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JP2013055008A - Fuel cell device - Google Patents

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JP2013055008A
JP2013055008A JP2011194119A JP2011194119A JP2013055008A JP 2013055008 A JP2013055008 A JP 2013055008A JP 2011194119 A JP2011194119 A JP 2011194119A JP 2011194119 A JP2011194119 A JP 2011194119A JP 2013055008 A JP2013055008 A JP 2013055008A
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JP
Japan
Prior art keywords
fuel cell
container
insertion hole
air
temperature sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011194119A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Omura
肇 大村
Naoki Watanabe
直樹 渡邉
Yosuke Akagi
陽祐 赤木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
Priority to JP2011194119A priority Critical patent/JP2013055008A/en
Publication of JP2013055008A publication Critical patent/JP2013055008A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/50Fuel cells

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel cell device which prevents a protection tube in which a temperature sensor is disposed and air in the protection tube from being cooled by air at the exterior of a container and allows the temperature in the container where multiple fuel cells are housed to be accurately measured.SOLUTION: In a fuel cell device, a protection tube 820, protruding to the inner side of a container 80, is fixed to a wall surface of the container 80, and a heat insulation material 8 is disposed so as to contact with the outer side of the wall surface to which the protection tube 820 is fixed. An opening area of a second insertion hole 852 formed in the heat insulation material 8 is smaller than an opening area of a first insulation hole 851 formed on the wall surface.

Description

本発明は、燃料ガスと酸化剤ガスにより発電を行う燃料電池装置に関する。   The present invention relates to a fuel cell device that generates power using a fuel gas and an oxidant gas.

燃料ガスと酸化剤ガスにより発電を行う燃料電池装置として、複数の燃料電池セルを互いに電気的に接続してなる燃料電池セル集合体を、容器内部に収容した構造のものが知られている。このような構造の燃料電池装置においては、燃料電池装置の運転中における容器内部の温度を測定するために、温度センサが容器内部に配置される。しかし、以下に述べるように、燃料電池装置の容器内部は温度センサにとって過酷な環境であるため、温度センサを直接容器内部に配置すること望ましくない。   2. Description of the Related Art As a fuel cell device that generates power using a fuel gas and an oxidant gas, a fuel cell device having a structure in which a fuel cell assembly formed by electrically connecting a plurality of fuel cells is housed in a container is known. In the fuel cell device having such a structure, a temperature sensor is disposed inside the container in order to measure the temperature inside the container during operation of the fuel cell device. However, as described below, since the inside of the container of the fuel cell device is a harsh environment for the temperature sensor, it is not desirable to arrange the temperature sensor directly inside the container.

燃料電池装置の運転中においては、燃料電池セルが発電可能な温度を保つ必要があるため、容器内部は高温に維持されている。例えば固体酸化物形燃料電池の場合は、運転中における容器の内部温度は約700℃にまで達する。また、容器内部は高温であることに加えて、発電反応に寄与しなかった残余の燃料ガスや酸化剤ガス、及び発電反応で生じた水蒸気といった、反応性の高いガスで満たされた状態となっている。このため、温度センサを容器内部に直接配置すると、かかる過酷な環境に曝される結果、短期間で温度センサは破損してしまう。   During operation of the fuel cell device, it is necessary to maintain a temperature at which the fuel cell can generate electric power, so that the interior of the container is maintained at a high temperature. For example, in the case of a solid oxide fuel cell, the internal temperature of the container during operation reaches about 700 ° C. In addition to the high temperature inside the container, the container is filled with highly reactive gases such as residual fuel gas and oxidant gas that did not contribute to the power generation reaction, and water vapor generated by the power generation reaction. ing. For this reason, when the temperature sensor is directly arranged inside the container, the temperature sensor is damaged in a short period of time as a result of being exposed to such a harsh environment.

一般に、過酷な環境の容器内部に温度センサを配置する際は、一端側が開口し他端側が封止された保護管を容器の内壁に配置し、当該保護管の内部に温度センサを配置することが行われている(下記特許文献1参照)。このような構成とすることによって、温度センサは保護管によって覆われて過酷な環境から保護された状態となるため、長期間に渡り温度を測定することが可能となる。   Generally, when placing a temperature sensor inside a container in a harsh environment, a protective tube with one end opened and the other end sealed is placed on the inner wall of the container, and the temperature sensor is placed inside the protective tube. (See Patent Document 1 below). By adopting such a configuration, the temperature sensor is covered with the protective tube and is protected from a harsh environment, so that the temperature can be measured over a long period of time.

しかしながら、保護管の内部に温度センサを配置する場合においては、実際に温度を測定すべき容器内部の空間と、温度センサが配置されている空間とが、保護管によって隔てられた状態となっている。このため、容器外部の空気が保護管の開口部を通じて保護管内部に流入してしまうと、温度センサの周囲の温度が低下し、容器内部の温度を正確に測定することができなくなる。これを防ぐために、下記特許文献1には、保護管の開口部に対して蓋体を取り付けることにより保護管を密閉し、容器外部の空気が保護管内部に流入することを防止する構造が開示されている。   However, when the temperature sensor is arranged inside the protective tube, the space inside the container where the temperature is actually measured and the space where the temperature sensor is arranged are separated by the protective tube. Yes. For this reason, if the air outside the container flows into the protective tube through the opening of the protective tube, the temperature around the temperature sensor decreases, and the temperature inside the container cannot be measured accurately. In order to prevent this, the following Patent Document 1 discloses a structure that seals the protective tube by attaching a lid to the opening of the protective tube and prevents air outside the container from flowing into the protective tube. Has been.

特開平8−210923号公報JP-A-8-210923

保護管の開口部に対して蓋体を取り付けることによって保護管を密閉した場合、容器外部の空気が保護管内部に流入することは防止することができる。しかし、蓋体が容器外部の空気に触れて冷却されるため、蓋体を介した熱伝導によって保護管が冷却されてしまい、容器内部の温度を正確に測定することができなかった。   When the protective tube is sealed by attaching a lid to the opening of the protective tube, the air outside the container can be prevented from flowing into the protective tube. However, since the lid is cooled by touching the air outside the container, the protective tube is cooled by heat conduction through the lid, and the temperature inside the container cannot be measured accurately.

この問題を解決するための対策としては、保護管の開口部に対して蓋体を直接取り付けるのではなく、温度センサを挿入するための挿入穴が形成された断熱材を介して蓋体を取り付けることにより、保護管を密閉することが考えられる。このような構成とすれば、蓋体を介した熱伝導によって保護管が冷却されることを防止することができる。しかし、蓋体を介した熱伝導によって保護管内部の空気が直接冷却されてしまうことは防止することができず、この影響により、やはり容器内部の温度を正確に測定することができなかった。   As a measure to solve this problem, the lid is not directly attached to the opening of the protective tube, but the lid is attached via a heat insulating material in which an insertion hole for inserting the temperature sensor is formed. Therefore, it is conceivable to seal the protective tube. With such a configuration, the protection tube can be prevented from being cooled by heat conduction through the lid. However, it is impossible to prevent the air inside the protective tube from being directly cooled by heat conduction through the lid, and due to this influence, the temperature inside the container cannot be measured accurately.

特に、容器内部の温度が約700度と非常に高温となる燃料電池装置においては、保護管の内面に温度センサが接触すると両者が焼き付いてしまい、温度センサを保護管から取り出すことができなくなるという問題が生じる。これを防止するために、保護管の内面と温度センサとの距離を大きくとる必要があり、保護管の容積及び蓋体が大きくなる結果、蓋体を介した熱伝導によって保護管内部の空気が冷却される影響は無視できないものとなっていた。   In particular, in a fuel cell device in which the temperature inside the container is as high as about 700 degrees, when the temperature sensor comes into contact with the inner surface of the protective tube, both of them are seized, making it impossible to take out the temperature sensor from the protective tube. Problems arise. In order to prevent this, it is necessary to increase the distance between the inner surface of the protective tube and the temperature sensor. As a result of the increase in the volume of the protective tube and the lid, the air inside the protective tube is caused by heat conduction through the lid. The effect of cooling was not negligible.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度センサが内部に配置された保護管、及び保護管内部の空気が、容器外部の空気によって冷却されてしまうことを防止し、燃料電池セル集合体が収容された容器内部の温度を正確に測定することができる燃料電池装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a subject, The objective is that the temperature sensor is arrange | positioned inside and the air inside a protection tube will be cooled by the air outside a container. An object of the present invention is to provide a fuel cell device capable of preventing and accurately measuring the temperature inside the container in which the fuel cell assembly is accommodated.

前記課題を解決するために、本発明に係る燃料電池装置は、燃料ガスと酸化剤ガスにより発電を行う燃料電池装置において、内部流路を有し、前記内部流路に対して前記燃料ガス及び前記酸化剤ガスの一方が供給される複数の燃料電池セルと、前記複数の燃料電池セルを内部に収容する容器と、前記容器の壁面に対して、外側から当接するように配置された断熱材と、前記壁面に形成された第一の挿入穴及び前記断熱材に形成された第二の挿入穴を通じて、先端に設けられた熱電対が前記容器の内側に位置するように前記容器の内側に突出して配置された棒状の温度センサと、前記容器の内側において、前記温度センサ及び前記第一の挿入穴を覆うように前記壁面に対して固定された保護管と、を備え、前記第二の挿入穴の開口面積は、前記第一の挿入穴の開口面積よりも小さいことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a fuel cell device according to the present invention includes an internal channel in a fuel cell device that generates power using a fuel gas and an oxidant gas, and the fuel gas and A plurality of fuel cells to which one of the oxidant gases is supplied, a container that houses the plurality of fuel cells, and a heat insulating material disposed so as to come into contact with the wall surface of the container from the outside And through the first insertion hole formed in the wall surface and the second insertion hole formed in the heat insulating material, the thermocouple provided at the tip is located inside the container so as to be located inside the container. A rod-shaped temperature sensor disposed so as to protrude, and a protective tube fixed to the wall surface so as to cover the temperature sensor and the first insertion hole inside the container, and The opening area of the insertion hole is And wherein the smaller than the opening area of one insertion hole.

本発明によれば、保護管が容器の壁面に対して固定されており、更に壁面の外側には断熱材が当接するように配置されている。従って、容器外部の空気からの熱伝導によって保護管及び保護管内部の空気が冷却されてしまうことを防止することができる。更に、容器の壁面に形成された第一の挿入穴の開口面積よりも、断熱材に形成された第二の挿入穴の開口面積が小さいため、保護管内部の空気と容器外部の空気とが、断熱材によって隔てられることとなる。従って、蓋体を介した熱伝導によって保護管内部の空気が直接冷却されてしまうことも防止することができる。以上のように、容器外部の空気が温度測定に対して影響を及ぼしてしまうことが防止されるため、容器内部の温度を正確に測定することが可能となる。   According to the present invention, the protective tube is fixed to the wall surface of the container, and further, the heat insulating material is disposed on the outside of the wall surface. Therefore, it is possible to prevent the protection tube and the air inside the protection tube from being cooled by heat conduction from the air outside the container. Furthermore, since the opening area of the second insertion hole formed in the heat insulating material is smaller than the opening area of the first insertion hole formed in the wall surface of the container, the air inside the protective tube and the air outside the container are It will be separated by a heat insulating material. Therefore, it is possible to prevent the air inside the protective tube from being directly cooled by heat conduction through the lid. As described above, since the air outside the container is prevented from affecting the temperature measurement, the temperature inside the container can be accurately measured.

特に、保護管の容積を大きく形成した場合であっても、それにより保護管の温度が下がることはなく、保護管内部の空気の温度が下がることもない。従って、保護管の容積を大きく形成することで保護管と温度センサとの焼き付きを確実に防止しながら、容器内部の温度を正確に測定することができる。   In particular, even when the volume of the protective tube is increased, the temperature of the protective tube does not decrease, and the temperature of the air inside the protective tube does not decrease. Therefore, the internal temperature of the container can be accurately measured while reliably preventing seizure between the protective tube and the temperature sensor by forming the protective tube with a large volume.

また本発明に係る燃料電池装置では、前記断熱材の外側には前記断熱材を覆うカバー部材を有し、前記温度センサは、前記カバー部材に対して固定されていることも好ましい。   In the fuel cell device according to the present invention, it is preferable that a cover member that covers the heat insulating material is provided outside the heat insulating material, and the temperature sensor is fixed to the cover member.

燃料電池装置の運転中においては、容器の壁面は非常に高温となっている。このため、容器の壁面に対して温度センサを固定した場合は、壁面からの熱伝導によって温度センサが加熱されてしまい、容器内部の温度を正確に測定することが困難となる。そこで、この好ましい態様では、容器の壁面ではなくカバー部材に対して温度センサを固定している。カバー部材は、高温となる容器の壁面に対して断熱材を介して設けられているため、熱伝導によって温度センサが加熱されてしまうことがない。従って、容器内部の温度を更に正確に測定することができる。   During operation of the fuel cell device, the wall surface of the container is very hot. For this reason, when the temperature sensor is fixed to the wall surface of the container, the temperature sensor is heated by heat conduction from the wall surface, and it becomes difficult to accurately measure the temperature inside the container. Therefore, in this preferred embodiment, the temperature sensor is fixed to the cover member instead of the wall surface of the container. Since the cover member is provided via a heat insulating material on the wall surface of the container that becomes high temperature, the temperature sensor is not heated by heat conduction. Therefore, the temperature inside the container can be measured more accurately.

また本発明に係る燃料電池装置では、前記カバー部材には、前記第二の挿入穴と対応する位置において第三の挿入穴が形成されており、前記第三の挿入穴には、前記容器外部の気体が前記保護管内部に流入する経路を遮断した状態で、前記温度センサを保持するためのブッシュが挿入されていることも好ましい。   In the fuel cell device according to the present invention, a third insertion hole is formed in the cover member at a position corresponding to the second insertion hole, and the third insertion hole is formed outside the container. It is also preferable that a bush for holding the temperature sensor is inserted in a state in which the path through which the gas flows into the protective tube is blocked.

この好ましい態様では、カバー部材に対して温度センサを固定するにあたり、カバー部材に形成された第三の挿入穴に、カバー部材とは別の部材であるブッシュが挿入されており、かかるブッシュが温度センサを保持している。このように構成することにより、例えば、カバー部材は、断熱材を強固に覆うという機能を考慮し、剛性の高い材料によって形成することができる。一方、ブッシュは、容器外部の空気が保護管内部に流入することを確実に防止するために温度センサを密封した状態で保持するという機能を考慮し、弾性の高い材料によって形成することができる。すなわち、それぞれを最適化した材料によって形成することが可能となる。   In this preferred embodiment, when the temperature sensor is fixed to the cover member, a bush, which is a member different from the cover member, is inserted into a third insertion hole formed in the cover member. Holding the sensor. By configuring in this way, for example, the cover member can be formed of a highly rigid material in consideration of the function of firmly covering the heat insulating material. On the other hand, the bush can be formed of a highly elastic material in consideration of the function of holding the temperature sensor in a sealed state in order to reliably prevent air outside the container from flowing into the protective tube. That is, it is possible to form the respective materials with optimized materials.

また本発明に係る燃料電池装置では、前記カバー部材には、前記第三の挿入穴と対応する位置において螺子部が形成されており、前記螺子部に対して螺合し締結されるキャップ部材を更に有し、前記ブッシュは、前記キャップ部材の締結に伴い前記キャップ部材によって加圧されることにより、前記第三の挿入穴と前記温度センサとの間に嵌入されていることを特徴も好ましい。   In the fuel cell device according to the present invention, the cover member is formed with a screw portion at a position corresponding to the third insertion hole, and the cap member is screwed into the screw portion and fastened. Further, it is preferable that the bush is fitted between the third insertion hole and the temperature sensor by being pressed by the cap member when the cap member is fastened.

この好ましい態様では、簡易な構成によって温度センサをカバー部材に対して密封した状態で固定し、容器外部の空気が保護管内部に流入することを防止することができる。   In this preferable aspect, the temperature sensor can be fixed in a sealed state with respect to the cover member with a simple configuration, and air outside the container can be prevented from flowing into the protective tube.

また本発明に係る燃料電池装置では、前記第一の挿入穴は、前記保護管の軸方向と垂直な断面における内縁の形状と略同一の形状となるように形成されていることも好ましい。   In the fuel cell device according to the present invention, it is also preferable that the first insertion hole is formed so as to have substantially the same shape as an inner edge in a cross section perpendicular to the axial direction of the protective tube.

この好ましい態様では、壁面に形成される第一の挿入穴は、当該部分に固定される保護管の内縁の形状と略同一の形状となるように形成されている。このような構成とすることにより、壁面に対して保護管を溶接する作業が容易となるため、溶接のミスにより保護管と壁面との間にリーク穴が形成されることが防止される。従って、かかるリーク穴を通じて保護管の外部から気体が流入することがないため、容器内部の温度を正確に測定することが可能となる。   In this preferred embodiment, the first insertion hole formed in the wall surface is formed to have substantially the same shape as the shape of the inner edge of the protective tube fixed to the portion. With such a configuration, the operation of welding the protective tube to the wall surface is facilitated, so that a leak hole is prevented from being formed between the protective tube and the wall surface due to a welding mistake. Accordingly, since no gas flows from the outside of the protective tube through the leak hole, the temperature inside the container can be accurately measured.

本発明によれば、温度センサが内部に配置された保護管、及び保護管内部の空気が、容器外部の空気によって冷却されてしまうことを防止し、燃料電池セル集合体が収容された容器内部の温度を正確に測定することができる燃料電池装置を提供することができる。   According to the present invention, the protection tube in which the temperature sensor is disposed, and the air inside the protection tube are prevented from being cooled by the air outside the container, and the inside of the container in which the fuel cell assembly is accommodated. A fuel cell device capable of accurately measuring the temperature of the fuel cell can be provided.

カバー部材を外して示す燃料電池モジュールの斜視図である。It is a perspective view of the fuel cell module which removes and shows a cover member. 図1に示す燃料電池装置から燃料電池セル集合体を覆う流路部材を取り外した状態を示す燃料電池装置の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the fuel cell device showing a state where a flow path member that covers the fuel cell assembly is removed from the fuel cell device shown in FIG. 1. 図1に示す燃料電池モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the fuel cell module shown in FIG. 図1に示す燃料電池モジュールの断面図である。It is sectional drawing of the fuel cell module shown in FIG. 燃料電池セルユニットを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a fuel cell unit. 燃料電池セルスタックを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a fuel cell stack. 温度センサ及び保護管の具体的な構造及び配置について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific structure and arrangement | positioning of a temperature sensor and a protective tube.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.

図1は、本発明に係る燃料電池装置の一実施形態である燃料電池装置FCを示す斜視図であって、カバー部材1及び断熱材8を取り外した状態を示す図である。図2は、図1に示す燃料電池装置FCから燃料電池セル集合体500を覆う流路部材7を取り外した状態を示す燃料電池装置FCの斜視図である。図3は、燃料電池装置FCの断面図であって、図1の矢印A方向において、燃料電池装置FCの中央近傍における断面図である。図4は、燃料電池装置FCの断面図であって、図1の矢印B方向において、燃料電池装置FCの中央近傍における断面図である。尚、図3及び図4においては、断面のハッチングを省略している。   FIG. 1 is a perspective view showing a fuel cell device FC which is an embodiment of the fuel cell device according to the present invention, and shows a state where a cover member 1 and a heat insulating material 8 are removed. FIG. 2 is a perspective view of the fuel cell device FC showing a state in which the flow path member 7 covering the fuel cell assembly 500 is removed from the fuel cell device FC shown in FIG. 3 is a cross-sectional view of the fuel cell device FC, and is a cross-sectional view in the vicinity of the center of the fuel cell device FC in the direction of arrow A in FIG. 4 is a cross-sectional view of the fuel cell device FC, and is a cross-sectional view in the vicinity of the center of the fuel cell device FC in the direction of arrow B in FIG. In FIGS. 3 and 4, cross-sectional hatching is omitted.

燃料電池セル集合体500は、流路部材7及び仕切り板15によって形成される容器80の内部に収容された状態で配置されている。容器80とカバー部材1との間に形成された空間は、後に説明する排ガス通路が形成された部分を除き、容器80の全体を覆うように断熱材8が配置されている。すなわち、容器80の壁面を構成する流路部材7に対して断熱材8が外側から当接するように配置されている。このように断熱材8を配置することによって、容器80から外部への熱の放散を抑制している。また、断熱材8の外側にはカバー部材1が当接するように配置されており、断熱材8を固定している。   The fuel cell assembly 500 is arranged in a state of being accommodated in a container 80 formed by the flow path member 7 and the partition plate 15. In the space formed between the container 80 and the cover member 1, the heat insulating material 8 is disposed so as to cover the entire container 80 except for a portion where an exhaust gas passage described later is formed. That is, the heat insulating material 8 is disposed so as to come into contact with the flow path member 7 constituting the wall surface of the container 80 from the outside. By disposing the heat insulating material 8 in this way, heat dissipation from the container 80 to the outside is suppressed. Further, the cover member 1 is disposed so as to abut on the outside of the heat insulating material 8, and the heat insulating material 8 is fixed.

図3に示したように、燃料電池装置FCの運転中における容器80の内部の温度を測定するために、温度センサ800が設けられている。温度センサ800は棒状の形状であって、その一端に測温部である熱電対801を有しており、他端にリード線802を有している。熱電対801が容器80の内部に位置し、リード線802がカバー部材1の外部に位置するよう、温度センサ800は、流路部材7、断熱材8、カバー部材1を貫通した状態で配置されている。容器80の内部においては、熱電対801を覆うように保護管820が配置されている。これら温度センサ800及び保護管820の具体的な構造及び配置については、後に詳しく説明する。   As shown in FIG. 3, a temperature sensor 800 is provided to measure the temperature inside the container 80 during operation of the fuel cell device FC. The temperature sensor 800 has a rod-like shape, and has a thermocouple 801 as a temperature measuring unit at one end and a lead wire 802 at the other end. The temperature sensor 800 is disposed through the flow path member 7, the heat insulating material 8, and the cover member 1 so that the thermocouple 801 is located inside the container 80 and the lead wire 802 is located outside the cover member 1. ing. Inside the container 80, a protective tube 820 is disposed so as to cover the thermocouple 801. Specific structures and arrangements of the temperature sensor 800 and the protective tube 820 will be described in detail later.

カバー部材1は、正面側の側壁と、長手方向の一対の側壁と、背面側の側壁と、天井とによって直方体状に形成される。各側壁の下端部には、フランジ部が形成され、そのフランジ部をベース部材2に当接させることで、カバー部材1とベース部材2とによって密閉される空間が形成されている。カバー部材1とベース部材2とはボルト(図示しない)によって固定され、そのボルトがカバー部材1に設けられた取り付け穴を貫通し、ベース部材2に設けられた取り付け穴2aを貫通することで固定されている。   The cover member 1 is formed in a rectangular parallelepiped shape by a side wall on the front side, a pair of side walls in the longitudinal direction, a side wall on the back side, and a ceiling. A flange portion is formed at the lower end portion of each side wall, and a space sealed by the cover member 1 and the base member 2 is formed by bringing the flange portion into contact with the base member 2. The cover member 1 and the base member 2 are fixed by bolts (not shown), and the bolts pass through the mounting holes provided in the cover member 1 and are fixed by passing through the mounting holes 2a provided in the base member 2. Has been.

カバー部材1とベース部材2とによって形成される内部空間は、仕切り板15によって二つの空間に分離されている。仕切り板15によって分離されている空間の内、燃料電池セルスタック400が配置されている空間が発電室16である。仕切り板15によって分離されている空間の内、他方の空間が排出ガス室17である。尚、カバー部材1の内壁面と仕切り板15とは、直接若しくは何らかの密着用部材(例えば、可撓性のある薄板部材)を介して間接的に密着している。   An internal space formed by the cover member 1 and the base member 2 is separated into two spaces by a partition plate 15. Among the spaces separated by the partition plate 15, the space where the fuel cell stack 400 is disposed is the power generation chamber 16. Of the spaces separated by the partition plate 15, the other space is an exhaust gas chamber 17. The inner wall surface of the cover member 1 and the partition plate 15 are in close contact with each other directly or indirectly through some kind of contact member (for example, a flexible thin plate member).

仕切り板15は、ベース部材2に設けられた支持部材15aに戴置され、ベース部材2と所定距離を保って保持されている。支持部材15aは、仕切り板15を長手方向の両端において支持するように一対設けられている。従って、一対の支持部材15a,15a間には隙間15bが形成されている。カバー部材1の壁面に設けられた排出ガス通路(図示しない)を通った排出ガスは、この隙間15bから排出ガス室17へと導入される。   The partition plate 15 is placed on a support member 15 a provided on the base member 2 and is held at a predetermined distance from the base member 2. A pair of support members 15a are provided so as to support the partition plate 15 at both ends in the longitudinal direction. Accordingly, a gap 15b is formed between the pair of support members 15a and 15a. Exhaust gas that has passed through an exhaust gas passage (not shown) provided on the wall surface of the cover member 1 is introduced into the exhaust gas chamber 17 through the gap 15b.

仕切り板15にはガスタンク3が載置されている。ガスタンク3の上には、燃料電池セルスタック400が10個並べて配置され、燃料電池セル集合体500を構成している。ガスタンク3から燃料ガスが、それぞれの燃料電池セルスタック400を構成する燃料電池セル4に供給される。   The gas tank 3 is placed on the partition plate 15. Ten fuel cell stacks 400 are arranged side by side on the gas tank 3 to constitute a fuel cell assembly 500. Fuel gas is supplied from the gas tank 3 to the fuel cells 4 constituting each fuel cell stack 400.

より具体的には、ガスタンク3の上面には、燃料電池セルスタック400の下支持板400bとほぼ同じ形状の開口部(図示しない)が設けられており、その開口部に下支持板400bを密接させてガスタンク3と各燃料電池セルスタック400とが接続されている。従って、燃料電池セルスタック400を構成する燃料電池セル4は、その先端部分を上部側に向けてガスタンク3に立設されている。   More specifically, an opening (not shown) having substantially the same shape as the lower support plate 400b of the fuel cell stack 400 is provided on the upper surface of the gas tank 3, and the lower support plate 400b is in close contact with the opening. Thus, the gas tank 3 and each fuel cell stack 400 are connected. Therefore, the fuel cells 4 constituting the fuel cell stack 400 are erected on the gas tank 3 with their tip portions facing upward.

各燃料電池セル4は、管状であり、燃料電池セル4の管内を燃料電池セル4の一方の端部から他方の端部へと流れるガスと、その管外を一方の端部から他方の端部へと流れるガスの作用により作動する。本実施形態では、燃料電池セル4の管内を流れるガスは、水素又は炭化水素燃料等を改質した改質ガス等の燃料ガスであり、燃料電池セル4の管外を流れるガスは、酸素を含む空気等の酸化剤ガスである。   Each fuel battery cell 4 has a tubular shape, and a gas flowing from one end of the fuel battery cell 4 to the other end inside the pipe of the fuel battery cell 4 and outside the pipe from the one end to the other end. It operates by the action of the gas flowing to the part. In the present embodiment, the gas flowing in the pipe of the fuel battery cell 4 is a fuel gas such as reformed gas obtained by reforming hydrogen or hydrocarbon fuel, and the gas flowing outside the pipe of the fuel battery cell 4 contains oxygen. Contains oxidant gas such as air.

ここで、燃料電池セル4を含む燃料電池セルユニット30について、図5を参照しながら説明する。図5に示すように、燃料電池セルユニット30は、燃料電池セル4によって形成され且つ上下方向に延びる管状構造体であり、円筒形の燃料電池セル4と、燃料電池セル4の一方の端部4aに取付けられた内側電極端子40と、他方の端部4bに取付けられた外側電極端子42と、を有している。   Here, the fuel cell unit 30 including the fuel cells 4 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the fuel cell unit 30 is a tubular structure formed by the fuel cells 4 and extending in the vertical direction, and includes a cylindrical fuel cell 4 and one end of the fuel cell 4. It has an inner electrode terminal 40 attached to 4a and an outer electrode terminal 42 attached to the other end 4b.

燃料電池セル4は、円筒形の内側の電極層44と、円筒形の外側の電極層48と、これらの電極層44、48の間に配置された円筒形の電解質層46と、内側の電極層44の内側に構成される燃料ガス流路50とを有している。また、燃料電池セル4の一方の端部4aに、内側の電極層44が電解質層46及び外側の電極層48に対して露出した内側電極露出周面44aと、電解質層46が外側の電極層48に対して露出した電解質露出周面46aとが設けられている。燃料電池セル4の他方の端部4bは、外側の電極層48が露出した外側電極露出周面48aによって構成されている。燃料ガス流路50は、管内流路30cの一部として機能する。内側電極露出周面44aは、内側の電極層44と電気的に通じる内側電極外周面でもある。外側電極露出周面48aは、外側の電極層48と電気的に通じる外側電極外周面でもある。   The fuel cell 4 includes a cylindrical inner electrode layer 44, a cylindrical outer electrode layer 48, a cylindrical electrolyte layer 46 disposed between the electrode layers 44, 48, and an inner electrode. The fuel gas flow path 50 is formed inside the layer 44. Further, an inner electrode exposed peripheral surface 44a in which the inner electrode layer 44 is exposed to the electrolyte layer 46 and the outer electrode layer 48 at one end 4a of the fuel cell 4, and the electrolyte layer 46 is an outer electrode layer. An electrolyte exposed peripheral surface 46 a exposed to 48 is provided. The other end 4b of the fuel cell 4 is configured by an outer electrode exposed peripheral surface 48a from which the outer electrode layer 48 is exposed. The fuel gas channel 50 functions as a part of the in-pipe channel 30c. The inner electrode exposed peripheral surface 44 a is also an inner electrode outer peripheral surface that is in electrical communication with the inner electrode layer 44. The outer electrode exposed peripheral surface 48 a is also an outer electrode outer peripheral surface that is in electrical communication with the outer electrode layer 48.

内側の電極層44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トとの混合体、の少なくとも一種から形成される。電解質層46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。外側の電極層48は、例えば、Sr、Caから選ばれる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から選ばれる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から選ばれる少なくとも一種をドープしたサマリウムコバルト、銀、などの少なくとも一種から形成される。この場合、内側の電極層44が燃料極になり、外側の電極層48が空気極になる。内側の電極層44の厚さは、例えば、1mmであり、電解質層46の厚さは、例えば、30μmであり、外側の電極層48の厚さは、例えば、30μmであり、その外径は、例えば、1〜10mmである。   The inner electrode layer 44 includes, for example, a mixture of Ni and zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Ca, Y, and Sc, ceria doped with at least one selected from Ni and rare earth elements, A mixture of Ni and a mixture of lanthanum gallate doped with at least one selected from Sr, Mg, Co, Fe, and Cu. The electrolyte layer 46 includes, for example, zirconia doped with at least one selected from rare earth elements such as Y and Sc, ceria doped with at least one selected from rare earth elements, lanthanum gallate doped with at least one selected from Sr and Mg, Formed from at least one of the following. The outer electrode layer 48 is made of, for example, lanthanum manganite doped with at least one selected from Sr and Ca, lanthanum ferrite doped with at least one selected from Sr, Co, Ni, and Cu, Sr, Fe, Ni, and Cu. It is formed from at least one selected from samarium cobalt and silver doped with at least one selected. In this case, the inner electrode layer 44 becomes a fuel electrode, and the outer electrode layer 48 becomes an air electrode. The thickness of the inner electrode layer 44 is, for example, 1 mm, the thickness of the electrolyte layer 46 is, for example, 30 μm, the thickness of the outer electrode layer 48 is, for example, 30 μm, and the outer diameter is For example, it is 1-10 mm.

内側電極端子40は、内側電極露出周面44aを全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続された本体部分40aと、本体部分40aから燃料電池セル4の長手方向に延びる管状部分40bとを有している。本体部分40a及び管状部分40bは、円筒形であり且つ同心に配置され、管状部分40bの管径は、本体部分40aの管径よりも細くなっている。管状部分40bは、燃料ガス流路50と連通し且つ外部と通じる接続流路40cを有している。本体部分40aと管状部分40bとの間の段部40dは、内側の電極層44の端面44bと当接している。   The inner electrode terminal 40 is arranged so as to cover the inner electrode exposed peripheral surface 44a from the outside over the entire circumference and is electrically connected to the inner electrode terminal 40a, and a tubular shape extending from the main body portion 40a in the longitudinal direction of the fuel cell 4. Part 40b. The main body portion 40a and the tubular portion 40b are cylindrical and concentrically arranged, and the tube diameter of the tubular portion 40b is smaller than the tube diameter of the main body portion 40a. The tubular portion 40b has a connection channel 40c that communicates with the fuel gas channel 50 and communicates with the outside. A step portion 40 d between the main body portion 40 a and the tubular portion 40 b is in contact with the end surface 44 b of the inner electrode layer 44.

外側電極端子42は、外側電極露出周面48aを全周にわたって外側から覆うように配置され且つそれと電気的に接続された本体部分42aと、本体部分42aから燃料電池セル4の長手方向に延びる管状部分42bとを有している。本体部分42a及び管状部分42bは、円筒形であり且つ同心であり、管状部分42bの管径は、本体部分42aの管径よりも細くなっている。管状部分42bは、燃料ガス流路50と連通し且つ外部と通じる接続流路42cを有している。本体部分42aと管状部分42bとの間の段部42dは、環状の絶縁部材52を介して外側の電極層48、電解質層46及び内側の電極層44の端面44cと当接している。   The outer electrode terminal 42 is disposed so as to cover the outer electrode exposed peripheral surface 48a from the outside over the entire circumference and is electrically connected thereto, and a tubular shape extending from the main body portion 42a in the longitudinal direction of the fuel cell 4. Part 42b. The main body portion 42a and the tubular portion 42b are cylindrical and concentric, and the tube diameter of the tubular portion 42b is smaller than the tube diameter of the main body portion 42a. The tubular portion 42b has a connection channel 42c that communicates with the fuel gas channel 50 and communicates with the outside. A step portion 42 d between the main body portion 42 a and the tubular portion 42 b is in contact with the outer electrode layer 48, the electrolyte layer 46, and the end surface 44 c of the inner electrode layer 44 via the annular insulating member 52.

内側電極端子40の全体形状と外側電極端子42の全体形状とは同一である。また、内側電極端子40と燃料電池セル4、及び、外側電極端子42と燃料電池セル4とは、その全周にわたって導電性のシール材54によってシールされ且つ固定されている。シール材54は、例えば、銀、銀とガラスの混合物、金、ニッケル、銅、チタンなどを含む各種ロウ材である。   The overall shape of the inner electrode terminal 40 and the overall shape of the outer electrode terminal 42 are the same. Further, the inner electrode terminal 40 and the fuel battery cell 4, and the outer electrode terminal 42 and the fuel battery cell 4 are sealed and fixed by a conductive sealing material 54 over the entire circumference. The sealing material 54 is various brazing materials including, for example, silver, a mixture of silver and glass, gold, nickel, copper, and titanium.

内側電極端子40の接続流路40c、燃料電池セル4の燃料ガス流路50、及び外側電極端子42の接続流路42cは、燃料電池セルユニット30の管内流路30cを構成する。   The connection channel 40 c of the inner electrode terminal 40, the fuel gas channel 50 of the fuel cell 4, and the connection channel 42 c of the outer electrode terminal 42 constitute an in-pipe channel 30 c of the fuel cell unit 30.

続いて、燃料電池セルユニット30を含む燃料電池セルスタック400について、図6を参照しながら説明する。燃料電池セルスタック400は、16本の燃料電池セルユニット30と、上支持板400aと、下支持板400bと、接続部材400cと、外部端子400dとを備えている。   Next, the fuel cell stack 400 including the fuel cell unit 30 will be described with reference to FIG. The fuel cell stack 400 includes 16 fuel cell units 30, an upper support plate 400a, a lower support plate 400b, a connection member 400c, and an external terminal 400d.

上支持板400a及び下支持板400bは矩形であり、それぞれ、燃料電池セルユニット30を2列×8行で支持するように燃料電池セルユニット30の管状部分40b、42bに嵌合する貫通孔(図に明示しない)を有している。上支持板400a及び下支持板400bは、電気絶縁性材料で形成されており、例えば、耐熱性のセラミックスで形成されている。具体的には、アルミナ、ジルコニア、スピネル、フォルステライト、マグネシア、チタニアなどを用いることが好ましい。   The upper support plate 400a and the lower support plate 400b are rectangular, and are through holes (fitting holes) that fit into the tubular portions 40b and 42b of the fuel cell unit 30 so as to support the fuel cell unit 30 in 2 columns × 8 rows, respectively. (Not shown in the figure). The upper support plate 400a and the lower support plate 400b are formed of an electrically insulating material, for example, formed of heat resistant ceramics. Specifically, it is preferable to use alumina, zirconia, spinel, forsterite, magnesia, titania or the like.

16本の燃料電池セルユニット30は、それらが電気的に直列に接続されるように配列されている。詳細には、燃料電池セルユニット30は、隣接した燃料電池セルユニット30の内側電極端子40が交互に上側及び下側に配置されるように配列されている。更に、16本の燃料電池セルユニット30を電気的に直列に接続するための接続部材400cが設けられている。接続部材400cは、隣接した1つの内側電極端子40と1つの外側電極端子42とを電気的に接続する。直列に接続された16本の燃料電池セルユニット30の両端部の内側電極端子40及び外側電極端子42にはそれぞれ、外部と電気的な接続を行うための外部端子400dが設けられている。接続部材400c、外部端子400dは、例えば、ステンレス鋼、ニッケル基合金、クロム基合金などの耐熱金属や、ランタンクロマイトなどのセラミック材料で形成される。各燃料電池セルスタック400の外部端子400dは電気的に直列に接続されていて、その両端には電極棒13,14に接続されている。   The 16 fuel cell units 30 are arranged so that they are electrically connected in series. Specifically, the fuel cell units 30 are arranged so that the inner electrode terminals 40 of the adjacent fuel cell units 30 are alternately arranged on the upper side and the lower side. Further, a connection member 400c for electrically connecting the 16 fuel cell units 30 in series is provided. The connection member 400c electrically connects one adjacent inner electrode terminal 40 and one outer electrode terminal 42. Each of the inner electrode terminal 40 and the outer electrode terminal 42 at both ends of the 16 fuel cell units 30 connected in series is provided with an external terminal 400d for electrical connection with the outside. The connection member 400c and the external terminal 400d are made of, for example, a heat-resistant metal such as stainless steel, a nickel base alloy, or a chromium base alloy, or a ceramic material such as lanthanum chromite. The external terminals 400d of each fuel cell stack 400 are electrically connected in series, and are connected to the electrode rods 13 and 14 at both ends thereof.

図5及び図6を参照しながら説明したように、燃料電池セルスタック400において、燃料電池セルユニット30の内側電極端子40が設けられている端部4aと外側電極端子42が設けられている端部4bとは上下交互になるように配置されている。   As described with reference to FIGS. 5 and 6, in the fuel cell stack 400, the end 4a of the fuel cell unit 30 where the inner electrode terminal 40 is provided and the end where the outer electrode terminal 42 is provided. The parts 4b are arranged so as to alternate with each other.

ここで、図1〜4に戻り、燃料電池装置FCの説明を続ける。本実施形態では、燃料電池セルスタック400の上方に位置するように、改質器5が配置されている。改質器5には、配管6Cと配管6Dとが繋がれていて、これらの配管6C及び配管6Dによって、改質器5は燃料電池セルスタック400と所定間隔をおいて上方に位置するように保持されている。配管6Cは、改質器5に被改質ガスとしての都市ガス、空気、及び水蒸気を供給するための配管であって、仕切り板15に対して立設されている。配管6Dは、改質器5において改質された燃料ガスをガスタンク3に供給するための配管であって、ガスタンク3に対して立設されている。   Here, returning to FIGS. 1 to 4, the description of the fuel cell device FC will be continued. In the present embodiment, the reformer 5 is disposed so as to be located above the fuel cell stack 400. A pipe 6C and a pipe 6D are connected to the reformer 5, and the reformer 5 is positioned above the fuel cell stack 400 at a predetermined interval by the pipe 6C and the pipe 6D. Is retained. The pipe 6 </ b> C is a pipe for supplying city gas, air, and water vapor as reformed gas to the reformer 5, and is erected with respect to the partition plate 15. The pipe 6 </ b> D is a pipe for supplying the fuel gas reformed in the reformer 5 to the gas tank 3, and is erected with respect to the gas tank 3.

配管6Cを通して改質器5に供給される都市ガス及び空気は、被改質ガス供給管6Aを通って燃料電池装置FC内に導入される。また、配管6Cを通して改質器5に供給される水蒸気は、水蒸気供給管6Bを通って燃料電池装置FC内に導入される。被改質ガス供給管6A及び水蒸気供給管6Bは、仕切り板15を挟んで配管6Cとは反対側に設けられている混合室15cに繋がっている。被改質ガス供給管6Aから供給される都市ガス及び空気と、水蒸気供給管6Bから供給される水蒸気とは、この混合室15cにおいて混合され、配管6Cへと供給される。   The city gas and air supplied to the reformer 5 through the pipe 6C are introduced into the fuel cell apparatus FC through the reformed gas supply pipe 6A. Further, the steam supplied to the reformer 5 through the pipe 6C is introduced into the fuel cell device FC through the steam supply pipe 6B. The to-be-reformed gas supply pipe 6A and the water vapor supply pipe 6B are connected to a mixing chamber 15c provided on the opposite side of the pipe 6C with the partition plate 15 in between. The city gas and air supplied from the reformed gas supply pipe 6A and the water vapor supplied from the steam supply pipe 6B are mixed in the mixing chamber 15c and supplied to the pipe 6C.

図1〜4には明示しないが本実施形態では、被改質ガス供給管6Aと水蒸気供給管6Bとのそれぞれに電磁弁が取り付けられていて、それぞれの電磁弁は制御部としてのCPUから出力される指示信号に応じて開閉し、改質器5に供給する被改質ガスと空気と水蒸気の比率を変更可能なように構成されている。   Although not explicitly shown in FIGS. 1 to 4, in this embodiment, electromagnetic valves are attached to the reformed gas supply pipe 6 </ b> A and the steam supply pipe 6 </ b> B, respectively, and each electromagnetic valve is output from a CPU as a control unit. The ratio of the gas to be reformed, air, and water vapor supplied to the reformer 5 can be changed by opening and closing according to the instruction signal.

改質器5に導入された被改質ガスとしての都市ガス(水蒸気が混合されている場合もあり)及び空気(被改質ガスのみの場合もあり)は、改質器5内に収められている改質触媒によって改質される。改質された燃料ガスは、配管6Dを通ってガスタンク3へと供給される。改質器5に対して配管6Cが繋がっている部分と、改質器5に対して配管6Dが繋がっている部分とは、長手方向において一端近傍と他端近傍とに引き離されている。これによって、改質器5に供給された燃料ガス及び空気は改質触媒に十分に触れることが可能となる。   City gas (which may be mixed with steam) and air (which may be only reformed gas) as reformed gas introduced into the reformer 5 are contained in the reformer 5. The reforming catalyst is reformed. The reformed fuel gas is supplied to the gas tank 3 through the pipe 6D. The portion where the pipe 6C is connected to the reformer 5 and the portion where the pipe 6D is connected to the reformer 5 are separated from each other in the vicinity of one end and the other end in the longitudinal direction. As a result, the fuel gas and air supplied to the reformer 5 can sufficiently touch the reforming catalyst.

改質器5には、改質触媒が封入されている。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、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。これらの改質触媒は球体である。   A reforming catalyst is enclosed in the reformer 5. As the reforming catalyst, a catalyst in which nickel is applied to the surface of the alumina sphere and a catalyst in which ruthenium is applied to the surface of the alumina sphere are appropriately used. These reforming catalysts are spheres.

本実施形態では、改質器5及び各燃料電池セルスタック400を覆うように、流路部材7が設けられている。流路部材7は、空気流路外壁71,72と、空気分配室73と、空気集約室74,75と、空気流路管76a,76b,77a,77bと、外壁78,79を有している。流路部材7は、長手方向に空気流路外壁71,72が、短手方向に外壁78,79が、それぞれ配置され、それらの部材によって箱状となるように形成されている。流路部材7は、改質器5及び各燃料電池セルスタック400を覆うように、仕切り板15に立設されている。続く説明では、流路部材7の仕切り板15に当接する側を下方とし、その下方と反対側を上方として説明する。   In the present embodiment, the flow path member 7 is provided so as to cover the reformer 5 and each fuel cell stack 400. The flow path member 7 includes air flow path outer walls 71 and 72, an air distribution chamber 73, air collecting chambers 74 and 75, air flow path pipes 76a, 76b, 77a and 77b, and outer walls 78 and 79. Yes. The flow path member 7 is formed such that the air flow path outer walls 71 and 72 are arranged in the longitudinal direction and the outer walls 78 and 79 are arranged in the short direction, respectively, and are formed into a box shape by these members. The flow path member 7 is erected on the partition plate 15 so as to cover the reformer 5 and each fuel cell stack 400. In the following description, the side that contacts the partition plate 15 of the flow path member 7 is defined as the lower side, and the side opposite to the lower side is described as the upper side.

空気分配室73は、外壁79の外側上方に取り付けられている。すなわち、空気分配室73は、空気流路外壁71,72と外壁78,79とによって形成される箱状体の外側且つ短手側の上方に取り付けられている。空気分配室73には、空気供給管7Aが繋がれており、酸化剤ガスとしての空気が供給される。空気分配室73には、空気流路管76a,76b,77a,77bも繋がれている。   The air distribution chamber 73 is attached to the upper outside of the outer wall 79. That is, the air distribution chamber 73 is attached to the outside of the box-shaped body formed by the air flow path outer walls 71 and 72 and the outer walls 78 and 79 and above the short side. An air supply pipe 7A is connected to the air distribution chamber 73, and air as an oxidant gas is supplied. Air flow passages 76a, 76b, 77a, 77b are also connected to the air distribution chamber 73.

空気流路管76a,76bは、空気流路外壁71,72と外壁78,79とによって形成される箱状体の内側且つ長手側の上方に、空気流路外壁71に沿うように配置されている。空気流路管76aは、空気流路外壁71側に、空気流路管76bは、空気流路管76aよりも内側に、それぞれ配置されている。空気流路管76a,76bの一端は外壁79を貫通して空気分配室73に繋がれており、他端は空気集約室74に繋がれている。従って、空気分配室73に流入した空気は、空気流路管76a,76bを通り、空気集約室74へと流れ込んで再合流する。   The air flow path pipes 76a and 76b are arranged along the air flow path outer wall 71 on the inner side of the box-shaped body formed by the air flow path outer walls 71 and 72 and the outer walls 78 and 79 and above the longitudinal side. Yes. The air channel tube 76a is disposed on the air channel outer wall 71 side, and the air channel tube 76b is disposed on the inner side of the air channel tube 76a. One end of each of the air flow path pipes 76 a and 76 b passes through the outer wall 79 and is connected to the air distribution chamber 73, and the other end is connected to the air collecting chamber 74. Therefore, the air that has flowed into the air distribution chamber 73 flows through the air flow path pipes 76a and 76b into the air collecting chamber 74 and rejoins.

空気流路管77a,77bは、空気流路外壁71,72と外壁78,79とによって形成される箱状体の内側且つ長手側の上方に、空気流路外壁72に沿うように配置されている。空気流路管77aは、空気流路外壁72側に、空気流路管77bは、空気流路管77aよりも内側に、それぞれ配置されている。空気流路管77a,77bの一端は外壁79を貫通して空気分配室73に繋がれており、他端は空気集約室75に繋がれている。従って、空気分配室73に流入した空気は、空気流路管77a,77bを通り、空気集約室75へと流れ込んで再合流する。   The air flow path pipes 77a and 77b are arranged along the air flow path outer wall 72 on the inner side and the upper side of the box-shaped body formed by the air flow path outer walls 71 and 72 and the outer walls 78 and 79. Yes. The air flow path pipe 77a is disposed on the air flow path outer wall 72 side, and the air flow path pipe 77b is disposed on the inner side of the air flow path pipe 77a. One end of each of the air passage pipes 77 a and 77 b passes through the outer wall 79 and is connected to the air distribution chamber 73, and the other end is connected to the air collecting chamber 75. Accordingly, the air flowing into the air distribution chamber 73 flows through the air flow path pipes 77a and 77b into the air collecting chamber 75 and rejoins.

空気集約室74,75は、外壁78の内側上方に取り付けられている。すなわち、空気集約室74,75は、空気流路外壁71,72と外壁78,79とによって形成される箱状体の内側且つ短手側の上方に取り付けられている。空気集約室74は空気流路外壁71と密着するように配置されており、空気集約室74に流れ込んだ空気は空気流路外壁71へと流れ出すように構成されている。一方、空気集約室75は空気流路外壁72と密着するように配置されており、空気集約室75に流れ込んだ空気は空気流路外壁72へと流れ出すように構成されている。   The air collecting chambers 74 and 75 are attached to the upper inside of the outer wall 78. That is, the air collecting chambers 74 and 75 are attached to the inside of the box-like body formed by the air flow path outer walls 71 and 72 and the outer walls 78 and 79 and above the short side. The air collecting chamber 74 is disposed so as to be in close contact with the air flow path outer wall 71, and the air that has flowed into the air collecting room 74 is configured to flow out to the air flow path outer wall 71. On the other hand, the air collecting chamber 75 is disposed so as to be in close contact with the air flow path outer wall 72, and the air flowing into the air collecting chamber 75 is configured to flow out to the air flow path outer wall 72.

空気流路外壁71,72は、それぞれが二重壁構造となっていて、それぞれの内部を空気が流れることができるように構成されている。より具体的には、空気流路外壁71は、上方から三室に分割された構造となっており、上方から順に、第一室711、第二室712、第三室713として形成されている。空気集約室74から流れ込んだ空気は、第一室711に流れ込んだ後、第二室712に流れ込み、その後第三室713に流れ込む。同様に、空気流路外壁72も、上方から三室に分割された構造となっており、上方から順に、第一室721、第二室722、第三室723として形成されている。空気集約室75から流れ込んだ空気は、第一室721に流れ込んだ後、第二室722に流れ込み、その後第三室723に流れ込む。   Each of the air flow path outer walls 71 and 72 has a double wall structure, and is configured so that air can flow through each of them. More specifically, the air flow path outer wall 71 has a structure divided into three chambers from above, and is formed as a first chamber 711, a second chamber 712, and a third chamber 713 in order from the top. The air that flows from the air collecting chamber 74 flows into the first chamber 711, then flows into the second chamber 712, and then flows into the third chamber 713. Similarly, the air flow path outer wall 72 is also divided into three chambers from above, and is formed as a first chamber 721, a second chamber 722, and a third chamber 723 in this order from the top. The air flowing from the air collecting chamber 75 flows into the first chamber 721, then flows into the second chamber 722, and then flows into the third chamber 723.

第三室713,723にはそれぞれ、所定間隔をおいて複数の空気流入孔713a,723aが形成されている。空気流入孔713a,723aは、燃料電池セルスタック400が連設されている方向に、各燃料電池セル4間の間隙に向かう位置であって、燃料電池セル4に対する上下方向の位置が略同一となるように、複数個形成されている。   In the third chambers 713 and 723, a plurality of air inflow holes 713a and 723a are formed at predetermined intervals, respectively. The air inflow holes 713a and 723a are positions facing the gaps between the fuel cells 4 in the direction in which the fuel cell stack 400 is connected, and the vertical positions with respect to the fuel cells 4 are substantially the same. A plurality of them are formed.

空気流路外壁71,72に流れ込んだ空気は、空気流入孔713a,723aを通って発電室16内の燃料電池セル4近傍へと流れ込むように構成されている。空気流入孔713a,723aを通って流れ込んだ空気は、燃料電池セル4の外側を通って各燃料電池セル4の下方から上方へと流れる。すなわち、燃料電池セル4の外側に沿った空間が、燃料電池セル4の外部に形成された酸化剤ガス流路51として機能している。各燃料電池セル4の上方に至った空気は、各上支持板400aの間に形成された隙間である通気部100を通過して、燃焼部18へ流入し、各燃料電池セル4の燃料ガス流路50を通った燃料ガスと合わせて燃焼される。   The air flowing into the air flow path outer walls 71 and 72 is configured to flow into the vicinity of the fuel cell 4 in the power generation chamber 16 through the air inflow holes 713a and 723a. The air that has flowed through the air inflow holes 713 a and 723 a flows from the lower side to the upper side of each fuel cell 4 through the outside of the fuel cell 4. That is, the space along the outside of the fuel cell 4 functions as an oxidant gas flow path 51 formed outside the fuel cell 4. The air that has reached the upper side of each fuel cell 4 passes through the ventilation portion 100 that is a gap formed between the upper support plates 400 a, flows into the combustion portion 18, and is the fuel gas of each fuel cell 4. Combusted together with the fuel gas that has passed through the flow path 50.

各燃料電池セルスタック400の上方は、空気と燃料ガスとが混合して燃焼する燃焼部18となっている。燃料ガスは、ガスタンク3から、燃料電池セル4の燃料ガス流路50を通り、上側に配置された電極端子の接続流路(40c又は42c)を経由して、燃焼部18に向けて上昇する。すなわち、接続流路40c又は接続流路42cのうち、上方に開口した部分が、残余ガス排出口として機能する。   Above each fuel cell stack 400 is a combustion section 18 in which air and fuel gas are mixed and burned. The fuel gas rises from the gas tank 3 toward the combustion unit 18 through the fuel gas flow path 50 of the fuel cell 4 and via the connection flow path (40c or 42c) of the electrode terminal disposed on the upper side. . That is, the part opened upwards of the connection flow path 40c or the connection flow path 42c functions as a residual gas discharge port.

また、燃料電池セル4の外側を流れる空気も、酸化剤ガス流路51を通り、燃焼部18に向けて上昇する。空気流路外壁72の燃焼部18に対応する部分には点火装置挿入穴724が設けられ、燃焼ガスと空気との燃焼を開始させるための着火プラグFPが点火装置挿入穴724から燃焼部18に突出されている。この着火プラグFPが発生する火花により、燃料ガスと空気とが混合した混合気の燃焼が誘起され点火されて燃焼する。燃料電池セルスタック400を構成する燃料電池セル4は、燃焼部18によって上方から加熱される。また、空気流入孔713a,723aを通って流れ込む空気も、上述したように空気流路管76a,76b,77a,77b、空気流路外壁71,72を通る間に、燃焼部18における燃焼によって加熱される。   Further, the air flowing outside the fuel cell 4 also passes through the oxidant gas flow path 51 and rises toward the combustion unit 18. An ignition device insertion hole 724 is provided in a portion corresponding to the combustion portion 18 of the air flow path outer wall 72, and an ignition plug FP for starting combustion of combustion gas and air is provided from the ignition device insertion hole 724 to the combustion portion 18. It is protruding. The spark generated by the ignition plug FP induces combustion of the air-fuel mixture in which fuel gas and air are mixed, and is ignited and burned. The fuel cells 4 constituting the fuel cell stack 400 are heated from above by the combustion unit 18. Further, the air flowing in through the air inflow holes 713a and 723a is also heated by the combustion in the combustion section 18 while passing through the air passage tubes 76a, 76b, 77a and 77b and the air passage outer walls 71 and 72 as described above. Is done.

燃焼部18において、燃料ガスと空気とが混合して燃焼したことにより発生した排出ガスは、隙間15bから排出ガス室17へと流入する。より具体的には、燃焼部18において、燃料ガスと空気とが混合して燃焼したことにより発生した排出ガスは、カバー部材1に形成された排出ガス流路(図に明示しない)を通って下方に向い、隙間15bから排出ガス室17へと流入する。排出ガス室17に流入した排出ガスは、排気口11から外部へ排出される。   In the combustion section 18, the exhaust gas generated by the combustion of the fuel gas and the air flows into the exhaust gas chamber 17 through the gap 15b. More specifically, the exhaust gas generated by the combustion and mixing of the fuel gas and air in the combustion unit 18 passes through an exhaust gas flow path (not shown in the drawing) formed in the cover member 1. It faces downward and flows into the exhaust gas chamber 17 from the gap 15b. The exhaust gas flowing into the exhaust gas chamber 17 is exhausted from the exhaust port 11 to the outside.

次に、図7を参照しながら、温度センサ800及び保護管820の具体的な構造及び配置について説明する。図7においては、容器80の壁面を構成する空気流路外壁71に対して温度センサ800が取り付けられた部分の構造を、模式的に示している。尚、同図においては、二重壁構造である空気流路外壁71のうち、内側に設けられる方の壁は図示を省略している。   Next, specific structures and arrangements of the temperature sensor 800 and the protective tube 820 will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the structure of the part where the temperature sensor 800 is attached to the air flow path outer wall 71 constituting the wall surface of the container 80 is schematically shown. In the figure, the inner wall of the air channel outer wall 71 having a double wall structure is not shown.

既に説明したように、容器80の壁面を構成する空気流路外壁71は、その外側に断熱材8が配置され、更にその外側にはカバー部材1が配置されている。これらを貫通した状態で温度センサ800を配置するために、空気流路外壁71には第一の挿入穴851が形成されており、断熱材8には第二の挿入穴852が形成されており、カバー部材1には第三の挿入穴853が形成されている。これらはいずれも円形の形状に形成されており、空気流路外壁71に垂直な方向に沿って、これらの中心位置が一直線上に並ぶように配置されている。   As already described, the air flow path outer wall 71 constituting the wall surface of the container 80 has the heat insulating material 8 disposed on the outer side thereof, and the cover member 1 is further disposed on the outer side thereof. In order to arrange the temperature sensor 800 in a state of passing through them, a first insertion hole 851 is formed in the air flow path outer wall 71, and a second insertion hole 852 is formed in the heat insulating material 8. The cover member 1 has a third insertion hole 853 formed therein. These are all formed in a circular shape, and are arranged so that their center positions are aligned along a direction perpendicular to the outer wall 71 of the air flow path.

温度センサ800は、円形の断面を有する棒状の形状であって、その中心軸が、第一の挿入穴851の中心位置、第二の挿入穴852の中心位置、第三の挿入穴853の中心位置の全てを通るように配置されている。温度センサ800の一端に配置された熱電対801は測温部であるため、容器80の内部で温度を測定すべき所望の位置となるように配置されている。ただし、次に説明する保護管820が燃料電池セル4等と干渉することがないように、温度センサ800は、容器80の内部に配置された全ての構造物から所定距離だけ離間した位置に配置される。   The temperature sensor 800 has a rod-like shape having a circular cross section, and its central axis is the center position of the first insertion hole 851, the center position of the second insertion hole 852, and the center of the third insertion hole 853. It is arranged to pass through all of the positions. Since the thermocouple 801 disposed at one end of the temperature sensor 800 is a temperature measuring unit, the thermocouple 801 is disposed at a desired position where the temperature is to be measured inside the container 80. However, the temperature sensor 800 is arranged at a position spaced apart from all the structures arranged inside the container 80 so that the protective tube 820 described below does not interfere with the fuel battery cell 4 and the like. Is done.

保護管820は、温度センサ800を保護する目的で、温度センサ800を覆うように配置された円筒状の管である。保護管820はその一端側821が開口しており、この開口した一端側821が空気流路外壁71に対して溶接されている。これにより、保護管820は容器80の内側に向けて突出した状態で、空気流路外壁71に対して固定されている。保護管820の他端側822は封止されているため、容器80の内部から保護管820の内部に向けて、高温の酸化剤ガス等が流入することが防止される。   The protection tube 820 is a cylindrical tube arranged to cover the temperature sensor 800 for the purpose of protecting the temperature sensor 800. One end side 821 of the protective tube 820 is opened, and the opened one end side 821 is welded to the air flow path outer wall 71. Accordingly, the protective tube 820 is fixed to the air flow path outer wall 71 in a state of protruding toward the inside of the container 80. Since the other end 822 of the protective tube 820 is sealed, high temperature oxidant gas or the like is prevented from flowing from the inside of the container 80 toward the inside of the protective tube 820.

本実施形態においては、保護管820が容器80の壁面、すなわち空気流路外壁71に対して固定されており、更に空気流路外壁71の外側には断熱材8が当接するように配置されているため、容器80外部の空気からの熱伝導によって保護管820及び保護管820内部の空気が冷却されてしまうことを防止することができる。更に、断熱材8に形成された第二の挿入穴852の開口面積が、空気流路外壁71に形成された第一の挿入穴851の開口面積よりも小さく形成されている。これにより、保護管820の内部の空気と容器80の外部の空気とが、断熱材8によって隔てられている。従って、キャップ部材902やブッシュ920を介した熱伝導によって保護管820内部の空気が直接冷却されてしまうことも防止することができる。   In the present embodiment, the protective tube 820 is fixed to the wall surface of the container 80, that is, the air flow path outer wall 71, and the heat insulating material 8 is disposed so as to contact the outside of the air flow path outer wall 71. Therefore, it is possible to prevent the protection tube 820 and the air inside the protection tube 820 from being cooled by heat conduction from the air outside the container 80. Furthermore, the opening area of the second insertion hole 852 formed in the heat insulating material 8 is smaller than the opening area of the first insertion hole 851 formed in the air flow path outer wall 71. Thereby, the air inside the protective tube 820 and the air outside the container 80 are separated by the heat insulating material 8. Therefore, it is possible to prevent the air inside the protective tube 820 from being directly cooled by heat conduction through the cap member 902 and the bush 920.

本実施形態においては、以上のように、容器80の外部の空気が温度測定に対して影響を及ぼしてしまうことが防止されるため、温度センサ800によって容器80の内部の温度を正確に測定することが可能となっている。   In the present embodiment, as described above, since the air outside the container 80 is prevented from affecting the temperature measurement, the temperature inside the container 80 is accurately measured by the temperature sensor 800. It is possible.

特に、保護管820の容積を大きく形成した場合、すなわち、保護管820の内径を大きく形成した場合であっても、それにより保護管820の温度が下がることはなく、保護管820の内部の空気の温度が下がることもない。従って、保護管820の容積を大きく形成することで保護管820と温度センサ800との焼き付きを確実に防止しながら、容器80の内部を正確に測定することができる。   In particular, even when the volume of the protective tube 820 is increased, that is, when the inner diameter of the protective tube 820 is increased, the temperature of the protective tube 820 does not decrease, and the air inside the protective tube 820 is reduced. The temperature does not drop. Therefore, the inside of the container 80 can be accurately measured while the seizure between the protective tube 820 and the temperature sensor 800 is reliably prevented by forming the protective tube 820 with a large volume.

次に、温度センサ800の固定するための具体的な構造について説明する。カバー部材1の外側には、第三の挿入穴853を取り囲むように円筒状のキャップ受け900が形成されており、このキャップ受け900に対して、中心に第四の挿入穴854が形成されたキャップ部材902が装着される。   Next, a specific structure for fixing the temperature sensor 800 will be described. A cylindrical cap receiver 900 is formed outside the cover member 1 so as to surround the third insertion hole 853, and a fourth insertion hole 854 is formed at the center of the cap receiver 900. A cap member 902 is attached.

温度センサ800を固定する際は、まず、キャップ部材902を取り外した状態において、第一の挿入穴851、第二の挿入穴852、第三の挿入穴853、を通し、熱電対801の位置が適切な位置となるように温度センサ800を配置する。続いて、キャップ受け900の内側に形成された空間904に、弾性の高い材料からなるブッシュ920を配置する。本実施形態においては、セラミックペーパーによってブッシュ920を形成している。このブッシュ920は、後の工程において、温度センサ800とカバー部材1との間に形成された隙間905に嵌入し、当該隙間905の全体を密封するものであるから、少なくとも温度センサ800の周囲を連続して囲むように配置される。   When fixing the temperature sensor 800, first, with the cap member 902 removed, the first insertion hole 851, the second insertion hole 852, and the third insertion hole 853 are passed, and the position of the thermocouple 801 is determined. The temperature sensor 800 is arranged so as to be in an appropriate position. Subsequently, a bush 920 made of a highly elastic material is disposed in a space 904 formed inside the cap receiver 900. In the present embodiment, the bush 920 is formed of ceramic paper. The bush 920 is inserted into a gap 905 formed between the temperature sensor 800 and the cover member 1 in a later process and seals the entire gap 905. Therefore, at least around the temperature sensor 800 is provided. It arrange | positions so that it may surround continuously.

続いて、キャップ受け900に対して、キャップ部材902を装着する。キャップ受け900の外側面には第一の螺子部901が形成されており、キャップ部材902の内側面には、第一の螺子部901と螺合する第二の螺子部903が形成されている。キャップ部材902に形成された第四の挿入穴854に温度センサ800を通した後、第一の螺子部901と第二の螺子部903を螺合させる。その状態から、両者を更に締結するように力を加えながらキャップ部材902を回転させると、キャップ部材902はカバー部材1に向かって(図7において左側に向かって)進行することとなる。   Subsequently, the cap member 902 is attached to the cap receiver 900. A first screw portion 901 is formed on the outer surface of the cap receiver 900, and a second screw portion 903 that is screwed with the first screw portion 901 is formed on the inner surface of the cap member 902. . After passing the temperature sensor 800 through the fourth insertion hole 854 formed in the cap member 902, the first screw portion 901 and the second screw portion 903 are screwed together. From this state, when the cap member 902 is rotated while applying a force so as to further fasten the two, the cap member 902 advances toward the cover member 1 (to the left in FIG. 7).

ここで、キャップ部材902の底面には突起部906が設けられている。このため、キャップ部材902がカバー部材1に向かって進行するに伴い、ブッシュ920が突起部906によって加圧されてゆく。さらに力を加えてキャップ部材902を回転させると、ブッシュ920はさらに加圧されて変形し、第三の挿入穴853と温度センサ800との間に嵌入されて行く。その結果、温度センサ800は、カバー部材1に対してブッシュ920を介して固定された状態となる。更に、温度センサ800とカバー部材1との間に形成された隙間905は、変形したブッシュ920によって完全に密閉された状態となっている。   Here, a protrusion 906 is provided on the bottom surface of the cap member 902. For this reason, as the cap member 902 advances toward the cover member 1, the bush 920 is pressurized by the protrusion 906. When the cap member 902 is further rotated by applying a force, the bush 920 is further pressurized and deformed, and is inserted between the third insertion hole 853 and the temperature sensor 800. As a result, the temperature sensor 800 is fixed to the cover member 1 via the bush 920. Further, the gap 905 formed between the temperature sensor 800 and the cover member 1 is completely sealed by the deformed bush 920.

以上に示したように、本実施形態においては、温度センサ800はカバー部材1に対して固定されている。カバー部材1は、高温となる空気流路外壁71に対して断熱材8を介して設けられているため、熱伝導によって温度センサ800が加熱されてしまうことがない。従って、容器80の内部の温度を正確に測定することができる。また、温度センサ800をカバー部材1に直接固定するのではなく、カバー部材1に形成された第三の挿入穴853に、カバー部材1とは別の部材であるブッシュ920が挿入されており、かかるブッシュ920が温度センサ800を保持している。従って、カバー部材1よりも弾性の高い材料を介して温度センサ800を固定することができ、容器80の外部の空気が保護管820の内部に流入することを確実に防止することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the temperature sensor 800 is fixed to the cover member 1. Since the cover member 1 is provided via the heat insulating material 8 with respect to the air flow path outer wall 71 which becomes high temperature, the temperature sensor 800 is not heated by heat conduction. Therefore, the temperature inside the container 80 can be accurately measured. In addition, the bush 920 which is a member different from the cover member 1 is inserted into the third insertion hole 853 formed in the cover member 1 instead of directly fixing the temperature sensor 800 to the cover member 1. The bush 920 holds the temperature sensor 800. Therefore, the temperature sensor 800 can be fixed via a material having higher elasticity than the cover member 1, and it is possible to reliably prevent air outside the container 80 from flowing into the protective tube 820. .

更に、カバー部材1に形成された第一の螺子部901に螺合し締結されるキャップ部材902を更に有しており、このキャップ部材902の締結に伴いキャップ部材902によってブッシュ920が加圧されることにより、ブッシュ920が隙間905に対して嵌入されている。従って、簡易な構成によって温度センサ800をカバー部材1に対して密封した状態で固定し、容器80の外部の空気が保護管820の内部に流入することを防止することができる。   Furthermore, a cap member 902 that is screwed into and fastened to a first screw portion 901 formed in the cover member 1 is further provided, and the bush 920 is pressurized by the cap member 902 as the cap member 902 is fastened. Thus, the bush 920 is fitted into the gap 905. Therefore, the temperature sensor 800 can be fixed in a sealed state with respect to the cover member 1 with a simple configuration, and air outside the container 80 can be prevented from flowing into the protective tube 820.

また、本実施形態においては、空気流路外壁71に形成される第一の挿入穴851を、保護管820の内縁の形状と略同一の形状となるように形成している。このような構成とすることにより、空気流路外壁71に対して保護管820を溶接する作業が容易となるため、溶接のミスにより保護管820と空気流路外壁71との間にリーク穴が形成されることが防止される。従って、かかるリーク穴を通じて保護管820の外部から気体が流入することがないため、温度センサ800によって容器80の内部の温度を正確に測定することが可能となる。   In the present embodiment, the first insertion hole 851 formed in the outer wall 71 of the air flow path is formed so as to have substantially the same shape as the inner edge of the protective tube 820. With such a configuration, the work of welding the protective tube 820 to the air flow path outer wall 71 becomes easy. Therefore, a leak hole is formed between the protective tube 820 and the air flow path outer wall 71 due to a welding error. It is prevented from forming. Accordingly, since no gas flows from the outside of the protective tube 820 through the leak hole, the temperature inside the container 80 can be accurately measured by the temperature sensor 800.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In other words, those specific examples that have been appropriately modified by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the characteristics of the present invention. For example, the elements included in each of the specific examples described above and their arrangement, materials, conditions, shapes, sizes, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate. Moreover, each element with which each embodiment mentioned above is provided can be combined as long as technically possible, and the combination of these is also included in the scope of the present invention as long as it includes the features of the present invention.

1:カバー部材
2:ベース部材
2a:穴
3:ガスタンク
4:燃料電池セル
4a:端部
4b:端部
5:改質器
6A:被改質ガス供給管
6B:水蒸気供給管
6C:配管
6D:配管
7:流路部材
7A:空気供給管
8:断熱材
11:排気口
13,14:電極棒
15:仕切り板
15a:支持部材
15b:隙間
15c:混合室
16:発電室
17:排出ガス室
18:燃焼部
30:燃料電池セルユニット
30c:管内流路
40:内側電極端子
40a:本体部分
40b:管状部分
40c:接続流路
40d:段部
42:外側電極端子
42a:本体部分
42b:管状部分
42c:接続流路
42d:段部
44:電極層
44a:内側電極露出周面
44b:端面
44c:端面
46:電解質層
46a:電解質露出周面
48:電極層
48a:外側電極露出周面
50:燃料ガス流路
51:酸化剤ガス流路
52:絶縁部材
54:シール材
71:空気流路外壁
72:空気流路外壁
73:空気分配室
74:空気集約室
75:空気集約室
76a,76b,77a,77b:空気流路管
78:外壁
79:外壁
80:容器
100:通気部
400:燃料電池セルスタック
400a:上支持板
400b:下支持板
400c:接続部材
400d:外部端子
500:燃料電池セル集合体
711:第一室
712:第二室
713:第三室
713a,723a:空気流入孔
721:第一室
722:第二室
723:第三室
724:点火装置挿入穴
725:燃焼検知部挿入穴
800:温度センサ
801:熱電対
802:リード線
820:保護管
821:一端側
822:他端側
851:第一の挿入穴
852:第二の挿入穴
853:第三の挿入穴
854:第四の挿入穴
900:キャップ受け
901:第一の螺子部
902:キャップ部材
903:第二の螺子部
904:空間
905:隙間
906:突起部
920:ブッシュ
FC:燃料電池装置
FP:着火プラグ
FS:燃焼検知部
1: Cover member 2: Base member 2a: Hole 3: Gas tank 4: Fuel cell 4a: End 4b: End 5: Reformer 6A: Reformed gas supply pipe 6B: Steam supply pipe 6C: Piping 6D: Piping 7: Channel member 7A: Air supply pipe 8: Heat insulating material 11: Exhaust port 13, 14: Electrode rod 15: Partition plate 15a: Support member 15b: Gap 15c: Mixing chamber 16: Power generation chamber 17: Exhaust gas chamber 18 : Combustion part 30: Fuel cell unit 30c: In-pipe flow path 40: Inner electrode terminal 40a: Main body part 40b: Tubular part 40c: Connection flow path 40d: Step part 42: Outer electrode terminal 42a: Main body part 42b: Tubular part 42c : Connection channel 42d: Step 44: Electrode layer 44a: Inner electrode exposed peripheral surface 44b: End surface 44c: End surface 46: Electrolyte layer 46a: Electrolyte exposed peripheral surface 48: Electrode layer 48a: Outer side Electrode exposed peripheral surface 50: Fuel gas flow path 51: Oxidant gas flow path 52: Insulating member 54: Sealing material 71: Air flow path outer wall 72: Air flow path outer wall 73: Air distribution chamber 74: Air collection chamber 75: Air Aggregation chamber 76a, 76b, 77a, 77b: Air flow pipe 78: Outer wall 79: Outer wall 80: Container 100: Ventilation part 400: Fuel cell stack 400a: Upper support plate 400b: Lower support plate 400c: Connection member 400d: External Terminal 500: Fuel cell assembly 711: First chamber 712: Second chamber 713: Third chamber 713a, 723a: Air inlet 721: First chamber 722: Second chamber 723: Third chamber 724: Ignition device insertion Hole 725: Combustion detector insertion hole 800: Temperature sensor 801: Thermocouple 802: Lead wire 820: Protection tube 821: One end 822: Other end 851: First insertion 852: Second insertion hole 853: Third insertion hole 854: Fourth insertion hole 900: Cap receiver 901: First screw portion 902: Cap member 903: Second screw portion 904: Space 905: Clearance 906 : Protrusion 920: Bush FC: Fuel cell device FP: Ignition plug FS: Combustion detector

Claims (5)

燃料ガスと酸化剤ガスにより発電を行う燃料電池装置において、
内部流路を有し、前記内部流路に対して前記燃料ガス及び前記酸化剤ガスの一方が供給される複数の燃料電池セルと、
前記複数の燃料電池セルを内部に収容する容器と、
前記容器の壁面に対して、外側から当接するように配置された断熱材と、
前記壁面に形成された第一の挿入穴及び前記断熱材に形成された第二の挿入穴を通じて、先端に設けられた熱電対が前記容器の内側に位置するように前記容器の内側に突出して配置された棒状の温度センサと、
前記容器の内側において、前記温度センサ及び前記第一の挿入穴を覆うように前記壁面に対して固定された保護管と、
を備え、
前記第二の挿入穴の開口面積は、前記第一の挿入穴の開口面積よりも小さいことを特徴とする燃料電池装置。
In a fuel cell device that generates power using fuel gas and oxidant gas,
A plurality of fuel cells having an internal flow path and supplied with one of the fuel gas and the oxidant gas to the internal flow path;
A container that houses the plurality of fuel cells, and
A heat insulating material arranged to come into contact with the wall surface of the container from the outside;
Through the first insertion hole formed in the wall surface and the second insertion hole formed in the heat insulating material, the thermocouple provided at the tip protrudes inside the container so as to be located inside the container. A rod-shaped temperature sensor arranged;
Inside the container, a protective tube fixed to the wall surface so as to cover the temperature sensor and the first insertion hole,
With
The fuel cell device according to claim 1, wherein an opening area of the second insertion hole is smaller than an opening area of the first insertion hole.
前記断熱材の外側には前記断熱材を覆うカバー部材を有し、前記温度センサは、前記カバー部材に対して固定されていることを特徴とする、請求項1記載の燃料電池装置。   The fuel cell device according to claim 1, further comprising a cover member that covers the heat insulating material outside the heat insulating material, and the temperature sensor is fixed to the cover member. 前記カバー部材には、前記第二の挿入穴と対応する位置において第三の挿入穴が形成されており、前記第三の挿入穴には、前記容器外部の気体が前記保護管内部に流入する経路を遮断した状態で、前記温度センサを保持するためのブッシュが挿入されていることを特徴とする、請求項2記載の燃料電池装置。   A third insertion hole is formed in the cover member at a position corresponding to the second insertion hole, and gas outside the container flows into the protective tube into the third insertion hole. The fuel cell device according to claim 2, wherein a bush for holding the temperature sensor is inserted in a state where the path is cut off. 前記カバー部材には、前記第三の挿入穴と対応する位置において螺子部が形成されており、前記螺子部に対して螺合し締結されるキャップ部材を更に有し、前記ブッシュは、前記キャップ部材の締結に伴い前記キャップ部材によって加圧されることにより、前記第三の挿入穴と前記温度センサとの間に嵌入されていることを特徴とする、請求項3記載の燃料電池装置。   The cover member has a screw portion formed at a position corresponding to the third insertion hole, and further includes a cap member that is screwed and fastened to the screw portion, and the bush includes the cap 4. The fuel cell device according to claim 3, wherein the fuel cell device is inserted between the third insertion hole and the temperature sensor by being pressurized by the cap member as the member is fastened. 前記第一の挿入穴は、前記保護管の軸方向と垂直な断面における内縁の形状と略同一の形状となるように形成されていることを特徴とする、請求項1記載の燃料電池装置。   2. The fuel cell device according to claim 1, wherein the first insertion hole is formed to have substantially the same shape as an inner edge in a cross section perpendicular to the axial direction of the protective tube.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016018751A (en) * 2014-07-11 2016-02-01 日本特殊陶業株式会社 Fuel cell stack, fuel cell module and fuel cell
JP2017511565A (en) * 2014-04-04 2017-04-20 ブルーム エネルギー コーポレイション Glow plug for fuel cell system and method for forming the same
CN108134112A (en) * 2017-12-25 2018-06-08 东风农业装备(襄阳)有限公司 Fuel cell system and its application
CN109891649A (en) * 2016-10-31 2019-06-14 京瓷株式会社 Fuel cell module and fuel-cell device
JP2019110059A (en) * 2017-12-19 2019-07-04 東芝燃料電池システム株式会社 Fuel battery module and fuel battery system
US10930943B2 (en) 2018-01-08 2021-02-23 Bloom Energy Corporation Fuel cell system including inductive heating element and method of using same
US11824232B2 (en) 2017-09-14 2023-11-21 Bloom Energy Corporation Internal light off mechanism for solid oxide fuel cell system startup using a spark ignitor

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017511565A (en) * 2014-04-04 2017-04-20 ブルーム エネルギー コーポレイション Glow plug for fuel cell system and method for forming the same
US12034189B2 (en) 2014-04-04 2024-07-09 Bloom Energy Corporation Fuel cell system glow plug and method of forming same
JP2016018751A (en) * 2014-07-11 2016-02-01 日本特殊陶業株式会社 Fuel cell stack, fuel cell module and fuel cell
CN109891649A (en) * 2016-10-31 2019-06-14 京瓷株式会社 Fuel cell module and fuel-cell device
CN109891649B (en) * 2016-10-31 2022-05-27 京瓷株式会社 Fuel cell module and fuel cell device
US11824232B2 (en) 2017-09-14 2023-11-21 Bloom Energy Corporation Internal light off mechanism for solid oxide fuel cell system startup using a spark ignitor
JP2019110059A (en) * 2017-12-19 2019-07-04 東芝燃料電池システム株式会社 Fuel battery module and fuel battery system
CN108134112A (en) * 2017-12-25 2018-06-08 东风农业装备(襄阳)有限公司 Fuel cell system and its application
US10930943B2 (en) 2018-01-08 2021-02-23 Bloom Energy Corporation Fuel cell system including inductive heating element and method of using same

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