JP5550453B2 - Fuel cell module and fuel cell device - Google Patents

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Description

本発明は、収納容器内に複数個の燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールおよびそれを具備する燃料電池装置に関する。   The present invention relates to a fuel cell module in which a plurality of fuel cells are stored in a storage container, and a fuel cell device including the fuel cell module.

近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス(水素含有ガス)と空気(酸素含有ガス)とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを複数個配列してなるセルスタックや、天然ガス等の原燃料を燃料ガスに改質するための改質器等を収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールや、燃料電池モジュールを外装ケース内に収納してなる燃料電池装置が種々提案されている。   In recent years, as next-generation energy, a fuel cell (hydrogen-containing gas) and air (oxygen-containing gas) are used as a cell stack formed by arranging a plurality of fuel cells that can obtain electric power, or a raw material such as natural gas. Various fuel cell modules in which a reformer or the like for reforming fuel into fuel gas is housed in a housing container, and fuel cell devices in which a fuel cell module is housed in an outer case have been proposed.

このような燃料電池モジュールにおいては、燃料電池セルの発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させて、改質器にて効率よく改質反応を行なうとともに、燃料電池モジュール内を高温に維持することで、高効率の発電を行なうことができる。   In such a fuel cell module, fuel gas that has not been used for power generation of the fuel cell is burned, and a reformer performs an efficient reforming reaction, and the inside of the fuel cell module is maintained at a high temperature. Thus, highly efficient power generation can be performed.

ところで、このような燃料電池モジュールにおいては、原燃料を改質する際や、発電で使用されなかった燃料ガスを燃焼させる際の不完全燃焼等により、一酸化炭素を含有する排ガスを生じる場合がある。   By the way, in such a fuel cell module, exhaust gas containing carbon monoxide may be generated by reforming raw fuel or incomplete combustion when burning fuel gas not used in power generation. is there.

それゆえ、一酸化炭素を含有する排ガスが燃料電池装置の外部に排気されないよう、排ガスを排気するための排ガス流路の流入口または排ガス流路中に第1の排ガス処理装置を備え、排気ガスの排気孔内または排気孔に接続して第2の排ガス処理装置を備える燃料電池モジュールが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   Therefore, the exhaust gas containing the carbon monoxide is provided with the first exhaust gas treatment device in the exhaust gas inlet or the exhaust gas flow channel for exhausting the exhaust gas so that the exhaust gas containing the carbon monoxide is not exhausted outside the fuel cell device. A fuel cell module including a second exhaust gas treatment device connected to or in the exhaust hole is proposed (for example, see Patent Document 1).

特開2009−110675号公報JP 2009-110675 A

ところで、特許文献1に記載の燃料電池モジュールにおいては、排ガス処理装置を2つ備えることにより、燃料電池モジュール内で生じた排ガスを効率よく浄化することができるものの、第1の排ガス処理装置が排ガス流路の流入口または排ガス流路中に配置されていることから、排ガスの浄化に伴う熱を、原燃料の改質反応や燃料電池セルの発電に効率よく利用できない点で改善の余地があった。   By the way, in the fuel cell module described in Patent Document 1, by providing two exhaust gas treatment devices, exhaust gas generated in the fuel cell module can be purified efficiently, but the first exhaust gas treatment device is an exhaust gas. Since it is placed in the inlet of the flow path or in the exhaust gas flow path, there is room for improvement in that the heat associated with the purification of the exhaust gas cannot be efficiently used for the reforming reaction of the raw fuel or the power generation of the fuel cell. It was.

そこで、本発明の目的は、原燃料の改質効率を向上することができ、それにより発電効率の向上した燃料電池モジュールおよびそれを具備する燃料電池装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel cell module capable of improving the reforming efficiency of raw fuel, thereby improving the power generation efficiency, and a fuel cell device including the same.

発明の燃料電池モジュールは、収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの1つと、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記セルスタック側の面に配置されており、かつ前記燃料電池セルの配列方向に沿って前記セルスタックの両側に配置されたそれぞれの前記内壁と接していることを特徴とする。
The fuel cell module of the present invention is configured to generate power with an oxygen-containing gas and a fuel gas in a power generation chamber provided in a storage container, and to burn excess fuel gas not used for power generation at one end side. One of the cell stacks in which a plurality of fuel cells are arranged and electrically connected to each other and the raw fuel arranged at a distance from one end side of the cell stack are reformed and supplied to the fuel cells. A reformer for generating fuel gas and an exhaust gas treatment device provided with a combustion catalyst for purifying exhaust gas disposed in contact with the reformer are housed outside the cell stack, Inner walls are arranged along the arrangement direction of the fuel cells, and the exhaust gas treatment device is arranged on the surface of the reformer on the cell stack side, and in the arrangement direction of the fuel cells. Along the se Characterized in that in contact with each of the inner wall located on opposite sides of the stack.

発明の燃料電池モジュールは、収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの1つと、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向に沿った両側面に配置されており、かつ前記燃料電池セルの配列方向に沿って前記セルスタックの両側に配置されたそれぞれの前記内壁と接していることを特徴とする
The fuel cell module of the present invention is configured to generate power with an oxygen-containing gas and a fuel gas in a power generation chamber provided in a storage container, and to burn excess fuel gas not used for power generation at one end side. One of the cell stacks in which a plurality of fuel cells are arranged and electrically connected to each other and the raw fuel arranged at a distance from one end side of the cell stack are reformed and supplied to the fuel cells. A reformer for generating fuel gas and an exhaust gas treatment device provided with a combustion catalyst for purifying exhaust gas disposed in contact with the reformer are housed outside the cell stack, Inner walls are arranged along the arrangement direction of the fuel cells, and the exhaust gas treatment device is arranged on both side surfaces of the reformer along the arrangement direction of the fuel cells, and the fuel Battery cell array Characterized that you have contact with each of said inner walls disposed on both sides of the cell stack along the direction.

発明の燃料電池モジュールは、収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの1つと、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セ
ルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記セルスタック側の面と、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向に沿った両側面とに配置されており、かつ前記燃料電池セルの配列方向に沿って前記セルスタックの両側に配置されたそれぞれの前記内壁と接していることを特徴とする
The fuel cell module of the present invention is configured to generate power with an oxygen-containing gas and a fuel gas in a power generation chamber provided in a storage container, and to burn excess fuel gas not used for power generation at one end side. One of the cell stacks in which a plurality of fuel cells are arranged and electrically connected to each other, and the fuel cell cell is reformed by refining the raw fuel, which is spaced apart from one end of the cell stack.
A cell stack comprising: a reformer for generating fuel gas to be supplied to the fuel; and an exhaust gas treatment device disposed in contact with the reformer and provided with a combustion catalyst for purifying exhaust gas. An inner wall is disposed outside the fuel cell along the arrangement direction of the fuel cells, and the exhaust gas treatment device includes a surface of the reformer on the cell stack side, and the fuel cell of the reformer. sequences are arranged on the both sides along the direction, and characterized that you have contact with each of the inner wall arranged along a direction arranged on both sides of the cell stack of the fuel cell.

発明の燃料電池モジュールは、収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの複数と、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、最も外側に位置する前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、隣接する前記セルスタックの間に、前記発電室の上方より垂下して、前記燃料電池セルに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給部材が配置されており、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記セルスタック側の面に配置されており、かつ前記セルスタックの両側に位置する前記酸素含有ガス供給部材または前記内壁と接してい
ることを特徴とする
The fuel cell module of the present invention is configured to generate power with an oxygen-containing gas and a fuel gas in a power generation chamber provided in a storage container, and to burn excess fuel gas not used for power generation at one end side. A plurality of cell stacks in which a plurality of fuel cells are arranged and electrically connected to each other, and a raw fuel arranged at a distance from one end side of the cell stack is reformed and supplied to the fuel cells. The cell located on the outermost side is housed with a reformer for generating fuel gas and an exhaust gas treatment device provided with a combustion catalyst for purifying exhaust gas disposed in contact with the reformer. An inner wall is arranged outside the stack along the arrangement direction of the fuel cells, and is suspended from above the power generation chamber between the adjacent cell stacks, and oxygen-containing gas is supplied to the fuel cells. Supply An oxygen-containing gas supply member is disposed, the exhaust gas treatment device is disposed on a surface of the reformer on the cell stack side, and the oxygen-containing gas located on both sides of the cell stack In contact with the supply member or the inner wall
It is characterized by that .

発明の燃料電池モジュールは、収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの複数と、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、最も外側に位置する前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、隣接する前記セルスタックの間に、前記発電室の上方より垂下して、前記燃料電池セルに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給部材が配置されており、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向に沿った両側面に配置されており、かつ前記セルスタックの両側に位置する前記酸素含有ガス供給部材または前記内壁と接していることを特徴とする
The fuel cell module of the present invention is configured to generate power with an oxygen-containing gas and a fuel gas in a power generation chamber provided in a storage container, and to burn excess fuel gas not used for power generation at one end side. A plurality of cell stacks in which a plurality of fuel cells are arranged and electrically connected to each other, and a raw fuel arranged at a distance from one end side of the cell stack is reformed and supplied to the fuel cells. The cell located on the outermost side is housed with a reformer for generating fuel gas and an exhaust gas treatment device provided with a combustion catalyst for purifying exhaust gas disposed in contact with the reformer. An inner wall is arranged outside the stack along the arrangement direction of the fuel cells, and is suspended from above the power generation chamber between the adjacent cell stacks, and oxygen-containing gas is supplied to the fuel cells. Supply An oxygen-containing gas supply member is disposed, the exhaust gas treatment device is disposed on both side surfaces of the reformer along the arrangement direction of the fuel cells, and on both sides of the cell stack. in contact with the oxygen-containing gas supply member or the inner wall located and wherein Rukoto.

発明の燃料電池モジュールは、収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの複数と、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、最も外側に位置する前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、隣接する前記セルスタックの間に、前記発電室の上方より垂下して、前記燃料電池セルに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給部材が配置されており、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記セルスタック側の面と、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向に沿った両側面とに配置されており、かつ前記セルスタックの両側に位置する前記酸素含有ガス供給部材または前記内壁と接していることを特徴とする The fuel cell module of the present invention is configured to generate power with an oxygen-containing gas and a fuel gas in a power generation chamber provided in a storage container, and to burn excess fuel gas not used for power generation at one end side. A plurality of cell stacks in which a plurality of fuel cells are arranged and electrically connected to each other, and a raw fuel arranged at a distance from one end side of the cell stack is reformed and supplied to the fuel cells. The cell located on the outermost side is housed with a reformer for generating fuel gas and an exhaust gas treatment device provided with a combustion catalyst for purifying exhaust gas disposed in contact with the reformer. An inner wall is arranged outside the stack along the arrangement direction of the fuel cells, and is suspended from above the power generation chamber between the adjacent cell stacks, and oxygen-containing gas is supplied to the fuel cells. Supply An oxygen-containing gas supply member is disposed, and the exhaust gas treatment unit includes a surface on the cell stack side of the reformer and both side surfaces of the reformer along the arrangement direction of the fuel cells. They are arranged in bets, and characterized that you have contact with the oxygen-containing gas supply member or the inner wall located on either side of the cell stack.

また、本発明の燃料電池モジュールは、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向に沿った長さ以上の長さを有していてもよい。   In the fuel cell module of the present invention, the exhaust gas treatment device may have a length equal to or longer than the length along the arrangement direction of the fuel cells of the reformer.

本発明の燃料電池装置は、上記のうちいずれかに記載の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを動作させるための補機とを外装ケース内に収納してなることを特徴とす
る。
A fuel cell device according to the present invention is characterized in that any one of the fuel cell modules described above and an auxiliary machine for operating the fuel cell module are housed in an outer case.

本発明の燃料電池モジュールによれば、燃料電池モジュール内で生じた排ガスを効率よく浄化することができ、排ガスの浄化に伴う熱が改質器に効率よく伝熱されることで、改質効率を向上することができ、それにより発電効率を向上することができる。また、外装ケース内に当該燃料電池モジュールと、当該燃料電池モジュールを動作させるための補機とを収納することで、発電効率の向上した燃料電池装置とすることができる。   According to the fuel cell module of the present invention, the exhaust gas generated in the fuel cell module can be efficiently purified, and the heat accompanying the purification of the exhaust gas is efficiently transferred to the reformer, thereby improving the reforming efficiency. The power generation efficiency can be improved. Further, by storing the fuel cell module and an auxiliary machine for operating the fuel cell module in the outer case, a fuel cell device with improved power generation efficiency can be obtained.

発電室内に1つのセルスタックを収納してなる燃料電池モジュールの一実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows one Embodiment of the fuel cell module formed by accommodating one cell stack in a power generation chamber. 図1に示す燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the fuel cell module shown in FIG. 1. 発電室内に1つのセルスタックを収納してなる燃料電池モジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically other embodiment of the fuel cell module formed by accommodating one cell stack in a power generation chamber. 発電室内に1つのセルスタックを収納してなる燃料電池モジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically other embodiment of the fuel cell module formed by accommodating one cell stack in a power generation chamber. 発電室内に1つのセルスタックを収納してなる燃料電池モジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically other embodiment of the fuel cell module formed by accommodating one cell stack in a power generation chamber. 発電室内に2つのセルスタックを収納してなる燃料電池モジュールの一実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows one Embodiment of the fuel cell module which accommodates two cell stacks in a power generation chamber. 図6に示す燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the fuel cell module shown in FIG. 6. 発電室内に1つのセルスタックを収納してなる燃料電池モジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically other embodiment of the fuel cell module formed by accommodating one cell stack in a power generation chamber. 発電室内に1つのセルスタックを収納してなる燃料電池モジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically other embodiment of the fuel cell module formed by accommodating one cell stack in a power generation chamber. 発電室内に1つのセルスタックを収納してなる燃料電池モジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically other embodiment of the fuel cell module formed by accommodating one cell stack in a power generation chamber. 燃料電池装置の一実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows one Embodiment of a fuel cell apparatus.

図1は、本発明の燃料電池モジュール(以下、モジュールという場合がある。)の一実施形態を示す分解斜視図である。なお、以降の図において同一の部材については同一の番号を付するものとする。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing one embodiment of a fuel cell module (hereinafter sometimes referred to as a module) of the present invention. In the following drawings, the same numbers are assigned to the same members.

図1に示すモジュール1においては、収納容器2の内部に設けられた発電室内に、内部をガスが流通するガス流路(図1においては図示せず)を有する柱状の燃料電池セル3を立設させた状態で配列し、隣接する燃料電池セル3間に集電部材(図1においては図示せず)を配置して電気的に直列に接続するとともに、燃料電池セル3の下端をガラスシール材等の絶縁性接合材(図示せず)でマニホールド6に固定してなるセルスタック4(セルスタック装置9)を収納して構成されている。なお、図1においては収納容器2の内部に、セルスタック4を1つのみ収納する場合を示している。また、セルスタック4の両端部側には、セルスタック4(燃料電池セル3)の発電により生じた電流を集電して外部に引き出すための、電流引き出し部を有する導電部材5が配置されている。   In a module 1 shown in FIG. 1, a columnar fuel cell 3 having a gas flow path (not shown in FIG. 1) through which gas flows is provided in a power generation chamber provided inside a storage container 2. A current collecting member (not shown in FIG. 1) is arranged between adjacent fuel cells 3 to be electrically connected in series, and the lower end of the fuel cells 3 is glass sealed. The cell stack 4 (cell stack device 9) is configured to be fixed to the manifold 6 with an insulating bonding material (not shown) such as a material. FIG. 1 shows a case where only one cell stack 4 is stored in the storage container 2. In addition, conductive members 5 having current drawing portions for collecting and drawing the current generated by the power generation of the cell stack 4 (fuel cell 3) to the outside are disposed on both ends of the cell stack 4. Yes.

なお、図1においては、燃料電池セル3として、内部を燃料ガス(水素含有ガス)が長手方向に流通するガス流路を有する中空平板型で、ガス流路を有する支持体の表面に、燃料極層、固体電解質層および酸素極層を順に積層してなる固体酸化物形燃料電池セル3を例示している。   In FIG. 1, the fuel cell 3 is a hollow plate type having a gas flow path through which fuel gas (hydrogen-containing gas) flows in the longitudinal direction. A solid oxide fuel cell 3 in which an electrode layer, a solid electrolyte layer, and an oxygen electrode layer are sequentially laminated is illustrated.

さらに図1においては、燃料電池セル3の発電で使用する燃料ガスを得るために、原燃料供給管10を介して供給される天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器7をセルスタック4(燃料電池セル3)の上方に配置している。そして、改質器7で生成された燃料ガスは、燃料ガス流通管8を介してマニホールド6に供給され、マニホールド6より燃料電池セル3の内部に設けられたガス流路に供給される。なお、セルスタック装置9の構成は、燃料電池セル3の種類や形状により、適宜変更することができ、例えばセルスタック装置9に改質器7を含むこともできる。   Further, in FIG. 1, in order to obtain fuel gas used for power generation of the fuel battery cell 3, fuel gas is generated by reforming raw gas such as natural gas or kerosene supplied through the raw fuel supply pipe 10. The reformer 7 is arranged above the cell stack 4 (fuel cell 3). The fuel gas generated by the reformer 7 is supplied to the manifold 6 via the fuel gas flow pipe 8 and is supplied from the manifold 6 to a gas flow path provided inside the fuel cell 3. The configuration of the cell stack device 9 can be changed as appropriate depending on the type and shape of the fuel cell 3. For example, the reformer 7 can be included in the cell stack device 9.

なお、改質器7において水蒸気改質を行なう場合には、改質器7の内部に水を気化させるための気化部と、原燃料と水蒸気とで水蒸気改質を行なう改質触媒を備える改質部とを備えていることが好ましく、例えば気化部と改質部とを連続するように配置するほか、改質器7の中央部側に気化部を配置し、その両端側に改質部を配置してなる改質器7とすることもでき、この場合、それぞれの改質部とマニホールド6とをそれぞれ燃料ガス流通管8にて接続することもできる。   When steam reforming is performed in the reformer 7, the reformer 7 is provided with a vaporizing section for vaporizing water and a reforming catalyst that performs steam reforming with raw fuel and steam. For example, in addition to arranging the vaporization section and the reforming section so as to be continuous, the vaporization section is disposed on the central side of the reformer 7, and the reforming sections are disposed on both ends thereof. In this case, each reforming section and the manifold 6 can be connected to each other by a fuel gas flow pipe 8.

また図1においては、収納容器2の一部(前後面)を取り外し、内部に収納されるセルスタック装置9を後方に取り出した状態を示している。ここで、図1に示したモジュール1においては、セルスタック装置9を、収納容器2内にスライドして収納することが可能である。   Further, FIG. 1 shows a state where a part (front and rear surfaces) of the storage container 2 is removed and the cell stack device 9 stored inside is taken out rearward. Here, in the module 1 shown in FIG. 1, the cell stack device 9 can be slid and stored in the storage container 2.

なお、図1に示した収納容器2においては、収納容器2の底面に、燃料電池セル3に供給する酸素含有ガス(通常は空気である)を供給するための酸素含有ガス供給管11と、燃料電池セル3の発電等により生じた排ガスを収納容器2の外部に排気するための排気管12とが接続されている。酸素含有ガス供給管11と排気管12とは二重管とすることもできる。   In the storage container 2 shown in FIG. 1, an oxygen-containing gas supply pipe 11 for supplying an oxygen-containing gas (usually air) supplied to the fuel cell 3 to the bottom surface of the storage container 2; An exhaust pipe 12 for exhausting exhaust gas generated by power generation of the fuel cell 3 to the outside of the storage container 2 is connected. The oxygen-containing gas supply pipe 11 and the exhaust pipe 12 may be a double pipe.

図2は、図1に示した燃料電池モジュール1を概略的に示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the fuel cell module 1 shown in FIG.

収納容器2は、外壁13にて収納容器2の外枠が形成され、内部に燃料電池セル3(セルスタック装置9)を収納する発電室38が形成されている。   In the storage container 2, an outer frame of the storage container 2 is formed by the outer wall 13, and a power generation chamber 38 that stores the fuel cell 3 (cell stack device 9) is formed therein.

このような収納容器2においては、セルスタック4を構成する燃料電池セル3の配列方向に沿った両側部と、該両側部に対向する収納容器2の外壁13との間に、酸素含有ガスや排ガスを流すための流路を備えている。   In such a storage container 2, an oxygen-containing gas or the like is formed between both side portions along the arrangement direction of the fuel cells 3 constituting the cell stack 4 and the outer wall 13 of the storage container 2 facing the both side portions. A flow path for flowing exhaust gas is provided.

ここで、収納容器2は、燃料電池セル3の配列方向に沿った両側部の外壁13の内側に所定間隔をあけて第1の壁14が形成されており、第1の壁14の内側に所定間隔をあけて第2の壁15が配置されており、さらに第2の壁15の内側に所定間隔をあけて第3の壁16が配置されている。   Here, in the storage container 2, a first wall 14 is formed inside the outer wall 13 on both sides along the arrangement direction of the fuel cells 3 at a predetermined interval, and inside the first wall 14. The second wall 15 is disposed at a predetermined interval, and the third wall 16 is disposed at a predetermined interval inside the second wall 15.

それにより、外壁13と第1の壁14とで形成された空間が第1の流路17となり、第2の壁15と第3の壁16とで形成された空間が第2の流路18となり、第1の壁14と第2の壁15とで形成された空間が第3の流路19となる。さらに、発電室38の上方には発電室38を形成するための上壁39が設けられており、上壁39と外壁13(収納容器2の上壁)との間が、第1の流路を流れる酸素含有ガスを第2の流路に流すための第4の流路20となる。なお、発電室38は上壁39と第3の壁16と、第2の壁15および第3の壁16と接続される発電室用底壁40とで囲まれた空間となる。   Thereby, the space formed by the outer wall 13 and the first wall 14 becomes the first flow path 17, and the space formed by the second wall 15 and the third wall 16 becomes the second flow path 18. Thus, the space formed by the first wall 14 and the second wall 15 becomes the third flow path 19. Further, an upper wall 39 for forming the power generation chamber 38 is provided above the power generation chamber 38, and the first flow path is formed between the upper wall 39 and the outer wall 13 (the upper wall of the storage container 2). It becomes the 4th channel 20 for flowing the oxygen content gas which flows into the 2nd channel. The power generation chamber 38 is a space surrounded by the upper wall 39, the third wall 16, and the power generation chamber bottom wall 40 connected to the second wall 15 and the third wall 16.

また、収納容器2の底部には、酸素含有ガス(空気)を収納容器2内に供給するための酸素含有ガス供給管11が接続されており、酸素含有ガス供給管11より供給される酸素
含有ガスは酸素含有ガス導入部22に流れる。酸素含有ガス導入部22は酸素含有ガス導入口23を介して第1の流路17とつながっているため、酸素含有ガス導入部22に供給された酸素含有ガスは、酸素含有ガス導入口23を通して第1の流路17に流れる。第1の流路17を上方に流れた酸素含有ガスは、続いて、後述する第4の流路20を流れ、第2の流路流入口24を介して第2の流路18に流れる。そして、第2の流路18を上方から下方に流れた酸素含有ガスは、第3の壁16に設けられた酸素含有ガス吹き出し口25を通して、発電室38内(燃料電池セル3)に供給される。なお、燃料電池セル3(セルスタック4)の側面および底面に断熱材26が配置されている。
An oxygen-containing gas supply pipe 11 for supplying oxygen-containing gas (air) into the storage container 2 is connected to the bottom of the storage container 2, and oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas supply pipe 11 is connected. The gas flows into the oxygen-containing gas introduction part 22. Since the oxygen-containing gas introduction unit 22 is connected to the first flow path 17 via the oxygen-containing gas introduction port 23, the oxygen-containing gas supplied to the oxygen-containing gas introduction unit 22 passes through the oxygen-containing gas introduction port 23. It flows to the first flow path 17. The oxygen-containing gas that has flowed upward in the first flow path 17 then flows in a fourth flow path 20 to be described later, and flows into the second flow path 18 through the second flow path inlet 24. Then, the oxygen-containing gas that has flowed through the second flow path 18 from the upper side to the lower side is supplied into the power generation chamber 38 (fuel cell 3) through the oxygen-containing gas blowing port 25 provided in the third wall 16. The Insulating material 26 is arranged on the side surface and bottom surface of fuel cell 3 (cell stack 4).

また、図2に示す収納容器2においては、発電室38の上方に、発電室38内の排ガスを収集した後、第3の流路19に流すための排ガス収集室21が配置されている。排ガス収集室21に流れた排ガスは、第2の流路18を貫通する排ガス流通口27を介して第3の流路19に流れる。第3の流路19に流れた排ガスは、第3の流路を上方から下方に向けて流れ、排ガス収集口28を通して酸素含有ガス導入部22の上部に設けられた排ガス収集部29に流れた後、排ガス収集部29に接続された排気管12(図1参照)を通して収納容器2の外部に排気される。   Further, in the storage container 2 shown in FIG. 2, an exhaust gas collection chamber 21 for collecting the exhaust gas in the power generation chamber 38 and flowing it to the third flow path 19 is disposed above the power generation chamber 38. The exhaust gas that has flowed into the exhaust gas collection chamber 21 flows into the third flow path 19 through the exhaust gas circulation port 27 that passes through the second flow path 18. The exhaust gas flowing in the third flow path 19 flows from the upper direction to the lower direction in the third flow path, and then flows through the exhaust gas collection port 28 to the exhaust gas collection section 29 provided on the upper part of the oxygen-containing gas introduction section 22. Thereafter, the gas is exhausted to the outside of the storage container 2 through the exhaust pipe 12 (see FIG. 1) connected to the exhaust gas collecting unit 29.

それゆえ、酸素含有ガス導入管11より供給される酸素含有ガスは、酸素含有ガス導入部22を流れる間に、排ガス収集部29を流れる排ガスと熱交換され、第1の流路17を上方に流れる間に、第3の流路19を下方に流れる排ガスと熱交換され、第2の流路18を下方に流れる間に、発電室38内の熱とで熱交換されることとなる。ここで、発電室38の上方に、排ガス収集室21を備えることにより、温度の高い排ガスを効率よく第3の流路19に流すことができ、燃料電池セル3に供給される酸素含有ガスと効率よく熱交換を行なうことができる。それにより、燃料電池セル3の発電効率を向上することができる。   Therefore, the oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas introduction pipe 11 is heat-exchanged with the exhaust gas flowing through the exhaust gas collection unit 29 while flowing through the oxygen-containing gas introduction unit 22, and the first flow path 17 is moved upward. During the flow, heat is exchanged with the exhaust gas flowing downward through the third flow path 19, and heat is exchanged with the heat within the power generation chamber 38 while flowing downward through the second flow path 18. Here, by providing the exhaust gas collection chamber 21 above the power generation chamber 38, the exhaust gas having a high temperature can be efficiently passed through the third flow path 19, and the oxygen-containing gas supplied to the fuel cell 3 and Heat exchange can be performed efficiently. Thereby, the power generation efficiency of the fuel battery cell 3 can be improved.

また、収納容器2をこのような構成とすることにより、発電室38内にセルスタック4(セルスタック装置9)を1つ収納する場合において特に有用なモジュール1とすることができる。   Further, by adopting such a configuration for the storage container 2, the module 1 that is particularly useful when storing one cell stack 4 (cell stack device 9) in the power generation chamber 38 can be obtained.

ところで、第1の流路17と第4の流路20とを流れて第2の流路18に流れる酸素含有ガスは、その流通過程において発電室38内の熱や排ガスの熱とで熱交換され高温となる。また、第3の流路19を流れる排ガスは、第1の流路17を流れる酸素含有ガスと熱交換されることで温度が低下する。ここで、第2の流路18を流れる酸素含有ガスの熱が、第3の流路19を流れる排ガスに伝熱し、酸素含有ガスの温度が低下するおそれがある。   By the way, the oxygen-containing gas flowing through the first flow path 17 and the fourth flow path 20 and flowing into the second flow path 18 is heat-exchanged with heat in the power generation chamber 38 and heat of exhaust gas in the flow process. It becomes high temperature. Further, the temperature of the exhaust gas flowing through the third flow path 19 is lowered by heat exchange with the oxygen-containing gas flowing through the first flow path 17. Here, the heat of the oxygen-containing gas flowing through the second flow path 18 is transferred to the exhaust gas flowing through the third flow path 19, and the temperature of the oxygen-containing gas may be lowered.

それゆえ、第2の流路18と第3の流路19との間、もしくは第2の流路18および第3の流路19の少なくとも一方の流路内に、第2の流路18を流れる酸素含有ガスと第3の流路19を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部材を備えることができる。図2においては、第3の流路19のうち、第2の流路18側に、断熱材26を配置している。それにより、第2の流路18を流れる酸素含有ガスと第3の流路19を流れる排ガスとの熱交換を低減することができ、第2の流路18を流れる酸素含有ガスの温度低下を低減することができる。   Therefore, the second flow path 18 is provided between the second flow path 18 and the third flow path 19 or in at least one of the second flow path 18 and the third flow path 19. A heat exchange suppressing member for suppressing heat exchange between the flowing oxygen-containing gas and the exhaust gas flowing through the third flow path 19 can be provided. In FIG. 2, the heat insulating material 26 is disposed on the second flow path 18 side in the third flow path 19. Thereby, heat exchange between the oxygen-containing gas flowing through the second flow path 18 and the exhaust gas flowing through the third flow path 19 can be reduced, and the temperature drop of the oxygen-containing gas flowing through the second flow path 18 can be reduced. Can be reduced.

このようなモジュール1においては、燃料電池セル3の発電に使用されなかった燃料ガスを、セルスタック4の一端側(上端側)にて燃焼させることにより、改質器7の温度や発電室38内の温度を効率よく上昇させることができることで、改質効率をこうぞゆすることができ、それにより発電効率を向上することができる。   In such a module 1, the fuel gas that has not been used for power generation of the fuel battery cell 3 is burned at one end side (upper end side) of the cell stack 4, so that the temperature of the reformer 7 and the power generation chamber 38 are increased. The internal temperature can be increased efficiently, so that the reforming efficiency can be improved and the power generation efficiency can be improved.

しかしながら、この改質器7での改質反応の状況や、セルスタック4の一端側での余剰の燃料ガスの燃焼状態によっては、不完全燃焼等を生じる場合があり、この場合に一酸化炭素を含有する排ガスが生じる場合がある。それゆえ、排ガスを無害化(浄化)するにあたり、モジュール内に排ガス処理器を備えることが知られているが、排ガス処理器の配置場所によっては、排ガスの浄化に伴う熱を、原燃料の改質反応や燃料電池セルの発電に効率よく利用できない場合が有り、この点で改善の余地があった。   However, depending on the state of the reforming reaction in the reformer 7 and the combustion state of excess fuel gas at one end of the cell stack 4, incomplete combustion may occur. In this case, carbon monoxide There is a case where exhaust gas containing is produced. Therefore, in order to detoxify (purify) the exhaust gas, it is known that an exhaust gas treatment device is provided in the module. However, depending on the location of the exhaust gas treatment device, the heat generated by the purification of the exhaust gas may be changed. There is a case where it cannot be efficiently used for quality reaction or power generation of fuel cells, and there is room for improvement in this respect.

そこで、図2に示すモジュール1においては、発電室38内に配置され、セルスタック4の一端側と離間して配置された、原燃料を改質するための改質器7に接して、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器31を備えており、特に図2に示すモジュール1においては、排ガス処理器31が、改質器7のセルスタック4側の面(図2においては改質器7の底面)に配置されている。   Therefore, in the module 1 shown in FIG. 2, the exhaust gas is in contact with the reformer 7 for reforming the raw fuel, which is disposed in the power generation chamber 38 and spaced from one end side of the cell stack 4. In particular, in the module 1 shown in FIG. 2, the exhaust gas treatment device 31 is provided on the surface of the reformer 7 on the cell stack 4 side (in FIG. 2). The bottom surface of the reformer 7 is disposed.

それにより、排ガス処理器31において、燃料電池セル3の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスを処理する際に生じる熱を、改質器7に効率よく伝熱することができ、改質器7における改質効率を向上することができる。それにより、燃料電池セル3の発電効率を向上することができる。   Thereby, in the exhaust gas treatment device 31, heat generated when the exhaust gas generated due to power generation of the fuel cell 3 or combustion of surplus fuel gas can be efficiently transferred to the reformer 7, The reforming efficiency in the reformer 7 can be improved. Thereby, the power generation efficiency of the fuel battery cell 3 can be improved.

ここで、排ガス処理器31が備える燃焼触媒としては、一般的に公知のものを使用することができるほか、改質器7での改質反応温度や、燃料電池セル3の発電温度等に基づいて、適宜設定することができ、例えば、γ−アルミナやα−アルミナやコージェライト等の多孔質担体に白金やパラジウム等の貴金属類等の触媒を担持させた燃焼触媒等を用いることができる。   Here, as the combustion catalyst provided in the exhaust gas treatment device 31, generally known catalysts can be used, and based on the reforming reaction temperature in the reformer 7, the power generation temperature of the fuel cell 3, and the like. For example, a combustion catalyst in which a catalyst such as platinum or palladium or the like is supported on a porous carrier such as γ-alumina, α-alumina, or cordierite can be used.

なお、排ガス処理器31としては、例えば、上記燃焼触媒をケース内に収納してなる形状や、ハニカム型の燃焼触媒(以下、ハニカム触媒と略す)とすることもできる。なお、ハニカム触媒としては、設定される温度範囲(作動温度)にあわせて適宜選択して用いることができ、例えばメタルハニカム触媒等を用いることができる。   The exhaust gas treatment device 31 may be, for example, a shape in which the combustion catalyst is accommodated in a case or a honeycomb type combustion catalyst (hereinafter abbreviated as a honeycomb catalyst). In addition, as a honeycomb catalyst, it can select suitably according to the set temperature range (operation temperature), for example, a metal honeycomb catalyst etc. can be used.

ここで、図2に示すモジュール1においては、排気管12内に第2の排ガス処理器32を備えている。それにより、発電室38内に配置された排ガス処理器31と、排気管12内に配置された第2の排ガス処理器32とにより、排ガスを処理することができ、より効率よく排ガスの浄化を行なうことができる。なお、第2の排ガス処理器32は、上述の排ガス処理器31と同様の構成とすることができる。   Here, the module 1 shown in FIG. 2 includes a second exhaust gas treatment device 32 in the exhaust pipe 12. Thereby, the exhaust gas treatment device 31 disposed in the power generation chamber 38 and the second exhaust gas treatment device 32 disposed in the exhaust pipe 12 can treat the exhaust gas, and more efficiently purify the exhaust gas. Can be done. Note that the second exhaust gas treatment device 32 can have the same configuration as the above-described exhaust gas treatment device 31.

特に、燃料電池セル3が、発電に使用されなかった燃料ガスを一端部(上端部)側で燃焼させるように構成されており、改質器7とセルスタック4との間が、発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させるための燃焼部30とされていることから、排ガス処理器31を改質器4に接して配置することにより、モジュール1の起動時のように、発電室38内の温度が十分に上昇していない場合であっても、発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させることにより生じる燃焼熱で排ガス処理器31の温度を上昇させることができ、それにより、効率よく排ガスの浄化を行なうことができる。   In particular, the fuel cell 3 is configured to burn fuel gas that has not been used for power generation at one end (upper end) side, and the space between the reformer 7 and the cell stack 4 is used for power generation. Since the combustion unit 30 for burning the fuel gas that has not been used is disposed, the exhaust gas treatment device 31 is disposed in contact with the reformer 4, so that the inside of the power generation chamber 38 is activated as in the startup of the module 1. Even when the temperature of the exhaust gas treatment device 31 is not sufficiently increased, the temperature of the exhaust gas treatment device 31 can be increased by the combustion heat generated by burning the fuel gas not used for power generation, thereby efficiently. The exhaust gas can be purified.

なお、排ガス処理器31と第2の排ガス処理器32とを配置するにあたり、排ガス処理器31が有する燃焼触媒の作動温度を、第2の排ガス処理器32が有する燃焼触媒の作動温度よりも高く設定することができる。   In disposing the exhaust gas treatment device 31 and the second exhaust gas treatment device 32, the operation temperature of the combustion catalyst included in the exhaust gas treatment device 31 is set higher than the operation temperature of the combustion catalyst included in the second exhaust gas treatment device 32. Can be set.

図2に示したように、モジュール1の稼動に伴って生じる排ガスの温度は、燃料電池セル3の上端部側が高温となり、排気管12では燃料電池セル3の上端部側に比べて低温となるため、排ガス処理器31が有する燃焼触媒の作動温度を、第2の排ガス処理器32が
有する燃焼触媒の作動温度よりも高く設定することにより、それぞれの排ガス処理器がさらに効率よく排ガスを浄化することができる。
As shown in FIG. 2, the temperature of the exhaust gas generated with the operation of the module 1 is high at the upper end side of the fuel cell 3, and is lower than that at the upper end side of the fuel cell 3 in the exhaust pipe 12. Therefore, by setting the operating temperature of the combustion catalyst of the exhaust gas treatment device 31 to be higher than the operating temperature of the combustion catalyst of the second exhaust gas treatment device 32, each exhaust gas treatment device purifies the exhaust gas more efficiently. be able to.

ここで、燃焼触媒の作動温度は特定の温度範囲で示されるため、その作動温度の一部が重複していてもよく、例えば作動可能温度の最低温度(開始温度)もしくは最高温度(耐熱温度)等を比較した場合に、排ガス処理器31が有する燃焼触媒の方が、第2の排ガス処理器32が有する燃焼触媒よりも、作動可能温度の最低温度もしくは最高温度が高く設定されていればよい。   Here, since the operating temperature of the combustion catalyst is shown in a specific temperature range, a part of the operating temperature may be overlapped. For example, the minimum operating temperature (starting temperature) or the maximum operating temperature (heat-resistant temperature) And the like, it is only necessary that the combustion catalyst of the exhaust gas treatment device 31 has a minimum operable temperature or a maximum temperature higher than that of the combustion catalyst of the second exhaust gas treatment device 32. .

図3は、発電室38内に1つのセルスタック4を収納してなるモジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of a module in which one cell stack 4 is accommodated in the power generation chamber 38.

図3に示すモジュール33においては、排ガス処理器34が、改質器7のセルスタック4側の面(改質器7の底面)に接して配置されており、かつセルスタック4の両側に位置する第3の壁16に接している。言い換えれば、排ガス処理器34は、一方の第3の壁16より、他方の第3の壁16まで、発電室38内を横切るように延びている。   In the module 33 shown in FIG. 3, the exhaust gas treatment device 34 is disposed in contact with the surface of the reformer 7 on the cell stack 4 side (the bottom surface of the reformer 7), and is positioned on both sides of the cell stack 4. In contact with the third wall 16. In other words, the exhaust gas treatment device 34 extends from one third wall 16 to the other third wall 16 so as to cross the power generation chamber 38.

それにより、燃料電池セル3の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスは、排ガス処理器34にて処理された後に、第3の流路19内に流れることから、排ガス処理器34にて効率よく排ガスを浄化できるとともに、改質器7に伝熱される熱量を増加することができる。それゆえ、改質器7における改質効率を向上することができ、それにより燃料電池セル3の発電効率を向上することができる。   As a result, the exhaust gas generated due to the power generation of the fuel cell 3 and the combustion of surplus fuel gas is processed in the exhaust gas processor 34 and then flows into the third flow path 19. In addition, the exhaust gas can be purified efficiently and the amount of heat transferred to the reformer 7 can be increased. Therefore, the reforming efficiency in the reformer 7 can be improved, and thereby the power generation efficiency of the fuel cell 3 can be improved.

図4は、発電室38内に1つのセルスタック4を収納してなるモジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of a module in which one cell stack 4 is accommodated in the power generation chamber 38.

図4に示すモジュール35においては、排ガス処理器36が、改質器7の燃料電池セル3の配列方向に沿った両側面に配置されており、かつセルスタック4の両側に位置する第3の壁16に接している。言い換えれば、排ガス処理器34と改質器7とで、発電質38内を上下に分けるように配置されている。   In the module 35 shown in FIG. 4, the exhaust gas treatment device 36 is disposed on both side surfaces along the arrangement direction of the fuel cells 3 of the reformer 7, and the third is located on both sides of the cell stack 4. It is in contact with the wall 16. In other words, the exhaust gas treatment device 34 and the reformer 7 are arranged so that the power generation quality 38 is divided into upper and lower parts.

このようなモジュール35においても、燃料電池セル3の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスが、排ガス処理器36にて処理された後に、第3の流路19内に流れることから、排ガス処理器36にて効率よく排ガスを浄化できるとともに、改質器7に伝熱される熱量を増加することができる。それゆえ、改質器7における改質効率を向上することができ、それにより燃料電池セル3の発電効率を向上することができる。   Also in such a module 35, the exhaust gas generated by the power generation of the fuel cell 3 and the combustion of surplus fuel gas flows into the third flow path 19 after being processed by the exhaust gas treatment device 36. The exhaust gas treatment device 36 can efficiently purify the exhaust gas and increase the amount of heat transferred to the reformer 7. Therefore, the reforming efficiency in the reformer 7 can be improved, and thereby the power generation efficiency of the fuel cell 3 can be improved.

なお、排ガス処理器36は、改質器7の燃料電池セル3の配列方向に沿った両側面に別個に設けるほか、改質器7の一方側の側面を燃料電池セル3の配列方向に沿って延びた後、折り返して改質器7の他方側の側面を燃料電池セル3の配列方向に沿って延びた1つの排ガス処理器36とすることもできる。   The exhaust gas treatment device 36 is separately provided on both side surfaces along the arrangement direction of the fuel cells 3 of the reformer 7, and one side surface of the reformer 7 is arranged along the arrangement direction of the fuel cells 3. After extending, the other side surface of the reformer 7 can be turned into one exhaust gas processor 36 extending in the arrangement direction of the fuel cells 3.

図5は、発電室38内に1つのセルスタック4を収納してなるモジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of a module in which one cell stack 4 is accommodated in the power generation chamber 38.

図5に示すモジュール37においては、排ガス処理器が、改質器7のセルスタック4側の面(改質器7の底面)に接して配置されており、かつセルスタック4の両側に位置する第3の壁16に接している排ガス処理器34と、改質器7の燃料電池セル3の配列方向に沿った両側面に配置されており、かつセルスタック4の両側に位置する第3の壁16に接している排ガス処理器36とから構成されている。   In the module 37 shown in FIG. 5, the exhaust gas treatment device is disposed in contact with the surface of the reformer 7 on the cell stack 4 side (the bottom surface of the reformer 7) and is located on both sides of the cell stack 4. The exhaust gas treatment device 34 in contact with the third wall 16 and the third side of the reformer 7 are arranged on both side surfaces along the arrangement direction of the fuel cells 3 and are located on both sides of the cell stack 4. The exhaust gas treatment device 36 is in contact with the wall 16.

このようなモジュール37においては、燃料電池セル3の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスが、まず排ガス処理器34にて処理され、排ガス処理器34にて処理されなかった排ガスが、排ガス処理器36にて処理されることとなる。   In such a module 37, the exhaust gas generated by the power generation of the fuel cell 3 and the combustion of surplus fuel gas is first treated by the exhaust gas treatment device 34, and the exhaust gas not treated by the exhaust gas treatment device 34 is treated. Then, it is processed by the exhaust gas processing device 36.

それゆえ、排ガスを効率よく浄化することができるとともに、改質器7に伝熱される熱量を増加することができる。それゆえ、改質器7における改質効率を向上することができ、それにより燃料電池セル3の発電効率を向上することができる。   Therefore, the exhaust gas can be purified efficiently and the amount of heat transferred to the reformer 7 can be increased. Therefore, the reforming efficiency in the reformer 7 can be improved, and thereby the power generation efficiency of the fuel cell 3 can be improved.

なお、図5に示すモジュール37において、排ガス処理器34と排ガス処理器36とを一体的なものとして作製することもでき、また改質器7の上側に排ガス処理器を配置することもできる。   In the module 37 shown in FIG. 5, the exhaust gas treatment device 34 and the exhaust gas treatment device 36 can be manufactured as an integral unit, and the exhaust gas treatment device can be arranged on the upper side of the reformer 7.

また、排ガス処理器34や排ガス処理器36は、燃料電池セル3の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスをより効率よく処理するにあたり、改質器7の燃料電池セル3の配列方向に沿った長さ以上の長さとすることができる。それにより、燃料電池セル3の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスの大半量は、排ガス処理器34や排ガス処理器36により処理された後に、第3の流路19へ流れることから、排ガスを効率よく浄化することができるとともに、改質器7に伝熱される熱量を増加することができる。それゆえ、改質器7における改質効率を向上することができ、それにより燃料電池セル3の発電効率を向上することができる。   Further, the exhaust gas treatment device 34 and the exhaust gas treatment device 36 are arranged in the arrangement of the fuel battery cells 3 of the reformer 7 in order to more efficiently treat the exhaust gas generated due to the power generation of the fuel battery cells 3 and the combustion of surplus fuel gas. The length can be longer than the length along the direction. As a result, most of the exhaust gas generated by the power generation of the fuel battery cell 3 and the combustion of surplus fuel gas flows to the third flow path 19 after being processed by the exhaust gas processing device 34 and the exhaust gas processing device 36. Therefore, the exhaust gas can be purified efficiently and the amount of heat transferred to the reformer 7 can be increased. Therefore, the reforming efficiency in the reformer 7 can be improved, and thereby the power generation efficiency of the fuel cell 3 can be improved.

図6は、発電室内に2つのセルスタックを収納してなる燃料電池モジュールの一実施形態を示す分解斜視図である。   FIG. 6 is an exploded perspective view showing an embodiment of a fuel cell module in which two cell stacks are housed in a power generation chamber.

図6に示すモジュール41においては、収納容器42の内部に、内部を燃料ガスが流通するガス流路を有する柱状の燃料電池セル43を立設させた状態で配列し、隣接する燃料電池セル43間に集電部材(図示せず)を配置して電気的に直列に接続してなるセルスタック45の2つが、マニホールド44にガラスシール材等の絶縁性接合材(図示せず)にて固定されて、セルスタック装置52が構成されている。なお、セルスタック45の両端部には、セルスタック45(燃料電池セル43)の発電により生じた電流を集電して外部に引き出すための、電流引き出し部を有する導電部材が配置されている(図示せず)。なお、燃料電池セル43は上述した燃料電池セル3と同様の構成とすることができる。   In the module 41 shown in FIG. 6, a columnar fuel cell 43 having a gas flow path through which fuel gas flows is arranged inside the storage container 42 in an upright manner, and adjacent fuel cell cells 43 are arranged. Two cell stacks 45, which are electrically connected in series with a current collecting member (not shown) interposed therebetween, are fixed to the manifold 44 with an insulating bonding material (not shown) such as a glass sealant. Thus, the cell stack device 52 is configured. At both ends of the cell stack 45, conductive members having current drawing portions for collecting and drawing the current generated by the power generation of the cell stack 45 (fuel cell 43) to the outside are arranged ( Not shown). The fuel cell 43 can have the same configuration as the fuel cell 3 described above.

図6において、改質器46は一方のセルスタック45の一端側より他端側へ延び、他端側で折り返して他方のセルスタック45の一端側へ延びる折り返し構造とされており、改質器46において、効率のよい改質反応である水蒸気改質を行なうべく、水を気化させるための気化部47と、原燃料を燃料ガスに改質するための改質触媒が配置された改質部48とすることができる。改質部48にて生成された燃料ガスは、燃料ガス流通管49を介してマニホールド44に供給され、マニホールド44より燃料電池セル43の内部に向けられたガス流路に供給される。   In FIG. 6, the reformer 46 has a folded structure that extends from one end side of one cell stack 45 to the other end side, is folded at the other end side, and extends to one end side of the other cell stack 45. 46, a reforming section in which a vaporizing section 47 for vaporizing water and a reforming catalyst for reforming raw fuel into fuel gas are arranged in order to perform steam reforming, which is an efficient reforming reaction. 48. The fuel gas generated in the reforming unit 48 is supplied to the manifold 44 through the fuel gas circulation pipe 49 and is supplied from the manifold 44 to the gas flow path directed to the inside of the fuel cell 43.

また図6においては、収納容器42の一部(前後面)を取り外し、内部に収納されるセルスタック装置52を後方に取り出した状態を示している。ここで、図6に示したモジュール41においては、セルスタック装置52を、収納容器42内にスライドして収納することが可能である。   Further, FIG. 6 shows a state in which a part (front and rear surfaces) of the storage container 42 is removed and the cell stack device 52 stored inside is taken out rearward. Here, in the module 41 shown in FIG. 6, the cell stack device 52 can be slid and stored in the storage container 42.

なお、収納容器42の内部には、マニホールド44に並置されたセルスタック45の間に配置され、酸素含有ガスが燃料電池セル43の側方を下端部から上端部に向けて流れるように、酸素含有ガス導入部材58が配置されている。なお、酸素含有ガス導入部材58
については後述する。
The storage container 42 is disposed between the cell stacks 45 juxtaposed to the manifold 44 so that the oxygen-containing gas flows laterally from the lower end to the upper end of the fuel cell 43. A contained gas introduction member 58 is disposed. The oxygen-containing gas introduction member 58
Will be described later.

図6に示した収納容器42においては、収納容器42の底面に、燃料電池セル43に供給する酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給管51と、燃料電池セル3の発電等により生じた排ガスを収納容器42の外部に排気するための排気管72とが接続されている。酸素含有ガス供給管51と排気管72とは二重管とすることもできる。   In the storage container 42 shown in FIG. 6, it is generated on the bottom surface of the storage container 42 by an oxygen-containing gas supply pipe 51 for supplying an oxygen-containing gas to be supplied to the fuel battery cell 43 and power generation of the fuel battery cell 3. An exhaust pipe 72 for exhausting the exhaust gas to the outside of the storage container 42 is connected. The oxygen-containing gas supply pipe 51 and the exhaust pipe 72 may be a double pipe.

図7は図6で示すモジュール41を概略的に示す断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the module 41 shown in FIG.

モジュール41を構成する収納容器42は、外壁52と内壁53とを有する二重構造で、外壁52により収納容器42の外枠が形成されている。モジュール41(収納容器42)においては、外壁52と内壁53との間を、燃料電池セル43に導入する酸素含有ガスが流通する酸素含有ガス流路55とされている。   The storage container 42 constituting the module 41 has a double structure having an outer wall 52 and an inner wall 53, and an outer frame of the storage container 42 is formed by the outer wall 52. In the module 41 (storage container 42), an oxygen-containing gas flow path 55 through which an oxygen-containing gas introduced into the fuel cell 43 flows is provided between the outer wall 52 and the inner wall 53.

ここで、収納容器42内には、上端側に酸素含有ガスが流入するための酸素含有ガス流入口73とフランジ部59とを備え、下端部に燃料電池セル43の下端部に酸素含有ガスを導入するための酸素含有ガス流出口70が設けられてなる酸素含有ガス導入部材58が、隣り合うセルスタック45の間に位置するように、内壁53を貫通して挿入されて固定されている。   Here, the storage container 42 is provided with an oxygen-containing gas inlet 73 and a flange portion 59 for the oxygen-containing gas to flow into the upper end side, and oxygen-containing gas at the lower end portion of the fuel cell 43 at the lower end portion. An oxygen-containing gas introduction member 58 provided with an oxygen-containing gas outlet 70 for introduction is inserted through the inner wall 53 and fixed so as to be positioned between adjacent cell stacks 45.

また、燃料電池セル43の配列方向に沿った内壁53の内側には、排ガス用内壁54が設けられており、内壁53と排ガス用内壁54との間が、燃料電池セル43の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスが、上方から下方に向けて流れる排ガス流路56とされている。なお、排ガス流路56は、収納容器42の底部に接続された排気管72と通じている。   Further, an exhaust gas inner wall 54 is provided on the inner side of the inner wall 53 along the arrangement direction of the fuel battery cells 43, and between the inner wall 53 and the exhaust gas inner wall 54, power generation or surplus of the fuel battery cell 43 is performed. An exhaust gas flow path 56 in which the exhaust gas generated by the combustion of the fuel gas flows downward from above is used. The exhaust gas channel 56 communicates with an exhaust pipe 72 connected to the bottom of the storage container 42.

ここで、排ガス用内壁54と、内壁53に接続された上壁75、発電室用底壁74で囲まれた空間が、セルスタック45を収納するための発電室71とされている。   Here, the space surrounded by the exhaust gas inner wall 54, the upper wall 75 connected to the inner wall 53, and the power generation chamber bottom wall 74 is a power generation chamber 71 for storing the cell stack 45.

また発電室71内には、モジュール41内の熱が極端に放散され、燃料電池セル43(セルスタック5)の温度が低下して発電量が低減しないよう、モジュール41内の温度を高温に維持するための断熱材60が適宜設けられている。   Further, in the power generation chamber 71, the temperature in the module 41 is maintained at a high temperature so that the heat in the module 41 is extremely dissipated and the temperature of the fuel cell 43 (cell stack 5) is lowered and the power generation amount is not reduced. The heat insulating material 60 for doing is provided suitably.

断熱材60は、セルスタック45の近傍に配置することが好ましく、特には、燃料電池セル43の配列方向に沿ってセルスタック45の側面側に配置するとともに、セルスタック45の側面における燃料電池セル43の配列方向に沿った幅と同等またはそれ以上の幅を有する断熱材60を配置することが好ましい。なお、好ましくは、断熱材60はセルスタック45の両側面側に配置することが好ましい。それにより、セルスタック45の温度が低下することを効果的に抑制できる。さらには、酸素含有ガス導入部材58より導入される酸素含有ガスが、セルスタック45の側面側より排出されることを抑制でき、セルスタック45を構成する燃料電池セル43間の酸素含有ガスの流れを促進することができる。なお、セルスタック45の両側面側に配置された断熱材60においては、燃料電池セル43に供給される酸素含有ガスの流れを調整し、セルスタック45の長手方向および燃料電池セル43の積層方向における温度分布を低減するための開口部77が設けられている。   The heat insulating material 60 is preferably disposed in the vicinity of the cell stack 45, and in particular, disposed on the side surface side of the cell stack 45 along the arrangement direction of the fuel cell cells 43, and the fuel cell unit on the side surface of the cell stack 45. It is preferable to arrange the heat insulating material 60 having a width equal to or larger than the width along the arrangement direction of 43. Preferably, the heat insulating material 60 is preferably disposed on both side surfaces of the cell stack 45. Thereby, it can suppress effectively that the temperature of the cell stack 45 falls. Further, the oxygen-containing gas introduced from the oxygen-containing gas introduction member 58 can be suppressed from being discharged from the side surface side of the cell stack 45, and the flow of the oxygen-containing gas between the fuel cells 43 constituting the cell stack 45. Can be promoted. In the heat insulating material 60 disposed on both side surfaces of the cell stack 45, the flow of the oxygen-containing gas supplied to the fuel cell 43 is adjusted, and the longitudinal direction of the cell stack 45 and the stacking direction of the fuel cell 43 are adjusted. An opening 77 is provided to reduce the temperature distribution at.

ここで、セルスタック45の排ガス用内壁54側に配置された断熱材60においては、開口部77を設けるにあたり、セルスタック45の上下に配置され、燃料電池セル43の配列方向に沿って延びる断熱材60と、排ガス用内壁54に接して配置された断熱材60とを組み合わせることで開口部77を形成することもできる。なお、排ガス用内壁54に
接して配置された断熱材60は、排ガス用内壁54の上端まで延びて配置することもできる。
Here, in the heat insulating material 60 disposed on the exhaust gas inner wall 54 side of the cell stack 45, in providing the opening 77, heat insulation is disposed above and below the cell stack 45 and extends along the arrangement direction of the fuel cells 43. The opening 77 can also be formed by combining the material 60 and the heat insulating material 60 arranged in contact with the exhaust gas inner wall 54. The heat insulating material 60 disposed in contact with the exhaust gas inner wall 54 can also be disposed to extend to the upper end of the exhaust gas inner wall 54.

隣接するセルスタック45の間に配置される酸素含有ガス導入部材58は、上壁75と直接溶接等で配置されている場合には、内部を流れる温度の低い酸素含有ガスの熱が、温度の低い上壁75に伝熱され、酸素含有ガス導入部材58の温度が低下し、それに伴って、セルスタック45の温度が低下し、セルスタック45の発電効率が低下するおそれがある。   When the oxygen-containing gas introduction member 58 disposed between the adjacent cell stacks 45 is disposed by direct welding or the like with the upper wall 75, the heat of the oxygen-containing gas having a low temperature flowing through the inside is reduced. Heat is transferred to the lower upper wall 75, the temperature of the oxygen-containing gas introduction member 58 is lowered, and accordingly, the temperature of the cell stack 45 is lowered, and the power generation efficiency of the cell stack 45 may be lowered.

それゆえ、図7で示すモジュール41においては、酸素含有ガス導入部材58を、一端側(上端側)が酸素含有ガスが流入するための酸素含有ガス流入口73とフランジ部59とを備えた形状とされ、フランジ部59と上壁75との間に、耐熱性を有しかつ熱伝導率の低い部材の1つである断熱材60が配置されている。   Therefore, in the module 41 shown in FIG. 7, the oxygen-containing gas introduction member 58 is provided with an oxygen-containing gas inlet 73 and a flange portion 59 on one end side (upper end side) through which oxygen-containing gas flows. The heat insulating material 60 that is one of members having heat resistance and low thermal conductivity is disposed between the flange portion 59 and the upper wall 75.

それにより、酸素含有ガス導入部材58に伝熱された発電室71内の熱が、温度の低い上壁75への伝熱量を低減でき、酸素含有ガス導入部材58の温度を高温に維持することができる。それにより、セルスタック45の発電効率を向上することができる。   Thereby, the heat in the power generation chamber 71 transferred to the oxygen-containing gas introduction member 58 can reduce the amount of heat transfer to the upper wall 75 having a low temperature, and the temperature of the oxygen-containing gas introduction member 58 is maintained at a high temperature. Can do. Thereby, the power generation efficiency of the cell stack 45 can be improved.

このようなモジュール41においては、燃料電池セル43の発電に使用されなかった燃料ガスを、セルスタック45の一端側(上端側)にて燃焼させることにより、改質器46の温度や発電室71内の温度を効率よく上昇させることができることで、改質効率を向上することができ、それにより発電効率を向上することができる。   In such a module 41, the fuel gas that has not been used for power generation of the fuel battery cell 43 is combusted on one end side (upper end side) of the cell stack 45, so that the temperature of the reformer 46 and the power generation chamber 71 are increased. The internal temperature can be increased efficiently, so that the reforming efficiency can be improved, and thereby the power generation efficiency can be improved.

しかしながら、この改質器46での改質反応の状況や、セルスタック44の一端側での余剰の燃料ガスの燃焼状態によっては、不完全燃焼等を生じる場合があり、この場合に一酸化炭素を含有する排ガスが生じる場合がある。それゆえ、排ガスを無害化(浄化)するにあたり、モジュール内に排ガス処理器を備えることが知られているが、排ガス処理器の配置場所によっては、排ガスの浄化に伴う熱を、原燃料の改質反応や燃料電池セルの発電に効率よく利用できない場合が有り、この点で改善の余地があった。   However, incomplete combustion or the like may occur depending on the state of the reforming reaction in the reformer 46 and the combustion state of excess fuel gas at one end of the cell stack 44. In this case, carbon monoxide There is a case where exhaust gas containing is produced. Therefore, in order to detoxify (purify) the exhaust gas, it is known that an exhaust gas treatment device is provided in the module. However, depending on the location of the exhaust gas treatment device, the heat generated by the purification of the exhaust gas may be changed. There is a case where it cannot be efficiently used for quality reaction or power generation of fuel cells, and there is room for improvement in this respect.

そこで、図7に示すモジュール41においては、発電室71内に配置され、セルスタック44の一端側(上端側)と離間して配置された、原燃料を改質するための改質器46に接して、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器62を備えており、特に図7に示すモジュール41においては、排ガス処理器62が、改質器46のセルスタック44側の面(図7においては改質器62の底面)に配置されている。   Therefore, in the module 41 shown in FIG. 7, the reformer 46 for reforming the raw fuel disposed in the power generation chamber 71 and spaced apart from one end side (upper end side) of the cell stack 44 is provided. In contact therewith, an exhaust gas treatment device 62 provided with a combustion catalyst for purifying exhaust gas is provided. Particularly in the module 41 shown in FIG. 7, the exhaust gas treatment device 62 is provided on the surface of the reformer 46 on the cell stack 44 side ( In FIG. 7, it is disposed on the bottom surface of the reformer 62.

それにより、排ガス処理器62において、燃料電池セル43の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスを処理する際に生じる熱を、改質器46に効率よく伝熱することができ、改質器46における改質効率を向上することができる。それにより、燃料電池セル43の発電効率を向上することができる。   Thereby, in the exhaust gas treatment device 62, the heat generated when the exhaust gas generated due to the power generation of the fuel cell 43 and the combustion of surplus fuel gas can be efficiently transferred to the reformer 46, The reforming efficiency in the reformer 46 can be improved. Thereby, the power generation efficiency of the fuel battery cell 43 can be improved.

なお、排ガス処理器62が備える燃焼触媒としては、上述の排ガス処理器31が備える燃焼触媒と同様のものを用いることができ、その形状も、同様にケース内に燃焼触媒を収納してなる形状や、ハニカム型とすることができる。   In addition, as a combustion catalyst with which the exhaust gas treatment device 62 is provided, the same catalyst as the combustion catalyst with which the above-mentioned exhaust gas treatment device 31 is provided can be used, and the shape thereof is also a shape formed by housing the combustion catalyst in the case. Or it can be a honeycomb type.

また、図7に示すモジュール41においても、上述のモジュール1等と同様に、排気管72内に第2の排ガス処理器63を備えている。それにより、発電室71内に配置された排ガス処理器62と、排気管72内に配置された第2の排ガス処理器63とにより、排ガスを処理することができ、より効率よく排ガスの浄化を行なうことができる。なお、第2の排ガス処理器63は、上述の排ガス処理器62と同様の構成とすることができる。   Further, the module 41 shown in FIG. 7 also includes the second exhaust gas treatment device 63 in the exhaust pipe 72 as in the above-described module 1 and the like. Thereby, the exhaust gas treatment device 62 arranged in the power generation chamber 71 and the second exhaust gas treatment device 63 arranged in the exhaust pipe 72 can treat the exhaust gas, and more efficiently purify the exhaust gas. Can be done. Note that the second exhaust gas treatment device 63 can have the same configuration as the above-described exhaust gas treatment device 62.

図7に示すモジュール41においては、燃料電池セル43が、発電に使用されなかった燃料ガスを一端部(上端部)側で燃焼させるように構成されており、改質器46とセルスタック45との間が、発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させるための燃焼部64とされていることから、排ガス処理器62を改質器46に接して配置することにより、モジュール41の起動時のように、発電室71内の温度が十分に上昇していない場合であっても、発電に使用されなかった燃料ガスを燃焼させることにより生じる燃焼熱で排ガス処理器62の温度を上昇させることができ、それにより、効率よく排ガスの浄化を行なうことができる。   In the module 41 shown in FIG. 7, the fuel battery cell 43 is configured to burn the fuel gas that has not been used for power generation on one end (upper end) side, and the reformer 46, the cell stack 45, Is a combustion section 64 for burning fuel gas that has not been used for power generation. By placing the exhaust gas treatment device 62 in contact with the reformer 46, the module 41 can be Thus, even if the temperature in the power generation chamber 71 is not sufficiently increased, the temperature of the exhaust gas treatment device 62 can be increased by the combustion heat generated by burning the fuel gas that has not been used for power generation. Thus, the exhaust gas can be efficiently purified.

なお、排ガス処理器62と第2の排ガス処理器63とを配置するにあたり、排ガス処理器62が有する燃焼触媒の作動温度を、第2の排ガス処理器63が有する燃焼触媒の作動温度よりも高く設定することができる。   In arranging the exhaust gas treatment device 62 and the second exhaust gas treatment device 63, the operating temperature of the combustion catalyst that the exhaust gas treatment device 62 has is set higher than the operating temperature of the combustion catalyst that the second exhaust gas treatment device 63 has. Can be set.

モジュール41の稼動に伴って生じる排ガスの温度は、燃料電池セル43の上端部側が高温となり、排気管72では燃料電池セル43の上端部側に比べて低温となるため、排ガス処理器62が有する燃焼触媒の作動温度を、第2の排ガス処理器63が有する燃焼触媒の作動温度よりも高く設定することにより、それぞれの排ガス処理器がさらに効率よく排ガスを浄化することができる。   The temperature of the exhaust gas generated with the operation of the module 41 is high at the upper end side of the fuel cell 43 and lower than that at the upper end side of the fuel cell 43 in the exhaust pipe 72. By setting the operating temperature of the combustion catalyst to be higher than the operating temperature of the combustion catalyst of the second exhaust gas treatment device 63, each exhaust gas treatment device can purify the exhaust gas more efficiently.

ここで、燃焼触媒の作動温度は特定の温度範囲で示されるため、その作動温度の一部が重複していてもよく、例えば作動可能温度の最低温度(開始温度)もしくは最高温度(耐熱温度)等を比較した場合に、排ガス処理器62が有する燃焼触媒の方が、第2の排ガス処理器63が有する燃焼触媒よりも、作動可能温度の最低温度もしくは最高温度が高く設定されていればよい。   Here, since the operating temperature of the combustion catalyst is shown in a specific temperature range, a part of the operating temperature may be overlapped. For example, the minimum operating temperature (starting temperature) or the maximum operating temperature (heat-resistant temperature) And the like, it is only necessary that the combustion catalyst of the exhaust gas treatment device 62 has a minimum operable temperature or a maximum temperature higher than that of the combustion catalyst of the second exhaust gas treatment device 63. .

図8は、発電室71内に2つのセルスタック45を収納してなるモジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。   FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of a module in which two cell stacks 45 are housed in the power generation chamber 71.

図8に示すモジュール65においては、排ガス処理器66が、改質器46のセルスタック4側の面(改質器7の底面)に接して配置されており、かつそれぞれのセルスタック45の両側に位置する排ガス用内壁54と酸素含有ガス導入部材58と接している。言い換えれば、排ガス処理器66は、改質器46とセルスタック45との間を上下に仕切るように配置されている。   In the module 65 shown in FIG. 8, the exhaust gas treatment device 66 is disposed in contact with the surface of the reformer 46 on the cell stack 4 side (the bottom surface of the reformer 7), and both sides of each cell stack 45. The exhaust gas inner wall 54 and the oxygen-containing gas introduction member 58 are in contact with each other. In other words, the exhaust gas treatment device 66 is disposed so as to partition the reformer 46 and the cell stack 45 vertically.

それにより、燃料電池セル43の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスは、排ガス処理器66にて処理された後に、排ガス流路56内に流れることから、排ガス処理器66にて効率よく排ガスを浄化できるとともに、改質器46に伝熱される熱量を増加することができる。それゆえ、改質器46における改質効率を向上することができ、燃料電池セル43の発電効率を向上することができる。   As a result, the exhaust gas generated due to the power generation of the fuel cell 43 and the combustion of surplus fuel gas is processed in the exhaust gas processor 66 and then flows into the exhaust gas flow channel 56. The exhaust gas can be purified efficiently, and the amount of heat transferred to the reformer 46 can be increased. Therefore, the reforming efficiency in the reformer 46 can be improved, and the power generation efficiency of the fuel cell 43 can be improved.

なお、排ガス用内壁54に接して配置された断熱材60が、排ガス用内壁54の上端まで延びて配置している場合においては、排ガス処理器66の排ガス用内壁56側の一端は、断熱材60に接して配置する(言い換えれば、断熱材60を介して排ガス用内壁56に接続する。)こともできる。   When the heat insulating material 60 disposed in contact with the exhaust gas inner wall 54 extends to the upper end of the exhaust gas inner wall 54, one end of the exhaust gas treatment device 66 on the exhaust gas inner wall 56 side is the heat insulating material. 60 (in other words, connected to the exhaust gas inner wall 56 via the heat insulating material 60).

図9は、発電室71内に2つのセルスタック45を収納してなるモジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。   FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of a module in which two cell stacks 45 are housed in the power generation chamber 71.

図9に示すモジュール67においては、排ガス処理器68が、改質器46の燃料電池セ
ル43の配列方向に沿った両側面に配置されており、かつセルスタック45の両側に位置する排ガス用内壁54と酸素含有ガス導入部材58と接している。言い換えれば、排ガス処理器66は、改質器46とセルスタック45との間を上下に仕切るように配置されている。
In the module 67 shown in FIG. 9, exhaust gas treatment devices 68 are disposed on both side surfaces along the arrangement direction of the fuel cells 43 of the reformer 46, and inner walls for exhaust gas located on both sides of the cell stack 45. 54 and the oxygen-containing gas introduction member 58 are in contact with each other. In other words, the exhaust gas treatment device 66 is disposed so as to partition the reformer 46 and the cell stack 45 vertically.

なお、排ガス用内壁54に接して配置された断熱材60が、排ガス用内壁54の上端まで延びて配置している場合においては、排ガス処理器68の排ガス用内壁56側の一端は、断熱材60に接して配置する(言い換えれば、断熱材60を介して排ガス用内壁56に接続する)こともできる。   When the heat insulating material 60 arranged in contact with the exhaust gas inner wall 54 extends to the upper end of the exhaust gas inner wall 54, one end of the exhaust gas treatment device 68 on the exhaust gas inner wall 56 side is the heat insulating material. It can also be disposed in contact with 60 (in other words, connected to the exhaust gas inner wall 56 via the heat insulating material 60).

このようなモジュール67においても、燃料電池セル43の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスが、排ガス処理器68にて処理された後に、排ガス流路56内に流れることから、排ガス処理器68にて効率よく排ガスを浄化できるとともに、改質器46に伝熱される熱量を増加することができる。それゆえ、改質器46における改質効率を向上することができ、燃料電池セル43の発電効率を向上することができる。   Also in such a module 67, the exhaust gas generated by the power generation of the fuel battery cell 43 and the combustion of surplus fuel gas flows into the exhaust gas flow channel 56 after being processed by the exhaust gas processor 68. The exhaust gas can be efficiently purified by the processor 68 and the amount of heat transferred to the reformer 46 can be increased. Therefore, the reforming efficiency in the reformer 46 can be improved, and the power generation efficiency of the fuel cell 43 can be improved.

なお、排ガス処理器68は、改質器46の燃料電池セル43の配列方向に沿った両側面に別個に設けるほか、改質器46の一方側の側面を燃料電池セル43の配列方向に沿って延びた後、折り返して改質器46の他方側の側面を燃料電池セル43の配列方向に沿って延びた1つの排ガス処理器68とすることもできる。   The exhaust gas treatment device 68 is separately provided on both side surfaces along the arrangement direction of the fuel cells 43 of the reformer 46, and one side surface of the reformer 46 is arranged along the arrangement direction of the fuel cells 43. Then, the other side surface of the reformer 46 may be turned into one exhaust gas treatment device 68 extending in the arrangement direction of the fuel cells 43.

図10は、発電室71内に2つのセルスタック45を収納してなるモジュールの他の実施形態を概略的に示す断面図である。   FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of a module in which two cell stacks 45 are housed in the power generation chamber 71.

図10に示すモジュール69においては、排ガス処理器が、改質器46のセルスタック45側の面(改質器46の底面)に接して配置されており、かつセルスタック45の両側に位置する排ガス用内壁54と酸素含有ガス導入部材58と接している排ガス処理器66と、改質器46の燃料電池セル43の配列方向に沿った両側面に配置されており、かつセルスタック45の両側に位置する排ガス用内壁54と酸素含有ガス導入部材58と接している排ガス処理器68とから構成されている。   In the module 69 shown in FIG. 10, the exhaust gas treatment device is disposed in contact with the surface of the reformer 46 on the cell stack 45 side (the bottom surface of the reformer 46) and is located on both sides of the cell stack 45. The exhaust gas treatment device 66 in contact with the exhaust gas inner wall 54 and the oxygen-containing gas introduction member 58 and the both sides of the reformer 46 along the arrangement direction of the fuel battery cells 43, and both sides of the cell stack 45 The exhaust gas inner wall 54 and the exhaust gas treatment device 68 in contact with the oxygen-containing gas introduction member 58 are provided.

なお、排ガス用内壁54に接して配置された断熱材60が、排ガス用内壁54の上端まで延びて配置している場合においては、排ガス処理器66および排ガス用処理器68の排ガス用内壁56側の一端は、断熱材60に接して配置する(言い換えれば、断熱材60を介して排ガス用内壁56に接続する。)こともできる。   When the heat insulating material 60 arranged in contact with the exhaust gas inner wall 54 extends to the upper end of the exhaust gas inner wall 54, the exhaust gas treatment unit 66 and the exhaust gas treatment unit 68 on the exhaust gas inner wall 56 side are arranged. Can be disposed in contact with the heat insulating material 60 (in other words, connected to the exhaust gas inner wall 56 via the heat insulating material 60).

このようなモジュール69においては、燃料電池セル43の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスが、まず排ガス処理器66にて処理され、排ガス処理器66にて処理されなかった排ガスが、排ガス処理器68にて処理されることとなる。   In such a module 69, the exhaust gas generated by the power generation of the fuel battery cell 43 and the combustion of surplus fuel gas is first processed by the exhaust gas processing device 66, and the exhaust gas not processed by the exhaust gas processing device 66 is processed. Then, it is processed by the exhaust gas processing device 68.

それゆえ、排ガスを効率よく浄化することができるとともに、改質器46に伝熱される熱量を増加することができる。それゆえ、改質器46における改質効率を向上することができ、燃料電池セル43の発電効率を向上することができる。   Therefore, the exhaust gas can be purified efficiently and the amount of heat transferred to the reformer 46 can be increased. Therefore, the reforming efficiency in the reformer 46 can be improved, and the power generation efficiency of the fuel cell 43 can be improved.

なお、図10に示すモジュール69において、排ガス処理器66と排ガス処理器68とを一体的なものとして作成することもでき、また改質器46の上側に排ガス処理器を配置することもできる。   In the module 69 shown in FIG. 10, the exhaust gas treatment device 66 and the exhaust gas treatment device 68 can be formed as an integral unit, and the exhaust gas treatment device can be disposed on the upper side of the reformer 46.

また、排ガス処理器66や排ガス処理器68は燃料電池セル43の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスをより効率よく処理するにあたり、改質器46の燃料電池
セル43の配列方向に沿った長さ以上の長さを有することができる。それにより、燃料電池セル43の発電や余剰の燃料ガスの燃焼に伴って生じる排ガスの大半量は、排ガス処理器66や排ガス処理器68により処理された後に、排ガス流路56へ流れることから、排ガスを効率よく浄化することができるとともに、改質器46に伝熱される熱量を増加することができる。それゆえ、改質器46における改質効率を向上することができ、燃料電池セル43の発電効率を向上することができる。
Further, the exhaust gas processing device 66 and the exhaust gas processing device 68 are arranged in the direction in which the fuel cell 43 of the reformer 46 is arranged in order to more efficiently process the exhaust gas generated by the power generation of the fuel cell 43 and the combustion of surplus fuel gas. Can have a length equal to or greater than As a result, most of the exhaust gas generated by the power generation of the fuel cell 43 and combustion of surplus fuel gas flows into the exhaust gas flow channel 56 after being processed by the exhaust gas processing device 66 and the exhaust gas processing device 68. The exhaust gas can be purified efficiently and the amount of heat transferred to the reformer 46 can be increased. Therefore, the reforming efficiency in the reformer 46 can be improved, and the power generation efficiency of the fuel cell 43 can be improved.

図11は、本発明の燃料電池装置80の一実施形態を示す分解斜視図である。なお、図11においては一部構成を省略して示している。   FIG. 11 is an exploded perspective view showing an embodiment of the fuel cell device 80 of the present invention. In FIG. 11, a part of the configuration is omitted.

図11に示す燃料電池装置80は、支柱81と外装板82から構成される外装ケース内を仕切板83により上下に区画し、その上方側を上述したモジュール1を収納するモジュール収納室84とし、下方側をモジュール1を動作させるための補機類を収納する補機収納室85として構成されている。なお、補機収納室85に収納する補機類を省略して示している。   A fuel cell device 80 shown in FIG. 11 divides the inside of an outer case made up of a column 81 and an outer plate 82 by a partition plate 83 and forms a module storage chamber 84 for storing the above-described module 1 on the upper side. The lower side is configured as an auxiliary equipment storage chamber 85 for storing auxiliary equipment for operating the module 1. It should be noted that auxiliary equipment stored in the auxiliary equipment storage chamber 85 is omitted.

また、仕切板84は、補機収納室85の空気をモジュール収納室84側に流すための空気流通口86が設けられており、モジュール収納室84を構成する外装板82の一部に、モジュール収納室84内の空気を排気するための排気口87が設けられている。   In addition, the partition plate 84 is provided with an air circulation port 86 for allowing the air in the auxiliary machine storage chamber 85 to flow toward the module storage chamber 84, and a module is formed in a part of the exterior plate 82 constituting the module storage chamber 84. An exhaust port 87 for exhausting the air in the storage chamber 84 is provided.

このような燃料電池装置80においては、上述したように、発電効率が向上したモジュール1をモジュール収納室84内に収納して構成されることにより、発電効率の向上した燃料電池装置80とすることができる。   In such a fuel cell device 80, as described above, the module 1 with improved power generation efficiency is housed in the module storage chamber 84, thereby forming the fuel cell device 80 with improved power generation efficiency. Can do.

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。   Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention. .

例えば、図7に示したモジュール41において、収納容器42内に2つのセルスタック45を配置した例を示したが、収納容器内に3つ以上のセルスタックを収納してなるモジュールとすることもできる。   For example, in the module 41 shown in FIG. 7, the example in which the two cell stacks 45 are arranged in the storage container 42 is shown, but a module in which three or more cell stacks are stored in the storage container may be used. it can.

この場合には、隣接するセルスタックの間にそれぞれ酸素含有ガス導入部材58を配置し、排ガス処理器66や排ガス処理器68は、それぞれのセルスタックの両側に配置された酸素含有ガス導入部材58同士に接するように配置することができる。なお、最も外側に位置するセルスタックにおいては、その外側は排ガス用内壁54となるため、排ガス用内壁54と酸素含有ガス導入部材58と接するように、排ガス処理器66や排ガス処理器68を配置することができる。   In this case, oxygen-containing gas introduction members 58 are disposed between adjacent cell stacks, and the exhaust gas treatment devices 66 and the exhaust gas treatment devices 68 are disposed on both sides of each cell stack. It can arrange | position so that it may mutually contact. In the cell stack located on the outermost side, the outer side becomes the exhaust gas inner wall 54. Therefore, the exhaust gas treatment device 66 and the exhaust gas treatment device 68 are arranged so as to contact the exhaust gas inner wall 54 and the oxygen-containing gas introduction member 58. can do.

1、33、35、37、41、65、67、69:燃料電池モジュール
2、42:収納容器
3、43:燃料電池セル
4、45:セルスタック
7、46:改質器
31、34、36、62、66、68:排ガス処理器
38、71:発電室
58:酸素含有ガス導入部材
80:燃料電池装置
1, 33, 35, 37, 41, 65, 67, 69: Fuel cell module 2, 42: Storage container 3, 43: Fuel cell 4, 45: Cell stack 7, 46: Reformers 31, 34, 36 62, 66, 68: Exhaust gas treatment device 38, 71: Power generation chamber 58: Oxygen-containing gas introduction member 80: Fuel cell device

Claims (8)

収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの1つと、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記セルスタック側の面に配置されており、かつ前記燃料電池セルの配列方向に沿って前記セルスタックの両側に配置されたそれぞれの前記内壁と接していることを特徴とする燃料電池モジュール。 In the power generation chamber provided in the storage container, a plurality of fuel cells configured to generate power with oxygen-containing gas and fuel gas and to burn excess fuel gas not used for power generation on one end side are arranged. Te and one of the cell stack formed by electrically connected, are placed separately from the one end of the cell stack, the raw fuel reforming for producing a fuel gas supplied to the fuel cell a reformer, which is disposed in contact with the reformer, Ri Na accommodates the exhaust gas treatment unit comprising a combustion catalyst for purifying exhaust gas, on the outside of the cell stack, the array of fuel cells An inner wall is disposed along the direction, the exhaust gas treatment device is disposed on a surface of the reformer on the cell stack side, and the cell stack is disposed along the arrangement direction of the fuel cells. On both sides Fuel cell module, characterized in that in contact with the inner wall of, respectively. 収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの1つと、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向に沿った両側面に配置されており、かつ前記燃料電池セルの配列方向に沿って前記セルスタックの両側に配置されたそれぞれの前記内壁と接していることを特徴とする燃料電池モジュール。 In the power generation chamber provided in the storage container, a plurality of fuel cells configured to generate power with oxygen-containing gas and fuel gas and to burn excess fuel gas not used for power generation on one end side are arranged. One of the cell stacks that are electrically connected to each other and a modification for generating a fuel gas that is disposed apart from one end side of the cell stack and reforms the raw fuel to be supplied to the fuel cell. And an exhaust gas treatment device provided with a combustion catalyst for purifying exhaust gas, which is disposed in contact with the reformer, outside the cell stack, in the arrangement direction of the fuel cells. And the exhaust gas treatment device is disposed on both side surfaces of the reformer along the arrangement direction of the fuel cells, and along the arrangement direction of the fuel cells. Of the cell stack Fuel cell module that is characterized in that in contact with each of the inner wall disposed on the side. 収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの1つと、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記セルスタック側の面と、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向に沿った両側面とに配置されており、かつ前記燃料電池セルの配列方向に沿って前記セルスタックの両側に配置されたそれぞれの前記内壁と接していることを特徴とする燃料電池モジュール。 In the power generation chamber provided in the storage container, a plurality of fuel cells configured to generate power with oxygen-containing gas and fuel gas and to burn excess fuel gas not used for power generation on one end side are arranged. One of the cell stacks that are electrically connected to each other and a modification for generating a fuel gas that is disposed apart from one end side of the cell stack and reforms the raw fuel to be supplied to the fuel cell. And an exhaust gas treatment device provided with a combustion catalyst for purifying exhaust gas, which is disposed in contact with the reformer, outside the cell stack, in the arrangement direction of the fuel cells. Along the inner wall, and the exhaust gas treatment device is disposed on the cell stack side surface of the reformer and on both side surfaces of the reformer along the arrangement direction of the fuel cells. And the fuel cell Fuel cell module that is characterized in that in the arrangement direction of the Le in contact with each of the inner wall located on opposite sides of the cell stack. 収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの複数と、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、最も外側に位置する前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、隣接する前記セルスタックの間に、前記発電室の上方より垂下して、前記燃料電池セルに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給部材が配置されており、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記セルスタック側の面に配置されており、かつ前記セルスタックの両側に位置する前記酸素含有ガス供給部材または前記内壁と接していることを特徴とする燃料電池モジュール。 In the power generation chamber provided in the storage container, a plurality of fuel cells configured to generate power with oxygen-containing gas and fuel gas and to burn excess fuel gas not used for power generation on one end side are arranged. A plurality of cell stacks electrically connected to each other, and a modification for generating a fuel gas disposed at a distance from one end of the cell stack and reforming the raw fuel to be supplied to the fuel cell. A fuel cell, which is disposed in contact with the reformer and includes an exhaust gas treatment device including a combustion catalyst for purifying exhaust gas, and is disposed outside the cell stack located on the outermost side. An inner wall is disposed along the cell arrangement direction, and an oxygen-containing gas for supplying an oxygen-containing gas to the fuel cell by hanging from above the power generation chamber between the adjacent cell stacks Supply member The exhaust gas treatment device is disposed on the surface of the reformer on the cell stack side, and is in contact with the oxygen-containing gas supply member or the inner wall located on both sides of the cell stack. fuel cell module that characterized in that. 収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの複数と、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、最も外側に位置する前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、隣接する前記セルスタックの間に、前記発電室の上方より垂下して、前記燃料電池セルに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給部材が配置されており、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向に沿った両側面に配置されており、かつ前記セルスタックの両側に位置する前記酸素含有ガス供給部材または前記内壁と接していることを特徴とする燃料電池モジュール。 In the power generation chamber provided in the storage container, a plurality of fuel cells configured to generate power with oxygen-containing gas and fuel gas and to burn excess fuel gas not used for power generation on one end side are arranged. A plurality of cell stacks electrically connected to each other, and a modification for generating a fuel gas disposed at a distance from one end of the cell stack and reforming the raw fuel to be supplied to the fuel cell. A fuel cell, which is disposed in contact with the reformer and includes an exhaust gas treatment device including a combustion catalyst for purifying exhaust gas, and is disposed outside the cell stack located on the outermost side. An inner wall is disposed along the cell arrangement direction, and an oxygen-containing gas for supplying an oxygen-containing gas to the fuel cell by hanging from above the power generation chamber between the adjacent cell stacks Supply member The oxygen-containing gas supply member disposed on both sides of the cell stack, and the exhaust gas treatment device is disposed on both side surfaces of the reformer along the arrangement direction of the fuel cells. fuel cell module that is characterized in that in contact with the inner wall. 収納容器内に設けられた発電室内に、酸素含有ガスと燃料ガスとで発電を行なうとともに、一端側で発電に使用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個配列して電気的に接続してなるセルスタックの複数と、該セルスタックの一端側と離間して配置された、原燃料を改質して前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器に接して配置された、排ガスを浄化するための燃焼触媒を備える排ガス処理器とを収納してなり、最も外側に位置する前記セルスタックの外側に、前記燃料電池セルの配列方向に沿って内壁が配置されているとともに、隣接する前記セルスタックの間に、前記発電室の上方より垂下して、前記燃料電池セルに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給部材が配置されており、前記排ガス処理器が、前記改質器の前記セルスタック側の面と、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向に沿った両側面とに配置されており、かつ前記セルスタックの両側に位置する前記酸素含有ガス供給部材または前記内壁と接していることを特徴とする燃料電池モジュール。 In the power generation chamber provided in the storage container, a plurality of fuel cells configured to generate power with oxygen-containing gas and fuel gas and to burn excess fuel gas not used for power generation on one end side are arranged. A plurality of cell stacks electrically connected to each other, and a modification for generating a fuel gas disposed at a distance from one end of the cell stack and reforming the raw fuel to be supplied to the fuel cell. A fuel cell, which is disposed in contact with the reformer and includes an exhaust gas treatment device including a combustion catalyst for purifying exhaust gas, and is disposed outside the cell stack located on the outermost side. An inner wall is disposed along the cell arrangement direction, and an oxygen-containing gas for supplying an oxygen-containing gas to the fuel cell by hanging from above the power generation chamber between the adjacent cell stacks Supply member The exhaust gas treatment device is disposed on the surface of the reformer on the cell stack side and on both side surfaces of the reformer along the arrangement direction of the fuel cells, and fuel cell module that is characterized in that in contact with the oxygen-containing gas supply member or the inner wall located on either side of the cell stack. 前記排ガス処理器が、前記改質器の前記燃料電池セルの配列方向に沿った長さ以上の長さを有することを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。 The fuel cell according to any one of claims 1 to 6 , wherein the exhaust gas treatment device has a length equal to or longer than a length of the reformer along the arrangement direction of the fuel cells. module. 請求項1乃至請求項のうちいずれかに記載の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを動作させるための補機とを外装ケース内に収納してなることを特徴とする燃料電池装置。 A fuel cell device comprising: a fuel cell module according to any one of claims 1 to 7 ; and an auxiliary machine for operating the fuel cell module in an outer case.
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