(57)【要約】【課題】改質器を安定して支持することのできる改質器支持構造、及びこのような改質器支持構造を備えた燃料電池モジュールを提供する。【解決手段】  セルスタック９及びセルスタック９の上方に配置された改質器５を含む燃料電池本体３と、該燃料電池本体３を収容する容器２とを備える燃料電池モジュール１における前記改質器の支持構造は、第１係合部６１ｄを有し容器２に取り付けられた第１部材６１と、第２係合部６２ｄを有し改質器５に取り付けられた第２部材６２とを備える。第２係合部６２ｄが第１係合部６１ｄと係合することで改質器５が容器２に支持され、第１係合部６１ｄと第２係合部６２ｄの係合箇所６ａが改質器５の底部よりも上方に設けられ且つ第２係合部６２ｄが第１係合部上を、改質器５の熱膨張方向に摺動可能である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルスタック及び該セルスタックの上方に配置された改質器を含む燃料電池本体と、該燃料電池本体を収容する容器とを備える燃料電池モジュールにおける前記改質器の支持構造であって、
第１係合部を有し、前記容器に取り付けられた第１部材と、
第２係合部を有し、前記改質器に取り付けられた第２部材とを備え、
前記第２係合部が前記第１係合部と係合することで前記改質器が前記容器に支持され、前記第１係合部と前記第２係合部が係合する係合箇所が前記改質器底部よりも上方に設けられ且つ前記第２係合部が前記第１係合部上を、前記改質器の熱膨張方向に摺動可能であることを特徴とする改質器支持構造。
【請求項２】
前記改質器が前記熱膨張方向において互いに対向する一対の端部を有し、一端に原料供給管が取り付けられ、前記係合箇所は、前記改質器の前記熱膨張方向において、前記一端よりも他端により近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の改質器支持構造。
【請求項３】
前記係合箇所は、面接触、線接触又は点接触である請求項１又は２に記載の改質器支持構造。
【請求項４】
前記改質器と前記セルスタックの間に燃焼エリアが区画されており、前記第１部材は、前記燃料電池モジュールを上方からみたときに前記燃焼エリアの外側位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３に記載の改質器支持構造。
【請求項５】
前記改質器と前記セルスタックの間に燃焼エリアが区画されており、前記第２部材は前記燃焼エリアの外側位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の改質器支持構造。
【請求項６】
前記改質器が前記熱膨張方向において互いに対向する一対の端部を有し、一端に原料供給管が取り付けられ、前記第１部材が前記容器の前記改質器の他端近傍に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の改質器支持構造。
【請求項７】
前記改質器が前記熱膨張方向において互いに対向する一対の端部を有し、一端に原料供給管が取り付けられ、前記第２部材が前記改質器の他端またはその近傍に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の改質器支持構造。
【請求項８】
前記第１部材が前記容器の内側上面に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の改質器支持構造。
【請求項９】
前記第２部材は、前記改質器の上面に備えられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の改質器支持構造。
【請求項１０】
前記第１部材は、少なくとも一部に略Ｌ字形状を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の改質器支持構造。
【請求項１１】
前記第１部材は、少なくとも一部に略Ｕ字形状を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の改質器支持構造。
【請求項１２】
前記第２部材は、少なくとも一部に略Ｌ字形状を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の改質器支持構造。
【請求項１３】
前記第２部材は、少なくとも一部に略Ｕ字形状を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の改質器支持構造。
【請求項１４】
前記改質器が長尺箱状であり、その長手方向が前記熱膨張方向であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の改質器支持構造。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の改質器支持構造を備え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、燃料電池用の改質器支持構造に関し、特に、燃料電池モジュールに使用されている改質器を支持する改質器支持構造及び改質器支持構造を備える燃料電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池の発電方式にはいくつかの種類が知られているが、近年では、高い発電効率の達成が可能な固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ、ＳＯＦＣ）が注目されている。
【０００３】
固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）システムの主要な構成要素は、改質器、燃料電池セルなどを有する燃料電池モジュールである。改質器は、炭化水素燃料などの水素含有燃料を改質して水素リッチガスを生成する。燃料電池セルは、燃料極（アノード）と酸化剤極（カソード）とで電解質を挟んだ構造を有しており、改質器より供給される水素リッチガスと、空気などの酸化剤とを用いて、電気化学的反応により発電を行う。特許文献１〜４は、このような、改質器と燃料電池セルを有する燃料電池モジュールを開示している。
【０００４】
ＳＯＦＣシステムの概念図を図１７に示す。図１７において、水素含有燃料としては、例えば炭化水素系燃料が用いられる。炭化水素系燃料として、分子中に炭素と水素とを含む化合物（酸素等、他の元素を含んでいてもよい）若しくはそれらの混合物が用いられる。炭化水素系燃料として、例えば、炭化水素類、アルコール類、エーテル類、バイオ燃料が挙げられ、これらの炭化水素系燃料は従来の石油・石炭等の化石燃料由来のもの、合成ガス等の合成系燃料由来のもの、バイオマス由来のものを適宜用いることができる。具体的には、炭化水素類として、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、ＬＰＧ（液化石油ガス）、都市ガス、タウンガス、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油が挙げられる。アルコール類として、メタノール、エタノールが挙げられる。エーテル類として、ジメチルエーテルが挙げられる。バイオ燃料として、バイオガス、バイオエタノール、バイオディーゼル、バイオジェットが挙げられる。ＳＯＦＣシステムに供給された水素含有燃料は、脱硫部を経て改質部に至り、水気化部より供給される水蒸気と下記反応式に従って反応して水素リッチガスを生じる。
【０００５】
ＣｍＨｎ＋ｍＨ２Ｏ  →  ｍＣＯ＋（（ｎ／２）＋ｍ）Ｈ２
【０００６】
この反応は吸熱反応であるため、高温において反応効率が向上する。改質部で生じた水素リッチガスは、燃料電池セルの燃料極（アノード）側へ供給される。一方で、燃料電池セルの酸化剤極（カソード）側へは、空気などの酸化剤が供給される。燃料極と酸化剤極の間には、電解質として安定化ジルコニアなどの固体酸化物が配置されている。酸化剤極側に供給された酸素（Ｏ２）は、酸化剤極において電子を受け取り酸化物イオン（Ｏ２−）となり、電解質を通って燃料極（アノード）側へと移動する。燃料極に到達した酸化物イオン（Ｏ２−）は水素（Ｈ２）と結合して水（Ｈ２Ｏ）を生じるとともに酸化物イオン（Ｏ２−）は電子を放出する。このようにして燃料電池セルは、供給された水素リッチガスと酸化剤とによる電気化学的反応によって発電を行う。
【０００７】
ここで、前述のように改質器における反応は吸熱反応であるため、高温環境下で行われることが望ましい。また、燃料電池セルにおける電気化学的反応も高温環境下で行うことが、発電効率などの点から望ましい。よって、図１７に示すように、燃料電池セルにおける電気化学的反応で用いられなかったオフガス（排ガス）を、燃料電池セル上部のオフガス燃焼部において燃焼させ、この燃焼によって生じた熱を、改質部および燃料電池セルに与える構成が知られている（特許文献１、４）。このような構成を有する燃料電池モジュールの内部は、作動時には７００℃を超える温度にまで上昇する。
【０００８】
そのため、このような構成により改質器に熱を与える燃料電池モジュールにおいては、高温により水素リッチガスを効率よく供給することが可能となる一方で、改質器に熱膨張が生じることが問題となっていた。そして、改質器に熱膨張が生じたとき、例えば特許文献１、２のように改質器を両端部において保持している燃料電池モジュールにおいては、熱応力により改質器に上下方向の反りなどの変形が生じ、改質器による水素リッチガスの供給に支障が生じることが問題となっていた。また、特許文献３は、高温下における改質器の熱膨張により、燃料電池モジュール内の他の構成要素に変形や破損が生じ、燃料電池モジュールの耐久性が低下することを開示している。
【０００９】
特許文献４は、燃料ガス供給管により改質器がマニホールドで固定された燃料電池セルスタック装置において、改質器がマニホールドに向かって伸びる変形抑制部材を有することを開示している。変形抑制部材は、改質器が熱膨張しても、改質器の上下方向の変形や燃料電池モジュール内でマニホールドと燃料電池セルを接合する接合材の破損を抑制できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−０４０３１４
【特許文献２】特開２００６−２６９３３２
【特許文献３】特開２０１０−２７７７４６
【特許文献４】特開２００９−０８７５４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献４に記載された技術は、改質器が熱膨張する際に、改質器変形抑制部材がマニホールド上をスムーズに摺動せず、改質器変形抑制部材自体にたわみが生じ、結果として改質器に上下方向の変形が生じる。また、特許文献４は、より安定して改質器を支持すべく改質器変形抑制部材を２つ設ける形態を開示しているが、２つの変形抑制部材は常に同じ長さであることが必要とされ、２つの変形抑制部材が長さが異なるように変化した場合には、改質器をねじる方向の力が生じ、変形抑制部材が改質器に変形を生じさせてしまうと考えられる。
【００１２】
そこで、本発明は、温度変化によって膨張・収縮する改質器を、膨張・収縮方向以外の方向に変形させることなく、安定して支持することのできる改質器支持構造、及びこのような改質器支持構造を備えた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】
【００１３】
本発明の第１の態様に従えば、セルスタック及び該セルスタックの上方に配置された改質器を含む燃料電池本体と、該燃料電池本体を収容する容器とを備える燃料電池モジュールにおける前記改質器の支持構造であって、
第１係合部を有し、前記容器に取り付けられた第１部材と、
第２係合部を有し、前記改質器に取り付けられた第２部材とを備え、
前記第２係合部が前記第１係合部と係合することで前記改質器が前記容器に支持され、前記第１係合部と前記第２係合部が係合する係合箇所が前記改質器底部よりも上方に設けられ且つ前記第２係合部が前記第１係合部上を、前記改質器の熱膨張方向に摺動可能であることを特徴とする改質器支持構造が提供される。
【００１４】
本発明の改質器支持構造では、第２係合部が第１係合部と係合することで前記改質器が前記容器に支持されつつも、第２係合部が第１係合部上を改質器の熱膨張方向に摺動可能である。それゆえ、改質器支持構造は、改質器が熱膨張しても改質器に応力を与えることなく改質器を支持することができる。また、第１係合部と第２係合部が係合する係合箇所が前記改質器の底部よりも上方に設けられているために、燃料電池セルスタックの上方、特に燃焼エリアで発生する熱の影響を受けにくい。
【００１５】
本発明の改質器支持構造において、前記改質器の一端に原料供給管を取り付け、第１係合部と第２係合部が係合する係合箇所を、改質器の熱膨張方向において、前記改質器の前記一端よりも他端により近い位置に設けてもよい。このような構造により改質器を両側からバランスよく支持することができる。第１係合部と第２係合部が係合する係合箇所は、面接触、線接触又は点接触とすることができる。
【００１６】
本発明の改質器支持構造において、前記改質器と前記セルスタックの間に燃焼エリアが区画される場合には、前記第１部材を前記燃料電池モジュールを上方からみて前記燃焼エリアの外側位置に設けることで燃焼エリアからの熱の影響を小さくすることができる。また、前記第２部材を前記燃焼エリアの外側位置に設けることで燃焼エリアからの熱の影響を小さくすることができる。
【００１７】
本発明の改質器支持構造において、前記改質器の一端に原料供給管が取り付けられ、第１部材が前記容器の前記改質器の他端近傍に取り付けられていてもよい。また、第２部材が前記改質器の他端またはその近傍に取り付けられていてもよい。このような取り付け構造により改質器を両側からバランスよく支持することができる。
【００１８】
本発明の改質器支持構造において、第１部材が前記容器の内側上面に取り付けられていてもよい。改質器は前記容器の内側上面の近くに配置されているため、改質器が熱膨張するときに第１部材を含む改質器支持構造に及ぼされる応力を最小限にすることができ、また、改質器の下方で発生する熱の改質器支持構造への影響も低減することができる。なお、前記改質器が長尺箱状である場合には、その長手方向が前記熱膨張方向になる。
【００１９】
本発明の改質器支持構造において、前記第２部材が前記改質器の上面に備えられることにより、改質器の下方で発生する熱の影響を低減することができる。
【００２０】
本発明の改質器支持構造において、前記第１部材は、少なくとも一部に略Ｌ字形状または略Ｕ字形状を有していてもよい。また、前記第２部材は、少なくとも一部に略Ｌ字形状または略Ｕ字形状を有していてもよい。
【００２１】
本発明の第２の態様に従えば、前記改質器支持構造を備える燃料電池モジュールが提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の改質器支持構造は、温度変化によって改質器が膨張・収縮しても改質器に改質器支持構造を通じて応力を与えることなく改質器を支持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る燃料電池モジュールの斜視図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線で切断した燃料電池モジュールの概略断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る改質器と改質器支持構造を示す斜視図である。
【図４】図４は、改質器支持構造の第１部材の構造を示す斜視図である。
【図５】図５は、改質器支持構造の第２部材の構造を示す斜視図である。
【図６】図６は、改質器支持構造が改質器を支持する様子を示す説明図である。
【図７】図７は、燃料電池モジュール内の気体の流れを示す概念図である。
【図８】図８は、本発明の第１実施形態に係る改質器と改質器支持構造の別の例を示す斜視図である。
【図９】図９は、改質器支持構造の第２部材の変形例を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、改質器支持構造の第２部材の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施形態に係る改質器と改質器支持構造の別の例を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１実施形態に係る改質器と改質器支持構造の別の例を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１実施形態に係る改質器と改質器支持構造の別の例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２実施形態に係る改質器と改質器支持構造を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の第２実施形態に係る改質器と改質器支持構造の別の例を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、本発明の第３実施形態に係る改質器と改質器支持構造を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、燃料電池システムの概略を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図１〜７を参照しながら、本発明の改質器支持構造の第１の実施形態を説明する。
【００２５】
＜第１実施形態＞
本実施形態の改質器支持構造を有する燃料電池モジュール１の全体構造を図１に示す。燃料電池モジュール１は、モジュール本体部３と、モジュール本体部３を収容するモジュール缶体（容器）２とからなり、モジュール本体部３は、原料供給管４と、原料供給管４から供給された原料ガスから水素リッチガスを発生させる改質器５と、改質器５によって発生したリッチガスを送気する改質ガス供給管７と、改質ガス供給管７を通じてリッチガスが供給される台座８と、台座８から供給されたリッチガスと酸化剤を電気化学反応させる燃料電池セルスタック９を主に備える。モジュール缶体２は、直方体状の容器であり、この具体例では、右側壁２ａにモジュール缶体２内部にモジュール本体部３を挿入するための開口２ｂが形成されている。モジュール本体部３を挿入した後は、モジュール缶体２の内部の気密性を保つため蓋体（２ａ）により封鎖される。この際、原料供給管４は、モジュール缶体２の蓋体２ａを貫通して改質器５に接続されることになる。モジュール缶体２の上板２ｃには排ガス出口１２、下面２ｅには酸化剤供給部１１がそれぞれ設けられている。図１および図２において、断面が略円形の管状の原料供給管４、酸化剤供給部１１及び排ガス出口１２を示したが、これに限らない。例えば、原料および酸化剤をモジュール缶体２内に導入する部分(流路)、並びに排ガスをモジュール缶体２の外に排出する部分(流路)は、任意の構造及び形状にすることができ、例えば、流路の断面形状はスリット状、矩形、孔状など任意の形状であってもよい。また、モジュール缶体２の外周の少なくとも一部に酸化剤又は排ガスの流路を形成してもよい。
【００２６】
図２は、燃料電池モジュール１を図１のＡ−Ａ線に沿って切断した概略断面図である。説明の都合上、図２の、前側、後側、上側、下側、右側及び左側を、モジュール缶体２、改質器５、台座８、燃料電池セルスタック９における前側、後側、上側、下側、右側（または原料供給側）及び左側とそれぞれ呼ぶこととする。
【００２７】
改質器５は、モジュール缶体２内の上部に左右方向に延在する長尺状の箱形部材である。改質器５の長手方向（以下、単に「長手方向」と呼ぶことがある）の右側端５ａに原料導入管４が連結されており、長手方向の左側端５ｂは後述する改質器支持構造６によりモジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃｉから吊り下げられて支持されている。改質器５の底面５ｃには、右側端５ａの近傍に改質ガス供給管７の一端が連結されている。すなわち、改質器５は、長手方向の原料供給側において原料供給管４及び改質ガス供給管７に支持され、原料供給側と反対側において改質器支持構造６のみによって支持されている。改質器５は、原料導入管４から導入された水素含有燃料及び水蒸気を水素リッチガスに改質し、改質したガス（水素リッチガス）を改質ガス供給管７を通じて排出する。改質ガス供給管７は、燃料電池セルスタック９の側方に延在し、その他端は台座８に接続される。
【００２８】
図２に示すようにモジュール缶体２の底面上には台座８が設置されている。台座８の上面には燃料電池セルスタック９が載置されている。台座８の上面の右側端８ａ近傍であって、燃料電池セルスタック９が載置されていない部分には、改質ガス供給管７の他端が連結されている。台座８の内部には、改質ガス供給管７を通じて供給された水素リッチガスを燃料電池セルスタック９の各セルに供給するためのマニホールド（分岐流路)８ｂが形成されている（図７参照）。
【００２９】
燃料電池セルスタック９は、左右方向にアレイ状に配列された複数の燃料電池セル９ａを有する。各燃料電池セル９ａは、燃料極、固体電解質及び酸化剤極（不図示）を備える。各燃料電池セル９ａに台座８内のマニホールド８ｂを通じて供給された水素リッチガスと、酸化剤供給部１１からの酸化剤が供給されて電気化学的反応が行われる。図２に示すように燃料電池セルスタック９の上方で改質器５との間には、一定の空間（ギャップ）１０が形成されており、この空間が燃焼エリア１０となる。燃焼エリア１０では、燃料電池セルスタック９において使用されなかった水素リッチガス及び酸化剤が燃焼する。燃料電池セルスタック９と改質器５との間の距離は、例えば、約１５ｍｍである。
【００３０】
原料導入管４及び酸化剤供給部１１は、モジュール缶体２の内部の気密性を保つため、シール材などにより封止されてモジュール缶体２の面に固定されているが、それらの配管をモジュール缶体２と一体成形してもよい。
【００３１】
次に、改質器５の内部構造と支持構造を図３により詳細に説明する。図３に示すとおり、改質器５の内部には、改質器５の短手方向（改質器５の前後方向において長手方向と直交する方向）のほぼ中央位置に、分離壁５ｄが、左側端部５ｂの近傍を除き、右側端部５ａ、底面５ｃ、および上面５ｇに当接して長手方向に延在するように形成されている。分離壁５ｄは、改質器５の内部を、原料導入管４が接続されている側の第１空間５ｅと改質ガス供給管７が接続されている側の第２空間５ｆに二分割している。これにより、原料導入管４から改質器５の右側端部５ａに供給された水素含有燃料及び水蒸気は、第１空間５ｅを通って左側端部５ｂ近傍で折り返したあと、第２空間５ｆを通過して改質ガス供給管７から排出される。
【００３２】
改質器支持構造６は、モジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃiに取り付けられた第１部材６１と、改質器５に取り付けられた第２部材６２とからなる。改質器支持構造６の第１部材６１の形状を図４に示す。第１部材６１は、断面が略Ｕ字状の屈曲した板材であり、改質器５の短手方向に延在する平板部６１ａと平板部６１ａの両端から上方に屈曲して延在する一対の吊り下げ部６１ｂ、６１ｂと、吊り下げ部６１ｂ、６１ｂの端部から屈曲してモジュール缶体２の上板２ｃとほぼ平行に延在する一対の張出部６１ｃ、６１ｃとを有する。張出部６１ｃ、６１ｃの上面が上板２ｃの内面２ｃiに溶接などにより取り付けられる。なお、吊り下げ部６１ｂと、上板２ｃの内面２ｃｉとを直接溶接可能である場合には、張出部６１ｃは省略することができる。平板部６１ａとモジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃiとの間に所定の隙間Ｇ１が形成される。また、熱垂れを生じにくい材料を用いることで、一対の吊り下げ部６１ｂ、６１ｂ、及び一対の張出部６１ｃ、６１ｃのうち、それぞれ片側を省略することもできる。平板部６１ａの上面６１ｄが、第２部材６２と係合する第１係合部（６１ｄ）となる。第１部材６１は、例えば、ステンレスなどの平板を屈曲して形成することができる。モジュール缶体２の上面の内面２ｃiにおける、第１部材６１の取り付け位置は、できるだけモジュール缶体２の左壁面２ｄに近い位置とするのが望ましい。図２に示すように、特に、長手方向において、燃料電池セルスタック９や燃焼エリア１０の外側とすることで、それらの領域から発生する熱の改質器支持構造６に対する影響を小さくすることができる。なお、燃料電池モジュール１の動作中には、上記熱の影響でモジュール缶体２に変形が生じることがある。しかし、第１部材６１の取り付け位置をできるだけモジュール缶体２の左壁面２ｄに近い位置にすることで、モジュール缶体２の変形による影響も小さくすることができ、より安定した改質器５の支持が可能となる。
【００３３】
改質器支持構造６の第２部材６２の形状を図５に示す。第２部材６２は、断面が略Ｌ字形状の屈曲部材であり、改質器５の上面５ｇとほぼ平行に延在する平板部６２ａと、平板部６２ａの端部から直交する方向（鉛直方向）に屈曲して延在する平坦な鉛直部６２ｂとからなる。第２部材６２は、平板部６２ａと改質器５の上面５ｇとの間に所定の隙間Ｇ２が形成されるように、鉛直部６２ｂの一部（下端近傍）が改質器５の左側面５ｂに溶接などにより取り付けられる。平板部６２ａの下面６２ｃが第１部材６１の第１係合部６１ｄと係合する第２係合部（６２ｃ）となる。図５に示すように、第２部材６２は、改質器５の短手方向の中央に位置することが望ましい。これにより、改質器５をバランス良く安定して支持することが可能となる。
【００３４】
図６は、モジュール缶体２に取り付けられた第１部材６１と、改質器５に取り付けられた第２部材６２とにより、改質器５が支持された様子を示す断面図である。第１部材６１と第２部材６２は、平坦な第１係合部６１ｄと平坦な第２係合部６２ｃが互いに重なり合って面接触することにより係合して、改質器５をモジュール缶体２に支持している。第１係合部６１ｄと第２係合部６２ｃが互いに重なり合って面接触した部分が係合箇所６ａとなる。後述するように、燃料電池モジュール１の動作中においては、改質器５は高温に至り、図中の矢印左側に向けて数ミリ程度の熱膨張を生じる。このような熱膨張により改質器５が移動したとしても、第２係合部６２ｃが第１係合部６１ｄ上を摺動するので、第１部材６１が第２部材６２と係合した状態は維持され、係合箇所６ａは移動しない。それゆえ、改質器５は第２部材６２からの応力を受けることなく、モジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃｉに支持されている。係合箇所６ａは、改質器５の底部より上側に設けられることが望ましい。さらに、係合箇所６ａは、改質器５の長手方向（熱膨張方向）において、長手方向中央部より左側端５ｂ寄りに設けられることが望ましい（原料供給管４が連結された右側端５ａよりも、左側端５ｂにより近い位置に設けられることが望ましい）。なお、本実施例においては、改質器５の底面５cが改質器５の底部となるが、後述するように、改質器は本実施例の形状に限られない。改質器がどのような形状であっても、モジュール缶体２内の改質器の最も低い位置となる部分を、改質器の底部と呼ぶ。
【００３５】
上記のように改質器５の温度変化により、第２係合部６２ｃ上で第１係合部６１ｄが係合する領域（係合箇所６ａ）が変化することからすれば、第２係合部６２ｃの長手方向の長さは、第１係合部６１ｄの長手方向の長さよりも長く、改質器５の熱膨張が生じたときも第１係合部６１ｄと第２係合部６２ｃの係合が外れない程度の長さとするのが望ましい。一方で、燃料電池モジュール１の動作停止時には、改質器５の温度は低下し、改質器５は、図中の矢印右側に向けて収縮する。このような改質器５の収縮が生じたときも第１部材６１と第２部材６２とが干渉を生じないよう、第１部材６１の長手方向の左側端部は、第２部材６２の鉛直部６２ｂとの間で長手方向に予め一定距離ｄだけずらして配置させておくことが望ましい。以上のような観点からすると、第１係合部６１ｄの寸法が、例えば、長手方向（図の左右方向）に１０ｍｍ、長手方向と直交する短手方向に（図の前後方向）に３０ｍｍであるとすると、第２係合部６２ｃの長手方向の長さは係合箇所６ａの長手方向の長さより長いほうが好ましく、例えば、１５ｍｍ〜３０ｍｍにすることができる。なお、上記においては第１部材６１の第１係合部６１ｄおよび第２部材６２の第２係合部６２ｃはいずれも矩形である。しかし、第１係合部６１ｄおよび第２係合部６２ｃの形状は矩形には限られず、正方形、略円形、略楕円形等の任意形状でよい。
【００３６】
次に、本実施形態の改質器支持構造の動作について説明する。
【００３７】
図７は、燃料電池モジュール１が発電を行う際の、水素含有燃料、水蒸気、水素リッチガス、酸化剤、排ガスの流れを示す図である。燃料電池モジュール１が発電を行う際には、原料導入部４から改質器５へと、都市ガス、灯油、ＬＰＧ等の水素含有燃料、及び水蒸気が与えられる。
【００３８】
改質器５に供給された水素含有燃料及び水蒸気は、改質器５の内部で改質される。すなわち、水素含有燃料及び水蒸気は、改質器５の内部に備えられた触媒、および燃焼エリア１０における燃焼により与えられる熱の作用などによって反応を生じ、水素リッチガスを発生させる。この反応を効率良く生じさせるためには、改質器５の温度が全体において均一であることが好ましい。したがって、改質器５は、燃料電池セルスタック９との距離がほぼ一定となるよう、水平に保持されて、燃料電池セルスタック９の上部に形成される燃焼エリア１０からの熱を均一に受け取ることができるようにすることが望ましい。この時、改質器５と燃料電池セルスタック９との距離は、一例としておよそ１５ｍｍとし得る。
【００３９】
改質器５で発生した水素リッチガスは、改質ガス供給管７および台座８を経て、燃料電池セルスタック９の燃料極に供給される。一方で、燃料電池セルスタック９の酸化剤極には、モジュール缶体２の底面に形成された酸化剤導入部１１より、酸素などの酸化剤が供給される。燃料電池セルスタック９内部では、供給された水素リッチガス及び酸化剤による電気化学的反応が生じ、この電気化学的反応によって生じた電気が、電流取り出し部（不図示）を介してモジュール缶体２の外部に取り出される。
【００４０】
燃料電池セルスタック９内部における電気化学的反応においては、供給された水素リッチガスおよび酸化剤のすべてが用いられる訳ではない。反応しなかった水素リッチガス及び酸化剤は、燃料電池セルスタック９の上部に形成される燃焼エリア１０に供給され、ここで燃焼する。燃焼により生じた熱は、改質器５及び燃料電池セルスタック９に与えられる。また、燃焼により生じた排ガスは、改質器５とモジュール缶体２の上板２ｃとの間の流路を通って上板２ｃに設けられた排ガス出口１２よりモジュール缶体２の外部に放出される。
【００４１】
以上の動作により、燃料電池モジュール１の動作中には、モジュール缶体２の内部は７００℃を超える高温となる。このとき、改質器５も高温となり、燃焼エリア１０からの熱を受ける改質器５の底面５ｃは、８００℃程度となる。この結果、燃料電池モジュール１の動作開始時には、温度上昇に伴って、改質器５の、特に長手方向に熱膨張が発生する。
【００４２】
ここで、改質器５は、前述のとおり長手方向の右側端５ａにおいて原料導入部４に連結されており、原料導入部４はモジュール缶体２の蓋面２ａに固定されている。したがって、燃料電池モジュール１の動作時に改質器５に熱膨張が発生した際は、改質器５は、その長手方向の左側端５ｂにおいて、その熱膨張の影響が顕著となる。
【００４３】
改質器支持構造６は、このような改質器５に生じる熱膨張の影響が顕著となる位置において改質器５を支持している。そして、改質器支持構造６の第２部材６２は改質器５に取り付けられているため、改質器５の熱膨張に伴って、改質器５と一体となって移動することになる。このとき、図６に示すように、第２部材６２の第２係合部６２ｃは、モジュール缶体２の上面２ｃの内面２ｃiに取り付けられた第１部材６１の第１係合部６１ｄの上を摺動する。第１係合部６１ｄ及び第２係合部６２ｃは、改質器５の熱膨張が生じたときも、改質器５を支持するのに十分な接触を保てる大きさを有しているため、改質器５が熱膨張しても、第２部材６２は同一平面上で水平方向に移動するのみである。すなわち、第１係合部６１ｄと第２係合部６２ｃとが互いに重なりあい面接触して形成する係合箇所６ａの長手方向位置は変化しない。それゆえ、改質器支持構造６は、改質器５に熱膨張が生じた際も、改質器５に応力を加えることなく支持することができる。また、改質器５は熱膨張による膨張（変形）を阻害されることがないため、熱応力の発生も抑制される。このため、改質器５の中央部が上方に向かって湾曲するような変形は起こり難い。さらに、図７から明らかなように、改質器支持構造６の第１部材６１及び第２部材６２はいずれも左右方向においてセルスタック９及び燃焼エリア１０の外側に位置している（燃料電池モジュール１を上方から見たときに燃料エリア１０の外側に位置している）。そのため、燃焼エリア１０からの熱の影響を受けにくい。
【００４４】
燃料電池モジュール１の動作を停止させた時には、改質器５の温度は低下し、改質器５には収縮が生じる。この時、改質器支持構造６の第２部材６２は、改質器５に取り付けられているため、改質器５の収縮に伴って、改質器５と一体となって移動する。このとき、第２部材６２の第２係合部６２ｃは、図６に示すように、モジュール缶体２の上面に取り付けられた第１部材６１の第１係合部６１ｄの上を摺動する。第１係合部６１ｄ及び第２係合部６２ｃは、改質器５の収縮が生じたときも、第１部材６１と第２部材６２とが干渉を生じないよう互いに少しずれた状態（間隔ｄ）で接触しているため、改質器５が収縮しても、第２部材６２は同一平面上で水平方向に移動するのみである。したがって、改質器支持構造６は、改質器５に収縮が生じた際も、安定して改質器５を支持することができる。また、改質器５は収縮による変形を阻害されることがないため、熱応力の発生も抑制される。
【００４５】
このように本実施形態の改質器支持構造６は、第１部材６１の第１係合部６１ｄ上を第２部材６２の第２係合部６２ｃを摺動させることにより、改質器５に熱膨張、収縮が生じた時にも、改質器５を安定した状態で、水平に支持することができる。さらに本実施形態の改質器支持構造６は、第１部材６１と第２部材６２のみにより構成されているため、燃料電池モジュール１の製造時に容易にモジュール本体３に取り付けることができ、製造コストも低い。また、改質器支持構造６及び第１部材６１の第１係合部６１ｄと第２部材６２の第２係合部６２ｃが面接触により係合してできる係合箇所６ａは、改質器５の上方（燃焼エリア１０と反対側）であって、長手方向、すなわち、改質器５を上方に投影してできる領域の内側に設けられているので、燃焼熱による影響を受けにくい。また、改質器支持構造６は改質器５に最も近いモジュール缶体２の上板２ｃで改質器５を支持するために、改質器５が熱膨張で移動しても改質器支持構造６を構成する第１部材６１及び第２部材６２に応力がかかり難い。もし、この係合箇所６ａが台座８やその近傍にあると、第１部材６１または第２部材６２の長さが長くなり、改質器５が熱膨張したときに第１部材６１または第２部材６２が撓んで第１部材６１に対して第２部材６２がスムーズに移動し難くなる。
【００４６】
次に、本実施形態の改質器支持構造６の変形例を説明する。
[第１−１変形例]
上記実施形態の改質器支持構造６においては、第２部材６２の平板部６２ａは鉛直部６２ｂから改質器５の内側に向かって屈曲していたが、図８に示す変形例のように、第２部材６２の平板部６２ａが鉛直部６２ｂから改質器５の外側に屈曲していてもよい。このような配置とすることで、モジュール缶体２の上面２ｃの内面２ｃiにおける第１部材６１の取り付け位置を、モジュール缶体２の左側壁２ｄにより近い位置とすることができる。したがって、燃料電池モジュール１の動作中のモジュール缶体２が熱による影響で変形したとしても、その影響をより小さくすることができる。
【００４７】
[第１−２変形例]
上記実施形態の改質器支持構造６においては、第２部材６１の鉛直部６２ｂの一部（下端部）を改質部５の左側面５ｂに取り付けたが、図９に示すように鉛直部６２ｂを平板部６２ａと平行になるように折り曲げて平板取り付け部６２ｄを画成し、平板取り付け部６２ｄを改質部５の上面５ｇに取り付けてもよい。この際、第２部材６２と係合する第１部材６１のモジュール缶体２の内面２ｃｉの取り付け位置を調整すればよい。こうすることで、改質器支持構造６が完全に改質器５の上方に位置するので、燃焼エリア１０において生じる熱の改質器支持構造６への影響を小さくすることができる。
【００４８】
[第１−３変形例]
第１−２変形例では、平板取り付け部６２ｄを平板部６２ａが延在する方向と同じ方向に延在させたが、図１０に示すように平板取り付け部６２ｄを平板部６２ａが延在する方向と逆方向に延在させてもよい。この変形例でも、改質器支持構造６が完全に改質器５の上方に位置するので、燃焼エリア１０において生じる熱の改質器支持構造６への影響を小さくすることができる。
【００４９】
[第１−４変形例]
上記実施形態の改質器支持構造６においては、第２部材６２は平板部６２ａと鉛直部６２ｂにより構成されていたが、図１１に示すように、第２部材６２を、水平部６２ｃおよび鉛直部６２ｄを有するエルボー状の屈曲部材としてもよい。第２部材６２は、水平部６２ｃと改質器５の上面５ｇとの間に所定の隙間Ｇ２が形成されるように、鉛直部６２ｄの一部（下端近傍）が改質器５の左側面５ｂに溶接などにより取り付けられる。円柱状の水平部６２ｃの下端が第１部材６１の平坦な第１係合部６１ｄと線接触することにより第１部材６１と第２部材６２が係合し、線状の係合箇所６ａを形成する。図１１に示すように、第２部材６２は、改質器５の短手方向の中央に位置することが望ましい。これにより、改質器５をバランス良く安定して支持することが可能となる。
【００５０】
[第１−５変形例]
上記第１−４変形例の改質器支持構造６においては、第２部材６２は、水平部６２ｃが鉛直部６２ｄから改質器５の内側に向かって屈曲する構造であったが、図１２に示す変形例では、第２部材６２を円柱状の水平部６２ｃのみを有する棒状部材とし、第２部材６２の一端６２ｅが改質器５の左側面５ｂに溶接などにより取り付けられている。円柱の水平部６２ｃの下端が第１部材６１の平坦な第１係合部６１ｄと係合し、線状の係合箇所６ａを形成する。図１２に示すように、第２部材６２は、改質器５の短手方向の中央に位置することが望ましい。これにより、改質器５をバランス良く安定して支持することが可能となる。また、このような配置とすることで、モジュール缶体２の上面２ｃの内面２ｃiにおける第１部材６１の取り付け位置を、モジュール缶体２の左側壁２ｄにより近い位置とすることができる。したがって、燃料電池モジュール１の動作中のモジュール缶体２が熱による影響で変形したとしても、その影響をより小さくすることができる。
【００５１】
[第１−６変形例]
上記第１−５変形例の改質器支持構造６においては、第２部材６２は水平部６２ｃのみを有する棒状部材であったが、図１３に示す変形例では、第２部材６２は、その左端６２ｆの近傍が改質器５の下方向に向けて延在する鉛直部６２ｇを有するエルボー状部材である。第２部材６２は、右端６２ｅの近傍において、改質器５の上面５ｇに溶接などにより取り付けられる。ここで、第２部材６２の左端６２ｆが半球状または曲面を有するように形成されている。このため、第２部材６２の左端６２ｆが第１部材６１の平坦な第１係合部６１ｄと点接触することにより第２部材６２と第１部材６１が係合し、点状の係合箇所６ａを形成する。
【００５２】
[第２実施形態]
次に、図１４を参照しながら、本発明の改質器支持構造の第２の実施形態を説明する。本実施形態の特徴は、改質器支持構造６の第１部材６３と第２部材６４の形状が、第１実施形態とは異なる点である。その他の点においては第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００５３】
本実施形態の改質器支持構造６は、モジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃｉに取り付けられた第１部材６３と、改質器５に取り付けられた第２部材６４とからなる。改質器支持構造６の第１部材６３の形状は図１４に示すとおりである。第１部材６３は、断面が略Ｚ字状の屈曲部材であり、改質器５の短手方向に延在する平板部６３ａと、平板部６３ａの一端から屈曲して延在する吊り下げ部６３ｂと、吊り下げ部６３ｂの上端部から屈曲してモジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃｉとほぼ平行に延在する張出部６３ｃとを有する。張出部６３ｃの上面がモジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃｉに溶接などにより取り付けられる。なお、吊り下げ部６３ｂと、上板２ｃの内面２ｃｉとを直接溶接可能である場合には、張出部６３ｃは省略することができる。平板部６３ａとモジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃiとの間に所定の隙間Ｇ１が形成される。平板部６３ａの上面６３ｄが、第２部材６４と係合する第１係合部（６３ｄ）となる。第１部材６３は、例えば、ステンレスなどの平板を屈曲して形成することができる。モジュール缶体２の上面２ｃの内面２ｃｉにおける、第１部材６１の取り付け位置は、できるだけモジュール缶体２の左側壁２ｄに近い位置とするのが望ましい。第１部材６３の取り付け位置をできるだけモジュール缶体２の左側壁２ｄに近い位置とすることで、モジュール缶体２の変形による影響を小さくすることができ、より安定した改質器５の支持が可能となる。
【００５４】
なお、図１４は、第１部材６３の張出部６３ｃが、平板部６３ａに対して、改質器５の長手方向の反対側に延在する様子を示しているが、張出部６３ｃは、平板部６３ａと向かい合うようにして延在していてもよい。
【００５５】
改質器支持構造６の第２部材６４は、図１４に示す通り、断面が略Ｕ字状の屈曲した板材であり、改質器５の短手方向に延在する平板部６４ａと平板部６４ａの両端から下方に屈曲して延在する一対の鉛直部６４ｂ、６４ｂと、鉛直部６４ｂ、６４ｂの端部から屈曲して改質器５の上面５ｇとほぼ平行に延在する一対の張出部６４ｃ、６４ｃとを有する。張出部６４ｃ、６４ｃの下面が改質器５の上面５ｇに溶接などにより取り付けられる。なお、鉛直部６４ｂと、改質器５の上面５ｇとを直接溶接可能である場合には、張出部６４ｃは省略することができる。平板部６４ａと改質器５の上面５ｇとの間に所定の隙間Ｇ２が形成される。平板部６４ａの下面６４ｄが、第１部材６３と係合する第２係合部（６４ｄ）となる。第２係合部６４ｄが第１部材６３の平坦な第１係合部６３ｄと面接触することにより第１部材６３と第２部材６４が係合し、面状の係合箇所６ａを形成する。第２部材６４は、例えば、ステンレスなどの平板を屈曲して形成することができる。図１４に示すように、第２部材６４は、改質器５の短手方向の中央に位置することが望ましい。これにより、改質器５をバランス良く安定して支持することが可能となる。
【００５６】
なお、第２部材６４は、第１部材６３の第１係合面６３ｄと係合する第２係合部６４ｄを有する形状であれば略Ｕ字状に限られず、第１実施形態で用いた第２部材６２（図５、図９、図１０参照）を、本実施形態の第２部材６４として用いることもできる。この時は、第２部材６２の第２係合部６２ｃを第１部材６３の第１係合部６３ｄと面接触させて係合し、改質器５の熱膨張、収縮時にも改質器５を安定して支持できる位置に配置できるように第２部材６２が取り付けられる
【００５７】
図１４に示した改質器支持構造６においては、第１部材６３の平板部６３ａは鉛直部６３ｂから改質器５の内側に向かって延在していたが、第１部材６３の平板部６３ａが鉛直部６３ｂから改質器５の外側に向かって延在していてもよい。この場合も、第１部材６３の第１係合部６３ｄを第２部材６４の第２係合面６４ｄと面接触させて係合し、改質器５の熱膨張、収縮時にも改質器５を安定して支持できる位置に第１部材６３が取り付けられる。
【００５８】
[第２−１変形例]
上記実施形態の改質器支持構造６においては、第１部材６３は平板部６３ａ、吊り下げ部６３ｂ、張出部６３ｃにより構成されていたが、図１５に示すように、第１部材６３をコ字状に屈曲した棒状部材であり、水平部６３ａ、６３ａおよび連接部６３ｂを有する構成としてもよい。第１部材６３は、連接部６３ｂがモジュール缶体２左側壁２ｄの内面２ｄiに溶接などにより取り付けられる。水平部６３ａの上端が第２部材６４の平坦な第２係合部６４ｄと線接触することで第１部材６３と第２部材６４が係合し、線状の係合箇所６ａを形成する。このような配置とすることで、第１部材６３を、モジュール缶体２の左壁面２ｄの内面２ｄiの、上面２ｃに近い位置に、取り付けることができる。したがって、燃料電池モジュール１の動作中のモジュール缶体２が熱による影響で変形したとしても、その影響をより小さくすることができる。
【００５９】
なお、さらなる変形例として図１５に示した第１部材６３の代わりに、屈曲していない真直な棒状部材としてもよい。また、図１５に示した第１部材６３の代わりに、図１３に第２部材６２として示したエルボー状部材を第１部材６３として用いて第１部材６３の先端の半球又は曲面部を第２部材６４の平坦な第２係合部６４ｄに点接触させてもよい。
【００６０】
[第３実施形態]
次に、図１６を参照しながら、本発明の改質器支持構造の第３の実施形態を説明する。本実施形態の特徴は、改質器支持構造６の第１部材６５と第２部材６６の形状、および取り付け位置が第１実施形態、第２実施形態とは異なる点である。その他の点においては第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００６１】
本実施形態の改質器支持構造６は、モジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃｉに取り付けられた２つの第１部材６５と、改質器５に取り付けられた２つの第２部材６６とからなる。改質器支持構造６の第１部材６５の形状は図１６に示すとおりである。第１部材６５は、断面が略Ｕ字状の屈曲部材であり、改質器５の長手方向に延在する平板部６５ａと、平板部６５ａの一端から屈曲して延在する吊り下げ部６５ｂと、吊り下げ部６５ｂの上端部から屈曲してモジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃｉとほぼ平行に延在する張出部６５ｃとを有する。張出部６５ｃの上面がモジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃｉに溶接などにより取り付けられる。平板部６５ａの上面６５ｄが、第２部材６６と係合する第１係合部（６５ｄ）となる。第１部材６５は、例えば、ステンレスなどの平板を屈曲して形成することができる。
【００６２】
本実施形態の第１部材６５は、改質器５の左側端５ｂ近傍の前側端部、および改質器５の左側端５ｂ近傍の後側端部において、モジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃiに取り付けられている。これにより、改質器５をバランス良く安定して支持することが可能となる。
【００６３】
なお、図１６は、第１部材６５の張出部６５ｃが、平板部６５ａに向かい合うようにして延在する様子を示しているが、張出部６５ｃは、平板部６５ａに対して、改質器５の短手方向の反対側に延在していてもよい。また、張出部６５ｃを用いずに、吊り下げ部６５ｂの上端部を直接、モジュール缶体２の上板２ｃの内面２ｃｉに溶接してもよい。
【００６４】
改質器支持構造６の第２部材６６は、図１６に示す通り、断面が略Ｚ字状の屈曲部材であり、改質器５の長手方向に延在する平板部６６ａと、平板部６６ａの一端から屈曲して延在する鉛直部６６ｂと、鉛直部６６ｂの下端部から屈曲して改質器５の上面５ｇとほぼ平行に延在する張出部６６ｃとを有する。張出部６６ｃの下面が改質器５の上面５ｇに溶接などにより取り付けられる。平板部６６ａの下面６６ｄが、第１部材６５と係合する第２係合部６６ｄとなる。平坦な第２係合部６６ｄが第１部材６５の平坦な第１係合部６５ｄと面接触することにより第１部材６５と第２部材６６が係合し、面状の係合箇所６ａを形成する。第２部材６６は、例えば、ステンレスなどの平板を屈曲して形成することができる。
【００６５】
なお、第２部材６６は、第１部材６５の第１係合部６５ｄと係合する第２係合部６６ｄを有する形状であれば略Ｚ字状に限られず、第１実施形態で用いた第２部材６２（図５、図９参照）を、本実施形態の第２部材６６として用いることもできる。この時、第２部材６２の第２係合部６２ｄが第１部材６５の第１係合部６５ｄと面接触して係合し、改質器５の熱膨張、収縮時にも改質器５を安定して支持できる位置となるように第２部材６２が取り付けられる。
【００６６】
さらなる変形例として、図１６に示した第１部材６５に代えて、図１１に示したエルボー状部材または図１２に示した棒状部材、図１５に示したコ字状部材を用いて、第２部材６６の平坦な第２係合部６６ｄと線状の係合箇所６ａを形成してもよい。また、図１６に示した第１部材６５に代えて、図１３に示したエルボー状部材を用いて、第２部材６６の平坦な第２係合部６６ｄと点状の係合箇所を形成してもよい。
【００６７】
さらなる変形例として、図１６に示した第２部材６６に代えて、図１１に示したエルボー状部材または図１２に示した棒状部材、図１５に示した略Ｕ字状部材を用いて、第１部材６５の平坦な第１係合部６５ｄと線状の係合箇所を形成してもよい。また、図１６に示した第２部材６６に代えて、図１３に示したエルボー状部材を用いて、第１部材６５の平坦な第１係合部６５ｄと点状の係合箇所を形成してもよい。
【００６８】
以上、本発明の改質器支持構造及びそれを用いた燃料電池モジュールを実施形態及びそれらの変形例で説明してきたが、本発明はそれらの具体例に限定されず、本発明の範囲内で改変することができる。上記実施形態及びそれらの変形例においては、第１部材はモジュール缶体の上壁の内面に取り付けた。しかしながら、これに限らず、第１部材は第２部材との係合箇所６ａが改質器の底部より上方に位置していれば、モジュール缶体の側壁の内面に取り付けてもよい。この場合、例えば、対向する側壁の内面を連結する平板状部材とすることができる。
【００６９】
上記実施形態及びそれらの変形例においては、原料導入部４から水素含有燃料および水蒸気を供給するものとしたが、原料導入部４とは別に水蒸気を供給するための管路を設け、水素含有燃料と水蒸気を異なる管路から改質器５に供給する構成としてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態及びそれらの変形例において、改質器５は長尺状の箱形であるとしたが、改質器５は、このような形状に限定されない。例えば、複数の二重円筒状の改質器を水平方向に複数本並べたものであってよく、水平方向に複数本並べた円筒を、さらに鉛直方向に複数段に重ねたものであってもよい。
【００７１】
また、上記実施形態及びそれらの変形例においては、原料導入管４から改質器５の端部に供給された水素含有燃料及び水蒸気が、改質器５の長尺方向の反対側の端部で一度折り返された後に、改質ガス供給管７に向かう構造としたが、改質器５は、このような構造に限定されない。例えば、改質器５の内部での折り返しの回数が２回以上となるように分離壁を形成してもよい。また、改質器５の内部には、改質器５の前後方向（改質器５の前後方向において長手方向と直交する方向）のほぼ中央位置に、分離壁５ｄが、左側端部５ｂの近傍を除き、右側端部５ａ、底面５ｃ、および上面５ｇに当接して長手方向に延在するように形成されているとしたが、分離壁５ｄが、左側端部５ｂの近傍を除き、右側端部５ａ、前部５ｈ、および後部５ｉに当接して長手方向に延在するように形成されていてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態及びそれらの変形例においては、改質器５は、水素含有燃料及び水蒸気を水素リッチガスに改質する改質部のみを有するとしたが、改質器５が気化部を含んでいてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態及びそれらの変形例においては、改質器５の底面５ｃには、右側端５ａの近傍に改質ガス供給管７の一端が連結されているとしたが、右側端５ａに改質ガス供給管７の一端が連結されていてもよい。
【００７４】
上記実施形態においては、モジュール缶体２の開口２ｂは右側２ａに設けたが、開口２ｂを左側壁２ｄに設け、この開口２ｂを蓋面で閉鎖してもよい。この開口２ｂの位置は、支持構造６の設置位置や取り付け方に応じて適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の改質器支持構造は、温度変化によって改質器が膨張・収縮しても改質器に改質器支持構造を通じて応力を与えることなく改質器を支持することができる。それゆえ、本発明の改質器支持構造を用いることで改質器及びそれを用いる燃料電池モジュールを長寿命化させ、燃料電池モジュールを安全に長期間に渡って使用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  燃料電池モジュール
２  モジュール缶体
３  モジュール本体部
４  原料導入管
５  改質器
６  改質器支持構造
６１  第１部材
６２  第２部材
７  改質ガス供給管
８  台座
９  燃料電池セルスタック
９ａ  燃料電池セル
１０  燃焼エリア
１１  酸化剤供給部
１２  排ガス出口
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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