JP5435191B2 - 燃料電池モジュール、及びそれを備える燃料電池 - Google Patents
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- 燃料ガスと酸化剤ガスとにより作動する複数の燃料電池セルと、
被改質ガスを改質して燃料ガスとするための改質器と、
前記複数の燃料電池セルを収容するための容器と、を備える燃料電池モジュールであって、
前記容器には、前記複数の燃料電池セルにおいて反応した残余の燃料ガスと酸化剤ガスとを燃焼させる燃焼部が形成されており、
前記燃焼部において発生する排出ガスが前記容器の外部へと導かれる流路において、前記改質器が、第一改質器と第二改質器とに分割されて配置されており、
前記第一改質器の熱容量は、前記第二改質器の熱容量よりも小さく、
前記第一改質器は、前記燃焼部における燃焼が開始すると、前記第二改質器より先に改質可能温度に到達して被改質ガスの改質を開始するとともに、前記第二改質器が改質可能温度に到達する前に前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するよう、前記流路において前記第二改質器よりも前記燃焼部に近い上流側に配置されていることを特徴とする燃料電池モジュール。 - 前記第一改質器及び前記第二改質器にそれぞれ被改質ガスを並行して供給する被改質ガス管を備えることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。
- 前記被改質ガス管に、前記第一改質器及び前記第二改質器のいずれか一方のみに選択的に被改質ガスを供給するための供給切替部を備えることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池モジュール。
- 前記第一改質器と前記第二改質器とが燃料ガスを通過させるための燃料ガス管によって繋がれており、前記第一改質器及び前記第二改質器のいずれか一方に流入した被改質ガスが改質されて他方に流入するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池モジュール。
- 前記第一改質器に流入した被改質ガスが改質されて前記第二改質器に流入するように構成さ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。
- 前記複数の燃料電池セルにおいて反応した残余の燃料ガスと酸化剤ガスとを燃焼させるための燃焼触媒を備え、
前記第一改質器は、前記燃焼触媒よりも下流側に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池モジュール。 - 前記複数の燃料電池セルそれぞれに酸化剤ガスを分配する酸化剤ガス供給部を備え、
前記第一改質器は、前記流路において前記酸化剤ガス供給部よりも前記燃焼部に近い上流側に配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の燃料電池モジュール。 - 前記第一改質器は、前記燃焼部から前記複数の燃料電池セル側を見通す方向において、前記容器の略中央に配置されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の燃料電池モジュール。
- 被改質ガスを改質して燃料ガスとするために用いられる水蒸気を生成するための蒸発器を備え、
前記蒸発器が、前記第一改質器に供給する水蒸気を生成する第一蒸発器と前記第二改質器に供給する水蒸気を生成する第二蒸発器とに分割されて配置され、
前記第一蒸発器の熱容量が前記第二蒸発器の熱容量よりも小さくなるように構成されており、
前記第一蒸発器が前記第二蒸発器よりも、前記流路の上流側に配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の燃料電池モジュール。 - 前記第一蒸発器及び前記第二蒸発器にそれぞれ水を並行して供給する供給水管を備えることを特徴とする請求項9に記載の燃料電池モジュール。
- 前記供給水管に、前記第一蒸発器及び前記第二蒸発器のいずれか一方のみに選択的に水を供給するための水供給切替部を備えることを特徴とする請求項10に記載の燃料電池モジュール。
- 前記第一蒸発器が前記第一改質器よりも、前記流路の下流側に配置されていることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の燃料電池モジュール。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の燃料電池モジュールを備える燃料電池。
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