JP6522393B2 - Fuel cell device and fuel cell system - Google Patents

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Description

本発明は、燃料電池装置および燃料電池システムに関する。   The present invention relates to a fuel cell device and a fuel cell system.

従来、都市ガス、天然ガス、石油、メタノール、石炭ガス化ガスなどを燃料として運転される燃料電池が知られている。燃料電池の一つである固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：以下「ＳＯＦＣ」という。）は、イオン伝導率を高めるために作動温度が約７００〜１１００℃程度と高く、用途の広い高効率な高温型燃料電池として知られている。円筒型ＳＯＦＣは、空気極と燃料極とが外周面に形成された筒状のセルスタックの内部に供給される燃料ガスと外部に供給される酸化性ガスとを反応させることにより電力を発生させる装置である。   2. Description of the Related Art Conventionally, a fuel cell operated by using city gas, natural gas, oil, methanol, coal gasification gas, etc. as fuel is known. Solid Oxide Fuel Cell (SOFC), which is one of the fuel cells, has a high operating temperature of about 700-1100 ° C to increase its ion conductivity, and is widely used. It is known as a high efficiency high temperature fuel cell. The cylindrical SOFC generates electric power by reacting the fuel gas supplied to the inside of the cylindrical cell stack in which the air electrode and the fuel electrode are formed on the outer peripheral surface and the oxidizing gas supplied to the outside. It is an apparatus.

ＳＯＦＣでは、複数のセルスタックを平面内で所定間隔を空けて配置したカートリッジを構成している。また、ＳＯＦＣは、複数のカートリッジを密接させたモジュールを構成し、このモジュールを圧力容器内に配置するのが一般的である。
複数のセルスタックは、燃料ガスと酸化性ガスとの化学反応により発電する際に発熱する。複数のセルスタックは、平面内で隣接して配置されるとともに圧力容器内で他のカートリッジのセルスタックとも隣接して配置される。圧力容器内は密閉された状態であるため、各セルスタックの運転中の温度は、そのセルスタックが配置される領域によってそれぞれ異なったものとなる。 In the SOFC, a cartridge in which a plurality of cell stacks are arranged at predetermined intervals in a plane is configured. In addition, SOFCs constitute a module in which a plurality of cartridges are in close contact, and this module is generally disposed in a pressure vessel.
The plurality of cell stacks generate heat when power is generated by the chemical reaction between the fuel gas and the oxidizing gas. A plurality of cell stacks are disposed adjacent in the plane and adjacent to the cell stacks of other cartridges in the pressure vessel. Since the inside of the pressure vessel is sealed, the operating temperature of each cell stack varies depending on the area in which the cell stack is disposed.

ＳＯＦＣは、運転時にセルスタックの温度が高くなりすぎた状態であると、排気されるガスの温度が高くなるので、配管等に用いられている金属等が耐熱限界に達する可能性があるセルスタック。そのため、ＳＯＦＣは、セルスタックの温度が所定の制限温度（例えば、約１１００℃）を超えないように、各セルスタックに供給される燃料ガスの供給量が調整される。前述したように、セルスタックの運転中の温度は、そのセルスタックが配置される領域によって異なるため、最も高温となる領域を基準に燃料ガスの供給量が調整される。この場合、ＳＯＦＣの発電室の温度が低いとセルスタックの抵抗が高くなるので、相対的に温度が低い領域に配置されるセルスタックにおいて電流が小さくなり、モジュール全体での発電量を十分に確保することができない。   In SOFC, if the temperature of the cell stack becomes too high at the time of operation, the temperature of the exhausted gas becomes high, so that the metal stack used for piping etc. may reach the heat resistance limit. . Therefore, in the SOFC, the supply amount of fuel gas supplied to each cell stack is adjusted so that the temperature of the cell stack does not exceed a predetermined limit temperature (for example, about 1100 ° C.). As described above, since the temperature during operation of the cell stack varies depending on the area in which the cell stack is disposed, the amount of fuel gas supplied is adjusted based on the hottest area. In this case, when the temperature of the SOFC power generation chamber is low, the resistance of the cell stack is high, so the current is small in the cell stack disposed in the relatively low temperature region, and the power generation amount of the entire module is sufficiently ensured. Can not do it.

特許文献１には、局所的な温度上昇を抑制するために、運転時に高温域となる燃料電池スタックの近傍に水素製造用燃料改質器を配置した燃料電池システムが開示されている。特許文献１の燃料電池システムは、水素製造用燃料改質器における吸熱反応を利用して高温域の温度を低減するものである。特許文献１の図１０，図１１には、複数個の円筒型ＳＯＦＣセルを配置した円筒型ＳＯＦＣバンドルにおいて、運転時に高温となる領域に燃料改質器を配置した構成が開示されている。   Patent Document 1 discloses a fuel cell system in which a fuel reformer for producing hydrogen is disposed in the vicinity of a fuel cell stack which is in a high temperature range during operation in order to suppress a local temperature rise. The fuel cell system of Patent Document 1 uses the endothermic reaction in the fuel reformer for hydrogen production to reduce the temperature in the high temperature region. FIGS. 10 and 11 of Patent Document 1 disclose a configuration in which a fuel reformer is disposed in a region where the temperature becomes high during operation, in a cylindrical SOFC bundle in which a plurality of cylindrical SOFC cells are disposed.

特開２００９−３７８１４号公報JP, 2009-37814, A

特許文献１に開示される円筒型ＳＯＦＣバンドルは、運転時に高温となる領域を予め特定し、その特定した領域に燃料改質器を配置するものである。そのため、円筒型ＳＯＦＣバンドルにおいて運転時に高温となる領域が予め特定した領域と異なっていた場合には、燃料改質器による吸熱反応を局所的な温度上昇を抑制するために適切に利用することができない。同様に、経年変化によって運転時に高温となる領域が予め特定した領域から異なるものとなった場合にも、燃料改質器による吸熱反応を局所的な温度上昇を抑制するために適切に利用することができない。   The cylindrical SOFC bundle disclosed in Patent Document 1 specifies in advance an area that becomes hot during operation, and arranges a fuel reformer in the specified area. Therefore, in the case where the high temperature region during operation in the cylindrical SOFC bundle is different from the predetermined region, the endothermic reaction by the fuel reformer may be appropriately used to suppress the local temperature increase. Can not. Similarly, if the area that becomes high temperature during operation changes from the previously specified area due to aging, appropriate use of the endothermic reaction by the fuel reformer to suppress local temperature rise I can not

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、複数のセルスタックおよび複数の改質チューブが平面内で所定間隔を空けて配置される燃料電池装置において、複数のセルスタックおよび複数の改質チューブのそれぞれを、運転時の温度分布に応じた適切な位置に配置可能にすることを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in a fuel cell device in which a plurality of cell stacks and a plurality of reforming tubes are disposed at a predetermined interval in a plane, the plurality of cell stacks and the plurality It is an object of the present invention to make it possible to position each of the reformer tubes at a suitable position according to the temperature distribution during operation.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る燃料電池装置は、内部に燃料ガスが流通する筒状の第１基体管の外周面に空気極と燃料極とが形成された複数のセルスタックと、内部に炭化水素系ガスが流通する筒状の第２基体管の内周面に該炭化水素系ガスの改質反応を促進させる改質層が形成された複数の改質チューブと、前記複数のセルスタックおよび前記複数の改質チューブが平面内で所定間隔を空けて配置されるように着脱可能に支持する支持体とを備え、前記第１基体管と前記第２基体管とが同一形状である。 In order to achieve the above object, the present invention adopts the following means.
A fuel cell device according to one aspect of the present invention includes a plurality of cell stacks in which an air electrode and a fuel electrode are formed on the outer peripheral surface of a cylindrical first base tube through which fuel gas flows. A plurality of reforming tubes each having a reforming layer formed thereon for promoting a reforming reaction of the hydrocarbon-based gas formed on an inner peripheral surface of a cylindrical second base tube through which the system gas flows; And a support body for detachably supporting the plurality of reforming tubes so as to be disposed at predetermined intervals in a plane, wherein the first base pipe and the second base pipe have the same shape.

本発明の一態様に係る燃料電池装置によれば、セルスタックの内部に供給される燃料ガスと外部に供給される酸化性ガスとが反応して電力が発生する。一方、改質チューブの内部に供給される炭化水素系ガスが改質チューブの内周面に形成された改質層の作用によって改質反応し、炭化水素系ガスから水素および一酸化炭素を含む合成ガスが生成される。
セルスタックにおける反応は発熱反応であり、改質チューブにおける改質反応は吸熱反応である。そのため、運転時に高温となる領域に改質チューブを配置することにより、局所的な温度上昇を抑制することができる。 According to the fuel cell device according to one aspect of the present invention, the fuel gas supplied to the inside of the cell stack reacts with the oxidizing gas supplied to the outside to generate electric power. On the other hand, the hydrocarbon-based gas supplied to the inside of the reforming tube is reformed by the action of the reforming layer formed on the inner circumferential surface of the reforming tube, and contains hydrogen and carbon monoxide from the hydrocarbon-based gas Syngas is produced.
The reaction in the cell stack is an exothermic reaction, and the reforming reaction in the reforming tube is an endothermic reaction. Therefore, a local temperature rise can be suppressed by arranging the reforming tube in a region where the temperature is high during operation.

本発明の一態様に係る燃料電池装置によれば、複数のセルスタックおよび複数の改質チューブは、支持体により、平面内で所定間隔を空けて配置されるように着脱可能に支持されている。また、セルスタックの第１基体管と改質チューブの第２基体管とは同一形状である。
支持体は、セルスタックおよび改質チューブを任意の位置に配置して支持することができる。そのため、セルスタックおよび改質チューブを配置する際の自由度が向上する。 According to the fuel cell device according to one aspect of the present invention, the plurality of cell stacks and the plurality of reforming tubes are detachably supported by the support so as to be spaced apart in the plane by a predetermined distance. . Further, the first base pipe of the cell stack and the second base pipe of the reforming tube have the same shape.
The support can position and support the cell stack and the reforming tube at any position. Therefore, the degree of freedom in arranging the cell stack and the reforming tube is improved.

このように、本発明の一態様に係る燃料電池装置によれば、複数のセルスタックおよび複数の改質チューブが平面内で所定間隔を空けて配置される燃料電池装置において、複数のセルスタックおよび複数の改質チューブのそれぞれを、運転時の温度分布に応じた適切な位置に配置することができる。   As described above, according to the fuel cell device according to one aspect of the present invention, in the fuel cell device in which the plurality of cell stacks and the plurality of reforming tubes are arranged at predetermined intervals in a plane, the plurality of cell stacks and Each of the plurality of reforming tubes can be disposed at an appropriate position according to the temperature distribution during operation.

本発明の一態様に係る燃料電池装置においては、前記改質チューブによる改質反応の促進量を前記第１基体管が延びる軸方向の温度分布に応じて異ならせる構成としてもよい。
このようにすることで、軸方向における相対的に高温となる領域の吸熱量を大きくしつつ相対的に低温となる領域の吸熱量を小さくし、軸方向における局所的な温度上昇を抑制することができる。 In the fuel cell device according to one aspect of the present invention, the amount of acceleration of the reforming reaction by the reforming tube may be varied according to the temperature distribution in the axial direction in which the first base tube extends.
In this manner, the heat absorption amount in the relatively low temperature region is decreased while the heat absorption amount in the relatively high temperature region in the axial direction is increased, and the local temperature rise in the axial direction is suppressed. Can.

上記構成の燃料電池装置においては、前記軸方向の温度分布に応じて前記改質層の厚さを異ならせてもよい。
このようにすることで、軸方向における相対的に高温となる領域の改質層の厚さを厚くして吸熱量を大きくしつつ相対的に低温となる領域の改質層の厚さを薄くして吸熱量を小さくすることができる。 In the fuel cell device having the above configuration, the thickness of the reforming layer may be varied according to the temperature distribution in the axial direction.
By doing this, the thickness of the modified layer in the region where the temperature is relatively high in the axial direction is increased to increase the heat absorption while the thickness of the modified layer in the region where the temperature is relatively low is decreased. Thus, the heat absorption can be reduced.

上記構成の燃料電池装置においては、前記軸方向における第１領域に前記改質層が形成され、該第１領域よりも低温となる第２領域に前記改質層が形成されないようにしてもよい。
このようにすることで、軸方向における相対的に高温となる第１領域に改質層が形成されるようにして吸熱量を大きくしつつ相対的に低温となる第２領域に改質層が形成されないようにして吸熱量を小さくすることができる。 In the fuel cell device having the above configuration, the reforming layer may be formed in the first region in the axial direction, and the reforming layer may not be formed in the second region having a temperature lower than that of the first region. .
In this way, the modified layer is formed in the first region, which is relatively high temperature in the axial direction, and the modified layer is formed in the second region, which is relatively low temperature while increasing the heat absorption amount. The heat absorption can be reduced by preventing formation.

上記構成の燃料電池装置においては、前記改質層は、改質反応を促進させる粒状の触媒を含む層であり、前記軸方向の温度分布に応じて前記触媒の粒径を異ならせてもよい。
このようにすることで、軸方向における相対的に高温となる領域の改質層に含まれる触媒の比表面積を大きくして吸熱量を大きくしつつ相対的に低温となる領域の改質層に含まれる触媒の比表面積を小さくして吸熱量を小さくすることができる。 In the fuel cell device having the above configuration, the reforming layer is a layer containing a particulate catalyst for promoting the reforming reaction, and the particle size of the catalyst may be varied according to the temperature distribution in the axial direction. .
By doing this, the specific surface area of the catalyst contained in the reforming layer in the region where the temperature is relatively high in the axial direction is increased to increase the heat absorption amount, while the reforming layer in the region where the temperature is relatively low is increased. The heat absorption can be reduced by reducing the specific surface area of the contained catalyst.

本発明の一実施形態の燃料電池システムは、上記に記載の燃料電池装置と、複数の前記燃料電池装置を収容する圧力容器とを備える。
本発明の一態様に係る燃料電池システムによれば、複数のセルスタックおよび複数の改質チューブのそれぞれを、運転時の温度分布に応じて適切な位置に配置した複数の燃料電池装置を圧力容器に収容したことにより、燃料電池システムの局所的な温度上昇を抑制することができる。 A fuel cell system according to an embodiment of the present invention includes the fuel cell device described above and a pressure vessel that accommodates the plurality of fuel cell devices.
According to the fuel cell system according to one aspect of the present invention, the pressure vessel is provided with the plurality of fuel cell devices in which the plurality of cell stacks and the plurality of reforming tubes are disposed at appropriate positions according to the temperature distribution during operation. By being housed in, it is possible to suppress the local temperature rise of the fuel cell system.

本発明の一実施形態の燃料電池システムは、上記のいずれかに記載の燃料電池装置と、前記セルスタックから排出される第１排ガスを前記炭化水素系ガスが流入する前記第２基体管の上流側へ循環させる循環系統と、前記循環系統に配置されるとともに該循環系統が前記第２基体管の上流側へ循環させる前記第１排ガスの流量を調整する流量調整弁とを備える。   In a fuel cell system according to one embodiment of the present invention, the fuel cell system according to any one of the above, and an upstream of the second base pipe into which the hydrocarbon-based gas flows in the first exhaust gas discharged from the cell stack. And a flow control valve disposed in the circulation system and adjusting the flow rate of the first exhaust gas circulated in the circulation system upstream of the second base pipe.

本発明の一実施形態の燃料電池システムによれば、セルスタックから排出される第１排ガスは、循環系統によって改質チューブの第２基体管の上流側へ循環される。第１排ガスは、セルスタックにおける発熱反応によって加熱されている。そのため、改質チューブの第２基体管の上流側へ第１排ガスを循環させて炭化水素系ガスに混入させると、第１排ガスを混入させない場合に比べて、改質チューブの第２基体管の内部を流通するガスの温度が上昇する。
また、第１排ガスは、炭化水素系ガスと比較して改質反応に寄与する成分が少ないガスである。そのため、改質チューブの第２基体管の上流側へ第１排ガスを循環させて炭化水素系ガスに混入させると、第１排ガスを混入させない場合に比べて、改質チューブの改質反応が抑制され、吸熱量も減少する。 According to the fuel cell system of one embodiment of the present invention, the first exhaust gas discharged from the cell stack is circulated by the circulation system to the upstream side of the second base pipe of the reforming tube. The first exhaust gas is heated by the exothermic reaction in the cell stack. Therefore, when the first exhaust gas is circulated to the upstream side of the second base pipe of the reforming tube and mixed with the hydrocarbon gas, compared with the case where the first exhaust gas is not mixed, the second base pipe of the reforming tube The temperature of the gas flowing inside increases.
In addition, the first exhaust gas is a gas having a smaller amount of components contributing to the reforming reaction than a hydrocarbon-based gas. Therefore, when the first exhaust gas is circulated to the upstream side of the second base tube of the reforming tube and mixed with the hydrocarbon gas, the reforming reaction of the reforming tube is suppressed as compared with the case where the first exhaust gas is not mixed. Heat absorption is also reduced.

本発明の一実施形態の燃料電池システムによれば、流量調整弁によって第２基体管の上流側へ循環させる第１排ガスの流量を調整することにより、第２基体管の内部を流通するガスの温度及び成分が調整される。そのため、改質チューブにおける吸熱反応によって周囲の温度が低下しすぎて過冷却状態となるような場合には、第２基体管の上流側へ循環させる第１排ガスの流量を増加させることにより、過冷却状態となることを防止することができる。   According to the fuel cell system of one embodiment of the present invention, by adjusting the flow rate of the first exhaust gas to be circulated to the upstream side of the second base pipe by the flow rate adjustment valve, the gas flowing in the second base pipe Temperature and components are adjusted. Therefore, if the endothermic reaction in the reforming tube causes the ambient temperature to fall too much, resulting in overcooling, the flow rate of the first exhaust gas to be circulated to the upstream side of the second base tube may be increased. Cooling can be prevented.

本発明の一実施形態の燃料電池システムは、前記改質チューブから排出される第２排ガスに含まれる水素ガスを分離する水素分離器を備えるものであってもよい。
このようにすることで、改質チューブから排出される第２排ガスに含まれる水素ガスを分離して水素ガスを精製することができる。 The fuel cell system according to one embodiment of the present invention may include a hydrogen separator that separates hydrogen gas contained in the second exhaust gas discharged from the reforming tube.
In this way, the hydrogen gas contained in the second exhaust gas discharged from the reforming tube can be separated to purify the hydrogen gas.

本発明の一実施形態の燃料電池システムにおいて、前記循環系統は、前記第１排ガスを前記第２基体管の上流側および前記第１基体管の上流側の双方へ循環させるものであってもよい。
このようにすることで、セルスタックから排出される第１排ガス中に残存する燃料ガスの未反応分を再びセルスタックに供給し、燃料ガスの利用率を向上させることができる。 In the fuel cell system according to one embodiment of the present invention, the circulation system may circulate the first exhaust gas both to the upstream side of the second base pipe and to the upstream side of the first base pipe. .
By doing this, the unreacted portion of the fuel gas remaining in the first exhaust gas discharged from the cell stack can be supplied again to the cell stack, and the utilization rate of the fuel gas can be improved.

本発明によれば、複数のセルスタックおよび複数の改質チューブが平面内で所定間隔を空けて配置される燃料電池装置において、複数のセルスタックおよび複数の改質チューブのそれぞれを、運転時の温度分布に応じた適切な位置に配置することができる。   According to the present invention, in a fuel cell apparatus in which a plurality of cell stacks and a plurality of reforming tubes are disposed at a predetermined distance in a plane, each of the plurality of cell stacks and the plurality of reforming tubes is operated It can be arranged at an appropriate position according to the temperature distribution.

ＳＯＦＣモジュールの一態様を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an aspect of the SOFC module. 図１に示すＳＯＦＣカートリッジの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the SOFC cartridge shown in FIG. 図１に示すＳＯＦＣカートリッジの斜視図である。It is a perspective view of the SOFC cartridge shown in FIG. 図２に示すセルスタックの要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the cell stack shown in FIG. 図２に示す改質チューブの要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the reforming tube shown in FIG. 図２に示すＳＯＦＣカートリッジの平面図である。It is a top view of the SOFC cartridge shown in FIG. 改質チューブが配置される位置における温度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the temperature distribution in the position where a reforming tube is arrange | positioned. 改質チューブの第１変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of a modification tube. 改質チューブの第２変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd modification of a modification tube. ＳＯＦＣモジュールを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a SOFC module. ＳＯＦＣモジュールの変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of a SOFC module.

〔第１実施形態〕
以下においては、説明の便宜上、紙面を基準として「上」及び「下」の表現を用いて各構成要素の位置関係を特定するが、鉛直方向に対して必ずしもこの限りである必要はない。例えば、紙面における上方向が鉛直方向における下方向に対応してもよい。また、紙面における上下方向が鉛直方向に直行する水平方向に対応してもよい。 First Embodiment
In the following, for convenience of explanation, the positional relationship of each component is specified using the expressions “upper” and “lower” with reference to the paper surface, but this is not necessarily the case with respect to the vertical direction. For example, the upper direction in the drawing may correspond to the lower direction in the vertical direction. Further, the vertical direction in the drawing may correspond to the horizontal direction perpendicular to the vertical direction.

以下、図面を参照して本実施形態のＳＯＦＣモジュール（燃料電池システム）２０１について説明する。
ＳＯＦＣモジュール２０１は、炭化水素系燃料ガス（例えば、メタンガスを主成分とするガス）を水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）を含む合成ガスに改質し、合成ガスと酸素イオンとを電気化学的に反応させて、水（Ｈ２Ｏ）及び二酸化炭素（ＣＯ２）を生成するモジュールである。ＳＯＦＣモジュール２０１は、反応時に酸素イオンから放出される電子によって発電する。
なお、以下の説明においては、炭化水素系燃料ガスを単に「燃料ガス」ともいう。 Hereinafter, the SOFC module (fuel cell system) 201 of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
The SOFC module 201 reforms a hydrocarbon fuel gas (for example, a gas mainly composed of methane gas) into a synthesis gas containing hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO), and outputs the synthesis gas and the oxygen ion. It is a module that is electrochemically reacted to generate water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ). The SOFC module 201 generates electricity by electrons emitted from oxygen ions at the time of reaction.
In the following description, hydrocarbon fuel gas is also referred to simply as "fuel gas".

図１に示すようにＳＯＦＣモジュール２０１は、複数のＳＯＦＣカートリッジ２０３と、これら複数のＳＯＦＣカートリッジ２０３を収納する圧力容器２０５とを有する。また、ＳＯＦＣモジュール２０１は、燃料ガス供給管２０７と複数の燃料ガス供給枝管２０７ａとを有する。またＳＯＦＣモジュール２０１は、燃料ガス排出管２０９と複数の燃料ガス排出枝管２０９ａとを有する。また、ＳＯＦＣモジュール２０１は、酸化性ガス供給管（図示略）と酸化性ガス供給枝管（図示略）とを有する。また、ＳＯＦＣモジュール２０１は、酸化性ガス排出管（図示略）と複数の酸化性ガス排出枝管（図示略）とを有する。   As shown in FIG. 1, the SOFC module 201 has a plurality of SOFC cartridges 203 and a pressure vessel 205 for housing the plurality of SOFC cartridges 203. Further, the SOFC module 201 has a fuel gas supply pipe 207 and a plurality of fuel gas supply branch pipes 207a. The SOFC module 201 also has a fuel gas discharge pipe 209 and a plurality of fuel gas discharge branch pipes 209a. The SOFC module 201 also has an oxidizing gas supply pipe (not shown) and an oxidizing gas supply branch pipe (not shown). Further, the SOFC module 201 has an oxidizing gas discharge pipe (not shown) and a plurality of oxidizing gas discharge branch pipes (not shown).

燃料ガス供給管２０７は、圧力容器２０５の外部に設けられ、ＳＯＦＣモジュール２０１の発電量に対応して所定ガス組成と所定流量の燃料ガスを供給する燃料供給系（図示略）に接続されると共に、複数の燃料ガス供給枝管２０７ａに接続されている。この燃料ガス供給管２０７は、燃料供給系（図示略）から供給される所定流量の燃料ガスを、複数の燃料ガス供給枝管２０７ａに分岐して導く。   The fuel gas supply pipe 207 is provided outside the pressure vessel 205 and connected to a fuel supply system (not shown) for supplying a fuel gas of a predetermined gas composition and a predetermined flow rate corresponding to the power generation amount of the SOFC module 201. , And a plurality of fuel gas supply branch pipes 207a. The fuel gas supply pipe 207 branches and guides the fuel gas of a predetermined flow rate supplied from a fuel supply system (not shown) to a plurality of fuel gas supply branch pipes 207a.

燃料ガス供給枝管２０７ａは、燃料ガス供給管２０７に接続されると共に、複数のＳＯＦＣカートリッジ２０３に接続されている。この燃料ガス供給枝管２０７ａは、燃料ガス供給管２０７から供給される燃料ガスを複数のＳＯＦＣカートリッジ２０３に略均等の流量で導き、複数のＳＯＦＣカートリッジ２０３の発電性能を略均一化させるものである。   The fuel gas supply branch pipe 207 a is connected to the fuel gas supply pipe 207 and to the plurality of SOFC cartridges 203. The fuel gas supply branch pipe 207a guides the fuel gas supplied from the fuel gas supply pipe 207 to the plurality of SOFC cartridges 203 at substantially equal flow rates, and makes the power generation performance of the plurality of SOFC cartridges 203 substantially uniform. .

燃料ガス排出枝管２０９ａは、複数のＳＯＦＣカートリッジ２０３に接続されると共に、燃料ガス排出管２０９に接続されている。この燃料ガス排出枝管２０９ａは、ＳＯＦＣカートリッジ２０３から排出される排燃料ガスを燃料ガス排出管２０９に導くものである。また、燃料ガス排出管２０９は、複数の燃料ガス排出枝管２０９ａに接続されると共に、一部が圧力容器２０５の外部に配置されている。この燃料ガス排出管２０９は、燃料ガス排出枝管２０９ａから略均等の流量で導出される排燃料ガスを圧力容器２０５の外部の燃料ガス排出系（図示略）に導く。   The fuel gas discharge branch pipe 209 a is connected to the plurality of SOFC cartridges 203 and to the fuel gas discharge pipe 209. The fuel gas discharge branch pipe 209 a guides the exhaust fuel gas discharged from the SOFC cartridge 203 to the fuel gas discharge pipe 209. Further, the fuel gas discharge pipe 209 is connected to a plurality of fuel gas discharge branch pipes 209 a, and a part thereof is disposed outside the pressure vessel 205. The fuel gas discharge pipe 209 guides the exhaust fuel gas which is derived at a substantially equal flow rate from the fuel gas discharge branch pipe 209 a to a fuel gas discharge system (not shown) outside the pressure vessel 205.

圧力容器２０５は、内部の圧力が０．１ＭＰａ〜約１ＭＰａ、内部の温度が大気温度〜約５５０℃で運用されるので、耐力性と酸化性ガス中に含まれる酸素などの酸化剤に対する耐食性を保有する材質が利用される。例えば、ＳＵＳ３０４などのステンレス系材料を用いるのが好適である。   Since the pressure vessel 205 is operated at an internal pressure of 0.1 MPa to about 1 MPa and an internal temperature at ambient temperature to about 550 ° C., the pressure resistance and the corrosion resistance to oxidizing agents such as oxygen contained in the oxidizing gas are obtained. Used materials are used. For example, it is preferable to use a stainless steel-based material such as SUS304.

ＳＯＦＣカートリッジ２０３は、図２に示す通り、複数のセルスタック１０１と、複数の改質チューブ１０２と、発電室２１５と、燃料ガス供給室２１７と、燃料ガス排出室２１９と、酸化性ガス供給室２２１と、酸化性ガス排出室２２３とを有する。また、ＳＯＦＣカートリッジ２０３は、上部管板（支持体）２２５ａと、下部管板（支持体）２２５ｂと、上部断熱体２２７ａと、下部断熱体２２７ｂとを有する。   As shown in FIG. 2, the SOFC cartridge 203 includes a plurality of cell stacks 101, a plurality of reforming tubes 102, a power generation chamber 215, a fuel gas supply chamber 217, a fuel gas discharge chamber 219, and an oxidizing gas supply chamber. And an oxidizing gas discharge chamber 223. The SOFC cartridge 203 also has an upper tube sheet (support) 225a, a lower tube sheet (support) 225b, an upper heat insulator 227a, and a lower heat insulator 227b.

なお、本実施形態においては、ＳＯＦＣカートリッジ２０３は、燃料ガス供給室２１７と燃料ガス排出室２１９と酸化性ガス供給室２２１と酸化性ガス排出室２２３とが図２のように配置されることで、燃料ガスと酸化性ガスとがセルスタック１０１の内側と外側とを対向して流れる構造となっているが、他の構造であっても良い。例えば、セルスタック１０１の内側と外側とを平行して同方向に流れる、または酸化性ガスがセルスタック１０１の長手方向と直交する方向へ流れるようにしても良い。   In the present embodiment, in the SOFC cartridge 203, the fuel gas supply chamber 217, the fuel gas discharge chamber 219, the oxidizing gas supply chamber 221, and the oxidizing gas discharge chamber 223 are arranged as shown in FIG. Although the fuel gas and the oxidizing gas flow to the inside and the outside of the cell stack 101 so as to flow in opposite directions, other structures may be used. For example, the inside and the outside of the cell stack 101 may flow in parallel in the same direction, or the oxidizing gas may flow in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the cell stack 101.

発電室２１５は、上部断熱体２２７ａと下部断熱体２２７ｂとの間に形成された領域である。この発電室２１５は、セルスタック１０１の燃料電池セル１０５が配置され、燃料ガスと酸化性ガスとを電気化学的に反応させて発電を行う領域である。また、この発電室２１５のセルスタック１０１長手方向の中央部付近での温度は、ＳＯＦＣモジュール２０１の定常運転時に、およそ７００℃〜１１００℃の高温雰囲気となる。   The power generation chamber 215 is an area formed between the upper heat insulator 227a and the lower heat insulator 227b. The power generation chamber 215 is an area in which the fuel cells 105 of the cell stack 101 are disposed, and the fuel gas and the oxidizing gas are reacted electrochemically to generate power. Further, the temperature in the vicinity of the central portion of the power generation chamber 215 in the longitudinal direction of the cell stack 101 becomes a high temperature atmosphere of approximately 700 ° C. to 1100 ° C. during steady operation of the SOFC module 201.

燃料ガス供給室２１７は、ＳＯＦＣカートリッジ２０３の上部ケーシング２２９ａと上部管板２２５ａとに囲まれた領域である。また、燃料ガス供給室２１７は、上部ケーシング２２９ａに備えられた燃料ガス供給部２３１ａによって、燃料ガス供給枝管２０７ａ（図示略）と連通されている。   The fuel gas supply chamber 217 is an area surrounded by the upper casing 229 a and the upper tube plate 225 a of the SOFC cartridge 203. Further, the fuel gas supply chamber 217 is in communication with a fuel gas supply branch pipe 207a (not shown) by a fuel gas supply portion 231a provided in the upper casing 229a.

また、燃料ガス供給室２１７には、セルスタック１０１の一方の端部が、セルスタック１０１の基体管（第１基体管）１０１ａの内部が燃料ガス供給室２１７に対して開放して配置されている。この燃料ガス供給室２１７は、燃料ガス供給枝管２０７ａ（図示略）から燃料ガス供給部２３１ａを介して供給される燃料ガスを、複数のセルスタック１０１の基体管１０１ａの内部に略均一流量で導き、複数のセルスタック１０１の発電性能を略均一化させる。   In the fuel gas supply chamber 217, one end of the cell stack 101 is disposed such that the inside of the base pipe (first base pipe) 101a of the cell stack 101 is open to the fuel gas supply chamber 217. There is. The fuel gas supply chamber 217 supplies the fuel gas supplied from the fuel gas supply branch pipe 207 a (not shown) via the fuel gas supply unit 231 a to the inside of the base pipes 101 a of the plurality of cell stacks 101 at a substantially uniform flow rate. The power generation performance of the plurality of cell stacks 101 is made substantially uniform.

また、燃料ガス供給室２１７には、改質チューブ１０２の一方の端部が、改質チューブ１０２の基体管（第２基体管）１０２ａの内部が燃料ガス供給室２１７に対して開放して配置されている。この燃料ガス供給室２１７は、燃料ガス供給枝管２０７ａ（図示略）から燃料ガス供給部２３１ａを介して供給される燃料ガスを、複数の改質チューブ１０２の基体管１０２ａの内部に略均一流量で導き、複数の改質セル１０２の吸熱性能を略均一化させる。   In the fuel gas supply chamber 217, one end of the reforming tube 102 is disposed such that the inside of the base tube (second base tube) 102a of the reforming tube 102 is open to the fuel gas supply chamber 217. It is done. The fuel gas supply chamber 217 has a substantially uniform flow rate of the fuel gas supplied from the fuel gas supply branch pipe 207 a (not shown) via the fuel gas supply portion 231 a into the base pipes 102 a of the plurality of reforming tubes 102. The heat absorption performance of the plurality of reforming cells 102 is made substantially uniform.

燃料ガス排出室２１９は、ＳＯＦＣカートリッジ２０３の下部ケーシング２２９ｂと下部管板２２５ｂとに囲まれた領域である。また、燃料ガス排出室２１９は、下部ケーシング２２９ｂに備えられた燃料ガス排出部２３１ｂによって、燃料ガス排出枝管２０９ａ（図示略）と連通されている。   The fuel gas discharge chamber 219 is an area surrounded by the lower casing 229 b and the lower tube plate 225 b of the SOFC cartridge 203. Further, the fuel gas discharge chamber 219 is in communication with the fuel gas discharge branch pipe 209a (not shown) by a fuel gas discharge portion 231b provided in the lower casing 229b.

また、燃料ガス排出室２１９には、セルスタック１０１の他方の端部が、セルスタック１０１の基体管１０１ａの内部が燃料ガス排出室２１９に対して開放して配置されている。この燃料ガス排出室２１９は、複数のセルスタック１０１の基体管１０１ａの内部を通過して燃料ガス排出室２１９に供給される排燃料ガスを集約して、燃料ガス排出部２３１ｂを介して燃料ガス排出枝管２０９ａ（図示略）に導く。   In the fuel gas discharge chamber 219, the other end of the cell stack 101 is disposed such that the inside of the base pipe 101a of the cell stack 101 is open to the fuel gas discharge chamber 219. The fuel gas discharge chamber 219 passes the inside of the base pipe 101a of the plurality of cell stacks 101 and collects the exhaust fuel gas supplied to the fuel gas discharge chamber 219, and the fuel gas is discharged through the fuel gas discharge portion 231b. It leads to the discharge branch pipe 209a (not shown).

また、図２および図３（斜視図）に示すように、燃料ガス排出室２１９には、改質チューブ１０２の他方の端部から排出される改質された燃料ガス（以下、改質ガスという。）を集約して改質ガス排出部２３１ｃに導く改質ガス集合管２１０が配置されている。改質ガス集合管２１０は、改質チューブ１０２の他方の端部から排出される改質ガスを、排燃料ガスと混合させずに改質ガス排出部２３１ｃに導く。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3 (perspective view), the reformed fuel gas (hereinafter referred to as a reformed gas) discharged from the other end of the reforming tube 102 into the fuel gas discharge chamber 219. Is arranged to lead the collected gas to the reformed gas discharge section 231c. The reformed gas collecting pipe 210 guides the reformed gas discharged from the other end of the reforming tube 102 to the reformed gas discharge portion 231 c without mixing it with the exhaust fuel gas.

ＳＯＦＣモジュール２０１の目標発電量に対応するよう、所定ガス組成と所定流量の酸化性ガスが、酸化性ガス供給枝管を介して複数のＳＯＦＣカートリッジ２０３へ供給される。酸化性ガス供給室２２１は、ＳＯＦＣカートリッジ２０３の下部ケーシング２２９ｂと下部管板２２５ｂと下部断熱体２２７ｂとに囲まれた領域である。   The oxidizing gas having a predetermined gas composition and a predetermined flow rate is supplied to the plurality of SOFC cartridges 203 via the oxidizing gas supply branch so as to correspond to the target power generation amount of the SOFC module 201. The oxidizing gas supply chamber 221 is an area surrounded by the lower casing 229b, the lower tube plate 225b, and the lower heat insulator 227b of the SOFC cartridge 203.

また、酸化性ガス供給室２２１は、下部ケーシング２２９ｂに備えられた酸化性ガス供給孔２３３ａによって、酸化性ガス供給枝管（図示略）と連通されている。この酸化性ガス供給室２２１は、酸化性ガス供給枝管（図示略）から酸化性ガス供給孔２３３ａを介して供給される所定流量の酸化性ガスを、後述する酸化性ガス供給隙間２３５ａを介して発電室２１５に導く。   Further, the oxidizing gas supply chamber 221 is in communication with an oxidizing gas supply branch pipe (not shown) by an oxidizing gas supply hole 233a provided in the lower casing 229b. The oxidizing gas supply chamber 221 supplies an oxidizing gas having a predetermined flow rate supplied from an oxidizing gas supply branch pipe (not shown) through the oxidizing gas supply hole 233a through an oxidizing gas supply gap 235a described later. Leads to the power generation chamber 215.

酸化性ガス排出室２２３は、ＳＯＦＣカートリッジ２０３の上部ケーシング２２９ａと上部管板２２５ａと上部断熱体２２７ａとに囲まれた領域である。また、酸化性ガス排出室２２３は、上部ケーシング２２９ａに備えられた酸化性ガス排出孔２３３ｂによって、酸化性ガス排出枝管（図示略）と連通されている。この酸化性ガス排出室２２３は、発電室２１５から、後述する酸化性ガス排出隙間２３５ｂを介して酸化性ガス排出室２２３に供給される排酸化性ガスを、酸化性ガス排出孔２３３ｂを介して酸化性ガス排出枝管（図示略）に導く。   The oxidizing gas discharge chamber 223 is a region surrounded by the upper casing 229 a of the SOFC cartridge 203, the upper tube plate 225 a, and the upper heat insulator 227 a. The oxidizing gas discharge chamber 223 is in communication with an oxidizing gas discharge branch pipe (not shown) by an oxidizing gas discharge hole 233b provided in the upper casing 229a. The oxidizing gas discharge chamber 223 is configured such that the exhaust oxidizing gas supplied from the power generation chamber 215 to the oxidizing gas discharge chamber 223 via the oxidizing gas discharge gap 235b to be described later passes through the oxidizing gas discharge hole 233b. Lead to an oxidizing gas discharge branch (not shown).

上部管板２２５ａは、上部ケーシング２２９ａの天板と上部断熱体２２７ａとの間に、上部管板２２５ａと上部ケーシング２２９ａの天板と上部断熱体２２７ａとが略平行になるように、上部ケーシング２２９ａの側板に固定されている。また上部管板２２５ａは、ＳＯＦＣカートリッジ２０３に備えられるセルスタック１０１および改質チューブ１０２の合計本数に対応した複数の孔を有し、該孔にはセルスタック１０１および改質チューブ１０２がそれぞれ挿入されている。   The upper tube plate 225a is formed between the top plate of the upper casing 229a and the upper heat insulator 227a such that the upper tube plate 225a and the top plate of the upper casing 229a are substantially parallel to the upper heat insulator 227a. It is fixed to the side plate of. The upper tube plate 225a has a plurality of holes corresponding to the total number of cell stacks 101 and reforming tubes 102 provided in the SOFC cartridge 203, and the cell stacks 101 and reforming tubes 102 are respectively inserted into the holes. ing.

下部管板２２５ｂは、下部ケーシング２２９ｂの底板と下部断熱体２２７ｂとの間に、下部管板２２５ｂと下部ケーシング２２９ｂの底板と下部断熱体２２７ｂとが略平行になるように下部ケーシング２２９ｂの側板に固定されている。また下部管板２２５ｂは、ＳＯＦＣカートリッジ２０３に備えられるセルスタック１０１および改質チューブ１０２の合計本数に対応した複数の孔を有し、該孔にはセルスタック１０１および改質チューブ１０２がそれぞれ挿入されている。
下部管板２２５ｂが有する複数の孔は、上部管板２２５ａが有する複数の孔と対応する位置にそれぞれ設けられている。 The lower tube plate 225b is formed on the side plate of the lower casing 229b so that the lower tube plate 225b, the bottom plate of the lower casing 229b, and the lower insulator 227b are substantially parallel between the bottom plate of the lower casing 229b and the lower heat insulator 227b. It is fixed. The lower tube plate 225b has a plurality of holes corresponding to the total number of cell stacks 101 and reforming tubes 102 provided in the SOFC cartridge 203, and the cell stacks 101 and reforming tubes 102 are respectively inserted into the holes. ing.
The plurality of holes of the lower tube sheet 225b are provided at positions corresponding to the plurality of holes of the upper tube sheet 225a.

上部管板２２５ａは、複数のセルスタック１０１および複数の改質チューブ１０２が上部管板２２５ａと平行な平面内で所定間隔を空けて配置されるように支持する板状部材である。上部管板２２５ａは、複数のセルスタック１０１の一方の端部を筒状のシール部材１０１ｂを介して支持する。また、上部管板２２５ａは、複数の改質チューブ１０２の一方の端部を筒状のシール部材１０２ｂを介して支持する。   The upper tube sheet 225a is a plate-like member that supports the plurality of cell stacks 101 and the plurality of reforming tubes 102 at predetermined intervals in a plane parallel to the upper tube sheet 225a. The upper tube sheet 225 a supports one end of the plurality of cell stacks 101 via a cylindrical seal member 101 b. Further, the upper tube sheet 225a supports one end of the plurality of reforming tubes 102 via the cylindrical seal member 102b.

シール部材１０１ｂおよびシール部材１０２ｂによって、燃料ガス供給室２１７と酸化性ガス排出室２２３とは、連通せずに隔離された状態が維持される。
シール部材１０１ｂを取り外すことによりセルスタック１０１の一方の端部が上部管板２２５ａから取り外し可能な状態となり、シール部材１０２ｂを取り外すことにより改質チューブ１０２の一方の端部が上部管板２２５ａから取り外し可能な状態となる。 The fuel gas supply chamber 217 and the oxidizing gas discharge chamber 223 are maintained in an isolated state without communicating with each other by the seal member 101 b and the seal member 102 b.
By removing the sealing member 101b, one end of the cell stack 101 becomes removable from the upper tube sheet 225a, and by removing the sealing member 102b, one end of the reforming tube 102 is removed from the upper tube sheet 225a. It will be possible.

下部管板２２５ｂは、複数のセルスタック１０１および複数の改質チューブ１０２が下部管板２２５ｂと平行な平面内で所定間隔を空けて配置されるように支持する板状部材である。下部管板２２５ｂは、複数のセルスタック１０１の他方の端部を筒状のシール部材１０１ｃを介して支持する。また、下部管板２２５ｂは、複数の改質チューブ１０２の他方の端部を筒状のシール部材１０２ｃを介して支持する。   The lower tube sheet 225b is a plate-like member that supports the plurality of cell stacks 101 and the plurality of reforming tubes 102 at predetermined intervals in a plane parallel to the lower tube sheet 225b. The lower tube sheet 225 b supports the other end of the plurality of cell stacks 101 via a cylindrical seal member 101 c. Further, the lower tube sheet 225 b supports the other end of the plurality of reforming tubes 102 via a cylindrical seal member 102 c.

シール部材１０１ｃおよびシール部材１０２ｃによって、燃料ガス排出室２１９と酸化性ガス供給室２２１とは、連通せずに隔離された状態が維持される。
シール部材１０１ｃを取り外すことによりセルスタック１０１の他方の端部が下部管板２２５ｂから取り外し可能な状態となり、シール部材１０２ｃを取り外すことにより改質チューブ１０２の他方の端部が下部管板２２５ｂから取り外し可能な状態となる。 The sealing member 101c and the sealing member 102c maintain the fuel gas discharge chamber 219 and the oxidizing gas supply chamber 221 separated from each other without communication.
The other end of the cell stack 101 becomes removable from the lower tube sheet 225b by removing the sealing member 101c, and the other end of the reforming tube 102 is removed from the lower tube sheet 225b by removing the sealing member 102c. It will be possible.

このように、上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂは、それぞれに対応する一対の孔に複数のセルスタック１０１および複数の改質チューブ１０２を挿入した状態で、シール部材を介してこれらを着脱可能に支持している。
そして、後述するように、セルスタック１０１の基体管１０１ａと改質チューブ１０２の基体管１０２ａとは、同一形状となっている。 In this manner, the upper tube sheet 225a and the lower tube sheet 225b can be removed via the seal members in a state in which the plurality of cell stacks 101 and the plurality of reforming tubes 102 are inserted into the corresponding pair of holes. In favor of
As described later, the base tube 101a of the cell stack 101 and the base tube 102a of the reforming tube 102 have the same shape.

そのため、セルスタック１０１および改質チューブ１０２は、上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂに形成される複数の孔のうちの所望の孔に挿入可能となっている。そのため、セルスタック１０１および改質チューブ１０２は、上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂに形成される複数の孔のうちの任意の孔にそれぞれ着脱可能となっている。   Therefore, the cell stack 101 and the reforming tube 102 can be inserted into desired ones of the plurality of holes formed in the upper tube sheet 225 a and the lower tube sheet 225 b. Therefore, the cell stack 101 and the reforming tube 102 are respectively attachable to and detachable from any of the plurality of holes formed in the upper tube sheet 225a and the lower tube sheet 225b.

上部断熱体２２７ａは、上部ケーシング２２９ａの下端部に、上部断熱体２２７ａと上部ケーシング２２９ａの天板と上部管板２２５ａとが略平行になるように配置され、上部ケーシング２２９ａの側板に固定されている。また、上部断熱体２２７ａには、ＳＯＦＣカートリッジ２０３に備えられるセルスタック１０１および改質チューブ１０２の合計本数に対応した複数の孔が設けられている。この孔の直径はセルスタック１０１および改質チューブ１０２の外径よりも大きく設定されている。上部断熱体２２７ａは、この孔の内面と、上部断熱体２２７ａに挿通されたセルスタック１０１および改質チューブ１０２の外面との間に形成された酸化性ガス排出隙間２３５ｂを有する。   The upper heat insulator 227a is disposed at the lower end of the upper casing 229a so that the upper heat insulator 227a, the top plate of the upper casing 229a, and the upper tube plate 225a are substantially parallel, and fixed to the side plate of the upper casing 229a There is. Further, the upper heat insulator 227a is provided with a plurality of holes corresponding to the total number of the cell stack 101 and the reforming tubes 102 provided in the SOFC cartridge 203. The diameter of the hole is set larger than the outer diameter of the cell stack 101 and the reforming tube 102. The upper heat insulator 227a has an oxidizing gas discharge gap 235b formed between the inner surface of the hole and the outer surface of the cell stack 101 and the reforming tube 102 inserted into the upper heat insulator 227a.

この上部断熱体２２７ａは、発電室２１５と酸化性ガス排出室２２３とを仕切るものであり、上部管板２２５ａの周囲の雰囲気が高温化し強度低下や酸化性ガス中に含まれる酸化剤による腐食が増加することを抑制する。上部管板２２５ａはインコネル（登録商標）などの高温耐久性のある金属材料からなる。これにより、上部管板２２５ａが、発電室２１５内の高温に晒されて熱変形することが防止される。また、上部断熱体２２７ａは、発電室２１５を通過して高温に晒された排酸化性ガスを、酸化性ガス排出隙間２３５ｂを通過させて酸化性ガス排出室２２３に導く。   The upper heat insulator 227a separates the power generation chamber 215 from the oxidizing gas discharge chamber 223, and the atmosphere around the upper tube plate 225a becomes high in temperature and the strength decreases and the corrosion by the oxidizing agent contained in the oxidizing gas occurs. Suppress the increase. The upper tube sheet 225a is made of a high temperature resistant metal material such as Inconel (registered trademark). This prevents the upper tube sheet 225a from being exposed to the high temperature in the power generation chamber 215 and thermally deformed. In addition, the upper heat insulator 227a guides the exhaust oxidizing gas that has passed through the power generation chamber 215 and is exposed to high temperature to the oxidizing gas discharge chamber 223 through the oxidizing gas discharge gap 235b.

本実施形態のＳＯＦＣカートリッジ２０３は、燃料ガスと酸化性ガスとがセルスタック１０１の内側と外側とを対向して流れるものとなっている。このことにより、排酸化性ガスは、基体管１０１ａの内部を通って発電室２１５に供給される燃料ガスとの間で熱交換がなされ、金属材料から成る上部管板２２５ａが座屈などの変形をしない温度に冷却されて酸化性ガス排出室２２３に供給される。
また、燃料ガスは、発電室２１５から排出される排酸化性ガスとの熱交換により昇温され、発電室２１５に供給される。その結果、ヒータ等を用いることなく発電に適した温度に予熱昇温された燃料ガスを発電室２１５に供給することができる。 In the SOFC cartridge 203 of the present embodiment, the fuel gas and the oxidizing gas flow in such a manner that the inside and the outside of the cell stack 101 face each other. As a result, the exhaust oxidizing gas undergoes heat exchange with the fuel gas supplied to the power generation chamber 215 through the inside of the base pipe 101a, and the upper tube sheet 225a made of a metal material is deformed such as by buckling. It is cooled to a temperature not supplied to the oxidizing gas discharge chamber 223.
Further, the fuel gas is heated by heat exchange with the exhaust oxidizing gas discharged from the power generation chamber 215, and is supplied to the power generation chamber 215. As a result, the fuel gas preheated to a temperature suitable for power generation can be supplied to the power generation chamber 215 without using a heater or the like.

下部断熱体２２７ｂは、下部ケーシング２２９ｂの上端部に、下部断熱体２２７ｂと下部ケーシング２２９ｂの底板と下部管板２２５ｂとが略平行になるように配置され、上部ケーシング２２９ａの側板に固定されている。また、下部断熱体２２７ｂには、ＳＯＦＣカートリッジ２０３に備えられるセルスタック１０１および改質チューブ１０２の合計本数に対応した複数の孔が設けられている。この孔の直径はセルスタック１０１および改質チューブ１０２の外径よりも大きく設定されている。下部断熱体２２７ｂは、この孔の内面と、下部断熱体２２７ｂに挿通されたセルスタック１０１および改質チューブ１０２の外面との間に形成された酸化性ガス供給隙間２３５ａを有する。   The lower heat insulator 227b is disposed at the upper end of the lower casing 229b so that the lower heat insulator 227b, the bottom plate of the lower casing 229b, and the lower tube plate 225b are substantially parallel, and is fixed to the side plate of the upper casing 229a . The lower heat insulator 227 b is also provided with a plurality of holes corresponding to the total number of the cell stack 101 and the reforming tubes 102 provided in the SOFC cartridge 203. The diameter of the hole is set larger than the outer diameter of the cell stack 101 and the reforming tube 102. The lower heat insulator 227b has an oxidizing gas supply gap 235a formed between the inner surface of the hole and the outer surface of the cell stack 101 and the reforming tube 102 inserted into the lower heat insulator 227b.

この下部断熱体２２７ｂは、発電室２１５と酸化性ガス供給室２２１とを仕切るものであり、下部管板２２５ｂの周囲の雰囲気が高温化し強度低下や酸化性ガス中に含まれる酸化剤による腐食が増加することを抑制する。下部管板２２５ｂはインコネル（登録商標）などの高温耐久性のある金属材料からなる。これにより、下部管板２２５ｂが高温に晒されて熱変形することが防止される。また、下部断熱体２２７ｂは、酸化性ガス供給室２３３に供給される酸化性ガスを、酸化性ガス供給隙間２３５ａを通過させて発電室２１５に導く。   The lower heat insulator 227b separates the power generation chamber 215 from the oxidizing gas supply chamber 221, and the atmosphere around the lower tube plate 225b becomes high in temperature and the strength decreases, and the corrosion by the oxidizing agent contained in the oxidizing gas occurs. Suppress the increase. The lower tube sheet 225b is made of a high temperature resistant metal material such as Inconel (registered trademark). This prevents the lower tube sheet 225b from being exposed to high temperature and thermally deformed. In addition, the lower heat insulator 227 b guides the oxidizing gas supplied to the oxidizing gas supply chamber 233 through the oxidizing gas supply gap 235 a to the power generation chamber 215.

本実施形態のＳＯＦＣカートリッジ２０３は、燃料ガスと酸化性ガスとがセルスタック１０１の内側と外側とを対向して流れるものとなっている。このことにより、基体管１０１ａの内部を通って発電室２１５を通過した排燃料ガスは、発電室２１５に供給される酸化性ガスとの間で熱交換がなされ、金属材料から成る下部管板２２５ｂが座屈などの変形をしない温度に冷却されて燃料ガス排出室２１９に供給される。
また、酸化性ガスは排燃料ガスとの熱交換により昇温され、発電室２１５に供給される。その結果、ヒータ等を用いることなく発電に必要な温度に昇温された酸化性ガスを発電室２１５に供給することができる。 In the SOFC cartridge 203 of the present embodiment, the fuel gas and the oxidizing gas flow in such a manner that the inside and the outside of the cell stack 101 face each other. As a result, the exhaust fuel gas passing through the interior of the base tube 101a and passing through the power generation chamber 215 is subjected to heat exchange with the oxidizing gas supplied to the power generation chamber 215, and the lower tube sheet 225b made of metal material. Is cooled to a temperature which does not cause deformation such as buckling, and is supplied to the fuel gas discharge chamber 219.
Further, the oxidizing gas is heated by heat exchange with the exhaust fuel gas, and is supplied to the power generation chamber 215. As a result, the oxidizing gas heated to a temperature necessary for power generation can be supplied to the power generation chamber 215 without using a heater or the like.

発電室２１５で発電された直流電力は、複数の燃料電池セル１０５に設けたＮｉ／ＹＳＺ等からなるリード膜１１５によりセルスタック１０１の端部付近まで導出した後に、ＳＯＦＣカートリッジ２０３の集電機構（図示略）を介して集電して、各ＳＯＦＣカートリッジ２０３の外部へと取り出される。集電機構によってＳＯＦＣカートリッジ２０３の外部に導出された電力は、各ＳＯＦＣカートリッジ２０３の発電電力を所定の直列数および並列数へと相互に接続され、ＳＯＦＣモジュール２０１の外部へと導出されて、インバータなどにより所定の交流電力へと変換されて、電力負荷へと供給される。   After the direct current power generated in the power generation chamber 215 is drawn to the vicinity of the end of the cell stack 101 by lead films 115 made of Ni / YSZ or the like provided in the plurality of fuel cells 105, the current collecting mechanism of the SOFC cartridge 203 ( The current is collected via the not shown) and taken out to the outside of each SOFC cartridge 203. The power drawn to the outside of the SOFC cartridge 203 by the current collection mechanism mutually connects the generated power of each SOFC cartridge 203 to a predetermined number of series and parallel numbers, is drawn to the outside of the SOFC module 201, and And the like to convert into predetermined AC power and supply it to the power load.

次に、図４を参照して本実施形態のセルスタック１０１について説明する。図４は、図２に示すセルスタック１０１の要部拡大図である。
セルスタック１０１は、軸Ｘ１に沿って延びる円筒形状の基体管１０１ａと、基体管１０１ａの外周面に複数形成された燃料電池セル１０５と、隣り合う燃料電池セル１０５の間に形成されたインターコネクタ１０７とを有する。燃料電池セル１０５は、燃料極１０９と固体電解質１１１と空気極１１３とが積層して形成されたものである。
また、セルスタック１０１は、基体管１０１ａの外周面に形成された複数の燃料電池セル１０５のうち、基体管１０１ａの軸方向において最も端に形成された燃料電池セル１０５の空気極１１３に、インターコネクタ１０７を介して電気的に接続されたリード膜１１５を有する。 Next, the cell stack 101 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged view of an essential part of the cell stack 101 shown in FIG.
The cell stack 101 includes a cylindrical base tube 101a extending along the axis X1, a plurality of fuel cells 105 formed on the outer peripheral surface of the base tube 101a, and an interconnector formed between adjacent fuel cells 105. And 107. The fuel cell 105 is formed by laminating a fuel electrode 109, a solid electrolyte 111 and an air electrode 113.
Further, in the cell stack 101, of the plurality of fuel cells 105 formed on the outer peripheral surface of the base tube 101a, the air electrode 113 of the fuel cell 105 formed at the end in the axial direction of the base tube 101a It has a lead film 115 electrically connected via the connector 107.

基体管１０１ａは、内部に燃料ガスが流通する筒状部材である。基体管１０１ａは、多孔質材料からなり、例えば、ＣａＯ安定化ＺｒＯ２（ＣＳＺ）、又はＹ２Ｏ３安定化ＺｒＯ2（ＹＳＺ）、又はＭｇＡｌ２Ｏ４とされる。この基体管１０１ａは、燃料電池セル１０５とインターコネクタ１０７とリード膜１１５とを支持すると共に、基体管１０１ａの内周面に供給される燃料ガスを基体管１０１ａの細孔を介して基体管１０１ａの外周面に形成される燃料極１０９に拡散させる。 The base pipe 101a is a cylindrical member through which the fuel gas flows. The base tube 101a is made of a porous material, for example, CaO stabilized ZrO 2 (CSZ), or Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 (YSZ), or MgAl 2 O 4 . The base tube 101a supports the fuel cell 105, the interconnector 107, and the lead film 115, and the fuel gas supplied to the inner peripheral surface of the base tube 101a is passed through the pores of the base tube 101a. It diffuses to the fuel electrode 109 formed on the outer peripheral surface of the

燃料極１０９は、Ｎｉとジルコニア系電解質材料との複合材の酸化物で構成され、例えば、Ｎｉ／ＹＳＺが用いられる。この場合、燃料極１０９は、燃料極１０９の成分であるＮｉが燃料ガスに対して触媒作用を有する。この触媒作用は、基体管１０１ａを介して供給された燃料ガス、例えば、メタン（ＣＨ４）と水蒸気との混合ガスを式（１）に示すように水蒸気改質反応させ、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）に改質するものである。
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ （１） The fuel electrode 109 is made of an oxide of a composite material of Ni and a zirconia-based electrolyte material, and for example, Ni / YSZ is used. In this case, in the fuel electrode 109, Ni, which is a component of the fuel electrode 109, has a catalytic effect on the fuel gas. This catalytic action is achieved by subjecting a fuel gas supplied via the base tube 101a, for example, a mixed gas of methane (CH 4 ) and steam, to a steam reforming reaction as shown in the formula (1), and hydrogen (H 2 ) And carbon monoxide (CO).
CH 4 + H 2 O → 3H 2 + CO (1)

また、燃料極１０９は、改質により得られる水素（Ｈ２）及び一酸化炭素（ＣＯ）と、固体電解質１１１を介して供給される酸素イオン（Ｏ２−）とを固体電解質１１１との界面付近において式（２）および式（３）に示すように電気化学的に反応させて水（Ｈ２Ｏ）及び二酸化炭素（ＣＯ２）を生成するものである。なお、燃料電池セル１０５は、この時、酸素イオンから放出される電子によって発電する。
Ｈ２＋Ｏ２− → Ｈ２Ｏ＋２ｅ− （２）
ＣＯ＋Ｏ２− → ＣＯ２＋２ｅ− （３） In addition, the fuel electrode 109 is an interface between the solid electrolyte 111 and hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) obtained by reforming, and oxygen ions (O 2− ) supplied via the solid electrolyte 111. and generates an equation (2) and electrochemically reacted as shown in equation (3) water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2) in the vicinity. At this time, the fuel cell 105 generates electric power by the electrons released from the oxygen ions.
H 2 + O 2- → H 2 O + 2e − (2)
CO + O 2- → CO 2 + 2e - (3)

固体電解質１１１は、ガスを通しにくい気密性と、高温で高い酸素イオン導電性とを有するＹＳＺが主として用いられる。この固体電解質１１１は、空気極で生成される酸素イオン（Ｏ２−）を燃料極に移動させるものである。
空気極１１３は、例えば、ＬａＳｒＭｎＯ３系酸化物、又はＬａＣｏＯ３系酸化物で構成される。この空気極１１３は、固体電解質１１１との界面付近において、供給される空気等の酸化性ガス中の酸素を解離させて酸素イオン（Ｏ２−）を生成するものである。 As the solid electrolyte 111, YSZ having gas tightness which is hard to pass gas and high oxygen ion conductivity at high temperature is mainly used. The solid electrolyte 111 is for transferring oxygen ions (O 2− ) generated at the air electrode to the fuel electrode.
The air electrode 113 is made of, for example, a LaSrMnO 3 -based oxide or a LaCoO 3 -based oxide. The air electrode 113 dissociates oxygen in an oxidizing gas such as air supplied near the interface with the solid electrolyte 111 to generate oxygen ions (O 2− ).

インターコネクタ１０７は、ＳｒＴｉＯ３系などのＭ１−ｘＬｘＴｉＯ３（Ｍはアルカリ土類金属元素、Ｌはランタノイド元素）で表される導電性ペロブスカイト型酸化物から構成され、燃料ガスと酸化性ガスとが混合しないように緻密な膜となっている。また、インターコネクタ１０７は、酸化雰囲気と還元雰囲気との両雰囲気下で安定した電気導電性を有する。
このインターコネクタ１０７は、隣り合う燃料電池セル１０５において、一方の燃料電池セル１０５の空気極１１３と他方の燃料電池セル１０５の燃料極１０９とを電気的に接続し、隣り合う燃料電池セル１０５同士を直列に接続するものである。 The interconnector 107 is composed of a conductive perovskite-type oxide represented by M 1-x L x TiO 3 (M is an alkaline earth metal element and L is a lanthanoid element) such as SrTiO 3 series, and is oxidized with fuel gas and oxide It is a dense film so that it does not mix with the sexing gas. Further, the interconnector 107 has stable electrical conductivity under both the oxidizing atmosphere and the reducing atmosphere.
The interconnector 107 electrically connects the air electrode 113 of one fuel cell 105 and the fuel electrode 109 of the other fuel cell 105 in the adjacent fuel cells 105, and the adjacent fuel cells 105 Are connected in series.

リード膜１１５は、電子伝導性を有すること、及びセルスタック１０１を構成する他の材料との熱膨張係数が近いことが必要であることから、Ｎｉ／ＹＳＺ等のＮｉとジルコニア系電解質材料との複合材で構成されている。このリード膜１１５は、インターコネクタにより直列に接続される複数の燃料電池セル１０５で発電された直流電力をセルスタック１０１の端部付近まで導出すものである。   The lead film 115 is required to have electron conductivity and to be close in thermal expansion coefficient to the other materials constituting the cell stack 101, so that Ni and a zirconia-based electrolyte material such as Ni / YSZ can be used. It is composed of a composite material. The lead film 115 leads the direct current power generated by the plurality of fuel cells 105 connected in series by the interconnect to the vicinity of the end of the cell stack 101.

次に、図５を参照して本実施形態の改質チューブ１０２について説明する。図５は、図２に示す改質チューブ１０２の要部拡大図である。
改質チューブ１０２は、軸Ｘ２に沿って延びる円筒形状の基体管１０２ａと、基体管１０２ａの内周面に形成された改質層１０２ｄとを有する。
改質チューブ１０２は、入口部１０２ｅから流入する燃料ガスを改質させて出口部１０２ｆから排出する。 Next, the reforming tube 102 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an enlarged view of an essential part of the reforming tube 102 shown in FIG.
The reforming tube 102 has a cylindrical base tube 102a extending along the axis X2, and a reforming layer 102d formed on the inner circumferential surface of the base tube 102a.
The reforming tube 102 reforms the fuel gas flowing in from the inlet 102e and discharges it from the outlet 102f.

改質層１０２ｄは、Ｎｉとジルコニア系電解質材料との複合材の酸化物で構成され、例えば、Ｎｉ／ＹＳＺが用いられる。この場合、改質層１０２ｄは、改質層１０２ｄの成分であるＮｉが燃料ガスに対して触媒作用を有する。この触媒作用は、基体管１０２ａの内部を流通する燃料ガス、例えば、メタン（ＣＨ４）と水蒸気との混合ガスを前述した式（１）に示すように水蒸気改質反応させ、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）に改質するものである。
このように、改質層１０２ｄは、燃料ガスとして用いられる炭化水素系ガスの改質反応を促進させる触媒作用を有するものである。この改質反応は吸熱反応であるため、改質チューブ１０２は周囲の温度を低下させる。 The reformed layer 102d is made of an oxide of a composite material of Ni and a zirconia-based electrolyte material, and for example, Ni / YSZ is used. In this case, in the reforming layer 102d, Ni, which is a component of the reforming layer 102d, has a catalytic action on the fuel gas. In this catalytic action, a fuel gas flowing in the interior of the base tube 102a, for example, a mixed gas of methane (CH 4 ) and steam is subjected to a steam reforming reaction as shown in the above-mentioned formula (1), hydrogen (H 2) And carbon monoxide (CO).
Thus, the reforming layer 102d has a catalytic action that promotes the reforming reaction of the hydrocarbon-based gas used as the fuel gas. Since this reforming reaction is an endothermic reaction, the reforming tube 102 reduces the ambient temperature.

本実施形態のＳＯＦＣカートリッジ２０３にセルスタック１０１とともに改質チューブ１０２を設けているのは、セルスタック１０１の発熱によって局所的な温度上昇が発生することを抑制するためである。改質チューブ１０２を局所的な温度上昇が発生する位置に配置することにより、改質チューブ１０２における吸熱反応によって局所的な温度上昇を抑制することができる。   The reforming tube 102 is provided together with the cell stack 101 in the SOFC cartridge 203 of the present embodiment in order to suppress the occurrence of a local temperature rise due to the heat generation of the cell stack 101. By arranging the reforming tube 102 at a position where a local temperature rise occurs, it is possible to suppress the local temperature rise by the endothermic reaction in the reforming tube 102.

図５に示す改質チューブ１０２は、図５に示す軸方向（Ｘ２方向）のいずれの領域でも改質層１０２ｄの厚さを一定とし、各領域における改質反応の促進量を一定としている。このようにすることで、軸方向（Ｘ２方向）における温度分布に偏りがない場合に、各領域における改質反応の促進量を一定とし、吸熱反応によって軸方向（Ｘ２方向）における温度分布に変化が生じないようにすることができる。   In the reforming tube 102 shown in FIG. 5, the thickness of the reforming layer 102d is constant in any region in the axial direction (X2 direction) shown in FIG. 5, and the promoting amount of the reforming reaction in each region is constant. In this way, when there is no bias in the temperature distribution in the axial direction (X2 direction), the amount of acceleration of the reforming reaction in each region is made constant, and the temperature distribution in the axial direction (X2 direction) changes due to the endothermic reaction. Can be avoided.

図６は、図２に示すＳＯＦＣカートリッジ２０３の平面図である。図６は、図２に示す上部ケーシング２２９ａを省略した状態を示している。
図６の平面図に示す例は、上部管板２２５ａに７×１５の計１０５箇所に孔を形成し、最も外周側にセルスタック１０１を配置するとともに内周側にセルスタック１０１と改質チューブ１０２を交互に配置した例である。 6 is a plan view of the SOFC cartridge 203 shown in FIG. FIG. 6 shows a state in which the upper casing 229a shown in FIG. 2 is omitted.
In the example shown in the plan view of FIG. 6, holes are formed at a total of 105 points of 7 × 15 in the upper tube sheet 225a, and the cell stack 101 is arranged on the outermost side, and the cell stack 101 and the reforming tube on the inner side This is an example in which 102 are alternately arranged.

図６において、１０５箇所の孔に挿入されるセルスタック１０１および改質チューブ１０２のうち、中央を黒で示したものが３２本の改質チューブ１０２であり、中央を白で示したものが７３本のセルスタック１０１である。
セルスタック１０１はシール部材１０１ｂを介して上部管板２２５ａに形成される孔に取り付けられ、改質チューブ１０２はシール部材１０２ｂを介して上部管板２２５ａに形成される孔に取り付けられている。 In FIG. 6, of the cell stack 101 and the reforming tubes 102 inserted into the 105 holes, 32 reforming tubes 102 in the center are shown in black and 73 in the middle are shown in white. It is a cell stack 101 of a book.
The cell stack 101 is attached to the hole formed in the upper tube plate 225a via the seal member 101b, and the reforming tube 102 is attached to the hole formed in the upper tube plate 225a via the seal member 102b.

セルスタック１０１が配置される平面における最も外周側は、それよりも外周側にセルスタック１０１が存在しないため、局所的な温度上昇が発生しにくい。そのため、最も外周側には改質チューブ１０２を配置していない。
一方、内周側に配置されるセルスタック１０１は、隣接する位置に他のセルスタック１０１が配置されるため、局所的な温度上昇が発生し易い。そこで、図６に示す例では、局所的な温度上昇が発生し易い内周側に改質チューブ１０２とセルスタック１０１を交互に配置し、局所的な温度上昇を抑制している。 At the outermost periphery of the plane in which the cell stack 101 is disposed, the cell stack 101 does not exist on the outer periphery side than that, so a local temperature rise hardly occurs. Therefore, the reforming tube 102 is not disposed at the outermost side.
On the other hand, in the cell stack 101 disposed on the inner peripheral side, since another cell stack 101 is disposed at an adjacent position, a local temperature rise easily occurs. Therefore, in the example shown in FIG. 6, the reforming tube 102 and the cell stack 101 are alternately arranged on the inner circumferential side where local temperature rise easily occurs, and local temperature rise is suppressed.

図６に示すように改質チューブ１０２とセルスタック１０１を配置することにより、局所的な温度上昇を抑制しやすい。しかしながら、図６に示すＳＯＦＣカートリッジ２０３の周囲の温度分布や、図６に示すＳＯＦＣカートリッジ２０３の各セルスタック１０１の経年変化等による発熱状態の変化により、図６に示す配置が適切でない場合も発生する。   By arranging the reforming tube 102 and the cell stack 101 as shown in FIG. 6, it is easy to suppress a local temperature rise. However, even when the arrangement shown in FIG. 6 is not appropriate, the temperature distribution around the SOFC cartridge 203 shown in FIG. 6 or the change in heat generation state due to aging of each cell stack 101 of the SOFC cartridge 203 shown in FIG. Do.

例えば、図６に示すように改質チューブ１０２とセルスタック１０１を配置した場合に、局所的な温度上昇や局所的な温度低下が発生する場合がある。この場合、局所的な温度上昇が発生する領域のセルスタック１０１と局所的な温度低下が発生する領域の改質チューブ１０２を取り替えて、温度分布の偏りを減少させるのが望ましい。   For example, when the reforming tube 102 and the cell stack 101 are arranged as shown in FIG. 6, a local temperature rise or a local temperature drop may occur. In this case, it is desirable to replace the cell stack 101 in a region where a local temperature increase occurs with the reforming tube 102 in a region where a local temperature decrease occurs to reduce the temperature distribution deviation.

前述したように、本実施形態のセルスタック１０１の基体管１０１ａと改質チューブ１０２の基体管１０２ａとは同一形状となっている。
そのため、セルスタック１０１の基体管１０１ａにシール部材１０１ｂ，シール部材１０１ｃを取り付けることにより、上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂに形成される任意の孔に取り付けることができる。 As described above, the base tube 101 a of the cell stack 101 of the present embodiment and the base tube 102 a of the reforming tube 102 have the same shape.
Therefore, by attaching the seal member 101b and the seal member 101c to the base tube 101a of the cell stack 101, it can be attached to any hole formed in the upper tube sheet 225a and the lower tube sheet 225b.

同様に、改質チューブ１０２の基体管１０２ａにシール部材１０２ｂ，シール部材１０２ｃを取り付けることにより、上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂに形成される任意の孔に取り付けることができる。
よって、局所的な温度上昇が発生する領域のセルスタック１０１と局所的な温度低下が発生する領域の改質チューブ１０２を取り替えて、温度分布の偏りを減少させることができる。 Similarly, by attaching the seal member 102b and the seal member 102c to the base tube 102a of the reforming tube 102, it can be attached to any hole formed in the upper tube sheet 225a and the lower tube sheet 225b.
Therefore, it is possible to replace the cell stack 101 in a region where a local temperature rise occurs and the reforming tube 102 in a region where a local temperature drop occurs, thereby reducing the temperature distribution deviation.

ここで、「同一形状」とは、基体管１０１ａの形状と基体管１０２ａの形状とが完全に一致することに限定されるものではない。
基体管１０１ａの形状と基体管１０２ａの形状とは、それぞれが上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂに形成される孔にシール部材を介して取り付けられる程度に形状が一致していればよい。
例えば、基体管１０１ａと基体管１０２ａのいずれか一方の外径が大きい場合、この外径が上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂに形成される孔の内径以下であり、かつ孔と基体管の外周面との間にシール部材が挿入可能な隙間が形成されていればよい。 Here, "the same shape" is not limited to the shape of the base tube 101a completely matching the shape of the base tube 102a.
The shape of the base tube 101a and the shape of the base tube 102a may be matched to the extent that they are attached to the holes formed in the upper tube plate 225a and the lower tube plate 225b via the seal members.
For example, when the outer diameter of one of the base tube 101a and the base tube 102a is large, the outer diameter is equal to or less than the inner diameter of the hole formed in the upper tube plate 225a and the lower tube plate 225b. A gap may be formed between the outer circumferential surface and the seal member in which the seal member can be inserted.

なお、局所的な温度分布の偏りは、図６に示すセルスタック１０１および改質チューブ１０２が配置される平面方向だけでなく、セルスタック１０１の基体管１０１ａおよび改質チューブ１０２の基体管１０２ａが延びる軸方向にも生じる場合がある。   The local temperature distribution deviation is not only in the planar direction in which the cell stack 101 and the reforming tube 102 are arranged shown in FIG. 6, but also the base tube 101a of the cell stack 101 and the base tube 102a of the reforming tube 102 It may also occur in the extending axial direction.

図５に示す改質チューブ１０２は、図５に示す軸方向（Ｘ２方向）のいずれの領域でも改質層１０２ｄの厚さを一定とし、各領域における改質反応の促進量を一定とするものであった。
しかしながら、改質チューブ１０２の基体管１０２ａが延びる軸方向の温度分布に偏りが生じる場合、各領域における改質反応の促進量を温度分布に応じて異ならせるのが望ましい。 In the reforming tube 102 shown in FIG. 5, the thickness of the reforming layer 102d is constant in any region in the axial direction (X2 direction) shown in FIG. 5, and the promoting amount of the reforming reaction in each region is constant. Met.
However, when the temperature distribution in the axial direction in which the base tube 102a of the reforming tube 102 extends is biased, it is desirable to make the amount of promotion of the reforming reaction different in each region according to the temperature distribution.

図７は、改質チューブ１０２が配置される位置における温度分布の一例を示す図である。図７において、縦軸は温度を示し、横軸は改質チューブ１０２の入口部１０２ｅの位置を原点とした軸Ｘ２方向の位置である。   FIG. 7 is a diagram showing an example of the temperature distribution at the position where the reforming tube 102 is disposed. In FIG. 7, the vertical axis indicates the temperature, and the horizontal axis is the position in the direction of the axis X2 with the position of the inlet 102e of the reforming tube 102 as the origin.

図７（ａ）は、改質チューブ１０２の入口部１０２ｅから出口部１０２ｆに向けて漸次温度が低下する温度分布を示す。図７（ｂ）は、改質チューブ１０２の入口部１０２ｅから出口部１０２ｆに向けて漸次温度が上昇する温度分布を示す。図７（ｃ）は、改質チューブ１０２の入口部１０２ｅと出口部１０２ｆの中間位置である中央部の温度が最も高くなる温度分布を示す。   FIG. 7A shows a temperature distribution in which the temperature gradually decreases from the inlet 102 e to the outlet 102 f of the reforming tube 102. FIG. 7B shows a temperature distribution in which the temperature gradually rises from the inlet 102 e to the outlet 102 f of the reforming tube 102. FIG. 7C shows a temperature distribution in which the temperature of the central portion, which is an intermediate position between the inlet 102e and the outlet 102f of the reforming tube 102, becomes the highest.

改質チューブ１０２が配置される位置における温度分布は、例えば、図７（ａ），図７（ｂ），図７（ｃ）に実線で示すものとなるが、その他の多様な形状の温度分布となり得る。
改質チューブ１０２は、多様な形状の温度分布となる位置に配置された場合に、その温度分布の偏りを吸熱反応によって相殺するように内周面に配置される改質層１０２ｄを調整するのが望ましい。
改質層１０２ｄを適宜に調整することにより、図７の各図に破線で示すように改質チューブ１０２が配置された位置における軸方向の温度分布を均一化することができる。 The temperature distribution at the position where the reforming tube 102 is disposed is, for example, shown by a solid line in FIGS. 7 (a), 7 (b) and 7 (c), but the temperature distribution of other various shapes It can be
When the reforming tube 102 is disposed at a position where the temperature distribution has various shapes, the reforming layer 102d disposed on the inner peripheral surface is adjusted so as to offset the deviation of the temperature distribution by the endothermic reaction. Is desirable.
By appropriately adjusting the reforming layer 102d, it is possible to make the temperature distribution in the axial direction uniform at the position where the reforming tube 102 is disposed as shown by a broken line in each drawing of FIG.

改質チューブ１０２の軸方向（Ｘ２方向）の各領域における改質反応の促進量を軸方向の温度分布に応じて異ならせる変形例について図８および図９を用いて説明する。
図８は、軸方向の温度分布に応じて改質層１０２ｄの厚さを異ならせた変形例である。図９は、軸方向の温度分布に応じた領域に改質層１０２ｄを配置し、その他の領域に改質層１０２ｄを配置しない変形例である。 A modification in which the amount of acceleration of the reforming reaction in each region in the axial direction (X2 direction) of the reforming tube 102 is different according to the temperature distribution in the axial direction will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
FIG. 8 is a modification in which the thickness of the modified layer 102 d is made different according to the temperature distribution in the axial direction. FIG. 9 shows a modification in which the modified layer 102d is disposed in a region corresponding to the temperature distribution in the axial direction, and the modified layer 102d is not disposed in the other region.

ここで、改質層１０２ｄは、その厚さを厚くするにしたがって炭化水素系ガスの改質反応の促進量が増加する傾向がある。これは、改質層１０２ｄの厚さが厚いほど、その領域に存在するＮｉが多くなるからである。Ｎｉが多く存在する領域では、Ｎｉの改質反応量が相対的に大きいため、改質層１０２ｄ内に拡散する炭化水素系ガスの改質反応が促進される。そのため、改質層１０２ｄの厚さが厚いほど、吸熱反応による吸熱量が増加する。   Here, as the thickness of the reforming layer 102d increases, the amount of promotion of the reforming reaction of the hydrocarbon-based gas tends to increase. This is because the thicker the modified layer 102d, the more Ni present in that region. In the region where a large amount of Ni is present, the reforming reaction amount of the hydrocarbon-based gas diffused in the reforming layer 102d is promoted because the reforming reaction amount of Ni is relatively large. Therefore, the heat absorption amount due to the endothermic reaction increases as the thickness of the reforming layer 102d increases.

図８（ａ）に示す改質層１０２ｄは、改質チューブ１０２が配置される位置における温度分布が図７（ａ）に示すものである場合に適している。図７（ａ）に示す温度分布は、改質チューブ１０２の入口部１０２ｅから出口部１０２ｆに向けて漸次温度が低下するものである。
そのため、図８（ａ）に示すように改質層１０２ｄの厚さを入口部１０２ｅから出口部１０２ｆに向けて漸次薄くすることにより、図７（ａ）に示す温度分布が吸熱反応によって相殺される。 The reforming layer 102d shown in FIG. 8A is suitable when the temperature distribution at the position where the reforming tube 102 is disposed is as shown in FIG. 7A. The temperature distribution shown in FIG. 7A is such that the temperature gradually decreases from the inlet portion 102e of the reforming tube 102 toward the outlet portion 102f.
Therefore, as shown in FIG. 8 (a), the temperature distribution shown in FIG. 7 (a) is offset by the endothermic reaction by gradually reducing the thickness of the modified layer 102d from the inlet 102e to the outlet 102f. Ru.

図８（ｂ）に示す改質層１０２ｄは、改質チューブ１０２が配置される位置における温度分布が図７（ｂ）に示すものである場合に適している。図７（ｂ）に示す温度分布は、改質チューブ１０２の入口部１０２ｅから出口部１０２ｆに向けて漸次温度が上昇するものである。
そのため、図８（ｂ）に示すように改質層１０２ｄの厚さを入口部１０２ｅから出口部１０２ｆに向けて漸次厚くすることにより、図７（ｂ）に示す温度分布が吸熱反応によって相殺される。 The reforming layer 102d shown in FIG. 8B is suitable when the temperature distribution at the position where the reforming tube 102 is disposed is as shown in FIG. 7B. The temperature distribution shown in FIG. 7B is such that the temperature gradually rises from the inlet portion 102e of the reforming tube 102 toward the outlet portion 102f.
Therefore, as shown in FIG. 8B, the temperature distribution shown in FIG. 7B is offset by the endothermic reaction by gradually increasing the thickness of the modified layer 102d from the inlet 102e to the outlet 102f. Ru.

図８（ｃ）に示す改質層１０２ｄは、改質チューブ１０２が配置される位置における温度分布が図７（ｃ）に示すものである場合に適している。図７（ｃ）に示す温度分布は、改質チューブ１０２の入口部１０２ｅと出口部１０２ｆの中間位置である中央部の温度が最も高くなるものである。
そのため、図８（ｃ）に示すように改質層１０２ｄの厚さを入口部１０２ｅと出口部１０２ｆの中間位置である中央部で最も厚くすることにより、図７（ｃ）に示す温度分布が吸熱反応によって相殺される。 The reforming layer 102d shown in FIG. 8C is suitable when the temperature distribution at the position where the reforming tube 102 is disposed is as shown in FIG. 7C. In the temperature distribution shown in FIG. 7C, the temperature at the central portion, which is the middle position between the inlet 102e and the outlet 102f of the reforming tube 102, is the highest.
Therefore, as shown in FIG. 8 (c), the temperature distribution shown in FIG. 7 (c) is obtained by making the thickness of the modified layer 102d the thickest at the central portion between the inlet 102e and the outlet 102f. It is offset by the endothermic reaction.

図９（ａ）に示す改質層１０２ｄは、改質チューブ１０２が配置される位置における温度分布が図７（ａ）に示すものである場合に適している。図７（ａ）に示す温度分布は、改質チューブ１０２の入口部１０２ｅから出口部１０２ｆに向けて漸次温度が低下するものである。
そのため、図９（ａ）に示すように入口部１０２ｅ側の領域（第１領域）に改質層１０２ｄが形成され、それよりも低温となる中央部および出口部１０２ｆ側の領域（第２領域）には改質層１０２ｄが形成されないようにしている。
これにより、図７（ａ）に示す入口部１０２ｅ側の温度分布が吸熱反応によって相殺される。 The reforming layer 102d shown in FIG. 9A is suitable when the temperature distribution at the position where the reforming tube 102 is disposed is as shown in FIG. 7A. The temperature distribution shown in FIG. 7A is such that the temperature gradually decreases from the inlet portion 102e of the reforming tube 102 toward the outlet portion 102f.
Therefore, as shown in FIG. 9A, the reformed layer 102d is formed in the region (first region) on the inlet 102e side, and the region on the center and outlet 102f side (the second region) lower in temperature than that In the above, the modified layer 102d is not formed.
Thus, the temperature distribution on the inlet 102e side shown in FIG. 7A is offset by the endothermic reaction.

図９（ｂ）に示す改質層１０２ｄは、改質チューブ１０２が配置される位置における温度分布が図７（ｂ）に示すものである場合に適している。図７（ｂ）に示す温度分布は、改質チューブ１０２の入口部１０２ｅから出口部１０２ｆに向けて漸次温度が上昇するものである。
そのため、図９（ｂ）に示すように出口部１０２ｆ側の領域（第１領域）に改質層１０２ｄが形成され、それよりも低温となる中央部および入口部１０２ｅ側の領域（第２領域）には改質層１０２ｄが形成されないようにしている。
これにより、図７（ｂ）に示す出口部１０２ｆ側の温度分布が吸熱反応によって相殺される。 The reforming layer 102d shown in FIG. 9B is suitable when the temperature distribution at the position where the reforming tube 102 is disposed is as shown in FIG. 7B. The temperature distribution shown in FIG. 7B is such that the temperature gradually rises from the inlet portion 102e of the reforming tube 102 toward the outlet portion 102f.
Therefore, as shown in FIG. 9B, the reformed layer 102d is formed in the region (first region) on the outlet 102f side, and the region on the central portion and inlet 102e side (temperature In the above, the modified layer 102d is not formed.
As a result, the temperature distribution on the outlet 102 f side shown in FIG. 7B is offset by the endothermic reaction.

図９（ｃ）に示す改質層１０２ｄは、改質チューブ１０２が配置される位置における温度分布が図７（ｃ）に示すものである場合に適している。図７（ｃ）に示す温度分布は、改質チューブ１０２の入口部１０２ｅと出口部１０２ｆの中間位置である中央部の温度が最も高くなるものである。
そのため、図９（ｃ）に示すように入口部１０２ｅと出口部１０２ｆの中間位置である中央部（第１領域）に改質層１０２ｄが形成され、それよりも低温となる入口部１０２ｅ側および出口部１０２ｆ側の領域（第２領域）には改質層１０２ｄが形成されないようにしている。
これにより、図７（ｃ）に示す入口部１０２ｅと出口部１０２ｆの中間位置である中央部の温度分布が吸熱反応によって相殺される。 The reforming layer 102d shown in FIG. 9 (c) is suitable when the temperature distribution at the position where the reforming tube 102 is disposed is as shown in FIG. 7 (c). In the temperature distribution shown in FIG. 7C, the temperature at the central portion, which is the middle position between the inlet 102e and the outlet 102f of the reforming tube 102, is the highest.
Therefore, as shown in FIG. 9C, the reformed layer 102d is formed in the central portion (first region) which is an intermediate position between the inlet portion 102e and the outlet portion 102f, and the inlet portion 102e side and temperature lower than that are The modified layer 102d is not formed in the region (second region) on the outlet 102f side.
As a result, the temperature distribution in the central portion, which is an intermediate position between the inlet 102e and the outlet 102f shown in FIG. 7C, is offset by the endothermic reaction.

以上説明したように図８および図９に示す変形例は、改質層１０２ｄの厚さやそれを形成する領域を調整することにより、改質チューブ１０２の軸方向（Ｘ２方向）の各領域における改質反応の促進量を異ならせるものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、図５に示すように改質層１０２ｄの厚さを軸方向（Ｘ２方向）に一定としつつ、改質層１０２ｄに含まれる粒状のＮｉの粒径を軸方向の温度分布に応じて異ならせるようにしてもよい。 As described above, the modifications shown in FIG. 8 and FIG. 9 are modified in each region in the axial direction (X2 direction) of the reforming tube 102 by adjusting the thickness of the reforming layer 102d and the region for forming the same. Although the promotion amount of the quality reaction was made to differ, it may be other modes.
For example, as shown in FIG. 5, while making the thickness of the modified layer 102d constant in the axial direction (X2 direction), the particle diameter of granular Ni contained in the modified layer 102d may differ depending on the temperature distribution in the axial direction. You may make it

この場合、改質チューブ１０２の軸方向において相対的に高温となる領域の改質層１０２ｄに含まれるＮｉの粒径を相対的に小さくする。これにより、相対的に高温となる領域におけるＮｉの比表面積を大きくし、改質反応を他の領域よりも促進させることができる。   In this case, the particle diameter of Ni contained in the reformed layer 102 d in the region where the temperature is relatively high in the axial direction of the reforming tube 102 is relatively reduced. Thereby, the specific surface area of Ni in the relatively high temperature region can be increased, and the reforming reaction can be promoted more than other regions.

次に、本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１が改質チューブ１０２に供給される燃料ガスの温度を調整する構成について、図１０を参照して説明する。
図１０に示すように、本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１は、ＳＯＦＣカートリッジ２０３と、セルスタック１０１から排出される排燃料ガス（第１排ガス）の一部を改質チューブ１０２の基体管１０２ａの上流側の燃料ガス供給枝管２０７ａに循環させる循環系統２４０と、循環系統２４０に配置される循環ブロワ２５０および流量調整弁２６０とを備える。 Next, a configuration in which the SOFC module 201 of the present embodiment adjusts the temperature of the fuel gas supplied to the reforming tube 102 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 10, the SOFC module 201 of this embodiment includes the SOFC cartridge 203 and a part of the exhaust fuel gas (first exhaust gas) discharged from the cell stack 101 upstream of the base pipe 102 a of the reforming tube 102. A circulation system 240 for circulating to the side fuel gas supply branch pipe 207a, and a circulation blower 250 and a flow control valve 260 arranged in the circulation system 240 are provided.

循環ブロワ２５０は、セルスタック１０１から排出される排燃料ガスの一部を、循環系統２４０を介して燃料ガス供給枝管２０７ａまで導くように排燃料ガスを送風する装置である。
流量調整弁２６０は、開度を調整することによりセルスタック１０１から排出される排燃料ガスのうち、燃料ガス供給枝管２０７ａへ導かれる排燃料ガスの流量を調整する装置である。 The circulation blower 250 is a device that blows the exhaust fuel gas so as to lead a part of the exhaust fuel gas discharged from the cell stack 101 to the fuel gas supply branch pipe 207 a via the circulation system 240.
The flow rate adjustment valve 260 is a device for adjusting the flow rate of the exhaust fuel gas led to the fuel gas supply branch pipe 207 a among the exhaust fuel gas discharged from the cell stack 101 by adjusting the opening degree.

ＳＯＦＣモジュール２０１が備える制御部（図示略）は、改質チューブ１０２が配置される位置の温度を温度センサ（図示略）で検出し、目標温度よりも高い場合は流量調整弁２６０の開度を小さくするよう制御する。一方、制御部（図示略）は、温度センサ（図示略）が検出する温度が目標温度よりも低い場合は流量調整弁２６０の開度を大きくするよう制御する。   A control unit (not shown) included in the SOFC module 201 detects the temperature of the position where the reforming tube 102 is disposed by a temperature sensor (not shown), and when the temperature is higher than the target temperature, Control to make it smaller. On the other hand, when the temperature detected by the temperature sensor (not shown) is lower than the target temperature, the control unit (not shown) controls to increase the opening degree of the flow rate adjustment valve 260.

循環系統２４０に導かれる排燃料ガスは、セルスタック１０１における発熱反応により加熱されている。そのため、循環系統２４０から燃料ガス供給枝管２０７ａへ排燃料ガスを供給することで、改質チューブ１０２に供給される燃料ガスの温度が上昇する。
一方で、循環系統２４０に導かれる排燃料ガスは、セルスタック１０１における改質反応により燃料が消費されている。そのため、循環系統２４０から燃料ガス供給枝管２０７ａへ排燃料ガスを供給することで、改質チューブ１０２に供給される燃料ガスにおける改質反応に寄与する成分が減少する。燃料ガスの改質反応に寄与する成分が減少することにより、改質チューブ１０２における改質反応による吸熱量が減少する。 The exhaust fuel gas led to the circulation system 240 is heated by the exothermic reaction in the cell stack 101. Therefore, by supplying the exhaust fuel gas from the circulation system 240 to the fuel gas supply branch pipe 207a, the temperature of the fuel gas supplied to the reforming tube 102 is increased.
On the other hand, the exhaust fuel gas led to the circulation system 240 consumes fuel by the reforming reaction in the cell stack 101. Therefore, by supplying the exhaust fuel gas from the circulation system 240 to the fuel gas supply branch pipe 207a, the component contributing to the reforming reaction in the fuel gas supplied to the reforming tube 102 is reduced. By reducing the components that contribute to the reforming reaction of the fuel gas, the amount of heat absorption by the reforming reaction in the reforming tube 102 decreases.

したがって、流量調整弁２６０の開度が小さくなると、排燃料ガスによる温度上昇よりも改質チューブ１０２による改質反応による吸熱量が増加する。
一方、流量調整弁２６０の開度が大きくなると、それに伴って改質チューブ１０２に供給される燃料ガスの温度が上昇するが、改質チューブ１０２に供給される燃料ガスの改質反応に寄与する成分が減少し、改質チューブ１０２における改質反応による吸熱量が減少する。 Therefore, when the opening degree of the flow control valve 260 becomes smaller, the amount of heat absorption by the reforming reaction by the reforming tube 102 increases more than the temperature rise by the exhaust fuel gas.
On the other hand, when the opening degree of the flow rate adjustment valve 260 becomes large, the temperature of the fuel gas supplied to the reforming tube 102 rises accordingly, but it contributes to the reforming reaction of the fuel gas supplied to the reforming tube 102 The components decrease, and the heat absorption due to the reforming reaction in the reforming tube 102 decreases.

また、循環系統２４０から燃料ガス供給枝管２０７ａへ排燃料ガスを供給することにより、排燃料ガスが再びセルスタック１０１へ供給され、燃料電池セル１０５における反応に利用される。排燃料ガスが再利用できるのは、排燃料ガスに、セルスタック１０１から排出される炭化水素系ガス（例えば、メタン）の未反応分と、水蒸気改質反応により生成される水素（Ｈ２）及び一酸化炭素（ＣＯ）の未反応分とが含まれているからである。また、排燃料ガスに、改質チューブ１０２で生成される水素（Ｈ２）及び一酸化炭素（ＣＯ）が含まれているからである。 Further, by supplying the exhaust fuel gas from the circulation system 240 to the fuel gas supply branch pipe 207a, the exhaust fuel gas is again supplied to the cell stack 101, and is used for the reaction in the fuel cell 105. The exhaust fuel gas can be reused because the unreacted fuel gas (e.g., methane) discharged from the cell stack 101 and the hydrogen (H 2 ) generated by the steam reforming reaction are included in the exhaust fuel gas. And unreacted carbon monoxide (CO). Also, the exhaust fuel gas contains hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) generated in the reforming tube 102.

次に、本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１が改質チューブ１０２に供給される燃料ガスの温度を調整する構成の変形例について、図１１を参照して説明する。
図１１に示すＳＯＦＣモジュール２０１は、図１０に示すＳＯＦＣモジュール２０１の変形例であり、以下で説明する場合を除き、図１０に示す構成と同様であるものとする。図１１に示すＳＯＦＣモジュール２０１は、改質チューブ１０２の下流側に水素分離器２７０を設けている点が異なっている。 Next, a modification of the configuration in which the SOFC module 201 of the present embodiment adjusts the temperature of the fuel gas supplied to the reforming tube 102 will be described with reference to FIG.
The SOFC module 201 shown in FIG. 11 is a modification of the SOFC module 201 shown in FIG. 10, and is assumed to be similar to the configuration shown in FIG. 10 except for the case described below. The SOFC module 201 shown in FIG. 11 differs in that a hydrogen separator 270 is provided on the downstream side of the reforming tube 102.

水素分離器２７０は、改質チューブ１０２から排出される排燃料ガス（第２排ガス）から水素ガスを分離し、高純度の水素ガスを精製する装置である。水素分離器２７０として、例えば、パラジウム合金膜透過式の装置を用いることができる。
図１１のＳＯＦＣモジュール２０１によれば、改質チューブ１０２における水蒸気改質反応により生成された排燃料ガスから高純度の水素を精製して、適宜に利用することができる。 The hydrogen separator 270 is an apparatus for separating hydrogen gas from the exhaust fuel gas (second exhaust gas) discharged from the reforming tube 102 and purifying high purity hydrogen gas. As the hydrogen separator 270, for example, a palladium alloy membrane permeation type device can be used.
According to the SOFC module 201 of FIG. 11, high-purity hydrogen can be purified from exhaust fuel gas generated by the steam reforming reaction in the reforming tube 102 and appropriately used.

なお、図１０及び図１１に示すＳＯＦＣモジュール２０１は、循環系統２４０を介して供給される排燃料ガスをセルスタック１０１および改質チューブ１０２の双方へ供給するものとしたが、他の態様であってもよい。
例えば、循環系統２４０を介して供給される排燃料ガスの全量を改質チューブ１０２へ供給するようにしてもよい。 Although the SOFC module 201 shown in FIGS. 10 and 11 supplies the exhaust fuel gas supplied via the circulation system 240 to both the cell stack 101 and the reforming tube 102, it is another embodiment. May be
For example, the entire amount of exhaust fuel gas supplied via the circulation system 240 may be supplied to the reforming tube 102.

以上説明した本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１が備えるＳＯＦＣカートリッジ２０３によれば、セルスタック１０１の内部に供給される燃料ガスと外部に供給される酸化性ガスとが反応して電力が発生する。一方、改質チューブ１０２の内部に供給される炭化水素系ガスが改質チューブ１０２の内周面に形成された改質層１０２ｄの作用によって改質反応し、炭化水素系ガスから水素および一酸化炭素を含む合成ガスが生成される。
セルスタック１０１における反応は発熱反応であり、改質チューブ１０２における改質反応は吸熱反応である。そのため、運転時に高温となる領域に改質チューブ１０２を配置することにより、局所的な温度上昇を抑制することができる。 The operation and effects exerted by the SOFC module 201 of the present embodiment described above will be described.
According to the SOFC cartridge 203 provided in the SOFC module 201 of the present embodiment, the fuel gas supplied to the inside of the cell stack 101 reacts with the oxidizing gas supplied to the outside to generate power. On the other hand, the hydrocarbon-based gas supplied to the inside of the reforming tube 102 is reformed by the action of the reforming layer 102d formed on the inner circumferential surface of the reforming tube 102, and the hydrogen-based gas and hydrogen monoxide are produced. A syngas containing carbon is produced.
The reaction in the cell stack 101 is an exothermic reaction, and the reforming reaction in the reforming tube 102 is an endothermic reaction. Therefore, local temperature increase can be suppressed by arranging the reforming tube 102 in a region that becomes high temperature during operation.

本実施形態のＳＯＦＣカートリッジ２０３によれば、複数のセルスタック１０１および複数の改質チューブ１０２は、上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂにより、平面内で所定間隔を空けて配置されるように着脱可能に支持されている。また、セルスタック１０１の基体管１０１ａと改質チューブ１０２の基体管１０２ａとは同一形状である。
上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂは、セルスタック１０１および改質チューブ１０２を任意の位置に配置して支持することができる。そのため、セルスタック１０１および改質チューブ１０２を配置する際の自由度が向上する。 According to the SOFC cartridge 203 of the present embodiment, the plurality of cell stacks 101 and the plurality of reforming tubes 102 are attached and detached such that the upper tube plate 225 a and the lower tube plate 225 b space the predetermined intervals in the plane. It is supported possible. The base tube 101 a of the cell stack 101 and the base tube 102 a of the reforming tube 102 have the same shape.
The upper tube sheet 225 a and the lower tube sheet 225 b can position and support the cell stack 101 and the reforming tube 102 at any position. Therefore, the degree of freedom in arranging the cell stack 101 and the reforming tube 102 is improved.

更に、相対的に高温となる領域に配置されるセルスタック１０１を上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂから取り外して改質チューブ１０２に取り替えて、その領域の局所的な温度上昇を抑制することができる。同様に、相対的に低温となる領域に配置される改質チューブ１０２を上部管板２２５ａおよび下部管板２２５ｂから取り外してセルスタック１０１に取り替えて、その領域の局所的な温度低下を抑制することができる。   Furthermore, the cell stack 101 disposed in the relatively high temperature area is removed from the upper tube sheet 225 a and the lower tube sheet 225 b and replaced with the reforming tube 102 to suppress a local temperature rise in the area. it can. Similarly, the reforming tube 102 disposed in the relatively low temperature area is removed from the upper tube sheet 225 a and the lower tube sheet 225 b and replaced with the cell stack 101 to suppress a local temperature drop in the area. Can.

このように、本実施形態のＳＯＦＣカートリッジ２０３によれば、複数のセルスタック１０１および複数の改質チューブ１０２が平面内で所定間隔を空けて配置されるＳＯＦＣカートリッジ２０３において、複数のセルスタック１０１および複数の改質チューブ１０２のそれぞれを、運転時の温度分布に応じた適切な位置に配置することができる。   As described above, according to the SOFC cartridge 203 of the present embodiment, the plurality of cell stacks 101 and the plurality of cell stacks 101 and the plurality of reforming tubes 102 are arranged at predetermined intervals in a plane. Each of the plurality of reforming tubes 102 can be disposed at an appropriate position according to the temperature distribution during operation.

本実施形態のＳＯＦＣカートリッジ２０３は、改質チューブ１０２の軸方向の温度分布に応じて改質層１０２ｄの厚さを異ならせてもよい。
このようにすることで、軸方向における相対的に高温となる領域の改質層１０２ｄの厚さを厚くして吸熱量を大きくしつつ相対的に低温となる領域の改質層１０２ｄの厚さを薄くして吸熱量を小さくすることができる。 In the SOFC cartridge 203 of the present embodiment, the thickness of the reforming layer 102d may be made different depending on the temperature distribution of the reforming tube 102 in the axial direction.
By doing this, the thickness of the reformed layer 102d in the region where the temperature is relatively high in the axial direction is increased to increase the heat absorption, while the thickness of the reformed layer 102d in the region where the temperature is relatively low To make the heat absorption smaller.

本実施形態のＳＯＦＣカートリッジ２０３は、改質チューブ１０２の軸方向において相対的に高温となる領域に改質層１０２ｄが形成され、相対的に低温となる領域に改質層１０２ｄが形成されないようにしてもよい。
このようにすることで、軸方向における相対的に高温となる領域に改質層１０２ｄが形成されるようにして吸熱量を大きくしつつ相対的に低温となる領域に改質層１０２ｄが形成されないようにして吸熱量を小さくすることができる。 In the SOFC cartridge 203 of the present embodiment, the reforming layer 102d is formed in the region where the temperature is relatively high in the axial direction of the reforming tube 102, and the reforming layer 102d is not formed in the region where the temperature is relatively low. May be
In this way, the reformed layer 102d is not formed in the relatively low temperature region while increasing the heat absorption amount so that the modified layer 102d is formed in the relatively high temperature region in the axial direction. Thus, the heat absorption can be reduced.

本実施形態のＳＯＦＣカートリッジ２０３において、改質層１０２ｄは、改質反応を促進させる粒状のＮｉを含む層であり、軸方向の温度分布に応じてＮｉの粒径を異ならせてもよい。
このようにすることで、軸方向における相対的に高温となる領域の改質層１０２ｄに含まれるＮｉの比表面積を大きくして吸熱量を大きくしつつ相対的に低温となる領域の改質層１０２ｄに含まれるＮｉの比表面積を小さくして吸熱量を小さくすることができる。 In the SOFC cartridge 203 of the present embodiment, the reforming layer 102d is a layer containing granular Ni that promotes the reforming reaction, and the particle size of Ni may be varied according to the temperature distribution in the axial direction.
By doing this, the specific surface area of Ni contained in the reformed layer 102 d in the region where the temperature is relatively high in the axial direction is increased to increase the heat absorption amount, while the reformed layer in the region where the temperature is relatively low. The heat absorption amount can be reduced by reducing the specific surface area of Ni contained in 102 d.

本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１は、複数のＳＯＦＣカートリッジ２０３と、ＳＯＦＣカートリッジを収容する圧力容器２０５とを備える。
本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１によれば、複数のセルスタック１０１および複数の改質チューブ１０２のそれぞれを、運転時の温度分布に応じて適切な位置に配置した複数のＳＯＦＣモジュールを圧力容器２０５に収容したことにより、燃料電池システムの局所的な温度上昇を抑制することができる。 The SOFC module 201 of the present embodiment includes a plurality of SOFC cartridges 203 and a pressure vessel 205 for accommodating the SOFC cartridges.
According to the SOFC module 201 of the present embodiment, the pressure vessel 205 is provided with a plurality of SOFC modules in which the plurality of cell stacks 101 and the plurality of reforming tubes 102 are disposed at appropriate positions according to the temperature distribution during operation. By containing it, local temperature rise of the fuel cell system can be suppressed.

本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１によれば、セルスタック１０１から排出される排燃料ガスは、循環系統２４０によって改質チューブ１０２の基体管１０２ａの上流側へ循環される。排燃料ガスは、セルスタック１０１における発熱反応によって加熱されている。そのため、改質チューブ１０２の基体管１０２ａの上流側へ排燃料ガスを循環させて炭化水素系ガスに混入させると、排燃料ガスを混入させない場合に比べて、改質チューブ１０２の基体管１０２ａの内部を流通するガスの温度が上昇する。   According to the SOFC module 201 of the present embodiment, the exhaust fuel gas discharged from the cell stack 101 is circulated by the circulation system 240 to the upstream side of the base pipe 102 a of the reforming tube 102. Exhaust fuel gas is heated by the exothermic reaction in the cell stack 101. Therefore, when the exhaust fuel gas is circulated to the upstream side of the base pipe 102a of the reforming tube 102 and mixed with the hydrocarbon gas, compared with the case where the exhaust fuel gas is not mixed, the base pipe 102a of the reforming tube 102 is The temperature of the gas flowing inside increases.

また、排燃料ガスは、炭化水素系ガスと比較して改質反応に寄与する成分が少ないガスである。そのため、改質チューブ１０２の基体管１０２ａの上流側へ排燃料ガスを循環させて炭化水素系ガスに混入させると、排燃料ガスを混入させない場合に比べて、改質チューブ１０２の改質反応が抑制され、吸熱量も減少する。   In addition, the exhaust fuel gas is a gas having less components contributing to the reforming reaction as compared to the hydrocarbon-based gas. Therefore, when the exhaust fuel gas is circulated to the upstream side of the base tube 102a of the reforming tube 102 and mixed with the hydrocarbon-based gas, the reforming reaction of the reforming tube 102 takes place compared to the case where the exhaust fuel gas is not mixed. The heat absorption is also reduced.

本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１によれば、流量調整弁２６０によって基体管１０２ａの上流側へ循環させる排燃料ガスの流量を調整することにより、基体管１０２ａの内部を流通するガスの温度及び成分が調整される。そのため、改質チューブ１０２における吸熱反応によって周囲の温度が低下しすぎて過冷却状態となるような場合には、基体管１０２ａの上流側へ循環させる排燃料ガスの流量を増加させることにより、過冷却状態となることを防止することができる。   According to the SOFC module 201 of the present embodiment, by adjusting the flow rate of the exhaust fuel gas circulated to the upstream side of the base pipe 102a by the flow control valve 260, the temperature and the components of the gas flowing inside the base pipe 102a become Adjusted. Therefore, if the endothermic reaction in the reforming tube 102 causes the ambient temperature to fall too much and a supercooling occurs, the flow rate of the exhaust fuel gas circulated to the upstream side of the base tube 102a is increased. Cooling can be prevented.

本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１は、改質チューブ１０２から排出される排燃料ガスに含まれる水素ガスを分離する水素分離器２７０を備えるものであってもよい。
このようにすることで、改質チューブ１０２から排出される排燃料ガスに含まれる水素ガスを分離して水素ガスを精製することができる。 The SOFC module 201 of the present embodiment may include a hydrogen separator 270 that separates hydrogen gas contained in exhaust fuel gas discharged from the reforming tube 102.
By doing this, the hydrogen gas contained in the exhaust fuel gas discharged from the reforming tube 102 can be separated to purify the hydrogen gas.

本実施形態のＳＯＦＣモジュール２０１において、循環系統２４０は、排燃料ガスを基体管１０２ａの上流側および基体管１０１ａの上流側の双方へ循環させる。
このようにすることで、セルスタック１０１から排出される排燃料ガス中に残存する燃料ガスの未反応分を再びセルスタック１０１に供給し、燃料ガスの利用率を向上させることができる。 In the SOFC module 201 of the present embodiment, the circulation system 240 circulates the exhaust fuel gas both to the upstream side of the base pipe 102a and to the upstream side of the base pipe 101a.
By doing this, the unreacted portion of the fuel gas remaining in the exhaust fuel gas discharged from the cell stack 101 can be supplied to the cell stack 101 again, and the utilization rate of the fuel gas can be improved.

１０１ セルスタック
１０１ａ 基体管（第１基体管）
１０１ｂ，１０１ｃ シール部材
１０２ 改質チューブ
１０２ａ 基体管（第２基体管）
１０２ｂ，１０２ｃ シール部材
１０２ｄ 改質層
１０２ｅ 入口部
１０２ｆ 出口部
１０５ 燃料電池セル
１０７ インターコネクタ
１０９ 燃料極
１１１ 固体電解質
１１３ 空気極
１１５ リード膜
２０１ ＳＯＦＣモジュール（燃料電池システム）
２０３ ＳＯＦＣカートリッジ（燃料電池装置）
２０５ 圧力容器
２０７ 燃料ガス供給管
２０７ａ 燃料ガス供給枝管
２０９ 燃料ガス排出管
２０９ａ 燃料ガス排出枝管
２１０ 改質ガス集合管
２１５ 発電室
２１７ 燃料ガス供給室
２１９ 燃料ガス排出室
２２１ 酸化性ガス供給室
２２３ 酸化性ガス排出室
２２５ａ 上部管板（支持体）
２２５ｂ 下部管板（支持体）
２２７ａ 上部断熱体
２２７ｂ 下部断熱体
２２９ａ 上部ケーシング
２２９ｂ 下部ケーシング
２３１ａ 燃料ガス供給部
２３１ｂ 燃料ガス排出部
２３１ｃ 改質ガス排出部
２３３ａ 酸化性ガス供給孔
２３３ｂ 酸化性ガス排出孔
２３５ａ 酸化性ガス供給隙間
２３５ｂ 酸化性ガス排出隙間
２４０ 循環系統
２５０ 循環ブロワ
２６０ 流量調整弁
２７０ 水素分離器
Ｘ１，Ｘ２ 軸 101 cell stack 101a base tube (first base tube)
101b, 101c Seal member 102 Reforming tube 102a Substrate tube (second substrate tube)
102b, 102c Seal member 102d Reforming layer 102e Inlet part 102f Outlet part 105 Fuel cell 107 Interconnector 109 Fuel electrode 111 Solid electrolyte 113 Air electrode 115 Lead film 201 SOFC module (fuel cell system)
203 SOFC cartridge (fuel cell device)
205 Pressure vessel 207 Fuel gas supply pipe 207a Fuel gas supply branch pipe 209 Fuel gas discharge pipe 209a Fuel gas discharge branch pipe 210 Reformed gas collecting pipe 215 Power generation chamber 217 Fuel gas supply chamber 219 Fuel gas discharge chamber 221 Oxidizing gas supply chamber 223 Oxidizing gas discharge chamber 225a Upper tube sheet (support)
225b Lower tube sheet (support)
227a Upper heat insulator 227b Lower heat insulator 229a Upper casing 229b Lower casing 231a Fuel gas supply part 231b Fuel gas discharge part 231c Reformed gas discharge part 233a Oxidizing gas supply hole 233b Oxidizing gas discharge hole 235a Oxidizing gas supply gap 235b Oxidation Gas discharge gap 240 circulation system 250 circulation blower 260 flow control valve 270 hydrogen separator X1, X2 axis

Claims (9)

内部に燃料ガスが流通する筒状の第１基体管の外周面に空気極と燃料極とが形成された複数のセルスタックと、
内部に炭化水素系ガスが流通する筒状の第２基体管の内周面に該炭化水素系ガスの改質反応を促進させる改質層が形成された複数の改質チューブと、
前記複数のセルスタックおよび前記複数の改質チューブが平面内で所定間隔を空けて配置されるように着脱可能に支持する支持体とを備え、
前記第１基体管と前記第２基体管とが同一形状である燃料電池装置。 A plurality of cell stacks in which an air electrode and a fuel electrode are formed on the outer peripheral surface of a cylindrical first base tube through which fuel gas flows;
A plurality of reforming tubes each having a reforming layer formed thereon for promoting a reforming reaction of the hydrocarbon-based gas on the inner peripheral surface of a cylindrical second base tube through which the hydrocarbon-based gas flows;
A support for detachably supporting the plurality of cell stacks and the plurality of reforming tubes so as to be spaced apart in a plane by a predetermined distance;
The fuel cell device, wherein the first base pipe and the second base pipe have the same shape. 前記改質チューブによる改質反応の促進量を前記第１基体管が延びる軸方向の温度分布に応じて異ならせた請求項１に記載の燃料電池装置。   The fuel cell device according to claim 1, wherein an amount of promotion of the reforming reaction by the reforming tube is made different according to an axial temperature distribution in which the first base tube extends. 前記軸方向の温度分布に応じて前記改質層の厚さを異ならせた請求項２に記載の燃料電池装置。   The fuel cell device according to claim 2, wherein the thickness of the reforming layer is made different according to the temperature distribution in the axial direction. 前記軸方向における第１領域に前記改質層が形成され、該第１領域よりも低温となる第２領域に前記改質層が形成されない請求項２に記載の燃料電池装置。   3. The fuel cell device according to claim 2, wherein the reforming layer is formed in the first region in the axial direction, and the reforming layer is not formed in the second region which is lower in temperature than the first region. 前記改質層は、改質反応を促進させる粒状の触媒を含む層であり、
前記軸方向の温度分布に応じて前記触媒の粒径を異ならせた請求項２に記載の燃料電池装置。 The reforming layer is a layer containing a particulate catalyst that promotes the reforming reaction,
The fuel cell device according to claim 2, wherein the particle size of the catalyst is made different according to the temperature distribution in the axial direction. 請求項２に記載の燃料電池装置と、
複数の前記燃料電池装置を収容する圧力容器とを備える燃料電池システム。 A fuel cell device according to claim 2;
And a pressure vessel containing a plurality of the fuel cell devices. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の燃料電池装置と、
前記セルスタックから排出される第１排ガスを前記炭化水素系ガスが流入する前記第２基体管の上流側へ循環させる循環系統と、
前記循環系統に配置されるとともに該循環系統が前記第２基体管の上流側へ循環させる前記第１排ガスの流量を調整する流量調整弁とを備える燃料電池システム。 A fuel cell device according to any one of claims 1 to 5;
A circulation system that circulates the first exhaust gas discharged from the cell stack upstream of the second base pipe into which the hydrocarbon-based gas flows;
A fuel cell system comprising: a flow control valve disposed in the circulation system and adjusting the flow rate of the first exhaust gas circulated by the circulation system upstream of the second base pipe. 前記改質チューブから排出される第２排ガスに含まれる水素ガスを分離する水素分離器を備える請求項７に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 7, further comprising a hydrogen separator that separates hydrogen gas contained in the second exhaust gas discharged from the reforming tube. 前記循環系統は、前記第１排ガスを前記第２基体管の上流側および前記第１基体管の上流側の双方へ循環させる請求項７に記載の燃料電池システム。   The fuel cell system according to claim 7, wherein the circulation system circulates the first exhaust gas both to the upstream side of the second base pipe and to the upstream side of the first base pipe.
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KR102017328B1 (en) * 2016-12-27 2019-09-03 한국세라믹기술원 Stack module for fuel battery and high temperature electrolysis comprising cell battery modules which can individually change under an operation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07272741A (en) * 1994-03-31 1995-10-20 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Module structure for cylindrical solid electrolytic fuel cell
JP3724788B2 (en) * 2001-01-25 2005-12-07 日本電信電話株式会社 Solid oxide fuel cell module
JP2003115307A (en) * 2001-10-05 2003-04-18 Nippon Steel Corp Interior reformer of solid electrolyte-type fuel cell
JP2003327411A (en) * 2002-05-10 2003-11-19 Yokohama Tlo Co Ltd Apparatus and method for reforming fuel for fuel cell
US20100086824A1 (en) * 2008-09-03 2010-04-08 Michael Homel Assemblies of hollow electrode electrochemical devices
JP5868321B2 (en) * 2009-09-02 2016-02-24 ブルーム エナジー コーポレーション Fuel cell system and operating method thereof
KR101237735B1 (en) * 2010-06-14 2013-02-26 포항공과대학교 산학협력단 Internal Reforming Tubular Type Solid Oxide Fuel Cell Stacks and their Manufacturing Methods

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