JP5882870B2 - Fuel cell module - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池モジュールに関し、特に、セルスタック装置を複数並列配置してなる燃料電池モジュールに関する。   The present invention relates to a fuel cell module, and more particularly to a fuel cell module in which a plurality of cell stack devices are arranged in parallel.

近年、次世代エネルギーとして、水素含有ガスと酸素含有ガス（空気）とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルが知られている。さらに、複数の燃料電池セルを１列に配列し電気的に直列に接続してなるセルスタックを、ガスタンクに複数列となるように並列に設けたセルスタック装置を作製し、該セルスタック装置を収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールが種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art In recent years, fuel cells that can obtain power using hydrogen-containing gas and oxygen-containing gas (air) are known as next-generation energy. Furthermore, a cell stack device in which a plurality of fuel cells are arranged in a row and electrically connected in series is provided in parallel in a gas tank so as to form a plurality of rows, and the cell stack device is Various fuel cell modules housed in storage containers have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この特許文献１では、セルスタック間に酸素含有ガス供給板が配置され、両側のセルスタックを構成する燃料電池セルに酸素含有ガスを供給している。   In Patent Document 1, an oxygen-containing gas supply plate is arranged between cell stacks, and oxygen-containing gas is supplied to fuel cells constituting the cell stacks on both sides.

特開２０１０−２３１９１９号公報JP 2010-231919 A

近年、家庭用以外にも燃料電池の用途が検討されており、例えば、病院、ホテル、店舗等の業務用の燃料電池では、数ｋＷ以上の発電量が要求されている。   In recent years, the use of fuel cells has been studied in addition to home use. For example, fuel cells for business use in hospitals, hotels, stores, etc. are required to generate electricity of several kW or more.

このように燃料電池の発電量が多くなると、一つの収納容器内に収納される燃料電池セル数が多くなり、収納容器における燃料電池セル以外の空間も広くなるため、燃料電池セルに酸素含有ガスを効率良く供給することが要求されている。   As the amount of power generated by the fuel cell increases, the number of fuel cells stored in one storage container increases, and the space other than the fuel cells in the storage container also increases. Is required to be supplied efficiently.

本発明は、燃料電池セルに酸素含有ガスを効率良く供給できる燃料電池モジュールを提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the fuel cell module which can supply oxygen-containing gas efficiently to a fuel cell.

本発明の燃料電池モジュールは、複数の燃料電池セルを１列に立設してなるセルスタックと、複数の前記セルスタックが、前記燃料電池セルのセル配列方向が平行になるように並列配置され、かつ前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのガスタンクとを具備す
るセルスタック装置を、該セルスタック装置におけるセル配列方向が平行になるように複数並列配置してなるとともに、前記セルスタック装置の配列方向の両端、および前記セルスタック装置間に、セル配列方向と平行になるようにかつ前記燃料電池セルの立設方向に沿って配置された酸素含有ガス供給板を有しており、前記酸素含有ガス供給板の下端は、前記ガスタンクの上面よりも下方に位置しており、前記酸素含有ガス供給板は、下部の側面であって下端よりも上方に酸素含有ガス供給孔を有しており、該酸素含有ガス供給孔は、前記ガスタンクの上面よりも上方に位置していることを特徴とする。 In the fuel cell module of the present invention, a cell stack formed by standing a plurality of fuel cells in a row and a plurality of the cell stacks are arranged in parallel so that the cell arrangement directions of the fuel cells are parallel. A plurality of cell stack devices each having a gas tank for supplying fuel gas to the fuel cells, and arranged in parallel so that the cell arrangement directions in the cell stack devices are parallel to each other, and the cell stack device the arrangement direction of the both ends, and between the cell stack device, which possess an oxygen-containing gas supply plate disposed so and along the standing direction of the fuel cell becomes parallel to the cell arrangement direction, wherein The lower end of the oxygen-containing gas supply plate is positioned below the upper surface of the gas tank, and the oxygen-containing gas supply plate is a lower side surface and is located above the lower end. Has a containing gas supply hole, the oxygen-containing gas supply hole is characterized that you have located above the upper surface of the gas tank.

本発明の燃料電池モジュールは、セルスタック装置の配列方向の両端、およびセルスタック装置間に、セル配列方向と平行になるようにかつ燃料電池セルの立設方向に沿って配置された酸素含有ガス供給板を有するため、酸素含有ガス供給板を用いて供給された酸素含有ガスが、酸素含有ガス供給板間の燃料電池セルに確実に供給されるとともに、対向する酸素含有ガス供給板間を燃料電池セルの立設方向に流れ易くなり、燃料電池セルに酸素含有ガスを効率良く供給できる。   The fuel cell module according to the present invention includes an oxygen-containing gas disposed between both ends of the cell stack device in the arrangement direction and between the cell stack devices so as to be parallel to the cell arrangement direction and along the standing direction of the fuel cell. Since the supply plate is provided, the oxygen-containing gas supplied using the oxygen-containing gas supply plate is reliably supplied to the fuel cells between the oxygen-containing gas supply plates, and the fuel between the opposing oxygen-containing gas supply plates is fueled. It becomes easy to flow in the standing direction of the battery cell, and the oxygen-containing gas can be efficiently supplied to the fuel battery cell.

燃料電池モジュールを示すもので、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。1 shows a fuel cell module, where (a) is a schematic plan view and (b) is a schematic side view. セルスタックを３列有するセルスタック装置を２個並列配置した燃料電池モジュールの概略側面図である。It is a schematic side view of a fuel cell module in which two cell stack devices having three cell stacks are arranged in parallel. （ａ）は酸素含有ガス供給板がガスタンクよりも下方から上方に延びた燃料電池モジュールの概略側面図であり、（ｂ）は酸素含有ガス供給板の下端が、ガスタンクの上面よりも上方に位置する燃料電池モジュールの概略側面図である。(A) is a schematic side view of a fuel cell module in which an oxygen-containing gas supply plate extends upward from below the gas tank, and (b) is a lower end of the oxygen-containing gas supply plate positioned above the upper surface of the gas tank. It is a schematic side view of a fuel cell module. セルスタック装置を構成する２つのセルスタック間に酸素含有ガス遮断板が配置された燃料電池モジュールの概略側面図である。It is a schematic side view of a fuel cell module in which an oxygen-containing gas blocking plate is disposed between two cell stacks constituting the cell stack device. 酸素含有ガス流路規制板を有するセルスタック装置を２個並列配置した燃料電池モジュールを示すもので、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は概略平面図である。The fuel cell module which arrange | positioned two cell stack apparatuses which have an oxygen-containing gas flow path control board in parallel is shown, (a) is a schematic side view, (b) is a schematic plan view. セルスタック装置を２行３列に配列した燃料電池モジュールを示す概略平面図である。It is a schematic plan view showing a fuel cell module in which cell stack devices are arranged in 2 rows and 3 columns.

図１は、燃料電池モジュールの一形態の一部を示している。燃料電池モジュールは、図１（ｂ）に示すように、収納容器２内に２個のセルスタック装置８を有するもので、図１（ａ）では、収納容器を省略している。   FIG. 1 shows a part of one form of a fuel cell module. As shown in FIG. 1B, the fuel cell module has two cell stack devices 8 in the storage container 2, and the storage container is omitted in FIG. 1A.

図１に示す燃料電池モジュールにおいては、収納容器２の内部に、内部をガスが流通するガス流路を有する柱状の燃料電池セル３を立設させた状態で１列に配列し、隣接する燃料電池セル３間を集電部材（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５が構成され、このセルスタック５の燃料電池セル３のセル配列方向ｘにおける両端側からセルスタック５を挟み込むように、燃料電池セル３の発電により生じる電流を引き出すための電流引き出し部を有する端部集電部材９が配置されている。なお、セルスタック５を構成する燃料電池セル３および端部集電部材９の下端部側を、ガラスシール材等の絶縁性接合材（図示せず）により、燃料電池セル３に燃料ガスを供給するためのガスタンク４に固定して収納容器２内に収納する。   In the fuel cell module shown in FIG. 1, adjacent fuel cells are arranged in a row with columnar fuel cells 3 having gas flow paths through which gas flows inside the storage container 2. A cell stack 5 is configured by electrically connecting the battery cells 3 in series via current collecting members (not shown), and the cells from both ends of the cell stack 5 in the cell arrangement direction x of the fuel cells 3. An end current collecting member 9 having a current drawing portion for drawing a current generated by power generation of the fuel cell 3 is arranged so as to sandwich the stack 5. In addition, the fuel gas is supplied to the fuel cell 3 at the lower end side of the fuel cell 3 and the end current collecting member 9 constituting the cell stack 5 by an insulating bonding material (not shown) such as a glass sealing material. It is fixed to the gas tank 4 and stored in the storage container 2.

さらに図１においては、燃料電池セル３として、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の燃料電池セル３を例示している。燃料電池セル３は、図１（ｂ）の長さ方向（立設方向）の略全体に燃料側電極層、固体電解質層および酸素側電極層が重畳した発電部が形成されている。   Further, in FIG. 1, the fuel battery cell 3 is a hollow flat plate type having a gas flow path through which a hydrogen-containing gas (fuel gas) flows in the longitudinal direction. A fuel side electrode layer, a solid electrolyte is formed on the surface of the support. A solid oxide fuel cell 3 in which a layer and an oxygen electrode layer are sequentially provided is illustrated. In the fuel cell 3, a power generation unit is formed in which a fuel side electrode layer, a solid electrolyte layer, and an oxygen side electrode layer are superimposed on substantially the entire length direction (standing direction) in FIG.

なお、燃料電池セル３としては、上記以外に、例えば円筒状、平板状の燃料電池セルを用いることもできる。この場合において、端部集電部材９の形状は適宜変更することができる。   In addition to the above, as the fuel cell 3, for example, a cylindrical or flat fuel cell can be used. In this case, the shape of the end current collecting member 9 can be changed as appropriate.

さらに図１においては、燃料電池セル３の発電で使用する燃料ガスを得るために、天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器（図示せず）をセルスタック５（燃料電池セル３）の上方に配置することもできるが、燃料電池モジュールとは別個に改質器を設け、この改質器から燃料電池モジュールに燃料ガスを供給することもできる。燃料ガスは、ガス流通管によりガスタンク４に供給され、ガスタンク４を介して燃料電池セル３の内部に設けられたガス流路に供給される。   Further, in FIG. 1, a reformer (not shown) for generating a fuel gas by reforming raw fuel such as natural gas or kerosene in order to obtain a fuel gas used for power generation of the fuel battery cell 3. Can be disposed above the cell stack 5 (fuel cell 3), but a reformer can be provided separately from the fuel cell module, and fuel gas can be supplied from the reformer to the fuel cell module. . The fuel gas is supplied to the gas tank 4 through the gas flow pipe, and is supplied to the gas flow path provided inside the fuel cell 3 through the gas tank 4.

図１においては、１つのガスタンク４上にセルスタック５を２つ並置しているセルスタック装置８を示している。なお、各セルスタック５は、燃料電池セル３のセル配列方向ｘが互いに平行になるように並列配置され、セルスタック５の同じ側における電流引き出し
部１２同士を導電性の連結部材１１を連結することで、２つのセルスタック５を直列に連結した構成となっている。なお、セルスタック５を３つ以上並列配置する場合も同様に、セルスタック５の同じ側における電流引き出し部１２同士を連結部材１１にて接続する構成とすることができる。なお、セルスタック５を並列接続しても良く、直列と並列を混在させても良い。 FIG. 1 shows a cell stack device 8 in which two cell stacks 5 are juxtaposed on one gas tank 4. The cell stacks 5 are arranged in parallel so that the cell arrangement directions x of the fuel cells 3 are parallel to each other, and the current drawing portions 12 on the same side of the cell stack 5 are connected to each other with the conductive connecting members 11. Thus, the two cell stacks 5 are connected in series. Similarly, when three or more cell stacks 5 are arranged in parallel, the current drawing portions 12 on the same side of the cell stack 5 can be connected by the connecting member 11. Note that the cell stacks 5 may be connected in parallel, or series and parallel may be mixed.

また、セルスタック装置８同士は、図１（ａ）に示したように、それぞれの隣接する電流引き出し部１２同士を連結部材１１にて接続することで、４つのセルスタック５が直列に接続されている。   In addition, as shown in FIG. 1A, the cell stack devices 8 are connected to each other by connecting the current drawing portions 12 adjacent to each other by the connecting member 11, so that the four cell stacks 5 are connected in series. ing.

なお、各燃料電池セル３間および燃料電池セル３の配列方向における端部と端部集電部材９との間には、集電部材が配置され（燃料電池セル３間の集電部材は図示せず）、それにより各燃料電池セル３が電気的に直列に接続されている。燃料電池セル３の発電により得られる電流（電圧）は、燃料電池セル３のセル配列方向ｘの端部に配置された集電部材を介して端部集電部材１２により接続される。   A current collecting member is disposed between each fuel cell 3 and between the end in the arrangement direction of the fuel cells 3 and the end current collecting member 9 (the current collecting member between the fuel cells 3 is illustrated in FIG. Thereby, each fuel cell 3 is electrically connected in series. The current (voltage) obtained by the power generation of the fuel cell 3 is connected by the end current collecting member 12 via the current collecting member disposed at the end of the fuel cell 3 in the cell arrangement direction x.

そして、本形態の燃料電池モジュールは、図１に示したように、セルスタック装置８を、該セルスタック装置８におけるセル配列方向ｘが平行になるように複数並列配置してなるとともに、セルスタック装置８の配列方向の両端、およびセルスタック装置８間に、酸素含有ガス供給板１４を有している。すなわち、図１（ａ）では、酸素含有ガス供給板１４が、２つのセルスタック装置８の左右にそれぞれ配置されているとともに、２つのセルスタック装置８間に配置されている。   As shown in FIG. 1, the fuel cell module according to the present embodiment includes a plurality of cell stack devices 8 arranged in parallel so that the cell arrangement direction x in the cell stack device 8 is parallel. An oxygen-containing gas supply plate 14 is provided between both ends of the apparatus 8 in the arrangement direction and between the cell stack apparatuses 8. That is, in FIG. 1A, the oxygen-containing gas supply plates 14 are disposed on the left and right sides of the two cell stack devices 8 and are disposed between the two cell stack devices 8.

これらの酸素含有ガス供給板１４は、セル列と平行になるように配置されている。また、酸素含有ガス供給板１４は、燃料電池セル３の長さ方向のほぼ全域に沿って配置されている。すなわち、酸素含有ガス供給板１４は、高さが、燃料電池セル３よりも高く、長さがスタック５よりも長い矩形板形状とされている。   These oxygen-containing gas supply plates 14 are arranged so as to be parallel to the cell rows. The oxygen-containing gas supply plate 14 is disposed along substantially the entire region of the fuel cell 3 in the length direction. That is, the oxygen-containing gas supply plate 14 has a rectangular plate shape whose height is higher than that of the fuel cell 3 and whose length is longer than that of the stack 5.

酸素含有ガス供給板１４は、内部に酸素含有ガスが流れる流路（図示せず）を有しており、酸素含有ガス供給板１４の下端は、ガスタンク４の上面よりも下方に位置している。   The oxygen-containing gas supply plate 14 has a flow path (not shown) through which the oxygen-containing gas flows, and the lower end of the oxygen-containing gas supply plate 14 is located below the upper surface of the gas tank 4. .

酸素含有ガス供給板１４の下部の側面には、セルスタック５の下部に対応するように複数の酸素含有ガス供給孔を有しており、セルスタック装置８の列を挟むような位置に配置された両端の酸素含有ガス供給板１４には、一方の側面に酸素含有ガス供給孔が形成され、セルスタック装置８間に配置された酸素含有ガス供給板１４には、両方の側面に酸素含有ガス供給孔が形成され、図１（ｂ）の矢印で示す方向に酸素含有ガスが供給されるように構成されている。   The oxygen-containing gas supply plate 14 has a plurality of oxygen-containing gas supply holes on the side surface of the lower part of the cell stack 5 so as to correspond to the lower part of the cell stack 5. The oxygen-containing gas supply plates 14 at both ends are formed with oxygen-containing gas supply holes on one side, and the oxygen-containing gas supply plate 14 disposed between the cell stack devices 8 has oxygen-containing gas on both sides. A supply hole is formed, and the oxygen-containing gas is supplied in the direction indicated by the arrow in FIG.

酸素含有ガス供給板１４の下端は、ガスタンク４の上面よりも下方に位置しているため、酸素含有ガス供給孔を酸素含有ガス供給板１４の下端よりも上方に形成して、燃料電池セル３の下端部に十分にかつ確実に酸素含有ガスを供給することが可能となる。   Since the lower end of the oxygen-containing gas supply plate 14 is located below the upper surface of the gas tank 4, the oxygen-containing gas supply hole is formed above the lower end of the oxygen-containing gas supply plate 14, and the fuel cell 3. It becomes possible to supply the oxygen-containing gas sufficiently and reliably to the lower end of the gas.

また、例えば、収納容器２の上壁から酸素含有ガス供給板１４が下方に延設されており、収納容器の上壁の一部に形成された酸素含有ガス供給路１６と３つの酸素含有ガス供給板１４の流路とが連通している。なお、収納容器２の側壁から酸素含有ガス供給板１４が延設される場合であっても良い。   Further, for example, an oxygen-containing gas supply plate 14 extends downward from the upper wall of the storage container 2, and an oxygen-containing gas supply path 16 formed in a part of the upper wall of the storage container and three oxygen-containing gases. The supply plate 14 communicates with the flow path. Note that the oxygen-containing gas supply plate 14 may be extended from the side wall of the storage container 2.

このような燃料電池モジュールでは、酸素含有ガス供給板１４を用いて、酸素含有ガス供給板１４間のセルスタック５を構成する燃料電池セル３に酸素含有ガスを供給するため、供給された酸素含有ガスが酸素含有ガス供給板１４間の燃料電池セル３に確実に供給さ
れ、対向する酸素含有ガス供給板１４間をセルの立設方向（上方）に流れ易くなり、数ｋＷ以上の発電量が要求される業務用の燃料電池モジュールであっても、燃料電池セル３の長さ方向に効率良く酸素含有ガスを供給できる。 In such a fuel cell module, since the oxygen-containing gas is supplied to the fuel cells 3 constituting the cell stack 5 between the oxygen-containing gas supply plates 14 using the oxygen-containing gas supply plate 14, The gas is reliably supplied to the fuel cells 3 between the oxygen-containing gas supply plates 14 and easily flows between the opposing oxygen-containing gas supply plates 14 in the cell standing direction (upward). Even in a required commercial fuel cell module, the oxygen-containing gas can be efficiently supplied in the length direction of the fuel cell 3.

なお、図１では、セルスタック５を２列有するセルスタック装置８を用いて燃料電池モジュールを構成した形態について説明したが、図２に示すように、セルスタック５を３列有するセルスタック装置８を用いて燃料電池モジュールを構成することもできる。さらに、セルスタック５を４列以上有するセルスタック装置を用いることもできる。   In addition, although FIG. 1 demonstrated the form which comprised the fuel cell module using the cell stack apparatus 8 which has two rows of cell stacks 5, as shown in FIG. 2, the cell stack apparatus 8 which has three rows of cell stacks 5 is shown. The fuel cell module can also be configured using Furthermore, a cell stack apparatus having four or more cell stacks 5 can be used.

また、図１では、収納容器２の上壁から酸素含有ガス供給板１４が垂直方向に下方に延設されている場合について説明したが、図３（ａ）に示すように、ガスタンク４の下方に、例えば収納容器２の下壁に酸素含有ガス供給路１８を有しており、この酸素含有ガス供給路１８と３つの酸素含有ガス供給板１９の流路とが連通し、酸素含有ガス供給板１４が上方に向けて延設されている場合であっても良い。この図３（ａ）においても、酸素含有ガス供給板１９が、燃料電池セル３の長さ方向のほぼ全域に沿って配置されている。なお、酸素含有ガス供給孔は、燃料電池セル３の下端部に供給できるような位置に形成されている。   Moreover, although FIG. 1 demonstrated the case where the oxygen-containing gas supply plate 14 was extended vertically downward from the upper wall of the storage container 2, as shown in FIG. Further, for example, an oxygen-containing gas supply path 18 is provided on the lower wall of the storage container 2, and the oxygen-containing gas supply path 18 communicates with the flow paths of the three oxygen-containing gas supply plates 19 to supply oxygen-containing gas. The case where the board 14 is extended toward upper direction may be sufficient. Also in FIG. 3A, the oxygen-containing gas supply plate 19 is disposed along substantially the entire region in the length direction of the fuel cell 3. The oxygen-containing gas supply hole is formed at a position where it can be supplied to the lower end of the fuel cell 3.

さらに、図１では、酸素含有ガス供給板１４の下端が、ガスタンク４の上面よりも下方に位置する場合について説明したが、図３（ｂ）に示すように、酸素含有ガス供給板１４の下端が、ガスタンク４の上面よりも上方に位置するように構成することもできる。この場合には、セルスタック装置８同士の間隔を狭めることができるため、小型の燃料電池モジュールを得ることができる。   Furthermore, although FIG. 1 demonstrated the case where the lower end of the oxygen containing gas supply plate 14 was located below the upper surface of the gas tank 4, as shown in FIG.3 (b), the lower end of the oxygen containing gas supply plate 14 was demonstrated. However, it can also be configured to be positioned above the upper surface of the gas tank 4. In this case, since the space | interval of the cell stack apparatuses 8 can be narrowed, a small fuel cell module can be obtained.

図４では、燃料電池モジュールの他の形態を示すもので、この燃料電池モジュールでは、セルスタック装置８の配列方向の両端、およびセルスタック装置８間に、酸素含有ガス供給板１４を有しているとともに、セルスタック５間には、収納容器２の上壁から酸素含有ガス遮断板２１が延設されている。この酸素含有ガス遮断板２１は、その下端が、ガスタンク４の上面と所定間隔を置いて位置するように、収納容器２の上壁から延設されており、燃料電池セル３の立設方向のほぼ全域に沿って、かつ、セル配列方向ｘに沿って配置されている。   FIG. 4 shows another form of the fuel cell module. This fuel cell module has oxygen-containing gas supply plates 14 between both ends of the cell stack device 8 in the arrangement direction and between the cell stack devices 8. In addition, an oxygen-containing gas blocking plate 21 extends between the cell stacks 5 from the upper wall of the storage container 2. The oxygen-containing gas blocking plate 21 extends from the upper wall of the storage container 2 so that the lower end of the oxygen-containing gas blocking plate 21 is positioned at a predetermined distance from the upper surface of the gas tank 4. They are arranged along almost the entire region and along the cell arrangement direction x.

図１（ｂ）の燃料電池モジュールでは、対向する一対の酸素含有ガス供給板１４から、中央の２列のセルスタック５に酸素含有ガスが供給されるため、２列のセルスタック５に供給される酸素含有ガスの供給量が不安定になるおそれがあるが、図４に示す燃料電池モジュールでは、セルスタック装置８における２つのセルスタック５間に酸素含有ガス遮断板２１を有するため、一方の酸素含有ガス供給板１４からは一方のセルスタック５のみに酸素含有ガスを供給できるため、セルスタック５に一定の酸素含有ガスを安定して確実に供給できる。   In the fuel cell module of FIG. 1B, since the oxygen-containing gas is supplied from the pair of opposed oxygen-containing gas supply plates 14 to the cell stacks 5 in the center two rows, it is supplied to the cell stacks 5 in the two rows. However, in the fuel cell module shown in FIG. 4, since the oxygen-containing gas blocking plate 21 is provided between the two cell stacks 5 in the cell stack device 8, Since the oxygen-containing gas can be supplied to only one cell stack 5 from the oxygen-containing gas supply plate 14, a certain oxygen-containing gas can be stably and reliably supplied to the cell stack 5.

また、図５はさらに他の形態を示すもので、セル配列方向ｘの両端に、かつセルスタック装置８の複数のセルスタック５を挟んで設けられた酸素含有ガス流路規制板２３を有している。この酸素含有ガス流路規制板２３は、セル配列方向ｘと直交するように配置されており、酸素含有ガス供給板１４と酸素含有ガス流路規制板２３とで、酸素含有ガスの流路を規制している。なお、酸素含有ガス流路規制板２３は、セル配列方向ｘと直交しない場合であっても、ある程度の流路規制効果を有する。   FIG. 5 shows still another embodiment, which has oxygen-containing gas flow path regulating plates 23 provided at both ends in the cell arrangement direction x and sandwiching a plurality of cell stacks 5 of the cell stack device 8. ing. The oxygen-containing gas flow path regulating plate 23 is arranged so as to be orthogonal to the cell arrangement direction x, and the oxygen-containing gas flow path is defined by the oxygen-containing gas supply plate 14 and the oxygen-containing gas flow path regulating plate 23. It is regulated. The oxygen-containing gas flow path regulating plate 23 has a certain flow path regulating effect even when it is not orthogonal to the cell arrangement direction x.

酸素含有ガス流路規制板２３は、その下端が、ガスタンク４の上面と所定間隔を置いて位置するように、収納容器２の上壁から延設されており、燃料電池セル３の立設方向のほぼ全域に沿って配置されている。酸素含有ガス流路規制板２３の上端は、収納容器２との
接合部を除いて、収納容器２の上壁との間に所定間隔の酸素含有ガス導出空間２５を有しており、酸素含有ガス供給板１４と酸素含有ガス流路規制板２３とで形成された酸素含有ガスの流路を、下方から上方に流れた酸素含有ガスが、酸素含有ガス導出空間２５から導出されるように構成されている。 The oxygen-containing gas flow path regulating plate 23 extends from the upper wall of the storage container 2 so that the lower end thereof is positioned at a predetermined distance from the upper surface of the gas tank 4. It is arranged along almost the whole area. The upper end of the oxygen-containing gas flow path regulating plate 23 has an oxygen-containing gas lead-out space 25 at a predetermined interval between the upper wall of the storage container 2 except for the joint with the storage container 2, The oxygen-containing gas flow channel formed by the gas supply plate 14 and the oxygen-containing gas flow channel regulating plate 23 is configured so that the oxygen-containing gas flowing upward from below is led out from the oxygen-containing gas outlet space 25. Has been.

このような燃料電池モジュールでは、酸素含有ガス供給板１４から供給された酸素含有ガスが、酸素含有ガス供給板１４と酸素含有ガス流路規制板２３とで形成された酸素含有ガスの流路を通過するため、数ｋＷ以上の発電量が要求される業務用の燃料電池モジュールであっても、燃料電池セル３に十分に安定して供給することができ、酸素含有ガスを燃料電池セル３に効率良く供給できる。   In such a fuel cell module, the oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas supply plate 14 passes through the oxygen-containing gas flow path formed by the oxygen-containing gas supply plate 14 and the oxygen-containing gas flow restriction plate 23. Even if it is a commercial fuel cell module that requires a power generation amount of several kW or more because it passes, it can be sufficiently stably supplied to the fuel cell 3, and the oxygen-containing gas can be supplied to the fuel cell 3. It can be supplied efficiently.

図６は、セルスタック装置８を２行３列に配列した燃料電池モジュールを示すもので、この燃料電池モジュールでは、図５に示したように、酸素含有ガス流路規制板２３は、その下端が、ガスタンク４の上面と所定間隔を置いて位置するように、収納容器２の上壁から延設されており、酸素含有ガス供給板１４と酸素含有ガス流路規制板２３とで酸素含有ガスの流路を形成している。なお、図５（ｂ）および図６では、燃料電池セル３の一部を省略している。   FIG. 6 shows a fuel cell module in which cell stack devices 8 are arranged in two rows and three columns. In this fuel cell module, as shown in FIG. Is extended from the upper wall of the storage container 2 so as to be positioned at a predetermined distance from the upper surface of the gas tank 4, and the oxygen-containing gas is formed by the oxygen-containing gas supply plate 14 and the oxygen-containing gas flow passage regulating plate 23. The flow path is formed. In FIG. 5B and FIG. 6, a part of the fuel battery cell 3 is omitted.

そして、この燃料電池モジュールでは、酸素含有ガス供給板１４と酸素含有ガス流路規制板２３とで囲まれている空間には、酸素含有ガス供給板１４から酸素含有ガスが供給され、酸素含有ガス供給板１４と酸素含有ガス流路規制板２３とで囲まれていない空間には、別途の酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段を有している。   In this fuel cell module, the oxygen-containing gas is supplied from the oxygen-containing gas supply plate 14 into the space surrounded by the oxygen-containing gas supply plate 14 and the oxygen-containing gas flow passage regulating plate 23, and the oxygen-containing gas is supplied. In a space not surrounded by the supply plate 14 and the oxygen-containing gas flow passage regulating plate 23, oxygen-containing gas supply means for supplying a separate oxygen-containing gas is provided.

このような酸素含有ガス供給手段としては、酸素含有ガス供給板３１を用いることができ、この酸素含有ガス供給板３１は、例えば、収納容器２の下壁に形成された酸素含有ガス供給流路から、セルスタック装置８間を、上方に向けて延設されている。酸素含有ガス供給板３１からは、酸素含有ガス供給板１４から供給される酸素含有ガスとは異なる成分、温度、量の酸素含有ガスを供給可能とされている。   As such an oxygen-containing gas supply means, an oxygen-containing gas supply plate 31 can be used. The oxygen-containing gas supply plate 31 is, for example, an oxygen-containing gas supply channel formed on the lower wall of the storage container 2. The cell stack devices 8 are extended upward. The oxygen-containing gas supply plate 31 can supply an oxygen-containing gas having a component, temperature, and quantity different from those of the oxygen-containing gas supplied from the oxygen-containing gas supply plate 14.

このような燃料電池モジュールでは、酸素含有ガス供給板１４からの酸素含有ガスを、燃料電池セル３の発電用として用いる一方で、酸素含有ガス供給板３１からの酸素含有ガスを、例えば、収納容器２内の温度調整用として用いることができ、酸素含有ガス供給板１４とは異なる成分、供給量、温度の酸素含有ガスを供給制御することができ、これにより、燃料電池モジュールを発電量等に応じて最適運転状態とすることが可能となる。   In such a fuel cell module, the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply plate 14 is used for power generation of the fuel cell 3, while the oxygen-containing gas from the oxygen-containing gas supply plate 31 is used as, for example, a storage container. 2 can be used for temperature adjustment, and the oxygen-containing gas having a different component, supply amount, and temperature than the oxygen-containing gas supply plate 14 can be supplied and controlled. Accordingly, the optimum operation state can be achieved.

なお、酸素含有ガス供給板１４を、２行のセルスタック装置８の配列方向両端と、セルスタック間にそれぞれ配置したが、図６における上下２つの酸素含有ガス供給板１４を１つの酸素含有ガス供給板１４で構成しても良い。   The oxygen-containing gas supply plates 14 are arranged at both ends in the arrangement direction of the two cell stack devices 8 and between the cell stacks. However, the upper and lower oxygen-containing gas supply plates 14 in FIG. You may comprise with the supply board 14. FIG.

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。   Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

２：収納容器
３：燃料電池セル
４：ガスタンク
５：セルスタック
８：セルスタック装置
１４、１９：酸素含有ガス供給板
２１：酸素含有ガス遮断板
２３：酸素含有ガス流路規制板 2: storage container 3: fuel cell 4: gas tank 5: cell stack 8: cell stack device 14, 19: oxygen-containing gas supply plate 21: oxygen-containing gas blocking plate 23: oxygen-containing gas flow path regulating plate

Claims (4)

複数の燃料電池セルを１列に立設してなるセルスタックと、複数の前記セルスタックが、前記燃料電池セルのセル配列方向が平行になるように並列配置され、かつ前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するためのガスタンクとを具備するセルスタック装置を、該セルスタック装置におけるセル配列方向が平行になるように複数並列配置してなるとともに、前記セルスタック装置の配列方向の両端、および前記セルスタック装置間に、セル配列方向と平行になるようにかつ前記燃料電池セルの立設方向に沿って配置された酸素含有ガス供給板を有しており、
前記酸素含有ガス供給板の下端は、前記ガスタンクの上面よりも下方に位置しており、
前記酸素含有ガス供給板は、下部の側面であって下端よりも上方に酸素含有ガス供給孔を有しており、
該酸素含有ガス供給孔は、前記ガスタンクの上面よりも上方に位置していることを特徴とする燃料電池モジュール。 A cell stack formed by standing a plurality of fuel cells in a row and a plurality of the cell stacks are arranged in parallel so that the cell arrangement directions of the fuel cells are parallel, and fuel is supplied to the fuel cells. A plurality of cell stack devices each having a gas tank for supplying gas are arranged in parallel so that the cell arrangement direction in the cell stack device is parallel, both ends of the cell stack device in the arrangement direction, and the between the cell stack device, which have a positioned manner and along the standing direction of the fuel cell becomes parallel to the cell arrangement direction an oxygen containing gas supply plate,
The lower end of the oxygen-containing gas supply plate is located below the upper surface of the gas tank,
The oxygen-containing gas supply plate has a lower side surface and an oxygen-containing gas supply hole above the lower end,
Oxygen-containing gas supply hole, a fuel cell module which is characterized that you have located above the upper surface of the gas tank. 前記セルスタック装置における前記セルスタックは２列であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。   The fuel cell module according to claim 1, wherein the cell stack in the cell stack device is in two rows. 前記セルスタック装置における前記セルスタック間には、酸素含有ガス遮断板が配置されてい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。   The fuel cell module according to claim 2, wherein an oxygen-containing gas blocking plate is disposed between the cell stacks in the cell stack device. セル配列方向の両端に、かつ前記セルスタック装置の複数のセルスタックを挟んで設けられた酸素含有ガス流路規制板を有するとともに、前記酸素含有ガス供給板と前記酸素含有ガス流路規制板とで、酸素含有ガスの流路を規制していることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。 The oxygen-containing gas flow path regulating plate provided at both ends in the cell arrangement direction and sandwiching the plurality of cell stacks of the cell stack device, the oxygen-containing gas supply plate, the oxygen-containing gas flow path regulating plate, The fuel cell module according to any one of claims 1 to 3 , wherein the flow path of the oxygen-containing gas is regulated.
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