JP6117691B2 - セルスタック装置および燃料電池モジュールならびに燃料電池装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のセルスタックを具備するセルスタック装置および燃料電池モジュールならびに燃料電池装置に関する。

近年、次世代エネルギーとして、種々の燃料電池モジュールが提案されており、このような燃料電池モジュールとしては、収納容器内に、複数の燃料電池セルを電気的に直列に接続してなるセルスタック装置を収納したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このセルスタック装置は、２個のセルスタックの上方に改質器を配置してなるとともに、改質器がＵ字状をなしており、水を気化して水蒸気を生成する気化部と、気化部で発生した水蒸気を用いて原燃料ガスを水蒸気改質する改質部とを具備している。そして、原燃料ガス供給管および水供給管が、改質器の一端である気化部に接続され、気化部で発生した水蒸気と原燃料ガスとが混合されて改質部に供給され、この改質部にて原燃料ガスが改質されるように構成されている。

そして、燃料電池セルからの排ガスは、改質器の気化部と改質部との間の排ガス流通路を上方に抜け、収納容器の側壁に設けられた排ガス排出路を介して排出されるように構成されている。

特開２００７−２０７４４６号公報

しかしながら、特許文献１では、セルスタック数が増加すると、それらのセルスタックに改質ガスを供給するための大型の改質器が必要となり、セルスタックを構成する燃料電池セルからの排ガス量が多くなり、セルスタックと改質器との間に排ガスが滞留するおそれがあった。また、大型の改質器の改質性能を向上すべく改質器を効率良く加熱する必要があった。

本発明は、排ガスの排出性を向上できるとともに、改質器を効率良く加熱できるセルスタック装置および燃料電池モジュールならびに燃料電池装置を提供することを目的とする。

本発明のセルスタック装置は、複数のセルスタックの上方に改質器を配置してなるとともに、前記改質器が、水を気化して水蒸気を生成する気化部と該気化部で発生した水蒸気を用いて原燃料ガスを水蒸気改質する改質部とが水平方向に並置して設けられており、前記セルスタックからの排ガスが前記改質器の上方に抜ける排ガス流通路を複数有するとともに、前記改質器の内部に、前記排ガス流通路を挟むように前記気化部および前記改質部を有する気化改質流路が形成されていることを特徴とする。

本発明の燃料電池モジュールは、上記のセルスタック装置を収納容器内に収納してなることを特徴とする。

本発明の燃料電池装置は、上記の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを作動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。

本発明のセルスタック装置では、セルスタック数が多くても、複数の排ガス流通路を介して排ガスを十分に排出できるとともに、排ガス流通路を流れる高温の排ガスで改質器を加熱でき、排ガス流通路を挟むように形成された気化改質流路を効率良く加熱できる。

第１の形態のセルスタック装置を有する燃料電池モジュールを示す縦断面図である。 （ａ）は４個のセルスタックを有するセルスタック装置を示す平面図、（ｂ）はマニホールドに２個のセルスタックを設けた状態を示す斜視図である。 改質器を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。 セルスタック装置を示す側面図である。 原燃料ガス供給管およびその近傍の改質器を示すもので、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。 （ａ）は原燃料ガス供給管が気化改質部連結路内に突出していない形態の改質器を示す平面図、（ｂ）は気化部復路内の仕切板を、セルスタックの燃料電池セルの配列方向中央部よりも、原燃料ガス供給管側に位置させた形態の改質器を示す平面図である。 気化部往路と気化部復路との端面同士、および改質部往路と改質部復路との端面同士を補強板で連結した形態の改質器を示す斜視図である。 第２の形態のセルスタック装置に用いられる改質器を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は気化改質流路内のガスの流れを示す説明図である。 第３の形態のセルスタック装置に用いられる改質器を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は気化改質流路内のガスの流れを示す説明図である。 燃料電池装置を示す斜視図である。

（第１の形態）
図１は、燃料電池モジュール（以下、モジュールという場合がある）の一形態を示す縦断面図であり、図２はセルスタック装置を示す図である。なお、異なる図中の同一の構成要素については、同一の符号を付与するものとする。

モジュール１は、直方体状の収納容器２の内部に、燃料ガス流路を有する燃料電池セル３を立設させた状態で一列に配列し、隣接する燃料電池セル３間に集電部材（図示せず）を介して電気的に直列に接続してなる４個のセルスタック５を収納して構成されている。

燃料電池セル３の下端部は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４に固定されている。１個のマニホールド４には、２個のセルスタック５が固定されており、４個のセルスタック５のそれぞれの両端には、図２（ａ）に示すように、引出部５ａが接続され、一方側の引出部５ａ同士は連結部材５ｂで連結され、４個のセルスタック５が電気的に直列に接続されている。

また、図１、２においては、燃料電池セル３の内部に燃料電池セル３の長さ方向ｙに設けられた燃料ガス流路を燃料ガスが流れる中空平板型で、支持基板の表面に、燃料側電極、固体電解質及び酸素側電極を順に設けてなる固体酸化物形の燃料電池セル３を例示している。

また、燃料電池セル３にて使用する改質ガスを得るために、図３に示すように、天然ガスや灯油等の燃料を改質して燃料ガス（水素含有ガス）を生成するためのＷ字状（ミアンダ形状）の改質器６が４個のセルスタック５の上方に配置されている。そして、図４に示すように、改質器６で生成された燃料ガス（改質ガス）は、改質ガス導出管７により２個のマニホールド４に供給され、マニホールド４を介して燃料電池セル３の内部に設けられた燃料ガス流路に供給される。これにより、セルスタック装置８が構成されている。すなわち、セルスタック装置８は、図１に示したように、マニホールド４と、マニホールド４に固定されたセルスタック５と、４個のセルスタック５の上方に配置された１個の改質器６とを具備して構成されている。

燃料電池セル３の燃料ガス流路に供給され、発電に使用されなかった余剰の燃料ガス（排ガス）は、燃料電池セル３の上方に放出される。余剰の燃料ガスは、燃料電池セル３の外部に供給された酸素含有ガス（空気）と反応させ燃焼させることができる。

改質器６は、図３に示したように、水を気化して水蒸気を生成する気化部６ａと該気化部６ａで発生した水蒸気を用いて原燃料ガスを水蒸気改質する改質部６ｂとを具備している。

気化部６ａは、水を供給するための水供給管１３が接続された気化部往路６ａ１と水蒸気が流れる気化部復路６ａ２とを具備し、原燃料ガス供給管１５により供給された原燃料ガスが改質される改質部往路６ｂ１と改質ガスを導出するための改質ガス導出管７が接続された改質部復路６ｂ２とを具備している。水供給管１３、原燃料ガス供給管１５および改質ガス導出管７は、改質器６の一方側に接続され、同じ方向に引き出されている。

気化部往路６ａ１、気化部復路６ａ２、改質部往路６ｂ１および改質部復路６ｂ２の下方には、４個のセルスタック５がそれぞれ配置されており、セルスタック５を構成する燃料電池セル３の配列方向ｘに沿って、気化部往路６ａ１、気化部復路６ａ２、改質部往路６ｂ１および改質部復路６ｂ２が延設されている。図３（ｂ）にセルスタック５を一点鎖線で示す。

気化部往路６ａ１と気化部復路６ａ２とが気化部連結路６ｃ１で連結され、気化部復路６ａ２と改質部往路６ｂ１とが気化改質部連結路６ｃ２で連結され、改質部往路６ｂ１と改質部復路６ｂ２とが改質部連結路６ｃ３で連結されて気化改質流路９が構成されており、原燃料ガス供給管１５が気化改質部連結路６ｃ２に接続されている。

このように、原燃料ガス供給管１５が、水供給管１３が接続された気化部往路６ａ１よりも下流側の気化改質部連結路６ｃ２に接続されているため、原燃料ガスが低温であったとしても、原燃料ガスが追加混合される時には、供給された水が殆ど気化しており、改質器６の一部（気化部往路６ａ１）における低温化を抑制できる。これにより改質器６の気化部往路６ａ１下方におけるセルスタック５の低温化を抑制して発電性能が低下することを抑制でき、セルスタック装置８全体としての発電性能を向上できる。

改質器６は燃料電池セル３の反応熱および燃料電池セル３からの余剰の燃料ガスの燃焼熱で加熱されるため、気化部往路６ａ１に供給された水は水蒸気となり、気化部連結路６ｃ１、気化部復路６ａ２、気化改質部連結路６ｃ２、改質部往路６ｂ１を順に流れ、また、気化改質部連結路６ｃ２では、原燃料ガス供給管１５から原燃料ガスが供給され、気化改質部連結路６ｃ２で水蒸気と混合され、改質部往路６ｂ１、改質部連結路６ｃ３、改質部復路６ｂ２を流れる間に改質され、水素を含む改質ガス（燃料ガス）が生成され、改質ガス導出管７から各マニホールド４に導出される。

気化部往路６ａ１、気化部復路６ａ２、改質部往路６ｂ１、改質部復路６ｂ２、気化部連結路６ｃ１、気化改質部連結路６ｃ２、改質部復路６ｃ３は、横断面が矩形状の管体から構成されている。気化部往路６ａ１を構成する管体と気化部復路６ａ２を構成する管体との間、および改質部往路６ｂ１を構成する管体と改質部復路６ｂ２を構成する管体との間には、空間が形成されており、この空間が、排ガスを改質器６の上方に流すための排ガス流通路１８とされている。

言い換えれば、排ガス流通路１８は、気化改質流路９で挟まれるように形成されており、さらに言い換えれば、排ガス流通路１８の一つは、気化部往路６ａ１と気化部復路６ａ２とで挟まれ、排ガス流通路１８の他の一つは、改質部往路６ｂ１と改質部復路６ｂ２とで挟まれている。

この排ガス流通路１８には、図１に示したように、酸素含有ガス供給板１２が挿通し、その先端がセルスタック５間の下部に位置している。排ガスは、酸素含有ガス供給板１２周囲の排ガス流通路１８を流れる。

一方、気化部復路６ａ２を構成する管体と改質部往路６ｂ１を構成する管体との間は連結板２７で接続され塞がれており、この連結板２７は、排ガス流通孔２７ａを有しており、排ガス流通孔２７ａに後述する排ガス排出路２９が接続されている。

気化部往路６ａ１および気化部復路６ａ２内の、燃料電池セル３の配列方向ｘ中央部に仕切板６ａ１１、６ａ２１がそれぞれ設けられ、これらの仕切板６ａ１１、６ａ２１間が気化室とされており、水供給管１３の先端部（供給部）は、図３（ｂ）に示すように、仕切板６ａ１１の上流側に位置し、気化室の手前に水を供給する。気化室内には、気化を促進するためセラミックボールが収納されており、仕切板６ａ１１、６ａ２１は、水蒸気は通過するが、セラミックボールは通過しないように形成されている。水供給管１３は、セルスタック５の燃料電池セル３の配列方向ｘ中央部の上方における気化室に水を供給するように構成されている。燃料電池セル３の配列方向ｘ中央部は温度が高くなり易いため、気化を促進できる。

さらに、改質部往路６ｂ１および改質部復路６ｂ２にも、それぞれ仕切板６ｂ１１、６ｂ２１が配置され、仕切板６ｂ１１、６ｂ２１間に位置する改質部往路６ｂ１、改質部連結路６ｃ３、改質部復路６ｂ２が改質室とされ、この改質室には改質触媒が収納されている。仕切板６ｂ１１、６ｂ２１は、水蒸気、原燃料ガス、改質ガス等のガスは通過できるが、改質触媒は通過できないように構成されている。

また、気化改質部連結路６ｃ２に接続した原燃料ガス供給管１５は、気化改質部連結路６ｃ２を構成する管体の壁を貫通し、先端部が気化改質部連結路６ｃ２内に突出した突出部１５ａを有しており、この突出部１５ａは、図５に示すように、上下に貫通孔１５ａ１が複数所定間隔をおいて形成されている。水蒸気は、貫通孔１５ａ１が形成された原燃料ガス供給管１５の突出部１５ａの外面を滑るように流れ、この際に、貫通孔１５ａ１から出てきた原燃料ガスと混合するように構成されている。突出部１５ａの先端は開口していても良く、閉塞していても良いが、開口している場合には、開口部が管壁近傍に位置していることが望ましい。

すなわち、原燃料ガス供給管１５は、気化改質部連結路６ｃ２の流路内に、原燃料ガス供給管１５内の原燃料ガスの流れ方向が水蒸気の流れ方向と交差する突出部１５ａを有している。それぞれの貫通孔１５ａ１から原燃料ガスが流れ出し、水蒸気との混合を促進できる。

さらに、改質器６から導出された燃料ガスは、図４に示すように、改質ガス導出管７により、分配器１９を介して２つのマニホールド４に供給される。すなわち、改質ガス導出管７は、改質器６から分配器１９までのＵ字状の第１改質ガス導出管７ａと、分配器１９から下方の２つのマニホールド４にそれぞれ延びる第２改質ガス導出管７ｂとを具備している。第１改質ガス導出管７ａ、第２改質ガス導出管７ｂは、改質ガスをマニホールド４に均等に供給すべく、同じ断面積で同じ長さ（圧力損失が同じ）とされている。

燃料電池モジュール１は、図１に示したように、収納容器２の内部にセルスタック装置８を収納してなるもので、セルスタック５の配列方向（燃料電池セル３の配列方向ｘと直交する方向）の両側における収納容器２の側壁には、外側から酸素含有ガス導入路２１、排ガス排出路２３が形成されている。酸素含有ガス導入路２１は、収納容器２の底部から側部を介して上部まで形成され、酸素含有ガス供給板１２に酸素含有ガスを供給するように構成されている。

一方、排ガス排出路２３は、収納容器２の側部から底部まで形成され、燃料電池セル３の上端からの排ガスが、気化部往路６ａ１を構成する管体と気化部復路６ａ２を構成する管体との間、および改質部往路６ｂ１を構成する管体と改質部復路６ｂ２を構成する管体との間の排ガス流通路１８を通過し、改質器６の上方に位置する排ガスが、収納容器２の側部から底部の排ガス排出路２３を介して排出口から排出されるように構成されている。酸素含有ガスが酸素含有ガス導入路２１を流れる間に、排ガス排出路２３を流れる排ガスにより加熱される。

また、気化部復路６ａ１と改質部往路６ｂ１との間の連結板２７の排ガス流通孔２７ａには、下端が排ガス排出路２３の下流側に接続された排ガス排出路２９が設けられている。

排ガス排出路２３、２９と、２個のセルスタック５からなるセルスタック群５ｇとが交互に配置されており、セルスタック群５ｇの一方側には排ガス排出路２３が、他方側には排ガス排出路２９が配置されている。

以上のようなセルスタック装置では、セルスタック数が多くても、これらのセルスタック５の上方に配置された１個の改質器６の複数の排ガス流通路１８を介して、排ガスを十分に排出することができるとともに、排ガス流通路１８を流れる高温の排ガスで、排ガス流通路１８を挟むように形成された気化改質流路９を効率良く加熱することができる。

また、４つのスタック５に対し改質器６を１個にすることで、補機が一セットだけになり、流量の安定供給が可能となり、またコストダウンを図ることができる。

なお、上記形態では、原燃料ガス供給管１５を気化改質部連結路６ｃ２に接続したが、これに限定されるものではなく、例えば、原燃料ガス供給管１５を気化部復路６ａ２の下流側に接続しても良く、さらには、改質部往路６ｂ１の上流側端に接続しても良い。原燃料ガス供給管１５による原燃料ガスの供給位置は、水供給管１３による水供給位置と同じ位置であっても良い。

また、上記形態では、原燃料ガス供給管１５が、気化改質部連結路６ｃ２内に突出した突出部１５ａを有する場合について説明したが、図６（ａ）に示すように、突出部を有しない場合であっても、原燃料ガス供給管１５により原燃料ガスを改質器６の気化改質部連結路６ｃ２内に供給でき、水蒸気と混合できる。

さらに、上記形態では、気化部復路６ａ２内の仕切板６ａ２１は、セルスタック５の燃料電池セル３の配列方向ｘ中央部に位置させたが、図６（ｂ）に示すように、セルスタック５の燃料電池セル３の配列方向ｘ中央部よりも、原燃料ガス供給管１５側に位置することが、セルスタック５の燃料電池セル３の配列方向ｘ中央部の熱を水の気化に有効利用できるため望ましい。

また、改質器６は、図７に示すように、気化部往路６ａ１と気化部復路６ａ２との端面同士、および改質部往路６ｂ１と改質部復路６ｂ２との端面同士を補強板２５で連結することが望ましい。これにより、改質器６を補強できる。

（第２の形態）
図８は、第２の形態のセルスタック装置に用いられる改質器を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は気化改質流路内のガスの流れを示す説明図である。この形態に用いられる改質器３６は、第１気化改質流路３１および第２気化改質流路３２、改質器３６を厚み方向に貫通する第１排ガス流通路３３および第２排ガス流通路３４を有している。第１気化改質流路３１および第２気化改質流路３２には、それぞれ気化部３５が形成されており、気化部３５の下流側には改質部を有している。符号１３は水供給管、符号１５は原燃料供給管である。

第１気化改質流路３１および第２気化改質流路３２は、それぞれ第１排ガス流通路３３および第２排ガス流通路３４の外側を、これらの第１、第２排ガス流通路３３、３４に沿って延び、さらに、Ｕターンして第１排ガス流通路３３および第２排ガス流通路３４の内側を、これらの第１、第２排ガス流通路３３、３４に沿って改質器３６の中央部まで延び、改質器３６の中央部で第１気化改質流路３１および第２気化改質流路３２が合流して構成されており、該合流部３７に改質ガスを導出する改質ガス導出管（図示せず）が接続されている。

すなわち、矩形箱状の改質器３６の第１側面３８ａの中央に水供給管１３、原燃料供給管１５が設けられており、第１気化改質流路３１は、第１側面３８ａに沿って形成された第１気化改質流路３１ａと、第１側面３８ａと直交する第２側面３８ｂに沿って形成された第２気化改質流路３１ｂと、第１側面３８ａと対向する第４側面３８ｄに沿って形成された第３気化改質流路３１ｃと、第１排ガス流通路３３の内側に沿って形成された第４気化改質流路３１ｄとを具備して構成されている。

また、第２気化改質流路３２は、第１側面３８ａに沿って形成された第１気化改質流路３２ａと、第１側面３８ａと直交する第３側面３８ｃに沿って形成された第２気化改質流路３２ｂと、第１側面３８ａと対向する第４側面３８ｄに沿って形成された第３気化改質流路３２ｃと、第２排ガス流通路３４の内側に沿って形成された第４気化改質流路３２ｄとを具備して構成されている。

水供給管１３、原燃料供給管１５で供給された水および原燃料は、第１気化改質流路３１ａと、第１気化改質流路３２ａとに分かれて流れていく。

水供給管１３、原燃料供給管１５は２重配管構造をなしており、原燃料供給管１５内に水供給管１３が挿入されており、内側の水供給管１３から水を供給し、内側の水供給管１３と、外側の原燃料供給管１５との隙間から燃料ガスを供給する。このように、２重配管構造であるため、モジュールから配管を出す穴が一箇所になり、排ガス漏れのリスクを低減できる。

このような第２の形態でも、セルスタック数が多くても、改質器３６の第１、第２排ガ
ス流通路３３、３４を介して、排ガスを十分に排出することができるとともに、第１、第２排ガス流通路３３、３４を流れる高温の排ガスで、第１、第２排ガス流通路３３、３４を挟むように形成された気化改質流路３１、３２を効率良く加熱することができ、さらに４つのセルスタック５に対し改質器３６を１個にすることで、補機を一セットとすることができ、流量の安定供給が可能となり、またコストダウンを図ることができる。さらに、気化改質流路３１、３２が対称に形成されることになり、気化部３５も対称の位置になるため、モジュール温度分布が対称となる。

（第３の形態）
図９は、第３の形態のセルスタック装置に用いられる改質器を示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は気化改質流路内のガスの流れを示す説明図である。この形態に用いられる改質器４１は、一つの気化改質流路４２、および改質器４１を厚み方向に貫通する第１排ガス流通路４３および第２排ガス流通路４４を有している。

気化改質流路４２が、第１排ガス流通路４３と第２排ガス流通路４４との間を、これらの第１、第２排ガス流通路４３、４４に沿って延び、さらに、Ｕターンして第１排ガス流通路４３の外側を第１排ガス流通路４３に沿って延び、改質器４１端面に沿って第２排ガス流通路４４まで延び、さらに、第２排ガス流通路４４の外側を第２排ガス流通路４４に沿って延びて構成されている。符号４６は気化部、符号７は改質ガス導出管、符号１３は水供給管、符号１５は原燃料供給管である。

すなわち、矩形箱状の改質器４１の第１側面３８ａの中央に水供給管１３、原燃料供給管１５が設けられており、気化改質流路４２は、第１側面３８ａから改質器４１中央部に向かって形成された第１気化改質流路４２ａと、第１側面３８ａと対向する第４側面３８ｄに沿って第１排ガス流通路４３側に延びた第２気化改質流路４２ｂと、第１側面３８ａと直交する第２側面３８ｂに沿って形成された第３気化改質流路４２ｃと、第１側面３８ａに沿って第２排ガス流通路４４まで延びた第４気化改質流路４２ｄと、第１側面３８ａと直交する第３側面３８ｃに沿って形成された第５気化改質流路４２ｅとを具備して構成されている。

水供給管１３、原燃料供給管１５は２重配管構造をなしており、原燃料供給管１５内に水供給管１３が挿入されており、内側の水供給管１３から水を供給し、内側の水供給管１３と、外側の原燃料供給管１５との隙間から燃料ガスを供給する。このように、２重配管構造であるため、モジュールから配管を出す穴が一箇所になり、排ガス漏れのリスクを低減できる。この水供給管１３、原燃料供給管１５は気化部４６に接続されている。

このような第３の形態でも、セルスタック数が多くても、改質器４１の排ガス流通路４３、４４を介して、排ガスを十分に排出することができるとともに、排ガス流通路４３、４４を流れる高温の排ガスで、排ガス流通路４３、４４を挟むように形成された気化改質流路４２を効率良く加熱することができ、さらに４つのセルスタック５に対し改質器４１を１個にすることで、補機を一セットとすることができ、流量の安定供給が可能となり、またコストダウンを図ることができる。

さらに、中央部に気化部４６があるためモジュール中央部の温度上昇が防止できる。また、気化部４６をモジュールの高温部に配置することで気化の安定化を図ることができる。さらに気化改質流路４２が一つであるため偏流を抑制できる。

図１０は、外装ケース内に燃料電池モジュール１と、燃料電池モジュール１を動作させるための補機とを収納してなる燃料電池装置の一例を示す分解斜視図である。なお、図１０においては一部構成を省略して示している。

図１０に示す燃料電池装置は、支柱５４と外装板５５とから構成される外装ケース内を仕切板５６により上下に区画し、その上方側を上述した燃料電池モジュール１を収納するモジュール収納室５７とし、下方側を燃料電池モジュール１を動作させるための補機類を収納する補機収納室５８として構成されている。なお、補機収納室５８に収納する補機類は省略して示している。

また、仕切板５６には、補機収納室５８の空気をモジュール収納室５７側に流すための空気流通口５９が設けられており、モジュール収納室５７を構成する外装板５５の一部に、モジュール収納室５７内の空気を排気するための排気口６０が設けられている。

このような燃料電池装置では、上述したようなモジュール１を外装ケース内に収納することにより、発電性能を向上した燃料電池装置とすることができる。

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。

例えば、燃料電池セル３の形状としては、平板型、円筒型、中空平板型等のいずれであっても良い。燃料電池セル３（セルスタック５）の発電を効率よく行なう上で、中空平板型の燃料電池セルとすることが好ましい。

また、上記形態では、４個のセルスタック５の上方に１個の改質器６を配置した形態について説明したが、例えば、２個または３個のセルスタックの上方に１個の改質器を配置しても良く、さらに、５個以上のセルスタックの上方に１個の改質器６を配置しても良い。

さらに、１個のマニホールド４に２個のセルスタック５を配置した形態について説明したが、１個のマニホールドに１個のセルスタックを配置しても良く、また、１個のマニホールドに３個以上のセルスタックを配置しても良い。

また、上記形態では、１個の改質器を有するセルスタック装置について説明したが、２個以上であっても良い。さらに、改質器に形成される排ガス流通路は３個以上であっても良い。

１：燃料電池モジュール
２：収納容器
３：燃料電池セル
５：セルスタック
６：改質器
６ａ：気化部
６ａ１：気化部往路
６ａ２：気化部復路
６ｂ：改質部
６ｂ１：改質部往路
６ｂ２：改質部復路
６ｃ１：気化部連結路
６ｃ２：気化改質部連結路
６ｃ３：改質部連結路
７：改質ガス導出管
９、３１、３２、３３、３４：気化改質流路
１３：水供給管
１５：原燃料ガス供給管
１８、３３、３４、４３、４４：排ガス流通路

Claims (6)

1. 複数のセルスタックの上方に改質器を配置してなるとともに、前記改質器が、水を気化して水蒸気を生成する気化部と該気化部で発生した水蒸気を用いて原燃料ガスを水蒸気改質する改質部とが水平方向に並置して設けられており、前記セルスタックからの排ガスが前記改質器の上方に抜ける排ガス流通路を複数有するとともに、前記改質器の内部に、前記排ガス流通路を挟むように前記気化部および前記改質部を有する気化改質流路が形成されていることを特徴とするセルスタック装置。
2. 前記気化部が、水を供給するための水供給管が接続された気化部往路および前記水蒸気が流れる気化部復路を具備し、前記改質部が、原燃料ガス供給管により供給された原燃料ガスが改質される改質部往路および改質ガスを導出する改質ガス導出管が接続された改質部復路を具備するとともに、前記気化改質流路が、前記気化部往路と前記気化部復路とが気化部連結路で連結され、前記気化部復路と前記改質部往路とが気化改質部連結路で連結され、前記改質部往路と前記改質部復路とが改質部連結路で連結されて構成されており、前記排ガス流通路が、前記気化部往路と前記気化部復路との間および前記改質部往路と前記改質部復路との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のセルスタック装置。
3. 前記改質器は、第１気化改質流路および第２気化改質流路、第１排ガス流通路および第２排ガス流通路を有しており、前記第１気化改質流路および前記第２気化改質流路が、それぞれ前記第１排ガス流通路および前記第２排ガス流通路の前記改質器の中心に対して外側をこれらの第１、第２排ガス流通路に沿って形成され、さらに、Ｕターンして前記第１排ガス流通路および前記第２排ガス流通路の前記改質器の中心に対して内側をこれらの第１、第２排ガス流通路に沿って前記改質器の中央部まで形成され、前記改質器の中央部で前記第１気化改質流路および前記第２気化改質流路が合流して構成されており、該合流部に改質ガスを導出する改質ガス導出管が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のセルスタック装置。
4. 前記改質器は、一つの前記気化改質流路、および第１排ガス流通路および第２排ガス流通路を有しており、前記気化改質流路が、前記第１排ガス流通路と前記第２排ガス流通路との間を、これらの第１、第２排ガス流通路に沿って形成され、さらに、Ｕターンして前記第１排ガス流通路の前記改質器の中心に対して外側を該第１排ガス流通路に沿って形成され、前記改質器端面に沿って前記第２排ガス流通路まで形成され、さらに、前記第２排ガス流通路の前記改質器の中心に対して外側を該第２排ガス流通路に沿って延びて構成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のセルスタック装置。
5. 請求項１乃至４のうちいずれかに記載のセルスタック装置を収納容器内に収納してなることを特徴とする燃料電池モジュール。
6. 請求項５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作動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。

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