[发明专利]燃料电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种具备收容有固体氧化物形燃料电池单元的发电室和内置该发电室的壳体的燃料电池模块。

背景技术

图26是表示现有的固体氧化物形燃料电池模块100的典型例的概略截面图(专利文献1、2等)。

在内置发电室111的大致长方体的金属制壳体1 10的4个侧面或2个侧面上配置热交换器120a、120b。在发电室111内设有：例如4列将燃料电池单元排列成1列而成的电池组80、分别配置在它们上方的改质器71、分别安装了电池组80的连通器(manifold)72。连通器72为燃料气体盒。在发电室111上配置含氧气体室140，从含氧气体室140向发电室111内下垂有多条含氧气体导入管141，且分别配置在电池组间。在连通器72和下壁之间、以及发电室111和热交换器120a、120b之间配置隔热材料61、62。没有图示，不过，在壳体110的外侧也适宜配置隔热材料，进而它们全体收容在适宜的框体中，构成燃料电池组装体。

含氧室140的底板142放置固定在热交换器120a、120b及发电室111的上面，该底板142的周缘向壳体110外方呈凸缘状突出。底板142的凸缘部分与壳体110焊接以密封气体。形成含氧室140的侧面及上面的构件放置固定在该底板142上，多个含氧气体导入管141安装在该底板142上。

图26中，含氧气体(例如空气)从外部摄取，从壳体110的下壁进入热交换器120a、120b的含氧气体流路(外侧流路)，从下方向上方通过，流入到含氧气体室140(白箭头)。另一方面，经由没有图示的被改质气体供给管，从外部向改质器71供给被改质气体(例如都市气体等碳氢气体)，利用改质催化剂被改质成富氢的燃料气体，通过没有图示的配管向连通器72输送。并且，利用经由含氧气体导入管141供给的含氧气体和从连通器72供给的燃料气体，在电池组80中产生发电反应，经由没有图示的输出机构输出电流。发电反应后的废气从发电室111上部进入热交换器120a、120b的废气流路(内侧流路)，从上方向下方通过，从壳体110下壁流出(黑箭头)。热交换器120a、120b内由于含氧气体流路和废气流路邻接从而进行热交换，利用废气的热对含氧气体进行预热。

在这种燃料电池模块100中进行发电之际，发电室111内必须保持700～1000℃左右的高温。

专利文献1：特开2005-123014号公报

专利文献2：特开2005-158526号公报

图26所示现有的燃料电池模块100中，热交换器120a、120b上端和含氧气体室140的底板142通过焊接凸缘部分而接合，从该焊接部分115容易发生含氧气体的泄漏。若通过热交换器成为高温的含氧气体发生泄漏，则不仅含氧气体的利用率下降，而且由于热损失也使热交换效率及发电效率降低，损害高效率热独立运转。

另外，壳体110隔着含氧气体室140的底板142而上下分离，从而不仅结构复杂而且部件数增多，且连接固定及/或焊接它们的组装工序也增多，部件保管成本及制造成本升高。

由于像这样在现有燃料电池模块的壳体上有比较多的焊接部位，从而，气体密封可靠性降低，另外还存在提高制造成本的问题。

发明内容

鉴于以上问题点，本发明的目的在于，提供一种固体氧化物形燃料电池模，其构造能够提高气体密封可靠性，同时能够降低制造成本和组装成本。

为了实现上述目的，本发明提供以下构成。

(1)技术方案1的燃料电池模块，其具备收容燃料电池单元的发电室和内置该发电室的大致长方体的壳体，其特征在于，

所述壳体的左右侧壁及上壁是利用相互隔开规定间隔并排设置的外壳构件和内壳构件形成反应气体流通空间的中空壁，该外壳构件及该内壳构件分别形成截面コ字状，

设有从所述上壁的内壳构件下垂到所述发电室内且与所述反应气体流通空间连通、向该发电室内导入反应气体的反应气体导入构件。

(2)技术方案2的燃料电池模块，其特征在于，在技术方案1中，在所述左右侧壁的内壳构件的发电室侧，利用相对于该内壳构件隔开规定间隔并排设置的废气用内壁形成废气流通空间，且该废气流通空间的上部与所述发电室连通。

(3)技术方案3的燃料电池模块，其特征在于，在技术方案1或2中，所述反应气体导入构件利用相互隔开规定间隔并排设置的一对板构件形成反应气体导入空间，且在该反应气体导入空间的下部、在该板构件上设置有反应气体导入开口。