(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を複数積層した燃料電池スタックと、
炭化水素を主体とする原燃料を改質し、前記燃料電池スタックに供給される前記燃料ガスを生成する改質器と、
前記燃料電池スタックから排出される前記燃料ガスである燃料排ガスと前記酸化剤ガスである酸化剤排ガスとを燃焼させ、燃焼排ガスを発生させる排ガス燃焼器と、
を備える燃料電池モジュールであって、
前記排ガス燃焼器が配置される排ガス燃焼室を設け、
前記改質器は、コの字状の外形形状を有するケーシングを備え、
前記ケーシングは、前記排ガス燃焼室に配置されるとともに、
前記ケーシングの２つの角部には、偏流是正用の空間部が設けられ、
前記コの字状の前記外形形状の一方の突端と一方の前記角部との間には第１改質室が設けられ、前記２つの角部の間には第２改質室が設けられ、前記コの字状の前記外形形状の他方の突端と他方の前記角部との間には第３改質室が設けられており、
前記第１改質室、前記第２改質室及び前記第３改質室のいずれにも改質触媒が充填される一方、
前記空間部には、前記改質触媒が充填されないことを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池モジュールにおいて、前記ケーシングは、それぞれ直方体形状又は立方体形状の第１側壁部、第２側壁部及び第３側壁部を有し、
前記第１側壁部の一方の端部と前記第２側壁部の一方の端部、及び前記第３側壁部の一方の端部と前記第２側壁部の他方の端部は、それぞれ固定されるとともに、
前記第１側壁部の前記一方の端部と前記第２側壁部の前記一方の端部との間、及び前記第３側壁部の前記一方の端部と前記第２側壁部の前記他方の端部との間には、それぞれ開口形状が直方体形状又は立方体形状の前記空間部が形成されることを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池モジュールにおいて、前記排ガス燃焼室は、開口形状が立方体形状又は直方体形状を有し、
前記改質器は、前記ケーシングにより前記排ガス燃焼室の３つの面を構成することを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項４】
請求項１又は２記載の燃料電池モジュールにおいて、前記排ガス燃焼室は、開口形状が立方体形状又は直方体形状を有し、
前記改質器は、少なくとも前記ケーシングの開放側端部を閉塞する内壁板を設けるとともに、
前記ケーシング及び前記内壁板により前記排ガス燃焼室の４つの面を構成することを特徴とする燃料電池モジュール。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃料電池モジュールにおいて、前記ケーシングの外面を周回し、前記排ガス燃焼室から排出される前記燃焼排ガスを流通させる排ガス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６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料電池モジュールにおいて、前記改質器は、改質後の前記燃料ガスを前記燃料電池スタックに供給する燃料ガス供給管を備え、
前記燃料ガス供給管は、前記排ガス燃焼室に配置されることを特徴とする燃料電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を複数積層した燃料電池スタックを備える燃料電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）は、固体電解質に酸化物イオン導電体、例えば、安定化ジルコニアを用いている。固体電解質の両側にアノード電極とカソード電極とを配設した電解質・電極接合体（以下、ＭＥＡともいう）は、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持されている。燃料電池は、通常、電解質・電極接合体とセパレータとが所定数だけ積層された燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
ＳＯＦＣでは、炭化水素を主体とする原燃料を改質し、燃料電池スタックに供給される燃料ガスを生成する改質器を備えている。例えば、特許文献１に開示された間接内部改質型ＳＯＦＣが知られている。この間接内部改質型ＳＯＦＣでは、図６に示すように、第１の改質部１及び第２の改質部２を有する改質器を備えており、前記第１の改質部１と前記第２の改質部２とは、互いに直列に連通している。
【０００４】
間接内部改質型ＳＯＦＣは、改質器で得られる改質ガスを用いて発電するＳＯＦＣ３を有し、前記ＳＯＦＣ３は、筐体４に収容されている。第１の改質部１及び第２の改質部２は、筐体４の一部を構成している。
【０００５】
ＳＯＦＣ３は、火炎形成部５を有し、前記火炎形成部５は、アノードオフガスを燃焼させて火炎６を形成している。第２の改質部２は、火炎形成部５の燃焼熱を利用する一方、第１の改質部１は、ＳＯＦＣ３からの輻射熱を利用することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０５９６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１では、ＳＯＦＣ３の上面に設けられた火炎形成部５は、面積が相当に大きくなり、第２の改質部２に効率的に伝熱することができないおそれがある。このため、間接内部改質型ＳＯＦＣ３の起動性、熱効率及びコンパクト性が低下するという問題がある。
【０００８】
しかも、第１の改質部１及び第２の改質部２は、筐体４の一部を構成しているため、前記筐体４の表面からの放熱が発生し易い。従って、第１の改質部１及び第２の改質部２には、温度むらが惹起し易く、改質性能が低下するという問題がある。さらに、ＳＯＦＣ３が積層されたスタックには、温度分布が生じ易く、前記ＳＯＦＣ３の劣化が促進される場合がある。
【０００９】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成で、改質反応を効率的に行うことが可能な燃料電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る燃料電池モジュールは、燃料電池スタック、改質器及び排ガス燃焼器を備えている。燃料電池スタックは、燃料ガスと酸化剤ガスとの電気化学反応により発電する燃料電池を複数積層している。改質器は、炭化水素を主体とする原燃料を改質し、燃料電池スタックに供給される燃料ガスを生成している。排ガス燃焼器は、燃料電池スタックから排出される燃料ガスである燃料排ガスと酸化剤ガスである酸化剤排ガスとを燃焼させ、燃焼排ガスを発生させている。
【００１１】
燃料電池モジュールは、排ガス燃焼器が配置される排ガス燃焼室を設けている。改質器は、コの字状の外形形状を有するケーシングを備え、前記ケーシングは、排ガス燃焼室に配置されるとともに、前記ケーシングの２つの角部には、偏流是正用の空間部が設けられている。
【００１２】
また、この燃料電池モジュールでは、コの字状の外形形状の一方の突端と一方の角部との間には第１改質室が設けられ、２つの角部の間には第２改質室が設けられ、前記コの字状の前記外形形状の他方の突端と他方の角部との間には第３改質室が設けられており、前記第１改質室、前記第２改質室及び前記第３改質室のいずれにも改質触媒が充填される一方、空間部には、前記改質触媒が充填されない。燃焼熱が享受され難い角部には、改質触媒が充填されない空間部が存在している。従って、確実に入熱がある部分に改質触媒を配置でき、改質反応を阻害することがない。しかも、改質触媒での偏流が是正され、前記改質触媒の長寿命化が図られる。これにより、搭載改質触媒量が最適化されるとともに、コストの削減が容易に遂行され、燃料電池スタック及び燃料電池モジュールの長寿命化が可能になる。
【００１３】
さらに、ケーシングは、それぞれ直方体形状又は立方体形状の第１側壁部、第２側壁部及び第３側壁部を有することが好ましい。第１側壁部の一方の端部と第２側壁部の一方の端部、及び第３側壁部の一方の端部と前記第２側壁部の他方の端部は、それぞれ固定されることが好ましい。その際、第１側壁部の一方の端部と第２側壁部の一方の端部との間、及び第３側壁部の一方の端部と前記第２側壁部の他方の端部との間には、それぞれ開口形状が直方体形状又は立方体形状の空間部が形成されることが好ましい。これにより、搭載改質触媒量が最適化され、コストの削減が容易に図られる。
【００１４】
さらにまた、排ガス燃焼室は、開口形状が立方体形状又は直方体形状を有し、改質器は、ケーシングにより前記排ガス燃焼室の３つの面を構成することが好ましい。このため、ケーシングは、受熱面積を大きく設定することができ、輻射熱を良好に受熱することが可能になる。従って、燃料利用率（Ｕｆ）が高く、燃焼熱量が低下した際にも、所望の改質性能を担持することができる。
【００１５】
また、排ガス燃焼室は、開口形状が立方体形状又は直方体形状を有し、改質器は、少なくともケーシングの開放側端部を閉塞する内壁板を設けるとともに、前記ケーシング及び前記内壁板により前記排ガス燃焼室の４つの面を構成することが好ましい。これにより、ケーシングは、受熱面積を大きく設定することができ、輻射熱を良好に受熱することが可能になる。このため、燃料利用率（Ｕｆ）が高く、燃焼熱量が低下した際にも、所望の改質性能を担持することができる。
【００１６】
さらに、この燃料電池モジュールは、ケーシングの外面を周回し、排ガス燃焼室から排出される燃焼排ガスを流通させる排ガス流路を備えることが好ましい。従って、改質器は、ケーシングの内面側及び外面側から受熱することができ、良好な改質反応が遂行可能になる。
【００１７】
さらにまた、改質器は、改質後の燃料ガスを燃料電池スタックに供給する燃料ガス供給管を備え、前記燃料ガス供給管は、排ガス燃焼室に配置されることが好ましい。これにより、燃料ガス供給管を流通する燃料ガスは、燃焼熱に晒されて温度低下が抑制され、燃料電池スタックに高温の燃料ガスを確実に供給することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、改質器を構成するケーシングの２つの角部には、偏流是正用の空間部が設けられている。このため、燃料ガスの偏流が発生し易い２つの角部に空間部が存在し、触媒領域での偏流を確実に是正することができる。従って、改質触媒が有効に使用されるため、前記改質触媒の長寿命化が可能になり、燃料電池スタックの長寿命化が図られ、さらに燃料電池モジュールの長寿命化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池モジュールの要部説明図である。
【図２】前記燃料電池モジュールの要部斜視説明図である。
【図３】前記燃料電池モジュールを構成する排ガス燃焼室の平面説明図である。
【図４】前記燃料電池モジュールを構成する改質器の概略斜視説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池モジュールの要部斜視説明図である。
【図６】特許文献１に開示された間接内部改質型ＳＯＦＣの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池モジュール１０は、定置用の他、車載用等の種々の用途に用いられる。燃料電池モジュール１０は、燃料電池ユニット１２を備え、前記燃料電池ユニット１２が筐体１４内に収容される。
【００２１】
燃料電池ユニット１２は、燃料電池スタック１６、改質器１８、空気予熱器２０、排ガス燃焼器２２及び蒸発器２４が組み付けられるとともに、全体として略直方体形状（又は略立方体形状）に構成される。排ガス燃焼器２２は、排ガス燃焼室２６に配置されるとともに、前記排ガス燃焼室２６の一面は、予昇温部２８により構成される。
【００２２】
空気予熱器２０は、燃料電池スタック１６の酸化剤ガス系流路（図示せず）に接続される。蒸発器２４、予昇温部２８及び改質器１８は、混合ガス供給配管（図示せず）を介して接続され、前記改質器１８は、燃料ガス供給管３０を介して燃料電池スタック１６の燃料ガス系流路（図示せず）に接続される（図２参照）。蒸発器２４は、予昇温部２８よりも原燃料流通方向上流に配置される。排ガス燃焼器２２により生成される燃焼排ガスは、空気予熱器２０及び蒸発器２４の順に供給される。
【００２３】
燃料電池スタック１６は、燃料ガス（水素ガスにメタン、一酸化炭素が混合した気体）と酸化剤ガス（空気）との電気化学反応により発電する。燃料電池スタック１６は、図１に示すように、平板状の固体酸化物形燃料電池３１を備え、複数の前記燃料電池３１は、鉛直方向（又は水平方向）に積層される。
【００２４】
燃料電池３１は、例えば、安定化ジルコニア等の酸化物イオン導電体で構成される電解質の両面に、カソード電極及びアノード電極が設けられた電解質・電極接合体（ＭＥＡ）を備える。電解質・電極接合体の両側には、カソードセパレータとアノードセパレータとが配設される。カソードセパレータには、カソード電極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス系流路が形成されるとともに、アノードセパレータには、アノード電極に燃料ガスを供給する燃料ガス系流路が形成される。
【００２５】
図１〜図３に示すように、排ガス燃焼室２６は、立方体形状又は直方体形状を有する。燃料電池スタック１６と予昇温部２８とは、排ガス燃焼室２６の上部と下部とに配置されるとともに、前記予昇温部２８は、前記排ガス燃焼室２６の一面である下面を構成する。
【００２６】
改質器１８は、前記排ガス燃焼室２６の側面に沿って略コ字状に配置されるケーシング３２を備える。ケーシング３２は、図２〜図４に示すように、それぞれ直方体形状（又は立方体形状）の第１側壁部３２ａ、第２側壁部３２ｂ及び第３側壁部３２ｃを有する。第１側壁部３２ａ及び第３側壁部３２ｃは、矢印Ａ方向に長尺に構成され、前記第１側壁部３２ａの一端部及び前記第３側壁部３２ｃの一端部は、比較的短尺な第２側壁部３２ｂの両端部に固定される。第１側壁部３２ａ、第２側壁部３２ｂ及び第３側壁部３２ｃは、それぞれ薄板の外面で覆われた空洞部を有する。
【００２７】
ケーシング３２の２つの角部、すなわち、第１側壁部３２ａの一端部（一方の端部）と第２側壁部３２ｂの一端部（一方の端部）との間、及び第３側壁部３２ｃの一端部（一方の端部）と前記第２側壁部３２ｂの他端部（他方の端部）との間には、偏流是正用の空間部３４ａ、３４ｂが形成される。空間部３４ａ、３４ｂは、それぞれ開口形状が直方体形状（又は立方体形状）を有する。
【００２８】
空間部３４ａは、断面くの字形状に屈曲成形された偏流是正板３６ａと、ケーシング３２の一方の角部とにより形成される。空間部３４ｂは、断面くの字形状に屈曲成形された偏流是正板３６ｂと、ケーシング３２の他方の角部とにより形成される。偏流是正板３６ａ、３６ｂは、例えば、パンチングメタルであり、後述する改質触媒４６が通過しないように、必要に応じて針金等の線状体により開口部の一部が閉塞される。
【００２９】
第１側壁部３２ａの他端部側には、仕切り板３８ａが配置されて混合ガス入口チャンバ４０ａが形成される。第３側壁部３２ｃの他端部側には、仕切り板３８ｂが配置されて改質ガス出口チャンバ４０ｂが形成される。混合ガス入口チャンバ４０ａは、混合ガス導入管４２を介して予昇温部２８に連通する。改質ガス出口チャンバ４０ｂは、燃料ガス供給管３０を介して燃料電池スタック１６の燃料ガス系流路（図示せず）に連通する。燃料ガス供給管３０は、排ガス燃焼室２６に配置される。
【００３０】
第１側壁部３２ａ内には、第１改質室４４ａが形成され、第２側壁部３２ｂ内には、第２改質室４４ｂが形成され、第３側壁部３２ｃ内には、第３改質室４４ｃが形成される。第１改質室４４ａ、第２改質室４４ｂ及び第３改質室４４ｃには、改質触媒４６が充填される。改質触媒４６としては、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｉｒ（イリジウム）又はＦｅ（鉄）の少なくとも１種類の触媒金属を使用する。
【００３１】
改質器１８は、ケーシング３２の内面に一体に設けられる内壁板４８を備える。内壁板４８は、平面視で長方形（又は正方形）を有し、ケーシング３２の３面に接する３つの壁面と外部に露呈する１つの壁面である閉塞面４８ａとを設ける。なお、内壁板４８は、第１側壁部３２ａの他端部と第３側壁部３２ｃの他端部とに接する平板のみ（閉塞面４８ａのみ）で構成されてもよい。内壁板４８の４つの面により、排ガス燃焼室２６の４つの面が構成される。
【００３２】
図２に示すように、排ガス燃焼器２２は、燃料電池スタック１６の下部に接続され、排ガス燃焼室２６の上部に配置される。排ガス燃焼器２２は、燃料電池スタック１６から排出される燃料ガスである燃料排ガスが流通される燃料排ガス配管５０と、酸化剤ガスである酸化剤排ガスが流通される酸化剤排ガス配管５２とを備える。
【００３３】
燃料排ガス配管５０は、内管とし、酸化剤排ガス配管５２は、外管として二重管が構成される。燃料排ガス配管５０の先端側外周には、複数個の燃料排ガス導出口５０ａが形成される一方、酸化剤排ガス配管５２の先端には、複数個の酸化剤排ガス導出口５２ａが形成される。改質器１８を構成する第２側壁部３２ｂには、グロープラグ５４が装着され、前記グロープラグ５４の先端は、排ガス燃焼器２２に近接して配置される。図３に示すように、ケーシング３２の外面と筐体１４の内壁面との間には、排ガス（燃焼排ガス）を流通させる排ガス流路５６が形成される。
【００３４】
空気予熱器２０は、燃焼排ガスとの熱交換により酸化剤ガスを昇温させるとともに、燃料電池スタック１６に前記酸化剤ガスを供給する。蒸発器２４は、水と原燃料とが供給され、水が蒸発して生成された水蒸気と原燃料との混合ガスは、予昇温部２８に供給される。
【００３５】
このように構成される燃料電池モジュール１０の動作について、以下に説明する。
【００３６】
図１に示すように、燃料電池モジュール１０の運転時には、空気予熱器２０に空気が供給されるとともに、蒸発器２４には、原燃料及び水が供給される。具体的には、空気予熱器２０の燃焼排ガス配管（図示せず）には、後述する燃焼排ガスが供給されるとともに、前記空気予熱器２０には、酸化剤ガスとしての空気が供給されている。空気は、燃焼排ガスにより加熱（熱交換）され、高温になった前記空気は、燃料電池スタック１６の酸化剤ガス系流路に供給される。
【００３７】
一方、例えば、都市ガス（ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、Ｃ3Ｈ8、Ｃ4Ｈ10を含む）等の原燃料は、水と共に蒸発器２４に供給される。蒸発器２４には、後述する燃焼排ガスが供給されるため、水が蒸発して水蒸気が生成され、この水蒸気と原燃料との混合ガスは、予昇温部２８に導入される。予昇温部２８では、混合ガスが燃焼排ガスの燃焼熱により昇温された後、混合ガス導入管４２を介して改質器１８に供給される。
【００３８】
改質器１８では、図３に示すように、先ず、混合ガスが混合ガス入口チャンバ４０ａに供給され、仕切り板３８ａを介して前記混合ガス入口チャンバ４０ａに連通する第１改質室４４ａに導入される。混合ガスは、第１改質室４４ａを流通しながら改質触媒４６により水蒸気改質され、Ｃ2+の炭化水素が除去（改質）されてメタンを主成分とする改質ガスが部分的に得られる。混合ガスは、第１改質室４４ａから空間部３４ａに導入された後、第２改質室４４ｂに供給される。
【００３９】
混合ガスは、第２改質室４４ｂを流通しながら改質触媒４６により水蒸気改質される。さらに、混合ガスは、空間部３４ｂを通って第３改質室４４ｃに供給され、前記第３改質室４４ｃを流通しながら改質触媒４６により水蒸気改質される。水蒸気改質された改質ガスは、一旦、改質ガス出口チャンバ４０ｂに供給された後、燃料ガス供給管３０を介して燃料電池スタック１６の燃料ガス系流路に供給される。
【００４０】
従って、各燃料電池３１では、酸素と空気との化学反応により発電が行われる。図１及び図２に示すように、発電反応により燃料電池スタック１６から排出される燃料ガスである燃料排ガスは、燃料排ガス配管５０に導出される。同様に、発電反応により燃料電池スタック１６から排出される酸化剤ガスである酸化剤排ガスは、酸化剤排ガス配管５２に導出される。
【００４１】
燃料排ガスは、燃料排ガス配管５０の複数個の燃料排ガス導出口５０ａから水平方向に沿って排ガス燃焼室２６に導入される。一方、酸化剤排ガスは、酸化剤排ガス配管５２の複数個の酸化剤排ガス導出口５２ａから重力方向に沿って排ガス燃焼室２６に導入される。これにより、排ガス燃焼室２６には、燃料排ガスと酸化剤排ガスとが混合されて燃焼され、燃焼排ガスが発生する。なお、排ガス燃焼室２６では、グロープラグ５４が必要に応じて駆動され、燃料排ガスと酸化剤排ガスとの混合ガスが着火される。
【００４２】
燃焼排ガスは、改質器１８を構成するケーシング３２の内側及び排ガス流路５６（図３参照）を流通することにより、前記改質器１８を昇温させるとともに、予昇温部２８に燃焼熱を伝達する。さらに、燃焼排ガスは、空気予熱器２０及び蒸発器２４の順に供給され、前記空気予熱器２０及び前記蒸発器２４に燃焼熱が伝達される。
【００４３】
この場合、第１の実施形態では、図２〜図４に示すように、改質器１８を構成する略コ字状のケーシング３２の２つの角部には、偏流是正用の空間部３４ａ、３４ｂが設けられている。このため、混合ガス（燃料ガス）の偏流が発生し易い２つの角部に空間部３４ａ、３４ｂが存在し、改質触媒４６が充填されている触媒領域である第１改質室４４ａ、第２改質室４４ｂ及び第３改質室４４ｃでの偏流を確実に是正することができる。
【００４４】
従って、改質触媒４６が有効に使用されるため、前記改質触媒４６の長寿命化が可能になる。これにより、燃料電池スタック１６の長寿命化が図られ、さらに燃料電池モジュール１０の長寿命化が可能になるという効果が得られる。
【００４５】
また、ケーシング３２の内部には、第１改質室４４ａ、第２改質室４４ｂ及び第３改質室４４ｃに改質触媒４６が充填される一方、空間部３４ａ、３４ｂには、前記改質触媒４６が充填されていない。このため、燃焼熱が享受され難いケーシング３２の角部には、改質触媒４６が充填されない空間部３４ａ、３４ｂが存在している。
【００４６】
従って、確実に入熱がある部分に改質触媒４６を配置でき、改質反応を阻害することがない。しかも、改質触媒４６での偏流が是正され、前記改質触媒４６の長寿命化が図られる。これにより、搭載改質触媒量が最適化されるとともに、コストの削減が容易に遂行され、燃料電池スタック１６及び燃料電池モジュール１０の長寿命化が可能になる。
【００４７】
さらに、ケーシング３２は、それぞれ直方体形状（又は立方体形状）の第１側壁部３２ａ、第２側壁部３２ｂ及び第３側壁部３２ｃを有している。そして、第１側壁部３２ａの一端部及び第３側壁部３２ｃの一端部は、第２側壁部３２ｂの両端部に固定されている。その際、第１側壁部３２ａの一端部と第２側壁部３２ｂの一端部との間、及び第３側壁部３２ｃの一端部と前記第２側壁部３２ｂの他端部との間には、偏流是正用の空間部３４ａ、３４ｂが形成されている。このため、搭載改質触媒量が最適化され、コストの削減が容易に図られる。
【００４８】
さらにまた、改質器１８は、ケーシング３２の開放側端部を閉塞する内壁板４８を設けるとともに、前記ケーシング３２及び前記内壁板４８により排ガス燃焼室２６の４つの面が構成されている。従って、ケーシング３２は、受熱面積を大きく設定することができ、輻射熱を良好に受熱することが可能になる。これにより、燃料利用率（Ｕｆ）が高く、燃焼熱量が低下した際にも、所望の改質性能を担持することができる。
【００４９】
また、燃料電池モジュール１０は、ケーシング３２の外面を周回し、排ガス燃焼室２６から排出される燃焼排ガスを流通させる排ガス流路５６を備えている。このため、改質器１８は、ケーシング３２の内面側及び外面側から受熱することができ、良好な改質反応が遂行可能になる。
【００５０】
さらに、改質器１８は、改質後の燃料ガスを燃料電池スタック１６に供給する燃料ガス供給管３０を備え、前記燃料ガス供給管３０は、排ガス燃焼室２６に配置されている。従って、燃料ガス供給管３０を流通する燃料ガスは、燃焼熱に晒されて温度低下が抑制され、燃料電池スタック１６に高温の燃料ガスを確実に供給することができる。
【００５１】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池モジュール６０の要部斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る燃料電池モジュール１０と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
燃料電池モジュール６０を構成する改質器６２は、ケーシング３２を備えるとともに、内壁板４８を用いていない。排ガス燃焼室２６は、開口形状が立方体形状（又は直方体形状）を有し、改質器６２は、ケーシング３２により前記排ガス燃焼室２６の３つの面を構成する。
【００５３】
このように構成される第２の実施形態では、ケーシング３２は、受熱面積を大きく設定することができ、輻射熱を良好に受熱することが可能になる。従って、燃料利用率（Ｕｆ）が高く、燃焼熱量が低下した際にも、所望の改質性能を担持することができる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５４】
１０、６０…燃料電池モジュール      １２…燃料電池ユニット
１４…筐体                          １６…燃料電池スタック
１８、６２…改質器                  ２０…空気予熱器
２２…排ガス燃焼器                  ２４…蒸発器
２６…排ガス燃焼室                  ２８…予昇温部
３０…燃料ガス供給管                ３１…燃料電池
３２…ケーシング                    ３２ａ〜３２ｃ…側壁部
３４ａ、３４ｂ…空間部              ３６ａ、３６ｂ…偏流是正板
３８ａ、３８ｂ…仕切り板            ４０ａ…混合ガス入口チャンバ
４０ｂ…改質ガス出口チャンバ        ４４ａ〜４４ｃ…改質室
４６…改質触媒                      ４８…内壁板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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