WO2017217434A1 - 改質器、セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置 - Google Patents

改質器、セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置 Download PDF

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WO2017217434A1
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introduction pipe
raw fuel
flow
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直樹 横尾
治 山崎
達也 神林
貴之 丸山
高橋　成門
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京セラ株式会社
ダイニチ工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a reformer for generating fuel gas to be introduced into a fuel cell, a cell stack device including the reformer, a fuel cell module, and a fuel cell device.
  • the cell stack device includes a reformer disposed above the fuel cell stack, and the reformer vaporizes water to generate steam, and uses the steam generated in the vaporizer to produce a raw material. And a reforming section for steam reforming fuel (including gaseous raw fuel gas).
  • the raw fuel introduction pipe and the water introduction pipe are connected to a vaporization section connected to the upstream side of the reformer, and steam and raw fuel generated in the vaporization section are mixed and introduced into the reforming section. Thus, the raw fuel is reformed.
  • a fuel cell module constituting a fuel cell device is configured by housing the above-described cell stack device in a storage container.
  • a reformed gas containing hydrogen as a component is generated from raw fuel and water introduced into the reformer and introduced into the fuel cell stack.
  • JP 2005-158527 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-177945
  • the reformer of the present disclosure has a cylindrical reformer body extending in a horizontal direction in which raw fuel and water are introduced to perform a reforming reaction, and steam is introduced into the reformer body.
  • a raw material introduction pipe for introducing a raw fuel into the reformer main body, and a reforming unit for generating a reformed gas by reacting water vapor generated in the vaporization unit with a raw fuel.
  • a water introduction pipe having a water flow path for introducing water into the reformer body, and promoting vaporization of water in the vaporization section in at least one of the vaporization section and the water introduction pipe The vaporization promotion part is provided.
  • the cell stack device generates power by using a fuel gas and an oxygen-containing gas, and has a gas flow path that penetrates the inside in a longitudinal direction, and burns the fuel gas that has not been used for power generation on the upper end side.
  • a cell stack including a plurality of fuel battery cells having a configuration is provided.
  • a manifold that communicates with the gas flow path and introduces fuel gas into the gas flow path, and a previously disclosed reformer that is connected to the manifold and disposed above the cell stack are provided.
  • the fuel cell module of the present disclosure includes the previously disclosed cell stack device and a storage container that accommodates the cell stack device.
  • the fuel cell device of the present disclosure includes the previously disclosed fuel cell module, an auxiliary device for operating the fuel cell module, and an exterior case that houses the fuel cell module and the auxiliary device.
  • FIG. 12A It is a III line section schematic diagram of Drawing 11A. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the connection part of the raw fuel and water introduction pipe
  • FIG. 17A It is the IX sectional view taken on the line of FIG. 17A. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the connection part of the raw fuel and water introduction pipe
  • the reformer it is required to perform an efficient reforming reaction.
  • a reformer that performs steam reforming it is required not only to efficiently perform the reforming reaction in the reforming section, but also to efficiently vaporize water in the vaporizing section. Therefore, the reformer of the present embodiment has been made paying attention to directly or indirectly improving the vaporization efficiency of water in the vaporization section.
  • the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
  • FIG. 1 to FIG. 3
  • FIG. 3C is a diagram for explaining the configuration of the reformer of the first embodiment
  • FIG. 8] is a diagram for explaining the configuration of the reformer corresponding to the second to sixth embodiments.
  • symbol is attached
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the cell stack device of the first embodiment.
  • a cell stack device 10 shown in FIG. 1 is arranged in a state where a plurality of columnar fuel cells 22 having gas flow paths therein are erected, and are electrically connected to each other via a current collecting member (not shown).
  • the reformer 1 is disposed above the connected cell stacks 23.
  • the lower end of the fuel cell 22 constituting the cell stack 23 is fixed to the manifold 21 for introducing the reformed gas (hydrogen-containing gas) into the fuel cell 22 with an insulating adhesive.
  • One end of the reformed gas supply pipe 6 is connected to the end.
  • the other end of the reformed gas feed pipe 6 is connected to a reformed gas feed outlet 5 described later.
  • the end portion of the manifold 21 is a side surface orthogonal to the arrangement direction of the fuel cells 22 among the side surfaces of the manifold 21 and is on the same side as the reformed gas delivery port 5 side of the reformer 1. Mean side.
  • the reformed gas may be introduced into the fuel cell 22 via the manifold 21, and one end of the reformed gas supply pipe 6 may be connected to the upper surface or the lower surface of the manifold 21.
  • conductive members having current drawing portions for collecting and drawing the current generated by the power generation of the fuel cell 22 to the outside are disposed at both ends of the cell stack 23.
  • the fuel battery cell 22 for example, a hollow flat plate shape having a gas flow path through which the reformed gas flows in the longitudinal direction, the fuel side electrode layer, the solid electrolyte layer, and the oxygen side are formed on the surface of the support. Examples thereof include solid oxide fuel cells in which electrode layers are sequentially provided.
  • the power generation temperature of the fuel cell 22 is as high as about 600 ° C. to 1000 ° C.
  • a so-called cylindrical shape or horizontal stripe shape can be used.
  • a reforming reaction is performed by introducing raw fuel such as natural gas or kerosene into the reformer 1 described later.
  • the reformed gas obtained by the reforming reaction is introduced into the manifold 21 via the reformed gas supply pipe 6, and the reformed gas introduced into the manifold 21 is introduced into the fuel cell 22.
  • air is introduced from the outside of the fuel cell 22 as an oxygen-containing gas, and power generation is performed in the fuel cell 22 using the reformed gas (hydrogen-containing gas) and air (oxygen-containing gas).
  • an ignition means (not shown) for igniting the reformed gas is disposed between the cell stack 23 and the reformer 1. Furthermore, in the combustion part 24 located between the cell stack 23 and the reformer 1, surplus reforming gas that has not been used for power generation in the fuel cell 22 is burned, so that surplus reforming is performed. The temperature of the reformer 1 can be raised by the combustion heat generated by the combustion of the gas. As a result, the reforming reaction can be efficiently performed in the reformer 1. In addition, in FIG. 1, the flow of gas is shown using the arrow in a figure.
  • the fuel cell module (30) of the present embodiment is one in which the cell stack device 10 described above is stored in a storage container. Further, as shown in FIG. 20, the fuel cell device of the present embodiment includes the fuel cell module (30), an auxiliary device for operating the fuel cell module, and an exterior case that houses the fuel cell module and the auxiliary device. It is equipped with.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the reformer 1 of the first embodiment, and is an external perspective view showing a part cut away so that the inside of the reformer 1 can be seen. In FIG. 2, the configuration is partially omitted.
  • the reformer 1 of FIG. 2 includes a cylindrical reformer body 2 that is provided with an introduction port 7 through which raw fuel and water are introduced at one end and extends in the horizontal direction.
  • the reformer main body 2 has a vaporization section 3 and a reforming section 4.
  • the vaporization unit 3 is an introduction unit in which raw fuel and water are introduced from the introduction port 7, and the first vaporization chamber 3 a that uses a part of the introduced water as water vapor, and the introduced water as water vapor.
  • the reforming unit 4 includes a first reforming chamber 4a and a second reforming chamber 4b that generate reformed gas by reforming the steam generated in the second vaporizing chamber 3b with the raw fuel.
  • steam reforming which is an efficient reforming reaction
  • most (preferably all) water introduced into the first vaporizing chamber 3a is vaporized into steam in the second vaporizing chamber 3b.
  • the raw fuel mixed with the raw fuel is introduced into the first reforming chamber 4a.
  • the modification part 4 is good also as a modification part with one room, without dividing by a partition wall.
  • a reformed gas delivery port 5 for delivering reformed gas is provided at the other end of the reformer body 2.
  • the reformer 1 of FIG. 2 further includes three partition walls 11 that define the reformer body 2 and extend in a direction perpendicular to the central axis C of the reformer body 2. .
  • Each of the partition walls 11 has a flowable portion 12 on the lower side through which raw fuel, water vapor, and reformed gas can flow.
  • the lower side is a region inside the reformer 1 from the lower end to the height of about 2/3 in the height direction.
  • the portion other than the flowable portion 12 of the partition wall 11 is shielded, and is a non-flowable portion that does not allow the raw fuel, water vapor, and reformed gas to flow.
  • the partition wall 11 by forming the partition wall 11 with a highly heat-conductive member, heat transfer to the fluid flowing in the reformer body 2 and the reforming catalyst (not shown) can be promoted, thereby The reforming efficiency can be improved.
  • the flowable portion 12 can also be provided over the entire height direction inside the reformer 1.
  • the flowable portion 12 may be constituted by a mesh-like member attached to the opening of the partition wall 11, or a plurality of slits provided in the partition wall 11 as a plurality of openings extending in one direction. It may be constituted by a cut-in shape, or may be constituted by a through hole.
  • the interior of the reformer 1 is divided into three partition walls 11 from the inlet 7 side to the reformed gas delivery port 5 side, the first vaporizing chamber 3a, the second vaporizing chamber 3b, the first reforming chamber 4a, And the second reforming chamber 4b. In addition, it can also be set as the structure which does not provide the 1st vaporization chamber 3a or the 2nd vaporization chamber 3b.
  • the reformer 1 may include one partition wall 11 or four or more partition walls 11.
  • the introduction pipe 8 may be a double pipe (for example, the raw fuel / water introduction pipe 25) of the raw fuel introduction pipe and the water introduction pipe as in the seventh embodiment described later.
  • the raw fuel introduction pipe in addition to providing the water introduction pipe inside the raw fuel introduction pipe, the raw fuel introduction pipe may be provided inside the water introduction pipe.
  • FIG. 3A and 3B are cross-sectional views showing the configuration of the reformer of the second embodiment
  • FIG. 3A is a partial cross-sectional view in the longitudinal direction of the reformer body
  • FIG. 3B introduces the first vaporization chamber. It is sectional drawing seen toward the pipe
  • An introduction pipe 8 is connected to the first vaporization chamber 3a which is an introduction part of the reformer 1.
  • the vaporization promoting unit is configured along the inner surface of the first vaporization chamber 3 a so as to cover at least the bottom of the first vaporization chamber 3 a in the vaporization unit 3.
  • a water diffusion member 13 that is a vaporization promoting member is arranged in an arc shape. In the following description of the embodiment, a description will be given using a water diffusion member as the vaporization promoting portion.
  • the water diffusion member 13 is provided along the inner surface of the reformer body 2 from the bottom surface side to the top surface side of the reformer body 2.
  • the water diffusing member 13 is provided from the bottom surface side of the reformer body 2 to almost half the height, there is no particular limitation in the height direction.
  • the water diffusion member 13 can be provided so as to cover the entire inner periphery of the reformer body.
  • the water diffusing member 13 may be a cylindrical member that is continuous in the circumferential direction, or a member that is cut into a flat plate and rounded into a cylindrical shape.
  • Water and raw fuel are introduced from the introduction pipe 8 into the first vaporization chamber 3a which is the introduction part.
  • the water diffusion member 13 is a metal net made of a metal material such as stainless steel that has heat resistance and is not corroded by water, and has a fine mesh structure that allows water to spread along the metal net by capillary action. Yes. Therefore, the water that has contacted the water diffusing member 13 diffuses along the water diffusing member 13 without accumulating at the dropped position. Water is heated while being diffused to become water vapor. The water vapor moves to the second vaporization chamber 3b through the flowable portion 12 of the partition wall 11, and is completely converted into water vapor and mixed with the raw fuel in the second vaporization chamber 3b.
  • Water vaporization is performed smoothly and continuously by the water diffusion member 13 without water remaining at the bottom of the vaporization unit 3. Therefore, it is possible to directly promote the vaporization of water, and it is possible to suppress the phenomenon in which the accumulated water bumps and a large amount of water vapor is generated at one time, and the water can be stably vaporized. Therefore, since the reforming reaction is stabilized in the reformer 1, the flow rate of the reformed gas generated in the reformer 1 and introduced into the cell stack 23 is stabilized, and stable power generation can be performed.
  • the water diffusion member 13 can be provided in any shape of the introduction pipe through which water flows, regardless of the configuration of the introduction pipe 8.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the reformer of the second embodiment.
  • a water diffusion member 14 in which ceramic fibers are laminated to form a blanket is used. Ceramic fibers are suitable as a water diffusion member because they can withstand high temperatures and hardly cause chemical reaction with water, raw fuel, or the like. Since the water introduced from the introduction pipe 8 is vaporized while diffusing between the fibers of the ceramic fiber by capillary action, it is possible to directly promote the vaporization of the introduced water and to retain the introduced water. It can be stably vaporized without any problems.
  • water and raw fuel are introduced into the vaporization chamber by a single introduction pipe 8, but water and raw fuel are introduced through separate introduction pipes. Also good.
  • the introduction pipe for introducing water is connected to the first vaporization chamber 3a, but the introduction pipe for introducing the raw fuel is the first vaporization chamber 3a, the second vaporization chamber 3b, and the first reforming chamber.
  • the raw fuel may be introduced by connecting to the chamber 4a.
  • FIG. 4 show an example in which the water diffusion members 13, 14 are provided only in the first vaporization chamber 3a, the water diffusion members 13, 14 are shown in the first embodiment. You may provide from the vaporization chamber 3a to the 2nd vaporization chamber 3b. In this case, the water diffusion members 13 and 14 may be provided so as to pass below the partition wall 11.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the reformer of the third embodiment, and a vaporization promoting member constituting a vaporization promoting portion at a portion facing the vaporizing portion 3 (first vaporizing chamber 3a) of the introduction pipe 8.
  • the atomization member which is is provided.
  • the atomizing member 15 has a cylindrical shape and is provided along the inner surface of the introduction tube 8. As the atomizing member 15, a metal net rolled into a cylindrical shape or a ceramic fiber molded into a cylindrical shape can be used.
  • the atomizing member 15 is not limited to a cylindrical shape.
  • the water introduced by the introduction pipe 8 soaks into the atomizing member 15 installed at the portion facing the vaporization section 3 that is the end of the introduction pipe 8.
  • the raw fuel passes through the central portion of the introduction pipe 8 which is a hollow portion of the atomizing member 15.
  • the raw fuel flows into the first vaporization chamber 3a while entraining the water contained in the atomizing member 15 in a mist form.
  • the atomization member 15 makes the water into a fine mist and flows into the first vaporization chamber 3a together with the raw fuel, the vaporization of the water can be directly promoted, and the water is vaporized in the vaporization unit 3. Water vapor can be generated without staying at the bottom of the substrate.
  • the atomizing member 15 can be appropriately arranged according to the configuration of the introduction pipe 8.
  • the introduction pipe 8 is a double pipe of a raw fuel introduction pipe and a water introduction pipe
  • in addition to being provided in the water introduction pipe for example, when the raw fuel introduction pipe projects beyond the tip of the water introduction pipe, It is also possible to provide the outer surface of the protruding portion of the raw fuel introduction pipe at a position where the water introduced from the water introduction pipe can be atomized at the tip of the water introduction pipe.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the reformer of the fourth embodiment, in which an atomizing member 15 is provided so as to protrude into the first vaporizing chamber 3a which is the vaporizing unit 3.
  • the cylindrical atomizing member 15 has one end inserted into the introduction tube 8 and fixed, and the other end protruding from the first vaporizing chamber 3a.
  • the atomizing member 15 By arranging the atomizing member 15 so as to protrude from the tip of the introduction tube 8 into the first vaporizing chamber 3a, the surface area of the atomizing member 15 facing the first vaporizing chamber 3a is increased.
  • the introduced water can be atomized more efficiently and introduced into the first vaporization chamber 3a.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the reformer of the fifth embodiment, and shows the flow direction of the raw fuel on the tip side of the atomizing member 15 provided in a cylindrical shape along the inner surface of the introduction pipe 8.
  • a raw fuel diverting member 16 to be diverted is provided.
  • a raw fuel diverting member 16 is inserted and fixed in a hole in an end face of the cylindrical atomizing member 15 on the first vaporizing chamber 3a side.
  • the raw fuel diverting member 16 is formed of a metal having heat resistance and corrosion resistance, like the reformer body 2 and the introduction pipe 8.
  • the raw fuel diverting member 16 shown in FIG. 7 is configured such that the raw fuel does not pass through the raw fuel diverting member 16.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the reformer of the sixth embodiment, in which a raw fuel diverting member 16 is attached to the tip of an atomizing member 15 that protrudes into the first vaporizing chamber 3a. It is a thing. Since the raw fuel diverting member 16 changes the flow of the hollow portion of the raw fuel toward the inner wall of the introduction pipe 8, a large amount of raw fuel passes through the atomizing member 15 and flows into the first vaporization chamber 3a. At this time, the water contained in the atomizing member 15 is diffused into the first vaporizing chamber 3a in the form of a mist. Since much raw fuel flows through the atomization member 15 and flows into the first vaporization chamber 3a, atomization of water can be performed more efficiently.
  • the raw fuel diverting member 16 is fixed by being inserted into the hole on the end surface of the atomizing member 15 on the first vaporizing chamber 3a side, but the present invention is not limited to this.
  • the end surface of the vaporizing member 15 on the first vaporization chamber 3a side may be covered with a lid-like member made of a mesh material. Even in this case, the raw fuel can be prevented from passing through the lid-like member, and the direction in which the raw fuel flows can be changed as a whole. Therefore, it can be used as the raw fuel diverting member 16.
  • FIG. 9 [FIG. 9] to FIG. 11 [FIG. 11C] is a diagram for explaining the configuration of the reformer of the seventh embodiment
  • FIG. 12A, 12B, 12C] and FIG. 13 [FIG. 13A, 13B, 13C] are diagrams showing the reformers of the eighth and ninth embodiments corresponding to a modification of the seventh embodiment.
  • FIG. 14 [FIG. 14] and FIG. 15 [FIG. 15A, 15B] are reformers of the tenth embodiment
  • FIG. 16] and FIG. 17 [FIG. 17A, 17B] are views showing the reformer of the eleventh embodiment.
  • FIG. 18 [FIG. 18A, 18B] are views showing the reformer of the twelfth embodiment corresponding to another example of the seventh embodiment.
  • the fuel cell module 31 used in the fuel cell device of the seventh embodiment shown in FIG. 9 is a solid oxide fuel cell (SOFC) module.
  • the cell stack device 20 including the cell stack 23 and the reformer 1 as shown in the partial cross-sectional view (cut model) of FIG. 10 is accommodated in the storage container 41, and the opening of the storage container (accommodation space) is accommodated. Is sealed with a lid 42.
  • the storage container 41 is formed in a rectangular shape having a longitudinal shape along the arrangement direction of the fuel cells (cell stack 23), and in the longitudinal direction of the storage container 41 along the arrangement direction of the fuel cells,
  • the length direction (longitudinal direction) of the reformer 1 is referred to as the front-rear (or front-back) direction. Therefore, in FIG. 9, the right side in the figure is the front side of the module, and in FIG. 10, the left side (in the opposite side) corresponds to the front side of the module.
  • the internal structure of the fuel cell module 31 according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG.
  • the cell stack device 20 described in FIG. 1 is stored in the central portion of the storage container 41.
  • An internal heat insulating material (bottom heat insulating material) 9 is disposed below the cell stack device 20. Since the cell stack device 20 has the same configuration as the cell stack device 10 shown in FIG. 1, the description of the same part is omitted.
  • the shape of the cell stack 23 is not limited to a line shape, and a cell stack device having a cell stack of another arrangement can also be used.
  • the storage container may have a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, a cubic shape, a prismatic shape, or the like in accordance with the shape (outer shape) of the cell stack device.
  • the reformer 1 in FIG. 10 (which is a casing and is also referred to as a reformer body 2) is shown with a part cut away so that the inside can be seen.
  • the reformer 1 (or the reformer main body 2) has a hollow linear cylindrical shape (straight tube) corresponding to the cell stack 23 in a row as a whole.
  • the interior of the hollow cylindrical reformer main body (2) is divided into a vaporization section 3 and a reforming section 4 from a plurality of partition walls 11 as in the reformers of the first to sixth embodiments. Yes. Further, a metal mesh or the like as shown in FIGS. 3 and 4 is provided along the inner surface of each of the vaporization chambers 3a and 3b so as to cover at least the lower part (bottom side) of the first vaporization chamber 3a and the second vaporization chamber 3b. Water diffusion members 13 and 14 made of ceramic fiber or the like may be disposed.
  • the reforming unit 4 includes a first reforming chamber 4a and a second reforming chamber 4b that generate reformed gas by reforming the steam generated in the second vaporizing chamber 3b with the raw fuel.
  • the reforming unit 4 may be a reforming unit having one room (chamber) without being divided by the partition wall 11. Except for the above points, the reformer is the same as that of the first to sixth embodiments.
  • a raw fuel / water introduction pipe 25 for introducing raw fuel such as natural gas and water for raw fuel reforming into the reformer 1 will be described in detail.
  • the raw fuel / water introduction tube 25 has a double tube structure including a large-diameter outer tube 25A that forms the outer periphery and a small-diameter inner tube 25B that forms the inner periphery.
  • a space S1 extending in the axial direction of the pipe between the outer pipe 25A and the inner pipe 25B, which are independent from each other, is a water flow path through which water (indicated by a black arrow) flows, and in the axial direction inside the inner pipe 25B.
  • the space S2 is a raw fuel flow path through which raw fuel (gas: indicated by a white arrow) flows.
  • fluids such as gas (raw fuel) and water are indicated by arrows from the introduction side (the left upstream side in the figure) toward the introduction port 7 (the right downstream side in the figure) of the reformer 1. It flows in the direction shown, and is discharged (introduced) into the reformer 1 from each discharge port formed at the end opening of each tube.
  • the water flow path (the space S1 extending between the outer tube 25A and the inner tube 25B) in the present embodiment constitutes a vaporization promoting portion and prevents the water from flowing in the axial direction of the water flow path.
  • the control part [P part in the raw fuel and water introduction pipe 25 of Drawing 11A] is included.
  • the space S1 constituting the water flow path is an area occupied by the space S1 in the cross section of the downstream end position [III position on the right side of the figure: FIG. 11C] of the flow path.
  • (Path cross-sectional area) is smaller than the occupied area (water flow path cross-sectional area) of the space S1 in the cross section of the normal pipe diameter portion (the II position on the left in the figure: FIG. 11B) on the upstream side of the flow path.
  • This reduced area of the water channel cross-sectional area (the diameter-enlarged area P of the inner tube 25B) suppresses water from flowing in the axial direction of the water channel (the water flow direction indicated by the black arrow in the figure). It is a “flow-through suppression part”.
  • the flow suppression part P in the seventh embodiment is provided at the downstream end in the water flow direction in the water flow path as described above.
  • the flow-path cross-sectional area of the flow suppression part P is smaller than the flow-path cross-sectional area of this water flow path upstream of the flow suppression part P in the water flow direction.
  • the flow passage suppression portion P has a small flow path cross-sectional area, that is, the distance between the outer tube 25A and the inner tube 25B is reduced, so that the surface tension generated between the water and the water flow increases. Is suppressed. Thereby, it can suppress more that a comparatively large amount of water is instantaneously introduce
  • the water introduction pipe or the raw fuel introduction pipe in the portion corresponding to the flow-through suppression part P is used.
  • the pipe diameter of at least one of the pipes different from the pipe diameter of at least one of the water introduction pipe or the raw fuel introduction pipe upstream of the flow suppression part P in the flow direction of water or raw fuel.
  • a “flow suppression unit” may be provided. With this configuration, it is possible to easily manufacture a water introduction pipe having a flow-through suppressing portion by changing any one of the pipe diameters.
  • the flow passage suppression portion P of the water channel is formed by increasing the diameter of the downstream end of the inner tube 25B inside the double tube.
  • the method for forming the portion is not limited to this.
  • the downstream end of the large diameter outer pipe 26A constitutes the inner circumference.
  • the flow suppression part Q may be formed by reducing the diameter in the direction (inner diameter side) of the inner pipe 26B having a smaller diameter.
  • a water flow path (space S1) is formed inside the small-diameter inner pipe 27B, contrary to the raw fuel / water introduction pipes 25 and 26. May be.
  • the raw fuel / water introduction pipe 27 in which the raw fuel flow path (space S2) is formed in the axial direction of the pipe between the inner pipe 27B and the large-diameter outer pipe 27A that forms the outer periphery,
  • the sectional opening area (raw fuel flow passage sectional area) of the space S2 is the sectional opening area (raw fuel passage sectional area) of the space S2 in the normal pipe diameter portion [the left side of FIG. 11: FIG. 11B] on the upstream side of the passage. ) Is bigger.
  • a water flow path (space S1) is formed inside the inner pipe 27B, and a raw fuel flow path (space S2) is formed in the axial direction of the pipe between the outer pipe 27A and the outer circumference.
  • the cross-sectional opening area of the space S2 (raw fuel flow passage cross-sectional area) at the downstream end [VII position on the right side in the figure: FIG. 13C] of the outer pipe 27A Is made larger than the cross-sectional opening area (raw fuel flow passage cross-sectional area) of the space S2 in the normal pipe diameter portion on the upstream side of the flow passage [VI position on the left side in the drawing: FIG.
  • the same effect as described above can be obtained.
  • the inner pipe 25B constituting the raw fuel flow path has an end on the downstream side (the gas discharge opening on the right side in the drawing) of the inner pipe 25B constituting the water flow path, and the downstream end of the outer pipe 25A. It protrudes from the portion (water discharge port) in the inner direction of the reformer 1 body (right side in the figure).
  • the protrusion amount to the inner side direction (axial direction) of the inner pipe 25B (raw fuel flow path) end portion with respect to the end portion of the outer pipe 25A (water flow path) is represented by L (unit: mm) in the drawing.
  • the length L which is the amount of protrusion to the inside of the end of the inner tube 25B, is set to about 1.0 to 15.0 mm.
  • connection (fixation) of the raw fuel / water introduction pipe 25 to the reformer 1 body is such that the edge (inner edge) of the front end faces the interior of the reformer 1 in the cross section as shown in FIG. 11A.
  • a raw fuel / water introduction pipe 25 having a diameter slightly smaller than the diameter of the opening is inserted into the opening of the introduction port 7 formed to have an L-shaped cross section. Further, the inner peripheral edge of the introduction port 7 and the outer peripheral surface of the raw fuel / water introduction pipe 25 are sealed and fixed by welding (not shown).
  • the internal structure of the fuel cell module 32 of the tenth embodiment will be described with reference to FIGS. 14, 15A and 15B.
  • the configuration of the cell stack 23, the reformer 1 (reformer body 2), the manifold 21 and the like of the cell stack device 20 is the same as that of the fuel cell module 31 of the ninth embodiment. is there. Only differences from the structure of the ninth embodiment will be described below.
  • the raw fuel / water introduction pipe 28 of the present embodiment includes a large-diameter outer pipe 28A that constitutes the outer periphery and a small-diameter sheath pipe 28C that constitutes the innermost circumference.
  • a medium-diameter inner tube 28B that extends independently along the axial direction of the tube is inserted.
  • the raw fuel / water introduction pipe 28 has a triple pipe structure.
  • a water flow path through which water (indicated by a black arrow) flows is formed, and the axis between the inner tube 28B and the small-diameter sheath tube 28C.
  • a raw fuel flow path through which raw fuel (gas: indicated by a white arrow) flows is formed in the directional space S2.
  • a thermocouple TC for measuring the temperature in the reforming section of the reformer 1 is inserted into the axial space S3 inside the sheath tube 28C that is the innermost side (inner diameter side).
  • the sheath tube 28C may be disposed in the axial direction of the raw fuel / water introduction tube 28 without contacting either the outer tube 28A or the inner tube 28B.
  • the raw fuel / water introduction tube 28 the reformer 1 and the storage container 41 are arranged at the outermost outer tube 28A. Since the connection is made only with, the connection is easy and the production efficiency is improved. Moreover, since heat extraction from the sheath tube 28 ⁇ / b> C to the outside of the reformer 1 can be suppressed, a temperature drop inside the reformer 1 can be suppressed.
  • a spiral extending in the axial direction of the water channel for example, inserted in the axial space S1 (water channel) formed between the outer tube 28A and the inner tube 28B.
  • the flow resistance member which consists of a W-shaped member W etc. is provided.
  • the entire portion of the raw fuel / water introduction pipe 28 shown in the figure is a flow suppression unit U.
  • the flow resistance member such as the spiral member W is arranged in the water flow path (space S1) between the outer tube 28A and the inner tube 28B. That is, by providing the flow resistance member, water is diffused in a direction orthogonal to the water flow direction, and the inner pipe 28B serving as the raw fuel flow path (space S2) is disposed in the water flow path. As a result, a surface tension of water is generated between the outer surface of the inner tube 28B and the inner surface of the outer tube 28A, and is brought into contact with the flow resistance member (helical member W) inserted between the tubes. Furthermore, since the surface tension increases, the flow of water can be further suppressed.
  • the flow resistance member is the spiral member W described above as in the tenth embodiment, water flows spirally along the spiral member W.
  • the channel length of the water channel can be substantially increased, and the spiral member W and the water come into contact with each other, and surface tension is generated between the spiral member W. For this reason, the surface tension is increased, and the flow of water can be further suppressed.
  • the internal structure of the fuel cell module 33 according to the eleventh embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the configurations of the cell stack 23, the reformer 1 (reformer body 2), the manifold 21 and the like of the cell stack device 20 are the same as those of the ninth and tenth embodiments. , 32.
  • the fuel cell module 33 of the eleventh embodiment differs from the tenth embodiment in that a raw fuel / water introduction pipe 29 for introducing raw fuel and water into the reformer 1 (the casing and the reformer main body 2).
  • a raw fuel / water introduction pipe 29 for introducing raw fuel and water into the reformer 1 (the casing and the reformer main body 2).
  • a medium-diameter inner tube 29B constituting the raw fuel flow path and a small-diameter thermocouple sheath tube 29C for inserting the thermocouple TC therein are provided inside the large-diameter outer tube 29A constituting the outer periphery.
  • a medium-diameter inner tube 29B constituting the raw fuel flow path and a small-diameter thermocouple sheath tube 29C for inserting the thermocouple TC therein are provided inside the large-diameter outer tube 29A constituting the outer periphery.
  • the inner pipe 29B (raw fuel flow path) shown in FIG. 17A discharges the raw fuel from the upstream side in the raw material flow direction (IX position on the left side in the drawing: FIG. 17B).
  • the tube diameter is formed in a taper shape that gradually increases toward the downstream end portion (the raw fuel discharge port on the right side in the figure).
  • the occupied area (water channel cross-sectional area) of the space S1 in the cross section of the right inlet 7 position in the drawing] is the occupied area (water channel cross-sectional area) of the space S1 in the cross section on the upstream side [IX position on the left in the drawing] ) Is smaller.
  • the downstream end of the water flow path (the entire portion of the raw fuel / water introduction pipe 29 shown in the drawing) flows through the diameter of the inner pipe 29B. It is the suppression part V.
  • the raw fuel / water introduction pipe 40 of the reformer of the twelfth embodiment shown in FIGS. 18A and 18B is composed of a large-diameter outer pipe 40A constituting the outer periphery and a small-diameter inner pipe 40B constituting the inner circumference. It has a double pipe structure.
  • the atomization member 15 which atomizes the water which flows through is arrange
  • the atomizing member 15 functions as a flow resistance member that suppresses the flow of water in the axial direction of the water, so that the above-described P, Q, A flow suppression part Y similar to the R part is formed. With this configuration, the same effects as those of the reformers of the seventh to eleventh embodiments can be obtained.
  • the atomizing member, the flow resistance member, and the water diffusion member described above can be used in combination with each other, and are disposed at the same time as the above-described flow suppression portion (expansion / reduction of tube diameter, etc.). May be.
  • the raw fuel / water introduction pipes (8, 25 to 29, 40, etc., typically represented by reference numeral 25) shown in each embodiment are on the upstream side (the introduction source side on the left side in the figure). It may be connected to the reformer 1 so as to have an upward inclination (angle ⁇ ) from the horizontal (LEVEL) to the downstream side (right inlet side in the figure).
  • angle ⁇ an upward inclination from the horizontal
  • LEVEL horizontal
  • the downstream side right inlet side in the figure
  • the fuel cell modules 30 to 33 in each embodiment are incorporated into the fuel cell device as follows.
  • the fuel cell device 50 accommodates the above-described fuel cell module 30 (including 31 to 33) in an exterior case composed of each support column 51 and an exterior plate (not shown). Is.
  • the exterior case in addition to the illustrated fuel cell module 30, a heat storage tank, a power conditioner for introducing the generated power to the outside, and accessories such as a pump and a controller are disposed.
  • the height and width of the outer case can be reduced by storing the compact fuel cell module 30, heat exchanger, various auxiliary machines, etc. in one outer case.
  • the entire fuel cell device can be reduced in size.

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Abstract

本開示の改質器は、原燃料と水とが導入されて改質反応を行う、水平方向に延びた筒状の改質器本体を有し、改質器本体の内部に、水蒸気を発生させる気化部と、気化部で発生した水蒸気を原燃料と反応させて改質ガスを生成する改質部と、を備え、改質器本体に原燃料を導入する原燃料導入管と、改質器本体に水を導入する水流路を内部に有する水導入管と、を含み、前記気化部および前記水導入管の少なくとも一方において、前記気化部での水の気化を促進するための気化促進部を備えている。

Description

改質器、セルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置
　本発明は、燃料電池セルに導入する燃料ガスを生成するための改質器、それを具備するセルスタック装置、燃料電池モジュールおよび燃料電池装置に関する。
　近年、次世代エネルギーとして、燃料ガス（水素含有ガス）と空気（酸素含有ガス）とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールや燃料電池モジュールを外装ケース内に収納してなる燃料電池装置が種々提案されている。
　セルスタック装置は、燃料電池セルスタックの上方に改質器を配置してなり、この改質器は水を気化して水蒸気を生成する気化部と、該気化部で発生した水蒸気を用いて原燃料（気体状の原燃料ガスを含む）を水蒸気改質する改質部とを具備している。原燃料導入管および水導入管が、改質器の上流側に連なる気化部に接続され、気化部で発生した水蒸気と原燃料とが混合されて、改質部に導入され、この改質部で原燃料が改質されるように構成されている。
　一般的に燃料電池装置を構成する燃料電池モジュールは、上述のセルスタック装置が収納容器内に収納されて構成される。改質器に導入された原燃料と水から水素を成分として含む改質ガスを生成して燃料電池セルスタックに導入する。
特開２００５－１５８５２７号公報 特開２０１６－１７７９４５号公報
　本開示の改質器は、原燃料と水とが導入されて改質反応を行う、水平方向に延びた筒状の改質器本体を有し、該改質器本体の内部に、水蒸気を発生させる気化部と、前記気化部で発生した水蒸気を原燃料と反応させて改質ガスを生成する改質部と、を備え、前記改質器本体に原燃料を導入する原燃料導入管と、前記改質器本体に水を導入する水流路を内部に有する水導入管と、を含み、前記気化部および前記水導入管の少なくとも一方において、前記気化部での水の気化を促進するための気化促進部を備える。
　本開示のセルスタック装置は、燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なうとともに、内部を長手方向に貫通するガス流路を有し、上端側で発電に使用されなかった前記燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個備えるセルスタックを備える。そしてさらに、前記ガス流路に連通し該ガス流路に燃料ガスを導入するマニホールドと、該マニホールドと接続され、前記セルスタックの上方に配置された先に開示の改質器と、を備える。
　本開示の燃料電池モジュールは、先に開示のセルスタック装置と、該セルスタック装置を収容する収納容器と、を備える。
　本開示の燃料電池装置は、先に開示の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールの運転を行なうための補機と、前記燃料電池モジュールおよび前記補機を収納する外装ケースと、を備える。
　本開示の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とから、より明確になるであろう。
第１実施形態のセルスタック装置の構成を示す側面図である。 第１実施形態の改質器の内部構成が見えるように一部を切り取って示す斜視図である。 第１実施形態の改質器の構造を示す断面図である。 図３ＡのＩ線断面図である。 第１実施形態の改質器の別の構造を示す断面図である。 第２実施形態の改質器の部分断面図である。 第３実施形態の改質器の部分断面図である。 第４実施形態の改質器の部分断面図である。 第５実施形態の改質器の部分断面図である。 第６実施形態の改質器の部分断面図である。 実施形態の燃料電池モジュールにおける原燃料・水導入管の収納容器への接続状態を示す外観斜視図である。 第７実施形態の燃料電池モジュール内における原燃料・水導入管と改質器本体との接続構造を示す部分断面図である。 第７実施形態における原燃料・水導入管と改質器本体との接続部分を示す断面模式図である。 図１１ＡのII線断面模式図である。 図１１ＡのIII線断面模式図である。 第８実施形態における原燃料・水導入管と改質器本体との接続部分を示す断面模式図である。 図１２ＡのIV線断面模式図である。 図１２ＡのＶ線断面模式図である。 第９実施形態における原燃料・水導入管と改質器本体との接続部分を示す断面模式図である。 図１３ＡのVI線断面模式図である。 図１３ＡのVII線断面模式図である。 第１０実施形態の燃料電池モジュール内における原燃料・水導入管と改質器本体との接続構造を示す部分断面図である。 第１０実施形態における原燃料・水導入管と改質器本体との接続部分を示す断面模式図である。 図１５ＡのVIII線断面模式図である。 第１１実施形態の燃料電池モジュール内における原燃料・水導入管と改質器本体との接続構造を示す部分断面図である。 第１１実施形態における原燃料・水導入管と改質器本体との接続部分を示す断面模式図である。 図１７ＡのIX線断面模式図である。 第１２実施形態における原燃料・水導入管と改質器本体との接続部分を示す断面模式図である。 図１８ＡのＸ線断面模式図である。 改質器本体に対する原燃料・水導入管の接続態様を説明する図である。 実施形態の燃料電池装置の一例を示す分解斜視図である。
　ところで、改質器においては、効率のよい改質反応を行なうことが求められる。ここで、特に水蒸気改質を行なう改質器においては、単に改質部での改質反応を効率よく行なうだけではなく、気化部における水の気化も効率よく行なうことが求められる。そこで、本実施形態の改質器は、気化部における水の気化効率を直接的にまたは間接的に向上することに着目してなされたものである。以下、図面を参考にして、本実施形態を詳細に説明する。
　図１〔ＦＩＧ．１〕～図３〔ＦＩＧ．３Ｃ〕は第１実施形態の改質器の構成を説明する図であり、図４〔ＦＩＧ．４〕～図８〔ＦＩＧ．８〕はそれぞれ、第２～第６実施形態に対応する改質器の構成を説明する図である。なお、同様の機能・構成を有する部材には同じ符号を付記して、詳細な説明を省略する。
　図１は、第１実施形態のセルスタック装置の構成を示す構成図である。なお、以降の図において同一の部材については同一の番号を付するものとする。図１に示すセルスタック装置１０は、内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セル２２を複数個立設させた状態で配列し、間に集電部材（図示せず）を介して互いに電気的に接続したセルスタック２３の上方に改質器１を配置したものである。
　ここで、セルスタック２３を構成する燃料電池セル２２の下端が、燃料電池セル２２に改質ガス（水素含有ガス）を導入するマニホールド２１に絶縁性の接着材によって固定されており、マニホールド２１の端部に改質ガス送給管６の一方端が接続されている。また、改質ガス送給管６の他方端は後述する改質ガス送出口５に接続されている。なお、ここでいうマニホールド２１の端部とは、マニホールド２１の側面のうち燃料電池セル２２の配列方向と直交する側面であり、改質器１の改質ガス送出口５の側と同じ側の側面を意味する。なお、マニホールド２１を介して改質ガスが燃料電池セル２２に導入されればよく、改質ガス送給管６の一方端は、マニホールド２１の上面や下面に接続されていてもよい。
　なお、セルスタック２３の両端部には、燃料電池セル２２の発電により生じた電流を収集して外部に引き出すための、電流引き出し部を有する導電部材（図示せず）が配置されている。ここで、燃料電池セル２２としては、たとえば、内部を改質ガスが長手方向に流通するガス流路を有する中空平板状で、支持体の表面に、燃料側電極層、固体電解質層および酸素側電極層を順に設けた固体酸化物形燃料電池セルがあげられる。なお、燃料電池セル２２として固体酸化物形燃料電池セルを用いる場合には、燃料電池セル２２の発電温度が、６００℃～１０００℃程度と非常に高温となる。なお、燃料電池セル２２としては、いわゆる円筒型や横縞型を用いることもできる。
　上述のセルスタック装置１０においては、後述する改質器１に天然ガスや灯油等の原燃料を導入して改質反応を行なう。改質反応により得られた改質ガスは、改質ガス送給管６を介してマニホールド２１に導入され、マニホールド２１に導入された改質ガスが、燃料電池セル２２に導入される。さらに、燃料電池セル２２の外側から酸素含有ガスとして空気が導入され、改質ガス（水素含有ガス）と空気（酸素含有ガス）とを用いて、燃料電池セル２２において発電が行なわれる。
　また、セルスタック２３と改質器１の間には、改質ガスに点火するための点火手段（図示せず）が配設されている。さらに、セルスタック２３と改質器１との間に位置する燃焼部２４において、燃料電池セル２２における発電に使用されなかった余剰の改質ガスを燃焼させる構成とすることで、余剰の改質ガスが燃焼することにより生じる燃焼熱によって改質器１の温度を上昇させることができる。その結果、改質器１において効率よく改質反応を行なうことができる。なお、図１において、ガスの流れを図中の矢印を用いて示している。本実施形態の燃料電池モジュール（３０）は、上述のセルスタック装置１０を収納容器内に収納したものである。また、本実施形態の燃料電池装置は、図２０に示すように、この燃料電池モジュール（３０）と、燃料電池モジュールを作動させるための補機と、燃料電池モジュールおよび補機を収容する外装ケースとを備えたものである。
　図２は、第１実施形態の改質器１の構成を示す斜視図であり、改質器１の内部が見えるように一部を切り取って示す外観斜視図である。なお、図２においては、その構成を一部省略して図示している。図２の改質器１は、一方端部に原燃料および水が導入される導入口７が設けられ、水平方向に延びた筒状の、改質器本体２を備えたものである。
　改質器本体２は気化部３と改質部４を有している。気化部３は、導入口７から原燃料と水とが導入される導入部であって、導入された水の一部を水蒸気とする第１気化室３ａと、導入された水を水蒸気とする第２気化室３ｂと、を含む。改質部４は、第２気化室３ｂで発生した水蒸気を原燃料と改質反応させて改質ガスを生成する第１改質室４ａおよび第２改質室４ｂと、を含む。改質器１において、効率のよい改質反応である水蒸気改質を行なうにあたっては、第１気化室３ａに導入した水のほとんど（好ましくはすべて）を第２気化室３ｂにて水蒸気に気化させて原燃料と混合し、水蒸気が混合した原燃料を第１改質室４ａに導入する。なお、改質部４は、仕切壁によって区分することなく、１つの部屋を持つ改質部としてもよい。また、改質器本体２の他方端部には、改質ガスを送出する改質ガス送出口５が設けられている。
　ここで図２の改質器１は、改質器本体２の中心軸線Ｃに垂直な方向に延びた、改質器本体２を区画している、３つの仕切壁１１をさらに有している。この仕切壁１１はそれぞれが、原燃料および水蒸気ならびに改質ガスが流通可能な流通可能部１２を、下方側に有している。ここで下方側とは、改質器１の内部の、高さ方向において下端からおよそ２／３の高さまでの領域である。また、仕切壁１１の流通可能部１２以外の部分は遮蔽されており、原燃料および水蒸気ならびに改質ガスを流通させない流通不可部となっている。なお、仕切壁１１を、伝熱性の高い部材によって形成することにより、改質器本体２の内部を流れる流体および改質触媒（図示せず）への伝熱を促進することができ、それによって改質効率を向上させることができる。なお、流通可能部１２を、改質器１の内部の、高さ方向全体にわたって設けることもできる。
　流通可能部１２は仕切壁１１の開口部に取り付けられた網目状の部材によって構成されてもよく、あるいは、一方向に細長く延びた複数の開口部として、仕切壁１１に設けられた複数のスリット状の切り込みによって構成されてもよく、さらには貫通孔によって構成されてもよい。改質器１の内部は、３つの仕切壁１１によって、導入口７の側から改質ガス送出口５の側にかけて、第１気化室３ａ、第２気化室３ｂ、第１改質室４ａ、および第２改質室４ｂの順に区画されている。なお、第１気化室３ａまたは第２気化室３ｂを設けない構成とすることもできる。改質器１が備える仕切壁１１は、１つでもよく、４つ以上でもよい。
　ここで、導入管８は、後記第７実施形態のように、原燃料導入管と水導入管の二重管（たとえば、原燃料・水導入管２５等）とすることも可能である。なお、二重管とする場合においては、原燃料導入管の内側に水導入管を設けるほか、水導入管の内側に原燃料導入管を設ける形状とすることもできる。ただし、原燃料導入管と水導入管とを別々に設けることももちろん可能である。
　図３Ａ，３Ｂは、第２実施形態の改質器の構成を示す断面図であり、図３Ａは、改質器本体の長手方向の部分断面図であり、図３Ｂは第１気化室を導入管に向かって見た断面図、すなわち図３ＡにおけるＩ線断面図である。なお、改質器１の導入部である第１気化室３ａに導入管８が接続されている。
　図３Ａ，３Ｂに示す改質器においては、気化部３内であって、第１気化室３ａの少なくとも底部を覆うように、第１気化室３ａの内面に沿って、気化促進部を構成する気化促進部材である水拡散部材１３が円弧状に配置されている。以下の当該実施形態の説明においては、気化促進部として、水拡散部材を用いて説明する。水拡散部材１３は、改質器本体２の底面側から上面側に向けて、改質器本体２の内面に沿って設けられている。なお、図３Ａ，３Ｂにおいては、水拡散部材１３を改質器本体２の底面側からほぼ半分の高さまで設けた例を示しているが、その高さ方向に特に制限はない。たとえば、図３Ｃに示すように、水拡散部材１３を、改質器本体の内周全体を覆うように設けることもできる。その場合、水拡散部材１３は、周方向に切れ目なく連続する円筒形のものでも、平板形に切断されたものを円筒状に丸めたものでもよい。
　導入管８から導入部である第１気化室３ａに水と原燃料とが導入される。第１気化室３ａ内に水が滴下すると、第１気化室３ａの下方に配置された水拡散部材１３と接触する。水拡散部材１３は耐熱性を有し、かつ水によって腐食しないステンレス等の金属素材からなる金属網であり、水が毛細管現象で金属網に沿って拡がっていく程度の細かい網目構造を有している。そのため、水拡散部材１３と接触した水は、滴下した位置に溜まることなく水拡散部材１３に沿って拡散する。水は、拡散しながら加熱されて水蒸気になる。水蒸気は、仕切壁１１の流通可能部１２を通って第２気化室３ｂに移動し、第２気化室３ｂにて完全に水蒸気とされるとともに、原燃料と混合される。
　水拡散部材１３により、気化部３の底部に水が滞留することなく、水の気化が円滑に連続的に行われる。そのため、水の気化を直接的に促進することができるとともに、滞留した水が突沸して大量の水蒸気が一度に発生する現象を抑制することができ、水の安定した気化を行うことができる。したがって、改質器１において改質反応が安定するので、改質器１にて生成されてセルスタック２３に導入される改質ガスの流量が安定し、安定した発電を行うことができる。なお、水拡散部材１３は、導入管８の構成によらず、水の流れるどのような形状の導入管にも設けることができる。
　図４は、第２実施形態の改質器の構成を示す部分断面図である。上述の金属網の代わりに水拡散部材１４としてセラミックファイバーを積層してブランケット状にしたものを用いている。セラミックファイバーは高温に耐え、また、水や原燃料等と化学反応を起こしにくいため水拡散部材として好適である。導入管８から導入された水は、セラミックファイバーの繊維間を毛細管現象によって拡散しながら気化するので、導入された水の気化を直接的に促進することができるとともに、導入された水を滞留させることなく安定して気化させることができる。
　図３Ａ，３Ｂ，３Ｃおよび図４に示す実施の形態において、一本の導入管８によって気化室に水および原燃料を導入したが、水と、原燃料とを別々の導入管で導入してもよい。この場合、水を導入する導入管は、第１気化室３ａに接続されるが、原燃料を導入する導入管は、第１気化室３ａの他、第２気化室３ｂや、第１改質室４ａに接続して原燃料を導入してもよい。
　また、図３Ａ，３Ｂ，３Ｃおよび図４に示す実施の形態において、水拡散部材１３，１４を第１気化室３ａのみに設けた例を示しているが、水拡散部材１３，１４を第１気化室３ａからのびて第２気化室３ｂまで設けてもよい。この場合に、水拡散部材１３，１４を仕切壁１１の下方を通過するように設けてもよい。
　図５は、第３実施形態の改質器の構成を示す部分断面図であり、導入管８の気化部３（第１気化室３ａ）に臨む部分に、気化促進部を構成する気化促進部材である霧化部材を設けたものである。霧化部材１５は、円筒状であり、導入管８の内面に沿って設けられている。霧化部材１５は、金属網を円筒状に丸めたり、セラミックファイバーを円筒状に成型したものを用いることができる。なお、霧化部材１５は円筒状に限られるものではない。
　導入管８によって導入される水は、導入管８の端部である気化部３に臨む部分に設置された霧化部材１５に染み込む。霧化部材１５の中空部である、導入管８の中心部は、原燃料が通過する。原燃料は、霧化部材１５に含まれた水を霧状にして巻き込みながら第１気化室３ａに流入する。このように、霧化部材１５により、水が細かい霧状となって原燃料とともに第１気化室３ａに流入するので、水の気化を直接的に促進することができ、また水が気化部３の底部に滞留することなく、水蒸気を発生させることができる。
　なお、霧化部材１５は、導入管８の構成に応じて適宜配置することができる。たとえば、導入管８が、原燃料導入管と水導入管との二重管の場合において、水導入管に設けるほか、たとえば原燃料導入管が水導入管の先端よりも突出している場合に、原燃料導入管の突出した部位の外面であって、水導入管の先において、水導入管より導入された水が霧化できる位置に設けることもできる。
　図６は、第４実施形態の改質器の構成を示す部分断面図であり、気化部３である第１気化室３ａ内に突出して霧化部材１５を設けたものである。筒状の霧化部材１５は、一方の先端が導入管８に差し込まれて固定されており、他方の先端が第１気化室３ａ内に突出して配設されている。
　このように、霧化部材１５を導入管８の先端から第１気化室３ａ内に突出して配設することにより、第１気化室３ａ内に面する霧化部材１５の表面積が大きくなるので、導入された水をより効率的に霧化して第１気化室３ａに導入することができる。
　図７は、第５実施形態の改質器の構成を示す部分断面図であり、導入管８の内面に沿って筒状に設けられた霧化部材１５の先端側に原燃料の流れる方向を変向させる原燃料変向部材１６を設けたものである。筒状の霧化部材１５の第１気化室３ａ側の端面の穴に原燃料変向部材１６が差し込まれて固定されている。原燃料変向部材１６は、改質器本体２や、導入管８と同じように耐熱、耐腐食性のある金属で形成されている。
　導入管８の先端まで流れてきた原燃料は、多くは霧化部材１５の中空部を流れるが、原燃料変向部材１６を設けることにより、中空部の流れが導入管８の内壁方向に変向される。その結果、多くの原燃料が霧化部材１５を透過して第１気化室３ａに流れるようになり、水の霧化をより効率的に行うことができる。なお、図７に示す原燃料変向部材１６は、原燃料が原燃料変向部材１６を通過しないものとされている。
　図８は、第６実施形態の改質器の構成を示す部分断面図であり、第１気化室３ａ内に突出して配設された霧化部材１５の先端に原燃料変向部材１６を取付けたものである。原燃料変向部材１６は、原燃料の中空部の流れを導入管８の内壁方向に変向するので、多くの原燃料が、霧化部材１５を透過して第１気化室３ａ内に流れ込む、このとき霧化部材１５に含まれる水を霧状に第１気化室３ａに拡散する。多くの原燃料が霧化部材１５の中を流れて第１気化室３ａに流れ込むので、水の霧化をより効率的に行うことができる。
　なお、図７および図８では、原燃料変向部材１６は、霧化部材１５の第１気化室３ａ側の端面の穴に差し込まれて固定されているが、これに限るものではなく、霧化部材１５の第１気化室３ａ側の端面をメッシュ素材からなる蓋状の部材で覆うようにしてもよい。この場合であっても、蓋状の部材を原燃料が通過することを抑制でき、全体として原燃料の流れる方向を変更することができる。よって、原燃料変向部材１６として用いることができる。
　つぎに、同様に図面を参照して、第７～第１２実施形態を詳細に説明する。
　図９〔ＦＩＧ．９〕～図１１〔ＦＩＧ．１１Ｃ〕は第７実施形態の改質器の構成を説明する図であり、図１２〔ＦＩＧ．１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ〕および図１３〔ＦＩＧ．１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ〕は、第７実施形態の変形例に相当する第８および第９実施形態の改質器を示す図である。
　また、図１４〔ＦＩＧ．１４〕および図１５〔ＦＩＧ．１５Ａ，１５Ｂ〕は第１０実施形態の改質器、図１６〔ＦＩＧ．１６〕および図１７〔ＦＩＧ．１７Ａ，１７Ｂ〕は第１１実施形態の改質器、を示す図である。
　そして、図１８〔ＦＩＧ．１８Ａ，１８Ｂ〕は、第７実施形態の他の例に相当する第１２実施形態の改質器を示す図である。
　図９に示す第７実施形態の燃料電池装置に用いられている燃料電池モジュール３１は、固体酸化物形の燃料電池（ＳＯＦＣ）モジュールである。収納容器４１の内部に、図１０の部分断面図（カットモデル）に示すような、セルスタック２３と改質器１とを備えるセルスタック装置２０を収容して、収納容器（収容空間）の開口を、蓋体４２で密閉した構成をとる。なお、収納容器４１は、燃料電池セル（セルスタック２３）の配列方向に沿った長手形状の長方形に形成されているものとし、燃料電池セルの配列方向に沿った収納容器４１の長手方向で、かつ、改質器１の長さ方向（長手方向）を、前後（または手前－奥）方向と呼ぶ。したがって、図９においては図示右方がモジュールの手前側であり、図１０においては（反対側の）図示左方がモジュールの手前側に相当する。
　そして、図９において収納容器４１の前側（図示右方）の側面〔図１０では図示左方〕に配設されているのは、セルスタック装置２０の改質器１に、天然ガス等の原燃料（気体状の原燃料ガスを含む）と原燃料改質用の水とを導入するための原燃料・水導入管２５である。また、改質器１内部の温度を計測するための熱電対（図示省略）が、原燃料・水導入管２５と同軸方向に、改質器１の内部に挿入されている場合もある。
　図１０を用いて第７実施形態の燃料電池モジュール３１の内部構造を説明する。
　収納容器４１の中央部に、図１にて説明したセルスタック装置２０が収納されている。なお、セルスタック装置２０の下側には、内部断熱材（底部断熱材）９が配設されている。セルスタック装置２０は、図１にて示したセルスタック装置１０と同様の構成であるため、同一部分についての説明は割愛する。
　なお、セルスタック２３の形状も、列状のものに限られるものではなく、他の配列のセルスタックを有するセルスタック装置を用いることもできる。また、収納容器も、そのセルスタック装置の形状（外形）に合わせて、直方体状、円筒状のほか、立方体状や角柱状等であってもよい。
　図１０の改質器１（筐体であり改質器本体２とも呼ぶ）は、その内部が見えるように一部を切り取って図示している。この例において、改質器１（または改質器本体２）は、全体として、一列状のセルスタック２３に対応した、中空の直線円筒状（直管状）である。
　中空筒状の改質器本体（２）の内部は、第１～第６実施形態の改質器と同様、複数の仕切壁１１より、気化部３と改質部４とに分画されている。また、第１気化室３ａおよび第２気化室３ｂの少なくとも下部（底部側）を覆うように、各気化室３ａ，３ｂの内面に沿って、図３，図４に示すような、金属網やセラミックファイバー等からなる水拡散部材１３，１４等を配設してもよい。
　改質部４は、第２気化室３ｂで発生した水蒸気を原燃料と改質反応させて改質ガスを生成する第１改質室４ａおよび第２改質室４ｂとを含む。なお、改質部４は、仕切壁１１によって区分することなく、１つの部屋（室）を持つ改質部としてもよい。以上の点以外は、第１～第６実施形態の改質器と同様である。
　つぎに、第７実施形態において、改質器１に、天然ガス等の原燃料と原燃料改質用の水とを導入する原燃料・水導入管２５について詳述する。
　図１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに示すように、原燃料・水導入管２５は、外周を構成する大径の外管２５Ａと、内周を構成する小径の内管２５Ｂとからなる二重管構造を有している。これら互いに独立した外管２５Ａと内管２５Ｂとの間の管の軸線方向に延びる空間Ｓ１は、水（黒塗り矢印で表示）が流過する水流路であり、内管２５Ｂ内側の軸線方向の空間Ｓ２は、原燃料（ガス：白抜き矢印で表示）が流過する原燃料流路である。
　なお、ガス（原燃料）や水等の流体は、共に、その導入側（図示左方の上流側）から、改質器１の導入口７（図示右方の下流側）に向かって矢印に示す方向に流過し、各管の末端開口に形成された各吐出口から、改質器１内に吐出（導入）されるものとする。
　ところで、ポンプ出力の変動等により、瞬間的に多量の水が原燃料・水導入管２５に導入された場合、導入された水がそのまま水導入管を流過することで、瞬間的に比較的多量の水が気化部（気化室３ａ）に導入される。これにより、気化部３の温度が瞬間的に低下し、気化の効率が悪くなるおそれがあり、さらには改質器１での改質反応が不安定になるおそれがあった。
　そこで、本実施形態における水流路（外管２５Ａと内管２５Ｂとの間に延びる空間Ｓ１）は、気化促進部を構成し、水流路の軸線方向に水が流過することを抑制する流過抑制部〔図１１Ａの原燃料・水導入管２５におけるＰ部〕を含んでいる。この構成により、瞬間的に多量の水が水導入管に導入された場合であっても、導入された水がそのまま水導入管を流過することが抑制される。すなわち、瞬間的に比較的多量の水が気化部に導入されることを抑制できるため、気化部に導入される水量が抑えられ、ひいては、水の気化を促進することができ、原燃料の水蒸気改質を安定して行うことができる。すなわち、気化促進部を構成する流過抑制部は、気化部での気化を間接的に促進することができる。
　ここで、図１１Ｂ，１１Ｃに示すように、水流路を構成する空間Ｓ１は、流路の下流側端部位置〔図示右方のIII位置：図１１Ｃ〕の断面における空間Ｓ１の占有面積（水流路断面積）が、流路上流側の通常管径部分〔図示左方のII位置：図１１Ｂ〕の断面における空間Ｓ１の占有面積（水流路断面積）より小さくなっている。この水流路断面積の縮小部位（内管２５Ｂの拡径部位Ｐ）が、水流路の軸線方向（図中の黒塗り矢印で示す水の流過方向）に、水が流過することを抑制する「流過抑制部」になっている。
　第７実施形態における流過抑制部Ｐは、上述するように、水流路における水の流過方向の下流側端部に設けられている。この構成により、水導入管に導入された水の流過を吐出口付近において抑制できる。それゆえ、瞬間的に比較的多量の水が気化部に導入されることを効果的に抑制でき、気化部での気化を間接的に促進することができる。
　また、第７実施形態においては、上述するように、流過抑制部Ｐの流路断面積は、流過抑制部Ｐより水の流過方向上流側の該水流路の流路断面積より小さい。この構成によって、流過抑制部Ｐの流路断面積が小さい、すなわち外管２５Ａと内管２５Ｂとの距離が近くなることで水との間に発生する表面張力が増大して水の流過が抑制される。これにより、瞬間的に比較的多量の水が気化部に導入されることを、より抑制することができ、気化部での気化を間接的に促進することができる。
　そして、水導入管または原燃料導入管の一方が他方の管の内部に配置される、第７実施形態においては、流過抑制部Ｐに対応する部分における、水導入管または原燃料導入管の少なくとも一方の管の管径と、流過抑制部Ｐより水または原燃料の流過方向上流側の、水導入管または原燃料導入管の少なくとも一方の前記管の管径とを異ならせることで「流過抑制部」を設けてもよい。この構成により、何れか一方の管径を変えることで流過抑制部を有する水導入管を、容易に製造することができる。
　なお、図１１Ａで示す第７実施形態では、二重管内側の内管２５Ｂの下流側端部を拡径させることにより水流路の流過抑制部Ｐを形成したが、水流路に流過抑制部を形成する手法はこれに限定されるものではない。たとえば、第８実施形態として図１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃに示すように、二重管構造の原燃料・水導入管２６において、大径の外管２６Ａの下流側端部を、内周を構成する小径の内管２６Ｂの方向（内径側）に向けて縮径させ、流過抑制部Ｑを形成してもよい。
　また、たとえば、第９実施形態として図１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに示すように、原燃料・水導入管２５，２６とは逆に、小径の内管２７Ｂの内側に水流路（空間Ｓ１）を形成してもよい。このように、内管２７Ｂと外周を形成する大径の外管２７Ａとの間の管の軸線方向に原燃料流路（空間Ｓ２）が形成された原燃料・水導入管２７の場合は、水が流過する内管２７Ｂの下流側端部の管径〔図示右方のVII位置：図１３Ｃ〕が、水流過方向上流側の管径〔図示左方のVI位置：図１３Ｂ〕より小さくなるように縮径させ、流過抑制部Ｒを形成する。
　なお、原燃料流路に着目すれば、第７実施形態における流過抑制部Ｐに対応する原燃料が流過する内管２５Ｂの下流側端部〔図示右方のIII位置：図１１Ｃ〕における空間Ｓ２の断面開口面積（原燃料流路断面積）は、流路上流側の通常管径部分〔図示左方のII置：図１１Ｂ〕における空間Ｓ２の断面開口面積（原燃料流路断面積）より大きくなっている。この構成により、原燃料（ガス）の内圧が開放されて原燃料が改質器内に拡散され易くなるため、改質反応を促進させることができる。
　また、図１３Ａの例に示すように、内管２７Ｂの内側に水流路（空間Ｓ１）が形成され、外周を形成する外管２７Ａとの間の管の軸線方向に原燃料流路（空間Ｓ２）が形成された原燃料・水導入管２７の場合は、外管２７Ａの下流側端部〔図示右方のVII位置：図１３Ｃ〕における空間Ｓ２の断面開口面積（原燃料流路断面積）を、流路上流側の通常管径部分〔図示左方のVI位置：図１３Ｂ〕における空間Ｓ２の断面開口面積（原燃料流路断面積）より大きくする。この場合も、上記同様の効果が得られる。
　また、原燃料・水導入管２５，２６，２７と改質器１の本体（２）との接続部分は、たとえば図１１Ａに拡大して示すように、溶接にて導入口７に固定され、水流路を構成する外管２５Ａに対して、原燃料流路を構成する内管２５Ｂは、その下流側の端部（図示右側のガス吐出用開口）が、前記外管２５Ａの下流側の端部（水吐出口）より、改質器１本体の内側方向（図示右側方向）に突出している。なお、外管２５Ａ（水流路）の端部に対する、内管２５Ｂ（原燃料流路）端部の内側方向（軸線方向）への突出量を、図中のＬ（単位：ｍｍ）で表す。本例において、内管２５Ｂの端部の内側への突出量である長さＬは１．０～１５．０ｍｍ程度に設定される。
　さらに、原燃料・水導入管２５の、改質器１本体に対する接続（固定）は、図１１Ａに示すように、その断面において先端の縁部（内縁）が改質器１本体の内部に向けて折れ曲がる断面Ｌ字状に形成された導入口７の開口に、該開口の径より若干小径の原燃料・水導入管２５が挿入されている。また、この導入口７の内周縁と原燃料・水導入管２５の外周面との間は、図示しない溶接により密封固定されている。
　つぎに、図１４，１５Ａ，１５Ｂを用いて第１０実施形態の燃料電池モジュール３２の内部構造を説明する。なお、この燃料電池モジュール３２においても、セルスタック装置２０のセルスタック２３，改質器１（改質器本体２）およびマニホールド２１等の構成は、第９実施形態の燃料電池モジュール３１と同様である。前述の第９実施形態の構造と異なる点のみを、以下で説明する。
　本実施形態の原燃料・水導入管２８は、図１５Ａ，１５Ｂに示すように、外周を構成する大径の外管２８Ａと、最内周を構成する小径の鞘管２８Ｃとを備える。そして、これら外管２８Ａと小径の鞘管２８Ｃとの間の径方向空間内には、管の軸線方向に沿って独立して延びる、中径の内管２８Ｂが挿入されている。このように、原燃料・水導入管２８は、三重管構造を有している。外管２８Ａと内管２８Ｂとの間の軸線方向の空間Ｓ１に、水（黒塗り矢印で表示）が流過する水流路が形成され、内管２８Ｂと小径の鞘管２８Ｃとの間の軸線方向の空間Ｓ２に、原燃料（ガス：白抜き矢印で表示）が流過する原燃料流路が形成されている。そして、最内側（内径側）となる鞘管２８Ｃ内側の軸線方向空間Ｓ３には、改質器１の改質部内の温度を計測するための熱電対ＴＣが挿通されている。なお、鞘管２８Ｃは、外管２８Ａおよび内管２８Ｂのいずれとも接することなく原燃料・水導入管２８の軸線方向に配置されていてもよい。
　このように、外管２８Ａ，内管２８Ｂ，鞘管２８Ｃからなる三重管構造とすることにより、原燃料・水導入管２８と改質器１および収納容器４１とは、最外周の外管２８Ａでのみ接続されるので、接続が容易となり生産効率が向上する。また、鞘管２８Ｃから改質器１外部への熱引きを抑制できるので、改質器１内部の温度低下を抑制できる。
　また、図１５Ａに示す第１０実施形態においては、外管２８Ａと内管２８Ｂとの間に形成される軸線方向の空間Ｓ１（水流路）に挿入された、たとえば水流路の軸線方向に延びる螺旋状部材Ｗ等からなる流過抵抗部材を備えている。そして、図示の原燃料・水導入管２８の部位全体が、流過抑制部Ｕになっている。
　すなわち、水流路の軸線方向に挿入された流過抵抗部材を設けることで、水の流過を抑制できるため、瞬間的に比較的多量の水が気化部に導入されることを抑制でき、ひいては気化部での気化を間接的に促進することができ、あわせて原燃料の水蒸気改質を安定して行うことができる。なお、流過抵抗部材の他の例としては、たとえば、メッシュ状耐熱部材等があげられる。
　また、第１０実施形態においては、上述したように、螺旋状部材Ｗ等の流過抵抗部材が外管２８Ａと内管２８Ｂとの間の水流路（空間Ｓ１）に配置されている。すなわち、流過抵抗部材を備えることで水の流れ方向と直交する方向に水を拡散させるとともに、水流路中に原燃料流路（空間Ｓ２）となる内管２８Ｂを配置させる。これにより、内管２８Ｂの外側表面と外管２８Ａの内側表面との間に水の表面張力が生じ、管と管の間に挿入された流過抵抗部材（螺旋状部材Ｗ）との接触によってさらに表面張力が増大するので、水の流過をより抑制できる。
　また、第１０実施形態のように流過抵抗部材が上述する螺旋状部材Ｗであることにより、水は螺旋状部材Ｗに沿って螺旋状に流過する。これにより、水流路の流路長さを実質的に長くすることができ、さらに螺旋状部材Ｗと水とが接触し、螺旋状部材Ｗとの間にも表面張力が生じる。そのため、表面張力が増大し、水の流過をより抑制することができる。
　つぎに、図１６，１７Ａ，１７Ｂを用いて第１１実施形態の燃料電池モジュール３３の内部構造を説明する。なお、この燃料電池モジュール３３においても、セルスタック装置２０のセルスタック２３，改質器１（改質器本体２）およびマニホールド２１等の構成は、第９および第１０実施形態の燃料電池モジュール３１，３２と同様である。
　第１１実施形態の燃料電池モジュール３３が、第１０実施形態と異なるのは、改質器１（筐体であり改質器本体２）に原燃料および水を導入する原燃料・水導入管２９が、外周を構成する大径の外管２９Ａの内側に、原燃料流路を構成する中径の内管２９Ｂと、内部に熱電対ＴＣを挿通するため小径の熱電対用鞘管２９Ｃとが、互いに独立した状態で並行に挿通されている点である。
　また、前述の第１０実施形態と同様、図１７Ａに示す内管２９Ｂ（原燃料流路）は、原料の流過方向上流側〔図示左方のIX位置：図１７Ｂ〕から、原燃料の吐出側の下流側端部〔図示右方の原燃料の吐出口〕に向けて、管径が漸次拡径するテーパー状に形成されている。これにより、軸線方向で管径の変わらない外管２９Ａと、前記内管２９Ｂとの間に形成される水流路（空間Ｓ１）は、流路の下流側端部に位置する水吐出口位置〔図示右方の導入口７位置〕の断面における空間Ｓ１の占有面積（水流路断面積）が、流路上流側〔図示左方のIX位置〕の断面における空間Ｓ１の占有面積（水流路断面積）より小さくなっている。
　すなわち、第１１実施形態においても、第１０実施形態と同様、上記内管２９Ｂの拡径により、水流路の下流側端部（図示の原燃料・水導入管２９の部位全体）が、流過抑制部Ｖになっている。
　さらに、原燃料・水導入管の出口（吐出口）近傍を縮径・拡径させたり、水流路内に螺旋状部材Ｗ等を配設したりすることに代えて、先の第３，第４実施形態で示した霧化部材１５を用いてもよい。すなわち、図１８Ａ，１８Ｂに示す第１２実施形態の改質器の原燃料・水導入管４０は、外周を構成する大径の外管４０Ａと、内周を構成する小径の内管４０Ｂとからなる二重管構造を有している。また、外管４０Ａと内管４０Ｂとの間の空間Ｓ１に形成される水流路に、流過する水を霧化させる霧化部材１５が、配設されている。
　そして、前記の霧化部材１５が、水の軸線方向の流過を抑える流過抵抗部材として機能することにより、この原燃料・水導入管４０の端部に、先に述べたＰ，Ｑ，Ｒ部と同様の流過抑制部Ｙが形成されている。この構成によっても、第７～第１１実施形態の改質器と同様の効果を奏することができる。なお、これら霧化部材、流過抵抗部材および先に述べた水拡散部材は、互いに併用することが可能で、前述の流過抑制部（管径の拡径・縮径等）と同時に配設してもよい。
　一方、図１９に示すように、各実施形態に示す原燃料・水導入管（８，２５～２９，４０等、代表して符号２５）は、その上流側（図示左方の導入元側）から下流側（図示右方の導入口側）にかけて、水平（ＬＥＶＥＬ）より上に向けて上り傾斜（角度θ）となるように、改質器１に対して接続されていてもよい。この構成によれば、水の吐出口を上方に向けたことで水の流過を抑制し、瞬間的に比較的多量の水が気化部に導入されることを抑制できる。その結果、気化部に導入される水量が瞬間的に変動するのを抑えることで、気化部での気化を間接的に促進することができる。それにより、原燃料の水蒸気改質を安定して行うことができる。
　なお、以上の各実施形態では、１つの管にまとめられた原燃料・水導入管を介して、１つの導入口から原燃料と水とを同時に導入する例を示したが、これらは多重化しない単管を用いて別々に導入することもできる。その場合、水を導入する管の下流側端部（末端部）に、前述と同様の流過抑制部を設けるか、あるいは、流過抵抗部材を配設すればよい。
　つぎに、各実施形態における燃料電池モジュール３０～３３は、以下のように燃料電池装置に組み込まれたものである。
　たとえば、燃料電池装置５０は、図２０に示すように、各支柱５１と外装板（図示省略）から構成される外装ケース内に、前述の燃料電池モジュール３０（３１～３３を含む）を収容したものである。この外装ケース内には、図示した燃料電池モジュール３０の他、蓄熱用のタンク、発電した電力を外部に導入するためのパワーコンディショナ、ポンプやコントローラ等の補機類が配設される。
　このような燃料電池装置５０においては、１つの外装ケース内に、コンパクトな燃料電池モジュール３０および熱交換器、各種補機類等を収納することで、外装ケースの高さや幅を小さくでき、それにより燃料電池装置全体を小型化することができる。
　本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
　１　改質器
　２　改質器本体
　３　気化部
　　３ａ　第１気化室
　　３ｂ　第１気化室
　４　改質部
　　４ａ　第１気化室
　　４ｂ　第１気化室
　５　改質ガス送出口
　６　改質ガス送給管
　７　導入口
　８　導入管
　９　断熱材
　１０　セルスタック装置
　１１　仕切壁
　１２　流通可能部
　１３　水拡散部材
　１４　水拡散部材
　１５　霧化部材
　１６　原燃料変向部材
　２０　セルスタック装置
　２１　マニホールド
　２２　セル（燃料電池セル）
　２３　セルスタック
　２４　燃焼部
　２５，２６，２７，２８，２９　原燃料・水導入管
　３０，３１，３２，３３，４０　燃料電池モジュール
　５０　燃料電池装置
　Ｃ　中心軸線
　Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｕ，Ｖ，Ｙ　流過抑制部
　Ｗ　螺旋状部材（流過抵抗部材）
　Ｓ１　水流路
　Ｓ２　原燃料流路

Claims (19)

  1. 　原燃料と水とが導入されて改質反応を行う、水平方向に延びた筒状の改質器本体を有し、
    　前記改質器本体の内部に、水蒸気を発生させる気化部と、該気化部で発生した水蒸気を原燃料と反応させて改質ガスを生成する改質部と、を備え、
    　前記改質器本体に原燃料を導入する原燃料導入管と、
    　前記改質器本体に水を導入する水流路を内部に有する水導入管と、を含み、
    　前記気化部および前記水導入管の少なくとも一方において、前記気化部での水の気化を促進するための気化促進部を備えている改質器。
  2. 　前記気化促進部が、前記気化部内に配置され、前記気化部に導入された水を前記気化部内に拡散させる水拡散部材である請求項１に記載の改質器。
  3. 　前記水拡散部材が、前記改質器本体の内面に沿って配置されている請求項２に記載の改質器。
  4. 　前記気化促進部が、前記水導入管における、前記気化部に臨む部分に配設され、前記気化部に導入される水を霧化させる霧化部材である請求項１に記載の改質器。
  5. 　前記霧化部材は、前記水導入管における先端から前記気化部内に突出して配置されている請求項４に記載の改質器。
  6. 　前記水流路は、該水流路の軸線方向に水が流過することを抑制する流過抑制部を含み、該流過抑制部が前記気化促進部である請求項１に記載の改質器。
  7. 　前記流過抑制部は、前記水流路における水の流過方向の下流側端部に位置している請求項６に記載の改質器。
  8. 　前記流過抑制部に対応する部分における前記水流路の流路断面積は、前記流過抑制部より水の流過方向上流側の該水流路の流路断面積より小さい請求項６または７に記載の改質器。
  9. 　前記水導入管または前記原燃料導入管の一方が、他方の管の内部に配置されており、
    　前記流過抑制部に対応する部分における、前記水導入管または前記原燃料導入管の少なくとも一方の管の管径と、
    　前記流過抑制部より水または原燃料の流過方向上流側の、前記水導入管または前記原燃料導入管の少なくとも一方の前記管の管径とが、異なる請求項８に記載の改質器。
  10. 　前記流過抑制部に対応する部分における前記原燃料流路の流路断面積は、前記流過抑制部より原燃料の流過方向上流側の該原燃料流路の流路断面積より大きい請求項９に記載の改質器。
  11. 　前記流過抑制部は、前記水流路の軸線方向に挿入された流過抵抗部材を有する請求項６～１０のいずれか１つに記載の改質器。
  12. 　前記原燃料導入管は、前記水導入管の内部に位置しており、
    　前記流過抵抗部材が、前記原燃料導入管と前記水導入管との間に配置されている請求項１１に記載の改質器。
  13. 　前記改質器本体の内部温度を計測する熱電対が挿通される鞘管をさらに備え、
    　前記原燃料導入管または前記水導入管の一方が、他方の管の内部に配置されており、
    　前記鞘管は、前記水導入管または前記原燃料導入管の内部に位置しており、
    　該鞘管は、前記水導入管および前記原燃料導入管のいずれとも接することなく該水導入管および該原燃料導入管の軸線方向に配置されている請求項６～１２のいずれか１つに記載の改質器。
  14. 　前記水拡散部材、前記霧化部材または前記流過抵抗部材が、金属網である請求項２～５，１１，１２のいずれか１つに記載の改質器。
  15. 　前記水拡散部材、前記霧化部材または前記流過抵抗部材が、無機材料からなる繊維素材で構成されている請求項２～５，１１，１２のいずれか１つに記載の改質器。
  16. 　前記流過抵抗部材が、螺旋状部材である請求項１１または１２に記載の改質器。
  17. 　燃料ガスと酸素含有ガスとで発電を行なうとともに、内部を長手方向に貫通するガス流路を有し、上端側で発電に使用されなかった前記燃料ガスを燃焼させる構成の燃料電池セルを複数個備えるセルスタックと、
    　前記ガス流路に連通し該ガス流路に燃料ガスを導入するマニホールドと、
    　該マニホールドと接続され、前記セルスタックの上方に配置された請求項１～１６のいずれか１つに記載の改質器と、を備えるセルスタック装置。
  18. 　請求項１７に記載のセルスタック装置と、該セルスタック装置を収容する収納容器と、を備える燃料電池モジュール。
  19. 　請求項１８に記載の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールの運転を行なうための補機と、前記燃料電池モジュールおよび前記補機を収納する外装ケースと、を備える燃料電池装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021068617A (ja) * 2019-10-24 2021-04-30 株式会社デンソー 水蒸発器

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4027054A4 (en) * 2019-09-04 2022-11-02 NISSAN MOTOR Co., Ltd. COMBUSTION CHAMBER AND FUEL CELL SYSTEM WITH IT

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05317758A (ja) * 1992-05-15 1993-12-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 霧化装置
JP2003192307A (ja) * 2001-12-26 2003-07-09 Toyota Motor Corp 燃料改質装置
JP2004149402A (ja) * 2002-10-10 2004-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素生成器とそれを備える燃料電池システム
JP2007314399A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Kyocera Corp 改質装置およびそれを具備した燃料電池
JP2008007349A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Kyocera Corp 改質装置およびそれを具備した燃料電池
JP2008012517A (ja) * 2006-06-07 2008-01-24 Chiyoda Corp 合成ガス製造触媒
JP2012201583A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Osaka Gas Co Ltd 燃料改質装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4599635B2 (ja) 1999-08-24 2010-12-15 株式会社Ｉｈｉ 蒸発器
JP2003288934A (ja) * 2002-01-23 2003-10-10 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用燃料改質装置
CN100345331C (zh) * 2002-10-10 2007-10-24 松下电器产业株式会社 氢生成器与配备氢生成器的燃料电池系统
JP4366136B2 (ja) * 2002-10-10 2009-11-18 パナソニック株式会社 水素発生装置及び燃料電池発電システム
JP4991087B2 (ja) 2003-11-26 2012-08-01 京セラ株式会社 燃料電池組立体
EP1557395B1 (en) * 2004-01-22 2012-07-04 Panasonic Corporation Hydrogen generator and fuel cell system
US8691462B2 (en) * 2005-05-09 2014-04-08 Modine Manufacturing Company High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
JP2009062269A (ja) * 2007-08-15 2009-03-26 Yokohama National Univ 水素生成装置及び水素生成方法
WO2011108264A1 (ja) 2010-03-04 2011-09-09 パナソニック株式会社 水素生成装置および燃料電池発電システム
EP2543628B1 (en) 2010-06-02 2015-03-11 Panasonic Corporation Hydrogen generator
WO2014002468A1 (en) 2012-06-25 2014-01-03 Panasonic Corporation Fuel processor
US9321642B2 (en) 2013-12-04 2016-04-26 L'Air Liquide Société´Anonyme Pour L'Étude Et L'Exploitation Des Procedes Georges Claude Method for decreasing SMR tube temperature
JP6246088B2 (ja) * 2014-07-16 2017-12-13 東京瓦斯株式会社 燃料電池モジュール
JP6477085B2 (ja) 2015-03-19 2019-03-06 アイシン精機株式会社 燃料電池システム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05317758A (ja) * 1992-05-15 1993-12-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 霧化装置
JP2003192307A (ja) * 2001-12-26 2003-07-09 Toyota Motor Corp 燃料改質装置
JP2004149402A (ja) * 2002-10-10 2004-05-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水素生成器とそれを備える燃料電池システム
JP2007314399A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Kyocera Corp 改質装置およびそれを具備した燃料電池
JP2008012517A (ja) * 2006-06-07 2008-01-24 Chiyoda Corp 合成ガス製造触媒
JP2008007349A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Kyocera Corp 改質装置およびそれを具備した燃料電池
JP2012201583A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Osaka Gas Co Ltd 燃料改質装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3473594A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021068617A (ja) * 2019-10-24 2021-04-30 株式会社デンソー 水蒸発器

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