(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納容器内に、原燃料を改質する改質器と、前記改質器にて改質された改質ガスと空気とを反応させて発電する固体酸化物形の燃料電池部と、その燃料電池部に隣接して配設されて前記燃料電池部での反応後に残存する改質ガスに酸化剤を混合させて燃焼させる燃焼部とが備えられ、前記燃焼部での燃焼により得られる熱を用いて前記改質器での改質を行う燃料電池装置であって、
前記燃料電池部は、前記改質ガスが通流する燃料通流部と空気が通流する空気通流部とを有するセルを並列状態で複数並べて構成され、
前記燃焼部は、前記セルの燃料噴出部から噴出される前記改質ガスと前記セルの空気噴出部から噴出される前記空気とを混合して燃焼させる燃焼空間として前記セルに隣接して備えられ、
前記セルにおける前記燃料噴出部及び前記空気噴出部に近接する近接位置には、その燃料噴出部と空気噴出部とに亘る状態で、通気性と電気絶縁性とを有する多孔体を備えており、
前記多孔体は、繊維状材料にて構成されており、
前記多孔体は、複数の多孔状の単位体をその厚み方向で重ね合わせて構成されており、それら複数の多孔状の単位体を重ね合わせるに当たり、厚み方向で隣接する多孔状の単位体における孔部の位置がその厚み方向視で異なる位置になるように重ね合わされている燃料電池装置。
【請求項２】
前記多孔体は、平面視において複数の前記セルを並列状態で並べて構成された前記燃料電池部の全体を覆うように備えられている請求項１に記載の燃料電池装置。
【請求項３】
前記多孔体は、その厚みが略均一になるように構成されている請求項１又は２に記載の燃料電池装置。
【請求項４】
前記多孔体は、セラミクスにて構成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料電池装置。
【請求項５】
前記セルは、前記燃料噴出部と前記空気噴出部との並び方向で前記燃料噴出部と前記空気噴出部とを第１間隔を隔てて備えており、前記多孔体における孔の間隔は、前記第１間隔に対して１／５〜１／２０に構成されている請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料電池装置。
【請求項６】
前記燃焼部は、前記燃料噴出部及び前記空気噴出部の噴出方向で前記多孔体の下流側に、前記改質ガスと前記空気とを混合して燃焼可能な燃焼空間を備えている請求項１〜５の何れか１項に記載の燃料電池装置。
【請求項７】
前記燃料噴出部及び前記空気噴出部の噴出方向で前記多孔体の下流側の燃焼空間には、点火源が備えられている請求項６に記載の燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収納容器内に、原燃料を改質する改質器と、前記改質器にて改質された改質ガスと空気とを反応させて発電する固体酸化物形の燃料電池部と、その燃料電池部に隣接して配設されて前記燃料電池部での反応後に残存する改質ガスに酸化剤を混合させて燃焼させる燃焼部とが備えられ、前記燃焼部での燃焼により得られる熱を用いて前記改質器での改質を行う燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような燃料電池装置として、従来、燃料電池部が、改質ガスが供給されるアノードと空気が供給されるカソードとを有するセルを並列状態で複数並べて構成されているものがある（例えば、特許文献１、２参照。）。この特許文献１、２に記載の装置では、燃焼部が燃料電池部の上方に隣接する空間にて構成されており、その燃焼部では、アノードを通過した改質ガス（アノードオフガス）とカソードを通過した空気（カソードオフガス）とを混合して燃焼させている。
このように、特許文献１、２に記載の装置では、燃料電池部における反応にて消費し切れなかった改質ガス（アノードオフガス）を燃焼させて、その燃焼によって得られる熱を改質器での改質に用いている。そして、燃料電池部における反応にて消費し切れなかった改質ガス（アノードオフガス）を燃焼させる際の酸化剤には、カソードを通過した空気（カソードオフガス）を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２５４５４号公報
【特許文献２】特開２０１０−６７５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の如く、従来の燃料電池装置では、原燃料を、燃料電池部にて発電に使用するだけでなく、燃焼部での燃焼にも使用している。そして、例えば、供給される原燃料の全体量に対して燃料電池部にて発電に使用する原燃料は、７０〜７５％（以下、この割合を燃料利用率と呼称する）としており、残りの２５〜３０％の原燃料を燃焼部での燃焼に使用している。
【０００５】
最近、電力需要の高まりもあり、発電効率を更に向上させるために、燃料利用率をより高くすることが求められている。しかしながら、燃料利用率をより高くする場合には、燃料電池部にて発電に使用される原燃料の量が増加するので、その増加に伴って燃焼部での燃焼に使用される原燃料の量が減少することになる。したがって、上記特許文献１、２に記載の燃料電池装置の如く、燃焼部にて改質ガス（アノードオフガス）を燃焼させる際の酸化剤として、カソードを通過した空気（カソードオフガス）を用いている場合には、燃焼部での燃焼において、その空気（カソードオフガス）の供給量が変化することなく、燃料ガス成分の絶対量が減少して発熱量の低下を招くとともに、燃料ガス成分の濃度減少（混合気の空気比が、例えば１０以上）による燃焼性の悪化を招くことになる。発熱量の低下によって、収納容器の断熱性能及び熱回収性能を高める必要性が生じ、コストアップ及び構成の複雑化を招くことになるばかりでなく、燃焼部での燃焼により十分な熱を得られなくなる可能性もある。また、燃焼性の悪化によっても、十分な熱を得られなくなる可能性があり、更に、排ガス中に多量の未燃成分が残存して、その未燃成分の除去等を行うための排ガス処理触媒への負担が増大するものとなる。
【０００６】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、供給される原燃料の全体量に対して燃料電池部にて発電に使用する原燃料の割合である燃料利用率をより高くしても、燃焼部での燃焼を安定して行い、発熱量の低下及び燃焼性の悪化を防止することができる燃料電池装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明に係る燃料電池装置の特徴構成は、収納容器内に、原燃料を改質する改質器と、前記改質器にて改質された改質ガスと空気とを反応させて発電する固体酸化物形の燃料電池部と、その燃料電池部に隣接して配設されて前記燃料電池部での反応後に残存する改質ガスに酸化剤を混合させて燃焼させる燃焼部とが備えられ、前記燃焼部での燃焼により得られる熱を用いて前記改質器での改質を行う燃料電池装置において、
前記燃料電池部は、前記改質ガスが通流する燃料通流部と空気が通流する空気通流部とを有するセルを並列状態で複数並べて構成され、
前記燃焼部は、前記セルの燃料噴出部から噴出される前記改質ガスと前記セルの空気噴出部から噴出される前記空気とを混合して燃焼させる燃焼空間として前記セルに隣接して備えられ、
前記セルにおける前記燃料噴出部及び前記空気噴出部に近接する近接位置には、その燃料噴出部と空気噴出部とに亘る状態で、通気性と電気絶縁性とを有する多孔体を備えており、
前記多孔体は、繊維状材料にて構成されており、
前記多孔体は、複数の多孔状の単位体をその厚み方向で重ね合わせて構成されており、それら複数の多孔状の単位体を重ね合わせるに当たり、厚み方向で隣接する多孔状の単位体における孔部の位置がその厚み方向視で異なる位置になるように重ね合わされている点にある。
【０００８】
本特徴構成によれば、多孔体（絶縁性通気体）を備えることで、その多孔体の内部を改質ガスと空気とが通流することになり、改質ガスと空気との混合促進を図ることができるとともに、改質ガスと空気との混合気に熱の再循環を促進することができる。これにより、多孔体の内部での燃焼反応を促進させることができ、燃料噴出部及び空気噴出部の噴出方向で多孔体の下流側に火炎を形成させる、或いは、多孔体の内部に火炎を形成させることができ、燃焼部での燃焼を安定して行うことができる。よって、熱量変動に対する発熱量の平準化を図ることができるとともに、改質ガスと空気との混合気の流量変化に対する燃焼反応の開始点の安定化を図ることができる。
また多孔体を繊維状材料にて構成することで、熱応力の影響を緩和することができ、しかも、柔軟性を有することから、セルとの接触によりセルを損傷してしまうことを防止することができる。
さらに本特徴構成によれば、改質ガスと空気との混合気は、多孔体の内部を、直線的に通流するのではなく、横方向にも通流しながら、ジグザグ状に通流することになる。このように、混合気が横方向にも通流することで、改質ガスと空気との混合促進、及び、改質ガスと空気との混合気への熱の再循環等の多孔体による効果を適切に発揮できる。よって、多孔体の内部にて燃焼反応を完了させ易くなり、多孔体の内部に火炎を形成させ易くなる。
【０００９】
本発明に係る燃料電池装置の更なる特徴構成は、前記多孔体は、平面視において複数の前記セルを並列状態で並べて構成された前記燃料電池部の全体を覆うように備えられている点にある。
【００１０】
本特徴構成によれば、多孔体は、燃料電池部の全体を覆っているので、燃料電池部のどの箇所においても、その燃料電池部に隣接する燃焼部での燃焼を安定して行うことができる。これにより、燃焼部での燃焼により十分な熱を得ることができ、その得られた熱を改質器での改質に有効に活用することができる。
【００１１】
本発明に係る燃料電池装置の更なる特徴構成は、前記多孔体は、その厚みが略均一になるように構成されている点にある。
【００１２】
本特徴構成によれば、多孔体の厚みが略均一であるので、多孔体のどの箇所でも、改質ガスと空気との混合促進、及び、改質ガスと空気との混合気への熱の再循環等の多孔体による効果を、多孔体のどの箇所でも均一に発揮することができる。よって、燃焼部での燃焼をより安定して行うことができる。
【００１３】
本発明に係る燃料電池装置の更なる特徴構成は、前記多孔体は、セラミクスにて構成されている点にある。
このように、多孔体をセラミクスにて構成することで、耐熱性と電気絶縁性を有する適切な材料にて多孔体を構成することができる。
【００１５】
本発明に係る燃料電池装置の更なる特徴構成は、前記セルは、前記燃料噴出部と前記空気噴出部との並び方向で前記燃料噴出部と前記空気噴出部とを第１間隔を隔てて備えており、前記多孔体における孔の間隔は、前記第１間隔に対して１／５〜１／２０に構成されている点にある。
【００１６】
本特徴構成によれば、多孔体における孔部の間隔が、小さくなり過ぎることがなく、改質ガスと空気との混合促進を適切に図ることができるのに十分な間隔を確保することができる。よって、改質ガスと空気との混合促進、及び、改質ガスと空気との混合気への熱の再循環等の多孔体による効果を適切に発揮することができる。
【００１９】
本発明に係る燃料電池装置の更なる特徴構成は、前記燃焼部は、前記燃料噴出部及び前記空気噴出部の噴出方向で前記多孔体の下流側に、前記改質ガスと前記空気とを混合して燃焼可能な燃焼空間を備えている点にある。
【００２０】
本特徴構成によれば、燃料噴出及び空気噴出部の噴出方向で多孔体の下流側に、改質ガスと空気とを混合して燃焼可能な十分な燃焼空間を確保することができる。これにより、例えば、燃料電池装置の運転初期や、多孔体の内部で不完全燃焼となった場合でも、多孔体の下流側に確保された燃焼空間にて適切に燃焼させることができる。よって、燃料電池装置の運転初期や、多孔体の内部で不完全燃焼となった場合でも、燃焼部での燃焼を安定して行うことができる。
【００２１】
本発明に係る燃料電池装置の更なる特徴構成は、前記燃料噴出部及び前記空気噴出部の噴出方向で前記多孔体の下流側の燃焼空間には、点火源が備えられている点にある。
このように、多孔体の下流側の燃焼空間に備えられた点火源にて点火することで、例えば、燃料電池装置の運転初期には、その燃焼空間での燃焼を適切に開始させて、燃焼部での燃焼を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】燃料電池装置の全体概略図
【図２】燃料電池部を示す斜視図
【図３】燃料電池部の要部を拡大した側面図
【図４】多孔体の設置構成を示した燃料電池部の側面図
【図５】多孔体の設置構成を示した燃料電池部の側面図
【図６】多孔体の設置構成を示した燃料電池部の要部の側面図
【図７】多孔体の設置構成を示した燃料電池部の要部の側面図
【図８】燃料利用率を変化させた状態で改質温度を変化させたときの燃焼率の変化を確認した実験結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る燃料電池装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
この燃料電池装置は、図１に示すように、都市ガス等の原燃料を脱硫する脱硫器１と、改質水タンク２から供給される改質水から水蒸気を生成する気化器３と、気化器３にて生成された水蒸気を用いて脱硫器１にて脱硫された原燃料を水蒸気改質する改質器４と、改質器４にて改質された改質ガスと空気とを反応させて発電する固体酸化物形の燃料電池部５と、燃料電池部５での反応後に残存する改質ガスと空気とを混合して燃焼させる燃焼部６とが備えられている。そして、燃料電池装置には、収納容器７が備えられており、その収納容器７内に、気化器３、改質器４、燃料電池部５、及び、燃焼部６が収納されている。
【００２４】
原燃料は、昇圧ポンプ８の作動により原燃料供給路９を通して脱硫器１に供給される。改質水タンク２の改質水は、改質水ポンプ１０の作動により改質水供給路１１を通して気化器３に供給される。そして、原燃料供給路９において脱硫器１よりも下流側部位が改質水供給路１１の途中部位に合流されており、合流された改質水と原燃料とが収納容器７内に備えられた気化器３に供給される。また、気化器３と改質器４との間及び改質器４と燃料電池部５との間は、流体供給路１２にて接続されており、この流体供給路１２を通して、気化器３から改質器４へ原燃料が供給されるとともに、改質器４から燃料電池部５へ改質ガスが供給される。
【００２５】
燃料電池部５（セルスタック）は、改質ガスが下方側から上方側に通流する燃料通流部１３と空気が下方側から上方側に通流する空気通流部１４とを有するセル１５を並列状態で複数並べて構成されている。そして、図示は省略するが、燃料通流部１３を改質ガスが通流することで燃料極に改質ガスが供給され、空気通流部１４を空気が通流することで空気極に空気が供給され、燃料極と空気極との間にはイットリアをドープしたジルコニア等で構成される固体酸化物電解質が設けられている。
【００２６】
燃料電池部５には、改質器４から流体供給路１２を通して供給される改質ガスを受け入れるガスマニホールド１６が備えられており、複数のセル１５は、ガスマニホールド１６の上方側に水平方向に並ぶように配置されている。そして、ガスマニホールド１６と複数のセル１５における燃料通流部１３とが連通接続されており、ガスマニホールド１６に供給された改質ガスが複数のセル１５における各燃料通流部１３に対して下方側から供給される。
【００２７】
一方、複数のセル１５における各空気通流部１４に対する空気の供給については、空気ブロワ（図示省略）の作動により収納容器７に形成された外部と連通する空気取り入れ部１７を通して収納容器７外の空気が収納容器７内に供給され、その空気が複数のセル１５における各空気通流部１４の下方側から上方側に向けて供給される。この空気通流部１４への空気の供給については、例えば、空気取り入れ部１７から取り入れた空気を図外の空気供給路にて収納容器７内に下端部近傍に導き、その空気供給路の空気噴出孔等により空気通流部１４の下端部近傍において側方からその内部に供給され、空気通流部１４を下方側から上方側に通流するように供給される。ちなみに、セルとしては、燃料通流部及び空気通流部を備えた各種の形状や構成のセルが適応可能であり、その形状や構成については図１や図２に示すものに限られない。
【００２８】
複数のセル１５の夫々には、図２に示すように、その上端部に、燃料通流部１３を通流した改質ガスを噴出する燃料噴出部１８と空気通流部１４を通流した空気を噴出する空気噴出部１９とが備えられている。燃料噴出部１８は、セル１５の長手方向（セル１５の並び方向に直交する方向）に間隔を隔てる状態でセル１５の上端面部に形成された複数の噴出孔にて構成されている。空気噴出部１９は、セル１５の長手方向（セル１５の並び方向に直交する方向）の全長に亘って一連に形成された開口にて構成されている。これにより、燃料噴出部１８からその上方側に改質ガスが噴出され、空気噴出部１９からその上方側に空気が噴出されている。
【００２９】
燃焼部６は、複数のセル１５の夫々における燃料噴出部１８から噴出される改質ガスと空気噴出部１９から噴出される空気とを混合して燃焼させる燃焼空間としてセル１５の上方側に隣接して備えられている。そして、その燃焼部６の上部に改質器４及び気化器３が配置されており、燃焼部６の燃焼により得られた熱が、改質器４での改質及び気化器３での水蒸気の生成に用いられている。また、収納容器７には、燃焼部６にて燃焼された燃焼排ガスを外部に排出させる排出部２０が下面部等に形成されている。
【００３０】
セル１５における燃料噴出部１８及び空気噴出部１９に近接する近接位置には、その燃料噴出部１８と空気噴出部１９とに亘る状態で、通気性と電気絶縁性とを有する多孔体２１（絶縁性通気体）が備えられている。この多孔体２１は、例えば板状に形成され、その下面から上面に向けて貫通した貫通孔を備えており、平面視において複数のセル１５を並列状態で並べて構成された燃料電池部５の全体を覆うように備えられている。ここで、多孔体２１の電気絶縁性については、セル１５の並び方向において、一端部のセル１５から他端部のセル１５までの間での絶縁性（例えば、１００Ｖ程度の電圧がかかっても、電流が流れない）を有している。これにより、多孔体２１がセル１５に接触しても、多孔体２１に電流が流れることがなく、燃料電池部５での発電を適切に行うことができる。
【００３１】
多孔体２１の配置位置である近接位置は、燃焼部６における燃焼空間内で、燃料噴出部１８及び空気噴出部１９の噴出方向において、燃料噴出部１８及び空気噴出部１９との間隔がゼロ又は極力小さい位置となっている。これにより、燃焼部６としては、燃料噴出部１８及び空気噴出部１９の噴出方向で多孔体２１の下流側である多孔体２１の上側に、改質ガスと空気とを混合して燃焼可能な十分な燃焼空間を確保している。よって、燃料電池装置の運転初期や多孔体２１の内部で不完全燃焼となった場合でも、多孔体２１の上側に確保された燃焼空間にて適切に燃焼させることができる。また、図示は省略するが、多孔体２１の上側に確保された燃焼空間内に点火ヒータ等の点火源が配置されており、燃料電池装置の運転初期には、その点火源にて点火することで燃焼空間での燃焼を適切に開始することができる。
【００３２】
このような多孔体２１を備え、その多孔体２１の内部を改質ガスと空気とが下方側から上方側に向けて通流することで、改質ガスと空気との混合促進を図ることができるとともに、改質ガスと空気との混合気に熱の再循環を促進することができる。これにより、多孔体２１の内部での燃焼反応を促進することができ、例えば、燃料電池装置の運転初期には、多孔体２１の上側に火炎を形成させ、その後、図１に示すように、多孔体２１の内部に火炎を形成させて燃焼させることができる。よって、燃焼部６での燃焼を安定して行うことができ、熱量変動に対する発熱量の平準化を図ることができるとともに、改質ガスと空気との混合気の流量変化に対する燃焼反応の開始点の安定化を図ることができる。
【００３３】
そして、多孔体２１は、その厚みが略均一になるように構成されている。ちなみに、この多孔体２１の厚みについては、多孔体２１での放熱量や圧損が過剰に大きくならない範囲で、多孔体２１の内部にて燃焼反応を完了させるのに十分な厚みを有するのが好ましい。
【００３４】
多孔体２１は、図３に示すように、複数の多孔状の単位体２２をその厚み方向で重ね合わせて構成されている。図３では、３つの多孔状の単位体２２を重ね合わせた例を示している。例えば、多孔状の単位体２２としては、太さ１１μｍのアルミナ繊維を質量１８０ｇ／ｍ2に平織りしたアルミナ繊維織布物を用いることができる。また、多孔状の単位体２２については、その他のセラミクス繊維による織物、綿状体や焼結体等を用いることができる。このようにして、多孔体２１は、例えば、繊維状のセラミクスにて構成されている。ちなみに、多孔体２１は、織布物に限らず、綿状のものや板状のものも適応することができる。
【００３５】
複数の多孔状の単位体２２を重ね合わせるに当たり、厚み方向で隣接する多孔状の単位体２２における孔部２３の位置がその厚み方向視で異なる位置になるように重ね合わされている。これにより、改質ガスと空気との混合気は、多孔体２１の内部を、直線的に上方側に通流するのではなく、横方向にも通流しながら、ジグザグ状に通流することになる。よって、多孔体２１の内部において、混合気を横方向にも通流させることで、混合促進、及び、混合気への熱の再循環を効果的に図ることができる。
【００３６】
また、複数のセル１５の夫々は、燃料噴出部１８と空気噴出部１９との並び方向で燃料噴出部１８と空気噴出部１９とを第１間隔Ｋ１を隔てて備えており、多孔体２１における孔部２３の間隔は、第１間隔Ｋ１に対して１／５〜１／２０に構成されている。これにより、多孔体２１における孔部２３の間隔が、小さくなり過ぎることがなく、改質ガスと空気との混合促進を適切に図ることができるのに十分な間隔を確保することができる。
【００３７】
以下、多孔体２１を設置するための構成について説明する。
図４に示すように、複数のセル１５の並び方向の両端部に、多孔体２１を支持する支持部２４ａ，２４ｂが備えられている。その一端側の支持部２４ａは、多孔体２１の一端部を固定支持しており、その他端側の支持部２４ｂは、多孔体２１を載置支持している。このように、多孔体２１を支持部２４ａ，２４ｂにて支持することで、セル１５の上面との隙間を極力小さくしてその隙間を均一にしながら、複数のセル１５を並列状態で並べて構成された燃料電池部５の全体を覆うように多孔体２１を配置するように構成されている。ここで、多孔状の単位体２２をアルミナ連続繊維の平織物にて構成した場合、その平織物の目の方向を複数のセル１５の並び方向に沿うようにしている。そして、多孔体２１の他端部を、その他端部側に付勢する付勢手段２５を介して、固定部２６に連結している。これにより、平織物の目の方向である複数のセル１５の並び方向に付勢力を付与した状態で多孔体２１を設置することができ、燃料電池部５の全体を覆うように配置しても、その途中部位での折れ曲がり等を防止することができる。よって、改質ガスと空気との混合促進や、改質ガスと空気との混合気への熱の再循環等の多孔体２１による効果を適切に発揮することができる。
【００３８】
また、平織物の目の方向である複数のセル１５の並び方向に付勢力を付与した状態で多孔体２１を設置するために、図５に示すように、付勢手段２５に代えて、多孔体２１の他端部に錘２７を備えることもできる。
【００３９】
図４及び図５に示す設置構成に代えて、図６及び図７に示すように、多孔体２１とセル１５の上面部とを接触させて、セル１５の上面部にて多孔体２１を載置支持する状態で、多孔体２１を配置することもできる。単に、セル１５の上面部にて多孔体２１を載置支持するだけでは、多孔体２１が横方向に移動してセル１５の上面部から落下することが考えられる。そこで、図６に示すように、複数のセル１５の並び方向の端部にセル１５の上面部よりも上方側に延出されたガイド体２８を備え、そのガイド体２８にて多孔体２１の横方向への移動を規制するように構成することができる。また、図７に示すように、複数のセル１５の並び方向の端部にネジ止め用の固定部２９を備え、ネジ３０にて多孔体２１の端部をネジ止め用の固定部２９に固定するように構成することもできる。
【００４０】
ここで、本実施形態の燃料電池装置のように多孔体２１を備えることで、供給される原燃料の全体量に対して燃料電池部５にて発電に使用する原燃料の割合、すなわち燃料利用率Ｕｆを高くした場合に、燃焼部６での燃焼が安定したか否かについて、図８の実験結果に基づいて説明する。
【００４１】
この実験では、燃料利用率Ｕｆを７０％にした場合（図中白抜き四角）、燃料利用率Ｕｆを８０％にした場合（図中白抜き菱形）、燃料利用率Ｕｆを８０％にした上で多孔体２１を備えた場合（図中黒塗り丸）の夫々において、改質器４の表面温度（改質器温度）を変化させたときに、燃焼率がどのように変化するかを確認している。この実験では、多孔体２１として、アルミナ連続繊維の平織物を３つ重ね合わせて用いている。燃焼率については、燃料成分をＨ２とＣＯとして、（燃料減少モル量）／（燃料供給モル量）として求めている。
【００４２】
図８に示すように、改質器４の表面温度（改質器温度）が高温である場合には、燃焼率も高く１００％に近いものとなっているが、改質器４の表面温度（改質器温度）が低くなると、燃焼率も低くなる。特に、燃料利用率Ｕｆを７０％にした場合（図中白抜き四角）から、燃料利用率Ｕｆを上げて、燃料利用率Ｕｆを８０％にした場合（図中白抜き菱形）には、燃焼率の低下が著しい。例えば、改質器温度については、改質器の全体で高温となっているわけではなく、局部的に低温となっている箇所もある。よって、燃料利用率Ｕｆを８０％にした場合（図中白抜き菱形）には、燃焼部での燃焼が不安定となる。
それに対して、燃料利用率Ｕｆを８０％にした上で多孔体２１を備えた場合（図中黒塗り丸）には、燃料利用率Ｕｆを８０％にした場合（図中白抜き菱形）よりも、燃焼率が向上している。これにより、本実施形態の燃料電池装置のように多孔体２１を備えることで、燃料利用率をより高くしても、燃焼部６での燃焼を安定させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、収納容器内に、原燃料を改質する改質器と、前記改質器にて改質された改質ガスと空気とを反応させて発電する固体酸化物形の燃料電池部と、その燃料電池部に隣接して配設されて前記燃料電池部での反応後に残存する改質ガスに酸化剤を混合させて燃焼させる燃焼部とが備えられ、前記燃焼部での燃焼により得られる熱を用いて前記改質器での改質を行い、燃料利用率をより高くしても、燃焼部での燃焼を安定して行い、発熱量の低下及び燃焼性の悪化を防止することができる各種の燃料電池装置に適応可能である。
【符号の説明】
【００４４】
４          改質器
５          燃料電池部
６          燃焼部
７          収納容器
１３        燃料通流部
１４        空気通流部
１５        セル
１８        燃料噴出部
１９        空気噴出部
２１        多孔体
２２        単位体
２３        孔部
【図１】
0005963494.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005963494.tif 000004
【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】
0005963494.tif 000009