JP7261631B2

JP7261631B2 - POWER GENERATION UNIT HAVING SOLID OXIDE FUEL CELL

Info

Publication number: JP7261631B2
Application number: JP2019056539A
Authority: JP
Inventors: 文雄各務; 基柳沼
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2023-04-20
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020161229A

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池を有する発電ユニットに関する。 The present invention relates to power generation units having solid oxide fuel cells.

燃料電池スタックにおいて、燃料や空気の給排気の温度を検出する温度センサーをマニホールドに配置する技術が知られている（特許文献１を参照）。特許文献１に記載された燃料電池スタックは、エンドプレートに燃料の供給および排出、空気の供給および排出のための略長方形の開口部を備えている。開口部のそれぞれに、燃料の供給および排出、空気の供給および排出のそれぞれを行うマニホールドが接続されている。マニホールドの開口部は、エンドプレート側は略長方形の開口部であるのに対し、他方側は略円形である。温度センサーは、マニホールドに配置され、略長方形の開口部および略円形の開口部の形状が重なる部位に、重力方向上方から挿入されている。 In a fuel cell stack, a technique is known in which a temperature sensor for detecting the temperature of supply and exhaust of fuel and air is arranged in a manifold (see Patent Document 1). The fuel cell stack described in Patent Document 1 has substantially rectangular openings in end plates for supplying and discharging fuel and for supplying and discharging air. A manifold for supplying and discharging fuel and supplying and discharging air is connected to each of the openings. The opening of the manifold is substantially rectangular on the end plate side and substantially circular on the other side. The temperature sensor is arranged on the manifold and inserted from above in the direction of gravity into a portion where the substantially rectangular opening and the substantially circular opening overlap.

特開２０１７－６３０２５号公報JP 2017-63025 A

マニホールドは、熱歪によって変位が生じる。マニホールドに変位が生じると、流れの中央に温度センサーを暴露できい可能性がある。このため、温度計測点にズレが生じ、正確な温度測定を行うことができなくなる。特許文献１に記載された技術は、熱歪によってマニホールドに変位が生じることを考慮して温度を検出するものではない。 The manifold is displaced by thermal strain. Displacement in the manifold may not expose the temperature sensor in the middle of the flow. As a result, the temperature measurement points are misaligned, making it impossible to perform accurate temperature measurement. The technique described in Patent Literature 1 does not detect the temperature in consideration of the displacement of the manifold due to thermal strain.

固体酸化物形燃料電池を使用する発電ユニットは、固体高分子形燃料電池を使用する場合に比べると、運転温度が高く、熱膨張によって各部位に大きな変位が生じる。このため、温度を検出する機構は、熱歪によって配管に変位が生じることを考慮したものでなければならない。 A power generation unit using a solid oxide fuel cell has a higher operating temperature than a unit using a polymer electrolyte fuel cell, and thermal expansion causes a large displacement in each part. For this reason, the mechanism for detecting temperature must take into consideration the displacement of the pipe due to thermal strain.

そこで、本発明の目的は、熱歪によって配管に変位が生じても正確な温度測定を行うことが可能な、固体酸化物形燃料電池を有する発電ユニットを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a power generation unit having a solid oxide fuel cell that enables accurate temperature measurement even if the piping is displaced due to thermal strain.

上記目的を達成するための本発明は、車体に支持される発電ユニットであって、固体酸化物形燃料電池の燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックに供給する燃料を改質する機能を有するガスプロセッシングユニットと、を有する。発電ユニットは、複数の配管と、温度センサーと、変位吸収機構と、支持機構とを有する。複数の配管は、前記燃料電池スタックと前記ガスプロセッシングユニットとの間で、燃料の供給および排出、空気の供給および排出のそれぞれを行う。温度センサーは、燃料の給気および排気の温度、空気の給気および排気の温度のそれぞれを検出する。変位吸収機構は、前記配管に配置され熱歪による前記配管の変位を吸収する。支持機構は、前記燃料電池スタックおよび前記ガスプロセッシングユニットを、いずれかの前記配管の中心線上において車体に固定支持し、他の支持点を前記中心線と直交する方向に変位可能に前記車体に支持する。前記変位吸収機構が配置された変位側の前記配管は、前記温度センサーを前記変位吸収機構に対して流れの上流側に配置する。そして、前記中心線を備える固定側の前記配管は、前記温度センサーを前記ガスプロセッシングユニット側よりも記燃料電池スタック側に近い位置に配置する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a power generation unit supported by a vehicle body, comprising a fuel cell stack of a solid oxide fuel cell, and a gas generator having a function of reforming the fuel supplied to the fuel cell stack. and a processing unit. A power generation unit has a plurality of pipes , a temperature sensor, a displacement absorption mechanism, and a support mechanism. A plurality of pipes supply and discharge fuel and supply and discharge air, respectively, between the fuel cell stack and the gas processing unit. Temperature sensors detect the temperature of the fuel supply and exhaust, and the temperature of the air supply and exhaust, respectively. The displacement absorbing mechanism is arranged in the pipe and absorbs displacement of the pipe due to thermal strain. The support mechanism fixedly supports the fuel cell stack and the gas processing unit on the vehicle body on the center line of one of the pipes , and supports the other support points on the vehicle body so as to be displaceable in a direction orthogonal to the center line. do. In the pipe on the displacement side where the displacement absorption mechanism is arranged, the temperature sensor is arranged on the upstream side of the flow with respect to the displacement absorption mechanism. Further, in the fixed-side piping having the center line, the temperature sensor is arranged at a position closer to the fuel cell stack side than to the gas processing unit side.

本発明によれば、熱歪によって配管に変位が生じても正確な温度測定を行うことが可能な、固体酸化物形燃料電池を有する発電ユニットを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power generation unit which has a solid oxide fuel cell which can perform an exact temperature measurement even if displacement arises in piping by thermal strain can be provided.

本発明の第１実施形態に係る発電ユニットのシステム構成を模式的に示す正面図であって、図１Ｂの矢印１Ａに沿って視た正面図である。1B is a front view schematically showing the system configuration of the power generation unit according to the first embodiment of the present invention, and is a front view as seen along arrow 1A in FIG. 1B. FIG. 発電ユニットのシステム構成を模式的に示す上面図である。FIG. 2 is a top view schematically showing the system configuration of the power generation unit; 発電ユニットのシステム構成を模式的に示す正面図であって、図１Ｂの矢印１Ｃに沿って視た正面図である。FIG. 1B is a front view schematically showing the system configuration of the power generation unit as viewed along arrow 1C in FIG. 1B. ガスプロセッシングユニットの構成を模式的に示す図であって、図１Ｂの１Ｄ－１Ｄ線に沿う図である。FIG. 1B is a diagram schematically showing the configuration of the gas processing unit, taken along line 1D-1D in FIG. 1B. 燃料電池スタックにおける燃料の供給ポートおよび排出ポート、空気の供給ポートおよび排出ポートを模式的に示す図であって、図１Ｂの１Ｅ－１Ｅ線に沿う図である。FIG. 1B is a view schematically showing a fuel supply port and an air discharge port and an air supply port and an air discharge port in a fuel cell stack, taken along line 1E-1E of FIG. 1B. 燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの熱膨張差によって生じる配管の変位を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining displacement of piping caused by a difference in thermal expansion between the fuel cell stack and the gas processing unit; 配管に配置された変位吸収機構の作用を説明する説明図である。It is an explanatory view explaining an action of a displacement absorption mechanism arranged at piping . 第１実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す正面図であって、図４Ｂの矢印４Ａに沿って視た正面図である。FIG. 4C is a front view schematically showing the support structure of the fuel cell stack and the gas processing unit to the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the first embodiment, and is the front view taken along the arrow 4A in FIG. 4B. It is a diagram. 第１実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す上面図である。FIG. 4 is a top view schematically showing the support structure of the fuel cell stack and the gas processing unit to the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the first embodiment. 第１実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す正面図であって、図４Ｂの矢印４Ｃに沿って視た正面図である。FIG. 4C is a front view schematically showing the support structure of the fuel cell stack and the gas processing unit on the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the first embodiment, and is the front view taken along the arrow 4C in FIG. 4B. It is a diagram. 第１の実施形態に係る発電ユニットにおける配管の変位を説明する説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating displacement of pipes in the power generation unit according to the first embodiment; 第２実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す正面図であって、図６Ｂの矢印６Ａに沿って視た正面図である。FIG. 6C is a front view schematically showing the support structure for the fuel cell stack and the gas processing unit on the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the second embodiment, and is the front seen along the arrow 6A in FIG. 6B. It is a diagram. 第２実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す上面図である。FIG. 10 is a top view schematically showing the support structure of the fuel cell stack and the gas processing unit on the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the second embodiment. 第２実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す正面図であって、図６Ｂの矢印６Ｃに沿って視た正面図である。FIG. 6C is a front view schematically showing the support structure for the fuel cell stack and the gas processing unit on the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the second embodiment, and is the front seen along the arrow 6C in FIG. 6B. It is a diagram. 第３実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す正面図であって、図７Ｂの矢印７Ａに沿って視た正面図である。FIG. 7B is a front view schematically showing the support structure of the fuel cell stack and the gas processing unit on the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the third embodiment, and is the front seen along the arrow 7A in FIG. 7B. It is a diagram. 第３実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す上面図である。FIG. 11 is a top view schematically showing the support structure of the fuel cell stack and the gas processing unit to the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the third embodiment. 第３実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す正面図であって、図７Ｂの矢印７Ｃに沿って視た正面図である。FIG. 7B is a front view schematically showing the support structure of the fuel cell stack and the gas processing unit on the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the third embodiment, and is the front seen along the arrow 7C in FIG. 7B. It is a diagram. 第４実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す正面図であって、図８Ｂの矢印８Ａに沿って視た正面図である。FIG. 8C is a front view schematically showing the support structure of the fuel cell stack and the gas processing unit to the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the fourth embodiment, and is the front seen along the arrow 8A in FIG. 8B. It is a diagram. 第４実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す上面図である。FIG. 11 is a top view schematically showing the support structure of the fuel cell stack and the gas processing unit to the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the fourth embodiment. 第４実施形態に係る発電ユニットにおける燃料電池スタックおよびガスプロセッシングユニットの車体への支持構造および温度センサーの配置位置を模式的に示す正面図であって、図８Ｂの矢印８Ｃに沿って視た正面図である。FIG. 8B is a front view schematically showing the support structure of the fuel cell stack and the gas processing unit on the vehicle body and the arrangement positions of the temperature sensors in the power generation unit according to the fourth embodiment, and is the front seen along the arrow 8C in FIG. 8B. It is a diagram. 第４実施形態に係る発電ユニットにおけるガスプロセッシングユニットの構成を模式的に示す図であって、図８Ｂの８Ｄ－８Ｄ線に沿う図である。FIG. 8D is a diagram schematically showing the configuration of a gas processing unit in a power generation unit according to a fourth embodiment, taken along line 8D-8D in FIG. 8B.

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明は特許請求の範囲に記載される技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。なお、説明の便宜のため、ＸＹＺ直交座標系を各図中に示す。Ｘ軸（幅方向）およびＹ軸（長さ方向）は水平方向を示し、Ｚ軸（高さ方向）は上下方向を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. Note that the following description does not limit the technical scope or the meaning of terms described in the claims. Also, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may differ from the actual ratios. For convenience of explanation, an XYZ orthogonal coordinate system is shown in each figure. The X-axis (width direction) and Y-axis (length direction) indicate the horizontal direction, and the Z-axis (height direction) indicates the vertical direction.

（第１実施形態）
図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃは、発電ユニット１０のシステム構成のレイアウトを模式的に示す図、図１Ｄは、ガスプロセッシングユニット３０の構成を模式的に示す図である。また、図１Ｅは、燃料電池スタック２０における燃料の供給ポート２１および排出ポート２２、空気の供給ポート２３および排出ポート２４の位置を示している。 (First embodiment)
1A, 1B and 1C are diagrams schematically showing the layout of the system configuration of the power generation unit 10, and FIG. 1D is a diagram schematically showing the configuration of the gas processing unit 30. FIG. FIG. 1E also shows the positions of the fuel supply port 21 and the air discharge port 22 and the air supply port 23 and the air discharge port 24 in the fuel cell stack 20 .

図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃに示される黒菱形は、発電ユニット１０が備える温度センサー９０を表している。但し、図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃにおける黒菱形は、温度センサー９０の配置位置を表すものではない。温度センサー９０の具体的な配置位置については後述する。温度センサー９０は、燃料給気温度センサー９１、燃料排気温度センサー９２、空気給気温度センサー９３、および空気排気温度センサー９４を含んでいる。 Black diamonds shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C represent temperature sensors 90 included in the power generation unit 10 . However, the black rhombuses in FIGS. 1A, 1B, and 1C do not represent the arrangement positions of the temperature sensors 90 . A specific arrangement position of the temperature sensor 90 will be described later. Temperature sensors 90 include a fuel supply air temperature sensor 91 , a fuel exhaust temperature sensor 92 , an air supply air temperature sensor 93 and an air exhaust temperature sensor 94 .

図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、本実施形態の発電ユニット１０は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）の燃料電池スタック２０（以下、「ＳＯＦＣスタック２０」とも記す）と、ＳＯＦＣスタック２０に供給する燃料を改質する機能を有するガスプロセッシングユニット３０（ＧａｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）（以下、「ＧＰＵ３０」とも記す）とを有する。ＳＯＦＣスタック２０とＧＰＵ３０とは、複数の配管４０によって接続されている。複数の配管４０は、ＳＯＦＣスタック２０とＧＰＵ３０との間で、燃料の供給および排出、空気の供給および排出のそれぞれを行う。複数の配管４０は、具体的に、ＧＰＵ３０からＳＯＦＣスタック２０に燃料を供給する燃料供給配管４１、ＳＯＦＣスタック２０からＧＰＵ３０に燃料を排出する燃料排出配管４２、ＧＰＵ３０からＳＯＦＣスタック２０に空気を供給する空気供給配管４３、およびＳＯＦＣスタック２０からＧＰＵ３０に空気を排出する空気排出配管４４を有する。図１Ｂの上面図に示されるように、発電ユニット１０を高さ方法（Ｚ方向）から平面視した場合、燃料供給配管４１と空気供給配管４３とは重なり合い、燃料排出配管４２と空気排出配管４４とは重なり合っている。 As shown in FIGS. 1A, 1B and 1C, the power generation unit 10 of the present embodiment includes a solid oxide fuel cell (SOFC) fuel cell stack 20 (hereinafter also referred to as "SOFC stack 20") and an SOFC and a gas processing unit 30 (hereinafter also referred to as “GPU 30”) having a function of reforming the fuel supplied to the stack 20 . SOFC stack 20 and GPU 30 are connected by a plurality of pipes 40 . A plurality of pipes 40 supply and discharge fuel and supply and discharge air, respectively, between the SOFC stack 20 and the GPU 30 . Specifically, the plurality of pipes 40 includes a fuel supply pipe 41 that supplies fuel from the GPU 30 to the SOFC stack 20, a fuel discharge pipe 42 that discharges fuel from the SOFC stack 20 to the GPU 30, and air from the GPU 30 to the SOFC stack 20. It has an air supply line 43 and an air discharge line 44 for discharging air from the SOFC stack 20 to the GPU 30 . As shown in the top view of FIG. 1B, when the power generation unit 10 is viewed from the height direction (Z direction), the fuel supply pipe 41 and the air supply pipe 43 overlap each other, and the fuel discharge pipe 42 and the air discharge pipe 44 overlap each other. overlaps with

発電ユニット１０は、配管４０に配置され熱歪による配管４０の変位を吸収する変位吸収機構５０を有する。変位吸収機構５０は、配管４０の変位を吸収することができれば構造は限定されないが、例えば、変位および伸縮が自在なベローズ部材を例示できる。第１実施形態の発電ユニット１０においては、変位吸収機構５０は、燃料供給配管４１および空気供給配管４３のそれぞれに配置されている。 The power generation unit 10 has a displacement absorbing mechanism 50 that is arranged in the pipe 40 and absorbs displacement of the pipe 40 due to thermal strain. The structure of the displacement absorbing mechanism 50 is not limited as long as it can absorb the displacement of the pipe 40, but for example, a bellows member that can be freely displaced and stretched can be exemplified. In the power generation unit 10 of the first embodiment, the displacement absorption mechanism 50 is arranged in each of the fuel supply pipe 41 and the air supply pipe 43 .

ＧＰＵ３０は、ＳＯＦＣスタック２０に供給する燃料を改質する機能を少なくとも有する。図１Ｄに示すように、第１実施形態のＧＰＵ３０は、改質器３１と、排気燃焼器３２と、空気熱交換器３３の３部品を有している。改質器３１は、燃料を改質して水素を生成する。排気燃焼器３２は、ＳＯＦＣスタック２０からの排気に含まれる未燃焼の燃料を燃焼させて浄化するとともに、システム全体に供給する熱を生成する。排気燃焼器３２にて生成された熱は、改質器３１、空気熱交換器３３および図示しないその他の部品（例えば、液体燃料を用いた場合は燃料蒸発器）に供給される。空気熱交換器３３は、排気燃焼器３２から排出された排気ガスとＳＯＦＣスタック２０に供給する空気との間で熱交換を行い、ＳＯＦＣスタック２０に供給する空気を加熱する。 The GPU 30 has at least the function of reforming the fuel supplied to the SOFC stack 20 . As shown in FIG. 1D , the GPU 30 of the first embodiment has three parts: a reformer 31 , an exhaust combustor 32 and an air heat exchanger 33 . The reformer 31 reforms the fuel to produce hydrogen. The exhaust combustor 32 combusts and purifies unburned fuel contained in the exhaust from the SOFC stack 20 and produces heat that is supplied throughout the system. The heat generated in the exhaust combustor 32 is supplied to the reformer 31, the air heat exchanger 33, and other components not shown (for example, a fuel evaporator when liquid fuel is used). The air heat exchanger 33 heats the air supplied to the SOFC stack 20 by exchanging heat between the exhaust gas discharged from the exhaust combustor 32 and the air supplied to the SOFC stack 20 .

図１Ｅに示すように、燃料の供給ポート２１および排出ポート２２、空気の供給ポート２３および排出ポート２４は、ＳＯＦＣスタック２０端部に配置されるエンドプレート２５に形成される。それぞれのポート２１、２２、２３、２４は、開口部である。それぞれのポート２１、２２、２３、２４を介して、燃料の供給および排出、空気の供給および排出が行われる。第１実施形態のＳＯＦＣスタック２０は、エンドプレート２５の幅方向（Ｘ軸方向）の一方の端部に、燃料供給ポート２１および空気供給ポート２３が形成され、他方の端部に、燃料排出ポート２２および空気排出ポート２４が形成されている。ＳＯＦＣスタック２０の高さ方法（Ｚ方向）において、燃料供給ポート２１は、空気供給ポート２３よりも高い位置に形成され、燃料排出ポート２２は、空気排出ポート２４よりも高い位置に形成されている。 As shown in FIG. 1E , fuel supply port 21 and exhaust port 22 and air supply port 23 and exhaust port 24 are formed in end plate 25 located at the end of SOFC stack 20 . Each port 21, 22, 23, 24 is an opening. Via respective ports 21 , 22 , 23 , 24 fuel is supplied and exhausted, and air is supplied and exhausted. In the SOFC stack 20 of the first embodiment, a fuel supply port 21 and an air supply port 23 are formed at one end in the width direction (X-axis direction) of the end plate 25, and a fuel discharge port is formed at the other end. 22 and an air exhaust port 24 are formed. In the height direction (Z direction) of the SOFC stack 20, the fuel supply port 21 is formed at a position higher than the air supply port 23, and the fuel discharge port 22 is formed at a position higher than the air discharge port 24. .

図２は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の熱膨張差によって生じる配管６３の変位を説明する説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the displacement of the pipe 63 caused by the thermal expansion difference between the SOFC stack 20 and the GPU 30. As shown in FIG.

図２に示される黒丸は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を固定プレート７０（図４Ａおよび図４Ｃを参照）にリジッド状態に固定した固定点６１、６２を表している。リジッド状態に固定する構造は、ボルト締結あるいは溶接接合などである。固定点６１、６２のそれぞれは、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０が向かい合う端部において、幅方向（Ｘ軸方向）の中央に位置する。ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０は、固定点６１、６２以外の他の支持点においては、熱膨張に伴う変位が可能に支持されている。 The black circles shown in FIG. 2 represent fixing points 61, 62 that rigidly fix the SOFC stack 20 and GPU 30 to the fixing plate 70 (see FIGS. 4A and 4C). A structure for fixing in a rigid state is bolted or welded. Each of the fixing points 61 and 62 is located at the center in the width direction (X-axis direction) at the ends where the SOFC stack 20 and the GPU 30 face each other. The SOFC stack 20 and the GPU 30 are supported at supporting points other than the fixed points 61 and 62 so as to be displaceable due to thermal expansion.

一般的に、ＳＯＦＣスタック２０の運転温度は５００～７００℃程度である。ＳＯＦＣスタック２０のセルの構成部品は、セラミックスおよび金属から形成されている。昇温による熱膨張の差を考慮して、使用される金属は熱膨張が比較的小さいものが用いられる（例えば、フェライト系材料）。一方、ＧＰＵ３０は耐熱性を考慮し、ＳＯＦＣスタック２０とは異なる種類の金属が用いられる（例えば、オーステナイト系材料）。 Generally, the operating temperature of the SOFC stack 20 is about 500-700.degree. The cell components of SOFC stack 20 are formed from ceramics and metals. Considering the difference in thermal expansion due to temperature rise, metals with relatively small thermal expansion are used (for example, ferritic materials). On the other hand, in consideration of heat resistance, the GPU 30 uses a different kind of metal from the SOFC stack 20 (for example, an austenitic material).

発電ユニット１０を稼働すると、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０は、固定点６１、６２の位置を維持したまま、図２に矢印によって示されるように、幅方向（Ｘ軸方向）および長さ方向（Ｙ軸方向）に線膨張する。ＳＯＦＣスタック２０とＧＰＵ３０は異種材料にて構成されるため、昇温による熱膨張に差異が生まれる。ＳＯＦＣスタック２０とＧＰＵ３０との間の配管６３は、破線によって示すように、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の熱膨張差に伴って変位する。発電システムをコンパクト化するために、配管６３の全長（Ｙ軸方向）を短くした場合には、配管６３は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の幅方向（Ｘ軸方向）の線膨張を弾性変形することによって吸収できない。この結果、配管６３が破損する。したがって、配管は、発電システムのコンパクト化を図りつつ変位による破損を防止するために、変位を吸収する機構を配置する必要がある。 When the power generation unit 10 is operated, the SOFC stack 20 and the GPU 30 move in the width direction (X-axis direction) and length direction (Y-axis direction) as indicated by the arrows in FIG. direction). Since the SOFC stack 20 and the GPU 30 are made of different materials, there is a difference in thermal expansion due to temperature rise. Piping 63 between SOFC stack 20 and GPU 30 is displaced with the difference in thermal expansion between SOFC stack 20 and GPU 30, as indicated by the dashed line. When the total length (Y-axis direction) of the pipe 63 is shortened in order to make the power generation system compact, the pipe 63 elastically deforms the linear expansion of the SOFC stack 20 and the GPU 30 in the width direction (X-axis direction). cannot be absorbed by As a result, the pipe 63 is damaged. Therefore, in order to prevent damage due to displacement while miniaturizing the power generation system, it is necessary to arrange a mechanism for absorbing displacement.

図３は、配管４０に配置された変位吸収機構５０の作用を説明する説明図である。 3A and 3B are explanatory diagrams for explaining the action of the displacement absorbing mechanism 50 arranged in the pipe 40. FIG.

図３に破線によって示される円は、変位吸収機構５０に対して流れの下流側に配置された温度センサー６４を表している。図３に二点鎖線によって示すように、配管４０の変位は、変位吸収機構５０が変形することによって吸収する。配管４０内のガス通路は、変位吸収機構５０が変形するのに伴って曲りが生じる。このため、変位吸収機構５０に対して流れの下流側においては、ガスの流れに乱れが生じる。したがって、温度センサー６４を変位吸収機構５０に対して流れの下流側に配置した場合には、流れに乱れが生じることによって、正確な温度測定を行うことができない恐れがある。 The circle shown by the dashed line in FIG. 3 represents the temperature sensor 64 located downstream in flow with respect to the displacement absorption mechanism 50 . As indicated by the two-dot chain line in FIG. 3, the displacement of the pipe 40 is absorbed by the displacement absorbing mechanism 50 deforming. The gas passage in the pipe 40 bends as the displacement absorbing mechanism 50 deforms. Therefore, turbulence occurs in the gas flow on the downstream side of the displacement absorbing mechanism 50 . Therefore, if the temperature sensor 64 is arranged on the downstream side of the flow with respect to the displacement absorbing mechanism 50, there is a risk that the flow will be disturbed and accurate temperature measurement will not be possible.

配管４０の全長（Ｙ軸方向）を長くすることによって、Ｘ軸方向の変位量が同一のときには、温度センサー６４の位置ズレを小さくできる。このときには、線膨張が温度測定の精度に与える悪影響を小さくできる。しかしながら、配管４０の全長が長くなるため、発電ユニット１０のコンパクト化が阻害される。発電ユニット１０のコンパクト化を図るために、配管４０の全長を必要以上に長くすることはできない。 By increasing the total length (in the Y-axis direction) of the pipe 40, the positional deviation of the temperature sensor 64 can be reduced when the amount of displacement in the X-axis direction is the same. At this time, the adverse effect of linear expansion on temperature measurement accuracy can be reduced. However, since the total length of the pipe 40 is increased, the downsizing of the power generation unit 10 is hindered. In order to make the power generation unit 10 compact, the total length of the pipe 40 cannot be increased more than necessary.

図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の車体への支持構造および温度センサー９０の配置位置を模式的に示す図である。 4A, 4B, and 4C are diagrams schematically showing the support structure of the SOFC stack 20 and GPU 30 on the vehicle body and the arrangement position of the temperature sensor 90. FIG.

図示される黒丸は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を固定プレート７０にリジッド状態に固定した固定点７１、７２を表している。黒三角は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を熱膨張に伴う変位が可能に支持する支持点７３、７４を表している。黒菱形は、温度センサー９０を表している。 The illustrated black circles represent fixation points 71 and 72 that fix the SOFC stack 20 and GPU 30 to the fixation plate 70 in a rigid state. Black triangles represent support points 73 and 74 that support the SOFC stack 20 and GPU 30 so that they can be displaced due to thermal expansion. A black diamond represents the temperature sensor 90 .

図４Ａおよび図４Ｃに示すように、発電ユニット１０は、車体に接続される固定プレート７０上に支持機構８０によって支持される。固定プレート７０は、車体の例えばサイドメンバーに溶接接合あるいはボルト締結によってリジッド状態に固定されている。 As shown in FIGS. 4A and 4C, the power generation unit 10 is supported by a support mechanism 80 on a fixed plate 70 connected to the vehicle body. The fixed plate 70 is rigidly fixed to, for example, a side member of the vehicle body by welding or bolting.

支持機構８０は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を、空気排出配管４４の中心線４５（図４Ｂを参照）、上において車体に固定支持する固定支持部８１、８２を有する。さらに、支持機構８０は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を、中心線４５と直交する方向に変位可能に車体に支持する自由支持部８３、８４を有する。燃料排出配管４２と空気排出配管４４とは高さ方法（Ｚ方向）に重なり合っていることから、固定支持部８１、８２は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を、燃料排出配管４２の中心線４５上においても車体に固定支持する。 The support mechanism 80 has fixed supports 81 and 82 for fixedly supporting the SOFC stack 20 and the GPU 30 above the centerline 45 (see FIG. 4B) of the air exhaust pipe 44 to the vehicle body. Further, the support mechanism 80 has free support portions 83 and 84 that support the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the vehicle body so as to be displaceable in a direction perpendicular to the centerline 45 . Since the fuel exhaust pipe 42 and the air exhaust pipe 44 overlap in the height direction (Z direction), the fixed supports 81 and 82 support the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the centerline 45 of the fuel exhaust pipe 42. are also fixedly supported on the vehicle body.

図４Ｂに示される固定点７１、７２は固定支持部８１、８２が配置された位置を表し、支持点７３、７４は自由支持部８３、８４が配置された位置を表している。 Fixed points 71 and 72 shown in FIG. 4B represent positions at which the fixed support portions 81 and 82 are arranged, and support points 73 and 74 represent positions at which the free support portions 83 and 84 are arranged.

本明細書において、「配管４０の中心線４５上において車体に固定支持する」とは、配管４０の中心線４５上に固定点７１、７２が厳密に位置することを要求するものではない。ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０が熱膨張した場合に、特定の配管４０に対して、変位を生じさせないまたは変位を小さくできるように、ＳＯＦＣスタック２０側の固定点７１およびＧＰＵ３０側の固定点７２を配置する位置を限定することを意図したものである。したがって、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０が熱膨張した場合に、上記の特定の配管４０が変位を生じないまたは変位を小さくできる、ＳＯＦＣスタック２０側の固定点７１およびＧＰＵ３０側の固定点７２の配置は、すべて、「配管４０の中心線４５上において車体に固定支持する」に含まれると理解されなければならない。発電ユニット１０を平面視した場合に、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の固定点７１、７２を結ぶ直線が、配管４０の投影面に重なるような場合には、その配管４０は、変位を生じないまたは変位を小さくできると考えられる。 In this specification, "fixedly supported on the center line 45 of the pipe 40 to the vehicle body" does not require that the fixing points 71 and 72 are strictly positioned on the center line 45 of the pipe 40. FIG. A fixed point 71 on the SOFC stack 20 side and a fixed point 72 on the GPU 30 side are arranged so that displacement does not occur or can be reduced with respect to a specific pipe 40 when the SOFC stack 20 and GPU 30 thermally expand. It is intended to limit the location. Therefore, when the SOFC stack 20 and the GPU 30 thermally expand, the arrangement of the fixed points 71 on the SOFC stack 20 side and the fixed points 72 on the GPU 30 side that does not cause displacement or can reduce the displacement of the specific piping 40 is All should be understood to be included in "fixedly supporting the car body on the centerline 45 of the pipe 40". When the power generation unit 10 is viewed from above, if the straight line connecting the fixing points 71 and 72 of the SOFC stack 20 and the GPU 30 overlaps the projection plane of the pipe 40, the pipe 40 is not displaced or displaced. can be reduced.

支持機構８０の固定支持部８１は、空気排出配管４４の中心線４５上において、ＳＯＦＣスタック２０の下面の空気排出配管４４に近接した部位に配置される。固定支持部８２は、空気排出配管４４の中心線４５上において、ＧＰＵ３０の下面の空気排出配管４４に近接した部位に配置される。固定支持部８１、８２は、ＳＯＦＣスタック２０またはＧＰＵ３０の下面と固定プレート７０とをリジッド状態に連結する支柱８５を有する。支柱８５の上端は、溶接によってＳＯＦＣスタック２０またはＧＰＵ３０の下面に固定される。支柱８５の下端は、固定プレート７０にボルト締結される。支柱８５の上端は、溶接に代えて、ボルト締結によってＳＯＦＣスタック２０等の下面に固定できる。支柱８５の下端は、ボルト締結に代えて、溶接によって固定プレート７０に固定できる。 The fixed support portion 81 of the support mechanism 80 is arranged on the center line 45 of the air discharge pipe 44 at a position close to the air discharge pipe 44 on the lower surface of the SOFC stack 20 . The fixed support portion 82 is arranged on the center line 45 of the air exhaust pipe 44 at a portion close to the air exhaust pipe 44 on the lower surface of the GPU 30 . The fixed supports 81 and 82 have columns 85 that rigidly connect the lower surface of the SOFC stack 20 or GPU 30 and the fixed plate 70 . The upper end of the column 85 is fixed to the lower surface of the SOFC stack 20 or GPU 30 by welding. A lower end of the support 85 is bolted to the fixed plate 70 . The upper end of the column 85 can be fixed to the lower surface of the SOFC stack 20 or the like by bolting instead of welding. The lower end of the column 85 can be fixed to the fixing plate 70 by welding instead of bolting.

支持機構８０の自由支持部８３は、ＳＯＦＣスタック２０の下面において固定支持部８１と対角の部位に配置される。自由支持部８４は、ＧＰＵ３０の下面において固定支持部８２と対角の部位に配置される。自由支持部８３、８４は、他の支持点７３、７４を中心線４５と直交する方向に変位可能に車体に支持する限りにおいて構造は特に限定されるものではない。自由支持部８３、８４は、中心線４５が伸びている長さ方向（Ｙ軸方向）および中心線４５と直交する方向である幅方向（Ｘ軸方向）の２軸のそれぞれに移動自在な２軸スライダー８６を有する。２軸スライダー８６の上端は、ＳＯＦＣスタック２０またはＧＰＵ３０の下面にボルト締結される。２軸スライダー８６の下端は、固定プレート７０にボルト締結される。 The free support portion 83 of the support mechanism 80 is arranged diagonally from the fixed support portion 81 on the lower surface of the SOFC stack 20 . The free support portion 84 is arranged diagonally from the fixed support portion 82 on the lower surface of the GPU 30 . The structure of the free support portions 83 and 84 is not particularly limited as long as the other support points 73 and 74 are supported on the vehicle body so as to be displaceable in the direction orthogonal to the center line 45 . The free support portions 83 and 84 are movable along two axes: the length direction (Y-axis direction) in which the center line 45 extends and the width direction (X-axis direction) perpendicular to the center line 45 . It has an axis slider 86 . The upper end of the biaxial slider 86 is bolted to the lower surface of the SOFC stack 20 or GPU 30 . A lower end of the biaxial slider 86 is bolted to the fixed plate 70 .

第１実施形態の発電ユニット１０において、燃料供給配管４１および空気供給配管４３が、変位吸収機構５０が配置された変位側の配管４０に相当する。また、燃料排出配管４２および空気排出配管４４が、中心線４５を備える固定側の配管４０に相当する。 In the power generation unit 10 of the first embodiment, the fuel supply pipe 41 and the air supply pipe 43 correspond to the displacement side pipe 40 in which the displacement absorption mechanism 50 is arranged. Further, the fuel discharge pipe 42 and the air discharge pipe 44 correspond to the fixed side pipe 40 having the center line 45 .

そして、図４Ａに示すように、変位側の配管４０のうち空気供給配管４３は、温度センサー９０（空気給気温度センサー９３）を変位吸収機構５０に対して流れの上流側に配置している。 4A, the temperature sensor 90 (supply air temperature sensor 93) of the air supply pipe 43 of the displacement side pipe 40 is arranged upstream of the displacement absorption mechanism 50. As shown in FIG. .

図４Ｃに示すように、固定側の配管４０のうち空気排出配管４４は、温度センサー９０（空気排気温度センサー９４）をＧＰＵ３０側よりもＳＯＦＣスタック２０側に近い位置に配置している。 As shown in FIG. 4C, the air exhaust pipe 44 of the fixed pipe 40 has the temperature sensor 90 (exhaust air temperature sensor 94) located closer to the SOFC stack 20 side than to the GPU 30 side.

図５は、第１の実施形態に係る発電ユニット１０における配管４０の変位を説明する説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating displacement of the pipe 40 in the power generation unit 10 according to the first embodiment.

図示される黒丸、黒三角および黒菱形は、上述したものと同様に、それぞれ、固定点７１、７２、他の支持点７３、７４および温度センサー９０を表している。なお、図５においては、理解の容易のため、変位側の配管４０として空気供給配管４３を図示し、固定側の配管４０として空気排出配管４４を図示する。また、温度センサー９０として、空気給気温度センサー９３および空気排気温度センサー９４を図示する。 The illustrated black circles, black triangles and black diamonds represent fixed points 71, 72, other support points 73, 74 and temperature sensor 90, respectively, similar to those described above. 5, for ease of understanding, the air supply pipe 43 is shown as the displacement side pipe 40, and the air discharge pipe 44 is shown as the fixed side pipe 40. As shown in FIG. Also, as temperature sensors 90, an air supply temperature sensor 93 and an air exhaust temperature sensor 94 are illustrated.

図示するような固定点７１、７２とすることによって、矢印によって示される方向にＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０が線膨張するときの変位の基準点を作って、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の変位の方向を規制できる。ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０が熱膨張しても、空気排出配管４４の変位を無くすことができる。変位がない空気排出配管４４は、空気排気温度センサー９４をＧＰＵ３０側よりもＳＯＦＣスタック２０側に近い位置、好ましくは、ＳＯＦＣスタック２０直近に配置できる。このように空気排気温度センサー９４を配置することによって、ＳＯＦＣスタック２０から排出された直後の空気の排気温度を測定できる。排出された直後の空気排気温度は、ＳＯＦＣスタック２０の状態を正確に反映している。このため、ＳＯＦＣスタック２０の稼働状況をより正確に把握できる。 By providing fixed points 71 and 72 as shown in the figure, reference points for displacement when the SOFC stack 20 and GPU 30 linearly expand in the directions indicated by the arrows are created, and the directions of displacement of the SOFC stack 20 and GPU 30 are regulated. can. Even if the SOFC stack 20 and the GPU 30 thermally expand, displacement of the air discharge pipe 44 can be eliminated. The non-displaced air exhaust pipe 44 allows the air exhaust temperature sensor 94 to be positioned closer to the SOFC stack 20 side than to the GPU 30 side, preferably closer to the SOFC stack 20 side. By arranging the air exhaust temperature sensor 94 in this way, the exhaust temperature of the air immediately after being discharged from the SOFC stack 20 can be measured. The air exhaust temperature immediately after being discharged accurately reflects the state of the SOFC stack 20 . Therefore, the operating status of the SOFC stack 20 can be grasped more accurately.

一方、変位吸収機構５０が配置された空気供給配管４３は、空気給気温度センサー９３を変位吸収機構５０に対して流れの上流側に配置する。ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の熱膨張に伴って空気供給配管４３が変位しても、空気給気温度センサー９３と空気供給配管４３との相対的な位置関係の変化が最も少ない。このため、空気供給配管４３の変位に伴うガス流れの乱れの影響を受けることなく、空気給気温度を正確に測定できる。 On the other hand, in the air supply pipe 43 in which the displacement absorbing mechanism 50 is arranged, the supplied air temperature sensor 93 is arranged on the upstream side of the flow with respect to the displacement absorbing mechanism 50 . Even if the air supply pipe 43 is displaced due to thermal expansion of the SOFC stack 20 and the GPU 30, the change in the relative positional relationship between the air supply temperature sensor 93 and the air supply pipe 43 is the smallest. Therefore, the temperature of the supplied air can be accurately measured without being affected by the turbulence of the gas flow caused by the displacement of the air supply pipe 43 .

このように、発電ユニット１０は、温度センサー９０による温度測定の精度が低下しないように、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の車体への支持構造および温度センサー９０の配置位置が決定されている。 In this way, in the power generation unit 10, the support structure for the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the vehicle body and the arrangement position of the temperature sensor 90 are determined so that the accuracy of temperature measurement by the temperature sensor 90 does not deteriorate.

なお、空気給気温度センサー９３は、空気供給配管４３上ではなく、ＧＰＵ３０内に配置できる。 Note that the air supply temperature sensor 93 can be arranged inside the GPU 30 instead of on the air supply pipe 43 .

第１実施形態では、燃料供給配管４１が変位側の配管４０であるため、燃料給気温度センサー９１は、燃料供給配管４１上の変位吸収機構５０の下流位置以外であって、ガス流れの乱れの影響を受けない任意の位置に配置できる。例えば、燃料給気温度センサー９１は、燃料供給配管４１における変位吸収機構５０の上流側のＧＰＵ３０内にも配置できる。 In the first embodiment, since the fuel supply pipe 41 is the pipe 40 on the displacement side, the fuel supply air temperature sensor 91 is positioned on the fuel supply pipe 41 other than the position downstream of the displacement absorption mechanism 50, and is located at a position other than the downstream position of the displacement absorption mechanism 50, and the turbulence of the gas flow. can be placed anywhere that is not affected by For example, the fuel supply air temperature sensor 91 can also be arranged inside the GPU 30 on the upstream side of the displacement absorption mechanism 50 in the fuel supply pipe 41 .

燃料排出配管４２が固定側の配管４０であるため、燃料排気温度センサー９２は、燃料排出配管４２上、ＳＯＦＣスタック２０内またはＧＰＵ３０内の任意の位置に配置できる。 Since the fuel discharge pipe 42 is the fixed side pipe 40 , the fuel exhaust temperature sensor 92 can be arranged at any position on the fuel discharge pipe 42 within the SOFC stack 20 or within the GPU 30 .

以上説明したように、第１実施形態の発電ユニット１０は、配管４０に配置され熱歪による配管４０の変位を吸収する変位吸収機構５０と、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を、いずれかの配管４０の中心線４５上において車体に固定支持し、他の支持点７３、７４を中心線４５と直交する方向に変位可能に車体に支持する支持機構８０と、を有する。そして、変位吸収機構５０が配置された変位側の配管４０は、温度センサー９０を変位吸収機構５０に対して流れの上流側に配置し、中心線４５を備える固定側の配管４０は、温度センサー９０をＧＰＵ３０側よりもＳＯＦＣスタック２０側に近い位置に配置している。 As described above, the power generation unit 10 of the first embodiment includes the displacement absorbing mechanism 50 arranged in the pipe 40 to absorb displacement of the pipe 40 due to thermal strain, the SOFC stack 20 and the GPU 30, and the SOFC stack 20 and the GPU 30. and a support mechanism 80 that is fixedly supported on the vehicle body on the center line 45 and supports other support points 73 and 74 on the vehicle body so as to be displaceable in a direction perpendicular to the center line 45 . The displacement-side pipe 40 in which the displacement absorption mechanism 50 is arranged has the temperature sensor 90 arranged upstream of the displacement absorption mechanism 50, and the fixed-side pipe 40 having the center line 45 has the temperature sensor 90 is arranged at a position closer to the SOFC stack 20 side than to the GPU 30 side.

このように構成することによって、変位に伴うガス流れの乱れの影響を受けることなく、変位側の配管４０を流れるガスの温度を正確に測定できる。さらに、固定側の配管４０を流れるガスの温度をＳＯＦＣスタック２０に近い位置において測定することができ、ＳＯＦＣスタック２０の稼働状況をより正確に把握できる。したがって、熱歪によって配管４０に変位が生じても正確な温度測定を行うことが可能な、ＳＯＦＣを有する発電ユニット１０を提供できる。 With this configuration, the temperature of the gas flowing through the pipe 40 on the displacement side can be accurately measured without being affected by turbulence in the gas flow due to displacement. Furthermore, the temperature of the gas flowing through the fixed-side pipe 40 can be measured at a position close to the SOFC stack 20, so that the operational status of the SOFC stack 20 can be grasped more accurately. Therefore, it is possible to provide the power generation unit 10 having an SOFC that can accurately measure the temperature even if the piping 40 is displaced due to thermal strain.

変位側の配管４０は、空気供給配管４３であり、空気給気温度センサー９３を変位吸収機構５０に対して流れの上流側に配置できる。さらに、固定側の配管４０は、空気排出配管４４であり、空気排気温度センサー９４をＳＯＦＣスタック２０の出口近傍に配置できる。 The pipe 40 on the displacement side is the air supply pipe 43 , and the air supply temperature sensor 93 can be arranged upstream of the displacement absorption mechanism 50 . Furthermore, the fixed-side piping 40 is an air exhaust piping 44 , and an air exhaust temperature sensor 94 can be arranged near the outlet of the SOFC stack 20 .

このように構成することによって、変位に伴うガス流れの乱れの影響を受けることなく空気給気温度を正確に測定できる。さらに、空気排気温度をＳＯＦＣスタック２０から排出された直後に測定することができ、ＳＯＦＣスタック２０の稼働状況をより正確に把握できる。 With this configuration, the air supply temperature can be accurately measured without being affected by gas flow turbulence caused by displacement. Furthermore, the exhaust air temperature can be measured immediately after it is discharged from the SOFC stack 20, so that the operating conditions of the SOFC stack 20 can be grasped more accurately.

ＧＰＵ３０は、改質器３１、排気燃焼器３２および空気熱交換器３３を有する。 GPU 30 has reformer 31 , exhaust combustor 32 and air heat exchanger 33 .

このように構成することによって、３つの機器のそれぞれの熱膨張が配管４０の変位に及ぼす影響を考慮して、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の車体への支持構造および温度センサー９０の配置位置を決定できる。 By configuring in this way, it is possible to determine the support structure of the SOFC stack 20 and GPU 30 on the vehicle body and the arrangement position of the temperature sensor 90 in consideration of the influence of the thermal expansion of each of the three devices on the displacement of the pipe 40. .

（第２実施形態）
図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、第２実施形態に係る発電ユニット１０におけるＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の車体への支持構造および温度センサー９０の配置位置を模式的に示す図である。第１実施形態と共通する部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。 (Second embodiment)
6A, 6B, and 6C are diagrams schematically showing the support structure of the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the vehicle body and the arrangement position of the temperature sensor 90 in the power generation unit 10 according to the second embodiment. The same reference numerals are assigned to members that are common to the first embodiment, and descriptions thereof will be omitted.

図示される黒丸および黒菱形は、第１実施形態と同様に、それぞれ、固定点７１、７２および温度センサー９０を表している。黒三角は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を中心線４５と直交する方向への変位が可能に支持する支持点７５、７６を表している。白抜き三角は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を中心線４５が伸びている方向への変位が可能に支持する支持点７７，７８を表している。 The illustrated black circles and black diamonds represent fixed points 71, 72 and temperature sensor 90, respectively, as in the first embodiment. Black triangles represent support points 75 and 76 that support the SOFC stack 20 and GPU 30 so that they can be displaced in a direction orthogonal to the centerline 45 . White triangles represent support points 77 and 78 that support SOFC stack 20 and GPU 30 so as to be displaceable in the direction in which center line 45 extends.

図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、第２実施形態の支持機構８０は、第１実施形態と同様に、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を、空気排出配管４４の中心線４５上において車体に固定支持する固定支持部８１、８２を有する。燃料排出配管４２と空気排出配管４４とは高さ方法（Ｚ方向）に重なり合っていることから、固定支持部８１、８２は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を、燃料排出配管４２の中心線４５上においても車体に固定支持する。 As shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C, the support mechanism 80 of the second embodiment supports the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the center line 45 of the air discharge pipe 44, as in the first embodiment. It has fixed support portions 81 and 82 for fixed support. Since the fuel exhaust pipe 42 and the air exhaust pipe 44 overlap in the height direction (Z direction), the fixed supports 81 and 82 support the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the centerline 45 of the fuel exhaust pipe 42. are also fixedly supported on the vehicle body.

第２実施形態の支持機構８０は、中心線４５上に配置され、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を、中心線４５が伸びている方向に変位可能に車体に支持する第１可動支持部１０１、１０２（可動支持部に相当する）を有する。さらに、支持機構８０は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を、中心線４５と直交する方向に変位可能に車体に支持する第２可動支持部１０３、１０４を有する。 The support mechanism 80 of the second embodiment is arranged on the center line 45 and supports the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the vehicle body so as to be displaceable in the direction along which the center line 45 extends. corresponding to the movable support). Further, the support mechanism 80 has second movable support parts 103 and 104 that support the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the vehicle body so as to be displaceable in a direction perpendicular to the center line 45 .

固定点７１、７２は固定支持部８１、８２が配置された位置を表し、支持点７７、７８は第１可動支持部１０１、１０２が配置された位置を表し、支持点７５、７６は第２可動支持部１０３、１０４が配置された位置を表している。 Fixed points 71 and 72 represent positions at which the fixed support portions 81 and 82 are arranged, support points 77 and 78 represent positions at which the first movable support portions 101 and 102 are arranged, and support points 75 and 76 represent the second position. The position where the movable support parts 103 and 104 are arranged is shown.

第１可動支持部１０１は、中心線４５上において、ＳＯＦＣスタック２０の下面の固定支持部８１から離間した部位に配置される。第１可動支持部１０２は、中心線４５上において、ＧＰＵ３０の下面の固定支持部８２から離間した部位に配置される。第２可動支持部１０３は、ＳＯＦＣスタック２０の下面の空気供給配管４３に近接した部位に配置される。第２可動支持部１０４は、ＧＰＵ３０の下面の空気供給配管４３に近接した部位に配置される。 The first movable support portion 101 is arranged on the center line 45 at a portion spaced apart from the fixed support portion 81 on the lower surface of the SOFC stack 20 . The first movable support portion 102 is arranged on the center line 45 at a portion spaced apart from the fixed support portion 82 on the lower surface of the GPU 30 . The second movable support part 103 is arranged on the lower surface of the SOFC stack 20 at a position close to the air supply pipe 43 . The second movable support portion 104 is arranged at a portion close to the air supply pipe 43 on the lower surface of the GPU 30 .

第１可動支持部１０１、１０２および第２可動支持部１０３、１０４は、一方向への変位を許容する限りにおいて構造は特に限定されるものではない。例えば、第１可動支持部１０１、１０２は、固定プレート７０に対して固定される一対の支持脚１０５と、一対の支持脚１０５に連結されたガイドシャフト１０６と、ＧＰＵ３０またはＳＯＦＣスタック２０の下面側に対して固定されるブラケット１０７とを有する。一対の支持脚１０５は、長さ方向（Ｙ軸方向）に沿って離間する。ガイドシャフト１０６は、長さ方向（Ｙ軸方向）に沿って伸びている。ガイドシャフト１０６は、ブラケット１０７を挿通して一対の支持脚１０５に連結される。支持脚１０５のそれぞれは、固定プレート７０にボルト締結される。ブラケット１０７は、溶接によってＧＰＵ３０またはＳＯＦＣスタック２０の下面に固定される。支持脚１０５のそれぞれは、ボルト締結に代えて、溶接によって固定プレート７０に固定できる。ブラケット１０７は、溶接に代えて、ボルト締結によってＧＰＵ３０またはＳＯＦＣスタック２０の下面に固定できる。 The structures of the first movable support portions 101 and 102 and the second movable support portions 103 and 104 are not particularly limited as long as they allow displacement in one direction. For example, the first movable support parts 101 and 102 are composed of a pair of support legs 105 fixed to the fixed plate 70, a guide shaft 106 connected to the pair of support legs 105, and the lower surface of the GPU 30 or SOFC stack 20. and a bracket 107 that is fixed against. The pair of support legs 105 are spaced apart along the length direction (Y-axis direction). The guide shaft 106 extends along the length direction (Y-axis direction). The guide shaft 106 is inserted through the bracket 107 and connected to the pair of support legs 105 . Each of the support legs 105 is bolted to the fixed plate 70 . Bracket 107 is fixed to the lower surface of GPU 30 or SOFC stack 20 by welding. Each of the support legs 105 can be fixed to the fixing plate 70 by welding instead of bolting. Bracket 107 can be fixed to the lower surface of GPU 30 or SOFC stack 20 by bolting instead of welding.

第２可動支持部１０３、１０４は、第１可動支持部１０１、１０２と同様の構成部材を有し、一対の支持脚１０５が幅方向（Ｘ軸方向）に沿って離間し、ガイドシャフト１０６が幅方向（Ｘ軸方向）に沿って伸びている。 The second movable support portions 103 and 104 have the same structural members as the first movable support portions 101 and 102, the pair of support legs 105 are spaced apart along the width direction (X-axis direction), and the guide shaft 106 is It extends along the width direction (X-axis direction).

第１可動支持部１０１、１０２を上記の直線上に配置することによって、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の熱膨張の方向を中心線４５上の長さ方向（Ｙ軸方向）に規制できる。このため、空気排出配管４４の変位を一層無くすことができ、空気排気温度センサー９４によって空気の排気温度をより正確に計測できる。 By arranging the first movable support portions 101 and 102 on the straight line, the direction of thermal expansion of the SOFC stack 20 and GPU 30 can be regulated in the longitudinal direction (Y-axis direction) on the center line 45 . Therefore, the displacement of the air discharge pipe 44 can be further eliminated, and the exhaust air temperature sensor 94 can more accurately measure the temperature of the exhaust air.

第２可動支持部１０３、１０４によって、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の熱膨張の方向を幅方向（Ｘ軸方向）に規制できる。これによって、空気供給配管４３の変位を変位吸収機構５０とともに吸収できる。 The direction of thermal expansion of the SOFC stack 20 and GPU 30 can be regulated in the width direction (X-axis direction) by the second movable support portions 103 and 104 . Thereby, the displacement of the air supply pipe 43 can be absorbed together with the displacement absorbing mechanism 50 .

以上説明したように、第２実施形態の支持機構８０は、中心線４５上に配置され、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を、中心線４５が伸びている方向に変位可能に車体に支持する第１可動支持部１０１、１０２を有する。 As described above, the support mechanism 80 of the second embodiment is arranged on the center line 45, and supports the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the vehicle body so as to be displaceable in the direction in which the center line 45 extends. It has supports 101 and 102 .

このように構成することによって、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の熱膨張の方向を中心線４５上の長さ方向（Ｙ軸方向）に規制し、固定側の配管４０の変位を一層無くすことができ、固定側の配管４０を流れるガスの温度をより正確に測定できる。 By configuring in this way, the direction of thermal expansion of the SOFC stack 20 and GPU 30 can be regulated in the longitudinal direction (Y-axis direction) on the center line 45, and displacement of the pipe 40 on the fixed side can be further eliminated. The temperature of the gas flowing through the pipe 40 on the fixed side can be measured more accurately.

（第３実施形態）
図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、第３実施形態に係る発電ユニット１０におけるＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の車体への支持構造および温度センサー９０の配置位置を模式的に示す図である。 (Third embodiment)
7A, 7B, and 7C are diagrams schematically showing the support structure of the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the vehicle body and the arrangement position of the temperature sensor 90 in the power generation unit 10 according to the third embodiment.

図示される黒丸、黒三角および黒菱形は、第１実施形態において示したものと同様に、それぞれ、固定点７１、７２、他の支持点７３、７４および温度センサー９０を表している。 The illustrated black circles, black triangles and black diamonds represent fixed points 71, 72, other supporting points 73, 74 and temperature sensor 90, respectively, similar to those shown in the first embodiment.

第３実施形態の発電ユニット１０は、第１実施形態の発電ユニット１０と同様に、燃料供給配管４１および空気供給配管４３が、変位吸収機構５０が配置された変位側の配管４０に相当する。また、燃料排出配管４２および空気排出配管４４が、中心線４５を備える固定側の配管４０に相当する。 In the power generation unit 10 of the third embodiment, as in the power generation unit 10 of the first embodiment, the fuel supply pipe 41 and the air supply pipe 43 correspond to the displacement side pipe 40 in which the displacement absorption mechanism 50 is arranged. Further, the fuel discharge pipe 42 and the air discharge pipe 44 correspond to the fixed side pipe 40 having the center line 45 .

そして、第１実施形態の構成に加えて、変位側の配管４０である燃料供給配管４１は、温度センサー９０（燃料給気温度センサー９１）を変位吸収機構５０に対して流れの上流側に配置している。また、固定側の配管４０である燃料排出配管４２は、温度センサー９０（燃料排気温度センサー９２）をＧＰＵ３０側よりもＳＯＦＣスタック２０側に近い位置に配置している。 In addition to the configuration of the first embodiment, the fuel supply pipe 41, which is the displacement side pipe 40, has a temperature sensor 90 (fuel supply air temperature sensor 91) arranged upstream of the displacement absorption mechanism 50. are doing. Further, the fuel discharge pipe 42, which is the pipe 40 on the fixed side, has the temperature sensor 90 (fuel exhaust temperature sensor 92) arranged at a position closer to the SOFC stack 20 side than to the GPU 30 side.

第３実施形態は、第１実施形態の作用効果に加えて次の作用効果を奏する。図示するような固定点７１、７２とすることによって、燃料排出配管４２の変位を無くすことができるので、変位がない燃料排出配管４２は、燃料排気温度センサー９２をＧＰＵ３０側よりもＳＯＦＣスタック２０側に近い位置、好ましくは、ＳＯＦＣスタック２０直近に配置できる。このように燃料排気温度センサー９２を配置することによって、ＳＯＦＣスタック２０から排出された直後の燃料の排気温度を測定することができ、ＳＯＦＣスタック２０の稼働状況をより正確に把握できる。 3rd Embodiment has the following effect in addition to the effect of 1st Embodiment. By setting the fixed points 71 and 72 as shown in the figure, displacement of the fuel discharge pipe 42 can be eliminated. , preferably immediately adjacent to the SOFC stack 20 . By arranging the fuel exhaust temperature sensor 92 in this way, it is possible to measure the exhaust temperature of the fuel immediately after it is discharged from the SOFC stack 20, so that the operational status of the SOFC stack 20 can be grasped more accurately.

一方、変位吸収機構５０が配置された燃料供給配管４１は、燃料給気温度センサー９１を変位吸収機構５０に対して流れの上流側に配置することによって、変位に伴うガス流れの乱れの影響を受けることなく、燃料給気温度を正確に測定できる。 On the other hand, in the fuel supply pipe 41 in which the displacement absorbing mechanism 50 is arranged, by arranging the fuel supply air temperature sensor 91 on the upstream side of the flow with respect to the displacement absorbing mechanism 50, the influence of turbulence in the gas flow due to the displacement can be suppressed. Accurate measurement of fuel charge air temperature without

以上説明したように、第３実施形態の発電ユニット１０は、変位側の配管４０は、燃料供給配管４１であり、燃料給気温度センサー９１を変位吸収機構５０に対して流れの上流側に配置している。さらに、固定側の配管４０は、燃料排出配管４２であり、燃料排気温度センサー９２をＳＯＦＣスタック２０の出口近傍に配置できる。 As described above, in the power generation unit 10 of the third embodiment, the displacement-side pipe 40 is the fuel supply pipe 41, and the fuel supply air temperature sensor 91 is arranged upstream of the displacement absorption mechanism 50. are doing. Furthermore, the fixed-side pipe 40 is a fuel discharge pipe 42 , and the fuel exhaust temperature sensor 92 can be arranged near the outlet of the SOFC stack 20 .

このように構成することによって、変位に伴うガス流れの乱れの影響を受けることなく燃料給気温度を正確に測定できる。さらに、燃料排気温度をＳＯＦＣスタック２０から排出された直後に測定することができ、ＳＯＦＣスタック２０の稼働状況をより正確に把握できる。 By configuring in this way, the fuel supply air temperature can be accurately measured without being affected by turbulence in the gas flow due to displacement. Furthermore, the fuel exhaust temperature can be measured immediately after it is discharged from the SOFC stack 20, so that the operational status of the SOFC stack 20 can be grasped more accurately.

（第４実施形態）
図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、第４実施形態に係る発電ユニット１０におけるＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０の車体への支持構造および温度センサー９０の配置位置を模式的に示す図である。図８Ｄは、第４実施形態に係る発電ユニット１０におけるＧＰＵ３０の構成を模式的に示す図である。 (Fourth embodiment)
8A, 8B and 8C are diagrams schematically showing the support structure of the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the vehicle body and the arrangement position of the temperature sensor 90 in the power generation unit 10 according to the fourth embodiment. FIG. 8D is a diagram schematically showing the configuration of the GPU 30 in the power generation unit 10 according to the fourth embodiment.

図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃに示すように、第４実施形態の発電ユニット１０における配管４０は、第１実施形態とは異なり、ＳＯＦＣスタック２０の高さ方法（Ｚ方向）において、空気供給配管４３は、燃料供給配管４１よりも高い位置に配置され、空気排出配管４４は、燃料排出配管４２（不図示）よりも高い位置に配置されている。 As shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, the piping 40 in the power generation unit 10 of the fourth embodiment differs from the first embodiment in that the air supply piping 43 is arranged at a position higher than the fuel supply pipe 41, and the air discharge pipe 44 is arranged at a position higher than the fuel discharge pipe 42 (not shown).

支持機構８０は、ＳＯＦＣスタック２０およびＧＰＵ３０を、空気排出配管４４の中心線４５上において車体に固定支持し、他の支持点７３、７４を中心線４５と直交する方向に変位可能に車体に支持している。 The support mechanism 80 fixedly supports the SOFC stack 20 and the GPU 30 on the vehicle body on the center line 45 of the air discharge pipe 44, and supports other support points 73 and 74 on the vehicle body so as to be displaceable in a direction perpendicular to the center line 45. are doing.

変位吸収機構５０は、燃料供給配管４１に配置している。変位側の配管４０は、燃料供給配管４１であり、燃料給気温度センサー９１を変位吸収機構５０に対して流れの上流側のＧＰＵ３０内に配置している。固定側の配管４０は、空気排出配管４４であり、空気排気温度センサー９４をＳＯＦＣスタック２０の出口近傍に配置している。 The displacement absorbing mechanism 50 is arranged in the fuel supply pipe 41 . The pipe 40 on the displacement side is the fuel supply pipe 41 , and the fuel supply air temperature sensor 91 is arranged inside the GPU 30 on the upstream side of the flow with respect to the displacement absorption mechanism 50 . The fixed-side pipe 40 is an air discharge pipe 44 , and an air exhaust temperature sensor 94 is arranged near the outlet of the SOFC stack 20 .

図８Ｂおよび図８Ｄに示すように、第４実施形態のＧＰＵ３０は、空気熱交換器３３を幅方向（Ｘ軸方向）に沿う中央に配置し、空気熱交換器３３の幅方向（Ｘ軸方向）の両側に改質器３１と排気燃焼器３２とを配置している。 As shown in FIGS. 8B and 8D, the GPU 30 of the fourth embodiment arranges the air heat exchanger 33 in the center along the width direction (X-axis direction), and the air heat exchanger 33 in the width direction (X-axis direction). ) are arranged on both sides of the reformer 31 and the exhaust combustor 32 .

図８Ｂに示すように、燃料供給配管４１は、長さ方向（Ｙ軸方向）に真っ直ぐに伸びている。空気供給配管４３は、ＧＰＵ３０の中央に配置された空気熱交換器３３から長さ方向（Ｙ軸方向）に若干伸び、空気排出配管４４および燃料供給配管４１が伸びている方向（Ｙ軸方向）に対して直交する幅方向（Ｘ軸方向）に延伸し、その後に、ＳＯＦＣスタック２０に接続されている。このように、第４施形態では、空気供給配管４３は、空気排出配管４４および燃料供給配管４１が伸びている方向に対して交差する方向に伸びている交差部４３ａを含んでいる。交差部４３ａが伸びている方向は、水平方向、かつ、ＳＯＦＣスタック２０とＧＰＵ３０とが向かい合う面に平行な幅方向（Ｘ軸方向）である。交差部４３ａは、空気排出配管４４および燃料供給配管４１が伸びている方向（Ｙ軸方向）に対して直交することは必ずしも必要ではなく、斜めに伸びて交差できる。 As shown in FIG. 8B, the fuel supply pipe 41 extends straight in the length direction (Y-axis direction). The air supply pipe 43 extends slightly in the longitudinal direction (Y-axis direction) from the air heat exchanger 33 arranged in the center of the GPU 30, and the direction in which the air discharge pipe 44 and the fuel supply pipe 41 extend (Y-axis direction). , and then connected to the SOFC stack 20 . Thus, in the fourth embodiment, the air supply pipe 43 includes a crossing portion 43a extending in a direction intersecting the direction in which the air discharge pipe 44 and the fuel supply pipe 41 extend. The direction in which the intersecting portion 43a extends is the horizontal direction and the width direction (X-axis direction) parallel to the surfaces where the SOFC stack 20 and the GPU 30 face each other. The intersecting portion 43a does not necessarily have to be perpendicular to the extending direction (Y-axis direction) of the air discharge pipe 44 and the fuel supply pipe 41, and can extend obliquely to intersect.

空気供給配管４３の形成材料は、ＳＯＦＣスタック２０における空気供給配管４３に接続される部材と同じ線膨張係数を有する。空気供給配管４３は、ＳＯＦＣスタック２０のエンドプレート２５の空気供給ポート２３に接続される。したがって、空気供給配管４３は、ＳＯＦＣスタック２０のエンドプレート２５の形成材料から形成される。 The material forming the air supply pipe 43 has the same coefficient of linear expansion as the member connected to the air supply pipe 43 in the SOFC stack 20 . Air supply pipe 43 is connected to air supply port 23 of end plate 25 of SOFC stack 20 . Therefore, the air supply pipe 43 is formed from the material forming the end plates 25 of the SOFC stack 20 .

このように構成することによって、ＳＯＦＣスタック２０の幅方向（Ｘ軸方向）の熱膨張と、空気供給配管４３における幅方向（Ｘ軸方向）に伸びている交差部４３ａの熱膨張とが同じになり、空気供給配管４３に作用する熱応力が緩和される。空気供給配管４３は、変位吸収部材を配置することなく、変位を吸収することが可能となる。 With this configuration, the thermal expansion in the width direction (X-axis direction) of the SOFC stack 20 and the thermal expansion of the crossing portion 43a extending in the width direction (X-axis direction) in the air supply pipe 43 are the same. As a result, the thermal stress acting on the air supply pipe 43 is alleviated. The air supply pipe 43 can absorb displacement without arranging a displacement absorbing member.

上記構成の場合、空気供給配管４３は、ＳＯＦＣスタック２０直近において熱変位の影響を受けることがない。このため、空気供給配管４３は、空気給気温度センサー９３をＳＯＦＣスタック２０の入口近傍に配置できる。 In the case of the above configuration, the air supply pipe 43 is not affected by thermal displacement in the vicinity of the SOFC stack 20 . Therefore, the air supply pipe 43 allows the air supply temperature sensor 93 to be arranged near the inlet of the SOFC stack 20 .

このように構成することによって、さらに、空気給気温度をＳＯＦＣスタック２０に供給する直前に測定することができ、ＳＯＦＣスタック２０の稼働状況をより正確に把握できる。 With this configuration, the temperature of the supplied air can be measured immediately before it is supplied to the SOFC stack 20, and the operational status of the SOFC stack 20 can be more accurately grasped.

（変形例）
本発明の発電ユニット１０は上述した実施形態のそれぞれに限定されるものではなく、適宜改変できる。 (Modification)
The power generation unit 10 of the present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and can be modified as appropriate.

例えば、第１～第３実施形態では、変位吸収機構５０を配置した変位側の配管４０が、燃料供給配管４１および空気供給配管４３であり、固定側の配管４０が、燃料排出配管４２および空気排出配管４４である場合について説明した。これとは逆に、変位側の配管４０を、燃料排出配管４２および空気排出配管４４とし、固定側の配管４０を、燃料供給配管４１および空気供給配管４３とすることができる。この場合、燃料排気温度センサー９２および空気排気温度センサー９４は、変位吸収機構５０に対して流れの上流側に配置する。燃料給気温度センサー９１および空気給気温度センサー９３は、ＧＰＵ３０側よりもＳＯＦＣスタック２０側に近い位置、好ましくは、ＳＯＦＣスタック２０の入口近傍に配置する。 For example, in the first to third embodiments, the displacement-side piping 40 on which the displacement absorbing mechanism 50 is arranged is the fuel supply piping 41 and the air supply piping 43, and the fixed-side piping 40 is the fuel discharge piping 42 and the air supply piping 43. The case of the discharge pipe 44 has been described. Conversely, the pipe 40 on the displacement side can be the fuel discharge pipe 42 and the air discharge pipe 44 , and the pipe 40 on the fixed side can be the fuel supply pipe 41 and the air supply pipe 43 . In this case, the fuel exhaust temperature sensor 92 and the air exhaust temperature sensor 94 are arranged on the upstream side of the flow relative to the displacement absorption mechanism 50 . The supplied fuel air temperature sensor 91 and the supplied air temperature sensor 93 are located closer to the SOFC stack 20 side than to the GPU 30 side, preferably near the inlet of the SOFC stack 20 .

第４実施形態では、空気供給配管４３が交差部４３ａを含む場合について説明した。これとは逆に、燃料供給配管４１が空気供給配管４３および空気排出配管４４が伸びている方向に対して交差する方向に伸びている交差部を含むことができる。このときの燃料供給配管４１の形成材料は、ＳＯＦＣスタック２０における燃料供給配管４１に接続される部材つまりエンドプレート２５と同じ線膨張係数を有する。この構成においては、燃料供給配管４１は、燃料給気温度センサー９１をＳＯＦＣスタック２０の入口近傍に配置できる。 In the fourth embodiment, the case where the air supply pipe 43 includes the intersecting portion 43a has been described. Conversely, the fuel supply pipe 41 may include a crossing portion extending in a direction intersecting the direction in which the air supply pipe 43 and the air discharge pipe 44 extend. At this time, the material forming the fuel supply pipe 41 has the same coefficient of linear expansion as that of the member connected to the fuel supply pipe 41 in the SOFC stack 20 , that is, the end plate 25 . In this configuration, the fuel supply pipe 41 allows the fuel supply air temperature sensor 91 to be arranged near the inlet of the SOFC stack 20 .

改質器３１、排気燃焼器３２および空気熱交換器３３を有するＧＰＵ３０について説明したが、ＧＰＵ３０は、少なくとも、ＳＯＦＣスタック２０に供給する燃料を改質する機能を有していればよい。 Although the GPU 30 having the reformer 31 , the exhaust combustor 32 and the air heat exchanger 33 has been described, the GPU 30 may at least have the function of reforming the fuel supplied to the SOFC stack 20 .

１０発電ユニット、
２０ＳＯＦＣスタック（燃料電池スタック）、
２１燃料供給ポート、
２２燃料排出ポート、
２３空気供給ポート、
２４空気排出ポート、
２５エンドプレート、
３０ＧＰＵ（ガスプロセッシングユニット）、
３１改質器、
３２排気燃焼器、
３３空気熱交換器、
４０配管、
４１燃料供給配管、
４２燃料排出配管、
４３空気供給配管、
４３ａ交差部、
４４空気排出配管、
４５中心線、
５０変位吸収機構、
７０固定プレート、
７１、７２固定点、
７３～７８支持点、
８０支持機構、
８１、８２固定支持部、
８３、８４自由支持部、
９０温度センサー、
９１燃料給気温度センサー、
９２燃料排気温度センサー、
９３空気給気温度センサー、
９４空気排気温度センサー、
１０１、１０２第１可動支持部（可動支持部）、
１０３、１０４第２可動支持部。 10 power generation unit,
20 SOFC stack (fuel cell stack),
21 fuel supply port,
22 fuel discharge port;
23 air supply port,
24 air exhaust port,
25 end plates,
30 GPU (gas processing unit),
31 reformer,
32 exhaust combustor,
33 air heat exchanger,
40 piping ,
41 fuel supply piping ,
42 fuel discharge piping ,
43 air supply piping ,
43a intersection,
44 air exhaust piping ,
45 centerline,
50 displacement absorption mechanism,
70 fixed plate,
71, 72 fixed points,
73-78 support points,
80 support mechanism,
81, 82 fixed support,
83, 84 free supports,
90 temperature sensor,
91 fuel supply air temperature sensor,
92 fuel exhaust temperature sensor,
93 air supply temperature sensor,
94 air exhaust temperature sensor,
101, 102 first movable support (movable support),
103, 104 second movable support;

Claims

A power generation unit supported by a vehicle body,
a fuel cell stack of a solid oxide fuel cell;
a gas processing unit having a function of reforming the fuel supplied to the fuel cell stack;
a plurality of pipes for respectively supplying and discharging fuel and supplying and discharging air between the fuel cell stack and the gas processing unit;
a temperature sensor for detecting the temperature of the fuel supply and exhaust, and the temperature of the air supply and exhaust, respectively;
a displacement absorbing mechanism disposed in the pipe and absorbing displacement of the pipe due to thermal strain;
a support mechanism that fixedly supports the fuel cell stack and the gas processing unit on the vehicle body on the center line of one of the pipes, and supports other support points on the vehicle body so that they can be displaced in a direction perpendicular to the center line; , has
the pipe on the displacement side where the displacement absorption mechanism is arranged, the temperature sensor is arranged on the upstream side of the flow with respect to the displacement absorption mechanism;
The power generation unit, wherein the pipe on the fixed side having the center line has the temperature sensor located closer to the fuel cell stack than to the gas processing unit.

2. The method according to claim 1, wherein said support mechanism has a movable support portion disposed on said centerline and supporting said fuel cell stack and said gas processing unit on said vehicle body so as to be displaceable in a direction in which said centerline extends. Power generation unit as described.

The pipe on the displacement side is an air supply pipe , and an air supply temperature sensor is arranged on the upstream side of the flow with respect to the displacement absorption mechanism,
3. The power generating unit according to claim 1, wherein said fixed side pipe is an air discharge pipe , and an air exhaust temperature sensor is arranged near an outlet of said fuel cell stack.

The pipe on the displacement side is a fuel supply pipe , and a fuel supply air temperature sensor is arranged on the upstream side of the flow with respect to the displacement absorption mechanism,
The power generation unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the fixed side pipe is a fuel discharge pipe , and a fuel exhaust temperature sensor is arranged near an outlet of the fuel cell stack.

The piping includes air supply piping , air exhaust piping and fuel supply piping ,
the air supply pipe includes an intersection portion extending in a direction intersecting the direction in which the air discharge pipe and the fuel supply pipe extend;
The power generation unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the material forming the air supply pipe has the same coefficient of linear expansion as a member connected to the air supply pipe in the fuel cell stack.

6. The power generation unit according to claim 5, wherein said air supply pipe has an air supply temperature sensor arranged near an inlet of said fuel cell stack.

The gas processing unit includes a reformer that reforms fuel, an exhaust combustor that burns exhaust gas from the fuel cell stack to generate heat, and an air heat exchanger that heats air supplied to the fuel cell stack. The power generation unit according to any one of claims 1 to 6, having