(57)【要約】  本発明は、発電効率が向上した燃料電池モジュールおよび燃料電池装置に関する。燃料電池モジュールは、収納容器２の発電室２９内に複数の燃料電池セル３を配列してなるセルスタック４を収納してなる。収納容器２は、燃料電池セル３の配列方向に沿う側部と該側部に対向する収納容器２の外壁２２との間に、収納容器２の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路２６と、第１の流路２６を通って上方に流れた反応ガスを下方へ流して発電室２９内へ供給するための第２の流路２７と、第１の流路２６と第２の流路２７との間に設けられた、発電室２９内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路２８とを備える。
2009119615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールであって、前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部と該側部に対向する前記収納容器の外壁との間に、前記収納容器の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を通って上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路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】
前記収納容器において、前記第１の流路が、前記収納容器の前記外壁と該外壁の内側に所定間隔をあけて配置された第１の壁とで形成され、前記第２の流路が、前記第１の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第２の壁と該第２の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第３の壁とで形成され、前記第３の流路が、前記第１の壁と前記第２の壁とで形成されており、前記第１の壁の上端部が前記第２の壁と接続され、前記第２の壁の上端部が前記収納容器の上壁と接続され、前記第３の壁の上端部が、前記収納容器の前記上壁または前記第１の壁と前記第２の壁との接続部よりも前記収納容器の前記上壁側にて前記第２の壁と接続されているとともに、前記第２の壁に、前記第１の流路と前記第２の流路とをつなぐ反応ガス流通口と、前記発電室と前記第３の流路とをつなぐ排ガス流通口とを備え、前記第３の壁の下端部側に、前記発電室内に反応ガスを供給するための反応ガス吹き出し口を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項３】
前記収納容器において、前記第１の流路が、前記収納容器の前記外壁と該外壁の内側に所定間隔をあけて配置された第１の壁とで形成され、前記第２の流路が、前記第１の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第２の壁と該第２の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第３の壁とで形成され、前記第３の流路が、前記第１の壁と前記第２の壁とで形成されており、前記第１の壁の上端部が前記収納容器の上壁と接続され、前記第２の壁の上端部が前記第１の壁と接続され、前記第３の壁の上端部が、前記収納容器の前記上壁または前記第１の壁と前記第２の壁との接続部よりも前記収納容器の前記上壁側にて前記第１の壁と接続されているとともに、前記第１の壁に、前記第１の流路と前記第２の流路とをつなぐ反応ガス流通口を備え、前記第３の壁の下端部側に、前記発電室内に反応ガスを供給するための反応ガス吹き出し口を備え、かつ前記第２の壁と前記第３の壁との間に、前記発電室と前記第３の流路とをつなぐ排ガス流通路を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項４】
前記収納容器において、前記第１の流路が、前記収納容器の前記外壁と該外壁の内側に所定間隔をあけて配置された第１の壁とで形成され、前記第２の流路が、前記第１の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第２の壁と該第２の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第３の壁とで形成され、前記第３の流路が、前記第１の壁と前記第２の壁とで形成されており、前記第１の壁の上端部が前記収納容器の上壁と接続され、前記第２の壁の上端部が、前記第１の壁または前記収納容器の前記上壁と接続され、前記第３の壁の上端部が前記第２の壁と接続されているとともに、前記第１の壁と前記第２の壁との間に、前記第１の流路と前記第２の流路とをつなぐ反応ガス流通路を備え、前記第２の壁の前記第３の壁との接続部よりも前記収納容器の前記上壁側に、前記発電室と前記第３の流路とをつなぐ排ガス流通口を備え、前記第３の壁の下端部側に、前記発電室内に反応ガスを供給するための反応ガス吹き出し口を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項５】
前記反応ガス流通口または前記反応ガス流通路が複数個設けられているとともに、前記排ガス流通口または前記排ガス流通路が複数個設けられていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項６】
前記収納容器の底部側に反応ガス導入管が接続された反応ガス導入部が形成されているとともに、前記反応ガス導入部と前記第１の流路とがつながっていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項７】
前記反応ガス導入部の上部に、前記第３の流路を流れた排ガスを収集するための排ガス収集部が設けられているとともに、該排ガス収集部を流通した排ガスを前記収納容器の外部に排気するための排ガス排気管が前記排ガス収集部に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池モジュール。
【請求項８】
前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するための改質器が、前記収納容器の上壁の内面に接続されているとともに、前記改質器に原燃料を供給するための原燃料供給管が接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項９】
内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを、直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールであって、前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部と該側部に沿った方向の前記収納容器の外壁との間に、前記収納容器の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を通って流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた、前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路と、前記第１の流路を流れる反応ガスを、前記収納容器の上壁に沿って流した後に、前記第２の流路に供給するための第４の流路とを備えるとともに、前記発電室の上方に、該発電室内の排ガスを収集した後、前記第３の流路に流すための排ガス収集室を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項１０】
前記第４の流路内に、前記燃料電池セルの配列方向に沿う一方側に位置する前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向に沿う一方側に位置する前記第２の流路に流すとともに、前記燃料電池セルの配列方向に沿う他方側に位置する前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向に沿う他方側に位置する前記第２の流路に流すための仕切部材を備えることを特徴とする請求項９に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１１】
前記第４の流路と前記第２の流路との間に、前記排ガス収集室の上方で前記第４の流路を流れた反応ガスを収集した後、前記第２の流路に流すための第５の流路を備えることを特徴とする請求項９に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１２】
前記第２の流路と前記第３の流路とが隣接して配置されているとともに、前記第２の流路と前記第３の流路との間、もしくは、前記第２の流路および前記第３の流路の少なくとも一方の流路内に、前記第２の流路を流れる反応ガスと前記第３の流路を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部材を備えることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項１３】
内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールであって、前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う両側部と該両側部にそれぞれ対向する前記収納容器の側壁との間に、前記収納容器の下方より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路とを備えるとともに、前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向に流した後に、前記収納容器の前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向の中央部で折り返して、前記第２の流路に流すための第４の流路を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項１４】
前記第４の流路は、前記第１の流路を流れた反応ガスを前記収納容器の前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向の中央部へ流すための往路と、前記反応ガスを前記往路から折り返して前記第２の流路へ流すための復路とを有し、前記往路および前記復路のうち少なくとも一方が、前記収納容器を構成する上壁に沿って配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１５】
前記復路が、前記往路よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１６】
内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールであって、前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う両側部と該両側部にそれぞれ対向する前記収納容器の側壁との間に、前記収納容器の下方より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路とを備えるとともに、前記燃料電池セルの配列方向に沿う一方側に位置する前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向に流した後に、前記燃料電池セルの配列方向に沿う他方側に位置する前記第２の流路に流すための第４の流路を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項１７】
前記第４の流路は、前記燃料電池セルの配列方向に沿う一方側に位置する前記第１の流路を流れた反応ガスを前記収納容器の前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向の中央部へ流すための上部第１の流路と、該上部第１の流路を流れた前記反応ガスを前記燃料電池セルの配列方向に沿う他方側に位置する前記第２の流路へ流すための上部第２の流路とを有し、前記上部第１の流路および前記上部第２の流路のうち少なくとも一方が、前記収納容器を構成する上壁に沿って配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１８】
内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールであって、前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部と該側部に沿った方向の前記収納容器の外壁との間に、前記収納容器の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を通って上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路とを備えるとともに、前記第２の流路と前記第３の流路との間に、前記第２の流路を流れる反応ガスと前記第３の流路を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部を備えることを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項１９】
前記収納容器は、前記第１の流路が、前記収納容器の前記外壁と該外壁の内側に所定間隔をあけて配置された第１の壁とで形成され、前記第２の流路が、前記第１の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第３の壁と該第３の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第４の壁とで形成され、前記第３の流路が前記第１の壁と、前記第１の壁の内側であって前記第３の壁との間に配置された第２の壁とで形成されており、前記第２の壁と前記第３の壁とで形成される空間が前記熱交換抑制部として構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の燃料電池モジュール。
【請求項２０】
前記第２の流路および前記第３の流路が、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであるとともに、前記熱交換抑制部が、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の燃料電池モジュール。
【請求項２１】
前記熱交換抑制部内に断熱材を有することを特徴とする請求項１８乃至請求項２０のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項２２】
内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールであって、前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部と該側部に沿った方向の前記収納容器の外壁との間に、前記収納容器の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を通って上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路とを備え、前記第２の流路および前記第３の流路のうち少なくとも一方の流路内に、前記第２の流路を流れる反応ガスと前記第３の流路を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部材を具備することを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項２３】
前記収納容器は、前記第１の流路が、前記収納容器の前記外壁と該外壁の内側に所定間隔をあけて配置された第１の壁とで形成され、前記第２の流路が、前記第１の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第２の壁と該第２の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第３の壁とで形成され、前記第３の流路が、前記第１の壁と前記第２の壁とで形成されているとともに、前記熱交換抑制部材が、前記第２の壁に固着して配置されていることを特徴とする請求項２２に記載の燃料電池モジュール。
【請求項２４】
前記第２の流路および前記第３の流路が、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであるとともに、前記熱交換抑制部材が、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部の外形以上の大きさである板状の断熱材であることを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の燃料電池モジュール。
【請求項２５】
前記発電室内に、前記セルスタックを２つ並置してなることを特徴とする請求項１乃至請求項２４のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項２６】
外装ケースと、該外装ケース内に収納される、請求項１乃至請求項２５のうちいずれかに記載の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを作動させるための補機とを含むことを特徴とする燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収納容器内に燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールおよびそれを具備する燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代エネルギーとして、水素含有ガスと空気（酸素含有ガス）とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールが種々提案されている（例えば、特開２００７−５９３７７号公報参照）。
また、セルスタックを収納する発電室の上方に空気室を設け、空気室よりセルスタック間に空気を挿入するように空気導入管が設けられている収納容器（例えば、特開２００７−２４２６２６号公報参照）等が提案されている。
特開２００７−５９３７７号公報および特開２００７−２４２６２６号公報に示された従来の収納容器においては、発電室内に複数のセルスタックを収納する場合にあたっては好適な収納容器となるが、発電室内にセルスタックを１つだけ収納する場合においては、反応ガス導入部材や空気導入管が収納容器の上方より垂下して配置されているため、無駄な空間を生じることとなり、燃料電池モジュールが大型化するという問題がある。またセルスタックの一方側より反応ガスを供給するため、発電効率の点で改善の余地がある。
【発明の開示】
【０００３】
それゆえ、本発明の目的は、燃料電池セルスタックを１つだけ収納する場合においても効率よく収納することができ、発電効率を向上できる燃料電池モジュールおよびそれを具備してなる燃料電池装置を提供することにある。
本発明の燃料電池モジュールは、内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールである。前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部と該側部に対向する前記収納容器の外壁との間に、前記収納容器の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を通って上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路とを備える。
また、本発明の燃料電池モジュールは、内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを、直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールである。前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部と該側部に沿った方向の前記収納容器の外壁との間に、前記収納容器の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を通って流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた、前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路と、前記第１の流路を流れる反応ガスを、前記収納容器の上壁に沿って流した後に、前記第２の流路に供給するための第４の流路とを備えるとともに、前記発電室の上方に、該発電室内の排ガスを収集した後、前記第３の流路に流すための排ガス収集室を備える。
さらにまた、本発明の燃料電池モジュールは、内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールである。前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う両側部と該両側部にそれぞれ対向する前記収納容器の側壁との間に、前記収納容器の下方より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路とを備えるとともに、前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向に流した後に、前記収納容器の前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向の中央部で折り返して、前記第２の流路に流すための第４の流路を備える。
さらにまた、本発明の燃料電池モジュールは、内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールである。前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う両側部と該両側部にそれぞれ対向する前記収納容器の側壁との間に、前記収納容器の下方より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路とを備えるとともに、前記燃料電池セルの配列方向に沿う一方側に位置する前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向に流した後に、前記燃料電池セルの配列方向に沿う他方側に位置する前記第２の流路に流すための第４の流路を備える。
さらにまた、本発明の燃料電池モジュールは、内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールである。前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部と該側部に沿った方向の前記収納容器の外壁との間に、前記収納容器の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を通って上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路とを備えるとともに、前記第２の流路と前記第３の流路との間に、前記第２の流路を流れる反応ガスと前記第３の流路を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部を備える。
さらにまた、本発明の燃料電池モジュールは、内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールである。前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部と該側部に沿った方向の前記収納容器の外壁との間に、前記収納容器の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、該第１の流路を通って上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路とを備え、前記第２の流路および前記第３の流路のうち少なくとも一方の流路内に、前記第２の流路を流れる反応ガスと前記第３の流路を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部材を具備する。
また、本発明の燃料電池装置は、外装ケースと、該外装ケース内に収納される、上述した燃料電池モジュールのうちいずれかと、該燃料電池モジュールを作動させるための補機とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。
【図２】本発明の燃料電池モジュールを構成するセルスタック装置の一例を示す側面図である。
【図３】図２で示すセルスタック装置の一部を抜粋して示す平面図である。
【図４】図２で示すセルスタック装置の平面図である。
【図５】図１に示す改質器の断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図７】図６に示す燃料電池モジュールのうち、収納容器の側面側と底面側を一部抜粋して示す外観斜視図である。
【図８】図６に示す燃料電池モジュールの他の一例を示し、収納容器の側面側と底面側を抜粋して示す外観斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。
【図１０】図９に示す燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図１１】図９に示す燃料電池モジュールのうち、収納容器の上壁とセルスタック装置を抜粋して示す外観斜視図である。
【図１２】図９に示す改質器の断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図１４】図１３に示す燃料電池モジュールのうち、収納容器の側面側と底面側を一部抜粋して示す外観斜視図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図１６】図１５に示す燃料電池モジュールのうち、収納容器の側面側と底面側を一部抜粋して示す外観斜視図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態の燃料電池モジュールの他の例を概略的に示す断面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態の燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。
【図１９】図１８に示す燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図２０】図１８に示す燃料電池モジュールの一部を抜粋して示す分解斜視図である。
【図２１】本発明の第５の実施形態の燃料電池モジュールの他の例を概略的に示す断面図である。
【図２２】本発明の第６の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図２３】本発明の第７の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図２４】本発明の第８の実施形態の燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。
【図２５】図２４に示す燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図２６】図２５に示す燃料電池モジュールの一部を抜粋して示す外観斜視図である。
【図２７】本発明の第９の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図２８】図２７に示す燃料電池モジュールの一部を抜粋して示す外観斜視図である。
【図２９】本発明の第１０の実施形態の燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。
【図３０】図２９に示す燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図３１】図２９に示す燃料電池モジュールを概略的に示す別の断面図である。
【図３２】図３０に示す燃料電池モジュールの一部を抜粋して示す外観斜視図である。
【図３３】図３０に示す燃料電池モジュールの他の一例の一部を抜粋して示す外観斜視図である。
【図３４】本発明の第１１の実施形態の燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。
【図３５】図３４に示す燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図３６】本発明の第１１の実施形態の燃料電池モジュールの他の例を概略的に示す断面図である。
【図３７】本発明の第１２の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図３８】本発明の第１３の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図３９】本発明の第１４の実施形態の燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。
【図４０】図３９に示す燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図４１】本発明の第１４の実施形態の燃料電池モジュールの他の例を概略的に示す断面図である。
【図４２】本発明の第１５の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図４３】本発明の第１６の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【図４４】本発明の第１７の実施形態の燃料電池装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下図面を参考にして本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の燃料電池モジュール１を示す外観斜視図である。なお、以降の図において同一の部材については同一の番号を付するものとする。
図１に示す燃料電池モジュール１においては、収納容器２の内部に、内部をガスが流通するガス流路を有する柱状の燃料電池セル３を立設させた状態で配列し、隣接する燃料電池セル３間に集電部材（図１においては図示せず）を介して電気的に直列に接続してセルスタック４を構成し、セルスタック４の両端部側にセルスタック４（燃料電池セル３）の発電により生じた電流を集電して外部に引き出すための、電流引き出し部を有する導電部材５が配置され、各燃料電池セル３および導電部材５の下端をガラスシール材等の絶縁性接合材（図示せず）でマニホールド６に固定してなるセルスタック装置９を収納して構成されている。なお、図１においては収納容器２の内部に、セルスタック４を１つのみ収納する場合を示している。
さらに図１においては、燃料電池セル３の発電で使用する燃料ガスを得るために、天然ガスや灯油等の原燃料を改質して燃料ガスを生成するための改質器７をセルスタック４（燃料電池セル３）の上方に配置している。そして、改質器７で生成された燃料ガスは、燃料ガス流通管８によりマニホールド６に供給され、マニホールド６を介して燃料電池セル３の内部に設けられたガス流路に供給される。なお、セルスタック装置９の構成は、燃料電池セル３の種類や形状により、適宜変更することができる。
また図１においては、収納容器２の一部（前後面）を取り外し、内部に収納されるセルスタック装置９を後方に取り出した状態を示している。ここで、図１に示した燃料電池モジュール１においては、セルスタック装置９を、収納容器２内にスライドして収納することが可能である。
以降において、まず収納容器２内に収納するセルスタック装置９の構成について説明する。
図２は、セルスタック装置９を概略的に示す側面図、図３は図２に示したセルスタック装置９の一部拡大平面図であり、図２で示した鎖線枠で囲った部分を抜粋して示している。さらに、図４は図２で示すセルスタック装置９を概略的に示す平面図であり、燃料電池セル３間に配置される集電部材１０を省略して示している。
ここで、改質器７を除くセルスタック装置９は、一対の対向する平坦面をもつ柱状の導電性支持基板１４（以下、支持基板１４と略す場合がある）の一方の平坦面上に燃料側電極層１１、固体電解質層１２及び空気側電極層１３を順次積層してなる柱状の燃料電池セル３の複数個を、隣接する燃料電池セル３間に集電部材１０を介装して電気的に直列に接続してセルスタック４を形成し、燃料電池セル３の下端を、燃料電池セル３に燃料ガスを供給するためのマニホールド６に固定して形成されている。そして、下端がマニホールド６に固定され、燃料電池セル３の配列方向の両端部から集電部材１０を介してセルスタック４を挟持するように電流引き出し部を有する導電部材５が配置されている。なお、導電部材５が有する電流引き出し部は、燃料電池セル３の配列方向に沿って、外側に向けて延びた形状として設けられている。なお、図４においては１つのマニホールド６に１つのセルスタック４が配置されている例を示している。
さらに、燃料電池セル３の他方の平坦面上にはインターコネクタ１６が設けられており、支持基板１４の内部には、燃料電池セル３に反応ガスを流すためのガス流路１５が設けられている。なお、図１に示すセルスタック装置９においては、ガス流路１５にマニホールド６より燃料ガス（水素含有ガス）を供給する場合の例を示している。
また、インターコネクタ１６の外面（上面）にはＰ型半導体１７を設けることもできる。集電部材１０を、Ｐ型半導体１７を介してインターコネクタ１６に接続させることにより、両者の接触がオーム接触となり、電位降下を少なくし、集電性能の低下を有効に回避することが可能となる。
また、支持基板１４を燃料側電極層１１を兼ねるものとし、その表面に固体電解質層１２および空気側電極層１３を順次積層して燃料電池セル３を構成することもできる。
なお、燃料電池セル３としては、各種燃料電池セルが知られているが、燃料電池モジュール１を収納してなる燃料電池装置を小型化する上で、固体酸化物形燃料電池セルとすることができる。それにより、燃料電池装置を小型化することができるとともに、家庭用燃料電池で求められる変動する負荷に追従する負荷追従運転を行なうことができる。なお、燃料電池セル３は一般に知られている材料等を用いて作製することができる。
以上の構成により、マニホールド６上に１列のセルスタック４を配置してなるセルスタック装置９が構成される。そして、このようなセルスタック装置９を収納容器２の内部に収納することにより、燃料電池モジュール１が構成される。
図５は、図１に示す改質器７を抜粋して示す断面図であり、改質器７は、原燃料もしくは水を気化するための気化部１９と、原燃料を燃料ガスに改質するための改質触媒２１を備える改質部２０とから構成されている。なお、気化部１９には原燃料を供給するための原燃料供給管１８が接続されており、改質器７において水蒸気改質を行なう場合には、別途水供給管を設けることもできる。なお、原燃料供給管１８と水供給管とを二重管として構成することもできる。なお、気化部１９と改質部２０とは、通気性のある壁で分離されている。
さらに、改質部２０（改質器７）の端部側には、改質部２０にて生成された燃料ガスをマニホールド６に供給するための燃料ガス流通管８が接続されている。
図６は、図１に示した燃料電池モジュール１を概略的に示す断面図であり、図７は図６で示す収納容器２のうちの側面側および底面側を一部抜粋して示す外観斜視図である。
収納容器２では、外壁２２にて収納容器２の外枠が形成され、内部に燃料電池セル３（セルスタック装置９）を収納する発電室２９が形成されている。
このような収納容器２においては、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う両側部と、該両側部に対向する収納容器２の外壁２２との間に、反応ガスや排ガスを流すための流路を備えている。
ここで、収納容器２では、外壁２２の内側に所定間隔をあけて第１の壁２３が形成されており、第１の壁２３の内側に所定間隔をあけて第２の壁２４が配置されており、さらに第２の壁２４の内側に所定間隔をあけて第３の壁２５が配置されている。
それにより、外壁２２と第１の壁２３とで形成された空間が第１の流路２６となり、第２の壁２４と第３の壁２５とで形成された空間が第２の流路２７となり、第１の壁２３と第２の壁２４とで形成された空間が第３の流路２８となる。
なお、図６に示した収納容器２においては、第１の壁２３の上端部が第２の壁２４に接続されており、第２の壁２４が収納容器２の上壁（外壁２２）と接続されており、第３の壁２５の上端部が第１の壁２３と第２の壁２４との接続部よりも収納容器２の上壁側にて第２の壁２４と接続されている。なお、第３の壁２５の上端部を収納容器２の上壁と接続させることもできる。
また、収納容器２の底部には、反応ガス（空気）を収納容器２内に供給するための反応ガス供給管３０が接続されており、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは反応ガス導入部３６に流れる。反応ガス導入部３６は反応ガス導入口３７を介して第１の流路２６とつながっているため、反応ガス導入部３６を流れる反応ガスは、反応ガス導入口３７を通して、第１の流路２６に流れる。第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスは、第２の壁２４に設けられた反応ガス流通口３１を通して、第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を下方に向けて流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内に供給される。なお、燃料電池セル３（セルスタック４）の両側面側および底面に断熱材３５が配置されている。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第２の壁２４に設けられた排ガス流通口３２を通して第３の流路２８に流入する。そして、第３の流路２８を下方に向けて流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図１参照）を通して収納容器２の外部に排気される。
それゆえ、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと発電室２９内の熱とで熱交換されることとなる。
それにより、効率よく反応ガスの温度を高めることができることから、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
また、図７において、反応ガス流通口３１および排ガス流通口３２を複数個設けている例を示している。それにより、第１の流路２６を流れる反応ガスは、効率よく第２の流路２７に流れて発電室２９内に供給される。また発電室２９内の排ガスは、効率よく第３の流路２８を流れて、収納容器２の外部に排気することができる。
なお、セルスタック４（燃料電池セル３）の両側面側に配置されている断熱材３５（図中において断熱材３５は斜線にて示している）において、反応ガス吹き出し口３３に対応して、反応ガスを燃料電池セル３側に流すための孔が設けられている。
そして反応ガス吹き出し口３３より発電室２９内に供給された空気は、燃料電池セル３の下端側から上端部側に向けて流れることとなり、効率よく燃料電池セル３の発電を行なうことができる。
なお、断熱材３５は、収納容器２内の熱が極端に放熱され、燃料電池セル３（セルスタック４）の温度が低下して発電量が低減しないように適宜設けることができ、図６においては、マニホールド６の底部、燃料電池セル３（セルスタック４）の両側面側に設けている例を示している。
なお、図６においては一列のセルスタック４を有するセルスタック装置９を発電室２９内に収納した例を示しており、この場合、燃料電池セル３の両側面側より反応ガスが導入されることとなる。
また、図６において、反応ガス供給管３０と排ガス排気管３４とは、それぞれ位置をずらして設けた例を示しているが、反応ガス供給管３０の内部に排ガス排気管３４が位置するように設けることもできる。
図８は、図６で示す収納容器２のうちの側面側および底面側を一部抜粋して示す外観斜視図であり、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口の他の一例を示している。
図８においては、反応ガスをセルスタック４に導入するための反応ガス吹き出し口４０を複数設けており、特に燃料電池セル３の配列方向における中央部側に対応する反応ガス吹き出し口４０はその間隔を狭く、燃料電池セル３の配列方向における端部側に対応する反応ガス吹き出し口４０はその間隔を広くして設けている。それにより、セルスタック４の中央部側に多くの反応ガスが供給されることで、セルスタック４の燃料電池セル３の配列方向における中央部側の熱を端部側に比べて放熱することができ、セルスタック４の燃料電池セル３の配列方向における温度分布を均一に近づけることができる。
（第２の実施形態）
図９は、収納容器４２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第２の実施形態の燃料電池モジュール４１を示す外観斜視図である。なお、図９においては、改質器７を収納容器４２の上壁の内面に接続している。
また、図９に示す燃料電池モジュール４１においては、収納容器４２の一部（前後面）を取り外し、内部に収納されるセルスタック装置９を後方に取り出した状態を示している。
図１０は、図９に示す燃料電池モジュール４１の断面図であり、収納容器４２の上壁の内面に改質器４３が接続されている以外は、図６に示した燃料電池モジュール１の断面図と同様である。また、図１１は、図９に示した燃料電池モジュール４１のうち、セルスタック装置９と、改質器４３が接続された収納容器４２の上壁４４とを抜粋して示した外観斜視図である。
このような燃料電池モジュール４１においては、改質器４３が燃料電池セル３の上方に配置され、かつ収納容器４２の上壁４４の内面側に設けられている。具体的には、改質器４３は、断熱材３５を介して収納容器４２の上壁４４の内面に接続されている。なお、以下の実施形態において、改質器が収納容器の上壁の内面側に設けられている場合において、同様に改質器は断熱材を介して収納容器の上壁の内面に接続されている例を示している。
ここで、改質器４３にて生成された燃料ガスをマニホールド６に供給するための燃料ガス流通管８は、改質器４３に接続された改質器側燃料ガス流通管４５と、マニホールド６に接続されたマニホールド側燃料ガス流通管４６とから構成されている。
ここで、改質器４３が上壁４４の内面に接続されていることから、燃料電池モジュール４１の組み立てにあたり、改質器４３の位置決めが容易となるとともに、セルスタック装置９の位置決めも容易となる。それにより、燃料電池モジュール４１の組み立てが容易となる。
またこのような燃料電池モジュール４１においては、改質器側燃料ガス流通管４５とマニホールド側燃料ガス流通管４６とを取り外すとともに、上壁４４を収納容器４２から取り外すことで、改質器４３を収納容器４２から容易に取り出すことができることから、改質器４３を容易に脱着することが可能となる。
また、改質器４３を容易に脱着することができることから、燃料電池モジュール４１を組み立てるにあたり、セルスタック装置９を収納容器４２内にスライドして収納し、その後、改質器４３が接続された上壁４４を収納容器４２に取り付けることで、容易に燃料電池モジュール４１を組み立てることができる。
なお、改質器側燃料ガス流通管４５とマニホールド側燃料ガス流通管４６とを取り付けるにあたっては、改質器４３から供給される燃料ガスが漏出しにくいよう、改質器側燃料ガス流通管４５がマニホールド側燃料ガス流通管４６の内側に接続されるようにすることが好ましい。
さらに、改質器側燃料ガス流通管４５とマニホールド側燃料ガス流通管４６を容易に脱着することができる構造とすることが好ましく、例えばワンタッチ式で脱着することができる構造とすることが好ましい。
このような構造を採用することにより、改質器４３を燃料電池セル３の上方に容易に配置することが可能となり、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させる場合においては、改質器４３の温度を効率よく上昇させることができ、改質器４３の改質効率を向上することができる。
図１２は、原燃料供給管１８が接続された改質器４３を抜粋して示す断面図である。図５に示した改質器７と対比して、原燃料供給管１８が、改質器４３の上面に接続されている点で異なっている。
ここで、改質器４３において水蒸気改質を行なう場合において、原燃料供給管１８と水供給管とを二重管として構成することもできる。この場合において、改質器４３の上方より水が供給されることから、供給された水が気化部１９の底部にたまりやすくなるおそれがある。それゆえ、気化部１９の底部を改質部２０に向けて下る傾斜面とすることができる。それにより、水供給管より供給された水を効率よく気化させることができる。
（第３の実施形態）
図１３は、本発明の第３の実施形態の燃料電池モジュール５０を概略的に示す断面図であり、図１４は図１３で示す収納容器４７のうちの側面側および底面側を一部抜粋して示す外観斜視図である。
図１３に示した収納容器４７においては、第１の壁２３の上端部が収納容器４７の上壁（外壁２２）と接続されており、第１の壁２３に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐための反応ガス流通口４８が設けられている。そして、第２の壁２４の上端部が、第１の壁２３の反応ガス流通口４８よりも下方に接続されている。また、第３の壁２５の上端部は収納容器４７の上壁（外壁２２）と接続されており、第２の壁２４と第３の壁２５との間に、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通路４９が設けられている。なお、第３の壁２５は、第１の壁２３と第２の壁２４との接続部よりも収納容器４７の上壁側（反応ガス流通口４８よりも上方側）で第１の壁２３と接続することもできる。
このような収納容器４７においては、反応ガス導入部３６より第１の流路２６に流入した反応ガスは、第１の流路２６を上方に向けて流れた後、第１の壁２３に設けられた反応ガス流通口４８を通して、第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を下方に向けて流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第２の壁２４と第３の壁２５との間に設けられた排ガス流通路４９を通して第３の流路２８に流れる。そして、第３の流路２８を下方に向けて流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図９参照）を通して収納容器２の外部に排気される。
それゆえ、このような構成からなる収納容器４７においても、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと発電室２９内の熱とで熱交換されることとなる。
それにより、効率よく反応ガスの温度を高めることができることから、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
また、図１４において、反応ガス流通口４８および排ガス流通路４９を複数個設けている例を示している。それにより、第１の流路２６を流れる反応ガスは、効率よく第２の流路２７に流れて発電室２９内に供給される。また発電室２９内の排ガスは、効率よく第３の流路２８を流れて、収納容器２の外部に排気することができる。
さらに、第３の壁２５が収納容器４７の上壁（外壁２２）に接続されている場合においては、発電室２９内の排ガスが、改質器４３の近傍の空間にとどまることを抑制でき、発電室２９内の排ガスを効率よく第３の流路２８に流すことができる。
（第４の実施形態）
図１５は、本発明の第４の実施形態の燃料電池モジュール５３を概略的に示す断面図であり、図１６は図１５で示す収納容器５４のうちの側面側および底面側を一部抜粋して示す外観斜視図である。
図１５に示した収納容器５４においては、第１の壁２３の上端部が収納容器５４の上壁（外壁２２）と接続されている。また、第２の壁２４の上端部が収納容器５４の上壁（外壁２２）に接続されている。なお、第２の壁２４には、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通口５２が設けられている。そして、第１の壁２３と第２の壁２４との間に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐ反応ガス流通路５１が設けられている。また、第３の壁２５はその上端部が第２の壁の排ガス流通口５２の下方で、かつ反応ガス流通路５１の上端部と同じ位置もしくはそれより高い位置で、第２の壁２４に接続されている。なお、第２の壁２４の上端部は、反応ガス流通路５１よりも収納容器２の上壁側にて第１の壁２３に接続することもできる。
このような収納容器５４においては、反応ガス導入部３６より第１の流路２６に流入した反応ガスは、第１の流路２６を上方に向けて流れた後、第１の壁２３と第２の壁２４との間に設けられた反応ガス流通路５１を通して第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を下方に向けて流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第３の壁２５に設けられた排ガス流通口５２を通して第３の流路２８に流れる。そして、第３の流路２８を下方に向けて流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図９参照）を通して収納容器２の外部に排気される。
それゆえ、このような構成からなる収納容器５４においても、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと発電室２９内の熱とで熱交換されることとなる。
それにより、効率よく反応ガスの温度を高めることができることから、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
また、図１６において、反応ガス流通路５１および排ガス流通口５２を複数個設けている例を示している。それにより、第１の流路２６を流れる反応ガスは、効率よく第２の流路２７に流れて発電室２９内に供給される。また発電室２９内の排ガスは、効率よく第３の流路２８を流れて、収納容器２の外部に排気することができる。
ところで、発電室２９において、燃料電池セル３の発電により生じる熱や燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることなどにより、上部側の温度が高くなる。ここで、第３の壁２５に設けられた排ガス流通口５２が発電室２９の上部側に位置することから、温度の高い排ガスを効率よく第３の流路に流入させることができる。
それにより、第３の流路を流れる排ガスと反応ガスとで効率よく熱交換を行なうことができ、効率よく反応ガスの温度を高めることができることから、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
図１７は、図１５に示した収納容器５４の発電室２９内に、セルスタック４を２つ並置している燃料電池モジュール５５の例を示している断面図である。なお、２つのセルスタック４は１つのマニホールド６上に配置されている。
この場合において、反応ガス吹き出し口３３よりそれぞれのセルスタック４の一方側の側面に反応ガスが供給されることから、２つのセルスタックを並置した場合であっても、効率よく燃料電池セル３の発電を行なうことができる。
なお、反応ガス吹き出し口３３より供給される反応ガスが、セルスタック４を構成する燃料電池セル３間を効率よく下端部側から上端部側へ流通するように、互いのセルスタック４の間に、セルスタック４の一方の側面側（反応ガス吹き出し口３３側）より供給された反応ガスが、セルスタック４の他方の側面側より流出しないように、セルスタック４の他方の側面側に、例えば断熱材（ボード状や綿状の断熱材）等を配置することができる。この場合においては、反応ガス吹き出し口３３より供給された反応ガスが、セルスタック４の他方の側面方向に流れた場合であっても、反応ガスが断熱材に沿って上方へ流れることとなることから、燃料電池セル３間を効率よく反応ガスが流れることができる。
（第５の実施形態）
図１８は、収納容器６２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第５の実施形態の燃料電池モジュール６１を示す外観斜視図である。
図１８に示した収納容器６２においては、収納容器６２の底面に、燃料電池セル３に供給する酸素含有ガス（通常は空気である）を供給するための反応ガス供給管３０と、燃料電池セル３の発電等により生じた排ガスを収納容器６２の外部に排気するための排ガス排気管３４とが接続されている。反応ガス供給管３０と排ガス排気管３４とは二重管とすることもできる。
図１９は、図１８に示した燃料電池モジュール６１を概略的に示す断面図であり、図２０は燃料電池モジュール６１の一部を抜粋して示す分解斜視図である。
収納容器６２では、発電室２９の上方には発電室２９を形成するための上壁６３が設けられており、上壁６３と外壁２２（収納容器６２の上壁）との間が、第１の流路２６を流れる反応ガスを第２の流路２７に流すための第４の流路６４となる。
また、収納容器６２の底部には、反応ガス（空気）を収納容器２内に供給するための反応ガス供給管３０が接続されており、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは反応ガス導入部３６に流れる。反応ガス導入部３６は反応ガス導入口３７を介して第１の流路２６とつながっているため、反応ガス導入部３６に供給された反応ガスは、反応ガス導入口３７を通して第１の流路２６に流れる。第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、続いて、後述する第４の流路６４を流れ、第２の流路流入口６５を介して第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を上方から下方に流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内（燃料電池セル３）に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、その温度が高温であるため、特に第１の流路２６を流れる反応ガスの温度を効率よく上昇させるために使用されることが好ましい。
そこで、図１９に示す収納容器６２においては、発電室２９の上方に、発電室２９内の排ガスを収集した後、第３の流路２８に流すための排ガス収集室６６を備えることを特徴とする。
ここで、特に高温となる発電室２９内の上方に排ガス収集室６６を備えることから、高温の排ガスが排ガス収集室６６に収集される。排ガス収集室６６に流れた排ガスは、第２の流路２７を貫通する排ガス流通口６７を介して第３の流路２８に流れる。第３の流路２８に流れた排ガスは、第３の流路２８を上方から下方に向けて流れ、排ガス収集口３９を通して反応ガス導入部３６の上部に設けられた排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図１８参照）を通して収納容器６２の外部に排気される。
それゆえ、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を上方に流れる間に、第３の流路２８を下方に流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を下方に流れる間に、第３の流路２８を下方に流れる排ガスと発電室２９内の熱とで熱交換されることとなる。
特に本発明の収納容器６２においては、特に高温となる発電室２９の上方に、排ガス収集室６６を備えることにより、高温の排ガスを第３の流路２８に流すことができ、燃料電池セル３に供給される反応ガスと効率よく熱交換を行なうことができる。それにより、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
また、収納容器６２をこのような構成とすることにより、発電室２９内にセルスタック４（セルスタック装置９）を１つ収納する場合において特に有用な燃料電池モジュール６１とすることができる。
ところで、第１の流路２６と第４の流路６４とを流れて第２の流路２７に流れる反応ガスは、その流通過程において発電室２９内の熱や排ガスの熱とで熱交換され高温となる。また、第３の流路２８を流れる排ガスは、第１の流路２６を流れる反応ガスと熱交換されることで温度が低下する。ここで、第２の流路２７を流れる反応ガスの熱が、第３の流路２８を流れる排ガスに伝熱し、反応ガスの温度が低下するおそれがある。
それゆえ、第２の流路２７と第３の流路２８との間、もしくは第２の流路２７および第３の流路２８の少なくとも一方の流路内に、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部材を備えることが好ましい。図１９においては、第３の流路２８のうち、第２の流路２７側に、断熱材３５を配置している。それにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制できる。それにより、燃料電池セル３の発電効率が低下することを抑制できる。なお、熱交換抑制部材は、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができる部材であればよく、例えば断熱材、コンクリート、ガラス等を用いることができる。
図２１は、図１９に示した収納容器６２の発電室２９内に、セルスタック４を２つ併置している燃料電池モジュール６８の例を示している断面図である。なお２つのセルスタック４は１つのマニホールド６上に配置されている。
この場合において、反応ガス吹き出し口３３よりそれぞれのセルスタック４の一方側の側面に反応ガスが供給されることから、２つのセルスタックを並置した場合であっても、効率よく燃料電池セル３の発電を行なうことができる。
なお、反応ガス吹き出し口３３より供給される反応ガスが、セルスタック４を構成する燃料電池セル３間を効率よく下端部側から上端部側へ流通するように、互いのセルスタック４の間に、セルスタック４の一方の側面側（反応ガス吹き出し口３３）より供給された反応ガスが、セルスタック４の他方の側面側より流出しないように、セルスタック４の他方の側面側に、例えば断熱材（ボード状や綿状の断熱材）等を配置することができる。この場合においては、反応ガス吹き出し口３３より供給された反応ガスが、セルスタック４の他方の側面方向に流れた場合であっても、反応ガスが断熱材に沿って上方へ流れることとなることから、燃料電池セル３間を効率よく反応ガスが流れることができる。
（第６の実施形態）
図２２は、本発明の第６の実施形態の燃料電池モジュール７１を示す断面図であり、図２２に示した燃料電池モジュール７１においては、収納容器７２内の第４の流路６４内に仕切部材７３が設けられている。
図１９に示した収納容器６２のように、第２の流路２７（第２の流路流入口６５）が側壁（外壁２２）側に配置されている場合に、燃料電池セル３の配列方向に沿う一方側に位置する（以下、単に一方側と略す場合がある。）第１の流路２６を流れて、一方側の第４の流路６４内に流れる反応ガスの一部が、一方側の第２の流路流入口６５に流れずに、燃料電池セル３の配列方向と直交する方向に流れる場合がある。
この場合において、第４の流路６４内を燃料電池セル３の配列方向と直交する方向に流れた反応ガスは、燃料電池セル３の配列方向に沿う他方側に位置する（以下、単に他方側と略す場合がある。）第１の流路２６を流れて燃料電池セル３の配列方向と直交する方向に流れる反応ガスの影響や、第４の流路６４を介して第２の流路２７に流れる反応ガスの影響により、第４の流路６４内に滞留し、燃料電池セル３の発電効率が低下するおそれがある。またこの場合に、収納容器６２の上壁（外壁）２２が高温となるおそれもある。
また、第４の流路６４に流れた反応ガスが、一方側もしくは他方側の第２の流路２７に多く流れ込み、燃料電池セル３の両側面側より供給される反応ガス量が不均一となり、燃料電池セル３の発電量が低下するほか、劣化等の悪影響を及ぼすおそれもある。
それゆえ、図２２に示した燃料電池モジュール７１においては、収納容器７２内の第４の流路６４内に、一方側の第１の流路２６を流れた反応ガスを一方側の第２の流路２７に流すとともに、他方側の第１の流路２６を流れた反応ガスを他方側の第２の流路２７に流すための仕切部材７３を設けている。
それにより、第１の流路２６を流れて第４の流路６４に流れた反応ガスが、第４の流路６４内に滞留することを抑制でき、燃料電池セル３の発電効率が低下することを抑制できる。またあわせて、収納容器７２の上壁（外壁）２２が高温となることを抑制できる。
さらに、第４の流路６４内に仕切部材７３を設けることで、一方側の第１の流路２６を流れる反応ガスは、一方側の第２の流路２７内を流れて燃料電池セル３の一方側側面より供給され、また他方側の第１の流路２６を流れる反応ガスは、他方側の第２の流路２７内を流れて燃料電池セル３の他方側側面より供給される。それにより、燃料電池セル３の両側面から供給される反応ガスの量が不均一となることを抑制でき、燃料電池セル３の発電量の低下や、劣化等の悪影響が生じることを抑制できる。
ところで、発電室２９内の上方側は、燃料電池セル３の発電により生じる熱や、燃料電池セル３の上端側で発電に利用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる場合の燃焼熱などにより特に高温となる。それゆえ、燃料電池セル３に供給する反応ガスを、発電室２９の上方の空気（排ガス）と効率よく熱交換することにより、さらに高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができ、燃料電池モジュール７１（燃料電池セル３）の発電効率を向上させることができる。
（第７の実施形態）
図２３は、本発明の第７の実施形態の燃料電池モジュール８１を示す断面図であり、図２３に示した燃料電池モジュール８１においては、収納容器８２内における第４の流路６４と第２の流路２７との間に、排ガス収集室６６の上方で第４の流路６４を流れた反応ガスを収集した後、第２の流路２７に流すための第５の流路８３を備える例を示している。なお、図２３においては第５の流路８３を排ガス収集室６６と対向するように配置している。
このような燃料電池モジュール８１においては、一方側の第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスは、収納容器８２の上壁に沿って第４の流路６４を燃料電池セル３の配列方向と直交する方向に流れたのち、第５の流路流入口８４を介して、第５の流路８３に流入する。なお、第５の流路流入口８４は、一方側の第１の流路２６を流れる反応ガスと他方側の第１の流路２６を流れる反応ガスが効率よく収集できるように、第４の流路６４のうち、燃料電池セル３の配列方向と直交する方向の中央部に設けることが好ましい。
そして、第５の流路流入口８４を介して第５の流路８３に流入した反応ガスは、排ガス収集室６６と対向するように配置された第５の流路８３を流れる間に、排ガス収集室６６を流れる高温の排ガスとで効率よく熱交換される。そして、この温められた反応ガスが、第５の流路８３とつながっている第２の流路２７を流れた後、燃料電池セル３に供給されることから、より高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができ、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
（第８の実施形態）
図２４は、収納容器９２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第８の実施形態の燃料電池モジュール９１の一例を示す外観斜視図である。図２５は、図２４に示した燃料電池モジュール９１を概略的に示す断面図であり、図２６は図２５で示す燃料電池モジュール９１のうち、鎖線で囲んだ部分Ａを抜粋して示した図である。
収納容器９２の底部には、反応ガス（空気）を収納容器９２内に供給するための反応ガス供給管３０が接続されており、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは反応ガス導入部３６に流れる。反応ガス導入部３６は反応ガス導入口３７を介して第１の流路２６とつながっているため、反応ガス導入部３６に供給された反応ガスは、反応ガス導入口３７を通して第１の流路２６に流れる。第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、続いて、後述する第４の流路９３を介して第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を上方から下方に流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内（燃料電池セル３）に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第２の壁２４に設けられた排ガス流通口３２を通して第３の流路２８に流入する。そして、第３の流路２８を上方から下方に流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して反応ガス導入部３６の上部に設けられた排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図２４参照）を通して収納容器９２の外部に排気される。
それゆえ、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を上方に流れる間に、第３の流路２８を下方に流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を下方に流れる間に、第３の流路２８を下方に流れる排ガスと発電室２９内の熱とで熱交換されることとなる。
ところで、発電室２９内は、燃料電池セル３の発電により生じる熱や、燃料電池セル３の上端側で発電に利用されなかった余剰の燃料ガスと空気とを燃焼させる場合の燃焼熱などにより高温となる。それゆえ、反応ガスを発電室２９の熱と熱交換することにより、さらに高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができ、燃料電池モジュール９１（燃料電池セル３）の発電効率を向上させることができる。
ここで、本発明の燃料電池モジュール９１においては、第１の流路２６を上方に流れた反応ガスを、燃料電池セル３の配列方向と直交する方向に流した後に、燃料電池セル３の配列方向と直交する方向の中央部で折り返して、第２の流路２７に流すように構成された第４の流路９３を設けることで、燃料電池セル３に供給される反応ガスの温度をさらに高めることができ、燃料電池セル３（燃料電池モジュール９１）の発電効率を向上することができる。
なお、第４の流路９３は、反応ガスを燃料電池セル３の配列方向と直交する方向の中央部へ流すための往路と、反応ガスを往路から折り返して第２の流路２７に流すための復路とで構成することができる。
ところで、燃料電池セル３の発電により生じる熱や、燃料電池セル３の上端側での燃焼熱は、発電室２９内で対流することにより、発電室２９の上方が特に高温となる。それゆえ、燃料電池セル３に反応ガス（空気）を供給するにあたり、発電室２９の上方側の熱を利用することが好ましく、上述した往路および復路のうち少なくとも一方は、発電室２９の上方側の熱を有効に利用すべく、収納容器９２を構成する外壁（上壁）２２に沿って配置されていることが好ましい。なお、図２５に示す収納容器９２においては、第４の流路９３を構成する往路および復路の両方が、発電室２９の上壁９４と収納容器９２の上壁２２との間に形成されており、第４の流路９３により発電室２９の上方が仕切られている。往路および復路の構成については、図２６を用いて詳述する。
また、第４の流路９３の中央部には、一方の第１の流路２６より流れる反応ガスが一方の第２の流路２７に流れ、かつ他方の第１の流路２６より流れる反応ガスが他方の第２の流路２７に流れるように仕切板９５が設けられている。
すなわち、第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、第４の流路９３を構成する往路を、収納容器９２を構成する上壁（外壁）２２に沿って燃料電池セル３の配列方向に直交する方向に流れて、収納容器９２を構成する上壁２２における燃料電池セル３の配列方向と直交する方向の中央部に設けられた仕切板９５により往路から折り返して、第４の流路９３を構成する復路を流れて、反応ガス流通口３１を介して第２の流路２７に流れることとなる。それゆえ、燃料電池セル３に供給される反応ガスは、第４の流路９３を構成する往路および復路を流れる間に発電室２９の上方の高温の熱と熱交換でき、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができる。それゆえ、燃料電池セル３（燃料電池モジュール９１）の発電効率を向上することができる。
図２６を用いて反応ガスの第４の流路９３の往路および復路について説明する。なお、図２６は収納容器９２の外壁（上壁）２２を取り外した状態を示している。第１の流路２６を流れた反応ガスは、平面視でＵ字状の複数の折り返し流路形成部材９６の間を、燃料電池セル３の配列方向に直交する方向に流通する。この折り返し流路形成部材９６の間の流路が第４の流路９３の往路９７となる。そして、往路９７を流れた反応ガスは、その後仕切部材９５によって往路９７から折り返して、流路形成部材９６の内側を流れる。この流路形成部材９６の内側が第４の流路９３の復路９８となる。復路９８を流れた反応ガスは、復路９８と第２の流路２７とを接続する反応ガス流通口３１（発電室２９の上壁９４に設けられている）を介して第２の流路２７へ流れる。
以上の構成により、燃料電池セル３に供給する反応ガスの熱交換において、反応ガスが第４の流路９３の往路９７と復路９８を流れる間に、発電室２９の上方の高温の熱と効率よく熱交換することができることから、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができ、発電効率の向上した燃料電池モジュール９１とすることができる。
（第９の実施形態）
図２７は、本発明の第９の実施形態の燃料電池モジュール１０１を概略的に示す断面図であり、図２８は図２７で示す燃料電池モジュール１０１のうち、鎖線で囲んだ部分Ｂを抜粋して示した図である。
図２７に示す燃料電池モジュール１０１においては、発電室２９の上方と収納容器１０２の上壁２２との間に、折り返し流路形成部材１０３が設けられており、第４の流路９３のうち、往路９７が収納容器１０２の上壁２２に沿って配置され、その下方に復路９８が配置されている。すなわち、往路９７と復路９８がそれぞれ上下に配置されている。なお、図２５で示した燃料電池モジュール９１と同様に、第４の流路９３により発電室２９の上方が仕切られている。
それにより、第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、収納容器１０２の上壁２２と折り返し流路形成部材１０３との間に形成された往路９７を、燃料電池セル３の配列方向に直交する方向に流れた後、中央部に設けられた仕切板９５によって下方へ折り返される。下方に折り返された反応ガスは、発電室２９の上壁９４と折り返し流路形成部材１０３とで形成された復路９８に流通し、第２の流路２７へ流れる。詳細は図２８を用いて詳述する。
ここで、第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、発電室２９の上方に位置する往路９７を流れる間に温められるとともに、復路９８を流れる間に、発電室２９の上方の高温の熱とでさらに熱交換されることでより温められる。そしてその温められた反応ガスが、第２の流路２７を介して燃料電池セル３（発電室２９内）に供給されることから、燃料電池セル３（燃料電池モジュール１０１）の発電効率を向上することができる。
図２８を用いて反応ガスの往路９７および復路９８の流通について説明する。なお図２８は収納容器１０２の外壁（上壁）２２を取り外した状態を示している。第１の流路２６を流れた反応ガスは、折り返し流路形成部材１０３と収納容器１０２の外壁（上壁）２２とで形成される往路９７を、燃料電池セル３の配列方向に直交する方向に流通し、中央部に設けられた仕切板９５によって下方に折り返される。折り返された反応ガスは、流入口１０４より復路９８に流れる。復路９８を流れた反応ガスは、復路９８と第２の流路２７とを接続する反応ガス流通口３１（発電室２９の上壁９４に設けられている。図２７参照。）を介して第２の流路２７へ流れる。
以上の構成により、燃料電池セル３に供給する反応ガスの熱交換において、発電室２９の上方の熱を有効に利用することができることから、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができ、発電効率の向上した燃料電池モジュール１０１とすることができる。
なお、折り返し流路形成部材１０３は、図２８に示したような箱状の部材でもよく、また板状の部材の一部を折り曲げて形成することもできる。なお、折り返し流路形成部材１０３を板状の部材の一部を折り曲げて形成する場合には、折り返し流路形成部材１０３の変形を抑制すべく、変形抑制部材（例えば、折り返し流路形成部材１０３を支える支持部材等）を併用することが好ましい。
（第１０の実施形態）
図２９は、収納容器１１２内に、セルスタック装置９を収容してなる、本発明の第１０の実施形態の燃料電池モジュール１１１を示す外観斜視図である。図３０および図３１は、図２９に示した燃料電池モジュール１１１を概略的に示す断面図であり、反応ガスが燃料電池セル３の配列方向に沿う一方側より他方側へ流れることを示している。なお、図３０および図３１は、収納容器１１２の異なる部位における断面図である。
収納容器１１２の底部には、反応ガス（図３０および図３１においては空気）を収納容器１１２内に供給するための反応ガス供給管３０が接続されており、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは反応ガス導入部３６に流れる。反応ガス導入部３６は反応ガス導入口３７を介して第１の流路２６とつながっているため、反応ガス導入部３６に供給された反応ガスは、反応ガス導入口３７を通して燃料電池セル第１の流路２６に流れる。
ここで、燃料電池セル３の配列方向に沿う一方側に位置する第１の流路２６（以下、一方側に位置する第１の流路と略す場合がある。）を上方に向けて流れた反応ガスは、後述する第４の流路１１３を、燃料電池セル３の配列方向と直交する方向に流れて、燃料電池セル３の配列方向に沿う他方側に位置する第２の流路２７（以下、他方側に位置する第２の流路と略す場合がある。）に流れる。そして、他方側に位置する第２の流路２７を上方から下方に流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内（燃料電池セル３）に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第２の壁２４に設けられた排ガス流通口３２を通して第３の流路２８に流入する。そして、第３の流路２８を上方から下方に流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して反応ガス導入部３６の上部に設けられた排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図２９参照）を通して収納容器１１２の外部に排気される。
それゆえ、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を上方に流れる間に、第３の流路２８を下方に流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を下方に流れる間に、第３の流路２８を下方に流れる排ガスと発電室２９内の熱とで熱交換されることとなる。
ここで、図３０においては、燃料電池セル３の配列方向に沿う一方側に位置する第１の流路２６を燃料電池セル３の右側（図面に向かって右側、以下右側という場合には同意）に位置する第１の流路２６とし、他方側に位置する第２の流路２７を燃料電池セルの左側（図面に向かって左側、以下左側という場合には同意）に位置する第２の流路２７とした例を示しており、図３１においては、燃料電池セル３の配列方向に沿う一方側に位置する第１の流路２６を燃料電池セル３の左側に位置する第１の流路２６とし、他方側に位置する第２の流路２７を燃料電池セルの右側に位置する第２の流路２７とした例を示している。すなわち、本発明において一方側、他方側とは、燃料電池セル３をはさんで一方側、他方側とよび、いずれかを一方側とした場合に、他方を他方側とよぶものとする。
そして、図３０および図３１において示したように、収納容器１１２内において、収納容器１１２の底部に接続された反応ガス供給管３０より供給され、燃料電池セル３の右側に位置する第１の流路２６を流れた反応ガスは燃料電池セル３の左側より発電室２９内に供給され、燃料電池セル３の左側に位置する第１の流路２６を流れた反応ガスは燃料電池セル３の右側より発電室２９内に供給される。
それにより、燃料電池セル３の配列方向に沿う両側の反応ガス吹き出し口３３より供給される反応ガスの温度を均一に近づけることができ、発電効率を向上した燃料電池モジュール１１１とすることができる。
ところで、発電室２９内は、燃料電池セル３の発電により生じる熱や、燃料電池セル３の上端側で発電に利用されなかった余剰の燃料ガスと空気とを燃焼させる場合の燃焼熱などにより高温となる。それゆえ、反応ガスを発電室２９の熱と熱交換することにより、さらに高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができ、燃料電池モジュール１１１（燃料電池セル３）の発電効率を向上させることができる。
それゆえ、図３０および図３１で示した燃料電池モジュール１１１においては、収納容器１１２の上部側（改質器７の上方）に、一方側に位置する第１の流路２６を流れる反応ガスを、他方側に位置する第２の流路２７に流すための流路である第４の流路１１３を設けている。
ここで、図３０を用いて第４の流路１１３について説明する。燃料電池セル３の右側に位置する第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスは、第４の流路１１３を構成する上部第１の流路１１４に流れ、燃料電池セル３の配列する方向と直交する方向（中央部側）に流れる。上部第１の流路１１４を流れた反応ガスは、中央部に位置する反応ガス流れ方向変更部Ｃにおいて、第４の流路１１３を構成する上部第２の流路１１５に流れる。上部第２の流路１１５を流れた反応ガスは、燃料電池セル３の左側に位置する第２の流路２７に流れた後、反応ガス吹き出し口３３より発電室２９内に流れる。
そして、一方側に位置する第１の流路２６と他方側に位置する第２の流路２７とを接続する第４の流路１１３において、上部第１の流路１１４が収納容器１１２を構成する上壁（外壁）２２に沿って配置され、その下方に上部第２の流路１１５が配置されていることから、反応ガスが第４の流路１１３を構成する上部第１の流路１１４および上部第２の流路１１５を流れる間に発電室２９の上方の高温の熱と熱交換でき、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができる。それゆえ、燃料電池セル３（燃料電池モジュール１１１）の発電効率を向上することができる。なお、図３１においても同様である。
図３２および図３３を用いて、反応ガス流れ方向変更部Ｃについて説明する。なお、図３２および図３３においては、収納容器１１２を構成する上壁（外壁）２２を取り外した状態を示している。図３２においては、上部第２の流路１１５は仕切板１１６により左右に仕切られており、仕切板１１６の上方に、反応ガス流れ方向変更部材１１７が配置されている。この反応ガス流れ方向変更部材１１７により、上部第１の流路１１４が左右に仕切られている。なお、図３２においては反応ガス流れ方向変更部材１１７の形状として、Ｌ字状の板部材を、長辺側が対向するように連続して接続してなる形状を示している。
そして、一方側に位置する第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、その一方側に位置する第１の流路２６に接続された上部第１の流路１１４に流れる。上部第１の流路１１４を流れた反応ガスは、Ｌ字状の板部材で囲まれた部位（奥行き方向）に流れ、その奥行き部位（他方側に位置する第１の流路２６側）に設けられた反応ガス流通孔１１８より、他方側に位置する（他方側に位置する第１の流路２６側）上部第２の流路１１５に流れる。他方側に位置する上部第２の流路１１５を流れた反応ガスは、その他方側に位置する上部第２の流路１１５に接続される他方側に位置する第２の流路２７に流れた後、発電室２９内に供給される。それにより、一方側に位置する第１の流路２６を上方に流れた反応ガスが、他方側に位置する第２の流路２７を流れることとなる。
なお、反応ガス流れ方向変更部材１１７を、燃料電池セル３の配列方向に沿って、図３２に向かって右側から左側へ流れる反応ガスと、左側から右側へ流れる反応ガスとが、順次入れ替わる構成とすることにより、第２の流路２７により均一に反応ガスが供給され、セルスタック４を構成する燃料電池セル３に均一に反応ガスが供給される。それにより、発電効率を向上することができる。
なお、この反応ガス流れ方向変更部材１１７におけるＬ字状の板部材の対向する長辺同士の間隔は、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の大きさや数により適宜設定することができる。
図３３に示した反応ガス流れ方向変更部Ｃは、上部第２の流路１１５は仕切板１１６により左右に仕切られており、仕切板１１６の上方に、反応ガス流れ方向変更部材１１９が配置されている。この反応ガス流れ方向変更部材１１９により、上部第１の流路１１４が左右に仕切られている。なお、図３３においては反応ガス流れ方向変更部材１１９の形状として、直方体状の部材の内部に、一方側に位置する上部第１の流路１１４を流れた反応ガスを、他方側に位置する上部第２の流路１１５に流すための反応ガス流通孔１２０が設けられている。なお、図３３において、反応ガス流通孔１２０は筒状の一部が折れ曲がった形状として形成されている。
そして、一方側に位置する第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、その一方側に位置する第１の流路２６に接続された上部第１の流路１１４に流れる。一方側に位置する第１の流路２６より上部第１の流路１１４を流れた反応ガスは、反応ガス流通孔１２０の流入部（入口）１２１より反応ガス流通孔１２０を流れ、反応ガス流通孔１２０の流出部（出口）１２２より他方側に位置する上部第２の流路１１５に流れる。他方側に位置する（他方側に位置する第１の流路２６側）上部第２の流路１１５を流れる反応ガスは、その他方側に位置する上部第２の流路１１５に接続される他方側に位置する第２の流路２７に流れた後、発電室２９内に供給される。それにより、一方側に位置する第１の流路２６を上方に流れた反応ガスが、他方側に位置する第２の流路２７を流れることとなり、燃料電池セル３の側方より供給される反応ガスの温度を均一に近づけることができ、発電効率を向上することができる。
なお、図３２に示した反応ガス流れ方向変更部材１１７と同様に、図３３に示した反応ガス流れ方向変更部材１１９においても、燃料電池セル３の配列方向に沿って、図３３に向かって右側から左側へ流れる反応ガスと、左側から右側へ流れる反応ガスとが、順次入れ替わる構成とすることにより、第２の流路２７により均一に反応ガスが供給され、セルスタック４を構成する燃料電池セル３に均一に反応ガスが供給される。それにより、発電効率を向上することができる。あわせて、筒状の一部が折れ曲がった形状の反応ガス流通孔１２０は、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の大きさや数により、その間隔を適宜設定することができる。
そして、反応ガス流れ方向変更部Ｃを上述したような構成とすることにより、一方側に位置する第１の流路２６を上方に流れた反応ガスが、他方側に位置する第２の流路２７に容易に流れることとなる。
（第１１の実施形態）
図３４は、収納容器１３２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の燃料電池モジュール１３１を示す外観斜視図である。図３５は、図３４に示した燃料電池モジュール１３１を概略的に示す断面図であり、図３６は、収納容器１３８内にセルスタック装置９を収納してなる、本実施形態の他の例の燃料電池モジュール１３７を概略的に示す断面図であり、後述する熱交換抑制部１３４を具備している。
収納容器１３２，１３８において、外壁２２の内側に所定間隔をあけて第１の壁２３が形成されており、第１の壁２３の内側に所定間隔をあけて第２の壁２４が配置されており、第２の壁２４の内側に所定間隔をあけて第３の壁２５が配置されており、第３の壁２５の内側に所定間隔をあけて第４の壁１３３が配置されている。
それにより、外壁２２と第１の壁２３とで形成された空間が第１の流路２６となり、第３の壁２５と第４の壁１３３とで形成された空間が第２の流路２７となり、第１の壁２３と第２の壁２４とで形成された空間が第３の流路２８となり、第２の壁２４と第３の壁２５とで形成された空間が熱交換抑制部１３４となる。それゆえ、熱交換抑制部１３４は、第２の流路２７と第３の流路２８との間に形成されることとなる。
なお、図３５に示した収納容器１３２においては、第１の壁２３の上端部が第３の壁２５に接続されており、第３の壁２５が収納容器１３２の上壁（外壁２２）と接続されており、第４の壁１３３の上端部が第１の壁２３と第３の壁２５との接続部よりも収納容器１３２の上壁側にて第３の壁２５と接続されている。なお、第４の壁１３３の上端部を収納容器１３２の上壁（外壁２２）と接続させることもできる。また、第２の壁２４の上端部は、第１の壁２３と第３の壁２５とを接続する板部材に接続されている例を示しているが、第２の壁２４の上端部を、後述する発電室２９と第３の流路２８とを接続する排ガス流通路１３５の下方で、第３の壁２５と接続するように構成することもできる。
また、収納容器１３２，１３８の底部には、反応ガス（空気）を収納容器１３２内に供給するための反応ガス供給管３０が接続されており、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは反応ガス導入部３６に流れる。反応ガス導入部３６は反応ガス導入口３７により第１の流路２６とつながっているため、反応ガス導入部３６を流れる反応ガスは、反応ガス導入口３７を通して、第１の流路２６に流れる。第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス流通口３１（図３６においては、反応ガス流通路１３６に相当）を通して、第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を下方に向けて流れた反応ガスは、第４の壁１３３に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第２の壁２４（第２の壁２４の形状によっては第３の壁２５）と第４の壁１３３との間に設けられた発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通路１３５を通して第３の流路２８に流入する。そして、第３の流路２８を下方に向けて流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図３４参照）を通して収納容器１３２，１３８の外部に排気される。
それゆえ、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を流れる間に、発電室２９内の熱とで熱交換されることとなる。
それにより、効率よく反応ガスの温度を高めることができることから、発電効率の高い燃料電池モジュール１３１，１３７とすることができる。
なお、第１の流路２６、第２の流路２７および第３の流路２８のそれぞれは、それぞれの流路を流れる反応ガスや排ガスとの熱交換を効率よく行なうため、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであることが好ましい。
そして反応ガス吹き出し口３３より発電室２９内に供給された反応ガスは、燃料電池セル３の下端側から上端部側に向けて流れることとなり、効率よく燃料電池セル３の発電を行なうことができる。
なお、図３５においては一列のセルスタック４を有するセルスタック装置９を発電室２９内に収納した例を示しており、この場合、燃料電池セル３の両側面側より反応ガスが導入されることとなる。それゆえ、発電室２９内の両側面側に位置する反応ガス吹き出し口３３より反応ガスが発電室２９内に供給されることより、発電室２９に垂下する反応ガス導入部材が不要となることから、発電室２９内にセルスタック４を１つ配置する場合において特に有用な燃料電池モジュール１３１とすることができる。
ここで、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、第１の流路２６および第２の流路２７を流れて発電室２９内に供給されるが、第２の流路２７を流れる反応ガスは、発電室２９内の熱とで熱交換され高温となる。一方、発電室２９より第３の流路２８を流れる排ガスは、第１の流路２６を流れる高温ではない反応ガスと熱交換されることから、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度よりも低くなるおそれがある。それに伴い、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換により、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下し、燃料電池セル３の発電量が低減するおそれがある。
それゆえ、本発明の燃料電池モジュール１３１，１３７においては、第２の流路２７と第３の流路２８との間に、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部１３４を有する。
それにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制でき、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制できる。それにより、高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができることから、発電効率の高い燃料電池モジュール１３１，１３７とすることができる。
ここで、図３５においては第３の壁２５の上方に設けられた反応ガス流通口３１よりも下方で接続される第２の壁２４と第３の壁２５とで形成される空間を、熱交換抑制部１３４として構成した例を示しており、図３６においては、第２の壁２４と第２の壁２４の上方に設けられた反応ガス流通路１３６よりも上方で接続される第３の壁２５とで形成される空間を、熱交換抑制部１３４として構成した例を示している。すなわち、図３５においては、熱交換抑制部１３４は第３の流路２８に沿って形成されており、図３６においては、熱交換抑制部１３４は、第２の流路２７に沿って形成されている。
そして、第２の流路２７と第３の流路２８との間に熱交換抑制部１３４を設けることにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換が抑制され、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができる。
なお、熱交換抑制部１３４内は、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を効率よく抑制すべく、熱伝導率が低い空間とすることが好ましい。それゆえ、熱交換抑制部１３４内を真空とするほか、熱交換抑制部１３４内に、例えば空気、断熱材、コンクリート、ガラス等を配置することができ、特に燃料電池モジュール１３１の構成やコスト等を考慮して、断熱材を配置することが好ましい。なお、断熱材としては、熱交換抑制部１３４内に容易に配置することが可能な形状とすることが好ましく、たとえば粒状や板状の断熱材とすることができる。
ここで、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを効果的に抑制するにあたっては、第２の流路２７および第３の流路２８が、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであるとともに、第２の流路２７と第３の流路２８との間に備える熱交換抑制部１３４を、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとすることが好ましい。
すなわち、熱交換抑制部１３４は、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向における幅以上の幅を有し、燃料電池セル３の長手方向における幅以上の幅を有する大きさとすることが好ましい。
それにより発電室２９内の熱や、燃料電池セル３の発電により生じる熱が、効率よく第２の流路２７を流れる反応ガスと熱交換される（伝熱される）とともに、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制でき、燃料電池セル３に温度の高い反応ガスを供給することができる。さらには、熱交換抑制部１３４の大きさをセルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとすることにより、反応ガスが第２の流路２７を流れる間に、セルスタック４の温度が低下することも抑制できる。
ここで図３５および図３６においては、熱交換抑制部１３４内に断熱材３５を配置した例を示しており、図３５における熱交換抑制部１３４に配置した断熱材３５は、その下端部が燃料電池セル３の下端部よりも低い位置となり、かつその上端部が燃料電池セル３の上端部よりも高い位置となる形状として、熱交換抑制部１３４内に配置されている。また、図３６における熱交換抑制部１３４に配置した断熱材３５は、その上端部が燃料電池セル３の上端部よりも高い位置となる形状として、熱交換抑制部１３４内に配置されている。なお、図には示していないが、熱交換抑制部１３４内に配置された断熱材３５は、燃料電池セル３の配列方向における幅以上の幅を有しており、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとして構成されている。それにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を効率よく抑制できるとともに、セルスタック４の温度が低下することも抑制でき、発電効率の高い燃料電池モジュール１３１，１３７とすることができる。
上述したように、本発明の燃料電池モジュールにおいては、収納容器１３２，１３８内に、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスを上方に流すための第１の流路２６と第１の流路２６を流れた反応ガスを発電室２９（燃料電池セル３）内に供給するための第２の流路２７と、発電室２９内の排ガスを下方に向けて流すための第３の流路２８を具備し、第２の流路２７と第３の流路２８との間に熱交換抑制部１３４を具備していればよく、それぞれの流路の構成は適宜設定することができる。
（第１２および第１３の実施形態）
図３７は、収納容器１４２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第１２の実施形態の燃料電池モジュール１４１を示す。図３８は、収納容器１５２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第１３の実施形態の燃料電池モジュール１５１を示す。図３７に示す収納容器１４２においては、第１の壁２３の上端部が収納容器１４２の上壁（外壁２２）と接続されており、第１の壁２３に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐための反応ガス流通口１４３が設けられている。そして、第２の壁２４および第３の壁２５の上端部が、第１の壁２３の反応ガス流通口１４３よりも下方に接続されている。また、第４の壁１３３の上端部は収納容器１４２の上壁と接続されており、第２の壁２４（第３の壁２５）と第４の壁１３３との間に、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通路１４４が設けられている。なお、第４の壁１３３は、第１の壁２３と第２の壁２４（第３の壁２５）との接続部よりも収納容器１４２の上壁側（反応ガス流通口１４３よりも上方側）で第１の壁２３と接続することもできる。なお、図３７に示す収納容器１４２においては、熱交換抑制部１３４を、第３の流路２８に沿って設けている例を示している。
また、図３８に示す収納容器１５２においては、第１の壁２３の上端部が収納容器１５２の上壁（外壁２２）と接続されており、第２の壁２４の上端部が収納容器１５２の上壁（外壁２２）に接続されている。なお、第２の壁２４と第３の壁２５との間に、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通口１５４が設けられている。そして、第１の壁２３と第３の壁２５（第２の壁２４）との間に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐ反応ガス流通路１５３が設けられている。また、第４の壁１３３はその上端部が第２の壁２４の排ガス流通口１５４の下方で、かつ反応ガス流通路１５３の上端部と同じ位置もしくはそれより高い位置で、第２の壁２４に接続されている。なお、第２の壁２４の上端部は、排ガス流通口１５４よりも収納容器１５２の上壁側にて第１の壁２３に接続することもできる。なお、図３８に示す収納容器１５２においては、熱交換抑制部１３４を、第２の流路２７に沿って設けている例を示している。
そして、図３７および図３８に示した収納容器１４２および収納容器１５２においても、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、第１の流路２６を上方に向けて流れ、第１の流路２６を流れた反応ガスが続いて第２の流路２７を流れた後、燃料電池セル３に流れる。また、発電室２９内の排ガスが第３の流路２８を流れて収納容器１４２および収納容器１５２の外部へ排気される。この際、第２の流路２７と第３の流路２８との間に熱交換抑制部１３４を備えることから、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制できる。それゆえ、高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができることから、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
（第１４の実施形態）
図３９は、収納容器１６２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第１４の実施形態の燃料電池モジュール１６１を示す外観斜視図である。図４０は、図３９に示した燃料電池モジュール１６１を概略的に示す断面図であり、図４１は、収納容器１６５内にセルスタック装置９を収納してなる、本実施形態の他の例の燃料電池モジュール１６４を概略的に示す断面図であり、後述する熱交換抑制部材１６３を具備している。本実施形態の燃料電池モジュール１６１，１６４および収納容器１６２，１６５は、第１の実施形態の燃料電池モジュール１および収納容器２に類似し、対応する部分には同一の参照符を付し、その説明を省略する。
収納容器１６２，１６５において、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、第１の流路２６および第２の流路２７を流れて発電室２９内に供給されるが、第２の流路２７を流れる反応ガスは、発電室２９内の熱とで熱交換され高温となる。一方、発電室２９より第３の流路２８を流れる排ガスは、第１の流路２６を流れる高温ではない反応ガスと熱交換されることから、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度よりも低くなるおそれがある。それに伴い、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換により、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下し、燃料電池セル３の発電量や発電効率が低減するおそれがある。
それゆえ、本発明の燃料電池モジュール１６１，１６４においては、第２の流路２７および第３の流路２８のうち少なくとも一方の流路に、第２の流路２７を流れる反応ガスと、第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部材１６３を具備する。
それにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制でき、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制できる。それにより、高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができることから、発電効率の高い燃料電池モジュール１６１，１６４とすることができる。
ここで、図４０においては熱交換抑制部材１６３を第２の流路２７内に具備している例を示しており、図４１においては熱交換抑制部材１６３を第３の流路２８内に具備している例を示している。なお、熱交換抑制部材１６３は、第２の流路２７および第３の流路２８の両方の流路に配置することもできる。そして、図４０および図４１に示す熱交換抑制部材１６３は、それぞれ第２の壁２４に固着して配置されている。
第２の流路２７を流れる反応ガスの熱は、第２の壁２４を介して第３の流路２８を流れる排ガスと熱交換されるため、熱交換抑制部材１６３を第２の壁２４に固着して配置することにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を効率よく抑制することができる。
なお、熱交換抑制部材１６３としては、第２の流路２７流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができるもの、すなわち熱伝導率の低いものであり、かつ第２の流路２７を流れる反応ガスの温度により影響を受けないものであれば特に制限はなく、例えば断熱材、コンクリート、ガラス等を用いることができる。なお、燃料電池モジュール１６１，１６４のコストや重量等を考慮して、熱交換抑制部材として断熱材を用いることが好ましい。
ここで、熱交換抑制部材１６３として断熱材を用いる場合において、第２の流路２７および第３の流路２８のうち少なくとも一方の流路に容易に配置することが可能な形状とすることが好ましく、例えば板状の断熱材とすることができる。
ここで、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを効果的に抑制するにあたっては、第２の流路２７および第３の流路２８が、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであるとともに、熱交換抑制部材１６３の形状をセルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとすることが好ましい。
すなわち、熱交換抑制部材１６３として板状の断熱材を用いる場合においては、板状の断熱材は、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向における幅以上の幅を有し、燃料電池セル３の長手方向における幅以上の幅を有する大きさとすることが好ましい。
それにより発電室２９内の熱や、燃料電池セル３の発電により生じる熱が、効率よく第２の流路２７を流れる反応ガスと熱交換される（伝熱される）とともに、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制でき、燃料電池セル３に温度の高い反応ガスを供給することができる。さらには、熱交換抑制部材１６３の大きさをセルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとすることにより、反応ガスが第２の流路２７を流れる間に、セルスタック４の温度が低下することも抑制できる。
ここで、図４０に示す熱交換抑制部材１６３は、その上端部が燃料電池セル３の上端部よりも高い位置となる形状として第２の流路２７内に配置しており、図４１に示す熱交換抑制部材１６３は、その下端部が燃料電池セル３の下端部よりも低い位置となり、かつその上端部が、燃料電池セル３の上端部よりも高い位置となる形状として第３の流路２８内に配置されている。なお、図示していないが、熱交換抑制部材１６３は、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向における幅以上の幅を有しており、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとして構成されている。
また第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを効率よく抑制するにあたっては、第２の流路２７または第３の流路２８において、それぞれの流路を構成する第２の壁２４の面積が大きい方の流路に熱交換抑制部材１６３を具備することが好ましく、その際、それぞれの流路を構成する第２の壁２４の全面に熱交換抑制部材１６３を固着することもできる。
それにより、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制でき、高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができ、発電効率の高い燃料電池モジュール１６１とすることができる。
なお、熱交換抑制部材１６３を第２の壁２４に固着するにあたり、第２の壁２４に熱交換抑制部材１６３を固着するための固着部材を設けることや、第１の壁２３や第３の壁２５に熱交換抑制部材１６３を第２の壁２４に固着するための固着部材を設けることもできる。
上述したように、本発明の燃料電池モジュールにおいては、収納容器１６２，１６５内に、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスを上方に流すための第１の流路２６と、第１の流路２６を流れた反応ガスを発電室２９（燃料電池セル３）内に供給するための第２の流路２７と、発電室２９内の排ガスを下方に向けて流すための第３の流路２８を具備し、第２の流路２７および第３の流路２８のうち少なくとも一方に熱交換抑制部材１６３を具備していればよく、それぞれの流路の構成は適宜設定することができる。
（第１５および第１６の実施形態）
図４２は、収納容器１７２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第１５の実施形態の燃料電池モジュール１７１を示す。図４３は、収納容器１８２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第１６の実施形態の燃料電池モジュール１８１を示す。図４２に示す収納容器１７２においては、第１の壁２３の上端部が収納容器１７２の上壁（外壁２２）と接続されており、第１の壁２３に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐための反応ガス流通口１７３が設けられている。そして、第２の壁２４の上端部が、第１の壁２３の反応ガス流通口１７３よりも下方に接続されている。また、第３の壁２５の上端部は収納容器１７２の上壁と接続されており、第２の壁２４と第３の壁２５との間に、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通路１７４が設けられている。なお、第３の壁２５は、第１の壁２３と第２の壁２４との接続部よりも収納容器１７２の上壁側（反応ガス流通口１７３よりも上方側）で第１の壁２３と接続することもできる。なお、図４２に示す収納容器１７２においては、熱交換抑制部材１６３を第２の流路２７に配置している例を示している。
また、図４３に示す収納容器１８２においては、第１の壁２３の上端部が収納容器１８２の上壁（外壁２２）と接続されており、第２の壁２４の上端部が収納容器１８２の上壁（外壁２２）に接続されている。なお、第２の壁２４と第３の壁２５との間に、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通口１８４が設けられている。そして、第１の壁２３と第２の壁２４との間に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐ反応ガス流通路１８３が設けられている。また、第３の壁２５はその上端部が第２の壁２４の排ガス流通口１８４の下方で、かつ反応ガス流通路１８３の上端部と同じ位置もしくはそれより高い位置で、第２の壁２４に接続されている。なお、第２の壁２４の上端部は、排ガス流通口１８４よりも収納容器１８２の上壁側にて第１の壁２３に接続することもできる。なお、図４３に示す収納容器１８２においては、熱交換抑制部材１６３を第２の流路２７に配置している例を示している。
そして、図４２および図４３に示した収納容器１７２および収納容器１８２においても、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、第１の流路２６を上方に向けて流れ、第１の流路２６を流れた反応ガスが続いて第２の流路２７を流れた後、燃料電池セル３に流れる。また、発電室２９内の排ガスが第３の流路２８を流れて収納容器１７２および収納容器１８２の外部へ排気される。この際、第２の流路２７に熱交換抑制部材１６３を具備することから、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制できる。それゆえ、高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができることから、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
（第１７の実施形態）
図４４は、本発明の第１７の実施形態の燃料電池装置を示す斜視図である。なお、図４４においては一部構成を省略して示している。
図４４に示す燃料電池装置１９１は、支柱１９２と外装板１９３から構成される外装ケース内を仕切板１９４により上下に区画し、その上方側を上述した燃料電池モジュール１，４１，５０，５３，５５，６１，６８，７１，８１，９１，１０１，１１１，１３１，１３７，１４１，１５１，１６１，１６４，１７１，１８１を収納するモジュール収納室１９５とし、下方側を燃料電池モジュール１，４１，５０，５３，５５，６１，６８，７１，８１，９１，１０１，１１１，１３１，１３７，１４１，１５１，１６１，１６４，１７１，１８１を作動させるための補機を収納する補機収納室１９６として構成されている。なお、図４４では、補機収納室１９６に収納する補機を省略している。
また、仕切板１９４には、補機収納室１９６の空気をモジュール収納室１９５側に流すための空気流通口１９７が設けられており、モジュール収納室１９５を構成する外装板１９３の一部に、モジュール収納室１９５内の空気を排気するための排気口１９８が設けられている。
このような燃料電池装置１９１においては、上述したように、発電効率を向上することができる燃料電池モジュール１，４１，５０，５３，５５，６１，６８，７１，８１，９１，１０１，１１１，１３１，１３７，１４１，１５１，１６１，１６４，１７１，１８１をモジュール収納室１９５に収納して構成されることにより、発電効率の向上した燃料電池装置１９１とすることができる。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。
例えば、第２の流路における反応ガス吹き出し口３３の近傍に位置する第２の壁２４と第３の壁２５との間に、第２の流路を流れる反応ガスをより効率よく発電室２９内に流すための板状の反応ガス流通方向調整部材を設けることもできる。それにより、第２の流路を流れる反応ガスが、効率よく発電室２９内に流れることとなり、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
上述の実施形態においては、収納容器内の各流路内を反応ガスとして酸素含有ガス（空気）を流す場合を例示したが、例えば収納容器内の各流路内を反応ガスとして水素含有ガス（燃料ガス）を流すこともできる。この場合、マニホールド６に供給する空気を別の構成により温めるとともに、改質器７は収納容器の外部に配置すればよい。
上述の第８および第９の実施形態において、例えば、第１の流路２６を流れた反応ガスを発電室２９の上方で複数回折り返すように往路９７と復路９８を構成することもできる。この場合においても、燃料電池セル３に供給される反応ガスと発電室２９の上方の熱とで効率よく熱交換させることができ、燃料電池セル３（燃料電池モジュール９１，１０１）の発電効率を向上させることができる。
上述の第１０の実施形態において、例えば、上部第１の流路１１４を収納容器１１２の上壁２２に沿って配置し、その下方に上部第２の流路１１５を設けた例を示したが、上部第１の流路１１４と上部第２の流路１１５の配置を逆とすることもできる。
上述の第１１〜第１３の実施形態の燃料電池モジュールにおいては、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２内に、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスを上方に流すための第１の流路２６と、第１の流路２６を流れた反応ガスを発電室２９（燃料電池セル３）に供給するための第２の流路２７と、発電室２９内の排ガスを下方に向けて流すための第３の流路２８を具備するとともに、第２の流路２７と第３の流路２８との間に熱交換抑制部１３４を備えていればよい。
そのため、燃料電池セル３に供給される反応ガスの温度をより高温とするにあたり、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２の構成を上述の例以外の実施形態にも適用することができる。
例えば、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２の構成を、第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスが、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２の上壁に沿って発電室２９の中央部側まで流通させた後に、折り返して第２の流路２７に流れるような構成とすることもできる。すなわち、本発明の第８の実施形態および第９の実施形態に適用することもできる。
このような構成においては、発電室２９において特に高温となる上部側の熱を利用することができることから、燃料電池セル３に供給する反応ガスの温度をより高温とすることができるとともに、第２の流路２７と第３の流路２８との間に熱交換抑制部１３４を備えることで、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができる。それにより、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
また、例えば、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２の構成を、セルスタック４の一方側側面に位置する第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスが、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２の上壁に沿って流れた後に、セルスタック４の他方側側面に位置する第２の流路２７に流れた後に、燃料電池セル３に供給されるような構成とすることもできる。すなわち、本発明の第１０の実施形態に適用することもできる。
このような構成においては、発電室２９において特に高温となる上部側の熱を利用することができるとともに、セルスタック４の一方側側面に位置する第１の流路２６を流れる反応ガスが、他方側側面に位置する第２の流路２７に流れることから、燃料電池セル３の両側面側から供給されるそれぞれの反応ガスの温度を均一に近づけることができ、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
上述の第１４〜第１６の実施形態の燃料電池モジュールにおいては、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２内に、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスを上方に流すための第１の流路２６と、第１の流路２６を流れた反応ガスを発電室２９（燃料電池セル３）に供給するための第２の流路２７と、発電室２９内の排ガスを下方に向けて流すための第３の流路２８を具備するとともに、第２の流路２７および第３の流路２８のうち少なくとも一方の流路に熱交換抑制部材１６３を具備していればよい。
そのため、燃料電池セル３に供給される反応ガスの温度をより高温とするにあたり、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２の構成を上述の例以外の実施形態にも適用することができる。
例えば、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２の構成を、第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスが、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２の上壁に沿って発電室２９の中央部側まで流通させた後に、折り返して第２の流路２７に流れるような構成とすることもできる。すなわち、本発明の第８の実施形態および第９の実施形態に適用することもできる。
このような構成においては、発電室２９において特に高温となる上部側の熱を利用することができることから、燃料電池セル３に供給する反応ガスの温度をより高温とすることができるとともに、熱交換抑制部材１６３を第２の流路２７および第３の流路２８のうち少なくとも一方の流路内に具備することで、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができる。それにより、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
また、例えば、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２の構成を、セルスタック４の一方側側面に位置する第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスが、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２の上壁に沿って流れた後に、セルスタック４の他方側側面に位置する第２の流路２７に流れた後に、燃料電池セル３に供給されるような構成とすることもできる。すなわち、本発明の第１０の実施形態に適用することもできる。
このような構成においては、発電室２９において特に高温となる上部側の熱を利用することができるとともに、セルスタック４の一方側側面に位置する第１の流路２６を流れる反応ガスが、他方側側面に位置する第２の流路２７に流れることから、燃料電池セル３の両側面側から供給されるそれぞれの反応ガスの温度を均一に近づけることができ、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
また、上述の第６〜第１６の実施形態において、発電室２９内にセルスタック４を１列として配置する例を示したが、本発明の燃料電池モジュールは、発電室２９内に、セルスタック４を２つ並置することもできる。この場合においては、それぞれのセルスタック４の一方側の側面（吹き出し口３３）より高温の反応ガスが供給されることから、２つのセルスタック４を並置した場合であっても、効率よく燃料電池セルの発電を行うことができる。
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。
【図１】
2009119615.tif 000003
【図２】
2009119615.tif 000004
【図３】
2009119615.tif 000005
【図４】
2009119615.tif 000006
【図５】
2009119615.tif 000007
【図６】
2009119615.tif 000008
【図７】
2009119615.tif 000009
【図８】
2009119615.tif 000010
【図９】
2009119615.tif 000011
【図１０】
2009119615.tif 000012
【図１１】
2009119615.tif 000013
【図１２】
2009119615.tif 000014
【図１３】
2009119615.tif 000015
【図１４】
2009119615.tif 000016
【図１５】
2009119615.tif 000017
【図１６】
2009119615.tif 000018
【図１７】
2009119615.tif 000019
【図１８】
2009119615.tif 000020
【図１９】
2009119615.tif 000021
【図２０】
2009119615.tif 000022
【図２１】
2009119615.tif 000023
【図２２】
2009119615.tif 000024
【図２３】
2009119615.tif 000025
【図２４】
2009119615.tif 000026
【図２５】
2009119615.tif 000027
【図２６】
2009119615.tif 000028
【図２７】
2009119615.tif 000029
【図２８】
2009119615.tif 000030
【図２９】
2009119615.tif 000031
【図３０】
2009119615.tif 000032
【図３１】
2009119615.tif 000033
【図３２】
2009119615.tif 000034
【図３３】
2009119615.tif 000035
【図３４】
2009119615.tif 000036
【図３５】
2009119615.tif 000037
【図３６】
2009119615.tif 000038
【図３７】
2009119615.tif 000039
【図３８】
2009119615.tif 000040
【図３９】
2009119615.tif 000041
【図４０】
2009119615.tif 000042
【図４１】
2009119615.tif 000043
【図４２】
2009119615.tif 000044
【図４３】
2009119615.tif 000045
【図４４】
2009119615.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月22日(2010.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールであって、前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部と該側部に対向する前記収納容器の外壁との間に、
該収納容器の前記外壁と該外壁の内側に所定間隔をあけて配置された第１の壁との間に形成され、前記収納容器の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、
前記第１の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第２の壁と該第２の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第３の壁との間に形成され、前記第１の流路を通って上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、
前記第１の壁と前記第２の壁との間に形成され、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた、前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路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】
前記第１の壁の上端が前記第２の壁と接続され、該第２の壁の上端が前記収納容器の上壁と接続され、前記第３の壁の上端が、前記収納容器の前記上壁または前記第１の壁と前記第２の壁との接続部よりも前記収納容器の前記上壁側にて前記第２の壁と接続されているとともに、前記第２の壁に、前記第１の流路と前記第２の流路とをつなぐ反応ガス流通口を備え、前記第２の壁と前記第３の壁との間に、前記発電室と前記第３の流路とをつなぐ排ガス流通路を備え、前記第３の壁の下端部側に、前記発電室内に反応ガスを供給するための反応ガス吹き出し口を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項３】
前記第１の壁の上端が前記収納容器の上壁と接続され、前記第２の壁の上端が前記第１の壁と接続され、前記第３の壁の上端が、前記収納容器の前記上壁または前記第１の壁と前記第２の壁との接続部よりも前記収納容器の前記上壁側にて前記第１の壁と接続されているとともに、前記第１の壁に、前記第１の流路と前記第２の流路とをつなぐ反応ガス流通口を備え、前記第２の壁と前記第３の壁との間に、前記発電室と前記第３の流路とをつなぐ排ガス流通路を備え、前記第３の壁の下端部側に、前記発電室内に反応ガスを供給するための反応ガス吹き出し口を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項４】
前記第１の壁の上端が前記収納容器の上壁と接続され、前記第２の壁の上端が、前記第１の壁または前記収納容器の前記上壁と接続され、前記第３の壁の上端が前記第２の壁と接続されているとともに、前記第１の壁と前記第２の壁との間に、前記第１の流路と前記第２の流路とをつなぐ反応ガス流通路を備え、前記第２の壁の前記第３の壁との接続部よりも前記収納容器の前記上壁側に、前記発電室と前記第３の流路とをつなぐ排ガス流通口を備え、前記第３の壁の下端部側に、前記発電室内に反応ガスを供給するための反応ガス吹き出し口を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項５】
前記反応ガス流通口または前記反応ガス流通路が複数個設けられているとともに、前記排ガス流通口または前記排ガス流通路が複数個設けられていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項６】
前記燃料電池セルに燃料ガスを供給するための改質器が、前記収納容器の上壁の内面に接続されているとともに、前記改質器に原燃料を供給するための原燃料供給管が接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項７】
前記収納容器の上壁と該上壁の内側に所定間隔をあけて配置された前記発電室の上壁との間に形成され、前記第１の流路を流れる反応ガスを、前記収納容器の上壁に沿って流した後に、前記第２の流路に供給するための第４の流路を備えるとともに、前記発電室の上方に、該発電室内の排ガスを収集した後、前記第３の流路に流すための排ガス収集室を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項８】
前記第４の流路内に、前記燃料電池セルの配列方向に沿う一方側に位置する前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向に沿う一方側に位置する前記第２の流路に流すとともに、前記燃料電池セルの配列方向に沿う他方側に位置する前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向に沿う他方側に位置する前記第２の流路に流すための仕切部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池モジュール。
【請求項９】
前記排ガス収集室の上方に位置し、前記第４の流路を流れた反応ガスを収集した後、前記第２の流路に流すための第５の流路を備えることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１０】
前記収納容器の上壁と該上壁の内側に所定間隔をあけて配置された前記発電室の上壁との間に形成され、前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向の中央部へ流すための往路と、前記反応ガスを前記往路から折り返して前記第２の流路へ流すための復路とを有してなる第４の流路を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１１】
前記往路および前記復路のうち少なくとも一方が、前記収納容器を構成する上壁に沿って配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１２】
前記復路が、前記往路よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１３】
前記収納容器の上壁と該上壁の内側に所定間隔をあけて配置された前記発電室の上壁との間に形成され、前記燃料電池セルの配列方向に沿う一方側に位置する前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向に流した後に、前記燃料電池セルの配列方向に沿う他方側に位置する前記第２の流路に流すための第４の流路を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１４】
前記第４の流路は、前記燃料電池セルの配列方向に沿う一方側に位置する前記第１の流路を流れた反応ガスを前記収納容器の前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向の中央部へ流すための上部第１の流路と、該上部第１の流路を流れた前記反応ガスを前記燃料電池セルの配列方向に沿う他方側に位置する前記第２の流路へ流すための上部第２の流路とを有し、前記上部第１の流路または前記上部第２の流路が、前記収納容器を構成する上壁に沿って配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１５】
前記第１の壁と前記第２の壁との間および前記第２の壁と前記第３の壁との間のうち少なくとも一方に、前記第２の流路を流れる反応ガスと前記第３の流路を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部材を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項１６】
前記第１の壁と前記第２の壁との間に、第４の壁が配置されているとともに該第４の壁と前記第２の壁とで形成される空間が前記熱交換抑制部として構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１７】
前記第２の壁と前記第３の壁との間に、第４の壁が配置されているとともに該第４の壁と前記第２の壁とで形成される空間が前記熱交換抑制部として構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１８】
前記第２の流路および前記第３の流路が、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであるとともに、前記熱交換抑制部が、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであることを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の燃料電池モジュール。
【請求項１９】
前記熱交換抑制部内に断熱材を有することを特徴とする請求項１６乃至請求項１８のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項２０】
前記熱交換抑制部材が、前記第２の壁に固着して配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の燃料電池モジュール。
【請求項２１】
前記第２の流路および前記第３の流路が、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであるとともに、前記熱交換抑制部材が、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部の外形以上の大きさである板状の断熱材であることを特徴とする請求項２０に記載の燃料電池モジュール。
【請求項２２】
前記収納容器の底部側に反応ガス導入管が接続された反応ガス導入部が形成されているとともに、前記反応ガス導入部と前記第１の流路とがつながっていることを特徴とする請求項１乃至請求項２１のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項２３】
前記反応ガス導入部の上部に、前記第３の流路を流れた排ガスを収集するための排ガス収集部が設けられているとともに、該排ガス収集部を流れた排ガスを前記収納容器の外部に排気するための排ガス排気管が前記排ガス収集部に接続されていることを特徴とする請求項２２に記載の燃料電池モジュール。
【請求項２４】
前記発電室内に、前記セルスタックを２つ並置してなることを特徴とする請求項１乃至請求項２３のうちいずれかに記載の燃料電池モジュール。
【請求項２５】
外装ケースと、該外装ケース内に収納される、請求項１乃至請求項２４のうちいずれかに記載の燃料電池モジュールと、該燃料電池モジュールを作動させるための補機とを含むことを特徴とする燃料電池装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、収納容器内に燃料電池セルを収納してなる燃料電池モジュールおよびそれを具備する燃料電池装置に関する。
背景技術
［０００２］
近年、次世代エネルギーとして、水素含有ガスと空気（酸素含有ガス）とを用いて電力を得ることができる燃料電池セルを収納容器内に収納してなる燃料電池モジュールが種々提案されている（例えば、特開２００７−５９３７７号公報参照）。
また、セルスタックを収納する発電室の上方に空気室を設け、空気室よりセルスタック間に空気を挿入するように空気導入管が設けられている収納容器（例えば、特開２００７−２４２６２６号公報参照）等が提案されている。
特開２００７−５９３７７号公報および特開２００７−２４２６２６号公報に示された従来の収納容器においては、発電室内に複数のセルスタックを収納する場合にあたっては好適な収納容器となるが、発電室内にセルスタックを１つだけ収納する場合においては、反応ガス導入部材や空気導入管が収納容器の上方より垂下して配置されているため、無駄な空間を生じることとなり、燃料電池モジュールが大型化するという問題がある。またセルスタックの一方側より反応ガスを供給するため、発電効率の点で改善の余地がある。
発明の開示
［０００３］
それゆえ、本発明の目的は、燃料電池セルスタックを１つだけ収納する場合においても効率よく収納することができ、発電効率を向上できる燃料電池モジュールおよびそれを具備してなる燃料電池装置を提供することにある。
本発明の燃料電池モジュールは、内部にガス流路を有する柱状の燃料電池セルを複数個立設させた状態で配列して電気的に接続してなるセルスタックを直方体状の収納容器内に設けられた発電室内に収納してなる燃料電池モジュールである。前記収納容器は、前記セルスタックを構成する前記燃料電池セルの配列方向に沿う側部
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
と該側部に対向する前記収納容器の外壁との間に、該収納容器の前記外壁と該外壁の内側に所定間隔をあけて配置された第１の壁との間に形成され、前記収納容器の下方側より供給される反応ガスを上方へ流すための第１の流路と、前記第１の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第２の壁と該第２の壁の内側に所定間隔をあけて配置された第３の壁との間に形成され、前記第１の流路を通って上方に流れた反応ガスを下方へ流して前記発電室内へ供給するための第２の流路と、前記第１の壁と前記第２の壁との間に形成され、前記第１の流路と前記第２の流路との間に設けられた、前記発電室内の排ガスを上方から下方へ流すための第３の流路とを備える。
また、本発明の燃料電池モジュールは、前記収納容器の上壁と該上壁の内側に所定間隔をあけて配置された前記発電室の上壁との間に形成され、前記第１の流路を流れる反応ガスを、前記収納容器の上壁に沿って流した後に、前記第２の流路に供給するための第４の流路を備えるとともに、前記発電室の上方に、該発電室内の排ガスを収集した後、前記第３の流路に流すための排ガス収集室を備える。
さらにまた、本発明の燃料電池モジュールは、前記収納容器の上壁と該上壁の内側に所定間隔をあけて配置された前記発電室の上壁との間に形成され、前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向の中央部へ流すための往路と、前記反応ガスを前記往路から折り返して前記第２の流路へ流すための復路とを有してなる第４の流路を備える。
さらにまた、本発明の燃料電池モジュールは、前記収納容器の上壁と該上壁の内側に所定間隔をあけて配置された前記発電室の上壁との間に形成され、前記燃料電池セルの配列方向に沿う一方側に位置する前記第１の流路を流れた反応ガスを、前記燃料電池セルの配列方向と直交する方向に流した後に、前記燃料電池セルの配列方向に沿う他方側に位置する前記第２の流路に流すための第４の流路を備える。
さらにまた、本発明の燃料電池モジュールは、前記第１の壁と前記第２の壁との間および前記第２の壁と前記第３の壁との間のうち少なくとも一方に、前記第２の流路を流れる反応ガスと前記第３の流路を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部を備える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
また、本発明の燃料電池装置は、外装ケースと、該外装ケース円に収納される、上述した燃料電池モジュールのうちいずれかと、該燃料電池モジュールを作動させるための補機とを含む。
図面の簡単な説明
［０００４］
本発明の目的、特色、および利点は、下記の詳細な説明と図面とからより明確になるであろう。
［図１］本発明の第１の実施形態の燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。
［図２］本発明の燃料電池モジュールを構成するセルスタック装置の一例を示す側面図である。
［図３］図２で示すセルスタック装置の一部を抜粋して示す平面図である。
［図４］図２で示すセルスタック装置の平面図である。
［図５］図１に示す改質器の断面図である。
［図６］本発明の第１の実施形態の燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
［図７］図６に示す燃料電池モジュールのうち、収納容器の側面側と底面側を一部抜粋して示す外観斜視図である。
［図８］図６に示す燃料電池モジュールの他の一例を示し、収納容器の側面側と底面側を抜粋して示す外観斜視図である。
［図９］本発明の第２の実施形態の燃料電池モジュールを示す外観斜視図である。
［図１０］図９に示す燃料電池モジュールを概略的に示す断面図である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
図５は、図１に示す改質器７を抜粋して示す断面図であり、改質器７は、原燃料もしくは水を気化するための気化部１９と、原燃料を燃料ガスに改質するための改質触媒２１を備える改質部２０とから構成されている。なお、気化部１９には原燃料を供給するための原燃料供給管１８が接続されており、改質器７において水蒸気改質を行なう場合には、別途水供給管を設けることもできる。なお、原燃料供給管１８と水供給管とを二重管として構成することもできる。なお、気化部１９と改質部２０とは、通気性のある壁で分離されている。
さらに、改質部２０（改質器７）の端部側には、改質部２０にて生成された燃料ガスをマニホールド６に供給するための燃料ガス流通管８が接続されている。
図６は、図１に示した燃料電池モジュール１を概略的に示す断面図であり、図７は図６で示す収納容器２のうちの側面側および底面側を一部抜粋して示す外観斜視図である。
収納容器２では、外壁２２にて収納容器２の外枠が形成され、内部に燃料電池セル３（セルスタック装置９）を収納する発電室２９が形成されている。
このような収納容器２においては、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う両側部と、該両側部に対向する収納容器２の外壁２２との間に、反応ガスや排ガスを流すための流路を備えている。
ここで、収納容器２では、外壁２２の内側に所定間隔をあけて第１の壁２３が形成されており、第１の壁２３の内側に所定間隔をあけて第２の壁２４が配置されており、さらに第２の壁２４の内側に所定間隔をあけて第３の壁２５が配置されている。
それにより、外壁２２と第１の壁２３とで形成された空間が第１の流路２６となり、第２の壁２４と第３の壁２５とで形成された空間が第２の流路２７となり、第１の壁２３と第２の壁２４とで形成された空間が第３の流路２８となる。
なお、図６に示した収納容器２においては、第１の壁２３の上端が第２の壁２４に接続されており、第２の壁２４の上端が収納容器２の上壁（外壁２２）と接続されており、第３の壁２５の上端が第１の壁２３と第２の壁２４との接続部よりも収納容器２の上壁側にて第２の壁２４と接続されている。なお、第３の壁２５の上端を収納容器２の上壁と接続させることもできる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、収納容器２の底部には、反応ガス（空気）を収納容器２内に供給するための反応ガス供給管３０が接続されており、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは反応ガス導入部３６に流れる。反応ガス導入部３６は反応ガス導入口３７を介して第１の流路２６とつながっているため、反応ガス導入部３６を流れる反応ガスは、反応ガス導入口３７を通して、第１の流路２６に流れる。第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスは、第２の壁２４に設けられた反応ガス流通口３１を通して、第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を下方に向けて流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内に供給される。なお、燃料電池セル３（セルスタック４）の両側面側および底面に断熱材３５が配置されている。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第２の壁２４と第３の壁２５との間に設けられた排ガス流通路３２を通して第３の流路２８に流入する。そして、第３の流路２８を下方に向けて流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図１参照）を通して収納容器２の外部に排気される。
それゆえ、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を流れる間に、発電室２９内の熱と熱交換されることとなる。
それにより、効率よく反応ガスの温度を高めることができることから、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
また、図７において、反応ガス流通口３１および排ガス流通路３２を複数個設けている例を示している。それにより、第１の流路２６を流れる反応ガスは、効率よく第２の流路２７に流れて発電室２９内に供給される。また発電室２９内の排ガスは、効率よく第３の流路２８を流れて、収納容器２の外部に排気することができる。
なお、セルスタック４（燃料電池セル３）の両側面側に配置されている断熱材３５（図中において断熱材３５は斜線にて示している）において、反応ガス吹き出し口３３に対応して、反応ガスを燃料電池セル３側に流すための孔が設けられている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
そして反応ガス吹き出し口３３より発電室２９内に供給された空気は、燃料電池セル３の下端側から上端部側に向けて流れることとなり、効率よく燃料電池セル３の発電を行なうことができる。
なお、断熱材３５は、収納容器２内の熱が極端に放熱され、燃料電池セル３（セルスタック４）の温度が低下して発電量が低減しないように適宜設けることができ、図６においては、マニホールド６の底部、燃料電池セル３（セルスタック４）の両側面側に設けている例を示している。
なお、図６においては一列のセルスタック４を有するセルスタック装置９を発電室２９内に収納した例を示しており、この場合、燃料電池セル３の両側面側より反応ガスが導入されることとなる。
また、図６において、反応ガス供給管３０と排ガス排気管３４とは、それぞれ位置をずらして設けた例を示しているが、反応ガス供給管３０の内部に排ガス排気管３４が位置するように設けることもできる。
図８は、図６で示す収納容器２のうちの側面側および底面側を一部抜粋して示す外観斜視図であり、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口の他の一例を示している。
図８においては、反応ガスをセルスタック４に導入するための反応ガス吹き出し口４０を複数設けており、特に燃料電池セル３の配列方向における中央部側に対応する反応ガス吹き出し口４０はその間隔を狭く、燃料電池セル３の配列方向における端部側に対応する反応ガス吹き出し口４０はその間隔を広くして設けている。それにより、セルスタック４の中央部側に多くの反応ガスが供給されることで、セルスタック４の燃料電池セル３の配列方向における中央部側の熱を端部側に比べて放熱することができ、セルスタック４の燃料電池セル３の配列方向における温度分布を均一に近づけることができる。
（第２の実施形態）
図９は、収納容器４２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第２の実施形態の燃料電池モジュール４１を示す外観斜視図である。なお、図９においては、改質器７を収納容器４２の上壁の内面に断熱材３５を介して接続している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、図９に示す燃料電池モジュール４１においては、収納容器４２の一部（前後面）を取り外し、内部に収納されるセルスタック装置９を後方に取り出した状態を示している。
図１０は、図９に示す燃料電池モジュール４１の断面図であり、収納容器４２の上壁の内面に断熱材３５を介して改質器４３が接続されている以外は、図６に示した燃料電池モジュール１の断面図と同様である。また、図１１は、図９に示した燃料電池モジュール４１のうち、セルスタック装置９と、改質器３が接続された収納容器４２の上壁４４とを抜粋して示した外観斜視図である。
このような燃料電池モジュール４１においては、改質器４３が燃料電池セル３の上方に配置され、かつ収納容器４２の上壁４４の内面側に設けられている。具体的には、改質器４３は、断熱材３５を介して収納容器４２の上壁４４の内面に接続されている。なお、以下の実施形態において、改質器が収納容器の上壁の内面側に設けられている場合において、同様に改質器は断熱材を介して収納容器の上壁の内面に接続されている例を示している。
ここで、改質器４３にて生成された燃料ガスをマニホールド６に供給するための燃料ガス流通管８は、改質器４３に接続された改質器側燃料ガス流通管４５と、マニホールド６に接続されたマニホールド側燃料ガス流通管４６とから構成されている。
ここで、改質器４３が上壁４４の内面に接続されていることから、燃料電池モジュール４１の組み立てにあたり、改質器４３の位置決めが容易となるとともに、セルスタック装置９の位置決めも容易となる。それにより、燃料電池モジュール４１の組み立てが容易となる、
またこのような燃料電池モジュール４１においては、改質器側燃料ガス流通管４５とマニホールド側燃料ガス流通管４６とを取り外すとともに、上壁４４を収納容器４２から取り外すことで、改質器４３を収納容器４２から容易に取り出すことができることから、改質器４３を容易に脱着することが可能となる。
また、改質器４３を容易に脱着することができることから、燃料電池モジュール４１を組み立てるにあたり、セルスタック装置９を収納容器４２内にスライドして収納し、その後、改質器４３が接続された上壁４４を収納容器４２に取り付けることで、容易に燃料
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
電池モジュール４１を組み立てることができる。
なお、改質器側燃料ガス流通管４５とマニホールド側燃料ガス流通管４６とを取り付けるにあたっては、改質器４３から供給される燃料ガスが漏出しにくいよう、改質器側燃料ガス流通管４５がマニホールド側燃料ガス流通管４６の内側に接続されるようにすることが好ましい。
さらに、改質器側燃料ガス流通管４５とマニホールド側燃料ガス流通管４６を容易に脱着することができる構造とすることが好ましく、例えばワンタッチ式で脱着することができる構造とすることが好ましい。
このような構造を採用することにより、改質器４３を燃料電池セル３の上方に容易に配置することが可能となり、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させる場合においては、改質器４３の温度を効率よく上昇させることができ、改質器４３の改質効率を向上することができる。
図１２は、原燃料供給管１８が接続された改質器４３を抜粋して示す断面図である。図５に示した改質器７と対比して、原燃料供給管１８が、改質器４３の上面に接続されている点で異なっている。
ここで、改質器４３において水蒸気改質を行なう場合において、原燃料供給管１８と水供給管とを二重管として構成することもできる。この場合において、改質器４３の上方より水が供給されることから、供給された水が気化部１９の底部にたまりやすくなるおそれがある。それゆえ、気化部１９の底部を改質部２０に向けて下る傾斜面とすることができる。それにより、水供給管より供給された水を効率よく気化させることができる。
（第３の実施形態）
図１３は、本発明の第３の実施形態の燃料電池モジュール５０を概略的に示す断面図であり、図１４は図１３で示す収納容器４７のうちの側面側および底面側を一部抜粋して示す外観斜視図である。
図１３に示した収納容器４７においては、第１の壁２３の上端が収納容器４７の上壁（外壁２２）と接続されており、第１の壁２３に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐための反応ガス流通口４８が設けられている。そして、第２の壁２４の上端が、
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第１の壁２３の反応ガス流通口４８よりも下方に接続されている。また、第３の壁２５の上端は収納容器４７の上壁（外壁２２）と接続されており、第２の壁２４と第３の壁２５との間に、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通路４９が設けられている。なお、第３の壁２５は、第１の壁２３と第２の壁２４との接続部よりも収納容器４７の上壁側（反応ガス流通口４８よりも上方側）で第１の壁２３と接続することもできる。
このような収納容器４７においては、反応ガス導入部３６より第１の流路２６に流入した反応ガスは、第１の流路２６を上方に向けて流れた後、第１の壁２３に設けられた反応ガス流通口４８を通して、第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を下方に向けて流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第２の壁２４と第３の壁２５との間に設けられた排ガス流通路４９を通して第３の流路２８に流れる。そして、第３の流路２８を下方に向けて流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図９参照）を通して収納容器２の外部に排気される。
それゆえ、このような構成からなる収納容器４７においても、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を流れる間に、発電室２９内の熱と熱交換されることとなる。
それにより、効率よく反応ガスの温度を高めることができることから、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
また、図１４において、反応ガス流通口４８および排ガス流通路４９を複数個設けている例を示している。それにより、第１の流路２６を流れる反応ガスは、効率よく第２の流路２７に流れて発電室２９内に供給される。また発電室２９内の排ガスは、効率よく第３の流路２８を流れて、収納容器２の外部に排気することができる。
さらに、第３の壁２５が収納容器４７の上壁（外壁２２）に接続されている場合におい
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ては、発電室２９内の排ガスが、改質器４３の近傍の空間にとどまることを抑制でき、発電室２９内の排ガスを効率よく第３の流路２８に流すことができる。
（第４の実施形態）
図１５は、本発明の第４の実施形態の燃料電池モジュール５３を概略的に示す断面図であり、図１６は図１５で示す収納容器５４のうちの側面側および底面側を一部抜粋して示す外観斜視図である。
図１５に示した収納容器５４においては、第１の壁２３の上端が収納容器５４の上壁（外壁２２）と接続されている。また、第２の壁２４の上端が収納容器５４の上壁（外壁２２）に接続されている。なお、第２の壁２４には、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通口５２が設けられている。そして、第１の壁２３と第２の壁２４との間に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐ反応ガス流通路５１が設けられている。また、第３の壁２５はその上端が第２の壁の排ガス流通口５２の下方で、かつ反応ガス流通路５１の上端と同じ位置もしくはそれより高い位置で、第２の壁２４に接続されている。なお、第２の壁２４の上端は、反応ガス流通路５１よりも収納容器２の上壁側にて第１の壁２３に接続することもできる。
このような収納容器５４においては、反応ガス導入部３６より第１の流路２６に流入した反応ガスは、第１の流路２６を上方に向けて流れた後、第１の壁２３と第２の壁２４との間に設けられた反応ガス流通路５１を通して第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を下方に向けて流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第３の壁２５に設けられた排ガス流通口５２を通して第３の流路２８に流れる。そして、第３の流路２８を下方に向けて流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図９参照）を通して収納容器２の外部に排気される。
それゆえ、このような構成からなる収納容器５４においても、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
排ガスと熱交換され、第１の流路２６を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を流れる間に、発電室２９内の熱と熱交換されることとなる。
それにより、効率よく反応ガスの温度を高めることができることから、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
また、図１６において、反応ガス流通路５１および排ガス流通口５２を複数個設けている例を示している。それにより、第１の流路２６を流れる反応ガスは、効率よく第２の流路２７に流れて発電室２９内に供給される。また発電室２９内の排ガスは、効率よく第３の流路２８を流れて、収納容器２の外部に排気することができる。
ところで、発電室２９において、燃料電池セル３の発電により生じる熱や燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることなどにより、上部側の温度が高くなる。ここで、第３の壁２５に設けられた排ガス流通口５２が発電室２９の上部側に位置することから、温度の高い排ガスを効率よく第３の流路に流入させることができる。
それにより、第３の流路を流れる排ガスと反応ガスとで効率よく熱交換を行なうことができ、効率よく反応ガスの温度を高めることができることから、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
図１７は、図１５に示した収納容器５４の発電室２９内に、セルスタック４を２つ並置している燃料電池モジュール５５の例を示している断面図である。なお、２つのセルスタック４は１つのマニホールド６上に配置されている。
この場合において、反応ガス吹き出し口３３よりそれぞれのセルスタック４の一方側の側面に反応ガスが供給されることから、２つのセルスタックを並置した場合であっても、効率よく燃料電池セル３の発電を行なうことができる。
なお、反応ガス吹き出し口３３より供給される反応ガスが、セルスタック４を構成する燃料電池セル３間を効率よく下端部側から上端部側へ流通するように、互いのセルスタック４の間に、セルスタック４の一方の側面側（反応ガス吹き出し口３３側）より供給された反応ガスが、セルスタック４の他方の側面側より流出しないように、セルスタック４の他方の側面側に、例えば断熱材（ボード状や綿状の断熱材）等を配置することができる。この場合においては、反応ガス吹き出し口３３より供給された反応ガスが、セ
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ルスタック４の他方の側面方向に流れた場合であっても、反応ガスが断熱材に沿って上方へ流れることとなることから、燃料電池セル３間を効率よく反応ガスが流れることができる。
（第５の実施形態）
図１８は、収納容器６２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第５の実施形態の燃料電池モジュール６１を示す外観斜視図である。
図１８に示した収納容器６２においては、収納容器６２の底面に、燃料電池セル３に供給する酸素含有ガス（通常は空気である）を供給するための反応ガス供給管３０と、燃料電池セル３の発電等により生じた排ガスを収納容器６２の外部に排気するための排ガス排気管３４とが接続されている。反応ガス供給管３０と排ガス排気管３４とは二重管とすることもできる。
図１９は、図１８に示した燃料電池モジュール６１を概略的に示す断面図であり、図２０は燃料電池モジュール６１の一部を抜粋して示す分解斜視図である。
収納容器６２では、収納容器６２の外壁２２の内側に所定の間隔をあけて発電室２９を形成するための上壁６３が配置されており、上壁６３と外壁２２（収納容器６２の上壁）との間が、第１の流路２６を流れる反応ガスを第２の流路２７に流すための第４の流路６４となる。
また、収納容器６２の底部には、反応ガス（空気）を収納容器６２内に供給するための反応ガス供給管３０が接続されており、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは反応ガス導入部３６に流れる。反応ガス導入部３６は反応ガス導入口３７を介して第１の流路２６とつながっているため、反応ガス導入部３６に供給された反応ガスは、反応ガス導入口３７を通して第１の流路２６に流れる。第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、続いて、後述する第４の流路６４を流れ、第２の流路流入口６５を介して第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を上方から下方に流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内（燃料電池セル３）に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、その温度が高温であるため、特に第１の流路２６を流れる反応ガスの温度を効率よく上昇させるために使用されることが
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
好ましい。
そこで、図１９に示す収納容器６２においては、発電室２９の上方に、発電室２９内の排ガスを収集した後、第３の流路２８に流すための排ガス収集室６６を備えることを特徴とする。
ここで、特に高温となる発電室２９内の上方に排ガス収集室６６を備えることから、高温の排ガスが排ガス収集室６６に収集される。排ガス収集室６６に流れた排ガスは、第２の流路２７を貫通する排ガス流通路６７を介して第３の流路２８に流れる。第３の流路２８に流れた排ガスは、第３の流路２８を上方から下方に向けて流れ、排ガス収集口３９を通して反応ガス導入部３６の上部に設けられた排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図１８参照）を通して収納容器６２の外部に排気される。
それゆえ、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を上方に流れる間に、第３の流路２８を下方に流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を下方に流れる間に、発電室２９内の熱と熱交換されることとなる。
特に本発明の収納容器６２においては、特に高温となる発電室２９の上方に、排ガス収集室６６を備えることにより、高温の排ガスを第３の流路２８に流すことができ、燃料電池セル３に供給される反応ガスと効率よく熱交換を行なうことができる。それにより、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
また、収納容器６２をこのような構成とすることにより、発電室２９内にセルスタック４（セルスタック装置９）を１つ収納する場合において特に有用な燃料電池モジュール６１とすることができる。
ところで、第１の流路２６と第４の流路６４とを流れて第２の流路２７に流れる反応ガスは、その流通過程において発電室２９内の熱と熱交換され高温となる。また、第３の流路２８を流れる排ガスは、第１の流路２６を流れる反応ガスと熱交換されることで温度が低下する。ここで、第２の流路２７を流れる反応ガスの熱が、第３の流路２８を流れる排ガスに伝熱し、反応ガスの温度が低下するおそれがある。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
それゆえ、第１の壁２３と第２の壁２４との間および第２の壁２４と第３の壁２５との間のうち少なくとも一方に（第２の流路２７と第３の流路２８との間、もしくは第２の流路２７および第３の流路２８の少なくとも一方の流路内に）、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部材を備えることが好ましい。図１９においては、第３の流路２８のうち、第２の流路２７側に、断熱材３５を配置している。それにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制できる。それにより、燃料電池セル３の発電効率が低下することを抑制できる。なお、熱交換抑制部材は、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができる部材であればよく、例えば断熱材、コンクリート、ガラス等を用いることができる。
図２１は、図１９に示した収納容器６２の発電室２９内に、セルスタック４を２つ併置している燃料電池モジュール６８の例を示している断面図である。なお２つのセルスタック４は１つのマニホールド６上に配置されている。
この場合において、反応ガス吹き出し口３３よりそれぞれのセルスタック４の一方側の側面に反応ガスが供給されることから、２つのセルスタックを並置した場合であっても、効率よく燃料電池セル３の発電を行なうことができる。
なお、反応ガス吹き出し口３３より供給される反応ガスが、セルスタック４を構成する燃料電池セル３間を効率よく下端部側から上端部側へ流通するように、互いのセルスタック４の間に、セルスタック４の一方の側面側（反応ガス吹き出し口３３）より供給された反応ガスが、セルスタック４の他方の側面側より流出しないように、セルスタック４の他方の側面側に、例えば断熱材（ボード状や綿状の断熱材）等を配置することができる。この場合においては、反応ガス吹き出し口３３より供給された反応ガスが、セルスタック４の他方の側面方向に流れた場合であっても、反応ガスが断熱材に沿って上方へ流れることとなることから、燃料電池セル３間を効率よく反応ガスが流れることができる。
（第６の実施形態）
図２２は、本発明の第６の実施形態の燃料電池モジュール７１を示す断面図であり、図２２に示した燃料電池モジュール７１においては、収納容器７２内の第４の流路６４
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
池セル３の両側面から供給される反応ガスの量が不均一となることを抑制でき、燃料電池セル３の発電量の低下や、劣化等の悪影響が生じることを抑制できる。
また、発電室２９内の上方側は、燃料電池セル３の発電により生じる熱や、燃料電池セル３の上端側で発電に利用されなかった余剰の燃料ガスを燃焼させる場合の燃焼熱などにより特に高温となる。それゆえ、燃料電池セル３に供給する反応ガスを、発電室２９の上方の空気（排ガス）と効率よく熱交換することにより、さらに高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができ、燃料電池モジュール７１（燃料電池セル３）の発電効率を向上させることができる。
（第７の実施形態）
図２３は、本発明の第７の実施形態の燃料電池モジュール８１を示す断面図であり、図２３に示した燃料電池モジュール８１においては、収納容器８２内における第４の流路６４と第２の流路２７との間に、排ガス収集室６６の上方で第４の流路６４を流れた反応ガスを収集した後、第２の流路２７に流すための第５の流路８３を備える例を示している。なお、図２３においては第５の流路８３を排ガス収集室６６と対向するように配置している。
このような燃料電池モジュール８１においては、一方側の第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスは、収納容器８２の上壁に沿って第４の流路６４を燃料電池セル３の配列方向と直交する方向に流れたのち、第５の流路流入口８４を介して、第５の流路８３に流入する。なお、第５の流路流入口８４は、一方側の第１の流路２６を流れる反応ガスと他方側の第１の流路２６を流れる反応ガスが効率よく収集できるように、第４の流路６４のうち、燃料電池セル３の配列方向と直交する方向の中央部に設けることが好ましい。
そして、第５の流路流入口８４を介して第５の流路８３に流入した反応ガスは、排ガス収集室６６と対向するように配置された第５の流路８３を流れる間に、排ガス収集室６６を流れる高温の排ガスとで効率よく熱交換される。そして、この温められた反応ガスが、第５の流路８３とつながっている第２の流路２７を流れた後、燃料電池セル３に供給されることから、より高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができ、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
（第８の実施形態）
図２４は、収納容器９２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第８の実施形態の燃料電池モジュール９１の一例を示す外観斜視図である。図２５は、図２４に示した燃料電池モジュール９１を概略的に示す断面図であり、図２６は図２５で示す燃料電池モジュール９１のうち、鎖線で囲んだ部分Ａを抜粋して示した図である。
収納容器９２の底部には、反応ガス（空気）を収納容器９２内に供給するための反応ガス供給管３０が接続されており、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは反応ガス導入部３６に流れる。反応ガス導入部３６は反応ガス導入口３７を介して第１の流路２６とつながっているため、反応ガス導入部３６に供給された反応ガスは、反応ガス導入口３７を通して第１の流路２６に流れる。第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、続いて、後述する第４の流路９３を介して第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を上方から下方に流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内（燃料電池セル３）に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第２の壁２４に設けられた排ガス流通路３２を通して第３の流路２８に流入する。そして、第３の流路２８を上方から下方に流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して反応ガス導入部３６の上部に設けられた排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図２４参照）を通して収納容器９２の外部に排気される。
それゆえ、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を上方に流れる間に、第３の流路２８を下方に流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を下方に流れる間に、発電室２９内の熱と熱交換されることとなる。
ところで、発電室２９内は、燃料電池セル３の発電により生じる熱や、燃料電池セル３の上端側で発電に利用されなかった余剰の燃料ガスと空気とを燃焼させる場合の燃焼熱などにより高温となる。それゆえ、反応ガスを発電室２９の熱と熱交換することにより、さらに高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができ、燃料電池モ
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
ジュール９１（燃料電池セル３）の発電効率を向上させることができる。
ここで、本発明の燃料電池モジュール９１においては、第１の流路２６を上方に流れた反応ガスを、燃料電池セル３の配列方向と直交する方向に流した後に、燃料電池セル３の配列方向と直交する方向の中央部で折り返して、第２の流路２７に流すように構成された第４の流路９３を設けることで、燃料電池セル３に供給される反応ガスの温度をさらに高めることができ、燃料電池セル３（燃料電池モジュール９１）の発電効率を向上することができる。
なお、第４の流路９３は、反応ガスを燃料電池セル３の配列方向と直交する方向の中央部へ流すための往路と、反応ガスを往路から折り返して第２の流路２７に流すための復路とで構成することができる。
ところで、燃料電池セル３の発電により生じる熱や、燃料電池セル３の上端側での燃焼熱は、発電室２９内で対流することにより、発電室２９の上方が特に高温となる。それゆえ、燃料電池セル３に反応ガス（空気）を供給するにあたり、発電室２９の上方側の熱を利用することが好ましく、上述した往路および復路のうち少なくとも一方は、発電室２９の上方側の熱を有効に利用すべく、収納容器９２を構成する外壁（上壁）２２に沿って配置されていることが好ましい。なお、図２５に示す収納容器９２においては、第４の流路９３を構成する往路および復路の両方が、発電室２９の上壁９４と収納容器９２の上壁２２との間に形成されている。往路および復路の構成については、図２６を用いて詳述する。
また、第４の流路９３の中央部には、一方の第１の流路２６より流れる反応ガスが一方の第２の流路２７に流れ、かつ他方の第１の流路２６より流れる反応ガスが他方の第２の流路２７に流れるように仕切板９５が設けられている。
すなわち、第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、第４の流路９３を構成する往路を、収納容器９２を構成する上壁（外壁）２２に沿って燃料電池セル３の配列方向に直交する方向の中央部側に流れて、収納容器９２を構成する上壁２２における燃料電池セル３の配列方向と直交する方向の中央部に設けられた仕切板９５により往路から折り返して、第４の流路９３を構成する復路を流れて、反応ガス流通口３１を介して第２の流路２７に流れることとなる。それゆえ、燃料電池セル３に供給される反応ガスは、第４の流路
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
９３を構成する往路および復路を流れる間に発電室２９の上方の高温の熱と熱交換でき、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができる。それゆえ、燃料電池セル３（燃料電池モジュール９１）の発電効率を向上することができる。
図２６を用いて反応ガスの第４の流路９３の往路および復路について説明する。なお、図２６は収納容器９２の外壁（上壁）２２を取り外した状態を示している。第１の流路２６を流れた反応ガスは、平面視でＵ字状の複数の折り返し流路形成部材９６の間を、燃料電池セル３の配列方向に直交する方向の中央部側に流通する。この折り返し流路形成部材９６の間の流路が第４の流路９３の往路９７となる。そして、往路９７を流れた反応ガスは、その後仕切部材９５によって往路９７から折り返して、流路形成部材９６の内側を流れる。この流路形成部材９６の内側が第４の流路９３の復路９８となる。復路９８を流れた反応ガスは、復路９８と第２の流路２７とを接続する反応ガス流通口３１（発電室２９の上壁９４に設けられている）を介して第２の流路２７へ流れる。
以上の構成により、燃料電池セル３に供給する反応ガスの熱交換において、反応ガスが第４の流路９３の往路９７と復路９８を流れる間に、発電室２９の上方の高温の熱と効率よく熱交換することができることから、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができ、発電効率の向上した燃料電池モジュール９１とすることができる。
（第９の実施形態）
図２７は、本発明の第９の実施形態の燃料電池モジュール１０１を概略的に示す断面図であり、図２８は図２７で示す燃料電池モジュール１０１のうち、鎖線で囲んだ部分Ｂを抜粋して示した図である。
図２７に示す燃料電池モジュール１０１においては、発電室２９の上方と収納容器１０２の上壁２２との間に、折り返し流路形成部材１０３が設けられており、第４の流路９３のうち、往路９７が収納容器１０２の上壁２２に沿って配置され、その下方に復路９８が配置されている。すなわち、往路９７と復路９８がそれぞれ上下に配置されている。
それにより、第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、収納容器１０２の上壁２２と折り返し流路形成部材１０３との間に形成された往路９７を、燃料電池セル３の配列方
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
向に直交する方向の中央部側に流れた後、中央部に設けられた仕切板９５によって下方へ折り返される。下方に折り返された反応ガスは、発電室２９の上壁９４と折り返し流路形成部材１０３とで形成された復路９８に流通し、第２の流路２７へ流れる。詳細は図２８を用いて詳述する。
ここで、第１の流路２６を上方に流れた反応ガスは、発電室２９の上方に位置する往路９７を流れる間に温められるとともに、復路９８を流れる間に、発電室２９の上方の高温の熱とでさらに熱交換されることでより温められる。そしてその温められた反応ガスが、第２の流路２７を介して燃料電池セル３（発電室２９内）に供給されることから、燃料電池セル３（燃料電池モジュール１０１）の発電効率を向上することができる。
図２８を用いて反応ガスの往路９７および復路９８の流通について説明する。なお図２８は収納容器１０２の外壁（上壁）２２を取り外した状態を示している。第１の流路２６を流れた反応ガスは、折り返し流路形成部材１０３と収納容器１０２の外壁（上壁）２２とで形成される往路９７を、燃料電池セル３の配列方向に直交する方向の中央部側に流通し、中央部に設けられた仕切板９５によって下方に折り返される。折り返された反応ガスは、流入口１０４より復路９８に流れる。復路９８を流れた反応ガスは、復路９８と第２の流路２７とを接続する反応ガス流通口３１（発電室２９の上壁９４に設けられている。図２７参照。）を介して第２の流路２７へ流れる。
以上の構成により、燃料電池セル３に供給する反応ガスの熱交換において、発電室２９の上方の熱を有効に利用することができることから、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができ、発電効率の向上した燃料電池モジュール１０１とすることができる。
なお、折り返し流路形成部材１０３は、図２８に示したような箱状の部材でもよく、また板状の部材の一部を折り曲げて形成することもできる。なお、折り返し流路形成部材１０３を板状の部材の一部を折り曲げて形成する場合には、折り返し流路形成部材１０３の変形を抑制すべく、変形抑制部材（例えば、折り返し流路形成部材１０３を支える支持部材等）を併用することが好ましい。
（第１０の実施形態）
図２９は、収納容器１１２内に、セルスタック装置９を収容してなる、本発明の第１０の
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
実施形態の燃料電池モジュール１１１を示す外観斜視図である。図３０および図３１は、図２９に示した燃料電池モジュール１１１を概略的に示す断面図であり、反応ガスが燃料電池セル３の配列方向に沿う一方側より他方側へ流れることを示している。なお、図３０および図３１は、収納容器１１２の異なる部位における断面図である。
収納容器１１２の底部には、反応ガス（図３０および図３１においては空気）を収納容器１１２内に供給するための反応ガス供給管３０が接続されており、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは反応ガス導入部３６に流れる。反応ガス導入部３６は反応ガス導入口３７を介して第１の流路２６とつながっているため、反応ガス導入部３６に供給された反応ガスは、反応ガス導入口３７を通して燃料電池セル第１の流路２６に流れる。
ここで、燃料電池セル３の配列方向に沿う一方側に位置する第１の流路２６（以下、一方側に位置する第１の流路と略す場合がある。）を上方に向けて流れた反応ガスは、後述する第４の流路１１３を、燃料電池セル３の配列方向と直交する方向に流れて、燃料電池セル３の配列方向に沿う他方側に位置する第２の流路２７（以下、他方側に位置する第２の流路と略す場合がある。）に流れる。そして、他方側に位置する第２の流路２７を上方から下方に流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内（燃料電池セル３）に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第２の壁２４と第３の壁２５との間に設けられた排ガス流通路３２を通して第３の流路２８に流入する。そして、第３の流路２８を上方から下方に流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して反応ガス導入部３６の上部に設けられた排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図２９参照）を通して収納容器１１２の外部に排気される。
それゆえ、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を上方に流れる間に、第３の流路２８を下方に流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を下方に流れる間に、発電室２９内の熱と熱交換されることとなる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
ここで、図３０においては、燃料電池セル３の配列方向に沿う一方側に位置する第１の流路２６を燃料電池セル３の右側（図面に向かって右側、以下右側という場合には同意。）に位置する第１の流路２６とし、他方側に位置する第２の流路２７を燃料電池セルの左側（図面に向かって左側、以下左側という場合には同意。）に位置する第２の流路２７とした例を示しており、図３１においては、燃料電池セル３の配列方向に沿う一方側に位置する第１の流路２６を燃料電池セル３の左側に位置する第１の流路２６とし、他方側に位置する第２の流路２７を燃料電池セルの右側に位置する第２の流路２７とした例を示している。すなわち、本発明において一方側、他方側とは、燃料電池セル３をはさんで一方側、他方側とよび、いずれかを一方側とした場合に、他方を他方側とよぶものとする。
そして、図３０および図３１において示したように、収納容器１１２内において、収納容器１１２の底部に接続された反応ガス供給管３０より供給され、燃料電池セル３の右側に位置する第１の流路２６を流れた反応ガスは燃料電池セル３の左側より発電室２９内に供給され、燃料電池セル３の左側に位置する第１の流路２６を流れた反応ガスは燃料電池セル３の右側より発電室２９内に供給される。
それにより、燃料電池セル３の配列方向に沿う両側の反応ガス吹き出し口３３より供給される反応ガスの温度を均一に近づけることができ、発電効率を向上した燃料電池モジュール１１１とすることができる。
ところで、発電室２９内は、燃料電池セル３の発電により生じる熱や、燃料電池セル３の上端側で発電に利用されなかった余剰の燃料ガスと空気とを燃焼させる場合の燃焼熱などにより高温となる。それゆえ、反応ガスを発電室２９の熱と熱交換することにより、さらに高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができ、燃料電池モジュール１１１（燃料電池セル３）の発電効率を向上させることができる。
それゆえ、図３０および図３１で示した燃料電池モジュール１１１においては、収納容器１１２の上部側（改質器７の上方）に、一方側に位置する第１の流路２６を流れる反応ガスを、他方側に位置する第２の流路２７に流すための流路である第４の流路１１３を設けている。
ここで、図３０を用いて第４の流路１１３について説明する。燃料電池セル３の右側に
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
り、燃料電池セル３の側方より供給される反応ガスの温度を均一に近づけることができ、発電効率を向上することができる。
なお、図３２に示した反応ガス流れ方向変更部材１１７と同様に、図３３に示した反応ガス流れ方向変更部材１１９においても、燃料電池セル３の配列方向に沿って、図３３に向かって右側から左側へ流れる反応ガスと、左側から右側へ流れる反応ガスとが、順次入れ替わる構成とすることにより、第２の流路２７により均一に反応ガスが供給され、セルスタック４を構成する燃料電池セル３に均一に反応ガスが供給される。それにより、発電効率を向上することができる。あわせて、筒状の一部が折れ曲がった形状の反応ガス流通孔１２０は、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の大きさや数により、その間隔を適宜設定することができる。
そして、反応ガス流れ方向変更部Ｃを上述したような構成とすることにより、一方側に位置する第１の流路２６を上方に流れた反応ガスが、他方側に位置する第２の流路２７に容易に流れることとなる。
（第１１の実施形態）
図３４は、収納容器１３２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の燃料電池モジュール１３１を示す外観斜視図である。図３５は、図３４に示した燃料電池モジュール１３１を概略的に示す断面図であり、図３６は、収納容器１３８内にセルスタック装置９を収納してなる、本実施形態の他の例の燃料電池モジュール１３７を概略的に示す断面図であり、後述する熱交換抑制部１３４を具備している。
収納容器１３２において、外壁２２の内側に所定間隔をあけて第１の壁２３が形成されており、第１の壁２３の内側に所定間隔をあけて第４の壁１３３が配置されており、第４の壁１３３の内側に所定間隔をあけて第２の壁２４が配置されており、第２の壁２４の内側に所定間隔をあけて第３の壁２５が配置されている。
それにより、外壁２２と第１の壁２３とで形成された空間が第１の流路２６となり、第２の壁２４と第３の壁２５とで形成された空間が第２の流路２７となり、第１の壁２３と第４の壁１３３とで形成された空間が第３の流路２８となり、第４の壁１３３と第２の壁２４とで形成された空間が熱交換抑制部１３４となる。それゆえ、熱交換抑制部１３４は、第２の流路２７と第３の流路２８との間に形成されることとなる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
なお、図３５に示した収納容器１３２においては、第１の壁２３の上端が第２の壁２４に接続されており、第２の壁２４の上端が収納容器１３２の上壁（外壁２２）と接続されており、第３の壁２５の上端が第１の壁２３と第２の壁２４との接続部よりも収納容器１３２の上壁側にて第２の壁２４と接続されている。なお、第３の壁２５の上端を収納容器１３２の上壁（外壁２２）と接続させることもできる。また、第４の壁１３３の上端は、第１の壁２３の上端部に接続されている例を示しているが、第４の壁１３３の上端を、後述する発電室２９と第３の流路２８とを接続する排ガス流通路１３５の下方で、第２の壁２４と接続するように構成することもできる。
また、収納容器１３２，１３８の底部には、反応ガス（空気）を収納容器１３２内に供給するための反応ガス供給管３０が接続されており、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは反応ガス導入部３６に流れる。反応ガス導入部３６は反応ガス導入口３７により第１の流路２６とつながっているため、反応ガス導入部３６を流れる反応ガスは、反応ガス導入口３７を通して、第１の流路２６に流れる。第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスは、第２の壁２４に設けられた反応ガス流通口３１（図３６においては、反応ガス流通路１３６に相当）を通して、第２の流路２７に流れる。そして、第２の流路２７を下方に向けて流れた反応ガスは、第３の壁２５に設けられた反応ガス吹き出し口３３を通して、発電室２９内に供給される。
一方、燃料電池セル３より排出される排ガスや、燃料電池セル３の上端部側で余剰の燃料ガスを燃焼させることにより生じる排ガスは、第４の壁１３３（第４の壁１３３の形状によっては第２の壁２４）と第３の壁２５との間に設けられた発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通路１３５を通して第３の流路２８に流入する。そして、第３の流路２８を下方に向けて流れた排ガスは、排ガス収集口３９を通して排ガス収集部３８に流れた後、排ガス収集部３８に接続された排ガス排気管３４（図３４参照）を通して収納容器１３２，１３８の外部に排気される。
それゆえ、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、反応ガス導入部３６を流れる間に、排ガス収集部３８を流れる排ガスと熱交換され、第１の流路２６を流れる間に、第３の流路２８を流れる排ガスと熱交換され、第２の流路２７を流れる間に、発電室２９内の熱とで熱交換されることとなる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
それにより、効率よく反応ガスの温度を高めることができることから、発電効率の高い燃料電池モジュール１３１，１３７とすることができる。
なお、第１の流路２６、第２の流路２７および第３の流路２８のそれぞれは、それぞれの流路を流れる反応ガスや排ガスとの熱交換を効率よく行なうため、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであることが好ましい。
そして反応ガス吹き出し口３３より発電室２９内に供給された反応ガスは、燃料電池セル３の下端側から上端部側に向けて流れることとなり、効率よく燃料電池セル３の発電を行なうことができる。
なお、図３５においては一列のセルスタック４を有するセルスタック装置９を発電室２９内に収納した例を示しており、この場合、燃料電池セル３の両側面側より反応ガスが導入されることとなる。それゆえ、発電室２９内の両側面側に位置する反応ガス吹き出し口３３より反応ガスが発電室２９内に供給されることより、発電室２９に垂下する反応ガス導入部材が不要となることから、発電室２９内にセルスタック４を１つ配置する場合において特に有用な燃料電池モジュール１３１とすることができる。
ここで、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、第１の流路２６および第２の流路２７を流れて発電室２９内に供給されるが、第２の流路２７を流れる反応ガスは、発電室２９内の熱とで熱交換され高温となる。一方、発電室２９より第３の流路２８を流れる排ガスは、第１の流路２６を流れる高温ではない反応ガスと熱交換されることから、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度よりも低くなるおそれがある。それに伴い、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換により、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下し、燃料電池セル３の発電量が低減するおそれがある。
それゆえ、本発明の燃料電池モジュール１３１，１３７においては、第１の壁２３と第２の壁２４との間および第２の壁２４と第３の壁２５との間のうち少なくとも一方に（第２の流路２７と第３の流路２８との間に）、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部１３４を有する。
それにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制でき、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制でき
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
る。それにより、高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができることから、発電効率の高い燃料電池モジュール１３１，１３７とすることができる。
ここで、図３５においては第２の壁２４の上方に設けられた反応ガス流通口３１よりも下方で接続される第４の壁１３３と第２の壁２４とで形成される空間を、熱交換抑制部１３４として構成した例を示しており、図３６においては、第２の壁２４と第２の壁２４の上方に設けられた反応ガス流通路１３６よりも上方で接続される第４の壁１３３とで形成される空間を、熱交換抑制部１３４として構成した例を示している。すなわち、図３５においては、熱交換抑制部１３４は第３の流路２８に沿って形成されており、図３６においては、熱交換抑制部１３４は、第２の流路２７に沿って形成されている。
そして、第２の流路２７と第３の流路２８との間に熱交換抑制部１３４を設けることにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換が抑制され、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができる。
なお、熱交換抑制部１３４内は、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を効率よく抑制すべく、熱伝導率が低い空間とすることが好ましい。それゆえ、熱交換抑制部１３４内を真空とするほか、熱交換抑制部１３４内に、例えば空気、断熱材、コンクリート、ガラス等を配置することができ、特に燃料電池モジュール１３１の構成やコスト等を考慮して、断熱材を配置することが好ましい。なお、断熱材としては、熱交換抑制部１３４内に容易に配置することが可能な形状とすることが好ましく、たとえば粒状や板状の断熱材とすることができる。
ここで、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを効果的に抑制するにあたっては、第２の流路２７および第３の流路２８が、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであるとともに、第２の流路２７と第３の流路２８との間に備える熱交換抑制部１３４を、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとすることが好ましい。
すなわち、熱交換抑制部１３４は、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向における幅以上の幅を有し、燃料電池セル３の長手方向における幅以上の幅を有する大きさとすることが好ましい。
それにより発電室２９内の熱や、燃料電池セル３の発電により生じる熱が、効率よく
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
第２の流路２７を流れる反応ガスと熱交換される（伝熱される）とともに、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制でき、燃料電池セル３に温度の高い反応ガスを供給することができる。さらには、熱交換抑制部１３４の大きさを、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとすることにより、反応ガスが第２の流路２７を流れる間に、セルスタック４の温度が低下することも抑制できる。
ここで図３５および図３６においては、熱交換抑制部１３４内に断熱材３５を配置した例を示しており、図３５における熱交換抑制部１３４に配置した断熱材３５は、その下端が燃料電池セル３の下端よりも低い位置となり、かつその上端が燃料電池セル３の上端よりも高い位置となる形状として、熱交換抑制部１３４内に配置されている。また、図３６における熱交換抑制部１３４に配置した断熱材３５は、その上端が燃料電池セル３の上端よりも高い位置となる形状として、熱交換抑制部１３４内に配置されている。なお、図には示していないが、熱交換抑制部１３４内に配置された断熱材３５は、燃料電池セル３の配列方向における幅以上の幅を有しており、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとして構成されている。それにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を効率よく抑制できるとともに、セルスタック４の温度が低下することも抑制でき、発電効率の高い燃料電池モジュール１３１，１３７とすることができる。
上述したように、本発明の燃料電池モジュールにおいては、収納容器１３２，１３８内に、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスを上方に流すための第１の流路２６と第１の流路２６を流れた反応ガスを発電室２９（燃料電池セル３）内に供給するための第２の流路２７と、発電室２９内の排ガスを下方に向けて流すための第３の流路２８を具備し、第２の流路２７と第３の流路２８との間に熱交換抑制部１３４を具備していればよく、それぞれの流路の構成は適宜設定することができる。
（第１２および第１３の実施形態）
図３７は、収納容器１４２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第１２の実施形態の燃料電池モジュール１４１を示す。図３８は、収納容器１５２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第１３の実施形態の燃料電池モジュール１５１を示
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
す。図３７に示す収納容器１４２においては、第１の壁２３の上端が収納容器１４２の上壁（外壁２２）と接続されており、第１の壁２３に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐための反応ガス流通口１４３が設けられている。そして、第４の壁１３３および第２の壁２４の上端が、第１の壁２３の反応ガス流通口１４３よりも下方に接続されている。また、第３の壁２５の上端は収納容器１４２の上壁と接続されており、第４の壁１３３と第３の壁２５との間に、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通路１４４が設けられている。なお、第３の壁２５は、第１の壁２３と第４の壁１３３（第２の壁２４）との接続部よりも収納容器１４２の上壁側（反応ガス流通口１４３よりも上方側）で第１の壁２３と接続することもできる。なお、図３７に示す収納容器１４２においては、熱交換抑制部１３４を、第３の流路２８に沿って設けている例を示している。
また、図３８に示す収納容器１５２においては、第１の壁２３の上端が収納容器１５２の上壁（外壁２２）と接続されており、第２の壁２４の上端が収納容器１５２の上壁（外壁２２）に接続されている。なお、第２の壁２４に、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通口１５４が設けられている。そして、第１の壁２３と第４の壁１３３（第２の壁２４）との間に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐ反応ガス流通路１５３が設けられている。また、第３の壁２５はその上端が第２の壁２４の排ガス流通口１５４の下方で、かつ反応ガス流通路１５３の上端部と同じ位置もしくはそれより高い位置で、第２の壁２４に接続されている。なお、第２の壁２４の上端は、排ガス流通口１５４よりも収納容器１５２の上壁側にて第１の壁２３に接続することもできる。なお、図３８に示す収納容器１５２においては、熱交換抑制部１３４を、第２の流路２７に沿って設けている例を示している。
そして、図３７および図３８に示した収納容器１４２および収納容器１５２においても、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、第１の流路２６を上方に向けて流れ、第１の流路２６を流れた反応ガスが続いて第２の流路２７を流れた後、燃料電池セル３に流れる。また、発電室２９内の排ガスが第３の流路２８を流れて収納容器１４２および収納容器１５２の外部へ排気される。この際、第２の流路２７と第３の流路２８との間に熱交換抑制部１３４を備えることから、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、第２の流路２７を流れる反応ガスの
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
温度が低下することを抑制できる。それゆえ、高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができることから、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
（第１４の実施形態）
図３９は、収納容器１６２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第１４の実施形態の燃料電池モジュール１６１を示す外観斜視図である。図４０は、図３９に示した燃料電池モジュール１６１を概略的に示す断面図であり、図４１は、収納容器１６５内にセルスタック装置９を収納してなる、本実施形態の他の例の燃料電池モジュール１６４を概略的に示す断面図であり、後述する熱交換抑制部材１６３を具備している。本実施形態の燃料電池モジュール１６１，１６４および収納容器１６２，１６５は、第１の実施形態の燃料電池モジュール１および収納容器２に類似し、対応する部分には同一の参照符を付し、その説明を省略する。
収納容器１６２，１６５において、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、第１の流路２６および第２の流路２７を流れて発電室２９内に供給されるが、第２の流路２７を流れる反応ガスは、発電室２９内の熱とで熱交換され高温となる。一方、発電室２９より第３の流路２８を流れる排ガスは、第１の流路２６を流れる高温ではない反応ガスと熱交換されることから、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度よりも低くなるおそれがある。それに伴い、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換により、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下し、燃料電池セル３の発電量や発電効率が低減するおそれがある。
それゆえ、本発明の燃料電池モジュール１６１，１６４においては、第１の壁２３と第２の壁２４との間および第２の壁２４と第３の壁２５との間のうち少なくとも一方に（第２の流路２７および第３の流路２８のうち少なくとも一方の流路に）、第２の流路２７を流れる反応ガスと、第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制するための熱交換抑制部材１６３を具備する。
それにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制でき、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制できる。それにより、高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができることから、発電効率の高い燃料電池モジュール１６１，１６４とすることができる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ここで、図４０においては熱交換抑制部材１６３を第２の流路２７内に具備している例を示しており、図４１においては熱交換抑制部材１６３を第３の流路２８内に具備している例を示している。なお、熱交換抑制部材１６３は、第２の流路２７および第３の流路２８の両方の流路に配置することもできる。そして、図４０および図４１に示す熱交換抑制部材１６３は、それぞれ第２の壁２４に固着して配置されている。
第２の流路２７を流れる反応ガスの熱は、第２の壁２４を介して第３の流路２８を流れる排ガスと熱交換されるため、熱交換抑制部材１６３を第２の壁２４に固着して配置することにより、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を効率よく抑制することができる。
なお、熱交換抑制部材１６３としては、第２の流路２７流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができるもの、すなわち熱伝導率の低いものであり、かつ第２の流路２７を流れる反応ガスの温度により影響を受けないものであれば特に制限はなく、例えば断熱材、コンクリート、ガラス等を用いることができる。なお、燃料電池モジュール１６１，１６４のコストや重量等を考慮して、熱交換抑制部材として断熱材を用いることが好ましい。
ここで、熱交換抑制部材１６３として断熱材を用いる場合において、第２の流路２７および第３の流路２８のうち少なくとも一方の流路に容易に配置することが可能な形状とすることが好ましく、例えば板状の断熱材とすることができる。
また、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを効果的に抑制するにあたっては、第２の流路２７および第３の流路２８が、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさであるとともに、熱交換抑制部材１６３の形状をセルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとすることが好ましい。
すなわち、熱交換抑制部材１６３として板状の断熱材を用いる場合においては、板状の断熱材は、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向における幅以上の幅を有し、燃料電池セル３の長手方向における幅以上の幅を有する大きさとすることが好ましい。
それにより発電室２９内の熱や、燃料電池セル３の発電により生じる熱が、効率よく
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
第２の流路２７を流れる反応ガスと熱交換される（伝熱される）とともに、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制でき、燃料電池セル３に温度の高い反応ガスを供給することができる。さらには、熱交換抑制部材１６３の大きさを、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとすることにより、反応ガスが第２の流路２７を流れる間に、セルスタック４の温度が低下することも抑制できる。
ここで、図４０に示す熱交換抑制部材１６３は、その上端が燃料電池セル３の上端よりも高い位置となる形状として第２の流路２７内に配置しており、図４１に示す熱交換抑制部材１６３は、その下端が燃料電池セル３の下端よりも低い位置となり、かつその上端が、燃料電池セル３の上端よりも高い位置となる形状として第３の流路２８内に配置されている。なお、図示していないが、熱交換抑制部材１６３は、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向における幅以上の幅を有しており、セルスタック４を構成する燃料電池セル３の配列方向に沿う側部の外形以上の大きさとして構成されている。
また第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを効率よく抑制するにあたっては、第２の流路２７または第３の流路２８において、それぞれの流路を構成する第２の壁２４の面積が大きい方の流路に熱交換抑制部材１６３を具備することが好ましく、その際、それぞれの流路を構成する第２の壁２４の全面に熱交換抑制部材１６３を固着することもできる。
それにより、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制でき、高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができ、発電効率の高い燃料電池モジュール１６１とすることができる。
なお、熱交換抑制部材１６３を第２の壁２４に固着するにあたり、第２の壁２４に熱交換抑制部材１６３を固着するための固着部材を設けることや、第１の壁２３や第３の壁２５に熱交換抑制部材１６３を第２の壁２４に固着するための固着部材を設けることもできる。
上述したように、本発明の燃料電池モジュールにおいては、収納容器１６２，１６５内に、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスを上方に流すための第１の流路２６と
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
、第１の流路２６を流れた反応ガスを発電室２９（燃料電池セル３）内に供給するための第２の流路２７と、発電室２９内の排ガスを下方に向けて流すための第３の流路２８を具備し、第２の流路２７および第３の流路２８のうち少なくとも一方に熱交換抑制部材１６３を具備していればよく、それぞれの流路の構成は適宜設定することができる。
（第１５および第１６の実施形態）
図４２は、収納容器１７２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第１５の実施形態の燃料電池モジュール１７１を示す。図４３は、収納容器１８２内にセルスタック装置９を収納してなる、本発明の第１６の実施形態の燃料電池モジュール１８１を示す。図４２に示す収納容器１７２においては、第１の壁２３の上端が収納容器１７２の上壁（外壁２２）と接続されており、第１の壁２３に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐための反応ガス流通口１７３が設けられている。そして、第２の壁２４の上端が、第１の壁２３の反応ガス流通口１７３よりも下方に接続されている。また、第３の壁２５の上端は収納容器１７２の上壁と接続されており、第２の壁２４と第３の壁２５との間に、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通路１７４が設けられている。なお、第３の壁２５は、第１の壁２３と第２の壁２４との接続部よりも収納容器１７２の上壁側（反応ガス流通口１７３よりも上方側）で第１の壁２３と接続することもできる。なお、図４２に示す収納容器１７２においては、熱交換抑制部材１６３を第２の流路２７に配置している例を示している。
また、図４３に示す収納容器１８２においては、第１の壁２３の上端が収納容器１８２の上壁（外壁２２）と接続されており、第２の壁２４の上端が収納容器１８２の上壁（外壁２２）に接続されている。なお、第２の壁２４と第３の壁２５との間に、発電室２９と第３の流路２８とをつなぐ排ガス流通口１８４が設けられている。そして、第１の壁２３と第２の壁２４との間に、第１の流路２６と第２の流路２７とをつなぐ反応ガス流通路１８３が設けられている。また、第３の壁２５はその上端が第２の壁２４の排ガス流通口１８４の下方で、かつ反応ガス流通路１８３の上端と同じ位置もしくはそれより高い位置で、第２の壁２４に接続されている。なお、第２の壁２４の上端は、排ガス流通口１８４よりも収納容器１８２の上壁側にて第１の壁２３に接続することもできる。なお、図４３に示す収納容器１８２においては、熱交換抑制部材１６３を第２の流路２７に配置している例を示して
【手続補正３４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
いる。
そして、図４２および図４３に示した収納容器１７２および収納容器１８２においても、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスは、第１の流路２６を上方に向けて流れ、第１の流路２６を流れた反応ガスが続いて第２の流路２７を流れた後、燃料電池セル３に流れる。また、発電室２９内の排ガスが第３の流路２８を流れて収納容器１７２および収納容器１８２の外部へ排気される。この際、第２の流路２７に熱交換抑制部材１６３を具備することから、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、第２の流路２７を流れる反応ガスの温度が低下することを抑制できる。それゆえ、高温の反応ガスを燃料電池セル３に供給することができることから、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
（第１７の実施形態）
図４４は、本発明の第１７の実施形態の燃料電池装置を示す斜視図である。なお、図４４においては一部構成を省略して示している。
図４４に示す燃料電池装置１９１は、支柱１９２と外装板１９３から構成される外装ケース内を仕切板１９４により上下に区画し、その上方側を上述した燃料電池モジュール１，４１，５０，５３，５５，６１，６８，７１，８１，９１，１０１，１１１，１３１，１３７，１４１，１５１，１６１，１６４，１７１，１８１を収納するモジュール収納室１９５とし、下方側を燃料電池モジュール１，４１，５０，５３，５５，６１，６８，７１，８１，９１，１０１，１１１，１３１，１３７，１４１，１５１，１６１，１６４，１７１，１８１を作動させるための補機を収納する補機収納室１９６として構成されている。なお、図４４では、補機収納室１９６に収納する補機を省略している。
また、仕切板１９４には、補機収納室１９６の空気をモジュール収納室１９５側に流すための空気流通口１９７が設けられており、モジュール収納室１９５を構成する外装板１９３の一部に、モジュール収納室１９５内の空気を排気するための排気口１９８が設けられている。
このような燃料電池装置１９１においては、上述したように、発電効率を向上することができる燃料電池モジュール１，４１，５０，５３，５５，６１，６８，７１，８１，９１，１０１，１１１，１３１，１３７，１４１，１５１，１６１，１６４，１７１，１８１をモジュール収納室１９５に収納し
【手続補正３５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
て構成されることにより、発電効率の向上した燃料電池装置１９１とすることができる。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、改良等が可能である。
例えば、第２の流路における反応ガス吹き出し口３３の近傍に位置する第２の壁２４と第３の壁２５との間に、第２の流路を流れる反応ガスをより効率よく発電室２９内に流すための板状の反応ガス流通方向調整部材を設けることもできる。それにより、第２の流路を流れる反応ガスが、効率よく発電室２９内に流れることとなり、燃料電池セル３の発電効率を向上することができる。
上述の実施形態においては、収納容器内の各流路内を反応ガスとして酸素含有ガス（空気）を流す場合を例示したが、例えば収納容器内の各流路内を反応ガスとして水素含有ガス（燃料ガス）を流すこともできる。この場合、マニホールド６に供給する空気を別の構成により温めるとともに、改質器７は収納容器の外部に配置すればよい。
上述の第８および第９の実施形態において、例えば、第１の流路２６を流れた反応ガスを発電室２９の上方で複数回折り返すように往路９７と復路９８を構成することもできる。この場合においても、燃料電池セル３に供給される反応ガスと発電室２９の上方の熱とで効率よく熱交換させることができ、燃料電池セル３（燃料電池モジュール９１，１０１）の発電効率を向上させることができる。
上述の第１０の実施形態において、例えば、上部第１の流路１１４を収納容器１１２の上壁２２に沿って配置し、その下方に上部第２の流路１１５を設けた例を示したが、上部第１の流路１１４と上部第２の流路１１５の配置を逆とすることもできる。
上述の第１１〜第１３の実施形態の燃料電池モジュールにおいては、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２内に、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスを上方に流すための第１の流路２６と、第１の流路２６を流れた反応ガスを発電室２９（燃料電池セル３）に供給するための第２の流路２７と、発電室２９内の排ガスを下方に向けて流すための第３の流路２８を具備するとともに、第１の壁２３と第２の壁２４との間および第２の壁２４と第３の壁２５との間（第２の流路２７と第３の流路２８）のうち少なくとも一方に熱交換抑制部１３４を備えていればよい。
そのため、燃料電池セル３に供給される反応ガスの温度をより高温とするにあたり、
【手続補正３６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
収納容器１３２，１３８，１４２，１５２の構成を上述の例以外の実施形態にも適用することができる。
例えば、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２の構成を、第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスが、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２の上壁に沿って発電室２９の中央部側まで流通させた後に、折り返して第２の流路２７に流れるような構成とすることもできる。すなわち、本発明の第８の実施形態および第９の実施形態に適用することもできる。
このような構成においては、発電室２９において特に高温となる上部側の熱を利用することができることから、燃料電池セル３に供給する反応ガスの温度をより高温とすることができるとともに、第２の流路２７と第３の流路２８との間に熱交換抑制部１３４を備えることで、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができる。それにより、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
また、例えば、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２の構成を、セルスタック４の一方側側面に位置する第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスが、収納容器１３２，１３８，１４２，１５２の上壁に沿って流れた後に、セルスタック４の他方側側面に位置する第２の流路２７に流れた後に、燃料電池セル３に供給されるような構成とすることもできる。すなわち、本発明の第１０の実施形態に適用することもできる。
このような構成においては、発電室２９において特に高温となる上部側の熱を利用することができるとともに、セルスタック４の一方側側面に位置する第１の流路２６を流れる反応ガスが、他方側側面に位置する第２の流路２７に流れることから、燃料電池セル３の両側面側から供給されるそれぞれの反応ガスの温度を均一に近づけることができ、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
上述の第１４〜第１６の実施形態の燃料電池モジュールにおいては、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２内に、反応ガス供給管３０より供給される反応ガスを上方に流すための第１の流路２６と、第１の流路２６を流れた反応ガスを発電室２９（燃料電池セル３）に供給するための第２の流路２７と、発電室２９内の排ガスを下方に向けて流すための第３の流路２８を具備するとともに、第１の壁２３と第２の壁２４との間および第２の壁２４と第３の壁２５との間（第２の流路２７および第３の流路２８）のうち少なくとも一方
【手続補正３７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
に熱交換抑制部材１６３を具備していればよい。
そのため、燃料電池セル３に供給される反応ガスの温度をより高温とするにあたり、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２の構成を上述の例以外の実施形態にも適用することができる。
例えば、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２の構成を、第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスが、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２の上壁に沿って発電室２９の中央部側まで流通させた後に、折り返して第２の流路２７に流れるような構成とすることもできる。すなわち、本発明の第８の実施形態および第９の実施形態に適用することもできる。
このような構成においては、発電室２９において特に高温となる上部側の熱を利用することができることから、燃料電池セル３に供給する反応ガスの温度をより高温とすることができるとともに、熱交換抑制部材１６３を第１の壁２３と第２の壁２４との間および第２の壁２４と第３の壁２５との間（第２の流路２７および第３の流路２８）のうち少なくとも一方に具備することで、第２の流路２７を流れる反応ガスと第３の流路２８を流れる排ガスとの熱交換を抑制することができ、燃料電池セル３に高温の反応ガスを供給することができる。それにより、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
また、例えば、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２の構成を、セルスタック４の一方側側面に位置する第１の流路２６を上方に向けて流れた反応ガスが、収納容器１６２，１６５，１７２，１８２の上壁に沿って流れた後に、セルスタック４の他方側側面に位置する第２の流路２７に流れた後に、燃料電池セル３に供給されるような構成とすることもできる。すなわち、本発明の第１０の実施形態に適用することもできる。
このような構成においては、発電室２９において特に高温となる上部側の熱を利用することができるとともに、セルスタック４の一方側側面に位置する第１の流路２６を流れる反応ガスが、他方側側面に位置する第２の流路２７に流れることから、燃料電池セル３の両側面側から供給されるそれぞれの反応ガスの温度を均一に近づけることができ、発電効率の高い燃料電池モジュールとすることができる。
また、上述の第６〜第１６の実施形態において、発電室２９内にセルスタック４を１列として配置する例を示したが、本発明の燃料電池モジュールは、発電室２９内に、セ
【手続補正３８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３５】
2009119615.tif 000047
【手続補正３９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３６】
2009119615.tif 000048
【手続補正４０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３７】
2009119615.tif 000049
【手続補正４１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３８】
2009119615.tif 000050
【国際調査報告】
2009119615.tif 000051
2009119615.tif 000052
2009119615.tif 000053
2009119615.tif 000054
2009119615.tif 000055
2009119615.tif 000056