(57)【要約】【課題】部品点数の増加や、組み立て工数の増加を招くことなく、軽量化した固体酸化物形燃料電池装置を提供する。【解決手段】本発明は、固体酸化物形燃料電池装置(1)であって、箱形のモジュールケース(8)と、モジュールケースの周囲を囲むように配置された複数の板状の断熱材(7)と、断熱材各々が保持されるように、各断熱材によって形成される稜線に沿って配置された複数の固定部材(6b〜6i)と、を有し、断熱材は、形状保持シートによって被覆されていると共に、モジュールケースから断熱材の外部へ延びる貫通部品(190, 194)を通すための挿通口(188, 192)が設けられ、固定部材は接触している２枚の断熱材の縁部を覆うように取り付けられる概ねＬ字型断面の部材であると共に、固定部材のうちの少なくとも１つは、挿通口を閉塞するように延びる塞口用延出部(198, 199)を備えている、ことを特徴としている。【選択図】図９
2020098804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池セルを備えた固体酸化物形燃料電池装置であって、
箱形のモジュールケースと、
前記モジュールケースの周囲を囲むように配置された複数の板状の断熱材と、
前記断熱材各々が前記モジュールケースの周囲に保持されるように、前記モジュールケースを囲んでいる前記各断熱材によって形成される稜線に沿って配置された複数の固定部材と、
を有し、
前記断熱材は、その板状の形状が保持されるように形状保持シートによって被覆されていると共に、前記モジュールケースから前記断熱材の外部へ延びる貫通部品を通すための挿通口が設けられ、
前記固定部材は接触している２枚の前記断熱材の縁部を覆うように取り付けられる概ねＬ字型断面の部材であると共に、前記固定部材のうちの少なくとも１つは、前記挿通口を閉塞するように延びる塞口用延出部を備えている、ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池装置。
【請求項２】
前記塞口用延出部は、前記固定部材の両端部を接続するように延びるコの字型の部分である請求項１記載の固体酸化物形燃料電池装置。
【請求項３】
前記塞口用延出部は、覆っている前記挿通口を貫通して延びる前記貫通部品を外部に露出させる寸法及び形状に構成されている、請求項１又は２に記載の固体酸化物形燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物形燃料電池装置に関し、特に、燃料ガスと酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池セルを複数備えた固体酸化物形燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池装置（Solid Oxide Fuel Cell：以下「ＳＯＦＣ」とも言う）は、電解質として酸化物イオン導電性固体電解質を用い、その両側に電極を取り付け、一方の側に燃料ガスを供給し、他方の側に酸化剤ガス（空気、酸素等）を供給して、比較的高温で動作する燃料電池である。
【０００３】
固体酸化物形燃料電池装置は、固体高分子形燃料電池等に比べて非常に高温で動作するため、燃料電池セルを収容したモジュールケースを断熱材で覆う必要がある。モジュールケースから放散される熱量が多いと、動作温度を維持するために多くの燃料が消費され、総合的なエネルギー効率の低下を招く。特開２０１４−１９１９７２号公報（特許文献１）記載の燃料電池システムにおいては、モジュールケース全体を取り囲むようにヒュームドシリカを用いた断熱材を配置して、モジュールケースの断熱性能を高めている。
【０００４】
しかしながら、ヒュームドシリカ製の断熱材は破損しやすいため、特許文献１記載の発明においては、断熱材で覆われたモジュールケース全体を金属製のハウジングに収容することで断熱材を保護し、断熱材の破損を防止している。このため、燃料電池セルは金属製の容器で二重に覆われることとなり、燃料電池モジュールの重量が増加すると共にコスト高の原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１９１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、パネル式の断熱材が知られている。このパネル式断熱材は、ブロック状の断熱材をガラス繊維シートで被覆したものであり、単体で板状の形状を維持することができる。また、パネル式断熱材は比較的破損しにくいため、断熱材を外側から金属製のハウジングで覆う必要がなく、燃料電池モジュールを軽量化し、コストダウンできる可能性がある。
【０００７】
ところが、モジュールケースには、燃料供給用の配管や、排気管、各種センサの信号を取り出すための配線等を外部から接続する必要があり、これらが断熱材を貫通するように挿通される必要がある。モジュールケースから延びている配管は、これを貫通させるように断熱材に開口を設けておくことにより、熱を大きく放散させることなく外部に引き出すことができる。一方、断熱材を取り付けた後、外部から挿入して配置するセンサ等については、断熱材に設けた開口を通して断熱材の内側にセンサ等を配置した後は、センサから延びる配線材だけが断熱材の開口を通って外部に引き出される。このため、断熱材と、それを貫通して延びる配線材等の間には大きな隙間ができるが、この隙間を放置すると隙間から熱が消散し、エネルギー効率の低下を招く。
【０００８】
これを防止するには、隙間を塞ぐための金属板等を取り付ける必要がある。しかしながら、配線等を通す挿通口の隙間を夫々塞ぐために金属板を取り付けるのでは、部品点数が大幅に増加すると共に、燃料電池モジュールの組み立て工数も増加してしまうので、パネル式断熱材を採用したメリットを十分に活かすことができない。さらに、断熱材を通して外部から挿入したセンサ等の部品の中には、モジュールケース側に固定されておらず、断熱材に挿通させただけでは脱落してしまうものもある。このような部品を装着した場合には、外側のハウジングが省略されていると何らかの固定用の部材が必要となる。また、挿通口の隙間に綿状の断熱材等を詰めて隙間が塞がれる場合もあるが、隙間に詰めた断熱材の脱落を防止するために別途何らかの部材を取り付ける必要がある。
【０００９】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、部品点数の増加や、組み立て工数の増加を招くことなく、軽量化した固体酸化物形燃料電池装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池セルを備えた固体酸化物形燃料電池装置であって、箱形のモジュールケースと、モジュールケースの周囲を囲むように配置された複数の板状の断熱材と、断熱材各々がモジュールケースの周囲に保持されるように、モジュールケースを囲んでいる各断熱材によって形成される稜線に沿って配置された複数の固定部材と、を有し、断熱材は、その板状の形状が保持されるように形状保持シートによって被覆されていると共に、モジュールケースから断熱材の外部へ延びる貫通部品を通すための挿通口が設けられ、固定部材は接触している２枚の断熱材の縁部を覆うように取り付けられる概ねＬ字型断面の部材であると共に、固定部材のうちの少なくとも１つは、挿通口を閉塞するように延びる塞口用延出部を備えている、ことを特徴としている。
【００１１】
このように構成された本発明によれば、モジュールケースの周囲に配置された板状の断熱材が、金属板等で全面的に覆われるのではなく、断熱材によって形成される稜線に沿って配置された概ねＬ字型断面の固定部材によって保持されるので、固体酸化物形燃料電池装置を軽量化することができる。ところが、モジュールケースからは、燃料ガス等の供給管や、各種センサ等、種々の貫通部品が突出しており、これらを断熱材の外部に引き出す必要がある。従って、これらの貫通部品を通すための挿通口を断熱材に設ける必要があるが、挿通口のうちの幾つかは、貫通部品を引き出した後、閉塞させる必要がある。しかしながら、挿通口を閉塞するための金属板等を専用の部材として取り付けると、部品点数が大幅に増加すると共に、固体酸化物形燃料電池装置の組み立て工数が増加して、コストアップに繋がる。上記のように構成された本発明によれば、断熱材を保持する固定部材に塞口用延出部が設けられ、これにより挿通口が閉塞されるので、挿通口を閉塞するための専用の部品を省略することが可能になる。これにより、部品点数の大幅な増加や、組み立て工数の増加を防止することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、塞口用延出部は、固定部材の両端部を接続するように延びるコの字型の部分である。
このように構成された本発明によれば、塞口用延出部が固定部材の両端部を接続するように延びるコの字型の部分として形成されるので、閉塞すべき挿通口が、固定部材が配置されている稜線から遠い位置にある場合でも、挿通口を確実に閉塞することができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、塞口用延出部は、覆っている挿通口を貫通して延びる貫通部品を外部に露出させる寸法及び形状に構成されている。
断熱材を保持するための固定部材に塞口用延出部を設け、これにより、断熱材の固定と共に挿通口を閉塞させると、挿通口を閉塞させる前に取り付けておくべき貫通部品を取り付け忘れてしまうというミスの発生が予想される。このようなミスを見逃して、次工程に進んでしまうと、取り付け忘れた貫通部品を後から取り付けることが困難となり、組み立て作業時間の大きなロスになる。上記のように構成された本発明によれば、塞口用延出部が、貫通部品が外部に露出する寸法及び形状に構成されているので、このようなミスを容易に発見することができ、組み立て作業時間のロスを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、部品点数の増加や、組み立て工数の増加を招くことなく、軽量化した固体酸化物形燃料電池装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ）を示す全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールを示す側面断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】モジュールケース及び空気通路カバーの分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルスタックを示す斜視図である。
【図７】モジュールケースが板状の断熱材によって囲まれている状態を示す斜視断面図である。
【図８】板状の断熱材が一部の固定部材で固定された状態を示す斜視図である。
【図９】板状の断熱材が全ての固定部材で固定された状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
つぎに、添付図面を参照して、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置を説明する。
図１は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ）を示す全体構成図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置（ＳＯＦＣ）１は、燃料電池モジュール２と、補機ユニット４を備えている。
【００１７】
燃料電池モジュール２は、金属製のモジュールケース８を備え、このモジュールケース８の周囲が、複数の板状の断熱材７で囲まれている。なお、複数の板状の断熱材７は、各断熱材７の外側に取り付けられた固定部材（図１には図示せず）によって、モジュールケース８の周囲に保持されている。この密閉空間であるモジュールケース８の下方部分である発電室１０には、燃料ガスと酸化剤ガス（以下では適宜「発電用空気」又は「空気」と呼ぶ。）とにより発電反応を行う燃料電池セル集合体１２が配置されている。この燃料電池セル集合体１２は、８個の燃料電池セルスタック１４（詳細は図６で後述する）を備え、この燃料電池セルスタック１４は、各々が燃料電池セルを含む、１６本の燃料電池セルユニット１６（詳細は図５で後述する）から構成されている。この例では、燃料電池セル集合体１２は、１２８本の燃料電池セルユニット１６を有する。燃料電池セル集合体１２は、複数の燃料電池セルユニット１６の全てが直列接続されている。
【００１８】
燃料電池モジュール２のモジュールケース８の発電室１０の上方には、燃焼部としての燃焼室１８が形成され、この燃焼室１８で、発電反応に使用されなかった残余の燃料ガス（オフガス）と残余の空気とが燃焼し、排気ガス（言い換えると燃焼ガス）を生成するようになっている。さらに、モジュールケース８は断熱材７により覆われており、燃料電池モジュール２内部の熱が、外気へ発散するのを抑制している。また、この燃焼室１８の上方には、原燃料ガス（原料ガス）を改質する改質器１２０が配置され、残余ガスの燃焼熱によって改質器１２０を改質反応が可能な温度となるように加熱している。
【００１９】
さらに、ハウジング６内においてモジュールケース８の上方には、蒸発器１４０が断熱材７内に設けられている。蒸発器１４０は、供給された水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって、水を蒸発させて水蒸気を生成し、この水蒸気と原燃料ガスとの混合ガス（以下では「燃料ガス」と呼ぶこともある。）をモジュールケース８内の改質器１２０に供給する。
【００２０】
つぎに、補機ユニット４は、燃料電池モジュール２からの排気中に含まれる水分を結露させた水を貯水してフィルターにより純水とする純水タンク２６から供給される水の流量を調整する水流量調整ユニット２８（モータで駆動される「水ポンプ」等）を備えている。また、補機ユニット４は、都市ガス等の燃料供給源３０から供給された燃料を遮断するガス遮断弁３２と、燃料ガスから硫黄を除去するための脱硫器３６と、燃料ガスの流量を調整する燃料流量調整ユニット３８（モータで駆動される「燃料ポンプ」等）と、電源喪失時において、燃料流量調整ユニット３８から流出する燃料ガスを遮断するバルブ３９を備えている。さらに、補機ユニット４は、空気供給源４０から供給される空気を遮断する電磁弁４２と、空気の流量を調整する改質用空気流量調整ユニット４４及び発電用空気流量調整ユニット４５（モータで駆動される「空気ブロア」等）と、改質器１２０に供給される改質用空気を加熱する第１ヒータ４６と、発電室に供給される発電用空気を加熱する第２ヒータ４８とを備えている。これらの第１ヒータ４６と第２ヒータ４８は、起動時の昇温を効率よく行うために設けられているが、省略しても良い。
【００２１】
なお、本実施形態では、装置の起動時に改質器１２０内において、部分酸化改質反応（ＰＯＸ）のみが生じるＰＯＸ工程から、部分酸化改質反応（ＰＯＸ）と水蒸気改質反応（ＳＲ）が混在したオートサーマル改質反応（ＡＴＲ）が生じるＡＴＲ工程を経て、水蒸気改質反応のみが生じるＳＲ工程が行われるように構成してもよいし、ＰＯＸ工程を省略してＡＴＲ工程からＳＲ工程に移行されるように構成してもよいし、ＰＯＸ工程及びＡＴＲ工程を省略してＳＲ工程のみが行われるように構成してもよい。なお、ＳＲ工程のみが行われる構成では、改質用空気流量調整ユニット４４は不要である。
【００２２】
つぎに、燃料電池モジュール２には、排気ガスが供給される温水製造装置５０が接続されている。この温水製造装置５０には、水供給源２４から水道水が供給され、この水道水が排気ガスの熱により温水となり、図示しない外部の給湯器の貯湯タンクへ供給されるようになっている。また、燃料電池モジュール２には、燃料ガスの供給量等を制御するための制御ボックス５２が取り付けられている。さらに、燃料電池モジュール２には、燃料電池モジュールにより発電された電力を外部に供給するための電力取出部（電力変換部）であるインバータ５４が接続されている。
【００２３】
つぎに、図２〜図４を参照して、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールの構造について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池装置の燃料電池モジュールを示す側面断面図であり、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であり、図４は、モジュールケース及び空気通路カバーの分解斜視図である。
【００２４】
図２及び図３に示すように、燃料電池モジュール２は、断熱材７で覆われたモジュールケース８の内部に設けられた燃料電池セル集合体１２及び改質器１２０を有すると共に、モジュールケース８の外部で且つ断熱材７内に設けられた蒸発器１４０を有する。なお、本実施形態においては、モジュールケース８と蒸発器１４０の間の空間や、モジュールケース８のまわりにはブロック状の断熱材７ａが配置され、その外側を囲むように板状の断熱材７が配置されている。
【００２５】
まず、モジュールケース８は、図４に示すように、略矩形の天板８ａ，底板８ｃ，これらの長手方向（図２の左右方向）に延びる辺同士を連結する対向する一対の側板８ｂからなる筒状体と、この筒状体の長手方向の両端部の２つの対向する開口部を塞ぎ、天板８ａ及び底板８ｃの幅方向（図３の左右方向）に延びる辺同士を連結する閉鎖側板８ｄ，８ｅからなる。
【００２６】
モジュールケース８は、空気通路カバー１６０によって天板８ａ及び側板８ｂが覆われている。空気通路カバー１６０は、天板１６０ａと、対向する一対の側板１６０ｂとを有する。天板１６０ａの略中央部分には、排気管１７１を貫通させるための開口部１６７が設けられている。また、天板１６０ａの閉鎖側板８ｄ側の部分には、発電用空気導入管７４（図２参照）が接続される開口部１６８が設けられている。天板１６０ａと天板８ａとの間、及び、側板１６０ｂと側板８ｂとの間は、所定の距離だけ離間した状態となっている。これにより、モジュールケース８の外側と断熱材７との間、具体的にはモジュールケース８の天板８ａ及び側板８ｂと、空気通路カバー１６０の天板１６０ａ及び側板１６０ｂとの間には、酸化剤ガス供給通路としての空気通路１６１ａ，１６１ｂが形成されている（図３参照）。
【００２７】
モジュールケース８の側板８ｂの下部には、複数の貫通孔である吹出口８ｆが設けられている（図４参照）。発電用空気は、空気通路カバー１６０の天板１６０ａのうち、モジュールケース８の閉鎖側板８ｄ側の略中央部に設けられた発電用空気導入管７４から空気通路１６１ａ内に供給される（図２参照）。そして、発電用空気は、空気通路１６１ａ，１６１ｂを通って、吹出口８ｆから燃料電池セル集合体１２に向けて発電室１０内に噴射される（図３、図４参照）。
【００２８】
また、空気通路１６１ａ，１６１ｂの内部には、熱交換促進部材としてのプレートフィン１６２，１６３が設けられている（図３参照）。プレートフィン１６２は、モジュールケース８の天板８ａと空気通路カバー１６０の天板１６０ａの間で長手方向及び幅方向に延びるように水平方向に設けられ、プレートフィン１６３は、モジュールケース８の側板８ｂと空気通路カバー１６０の側板１６０ｂとの間であって、且つ、燃料電池セルユニット１６よりも上方の位置に長手方向及び鉛直方向に延びるように設けられている。
【００２９】
空気通路１６１ａ，１６１ｂを流れる発電用空気は、特にプレートフィン１６２，１６３を通過する際に、これらプレートフィン１６２，１６３の内側のモジュールケース８内（具体的には天板８ａ，側板８ｂに沿って設けられた排気通路）を通過する排気ガスとの間で熱交換を行い、加熱されることとなる。このようなことから、空気通路１６１ａ，１６１ｂにおいてプレートフィン１６２，１６３が設けられた部分は、熱交換器（熱交換部）として機能する。なお、プレートフィン１６２が設けられた部分が主たる熱交換器部分を構成し、プレートフィン１６３が設けられた部分が従たる熱交換器部分を構成する。
【００３０】
一方、図２に示すように、モジュールケース８の閉鎖側板８ｅには、金属製のパイプ１４４、１４６が取り付けられている。これら金属製のパイプは、閉鎖側板８ｅに取り付けられた先端側が閉鎖されており、内部には温度センサが配置される。即ち、パイプ１４４は、燃焼室１８の側方に取り付けられており、内部には燃焼室温度センサ１４４ａが配置される。また、パイプ１４４は、断熱材７に形成された挿通口と連通するように配置されている。燃料電池モジュール２の組み立て時においては、断熱材７が取り付けられた後、断熱材７の外側から挿通口を介して、パイプ１４４の中に燃焼室温度センサ１４４ａが挿入される。
【００３１】
また、金属製のパイプ１４６は、燃料電池セルスタック１４の側方、即ち、発電室１０の側方に取り付けられており、内部には発電室温度センサ（図示せず）が配置される。この発電室温度センサは金属製のパイプ１４６内に封入されており、パイプ１４６は、断熱材７を貫通して外部に露出する。
【００３２】
つぎに、蒸発器１４０は、モジュールケース８の天板８ａ上で水平方向に延びるように固定されている。そして、蒸発器１４０は、長手方向（図２の左右方向）の一側端側に、に排気管１７１及び混合ガス供給管１１２が接続され、長手方向の他側端側に排気ガス排出管８２が接続され、排気管１７１により支持されている。また、蒸発器１４０とモジュールケース８との間には、これらの隙間を埋めるようにブロック状の断熱材７ａの一部分が配置されている（図２及び図３参照）。
【００３３】
具体的には、蒸発器１４０は、長手方向（図２の左右方向）の一側端側に、水及び原燃料ガス（改質用空気を含めてもよい）を供給する水供給配管６２及び原料供給配管６３と、排気ガスを排出するための排気ガス排出管８２（図２参照）とが連結され、長手方向の他側端側に、排気管１７１の上端部が連結されている。これらのうち、水供給配管６２及び原料供給配管６３は断熱材７を貫通して外部に延びている。排気管１７１は、空気通路カバー１６０の天板１６０ａに形成された開口部１６７を貫通して下方へ延び、モジュールケース８の天板８ａ上に形成された排気口１１１に連結されている。排気口１１１は、モジュールケース８内の燃焼室１８で生成された排気ガスをモジュールケース８の外へ排出する開口部であり、モジュールケース８の上面視略矩形の天板８ａのほぼ中央部に形成されている。
【００３４】
さらに、蒸発器１４０はヒータ１５７を備える（図３）。ヒータ１５７は、矩形状の蒸発器１４０の三辺の外周に沿うように設けられており、両端部は蒸発器１４０の上流側に向かって延在している。
また、蒸発器１４０の上面には、金属製のパイプ６９が取り付けられている。この金属製のパイプ６９も先端側が閉鎖されており、内部には蒸発器温度センサ（図示せず）が配置される。金属製のパイプ６９も水供給配管６２及び原料供給配管６３と同様に蒸発器１４０の側縁を跨いで水平方向に延びている。蒸発器温度センサは、モジュールケース８を取り囲むように断熱材７が配置された後、金属製のパイプ６９と整合するように断熱材７に形成された挿通口を介して外部から挿入される。
【００３５】
蒸発器１４０の下側には、排気ガス流路１５４が設けられており、排気管１７１から排気ガスを流入させ、この排気ガスの熱で蒸発器１４０を加熱するようになっている。排気管１７１は排気ガス流路１５４の上流側の端部に接続され、排気ガス排出管８２は、排気ガス流路１５４の下流端部に接続されている。蒸発器１４０に接続された排気ガス排出管８２は下方に向かって延びており、下端が燃焼触媒器２００に接続されている。燃焼触媒器２００は横方向に延びる円筒状の部材であり、内部に円柱状の空間が形成されている。排気ガス排出管８２は燃焼触媒器２００の一端部に接続されており、燃焼触媒器２００の他端部には排ガス放出管２０２が接続されている。排ガス放出管２０２は水平方向に蒸発器１４０から離間する方向に水平に延びている。燃焼触媒器２００は蒸発器１４０と同様に断熱材７の内部に配置されている。
【００３６】
つぎに、図２及び図３に示すように、改質器１２０は、燃焼室１８の上方でモジュールケース８の長手方向に沿って水平方向に延びるように配置され、モジュールケース８の天板８ａとの間に排気ガス誘導部材１３０を介して所定距離隔てられて状態で、天板８ａに対して固定されている。改質器１２０は、上面視で外形略矩形であるが、中央部に貫通孔１２０ｂが形成された環状構造体であり、上側ケース１２１と下側ケース１２２とが接合された筐体を有している。この貫通孔１２０ｂは、天板８ａに形成された排気口１１１と上面視で重なるように位置し、好ましくは、貫通孔１２０ｂの中央位置に排気口１１１が形成される。
【００３７】
改質器１２０の長手方向の一端側（モジュールケース８の閉鎖側板８ｅ側）では、上側ケース１２１に設けられた混合ガス供給口１２０ａに混合ガス供給管１１２が連結されており、他端側（閉鎖側板８ｄ側）では、燃料ガス供給管６４が下側ケース１２２に、脱硫器３６まで延びる水添脱硫器用水素取出管６５が上側ケース１２１にそれぞれ連結されている。したがって、改質器１２０は、混合ガス供給管１１２から混合ガス（つまり水蒸気が混合された原燃料ガス（改質用空気を含めてもよい））を受け取り、内部で混合ガスを改質し、燃料ガス供給管６４及び水添脱硫器用水素取出管６５から改質後のガス（即ち、燃料ガス）を排出するように構成されている。また、水添脱硫器用水素取出管６５は、ブロック状の断熱材７ａ及び板状の断熱材７を貫通して外部に延びている。
【００３８】
改質器１２０は、その内部空間が２つの仕切り板１２３ａ，１２３ｂによって３つの空間に仕切られることにより、改質器１２０内に、混合ガス供給管１１２からの混合ガスを受入れる混合ガス受入部１２０Ａと、混合ガスを改質するための改質触媒（図示せず）が充填された改質部１２０Ｂと、改質部１２０Ｂを通過したガスを排出するガス排出部１２０Ｃと、が形成されている（図２参照）。改質部１２０Ｂは、仕切り板１２３ａ，１２３ｂに挟まれた空間であり、この空間に改質触媒が保持されている。混合ガス及び改質後の燃料ガスは、仕切り板１２３ａ，１２３ｂに設けられた複数の連通孔（スリット）を通って移動可能となっている。また、改質触媒としては、アルミナの球体表面にニッケルを付与したものや、アルミナの球体表面にルテニウムを付与したものが適宜用いられる。
【００３９】
混合ガス受入部１２０Ａには、蒸発器１４０から混合ガス供給管１１２を介して供給された混合ガスが混合ガス供給口１２０ａを通して噴出される。この混合ガスは、混合ガス受入部１２０Ａ内で拡張されて噴出速度が低下し、仕切り板１２３ａを通過して改質部１２０Ｂに供給される。
改質部１２０Ｂでは、低速で移動する混合ガスが改質触媒により燃料ガスに改質され、この燃料ガスが仕切り板１２３ｂを通過してガス排出部１２０Ｃに供給される。
ガス排出部１２０Ｃでは、燃料ガスが燃料ガス供給管６４、及び、水添脱硫器用水素取出管６５へ排出される。また、ガス排出部１２０Ｃには、水添脱硫器用水素取出管６５と平行に金属製のパイプ（図示せず）が取り付けられている。この金属製のパイプは、先端部が閉鎖された管であり、内部には改質器温度センサ（図示せず）が配置されている。さらに、断熱材７には、金属製のパイプと整合するように挿通口が設けられている。燃料電池モジュール２の組み立て時においては、断熱材７が取り付けられた後、挿通口を介して断熱材７の外側から金属製のパイプの中に改質器温度センサ（図示せず）が挿入される。
【００４０】
燃料ガス供給通路としての燃料ガス供給管６４は、モジュールケース８内を閉鎖側板８ｄに沿って下方へ延び、底板８ｃ付近で略９０°屈曲されて水平方向に延びて、燃料電池セル集合体１２の下方に形成されたマニホールド６６内へ入り、更にマニホールド６６内で逆側の閉鎖側板８ｅ付近まで水平方向に延びている。燃料ガス供給管６４の水平部６４ａの下方面には、複数の燃料供給孔６４ｂが形成されており、この燃料供給孔６４ｂから、燃料ガスがマニホールド６６内に供給される。このマニホールド６６の上方には、燃料電池セルスタック１４を支持するための貫通孔を備えた下支持板６８が取り付けられており、マニホールド６６内の燃料ガスが、燃料電池セルユニット１６内に供給される。また、燃料ガスと空気との燃焼を開始するための点火装置８３が、燃焼室１８に設けられている。この点火装置８３は、モジュールケース８内の燃焼室１８から、板状の断熱材７を貫通して外部まで延びている。
【００４１】
排気ガス誘導部材１３０は、改質器１２０と天板８ａとの間でモジュールケース８の長手方向に沿って水平方向に延びるように配置されている。排気ガス誘導部材１３０は、上下方向に所定距離だけ離間された下部誘導板１３１及び上部誘導板１３２と、これらの長手方向の両端辺が取り付けられる連結板１３３，１３４とを備えている（図２，図３参照）。上部誘導板１３２は、幅方向の両端部が下方に向けて折り曲げられ、下部誘導板１３１に連結されている。連結板１３３，１３４は、上端部が天板８ａに連結され、下端部が改質器１２０に連結されており、これにより、排気ガス誘導部材１３０及び改質器１２０を天板８ａに固定している。
【００４２】
下部誘導板１３１は、幅方向（図３の左右方向）の中央部が下方に向けて突出する凸状段部１３１ａが形成されている。一方、上部誘導板１３２は、下部誘導板１３１と同様に、幅方向の中央部が下方に向けて凹状となるように凹部１３２ａが形成されている。凸状段部１３１ａと凹部１３２ａは、上下方向で並行して長手方向に延びている。混合ガス供給管１１２は、モジュールケース８内でこの凹部１３２ａ内を水平方向に延びた後、閉鎖側板８ｅ付近で下方に向けて屈曲し、上部誘導板１３２及び下部誘導板１３１を貫通して、改質器１２０に連結されている。
【００４３】
排気ガス誘導部材１３０は、上部誘導板１３２、下部誘導板１３１、連結板１３３，１３４によって、断熱層として機能する内部空間であるガス溜１３５が形成されている。このガス溜１３５は、燃焼室１８と流体連通している。すなわち、上部誘導板１３２、下部誘導板１３１、連結板１３３，１３４は、所定の隙間を形成するように連結されており、気密的には連結されていない。ガス溜１３５には、運転中に燃焼室１８から排気ガスが流入したり、停止時に外部から空気が流入したりすることが可能となっているが、総じてガス溜１３５の内外間のガスの移動は緩やかである。
【００４４】
上部誘導板１３２は、天板８ａと所定の上下方向距離を隔てて配置されており、上部誘導板１３２と天板８ａとの間には、長手方向及び幅方向に沿って水平方向に延びる排気通路１７２が形成されている。この排気通路１７２は、モジュールケース８の天板８ａを挟んで空気通路１６１ａと並設されており、排気通路１７２内には、空気通路１６１ａ，１６１ｂ内のプレートフィン１６２，１６３と同様なプレートフィン１７５が配置されている。このプレートフィン１７５は、プレートフィン１６２と上面視で略同一箇所に設けられており、天板８ａを挟んで上下方向に対向している。空気通路１６１ａ及び排気通路１７２のうち、プレートフィン１６２，１７５が設けられた部分において、空気通路１６１ａを流れる発電用空気と排気通路１７２を流れる排気ガスとの間で効率的な熱交換が行われて、排気ガスの熱により発電用空気が昇温されることとなる。
【００４５】
また、改質器１２０は、モジュールケース８の側板８ｂと所定の水平方向距離を隔てて配置されており、改質器１２０と側板８ｂとの間には、排気ガスを下方から上方へ通過させる排気通路１７３が形成されている。また、排気ガス誘導部材１３０も側板８ｂと所定の水平方向距離を隔てて配置されており、排気通路１７３は、排気ガス誘導部材１３０と側板８ｂとの間の通路を含んで天板８ａまで延びている。排気通路１７３は、天板８ａと側板８ｂとの角部に位置する排気ガス導入口１７２ａで排気通路１７２と連通している。この排気ガス導入口１７２ａは、モジュールケース８内で長手方向に延びている。
【００４６】
さらに、下部誘導板１３１は、改質器１２０の上側ケース１２１の天面から所定の上下方向距離を隔てて配置されており、下部誘導板１３１と上側ケース１２１との間、及び、改質器１２０の貫通孔１２０ｂは、貫通孔１２０ｂを下方から上方へ向けて通過した排気ガスを通過させる排気通路１７４を形成している。この排気通路１７４は、改質器１２０の上方で排気通路１７３と合流する。
【００４７】
つぎに、図５を参照して、燃料電池セルユニット１６について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。
図５に示すように、燃料電池セルユニット１６は、燃料電池セル８４と、この燃料電池セル８４の両端部にそれぞれ接続されたキャップである内側電極端子８６とを備えている。
【００４８】
燃料電池セル８４は、上下方向に延びる管状構造体であり、内部に燃料ガス流路８８を形成する円筒形の内側電極層９０と、円筒形の外側電極層９２と、内側電極層９０と外側電極層９２との間にある電解質層９４とを備えている。この内側電極層９０は、燃料ガスが通過する燃料極であり、（−）極となり、一方、外側電極層９２は、空気と接触する空気極であり、（＋）極となっている。
【００４９】
燃料電池セル８４の上端側と下端側に取り付けられた内側電極端子８６は、同一構造であるため、ここでは、上端側に取り付けられた内側電極端子８６について具体的に説明する。内側電極層９０の上部９０ａは、電解質層９４と外側電極層９２に対して露出された外周面９０ｂと上端面９０ｃとを備えている。内側電極端子８６は、導電性のシール材９６を介して内側電極層９０の外周面９０ｂと接続され、さらに、内側電極層９０の上端面９０ｃとは直接接触することにより、内側電極層９０と電気的に接続されている。内側電極端子８６の中心部には、内側電極層９０の燃料ガス流路８８と連通する燃料ガス流路細管９８が形成されている。
【００５０】
この燃料ガス流路細管９８は、内側電極端子８６の中心から燃料電池セル８４の軸線方向に延びるように設けられた細長い細管である。
内側電極層９０は、例えば、Ｎｉと、ＣａやＹ、Ｓｃ等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Ｎｉと、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリアとの混合体、Ｎｉと、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレードとの混合体、の少なくとも一種から形成される。
【００５１】
電解質層９４は、例えば、Ｙ、Ｓｃ等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリア、Ｓｒ、Ｍｇから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレート、の少なくとも一種から形成される。
【００５２】
外側電極層９２は、例えば、Ｓｒ、Ｃａから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンマンガナイト、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンフェライト、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンコバルタイト、銀、などの少なくとも一種から形成される。
【００５３】
つぎに、図６を参照して、燃料電池セルスタック１４について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池の燃料電池セルスタックを示す斜視図である。
図６に示すように、燃料電池セルスタック１４は、１６本の燃料電池セルユニット１６を備え、これらの燃料電池セルユニット１６は、８本ずつ２列に並べて配置されている。
各燃料電池セルユニット１６は、下端側がセラミック製の長方形の下支持板６８（図２参照）により支持され、上端側は、両端部の燃料電池セルユニット１６が４本ずつ、概ね正方形の２枚の上支持板１００により支持されている。これらの下支持板６８及び上支持板１００には、内側電極端子８６が貫通可能な貫通穴がそれぞれ形成されている。
【００５４】
さらに、燃料電池セルユニット１６には、集電体１０２及び外部端子１０４が取り付けられている。この集電体１０２は、燃料極である内側電極層９０に取り付けられた内側電極端子８６と電気的に接続される燃料極用接続部１０２ａと、空気極である外側電極層９２の外周面と電気的に接続される空気極用接続部１０２ｂとを接続するように一体的に形成されている。また、各燃料電池セルユニット１６の外側電極層９２（空気極）の外表面全体には、空気極側の電極として、銀製の薄膜が形成されている。この薄膜の表面に空気極用接続部１０２ｂが接触することにより、集電体１０２は空気極全体と電気的に接続される。
【００５５】
さらに、燃料電池セルスタック１４の端（図６では左端の奥側）に位置する燃料電池セルユニット１６の空気極には、２つの外部端子１０４がそれぞれ接続されている。これらの外部端子１０４は、隣接する燃料電池セルスタック１４の端にある燃料電池セルユニット１６の内側電極端子８６に接続され、上述したように、１２８本の燃料電池セルユニット１６の全てが直列接続されるようになっている。
【００５６】
次に、図２及び図３を参照して、燃料電池モジュール内におけるガスの流れを説明する。
まず、水及び原燃料ガス（原料ガス）は、蒸発器１４０の長手方向の一端側に連結された水供給配管６２及び原料供給配管６３から蒸発器１４０の上層に供給される。蒸発器１４０に供給された水は蒸発して水蒸気となり、原燃料ガスと混合されて混合ガス供給管１１２に流入する。混合ガス供給管１１２に流入した混合ガスは、改質器１２０において水素を豊富に含む燃料ガスに改質される。改質器１２０において改質された燃料ガスは、燃料ガス供給管６４、マニホールド６６を通って、各燃料電池セルユニット１６の内部に流入する。
【００５７】
一方、発電用の空気は、発電用空気導入管７４から、モジュールケース８上部の空気通路１６１ａに流入して加熱された後、モジュールケース８側面の空気通路１６１ｂに流入する。空気通路１６１ｂに流入した空気は、モジュールケース８側面の吹出口８ｆから発電室１０内に流入する。発電室１０内に流入した空気は、各燃料電池セルユニット１６の内部に流れる燃料ガスとの間で発電反応を起こし、電荷が生成される。発電に使用されずに残った燃料ガスは、各燃料電池セルユニット１６の先端で燃焼され、燃焼室１８内で排気ガスが生成される。
【００５８】
生成された排気ガスは、燃焼室１８上方の改質器１２０を加熱した後、排気通路１７３及び排気ガス導入口１７２ａを通りながら、空気通路１６１ａ内の発電用の空気を加熱する。排気ガス導入口１７２ａを通過した排気ガスは、排気口１１１を通って蒸発器１４０の下層に流入して、上層に供給された水を加熱する。蒸発器１４０の下層を通過した排気ガスは、排気ガス排出管８２を通って燃焼触媒器２００に流入する。燃焼触媒器２００において浄化された排気ガスは、排ガス放出管２０２から排出される。
【００５９】
次に、図７乃至図９を参照して、モジュールケース８の周囲に配置された板状の断熱材７の固定構造を説明する。
図７は、モジュールケースが板状の断熱材によって囲まれている状態を示す斜視断面図である。図８は、板状の断熱材が一部の固定部材で固定された状態を示す斜視図である。図９は、板状の断熱材が全ての固定部材で固定された状態を示す斜視図である。
【００６０】
図７に示すように、複数の燃料電池セルユニット１６を収容しているモジュールケース８は、その周囲を複数の板状の断熱材７によって囲まれている。また、モジュールケース８と各板状の断熱材７の間の空間には、ブロック状の断熱材７ａが配置されている。ブロック状の断熱材７ａは、ヒュームドシリカ製の断熱材であり、モジュールケース８等と外側の板状の断熱材７との間の隙間を充填している。板状の断熱材７もヒュームドシリカ製であるが、表面がガラスクロスの形状保持シートで被覆されている。ヒュームドシリカ製の断熱材を形状保持シートで被覆して強化することにより、本実施形態のように、断熱材７を最外層の外装材として使用することが可能になる。
【００６１】
さらに、モジュールケース８の側方（４方向）、上方、及び下方に夫々配置された６枚の平らな板状の断熱材７は直方体を形成し、この直方体の底面にはトレー６ａが配置され、残りの各稜線に沿って延びるように固定部材６ｂ乃至６ｉが夫々配置されている。各固定部材６ｂ乃至６ｉは、Ｌ字型断面の細長い金属部材であり、直方体の稜線で接触している２枚の断熱材７の縁部を覆うように配置されている。さらに、トレー６ａ及び各固定部材６ｂ乃至６ｉは、その端部（直方体の角部）において相互に連結されており、これにより、各板状の断熱材７はモジュールケース８の周囲の所定の位置に保持されている。
【００６２】
次に、図８に示すように、板状の断熱材７によって囲まれたモジュールケース８からは、複数の配管や電気配線等が外部に引き出されている。即ち、モジュールケース８の一方の側面から、水供給配管６２（図３）、原料供給配管６３（図３）、ヒータ１５７（図３）の両端の電極、発電用空気導入管７４（図２）、排ガス放出管２０２（図２）、点火装置８３（図２）、及び発電室温度センサ配置用のパイプ１４６（図２）が突出しており、これらのうちの幾つかが側面に配置された１枚の板状の断熱材７を貫通して外部に露出している。また、モジュールケース８の上面からは水添脱硫器用水素取出管６５（図２）が突出しており、これが上面に配置された板状の断熱材７を貫通して外部に露出している。
【００６３】
これらの突出物のうち、水供給配管６２及び原料供給配管６３は、上面に配置された断熱材７に設けられた切欠１８０ａ、１８０ｂを通って外部に露出している。また、ヒータ１５７の電極、及び発電用空気導入管７４は、上面に配置された断熱材７と側面に配置された断熱材７との間の隙間１８２を通って外部に露出している。さらに、排ガス放出管２０２、点火装置８３及びパイプ１４６は、側面に配置された断熱材７に夫々形成された貫通穴１８４ａ、１８４ｂを通って外部に露出している。また、水添脱硫器用水素取出管６５は、上面に配置された断熱材７に形成された貫通穴１８６を通って外部に露出している。
【００６４】
これに加えて、側面に配置された断熱材７には、挿通口１８８が設けられている。この挿通口１８８は、燃焼室温度センサ１４４ａを配置するための金属製のパイプ１４４と整合する位置に形成されている（図７）。断熱材７が配置された後、挿通口１８８を介して燃焼室温度センサ１４４ａが挿入される。燃焼室温度センサ１４４ａは、挿通口１８８と整合して配置されている金属製のパイプ１４４の閉鎖した先端に配置され、挿通口１８８からは、燃焼室温度センサ１４４ａから延びる貫通部品であるリード線１９０が引き出される。
【００６５】
同様に、上面に配置された断熱材７には、挿通口１９２が設けられている。この挿通口１９２は、改質器温度センサ（図示せず）を配置するための金属製のパイプ（図示せず）と整合する位置に形成されている。断熱材７が配置された後、挿通口１９２を介して改質器温度センサが挿入される。改質器温度センサは、挿通口１９２と整合して配置されている金属製のパイプの閉鎖した先端に配置され、挿通口１９２からは、改質器温度センサから延びる貫通部品であるリード線１９４が引き出される。
【００６６】
また、蒸発器温度センサ（図示せず）を配置するための金属製のパイプ６９（図２）は、側面に配置された断熱材７と上面に配置された断熱材７の隙間１８２と整合する位置に配置されている。蒸発器温度センサは、各断熱材７が配置された後、隙間１８２を介してパイプ６９の中に挿入され、隙間１８２からは、蒸発器温度センサから延びる貫通部品であるリード線１９６が引き出される。
【００６７】
図９に示すように、モジュールケース８の周囲に配置された各断熱材７の外側にトレー６ａ及び各固定部材６ｂ乃至６ｉが配置され、各断熱材７が所定位置に保持される。
トレー６ａは、４辺が上方に向けて折り曲げられた金属製の板であり、この上に、断熱材７で囲まれたモジュールケース８が配置される。
固定部材６ｂ乃至６ｅは、トレー６ａの４隅から鉛直に立ち上がるＬ字型断面の細長い部材である。固定部材６ｂ乃至６ｅは、モジュールケース８の各側面に配置された板状の断熱材７の縁部を覆うように稜線に沿って配置される。
【００６８】
固定部材６ｆ及び６ｇは、モジュールケース８の上方に配置された断熱材７の、向かい合う長辺に沿って配置されたＬ字型断面の細長い部材であり、上方に配置された断熱材７と側面に配置された断熱材によって形成される稜線に沿って配置されている。
【００６９】
固定部材６ｈは、モジュールケース８の上方に配置された断熱材７の、１つの短辺に沿って配置されるＬ字型断面の細長い部材である。固定部材６ｈの両端部は、長辺に沿って配置された固定部材６ｆ及び６ｇの端部に、夫々ねじ止めされ連結されている。この固定部材６ｈを配置することにより、上面の断熱材７と側面の断熱材７との間の隙間１８２（図７）が覆われる。また、上面の断熱材７に設けられた切欠１８０ａ、１８０ｂ（図７）も、固定部材６ｈにより覆われる。さらに、固定部材６ｈには、上記の隙間１８２及び切欠１８０ａ、１８０ｂから突出しているヒータ１５７の端子、発電用空気導入管７４、水供給配管６２、及び原料供給配管６３を夫々通すための穴が設けられている。
【００７０】
また、隙間１８２を通して外部に引き出されている蒸発器温度センサ（図示せず）から延びるリード線１９６は、側面の断熱材７の表面と固定部材６ｈの裏面の間から外部に引き出される。さらに、隙間１８２には綿状の断熱材（図示せず）が詰め込まれ、側面の断熱材７と上面の断熱材７の間の隙間を埋めることにより、モジュールケース８からの熱の消散が抑制される。固定部材６ｈを取り付けることにより、詰め込んだ綿状の断熱材の脱落、及びパイプ６９（図２）の中に挿入された蒸発器温度センサ（図示せず）の脱落が防止される。なお、固定部材６ｈの幅は、引き出されたリード線１９６が外部に露出可能な寸法形状に構成されている。このように、リード線１９６を外部に露出させることにより、固定部材６ｈを取り付けた後でも、蒸発器温度センサ（図示せず）が取り付けられていることを認識することができる。
【００７１】
また、固定部材６ｉは、モジュールケース８の上方に配置された断熱材７の、固定部材６ｈとは反対側の短辺に沿って配置される部材である。固定部材６ｉは、他の固定部材と同様のＬ字型断面の細長い部材に、「コ」の字型の塞口用延出部１９８を一体に形成した形態であり、全体としては長方形の「ロ」の字型の薄板である。換言すれば、固定部材６ｉは、Ｌ字型断面の固定部材に、その両端部を接続するように延びる「コ」の字型の塞口用延出部１９８が一体に形成された形態を有する。固定部材６ｉの、下方に向けてＬ字型に折り曲げられた部分が、側面の断熱材７に沿うように配置される。
【００７２】
固定部材６ｉの各短辺（「コ」の字型の塞口用延出部１９８の両側の辺）は、固定部材６ｆ及び６ｇと重なるように配置され、これらの固定部材とねじ止めにより連結されている。また、「コ」の字型の塞口用延出部１９８の中央の辺には、水添脱硫器用水素取出管６５を突出させるための穴が形成されている。また、塞口用延出部１９８の中央の辺は、上方に配置された断熱材７に設けられた挿通口１９２を覆うように配置される。
【００７３】
挿通口１９２を通して外部に引き出されている改質器温度センサ（図示せず）から延びるリード線１９４は、上面の断熱材７の表面と塞口用延出部１９８の裏面の間から外部に引き出される。ここで、断熱材７に設けられた挿通口１９２は、改質器温度センサ（図示せず）を挿入することができる大きさに形成されているのに対し、挿通口１９２から引き出されるリード線１９４は細く、挿通口１９２とリード線１９４の間には大きな隙間ができる。この隙間には綿状の断熱材（図示せず）が詰め込まれており、モジュールケース８からの熱の消散が抑制される。
【００７４】
挿通口１８６を覆うように固定部材６ｉ（塞口用延出部１９８）を取り付けることにより、綿状の断熱材の脱落、及び改質器温度センサ（図示せず）の抜けが防止される。なお、塞口用延出部１９８の幅は、引き出されたリード線１９４が外部に露出可能な寸法形状に構成されている。このように、リード線１９４を外部に露出させることにより、固定部材６ｉを取り付けた後でも、改質器温度センサ（図示せず）が取り付けられていることを認識することができる。
【００７５】
固定部材６ｂは、モジュールケース８の側面に配置された２枚の板状の断熱材７の縁部を覆うように、縦方向の稜線に沿って配置されている。固定部材６ｂは、直角に突出するように形成された長方形の塞口用延出部１９９を備えており、この塞口用延出部１９９によって、断熱材７に設けられた挿通口１８８が覆われる。挿通口１８８を通して外部に引き出されている燃焼室温度センサ１４４ａ（図２）から延びるリード線１９０は、側面の断熱材７の表面と塞口用延出部１９９の裏面の間から外部に引き出される。
なお、側面の断熱材７には、発電室温度センサ（図示せず）が挿入されたパイプ１４６（図２）も貫通しているが、このパイプ１４６は基端部が封止されているため、パイプ１４６の外側を塞口用延出部等により閉塞しなくとも、このパイプ１４６介して消散される熱は比較的少ない。
【００７６】
また、挿通口１８８は、燃焼室温度センサ１４４ａを挿入することができる大きさに形成されている一方、リード線１９０は細く、挿通口１８８とリード線１９０の間の隙間には綿状の断熱材（図示せず）が詰め込まれている。挿通口１８８を覆うように固定部材６ｂ（塞口用延出部１９９）を取り付けることにより、綿状の断熱材の脱落、及び燃焼室温度センサ１４４ａの脱落が防止される。なお、塞口用延出部１９９の幅は、引き出されたリード線１９０が外部に露出可能な寸法形状に構成されている。このように、リード線１９０を外部に露出させることにより、固定部材６ｂを取り付けた後でも、燃焼室温度センサ１４４ａが取り付けられていることを認識することができる。
【００７７】
本発明の実施形態の固体酸化物形燃料電池装置１によれば、断熱材７を保持する固定部材６ｂに塞口用延出部１９９が設けられ、固定部材６ｉに塞口用延出部１９８が設けられ、これらにより挿通口１９２、１８８が閉塞されるので、各挿通口を閉塞するための専用の部品を省略することが可能になる。これにより、部品点数の大幅な増加や、組み立て工数の増加を防止することができる。
【００７８】
また、本実施形態の固体酸化物形燃料電池装置１によれば、塞口用延出部１９８が固定部材６ｉの両端部を接続するように延びるコの字型の部分として形成されるので、閉塞すべき挿通口１９２が、固定部材６ｉが配置されている稜線から遠い位置にある場合でも、挿通口１９２を確実に閉塞することができる。
【００７９】
さらに、本実施形態の固体酸化物形燃料電池装置１によれば、塞口用延出部１９８、１９９が、貫通部品であるリード線１９４、１９０が外部に露出する寸法及び形状に構成されているので、センサの取り付け忘れのようなミスを容易に発見することができ、組み立て作業時間のロスを抑制することができる。
【００８０】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、貫通部品としてリード線が引き出されていたが、他の部品を引き出した挿通口の閉塞に本発明を適用することもできる。また、上述した実施形態においては、断熱材を配置した後、リード線を有する温度センサが挿入されていたが、断熱材を配置する前から突出していた貫通部品を引き出した挿通口を閉塞するために本発明を適用することもできる。
【００８１】
なお、好ましい構成態様として、本発明を次のように構成することもできる。
１．燃料ガスと酸化剤ガスとにより発電を行う燃料電池セルを複数備えた固体酸化物形燃料電池装置であって、
前記燃料電池セルを内部に収容した箱形のモジュールケースと、
前記モジュールケースの周囲を囲むように配置された複数の板状の断熱材と、
前記断熱材各々が前記モジュールケースの周囲に保持されるように、前記モジュールケースを囲んでいる前記各断熱材によって形成される稜線に沿って配置された複数の固定部材と、
を有し、
前記断熱材は、その板状の形状が保持されるように形状保持シートによって被覆されていると共に、前記モジュールケースから前記断熱材の外部へ延びる貫通部品を通すための挿通口が設けられ、
前記固定部材は接触している２枚の前記断熱材の縁部を覆うように取り付けられる概ねＬ字型断面の部材であると共に、前記固定部材のうちの少なくとも１つは、前記挿通口を閉塞するように延びる塞口用延出部を備えている、ことを特徴とする固体酸化物形燃料電池装置。
２．前記塞口用延出部は、前記固定部材の両端部を接続するように延びるコの字型の部分である上記１記載の固体酸化物形燃料電池装置。
３．前記塞口用延出部は、覆っている前記挿通口を貫通して延びる前記貫通部品を外部に露出させる寸法及び形状に構成されている、上記１又は２に記載の固体酸化物形燃料電池装置。
【符号の説明】
【００８２】
１  固体酸化物形燃料電池装置
２  燃料電池モジュール
４  補機ユニット
６ａ  トレー
６ｂ  固定部材
６ｃ  固定部材
６ｄ  固定部材
６ｅ  固定部材
６ｆ  固定部材
６ｇ  固定部材
６ｈ  固定部材
６ｉ  固定部材
７  断熱材
７ａ  断熱材
８  モジュールケース
８ａ  天板
８ｂ  側板
８ｃ  底板
８ｄ  閉鎖側板
８ｅ  閉鎖側板
８ｆ  吹出口
１０  発電室
１２  燃料電池セル集合体
１４  燃料電池セルスタック
１６  燃料電池セルユニット
１８  燃焼室
２４  水供給源
２６  純水タンク
２８  水流量調整ユニット
３０  燃料供給源
３２  ガス遮断弁
３６  脱硫器
３８  燃料流量調整ユニット
３９  バルブ
４０  空気供給源
４２  電磁弁
４４  改質用空気流量調整ユニット
４５  発電用空気流量調整ユニット
５０  温水製造装置
５２  制御ボックス
５４  インバータ
６２  水供給配管
６３  原料供給配管
６４  燃料ガス供給管
６４ａ  水平部
６４ｂ  燃料供給孔
６５  水添脱硫器用水素取出管
６６  マニホールド
６８  下支持板
６９  パイプ
７４  発電用空気導入管
８２  排気ガス排出管
８３  点火装置
８４  燃料電池セル
８６  内側電極端子
８８  燃料ガス流路
９０  内側電極層
９０ａ  上部
９０ｂ  外周面
９０ｃ  上端面
９２  外側電極層
９４  電解質層
９６  シール材
９８  燃料ガス流路細管
１００  上支持板
１０２  集電体
１０２ａ  燃料極用接続部
１０２ｂ  空気極用接続部
１０４  外部端子
１１１  排気口
１１２  混合ガス供給管
１２０  改質器
１２０Ａ  混合ガス受入部
１２０Ｂ  改質部
１２０Ｃ  ガス排出部
１２０ａ  混合ガス供給口
１２０ｂ  貫通孔
１２１  上側ケース
１２２  下側ケース
１２３ａ  仕切り板
１２３ｂ  仕切り板
１３０  排気ガス誘導部材
１３１  下部誘導板
１３１ａ  凸状段部
１３２  上部誘導板
１３２ａ  凹部
１３３  連結板
１３５  ガス溜
１４０  蒸発器
１４４  パイプ
１４６  パイプ
１５４  排気ガス流路
１５７  ヒータ
１６０  空気通路カバー
１６０ａ  天板
１６０ｂ  側板
１６１ａ  空気通路
１６１ｂ  空気通路
１６２  プレートフィン
１６３  プレートフィン
１６７  開口部
１７１  排気管
１７２  排気通路
１７２ａ  排気ガス導入口
１７３  排気通路
１７４  排気通路
１７５  プレートフィン
１８０ａ  切欠
１８０ｂ  切欠
１８２  隙間
１８４ａ  貫通穴
１８４ｂ  貫通穴
１８６  貫通穴
１８８  挿通口
１９０  リード線（貫通部品）
１９２  挿通口
１９４  リード線（貫通部品）
１９６  リード線（貫通部品）
１９８  塞口用延出部
１９９  塞口用延出部
２００  燃焼触媒器
２０２  排ガス放出管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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