JP6684022B2 - Fuel cell module - Google Patents

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Description

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する平板状の燃料電池を複数積層した平板積層型の燃料電池スタックを備える燃料電池モジュールに関する。   The present invention relates to a fuel cell module including a flat plate type fuel cell stack in which a plurality of flat plate fuel cells that generate electricity by an electrochemical reaction of a fuel gas and an oxidant gas are stacked.

平板積層型の燃料電池スタックは、所望の発電性能を得るために、平面で構成された電極部全体に所望の荷重が均一に印加されるように構成されていることが好ましい。   In order to obtain a desired power generation performance, it is preferable that the flat plate type fuel cell stack is configured so that a desired load is uniformly applied to the entire electrode portion formed of a plane.

また、燃料電池スタックは、一定以上の変形が生じると、燃料電池スタックの構成部品の損傷や、アノードガス、カソードガスのリーク等が発生するため、一定以上の平滑性が要求される。そのため、平板積層型の燃料電池スタックは、積層方向の両端にプレート(プレート部材、エンドプレート)を配置して、そのプレートによって挟持された状態に配置されている(例えば、特許文献1,2参照)。燃料電池スタックの両端のプレートは、複数のセルを主とした関連部品に所望の荷重が印加されるように配置されると共に、一定以上の変形が発生しないように、均一な荷重分布と、荷重による変形と、が抑制されるように組み立てられている。   Further, if the fuel cell stack is deformed to a certain extent or more, damage to the components of the fuel cell stack, leakage of the anode gas and the cathode gas, and the like occur, so smoothness above a certain extent is required. Therefore, in the flat-plate stacking type fuel cell stack, plates (plate members, end plates) are arranged at both ends in the stacking direction and sandwiched by the plates (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ). The plates at both ends of the fuel cell stack are arranged so that a desired load is applied to related components mainly including a plurality of cells, and a uniform load distribution and load are applied so that a certain amount of deformation does not occur. It is assembled so as to suppress deformation due to.

また、燃料電池スタックが固体酸化物型燃料電池(SOFC:Solid Oxide Fuel Cell)として機能するためには、アノードガスとカソードガスを供給する必要がある。さらに、それらのガスは、燃料電池スタックで利用された後、燃料電池スタックから排出される排ガスとなり、FC周辺機器(BOP:Balance of plant)の排ガス燃焼室に導入されて、発電用の熱源となる。   Further, in order for the fuel cell stack to function as a solid oxide fuel cell (SOFC), it is necessary to supply an anode gas and a cathode gas. Further, those gases become exhaust gas discharged from the fuel cell stack after being used in the fuel cell stack, and are introduced into an exhaust gas combustion chamber of FC peripheral equipment (BOP: Balance of plant) to serve as a heat source for power generation. Become.

また、特許文献1,2に記載されている燃料電池モジュールでは、FC周辺機器(以下「周辺機器」という)と燃料電池スタックとの間を流動する流体が、各々独立して流れる配管が配置されている。   In addition, in the fuel cell modules described in Patent Documents 1 and 2, pipes are arranged in which fluids flowing between the FC peripheral device (hereinafter referred to as “peripheral device”) and the fuel cell stack respectively independently flow. ing.

特開2012−182032号公報JP 2012-182032A 特開2010−10073号公報JP, 2010-10073, A

しかし、特許文献1,2に記載されている燃料電池モジュールおいて、周辺機器と燃料電池スタック間に配置されている配管は、配置が複雑で、径が大きいので、放熱の原因となり、発電効率が低いという問題点があった。
このため、周辺機器と燃料電池スタック間に配置されている配管は、シンプルで、小型であると共に、放熱し難い構造であることが好ましい。
However, in the fuel cell modules described in Patent Documents 1 and 2, the piping arranged between the peripheral device and the fuel cell stack has a complicated arrangement and has a large diameter, which causes heat dissipation, resulting in power generation efficiency. There was a problem that was low.
Therefore, it is preferable that the pipes arranged between the peripheral device and the fuel cell stack have a simple structure, a small size, and a structure that does not easily dissipate heat.

また、良好な発電効率(性能)を得るためには、各部の放熱を抑制すると共に、例えば、排ガス燃焼で発生した熱が、有効に燃料電池スタックに伝わることが好ましい。   Further, in order to obtain good power generation efficiency (performance), it is preferable to suppress the heat radiation of each part and to effectively transfer the heat generated by exhaust gas combustion to the fuel cell stack.

本発明は、このような問題点を解決するものであり、構成がシンプルで、放熱を抑制することができる燃料電池モジュールを提供することを目的とする。   The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a fuel cell module having a simple structure and capable of suppressing heat dissipation.

前記課題を解決するための手段として、本発明に係る燃料電池モジュールは、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する平板状の燃料電池を複数積層した平板積層型の燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックを載置したベースプレートと、を備えた燃料電池モジュールであって、前記ベースプレートには、当該ベースプレートの一方側のセル積層面から前記ベースプレートの他方側の周辺機器配置面に連通する流路が形成され、前記流路は、前記ベースプレートの他方側の周辺機器配置面に形成されたベース流路溝と、前記ベース流路溝を覆う蓋用プレートと、を備えて構成され、前記蓋用プレートは、前記ベース流路溝を覆うベース側シール用プレートと、周辺機器に接続される周辺機器側シール用プレートと、前記ベース側シール用プレートと前記周辺機器側シール用プレートとの間に介在された中間シール用プレートと、を備え、前記中間シール用プレートの外周部は、前記ベース側シール用プレートの外周部と、前記周辺機器側シール用プレートの外周部と、の内側に配置されていることを特徴とする。 As a means for solving the above-mentioned problems, a fuel cell module according to the present invention is a flat-plate fuel cell stack in which a plurality of flat-plate fuel cells that generate electricity by an electrochemical reaction of a fuel gas and an oxidant gas are stacked. And a base plate on which the fuel cell stack is mounted, the base plate communicating from the cell stacking surface on one side of the base plate to a peripheral device arrangement surface on the other side of the base plate. A flow path is formed, the flow path is configured to include a base flow path groove formed on a peripheral device arrangement surface on the other side of the base plate, and a lid plate that covers the base flow path groove , The lid plate includes a base-side sealing plate that covers the base channel groove, a peripheral-device-side sealing plate that is connected to peripheral devices, and the base plate. An intermediate seal plate interposed between the side seal plate and the peripheral device side seal plate, wherein an outer peripheral portion of the intermediate seal plate is an outer peripheral portion of the base side seal plate, and It is characterized in that it is arranged inside the outer peripheral portion of the peripheral device side sealing plate .

かかる構成によれば、燃料電池モジュールは、ベース流路溝が形成されたベースプレートに、蓋用プレートを装着することによって、流路を形成したベースプレートアッシとしている。流路は、ベースプレートの周辺機器配置面に形成されたベース流路溝と、ベース流路溝を覆う蓋用プレートと、で形成されていることによって、一方のベースプレートのみを加工すれば、流路を形成することができるので、部品点数及び加工工数が少なく、シンプルで廉価に形成することができる。
また、流路は、ベース流路溝の深さが比較的深い場合であっても、ベース流路溝を蓋用プレートで覆って流路を形成していることによって、ベースプレートを最小肉厚に抑えることができる。このため、燃料電池モジュールは、ベースプレートが小型・軽量でシンプルでありながらも、変形し難く、ヒートマスも小さく抑えられ、また、流路が昇温し易く、放熱も抑制されるので、起動や発電性能を良好にすることが可能である。
また、かかる構成によれば、中間シール用プレートの外周部は、ベース側シール用プレートの外周部と、周辺機器側シール用プレートの外周部と、の内側に配置していることによって、蓋用プレートの外周部と、周辺機器の接続部の外周部が、中間シール用プレートの外周の外周部内に入るように配置することができる。このため、各溶接部にそれぞれ溶接したときの熱を与えることがないので、接合状態を安定化させることができる。
According to this structure, the fuel cell module is a base plate assembly in which the flow path is formed by mounting the lid plate on the base plate in which the base flow path groove is formed. The flow path is formed by the base flow path groove formed on the peripheral device placement surface of the base plate and the lid plate that covers the base flow path groove. Since it can be formed, the number of parts and the number of processing steps are small, and it can be formed simple and inexpensive.
In addition, even if the depth of the base flow path groove is relatively deep, the flow path is formed by covering the base flow path groove with the lid plate, so that the base plate has the minimum wall thickness. Can be suppressed. For this reason, the fuel cell module has a small and lightweight base plate and is simple, but it is difficult to deform, the heat mass is suppressed small, the temperature of the flow passage is easily raised, and the heat dissipation is suppressed, so that the start-up and power generation are suppressed. It is possible to improve the performance.
Further, according to this structure, the outer peripheral portion of the intermediate sealing plate is arranged inside the outer peripheral portion of the base side sealing plate and the outer peripheral portion of the peripheral device side sealing plate, so that the lid The outer peripheral portion of the plate and the outer peripheral portion of the connecting portion of the peripheral device can be arranged so as to be within the outer peripheral portion of the outer periphery of the intermediate sealing plate. Therefore, heat is not applied to each of the welded portions, so that the joined state can be stabilized.

また、本発明に係る燃料電池モジュールは、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する平板状の燃料電池を複数積層した平板積層型の燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックを載置したベースプレートと、を備えた燃料電池モジュールであって、前記ベースプレートは、一方側にセル積層面を有する上側ベースプレートと、前記上側ベースプレートの他方側にガスケットを介して配置された下側ベースプレートと、前記セル積層面から前記ガスケットを介して前記下側ベースプレートの他方側の周辺機器配置面に連通する流路と、を有し、前記流路は、前記上側ベースプレートの他方側に形成された上ベース流路溝と、前記ガスケットに形成されて前記上ベース流路溝に合致するように配置されたガスケット流路溝と、前記下側ベースプレートに形成されて前記上ベース流路溝を下側から覆うように配置された下ベース流路溝と、を備えて構成されていることを特徴とする。   Further, the fuel cell module according to the present invention includes a flat plate type fuel cell stack in which a plurality of flat plate fuel cells that generate electricity by an electrochemical reaction of a fuel gas and an oxidant gas are stacked, and the fuel cell stack is mounted. In the fuel cell module, the base plate includes an upper base plate having a cell stacking surface on one side, a lower base plate arranged on the other side of the upper base plate via a gasket, A flow path communicating from the cell stacking surface to the peripheral device placement surface on the other side of the lower base plate via the gasket, the flow path being an upper base flow formed on the other side of the upper base plate. A channel groove, a gasket channel groove formed in the gasket so as to match the upper base channel groove, and Characterized in that it is configured with a lower base channel grooves of the upper base channel grooves disposed so as to cover from the lower side is formed in the side base plate, a.

かかる構成によれば、ベースプレートは、上側ベースプレートの上ベース流路溝と、上側ベースプレートの他方側にガスケットのガスケット流路溝を介して配置された下側ベースプレートの下ベース流路溝と、を合わせることによって形成された流路を有していることで、流路の放熱性を抑制することができる。このため、上側ベースプレートの上ベース流路溝と、下側ベースプレートの下ベース流路溝とは、エンドミル等による加工が可能であり、設計の自由度が高く、構成がシンプルである。   According to such a configuration, the base plate aligns the upper base channel groove of the upper base plate with the lower base channel groove of the lower base plate arranged on the other side of the upper base plate via the gasket channel groove of the gasket. By having the flow path formed by this, the heat dissipation of the flow path can be suppressed. For this reason, the upper base channel groove of the upper base plate and the lower base channel groove of the lower base plate can be processed by an end mill, etc., the degree of freedom in design is high, and the configuration is simple.

また、前記セル積層面は、平滑な面で形成され、前記蓋用プレートは、周辺機器に接合する接続部を有していることが好ましい。   Further, it is preferable that the cell stacking surface is formed as a smooth surface, and the lid plate has a connecting portion that is joined to a peripheral device.

かかる構成によれば、セル積層面は、デバイスが配置されていない平滑な面で形成されていることによって、荷重分布や、荷重による変形に対し好適にすることができるため、燃料電池スタックの積層構造の安定性を向上させることができる。また、ベースプレートは、蓋用プレートに周辺機器に接合する接続部を設けたことによって、セル積層面とは逆の面に溶接を集中させることができるため、セル積層面の平面研削加工が可能となる。   According to such a configuration, the cell stacking surface is formed as a smooth surface on which the device is not arranged, which makes it suitable for load distribution and deformation due to load, and therefore stacking of the fuel cell stack The stability of the structure can be improved. In addition, since the base plate is provided with a connection part for joining to peripheral devices on the lid plate, the welding can be concentrated on the surface opposite to the cell stacking surface, which enables surface grinding of the cell stacking surface. Become.

また、前記周辺機器側シール用プレートの前記ベースプレート側に接続される接続部の近傍には、縦断面視して波状に形成された応力緩和機構が配置されていることが好ましい。   Further, it is preferable that a stress relaxation mechanism formed in a wavy shape in a vertical cross-section is arranged near a connection portion of the peripheral device side sealing plate connected to the base plate side.

かかる構成によれば、周辺機器側シール用プレートとベースプレートとが接続される接続部の近傍は、縦断面視して波状に形成された応力緩和機構が配置されていることによって、異なる熱源からの熱応力による変位を吸収できるため、変形による損傷を回避することができる。   According to this configuration, the vicinity of the connection portion where the peripheral device-side sealing plate and the base plate are connected has a stress relaxation mechanism formed in a wavy shape in a vertical cross-section, so that a different heat source can be used. Since the displacement due to the thermal stress can be absorbed, the damage due to the deformation can be avoided.

また、前記燃料電池スタックと排ガス燃焼室とは、互いに近傍位置に配置し、前記ベースプレートには、排気と接する面が形成されていることが好ましい。   Further, it is preferable that the fuel cell stack and the exhaust gas combustion chamber are arranged in the vicinity of each other, and the base plate has a surface in contact with exhaust gas.

かかる構成によれば、燃料電池スタックと排ガス燃焼室とは、互いに近傍位置に配置し、ベースプレートに排気と接する面が形成されていることで、燃料電池スタックが燃焼熱を受熱し易くなるので、良好な発電性能を得ることができる。   According to this configuration, the fuel cell stack and the exhaust gas combustion chamber are arranged in the vicinity of each other, and the base plate is formed with the surface in contact with the exhaust gas, so that the fuel cell stack easily receives combustion heat, Good power generation performance can be obtained.

本発明に係る燃料電池モジュールは、構成がシンプルで、放熱を抑制することができる。   The fuel cell module according to the present invention has a simple structure and can suppress heat dissipation.

本発明の実施形態に係る燃料電池モジュールの概略構成説明図である。It is a schematic structure explanatory view of a fuel cell module concerning an embodiment of the present invention. 図1のA部拡大図である。It is the A section enlarged view of FIG. ベースプレートの構造を示す要部分解概略斜視図である。It is a principal part exploded schematic perspective view which shows the structure of a base plate. 周辺機器側シール用プレートを示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view showing a peripheral device side sealing plate. ベースプレートに接合される蓋用プレートの溶接順序を示す工程図であり、(a)はベースプレートの底面図、(b)はベースプレートにベース側シール用プレートを溶接した状態を示す工程図、(c)はベース側シール用プレートに中間シール用プレートを溶接した状態を示す工程図、(d)は中間シール用プレートに周辺機器側シール用プレートを溶接した状態を示す工程図である。It is a process drawing which shows the welding order of the plate for lids joined to a base plate, (a) is a bottom view of a base plate, (b) is a process drawing which shows the state which welded the base side sealing plate to the base plate, (c) FIG. 4A is a process diagram showing a state in which the intermediate seal plate is welded to the base side seal plate, and FIG. 8D is a process diagram showing a peripheral device side seal plate welded to the intermediate seal plate. 燃料電池モジュールを示す要部概略斜視図である。It is a principal part schematic perspective view which shows a fuel cell module. 燃料電池モジュールにおける周辺機器側シール用プレート及び周辺機器の温度解析を示す図であり、(a)は要部概略斜視図、(b)は要部概略平面図である。It is a figure which shows the temperature analysis of the peripheral device side sealing plate and peripheral device in a fuel cell module, (a) is a principal part schematic perspective view, (b) is a principal part schematic plan view. 燃料電池モジュールにおける周辺機器側シール用プレート及び周辺機器の熱応力解析を示す要部概略平面図である。It is a principal part schematic plan view which shows the thermal stress analysis of the peripheral device side sealing plate and peripheral device in a fuel cell module. 本発明の実施形態に係る燃料電池モジュールの第1変形例を示す要部分解概略斜視図である。It is a principal part exploded schematic perspective view which shows the 1st modification of the fuel cell module which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る燃料電池モジュールの第2変形例を示す要部分解概略斜視図である。It is a principal part exploded schematic perspective view which shows the 2nd modification of the fuel cell module which concerns on embodiment of this invention.

以下、図1〜図8に基づき本発明の実施形態に係る燃料電池モジュールの一例を説明する。
便宜上、図1に示す燃料電池スタック3が配置されている側を「上側」、蒸発器84が配置されている側を「下側」として適宜説明する。
Hereinafter, an example of the fuel cell module according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
For the sake of convenience, the side on which the fuel cell stack 3 shown in FIG. 1 is arranged is referred to as “upper side” and the side on which the evaporator 84 is arranged is referred to as “lower side”.

<燃料電池モジュール>
図1に示すように、本発明の実施形態に係る燃料電池モジュール1は、例えば、定置用として用いられる。燃料電池モジュール1には、原燃料(例えば、都市ガス)を供給する不図示の原燃料供給装置(原燃料ポンプを含む)と、酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス供給装置(空気ポンプを含む)と、が接続されている。燃料電池モジュール1は、固体酸化物形燃料電池モジュールである。このため、特にSOFC等の高温型燃料電池に最適である。
<Fuel cell module>
As shown in FIG. 1, the fuel cell module 1 according to the embodiment of the present invention is used, for example, for stationary use. The fuel cell module 1 includes a raw fuel supply device (including a raw fuel pump) (not shown) that supplies a raw fuel (for example, city gas) and an oxidant gas supply device (including an air pump) that supplies an oxidant gas. ), And are connected. The fuel cell module 1 is a solid oxide fuel cell module. Therefore, it is most suitable for a high temperature fuel cell such as SOFC.

燃料電池モジュール1は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する平板状の燃料電池を複数積層した平板積層型の燃料電池スタック3と、燃料電池スタック3を載置したベースプレート4と、改質器82、熱交換器83(HEX)、蒸発器84(EVP)、排ガス燃焼器81、及び、スタック用加熱器等からなる周辺機器8と、燃料電池スタック3及び周辺機器8を覆うケーシング2と、を備えている。   The fuel cell module 1 includes a flat plate-type fuel cell stack 3 in which a plurality of flat plate-shaped fuel cells that generate electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas are stacked, and a base plate 4 on which the fuel cell stack 3 is placed. , The reformer 82, the heat exchanger 83 (HEX), the evaporator 84 (EVP), the exhaust gas combustor 81, and the stack heater, and the fuel cell stack 3 and the peripheral device 8. And a casing 2.

<燃料電池スタック>
燃料電池スタック3は、燃料ガス(水素ガスにメタン、一酸化炭素が混合した気体)と酸化剤ガス(空気)との電気化学反応により発電する平板状の固体酸化物形燃料電池を備えている。複数の燃料電池は、鉛直方向に積層されると共に、燃料電池積層方向(以下、単に積層方向という)両端には、ベースプレート4、及び、エンドプレート6が配置されている。なお、本実施形態では、燃料電池モジュール1を鉛直方向に積層しているが、特に限られることなく、水平方向に積層してよい。
<Fuel cell stack>
The fuel cell stack 3 includes a plate-shaped solid oxide fuel cell that generates electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas (a gas in which hydrogen gas is mixed with methane and carbon monoxide) and an oxidant gas (air). . The plurality of fuel cells are stacked in the vertical direction, and the base plate 4 and the end plates 6 are arranged at both ends of the fuel cell stacking direction (hereinafter, simply referred to as the stacking direction). In addition, in the present embodiment, the fuel cell modules 1 are stacked vertically, but the fuel cell modules 1 may be stacked horizontally without any particular limitation.

不図示の燃料電池は、例えば、安定化ジルコニア等の酸化物イオン導電体で構成される電解質の両面に、カソード電極及びアノード電極が設けられた電解質・電極接合体(MEA)を備えている。なお、燃料電池としては、従来より使用されている種々のSOFCを用いることができる。   A fuel cell (not shown) includes an electrolyte / electrode assembly (MEA) in which a cathode electrode and an anode electrode are provided on both surfaces of an electrolyte composed of an oxide ion conductor such as stabilized zirconia. Various SOFCs that have been conventionally used can be used as the fuel cell.

燃料電池スタック3の積層方向一端側(ベースプレート4側)には、改質器82、熱交換器83、蒸発器84及び排ガス燃焼器81からなる周辺機器8が配置されている。燃料電池スタック3の積層方向他端側(エンドプレート6側)には、不図示のスタック用加熱器が配置されている。   A peripheral device 8 including a reformer 82, a heat exchanger 83, an evaporator 84, and an exhaust gas combustor 81 is arranged on one end side (base plate 4 side) in the stacking direction of the fuel cell stack 3. A stack heater (not shown) is arranged on the other end side (the end plate 6 side) of the fuel cell stack 3 in the stacking direction.

燃料電池スタック3には、燃料電池スタック3から排出される酸化剤排ガスを排ガス燃焼器81に導入させる酸化剤排ガス通路51が、ベースプレート4に形成された流路5(図3参照)を介して連通している。また、燃料電池スタック3には、燃料電池スタック3から排出される燃料排ガスを排ガス燃焼器81に導入させる燃料排ガス通路52が、ベースプレート4に形成された流路5(図3参照)を介して連通している。   In the fuel cell stack 3, an oxidant exhaust gas passage 51 for introducing the oxidant exhaust gas discharged from the fuel cell stack 3 into the exhaust gas combustor 81 is provided via the flow path 5 (see FIG. 3) formed in the base plate 4. It is in communication. Further, in the fuel cell stack 3, a fuel exhaust gas passage 52 for introducing the fuel exhaust gas discharged from the fuel cell stack 3 into the exhaust gas combustor 81 is provided via the flow path 5 (see FIG. 3) formed in the base plate 4 It is in communication.

燃料電池スタック3では、ベースプレート4と、エンドプレート6との間が複数本の締結具31により固定され、積層方向に所望の締め付け荷重が付与される。ベースプレート4には、筐体11、熱交換器83及び蒸発器84が、順次下方に向かって積層されて一体に固定される。   In the fuel cell stack 3, the base plate 4 and the end plate 6 are fixed by a plurality of fasteners 31, and a desired tightening load is applied in the stacking direction. On the base plate 4, the housing 11, the heat exchanger 83, and the evaporator 84 are sequentially stacked downward and fixed integrally.

<筐体>
図1に示すように、筐体11は、矩形状を有し、外形寸法がベースプレート4の外形寸法と略同一又は同一以下の近似した外形寸法に設定される。筐体11の上面及び排ガス燃焼器81の上面には、酸化剤排ガス通路51に連通する不図示の酸化剤排ガス窓部と、燃料排ガス通路52に連通する不図示の燃料排ガス窓部と、が一体に形成されている。
<Case>
As shown in FIG. 1, the housing 11 has a rectangular shape, and the external dimensions thereof are set to be approximately the same as or smaller than the external dimensions of the base plate 4. On the upper surface of the housing 11 and the upper surface of the exhaust gas combustor 81, an oxidant exhaust gas window portion (not shown) communicating with the oxidant exhaust gas passage 51 and a fuel exhaust gas window portion (not shown) communicating with the fuel exhaust gas passage 52 are provided. It is formed integrally.

筐体11内には、略中央に排ガス燃焼器81が配置される。排ガス燃焼器81は、矩形状を有し、必要に応じてヒータ(図示せず)が配置される。筐体11内には、排ガス燃焼器81を囲繞して改質器82が配置される。   An exhaust gas combustor 81 is arranged substantially in the center of the housing 11. The exhaust gas combustor 81 has a rectangular shape, and a heater (not shown) is arranged as necessary. A reformer 82 is arranged in the housing 11 so as to surround the exhaust gas combustor 81.

<ベースプレート>
図3に示すように、ベースプレート4は、燃料電池スタック3のセル積層部の下面に配置される平板状の金属製板部材によって形成されている。ベースプレート4は、燃料電池スタック3と、排ガス燃焼室81aと、の近傍に配置されている(図2参照)。ベースプレート4には、このベースプレート4の一方側のセル積層面4aからベースプレート4の他方側の周辺機器配置面4bに連通する流路5が形成されている。
<Base plate>
As shown in FIG. 3, the base plate 4 is formed of a flat plate member made of metal and arranged on the lower surface of the cell stack portion of the fuel cell stack 3. The base plate 4 is arranged near the fuel cell stack 3 and the exhaust gas combustion chamber 81a (see FIG. 2). The base plate 4 is formed with a flow path 5 that communicates from the cell stacking surface 4a on one side of the base plate 4 to the peripheral device placement surface 4b on the other side of the base plate 4.

換言すると、ベースプレート4には、貫通孔4f,4g,4hと、流路5の一部を形成するベース流路溝4c,4d,4eと、ベース流路溝4c,4d,4eを閉塞するベース側シール用プレート71と、酸化剤排ガス通路51と、燃料排ガス通路52(図1参照)と、燃料ガス通路53と、酸化剤ガス供給路54と、からなる流路5が設けられている。   In other words, the base plate 4 has through-holes 4f, 4g, 4h, base channel grooves 4c, 4d, 4e forming part of the channel 5, and bases closing the channel channels 4c, 4d, 4e. A passage 5 including a side sealing plate 71, an oxidant exhaust gas passage 51, a fuel exhaust gas passage 52 (see FIG. 1), a fuel gas passage 53, and an oxidant gas supply passage 54 is provided.

つまり、ベースプレート4には、排気と接する面が形成されている。このように、ベースプレート4は、外周部から中央部に寄った位置に排ガス流路が形成されて、排ガス流路の一部が、ベースプレート4に内蔵されている。   That is, the base plate 4 is formed with a surface that contacts exhaust gas. In this way, the base plate 4 has the exhaust gas passage formed at a position closer to the central portion from the outer peripheral portion, and a part of the exhaust gas passage is built in the base plate 4.

図2に示すように、ベースプレート4は、燃料電池スタック3と、排ガス燃焼室81aとの間に隣接して配置されている。換言すると、燃料電池スタック3と排ガス燃焼室81aとは、ベースプレート4を介して互いに近傍位置に配置されている。   As shown in FIG. 2, the base plate 4 is disposed adjacent to the fuel cell stack 3 and the exhaust gas combustion chamber 81a. In other words, the fuel cell stack 3 and the exhaust gas combustion chamber 81a are arranged in the vicinity of each other via the base plate 4.

セル積層面4aは、燃料電池スタック3が載置されるベースプレート4の上側の面であり、デバイスが配置されていない平滑な面で形成されている。
周辺機器配置面4bは、蓋用プレート7及び周辺機器8が配置されるベースプレート4の下側の面であり、図3に示すように、複数の流路5のベース流路溝4c,4d,4eが形成されている。
The cell stack surface 4a is an upper surface of the base plate 4 on which the fuel cell stack 3 is placed, and is formed as a smooth surface on which no device is arranged.
The peripheral device placement surface 4b is a lower surface of the base plate 4 on which the lid plate 7 and the peripheral device 8 are placed, and as shown in FIG. 3, the base flow channel grooves 4c, 4d of the plurality of flow channels 5 are formed. 4e is formed.

ベース流路溝4c,4d,4eは、ベースプレート4において、複数の管路状の流路5の上側半体を形成する凹状の横溝であり、ベースプレート4の下側の周辺機器配置面4bに露出した状態に形成されている。ベース流路溝4c,4d,4eの下側開口部は、前記ベース側シール用プレート71によって閉塞されて、流路5の横方向に延設された管路形状部位を形成している。   The base channel grooves 4c, 4d, 4e are concave lateral grooves that form the upper half of the plurality of channel channels 5 in the base plate 4, and are exposed on the peripheral device placement surface 4b below the base plate 4. It is formed in the state. The lower openings of the base channel grooves 4c, 4d, 4e are closed by the base-side sealing plate 71 to form a channel-shaped portion extending in the lateral direction of the channel 5.

ベース流路溝4cは、ベースプレート4において、外周部側端部に上側の燃料電池スタック3に向けて形成された貫通孔4fが連続形成され、中央部側端部に下側の改質器82に連通する配管状の燃料ガス通路53(図1参照)が接合されている。
ベース流路溝4dは、ベースプレート4において、外周部側端部に上側の燃料電池スタック3に向けて形成された貫通孔4fが連続形成され、中央部側端部に下側の熱交換器83(図1参照)に連通する配管状の酸化剤ガス供給路54が接合されている。
ベース流路溝4eは、ベースプレート4において、外周部側端部に上側の燃料電池スタック3に向けて形成された貫通孔4hが連続形成されている。
貫通孔4f,4g,4hは、ベースプレート4のセル積層面4aから周辺機器配置面4bに向いて上下方向に穿設された縦穴である。
In the base flow path groove 4c, in the base plate 4, a through hole 4f formed toward the upper fuel cell stack 3 is continuously formed at the outer peripheral side end, and the lower reformer 82 is formed at the central side end. A fuel gas passage 53 (see FIG. 1) in the form of a pipe that communicates with the fuel cell is joined.
In the base flow path groove 4d, in the base plate 4, a through hole 4f formed toward the upper fuel cell stack 3 is continuously formed at the outer peripheral side end portion, and the lower heat exchanger 83 is formed at the central portion side end portion. A pipe-shaped oxidant gas supply path 54 communicating with (see FIG. 1) is joined.
In the base flow path groove 4e, a through hole 4h formed toward the upper fuel cell stack 3 is continuously formed at the outer peripheral side end of the base plate 4.
The through holes 4f, 4g, and 4h are vertical holes formed in the vertical direction from the cell stacking surface 4a of the base plate 4 toward the peripheral device placement surface 4b.

<流路>
流路5は、燃料電池スタック3からベースプレート4を介して、排ガス燃焼器81等の周辺機器8に配置されて排ガス等を送るためのものである。流路5は、ベースプレート4の他方側(下側)の周辺機器配置面4bに形成された前記ベース流路溝4c,4d,4eと、ベース流路溝4c,4d,4eの一端部に形成された貫通孔4f,4g,4hと、ベース流路溝4c,4d,4eを覆う蓋用プレート7と、ベースプレート4から突出した状態に接合された酸化剤排ガス通路51、燃料排ガス通路52、燃料ガス通路53及び酸化剤ガス供給路54と、を備えて構成されている。流路5は、ベースプレート4の内部に設けられて、排ガス流路の一部を構成している。
<Flow path>
The flow path 5 is arranged in the peripheral device 8 such as the exhaust gas combustor 81 from the fuel cell stack 3 through the base plate 4 to send the exhaust gas and the like. The flow path 5 is formed in the base flow path grooves 4c, 4d, 4e formed on the peripheral device placement surface 4b on the other side (lower side) of the base plate 4 and one end of the base flow path grooves 4c, 4d, 4e. The through holes 4f, 4g, 4h, the lid plate 7 that covers the base channel grooves 4c, 4d, 4e, the oxidant exhaust gas passage 51, the fuel exhaust gas passage 52, and the fuel that are joined so as to project from the base plate 4. The gas passage 53 and the oxidant gas supply passage 54 are provided. The flow path 5 is provided inside the base plate 4 and constitutes a part of the exhaust gas flow path.

<蓋用プレート>
図3に示すように、蓋用プレート7は、ベース流路溝4c,4d,4eを覆うベース側シール用プレート71と、周辺機器8に接続される周辺機器側シール用プレート73と、ベース側シール用プレート71と周辺機器側シール用プレート73との間に介在された中間シール用プレート72と、の3枚のシール用板金を備えて構成されている。蓋用プレート7は、周辺機器8に接合するための接続部7aを有している。
<Plate for lid>
As shown in FIG. 3, the lid plate 7 includes a base-side sealing plate 71 that covers the base channel grooves 4c, 4d, and 4e, a peripheral-device-side sealing plate 73 that is connected to the peripheral device 8, and a base-side sealing plate. It comprises three sheet metals for sealing, an intermediate sealing plate 72 interposed between a sealing plate 71 and a peripheral device side sealing plate 73. The lid plate 7 has a connecting portion 7 a for joining to the peripheral device 8.

<ベース側シール用プレート>
ベース側シール用プレート71は、ベースプレート4の周辺機器配置面4bを略全体を覆う薄い平板状の板材からなる。ベース側シール用プレート71には、酸化剤排ガス通路51と、燃料ガス通路53と、酸化剤ガス供給路54と、がそれぞれ挿通される挿通孔71aが形成されている。
<Base side seal plate>
The base-side sealing plate 71 is made of a thin flat plate material that covers substantially the entire peripheral device placement surface 4b of the base plate 4. The base-side sealing plate 71 has insertion holes 71a through which the oxidant exhaust gas passage 51, the fuel gas passage 53, and the oxidant gas supply passage 54 are inserted.

<中間シール用プレート>
中間シール用プレート72は、平面視して略矩形の開口部72aを有する環状板部材からなる。中間シール用プレート72は、ベース側シール用プレート71と、周辺機器側シール用プレート73と、の間に配置されている。
<Plate for intermediate seal>
The intermediate sealing plate 72 is composed of an annular plate member having a substantially rectangular opening 72a in plan view. The intermediate sealing plate 72 is arranged between the base side sealing plate 71 and the peripheral device side sealing plate 73.

<周辺機器側シール用プレート>
図3及び図4に示すように、周辺機器側シール用プレート73は、平面視して略矩形の開口部73aを有する環状板部材からなる。
<Peripheral device side sealing plate>
As shown in FIGS. 3 and 4, the peripheral-device-side sealing plate 73 is an annular plate member having a substantially rectangular opening 73a in plan view.

<接続部及び応力緩和機構>
図2に示すように、接続部7aは、周辺機器側シール用プレート73のベースプレート4側(中間シール用プレート72)に接合されて接続される部位である。接続部7aの近傍には、縦断面視して波状に形成された応力緩和機構7bが配置されている。
図4に示すように、応力緩和機構7bは、蓋用プレート7にかかる応力を緩和するための部位である。応力緩和機構7bは、周辺機器側シール用プレート73の開口部73aの周縁部全体に、縦断面視して複数の凹凸状に形成されている。
<Connecting part and stress relaxation mechanism>
As shown in FIG. 2, the connection portion 7a is a portion that is joined and connected to the peripheral device side sealing plate 73 on the base plate 4 side (intermediate sealing plate 72). In the vicinity of the connection portion 7a, a stress relaxation mechanism 7b formed in a wavy shape in a vertical cross section is arranged.
As shown in FIG. 4, the stress relaxation mechanism 7b is a part for relaxing the stress applied to the lid plate 7. The stress relieving mechanism 7b is formed in a plurality of concave and convex shapes in a longitudinal sectional view on the entire peripheral portion of the opening 73a of the peripheral device side sealing plate 73.

≪燃料電池モジュールの作用≫
次に、図5〜図8を主に参照しながら本発明の実施形態に係る燃料電池モジュール1の作用を説明する。
<< Operation of fuel cell module >>
Next, the operation of the fuel cell module 1 according to the embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. 5 to 8.

図3及び図5(a)に示すように、ベースプレート4の下側の周辺機器配置面4bには、ベース流路溝4c,4d,4eと、貫通孔4f,4g,4hと、酸化剤排ガス通路51(排ガス流路)と、燃料排ガス通路52(排ガス流路)と、燃料ガス通路53と、酸化剤ガス供給路54と、が露出した開放状態に配置されている。   As shown in FIGS. 3 and 5 (a), the peripheral device placement surface 4b on the lower side of the base plate 4 has base channel grooves 4c, 4d, 4e, through holes 4f, 4g, 4h, and oxidant exhaust gas. The passage 51 (exhaust gas passage), the fuel exhaust gas passage 52 (exhaust gas passage), the fuel gas passage 53, and the oxidant gas supply passage 54 are arranged in an exposed and open state.

このベースプレート4を組み立てる場合は、まず、図5(b)に示すように、ベース側シール用プレート71の2つの挿通孔71aを燃料ガス通路53及び酸化剤ガス供給路54に嵌めると共に、1つの挿通孔71aをベース流路溝4e上に配置するようにして、ベースプレート4の周辺機器配置面4bに当接させる。続いて、レーザー溶接等によって接合する。ベース側シール用プレート71の周縁部とベースプレート4とをレーザー溶接すると共に、挿通孔71aの周縁部と、燃料ガス通路53及び酸化剤ガス供給路54と、をレーザー溶接等で接合する。   When assembling the base plate 4, first, as shown in FIG. 5B, the two insertion holes 71a of the base-side sealing plate 71 are fitted into the fuel gas passage 53 and the oxidant gas supply passage 54, and one is inserted. The insertion hole 71a is arranged on the base flow path groove 4e, and is brought into contact with the peripheral device arrangement surface 4b of the base plate 4. Subsequently, they are joined by laser welding or the like. The peripheral portion of the base-side sealing plate 71 and the base plate 4 are laser-welded, and the peripheral portion of the insertion hole 71a is joined to the fuel gas passage 53 and the oxidant gas supply passage 54 by laser welding or the like.

次に、図5(c)に示すように、そのベース側シール用プレート71の下面に中間シール用プレート72に当接させて、ベース側シール用プレート71と、中間シール用プレート72の外周とをレーザー溶接等で接合する。   Next, as shown in FIG. 5C, the lower surface of the base-side sealing plate 71 is brought into contact with the intermediate-sealing plate 72, and the base-side sealing plate 71 and the outer periphery of the intermediate-sealing plate 72 are separated. Are joined by laser welding or the like.

続いて、図5(d)に示すように、その中間シール用プレート72の下側に周辺機器側シール用プレート73を当接させた状態に配置する。次に、燃料電池スタック3への熱影響を低減するために、中間シール用プレート72の開口部72aの縁と、周辺機器側シール用プレート73の開口部73aの縁と、をティグ溶接等で接合する。   Subsequently, as shown in FIG. 5D, the peripheral device side sealing plate 73 is placed in contact with the lower side of the intermediate sealing plate 72. Next, in order to reduce the heat influence on the fuel cell stack 3, the edge of the opening 72a of the intermediate sealing plate 72 and the edge of the opening 73a of the peripheral device side sealing plate 73 are welded by TIG welding or the like. To join.

このようにして、燃料電池モジュール1のベースプレート4を完成することができる。図6に示すように、周辺機器側シール用プレート73は、燃料電池スタック3の下側のベースプレート4と、筐体11との接合箇所に配置されている。   In this way, the base plate 4 of the fuel cell module 1 can be completed. As shown in FIG. 6, the peripheral-device-side sealing plate 73 is arranged at the joint between the lower base plate 4 of the fuel cell stack 3 and the housing 11.

図7は、燃料電池モジュール1における周辺機器側シール用プレート及び周辺機器の温度解析を示す図であり、(a)は要部概略斜視図、(b)は要部概略平面図である。
ベースプレート4と筐体11との接合箇所に蓋用プレート7の周辺機器側シール用プレート73等を有していることによって、図7(a)、(b)に示すように、駆動時に、特に、高温になる箇所は、環状の応力緩和機構7b(図7(a)、(b)中の黒色で塗布した箇所)が有る箇所のみに抑制することができる。
7A and 7B are diagrams showing the temperature analysis of the peripheral device side sealing plate and the peripheral device in the fuel cell module 1, where FIG. 7A is a schematic perspective view of a main part, and FIG.
By providing the peripheral device-side sealing plate 73 of the lid plate 7 and the like at the joint between the base plate 4 and the housing 11, as shown in FIGS. 7A and 7B, particularly during driving. The locations where the temperature becomes high can be suppressed only to the locations where the annular stress relaxation mechanism 7b (the locations coated in black in FIGS. 7A and 7B) are present.

図8は、燃料電池モジュール1における周辺機器側シール用プレート及び周辺機器の熱応力解析を示す要部概略平面図である。
また、周辺機器側シール用プレート73及び周辺機器8の熱応力解析を調べたところ、図8に示すように、周辺機器側シール用プレート73に二重の環状に形成された応力緩和機構7bがあることによって、応力緩和機構7bコーナー部7cで応力を抑制することができるため、首部状に上方向に突出形成された開口部73aの応力閾値に対する比率を低減させることが確認できた。
FIG. 8 is a schematic plan view of essential parts showing a thermal stress analysis of the peripheral device side sealing plate and the peripheral device in the fuel cell module 1.
Further, when the thermal stress analysis of the peripheral device side sealing plate 73 and the peripheral device 8 is examined, as shown in FIG. 8, the stress relaxation mechanism 7b formed in the peripheral device side sealing plate 73 in a double annular shape is found. Since it is possible to suppress the stress at the corner portion 7c of the stress relaxation mechanism 7b, it has been confirmed that the ratio of the opening 73a projecting upward in the neck shape to the stress threshold value is reduced.

[第1変形例]
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。なお、以下の変形例において、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図9は、本発明の実施形態に係る燃料電池モジュール1の第1変形例を示す要部分解概略斜視図である。
[First Modification]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea thereof, and the present invention extends to these modified and changed inventions. Of course. In addition, in the following modified examples, the configurations already described are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
FIG. 9 is an exploded perspective view of a main part of a first modification of the fuel cell module 1 according to the embodiment of the present invention.

図9に示すように、第1変形例のベースプレート4Aは、一方側にセル積層面41Aaを有する上側ベースプレート41Aと、上側ベースプレート41Aの他方側にガスケット43Aを介して配置された下側ベースプレート42Aと、セル積層面41aからガスケット43Aを介して下側ベースプレート42Aの他方側の周辺機器配置面42Abに連通する流路5Aと、を有している。   As shown in FIG. 9, the base plate 4A of the first modified example includes an upper base plate 41A having a cell stacking surface 41Aa on one side, and a lower base plate 42A arranged on the other side of the upper base plate 41A via a gasket 43A. , A flow path 5A communicating with the peripheral device placement surface 42Ab on the other side of the lower base plate 42A from the cell stacking surface 41a via the gasket 43A.

流路5Aは、上側ベースプレート41Aの他方側に形成された上ベース流路溝41Acと、ガスケット43Aに形成されて上ベース流路溝41Acに合致するように配置されたガスケット流路溝43Acと、下側ベースプレート42Aに形成されて上ベース流路溝41Acを下側から覆うように配置された下ベース流路溝42Acと、を備えて構成されている。   The flow path 5A includes an upper base flow path groove 41Ac formed on the other side of the upper base plate 41A, a gasket flow path groove 43Ac formed in the gasket 43A so as to match the upper base flow path groove 41Ac, And a lower base flow channel groove 42Ac formed on the lower base plate 42A and arranged to cover the upper base flow channel groove 41Ac from the lower side.

このように、ベースプレート4Aは、上側ベースプレート41Aと、下側ベースプレート下側ベースプレート42Aと、ガスケット43Aとの3つの部材で形成してもよい。   As described above, the base plate 4A may be formed of three members including the upper base plate 41A, the lower base plate lower base plate 42A, and the gasket 43A.

[第2変形例]
図10は、本発明の実施形態に係る燃料電池モジュール1の第2変形例を示す要部分解概略斜視図である。
[Second Modification]
FIG. 10 is an exploded perspective view of main parts showing a second modification of the fuel cell module 1 according to the embodiment of the present invention.

図10に示すように、第2変形例のベースプレート4Bは、ベースプレート4Bの内部には、穴からなる流路5Bを一体形成したものであってもよい。この場合、流路5Bは、ベースプレート4Bの一方側のセル積層面4Baからベースプレート4Bの他方側の周辺機器配置面4Bbに連通して形成されている。   As shown in FIG. 10, the base plate 4B of the second modification may have a flow path 5B formed of a hole integrally formed inside the base plate 4B. In this case, the flow path 5B is formed so as to communicate from the cell stacking surface 4Ba on one side of the base plate 4B to the peripheral device placement surface 4Bb on the other side of the base plate 4B.

このようにベースプレート4Bは、穴からなる流路5Bを一体形成したことにより、流路5Bがベースプレート4Bと兼備された状態に配置されている。このため、部品点数を削減して、小型でシンプルな構造にすることができるので、コスト及び放熱を抑えることができる。   In this way, the base plate 4B is arranged in a state in which the flow path 5B also serves as the base plate 4B by integrally forming the flow path 5B made of a hole. For this reason, the number of parts can be reduced, and a small and simple structure can be achieved, so that cost and heat dissipation can be suppressed.

[その他の変形例]
前記実施形態のベースプレート4の下面に設けられるベース側シール用プレート71、中間シール用プレート72、及び、周辺機器側シール用プレート73は、接合されてあればよく、ティグ溶接やレーザー溶接等の溶接手段以外による接合や、ろう付けによる接合であってもよい。
[Other modifications]
The base-side sealing plate 71, the intermediate sealing plate 72, and the peripheral-device-side sealing plate 73 provided on the lower surface of the base plate 4 of the above embodiment may be joined together, and welding such as TIG welding or laser welding is possible. Bonding by means other than means or brazing may be used.

1 燃料電池モジュール
3 燃料電池スタック
4,4A,4B ベースプレート
4a,4Ba セル積層面
4b,4Bb 周辺機器配置面
4c,4d,4e ベース流路溝
5,5A,5B 流路
7 蓋用プレート
7a 接続部
7b 応力緩和機構
8 周辺機器
41A 上側ベースプレート
41a,41Aa セル積層面
41Ac 上ベース流路溝
42A 下側ベースプレート
42Ab 周辺機器配置面
42Ac 下ベース流路溝
43A ガスケット
43Ac ガスケット流路溝
71 ベース側シール用プレート
72 中間シール用プレート
73 周辺機器側シール用プレート
81a 排ガス燃焼室
1 Fuel Cell Module 3 Fuel Cell Stack 4, 4A, 4B Base Plate 4a, 4Ba Cell Laminated Surface 4b, 4Bb Peripheral Equipment Arrangement Surface 4c, 4d, 4e Base Channel Groove 5, 5A, 5B Channel 7 Lid Plate 7a Connection Part 7b Stress relaxation mechanism 8 Peripheral equipment 41A Upper base plate 41a, 41Aa Cell stacking surface 41Ac Upper base channel groove 42A Lower base plate 42Ab Peripheral equipment placement surface 42Ac Lower base channel groove 43A Gasket 43Ac Gasket channel groove 71 Base side sealing plate 72 Intermediate Seal Plate 73 Peripheral Equipment Side Seal Plate 81a Exhaust Gas Combustion Chamber

Claims (5)

燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する平板状の燃料電池を複数積層した平板積層型の燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックを載置したベースプレートと、を備えた燃料電池モジュールであって、
前記ベースプレートには、当該ベースプレートの一方側のセル積層面から前記ベースプレートの他方側の周辺機器配置面に連通する流路が形成され、
前記流路は、前記ベースプレートの他方側の周辺機器配置面に形成されたベース流路溝と、
前記ベース流路溝を覆う蓋用プレートと、を備えて構成され
前記蓋用プレートは、前記ベース流路溝を覆うベース側シール用プレートと、
周辺機器に接続される周辺機器側シール用プレートと、
前記ベース側シール用プレートと前記周辺機器側シール用プレートとの間に介在された中間シール用プレートと、を備え、
前記中間シール用プレートの外周部は、前記ベース側シール用プレートの外周部と、前記周辺機器側シール用プレートの外周部と、の内側に配置されていることを特徴とする燃料電池モジュール。
A flat-plate-type fuel cell stack in which a plurality of flat-plate fuel cells that generate electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas are stacked;
A fuel cell module comprising a base plate on which the fuel cell stack is mounted,
In the base plate, a flow path that communicates from the cell stacking surface on one side of the base plate to the peripheral device placement surface on the other side of the base plate is formed,
The flow channel is a base flow channel groove formed on a peripheral device arrangement surface on the other side of the base plate,
A lid plate that covers the base channel ,
The lid plate is a base-side sealing plate that covers the base channel groove,
Peripheral device side sealing plate connected to peripheral devices,
An intermediate seal plate interposed between the base side seal plate and the peripheral device side seal plate,
A fuel cell module , wherein an outer peripheral portion of the intermediate sealing plate is arranged inside an outer peripheral portion of the base side sealing plate and an outer peripheral portion of the peripheral device side sealing plate .
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する平板状の燃料電池を複数積層した平板積層型の燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックを載置したベースプレートと、を備えた燃料電池モジュールであって、
前記ベースプレートは、一方側にセル積層面を有する上側ベースプレートと、
前記上側ベースプレートの他方側にガスケットを介して配置された下側ベースプレートと、
前記セル積層面から前記ガスケットを介して前記下側ベースプレートの他方側の周辺機器配置面に連通する流路と、を有し、
前記流路は、前記上側ベースプレートの他方側に形成された上ベース流路溝と、
前記ガスケットに形成されて前記上ベース流路溝に合致するように配置されたガスケット流路溝と、
前記下側ベースプレートに形成されて前記上ベース流路溝を下側から覆うように配置された下ベース流路溝と、を備えて構成されていることを特徴とする燃料電池モジュール。
A flat-plate-type fuel cell stack in which a plurality of flat-plate fuel cells that generate electricity by an electrochemical reaction between a fuel gas and an oxidant gas are stacked;
A fuel cell module comprising a base plate on which the fuel cell stack is mounted,
The base plate is an upper base plate having a cell stacking surface on one side,
A lower base plate arranged on the other side of the upper base plate via a gasket,
A flow path that communicates with the peripheral device placement surface on the other side of the lower base plate from the cell stacking surface through the gasket,
The channel is an upper base channel groove formed on the other side of the upper base plate,
A gasket channel groove formed on the gasket and arranged to match the upper base channel groove,
A lower base channel formed on the lower base plate and arranged to cover the upper base channel from the lower side.
前記セル積層面は、平滑な面で形成され、
前記蓋用プレートは、周辺機器に接合する接続部を有してい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。
The cell stack surface is formed by a smooth surface,
The fuel cell module according to claim 1, wherein the lid plate has a connecting portion that is joined to a peripheral device.
前記周辺機器側シール用プレートの前記ベースプレート側に接続される接続部の近傍には、縦断面視して波状に形成された応力緩和機構が配置されていることを特徴とする請求項に記載の燃料電池モジュール。 In the vicinity of the connecting portion connected to the base plate side of the peripheral device side sealing plate, wherein the vertical cross section and stress formed in wavy relief mechanism is disposed to claim 1, wherein Fuel cell module. 前記燃料電池スタックと排ガス燃焼室とは、互いに近傍位置に配置し、
前記ベースプレートには、排気と接する面が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項に記載の燃料電池モジュール。
The fuel cell stack and the exhaust gas combustion chamber are arranged in the vicinity of each other,
It said base plate, fuel cell module according to claim 1 or claim 2, characterized in that the surface in contact with the exhaust is formed.
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