JP5516946B2 - Off-gas combustion apparatus and off-gas combustion method for solid oxide fuel cell - Google Patents

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Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池のオフガス燃焼装置及びオフガス燃焼方法に関し、より具体的には、固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガス燃焼装置及びオフガス燃焼方法に関する。固体酸化物形燃料電池バンドルは、一端から他端に燃料が流通する燃料流路を有する多孔質の絶縁性支持基体の外面に複数個のセルをもつ固体酸化物形燃料電池スタックの複数個を面平行に併置して構成される。   The present invention relates to an off-gas combustion device and an off-gas combustion method for a solid oxide fuel cell, and more specifically to an off-gas combustion device and an off-gas combustion method at the tip of a solid oxide fuel cell bundle. A solid oxide fuel cell bundle includes a plurality of solid oxide fuel cell stacks having a plurality of cells on the outer surface of a porous insulating support base having a fuel flow path through which fuel flows from one end to the other end. Constructed side by side in parallel.

固体酸化物形燃料電池〔ＳＯＦＣ（＝Solid Oxide Fuel Cell）、以下適宜ＳＯＦＣと略称する〕は、一般的には、作動温度が８５０〜１０００℃程度と高いが、最近ではそれ以下、６５０〜８５０℃程度の作動温度のものも開発されつつある。ＳＯＦＣでは、電解質材料を挟んで燃料極と空気極（酸化剤として酸素が用いられる場合は酸素極）が配置され、燃料極／電解質／空気極の三層ユニットで単電池すなわちセルが構成される。   A solid oxide fuel cell (SOFC (= Solid Oxide Fuel Cell), hereinafter abbreviated as SOFC as appropriate) generally has an operating temperature as high as about 850 to 1000 ° C., but recently, it is less than 650 to 850. An operating temperature of about ℃ has been developed. In the SOFC, a fuel electrode and an air electrode (an oxygen electrode when oxygen is used as an oxidant) are arranged with an electrolyte material in between, and a unit cell or cell is configured by a three-layer unit of fuel electrode / electrolyte / air electrode .

ＳＯＦＣの運転時には、セルの燃料極側に燃料を通し、空気極側に酸化剤として空気を通して、両電極を外部負荷に接続することで電力が得られる。ところが、セル一つでは高々０．７〜０．８Ｖ程度の電圧しか得られないので、実用的な電力を得るためにセルスタックとして、すなわち複数のセルを電気的に直列に接続してスタック化して構成される。   During operation of the SOFC, electric power can be obtained by passing fuel to the fuel electrode side of the cell, passing air as an oxidant to the air electrode side, and connecting both electrodes to an external load. However, since a single cell can only obtain a voltage of about 0.7 to 0.8 V at most, in order to obtain practical power, it is stacked as a cell stack, that is, a plurality of cells are electrically connected in series. Configured.

空気極側に導入される空気中の酸素は空気極で酸化物イオン（Ｏ2-）となり、電解質を通って燃料極に至る。ここで、燃料極側に導入される燃料（Ｈ2、ＣＯ）と反応して電子を放出し、電気と水蒸気（Ｈ2Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ2）等の反応生成物を生成する。空気極での利用済み空気は空気極オフガスとして排出され、それら反応生成物を含む利用済み燃料は燃料極オフガスとして排出される。 Oxygen in the air introduced to the air electrode side becomes oxide ions (O 2− ) at the air electrode, and reaches the fuel electrode through the electrolyte. Here, it reacts with the fuel (H 2 , CO) introduced to the fuel electrode side to release electrons, and generates reaction products such as electricity, water vapor (H 2 O), carbon dioxide (CO 2 ) and the like. The used air at the air electrode is discharged as an air electrode off gas, and the used fuel containing these reaction products is discharged as a fuel electrode off gas.

ところで、ＳＯＦＣにおいては、燃料極側に供給した燃料のうち約１０〜２０％は未利用で排出される。供給燃料のうち発電に使用されなかった未利用燃料については、従来、燃焼させることでＳＯＦＣの運転温度を保つエネルギーなどとして使用されている。また、セルスタックの運転時においては、各セルでの温度の高低により、その性能が大きく変化する。温度分布差が大きいと、一部のセルにおいては低い温度で発電することが強いられるため、セルスタック全体としての平均的な運転温度が低下し、電池性能が低下する。また、セルスタック内の温度差は、セルやセルスタック構成部材に熱膨張の差を生じ、それら構成部材の破損につながる。   By the way, in the SOFC, about 10 to 20% of the fuel supplied to the fuel electrode side is discharged unused. Of the supplied fuel, unused fuel that has not been used for power generation has been conventionally used as energy to maintain the operating temperature of the SOFC by burning it. Further, when the cell stack is operated, the performance varies greatly depending on the temperature of each cell. If the temperature distribution difference is large, some cells are forced to generate power at a low temperature, so that the average operating temperature of the entire cell stack is lowered and the battery performance is lowered. Moreover, the temperature difference in the cell stack causes a difference in thermal expansion between the cells and the cell stack constituent members, which leads to breakage of those constituent members.

図１は特開２００３−２４９２５６号公報や特開２００４−０３９４２８号公報に記載されたセルスタックを説明する図で、図１（ａ）は全体の縦断面図、図１（ｂ）はそのうちセルスタックを含む部分を取り出し、拡大して示した図である。図１において、１０１は発電装置、１０５はセルスタックであり、セルスタック１０５は断熱容器１０２内の下部に配置されている。セルスタック１０５は間隔を置いた複数のセル１０４で構成され、各セル１０４の燃料流路には燃料供給管１０３が連結されている。   FIG. 1 is a diagram for explaining a cell stack described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-249256 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-039428. FIG. 1 (a) is an overall vertical sectional view, and FIG. It is the figure which took out the part containing a stack and expanded and showed. In FIG. 1, 101 is a power generation device, 105 is a cell stack, and the cell stack 105 is disposed in the lower part of the heat insulating container 102. The cell stack 105 includes a plurality of cells 104 spaced from each other, and a fuel supply pipe 103 is connected to the fuel flow path of each cell 104.

特開２００３−２４９２５６号公報JP 2003-249256 A 特開２００４−０３９４２８号公報JP 2004-039428 A

その運転時において、燃料が供給管１０３から導入され、空気が供給管１０６から導入され、熱交換器１０７で予熱される。予熱空気は分配管１０８を経て、その先端からセルスタック１０５の各セル間に供給される。矢印１０９は空気の折り返し流れ方向である。セルの一端部より排出された利用済み燃料中の未利用の燃料は空気極オフガスにより燃焼域で燃焼する。その燃焼熱は、空気供給管１０６から導入される空気の予熱やセルスタック１０５の温度を保持するために利用される。   During the operation, fuel is introduced from the supply pipe 103, air is introduced from the supply pipe 106, and preheated by the heat exchanger 107. The preheated air is supplied between the cells of the cell stack 105 from the front end through the distribution pipe 108. An arrow 109 indicates the direction of air flow. Unused fuel in the spent fuel discharged from one end of the cell is burned in the combustion zone by the air electrode off-gas. The combustion heat is used for preheating air introduced from the air supply pipe 106 and maintaining the temperature of the cell stack 105.

したがって、セルスタック１０５の燃料導入部近傍のセルの温度と燃料排出端部のセルの温度では、温度差すなわち温度勾配が大きくなり、セルスタック１０５全体を均等な温度とすることができない。   Therefore, a temperature difference, that is, a temperature gradient becomes large between the temperature of the cell in the vicinity of the fuel introduction portion of the cell stack 105 and the temperature of the cell at the fuel discharge end portion, and the entire cell stack 105 cannot be made uniform.

また、燃料極オフガスと空気極オフガスの混合が成り行きであるために、それぞれの極の出口近傍で火炎が形成されてしまうため、燃焼熱が電池バンドルに伝わりやすく、電池バンドルの熱劣化を早めてしまう。さらに、電池バンドル先端における燃料極オフガスと空気極オフガスの混合が成り行きであるために完全混合に至らず、燃焼が不完全に終わってしまい、ＣＯやＣＨ4などが未燃のまま排出されてしまう。そのため、排ガス浄化触媒によりＣＯやＣＨ4などを除去する必要がある。 In addition, since mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas is likely to occur, a flame is formed in the vicinity of the outlet of each electrode, so that the combustion heat is easily transmitted to the battery bundle, and the heat deterioration of the battery bundle is accelerated. End up. Further, since the mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas at the tip of the battery bundle does not take place, complete mixing is not achieved, combustion ends incompletely, and CO, CH 4, etc. are discharged unburned. . Therefore, it is necessary to remove CO, CH 4 and the like by the exhaust gas purification catalyst.

本発明は、従来の固体酸化物形燃料電池において生じるそれらの問題を横縞方式の固体酸化物形燃料電池において解決するためになされたもので、セルスタック、複数のセルスタックで構成したバンドル内の温度勾配を低減して、発電効率を改善し、セルやセルスタックやバンドルの構成部材の破損を防止することができる横縞方式の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置及びオフガス燃焼方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in order to solve these problems that occur in a conventional solid oxide fuel cell in a solid oxide fuel cell of a horizontal stripe type, and includes a cell stack and a bundle composed of a plurality of cell stacks. Off-gas combustion apparatus and off-gas at the front end of a horizontal stripe type solid oxide fuel cell bundle that can reduce temperature gradient, improve power generation efficiency, and prevent damage to components of cells, cell stacks, and bundles The object is to provide a combustion method.

本発明（１）は、固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を抑制するような混合抑制領域を形成してなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。   The present invention (1) is an off-gas combustion apparatus at the front end of a solid oxide fuel cell bundle, which suppresses mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the front end of the fuel cell bundle. An off-gas combustion apparatus at a tip portion of a solid oxide fuel cell bundle, wherein a mixing suppression region is formed.

本発明（２）は、固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を促進するような混合促進領域を形成してなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本発明（２）は参考発明である。 The present invention (2) is an off-gas combustion device at the tip of a solid oxide fuel cell bundle, which promotes mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle. An off-gas combustion apparatus at a tip portion of a solid oxide fuel cell bundle, wherein a mixing promotion region is formed.
The present invention (2) is a reference invention.

本発明（３）は、固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスについて、前記燃料電池バンドルの先端近傍においては混合を抑制するような混合抑制領域と、前記燃料電池バンドルの先端近傍外においては混合を促進するような混合促進領域とを形成してなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。   The present invention (3) is an off-gas combustion device at the front end of a solid oxide fuel cell bundle, wherein the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the front end of the fuel cell bundle are A solid oxide fuel characterized by forming a mixing suppression region that suppresses mixing in the vicinity of the tip and a mixing promotion region that promotes mixing outside the vicinity of the tip of the fuel cell bundle. It is an off-gas combustion apparatus in the front-end | tip part of a battery bundle.

本発明（１）〜（３）においては、燃料電池バンドル先端部において、燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を抑制することにより燃焼熱が燃料電池バンドルに伝わりにくくする構成、構造と、燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を促進することにより燃焼排ガス性状を改善する構成、構造を付け加えるものである。ここで、燃焼排ガス性状を改善するとは、燃焼排ガス中の未燃のＣＯやＣＨ2を減少させることをいう。この点、本明細書中「燃焼排ガス性状を改善する」との語句について同じである。 In the present invention (1) to (3), at the tip of the fuel cell bundle, a structure, structure, and fuel electrode that make it difficult for combustion heat to be transmitted to the fuel cell bundle by suppressing mixing of the fuel electrode off gas and the air electrode off gas. A configuration and structure for improving the combustion exhaust gas properties by promoting the mixing of the off gas and the air electrode off gas are added. Here, improving the flue gas properties means reducing unburned CO and CH 2 in the flue gas. This is the same for the phrase “improves flue gas properties” in this specification.

本発明（４）は、本発明（１）、（３）の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置において、前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板により形成してなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本願請求項１に係る発明は、本発明（１）の構成に加えて本発明（４）の構成と本発明（３）の構成を有する発明である。
すなわち、本願請求項１に係る発明は、
固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を抑制するような混合抑制領域を形成し、
前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板により形成してなり、且つ、
前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスについて、前記燃料電池バンドルの先端近傍においては混合を抑制するような前記混合抑制領域と、前記燃料電池バンドルの先端近傍外においては混合を促進するような混合促進領域とを形成してなる、ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。 According to the present invention (4), in the off-gas combustion apparatus at the tip of the solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (1) or (3), the mixing suppression region is discharged from the tip of the fuel cell bundle. An off-gas combustion apparatus at a tip portion of a solid oxide fuel cell bundle, wherein a fuel electrode off-gas and an air electrode off-gas are formed by a partition plate that extends.
The invention according to claim 1 of the present application is an invention having the configuration of the present invention (4) and the configuration of the present invention (3) in addition to the configuration of the present invention (1).
That is, the invention according to claim 1 of the present application is
An off-gas combustion apparatus at the tip of the solid oxide fuel cell bundle, wherein a mixing suppression region is formed to suppress mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle,
The mixing suppression region is formed by a partition plate that extends the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle, and
Regarding the fuel electrode off-gas and air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle, the mixing suppression region that suppresses mixing in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle and outside the vicinity of the tip of the fuel cell bundle An off-gas combustion apparatus at a front end portion of a solid oxide fuel cell bundle, characterized in that a mixing promotion region that promotes mixing is formed.

本発明（５）は、本発明（２）、（３）の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板に孔部を設けることにより形成してなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本願請求項２に係る発明は、本発明（５）の構成を有する発明である。 According to the present invention (5), in the off-gas combustion device at the tip of the solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (2) or (3), the mixing promotion region is discharged from the tip of the fuel cell bundle. A fuel gas off gas and an air electrode off gas are formed by providing a hole in a partition plate to be stretched, and an off gas combustion apparatus at a tip portion of a solid oxide fuel cell bundle.
The invention according to claim 2 of the present application is an invention having the configuration of the present invention (5).

本発明（６）は、本発明（２）、（３）の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの流路に、邪魔板を設けることにより形成してなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本願請求項３に係る発明は、本発明（６）の構成を有する発明である。 According to the present invention (6), in the off-gas combustion device at the tip of the solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (2) or (3), the mixing promotion region is discharged from the tip of the fuel cell bundle. An off-gas combustion apparatus at a tip portion of a solid oxide fuel cell bundle, wherein a baffle plate is provided in a flow path of a fuel electrode off-gas and an air electrode off-gas.
The invention according to claim 3 of the present application is an invention having the configuration of the present invention (6).

本発明（７）は、本発明（２）、（３）の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの流路に、棒材を設けることにより形成してなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本願請求項４に係る発明は、本発明（７）の構成を有する発明である。 According to the present invention (7), in the off-gas combustion device at the tip of the solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (2) or (3), the mixing promotion region is discharged from the tip of the fuel cell bundle. An off-gas combustion apparatus at a tip portion of a solid oxide fuel cell bundle, characterized in that it is formed by providing a rod in a flow path of a fuel electrode off-gas and an air electrode off-gas.
The invention according to claim 4 of the present application is an invention having the configuration of the present invention (7).

本発明（８）は、横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置であって、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスの流れを順次、混合抑制領域と混合促進領域に分け、前記混合促進領域に下部から上部方向に排出される空気極オフガスを供給するようにしてなることを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本発明（８）は参考発明である。 The present invention (8) is an off-gas combustion device at the front end of a horizontally placed solid oxide fuel cell bundle, and the flow of the fuel electrode off-gas discharged in the lateral direction from the front end of the fuel cell bundle is sequentially The horizontal solid oxide fuel cell bundle is divided into a mixing suppression region and a mixing promotion region, and an air electrode off-gas discharged from the lower part to the upper part is supplied to the mixing promotion region. It is an off-gas combustion apparatus in the front-end | tip part.
The present invention (8) is a reference invention.

本発明（９）は、本発明（８）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスをジグザグ状に流通させる、複数の邪魔板により形成してなることを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本発明（９）は参考発明である。 According to the present invention (9), in the off-gas combustion apparatus at the front end of the horizontal type solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (8), the mixing promotion region extends laterally from the front end of the fuel cell bundle. Off-gas combustion apparatus at the tip of a horizontally placed solid oxide fuel cell bundle, characterized in that it is formed by a plurality of baffle plates that circulate the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged in a zigzag manner It is.
The present invention (9) is a reference invention.

本発明（１０）は、本発明（８）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスをジグザグ状に流通させる、複数の横棒（棒材）により形成してなることを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本発明（１０）は参考発明である。 According to the present invention (10), in the off-gas combustion apparatus at the front end of the horizontal type solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (8), the mixing promotion region extends laterally from the front end of the fuel cell bundle. In the front end portion of the horizontal type solid oxide fuel cell bundle, which is formed by a plurality of horizontal bars (bars) that circulate the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged in a zigzag manner. This is an off-gas combustion device.
The present invention (10) is a reference invention.

本発明（１１）は、横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置であって、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスの流れを順次、混合抑制領域と混合促進領域に分け、前記混合促進領域は縦方向に延長した混合促進領域を有してなり、且つ、前記混合促進領域に下部から上部方向に排出される空気極オフガスを供給するようにしてなることを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本発明（１１）は参考発明である。 The present invention (11) is an off-gas combustion apparatus at the front end of a horizontally placed solid oxide fuel cell bundle, and the flow of the fuel electrode off-gas discharged from the front end of the fuel cell bundle in the lateral direction is sequentially The mixing promotion region is divided into a mixing suppression region and a mixing promotion region, and the mixing promotion region has a mixing promotion region extending in the vertical direction, and supplies the cathode off-gas discharged from the bottom to the top in the mixing promotion region. This is an off-gas combustion apparatus at the tip of a horizontally placed solid oxide fuel cell bundle.
The present invention (11) is a reference invention.

本発明（１２）は、本発明（１１）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、ジグザグ状に流通させる複数の邪魔板により形成してなることを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本発明（１２）は参考発明である。 According to the present invention (12), in the off-gas combustion apparatus at the front end of the horizontally placed solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (11), the mixing promotion region extends laterally from the front end of the fuel cell bundle. An off-gas combustion apparatus at the front end of a horizontally placed solid oxide fuel cell bundle, characterized in that it is formed by a plurality of baffle plates that circulate the discharged fuel electrode off-gas and air electrode off-gas in a zigzag manner It is.
The present invention (12) is a reference invention.

本発明（１３）は、本発明（１１）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置において、前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、ジグザグ状に流通させる複数の横棒（棒材）により形成してなることを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本発明（１３）は参考発明である。 According to the present invention (13), in the off-gas combustion device at the front end of the horizontally placed solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (11), the mixing suppression region extends laterally from the front end of the fuel cell bundle. In the front end portion of the horizontal type solid oxide fuel cell bundle, the fuel electrode off gas and the air electrode off gas to be discharged are formed by a plurality of horizontal bars (bars) that circulate in a zigzag manner. This is an off-gas combustion device.
The present invention (13) is a reference invention.

本発明（１４）は、本発明（１１）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、ジグザグ状に流通させる複数の邪魔板により形成してなり、且つ、前記複数の邪魔板を上下方向に直交して配置してなることを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本発明（１４）は参考発明である。 According to the present invention (14), in the off-gas combustion apparatus at the front end of the horizontally placed solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (11), the mixing promotion region extends laterally from the front end of the fuel cell bundle. The fuel electrode off-gas and air electrode off-gas to be discharged are formed by a plurality of baffle plates that circulate in a zigzag manner, and the plurality of baffle plates are arranged perpendicular to the vertical direction. It is an off-gas combustion apparatus in the front-end | tip part of a horizontal type solid oxide fuel cell bundle.
The present invention (14) is a reference invention.

本発明（１５）は、本発明（１１）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置において、前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、ジグザグ状に流通させる複数の横棒（棒材）により形成してなり、且つ、前記複数の横棒を上下方向に直交して配置してなることを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置である。
本発明（１５）は参考発明である。 According to the present invention (15), in the off-gas combustion device at the front end of the horizontal type solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (11), the mixing suppression region extends laterally from the front end of the fuel cell bundle. The discharged fuel electrode off-gas and air electrode off-gas are formed by a plurality of horizontal bars (bars) that circulate in a zigzag manner, and the plurality of horizontal bars are arranged perpendicular to the vertical direction. Is an off-gas combustion apparatus at the front end of a horizontally placed solid oxide fuel cell bundle.
The present invention (15) is a reference invention .

本発明（１６）は、固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスとの混合を抑制するような混合抑制領域を形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。   The present invention (16) is an off-gas combustion method at the tip of a solid oxide fuel cell bundle, and suppresses mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle. This is a method for burning off-gas at the tip of a solid oxide fuel cell bundle, characterized in that a simple mixing suppression region is formed.

本発明（１７）は、固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスとの混合を促進するような混合促進領域を形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本発明（１７）は参考発明である。 The present invention (17) is an off-gas combustion method at the tip of a solid oxide fuel cell bundle, and promotes mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle. This is a method for burning off-gas at the front end of a solid oxide fuel cell bundle characterized by forming a proper mixing promotion region.
The present invention (17) is a reference invention.

本発明（１８）は、固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスについて、前記燃料電池バンドルの先端近傍においては混合を抑制する混合抑制領域と、前記燃料電池バンドルの先端近傍外においては混合を促進する混合促進領域とを形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。   The present invention (18) is an off-gas combustion method at the tip of a solid oxide fuel cell bundle, wherein the fuel cell off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle are In the front end portion of the solid oxide fuel cell bundle, a mixing suppression region that suppresses mixing in the vicinity of the tip and a mixing promotion region that promotes mixing outside the vicinity of the tip of the fuel cell bundle are formed. This is an off-gas combustion method.

本発明（１６）〜（１８）においては、燃料電池バンドル先端部において、燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を抑制することにより燃焼熱が燃料電池バンドルに伝わりにくくする構成と、燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を促進することにより燃焼排ガス性状を改善する構成を付け加えるものである。   In the present invention (16) to (18), at the tip of the fuel cell bundle, the configuration in which the combustion heat is hardly transmitted to the fuel cell bundle by suppressing the mixing of the fuel electrode off gas and the air electrode off gas; A structure for improving the combustion exhaust gas properties by promoting the mixing of the air electrode off-gas is added.

本発明（１９）は、本発明（１６）、（１８）の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板により形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本願請求項５に係る発明は、本発明（１６）の構成に加えて本発明（１９）の構成と本発明（１８）の構成を有する発明である。
すなわち、本願請求項５に係る発明は、
固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスとの混合を抑制するような混合抑制領域を形成し、
前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板により形成し、且つ、
前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスについて、前記燃料電池バンドルの先端近傍においては混合を抑制する前記混合抑制領域と、前記燃料電池バンドルの先端近傍外においては混合を促進する混合促進領域とを形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。 The present invention (19) is the off-gas combustion method at the tip of the solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (16) or (18), wherein the mixing suppression region is discharged from the tip of the fuel cell bundle. A method for burning off-gas at a tip portion of a solid oxide fuel cell bundle, characterized in that a fuel electrode off-gas and an air electrode off-gas are formed by a partition plate that extends.
The invention according to claim 5 of the present application is an invention having the configuration of the present invention (19) and the configuration of the present invention (18) in addition to the configuration of the present invention (16).
That is, the invention according to claim 5 of the present application is
A method for burning off-gas at the tip of a solid oxide fuel cell bundle, wherein a mixing suppression region is formed to suppress mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle. ,
The mixing suppression region is formed by a partition plate that extends the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle, and
Regarding the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle, mixing is suppressed in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle and in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle. An off-gas combustion method at a tip portion of a solid oxide fuel cell bundle, characterized by forming a promoting mixing region.

本発明（２０）は、本発明（１７）、（１８）の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板に孔部を設けることにより形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本願請求項６に係る発明は、本発明（２０）の構成を有する発明である。 According to the present invention (20), in the off-gas combustion method at the tip of the solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (17) or (18), the mixing promotion region is discharged from the tip of the fuel cell bundle. A fuel electrode off gas and an air electrode off gas are formed by providing a hole in a partition plate to be stretched, and this is a method for burning off gas at the tip of a solid oxide fuel cell bundle.
The invention according to claim 6 of the present application is an invention having the configuration of the present invention (20).

本発明（２１）は、本発明（１７）、（１８）の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの流路に、邪魔板を設けることにより形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本願請求項７に係る発明は、本発明（２１）の構成を有する発明である。 According to the present invention (21), in the off-gas combustion method at the tip of the solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (17) or (18), the mixing promotion region is discharged from the tip of the fuel cell bundle. An off gas combustion method at a tip portion of a solid oxide fuel cell bundle, wherein a baffle plate is provided in a flow path of a fuel electrode off gas and an air electrode off gas.
The invention according to claim 7 of the present application is an invention having the configuration of the present invention (21).

本発明（２２）は、本発明（１７）、（１８）の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの流路に、棒材を設けることにより形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本願請求項８に係る発明は、本発明（２２）の構成を有する発明である。 According to the present invention (22), in the off-gas combustion method at the tip of the solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (17) or (18), the mixing promotion region is discharged from the tip of the fuel cell bundle. A method for burning off-gas at a tip portion of a solid oxide fuel cell bundle, characterized in that a rod member is provided in a flow path between a fuel electrode off-gas and an air electrode off-gas.
The invention according to claim 8 of the present application is an invention having the configuration of the present invention (22).

本発明（２３）は、横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法であって、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスの流れを順次、混合抑制領域と混合促進領域に分け、前記混合促進領域に下部から上部方向に排出される空気極オフガスを供給することを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本発明（２３）は参考発明である。 The present invention (23) is an off-gas combustion method at the front end of a horizontally placed solid oxide fuel cell bundle, and the flow of the fuel electrode off-gas discharged from the front end of the fuel cell bundle in the lateral direction is sequentially In the front end portion of the horizontal type solid oxide fuel cell bundle, the air electrode off gas discharged from the lower portion to the upper portion is supplied to the mixing promotion region. This is an off-gas combustion method.
This invention (23) is a reference invention.

本発明（２４）は、本発明（２３）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと、空気極オフガスをジグザグ状に流通させる複数の邪魔板により形成することを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本発明（２４）は参考発明である。 According to the present invention (24), in the off-gas combustion method at the front end of the horizontal type solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (23), the mixing promotion region is laterally extended from the front end of the fuel cell bundle. A method for burning off-gas at the front end of a horizontal type solid oxide fuel cell bundle, characterized in that it is formed by a plurality of baffle plates that circulate the fuel electrode off-gas discharged and the air electrode off-gas in a zigzag manner. .
This invention (24) is a reference invention.

本発明（２５）は、本発明（２３）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、ジグザグ状に流通させる複数の横棒（棒材）により形成することを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本発明（２５）は参考発明である。 According to the present invention (25), in the off-gas combustion method at the front end portion of the horizontal type solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (23), the mixing promotion region extends laterally from the front end of the fuel cell bundle. The fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged are formed by a plurality of horizontal bars (bars) that circulate in a zigzag manner. It is a combustion method.
This invention (25) is a reference invention.

本発明（２６）は、横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスの流れを順次、混合抑制領域と混合促進領域に分け、前記混合促進領域は縦方向に延長した混合促進領域を有してなり、且つ、前記混合促進領域に下部から上部方向に排出される空気極オフガスを供給することを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本発明（２６）は参考発明である。 According to the present invention (26), in the off-gas combustion method at the front end portion of the horizontal type solid oxide fuel cell bundle, the flow of the fuel electrode off-gas discharged in the lateral direction from the front end of the fuel cell bundle is sequentially mixed. The mixing promotion area is divided into a suppression area and a mixing promotion area, and the mixing promotion area has a mixing promotion area extending in the vertical direction, and supplies the air electrode off gas discharged from the lower part to the upper part to the mixing promotion area. This is a method for burning off-gas at the front end of a horizontally placed solid oxide fuel cell bundle.
The present invention (26) is a reference invention.

本発明（２７）は、本発明（２６）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、ジグザグ状に流通させる複数の邪魔板により形成することを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本発明（２７）は参考発明である。 According to the present invention (27), in the off-gas combustion method at the front end portion of the horizontally placed solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (26), the mixing promotion region extends laterally from the front end of the fuel cell bundle. A method for burning off-gas in a tip portion of a horizontally placed solid oxide fuel cell bundle, wherein the discharged fuel electrode off-gas and air electrode off-gas are formed by a plurality of baffle plates that circulate in a zigzag manner. .
The present invention (27) is a reference invention.

本発明（２８）は、本発明（２６）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、ジグザグ状に流通させる複数の横棒（棒材）により形成することを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本発明（２８）は参考発明である。 The present invention (28) is the off-gas combustion method at the tip of the horizontally placed solid oxide fuel cell bundle of the present invention (26), wherein the mixing suppression region extends laterally from the tip of the fuel cell bundle. The fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged are formed by a plurality of horizontal bars (bars) that circulate in a zigzag manner. It is a combustion method.
The present invention (28) is a reference invention.

本発明（２９）は、本発明（２６）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、ジグザグ状に流通させる複数の邪魔板により形成し、且つ、前記複数の邪魔板を上下方向に直交して配置することを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本発明（２９）は参考発明である。 According to the present invention (29), in the off-gas combustion method at the front end of the horizontal type solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (26), the mixing promotion region is laterally extended from the front end of the fuel cell bundle. A horizontally installed type characterized in that the fuel electrode off gas and the air electrode off gas discharged are formed by a plurality of baffle plates that circulate in a zigzag manner, and the plurality of baffle plates are arranged perpendicular to the vertical direction. This is a method for burning off-gas at the tip of a solid oxide fuel cell bundle.
The present invention (29) is a reference invention.

本発明（３０）は、本発明（２６）の横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法において、前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から横方向に排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、ジグザグ状に流通させる複数の横棒（棒材）により形成し、且つ、前記複数の横棒を上下方向に直交して配置することを特徴とする横置き型の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法である。
本発明（３０）は参考発明である。 According to the present invention (30), in the off-gas combustion method at the front end portion of the horizontally placed solid oxide fuel cell bundle according to the present invention (26), the mixing suppression region extends laterally from the front end of the fuel cell bundle. The discharged fuel electrode off-gas and air electrode off-gas are formed by a plurality of horizontal bars (bars) that circulate in a zigzag manner, and the plurality of horizontal bars are arranged perpendicular to the vertical direction. This is a method for burning off-gas at the tip of a horizontally placed solid oxide fuel cell bundle.
This invention (30) is a reference invention.

本発明の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置及び燃焼方法によれば、固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部における燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を抑制することにより、燃焼による発熱位置を燃料電池バンドルの先端部から遠ざけ、燃料電池バンドルの熱分布差を軽減することにより燃料電池バンドルの寿命を長くすることができる。   According to the off-gas combustion apparatus and combustion method at the tip of the solid oxide fuel cell bundle of the present invention, by suppressing the mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas at the tip of the solid oxide fuel cell bundle. The life of the fuel cell bundle can be extended by moving the heat generation position due to combustion away from the tip of the fuel cell bundle and reducing the difference in heat distribution of the fuel cell bundle.

また、本発明の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置及び燃焼方法によれば、固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部における燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を抑制に続き、燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を促進することにより、燃料極オフガスと空気極オフガスの燃焼が改善される。また、その結果として、燃焼排ガス中のＣＯやＣＨ4などが低減することになり、排ガス浄化用の触媒使用量を少なくできるなど、排ガス浄化にかかる負荷を軽減することができる。 Further, according to the off-gas combustion apparatus and combustion method at the tip of the solid oxide fuel cell bundle of the present invention, the mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas at the tip of the solid oxide fuel cell bundle can be suppressed. Subsequently, combustion of the fuel electrode off gas and the air electrode off gas is improved by promoting the mixing of the fuel electrode off gas and the air electrode off gas. As a result, CO, CH 4 and the like in the combustion exhaust gas are reduced, and the amount of catalyst used for exhaust gas purification can be reduced. For example, the load on exhaust gas purification can be reduced.

図１は先行技術のセルスタックを説明する図である。FIG. 1 illustrates a prior art cell stack. 図２は本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例１を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example 1 of the SOFC bundle of the present invention. 図３は本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例２を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a configuration example 2 of the SOFC bundle of the present invention. 図４は本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例２を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a configuration example 2 of the SOFC bundle of the present invention. 図５は本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例３を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a configuration example 3 of the SOFC bundle of the present invention. 図６は本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例３を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration example 3 of the SOFC bundle of the present invention. 図７は本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例４を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a configuration example 4 of the SOFC bundle of the present invention. 図８は本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例５、６を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating configuration examples 5 and 6 of the SOFC bundle of the present invention. 図９は本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例７を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration example 7 of the SOFC bundle of the present invention. 図１０は本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例８、９を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating configuration examples 8 and 9 of the SOFC bundle of the present invention.

本発明の固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置及び燃焼方法における、固体酸化物形燃料電池バンドルで用いるＳＯＦＣセルスタックは、中空部を有する多孔質絶縁性の支持基体の外面に燃料極、電解質及び空気極からなるセルの複数個を横縞状に配置することで構成される。その中空部が燃料流路となり、その一端から他端に燃料が流通する。燃料流路は一個または複数の燃料流路とすることができる。また、その燃料流路は、その断面を長方形状、四角形状、円形状、楕円形状その他適宜の形状とすることができる。   The SOFC cell stack used in the solid oxide fuel cell bundle in the off-gas combustion apparatus and combustion method at the tip of the solid oxide fuel cell bundle according to the present invention has an outer surface of a porous insulating support base having a hollow portion. In addition, a plurality of cells including a fuel electrode, an electrolyte, and an air electrode are arranged in a horizontal stripe pattern. The hollow portion becomes a fuel flow path, and fuel flows from one end to the other end. The fuel flow path can be one or more fuel flow paths. In addition, the fuel flow path can have a rectangular, quadrangular, circular, elliptical or other appropriate cross section.

多孔質絶縁性の支持基体の構成材料の例としては下記（１）〜（４）の材料が挙げられるが、これら例示の材料に限定されない。（１）Ｎｉ若しくはＮｉ酸化物（ＮｉＯ）と希土類元素の酸化物が固溶したＺｒＯ2とからなる材料。その酸化物を構成する希土類元素の例としては、Ｙ、Ｌａ、Ｙｂ、Ｔｍ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｐｒなどが挙げられる。そのうち、特にＹが好ましく、その酸化物のうち特にＹ2Ｏ3がより好ましい。（２）スピネル。（３）フォルステライト。（４）ジルコン酸カルシウム。 Examples of the constituent material of the porous insulating support substrate include the following materials (1) to (4), but are not limited to these exemplified materials. (1) A material comprising Ni or Ni oxide (NiO) and ZrO 2 in which an oxide of a rare earth element is dissolved. Examples of rare earth elements constituting the oxide include Y, La, Yb, Tm, Er, Ho, Dy, Gd, Sm, and Pr. Among them, Y is particularly preferable, and Y 2 O 3 is particularly preferable among the oxides. (2) Spinel. (3) Forsterite. (4) Calcium zirconate.

〈本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例１〉
本発明のＳＯＦＣバンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置及び燃焼方法におけるＳＯＦＣバンドルは、ＳＯＦＣセルスタックを用いて構成される。図２はその構成例１を説明する図である。図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）はその一部である仕切板１０、１１を取り出して示した図である。図２（ｃ）は、そのうち仕切板１０の斜視図である。 <Configuration Example 1 of SOFC Bundle of the Present Invention>
The SOFC bundle in the off-gas combustion apparatus and combustion method at the tip of the SOFC bundle of the present invention is configured using a SOFC cell stack. FIG. 2 is a diagram for explaining the first configuration example. FIG. 2A is a cross-sectional view, and FIG. 2B is a view showing part of the partition plates 10 and 11 taken out. FIG. 2C is a perspective view of the partition plate 10 among them.

図２中、３は扁平状で中空部２を有する多孔質絶縁性の支持基体であり、その中空部２が燃料流路２となる。符号２は中空部、燃料流路を示している。図２には支持基体３が３個の場合を示しているが、その数は適宜選定される。中空部２は、その一端に燃料導入用の開孔を有し、その他端に利用済み燃料排出用の開孔を有し、開孔が利用済み燃料すなわち燃料極オフガスの排出孔となる。   In FIG. 2, 3 is a porous insulating support base having a flat shape and a hollow portion 2, and the hollow portion 2 becomes the fuel flow path 2. Reference numeral 2 denotes a hollow portion and a fuel flow path. Although FIG. 2 shows the case where there are three support bases 3, the number is selected as appropriate. The hollow portion 2 has an opening for introducing fuel at one end and an opening for discharging used fuel at the other end, and the opening serves as a discharging hole for used fuel, that is, the fuel electrode off-gas.

多孔質絶縁性の支持基体３の表裏両面に燃料極、電解質及び空気極からなるセル６の複数個が配置される。図２には、セル６が支持基体３の表裏両面に合計４個の配置された場合を示しているが、その数は適宜選定される。隣接するセル６間はインターコネクタにより電気的に直列に接続されているが、図示は省略している。こうしてＳＯＦＣセルスタックが構成される。   A plurality of cells 6 including a fuel electrode, an electrolyte, and an air electrode are arranged on both the front and back surfaces of the porous insulating support base 3. FIG. 2 shows a case where a total of four cells 6 are arranged on both the front and back surfaces of the support base 3, but the number is appropriately selected. The adjacent cells 6 are electrically connected in series by an interconnector, but are not shown. Thus, the SOFC cell stack is configured.

このように、本構成例１でのＳＯＦＣセルスタックは、燃料導入孔側から、利用済み燃料排出孔側に燃料が流通する燃料流路２を有する多孔質の絶縁性支持基体３の表裏両面に複数個のセルを有している。支持基体３の横断面は、断面矩形状、横断面四角形状、横断面楕円形状その他各種形状に構成される。そのように構成したＳＯＦＣセルスタックの複数個によりＳＯＦＣバンドルを構成する。   As described above, the SOFC cell stack in Configuration Example 1 is provided on both the front and back surfaces of the porous insulating support base 3 having the fuel flow path 2 through which the fuel flows from the fuel introduction hole side to the spent fuel discharge hole side. It has a plurality of cells. The cross section of the support base 3 is configured to have a rectangular cross section, a rectangular cross section, an elliptical cross section, and other various shapes. A SOFC bundle is configured by a plurality of SOFC cell stacks configured as described above.

本発明においては、燃料流路２からの利用済み燃料排出孔側に混合抑制領域Ａを設け、これに続き混合促進領域Ｂを設ける。図２（ａ）、（ｂ）のとおり、混合抑制領域Ａは、支持基体３の燃料極オフガス排出端部から延伸させた仕切板１０、１１とを交互に配置することで構成される。混合抑制領域Ａにおいて、仕切板１０と仕切板１１との間で交互に空気極オフガス流路と燃料極オフガス流路とが形成される。   In the present invention, the mixing suppression area A is provided on the used fuel discharge hole side from the fuel flow path 2, and the mixing promotion area B is provided subsequently thereto. As shown in FIGS. 2A and 2B, the mixing suppression region A is configured by alternately arranging the partition plates 10 and 11 extended from the fuel electrode off-gas discharge end portion of the support base 3. In the mixing suppression region A, an air electrode off-gas channel and a fuel electrode off-gas channel are alternately formed between the partition plate 10 and the partition plate 11.

混合抑制領域Ａに続き設ける混合促進領域Ｂは仕切板１０と１１によって構成される。混合抑制領域Ａに続く混合促進領域Ｂは、隣接する仕切板１０と１１間で形成される空間によって構成される。各仕切板１０には、図２（ａ）〜（ｂ）に示すように、燃料極オフガス及び空気極オフガスの流れを変えるための突起１２、１４を備える。   A mixing promotion area B provided following the mixing suppression area A is constituted by the partition plates 10 and 11. The mixing promotion area B following the mixing suppression area A is configured by a space formed between the adjacent partition plates 10 and 11. As shown in FIGS. 2A to 2B, each partition plate 10 includes protrusions 12 and 14 for changing the flow of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas.

混合促進領域Ｂにおいては、隣接する仕切板１１間の空間（空隙）において空気極オフガスと燃料極オフガスとの混合領域が形成される。混合促進領域Ｂにおいては、突起１２、１４の作用などにより空気極オフガスと燃料極オフガスとの混合が促進され、燃焼排ガスの性状が改善される。   In the mixing promotion region B, a mixed region of the air electrode off gas and the fuel electrode off gas is formed in the space (gap) between the adjacent partition plates 11. In the mixing promotion region B, the mixing of the air electrode off-gas and the fuel electrode off-gas is promoted by the action of the protrusions 12 and 14 and the properties of the combustion exhaust gas are improved.

〈本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例２〉
本発明で対象とするＳＯＦＣバンドルは、ＳＯＦＣセルスタックを用いて構成される。図３はその構成例２を説明する図である。図３（ａ）は断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のうち、混合促進領域Ｂの領域を示す斜視図である。 <Configuration example 2 of SOFC bundle of the present invention>
The SOFC bundle targeted by the present invention is configured using a SOFC cell stack. FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration example 2. In FIG. 3A is a cross-sectional view, and FIG. 3B is a perspective view showing a region of the mixing promotion region B in FIG. 3A.

図３中、下端部から混合抑制領域Ａまでは〈本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例１〉と同様であるが、以下それを含めて順次説明する。３は扁平状で中空部２を有する多孔質絶縁性の支持基体で、その中空部２が燃料流路２となる。図３には支持基体３が３個の場合を示しているが、その数は適宜選定される。中空部２は、その一端に燃料導入用の開孔を有し、その他端に利用済み燃料排出用の開孔を有する。そして、当該利用済み燃料排出用の開孔が利用済み燃料すなわち燃料極オフガスの排出孔となる。   In FIG. 3, the process from the lower end to the mixing suppression region A is the same as in <Structure Example 1 of SOFC Bundle of the Present Invention>. Reference numeral 3 denotes a flat and porous insulating support base having a hollow portion 2, and the hollow portion 2 serves as a fuel flow path 2. Although FIG. 3 shows a case where there are three support bases 3, the number is appropriately selected. The hollow portion 2 has an opening for introducing fuel at one end and an opening for discharging spent fuel at the other end. The used fuel discharge opening serves as a used fuel, that is, a fuel electrode off-gas discharge hole.

多孔質絶縁性の支持基体３の表裏両面に燃料極、電解質及び空気極からなるセル６の複数個が配置される。図３には、セル６が支持基体３の表裏両面に合計４個の配置された場合を示しているが、その数は適宜選定される。隣接するセル６間はインターコネクタにより電気的に直列に接続されているが、図示は省略している。こうしてＳＯＦＣセルスタックが構成される。   A plurality of cells 6 including a fuel electrode, an electrolyte, and an air electrode are arranged on both the front and back surfaces of the porous insulating support base 3. FIG. 3 shows a case where a total of four cells 6 are arranged on both the front and back surfaces of the support base 3, but the number is appropriately selected. The adjacent cells 6 are electrically connected in series by an interconnector, but are not shown. Thus, the SOFC cell stack is configured.

このように、本構成例２でのＳＯＦＣセルスタックにおいても、燃料導入孔側から、利用済み燃料排出孔側に燃料が流通する燃料流路２を有する多孔質の絶縁性支持基体３の表裏両面に複数個のセルを有している。支持基体３の横断面は、断面矩形状、横断面四角形状、横断面楕円形状その他各種形状に構成される。そのように構成したＳＯＦＣセルスタックの複数個によりＳＯＦＣバンドルを構成する。   Thus, also in the SOFC cell stack in the present configuration example 2, both the front and back surfaces of the porous insulating support base 3 having the fuel flow path 2 through which the fuel flows from the fuel introduction hole side to the spent fuel discharge hole side. Have a plurality of cells. The cross section of the support base 3 is configured to have a rectangular cross section, a rectangular cross section, an elliptical cross section, and other various shapes. A SOFC bundle is configured by a plurality of SOFC cell stacks configured as described above.

〈混合抑制領域Ａ、混合促進領域Ｂについて〉
本発明においては、燃料流路２からの利用済み燃料排出口側に混合抑制領域Ａを設け、これに続き混合促進領域Ｂを設ける。図３（ａ）のとおり、混合抑制領域Ａは、支持基体３の燃料極オフガス排出端部から延伸させた仕切板２１と仕切板２２とを交互に配置することで構成される。仕切板２１、２２の長さは、混合抑制領域Ａの長さと同じか、ほぼ同じにする。混合抑制領域Ａにおいて、仕切板２１と仕切板２２との間で空気極オフガス流路と燃料極オフガス流路が交互に形成され、両オフガスの混合が抑制される。 <About the mixing suppression area | region A and the mixing promotion area | region B>
In the present invention, the mixing suppression area A is provided on the used fuel discharge port side from the fuel flow path 2, and the mixing promotion area B is provided subsequently thereto. As shown in FIG. 3A, the mixing suppression region A is configured by alternately arranging the partition plates 21 and the partition plates 22 extended from the fuel electrode off-gas discharge end portion of the support base 3. The length of the partition plates 21 and 22 is the same as or substantially the same as the length of the mixing suppression region A. In the mixing suppression region A, the air electrode off-gas channel and the fuel electrode off-gas channel are alternately formed between the partition plate 21 and the partition plate 22, and mixing of both off gases is suppressed.

混合抑制領域Ａに続き設ける混合促進領域Ｂは、複数の邪魔板２３と複数の邪魔板２４によって構成される。複数の邪魔板２３と複数の邪魔板２４とを混合促進領域Ｂの上下幅の長さと同じか、ほぼ同じ長さに配置する。ここで、図３（ａ）〜（ｂ）中、符号２３、２４で示す板体は、短冊状の板体で、図３（ａ）〜（ｂ）に示すように板面が水平となるように配置されるが、空気極オフガスと燃料極オフガスの下方から上方への流れを遮り横方向へ変える板との意味で“邪魔板”と称している。   The mixing promotion region B provided subsequent to the mixing suppression region A includes a plurality of baffle plates 23 and a plurality of baffle plates 24. The plurality of baffle plates 23 and the plurality of baffle plates 24 are arranged to have the same or substantially the same length as the vertical width of the mixing promotion region B. Here, in FIGS. 3A to 3B, the plate bodies indicated by reference numerals 23 and 24 are strip-like plate bodies, and the plate surfaces are horizontal as shown in FIGS. 3A to 3B. However, it is referred to as a “baffle plate” in the meaning of a plate that blocks the flow from the lower side to the upper side of the air electrode off gas and the fuel electrode off gas and changes them in the lateral direction.

図３（ａ）〜（ｂ）のとおり、一方のグループの各邪魔板２３を横方向に等間隔に配置し、他方のグループの各邪魔板２４を横方向に等間隔に配置する。その際、一方のグループの各邪魔板２３と他方のグループの各邪魔板２４とは横方向に等間隔にずらして配置する。そのずらしの程度は、一方の邪魔板２３と邪魔板２３との間の間隙に他方のグループの邪魔板２４が位置するように配置する。このように、混合促進領域Ｂに一方のグループの各邪魔板２３、他方のグループの各邪魔板２４を設けてＸ方向（横方向）の流れ（乱れ）を生じさせ、空気極オフガスと燃料極オフガスとの混合領域が形成される。   As shown in FIGS. 3A to 3B, the baffle plates 23 of one group are arranged at equal intervals in the horizontal direction, and the baffle plates 24 of the other group are arranged at equal intervals in the horizontal direction. At that time, the baffle plates 23 of one group and the baffle plates 24 of the other group are arranged at equal intervals in the lateral direction. The degree of shifting is arranged so that the baffle plates 24 of the other group are located in the gap between the baffle plates 23 and 23. As described above, the baffle plates 23 of one group and the baffle plates 24 of the other group are provided in the mixing promotion region B to generate a flow (disturbance) in the X direction (lateral direction), and the air electrode off-gas and the fuel electrode A mixed region with the off gas is formed.

すなわち、その構成を上下の位置関係の観点から言えば、一方のグループの各邪魔板２３の間に他方のグループの各邪魔板２４が位置するように配置する。これにより、燃料極オフガスと空気極オフガスとがジクザグ状に流れて混合促進領域Ｂが構成される。混合促進領域Ｂにおいては、各邪魔板２３及び各邪魔板２４間の相互作用などにより空気極オフガスと燃料極オフガスとの混合が促進され、燃焼排ガスの性状が改善される。   That is, in terms of the vertical positional relationship, the arrangement is such that each baffle plate 24 of the other group is positioned between each baffle plate 23 of one group. As a result, the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas flow in a zigzag shape to form the mixing promotion region B. In the mixing promotion region B, the mixing of the air electrode off gas and the fuel electrode off gas is promoted by the interaction between the baffle plates 23 and the baffle plates 24, and the properties of the combustion exhaust gas are improved.

図３（ａ）〜（ｂ）では、一方のグループの各邪魔板２３と他方のグループの各邪魔板２４とが平行に位置するように配置しているが、一方のグループの各邪魔板２３と他方のグループの各邪魔板２４とが直交するように配置してもよい。そのように直交するように配置した態様例を図４に示している。また、邪魔板２３、２４に燃焼触媒を塗布することで、更に燃焼効率を上げることができる。   3A and 3B, the baffle plates 23 of one group and the baffle plates 24 of the other group are arranged in parallel, but each baffle plate 23 of one group is arranged. And the baffle plates 24 of the other group may be arranged so as to be orthogonal to each other. An example of such an arrangement arranged so as to be orthogonal is shown in FIG. Further, the combustion efficiency can be further increased by applying a combustion catalyst to the baffle plates 23 and 24.

〈本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例３〉
本発明で対象とするＳＯＦＣバンドルは、ＳＯＦＣセルスタックを用いて構成される。図５はその構成例３を説明する図である。図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のうち、混合促進領域Ｂの斜視図である。 <Configuration Example 3 of SOFC Bundle of the Present Invention>
The SOFC bundle targeted by the present invention is configured using a SOFC cell stack. FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration example 3. 5A is a cross-sectional view, and FIG. 5B is a perspective view of the mixing promotion region B in FIG. 5A.

図５中、下端部から混合抑制領域Ａまでは〈本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例１〉と同様であるが、以下それを含めて順次説明する。３は扁平状の中空部２を有する多孔質絶縁性の支持基体で、その中空部２が燃料流路２となる。符号２は中空部、燃料流路を示している。図５には支持基体３が３個の場合を示しているが、その数は適宜選定される。中空部２は、その一端に燃料導入用の開孔を有し、その他端に利用済み燃料排出用の開孔を有し、当該開孔が利用済み燃料すなわち燃料極オフガスの排出孔となる。   In FIG. 5, the process from the lower end to the mixing suppression region A is the same as in <Structural example 1 of SOFC bundle of the present invention>. Reference numeral 3 denotes a porous insulating support base having a flat hollow portion 2, and the hollow portion 2 serves as a fuel flow path 2. Reference numeral 2 denotes a hollow portion and a fuel flow path. FIG. 5 shows a case where the number of support bases 3 is three, but the number is appropriately selected. The hollow portion 2 has an opening for introducing fuel at one end and an opening for discharging spent fuel at the other end, and the opening serves as a discharging hole for used fuel, that is, the fuel electrode off-gas.

多孔質絶縁性の支持基体３の表裏両面に燃料極、電解質及び空気極からなるセル６の複数個が配置される。図５には、セル６が支持基体３の表裏両面に合計４個の配置された場合を示しているが、その数は適宜選定される。隣接するセル６間はインターコネクタにより電気的に直列に接続されているが、図示は省略している。こうしてＳＯＦＣセルスタックが構成される。   A plurality of cells 6 including a fuel electrode, an electrolyte, and an air electrode are arranged on both the front and back surfaces of the porous insulating support base 3. FIG. 5 shows a case where a total of four cells 6 are arranged on both the front and back surfaces of the support base 3, but the number is appropriately selected. The adjacent cells 6 are electrically connected in series by an interconnector, but are not shown. Thus, the SOFC cell stack is configured.

このように、本構成例３でのＳＯＦＣセルスタックにおいても、燃料導入孔側から、利用済み燃料排出孔側に燃料が流通する燃料流路２を有する多孔質の絶縁性支持基体３の表裏両面に複数個のセルを有している。支持基体３の横断面は、断面矩形状、横断面四角形状、横断面楕円形状その他各種形状に構成される。そのように構成したＳＯＦＣセルスタックの複数個によりＳＯＦＣバンドルを構成する。   Thus, also in the SOFC cell stack in this configuration example 3, both the front and back surfaces of the porous insulating support base 3 having the fuel flow path 2 through which the fuel flows from the fuel introduction hole side to the spent fuel discharge hole side. Have a plurality of cells. The cross section of the support base 3 is configured to have a rectangular cross section, a rectangular cross section, an elliptical cross section, and other various shapes. A SOFC bundle is configured by a plurality of SOFC cell stacks configured as described above.

本発明においては、燃料流路２からの利用済み燃料排出孔側に混合抑制領域Ａを設け、これに続き混合促進領域Ｂを設ける。図５（ａ）のとおり、混合抑制領域Ａは、支持基体３の燃料極オフガス排出端部から延伸させた仕切板３１と仕切板３２とを交互に配置することで構成される。仕切板３１、３２の長さは、混合抑制領域Ａの長さと同じか、ほぼ同じ長さとする。混合抑制領域Ａにおいて、複数の仕切板３１と複数の仕切板３２との間で交互に空気極オフガス流路と燃料極オフガス流路が形成される。   In the present invention, the mixing suppression area A is provided on the used fuel discharge hole side from the fuel flow path 2, and the mixing promotion area B is provided subsequently thereto. As shown in FIG. 5A, the mixing suppression region A is configured by alternately arranging the partition plates 31 and the partition plates 32 extended from the fuel electrode off-gas discharge end portion of the support base 3. The length of the partition plates 31 and 32 is the same as or substantially the same as the length of the mixing suppression region A. In the mixing suppression region A, an air electrode off-gas channel and a fuel electrode off-gas channel are alternately formed between the plurality of partition plates 31 and the plurality of partition plates 32.

混合抑制領域Ａに続き設ける混合促進領域Ｂは複数の横棒（棒材）３３と複数の横棒（棒材）３４によって構成される。横棒（棒材）は円柱状、三角柱状、四角柱状などの形状である。複数の横棒３３と複数の横棒３４とを混合促進領域Ｂの長さと同じか、ほぼ同じ長さに配置する。図５（ａ）〜（ｂ）のとおり、一方のグループの各横棒３３は水平方向に等間隔に配置し、他方のグループの各横棒３４は水平方向に等間隔に配置する。すなわち、混合促進領域Ｂに横棒３３、３４を設けてＸ方向の流れ（乱れ）を形成する。これにより空気極オフガスと燃料極オフガスとの混合領域が形成される。   The mixing promotion region B provided subsequent to the mixing suppression region A includes a plurality of horizontal bars (bars) 33 and a plurality of horizontal bars (bars) 34. The horizontal bar (bar material) has a cylindrical shape, a triangular prism shape, a quadrangular prism shape, or the like. The plurality of horizontal bars 33 and the plurality of horizontal bars 34 are arranged to have the same length as the mixing promotion region B or substantially the same length. As shown in FIGS. 5A to 5B, the horizontal bars 33 of one group are arranged at equal intervals in the horizontal direction, and the horizontal bars 34 of the other group are arranged at equal intervals in the horizontal direction. That is, the horizontal bars 33 and 34 are provided in the mixing promotion region B to form a flow (disturbance) in the X direction. As a result, a mixed region of the air electrode off gas and the fuel electrode off gas is formed.

そして、上下の位置の観点からみて、一方のグループの各横棒３３の間に他方のグループの各横棒３４が位置するように配置する。これにより、混合促進領域Ｂでのガス流路は、隣接する横棒３３と、隣接する横棒３４間で形成される空間によって構成され、ガスすなわち、燃料極オフガスと空気極オフガスとがジクザグ状に流れる。   From the viewpoint of the vertical position, the horizontal bars 34 of the other group are positioned between the horizontal bars 33 of one group. Thereby, the gas flow path in the mixing promotion region B is constituted by the space formed between the adjacent horizontal bar 33 and the adjacent horizontal bar 34, and the gas, that is, the fuel electrode off gas and the air electrode off gas are zigzag-shaped. Flowing into.

混合促進領域Ｂにおいては、各横棒３３及び各横棒３４間の相互作用などにより空気極オフガスと燃料極オフガスとの混合が促進され、燃焼排ガスの性状が改善される。図５（ａ）〜（ｂ）では、一方のグループの各横棒３３と他方のグループの各横棒３４とが平行に位置するように配置しているが、一方のグループの各横棒３３と他方のグループの各横棒３４とが直交するように配置してもよい。そのように直交するように配置した態様例を図６に示している。また、横棒３３、３４に燃焼触媒を塗布することで、更に燃焼効率を上げることができる。   In the mixing promotion region B, the mixing of the air electrode off gas and the fuel electrode off gas is promoted by the interaction between the horizontal bars 33 and the horizontal bars 34, and the properties of the combustion exhaust gas are improved. 5A and 5B, each horizontal bar 33 of one group and each horizontal bar 34 of the other group are arranged in parallel, but each horizontal bar 33 of one group is arranged. And the horizontal bars 34 of the other group may be arranged so as to be orthogonal to each other. An example of such an arrangement arranged so as to be orthogonal is shown in FIG. Further, by applying a combustion catalyst to the horizontal bars 33 and 34, the combustion efficiency can be further increased.

〈本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例４〉
本発明で対象とするＳＯＦＣバンドルは、ＳＯＦＣセルスタックを用いて構成される。図７はその構成例４を説明する図である。図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す図を上から見た図である。 <Configuration Example 4 of SOFC Bundle of the Present Invention>
The SOFC bundle targeted by the present invention is configured using a SOFC cell stack. FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration example 4. FIG. 7A is a perspective view, and FIG. 7B is a view of the view shown in FIG.

図７中、３は扁平状の中空部２を有する多孔質絶縁性の支持基体で、その中空部２が燃料流路２となる。符号２は中空部、燃料流路を示している。図７には支持基体３が４個の場合を示しているが、その数は適宜選定される。中空部２は、その一端に燃料導入用の開孔を有し、その他端に利用済み燃料排出用の開孔を有し、当該開孔が利用済み燃料すなわち燃料極オフガスの排出孔となる。   In FIG. 7, 3 is a porous insulating support base having a flat hollow portion 2, and the hollow portion 2 serves as a fuel flow path 2. Reference numeral 2 denotes a hollow portion and a fuel flow path. Although FIG. 7 shows a case where the number of support bases 3 is four, the number is appropriately selected. The hollow portion 2 has an opening for introducing fuel at one end and an opening for discharging spent fuel at the other end, and the opening serves as a discharging hole for used fuel, that is, the fuel electrode off-gas.

多孔質絶縁性の支持基体３の表裏両面に燃料極、電解質及び空気極からなるセル６の複数個が配置される。図７には、セル６が支持基体３の表裏両面に合計６個の配置された場合を示しているが、その数は適宜選定される。隣接するセル６間はインターコネクタにより電気的に直列に接続されているが、図示は省略している。こうしてＳＯＦＣセルスタックが構成される。   A plurality of cells 6 including a fuel electrode, an electrolyte, and an air electrode are arranged on both the front and back surfaces of the porous insulating support base 3. FIG. 7 shows a case where a total of six cells 6 are arranged on both the front and back surfaces of the support base 3, but the number is appropriately selected. The adjacent cells 6 are electrically connected in series by an interconnector, but are not shown. Thus, the SOFC cell stack is configured.

このように、本構成例４でのＳＯＦＣセルスタックにおいても、燃料導入孔側から、利用済み燃料排出孔側に燃料が流通する燃料流路２を有する多孔質の絶縁性支持基体３の表裏両面に複数個のセルを有している。支持基体３の横断面は、断面矩形状、横断面四角形状、横断面楕円形状その他各種形状に構成される。そのように構成したＳＯＦＣセルスタックの複数個によりＳＯＦＣバンドルを構成する。図７のとおり、ＳＯＦＣバンドルを横置きにし、空気はＳＯＦＣバンドルに対して下から上に向けて供給される。   Thus, also in the SOFC cell stack in the present configuration example 4, both the front and back surfaces of the porous insulating support base 3 having the fuel flow path 2 through which the fuel flows from the fuel introduction hole side to the used fuel discharge hole side. Have a plurality of cells. The cross section of the support base 3 is configured to have a rectangular cross section, a rectangular cross section, an elliptical cross section, and other various shapes. A SOFC bundle is configured by a plurality of SOFC cell stacks configured as described above. As shown in FIG. 7, the SOFC bundle is placed sideways, and air is supplied to the SOFC bundle from the bottom to the top.

本発明においては、燃料流路２からの利用済み燃料排出孔側に混合抑制領域Ａを設け、これに続き混合促進領域Ｂを設ける。そして、図７（ｂ）に示すとおり、混合促進領域Ｂの下部から空気を供給する。空気としては空気極オフガスのほか、ＳＯＦＣセルスタックへの供給空気から分岐した空気等であってもよい。   In the present invention, the mixing suppression area A is provided on the used fuel discharge hole side from the fuel flow path 2, and the mixing promotion area B is provided subsequently thereto. And air is supplied from the lower part of the mixing promotion area | region B as shown in FIG.7 (b). As air, in addition to the air electrode off gas, air branched from the supply air to the SOFC cell stack may be used.

〈本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例５、６〉
本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例４の変形例として、混合促進領域Ｂに、図３〜４のような邪魔板を配置してもよく（構成例４）、図５〜６のような横棒を配置してもよい（構成例５）。そのうち、構成例４を図８（ｂ）に示し、構成例５を図８（ｃ）に示している。構成例４、５においては、混合促進領域Ｂにおいて燃料極オフガスを空気により良好に燃焼させることができる。空気としては空気極オフガスのほか、ＳＯＦＣセルスタックへの供給空気から分岐した空気等であってもよい。 <Configuration examples 5 and 6 of the SOFC bundle of the present invention>
As a modification of the configuration example 4 of the SOFC bundle of the present invention, a baffle plate as shown in FIGS. 3 to 4 may be arranged in the mixing promotion region B (configuration example 4), or a horizontal bar as shown in FIGS. May be arranged (Configuration Example 5). Among them, the configuration example 4 is shown in FIG. 8B, and the configuration example 5 is shown in FIG. 8C. In the configuration examples 4 and 5, the fuel electrode off-gas can be favorably burned with air in the mixing promotion region B. As air, in addition to the air electrode off gas, air branched from the supply air to the SOFC cell stack may be used.

〈本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例７〉
本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例４の変形例として、混合促進領域Ｂを上部方向に延長することができる。図９中「延長領域」として示すように、混合促進領域ＢをＺ方向に延長する。この「延長領域」の分だけ混合促進領域Ｂが長く、大きくなるので、混合促進領域Ｂにおいて燃料極オフガスを空気により良好に燃焼させることができる。 <Configuration Example 7 of SOFC Bundle of the Present Invention>
As a modification of the configuration example 4 of the SOFC bundle of the present invention, the mixing promotion region B can be extended upward. As shown as “extension region” in FIG. 9, the mixing promotion region B is extended in the Z direction. Since the mixing promotion region B is longer and larger by this “extension region”, the fuel electrode off-gas can be favorably burned with air in the mixing promotion region B.

〈本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例８、９〉
本発明のＳＯＦＣバンドルの構成例７のように、混合促進領域ＢをＺ方向に延長し、その「延長領域」を含む混合促進領域Ｂに、図３〜４のような邪魔板を配置してもよく（構成例８）、図５〜６のような横棒を配置してもよい（構成例９）。そのうち、構成例８を図１０（ｂ）に示し、構成例９を図１０（ｃ）に示している。構成例８、９においては、混合促進領域Ｂにおいて燃料極オフガスを空気により良好に燃焼させることができる。 <Configuration Examples 8 and 9 of SOFC Bundle of the Present Invention>
Like the configuration example 7 of the SOFC bundle of the present invention, the mixing promotion region B is extended in the Z direction, and baffle plates as shown in FIGS. 3 to 4 are arranged in the mixing promotion region B including the “extension region”. Alternatively, a horizontal bar as shown in FIGS. 5 to 6 may be arranged (Configuration Example 9). Among them, the configuration example 8 is shown in FIG. 10B, and the configuration example 9 is shown in FIG. 10C. In the configuration examples 8 and 9, the fuel electrode off-gas can be satisfactorily burned with air in the mixing promotion region B.

１０１ 発電装置
１０２ 断熱容器
１０３ 燃料供給管
１０４ 複数のセル
１０５ セルスタック
１０６ 空気供給管
１０７ 熱交換器
１０８ 予熱空気分配管
１０９ 空気の折り返し流れ方向
２ 中空部、燃料流路
３ 多孔質絶縁性の支持基体
６ セル
１０、１１ 仕切板
１２、１４ 仕切板１０に備える燃料極オフガス及び空気極オフガスの流れを変えるための突起
２１、２２ 仕切板
２３ 一方のグループの各邪魔板
２４ 他方のグループの各邪魔板
３１、３２ 仕切板
３３ 一方のグループの各棒材
３４ 他方のグループの各棒材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Power generator 102 Thermal insulation container 103 Fuel supply pipe 104 Multiple cells 105 Cell stack 106 Air supply pipe 107 Heat exchanger 108 Preheated air distribution pipe 109 Folding flow direction of air 2 Hollow part, fuel flow path 3 Porous insulating support Base 6 Cell 10, 11 Partition plate 12, 14 Protrusion 21, 22 Partition plate 23 Baffle plate of one group 24 Baffle of the other group provided to change the flow of the fuel electrode off-gas and air electrode off-gas provided in the partition plate 10 Plates 31, 32 Partition plate 33 Each bar of one group 34 Each bar of the other group

Claims (6)

固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を抑制するような混合抑制領域を形成し、
前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板により形成し、
前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスについて、前記燃料電池バンドルの先端近傍においては混合を抑制するような前記混合抑制領域と、前記燃料電池バンドルの先端近傍外においては混合を促進するような混合促進領域とを形成してなり、且つ、
前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板に孔部を設けることにより形成してなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置。 An off-gas combustion apparatus at the tip of the solid oxide fuel cell bundle, wherein a mixing suppression region is formed to suppress mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle,
The mixing suppression region is formed by a partition plate that extends the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle,
Regarding the fuel electrode off-gas and air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle, the mixing suppression region that suppresses mixing in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle and outside the vicinity of the tip of the fuel cell bundle Forming a mixing promoting region that promotes mixing; and
The mixing acceleration region, the fuel cell bundle tip fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the solid body oxide you characterized by being formed by providing a hole in the partition plate to be stretched An off-gas combustion device at the tip of the fuel cell bundle. 固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を抑制するような混合抑制領域を形成し、
前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板により形成し、
前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスについて、前記燃料電池バンドルの先端近傍においては混合を抑制するような前記混合抑制領域と、前記燃料電池バンドルの先端近傍外においては混合を促進するような混合促進領域とを形成してなり、且つ、
前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの流路に、邪魔板を設けることにより形成してなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置。 An off-gas combustion apparatus at the tip of the solid oxide fuel cell bundle, wherein a mixing suppression region is formed to suppress mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle,
The mixing suppression region is formed by a partition plate that extends the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle,
Regarding the fuel electrode off-gas and air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle, the mixing suppression region that suppresses mixing in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle and outside the vicinity of the tip of the fuel cell bundle Forming a mixing promoting region that promotes mixing; and
The mixing acceleration region, the fuel from the tip of the battery bundle in the flow path of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged, characterized by being formed by providing a baffle solid body oxide fuel An off-gas combustion device at the tip of the battery bundle. 固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの混合を抑制するような混合抑制領域を形成し、
前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板により形成し、
前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスについて、前記燃料電池バンドルの先端近傍においては混合を抑制するような前記混合抑制領域と、前記燃料電池バンドルの先端近傍外においては混合を促進するような混合促進領域とを形成してなり、且つ、
前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの流路に、棒材を設けることにより形成してなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼装置。 An off-gas combustion apparatus at the tip of the solid oxide fuel cell bundle, wherein a mixing suppression region is formed to suppress mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle,
The mixing suppression region is formed by a partition plate that extends the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle,
Regarding the fuel electrode off-gas and air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle, the mixing suppression region that suppresses mixing in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle and outside the vicinity of the tip of the fuel cell bundle Forming a mixing promoting region that promotes mixing; and
The mixing acceleration region, the fuel from the tip of the battery bundle in the flow path of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged, solid bodies oxide fuel you characterized by being formed by providing a rod An off-gas combustion device at the tip of the battery bundle. 固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスとの混合を抑制するような混合抑制領域を形成し、
前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板により形成し、
前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスについて、前記燃料電池バンドルの先端近傍においては混合を抑制する前記混合抑制領域と、前記燃料電池バンドルの先端近傍外においては混合を促進する混合促進領域とを形成し、且つ、
前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板に孔部を設けることにより形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法。 A method for burning off-gas at the tip of a solid oxide fuel cell bundle, wherein a mixing suppression region is formed to suppress mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle. ,
The mixing suppression region is formed by a partition plate that extends the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle,
Regarding the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle, mixing is suppressed in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle and in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle. Forming a promoting mixing region, and
The mixing acceleration region, the fuel cell bundle tip fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the solid body oxide fuel you and forming by providing a hole in the partition plate to be stretched A method of burning off-gas at the tip of a battery bundle. 固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスとの混合を抑制するような混合抑制領域を形成し、
前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板により形成し、
前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスについて、前記燃料電池バンドルの先端近傍においては混合を抑制する前記混合抑制領域と、前記燃料電池バンドルの先端近傍外においては混合を促進する混合促進領域とを形成し、且つ、
前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの流路に、邪魔板を設けることにより形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法。 A method for burning off-gas at the tip of a solid oxide fuel cell bundle, wherein a mixing suppression region is formed to suppress mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle. ,
The mixing suppression region is formed by a partition plate that extends the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle,
Regarding the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle, mixing is suppressed in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle and in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle. Forming a promoting mixing region, and
The mixing acceleration region, the fuel tip flow passage of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the battery bundle, solid bodies oxide fuel cell bundles you and forming by providing a baffle plate Off-gas combustion method at the front end of the tube. 固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法であって、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスとの混合を抑制するような混合抑制領域を形成し、
前記混合抑制領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスを、延伸させる仕切り板により形成し、
前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスについて、前記燃料電池バンドルの先端近傍においては混合を抑制する前記混合抑制領域と、前記燃料電池バンドルの先端近傍外においては混合を促進する混合促進領域とを形成し、且つ、
前記混合促進領域は、前記燃料電池バンドルの先端から排出される燃料極オフガスと空気極オフガスの流路に、棒材を設けることにより形成することを特徴とする固体酸化物形燃料電池バンドルの先端部におけるオフガスの燃焼方法。
 A method for burning off-gas at the tip of a solid oxide fuel cell bundle, wherein a mixing suppression region is formed to suppress mixing of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle. ,
The mixing suppression region is formed by a partition plate that extends the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle,
Regarding the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the tip of the fuel cell bundle, mixing is suppressed in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle and in the vicinity of the tip of the fuel cell bundle. Forming a promoting mixing region, and
The mixing acceleration region, the fuel cell bundle tip flow passage of the fuel electrode off-gas and the air electrode off-gas discharged from the solid body oxide fuel cell bundles you and forming by providing the bar Off-gas combustion method at the front end of the tube.
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