(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電・燃焼室を規定するハウジングと、該ハウジング内に収容され、複数個のセルを配列してなる複数個のセルスタックと、該セルスタックに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給手段と、前記セルスタックに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段とを具備する燃料電池組立体において、
前記酸素含有ガス供給手段と前記燃料ガス供給手段とのいずれか一方は、前記ハウジング内に配設された第一のガスケースを含み、該第一のガスケースは中空形状のマニホルド部と、該マニホルド部の片平面から該片平面に対して実質上垂直に突出する中空薄板形状でかつ少なくとも一方の主面に噴出孔を有する複数個の噴出部とを有し、該複数個の噴出部は互いの主面が向かい合うように配置されているとともに、前記セルスタックの各々は、隣接する前記噴出部間に配置されている、ことを特徴とする燃料電池組立体。
【請求項２】
前記マニホルド部上に前記セルスタックが配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の燃料電池組立体。
【請求項３】
前記酸素含有ガス供給手段と前記燃料ガス供給手段とのいずれか他方は、隣接する前記噴出部間に配設された、前記セルスタックを構成する前記セルにガスを供給するための中空直方体形状の複数個の第二のガスケースを含み、前記セルスタックの各々は、前記第二のガスケースの各々の上に配置されている、ことを特徴とする請求項２の記載の燃料電池組立体。
【請求項４】
前記第一のガスケースは酸素含有ガスを前記セルスタックに供給するためのガスケースであり、前記第二のガスケースは燃料ガスを前記セルスタックに供給するためのガスケースであるとともに、前記セルスタックの上方に改質ケースが配置され、該改質ケースと前記第二のガスケースとが燃料ガス供給管により接続されている、ことを特徴とする請求項3記載の燃料電池組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電・燃焼室を規定するハウジングと、このハウジング内に配設された複数個のセルスタックと、セルスタックに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、セルスタックに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給手段とを具備する形態の燃料電池組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代エネルギーとして、近年、固体高分子形、リン酸形、溶融炭酸塩形及び固体電解質形等の種々の型の燃料電池発電システムが提案されている。特に、固体電解質形燃料電池発電システムは、作動温度が１０００℃と高いが、発電効率が高い、排熱利用が可能である等の利点を有しており、研究開発が推し進められている。
【０００３】
燃料電池発電システムの典型例においては、下記特許文献１に開示されている如く、発電・燃焼室を規定するハウジングとこのハウジング内に配設された複数個のセルスタックとを具備する燃料電池組立体が装備されている。燃料電池組立体には、更に、セルスタックに都市ガスを改質することによって生成することができる燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段と、セルスタックに空気でよい酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給手段も配設されている。酸素含有ガス供給手段は、セルスタック間に配置された複数個の管状部材を含んでおり、酸素含有ガスは管状部材に送給され管状部材の先端から排出される。
【特許文献１】特開２０００−１４９９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、上述した従来の燃料電池組立体には、その酸素含有ガス供給手段（或いは燃料ガス供給手段）に関連して、次のとおりの解決すべき問題が存在する。即ち、酸素含有ガス供給手段の複数個の管状部材はセルの延在方向に延在する形態であり、従って管状部材の先端から排出される酸素含有ガスはセルの延在方向に排出され、これに起因してセルの各々に対する酸素含有ガスの供給を充分高効率で遂行し得ない。また、管状部材は充分な耐熱性を有することが必要である故にセラミックの如き耐熱性に優れた材料から形成することが必要であるが、かような管状部材を多数個配設することは、製造コストを相当増大せしめる。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、燃料電池組立体における酸素含有ガス供給手段或いは燃料ガス供給手段を改良して、セルの各々に充分効果的に酸素含有ガス或いは燃料ガスを供給することができ、そしてまた従来の酸素含有ガス供給手段或いは燃料ガス供給手段と比べて安価に製造することができるようにせしめることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、鋭意研究の結果、中空形状のマニホルド部と、このマニホルド部の片平面からこの片平面に対して実質上垂直に突出する中空薄板形状でかつ少なくとも一方の主面に噴出孔を有する複数個の噴出部とを有し、複数個の噴出部は互いの主面が向かい合うように配置されているガスケースを配設するとともに、セルスタックの各々を、隣接する噴出部間に配置する、ことによって上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。
【０００７】
即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成するための燃料電池組立体として、発電・燃焼室を規定するハウジングと、該ハウジング内に収容され、複数個のセルを配列してなる複数個のセルスタックと、該セルスタックに酸素含有ガスを供給するための酸素含有ガス供給手段と、前記セルスタックに燃料ガスを供給するための燃料ガス供給手段とを具備する燃料電池組立体において、
前記酸素含有ガス供給手段と前記燃料ガス供給手段とのいずれか一方は、前記ハウジング内に配設された第一のガスケースを含み、該第一のガスケースは中空形状のマニホルド部と、該マニホルド部の片平面から該片平面に対して実質上垂直に突出する中空薄板形状でかつ少なくとも一方の主面に噴出孔を有する複数個の噴出部とを有し、該複数個の噴出部は互いの主面が向かい合うように配置されているとともに、前記セルスタックの各々は、隣接する前記噴出部間に配置されている、ことを特徴とする燃料電池組立体が提供される。
【０００８】
前記マニホルド部上に前記セルスタックが配置されているのが好ましい。前記酸素含有ガス供給手段と前記燃料ガス供給手段とのいずれか他方は、隣接する前記噴出部間に配設された、前記セルスタックを構成する前記セルにガスを供給するための中空直方体形状の複数個の第二のガスケースを含み、前記セルスタックの各々は、前記第二のガスケースの各々の上に配置されているのが好都合である。前記第一のガスケースは酸素含有ガスを前記セルスタックに供給するためのガスケースであり、前記第二のガスケースは燃料ガスを前記セルスタックに供給するためのガスケースであるとともに、前記セルスタックの上方に改質ケースが配置され、該改質ケースと前記第二のガスケースとが燃料ガス供給管により接続されているのが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の燃料電池組立体においては、第一のガスケースの噴出部に形成されている噴出孔から各セルスタックに向けて酸素含有ガス或いは燃料ガスが噴出され、かくして各セルスタックに充分効果的に酸素含有ガス或いは燃料ガスを供給することができる。中空形状の噴出部は複数個の管状部材に比べて相当安価に製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に従って構成された燃料電池組立体の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１１】
図１を参照して説明すると、図示の燃料電池組立体は略直方体形状でよいハウジング２を具備している。このハウジング２の６個の壁面には適宜の断熱材料から形成された断熱壁、即ち上断熱壁４、下断熱壁６、右側断熱壁８、左側断熱壁１０、前断熱壁（図示していない）及び後断熱壁（図示していない）が配設されている。ハウジング２内には発電・燃焼室１２が規定されている。前断熱壁及び／又は後断熱壁は着脱自在或いは開閉自在に装着されており、前断熱壁及び／又は後断熱壁を離脱或いは開動せしめることによって発電・燃焼室１２内にアクセスすることができる。所望ならば、各断熱壁の外面に金属板製でよい外壁を配設することができる。
【００１２】
図１と共に図２を参照して説明を続けると、ハウジング２内には全体を番号１４で示す第一のガスケースが配設されている。図示の実施形態においては、この第一のガスケース１４は酸素含有ガス供給手段を構成する。第一のガスケース１４は、ハウジング２内の下端部に位置するマニホルド部１６とこのマニホルド部１６の両側面（図１において左右両側面）の各々から上方に延びる一対の連通部１８とを有する。マニホルド部１６は中空平板形状であり、実質上水平に配置されている。マニホルド部１６内にはマニホルド室２０が規定されている。連通部１８の各々はマニホルド部１６の両側面の各々から実質上鉛直に上方に延びる中空平板形状である。連通部１８の各々内には連通室２２が規定されており、かかる連通室２２の下端部はマニホルド室２０の側面に直接的に連通せしめられている。第一のガスケース１４は、更に、マニホルド部１６の片面即ち上面に配設された複数個、図示の場合は５個、の噴出部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ及び２６ｅを含んでいる。噴出部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ及び２６ｅの各々は、マニホルド部１６の上面から実質上鉛直に上方に延びる中空薄板形状であり、前後方向（図１において紙面に垂直な方向）にはマニホルド部１６の全長に渡って延在せしめられている。噴出部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ及び２６ｅは、互いの主面（図1において左右両側面）が向かい合うように配置、更に詳しくは図１において左右方向に等間隔をおいて配置されている。噴出部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ及び２６ｅの各々内には下端面がマニホルド室２０に連通せしめられている噴出室２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ及び２８ｅが規定されている。噴出部２６ａの片主面（即ち図１において右側面）上部及び噴出部２６ｅの片主面（即ち図１において左側面）上部には、噴出孔３０ａ及び３０ｅ（図２）が形成され、そして噴出部２６ｂ、２６ｃ及び２６ｄの各々の両主面上部には噴出孔３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄ（図２）が形成されている。噴出孔３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅの各々は、図１において紙面に垂直な方向に細長く延びるスリット形状であるのが好適である。マニホルド部１６、連通部１８並びに噴出部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ及び２６ｅを有する第一のガスケース１４は、耐熱性セラミック或いは金属から形成された複数個の部材を耐熱性に優れたセラミック系接着剤の如き適宜の接着剤によって接合することによって好都合に形成することができる。
【００１３】
図１と共に図３を参照して説明すると、ハウジング２内の上端部には中空平板形状の上部ガスケース３２が配設されており、かかる上部ガスケース３２内には上部ガス室３４が規定されている。図３に明確に図示する如く、上記第一のガスケース１４の連通部１８の上面には前後方向に間隔をおいて３個の連通筒３６が付設されており、かかる連通筒３６を介して連通室２２が上部ガス室３４に連通せしめられている。従って、上部ガス室３４は連通筒３６、連通室２２及びマニホルド室２０を介して噴出室２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ及び２８ｅに連通せしめられている。
【００１４】
図１を参照して説明を続けると、ハウジング２の両側部、更に詳しくは右側断熱壁８の内側及び左側断熱壁１０の内側には、全体として平板形状である熱交換器３８が配設されている。熱交換器３８の各々は実質上鉛直に延在する中空平板形態のケース４０から構成されている。かかるケース４０内にはその横方向中間に位置する仕切板４２が配設されており、ケース４２内は内側に位置する排出路４４と外側に位置する流入路４６とに区画されている。排出路４４内には上下方向に間隔をおいて５枚の仕切壁４８及び５０が配置されている。更に詳述すると、排出路４４内には、その前縁はケース４０の前壁（図示していない）から後方に離隔して位置するがその後縁はケース４０の後壁（図示していない）に接続されている形態の仕切壁４８と、その前縁はケース４０の前壁に接続されているがその後縁はケース４０の後壁から前方に離隔して位置せしめられている仕切壁５０とが交互に配置されており、かくして燃焼ガス排出路４４はジグザグ形態にせしめられている。同様に、流入路４６内にも上下方向に間隔をおいて５枚の仕切壁５２及び５４、即ちその前縁はケース４０の前壁（図示していない）から後方に離隔して位置するがその後縁はケース４０の後壁（図示していない）に接続されている形態の仕切壁５２と、その前縁はケース４０の前壁に接続されているがその後縁はケース４０の後壁から前方に離隔して位置せしめられている仕切壁５４とが交互に配置されており、かくして流入路４６もジグザグ形態にせしめられている。ケース４０の内側壁の上端部には排出開口５６が形成されており、排出路４４は排出開口５６を介して発電・燃焼室１２と連通せしめられている。図示の実施形態においては、熱交換器３８の各々と上記連通室２２との間及び連通室２２の内面にも断熱部材５８及び６０が配設されているが、かかる断熱部材５８及び６０の上端は排出開口５６の下縁と実質上同高乃至これより幾分下方に位置せしめられており、排出開口５６は断熱部材５８及び６０の上方に残留せしめられている空間並びに連通室２２の上端に配設された３個の連通筒３６間の空間を通して発電・燃焼室１２に連通せしめられている。ケース４０の上壁における外側部には流入開口６２が形成されており、流入路４６はかかる流入開口６２を介して上部ガス室３４に連通せしめられている。熱交換器３８の各々の後方には上下方向に細長く延びる二重筒体６４（図１にその上端部のみを図示している）が配設されており、かかる二重筒体６４は外側筒部材６６と内側筒部材６８とから構成されている。排出路４４の下端部は外側筒部材６６と内側筒部材６８との間に規定されている排出路の下端部に接続されており、流入路４６の下端部は内側筒部材６８内に規定されている流入路に接続されている。
【００１５】
上述した第一のガスケース１４におけるマニホルド部１６の片面即ち上面上には４個の発電ユニット７０ａ、７０ｂ、７０ｃ及び７０ｄが配置されている。発電ユニット７０ａ、７０ｂ、７０ｃ及び７０ｄは、夫々、第一のガスケース１４の噴出部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ及び２６ｅ間に位置せしめられている。図１及び図３と共に、図４を参照して説明を続けると、発電ユニット７０ａは前後方向（図１において紙面に垂直な方向）に細長く延びる直方体形状の第二のガスケース７２ａを具備している。図示の実施形態においては、第二のガスケース７２ａは燃料ガス供給手段を構成する。ガス室７４ａを規定している第二のガスケース７２ａの上面上にはセルスタック７６ａが装着されている。セルスタック７６ａは上下方向に細長く延びる直立セル７８を第二のガスケース７２ａの長手方向（即ち前後方向）に複数個縦列配置して構成されている。図５に明確に図示する如く、セル７８の各々は電極支持基板８０、内側電極層である燃料極層８２、固体電解質層８４、外側電極層である酸素極層８６、及びインターコネクタ８８から構成されている。
【００１６】
電極支持基板８０は上下方向に細長く延びる板状片であり、平坦な両面と半円形状の両側面を有する。電極支持基板８０にはこれを鉛直方向に貫通する複数個（図示の場合は４個）の燃料ガス通路９０が形成されている。電極支持基板８０の各々は第二のガスケース７２ａの上壁上に、例えば耐熱性に優れたセラミック接着剤によって接合される。第二のガスケース７２ａの上壁には図１において紙面に垂直な方向に間隔をおいて左右方向に延びる複数個のスリット(図示していない)が形成されており、電極支持基板８０の各々に形成されているガス通路９０がスリットの各々に、従ってガス室７４ａに連通せしめられる。
【００１７】
インターコネクタ８８は電極支持基板８０の片面（図５のセルスタック７６ａにおいて上面）上に配設されている。燃料極層８２は電極支持基板８０の他面（図４のセルスタック７６ａにおいて下面）及び両側面に配設されており、その両端はインターコネクタ８８の両端に接合せしめられている。固体電解質層８４は燃料極層８２の全体を覆うように配設され、その両端はインターコネクタ８０の両端に接合せしめられている。酸素極層８６は、固体電解質層８４の主部上、即ち電極支持基板８０の他面を覆う部分上、に配置され、電極支持基板板８０を挟んでインターコネクタ８８に対向して位置せしめられている。
【００１８】
セルスタック７６ａにおける隣接するセル７８間には集電部材９２が配設されており、一方のセル７８のインターコネクタ８８と他方のセル７８の酸素極層８６とを接続している。セルスタック７６ａの両端、即ち図５において上端及び下端に位置するセル７８の片面及び他面にも集電部材９２が配設されている。セルスタック７６ａの両端に位置する集電部材９２には電力取出手段（図示していない）が接続されており、かかる電力取出手段はハウジング２の前断熱壁（図示していない）及び／又は後断熱壁（図示していない）を通してハウジング２外に延在せしめられている。所望ならば、セルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄの各々に電力取出手段を配設することに代えて、適宜の接続手段によってセルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄを相互に直列接続し、４個のセルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄに関して共通の電力取出手段を配設することもできる。
【００１９】
セル７８について更に詳述すると、電極支持基板８０は燃料ガスを燃料極層８２まで透過させるためにガス透過性であること、そしてまたインターコネクタ８８を介して集電するために導電性であることが要求され、かかる要求を満足する多孔質の導電性セラミック（若しくはサーメット）から形成することができる。燃料極層８２及び／又は固体電解質層８６との同時焼成により電極支持基板８０を製造するためには、鉄属金属成分と特定希土類酸化物とから電極支持基板８０を形成することが好ましい。所要ガス透過性を備えるために開気孔率が３０％以上、特に３５乃至５０％の範囲にあるのが好適であり、そしてまたその導電率は３００Ｓ／ｃｍ以上、特に４４０Ｓ／ｃｍ以上であるのが好ましい。燃料極層８２は多孔質の導電性セラミック、例えば希土類元素が固溶しているＺｒＯ２  （安定化ジルコニアを称されている）とＮｉ及び／又はＮｉＯとから形成することができる。固体電解質層８４は、電極間の電子の橋渡しをする電解質としての機能を有していると同時に、燃料ガスと酸素含有ガスとのリークを防止するためにガス遮断性を有するものであることが必要であり、通常、３〜１５モル％の希土類元素が固溶したＺｒＯ２  から形成されている。酸素極層８６は所謂ＡＢＯ３  型のペロブスカイト型酸化物からなる導電セラミックから形成することができる。酸素極層８６はガス透過性を有していることが必要であり、開気孔率が２０％以上、特に３０乃至５０％の範囲にあることが好ましい。インターコネクタ８８は導電性セラミックから形成することができるが、水素ガスでよい燃料ガス及び空気でよい酸素含有ガスと接触するため、耐還元性及び耐酸化性を有することが必要であり、このためにランタンクロマイト系のペロブスカイト型酸化物（ＬａＣｒＯ３  系酸化物）が好適に使用される。インターコネクタ８８は電極支持基板８０に形成された燃料ガス通路９０を通る燃料ガス及び電極支持基板８０の外側を流動する酸素含有ガスのリークを防止するために緻密質でなければならず、９３％以上、特に９５％以上の相対密度を有していることが望まれる。集電部材９２は弾性を有する金属又は合金から形成された適宜の形状の部材或いは金属繊維又は合金繊維から成るフェルトに所要表面処理を加えた部材から構成することができる。
【００２０】
図１、図３及び図４を参照して説明を続けると、発電ユニット７０ａは、セルスタック７６ａの上方を前後方向に細長く延びる長方体形状（或いは円筒形状）であるのが好都合である改質ケース９４ａも具備している。改質ケース９４ａの前端部下面には燃料ガス送給管９６ａの一端即ち上端が接続されている。燃料ガス送給管９６ａは下方に延び、次いで湾曲して後方に延び、燃料ガス送給管９６ａの他端は上記第二のガスケース７２ａの前面に接続されている。改質ケース９４ａの後面には被改質ガス供給管９８ａの一端が接続されている。被改質ガス供給管９８ａは実質上水平に延び、ハウジング２の後壁（図示していない）を通ってハウジング２外に延出している。被改質ガス供給管９８ａは都市ガス等の炭化水素ガスでよい被改質ガス供給源（図示していない）に接続されており、被改質ガス供給管９８ａを介して改質ケース９４ａに被改質ガスが供給される。改質ケース９４ａ内には燃料ガスを水素リッチな燃料ガスに改質するための適宜の改質触媒が収容されている。図示の実施形態においては、改質ケース９４ａは燃料ガス送給管９６ａを介して第二のガスケース７２ａに接続され、これによって所要位置に保持されているが、所要ならば、図４に二点鎖線で図示する如く、例えば上記被改質ガス供給管９８ａの下面と第二のガスケース７２ａの後端部上面或いは後面との間に適宜の支持部材１００ａを付設することもできる。
【００２１】
発電ユニット７０ｃは上述した発電ユニット７０ａと実質上同一である。発電ユニット７０ｂ及び７０ｄは、発電ユニット７０ａ及び７０ｃに対して前後方向が逆に配置されていること、従って改質ケース９４ｂ及び９４ｄと第二のガスケース７２ｂ及び７２ｄとを接続する燃料ガス送給管（図示していない）が後側に配置され、被改質ガス供給管９８ｂ及び９８ｄが改質ケース９４ｂ及び９４ｄの前面からハウジング２の前壁（図示していない）を通って延出せしめられていることを除いて発電ユニット７０ａ及び７０ｃと同一である。発電ユニット７０ａ、７０ｂ、７０ｃ及び７０ｄの各々は、図１及び図３を参照することによって明確に理解されるとおり、第一のガスケース１４における噴出部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ及び２６ｅ間にてマニホルド部１６の片面即ち上面上に載置され、ボルトの如き適宜の固定手段（図示していない）によって所定位置に固定される。
【００２２】
上述したとおりの燃料電池組立体においては、被改質ガスが被改質ガス供給管（図３に２本の被改質ガス供給管９８ｂ及び９８ｄを図示し、図４に１本の被改質ガス供給管９８ａを図示している）を介して改質ケース９４ａ、９４ｂ、９４ｃ及び９４ｄに供給され、改質ケース９４ａ、９４ｂ、９４ｃ及び９４ｄ内において水素リッチな燃料ガスに改質された後に、燃料ガス送給管（図３に２本の燃料ガス送給管９６ａ及び９６ｃを図示している）を通して第二のガスケース７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄ内に規定されている燃料ガス室７４ａ、７４ｂ、７４ｃ及び７４ｄに供給され、次いでセルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄに供給される。一方、空気でよい酸素含有ガスは二重筒体６４の内側筒部材６８内に規定されている流入路を通して熱交換器３８の流入路４６に供給され、次いで上部ガス室３４及び連通室２２、マニホルド２０を通して噴出室２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ及び２８ｄに供給され、そして噴出孔３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅからセルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄに向けて噴射される。酸素含有ガスは噴出孔３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅからセルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄに向けて噴出せしめられる故に、充分効果的にセルスタック７６ａ，７６ｂ，７６ｃ及び７６ｄにおけるセル７８に供給される。セルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄの各々においては、酸素極において、
１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｏ２−（固体電解質）
の電極反応が生成され、燃料極において、
Ｏ２−（固体電解質）＋Ｈ２→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−
の電極反応が生成されて発電される。発電に使用されることなくセルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄから上方に流動した燃料ガス及び酸素含有ガスは、起動時に発電・燃焼室１２内に配設されている点火手段（図示していない）によって点火されて燃焼される。周知の如く、セルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄにおける発電に起因して、そしてまた燃料ガスと酸素含有ガスとの燃焼に起因して発電・燃焼室１２内は例えば１０００℃程度の高温になる。改質ケース９４ａ、９４ｂ、９４ｃ及び９４ｄは発電・燃焼室１２内に配設され、セルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄの直ぐ上方に位置せしめられており、燃焼炎によって直接的にも加熱され、かくして発電・燃焼室１２内に生成される高温が被改質ガスの改質に効果的に利用される。
【００２３】
発電・燃焼室１２内に生成された燃焼ガスは熱交換器３８に形成されている排出開口５６から排出路４４に流入し、ジグザグ状に延在する排出路４４を流動した後に二重筒体６４の外側筒部材６６と内側筒部材６８との間に規定されている排出路を通して排出される。燃焼ガスが二重筒体６４における排出路を流動する際には、二重筒体６４における流入路を酸素含有ガスが流動し、燃焼ガスと酸素含有ガスとの間で熱交換が行われる。そしてまた、燃焼ガスが熱交換器３８の排出路４４をジグザグ状に流動せしめられる際には、酸素含有ガスが熱交換器３８の流入路４６をジグザグ状に流動せしめられる。かくして燃焼ガスと酸素含有ガスとの間で効果的に熱交換されて酸素含有ガスが余熱される。酸素含有ガスは上部ガス室３４、連通室２２及びマニホルド室２０を通る際にも発電・燃焼室１２内の高温によって加熱される。
【００２４】
長期間に渡って発電を遂行することによってセルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄの一部或いは全部が劣化した場合には、ハウジング２の前壁（図示していない）或いは後壁（図示していない）を離脱或いは開動せしめ、発電ユニット７０ａ、７０ｂ、７０ｃ及び７０ｄの一部或いは全部をハウジング２内から取り出す。そして、発電ユニット７０ａ、７０ｂ、７０ｃ及び７０ｄの一部或いは全部を新しいものに交換して、或いは発電ユニット７０ａ、７０ｂ、７０ｃ及び７０ｄの一部或いは全部におけるセルスタック７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄのみを新しいものに交換して、再びハウジング２内の所要位置に装着すればよい。発電ユニット７０ａ、７０ｂ、７０ｃ及び７０ｄの一部或いは全部における改質ケース９４ａ、９４ｂ、９４ｃ及び９４ｄ内に収容されている改質触媒を交換することが必要な場合にも、発電ユニット７０ａ、７０ｂ、７０ｃ及び７０ｄの一部或いは全部をハウジング２内から取り出し、発電ユニット７０ａ、７０ｂ、７０ｃ及び７０ｄの一部或いは全部における改質ケース９４ａ、９４ｂ、９４ｃ及び９４ｄ自体を新しいものに或いは改質ケース９４ａ、９４ｂ、９４ｃ及び９４ｄ内の改質触媒のみを新しいものに交換すればよい。改質ケース９４ａ、９４ｂ、９４ｃ及び９４ｄ内の改質触媒の交換を充分容易に遂行し得るようになすために、所望ならば改質ケース９４ａ、９４ｂ、９４ｃ及び９４ｄの一部を開閉自在な扉にせしめることができる。
【００２５】
以上、添付図面を参照して本発明の好適実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能であることは多言するまでもない。例えば、図示の実施形態においては、第一のガスケースを通して酸素含有ガスを供給し、第二のガスケースを通して燃料ガスを供給しているが、所望ならば第一のガスケースを通して燃料ガスを供給し、第二のガスケースを通して酸素含有ガスを供給することもできる。また、図示の実施形態においては、第一のガスケースのマニホルド部を実質上水平に配置し、噴出部をマニホルド部の上面から実質上鉛直に突出せしめているが、所望ならば第一のガスケースのマニホルド部を実質上鉛直に配置し、かかるマニホルド部の鉛直に延在する片面から噴出部を実質上水平に突出せしめることもできる。更に、図示の実施形態においては、第一のガスケースの噴出部に噴出孔として図１において紙面に垂直な方向に延びるスリットを形成しているが、これに代えて円形又は楕円形等の複数個の孔を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に従って構成された燃料電池組立体の好適実施形態を示す断面図。
【図２】図１の燃料電池組立体における第一のガスケースを示す部分斜面図。
【図３】図１の燃料電池組立体を、一部を省略して示す斜面図。
【図４】図１の燃料電池組立体に使用されている発電ユニットを示す斜面図。
【図５】図３の発電ユニットにおけるセルスタックを示す断面図。
【符号の説明】
【００２７】
２：ハウジング
１２：発電・燃焼室
１４：第一のガスケース（酸素含有ガス供給手段）
１６：第一のガスケースのマニホルド部
１８：第一のガスケースの連通部
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ及び２６ｅ：第一のガスケースの噴出部
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅ：噴出孔
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ及び７０ｄ：発電ユニット
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄ：第二のガスケース
７６ａ、７６ｂ、７６ｃ及び７６ｄ：セルスタック
９４ａ、９４ｂ、９４ｃ及び９４ｄ：改質ケース
【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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