(57)【要約】【課題】気化を安定させることができる燃料電池モジュール用気化器およびそれを備えた燃料電池モジュールを提供する。【解決手段】気化器３０は、燃焼室１１から熱を受けるように配置される燃料電池モジュール用気化器であって、気化される改質用水を収容する筐体部３１と、筐体部３１に水を供給するために筐体部３１の一方側に設けられた水供給口３３と、筐体部３１から水蒸気を排出するために筐体部３１の他方側に設けられた蒸気排出口３４とを備える。水供給口３３から蒸気排出口３４に向かう方向に水または水蒸気を流通させ、かつ、気化器３０の断面積よりも小さい断面積を有する流路３５が筐体部３１の内部に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室から熱を受けるように配置される燃料電池モジュール用気化器であって、
気化される液体を収容する筐体部と、
前記筐体部に液体を供給するために前記筐体部の一方側に設けられた液体供給口と、
前記筐体部から気体を排出するために前記筐体部の他方側に設けられた気体排出口と、
を備え、
前記液体供給口から前記気体排出口に向かう方向に液体または気体を流通させ、かつ、当該気化器の断面積よりも小さい断面積を有する流路が前記筐体部の内部に形成されている、燃料電池モジュール用気化器。
【請求項２】
前記流路が、屈曲部分を有する、請求項１に記載の燃料電池モジュール用気化器。
【請求項３】
前記流路が、ジグザグ部分を有する、請求項２に記載の燃料電池モジュール用気化器。
【請求項４】
前記流路が、前記筐体部内に配置された壁部材によって形成されている、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の燃料電池モジュール用気化器。
【請求項５】
前記流路が、前記壁部材を介して隣接した複数の流路部分を含む、請求項４に記載の燃料電池モジュール用気化器。
【請求項６】
前記壁部材が、前記液体供給口から前記気体排出口に向かう方向と交差する平面を有する、請求項４または請求項５のいずれか１項に記載の燃料電池モジュール用気化器。
【請求項７】
前記壁部材が、前記筐体部を形成する内壁面に接触している部分を有する、請求項４から請求項６までのいずれか１項に記載の燃料電池モジュール用気化器。
【請求項８】
前記壁部材が、前記筐体部を形成する内壁面から離隔した部分を有する、請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の燃料電池モジュール用気化器。
【請求項９】
前記筐体部が、前記液体供給口から前記気体排出口に向かう方向を長手方向とし、長手方向に直交する一つの方向で扁平した直方体形状を有する、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の燃料電池モジュール用気化器。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の燃料電池モジュール用気化器を備えた、燃料電池モジュール。
【請求項１１】
前記液体供給口から前記気体排出口に向かう方向がほぼ鉛直方向になるように前記燃料電池モジュール用気化器を配置した、請求項１０に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１２】
前記液体供給口から前記気体排出口に向かう方向が鉛直方向とほぼ直交する方向になるように前記燃料電池モジュール用気化器を配置した、請求項１０に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１３】
燃焼室と、
燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質器と、
前記改質器に供給される気体を生成する気化器と、
前記燃焼室内に配置され、前記改質器で生成された改質ガスが供給される燃料電池と、
を備え、
前記気化器が、前記燃焼室から熱を受けるように配置されている前記燃料電池モジュール用気化器である、請求項１０から請求項１２までのいずれか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、一般的には燃料電池モジュール用気化器およびそれを備えた燃料電池モジュールに関し、特に固体酸化物形燃料電池モジュール用気化器およびそれを備えた固体酸化物形燃料電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、固体酸化物形燃料電池モジュールは、都市ガス等の燃料ガスを改質して水素含有ガス（改質ガス）を発生させるための改質器と、改質器で得られた改質ガスと空気（酸化剤ガス）を電気化学的に反応させて発電する発電部としての燃料電池とを備えている。燃料ガスを改質するために改質器には、燃料ガスと水蒸気とが供給される。この水蒸気を生成するために水を気化する気化器が設けられている。
【０００３】
たとえば、特開２００９−４３６６９号公報（以下、特許文献１という）には、燃料電池システム及び改質原料気化方法が開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示された燃料電池システムは、改質器に水蒸気を供給するために改質用水を気化する気化器と、改質器で生成された改質ガスを用いて発電を行う固体酸化物形燃料電池スタックと、固体酸化物形燃料電池スタックの熱を熱伝導によって気化器に伝える伝導受熱部または輻射受熱部とを備える。特許文献１の燃料電池システムでは、気化器の筐体部内に多数の伝熱性の粒子を充填することによって、気化器の熱容量を増加させ、改質用水が接する伝熱面積を増大させている。あるいは、特許文献１の燃料電池システムでは、気化器の筐体部内に複数の放熱フィンを設けることによって、水蒸気を安定して気化器に供給するための伝熱面積を確保しやすくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４３６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された燃料電池システムでは、気化器の断面積が大きいので、気化器の筐体部内を通過する水の流速は高くならない。このため、気化器の筐体部内では対流による水への熱伝達を期待することができない。したがって、水の供給量を増加させた場合、気化器の筐体部内の位置によって、すなわち、筐体部内の中央部と周辺部とでは、気化のタイミングが異なり、気化器の筐体部内において気化のタイミングが不均一になる。いいかえれば、気化器の筐体部内で圧力変動が生じる。その結果、水を安定して気化させることができないという問題がある。
【０００７】
また、気化器の筐体部内に伝熱性の粒子を充填する場合、粒子間に形成される隙間は一定ではない。このため、気化器の筐体部内に供給された水と伝熱面との距離は一定とはならず、水の加熱は不均一になるので、気化が不安定になる。
【０００８】
上記のように気化器の筐体部内で改質用水の気化が不安定になると、燃料配管内において圧力変動が生じ、改質器で生成される改質ガスの生成量が不安定になる。そうすると、改質器で得られた改質ガスと酸化剤ガスを電気化学的に反応させて発電する発電部としての燃料電池の燃料利用率が不安定になり、発電性能が低下するという問題がある。また、気化が不安定になると、水の供給量が過多になることにより、もしくは、減少することにより、改質器内でのコーキングが進行し、もしくは、改質触媒の酸化が進行し、改質触媒性能の低下を引き起こし、燃料電池の寿命が低下するという問題もある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、気化を安定させることができる燃料電池モジュール用気化器およびそれを備えた燃料電池モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に従った燃料電池モジュール用気化器は、燃焼室から熱を受けるように配置される燃料電池モジュール用気化器であって、気化される液体を収容する筐体部と、筐体部に液体を供給するために筐体部の一方側に設けられた液体供給口と、筐体部から気体を排出するために筐体部の他方側に設けられた気体排出口とを備える。液体供給口から気体排出口に向かう方向に液体または気体を流通させ、かつ、気化器の断面積よりも小さい断面積を有する流路が筐体部の内部に形成されている。
【００１１】
このように気化器の断面積よりも小さい断面積を有する流路が液体供給口から気体排出口に向かう方向に液体または気体を流通させるように形成されているので、筐体部内に液体が供給されると、液体の流速が高くなり、気化器の筐体部の伝熱面から液体への熱伝導率が高くなる。これにより、気化器の筐体部内の位置によって、すなわち、筐体部内で流路の中央部と壁面部とでは、気化器の筐体部内に供給される液体の気化のタイミングの差が、小さくなり、気化器の筐体部内において気化のタイミングが均一になる。いいかえれば、気化器の筐体部内で生じる圧力変動を抑制することができる。その結果、液体を安定して気化させることができる。
【００１２】
また、気化器の筐体部内に流路が形成されているので、気化器に供給される液体の量が変化した場合、液体が気化する位置（液体の気化が完了する位置）が変動しやすくなる。たとえば、気化器への液体の供給量を増加させた場合、液体が気化する位置が流路の上流側から下流側に変位しやすくなる。これにより、たとえば、気化器への液体の供給量を増加させた場合、気化器への液体の供給量を増加させる前に液体が溜っていて低温になっている伝熱面から離れた伝熱面で液体が熱を受けることができるので、負荷応答性（液体の気化速度）が高くなる。
【００１３】
本発明の燃料電池モジュール用気化器において、流路は屈曲部分を有することが好ましい。
【００１４】
このように構成することにより、気化器の筐体部内に長い流路を形成することができ、気化のタイミングをより均一にすることができる。
【００１５】
また、本発明の燃料電池モジュール用気化器において、流路はジグザグ部分を有することが好ましい。
【００１６】
このように構成することにより、気化器の筐体部内に長い流路を密に形成することができ、気化のタイミングをより均一にすることができる。
【００１７】
さらに、本発明の燃料電池モジュール用気化器において、流路は筐体部内に配置された壁部材によって形成されていることが好ましい。
【００１８】
このように構成することにより、流路を筐体部内に形成することが容易になる。
【００１９】
この場合、流路は、壁部材を介して隣接した複数の流路部分を含むことが好ましい。
【００２０】
このように構成することにより、壁部材の配置によって長い流路を筐体部内に密に形成することができ、気化のタイミングをより均一にすることができる。
【００２１】
なお、壁部材は、液体供給口から気体排出口に向かう方向と交差する平面を有するように形成してもよい。
【００２２】
壁部材は、筐体部を形成する内壁面に接触している部分を有することが好ましい。
【００２３】
このように構成することにより、流路を形成する壁部材も伝熱面の役割を果たすことができ、気化器の伝熱面積が増加するため、気化器をコンパクトにすることができる。また、壁部材の熱伝導により、気化器内で対向する筐体部の両側壁面の間で温度を均一にすることができるので、液体を安定して加熱することができ、液体の気化を安定させることができる。
【００２４】
また、壁部材は、筐体部を形成する内壁面から離隔した部分を有することが好ましい。
【００２５】
このように構成することにより、液体から気化した気体が、筐体部の内壁面と流路を形成する壁部材との間の隙間を通過することができるので、気体発生による筐体部内の圧力の増加を緩和することができ、筐体部内に生じる応力を低減することができる。
【００２６】
本発明の燃料電池モジュール用気化器において、筐体部は、液体供給口から気体排出口に向かう方向を長手方向とし、長手方向に直交する一つの方向で扁平した直方体形状を有することが好ましい。
【００２７】
このように構成することにより、気化器をコンパクトにすることができる。
【００２８】
本発明に従った燃料電池モジュールは、上述したいずれかの構成を有する燃料電池モジュール用気化器を備える。
【００２９】
液体供給口から気体排出口に向かう方向がほぼ鉛直方向になるように燃料電池モジュール用気化器を配置してもよく、あるいは、液体供給口から気体排出口に向かう方向が鉛直方向とほぼ直交する方向になるように燃料電池モジュール用気化器を配置してもよい。
【００３０】
後者の場合、前者の場合に比べて、気化の安定、伝熱面積の増加、および、負荷応答性の向上という作用効果が顕著に現れる。後者の場合に、本発明の流路が気化器の筐体部内に形成されていないとき、気化器の筐体部内の上部の伝熱面に液体が達しない、あるいは、供給された液体が伝熱面の全体に拡がらないという現象が起こるので、気化器から液体への伝熱面積と熱伝達率が小さくなる。このような場合に、本発明の流路が気化器の筐体部内に形成されていると、供給される液体は流路に沿って気化器の筐体部の内部を通過するので、気化器から液体への伝熱面積と熱伝導率が大きくなる。
【００３１】
本発明の燃料電池モジュールの好ましい一つの形態は、燃焼室と、燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質器と、改質器に供給される気体を生成する気化器と、燃焼室内に配置され、改質器で生成された改質ガスが供給される燃料電池とを備える。本発明の上述したいずれかの構成を有する燃料電池モジュール用気化器が、燃焼室から熱を受けるように配置されている。
【００３２】
このように燃料電池モジュールを構成することにより、気化器の筐体部内で改質用水の気化が安定になるので、改質器で生成される改質ガスの生成量が安定になる。そうすると、燃料電池の発電性能の低下と寿命の低下とを抑制することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように本発明によれば、気化を安定させることができる燃料電池モジュール用気化器を提供することができ、その気化器を備えた燃料電池モジュールにおいては、燃料電池の発電性能の低下と寿命の低下とを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一つの実施形態として、固体酸化物形燃料電池モジュールの概略的な構成を示す図である。
【図２】図１の燃料電池モジュールに適用される気化器の実施形態１の概略的な構成を内部が透視された状態で示す斜視図である。
【図３】図１の燃料電池モジュールに適用される気化器の実施形態２の概略的な構成を内部が透視された状態で示す斜視図である。
【図４】図１の燃料電池モジュールに適用される気化器の実施形態３の一部の概略的な構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３６】
図１に示すように、固体酸化物形燃料電池モジュール（ホットモジュールともいう）１は、断熱材１０により包囲された燃焼室１１を有する。燃焼室１１内には、発電部としての燃料電池２０が配置されている。
【００３７】
燃料ガス流路１２は、燃料電池２０に燃料ガスを供給するためのものである。燃料ガス流路１２の一部は、燃焼室１１内に配置されている。燃料ガス流路１２中には、改質器１４が設けられている。燃料ガス流路１２の改質器１４よりも上流側の部分には、気化器３０と、気化器３０に改質用水を供給するための改質用水流路１５が接続されている。改質器１４と気化器３０は、燃焼室１１内で、燃料電池２０に隣接して配置されている。改質用水流路１５には、改質用の水が供給される。改質用の水は、改質用水流路１５の燃焼室１１内に位置している気化器３０で気化し、水蒸気になる。この水蒸気と都市ガス等の原燃料ガスとが、混合されて改質器１４に供給される。燃焼室１１内において、燃料ガス流路１２の改質器１４よりも上流側と下流側の部分には、燃料ガスを燃焼室１１内で予熱するための予熱部１６が設けられている。燃料ガスは、燃焼室１１内で予熱部１６によって予熱されて改質器１４に供給され、水蒸気によって改質されて水素含有ガス（改質ガス）になる。この改質ガスは、燃焼室１１内で予熱部１６によって予熱されて、燃焼室１１内の燃料電池２０に供給される。
【００３８】
酸化剤ガス流路１３は、燃料電池２０に空気等の酸化剤ガスを供給するためのものである。酸化剤ガス流路１３の一部は、燃焼室１１内に配置されている。酸化剤ガスは、燃焼室１１内で予熱部１６によって予熱されて、燃焼室１１内の燃料電池２０に供給される。
【００３９】
燃料電池２０は、燃料極層、固体酸化物電解質層、および、空気極層を有し、固体酸化物電解質層の一方面に燃料極層、他方面に空気極層が形成されている。燃料電池２０には、改質された燃料ガスを供給するための燃料ガス流路１２と、酸化剤ガスを供給するための酸化剤ガス流路１３とが接続されている。燃料電池２０の燃料極層側には、燃料ガス流路１２を通じて、改質されかつ予熱された燃料ガスが供給される。燃料電池２０の空気極層側には、酸化剤ガス流路１３を通じて、酸化剤ガスが供給される。これによって発電が行われる。燃料電池２０の動作温度は、燃料電池２０を構成する材質にもよるが、一般的に固体酸化物形燃料電池では約６００〜１０００℃程度の温度範囲に保たれていることが好ましい。発電に寄与しなかった燃料ガスと酸化剤ガスとは、それぞれ、燃料ガス排出口２０ａと酸化剤ガス排出口２０ｂとから、燃焼室１１内に排出される。排出された燃料ガスと酸化剤ガスとは、燃焼室１１内で燃焼する。この燃焼熱（オフガス燃焼熱）で、燃料電池２０が加熱されて上記の動作温度に保たれるとともに、燃料ガスと酸化剤ガスとが予熱される。また、この燃焼熱と燃料電池２０の輻射熱とが気化器３０の熱源になる。燃焼ガスは、燃焼室１１の外壁に設けられた排ガス口１１ａから燃焼室１１外に排出される。
【００４０】
図２に示すように、実施形態１では、気化器３０は、改質用水を収容する筺体部３１を備える。筺体部３１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属で形成されている。筐体部３１の底面には改質用水を筐体部３１内に供給するための水供給口３３が設けられ、頂面には改質用水が気化されて生成された蒸気を筐体部３１外に排出するための蒸気排出口３４が設けられている。水供給口３３と蒸気排出口３４には改質用水流路１５が接続されている。筐体部３１内には、筺体部３１の底面に平行に、一例として平板からなる複数の壁部材３２、３２ａ、３２ｂが配置されることによって、流路３５が形成されている。この実施形態では、一例として、複数の壁部材３２、３２ａ、３２ｂによって流路３５は、ジグザグ形状または蛇行形状に形成されている。壁部材３２ａの一方端（図２にて右側端）は筐体部３１を形成する内壁面に接触するように配置され、壁部材３２ｂの他方端（図２にて左側端）は、筐体部３１を形成する内壁面に接触するように配置されている。なお、対向する二つの壁部材３２ａと３２ｂとの間隔は、たとえば、１０ｍｍ程度である。
【００４１】
水供給口３３を通じて矢印Ｐで示す方向に気化器３０の筐体部３１内に供給された改質用水は、燃焼室１１の燃焼熱により、順次、気化されて水蒸気になる。水蒸気は、筐体部３１内で矢印Ｒに示す方向に、流路３５に沿ってジグザグに、または蛇行して流通する。そして、水蒸気は、蒸気排出口３４を通じて矢印Ｑで示す方向に気化器３０の筐体部３１外に排出される。
【００４２】
以上のように構成されているので、気化器３０は、燃焼室１１から熱を受けるように配置されている。上記の実施形態では、気化器３０は燃焼室１１内に配置されることによって熱を受けているが、気化器３０の熱源が少なくとも燃焼室１１で発生する燃焼熱であればよく、気化器３０は燃焼室１１外に配置されていてもよい。
【００４３】
要約すれば、気化器３０は、気化される液体の一例である水を収容する筐体部３１と、筐体部３１に水を供給するために筐体部３１の一方側に設けられた液体供給口としての水供給口３３と、筐体部３１から気体の一例である水蒸気を排出するために筐体部３１の他方側に設けられた気体排出口としての蒸気排出口３４を備える。複数の壁部材３２、３２ａ、３２ｂによって形成される流路３５は、筐体部３１の内部に形成され、少なくとも、水供給口３３から蒸気排出口３４に向かう方向に水または水蒸気を流通させ、かつ、気化器３０の断面積よりも小さい断面積を有する。なお、流路３５は、鉛直方向と逆の方向に水または水蒸気を流通させないように形成されている。
【００４４】
このように気化器３０の断面積よりも小さい断面積を有する流路３５が、少なくとも、水供給口３３から蒸気排出口３４に向かう方向に水または水蒸気を流通させるように形成されているので、筐体部３１内に水が供給されると、水の流速が高くなり、気化器３０の筐体部３１の伝熱面から水への熱伝導率が高くなる。これにより、気化器３０の筐体部３１内の位置によって、すなわち、筐体部３１内で流路３５の中央部と壁面部とでは、気化器３０の筐体部３１内に供給される水の気化のタイミングの差が、小さくなり、気化器３０の筐体部３１内において気化のタイミングが均一になる。いいかえれば、気化器３０の筐体部３１内で生じる圧力変動を抑制することができる。その結果、水を安定して気化させることができる。
【００４５】
また、気化器３０の筐体部３１内に流路３５が形成されているので、気化器３０に供給される水の量が変化した場合、水が気化する位置（水の気化が完了する位置）が変動しやすくなる。たとえば、気化器３０への水の供給量を増加させた場合、水が気化する位置が流路３５の上流側から下流側に変位しやすくなる。これにより、たとえば、気化器３０への水の供給量を増加させた場合、気化器３０への水の供給量を増加させる前に水が溜っていて低温になっている伝熱面から離れた伝熱面で水が熱を受けることができるので、負荷応答性（水の気化速度）が高くなる。
【００４６】
さらに、流路３５は図２に示すように屈曲部分を有するので、気化器３０の筐体部３１内に長い流路３５を形成することができ、気化のタイミングをより均一にすることができる。
【００４７】
さらにまた、流路３５は図２に示すようにジグザグ部分または蛇行部分を有するので、気化器３０の筐体部３１内に長い流路３５を密に形成することができ、気化のタイミングをより均一にすることができる。
【００４８】
なお、流路３５は、ジグザグ部分または蛇行部分を有する形態に限定されるものではなく、渦巻部分、螺旋部分等の種々の屈曲部分を有する形態でもよい。
【００４９】
流路３５は筐体部３１内に配置された壁部材３２、３２ａ、３２ｂによって形成されているので、流路３５を筐体部３１内に形成することが容易になる。なお、流路を形成する手段としては、壁部材の配置に限定されることはなく、種々の形態の部材で流路が形成されてもよい。
【００５０】
この場合、流路３５は、図２に示すように壁部材３２、３２ａ、３２ｂを介して隣接した複数の流路部分を含むことにより、壁部材３２、３２ａ、３２ｂの配置によって長い流路３５を筐体部３１内に密に形成することができ、気化のタイミングをより均一にすることができる。
【００５１】
なお、この実施形態では、壁部材３２、３２ａ、３２ｂは、水供給口３３から蒸気排出口３４に向かう方向とほぼ直交する平面を有するように形成されているが、水供給口３３から蒸気排出口３４に向かう方向と交差するように形成されてもよく、ほぼ平行な平面を有する壁部材を配置して流路を形成してもよい。また、この実施形態では、複数の壁部材３２、３２ａ、３２ｂが平板からなるが、平板に限定されることはなく、曲板等の種々の形状の板から構成されてもよい。
【００５２】
壁部材３２ａ、３２ｂは、筐体部３１を形成する内壁面に接触している部分を有するので、流路３５を形成する壁部材３２ａ、３２ｂも伝熱面の役割を果たすことができ、気化器３０の伝熱面積が増加するため、気化器３０をコンパクトにすることができる。また、壁部材３２ａ、３２ｂの熱伝導により、気化器３０内で対向する筐体部３１の両側壁面の間で温度を均一にすることができるので、水を安定して加熱することができ、水の気化を安定させることができる。
【００５３】
筐体部３１は、水供給口３３から蒸気排出口３４に向かう方向を長手方向とし、長手方向に直交する一つの方向で扁平した直方体形状を有するので、気化器３０をコンパクトにすることができる。ただし、気化器３０の筐体部の形状は、扁平した直方体形状に限定されるものではなく、箱形の直方体形状、円筒形状等の種々の形状でもよい。
【００５４】
図１に示すように燃料電池モジュール１は、図２に示す気化器３０を備えているが、図２に示す実施形態１のように、水供給口３３から蒸気排出口３４に向かう方向がほぼ鉛直方向（図２にて縦方向）になるように気化器３０を配置してもよく、あるいは、図３に示す実施形態２のように、水供給口３３から蒸気排出口３４に向かう方向が鉛直方向とほぼ直交する方向になるように気化器３０を配置してもよい。
【００５５】
図３に示すように気化器３０を配置した場合、図２に示すように気化器３０を配置した場合に比べて、気化の安定、伝熱面積の増加、および、負荷応答性の向上という作用効果が顕著に現れる。図３に示すように気化器３０を配置した場合に、本発明の流路３５が気化器３０の筐体部３１内に形成されていないとき、気化器３０の筐体部３１内の上部の伝熱面に水が達しない、あるいは、供給された水が伝熱面の全体に拡がらないという現象が起こるので、気化器３０から水への伝熱面積と熱伝達率が小さくなる。このような場合に、本発明の流路３５が気化器３０の筐体部３１内に形成されていると、供給される水は流路３５に沿って気化器３０の筐体部３１の内部を通過するので、気化器３０から水への伝熱面積と熱伝導率が大きくなる。
【００５６】
図１に示すように本発明の燃料電池モジュール１は、少なくとも、燃焼室１１と、燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質器１４と、改質器１４に供給される気体の一例である水蒸気を生成する気化器３０と、燃焼室１１内に配置され、改質器１４で生成された改質ガスが供給される燃料電池２０とを備えていればよい。図２または図３に示す気化器３０が、燃焼室１１から熱を受けるように配置されていればよい。
【００５７】
このように燃料電池モジュール１を構成することにより、気化器３０の筐体部３１内で改質用水の気化が安定になり、燃料配管内の圧力が安定し、改質器１４で生成される改質ガスの生成量が安定になる。そうすると、改質器１４で得られた改質ガスと酸化剤ガスを電気化学的に反応させて発電する発電部としての燃料電池２０の燃料利用率が安定し、改質器１４内でのコーキングと改質触媒の酸化も抑制され、発電性能の低下と燃料電池の寿命の低下とを抑制することができる。
【００５８】
また、図２または図３に示す気化器３０の筐体部３１内に配置される壁部材３２ａ、３２ｂにおいて、図４に示す実施形態３のように、壁部材３２ａ、３２ｂは、筐体部３１を形成する内壁面から離隔した部分を有することが好ましい。具体的には、図４（Ａ）に示すように、壁部材３２ａと筐体部３１の一つの内壁面との間には隙間３６が形成されている。図４（Ｂ）に示すように、壁部材３２ｂと筐体部３１の一つの内壁面との間には隙間３６が形成されている。
【００５９】
このように構成することにより、水から気化した水蒸気が、筐体部３１の内壁面と流路３５を形成する壁部材３２ａ、３２ｂとの間の隙間３６を通過することができるので、水蒸気発生による筐体部３１内の圧力の増加を緩和することができ、筐体部３１内に生じる応力を低減することができる。
【００６０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、気化を安定させることができる燃料電池モジュール用気化器を提供することができ、その気化器を備えた燃料電池モジュールにおいては、燃料電池の発電性能の低下と寿命の低下とを抑制することができるので、本発明は、燃料電池の実用化に貢献することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１：燃料電池モジュール、１１：燃焼室、１１ａ：排ガス口、１２：燃料ガス流路、１３：酸化剤ガス流路、１４：改質器、１５：改質用水流路、１６：予熱部、２０：燃料電池、２０ａ：燃料ガス排出口、２０ｂ：酸化剤ガス排出口、３０：気化器、３１：筐体部、３２，３２ａ，３２ｂ：壁部材、３３：水供給口、３４：蒸気排出口、３５：流路、３６：隙間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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