(57)【要約】【課題】  複数の燃料電池セルにおいて発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤ガスとが燃焼することで発生するガスを含む排出ガスの熱を酸素含有ガス導入管に効率的に伝熱させることができる燃料電池モジュールを提供すること。【解決手段】  この燃料電池モジュールＦＣは、複数の燃料電池セル４と、複数の燃料電池セル４の他端側に所定間隔をおいて配置され、被改質ガスを改質して燃料ガスとする改質器５と、を備え、複数の燃料電池セル４側から改質器５の周囲を通過して流れるガスであって、複数の燃料電池セル４において発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤ガスとが燃焼することで発生するガスを含む排出ガスの流れを阻害するように形成された空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂを備える。【選択図】図２
2010113811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとが一端側から他端側へと流れることによって作動する複数の燃
料電池セルと、  
前記他端側において発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤ガスとが燃焼する燃焼部と、備える燃料電池モジュールであって、
前記複数の燃料電池セルの他端側の上方に配置されるとともに、前記複数の燃料電池セルへ供給される酸化剤ガスを送る酸素含有ガス導入管と、
前記燃料電池モジュールの容器の壁面よりも内側に配置され、前記酸素含有ガス導入管よりも外側に配置される壁部と、を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項２】
前記壁部は前記酸素含有ガス導入管が位置するよりも上方まで配置されることを特徴とする請求項1記載の燃料電池モジュール。
【請求項３】
前記壁部は、前記複数の燃料電池セルへと流れ込む酸化剤ガスの流路の一部によって形成され、前記酸素含有ガス導入管と連通することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の燃料電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルへ供給される酸素含有ガス導入管への熱付与向上に考慮した燃料電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ガスと酸化剤ガスとが一端側から他端側へと流れることによって作動する複数の燃
料電池セルを含む燃料電池モジュールにおいては、外部から被改質ガスとしての都市ガス
等が供給され、その都市ガス等を改質触媒が収められた改質器に導入し、水素リッチな燃
料ガスに改質した後に複数の燃料電池セルへと供給している。
【０００３】
下記特許文献１に記載の技術は、例えば負荷追従運転を行った場合に生じる出力低下に
伴う改質器温度の低下に起因する改質効率の低下を解決するためのものである。下記特許
文献１ではこの課題を解決するために、改質器に燃料電池セル側に延びる伝熱板を設けて
いる。この伝熱板によって、燃料電池セルの輻射熱を改質器に伝熱させることで、改質器
の温度を高温に維持している。伝熱板は、改質器の燃料電池セルへ向かう方向と交わる方
向（幅方向）において、互いに離れた位置となるように一対設けられている。また、伝熱
板は改質器の側面に取り付けられている（下記特許文献１の図３参照）。
【０００４】
また、排ガスに関して記載がある燃料電池モジュールとしては、下記特許文献２に
記載されているようなものも提案されている。
【特許文献１】特開２００８−３４２０５号公報
【特許文献２】特開２００３−１０９６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、セルへ供給される酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入管を燃焼部に配置させ、酸素含有ガスの温度を向上させる考え方はあった。
ただし特許文献１のように単に酸素含有ガス導入管を燃焼部に配置させるのみであった。
【０００６】
そこで本発明では、酸素含有ガス導入管に燃焼部の排出ガスの熱を効果的に付与させることができる燃料電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係る燃料電池モジュールは、燃料ガスと酸化剤ガスとが一端側から他端側へと流れることによって作動する複数の燃料電池セルと、  
前記他端側において発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤ガスとが燃焼する燃焼部と、備える燃料電池モジュールであって、
前記複数の燃料電池セルの他端側の上方に配置されるとともに、前記複数の燃料電池セルへ供給される酸化剤ガスを送る酸素含有ガス導入管と、
前記燃料電池モジュールの容器の壁面よりも内側に配置され、前記酸素含有ガス導入管よりも外側に配置される壁部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、酸素含有ガス導入管に燃焼部の排出ガスの熱を効果的に付与させることができる燃料電池モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を実施するための最良の形態を説明するのに先立って、本発明の作用効果につい
て説明する。
【００１０】
本発明に係る燃料電池モジュールは、燃料ガスと酸化剤ガスとが一端側から他端側へと流れることによって作動する複数の燃料電池セルと、  
前記他端側において発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤ガスとが燃焼する燃焼部と、備える燃料電池モジュールであって、
前記複数の燃料電池セルの他端側の上方に配置されるとともに、前記複数の燃料電池セルへ供給される酸化剤ガスを送る酸素含有ガス導入管と、
前記燃料電池モジュールの容器の壁面よりも内側に配置され、前記酸素含有ガス導入管よりも外側に配置される壁部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、そのように配置された壁部により、複数の燃料電池セルにおいて発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスと残余の酸化剤ガスとが燃焼することで発生するガスを含む排出ガスが、酸素含有ガス導入管よりも外側へ行かなくなる。よって酸素含有ガス導入管側へと流れ込むので、その燃焼部の排出ガスの熱を酸素含有ガス導入管側へと効率的に伝熱させることができる。
【００１２】
また、本発明に係る燃料電池モジュールでは、前記壁部は前記酸素含有ガス導入管が位置するよりも上方まで配置されることも好ましい。
【００１３】
壁部が酸素含有ガス導入管よりも高い位置まで配置され、延在されることにより酸素含有ガス導入管全体、言い換えると酸素含有ガス導入管の高さ方向全ての横に壁部が位置することとなる。よって排出ガスの熱をさらに効果的に伝熱することができる。
【００１４】
また、壁部は、複数の燃料電池セルへと流れ込む酸化剤ガスの流路の一部によって形成され、前記酸素含有ガス導入管と連通されていることも好ましい。
【００１５】
この態様によれば酸素含有ガス導入管に排出ガスの熱を伝熱できるばかりでなく、壁部自体も排出ガスの熱を得ることができ、効果的に酸素含有ガスへ排出ガスの熱を伝熱することができる。
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明する。説明の理
解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を
付して、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明に係る燃料電池モジュールの一実施形態である燃料電池モジュールＦＣ
を示す斜視図であって、カバー部材を取り外した状態を示す図である。図２は、燃料電池
モジュールＦＣの断面図であって、図１の矢印Ａ方向において、燃料電池モジュールＦＣ
の中央近傍における断面図である。図３は、燃料電池モジュールＦＣの断面図であって、
図１の矢印Ｂ方向において、燃料電池モジュールＦＣの中央近傍における断面図である。
尚、図２及び図３においては、断面のハッチングを省略している。
【００１８】
カバー部材（図１，３に明示しない。図２にその外形を二点鎖線で示す）は、正面側の
側壁と、長手方向の一対の側壁と、背面側の側壁と、天井とによって直方体状に形成され
る。各側壁の下端部には、フランジ部が形成され、そのフランジ部をベース部材２に当接
させることで、カバー部材とベース部材２とによって密閉される空間が形成されている。
カバー部材とベース部材２とはボルト（図示しない）によって固定され、そのボルトがカ
バー部材に設けられた取り付け穴を貫通し、ベース部材２に設けられた取り付け穴２ａを
貫通することで固定されている。なおここで本実施形態では長手方向の一対の側壁が燃料電池モジュールの容器の壁面に相当する。
【００１９】
カバー部材とベース部材２とによって形成される内部空間は、仕切り板１５によって二
つの空間に分離されている。仕切り板１５によって分離されている空間の内、燃料電池セ
ルスタック４００が配置されている空間が発電室１６である。仕切り板１５によって分離
されている空間の内、他方の空間が排気ガス室１７である。尚、カバー部材の内壁面と仕
切り板１５とは、直接若しくは何らかの密着用部材（例えば、可撓性のある薄板部材）を
介して間接的に密着している。
【００２０】
仕切り板１５は、ベース部材２に設けられた支持部材１５ａに戴置され、ベース部材２
と所定距離を保って保持されている。支持部材１５ａは、仕切り板１５を長手方向の両端
において支持するように一対設けられている。従って、一対の支持部材１５ａ，１５ａ間
には隙間１５ｂが形成されている。カバー部材の壁面に設けられた排気ガス通路（図示し
ない）を通った排出ガスは、この隙間１５ｂから排気ガス室１７へと導入される。
【００２１】
仕切り板１５にはガスタンク３が載置されている。ガスタンク３には、燃料電池セルス
タック４００が１０個並べて配置されており、ガスタンク３から燃料ガスが、それぞれの
燃料電池セルスタック４００を構成する燃料電池セル４に供給される。
【００２２】
より具体的には、ガスタンク３の上面には、燃料電池セルスタック４００の下支持板４
００ｂとほぼ同じ形状の開口部（図示しない）が設けられており、その開口部に下支持板
４００ｂを密接させてガスタンク３と各燃料電池セルスタック４００とが接続されている
。従って、燃料電池セルスタック４００を構成する燃料電池セル４は、その先端部分を上
部側に向けてガスタンク３に立設されている。
【００２３】
各燃料電池セル４は、管状であり、燃料電池セル４の管内を燃料電池セル４の一方の端
部から他方の端部へと流れるガスと、その管外を一方の端部から他方の端部へと流れるガ
スの作用により作動する。本実施形態では、燃料電池セル４の管内を流れるガスは、水素
又は炭化水素燃料等を改質した改質ガス等の燃料ガスであり、燃料電池セル４の管外を流
れるガスは、酸素を含む空気等の酸化剤ガスである。
【００２４】
ここで、燃料電池セル４を含む燃料電池セルユニット３０について、図４を参照しなが
ら説明する。図４に示すように、燃料電池セルユニット３０は、燃料電池セル４によって
形成され且つ上下方向に延びる管状構造体であり、円筒形の燃料電池セル４と、燃料電池
セル４の一方の端部４ａに取付けられた内側電極端子４０と、他方の端部４ｂに取付けら
れた外側電極端子４２と、を有している。
【００２５】
燃料電池セル４は、円筒形の内側の電極層４４と、円筒形の外側の電極層４８と、これ
らの電極層４４、４８の間に配置された円筒形の電解質層４６と、内側の電極層４４の内
側に構成される貫通流路５０とを有している。また、燃料電池セル４の一方の端部４ａに
、内側の電極層４４が電解質層４６及び外側の電極層４８に対して露出した内側電極露出
周面４４ａと、電解質層４６が外側の電極層４８に対して露出した電解質露出周面４６ａ
とが設けられている。燃料電池セル４の他方の端部４ｂは、外側の電極層４８が露出した
外側電極露出周面４８ａによって構成されている。貫通流路５０は、燃料ガス流路として
機能する。内側電極露出周面４４ａは、内側の電極層４４と電気的に通じる内側電極外周
面でもある。外側電極露出周面４８ａは、外側の電極層４８と電気的に通じる外側電極外
周面でもある。
【００２６】
内側の電極層４４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トとの混合体、の少なくとも一種か
ら形成される。電解質層４６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。外側の電極層４８は、例えば、Ｓｒ、Ｃａから選ばれる少なく
とも一種をドープしたランタンマンガナイト、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれる少な
くとも一種をドープしたランタンフェライト、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれる少な
くとも一種をドープしたサマリウムコバルト、銀、などの少なくとも一種から形成される
。この場合、内側の電極層４４が燃料極になり、外側の電極層４８が空気極になる。内側
の電極層４４の厚さは、例えば、１ｍｍであり、電解質層４６の厚さは、例えば、３０μ
ｍであり、外側の電極層４８の厚さは、例えば、３０μｍであり、その外径は、例えば、
１〜１０ｍｍである。
【００２７】
内側電極端子４０は、内側電極露出周面４４ａを全周にわたって外側から覆うように配
置され且つそれと電気的に接続された本体部分４０ａと、本体部分４０ａから燃料電池セ
ル４の長手方向に延びる管状部分４０ｂとを有している。本体部分４０ａ及び管状部分４
０ｂは、円筒形であり且つ同心に配置され、管状部分４０ｂの管径は、本体部分４０ａの
管径よりも細くなっている。管状部分４０ｂは、貫通流路５０と連通し且つ外部と通じる
接続流路４０ｃを有している。本体部分４０ａと管状部分４０ｂとの間の段部４０ｄは、
内側の電極層４４の端面４４ｂと当接している。
【００２８】
外側電極端子４２は、外側電極露出周面４８ａを全周にわたって外側から覆うように配
置され且つそれと電気的に接続された本体部分４２ａと、本体部分４２ａから燃料電池セ
ル４の長手方向に延びる管状部分４２ｂとを有している。本体部分４２ａ及び管状部分４
２ｂは、円筒形であり且つ同心であり、管状部分４２ｂの管径は、本体部分４２ａの管径
よりも細くなっている。管状部分４２ｂは、貫通流路５０と連通し且つ外部と通じる接続
流路４２ｃを有している。本体部分４２ａと管状部分４２ｂとの間の段部４２ｄは、環状
の絶縁部材５２を介して外側の電極層４８、電解質層４６及び内側の電極層４４の端面４
４ｃと当接している。
【００２９】
内側電極端子４０の全体形状と外側電極端子４２の全体形状とは同一である。また、内
側電極端子４０と燃料電池セル４、及び、外側電極端子４２と燃料電池セル４とは、その
全周にわたって導電性のシール材５４によってシールされ且つ固定されている。シール材
５４は、例えば、銀、銀とガラスの混合物、金、ニッケル、銅、チタンなどを含む各種ロ
ウ材である。
【００３０】
内側電極端子４０の接続流路４０ｃ、燃料電池セル４の貫通流路５０、及び外側電極端
子４２の接続流路４２ｃは、燃料電池セルユニット３０の管内流路３０ｃを構成する。
【００３１】
続いて、燃料電池セルユニット３０を含む燃料電池セルスタック４００について、図５
を参照しながら説明する。燃料電池セルスタック４００は、１６本の燃料電池セルユニッ
ト３０と、上支持板４００ａと、下支持板４００ｂと、接続部材４００ｃと、外部端子４
００ｄとを備えている。
【００３２】
上支持板４００ａ及び下支持板４００ｂは矩形であり、それぞれ、燃料電池セルユニッ
ト３０を２列×８行で支持するように燃料電池セルユニット３０の管状部分４０ｂ、４２
ｂに嵌合する貫通孔（図に明示しない）を有している。上支持板４００ａ及び下支持板４
００ｂは、電気絶縁性材料で形成されており、例えば、耐熱性のセラミックスで形成され
ている。具体的には、アルミナ、ジルコニア、スピネル、フォルステライト、マグネシア
、チタニアなどを用いることが好ましい。
【００３３】
１６本の燃料電池セルユニット３０は、それらが電気的に直列に接続されるように配列
されている。詳細には、燃料電池セルユニット３０は、隣接した燃料電池セルユニット３
０の内側電極端子４０が交互に上側及び下側に配置されるように配列されている。更に、
１６本の燃料電池セルユニット３０を電気的に直列に接続するための接続部材４００ｃが
設けられている。接続部材４００ｃは、隣接した１つの内側電極端子４０と１つの外側電
極端子４２とを電気的に接続する。直列に接続された１６本の燃料電池セルユニット３０
の両端部の内側電極端子４０及び外側電極端子４２にはそれぞれ、外部と電気的な接続を
行うための外部端子４００ｄが設けられている。接続部材４００ｃ、外部端子４００ｄは
、例えば、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属や、ランタンク
ロマイトなどのセラミック材料で形成される。各燃料電池セルスタック４００の外部端子
４００ｄは電気的に直列に接続されていて、その両端には電極棒１３，１４に接続されて
いる。
【００３４】
図４及び図５を参照しながら説明したように、燃料電池セルスタック４００において、
燃料電池セルユニット３０の内側電極端子４０が設けられている端部４ａと外側電極端子
４２が設けられている端部４ｂとは上下交互になるように配置されている。
【００３５】
ここで、図１〜３に戻り、燃料電池モジュールＦＣの説明を続ける。本実施形態では、
燃料電池セルスタック４００の上方に位置するように、改質器５が配置されている。改質
器５には、配管６Ｃと配管６Ｄとが繋がれていて、これらの配管６Ｃ及び配管６Ｄによっ
て、改質器５は燃料電池セルスタック４００と所定間隔をおいて上方に位置するように保
持されている。配管６Ｃは、改質器５に被改質ガスとしての都市ガス、空気、及び水蒸気
を供給するための配管であって、仕切り板１５に対して立設されている。配管６Ｄは、改
質器５において改質された燃料ガスをガスタンク３に供給するための配管であって、ガス
タンク３に対して立設されている。
【００３６】
配管６Ｃを通して改質器５に供給される都市ガス及び空気は、被改質ガス供給管６Ａを
通って燃料電池モジュールＦＣ内に導入される。また、配管６Ｃを通して改質器５に供給
される水蒸気は、水蒸気供給管６Ｂを通って燃料電池モジュールＦＣ内に導入される。被
改質ガス供給管６Ａ及び水蒸気供給管６Ｂは、仕切り板１５を挟んで配管６Ｃとは反対側
に設けられている混合室１５ｃに繋がっている。被改質ガス供給管６Ａから供給される都
市ガス及び空気と、水蒸気供給管６Ｂから供給される水蒸気とは、この混合室１５ｃにお
いて混合され、配管６Ｃへと供給される。
【００３７】
図１〜３には明示しないが本実施形態では、被改質ガス供給管６Ａと水蒸気供給管６Ｂ
とのそれぞれに電磁弁が取り付けられていて、それぞれの電磁弁は制御部としてのＣＰＵ
から出力される指示信号に応じて開閉し、改質器５に供給する被改質ガスと空気と水蒸気
の比率を変更可能なように構成されている。
【００３８】
改質器５に導入された被改質ガスとしての都市ガス（水蒸気が混合されている場合もあ
り）及び空気（被改質ガスのみの場合もあり）は、改質器５内に収められている改質触媒
によって改質される。改質された燃料ガスは、配管６Ｄを通ってガスタンク３へと供給さ
れる。改質器５に対して配管６Ｃが繋がっている部分と、改質器５に対して配管６Ｄが繋
がっている部分とは、長手方向において一端近傍と他端近傍とに引き離されている。これ
によって、改質器５に供給された燃料ガス及び空気は改質触媒に十分に触れることが可能
となる。
【００３９】
改質器５には、改質触媒が封入されている。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、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。これらの改質触媒は球体である。
【００４０】
本実施形態では、改質器５及び各燃料電池セルスタック４００を覆うように、流路部材
７が設けられている。流路部材７は、空気流路外壁７１，７２と、空気分配室７３と、空
気集約室７４，７５と、空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂと、外壁７８，７９
を有している。流路部材７は、長手方向に空気流路外壁７１，７２が、短手方向に外壁７
８，７９が、それぞれ配置され、それらの部材によって箱状となるように形成されている
。流路部材７は、改質器５及び各燃料電池セルスタック４００を覆うように、仕切り板１
５に立設されている。続く説明では、流路部材７の仕切り板１５に当接する側を下方とし
、その下方と反対側を上方として説明する。ここで空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂが本願での酸素含有ガス導入管に相当する。
【００４１】
空気分配室７３は、外壁７９の外側上方に取り付けられている。すなわち、空気分配室
７３は、空気流路外壁７１，７２と外壁７８，７９とによって形成される箱状体の外側且
つ短手側の上方に取り付けられている。空気分配室７３には、空気供給管７Ａが繋がれて
おり、酸化剤ガスとしての空気が供給される。空気分配室７３には、空気流路管７６ａ，
７６ｂ，７７ａ，７７ｂも繋がれている。
【００４２】
空気流路管７６ａ，７６ｂは、空気流路外壁７１，７２と外壁７８，７９とによって形
成される箱状体の内側且つ長手側の上方に、空気流路外壁７１に沿うように配置されてい
る。空気流路管７６ａは、空気流路外壁７１側に、空気流路管７６ｂは、空気流路管７６
ａよりも内側に、それぞれ配置されている。空気流路管７６ａ，７６ｂの一端は外壁７９
を貫通して空気分配室７３に繋がれており、他端は空気集約室７４に繋がれている。従っ
て、空気分配室７３に流入した空気は、空気流路管７６ａ，７６ｂを通り、空気集約室７
４へと流れ込んで再合流する。
【００４３】
空気流路管７７ａ，７７ｂは、空気流路外壁７１，７２と外壁７８，７９とによって形
成される箱状体の内側且つ長手側の上方に、空気流路外壁７２に沿うように配置されてい
る。空気流路管７７ａは、空気流路外壁７２側に、空気流路管７７ｂは、空気流路管７７
ａよりも内側に、それぞれ配置されている。空気流路管７７ａ，７７ｂの一端は外壁７９
を貫通して空気分配室７３に繋がれており、他端は空気集約室７５に繋がれている。従っ
て、空気分配室７３に流入した空気は、空気流路管７７ａ，７７ｂを通り、空気集約室７
５へと流れ込んで再合流する。
【００４４】
空気集約室７４，７５は、外壁７８の内側上方に取り付けられている。すなわち、空気
集約室７４，７５は、空気流路外壁７１，７２と外壁７８，７９とによって形成される箱
状体の内側且つ短手側の上方に取り付けられている。空気集約室７４は空気流路外壁７１
と密着するように配置されており、空気集約室７４に流れ込んだ空気は空気流路外壁７１
へと流れ出すように構成されている。一方、空気集約室７５は空気流路外壁７２と密着す
るように配置されており、空気集約室７５に流れ込んだ空気は空気流路外壁７２へと流れ
出すように構成されている。
【００４５】
空気流路外壁７１，７２は、それぞれが二重壁構造となっていて、それぞれの内部を空
気が流れることができるように構成されている。より具体的には、空気流路外壁７１は、
上方から三室に分割された構造となっており、上方から順に、第一室７１１、第二室７１
２、第三室７１３として形成されている。空気集約室７４から流れ込んだ空気は、第一室
７１１に流れ込んだ後、第二室７１２に流れ込み、その後第三室７１３に流れ込む。同様
に、空気流路外壁７２も、上方から三室に分割された構造となっており、上方から順に、
第一室７２１、第二室７２２、第三室７２３として形成されている。空気集約室７５から
流れ込んだ空気は、第一室７２１に流れ込んだ後、第二室７２２に流れ込み、その後第三
室７２３に流れ込む。
【００４６】
第三室７１３，７２３にはそれぞれ、所定間隔をおいて複数の空気流入孔７１３ａ，７
２３ａが形成されている。空気流入孔７１３ａ，７２３ａは、燃料電池セルスタック４０
０が連設されている方向に、各燃料電池セル４間の間隙に向かう位置であって、燃料電池
セル４に対する上下方向の位置が略同一となるように、複数個形成されている。
【００４７】
空気流路外壁７１，７２に流れ込んだ空気は、空気流入孔７１３ａ，７２３ａを通って
発電室１６内の燃料電池セル４近傍へと流れ込むように構成されている。空気流入孔７１
３ａ，７２３ａを通って流れ込んだ空気は、燃料電池セル４の外側を通って各燃料電池セ
ル４の下方から上方へと流れる。各燃料電池セル４の上方に至った空気は、各燃料電池セ
ル４の管内流路を通った燃料ガスと合わせて燃焼される。
【００４８】
各燃料電池セルスタック４００の上方は、空気と燃料ガスとが混合して燃焼する燃焼部
１８となっている。燃料ガスは、ガスタンク３から、燃料電池セルユニット３０の管内流
路３０ｃを通り、燃焼部１８に向けて上昇する。また、燃料電池セル４の外側を流れる空
気も、燃焼部１８に向けて上昇する。空気流路外壁７２の燃焼部１８に対応する部分には
点火装置挿入穴７２４が設けられ、燃焼ガスと空気との燃焼を開始させるための点火装置
（図示しない）が点火装置挿入穴７２４から燃焼部１８に突出されている。この点火装置
により燃料ガスと空気とが混合して燃焼する。燃料電池セルスタック４００を構成する燃
料電池セル４は、燃焼部１８によって上方から加熱される。また、空気流入孔７１３ａ，
７２３ａを通って流れ込む空気も、上述したように空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，
７７ｂ、空気流路外壁７１，７２を通る間に、燃焼部１８における燃焼によって加熱され
る。
【００４９】
ここで、流路部材７内における排出ガスの流れについて、図６を参照しながら説明する
。図６は、流路部材７内における排出ガスの流れを説明するために、図２と同じ方向から
見た流路部材７内部の様子を模式的に示す図である。図６に示すように、各燃料電池セル
４においては、その内部を流れる燃料ガスと、その外部を流れる空気との作用によって発
電反応が行われる。その発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスと残余の空気は、各燃
料電池セル４の上端において燃焼し、その排出ガスが上方へと立ち上る。燃料電池セル４
群の上方には改質器５が配置されているので、排出ガスはこの改質器５を回避するように
更に立ち上って行く。ここで、改質器５よりも上方に何も遮蔽物がなければ、改質器５を
回避するように立ち上った排出ガスは、そのまま上方に立ち上り、改質器５の上面に回り
こむ量は極めて少ないものとなる。
【００５０】
しかしながら、本実施形態の場合、改質器５よりも上方であって、改質器５と流路部材
７の上端との間に空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂが設けられている。従って
、改質器５の両脇から上方にかけての排出ガスの流路が実質的には狭められていることに
なり、この部分において排出ガスの流れが阻害されるように構成されている。そのため、
改質器５の両脇から上方に立ち上った排出ガスは、空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，
７７ｂそれぞれの下面７６ａａ，７６ｂａ，７７ａａ，７７ｂａに当たってその流れが阻
害され、空気流路管７６ａと空気流路管７６ｂとの間や、空気流路管７６ａと空気流路外
壁７１との間、空気流路管７７ａと空気流路管７７ｂとの間、空気流路管７７ａと空気流
路外壁７２との間に流れ込む。また、残りの排出ガスは空気流路管７６ｂと空気流路管７
７ｂとの間、すなわち改質器５の上面側に流れ込む。このように改質器５の上面側に排出
ガスを流れ込ませるように構成することで、改質器５の上面に排出ガスを接触させて、改
質器５との間で熱交換を効果的に行わせることができる。
【００５１】
言い換えると、燃料電池モジュールの容器の壁面よりも内側に配置され、空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂよりも外側に配置される壁部である空気流路外壁７１，７２があることにより、燃焼部１８での熱が拡散されることを防ぎ、空気流路管へ効果的に熱を付与することができる。ここで空気流路外壁７１，７２が本願での壁部である。
さらに本実施例のように、改質器と空気流路外壁７１，７２とではさまれた空間の上方に何の障害物もない状態で空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂが配置されているので、より効果的に熱を付与することができる。
さらに本実施例では空気流路外壁７１，７２が空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂが位置するよりも上方まで配置されている。よって空気流路管が配置している高さにおいても熱の拡散を防止できており、空気流路管への熱付与に効果的に作用している。
また複数の燃料電池セルへと流れ込む酸化剤ガスの流路の一部である空気流路外壁７１，７２が壁部として機能するため、空気流路外壁自体が排出ガスの熱を得ることができるたえさらに効果的である。
また伝熱面積を増やすために空気流路管７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂにフィン等を取り付け排出ガスの熱をさらに効率的に伝えることも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】カバー部材を外して示す燃料電池モジュールの斜視図である。
【図２】図１に示す燃料電池モジュールの断面図である。
【図３】図１に示す燃料電池モジュールの断面図である。
【図４】燃料電池セルユニットを説明するための図である。
【図５】燃料電池セルスタックを説明するための図である。
【図６】本実施形態に係る燃料電池モジュールの移行部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
２：ベース部材
２ａ：穴
３：ガスタンク
４：燃料電池セル
４ａ：端部
４ｂ：端部
５：改質器
６Ａ：被改質ガス供給管
６Ｂ：水蒸気供給管
６Ｃ：配管
６Ｄ：配管
７：流路部材
７Ａ：空気供給管
１３，１４：電極棒
１５：板
１５ａ：支持部材
１５ｂ：隙間
１５ｃ：混合室
１６：発電室
１７：排気ガス室
１８：燃焼部
３０：燃料電池セルユニット
３０ｃ：管内流路
４０：内側電極端子
４０ａ：本体部分
４０ｂ：管状部分
４０ｃ：接続流路
４０ｄ：段部
４２：外側電極端子
４２ａ：本体部分
４２ｂ：管状部分
４２ｃ：接続流路
４２ｄ：段部
４４：電極層
４４ａ：内側電極露出周面
４４ｂ：端面
４４ｃ：端面
４６：電解質層
４６ａ：電解質露出周面
４８：電極層
４８ａ：外側電極露出周面
５０：貫通流路
５２：絶縁部材
５４：シール材
７１：空気流路外壁
７２：空気流路外壁
７３：空気分配室
７４：空気集約室
７５：空気集約室
７６ａ，７６ｂ，７７ａ，７７ｂ：空気流路管
７６ａａ，７６ｂａ，７７ａａ，７７ｂａ：下面
７８：外壁
７９：外壁
８０，８１：移行板
８２，８３：移行ブロック
８４：移行板
４００：燃料電池セルスタック
４００ａ：上支持板
４００ｂ：下支持板
４００ｃ：接続部材
４００ｄ：外部端子
７１１：第一室
７１２：第二室
７１３：第三室
７１３ａ，７２３ａ：空気流入孔
７２１：第一室
７２２：第二室
７２３：第三室
７２４：点火装置挿入穴
ＦＣ：燃料電池モジュール
【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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