(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
改質された燃料ガスと、酸化剤ガスとにより発電する固体酸化物形燃料電池装置において、
上下方向に延びる複数の燃料電池セルと、
前記複数の燃料電池セルの上方に設けられ、前記複数の燃料電池セルにおいて発電に利用されずに残った前記燃料ガスを燃焼させる燃焼部と、
前記燃焼部の熱を受けるように前記燃焼部の上方に配置され、前記燃料ガスを改質するための改質触媒が内部に充填された改質器と、 
前記改質触媒の温度を検出する温度センサと、
を備え、 
前記温度センサは差込部材を介して前記改質触媒の温度を検出し、
前記差込部材は内部が空洞で先端が閉じられたものであり、且つ前記改質器の側面に挿入され、前記改質器の内部方向に突出している突出部が設けられており、前記突出部は、前記改質器の内部方向に向かって先端ほど細くなるように傾斜して突出し、さらに、前記突出部の先端を直線的に傾斜させ、前記突出部は上面視において、前記改質器の内部方向に向かって径が大きくなることを特徴とする固体酸化物形燃料電池装置。
【請求項２】
前記突出部は前記改質触媒と直接接していることを特徴とする請求項１に記載の固体酸化物形燃料電池装置。
【請求項３】
前記差込部材と同一の形状の第二差込部材が、前記改質器の内部の前記燃料ガスの流れが均一になるように、前記改質器の壁面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の固体酸化物形燃料電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体酸化物形燃料電池に関し、特に、燃料を水蒸気改質して生成した水素と酸化剤ガスを反応させることにより発電する固体酸化物形燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体酸化物形燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：以下「ＳＯＦＣ」とも言う）は、電解質として酸化物イオン導電性固体電解質を用い、その両側に電極を取り付け、一方の側に燃料ガスを供給し、他方の側に酸化剤（空気、酸素等）を供給して、発電反応を生じさせて発電を行う燃料電池である。
【０００３】
固体酸化物形燃料電池装置は比較的高温で動作する燃料電池装置であり、発電に寄与しなかったオフガスを燃焼させて、その燃焼炎により改質器を昇温させている。また、起動時には改質器の内部に充填された改質触媒の温度を監視しながら改質工程（ＡＴＲ，ＳＲ）を変更している。この各工程は改質器に配設した温度センサによる検知結果に応じて順次実行されるため、改質触媒の温度を精度良く計測する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６７３８４号公報
【特許文献２】特開２０１４−７１９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先行文献１では、下方に燃焼部が配置された改質器の上面から表面温度を計測し、改質触媒の温度を把握することが開示されている。しかしながら、改質触媒を改質器の中に充填する際に、改質器内部の底面側では改質触媒の密度が密に、上面側では疎になる傾向があるため、改質器の温度を検知すると改質触媒による温度影響は改質器の上面側より底面側に顕著に生じる。そのため、上面側の温度より底面側の温度の方が応答性が高く、底面側に燃焼部が設けられていることを考慮すると、側面側の温度を検知することが好ましいといえる。
【０００６】
したがって、側面側から改質器の温度を計測するには温度センサを改質器の側面外壁面に押し当てることになる。しかしながら、改質器を燃焼炎により昇温させている場合、改質器側方からの燃焼ガスの上昇や、燃焼炎の輻射熱により、温度センサがそれらの熱を検知してしまう。そのため、改質器温度が燃焼状態によって左右され、精度良く改質触媒の温度を検知することが困難になる。
【０００７】
ここで特許文献２は、改質器の側面に熱電対を接触させ、さらに改質器の側面とセンサホルダーによって熱電対を覆うことで、温度検出における燃焼炎の影響を抑えることが開示されている。
【０００８】
しかしながら、従来の改質器外壁面に温度センサを突き当てて改質触媒の温度を測定する方法では、燃焼炎の変動を検知して検出値が安定しないことや、直接加熱される高温の改質器の影響を受けて、改質触媒よりも高い温度を検知してしまうことは避けられない。したがって、改質触媒の温度を精度良く計るためには燃焼炎の影響を軽減させる必要がある。
【０００９】
そのため、本発明は、温度センサが燃焼炎の影響を受けず、精度良く改質触媒の温度を測定することができる固体酸化物形燃料電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本件発明は、改質された燃料ガスと、酸化剤ガスとにより発電する固体酸化物形燃料電池装置において、上下方向に延びる複数の燃料電池セルと、
前記複数の燃料電池セルの上方に設けられ、前記複数の燃料電池セルにおいて発電に利用されずに残った前記燃料ガスを燃焼させる燃焼部と、前記燃焼部の熱を受けるように前記燃焼部の上方に配置され、前記燃料ガスを改質するための改質触媒が内部に充填された改質器と、前記改質触媒の温度を検出する温度センサと、を備え、前記温度センサは差込部材を介して前記改質触媒の温度を検出し、前記差込部材は内部が空洞で先端が閉じられたものであり、且つ前記改質器の側面に挿入され、前記改質器の内部方向に突出している突出部が設けられており、前記突出部は、前記改質器の内部方向に向かって先端ほど細くなるように傾斜して突出し、さらに、前記突出部の先端を直線的に傾斜させ、前記突出部は上面視において、前記改質器の内部方向に向かって径が大きくなることを特徴としている。
【００１１】
このように構成された本発明によれば、差込部材の内部に温度センサを配置することにより、改質器の内部で温度センサが被覆され、温度センサが燃焼炎に直接さらされず、燃焼炎の影響を受けずに精度よく改質触媒の温度を測定することができる。さらに、差込部材を改質器内部方向に突出させることにより、改質触媒と温度センサとの距離が短くなるため、改質触媒からの熱伝導による熱をより多く受けることが可能となり、精度良く改質触媒の温度を計測することができる。また、突出部の先端面を改質器の内部の方向に向かって細くなるように傾斜させることで、改質触媒から最も熱を受ける先端面へ温度センサを誘導することができ、温度センサと突出部の先端面へ十分に接触させて温度を正確に測定することが可能になる。さらに、突出部の先端を直線的に傾斜させることで、改質触媒との接触点を増やすことができ、より精度良く改質触媒の温度を計測することができる。また、上面視において突出部の先端に向かうほど径を大きくすることにより、突出部先端面の角部へ温度センサを固定することができるため、温度センサと差込部材を確実に接触させることが可能となり、改質触媒の温度を精度良く計測することができる。
【００１２】
本発明において、突出部は改質触媒と直接接していることが好ましい。
このように構成された本発明によれば、改質器内部方向へ突出した差込部材は突出部の全面で改質触媒と直接接触しており、差込部材を介して温度を測定することで、より改質触媒に近い温度を精度よく測ることができる。
【００１５】
本発明において差込部材と同一の形状の第二差込部材が、改質器の内部の燃料ガスの流れが均一になるように、改質器の壁面に設けられていることが好ましい。
このように構成された本発明によれば、温度センサを設置するための差込部材だけでなく、改質器内部の燃料ガスの流れを均一にするように設けられているため、改質器の内部の燃料ガスの流れを改質触媒に対して対称にすることができ、差込部材に起因する改質器内の燃料ガスの偏流による改質の偏りが生じず、触媒が部分的に劣化することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、燃焼部の変動に影響されず、改質器の触媒温度を精度良く測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による燃料電池装置を示す全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による燃料電池装置の燃料電池モジュールを示す正面断面図である。
【図３】図２のIII-III線に沿った断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による燃料電池装置の燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による燃料電池装置の燃料電池セルスタックを示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態による燃料電池装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態による燃料電池装置の改質器の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態による燃料電池装置の改質器内部の燃料の流れを示す平面断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による燃料電池装置の差込部材の上面視（ａ）と、側面視（ｂ）における断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による燃料電池装置のハウジング内に収納された金属製のケース及び空気用熱交換器を示す斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態による燃料電池装置の熱交換器用断熱材と、蒸発部の位置関係を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を説明する。
図１は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を示す全体構成図である。図１に示すように、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）１は、燃料電池モジュール２と、補機ユニット４を備えている。
【００１９】
燃料電池モジュール２は、ハウジング６を備え、このハウジング６内部には、断熱材７を介して金属製のケース８が内蔵されている。この密閉空間であるケース８の下方部分である発電室１０には、燃料と酸化剤ガス（空気）とにより発電反応を行う燃料電池セル集合体１２が配置されている。この燃料電池セル集合体１２は、１０個の燃料電池セルスタック１４（図５参照）を備え、この燃料電池セルスタック１４は、１６本の燃料電池セルユニット１６（図４参照）から構成されている。このように、燃料電池セル集合体１２は、１６０本の燃料電池セルユニット１６を有し、これらの燃料電池セルユニット１６の全てが直列接続されている。
【００２０】
燃料電池モジュール２のケース８の上述した発電室１０の上方には、燃焼部である燃焼室１８が形成され、この燃焼室１８で、発電反応に使用されなかった残余の燃料と残余の酸化剤（空気）とが燃焼し、排気ガスを生成するようになっている。さらに、ケース８は断熱材７により覆われており、燃料電池モジュール２内部の熱が、外気へ発散するのを抑制している。
また、この燃焼室１８の上方には、燃料を改質する改質器２０が配置され、前記残余ガスの燃焼熱によって改質器２０を改質反応が可能な温度となるように加熱している。さらに、この改質器２０の上方には、残余ガスの燃焼ガスにより発電用の空気を加熱し、発電用の空気を予熱する熱交換器である空気用熱交換器２２が配置されている。
【００２１】
次に、補機ユニット４は、燃料電池モジュール２からの排気中に含まれる水分を結露させた水を貯水してフィルターにより純水とする純水タンク２６と、この貯水タンクから供給される水の流量を調整する水流量調整ユニット２８（モータで駆動される「水ポンプ」等）を備えている。また、補機ユニット４は、都市ガス等の燃料供給源３０から供給された燃料を遮断するガス遮断弁３２と、燃料ガスから硫黄を除去するための脱硫器３６と、燃料ガスの流量を調整する燃料流量調整ユニット３８（モータで駆動される「燃料ポンプ」等）と、電源喪失時において、燃料流量調整ユニット３８から流出する燃料ガスを遮断するバルブ３９を備えている。さらに、補機ユニット４は、空気供給源４０から供給される酸化剤ガスである空気を遮断する電磁弁４２と、空気の流量を調整する改質用空気流量調整ユニット４４及び発電用空気流量調整ユニット４５（モータで駆動される「空気ブロア」等）と、改質器２０に供給される改質用空気を加熱する第１ヒータ４６と、発電室に供給される発電用空気を加熱する第２ヒータ４８とを備えている。これらの第１ヒータ４６と第２ヒータ４８は、起動時の昇温を効率よく行うために設けられているが、省略しても良い。
【００２２】
次に、燃料電池モジュール２には、排気ガスが供給される温水製造装置５０が接続されている。この温水製造装置５０には、水供給源２４から水道水が供給され、この水道水が排気ガスの熱により温水となり、図示しない外部の給湯器の貯湯タンクへ供給されるようになっている。
また、燃料電池モジュール２には、燃料ガスの供給量等を制御するための制御ボックス５２が取り付けられている。
さらに、燃料電池モジュール２には、燃料電池モジュールにより発電された電力を外部に供給するための電力取出部（電力変換部）であるインバータ５４が接続されている。
【００２３】
次に、図２及び図３により、本発明の実施形態による固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）の燃料電池モジュールの内部構造を説明する。図２は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）の燃料電池モジュールを示す側面断面図であり、図３は、図２のIII-III線に沿って断面図である。
図２及び図３に示すように、燃料電池モジュール２のハウジング６内のケース８には、上述したように、下方から順に、燃料電池セル集合体１２、改質器２０、空気用熱交換器２２が配置されている。
【００２４】
改質器２０は、その上流端側の端部側面に純水、改質される燃料ガス、及び改質用空気を導入するための改質器導入管６２が取り付けられている。
改質器導入管６２は、改質器２０の一端の側壁面から延びる円管であり、９０゜屈曲されて概ね鉛直方向に延び、ケース８の上端面を貫通している。なお、改質器導入管６２は、改質器２０に水を導入する水導入管として機能している。また、改質器導入管６２の上端には、Ｔ字管６２ａが接続されており、このＴ字管６２ａの概ね水平方向に延びる管の両側の端部には、燃料ガス及び純水を供給するための配管が夫々接続されている。水供給用配管６３ａはＴ字管６２ａの一方の側端から斜め上方に向けて延びている。燃料ガス供給用配管６３ｂはＴ字管６２ａの他方の側端から水平方向に延びた後、Ｕ字型に屈曲され、水供給用配管６３ａと同様の方向に、概ね水平に延びている。
【００２５】
一方、改質器２０の内部には、上流側から順に、蒸発部２０ａ、混合部２０ｂ、改質部２０ｃが形成され、この改質部２０ｃには改質触媒が充填されている。この改質器２０に導入された水蒸気（純水）が混合された燃料ガス及び空気は、改質部２０ｃ内に充填された改質触媒により改質される。改質触媒としては、アルミナの球体表面にニッケルを付与したものや、アルミナの球体表面にルテニウムを付与したものが適宜用いられる。この改質部２０ｃに備える差込部材１５１については後に詳述する。
【００２６】
この改質器２０の下流端側には、燃料ガス供給管６４が接続され、この燃料ガス供給管６４は、下方に延び、さらに、燃料電池セル集合体１２の下方に形成されたマニホールド６６内で水平に延びている。燃料ガス供給管６４の水平部６４ａの下方面には、複数の燃料供給孔６４ｂが形成されており、この燃料供給孔６４ｂから、改質された燃料ガスがマニホールド６６内に供給される。また、燃料ガス供給管６４の鉛直部の途中には、流路が狭められた圧力変動抑制用流路抵抗部６４ｃが設けられ、燃料ガスの供給流路の流路抵抗が調整されている。流路抵抗の調整については後述する。
【００２７】
このマニホールド６６の上方には、上述した燃料電池セルスタック１４を支持するための貫通孔を備えた下支持板６８が取り付けられており、マニホールド６６内の燃料ガスが、燃料電池セルユニット１６内に供給される。
【００２８】
一方、改質器２０の上方には、空気用熱交換器２２が設けられている。
また、図２に示すように、燃料ガスと空気との燃焼を開始するための点火装置８３が、燃焼室１８に設けられている。
【００２９】
次に図４により燃料電池セルユニット１６について説明する。図４は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）の燃料電池セルユニットを示す部分断面図である。
図４に示すように、燃料電池セルユニット１６は、燃料電池セル８４と、この燃料電池セル８４の両端部にそれぞれ接続されたキャップである内側電極端子８６とを備えている。
燃料電池セル８４は、上下方向に延びる管状構造体であり、内部に燃料ガス流路８８を形成する円筒形の内側電極層９０と、円筒形の外側電極層９２と、内側電極層９０と外側電極層９２との間にある電解質層９４とを備えている。この内側電極層９０は、燃料ガスが通過する燃料極であり、（−）極となり、一方、外側電極層９２は、空気と接触する空気極であり、（＋）極となっている。
【００３０】
燃料電池セル８４の上端側と下端側に取り付けられた内側電極端子８６は、同一構造であるため、ここでは、上端側に取り付けられた内側電極端子８６について具体的に説明する。内側電極層９０の上部９０ａは、電解質層９４と外側電極層９２に対して露出された外周面９０ｂと上端面９０ｃとを備えている。内側電極端子８６は、導電性のシール材９６を介して内側電極層９０の外周面９０ｂと接続され、さらに、内側電極層９０の上端面９０ｃとは直接接触することにより、内側電極層９０と電気的に接続されている。内側電極端子８６の中心部には、内側電極層９０の燃料ガス流路８８と連通する燃料ガス流路細
管９８が形成されている。  
【００３１】
この燃料ガス流路細管９８は、内側電極端子８６の中心から燃料電池セル８４の軸線方向に延びるように設けられた細長い細管である。このため、マニホールド６６（図２）から、下側の内側電極端子８６の燃料ガス流路細管９８を通って燃料ガス流路８８に流入する燃料ガスの流れには、所定の圧力損失が発生する。従って、下側の内側電極端子８６の燃料ガス流路細管９８は、流入側流路抵抗部として作用し、その流路抵抗は所定の値となるように設定されている。また、燃料ガス流路８８から、上側の内側電極端子８６の燃料ガス流路細管９８を通って燃焼室１８（図２）に流出する燃料ガスの流れにも所定の圧力損失が発生する。従って、上側の内側電極端子８６の燃料ガス流路細管９８は、流出側流路抵抗部として作用し、その流路抵抗は所定の値となるように設定されている。
【００３２】
内側電極層９０は、例えば、Ｎｉと、ＣａやＹ、Ｓｃ等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニアとの混合体、Ｎｉと、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリアとの混合体、Ｎｉと、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレードとの混合体、の少なくとも一種から形成される。
【００３３】
電解質層９４は、例えば、Ｙ、Ｓｃ等の希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたジルコニア、希土類元素から選ばれる少なくとも一種をドープしたセリア、Ｓｒ、Ｍｇから選ばれる少なくとも一種をドープしたランタンガレート、の少なくとも一種から形成される。
【００３４】
外側電極層９２は、例えば、Ｓｒ、Ｃａから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンマンガナイト、Ｓｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンフェライト、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれた少なくとも一種をドープしたランタンコバルタイト、銀、などの少なくとも一種から形成される。
【００３５】
次に図５により燃料電池セルスタック１４について説明する。図５は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）の燃料電池セルスタックを示す斜視図である。
図５に示すように、燃料電池セルスタック１４は、１６本の燃料電池セルユニット１６を備え、これらの燃料電池セルユニット１６は、８本ずつ２列に並べて配置されている。
各燃料電池セルユニット１６は、下端側がセラミック製の長方形の下支持板６８（図２）により支持され、上端側は、両端部の燃料電池セルユニット１６が４本ずつ、概ね正方形の２枚の上支持板１００により支持されている。これらの下支持板６８及び上支持板１００には、内側電極端子８６が貫通可能な貫通穴がそれぞれ形成されている。
【００３６】
さらに、燃料電池セルユニット１６には、集電体１０２及び外部端子１０４が取り付けられている。この集電体１０２は、燃料極である内側電極層９０に取り付けられた内側電極端子８６と電気的に接続される燃料極用接続部１０２ａと、空気極である外側電極層９２の外周面と電気的に接続される空気極用接続部１０２ｂとを接続するように一体的に形成されている。また、各燃料電池セルユニット１６の外側電極層９２（空気極）の外表面全体には、空気極側の電極として、銀製の薄膜が形成されている。この薄膜の表面に空気極用接続部１０２ｂが接触することにより、集電体１０２は空気極全体と電気的に接続さ
れる。
【００３７】
さらに、燃料電池セルスタック１４の端（図５では左端の奥側）に位置する燃料電池セルユニット１６の空気極８６には、２つの外部端子１０４がそれぞれ接続されている。これらの外部端子１０４は、隣接する燃料電池セルスタック１４の端にある燃料電池セルユニット１６の内側電極端子８６に接続され、上述したように、１６０本の燃料電池セルユニット１６の全てが直列接続されるようになっている。
【００３８】
次に図６により本実施形態による固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）に取り付けられたセンサ類等について説明する。図６は、本発明の一実施形態による固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）を示すブロック図である。
図６に示すように、固体酸化物形燃料電池１は、制御部１１０を備え、この制御部１１０には、使用者が操作するための「ＯＮ」や「ＯＦＦ」等の操作ボタンを備えた操作装置１１２、発電出力値（ワット数）等の種々のデータを表示するための表示装置１１４、及び、異常状態のとき等に警報（ワーニング）を発する報知装置１１６が接続されている。また、制御部１１０には、マイクロプロセッサ、メモリ、及びこれらを作動させるプログラム（以上、図示せず）が内蔵されており、これらにより、各センサからの入力信号に基づいて、補機ユニット４、インバータ５４等が制御される。なお、この報知装置１１６は、遠隔地にある管理センタに接続され、この管理センタに異常状態を通知するようなものであっても良い。
【００３９】
次に、制御部１１０には、以下に説明する種々のセンサからの信号が入力されるようになっている。
先ず、可燃ガス検出センサ１２０は、ガス漏れを検知するためのもので、燃料電池モジュール２及び補機ユニット４に取り付けられている。
ＣＯ検出センサ１２２は、本来排気ガス通路８０等を経て外部に排出される排気ガス中のＣＯが、燃料電池モジュール２及び補機ユニット４を覆う外部ハウジング（図示せず）へ漏れたかどうかを検知するためのものである。
貯湯状態検出センサ１２４は、図示しない給湯器におけるお湯の温度や水量を検知するためのものである。
【００４０】
電力状態検出センサ１２６は、インバータ５４及び分電盤（図示せず）の電流及び電圧等を検知するためのものである。
発電用空気流量検出センサ１２８は、発電室１０に供給される発電用空気の流量を検出するためのものである。
改質用空気流量センサ１３０は、改質器２０に供給される改質用空気の流量を検出するためのものである。
燃料流量センサ１３２は、改質器２０に供給される燃料ガスの流量を検出するためのものである。
【００４１】
水流量センサ１３４は、改質器２０に供給される純水の流量を検出するためのものである。
水位センサ１３６は、純水タンク２６の水位を検出するためのものである。
圧力センサ１３８は、改質器２０の外部の上流側の圧力を検出するためのものである。
排気温度センサ１４０は、温水製造装置５０に流入する排気ガスの温度を検出するためのものである。
【００４２】
発電室温度センサ１４２は、図３に示すように、燃料電池セル集合体１２の近傍の前面側と背面側に設けられ、燃料電池セルスタック１４の近傍の温度を検出して、燃料電池セルスタック１４（即ち燃料電池セル８４自体）の温度を推定するためのものである。
燃焼室温度センサ１４４は、燃焼室１８の温度を検出するためのものである。
排気ガス室温度センサ１４６は、排気ガス室７８の排気ガスの温度を検出するためのものである。
改質器温度センサ１４８は、改質器２０の内部に充填された改質触媒の温度を検出するためのものである。なお、ここでの改質器温度センサ１４８は熱電対によって構成されるが、温度を検出するものであればよい。
外気温度センサ１５０は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）が屋外に配置された場合、外気の温度を検出するためのものである。また、外気の湿度等を測定するセンサを設けるようにしても良い。
【００４３】
これらのセンサ類からの信号は、制御部１１０に送られ、制御部１１０は、これらの信号によるデータに基づき、水流量調整ユニット２８、燃料流量調整ユニット３８、改質用空気流量調整ユニット４４、発電用空気流量調整ユニット４５に、制御信号を送り、これらのユニットにおける各流量を制御するようになっている。
【００４４】
次に、図７、図８を参照して、改質器２０の詳細な構成を説明する。
図７は改質器２０の斜視図であり、図８は、改質器２０内部の燃料の流れを示す平面断面図である。
【００４５】
(改質器の内部の実施例)
図７に示すように、改質器２０は、直方体状の金属製の箱であり、内部には燃料を改質するための球状の改質触媒が充填されている（図示せず）。図７において、改質器２０は直方体形状で示すが、これらに限らず立方体形状など、モジュールの形状に合わせて任意の形状とすることができる。また、改質器２０の上流側には水、燃料及び改質用空気を導入するための改質器導入管６２が接続されている。なお、水と燃料による水蒸気改質反応を起こす場合は改質用空気は不要である。さらに、改質器２０の下流側には、内部で改質された燃料をマニホールド６６に供給するための燃料ガス供給管６４が接続されている。
【００４６】
図８に示すように、改質器２０の内部には、その上流側に蒸発室である蒸発部２０ａが設けられ、この蒸発部２０ａに隣接して、下流側には混合部２０ｂが設けられている。さらに、混合部２０ｂに隣接して、下流側には改質部２０ｃが設けられている。蒸発部２０ａの内部には、複数の仕切り板が配置されることにより、蛇行する通路が形成されている。改質器２０に導入された水は、温度が上昇した状態では蒸発部２０ａ内で蒸発、あるいは加熱され、水蒸気となる。さらに、混合部２０ｂは所定の容積を有するチャンバーから構成され、その内部にも、複数の仕切り板が配置されることにより、蛇行する通路が形成されている。改質器２０に導入された燃料ガスは、混合部２０ｂの曲がりくねった通路を通りながら蒸発部２０ａで生成された水蒸気と混合される。
【００４７】
一方、改質部２０ｃの内部にも、複数の仕切り板が配置されることにより曲がりくねった通路が形成され、この通路に触媒が充填されている。蒸発部２０ａ、混合部２０ｂを通って燃料ガスと水蒸気及び改質用空気の混合ガスが導入されると、改質部２０ｃでは、部分酸化改質反応及び水蒸気改質反応（ＡＴＲ）が発生する。さらに、燃料ガス、及び水蒸気の混合ガスが導入されると、改質部２０ｃでは、水蒸気改質反応（ＳＲ）が発生する。
なお、本実施形態においては、蒸発部、混合部、改質部が一体に構成され、１つの改質器を形成しているが、変形例として、改質部のみを備えた改質器を設け、この上流側に別体として混合器、蒸発器を設けることもできる。
【００４８】
図８に示すように、改質器２０の蒸発部２０ａに導入された燃料ガス、水及び改質用空気は、改質器２０の横断方向に蛇行して流れ、この間に、導入された水は蒸発し、水蒸気となる。蒸発部２０ａと混合部２０ｂの間には、蒸発／混合部隔壁２０ｄが設けられ、この蒸発／混合部隔壁２０ｄには隔壁開口２０ｅが設けられている。この隔壁開口２０ｅは、蒸発／混合部隔壁２０ｄの片側約半分のうちの、上側約半分の領域に設けられた長方形の開口部である。
また、混合部２０ｂと改質部２０ｃの間には、混合／改質部隔壁２０ｆが設けられ、この混合／改質部隔壁２０ｆには多数の連通孔２０ｇを設けることにより狭小流路が形成されている。混合部２０ｂ内において混合された燃料ガス等は、これらの連通孔２０ｇを通って改質部２０ｃに流入する。
【００４９】
改質部２０ｃに流入した燃料等は、改質部２０ｃの中央を長手方向に流れた後、２つに分岐して折返し、２つの通路は再び折り返して改質部２０ｃの下流端に向かい、そこで合流されて燃料ガス供給管６４に流入する（図７、図８参照）。燃料は、このように蛇行した通路を通過しながら、通路に充填された触媒により改質される。なお、蒸発部２０ａ内においては、或る量の水が短時間に急激に蒸発する突沸が発生し、内部の圧力が上昇する場合がある。しかしながら、混合部２０ｂには所定容積のチャンバーが構成され、混合／改質部隔壁２０ｆには狭小流路が形成されているため、改質部２０ｃには、蒸発部２０ａ内の急激な圧力変動の影響が及びにくい。従って、混合部２０ｂのチャンバー及び混合／改質部隔壁２０ｆの狭小流路は圧力変動吸収手段として機能する。
【００５０】
ここで、改質器２０、改質器温度センサ１４８、及び差込部材１５１のより具体的な構成について図８及び図９を参照しながら説明する。改質器２０には、改質器温度センサ１４８を改質器の内部へ差し込む差込部材１５１を備えている。差込部材１５１は改質器２０と同じ材料で構成されており、同等の伝熱性能を有している。そのため、部材同士の熱膨張係数は同じであるため、熱膨張したとしても部材が破損しない。ここでは同じ材料で構成されていると示したが、伝熱性能を有していれば、これに限るものではない。
【００５１】
差込部材１５１は改質部２０ｃの下流側側面に、円筒軸方向が側面に対して垂直になるように、溶接等により固定され、改質器２０の内部の密封性を保っている。また、差込部材１５１は改質器温度センサ１４８の外径よりも大きな円筒状の形状で、改質部２０ｃの内部に挿入される先端は閉じられ、且つ内部は空洞となっている。さらに、改質器２０の内部方向に向かって傾斜するように突出部１５１ａが設けられている。改質器温度センサ１４８は改質器２０の側面に設けられた差込部材１５１に挿入され、差込部材１５１を介して改質触媒温度を計測する。したがって、改質器２０の内部で温度センサを被覆しているため、燃焼炎に改質器温度センサ１４８が晒されず、燃焼炎に影響を受けることなく精度良く改質触媒の温度を測定することができる。
本実施形態において、差込部材１５１は円筒状の形状と示したが、差込部材１５１は内部が空洞であれば円筒状に限るものではない。
【００５２】
突出部１５１ａは改質部２０ｃの内部に突出しているため、改質部２０ｃの内部に充填されている複数の球状の改質触媒と突出部１５１ａは直接接触している。そのため、突出部１５１ａの全面で改質触媒と接触する。したがって、より改質触媒の温度に近い値を検出することが可能である。
【００５３】
図９の（ａ）は差込部材１５１の上面視、（ｂ）は差込部材１５１の側面視を示している。図９（ａ）に示すように突出部１５１ａの先端は、改質器２０の内部方向に向かうほど径が大きくなっている。そのため、改質触媒と突出部との接触点数が増加し、より精度良く改質触媒の温度を検出することができる。さらに、突出部１５１ａは先端に向かうほど径が大きくなるため、先端角部で改質器温度センサ１４８を固定し、良好な接触性を維持することができる。
図９（ｂ）に示すように突出部１５１ａは先端が溶接等により閉じられており、改質器２０の内部に向かうほど先端が細くなるように直線的に傾斜している。改質器温度センサ１４８は突出部１５１ａの先端に突き当てられた状態で、温度を計測する。したがって、改質器温度センサがどのように差込部材１５１に挿入されても突出部１５１ａの先端面へ誘導することができるため、改質器温度センサ１４８と差込部材１５１の接触性を良好にできる。
【００５４】
また、図８に示すように差込部材１５１と同様の形状の第二差込部材１５２を差込部材１５１と対向する改質器２０の側面に設けており、図８において、前後左右対称となるように差込部材１５１と同様に第二差込部材１５２も設置している。そのため、差込部材１５１を設けることにより、改質部２０ｃの内部の燃料ガスの流れが変化するが、改質部２０ｃの内部の燃料ガスの流れを差込部材１５１と対向する改質器２０の壁面に第二差込部材１５２を設けることで、差込部材１５１が設けられた改質部２０ｃの内壁面と、第二差込部材１５２が設けられた改質部２０ｃの内壁面とを流れる燃料ガスの流れ方を同じにでき、改質触媒に対して燃料ガスの流れを均一にすることができる。したがって、いずれかの壁面側に改質反応が偏り、改質触媒が局所的に劣化することを防止することができる。
ただし、改質器２０の側面に配置される第二差込部材１５２は、必ずしも差込部材１５１と対称の位置に設ける必要はない。すなわち、改質器の内部構造は適宜設計できるものであるから、必ずしも改質器の内部構造が前後あるいは左右で対称の構造となるものではない。このため、改質器の形状または構造に合わせて、内部を流れる燃料ガスの偏りが最小となる最適な位置に第二差込部材１５２を設けることができる。
さらに、差込部材１５１と第二差込部材１５２の両方に改質器温度センサ１４８を設置してもよいし、いずれか一方に改質器温度センサ１４８を設置してもよい。
【００５５】
また、図８においては、差込部材１５１は改質器２０の側面に設置されて、その一部が改質器２０の内部方向に突出しているものであるから、改質器２０の内部に挿入されていない部分は改質器２０の外部に露出している。この差込部材１５１の露出した部分は改質器の側面に沿って流れる燃焼ガスの方向と概直交する。従って、差込部材１５１の内部に設けられた改質器温度センサ１４８に与える燃焼炎の影響を低減することができ、その結果、改質触媒の温度を精度良く測定することができる。
【００５６】
次に、図１０及び図１１を新たに参照すると共に、図２及び図３を再び参照して、発電酸化剤ガス用熱交換器である空気用熱交換器２２の構造を詳細に説明する。図１０は、ハウジング６内に収納された金属製のケース８及び空気用熱交換器２２を示す斜視図である。図１１は、蒸発室用断熱材と、蒸発部の位置関係を示す断面図である。
【００５７】
図１０に示すように、空気用熱交換器２２は、燃料電池モジュール２内のケース８の上方に配置された熱交換器である。また、図２及び図３に示すように、ケース８の内部には燃焼室１８が形成され、複数の燃料電池セルユニット１６、改質器２０等が収納されているので、空気用熱交換器２２は、これらの上方に位置する。空気用熱交換器２２は、燃焼室１８内で燃焼され、排気として排出される燃焼ガスの熱を回収、利用して、燃料電池モジュール２内に導入された発電用の空気を予熱するように構成されている。また、図１０に示すように、ケース８の上面と空気用熱交換器２２の底面との間には、内部断熱材である蒸発室用断熱材２３が、これらの間に挟まれるように配置されている。即ち、蒸発室用断熱材２３は、改質器２０と空気用熱交換器２２の間に配置されている。さらに、図１０に示されている空気用熱交換器２２及びケース８の外側を、外側断熱材である断熱材７が覆っている（図２）。
【００５８】
図２及び図３に示すように、空気用熱交換器２２は、複数の燃焼ガス配管７０と発電用空気流路７２と、を有する。また、図２に示すように、複数の燃焼ガス配管７０の一方の端部には、排気ガス集約室７８が設けられており、この排気ガス集約室７８は、各燃焼ガス配管７０に連通されている。また、排気ガス集約室７８には、排気ガス排出管８２が接続されている。さらに、各燃焼ガス配管７０の他方の端部は開放されており、この開放された端部は、ケース８の上面に形成された連通開口８ａを介して、ケース８内の燃焼室１８に連通されている。
【００５９】
燃焼ガス配管７０は、水平方向に向けられた複数の金属製の円管であり、各円管は夫々平行に配置されている。一方、発電用空気流路７２は、各燃焼ガス配管７０の外側の空間によって構成されている。また、発電用空気流路７２の、排気ガス排出管８２側の端部には、発電用空気導入管７４（図１０）が接続されており、燃料電池モジュール２の外部の空気が、発電用空気導入管７４を通って発電用空気流路７２に導入される。なお、図１０に示すように、発電用空気導入管７４は、排気ガス排出管８２と平行に、空気用熱交換器２２から水平方向に突出している。さらに、発電用空気流路７２の他方の端部の両側面には、一対の連絡流路７６（図３、図１０）が接続されており、発電用空気流路７２と各連絡流路７６は、夫々、出口ポート７６ａを介して連通されている。
【００６０】
図３に示すように、ケース８の両側面には、発電用空気供給路７７が夫々設けられている。空気用熱交換器２２の両側面に設けられた各連絡流路７６は、ケース８の両側面に設けられた発電用空気供給路７７の上部に夫々連通されている。また、各発電用空気供給路７７の下部には、多数の吹出口７７ａが水平方向に並べて設けられている。各発電用空気供給路７７を通って供給された発電用の空気は、多数の吹出口７７ａから、燃料電池モジュール２内の燃料電池セルスタック１４の下部側面に向けて噴射される。
【００６１】
また、ケース８内部の天井面には、隔壁である整流板２１が取り付けられており、この整流板２１には開口部２１ａが設けられている。
整流板２１は、ケース８の天井面と改質器２０の間に、水平に配置された板材である。この整流板２１は、燃焼室１８から上方に流れる気体の流れを整え、空気用熱交換器２２の入り口（図２の連通開口８ａ）に導くように構成されている。燃焼室１８から上方へ向かう発電用空気及び燃焼ガスは、整流板２１の中央に設けられた開口部２１ａを通って整流板２１の上側に流入し、整流板２１の上面とケース８の天井面の間の排気通路２１ｂを図２における左方向に流れ、空気用熱交換器２２の入り口に導かれる。また、図１１に示すように、開口部２１ａは、改質器２０の改質部２０ｃの上方に設けられており、開口部
２１ａを通って上昇した気体は、蒸発部２０ａとは反対側の、図２、図１１における左側の排気通路２１ｂに流れる。このため、蒸発部２０ａの上方の空間（図２、図１１における右側）は、改質部２０ｃの上方の空間よりも排気の流れが遅く、排気の流れが淀む気体滞留空間２１ｃとして作用する。
【００６２】
また、整流板２１の開口部２１ａの縁には、全周に亘って縦壁２１ｄが設けられており、この縦壁２１ｄにより、整流板２１の下側の空間から整流板２１の上側の排気通路２１ｂに流入する流路が狭められている。さらに、排気通路２１ｂと空気用熱交換器２２を連通させる連通開口８ａの縁にも、全周に亘って下がり壁８ｂ（図２）が設けられており、この下がり壁８ｂにより、排気通路２１ｂから空気用熱交換器２２に流入する流路が狭められている。これらの縦壁２１ｄ、下がり壁８ｂを設けることにより、燃焼室１８から空気用熱交換器２２を通って燃料電池モジュール２の外部に至る排気の通路における流路抵
抗が調整されている。流路抵抗の調整については後述する。
【００６３】
蒸発室用断熱材２３は、空気用熱交換器２２の底面に、概ねその全体を覆うように取り付けられた断熱材である。従って、蒸発室用断熱材２３は、蒸発部２０ａ全体の上方に亘って配置されている。この蒸発室用断熱材２３は、整流板２１の上面とケース８の天井面の間に形成された排気通路２１ｂ及び気体滞留空間２１ｃ内の高温の気体が、空気用熱交換器２２の底面を直接加熱するのを抑制するように配置されている。このため、燃料電池モジュール２の運転中においては、蒸発部２０ａの上方の排気通路に滞留している排気から、空気用熱交換器２２の底面に直接伝わる熱が少なくなり、蒸発部２０ａ周囲の温度は
上昇しやすくなる。また、燃料電池モジュール２の停止後においては、蒸発室用断熱材２３が配置されていることにより、改質器２０からの熱の発散が抑制され、即ち、蒸発部２０ａ周囲の熱が空気用熱交換器２２に奪われにくくなり、蒸発部２０ａの温度低下が緩やかになる。
【００６４】
なお、蒸発室用断熱材２３は、外気への熱の散逸を抑制するために、燃料電池モジュール２のケース８及び空気用熱交換器２２全体を覆っている外側断熱材である断熱材７とは別に、断熱材７の内部に配置された断熱材である。また、断熱材７は、蒸発室用断熱材２３よりも断熱性が高く構成されている。即ち、断熱材７の内面と外面の間の熱抵抗は、蒸発室用断熱材２３の上面と下面の間の熱抵抗よりも大きくなっている。即ち、断熱材７と蒸発室用断熱材２３を同一の材料で構成する場合には、断熱材７を蒸発室用断熱材２３よりも厚く構成する。
【００６５】
次に、固体酸化物形燃料電池１の発電運転時における燃料、発電用空気、及び排気ガスの流れを説明する。
まず、燃料は、燃料ガス供給用配管６３ｂ、Ｔ字管６２ａ、改質器導入管６２を介して改質器２０の蒸発部２０ａに導入されると共に、純水は、水供給用配管６３ａ、Ｔ字管６２ａ、改質器導入管６２を介して蒸発部２０ａに導入される。従って、供給された燃料及び水はＴ字管６２ａにおいて合流され、改質器導入管６２を通って蒸発部２０ａに導入される。発電運転中においては、蒸発部２０ａは高温に加熱されているため、蒸発部２０ａに導入された純水は、比較的速やかに蒸発され水蒸気となる。蒸発された水蒸気及び燃料は、混合部２０ｂ内で混合され、改質器２０の改質部２０ｃに流入する。水蒸気と共に改質部２０ｃに導入された燃料は、ここで水蒸気改質され、水素を豊富に含む燃料ガスに改質される。改質部２０ｃにおいて改質された燃料は、燃料ガス供給管６４を通って下方に下り、分散室であるマニホールド６６に流入する。
【００６６】
マニホールド６６は、燃料電池セルスタック１４の下側に配置された比較的体積の大きい直方体状の空間であり、その上面に設けられた多数の穴が燃料電池セルスタック１４を構成する各燃料電池セルユニット１６の内側に連通している。マニホールド６６に導入された燃料は、その上面に設けられた多数の穴を通って、燃料電池セルユニット１６の燃料極側、即ち、燃料電池セルユニット１６の内部を通って、その上端から流出する。また、燃料である水素ガスが燃料電池セルユニット１６の内部を通過する際、空気極（酸化剤ガス極）である燃料電池セルユニット１６の外側を通る空気中の酸素と反応して電荷が生成
される。この発電に使用されずに残った残余燃料は、各燃料電池セルユニット１６の上端から流出し、燃料電池セルスタック１４の上方に設けられた燃焼室１８内で燃焼される。
【００６７】
一方、酸化剤ガスである発電用の空気は、発電用の酸化剤ガス供給装置である発電用空気流量調整ユニット４５によって、発電用空気導入管７４を介して燃料電池モジュール２内に送り込まれる。燃料電池モジュール２内に送り込まれた空気は、発電用空気導入管７４を介して空気用熱交換器２２の発電用空気流路７２に導入され、予熱される。予熱された空気は、各出口ポート７６ａ（図３）を介して各連絡流路７６に流出する。各連絡流路
７６に流入した発電用の空気は、燃料電池モジュール２の両側面に設けられた発電用空気供給路７７を通って下方に流れ、多数の吹出口７７ａから、燃料電池セルスタック１４に向けて発電室１０内に噴射される。
【００６８】
発電室１０内に噴射された空気は、燃料電池セルスタック１４の空気極側（酸化剤ガス極側）である各燃料電池セルユニット１６の外側面に接触し、空気中の酸素の一部が発電に利用される。また、吹出口７７ａを介して発電室１０の下部に噴射された空気は、発電に利用されながら発電室１０内を上昇する。発電室１０内を上昇した空気は、各燃料電池セルユニット１６の上端から流出する燃料を燃焼させる。この燃焼による燃焼熱は、燃料電池セルスタック１４の上方に配置された改質器２０の蒸発部２０ａ、混合部２０ｂ及び改質部２０ｃを加熱する。燃料が燃焼され、生成された燃焼ガスは、上方の改質器２０を加熱した後、改質器２０上方の開口部２１ａを通って整流板２１の上側に流入する。整流板２１の上側に流入した燃焼ガスは、整流板２１によって構成された排気通路２１ｂを通って空気用熱交換器２２の入り口である連通開口８ａに導かれる。連通開口８ａから空気用熱交換器２２に流入した燃焼ガスは、開放された各燃焼ガス配管７０の端部に流入し、各燃焼ガス配管７０外側の発電用空気流路７２を流れる発電用空気との間で熱交換を行い、排気ガス集約室７８に集約される。排気ガス集約室７８に集約された排気ガスは、排気ガス排出管８２を介して燃料電池モジュール２の外部に排出される。これにより、蒸発部２０ａにおける水の蒸発、及び改質部２０ｃにおける吸熱反応である水蒸気改質反応が促進されると共に、空気用熱交換器２２内の発電用空気が予熱される。  
【００６９】
つぎに、上述した改質器温度センサ１４８を内包する差込部材１５１の作用効果について図２、図８及び図９を参照しながら説明する。
本実施形態において、差込部材１５１の内部に改質器温度センサ１４８を配置することにより、改質器２０の内部で改質器温度センサ１４８が被覆され、改質器温度センサ１４８が燃焼炎に直接さらされず、燃焼炎の影響を受けずにより正確に改質触媒の温度を測定することができる。さらに、差込部材１５１を改質器内部方向に突出させると共に、改質触媒と改質器温度センサ１４８との距離が短くなるため、改質触媒からの熱伝導による熱をより多く受けることが可能となり、精度良く改質触媒の温度を計測することができる。
【００７０】
さらに、改質器内部方向へ突出した差込部材１５１は突出部１５１ａの全面で改質触媒と直接接触しており、差込部材１５１を介して温度を測定することで、より改質触媒に近い温度を精度よく測ることができる。
【００７１】
加えて、突出部１５１ａの先端面を改質器の内部の方向に向かって細くなるように傾斜させることで、図９（ｂ）に示すように、改質触媒から最も熱を受ける先端面へ改質器温度センサ１４８を誘導することができ、改質器温度センサ１４８を差込部材１５１の先端面へ十分に接触させて温度を正確に計測することができる。
さらに、突出部１５１ａの先端を球面状に構成した場合には球状の改質触媒との接触点数が少なく、触媒の温度を精度良く計ることができないが、突出部１５１ａの先端を直線的に傾斜させることで、改質触媒との接触点を増やすことができ、より精度良く改質触媒の温度を計測することができる。
【００７２】
図９（ａ）に示すように、突出部１５１ａの先端に向かうほど径を大きくすることにより、突出部１５１ａの先端面の角部へ改質器温度センサ１４８を固定することができるため、改質器温度センサ１４８と差込部材１５１を確実に接触させることが可能となり、温度を精度良く計測することができる。
さらに、突出部１５１ａと改質触媒との接触面積が増加するため、より改質触媒の温度を精度良く測定することができる。
【００７３】
さらに、図８に示すように、改質器温度センサ１４８を設置するための差込部材１５１だけでなく、改質器内部の燃料ガスの流れを均一にするように第二差込部材１５２が設けられているため、改質器２０の内部の燃料ガスの流れを改質触媒に対して対称にすることができる。したがって、差込部材１５１に起因する改質部２０ｃ内の燃料ガスの偏流による改質の偏りが生じず、触媒が部分的に劣化することを防止することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１    固体酸化物形燃料電池
２    燃料電池モジュール
４    補機ユニット
７    断熱材（蓄熱材）
８    ケース
８ａ  連通開口
８ｂ  下がり壁
１０    発電室
１２    燃料電池セル集合体
１４    燃料電池セルスタック
１６    燃料電池セルユニット（固体酸化物形燃料電池セル）
１８    燃焼室（燃焼部）
２０    改質器
２０ａ  蒸発部（蒸発室）
２０ｂ  混合部（圧力変動吸収手段）
２０ｃ  改質部
２０ｄ  蒸発／混合部隔壁
２０ｅ  隔壁開口
２０ｆ  混合／改質部隔壁（圧力変動吸収手段）
２０ｇ  連通孔（狭小流路）
２１    整流板（隔壁）
２１ａ  開口部
２１ｂ  排気通路
２１ｃ  気体滞留空間
２１ｄ  縦壁
２２    空気用熱交換器（熱交換器）
２３    蒸発室用断熱材（内部断熱材）
２４    水供給源
２６    純水タンク
２８    水流量調整ユニット（水供給装置）
３０    燃料供給源
３８    燃料流量調整ユニット（燃料供給装置）
３９    バルブ
４０    空気供給源
４４    改質用空気流量調整ユニット（改質用の酸化剤ガス供給装置）
４５    発電用空気流量調整ユニット（発電用の酸化剤ガス供給装置）
４６    第１ヒータ
４８    第２ヒータ
５０    温水製造装置（排熱回収用の熱交換器）
５２    制御ボックス
５４    インバータ
５６    改質器温度センサ挿入管
６２    改質器導入管（水導入管、予熱部、結露部）
６２ａ  Ｔ字管（結露部）
６３ａ  水供給用配管
６３ｂ  燃料ガス供給用配管
６４    燃料ガス供給管
６４ｃ  圧力変動抑制用流路抵抗部
６６    マニホールド（分散室）
７６    空気導入管
７６ａ  吹出口
８２    排気ガス排出管
８３    点火装置
８４    燃料電池セル
８５    排気バルブ
８６    内側電極端子（キャップ）
９８    燃料ガス流路細管（流入側流路抵抗部、流出側流路抵抗部、絞り流路、加速部）
１１０    制御部（コントローラ）
１１０ａ  シャットダウン停止回路
１１０ｂ  圧力保持制御回路
１１２    操作装置
１１４    表示装置
１１６    警報装置
１２６    電力状態検出センサ（需要電力検出手段）
１３２    燃料流量センサ（燃料供給量検出センサ）
１３８    圧力センサ（改質器圧力センサ）
１４２    発電室温度センサ（温度検出手段）
１４８    改質器温度センサ
１５０    外気温度センサ
１５１    差込部材
１５１ａ  突出部
１５２    第二差込部材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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