is discharged from the oxidant
上記の構成によれば、複数の燃料電池セル管2が単列状に配置、言い換えると、略同一直線上に並んで配置されているため、複数の燃料電池セル管2を複列状に配置した場合と比較して、管板43および管板53の薄板化を図り、軽量化を図ることができる
つまり、複数の燃料電池セル管2を複列状に配置した場合と比較して、管板43および管板53における上述の単列が延びる方向に対して交差する方向、つまり直交する方向の長さを短くすることができる。そのため、同じ本数の燃料電池セル管2を支持する場合、より板厚の薄い管板43および管板53であっても支持することができる。
According to the above configuration, the plurality of fuel
一方で、複数の燃料電池セル管2が単列状に配置されているため、燃料電池セル管2、供給室4および排出室5との組み立て時に、燃料電池セル管2を両側から支持できる。そのため、隣接する燃料電池セル管2が支持の邪魔をする複数の燃料電池セル管2を複列状に配置した場合と比較して、組み立てや、点検などを容易にすることができる。
On the other hand, since the plurality of fuel
さらに、複数の燃料電池セル管2が単列状に配置されているため、燃料電池セル管2、供給室4および排出室5との組み立て時に、燃料電池セル管2などを横、つまり、水平方向に延びるように配置することができ、組み立てや、点検などを容易にすることができる。
つまり、複数の燃料電池セル管2を複列状に配置した場合、燃料電池セル管2、供給室4および排出室5との組み立て時には、燃料電池セル管2などを縦、つまり、上下方向に延びるように配置して組み立てる必要があったのに対して、複数の燃料電池セル管2を単列状に配置されているため、燃料電池セル管2などを支持が容易な横置きにして組み立てることができる。
Further, since the plurality of fuel
That is, when a plurality of fuel
供給室4と燃料配管7との間や、排出室5と燃料配管7との間を締り嵌めすることで、燃料電池モジュール1の補修時における分解を容易にすることができる。
つまり、供給室4と燃料配管7との間などを溶接する方法と比較して、締り嵌めする方法は、供給室4と燃料配管7との分離が容易である。そのため、供給室4と燃料配管7とを分離したり、排出室5と燃料配管7とを分離したりする必要がある燃料電池モジュール1の補修を容易に行うことができる。
Disassembly during repair of the fuel cell module 1 can be facilitated by tightly fitting between the
That is, compared with the method of welding between the
〔第1の実施形態〕
次に、本発明の第1の実施形態について図4から図6を参照して説明する。
本実施形態の燃料電池モジュールの基本構成は、参考実施形態と同様であるが、参考実施形態とは、供給室および排出室の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図4から図6を用いて供給室および排出室の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図4は、本実施形態の燃料電池モジュールに係る供給室の構成を説明する部分断面視図である。図5は、図4の燃料電池モジュールに係る排出室の構成を説明する部分断面視図である。
なお、参考実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
First Embodiment
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the fuel cell module of this embodiment is similar to the reference embodiment, the referential embodiment, is different from configuration of the feed chamber and discharge chamber. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the supply chamber and the discharge chamber will be described with reference to FIGS. 4 to 6 and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating the configuration of the supply chamber according to the fuel cell module of the present embodiment. FIG. 5 is a partial cross-sectional view illustrating the configuration of the discharge chamber according to the fuel cell module of FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as reference embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
燃料電池モジュール101には、図4および図5に示すように、複数の燃料電池セル管2と、燃料ガスを燃料電池セル管2に供給する供給室(第1燃料室)104と、燃料電池セル管2から排出された燃料ガスが流入する排出室(第2燃料室)105と、からなるカートリッジ108が複数設けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
カートリッジ108は、燃料電池セル管2の単列方向(図4の紙面に対して垂直方向)に対して垂直方向(図4の左右方向)に並んで配置されている。本実施形態では、3つのカートリッジ108が設けられている例に適用して説明する。
The
供給室104は、一つの燃料ガス供給口45と、隣接する供給室104と接続される一つの接続配管109とが設けられた供給室104Aと、二つの燃料ガス供給口45が設けられた供給室104Bと、に分けられる。
The
供給室104Aには、供給室104の側壁を構成する側板141、側板142、および、管板43と、燃料配管7が締り嵌めされる燃料ガス供給口45と、隣接する供給室104の燃料ガス供給口45と締り嵌めされる接続配管109と、燃料電池セル管2が締り嵌めされる第1嵌合部46と、が設けられている。
The
供給室104Bには、供給室104の側壁を構成する側板141、側板142、および、管板43と、燃料配管7と接続配管109とが締り嵌めされる燃料ガス供給口45と燃料電池セル管2が締り嵌めされる第1嵌合部46と、が設けられている。
In the
燃料ガス供給口45は、参考実施形態とは異なり側板142に設けられている。つまり、燃料電池セル管2の単列方向に沿って延びる一対の側板142の少なくとも一方に設けられている。
具体的には、供給室104Aでは、燃料ガス供給口45は一対の側板142の一方、言い換えると、接続配管109が設けられた側板142と対向する側板142に設けられている。供給室104Bでは、燃料ガス供給口45は一対の側板142の両方に設けられている。
Unlike the reference embodiment, the fuel
Specifically, in the
排出室105は、一つの燃料ガス排出口54と、隣接する排出室105と接続される一つの接続配管109とが設けられた排出室105Aと、二つの燃料ガス排出口54が設けられた排出室105Bと、に分けられる。
The discharge chamber 105 includes a discharge chamber 105 </ b> A provided with one fuel
排出室105Aには、排出室105の側壁を構成する側板151、側板152、および、管板53と、燃料配管7が締り嵌めされる燃料ガス排出口54と、隣接する排出室105の燃料ガス排出口54と締り嵌めされる接続配管109と、燃料電池セル管2が締り嵌めされる第2嵌合部55と、が設けられている。
The discharge chamber 105 </ b> A includes a
排出室105Bには、排出室105の側壁を構成する側板151、側板152、および、管板53と、燃料配管7と接続配管109とが締り嵌めされる燃料ガス排出口54と燃料電池セル管2が締り嵌めされる第2嵌合部55と、が設けられている。
In the
燃料ガス排出口54は、参考実施形態とは異なり側板152に設けられている。つまり、燃料電池セル管2の単列方向に沿って延びる一対の側板152の少なくとも一方に設けられている。
具体的には、排出室105Aでは、燃料ガス排出口54は一対の側板152の一方、言い換えると、接続配管109が設けられた側板152と対向する側板152に設けられている。排出室105Bでは、燃料ガス排出口54は一対の側板152の両方に設けられている。
Unlike the reference embodiment, the fuel
Specifically, in the
図6は、図4および図5の接続配管の構成を説明する部分拡大断面視図である。
接続配管109は、図6に示すように、隣接する供給室104または隣接する排出室105の間で燃料ガスを流通させるものである。さらに接続配管109は、側板142または側板152から外側に延び、隣接する供給室104の燃料ガス供給口45、または、隣接する排出室105の燃料ガス排出口54と締り嵌めされる配管である。
FIG. 6 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining the configuration of the connection pipe of FIGS. 4 and 5.
As shown in FIG. 6, the connecting
上記の構成によれば、並んで配置されているカートリッジ108において、一方の供給室104Aなどから延びる接続配管109が、隣接する他方の供給室104Aまたは供給室104Bなどに締り嵌めされているため、並んで配置されたカートリッジ108間のクリアランスを小さくすることができる。
さらに、接続配管109により隣接する供給室104Aや供給室104Bなどが連通されるため、供給室104Aや供給室104Bなどに接続される燃料配管7の本数を減らすことができる。つまり、一つの供給室104Aや供給室104Bなどに燃料配管7を接続することにより、接続配管109を介して全ての供給室104Aや供給室104Bなどが燃料配管7と連通される。そのため、全ての供給室104Aや供給室104Bなどに燃料配管7を個別に接続する方法と比較して、燃料配管7の本数を減らすことができる。
According to the above configuration, in the
Furthermore, since the
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図7から図10を参照して説明する。
本実施形態の燃料電池モジュールの基本構成は、参考実施形態と同様であるが、参考実施形態とは、供給室および排出室の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図7から図10を用いて供給室および排出室の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図7は、本実施形態の燃料電池モジュールに係る供給室の構成を説明する部分断面視図である。図8は、図7の燃料電池モジュールに係る排出室の構成を説明する部分断面視図である。
なお、参考実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a description will be given of a second embodiment of the present invention from FIG. 7 with reference to FIG. 10.
The basic configuration of the fuel cell module of this embodiment is similar to the reference embodiment, the referential embodiment, is different from configuration of the feed chamber and discharge chamber. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the supply chamber and the discharge chamber will be described with reference to FIGS. 7 to 10, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view illustrating the configuration of the supply chamber according to the fuel cell module of the present embodiment. FIG. 8 is a partial cross-sectional view illustrating the configuration of the discharge chamber according to the fuel cell module of FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as reference embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
燃料電池モジュール201には、図7および図8に示すように、複数の燃料電池セル管2と、燃料ガスを燃料電池セル管2に供給する供給室(第1燃料室)204と、燃料電池セル管2から排出された燃料ガスが流入する排出室(第2燃料室)205と、からなるカートリッジ208が複数設けられている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
カートリッジ208は、燃料電池セル管2の単列方向(図7の紙面に対して垂直方向)に対して垂直方向(図7の左右方向)に並んで配置されている。本実施形態では、3つのカートリッジ208が設けられている例に適用して説明する。
The
供給室204には、供給室204の側壁を構成する側板141、側板242、および、管板43と、燃料配管207が締り嵌めされる燃料ガス供給口45と、燃料電池セル管2が締り嵌めされる第1嵌合部46と、が設けられている。
In the
燃料ガス供給口45は、参考実施形態とは異なり一対の側板242、のそれぞれに設けられている。つまり、燃料電池セル管2の単列方向に沿って延びる一対の側板242、のそれぞれに設けられている。
Unlike the reference embodiment, the fuel
排出室205には、排出室205の側壁を構成する側板151、側板252、および、管板53と、燃料配管207が締り嵌めされる燃料ガス排出口54と、燃料電池セル管2が締り嵌めされる第2嵌合部55と、が設けられている。
In the
燃料ガス排出口54は、参考実施形態とは異なり一対の側板252のそれぞれに設けられている。つまり、燃料電池セル管2の単列方向に沿って延びる一対の側板252のそれぞれに設けられている。
Unlike the reference embodiment, the fuel
図9は、図7および図8の燃料配管の構成を説明する部分拡大断面視図である。図10は、図9の燃料配管の構成を説明するI−I段面視図である。
燃料配管207は、図7から図9に示すように、並んで配列された供給室204、または、排出室205を貫通して配置される配管である。
燃料配管207の供給室204または排出室205の内部に配置される円筒面には、図9および図10に示すように、複数の連通孔207Hが形成されている。
FIG. 9 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining the configuration of the fuel pipe of FIGS. 7 and 8. FIG. 10 is a II step view for explaining the configuration of the fuel pipe of FIG. 9.
As shown in FIGS. 7 to 9, the
As shown in FIGS. 9 and 10, a plurality of
上記の構成によれば、並んで配置されているカートリッジ208において、燃料配管207が全ての供給室204や排出室205を貫通するとともに、供給室204などに締り嵌めされているため、並んで配置されたカートリッジ208間のクリアランスを小さくすることができる。
According to the above configuration, in the
一方で、燃料配管207には連通孔が形成されているため、供給室204などに接続される燃料配管207の本数を減らすことができる。つまり、連通孔207Hを介して全ての供給室204などが燃料配管207と連通されるため、全ての供給室204などに燃料配管207を個別に接続する方法と比較して、燃料配管207の本数を減らすことができる。
On the other hand, since the communication hole is formed in the
さらに、燃料配管207が全ての供給室204などを貫通するため、供給室204などにおける壁面、例えば側板242、の剛性を高めることができる。つまり、単に供給室204などを並べて配置する場合と比較して、燃料配管207が供給室204などに締り嵌めされているため、並べて配置された供給室204などが一体化され、壁面の剛性が高められる。
Further, since the
〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について図11を参照して説明する。
本実施形態の燃料電池モジュールの基本構成は、参考実施形態と同様であるが、参考実施形態とは、供給室および排出室の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図11を用いて供給室および排出室の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図11は、本実施形態の燃料電池モジュールに係る供給室および排出室の構成を説明する部分断面視図である。
なお、参考実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
[ Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the fuel cell module of this embodiment is similar to the reference embodiment, the referential embodiment, is different from configuration of the feed chamber and discharge chamber. Therefore, in the present embodiment, only the configuration of the supply chamber and the discharge chamber will be described with reference to FIG. 11, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 11 is a partial cross-sectional view for explaining the configuration of the supply chamber and the discharge chamber according to the fuel cell module of the present embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as reference embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
燃料電池モジュール301には、図11に示すように、複数の燃料電池セル管2と、燃料ガスを燃料電池セル管2に供給する供給室(第1燃料室)304と、燃料電池セル管2から排出された燃料ガスが流入する排出室(第2燃料室)305と、からなるカートリッジ308が複数設けられている。
As shown in FIG. 11, the
供給室304には、供給室304の外側を形成する外半部304Aと、内側を形成する内半部304Bと、が設けられている。
外半部304Aおよび内半部304Bには、外側に向かって突出する鍔部309がそれぞれ設けられ、鍔部309を溶接することにより、供給室304が形成されている。内半部304Bには、さらに燃料電池セル管2が締り嵌めされる第1嵌合部46が設けられている。
The
The
排出室305にも同様に、排出室305の外側を形成する外半部305Aと、内側を形成する内半部305Bと、が設けられている。
外半部305Aおよび内半部305Bには、外側に向かって突出する鍔部309がそれぞれ設けられ、鍔部309を溶接することにより、排出室305が形成されている。内半部305Bには、さらに燃料電池セル管2が締り嵌めされる第2嵌合部55が設けられている。
Similarly, the
The
上記の構成によれば、供給室304を構成する外半部304Aおよび内半部304Bのうち、外半部304Aを後から取り付けることで供給室304の上部を開放することができる。同様に、排出室305を構成する外半部305Aおよび内半部305Bのうち、外半部305Aを後から取り付けることで排出室305の上部を開放することができる。
そのため、燃料電池モジュール301の組み立て時や点検時に用いられる治具などのハンドリング、つまり取り回しが容易になる。
さらに、鍔部309外側からの溶接でシール性が確保できるため、量産時の接合工程の自動化が容易となる。
According to the configuration described above, the upper portion of the
Therefore, handling of jigs used when assembling or checking the
Furthermore, since the sealing performance can be secured by welding from the outside of the
〔第3の実施形態の変形例〕
次に、本発明の第3の実施形態の変形例について図12を参照して説明する。
本変形例の燃料電池モジュールの基本構成は、第3の実施形態と同様であるが、第3の実施形態とは、鍔部近傍の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図12を用いて鍔部近傍の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図12は、本実施形態の燃料電池モジュールに係る供給室および排出室の構成を説明する部分断面視図である。
なお、第3の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
[Modification of Third Embodiment]
Next, a modification of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the fuel cell module of this modification is the same as the third embodiment, the third embodiment, the configuration in the vicinity of the flange portion are different. Therefore, in this embodiment, only the configuration in the vicinity of the buttocks will be described with reference to FIG. 12, and description of other components and the like will be omitted.
FIG. 12 is a partial cross-sectional view for explaining the configuration of the supply chamber and the discharge chamber according to the fuel cell module of the present embodiment.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 3rd Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
燃料電池モジュール401には、図12に示すように、複数の燃料電池セル管2と、燃料ガスを燃料電池セル管2に供給する供給室304と、燃料電池セル管2から排出された燃料ガスが流入する排出室305と、からなるカートリッジ308と、カートリッジ308を支持する支持部410と、が設けられている。
As shown in FIG. 12, the
供給室304には、供給室304の外側を形成する外半部304Aと、内側を形成する内半部304Bと、が設けられている。
外半部304Aおよび内半部304Bには、外側に向かって突出する鍔部409がそれぞれ設けられ、鍔部409を管締め、または、巻締めすることにより、供給室304が形成されている。内半部304Bには、さらに燃料電池セル管2が締り嵌めされる第1嵌合部46が設けられている。
The
The
排出室305にも同様に、排出室305の外側を形成する外半部305Aと、内側を形成する内半部305Bと、が設けられている。
外半部305Aおよび内半部305Bには、外側に向かって突出する鍔部409がそれぞれ設けられ、鍔部409を管締め、または、巻締めすることにより、排出室305が形成されている。内半部305Bには、さらに燃料電池セル管2が締り嵌めされる第2嵌合部55が設けられている。
Similarly, the
The
支持部410は、燃料電池セル管2の単列方向(図12の紙面に対して垂直方向)に延びる略棒状の部材であり、その上面に供給室304、または、排出室305の鍔部409が配置されるものである。
このようにすることで、支持部410は、カートリッジ308の支持部材としての役割を果たすとともに、カートリッジ308を燃料電池モジュール401に挿入する際の挿入レールとしての役割を果たすことができる。
The
By doing so, the
上記の構成によれば、鍔部409を用いて外半部304Aおよび内半部304Bの接合、および、外半部305Aおよび内半部305Bの接合を行うことで接合領域の確保が容易となり、供給室304や排出室305におけるシール性の確保が容易となる。さらに接合工程の自動化が容易となる。
According to the above configuration, it is easy to secure a joining region by joining the outer
一方、供給室304や排出室305から外側に突出する鍔部409を、支持部410により下方から支持するため、カートリッジ308の支持が容易となる。さらに、燃料電池モジュール401の組み立て時や点検時におけるカートリッジ308の挿入や、交換が容易となる。
On the other hand, since the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1,101,201,301,401 燃料電池モジュール
2 燃料電池セル管
4,104,104A,104B,204,304 供給室(第1燃料室)
5,105,105A,105B,205,305 排出室(第2燃料室)
43 管板(第1管板)
53 管板(第2管板)
7,207 燃料配管
108,208,308 カートリッジ
109 接続配管
207H 連通孔
309,409 鍔部
304A,305A 外半部
304B,305B 内半部
410 支持部
1, 101, 201, 301, 401
5, 105, 105A, 105B, 205, 305 Discharge chamber (second fuel chamber)
43 Tube sheet (first tube sheet)
53 Tube sheet (second tube sheet)
7,207
Claims (4)
該燃料電池セル管の一方の端部が締り嵌めされる第1管板を有し、外部から供給された燃料ガスを前記燃料電池セル管内に供給する第1燃料室と、
前記燃料電池セル管の他方の端部が締り嵌めされる第2管板を有し、前記燃料電池セル管から流出した前記燃料ガスを外部に排出する第2燃料室と、
前記第1燃料室および前記第2燃料室の少なくとも一方と接続され、前記燃料ガスが流通する燃料配管と、を有するカートリッジが、前記燃料電池セル管の単列方向および軸方向の両方に対して垂直方向に互いに隣接して複数配置され、
前記燃料配管と接続された前記第1燃料室および前記第2燃料室の少なくとも一方と、前記燃料配管との間は締り嵌めされるとともに、
前記第1燃料室および前記第2燃料室の少なくとも一方に、当該第1燃料室および第2燃料室に隣接する他の第1燃料室または第2燃料室側に延びる接続配管が設けられ、該接続配管は、前記他の第1燃料室に形成された燃料ガス供給口または第2燃料室に形成された燃料ガス排出口に締り嵌めされていることを特徴とする燃料電池モジュール。 A plurality of fuel cell tubes arranged in a single row with a plurality of fuel cells formed on the surface; and
A first fuel chamber having a first tube plate into which one end of the fuel cell tube is fitted, and supplying fuel gas supplied from the outside into the fuel cell tube;
A second fuel chamber that has a second tube plate to which the other end of the fuel cell pipe is fitted, and discharges the fuel gas flowing out of the fuel cell pipe to the outside;
And a fuel pipe connected to at least one of the first fuel chamber and the second fuel chamber and through which the fuel gas flows , both in a single row direction and an axial direction of the fuel cell tube A plurality are arranged adjacent to each other in the vertical direction,
An interference fit is provided between at least one of the first fuel chamber and the second fuel chamber connected to the fuel pipe and the fuel pipe.
At least one of the first fuel chamber and the second fuel chamber is provided with a connection pipe extending toward the other first fuel chamber or the second fuel chamber adjacent to the first fuel chamber and the second fuel chamber, The connection pipe is fitted into a fuel gas supply port formed in the other first fuel chamber or a fuel gas discharge port formed in the second fuel chamber.
該燃料電池セル管の一方の端部が締り嵌めされる第1管板を有し、外部から供給された燃料ガスを前記燃料電池セル管内に供給する第1燃料室と、
前記燃料電池セル管の他方の端部が締り嵌めされる第2管板を有し、前記燃料電池セル管から流出した前記燃料ガスを外部に排出する第2燃料室と、
前記第1燃料室および前記第2燃料室の少なくとも一方と接続され、前記燃料ガスが流通する燃料配管と、を有するカートリッジが、前記燃料電池セル管の単列方向および軸方向の両方に対して垂直方向に互いに隣接して複数配置され、
前記燃料配管は、互いに隣接して配置されている複数の前記第1燃料室および互いに隣接して配置されている複数の前記第2燃料室の少なくとも一方を、その各燃料室の隣接方向に貫通して延びるとともに、貫通した前記第1燃料室または前記第2燃料室と連通する複数の連通孔を有し、
該燃料配管は、前記第1燃料室に形成された燃料ガス供給口または前記第2燃料室に形成された燃料ガス排出口に締り嵌めされていることを特徴とする燃料電池モジュール。 A plurality of fuel cell tubes arranged in a single row with a plurality of fuel cells formed on the surface; and
A first fuel chamber having a first tube plate into which one end of the fuel cell tube is fitted, and supplying fuel gas supplied from the outside into the fuel cell tube;
A second fuel chamber that has a second tube plate to which the other end of the fuel cell pipe is fitted, and discharges the fuel gas flowing out of the fuel cell pipe to the outside;
And a fuel pipe connected to at least one of the first fuel chamber and the second fuel chamber and through which the fuel gas flows , both in a single row direction and an axial direction of the fuel cell tube A plurality are arranged adjacent to each other in the vertical direction,
The fuel pipe, through at least one of the adjacent arranged in a plurality are the first fuel chamber and a plurality of said second fuel chamber disposed adjacent to each other, the adjacent direction of the respective fuel chamber to each other And has a plurality of communication holes communicating with the penetrating first fuel chamber or the second fuel chamber,
The fuel cell module, wherein the fuel pipe is tightly fitted to a fuel gas supply port formed in the first fuel chamber or a fuel gas discharge port formed in the second fuel chamber.
該鍔部を下方から支持する支持部と、
が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の燃料電池モジュール。 A flange that protrudes outward from the inner half and the outer half, and is used for joining the inner half and the outer half; and
A support part for supporting the collar part from below;
The fuel cell module according to claim 3, wherein the fuel cell module is provided.
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