JP5164555B2 - 燃料電池セルスタック装置および燃料電池モジュールならびに燃料電池装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の燃料電池セルを立設して構成される燃料電池セルスタック装置および燃料電池セルスタック装置を収納してなる燃料電池モジュール、ならびに燃料電池モジュールを具備する燃料電池装置に関する。

近年、次世代エネルギーとして、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複数並設し電気的に直列に接続してなるセルスタックを、燃料電池セルにガスを供給するマニホールドに固定した燃料電池セルスタック装置や、それを収納してなる燃料電池モジュール、さらには燃料電池モジュールを収納してなる燃料電池装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、従来の燃料電池モジュール５０の一例を示したものであり、図７における燃料電池モジュール５０は、直方体状の収納容器５１の内部に、内部を燃料ガスが流通するガス流路を有する燃料電池セル５２を立設させた状態で配列し、隣接する燃料電池セル５２間に集電部材（図示せず）を介して電気的に直列に接続してセルスタック５４を構成するとともに、燃料電池セル５２の下端がガラスシール材等の絶縁性接合材（図示せず）でマニホールド５３に固定されている。

また、燃料電池セル５２にて使用する水素含有ガスを得るために、天然ガスや灯油等の燃料を改質して燃料ガス（水素含有ガス）を生成するための改質器５５を燃料電池セルスタック５４（燃料電池セル５２）の上方に配置している。そして、改質器５５で生成された燃料ガスは、ガス流通管５６によりマニホールド５３に供給され、マニホールド５３を介して燃料電池セル５２の内部に設けられたガス流路に供給される。このような構成により燃料電池セルスタック装置５７が構成され、燃料電池セルスタック装置５７が収納容器５１に収納されて燃料電池モジュール５０が構成されている。

なお、図７に示した燃料電池モジュール５０においては、燃料電池セル５２のガス流路より排出される余剰の燃料ガスと酸素含有ガスとを燃料電池セル５２の上端部側で燃焼させ、その熱により改質器５５の温度を上昇させることができる。
特開２００７−５９３７７号公報

ところで、上記特許文献１に記載されたような、燃料電池セルの上端部側で余剰の燃料ガスと酸素含有ガスとを燃焼させるタイプの燃料電池セルスタック装置においては、各燃料電池セルの上端部側の温度が高く、下端部側の温度が低いという不均一な温度分布を生じる場合がある。また、燃料電池セルスタックの側方より燃料電池セルの下端部側に向けて酸素含有ガスが供給される場合においては、燃料電池セルの下端部の温度がさらに低下し、燃料電池セルの上下方向においてさらに不均一な温度分布を生じる場合がある。

それゆえ、本発明は、燃料電池セルの上下方向における温度分布を均一に近づけることができ、発電効率が向上した燃料電池セルスタック装置および燃料電池モジュールならびにそれを具備する燃料電池装置を提供することを目的とする。

本発明の燃料電池セルスタック装置は、内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックと、前記燃料電池セルの下端を固定するとともに前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのマニホールドと、前記燃料電池セルの上方に配置され前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器により生成された燃料ガスを前記マニホールドに供給するために前記改質器と前記マニホールドとを接続する燃料ガス供給管とを備え、前記ガス流路より排出される前記燃料ガスを前記燃料電池セルの上端部側で燃焼させるように構成してなる燃料電池セルスタック装置であって、前記燃料ガス供給管は、該燃料ガス供給管を流れる前記燃料ガスが前記燃料電池セルの下端部側を配列方向に沿って流れた後に前記マニホールドに供給されるよう構成されていることを特徴とする。

このような燃料電池セルスタック装置においては、改質器にて生成された高温の燃料ガスが、燃料電池セルの下端部側を配列方向に沿って流れた後にマニホールドに供給されるよう燃料ガス供給管を構成することから、燃料電池セルの下端部側の温度を上昇させることができる。したがって、燃料電池セルの上下方向における温度分布を均一に近づけることができ、燃料電池セルの発電効率を向上することができる。

本発明の燃料電池セルスタック装置は、内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックと、前記燃料電池セルの下端を固定するとともに前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのマニホールドと、前記燃料電池セルの上方に配置され前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器により生成された燃料ガスを前記マニホールドに供給するために前記改質器と前記マニホールドとを接続する燃料ガス供給管とを備え、前記ガス流路より排出される前記燃料ガスを前記燃料電池セルの上端部側で燃焼させるように構成してなる燃料電池セルスタック装置であって、前記燃料ガス供給管は、該燃料ガス供給管を流れる前記燃料ガスが前記セルスタックの周囲を流れた後に前記マニホールドに供給されるよう構成されていることを特徴とする。

このような燃料電池セルスタック装置においては、改質器にて生成された高温の燃料ガスがセルスタックの周囲を流れるよう燃料ガス供給管を構成することで、燃料電池セルの下端部側の温度をより上昇させることができる。したがって、燃料電池セルの上下方向における温度分布を均一に近づけることができ、燃料電池セルの発電効率を向上することができる。

また、本発明の燃料電池セルスタック装置は、前記セルスタックが複数個並置されているとともに、前記燃料ガス供給管が、該燃料ガス供給管を流れる前記燃料ガスが前記セルスタック間を流れた後に前記マニホールドに供給されるよう構成されていることが好ましい。

このような燃料電池セルスタック装置においては、セルスタックを複数個並置する場合に、燃料ガスがセルスタック間を流れることから、燃料ガス供給管の両側に位置する燃料電池セルの下端部側の温度を効率よく上昇させることができる。したがって、燃料電池セルの上下方向における温度分布を均一に近づけることができ、燃料電池セルの発電効率を向上することができる。

本発明の燃料電池モジュールは、上記のうちいずれかに記載の燃料電池セルスタック装置を収納容器内に収納してなることを特徴とする。

このような燃料電池モジュールにおいては、燃料電池セルの上下方向における温度分布を均一に近づけることができ、燃料電池セルの発電効率を向上することができる燃料電池セルスタック装置を収納容器内に収納してなることから、発電効率の向上した燃料電池モジュールとすることができる。

また、本発明の燃料電池モジュールは、前記収納容器が、内壁と外壁とを有する二重構造で前記内壁と前記外壁との間を反応ガス流路とし、前記内壁に前記燃料電池セルスタックの側面側にまで延び、前記燃料電池セルの下端部側に前記反応ガスを供給するための反応ガス導入部材が設けられていることが好ましい。

このような燃料電池モジュールにおいては、燃料電池セルの下端部側に反応ガスを供給することから、燃料電池セルの下端部側の温度がさらに低下する。ここで燃料ガス供給管を、燃料電池セルの下端部側を流れるように配置することにより、燃料電池セルの下端部側の温度が低下することを抑制する、もしくは燃料電池セルの下端部側の温度を上昇させることができる。それにより、燃料電池セルの上下方向における温度分布を均一に近づけることができ、発電効率の向上した燃料電池モジュールとすることができる。

本発明の燃料電池装置は、上記のうちいずれかに記載の燃料電池モジュールを外装ケース内に収納してなることを特徴とする。

このような燃料電池装置においては、発電効率の向上した燃料電池モジュールを外装ケース内に収納してなることから、発電効率の向上した燃料電池装置とすることができる。

本発明の燃料電池セルスタック装置は、内部にガス流路を有する燃料電池セルの複数個を電気的に接続してなるセルスタックをマニホールドに固定するととともに、燃料電池セルの上方に燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器を配置し、燃料電池セルの上端部側でガス流路より排出される燃料ガスを燃焼させるように構成してなる燃料電池セルスタック装置において、改質器とマニホールドとを接続する燃料ガス供給管を、燃料ガス供給管を流れる燃料ガスが燃料電池セルの下端部側を配列方向に沿って流れた後にマニホールドに供給されるよう構成されていることから、燃料電池セルの上下方向における温度分布を均一に近づけることができ、燃料電池セルの発電効率を向上することができる。あわせて、本発明の燃料電池セルスタック装置を具備することで、発電効率の向上した燃料電池モジュールおよび燃料電池装置とすることができる。

図１は本発明の燃料電池セルスタック装置１の一例を示す（以下、セルスタック装置と略す場合がある）外観斜視図であり、以降の図において同一の構成については同一の符号を用いるものとする。

図１に示したセルスタック装置１は、内部にガス流路を有する複数の燃料電池セル２を立設させた状態で所定間隔をおいて配列し、隣接する燃料電池セル２間に集電部材（図示せず）を介して電気的に直列に接続してセルスタック４を構成するとともに、燃料電池セル２の下端はガラスシール材等の絶縁性接合材（図示せず）でマニホールド３に固定されている。

なお、燃料電池セル２としては、内部を水素含有ガス（燃料ガス）が長手方向に流通するガス流路を有する中空平板型で、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てなる固体酸化物形燃料電池セル２を例示している。

また、セルスタック４の上方には、天然ガスや灯油等の燃料を改質して燃料電池セル２に供給する燃料ガスを生成するための改質器５が配置されており、改質器５にて生成された燃料ガスが、燃料ガス供給管６を流れてマニホールド３に供給される。そしてマニホールド３に供給された燃料ガスは、燃料電池セル２の内部に設けられたガス流路を下端より上端に向けて流れ、燃料電池セル２の側方より供給される酸素含有ガスとで発電が行なわれることとなる。

このようなセルスタック装置１においては、燃料電池セル２の上端部側にてガス流路より排出される余剰の燃料ガスと酸素含有ガスとを燃焼させ、その燃料熱により改質器５を温めることができる。それにより、改質器５での改質反応を効率よく行うことができる。

一方、燃料電池セル２の上端部側で余剰の燃料ガスと酸素含有ガスとを燃焼させるセルスタック装置においては、各燃料電池セル２の上端部側の温度が高く、下端部側の温度が低いという不均一な温度分布を生じる場合がある。

さらに、マニホールド３より供給される燃料ガスを、燃料電池セルの内部に設けられたガス流路を下端より上端に向けて流す燃料電池セルにおいては、燃料ガスと同様、酸素含有ガスも下端部側より上端部側に向けて流すことが好ましい。しかしながら、温度の低い酸素含有ガスが燃料電池セル２の下端部側より供給される場合には、燃料電池セル２の下端部側の温度がさらに低下し、燃料電池セル２の上下方向においてさらに不均一な温度分布を生じる場合がある。

ここで、燃料電池セル２の上下方向における温度分布が不均一となった場合に、燃料電池セルの発電効率が低下するおそれがある。

それゆえ、本発明においては燃料電池セル２の下端部側の温度を上昇させ、もしくは燃料池セル２の下端部側の温度低下を抑制し、燃料電池セル２の上下方向における温度分布を均一に近づけることを目的とする。

ここで、図１に示したセルスタック装置１においては、燃料ガス供給管６は、改質器５からマニホールド３に向けて燃料ガスを流す（燃料電池セル２の高さ方向に沿って流れる）ための供給管７と、供給管７を流れた燃料ガスを、燃料電池セル２の下端部側を配列方向に沿って流すためのスタック側方管８とから構成されている。

ここで、改質器５にて生成される燃料ガスは約６００℃と高温のため、この生成された高温の燃料ガスを燃料電池セル２の下端部側を配列方向に沿って流通させることにより、燃料電池セル２の下端部側の温度を上昇させるもしくは燃料電池セル２の下端部側の温度低下を抑制することができる。それにより、燃料電池セル２の上下方向における温度分布を均一に近づけることができる。

なお、スタック側方管８は、燃料電池セル２の高さ方向における半分の高さ以下の部位に配置することが好ましく、さらには燃料電池セル２のマニホールド３との固定部位の近傍を燃料ガスが流れるように配置することが好ましい。

また、図１においては、スタック側方管８をセルスタック４（燃料電池セル２）の一方側の側方にだけ配置したが、セルスタック４を挟み込むように両側方側に設けることもできる。

図２は、本発明のセルスタック装置の他の一例を示したものであり、（ａ）はマニホールド３にセルスタック４を２つ並置してなるセルスタック装置１０の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）で示すセルスタック装置１０のうち、改質器５を取り外した状態の平面図を示している。

ここで、図２に示したセルスタック装置１０においては、セルスタック４をマニホールド３上に２つ並置するとともに、その上方に平面視でコの字状の改質器５が配置されている。そして図２に示すセルスタック装置１０においては、燃料ガス供給管６は、改質器５からマニホールド３に向けて燃料ガスを流す（燃料電池セル２の高さ方向に沿って流す）ための供給管７と、供給管７を流れた燃料ガスを、２つ並置したセルスタック４の周囲を流すための周囲管１１とから構成されている。

ここで、改質器５にて生成される燃料ガスは約６００℃と高温のため、この生成された高温の燃料ガスをセルスタック４の周囲を流通させることにより、燃料電池セル２の下端部側の温度を上昇させるもしくは燃料電池セル２の下端部側の温度低下を抑制することができる。それにより、燃料電池セル２の上下方向における温度分布を均一に近づけることができる。

また、周囲管１１も前述のスタック側方管８と同様に、燃料電池セル２の高方向における半分の高さ以下の部位近傍に配置することが好ましく、さらには燃料電池セル２のマニホールド３との固定部位の近傍を燃料ガスが流れるように配置することが好ましい。

なお、（ｂ）において、セルスタック４の両端部には端部集電部材１２を介してセルスタック４を挟持するように導電部材１３が配置されており、導電部材１３には電流引き出し部９が設けられている。なお、（ｂ）において燃料電池セル２間に配置される集電部材は省略して示したが、端部集電部材１２と同じものを使用することができる。

また、燃料ガス供給管６を供給管７と周囲管１１とにより構成する場合に、複数のセルスタック４を並置するにあたっては、複数のセルスタック４を、燃料電池セル２の配列方向を平行となるように横並びに配置するほか、燃料電池セル２の配列方向が直線状となるように縦並びに配置することもできる。

図３は、図２（ａ）で示したセルスタック装置１０のうち、供給管７と周囲管１１との接続を示すべく、点線枠Ａで示した部位を抜粋して示したものである。

図３に示したように、改質器５側より供給管７を流れる燃料ガスは、供給管７の上部側に接続された周囲管１１に流れてセルスタック４の周囲を流れるとともに、セルスタック４の周囲を流れた燃料ガスは供給管７の下部側に接続された周囲管１１より供給管７に流入してマニホールド３に流れることとなる。それゆえ、供給管７の内部には、改質器５から流れる燃料ガスが上部側に接続された周囲管１１に流れるよう仕切部１４が設けられている。なお、仕切部１４は燃料ガスが透過しなければ、特にその構成において制限はない。

供給管７と周囲管１１との接続構造をこのような構造とすることで、高温の燃料ガスをセルスタック４の周囲に流すことができる。それにより、燃料電池セル２の下端部側の温度を上昇させるもしくは燃料電池セル２の下端部側の温度低下を抑制することができ、燃料電池セル２の上下方向における温度分布を均一に近づけることができる。

図４は、本発明のセルスタック装置のさらに他の実施態様を示したものであり、（ａ）はマニホールド３にセルスタック４を２つ並置してなるセルスタック装置１５の外観斜視図、（ｂ）は（ａ）で示すセルスタック装置１０のうち、改質器５を取り外した状態の平面図を示している。

ここで、図４においては、セルスタック４をマニホールド３上に２つ並置するとともに、その上方に平面視でコの字状の改質器５が配置されている。そして図４に示すセルスタック装置１５においては、燃料ガス供給管６は、改質器５からマニホールド３に向けて燃料ガスを流す（燃料電池セル２の高さ方向に沿って流す）ための供給管７と、供給管７を流れた燃料ガスが、２つ並置したセルスタック４の間を流れるためのセルスタック間流通管１６とから構成されている。

なお、燃料ガス供給管６を供給管７とセルスタック間流通管１６とにより構成する場合に、複数のセルスタック４を並置するにあたっては、燃料電池セル２の配列方向を平行となるように横並びに配置することができる。

ここで、改質器５にて生成される燃料ガスは約６００℃と高温のため、この生成された高温の燃料ガスがセルスタック４間を流通することにより、燃料電池セル２の下端部側の温度を上昇させるもしくは燃料電池セル２の下端部側の温度低下を抑制することができる。それにより、燃料電池セル２の上下方向における温度分布を均一に近づけることができる。

なお、図４においてはセルスタック間流通管１６の形状を、供給管７と対象の位置にてマニホールド３に流入する形状としたが、セルスタック４の間を流れればよく、例えば平面視でコの字状としてもよい。

上述したように、本発明の燃料電池セルスタック装置においては、改質器５にて生成された高温の燃料ガスを、セルスタック４の配列方向に沿って流通させる、セルスタック４の周囲を流通させる、もしくはセルスタック４間を流通させることにより、燃料電池セル２の下端部側の温度を上昇させるもしくは燃料電池セル２の下端部側の温度低下を抑制することができ、燃料電池セル２の上下方向における温度分布を均一に近づけることができる燃料電池セルスタック装置とすることができる。

そして、上述したような燃料電池セルスタック装置を収納容器に収納することにより、発電効率が向上した燃料電池モジュールとすることができる。

図５は、本発明の燃料電池モジュール１７の一例を示す（以下、モジュールと略す場合がある）の外観斜視図であり、直方体状の収納容器１８の内部に、図２で示したセルスタック装置１０を収納して構成する例を示している。

なお、図５においては、収納容器１８の一部（前後面）を取り外し、内部に収納される燃料電池セルスタック装置１０を後方に取り出した状態を示している。ここで、図５に示したモジュール１７においては、燃料電池セルスタック装置１０を、収納容器１８内にスライドして収納するにあたり、周囲管１１は後述する反応ガス導入部材２２と接触しない高さに設けることが好ましい。

図６は、図５で示すモジュール１７の断面図である。モジュール１７を構成する収納容器１８は、内壁１９と外壁２０を有する二重構造で、外壁２０により収納容器１８の外枠が形成されるとともに、内壁１９によりセルスタック４（セルスタック装置１０等）を収納する発電室２１が形成されている。さらにモジュール１７（収納容器１８）においては、内壁１９と外壁２０との間を、燃料電池セル２に導入する反応ガス（酸素含有ガス）が流通する反応ガス流路としている。

ここで内壁１９には、内壁１９の上面よりセルスタック４の側面側にまで延び、セルスタック４の配列方向における幅に対応し、内壁１９と外壁２０とで形成される流路に通じて、セルスタック４に酸素含有ガスを導入するための反応ガス導入部材２２が備えられている。また、反応ガス導入部材２２の下端部側（燃料電池セル２の下端部側）には、燃料電池セル２に酸素含有ガスを導入するための吹出口２３が設けられている。

ここで、反応ガス導入部材２２はセルスタック４を構成する各燃料電池セル２に効率よく酸素含有ガスを導入するため、セルスタック４の配列方向における幅と同等もしくはそれ以上の長さとなるように構成することが好ましい。

なお図６において、反応ガス導入部材２２は、互いに所定間隔を空けて並設された一対の板部材により反応ガス導入流路を形成し、下端側で底部材に接合して形成されている。また図６においては、反応ガス導入部材２２は、収納容器１８の内部に並置された２つのセルスタック４間に位置するように配置されている。なお、反応ガス導入部材２２は、収納容器１８に収納されるセルスタック４の数により、例えばセルスタック４の両側面から挟み込むように配置してもよい。

そして、反応ガス導入部材２２の内部に、温度センサ２４の測温部２５が位置するよう、温度センサ２４が収納容器２８の上面側より挿入されている。なお、温度センサ２４としては、例えば熱電対を用いることができる。なお温度センサ２４は、測温部２５がセルスタック４の最も高い温度となる中央部側（セルスタック４の配列方向の中央部で、かつ燃料電池セル２の長手方向における中央部に位置する部位）を測定できるように配置することが好ましい。それにより、セルスタック４の温度管理を行なうことができる。

また発電室２１内には、モジュール１７内の熱が極端に放散され、燃料電池セル２（セルスタック４）の温度が低下して発電量が低減しないよう、モジュール１７内の温度を高温に維持するための断熱材２６が適宜設けられている。

なお断熱材２６は、セルスタック４の近傍に配置することが好ましく、特には、燃料電池セル２の配列方向に沿ってセルスタック４の側面側に並設するとともに、セルスタック４の側面の外形と同等またはそれ以上の大きさを有する断熱材２６を並設することが好ましい。なお、好ましくは、断熱材２６はセルスタック４の両側面側に並設することが好ましい。それにより、セルスタック４の温度が低下することを効果的に抑制できる。さらには、反応ガス導入部材２２より供給される酸素含有ガスが、セルスタック４の側面側（酸素含有ガスが供給される側と反対側の側面側）より排出されることを抑制でき、セルスタック４を構成する燃料電池セル２間の反応ガスの流れを促進することができる。

また、内壁１９により形成される底面（内部底面）および燃料電池セル２の配列方向に沿って形成された側面（内部側面）に対して所定間隔を空けて併設された排ガス用内壁２７により排ガス流路が形成され、さらに収納容器１８の底に設けられた排気孔２８と排ガス流路が通じている。

それにより、モジュール１７の稼動（起動処理時、発電時、停止処理時）に伴って生じる排ガスは、排ガス流路を流れた後、排気孔２８より排気される構成となっている。なお、排気孔２８は収納容器１８の底の一部を切り欠くようにして形成してもよく、また管状の部材を設けることにより形成してもよい。

ところで、このような燃料電池モジュールにおいては、マニホールド３より供給される燃料ガスが燃料電池セル２の内部に設けられたガス流路を下端より上端に向けて流れるため、あわせて燃料電池セル２に供給する酸素含有ガスも燃料電池セル２の下端部側より上端部側に向けて流れるように供給することが好ましい。それゆえ、本発明の燃料電池モジュール１７における収納容器１８においては、燃料電池セル２に酸素含有ガスを供給するための反応ガス導入部材２２の吹出口２３が、燃料電池セル２の下端部側に設けられていることが好ましい。

ところが、吹出口２３より供給される酸素含有ガスが低温の場合には、その低温の酸素含有ガスが供給されることにより、燃料電池セル２の下端部側の温度が低下し、それにより燃料電池セルの上下方向における温度分布が不均一となり、燃料電池セルの発電効率が低下するおそれがある。

そこで、本発明の燃料電池モジュール１７においては、上述したような改質器５より供給される高温の燃料ガスを、セルスタック４の配列方向に沿って流通させる、セルスタック４の周囲を流通させる、もしくはセルスタック４間を流通させることにより、燃料電池セル２の下端部側の温度を上昇させるもしくは燃料電池セル２の下端部側の温度低下を抑制することができ、燃料電池セル２の上下方向における温度分布を均一に近づけることができるセルスタック装置を収納してなることから、発電効率が向上した燃料電池モジュールとすることができる。

そして、上述したような燃料電池モジュール１７を外装ケース内に収納することにより、本発明の燃料電池装置が構成される。それにより、燃料電池セル２の上下方向における温度分布をより均一化することができる燃料電池モジュール１を収納してなることから、発電効率が向上した燃料電池装置とすることができる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。

例えば、複数のセルスタックを配置してなる燃料電池セルスタック装置において、セルスタックを燃料電池セルの配列方向に平行となるように横並びに配置するとともに、燃料ガス供給管を流れる燃料ガスを、セルスタックの周囲およびセルスタック間の両方に流すように燃料ガス供給管を構成することも可能である。この場合においては、セルスタック４を構成する燃料電池セル２の配列方向における両側面より燃料電池セル２の下端部側を温めることができ、燃料電池セル２の上下方向における温度分布をより均一化することができる。

本発明の燃料電池セルスタック装置の一例を示す外観斜視図である。 本発明の燃料電池セルスタック装置の他の一例を示しており、（ａ）は外観斜視図を、（ｂ）は改質器を取り除いた燃料電池セルスタック装置の平面図である。 図２で示した点線枠Ａを抜粋して示す拡大図である。 本発明の燃料電池セルスタック装置のさらに他の一例を示しており、（ａ）は外観斜視図を、（ｂ）は改質器を取り除いた燃料電池セルスタック装置の平面図である。 本発明の燃料電池モジュールの一例を示す外観斜視図である。 図５で示す燃料電池モジュールの断面図である。 従来の燃料電池モジュールの一例を示す外観斜視図である。

符号の説明

１、１０、１５：燃料電池セルスタック装置
２：燃料電池セル
３：マニホールド
４：セルスタック
５：改質器
６：燃料ガス供給管
１７：燃料電池モジュール
１８：収納容器

Claims (6)

1. 内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックと、前記燃料電池セルの下端を固定するとともに前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのマニホールドと、前記燃料電池セルの上方に配置され前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器により生成された燃料ガスを前記マニホールドに供給するために前記改質器と前記マニホールドとを接続する燃料ガス供給管とを備え、前記ガス流路より排出される前記燃料ガスを前記燃料電池セルの上端部側で燃焼させるように構成してなる燃料電池セルスタック装置であって、前記燃料ガス供給管は、該燃料ガス供給管を流れる前記燃料ガスが前記燃料電池セルの下端部側を配列方向に沿って流れた後に前記マニホールドに供給されるよう構成されていることを特徴とする燃料電池セルスタック装置。
2. 内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックと、前記燃料電池セルの下端を固定するとともに前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのマニホールドと、前記燃料電池セルの上方に配置され前記燃料電池セルに供給する燃料ガスを生成するための改質器と、該改質器により生成された燃料ガスを前記マニホールドに供給するために前記改質器と前記マニホールドとを接続する燃料ガス供給管とを備え、前記ガス流路より排出される前記燃料ガスを前記燃料電池セルの上端部側で燃焼させるように構成してなる燃料電池セルスタック装置であって、前記燃料ガス供給管は、該燃料ガス供給管を流れる前記燃料ガスが前記セルスタックの周囲を流れた後に前記マニホールドに供給されるよう構成されていることを特徴とする燃料電池セルスタック装置。
3. 前記セルスタックが複数個並置されているとともに、前記燃料ガス供給管が、該燃料ガス供給管を流れる前記燃料ガスが前記セルスタック間を流れた後に前記マニホールドに供給されるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池セルスタック装置。
4. 請求項１ないし３のうちいずれかに記載の燃料電池セルスタック装置を収納容器内に収納してなることを特徴とする燃料電池モジュール。
5. 前記収納容器が、内壁と外壁とを有する二重構造で前記内壁と前記外壁との間を反応ガス流路とし、前記内壁に前記セルスタックの側面側にまで延び、前記燃料電池セルの下端部側に前記反応ガスを供給するための反応ガス導入部材が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の燃料電池モジュール。
6. 請求項４または請求項５に記載の燃料電池モジュールを外装ケース内に収納してなることを特徴とする燃料電池。

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