JP5551495B2 - 燃料電池モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池モジュールに関する。
燃料電池は、一般的には水素および酸素を燃料として電気エネルギを得る装置である。この燃料電池は、環境面において優れており、また高いエネルギ効率を実現できることから、今後のエネルギ供給システムとして広く開発が進められてきている。
燃料電池は、一般的には、複数の燃料電池セルを積層して燃料電池スタックを構成し、大きな出力を得ている。特許文献1には、燃料電池セルの積層体の上部に改質器を配置した改質器一体型の燃料電池が開示されている。この技術において、酸化剤ガスは、反応ガス導入部材内を流れて各燃料電池セルの下端に導入される。
特開2007−59377号公報
ところで、特許文献1に係る技術のように、燃料電池セルの一端側にて発電に供されなかった燃料オフガスを燃焼させる構成の燃料電池モジュールにおいては、燃料電池セルの一端側の温度が高く、他端側の温度が低いという温度差を生じる場合がある。さらに、燃料電池セルの発電に供される酸化剤ガスを燃料電池セルの他端側に供給する構成の燃料電池モジュールにおいては、燃料電池セルの他端側の温度が低下し、燃料電池セルの上下方向における温度差が大きくなるおそれがある。
本発明は、燃料電池セルにおける温度差を小さくすることができる燃料電池モジュールを提供することを目的とする。
本発明に係る第1の燃料電池モジュールは、ケーシング内に、酸化剤ガスと燃料ガスとで発電を行う燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池スタックと、それぞれの燃料電池セルの一端側に配置された改質器と、それぞれの燃料電池セルの一端側と改質器との間に配置され、燃料電池セルの発電に供されなかった酸化剤オフガスを用いて、燃料電池セルの発電に供されなかった燃焼オフガスを燃焼させる燃焼部と、燃料電池スタックにおける燃料電池セルの積層方向に沿った第1側面側に配置され、燃料電池セルの発電に供される酸化剤ガスを、改質器、燃焼部、それぞれの燃料電池セルの一端側から他端側に沿ってこの順に流した後に燃料電池セルの他端側に供給するための酸化剤ガス導入部材と、燃料電池スタックを挟んで酸化剤ガス導入部材と反対側に設けられた側部燃焼オフガス流路と、改質器と酸化剤ガス導入部材との間に形成された第1燃焼オフガス導出流路と改質器と側部燃焼オフガス流路との間に形成された第2燃焼オフガス導出流路と、を備えるとともに、第1燃焼オフガス導出流路は、第1燃焼オフガス導出流路での燃焼オフガスの流量が、第2燃焼オフガス導出流路での燃焼オフガスの流量よりも多くなるように構成されており、燃料電池スタックにおける第1側面側は、燃料電池スタックにおける燃料電池セルの積層方向に沿った4つの側面のうち一端側にある側面および他端側にある側面以外の2つの側面のいずれか一方の側面の側であることを特徴とするものである。
本発明に係る第1の燃料電池モジュールによれば、燃焼部における燃焼オフガスによって効率的に酸化剤ガス導入部材内を流れる酸化剤ガスを加熱することができる。それにより、燃料電池セルの一端側から他端側の方向における温度差を小さくすることができる。
上記構成において、第1燃焼オフガス導出流路での燃焼オフガスの流量が、第2燃焼オフガス導出流路での燃焼オフガスの流量よりも多くなるようにするための流量調整手段を備えていてもよい。また、第1燃焼オフガス導出流路での燃焼オフガスの流路抵抗が、第2燃焼オフガス導出流路での燃焼オフガスの流路抵抗よりも小さくなるように構成されていてもよい。また、改質器の底面が、第1燃焼オフガス導出流路に向けて上向きに傾斜していてもよい。さらに、第1燃焼オフガス導出流路の流路容積が、第2燃焼オフガス導出流路の流路容積よりも大きい構成としてもよい。
本発明によれば、燃料電池セルにおける温度差を小さくすることができる燃料電池モジュールを提供することができる。
図1は、燃料電池セルの断面を含む部分斜視図である。 図2(a)は、燃料電池スタックを説明するための一部を抜粋して示す斜視図である。図2(b)は、図2(a)にて示す集電体の平面図である。 図3(a)および図3(b)は、改質器、燃料電池スタックが固定されるマニホールド、およびターミナルを説明するための図であり、図3(a)は一方側より見た斜視図、図3(b)は他方側より見た斜視図である。 図4は、改質器の詳細を説明するための斜視図である。 図5は、例1に係る燃料電池モジュールの全体構成を説明するための断面図である。 図6(a)は、酸化剤ガス導入部材および改質器を抜粋して示す斜視図である。図6(b)は、酸化剤ガス導入部材の斜視図である。 図7(a)は、例1の変形例1に係る燃料電池モジュールの全体構成を説明するための一部を抜粋して示す断面図である。図7(b)は、例1の変形例2に係る燃料電池モジュールの全体構成を説明するための一部を抜粋して示す断面図である。
以下、本発明を実施するための形態を説明する。
図1は、燃料電池セル10の断面を含む部分斜視図である。図1に示すように、燃料電池セル10は、平板柱状の全体形状を有する。ガス透過性を有する導電性支持体11の内部に、軸方向に沿って貫通する複数の燃料ガス通路12が形成されている。導電性支持体11の外周面における一方の平面上に、燃料極13、固体電解質14、および酸素極15が順に積層されている。酸素極15に対向する他方の平面上には、接合層16を介してインターコネクタ17が設けられ、その上に接触抵抗低減用のP型半導体層18が設けられている。
燃料ガス通路12に水素を含む燃料ガスが供給されることによって、燃料極13に水素が供給される。一方、燃料電池セル10の周囲に酸素を含む酸化剤ガスが供給されることによって、酸素極15に酸素が供給される。それにより、酸素極15及び燃料極13において下記の電極反応が生じることによって発電が行われる。発電反応は、例えば、600℃〜1000℃で行われる。
酸素極:1/2O+2e→O2−(固体電解質)
燃料極:O2−(固体電解質)+H→HO+2e
酸素極15の材料は、耐酸化性を有し、気相酸素が固体電解質14との界面に到達できるように多孔質である。固体電解質14は、酸素極15から燃料極13へ酸素イオンO2−を移動させる機能を有する。固体電解質14は、酸素イオン導電性酸化物によって構成される。また、固体電解質14は、燃料ガスと酸化剤ガスとを物理的に隔離するため、酸化/還元雰囲気中において安定でありかつ緻密質である。燃料極13は、還元雰囲気中で安定でありかつ水素との親和性を有するとともに多孔質の材料によって構成される。インターコネクタ17は、燃料電池セル10同士を電気的に直列に接続するために設けられており、燃料ガスと酸素含有ガスとを物理的に隔離するために緻密質である。
例えば、酸素極15は、電子およびイオンの双方の導電性が高いランタンコバルタイト系のペロブスカイト型複合酸化物等から形成される。固体電解質14は、イオン導電性の高いYを含有するZrO(YSZ)等によって形成される。燃料極13は、電子導電性の高いNiとYを含有するZrO(YSZ)との混合物等によって形成される。インターコネクタ17は、電子導電性の高い、アルカリ土類酸化物を固溶したLaCrO等によって形成される。これらの材料は、相互に熱膨張率が近いものが好適である。
図2(a)は、燃料電池スタック20を説明するための一部を抜粋して示す斜視図である。燃料電池スタック20においては、複数の燃料電池セル10が一列に積層されて構成されている。この場合、各燃料電池セル10は、酸素極15側とインターコネクタ17側が対向するように積層される。
各燃料電池セル10の間には、集電体30が配置されている。集電体30は、隣接する燃料電池セル10を電気的に直列に接続している。図2(b)は、集電体30の一例を示す平面図である。集電体30は、隣接する一方の燃料電池セル10の酸素極15に接する第1集電体片31と、一方の燃料電池セル10から隣接する他方の燃料電池セル10へと傾斜して延びる第2集電体片32と、他方の燃料電池セル10のインターコネクタ17に接する第3集電体片33と、他方の燃料電池セル10から一方の燃料電池セル10へ傾斜して延びる第4集電体片34と、を基本構成要素とする。第2集電体片32の一方端は第1集電体片31に接続し、他方端は第3集電体片33に接続している。第4集電体片34の一方端は第3集電体片33に接続し、他方端は第1集電体片31に接続している。このような基本構成要素が燃料電池セル10の軸方向に複数連結されて、集電体30が構成される。
第2集電体片32および第4集電体片34は、屈曲部(本例では2箇所)を有している。屈曲部を有することにより、第2集電体片32および第4集電体片34は、バネとしての機能を有する。すなわち、集電体30はバネ構造を有している。バネ構造を有することによって集電体30は、燃料電池セル10に対する良好な密着性および燃料電池セル10の変形に対する良好な追従性を有する。また、バネ構造を有することによって、第1集電体片31と第3集電体片33との間に隙間が形成されることから、集電体30は、通気性を有する。
図3(a)および図3(b)は、改質器40、燃料電池スタック20が固定されるマニホールド50、およびターミナルを説明するための斜視図である。マニホールド50上に2組の燃料電池スタック20が配置され、燃料電池スタック20の上方に改質器40が配置されている。
2組の燃料電池スタック20は、それぞれを構成する燃料電池セル10の積層方向が略平行になるように並列配置されている。なお、燃料電池スタック20の組数は限定されない。改質器40は、一方の燃料電池スタック20の上方を燃料電池セル10の積層方向に沿って延び、他方の燃料電池スタック20の上方を燃料電池セル10の積層方向に沿ってコ字状に折り返す。図3(b)に示すように、改質器40の出口とマニホールド50の入口とは、燃料ガス配管60によって接続されている。
図3(a)に示すように、一方の燃料電池スタック20における燃料電池セル10の積層方向のプラス側の端部には、第1ターミナル70が配置されている。他方の燃料電池スタック20における燃料電池セル10の積層方向のマイナス側の端部には、第2ターミナル71が配置されている。図3(b)に示すように、一方の燃料電池スタック20のマイナス側の端部と他方の燃料電池スタック20のプラス側の端部とは、第3ターミナル72によって、電気的に直列に接続されている。第1ターミナル70および第2ターミナル71と負荷とを電気的に接続することによって、燃料電池スタック20の発電により生じた電力を用いて負荷に供給することができる。
図4は、改質器40の詳細を説明するための斜視図である。改質器40は、入口側から、投入口部材41、蒸発部42、加熱部43および改質部44が順に接続された構造を有する。投入口部材41には、炭化水素系燃料および改質水が供給される。炭化水素系燃料としては、例えば都市ガス等を用いることができる。本例において、投入口部材41は2重管構造を有している。投入口部材41の内側の管内に改質水が投入され、内側の管と外側の管との間に炭化水素系燃料が投入される。
蒸発部42は、後述する燃料オフガスの燃焼熱を利用して改質水を蒸発させる空間部である。本例において、投入口部材41の内側の管は、蒸発部42に至るまで延びている。投入口部材41に投入された改質水は、投入口部材41の内側の管の先端から流出して、蒸発部42内において蒸発する。その後、改質水(水蒸気)は、加熱部43に流入する。投入口部材41に投入された炭化水素系燃料は、蒸発部42内に流入した後、加熱部43に流入する。
加熱部43は、燃料オフガスの燃焼熱によって改質水および炭化水素系燃料を加熱する空間部である。加熱部43には、例えば、セラミックスボールが封入されている。改質部44は、改質水と炭化水素系燃料との水蒸気改質反応を生じさせる空間部である。改質部44には、例えば、Ni,Ru,Rh,Pt等の改質触媒が塗布されたセラミックスボールが封入されている。
図5は、本例に係る燃料電池モジュール200の全体構成を説明するための断面図である。燃料電池モジュール200は、酸化剤ガスが流動するための流路を形成する2重壁からなるケーシング80内に配置され、マニホールド50の下部に配置される下部断熱部材81および燃料電池セル10の積層方向に沿って配置される側部断熱部材82によって、図3(a)および図3(b)の燃料電池スタック20、改質器40、マニホールド50等を収納する空間を形成している。なお、本例において、後述する酸化剤ガス導入部材100と複数の燃料電池セル10との間には、第1内部断熱部材83が配置されている。また、複数の燃料電池セル10と側部断熱部材82との間には、第2内部断熱部材84が配置されている。本例においては、燃料電池セル10の改質器40側を上方とし、マニホールド50側を下方とする。
ケーシング80の酸化剤ガスの入口は、ケーシング80の底面に設けられている。酸化剤ガスは、ケーシング80の底部に設けられた酸化剤ガスBOXを介してケーシング80の側部の流路を通って、各燃料電池スタック20の上方に流れる。その後、酸化剤ガスは、一方の燃料電池スタック20と他方の燃料電池スタック20との間に配置された酸化剤ガス導入部材100内を下方に流動し、各燃料電池スタック20の下端側から供給される。図4で説明したように、燃料ガスはマニホールド50から各燃料電池セル10の燃料ガス通路12へ供給される。それにより、各燃料電池セル10において発電が行われる。
燃料電池セル10において発電に供されなかった燃料ガス(燃料オフガス)と発電に供されなかった酸化剤ガス(酸化剤オフガス)とは、各燃料電池セル10の上端において合流する。燃料オフガスには発電に供されなかった水素等の可燃物が含まれていることから、燃料オフガスは、酸化剤オフガスに含まれる酸素を利用して燃焼する。本例においては、燃料電池セル10の上端と改質器40との間において燃料オフガスが燃焼する部位を燃焼部90と称する。燃焼部90の燃焼熱は、改質器40の改質反応に利用される。それにより、改質器40における改質反応が促進される。
改質器40の側方において、改質器40と酸化剤ガス導入部材100との間には、燃料オフガスおよび酸化剤オフガスを燃焼部90にて燃焼させた後の燃焼オフガスが流れるための第1燃焼オフガス導出流路85が形成されている。
第1燃焼オフガス導出流路85を通過した燃焼オフガスは、ケーシング80の内壁の上面と改質器40の上面との間に形成された上部燃焼オフガス流路87に導出され、その後、側部断熱部材82とケーシング80との間に形成された側部燃焼オフガス流路88を下方に流れる。側部燃焼オフガス流路88を流れた燃焼オフガスは、下部断熱部材81と酸化剤ガスBOXとの間に形成された燃焼オフガスBOXに流入する。その後、燃焼オフガスは、燃料電池モジュール200の外部に排出される。
また、図5に示す燃料電池モジュール200においては、改質器40の側方において、改質器40と側部燃焼オフガス流路88(図5に示す燃料電池モジュール200においては側部断熱部材82)との間には第2燃焼オフガス導出流路86が形成される。なお、図5に示す燃料電池モジュール200においては、第2燃焼オフガス導出流路86は、閉塞部材130によって閉塞されている。それにより、改質器40の側方において、第2燃焼オフガス導出流路86には、燃焼オフガスは流動しない。すなわち、改質器40の側方において、第2燃焼オフガス導出流路86の流路容積は、ゼロである。閉塞部材130は、第1燃焼オフガス導出流路85での燃焼オフガスの流量が、第2燃焼オフガス導出流路86での燃焼オフガスの流量よりも多くなるようにするための、燃焼オフガスの流量を調整する流量調整手段としての機能を有する。
閉塞部材130としては、金属板、断熱材等を用いることができる。また、改質器40の底板を、側部断熱部材82側に延在させることによって、改質器40の側方において、改質器40と側部断熱部材82との間を閉塞してもよい。
図6(a)は、酸化剤ガス導入部材100および改質器40を抜粋して示す斜視図である。本例において、酸化剤ガス導入部材100は、改質器40のうち一方の燃料電池スタック20の上方部分と他方の燃料電池スタック20の上方部分とに挟まれるように、ケーシング80内に配置されている。酸化剤ガス導入部材100の上端は、改質器40より上方に突出し、ケーシング80の上方側を酸化剤ガスが流れるための流路に接続されている。酸化剤ガス導入部材100の下端は、複数の燃料電池セル10の下端近傍まで延びている。
図6(b)は、酸化剤ガス導入部材100の斜視図である。酸化剤ガス導入部材100は、中空空間を有する平たい箱形状を有している。中空空間は、酸化剤ガスが流れるための流路として機能する。これ以後、中空空間を、酸化剤ガス導入流路と称する。酸化剤ガス導入部材100は、上端部に、酸化剤ガス導入流路に酸化剤ガスが流入するための開口部を有している。本例において、上端部の開口部は、酸化剤ガス導入部材100の上端部全面に形成されている。酸化剤ガス導入部材100の燃料電池スタック20側の側壁のうち下端部には、酸化剤ガス出口101が、燃料電池セル10の積層方向に沿って所定間隔を空けて複数形成されている。それにより、酸化剤ガス出口101から排出された酸化剤ガスは、各燃料電池セル10の下端部側に導入される。すなわち、酸化剤ガス導入部材100の酸化剤ガス流路は、酸化剤ガスを、燃料電池スタック20の第1側面側において改質器40、燃焼部90、それぞれの燃料電池セル10の一端側(上端側)から他端側(下端側)に沿ってこの順に流した後に燃料電池セル10の下端側に供給するための流路である。
本例に係る燃料電池モジュール200によれば、第1燃焼オフガス導出流路85での燃焼オフガスの流量が、第2燃焼オフガス導出流路86での燃焼オフガスの流量よりも多くなるように構成されている(本例では閉塞部材130により構成されている)ことから、燃焼オフガスによって酸化剤ガス導入部材100を効率的に加熱することができる。それにより、効率よく加熱された酸化剤ガスを各燃料電池セル10の下端側に導入させることで、燃料電池セル10の下端側の温度低下を抑制することができ、燃料電池セル10の上下方向の温度差を小さくすることができる。
なお、第1燃焼オフガス導出流路85での燃料オフガスの流路抵抗が、第2燃焼オフガス導出流路86での燃焼オフガスの流路抵抗よりも小さくなる構成とすることによっても、第1燃焼オフガス導出流路85での燃焼オフガスの流量が、第2燃焼オフガス導出流路86での燃焼オフガスの流量よりも多くすることができる。例えば、閉塞部材130として、多孔質部材を用いた場合、第1燃焼オフガス導出流路85での燃焼オフガスの流路抵抗を第2燃焼オフガス導出流路86での燃焼オフガスの流路抵抗よりも小さくすることができる。それにより、燃焼オフガスによって酸化剤ガス導入部材100を効率的に加熱することができ、燃料電池セル10の上下方向の温度差を小さくすることができる。
また、図示していないが、第1燃焼オフガス導出流路85の流路容積が、第2燃焼オフガス導出流路86の流路容積よりも大きくする構成とすることによっても、第1燃焼オフガス導出流路85での燃焼オフガスの流量が、第2燃焼オフガス導出流路86での燃焼オフガスの流量よりも多くすることができる。例えば、改質器40の形状が直方体状である場合には、改質器40と酸化剤ガス導入部材100との距離を、改質器40と側部燃焼オフガス流路88(図5に示す燃料電池モジュール200においては側部断熱部材82)との距離よりも長くするように、各部材を配置することにより、第1燃焼オフガス導出流路85の流路容積を第2燃焼オフガス導出流路86の流路容積よりも大きくすることができる。それにより、燃焼オフガスによって酸化剤ガス導入部材100を効率的に加熱することができ、燃料電池セル10の上下方向の温度差を小さくすることができる。
(変形例1)
図7(a)は、例1の変形例1に係る燃料電池モジュール200の全体構成を説明するための一部を抜粋して示す断面図である。本変形例に係る燃料電池モジュール200は、閉塞部材130を備えない点と、改質器40の代わりに改質器40aを備える点と、において、図5の燃料電池モジュール200と異なる。
閉塞部材130を備えないことによって、改質器40aの側方において、改質器40aと側部燃焼オフガス流路88(図7に示す燃料電池モジュール200においては側部断熱部材82)との間には、燃焼オフガスが流れるための第2燃焼オフガス導出流路86が形成される。第2燃焼オフガス導出流路86を流れた燃焼オフガスは、側部燃焼オフガス流路88に流入し、側部燃焼オフガス流路88を下方に流れる。
改質器40aは、底面が第1燃焼オフガス導出流路85側に向けて上向きとなる傾斜が付されている点において、改質器40と異なる。この場合、第1燃焼オフガス導出流路85の流路抵抗が、第2燃焼オフガス導出流路86の流路抵抗よりも小さくなる。それにより、第1燃焼オフガス導出流路85での燃焼オフガス流量が、第2燃焼オフガス導出流路86での燃焼オフガスの流量よりも多くなる。その結果、燃焼オフガスによって酸化剤ガス導入部材100を効率的に加熱することができる。それにより、効率よく加熱された酸化剤ガスを各燃料電池セル10の下端側に導入させることができることで、燃料電池セル10の下端側の温度低下を抑制することができ、燃料電池セル10の上下方向の温度差を小さくすることができる。
(変形例2)
図7(b)は、例1の変形例2に係る燃料電池モジュール200の全体構成を説明するための一部を抜粋して示す断面図である。本変形例に係る燃料電池モジュール200は、改質器40aの側方において、第2燃焼オフガス導出流路86が閉塞部材130によって閉塞されている点において、図7(a)に示す燃料電池モジュール200と異なる。この場合においても、第1燃焼オフガス導出流路85での燃焼オフガスの流量が、第2燃焼オフガス導出流路86での燃焼オフガスの流量よりもさらに多くなることから、燃焼オフガスによって酸化剤ガス導入部材100を効率的に加熱することができる。それにより、効率よく加熱された酸化剤ガスを各燃料電池セル10の下端側に導入させることができることで、燃料電池セル10の下端側の温度低下を抑制することができ、燃料電池セル10の上下方向の温度差を小さくすることができる。
10 燃料電池セル
20 燃料電池スタック
30 集電体
40 改質器
42 蒸発部
50 マニホールド
60 燃料ガス配管
70 第1ターミナル
80 ケーシング
81 下部断熱部材
82 側部断熱部材
83 第1内部断熱部材
84 第2内部断熱部材
85 第1燃焼オフガス導出流路
86 第2燃焼オフガス導出流路
87 上部燃焼オフガス流路
88 側部燃焼オフガス流路
90 燃焼部
100 酸化剤ガス導入部材
130 閉塞部材
200 燃料電池モジュール

Claims (5)

  1. ケーシング内に、
    酸化剤ガスと燃料ガスとで発電を行う燃料電池セルを複数積層してなる燃料電池スタックと、
    それぞれの前記燃料電池セルの一端側に配置された改質器と、
    それぞれの前記燃料電池セルの一端側と前記改質器との間に配置され、前記燃料電池セルの発電に供されなかった酸化剤オフガスを用いて、前記燃料電池セルの発電に供されなかった燃焼オフガスを燃焼させる燃焼部と、
    前記燃料電池スタックにおける前記燃料電池セルの積層方向に沿った第1側面側に配置され、前記燃料電池セルの発電に供される酸化剤ガスを、前記改質器、前記燃焼部、それぞれの前記燃料電池セルの一端側から他端側に沿ってこの順に流した後に前記燃料電池セルの他端側に供給するための酸化剤ガス導入部材と、
    前記燃料電池スタックを挟んで前記酸化剤ガス導入部材と反対側に設けられた側部燃焼オフガス流路と、
    前記改質器と前記酸化剤ガス導入部材との間に形成された第1燃焼オフガス導出流路と前記改質器と前記側部燃焼オフガス流路との間に形成された第2燃焼オフガス導出流路と、を備えるとともに、
    前記第1燃焼オフガス導出流路は、該第1燃焼オフガス導出流路での前記燃焼オフガスの流量が、前記第2燃焼オフガス導出流路での前記燃焼オフガスの流量よりも多くなるように構成されており、
    前記燃料電池スタックにおける前記第1側面側は、前記燃料電池スタックにおける前記燃料電池セルの積層方向に沿った4つの側面のうち前記一端側にある側面および前記他端側にある側面以外の2つの側面のいずれか一方の側面の側であることを特徴とする燃料電池モジュール。
  2. 前記第1燃焼オフガス導出流路での前記燃焼オフガスの流量が、前記第2燃焼オフガス導出流路での前記燃焼オフガスの流量よりも多くなるようにするための流量調整手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。
  3. 前記第1燃焼オフガス導出流路での前記燃焼オフガスの流路抵抗が、前記第2燃焼オフガス導出流路での前記燃焼オフガスの流路抵抗よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の燃料電池モジュール。
  4. 前記改質器の底面が、前記第1燃焼オフガス導出流路に向けて上向きに傾斜していることを特徴とする請求項3に記載の燃料電池モジュール。
  5. 前記第1燃焼オフガス導出流路の流路容積が、前記第2燃焼オフガス導出流路の流路容積よりも大きいことを特徴とする請求項3に記載の燃料電池モジュール。
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JP5876313B2 (ja) * 2012-01-31 2016-03-02 アイシン精機株式会社 燃料電池装置
JP6109484B2 (ja) * 2012-03-12 2017-04-05 アイシン精機株式会社 燃料電池装置
JP5812927B2 (ja) * 2012-04-16 2015-11-17 大阪瓦斯株式会社 燃料電池装置
JP6315930B2 (ja) * 2013-09-11 2018-04-25 大阪瓦斯株式会社 固体酸化物形燃料電池
JP6622046B2 (ja) * 2015-09-30 2019-12-18 京セラ株式会社 燃料電池モジュールおよび燃料電池装置
JP2017117533A (ja) * 2015-12-21 2017-06-29 京セラ株式会社 モジュールおよびモジュール収容装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4814497B2 (ja) * 2004-05-21 2011-11-16 京セラ株式会社 燃料電池
JP5063048B2 (ja) * 2006-07-27 2012-10-31 京セラ株式会社 燃料電池
JP4969284B2 (ja) * 2007-03-27 2012-07-04 京セラ株式会社 固体酸化物形燃料電池
JP2008282760A (ja) * 2007-05-14 2008-11-20 Kyocera Corp 燃料電池モジュール
WO2009016857A1 (ja) * 2007-07-27 2009-02-05 Kyocera Corporation 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
JP2011096603A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Toto Ltd 燃料電池モジュール

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